(57)【要約】      （修正有）【課題】外気処理する際に外気の温湿度を所望の値へ制御することが容易であり、かつ外気温湿度に応じて、柔軟に運転が行われ、外気を好適に処理することのできるデシカントロータを用いた外気処理機及び外気処理方法を提供する。【解決手段】給気路１と、排気路２と、デシカントロータ３と、給気路１に設けられる第一の熱交換器４と、排気路２に設けられる第二の熱交換器５と、を有する第一のヒートポンプユニット１０と、給気路１に設けられる第三の熱交換器６と、排気路２に設けられる第四の熱交換器７と、を有し、第一のヒートポンプユニット１０とは冷凍サイクルが独立した第二のヒートポンプユニット１３と、第一のヒートポンプユニット１０の容量制御を行い、第二のヒートポンプユニット１３の容量制御を行う制御手段と、を備え、第二の熱交換器５と第四の熱交換器７は、デシカントロータ３の近傍かつ気流を遮る方向に並べて設けられる外気処理機である。【選択図】図１
2019066155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を空調対象空間へ給気する給気路と、
前記空調対象空間からの還気を系外へ排出する排気路と、
前記給気路と前記排気路に跨って設けられるデシカントロータと、
前記給気路において前記デシカントロータよりも上流側に設けられる第一の熱交換器と、前記排気路において前記デシカントロータよりも上流側に設けられる第二の熱交換器と、を有する第一のヒートポンプユニットと、
前記給気路において前記デシカントロータよりも下流側に設けられる第三の熱交換器と、前記排気路において前記デシカントロータよりも上流側に設けられる第四の熱交換器と、を有し、前記第一のヒートポンプユニットとは冷凍サイクルが独立した第二のヒートポンプユニットと、
前記第一のヒートポンプユニットの容量制御を行い、前記第二のヒートポンプユニットの容量制御を行う制御手段と、を備え、
前記第二の熱交換器と前記第四の熱交換器は、前記デシカントロータの近傍かつ気流を遮る方向に並べて設けられる、
外気処理機。
【請求項２】
前記第二のヒートポンプユニットの容量制御は、前記第一の熱交換器よりも上流側の空気の状態に応じて実行される、
請求項１に記載の外気処理機。
【請求項３】
前記排気路において、外気が前記デシカントロータよりも上流側に取り込まれ、
前記取り込まれる外気の量は、前記第二の熱交換器よりも下流側かつ前記デシカントロータよりも上流側の空気の状態に応じて変更される、
請求項１又は２に記載の外気処理機。
【請求項４】
前記外気処理機は、前記給気路の入口と前記排気路の入口に跨って全熱交換器を備える、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の外気処理機。
【請求項５】
外気を空調対象空間へ給気路を通じて給気する給気工程と、
前記空調対象空間からの還気を系外へ排気路を通じて排出する排気工程と、
前記給気路において前記給気路と前記排気路に跨って設けられるデシカントロータよりも上流側に設けられる第一の熱交換器と、前記排気路において前記デシカントロータよりも上流側に設けられる第二の熱交換器と、を有する第一のヒートポンプユニットの容量制御を行い、前記給気路において前記デシカントロータよりも下流側に設けられる第三の熱交換器と、前記排気路において前記デシカントロータよりも上流側に設けられる第四の熱交換器と、を有し、前記第一のヒートポンプユニットとは冷凍サイクルが独立した第二のヒートポンプユニットの容量制御を行う制御工程と、を備え、
前記第二の熱交換器と前記第四の熱交換器は、前記デシカントロータの近傍かつ気流を遮る方向に並べて設けられる、
外気処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デシカントロータを用いた外気処理機及び外気処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外気を除湿する装置の１つとして、外気中の水分を吸着させる除湿剤を備えるデシカントロータが挙げられる（例えば特許文献１‐４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７６３１７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７２８８０号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３０３８９号公報
【特許文献４】特開２０１４−１５３００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デシカントロータを用いた除湿を行う場合、デシカントロータに送られる外気を冷却（以降、プレクールという）して予め相対湿度を高め、除湿効率を向上させることが行われている。また、デシカントロータを通過した外気は、デシカントロータでの除湿によって温度が上昇しているため、空調対象空間へ冷気を給気する場合等においては、デシカントロータを通過後の外気は再冷却される（以降、アフタークールという）。また、外気の水分を吸収したデシカントロータの吸着面へ加熱された高温空気を送り込み、吸着面を再生し、デシカントロータの除湿能力を維持することも行われている。
【０００５】
プレクールを行う１つの方法として、蒸発器が設けられ（以降、プレクール用蒸発器という）、外気がプレクール用蒸発器と熱交換させられることによって冷却される方法がある。また、アフタークールを行う１つの方法として、プレクール用蒸発器とは別の蒸発器（以降、アフタークール用蒸発器という）が設けられ、外気がアフタークール用蒸発器と熱交換させられることによって冷却される方法がある。また、再生用に用いられる空気の加熱の１つの方法として、凝縮器が設けられ、外気は、凝縮器と熱交換させられ加熱される方法がある。また、これら２つの蒸発器と１つの凝縮器とを繋いで冷凍サイクルを実現するヒートポンプユニットが形成されることも行われている。このようなヒートポンプユニットが形成される場合、プレクール用蒸発器とアフタークール用蒸発器において外気から除去された熱は、デシカントロータの吸着面を再生させるための空気の加熱に利用されるため、外気の熱は無駄なく用いられる。
【０００６】
しかしながら、このようなヒートポンプユニットでは、ヒートポンプ回路が複雑となり、ヒートポンプユニットの容量制御を行うことが難しい。つまり、プレクール時やアフタークール時に外気の温度を所望の値に制御できない虞があり、また外気温度に応じてヒートポンプユニットの容量制御を行うといった柔軟な運転を行うことが難しい。
【０００７】
また、従来技術では、デシカントロータの吸着面へ加熱された高温空気を送り込んで吸着面を再生させるが、その際に吸着面の再生度合は調節されない。よって、例えば、外気がアフタークール用蒸発器による再冷却の必要のない程度に低温である場合であっても、他の温湿度条件の場合と同じようにデシカントロータでの除湿が行われ、その結果温度が上昇してしまい、アフタークール用蒸発器による再冷却が必要となる事態が生じる。また、例えば、外気が低湿度の場合は、他の温湿度条件の場合と同じようにデシカントロータ
が外気を除湿すると、デシカントロータを通過後の外気は過除湿状態となり、所望の湿度よりも低い状態で空調対象空間へ給気されてしまう虞もある。
【０００８】
つまり、従来技術では、外気処理する際に外気の温湿度を所望の値へ制御することが難しく、また外気温湿度に応じて、外気処理機の柔軟な運転を行うことができず、外気を好適に処理することができなかった。
【０００９】
そこで、本願は、外気処理する際に外気の温湿度を所望の値へ制御することが容易であり、かつ外気温湿度に応じて、柔軟に運転が行われ、外気を好適に処理することのできるデシカントロータを用いた外気処理機及び外気処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明では、デシカントロータを用いた外気処理機に冷凍サイクルが独立した２つのヒートポンプユニットを備えることとした。
【００１１】
詳細には、本発明は、外気を空調対象空間へ給気する給気路と、空調対象空間からの還気を系外へ排出する排気路と、給気路と排気路に跨って設けられるデシカントロータと、給気路においてデシカントロータよりも上流側に設けられる第一の熱交換器と、排気路においてデシカントロータよりも上流側に設けられる第二の熱交換器と、を有する第一のヒートポンプユニットと、給気路においてデシカントロータよりも下流側に設けられる第三の熱交換器と、排気路においてデシカントロータよりも上流側に設けられる第四の熱交換器と、を有し、第一のヒートポンプユニットとは冷凍サイクルが独立した第二のヒートポンプユニットと、第一のヒートポンプユニットの容量制御を行い、第二のヒートポンプユニットの容量制御を行う制御手段と、を備え、第二の熱交換器と第四の熱交換器は、デシカントロータの近傍かつ気流を遮る方向に並べて設けられる、外気処理機である。
【００１２】
このような外気処理機であれば、第一の熱交換器をプレクール用蒸発器として、第三の熱交換器をアフタークール用蒸発器として用いることができる。そして、プレクール用蒸発器とアフタークール用蒸発器において外気から除去された熱は、第二の熱交換器及び第四の熱交換器においてデシカントロータの吸着面を再生させるための空気の加熱に利用されるため、外気の熱は無駄なく用いられる。さらに、第一の熱交換器と第二の熱交換器とを含む第一のヒートポンプユニットと、第三の熱交換器と第四の熱交換器とを含む第二のヒートポンプユニットは、それぞれ単純なヒートポンプ回路によって形成され、冷凍サイクルはそれぞれ独立して実現されるため、それぞれのヒートポンプユニットにおける容量制御は容易に実行される。従って、プレクール時やアフタークール時に外気の温湿度を所望の値へ制御することが容易である。また、第二の熱交換器と第四の熱交換器は、デシカントロータの近傍かつ気流を遮る方向に並べて設けられるため、第二の熱交換器と熱交換して加熱された空気と、第四の熱交換器と熱交換して加熱された空気とは、それぞれそのままデシカントロータの吸着面へ流れ込み、吸着面を再生させる。
【００１３】
また、第二のヒートポンプユニットの容量制御は、第一の熱交換器よりも上流側の空気の状態に応じて実行されてもよい。
【００１４】
このような外気処理機であれば、例えば、外気が低温の場合や低湿度である場合など、外気温湿度に応じて、第二のヒートポンプユニットの運転は停止可能である。よって、デシカントロータの吸着面を再生させるための空気の加熱は抑えられ、デシカントロータの吸着面の再生は抑制され、デシカントロータの除湿能力は低減可能である。よって、例えば、外気が低温の場合は、デシカントロータの除湿による温度上昇は抑制され、アフタークール用蒸発器による再冷却は必要無くなる。また、例えば、外気が低湿度である場合は、デシカントロータによる過除湿は防止される。すなわち、外気温湿度に応じて、外気処
理機の運転は柔軟に行われ、外気を好適に処理することができる。また、第二のヒートポンプユニットの運転停止により省エネルギー化も実現される。
【００１５】
また、排気路において、外気がデシカントロータよりも上流側に取り込まれ、取り込まれる外気の量は、第二の熱交換器よりも下流側かつデシカントロータよりも上流側の空気の状態に応じて変更されてもよい。
【００１６】
このような外気処理機であれば、デシカントロータの吸着面を再生する空気の状態を調節することができる。すなわち、デシカントロータの吸着面の再生度合を調節することができる。
【００１７】
また、外気処理機は、給気路の入口と排気路の入口に跨って全熱交換器を備えてもよい。
【００１８】
このような外気処理機であれば、空調対象空間から還気される空気の熱を無駄なく利用し、プレクール用蒸発器の負担を軽減することができる。
【００１９】
また、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。すなわち、本発明は、例えば、外気を空調対象空間へ給気路を通じて給気する給気工程と、空調対象空間からの還気を系外へ排気路を通じて排出する排気工程と、給気路において給気路と排気路に跨って設けられるデシカントロータよりも上流側に設けられる第一の熱交換器と、排気路においてデシカントロータよりも上流側に設けられる第二の熱交換器と、を有する第一のヒートポンプユニットの容量制御を行い、給気路においてデシカントロータよりも下流側に設けられる第三の熱交換器と、排気路においてデシカントロータよりも上流側に設けられる第四の熱交換器と、を有し、第一のヒートポンプユニットとは冷凍サイクルが独立した第二のヒートポンプユニットの容量制御を行う制御工程と、を備え、第二の熱交換器と第四の熱交換器は、デシカントロータの近傍かつ気流を遮る方向に並べて設けられる、外気処理方法であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
上記デシカントロータを用いた外気処理機及び外気処理方法は、外気処理する際に外気の温湿度を所望の値へ制御することが容易であり、かつ外気温湿度に応じて、柔軟に運転が行われ、外気を好適に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる外気処理機の構成図である。
【図２】図２は、デシカントロータを上流側から見た概要図である。
【図３】図３は、外気処理機の運転フロー図である。
【図４】図４は、冷房除湿運転（パターンＡ）時の外気処理説明図である。
【図５】図５は、冷房除湿運転（パターンＡ）時の温湿度変化を表した空気線図である。
【図６】図６は、冷房除湿運転（パターンＢ）時の外気処理説明図である。
【図７】図７は、冷房除湿運転（パターンＢ）時の温湿度変化を表した空気線図である。
【図８】図８は、冷房除湿運転（パターンＣ）時の外気処理説明図である。
【図９】図９は、冷房除湿運転（パターンＣ）時の温湿度変化を表した空気線図である。
【図１０】図１０は、冷房除湿運転（パターンＤ）時の外気処理説明図である。
【図１１】図１１は、冷房除湿運転（パターンＤ）時の温湿度変化を表した空気線図である。
【図１２】図１２は、暖房加湿運転時の外気処理説明図である。
【図１３】図１３は、暖房加湿運転時の温湿度変化を表した空気線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態にかかる外気処理機の構成図である。図１に示す外気処理機１００は、空調対象空間へ給気される空気が通る給気路１と、系外へ排出される空調対象空間からの還気が通る排気路２と、給気路１と排気路２とに跨るデシカントロータ３とを備える。また、外気処理機１００は、給気路１内においてデシカントロータ３の上流側に第一の熱交換器４と、排気路２内においてデシカントロータ３の上流側且つ近傍に第二の熱交換器５と、デシカントロータ３の下流側に第三の熱交換器６と、排気路２内においてデシカントロータ３の上流側且つ近傍に第四の熱交換器７とを備える。また、外気処理機１００は、圧縮機８と膨張弁９とを備え、第一の熱交換器４、第二の熱交換器５、圧縮機８、膨張弁９からなる第一のヒートポンプユニット１０を備える。また、外気処理機１００は、圧縮機１１と膨張弁１２とを備え、第三の熱交換器６、第四の熱交換器７、圧縮機１１、膨張弁１２からなる第二のヒートポンプユニット１３を備える。また、第一の熱交換器４で用いられる冷却コイルは、例えば通過する空気の潜熱と顕熱の両方を除去できるもの、第三の熱交換器６で用いられる冷却コイルは、例えば通過する空気の顕熱のみを除去できるものであってもよい。
【００２４】
また、外気処理機１００は、給気路１の入口と排気路２の入口に跨る全熱交換器１４を備える。また、外気処理機１００は、排気路２において全熱交換器１４の下流かつ第二の熱交換器５の上流地点に外気を取り込むダクトと、外気を取り込むダクト内にモータダンパ１５を備える。また、外気処理機１００は、第三の熱交換器６の下流に加湿器１６と、給気路１の出口に空調対象空間へ空気を給気する給気ファン１７と、排気路２の出口に空調対象空間からの還気を排出する排気ファン１８とを備える。
【００２５】
また、外気処理機１００は、第一の熱交換器４の上流かつ全熱交換器１４の下流に温湿度計１９Ａと、第一の熱交換器４の下流かつデシカントロータ３の上流に温湿度計１９Ｂと、デシカントロータ３の下流かつ第三の熱交換器６の上流に温湿度計１９Ｃと、第三の熱交換器６の下流かつ加湿器１６の上流に温湿度計１９Ｄと、加湿器１６の下流に温湿度計１９Ｅとを備える。また、排気路２において第二の熱交換器５の下流かつデシカントロータ３の上流に温湿度計１９Ｆを備える。また、図示しないが、温湿度計１９Ｂにおいて計測される温湿度より算出されるエンタルピーが所望の値となるように第一のヒートポンプユニット１０の容量制御を行う制御装置と、温湿度計１９Ｄにおいて計測される温度が所望の値となるように第二のヒートポンプユニット１３の容量制御を行う制御装置と、温湿度計１９Ｅにおいて計測される湿度が所望の値となるように加湿器１６の制御を行う制御装置とを備える。また、以下、外気処理機１００の系外のある地点をＡ点、温湿度計１９Ａが設けられている場所をＢ点、温湿度計１９Ｂが設けられている場所をＣ点、温湿度計１９Ｃが設けられている場所をＤ点、温湿度計１９Ｄが設けられている場所をＥ点、温湿度計１９Ｅが設けられている場所をＦ点、温湿度計１９Ｆが設けられている場所をＧ点とする。
【００２６】
また、第二の熱交換器５と第四の熱交換器７とは、排気路２において空調対象空間からの還気の気流の向きに並べて設けられるのではなく、還気の気流を遮る方向に並べて設けられる。また、第二の熱交換器５は、第四の熱交換器７よりもデシカントロータ３の中心寄りに設けられる。
【００２７】
図２は、デシカントロータ３を上流側から見た概要図である。排気路２におけるデシカントロータ３の上半分の部分２０には、第二の熱交換器５と熱交換して加熱された空気が流れ込み、排気路２におけるデシカントロータ３の下半分の部分２１には、第四の熱交換器７と熱交換して加熱された空気が流れ込む。この際、部分２０と部分２１の面積比は約３：２である。
【００２８】
図３は、外気処理機１００の運転フロー図を示したものである。外気処理機１００は、まず空調対象空間からの還気と全熱交換器１４において熱交換した外気の絶対湿度をＢ点において計測する（Ｓ１０１）。そして、Ｂ点の絶対湿度の値が８．９ｇ／ｋｇ以上である時、冷房除湿運転を行い（Ｓ１０４‐Ｓ１０７）、Ｂ点の絶対湿度の値が８．９ｇ／ｋｇ未満である時、暖房加湿運転を行う（Ｓ１０３）。冷房除湿運転の場合、第一のヒートポンプユニット１０内では、膨張弁９、第一の熱交換器４、圧縮機８、第二の熱交換器５の順に熱媒体が循環する。また、第二のヒートポンプユニット１３内では、膨張弁１２、第三の熱交換器６、圧縮機１１、第四の熱交換器７の順に熱媒体が循環する。一方、暖房加湿運転の場合、熱媒体はそれぞれのヒートポンプユニット内において上述とは逆順に循環する。
【００２９】
＜冷房除湿運転＞
冷房除湿運転の場合、まずＢ点で計測される外気の温度と湿度からエンタルピーを算出する（Ｓ１０４）。そして、そのエンタルピーが１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ以上である場合と１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ未満である場合において外気処理機の運転方法は変わる（Ｓ１０５）。エンタルピーが１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ以上である場合、外気処理機１００の制御装置は、Ｃ点で計測された空気の温湿度からエンタルピーを算出し、そのエンタルピー値が１２．０ｋｃａｌ／ｋｇとなるように第一のヒートポンプユニット１０の容量制御を行う（Ｓ１０６）。また、外気処理機１００の制御装置は、Ｅ点で計測される空気の温度が１９℃（ＤＢ）となるように第二のヒートポンプユニット１３の容量制御を行う（Ｓ１０６）。一方、Ｂ点で計測された温湿度から算出されたエンタルピー値が１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ未満である場合、外気処理機１００の制御装置は、Ｃ点で計測された空気の温湿度からエンタルピーを算出し、そのエンタルピー値が９．７ｋｃａｌ／ｋｇとなるように第一のヒートポンプユニット１０の容量制御を行う（Ｓ１０７）。また、第二のヒートポンプユニット１３の運転は停止される（Ｓ１０７）。
【００３０】
また、冷房除湿運転中、デシカントロータ３は、Ｄ点で計測される絶対湿度が８．９ｇ／ｋｇとなるように回転制御される。また、排気ファン１８の回転数制御及びモータダンパ１５の開閉制御は、Ｇ点で計測される温度値が４０℃から５５℃（ＤＢ）となるように行われる。
【００３１】
図４から図１１は、Ａ点における多様な温湿度の外気が外気処理機１００の冷房除湿運転によって所望の値に制御され、空調対象空間へ給気される過程を示した図である。Ａ点における外気の温湿度条件は、例えば、表１に示される値であり、これらの外気を冷房除湿して温度１９℃、湿度６５％の状態で空調対象空間へ給気する。また、空調対象空間の温度は、例えば、２６℃、湿度は５０％である。また、第一の熱交換器４は、冷却能力が例えば５．３ｋＷのもの、第三の熱交換器６は、冷却能力が例えば４．０ｋＷのもの、圧縮機８は、出力が例えば１．０ｋＷのもの、圧縮機１１は、出力が例えば０．７ｋＷのものを用いるものと仮定した。また、デシカントロータ３は、例えば外径が６６０ｍｍのものを用いると仮定した。
【００３２】
【表１】
2019066155.tif 000003
【００３３】
＜＜パターンＡ＞＞
図４は、Ａ点において外気温度が３４．４℃、湿度が５６％である場合の外気処理説明図である。そして、図５は、外気処理過程における温湿度変化を表す空気線図である。外気は、まず風量１０００ＣＭＨで全熱交換器１４に取り込まれ、全熱交換器１４内で空調対象空間から同じく風量１０００ＣＭＨで取り込まれた還気と熱交換される。全熱交換器１４を通過した外気は、Ｂ点において温度２８．５℃、湿度５４％となる。この温湿度からエンタルピーを算出すると、約１４．９ｋｃａｌ／ｋｇとなる。よって、図３の運転フロー図に示した通り、Ｃ点におけるエンタルピー値が１２．０ｋｃａｌ／ｋｇとなるように第一のヒートポンプユニット１０は容量制御される（温度１８．３℃、湿度９５％）。その後、外気はデシカントロータ３を通過して除湿され、Ｄ点では温度３１．１℃、湿度３２％となる。その後、外気は、第二のヒートポンプユニット１３の第三の熱交換器６によって温度１９℃まで再冷却される（湿度６５％）。そして、給気ファン１７によって風量１０００ＣＭＨで空調対象空間へ給気される。
【００３４】
一方、空調対象空間からの還気は、全熱交換器１４において外気と熱交換された後、第二の熱交換器５及び第四の熱交換器７によって加熱される。この際、Ｇ点における空気の温度は５５℃以上となる。そこで、モータダンパ１５の開度は調整され、排気路２に外気が３５０ＣＭＨで取り込まれ、Ｇ点における空気は、温度５０．４℃、湿度２２％に調節される。そして、第二の熱交換器５及び７によって加熱された空気は、デシカントロータ３へ流れ、デシカントロータ３の吸着面は再生される。そして、デシカントロータ３の吸着面を再生するために用いられた空気は、デシカントロータ３を通過後、排気ファン１８によって風量１３５０ＣＭＨで系外へ排出される。
【００３５】
＜＜パターンＢ＞＞
図６は、Ａ点において外気温度が３１℃、湿度が５０％である場合の外気処理説明図である。そして、図７は、外気処理過程における温湿度変化を表す空気線図である。外気は、風量１０００ＣＭＨで全熱交換器１４に取り込まれ、全熱交換器１４内で空調対象空間から同じく風量１０００ＣＭＨで取り込まれた還気と熱交換される。全熱交換器１４を通過した外気は、Ｂ点において温度２７．５℃、湿度５０％となる。この温湿度からエンタルピーを算出すると、約１３．６ｋｃａｌ／ｋｇとなる。よって、図３の運転フロー図に示した通り、Ｃ点におけるエンタルピー値が１２．０ｋｃａｌ／ｋｇとなるように第一のヒートポンプユニット１０は容量制御される（温度２０．９℃、湿度７４％）。その後、外気はデシカントロータ３を通過して除湿され、Ｄ点では温度３０．２℃、湿度３３％となる。その後、外気は、第二のヒートポンプユニット１３の第三の熱交換器６によって温度１９℃まで再冷却される（湿度６５％）。そして、給気ファン１７によって風量１０００ＣＭＨで空調対象空間へ給気される。
【００３６】
一方、空調対象空間からの還気は、全熱交換器１４において外気と熱交換された後、第二の熱交換器５及び第四の熱交換器７によって加熱される。この際、Ｇ点において第二の熱交換器５によって加熱された空気の温度は４２．８℃、湿度は２４％となる。また、第四の熱交換器７によって加熱された空気の温度は５２℃、湿度は１５％となる。よって、Ｇ点において温度は５５℃を超えていないため、モータダンパ１５は閉じられた状態のま
まである。そして、第二の熱交換器５及び第四の熱交換器７によって加熱された空気は、デシカントロータ３へ流れ、デシカントロータ３の吸着面は再生される。そして、デシカントロータ３の吸着面を再生するために用いられた空気は、デシカントロータ３を通過後、排気ファン１８によって風量１０００ＣＭＨで系外へ排出される。
【００３７】
＜＜パターンＣ＞＞
図８は、Ａ点において外気温度が３１℃、湿度が４６％である場合の外気処理説明図である。そして、図９は、外気処理過程における温湿度変化を表す空気線図である。外気は、風量１０００ＣＭＨで全熱交換器１４に取り込まれ、全熱交換器１４内で空調対象空間から風量１０００ＣＭＨで取り込まれた還気と熱交換される。全熱交換器１４を通過した外気は、Ｂ点において温度２７．５℃、湿度４９％となる。この温湿度からエンタルピーを算出すると、１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ未満となる。よって、図３の運転フロー図に示した通り、Ｃ点におけるエンタルピー値が９．７ｋｃａｌ／ｋｇとなるように第一のヒートポンプユニット１０は容量制御される（温度１５℃、湿度９５％）。その後、外気はデシカントロータ３を通過して除湿される。ただし、ここで、第二のヒートポンプユニット１３は、図３の運転フロー図に示した通り、Ｂ点におけるエンタルピーが１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ未満の時、その運転は、停止されている。従って、排気路２において第四の熱交換器７を通過した空気は加熱されていない。従って、デシカントロータ３の吸着面の再生度合は、第二のヒートポンプユニット１３が運転されている時に比べて低いものとなる。従って、給気路１においてデシカントロータ３を通過する外気の温度上昇は抑制され、Ｄ点では温度１９℃、湿度６５％となる。そして、外気は、第二のヒートポンプユニット１３の運転は停止されているため、Ｄ点での温湿度のまま、給気ファン１７によって風量１０００ＣＭＨで空調対象空間へ給気される。
【００３８】
一方、空調対象空間からの還気は、全熱交換器１４において外気と熱交換された後、第二の熱交換器５によって加熱される。この際、Ｇ点における第二の熱交換器５によって加熱された空気の温度は５５℃以上となる。そこで、モータダンパ１５の開度は調整され、排気路２に外気が３５０ＣＭＨで取り込まれ、Ｇ点における第二の熱交換器５によって加熱された空気の温度は５３．３℃、湿度１４％に調節される。また、デシカントロータ３を通過した空気は、排気ファン１８によって風量１３５０ＣＭＨで系外へ排出される。
【００３９】
＜＜パターンＤ＞＞
図１０は、Ａ点において外気温度が１９℃、湿度が９０％である場合の外気処理説明図である。そして、図１１は、外気処理過程における温湿度変化を表す空気線図である。外気は、風量１０００ＣＭＨで全熱交換器１４に取り込まれ、全熱交換器１４内で空調対象空間から風量１０００ＣＭＨで取り込まれた還気と熱交換される。全熱交換器１４を通過した外気は、Ｂ点において温度２３．９℃、湿度６０％となる。この温湿度からエンタルピーを算出すると、１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ未満となる。よって、図３の運転フロー図に示した通り、Ｃ点におけるエンタルピー値が９．７ｋｃａｌ／ｋｇとなるように第一のヒートポンプユニット１０は容量制御される（温度１５℃、湿度９５％）。その後、外気はデシカントロータ３を通過して除湿される。ただし、ここで、パターンＣと同様に、第二のヒートポンプユニット１３は、Ｂ点におけるエンタルピーが１３．５ｋｃａｌ／ｋｇ未満であるため、その運転は、停止されている。従って、排気路２において第四の熱交換器７を通過した空気は加熱されていない。従って、デシカントロータ３の吸着面の再生度合は、第二のヒートポンプユニット１３が運転されている時に比べて低いものとなる。従って、給気路１においてデシカントロータ３を通過する外気の温度上昇は抑制され、Ｄ点では温度１９℃、湿度６５％となる。そして、外気は、第二のヒートポンプユニット１３の運転は停止されているため、Ｄ点での温湿度のまま、給気ファン１７によって風量１０００ＣＭＨで空調対象空間へ給気される。
【００４０】
一方、空調対象空間からの還気は、全熱交換器１４において外気と熱交換された後、第二の熱交換器５によって加熱される。この際、Ｇ点において第二の熱交換器５によって加熱された空気の温度は４４．４℃、湿度は２０％となる。よって、Ｇ点において温度は５５℃を超えていないため、モータダンパ１５は閉じられた状態のままである。また、還気は、デシカントロータ３を通過後、排気ファン１８によって風量１０００ＣＭＨで系外へ排出される。
【００４１】
＜効果＞
このような外気処理機１００であれば、第一の熱交換器４をプレクール用蒸発器として、第三の熱交換器６をアフタークール用蒸発器として用いることができる。そして、プレクール用蒸発器とアフタークール用蒸発器によって除去された外気の熱は、第二の熱交換器５及び第四の熱交換器７でデシカントロータ３の吸着面を再生させるための空気の加熱に利用されるため、外気の熱は無駄なく用いられる。
【００４２】
また、第一のヒートポンプユニット１０と、第二のヒートポンプユニット１３とは、それぞれ単純なヒートポンプ回路によって形成され、冷凍サイクルはそれぞれ独立して実現される。よって、それぞれのヒートポンプユニットにおける容量制御は容易に実行される。従って、Ａ点における外気の温湿度が多様であっても、プレクール時（Ｃ点）やアフタークール時（Ｅ点）において、外気温度を所望の値に制御することが容易であり、空調対象空間へ好適な外気を給気することができる。また、第一のヒートポンプユニット１０と、第二のヒートポンプユニット１３とはそれぞれ独立しているため、第一の熱交換器４で用いられる冷却コイルに、例えば通過する空気の潜熱と顕熱の両方を除去できるもの、第三の熱交換器６で用いられる冷却コイルに、例えば通過する空気の顕熱のみを除去できるものを使用するといったように、プレクール用蒸発器とアフタークール用蒸発器のためにそれぞれ異なる種類の冷却コイルを使用することができる。
【００４３】
また、第二の熱交換器５と熱交換して加熱された空気と、第四の熱交換器７と熱交換して加熱された空気とは、それぞれそのままデシカントロータ３の吸着面へ流れ込み、吸着面を再生させる。従って、図３の運転フロー図に示す通り、Ｂ点のエンタルピー値が低い場合（パターンＣ、パターンＤ）に第二のヒートポンプユニット１３の運転が停止されれば、第四の熱交換器７と空気とは熱交換されなく、第四の熱交換器７を通過した空気は加熱されないままデシカントロータ３の吸着面へ送られることとなる。よって、デシカントロータ３の吸着面の再生は抑制され、デシカントロータ３の除湿能力は低減される。よって、パターンＣやパターンＤのように、外気が低温の場合は、デシカントロータ３の除湿による温度上昇は抑制され、アフタークール用蒸発器による再冷却は必要無くなる。また、ここでは例示しないが、外気が低湿度である場合は、デシカントロータ３による過除湿は防止される。すなわち、外気温湿度に応じて、外気処理機１００は柔軟に運転が行われ、外気を好適に処理することができる。また、第二のヒートポンプユニット１３の運転停止により省エネルギー化も実現される。
【００４４】
さらに、排気路２において、デシカントロータ３の近傍かつ上流に第二の熱交換器５及び第四の熱交換器７が、空調対象空間からの還気の気流の向きに並べて設けられるのではなく、還気の気流を遮る方向に並べて設けられている。そして、第二の熱交換器５は第四の熱交換器７よりもデシカントロータ３の中心寄りに位置せしめられ、デシカントロータ３において第二の熱交換器５と熱交換して加熱された空気が流れ込む部分２０と第四の熱交換器７と熱交換して加熱された空気が流れ込む部分２１とは約３：２の割合である。よって、第二のヒートポンプユニット１３の運転が停止され、第四の熱交換器７が動作しない場合（パターンＣ、パターンＤ）であっても、第二の熱交換器５によって加熱される空気の流れ込む部分２０の割合が比較的大きい。従って、第二のヒートポンプユニット１３の運転が停止される場合であっても、デシカントロータ３の吸着面が急激に再生されなく
なり、デシカントロータ３の除湿能力が急激に低下されることは防止される。
【００４５】
ただし、第二の熱交換器５と第四の熱交換器７の並び方は、実施形態に応じて適宜変更されてもよい。例えば、第四の熱交換器７が第二の熱交換器５よりもデシカントロータ３の中心寄りに設けられてもよく、第二の熱交換器５と第四の熱交換器７とがデシカントロータ３の中心から等距離に設けられてもよい。また、部分２０と部分２１との面積比を変更すべく、第二の熱交換器５と第四の熱交換器７の並び方は適宜変更されてもよい。
【００４６】
また、外気処理機１００は、モータダンパ１５の開閉により、Ｇ点における空気の温湿度を調節できるため、デシカントロータ３の吸着面の再生度合を調節することができる。
【００４７】
また、給気路１の入口と排気路２の入口に跨って全熱交換器１４が設けられているため、空調対象空間から還気される空気の熱を無駄なく利用し、第一の熱交換器４に流入する外気の温度を低下させ、第一の熱交換器４の負担を軽減することができる。
【００４８】
＜暖房加湿運転＞
図１２は、暖房加湿運転の際の外気処理説明図である。そして、図１３は、外気処理過程における温湿度変化を表す空気線図である。ここで、外気温度は、例えば、６．６℃、湿度を６３％とし、空調対象空間の温度は、例えば、２６℃、湿度は５０％とする。また、加湿器１６は、例えば加湿能力が２．５ｋｇ／ｈのものであってもよい。
【００４９】
外気は、まず全熱交換器１４に入り、全熱交換器１４内で空調対象空間からの還気と熱交換される。全熱交換器１４を通過した外気は、Ｂ点において温度１５．４℃、湿度５８％となる。その後、図３の運転フロー図に示した通り、Ｃ点でのエンタルピー値が１０．３ｋｃａｌ／ｋｇとなるように第一のヒートポンプユニット１０は容量制御される（温度２６．９℃、湿度２９％）。その後、外気は、デシカントロータ３と第二のヒートポンプユニット１３の運転は停止されているため、その温湿度のまま加湿器１６に送り込まれる。そして、加湿器１６によってＦ点における絶対湿度が８．２ｇ／ｋｇ（例えば２２℃、５０％）となるように加湿される。その後、外気は、給気ファン１７によって風量１０００ＣＭＨで空調対象空間へ給気される。
【００５０】
このように外気処理機１００は、外気の温湿度に応じて、冷房除湿運転だけではなく、暖房加湿運転も行うことができ、好適な外気を空調対象空間へ給気することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１・・給気路；２・・排気路；３・・デシカントロータ；４・・第一の熱交換器；５・・第二の熱交換器；６・・第三の熱交換器；７・・第四の熱交換器；８・・圧縮機；９・・膨張弁；１０・・第一のヒートポンプユニット；１１・・圧縮機；１２・・膨張弁；１３・・第二のヒートポンプユニット；１４・・全熱交換器；１５・・モータダンパ；１６・・加湿器；１７・・給気ファン；１８・・排気ファン；１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆ・・温湿度計；２０・・第二の熱交換器５と熱交換して加熱された空気が流れ込む部分；２１・・第四の熱交換器７と熱交換して加熱された空気が流れ込む部分；１００・・外気処理機
【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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