JP5292768B2 - 調湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸着剤が担持された吸着部材で空気の湿度調節を行う調湿装置に関し、特に、除湿運転時や加湿運転時の運転制御技術に関するものである。

従来より、室外空気や室内空気の湿度調節を行い、調湿後の空気を室内へ供給する調湿装置が知られている。この種の調湿装置として、特許文献１には、吸着剤が担持された吸着熱交換器を備えた調湿装置が開示されている。

特許文献１の調湿装置は、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路を有している。冷媒回路には、圧縮機と、第１吸着熱交換器と、第２吸着熱交換器と、膨張弁と、四方切換弁とが接続されている。圧縮機は、ケーシング内の所定の収容室に設けられている。また、第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器とは、ケーシング内の２つの熱交換器室にそれぞれ設置されている。

冷媒回路では、第１吸着熱交換器が凝縮器となって第２吸着熱交換器が蒸発器となる動作と、第２吸着熱交換器が凝縮器となって第１吸着熱交換器が蒸発器となる動作とが交互に切り換えられる。蒸発器として動作する吸着熱交換器では、吸着剤に空気中の水分が吸着される。凝縮器として動作する吸着熱交換器では、水分が吸着剤から脱離して空気に付与される。

また、特許文献１の調湿装置は、除湿側と加湿側に交互に切り換えられる２つの空気通路を有し、各吸着熱交換器を通過した空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出するように構成されている。例えば、除湿運転中の調湿装置では、第１及び第２の吸着熱交換器のうち蒸発器（除湿側）として動作する方を通過した空気が室内へ供給されて、凝縮器として動作する方を通過した空気が室外へ排出されるように、ケーシング内での空気の流通経路が設定される。また、加湿運転中の調湿装置では、第１及び第２の吸着熱交換器のうち凝縮器（加湿側）として動作する方を通過した空気が室内へ供給されて、蒸発器として動作する方を通過した空気が室外へ排出されるように、ケーシング内での空気の流通経路が設定される。

この調湿装置では、このような空気の流通経路を複数のダンパの開閉動作によって切り換えるようにしている。具体的に、この調湿装置では、８つのダンパを開閉制御することで各吸着熱交換器を流通する空気の流通経路を変更し、除湿運転や加湿運転等を切り換えている。そして、第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器を蒸発器と凝縮器に交互に切り換えるのに合わせてダンパを開閉制御して空気の流通経路も切り換え、除湿運転時には常に蒸発器を通った空気を室内に供給し、加湿運転時には常に凝縮器を通った空気を室内に供給するようにしている。
特開２００６−３４９３０４号公報

ところで、上記調湿装置には、各空気通路の空気吸込口にフィルタが装着されているが、このフィルタが目詰まりすると、空気通路の抵抗が増大する。また、ダンパに異常が生じて本来開くべきものが閉鎖したままでも空気通路の抵抗が増大する。

このように空気通路の抵抗が増大すると予め定められた風量が得られなくなり、正常な運転を行えなくなる。例えば従来のダクト型の空調機では、空気通路の通風抵抗が大きくなって能力が出なくても、そのまま運転を継続していた。

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、空気通路に吸着部材が配置された調湿装置において、空気通路の通風抵抗に異常が生じたときの異常運転を防止することである。

第１の発明は、吸着剤が担持された吸着部材（51，52）と、該吸着部材（51，52）が配置された空気通路（61，62）を有するケーシング（11）と、該空気通路（61，62）に空気を流通させる送風機（25，26）とを備え、上記吸着部材（51，52）を通過した後の調湿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、この調湿装置は、上記空気通路（61，62）における通風抵抗の異常を調湿運転中に検知する通風抵抗異常検出手段（66）を備えている。

この第１の発明では、除湿運転や加湿運転などの調湿運転中に、フィルタの目詰まりやダクトの閉塞などによって空気通路（61，62）の通風抵抗が増大すると、そのことを異常として検出できる。したがって、異常が生じたままで運転を続けることを防止できる。

また、第１の発明は、上記通風抵抗異常検出手段（66）が、送風機（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれる状態を検知すると通風抵抗の異常と判断する電力異常検知手段（67）により構成されている。

この構成では、送風機（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれたかどうかを検知することにより、通風抵抗の異常を判別するようにしている。つまり、送風機（25，26）の回転数と消費電力との関係から空気の質量流量を予測することができるため、例えば送風機（25，26）を最大回転数にしたときに消費電力が規定値よりも少ないと空気の質量流量が少なくなっていると考えられるので、空気通路（61，62）に何らかの異常（フィルタの目詰まりやダクトの閉塞）などがあると判断できる。

特に、第１の発明は、上記通風抵抗異常検出手段（66）が、送風機（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれる状態を２回連続して検出すると通風抵抗の異常と判断する電力異常検知手段（67）により構成されている。

この構成では、異常の検出を行う際に、２回連続して異常を検出して始めて通風抵抗に異常があると判断される。

第２の発明は、第１発明において、上記吸着部材（51，52）が第１吸着部材（51）と第２吸着部材（52）とから構成されるとともに、上記空気通路（61，62）が第１吸着部材（51）の配置される第１空気通路（61）と第２吸着部材（52）の配置される第２空気通路（62）とから構成され、ケーシング（11）内に設けられて各吸着部材（51，52）を加熱または冷却する温度調節機構（50）と、第１吸着部材（51）を加熱して第２吸着部材（52）を冷却する第１動作と第１吸着部材（51）を冷却して第２吸着部材（52）を加熱する第２動作を切り換える温度調節切換手段（54）と、上記第１空気通路（61）と第２空気通路（62）を交互に室内への空気供給経路に切り換える空気流通経路切換手段（41〜48）とを備え、加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室外に排出する加湿運転時と、冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室外に排出する除湿運転時に、空気流通経路切換手段（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作と温度調節切換手段（54）による吸着部材（51，52）の切り換え動作とを制御する切換制御手段（65）を備えていることを特徴としている。

この第２の発明では、第１空気通路（61）と第２空気通路（62）を空気流通経路切換手段（41〜48）によって室内への調湿空気の供給側に交互に切り換えるとともに、温度調節切換手段（54）で吸着部材（51，52）の加熱側と冷却側を交互に切り換えることにより、除湿運転と加湿運転を行うことができる。例えば、加湿運転時には、加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室外に排出するように空気通路（61，62）と吸着部材（51，52）が切り換えられ、除湿運転時には、冷却側の吸着部材（51，52）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室外に排出するように空気通路（61，62）と吸着部材（51，52）が切り換えられる。そして、このように空気通路（61，62）を切り換えながら運転を行う調湿装置において、フィルタの目詰まりやダクトの閉塞などによって空気通路（61，62）の通風抵抗が増大すると、そのことを異常として検出できる。したがって、異常が生じたままで運転を続けることを防止できる。

第３の発明は、第２の発明において、表面に吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）を有する冷媒回路（50）を有し、該冷媒回路（50）は冷媒の循環方向を可逆に切り換えることが可能な切換機構（54）を備え、上記第１吸着部材（51）が第１吸着熱交換器（51）により構成されるとともに上記第２吸着部材（52）が第２吸着熱交換器（52）により構成され、上記温度調節機構（50）が上記冷媒回路（50）により構成され、上記温度調節切換手段（54）が上記冷媒回路の切換機構（54）により構成されていることを特徴としている。

この第３の発明では、冷媒回路（50）における冷媒の循環方向を切り換えることにより第１吸着熱交換器（51）と第２吸着熱交換器（52）を凝縮器（加熱側）と蒸発器（冷却側）に切り換えるとともに、常に蒸発器側を通過した空気を室内へ供給すれば除湿運転を行うことができ、常に凝縮器側を通過した空気を室内へ供給すれば加湿運転を行うことができる。そして、このように吸着熱交換器（51，52）と空気通路（61，62）を切り換えながら運転を行う調湿装置において、フィルタの目詰まりやダクトの閉塞などによって空気通路（61，62）の通風抵抗が増大すると、そのことを異常として検出できる。

本発明によれば、除湿運転や加湿運転などの調湿運転中に、フィルタの目詰まりやダクトの閉塞などによって空気通路（61，62）の通風抵抗が増大すると、そのことを異常として検出できるから、異常の生じたまま運転を続けることを防止できる。したがって、装置の能力が低下していることをリモートコントローラの液晶表示や音などを用いて周囲に知らせることができ、効率の低い無駄な運転を防止できる。

また、送風機（25，26）の回転数と消費電力との関係から空気の質量流量を予測することができるため、例えば送風機（25，26）を最大回転数にしたときに消費電力が規定値よりも少ないと空気の質量流量が少なくなっていると、空気通路（61，62）に何らかの異常（フィルタの目詰まりやダクトの閉塞）などがあると判断できる。そして、このように送風機（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれたかどうかを検知することにより通風抵抗の異常を判別するようにすると、専用の通風抵抗センサなどを設ける必要がないから、装置の構成や制御が複雑になったり、コストが高くなったりするのを防止できる。

また、この構成では、異常の検出を行う際に、２回連続して異常を検出して始めて通風抵抗に異常があると判断される。１回だけの異常の検出で通風抵抗に異常があると判断しても誤差などによる誤判定のおそれがあるのに対して、２回連続して異常を検出したときに空気通路（61，62）に異常があると判定すれば、誤判定のおそれが少なくなる。

上記第２の発明によれば、２つの空気通路（61，62）を切り換えながら運転を行う調湿装置において、フィルタの目詰まりやダクトの閉塞などによって空気通路（61，62）の通風抵抗が増大すると、そのことを異常として検出できる。したがって、異常が生じたままで運転を続けることを防止できる。この場合には、装置の能力が低下していることをリモートコントローラの液晶表示や音を用いて周囲に知らせることができ、効率の低い無駄な運転を防止できるうえ、同時に調湿を行わずに単純に室内空気と室外空気を入れ換える換気運転を行うこともできる。

上記第３の発明によれば、冷媒回路（50）における冷媒の循環方向を切り換えることにより第１吸着熱交換器（51）と第２吸着熱交換器（52）を凝縮器（加熱側）と蒸発器（冷却側）に切り換えるとともに、常に蒸発器側を通過した空気を室内へ供給すれば除湿運転を行うことができ、常に凝縮器側を通過した空気を室内へ供給すれば加湿運転を行うことができる。そして、このように吸着熱交換器と空気通路（61，62）を切り換えながら運転を行う調湿装置において、フィルタの目詰まりやダクトの閉塞などによって空気通路（61，62）の通風抵抗が増大すると、そのことを異常として検出できる。また、このように調湿装置で吸着熱交換器（51，52）を使った冷媒回路（50）を用いる場合には、空気通路（61，62）の通風抵抗が大きくなると冷媒回路（50）の高圧圧力が上昇しやすくなり、圧縮機が停止して調湿運転を行えなくなるおそれがあるが、この第３の発明によればそのような問題も防止できる。

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。本実施形態の調湿装置（10）は、室内の湿度調節と共に室内の換気を行うものであり、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。

〈調湿装置の全体構成〉
調湿装置（10）について、図１，図２を適宜参照しながら説明する。なお、ここでの説明で用いる「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、調湿装置（10）を前面側から見た場合の方向を意味している。

調湿装置（10）は、ケーシング（11）を備えている。また、ケーシング（11）内には、冷媒回路（50）が収容されている。この冷媒回路（50）には、第１吸着部材である第１吸着熱交換器（51）、第２吸着部材である第２吸着熱交換器（52）、圧縮機（53）、温度調節切換手段としての切換機構である四方切換弁（54）、及び電動膨張弁（55）が接続されている。冷媒回路（50）の詳細は後述する。

ケーシング（11）は、やや扁平で高さが比較的低い直方体状に形成されている。図１に示すケーシング（11）では、左手前の側面（即ち、前面）が前面パネル部（12）となり、右奥の側面（即ち、背面）が背面パネル部（13）となり、右手前の側面が第１側面パネル部（14）となり、左奥の側面が第２側面パネル部（15）となっている。

ケーシング（11）には、外気吸込口（24）と、内気吸込口（23）と、給気口（22）と、排気口（21）とが形成されている。外気吸込口（24）及び内気吸込口（23）は、背面パネル部（13）に開口している。外気吸込口（24）は、背面パネル部（13）の下側部分に配置されている。内気吸込口（23）は、背面パネル部（13）の上側部分に配置されている。給気口（22）は、第１側面パネル部（14）における前面パネル部（12）側の端部付近に配置されている。排気口（21）は、第２側面パネル部（15）における前面パネル部（12）側の端部付近に配置されている。

ケーシング（11）の内部空間には、上流側仕切板（71）と、下流側仕切板（72）と、中央仕切板（73）と、第１仕切板（74）と、第２仕切板（75）とが設けられている。これらの仕切板（71〜75）は、何れもケーシング（11）の底板に立設されており、ケーシング（11）の内部空間をケーシング（11）の底板から天板に亘って区画している。

上流側仕切板（71）及び下流側仕切板（72）は、前面パネル部（12）及び背面パネル部（13）と平行な姿勢で、ケーシング（11）の前後方向に所定の間隔をおいて配置されている。上流側仕切板（71）は、背面パネル部（13）寄りに配置されている。下流側仕切板（72）は、前面パネル部（12）寄りに配置されている。

第１仕切板（74）及び第２仕切板（75）は、第１側面パネル部（14）及び第２側面パネル部（15）と平行な姿勢で設置されている。第１仕切板（74）は、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間を右側から塞ぐように、第１側面パネル部（14）から所定の間隔をおいて配置されている。第２仕切板（75）は、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間を左側から塞ぐように、第２側面パネル部（15）から所定の間隔をおいて配置されている。

中央仕切板（73）は、上流側仕切板（71）及び下流側仕切板（72）と直交する姿勢で、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間に配置されている。中央仕切板（73）は、上流側仕切板（71）から下流側仕切板（72）に亘って設けられ、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間を左右に区画している。

ケーシング（11）内において、上流側仕切板（71）と背面パネル部（13）の間の空間は、上下２つの空間に仕切られており、上側の空間が内気側通路（32）を構成し、下側の空間が外気側通路（34）を構成している。内気側通路（32）は、内気吸込口（23）に接続するダクトを介して室内と連通している。内気側通路（32）には、内気側フィルタ（27）と内気湿度センサ（96）とが設置されている。外気側通路（34）は、外気吸込口（24）に接続するダクトを介して室外空間と連通している。外気側通路（34）には、外気側フィルタ（28）と外気湿度センサ（97）とが設置されている。

ケーシング（11）内における上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間は、中央仕切板（73）によって左右に区画されており、中央仕切板（73）の右側の空間が第１熱交換器室（37）を構成し、中央仕切板（73）の左側の空間が第２熱交換器室（38）を構成している。第１熱交換器室（37）には、第１吸着熱交換器（51）が収容されている。第２熱交換器室（38）には、第２吸着熱交換器（52）が収容されている。また、図示しないが、第１熱交換器室（37）には、冷媒回路（50）の電動膨張弁（55）が収容されている。

各吸着熱交換器（51,52）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器の表面に吸着剤を担持させたものであって、全体として長方形の厚板状あるいは扁平な直方体状に形成されている。各吸着熱交換器（51,52）は、その前面及び背面が上流側仕切板（71）及び下流側仕切板（72）と平行になる姿勢で、熱交換器室（37,38）内に立設されている。

ケーシング（11）の内部空間において、下流側仕切板（72）の前面に沿った空間は、上下に仕切られており、この上下に仕切られた空間のうち、上側の部分が給気側通路（31）を構成し、下側の部分が排気側通路（33）を構成している。

上流側仕切板（71）には、開閉式のダンパ（41〜44）が４つ設けられている。各ダンパ（41〜44）は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、上流側仕切板（71）のうち内気側通路（32）に面する部分（上側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１内気側ダンパ（41）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２内気側ダンパ（42）が取り付けられる。また、上流側仕切板（71）のうち外気側通路（34）に面する部分（下側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１外気側ダンパ（43）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２外気側ダンパ（44）が取り付けられる。

下流側仕切板（72）には、開閉式のダンパ（45〜48）が４つ設けられている。各ダンパ（45〜48）は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、下流側仕切板（72）のうち給気側通路（31）に面する部分（上側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１給気側ダンパ（45）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２給気側ダンパ（46）が取り付けられる。また、下流側仕切板（72）のうち排気側通路（33）に面する部分（下側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１排気側ダンパ（47）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２排気側ダンパ（48）が取り付けられる。

ケーシング（11）内において、給気側通路（31）及び排気側通路（33）と前面パネル部（12）との間の空間は、仕切板（77）によって左右に仕切られており、仕切板（77）の右側の空間が給気ファン室（36）を構成し、仕切板（77）の左側の空間が排気ファン室（35）を構成している。

上記構成において、内気側通路（32）と外気側通路（34）と給気側通路（31）と排気側通路（33）とにより、室外から室内へ向かう空気通路と室内から室外へ向かう空気通路とが構成され、この２つの空気通路により第１空気通路（61）と第２空気通路（62）が構成されている。そして、第１空気通路（61）側と第２空気通路（62）側にそれぞれ４つのダンパが含まれることになり、第１空気通路（61）と第２空気通路（62）における空気の流通経路が、上記ダンパ（41〜48）により切り換えられるように構成されている。

給気ファン室（36）には、給気ファン（26）が収容されている。また、排気ファン室（35）には排気ファン（25）が収容されている。給気ファン（26）及び排気ファン（25）は、何れも遠心型の多翼ファン（いわゆるシロッコファン）である。給気ファン（26）は、下流側仕切板（72）側から吸い込んだ空気を給気口（22）へ吹き出す。排気ファン（25）は、下流側仕切板（72）側から吸い込んだ空気を排気口（21）へ吹き出す。

給気ファン室（36）には、冷媒回路（50）の圧縮機（53）と四方切換弁（54）とが収容されている。圧縮機（53）及び四方切換弁（54）は、給気ファン室（36）における給気ファン（26）と仕切板（77）との間に配置されている。

ケーシング（11）内において、第１仕切板（74）と第１側面パネル部（14）の間の空間は、第１バイパス通路（81）を構成している。第１バイパス通路（81）の始端は、外気側通路（34）だけに連通しており、内気側通路（32）からは遮断されている。第１バイパス通路（81）の終端は、仕切板（78）によって、給気側通路（31）、排気側通路（33）、及び給気ファン室（36）から区画されている。仕切板（78）のうち給気ファン室（36）に臨む部分には、第１バイパス用ダンパ（83）が設けられている。

ケーシング（11）内において、第２仕切板（75）と第２側面パネル部（15）の間の空間は、第２バイパス通路（82）を構成している。第２バイパス通路（82）の始端は、内気側通路（32）だけに連通しており、外気側通路（34）からは遮断されている。第２バイパス通路（82）の終端は、仕切板（79）によって、給気側通路（31）、排気側通路（33）、及び排気ファン室（35）から区画されている。仕切板（79）のうち排気ファン室（35）に臨む部分には、第２バイパス用ダンパ（84）が設けられている。

なお、図２の右側面図及び左側面図では、第１バイパス通路（81）、第２バイパス通路（82）、第１バイパス用ダンパ（83）、及び第２バイパス用ダンパ（84）の図示を省略している。

〈冷媒回路の構成〉
図３に示すように、冷媒回路（50）は、第１吸着熱交換器（51）、第２吸着熱交換器（52）、圧縮機（53）、四方切換弁（54）、及び電動膨張弁（55）が設けられた閉回路である。この冷媒回路（50）は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。

冷媒回路（50）において、圧縮機（53）は、その吐出側が四方切換弁（54）の第１のポートに、その吸入側が四方切換弁（54）の第２のポートにそれぞれ接続されている。また、冷媒回路（50）では、第１吸着熱交換器（51）と電動膨張弁（55）と第２吸着熱交換器（52）とが、四方切換弁（54）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に接続されている。

四方切換弁（54）は、第１のポートと第３のポートが連通して第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図３(Ａ)に示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通して第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図３(Ｂ)に示す状態）とに切り換え可能となっている。

冷媒回路（50）において、圧縮機（53）の吐出側と四方切換弁（54）の第１のポートとを繋ぐ配管には、高圧圧力センサ（91）と、吐出管温度センサ（93）とが取り付けられている。高圧圧力センサ（91）は、圧縮機（53）から吐出された冷媒の圧力を計測する。吐出管温度センサ（93）は、圧縮機（53）から吐出された冷媒の温度を計測する。

また、冷媒回路（50）において、圧縮機（53）の吸入側と四方切換弁（54）の第２のポートとを繋ぐ配管には、低圧圧力センサ（92）と、吸入管温度センサ（94）とが取り付けられている。低圧圧力センサ（92）は、圧縮機（53）へ吸入される冷媒の圧力を計測する。吸入管温度センサ（94）は、圧縮機（53）へ吸入される冷媒の温度を計測する。

また、冷媒回路（50）において、四方切換弁（54）の第３のポートと第１吸着熱交換器（51）とを繋ぐ配管には、配管温度センサ（95）が取り付けられている。配管温度センサ（95）は、この配管における四方切換弁（54）の近傍に配置され、配管内を流れる冷媒の温度を計測する。

以上説明した本実施形態の調湿装置（10）の構成を要約すると、ケーシング（11）内には、吸着剤が担持された第１吸着部材としての第１吸着熱交換器（51）が配置される第１空気通路（61）と、吸着剤が担持された第２吸着部材としての第２吸着熱交換器（52）が配置される第２空気通路（62）とが形成されている。また、このケーシング（11）内には、各吸着熱交換器（51，52）を加熱または冷却する温度調節機構として上記冷媒回路（50）が設けられている。

また、ケーシング（11）内には、第１吸着熱交換器（51）を加熱して第２吸着熱交換器（52）を冷却する第１動作と第１吸着熱交換器（51）を冷却して第２吸着熱交換器（52）を加熱する第２動作を切り換える温度調節切換手段（54）と、上記第１空気通路（61）と第２空気通路（62）を交互に室内への空気供給経路に切り換える空気流通経路切換手段としてのダンパ（41〜48）が設けられている。

上記冷媒回路（50）には、冷媒の循環方向を可逆に切り換えることが可能な切換機構として四方切換弁（54）が設けられている。この四方切換弁（54）により、上記温度調節切換手段（54）が構成されている。

そして、この調湿装置（10）は、加熱側の吸着熱交換器（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着熱交換器（52，51）を通った空気を室外に排出する後述の加湿換気運転と、冷却側の吸着熱交換器（52，51）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着熱交換器（51，52）を通った空気を室外に排出する後述の除湿換気運転とを切り換えて制御するコントローラ（切換制御手段）（65）を備えている。

このコントローラ（65）は、ファン（25，26）の回転数とその消費電力との関係が、予め設定された値からずれた状態を２回連続して検出すると、通風抵抗に異常があると判断する通風抵抗異常検出手段（66）（電力異常検知手段（67））を含んでいる。通風抵抗異常検出手段（66）（電力異常検出手段（67））は、ファン（25，26）とコントローラ（65）とによって構成されている。

−運転動作−
本実施形態の調湿装置（10）は、除湿換気運転（除湿運転）と、加湿換気運転（加湿運転）と、単純換気運転とを選択的に行う。除湿換気運転中や加湿換気運転中の調湿装置（10）は、取り込んだ室外空気（OA）を湿度調節してから供給空気（SA）として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気（RA）を排出空気（EA）として室外へ排出する。一方、単純換気運転中の調湿装置（10）は、取り込んだ室外空気（OA）をそのまま供給空気（SA）として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気（RA）をそのまま排出空気（EA）として室外へ排出する。

〈除湿換気運転〉
除湿換気運転中の調湿装置（10）では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔（例えば３分間隔）で交互に繰り返される。この除湿換気運転中において、第１バイパス用ダンパ（83）及び第２バイパス用ダンパ（84）は、常に閉状態となる。

除湿換気運転中の調湿装置（10）では、室外空気が外気吸込口（24）からケーシング（11）内へ第１空気として取り込まれ、室内空気が内気吸込口（23）からケーシング（11）内へ第２空気として取り込まれる。

先ず、除湿換気運転の第１動作について説明する。図４に示すように、この第１動作中には、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が開状態となり、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が閉状態となる。また、この第１動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第１状態（図３(Ａ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器となって第２吸着熱交換器（52）が蒸発器となる。

外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第１空気は、第２外気側ダンパ（44）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器（52）で除湿された第１空気は、第２給気側ダンパ（46）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

一方、内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第２空気は、第１内気側ダンパ（41）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第１吸着熱交換器（51）で水分を付与された第２空気は、第１排気側ダンパ（47）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

次に、除湿換気運転の第２動作について説明する。図５に示すように、この第２動作中には、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が開状態となり、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が閉状態となる。また、この第２動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第２状態（図３(Ｂ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器となって第２吸着熱交換器（52）が凝縮器となる。

外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第１空気は、第１外気側ダンパ（43）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器（51）で除湿された第１空気は、第１給気側ダンパ（45）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

一方、内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第２空気は、第２内気側ダンパ（42）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第２吸着熱交換器（52）で水分を付与された第２空気は、第２排気側ダンパ（48）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

〈加湿換気運転〉
加湿換気運転中の調湿装置（10）では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔（例えば３分間隔）で交互に繰り返される。この加湿換気運転中において、第１バイパス用ダンパ（83）及び第２バイパス用ダンパ（84）は、常に閉状態となる。

加湿換気運転中の調湿装置（10）では、室外空気が外気吸込口（24）からケーシング（11）内へ第２空気として取り込まれ、室内空気が内気吸込口（23）からケーシング（11）内へ第１空気として取り込まれる。

先ず、加湿換気運転の第１動作について説明する。図６に示すように、この第１動作中には、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が開状態となり、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が閉状態となる。また、この第１動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第１状態（図３(Ａ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器となって第２吸着熱交換器（52）が蒸発器となる。

内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第１空気は、第２内気側ダンパ（42）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器（52）で水分を奪われた第１空気は、第２排気側ダンパ（48）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

一方、外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第２空気は、第１外気側ダンパ（43）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第１吸着熱交換器（51）で加湿された第２空気は、第１給気側ダンパ（45）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

次に、加湿換気運転の第２動作について説明する。図７に示すように、この第２動作中には、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が開状態となり、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が閉状態となる。また、この第２動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第２状態（図３(Ｂ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器となって第２吸着熱交換器（52）が凝縮器となる。

内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第１空気は、第１内気側ダンパ（41）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器（51）で水分を奪われた第１空気は、第１排気側ダンパ（47）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

一方、外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第２空気は、第２外気側ダンパ（44）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第２吸着熱交換器（52）で加湿された第２空気は、第２給気側ダンパ（46）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

〈単純換気運転〉
単純換気運転中における調湿装置（10）の動作について、図８を参照しながら説明する。

単純換気運転中の調湿装置（10）では、第１バイパス用ダンパ（83）及び第２バイパス用ダンパ（84）が開状態となり、第１内気側ダンパ（41）、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第２外気側ダンパ（44）、第１給気側ダンパ（45）、第２給気側ダンパ（46）、第１排気側ダンパ（47）、及び第２排気側ダンパ（48）が閉状態となる。また、単純換気運転中において、冷媒回路（50）の圧縮機（53）は停止状態となる。

単純換気運転中の調湿装置（10）では、室外空気が外気吸込口（24）からケーシング（11）内へ取り込まれる。外気吸込口（24）を通って外気側通路（34）へ流入した室外空気は、第１バイパス通路（81）から第１バイパス用ダンパ（83）を通って給気ファン室（36）へ流入し、その後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

また、単純換気運転中の調湿装置（10）では、室内空気が内気吸込口（23）からケーシング（11）内へ取り込まれる。内気吸込口（23）を通って内気側通路（32）へ流入した室内空気は、第２バイパス通路（82）から第２バイパス用ダンパ（84）を通って排気ファン室（35）へ流入し、その後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

〈通風抵抗異常の検知〉
この調湿装置（10）では、上記コントローラ（65）が、ファン（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれる状態を検知すると通風抵抗の異常と判断する通風抵抗異常検出手段（66）（電力異常検知手段（67））を構成している。そして、ファン（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれたかどうかを検知することにより、通風抵抗の異常を判別するようにしている。つまり、ファン（25，26）の回転数と消費電力との関係から空気の質量流量を予測することができるため、例えばファン（25，26）を最大回転数にしたときに消費電力が規定値よりも少ないと空気の質量流量が少なくなっていると考えられるので、空気通路（61，62）に何らかの異常（フィルタの目詰まりやダクトの閉塞）があると判断できる。その際、コントローラ（65）は、ファン（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれる状態を２回連続して検出すると通風抵抗に異常があると判断する。

なお、除湿換気運転と加湿換気運転において、第１動作と第２動作を切り換えると通路形状や接地機器の関係で通路抵抗が若干異なるため、それぞれについて最大回転数に応じた電力値が検出されないときに異常と判断するようにしている。

具体的な制御は、以下の通りである。給気側の空気通路の通風抵抗異常（圧力損失異常）は、図９に示すように、
・風量一定制御を行っている条件
・給気側空気通路の圧力損失異常警報がオンになっている条件
・ファン回転数更新時
・給気ファン（26）の回転数が最大になっている条件
・換気動作、第１動作、及び第２動作の何れかで消費電力値がファン（26）の最大回転 数での定格電力値以下である条件
のすべてを満たしたことを連続して２回検出すると、通風抵抗に異常があると判別して、リモートコントローラの液晶表示画面などに異常を表示する。

一方、電源がリセットされたときや風量一定制御設定がオフになると、通風抵抗異常の運転状態を解除して、通常の運転状態にリセットする動作を行う。

排気側の空気通路の通風抵抗異常は、図１０に示すように、図９において「給気側空気通路の圧力損失異常警報がオンになっている条件」が「排気空気通路の圧力損失異常警報がオンになっている条件」に代わり、「給気ファン（26）の回転数が最大になっている条件」が「排気ファン（25）の回転数が最大になっている条件」に代わる点を除いては、給気側と同様にして異常判定・解除される。

より具体的には、給気側の制御の詳細を図１１に示し、排気側の制御の詳細を図１２に示しているように、通路毎に判定の回転数、判定の電力値が異なっている。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、ファン（25，26）の回転数と消費電力との関係から空気の質量流量を予測することができるため、例えばファン（25，26）を最大回転数にしたときに消費電力が規定値よりも少ないと空気の質量流量が少なくなっていると考えることができ、それに基づいて、空気通路（61，62）に何らかの異常（フィルタの目詰まりやダクトの閉塞）が生じていると判断できる。そして、このようにファン（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれたかどうかを検知することにより通風抵抗の異常を判別する構成を採用すると、専用の通風抵抗センサなどを設ける必要がないから、装置の構成や制御が複雑になったり、コストが高くなったりするのを防止できる。

特に、この実施形態では、２回連続してファン回転数と消費電力との関係に異常を検出して始めて通風抵抗に異常があると判断されるようにしている。１回だけの異常の検出で通風抵抗に異常があると判断しても誤差などによる誤判定のおそれがあるのに対して、この実施形態のように２回連続して異常を検出したときに空気通路（61，62）に異常があると判定すれば、誤判定のおそれが少なくなる。

−実施形態の変形例１−
本実施形態の冷媒回路（50）では、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定される超臨界サイクルを行ってもよい。その場合、第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）は、その一方がガスクーラとして動作し、他方が蒸発器として動作する。

−実施形態の変形例２−
本実施形態の調湿装置（10）では、第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）に担持された吸着剤を冷媒によって加熱し又は冷却しているが、第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）に対して冷水や温水を供給することで、吸着剤の加熱や冷却を行ってもよい。

−実施形態の変形例３−
本発明は、例えばハニカム状の基材の表面に吸着剤を担持した構造の２つの吸着素子（吸着部材）を除湿側と加湿側に切り換えながら加湿空気と除湿空気の流通経路も切り換えて、除湿運転または加湿運転を行うタイプの調湿装置で加湿運転を行う調湿装置に適用することも可能である。また、ロータタイプの吸着素子を、室外から室内へ空気を供給する第１通路と室内から室外へ空気を排出する第２通路とに跨って配置し、ロータを連続的または間欠的に回転させながら一方の通路を除湿側にし、他方の通路を加湿側にする調湿装置に適用することも可能である。

−実施形態の変形例４−
上記実施形態では、２回連続してファン回転数と消費電力との関係に異常を検出して始めて通風抵抗に異常があると判断されるようにしているが、制御を簡素化するために、「２回連続」を「１回」に変更してもよい。

−実施形態の変形例５−
上記実施形態では、通風抵抗異常検出手段（66）として、ファン（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれた状態を検知すると通風抵抗の異常と判断する電力異常検知手段（67）を採用しているが、空気通路の入口側と出口側に風圧を測定する圧力センサを設け、この圧力センサの検出値の差に基づいて通風抵抗の異常を検出するようにしてもよいし、空気通路の出口側に風量計を設けて所定の風量が得られていないときに通風抵抗の異常を検出するようにしてもよい。

なお、以上の実施形態は、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。

以上説明したように、本発明は、室内の湿度調節を行うための調湿装置について有用である。

前面側から見た調湿装置をケーシングの一部および電装品箱を省略して示す斜視図である。 調湿装置の一部を省略して示す概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は第１動作中の動作を示すものであり、(Ｂ)は第２動作中の動作を示すものである。 除湿換気運転の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 除湿換気運転の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 加湿換気運転の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 加湿換気運転の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 単純換気運転における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 給気側通風抵抗異常の判定条件を示す制御図である。 排気側通風抵抗異常の判定条件を示す制御図である。 給気側通風抵抗異常の制御の詳細を示す図である 排気側通風抵抗異常の制御の詳細を示す図である。

10 調湿装置
11 ケーシング
25 排気ファン（送風機）
26 給気ファン（送風機）
41〜48 ダンパ（空気流通経路切換手段）
50 冷媒回路（温度調節機構）
51 第１吸着熱交換器（第１吸着部材）
52 第２吸着熱交換器（第２吸着部材）
54 四方切換弁（切換機構、温度調節切換手段）
61 第１空気通路
62 第２空気通路
65 コントローラ（切換制御手段）
66 通風抵抗異常検出手段
67 電力異常検知手段

Claims (3)

1. 吸着剤が担持された吸着部材（51，52）と、該吸着部材（51，52）が配置された空気通路（61，62）を有するケーシング（11）と、該空気通路（61，62）に空気を流通させる送風機（25，26）とを備え、上記吸着部材（51，52）を通過した後の調湿空気を室内へ供給する調湿装置であって、
   上記空気通路（61，62）における通風抵抗の異常を調湿運転中に検知する通風抵抗異常検出手段（66）を備え、
   上記通風抵抗異常検出手段（66）は、送風機（25，26）の回転数とその消費電力との関係が予め設定された値からずれた状態を２回連続して検知すると通風抵抗の異常と判断する電力異常検知手段（67）により構成されていることを特徴とする調湿装置。
2. 請求項１において、
   上記吸着部材（51，52）が第１吸着部材（51）と第２吸着部材（52）とから構成されるとともに、上記空気通路（61，62）が第１吸着部材（51）の配置される第１空気通路（61）と第２吸着部材（52）の配置される第２空気通路（62）とから構成され、
   ケーシング（11）内に設けられて各吸着部材（51，52）を加熱または冷却する温度調節機構（50）と、第１吸着部材（51）を加熱して第２吸着部材（52）を冷却する第１動作と第１吸着部材（51）を冷却して第２吸着部材（52）を加熱する第２動作を切り換える温度調節切換手段（54）と、上記第１空気通路（61）と第２空気通路（62）を交互に室内への空気供給経路に切り換える空気流通経路切換手段（41〜48）と、を備え、
   加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室外に排出する加湿運転時と、冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室外に排出する除湿運転時に、空気流通経路切換手段（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作と温度調節切換手段（54）による吸着部材（51，52）の切り換え動作とを制御する切換制御手段（65）を備えていることを特徴とする調湿装置。
3. 請求項２において、
   表面に吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）を有する冷媒回路（50）を有し、該冷媒回路（50）は冷媒の循環方向を可逆に切り換えることが可能な切換機構（54）を備え、
   上記第１吸着部材（51）が第１吸着熱交換器（51）により構成されるとともに上記第２吸着部材（52）が第２吸着熱交換器（52）により構成され、
   上記温度調節機構（50）が上記冷媒回路（50）により構成され、
   上記温度調節切換手段（54）が上記冷媒回路の切換機構（54）により構成されていることを特徴とする調湿装置。

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