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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024051877
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】空調装置
(51)【国際特許分類】
F24F 3/147 20060101AFI20240404BHJP
F24F 11/70 20180101ALI20240404BHJP
F24F 1/0097 20190101ALI20240404BHJP
F24F 12/00 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
F24F3/147
F24F11/70
F24F1/0097
F24F12/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022158251
(22)【出願日】2022-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】307042385
【氏名又は名称】ミサワホーム株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(71)【出願人】
【識別番号】000219233
【氏名又は名称】東プレ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(72)【発明者】
【氏名】水野 敬太
(72)【発明者】
【氏名】湯淺 惇
(72)【発明者】
【氏名】太田 勇
(72)【発明者】
【氏名】小島 宏康
(72)【発明者】
【氏名】森本 晋平
【テーマコード（参考）】
3L050
3L053
3L260
【Ｆターム（参考）】
3L050BC05
3L053BA10
3L053BB02
3L053BB06
3L053BC03
3L053BC09
3L260AB12
3L260BA05
3L260BA06
3L260BA41
3L260CB62
3L260FB51
3L260FB63
3L260FB72
(57)【要約】 （修正有）
【課題】除湿と加湿の両方を行えるエネルギー利用効率の高い小型な空調装置を提供する。
【解決手段】屋内を空調する空調装置１が、互いに隣接する流路１１，１５を有した筐体１０と、流路１１と流路１５の境界を越えて流路１１，１５に及ぶように配置され、前記境界に沿った中心軸の回りに回転し、水分を捕捉するとともに水分を放出するローター３０と、流路１１に設けられ、流路１１内の内気をローター３０に通過させるよう前記内気を送風する第一ファン２１と、流路１５に設けられ、前記内気の通過の向きと逆向きに流路１５内の外気をローター３０に通過させるよう外気を送風する第二ファン２５と、内気の流れにおけるローター３０よりも上流側において流路１１及び第二流路１５を仕切り、内気と前記外気で熱交換するペルチェ素子５０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】屋内を空調する空調装置１が、互いに隣接する流路１１，１５を有した筐体１０と、流路１１と流路１５の境界を越えて流路１１，１５に及ぶように配置され、前記境界に沿った中心軸の回りに回転し、水分を捕捉するとともに水分を放出するローター３０と、流路１１に設けられ、流路１１内の内気をローター３０に通過させるよう前記内気を送風する第一ファン２１と、流路１５に設けられ、前記内気の通過の向きと逆向きに流路１５内の外気をローター３０に通過させるよう外気を送風する第二ファン２５と、内気の流れにおけるローター３０よりも上流側において流路１１及び第二流路１５を仕切り、内気と前記外気で熱交換するペルチェ素子５０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
屋内を空調する空調装置であって、
互いに隣接する第一流路及び第二流路を有した筐体と、
前記第一流路と前記第二流路の境界を越えて前記第一流路及び前記第二流路に及ぶように配置され、前記境界に沿った中心軸の回りに回転し、水分を捕捉するとともに水分を放出するローターと、
前記第一流路に設けられ、前記第一流路内の内気を前記ローターに通過させるよう前記内気を送風する第一ファンと、
前記第二流路に設けられ、前記内気の通過の向きと逆向きに前記第二流路内の外気を前記ローターに通過させるよう前記外気を送風する第二ファンと、
前記内気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第一流路及び前記第二流路を仕切り、前記内気と前記外気で熱交換するペルチェ素子と、
を備えることを特徴とする空調装置。
互いに隣接する第一流路及び第二流路を有した筐体と、
前記第一流路と前記第二流路の境界を越えて前記第一流路及び前記第二流路に及ぶように配置され、前記境界に沿った中心軸の回りに回転し、水分を捕捉するとともに水分を放出するローターと、
前記第一流路に設けられ、前記第一流路内の内気を前記ローターに通過させるよう前記内気を送風する第一ファンと、
前記第二流路に設けられ、前記内気の通過の向きと逆向きに前記第二流路内の外気を前記ローターに通過させるよう前記外気を送風する第二ファンと、
前記内気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第一流路及び前記第二流路を仕切り、前記内気と前記外気で熱交換するペルチェ素子と、
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項2】
請求項１に記載の空調装置であって、
除湿モードでは、前記ペルチェ素子が前記内気から熱を吸収するとともに、その熱を前記外気に放射し、
加湿モードでは、前記ペルチェ素子が前記外気から熱を吸収するとともに、その熱を前記内気に放射する
ことを特徴とする空調装置。
除湿モードでは、前記ペルチェ素子が前記内気から熱を吸収するとともに、その熱を前記外気に放射し、
加湿モードでは、前記ペルチェ素子が前記外気から熱を吸収するとともに、その熱を前記内気に放射する
ことを特徴とする空調装置。
【請求項3】
請求項２に記載の空調装置であって、
前記ペルチェ素子に電圧を印加し、その電圧の向きを前記除湿モードと前記加湿モードとの間で異ならせる制御部
を備えることを特徴とする空調装置。
前記ペルチェ素子に電圧を印加し、その電圧の向きを前記除湿モードと前記加湿モードとの間で異ならせる制御部
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項4】
請求項２又は３に記載の空調装置であって、
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第二流路に設けられ、前記除湿モードにおいてオンされ、前記加湿モードにおいてオフされる加熱器
を備えることを特徴とする空調装置。
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第二流路に設けられ、前記除湿モードにおいてオンされ、前記加湿モードにおいてオフされる加熱器
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項5】
請求項４に記載の空調装置であって、
熱回収装置と前記加熱器との間に設けられ、前記熱回収装置と前記加熱器との間で熱媒体を循環させる循環流体回路を備え、
前記熱回収装置が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置における排熱を回収することによって前記熱媒体を加熱し、
前記加熱器が、前記熱回収装置から供給された前記熱媒体の熱を前記外気に放出する熱交換器である
ことを特徴とする空調装置。
熱回収装置と前記加熱器との間に設けられ、前記熱回収装置と前記加熱器との間で熱媒体を循環させる循環流体回路を備え、
前記熱回収装置が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置における排熱を回収することによって前記熱媒体を加熱し、
前記加熱器が、前記熱回収装置から供給された前記熱媒体の熱を前記外気に放出する熱交換器である
ことを特徴とする空調装置。
【請求項6】
請求項２又は３に記載の空調装置であって、
前記内気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第一流路に設けられ、前記加湿モードにおいてオンされ、前記除湿モードにおいてオフされる加熱器
を備えることを特徴とする空調装置。
前記内気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第一流路に設けられ、前記加湿モードにおいてオンされ、前記除湿モードにおいてオフされる加熱器
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項7】
請求項６に記載の空調装置であって、
熱回収装置と前記加熱器との間に設けられ、前記熱回収装置と前記加熱器との間で熱媒体を循環させる循環流体回路を備え、
前記熱回収装置が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置における排熱を回収することによって前記熱媒体を加熱し、
前記加熱器が、前記熱回収装置から供給された前記熱媒体の熱を前記内気に放出する熱交換器である
ことを特徴とする空調装置。
熱回収装置と前記加熱器との間に設けられ、前記熱回収装置と前記加熱器との間で熱媒体を循環させる循環流体回路を備え、
前記熱回収装置が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置における排熱を回収することによって前記熱媒体を加熱し、
前記加熱器が、前記熱回収装置から供給された前記熱媒体の熱を前記内気に放出する熱交換器である
ことを特徴とする空調装置。
【請求項8】
請求項２又は３に記載の空調装置であって、
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第一流路に設けられる第一熱交換器と、
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第二流路に設けられる第二熱交換器と、
熱回収装置と前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器との間に設けられる循環流体回路と、を備え、
前記熱回収装置が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置における排熱を回収することによって熱媒体を加熱し、
前記循環流体回路が、前記除湿モードにおいて前記熱回収装置と前記第二熱交換器との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置と前記第一熱交換器との間で前記熱媒体を循環させず、
前記循環流体回路が、前記加湿モードにおいて前記熱回収装置と前記第一熱交換器との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置と前記第二熱交換器との間で前記熱媒体を循環させない
ことを特徴とする空調装置。
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第一流路に設けられる第一熱交換器と、
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第二流路に設けられる第二熱交換器と、
熱回収装置と前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器との間に設けられる循環流体回路と、を備え、
前記熱回収装置が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置における排熱を回収することによって熱媒体を加熱し、
前記循環流体回路が、前記除湿モードにおいて前記熱回収装置と前記第二熱交換器との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置と前記第一熱交換器との間で前記熱媒体を循環させず、
前記循環流体回路が、前記加湿モードにおいて前記熱回収装置と前記第一熱交換器との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置と前記第二熱交換器との間で前記熱媒体を循環させない
ことを特徴とする空調装置。
【請求項9】
請求項８に記載の空調装置であって、
前記循環流体回路が、
前記熱回収装置のアウトレットに接続された循環ポンプと、
前記循環ポンプに接続され、前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のインレットに接続された第一の三方弁と、
前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のアウトレットに接続され、前記熱回収装置９１のインレットに接続された第二の三方弁と、
を有することを特徴とする空調装置。
前記循環流体回路が、
前記熱回収装置のアウトレットに接続された循環ポンプと、
前記循環ポンプに接続され、前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のインレットに接続された第一の三方弁と、
前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のアウトレットに接続され、前記熱回収装置９１のインレットに接続された第二の三方弁と、
を有することを特徴とする空調装置。
【請求項10】
請求項８に記載の空調装置であって、
前記循環流体回路が、
前記熱回収装置のアウトレットに接続され、前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のインレットに接続された第一の三方弁と、
前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のアウトレットに接続された第二の三方弁と、
前記第二の三方弁に接続され、前記熱回収装置のインレットに接続された循環ポンプと、
を有することを特徴とする空調装置。
前記循環流体回路が、
前記熱回収装置のアウトレットに接続され、前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のインレットに接続された第一の三方弁と、
前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のアウトレットに接続された第二の三方弁と、
前記第二の三方弁に接続され、前記熱回収装置のインレットに接続された循環ポンプと、
を有することを特徴とする空調装置。
【請求項11】
請求項１又は２に記載の空調装置であって、
前記第一流路内において前記ペルチェ素子に接合されたヒートシンク
を備えることを特徴とする空調装置。
前記第一流路内において前記ペルチェ素子に接合されたヒートシンク
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項12】
請求項１又は２に記載の空調装置であって、
前記第二流路内において前記ペルチェ素子に接合されたヒートシンク
を備えることを特徴とする空調装置。
前記第二流路内において前記ペルチェ素子に接合されたヒートシンク
を備えることを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、屋内を空調する空調装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、屋外の外気を室内に送るとともに屋内の内気を屋外に送る換気型空調装置が開示されている。この空調装置は全熱交換器、デシカントローター、排気用熱交換器及び給気用熱交換器を備える。全熱交換器は外気と内気の間で熱交換し、排気用熱交換器は冷媒と内気の間で熱を交換し、給気用熱交換器は冷媒と内気の間で熱交換し、デシカントローターはその回転により外気と内気の間で水分を交換する。加湿運転の場合、内気が排気用熱交換器によって冷却された上で、その内気の水分がデシカントローターに吸収され、外気が給気用熱交換器によって加熱された上で、水分がデシカントローターから外気に放出され、湿度の上がった外気が室内に供給される。除湿運転の場合、内気が排気用熱交換器によって加熱された上で、水分がデシカントローターから内気に放出され、外気が給気用熱交換器によって冷却された上で、外気の水分がデシカントローターに吸収され、湿度の下がった外気が室内に供給される。
【0003】
特許文献２には、屋外の外気を吸い込んでその外気を屋外に吹き出し、屋内の内気を吸い込んでその内気を屋内に吹き出す非換気型除湿装置が開示されている。この除湿装置はデシカントローター、内気用熱交換器及び外気用熱交換器を備える。内気用熱交換器は冷水と内気の間で熱を交換することによって内気を冷却し、外気用熱交換器は高温な熱媒体と外気の間で熱交換をすることによって外気を加熱する。冷却された内気がデシカントローターを通過する際に、その内気の水分がデシカントローターに吸収され、除湿された内気が室内に戻る。加熱された外気がデシカントローターを通過する際に、水分がデシカントローターから外気に放出されることによって、デシカントローターが再生される。冷水は内気用熱交換器と冷水器の間で循環されるところ、その冷水は内気用熱交換器において加熱され、冷水器において冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１－２５７０９９号公報
【特許文献2】特開２０２２－０３４８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献２に開示の除湿装置は、屋内の空気の除湿を行えるものの、加湿を行えない。冷水器の消費電力が多く、エネルギーの利用効率が良くない。冷水器が大型であり、この冷水器は除湿装置の大型化の要因になる。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は除湿と加湿の両方を行えるエネルギー利用効率の高い小型な空調装置を提供することである。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は除湿と加湿の両方を行えるエネルギー利用効率の高い小型な空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
屋内を空調する空調装置１が、
互いに隣接する第一流路１１及び第二流路１５を有した筐体１０と、
前記第一流路１１と前記第二流路１５の境界を越えて前記第一流路１１及び前記第二流路１５に及ぶように配置され、前記境界に沿った中心軸の回りに回転し、水分を捕捉するとともに水分を放出するローター３０と、
前記第一流路１１に設けられ、前記第一流路１１内の内気を前記ローター３０に通過させるよう前記内気を送風する第一ファン２１と、
前記第二流路１５に設けられ、前記内気の通過の向きと逆向きに前記第二流路１５内の外気を前記ローター３０に通過させるよう前記外気を送風する第二ファン２５と、
前記内気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第一流路１１及び前記第二流路１５を仕切り、前記内気と前記外気で熱交換するペルチェ素子５０と、
を備える。
屋内を空調する空調装置１が、
互いに隣接する第一流路１１及び第二流路１５を有した筐体１０と、
前記第一流路１１と前記第二流路１５の境界を越えて前記第一流路１１及び前記第二流路１５に及ぶように配置され、前記境界に沿った中心軸の回りに回転し、水分を捕捉するとともに水分を放出するローター３０と、
前記第一流路１１に設けられ、前記第一流路１１内の内気を前記ローター３０に通過させるよう前記内気を送風する第一ファン２１と、
前記第二流路１５に設けられ、前記内気の通過の向きと逆向きに前記第二流路１５内の外気を前記ローター３０に通過させるよう前記外気を送風する第二ファン２５と、
前記内気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第一流路１１及び前記第二流路１５を仕切り、前記内気と前記外気で熱交換するペルチェ素子５０と、
を備える。
【0007】
請求項１に係る発明によれば、電圧がペルチェ素子５０に印加されると、熱がペルチェ素子５０の内部において第一流路１１から第二流路１５へ又はその逆に移動する。ペルチェ素子５０の内部の熱の移動の向きは、ペルチェ素子５０に印加される電圧の向きに基づいて定まる。従って、ペルチェ素子５０の電圧の向きが制御されると、熱の移動の向きが切り替わる。
熱がペルチェ素子５０の内部において第一流路１１から第二流路１５へ移動する場合、第一流路１１内の内気の熱がペルチェ素子５０に吸収され、内気が冷却され、内気の湿度が上昇する。そのため、その内気がローターを通過する際に、ローターが内気から水分を捕捉して、その内気が除湿される。
熱がペルチェ素子５０の内部において第二流路１５から第一流路１１へ移動する場合、熱がペルチェ素子５０から第一流路１１内の内気に放射され、内気が加熱され、内気の湿度が低下する。そのため、その内気がローターを通過する際に、ローターが水分を内気に放出して、その内気が加湿される。
よって、ペルチェ素子５０が採用されることによって、空調装置１が内気の加湿と内気の除湿のどちらも行える。
熱がペルチェ素子５０の内部において第一流路１１から第二流路１５へ移動する場合、第一流路１１内の内気の熱がペルチェ素子５０に吸収され、内気が冷却され、内気の湿度が上昇する。そのため、その内気がローターを通過する際に、ローターが内気から水分を捕捉して、その内気が除湿される。
熱がペルチェ素子５０の内部において第二流路１５から第一流路１１へ移動する場合、熱がペルチェ素子５０から第一流路１１内の内気に放射され、内気が加熱され、内気の湿度が低下する。そのため、その内気がローターを通過する際に、ローターが水分を内気に放出して、その内気が加湿される。
よって、ペルチェ素子５０が採用されることによって、空調装置１が内気の加湿と内気の除湿のどちらも行える。
【0008】
ペルチェ素子５０が内気と外気の間で熱交換するためには、ペルチェ素子５０が電圧を印加されることが必要であるが、ヒートポンプのような大型の熱サイクル装置を必要としない。よって、ペルチェ素子５０の採用は、空調装置の小型化に貢献する。
【0009】
ペルチェ素子５０が内気と外気の熱を交換するため、空調装置１のエネルギー利用効率が向上する。
【0010】
加湿モードにおける内気の加湿には、外気の水分が利用される。よって、別途水を準備する煩わしさが無い。
【0011】
請求項２に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
請求項１に記載の空調装置１であって、
除湿モードでは、前記ペルチェ素子５０が前記内気から熱を吸収するとともに、その熱を前記外気に放射し、
加湿モードでは、前記ペルチェ素子５０が前記外気から熱を吸収するとともに、その熱を前記内気に放射する。
請求項１に記載の空調装置１であって、
除湿モードでは、前記ペルチェ素子５０が前記内気から熱を吸収するとともに、その熱を前記外気に放射し、
加湿モードでは、前記ペルチェ素子５０が前記外気から熱を吸収するとともに、その熱を前記内気に放射する。
【0012】
請求項２に係る発明によれば、空調装置１が内気の加湿と内気の除湿のどちらも行える。
【0013】
請求項３に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
請求項２に記載の空調装置１が、
前記ペルチェ素子５０に電圧を印加し、その電圧の向きを前記除湿モードと前記加湿モードとの間で異ならせる制御部７０
を備える。
請求項２に記載の空調装置１が、
前記ペルチェ素子５０に電圧を印加し、その電圧の向きを前記除湿モードと前記加湿モードとの間で異ならせる制御部７０
を備える。
【0014】
請求項３に係る発明によれば、空調装置１が内気の加湿と内気の除湿のどちらも行える。
【0015】
請求項４に係る発明によれば、例えば図１に示すように
請求項２又は３に記載の空調装置１が、
前記外気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第二流路１５に設けられ、前記除湿モードにおいてオンされ、前記加湿モードにおいてオフされる加熱器４５
を備える。
請求項２又は３に記載の空調装置１が、
前記外気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第二流路１５に設けられ、前記除湿モードにおいてオンされ、前記加湿モードにおいてオフされる加熱器４５
を備える。
【0016】
請求項４に係る発明によれば、除湿モードにおいて加熱器４５がオンされると、外気が加熱器４５によって加熱され、外気の湿度が低下する。そのため、外気がローター３０を通過する際に、ローター３０に捕捉された水分が外気に放出される。よって、ローター３０が水分を捕捉しやすい状態に再生される。
【0017】
請求項５に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
請求項４に記載の空調装置１が、
熱回収装置９１と前記加熱器４５との間に設けられ、前記熱回収装置９１と前記加熱器４５との間で前記熱媒体を循環させる循環流体回路８０を備え、
前記熱回収装置９１が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置９０における排熱を回収することによって前記熱媒体を加熱し、
前記加熱器４５が、前記熱回収装置９１から供給された前記熱媒体の熱を前記外気に放出する熱交換器である。
請求項４に記載の空調装置１が、
熱回収装置９１と前記加熱器４５との間に設けられ、前記熱回収装置９１と前記加熱器４５との間で前記熱媒体を循環させる循環流体回路８０を備え、
前記熱回収装置９１が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置９０における排熱を回収することによって前記熱媒体を加熱し、
前記加熱器４５が、前記熱回収装置９１から供給された前記熱媒体の熱を前記外気に放出する熱交換器である。
【0018】
請求項５に係る発明によれば、エネルギー変換装置９０における排熱が第二流路１５内の外気の加熱に有効利用される。
【0019】
請求項６に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
請求項２又は３に記載の空調装置１が、
前記内気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第一流路１１に設けられ、前記加湿モードにおいてオンされ、前記除湿モードにおいてオフされる加熱器４１
を備える。
請求項２又は３に記載の空調装置１が、
前記内気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第一流路１１に設けられ、前記加湿モードにおいてオンされ、前記除湿モードにおいてオフされる加熱器４１
を備える。
【0020】
請求項６に係る発明によれば、除湿モードにおける加熱器４１のオフは、ペルチェ素子５０による内気の冷却に阻害しない。加熱器４１のオフは、ペルチェ素子５０における電力消費の抑制と、省エネルギーに貢献する。
加湿モードにおける加熱器４１のオンは、ペルチェ素子５０による内気の加熱の補強と、ペルチェ素子５０における電力消費の抑制に貢献する。
加湿モードにおいて加熱器４１のみならずペルチェ素子５０も内気を加熱することは、加熱器４１の小型化に貢献する。
加湿モードにおける加熱器４１のオンは、ペルチェ素子５０による内気の加熱の補強と、ペルチェ素子５０における電力消費の抑制に貢献する。
加湿モードにおいて加熱器４１のみならずペルチェ素子５０も内気を加熱することは、加熱器４１の小型化に貢献する。
【0021】
請求項７に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
請求項６に記載の空調装置１が、
燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置９０における排熱を回収することによって熱媒体を加熱する熱回収装置９１と、前記加熱器４１との間に設けられ、前記熱回収装置９１と前記加熱器４１との間で前記熱媒体を循環させる循環流体回路８０を備え、
前記加熱器４１が、前記熱回収装置９１から供給された前記熱媒体の熱を前記内気に放出する熱交換器である。
請求項６に記載の空調装置１が、
燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置９０における排熱を回収することによって熱媒体を加熱する熱回収装置９１と、前記加熱器４１との間に設けられ、前記熱回収装置９１と前記加熱器４１との間で前記熱媒体を循環させる循環流体回路８０を備え、
前記加熱器４１が、前記熱回収装置９１から供給された前記熱媒体の熱を前記内気に放出する熱交換器である。
【0022】
請求項７に係る発明によれば、エネルギー変換装置９０における排熱が第一流路１１内の内気の加熱に有効利用される。
【0023】
請求項８に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
請求項２又は３に記載の空調装置１が、
前記外気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第一流路１１に設けられる第一熱交換器４１と、
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第二流路１５に設けられる第二熱交換器４５と、
熱回収装置９１と、前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５との間に設けられる循環流体回路８０と、を備え、
前記熱回収装置９１が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置９０における排熱を回収することによって熱媒体を加熱し、
前記循環流体回路８０が、前記除湿モードにおいて前記熱回収装置９１と前記第二熱交換器４５との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置９１と前記第一熱交換器４１との間で前記熱媒体を循環させず、
前記循環流体回路８０が、前記加湿モードにおいて前記熱回収装置９１と前記第一熱交換器４１との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置９１と前記第二熱交換器４５との間で前記熱媒体を循環させない。
請求項２又は３に記載の空調装置１が、
前記外気の流れにおける前記ローター３０よりも上流側において前記第一流路１１に設けられる第一熱交換器４１と、
前記外気の流れにおける前記ローターよりも上流側において前記第二流路１５に設けられる第二熱交換器４５と、
熱回収装置９１と、前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５との間に設けられる循環流体回路８０と、を備え、
前記熱回収装置９１が、燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギー若しくは熱エネルギー又はこれらの両方に変換するエネルギー変換装置９０における排熱を回収することによって熱媒体を加熱し、
前記循環流体回路８０が、前記除湿モードにおいて前記熱回収装置９１と前記第二熱交換器４５との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置９１と前記第一熱交換器４１との間で前記熱媒体を循環させず、
前記循環流体回路８０が、前記加湿モードにおいて前記熱回収装置９１と前記第一熱交換器４１との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記熱回収装置９１と前記第二熱交換器４５との間で前記熱媒体を循環させない。
【0024】
請求項８に係る発明によれば、除湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と第二熱交換器４５の間で循環すると、第二流路１５内の外気が第二熱交換器４５により加熱される。よって、エネルギー変換装置９０の排熱が第二流路１５内の外気の加熱に有効利用される。
除湿モードにおいて外気が第二熱交換器４５によって加熱されると、外気の湿度が低下する。そのため、外気がローター３０を通過する際に、ローター３０に捕捉された水分が外気に放出される。よって、ローター３０が水分を捕捉しやすい状態に再生される。
除湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と第一熱交換器４１の間で循環しないため、第一熱交換器４１及び熱媒体がペルチェ素子５０による内気の冷却を阻害しない。また、エネルギー変換装置９０の排熱の無駄遣いを抑えられる。
加湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と第一熱交換器４１の間で循環すると、内気が第一熱交換器４１により加熱される。よって、エネルギー変換装置９０における排熱が第一流路１１内の内気の加熱に有効利用される。
加湿モードにおいてペルチェ素子５０に加えて第一熱交換器４１も内気を加熱することは、ペルチェ素子５０による内気の加熱の増強と、ペルチェ素子５０における電力消費の抑制に貢献する。
加湿モードにおいて第一熱交換器４１のみならずペルチェ素子５０も内気を加熱することは、加熱器４１の小型化に貢献する。
除湿モードにおいて外気が第二熱交換器４５によって加熱されると、外気の湿度が低下する。そのため、外気がローター３０を通過する際に、ローター３０に捕捉された水分が外気に放出される。よって、ローター３０が水分を捕捉しやすい状態に再生される。
除湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と第一熱交換器４１の間で循環しないため、第一熱交換器４１及び熱媒体がペルチェ素子５０による内気の冷却を阻害しない。また、エネルギー変換装置９０の排熱の無駄遣いを抑えられる。
加湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と第一熱交換器４１の間で循環すると、内気が第一熱交換器４１により加熱される。よって、エネルギー変換装置９０における排熱が第一流路１１内の内気の加熱に有効利用される。
加湿モードにおいてペルチェ素子５０に加えて第一熱交換器４１も内気を加熱することは、ペルチェ素子５０による内気の加熱の増強と、ペルチェ素子５０における電力消費の抑制に貢献する。
加湿モードにおいて第一熱交換器４１のみならずペルチェ素子５０も内気を加熱することは、加熱器４１の小型化に貢献する。
【0025】
請求項９に係る発明によれば、例えば図１に示すように、
請求項８に記載の空調装置１であって、
前記循環流体回路８０が、
前記熱回収装置９１のアウトレットに接続された循環ポンプ８１と、
前記循環ポンプに接続され、前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のインレットに接続された第一の三方弁８２と、
前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のアウトレットに接続され、前記熱回収装置９１のインレットに接続された第二の三方弁８３と、
を有する。
請求項８に記載の空調装置１であって、
前記循環流体回路８０が、
前記熱回収装置９１のアウトレットに接続された循環ポンプ８１と、
前記循環ポンプに接続され、前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のインレットに接続された第一の三方弁８２と、
前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のアウトレットに接続され、前記熱回収装置９１のインレットに接続された第二の三方弁８３と、
を有する。
【0026】
請求項９に係る発明によれば、第一及び第二の三方弁８２，８３が熱媒体の流れの方向を切り替えると、熱媒体の経路は２つの循環経路の間で切り替えられる。２つの循環経路のうち一方は、第一熱交換器と熱回収装置の間の循環経路であり、もう一方は、第二熱交換器と熱回収装置の間の循環経路である。
【0027】
請求項１０に係る発明によれば、例えば図２に示すように、
請求項８に記載の空調装置１であって、
前記循環流体回路８０が、
前記熱回収装置９１のアウトレットに接続され、前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のインレットに接続された第一の三方弁８２と、
前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のアウトレットに接続された第二の三方弁８３と、
前記第二の三方弁８３に接続され、前記熱回収装置９１のインレットに接続された循環ポンプ８１と、
を有する。
請求項８に記載の空調装置１であって、
前記循環流体回路８０が、
前記熱回収装置９１のアウトレットに接続され、前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のインレットに接続された第一の三方弁８２と、
前記第一熱交換器４１及び前記第二熱交換器４５のアウトレットに接続された第二の三方弁８３と、
前記第二の三方弁８３に接続され、前記熱回収装置９１のインレットに接続された循環ポンプ８１と、
を有する。
【0028】
請求項１０に係る発明によれば、第一及び第二の三方弁８２，８３が熱媒体の流れの方向を切り替えると、熱媒体の経路は２つの循環経路の間で切り替えられる。２つの循環経路のうち一方は、第一熱交換器４１と熱回収装置９１の間の循環経路であり、もう一方は、第二熱交換器４５と熱回収装置９１の間の循環経路である。
【0029】
【0030】
請求項１１に係る発明によれば、ヒートシンク６１は、第一流路内の内気とペルチェ素子５０の間における熱交換効率を向上させる。
【0031】
【0032】
請求項１２に係る発明によれば、ヒートシンク６５は、第二流路内の外気とペルチェ素子５０の間における熱交換効率を向上させる。
【発明の効果】
【0033】
本発明によれば、空調装置は小型であり、その空調装置は除湿と加湿の両方を行え、空調装置におけるエネルギー利用効率も高い。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下に開示された実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で以下に開示の実施形態から設計変更された実施形態も本発明の範囲に含まれる。図面は例示のために提供されるため、本発明の範囲は図面の例示に限定されない。
【0036】
【0037】
空調装置１は、例えば住宅、集合住宅及びビルディング等のような建物に設置される。空調装置１は、建物の内側と外側の何れに設置されてもよい。例えば、空調装置１は建物の機械室、屋上、バルコニー又は屋根裏に設置される。この空調装置１は、建物内側の空気と外側の空気の置換を行わない非換気型の空調装置である。なお、以下では、建物の内側の空気を内気（ないき）といい、建物の外側の空気を外気（がいき）という。
【0038】
空調装置１は、屋内の空調対象領域から第一ダクトを通じて内気を吸い込むとともに、屋外から第二ダクトを通じて外気を吸い込む。空調装置１は、吸い込んだ内気と外気の間で水分を交換することによって、内気の除湿又は加湿をする。空調装置１は、第三ダクトを通じて除湿又は加湿後の内気を屋内の空調対象領域に吹き出すとともに、第四ダクトを通じて加湿又は除湿後の外気を屋外に吹き出す。空調対象領域とは、空調装置１によって空調される領域をいう。空調対象領域は、例えば部屋、リビング、ダイニング、収納室、作業室、執務室、会議室、キッチン、便所、浴室、廊下、階段室、玄関ホール及び浴室等のように、建物内で仕切られた空間である。
【0039】
空調装置１は、除湿モード及び加湿モードの中から選択されたモードで運転される。空調装置１が除湿モードで運転される場合、空調装置１が内気中の水分を外気へ移すことによって内気を除湿する。空調装置１が加湿モードで運転される場合、空調装置１が外気中の水分を内気に移すことによって内気を加湿する。除湿モードは主に夏季又は雨季に利用され、加湿モードは主に冬季又は乾季に利用される。
【0040】
空調装置１は、筐体１０、内気送風用のファン２１、外気送風用のファン２５、吸放湿ローター３０、回転駆動機３５、内気加熱用の加熱器４１、外気加熱用の加熱器４５、ペルチェ素子５０、ヒートシンク６１，６５、制御部７０、循環ポンプ８１及び三方弁８２，８３を備える。以下、これらの構成要素について詳細に説明する。
【0041】
［２． 筐体］
筐体１０は、内気用の流路１１及び外気用の流路１５を筐体１０の内側に有する。流路１１，１５は、筐体１０によって画定され、これら流路１１，１５の間の筐体１０の仕切板によって仕切られている。流路１１と流路１５は、互いに隣接して、並列に並んでいる。内気用の流路１１はその一端に吸込口１２を有するとともに、その他端に吹出口１３を有する。外気用の流路１５はその一端に吸込口１６を有するとともに、その他端に吹出口１７を有する。流路１１における内気の流れの向きは、流路１５における外気の流れの向きの逆である。
筐体１０は、内気用の流路１１及び外気用の流路１５を筐体１０の内側に有する。流路１１，１５は、筐体１０によって画定され、これら流路１１，１５の間の筐体１０の仕切板によって仕切られている。流路１１と流路１５は、互いに隣接して、並列に並んでいる。内気用の流路１１はその一端に吸込口１２を有するとともに、その他端に吹出口１３を有する。外気用の流路１５はその一端に吸込口１６を有するとともに、その他端に吹出口１７を有する。流路１１における内気の流れの向きは、流路１５における外気の流れの向きの逆である。
【0042】
吸込口１２は、第一ダクトを介して屋内の空調対象領域に接続されている。吸込口１６は、第二ダクトを介して屋外に通じている。吹出口１３は、第三ダクトを介して空調対象領域に接続されている。吹出口１７は、第四ダクトを介して屋外に通じている。
【0043】
［３． ファン］
ファン２１，２５は、プロペラファンのような軸流ファンであってもよいし、シロッコファン、ターボファン及び斜流ファンのような遠心ファンであってもよい。内気用のファン２１は、流路１１に設置されていて、より具体的には吸込口１２に寄って設置されている。ファン２１は、内気に運動エネルギーを付与して、内気を吸込口１２から吹出口１３へ流す。外気用のファン２５は、流路１５に設置されていて、より具体的には吹出口１７に寄って設置されている。ファン２５は、外気に運動エネルギーを付与して、外気を吸込口１６から吹出口１７へ流す。なお、ファン２１，２２はブロワー又は送風機とも称呼される。
ファン２１，２５は、プロペラファンのような軸流ファンであってもよいし、シロッコファン、ターボファン及び斜流ファンのような遠心ファンであってもよい。内気用のファン２１は、流路１１に設置されていて、より具体的には吸込口１２に寄って設置されている。ファン２１は、内気に運動エネルギーを付与して、内気を吸込口１２から吹出口１３へ流す。外気用のファン２５は、流路１５に設置されていて、より具体的には吹出口１７に寄って設置されている。ファン２５は、外気に運動エネルギーを付与して、外気を吸込口１６から吹出口１７へ流す。なお、ファン２１，２２はブロワー又は送風機とも称呼される。
【0044】
ファン２１，２２の作動、停止及び速度調整等のような制御は制御部７０によって行われる。
【0045】
［４． 吸放湿ローター］
吸放湿ローター３０の外形は円盤状に成している。吸放湿ローター３０は、吸放湿ローター３０の表側から吸放湿ローター３０の裏側へ及びその逆に空気が通過可能である。吸放湿ローター３０を通過する空気が高湿であれば、吸放湿ローター３０はその空気から水分を捕捉し、これによりその空気が除湿される。吸放湿ローター３０を通過する空気が低湿であれば、吸放湿ローター３０が水分をその雰囲気に放出し、これによりその空気が加湿される。吸放湿ローター３０によって捕捉され、又は放出される水分は、主に水蒸気である。なお、吸放湿ローター３０はデシカントローターとも称呼される。
吸放湿ローター３０の外形は円盤状に成している。吸放湿ローター３０は、吸放湿ローター３０の表側から吸放湿ローター３０の裏側へ及びその逆に空気が通過可能である。吸放湿ローター３０を通過する空気が高湿であれば、吸放湿ローター３０はその空気から水分を捕捉し、これによりその空気が除湿される。吸放湿ローター３０を通過する空気が低湿であれば、吸放湿ローター３０が水分をその雰囲気に放出し、これによりその空気が加湿される。吸放湿ローター３０によって捕捉され、又は放出される水分は、主に水蒸気である。なお、吸放湿ローター３０はデシカントローターとも称呼される。
【0046】
吸放湿ローター３０は、ハニカム構造又はコルゲート構造を有した円盤状の基材と、その基材に担持された収着材若しくは吸着材又はそれら両方とを有する。収着材とは、その表面に水を吸着するとともに、その内部に吸収するものをいう。収着材の表面では、水分子が収着材に結合する吸着現象が生じ、収着材の内部では、水分子が浸透する吸収現象が生じる。収着材から水分子が離脱する現象を脱着という。収着材として、親水性高分子鎖からなる高分子収着材がある。吸着材とは、その表面に水を吸着するものをいい、好ましくは、水の吸着効率を高めるために多孔質状である。吸着材としては、例えばシリカゲル及びゼオライトのような無機系吸着材及び高分子吸着材がある。本明細書では、吸放湿ローター３０への水分の吸着、吸収及び収着の総称を捕捉という。つまり、水分の捕捉とは、水分の吸着、吸収若しくは収着又はこれら２以上の組み合わせのことをいう。水分の放出とは、水分の離脱、蒸散、放散若しくは脱着又はこれら２以上の組み合わせをいう。
【0047】
吸放湿ローター３０は、内気用の流路１１と外気用の流路１５の境界を越えてこれら流路１１，１５に及ぶように配置されている。吸放湿ローター３０の一方の半分が内気用の流路１１に配置され、他方の半分が外気用の流路１５に配置されている。
【0048】
内気が流路１１内において吸放湿ローター３０を通過する際に、吸放湿ローター３０がその内気の水分を捕捉し、又はその内気に水分を放出する。ここで、内気が吸放湿ローター３０に接触する前にその内気がペルチェ素子５０によって冷却されることによりその内気の湿度が上昇することは、吸放湿ローター３０による効率的な水分の捕捉を引き起こす。内気が吸放湿ローター３０に接触する前にその内気がペルチェ素子５０及び加熱器４１によって加熱されることによりその内気の湿度が低下することは、吸放湿ローター３０による水分の放出を引き起こす。
【0049】
外気が流路１５内において吸放湿ローター３０を通過する際に、吸放湿ローター３０がその外気の水分を捕捉し、又はその内気に水分を放出する。ここで、外気が吸放湿ローター３０に接触する前にその外気が加熱器４５によって加熱されることによりその外気の湿度が低下することは、吸放湿ローター３０による水分の放出を引き起こす。
【0050】
吸放湿ローター３０は、吸放湿ローター３０の中心軸が内気用の流路１１と外気用の流路１５の境界に沿うように配置されている。より具体的には、吸放湿ローター３０は、吸放湿ローター３０の中心軸が流路１１，１５における内気及び外気の流れに対して平行になるよう配置されている。吸放湿ローター３０の中心軸は、内気用の流路１１と外気用の流路１５の境界から内気用の流路１１又は外気用の流路１５の方に偏心してもよい。
【0051】
吸放湿ローター３０は、吸放湿ローター３０のラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けるベアリング等の保持器に保持される。吸放湿ローター３０は、保持器によって、吸放湿ローター３０の中心軸の回りの周方向に回転可能に保持される。
【0052】
［５． 回転駆動機］
回転駆動機３５は、吸放湿ローター３０の中心に連結されている。回転駆動機３５は、モーターと、そのモーターの動力を吸放湿ローター３０に伝達する伝動機構と、を有する。回転駆動機３５は、低速で、例えば３～１５ [revolutions/hour]の回転速度で吸放湿ローター３０を回転駆動する。なお、回転駆動機３５が吸放湿ローター３０の径方向外側において吸放湿ローター１３０の外周に連結されてもよい。
回転駆動機３５は、吸放湿ローター３０の中心に連結されている。回転駆動機３５は、モーターと、そのモーターの動力を吸放湿ローター３０に伝達する伝動機構と、を有する。回転駆動機３５は、低速で、例えば３～１５ [revolutions/hour]の回転速度で吸放湿ローター３０を回転駆動する。なお、回転駆動機３５が吸放湿ローター３０の径方向外側において吸放湿ローター１３０の外周に連結されてもよい。
【0053】
回転駆動機３５が吸放湿ローター３０を駆動すると、吸放湿ローター３０が周方向に変位する。そのため、吸放湿ローター３０のうち内気用の流路１１に露出する部分が吸放湿ローター３０の回転に伴って周方向に移り変わり、吸放湿ローター３０のうち外気用の流路１５に露出する部分が吸放湿ローター３０の回転に伴って周方向に移り変わる。
【0054】
回転駆動機３５の作動、停止及び速度調整等のような制御は制御部７０によって行われる。
【0055】
［６． 加熱器］
加熱器４１は、吸込口１２から吸放湿ローター３０までの間において、吸放湿ローター３０に寄って内気用の流路１１に配置されている。そのため、内気用の流路１１を流れる内気は加熱器４１に接触する。
加熱器４１は、吸込口１２から吸放湿ローター３０までの間において、吸放湿ローター３０に寄って内気用の流路１１に配置されている。そのため、内気用の流路１１を流れる内気は加熱器４１に接触する。
【0056】
加熱器４５は、吸込口１６から吸放湿ローター３０までの間において、吸放湿ローター３０に寄って外気用の流路１５に配置されている。そのため、外気用の流路１５を流れる外気は加熱器４５に接触する。
【0057】
加熱器４１，４５は熱交換タイプである。つまり、加熱器４１，４５はラジエーター等のような熱交換器からなる。
【0058】
空調装置１が除湿モードで運転される場合、加熱された熱媒体が加熱器４１に供給されないから、加熱器４１がオフされるのに対して、加熱された熱媒体が加熱器４５に供給されるから、加熱器４５がオンされる。その加熱器４５が熱媒体と外気の間で熱を交換することによって、外気を加熱し、熱媒体を冷却する。外気が加熱器４５によって加熱されると、外気の温度が上昇し、外気の湿度が低下する。そのため、その外気が吸放湿ローター３０を通過する際に、吸放湿ローター３０に捕捉された水分が外気に放出される。これにより、吸放湿ローター３０が水分を捕捉しやすいように再生される。
【0059】
空調装置１が加湿モードで運転される場合、加熱された熱媒体が加熱器４５に供給されないから、加熱器４５がオフされるのに対して、加熱された熱媒体が加熱器４１に供給されるから、加熱器４１がオンされる。その加熱器４１が熱媒体と外気の間で熱を交換することによって、内気を加熱し、熱媒体を冷却する。内気が加熱器４１によって加熱されると、内気の温度が上昇し、内気の湿度が低下する。そのため内気が吸放湿ローター３０を通過する際に、吸放湿ローター３０に捕捉された水分が内気に放出される。これにより、内気の湿度が上昇する。
【0060】
なお、加熱器４１，４５のオン状態とは、加熱器４１，４５が加熱できる状態をいい、加熱器４１，４５のオフ状態とは、加熱器４１，４５が加熱できない状態をいう。
【0061】
［７． 加熱器の熱エネルギー源］
除湿モードの場合、熱媒体が加熱器４５と熱回収装置９１との間で循環されるのに対して、熱媒体が加熱器４１と熱回収装置９１との間で循環されない。加湿モードの場合、熱媒体が加熱器４１と熱回収装置９１との間で循環されるのに対して、熱媒体が加熱器４５と熱回収装置９１との間で循環されない。循環のための熱媒体の運動エネルギーは循環ポンプ８１によって生成される。加熱器４５と熱回収装置９１との間の循環と加熱器４１と熱回収装置９１との間の循環の選択は、三方弁８２，８３によってなされる。
除湿モードの場合、熱媒体が加熱器４５と熱回収装置９１との間で循環されるのに対して、熱媒体が加熱器４１と熱回収装置９１との間で循環されない。加湿モードの場合、熱媒体が加熱器４１と熱回収装置９１との間で循環されるのに対して、熱媒体が加熱器４５と熱回収装置９１との間で循環されない。循環のための熱媒体の運動エネルギーは循環ポンプ８１によって生成される。加熱器４５と熱回収装置９１との間の循環と加熱器４１と熱回収装置９１との間の循環の選択は、三方弁８２，８３によってなされる。
【0062】
循環ポンプ８１は熱回収装置９１のアウトレットに接続され、三方弁８２は循環ポンプ８１に接続され、加熱器４１，４５のインレットは三方弁８２に接続されている。加熱器４１，４５のアウトレットは三方弁８３に接続され、三方弁８３は熱回収装置９１のインレットに接続されている。循環ポンプ８１と三方弁８２，８３とこれらを接続する配管とを有する流体回路８０は、循環流体回路である。
【0063】
循環ポンプ８１は、熱媒体に運動エネルギーを付与して、熱媒体を熱回収装置９１から三方弁８２の方へ送る。循環ポンプ８１の作動、停止及び運転速度調整等のような制御は制御部７０によって行われる。
【0064】
三方弁８２は、熱回収装置９１及び循環ポンプ８１から送られた熱媒体の流れの方向を、加熱器４５と加熱器４１との間で切り替える。除湿モードの場合、三方弁８２が熱回収装置９１から加熱器４５への熱媒体の流れを許容し、熱回収装置９１から加熱器４１への熱媒体の流れを阻害する。加湿モードの場合、三方弁８２が熱回収装置９１から加熱器４１への熱媒体の流れを許容し、熱回収装置９１から加熱器４５への熱媒体の流れを阻害する。
【0065】
三方弁８３は、熱回収装置９１へ送る熱媒体の流れの方向を、加熱器４５と加熱器４１との間で切り替える。除湿モードの場合、三方弁８３が加熱器４５から熱回収装置９１への熱媒体の流れを許容し、加熱器４１から熱回収装置９１への熱媒体の流れを阻害する。加湿モードの場合、三方弁８３が加熱器４１から熱回収装置９１への熱媒体の流れを許容し、加熱器４５から熱回収装置９１への熱媒体の流れを阻害する。
【0066】
三方弁８２，８３は電磁弁であり、三方弁８２，８３の切換制御は制御部７０によって行われる。
【0067】
熱回収装置９１は、エネルギー変換装置９０の内部に設けられている。エネルギー変換装置９０は、それに供給される燃料ガスの化学エネルギーを他の種類のエネルギーに変換する機器である。燃料ガスの化学エネルギーがエネルギー変換装置９０によって他の種類のエネルギーに変換される過程において排熱が生じるところ、熱回収装置９１はその排熱を回収して、その排熱により熱媒体を加熱する。
【0068】
エネルギー変換装置９０は、熱回収装置９１のほかに、例えば燃料電池システム９２、ボイラー９３及び貯湯タンク９４を有する。
【0069】
燃料電池システム９２は燃料ガスの化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。燃料電池システム９２は例えば改質器及び燃料電池スタックを有し、改質器によって燃料ガスを水素に改質し、燃料電池スタックによって水素から電気エネルギーを生成する。燃料ガスから電気エネルギーが生成される過程において、熱が生じるが、その熱が熱回収装置９１によって回収されて、熱媒体に移動される。
【0070】
ボイラー９３は燃料ガスの化学エネルギーを水の熱エネルギーに変換する。つまり、ボイラー９３は燃料ガスを燃焼させて、その燃焼熱により水を加熱する。水の加熱に利用しきれなかった熱が熱回収装置９１によって回収されて、熱媒体に移動される。ボイラー９３によって加熱された水は建物の各所及び貯湯タンク９４に供給される。ボイラー９３に供給される水は、上水又は貯湯タンク９４内の水である。
【0071】
貯湯タンク９４は、水に温度勾配を持たせた状態でその水を貯留する。熱回収装置９１によって回収された熱は、貯湯タンク９４の水の加熱にも利用される。貯湯タンク９４内の水は、必要に応じてボイラー９３によって加熱された上で又は必要に応じて上水と混合された上で、建物の各所に供給される。貯湯タンク９４において生じる排熱がその熱が熱回収装置９１によって回収されて、熱媒体に移動される。なお、燃料電池システム９２及びボイラー９３から熱回収装置９１に回収された熱は、貯湯タンク９４の水の加熱に利用されることもある。
【0072】
［８． ペルチェ素子］
ペルチェ素子５０は、板状に設けられていて、表側の一方の面と裏側の他方の面を有する。ペルチェ素子５０は、吸込口１２及び吹出口１７と吸放湿ローター３０との間において、内気用の流路１１と外気用の流路１５の境界に沿うようにその境界に設けられている。ペルチェ素子５０が内気用の流路１１と外気用の流路１５を仕切り、ペルチェ素子５０の一方の面が内気用の流路１１に臨み、ペルチェ素子５０の他方の面が外気用の流路１５に臨む。ペルチェ素子５０は流路１１内の内気と流路１５内の外気との間で熱交換するところ、ペルチェ素子５０における熱の移動の向きは除湿モードと加湿モードで異なる。
ペルチェ素子５０は、板状に設けられていて、表側の一方の面と裏側の他方の面を有する。ペルチェ素子５０は、吸込口１２及び吹出口１７と吸放湿ローター３０との間において、内気用の流路１１と外気用の流路１５の境界に沿うようにその境界に設けられている。ペルチェ素子５０が内気用の流路１１と外気用の流路１５を仕切り、ペルチェ素子５０の一方の面が内気用の流路１１に臨み、ペルチェ素子５０の他方の面が外気用の流路１５に臨む。ペルチェ素子５０は流路１１内の内気と流路１５内の外気との間で熱交換するところ、ペルチェ素子５０における熱の移動の向きは除湿モードと加湿モードで異なる。
【0073】
除湿モードの場合、順方向の電圧がペルチェ素子５０に印加される。そうすると、ペルチェ素子５０が一方の面から他方の面に熱を移動させて、一方の面と他方の面との間に温度差を生成する。そのため、ペルチェ素子５０の一方の面が吸熱面となり、他方の面が放熱面となる。つまり、ペルチェ素子５０が流路１１内の内気から熱を奪うとともに、流路１５内の外気に熱を放出する。したがって、内気の温度が低下し、内気の湿度が上昇するから、内気が除湿されやすい状態になる。その内気は、吸放湿ローター３０の通過の際に水分を吸放湿ローター３０によって奪われて、除湿される。
【0074】
加湿モードの場合、逆方向の電圧がペルチェ素子５０に印加される。そうすると、ペルチェ素子５０が他方の面から一方の面に熱を移動させて、他方の面と一方の面との間に温度差を生成する。そのため、ペルチェ素子５０の一方の面が放熱面となり、他方の面が吸熱面となる。つまり、ペルチェ素子５０が流路１１内の内気に熱を放出するとともに、流路１５内の外気から熱を奪う。したがって、内気の温度が上昇し、内気の湿度が低下するから、内気が水分を奪いやすい状態になる。その内気は、吸放湿ローター３０の通過の際に水分を吸放湿ローター３０から奪って、加湿される。
【0075】
ペルチェ素子５０の印加電圧の制御は制御部７０によって行われる。
【0076】
［９． ヒートシンク］
ヒートシンク６１は、ペルチェ素子５０の一方の面に接合されている。ヒートシンク６１は、吸込口１２と吸放湿ローター３０との間において、内気用の流路１１内に配置されている。ヒートシンク６１は、金属等のように高い伝熱性の伝熱材からなり、具体的にはステンレス鋼、銅又はアルミニウムからなる。ヒートシンク６１は、それに接触する内気とペルチェ素子５０との間で熱を交換する。つまり、除湿モードの場合、ペルチェ素子５０の一方の面が低温となるから、ヒートシンク６１はペルチェ素子によって冷却されるとともに、流路１１内の内気から熱を奪う。加湿モードの場合、ペルチェ素子５０の一方の面が高温となるから、ヒートシンク６１は、ペルチェ素子５０によって加熱されるとともに、流路１１内の内気に熱を放射する。
ヒートシンク６１は、ペルチェ素子５０の一方の面に接合されている。ヒートシンク６１は、吸込口１２と吸放湿ローター３０との間において、内気用の流路１１内に配置されている。ヒートシンク６１は、金属等のように高い伝熱性の伝熱材からなり、具体的にはステンレス鋼、銅又はアルミニウムからなる。ヒートシンク６１は、それに接触する内気とペルチェ素子５０との間で熱を交換する。つまり、除湿モードの場合、ペルチェ素子５０の一方の面が低温となるから、ヒートシンク６１はペルチェ素子によって冷却されるとともに、流路１１内の内気から熱を奪う。加湿モードの場合、ペルチェ素子５０の一方の面が高温となるから、ヒートシンク６１は、ペルチェ素子５０によって加熱されるとともに、流路１１内の内気に熱を放射する。
【0077】
ヒートシンク６１は、ベース６２及び複数のフィン６３を有する。ベース６２は、板状に設けられている。ベース６２は、ペルチェ素子５０の一方の面に面接合される。複数のフィン６３は、ベース６２から突出するようベース６２と一体化されている。これらフィン６３は、板状に設けられていて、互いに平行に配置されている。これらフィン６３が互いに離間し、内気がこれらフィン６３に接触しながらこれらフィン６３の間を通過する。ヒートシンク６１の表面積がフィン６３によって広大化されるため、ヒートシンク６１の放熱効率及び吸熱効率が向上する。なお、フィン６３は、板状ではなく、棒状に設けられてもよい。
【0078】
ヒートシンク６５は、ペルチェ素子５０の他方の面に接合されている。ヒートシンク６５は、吹出口１７と吸放湿ローター３０との間において、外気用の流路１５内に配置されている。ヒートシンク６５は、金属等のように高い伝熱性の伝熱材からなり、具体的にはステンレス鋼、銅又はアルミニウムからなる。ヒートシンク６５は、それに接触する外気とペルチェ素子５０との間で熱を交換する。つまり、除湿モードの場合、ペルチェ素子５０の他方の面が高温となるから、ヒートシンク６５はペルチェ素子５０によって加熱されるとともに、流路１５内の外気に熱を放射する。加湿モードの場合、ペルチェ素子５０の他方の面が低温となるから、ヒートシンク６５は、ペルチェ素子５０によって冷却されるとともに、流路１５内の外気から熱を奪う。
【0079】
ヒートシンク６５は、ベース６６及び複数のフィン６７を有する。ベース６６は、板状に設けられている。ベース６６は、ペルチェ素子５０の他方の面に面接合される。複数のフィン６７は、ベース６６から突出するようベース６６と一体化されている。これらフィン６７は、板状に設けられていて、互いに平行に配置されている。これらフィン６７が互いに離間し、外気がこれらフィン６７に接触しながらこれらフィン６７の間を通過する。ヒートシンク６５の表面積がフィン６７によって広大化されるため、ヒートシンク６５の放熱効率及び吸熱効率が向上する。なお、フィン６７は、板状ではなく、棒状に設けられてもよい。
【0080】
なお、“ヒートシンク”とは、通常、そのヒートシンクが取り付けられた機器からの放熱に利用されるものである。本実施形態におけるヒートシンク６１，６５は、ペルチェ素子５０からの放熱のみならず、ペルチェ素子５０への吸熱にも利用される。
【0081】
［１０． 制御部］
制御部７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び電力変換回路等を有する。電力変換回路は、スイッチング電源及びレギュレーター等のような電源回路である。
制御部７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び電力変換回路等を有する。電力変換回路は、スイッチング電源及びレギュレーター等のような電源回路である。
【0082】
制御部７０は、押しボタンスイッチ等のような入力部に接続されている。制御部７０は、入力部によって出力された信号に基づいて、空調装置１の運転モードを除湿モード及び加湿モードから選択する。
【0083】
除湿モード及び加湿モードの何れの場合でも、制御部７０がファン２１，２５の速度を制御する。これにより、内気が流路１１を吸込口１２から吹出口１３に向かって流れ、外気が流路１５を吸込口１６から吹出口１７に向かって流れ、内気及び外気の流量が調整される。
【0084】
除湿モード及び加湿モードの何れの場合でも、制御部７０が循環ポンプ８１の速度を制御する。これにより、熱媒体が循環し、その熱媒体の流量が調整される。
【0085】
除湿モードの場合、制御部７０は、三方弁８２による熱媒体の流れの方向を熱回収装置９１から加熱器４５への方向に切り替えるよう三方弁８２を制御するとともに、三方弁８３による熱媒体の流れの方向を加熱器４５から熱回収装置９１への方向に切り替えるよう三方弁８３を制御する。これにより、熱媒体が加熱器４５と熱回収装置９１との間で循環し、熱媒体が加熱器４１と熱回収装置９１との間で循環しない。そのため、加熱器４５がその内側の熱媒体とその外側の外気との間で熱交換し、外気が加熱器４５によって加熱される。内気は加熱器４１によって加熱されない。
【0086】
加湿モードの場合、制御部７０は、三方弁８２による熱媒体の流れの方向を熱回収装置９１から加熱器４１への方向に切り替えるよう三方弁８２を制御するとともに、三方弁８３による熱媒体の流れの方向を加熱器４１から熱回収装置９１への方向に切り替えるよう三方弁８３を制御する。これにより、熱媒体が加熱器４１と熱回収装置９１との間で循環し、熱媒体が加熱器４５と熱回収装置９１との間で循環しない。そのため、加熱器４１がその内側の熱媒体とその外側の内気との間で熱交換し、内気が加熱器４１によって加熱される。外気は加熱器４５によって加熱されない。
【0087】
除湿モードの場合、制御部７０は、順方向の電圧をペルチェ素子５０に印加するとともに、その電圧のレベルを調整する。これにより、ペルチェ素子５０の一方の面が他方の面よりも低温になる。そのため、内気がペルチェ素子５０の一方の面及びヒートシンク６１によって冷却され、外気がペルチェ素子５０の他方の面及びヒートシンク６５によって加熱される。
【0088】
加湿モードの場合、制御部７０は、逆方向の電圧をペルチェ素子５０に印加するとともに、その電圧のレベルを調整する。これにより、ペルチェ素子５０の一方の面が他方の面よりも高温になる。そのため、内気がペルチェ素子５０の一方の面及びヒートシンク６１によって加熱され、外気がペルチェ素子５０の他方の面及びヒートシンク６５によって冷却される。
【0089】
なお、１又は２以上の温度センサ及び湿度センサが流路１１，１５に設けられ、制御部７０が温度センサ及び湿度センサの検出結果に基づいてファン２１，２５の速度、回転駆動機３５の速度及びペルチェ素子５０の電圧を制御してもよい。
【0090】
［１１． 除湿モードについてまとめ］
除湿モードの場合、外気が吸放湿ローター３０の通過前に加熱器４５によって加熱されるのに対して、内気は加熱器４１によって加熱されない。また、内気が吸放湿ローター３０の通過前にペルチェ素子５０の一方の面及びヒートシンク６１によって冷却されるのに対して、外気が吸放湿ローター３０の通過後にペルチェ素子５０の他方の面及びヒートシンク６５によって加熱される。
除湿モードの場合、外気が吸放湿ローター３０の通過前に加熱器４５によって加熱されるのに対して、内気は加熱器４１によって加熱されない。また、内気が吸放湿ローター３０の通過前にペルチェ素子５０の一方の面及びヒートシンク６１によって冷却されるのに対して、外気が吸放湿ローター３０の通過後にペルチェ素子５０の他方の面及びヒートシンク６５によって加熱される。
【0091】
内気が内気用の流路１１において吸放湿ローター３０を通過すると、内気中の水分が吸放湿ローター３０によって捕捉されるため、内気が除湿される。除湿された内気が屋内の空調対象領域に戻ることは、空調対象領域の湿度の低下に寄与する。吸放湿ローター３０が低速で回転することによって、捕捉された水分は内気用の流路１１から外気用の流路１５に移動する。捕捉された水分は吸放湿ローター３０を通過中の外気に放出され、これにより吸放湿ローター３０が再生される。外気に放出された水分は外気とともに屋外に流れる。
【0092】
［１２． 加湿モードについてまとめ］
加湿モードの場合、内気が吸放湿ローター３０の通過前に加熱器４１によって加熱されるのに対して、外気が加熱器４５によって加熱されない。また、内気が吸放湿ローター３０の通過前にペルチェ素子５０の一方の面及びヒートシンク６１によって加熱されるのに対して、外気が吸放湿ローター３０の通過後にペルチェ素子５０の他方の面及びヒートシンク６５によって冷却される。
加湿モードの場合、内気が吸放湿ローター３０の通過前に加熱器４１によって加熱されるのに対して、外気が加熱器４５によって加熱されない。また、内気が吸放湿ローター３０の通過前にペルチェ素子５０の一方の面及びヒートシンク６１によって加熱されるのに対して、外気が吸放湿ローター３０の通過後にペルチェ素子５０の他方の面及びヒートシンク６５によって冷却される。
【0093】
外気が外気用の流路１５において吸放湿ローター３０を通過すると、外気中の水分が吸放湿ローター３０によって捕捉されるため、外気が除湿される。吸放湿ローター３０が低速で回転することによって、捕捉された水分は外気用の流路１５から内気用の流路１１に移動する。捕捉された水分は吸放湿ローター３０を通過中の内気に放出される。これにより内気が加湿される。内気に放出された水分は内気とともに屋内に流れる。加湿された内気が屋内の空調対象領域に戻ることは、空調対象領域の湿度の上昇に寄与する。
【0094】
［１３． 技術的に有利な効果］
（１） ペルチェ素子５０が採用されることによって、吸放湿ローター３０の通過前の内気が加熱と冷却のどちらもされる。内気が冷却されると、その内気の湿度が上昇するから、その内気が吸放湿ローター３０を通過する際に、その内気の水分が吸放湿ローター３０によって捕捉される。内気が加熱されると、その内気の湿度が低下するから、その内気が吸放湿ローター３０を通過する際に、水分が吸放湿ローター３０から内気に放出される。よって、空調装置１は内気の加湿と除湿のどちらも行える。
（１） ペルチェ素子５０が採用されることによって、吸放湿ローター３０の通過前の内気が加熱と冷却のどちらもされる。内気が冷却されると、その内気の湿度が上昇するから、その内気が吸放湿ローター３０を通過する際に、その内気の水分が吸放湿ローター３０によって捕捉される。内気が加熱されると、その内気の湿度が低下するから、その内気が吸放湿ローター３０を通過する際に、水分が吸放湿ローター３０から内気に放出される。よって、空調装置１は内気の加湿と除湿のどちらも行える。
【0095】
（２） 制御部７０がペルチェ素子５０の電圧の向きを順方向と逆方向の間で切り替えることは、吸放湿ローター３０の通過前の内気の加熱と冷却の切り替えを実現する。よって、空調装置１は内気の加湿と除湿のどちらも行える。
【0096】
（３） ヒートシンク６１が広い面積で内気に接触し、熱が内気とヒートシンク６１の間で交換されやすい。そのようなヒートシンク６１がペルチェ素子５０の一方の面に面接合されるため、ペルチェ素子５０の一方の面と内気の間の熱交換効率が高い。同様に、ヒートシンク６５は、ペルチェ素子５０の他方の面と外気の間の熱交換効率を向上させる。
【0097】
（４） 循環流体回路８０が循環ポンプ８１及び三方弁８２，８３を有する。三方弁８２，８３が熱媒体の流れの方向を切り替えると、熱媒体の経路は除湿モードにおける循環経路と加湿モードにおける循環経路の間で切り替えられる。除湿モードにおける循環経路は、加熱器４５と熱回収装置９１の間の経路であり、加湿モードにおける循環経路は、加熱器４１と熱回収装置９１の間の経路である。
【0098】
（５） 除湿モードにおいて、熱回収装置９１が熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体が加熱器４５に供給されて、加熱器４５がオンされるから、外気が加熱器４５によって加熱される。そうすると、外気の湿度が低下し、その外気が他から水分を受け入れやすい状態になる。そのような外気が吸放湿ローター３０を通過すると、水分が吸放湿ローター３０から外気に放出される。そのため、吸放湿ローター３０が水分を捕捉しやすい状態に再生される。そのような吸放湿ローター３０が回転するため、内気が長期にわたって除湿される。
【0099】
（４） 除湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と加熱器４５の間で循環するため、エネルギー変換装置９０の排熱が第二流路１５内の外気の加熱に有効利用される。
【0100】
（５） 除湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と加熱器４１の間で循環しないため、加熱器４１及び熱媒体がペルチェ素子５０による内気の冷却を阻害しない。また、エネルギー変換装置９０の排熱の無駄遣いを抑えられる。
【0101】
（６） 除湿モードにおいて外気が吸放湿ローター３０を通過すると、その外気が高湿になる。その外気がペルチェ素子５０の他方の面及びヒートシンク６５によって加熱されるため、外気の湿度が低下する。よって、外気の流れにおける吸放湿ローター３０よりも上流側において、外気の結露が抑えられる。
【0102】
（７） 加湿モードにおいて、熱回収装置９１が熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体が加熱器４１に供給されて、加熱器４１がオンされるから、内気が加熱器４１により加熱される。そうすると、内気の湿度が低下し、その内気が他から水分を受け入れやすい状態になる。そのような内気が吸放湿ローター３０を通過すると、水分が吸放湿ローター３０から内気に放出される。これにより、内気が加湿される。水分が吸放湿ローター３０から内気に放出されると、吸放湿ローター３０が水分を捕捉しやすい状態に再生される。そのような吸放湿ローター３０が回転するため、外気が冷却されずともその外気の水分が吸放湿ローター３０によって捕捉される。また、内気が長期にわたって加湿される。
【0103】
（８） 加湿モードにおいて熱媒体が熱回収装置９１と加熱器４１の間で循環するため、エネルギー変換装置９０における排熱が第一流路１１内の内気の加熱に有効利用される。
【0104】
（９） 加湿モードにおいてペルチェ素子５０に加えて加熱器４１も内気を加熱するため、ペルチェ素子５０による内気の加熱が加熱器４１によって増強される。ペルチェ素子５０における電力消費が低くても、内気が加熱器４１とペルチェ素子５０によって十分に加熱される。
【0105】
（１０） 加湿モードにおいて加熱器４１のみならずペルチェ素子５０も内気を加熱するため、加熱器４１が加熱性能の向上のために大型化せずとも、内気が加熱器４１とペルチェ素子５０によって十分に加熱される。
【0106】
（１１） 近年、二酸化炭素の排出量を実質ゼロにするカーボンニュートラルの推進による脱炭素社会の実現や、持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals：ＳＤＧｓ）が求められており、建築業界においても、建物を二酸化炭素排出量の少ない木造とする取り組みが進められている。この空調装置１はエネルギー変換装置９０の排熱を有効利用して、内気の加湿と除湿を行う。ペルチェ素子５０の消費電力が必要最小限に抑えられる。よって、空調装置１は、カーボンニュートラルの推進と脱炭素社会の実現と持続可能な開発目標の達成とに貢献できる。
【0107】
［１４． 変更例］
なお、図２に示すように、三方弁８２が熱回収装置９１のアウトレットに接続され、加熱器４１，４５のインレットが三方弁８２に接続され、加熱器４１，４５のアウトレットが三方弁８３に接続され、三方弁８３が循環ポンプ８１に接続され、循環ポンプ８１が熱回収装置９１のインレットに接続されてもよい。
なお、図２に示すように、三方弁８２が熱回収装置９１のアウトレットに接続され、加熱器４１，４５のインレットが三方弁８２に接続され、加熱器４１，４５のアウトレットが三方弁８３に接続され、三方弁８３が循環ポンプ８１に接続され、循環ポンプ８１が熱回収装置９１のインレットに接続されてもよい。
【0108】
＜第２の実施形態＞
図３及び図４は、空調装置１０１の鉛直断面図である。図５は、空調装置１０１の水平断面図である。図３に示す断面は、図５におけるIII－IIIに沿った面である。図４に示す断面は、図５におけるIV－IVに沿った面である。図３の見る方向と図４の見る方向は互いに逆向きである。図５に示す断面は、図３及び図４におけるV－Vに沿った面である。
図３及び図４は、空調装置１０１の鉛直断面図である。図５は、空調装置１０１の水平断面図である。図３に示す断面は、図５におけるIII－IIIに沿った面である。図４に示す断面は、図５におけるIV－IVに沿った面である。図３の見る方向と図４の見る方向は互いに逆向きである。図５に示す断面は、図３及び図４におけるV－Vに沿った面である。
【0109】
第２実施形態の空調装置１０１は、第１実施形態の空調装置１をより具体化したものである。第２実施形態の空調装置１０１と第１実施形態の空調装置１との間で互いに対応する構成要素の参照符号は、下二桁が共通する。
【0110】
第２実施形態の空調装置１０１については、第１実施形態の空調装置１よりも具体化した点を説明する。
【0111】
筐体１１０は、直方体箱状に設けられている。筐体１１０の内部空間は、筐体１１０の上板１１０ａ、下板１１０ｂ、側板１１０ｃ，１１０ｄ、前板１１０ｅ及び後板１１０ｆによって包囲されている。筐体１１０の内部空間は仕切板１１０ｇによって前後に分割されており、仕切板１１０ｇの前の空間が内気用の流路１１１であり、仕切板１１０ｇの後ろの空間が外気用の流路１１５である。仕切板１１０ｇは、前板１１０ｅと後板１１０ｆの間に配置されて、前板１１０ｅ及び後板１１０ｆに対して平行に立てられている。流路１１１と流路１１５は、これらの間に仕切板１１０ｇを置いて互いに隣接する。
【0112】
図３に示すように、内気用の流路１１１は仕切板１１０ｈによって下部空間１１１ｃと上部空間に区切られており、その上部空間は仕切板１１０ｈによって側板１１０ｃに近位の領域１１１ａと側板１１０ｃから遠位の領域１１１ｂに区切られている。仕切板１１０ｈは、上板１１０ａと下板１１０ｂの間に配置されて、上板１１０ａ及び下板１１０ｂに対して平行に設けられている。仕切板１１０ｊは、上板１１０ａと仕切板１１０ｈの間に、且つ、側板１１０ｃと側板１１０ｄの間に配置されて、側板１１０ｃ，１１０ｄに対して平行に設けられている。
【0113】
上板１１０ａは、内気用の流路１１１の領域１１１ａに面する位置に吸込口１１２を有する。上板１１０ａは、流路１１１の領域１１１ｂに面する位置に吹出口１１３を有する。吸込口１１２及び吹出口１１３は上板１１０ａを貫通する。吸込口１１２は第一ダクトを介して屋内の空調対象領域に接続され、吹出口１１３は第三ダクトを介して屋内の空調対象領域に接続されている。
【0114】
仕切板１１０ｈは、内気用の流路１１１の領域１１１ａに面する位置に連通口１１１ｄを有する。仕切板１１０ｈは、流路１１１の領域１１１ｂに面する位置に連通口１１１ｅを有する。連通口１１１ｄは、側板１１０ｃに近位の位置において仕切板１１０ｈを貫通して、領域１１１ａと下部空間１１１ｃを連通させる。連通口１１１ｅは、側板１１０ｃから遠位の位置において仕切板１１０ｈを貫通して、領域１１１ｂと下部空間１１１ｃを連通させる。
【0115】
従って、内気用の流路１１１は領域１１１ａ、下部空間１１１ｃ及び領域１１１ｂに区画されている。内気が順に吸込口１１２、領域１１１ａ、連通口１１１ｄ、下部空間１１１ｃ、連通口１１１ｅ、領域１１１ｂ及び吹出口１１３を通過する。そのような内気の流れの運動エネルギーは内気送風用のファン１２１によって生成される。ファン１２１は、領域１１１ａ内において吸込口１１２に接続されている。ファン１２１は、吸込口１１２から内気を吸い込んで、その外気を領域１１１ａへ吹き出す。
【0116】
図４に示すように、外気用の流路１１５は仕切板１１０ｋによって下部空間１１５ｃと上部空間に区切られており、上部空間は仕切板１１０ｍによって側板１１０ｃから遠位の領域１１５ａと側板１１０ｃに近位の領域１１５ｂに区切られている。仕切板１１０ｋは、上板１１０ａと下板１１０ｂの間に配置されて、上板１１０ａ及び下板１１０ｂに対して平行に設けられている。仕切板１１０ｍは、上板１１０ａと仕切板１１０ｈの間に、且つ、側板１１０ｃと側板１１０ｄの間に配置されて、側板１１０ｃ，１１０ｄに対して平行に設けられている。
【0117】
上板１１０ａは、外気用の流路１１５の領域１１５ａに面する位置に吸込口１１６を有する。上板１１０ａは、流路１１５の領域１１５ｂに面する位置に吹出口１１７を有する。吸込口１１６及び吹出口１１７は上板１１０ａを貫通する。吸込口１１６は第二ダクトを介して屋外に接続され、吹出口１１７は第四ダクトを介して屋外に接続されている。
【0118】
仕切板１１０ｋは、外気用の流路１１５の領域１１５ａに面する位置に連通口１１１ｄを有する。仕切板１１０ｋは、流路１１５の領域１１５ｂに面する位置に連通口１１１ｅを有する。連通口１１１ｄは、側板１１０ｄに近位の位置において仕切板１１０ｋを貫通して、領域１１５ａと下部空間１１５ｃを連通させる。連通口１１１ｅは、側板１１０ｄから遠位の位置において仕切板１１０ｋを貫通して、領域１１５ｂと下部空間１１５ｃを連通させる。
【0119】
従って、外気用の流路１１５は領域１１５ａ、下部空間１１５ｃ及び領域１１５ｂに区画されている。外気が順に吸込口１１６、領域１１５ａ、連通口１１５ｄ、下部空間１１５ｃ、連通口１１５ｅ、領域１１５ｂ及び吹出口１１７を通過する。そのような外気の流れの運動エネルギーは外気送風用のファン１２５によって生成される。ファン１２５は、流路１１５の領域１１５ａ内において吸込口１１６に接続されている。ファン１２５は、吸込口１１６から外気を吸い込んで、その外気を領域１１５ａへ吹き出す。
【0120】
仕切板１１０ｇのうち仕切板１１０ｋ，１１０ｈの下方且つ側板１１０ｃ寄りの領域は、ほぼ矩形状に大きく切り欠かれている。具体的には、図３においてヒートシンク１６１、加熱器１４１、吸放湿ローター１３０及び回転駆動機１３５が占める領域が切り欠かれており、開口１１１ｐがその領域に形成されている。図３～図５において、符号“１１１ｐ”の引き出し線が指し示す箇所は、開口１１１ｐの縁である。開口１１１ｐは、流路１１１の下部空間１１１ｃ及び流路１１５の下部空間１１５ｃに通じている。
【0121】
図５に示すように、開口１１１ｐは部分的に板状のペルチェ素子１５０によって閉塞されている。具体的には、開口１１１ｐのうち側板１１０ｃに近位の部分がペルチェ素子１５０によって閉塞されている。ペルチェ素子１５０は、前板１１０ｅと後板１１０ｆの間に配置されて、前板１１０ｅ及び後板１１０ｆに対して平行に立てられている。また、ペルチェ素子１５０は、仕切板１１０ｇと面一になるように配置されている。このペルチェ素子１５０が内気用の流路１１１の下部空間１１１ｃと外気用の流路１１５の下部空間１１５ｃを仕切り、ペルチェ素子１５０の一方の面が下部空間１１１ｃに臨み、ペルチェ素子１５０の他方の面が下部空間１１５ｃに臨む。
【0122】
吸放湿ローター１３０が開口１１１ｐのうち側板１１０ｃから遠位の部分に差し込まれている。吸放湿ローター１３０は、開口１１１ｐを越えて内気用の流路１１１の下部空間１１１ｃ及び外気用の流路１１５の下部空間１１５ｃに及ぶように配置されている。吸放湿ローター１３０の一方の半分が内気用の流路１１１の下部空間１１１ｃに配置され、他方の半分が外気用の流路１１５の下部空間１１５ｃに配置されている。流路１１１，１１５の下部空間１１１ｃ，１１５ｃは、吸放湿ローター１３０によって側板１１０ｃに近位の領域と側板１１０ｃから遠位の領域に区切られている。
【0123】
吸放湿ローター１３０は、吸放湿ローター１３０の中心軸が側板１１０ｃの方から側板１１０ｄの方へ延びるよう配置されている。より具体的には、前後方向における吸放湿ローター１３０の中心軸の位置は前後方向における仕切板１１０ｇ及びペルチェ素子１５０の位置に揃っており、吸放湿ローター１３０の中心軸が上板１１０ａ及び下板１１０ｂに対して平行に設けられている。なお、前後方向における吸放湿ローター１３０の中心軸の位置が、前後方向における仕切板１１０ｇ及びペルチェ素子１５０の位置から前又は後ろにずれていてもよい。
【0124】
吸放湿ローター１３０はその中心軸の回りに回転可能に保持器に保持され、吸放湿ローター１３０のラジアル荷重及びアキシアル荷重が保持器に受けられる。吸放湿ローター１３０の中心が回転駆動機１３５に連結されている。回転駆動機１３５は吸放湿ローター１３０をその中心軸の回りに回転させる。なお、回転駆動機１３５が吸放湿ローター１３０の径方向外側において吸放湿ローター１３０の外周に連結されてもよい。
【0125】
図３及び図５に示すように、加熱器１４１が、流路１１１の下部空間１１１ｃにおいて側板１１０ｃと吸放湿ローター１３０の間に配置されている。加熱器１４１は、連通口１１１ｄよりも吸放湿ローター１３０に寄って配置されている。加熱器１４１は熱交換器からなる。
【0126】
図４及び図５に示すように、加熱器１４５が、流路１１５の下部空間１１５ｃにおいて側板１１０ｄと吸放湿ローター１３０の間に配置されている。加熱器１４５は、連通口１１５ｄよりも吸放湿ローター１３０に寄って配置されている。加熱器１４５は熱交換器からなる。
【0127】
第１実施形態の場合と同様に、加湿モードの場合、２体の三方弁が循環経路を加熱器１４１と熱回収装置との間の経路に切り替え、熱媒体が加熱器１４１と熱回収装置との間で循環ポンプによって循環される。その場合、加熱器１４５と熱回収装置との間の経路が２体の三方弁によって遮断されるため、熱媒体が加熱器１４５と熱回収装置との間で循環されない。除湿モードの場合、２体の三方弁が循環経路を加熱器１４５と熱回収装置との間の経路に切り替え、熱媒体が加熱器１４５と熱回収装置との間で循環ポンプによって循環される。その場合、加熱器１４１と熱回収装置との間の経路が２体の三方弁によって遮断されるため、熱媒体が加熱器１４１と熱回収装置との間で循環されない。熱回収装置及びそれが設けられたエネルギー変換装置は、第１実施形態の場合と同様である。
【0128】
図３及び図５に示すように、ヒートシンク１６１がペルチェ素子１５０の一方の面に接合されている。ヒートシンク１６１は、外気用の流路１１１の下部空間１１５ｃにおいて側板１１０ｃと吸放湿ローター１３０の間に配置されている。
【0129】
図５に示すように、ヒートシンク１６１は板状のベース１６２及び複数の棒状フィン１６３を有する。ベース１６２は、ペルチェ素子１５０の一方の面に面接合される。複数のフィン１６３は、ベース１６２から突出するようベース１６２と一体化されている。これらフィン１６３は、加熱器１４１と吸放湿ローター１３０の間に領域と、加熱器１４１と側板１１０ｃの間の領域とに分布する。
【0130】
図４及び図５に示すように、ヒートシンク１６５がペルチェ素子１５０の他方の面に接合されている。ヒートシンク１６５は、流路１１５の下部空間１１５ｃにおいて側板１１０ｃと吸放湿ローター１３０の間に配置されている。
【0131】
図５に示すように、ヒートシンク１６５は板状のベース１６６及び複数の棒状フィン１６７を有する。ベース１６６は、ペルチェ素子１５０の他方の面に面接合される。複数のフィン１６７は、ベース１６６から突出するようベース１６６と一体化されている。これらフィン１６７は、側板１１０ｃと吸放湿ローター１３０の間に領域に分布する。
【0132】
除湿モードの場合、内気は吸放湿ローター１３０の通過前にペルチェ素子１５０の一方の面及びヒートシンク１６１によって冷却される。その内気が吸放湿ローター１３０を通過すると、内気中の水分が吸放湿ローター１３０によって捕捉されるため、内気が除湿される。外気は吸放湿ローター１３０の通過前に加熱器１４５によって加熱される。加熱された外気が吸放湿ローター１３０を通過すると、水分が吸放湿ローター１３０から外気に放出されるため、その吸放湿ローター１３０が再生される。
【0133】
加湿モードの場合、外気が吸放湿ローター１３０を通過すると、外気中の水分が吸放湿ローター１３０によって捕捉される。内気が吸放湿ローター１３０の通過前に加熱器１４１、ペルチェ素子１５０の一方の面及びヒートシンク１６１によって加熱される。加熱された内気が吸放湿ローター１３０を通過すると、水分が吸放湿ローター１３０から内気に放出されるため、内気が加湿される。
【符号の説明】
【0134】
１，１０１ 空調装置
１０，１１０ 筐体
１１，１１１ 第一流路
１５，１１５ 第二流路
２１，１２１ 第一ファン
２５，１２５ 第二ファン
３０，１３０ 吸放湿ローター
４１，１４１ 加熱器、第一熱交換器
４５，１４５ 加熱器、第二熱交換器
５０，１５０ ペルチェ素子
６１，１６１ ヒートシンク
６５，１６５ ヒートシンク
７０ 制御部
８０ 循環流体回路
８１ 循環ポンプ
８２ 第一の三方弁
８３ 第二の三方弁
９０ エネルギー変換装置
９１ 熱回収装置
１０，１１０ 筐体
１１，１１１ 第一流路
１５，１１５ 第二流路
２１，１２１ 第一ファン
２５，１２５ 第二ファン
３０，１３０ 吸放湿ローター
４１，１４１ 加熱器、第一熱交換器
４５，１４５ 加熱器、第二熱交換器
５０，１５０ ペルチェ素子
６１，１６１ ヒートシンク
６５，１６５ ヒートシンク
７０ 制御部
８０ 循環流体回路
８１ 循環ポンプ
８２ 第一の三方弁
８３ 第二の三方弁
９０ エネルギー変換装置
９１ 熱回収装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】