(57)【要約】【課題】  吸着剤を用いた湿度調節装置において、吸着剤の再生に要するエネルギを削減し、ランニングコストを低減する。【解決手段】  加湿ユニット（20）を、空調機の室外機と一体に形成する。加湿ユニット（20）には、回転ロータ（22）を設ける。回転ロータ（22）は、ハニカム状の基材に吸着剤として疎水性ゼオライトを担持させて形成する。加湿ユニット（20）では、室外空気に含まれる水分を吸着剤に吸着させる。また、ヒータ（26）で加熱した室外空気を回転ロータ（22）に送り、吸着剤から水分を脱着させる。吸着剤から脱着した水分は、空気ダクト（21）を通じて室内に送られる。【選択図】  図２
2004205206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤を備え、該吸着剤に対する水分の吸着又は脱着によって空気の湿度を調節する湿度調節装置であって、
吸着剤は、疎水性ゼオライトにより構成されている湿度調節装置。
【請求項２】
請求項１記載の湿度調節装置において、
吸着剤である疎水性ゼオライトは、SiO2のモル分率が Al2O3のモル分率よりも大きいものである湿度調節装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の湿度調節装置において、
吸着剤は、空気が通過可能に構成されて通過する空気と吸着剤とを接触させる回転ロータ（22）に設けられている湿度調節装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載の湿度調節装置において、
室外空気に含まれる水分を吸着剤に吸着させる一方、吸着剤から脱着した水分を室内空気に供給して加湿を行うように構成されている湿度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿又は除湿により空気の湿度調節を行う湿度調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸着剤に対する水分の吸着と脱着を利用し、空気の加湿や除湿を行う湿度調節装置が知られている。例えば、特許文献１には、吸着剤と空調機とを組み合わせ、加湿機能付きの空気調和機を構成したものが開示されている。
【０００３】
具体的に、除湿を行う場合、空気に含まれる水分を吸着剤に吸着させて空気を除湿する。水分を吸着した吸着剤は、加熱により再生されて再び除湿に利用されるのが通常である。即ち、吸着剤を加熱すると、吸着剤から水分が脱着して吸着剤が再生される。一方、加湿を行う場合、水分を含む空気から吸着剤に水分を吸着させた後、吸着剤から脱着した水分を加湿対象の空気に供給する。この場合も、吸着剤を加熱することによって、吸着剤から水分を脱着させる。
【０００４】
また、従来より、吸着剤としては、ゼオライト-１３Ｘ、ゼオライト-ＮａＡ等が用いられている。この種のゼオライトは、水分子との結合力が極めて強く、水分の吸着性能に優れたものである。
【特許文献１】特開平８−２７０９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のように吸着性能を重視し、水分子との結合力の強い物質を吸着剤として用いた場合、吸着剤の再生に要するエネルギが過大となるという問題があった。
【０００６】
上述のように、除湿と加湿の何れを行う場合であっても、吸着剤を加熱して再生する過程が必要である。ところが、吸着剤と水分子の結合力が強すぎると、吸着剤から水分を脱着させるために多大なエネルギが必要となる。具体的には、吸着剤から水分を脱着させるのに、水の蒸発潜熱の２倍程度のエネルギが必要であった。このため、吸着剤を再生する際の加熱に要する熱量が過大になり、湿度の調節に要するエネルギが過大となって、装置のランニングコストの上昇を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸着剤の再生に要するエネルギを削減し、湿度調節装置のランニングコストの低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、吸着剤を備え、該吸着剤に対する水分の吸着又は脱着によって空気の湿度を調節する湿度調節装置を対象としている。そして、吸着剤を疎水性ゼオライトにより構成するものである。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、吸着剤である疎水性ゼオライトを、SiO2のモル分率が Al2O3のモル分率よりも大きいものとするものである。
【００１０】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、吸着剤は、空気が通過可能に構成されて通過する空気と吸着剤とを接触させる回転ロータ（22）に設けられるものである。
【００１１】
第４の発明は、上記第１，第２又は第３の発明において、室外空気に含まれる水分を吸着剤に吸着させる一方、吸着剤から脱着した水分を室内空気に供給して加湿を行うように構成されるものである。
【００１２】
−作用−
上記第１の発明では、吸着剤を利用して空気の湿度が調節される。即ち、除湿を行う場合には吸着剤に水分を吸着させ、加湿を行う場合には吸着剤から脱着した水分を加湿対象の空気に供給する。湿度調節装置は、加湿と除湿の両方を行うものであってもよいし、何れか一方のみを行うものであってもよい。
【００１３】
この発明では、疎水性ゼオライトが吸着剤として用いられる。ここで、疎水性ゼオライトは、水分の吸着は行うものの、水分との結合力が比較的弱いものである。従って、吸着剤から水分を脱着させる場合には、吸着剤をさほど高温まで加熱する必要はなく、比較的少量のエネルギを加えれば充分である。
【００１４】
上記第２の発明では、疎水性ゼオライトが所定の組成のものによって構成される。
【００１５】
上記第３の発明では、吸着剤が回転ロータ（22）に設けられる。吸着剤は、回転ロータ（22）を通過する空気と接触する。その際、水蒸気を含む空気を回転ロータ（22）に送ると、該空気中の水分が吸着剤に吸着される。また、ヒータ等によって加熱した空気を回転ロータ（22）に送ると、該空気によって吸着剤が加熱されて吸着剤から水分が脱着する。更に、回転ロータ（22）を回転駆動し、回転ロータ（22）の一部では吸着剤に水分を吸着させて残りの部分では吸着剤から水分を脱着させることによって、空気の除湿又は加湿が継続して連続的に行われる。
【００１６】
上記第４の発明では、室内空気の加湿が行われる。その際、吸着剤が室外空気から水分を吸着し、その後に吸着剤から水分を脱着させて加湿に利用する。つまり、室外空気から奪った水分を用いて室内空気の加湿が行われる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、疎水性ゼオライトを吸着剤として利用することによって、吸着剤から水分を脱着させるのに要するエネルギを低減することが可能となる。従って、除湿の際には吸着剤の再生に要するエネルギが削減され、加湿の際には吸着剤から水分を脱着させて加湿対象の空気に送り込むためのエネルギが削減される。この結果、運転に要するエネルギを低減でき、ランニングコストを削減することができる。
【００１８】
特に、上記第４の発明によれば、室外空気に含まれる水分を利用して室内空気の加湿を行うことが可能となる。即ち、外部から水道水等を供給する必要がなくなり、いわゆる無給水加湿を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る湿度調節装置は、空調機と一体に構成されて加湿を行うように構成されている。
【００２１】
上記空調機は、室内機（10）と室外機（15）とによって構成されている。室内機（10）は、室内熱交換器（11）と室内ファン（12）を備え、室内の壁面に取り付けられている。室外機（15）は、室外に設置されている。この室外機（15）には、図示しないが、圧縮機、膨張機構、室外熱交換器、室外ファン等の構成機器が収納されている。室内機（10）と室外機（15）とは、一対の連絡配管（16）によって接続されている。
【００２２】
室内熱交換器（11）と共に圧縮機、膨張機構及び室外熱交換器が連絡配管（16）等によって接続されて、冷媒回路が構成されている。この冷媒回路は、図外の四路切換弁を備え、冷媒の循環方向を反転可能に構成されている。そして、冷媒回路では、冷媒が循環して冷凍サイクル動作とヒートポンプ動作とが切り換えて行われる。
【００２３】
加湿ユニット（20）は、湿度調節装置を構成するものであって、室外機（15）と一体に形成されている。この加湿ユニット（20）には、空気ダクト（21）の一端が接続されている。また、空気ダクト（21）の他端は、室内機（10）に接続されている。尚、空気ダクト（21）の他端は、室内機（10）の内部における室内熱交換器（11）の上流に開口している。
【００２４】
図２に示すように、加湿ユニット（20）には、除湿側通路（23）と再生側通路（25）とが区画形成されている。また、加湿ユニット（20）には、除湿側通路（23）と再生側通路（25）の両方を横断する姿勢で回転ロータ（22）が設置されている。この回転ロータ（22）については、後述する。
【００２５】
除湿側通路（23）における回転ロータ（22）の下流には、除湿側ファン（24）が設けられている。この除湿側ファン（24）を運転すると、除湿側通路（23）に室外空気が取り込まれる。除湿側通路（23）に取り込まれた室外空気は、回転ロータ（22）を通過した後に室外へ排出される。
【００２６】
再生側通路（25）には、ヒータ（26）と再生側ファン（27）とが設けられている。また、再生側通路（25）の終端には、上記空気ダクト（21）の一端が接続されている。ヒータ（26）は、回転ロータ（22）の上流に配置され、回転ロータ（22）に送られる空気を加熱する。一方、再生側ファン（27）は、回転ロータ（22）の下流に配置されている。この再生側ファン（27）を運転すると、再生側通路（25）に室外空気が取り込まれる。再生側通路（25）に取り込まれた室外空気は、ヒータ（26）と回転ロータ（22）とを順に通過し、その後に空気ダクト（21）に導入される。
【００２７】
上記回転ロータ（22）は、円板状に形成されている。また、回転ロータ（22）は、ハニカム状に形成された基材の表面に吸着剤を担持させて構成されている。即ち、回転ロータ（22）は、その厚さ方向に空気を通過させることができ、通過する空気と吸着剤とを接触させるように構成されている。回転ロータ（22）の基材としては、セラミック紙、ガラス繊維、セルロースを主成分とした有機化合物（例えば、紙）、金属、樹脂等の材料が好適に用いられる。この種の材料は、比熱の小さいものであり、このような材料で回転ロータ（22）を形成すると回転ロータ（22）の熱容量が小さくなる。
【００２８】
上述のように、回転ロータ（22）は、除湿側通路（23）と再生側通路（25）の両方を横断する姿勢で配置されている。具体的に、回転ロータ（22）のうち扇形状の一部分が、再生側通路（25）を横切る姿勢で設けられている。従って、再生側通路（25）を流れる空気は、上記回転ロータ（22）を通過する。また、回転ロータ（22）の残りの部分は、除湿側通路（23）を横切る姿勢で設けられている。従って、除湿側通路（23）を流れる空気は、上記回転ロータ（22）を通過する。
【００２９】
また、上記回転ロータ（22）は、図外のモータによって駆動されて中心軸周りに回転し、除湿部（31）と再生部（32）の間を移動する。即ち、除湿側通路（23）を流れる空気と接触した回転ロータ（22）の部分は、回転ロータ（22）の回転に伴って再生側通路（25）に移動する。一方、再生側通路（25）を流れる空気と接触した回転ロータ（22）の部分は、回転ロータ（22）の回転に伴って除湿側通路（23）に再び移動する。
【００３０】
上記吸着剤としては、疎水性ゼオライトが用いられている。この疎水性ゼオライトとしては、SiO2（シリカ）のモル分率が Al2O3（アルミナ）のモル分率よりも大きい組成のゼオライトを採用している。疎水性ゼオライトの組成としては、モル分率でシリカ／アルミナの割合が８０％／２０％から９０％／１０％の範囲が望ましい。更に望ましくは、シリカ／アルミナの割合が８５％／１５％程度であるのがよい。
【００３１】
ここで、吸着剤には、冬期の乾燥した室外空気からも水分を吸着するための吸着性能と、吸着剤から水分を脱着させるエネルギを低くするための脱着性能という、相反する性能が求められる。そこで、本実施形態では、上記の相反する性能を満たすべく、従来より吸着剤として一般的に用いられるシリカゲルや親水性ゼオライトに代えて、上記の組成の疎水性ゼオライトを吸着剤として採用している。
【００３２】
−運転動作−
先ず、暖房運転時の動作について説明する。暖房運転においては、室内機（10）における室内空気の加熱と、加湿ユニット（20）からの空気の供給との両方が行われる。尚、以下に示す数値は、全て例示である。
【００３３】
空調機の冷媒回路では、冷媒が循環してヒートポンプ動作が行われる。即ち、室内熱交換器（11）には、圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒が送り込まれる。また、室内ファン（12）を運転すると、室内機（10）の内部に室内空気が取り込まれる。取り込まれた室内空気は、室内熱交換器（11）を通過する際にガス冷媒と熱交換を行う。この熱交換によって、室内空気が加熱され、ガス冷媒が凝縮する。
【００３４】
加湿ユニット（20）では、除湿側ファン（24）及び再生側ファン（27）が運転され、ヒータ（26）に通電される。また、回転ロータ（22）が、図外のモータで駆動されて、１時間あたり３０回転で回転する。
【００３５】
除湿側通路（23）には、室外空気が取り込まれる。室外空気の状態は、温度７℃、相対湿度８７％となっている。また、除湿側通路（23）における風量は、４．０ m3/min. に設定されている。除湿側通路（23）に取り込まれた室外空気は、回転ロータ（22）に送られて吸着剤と接触する。吸着剤には、室外空気に含まれる水分が吸着される。回転ロータ（22）を通過して水分を奪われた室外空気は、室外へ排出される。
【００３６】
上述のように、回転ロータ（22）は、所定の回転数で回転している。従って、除湿側通路（23）において室外空気から水分を吸着した吸着剤は、回転ロータ（22）の回転に伴って再生側通路（25）に移動する。
【００３７】
再生側通路（25）には、室外空気が取り込まれる。再生側通路（25）における風量は、０．２５ m3/min. に設定されている。再生側通路（25）に取り込まれた室外空気は、ヒータ（26）によって１５０℃まで加熱される。尚、ヒータ（26）の出力は、５００Ｗに設定されている。
【００３８】
加熱された室外空気は、ヒータ（26）から回転ロータ（22）に送られて吸着剤と接触する。この加熱された室外空気との接触によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水分が脱着する。吸着剤から脱着した水分は、回転ロータ（22）を通過した室外空気と共に空気ダクト（21）へ送られる。即ち、多量に水分を含む高湿度の空気が、空気ダクト（21）に導入される。この高湿度の空気は、空気ダクト（21）を通じて室内機（10）に導かれ、室内熱交換器（11）を通過した後に室内に送り出される。
【００３９】
一方、再生側通路（25）において水分が脱着して再生された吸着剤は、回転ロータ（22）の回転に伴って再び除湿側通路（23）に移動する。即ち、吸着剤は、回転ロータ（22）の回転に伴って移動し、除湿側通路（23）における水分の吸着と、再生側通路（25）における水分の脱着とを交互に繰り返す。
【００４０】
次に、冷房運転時の動作について説明する。冷房運転においては、室内機（10）における室内空気の冷却のみが行われ、加湿ユニット（20）の運転は行われない。
【００４１】
空調機の冷媒回路では、冷媒が循環して冷凍サイクル動作が行われる。即ち、圧縮機から吐出されて室外熱交換器で凝縮した冷媒は、膨張機構で減圧された後に、室内熱交換器（11）へ送り込まれる。また、室内ファン（12）を運転すると、室内機（10）の内部に室内空気が取り込まれる。室内機（10）に取り込まれた室内空気は、室内熱交換器（11）を通過する際に冷媒と熱交換を行う。この熱交換によって、室内空気が冷却され、冷媒が蒸発する。
【００４２】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、疎水性ゼオライトを吸着剤として利用することによって、吸着剤から水分を脱着させるのに要するエネルギを低減することが可能となる。具体的に、従来の吸着剤から水分を脱着させるには、水の蒸発潜熱の２倍程度の熱量を加える必要があった。これに対し、本実施形態では、水の蒸発潜熱とほぼ同等ないしは１割増し程度の熱量を加えれば、吸着剤から水分を脱着させることが可能である。従って、上記ヒータ（26）の出力を小さく設定することができ、ヒータ（26）における消費電力を低減することが可能となる。この結果、運転に要するエネルギの低減を図り、ランニングコストを削減することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、室外空気に含まれる水分を利用して室内空気の加湿を行うことが可能となる。即ち、加湿のために外部から水道水等を供給する必要がなくなり、いわゆる無給水加湿を実現することができる。
【００４４】
−その他の実施形態−
上記の実施形態では、回転ロータ（22）の基材をハニカム状に形成しているが、これに限らず基材をメッシュ状やフィルタ状に形成してもよい。この場合であっても、回転ロータ（22）は、空気が通過できるように構成される。また、回転ロータ（22）を円板状に形成しているが、これに限らず多角形の板状に形成してもよい。
【００４５】
上記の実施形態では、吸着剤から脱着した水分を室内に供給して加湿を行うようにしているが、これに代えて、室内の除湿を行うように構成してもよい。この場合、室内空気を除湿側通路（23）に送り込み、回転ロータ（22）を通過させて除湿した後に再び室内に送り出す。一方、再生側通路（25）には室外空気を送り込み、ヒータ（26）で加熱後に吸着剤の再生に利用して該室外空気を室外に排出する。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上説明したように、本発明は、空気の湿度調節を行う湿度調節装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態に係る空調機及び加湿ユニットの全体構成図である。
【図２】実施形態に係る加湿ユニットの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
（10）  室内機
（15）  室外機
（20）  加湿ユニット
（21）  空気ダクト
（22）  回転ロータ
【図１】
2004205206.tif 000003
【図２】
2004205206.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月13日(2004.5.13)
【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】
吸着剤を備え、該吸着剤に対する水分の吸着又は脱着によって空気の湿度を調節する湿度調節装置であって、
上記吸着剤は、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトにより構成され、
上記吸着剤によって除湿された空気を室内へ供給し、該吸着剤から脱離させた水分を室外へ排出する湿度調節装置。
【請求項２】
室内の冷房と暖房を行う空気調和機であって、
吸着剤を備えて該吸着剤に対する水分の吸着又は脱着により空気の湿度を調節する湿度調節装置が設けられており、
上記湿度調節装置は、室外空気に含まれる水分を上記吸着剤に吸着させる一方、該吸着剤から脱着した水分を室内空気に供給して加湿を行うように構成され、
上記湿度調節装置の吸着剤は、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトにより構成されている空気調和機。
【請求項３】
吸着剤に対する水分の吸着又は脱着によって湿度調節した空気を室内へ供給する湿度調節装置に設けられ、吸着剤を備えると共に空気が通過可能に構成されて通過する空気と吸着剤とを接触させる回転ロータであって、
上記吸着剤は、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトにより構成されている回転ロータ。
【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、加湿又は除湿により空気の湿度調節を行う湿度調節装置、湿度調節装置を備える空気調和機、及び湿度調節装置に用いられる回転ロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸着剤に対する水分の吸着と脱着を利用し、空気の加湿や除湿を行う湿度調節装置が知られている。例えば、特許文献１には、吸着剤と空調機とを組み合わせ、加湿機能付きの空気調和機を構成したものが開示されている。
【０００３】
具体的に、除湿を行う場合、空気に含まれる水分を吸着剤に吸着させて空気を除湿する。水分を吸着した吸着剤は、加熱により再生されて再び除湿に利用されるのが通常である。即ち、吸着剤を加熱すると、吸着剤から水分が脱着して吸着剤が再生される。一方、加湿を行う場合、水分を含む空気から吸着剤に水分を吸着させた後、吸着剤から脱着した水分を加湿対象の空気に供給する。この場合も、吸着剤を加熱することによって、吸着剤から水分を脱着させる。
【０００４】
また、従来より、吸着剤としては、ゼオライト-１３Ｘ、ゼオライト-ＮａＡ等が用いられている。この種のゼオライトは、水分子との結合力が極めて強く、水分の吸着性能に優れたものである。
【特許文献１】特開平８−２７０９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のように吸着性能を重視し、水分子との結合力の強い物質を吸着剤として用いた場合、吸着剤の再生に要するエネルギが過大となるという問題があった。
【０００６】
上述のように、除湿と加湿の何れを行う場合であっても、吸着剤を加熱して再生する過程が必要である。ところが、吸着剤と水分子の結合力が強すぎると、吸着剤から水分を脱着させるために多大なエネルギが必要となる。具体的には、吸着剤から水分を脱着させるのに、水の蒸発潜熱の２倍程度のエネルギが必要であった。このため、吸着剤を再生する際の加熱に要する熱量が過大になり、湿度の調節に要するエネルギが過大となって、装置のランニングコストの上昇を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸着剤の再生に要するエネルギを削減することで湿度調節装置や空気調和機のランニングコストを低減し、あるいは吸着剤の再生に要するエネルギを削減可能な回転ロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、吸着剤を備え、該吸着剤に対する水分の吸着又は脱着によって空気の湿度を調節する湿度調節装置を対象としている。そして、上記吸着剤は、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトにより構成され、上記吸着剤によって除湿された空気を室内へ供給し、該吸着剤から脱離させた水分を室外へ排出するものである。
【０００９】
第２の発明は、室内の冷房と暖房を行う空気調和機を対象としている。そして、吸着剤を備えて該吸着剤に対する水分の吸着又は脱着により空気の湿度を調節する湿度調節装置が設けられており、上記湿度調節装置は、室外空気に含まれる水分を上記吸着剤に吸着させる一方、該吸着剤から脱着した水分を室内空気に供給して加湿を行うように構成され、上記湿度調節装置の吸着剤は、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトにより構成されるものである。
【００１０】
第３の発明は、吸着剤に対する水分の吸着又は脱着によって湿度調節した空気を室内へ供給する湿度調節装置に設けられ、吸着剤を備えると共に空気が通過可能に構成されて通過する空気と吸着剤とを接触させる回転ロータを対象としている。そして、上記吸着剤は、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトにより構成されるものである。
【００１１】
−作用−
上記第１の発明において、湿度調節装置では、吸着剤を利用して空気の湿度が調節される。即ち、この湿度調節装置は、吸着剤に水分を吸着させることで空気を除湿し、除湿した空気を室内へ供給する。また、この湿度調節装置は、吸着剤から脱離させた水分を室外へ排出する。
【００１２】
この発明では、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトが吸着剤として用いられる。このような組成のゼオライトは、水分の吸着は行うものの、水分との結合力が比較的弱いものである。従って、吸着剤から水分を脱着させる場合には、吸着剤をさほど高温まで加熱する必要はなく、比較的少量のエネルギを加えれば充分である。
【００１３】
上記第２の発明において、空気調和機に設けられた湿度調節装置では、吸着剤を利用して空気の湿度が調節される。即ち、除湿を行う場合には吸着剤に水分を吸着させ、加湿を行う場合には吸着剤から脱着した水分を加湿対象の空気に供給する。湿度調節装置は、加湿と除湿の両方を行うものであってもよいし、何れか一方のみを行うものであってもよい。
【００１４】
この発明では、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトが吸着剤として用いられる。このような組成のゼオライトは、水分の吸着は行うものの、水分との結合力が比較的弱いものである。従って、吸着剤から水分を脱着させる場合には、吸着剤をさほど高温まで加熱する必要はなく、比較的少量のエネルギを加えれば充分である。
【００１５】
また、この発明では、室内空気の加湿が行われる。その際、吸着剤が室外空気から水分を吸着し、その後に吸着剤から水分を脱着させて加湿に利用する。つまり、室外空気から奪った水分を用いて室内空気の加湿が行われる。
【００１６】
上記第３の発明では、吸着剤が回転ロータ（22）に設けられる。湿度調節装置に設けられた回転ロータ（22）では、吸着剤が回転ロータ（22）を通過する空気と接触する。湿度調節装置において、水蒸気を含む空気を回転ロータ（22）に送ると、該空気中の水分が吸着剤に吸着される。また、ヒータ等によって加熱した空気を回転ロータ（22）に送ると、該空気によって吸着剤が加熱されて吸着剤から水分が脱着する。更に、回転ロータ（22）を回転駆動し、回転ロータ（22）の一部では吸着剤に水分を吸着させて残りの部分では吸着剤から水分を脱着させることによって、空気の除湿又は加湿が継続して連続的に行われる。
【００１７】
この発明の回転ロータ（22）では、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトが吸着剤として用いられる。このような組成のゼオライトは、水分の吸着は行うものの、水分との結合力が比較的弱いものである。従って、吸着剤から水分を脱着させる場合には、吸着剤をさほど高温まで加熱する必要はなく、比較的少量のエネルギを加えれば充分である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、疎水性ゼオライトを吸着剤として利用することによって、吸着剤から水分を脱着させるのに要するエネルギを低減することが可能となる。従って、除湿の際には吸着剤の再生に要するエネルギが削減され、加湿の際には吸着剤から水分を脱着させて加湿対象の空気に送り込むためのエネルギが削減される。この結果、湿度調節装置やこれを備える空気調和機の運転に要するエネルギを低減でき、湿度調節装置や空気調和機のランニングコストを削減することができる。また、吸着剤の再生に要するエネルキ゛を低減可能な回転ロータ（22）を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る湿度調節装置は、空調機と一体に構成されて加湿を行うように構成されている。
【００２１】
上記空調機は、室内機（10）と室外機（15）と加湿ユニット（20）とによって構成されている。室内機（10）は、室内熱交換器（11）と室内ファン（12）を備え、室内の壁面に取り付けられている。室外機（15）は、室外に設置されている。この室外機（15）には、図示しないが、圧縮機、膨張機構、室外熱交換器、室外ファン等の構成機器が収納されている。室内機（10）と室外機（15）とは、一対の連絡配管（16）によって接続されている。
【００２２】
室内熱交換器（11）と共に圧縮機、膨張機構及び室外熱交換器が連絡配管（16）等によって接続されて、冷媒回路が構成されている。この冷媒回路は、図外の四路切換弁を備え、冷媒の循環方向を反転可能に構成されている。そして、冷媒回路では、冷媒が循環して冷凍サイクル動作とヒートポンプ動作とが切り換えて行われる。
【００２３】
上記加湿ユニット（20）は、湿度調節装置を構成するものであって、室外機（15）と一体に形成されている。この加湿ユニット（20）には、空気ダクト（21）の一端が接続されている。また、空気ダクト（21）の他端は、室内機（10）に接続されている。尚、空気ダクト（21）の他端は、室内機（10）の内部における室内熱交換器（11）の上流に開口している。
【００２４】
図２に示すように、加湿ユニット（20）には、除湿側通路（23）と再生側通路（25）とが区画形成されている。また、加湿ユニット（20）には、除湿側通路（23）と再生側通路（25）の両方を横断する姿勢で回転ロータ（22）が設置されている。この回転ロータ（22）については、後述する。
【００２５】
除湿側通路（23）における回転ロータ（22）の下流には、除湿側ファン（24）が設けられている。この除湿側ファン（24）を運転すると、除湿側通路（23）に室外空気が取り込まれる。除湿側通路（23）に取り込まれた室外空気は、回転ロータ（22）を通過した後に室外へ排出される。
【００２６】
再生側通路（25）には、ヒータ（26）と再生側ファン（27）とが設けられている。また、再生側通路（25）の終端には、上記空気ダクト（21）の一端が接続されている。ヒータ（26）は、回転ロータ（22）の上流に配置され、回転ロータ（22）に送られる空気を加熱する。一方、再生側ファン（27）は、回転ロータ（22）の下流に配置されている。この再生側ファン（27）を運転すると、再生側通路（25）に室外空気が取り込まれる。再生側通路（25）に取り込まれた室外空気は、ヒータ（26）と回転ロータ（22）とを順に通過し、その後に空気ダクト（21）に導入される。
【００２７】
上記回転ロータ（22）は、円板状に形成されている。また、回転ロータ（22）は、ハニカム状に形成された基材の表面に吸着剤を担持させて構成されている。即ち、回転ロータ（22）は、その厚さ方向に空気を通過させることができ、通過する空気と吸着剤とを接触させるように構成されている。回転ロータ（22）の基材としては、セラミック紙、ガラス繊維、セルロースを主成分とした有機化合物（例えば、紙）、金属、樹脂等の材料が好適に用いられる。この種の材料は、比熱の小さいものであり、このような材料で回転ロータ（22）を形成すると回転ロータ（22）の熱容量が小さくなる。
【００２８】
上述のように、回転ロータ（22）は、除湿側通路（23）と再生側通路（25）の両方を横断する姿勢で配置されている。具体的に、回転ロータ（22）のうち扇形状の一部分が、再生側通路（25）を横切る姿勢で設けられている。従って、再生側通路（25）を流れる空気は、上記回転ロータ（22）を通過する。また、回転ロータ（22）の残りの部分は、除湿側通路（23）を横切る姿勢で設けられている。従って、除湿側通路（23）を流れる空気は、上記回転ロータ（22）を通過する。
【００２９】
また、上記回転ロータ（22）は、図外のモータによって駆動されて中心軸周りに回転し、除湿部（31）と再生部（32）の間を移動する。即ち、除湿側通路（23）を流れる空気と接触した回転ロータ（22）の部分は、回転ロータ（22）の回転に伴って再生側通路（25）に移動する。一方、再生側通路（25）を流れる空気と接触した回転ロータ（22）の部分は、回転ロータ（22）の回転に伴って除湿側通路（23）に再び移動する。
【００３０】
上記吸着剤としては、疎水性ゼオライトが用いられている。この疎水性ゼオライトとしては、SiO2（シリカ）のモル分率が Al2O3（アルミナ）のモル分率よりも大きい組成のゼオライトを採用している。具体的に、上記吸着剤としては、SiO2のAl2O3に対するモル比が４以上９以下であるゼオライトが用いられている。つまり、吸着剤として用いられる疎水性ゼオライトの組成は、モル分率でシリカ／アルミナの割合が８０％／２０％から９０％／１０％の範囲となっている。尚、望ましくは、シリカ／アルミナの割合が８５％／１５％程度であるのがよい。
【００３１】
ここで、吸着剤には、冬期の乾燥した室外空気からも水分を吸着するための吸着性能と、吸着剤から水分を脱着させるエネルギを低くするための脱着性能という、相反する性能が求められる。そこで、本実施形態では、上記の相反する性能を満たすべく、従来より吸着剤として一般的に用いられるシリカゲルや親水性ゼオライトに代えて、上記の組成の疎水性ゼオライトを吸着剤として採用している。
【００３２】
−運転動作−
先ず、暖房運転時の動作について説明する。暖房運転においては、室内機（10）における室内空気の加熱と、加湿ユニット（20）からの空気の供給との両方が行われる。尚、以下に示す数値は、全て例示である。
【００３３】
空調機の冷媒回路では、冷媒が循環してヒートポンプ動作が行われる。即ち、室内熱交換器（11）には、圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒が送り込まれる。また、室内ファン（12）を運転すると、室内機（10）の内部に室内空気が取り込まれる。取り込まれた室内空気は、室内熱交換器（11）を通過する際にガス冷媒と熱交換を行う。この熱交換によって、室内空気が加熱され、ガス冷媒が凝縮する。
【００３４】
加湿ユニット（20）では、除湿側ファン（24）及び再生側ファン（27）が運転され、ヒータ（26）に通電される。また、回転ロータ（22）が、図外のモータで駆動されて、１時間あたり３０回転で回転する。
【００３５】
除湿側通路（23）には、室外空気が取り込まれる。室外空気の状態は、温度７℃、相対湿度８７％となっている。また、除湿側通路（23）における風量は、４．０ m3/min. に設定されている。除湿側通路（23）に取り込まれた室外空気は、回転ロータ（22）に送られて吸着剤と接触する。吸着剤には、室外空気に含まれる水分が吸着される。回転ロータ（22）を通過して水分を奪われた室外空気は、室外へ排出される。
【００３６】
上述のように、回転ロータ（22）は、所定の回転数で回転している。従って、除湿側通路（23）において室外空気から水分を吸着した吸着剤は、回転ロータ（22）の回転に伴って再生側通路（25）に移動する。
【００３７】
再生側通路（25）には、室外空気が取り込まれる。再生側通路（25）における風量は、０．２５ m3/min. に設定されている。再生側通路（25）に取り込まれた室外空気は、ヒータ（26）によって１５０℃まで加熱される。尚、ヒータ（26）の出力は、５００Ｗに設定されている。
【００３８】
加熱された室外空気は、ヒータ（26）から回転ロータ（22）に送られて吸着剤と接触する。この加熱された室外空気との接触によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水分が脱着する。吸着剤から脱着した水分は、回転ロータ（22）を通過した室外空気と共に空気ダクト（21）へ送られる。即ち、多量に水分を含む高湿度の空気が、空気ダクト（21）に導入される。この高湿度の空気は、空気ダクト（21）を通じて室内機（10）に導かれ、室内熱交換器（11）を通過した後に室内に送り出される。
【００３９】
一方、再生側通路（25）において水分が脱着して再生された吸着剤は、回転ロータ（22）の回転に伴って再び除湿側通路（23）に移動する。即ち、吸着剤は、回転ロータ（22）の回転に伴って移動し、除湿側通路（23）における水分の吸着と、再生側通路（25）における水分の脱着とを交互に繰り返す。
【００４０】
次に、冷房運転時の動作について説明する。冷房運転においては、室内機（10）における室内空気の冷却のみが行われ、加湿ユニット（20）の運転は行われない。
【００４１】
空調機の冷媒回路では、冷媒が循環して冷凍サイクル動作が行われる。即ち、圧縮機から吐出されて室外熱交換器で凝縮した冷媒は、膨張機構で減圧された後に、室内熱交換器（11）へ送り込まれる。また、室内ファン（12）を運転すると、室内機（10）の内部に室内空気が取り込まれる。室内機（10）に取り込まれた室内空気は、室内熱交換器（11）を通過する際に冷媒と熱交換を行う。この熱交換によって、室内空気が冷却され、冷媒が蒸発する。
【００４２】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、疎水性ゼオライトを吸着剤として利用することによって、吸着剤から水分を脱着させるのに要するエネルギを低減することが可能となる。具体的に、従来の吸着剤から水分を脱着させるには、水の蒸発潜熱の２倍程度の熱量を加える必要があった。これに対し、本実施形態では、水の蒸発潜熱とほぼ同等ないしは１割増し程度の熱量を加えれば、吸着剤から水分を脱着させることが可能である。従って、上記ヒータ（26）の出力を小さく設定することができ、ヒータ（26）における消費電力を低減することが可能となる。この結果、運転に要するエネルギの低減を図り、ランニングコストを削減することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、室外空気に含まれる水分を利用して室内空気の加湿を行うことが可能となる。即ち、加湿のために外部から水道水等を供給する必要がなくなり、いわゆる無給水加湿を実現することができる。
【００４４】
−その他の実施形態−
上記の実施形態では、回転ロータ（22）の基材をハニカム状に形成しているが、これに限らず基材をメッシュ状やフィルタ状に形成してもよい。この場合であっても、回転ロータ（22）は、空気が通過できるように構成される。また、回転ロータ（22）を円板状に形成しているが、これに限らず多角形の板状に形成してもよい。
【００４５】
上記の実施形態では、吸着剤から脱着した水分を室内に供給して加湿を行うようにしているが、これに代えて、室内の除湿を行うように構成してもよい。この場合、室内空気を除湿側通路（23）に送り込み、回転ロータ（22）を通過させて除湿した後に再び室内に送り出す。一方、再生側通路（25）には室外空気を送り込み、ヒータ（26）で加熱後に吸着剤の再生に利用して該室外空気を室外に排出する。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上説明したように、本発明は、空気の湿度調節を行う湿度調節装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態に係る空調機及び加湿ユニットの全体構成図である。
【図２】実施形態に係る加湿ユニットの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
（10）  室内機
（15）  室外機
（20）  加湿ユニット
（21）  空気ダクト
（22）  回転ロータ