(57)【要約】【課題】、簡単な構成で、外気よりも低温、低湿度の空気を室内に供給することができる外気処理装置を提供すること。【解決手段】外気を吸入して室内に供給する給気経路１３と、この給気経路１３を流れる空気を除湿するデシカントロータ２５と、除湿された空気を外気と顕熱交換する第１顕熱交換器２７と、顕熱交換された空気を２つに分配する分配部３１と、分配された一方の空気を加湿する加湿器３３と、加湿された空気と分配された他方の空気とを顕熱交換して当該他方の空気を冷却する第２顕熱交換器３５とを備え、この第２顕熱交換器３５で冷却された空気を室内に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を吸入して室内に供給する給気経路と、この給気経路を流れる空気を除湿する除湿手段と、除湿された空気を外気もしくは室内空気と顕熱交換する第１顕熱交換手段と、顕熱交換された空気を２つに分配する分配手段と、分配された一方の空気を加湿する加湿手段と、加湿された空気と分配された他方の空気とを顕熱交換して当該他方の空気を冷却する第２顕熱交換手段とを備え、この第２顕熱交換手段で冷却された空気を前記室内に供給することを特徴とする外気処理装置。
【請求項２】
前記分配手段は、前記給気経路の給気口と前記一方の空気を室外に排出する排気口との少なくとも一方に設けられた送風ファンと、前記第２顕熱交換器の各出口温度に基づいて、前記送風ファンの送風量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の外気処理装置。
【請求項３】
前記分配手段は、前記加湿手段の上流側で、前記一方の空気が流れる経路と前記給気経路とを連通する開口に配置された送風ファンと、前記第２顕熱交換器の各出口温度に基づいて、前記送風ファンの送風量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の外気処理装置。
【請求項４】
前記分配手段は、前記加湿手段の上流側で、前記一方の空気が流れる経路と前記給気経路とにそれぞれ設けられたダンパーと、前記第２顕熱交換器の各出口温度に基づいて、前記ダンパーの開度をそれぞれ制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の外気処理装置。
【請求項５】
前記分配手段は、前記一方の空気と前記他方の空気との分配量を略均等に設定していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の外気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気を除湿、冷却処理して室内に供給する外気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、事務所や病院などのビル設備には、室内冷房を補助するために外気を除湿、冷却処理して室内に供給する外気処理装置が設けられている。この種の外気処理装置として、従来、室外側吸込口と室内側吐出口を連通する給気通風路と、温度および湿度の交換が可能な全熱交換器と、空気中の水分を吸着及び脱着可能な吸湿剤を含浸または塗布した除湿ロータと、温度のみを交換可能な顕熱交換器と、水の蒸発潜熱等を利用して空気を冷却する給気側冷却器とを備え、給気通風路を流れる空気は、室外側吸込口から全熱交換器、除湿ロータ、顕熱交換器、及び、給気側冷却器を順次通過することにより、除湿、冷却されて室内に供給されるものが知られている（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２０００−１１１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の構成では、給気側冷却器は、顕熱交換器と室内側吐出口との間の給気通風路内に配置され、水の蒸発潜熱を利用して空気を冷却する噴霧式または気化式の加湿手段であるため、供給される空気の温度が低下する一方で絶対湿度が高くなり、夏場の空調には適さないといった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、外気よりも低温、低湿度の空気を室内に供給することができる外気処理装置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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、外気を吸入して室内に供給する給気経路と、この給気経路を流れる空気を除湿する除湿手段と、除湿された空気を外気もしくは室内空気と顕熱交換する第１顕熱交換手段と、顕熱交換された空気を２つに分配する分配手段と、分配された一方の空気を加湿する加湿手段と、加湿された空気と分配された他方の空気とを顕熱交換して当該他方の空気を冷却する第２顕熱交換手段とを備え、この第２顕熱交換手段で冷却された空気を前記室内に供給することを特徴とする。
【０００６】
この構成において、前記分配手段は、前記給気経路の給気口と前記一方の空気を室外に排出する排気口との少なくとも一方に設けられた送風ファンと、前記第２顕熱交換器の各出口温度に基づいて、前記送風ファンの送風量を制御する制御手段とを備えても良い。
【０００７】
また、上記構成において、前記分配手段は、前記加湿手段の上流側で、前記一方の空気が流れる経路と前記給気経路とを連通する開口に配置された送風ファンと、前記第２顕熱交換器の各出口温度に基づいて、前記送風ファンの送風量を制御する制御手段とを備えても良い。
【０００８】
また、上記構成において、前記分配手段は、前記加湿手段の上流側で、前記一方の空気が流れる経路と前記給気経路とにそれぞれ設けられたダンパーと、前記第２顕熱交換器の各出口温度に基づいて、前記ダンパーの開度をそれぞれ制御する制御手段とを備えても良い。また、前記分配手段は、前記一方の空気と前記他方の空気との分配量を略均等に設定しても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加湿された一方の空気と除湿された他方の空気とを顕熱交換して当該他方の空気を冷却する第２顕熱交換手段を備えるため、簡単な構成で、湿度を増やすことなく水の潜熱を利用して冷却された空気を室内に供給することができる。また、本発明によれば、除湿手段及び第１顕熱交換手段を通過して除湿された空気を２つに分配する分配手段を備え、この分配された一方の空気を加湿して他方の空気の冷却に使用している。この一方の空気は、十分に除湿されているため、加湿後の乾球温度及び湿球温度を、外気を加湿して使用するものに比べて低下させることができる。このため、乾球温度及び湿球温度の低い一方の空気と他方の空気とを顕熱交換させることにより、当該他方の空気の冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態にかかる外気処理装置の概念図である。
【図２】吸入された外気量に対する給気量の割合と冷却能力との関係との関係を示す図である。
【図３】外気処理装置の空気が流通する経路上に設定した各点における空気の状態線図である。
【図４】第二実施形態にかかる外気処理装置の概念図である。
【図５】第三実施形態にかかる外気処理装置の概念図である。
【図６】第四実施形態にかかる外気処理装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
［第一実施形態］
図１は、第一実施形態にかかる外気処理装置１を示す概念図である。この外気処理装置１は、外気を除湿及び冷却処理をして室内に供給することで、別個に設置される空気調和装置の夏場の冷房負荷の低減を図るものである。外気処理装置１は、図１に示すように、箱状に形成された本体ボックス（筐体）１０を備え、この本体ボックス１０内は仕切板１１により仕切られて空気が通流する複数の経路が形成されている。具体的には、本体ボックス１０は、外気ＯＡを吸い込んで室内に給気ＳＡを供給する給気経路１３と、外気ＯＡを吸い込んで再び室外に排気ＥＡを排出する第１排気経路１５と、給気経路１３の途中で分岐して給気経路１３を流れる空気の一部を排気ＥＡとして室外に排出する第２排気経路（一方の空気が流れる経路）１７とを備えて構成される。
給気経路１３の吸入口１３Ａには外気導入ファン２１が設けられ、この外気導入ファン２１の運転により、吸入口１３Ａを通じて給気経路１３に吸入された外気ＯＡの多くは吐出口（給気口）１３Ｂを通じて室内に供給され、当該外気ＯＡの残りは第２排気経路１７の吐出口（排気口）１７Ａを通じて室外に排出される。また、第１排気経路１５の吸入口１５Ａには再生用空気導入ファン２３が設けられ、この再生用空気導入ファン２３の運転により、吸入口１５Ａを通じて第１排気経路１５に吸入された外気（再生用空気）ＯＡは吐出口１５Ｂを通じて室外に排出される。
【００１２】
給気経路１３と第１排気経路１５とは、それぞれ空気が対向して流れるように構成され、これら給気経路１３の吸入口１３Ａ及び第１排気経路１５の吐出口１５Ｂに近い方から順番に円盤状のデシカントロータ（除湿手段）２５と第１顕熱交換器（第１顕熱交換手段）２７とが給気経路１３と第１排気経路１５とに跨って配置されている。また、第１排気経路１５には、デシカントロータ２５と第１顕熱交換器２７との間に、通流する空気を加熱するヒータ（加熱再生手段）２９が配置されている。このヒータ２９は、例えば温水コイルで形成されており、ガスや石油等の燃料を燃焼した際の排熱や、太陽熱または地熱のような自然エネルギーで得た熱で加熱された温水が供給されるようになっている。
【００１３】
デシカントロータ２５は、塩化リチウムやシリカゲル等の除湿剤を含浸させたハニカム状の不織布をロータ状に形成したものであり、回転軸２５Ａを中心に低速で回転駆動されるようになっている。デシカントロータ２５は、給気経路１３及び第１排気経路１５の空気の流れと直交する向きに回転しながら、給気経路１３及び第１排気経路１５の間を移動する。そして、デシカントロータ２５は、給気経路１３では吸入口１３Ａから取り込まれた外気ＯＡと接触して、この外気ＯＡを除湿する一方、第１排気経路１５ではヒータ２９により加熱された外気（再生用空気）ＯＡと接触して除湿剤の加熱再生が行われる。すなわち、デシカントロータ２５は、給気経路１３において外気ＯＡを除湿する除湿領域２５Ｂと、第１排気経路１５において加熱された再生用空気と接触して加熱再生される再生領域２５Ｃとを備える。
【００１４】
第１顕熱交換器２７は、デシカントロータ２５で除湿された空気と第１排気経路１５に吸入された外気とで顕熱交換をして当該除湿された空気を冷却するものである。第１顕熱交換器２７は、図示は省略したが、波状に形成されたアルミ箔や合成樹脂フィルムと平面状のアルミ箔や合成樹脂フィルムを交互に、かつ、波の方向が交互になるように積層して構成されたものであり、互いに直交する２つの流路２７Ａ，２７Ｂを有し、これら流路２７Ａ，２７Ｂがそれぞれ給気経路１３または第１排気経路１５に連通している。第１顕熱交換器２７は、２つの流路を通過する気体がそれぞれ混合することはなく、アルミ箔や合成樹脂フィルムを通じて顕熱の交換が行われる。
【００１５】
給気経路１３は、第１顕熱交換器２７の下流側で給気経路１３を流れる空気を２つに分配する分配部（分配手段）３１を備え、この分配部３１に第２排気経路１７が接続されている。この第２排気経路１７には、分配部３１から吐出口１７Ａに向かって順番に加湿器（加湿手段）３３と第２顕熱交換器（第２顕熱交換手段）３５とが配置されている。
加湿器３３は、ハニカム状に形成された不織布に供給された水が含浸させたものであり、この不織布に空気を通過させることにより当該空気に水分を含ませて加湿する。
第２顕熱交換器３５は、上記した分配部３１で分配され、加湿器３３で加湿された一方の空気と、分配された他方の空気とを顕熱交換して他方の空気を冷却するものである。第２顕熱交換器３５は、第１顕熱交換器２７と同様に互いに直交する２つの流路３５Ａ，３５Ｂを有する。この他は第１顕熱交換器２７と同一の構成であるため説明を省略する。
第２顕熱交換器３５では、第２排気経路１７を流れる加湿された空気と、給気経路１３を流れる除湿された空気とが顕熱交換するため、この除湿された空気は、水の潜熱により冷却され、吐出口１３Ｂを通じて室内に供給される。この場合、第２顕熱交換器３５は、２つの流路を通過する気体がそれぞれ混合しないため、除湿された空気中に水分が移動することはなく、湿度の上昇を防止できる。
【００１６】
また、本実施形態では、分配部３１による分配比、すなわち、第２排気経路１７（流路３５Ａ）を流れる一方の空気量と、給気経路１３（流路３５Ａ）を流れる他方の空気量との比を制御するための構成を備える。具体的には、外気処理装置１は、第２顕熱交換器の各流路３５Ａ，３５Ｂの出口に配置される空気温度を測定する温度センサ３７Ａ，３７Ｂと、給気経路１３の吐出口１３Ｂに配置される送風ファン３９と、この送風ファン３９の回転数を設定するインバータ４１と、このインバータ４１を介して送風ファン３９の回転数を制御するコントローラ（制御手段）４３とを備える。これら送風ファン３９及びコントローラ４３は、分配部３１を含めて分配手段を構成する。上記した温度センサ３７Ａ，３７Ｂは、コントローラ４３に接続されており、コントローラ４３は、温度センサ３７Ａ，３７Ｂの測定温度に基づいて送風ファン３９の回転数を制御する。
【００１７】
次に、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合と冷却能力との関係について説明する。図２は、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合と冷却能力との関係を示す図である。
この図２において、排気（ＥＡ）温度Ｔｄは、第２排気経路１７の吐出口１７Ａ（点Ｆ）での空気温度、給気（ＳＡ）温度Ｔｓは、給気経路１３の吐出口１３Ｂ（点Ｅ）での空気温度、加湿後の空気温度は、加湿器３３と第２顕熱交換器３５との間の空気温度（点Ｄ）を、それぞれ、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合を１０〜９０％の間で変化させた際の値を計測したものである。ここで、排気温度Ｔｄは温度センサ３７Ｂにより測定され、給気温度Ｔｓは温度センサ３７Ａにより測定されている。
また、冷却能力は、室内に供給される給気風量に外気温度と給気温度Ｔｓとの温度差を乗じた値を算出したものである。
この図２によれば、給気温度Ｔｓは、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合が５０％までは２５℃よりも低い値で横ばいに推移するが、５０％を超えると急激に上昇することがわかる。一方で、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合を低く設定すると、給気ＳＡ量を確保するために大量の外気ＯＡを吸入することになり、設備が大型化するとともに外気導入ファン２１を運転するためのコストが上昇する。
このため、上記した構成にかかる外気処理装置１では、第２顕熱交換器３５で給気を冷却する場合、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合を４５〜５０％、すなわち略均等に分配するのが望ましいと判明した。
【００１８】
次に、図３に示す空気の状態線図を用いて給気経路１３の吐出口１３Ｂから室内供給される空気が除湿、冷却される作用を説明する。図３中に記した点Ａ〜Ｊは、図１の各経路上に設定した点Ａ〜Ｊに対応する。
デシカントロータ２５は、空気中に水分を除湿剤に吸着させる動作及び除湿剤から湿度を放出させる動作もエンタルピー変化がない動作であり、放出後の相対湿度と吸着後の相対湿度は同一である特性を持っている。
また、第１顕熱交換器２７及び第２顕熱交換器３５は、高温流体と低温流体との温度差の９０％までそれぞれの流体の温度が上昇または低下する。また、加湿器３３は加湿効率が相対湿度９０％までとする。
【００１９】
点Ａ及び点Ｇにおいて吸入される外気は、空気調和装置におけるＩＳＯ及びＪＩＳの定格冷房条件である乾球温度３５℃、湿球温度２４℃を一例として記載する。この点Ａ，Ｇにおける相対湿度４０．３％である。
この外気ＯＡがデシカントロータ２５の除湿領域２５Ｂを通過して除湿されると、点Ｂに示す乾球温度４４．３℃／湿球温度２４．１℃／相対湿度１８．３％となる。ここで乾球温度が上昇しているのはデシカントロータ２５を通過する際に加熱されるためである。
次に、この除湿された空気を第１顕熱交換器２７にて外気ＯＡと顕熱交換すると、点Ｃに示すように、乾球温度３５．９℃／湿球温度２１．７℃／相対湿度２８．６％となり、外気によって若干冷却される。
【００２０】
続いて、第１顕熱交換器２７を通過した空気を分配部３１にて２つに分配する。本構成では、第２排気経路１７を流れる一方の空気量と、給気経路１３を流れる他方の空気量とを略均等（５０％：５０％）に分配する。この一方の空気が加湿器３３を通過して加湿されると、点Ｄに示すように、乾球温度２３．０℃／湿球温度２１．７℃／相対湿度９０．０％となる。
本構成では、デシカントロータ２５及び第１顕熱交換器２７を通過した乾燥空気を２つに分配し、この分配された一方の空気を加湿して他方の空気の冷却に使用している。ここで、加湿される一方の空気は、加湿される前に十分に除湿されているため、点Ａ，Ｇにおける外気をそのまま加湿したもの（例えば、点Ｋ：乾球温度２５．５℃／湿球温度２４．０℃／相対湿度９０．０％）に比べて、加湿後の乾球温度を２．５℃、湿球温度３．３℃低下させることができる。
【００２１】
次に、この加湿された一方の空気と他方の空気とを第２顕熱交換器３５にて顕熱交換すると、点Ｅに示すように、乾球温度２４．３℃／湿球温度１８．１℃／相対湿度５５．６％となる。ここで、点Ｅの相対湿度は５５．６％と、外気（点Ａ）の相対湿度４０．３％に比べて上昇しているように見えるが、点Ａの絶対湿度は、０．０１４２３ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）であるのに対して、点Ｅの絶対湿度は、０．０１０５５ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）と減少しているので、外気よりも低温かつ低湿度の空気を室内に供給することができる。
上記したように、本構成では、デシカントロータ２５及び第１顕熱交換器２７を通過した乾燥空気を２つに分配し、この分配された一方の空気を加湿して他方の空気の冷却に使用しているため、乾球温度及び湿球温度の低い一方の空気と他方の空気とを第２顕熱交換器３５にて顕熱交換させることにより、当該他方の空気の冷却効率を高めることができる。
一方、第２顕熱交換器３５を通過した一方の空気は、点Ｆに示すように、乾球温度３４．６℃／湿球温度２４．９℃／相対湿度４６．０％となり室外に排出される。
【００２２】
また、第１顕熱交換器２７を通過した外気は、点Ｈに示すように、乾球温度４３．４℃／湿球温度２６．２℃／相対湿度２５．６％に上昇し、さらに、ヒータ２９により加熱されて、点Ｉに示す乾球温度５０．０℃／湿球温度２７．７℃／相対湿度１８．４％になる。この加熱された空気は、デシカントロータ２５の再生領域２５Ｃを通過することにより、点Ｊに示すように、乾球温度４１．０℃／湿球温度２７．６℃／相対湿度３６．６％となって室外に排出される。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、外気を吸入して室内に供給する給気経路１３と、この給気経路１３を流れる空気を除湿するデシカントロータ２５と、除湿された空気を外気と顕熱交換する第１顕熱交換器２７と、顕熱交換された空気を２つに分配する分配部３１と、分配された一方の空気を加湿する加湿器３３と、加湿された空気と分配された他方の空気とを顕熱交換して当該他方の空気を冷却する第２顕熱交換器３５とを備えるといった簡単な構成で外気を除湿、冷却することができる。また、デシカントロータ２５を再生するヒータ２９を用いることにより外気を連続的に除湿、冷却処理することができる。さらに、上記ヒータ２９の加熱源としてガスや石油等の燃料を燃焼した際の排熱や、太陽熱または地熱のような自然エネルギーで得た熱を利用することで、外気導入ファン２１を動作させる動力と、加湿器３３に供給される水さえあれば、外気より低温かつ低絶対湿度の空気を得ることができる。
また、第２顕熱交換器３５では、室内に供給される側の他方の空気と加湿された一方の空気とが混入することはない。このため、加湿用の水に混在する雑菌が室内に供給される空気に混入されることはなく、清潔で安全な空気を室内に供給することができる。
【００２４】
上述したように、本構成にかかる外気処理装置１では、分配部３１にて第２排気経路１７を流れる一方の空気量と、給気経路１３を流れる他方の空気量とを略均等（５０％：５０％）に分配することが重要である。
また、図２に示すように、給気温度Ｔｓは、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合が５０％までは２５℃よりも低い値で横ばいに推移するが、５０％を超えると急激に上昇する。一方、給気の冷却に寄与する加湿された一方の空気の排気温度Ｔｄは、給気温度Ｔｓとは反対に、吸入された外気ＯＡ量に対する給気ＳＡ量の割合が５０％までは急激に上昇するものの、５０％を超えると３５℃近辺で横ばいに推移する。このため、本構成では、排気温度Ｔｄと給気温度Ｔｓとの排給気温度差ΔＴが最大となる点が５０％近辺となるため、この排給気温度差ΔＴが最大となるように、第２排気経路１７を流れる一方の空気量と、給気経路１３を流れる他方の空気量とを分配している。
【００２５】
第一実施形態では、コントローラ４３は、上記した傾向に基づいて、第２顕熱交換器３５の各経路出口温度に基づいて、送風ファン３９の回転数を制御している。
コントローラ４３は、外気処理装置１の運転が開始された運転初期に、上記した排気温度Ｔｄと給気温度Ｔｓとの排給気温度差ΔＴの最大温度差ΔＴｍａｘを求める。
まず、コントローラ４３は、外気導入ファン２１が予め定められた回転数で動作している状態で、送風ファン３９を基準回転数Ｒｆで動作させ、温度センサ３７Ａにより給気温度Ｔｓ１を測定するとともに、温度センサ３７Ｂにより排気温度Ｔｄ１を測定する。そして、この測定した排気温度Ｔｄ１と給気温度Ｔｓ１との温度差ΔＴ１を算出する。
次に、コントローラ４３は、前回の測定から所定時間（本実施形態では５分）経過すると、送風ファン３９を基準回転数Ｒｆよりも予め定められた回転数ΔＲだけ大きい所定回転数Ｒｆ＋ΔＲで動作させ、この時の給気温度Ｔｓ２及び排気温度Ｔｄ２をそれぞれ測定する。そして、コントローラ４３は、この測定した排気温度Ｔｄ２と給気温度Ｔｓ２との温度差ΔＴ２を算出し、今回の温度差ΔＴ２と前回の温度差ΔＴ１との差（ΔＴ２−ΔＴ１）がプラス、すなわち０より大きいか否かを判別する。
【００２６】
この判別において、今回の温度差ΔＴ２と前回の温度差ΔＴ１との差が０より大きい場合は、当該温度差ΔＴが最大温度差ΔＴｍａｘに至っていないため、コントローラ４３は、上述のように、前回の測定から所定時間経過後に、送風ファン３９の回転数を更に回転数ΔＲだけ大きい所定回転数Ｒｆ＋ｎΔＲ（ｎは、２、３・・・ｎ）で動作させ、この時の温度差ΔＴｎと、その前回に算出された温度差ΔＴｎ−１との差がマイナス、すなわち０より小さくなるまで継続して実行する。
一方、今回の温度差ΔＴｎと、その前回に算出された温度差ΔＴｎ−１との差がマイナス、すなわち０より小さくなった場合には、当該温度差ΔＴが最大温度差ΔＴｍａｘを経過して減少する傾向にあるため、この際の温度差ΔＴｎを最大温度差ΔＴｍａｘとして設定して、当該最大温度差の設定動作を終了する。
【００２７】
次に、設定された最大温度差ΔＴｍａｘを用いて、送風ファン３９の回転数を設定する。まず、コントローラ４３は、外気導入ファン２１が予め定められた回転数で動作している状態で、送風ファン３９を基準回転数Ｒｆで動作させ、温度センサ３７Ａにより給気温度Ｔｓ１を測定するとともに、温度センサ３７Ｂにより排気温度Ｔｄ１を測定する。そして、この測定した排気温度Ｔｄ１と給気温度Ｔｓ１との温度差ΔＴ１を算出する。
そして、コントローラ４３は、設定された最大温度差ΔＴｍａｘと算出された温度差ΔＴ１との差（ΔＴｍａｘ−ΔＴ１）に所定係数Ｋを乗じて算出された加算回転数ΔＲ１を算出し、この加算回転数ΔＲ１を基準回転数Ｒｆに加算した回転数Ｒｆ１（Ｒｆ＋ΔＲ１）で送風ファン３９を運転する。
続いて、前回の測定から所定時間（本実施形態では５分）経過すると、この時の給気温度Ｔｓ２及び排気温度Ｔｄ２をそれぞれ測定し、この測定した排気温度Ｔｄ２と給気温度Ｔｓ２との温度差ΔＴ２を算出する。
そして、コントローラ４３は、設定された最大温度差ΔＴｍａｘと算出された温度差ΔＴ２との差（ΔＴｍａｘ−ΔＴ２）に所定係数Ｋと、今回の温度差ΔＴ２と前回の温度差ΔＴ１との差（ΔＴ２−ΔＴ１）の正負号とを乗じて算出された加算回転数ΔＲ２を算出し、この加算回転数ΔＲ２を前回の回転数Ｒｆ１に加算した回転数Ｒｆ２（Ｒｆ１＋ΔＲ２）で送風ファン３９を運転する。この場合、今回の温度差ΔＴｎと前回の温度差ΔＴｎ−１との差（ΔＴｎ−ΔＴｎ−１）が負となれば、算出された加算回転数ΔＲｎを前回の回転数Ｒｆｎ−１から減算する。また、設定されたΔＴｍａｘよりも算出されたΔＴｎが大きい場合には、このΔＴｎを新たな最大温度差ΔＴｍａｘとして設定する。
このような制御を所定時間（５分）間隔で行うことにより、送風ファン３９の回転数（送風量）の微調整をすることができ、第２排気経路１７を流れる一方の空気量（排気ＥＡ）と、給気経路１３を流れる他方の空気量（給気ＳＡ）との分配量を略均等（５０％：５０％）に保持することができ、ひいては、第２顕熱交換器３５での冷却能力を最大限に発揮することができる。
【００２８】
この第一実施形態によれば、給気経路１３の吐出口１３Ｂに設けられた送風ファン３９と、第２顕熱交換器３５の各出口温度である排気温度Ｔｄと給気温度Ｔｓに基づいて、送風ファン３９の送風量を制御するコントローラ４３とを備えるため、実際に室内に供給される空気量を測定しなくとも、第２顕熱交換器３５の各経路に流れる空気の分配量を簡単に調整することができる。
【００２９】
また、この第一実施形態によれば、第２排気経路１７を流れる一方の空気量と、給気経路１３を流れる他方の空気量とを略均等に設定しているため、この他方の空気を第２顕熱交換器３５で最大限に冷却することができる。
【００３０】
［第二実施形態］
図４は、第二実施形態にかかる外気処理装置１００の概要図である。上記した実施形態にかかる外気処理装置１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
外気処理装置１００は、分配部３１による分配比、すなわち、第２排気経路１７（流路３５Ａ）を流れる一方の空気量と、給気経路１３（流路３５Ａ）を流れる他方の空気量との比を制御するための構成を備える。具体的には、外気処理装置１００は、加湿器３３の上流側で、第２排気経路１７と給気経路１３とを連通する開口１１０に配置された送風ファン１１３と、この送風ファン１１３の回転数を設定するインバータ１４１と、このインバータ１４１を介して送風ファン１１３の回転数を制御するコントローラ（制御手段）１４３とを備える。これら送風ファン１１３及びコントローラ１４３は、分配部３１を含めて分配手段を構成する。また、この送風ファン１１３は、回転方向によって、第２排気経路１７と給気経路１３との間の送風方向を変更可能に構成されている。また、上記した温度センサ３７Ａ，３７Ｂは、コントローラ１４３に接続されており、コントローラ１４３は、温度センサ３７Ａ，３７Ｂの測定温度に基づいて送風ファン１１３の回転数を制御する。
【００３１】
次に、この実施形態における空気の分配制御動作について説明する。
この第二実施形態においても、コントローラ１４３は、外気処理装置１００の運転が開始された運転初期に、上記した排気温度Ｔｄと給気温度Ｔｓとの排給気温度差ΔＴの最大温度差ΔＴｍａｘを求める。排給気温度差ΔＴの最大温度差ΔＴｍａｘの算出方法は、上記した第一実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００３２】
次に、設定された最大温度差ΔＴｍａｘを用いて、送風ファン１１３の回転数を設定する。まず、コントローラ１４３は、外気導入ファン２１が予め定められた回転数で動作している状態で、送風ファン１１３を基準回転数Ｒｆで第２排気経路１７から給気経路１３へ空気が流入する方向に回転させ、温度センサ３７Ａにより給気温度Ｔｓ１を測定するとともに、温度センサ３７Ｂにより排気温度Ｔｄ１を測定する。そして、この測定した排気温度Ｔｄ１と給気温度Ｔｓ１との温度差ΔＴ１を算出する。
そして、コントローラ１４３は、設定された最大温度差ΔＴｍａｘと算出された温度差ΔＴ１との差（ΔＴｍａｘ−ΔＴ１）に所定係数Ｋを乗じて算出された加算回転数ΔＲ１を算出し、この加算回転数ΔＲ１を基準回転数Ｒｆに加算した回転数Ｒｆ１（Ｒｆ＋ΔＲ１）で送風ファン１１３を運転する。
続いて、前回の測定から所定時間（本実施形態では５分）経過すると、この時の給気温度Ｔｓ２及び排気温度Ｔｄ２をそれぞれ測定し、この測定した排気温度Ｔｄ２と給気温度Ｔｓ２との温度差ΔＴ２を算出する。
そして、コントローラ１４３は、設定された最大温度差ΔＴｍａｘと算出された温度差ΔＴ２との差（ΔＴｍａｘ−ΔＴ２）に所定係数Ｋと、今回の温度差ΔＴ２と前回の温度差ΔＴ１との差（ΔＴ２−ΔＴ１）の正負号とを乗じて算出された加算回転数ΔＲ２を算出し、この加算回転数ΔＲ２を前回の回転数Ｒｆ１に加算した回転数Ｒｆ２（Ｒｆ１＋ΔＲ２）で送風ファン１１３を運転する。この場合、今回の温度差ΔＴｎと前回の温度差ΔＴｎ−１との差（ΔＴｎ−ΔＴｎ−１）が負となれば、算出された加算回転数ΔＲｎを前回の回転数Ｒｆｎ−１から減算する。また、この制御の途中で、回転数Ｒｆｎが０よりも小さくなった場合、コントローラ１４３は、空気が給気経路１３から第２排気経路１７へ流れるように送風ファン１１３の回転方向及び回転数を制御する。また、設定されたΔＴｍａｘよりも算出されたΔＴｎが大きい場合には、このΔＴｎを新たな最大温度差ΔＴｍａｘとして設定する。
このような制御を所定時間（５分）間隔で行うことにより、送風ファン１１３の回転方向及び回転数（送風量）の微調整をすることができ、第２排気経路１７を流れる一方の空気量（排気ＥＡ）と、給気経路１３を流れる他方の空気量（給気ＳＡ）との分配量を略均等（５０％：５０％）に保持することができ、ひいては、第２顕熱交換器３５での冷却能力を最大限に発揮することができる。
【００３３】
この第二実施形態によれば、加湿器３３の上流側で、第２排気経路１７と給気経路１３とを連通する開口１１０に配置された送風ファン１１３と、第２顕熱交換器３５の各出口温度である排気温度Ｔｄと給気温度Ｔｓに基づいて、この送風ファン１１３の回転数を制御するコントローラ１４３とを備えるため、実際に室内に供給される空気量を測定しなくとも、第２顕熱交換器３５の各経路に流れる空気の分配量を簡単に調整することができる。
【００３４】
［第三実施形態］
図５は、第三実施形態にかかる外気処理装置２００の概要図である。上記した実施形態にかかる外気処理装置１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
外気処理装置２００は、分配部３１による分配比、すなわち、第２排気経路１７（流路３５Ａ）を流れる一方の空気量と、給気経路１３（流路３５Ａ）を流れる他方の空気量との比を制御するための構成を備える。具体的には、外気処理装置２００は、第２排気経路１７に設けられた排気用ダンパー２１０と、給気経路１３に設けられた給気用ダンパー２１１と、これら排気用ダンパー２１０及び給気用ダンパー２１１を作動するダンパー作動モーター２１３と、このダンパー作動モーター２１３の回転数を設定するインバータ２４１と、このインバータ２４１を介してダンパー作動モーター２１３の回転数を制御するコントローラ（制御手段）２４３とを備える。
本実施形態では、排気用ダンパー２１０及び給気用ダンパー２１１は、単一のダンパー作動モーター２１３により作動され、これら排気用ダンパー２１０及び給気用ダンパー２１１が逆の動作をする。すなわち、排気用ダンパー２１０が開放される方向に作動する際には、給気用ダンパー２１１は閉塞する方向に作動し、第２排気経路１７と給気経路１３とを流れる空気の分配比が制御される。
【００３５】
次に、この実施形態における空気の分配制御動作について説明する。
コントローラ２４３は、外気処理装置１の運転が開始された運転初期に、上記した排気温度Ｔｄと給気温度Ｔｓとの排給気温度差ΔＴの最大温度差ΔＴｍａｘを求める。
まず、コントローラ２４３は、外気導入ファン２１が予め定められた回転数で動作している状態で、排気用ダンパー２１０及び給気用ダンパー２１１を基準開度位置Ｄｖに設定し、温度センサ３７Ａにより給気温度Ｔｓ１を測定するとともに、温度センサ３７Ｂにより排気温度Ｔｄ１を測定する。そして、この測定した排気温度Ｔｄ１と給気温度Ｔｓ１との温度差ΔＴ１を算出する。この場合、排気用ダンパー２１０及び給気用ダンパー２１１の基準開度位置Ｄｖとは、第２排気経路１７及び給気経路１３の開口面積に対して７０％の開度に設定された位置をいう。
次に、コントローラ２４３は、前回の測定から所定時間（本実施形態では５分）経過すると、ダンパー作動モーター２１３を作動させて給気用ダンパー２１１を基準開度位置Ｄｖよりも所定開度（例えば５％）ΔＤだけ開放された所定開度Ｄｖ＋ΔＤとするとともに、排気用ダンパー２１０を基準開度位置Ｄｖよりも所定開度（５％）ΔＤだけ閉塞された所定開度Ｄｖ−ΔＤとし、この時の給気温度Ｔｓ２及び排気温度Ｔｄ２をそれぞれ測定する。そして、コントローラ２４３は、この測定した排気温度Ｔｄ２と給気温度Ｔｓ２との温度差ΔＴ２を算出し、今回の温度差ΔＴ２と前回の温度差ΔＴ１との差（ΔＴ２−ΔＴ１）がプラス、すなわち０より大きいか否かを判別する。
【００３６】
この判別において、今回の温度差ΔＴ２と前回の温度差ΔＴ１との差が０より大きい場合は、当該温度差ΔＴが最大温度差ΔＴｍａｘに至っていないため、コントローラ２４３は、上述のように、前回の測定から所定時間経過後に、給気用ダンパー２１１の開度を更に所定開度ΔＤだけ開放された所定開度Ｄｖ＋ｎΔＤ（ｎは、２、３・・・ｎ）とするとともに、排気用ダンパー２１０の開度を更に所定開度ΔＤだけ閉塞された所定開度Ｄｖ−ｎΔＤ（ｎは、２、３・・・ｎ）とし、この時の温度差ΔＴｎと、その前回に算出された温度差ΔＴｎ−１との差がマイナス、すなわち０より小さくなるまで継続して実行する。
一方、今回の温度差ΔＴｎと、その前回に算出された温度差ΔＴｎ−１との差がマイナス、すなわち０より小さくなった場合には、当該温度差ΔＴが最大温度差ΔＴｍａｘを経過して減少する傾向にあるため、この際の温度差ΔＴｎを最大温度差ΔＴｍａｘとして設定して、当該最大温度差の設定動作を終了する。
【００３７】
次に、設定された最大温度差ΔＴｍａｘを用いて、給気用ダンパー２１１及び排気用ダンパー２１０の開度を設定する。ここでは、給気用ダンパー２１１の開度について説明する。
まず、コントローラ２４３は、外気導入ファン２１が予め定められた回転数で動作している状態で、給気用ダンパー２１１を基準開度位置Ｄｖに設定し、温度センサ３７Ａにより給気温度Ｔｓ１を測定するとともに、温度センサ３７Ｂにより排気温度Ｔｄ１を測定する。そして、この測定した排気温度Ｔｄ１と給気温度Ｔｓ１との温度差ΔＴ１を算出する。
コントローラ２４３は、設定された最大温度差ΔＴｍａｘと算出された温度差ΔＴ１との差（ΔＴｍａｘ−ΔＴ１）に所定係数Ｋを乗じて算出されたダンパー操作量ΔＤ１を算出し、このダンパー操作量ΔＤ１を給気用ダンパー２１１の基準開度位置Ｄｖに加算した開度Ｄｖ１（Ｄｖ＋ΔＤ１）とする。
続いて、前回の測定から所定時間（本実施形態では５分）経過すると、この時の給気温度Ｔｓ２及び排気温度Ｔｄ２をそれぞれ測定し、この測定した排気温度Ｔｄ２と給気温度Ｔｓ２との温度差ΔＴ２を算出する。
そして、コントローラ２４３は、設定された最大温度差ΔＴｍａｘと算出された温度差ΔＴ２との差（ΔＴｍａｘ−ΔＴ２）に所定係数Ｋと、今回の温度差ΔＴ２と前回の温度差ΔＴ１との差（ΔＴ２−ΔＴ１）の正負号とを乗じて算出されたダンパー操作量ΔＤ２を算出し、このダンパー操作量ΔＤ２を前回の開度Ｄｖ１に加算した開度Ｄｖ２（Ｄｖ１＋ΔＤ２）となるようにダンパー作動モーター２１３を運転する。この場合、今回の温度差ΔＴｎと前回の温度差ΔＴｎ−１との差（ΔＴｎ−ΔＴｎ−１）が負となれば、算出されたダンパー操作量ΔＤｎを前回の開度Ｄｖｎ−１から減算する。また、設定されたΔＴｍａｘよりも算出されたΔＴｎが大きい場合には、このΔＴｎを新たな最大温度差ΔＴｍａｘとして設定する。
このような制御を所定時間（５分）間隔で行うことにより、給気用ダンパー２１１及び排気用ダンパー２１０の開度（送風量）の微調整をすることができ、第２排気経路１７を流れる一方の空気量（排気ＥＡ）と、給気経路１３を流れる他方の空気量（給気ＳＡ）との分配量を略均等（５０％：５０％）に保持することができ、ひいては、第２顕熱交換器３５での冷却能力を最大限に発揮することができる。
【００３８】
この第三実施形態によれば、第２排気経路１７に設けられた排気用ダンパー２１０と、給気経路１３に設けられた給気用ダンパー２１１と、第２顕熱交換器３５の各出口温度である排気温度Ｔｄと給気温度Ｔｓに基づいて、排気用ダンパー２１０及び給気用ダンパー２１１の開度をそれぞれ制御するコントローラ２４３を備えるため、実際に室内に供給される空気量を測定しなくとも、第２顕熱交換器３５の各経路に流れる空気の分配量を簡単に調整することができる。
【００３９】
［第四実施形態］
図６は、第四実施形態にかかる外気処理装置３００の概要図である。上記した実施形態にかかる外気処理装置１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
外気処理装置３００は、分配部３１による分配比、すなわち、第２排気経路１７（流路３５Ａ）を流れる一方の空気量と、給気経路１３（流路３５Ａ）を流れる他方の空気量との比を制御するための構成を備える。具体的には、外気処理装置３００は、第２排気経路１７及び給気経路１３に設けられて当該経路を遮蔽する遮蔽板３１０を備え、この遮蔽板３１０には第２排気経路１７に連通する排気側通過窓３１１と、給気経路１３に連通する給気側通過窓３１３とが並設されている。これら各通過窓の開口面積は、事前に試験を行い、給気経路１３に流れる空気量が吸入された外気量の４５〜５０％となる面積に設定されている。
この実施形態では、外気温度の変化に追従して通過窓の面積を変更することはできないが、簡単な構成で外気を除湿、冷却処理した空気を室内に供給することができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記した実施形態では、第１排気経路１５には再生空気として外気を吸入する構成としているが、これに変えて室内空気を吸入する構成としても良い。  夏期においては、冷房された室内空気の温度は、外気温度よりも低くなっているため、第１顕熱交換器２７にて室内空気と除湿された空気との顕熱交換を行うことにより、この除湿された空気の温度をより低下させることができ、結果として、給気温度の低下を実現できる。
また、上記した実施形態では、除湿手段としてデシカントロータを採用しているが、吸入された外気を除湿できるものであれば他の構成を採用しても良い。
また、上記した実施形態では、第１顕熱交換手段及び第２顕熱交換手段として、直交型の顕熱交換器を採用しているが、これに変えて顕熱ロータを採用しても良い。
また、上記した実施形態では、加熱手段として温水で加熱するヒータ２９を用いているが、電気や蒸気等で加熱するものでも良い。
【符号の説明】
【００４１】
１、１００、２００、３００  外気処理装置
１３  給気経路
１３Ａ  吸入口
１３Ｂ  吐出口（給気口）
１５  第１排気経路
１７  第２排気経路（一方の空気が流れる経路）
１７Ａ  吐出口（排気口）
２１  外気導入ファン
２３  再生用空気導入ファン
２５  デシカントロータ（除湿手段）
２７  第１顕熱交換器（第１顕熱交換手段）
２９  ヒータ
３１  分配部（分配手段）
３３  加湿器（加湿手段）
３５  第２顕熱交換器（第２顕熱交換手段）
３７Ａ  温度センサ
３７Ｂ  温度センサ
３９  送風ファン
４１、１４１、２４１、３４１  インバータ
４３、１４３、２４３、３４３  コントローラ（制御手段）
１１０  開口
１１３  送風ファン
２１０  排気用ダンパー
２１１  給気用ダンパー
２１３  ダンパー作動モーター
３１０  遮蔽板
３１１  排気側通過窓
３１３  給気側通過窓
【図１】
2013036705.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013036705.tif 000007
【図６】
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