调湿换气装置制造方法
【专利摘要】调湿换气装置(10)包括流量计算部(62)和风扇控制部(63)。该流量计算部(62)根据第一和第二吸附热交换器(51、52)下游的空气的比体积和送风扇(25、26)的质量流量将送风扇(25、26)的空气的体积流量计算出来；该风扇控制部(63)对送风扇(25、26)进行控制以便在流量计算部(62)计算出的体积流量接近规定的目标体积流量。
【专利说明】调湿换气装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对吸入的空气的湿度进行调节后再将湿度被调节了的空气供向 室内的调湿换气装置。
【背景技术】
[0002]目前对室内进行换气的换气装置已为众人所知晓。将室内空气排出，同时将对室 外空气除湿后再供向室内的调湿换气装置就是这样的换气装置。专利文献I中公开了作为 上述换气装置使用的调湿换气装置。该调湿换气装置决定风扇的转速以便风扇功耗的合计 值达到事先设定的目标风量所需要的功率值。也就是说，现有技术中的调湿换气装置是根 据由风扇送出的空气的质量流量(每单位时间的空气的质量)对风扇进行控制的。
[0003]专利文献1:日本公开特许公报特开2009-109134号公报
【发明内容】
[0004]一发明要解决的技术问题一
[0005]然而，对于专利文献I中所公开的调湿换气装置而言，当空气温度升高时，即使质 量流量相等，体积流量(每单位时间的空气的体积)也会增大，结果会导致流过导管的空气 的流量过大，压力损失增加；当空气温度降低时，即使质量流量相等，体积流量也会减小，结 果是会导致流过导管的空气的流量减少，换气量不足。也就是说，所存在的问题是如果空气 温度变化就无法使风扇运送的空气的流量为一定值。
[0006]本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于:无论空气温度如何变化，调湿换 气装置都能够将风扇运送的空气的流量保持为一定值。
[0007]—用于解决技术问题的技术方案一
[0008]本发明根据体积流量对送风扇进行控制。
[0009]第一方面的发明是一种调湿换气装置，其包括调湿用部件51、52和送风扇25、26， 该调湿用部件51、52具有吸附剂并使空气与该吸附剂接触，该送风扇25、26设置在该调湿 用部件51、52的下游且将空气供向该调湿用部件51、52，该调湿换气装置利用所述调湿用 部件51、52对已吸入的空气的湿度进行调节后再将湿度被调节了的空气供向室内。该调湿 换气装置包括流量计算部62和送风控制部63。该流量计算部62根据所述调湿用部件51、 52下游的空气的比体积和所述送风扇25、26的质量流量将所述送风扇25、26的空气的体积 流量计算出来；该送风控制部63对所述送风扇25、26进行控制以便在流量计算部62计算 出的体积流量接近规定的目标体积流量。
[0010]在上述第一方面的发明中，吸入调湿换气装置10的空气被送往调湿用部件51、52 与吸附剂接触。在调湿用部件51、52中，空气中的水分会被吸附剂吸附或者从吸附剂脱离 出来的水分会释放给空气。调湿换气装置10将湿度被调湿用部件51、52调节了的空气供 向室内。调湿换气装置10包括流量计算部62和送风控制部63。
[0011]流量计算部62根据调湿用部件51、52下游的空气的比体积和所述送风扇25、26运送的空气的质量流量将送风扇25、26在调湿用部件51、52的下游运送的空气的体积流量计算出来。送风控制部63对送风扇25、26进行控制以便在流量计算部62计算出的体积流量接近规定的目标体积流量。也就是说，因为做到了根据体积流量对送风扇25、26进行控制，所以即使空气温度发生变化也能够将送风扇25、26运送的空气的流量调节为一定值。
[0012]第二方面的发明是这样的，在上述第一方面的发明中，所述流量计算部62构成为:根据所述调湿用部件51、52上游的空气的温度和湿度将该调湿用部件51、52下游的空气的比体积计算出来。
[0013]在上述第二方面的发明中，流量计算部62根据调湿用部件51、52上游的空气的温度和湿度将调湿用部件51、52下游的空气的温度和湿度计算出来，并由该温度和湿度将调湿用部件51、52下游的空气的比体积计算出来。也就是说，无需检测调湿用部件51、52下游的空气的温湿度，即能够将该空气的比体积计算出来。
[0014]第三方面的发明是这样的，在上述第二方面的发明中，该调湿换气装置构成为:包括至少设置有压缩机53让制冷剂循环而进行制冷循环的制冷剂回路50，利用从该制冷剂回路50中的制冷剂释放出的热量将所述调湿用部件51、52再生。所述流量计算部62构成为:进一步根据所述压缩机53的容量将所述调湿用部件51、52下游的空气的比体积计算出来。
[0015]上述第三方面的发明中，利用从制冷剂回路50中的制冷剂释放出的热量将调湿用部件51、52再生。如果压缩机53的容量变化，制冷剂回路50中的制冷剂的循环量就会变化，从制冷循环获得的温热量也会发生变化。结果，如果用于再生调湿用部件51、52的温热量发生变化，从调湿用部件51、52中脱离出来的水分量发生变化，那么之后被调湿用部件51、52吸附的水分量就会发生变化。而且，如果用于再生调湿用部件51、52的温热量发生变化，通过调湿用部件51、52的空气的温度就会发生变化，之后供向室内的空气的温度就会发生变化。也就是说，在制冷剂回路50中的压缩机53的容量可变的情况下，通过调湿用部件51、52的空气的温度就会随着压缩机53的容量发生变化。
[0016]因此，不仅根据调湿用部件51、52上游的空气的温度和湿度将调湿用部件51、52下游的空气的比体积计算出来，还根据设置在制冷剂回路50中的压缩机53的容量将调湿用部件51、52下游的空气的比体积计算出来。
[0017]第四方面的发明是这样的，在上述第一到第三方面任一方面的发明中，所述流量计算部62构成为:根据至少所述送风扇25、26的功耗和转速将该送风扇25、26的空气的质
量流量计算出来。
[0018]上述第四方面的发明中，流量计算部62至少根据送风扇25、26的功耗和转速将送风扇25、26运送的空气的质量流量计算出来。
[0019]第五方面的发明是这样的，在上述第三或第四方面的发明中，负载有吸附剂且连接在所述制冷剂回路50中的第一吸附热交换器51和第二吸附热交换器52作为所述调湿用部件而设，该调湿换气装置构成为:通过可逆地切换所述制冷剂回路50中的制冷剂循环而在两个所述吸附热交换器51、52中交替进行吸附剂的吸附动作和再生动作，来对通过该吸附热交换器51、52的空气的湿度进行调节。
[0020]在上述第五方面的发明中，负载吸附剂的第一吸附热交换器51和第二吸附热交换器52作为调湿用部件设置在制冷剂回路50中。通过可逆地切换制冷剂在制冷剂回路50中的循环方向，而在两个吸附热交换器51、52中交替地进行吸附剂的吸附动作和再生动作，调节通过该吸附热交换器51、52的空气的湿度。
[0021]—发明的效果一
[0022]根据上述第一方面的发明，做到了利用体积流量对送风扇25、26的风量进行控制，因此，即使风扇的吸入空气温度发生变化也能够对送风扇25、26的风量进行调节。
[0023]这里，现有技术是利用空气的质量流量对风扇进行控制的。这样做以后，在空气温度升高，该空气的体积流量增加的情况下，风扇运送的风量就会过剩，因此存在在导管的损失增加这样的问题。另一方面，在空气温度降低，该空气的体积流量减小的情况下，风扇运送的风量不足，因此存在换气量不足这样的问题。也就是说，如果根据空气的质量流量对风扇进行控制，那么当空气温度变化时就会出现风量过剩或者不足的不良现象。
[0024]然而，根据本发明，做到了使送风扇25、26的空气的体积流量接近目标体积流量，因此即使空气温度发生变化，也能够将送风扇25、26运送的空气的流量调节为一定值。这样一来就能够可靠地避免送风扇25、26运送的空气的流量因空气温度变化而过剩或者不足。
[0025]根据上述第二和第三方面的发明，做到了根据调湿用部件51、52上游的空气的温度和湿度将调湿用部件51、52下游的空气的比体积计算出来，因此，无需检测调湿用部件
51、52下游的空气的温湿度，就能够将该空气的比体积计算出来。这样检测调湿用部件51、52下游的空气的温度和湿度的传感器等就可以省去不用了。
[0026]根据上述第四方面的发明，做到了根据送风扇25、26的功耗和转速将送风扇25、26的质量流量计算出来，因此可简单且可靠地将送风扇25、26的质量流量计算出来。
[0027]根据上述第五方面的发明，做到了根据体积流量对送风扇25、26的风量进行控制，故即使空气通过各吸附热交换器51、52其温度发生了变化，也能够对送风扇25、26运送的空气的流量进行调节。这样就能够可靠地防止送风扇25、26运送的空气的流量因空气温度变化而过剩或者不足。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是从前面一侧看到的省略了壳体的顶板以后的调湿换气装置的立体图。
[0029]图2是示出从前面一侧看到的省略了壳体的一部分和电气元器件盒以后的调湿换气装置的立体图。
[0030]图3是省略了壳体的顶板以后的调湿换气装置的俯视图。
[0031]图4是省略了调湿换气装置的一部分以后而示出的调湿换气装置的概略俯视图、右视图以及左视图。
[0032]图5是示出制冷剂回路的结构的管道系统图，图5㈧示出第一正常动作；图5⑶
示出第二正常动作。
[0033]图6是示出在进行除湿换气运转下的第一正常动作时空气的流动情况的调湿换气装置的概略俯视图、右视图及左视图。
[0034]图7是示出在进行除湿换气运转下的第二正常动作时空气的流动情况的调湿换气装置的概略俯视图、右视图及左视图。
[0035]图8是示出在进行加湿换气运转下的第一正常动作时空气的流动情况的调湿换气装置的概略俯视图、右视图及左视图。
[0036]图9是示出在进行加湿换气运转下的第二正常动作时空气的流动情况的调湿换气装置的概略俯视图、右视图及左视图。
[0037]图10是示出在单纯换气运转下空气的流动情况的调湿换气装置的概略俯视图、右视图及左视图。
[0038]图11是示出对送风扇进行控制的工作过程的流程图。
[0039]—符号说明一
[0040]25-排气扇；26_供气扇；50_制冷剂回路；51_第一吸附热交换器；52_第二吸附热交换器；53_压缩机；60_控制器；62_流量计算部；63_风扇控制部。
【具体实施方式】
[0041]下面，参考附图对本发明的实施方式做详细的说明。本实施方式中的调湿换气装置10对室内的湿度进行调节并对室内进行换气，对吸入的室外空气OA进行了湿度调节后再将该室外空气OA供向室内，同时将所吸入的室内空气RA排向室外。未图示的空调机也设置在调湿换气装置10的对象即室内。也就是说，在该室内，由调湿换气装置10调节室内的湿度，同时还由空调机调节室内的温度。也就是说，由调湿换气装置10和空调机构成对室内同时进行潜热和显热处理的空调系统。
[0042]〈调湿换气装置的整体结构〉
[0043]适当地参考图1到图4对调湿换气装置10做说明。补充说明一下，这里的说明中所用“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“跟前”、“远处”，只要没有特别的说明，指的是从前
面一侧观察调湿换气装置10时的方向。
[0044]调湿换气装置10包括壳体11。在壳体11内安装有制冷剂回路50。在该制冷剂回路50中连接有第一吸附热交换器51、第二吸附热交换器52、压缩机53、四通换向阀54以及电动膨胀阀55。制冷剂回路50的详情后述。
[0045]壳体11形成为略微扁平且高度较低的长方体状。在图2所示的壳体11中，左侧跟前的侧面(即前面)是前面板部12，右侧远处的侧面(即背面)是背面板部13，右侧跟前的侧面是第一侧面板部14，左侧远处的侧面是第二侧面板部15。
[0046]在壳体11上形成有室外空气吸入口 24、室内空气吸入口 23、供气口 22以及排气口 21。室外空气吸入口 24和室内空气吸入口 23朝着背面板部13敞开，室外空气吸入口24设置在背面板部13的下侧部分；室内空气吸入口 23设置在背面板部13的上侧部分；供气口 22设置在第一侧面板部14的靠前面板部12 —侧的端部附近；排气口 21设置在第二侧面板部15的靠前面板部12 —侧的端部附近。
[0047]在壳体11的内部空间内设置有上游侧隔板71、下游侧隔板72、中央隔板73、第一隔板74以及第二隔板75。这些隔板71?75都立着设置在壳体11的底板上，将壳体11的内部空间从壳体11的底板到它的顶板进行了划分。
[0048]上游侧隔板71和下游侧隔板72被设置成与前面板部12和背面板部13平行的状态，上游侧隔板71和下游侧隔板72在壳体11的前后方向上留有规定的间隔。上游侧隔板71被设置成背面板部13较近，下游侧隔板72被设置成靠前面板部12较近。
[0049]第一隔板74及第二隔板75被设置成与第一侧面板部14及第二侧面板部15平行的状态。第一隔板74被设置成与第一侧面板部14保持有规定的间隔，从右侧将上游侧隔板71和下游侧隔板72之间的空间封起来；第二隔板75被设置成与第二侧面板部15保持有规定的间隔，从左侧将上游侧隔板71和下游侧隔板72之间的空间封上。
[0050]中央隔板73以与上游侧隔板71和下游侧隔板72正交的状态设置在上游侧隔板71和下游侧隔板72之间。中央隔板73从上游侧隔板71 一直设置到下游侧隔板72，将上游侧隔板71与下游侧隔板72之间的空间左右隔开。
[0051]在壳体11内，上游侧隔板71与背面板部13之间的空间被隔成上下两个空间。上侧空间构成室内空气侧通路32 ;下侧空间构成室外空气侧通路34。室内空气侧通路32经由与室内空气吸入口 23连接的导管与室内连通。在室内空气侧通路32上设置有室内空气侧过滤器27、室内空气湿度传感器96以及室内空气温度传感器98。室内空气温度传感器98测量吸附热交换器51、52上游(一级)的空气即从室内吸入的空气RA的温度；室内空气湿度传感器96测量吸附热交换器51、52上游(一级)的空气即从室内吸入的空气RA的湿度。室外空气侧通路34经由与室外空气吸入口 24连接的导管与室外空间连通。在室外空气侧通路34上设置有室外空气侧过滤器28、室外空气湿度传感器97以及室外空气温度传感器99。室外空气温度传感器99测量吸附热交换器51、52上游(一级)的空气即从室外吸入的空气OA的温度；室外空气湿度传感器97测量吸附热交换器51、52上游(一级)的空气即从室外吸入的空气OA的湿度。此外，除了图4以外，在其它图中没有将室内空气温度传感器98和室外空气温度传感器99图示出来。该室内空气湿度传感器96检测室内空气的相对湿度；该室外空气湿度传感器97检测室外空气的相对湿度。
[0052]壳体11内上游侧隔板71和下游侧隔板72之间的空间被中央隔板73左右隔开，中央隔板73右侧的空间构成第一热交换器室37，中央隔板73左侧的空间构成第二热交换器室38。在第一热交换器室37内安装有第一吸附热交换器51 ;在第二热交换器室38内安装有第二吸附热交换器52。虽未图示，但在第一热交换器室37内安装有制冷剂回路50的电动膨胀阀55。
[0053]各吸附热交换器51、52都是用于让吸附剂和空气接触的吸附部件，构成本发明所涉及的调湿用部件。各吸附热交换器51、52是通过让所谓的横肋型管片式热交换器的表面负载吸附剂而构成的，整体形成为长方形的厚板状或者扁平的长方体状。各个吸附热交换器51、52，以它们的前面和背面与上游侧隔板71和下游侧隔板72平行的状态立着设置在热交换器室37、38内。此外，作为吸附热交换器51、52所负载的吸附剂使用的是沸石、(氧化)硅胶等或者二者的混合物。
[0054]在壳体11的内部空间内，沿着下游侧隔板72前面的空间被上下隔开。该被上下隔开的空间的上侧部分构成供气侧通路31 ;下侧部分构成排气侧通路33。
[0055]在上游侧隔板71上设置有四个开闭式风阀(damper) 41?44。各风阀41?44大致形成为横向尺寸较长的长方形。具体而言，第一室内空气侧风阀41安装在上游侧隔板71中面向室内空气侧通路32的那一部分(上侧部分)上且中央隔板73的右侧；第二室内空气侧风阀42安装在上游侧隔板71中面向室内空气侧通路32的那一部分(上侧部分)上且中央隔板73的左侧。第一室外空气侧风阀43安装在上游侧隔板71中面向室外空气侧通路34的那一部分(下侧部分)上且中央隔板73的右侧；第二室外空气侧风阀44安装在上游侧隔板71中面向室外空气侧通路34的那一部分(下侧部分)上且中央隔板73的左侧。
[0056]在下游侧隔板72上设置有四个开闭式风阀45?48。各风阀45?48大致形成为横向尺寸较长的长方形。具体而言，第一供气侧风阀45安装在下游侧隔板72中面向供气侧通路31的那一部分(上侧部分)上且中央隔板73的右侧；第二供气侧风阀46安装在下游侧隔板72中面向供气侧通路31的那一部分(上侧部分)上且中央隔板73的左侧。第一排气侧风阀47安装在下游侧隔板72中面向排气侧通路33的那一部分(下侧部分)上且中央隔板73的右侧；第二排气侧风阀48安装在下游侧隔板72中面向排气侧通路33的那一部分(下侧部分)上且中央隔板73的左侧。
[0057]在壳体11内，供气侧通路31和排气侧通路33与前面板部12之间的空间被隔板77左右隔开，隔板77右侧的空间构成供气扇室36，隔板77左侧的空间构成排气扇室35。
[0058]供气扇室36内安装有供气扇26 ;排气扇室35内安装有排气扇25。供气扇26和排气扇25都是离心型多叶片风扇(所谓的西洛可风扇)。供气扇26和排气扇25构成本发明中的送风扇。
[0059]具体而言,这些风扇51、52包括风扇转子、风扇壳86以及风扇马达89。虽未图不，风扇转子形成为轴向长度比直径短的圆筒状，在圆筒侧面形成很多叶片。风扇转子安装在风扇壳86内。吸入口 87朝着风扇壳86的一个侧面(与风扇转子的轴向垂直的侧面)敞开。在风扇壳86上形成有从圆筒侧面朝着外侧突出的部分，吹出口 88朝着该部分的突出端敞开。风扇马达89安装在风扇壳86上与吸入口 87相反一侧的侧面上。风扇马达89与风扇转子相连结驱动着风扇转子旋转。
[0060]当供气扇26和排气扇25中的风扇转子由风扇马达89驱动旋转以后，空气就会经吸入口 87被吸入风扇壳86内，风扇壳86内的空气被从吹出口 88吹出。
[0061]供气扇26以风扇壳86的吸入口 87与下游侧隔板72相对的状态设置在供气扇室36内。而且，该供气扇26的风扇壳86上的吹出口 88以与供气口 22相连通的状态形成在第一侧面板部14上。
[0062]排气扇25以风扇壳86的吸入口 87与下游侧隔板72相对的状态设置在排气扇室35内。而且，该排气扇25的风扇壳86上的吹出口 88以与排气口 21连通的状态形成在第二侧面板部15上。
[0063]在供气扇室36内安装有制冷剂回路50的压缩机53和四通换向阀54。压缩机53和四通换向阀54设置在供气扇室36内供气扇26与隔板77之间。
[0064]在壳体11内，第一隔板74和第一侧面板部14之间的空间构成第一旁路通路81。第一旁路通路81的始端仅与室外空气侧通路34连通，与室内空气侧通路32断开。第一旁路通路81的终端由于隔板78的存在而与供气侧通路31、排气侧通路33及供气扇室36隔开。在隔板78中面向供气扇室36的部分设置有第一旁路用风阀83。
[0065]在壳体11内，第二隔板75和第二侧面板部15之间的空间构成第二旁路通路82。第二旁路通路82的始端仅与室内空气侧通路32连通，与室外空气侧通路34断开。第二旁路通路82的终端由于隔板79的存在而与供气侧通路31、排气侧通路33及排气扇室35隔开。在隔板79中面向排气扇室35的部分设置有第二旁路用风阀84。
[0066]此外，在图4中的右视图和左视图中，省略图示第一旁路通路81、第二旁路通路82、第一旁路用风阀83以及第二旁路用风阀84。[0067]在壳体11的前面板部12靠右的部分安装有电气元器件盒90。此外，在图2和图4中省略了电气元器件盒90。电气元器件盒90是一个长方体状的盒子，在其内部安装有控制用基板91和电源用基板92。控制用基板91和电源用基板92安装在电气元器件盒90的侧板中与前面板部12相邻的部分(即背面板)的内侧面上。在电源用基板92的变频器部设置有散热片93。该散热片93突出设置在电源基板92的背面，穿过电气元器件盒90的背面板和壳体11的前面板部12朝着供气扇室36露出来(参照图3)。
[0068]〈制冷剂回路的结构〉
[0069]如图5所示，制冷剂回路50是设置有第一吸附热交换器51、第二吸附热交换器
52、压缩机53、四通换向阀54以及电动膨胀阀55的封闭回路。该制冷剂回路50通过让填充的制冷剂循环而进行蒸气压缩式制冷循环。
[0070]在制冷剂回路50中，压缩机53的喷出侧连接在四通换向阀54的第一阀口上；该压缩机53的吸入侧连接在四通换向阀54的第二阀口上。在制冷剂回路50中，第一吸附热交换器51、电动膨胀阀55及第二吸附热交换器52按照从四通换向阀54的第三阀口到第四阀口这样的顺序连接起来。
[0071]四通换向阀54能够在第一阀口和第三阀口连通且第二阀口和第四阀口连通的第一状态(图5(A)所示的状态)与第一阀口和第四阀口连通且第二阀口和第三阀口连通的第二状态(图5(B)所示的状态)之间进行切换。
[0072]压缩机53是对制冷剂进行压缩的压缩机构和驱动压缩机构的电动机安装在一个壳体内而构成的全密闭式压缩机。当改变供向压缩机53内的电动机的交流频率(即压缩机53的工作频率)时，由电动机驱动的压缩机构的转速就会变化，每个单位时间内从压缩机53喷出的制冷剂量就会变化。也就是说，该压缩机53的容量可变。
[0073]在制冷剂回路50中，在连接压缩机53的喷出侧和四通换向阀54的第一阀口的管道上安装有高压压力传感器91和喷出管温度传感器93。高压压力传感器91测量从压缩机53喷出的制冷剂的压力；喷出管温度传感器93测量从压缩机53喷出的制冷剂的温度。
[0074]在制冷剂回路50中，在连接压缩机53的吸入侧和四通换向阀54的第二阀口的管道上安装有低压压力传感器92和吸入管温度传感器94。低压压力传感器92测量被吸入压缩机53中的制冷剂的压力；吸入管温度传感器94测量被吸入压缩机53中的制冷剂的温度。
[0075]在制冷剂回路50中，在连接四通换向阀54的第三阀口和第一吸附热交换器51的管道上安装有管道温度传感器95。管道温度传感器95设置在该管道的四通换向阀54附近，测量在管道内流动的制冷剂的温度。
[0076]〈控制器的结构〉
[0077]在调湿换气装置10中设置有作为控制部的控制器60。在本实施方式的调湿换气装置10中，设置在控制用基板91上的微型电子计算机构成控制器60。室内空气湿度传感器96、室内空气温度传感器98、室外空气湿度传感器97、室外空气温度传感器99的测量值
会输入控制器60中；设置在制冷剂回路50上的各传感器91、92、......的测量值会输入控
制器60中；供气扇26和排气扇25的功耗和转速也会输入控制器60中。控制器60包括流量计算部62、风扇控制部63以及调湿控制部61。
[0078]所述流量计算部62将供气扇26和排气扇25的空气的体积流量计算出来，构成本发明所涉及的流量计算部。空气的温度和湿度与比体积(比容积)的关系事先存储在该流量计算部62。此外，本实施方式中的体积流量说的是风扇在每单位时间运送的空气的体积(m3 / S)。而且，本实施方式中的比体积说的是质量为Ikg的空气所占的体积(m3 / kg)。
[0079]具体而言，在流量计算部62，根据室内空气温度传感器98和室内空气湿度传感器96的测量值(RA温度、RA湿度)、压缩机53的频率的值将排气扇25吸入且运送的空气(风扇吸入空气)的温度(EA温度)和湿度(EA湿度)计算出来。此外，排气扇25的吸入空气是吸附热交换器51、52下游(二级)的空气且是朝着室外排出的空气(EA)。而且，由该EA温度和EA湿度将排气扇25的吸入空气的比体积(EA比体积)计算出来。在流量计算部62，根据排气扇25的功耗和转速将排气扇25的吸入空气(EA)的质量流量(EA质量流量)计算出来。此外，本实施方式中的质量流量说的是风扇在每单位时间运送的空气的质量(kg / s)。在流量计算部62，根据已计算出的EA比体积和EA质量流量将排气扇25的吸入空气的体积流量(EA体积流量)计算出来。此外，在压缩机53停止的状态(亦即频率为O的状态)下，基于吸附热交换器51、52上游的RA温度和RA湿度计算出的RA比体积和基于吸附热交换器51、52下游的EA温度和EA湿度计算出的EA比体积相等。
[0080]另一方面，在流量计算部62，根据室外空气温度传感器99和室外空气湿度传感器97的测量值(0A温度、OA湿度)、压缩机53的频率的值将供气扇26吸入并运送的空气(风扇吸入空气)的温度(SA温度)和湿度(SA湿度)计算出来。此外，供气扇26的吸入空气说的是吸附热交换器51、52下游(二级)的空气且供向室内的空气(SA)。并且根据该SA温度和SA湿度将供气扇26的吸入空气的比体积(SA比体积)计算出来。在流量计算部62，根据供气扇26的功耗和转速将供气扇26的吸入空气SA的质量流量(SA质量流量)计算出来。在流量计算部62，根据已计算出来的SA比体积和SA质量流量将供气扇26的吸入空气的体积流量(SA体积流量)计算出来。此外，在压缩机53停止的状态(亦即频率为O的状态)下，基于吸附热交换器51、52上游的OA温度和OA湿度计算出的OA比体积和基于吸附热交换器51、52下游的SA温度和SA湿度计算出的SA比体积相等。
[0081]所述风扇控制部63对各风扇51、52进行控制以便在所述流量计算部62计算出的各风扇51、52的空气的体积流量接近规定的目标体积流量，该风扇控制部63构成本发明所涉及的送风控制部。具体而言，在上述流量计算部62计算出的供气扇26和排气扇25运送的空气的体积流量的计算值会输入风扇控制部63中。而且，规定的体积流量的目标值事先存储在风扇控制部63中。此外，该目标值构成本发明所涉及的目标体积流量。风扇控制部63构成为对供气扇26和排气扇25的转速进行调节以便体积流量的计算值接近目标值。
[0082]所述调湿控制部61根据所输入的这些测量值控制调湿换气装置10运转。调湿换气装置10根据调湿控制部61的控制动作在后述的除湿换气运转、加湿换气运转、单纯换气运转之间进行切换。而且，调湿控制部61在进行这些运转的过程中控制各风阀41?48、各风扇51、52、压缩机53、电动膨胀阀55和四通换向阀54工作。
[0083]一运转情况一
[0084]本实施方式中的调湿换气装置10会选择性地进行除湿换气运转、加湿换气运转以及单纯换气运转。该调湿换气装置10作为正常运转进行除湿换气运转和加湿换气运转。
[0085]〈除湿换气运转〉
[0086]处于除湿换气运转过程中的调湿换气装置10以规定的时间间隔(例如3?4分钟)重复交替进行后述的第一正常动作和第二正常动作。在该除湿换气运转过程中，第一旁路用风阀83和第二旁路用风阀84 —直处于关闭状态。
[0087]处于除湿换气运转过程中的调湿换气装置10将室外空气作为第一空气从室外空气吸入口 24吸入到壳体11内；将室内空气作为第二空气从室内空气吸入口 23吸入到壳体11内。
[0088]首先，对除湿换气运转的第一正常动作进行说明。如图6所示，在进行该第一正常动作时，第一室内空气侧风阀41、第二室外空气侧风阀44、第二供气侧风阀46以及第一排气侧风阀47处于打开状态；第二室内空气侧风阀42、第一室外空气侧风阀43、第一供气侧风阀45以及第二排气侧风阀48处于关闭状态。而且，在进行该第一正常动作的制冷剂回路50中，四通换向阀54被设定为第一状态(图5(A)所示的状态)，第一吸附热交换器51成为冷凝器，第二吸附热交换器52成为蒸发器。
[0089]流入室外空气侧通路34且通过了室外空气侧过滤器28的第一空气经第二室外空气侧风阀44流入第二热交换器室38中，然后通过第二吸附热交换器52。在第二吸附热交换器52中，第一空气中的水分被吸附剂吸附，此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第二吸附热交换器52中已被除湿的第一空气，经第二供气侧风阀46流入供气侧通路31中，通过供气扇室36以后，经供气口 22供向室内。
[0090]另一方面，流入室内空气侧通路32且通过了室内空气侧过滤器27的第二空气，经第一室内空气侧风阀41流入第一热交换器室37中，然后通过第一吸附热交换器51。在第一吸附热交换器51中，水分从已被制冷剂加热的吸附剂中脱离出来，该已脱离出来的水分释放给第二空气。已在第一吸附热交换器51中获得水分的第二空气经第一排气侧风阀47流入排气侧通路33中，通过排气扇室35后，经排气口 21排向室外。
[0091]接着，对除湿换气运转的第二正常动作进行说明。如图7所示，在尽进行该第二正常动作时，第二室内空气侧风阀42、第一室外空气侧风阀43、第一供气侧风阀45以及第二排气侧风阀48处于打开状态；第一室内空气侧风阀41、第二室外空气侧风阀44、第二供气侧风阀46以及第一排气侧风阀47处于关闭状态。而且，在进行该第二正常动作的制冷剂回路50中，四通换向阀54被设定为第二状态(图5(B)所示的状态)，第一吸附热交换器51成为蒸发器，第二吸附热交换器52成为冷凝器。
[0092]流入室外空气侧通路34且通过了室外空气侧过滤器28的第一空气，经第一室外空气侧风阀43流入第一热交换器室37中，然后通过第一吸附热交换器51。在第一吸附热交换器51中，第一空气中的水分被吸附剂吸附，此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第一吸附热交换器51中已被除湿的第一空气，经第一供气侧风阀45流入供气侧通路31中，通过供气扇室36后，经供气口 22供向室内。
[0093]另一方面，流入室内空气侧通路32且通过了室内空气侧过滤器27的第二空气经第二室内空气侧风阀42流入第二热交换器室38中，之后通过第二吸附热交换器52。在第二吸附热交换器52中，水分从已被制冷剂加热的吸附剂中脱离出来，该已脱离出来的水分释放给第二空气。已在第二吸附热交换器52中获得水分的第二空气，经第二排气侧风阀48流入排气侧通路33中，通过排气扇室35后，经排气口 21排向室外。
[0094]〈加湿换气运转〉
[0095]处于加湿换气运转过程中的调湿换气装置10以规定的时间间隔(例如3?4分钟)重复着交替进行后述的第一正常动作和第二正常动作。在该加湿换气运转过程中，第一旁路用风阀83和第二旁路用风阀84 —直处于关闭状态。
[0096]处于加湿换气运转过程中的调湿换气装置10将室外空气作为第二空气从室外空气吸入口 24吸入到壳体11内；将室内空气作为第一空气从室内空气吸入口 23吸入到壳体11内。
[0097]首先，对加湿换气运转的第一正常动作进行说明。如图8所示，在进行该第一正常动作时，第二室内空气侧风阀42、第一室外空气侧风阀43、第一供气侧风阀45以及第二排气侧风阀48处于打开状态；第一室内空气侧风阀41、第二室外空气侧风阀44、第二供气侧风阀46以及第一排气侧风阀47处于关闭状态。而且，在进行该第一正常动作的制冷剂回路50中，四通换向阀54被设定为第一状态(图5(A)所示的状态)，第一吸附热交换器51成为冷凝器，第二吸附热交换器52成为蒸发器。
[0098]流入室内空气侧通路32且通过了室内空气侧过滤器27的第一空气经第二室内空气侧风阀42流入第二热交换器室38，然后通过第二吸附热交换器52。在第二吸附热交换器52中，第一空气中的水分被吸附剂吸附，此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第二吸附热交换器52中已被夺走水分的第一空气经第二排气侧风阀48流入排气侧通路33中，通过排气扇室35后，经排气口 21排向室外。
[0099]另一方面，流入室外空气侧通路34且通过了室外空气侧过滤器28的第二空气经第一室外空气侧风阀43流入第一热交换器室37中，然后通过第一吸附热交换器51。在第一吸附热交换器51中，水分从已被制冷剂加热的吸附剂中脱离出来，该已脱离出来的水分释放给第二空气。在第一吸附热交换器51中已被加湿的第二空气经第一供气侧风阀45流入供气侧通路31中，通过供气扇室36后，经供气口 22供向室内。
[0100]接着，对加湿换气运转的第二正常动作进行说明。如图9所示，在进行该第二正常动作时，第一室内空气侧风阀41、第二室外空气侧风阀44、第二供气侧风阀46以及第一排气侧风阀47处于打开状态；第二室内空气侧风阀42、第一室外空气侧风阀43、第一供气侧风阀45以及第二排气侧风阀48处于关闭状态。而且，在进行该第二正常动作的制冷剂回路50中，四通换向阀54被设定为第二状态(图5(B)所示的状态)，第一吸附热交换器51成为蒸发器，第二吸附热交换器52成为冷凝器。
[0101 ] 流入室内空气侧通路32且通过了室内空气侧过滤器27的第一空气经第一室内空气侧风阀41流入第一热交换器室37中，然后通过第一吸附热交换器51。在第一吸附热交换器51中，第一空气中的水分被吸附剂吸附，此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第一吸附热交换器51中已被夺走水分的第一空气经第一排气侧风阀47流入排气侧通路33中，通过排气扇室35后，经排气口 21排向室外。
[0102]另一方面，流入室外空气侧通路34中后，又通过了室外空气侧过滤器28的第二空气经第二室外空气侧风阀44流入第二热交换器室38中，然后通过第二吸附热交换器52。在第二吸附热交换器52中，水分从已被制冷剂加热的吸附剂中脱离出来，该已脱离出来的水分释放给第二空气。在第二吸附热交换器52中已被加湿的第二空气经第二供气侧风阀46流入供气侧通路31中，通过供气扇室36后，经供气口 22供向室内。
[0103]〈单纯换气运转〉
[0104]处于单纯换气运转过程中的调湿换气装置10将已吸入的室外空气OA作为供给空气SA直接供向室内，同时将已吸入的室内空气RA作为排出空气EA直接排向室外。在此，参照图10对处于单纯换气运转过程中的调湿换气装置10的动作进行说明。
[0105]在进行单纯换气运转的调湿换气装置10中，第一旁路用风阀83和第二旁路用风阀84处于打开状态；第一室内空气侧风阀41、第二室内空气侧风阀42、第一室外空气侧风阀43、第二室外空气侧风阀44、第一供气侧风阀45、第二供气侧风阀46、第一排气侧风阀47以及第二排气侧风阀48处于关闭状态。而且，在进行单纯换气运转的过程中，制冷剂回路50中的压缩机53处于停止状态。
[0106]在正进行单纯换气运转的调湿换气装置10中，室外空气被从室外空气吸入口 24吸入到壳体11内。通过室外空气吸入口 24且流入室外空气侧通路34中的室外空气，自第一旁路通路81经第一旁路用风阀83流入供气扇室36中，然后经供气口 22供向室内。
[0107]在正进行单纯换气运转的调湿换气装置10中，室内空气被从室内空气吸入口 23吸入到壳体11内。通过室内空气吸入口 23且流入室内空气侧通路32中的室内空气自第二旁路通路82经第二旁路用风阀84流入排气扇室35中，之后经排气口 21排向室外。
[0108]〈对风扇的控制动作〉
[0109]接着，参照图11说明是如何对各风扇25、26进行控制的。对各风扇25、26进行的控制是使体积流量保持为一定值的风量一定控制。在本实施方式的风量一定控制下，由流量计算部62将由各风扇25、26运送的空气的体积流量计算出来，由风扇控制部63对风量进行调节以便由各风扇25、26运送的空气的体积流量为一定值。因此对流量计算部62所进行的工作(STl?ST9)做说明。在流量计算部62首先判断压缩机53是否正在运转(STl)。下面将压缩机53正在运转时和压缩机53不运转的情况分开来说明。
[0110]在压缩机53未运转的情况下，流量计算部62利用室内空气温度传感器98和室内空气湿度传感器96测量室内空气RA的温度(RA温度)和湿度(RA湿度)，利用室外空气温度传感器99和室外空气湿度传感器97测量室外空气OA的温度(0A温度)和湿度(0A湿度)(ST2)。接着，流量计算部62由已测出的室外空气(OA)和室内空气(RA)的温度和湿度的测量值(0A温度、OA湿度、RA温度、RA湿度)将室外空气(OA)和室内空气(RA)的比体积(0A比体积、RA比体积)分别计算出来(ST3)。再接下来，流量计算部62将与已计算出的室外空气(OA)的比体积(0A比体积)相等的、供气扇26的吸入空气的比体积(SA比体积)计算出来(ST4)。流量计算部62还将与已计算出的室内空气(RA)的比体积(RA比体积)相等的、排气扇25的吸入空气的比体积(EA比体积)计算出来(ST4)。
[0111]接着，流量计算部62根据供气扇26和排气扇25各自的转速和功耗将供气扇26和排气扇25的吸入空气的质量流量(SA质量流量、EA质量流量)计算出来(ST5)。流量计算部62还由已计算出的SA比体积和SA质量流量将供气扇26的吸入空气的体积流量(SA体积流量)计算出来。流量计算部62还从已计算出的EA比体积和EA质量流量将排气扇25的吸入空气的体积流量(EA体积流量)计算出来(ST6)。
[0112]在压缩机正在运转的情况下，流量计算部62利用室内空气温度传感器98和室内空气湿度传感器96测量室内空气的温度(RA温度)和湿度(RA湿度)，利用室外空气温度传感器99和室外空气湿度传感器97测量室外空气OA的温度(0A温度)和湿度(0A湿度)(ST7)。流量计算部62还读取压缩机53的频率的值(ST7)。接着，流量计算部62从测得的室外空气(OA)和室内空气(RA)的温度和湿度(0A温度、OA湿度、RA温度、RA湿度)、压缩机53的频率将供气扇26和排气扇25的吸入空气(SA、EA)的温度和湿度(SA温度、SA湿度、EA温度、EA湿度)计算出来(ST8)。流量计算部62还由计算出的温度和湿度(SA温度、SA湿度、EA温度、EA湿度)将供气扇26和排气扇25的吸入空气(SA、EA)的比体积(SA比体积、EA比体积)分别计算出来(ST9)。
[0113]接着，流量计算部62根据供气扇26和排气扇25各自的转速和功耗将供气扇26和排气扇25的吸入空气的质量流量(SA质量流量、EA质量流量)计算出来(ST5)。流量计算部62还由已计算出的SA比体积和SA质量流量将供气扇26的吸入空气(SA)的体积流量(SA体积流量)计算出来。流量计算部62还由计算出的EA比体积和EA质量流量将排气扇(25)的吸入空气(EA)的体积流量(EA体积流量)计算出来(ST6)。
[0114]接下来，对在风扇控制部63进行的工作(ST10?ST13)做说明。在风扇控制部63对体积流量的目标值与SA体积流量和EA体积流量分别进行比较(STlO)。如果SA体积流量在比目标值低2% (目标值-2%)的值以下，风扇控制部63就通过提高供气扇26的转速而让SA体积流量接近目标值(STll)。如果EA体积流量在比目标值低2% (目标值-2%)的值以下，风扇控制部63就通过提高排气扇25的转速而让EA体积流量接近目标值(STll)。
[0115]风扇控制部63对体积流量的目标值与SA体积流量和EA体积流量分别进行比较(STlO)。如果SA体积流量在比目标值高2% (目标值+ 2% )的值以上，风扇控制部63就通过降低供气扇26的转速而让SA体积流量接近目标值(ST13)。如果EA体积流量在比目标值高2% (目标值+ 2% )以上，风扇控制部63就通过降低排气扇25的转速而让EA体积流量接近目标值(ST13)。
[0116]风扇控制部63对体积流量的目标值与SA体积流量和EA体积流量分别进行比较(STlO)。如果SA体积流量和EA体积流量在大于或小于目标值的2%以内(目标值±2%)，风扇控制部63就不改变供气扇26和排气扇25的转速(ST12)。
[0117]一实施方式的效果一
[0118]根据上述本实施方式，做到了利用体积流量对供气扇26和排气扇25的风量进行控制，故即使风扇的吸入空气温度发生变化，也能够对两风扇25、26的风量进行调节。
[0119]这里，现有技术是利用空气的质量流量对风扇进行控制的。若如此，那么在空气温度增高，该空气的体积流量增加的情况下，会出现风扇运送的风量过剩，在导管内的损失增加这样的问题。另一方面，在空气温度降低，该空气的体积流量下降的情况下，会出现风扇运送的风量不足，换气量不足这样的问题。也就是说，如果利用空气的质量流量对风扇进行控制，风量就会由于空气温度变化而过剩或者不足。
[0120]然而，根据本实施方式，做到了让供气扇26和排气扇25的空气的体积流量接近目标体积流量，因此即使空气温度发生变化，也能够将供气扇26和排气扇25运送的空气的流量调节为一定值。这样一来，就能够可靠地防止供气扇26和排气扇25运送的空气的流量由于空气温度变化而过剩或者不足。
[0121]做到了根据第一吸附热交换器51和第二吸附热交换器52上游的空气的温度和湿度将第一吸附热交换器51和第二吸附热交换器52下游的空气的比体积计算出来，因此无需用传感器等检测第一吸附热交换器51和第二吸附热交换器52下游的空气的温度和湿度，就能够将该空气的比体积计算出来。这样一来，在第一吸附热交换器51和第二吸附热交换器52的空气的下游仅用于计算该空气的比体积的温度传感器和湿度传感器就可以省去不用了。
[0122]做到了根据供气扇26和排气扇25的功耗和转速将供气扇26和排气扇25的质量流量计算出来，因此可简单且可靠地将供气扇26和排气扇25的质量流量计算出来。
[0123]最后，做到了根据体积流量对供气扇26和排气扇25的风量进行控制，因此即使空气各吸附热交换器51、52其温度发生了变化，也能够对供气扇26和排气扇25运送的空气的流量进行调节。这样就能够可靠地防止送风扇25、26运送的空气的流量因空气温度变化而过剩或者不足。
[0124]〈其它实施方式〉
[0125]本发明还可以在上述实施方式中采用以下结构。
[0126]在上述实施方式中，作为吸附剂使用的是沸石、(氧化)硅胶等主要吸附水蒸气的材料，但本发明并不限于此，还可以使用既吸附水蒸气又吸收水蒸气的材料(所谓的吸收吸附剂)。
[0127]具体而言，本发明其它实施方式中的吸附剂的情况是这样的，具有吸湿性的有机高分子材料作吸附剂用。作吸附剂用的有机高分子材料的具体情况是这样的，分子中具有亲水性极性基的多个高分子主链彼此交联，彼此交联的多个高分子主链形成三维结构体。
[0128]本实施方式中的吸附剂通过捕捉水蒸气(即吸湿)而膨胀。对该吸附剂吸湿而膨胀的机理有以下推测。也就是说，在该吸附剂吸湿之际，水蒸气被吸附在亲水性极性基周围，亲水性极性基和水蒸气起反应所产生的电气方面的力作用于高分子主链上，其结果是高分子主链发生变形。而且，水蒸气在毛细管力的作用下被吸到已变形的高分子主链的间隙里，由多个高分子主链形成的三维结构体由于水蒸气进入而膨胀，结果吸附剂的体积增大。
[0129]就这样，本实施方式的吸附剂会产生水蒸气被吸附剂吸附的现象和水蒸气被吸附剂吸收的现象这两种现象。也就是说，水蒸气被该吸收吸附剂吸收和吸附。而且，被该吸收吸附剂捕获的水蒸气不仅进入由彼此交联的多个高分子主链形成的三维结构体的表面，还会进入其内部。结果，与仅将水蒸气吸附在表面上的沸石等相比，该吸附剂捕获的水蒸气更多。
[0130]该吸附剂通过释放水蒸气(即放湿)而收缩。也就是说，在该吸附剂放湿之际，已被捕获在高分子主链的间隙里的水的量逐渐减少，由多个高分子主链构成的三维结构体的形状复原，故吸附剂的体积减小。
[0131]此外，作为本实施方式的吸附剂使用的材料只要能通过吸湿而膨胀并通过放湿而收缩即可，并不限于上述材料。例如作为吸附剂使用的材料还可以是具有吸湿性的离子交换树脂。
[0132]此外，上述实施方式仅仅是本质上优选之例，并无限制本发明、其适用对象或者其用途范围的意图。
[0133]一产业实用性一
[0134]综上所述，本发明对包括风扇的调湿换气装置有用。
【权利要求】
1.一种调湿换气装置，其包括调湿用部件(51、52)和送风扇(25、26)，该调湿用部件(51.52)具有吸附剂并使该吸附剂与空气接触，该送风扇(25、26)设置在该调湿用部件(51.52)的下游且将空气供向该调湿用部件(51、52)，该调湿换气装置利用所述调湿用部件(51、52)对已吸入的空气的湿度进行调节后再将湿度被调节了的空气供向室内，其特征在于:该调湿换气装置包括流量计算部￠2)和送风控制部(63)，该流量计算部￠2)根据所述调湿用部件(51、52)下游的空气的比体积和所述送风扇 (25,26)的空气的质量流量将所述送风扇(25、26)的空气的体积流量计算出来；该送风控制部￠3)对所述送风扇(25、26)进行控制以便在所述流量计算部￠2)计算出的体积流量接近规定的目标体积流量。
2.根据权利要求1所述的调湿换气装置，其特征在于:所述流量计算部￠2)构成为:根据所述调湿用部件(51、52)上游的空气的温度和湿度将该调湿用部件(51、52)下游的空气的比体积计算出来。
3.根据权利要求2所述的调湿换气装置，其特征在于:该调湿换气装置构成为:包括至少设置有压缩机(53)让制冷剂循环而进行制冷循环的制冷剂回路(50)，利用从该制冷剂回路(50)中的制冷剂释放出的热量将所述调湿用部件(51、52)再生，所述流量计算部￠2)构成为:进一步根据所述压缩机(53)的容量将所述调湿用部件 (51、52)下游的空气的比体积计算出来。
4.根据权利要求1所述的调湿换气装置，其特征在于:所述流量计算部(62)构成为:根据至少所述送风扇(25、26)的功耗和转速将该送风扇 (25、26)的空气的质量流量计算出来。
5.根据权利要求3或4所述的调湿换气装置，其特征在于:负载有吸附剂且连接在所述制冷剂回路(50)中的第一吸附热交换器(51)和第二吸附热交换器(52)作为所述调湿用部件而设，该调湿换气装置构成为:通过可逆地切换制冷剂在所述制冷剂回路(50)中的循环方向而在两个所述吸附热交换器(51、52)中交替进行吸附剂的吸附动作和再生动作，对通过该吸附热交换器(51、52)的空气的湿度进行调节。
【文档编号】F24F11/02GK103443553SQ201280014627
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】酒井岳人, 江口晃弘, 薮知宏 申请人:大金工业株式会社