(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（21）と、空気の水分を吸着する吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（23）および第２吸着熱交換器（25）とを有し、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、該冷媒回路（20）の冷媒循環方向を可逆に切り換えることによって上記２つの吸着熱交換器（23,25）で吸着剤の吸着動作と再生動作が交互に行われ、上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気を室内へ供給する調湿装置であって、
上記冷媒回路（20）は、吸着材の再生動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気を吸着材の吸着動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した冷媒と熱交換させて冷却する顕熱熱交換器（26）を有し、該顕熱熱交換器（26）による空気の冷却温度が該空気の露点温度以上となるように構成されている
ことを特徴とする調湿装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）は、吸着材の吸着動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した冷媒が上記顕熱熱交換器（26）へ流れて吸着材の再生動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気から吸熱する状態と、上記圧縮機（21）の吐出冷媒が上記顕熱熱交換器（26）へ流れて吸着材の再生動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気へ放熱する状態とに切り換わるように冷媒流路を切り換える流路切換手段（27）を有している
ことを特徴とする調湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着熱交換器を有する冷媒回路を用いて空気の調湿を行う調湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸着熱交換器を有し冷凍サイクルを行う冷媒回路を用いて空気の調湿を行う調湿装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されている調湿装置は、圧縮機と、２つの吸着熱交換器（第１吸着熱交換器および第２吸着熱交換器）と、膨張弁とが接続された冷媒回路を備えている。冷媒回路は、冷媒が可逆可能に循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うように構成されている。吸着熱交換器は、空気の水分を吸着する吸着材が表面に担持されている。冷媒回路では、冷媒循環方向の切換によって、第１吸着熱交換器が凝縮器として第２吸着熱交換器が蒸発器としてそれぞれ機能する状態と、第１吸着熱交換器が蒸発器として第２吸着熱交換器が凝縮器としてそれぞれ機能する状態とに切り換わる。
【０００４】
凝縮器として機能する吸着熱交換器では、吸着材から水分が脱離する再生動作が行われ、脱離した水分が流通空気に付与される。これにより、空気が加湿される。また、蒸発器として機能する吸着熱交換器では、流通する空気中の水分が吸着材に吸着される吸着動作が行われ、その結果空気が除湿される。そして、この調湿装置では、加湿された空気を室内へ供給する加湿運転と、除湿された空気を室内へ供給する除湿運転とが切り換えて行われる。
【特許文献１】特開２００６−７８１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１の調湿装置は、凝縮器となる吸着熱交換器において、冷媒が放熱することで吸着材が再生すると共に流通空気が幾分か加熱される。つまり、凝縮器となる吸着熱交換器では、空気が加湿されると同時に加熱される。したがって、加湿運転の場合、室内の加湿が行われると同時に室内の暖房も行われることとなる。
【０００６】
一方、近年では、冬場において、朝方は暖房運転を行うが、昼間になると冷房運転に切り換えるという場合が多くなってきている。このように別の空調機で冷房運転が行われる室内において、上記調湿装置による加湿運転を行うと、室内の加湿は行われるが室内の冷房負荷が増大してしまう。これにより、空調機の消費エネルギが必要以上に嵩んでしまう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、その目的は、吸着熱交換器を有する冷媒回路を備えて空気の調湿を行う調湿装置において、空調機の冷房負荷を増大させることなく、室内の加湿を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、圧縮機（21）と、空気の水分を吸着する吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（23）および第２吸着熱交換器（25）とを有し、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、該冷媒回路（20）の冷媒循環方向を可逆に切り換えることによって上記２つの吸着熱交換器（23,25）で吸着剤の吸着動作と再生動作が交互に行われ、上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気を室内へ供給する調湿装置を前提としている。そして、上記冷媒回路（20）は、吸着材の再生動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気を吸着材の吸着動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した冷媒と熱交換させて冷却する顕熱熱交換器（26）を有しているものである。さらに、上記冷媒回路（20）は、上記顕熱熱交換器（26）による空気の冷却温度が該空気の露点温度以上となるように構成されているものである。
【０００９】
上記の発明では、冷媒回路（20）の冷媒循環方向が切り換えられることによって、２つの動作が交互に行われる。具体的に、冷媒回路（20）では、第１吸着熱交換器（23）が凝縮器（放熱器）として機能すると共に第２吸着熱交換器（25）が蒸発器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルと、第１吸着熱交換器（23）が蒸発器として機能すると共に第２吸着熱交換器（25）が凝縮器（放熱器）として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルとが交互に行われる。
【００１０】
蒸発器となる吸着熱交換器（23,25）では、低圧冷媒によって該吸着熱交換器（23,25）の吸着剤が冷却される。この状態の吸着熱交換器（23,25）を空気が通過すると、該吸着熱交換器（23,25）の吸着剤に空気が接触し、空気中の水分が吸着剤に吸着される。つまり、吸着剤の吸着動作が行われて空気が除湿される。一方、凝縮器（放熱器）となる吸着熱交換器（23,25）では、高圧冷媒によって該吸着熱交換器（23,25）の吸着剤が加熱される。そうすると、該吸着剤から水分が脱離して空気中へ付与される。つまり、吸着剤の再生動作が行われて空気が加湿される。このように、調湿装置では、冷媒循環方向が可逆に切り換えられることで、第１吸着熱交換器（23）で吸着動作が行われ且つ第２吸着熱交換器（25）で再生動作が行われる状態と、第１吸着熱交換器（23）で再生動作が行われ且つ第２吸着熱交換器（25）で吸着動作が行われる状態とが交互に切り換えられる。そして、再生動作が行われる吸着熱交換器（23,25）を通過した空気が室内へ供給された場合は室内の加湿が行われ、吸着動作が行われる吸着熱交換器（23,25）を通過した空気が室内へ供給された場合は室内の除湿が行われる。
【００１１】
ところで、再生動作が行われる吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気は高圧冷媒によって加熱される。したがって、再生動作が行われる吸着熱交換器（23,25）を通過した空気がそのまま室内へ供給されると、室内が加湿されると同時に暖房される。つまり、暖房加湿が行われる。ここで、冬場であっても、空調機で冷房運転を行う場合がある。このような室内において、調湿装置による加湿を行うと、空調機の冷房負荷が増大してしまう。その結果、空調機の消費エネルギが必要以上に嵩んでしまう。
【００１２】
そこで、本発明の調湿装置では、凝縮器（放熱器）となる吸着熱交換器（23,25）を通過した空気が顕熱熱交換器（26）で冷却される。つまり、加湿された空気が冷却されて室内へ供給される。いわゆる冷房加湿が行われる。したがって、加湿された空気がそのまま室内へ供給される場合に比べて、その供給空気の温度が低下するため、空調機の冷房負荷が低減される。また、顕熱熱交換器（26）には、蒸発器としての吸着熱交換器（23,25）を通過した後の冷媒が流れる。つまり、吸着熱交換器（23,25）で蒸発した後の冷媒が顕熱熱交換器（26）へ流れて空気と熱交換する。したがって、蒸発器としての吸着熱交換器（23,25）へ流れる前の冷媒、即ち凝縮器としての吸着熱交換器（23,25）を通過した後の冷媒が顕熱熱交換器（26）へ流れて蒸発する場合に比べて、その顕熱熱交換器（26）における空気の冷却量（空気からの吸熱量）はそれ程高くない。これにより、顕熱熱交換器（26）において、空気はそれ程冷却されないので、空気に含まれる水分が結露して除湿される虞がない。
【００１３】
さらに、上記の発明では、吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気が顕熱熱交換器（26）において露点温度以下まで冷却されないように制御される。これにより、顕熱熱交換器（26）において、空気に含まれる水分の結露が確実に回避される。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）は、吸着材の吸着動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した冷媒が上記顕熱熱交換器（26）へ流れて吸着材の再生動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気から吸熱する状態と、上記圧縮機（21）の吐出冷媒が上記顕熱熱交換器（26）へ流れて吸着材の再生動作が行われる上記吸着熱交換器（23,25）を通過した空気へ放熱する状態とに切り換わるように冷媒流路を切り換える流路切換手段（27）を有しているものである。
【００１５】
上記の発明では、流路切換手段（27）の切換によって、いわゆる暖房加湿と冷房加湿の２つの運転が切換可能になる。具体的に、冷房加湿の場合、冷媒回路（20）において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、凝縮器としての吸着熱交換器（23,25）および蒸発器としての吸着熱交換器（23,25）を順に流れた後、顕熱熱交換器（26）へ流れる。その場合、凝縮器としての吸着熱交換器（23,25）を通過した空気が顕熱熱交換器（26）へ流れて冷却された後、室内へ供給される。つまり、この場合は、顕熱熱交換器（26）が冷却熱交換器として機能する。一方、暖房加湿の場合、冷媒回路（20）において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、顕熱熱交換器（26）へ流れて、その後、凝縮器としての吸着熱交換器（23,25）および蒸発器としての吸着熱交換器（23,25）を順に流れる。その場合、凝縮器としての吸着熱交換器（23,25）を通過した空気が顕熱熱交換器（26）へ流れて加熱された後、室内へ供給される。つまり、この場合は、顕熱熱交換器（26）が加熱熱交換器として機能する。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、冷媒回路（20）において、凝縮器となる吸着熱交換器（23,25）を通過した空気を蒸発器となる吸着熱交換器（23,25）を通過した冷媒と熱交換させて冷却する顕熱熱交換器（26）を設けるようにした。したがって、空調機で冷房運転を行っている室内に対して、加湿された空気を冷却して供給することができる。つまり、冷房加湿を行うことができる。これにより、空調機の冷房負荷を低減することができる。その結果、室内の加湿を行いつつも、空調機の消費エネルギを低減することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、顕熱熱交換器（26）による空気の冷却温度が該空気の露点温度以上となるように冷媒回路（20）を構成するようにした。そのため、顕熱熱交換器（26）において、空気の水分が結露する状態を回避しつつ該空気を冷却することができる。つまり、加湿された空気を除湿することなく適切に冷却することができる。これにより、加湿性能を低下させることなく、空調機の冷房負荷を低減することができる。
【００１８】
また、第２の発明によれば、冷媒が蒸発器となる吸着熱交換器（23,25）から顕熱熱交換器（26）へ流れる状態と、冷媒が圧縮機（21）から顕熱熱交換器（26）へ流れる状態とに冷媒流路を切り換える流路切換手段（27）を設けるようにした。これにより、顕熱熱交換器（26）を冷却熱交換器として機能させる状態と加熱熱交換器として機能させる状態とに切り換えることができる。したがって、加湿された空気を冷却して室内へ供給する冷房加湿運転と、加湿された空気を加熱して室内へ供給する暖房加湿運転とを切換可能な調湿装置（10）を提供することができる。
【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。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２０】
《実施形態１》
本実施形態１の調湿装置（10）は、室内の湿度調節を行うと共に室内の換気を行うものである。つまり、この調湿装置（10）では、取り込んだ室外空気（OA）を湿度調節して室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気（RA）を室外に排出する。
【００２１】
具体的に、上記調湿装置（10）は、図１に示すように、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えている。冷媒回路（20）には、圧縮機（21）と、四路切換弁（22）と、第１吸着熱交換器（23）および第２吸着熱交換器（25）と、電動膨張弁（24）とが設けられている。
【００２２】
上記冷媒回路（20）において、圧縮機（21）は、吐出側が四路切換弁（22）の第１ポートに接続される一方、吸入側が四路切換弁（22）の第２ポートに接続されている。また、冷媒回路（20）において、第１吸着熱交換器（23）は、一端が四路切換弁（22）の第４ポートに接続される一方、他端が電動膨張弁（24）を介して第２吸着熱交換器（25）の一端に接続されている。そして、第２吸着熱交換器（25）の他端は、四路切換弁（22）の第３ポートに接続されている。つまり、第１吸着熱交換器（23）と電動膨張弁（24）と第２吸着熱交換器（25）とが四路切換弁（22）の第４ポートから第３ポートへ向かって順に接続されている。
【００２３】
上記吸着熱交換器（23,25）は、図示しないが、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されており、長方形板状に形成された多数のフィンと、このフィンを貫通する伝熱管とを備えている。そして、吸着熱交換器（23,25）のフィンおよび伝熱管の外表面には、吸着剤が担持されている。つまり、吸着熱交換器（23,25）は、表面に吸着剤を担持した熱交換器であり、吸着剤により水分を吸脱着することで流通する空気の除加湿を行うように構成されている。なお、吸着熱交換器（23,25）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器に限らず、他の形式の熱交換器、例えば、コルゲートフィン式の熱交換器等であってもよい。
【００２４】
上記四路切換弁（22）は、第１ポートと第４ポートが連通し且つ第２ポートと第３ポートが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートと第３ポートが連通し且つ第２ポートと第４ポートが連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。冷媒回路（20）において、四路切換弁（22）が第１状態の場合、第１吸着熱交換器（23）が凝縮器（放熱器）として機能し第２吸着熱交換器（25）が蒸発器として機能する冷凍サイクルが行われる。また、冷媒回路（20）において、四路切換弁（22）が第２状態の場合、第２吸着熱交換器（25）が凝縮器（放熱器）として機能し第１吸着熱交換器（23）が蒸発器として機能する冷凍サイクルが行われる。つまり、四路切換弁（22）は、冷媒回路（20）における冷媒の循環方向を可逆に切り換えるためのものである。
【００２５】
蒸発器として機能する吸着熱交換器（23,25）では、空気の水分が吸着材に吸着される吸着動作が行われる。これにより、空気が除湿される。凝縮器（放熱器）として機能する吸着熱交換器（23,25）では、その吸着材から水分が脱離する再生動作が行われる。この脱離した水分が空気に付与されることで該空気が加湿される。
【００２６】
また、上記冷媒回路（20）には、本発明の特徴として、顕熱熱交換器（26）が設けられている。顕熱熱交換器（26）は、圧縮機（21）の吸入側と四路切換弁（22）の第２ポートとの間に接続されている。つまり、顕熱熱交換器（26）には、常に、蒸発器として機能する吸着熱交換器（23,25）を通過した後の冷媒が流れる。そして、顕熱熱交換器（26）は、凝縮器として機能する吸着熱交換器（23,25）を通過した後の空気を冷媒と熱交換させて冷却する冷却熱交換器を構成している。
【００２７】
なお、本実施形態の調湿装置（10）には、図示しないが、取り込んだ室外空気（OA）を各吸着熱交換器（23,25）や顕熱熱交換器（26）を通過させて室内へ供給する空気通路と、取り込んだ室内空気（RA）を各吸着熱交換器（23,25）を通過させて室外へ排出する空気通路が設けられている。
【００２８】
−運転動作−
次に、上記調湿装置（10）の運転動作について説明する。この調湿装置（10）は、冷房加湿運転と冷房除湿運転とを切り換えて行うように構成されている。
【００２９】
〈冷房加湿運転〉
この冷房加湿運転は、例えば冬場に、別の空調機で冷房運転が行われる室内に対して行われる。この運転は、図２および図３に示すように、四路切換弁（22）の切換によって第１動作と第２動作とが交互に行われ、吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気が室内へ供給される運転である。なお、冷媒回路（20）では、図４に示すように冷媒が循環して、冷凍サイクルが行われる。
【００３０】
先ず、第１動作では、図２に示すように、四路切換弁（22）が第１状態に設定され、電動膨張弁（24）の開度が適宜調節される。また、この第１動作では、室外空気（OA）が第１吸着熱交換器（23）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第２吸着熱交換器（25）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。つまり、室外空気（OA）が再生用空気として、室内空気（RA）が吸着用空気としてそれぞれ取り込まれる。
【００３１】
この状態において、冷媒が圧縮機（21）で圧縮されて吐出される（図４のＡ点）。吐出された冷媒は、第１吸着熱交換器（23）へ流れて放熱し凝縮する（図４のＢ点）。この冷媒の放熱により、第１吸着熱交換器（23）において吸着材の再生動作が行われる。つまり、吸着材から脱離した水分が室外空気（OA）に付与され、室外空気（OA）が加湿される。その後、室外空気（OA）は顕熱熱交換器（26）へ流れる。
【００３２】
第１吸着熱交換器（23）を通過した冷媒は、電動膨張弁（24）で減圧された後、第２吸着熱交換器（25）へ流れる（図４のＣ点）。第２吸着熱交換器（25）では、冷媒が室内空気（RA）から吸熱して蒸発する一方、室内空気（RA）の水分が吸着材に吸着されて該室内空気（RA）が除湿される（図４のＤ点）。除湿された室内空気（RA）は、室外へ排出される。
【００３３】
そして、第２吸着熱交換器（25）を通過した冷媒は、顕熱熱交換器（26）へ流れる。顕熱熱交換器（26）では、第１吸着熱交換器（23）を通過した後の室外空気（OA）から冷媒が吸熱して過熱される（図４のＥ点）。これにより、室外空気（OA）は冷却され、その後室内へ供給される。一方、顕熱熱交換器（26）で過熱された冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮されて吐出され、この循環を繰り返す。
【００３４】
次に、第２動作について説明する。上述した第１動作が所定時間行われると、四路切換弁（22）が第２状態に設定され、第２動作に切り換えられる。第２動作では、図３に示すように、室外空気（OA）が第２吸着熱交換器（25）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第１吸着熱交換器（23）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。
【００３５】
この状態において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は第２吸着熱交換器（25）へ流れる（図４のＡ点）。第２吸着熱交換器（25）では、冷媒が放熱し凝縮する（図４のＢ点）。この冷媒の放熱により、第２吸着熱交換器（25）において吸着材の再生動作が行われ、吸着材から脱離した水分が室外空気（OA）に付与され、室外空気（OA）が加湿される。その後、室外空気（OA）は顕熱熱交換器（26）へ流れる。
【００３６】
第２吸着熱交換器（25）を通過した冷媒は、電動膨張弁（24）で減圧された後、第１吸着熱交換器（23）へ流れる（図４のＣ点）。第１吸着熱交換器（23）では、冷媒が室内空気（RA）から吸熱して蒸発する一方、室内空気（RA）の水分が吸着材に吸着されて該室内空気（RA）が除湿される（図４のＤ点）。除湿された室内空気（RA）は、室外へ排出される。
【００３７】
そして、第１吸着熱交換器（23）を通過した冷媒は、顕熱熱交換器（26）へ流れる。顕熱熱交換器（26）では、第２吸着熱交換器（25）を通過した後の室外空気（OA）から冷媒が吸熱して過熱される（図４のＥ点）。これにより、室外空気（OA）は冷却され、その後室内へ供給される。一方、顕熱熱交換器（26）で過熱された冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮されて吐出され、この循環を繰り返す。
【００３８】
このように、冷房加湿運転では、第１吸着熱交換器（23）または第２吸着熱交換器（25）で加湿された室外空気（OA）が顕熱熱交換器（26）で冷却された後室内へ供給される。ここで、顕熱熱交換器（26）では、室外空気（OA）の冷却温度がその空気の露点温度以上となるように、言い換えると空気の露点温度以下とならないように構成されている。具体的に、図４に示すモリエル線図のＤ点の位置が左側に移動するほど、顕熱熱交換器（26）において冷媒の吸熱量が増大する。そうすると、室外空気（OA）の冷却温度が低下してその露点温度以下になりやすい。逆に、図４のＤ点の位置が右側に移動するほど、顕熱熱交換器（26）において冷媒の吸熱量が減少する。そうすると、室外空気（OA）の冷却温度が上昇する。したがって、図４のＤ点の位置を調節することにより、顕熱熱交換器（26）において室外空気（OA）がその露点温度以下とならないように冷却される。
【００３９】
〈冷房除湿運転〉
この冷房除湿運転は、例えば夏場に、別の空調機で冷房運転が行われる室内に対して行われる。この運転は、図示しないが、上記冷房加湿運転時と比べて、室外空気（OA）および室内空気（RA）の流路が異なる。つまり、この冷房除湿運転では、冷房加湿運転とは異なり、吸着熱交換器（23,25）で除湿された室外空気（OA）が顕熱熱交換器（26）で冷却されて室内へ供給され、吸着熱交換器（23,25）で加湿された室内空気（RA）が室外に排出される。
【００４０】
具体的に、第１動作では、室外空気（OA）が第２吸着熱交換器（25）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第１吸着熱交換器（23）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。つまり、室外空気（OA）が吸着用空気として、室内空気（RA）が再生用空気としてそれぞれ取り込まれる。また、第２動作では、室外空気（OA）が第１吸着熱交換器（23）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第２吸着熱交換器（25）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。
【００４１】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、冷媒回路（20）において、蒸発器となる吸着熱交換器（23,25）と圧縮機（21）の吸入側との間に設け、吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気を冷却する顕熱熱交換器（26）を備えるようにした。したがって、加湿された空気を冷却して室内へ供給することができる。これにより、例えば冬場に、別の空調機で冷房運転が行われる室内に対して加湿運転を行う場合、低温の加湿空気を室内に供給することができるため、空調機の冷房負荷が増大するのを防止することができる。その結果、空調機の消費エネルギを低減しつつ、室内の加湿を行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態では、顕熱熱交換器（26）において空気の冷却温度がその空気の露点温度以下にならないように構成するようにした。したがって、結露を生じさせることなく空気を冷却することができる。これにより、調湿装置（10）の加湿能力を低下させることなく、冷房加湿を行うことができる。
【００４３】
特に、顕熱熱交換器（26）を蒸発器となる吸着熱交換器（23,25）と圧縮機（21）の吸入側との間に設けるようにしたので、顕熱熱交換器（26）の冷却能力を適切に抑えることができる。つまり、顕熱熱交換器（26）には吸着熱交換器（23,25）で蒸発した冷媒が流れるので、冷媒の吸熱量（即ち、空気の冷却量）を比較的低くすることができる。これにより、顕熱熱交換器（26）において、確実に空気の冷却温度をその空気の露点温度以上にすることができる。
【００４４】
また、凝縮器となる吸着熱交換器（23,25）では、空気が加湿されると共に幾分加熱される。そして、その加湿および加熱された空気が顕熱熱交換器（26）に流れるので、該顕熱熱交換器（26）における冷媒の蒸発温度（蒸発圧力）が比較的高温となる。これにより、圧縮機（21）の入力を減少させることができ、その結果、冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、除湿された空気を冷却して室内へ供給する冷房除湿運転を行うため、例えば夏場に、別の空調機で冷房運転が行われる室内に対して除湿運転を行う場合、空調機の冷房負荷を低減することができる。その結果、空調機の消費エネルギを削減しつつ、室内の除湿を行うことができる。
【００４６】
《実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態２の調湿装置（10）は、図５〜図８に示すように、上記実施形態１の冷媒回路（20）に四路切換弁（27）を１つ追加したものである。つまり、本実施形態の調湿装置（10）は、冷房加湿運転および冷房除湿運転に加えて、暖房加湿運転を可能にしたものである。ここでは、上記実施形態１と異なる点について説明する。
【００４７】
具体的に、本実施形態の冷媒回路（20）には、第１四路切換弁（22）および第２四路切換弁（27）が設けられている。冷媒回路（20）において、圧縮機（21）は、吐出側が第２四路切換弁（27）の第１ポートに接続される一方、吸入側が第２四路切換弁（27）の第２ポートに接続されている。第２四路切換弁（27）の第３ポートは、顕熱熱交換器（26）を介して第１四路切換弁（22）の第２ポートに接続されている。第２四路切換弁（27）の第４ポートは、第１四路切換弁（22）の第１ポートに接続されている。また、第１吸着熱交換器（23）は、一端が第１四路切換弁（22）の第４ポートに接続される一方、他端が電動膨張弁（24）を介して第２吸着熱交換器（25）の一端に接続されている。そして、第２吸着熱交換器（25）の他端は、第１四路切換弁（22）の第３ポートに接続されている。つまり、第１吸着熱交換器（23）と電動膨張弁（24）と第２吸着熱交換器（25）とが第１四路切換弁（22）の第４ポートから第３ポートへ向かって順に接続されている。
【００４８】
本実施形態の第１四路切換弁（22）は、上記実施形態１の四路切換弁（22）に相当するものである。第１四路切換弁（22）は、第１ポートと第４ポートが連通し且つ第２ポートと第３ポートが連通する第１状態（図５または図７に示す状態）と、第１ポートと第３ポートが連通し且つ第２ポートと第４ポートが連通する第２状態（図６または図８に示す状態）とに切り換え可能となっている。この第１四路切換弁（22）の切換によって、第１吸着熱交換器（23）が凝縮器として機能し且つ第２吸着熱交換器（25）が蒸発器として機能する状態と、第２吸着熱交換器（25）が凝縮器として機能し且つ第１吸着熱交換器（23）が蒸発器として機能する状態とに切り換わる。
【００４９】
一方、第２四路切換弁（27）は、第１ポートと第４ポートが連通し且つ第２ポートと第３ポートが連通する第１状態（図７または図８に示す状態）と、第１ポートと第３ポートが連通し且つ第２ポートと第４ポートが連通する第２状態（図５または図６に示す状態）とに切り換え可能となっている。冷媒回路（20）において、第２四路切換弁（27）が第１状態の場合、蒸発器となる吸着熱交換器（23,25）を通過した冷媒が顕熱熱交換器（26）へ流れて圧縮機（21）へ吸入される。また、冷媒回路（20）において、第２四路切換弁（27）が第２状態の場合、圧縮機（21）から冷媒が顕熱熱交換器（26）へ流れる。
【００５０】
−運転動作−
次に、上記調湿装置（10）の運転動作について説明する。この調湿装置（10）は、暖房加湿運転、冷房加湿運転および冷房除湿運転を切り換えて行うように構成されている。
【００５１】
〈暖房加湿運転〉
この暖房加湿運転は、例えば冬場に、別の空調機で暖房運転が行われる室内に対して行われる。この運転は、図５および図６に示すように、第１四路切換弁（22）の切換によって第１動作と第２動作とが交互に行われ、吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気が室内へ供給される運転である。この暖房加湿運転では、常に第２四路切換弁（27）が第２状態に設定される。
【００５２】
先ず、第１動作では、図５に示すように、第１四路切換弁（22）が第１状態に設定され、第１吸着熱交換器（23）が蒸発器として機能し且つ第２吸着熱交換器（25）が凝縮器として機能する。なお、電動膨張弁（24）の開度が適宜調節される。また、この第１動作では、室外空気（OA）が第２吸着熱交換器（25）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第１吸着熱交換器（23）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。つまり、室外空気（OA）が再生用空気として、室内空気（RA）が吸着用空気としてそれぞれ取り込まれる。
【００５３】
この状態において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、顕熱熱交換器（26）へ流れる。顕熱熱交換器（26）では、冷媒が室外空気（OA）へ放熱し、該室外空気（OA）が加熱される。顕熱熱交換器（26）から出た冷媒は、第２吸着熱交換器（25）へ流れて放熱し凝縮する。この冷媒の放熱により、第２吸着熱交換器（25）において吸着材の再生動作が行われる。つまり、吸着材から脱離した水分が室外空気（OA）に付与され、室外空気（OA）が加湿される。その後、室外空気（OA）は、顕熱熱交換器（26）へ流れて加熱された後、室内へ供給される。これにより、室内の加湿が行われる。
【００５４】
第２吸着熱交換器（25）を通過した冷媒は、電動膨張弁（24）で減圧された後、第１吸着熱交換器（23）へ流れる。第１吸着熱交換器（23）では、冷媒が室内空気（RA）から吸熱して蒸発する一方、室内空気（RA）の水分が吸着材に吸着されて該室内空気（RA）が除湿される。その後、室内空気（RA）は室外へ排出される。そして、第１吸着熱交換器（23）を通過した冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮されて吐出され、この循環を繰り返す。      
【００５５】
次に、第２動作について説明する。上述した第１動作が所定時間行われると、図６に示すように第１四路切換弁（22）が第２状態に設定され、第２動作に切り換えられる。つまり、第１吸着熱交換器（23）が凝縮器として機能し且つ第２吸着熱交換器（25）が蒸発器として機能する。また、第２動作では、室外空気（OA）が第１吸着熱交換器（23）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第２吸着熱交換器（25）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。
【００５６】
この状態において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、顕熱熱交換器（26）へ流れて室外空気（OA）へ放熱する。これにより、室外空気（OA）が加熱される。顕熱熱交換器（26）から出た冷媒は、第１吸着熱交換器（23）へ流れて放熱し凝縮する。この冷媒の放熱により、第１吸着熱交換器（23）において吸着材の再生動作が行われ、室外空気（OA）が加湿される。その後、室外空気（OA）は、顕熱熱交換器（26）へ流れて加熱された後、室内へ供給される。これにより、室内の加湿が行われる。
【００５７】
第１吸着熱交換器（23）を通過した冷媒は、電動膨張弁（24）で減圧された後、第２吸着熱交換器（25）へ流れる。第２吸着熱交換器（25）では、冷媒が室内空気（RA）から吸熱して蒸発する一方、室内空気（RA）の水分が吸着材に吸着されて該室内空気（RA）が除湿される。その後、室内空気（RA）は室外へ排出される。そして、第２吸着熱交換器（25）を通過した冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮されて吐出され、この循環を繰り返す。
【００５８】
このように、顕熱熱交換器（26）は、暖房加湿運転の場合、吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気を加熱するための加熱熱交換器として機能する。
【００５９】
〈冷房加湿運転〉
この冷房加湿運転は、上記実施形態１の冷房加湿運転に相当し、例えば冬場に、別の空調機で冷房運転が行われる室内に対して行われる。この運転は、図７および図８に示すように、第１四路切換弁（22）の切換によって第１動作と第２動作とが交互に行われ、吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気が室内へ供給される運転である。この冷房加湿運転では、常に第２四路切換弁（27）が第１状態に設定される。
【００６０】
先ず、第１動作では、図７に示すように、第１四路切換弁（22）が第１状態に設定され、第１吸着熱交換器（23）が凝縮器として機能し且つ第２吸着熱交換器（25）が蒸発器として機能する。なお、電動膨張弁（24）の開度が適宜調節される。また、この第１動作では、室外空気（OA）が第１吸着熱交換器（23）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第２吸着熱交換器（25）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。つまり、室外空気（OA）が再生用空気として、室内空気（RA）が吸着用空気としてそれぞれ取り込まれる。
【００６１】
この状態において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第１吸着熱交換器（23）へ流れて放熱し凝縮する。これにより、第１吸着熱交換器（23）において吸着材の再生動作が行われ、室外空気（OA）が加湿される。その後、室外空気（OA）は顕熱熱交換器（26）へ流れる。第１吸着熱交換器（23）を通過した冷媒は、電動膨張弁（24）で減圧された後、第２吸着熱交換器（25）へ流れて蒸発する。また、第２吸着熱交換器（25）では、室内空気（RA）が除湿され、その後室外へ排出される。そして、第２吸着熱交換器（25）を通過した冷媒は、顕熱熱交換器（26）へ流れる。顕熱熱交換器（26）では、第１吸着熱交換器（23）を通過した後の室外空気（OA）から冷媒が吸熱して過熱される。これにより、室外空気（OA）は冷却され、その後室内へ供給される。一方、顕熱熱交換器（26）を出た冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮されて吐出され、この循環を繰り返す。
【００６２】
次に、第２動作について説明する。上述した第１動作が所定時間行われると、図８に示すように、第１四路切換弁（22）が第２状態に設定され、第２動作に切り換えられる。第２動作では、室外空気（OA）が第２吸着熱交換器（25）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第１吸着熱交換器（23）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。
【００６３】
この状態において、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第２吸着熱交換器（25）へ流れて放熱し凝縮する。この冷媒の放熱により、第２吸着熱交換器（25）において吸着材の再生動作が行われ、吸着材から脱離した水分が室外空気（OA）に付与され、室外空気（OA）が加湿される。その後、室外空気（OA）は顕熱熱交換器（26）へ流れる。
【００６４】
第２吸着熱交換器（25）を通過した冷媒は、電動膨張弁（24）で減圧された後、第１吸着熱交換器（23）へ流れて蒸発する。また、第１吸着熱交換器（23）では、室内空気（RA）が除湿され、その後室外へ排出される。そして、第１吸着熱交換器（23）を通過した冷媒は、顕熱熱交換器（26）へ流れる。顕熱熱交換器（26）では、第２吸着熱交換器（25）を通過した後の室外空気（OA）から冷媒が吸熱して過熱される。これにより、室外空気（OA）は冷却され、その後室内へ供給される。一方、顕熱熱交換器（26）で過熱された冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮されて吐出され、この循環を繰り返す。
【００６５】
なお、上記実施形態１と同様に、顕熱熱交換器（26）では、室外空気（OA）の冷却温度がその空気の露点温度以上となるように、即ち空気の露点温度以下とならないように構成されている。
【００６６】
このように、顕熱熱交換器（26）は、冷房加湿運転の場合、吸着熱交換器（23,25）で加湿された空気を冷却するための冷却熱交換器として機能する。そして、本実施形態において、第２四路切換弁（27）は、顕熱熱交換器（26）を加熱熱交換器として機能させる状態と、冷却熱交換器として機能させる状態とに切り換えるためのものである。つまり、第２四路切換弁（27）は、顕熱熱交換器（26）において、蒸発器の吸着熱交換器（23,25）を通過した冷媒が凝縮器の吸着熱交換器（23,25）を通過した空気から吸熱する状態と、圧縮機（21）の吐出冷媒が凝縮器の吸着熱交換器（23,25）を通過した空気へ放熱する状態とに切り換わるように冷媒流路を切り換える流路切換手段を構成している。
【００６７】
〈冷房除湿運転〉
この冷房除湿運転は、図示しないが、上記冷房加湿運転時と比べて、室外空気（OA）および室内空気（RA）の流路が異なる。つまり、この冷房除湿運転では、冷房加湿運転とは異なり、吸着熱交換器（23,25）で除湿された室外空気（OA）が顕熱熱交換器（26）で冷却されて室内へ供給され、吸着熱交換器（23,25）で加湿された室内空気（RA）が室外に排出される。
【００６８】
具体的に、第１動作では、室外空気（OA）が第２吸着熱交換器（25）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第１吸着熱交換器（23）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。つまり、室外空気（OA）が吸着用空気として、室内空気（RA）が再生用空気としてそれぞれ取り込まれる。また、第２動作では、室外空気（OA）が第１吸着熱交換器（23）および顕熱熱交換器（26）を順に通過して室内へ供給されると共に、室内空気（RA）が第２吸着熱交換器（25）を通過して室外へ排出されるように空気通路が設定される。
【００６９】
−実施形態２の効果−
本実施形態２によれば、冷媒回路（20）において、第２四路切換弁（27）を設けるようにした。したがって、顕熱熱交換器（26）を加熱熱交換器として機能させる状態と冷却熱交換器として機能させる状態とに切り換えることができる。これにより、加湿空気を加熱して室内へ供給する暖房加湿運転と、加湿空気を冷却して室内へ供給する冷房加湿運転とを切り換えることができる。
【００７０】
そのため、冬場に、別の空調機が暖房運転している室内において暖房加湿運転を行えば、空調機の暖房負荷を低減することができる。また、冬場に、別の空調機が冷房運転している室内において冷房加湿運転を行えば、空調機の冷房負荷を低減することができる。これらの結果、空調機の消費エネルギを削減しつつ、室内の加湿を行うことができる。
【００７１】
その他の構成、作用および効果は、上記実施形態１と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明は、水分の吸着剤が担持された吸着熱交換器を用いて空気の調湿を行う調湿装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態１に係る調湿装置の構成を示す配管系統図である。
【図２】実施形態１に係る冷房加湿運転の第１動作を示す配管系統図である。
【図３】実施形態１に係る冷房加湿運転の第２動作を示す配管系統図である。
【図４】実施形態１に係る冷房加湿運転の冷媒状態を示すモリエル線図である。
【図５】実施形態２に係る調湿装置の構成と暖房加湿運転の第１動作を示す配管系統図である。
【図６】実施形態２に係る調湿装置の構成と暖房加湿運転の第２動作を示す配管系統図である。
【図７】実施形態２に係る調湿装置の構成と冷房加湿運転の第１動作を示す配管系統図である。
【図８】実施形態２に係る調湿装置の構成と冷房加湿運転の第２動作を示す配管系統図である。
【符号の説明】
【００７４】
10        調湿装置
20        冷媒回路
21        圧縮機
23        第１吸着熱交換器
25        第２吸着熱交換器
26        顕熱熱交換器
27        第２四路切換弁（流路切換手段）
【図１】
0004321650.tif 000002
【図２】
0004321650.tif 000003
【図３】
0004321650.tif 000004
【図４】
0004321650.tif 000005
【図５】
0004321650.tif 000006
【図６】
0004321650.tif 000007
【図７】
0004321650.tif 000008
【図８】
0004321650.tif 000009