(57)【要約】【課題】本発明の課題は、潜熱および顕熱処理を単体で行い、かつ、生産および設置コストを抑え、かつ、省エネルギーを実現できる、空気調和装置を提供することにある。【解決手段】ドレンレス空気調和装置１０は、室内空気ＲＡの一部と外気ＯＡとを混合させた混合空気を空調処理するドレンレス空気調和装置１０である。第１吸着熱交換器５１および第２吸着熱交換器５２は、空気の調湿処理を行うことが可能である。空気熱交換器６０は、熱源により熱処理された後の流体と、空気とを熱交換することが可能である。外気は、第１吸着熱交換器５１または第２吸着熱交換器５２により調湿処理されて、室内空気ＲＡの一部と混合されて混合空気となる。混合空気は、空気熱交換器６０により冷水または温水と熱交換される。排気ＥＡは、第１吸着熱交換器５１または第２吸着熱交換器５２により調湿処理された後に、室外へと送られる。【選択図】図４
2010175188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空気（ＲＡ）の一部と外気（ＯＡ）とを混合させた混合空気を空調処理するドレンレス空気調和装置（１０）であって、
本体ケーシング（１１）と、
前記外気（ＯＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れて前記室内へ送る外気供給手段と、
前記本体ケーシング（１１）に取り入れられた前記室内空気（ＲＡ）の一部を還気空気（ＲＡ１）として前記室内へ送る室内空気供給手段と、
前記還気空気（ＲＡ１）以外の前記本体ケーシング（１１）に取り入れられた前記室内空気を排気（ＥＡ）として室外へ送る排気手段と、
空気中の水分を吸脱着できる吸着材を有し、前記水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能し、空気の調湿処理を行うことが可能な第１吸着熱交換器（５１）と、
空気中の水分を吸脱着できる吸着剤を有し、前記水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能し、空気の調湿処理を行うことが可能な第２吸着熱交換器（５２）と、
熱源により熱処理された後の流体と、空気とを熱交換することが可能な空気熱交換器（６０）と、
を備え、
前記本体ケーシング（１１）は、前記第１吸着熱交換器（５１）、前記第２吸着熱交換器（５２）、前記空気熱交換器（６０）、前記外気導入手段、前記給気手段、前記室内空気導入手段、および前記排気手段を内包し、
前記外気は、前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）により調湿処理されて、前記室内空気の一部と混合されて前記混合空気となり、
前記混合空気は、前記空気熱交換器（６０）により前記流体と熱交換され、
前記排気は、前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）により調湿処理された後に、前記室外へと送られ、
前記第１吸着熱交換器（５１）が吸着器として機能すると前記第２吸着熱交換器（５２）は再生器として機能し、
前記第１吸着熱交換器（５１）が再生器として機能すると前記第２吸着熱交換器（５２）は吸着器として機能する、
ドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項２】
前記空気熱交換器（６０）は、
内部を前記流体が流通し、少なくとも１列以上に並ぶ複数本の伝熱管（６１）と、
前記複数本の伝熱管に貫通される複数枚の伝熱フィン（６２）と、
を有しており、
前記伝熱管（６１）が延びる方向および前記複数本の伝熱管（６１）が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置される、
請求項１に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項３】
前記本体ケーシング（１１）は、前記外気（ＯＡ）を導入可能な外気導入口（２１，２２）と、前記室内空気（ＲＡ）を導入可能な室内空気導入口（２４）と、前記排気（ＥＡ）を前記室外へ排出可能な排気口（２１，２２）と、前記混合空気を前記室内へ供給可能な給気口（２３）とを有する、
請求項１または２に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項４】
前記還気空気（ＲＡ１）の風量と前記排気（ＥＡ）の風量とが所定の割合になるように前記室内空気（ＲＡ）を分割する風量分割手段（４１）と、
前記還気空気（ＲＡ１）と前記外気（ＯＡ）とを前記混合空気として前記本体ケーシング（１１）に取り込みつつ、前記空気熱交換器（６０）により前記流体と熱交換された後の前記混合空気を室内に供給する給気ファン（３５）と、
前記室内空気（ＲＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り込みつつ、前記風量分割手段（４１）に前記室内空気（ＲＡ）を送る還気ファン（３６）と、
をさらに備え、
前記外気導入手段では、前記給気ファン（３５）が、前記外気（ＯＡ）を、前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に、前記本体ケーシング（１１）から前記室内へ送り、
前記室内空気導入手段では、前記還気ファン（３６）が前記室内空気（ＲＡ）を本体ケーシング（１１）に取り入れた後に、前記還気空気（ＲＡ１）を前記給気ファン（３５）が前記室内へ送り、
前記排気手段では、前記還気ファン（３６）が、前記室内空気（ＲＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に、前記排気（ＥＡ）を前記室外へ送る、
請求項３に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項５】
前記排気の風量を検出可能な排気風量検出手段（８０）をさらに備え、
前記風量分割手段（４１）は、検出された前記排気の風量と前記還気ファンのファン回転数とに基づいて、前記還気空気（ＲＡ１）の風量と、前記排気（ＥＡ）の風量との割合が前記所定の割合になるように調整する、
請求項４に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項６】
前記風量分割手段（４１）は、風量調整ダンパからなる、
請求項４または５に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項７】
前記外気（ＯＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に前記室内に送り、前記外気導入手段として機能する給気ファン（３７）と、
前記還気空気（ＲＡ１）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に前記室内に送り、前記室内空気導入手段として機能する還気ファン（３８）と、
前記還気空気（ＲＡ１）以外の前記室内空気を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に前記室外に送り、前記排気手段として機能する排気ファン（３９）と、
をさらに備え、
前記還気ファン（３８）のファン回転数と、前記排気ファン（３７）のファン回転数とを調整することにより、前記還気空気（ＲＡ１）と前記排気（ＥＡ）との風量の割合が所定の割合になるようにする、
請求項３に記載のドレンレス空気調和装置（１０ａ）。
【請求項８】
冷媒を圧縮する圧縮機（５３）と、
前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）により凝縮された前記冷媒を減圧する膨張機構（５５）と、
をさらに備え、
前記圧縮機（５３）、前記第１吸着熱交換器（５１）、前記膨張機構（５５）、および前記第２吸着熱交換器（５２）は、蒸気圧縮式サイクルを行う冷媒回路（５０）を形成し、
前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）は、蒸発器として機能する場合に前記吸着器としても機能し、凝縮器として機能する場合に前記再生器としても機能する、
請求項１から７のいずれかに記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項９】
前記冷媒回路（５０）は、
前記第１吸着熱交換器（５１）を蒸発器として機能させ、かつ、前記第２吸着熱交換器（５２）を凝縮器として機能させる第１状態と、前記第１吸着熱交換器（５１）を凝縮器として機能させ、かつ、前記第２吸着熱交換器（５２）を蒸発器として機能させる第２状態と、の切り換えが可能な切換機構（５４）をさらに有し、
前記切換機構（５４）は、定期的に前記第１状態と前記第２状態との切り換えを行う、
請求項７に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気の空調処理を行いつつ室内空気の空気調和を行うドレンレス空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外気の調湿処理を行う特許文献１（特開２００８−１４５０９２号公報）のような調湿処理装置がある。特許文献１（特開２００８−１４５０９２号公報）の技術では、圧縮機、２つの熱交換器、および膨張弁により構成される冷媒回路を有しており、２つの熱交換器には空気中の水分を吸着できる吸着材が付与されている。２つの熱交換器は、その一方が蒸発器として機能する場合に空気中の水分を吸着する吸着器として機能し、他方が凝縮器として機能する場合に吸着した水分を空気に再生する再生器として機能する。この空気調和装置は、吸着器と再生器とを交互に繰り返すことにより外気の調湿処理を行って室内へ供給している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、潜熱処理と顕熱処理とを含めた空調処理を行う場合に、特許文献１（特開２００８−１４５０９２号公報）では、吸着材が付与された熱交換器によって外気の調湿処理（すなわち潜熱処理）を効率よく行うことができるが、単体ユニットとしての顕熱処理はできない。また、蒸気圧縮式の冷媒回路による空気調和装置において、空調処理を行う場合に、夏季の冷房運転においては、空調処理が可能であるが凝縮水が発生するために凝縮水を排出する設備（ドレンパンやドレン配管）を設置する必要がある。そして、冬季の暖房運転においては、空気調和装置単体では加湿することができないため顕熱処理のみを行うことになる。
【０００４】
本発明の課題は、潜熱処理および顕熱処理を単体ユニットで行うことができ、生産および設置のコストを抑えることができ、省エネルギーを実現できる空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係るドレンレス空気調和装置は、室内空気の一部と外気とを混合させた混合空気を空調処理するドレンレス空気調和装置であって、本体ケーシングと、外気供給手段と、室内空気供給手段と、排気手段と、第１吸着熱交換器と、第２吸着熱交換器と、空気熱交換器とを備える。外気供給手段は、外気を本体ケーシングに取り入れて室内へと送る。室内空気供給手段は、本体ケーシングに取り入れられた室内空気の一部を還気空気として室内へと送る。排気手段は、還気空気以外の本体ケーシングに取り入れられた室内空気を排気として室外へと送る。第１吸着熱交換器は、空気中の水分を吸脱着できる吸着材を有する。また、第１吸着熱交換器は、水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能する。また、第１吸着熱交換器は、空気の調湿処理を行うことが可能である。第２吸着熱交換器は、空気中の水分を吸脱着できる吸着剤を有する。また、第２吸着熱交換器は、水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能する。また、第２吸着熱交換器は、空気の調湿処理を行うことが可能である。空気熱交換器は、熱源により熱処理された後の流体と、空気とを熱交換することが可能である。本体ケーシングは、第１吸着熱交換器、第２吸着熱交換器、空気熱交換器、外気導入手段、給気手段、室内空気導入手段、および排気手段を内包する。外気は、第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器により調湿処理されて、室内空気の一部と混合されて混合空気となる。混合空気は、空気熱交換器により冷水または温水と熱交換される。排気は、第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器により調湿処理された後に、室外へと送られる。第１吸着熱交換器が吸着器として機能すると第２吸着熱交換器は再生器として機能する。第１吸着熱交換器が再生器として機能すると第２吸着熱交換器は吸着器として機能する。
【０００６】
本発明では、調湿処理を行った後の外気と、室内空気の一部とを混合させた混合空気を空気熱交換器により熱源からの熱処理が行われた流体と熱交換させることにより、外気の潜熱処理および顕熱処理と室内空気の顕熱処理とを行っている。例えば、空気熱交換器に流体として冷水を流通させ本発明に係るドレンレス空気調和装置に冷房運転を行わせるような場合には、空気熱交換器において空気熱交換器に調湿処理（すなわち潜熱処理）された後の外気と室内空気の一部とを混合させた混合空気と冷水とを熱交換させることになる。
【０００７】
このように、本発明のドレンレス空気調和装置において冷房運転を行う場合に、潜熱処理された後の乾燥した外気と室内空気とを混合した混合空気を冷水と熱交換させることになるため、空気熱交換器では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器内部を流通させる冷水の温度を例えば１５℃と従来の７℃などと比べて高めに設定しても十分に室内を冷房することができる。また、同様の理由から空気熱交換器において凝縮水が発生することを防ぐことができる。したがって、本発明のドレンレス空気調和装置では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、ドレンレス空気調和装置の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【０００８】
第２発明に係るドレンレス空気調和装置は、第１発明に係るドレンレス空気調和装置であって、空気熱交換器は、複数本の伝熱管と、複数枚の伝熱フィンとを有する。複数本の伝熱管は、内部を流体が流通し、少なくとも１列以上に並ぶ。複数枚の伝熱フィンは、複数本の伝熱管に貫通される。そして、空気熱交換器は、伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置される。
【０００９】
一般的に、空気熱交換器により空気を冷却する場合（特に夏季の場合）には凝縮水が発生しやすく、凝縮水の処理を行いやすくするために、空気熱交換器は、複数本の伝熱管により形成される列方向が垂直方向に沿うようにあるいは水平方向に交差する方向に配置されることが多い。
【００１０】
本発明では、空気熱交換器に凝縮水を発生しにくいように、外気の調湿処理を予め行うため、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置することができる。したがって、空気熱交換器の配置に制限が無くなり、空気熱交換器の配置の自由度に制限がある場合に比べて、製品をコンパクトに設計しやすくできる。
【００１１】
第３発明に係るドレンレス空気調和装置は、第１発明または第２発明に係るドレンレス空気調和装置であって、本体ケーシングは、外気導入口と、室内空気導入口と、排気口と、給気口とを有する。外気導入口は、外気を導入可能である。室内空気導入口は、室内空気を導入可能である。排気口は、排気を室外へ排出可能である。給気口は、混合空気を室内へ供給可能である。
【００１２】
本発明では、本体ケーシングに、外気を導入できる外気導入口と、室内空気を導入できる室内空気導入口と、排気を室外へ排出できる排気口と、空気調和した後の混合空気を室内へ供給できる給気口とがある。外気導入口と排気口とは、本体ケーシング内部と室外とを連通させており、室内空気導入口と給気口とは、本体ケーシング内部と室内とを連通させている。
【００１３】
このように、本体ケーシングに４つの開口部を設けることにより、４つ開口部それぞれを外気ＯＡ、室内空気ＲＡ、排気ＥＡ、給気ＳＡ（空気調和された後の混合空気）の４種類の気流を専用で流通させることができる。したがって、室内の換気をスムーズに行うことができる。
【００１４】
第４発明に係るドレンレス空気調和装置は、第３発明に係るドレンレス空気調和装置であって、風量分割手段と、給気ファンと、還気ファンとをさらに備える。風量分割手段は、還気空気の風量と排気の風量とが所定の割合になるように室内空気を分割する。給気ファンは、還気空気と外気とを混合空気として本体ケーシングに取り込みつつ、空気熱交換器により流体と熱交換された後の混合空気を室内に供給する。還気ファンは、室内空気を本体ケーシングに取り込みつつ、風量分割手段に室内空気を送る。外気導入手段では、給気ファンが、外気を、本体ケーシングに取り入れた後に、本体ケーシングから室内へ送る。室内空気導入手段では、還気ファンが室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に、還気空気を給気ファンが室内へ送る。排気手段では、還気ファンが、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に、排気を室外へ送る。
【００１５】
本発明では、本体ケーシングの内部に、外気を本体ケーシングに取り入れて室内へ送る外気導入手段による流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に還気空気を室内へ送る流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に排気を室外へ送る流路との３つの空気の流路がある。そして、給気ファン、還気ファン、および風量分割手段により、これらの３つの流路を形成している。
【００１６】
このように、空気の流路を３つ形成するために３つのファンを利用するのではなく、風量分割手段と２つのファンとにより３つの空気の流路を形成している。このため、本発明では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００１７】
第５発明に係るドレンレス空気調和装置は、第４発明に係るドレンレス空気調和装置であって、排気の風量を検出可能な排気風量検出手段をさらに備える。風量分割手段は、検出された排気の風量と、還気ファンのファン回転数とに基づいて、還気空気の風量と、排気の風量との割合が所定の割合になるように調整する。
【００１８】
本発明では、還気ファンをファン回転数により導出される還気空気の風量と、排気風量検出手段が検出する排気風量とに基づいて風量分割手段が、還気空気の風量と、排気の風量との割合を所定の割合になるように調整している。したがって、正確に還気空気の風量と、排気の風量との調整を行うことができる。
【００１９】
第６発明に係るドレンレス空気調和装置は、第４発明または第５発明に係るドレンレス空気調和装置であって、風量分割手段は、風量調整ダンパからなる。
【００２０】
したがって、本発明では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００２１】
第７発明に係るドレンレス空気調和装置は、第３発明に係るドレンレス空気調和装置であって、給気ファンと、還気ファンと、排気ファンとをさらに備える。給気ファンは、外気を本体ケーシングに取り入れた後に室内に送り、外気導入手段として機能する。還気ファンは、還気空気を本体ケーシングに取り入れた後に室内に送り、室内空気導入手段として機能する。排気ファンは、還気空気以外の室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に室外に送り、排気手段として機能する。還気ファンの風量と、排気ファンの風量とを調整することにより、還気空気と排気との風量の割合が所定の割合になるようにする。
【００２２】
本発明では、本体ケーシングの内部に、外気を本体ケーシングに取り入れて室内へ送る外気導入手段による流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に還気空気を室内へ送る流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に排気を室外へ送る流路との３つの空気の流路がある。そして、給気ファン、還気ファン、および排気ファンにより、これらの３つの流路を形成している。
【００２３】
このように３つの流路それぞれにファンを搭載させることにより、３つの流路を安定して形成することができる。
【００２４】
第８発明に係るドレンレス空気調和装置は、第１発明から第７発明のいずれかに係るドレンレス空気調和装置であって、圧縮機と、膨張機構をさらに備える。圧縮機は、冷媒を圧縮する。膨張機構は、第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器により凝縮された冷媒を減圧する。圧縮機、第１吸着熱交換器、膨張機構、および第２吸着熱交換器は、蒸気圧縮式サイクルを行う冷媒回路を形成する。第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器は、蒸発器として機能する場合に吸着器としても機能し、凝縮器として機能する場合に再生器としても機能する。
【００２５】
このように第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器とは、圧縮機および膨張機構と共に冷媒回路を形成しているため、効果的に吸着器または再生器として機能することができる。
【００２６】
第９発明に係るドレンレス空気調和装置は、第８発明に係るドレンレス空気調和装置であって、冷媒回路は、切換機構をさらに有する。切換機構は、第１状態と第２状態との切り換えが可能である。第１状態は、第１吸着熱交換器を蒸発器として機能させ、かつ、第２吸着熱交換器を凝縮器として機能させる状態である。第２状態は、第１吸着熱交換器を凝縮器として機能させ、かつ、第２吸着熱交換器を蒸発器として機能させる状態である。切換機構は、定期的に第１状態と第２状態との切り換えを行う。
【００２７】
このように切換機構を切り換えることによって第１吸着熱交換器および第２吸着熱交換器を交互に吸着器および再生器として機能させることができ、効果的に除湿運転を行ったり、加湿運転を行ったりすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
第１発明に係るドレンレス空気調和装置では、本発明のドレンレス空気調和装置において冷房運転を行う場合に、潜熱処理された後の乾燥した外気と室内空気とを混合した混合空気を冷水と熱交換させることになるため、空気熱交換器では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器内部を流通させる冷水の温度を例えば１５℃と従来の７℃などと比べて高めに設定しても十分に室内を冷房することができる。また、同様の理由から空気熱交換器において凝縮水が発生することを防ぐことができる。したがって、本発明のドレンレス空気調和装置では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、ドレンレス空気調和装置の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【００２９】
第２発明に係るドレンレス空気調和装置では、空気熱交換器に凝縮水を発生しにくいように、外気の調湿処理を予め行うため、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置することができる。したがって、空気熱交換器の配置に制限が無く素ことができ、空気熱交換器の配置の自由度に制限がある場合に比べて、製品をコンパクトに設計しやすくできる。
【００３０】
第３発明に係るドレンレス空気調和装置では、本体ケーシングに４つの開口部を設けることにより、４つ開口部それぞれを外気ＯＡ、室内空気ＲＡ、排気ＥＡ、給気ＳＡ（空気調和された後の混合空気）の４種類の気流を専用で流通させることができる。したがって、室内の換気をスムーズに行うことができる。
【００３１】
第４発明に係るドレンレス空気調和装置では、空気の流路を３つ形成するために３つのファンを利用するのではなく、風量分割手段と２つのファンとにより３つの空気の流路を形成している。このため、本発明では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００３２】
第５発明に係るドレンレス空気調和装置では、還気ファンのファン回転数により導出される還気空気の風量と、排気風量検出手段が検出する排気風量とに基づいて風量分割手段が、還気空気の風量と、排気の風量との割合を所定の割合になるように調整している。したがって、正確に還気空気の風量と、排気の風量との調整を行うことができる。
【００３３】
第６発明に係るドレンレス空気調和装置では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００３４】
第７発明に係るドレンレス空気調和装置では、３つの流路それぞれにファンを搭載させることにより、３つの流路を安定して形成することができる。
【００３５】
第８発明に係るドレンレス空気調和装置では、第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器とは、圧縮機および膨張機構と共に冷媒回路を形成しているため、効果的に吸着器または再生器として機能することができる。
【００３６】
第９発明に係るドレンレス空気調和装置では、切換機構を切り換えることによって第１吸着熱交換器および第２吸着熱交換器を交互に吸着器および再生器として機能させることができ、効果的に除湿運転を行ったり、加湿運転を行ったりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】空気調和装置１０の下側面図（平面図）。
【図２】空気調和装置１０の左側断面図。
【図３】空気調和装置１０の右側断面図。
【図４】冷房除湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図５（ａ）】空気熱交換器６０の上視図。
【図５（ｂ）】空気熱交換器６０の側面図。
【図６】制御部９０を示すブロック図。
【図７】冷房除湿運転の第２動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図８】暖房加湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図９】暖房加湿運転の第２動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図１０】変形例（１）にかかる冷房除湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
＜発明の実施形態１＞
本発明の実施形態について説明する。本実施形態の空気調和装置１０は、室内の空気調和として室内空気ＲＡの顕熱処理および潜熱処理と、外気ＯＡと室内空気ＲＡとの入れ換え（すなわち換気）を行うものであり、取り込んだ外気ＯＡを湿度調整および温度調整して室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気ＲＡの一部（還気空気ＲＡ１）を室外に排出する。
【００４０】
〈空気調和装置の全体構成〉
空気調和装置１０について、図１〜３を参照しながら説明する。図１は空気調和装置１０の下側面図（平面図）、図２は空気調和装置１０の左側断面図、図３は空気調和装置１０の右側断面図である。下側断面図は、図２および図３における下側を水平な面（Ｉ−Ｉ断面）により割った場合の図である。左側断面図は、図１における中心より左側を垂直な断面（ＩＩ−ＩＩ断面）により割った場合の図である。右側断面図は、図１における中心より右側を垂直な面（ＩＩＩ−ＩＩＩ断面）で割った場合の図である。なお、図１における下側を「前」、上側を「後」とし、これを基準に左側を「左」、右側を「右」とする。また、図２における下側を「前」、上側を「後」、左側を「下」、右側を「上」とする。また、図３における下側を「前」、上側を「後」、左側を「上」、右側を「下」とする。
【００４１】
空気調和装置１０は、ケーシング１１を備えている。また、ケーシング１１内には、冷媒回路５０が収容されている。この冷媒回路５０には、第１吸着熱交換器５１、第２吸着熱交換器５２、圧縮機５３、四路切換弁５４、および電動膨張弁５５が接続されている。冷媒回路５０の詳細は後述する。
【００４２】
ケーシング１１では、図１における下側（すなわち空気調和装置１０の前側）に前面パネル１２が、同図における上側（すなわち空気調和装置１０の後側）に背面パネル１３がそれぞれ立設されている。また、ケーシング１１では、図２における左側（すなわち空気調和装置１０の下側）に下面パネル１４が、同図における右側（すなわち空気調和装置１０の上側）に上面パネル１５がそれぞれ設けられている。
【００４３】
ケーシング１１の背面パネル１３には、外気ＯＡを流出入できる（すなわち、外気導入口かつ排気口として機能できる）２つの開口部２１，２２が左右に並んで配置されている。２つの開口部のうち左側が第１内外流出入口２１であり、右側が第２内外流出入口である。
【００４４】
ケーシング１１の上面パネル１５には、前よりの位置に室内にケーシング１１内部で空調された空気を供給できる給気口２３が配置され、後よりの位置に室内の空気の取り入れることができる（すなわち、還気導入口として機能できる）室内空気導入口２４が配置される。
【００４５】
そして、ケーシング１１の内部空間は、主に４つの空間に区画されている。４つの空間は、ケーシング１１の内部空間を前後におよそ２等分した場合の前側の空間（第１空間Ｓ１）と、第１空間Ｓ１以外の空間において上下に分割した場合の上側の空間（第２空間Ｓ２）と、残りの空間を左右に分割した場合の左側の空間（第３空間Ｓ３）および右側の空間（第４空間Ｓ４）とからなる。
【００４６】
第１空間Ｓ１には、給気口２３を介して室内に空調された空気を供給する給気ファン３５と、還気空気ＲＡ１と導入した外気ＯＡとの顕熱処理を主に行う空気熱交換器６０が配置される。第１空間Ｓ１は、給気ファン３５により上流側空間Ｓ１１と下流側空間Ｓ１２とに分割されている。
【００４７】
上流側空間Ｓ１１は、第１空間Ｓ１における給気ファン３５より下側の空間であり、ケーシング１１内部の他の空間（第２空間Ｓ２、第３空間Ｓ３、および第４空間Ｓ４）と連通可能な状態となっている。また、上流側空間Ｓ１１は、給気ファン３５の上流側であるので、常に負厚の状態となっている。
【００４８】
下流側空間Ｓ１２は、第１空間Ｓ１における給気ファン３５より上側の空間であり、給気口２３を介して室内と連通可能な状態となっている。また、下流側空間Ｓ１２は、給気ファン３５の下流側であるので、常に正圧の状態となっている。
【００４９】
第２空間Ｓ２には、室内空気導入口２４を介して室内の空気をケーシング１１内部に導入できる還気ファン３６が配置される。第２空間Ｓ２は、還気ファン３６により上流側空間Ｓ２１と下流側空間Ｓ２２とに分割されている。
【００５０】
上流側空間Ｓ２１は、第２空間Ｓ２における還気ファン３６より上側の空間であり、室内空気導入口２４を介して室内と連通可能な状態となっている。また、上流側空間Ｓ２１は、還気ファン３６の上流側であるので、常に負圧の状態となっている。
【００５１】
下流側空間Ｓ２２は、第２空間Ｓ２における還気ファン３６より下側の空間であり、第３空間Ｓ３および第４空間Ｓ４と連通可能な状態となっている。また、下流側空間Ｓ２２は、還気ファン３６の下流側であるので、常に正圧の状態となっている。
【００５２】
第３空間Ｓ３には、後述する第１吸着熱交換器５１が配置されている。第３空間Ｓ３は、第１内外流出入口２１を介して外気ＯＡと連通可能な状態となっている。
【００５３】
第４空間Ｓ４には、後述する第２吸着熱交換器５２が配置されている。第４空間Ｓ４は、第２内外流出入口２２を介して外気ＯＡと連通可能な状態となっている。
【００５４】
第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１と第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２との間の仕切りには、バイパスダンパ４１が設けられている。すなわち、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とは、バイパスダンパ４１を介して連通可能な状態になっている。第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１は負圧の状態であり、第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２は正圧の状態であるので、バイパスダンパ４１を開にすることにより第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へ空気が流れることになる。すなわち、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２に導入した還気空気ＲＡ１（還気空気ＲＡ１）を、バイパスダンパ４１を開にすることにより第１空間Ｓ１へと導くことができる。なお、バイパスダンパ４１は、風量調整ダンパであり、ダンパに備えられる羽根４１ａの開度を調整することにより第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へと流通する空気の量を調整することができるようになっている。
【００５５】
また、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１と第３空間Ｓ３との間の仕切りには、第１外気導入ダンパ４２が配置されている。すなわち、第１空間Ｓ１と第３空間Ｓ３とが第１外気導入ダンパ４２を介して連通可能な状態となっている。第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１は負圧の状態であるので、第１外気導入ダンパ４２が開の状態であると第３空間Ｓ３の第１内外流出入口２１を介して第１空間Ｓ１へ外気を導入することになる。
【００５６】
また、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１と第４空間Ｓ４との間の仕切りには、第２外気導入ダンパ４３が配置されている。すなわち、第１空間Ｓ１と第４空間Ｓ４とが第２外気導入ダンパ４３を介して連通可能な状態となっている。第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１は負圧の状態であるので、第２外気導入ダンパ４３が開の状態であると第４空間Ｓ４の第２内外流出入口２２を介して第１空間Ｓ１へ外気を導入することになる。
【００５７】
また、第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２と第３空間Ｓ３との間の仕切りには、第１排気ダンパ４４が配置されている。すなわち、第２空間Ｓ２と第３空間Ｓ３とが第１排気ダンパ４４を介して連通可能な状態となっている。第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２は正圧の状態であるので、第１排気ダンパ４４が開の状態であると第２空間Ｓ２へ導入した室内空気ＲＡを外部へ第３空間Ｓ３の第１内外流出入口２１を介して排気することになる。
【００５８】
また、第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２と第４空間Ｓ４との間の仕切りには、第２排気ダンパ４５が配置されている。すなわち、第２空間Ｓ２と第４空間Ｓ４とが第２排気ダンパ４５を介して連通可能な状態となっている。第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２は正圧の状態であるので、第２排気ダンパ４５が開の状態であると第２空間Ｓ２へ導入した室内空気ＲＡを外部へ第４空間Ｓ４の第２内外流出入口２２を介して排気することになる。
【００５９】
なお、第１外気導入ダンパ４２が開の状態の場合には、第２排気ダンパ４５が開の状態となり、第２外気導入ダンパ４３および第１排気ダンパ４４は閉の状態となる（第１ダンパ状態）。また、第２外気導入ダンパ４３が開の場合には、第１排気ダンパ４４が開の状態となり、第１外気導入ダンパ４２および第２排気ダンパ４５は閉の状態となる（第２ダンパ状態）。すなわち、第１ダンパ状態の場合には、第１内外流出入口２１が外気導入口として機能し、第２内外流出入口２２が排気口として機能する。また、第２ダンパ状態の場合には、第１内外流出入口２１が排気口として機能し、第２内外流出入口２２が外気導入口として機能する。なお、第１ダンパ状態および第２ダンパ状態については、冷媒回路５０とともに後述する。
【００６０】
上述ようにバイパスダンパ４１を設けることにより、給気ファン３５および還気ファン３６とともに、ケーシング１１の内部に、外気ＯＡをケーシング１１に取り入れて室内へ送るための第１流路ＡＷ１と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に室内へ送る第２流路ＡＷ２と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に排気ＥＡを室外へ送る第３流路ＡＷ３との３つの空気の流路を形成している（図４、図７〜９の矢印を参照）。したがって、３つ空気の流路ＡＷ１〜ＡＷ３を形成するために３つのファンを利用するのではなく、バイパスダンパ４１と２つのファン３５，３６とにより３つの空気の流路を形成しているため、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、ケーシング１１の大きさをコンパクトにでき、生産コストを抑えることができ、さらに消費エネルギーを抑えることができる。
【００６１】
〈冷媒回路の構成〉
冷媒回路５０について、図４を参照しながら説明する。
【００６２】
冷媒回路５０は、第１吸着熱交換器５１、第２吸着熱交換器５２、圧縮機５３、四路切換弁５４、および電動膨張弁５５が設けられた閉回路である。この冷媒回路５０は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。
【００６３】
冷媒回路５０において、圧縮機５３は、その吐出側が四路切換弁５４の第１のポートに、その吸入側が四路切換弁５４の第２のポートにそれぞれ接続されている。第１吸着熱交換器５１の一端は、四路切換弁５４の第３のポートに接続されている。第１吸着熱交換器５１の他端は、電動膨張弁５５を介して第２吸着熱交換器５２の一端に接続されている。第２吸着熱交換器５２の他端は、四路切換弁５４の第４のポートに接続されている。
【００６４】
四路切換弁５４は、第１のポートと第４のポートが連通して第２のポートと第３のポートが連通する第１回路状態（図４に示す状態）と、第１のポートと第３のポートが連通して第２のポートと第４のポートが連通する第２回路状態（図７に示す状態）とに切り換え可能となっている。
【００６５】
第１吸着熱交換器５１および第２吸着熱交換器５２は、何れもクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。これら吸着熱交換器５１，５２は、銅製の伝熱管とアルミニウム製の伝熱フィンとを備えている（図示せず）。吸着熱交換器５１，５２に設けられた複数の伝熱フィンは、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。また、伝熱管は、各伝熱フィンを貫通するように設けられている。
【００６６】
各吸着熱交換器５１，５２では、各伝熱フィンの表面に吸着剤が担持されており、伝熱フィンの間を通過する空気が伝熱フィンに担持された吸着剤と接触する。この吸着剤としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、空気中の水蒸気を吸着できるものが用いられる。第１吸着熱交換器５１および第２吸着熱交換器５２は、調湿用部材を構成している。
【００６７】
〈空気熱交換器〉
空気熱交換器６０は、図５に示すようにクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であり、上述した吸着熱交換器５１，５２と同様に銅製の伝熱管６１とアルミニウム製の伝熱フィン６２とを備えている。伝熱管６１は、複数本が図５の第１方向Ｌ１に沿って１列に配置されており、図５の第２方向に沿って延びている。そして、伝熱フィン６２は、矩形状であり長手方向が第１方向に沿うように、かつ、伝熱管６１に垂直に貫通されるように配置されている。空気熱交換器６０は、図２または図３に示すように、そして、伝熱管６１の内部に、ビル等に設置される熱源である冷凍機などにより生成される冷水やボイラーなどにより生成される温水を流通させることにより、冷水を流通させた場合には冷房機器として、温水を流通させた場合には暖房機器として機能する。空気熱交換器６０は、ケーシング１１内部の第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に設けられ、図５における第１方向Ｌ１が空気調和装置１０の前後方向に沿うように、かつ、図５における第２方向Ｌ２が空気調和装置１０の左右方向に沿うように配置される。そして、空気熱交換器６０は、第１空間Ｓ１に流入してくる空気の顕熱処理を行っている。
【００６８】
〈制御部の構成〉
空気調和装置１０には、制御部９０が設けられている。図６に示すように、制御部９０には、給気ファン３５および還気ファン３６の風量を制御するファン制御部９１と、空気調和装置１０の調湿能力を調整するために冷媒回路５０の冷凍サイクルの状態を制御する調湿制御部９２と、バイパスダンパ４１の開度を調整して第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へ流入する空気の風量を調整するバイパス風量調整部９３とを備える。なお、空気調和装置１０には、室外へ排出する空気の風量（排気風量）を検出できる排気風量センサ８０が備えられており、制御部９０と制御線により接続されている。また、給気ファン３５、還気ファン３６、およびバイパスダンパ４１も制御部９０と制御線により接続されている。さらに、制御部９０には、圧縮機５３、電動膨張弁５５、四路切換弁５４、および各ダンパ４２〜４５が制御線により接続されており、後述する冷房除湿運転および暖房加湿運転における種々の制御が行われている。
【００６９】
ファン制御部９１は、室内負荷の大きさに応じて給気ファン３５による給気風量の調整を行いつつ、この給気風量に連動させて室内から取り入れる室内空気ＲＡの風量が等しくなるように還気ファン３６による還気風量の調整を行っている。
【００７０】
そして、バイパス風量調整部９３は、ファン制御部９１が調整している給気ファン３５および還気ファン３６の風量と排気風量センサ８０が検出する排気風量とに基づいて、ケーシング１１内部に導入する外気ＯＡの風量とケーシング１１内部から外部へ排出する排気ＥＡの風量とが等しくなるように調整しており、かつ、外気ＯＡの導入量を確保するために外気ＯＡの風量とケーシング１１内部に取り込む室内空気ＲＡの風量とが１：３となるように調整している。なお、バイパス風量調整部９３が、バイパスダンパ４１の開度を調整することにより外気ＯＡの風量と室内空気ＲＡの風量との割合は１：３に限定されるものではない。
【００７１】
−運転動作−
本実施形態の空気調和装置１０では、冷房除湿運転または暖房加湿運転を行うものである。冷房除湿運転中や暖房加湿運転中の空気調和装置１０は、取り込んだ外気ＯＡの調湿処理を第１吸着熱交換器５１または第２吸着熱交換器５２により行って、調湿処理後の外気ＯＡと取り込んだ室内空気ＲＡの一部とを混合させた混合空気の顕熱処理を空気熱交換器６０により行い、給気ＳＡとして室内へ供給すると同時に、取り込んだ混合空気として外気ＯＡと混合させた室内空気ＲＡ以外の室内空気ＲＡを排気ＥＡとして室外へ排出する。
【００７２】
〈冷房除湿運転〉
冷房除湿運転中の空気調和装置１０では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔例えば３分間隔で交互に繰り返される。このとき空気熱交換器６０には、熱源から約１５℃の冷水が供給されている状態となっている。
【００７３】
まず、冷房除湿運転の第１動作について説明する。図４に示すように、この第１動作中には、各ダンパ４２〜４５は第１ダンパ状態に設定される。そして、この状態で空気調和装置１０の給気ファン３５および還気ファン３６が運転される。給気ファン３５を運転すると、外気ＯＡが第１内外流出入口２１からケーシング１１内の第３空間Ｓ３へ第１空気として取り込まれる。還気ファン３６を運転すると、室内空気ＲＡが室内空気導入口２４からケーシング１１内の第２空間Ｓ２へ第２空気として取り込まれる。
【００７４】
この第１動作中の冷媒回路５０では、図４に示すように、四路切換弁５４が第１回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第２吸着熱交換器５２、電動膨張弁５５、第１吸着熱交換器５１の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が蒸発器となって第２吸着熱交換器５２が凝縮器となる。
【００７５】
第１空気は、第１内外流出入口２１から第３空間Ｓ３へ流入する際に、蒸発器として機能している第１吸着熱交換器５１を通過する。第１吸着熱交換器５１では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され（除湿され）、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器５１で除湿された第１空気は、第３空間Ｓ３に取り込まれ、第１外気導入ダンパ４２を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００７６】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第２排気ダンパ４５を通って第４空間Ｓ４へと導かれる第４空気とに分流される。
【００７７】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により冷却されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００７８】
第４空間Ｓ４へ流入した第４空気は、第２吸着熱交換器５２を通過して第２内外流出入口２２を通って室外へ排出される。第２吸着熱交換器５２では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が離脱し、この離脱した水分が第４空気に付与される。このようにして、第４空気は、第２吸着熱交換器５２で水分を付与された状態で、室外へ排出される。
【００７９】
冷房除湿運転の第２動作について説明する。図７に示すように、この第２動作中には、各ダンパ４２〜４５は第２ダンパ状態に設定される。
【００８０】
この第２動作中の冷媒回路５０では、図７に示すように、四路切換弁５４が第２回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第１吸着熱交換器５１、電動膨張弁５５、第２吸着熱交換器５２の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が凝縮器となって第２吸着熱交換器５２が蒸発器となる。
【００８１】
第１空気は、第２内外流出入口２２から第４空間Ｓ４へ流入する際に、蒸発器として機能している第２吸着熱交換器５２を通過する。第２吸着熱交換器５２では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され（除湿され）、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器５２で除湿された第１空気は、第４空間Ｓ４に取り込まれ、第２外気導入ダンパ４３を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００８２】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第１排気ダンパ４４を通って第３空間Ｓ３へと導かれる第４空気とに分流される。
【００８３】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により冷却されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００８４】
第３空間Ｓ３へ流入した第４空気は、第１吸着熱交換器５１を通過して第１内外流出入口２１を通って室外へ排出される。第１吸着熱交換器５１では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が離脱し、この離脱した水分が第４空気に付与される。このようにして、第４空気は、第１吸着熱交換器５１で水分を付与された状態で、室外へ排出される。
【００８５】
冷房除湿運転では、第１空間Ｓ１へ流入した第１空気はすでに除湿されており、また、第３空気は室内空気ＲＡであるのでそれほど絶対湿度が高くない状態であるため、空気熱交換器６０により冷却される第１空気と第３空気との混合空気は絶対湿度が低い状態（すなわち、乾燥した状態）にある。このため、空気熱交換器６０では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器６０内部を流通させる冷水の温度を約１５℃（従来は約７℃などが多い）という比較的高めの温度設定としても、十分に室内を冷房するに足りる。また、同様の理由から空気熱交換器６０においてほとんど凝縮水が発生しない。したがって、本実施形態の空気調和装置１０では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、空気調和装置１０の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【００８６】
〈暖房加湿運転〉
暖房加湿運転中の空気調和装置１０では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔例えば３分間隔で交互に繰り返される。このとき空気熱交換器６０には、熱源から約４５℃の温水が供給されている状態となっている。
【００８７】
冷房除湿運転中の空気調和装置１０では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔例えば３分間隔で交互に繰り返される。このとき空気熱交換器６０には、熱源から約１５℃の冷水が供給されている状態となっている。
【００８８】
まず、暖房加湿運転の第１動作について説明する。図８に示すように、この第１動作中には、各ダンパ４２〜４５は第１ダンパ状態に設定される。そして、この状態で空気調和装置１０の給気ファン３５および還気ファン３６が運転される。給気ファン３５を運転すると、外気が第１内外流出入口２１からケーシング１１内の第３空間Ｓ３へ第１空気として取り込まれる。還気ファン３６を運転すると、室内空気ＲＡが室内空気導入口２４からケーシング１１内の第２空間Ｓ２へ第２空気として取り込まれる。
【００８９】
この第１動作中の冷媒回路５０では、図８に示すように、四路切換弁５４が第２回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第１吸着熱交換器５１、電動膨張弁５５、第２吸着熱交換器５２の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が凝縮器となって第２吸着熱交換器５２が蒸発器となる。
【００９０】
第１空気は、第１内外流出入口２１から第３空間Ｓ３へ流入する際に、凝縮器として機能している第１吸着熱交換器５１を通過する。第１吸着熱交換器５１では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が離脱し、この離脱した水分が第１空気に付与される（加湿される）。第１吸着熱交換器５１で加湿された第１空気は、第３空間Ｓ３に取り込まれ、第１外気導入ダンパ４２を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００９１】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第２排気ダンパ４５を通って第４空間Ｓ４へと導かれる第４空気とに分流される。
【００９２】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により加熱されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００９３】
第４空間Ｓ４へ流入した第４空気は、第２吸着熱交換器５２を通過して第２内外流出入口２２を通って室外へ排出される。第２吸着熱交換器５２では、第４空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。このようにして、第４空気は、第２吸着熱交換器５２で水分が離脱された状態で、室外へ排出される。
【００９４】
暖房加湿運転の第２動作について説明する。図９に示すように、この第２動作中には、各ダンパ４２〜４５は第２ダンパ状態に設定される。そして、この状態で空気調和装置１０の給気ファン３５および還気ファン３６が運転される。給気ファン３５を運転すると、外気ＯＡが第２内外流出入口２２からケーシング１１内の第４空間Ｓ４へ第１空気として取り込まれる。還気ファン３６を運転すると、室内空気ＲＡが室内空気導入口２４からケーシング１１内の第２空間Ｓ２へ第２空気として取り込まれる。
【００９５】
この第２動作中の冷媒回路５０では、図９に示すように、四路切換弁５４が第１回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第２吸着熱交換器５２、電動膨張弁５５、第１吸着熱交換器５１の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が蒸発器となって第２吸着熱交換器５２が凝縮器となる。
【００９６】
第１空気は、第２内外流出入口２２から第４空間Ｓ４へ流入する際に、凝縮器として機能している第２吸着熱交換器５２を通過する。第２吸着熱交換器５２では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が離脱し、この離脱した水分が第１空気に付与される（加湿される）。第２吸着熱交換器５２で加湿された第１空気は、第４空間Ｓ４に取り込まれ、第２外気導入ダンパ４３を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００９７】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第１排気ダンパ４４を通って第３空間Ｓ３へと導かれる第４空気とに分流される。
【００９８】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により加熱されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００９９】
第３空間Ｓ３へ流入した第４空気は、第１吸着熱交換器５１を通過して第１内外流出入口２１を通って室外へ排出される。第１吸着熱交換器５１では、第４空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。このようにして、第４空気は、第１吸着熱交換器５１で水分が離脱された状態で、室外へ排出される。
【０１００】
暖房加湿運転においては、冬季に特に不足する空気中の水分を外気ＯＡから取り入れることにより、加湿しながらの暖房が可能となっている。このため、加湿のための給水を行うことなく、暖房および加湿を行うことができる。
【０１０１】
＜特徴＞
（１）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、調湿処理を行った後の外気ＯＡと、室内空気ＲＡの一部である還気空気ＲＡ１とを混合させた混合空気を空気熱交換器により熱源からの熱処理が行われた流体と熱交換させることにより、外気ＯＡの潜熱処理および顕熱処理と室内空気ＲＡの顕熱処理とを行っている。
【０１０２】
そして、空気熱交換器６０に冷水を流通させ本発明に係るドレンレス空気調和装置に冷房除湿運転を行わせるような場合には、空気熱交換器６０において空気熱交換器６０に調湿処理（すなわち潜熱処理）された後の外気ＯＡと還気空気ＲＡとを混合させた混合空気と冷水とを熱交換させることになる。
【０１０３】
このように、空気調和装置１０において冷房除湿運転を行うと、潜熱処理された後の乾燥した外気ＯＡと還気空気ＲＡとを混合した混合空気を冷水と熱交換させることになるため、空気熱交換器６０では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器６０内部を流通させる冷水の温度を従来の７℃などと比べて高めの温度である例えば１５℃と設定しても十分に室内を冷房することができる。したがって、冷凍機などが生成する冷水の温度を高めの温度に設定でき、消費エネルギーを抑えることができる。また、同様の理由から空気熱交換器６０において凝縮水が発生することを防ぐことができる。したがって、空気調和装置１０では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、ドレンレス空気調和装置の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【０１０４】
（２）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、空気熱交換器に凝縮水を発生しにくいように、外気ＯＡの調湿処理を予め行うため、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置している。
【０１０５】
一般的に、空気熱交換器により空気を冷却する場合（特に夏季の場合）には凝縮水が発生しやすく、凝縮水の処理を行いやすくするために、空気熱交換器は、複数本の伝熱管により形成される列方向が垂直方向に沿うようにあるいは水平方向に交差する方向に配置されることが多い。しかし、空気調和装置１０では、凝縮水が発生することがほとんど無いために、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置できる。したがって、空気熱交換器６０の配置に制限が無くなり、空気熱交換器の配置の自由度に制限がある場合に比べて、製品をコンパクトに設計しやすくできる。
【０１０６】
（３）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、ケーシング１１に、外気ＯＡを導入したり、排気ＥＡを室外へ排出したりできる第１内外流出入口２１および第２内外流出入口２２と、室内空気ＲＡを導入できる室内空気導入口２４と、空気調和した後の混合空気を室内へ供給できる給気口２３とがある。第１内外流出入口２１および第２内外流出入口２２は、ケーシング１１内部と室外とを連通させており、室内空気導入口２４および給気口２３は、ケーシング１１内部と室内とを連通させている。
【０１０７】
このように、ケーシング１１に４つの開口部２１〜２４を設けることにより、４つ開口部２１〜２４それぞれを外気ＯＡ、室内空気ＲＡ、排気ＥＡ、給気ＳＡ（空気調和された後の混合空気）の４種類の気流を専用で流通させることができる。したがって、室内の換気をスムーズに行うことができる。
【０１０８】
（４）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、ケーシング１１の内部に、外気ＯＡをケーシング１１に取り入れて室内へ送るための第１流路ＡＷ１と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に室内へ送る第２流路ＡＷ２と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に排気ＥＡを室外へ送る第３流路ＡＷ３との３つの空気の流路がある。そして、給気ファン３５、還気ファン３６、およびバイパスダンパ４１により、これらの３つの流路を形成している。
【０１０９】
このように、空気の流路を３つ形成するために３つのファンを利用するのではなく、バイパスダンパ４１と２つのファン３５，３６とにより３つの空気の流路を形成している。このため、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、ケーシング１１の大きさをコンパクトにできる。また、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【０１１０】
＜変形例＞
（１）
上記実施形態に係る空気調和装置１０では、３つの空気の流路ＡＷ１〜ＡＷ３を形成するのに、バイパスダンパ４１、給気ファン３５、および還気ファン３６を利用しているがこれに限らずに、第１流路ＡＷ１を形成する給気ファン３７と、第２流路ＡＷ２を形成する還気ファン３８と、第３流路ＡＷ３を形成する排気ファン３９との３つのファンを設けて３つの流路ＡＷ１〜ＡＷ３を形成しても構わない（図１０を参照）。なお、この場合には、還気ファン３８および排気ファン３９のファン回転数を制御することにより還気空気ＲＡ１の風量と排気ＥＡの風量とが例えば３：１となるように調整することになる。図１０は、冷房除湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置１０ａのモデル図である。
【０１１１】
（２）
上記実施形態に係る空気調和装置１０では、空気熱交換器６０に冷温水を流通させることにより冷暖房を行っているが、空気熱交換器６０に流通させるのは冷温水に限らず、ブラインなどであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明に係るドレンレス空気調和装置は、消費エネルギーを抑えることができ、かつ、施工が容易にできるという効果を奏しており、外気の空調処理を行いつつ室内空気の空気調和を行うドレンレス空気調和装置等として有用である
【符号の説明】
【０１１３】
１０，１０ａ  空気調和装置（ドレンレス空気調和装置）
１１          ケーシング（本体ケーシング）
２１          第１内外流出入口（外気導入口、排気口）
２２          第２内外流出入口（外気導入口、排気口）
２３          給気口
２４          室内空気導入口
３５、３７    給気ファン
３６、３８    還気ファン
３９          排気ファン
４１          バイパスダンパ（風量分割手段）
５１          第１吸着熱交換器
５２          第２吸着熱交換器
５３          圧縮機
５４          四路切換弁（切換機構）
５５          膨張弁（膨張機構）
６０          空気熱交換器
６１          伝熱管
６２          伝熱フィン
８０          排気風量センサ（排気風量検出手段）
ＯＡ          外気
ＲＡ          室内空気
ＲＡ１        還気空気
ＥＡ          排気
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特開２００８−１４５０９２号公報
【図１】
2010175188.tif 000003
【図２】
2010175188.tif 000004
【図３】
2010175188.tif 000005
【図４】
2010175188.tif 000006
【図５（ａ）】
2010175188.tif 000007
【図５（ｂ）】
2010175188.tif 000008
【図６】
2010175188.tif 000009
【図７】
2010175188.tif 000010
【図８】
2010175188.tif 000011
【図９】
2010175188.tif 000012
【図１０】
2010175188.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月28日(2010.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空気（ＲＡ）の一部と外気（ＯＡ）とを混合させた混合空気を空調処理するドレンレス空気調和装置（１０）であって、
本体ケーシング（１１）と、
前記外気（ＯＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れて室内へ送る外気供給手段と、
前記本体ケーシング（１１）に取り入れられた前記室内空気（ＲＡ）の一部を還気空気（ＲＡ１）として室内へ送る室内空気供給手段と、
前記還気空気（ＲＡ１）以外の前記本体ケーシング（１１）に取り入れられた前記室内空気を排気（ＥＡ）として室外へ送る排気手段と、
空気中の水分を吸脱着できる吸着材を有し、前記水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能し、空気の調湿処理を行うことが可能な第１吸着熱交換器（５１）と、
空気中の水分を吸脱着できる吸着材を有し、前記水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能し、空気の調湿処理を行うことが可能な第２吸着熱交換器（５２）と、
熱源により熱処理された後の流体と、空気とを熱交換することが可能な空気熱交換器（６０）と、
を備え、
前記本体ケーシング（１１）は、前記第１吸着熱交換器（５１）、前記第２吸着熱交換器（５２）、前記空気熱交換器（６０）、前記外気供給手段、前記室内空気供給手段、および前記排気手段を内包し、
前記外気は、前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）により調湿処理されて、前記室内空気の一部と混合されて前記混合空気となり、
前記混合空気は、前記空気熱交換器（６０）により前記流体と熱交換され、
前記排気は、前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）により調湿処理された後に、室外へと送られ、
前記第１吸着熱交換器（５１）が吸着器として機能すると前記第２吸着熱交換器（５２）は再生器として機能し、
前記第１吸着熱交換器（５１）が再生器として機能すると前記第２吸着熱交換器（５２）は吸着器として機能する、
ドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項２】
前記空気熱交換器（６０）は、
内部を前記流体が流通し、少なくとも１列以上に並ぶ複数本の伝熱管（６１）と、
前記複数本の伝熱管に貫通される複数枚の伝熱フィン（６２）と、
を有しており、
前記伝熱管（６１）が延びる方向および前記複数本の伝熱管（６１）が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置される、
請求項１に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項３】
前記本体ケーシング（１１）は、前記外気（ＯＡ）を導入可能な外気導入口（２１，２２）と、前記室内空気（ＲＡ）を導入可能な室内空気導入口（２４）と、前記排気（ＥＡ）を室外へ排出可能な排気口（２１，２２）と、前記混合空気を室内へ供給可能な給気口（２３）とを有する、
請求項１または２に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項４】
前記還気空気（ＲＡ１）の風量と前記排気（ＥＡ）の風量とが所定の割合になるように前記室内空気（ＲＡ）を分割する風量分割手段（４１）と、
前記還気空気（ＲＡ１）と前記外気（ＯＡ）とを前記混合空気として前記本体ケーシング（１１）に取り込みつつ、前記空気熱交換器（６０）により前記流体と熱交換された後の前記混合空気を室内に供給する給気ファン（３５）と、
前記室内空気（ＲＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り込みつつ、前記風量分割手段（４１）に前記室内空気（ＲＡ）を送る還気ファン（３６）と、
をさらに備え、
前記外気供給手段では、前記給気ファン（３５）が、前記外気（ＯＡ）を、前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に、前記本体ケーシング（１１）から室内へ送り、
前記室内空気供給手段では、前記還気ファン（３６）が前記室内空気（ＲＡ）を本体ケーシング（１１）に取り入れた後に、前記還気空気（ＲＡ１）を前記給気ファン（３５）が室内へ送り、
前記排気手段では、前記還気ファン（３６）が、前記室内空気（ＲＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に、前記排気（ＥＡ）を室外へ送る、
請求項３に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項５】
前記排気の風量を検出可能な排気風量検出手段（８０）をさらに備え、
前記風量分割手段（４１）は、検出された前記排気の風量と前記還気ファンのファン回転数とに基づいて、前記還気空気（ＲＡ１）の風量と、前記排気（ＥＡ）の風量との割合が前記所定の割合になるように調整する、
請求項４に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項６】
前記風量分割手段（４１）は、風量調整ダンパからなる、
請求項４または５に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項７】
前記外気（ＯＡ）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に室内に送り、前記外気供給手段として機能する給気ファン（３７）と、
前記還気空気（ＲＡ１）を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に室内に送り、前記室内空気供給手段として機能する還気ファン（３８）と、
前記還気空気（ＲＡ１）以外の前記室内空気を前記本体ケーシング（１１）に取り入れた後に室外に送り、前記排気手段として機能する排気ファン（３９）と、
をさらに備え、
前記還気ファン（３８）のファン回転数と、前記排気ファン（３７）のファン回転数とを調整することにより、前記還気空気（ＲＡ１）と前記排気（ＥＡ）との風量の割合が所定の割合になるようにする、
請求項３に記載のドレンレス空気調和装置（１０ａ）。
【請求項８】
冷媒を圧縮する圧縮機（５３）と、
前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）により凝縮された前記冷媒を減圧する膨張機構（５５）と、
をさらに備え、
前記圧縮機（５３）、前記第１吸着熱交換器（５１）、前記膨張機構（５５）、および前記第２吸着熱交換器（５２）は、蒸気圧縮式サイクルを行う冷媒回路（５０）を形成し、
前記第１吸着熱交換器（５１）または前記第２吸着熱交換器（５２）は、蒸発器として機能する場合に前記吸着器としても機能し、凝縮器として機能する場合に前記再生器としても機能する、
請求項１から７のいずれかに記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【請求項９】
前記冷媒回路（５０）は、
前記第１吸着熱交換器（５１）を蒸発器として機能させ、かつ、前記第２吸着熱交換器（５２）を凝縮器として機能させる第１状態と、前記第１吸着熱交換器（５１）を凝縮器として機能させ、かつ、前記第２吸着熱交換器（５２）を蒸発器として機能させる第２状態と、の切り換えが可能な切換機構（５４）をさらに有し、
前記切換機構（５４）は、定期的に前記第１状態と前記第２状態との切り換えを行う、
請求項７に記載のドレンレス空気調和装置（１０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気の空調処理を行いつつ室内空気の空気調和を行うドレンレス空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外気の調湿処理を行う特許文献１（特開２００８−１４５０９２号公報）のような調湿処理装置がある。特許文献１（特開２００８−１４５０９２号公報）の技術では、圧縮機、２つの熱交換器、および膨張弁により構成される冷媒回路を有しており、２つの熱交換器には空気中の水分を吸着できる吸着材が付与されている。２つの熱交換器は、その一方が蒸発器として機能する場合に空気中の水分を吸着する吸着器として機能し、他方が凝縮器として機能する場合に吸着した水分を空気に再生する再生器として機能する。この空気調和装置は、吸着器と再生器とを交互に繰り返すことにより外気の調湿処理を行って室内へ供給している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、潜熱処理と顕熱処理とを含めた空調処理を行う場合に、特許文献１（特開２００８−１４５０９２号公報）では、吸着材が付与された熱交換器によって外気の調湿処理（すなわち潜熱処理）を効率よく行うことができるが、単体ユニットとしての顕熱処理はできない。また、蒸気圧縮式の冷媒回路による空気調和装置において、空調処理を行う場合に、夏季の冷房運転においては、空調処理が可能であるが凝縮水が発生するために凝縮水を排出する設備（ドレンパンやドレン配管）を設置する必要がある。そして、冬季の暖房運転においては、空気調和装置単体では加湿することができないため顕熱処理のみを行うことになる。
【０００４】
本発明の課題は、潜熱処理および顕熱処理を単体ユニットで行うことができ、生産および設置のコストを抑えることができ、省エネルギーを実現できる空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係るドレンレス空気調和装置は、室内空気の一部と外気とを混合させた混合空気を空調処理するドレンレス空気調和装置であって、本体ケーシングと、外気供給手段と、室内空気供給手段と、排気手段と、第１吸着熱交換器と、第２吸着熱交換器と、空気熱交換器とを備える。外気供給手段は、外気を本体ケーシングに取り入れて室内へと送る。室内空気供給手段は、本体ケーシングに取り入れられた室内空気の一部を還気空気として室内へと送る。排気手段は、還気空気以外の本体ケーシングに取り入れられた室内空気を排気として室外へと送る。第１吸着熱交換器は、空気中の水分を吸脱着できる吸着材を有する。また、第１吸着熱交換器は、水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能する。また、第１吸着熱交換器は、空気の調湿処理を行うことが可能である。第２吸着熱交換器は、空気中の水分を吸脱着できる吸着材を有する。また、第２吸着熱交換器は、水分を吸着する吸着器または吸着した水分を空気中に再生する再生器として機能する。また、第２吸着熱交換器は、空気の調湿処理を行うことが可能である。空気熱交換器は、熱源により熱処理された後の流体と、空気とを熱交換することが可能である。本体ケーシングは、第１吸着熱交換器、第２吸着熱交換器、空気熱交換器、外気供給手段、室内空気供給手段、および排気手段を内包する。外気は、第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器により調湿処理されて、室内空気の一部と混合されて混合空気となる。混合空気は、空気熱交換器により冷水または温水と熱交換される。排気は、第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器により調湿処理された後に、室外へと送られる。第１吸着熱交換器が吸着器として機能すると第２吸着熱交換器は再生器として機能する。第１吸着熱交換器が再生器として機能すると第２吸着熱交換器は吸着器として機能する。
【０００６】
本発明では、調湿処理を行った後の外気と、室内空気の一部とを混合させた混合空気を空気熱交換器により熱源からの熱処理が行われた流体と熱交換させることにより、外気の潜熱処理および顕熱処理と室内空気の顕熱処理とを行っている。例えば、空気熱交換器に流体として冷水を流通させ本発明に係るドレンレス空気調和装置に冷房運転を行わせるような場合には、空気熱交換器において空気熱交換器に調湿処理（すなわち潜熱処理）された後の外気と室内空気の一部とを混合させた混合空気と冷水とを熱交換させることになる。
【０００７】
このように、本発明のドレンレス空気調和装置において冷房運転を行う場合に、潜熱処理された後の乾燥した外気と室内空気とを混合した混合空気を冷水と熱交換させることになるため、空気熱交換器では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器内部を流通させる冷水の温度を例えば１５℃と従来の７℃などと比べて高めに設定しても十分に室内を冷房することができる。また、同様の理由から空気熱交換器において凝縮水が発生することを防ぐことができる。したがって、本発明のドレンレス空気調和装置では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、ドレンレス空気調和装置の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【０００８】
第２発明に係るドレンレス空気調和装置は、第１発明に係るドレンレス空気調和装置であって、空気熱交換器は、複数本の伝熱管と、複数枚の伝熱フィンとを有する。複数本の伝熱管は、内部を流体が流通し、少なくとも１列以上に並ぶ。複数枚の伝熱フィンは、複数本の伝熱管に貫通される。そして、空気熱交換器は、伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置される。
【０００９】
一般的に、空気熱交換器により空気を冷却する場合（特に夏季の場合）には凝縮水が発生しやすく、凝縮水の処理を行いやすくするために、空気熱交換器は、複数本の伝熱管により形成される列方向が垂直方向に沿うようにあるいは水平方向に交差する方向に配置されることが多い。
【００１０】
本発明では、空気熱交換器に凝縮水を発生しにくいように、外気の調湿処理を予め行うため、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置することができる。したがって、空気熱交換器の配置に制限が無くなり、空気熱交換器の配置の自由度に制限がある場合に比べて、製品をコンパクトに設計しやすくできる。
【００１１】
第３発明に係るドレンレス空気調和装置は、第１発明または第２発明に係るドレンレス空気調和装置であって、本体ケーシングは、外気導入口と、室内空気導入口と、排気口と、給気口とを有する。外気導入口は、外気を導入可能である。室内空気導入口は、室内空気を導入可能である。排気口は、排気を室外へ排出可能である。給気口は、混合空気を室内へ供給可能である。
【００１２】
本発明では、本体ケーシングに、外気を導入できる外気導入口と、室内空気を導入できる室内空気導入口と、排気を室外へ排出できる排気口と、空気調和した後の混合空気を室内へ供給できる給気口とがある。外気導入口と排気口とは、本体ケーシング内部と室外とを連通させており、室内空気導入口と給気口とは、本体ケーシング内部と室内とを連通させている。
【００１３】
このように、本体ケーシングに４つの開口部を設けることにより、４つ開口部それぞれを外気ＯＡ、室内空気ＲＡ、排気ＥＡ、給気ＳＡ（空気調和された後の混合空気）の４種類の気流を専用で流通させることができる。したがって、室内の換気をスムーズに行うことができる。
【００１４】
第４発明に係るドレンレス空気調和装置は、第３発明に係るドレンレス空気調和装置であって、風量分割手段と、給気ファンと、還気ファンとをさらに備える。風量分割手段は、還気空気の風量と排気の風量とが所定の割合になるように室内空気を分割する。給気ファンは、還気空気と外気とを混合空気として本体ケーシングに取り込みつつ、空気熱交換器により流体と熱交換された後の混合空気を室内に供給する。還気ファンは、室内空気を本体ケーシングに取り込みつつ、風量分割手段に室内空気を送る。外気供給手段では、給気ファンが、外気を、本体ケーシングに取り入れた後に、本体ケーシングから室内へ送る。室内空気供給手段では、還気ファンが室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に、還気空気を給気ファンが室内へ送る。排気手段では、還気ファンが、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に、排気を室外へ送る。
【００１５】
本発明では、本体ケーシングの内部に、外気を本体ケーシングに取り入れて室内へ送る外気供給手段による流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に還気空気を室内へ送る流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に排気を室外へ送る流路との３つの空気の流路がある。そして、給気ファン、還気ファン、および風量分割手段により、これらの３つの流路を形成している。
【００１６】
このように、空気の流路を３つ形成するために３つのファンを利用するのではなく、風量分割手段と２つのファンとにより３つの空気の流路を形成している。このため、本発明では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００１７】
第５発明に係るドレンレス空気調和装置は、第４発明に係るドレンレス空気調和装置であって、排気の風量を検出可能な排気風量検出手段をさらに備える。風量分割手段は、検出された排気の風量と、還気ファンのファン回転数とに基づいて、還気空気の風量と、排気の風量との割合が所定の割合になるように調整する。
【００１８】
本発明では、還気ファンをファン回転数により導出される還気空気の風量と、排気風量検出手段が検出する排気風量とに基づいて風量分割手段が、還気空気の風量と、排気の風量との割合を所定の割合になるように調整している。したがって、正確に還気空気の風量と、排気の風量との調整を行うことができる。
【００１９】
第６発明に係るドレンレス空気調和装置は、第４発明または第５発明に係るドレンレス空気調和装置であって、風量分割手段は、風量調整ダンパからなる。
【００２０】
したがって、本発明では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００２１】
第７発明に係るドレンレス空気調和装置は、第３発明に係るドレンレス空気調和装置であって、給気ファンと、還気ファンと、排気ファンとをさらに備える。給気ファンは、外気を本体ケーシングに取り入れた後に室内に送り、外気供給手段として機能する。還気ファンは、還気空気を本体ケーシングに取り入れた後に室内に送り、室内空気供給手段として機能する。排気ファンは、還気空気以外の室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に室外に送り、排気手段として機能する。還気ファンの風量と、排気ファンの風量とを調整することにより、還気空気と排気との風量の割合が所定の割合になるようにする。
【００２２】
本発明では、本体ケーシングの内部に、外気を本体ケーシングに取り入れて室内へ送る外気供給手段による流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に還気空気を室内へ送る流路と、室内空気を本体ケーシングに取り入れた後に排気を室外へ送る流路との３つの空気の流路がある。そして、給気ファン、還気ファン、および排気ファンにより、これらの３つの流路を形成している。
【００２３】
このように３つの流路それぞれにファンを搭載させることにより、３つの流路を安定して形成することができる。
【００２４】
第８発明に係るドレンレス空気調和装置は、第１発明から第７発明のいずれかに係るドレンレス空気調和装置であって、圧縮機と、膨張機構をさらに備える。圧縮機は、冷媒を圧縮する。膨張機構は、第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器により凝縮された冷媒を減圧する。圧縮機、第１吸着熱交換器、膨張機構、および第２吸着熱交換器は、蒸気圧縮式サイクルを行う冷媒回路を形成する。第１吸着熱交換器または第２吸着熱交換器は、蒸発器として機能する場合に吸着器としても機能し、凝縮器として機能する場合に再生器としても機能する。
【００２５】
このように第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器とは、圧縮機および膨張機構と共に冷媒回路を形成しているため、効果的に吸着器または再生器として機能することができる。
【００２６】
第９発明に係るドレンレス空気調和装置は、第８発明に係るドレンレス空気調和装置であって、冷媒回路は、切換機構をさらに有する。切換機構は、第１状態と第２状態との切り換えが可能である。第１状態は、第１吸着熱交換器を蒸発器として機能させ、かつ、第２吸着熱交換器を凝縮器として機能させる状態である。第２状態は、第１吸着熱交換器を凝縮器として機能させ、かつ、第２吸着熱交換器を蒸発器として機能させる状態である。切換機構は、定期的に第１状態と第２状態との切り換えを行う。
【００２７】
このように切換機構を切り換えることによって第１吸着熱交換器および第２吸着熱交換器を交互に吸着器および再生器として機能させることができ、効果的に除湿運転を行ったり、加湿運転を行ったりすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
第１発明に係るドレンレス空気調和装置では、本発明のドレンレス空気調和装置において冷房運転を行う場合に、潜熱処理された後の乾燥した外気と室内空気とを混合した混合空気を冷水と熱交換させることになるため、空気熱交換器では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器内部を流通させる冷水の温度を例えば１５℃と従来の７℃などと比べて高めに設定しても十分に室内を冷房することができる。また、同様の理由から空気熱交換器において凝縮水が発生することを防ぐことができる。したがって、本発明のドレンレス空気調和装置では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、ドレンレス空気調和装置の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【００２９】
第２発明に係るドレンレス空気調和装置では、空気熱交換器に凝縮水を発生しにくいように、外気の調湿処理を予め行うため、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置することができる。したがって、空気熱交換器の配置に制限が無く素ことができ、空気熱交換器の配置の自由度に制限がある場合に比べて、製品をコンパクトに設計しやすくできる。
【００３０】
第３発明に係るドレンレス空気調和装置では、本体ケーシングに４つの開口部を設けることにより、４つ開口部それぞれを外気ＯＡ、室内空気ＲＡ、排気ＥＡ、給気ＳＡ（空気調和された後の混合空気）の４種類の気流を専用で流通させることができる。したがって、室内の換気をスムーズに行うことができる。
【００３１】
第４発明に係るドレンレス空気調和装置では、空気の流路を３つ形成するために３つのファンを利用するのではなく、風量分割手段と２つのファンとにより３つの空気の流路を形成している。このため、本発明では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００３２】
第５発明に係るドレンレス空気調和装置では、還気ファンのファン回転数により導出される還気空気の風量と、排気風量検出手段が検出する排気風量とに基づいて風量分割手段が、還気空気の風量と、排気の風量との割合を所定の割合になるように調整している。したがって、正確に還気空気の風量と、排気の風量との調整を行うことができる。
【００３３】
第６発明に係るドレンレス空気調和装置では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、本体ケーシングの大きさをコンパクトにできる。また、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、本発明では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【００３４】
第７発明に係るドレンレス空気調和装置では、３つの流路それぞれにファンを搭載させることにより、３つの流路を安定して形成することができる。
【００３５】
第８発明に係るドレンレス空気調和装置では、第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器とは、圧縮機および膨張機構と共に冷媒回路を形成しているため、効果的に吸着器または再生器として機能することができる。
【００３６】
第９発明に係るドレンレス空気調和装置では、切換機構を切り換えることによって第１吸着熱交換器および第２吸着熱交換器を交互に吸着器および再生器として機能させることができ、効果的に除湿運転を行ったり、加湿運転を行ったりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】空気調和装置１０の下側面図（平面図）。
【図２】空気調和装置１０の左側断面図。
【図３】空気調和装置１０の右側断面図。
【図４】冷房除湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図５（ａ）】空気熱交換器６０の上視図。
【図５（ｂ）】空気熱交換器６０の側面図。
【図６】制御部９０を示すブロック図。
【図７】冷房除湿運転の第２動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図８】暖房加湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図９】暖房加湿運転の第２動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【図１０】変形例（１）にかかる冷房除湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置のモデル図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
＜発明の実施形態１＞
本発明の実施形態について説明する。本実施形態の空気調和装置１０は、室内の空気調和として室内空気ＲＡの顕熱処理および潜熱処理と、外気ＯＡと室内空気ＲＡとの入れ換え（すなわち換気）を行うものであり、取り込んだ外気ＯＡを湿度調整および温度調整して室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気ＲＡの一部（還気空気ＲＡ１）を室外に排出する。
【００４０】
〈空気調和装置の全体構成〉
空気調和装置１０について、図１〜３を参照しながら説明する。図１は空気調和装置１０の下側面図（平面図）、図２は空気調和装置１０の左側断面図、図３は空気調和装置１０の右側断面図である。下側断面図は、図２および図３における下側を水平な面（Ｉ−Ｉ断面）により割った場合の図である。左側断面図は、図１における中心より左側を垂直な断面（ＩＩ−ＩＩ断面）により割った場合の図である。右側断面図は、図１における中心より右側を垂直な面（ＩＩＩ−ＩＩＩ断面）で割った場合の図である。なお、図１における下側を「前」、上側を「後」とし、これを基準に左側を「左」、右側を「右」とする。また、図２における下側を「前」、上側を「後」、左側を「下」、右側を「上」とする。また、図３における下側を「前」、上側を「後」、左側を「上」、右側を「下」とする。
【００４１】
空気調和装置１０は、ケーシング１１を備えている。また、ケーシング１１内には、冷媒回路５０が収容されている。この冷媒回路５０には、第１吸着熱交換器５１、第２吸着熱交換器５２、圧縮機５３、四路切換弁５４、および電動膨張弁５５が接続されている。冷媒回路５０の詳細は後述する。
【００４２】
ケーシング１１では、図１における下側（すなわち空気調和装置１０の前側）に前面パネル１２が、同図における上側（すなわち空気調和装置１０の後側）に背面パネル１３がそれぞれ立設されている。また、ケーシング１１では、図２における左側（すなわち空気調和装置１０の下側）に下面パネル１４が、同図における右側（すなわち空気調和装置１０の上側）に上面パネル１５がそれぞれ設けられている。
【００４３】
ケーシング１１の背面パネル１３には、外気ＯＡを流出入できる（すなわち、外気導入口かつ排気口として機能できる）２つの開口部２１，２２が左右に並んで配置されている。２つの開口部のうち左側が第１内外流出入口２１であり、右側が第２内外流出入口である。
【００４４】
ケーシング１１の上面パネル１５には、前よりの位置に室内にケーシング１１内部で空調された空気を供給できる給気口２３が配置され、後よりの位置に室内の空気の取り入れることができる（すなわち、還気導入口として機能できる）室内空気導入口２４が配置される。
【００４５】
そして、ケーシング１１の内部空間は、主に４つの空間に区画されている。４つの空間は、ケーシング１１の内部空間を前後におよそ２等分した場合の前側の空間（第１空間Ｓ１）と、第１空間Ｓ１以外の空間において上下に分割した場合の上側の空間（第２空間Ｓ２）と、残りの空間を左右に分割した場合の左側の空間（第３空間Ｓ３）および右側の空間（第４空間Ｓ４）とからなる。
【００４６】
第１空間Ｓ１には、給気口２３を介して室内に空調された空気を供給する給気ファン３５と、還気空気ＲＡ１と導入した外気ＯＡとの顕熱処理を主に行う空気熱交換器６０が配置される。第１空間Ｓ１は、給気ファン３５により上流側空間Ｓ１１と下流側空間Ｓ１２とに分割されている。
【００４７】
上流側空間Ｓ１１は、第１空間Ｓ１における給気ファン３５より下側の空間であり、ケーシング１１内部の他の空間（第２空間Ｓ２、第３空間Ｓ３、および第４空間Ｓ４）と連通可能な状態となっている。また、上流側空間Ｓ１１は、給気ファン３５の上流側であるので、常に負圧の状態となっている。
【００４８】
下流側空間Ｓ１２は、第１空間Ｓ１における給気ファン３５より上側の空間であり、給気口２３を介して室内と連通可能な状態となっている。また、下流側空間Ｓ１２は、給気ファン３５の下流側であるので、常に正圧の状態となっている。
【００４９】
第２空間Ｓ２には、室内空気導入口２４を介して室内の空気をケーシング１１内部に導入できる還気ファン３６が配置される。第２空間Ｓ２は、還気ファン３６により上流側空間Ｓ２１と下流側空間Ｓ２２とに分割されている。
【００５０】
上流側空間Ｓ２１は、第２空間Ｓ２における還気ファン３６より上側の空間であり、室内空気導入口２４を介して室内と連通可能な状態となっている。また、上流側空間Ｓ２１は、還気ファン３６の上流側であるので、常に負圧の状態となっている。
【００５１】
下流側空間Ｓ２２は、第２空間Ｓ２における還気ファン３６より下側の空間であり、第３空間Ｓ３および第４空間Ｓ４と連通可能な状態となっている。また、下流側空間Ｓ２２は、還気ファン３６の下流側であるので、常に正圧の状態となっている。
【００５２】
第３空間Ｓ３には、後述する第１吸着熱交換器５１が配置されている。第３空間Ｓ３は、第１内外流出入口２１を介して外気ＯＡと連通可能な状態となっている。
【００５３】
第４空間Ｓ４には、後述する第２吸着熱交換器５２が配置されている。第４空間Ｓ４は、第２内外流出入口２２を介して外気ＯＡと連通可能な状態となっている。
【００５４】
第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１と第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２との間の仕切りには、バイパスダンパ４１が設けられている。すなわち、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とは、バイパスダンパ４１を介して連通可能な状態になっている。第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１は負圧の状態であり、第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２は正圧の状態であるので、バイパスダンパ４１を開にすることにより第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へ空気が流れることになる。すなわち、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２に導入した還気空気ＲＡ１（還気空気ＲＡ１）を、バイパスダンパ４１を開にすることにより第１空間Ｓ１へと導くことができる。なお、バイパスダンパ４１は、風量調整ダンパであり、ダンパに備えられる羽根４１ａの開度を調整することにより第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へと流通する空気の量を調整することができるようになっている。
【００５５】
また、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１と第３空間Ｓ３との間の仕切りには、第１外気導入ダンパ４２が配置されている。すなわち、第１空間Ｓ１と第３空間Ｓ３とが第１外気導入ダンパ４２を介して連通可能な状態となっている。第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１は負圧の状態であるので、第１外気導入ダンパ４２が開の状態であると第３空間Ｓ３の第１内外流出入口２１を介して第１空間Ｓ１へ外気を導入することになる。
【００５６】
また、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１と第４空間Ｓ４との間の仕切りには、第２外気導入ダンパ４３が配置されている。すなわち、第１空間Ｓ１と第４空間Ｓ４とが第２外気導入ダンパ４３を介して連通可能な状態となっている。第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１は負圧の状態であるので、第２外気導入ダンパ４３が開の状態であると第４空間Ｓ４の第２内外流出入口２２を介して第１空間Ｓ１へ外気を導入することになる。
【００５７】
また、第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２と第３空間Ｓ３との間の仕切りには、第１排気ダンパ４４が配置されている。すなわち、第２空間Ｓ２と第３空間Ｓ３とが第１排気ダンパ４４を介して連通可能な状態となっている。第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２は正圧の状態であるので、第１排気ダンパ４４が開の状態であると第２空間Ｓ２へ導入した室内空気ＲＡを外部へ第３空間Ｓ３の第１内外流出入口２１を介して排気することになる。
【００５８】
また、第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２と第４空間Ｓ４との間の仕切りには、第２排気ダンパ４５が配置されている。すなわち、第２空間Ｓ２と第４空間Ｓ４とが第２排気ダンパ４５を介して連通可能な状態となっている。第２空間Ｓ２の下流側空間Ｓ２２は正圧の状態であるので、第２排気ダンパ４５が開の状態であると第２空間Ｓ２へ導入した室内空気ＲＡを外部へ第４空間Ｓ４の第２内外流出入口２２を介して排気することになる。
【００５９】
なお、第１外気導入ダンパ４２が開の状態の場合には、第２排気ダンパ４５が開の状態となり、第２外気導入ダンパ４３および第１排気ダンパ４４は閉の状態となる（第１ダンパ状態）。また、第２外気導入ダンパ４３が開の場合には、第１排気ダンパ４４が開の状態となり、第１外気導入ダンパ４２および第２排気ダンパ４５は閉の状態となる（第２ダンパ状態）。すなわち、第１ダンパ状態の場合には、第１内外流出入口２１が外気導入口として機能し、第２内外流出入口２２が排気口として機能する。また、第２ダンパ状態の場合には、第１内外流出入口２１が排気口として機能し、第２内外流出入口２２が外気導入口として機能する。なお、第１ダンパ状態および第２ダンパ状態については、冷媒回路５０とともに後述する。
【００６０】
上述ようにバイパスダンパ４１を設けることにより、給気ファン３５および還気ファン３６とともに、ケーシング１１の内部に、外気ＯＡをケーシング１１に取り入れて室内へ送るための第１流路ＡＷ１と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に室内へ送る第２流路ＡＷ２と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に排気ＥＡを室外へ送る第３流路ＡＷ３との３つの空気の流路を形成している（図４、図７〜９の矢印を参照）。したがって、３つ空気の流路ＡＷ１〜ＡＷ３を形成するために３つのファンを利用するのではなく、バイパスダンパ４１と２つのファン３５，３６とにより３つの空気の流路を形成しているため、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、ケーシング１１の大きさをコンパクトにでき、生産コストを抑えることができ、さらに消費エネルギーを抑えることができる。
【００６１】
〈冷媒回路の構成〉
冷媒回路５０について、図４を参照しながら説明する。
【００６２】
冷媒回路５０は、第１吸着熱交換器５１、第２吸着熱交換器５２、圧縮機５３、四路切換弁５４、および電動膨張弁５５が設けられた閉回路である。この冷媒回路５０は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。
【００６３】
冷媒回路５０において、圧縮機５３は、その吐出側が四路切換弁５４の第１のポートに、その吸入側が四路切換弁５４の第２のポートにそれぞれ接続されている。第１吸着熱交換器５１の一端は、四路切換弁５４の第３のポートに接続されている。第１吸着熱交換器５１の他端は、電動膨張弁５５を介して第２吸着熱交換器５２の一端に接続されている。第２吸着熱交換器５２の他端は、四路切換弁５４の第４のポートに接続されている。
【００６４】
四路切換弁５４は、第１のポートと第４のポートが連通して第２のポートと第３のポートが連通する第１回路状態（図４に示す状態）と、第１のポートと第３のポートが連通して第２のポートと第４のポートが連通する第２回路状態（図７に示す状態）とに切り換え可能となっている。
【００６５】
第１吸着熱交換器５１および第２吸着熱交換器５２は、何れもクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。これら吸着熱交換器５１，５２は、銅製の伝熱管とアルミニウム製の伝熱フィンとを備えている（図示せず）。吸着熱交換器５１，５２に設けられた複数の伝熱フィンは、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。また、伝熱管は、各伝熱フィンを貫通するように設けられている。
【００６６】
各吸着熱交換器５１，５２では、各伝熱フィンの表面に吸着材が担持されており、伝熱フィンの間を通過する空気が伝熱フィンに担持された吸着材と接触する。この吸着材としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、空気中の水蒸気を吸着できるものが用いられる。第１吸着熱交換器５１および第２吸着熱交換器５２は、調湿用部材を構成している。
【００６７】
〈空気熱交換器〉
空気熱交換器６０は、図５に示すようにクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であり、上述した吸着熱交換器５１，５２と同様に銅製の伝熱管６１とアルミニウム製の伝熱フィン６２とを備えている。伝熱管６１は、複数本が図５の第１方向Ｌ１に沿って１列に配置されており、図５の第２方向に沿って延びている。そして、伝熱フィン６２は、矩形状であり長手方向が第１方向に沿うように、かつ、伝熱管６１に垂直に貫通されるように配置されている。空気熱交換器６０は、図２または図３に示すように、そして、伝熱管６１の内部に、ビル等に設置される熱源である冷凍機などにより生成される冷水やボイラーなどにより生成される温水を流通させることにより、冷水を流通させた場合には冷房機器として、温水を流通させた場合には暖房機器として機能する。空気熱交換器６０は、ケーシング１１内部の第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に設けられ、図５における第１方向Ｌ１が空気調和装置１０の前後方向に沿うように、かつ、図５における第２方向Ｌ２が空気調和装置１０の左右方向に沿うように配置される。そして、空気熱交換器６０は、第１空間Ｓ１に流入してくる空気の顕熱処理を行っている。
【００６８】
〈制御部の構成〉
空気調和装置１０には、制御部９０が設けられている。図６に示すように、制御部９０には、給気ファン３５および還気ファン３６の風量を制御するファン制御部９１と、空気調和装置１０の調湿能力を調整するために冷媒回路５０の冷凍サイクルの状態を制御する調湿制御部９２と、バイパスダンパ４１の開度を調整して第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へ流入する空気の風量を調整するバイパス風量調整部９３とを備える。なお、空気調和装置１０には、室外へ排出する空気の風量（排気風量）を検出できる排気風量センサ８０が備えられており、制御部９０と制御線により接続されている。また、給気ファン３５、還気ファン３６、およびバイパスダンパ４１も制御部９０と制御線により接続されている。さらに、制御部９０には、圧縮機５３、電動膨張弁５５、四路切換弁５４、および各ダンパ４２〜４５が制御線により接続されており、後述する冷房除湿運転および暖房加湿運転における種々の制御が行われている。
【００６９】
ファン制御部９１は、室内負荷の大きさに応じて給気ファン３５による給気風量の調整を行いつつ、この給気風量に連動させて室内から取り入れる室内空気ＲＡの風量が等しくなるように還気ファン３６による還気風量の調整を行っている。
【００７０】
そして、バイパス風量調整部９３は、ファン制御部９１が調整している給気ファン３５および還気ファン３６の風量と排気風量センサ８０が検出する排気風量とに基づいて、ケーシング１１内部に導入する外気ＯＡの風量とケーシング１１内部から外部へ排出する排気ＥＡの風量とが等しくなるように調整しており、かつ、外気ＯＡの導入量を確保するために外気ＯＡの風量とケーシング１１内部に取り込む室内空気ＲＡの風量とが１：３となるように調整している。なお、バイパス風量調整部９３が、バイパスダンパ４１の開度を調整することにより外気ＯＡの風量と室内空気ＲＡの風量との割合は１：３に限定されるものではない。
【００７１】
−運転動作−
本実施形態の空気調和装置１０では、冷房除湿運転または暖房加湿運転を行うものである。冷房除湿運転中や暖房加湿運転中の空気調和装置１０は、取り込んだ外気ＯＡの調湿処理を第１吸着熱交換器５１または第２吸着熱交換器５２により行って、調湿処理後の外気ＯＡと取り込んだ室内空気ＲＡの一部とを混合させた混合空気の顕熱処理を空気熱交換器６０により行い、給気ＳＡとして室内へ供給すると同時に、取り込んだ混合空気として外気ＯＡと混合させた室内空気ＲＡ以外の室内空気ＲＡを排気ＥＡとして室外へ排出する。
【００７２】
〈冷房除湿運転〉
冷房除湿運転中の空気調和装置１０では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔例えば３分間隔で交互に繰り返される。このとき空気熱交換器６０には、熱源から約１５℃の冷水が供給されている状態となっている。
【００７３】
まず、冷房除湿運転の第１動作について説明する。図４に示すように、この第１動作中には、各ダンパ４２〜４５は第１ダンパ状態に設定される。そして、この状態で空気調和装置１０の給気ファン３５および還気ファン３６が運転される。給気ファン３５を運転すると、外気ＯＡが第１内外流出入口２１からケーシング１１内の第３空間Ｓ３へ第１空気として取り込まれる。還気ファン３６を運転すると、室内空気ＲＡが室内空気導入口２４からケーシング１１内の第２空間Ｓ２へ第２空気として取り込まれる。
【００７４】
この第１動作中の冷媒回路５０では、図４に示すように、四路切換弁５４が第１回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第２吸着熱交換器５２、電動膨張弁５５、第１吸着熱交換器５１の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が蒸発器となって第２吸着熱交換器５２が凝縮器となる。
【００７５】
第１空気は、第１内外流出入口２１から第３空間Ｓ３へ流入する際に、蒸発器として機能している第１吸着熱交換器５１を通過する。第１吸着熱交換器５１では、第１空気中の水分が吸着材に吸着され（除湿され）、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器５１で除湿された第１空気は、第３空間Ｓ３に取り込まれ、第１外気導入ダンパ４２を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００７６】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第２排気ダンパ４５を通って第４空間Ｓ４へと導かれる第４空気とに分流される。
【００７７】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により冷却されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００７８】
第４空間Ｓ４へ流入した第４空気は、第２吸着熱交換器５２を通過して第２内外流出入口２２を通って室外へ排出される。第２吸着熱交換器５２では、冷媒で加熱された吸着材から水分が離脱し、この離脱した水分が第４空気に付与される。このようにして、第４空気は、第２吸着熱交換器５２で水分を付与された状態で、室外へ排出される。
【００７９】
冷房除湿運転の第２動作について説明する。図７に示すように、この第２動作中には、各ダンパ４２〜４５は第２ダンパ状態に設定される。
【００８０】
この第２動作中の冷媒回路５０では、図７に示すように、四路切換弁５４が第２回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第１吸着熱交換器５１、電動膨張弁５５、第２吸着熱交換器５２の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が凝縮器となって第２吸着熱交換器５２が蒸発器となる。
【００８１】
第１空気は、第２内外流出入口２２から第４空間Ｓ４へ流入する際に、蒸発器として機能している第２吸着熱交換器５２を通過する。第２吸着熱交換器５２では、第１空気中の水分が吸着材に吸着され（除湿され）、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器５２で除湿された第１空気は、第４空間Ｓ４に取り込まれ、第２外気導入ダンパ４３を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００８２】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第１排気ダンパ４４を通って第３空間Ｓ３へと導かれる第４空気とに分流される。
【００８３】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により冷却されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００８４】
第３空間Ｓ３へ流入した第４空気は、第１吸着熱交換器５１を通過して第１内外流出入口２１を通って室外へ排出される。第１吸着熱交換器５１では、冷媒で加熱された吸着材から水分が離脱し、この離脱した水分が第４空気に付与される。このようにして、第４空気は、第１吸着熱交換器５１で水分を付与された状態で、室外へ排出される。
【００８５】
冷房除湿運転では、第１空間Ｓ１へ流入した第１空気はすでに除湿されており、また、第３空気は室内空気ＲＡであるのでそれほど絶対湿度が高くない状態であるため、空気熱交換器６０により冷却される第１空気と第３空気との混合空気は絶対湿度が低い状態（すなわち、乾燥した状態）にある。このため、空気熱交換器６０では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器６０内部を流通させる冷水の温度を約１５℃（従来は約７℃などが多い）という比較的高めの温度設定としても、十分に室内を冷房するに足りる。また、同様の理由から空気熱交換器６０においてほとんど凝縮水が発生しない。したがって、本実施形態の空気調和装置１０では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、空気調和装置１０の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【００８６】
〈暖房加湿運転〉
暖房加湿運転中の空気調和装置１０では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔例えば３分間隔で交互に繰り返される。このとき空気熱交換器６０には、熱源から約４５℃の温水が供給されている状態となっている。
【００８７】
冷房除湿運転中の空気調和装置１０では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔例えば３分間隔で交互に繰り返される。このとき空気熱交換器６０には、熱源から約１５℃の冷水が供給されている状態となっている。
【００８８】
まず、暖房加湿運転の第１動作について説明する。図８に示すように、この第１動作中には、各ダンパ４２〜４５は第１ダンパ状態に設定される。そして、この状態で空気調和装置１０の給気ファン３５および還気ファン３６が運転される。給気ファン３５を運転すると、外気が第１内外流出入口２１からケーシング１１内の第３空間Ｓ３へ第１空気として取り込まれる。還気ファン３６を運転すると、室内空気ＲＡが室内空気導入口２４からケーシング１１内の第２空間Ｓ２へ第２空気として取り込まれる。
【００８９】
この第１動作中の冷媒回路５０では、図８に示すように、四路切換弁５４が第２回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第１吸着熱交換器５１、電動膨張弁５５、第２吸着熱交換器５２の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が凝縮器となって第２吸着熱交換器５２が蒸発器となる。
【００９０】
第１空気は、第１内外流出入口２１から第３空間Ｓ３へ流入する際に、凝縮器として機能している第１吸着熱交換器５１を通過する。第１吸着熱交換器５１では、冷媒で加熱された吸着材から水分が離脱し、この離脱した水分が第１空気に付与される（加湿される）。第１吸着熱交換器５１で加湿された第１空気は、第３空間Ｓ３に取り込まれ、第１外気導入ダンパ４２を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００９１】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第２排気ダンパ４５を通って第４空間Ｓ４へと導かれる第４空気とに分流される。
【００９２】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により加熱されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００９３】
第４空間Ｓ４へ流入した第４空気は、第２吸着熱交換器５２を通過して第２内外流出入口２２を通って室外へ排出される。第２吸着熱交換器５２では、第４空気中の水分が吸着材に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。このようにして、第４空気は、第２吸着熱交換器５２で水分が離脱された状態で、室外へ排出される。
【００９４】
暖房加湿運転の第２動作について説明する。図９に示すように、この第２動作中には、各ダンパ４２〜４５は第２ダンパ状態に設定される。そして、この状態で空気調和装置１０の給気ファン３５および還気ファン３６が運転される。給気ファン３５を運転すると、外気ＯＡが第２内外流出入口２２からケーシング１１内の第４空間Ｓ４へ第１空気として取り込まれる。還気ファン３６を運転すると、室内空気ＲＡが室内空気導入口２４からケーシング１１内の第２空間Ｓ２へ第２空気として取り込まれる。
【００９５】
この第２動作中の冷媒回路５０では、図９に示すように、四路切換弁５４が第１回路状態に設定される。この状態の冷媒回路５０では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路５０では、圧縮機５３から吐出された冷媒が第２吸着熱交換器５２、電動膨張弁５５、第１吸着熱交換器５１の順に通過し、第１吸着熱交換器５１が蒸発器となって第２吸着熱交換器５２が凝縮器となる。
【００９６】
第１空気は、第２内外流出入口２２から第４空間Ｓ４へ流入する際に、凝縮器として機能している第２吸着熱交換器５２を通過する。第２吸着熱交換器５２では、冷媒で加熱された吸着材から水分が離脱し、この離脱した水分が第１空気に付与される（加湿される）。第２吸着熱交換器５２で加湿された第１空気は、第４空間Ｓ４に取り込まれ、第２外気導入ダンパ４３を通って、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入する。
【００９７】
一方、室内空気導入口２４から第２空間Ｓ２へ流入した第２空気は、バイパスダンパ４１により風量調整された後に、第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１へと導かれる第３空気と、第１排気ダンパ４４を通って第３空間Ｓ３へと導かれる第４空気とに分流される。
【００９８】
第１空間Ｓ１へ流入した第３空気は、同じく第１空間Ｓ１の上流側空間Ｓ１１に流入した第１空気と混合されたあとに、空気熱交換器６０により加熱されて、給気ファン３５により給気口２３を通って室内へ供給される。
【００９９】
第３空間Ｓ３へ流入した第４空気は、第１吸着熱交換器５１を通過して第１内外流出入口２１を通って室外へ排出される。第１吸着熱交換器５１では、第４空気中の水分が吸着材に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。このようにして、第４空気は、第１吸着熱交換器５１で水分が離脱された状態で、室外へ排出される。
【０１００】
暖房加湿運転においては、冬季に特に不足する空気中の水分を外気ＯＡから取り入れることにより、加湿しながらの暖房が可能となっている。このため、加湿のための給水を行うことなく、暖房および加湿を行うことができる。
【０１０１】
＜特徴＞
（１）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、調湿処理を行った後の外気ＯＡと、室内空気ＲＡの一部である還気空気ＲＡ１とを混合させた混合空気を空気熱交換器により熱源からの熱処理が行われた流体と熱交換させることにより、外気ＯＡの潜熱処理および顕熱処理と室内空気ＲＡの顕熱処理とを行っている。
【０１０２】
そして、空気熱交換器６０に冷水を流通させ本発明に係るドレンレス空気調和装置に冷房除湿運転を行わせるような場合には、空気熱交換器６０において空気熱交換器６０に調湿処理（すなわち潜熱処理）された後の外気ＯＡと還気空気ＲＡとを混合させた混合空気と冷水とを熱交換させることになる。
【０１０３】
このように、空気調和装置１０において冷房除湿運転を行うと、潜熱処理された後の乾燥した外気ＯＡと還気空気ＲＡとを混合した混合空気を冷水と熱交換させることになるため、空気熱交換器６０では、潜熱処理がほとんど行われずに顕熱処理のみが行われることになり、空気熱交換器６０内部を流通させる冷水の温度を従来の７℃などと比べて高めの温度である例えば１５℃と設定しても十分に室内を冷房することができる。したがって、冷凍機などが生成する冷水の温度を高めの温度に設定でき、消費エネルギーを抑えることができる。また、同様の理由から空気熱交換器６０において凝縮水が発生することを防ぐことができる。したがって、空気調和装置１０では、凝縮水を処理するドレンパンやドレン配管などの部品が不要となる。これにより、ドレンレス空気調和装置の製造に係るコストを抑えることができ、また、施工の際のドレン配管も不要となるため施工に係るコストも抑えることができる。
【０１０４】
（２）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、空気熱交換器に凝縮水を発生しにくいように、外気ＯＡの調湿処理を予め行うため、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置している。
【０１０５】
一般的に、空気熱交換器により空気を冷却する場合（特に夏季の場合）には凝縮水が発生しやすく、凝縮水の処理を行いやすくするために、空気熱交換器は、複数本の伝熱管により形成される列方向が垂直方向に沿うようにあるいは水平方向に交差する方向に配置されることが多い。しかし、空気調和装置１０では、凝縮水が発生することがほとんど無いために、空気熱交換器を伝熱管が延びる方向および複数本の伝熱管が並ぶ列方向が、水平方向になるように配置できる。したがって、空気熱交換器６０の配置に制限が無くなり、空気熱交換器の配置の自由度に制限がある場合に比べて、製品をコンパクトに設計しやすくできる。
【０１０６】
（３）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、ケーシング１１に、外気ＯＡを導入したり、排気ＥＡを室外へ排出したりできる第１内外流出入口２１および第２内外流出入口２２と、室内空気ＲＡを導入できる室内空気導入口２４と、空気調和した後の混合空気を室内へ供給できる給気口２３とがある。第１内外流出入口２１および第２内外流出入口２２は、ケーシング１１内部と室外とを連通させており、室内空気導入口２４および給気口２３は、ケーシング１１内部と室内とを連通させている。
【０１０７】
このように、ケーシング１１に４つの開口部２１〜２４を設けることにより、４つ開口部２１〜２４それぞれを外気ＯＡ、室内空気ＲＡ、排気ＥＡ、給気ＳＡ（空気調和された後の混合空気）の４種類の気流を専用で流通させることができる。したがって、室内の換気をスムーズに行うことができる。
【０１０８】
（４）
本実施形態に係る空気調和装置１０では、ケーシング１１の内部に、外気ＯＡをケーシング１１に取り入れて室内へ送るための第１流路ＡＷ１と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に室内へ送る第２流路ＡＷ２と、室内空気ＲＡをケーシング１１に取り入れた後に排気ＥＡを室外へ送る第３流路ＡＷ３との３つの空気の流路がある。そして、給気ファン３５、還気ファン３６、およびバイパスダンパ４１により、これらの３つの流路を形成している。
【０１０９】
このように、空気の流路を３つ形成するために３つのファンを利用するのではなく、バイパスダンパ４１と２つのファン３５，３６とにより３つの空気の流路を形成している。このため、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合に比べて、ケーシング１１の大きさをコンパクトにできる。また、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、生産コストを抑えることができる。さらに、空気調和装置１０では、ファンを３つ搭載する場合と比べて、消費エネルギーを抑えることができる。
【０１１０】
＜変形例＞
（１）
上記実施形態に係る空気調和装置１０では、３つの空気の流路ＡＷ１〜ＡＷ３を形成するのに、バイパスダンパ４１、給気ファン３５、および還気ファン３６を利用しているがこれに限らずに、第１流路ＡＷ１を形成する給気ファン３７と、第２流路ＡＷ２を形成する還気ファン３８と、第３流路ＡＷ３を形成する排気ファン３９との３つのファンを設けて３つの流路ＡＷ１〜ＡＷ３を形成しても構わない（図１０を参照）。なお、この場合には、還気ファン３８および排気ファン３９のファン回転数を制御することにより還気空気ＲＡ１の風量と排気ＥＡの風量とが例えば３：１となるように調整することになる。図１０は、冷房除湿運転の第１動作における冷媒回路の状態および空気の流れを示す空気調和装置１０ａのモデル図である。
【０１１１】
（２）
上記実施形態に係る空気調和装置１０では、空気熱交換器６０に冷温水を流通させることにより冷暖房を行っているが、空気熱交換器６０に流通させるのは冷温水に限らず、ブラインなどであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明に係るドレンレス空気調和装置は、消費エネルギーを抑えることができ、かつ、施工が容易にできるという効果を奏しており、外気の空調処理を行いつつ室内空気の空気調和を行うドレンレス空気調和装置等として有用である
【符号の説明】
【０１１３】
１０，１０ａ  空気調和装置（ドレンレス空気調和装置）
１１          ケーシング（本体ケーシング）
２１          第１内外流出入口（外気導入口、排気口）
２２          第２内外流出入口（外気導入口、排気口）
２３          給気口
２４          室内空気導入口
３５、３７    給気ファン
３６、３８    還気ファン
３９          排気ファン
４１          バイパスダンパ（風量分割手段）
５１          第１吸着熱交換器
５２          第２吸着熱交換器
５３          圧縮機
５４          四路切換弁（切換機構）
５５          電動膨張弁（膨張機構）
６０          空気熱交換器
６１          伝熱管
６２          伝熱フィン
８０          排気風量センサ（排気風量検出手段）
ＯＡ          外気
ＲＡ          室内空気
ＲＡ１        還気空気
ＥＡ          排気
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特開２００８−１４５０９２号公報