(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器に向けて空気を送出する送風手段と、
前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧する絞り手段と、
前記絞り手段によって減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記圧縮機と、前記凝縮器と、前記絞り手段と、前記蒸発器を含んだ冷媒回路によって冷凍サイクルが形成されており、
前記蒸発器において前記冷媒と熱交換を行う相変化を起こさない冷却流体を前記蒸発器に送出する冷却流体送出手段と、
前記蒸発器で熱交換された冷却流体と周囲空気との間で熱交換を行う第１の熱交換器と、を備え、
前記蒸発器、前記第１の熱交換器、前記冷却流体送出手段を配管によって環状に接続して第１の冷却流体循環回路が形成されており、
前記第１の熱交換器に空気を送出する第１の送風機と、
前記第１の送風機で送出される空気の流路にあって、前記第１の熱交換器の前後に配置された第１の水分吸着脱着装置及び第２の水分吸着脱着装置と、
前記第１の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、及び前記第２の水分吸着脱着装置を通過する空気の通過方向を反転する空気経路切替装置と、を有する冷凍空調装置であって、
前記空気経路切替装置は、空気を、前記第１の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、前記第２の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、空気を、前記第２の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、前記第１の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とを切り替えるものである
冷凍空調装置。
【請求項２】
前記蒸発器、前記蒸発器と熱交換された前記冷却流体と周囲空気との熱交換を行う第２の熱交換器、前記冷却流体送出手段を配管によって環状に接続した第２の冷却流体循環回路と、
前記第２の熱交換器に空気を送出する第２の送風機と、を備え、
前記第２の熱交換器が室内の空調を行う室内機に収容されている
請求項１に記載の冷凍空調装置。
【請求項３】
前記室内機内に含まれる空気を前記室内機外に送出する排気用送風機と、
前記空気経路切替装置の上流に設けられ、全熱交換を行う全熱交換手段とを有する外気処理装置を含む
請求項２に記載の冷凍空調装置。
【請求項４】
前記空気経路切替装置の切替周期を、少なくとも室内空気の状態量に基づいて変更する制御手段を備えている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍空調装置。
【請求項５】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器に向けて空気を送出する送風手段と、
前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧する絞り手段と、
前記絞り手段によって減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記圧縮機と、前記凝縮器と、前記絞り手段と、前記蒸発器を含んだ冷媒回路によって冷凍サイクルが形成されており、
前記蒸発器において前記冷媒と熱交換を行う相変化を起こさない冷却流体を前記蒸発器に送出する冷却流体送出手段と、
前記蒸発器で熱交換された冷却流体と周囲空気との間で熱交換を行う第１の熱交換器と、を備え、
前記蒸発器、前記第１の熱交換器、前記冷却流体送出手段を配管によって環状に接続して第１の冷却流体循環回路が形成されており、
前記第１の熱交換器に空気を送出する第１の送風機と、
前記第１の送風機で送出される空気の流路にあって、前記第１の熱交換器の前後に配置された第１の水分吸着脱着装置及び第２の水分吸着脱着装置と、
前記第１の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、及び前記第２の水分吸着脱着装置を通過する空気の通過方向を反転する空気経路切替装置と、を有した冷凍空調装置であって、
外部より設定された温湿度より演算される運転開始判定エンタルピが室内空気のエンタルピを下回り、外部より設定された温湿度より演算される潜顕分離判定エンタルピが室内空気のエンタルピ以下の場合に、前記蒸発器出口の前記冷却流体の目標温度を設定した初期の値とし、
外部より設定された温湿度より演算される運転開始判定エンタルピが室内空気のエンタルピを下回り、外部より設定された温湿度より演算される潜顕分離判定エンタルピが室内空気のエンタルピを上回る場合に、前記蒸発器出口の前記冷却流体の目標温度を室内空気の露点温度近傍の値又は露点温度以上の値とする、冷凍空調装置。
【請求項６】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器に向けて空気を送出する送風手段と、
前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧する絞り手段と、
前記絞り手段によって減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、
前記圧縮機と、前記凝縮器と、前記絞り手段と、前記蒸発器を含んだ冷媒回路によって冷凍サイクルが形成されており、
前記蒸発器において前記冷媒と熱交換を行う相変化を起こさない冷却流体を前記蒸発器に送出する冷却流体送出手段と、
前記蒸発器で熱交換された前記冷却流体と周囲空気との間で熱交換を行う第１の熱交換器と、
前記蒸発器で熱交換された前記冷却流体と周囲空気との間で熱交換を行う第２の熱交換器を有した室内機と、
を備え、
前記蒸発器、前記第１の熱交換器、前記冷却流体送出手段を配管によって環状に接続して第１の冷却流体循環回路が形成されており、
前記第１の熱交換器に空気を送出する第１の送風機と、
前記第１の送風機で送出される空気の流路にあって、前記第１の熱交換器の前後に配置された第１の水分吸着脱着装置及び第２の水分吸着脱着装置と、
前記第１の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、及び前記第２の水分吸着脱着装置を通過する空気の通過方向を反転する空気経路切替装置と、を有した冷凍空調装置であって、
外部より設定された温湿度より演算される運転開始判定エンタルピが室内空気のエンタルピを下回り、外部より設定される温湿度より演算される潜顕分離判定エンタルピが室内空気のエンタルピを上回り、外部より設定された温湿度より演算される目標温度が室内空気の温度を下回る場合には、
前記室内機は運転を開始し、前記空気経路切替装置の切替周期を延長させ、
外部より設定された温湿度より演算される運転開始判定エンタルピが室内空気のエンタルピを下回り、外部より設定される温湿度より演算される潜顕分離判定エンタルピが室内空気のエンタルピを上回り、外部より設定された温湿度より演算される目標温度が室内空気の温度以上である場合には、
前記室内機は運転を停止し、前記空気経路切替装置の切替周期を短縮させる、冷凍空調装置。
【請求項７】
調湿対象空間から空気を吸込む吸込口と、前記吸込口から取り込んだ空気を前記調湿対象空間へ供給する吐出口と、を有した本体と、
前記本体内に設けられ、前記吸込口と前記吐出口とを連通する風路と、
前記風路内に設けた熱交換器と、
前記熱交換器に空気を送出する送風機と、
を備え、
前記風路内には、
水分吸着剤を有した第１の水分吸着脱着装置と、
前記熱交換器と、
水分吸着剤を有した第２の水分吸着脱着装置と、が順に離隔して配置され、
前記第１の水分吸着脱着装置及び前記第２の水分吸着脱着装置は、前記送風機で送出される空気の流路にあって、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿するものであり、
前記吸込口から吸込まれた空気を、前記第１の水分吸着脱着装置、前記熱交換器、前記第２の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、前記第２の水分吸着脱着装置、前記熱交換器、前記第１の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とを切り替える空気経路切替装置と、を有した調湿装置。
【請求項８】
前記吸着剤は、
相対湿度が４０〜１００％の空気に対する平衡吸着量が、相対湿度の上昇に対して略直線的に増加する特性を有するものである
請求項７に記載の調湿装置。
【請求項９】
前記第１の水分吸着脱着装置と前記第２の水分吸着脱着装置は、前記風路内に固定されて静止している
請求項７又は８に記載の調湿装置。
【請求項１０】
前記第１の水分吸着脱着装置と前記第２の水分吸着脱着装置は、多数の小透孔を有する通風体である
請求項７〜９のいずれか一項に記載の調湿装置。
【請求項１１】
前記第１の水分吸着脱着装置と前記第２の水分吸着脱着装置は、それぞれの空気通過面を前記熱交換器の空気通過面に対向するように配置されている
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の調湿装置。
【請求項１２】
前記第１の水分吸着脱着装置、前記熱交換器および前記第２の水分吸着脱着装置は、
空気の経路の切り替えによって前記第１の水分吸着脱着装置、前記熱交換器および前記第２の水分吸着脱着装置を通過する空気の通過方向が反転するように配置されている
請求項７〜１１のいずれか一項に記載の調湿装置。
【請求項１３】
前記風路には、
前記第１の水分吸着脱着装置および前記第２の水分吸着脱装置の上流側に設けられ、経路を二方向に分岐する第１の分岐部と、
前記第１の水分吸着脱着装置および前記第２の水分吸着脱装置の下流側に設けられ、経路を二方向に分岐する第２の分岐部とが設けられ、
前記切替装置は、
前記第１の分岐部及び前記第２の分岐部のそれぞれに配置され、前記二方向のいずれかを選択するようにされている
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の調湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調装置及び調湿装置に関するものであり、特に水、ブラインなどの液媒体を加熱・冷却することにより冷温熱を負荷側に供給する冷凍空調装置及び調湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷水を供給する冷却装置には、所望の温度まで冷却された冷水を得るためにチラーなどの冷却手段が備えられている。かかる冷却手段には、圧縮機、凝縮器、減圧手段、および蒸発器を備え、これらに冷媒を循環させる冷凍サイクルが形成されるものである。
蒸発器には低圧低温の冷媒液と、水を主成分とする冷却流体と、が熱交換自在に流通するようになっている。すなわち、冷媒液は冷却流体から温熱（蒸発熱）を受け取って蒸発し、一方、冷却流体は温熱を奪われることによって冷却される。冷却流体は空調装置として使用される場合、空調対象空間で空調対象空気と冷却流体で熱交換を行うことで空調対象空間を冷房、又は暖房している。【０００３】
また、冷房運転を高効率で行う冷凍空調装置の例として「室外に配置され冷却を外気により行なう凝縮器と、該凝縮器より高低差のある低位置に設けた蒸発器とを含み、サーモサイフォン冷凍サイクル運転又は冷媒圧縮強制循環冷凍サイクル運転に切り替え可能に構成された冷凍サイクルを備えた冷却器において、 単一の前記凝縮器に対して前記冷凍サイクルを複数段並列に配置し、 前記複数段の冷凍サイクルの蒸発器の蒸発温度を１段目を高くその後順に低く設定してなる蒸発器で構成し、 冷却負荷配管を前記冷凍サイクルの蒸発器に１段目から順に直列に接続してなる」というものが提案されている。（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２９６０１号公報（要約、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１において提案されている冷凍空調装置は、複数の冷凍サイクルを用いて蒸発温度を１段目から順に低く設定することで高効率運転を行うとしているが、以下のような問題点がある。複数の冷凍サイクルで所望の温度の冷却流体を生成する冷凍空調装置を構成する場合には、冷凍サイクルが多数必要であり、装置の大型化によって機器設置できない場合が発生する。【０００６】
また、冷水によって空調対象を除湿する場合には、直接膨張方式（家庭用ルームエアコンなど）と比較すると、冷却流体が相変化を伴わずに熱交換するために、熱交換量分だけ被冷却水の温度上昇が発生する。そのため、除湿量を確保するためには温度上昇分を含めて冷水温度を設定する必要があり、順に冷媒蒸発温度を低く設定しても下段の蒸発温度は直接膨張方式よりも低くなり、冷凍サイクルの効率の低下が発生していた。【０００７】
さらに、目標空気質の露点温度が低温である場合には冷媒の蒸発温度はさらに低温となるため、冷媒と冷却流体が熱交換する際に、凍結保護制御が必要となる場合が発生する。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その第一の目的は、冷凍サイクルの蒸発温度が高い運転でも除湿量を確保し、空調対象空間の快適性を確保できるコンパクトで高効率な冷凍空調装置及び調湿装置を提供することにある。また、本発明の第二の目的は、目標除湿量に応じて、制御が容易で、凍結保護を回避できる冷凍空調装置及び調湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の冷凍空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器に向けて空気を送出する送風手段と、前記凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧する絞り手段と、前記絞り手段によって減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、前記圧縮機と、前記凝縮器と、前記絞り手段と、前記蒸発器を含んだ冷媒回路によって冷凍サイクルが形成されており、前記蒸発器において前記冷媒と熱交換を行う相変化を起こさない冷却流体を前記蒸発器に送出する冷却流体送出手段と、前記蒸発器で熱交換された冷却流体と周囲空気との間で熱交換を行う第１の熱交換器と、を備え、前記蒸発器、前記第１の熱交換器、前記冷却流体送出手段を配管によって環状に接続して第１の冷却流体循環回路が形成されており、前記第１の熱交換器に空気を送出する第１の送風機と、前記第１の送風機で送出される空気の流路にあって、前記第１の熱交換器の前後に配置された第１の水分吸着脱着装置及び第２の水分吸着脱着装置と、前記第１の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、及び前記第２の水分吸着脱着装置を通過する空気の通過方向を反転する空気経路切替装置と、を有し、前記空気経路切替装置は、空気を、前記第１の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、前記第２の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、空気を、前記第２の水分吸着脱着装置、前記第１の熱交換器、前記第１の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とを切り替えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
熱源機と接続する負荷側機器の少なくとも一台が水分吸着脱着装置、風路切替装置を配置し、熱交換器に流入する空気の露点温度を上昇させ、冷却流体温度が空調対象空気の露点温度近傍でも連続的に除湿可能な調湿装置とすることで冷凍空調装置の高効率除湿が可能となる。また、調湿装置の風路切替装置の切替周期を変化させることにより冷却流体の温度が安定した状態で除湿量を調整可能となる。さらに、複数台の室内機を接続する際には、冷却流体の流路上流に調湿機を配置し、調湿装置から排出される冷却流体の温度を室内の露点温度近傍又は設定された値となるように冷却流体温度又は調湿装置の風量を制御することで、結露水の発生箇所を特定の調湿装置に固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和システムの機器配置図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和システムの冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る調湿装置の装置構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る調湿装置に使用される空気の相対湿度と、吸着剤の平衡吸着量の関係を表した図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る調湿装置の除湿運転時における動作状態を表す、湿り空気線図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る調湿装置の除湿運転時における動作状態を表す、各部での温度と絶対湿度の図である。
【図７】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの蒸発器内の冷媒の温度と、冷却流体の温度変化を表す温度線図である。
【図８】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの熱交換器内の冷却流体の温度変化を表す温度線図である。
【図９】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの空気流路切替周期の違いによる入力、全熱処理量、顕熱処理量、潜熱処理量の関係を表した図である。
【図１０】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの空気流路切替周期ＴとＴ＋ΔＴでの入力、全熱処理量、顕熱処理量、潜熱処理量の関係を表した図である。
【図１１】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの制御フロー図である。
【図１２】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの制御ブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの室内機と調湿装置の冷房除湿運転時の冷媒蒸発温度における除湿量の関係を表した図である。
【図１４】本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの冷媒蒸発温度とシステムのエネルギー効率の関係を表した図である。
【図１５】本発明の実施の形態１、２に係る調湿装置に使用される吸着剤の通過風速と吸着、脱着速度の関係を表した図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係る空気調和システムの冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
《システム構成》
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和システム（冷凍空調装置）の機器配置図である。室外機１０には調湿装置２０、室内機３０が接続されている。それぞれ室外機１０と調湿装置２０、室内機３０の間は冷却流体が循環する配管１００と伝送線１０１で接続されており、室外機１０とコントローラ４０との間も伝送線１０１で接続されている。温湿度センサ３ｃは、コントローラ４０の下部に配置されている。
図１では調湿装置２０、室内機の接続台数は各１台であるが、室外機能力、必要除湿量に応じて接続台数を個別に変化しても良く、台数を限定するものではない。
【００１３】
《冷媒回路構成：室外機１０》
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和システムの冷媒回路図である。
室外機１０内には冷媒を圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器１２と、凝縮器１２に向けて空気を送出する送風手段１３と、凝縮器１２によって凝縮された冷媒を減圧する絞り手段１４と、絞り手段１４によって減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器１５と、蒸発器１２に冷却流体を搬送する搬送手段１６と、によって構成されている。圧縮機１１、凝縮器１２、絞り手段１４、および蒸発器１５を経由して冷媒を圧縮機１１に戻す冷媒回路と、によって冷凍サイクル１０００を構成している。
【００１４】
(圧縮機１１)
圧縮機１１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータにより制御されるモータ（図示せず）によって駆動される容積式圧縮機である。なお、本発明は圧縮機１の台数を１台に限定するものではなく、２台以上の圧縮機が並列又は直列に接続されたものであってもよい。
【００１５】
(凝縮器１２)
凝縮器１２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
【００１６】
(送風手段１３)
送風手段１３は、凝縮器１２に供給する空気の流量を可変することが可能なファンであり、ＤＣファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。
【００１７】
(絞り手段１４)
絞り手段１４は、冷媒回路内を流れる冷媒の流量の調節等が行うことが可能であり、ステッピングモータ（図示せず）により絞りの開度を調整することが可能な電子膨張弁または受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁またはキャピラリーチューブである。
【００１８】
(蒸発器１５)
蒸発器１５は、間隔をおいて薄板を多数並べて、周縁部をシールし、各薄板間に形成された空間を交互に低圧冷媒の流路と水の流路としてなるプレート式熱交換器、又は二重になった管の内外で熱交換を行う二重管式熱交換器である。本発明の実施の形態１において、蒸発器１５は１個のみであるが、これに限定されず、２個以上の蒸発器が並列又は直列に接続されたものであってもよい。また、本発明の実施の形態１では冷媒と冷却流体の流れ方向は並行流となっているが、対向流でもよく、流れ方向を限定するものではない。
【００１９】
(搬送手段１６)
搬送手段１６は、冷却流体回路内を循環する流体の流量を制御可能であるＤＣモータなどのモータによって駆動されるポンプである。
【００２０】
(冷却流体、冷媒)
冷却流体は、例えば、凝固点を降下させる添加物を混ぜた水が用いられ、単なる水であってもよい。冷媒回路を流れる冷媒は例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒や、Ｒ２２、Ｒ１３４ａなどのＨＣＦＣ冷媒や、炭化水素や、ヘリウムのような自然冷媒などがある。
【００２１】
《冷却流体回路構成：調湿装置２０》
調湿装置２０では、蒸発器１５と熱交換された冷却流体と空調対象空間の空気と熱交換する第１の熱交換器２２と、第１の熱交換器２２に向けて空気を送出する送風手段２５と、搬送手段１６（これは室外機１０に収容されているものとする）、蒸発器１５、および第１の熱交換器２２を経由して冷却流体を搬送手段１６に戻す冷却流体回路とによって顕熱交換サイクル２０００を構成している。
【００２２】
また、調湿装置２０は水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂ、空気流路切替装置２４ａ、２４ｂを備え、空調エリア又は空調エリア外から空気を吸込み、空気流路切替装置２４ａを通過した後、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂ、及び第１の熱交換器２２に空気を通過させて、空気流路切替装置２４ｂを通過して空調エリアに送風している。
調湿装置２０の空気吸込み側に吸込み温湿度センサ３ａを備える。また、図１で示したコントローラ４０より制御基板２６に運転制御信号が送信されている。
【００２３】
空気流路切替装置２４ａ、２４ｂは、水分吸着脱着装置２３ａ、第１の熱交換器２２、水分吸着脱着装置２３ｂの順となる空気流路Ａと、水分吸着脱着装置２３ｂ、第１の熱交換器２２、水分吸着脱着装置２３ａとなる空気流路Ｂとを切り替えることを可能としている。
【００２４】
調湿装置２０には顕熱交換サイクル２０００内に冷却流体が循環するか否かを制御可能な二方弁２１を備える。
【００２５】
(二方弁２１)
二方弁２１は、冷却流体回路の循環経路を変更することが可能となる弁であり、弁を開けた場合には第１の熱交換器２２に冷却流体が流入し、弁を閉じた場合には第１の熱交換器２２に冷却流体が流れないようにすることが可能となる。弁の開閉はモータ（図示せず）等を使用し、開閉を制御することが可能となる。
また、二方弁２１は、モータの回転数を調整して開度を調節することにより、蒸発器１５に流入する冷却流体の流量を調整することが可能となる。なお、蒸発器１５に流入する冷却流体の流量の調整には三方弁を用いてバイパス流路を設ける等の方法でもよく、同様の効果が得られるのであれば二方弁に限定しないものとする。
【００２６】
(第１の熱交換器２２)
第１の熱交換器２２は、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
【００２７】
(水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂ)
水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂは、装置の風路断面積に対して通風断面積を多くとれるように、風路断面に沿った多角形の多孔質平板などからなっており、装置の厚さ方向に空気が通過できるように構成したものである。また、多孔質平板表面には、ゼオライト、シリカゲル、活性炭等のような相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する特性を有する吸着剤を塗布、表面処理あるいは含浸したものを使用する。なお、ここでは、四角形の水分吸着脱着装置について説明を行ったが、同様の効果が得られるのであれば四角形に限定しないものとする。
【００２８】
(空気流路切替装置２４ａ、２４ｂ)
空気流路切替装置２４ａ、２４ｂは、空気流路Ａ、Ｂを切替えるためにステッピングモータ等の駆動力によって風路の風路流入・流出口の開閉を行うダンパである。制御基板２６より運転制御信号を受信し、開閉の切替えタイミングを制御することが可能である。本実施例では２つの空気流路切替装置２４ａ、２４ｂによって空気流路Ａ、Ｂの切替えを行ったが、４つのダンパを制御、又は一つのモータによって空気流路切替えを行ってもよく、同様の効果が得られるのであれば個数に限定しないものとする。また、空気流路切替装置２４ａ、２４ｂはスライドするドアを用いて一方の流路を開き、他方の流路を閉じるような機構のものであってもよい。
【００２９】
(送風手段２５)
送風手段２５は、第１の熱交換器２２に供給する空気の流量を可変することが可能なファンであり、ＤＣファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。
【００３０】
《冷却流体回路構成：室内機３０》
室内機３０では、蒸発器１５と熱交換された冷却流体と空調対象空間の空気と熱交換する第２の熱交換器３２と、第２の熱交換器３２に向けて空気を送出する送風手段３３と、搬送手段１６、蒸発器１５、および第２の熱交換器３２を経由して冷却流体を搬送手段１６に戻す冷却流体回路とによって顕熱交換サイクル２００１を構成している。
【００３１】
また、室内機３０は空調エリアから空気を吸込み、第２の熱交換器３２に空気を通過させて空調エリアに送風している。室内機３０の空気吸込み側に吸込み温湿度センサ３ｂを備える。また、図１で示したコントローラ４０より制御基板３４に運転制御信号が送信されている。
【００３２】
室内機３０には、顕熱交換サイクル２００１内に冷却流体が循環するか否かを制御可能な二方弁３１を備える。
【００３３】
(二方弁３１)
二方弁３１は、冷却流体回路の循環経路を変更することが可能となる弁である。二方弁３１を開けた場合には第２の熱交換器３２に冷却流体が流入し、二方弁３１を閉じた場合には第１の熱交換器２２に冷却流体が流れないようにすることが可能となる。弁の開閉はモータ（図示せず）等を使用し、制御することが可能となる。
また、二方弁３１は、モータの回転数を調整して開度を調節することにより、第１の熱交換器２２に流入する冷却流体の流量を調整することが可能となる。なお、第１の熱交換器２２に流入する冷却流体の流量の調整には三方弁を用いてバイパス流路を設ける等の方法でもよく、同様の効果が得られるのであれば二方弁に限定しないものとする。
【００３４】
(第２の熱交換器３２)
第２の熱交換器３２は、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
【００３５】
《冷媒回路センサ配置》
圧縮機１１の吐出側には圧力センサ１ａ、吸入側には圧力センサ１ｂを備えている。また、蒸発器１５に流入する低圧冷媒液の温度を検出する温度センサ２ａ、蒸発器１５から流出する低圧冷媒液の温度を検出する温度センサ２ｂを備えている。また、凝縮器１２の空気吸込み側に温度センサ２ｅを備えている。
【００３６】
《冷却流体回路センサ配置》
蒸発器１５に流入する冷却流体の温度を検出する温度センサ２ｃ、蒸発器１５から流出する冷却流体の温度を検出する温度センサ２ｄを備えている。さらに、調湿装置２０の空気吸込み側に温湿度センサ３ａを備え、室内機３０の空気吸込み側に温湿度センサ３ｂを備えている。また、第１の熱交換器２２に流入する冷却流体の温度を検出する温度センサ２ｆ、第１の熱交換器２２から流出する冷却流体の温度を検出する温度センサ２ｇを備える。同様に、第２の熱交換器３２に流入する冷却流体の温度を検出する温度センサ２ｈ、第２の熱交換器３２から流出する冷却流体の温度を検出する温度センサ２ｉを備える。
【００３７】
《システム構成機器》
室外機１０には凝縮器１２に空気を流すための送風手段１３を設け、また、図１に示したコントローラ４０より制御基板１７に運転制御信号が送信されている。
【００３８】
調湿装置２０には送風手段２５を設け、空調対象空間、外気、又は空調対象空間と外気の混合気体を吸込み、空気流路切替装置２４ａを通過した後、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂ、第１の熱交換器２２に空気を通過させて、その後、空気流路切替装置２４ｂを通過して空調対象空間に送風している。また、コントローラ４０により制御基板２６に運転制御信号が送信されている。
【００３９】
調湿装置２０は、内部の空気流路が水分吸着脱着装置２３ａ、第１の熱交換器２２、水分吸着脱着装置２３ｂの順となる空気流路Ａと、水分吸着脱着装置２３ｂ、第１の熱交換器２２、水分吸着脱着装置２３ａとなる空気流路Ｂとを切り替えることが可能な空気流路切替装置２４ａ、２４ｂを備えている。
【００４０】
室内機３０には送風手段３３を設け、空調対象空間から空気を吸込み、第１の熱交換器２２に空気を通過させて、空調対象空間に送風している。また、コントローラ４０より制御基板３４に運転制御信号が送信されている。
【００４１】
《冷凍サイクル１０００の動作》
図２で冷凍サイクル１０００の動作を説明する。圧縮機１１から吐出された冷媒は凝縮器１２へと流れて空気と熱交換する際に凝縮液化し、絞り手段１４で減圧された後、蒸発器１５へと流れた冷媒は冷却流体と熱交換して蒸発した後、再び圧縮機１１に吸入される。
【００４２】
《顕熱交換サイクル２０００の動作》
図２で顕熱交換サイクル２０００の動作を説明する。搬送手段１６から流出された冷却流体は蒸発器１５へと流れて冷媒と熱交換して低温となり、第１の熱交換器２２へと流れた冷却流体は空調対象空気と熱交換して昇温した後、再び搬送手段１６に吸入される。
【００４３】
《顕熱交換サイクル２００１の動作》
図２で顕熱交換サイクル２００１の動作を説明する。搬送手段１６から流出された冷却流体は蒸発器１５へと流れて冷媒と熱交換して低温となり、第２の熱交換器３２へと流れた冷却流体は空調対象空気と熱交換して昇温した後、再び搬送手段１６に吸入される。
【００４４】
次に調湿装置２０の冷房除湿動作を説明する。
《除湿動作》
まず、図３を用いて空気流路Ａについて説明する。吸込口２０ａから空気が吸い込まれ、水分吸着脱着装置２３ａを経て水分吸着脱着装置２３ａの吸着剤が脱着反応することによって空気中に水分を放出し、通過空気を加湿する。水分吸着脱着装置２３ａを通過した空気は空調対象空間よりも低温の冷却流体が流れることで冷却手段として機能する第１の熱交換器２２によって通過空気を露点温度以下まで冷却されることによって除湿され、水分吸着脱着装置２３ｂに流入する。水分吸着脱着装置２３ｂの吸着剤が空気中の水分を吸着することによって通過空気が除湿され、吐出口２０ｂから送風手段２５を経て、給気ＳＡとして室内側へ給気される。
【００４５】
次に、図３を用いて空気流路Ｂについて説明する。吸込口２０ａから空気が吸い込まれ、水分吸着脱着装置２３ｂを経て水分吸着脱着装置２３ｂの吸着剤が脱着反応することによって空気中に水分を放出し、通過空気を加湿する。水分吸着脱着装置２３ｂを通過した空気は空調対象空間よりも低温の冷却流体が流れることで冷却手段として機能する第１の熱交換器２２によって通過空気を露点温度以下まで冷却されることによって除湿され、水分吸着脱着装置２３ａに流入する。水分吸着脱着装置２３ａの吸着剤が空気中の水分を吸着することによって通過空気が除湿され、吐出口２０ｂから送風手段２５を経て、給気ＳＡとして室内側へ給気される。
【００４６】
ここで吸込口より吸い込まれる空気は空調対象空間内の空気若しくは外気又はこれらの混合されたものでもよく、吸込口の取り付け箇所を限定しないものとする。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態１に係る調湿装置に使用される空気の相対湿度と、吸着剤の平衡吸着量の関係を表した図である。平衡吸着量は一般に空気相対湿度が高くなると増加する。本発明の実施の形態１で使用する吸着剤は、相対湿度が８０％以上の平衡吸着量と相対湿度が４０〜６０％での平衡吸着量との差が大きいものを採用したため、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂにおける吸着能力及び脱着能力を上昇させることが可能である。このように、上記吸着剤には、相対湿度４０〜１００％の空気に対する平衡吸着量が、相対湿度の上昇に対して略直線的に大きく増加するものとすることが好ましい。
【００４８】
また、送風手段２５の風量を制御することによって水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂを通過する空気流速も変化する。水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂの吸着、脱着時の空気と吸着剤間の水分移動速度は空気流速が増加すると増加するため、除湿能力及び加湿能力を上昇させることが可能となる。
【００４９】
図３に示されるように、送風手段２５は最下流に配置されているが、二つの空気流路の目標の風量が得られればよいため、送風手段２５を最上流に配置してもよい。
さらに、送風手段２５を上流と下流に複数配置してもよく、送風手段２５を配置する位置と数は限定しないものとする。
【００５０】
本発明の実施の形態１の調湿装置２０で使用される風路切替手段３４ａ、３４ｂはダンパなどを使用することによって風路の切り替えが可能であり、ダンパ動作に用いるモータ回転動作を制御することによって切り替え時間を制御することが可能となる。
【００５１】
《調湿装置動作》
図３、図５、図６を用いて、本発明の実施の形態１の調湿装置の除湿運転時の動作について説明する。
【００５２】
図５は、本発明の実施の形態１に係る調湿装置の除湿運転時における動作状態を表す、湿り空気線図である。
図６は、本発明の実施の形態１に係る調湿装置の除湿運転時における動作状態を表す、各部での温度と絶対湿度の図である。
図５において、空気状態を示す「状態（１）〜状態（４）」は、図３におけるカッコで囲った数字「１〜４」にそれぞれ対応している。図６には各状態における通過空気の温度、絶対湿度を示したものである（図６は空気流路Ａの場合を示す。）。
【００５３】
図３において、調湿装置２０全体は、水分の吸着と放出を繰り返す水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂ、第１の熱交換器２２と送風手段２５と空気流路切替装置２４ａ、２４ｂを有している。また、送風手段２５は水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂの吸脱着を能力上昇させるために風量が変化でき、空気流路切替装置２４ａ、２４ｂは切り替えタイミングの変化が可能である。
【００５４】
調湿装置２０内部の風路は空気流路切替装置２４ａ、２４ｂを操作することによって図３の空気流路Ａと空気流路Ｂを切り替えることが可能となる。空気流路Ａでは導入空気は水分吸着脱着装置２３ａ、第２の熱交換器３２、水分吸着脱着装置２３ｂの順に通過する。また空気流路Ｂでは導入空気は水分吸着脱着装置２３ｂ、第１の熱交換器２２、水分吸着脱着装置２３ａの順で通過する。
【００５５】
《空気側回路の動作説明》
（空気流路Ａ）
図５、図６を用いて、除湿運転時における空気側回路の動作について説明する。
本発明の実施の形態１における調湿装置の除湿経路では、吸込口より導入された導入空気（状態１）は水分吸着脱着装置２３ａに送り込まれる。水分吸着脱着装置２３ａは水分含量に応じて水分を放出するため、相対湿度が４０〜６０％である導入空気は加湿される（状態２）。なお、加湿された空気は導入空気より温度は低くなり、相対湿度は高くなる。また、露点温度が上昇するために凝縮しやすくなる。加湿された導入空気は第１の熱交換器２２に流入し、通過空気が露点温度以下に冷却されることにより、水分が除湿された除湿空気となり（状態３）、水分吸着脱着装置２３ｂに送り込まれる。冷却除湿された空気の相対湿度は７０〜９０％ＲＨ程度と高くなっているため、水分吸着脱着装置２３ｂの吸着剤は水分を吸着しやすくなる。冷却された導入空気は、水分吸着脱着装置２３ｂの吸着剤により水分が吸着・除湿されて給気ＳＡとなり（状態４）、室内に供給される。
【００５６】
（空気流路Ｂ）
本発明における調湿装置の除湿経路では、吸込口より導入された導入空気が水分吸着脱着装置２３ｂに送り込まれる（状態１）。水分吸着脱着装置２３ｂは水分含量に応じて水分を放出するため、相対湿度が４０〜６０％である導入空気は加湿される（状態２）。なお、加湿された空気は導入空気より温度は低くなり、相対湿度は高くなる。また、露点温度が上昇するために凝縮しやすくなる。加湿された導入空気が第１の熱交換器２２に流入し、通過空気が露点温度以下に冷却されることにより、水分が除湿された除湿空気となり（状態３）、水分吸着脱着装置２３ａに送り込まれる。冷却除湿された空気の相対湿度は７０〜９０％ＲＨ程度と高くなっているため、水分吸着脱着装置２３ａの吸着剤は水分を吸着しやすくなる。冷却された導入空気が水分吸着脱着装置２３ａの吸着剤により水分が吸着・除湿されて給気ＳＡとなり（状態４）、室内に供給される。
【００５７】
上記のように、空気流路切替装置２４ａ、２４ｂを動作して空気流路ＡとＢを切り替えることによって空気流路Ａで吸着反応をしていた水分吸着脱着装置２３ｂが空気流路Ｂでは脱着反応、逆に空気流路Ａで脱着反応をしていた水分吸着脱着装置２３ａが空気流路Ｂでは吸着反応をするため、吸着剤が平衡状態にならず、連続的に除湿が可能となる。
空気流路切替装置２４ａは水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂ、第１の熱交換器２２の上流に、空気流路切替装置２４ｂは水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂ、第１の熱交換器２２の下流に配置されている。
【００５８】
≪蒸発器１５≫
図７は、本発明の実施の形態１、２（実施の形態２については後述する）に係る空気調和システムの蒸発器１５内の冷媒の温度と、冷却流体の温度変化を表す温度線図であり、蒸発器１５内部での冷媒、冷却流体の温度変化を示している。蒸発器内部を通過する冷媒は蒸発する際に吸熱して液体から気体へと相変化し、すべての冷媒が気体に変化した後に冷媒温度が上昇（過熱度）する。一方冷却流体は相変化を起こさずに温度低下して出口へ向かう。また、冷却流体の冷却温度下限値は冷媒蒸発温度となる。
【００５９】
≪第１の熱交換器２２、３２≫
図８は、本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの熱交換器内の冷却流体の温度変化を表す温度線図である。図８は、調湿装置２０に配置される第１の熱交換器２２、室内機３０に配置される第２の熱交換器３２内の冷却流体の温度変化示している。熱交換器２２、３２を通過する冷却流体は熱交換器を通過する空気と熱交換して温度が上昇する。熱交換器２２、３２を通過する空気は冷却されて給気ＳＡとして空調対象空間に供給される。通過する際に、熱交換を行う冷却流体の温度が通過空気の露点温度であれば結露を生じて冷却除湿され、露点温度以上であれば、除湿せずに温度変化のみ発生する。
【００６０】
図８において、直接膨張方式での熱交換器内での冷媒温度変化と、冷却流体の熱交換器内での温度変化とを比較すると、入口の温度を同じにした場合では直膨方式は相変化による吸熱のために冷媒温度が変わらず、熱交換器全体で除湿が可能であるが、冷却流体Ａは熱交換によって温度が露点以上となるため、除湿ができなくなっている。つまり直膨方式と同量の除湿量を得るためにはさらには、冷却流体の温度をｄＴ下げる必要がある（冷却流体Ｂ）。
【００６１】
図９は、本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの空気流路切替周期の違いによる入力、全熱処理量、顕熱処理量、潜熱処理量の関係を表した図である。
図１０は、本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの空気流路切替周期ＴとＴ＋ΔＴでの入力、全熱処理量、顕熱処理量、潜熱処理量の関係を表した図である。
空気流路ＡとＢの切替タイミングを延長すると吸着剤が飽和し、吸着、脱着反応を起こさず、第１の熱交換器２２のみが熱処理する時間が発生する。このとき、第１の熱交換器２２を通過する空気の露点温度は室内空気と同等であるため、除湿量は空気流路切替後初期よりも減少する。
【００６２】
また、冷媒蒸発温度が室内空気露点温度以上である場合は吸着剤が飽和した後では、潜熱処理を行わず、顕熱処理のみ行われる。したがって、空気流路ＡとＢの切替タイミングを延長すると、吸着剤が飽和して潜熱処理量が減少又は無くなる時間が発生し、単位時間あたりの除湿量は低下する。
【００６３】
しかしながら、空気流路の切替初期の第１の熱交換器２２を通過する空気と、吸着剤が飽和した後に第１の熱交換器２２を通過する空気では、温湿度は異なるが、空気のエンタルピーはほぼ同じである。
【００６４】
これは空気と吸着剤が、吸着、脱着反応時には、ほぼ等エンタルピ線上にそって空気温湿度が変化するためである。したがって、図９、図１０のように潜熱処理量、顕熱処理量は切替時間周期の変化とともに変化するが、全熱処理量は変化させずに熱処理が可能となる。なお、図９、図１０の縦軸の「入力」は、装置全体の消費電力を意味する。
【００６５】
さらに、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂに担持されている吸着剤の飽和までに要する時間は、蒸発器１５を流れる冷媒蒸発温度と、温度センサ２ａの測定結果である空気の温湿度によって分かり、その時間に応じてΔＴを変化することによって目的の温湿度に到達する時間を短くすることが可能となる。
【００６６】
≪潜顕分離制御≫
この空調システムは室内空気の状態量に基づいて空調システムの冷却流体の蒸発器１５出口の温度を変更する制御手段を備えている。以下、図１１のフローチャートに基づいて、この潜顕分離制御の制御内容について説明する。
【００６７】
まず、コントローラ４０で外部より設定される室内の設定温度と設定相対湿度から計算される運転開始判定エンタルピＥＮｍｉｎと温湿度センサ３ａ〜３ｃのいずれかの測定結果より演算される室内エンタルピＥＮｒａの関係から、空調システムが運転開始するか停止するかの判定を行う（ステップＳＴ１）。
室内エンタルピＥＮｒａが運転開始判定エンタルピＥＮｍｉｎよりも大きい場合には、空調システムは運転を開始し（ステップＳＴ２）、室内エンタルピＥＮｒａが運転開始判定エンタルピＥＮｍｉｎよりも小さな場合には、空調運転を停止する（ステップＳＴ７）。
【００６８】
ステップＳＴ２では、コントローラ４０で外部より設定される室内の設定温度と設定相対湿度から計算される潜顕分離判定エンタルピＥＮｍａｘと温湿度センサ３ｂの測定結果より演算される室内エンタルピＥＮｒａの関係から、空調システムが潜顕分離運転を開始するか停止するかの判定を行う。
室内エンタルピＥＮｒａが潜顕分離判定エンタルピＥＮｍａｘよりも小さい場合には、
潜顕分離運転を開始する（ステップＳＴ３）。このとき、蒸発器１５の出口の冷却流体の目標温度を室内空気の露点温度近傍の値又は露点温度以上の値とする。
室内エンタルピＥＮｒａが潜顕分離判定エンタルピＥＮｍａｘよりも大きい場合には、空調システムは潜顕分離を行わず、冷却流体の蒸発器１５の出口温度Ｔｗを設定温度Ｔｗｓとして運転を開始する（ステップＳＴ６）。
【００６９】
ステップＳＴ３では、コントローラ４０で外部より設定される室内の設定温度から計算される室内機運転判定温度Ｔｍｉｎと、温湿度センサ３ｂの測定結果である室内温度Ｔｒａの関係から、室内機が運転開始するか停止するかの判定を行う。
室内温度Ｔｒａが室内機運転判定温度Ｔｍｉｎよりも大きい場合には、室内機が運転を開始し、調湿装置２０は風路切替えタイミングＴＩＭＥ＿ＣをＴＩＭＥ＿Ｌとし、処理熱量のＳＨＦを高くさせる（ステップＳＴ４）。
室内温度Ｔｒａが室内機運転判定温度Ｔｍｉｎ以下の場合には、室内機は運転を停止する。また、調湿装置２０は風路切替えタイミングＴＩＭＥ＿ＣをＴＩＭＥ＿Ｌより短いＴＩＭＥ＿Ｓとし、処理熱量のＳＨＦを低下させる（ステップＳＴ５）。
《システム制御方法》
図１２は、本発明の実施の形態１、２に係る空気調和システムの制御ブロック図である。図１２には、圧力センサ１ａ、１ｂ、温度センサ２ａ〜２ｉ、温湿度センサ３ａ〜３ｃによる計測制御システム構成が示されている。
これらのセンサーはコントローラ４０に接続される。コントローラ４０ではこれらの温湿度と圧力の情報を取得し、制御基板１７、制御基板２６、制御基板３４に制御信号を送信することによって、圧縮機１１、絞り手段１４、送風手段１３、搬送手段１６、二方弁２１、送風手段２５、空気流路切替装置２４ａ、２４ｂ、二方弁３１、送風手段３３の動作制御を行うことが可能である。
【００７０】
《実施の形態１の効果》
以上のように、本発明の実施の形態１における空調システムは、図１３のように冷房除湿運転時に、調湿装置２０、第１の熱交換器２２と、室内機３０の第２の熱交換器３２に流入する冷却流体の温度を露点温度近傍に上昇させても、除湿することが可能となる。
【００７１】
冷却流体の蒸発器１５の出口温度を上昇させることは、冷凍サイクル側の冷媒蒸発温度を上昇させることにつながり、図１４のように冷凍サイクルは冷媒蒸発温度を上昇させることによってシステムの高効率化が可能であり、処理熱量に対する消費電力を低減することが可能となる。
【００７２】
また、従来の空調システムではシステムの高効率化のために室外機を２台配置し、一方の室外機は冷凍サイクルの蒸発温度を低く制御して、冷却流体の熱交換器流入温度を低くした室内機と接続して除湿量を確保し、他方の室外機は冷凍サイクルの蒸発温度を高く制御して、冷却流体の熱交換器流入温度を高くした室内機と接続することで高効率化を図っていた。
これに対して、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、調湿装置２０と室内機３０は同一の室外機と接続し、冷凍サイクルの蒸発温度を高く制御しても除湿量が確保できるため、除湿用途のために室外機の配置や、冷凍サイクルの追加の必要がなくなる。
また、蒸発温度を高く制御できるため、システム高効率化とコンパクト化の両立が可能となる。
【００７３】
従来の水分吸着脱着装置では脱着時には熱源からの加熱が必要であり、加熱手段の追加による機器大型化や、消費電力の増加が発生していた。また、室外機の凝縮器の廃熱利用を行った場合でも、調湿装置に接続する配管数の増大が発生していた。
これに対して、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、非加熱でも脱着可能な特性をもった水分吸着脱着装置を用いることによって、接続配管数の増加、消費電力の増大という問題が発生せず、従来の室内機と同様の接続が可能であり、従来の空調システムからの交換が容易となる。
【００７４】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂと第１の熱交換器２２が、空気流路Ａ、Ｂのどちらの経路の場合においても空気の流れる方向に略直列になるように配置されており、第１の熱交換器２２は水分吸着脱着装置２３ａと水分吸着脱着装置２３ｂとの間に設けられている。
このように、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂと第１の熱交換器２２を、それぞれの空気が通過する面が対向するように又はほぼ平行となるように配置することにより、風路内にこれら装置を小スペースに収めることができ、除湿装置を小型化することが可能となる。なお、この対向とは少々角度がずれたものでもよく、同様の効果が得られる。
【００７５】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、熱源機に対して複数の室内機、調湿装置が接続されている場合には室内機と調湿装置の設置台数のバランスを変更して、除湿能力を環境に応じて変更することが可能となるため、目標温湿度の設定に対して圧縮機の蒸発温度の変更や、圧縮機の発停運転による能力制御を行わなくても、目標温湿度の維持が可能であり、圧縮機周波数の変更による効率低下や、発停運転による能力立ち上がりによるロスの発生を低減することが可能となり、省エネとできる。
【００７６】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、図１５のように高湿域で吸平衡吸着量の多い吸着剤を用いた水分吸着脱着装置を用いることによって、水分吸着脱着装置２３ａ又は２３ｂの水分含有量と空気相対湿度で決定する平衡吸着量の差のみで脱着が可能になり、加熱手段を省略することによって装置小型化が可能となる。
【００７７】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、除湿装置で相対湿度が８０％以上で特に平衡吸着量が多い吸着剤を使用することにより、加熱手段なしで脱着をしているため、調湿装置２０は脱着熱源によって通過空気が得た熱量を処理せずにすむため、冷却手段は還気ＲＡの熱処理のみをすることになり、省エネとなる。
【００７８】
さらに、図１５に示されるように、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂで使用される吸着剤の吸着速度、脱着速度は風速依存性に加えて温度依存性があり、温度が高いほど吸着速度、脱着速度が高くなる。そのため、吸着される時の空気温度と、脱着される時の空気温度との温度差が大きい場合には吸着速度、脱着速度の差も大きくなる。しかしながら、吸着、脱着での水分移動の合計量は吸着速度、脱着速度の遅い方で平衡してしまう。
本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、除湿装置では、吸着と脱着では空気温度の差は脱着時に加熱していないために加熱手段がある場合と比較すると小さくなり、吸着と脱着の速度の差が小さくなる。そのため、吸着速度、脱着速度が均一に近くなり、高効率に吸着剤のポテンシャルを利用することが可能となる。
【００７９】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、脱着熱源がないために冷房除湿時に空気流路を切り替えたときの水分吸着脱着装置２３ａと２３ｂの温度差が小さくなり、また、通過空気温度との温度差も小さくなるために水分吸着脱着装置２３ａと２３ｂを通過空気との温度差によって発生する水分吸着脱着装置の熱抵抗が少なく、高効率で除湿が可能となる。
【００８０】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂは風路内に固定されて静止しているため、デシカントローターのように回転などの動作を行うための形状の制限がなく、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂの通風面積を風路の形状に合わせることが可能である。そして、通風面積を多く確保して風速を減少させて圧力損失を低減させることや、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂの吸着剤の空気との接触面積を増やし吸脱着量を増加させることが可能となる。
【００８１】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、水分吸着脱着装置２３ａ、２３ｂは吸着時と脱着時とでは空気の流入方向が逆となり、吸着時と脱着時の通風方向が反転するため、除加湿効率を上昇させることが可能となる。
【００８２】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、空気流路ＡとＢの切替動作時には一時的に調湿装置２０内を通過する時の風量が変化するが、空気流路切替装置２４ａ、２４ｂの動作時間は空気流路切替装置２４ａ、２４ｂに使用されるモータの回転速度を上げる等により、風路切替の周期に対して十分に短くすることが可能であり、冷凍サイクルに影響を与えずに空気流路ＡとＢを切り替えることが可能である。
【００８３】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、冷媒回路の冷媒の流れを制御する圧縮機１１の周波数、絞り手段１４の開度変更なしで全熱能力を一定に保ったまま、顕熱処理能力と潜熱処理能力のバランスを変更することが可能であり、目的温湿度に応じた空調能力を冷凍サイクルの安定を崩すことなく制御することが可能となる。
【００８４】
また、本発明の実施の形態１に係る空調システムでは、図９のように空気流路切替装置２４ａ、２４ｂの切替周期を変更するのみで潜熱処理量と顕熱処理量を制御することが可能となる。そのため、同じ目標湿度に到達する場合でも、除湿を優先的に行うか温度調節を優先して行うかを選択することで、空調対象空間の要求に応じて潜熱と顕熱の選択処理が可能となる。
【００８５】
《実施の形態２》
図１６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和システムの冷媒回路図である。ここでは、外気処理装置５０が実施の形態１の調湿装置２０に対応している。
以下では、本発明の実施の形態１と同一の箇所である調湿装置の空気流路側のセンサー配置、空気回路側の動作説明、システム制御方法などについては説明を割愛する。
図１６に示されるように、室外機１０、外気処理装置５０、室内機３０が接続されている。外気処理装置５０は、水分吸着脱着装置５３ａ、５３ｂ、第３の熱交換器５２、空気流路切替装置５４ａ、５４ｂ、外気ＯＡと還気ＲＡとで全熱交換をする、空気流路切替装置５４ａ、５４ｂの上流に設けられた全熱交換手段５７、送風手段５５ａ、送風手段５５ｂ、制御基板５６を有する。
【００８６】
外気処理装置５０の内部では外気ＯＡは全熱交換手段５７を通過した後、空気流路切替装置５４ａを通過し、水分吸着脱着装置５３ａ、第３の熱交換器５２、水分吸着脱着装置５３ｂの順となる空気流路Ａ、又は水分吸着脱着装置５３ｂ、第１の熱交換器２２、水分吸着脱着装置５３ａとなる空気流路Ｂのどちらかを通過して空気流路切替装置５４ｂを通過し、給気ＳＡとして室内に供給される。
【００８７】
外気処理装置５０の内部では還気ＲＡは全熱交換手段５７を通過し、排気ＥＡとして室外に排出される。
【００８８】
《実施の形態２の効果》
本発明の実施の形態２に係る空調システムでは、図１６のように全熱交換手段５７を設置することによって、外気と室内空気で全熱交換が可能であり、換気によって発生する負荷を低減するため、圧縮機の入力を減少することが可能となる。
【００８９】
また、外気が室内空気より高温高湿の場合、全熱交換手段５７通過後の外気は室内空気よりも高温高湿である。
従って、第３の熱交換器５２を流れる冷却流体の温度と通過空気温度との差は室内空気と比較して増加し、多くの熱処理をすることが可能であり、熱交換器容量に対して高効率に熱処理が可能となる。
【００９０】
また、本発明の実施の形態２に係る空調システムでは、外気処理装置５０は圧縮機を搭載していないため、室内機、外気処理装置の天井裏に配置する機器が全て圧縮機を搭載する必要がなく軽量で小型化が可能となる。
【符号の説明】
【００９１】
１ａ、１ｂ  圧力センサ、２ａ〜２ｉ  温度センサ、３ａ〜３ｃ  温湿度センサ、１０  室外機、１１  圧縮機、１２  凝縮器、１３  送風手段、１４  絞り手段、１５  蒸発器、１６  搬送手段、１７  制御基板、２０  調湿装置、２１  二方弁、２２  第１の熱交換器、２３ａ、２３ｂ  水分吸着脱着装置、２４ａ、２４ｂ  空気流路切替装置、２５  送風手段、２６  制御基板、３０  室内機、３１  二方弁、３２  第２の熱交換器、３３  送風手段、３４  制御基板、４０  コントローラ、５０  外気処理装置、５１  二方弁、５２  第３の熱交換器、５３ａ、５３ｂ  水分吸着脱着装置、５４ａ、５４ｂ  空気流路切替装置、５５ａ、５５ｂ  送風手段、５６  制御基板、５７ 全熱交換手段、１００  配管、１０１  伝送線、１０００  冷凍サイクル、２０００  顕熱交換サイクル、２００１  顕熱交換サイクル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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