JP2022112418A - 調湿装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本開示は、運転停止時の調湿手段の放湿による部品の劣化を抑制し易くできる調湿装置を提供する。【解決手段】本開示における調湿装置は、筐体と、空調対象空間に空気を供給する給気流路と、外部に空気を排出する排気流路と、給気流路および排気流路に配設され、空調対象空間に供給される空気と排出される空気が交差して熱交換する熱交換手段と、給気流路において、熱交換手段の下流側に配設された給気側熱交換手段と、排気流路において、熱交換手段の下流側に配設された排気側熱交換手段と、給気流路および排気流路に跨って配設され、給気側熱交換手段および排気側熱交換手段の下流側で、所定方向に回動するロータ形状を成す調湿手段と、を備えた調湿装置において、調湿手段は、回転軸が鉛直方向に沿って配設され、給気側熱交換手段および排気側熱交換手段よりも筐体内で低い位置に設置される。【選択図】図1
Description
本開示は、調湿装置に関する。
特許文献1は、回転軸が鉛直方向に延びる略水平の調湿体を備えた空気調和装置を開示する。特許文献1の空気調和装置では、空気調和装置の平面視で重なるように、高さ方向から順に、調湿体、加熱手段、顕熱熱交換手段が配設されている。特許文献1では、調湿体の回転速度を変更自在に構成し、かつ、加熱手段が加熱状態と加熱停止状態とを切り換え自在にすることで、装置が大型化させずに、加湿・除湿を行っている。
本開示は、運転停止時の調湿手段の放湿による部品の劣化を抑制し易くできる調湿装置を提供する。
本開示における調湿装置は、筐体と、筐体の内部に設けられ、外部から空気を導入して空調対象空間に空気を供給する給気流路と、筐体の内部に設けられ、空調対象空間から空気を導入して外部に空気を排出する排気流路と、給気流路および排気流路に配設され、空調対象空間に供給される空気と空調対象空間から排出される空気が交差して熱交換する熱交換手段と、給気流路において、熱交換手段の下流側に配設された給気側熱交換手段と、排気流路において、熱交換手段の下流側に配設された排気側熱交換手段と、給気流路および排気流路に跨って配設され、給気側熱交換手段および排気側熱交換手段の下流側で、所定方向に回動するロータ形状を成す調湿手段と、を備えた調湿装置において、調湿手段は、回転軸が鉛直方向に沿って配設され、給気側熱交換手段および排気側熱交換手段よりも筐体内で低い位置に設置される。
本開示における調湿ユニットおよび調湿装置では、調湿手段は、回転軸が鉛直方向に沿って配設され、給気側熱交換手段および排気側熱交換手段よりも筐体内で低い位置に設置される。これにより、運転停止時には、給気側熱交換手段および排気側熱交換手段に加熱された空気が上方に移動して、調湿手段に流入することを抑制でき、調湿手段の不必要な放湿を抑制できる。そのため、運転停止時の調湿手段の放湿による部品の劣化を抑制し易くできる。
(本開示の基礎となった知見等)
発明者らが本開示に想到するに至った当時、調湿装置では、高さ方向から順に、略水平の調湿体、加熱手段、顕熱熱交換手段が配設されていた。調湿手段では、吸着している水分は高温になると調湿手段から脱離し易くなり放湿される。このため、加熱手段が調湿手段よりも低い位置に配置される場合には、運転停止時に、送風手段などが停止するために、加熱手段の余熱や運転時に熱せられた空気が上方に移動し、調湿手段を放湿させる虞があった。そのため、筐体内の湿度が高くなり、筐体の内部の金属部品を腐食したり、樹脂部品を劣化させやすいと言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで本開示は、運転停止時の調湿手段の放湿による部品の劣化を抑制し易くできる調湿装置を提供する。
発明者らが本開示に想到するに至った当時、調湿装置では、高さ方向から順に、略水平の調湿体、加熱手段、顕熱熱交換手段が配設されていた。調湿手段では、吸着している水分は高温になると調湿手段から脱離し易くなり放湿される。このため、加熱手段が調湿手段よりも低い位置に配置される場合には、運転停止時に、送風手段などが停止するために、加熱手段の余熱や運転時に熱せられた空気が上方に移動し、調湿手段を放湿させる虞があった。そのため、筐体内の湿度が高くなり、筐体の内部の金属部品を腐食したり、樹脂部品を劣化させやすいと言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで本開示は、運転停止時の調湿手段の放湿による部品の劣化を抑制し易くできる調湿装置を提供する。
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
(実施の形態1)
以下、図1~図5を用いて、実施の形態1を説明する。
[1-1.構成]
[1-1-1.調湿装置の構成]
図1は、実施の形態1における調湿装置1の断面図である。図2は、実施の形態1における調湿装置1の底面図である。図3は、実施の形態1における調湿装置1の斜視図である。図1~図3では、調湿装置1の内部構造を模式的に示す。以下の説明において、前後、左右、および、上下、という方向の記載は、図1に示す調湿装置1を基準にして用いる。
本開示の調湿ユニット11を使用する装置の一例である調湿装置1について説明する。
調湿装置1は、空調対象空間の湿度を調整する装置である。
以下、図1~図5を用いて、実施の形態1を説明する。
[1-1.構成]
[1-1-1.調湿装置の構成]
図1は、実施の形態1における調湿装置1の断面図である。図2は、実施の形態1における調湿装置1の底面図である。図3は、実施の形態1における調湿装置1の斜視図である。図1~図3では、調湿装置1の内部構造を模式的に示す。以下の説明において、前後、左右、および、上下、という方向の記載は、図1に示す調湿装置1を基準にして用いる。
本開示の調湿ユニット11を使用する装置の一例である調湿装置1について説明する。
調湿装置1は、空調対象空間の湿度を調整する装置である。
調湿装置1は、筐体2を有する。筐体2の内部には、外部から導入されて空調対象空間に供給される空気、いわゆる、給気が流れる給気流路3と、空調対象空間から導入されて外部に排出される空気、いわゆる、排気が流れる排気流路4と、が設けられる。
給気流路3の上流端には、外気口3Oaが設けられる。給気流路3の下流端には、給気口3Saが設けられる。
排気流路4の上流端には、還気口4Raが設けられる。排気流路4の下流端には、排気口4Eaが設けられる。
給気流路3の上流端には、外気口3Oaが設けられる。給気流路3の下流端には、給気口3Saが設けられる。
排気流路4の上流端には、還気口4Raが設けられる。排気流路4の下流端には、排気口4Eaが設けられる。
給気流路3には、給気ファン(給気用送風手段)5が配置される。給気ファン5が作動することにより、給気流路3を空気が流れて、空調対象空間に空気が供給される。
排気流路4には、排気ファン6が配置される。排気ファン(排気用送風手段)6が作動することにより、排気流路4を空気が流れて、空調対象空間から空気が排出される。
排気流路4には、排気ファン6が配置される。排気ファン(排気用送風手段)6が作動することにより、排気流路4を空気が流れて、空調対象空間から空気が排出される。
給気流路3上および排気流路4上には、熱交換手段7が配置される。熱交換手段7には、互いに独立した空気の流路である第一の流路7Aと第二の流路7Bとが設けられている。第一の流路7Aが給気流路3に接続され、第二の流路7Bが排気流路4に接続される。本実施の形態の熱交換手段7は、全熱交換手段であり、伝熱性と透湿性とを有し、第一の流路7Aを流れる空気と、第二の流路7Bを流れる空気とが、顕熱(温度)と潜熱(湿度)との全熱の熱交換が可能に構成されている。ただし、熱交換手段7は、全熱交換手段に代えて、顕熱交換手段もでよく、第一の流路7Aを流れる空気と、第二の流路7Bを流れる空気とが、顕熱(温度)の熱交換を可能に構成されていてもよい。
給気流路3において、熱交換手段7の下流側には、給気側熱交換手段8が配設される。給気側熱交換手段8は、給気流路3を流れる空気に対して、加熱、冷却等を行う。
排気流路4において、熱交換手段7の下流側には、排気側熱交換手段9が配設される。排気側熱交換手段9は、排気流路4を流れる空気に対して、加熱、冷却等を行う。
給気側熱交換手段8は、加熱、冷却、ならびに、加熱および冷却のいずれも行わない、のいずれかに切替可能である。また、排気側熱交換手段9は、給気側熱交換手段8の加熱、冷却とは逆、加熱および冷却のいずれも行わない、のいずれかに切替可能である。
排気流路4において、熱交換手段7の下流側には、排気側熱交換手段9が配設される。排気側熱交換手段9は、排気流路4を流れる空気に対して、加熱、冷却等を行う。
給気側熱交換手段8は、加熱、冷却、ならびに、加熱および冷却のいずれも行わない、のいずれかに切替可能である。また、排気側熱交換手段9は、給気側熱交換手段8の加熱、冷却とは逆、加熱および冷却のいずれも行わない、のいずれかに切替可能である。
給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9の下流側には、調湿ユニット11が配置される。調湿ユニット11は、デシカントロータ(調湿手段)12と、デシカントロータ12を回転させる電動の調湿モータ(調湿手段駆動部)13とを有する。デシカントロータ12は、低温時に吸湿し高温時に放湿する調湿手段である。デシカントロータ12は、回転軸12Aを有し、回転軸12Aを中心に所定方向に回動するロータ形状を成す。すなわち、デシカントロータ12は、回転軸12A回りの回転体形状である。デシカントロータ12には、その内部に空気が流れる複数の流路が形成されている。デシカントロータ12は、給気流路3および排気流路4に跨って配設される。
デシカントロータ12は、例えば、基材に、シリカゲルや、ゼオライト、塩化リチウム等の吸湿材を塗布(保持、吸着)させることで構成される。デシカントロータ12に低温の空気が流入すると、空気中の水分が吸着されて、空気の除湿が行われる。また、デシカントロータ12に高温の空気が流入すると、デシカントロータ12に吸着している水分が空気中に脱離して、空気の加湿が行われる。
デシカントロータ12は、調湿モータ13が駆動することにより所定方向に回転する。デシカントロータ12は、ロータ形状部分が給気流路3と排気流路4との間を連続的に移動する。デシカントロータ12は、給気流路3および排気流路4の一方を流れる空気を除湿しながら、他方を流れる空気を加湿する。調湿ユニット11は、熱交換手段7よりも下流側の給気流路3を流れる空気、および、熱交換手段7よりも下流側の排気流路4を流れる空気を調湿する。
[1-1-2.調湿装置の詳細な構成]
実施の形態1における調湿装置1は、回転軸12Aの軸方向が上下方向(鉛直方向)となるように設置される。本実施の形態では、回転軸12Aの軸方向一端側が上側に対応する。回転軸12Aの軸方向他端側が下側に対応する。
筐体2は、直方体状に形成されており、上面板2Aと、下面板2Bと、左面板2Cと、右面板2Dと、後面板2Eと、前面板2F(図2等参照)と、を備える。
実施の形態1における調湿装置1は、回転軸12Aの軸方向が上下方向(鉛直方向)となるように設置される。本実施の形態では、回転軸12Aの軸方向一端側が上側に対応する。回転軸12Aの軸方向他端側が下側に対応する。
筐体2は、直方体状に形成されており、上面板2Aと、下面板2Bと、左面板2Cと、右面板2Dと、後面板2Eと、前面板2F(図2等参照)と、を備える。
図2、図3に示すように、左面板2Cには、前後一対の開口2C1、2C2が形成される。開口2C1と開口2C2とは同一の孔形状に形成される。本実施の形態では、後側の開口2C2の開口中心は、前側の開口2C1の開口中心よりも上方に位置する。前側の開口2C1は、給気口3Saを形成する。また、後側の開口2C2は、還気口4Raを形成する。
本実施の形態では、給気口3Saに対応して給気ファン5が配置される。給気ファン5は熱交換手段7の下流側に配置される。
本実施の形態では、給気口3Saに対応して給気ファン5が配置される。給気ファン5は熱交換手段7の下流側に配置される。
右面板2Dには、前後一対の開口2D1、2D2が形成される。開口2D1と開口2D2とは、同一の孔形状に形成される。なお、右面板2Dの開口2D1、2D2と、左面板2Cの開口2C1、2C2とは同一の孔形状に形成される。本実施の形態では、後側の開口2D2の開口中心は、前側の開口2D1の開口中心よりも上方に位置する。前側の開口2D1は、排気口4Eaを形成する。また、後側の開口2D2は、外気口3Oaを形成する。
本実施の形態では、排気口4Eaに対応して排気ファン6が配置される。排気ファン6は熱交換手段7の下流側に配置される。
本実施の形態では、排気口4Eaに対応して排気ファン6が配置される。排気ファン6は熱交換手段7の下流側に配置される。
筐体2の内部には、左右方向に延在する板状の第1の仕切部材21が配置されている。第1の仕切部材21は、左右対称状に形成される。第1の仕切部材21は、上下方向中央部に配置される。第1の仕切部材21は、前面板2Fから後方に延び、後面板2E側では適宜に下方に屈曲して延在し、筐体2の内部を分けるように配置され、還気口4Raおよび外気口3Oaと、給気口3Saおよび排気口4Eaとの間に取り付けられる。
第1の仕切部材21により、筐体2の内部には、還気口4Raおよび外気口3Oaが配置された上側の空間と、給気口3Saおよび排気口4Eaが配置された下側の空間とが形成される。
第1の仕切部材21により、筐体2の内部には、還気口4Raおよび外気口3Oaが配置された上側の空間と、給気口3Saおよび排気口4Eaが配置された下側の空間とが形成される。
第1の仕切部材21の左右方向中央部には、前後方向に延びる長孔状の開口21Aが形成される。
開口21Aの下方には、下面板2Bから上方の開口21Aに向かって延在する板状の第2の仕切部材22が配置される。第2の仕切部材22は、前面板2Fから後面板2Eに延びている。第2の仕切部材22は、第1の仕切部材21により形成された下側の空間を分けるように配置され、筐体2の内部には、給気口3Sa側の空間と、排気口4Ea側の空間とが形成される。
開口21Aの下方には、下面板2Bから上方の開口21Aに向かって延在する板状の第2の仕切部材22が配置される。第2の仕切部材22は、前面板2Fから後面板2Eに延びている。第2の仕切部材22は、第1の仕切部材21により形成された下側の空間を分けるように配置され、筐体2の内部には、給気口3Sa側の空間と、排気口4Ea側の空間とが形成される。
第1の仕切部材21の後部上方には、上面板2Aから下方の開口21Aに向かって延在する板状の第3の仕切部材23(図3参照)が配置される。第3の仕切部材23は、後面板2Eから熱交換手段7の後端まで延びている。第3の仕切部材23は、第1の仕切部材21により形成された上側の空間を分けるように配置され、筐体2の内部には、還気口4Ra側の空間と、外気口3Oa側の空間とが形成される。
第1の仕切部材21の開口21Aには、四角柱状(略柱状)に延びる熱交換手段7が配置される。熱交換手段7は、第2の仕切部材22と、筐体2の上面板2Aとの間に挟まれた状態で配置される。熱交換手段7は、回転軸12Aの延長線Lと重なる位置に設けられ、延長線Lと交差する方向の一例としての前後方向に延びて配置される。すなわち、本実施の形態では、熱交換手段7の延出方向は前後方向が対応する。なお、以下では、回転軸12Aの延長線Lも回転軸Lと呼ぶ。
本実施の形態の熱交換手段7は、いわゆる、直交型の熱交換手段7であり、第一の流路7Aと第二の流路7Bとが直交している。熱交換手段7は、例えば、親水性樹脂や難燃性の薬剤を備える多孔質基材で構成され、直線状の流路を備える四角板状の基材が、向きを変えながら交互に積層されることにより、第一の流路7Aと第二の流路7Bとが直交する四角柱形状の熱交換手段7が構成される。
熱交換手段7は、四角柱形状の四つ角それぞれに仕切部材21、22、上面板2Aが位置するように配置される。つまり、熱交換手段7の四角柱形状の対角線が仕切部材21、22の延長線上となるように配置される。これにより、熱交換手段7は、第一の流路7Aが右上から左下に延び、第二の流路7Bが左上から右下に延びるように配置される。
第一の流路7Aは、右上面の給気流入面7A1で外気口3Oa側の空間に接続され、左下面に設けられる給気流出面7A2で給気口3Sa側の空間に接続される。また、第二の流路7Bは、左上面に設けられる排気流入面7B1で還気口4Ra側の空間に接続され、右下面に設けられる排気流出面7B2で排気口4Ea側の空間に接続される。
給気流出面7A2と排気流出面7B2とは、所定の傾斜角度で水平面に対して傾斜しており、下方に進むにしたがって互いに近づくように傾斜している。
筐体2と仕切部材21~23とによって形成された4つの空間、および、熱交換手段7の流路7A、7Bにより、筐体2の内部には、給気流路3および排気流路4が形成される。
給気流出面7A2と排気流出面7B2とは、所定の傾斜角度で水平面に対して傾斜しており、下方に進むにしたがって互いに近づくように傾斜している。
筐体2と仕切部材21~23とによって形成された4つの空間、および、熱交換手段7の流路7A、7Bにより、筐体2の内部には、給気流路3および排気流路4が形成される。
熱交換手段7の下方には、給気側熱交換手段8と排気側熱交換手段9とが配置される。本実施の形態では、給気側熱交換手段8が給気流路3に配置され、排気側熱交換手段9が排気流路4に配置される点以外は、給気側熱交換手段8と排気側熱交換手段9とは、同様に構成される。
熱交換手段8、9は、いわゆる、フィンアンドチューブ式熱交換器であり、冷媒が流れる管(不図示)と、空気と吸放熱を行う吸放熱部(不図示)と、を有する。熱交換手段8、9は、直列的に接続されて、筐体2の外部の冷媒回路に接続される。熱交換手段8、9には、冷媒回路を介して冷媒が流れる。熱交換手段8、9では、その内部を通過する空気と冷媒とが熱交換され、空気が加熱、冷却される。
熱交換手段8、9は、外観が断面矩形状の柱状に形成されている。すなわち、熱交換手段8、9は、外観が、前後方向に延びる板状に形成されている。熱交換手段8、9は、厚み方向に延びる直線状の空気の流路(不図示)を備える。熱交換手段8、9は、長辺側の面に空気を内部の流路に流入させる流入面8A、9Aと、空気を内部の流路から流出させる流出面8B、9Bと、を備える。流入面8A、9Aと流出面8B、9Bとは略平行に設けられ、熱交換手段8、9内の空気の流路長は、流入する位置によらず一定となるように構成されている。なお、本実施の形態の説明では、「略」を、加工誤差や組付け誤差等の多少の違いを許容する意味で使用することがある。つまり、略平行とは、基本的には平行を意味し、加工誤差や組付け誤差等で平行でない場合も、平行に含むという意味で用いている。
給気側熱交換手段8は、流入面8Aが、熱交換手段7の給気流出面7A2に対向して略平行に配置される。また、排気側熱交換手段9は、流入面9Aが、熱交換手段7の排気流出面7B2に対向して略平行に配置される。略平行に配置することにより、それぞれの流路3、4において、熱交換手段7から流出した空気が熱交換手段8、9に流入するまでの距離が均一化され易くなっている。
ここで、熱交換手段7の給気流出面7A2と排気流出面7B2とは、水平面に対して傾斜しており、下方に進むに連れて互いに接近するように傾斜する。よって、それらに略平行の給気側熱交換手段8と排気側熱交換手段9とも、水平面に対して傾斜しており、下方に進むに連れて互いに接近するように傾斜している。給気側熱交換手段8の下端と排気側熱交換手段9の下端とが互いに近接している。
給気側熱交換手段8の下端および排気側熱交換手段9の下端の下方には、前後方向に延びるドレンパン24が配置される。ドレンパン24は、熱交換手段8、9で生じた結露水を受ける。本実施の形態では、熱交換手段8、9は、熱交換手段8、9からの結露水の落下位置が左右方向中央部に集中し易い配置となっている。複数の熱交換手段8、9でドレンパン24を共通化しても、ドレンパン24を左右方向にコンパクトにできる。ドレンパン24は流路3、4を狭めないように配置可能である。
熱交換手段8、9の下方には、調湿ユニット11が配置される。調湿ユニット11の調湿モータ13は筐体2の下面板2Bに支持される。調湿モータ13の駆動軸13Aは、上下方向に延びている。駆動軸13Aの上端部には、デシカントロータ12が支持される。デシカントロータ12は、熱交換手段8、9よりも筐体2内で下方(低い位置)に設置される。加熱手段となり得る熱交換手段8、9が、デシカントロータ12よりも上方(高い位置)に設置されるため、熱交換手段8、9の熱で温められた空気は、自然には、デシカントロータ12に移動し難くなっている。調湿装置1が停止して、ファン5、6や熱交換手段8、9の加熱機能が停止した際に、熱交換手段8、9の余熱等で高温となった空気が、デシカントロータ12に流入し難なっている。デシカントロータ12に水分(湿気)が残っていても、運転停止後にデシカントロータ12は放湿し難くなっている。そのため、筐体2内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を防止することができる。
デシカントロータ12は、上面(回転軸Lの軸方向一側面)に空気の入口面12Bを備え、下面(回転軸Lの軸方向他側面)に空気の出口面12Cを備える。デシカントロータ12は下面板2Bに近接して配置される。
デシカントロータ12の入口面12B側には、左右一対の給気ガイド板25と排気ガイド板26とが設けられている。給気ガイド板25と排気ガイド板26とは、熱交換手段7の流路7A、7Bから流出した空気をデシカントロータ12の入口面12Bに案内する。
図2に示すように、本実施の形態では、調湿ユニット11は、前後方向(水平方向)に複数設けられ、前後方向に並列配置される。調湿装置1には、複数個のデシカントロータ12が配置されるため、調湿能力が大きい調湿装置1とすることができる。また、デシカントロータ12が水平方向に並んで配置されるため、デシカントロータ12が互いの放湿の影響を受け難くできる。
なお、調湿ユニット11は、第2の仕切部材22を横切るように配置されるが、第2の仕切部材22には、調湿ユニット11の各部材を配置可能に適宜の開口、切欠きが形成されている。
なお、調湿ユニット11は、第2の仕切部材22を横切るように配置されるが、第2の仕切部材22には、調湿ユニット11の各部材を配置可能に適宜の開口、切欠きが形成されている。
給気流路3において、熱交換手段7の上流側には、入口温度センサ28が配置される。入口温度センサ28は、熱交換手段7の給気流入面7A1に流入する空気の温度を検出する。
排気流路4において、熱交換手段7の上流側には、還気温度センサ29が配置される。還気温度センサ29は、還気温度センサ29は還気口4Raから流入する空気、いわゆる、還気の温度を検出する。
排気流路4において、熱交換手段7の上流側には、還気温度センサ29が配置される。還気温度センサ29は、還気温度センサ29は還気口4Raから流入する空気、いわゆる、還気の温度を検出する。
[1-1-3.空気調和システムの制御構成]
図4は、実施の形態1における調湿装置1の制御構成を示すブロック図である。
調湿装置1は、調湿制御部50と、調湿通信部60とを備える。
図4は、実施の形態1における調湿装置1の制御構成を示すブロック図である。
調湿装置1は、調湿制御部50と、調湿通信部60とを備える。
調湿制御部50は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro-Processing Unit)等のプログラムを実行するプロセッサーである調湿プロセッサー51、及び、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の調湿記憶部52を備え、調湿装置1の各部を制御する。調湿制御部50は、調湿プロセッサー51が、調湿記憶部52に記憶された制御プログラムを読み出して処理を実行するように、ハードウェア及びソフトウェアの協働により各種処理を実行する。
調湿記憶部52は、調湿プロセッサー51が実行するプログラムや、調湿プロセッサー51により処理されるデータを記憶する記憶領域を有する。調湿記憶部52は、調湿プロセッサー51が実行する制御プログラムや、調湿装置1の各種設定に係る設定データ、その他の各種データを記憶する。調湿記憶部52は、プログラムやデータを不揮発的に記憶する不揮発性記憶領域を有する。また、調湿記憶部52は、揮発性記憶領域を備え、調湿プロセッサー51が実行するプログラムや処理対象のデータを一時的に記憶するワークエリアを構成してもよい。
調湿通信部60は、所定の通信規格に従った通信ハードウェアにより構成され、調湿制御部50の制御で、外部の装置と通信可能である。
調湿制御部50には、調湿操作部70、給気ファン5、排気ファン6、調湿モータ13、入口温度センサ28、還気温度センサ29などが電気的に接続されている。
調湿操作部70は、操作スイッチや、タッチパネル等の入力手段を備え、ユーザーの入力手段に対する操作を検出し、その操作信号を調湿制御部50に出力する。実施の形態1の調湿操作部70は、調湿装置1に冷房除湿運転、暖房加湿運転、換気運転などの運転をするため入力手段が設けられている。なお、本実施の形態の換気運転は、熱交換手段8、9の機能を停止させた状態でファン5、6と調湿モータ13を作動させる運転である。調湿制御部50は、調湿操作部70からの入力に基づいて、入力手段に対する操作に対応する処理を実行する。
調湿制御部50は、給気ファン5と排気ファン6と調湿モータ13とに少なくとも運転、停止を指示する。調湿制御部50は、調湿操作部70の操作信号に基づいて、調湿装置1の運転実行、運転停止をする。調湿制御部50は、入口温度センサ28、還気温度センサ29の検出信号に基づいて、給気ファン5、排気ファン6、調湿モータ13を制御する。
本実施の形態の調湿制御部50は、調湿装置1の運転を停止する場合に、排気側熱交換手段9に加熱機能を持たせる(排気側熱交換手段9を加熱する)と共に、排気ファン6と調湿モータ13とを第1所定時間だけ運転する第1乾燥モードを実行する。
[1-2.動作]
以上のように構成された調湿装置1について、以下その動作、作用を説明する。
[1-2-1.調湿装置の動作]
調湿装置1では、給気ファン5と排気ファン6とが作動すると、給気流路3には矢印3Aで示すように空気(給気)が流れ、排気流路4には矢印4Aで示すように空気(排気)が流れる。また、調湿装置1では、調湿モータ13が作動すると、デシカントロータ12が回転軸12Aを中心に回転する。
以上のように構成された調湿装置1について、以下その動作、作用を説明する。
[1-2-1.調湿装置の動作]
調湿装置1では、給気ファン5と排気ファン6とが作動すると、給気流路3には矢印3Aで示すように空気(給気)が流れ、排気流路4には矢印4Aで示すように空気(排気)が流れる。また、調湿装置1では、調湿モータ13が作動すると、デシカントロータ12が回転軸12Aを中心に回転する。
筐体2内の流路3、4に導入された空気は、熱交換手段7に流入して互いに全熱交換して流出し、その熱交換手段7よりも下方にある熱交換手段7、8で、冷却、加熱等される。冷却、加熱等された空気は、熱交換手段7、8よりも下方のデシカントロータ12に流入する。デシカントロータ12では、低温の空気が除湿され、高温の空気が加湿される。デシカントロータ12で調湿された空気は、空調対象空間あるいは、室外(外部)に、供給、排気される。
本実施の形態の調湿装置1では、デシカントロータ12が熱交換手段8、9よりも下方(低い位置)に配置されており、例えば、熱交換手段8、9の上方(高い位置)にデシカントロータが配置される場合に比べて、熱交換手段8、9で熱せられた空気の影響を受け難くなっており、運転停止時にデシカントロータ12からの不必要な放湿が抑制され易くなっている。よって、筐体2内部の板金部品が腐食したり、樹脂部品が劣化したりし難くなっている。
[1-2-2.調湿装置の停止運転の動作]
図5は、実施の形態1における調湿装置1の停止運転の動作を示すフローチャートである。
調湿制御部50は、調湿装置1が通常運転を開始すると、調湿装置1の通常運転を終了する否かを判別する(ステップST11)。調湿装置1の通常運転とは、本実施の形態では、給気ファン5と排気ファン6との両方を作動させる運転をいい、冷房除湿運転、暖房加湿運転、または、換気運転をいう。通常運転を終了するか否かは、調湿装置1の調湿操作部70の入力に基づいて判別可能である。
図5は、実施の形態1における調湿装置1の停止運転の動作を示すフローチャートである。
調湿制御部50は、調湿装置1が通常運転を開始すると、調湿装置1の通常運転を終了する否かを判別する(ステップST11)。調湿装置1の通常運転とは、本実施の形態では、給気ファン5と排気ファン6との両方を作動させる運転をいい、冷房除湿運転、暖房加湿運転、または、換気運転をいう。通常運転を終了するか否かは、調湿装置1の調湿操作部70の入力に基づいて判別可能である。
調湿制御部50は、通常運転を終了しない場合(ステップST11;NO)、ステップST11を繰り返す。
調湿制御部50は、通常運転を終了する場合(ステップST11;YES)、入口温度センサ28に基づいて入口温度を取得し、還気温度センサ29に基づいて還気温度を取得する(ステップST12)。
調湿制御部50は、通常運転を終了する場合(ステップST11;YES)、入口温度センサ28に基づいて入口温度を取得し、還気温度センサ29に基づいて還気温度を取得する(ステップST12)。
調湿制御部50は、入口温度と還気温度とを取得すると、入口温度が還気温度よりも大きいか否かを判別する(ステップST13)。
調湿制御部50は、入口温度が還気温度よりも大きいと判別する場合(ステップST13;YES)、第1乾燥モードを開始する(ステップST14)。第1乾燥モードは、排気流路4の空気にデシカントロータ12の水分を放湿させて外部に排気するための運転モードである。すなわち、第1乾燥モードでは、調湿制御部50は、排気ファン6をONとし作動させる。また、調湿制御部50は、排気側熱交換手段9に加熱機能を持たせる(加熱ON)。さらに、調湿制御部50は、調湿モータ13をONとし作動させる。また、調湿制御部50は、給気ファン5をOFFとし停止させる。
一般に、調湿装置1の通常運転を終了しようとする場合において、入口温度が還気温度よりも大きい場合、夏期での運転である。そして、夏期は、外気の湿度が高い傾向にある。第1乾燥モードでは、排気ファン6がONであるため、空調対象空間から筐体2内に還気が取り込まれて、排気流路4を空気が流れる。このとき、排気側熱交換手段9が加熱機能を有するため、排気流路4の空気は加熱され、デシカントロータ12を通過する際にはデシカントロータ12から水分を脱離させて室外に排気できる。また、給気ファン5がOFFであるため、筐体2内に湿度の高い外気は取り込まれておらず、デシカントロータ12は湿度の供給源が絶たれた状態であり乾燥し易くなっている。
調湿制御部50は、第1所定時間を計測する不図示のタイマを作動させる(ステップST15)。第1所定時間は、実験などによりデシカントロータ12の放湿特性に基づいて予め設定されている。
調湿制御部50は、第1乾燥モードを開始してから第1所定時間が経過したか否かを判別する(ステップST16)。
調湿制御部50は、第1所定時間が経過していないと判別する場合(ステップST16;NO)、ステップST16を繰り返す。
調湿制御部50は、第1所定時間が経過したと判別する場合(ステップST16;YES)、第1乾燥モードを終了する(ステップST17)。すなわち、調湿制御部50は、排気ファン6をOFFとし停止させる。また、調湿制御部50は、排気側熱交換手段9の稼働をOFFとし加熱を停止させる。さらに、調湿制御部50は、調湿モータ13をOFFとし停止させる。
そして、調湿制御部50は、調湿装置1の停止運転を終了する。
そして、調湿制御部50は、調湿装置1の停止運転を終了する。
調湿制御部50は、入口温度が還気温度よりも大きくないと判別する場合(ステップST13;NO)、入口温度が、冬を示す所定温度よりも大きいか否かを判別する(ステップST21)。所定温度は、例えば、冬の平均温度に基づいて設定される。
調湿制御部50は、入口温度が所定温度よりも大きいと判別する場合(ステップST21;YES)、第2乾燥モードを開始する(ステップST22)。第2乾燥モードは、給気流路3の空気にデシカントロータ12の水分を放湿させて空調対象空間に給気するための運転モードである。すなわち、第2乾燥モードでは、調湿制御部50は、給気ファン5をONとし作動させる。また、調湿制御部50は、給気側熱交換手段8に加熱機能を持たせる(加熱ON)。さらに、調湿制御部50は、調湿モータ13をONとし作動させる。また、調湿制御部50は、排気ファン6をOFFとし停止させる。
一般に、調湿装置1の通常運転を終了しようとする場合において、入口温度が、還気温度よりも小さく且つ所定温度よりも大きい場合には、春期、秋期の中間期での運転である。そして、中間期は、夏に比べて外気の湿度が低い傾向にある。第2乾燥モードでは、給気ファン5がONであるため、室外から筐体2内に湿度の低い外気が取り込まれて、給気流路3を空気が流れる。このとき、給気側熱交換手段8が加熱機能を有するため、給気流路3の空気は加熱され、デシカントロータ12を通過する際にはデシカントロータ12から水分を脱離させて筐体2内に供給できる。また、排気ファン6が停止しており、デシカントロータ12は湿度の供給源が絶たれた状態であり乾燥し易くなっている。
調湿制御部50は、第2所定時間を計測する不図示のタイマを作動させる。第2所定時間は、実験などによりデシカントロータ12の放湿特性に基づいて予め設定される。第2所定時間は、第1所定時間に比べて短い時間が設定される。
調湿制御部50は、第2乾燥モードを開始してから第2所定時間が経過したか否かを判別する(ステップST24)。中間期では、外気の湿度が夏に比べて低い傾向にあり、通常運転時に、デシカントロータ12に吸着された水分が少なくなり易い。よって、第2所定時間を、第1所定時間よりも短くすることにより、デシカントロータ12を乾燥させるための第2乾燥モードの実行時間が過剰に長くなることを抑制できる。
調湿制御部50は、第2所定時間が経過してないと判別する場合(ステップST24;NO)、ステップST24を繰り返す。
調湿制御部50は、第2所定時間が経過したと判別する場合(ステップST24;YES)、第2乾燥モードを終了する(ステップST25)。すなわち、調湿制御部50は、給気ファン5をOFFとし停止させる。また、調湿制御部50は、給気側熱交換手段8の稼働をOFFとし加熱を停止させる。さらに、調湿制御部50は、調湿モータ13をOFFとし停止させる。
そして、調湿制御部50は、調湿装置1の停止運転を終了する。
そして、調湿制御部50は、調湿装置1の停止運転を終了する。
調湿制御部50は、入口温度が所定温度よりも大きくないと判別する場合(ステップST21;NO)、調湿装置1内の各機器をOFFとして(ステップST31)、停止運転を終了する。一般に、入口温度が所定温度よりも大きくない場合には、冬期での運転である。そして、冬期は外気が乾燥しており湿度が低い傾向にある。このため、通常運転再開時に、外部から取り込まれて給気流路3を流れる空気の湿度が十分でない虞がある。よって、本実施の形態では、所定温度よりも低い場合には、デシカントロータ12を乾燥させる乾燥モードを実行することなく、各機器を停止させる。これにより、デシカントロータ12に敢えて水分(湿気)を持たせて、次回、調湿装置1の通常運転時に速やかに給気流路3の空気を加湿し易くしている。
[1-3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、調湿装置1は、筐体2と、筐体2の内部に設けられ、外部から空気を導入して空調対象空間に空気を供給する給気流路3と、筐体2の内部に設けられ、空調対象空間から空気を導入して外部に空気を排出する排気流路4と、を備える。また、調湿装置1は、給気流路3および排気流路4に配設され、空調対象空間に供給される空気と空調対象空間から排出される空気が交差して熱交換する熱交換手段7と、給気流路3において、熱交換手段7の下流側に配設された給気側熱交換手段8と、排気流路4において、熱交換手段7の下流側に配設された排気側熱交換手段9と、を備える。さらに、調湿装置1は、給気流路3および排気流路4に跨って配設され、給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9の下流側で、所定方向に回動するロータ形状を成すデシカントロータ12を備える。この調湿装置1において、デシカントロータ12は、回転軸12Aが鉛直方向に沿って配設され、給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9よりも筐体2内で低い位置に設置される。
これにより、加熱手段となり得る給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9が、デシカントロータ12よりも高い位置に設置されるので、調湿装置1が停止した際にデシカントロータ12に湿気が残っていても、熱交換手段8、9からの空気の熱で放湿されることを抑制できる。そのため、湿気による筐体2内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を抑制することができる。
以上のように、本実施の形態において、調湿装置1は、筐体2と、筐体2の内部に設けられ、外部から空気を導入して空調対象空間に空気を供給する給気流路3と、筐体2の内部に設けられ、空調対象空間から空気を導入して外部に空気を排出する排気流路4と、を備える。また、調湿装置1は、給気流路3および排気流路4に配設され、空調対象空間に供給される空気と空調対象空間から排出される空気が交差して熱交換する熱交換手段7と、給気流路3において、熱交換手段7の下流側に配設された給気側熱交換手段8と、排気流路4において、熱交換手段7の下流側に配設された排気側熱交換手段9と、を備える。さらに、調湿装置1は、給気流路3および排気流路4に跨って配設され、給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9の下流側で、所定方向に回動するロータ形状を成すデシカントロータ12を備える。この調湿装置1において、デシカントロータ12は、回転軸12Aが鉛直方向に沿って配設され、給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9よりも筐体2内で低い位置に設置される。
これにより、加熱手段となり得る給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9が、デシカントロータ12よりも高い位置に設置されるので、調湿装置1が停止した際にデシカントロータ12に湿気が残っていても、熱交換手段8、9からの空気の熱で放湿されることを抑制できる。そのため、湿気による筐体2内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を抑制することができる。
本実施の形態のように、調湿装置1は、給気側熱交換手段8は、加熱、冷却、ならびに、加熱および冷却のいずれも行わないように切替可能であるとともに、排気側熱交換手段9は、給気側熱交換手段8の加熱、冷却とは逆、または、加熱および冷却のいずれも行わないように切替可能であってもよい。
これにより、給気流路3と排気流路4との空気に対して、加熱と、冷却と、加熱および冷却のいずれも行わない、とを使い分けて、デシカントロータ12に所望の温度の空気を流入させることができる。
これにより、給気流路3と排気流路4との空気に対して、加熱と、冷却と、加熱および冷却のいずれも行わない、とを使い分けて、デシカントロータ12に所望の温度の空気を流入させることができる。
本実施の形態のように、調湿装置1は、デシカントロータ12は、水平方向に複数設置されてもよい。
これにより、複数個のデシカントロータ12が配置されるため、調湿能力が大きい調湿装置とすることができる。また、デシカントロータ12が水平方向に並んで配置されるため、デシカントロータ12が互いの放湿の影響を受け難くできる。
これにより、複数個のデシカントロータ12が配置されるため、調湿能力が大きい調湿装置とすることができる。また、デシカントロータ12が水平方向に並んで配置されるため、デシカントロータ12が互いの放湿の影響を受け難くできる。
本実施の形態のように、調湿装置1は、熱交換手段7は、空調対象空間に供給される空気が熱交換手段7から流出する給気流出面7A2と、空調対象空間から排出される空気が熱交換手段7から流出する排気流出面7B2とを備え、給気流出面7A2と排気流出面7B2とは、所定の傾斜角度で水平面に対して傾斜して設けられ、給気側熱交換手段8の長辺側の流入面8Aおよび流出面8Bは、給気流出面7A2と略平行となるように設置され、排気側熱交換手段の長辺側の流入面9Aおよび流出面9Bは、排気流出面7B2と略平行となるように設置されてもよい。
これにより、流路3,4において、熱交換手段7の流出面7A2、7B2から、熱交換手段8、9の流入面8A、9Aまでの距離が略均一となると共に、熱交換手段8,9内の流路長がほぼ均一となるため、上記以外の配置に比べて、デシカントロータ12へ流入する空気を均一化することができる。また、給気側熱交換手段8、および、排気側熱交換手段9が水平面に対して傾斜するため、熱交換手段8、9から発生した結露水を確実に熱交換手段8、9から排水することができる。
これにより、流路3,4において、熱交換手段7の流出面7A2、7B2から、熱交換手段8、9の流入面8A、9Aまでの距離が略均一となると共に、熱交換手段8,9内の流路長がほぼ均一となるため、上記以外の配置に比べて、デシカントロータ12へ流入する空気を均一化することができる。また、給気側熱交換手段8、および、排気側熱交換手段9が水平面に対して傾斜するため、熱交換手段8、9から発生した結露水を確実に熱交換手段8、9から排水することができる。
本実施の形態のように、調湿装置1は、給気流路3に配置され、空調対象空間に空気を供給する給気ファン5と、排気流路4に配置され、空調対象空間から空気を排出する排気ファン6と、デシカントロータ12を回転駆動する調湿モータ13と、給気ファン5と排気ファン6と調湿モータ13とに少なくとも運転、停止を指示する調湿制御部50と、を備えてもよい。そして、調湿制御部50は、運転を停止する場合に、排気側熱交換手段9を加熱すると共に排気ファン6と調湿モータ13とを第1所定時間、運転する第1乾燥モードを実行してもよい。
これにより、調湿装置1の周囲温度が上がるような夏期の場合でも、運転停止後にデシカントロータ12に残った湿気が筐体内に放湿されることを防止し易くできる。このため、筐体内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を防止することができる。
これにより、調湿装置1の周囲温度が上がるような夏期の場合でも、運転停止後にデシカントロータ12に残った湿気が筐体内に放湿されることを防止し易くできる。このため、筐体内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を防止することができる。
(実施の形態2)
以下、図6~図9を用いて、実施の形態2を説明する。
以下、図6~図9を用いて、実施の形態2を説明する。
[2-1.構成]
[2-1-1.調湿装置の構成]
図6は、実施の形態2における調湿装置201の断面図である。図6は、実施の形態1の図1に対応する。
実施の形態2にかかる調湿装置201は、排気流路4において、排気側熱交換手段9とデシカントロータ12との間に、補助加熱手段10が配置されている。
[2-1-1.調湿装置の構成]
図6は、実施の形態2における調湿装置201の断面図である。図6は、実施の形態1の図1に対応する。
実施の形態2にかかる調湿装置201は、排気流路4において、排気側熱交換手段9とデシカントロータ12との間に、補助加熱手段10が配置されている。
補助加熱手段10は、排気側熱交換手段9が排気流路4の空気を加熱する場合に、排気側熱交換手段9が加熱する空気を補助的に加熱する。補助加熱手段10は、例えば、電気ヒータである。補助加熱手段10は、外観が、前後方向に延びる板状に形成されている。補助加熱手段10は、厚み方向に延びる直線状の空気の流路(不図示)を備える。補助加熱手段10は、長辺側の面に空気を内部の流路に流入させる流入面10Aと、空気を内部の流路から流出させる流出面10Bと、を備える。流入面10Aと流出面10Bとは略平行に設けられている。補助加熱手段10は、流入面10Aが、排気側熱交換手段9の流出面9Bに対向して略平行に配置され、排気流路4において、排気側熱交換手段9から流出した空気が補助加熱手段10に流入するまでの距離が均一化され易くなっている。
[2-1-2.空気調和システムの構成]
図7は、実施の形態2における空気調和システム100の構成図である。
本開示の調湿装置201を使用する装置の一例である空気調和システム100について説明する。空気調和システム100は、空気調和装置110と、調湿装置201と、を有する。
図7は、実施の形態2における空気調和システム100の構成図である。
本開示の調湿装置201を使用する装置の一例である空気調和システム100について説明する。空気調和システム100は、空気調和装置110と、調湿装置201と、を有する。
空気調和装置110は、室外機120と、室内機130と、を備える。
室外機120は、圧縮機121と、四方弁122と、室外熱交換器123と、室外膨張弁124と、気液分離器125と、室外送風ファン126と、を備える。
室内機130は、室内膨張弁131と、室内熱交換器132と、室内送風ファン133と、を備える。
室外機120は、圧縮機121と、四方弁122と、室外熱交換器123と、室外膨張弁124と、気液分離器125と、室外送風ファン126と、を備える。
室内機130は、室内膨張弁131と、室内熱交換器132と、室内送風ファン133と、を備える。
室外機120の各機器121~125と、室内機130の各機器131~132は適宜の冷媒配管140で接続される。室外機120の各機器121~125と、室内機130の各機器131~132と、冷媒配管140とにより、空気調和装置110の冷媒回路111が構成される。
冷媒配管140は、室外熱交換器123の室外膨張弁124側と、室内熱交換器132の室内膨張弁131側とを接続する冷媒配管141を備える。また、冷媒配管140は、四方弁122と室内熱交換器132との間を接続する冷媒配管142を備える。本実施形態では、室内機130は複数設けられ、各室内機130は、冷媒配管141と冷媒配管142との間に並列に接続される。
調湿装置201は、冷媒配管141と冷媒配管142との間に、室内機130と並列に接続される。給気側熱交換手段8は冷媒配管142に接続される。排気側熱交換手段9は冷媒配管141に接続される。給気側熱交換手段8と排気側熱交換手段9との間には、互いを接続する接続配管241が設けられる。接続配管241には、ドライ弁(膨張手段)242が配置される。ドライ弁242と給気側熱交換手段8との間には、バイパス管(バイパス回路)243が接続される。バイパス管243は、接続配管241から延びて排気側熱交換手段9の冷媒配管141側に接続される。バイパス管243には、逆止弁244が設けられる。逆止弁244は、接続配管241から冷媒配管141側への冷媒の流れを許容し、冷媒配管141から接続配管241への冷媒の流れを遮断する。冷媒配管141、142に接続される調湿装置201の冷媒配管の両端には、冷媒遮断弁245、246が設けられている。
本実施の形態の調湿装置201では、給気側熱交換手段8と排気側熱交換手段9の熱媒体に冷媒を用い、さらに、給気側熱交換手段8と排気側熱交換手段9とを冷媒回路111で環状に接続する。よって、熱媒体に水を使用する場合に比べて、熱交換手段8、9をよりコンパクト化することが可能となる。そのため、調湿装置201がさらにコンパクトかつ軽量化され、調湿装置201の施工性が向上することができる。
[2-1-4.空気調和システムの制御構成]
図8は、実施の形態2における空気調和システム100の制御構成を示すブロック図である。
空気調和装置110は、空調制御部150と、空調通信部160とを備える。
図8は、実施の形態2における空気調和システム100の制御構成を示すブロック図である。
空気調和装置110は、空調制御部150と、空調通信部160とを備える。
空調制御部150は、CPUやMPU等のプログラムを実行するプロセッサーである空調プロセッサー151と、ROMやRAM等の空調記憶部152を備え、空気調和装置110の各部を制御する。空調制御部150は、空調プロセッサー151が、空調記憶部152に記憶された制御プログラムを読み出して処理を実行するように、ハードウェア及びソフトウェアの協働により各種処理を実行する。
空調記憶部152は、空調プロセッサー151が実行するプログラムや、空調プロセッサー151により処理されるデータを記憶する記憶領域を有する。空調記憶部152は、空調プロセッサー151が実行する制御プログラムや、空気調和装置110の各種設定に係る設定データ、その他の各種データを記憶する。空調記憶部152は、プログラムやデータを不揮発的に記憶する不揮発性記憶領域を有する。また、空調記憶部152は、揮発性記憶領域を備え、空調プロセッサー151が実行するプログラムや処理対象のデータを一時的に記憶するワークエリアを構成してもよい。
空調通信部160は、所定の通信規格に従った通信ハードウェアにより構成され、空調制御部150の制御で、外部の装置と通信可能である。本実施の形態では、空調通信部160は、調湿空調制御部150の制御で、調湿装置201の調湿通信部260と通信する。
空調制御部150には、空調操作部170と、空調表示部171とが電気的に接続されている。
空調操作部170は、操作スイッチや、タッチパネル等の入力手段を備え、ユーザーの入力手段に対する操作を検出し、検出結果を空調制御部150に出力する。
空調操作部170は、操作スイッチや、タッチパネル等の入力手段を備え、ユーザーの入力手段に対する操作を検出し、検出結果を空調制御部150に出力する。
空調表示部171は、LED(Light Emitting Diode)や表示パネル等を備え、空調制御部150の制御に従って、LEDの所定の態様での点灯/点滅/消灯や、表示パネルへの運転情報の表示等を実行する。
空調制御部150には、吐出圧力センサ180、吸入圧力センサ181、吐出温度センサ182、吸入温度センサ183、外気温センサ184が電気的に接続されている。空調制御部150には、センサ180~184の検出値が入力される。
吐出圧力センサ180は、圧縮機121の吐出側において圧縮機121と室外熱交換器123との間に設けられ、圧縮機121が吐出する冷媒の圧力を検出する。
吸入圧力センサ181は、圧縮機121の吸入側において圧縮機121と気液分離器125との間に設けられ、圧縮機121に流入する冷媒の圧力を検出する。
吐出圧力センサ180は、圧縮機121の吐出側において圧縮機121と室外熱交換器123との間に設けられ、圧縮機121が吐出する冷媒の圧力を検出する。
吸入圧力センサ181は、圧縮機121の吸入側において圧縮機121と気液分離器125との間に設けられ、圧縮機121に流入する冷媒の圧力を検出する。
吐出温度センサ182は、圧縮機121の吐出側において圧縮機121と室外熱交換器123との間に設けられ、圧縮機121が吐出する冷媒の温度を検出する。
吸入温度センサ183は、圧縮機121の吸入側において圧縮機121と気液分離器125との間に設けられ、圧縮機121に流入する冷媒の温度を検出する。
外気温センサ184は室外機120の壁面に設けられており、外気温度を検出する。
吸入温度センサ183は、圧縮機121の吸入側において圧縮機121と気液分離器125との間に設けられ、圧縮機121に流入する冷媒の温度を検出する。
外気温センサ184は室外機120の壁面に設けられており、外気温度を検出する。
空調制御部150には、圧縮機121、四方弁122、室外膨張弁124、室外送風ファン126、室内送風ファン133、及び、室内膨張弁131が電気的に接続される。
空調制御部150は、空調操作部170の操作信号や調湿装置201から受信した制御信号に基づいて、圧縮機121や四方弁122などを作動させる。
空調制御部150は、空調操作部170の操作信号や調湿装置201から受信した制御信号に基づいて、圧縮機121や四方弁122などを作動させる。
また、空調制御部150は、空調運転時には、センサ180~184の検出値に基づいて、圧縮機121、四方弁122、室外膨張弁124、室外送風ファン126、室内送風ファン133、室内膨張弁131を駆動制御する。
空調制御部150は、空気調和装置110の運転情報、例えば、暖房運転、冷房運転(除湿運転)などの運転情報を、空調通信部160を介して調湿制御部50に送信する。
次に、調湿装置201の制御構成について説明する。
調湿装置201は、調湿制御部250と、調湿通信部260とを備える。調湿制御部250と、調湿通信部260は、下記の点で、実施の形態1の調湿制御部50と調湿通信部60とは異なる。
調湿装置201は、調湿制御部250と、調湿通信部260とを備える。調湿制御部250と、調湿通信部260は、下記の点で、実施の形態1の調湿制御部50と調湿通信部60とは異なる。
調湿通信部260は、調湿制御部250の制御で、空気調和装置110の空調通信部160と通信する。
調湿制御部250には、調湿操作部70や、給気ファン5、排気ファン6、調湿モータ13、補助加熱手段10、ドライ弁242、冷媒遮断弁245、246、入口温度センサ28、還気温度センサ29などが電気的に接続されている。
調湿制御部250は、調湿操作部70や空気調和装置110の操作部270の操作信号に基づいて、運転実行、運転停止をし、入口温度センサ28、還気温度センサ29の検出信号に基づいて、給気ファン5、排気ファン6、ドライ弁242、冷媒遮断弁245、246、調湿モータ13、補助加熱手段10を制御する。
調湿制御部250は、給気側熱交換手段8に冷却機能をもたせ、排気側熱交換手段9に加熱機能(冷却の逆の機能)を持たせる場合、冷媒が冷媒回路111を冷房方向C1(図7参照)に循環しているか否かを判別する。調湿制御部250は、冷媒が冷房方向C1に循環していない場合には、空気調和装置110に冷房方向C1に冷媒を循環させる運転の制御信号を送る。調湿制御部250は、冷媒が冷房方向C1に循環する場合に、冷媒遮断弁245、246を開放する。
調湿制御部250は、給気側熱交換手段8に加熱機能をもたせ、排気側熱交換手段9を機能停止(加熱および冷却のいずれもしない)させる場合、空気調和装置110が暖房運転か否か、すなわち、冷媒が冷媒回路111を暖房方向C2に循環しているか否かを判別する。調湿制御部250は、冷媒が暖房方向C2に循環していない場合には、空気調和装置110に暖房方向C2に冷媒を循環させる運転の制御信号を送る。調湿制御部250は、冷媒が暖房方向C2に循環する場合に、冷媒遮断弁245、246を開放すると共に、ドライ弁242を閉じる。
調湿制御部250は、熱交換手段8、9を機能停止(加熱および冷却のいずれもしない)させる場合、冷媒遮断弁245、246を閉塞する。
調湿制御部250は、通常運転を停止する場合に、排気側熱交換手段9に加熱機能を持たせると共に排気ファン6と調湿モータ13とを第1所定時間だけ運転する第1乾燥モードを実行する。
[2-2.動作]
以上のように構成された空気調和システム100の空気調和装置110と調湿装置201について、以下その動作、作用を説明する。
[2-2-1.空気調和装置の動作]
空気調和装置110では、冷房運転(除湿運点)を実行する場合、四方弁122が作動して冷媒が冷房方向C1に循環する冷媒回路に切り替えられて、圧縮機121等が運転される。冷房運転の場合、冷媒は、低温低圧の気相の状態で圧縮機121に吸入され、圧縮機121によって高温高圧の気相の状態に圧縮される。高温高圧の気相の冷媒は、四方弁122によって室外熱交換器123へ流れ、室外熱交換器123によって外気に放熱して中温中圧の液相の状態となる。中温中圧の液相の冷媒は、冷媒配管141を介して室内機130に流れる。室内機130では、中温中圧の液相の冷媒は、室内膨張弁131で流量が調整されて吐出され、室内熱交換器132において空調対象空間の空気から吸熱して蒸発し、低温低圧の気相の状態に戻る。低温低圧の気相の冷媒は、冷媒配管142を介して室外機120の圧縮機121に流れ、再び、圧縮機121によって高温高圧の気相の状態に圧縮される。
以上のように構成された空気調和システム100の空気調和装置110と調湿装置201について、以下その動作、作用を説明する。
[2-2-1.空気調和装置の動作]
空気調和装置110では、冷房運転(除湿運点)を実行する場合、四方弁122が作動して冷媒が冷房方向C1に循環する冷媒回路に切り替えられて、圧縮機121等が運転される。冷房運転の場合、冷媒は、低温低圧の気相の状態で圧縮機121に吸入され、圧縮機121によって高温高圧の気相の状態に圧縮される。高温高圧の気相の冷媒は、四方弁122によって室外熱交換器123へ流れ、室外熱交換器123によって外気に放熱して中温中圧の液相の状態となる。中温中圧の液相の冷媒は、冷媒配管141を介して室内機130に流れる。室内機130では、中温中圧の液相の冷媒は、室内膨張弁131で流量が調整されて吐出され、室内熱交換器132において空調対象空間の空気から吸熱して蒸発し、低温低圧の気相の状態に戻る。低温低圧の気相の冷媒は、冷媒配管142を介して室外機120の圧縮機121に流れ、再び、圧縮機121によって高温高圧の気相の状態に圧縮される。
空気調和装置110では、暖房運転を実行する場合、四方弁122が作動して冷媒が暖房方向C2に循環する冷媒回路に切り替えられて、圧縮機121等が運転される。暖房運転の場合、冷媒が低温低圧の気相の状態で圧縮機121に吸入され、圧縮機121によって高温高圧の気相の状態に圧縮される。高温高圧の気相の冷媒は、四方弁122によって冷媒配管142を介して室内機130に流れる。室内機130では、高温高圧の気相の冷媒は、室内熱交換器132によって空調対象空間の空気に放熱して中温中圧の液相の状態となる。中温中圧の液相の冷媒は、冷媒配管141を介して室外機120に流れる。室外機120では、中温中圧の液相の冷媒は、室外膨張弁124で流量が調整されて吐出され、室外熱交換器123において外気へ放熱して蒸発し、低温低圧の気相の状態に戻る。低温低圧の気相の冷媒は、圧縮機121に流れ、再び、圧縮機121によって高温高圧の気相の状態に圧縮される。
[2-2-2.調湿装置の動作]
本実施の形態の調湿装置201は、室内機130と並列に冷媒配管141、142に接続されている。調湿装置201の熱交換手段8、9には、室内熱交換器132と同様の状態の冷媒が流入、流出し易くなっている。
本実施の形態の調湿装置201は、室内機130と並列に冷媒配管141、142に接続されている。調湿装置201の熱交換手段8、9には、室内熱交換器132と同様の状態の冷媒が流入、流出し易くなっている。
調湿装置201では、冷媒回路111を冷房方向C1に冷媒が流れている場合(空気調和装置110が冷房運転(除湿運転)を行う場合)に、冷媒遮断弁245、246が開放さると、冷媒配管141から中温中圧の液相の冷媒が排気側熱交換手段9に流入して、排気側熱交換手段9で放熱して排気流路4の空気を加熱する。接続配管241を流れる冷媒は、ドライ弁242で流量が調整されて吐出され、給気側熱交換手段8に流入する。冷媒は、給気側熱交換手段8において周囲の空気から吸熱して蒸発し、低温低圧の気相の状態となって、冷媒配管142に流れ出る。
調湿装置201は、冷媒回路111を冷房方向C1に冷媒が流れている状態で、ファン5,6と調湿モータ13を作動させて冷房除湿運転を行う。すなわち、給気流路3では、給気側熱交換手段8により空気が冷却され、デシカントロータ12で除湿されて空調対象空間に供給される。一方、排気流路4では、排気側熱交換手段9と補助加熱手段10により空気が加熱され、デシカントロータ12で加湿されて室外に排気される。本実施の形態では、排気側熱交換手段9には、中温中圧の冷媒が流入するため、補助加熱手段10を設けることにより、デシカントロータ12に流入する排気流路4の空気を高温にし易く、デシカントロータ12を適切に放湿させ易くなっている。
また、調湿装置201では、冷媒回路111を暖房方向C2に冷媒が流れている場合(空気調和装置110が暖房運転を行う場合)に、冷媒遮断弁245、246が開放されると、冷媒配管142から高温高圧の気相の冷媒が給気側熱交換手段8に流入して、給気側熱交換手段8で放熱して給気流路3の空気を加熱する。冷媒は、給気側熱交換手段8から流出すると、接続配管241に流れてドライ弁242で遮断され、バイパス管243を流れる。これにより、冷媒は、排気側熱交換手段9を通過せずに、冷媒配管141に流れ出る。
調湿装置201は、冷媒回路111を暖房方向C2に冷媒が流れている状態で、ファン5,6と調湿モータ13が作動させて暖房加湿運転を行う。すなわち、給気流路3では、給気側熱交換手段8により空気が加熱され、デシカントロータ12で加湿されて空調対象空間に供給される。一方、排気流路4では、排気側熱交換手段9と補助加熱手段10とが機能停止しており、空気は、冷媒と熱交換せずに、デシカントロータ12に流入し、その温度状態に基づいて除湿されるなどして排気される。本実施の形態では、排気側熱交換手段9には、中温中圧程度の冷媒が流入するため、排気側熱交換手段9も加熱機能を有し易い。そこで、ドライ弁242、および、バイパス管243を設けることにより、給気側熱交換手段8と排気側熱交換手段9とを直列的に接続した状態で、給気側熱交換手段8に加熱機能を持たせながら、排気側熱交換手段9を機能停止させることができる。
調湿装置201では、冷媒遮断弁245、246が閉塞されると、熱交換手段8、9には冷媒が流れず、熱交換手段8、9は機能停止する。調湿装置1は、熱交換手段8、9が機能停止した状態で、ファン5,6と調湿モータ13を作動させて換気運転を行う。すなわち、流路3、4に導入された空気は、熱交換手段7に流入して互いに全熱交換して流出し、その熱交換手段7よりも下方にある熱交換手段7、8では特に熱交換することなく通過し、デシカントロータ12では、それらの空気の温度状態に応じて調湿され、筐体2外に供給、排気される。
[2-2-3.調湿装置の停止運転の動作]
図9は、実施の形態2における調湿装置201の停止運転の動作を示すフローチャートである。
図9は、実施の形態2における調湿装置201の停止運転の動作を示すフローチャートである。
調湿制御部250は、入口温度が還気温度よりも大きいと判別する場合(ステップST13;YES)、第1乾燥モードを開始する(ステップST214)。実施の形態2の第1乾燥モードでは、調湿制御部250は、補助加熱手段10をONとし加熱機能を持たせる処理が追加されている点が実施の形態1のステップST14とは異なる。
調湿制御部250は、第1所定時間が経過したと判別する場合(ステップST23;NO)、第1乾燥モードを終了する(ステップST217)。ステップST23では、調湿制御部250は、補助加熱手段10をOFFとし機能停止させる処理が追加されている点が実施の形態1のステップST14とは異なる。
[2-3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、調湿装置201は、デシカントロータ12は、回転軸12Aが鉛直方向に沿って配設され、給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9よりも筐体2内で低い位置に設置される。よって、加熱手段となり得る給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段8が、デシカントロータ12よりも上方に設置されるので、調湿装置201が停止した際にデシカントロータ12に湿気が残っていても、熱交換手段8、9からの空気による熱で放湿され難くなっている。そのため、筐体2内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を防止することができる。
以上のように、本実施の形態において、調湿装置201は、デシカントロータ12は、回転軸12Aが鉛直方向に沿って配設され、給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段9よりも筐体2内で低い位置に設置される。よって、加熱手段となり得る給気側熱交換手段8および排気側熱交換手段8が、デシカントロータ12よりも上方に設置されるので、調湿装置201が停止した際にデシカントロータ12に湿気が残っていても、熱交換手段8、9からの空気による熱で放湿され難くなっている。そのため、筐体2内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を防止することができる。
本実施の形態のように、調湿装置201は、給気流路3に配置され、空調対象空間に空気を供給する給気ファン5と、排気流路4に配置され、空調対象空間から空気を排出する排気ファン6と、デシカントロータ12を回転駆動する調湿モータ13と、給気ファン5と排気ファン6と調湿モータ13とに少なくとも運転、停止を指示する調湿制御部250と、を備えてもよい。そして、調湿制御部250は、運転を停止する場合に、排気側熱交換手段9を加熱すると共に排気ファン6と調湿モータ13とを第1所定時間運転する第1乾燥モードを実行してもよい。
これにより、調湿装置201の周囲温度が上がるような夏期の場合でも、運転停止後にデシカントロータ12に残った湿気が筐体2内に放湿されることを防止し易くできる。このため、筐体2内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を防止することができる。
これにより、調湿装置201の周囲温度が上がるような夏期の場合でも、運転停止後にデシカントロータ12に残った湿気が筐体2内に放湿されることを防止し易くできる。このため、筐体2内部の板金部品の腐食や、樹脂部品の劣化を防止することができる。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1、2を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1、2で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1、2を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1、2で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
実施の形態1、2の調湿装置1、201は、調湿装置1、201の外部の冷媒回路に接続される構成を説明したが、調湿装置1、201が圧縮機などの冷媒回路を内蔵した構成でもよい。
実施の形態1、2の熱交換手段8、9は、冷媒回路に接続され、熱交換手段8、9に冷媒が流れる構成を説明したが、冷媒に代えて水が流れる構成でもよい。
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、調湿手段を使用する調湿装置、空気調和装置などに適用可能である。
1 調湿装置
2 筐体
3 給気流路
4 排気流路
5 給気ファン
6 排気ファン
7 熱交換手段
7A2 給気流出面
7B2 排気流出面
8 給気側熱交換手段
8A 流入面(長辺側の面)
8B 流出面(長辺側の面)
9 排気側熱交換手段
9A 流入面(長辺側の面)
9B 流出面(長辺側の面)
12 デシカントロータ
12A 回転軸
13 調湿モータ
50 調湿制御部(制御部)
201 調湿装置
250 調湿制御部(制御部)
2 筐体
3 給気流路
4 排気流路
5 給気ファン
6 排気ファン
7 熱交換手段
7A2 給気流出面
7B2 排気流出面
8 給気側熱交換手段
8A 流入面(長辺側の面)
8B 流出面(長辺側の面)
9 排気側熱交換手段
9A 流入面(長辺側の面)
9B 流出面(長辺側の面)
12 デシカントロータ
12A 回転軸
13 調湿モータ
50 調湿制御部(制御部)
201 調湿装置
250 調湿制御部(制御部)
Claims (5)
- 筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、外部から空気を導入して空調対象空間に空気を供給する給気流路と、
前記筐体の内部に設けられ、空調対象空間から空気を導入して外部に空気を排出する排気流路と、
前記給気流路および前記排気流路に配設され、前記空調対象空間に供給される空気と前記空調対象空間から排出される空気が交差して熱交換する熱交換手段と、
前記給気流路において、前記熱交換手段の下流側に配設された給気側熱交換手段と、
前記排気流路において、前記熱交換手段の下流側に配設された排気側熱交換手段と、
前記給気流路および前記排気流路に跨って配設され、前記給気側熱交換手段および前記排気側熱交換手段の下流側で、所定方向に回動するロータ形状を成す調湿手段と、
を備えた調湿装置において、
前記調湿手段は、回転軸が鉛直方向に沿って配設され、前記給気側熱交換手段および前記排気側熱交換手段よりも前記筐体内で低い位置に設置される、
調湿装置。 - 前記給気側熱交換手段は、加熱、冷却、ならびに、加熱および冷却のいずれも行わないように切替可能であるとともに、前記排気側熱交換手段は、前記給気側熱交換手段の加熱、冷却とは逆、または、加熱および冷却のいずれも行わないように切替可能である、
請求項1に記載の調湿装置。 - 前記調湿手段は、水平方向に複数設置される、
請求項1又は2に記載の調湿装置。 - 前記熱交換手段は、前記空調対象空間に供給される空気が前記熱交換手段から流出する給気流出面と、前記空調対象空間から排出される空気が前記熱交換手段から流出する排気流出面とを備え、
前記給気流出面と前記排気流出面とは、所定の傾斜角度で水平面に対して傾斜して設けられ、
前記給気側熱交換手段の長辺側の面は、前記給気流出面と略平行となるように設置され、
前記排気側熱交換手段の長辺側の面は、前記排気流出面と略平行となるように設置される、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の調湿装置。 - 前記給気流路に配置され、空調対象空間に空気を供給する給気用送風手段と、
前記排気流路に配置され、空調対象空間から空気を排出する排気用送風手段と、
前記調湿手段を回転駆動する調湿手段駆動部と、
前記給気用送風手段と前記排気用送風手段と前記調湿手段駆動部とに少なくとも運転、停止を指示する制御部と、を備え、
前記制御部は、運転を停止する場合に、前記排気側熱交換手段を加熱すると共に前記排気用送風手段と前記調湿手段駆動部とを所定時間運転する乾燥モードを実行する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の調湿装置。
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JP2021008278A JP2022112418A (ja) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | 調湿装置 |
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