(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-18
(45)【発行日】2024-06-26
(54)【発明の名称】外気処理装置
(51)【国際特許分類】
F24F 11/70 20180101AFI20240619BHJP
F24F 11/86 20180101ALI20240619BHJP
B01D 53/26 20060101ALI20240619BHJP
F24F 3/147 20060101ALI20240619BHJP
【ＦＩ】
F24F11/70
F24F11/86
B01D53/26 220
F24F3/147
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019232302
(22)【出願日】2019-12-24
(65)【公開番号】P2021099213
(43)【公開日】2021-07-01
【審査請求日】2022-11-14
【前置審査】
(73)【特許権者】
【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】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(72)【発明者】
【氏名】森本 晋平
(72)【発明者】
【氏名】吉田 祐次
(72)【発明者】
【氏名】早川 英一
(72)【発明者】
【氏名】相宮 宜大
【審査官】塩田 匠
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１５３００９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０８２３０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５３５５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２４Ｆ ３／１４７
Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９
Ｂ０１Ｄ ５３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、
前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、を備える外気処理装置であって、
冷媒を循環させる冷媒回路と、
前記冷媒回路を制御する制御手段と、を備え、
前記冷媒回路は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器、及び下流側に配置された第２熱交換器と、
前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第３熱交換器、及び下流側に配置された第４熱交換器と、
前記第１熱交換器と前記第３熱交換器との間に設けられた第１膨張弁、及び前記第２熱交換器と前記第４熱交換器との間に設けられた第２膨張弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記圧縮機より出力される冷媒を、前記第１熱交換器、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第２熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、前記第１空気流路を流れる空気を加湿し、
前記第１膨張弁は、
前記第２空気流路の前記第３熱交換器に入る空気の露点温度と、前記第３熱交換器を出た空気の温度を求める工程と、
前記露点温度に所定温度を加えた値が、前記第３熱交換器を出た空気の温度となるように、前記第１膨張弁の開度を増減する工程と、により、前記第３熱交換器を出た空気の結露を防止し、前記第２空気流路内の前記水分吸着手段に結露水と共にホルムアルデヒドが吸着されないようにする露点制御を行い、
第２膨張弁は、
前記圧縮機に入る冷媒の過熱度を求める工程と、
前記過熱度より前記第２膨張弁の開度を決定する工程と、
前記決定された開度に第２膨張弁の開度を制御する工程と、による過熱度制御を行い、
前記ホルムアルデヒドを前記第１空気流路より前記室内に給気しないようにしたこと
を特徴とする外気処理装置。
【請求項2】
前記冷媒回路は、前記圧縮機より出力される冷媒を循環させる流路を、前記第１の流路と、
前記第３熱交換器、第１膨張弁、第１熱交換器を経由して循環させる流路、及び、前記第４熱交換器、第２膨張弁、第２熱交換器を経由する流路である第２の流路と、のいずれか一方の流路を選択可能な出力切替手段を備え、
前記制御手段は、
前記室内を除湿する際には、前記出力切替手段により前記第２の流路を選択し、且つ、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載の外気処理装置。
【請求項3】
室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、
前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、を備える外気処理装置であって、
冷媒を循環させる冷媒回路と、
前記冷媒回路を制御する制御手段と、を備え、
前記冷媒回路は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器、及び下流側に配置された第２熱交換器と、
前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第３熱交換器、及び下流側に配置された第４熱交換器と、
前記第２熱交換器と前記第３熱交換器との間に設けられた第１膨張弁、及び前記第１熱交換器と前記第４熱交換器との間に設けられた第２膨張弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記圧縮機より出力される冷媒を、前記第２熱交換器、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第１熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、前記第１空気流路を流れる空気を加湿し、
前記第１膨張弁は、
前記第２空気流路の前記第３熱交換器に入る空気の露点温度と、前記第３熱交換器を出た空気の温度を求める工程と、
前記露点温度に所定温度を加えた値が、前記第３熱交換器を出た空気の温度となるように、前記第１膨張弁の開度を増減する工程と、により、前記第３熱交換器を出た空気の結露を防止し、前記第２空気流路内の前記水分吸着手段に結露水と共にホルムアルデヒドが吸着されないようにする露点制御を行い、
第２膨張弁は、
前記圧縮機に入る冷媒の過熱度を求める工程と、
前記過熱度より前記第２膨張弁の開度を決定する工程と、
前記決定された開度に第２膨張弁の開度を制御する工程による過熱度制御を行い、
前記ホルムアルデヒドを前記第１空気流路より前記室内に給気しないようにしたこと
を特徴とする外気処理装置。
【請求項4】
前記冷媒回路は、前記圧縮機より出力される冷媒を循環させる流路を、前記第１の流路と、
前記第３熱交換器、第１膨張弁、第２熱交換器を経由して循環させる流路、及び、前記第４熱交換器、第２膨張弁、第１熱交換器を経由する流路である第２の流路と、のいずれか一方の流路を選択可能な出力切替手段を備え、
前記制御手段は、
前記室内を除湿する際には、前記出力切替手段により前記第２の流路を選択し、且つ、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁を制御すること、
を特徴とする請求項３に記載の外気処理装置。
【請求項5】
室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、
前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、を備える外気処理装置であって、
冷媒を循環させる冷媒回路と、
前記冷媒回路を制御する制御手段と、を備え、
前記冷媒回路は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器と、
前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第３熱交換器、及び下流側に配置された第４熱交換器と、
前記第１熱交換器と前記第３熱交換器との間に設けられた第１膨張弁、及び前記第１熱交換器と前記第４熱交換器との間に設けられた第２膨張弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記圧縮機より出力される冷媒を、前記第１熱交換器、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第１熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、前記第１空気流路を流れる空気を加湿し、
前記第１膨張弁は、
前記第２空気流路の前記第３熱交換器に入る空気の露点温度と、前記第３熱交換器を出た空気の温度を求める工程と、
前記露点温度に所定温度を加えた値が、前記第３熱交換器を出た空気の温度となるように、前記第１膨張弁の開度を増減する工程と、により、前記第３熱交換器を出た空気の結露を防止し、前記第２空気流路内の前記水分吸着手段に結露水と共にホルムアルデヒドが吸着されないようにする露点制御を行い、
第２膨張弁は、
前記圧縮機に入る冷媒の過熱度を求める工程と、
前記過熱度より前記第２膨張弁の開度を決定する工程と、
前記決定された開度に第２膨張弁の開度を制御する工程による過熱度制御を行い、
前記ホルムアルデヒドを前記第１空気流路より前記室内に給気しないようにしたこと
を特徴とする外気処理装置。
【請求項6】
前記冷媒回路は、前記圧縮機より出力される冷媒を循環させる流路を、前記第１の流路と、
前記第３熱交換器、第１膨張弁、第１熱交換器を経由して循環させる流路、及び、前記第４熱交換器、第２膨張弁、第１熱交換器を経由する流路である第２の流路と、のいずれか一方の流路を選択可能な出力切替手段を備え、
前記制御手段は、
前記室内を除湿する際には、前記出力切替手段により前記第２の流路を選択し、且つ、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁を制御すること、
を特徴とする請求項５に記載の外気処理装置。
【請求項7】
前記制御手段は、前記第１膨張弁の開度を、前記第２空気流路の前記第３熱交換器を出た空気温度が、前記露点温度から予め設定した値より高い温度となるように制御すること
を特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の外気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、対象となる部屋の室内の湿度、温度を調節しながら換気を行う外気処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、室内の湿度、温度を調節しながら換気を行う外気処理装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１には、全熱交換器、ロータリー式のデシカントロータ、及び、ヒートポンプを組み合わせた外気処理装置が開示されている。このような外気処理装置では、室外から室内に供給する空気と、室内から室外に排出する空気の間で水分の受け渡しを行うことにより、室内の湿度を上昇させる加湿モード、或いは室内の湿度を低下させる除湿モードでの運転を行うことができる。
【0003】
デシカントロータを用いた外気処理装置は、冬期に加湿運転を行うと、室内のホルムアルデヒドが還気路を経由してデシカントロータに一旦保持され、更に、給気路に廻り、再度室内に放出される（再放散）ことが報告されている（例えば、非特許文献１を参照）。これは還気により運ばれたホルムアルデヒドが、デシカントロータの吸着剤に、湿度（水分）と共に吸着して回転し、給気側で吸着剤から水分と共に放出されることによるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－５３５５４号公報
【非特許文献】
【0005】
【文献】空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集,第３巻,P385～388(2014.9.3～5) 電力ピークカット及び快適性向上に資する太陽熱を利用した住宅向け調湿・除湿並びに低温床暖房システムの開発(第１報)デシカント除湿機の性能評価；瓦口泰一他
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述したように、従来におけるデシカントロータを用いた外気処理装置では、室内にホルムアルデヒドが発生する場合には、デシカントロータで水分が循環することにより、室内から排出される空気に含まれるホルムアルデヒドがデシカントロータを経由して、再度室内に放出される問題が発生する。
【0007】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、室内で発生したホルムアルデヒドが室内に再放散されることを防止することが可能な外気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、を備える外気処理装置であって、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路を制御する制御手段と、を備え、前記冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器、及び下流側に配置された第２熱交換器と、前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第３熱交換器、及び下流側に配置された第４熱交換器と、前記第１熱交換器と前記第３熱交換器との間に設けられた第１膨張弁、及び前記第２熱交換器と前記第４熱交換器との間に設けられた第２膨張弁と、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機より出力される冷媒を、前記第１熱交換器、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第２熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、前記第１空気流路を流れる空気を加湿し、前記第１膨張弁は、前記第２空気流路の前記第３熱交換器に入る空気の露点温度と、前記第３熱交換器を出た空気の温度を求める工程と、前記露点温度に所定温度を加えた値が、前記第３熱交換器を出た空気の温度となるように、前記第１膨張弁の開度を増減する工程と、により、前記第３熱交換器を出た空気の結露を防止し、前記第２空気流路内の前記水分吸着手段に結露水と共にホルムアルデヒドが吸着されないようにする露点制御を行い、第２膨張弁は、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度を求める工程と、前記過熱度より前記第２膨張弁の開度を決定する工程と、前記決定された開度に第２膨張弁の開度を制御する工程と、による過熱度制御を行い、前記ホルムアルデヒドを前記第１空気流路より前記室内に給気しないようにしたことを特徴とする。
【0009】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記冷媒回路は、前記圧縮機より出力される冷媒を循環させる流路を、前記第１の流路と、前記第３熱交換器、第１膨張弁、第１熱交換器を経由して循環させる流路、及び、前記第４熱交換器、第２膨張弁、第２熱交換器を経由する流路である第２の流路と、のいずれか一方の流路を選択可能な出力切替手段を備え、前記制御手段は、前記室内を除湿する際には、前記出力切替手段により前記第２の流路を選択し、且つ、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁を制御すること、を特徴とする。
【0010】
請求項３に係る発明は、室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、を備える外気処理装置であって、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路を制御する制御手段と、を備え、前記冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器、及び下流側に配置された第２熱交換器と、前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第３熱交換器、及び下流側に配置された第４熱交換器と、前記第２熱交換器と前記第３熱交換器との間に設けられた第１膨張弁、及び前記第１熱交換器と前記第４熱交換器との間に設けられた第２膨張弁と、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機より出力される冷媒を、前記第２熱交換器、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第１熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、前記第１空気流路を流れる空気を加湿し、前記第１膨張弁は、前記第２空気流路の前記第３熱交換器に入る空気の露点温度と、前記第３熱交換器を出た空気の温度を求める工程と、前記露点温度に所定温度を加えた値が、前記第３熱交換器を出た空気の温度となるように、前記第１膨張弁の開度を増減する工程と、により、前記第３熱交換器を出た空気の結露を防止し、前記第２空気流路内の前記水分吸着手段に結露水と共にホルムアルデヒドが吸着されないようにする露点制御を行い、第２膨張弁は、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度を求める工程と、前記過熱度より前記第２膨張弁の開度を決定する工程と、前記決定された開度に第２膨張弁の開度を制御する工程による過熱度制御を行い、前記ホルムアルデヒドを前記第１空気流路より前記室内に給気しないようにしたことを特徴とする。
【0011】
請求項４に係る発明は、請求項３において、前記冷媒回路は、前記圧縮機より出力される冷媒を循環させる流路を、前記第１の流路と、前記第３熱交換器、第１膨張弁、第２熱交換器を経由して循環させる流路、及び、前記第４熱交換器、第２膨張弁、第１熱交換器を経由する流路である第２の流路と、のいずれか一方の流路を選択可能な出力切替手段を備え、前記制御手段は、前記室内を除湿する際には、前記出力切替手段により前記第２の流路を選択し、且つ、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁を制御すること、を特徴とする。
【0012】
請求項５に係る発明は、室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、を備える外気処理装置であって、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路を制御する制御手段と、を備え、前記冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器と、前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第３熱交換器、及び下流側に配置された第４熱交換器と、前記第１熱交換器と前記第３熱交換器との間に設けられた第１膨張弁、及び前記第１熱交換器と前記第４熱交換器との間に設けられた第２膨張弁と、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機より出力される冷媒を、前記第１熱交換器、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第１熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、前記第１空気流路を流れる空気を加湿し、前記第１膨張弁は、前記第２空気流路の前記第３熱交換器に入る空気の露点温度と、前記第３熱交換器を出た空気の温度を求める工程と、前記露点温度に所定温度を加えた値が、前記第３熱交換器を出た空気の温度となるように、前記第１膨張弁の開度を増減する工程と、により、前記第３熱交換器を出た空気の結露を防止し、前記第２空気流路内の前記水分吸着手段に結露水と共にホルムアルデヒドが吸着されないようにする露点制御を行い、第２膨張弁は、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度を求める工程と、前記過熱度より前記第２膨張弁の開度を決定する工程と、前記決定された開度に第２膨張弁の開度を制御する工程による過熱度制御を行い、前記ホルムアルデヒドを前記第１空気流路より前記室内に給気しないようにしたことを特徴とする。
【0013】
請求項６に係る発明は、請求項５において、前記冷媒回路は、前記圧縮機より出力される冷媒を循環させる流路を、前記第１の流路と、前記第３熱交換器、第１膨張弁、第１熱交換器を経由して循環させる流路、及び、前記第４熱交換器、第２膨張弁、第１熱交換器を経由する流路である第２の流路と、のいずれか一方の流路を選択可能な出力切替手段を備え、前記制御手段は、前記室内を除湿する際には、前記出力切替手段により前記第２の流路を選択し、且つ、前記圧縮機に入る冷媒の過熱度が予め設定した値となるように、前記第１膨張弁及び前記第２膨張弁を制御すること、を特徴とする。
【0014】
請求項７に係る発明は、請求項１～６のいずれか１項において、前記制御手段は、前記第１膨張弁の開度を、前記第２空気流路の前記第３熱交換器を出た空気温度が、前記露点温度から予め設定した値より高い温度となるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、室内で発生したホルムアルデヒドが室内に再放散されることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［外気処理装置の空気流路の説明］
図１は、本発明の実施形態に係る外気処理装置１００の空気の流れを概略的に示すフロー図である。図１に示すように、この外気処理装置１００は、空調制御の対象となる室内に対して、室外から室内に向かう第１空気流路１２と、室内から室外に向かう第２空気流路１３を備えている。
［外気処理装置の空気流路の説明］
図１は、本発明の実施形態に係る外気処理装置１００の空気の流れを概略的に示すフロー図である。図１に示すように、この外気処理装置１００は、空調制御の対象となる室内に対して、室外から室内に向かう第１空気流路１２と、室内から室外に向かう第２空気流路１３を備えている。
【0018】
第１空気流路１２は、その下流側に設けられるＳＡ（Supply Air）ファン１０により、室外空気（ＯＡ；Out Air）を室内に給気するための流路であり、第１熱交換器５、回転式のデシカントロータ８（水分吸着手段）、第２熱交換器７、及びＳＡファン１０を経由して、室外空気を室内に給気する。デシカントロータ８は、第１空気流路１２と第２空気流路１３に跨って配置され、後述するモータ２０（図３参照）の駆動力により回転し、相互の空気流路（１２、１３）の湿度を交換する。
【0019】
第２空気流路１３は、その下流側に設けられるＥＡ（Exhaust Air）ファン９により、室内空気（ＲＡ；Return Air）を室外に排出するための流路であり、第３熱交換器４、デシカントロータ８、第４熱交換器６、及びＥＡファン９を経由して室内空気を室外に排出する。
【0020】
なお、以下では、第１空気流路１２に流入する空気（即ち、室外空気）を「ＯＡ」、第１空気流路１２から放出されて室内に供給される空気（即ち、供給空気）を「ＳＡ」、第２空気流路１３に流入する室内の空気（即ち、室内空気）を「ＲＡ」、第２空気流路１３から放出されて外部に排出される空気（即ち、排出空気）を「ＥＡ」として示す。
【0021】
［デシカントロータの説明］
次に、図１に示したデシカントロータ８について説明する。デシカントロータ８は、回転式（ロータリ式）デシカントであり、モータ２０（図３参照）により回転駆動が可能である。デシカントロータ８を回転させることにより、第１空気流路１２及び第２空気流路１３を流れる空気中の顕熱と潜熱を交換することができる。モータ２０を通常の速度で回転させると、通常のロータリ式デシカントとして機能する。他方、モータ２０を高速（例えば、通常時の１０倍の回転数）で回転させると、全熱交換器と同等の機能で作動する。
次に、図１に示したデシカントロータ８について説明する。デシカントロータ８は、回転式（ロータリ式）デシカントであり、モータ２０（図３参照）により回転駆動が可能である。デシカントロータ８を回転させることにより、第１空気流路１２及び第２空気流路１３を流れる空気中の顕熱と潜熱を交換することができる。モータ２０を通常の速度で回転させると、通常のロータリ式デシカントとして機能する。他方、モータ２０を高速（例えば、通常時の１０倍の回転数）で回転させると、全熱交換器と同等の機能で作動する。
【0022】
即ち、デシカントロータ８は、通常の回転数で駆動させることにより、空気中の水分（湿度）を主に交換し、高速で回転させることにより、潜熱と顕熱の両方の全熱交換が可能となる。
【0023】
［冷媒回路の説明］
図２は、本実施形態に係る外気処理装置１００に搭載される冷媒回路の構成を示す説明図である。以下、図２を参照して、本実施形態に係る外気処理装置１００内に設けられた冷媒回路９０の構成について説明する。なお、説明の便宜上、図２では図１に示した第１空気流路１２を図中下段に記載し、更に、第２空気流路１３の流路方向を右から左の方向として図中上段に記載している。
図２は、本実施形態に係る外気処理装置１００に搭載される冷媒回路の構成を示す説明図である。以下、図２を参照して、本実施形態に係る外気処理装置１００内に設けられた冷媒回路９０の構成について説明する。なお、説明の便宜上、図２では図１に示した第１空気流路１２を図中下段に記載し、更に、第２空気流路１３の流路方向を右から左の方向として図中上段に記載している。
【0024】
図２に示すように、本実施形態に係わる外気処理装置１００は、ヒートポンプ装置であり、冷媒を循環させる冷媒回路９０と、デシカントロータ８と、ＳＡファン１０と、ＥＡファン９と、を備えている。
【0025】
冷媒回路９０は、冷媒を圧縮して出力する圧縮機１と、該圧縮機１の前段に設けられ圧縮機１に供給する冷媒を一時的に蓄積するアキュムレータ２と、圧縮機１より送出される圧縮冷媒を第１空気流路１２側、或いは第２空気流路１３側のいずれかの熱交換器に出力するように切り替える四方弁３（出力切替手段）を備えている。
【0026】
更に、冷媒回路９０は、第１空気流路１２のデシカントロータ８の上流側に設けられる第１熱交換器５と、デシカントロータ８の下流側に設けられる第２熱交換器７と、第２空気流路１３のデシカントロータ８の上流側に設けられる第３熱交換器４と、デシカントロータ８の下流側に設けられる第４熱交換器６と、を備えている。
【0027】
また、冷媒回路９０は、第１膨張弁１８と、第２膨張弁１９と、第３熱交換器４の出口側の空気温度を検出する熱交換器温度センサ２７と、圧縮機１の吸い込み側の冷媒温度を検出する冷媒温度センサ２１と、圧縮機１の吸い込み側の圧力を検出する冷媒圧力センサ２２を備える。
【0028】
更に、冷媒回路９０は、第２空気流路１３を流れる空気の温度を検出する室内温度センサ２５と、第２空気流路１３を流れる空気の相対湿度を検出する室内湿度センサ２６を備える。これらの室内温度センサ２５及び室内湿度センサ２６は、第３熱交換器４の入口側に配置されている。従って、各センサ２５、２６により、室内から外気処理装置１００に入る空気温度と相対湿度をそれぞれ検出することができる。
【0029】
第１膨張弁１８は、第１熱交換器５と第３熱交換器４を接続する配管の経路に設けられ、各熱交換器５、４の間を流れる冷媒の圧力を下げながら冷媒流量を調整する。
【0030】
第２膨張弁１９は、第２熱交換器７と第４熱交換器６を接続する配管の経路に設けられ、各熱交換器７、６の間を流れる冷媒の圧力を下げながら冷媒流量を調整する。なお、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の冷媒の流れ方向は、どちらの方向でも調整可能とされている。
【0031】
更に、外気処理装置１００は、該外気処理装置１００の処理を制御する主制御部３１（制御手段）を備えている。主制御部３１は、図１に示したＥＡファン９、ＳＡファン１０の駆動、停止、デシカントロータ８を回転させるモータ２０の駆動、停止、及びモータ２０の通常回転及び高速回転を制御する。
【0032】
［主制御部の説明］
図３は、本実施形態に係る外気処理装置１００に設けられる主制御部３１、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。主制御部３１は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードデスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
図３は、本実施形態に係る外気処理装置１００に設けられる主制御部３１、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。主制御部３１は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードデスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
【0033】
図３に示すように、主制御部３１は、各センサ２１、２２、２５、２６、２７で検出される検出信号を入力するセンサ入力部３１ａと、ＥＡファン９、ＳＡファン１０、モータ２０、四方弁３、圧縮機１の駆動・停止を制御し、且つ、第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度を制御する操作部３１ｂと、を備えている。そして、前述したように、各センサ２１、２２、２５、２６、２７で検出される検出信号に基づいて、圧縮機１、四方弁３、第１膨張弁１８、第２膨張弁１９の作動を制御する。
【0034】
主制御部３１はまた、室内温度センサ２５で検出される室内温度Ｔiと室内湿度センサ２６で検出された室内湿度Ｈｉ（相対湿度）に基づいて、室内の絶対湿度Ｈaを算出し、更に、絶対湿度Ｈaより露点温度Ｔrを算出する処理を実行する。
【0035】
主制御部３１は更に、記憶部３１ｃを備えている。記憶部３１ｃは、主制御部３１において実行される制御に用いられる各種のデータを記憶する。例えば、各センサ２１、２２、２５、２６、２７で検出される温度データ、湿度データ、圧力データを一時的に記憶する。
【0036】
［各運転モードの説明］
本実施形態に係る外気処理装置１００は、除湿モード、加湿モード、冷却モード、加温モードの４通りの運転モードのうちの、いずれか１つに設定して運転することができる。以下、除湿モード及び加湿モードについて詳細に説明する。なお、冷却モード、及び加温モードについては、説明を省略する。
本実施形態に係る外気処理装置１００は、除湿モード、加湿モード、冷却モード、加温モードの４通りの運転モードのうちの、いずれか１つに設定して運転することができる。以下、除湿モード及び加湿モードについて詳細に説明する。なお、冷却モード、及び加温モードについては、説明を省略する。
【0037】
［除湿モードの説明］
除湿モードは、室外空気（ＯＡ）を除湿して室内に供給するモードである。即ち、除湿モードは、室外空気（ＯＡ）を第１空気流路１２内にて、第１熱交換器５、デシカントロータ８、第２熱交換器７の順に通過させ、室外空気（ＯＡ）の湿度を低下させ、ＳＡファン１０にて湿度が低下した供給空気（ＳＡ）を室内に供給する。更に、第２空気流路１３により、室内空気（ＲＡ）を、第３熱交換器４、デシカントロータ８、第４熱交換器６の順に通過させ、冷媒回路９０の動作により発生する排熱を排出空気（ＥＡ）に含ませて排出する。更に、除湿モードではデシカントロータ８を通常の速度で回転させ、第１空気流路１２を流れる空気中の水分を、第２空気流路１３を流れる空気へ移動させて排出する。
除湿モードは、室外空気（ＯＡ）を除湿して室内に供給するモードである。即ち、除湿モードは、室外空気（ＯＡ）を第１空気流路１２内にて、第１熱交換器５、デシカントロータ８、第２熱交換器７の順に通過させ、室外空気（ＯＡ）の湿度を低下させ、ＳＡファン１０にて湿度が低下した供給空気（ＳＡ）を室内に供給する。更に、第２空気流路１３により、室内空気（ＲＡ）を、第３熱交換器４、デシカントロータ８、第４熱交換器６の順に通過させ、冷媒回路９０の動作により発生する排熱を排出空気（ＥＡ）に含ませて排出する。更に、除湿モードではデシカントロータ８を通常の速度で回転させ、第１空気流路１２を流れる空気中の水分を、第２空気流路１３を流れる空気へ移動させて排出する。
【0038】
このときの冷媒回路９０の詳細な動作状態を、図４を参照して説明する。図４は、除湿モードでの、冷媒回路９０の冷媒の流れを示すフロー図である。除湿モードにおいて、第１空気流路１２内の第１熱交換器５及び第２熱交換器７は蒸発器となり、冷媒が蒸発して空気温度を低下させ、各熱交換器５、７にて結露を起こし湿度を低下させる。第２空気流路１３の第３熱交換器４及び第４熱交換器６は、凝縮器となり第１空気流路１２より奪った熱量を排出する。
【0039】
詳細に説明すると、主制御部３１の制御により、四方弁３は、図４の矢印に示すように、圧縮機１の吐出側が第３熱交換器４及び第４熱交換器６に向かう配管に接続される。即ち、圧縮機１より出力される冷媒は２系統に分岐され、一方の分岐路は第３熱交換器４に導入され、他方の分岐路は第４熱交換器６に導入される。
【0040】
除湿モードでは、圧縮機１より出力される圧縮冷媒は、高温高圧である。従って、凝縮器として作用する第３熱交換器４及び第４熱交換器６に圧縮冷媒が導入されることにより、圧縮冷媒と第２空気流路１３を通過する空気との間で熱交換が行われる。このため、第２空気流路１３を流れる空気の温度が上昇する。熱交換器４、６より出力される冷媒は、高圧の液冷媒となる。その後、第３熱交換器４より出力される冷媒は、第１膨張弁１８を通過することにより減圧されて膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となる。この冷媒は、第１熱交換器５に導入される。
【0041】
第４熱交換器６より出力される冷媒についても同様に、第２膨張弁１９を通過することにより減圧されて膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となり、第２熱交換器７に導入される。即ち、除湿モードでは、圧縮機１より出力される冷媒を、第３熱交換器４、第１膨張弁１８、第１熱交換器５を経由する流路、及び、第４熱交換器６、第２膨張弁１９、第２熱交換器７を経由する流路である第２の流路を循環させて、第１空気流路１２を流れる空気を除湿する。
【0042】
第１熱交換器５に導入された冷媒は、蒸発を伴って、室外より導入されて第１空気流路１２を流れる空気の温度（デシカントロータ８の上流の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第１熱交換器５より出力された冷媒は、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。このとき第１空気流路１２を流れる空気（即ち、室外空気（ＯＡ））は、冷媒の蒸発により温度が低下する。また、結露が発生した場合は、空気中の湿度が低下する。
【0043】
一方、第２熱交換器７に導入された冷媒は、蒸発を伴って第１空気流路１２のデシカントロータ８を通過した空気の温度（デシカントロータ８の下流側の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第２熱交換器７から放出された冷媒は、第１熱交換器５から放出された冷媒と合流し、四方弁３とアキュムレータ２を経由して圧縮機１に戻される。このとき第１空気流路１２を流れる空気は、冷媒の蒸発により温度が低下する。また、結露が発生した場合は、空気中の湿度が低下する。
【0044】
即ち、除湿モードでは、圧縮機１より出力される冷媒を、第３熱交換器４、第１膨張弁１８、第１熱交換器５を経由して圧縮機１に戻る流路と、第４熱交換器６、第２膨張弁１９、第２熱交換器７を経由して圧縮機１に戻る流路の、並行した２つの流路（第１の流路）が形成される。
【0045】
更に、第１空気流路１２の流路上のデシカントロータ８では、第１熱交換器５により温度が低下した空気、即ち相対湿度が上昇した空気が、デシカントロータ８のエレメントに保持された吸着剤により水分が吸着され、空気中の水分量が低下する。このときデシカントロータ８の吸着剤は吸湿作用により発熱反応を起こし、空気を加温する。この空気の温度は、デシカントロータ８の下流側に配置された第２熱交換器７により再度低下する。その後、ＳＡファン１０により室内に供給される。
【0046】
第２空気流路１３の流路上のデシカントロータ８では、第３熱交換器４により温度が上昇した空気、即ち、相対湿度が低下した空気が通過することにより、該空気中に、デシカントロータ８のエレメントに保持された吸着剤より水分が放出され、空気中の水分が上昇する。このときデシカントロータ８の吸着剤は放湿作用により吸熱反応を起こし、空気を冷却する。しかし、この空気の温度はデシカントロータ８の下流に配置された第４熱交換器６を通過することにより再度上昇し、その後、ＥＡファン９により室外に排気される。
【0047】
上記のように、本実施形態における除湿モードでは、冷媒回路９０の作用とデシカントロータ８の作用によって、第１空気流路１２は、室外空気（ＯＡ）の潜熱、及び顕熱を低下させた空気を室内に供給することができる。
【0048】
［加湿モードの説明］
加湿モードは、室外空気（ＯＡ）を加湿して室内に供給するモードである。即ち、加湿モードは、室外空気（ＯＡ）を第１空気流路１２にて、第１熱交換器５、デシカントロータ８、第２熱交換器７の順に通過させ、室外空気（ＯＡ）の湿度を上昇させる。その後、湿度が上昇した空気を供給空気（ＳＡ）としてＳＡファン１０により室内に供給する。
加湿モードは、室外空気（ＯＡ）を加湿して室内に供給するモードである。即ち、加湿モードは、室外空気（ＯＡ）を第１空気流路１２にて、第１熱交換器５、デシカントロータ８、第２熱交換器７の順に通過させ、室外空気（ＯＡ）の湿度を上昇させる。その後、湿度が上昇した空気を供給空気（ＳＡ）としてＳＡファン１０により室内に供給する。
【0049】
更に、第２空気流路１３により、室内空気（ＲＡ）を、第３熱交換器４、デシカントロータ８、第４熱交換器６の順に通過させ、冷媒回路９０の動作により発生する冷熱を室内空気（ＲＡ）に含ませて排出する。
【0050】
更に、加湿モードでは、デシカントロータ８を通常の回転速度で回転させ、第２空気流路１３を流れる空気の水分を、第１空気流路１２を流れる空気へ移動させて、室内に供給する。この際、後述するように、第３熱交換器４を通過した空気が結露しないように制御されるので、第２空気流路１３を流れる空気に含まれるホルムアルデヒドが水分中に溶けて、第１空気流路１２を流れる空気へ移動することを防止する。
【0051】
このときの冷媒回路９０の詳細な動作状態を、図５を参照して説明する。図５は、加湿モードでの、冷媒回路９０における冷媒の流れを示すフロー図である。加湿モード時において、第１空気流路１２内の第１熱交換器５及び第２熱交換器７は凝縮器となり、冷媒が凝縮して空気温度を上昇させる。第２空気流路１３の第３熱交換器４及び第４熱交換器６は、第１空気流路１２へ熱量を移動させるため蒸発器となり、吸熱して空気温度を低下させる。
【0052】
詳細に説明すると、主制御部３１の制御により、四方弁３は、図５の矢印に示すように圧縮機１の吐出側が第１熱交換器５及び第２熱交換器７に向かう配管に接続される。即ち、圧縮機１により出力される冷媒は２系統に分岐され、一方の分岐路は第１熱交換器５に導入され、他方の分岐路は第２熱交換器７に導入される。
【0053】
加湿モードにおいて、高温高圧の冷媒を凝縮器として作用する第１熱交換器５及び第２熱交換器７に導入するので、第１空気流路１２を通過する空気は加温される。その後、第１熱交換器５より出力される冷媒は、第１膨張弁１８を通過することにより減圧されて膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となる。この冷媒は、第３熱交換器４に導入される。第２熱交換器７より出力される冷媒についても同様に、第２膨張弁１９を通過することにより減圧されて膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となり、第４熱交換器６に導入される。
【0054】
第３熱交換器４に導入された冷媒は蒸発を伴って、室内より戻された第２空気流路１３を流れる室内空気（ＲＡ）の温度（デシカントロータ８の上流側の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第３熱交換器４より出力される冷媒は、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。このとき第２空気流路１３を流れる空気は、冷媒の蒸発により温度が低下する。
【0055】
一方、第４熱交換器６に導入された冷媒は、蒸発を伴って第２空気流路１３のデシカントロータ８を通過した空気の温度を（デシカントロータ８の下流側の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第４熱交換器６より出力された冷媒は、第３熱交換器４より出力された冷媒と合流し、四方弁３とアキュムレータ２を経由して圧縮機１に戻される。このとき、第２空気流路１３を流れる空気は冷媒の蒸発により温度が低下する。
【0056】
即ち、加湿モードでは、圧縮機１より出力される冷媒を、第１熱交換器５、第１膨張弁１８、第３熱交換器４を経由して圧縮機１に戻る流路と、第２熱交換器７、第２膨張弁１９、第４熱交換器６を経由して圧縮機１に戻る流路の、並行した２つの流路（第１の流路）が形成される。
【0057】
後述するように、第３熱交換器４に導入される空気の温度、湿度に基づいて、空気の露点（結露する温度）が算出され、第３熱交換器４を通過する空気の温度が露点よりも２～３℃だけ高い温度に設定される。従って、第３熱交換器４を通過した空気は結露することなく、デシカントロータ８に導入されることになる。つまり、室内空気（ＲＡ）に含まれるホルムアルデヒドが結露した水分に付着して第１空気流路１２側に戻ることが回避されることになる。
【0058】
第１空気流路１２の流路上のデシカントロータ８では、第１熱交換器５により温度が上昇した空気、即ち、相対湿度が低下した空気が、デシカントロータ８のエレメントに保持された吸着剤により水分が放出され、空気中の水分が上昇する。このとき、デシカントロータ８の吸着剤は放湿作用により吸熱反応を起こし、空気を冷却する。しかし、この空気はデシカントロータ８の下流側に配置された第２熱交換器７により再度温度が上昇する。そして、ＳＡファン１０により室内に供給される。
即ち、加湿モードでは、圧縮機１より出力される冷媒を、第１熱交換器５、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第２熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、第１空気流路１２を流れる空気を加湿する。
即ち、加湿モードでは、圧縮機１より出力される冷媒を、第１熱交換器５、第１膨張弁、第３熱交換器を経由する流路、及び、前記第２熱交換器、第２膨張弁、第４熱交換器を経由する流路である第１の流路を循環させて、第１空気流路１２を流れる空気を加湿する。
【0059】
以上のように、本実施形態の加湿モードでは、第１空気流路１２は、冷媒回路９０の作用と、デシカントロータ８の作用により、通風空気の湿度が上昇した空気を室内に供給することが可能となる。
【0060】
なお、図１に示した外気処理装置では、冷却モード、加温モードの設定についても可能である。詳細な説明については省略する。
【0061】
【0062】
図６は、全体の処理手順を示すフローチャートである。初めに、図６のステップＳ１において、主制御部３１は、ＥＡファン９、ＳＡファン１０を起動させ、更に圧縮機１を起動させる。このとき、圧縮機１の出力、第１膨張弁１８の開度、及び第２膨張弁１９の開度を予め設定した初期値に設定する。更に、デシカントロータ８を駆動させる。
【0063】
ステップＳ２において、主制御部３１は、モード選択を実行する。ここでは、操作者の入力操作により、除湿モード、或いは加湿モードのいずれかが選択される。具体的には、夏期においては除湿モードが選択され、冬期においては加湿モードが選択される。
【0064】
除湿モードが選択された場合には、ステップＳ３において、主制御部３１は四方弁３を制御し、圧縮機１の出力が第３熱交換器４及び第４熱交換器６側になるように設定する。即ち、図４に示す四方弁３のように設定する。
【0065】
次いで、ステップＳ４において、除湿モードによる膨張弁制御を実行する。膨張弁制御の詳細については、図７を参照して後述する。その後、ステップＳ７に処理を進める。
【0066】
一方、ステップＳ２で加湿モードが選択された場合には、ステップＳ５において、主制御部３１は、四方弁３を制御し、圧縮機１の出力が第１熱交換器５、第２熱交換器７側になるように設定する。即ち、図５に示す四方弁３のように設定する。
【0067】
次いで、ステップＳ６において、加湿モードによる膨張弁制御を実行する。膨張弁制御の詳細については、図８を参照して後述する。その後、ステップＳ７に処理を進める。
【0068】
ステップＳ７において、主制御部３１は、処理の停止を示す操作スイッチが操作されたか否かを判断し、オフとされた場合には、ステップＳ８において、主制御部３１は、ＥＡファン９、ＳＡファン１０を停止させる。更に、圧縮機１を停止させ、デシカントロータ８を停止させる。
【0069】
次に、図６のステップＳ４に示した、除湿モードでの膨張弁制御の処理手順を、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
初めに、ステップＳ１１において、主制御部３１は、冷媒圧力センサ２２で検出される冷媒圧力Ｐ１、及び冷媒温度センサ２１で検出される冷媒温度Ｔ１を取得する。
初めに、ステップＳ１１において、主制御部３１は、冷媒圧力センサ２２で検出される冷媒圧力Ｐ１、及び冷媒温度センサ２１で検出される冷媒温度Ｔ１を取得する。
【0070】
ステップＳ１２において、主制御部３１は、冷媒圧力Ｐ１と冷媒温度Ｔ１に基づいて冷媒の蒸発温度Ｔｅを算出する。
【0071】
ステップＳ１３において、主制御部３１は、冷媒温度Ｔ１と蒸発温度Ｔｅとの差分である現過熱度ＳＨを算出する。即ち、ＳＨ＝Ｔ１－Ｔｅを演算する。
【0072】
ステップＳ１４において、主制御部３１は、ＰＩＤ演算、ＰＩ制御、ステップ制御などの公知の方法を採用することにより、現過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＳＨとするための第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度Ｖstを演算する。
【0073】
ステップＳ１５において、主制御部３１は、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の開度Ｖt1、Ｖt2を共にＶstに設定する。つまり、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９を同一の開度Ｖstとなるように制御する。
【0074】
このように、除湿モード時には、現過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるように、膨張弁開度Ｖstを設定し、この開度Ｖstとなるように第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の開度を調整する。その結果、現過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＳＨに近づけることができる。また、第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度が同一となるように制御されるので、第１熱交換器５と第２熱交換器７の間での偏りがなく、バランスの良い流量を設定することができる。
【0075】
【0076】
初めに、図８にステップＳ３１において主制御部３１は、第３熱交換器４の入口温度（室内温度と同一の「Ｔi」で示す）、及び入口湿度（室内湿度と同一の「Ｈi」で示す）、第３熱交換器４の出口温度Ｔoを取得する。具体的に、図３に示した室内温度センサ２５で検出される温度を入口温度Ｔiとする。室内湿度センサ２６で検出される相対湿度を入口湿度Ｈiとする。熱交換器温度センサ２７で検出される温度を出口温度Ｔoとする。
【0077】
ステップＳ３２において主制御部３１は、入口温度Ｔiと入口湿度Ｈiに基づき、周知の方法を採用して露点温度Ｔrを算出する。
【0078】
ステップＳ３３において、主制御部３１は、露点温度Ｔrに所定温度ΔＴを加算した温度（Ｔr＋ΔＴ）と、出口温度Ｔoを比較する。なお、「ΔＴ」は例えば、３～５℃である。比較の結果、「Ｔo＝（Ｔr＋ΔＴ）」である場合には、ステップＳ３６に処理を進める。
「Ｔo＞（Ｔr＋ΔＴ）」である場合にはステップＳ３４に処理を進め、「Ｔo＜（Ｔr＋ΔＴ）」である場合にはステップＳ３５に処理を進める。
「Ｔo＞（Ｔr＋ΔＴ）」である場合にはステップＳ３４に処理を進め、「Ｔo＜（Ｔr＋ΔＴ）」である場合にはステップＳ３５に処理を進める。
【0079】
ステップＳ３４において、主制御部３１は、第１膨張弁１８の開度を増加させる。具体的に、第１膨張弁１８の開度を、現在の開度「ＶDt」から、開度「ＶDt＋ΔＶ」に変更する制御を実施する。第１膨張弁１８の開度を増加させることにより、第１膨張弁１８から第３熱交換器４に供給される冷媒量が増加するので、第２空気流路１３を流れる空気の出口温度Ｔoは低下する。即ち、出口温度Ｔoを（Ｔr＋ΔＴ）に近づけることができる。
【0080】
ステップＳ３５において、主制御部３１は、第１膨張弁１８の開度を減少させる。具体的に、第１膨張弁１８の開度を、現在の開度「ＶDt」から、開度「ＶDt－ΔＶ」に変更する制御を実施する。第１膨張弁１８の開度を減少させることにより、第１膨張弁１８から第３熱交換器４に供給される冷媒量が減少するので、第２空気流路１３を流れる空気の出口温度Ｔoは上昇する。即ち、出口温度Ｔoを（Ｔr＋ΔＴ）に近づけることができる。
【0081】
ステップＳ３３～Ｓ３５の処理を実行することにより、第３熱交換器４より出力される空気の温度である出口温度Ｔoを、露点温度Ｔrよりも３～５℃高い温度である「Ｔr＋ΔＴ」に調整することが可能となる。
【0082】
室内空気（ＲＡ）が第３熱交換器４を通過することにより冷却されても、露点温度Ｔrよりも若干高い温度「Ｔr＋ΔＴ」までしか冷却されず、空気中の水分が結露することがない。更に、デシカントロータ８では、第３熱交換器４から結露水が移動することがないので、デシカントロータ８内で結露した水分が存在せず、室内の空気に含まれているホルムアルデヒドが水分に溶け込むことはない。従って、デシカントロータ８を経由して室内に供給する空気の流路にホルムアルデヒドが廻ることを防止できる。
【0083】
次いでステップＳ３６にて、主制御部３１は、図３に示した冷媒圧力センサ２２にて検出された冷媒圧力Ｐ１、及び、冷媒温度センサ２１にて検出された冷媒温度Ｔ１を取得する。
【0084】
ステップＳ３７にて、主制御部３１は、周知の演算方法を採用して冷媒圧力Ｐ１より冷媒の蒸発温度Ｔeを算出する。
【0085】
ステップＳ３８において、主制御部３１は、冷媒の現過熱度ＳＨを算出する。即ち、「ＳＨ＝Ｔ１－Ｔe」を演算して、現過熱度ＳＨを算出する。
【0086】
ステップＳ３９において、主制御部３１は、現過熱度ＳＨが予め設定した目標過熱度ＳＳＨとなるように第２膨張弁１９の開度Ｖstを決定する。即ち、上述したように第１膨張弁１８は、第３熱交換器４の出口温度Ｔoを所定の数値に制御しており、冷媒回路９０を流れる冷媒の過熱度を制御していない。従って、第３熱交換器４を出た冷媒の過熱度は不定である。本実施形態では、第２膨張弁１９の開度を制御することにより、第３熱交換器４、及び第４熱交換器６を出た冷媒を合流させた後の現過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるように制御する。従って、第１膨張弁１８の開度と第２膨張弁１９の開度は、異なる開度となる。
【0087】
第２膨張弁１９の開度Ｖstは、例えば、ＰＩＤ制御、ＰＩ制御、ステップ制御などの公知の制御方法を適宜選択して実施することが可能である。
【0088】
ステップＳ４０において、主制御部３１は、ステップＳ３９の処理で決定した開度Ｖstとなるように、第２膨張弁１９の開度を制御する。その後、本処理を終了する。
【0089】
このように、圧縮機１の冷媒吸込管の過熱度が一定になるように、第２膨張弁１９の開度を制御する。
【0090】
［第１実施形態の効果の説明］
このようにして、第１実施形態に係る外気処理装置１００では、第１膨張弁１８の開度を調整することにより、室内から排気する空気が第３熱交換器４を通過した後に、露点温度Ｔrよりも若干高い温度である「Ｔr＋ΔＴ」となるように制御される。
このようにして、第１実施形態に係る外気処理装置１００では、第１膨張弁１８の開度を調整することにより、室内から排気する空気が第３熱交換器４を通過した後に、露点温度Ｔrよりも若干高い温度である「Ｔr＋ΔＴ」となるように制御される。
【0091】
従って、第３熱交換器４を通過した空気は結露することなく、例えば、相対湿度９０％以下でデシカントロータ８に入ることになる。デシカントロータ８内では、空気中の水分がデシカントロータ８内の吸着剤に吸着されるが、空気中に含まれるホルムアルデヒドは、デシカントロータ内の水分には溶け込まないため、第１空気流路１２内には廻り込まず、供給空気（ＳＡ）として室内に戻されることを防止できる。従って、ホルムアルデヒドを適切に室外に排出することができる。
【0092】
第１膨張弁１８の開度が上記のように制御されるので、第３熱交換器４から出る冷媒は、過熱度が制御されていない。しかし、第３熱交換器４から出る冷媒は、第４熱交換器６を出た冷媒と合流し圧縮機１に入るので、第２膨張弁１９の開度を制御することにより、圧縮機１に供給される冷媒の過熱度を制御することができる。即ち、圧縮機１に供給される冷媒の過熱度が目標過熱度となるように、第２膨張弁１９の開度を制御する。従って、冷媒回路９０を安定的に稼働させることが可能となる。
【0093】
また、加湿モード時に、第３熱交換器４に入る室内空気（ＲＡ）の空気温度と湿度に基づいて露点温度を求め、第３熱交換器４を出た空気の温度が、露点温度＋ΔＴ（３～５℃）となるように第１膨張弁１８の開度を制御している。その結果、第３熱交換器４に結露が発生しないことから、第３熱交換器４を通過する空気の圧力損失を低減することができる。このため、ＥＡファン９の消費電力を低減することが可能となる。
【0094】
第３熱交換器４において結露水が発生しないので（所謂、ドレンレス）、ドレン処理の為の配管等が必要ない。また、第３熱交換器４で結露が発生しないので、デシカントロータ８を介して最大の湿度移動が可能となる。
【0095】
［第１実施形態の変形例の説明］
（第１変形例）
図９は、第１変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９１の構成図である。図９に示す冷媒回路９１は、前述した第１実施形態で示した冷媒回路９０と対比して、四方弁３を設けていない点で相違している。そして、第１変形例に係る冷媒回路９１は、前述した図５と同様に、加湿モードとなるように配管が接続されている。それ以外の構成は、第１実施形態で示した冷媒回路９０と同様である。即ち、第１変形例では、四方弁３を設けず、冷媒回路９１を加湿及び加温専用としている。第１変形例では、四方弁３を備えないので装置構成を簡素化することができる。第１変形例では加湿モードを実施し、除湿モードを不要とする建造物に設置する場合に有用である。
（第１変形例）
図９は、第１変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９１の構成図である。図９に示す冷媒回路９１は、前述した第１実施形態で示した冷媒回路９０と対比して、四方弁３を設けていない点で相違している。そして、第１変形例に係る冷媒回路９１は、前述した図５と同様に、加湿モードとなるように配管が接続されている。それ以外の構成は、第１実施形態で示した冷媒回路９０と同様である。即ち、第１変形例では、四方弁３を設けず、冷媒回路９１を加湿及び加温専用としている。第１変形例では、四方弁３を備えないので装置構成を簡素化することができる。第１変形例では加湿モードを実施し、除湿モードを不要とする建造物に設置する場合に有用である。
【0096】
（第２変形例）
図１０は、第２変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９２の構成図である。図１０に示す冷媒回路９２は、図２に示した冷媒回路９０に対して、第１膨張弁１８、第２膨張弁１９に接続される熱交換器が変更されている。具体的に、第１膨張弁１８の第１空気流路１２側の端部が、第２熱交換器７に接続され、第２膨張弁１９の第１空気流路１２側の端部が第１熱交換器５に接続されている点で相違している。
図１０は、第２変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９２の構成図である。図１０に示す冷媒回路９２は、図２に示した冷媒回路９０に対して、第１膨張弁１８、第２膨張弁１９に接続される熱交換器が変更されている。具体的に、第１膨張弁１８の第１空気流路１２側の端部が、第２熱交換器７に接続され、第２膨張弁１９の第１空気流路１２側の端部が第１熱交換器５に接続されている点で相違している。
【0097】
第１実施形態で説明したように、第３熱交換器４に供給される冷媒の量は、第３熱交換器４を通る空気の温度により一義的に決定する。このため、第１実施形態（図５参照）では、第１熱交換器５及び第３熱交換器４には同一となる流量の冷媒が供給される。これに対して、第２変形例に係る冷媒回路９２では、第２熱交換器７と第３熱交換器４に流れる冷媒の流量が同一となる。
【0098】
第２変形例では、第１空気流路１２において、デシカントロータ８の上流側に設置された第１熱交換器５に供給する冷媒の流量を、第４熱交換器６に供給される冷媒の流量に合わせたい場合（例えば、流量を多くしたい場合）に有用である。
【0099】
（第３変形例）
図１１は、第３変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９３の構成図である。図１１に示す冷媒回路９３は、前述した第２変形例で示した冷媒回路９２と対比して、四方弁３を設けていない点で相違している。それ以外の構成は、第２変形例で示した冷媒回路９２と同様である。即ち、第３変形例では、四方弁３を設けず、冷媒回路９３を加湿及び加温専用としている。第３変形例では、四方弁３を備えないので装置構成を簡素化することができる。第３変形例では加湿モードを実施し、除湿モードを不要とする建造物に設置する場合に有用である。
図１１は、第３変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９３の構成図である。図１１に示す冷媒回路９３は、前述した第２変形例で示した冷媒回路９２と対比して、四方弁３を設けていない点で相違している。それ以外の構成は、第２変形例で示した冷媒回路９２と同様である。即ち、第３変形例では、四方弁３を設けず、冷媒回路９３を加湿及び加温専用としている。第３変形例では、四方弁３を備えないので装置構成を簡素化することができる。第３変形例では加湿モードを実施し、除湿モードを不要とする建造物に設置する場合に有用である。
【0100】
（第４変形例）
図１２は、第４変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９４の構成図である。図１２に示す冷媒回路９４は、前述した第１実施形態で示した冷媒回路９０と対比して、第２熱交換器７を設けていない点で相違している。それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。このような構成によれば、第２熱交換器７を設けないことにより、除湿効率、及び加湿効率が低減するものの、第１実施形態と同様の効果を達成することができる。また、第２熱交換器７を設置しないことにより、コストダウンを図ることが可能となる。
図１２は、第４変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９４の構成図である。図１２に示す冷媒回路９４は、前述した第１実施形態で示した冷媒回路９０と対比して、第２熱交換器７を設けていない点で相違している。それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。このような構成によれば、第２熱交換器７を設けないことにより、除湿効率、及び加湿効率が低減するものの、第１実施形態と同様の効果を達成することができる。また、第２熱交換器７を設置しないことにより、コストダウンを図ることが可能となる。
【0101】
（第５変形例）
図１３は、第５変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９５の構成図である。図１３に示す冷媒回路９５は、前述した第４変形例で示した冷媒回路９２と対比して、四方弁３を設けていない点で相違している。それ以外の構成は、第４変形例で示した冷媒回路９２と同様である。即ち、第５変形例では、四方弁３を設けず、冷媒回路９５を加湿及び加温専用としている。第５変形例では、四方弁３を備えないので装置構成を簡素化することができる。第５変形例では加湿モードを実施し、除湿モードを不要とする建造物に設置する場合に有用である。
図１３は、第５変形例に係る外気処理装置に設けられる冷媒回路９５の構成図である。図１３に示す冷媒回路９５は、前述した第４変形例で示した冷媒回路９２と対比して、四方弁３を設けていない点で相違している。それ以外の構成は、第４変形例で示した冷媒回路９２と同様である。即ち、第５変形例では、四方弁３を設けず、冷媒回路９５を加湿及び加温専用としている。第５変形例では、四方弁３を備えないので装置構成を簡素化することができる。第５変形例では加湿モードを実施し、除湿モードを不要とする建造物に設置する場合に有用である。
【0102】
以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【符号の説明】
【0103】
１ 圧縮機
２ アキュムレータ
３ 四方弁
４ 第３熱交換器
５ 第１熱交換器
６ 第４熱交換器
７ 第２熱交換器
８ デシカントロータ
９ ＥＡファン
１０ ＳＡファン
１２ 第１空気流路
１３ 第２空気流路
１８ 第１膨張弁
１９ 第２膨張弁
２０ モータ
２１ 冷媒温度センサ
２２ 冷媒圧力センサ
２５ 室内温度センサ
２６ 室内湿度センサ
２７ 熱交換器温度センサ
３１ 主制御部
３１ａ センサ入力部
３１ｂ 操作部
３１ｃ 記憶部
９０、９１、９２、９３、９４、９５ 冷媒回路
１００ 外気処理装置
ＥＡ 排出空気
ＯＡ 室外空気
ＲＡ 室内空気
ＳＡ 供給空気
ＳＨ 現過熱度
ＳＳＨ 目標過熱度
Ｔｒ 露点温度
２ アキュムレータ
３ 四方弁
４ 第３熱交換器
５ 第１熱交換器
６ 第４熱交換器
７ 第２熱交換器
８ デシカントロータ
９ ＥＡファン
１０ ＳＡファン
１２ 第１空気流路
１３ 第２空気流路
１８ 第１膨張弁
１９ 第２膨張弁
２０ モータ
２１ 冷媒温度センサ
２２ 冷媒圧力センサ
２５ 室内温度センサ
２６ 室内湿度センサ
２７ 熱交換器温度センサ
３１ 主制御部
３１ａ センサ入力部
３１ｂ 操作部
３１ｃ 記憶部
９０、９１、９２、９３、９４、９５ 冷媒回路
１００ 外気処理装置
ＥＡ 排出空気
ＯＡ 室外空気
ＲＡ 室内空気
ＳＡ 供給空気
ＳＨ 現過熱度
ＳＳＨ 目標過熱度
Ｔｒ 露点温度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】