(57)【要約】【課題】  冷房又は暖房、換気及び除湿機能を有した空気調和装置を提供する。【解決手段】  その内部が隔壁によって分けられ、室外空気を吸入する吸入通路と、室内空気を吐き出す吐き出し通路とを有するダクトと、前記吸入通路及び吐き出し通路にそれぞれ設けられる吸入ファン及び吐き出しファンと、前記ダクトの隔壁に形成された開口部に回転可能に提供された除湿車を含めてなる除湿装置と、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーターと、前記除湿装置を基準に室内側に提供され、前記吸入通路を流れる空気と、吐き出し通路を流れる空気とが相互に熱交換されるように前記吸入通路と吐き出し通路とに設けられる再生熱交換機と、前記吐き出し通路で前記除湿装置と前記再生熱交換機との間に提供される第１熱交換機と、前記吸入通路で前記再生熱交換機の空気吐き出し側に提供される第２熱交換機とを含むヒートポンプ装置を含むことを特徴とする。【選択図】      図１
2004219043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部が隔壁によって分けられ、室外空気を吸入する吸入通路と、室内空気を吐き出す吐き出し通路とを有するダクト；
前記吸入通路及び吐き出し通路にそれぞれ設けられる吸入ファン及び吐き出しファン；
前記ダクトの隔壁に開口部が形成され、前記開口部に前記吸入通路と吐き出し通路を横切りながら露出して、回転可能に提供された除湿車を含めてなる除湿装置；
前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入部に隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーター；
前記除湿装置を基準に室内側に提供され、前記吸入通路を流れる空気と、吐き出し通路を流れる空気とが相互に熱交換されるように、前記吸入通路と吐き出し通路とに設けられる再生熱交換機；
前記吐き出し通路で前記除湿装置と前記再生熱交換機との間に提供される第１熱交換機と、前記吸入通路で前記再生熱交換機の空気吐き出し側に提供される第２熱交換機とを含むヒートポンプ装置を含めてなる空気調和装置。
【請求項２】
前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入側と隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーターをさらに含めてなることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記除湿車は外面に除湿物質が取り付けられ、前記吸入通路で吸入空気に含まれた湿気を捕集し、回転によって前記吐き出し通路に位置するときに、前記捕集された湿気を吐き出し空気中に放出させることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記除湿車はその半分が前記吸入通路に露出し、残りの半分は前記吐き出し通路に露出することを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記除湿物質はシリカゲルであることを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記除湿物質はチタニウムシリケートであることを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記除湿車は、
前記貫通部に提供される軸と、
前記軸部から放射形に伸び、一定の幅を有するブレードと、
前記ブレードの先端を円形に囲むリムとを含めてなることを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記ブレードには多数個の空気通過ホールが形成されることを特徴とする請求項７記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記ダクトの断面は前記リムの外周面の形状と対応して円形からなることを特徴とする請求項７記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記ブレードは前記吐き出し通路と吸入通路を流れる空気の流動方向に沿って一定の幅を有することを特徴とする請求項７記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記吸入通路と前記吐き出し通路は、前記再生熱交換機の付近で交差して形成され、前記吸入通路と前記吐き出し通路との交差部分には再生熱交換機が設けられることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項１２】
前記再生熱交換機は、
前記吸入通路と連通し、吸入される空気が流れる第１流路と、
前記吐き出し通路と連通し吐き出される空気が流れ、かつ前記第１流路と交差するように提供される第２流路とを含めてなることを特徴とする請求項１１記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記再生熱交換機はジグザグに折り曲げられた多数個のプレートが交差して積層されることで、前記第１流路と第２流路とが交互に層を成して提供されることを特徴とする請求項１２記載の空気調和装置。
【請求項１４】
前記折り曲げられたプレートの間に前記第１流路と第２流路とをそれぞれ区画する平面プレートが含まれてなることを特徴とする請求項１３記載の空気調和装置。
【請求項１５】
前記ヒートポンプ装置は、
前記第１熱交換機及び第２熱交換機を流れる冷媒の流動方向をスイッチングする四方バルブと、
冷媒を膨張させる膨張装置とをさらに含めてなることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項１６】
前記四方バルブは、
室内を暖房する場合には前記圧縮器の吐き出し口と前記第１熱交換機とを連結すると同時に、前記第２熱交換機と前記圧縮器の吸入口とを連結する状態でスイッチングされ、
室内を冷房する場合には前記圧縮器の吐き出し口と前記第２熱交換機とを連結すると同時に、第１熱交換機と前記圧縮器の吸入口とを連結する状態でスイッチングされることを特徴とする請求項１５記載の空気調和装置。
【請求項１７】
その内部が隔壁によって分けられ、室外空気を吸入する吸入通路と室内空気を吐き出す吐き出し通路とを有するダクト；
前記吸入通路及び吐き出し通路にそれぞれ設けられる吸入ファン及び吐き出しファン；、
前記ダクトの隔壁に開口部が形成され、前記開口部に前記吸入通路と吐き出し通路を横切りながら露出して、回転可能に提供された除湿車を含めてなる除湿装置；
前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入部と隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーター；
前記除湿装置を基準に室内側に提供され、前記吸入通路を流れる空気と吐き出し通路を流れる空気とが相互に熱交換されるように前記吸入通路と吐き出し通路とに設けられる再生熱交換機；
前記吐き出し通路で前記除湿装置と前記再生熱交換機との間に前記吐き出し通路と並列に提供される並列通路；
前記吐き出し通路から前記並列通路に提供される第１熱交換機と、前記吸入通路から前記再生熱交換機の空気吐き出し側に提供される第２熱交換機とを含むヒートポンプ装置を含めてなる空気調和装置。
【請求項１８】
前記並列通路の前記第１熱交換機の吐き出し側は分離可能なダクトからなることを特徴とする請求項１７記載の空気調和装置。
【請求項１９】
前記第１熱交換機の周辺に提供される送風ファンをさらに含めてなることを特徴とする請求項１７記載の空気調和装置。
【請求項２０】
前記除湿車は外面に除湿物質が取り付けられ、前記吸入通路で吸入空気に含まれた湿気を捕集し、回転によって前記吐き出し通路に位置するときに、前記捕集された湿気を吐き出し空気中に放出させることを特徴とする請求項１７記載の空気調和装置。
【請求項２１】
前記除湿車はその半分が前記吸入通路に露出し、残りの半分は前記吐き出し通路に露出することを特徴とする請求項１７記載の空気調和装置。
【請求項２２】
前記除湿物質はシリカゲルであることを特徴とする請求項２０記載の空気調和装置。
【請求項２３】
前記除湿物質はチタニウムシリケートであることを特徴とする請求項２０記載の空気調和装置。
【請求項２４】
前記除湿車は、
前記貫通部に提供される軸と、
前記軸部から放射形に伸び、一定の幅を有するブレードと、
前記ブレードの先端を円形に囲むリムとを含めてなることを特徴とする請求項１７記載の空気調和装置。
【請求項２５】
前記ブレードには多数個の空気通過ホールが形成されることを特徴とする請求項２４記載の空気調和装置。
【請求項２６】
前記ダクトの断面は前記リムの外周面の形状と対応して円形からなることを特徴とする請求項２４記載の空気調和装置。
【請求項２７】
前記ブレードは前記吐き出し通路と吸入通路を流れる空気の流動方向に沿って一定の幅を有することを特徴とする請求項２４記載の空気調和装置。
【請求項２８】
前記吸入通路と前記吐き出し通路は前記再生熱交換機の付近で交差して形成され、前記吸入通路と前記吐き出し通路との交差部分には再生熱交換機が設けられることを特徴とする請求項１７記載の空気調和装置。
【請求項２９】
前記再生熱交換機は、
前記吸入通路と連通し、吸入される空気が流れる第１流路と、
前記吐き出し通路と連通し、吐き出される空気が流れ、かつ前記第１流路と交差するように提供される第２流路とを含めてなることを特徴とする請求項２８記載の空気調和装置。
【請求項３０】
前記再生熱交換機はジグザグに折り曲げられた多数個のプレートが交差して積層されることで、前記第１流路と第２流路とが交互に層を成して提供されることを特徴とする請求項２８記載の空気調和装置。
【請求項３１】
前記折り曲げられたプレートの間に前記第１流路と第２流路とをそれぞれ区画させる平面プレートが含まれてなることを特徴とする請求項３０記載の空気調和装置。
【請求項３２】
前記ヒートポンプ装置は、
前記第１熱交換機及び第２熱交換機を流れる冷媒の流動方向をスイッチングする四方バルブと、
冷媒を膨張させる膨張装置とをさらに含めてなることを特徴とする請求項１７記載の空気調和装置。
【請求項３３】
前記四方バルブは、
室内を暖房する場合には前記圧縮器の吐き出し口と前記第１熱交換機とを連結すると同時に、前記第２熱交換機と前記圧縮器の吸入口とを連結する状態でスイッチングされ、
室内を冷房する場合には前記圧縮器の吐き出し口と前記第２熱交換機とを連結すると同時に、前記第１熱交換機と前記圧縮器の吸入口とを連結する状態でスイッチングされることを特徴とする請求項３２記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和装置に関し、特に、冷暖房、換気、及び除湿機能を備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気調和機は住居空間、事務室などの室内空間を冷房又は暖房して快適な環境を提供する装置である。
図５は従来の一般的な空気調和機の冷暖房システムを示す構成図である。
図５を参照すると、一般的な空気調和機に提供される冷暖房システムは、圧縮機１、四方バルブ２、室外熱交換機３、室内熱交換機４、及び膨張装置５を含めて構成される。前記室外熱交換機３の付近には室外ファン３ａが設けられ、前記室内熱交換機４の付近には室内ファン４ａが設けられる。かかる冷暖房システムは、制御部によって四方バルブ２をスイッチングして、前記室内及び室外熱交換機を流れる冷媒の流動方向を変化させることで、冷房又は暖房運転を選択的に行う。
【０００３】
まず、前記冷暖房システムが冷房運転される場合について説明する。
前記圧縮機１で高温高圧で圧縮された冷媒は四方バルブ２がスイッチングされることによって室外熱交換機３に流れ、前記室外熱交換機で室外空気と熱交換しながら凝縮された冷媒は膨張装置５に流れる。前記膨張装置で低温低圧で膨張した冷媒は室内熱交換機４で室内空気と熱交換され潜熱を吸収しながら蒸発した後、再び圧縮機１に流れる。この際、前記室内空気は室内ファン４ａが回転することによって室内熱交換機４を通過しながら冷却された後、再び室内空間に吐き出され、前記室内区間を一定の温度で冷房する。
【０００４】
次に、前記冷暖房システムが暖房運転される場合について説明する。
【０００５】
前記圧縮機１で高温高圧で圧縮された冷媒は四方バルブ２がスイッチングされることによって室内熱交換機４に流入し、潜熱を放出しながら凝縮する。
前記室内空気は室内ファン４ａが回転することによって室内熱交換機４を通過しながら加熱された後、再び室内空間に吐き出され、前記室内空間を一定の温度で暖房する。その後、前記室内熱交換機４で凝縮された冷媒は膨張装置５を通過しながら膨張し、その膨張した冷媒は室外熱交換機３で蒸発しながら室外空気と熱交換された後、再び圧縮機１に送られる。
上記過程がサイクルをなして継続的に行なわれることで、室内空間をユーザーが選択した温度で一定に冷房又は暖房する。
【０００６】
しかしながら、冷暖房システムは室内空気を冷却又は加熱させ、室内空間に繰り返して循環させるので、室内空気が汚染し、湿度調節が不可能である。室内空気が汚染したり湿度が調節されないことでユーザーが不快感を感じると、ユーザーは窓を上げて室外空気で室内空間を換気しなければならない。また、換気時に一定の温度状態を有する室内空気が外部に排出されるので、エネルギーの損失が大きく、換気後に室内空間を再び一定の状態で冷房又は暖房しなければならないので、消費電力が大きく増加するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、冷房又は暖房、換気及び除湿機能を有した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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による空気調和装置の第１実施形態は、その内部が隔壁によって分けられ、室外空気を吸入する吸入通路と、室内空気を吐き出す吐き出し通路とを有するダクト；前記吸入通路及び吐き出し通路にそれぞれ設けられる吸入ファン及び吐き出しファン；前記ダクトの隔壁に開口部が形成され、前記開口部に前記吸入通路と吐き出し通路を横切りながら露出して、回転可能に提供された除湿車を含めてなる除湿装置；前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入部と隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーター；前記除湿装置を基準に室内側に提供され、前記吸入通路を流れる空気と、吐き出し通路を流れる空気とが相互に熱交換されるように前記吸入通路と吐き出し通路とに設けられる再生熱交換機；前記吐き出し通路で前記除湿装置と前記再生熱交換機との間に提供される第１熱交換機と、前記吸入通路で前記再生熱交換機の空気吐き出し側に提供される第２熱交換機とを含むヒートポンプ装置を含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入側と隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーターをさらに含めてなる。また、前記除湿車は外面に除湿物質が取り付けられ、前記吸入通路で吸入空気に含まれた湿気を捕集し、回転によって前記吐き出し通路に位置するときに前記捕集された湿気を吐き出し空気中に放出させる。
前記除湿車はその半分が前記吸入通路に露出され、残りの半分は前記吐き出し通路に露出されることが好ましい。
ここで、前記除湿物質はシリカゲル（ｓｉｌｉｃａ  ｇｅｌ）、又はチタニウムシリケートからなる。
【００１０】
一方、前記除湿車は、前記貫通部に提供される軸と、前記軸部から放射形に伸び、一定の幅を有するブレードと、前記ブレードの先端を円形に囲むリムとを含めてなる。ここで、前記ブレードには多数個の空気通過ホールが形成され、前記ダクトの断面は前記リムの外周面の形状と対応して円形からなる。また、前記ブレードは前記吐き出し通路と吸入通路を流れる空気の流動方向に沿って一定の幅を有する。
【００１１】
前記吸入通路と前記吐き出し通路は、前記再生熱交換機の付近で交差して形成され、前記吸入通路と前記吐き出し通路との交差部分には再生熱交換機が設けられる。
ここで、前記再生熱交換機は、前記吸入通路と連通し、吸入される空気が流れる第１流路と、前記吐き出し通路と連通し吐き出される空気が流れ、かつ前記第１流路と交差するように提供される第２流路とを含めてなる。
前記再生熱交換機はジグザグに折り曲げられた多数個のプレートが交差して積層されることで、前記第１流路と第２流路とが交互に層を成して提供される。
また、前記折り曲げられたプレートの間に前記第１流路と第２流路とをそれぞれ区画させる平面プレートが含まれてなる。
【００１２】
一方、前記ヒートポンプ装置は、前記第１熱交換機及び第２熱交換機を流れる冷媒の流動方向をスイッチングする四方バルブと、冷媒を膨張させる膨張装置とをさらに含めてなる。
ここで、前記四方バルブは、室内を暖房する場合には前記圧縮器の吐き出し口と前記第１熱交換機とを連結すると同時に、前記第２熱交換機と前記圧縮器の吸入口とを連結する状態でスイッチングされ、室内を冷房する場合には前記圧縮器の吐き出し口と前記第２熱交換機とを連結すると同時に、第１熱交換機と前記圧縮器の吸入口とを連結する状態でスイッチングされる。
【００１３】
また、本発明による空気調和装置の第２実施形態は、その内部が隔壁によって分けられ、室外空気を吸入する吸入通路と室内空気を吐き出す吐き出し通路とを有するダクト；前記吸入通路及び吐き出し通路にそれぞれ設けられる吸入ファン及び吐き出しファン；、前記ダクトの隔壁に開口部が形成され、前記開口部に前記吸入通路と吐き出し通路を横切りながら露出して、回転可能に提供された除湿車を含めてなる除湿装置；前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入部に隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーター；前記除湿装置を基準に室内側に提供され、前記吸入通路を流れる空気と吐き出し通路を流れる空気とが相互に熱交換されるように、前記吸入通路と吐き出し通路とに設けられる再生熱交換機；前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入側に隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒーター；前記吐き出し通路で前記除湿装置と前記再生熱交換機との間に前記吐き出し通路と並列に提供される並列通路；前記吐き出し通路から前記並列通路に提供される第１熱交換機と、前記吸入通路から前記再生熱交換機の空気吐き出し側に提供される第２熱交換機とを含むヒートポンプ装置を含めてなる。
【００１４】
ここで、前記並列通路の前記第１熱交換機の吐き出し側は分離可能なダクトからなる。また、前記第１熱交換機の周辺に提供される送風ファンをさらに含めてなる。
その他の除湿装置とヒートポンプ装置の構成は第１実施形態と同様である。
【発明の効果】
【００１５】
以下で説明するように、本発明による空気調和装置は次のような効果がある。
【００１６】
第一に、室内空間を換気しながら冷房、又は暖房作用を行うので、長時間作動時にも室内空気が快適な状態を維持する。
第二に、ジメジメした環境で換気、及び冷暖房モードで運転される場合、室外空気の湿気を除湿装置で除去して、乾燥した冷気又は暖気を室内空間に供給できる。
第三に、換気運転のみ行う場合、室内空気の熱エネルギーを再生熱交換機で回収した後に室外に吐き出すので、室内空間を再冷房又は再暖房するために消費される電力を減少させえる。
第四に、室内を冷房及び除湿する場合、前記第１熱交換機により加熱された空気が除湿装置に流入するので、再生ヒーターの所要電力を節減できる。
第五に、室内を暖房及び除湿する場合、並列通路の吐き出し部が分離可能に提供され、除湿装置に流入する空気が冷却されることを防止することで、運転条件にしたがって適宜な対応が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態による空気調和装置を示す構成図であり、図２は図１の除湿装置を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の空気調和装置は、ダクト５０、吸入ファン５４、及び吐き出しファン５５、再生熱交換機５８、そして、ヒートポンプ装置６０を含めてなる。
前記ダクト５０には空気吸入通路５１と、吐き出し通路５２とがそれぞれ形成され、それぞれ隔壁５０ａによって相互に分離される。前記空気吸入通路５１には室外空気を吸入する吸入ファン５４が設けられ、前記吐き出し通路５２には室内空気を吐き出す吐き出しファン５５が設けられる。
【００２０】
一方、前記ダクト５０の吸入通路５１と、吐き出し通路５２とを分離する隔壁５０ａの一方には開口部が形成され、前記開口部に除湿装置５９が提供される。前記除湿装置５９は外面に除湿物質が取り付けられ、回転可能なホィール形状の除湿車５６を含む。したがって、前記除湿装置５９が前記吸入通路５１から吸入される空気に含まれた湿気を捕集した後に回転し、前記吐き出し通路５２に位置するときに前記捕集した湿気を吐き出し空気中に放出する。
【００２１】
前記除湿物質は一定の温度以下では気体中に含まれた湿気を捕集し、一定の温度以上では前記捕集した湿気を外部に放出するような性質を有する。
前記除湿物質は前記機能を行えるシリカゲル、又はチタニウムシリケートなどの物質からなることが好ましい。
【００２２】
図１に示すように、前記除湿装置５９の前記除湿車５６はおよそ半分Ｈ１が吸入通路５１に露出し、残りのおよそ半分Ｈ２が吐き出し通路５２に露出するように設けられる。前記ダクト５０の形状を変更して、前記吸入通路５１と吐き出し通路５２に除湿車５６を適当なだけ露出させえる。
【００２３】
以下、前記除湿車５６を有する除湿装置５９の構造に関わる一実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
図２に示すように、前記除湿車５６は軸５６ａ、ブレード５６ｂ、そしてリム５６ｃを含めてなる。
前記軸５６ａは前記ダクト５０の隔壁５０ａにその両先端が回転可能に固定される。前記ブレード５６ｂは前記軸５６ａから放射形に伸び出し、それぞれのブレード５６ｂの間に空気通路を形成する。前記リム５６ｃは前記ブレード５６ｂの外側の先端を円形に囲むように提供される。前記除湿車５６は前記軸５６ａと連結されたモーターのような動力伝達装置により回転する。
【００２５】
前記除湿車５６の回転が前記吐き出し通路５２、及び吸入通路５１を流れる空気の流動を妨害することを防ぐために、前記ブレード５６ｂには多数個の空気通過ホール５６ｅが形成される。前記吸入通路５１、及び吐き出し通路５２を経る空気が最も接触する部分は前記除湿車５６のブレード５６ｂである。前記除湿車５６が回転するとき、前記ブレード５６ｂは空気の流動を妨害するが、前記のようにブレード５６ｂに多数の空気通過ホール５６ｅを形成すると、前記空気の流動は相対的に少なく妨害される。また、前記空気貫通ホール５６ｅは前記ブレード５６ｂと流動する空気との接触面積を効果的に増加させ、より均一に接触可能である。また、前記リム５６ｃにも空気貫通ホールを形成して、湿気の含有された空気とさらに効率よく接触するようにすることが好ましい。
【００２６】
一方、除湿車５６と流動する空気とのより効率的な接触構造のためには、前記ダクト５０の断面は前記除湿車５６のリム５６ｃの外周面の形状と対応して、円形からなることが好ましい。したがって、殆どの空気は前記リム５６ｃの内側に流動しながらブレード５６ｂに取り付けられた除湿物質と接触する。
【００２７】
一方、適当な除湿が保持されるように、前記ブレード５６ｂは前記吐き出し通路５２と吸入通路５１とを流れる空気の流動方向に沿って一定の幅５６ｄを有する。前記一定の幅５６ｄは空気調和装置が設けられる場所の室外環境、及び湿度などを考慮して決定される。例えば、湿度の高い地域に設けられる場合には、より高い除湿効果を得るために、前記ブレード５６ｂの幅５６ｄを長く形成して、流動する空気との接触面積を増加させることが好ましい。
【００２８】
以下、前記除湿車５６を有する除湿装置５９の除湿過程を更に詳細に説明する。
【００２９】
前記除湿車５６は吸入通路５１に露出する部分Ｈ１で室外空気に含まれた湿気を捕集する。前記湿気を捕集した部分Ｈ１は、除湿車５６が回転することによって吐き出し通路５２に移動し、前記湿気捕集部分Ｈ１に再生ヒーター５７などにより加熱された室内空気が通過することで、前記湿気は加熱された室内空気中に放出される。その後、前記湿気は室内空気と共に室外に吐き出される。したがって、前記室内空間に流入する空気の湿気を一定量除去することができる。
【００３０】
上述したように、前記除湿物質は、一定の温度以下では気体中に含まれた湿気を捕集し、一定の温度以上では前記捕集した湿気を外部に放出する性質を有する。したがって、前記除湿物質に捕集した湿気を放出させるために、前記吐き出し通路５２の除湿装置５６の近所には再生ヒーター５７がさらに提供されることが好ましい。
前記再生ヒーター５７は除湿装置５９の空気流入側に設けられる。前記再生ヒーター５７は除湿装置５９に流入する空気を加熱する。前記加熱した空気は除湿装置５９を通過しながら水蒸気の分圧差によって除湿物質に吸収された湿気を放出させる。即ち、除湿装置５９に流入する空気を加熱して相対湿度を低めることで、多量の湿気を捕集した除湿物質から湿気を前記流入した空気に放出させる。ここで、前記再生ヒーター５７は太陽熱を用いて発熱する太陽熱集塵装置、又は建物内に設けられた機械室から発生した廃熱を用いる装置を使用できる。
【００３１】
一方、前記再生熱交換機５８は吸入、及び吐き出し通路５１，５２の空気が通過し、相互に熱交換するように前記除湿装置５９を基準に室内側に隣接した前記吸入、及び吐き出し通路５１，５２に提供される。
【００３２】
図１に示すように、前記ダクト５０は前記吸入通路５１と吐き出し通路５２との所定の部分が交差するように形成され、前記吸入、及び吐き出し通路５１，５２の交差部分５３に再生熱交換機５８が提供される。前記再生熱交換機５８には吸入通路５１と連通するように第１流路５８ａが形成され、吐き出し通路５２と連通するように第２流路５８ｂが形成される。前記第１流路５８ａと第２流路５８ｂとは相互に交差しながら独立的に形成される。前記吸入通路５１の室外空気と、吐き出し通路５２の室内空気とが再生熱交換機５８の第１流路及び第２流路で相互に交差しながら熱交換されるようにすることで、熱伝達の面積を増加させるというメリットがある。
【００３３】
図３は前記再生熱交換機の構造に関する一実施形態を示す斜視図である。
図３に示すように、前記再生熱交換機５８はジグザグに切り曲げられたプレート５８ｄが交差して積層されることにより、第１流路５８ａと第２流路５８ｂとが交互に層をなして形成される。前記折り曲げられたプレート５８ｄの間に前記第１流路５８ａと第２流路５８とを区画するために、平面プレート５８ｃが提供される。
前記平面プレート５８ｃと、折り曲げられたプレート５８ｄとの間の接触面は熱交換がうまく行なわれるように溶接などによって相互に取り付けられることが好ましい。前記再生熱交換機５８をなすプレート５８ｃ，５８ｄはアルミニウムのように熱伝導性に優れた材質で製作される。勿論、再生熱交換機５８は上述した構造に限らず、多様な形状に変更可能であることが分かる。
【００３４】
一方、図１に示すように、前記再生熱交換機５８を経た室外空気を熱交換した後、室内空間に吐き出すように前記ダクト５０にはヒートポンプ装置６０が設けられる。前記ヒートポンプ装置６０は圧縮機６１、四方バルブ６２、第１，２熱交換機６３，６４、及び膨張装置６５を含めて構成される。前記第１熱交換機６３は前記吐き出し通路５２の内部から前記除湿装置５９と前記再生熱交換機５８との間に提供される。前記第２再生熱交換機６４は前記吸入通路５１の内部から前記再生熱交換機５８の第１流路５８ａの空気吐き出し側に提供される。そして、前記第１熱交換機６３と第２熱交換機６４は四方バルブ６２、及び膨張バルブ６５と連結され、熱力学的サイクルを行う。
【００３５】
熱力学的サイクルで圧縮機６１の吐き出し側に連結された熱交換機は凝縮器として機能して外部に熱を放出し、圧縮機６１の吸入側と連結された熱交換機は蒸発器として機能して外部の熱を吸水する。したがって、冷媒の方向を適切に前記四方バルブ６２によりスイッチングして、第１熱交換機６３の機能を選択的に変更可能である。
【００３６】
前記四方バルブ６２は、２つの入口と２つの出口とを有する。
それぞれの入口はそれぞれの出口と連通して、全体的に２つの流路を形成し、スイッチング信号などによってそれぞれの出口とそれぞれの入口との連結状態を交換する。したがって、前記ヒートポンプ装置６０は、制御部によって四方バルブ６２をスイッチングして、前記第１熱交換機６３、及び第２熱交換機６４を流れる冷媒の流動方向を変化させることで、冷房、又は暖房運転を選択的に行う。
【００３７】
前記四方バルブ６２は前記圧縮機６１の吐き出し口と、前記第２熱交換機６４とを連結すると同時に、前記第１熱交換機６３と前記圧縮機６１の吸入口とを連結して第１状態をなす。また、前記四方バルブ６２は前記圧縮機６１の吐き出し口と、前記第１熱交換機６３とを連結すると同時に、前記第２熱交換機６４と前記圧縮機６１の吸入口とを連結して第２状態をなす。ここで、前記第１状態では第１熱交換機６３が蒸発器として機能して冷房作動を行い、第２熱交換機は凝縮器として機能して暖房作動を行う。前記第２状態では第１熱交換機６３が凝縮器として機能して暖房作動を行い、第２熱交換機は蒸発器として機能して冷房作動を行う。ここで、室内を冷房、又は暖房することは前記第２熱交換機６４を基準にする。
【００３８】
一方、室内を冷房する場合に前記第１熱交換機６３は凝縮器として機能して熱を放出するので、前記再生ヒーター５７の機能を補完、又は代替する。即ち、前記第１熱交換機６３が前記除湿の湿気を放出するために吐き出される空気を加熱する。
その反面、室内を暖房する場合には前記第１熱交換機６３が蒸発器として機能して熱を吸収するので、吐き出される空気がさらに冷却され、前記再生ヒーター５７をさらに加熱しなければならない。
【００３９】
（第２実施形態）
以下、上記第１実施形態を補完した本発明の第２実施形態を図４に基づいて説明する。前記第２実施形態の空気調和装置は、前記吐き出し通路５２に前記吐き出し通路５２と並列するように並列通路７１をさらに備えてなる。
【００４０】
図４に示すように、前記吐き出し通路５２で前記除湿装置５９と前記再生熱交換機５８との間の区間に前記吐き出し通路５２と並列するように前記並列通路７１が提供される。ヒートポンプ装置６０の第１熱交換機６３は前記並列通路７１に提供される。また、前記第１熱交換機６３の周辺には空気を送風するファン６３ａが提供される。
前記並列通路７１は室内を暖房する場合に第１熱交換機６３を流れる空気の流路を変更する。前記第１熱交換機６３の位置や、並列通路７１を除いた他のの装置の構成、及び機能は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００４１】
以下、前記第１熱交換機６３を前記並列通路７１に提供した場合に室内を冷房、又は暖房する場合を説明する。室内を冷房する場合、前記ヒートポンプ装置６０の四方バルブ６２のスイッチングによって第１熱交換機６３は凝縮器として作動し、前記第２熱交換機６４は蒸発器として作動する。この際、室内から吐き出された空気は再生熱交換機５８を経由して前記吐き出し通路５２と並列通路７１とに分けられ流れる。前記並列通路７１を流れる空気は第１熱交換機６３との熱交換により加熱された後、再生ヒーターに流入する。したがって、前記第１熱交換機６３で前記空気が一定量加熱されるので、前記再生ヒーター５７で前記空気を加熱するためのエネルギーの消費を減らせる。
【００４２】
一方、室内を暖房する場合、前記第１熱交換機６３は蒸発器として作動し、前記第２熱交換機６４は凝縮器として作動する。この際、室内から吐き出された空気は前記第１熱交換機６３により冷却される。除湿装置５９に流入する空気は一定量以上加熱されなければならないので、前記第１熱交換機６３で冷却された空気が再び前記再生ヒーター５７によって加熱されるためにはより多量のエネルギーが所要される。
【００４３】
上記のような過程では前記再生ヒーター５７の加熱のためのエネルギーが無駄に消耗されるのでエネルギーの効率面で好ましくない。したがって、室内を暖房する場合には前記第１熱交換機６３を流れる空気の流路を変更することで、前記第１熱交換機６３を経た空気が再び吐き出し通路に流入することのないようにする。
【００４４】
図４に示すように、前記並列通路７１の第１熱交換機６３の空気吐き出し側と、前記吐き出し通路５２との連結部分Ａは分離可能なダクト７２からなる。
前記分離可能なダクト７２は、設置が容易となるようにフレキシブルなものからなることが好ましい。室内を冷房する場合に前記分離可能なダクト７２は前記並列通路７１と吐き出し通路５２とが相互に連通するように提供され、室内を暖房する場合には前記分離可能なダクト７１は前記並列通路７１から分離される。前記分離可能なダクト７２が分離された後、吐き出し通路５２の連通部は空気が抜け出ないようにカバー７０で覆う。
【００４５】
室内を冷房する場合に、前記分離可能なダクト７２が分離されると、前記並列通路７１を流れる空気は前記第１熱交換機６３を経て冷却された後、直ぐに外部に吐き出される。また、再生熱交換機５８を経て前記吐き出し通路５２を流れ続ける空気は第１熱交換機６３に出会わないので冷却されず、前記再生ヒーター５７によって加熱され、除湿装置に流入する。
【００４６】
以上で説明した装置の機能をまとめると次の通りである。
【００４７】
前記除湿装置５９に流入した室外空気は除湿物質で湿気が凝縮され、温度が多少上昇した後に再生熱交換機５８を通過しながら１次的に熱交換される。前記熱交換された空気は第２熱交換機６４を経て２次的に熱交換された後、室内に流入する。この際、前記再生熱交換機５８を介して室外に排出される空気の熱エネルギーを所定の部分回収する。
【００４８】
前記室内に流入した空気は室内を循環した後、吐き出し通路５２に放出される。前記吐き出し空気は再生熱交換機５８で熱交換された後、並列通路７１、或いは吐き出し通路５２に沿って流れる。その後、再生ヒーター５７、又は第１熱交換機６４により加熱された前記吐き出し空気は除湿装置５９に流入する。
前記吐き出し空気は除湿装置５９の除湿物質から湿気を奪って室外に放出される。
【００４９】
以下、上記構成を有する空気調和装置の運転条件に従う各構成装置の作動を詳細に説明する。
【００５０】
前記空気調和装置は吸入ファン５１、及び吐き出しファン５２、除湿装置５９、再生ヒーター５７、そして、ヒートポンプ装置６０を制御することで換気、除湿、又は冷暖房モードで運転されえる。
【００５１】
まず、 前記空気調和装置が換気、除湿、及び冷房モードで運転される場合について説明する。
【００５２】
前記吸入ファン５４と吐き出しファン５５が稼働し、前記吸入通路５１に吸入された室外空気は、除湿装置５９を通過しながら除湿物質に湿気を奪われる。
この際、前記室外空気は湿気が除湿物質で凝縮され、多少加熱される。
ここで、前記ヒートポンプ装置６０は四方バルブ６２によってスイッチングされ、冷媒が圧縮器６１、四方辺６２、第１熱交換機６３、膨張装置６５、及び第２熱交換機６４を順次に循環する。したがって、前記第１熱交換機６３は凝縮器として機能し、第２熱交換機６４は蒸発器として機能する。次いで、室外空気は再生熱交換機５８の第１流路部５８ａを通過した後、第２熱交換機６４で最終的に冷却され、室内空間に吐き出される。したがって、前記室内空間は適当に乾燥した状態を維持し、冷気によって冷房される。
【００５３】
前記室内空気は室内を循環した後に吐き出しファン５５の吸入力によって吐き出し通路５２に吸入される。前記室内空気は再生熱交換機５８の第２流路部５８ｂを経て第１流路部５８ａを通過する室外空気に冷気を伝達させる。したがって、前記再生熱交換機５８は室内空気の冷房のためのエネルギーを回収する。この際、前記除湿装置５９の除湿車５６が回転しながら室内に吸入される空気の湿気を除去する。
【００５４】
一方、ユーザーが乾燥した冷気を望まない場合には除湿作用が必要ないので、除湿装置５９を停止させる。前記除湿装置５９を停止させる場合には再生ヒーター５７も加熱させない。
【００５５】
次に、 前記空気調和装置が換気、及び暖房運転される場合について説明する。ここで、換気、除湿、及び冷房運転時の室内から吐き出される空気は上述した並列配管７１の提供によって冷却されず、除湿装置５９に流入する。
その他の空気流動は冷房の場合と同様であるので省略する。一方、ユーザーが乾燥した空気を望まない場合には除湿作用が必要ないので、除湿装置５９を停止させる。前記除湿装置５９を停止させる場合には再生ヒーター５７も加熱させない。
【００５６】
次に、前記空気調和装置が換気モードで運転される場合について詳細に説明する。
【００５７】
前記吸入ファン５４を稼働させ、室外空気を除湿装置５９、再生熱交換機５８、及び第２再生熱交換機６４に沿って順次に流動させる。これと同時に、前記吐き出しファン５５を稼働させ、室内空気を再生熱交換機５８と除湿装置５９に沿って順次に流動させる。ここで、前記除湿装置５６、再生ヒーター５７、及びヒートポンプ装置６０は稼働しない。
【００５８】
前記室内外空気は再生熱交換機５８の第１，２流路部５８ａ，５８ｂを通過しながら熱交換されるので、前記外部に吐き出される室内空気から熱エネルギーを所定量回収することができる。したがって、窓を開けて室内空間を換気することに比べ、前記換気運転で室内空間を換気することの方が室内空間の温度変化を減少させえる。前記換気運転は冷房、又は暖房運転の間に実施するか、換気モードのみを独立的に運転させえる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態による空気調和装置を示す構成図である。
【図２】図１の除湿装置の除湿車を示す斜視図である。
【図３】図１の再生熱交換機を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態によって吐き出し通路に並列通路が提供された空気調和装置を示す構成図である。
【図５】一般的な冷暖房システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
５０…ダクト
５６…除湿車
５７…再生ヒーター
５８…再生熱交換機
６０…ヒートポンプ
６２…四方バルブ
６３…第１熱交換機
６４…第２熱交換機
７１…並列通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004219043.tif 000006
【図５】
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