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1. WO2020003446 - AIR CONDITIONING DEVICE

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明 細 書

発明の名称 空気調和装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006  

発明の効果

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070  

符号の説明

0071  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 空気調和装置

技術分野

[0001]
 本発明は、全熱交換器を備えた空気調和装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 従来、全熱交換器を備えた空気調和装置において、給気(SA)側に熱交換器を配置して、室内機としての機能を付加したものがある(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2017-161188号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 特許文献1は、外気(OA)を室内に取り込むが、室内外の温湿度差が大きい場合に全熱交換すると、室内環境が大きく変動してしまうという課題があった。また、室内環境が大きく変動してしまうのを避けるため、室内に取り込む外気(OA)の量を減らすと、十分に換気ができないという課題があった。
[0005]
 本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、十分な換気量を確保しつつ、室内外の温湿度差による室内環境の変動を抑制することができる空気調和装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明に係る空気調和装置は、ケーシングと、前記ケーシング内に取り込まれた外気と環気との熱交換を行う全熱交換器と、前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、給気として室内に供給する第一送風機と、前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、排気として室外に排出する第二送風機と、前記ケーシング内に取り込まれた外気および環気の流出先を給気側と排気側とに切り替える風路切替手段と、を備えたものである。

発明の効果

[0007]
 本発明に係る空気調和装置によれば、風路切替手段により、ケーシング内に取り込まれた外気および環気の流出先を給気側と排気側とに切り替えることができるため、必要以上の換気を行わないようにすることで、十分な換気量を確保しつつ、室内外の温湿度差による室内環境の変動を抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 本実施の形態1に係る空気調和装置の構成図である。
[図2] 本実施の形態1に係る空気調和装置の流路切替装置が第一切替状態の冷媒回路図である。
[図3] 本実施の形態1に係る空気調和装置の流路切替装置が第二切替状態の冷媒回路図である。
[図4] 本実施の形態1に係る空気調和装置の風路切替手段が第一切替状態の構成図である。
[図5] 本実施の形態1に係る空気調和装置の風路切替手段が第二切替状態の構成図である。
[図6] 本実施の形態1に係る空気調和装置の制御フローを示す図である。
[図7] 本実施の形態2に係る空気調和装置の構成図である。
[図8] 本実施の形態2に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
[図9] 本実施の形態3に係る空気調和装置の制御フローを示す図である。

発明を実施するための形態

[0009]
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
[0010]
 実施の形態1.
 図1は、本実施の形態1に係る空気調和装置100の構成図である。
 本実施の形態1に係る空気調和装置100は、図1に示すように、箱体形状のケーシング1を備えている。
[0011]
 ケーシング1内には、全熱交換器10と、第一送風機2と、第二送風機3と、給気側熱交換器33と、第一取込側熱交換器35aと、排気側熱交換器35bと、ドレンパン4と、風路切替手段5と、給気側温湿度センサ21と、第一取込側温湿度センサ22と、第二取込側温湿度センサ23と、が設けられている。
[0012]
 図2は、本実施の形態1に係る空気調和装置100の流路切替装置32が第一切替状態の冷媒回路図である。図3は、本実施の形態1に係る空気調和装置100の流路切替装置32が第二切替状態の冷媒回路図である。
 また、空気調和装置100は、図2および図3に示すように、冷媒が循環する冷媒回路200を備えている。冷媒回路200は、圧縮機31、流路切替装置32、給気側熱交換器33、第一取込側絞り装置34a、第一取込側熱交換器35aが、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置34bおよび排気側熱交換器35bが、第一取込側絞り装置34aおよび第一取込側熱交換器35aに対して並列に配管接続されることにより、構成されている。
[0013]
 全熱交換器10は、給気側出口11、排気側出口14、給気側入口13、排気側入口12を有し、給気側入口13から給気側出口11に流れる空気(以下、給気側に流出する空気と称する)と、排気側入口12から排気側出口14に流れる空気(以下、排気側に流出する空気と称する)とで熱交換させるものである。なお、給気側に流出する空気および排気側に流出する空気は、一方が外気(OA)で他方が環気(RA)であるが、後述する風路切替手段5の向きによって変わる。
[0014]
 第一送風機2は、外気(OA)または環気(RA)をケーシング1内に取り込んで、全熱交換器10で全熱交換後、給気(SA)として空調対象空間である室内に供給するものである。第二送風機3は、外気(OA)または環気(RA)をケーシング1内に取り込んで、全熱交換器10で全熱交換後、排気(EA)として室外に排出するものである。
[0015]
 なお、本実施の形態では、第一送風機2が給気側出口11の下流側に配置され、第二送風機3が排気側出口14の下流側に配置されているが、それに限定されない。例えば、第一送風機2が給気側入口13の上流側かつ風路切替手段5の下流側に配置され、第二送風機3が排気側入口12の上流側かつ風路切替手段5の下流側に配置されていてもよい。
[0016]
 または、第一送風機2および第二送風機3のうち、いずれか一方が風路切替手段5の上流側かつ環気(RA)取り込み側に配置され、もう一方が風路切替手段5の上流側かつ外気(OA)取り込み側に配置されていてもよい。その場合、風路切替手段5の上流側かつ環気(RA)取り込み側に配置された第一送風機2または第二送風機3は、環気(RA)をケーシング1内に取り込んで、全熱交換器10で全熱交換後、給気(SA)として空調対象空間である室内に供給、または、排気(EA)として室外に排出するものである。一方、風路切替手段5の上流側かつ外気(OA)取り込み側に配置された第一送風機2または第二送風機3は、外気(OA)をケーシング1内に取り込んで、全熱交換器10で全熱交換後、給気(SA)として空調対象空間である室内に供給、または、排気(EA)として室外に排出するものである。
[0017]
 給気側熱交換器33は、全熱交換器10の給気側出口11の下流側に設けられ、全熱交換器10の給気側出口11から流出した空気と冷媒とで熱交換させ、給気(SA)の温湿度を調整するものである。この給気側熱交換器33は、給気(SA)の除加湿に直接的に働きかける。
[0018]
 第一取込側熱交換器35aは、全熱交換器10の排気側入口12の上流側に設けられ、ケーシング1内に取り込まれた外気(OA)または環気(RA)と冷媒とで熱交換させ、全熱交換器10の排気側入口12に流入する空気の温湿度を調整するものである。この第一取込側熱交換器35aは、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との湿度交換を促進または抑制する。
[0019]
 排気側熱交換器35bは、全熱交換器10の排気側出口14の下流側に設けられ、全熱交換器10の排気側出口14から流出した空気と冷媒とで熱交換させ、排気(EA)の温湿度を調整するものである。この排気側熱交換器35bは、第一取込側熱交換器35aでの給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整が必要ない場合に第一取込側熱交換器35aの代わりに使用され、余剰な熱を廃棄する、または、無給水加湿を実現するために結露水を発生させるものである。
[0020]
 ドレンパン4は、給気側熱交換器33の近くに配置され、給気側熱交換器33で発生した結露水を、ドレンホース(図示せず)などを介して回収するものである。
[0021]
 給気側温湿度センサ21は、全熱交換器10の給気側出口11の下流側かつ給気側熱交換器33の上流側に設けられ、給気側出口11から流出した空気の温湿度を検知するものである。第一取込側温湿度センサ22は、全熱交換器10の排気側入口12の上流側かつ第一取込側熱交換器35aの下流側に設けられ、排気側入口12に流入する空気の温湿度を検知するものである。第二取込側温湿度センサ23は、全熱交換器10の給気側入口13の上流側に設けられ、給気側入口13に流入する空気の温湿度を検知するものである。
[0022]
 制御装置50は、各温湿度センサが検知した温湿度に基づいて、風路切替手段5、冷媒回路200などを制御するものである。この制御装置50は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)で構成される。
[0023]
 圧縮機31は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、例えば周波数が可変できるインバータ圧縮機である。流路切替装置32は、冷媒の流通方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。図2に示すように、流路切替装置32が第一切替状態の場合、給気側熱交換器33が凝縮器として機能し、第一取込側熱交換器35aおよび排気側熱交換器35bが蒸発器として機能する。また、図3に示すように、流路切替装置32が第二切替状態の場合、給気側熱交換器33が蒸発器として機能し、第一取込側熱交換器35aおよび排気側熱交換器35bが凝縮器として機能する。
[0024]
 第一取込側絞り装置34aは、それに流れ込む冷媒を減圧する装置であり、例えば電子膨張弁である。また、第一取込側絞り装置34aは、第一取込側熱交換器35aへの冷媒の流入の有無を開閉により切り替えるものである。排気側絞り装置34bは、それに流れ込む冷媒を減圧する装置であり、例えば電子膨張弁である。また、排気側絞り装置34bは、排気側熱交換器35bへの冷媒の流入の有無を開閉により切り替えるものである。
[0025]
 図4は、本実施の形態1に係る空気調和装置100の風路切替手段5が第一切替状態の構成図である。図5は、本実施の形態1に係る空気調和装置100の風路切替手段5が第二切替状態の構成図である。
 風路切替手段5は、外気(OA)および環気(RA)の流出先を給気側と排気側とに切り替えるものであり、例えばダンパ、弁などで構成されている。
[0026]
 図4に示すように、風路切替手段5が第一切替状態の場合、ケーシング1内に外気取込経路が形成され、環気(RA)は、全熱交換器10を通過後、排気側に流れ、外気(OA)は、全熱交換器10を通過後、給気側に流れる。また、図5に示すように、風路切替手段5が第二切替状態の場合、ケーシング1内に内気循環経路が形成され、環気(RA)は、全熱交換器10を通過後、給気側に流れ、外気(OA)は、全熱交換器10を通過後、排気側に流れる。
[0027]
 制御装置50は、例えばガス濃度検知センサーが検知した室内の二酸化炭素などのガス濃度をリアルタイムで監視し、その検知値があらかじめ設定された基準濃度を超えた場合、つまり室内換気が必要な場合は、室内に外気(OA)を取り込むように、風路切替手段5を第一切替方向に切り替え、室外から取り込んだ外気(OA)を給気(SA)として室内に供給して換気を行う。一方、制御装置50は、ガス濃度検知センサーの検知値があらかじめ設定された基準濃度以下である場合、つまり室内換気が不要な場合は、室内を環気(RA)が循環するように、風路切替手段5を第二切替方向に切り替え、室内から取り込んだ環気(RA)を給気(SA)として室内に供給して換気を行う。
[0028]
 また、制御装置50は、例えば室内の床面積などから求めた必要換気量に基づいて、室内の換気量を十分に満たすように、風路切替手段5を外気取込経路と内気循環経路とに時間軸で切り替える。
[0029]
 このように、状況に応じて風路切替手段5を切り替えることで、十分な換気量を確保しつつ、室外の温湿度の影響を受けづらくすることができる。そのため、室内外の温湿度差が大きいときに全熱交換することにより生じる室内環境の変動を抑制することができる。また、内気循環経路となるように風路切替手段5を切り替えても、外気(OA)との全熱交換は可能であるため、要求に応じて換気(RA)と外気(OA)とで熱交換させて、給気(SA)の温湿度を調整することができる。
[0030]
 また、制御装置50は、給気側温湿度センサ21、第一取込側温湿度センサ22、および、第二取込側温湿度センサ23が検知した空気の温湿度を取得する。そして、制御装置50は、環気(RA)と外気(OA)との絶対湿度の差、要求される湿度(除湿または加湿)、要求される給気(SA)の温度(冷房または暖房)などに基づいて、流路切替装置32を切り替える。
[0031]
 制御装置50は、環気(RA)と外気(OA)との絶対湿度の差に基づいて、給気(SA)の除湿が必要であると判定した場合、流路切替装置32を第二切替状態とし、給気側熱交換器33を蒸発器として機能させる。そして、給気(SA)の温度を下げることで、給気側熱交換器33で結露させて給気(SA)を除湿し、その際に発生した結露水をドレンホース(図示せず)などでドレンパン4に回収する。こうすることで、給気(SA)を除湿することができる。なお、排気側熱交換器35bを凝縮器として機能させることで、余剰な熱を廃棄することができる。
[0032]
 また、制御装置50は、環気(RA)と外気(OA)との絶対湿度の差に基づいて、給気(SA)の加湿が必要であると判定した場合、流路切替装置32を第一切替状態とし、給気側熱交換器33を凝縮器として機能させ、第一取込側熱交換器35aまたは排気側熱交換器35bを蒸発器として機能させる。第一取込側熱交換器35aを蒸発器として機能させた場合、環気(RA)または外気(OA)を第一取込側熱交換器35aで冷却して結露水を発生させ、その結露水をドレンホース(図示せず)などでドレンパン4に回収する。一方、排気側熱交換器35bを蒸発器として機能させた場合、排気(EA)を排気側熱交換器35bで冷却して結露水を発生させ、その結露水をドレンホース(図示せず)などでドレンパン4に回収する。
[0033]
 そして、その回収した結露水を含んだ気化フィルタ(図示せず)に、給気側熱交換器33から流出した温かい風を当てて蒸発させ、給気(SA)を加湿する。こうすることで、給気(SA)を無給水加湿することができる。
[0034]
 また、制御装置50は、第一取込側熱交換器35aにより、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差を調整する。こうすることにより、湿度交換を促進または抑制し、室内外の湿度条件に関わらず、ユーザーにより設定された絶対湿度である要求湿度を実現することができる。
[0035]
 また、制御装置50は、「自然除湿」、「自然加湿」、「除湿促進」、および、「加湿促進」の4つのモードを有し、圧縮機31の動作/停止、および、流路切替装置32の切り替えにより、それら4つのモードのうちいずれかを実行する。
[0036]
 「自然除湿」は、室内を除湿するモードの一つであり、給気(SA)の絶対湿度を環気(RA)の絶対湿度よりも下げる必要がある場合、つまり除湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が小さい(または大きくない)場合、かつ、全熱交換器10における除加湿の方向が除湿方向である場合に実行される。ここで、全熱交換器10における除加湿の方向とは、給気側に流出する空気が全熱交換器10での全熱交換で除湿および加湿のどちらが行われるかを意味しており、加湿される場合は加湿方向、除湿される場合は除湿方向である。
[0037]
 「自然加湿」は、室内を加湿するモードの一つであり、給気(SA)の絶対湿度を環気(RA)の絶対湿度よりも上げる必要がある場合、つまり加湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が小さい(または大きくない)場合、かつ、全熱交換器10における除加湿の方向が加湿方向である場合に実行される。
[0038]
 「除湿促進」は、室内を除湿するモードの一つであり、給気(SA)の絶対湿度を環気(RA)の絶対湿度よりも下げる必要がある場合、つまり除湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が大きい場合、または、室内の潜熱負荷が小さくても全熱交換器10における除加湿の方向が加湿方向である場合に実行される。
[0039]
 「加湿促進」は、室内を加湿するモードの一つであり、給気(SA)の絶対湿度を環気(RA)の絶対湿度よりも下げる必要がある場合、つまり加湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が大きい場合、または、室内の潜熱負荷が小さくても全熱交換器10における除加湿の方向が除湿方向である場合に実行される。
[0040]
 なお、「自然除湿」および「自然加湿」では、全熱交換器10での全熱交換のみで湿度調整が可能なため、圧縮機31を停止させる。一方、「除湿促進」および「加湿促進」では、全熱交換器10での全熱交換のみでは湿度調整が不可能なため、圧縮機31を動作させる。また、「除湿促進」では、流路切替装置32を第二切替状態とする。一方、「加湿促進」では、流路切替装置32を第一切替状態とする。なお、必須ではないが、「自然除湿」では、流路切替装置32を第二切替状態としてもよいし、「自然加湿」では、流路切替装置32を第一切替状態としてもよい。
[0041]
 また、4つのモードを実行する際に、風路切替手段5が外気取込経路に切り替えられる場合と、内気循環経路に切り替えられる場合とが考えられるが、上述の通り、室内のガス濃度および必要換気量などの状況に応じて切り替えられる。
[0042]
 図6は、本実施の形態1に係る空気調和装置100の制御フローを示す図である。なお、図6中のQは、全熱交換器10での全熱交換で対応できる負荷を表している。
 次に、本実施の形態1に係る空気調和装置100の制御フローについて、図6を用いて説明する。
[0043]
(ステップS1)
 制御装置50は、外気取込経路の場合は第一取込側温湿度センサ22、内気循環経路の場合は第二取込側温湿度センサ23、が検知した環気(RA)の絶対湿度、つまり室内湿度が、要求湿度よりも大きいかどうかを判定する。制御装置50が、室内湿度の方が大きいと判定した場合、ステップS2へ進む。一方、制御装置50が、室内湿度の方が大きくない判定した場合、ステップS6へ進む。
[0044]
(ステップS2)
 制御装置50は、室内湿度と要求湿度との差により求めた潜熱負荷が、Qよりも大きいかどうかを判定する。制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけでは対応できない場合、ステップS3へ進む。一方、制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけで対応できる場合、ステップS4へ進む。
[0045]
(ステップS3)
 制御装置50は、「除湿促進」を実行する。制御装置50は、圧縮機31を動作させ、流路切替装置32を第二切替状態とする。そして、給気側熱交換器33が蒸発器として機能することで、給気(SA)の温度が下がって結露水として水分が回収されるため、給気(SA)の絶対湿度を低下させることができる。また、第一取込側熱交換器35aが凝縮器として機能することで、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差を上昇または低下させることができる。つまり、外気(OA)と環気(RA)との相対湿度差を大きくするまたは小さくすることができる。これにより、全熱交換を促進または抑制することができる。ただし、第一取込側熱交換器35aを凝縮器として機能させると、給気(SA)の温度を上昇させる方向に作用するので、蒸発器として機能する給気側熱交換器33側から見ると、負荷が上昇する。そのため、室内外の湿度条件によって第一取込側熱交換器35aでの給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整が必要ない場合には、第一取込側熱交換器35aの代わりに排気側熱交換器35bを凝縮器として機能させることで、余剰な熱を廃棄することができる。
[0046]
(ステップS4)
 制御装置50は、第一取込側温湿度センサ22および第二取込側温湿度センサ23が検知した環気(RA)および外気(OA)の絶対湿度から、全熱交換器10における除加湿の方向が除湿方向であるかどうかを判定する。制御装置50が、全熱交換器10における除加湿の方向が除湿方向であると判定した場合、ステップS5へ進む。一方、制御装置50が、全熱交換器10における除加湿の方向が除湿方向ではない、つまり加湿方向であると判定した場合、ステップS3へ進む。
[0047]
 ここで、空気中の水分は、絶対湿度の高い方から低い方へと移動する。このため、外気取込経路の場合において、外気(OA)の絶対湿度AHoa<環気(RA)の絶対湿度AHraの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は加湿方向となる。つまり、全熱交換器10における除加湿の方向は加湿方向である。逆に、外気(OA)の絶対湿度AHoa>環気(RA)の絶対湿度AHraの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は除湿方向となる。つまり、全熱交換器10における除加湿の方向は除湿方向である。一方、内気循環経路の場合において、外気(OA)の絶対湿度AHoa<環気(RA)の絶対湿度AHraの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は除湿方向となる。つまり、全熱交換器10における除加湿の方向は除湿方向である。逆に、外気(OA)の絶対湿度AHoa>環気(RA)の絶対湿度AHraの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は加湿方向となる。つまり、全熱交換器10における除加湿の方向は加湿方向である。
[0048]
(ステップS5)
 制御装置50は、「自然除湿」を実行する。制御装置50は、圧縮機31を停止させる。
[0049]
(ステップS6)
 制御装置50は、室内湿度と要求湿度との差により求めた潜熱負荷が、Qよりも大きいかどうかを判定する。制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけでは対応できない場合、ステップS7へ進む。一方、制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけで対応できる場合、ステップS8へ進む。
[0050]
(ステップS7)
 制御装置50は、「加湿促進」を実行する。制御装置50は、圧縮機31を動作させ、流路切替装置32を第一切替状態とする。そして、第一取込側熱交換器35aが蒸発器として機能することで、第一取込側熱交換器35aで外気(OA)または環気(RA)を冷却することにより発生した結露水をドレンパン4に回収する。そして、その回収した結露水を含んだ気化フィルタ(図示せず)に、給気側熱交換器33から流出した温かい風を当てて蒸発させることで、給気(SA)の絶対湿度を上昇させることができる。また、第一取込側熱交換器35aが蒸発器として機能することで、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差を上昇または低下させることができる。つまり、外気(OA)と環気(RA)との相対湿度差を大きくするまたは小さくすることができる。これにより、全熱交換を促進または抑制することができる。ただし、第一取込側熱交換器35aを蒸発器として機能させると、給気(SA)の温度を低下させる方向に作用するので、凝縮器として機能する給気側熱交換器33側から見ると、負荷が上昇する。そのため、室内外の湿度条件によって第一取込側熱交換器35aでの給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整が必要ない場合には、第一取込側熱交換器35aの代わりに排気側熱交換器35bを蒸発器として機能させ、結露させて発生した結露水をドレンパン4に回収することで、無給水加湿を実現することができる。
[0051]
(ステップS8)
 制御装置50は、第一取込側温湿度センサ22および第二取込側温湿度センサ23が検知した環気(RA)および外気(OA)の絶対湿度から、全熱交換器10における除加湿の方向が加湿方向であるかどうかを判定する。制御装置50が、全熱交換器10における除加湿の方向が加湿方向であると判定した場合、ステップS9へ進む。一方、制御装置50が、全熱交換器10における除加湿の方向が加湿方向ではない、つまり除湿方向であると判定した場合、ステップS7へ進む。
[0052]
(ステップS9)
 制御装置50は、「自然加湿」を実行する。制御装置50は、圧縮機31を停止させ、流路切替装置32を第一切替状態とする。
[0053]
 従来、室内外の湿度条件によっては、全熱交換することで給気(SA)の絶対湿度がユーザーの除加湿要求とアンマッチになる場合があった。しかし、本実施の形態1では、あえて湿度交換効率を低下させる制御を行うなど、上記のように空気調和装置100を制御することで、室内外の湿度条件に関わらずユーザーの要求にあった空調を行うことができる。また、本実施の形態1に係る空気調和装置100では、室内外の湿度条件および潜熱負荷によって実行するモードを選択することで、ユーザーの除加湿要求を満たしつつ、省エネ運転を行うことができる。また、第一取込側熱交換器35aおよび排気側熱交換器35bのうち、どちらで熱交換を行うか切り替えることができるため、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整の有無を選択して、より効率的な制御を実行することができる。
[0054]
 以上、本実施の形態1に係る空気調和装置100は、ケーシング1と、ケーシング1内に取り込まれた外気(OA)と環気(RA)との熱交換を行う全熱交換器10と、ケーシング1内に外気(OA)または環気(RA)を取り込み、全熱交換器10で全熱交換後、給気(SA)として室内に供給する第一送風機2と、ケーシング1内に外気(OA)または環気(RA)を取り込み、全熱交換器10で全熱交換後、排気(EA)として室外に排出する第二送風機3と、ケーシング1内に取り込まれた外気(OA)および環気(RA)の流出先を給気側と排気側とに切り替える風路切替手段5と、を備えたものである。
[0055]
 本実施の形態1に係る空気調和装置100によれば、風路切替手段5により、ケーシング1内に取り込まれた外気(OA)および環気(RA)の流出先を給気側と排気側とに切り替えることができるため、必要以上の換気を行わないようにすることで、十分な換気量を確保しつつ、室内外の温湿度差による室内環境の変動を抑制することができる。
[0056]
 実施の形態2.
 以下、本発明の実施の形態2について説明するが、実施の形態1と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
[0057]
 図7は、本実施の形態2に係る空気調和装置101の構成図である。図8は、本実施の形態2に係る空気調和装置101の冷媒回路図である。
 本実施の形態2に係る空気調和装置101では、実施の形態1に係る空気調和装置100に対して、第二取込側熱交換器35cが追加されている。第二取込側熱交換器35cは、全熱交換器10の給気側入口13の上流側に設けられている。なお、給気側入口13には、外気取込経路の場合は外気(OA)が流入し、内気循環経路の場合は環気(RA)が流入する。
[0058]
 また、空気調和装置101は、図8に示すように、冷媒が循環する冷媒回路201を備えている。冷媒回路201は、実施の形態1に係る冷媒回路200に対して、給気側絞り装置34d、第二取込側熱交換器35c、および、第二取込側絞り装置34cが追加されている。
[0059]
 冷媒回路201は、圧縮機31、流路切替装置32、給気側熱交換器33、給気側絞り装置34d、第一取込側絞り装置34a、第一取込側熱交換器35aが、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置34bおよび排気側熱交換器35bが、第一取込側絞り装置34aおよび第一取込側熱交換器35aに対して並列に配管接続されるとともに、直列に配管接続された第二取込側熱交換器35cおよび第二取込側絞り装置34cが、給気側絞り装置34dおよび第一取込側絞り装置34aに対して並列に配管接続されることにより、構成されている。
[0060]
 制御装置50は、給気側絞り装置34dおよび第二取込側絞り装置34cを制御することで、給気側熱交換器33および第二取込側熱交換器35cのうち、熱交換が必要などちらか一方あるいは両方に冷媒を流すとともに、その流す流量を調整する。第二取込側熱交換器35cは、全熱交換器10の給気側入口13の上流側に設けられ、ケーシング1内に取り込まれた外気(OA)または環気(RA)と冷媒とで熱交換させ、全熱交換器10の給気側入口13に流入する空気の温湿度を調整するものである。この第二取込側熱交換器35cは、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との湿度交換を促進または抑制する。
[0061]
 本実施の形態2に係る空気調和装置101では、給気(SA)を、給気側熱交換器33で冷却または加熱する代わりに、第二取込側熱交換器35cで冷却または加熱することで、給気側熱交換器33で冷却または加熱するよりも給気(SA)の絶対湿度の変化量を抑えることができる。そのため、室内湿度と要求湿度との差が小さいときなどは、微少な湿度変化とすることができる。また、冷房または暖房の顕熱要求によっては、給気側熱交換器33の制御が顕熱負荷となる場合がある。このような場合において、顕熱負荷と潜熱負荷との大きさを比較して、顕熱負荷の方を優先すべき場合は、給気側熱交換器33ではなく第二取込側熱交換器35cを使用する。
[0062]
 そうすることで、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整により湿度交換効率を調整しつつも、給気(SA)を直接的に冷却または加熱しないため、顕熱負荷を軽減できる場合がある。また、給気(SA)を、給気側熱交換器33で冷却または加熱する際に、合わせて第二取込側熱交換器35cで冷却または加熱することで、除加湿能力を促進することができる。
[0063]
 実施の形態3.
 以下、本発明の実施の形態3について説明するが、実施の形態1および2と重複するものについては説明を省略し、実施の形態1および2と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
[0064]
 本実施の形態3に係る空気調和装置102では、除湿モードおよび加湿モードを備え、ユーザーにより要求湿度が設定される代わりに、除湿モードまたは加湿モードが設定される。
[0065]
 図9は、本実施の形態3に係る空気調和装置102の制御フローを示す図である。なお、図9中のQは、全熱交換器10での全熱交換で対応できる負荷を表している。
 以下、本実施の形態3に係る空気調和装置102の制御フローについて、図9を用いて説明する。なお、ステップS3~S5、S7~S9については、実施の形態1で説明した内容と同じであるため、説明を省略する。
[0066]
(ステップS21)
 制御装置50は、ユーザーにより除湿モードまたは加湿モードの設定(以下、除加湿モード設定と称する)がされているかどうかを判定する。制御装置50が、ユーザーにより除加湿モードの設定がされていると判定した場合、ステップS22へ進む。一方、制御装置50が、ユーザーにより除加湿モードの設定がされていないと判定した場合、ステップS21を繰り返す。
[0067]
(ステップS22)
 制御装置50は、設定されているモードを判定し、除湿モードが設定されていると判定した場合はステップS23へ進み、加湿モードが設定されていると判定した場合はステップS24へ進む。
[0068]
(ステップS23)
 制御装置50は、室内湿度とあらかじめ設定された基準湿度との差により潜熱負荷を求め、その潜熱負荷がQよりも大きいかどうかを判定する。制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけでは対応できない場合、ステップS3へ進む。一方、制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけで対応できる場合、ステップS4へ進む。
[0069]
(ステップS24)
 制御装置50は、室内湿度とあらかじめ設定された基準湿度との差により潜熱負荷を求め、その潜熱負荷がQよりも大きいかどうかを判定する。制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけでは対応できない場合、ステップS7へ進む。一方、制御装置50が、潜熱負荷がQよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器10だけで対応できる場合、ステップS8へ進む。
[0070]
 以上、本実施の形態3に係る空気調和装置102によれば、実施の形態1と同じ効果が得られる。

符号の説明

[0071]
 1 ケーシング、2 第一送風機、3 第二送風機、4 ドレンパン、5 風路切替手段、10 全熱交換器、11 給気側出口、12 排気側入口、13 給気側入口、14 排気側出口、21 給気側温湿度センサ、22 第一取込側温湿度センサ、23 第二取込側温湿度センサ、31 圧縮機、32 流路切替装置、33 給気側熱交換器、34a 第一取込側絞り装置、34b 排気側絞り装置、34c 第二取込側絞り装置、34d 給気側絞り装置、35a 第一取込側熱交換器、35b 排気側熱交換器、35c 第二取込側熱交換器、50 制御装置、100 空気調和装置、101 空気調和装置、102 空気調和装置、200 冷媒回路、201 冷媒回路。

請求の範囲

[請求項1]
 ケーシングと、
 前記ケーシング内に取り込まれた外気と環気との熱交換を行う全熱交換器と、
 前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、給気として室内に供給する第一送風機と、
 前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、排気として室外に排出する第二送風機と、
 前記ケーシング内に取り込まれた外気および環気の流出先を給気側と排気側とに切り替える風路切替手段と、を備えた
 空気調和装置。
[請求項2]
 前記全熱交換器から流出した空気と冷媒との熱交換を行い、前記給気の温湿度を調整する給気側熱交換器と、
 前記全熱交換器から流出した空気と冷媒との熱交換を行い、前記排気の温湿度を調整する排気側熱交換器と、
 前記ケーシング内に取り込まれた前記外気または前記環気と冷媒との熱交換を行い、前記全熱交換器の排気側入口に流入する空気の温湿度を調整する第一取込側熱交換器と、を備えた
 請求項1に記載の空気調和装置。
[請求項3]
 圧縮機、流路切替装置、前記給気側熱交換器、第一取込側絞り装置、前記第一取込側熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置および前記排気側熱交換器が、前記第一取込側絞り装置および前記第一取込側熱交換器に対して並列に配管接続された冷媒回路を備えた
 請求項2に記載の空気調和装置。
[請求項4]
 前記ケーシング内に取り込まれた前記外気または前記環気と冷媒との熱交換を行い、前記全熱交換器の給気側入口に流入する空気の温湿度を調整する第二取込側熱交換器と、
 圧縮機、流路切替装置、前記給気側熱交換器、給気側絞り装置、第一取込側絞り装置、前記第一取込側熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置および前記排気側熱交換器が、前記第一取込側絞り装置および前記第一取込側熱交換器に対して並列に配管接続されるとともに、直列に配管接続された前記第二取込側熱交換器および第二取込側絞り装置が、前記給気側絞り装置および前記給気側絞り装置に対して並列に配管接続された冷媒回路と、を備えた
 請求項2に記載の空気調和装置。
[請求項5]
 前記圧縮機および前記流路切替装置を制御する
 制御装置を備えた
 請求項3または4に記載の空気調和装置。
[請求項6]
 前記制御装置は、
 室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きいと判定した場合、または、除湿モードが設定されている場合は、
 潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
 前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいと判定した場合は、
 前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が蒸発器として機能するように切り替える
 請求項5に記載の空気調和装置。
[請求項7]
 前記制御装置は、
 室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きいと判定した場合、または、除湿モードが設定されている場合は、
 潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
 前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きくないと判定した場合は、
 給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で除湿されるかどうかを判定する
 請求項5または6に記載の空気調和装置。
[請求項8]
 前記制御装置は、
 給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で除湿されると判定した場合は、前記圧縮機を停止させる
 請求項7に記載の空気調和装置。
[請求項9]
 前記制御装置は、
 給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で除湿されないと判定した場合は、前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が蒸発器として機能するように切り替える
 請求項7または8に記載の空気調和装置。
[請求項10]
 前記制御装置は、
 室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きくないと判定した場合、または、加湿モードが設定されている場合は、
 潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
 前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいと判定した場合は、
 前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が凝縮器として機能するように切り替える
 請求項5~9のいずれか一項に記載の空気調和装置。
[請求項11]
 前記制御装置は、
 室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きくないと判定した場合、または、加湿モードが設定されている場合は、
 潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
 前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きくないと判定した場合は、
 給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で加湿されるかどうかを判定する
 請求項9または10に記載の空気調和装置。
[請求項12]
 前記制御装置は、
 給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で加湿されると判定した場合は、前記圧縮機を停止させる
 請求項11に記載の空気調和装置。
[請求項13]
 前記制御装置は、
 給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で加湿されないと判定した場合は、前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が凝縮器として機能するように切り替える
 請求項11または12に記載の空気調和装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]