(57)【要約】【課題】１つの機器で効率よく冷却及び加熱を行うことができる気体調節機を提供する。【解決手段】気体調節機２は、第１の熱交換流路１１の気体Ａと第２の熱交換流路１２の気体Ａとで熱交換させる第１の熱交換器１０と、気体Ａを熱媒体ＣＨと熱交換させる第２の熱交換器２１と、入口流路２３１と、第１の連絡流路２３２と、第２の連絡流路２３３と、出口流路２３４と、入口迂回流路２４５と、出口迂回流路２３２、２４６と、入口流路２３１内の調節対象気体Ａを、第１の熱交換流路１１の入口１１ａに導くのと入口迂回流路２４５に導くのとを切り替える入口切替ダンパ２５１、２５５と、出口流路２３４に流入する調節対象気体Ａを、第２の熱交換流路１２の出口１２ｂから受け入れるのと出口迂回流路２４６から受け入れるのとを切り替える出口切替ダンパ２５４、２５６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱交換流路と第２の熱交換流路とを有し、前記第１の熱交換流路を流れる気体と前記第２の熱交換流路を流れる気体との間で熱交換を行わせる第１の熱交換器と；
気体を熱媒体と熱交換させる第２の熱交換器であって、前記熱媒体の温度に応じて気体を冷却することができると共に気体を加熱することができる第２の熱交換器と；
温度を調節する対象の前記気体である調節対象気体を、前記第１の熱交換流路の入口に導く入口流路と；
前記調節対象気体を、前記第１の熱交換流路の出口と前記第２の熱交換器との間で流す第１の連絡流路と；
前記調節対象気体を、前記第２の熱交換流路の入口と前記第２の熱交換器との間で流す第２の連絡流路と；
前記調節対象気体を、前記第２の熱交換流路の出口から前記第１の熱交換器の外に導く出口流路と；
前記入口流路内の前記調節対象気体を、前記第１の熱交換流路を迂回して、前記調節対象気体の流れ方向における前記第２の熱交換器の上流側に導く入口迂回流路と；
前記第２の熱交換器を通過した前記調節対象気体を、前記第２の熱交換流路を迂回して、前記出口流路に導く出口迂回流路と；
前記入口流路内の前記調節対象気体を、前記第１の熱交換流路の入口に導くのと前記入口迂回流路に導くのとを切り替える入口切替ダンパと；
前記出口流路に流入する前記調節対象気体を、前記第２の熱交換流路の出口から受け入れるのと前記出口迂回流路から受け入れるのとを切り替える出口切替ダンパとを備える；
気体調節機。
【請求項２】
前記入口迂回流路が、前記調節対象気体を、前記入口流路と前記第２の連絡流路との間で流すように構成され；
前記第１の連絡流路が前記出口迂回流路の一部を兼ねるように構成された；
請求項１に記載の気体調節機。
【請求項３】
前記第２の熱交換器は、前記熱媒体が、全体として、前記第２の連絡流路の側から前記第１の連絡流路の側へ流れるように構成された；
請求項２に記載の気体調節機。
【請求項４】
前記第２の熱交換器よりも前記第１の連絡流路の側に設けられた加湿器を備える；
請求項２又は請求項３に記載の気体調節機。
【請求項５】
前記入口切替ダンパは、前記入口迂回流路に設置された入口迂回ダンパと前記入口流路に設置された入口ダンパとで構成され；
前記出口切替ダンパは、前記出口迂回流路に設置された出口迂回ダンパと前記出口流路に設置された出口ダンパとで構成され；
前記入口迂回ダンパの回動軸と、前記入口ダンパの回動軸と、前記出口迂回ダンパの回動軸と、前記出口ダンパの回動軸とが、１つのリンク装置によって連結され；
前記１つのリンク装置を動かすモータをさらに備える；
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の気体調節機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気体調節機に関し、特に１つの機器で効率よく気体の冷却及び加熱を行うことができる気体調節機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気を所望の湿度に調節するには、従来、空気を所望の絶対湿度になるまで過冷却した後、所望の温度になるまで加熱する過冷却除湿再熱方式が行われてきた。過冷却除湿再熱方式は、過冷却した後に再加熱しているので、エネルギーの無駄が多い。このような不都合を解消する除湿装置として、空気流を冷却除湿する冷却コイルと、一次風路と二次風路とを有する顕熱交換器とを備え、一次風路を流れた空気流を冷却コイルで冷却した後に二次風路を流すようにすることで、顕熱交換器において一次風路を流れる空気流の予冷と二次風路を流れる空気流の再熱を行うようにして、省エネルギーを図ったものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３６５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された除湿装置を、人が活動する空間に適用する場合、冷却コイルに温水を流して加熱コイルとして機能させると、１つの機器で空気の冷却除湿と加熱とを行うことができて便利である。しかしながら、特許文献１に記載された除湿装置を空気の加熱に利用した場合、コイルで加熱された空気が二次風路を流れる際に、一次風路を流れる空気流によって冷却されてしまい、加熱効率が低下することとなる。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、１つの機器で効率よく気体の冷却及び加熱を行うことができる気体調節機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る気体調節機は、例えば図１（図２及び図３）に示すように、第１の熱交換流路１１と第２の熱交換流路１２とを有し、第１の熱交換流路１１を流れる気体Ａと第２の熱交換流路１２を流れる気体Ａとの間で熱交換を行わせる第１の熱交換器１０と；気体Ａを熱媒体ＣＨと熱交換させる第２の熱交換器２１であって、熱媒体ＣＨの温度に応じて気体Ａを冷却することができると共に気体Ａを加熱することができる第２の熱交換器２１と；温度を調節する対象の気体である調節対象気体Ａを、第１の熱交換流路１１の入口１１ａに導く入口流路３１（２３１）と；調節対象気体Ａを、第１の熱交換流路１１の出口１１ｂと第２の熱交換器２１との間で流す第１の連絡流路３２（２３２）と；調節対象気体Ａを、第２の熱交換流路１２の入口１２ａと第２の熱交換器２１との間で流す第２の連絡流路３３（２３３）と；調節対象気体Ａを、第２の熱交換流路１２の出口１２ｂから第１の熱交換器１０の外に導く出口流路３４（２３４）と；入口流路３１（２３１）内の調節対象気体Ａを、第１の熱交換流路１１を迂回して、調節対象気体Ａの流れ方向における第２の熱交換器２１の上流側に導く入口迂回流路４５（２４５）と；第２の熱交換器２１を通過した調節対象気体Ａを、第２の熱交換流路１２を迂回して、出口流路３４（２３４）に導く出口迂回流路４６（２３２、２４６）と；入口流路３１（２３１）内の調節対象気体Ａを、第１の熱交換流路１１の入口１１ａに導くのと入口迂回流路４５（２４５）に導くのとを切り替える入口切替ダンパ５１、５５（２５１、２５５）と；出口流路３４（２３４）に流入する調節対象気体Ａを、第２の熱交換流路１２の出口１２ｂから受け入れるのと出口迂回流路４６（２４６）から受け入れるのとを切り替える出口切替ダンパ５４、５６（２５４、２５６）とを備える。
【０００７】
このように構成すると、入口切替ダンパ及び出口切替ダンパを切り替えることにより、調節対象気体の冷却を行うときは調節対象気体を第１の熱交換器に流し、調節対象気体の加熱を行うときは調節対象気体を第１の熱交換器に流さないようにして出口流路に至る調節対象気体の温度低下を抑制すると共に流動抵抗を低減することができ、１つの機器で効率よく調節対象気体の冷却あるいは加熱を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る気体調節機は、例えば図３に示すように、上記本発明の第１の態様に係る気体調節機２において、入口迂回流路２４５が、調節対象気体Ａを、入口流路２３１と第２の連絡流路２３３との間で流すように構成され；第１の連絡流路２３２が出口迂回流路の一部を兼ねるように構成されている。
【０００９】
このように構成すると、第１の連絡流路が出口迂回流路の一部を兼ねるので、装置構成をコンパクトにすることができる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る気体調節機は、例えば図２及び図３に示すように、上記本発明の第２の態様に係る気体調節機２において、第２の熱交換器２１は、熱媒体ＣＨが、全体として、第２の連絡流路２３３の側から第１の連絡流路２３２の側へ流れるように構成されている。
【００１１】
このように構成すると、調節対象気体の流れを、熱媒体の全体的な流れ方向に対して、冷却時は熱交換効率に優れる対向流に、加熱時は凍結防止に適した並行流にすることができる。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係る気体調節機は、例えば図２及び図３に示すように、上記本発明の第２の態様又は第３の態様に係る気体調節機２において、第２の熱交換器２１よりも第１の連絡流路２３２の側に設けられた加湿器２２５を備える。
【００１３】
このように構成すると、第２の熱交換器で加熱された後の調節対象気体を加湿することができ、加湿効率を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の第５の態様に係る気体調節機は、例えば図２乃至図４に示すように、上記本発明の第２の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る気体調節機２において、入口切替ダンパは、入口迂回流路２４５に設置された入口迂回ダンパ２５５と入口流路２３１に設置された入口ダンパ２５１とで構成され；出口切替ダンパは、出口迂回流路２４６に設置された出口迂回ダンパ２５６と出口流路２３４に設置された出口ダンパ２５４とで構成され；入口迂回ダンパ２５５の回動軸と、入口ダンパ２５１の回動軸と、出口迂回ダンパ２５６の回動軸と、出口ダンパ２５４の回動軸とが、１つのリンク装置８０（図４参照）によって連結され；１つのリンク装置８０を動かすモータ９１をさらに備える。
【００１５】
このように構成すると、１つの駆動モータで各ダンパの開閉を切り替えることができ、部材点数を削減することができると共に制御の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、入口切替ダンパ及び出口切替ダンパを切り替えることにより、調節対象気体の冷却を行うときは調節対象気体を第１の熱交換器に流し、調節対象気体の加熱を行うときは調節対象気体を第１の熱交換器に流さないようにして出口流路に至る調節対象気体の温度低下を抑制することができ、１つの機器で効率よく調節対象気体の冷却あるいは加熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る気体調節機の模式的系統図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る気体調節機の冷却時の状態の概略構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る気体調節機の加温時の状態の概略構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る気体調節機のダンパ操作機構を示す図であり、（Ａ）は冷却時の状態を示す図、（Ｂ）は加温時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１９】
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る気体調節機１を説明する。図１は、気体調節機１の模式的系統図である。気体調節機１は、１つの機器で効率よく空気Ａの冷却除湿も加温加湿もできるものであり、第１の熱交換器としての顕熱交換器１０と、第２の熱交換器としての冷温水コイル２１とを主要機器として備えている。顕熱交換器１０及び冷温水コイル２１は、特有の取り回しをした流路によって接続されている。空気Ａは、本実施の形態における調節対象気体である。以下に気体調節機１の構成を説明する。
【００２０】
顕熱交換器１０は、第１の熱交換流路１１（以下「第１流路１１」という。）と、第２の熱交換流路１２（以下「第２流路１２」という。）とを有し、第１流路１１を流れる空気Ａと第２流路１２を流れる空気Ａとの間で顕熱を交換させる機器である。顕熱交換器１０は、第１流路１１を流れる空気Ａと第２流路１２を流れる空気Ａとが、混じり合うことがなく熱の交換が行われるように構成されている。
【００２１】
冷温水コイル２１は、冷温水ＣＨを熱媒体とし、冷温水ＣＨと空気Ａとの間で熱交換を行わせる機器である。冷温水ＣＨは、状況に応じて、温度が低い冷水及び温度が高い温水のどちらかとなるものを総称したものであり、典型的には、空気Ａを冷却するときに冷水とし、空気Ａを加熱するときに温水とする。冷温水コイル２１は、冷温水ＣＨを内部に流すチューブが、決められた長さで折り返しながら蛇行して配列されており、隣り合うチューブの間に空気Ａを通過させることにより、冷温水ＣＨと空気Ａとの間で熱交換を行わせるように構成されている。冷温水コイル２１は、蛇行したチューブを流れる冷温水ＣＨが、空気Ａの流れ方向に対して、全体として一方向に流れるように構成されている。冷温水コイル２１は、冷温水ＣＨの流れ方向の上流側に対応する空気Ａの出入口（本実施の形態では専ら空気Ａの出口）が上端２１ａとなっており、冷温水ＣＨの流れ方向下流側に対応する空気Ａの出入口（本実施の形態では専ら空気Ａの入口）が下端２１ｂとなっている。
【００２２】
顕熱交換器１０の第１流路１１の入口である第１入口１１ａには、空気Ａを第１流路１１に供給する入口ダクト３１が接続されている。入口ダクト３１は、入口流路に相当する。第１流路１１の上流側には、空気Ａを顕熱交換器１０に向けて送り込むファン８１が配設されている。本実施の形態では、入口ダクト３１にファン８１が配設されている。第１流路１１の出口である第１出口１１ｂと、冷温水コイル２１の下端２１ｂとは、第１連絡ダクト３２で接続されている。第１連絡ダクト３２は、空気Ａを、第１出口１１ｂから下端２１ｂへと導く流路となっており、第１の連絡流路に相当する。冷温水コイル２１の上端２１ａと、顕熱交換器１０の第２流路１２の入口である第２入口１２ａとは、第２連絡ダクト３３で接続されている。第２連絡ダクト３３は、空気Ａを、上端２１ａから第２入口１２ａへと導く流路となっており、第２の連絡流路に相当する。第２流路１２の出口である第２出口１２ｂには、空気Ａを気体調節機１の外（すなわち顕熱交換器１０の外）に導く出口ダクト３４が接続されている。出口ダクト３４は、出口流路に相当する。
【００２３】
ファン８１よりも下流側の入口ダクト３１と、第１連絡ダクト３２とは、入口迂回ダクト４５で接続されている。入口迂回ダクト４５は、入口ダクト３１を流れる空気Ａを、顕熱交換器１０を迂回して（バイパスして）第１連絡ダクト３２に導く流路であり、入口迂回流路に相当する。また、第２連絡ダクト３３と出口ダクト３４とは、出口迂回ダクト４６で接続されている。出口迂回ダクト４６は、冷温水コイル２１から流出した空気Ａを、顕熱交換器１０を迂回して（バイパスして）出口ダクト３４に導く流路であり、出口迂回流路に相当する。入口迂回ダクト４５の接続点よりも下流側の入口ダクト３１には、流路を遮断可能な入口ダンパ５１が配設されている。入口迂回ダクト４５には、流路を遮断可能な入口迂回ダンパ５５が配設されている。出口迂回ダクト４６の接続点よりも上流側の出口ダクト３４には、流路を遮断可能な出口ダンパ５４が配設されている。出口迂回ダクト４６には、流路を遮断可能な出口迂回ダンパ５６が配設されている。入口ダンパ５１、入口迂回ダンパ５５、出口ダンパ５４、出口迂回ダンパ５６は、それぞれ、有線又は無線によって制御装置９９と接続されており、制御装置９９からの制御信号によって遠隔で開閉することができるように構成されている。また、出口迂回ダクト４６には、空気Ａを加湿する加湿器２５が配設されている。
【００２４】
気体調節機１は、入口ダンパ５１を開けつつ入口迂回ダンパ５５を閉じることで空気Ａを顕熱交換器１０の第１流路１１へ導き、入口ダンパ５１を閉じつつ入口迂回ダンパ５５を開けることで空気Ａを顕熱交換器１０の第１流路１１に通さずに第１連絡ダクト３２に導くことができるように構成されている。このように、入口ダンパ５１と入口迂回ダンパ５５とは、協働して作動することで、空気Ａを、顕熱交換器１０の第１流路１１に流すのと、入口迂回ダクト４５に流すのとを切り替えることができ、入口切替ダンパを構成する。また、気体調節機１は、出口ダンパ５４を開けつつ出口迂回ダンパ５６を閉じることで空気Ａを顕熱交換器１０の第２流路１２に通し、出口ダンパ５４を閉じつつ出口迂回ダンパ５６を開けることで空気Ａを顕熱交換器１０の第２流路１２に通さずに出口迂回ダクト４６を流すように構成されている。このように、出口ダンパ５４と出口迂回ダンパ５６とは、協働して作動することで、気体調節機１から流出する空気Ａを、顕熱交換器１０の第２流路１２から流出させるのと、出口迂回ダクト４６から流出させるのとを切り替えることができ、出口切替ダンパを構成する。
【００２５】
引き続き図１を参照して、気体調節機１の作用を説明する。まず、空気Ａを冷却除湿する際の作用を説明する。空気Ａを冷却除湿する際、制御装置９９は、入口ダンパ５１を開、入口迂回ダンパ５５を閉とし、出口ダンパ５４を開、出口迂回ダンパ５６を閉とする。そして、冷温水コイル２１には、空気Ａの温度よりも低い温度の冷温水ＣＨを流す。空気Ａを冷却除湿する際に冷温水コイル２１に流す冷温水ＣＨの温度は、典型的には、所望の絶対湿度における露点温度に概ね等しくするとよい。冷温水コイル２１への冷温水ＣＨの供給を開始したら、ファン８１を起動して空気Ａを気体調節機１の外から導入する。
【００２６】
ファン８１の起動によって気体調節機１に導入された空気Ａは、入口ダクト３１を流れる。入口ダクト３１を流れる空気Ａは、入口迂回ダンパ５５が閉じられているため入口迂回ダクト４５には流入しない一方、入口ダンパ５１が開いているため顕熱交換器１０の第１流路１１に流入する。第１流路１１に流入した空気Ａは、後述する第２流路１２を流れる空気Ａとの熱交換によって温度が低下する。このように、第１流路１１を流れる空気Ａは予冷される。第１流路１１を流れて予冷された空気Ａは、第１連絡ダクト３２を流れて冷温水コイル２１を通過する。空気Ａは、冷温水コイル２１を通過したとき、冷温水ＣＨとの熱交換が行われて冷却され、所望の絶対湿度になるように除湿される。他方、冷温水ＣＨは、空気Ａとの熱交換によって温度が上昇し、温度が上昇した冷温水ＣＨは気体調節機１外の熱源機（不図示）に送られて温度が調節された後、再び冷温水コイル２１に導入される。冷温水コイル２１において、空気Ａは、冷温水ＣＨに対して対向流の流れとなるため、効率よい熱交換が行われる。
【００２７】
冷温水コイル２１で冷却除湿された空気Ａは、出口迂回ダンパ５６が閉じられているため出口迂回ダクト４６には流入しない一方、出口ダンパ５４が開いているため第２連絡ダクト３３を流れて顕熱交換器１０の第２流路１２に流入する。第２流路１２に流入した空気Ａは、冷温水コイル２１で冷却されているため、第１流路１１を流れる空気Ａよりも温度が低く、第１流路１１を流れる空気Ａとの熱交換が行われて温度が上昇する。他方、第１流路１１を流れる空気Ａは、前述のように、温度が低下して予冷が行われることとなる。第２流路１２を流れて温度が上昇した空気Ａは、気体調節機１から流出し、空調が行われる部屋Ｒ等に供給される。気体調節機１から流出する空気Ａは、冷温水コイル２１で冷却除湿が行われた後、顕熱交換器１０において外部から導入した空気Ａによって加熱されるため、除湿後の再熱に必要なエネルギーを削減することができる。なお、気体調節機１から流出する空気Ａの加熱が不足する場合は、加熱器（不図示）を設けて空気Ａの追加的な加熱を行うとよい。この場合でも、顕熱交換器１０の第２流路１２から流出した空気Ａは、第１流路１１を流れる空気Ａによって加熱されているので、加熱器（不図示）における加熱量（エネルギー消費量）を低減することができる。
【００２８】
次に、空気Ａを加温加湿する際の作用を説明する。空気Ａを加温加湿する際、制御装置９９は、入口ダンパ５１を閉、入口迂回ダンパ５５を開とし、出口ダンパ５４を閉、出口迂回ダンパ５６を開とする。そして、冷温水コイル２１には、空気Ａの温度よりも高い温度の冷温水ＣＨを流す。冷温水コイル２１への冷温水ＣＨの供給を開始したら、ファン８１を起動して空気Ａを気体調節機１の外から導入する。ファン８１の起動によって気体調節機１に導入された空気Ａは、入口ダクト３１に流入し、入口ダンパ５１が閉じられているため顕熱交換器１０の第１流路１１に流入しない一方、入口迂回ダンパ５５が開いているため入口迂回ダクト４５には流入する。入口迂回ダクト４５に流入した空気Ａは、第１連絡ダクト３２を流れて冷温水コイル２１を通過する。空気Ａは、冷温水コイル２１を通過したとき、冷温水ＣＨとの熱交換が行われて加熱され、温度が上昇する。他方、冷温水ＣＨは、空気Ａとの熱交換によって温度が低下し、温度が低下した冷温水ＣＨは気体調節機１外の熱源機（不図示）に送られて温度が調節された後、再び冷温水コイル２１に導入される。
【００２９】
冷温水コイル２１で加熱された空気Ａは、出口ダンパ５４が閉じられているため顕熱交換器１０の第２流路１２には流入しない一方、出口迂回ダンパ５６が開いているため出口迂回ダクト４６に流入する。出口迂回ダクト４６を流れる空気Ａは、加湿器２５において加湿が行われた後、出口ダクト３４を介して気体調節機１から流出し、空調が行われる部屋Ｒ等に供給される。このように、気体調節機１では、加温加湿を行う際に、冷温水コイル２１で加熱された空気Ａが顕熱交換器１０を通過しないので、気体調節機１から流出する空気Ａの温度低下を抑制することができる。また、加温加湿を行う際に、空気Ａが、第１流路１１及び第２流路１２を通過しないので、流動抵抗を低減することができる。
【００３０】
以上で説明したように、本実施の形態に係る気体調節機１によれば、入口ダンパ５１と入口迂回ダンパ５５との開閉を切り替えると共に、出口ダンパ５４と出口迂回ダンパ５６との開閉を切り替えることにより、空気Ａの冷却除湿を行うときは空気Ａを顕熱交換器１０に流して冷却除湿前の空気Ａの予冷と冷却除湿後の空気Ａの再熱を効率よく行い、空気Ａの加温加湿を行うときは空気Ａを顕熱交換器１０に流さないようにして出口ダクト３４に至る空気Ａの温度低下を抑制すると共に流動抵抗を低減することができ、１つの機器で効率よく空気Ａの冷却除湿及び加熱加湿を行うことができる。
【００３１】
次に図２及び図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る気体調節機２を説明する。図２は、気体調節機２の冷却時の状態の概略構成図である。図３は、気体調節機２の加温時の状態の概略構成図である。図２に示す冷却時の状態と、図３に示す加温時の状態とは、ダンパの開閉状態が異なっている点を除き、構成は同様である。気体調節機２も、気体調節機１（図１参照）と同様、１つの機器で効率よく空気Ａの冷却除湿も加温加湿もできるものであり、第１の熱交換器としての顕熱交換器１０と、第２の熱交換器としての冷温水コイル２１とを主要機器として備えている。顕熱交換器１０及び冷温水コイル２１は、特有の取り回しをした流路を構成するチャンバによって接続されている。空気Ａは、本実施の形態における調節対象気体である。以下に気体調節機２の構成を説明する。
【００３２】
顕熱交換器１０及び冷温水コイル２１は、気体調節機１（図１参照）が備えるものと同様に構成されており、重複した説明は省略する。気体調節機２における顕熱交換器１０は、第１入口１１ａが鉛直上方に向けて開口し、第１出口１１ｂが鉛直下方に向けて開口し、第２入口１２ａ及び第２出口１２ｂが水平方向に向けて開口するように配置されている。冷温水コイル２１は、上端２１ａ及び下端２１ｂが水平方向を向くように配置されている。また、気体調節機２では、冷温水コイル２１に隣接して加湿器２２５が設けられている。加湿器２２５は、冷温水コイル２１の下端２１ｂの側に設けられている。気体調節機２は、顕熱交換器１０と冷温水コイル２１とが、水平方向に間隔をあけて、顕熱交換器１０の第２流路１２の第２入口１２ａと冷温水コイル２１の上端２１ａとが対向する向きで、配置されている。第２入口１２ａと上端２１ａとの間には、第２連絡流路を構成する第２連絡チャンバ２３３が設けられている。
【００３３】
第２連絡チャンバ２３３の上方には、入口迂回流路を構成する入口迂回チャンバ２４５の一端（下端）が接続されている。顕熱交換器１０の第１入口１１ａには、入口流路を構成する入口チャンバ２３１の一端が接続されている。入口チャンバ２３１は、入口迂回チャンバ２４５の上端を覆うようにＬ字状に曲がっている。入口迂回チャンバ２４５は、上端が入口チャンバ２３１に接続されており、入口チャンバ２３１の内部と連通している。入口迂回チャンバ２４５には、流路を遮断可能な入口迂回ダンパ２５５が配設されている。入口迂回チャンバ２４５に対して水平方向隣の部分の入口チャンバ２３１には、流路を遮断可能な入口ダンパ２５１が配設されている。入口迂回チャンバ２４５の上方の部分の入口チャンバ２３１には、空気Ａを入口チャンバ２３１に導く入口ダクト１３１が接続されている。入口ダクト１３１には、空気Ａを入口チャンバ２３１に向けて送り込むファン８１が配設されている。
【００３４】
顕熱交換器１０の第１出口１１ｂには、第１連絡流路を構成する第１連絡チャンバ２３２が接続されている。第１連絡チャンバ２３２は、第１出口１１ｂとの接続部分から、第２連絡チャンバ２３３及び冷温水コイル２１の下方を図２及び図３中左側に水平に延び、加湿器２２５に連通するように上方に立ち上がっている。第１連絡チャンバ２３２は、第２連絡チャンバ２３３とは直接連通していない。図２及び図３中、第１連絡チャンバ２３２の右隣には、出口迂回流路を構成する出口迂回チャンバ２４６の一端（左端）が接続されている。顕熱交換器１０の第２出口１２ｂには、出口流路を構成する出口チャンバ２３４の一端が接続されている。出口チャンバ２３４は、出口迂回チャンバ２４６の右端を覆うようにＬ字状に曲がっている。出口迂回チャンバ２４６は、右端が出口チャンバ２３４に接続されており、出口チャンバ２３４の内部と連通している。出口迂回チャンバ２４６には、流路を遮断可能な出口迂回ダンパ２５６が配設されている。出口迂回チャンバ２４６に対して鉛直上方に隣接する部分の出口チャンバ２３４には、流路を遮断可能な出口ダンパ２５４が配設されている。出口迂回チャンバ２４６の右側の部分の出口チャンバ２３４には、空気Ａを空調が行われる部屋Ｒ等に導く出口ダクト１３４が接続されている。入口ダンパ２５１、入口迂回ダンパ２５５、出口ダンパ２５４、出口迂回ダンパ２５６は、それぞれ、有線又は無線によって制御装置９９と接続されており、制御装置９９からの制御信号によって遠隔で開閉することができるように構成されている。
【００３５】
気体調節機２は、入口ダンパ２５１を開けつつ入口迂回ダンパ２５５を閉じることで空気Ａを顕熱交換器１０の第１流路１１へ導き（図２参照）、入口ダンパ２５１を閉じつつ入口迂回ダンパ２５５を開けることで空気Ａを顕熱交換器１０の第１流路１１に通さずに第２連絡チャンバ２３３に導くことができる（図３参照）ように構成されている。このように、入口ダンパ２５１と入口迂回ダンパ２５５とは、協働して作動することで、空気Ａを、顕熱交換器１０の第１流路１１に流すのと、入口迂回チャンバ２４５に流すのとを切り替えることができ、入口切替ダンパを構成する。また、気体調節機２は、出口ダンパ２５４を開けつつ出口迂回ダンパ２５６を閉じることで空気Ａを顕熱交換器１０の第２流路１２に通し（図２参照）、出口ダンパ２５４を閉じつつ出口迂回ダンパ２５６を開けることで第２連絡チャンバ２３３内の空気Ａを顕熱交換器１０の第２流路１２に通さずに第１連絡チャンバ２３２及び出口迂回チャンバ２４６に流す（図３参照）ように構成されている。このように、出口ダンパ２５４と出口迂回ダンパ２５６とは、協働して作動することで、気体調節機２から流出する空気Ａを、顕熱交換器１０の第２流路１２から流出させるのと、出口迂回チャンバ２４６から流出させるのとを切り替えることができ、出口切替ダンパを構成する。
【００３６】
上述のように、気体調節機２は、チャンバ内に顕熱交換器１０及び冷温水コイル２１を適切に配置したうえで特有の流路を構成するようにチャンバ内を仕切ったことにより、気体調節機１（図１参照）に比べて大幅なコンパクト化と低コスト化を図ることができる。また、気体調節機２では、顕熱交換器１０及び冷温水コイル２１以外の流路における風速を上げることが可能であり、第１連絡チャンバ２３２の高さを冷温水コイル２１の高さの約半分にすると共に、第２連絡チャンバ２３３の幅を顕熱交換器１０の幅の約半分にすることができ、このチャンバのサイズダウンもコンパクト化と低コスト化に寄与することとなる。
【００３７】
引き続き図２及び図３を参照して、気体調節機２の作用を説明する。まず図２を参照して、空気Ａを冷却除湿する際の作用を説明する。空気Ａを冷却除湿する際、制御装置９９は、入口ダンパ２５１を開、入口迂回ダンパ２５５を閉とし、出口ダンパ２５４を開、出口迂回ダンパ２５６を閉とする。加湿器２２５は作動させない。そして、冷温水コイル２１には、空気Ａの温度よりも低い温度（典型的には、所望の絶対湿度における露点温度に概ね等しい温度）の冷温水ＣＨを流す。冷温水コイル２１への冷温水ＣＨの供給を開始したら、ファン８１を起動し、入口ダクト１３１を介して空気Ａを気体調節機２の外から導入する。
【００３８】
ファン８１の起動によって気体調節機２に導入された空気Ａは、まず、入口チャンバ２３１内に流入する。入口チャンバ２３１は入口ダンパ２５１よりも上流側で入口迂回チャンバ２４５に連通しているが、入口ダンパ２５１が開いていて入口迂回ダンパ２５５が閉じられているため、入口チャンバ２３１に流入した空気Ａは、入口迂回チャンバ２４５を通らずに、入口ダンパ２５１を通過して顕熱交換器１０の第１流路１１に流入する。第１流路１１に流入した空気Ａは、後述する第２流路１２を流れる空気Ａとの熱交換によって温度が低下する。このように、第１流路１１を流れる空気Ａは予冷される。第１流路１１を流れて予冷された空気Ａは、第１連絡チャンバ２３２に流入する。このとき、出口迂回ダンパ２５６が閉じられているため、第１連絡チャンバ２３２に流入した空気Ａは、冷温水コイル２１に向かって第１連絡チャンバ２３２内を流れた後、冷温水コイル２１を通過する。なお、空気Ａは、冷温水コイル２１を通過する前に加湿器２２５を通過するが、加湿器２２５が作動していないため加湿は行われない。空気Ａは、冷温水コイル２１を通過したとき、冷温水ＣＨとの熱交換が行われて冷却され、所望の絶対湿度になるように除湿される。他方、冷温水ＣＨは、空気Ａとの熱交換によって温度が上昇し、温度が上昇した冷温水ＣＨは気体調節機２外の熱源機（不図示）に送られて温度が調節された後、再び冷温水コイル２１に導入される。冷温水コイル２１において、空気Ａは、冷温水ＣＨに対して対向流の流れとなるため、効率よい熱交換が行われる。
【００３９】
冷温水コイル２１で冷却除湿された空気Ａは、第２連絡チャンバ２３３に流入する。ここで、第２連絡チャンバ２３３と連通する入口迂回チャンバ２４５内に配設された入口迂回ダンパ２５５が閉じられているため、第２連絡チャンバ２３３に流入した空気Ａは、顕熱交換器１０の第２流路１２に流入する。第２流路１２に流入した空気Ａは、冷温水コイル２１で冷却されているため、第１流路１１を流れる空気Ａよりも温度が低く、第１流路１１を流れる空気Ａとの熱交換が行われて温度が上昇する。他方、第１流路１１を流れる空気Ａは、前述のように、温度が低下して予冷が行われることとなる。第２流路１２を流れて温度が上昇した空気Ａは、内部に配設されている出口ダンパ５４が開となっている出口チャンバ２３４を流れて気体調節機２から流出し、出口ダクト１３４を介して空調が行われる部屋Ｒ等に供給される。気体調節機２から流出する空気Ａは、冷温水コイル２１で冷却除湿が行われた後、顕熱交換器１０において外部から導入した空気Ａによって加熱されるため、除湿後の再熱に必要なエネルギーを削減することができる。なお、気体調節機２から流出する空気Ａの加熱が不足する場合は、気体調節機１（図１参照）の場合と同様、加熱器（不図示）を設けて空気Ａの追加的な加熱を行うとよい。
【００４０】
次に図３を参照して、空気Ａを加温加湿する際の作用を説明する。空気Ａを加温加湿する際、制御装置９９は、入口ダンパ５１を閉、入口迂回ダンパ５５を開とし、出口ダンパ５４を閉、出口迂回ダンパ５６を開とする。また、加湿器２２５を作動させる。そして、冷温水コイル２１には、空気Ａの温度よりも高い温度の冷温水ＣＨを流す。冷温水コイル２１への冷温水ＣＨの供給を開始したら、ファン８１を起動し、入口ダクト１３１を介して空気Ａを気体調節機２の外から導入する。ファン８１の起動によって気体調節機２に導入された空気Ａは、まず、入口チャンバ２３１内に流入する。そして、入口ダンパ２５１が閉じられていて入口迂回ダンパ２５５が開いているため、入口チャンバ２３１に流入した空気Ａは、顕熱交換器１０の第１流路１１に流入せず、入口迂回チャンバ２４５を通過して第２連絡チャンバ２３３に流入する。
【００４１】
第２連絡チャンバ２３３に流入した空気Ａは、出口ダンパ２５４が閉じられていて出口迂回ダンパ２５６が開いているため、顕熱交換器１０の第２流路１２には流入せず、冷温水コイル２１に向かって流れて冷温水コイル２１及び加湿器２２５を通過する。空気Ａは、冷温水コイル２１を通過したとき、冷温水ＣＨとの熱交換が行われて加熱され、温度が上昇する。他方、冷温水ＣＨは、空気Ａとの熱交換によって温度が低下し、温度が低下した冷温水ＣＨは気体調節機２外の熱源機（不図示）に送られて温度が調節された後、再び冷温水コイル２１に導入される。冷温水コイル２１において、空気Ａは、冷温水ＣＨに対して並行流の流れとなるため、最初に温度が高い冷温水ＣＨに触れることとなり、空気Ａの温度が低い場合でも冷温水コイル２１が凍結してしまうことを低減することができる。冷温水コイル２１で加熱された空気Ａは、続いて加湿器２２５を通過して加湿される。空気Ａは、冷温水コイル２１で加熱された後に加湿器２２５で加湿されるため、効率のよい加湿が行われる。
【００４２】
冷温水コイル２１及び加湿器２２５を通過して加温加湿された空気Ａは、第１連絡チャンバ２３２を流れた後、出口迂回ダンパ２５６が開いている出口迂回チャンバ２４６を通り、出口チャンバ２３４を介して気体調節機２から流出し、出口ダクト１３４を介して空調が行われる部屋Ｒ等に供給される。このとき、第１連絡チャンバ２３２は、出口迂回チャンバ２４６と協働して、冷温水コイル２１を通過した空気Ａを顕熱交換器１０の第２流路１２を迂回して出口チャンバ２３４に導いているため、出口迂回流路の一部を兼ねることとなる。このように、気体調節機２では、加温加湿を行う際に、冷温水コイル２１で加熱された空気Ａが顕熱交換器１０を通過しないので、気体調節機２から流出する空気Ａの温度低下を抑制することができる。また、加温加湿を行う際に、空気Ａが、第１流路１１及び第２流路１２を通過しないので、流動抵抗を低減することができる。
【００４３】
以上で説明したように、本実施の形態に係る気体調節機２によれば、入口ダンパ２５１と入口迂回ダンパ２５５との開閉を切り替えると共に、出口ダンパ２５４と出口迂回ダンパ２５６との開閉を切り替えることにより、空気Ａの冷却除湿を行うときは空気Ａを顕熱交換器１０に流して冷却除湿前の空気Ａの予冷と冷却除湿後の空気Ａの再熱を効率よく行い、空気Ａの加温加湿を行うときは空気Ａを顕熱交換器１０に流さないようにして出口チャンバ２３４に至る空気Ａの温度低下を抑制するすると共に流動抵抗を低減することができ、１つの機器で効率よく空気Ａの冷却除湿及び加温加湿を行うことができる。また、気体調節機２では、空気Ａの冷却除湿時の空気Ａの入口及び出口と、空気Ａの加温加湿時の空気Ａの入口及び出口とで隣接して配置し、空気Ａの冷却除湿時と加温加湿時とで冷温水コイル２１及び第１連絡チャンバ２３２における通風方向を逆にする構成とすることで、シンプルな構成で大幅なコンパクト化を図ることができる。空気Ａの冷却除湿時と加温加湿時とで通風方向を逆にすることで、冷温水コイル２１を通過する空気Ａの流れ方向が、冷温水ＣＨの全体的なに流れに対して、空気Ａの冷却除湿を行うときは対向流となり、空気Ａの加温加湿を行うときは並行流となるので、冷却時は熱交換効率に優れ、加温時は凍結防止に適することとなる。
【００４４】
次に図４を参照して、気体調節機２の各ダンパを操作する機構であるリンク装置８０を説明する。リンク装置８０が設けられた気体調節機２では、各ダンパを作動させるモータ９１が、入口ダンパ２５１の右側かつ出口ダンパ２５４の上側に設けられている。モータ９１は、回転軸を、正逆両方向に任意の角度で回転させることができるように構成されている。モータ９１は、その回転軸が、入口ダンパ２５１の回転軸と入口迂回ダンパ２５５の回転軸とを通り水平に延びる仮想直線Ｌｈと、出口ダンパ２５４の回転軸と出口迂回ダンパ２５６の回転軸とを通り鉛直に延びる仮想直線Ｌｖとの交点に位置するように配置されている。
【００４５】
モータ９１の回転軸には、直線状の平棒が直角に折れ曲がってＬ字状の外観を呈する共通リンク８９が取り付けられている。共通リンク８９は、２つの直線が接続された部分（Ｌ字状の角の部分）がモータ９１の回転軸に取り付けられている。入口ダンパ２５１の回転軸には、直線状の平棒で構成された入口リンク８１の一端が接続されている。入口迂回ダンパ２５５の回転軸には、直線状の平棒で構成された入口迂回リンク８５の一端が接続されている。入口リンク８１は入口ダンパ２５１が開の状態で右斜め４５度上方に延びており、入口迂回リンク８５は入口迂回ダンパ２５５が閉の状態で右斜め４５度上方に延びており、この状態の入口リンク８１及び入口迂回リンク８５のそれぞれの他端が、水平に延びる１本の入口連結リンク８７にピンで接続されている。この状態の入口連結リンク８７は、さらに、右斜め４５度上方に延びた状態の共通リンク８９の一方の直線の他端にピンで接続されている。このとき、共通リンク８９の他方の直線は右斜め４５度下方に延びている。入口連結リンク８７にそれぞれピンで接続された入口リンク８１、入口迂回リンク８５、共通リンク８９の一方の直線は、相互に平行になっている。
【００４６】
出口ダンパ２５４の回転軸には、直線状の平棒で構成された出口リンク８４の一端が接続されている。出口迂回ダンパ２５６の回転軸には、直線状の平棒で構成された出口迂回リンク８６の一端が接続されている。出口リンク８４は出口ダンパ２５４が開の状態で右斜め４５度下方に延びており、出口迂回リンク８６は出口迂回ダンパ２５６が閉の状態で右斜め４５度下方に延びており、この状態の出口リンク８４及び出口迂回リンク８６のそれぞれの他端が、鉛直に延びる１本の出口連結リンク８８にピンで接続されている。この状態の出口連結リンク８８は、さらに、右斜め４５度下方に延びた状態の共通リンク８９の他方の直線の他端にピンで接続されている。このとき、出口連結リンク８８にそれぞれピンで接続された出口リンク８４、出口迂回リンク８６、共通リンク８９の他方の直線は、相互に平行になっている。
【００４７】
上述のように構成されたリンク装置８０は、図４（Ａ）に示す冷却時の各ダンパの状態から、モータ９１の軸を９０度回転させて、共通リンク８９の一方の直線が左斜め４５度上方に延び、他方の直線が右斜め４５度上方に延びるように回転させることで、図４（Ｂ）に示す加温時の各ダンパの状態とすることができる。つまり、図４（Ａ）に示す状態から、共通リンク８９の一方の直線が左斜め４５度上方に延びるように共通リンク８９を９０度回転させると、入口連結リンク８７を介して入口リンク８１及び入口迂回リンク８５も左斜め４５度上方に延びるように移動し、この移動によって入口ダンパ２５１を開から閉、入口迂回ダンパ２５５を閉から開となるように回転させる。同時に、共通リンク８９の他方の直線も、図４（Ａ）に示す状態から右斜め４５度上方に延びるように９０度回転することとなり、これによって出口連結リンク８８を介して出口リンク８４及び出口迂回リンク８６も右斜め４５度上方に延びるように移動し、この移動によって出口ダンパ２５４を開から閉、出口迂回ダンパ２５６を閉から開となるように回転させる。このように、気体調節機２は、顕熱交換器１０及び冷温水コイル２１並びにこれらの周辺の空気Ａの流路を上述した特有の配置としているため、リンク装置８０を用いることにより、１つのモータ９１で、入口ダンパ２５１、入口迂回ダンパ２５５、出口ダンパ２５４、出口迂回ダンパ２５６のすべての開閉の切り替えを同時に行うことができ、機材及び制御の簡素化を図ることができる。
【００４８】
以上の説明では、第２の熱交換器が冷温水コイル２１であるとしたが、冷水コイルと温水コイルとを別々に配置してもよい。しかしながら、機器の小型化及び簡素化の観点から、冷水と温水とを状況に応じて切り替えて流す冷温水コイル２１とすることが好ましい。また、第２の熱交換器が冷温水を熱媒体とする冷温水コイル２１であるとしたが、冷媒を熱媒体とする直膨コイルであってもよい。
【００４９】
以上の説明では、ファン８１が顕熱交換器１０の第１流路１１よりも上流側に設けられているとしたが、顕熱交換器１０の第２流路１２よりも下流側に設けられていてもよい。また、ファン８１が入口ダクト３１に配設されているとしたが、機器を構成するチャンバ内（例えば入口チャンバ２３１内又は出口チャンバ２３４内）に配設されていてもよい。
【００５０】
以上の説明では、調節対象気体が空気Ａであるとしたが、空気以外の気体であってもよい。また、調節対象気体としての空気Ａの温度及び湿度を調節することとしたが、温度のみを調節することとしてもよい。温度のみを調節する場合は加湿器２５、２２５を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１、２  気体調節機
１０  顕熱交換器
１１  第１流路
１１ａ  第１入口
１１ｂ  第１出口
１２  第２流路
１２ａ  第２入口
１２ｂ  第２出口
２１  冷温水コイル
２５  加湿器
３１  入口ダクト
３２  第１連絡ダクト
３３  第２連絡ダクト
３４  出口ダクト
４５  入口迂回ダクト
４６  出口迂回ダクト
５１  入口ダンパ
５４  出口ダンパ
５５  入口迂回ダンパ
５６  出口迂回ダンパ
８０  リンク装置
９１  モータ
２２５  加湿器
２３１  入口チャンバ
２３２  第１連絡チャンバ
２３３  第２連絡チャンバ
２３４  出口チャンバ
２４５  入口迂回チャンバ
２４６  出口迂回チャンバ
２５１  入口ダンパ
２５４  出口ダンパ
２５５  入口迂回ダンパ
２５６  出口迂回ダンパ
Ａ    空気
ＣＨ  冷温水
【図１】
2018035976.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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