JP2004321885A - 調湿用素子 - Google Patents

Abstract

【課題】調湿用素子の表面積を飛躍的に増大させて、調湿用素子の調湿能力の増大、或いは調湿用素子の小型化を図る。
【解決手段】調湿用素子（３，５）では、伝熱管（１５）の外表面に接触して担持部材（１３）が設けられる。この担持部材（１３）は、発泡金属により構成される。また、担持部材（１３）の表面及び伝熱管（１５）の外表面には、吸着材が設けられる。調湿装置の除湿運転時には、室外空気が第２調湿用素子（３）へ送られ、担持部材（１３）や伝熱管（１５）の表面に担持された吸着材にその水分が吸着されて室外空気が除湿される。また、伝熱管（１５）内へ冷媒が供給され、室外空気中の水分が吸着材に吸着される際に生じる吸着熱を冷媒が吸熱する。一方、第１調湿用素子（５）では、吸着材の再生が行われる。つまり、吸着材が伝熱管（１５）内へ供給された冷媒により加熱され、この吸着材から水分が脱離する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着材を用いて空気の湿度調節を行うための調湿用素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特許文献１に開示されているように、吸着材を利用して空気の湿度調節を行う調湿装置が知られている。
【０００３】
上記調湿装置には、調湿用素子である熱交換部材が２つ設けられている。この熱交換部材は、円筒状の熱交換管と、該熱交換管の軸方向に等間隔で配置された多数の平板状のフィンとを備えている。また、熱交換管の外周面及びフィンの表面には、吸着材が担持されている。
【０００４】
上記調湿装置は、被処理空気の除湿を行う。具体的に、この調湿装置では、被処理空気が第１の熱交換部材へ送られる。そして、熱交換部材の熱交換管やフィンの表面に担持された吸着材に被処理空気中の水分が吸着され、被処理空気の除湿が行われる。その際、第１の熱交換部材では、熱交換管内へ冷却水が供給され、被処理空気中の水分が吸着材に吸着される際に生じる吸着熱を冷却水が吸熱する。また、これと同時に、第２の熱交換部材では、熱交換管内へ温水が供給され、吸着材の再生が行われる。つまり、熱交換管やフィンの表面に担持された吸着材が温水により加熱され、この吸着材から水分が脱離する。この状態がしばらく続いた後、上記調湿装置は、第１の熱交換部材へ温水を供給して吸着材を再生すると同時に、第２の熱交換部材へ被処理空気と冷水を供給して被処理空気を除湿する動作に切り換わる。そして、この調湿装置は、この２つの動作を交互に繰り返し、被処理空気の除湿を行っている。
【０００５】
ここで、上記調湿装置の調湿能力を向上させるには、吸着材が担持される熱交換部材の表面積を増やし、被処理空気と接触する吸着材の量を増大させるのが有効である。この点を考慮し、上記調湿装置の熱交換部材では、熱交換管の周囲に平板状のフィンを設け、熱交換部材の表面積の拡大を図っている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２６５６４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された熱交換部材において、熱交換管の周囲に設けられるフィンは、平板状のものに過ぎない。そして、平板状のフィンを追加するだけでは、熱交換部材の表面積を飛躍的に増加させるのは困難である。このため、被処理空気と接触する吸着材の量もある程度しか増大せず、調湿能力を充分に増大させるのが困難であった。また、フィンの大型化により熱交換部材の表面積を拡大しようとすると、調湿用素子である熱交換部材の大型化を招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、調湿用素子の表面積を飛躍的に増大させ、空気と接触する吸着材の量を増加させることにより、調湿用素子の調湿能力の増大、或いは調湿用素子の小型化を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、調湿用素子を対象としている。そして、加熱用又は冷却用の熱媒体を流通させるための伝熱管（１５）と、空気が通過可能な発泡金属により構成されて上記伝熱管（１５）の外表面に接触する担持部材（１３）と、上記担持部材（１３）の表面に設けられて該担持部材（１３）を通過する空気と接触する吸着材とを備えるものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の調湿用素子において、担持部材（１３）を構成する発泡金属は、その気孔径が５０μｍ以上３ｍｍ以下で、且つその気孔率が５０％以上となっているものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１に記載の調湿用素子において、担持部材（１３）を構成する発泡金属は、その材質が銅、アルミニウム、ニッケル、又はステンレスであるものである。
【００１２】
−作用−
請求項１の発明では、調湿用素子（３，５）において、伝熱管（１５）の外表面に担持部材（１３）が接触している。この担持部材（１３）は、多数の気孔が立体的な網状構造を形成していて比表面積の大きい発泡金属により構成されている。そして、担持部材（１３）は、多数の気孔が繋がることにより、空気が通過可能となっている。また、担持部材（１３）の表面には、吸着材が設けられている。尚、この調湿用素子（３，５）では、担持部材（１３）の表面と伝熱管（１５）の外表面の両方に吸着材が設けられていてもよい。
【００１３】
この発明の調湿用素子（３，５）により空気を除湿する場合には、処理対象の空気が調湿用素子（３，５）の担持部材（１３）を通過し、担持部材表面の吸着材に空気中の水分が吸着される。その際、調湿用素子（３，５）の伝熱管（１５）には、冷却用の熱媒体が送り込まれる。そして、空気中の水分が吸着される際に生じる吸着熱は、伝熱管（１５）内を流れる熱媒体に吸着される。上記調湿用素子（３，５）の吸着材を再生する際には、伝熱管（１５）へ加熱用の熱媒体が送り込まれる。そして、伝熱管（１５）内を流れる熱媒体により担持部材表面の吸着材が加熱され、吸着材から水分が脱離する。その際、調湿用素子（３，５）の担持部材（１３）に空気を供給すれば、この空気に吸着材から脱離した水分が付与され、空気の加湿が行われる。
【００１４】
請求項２の発明では、気孔径や気孔率が所定範囲の発泡金属によって担持部材（１３）が構成される。ここで、担持部材（１３）の表面積を拡大するには、それを構成する発泡金属の気孔径が小さくて気孔率が大きい方が望ましい。しかし、気孔径が小さすぎると、担持部材（１３）を空気が通過する際の圧力損失が増大してしまう。また、気孔径が小さすぎると、担持部材（１３）の全表面に均一に吸着材を設けるのが困難となる。そこで、この発明では、担持部材（１３）を構成する発泡金属として、その気孔径が５０μｍ以上３ｍｍ以下で、且つその気孔率が５０％以上のものを用いている。
【００１５】
請求項３の発明では、銅、アルミニウム、ニッケル、又はステンレスからなる発泡金属によって担持部材（１３）が構成される。尚、この発明において、銅、アルミニウム、又はニッケルからなる発泡金属には、銅、アルミニウム、又はニッケルを主成分とする合金からなる発泡金属も包含される。
【００１６】
【発明の実施の形態１】
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。本実施形態は、本発明に係る調湿用素子（３，５）を備える調湿装置（１）である。
【００１７】
《装置全体の構成》
図１に示すように、本実施形態の調湿装置（１）は、室内空気の除湿と加湿とを行うものであり、箱状のケーシング（１７）を備えている。このケーシング（１７）内には、冷媒回路（２）等が収納されている。
【００１８】
上記冷媒回路（２）は、図４に示すように、第１調湿用素子（３）と、第２調湿用素子（５）と、圧縮機（７）と、四路切換弁（９）と、膨張弁（１１）とが設けられた閉回路である。この冷媒回路（２）は、充填された冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。冷媒回路（２）の詳細については後述する。
【００１９】
ケーシング（１７）内の構造について、図１〜図３を参照しながら説明する。尚、図１は、ケーシング（１７）の内部を上方から見た状態を示すものである。同図では、下側がケーシング（１７）の正面側であり、上側がケーシング（１７）の背面側である。また、以下の説明における「右」「左」は、何れも参照する図面におけるものを意味する。
【００２０】
上記ケーシング（１７）は、平面視正方形で、扁平な箱型に形成されている。上記ケーシング（１７）の左側面板（１７ａ）には、その背面板（１７ｄ）寄りに室外空気吸込口（１９）が形成され、その正面板（１７ｃ）寄りに室内空気吸込口（２１）が形成されている。一方、ケーシング（１７）の右側面板（１７ｂ）には、その背面板（１７ｄ）寄りに排気吹出口（２３）が形成され、その正面板（１７ｃ）寄りに給気吹出口（２５）が形成されている。
【００２１】
上記ケーシング（１７）の内部には、中心部よりもやや右側に第１仕切板（２７）が設けられている。ケーシング（１７）の内部空間（２９）は、この第１仕切板（２７）によって、左右に仕切られている。そして、第１仕切板（２７）の左側が第１空間（２９ａ）となり、第１仕切板（２７）の右側が第２空間（２９ｂ）となっている。
【００２２】
上記ケーシング（１７）の第２空間（２９ｂ）には、冷媒回路（２）の圧縮機（７）が配置されている。また、図１〜図３には図示しないが、冷媒回路（２）の膨張弁（１１）や四路切換弁（９）も第２空間（２９ｂ）に配置されている。更に、第２空間（２９ｂ）には、排気ファン（７９）と給気ファン（７７）とが収納されている。上記排気ファン（７９）は、排気吹出口（２３）に接続されている。上記給気ファン（７７）は、給気吹出口（２５）に接続されている。
【００２３】
上記ケーシング（１７）の第１空間（２９ａ）には、第２仕切板（３１）と第３仕切板（３３）と第６仕切板（６７）とが設けられている。第２仕切板（３１）は正面板（１７ｃ）寄りに立設され、第３仕切板（３３）は背面板（１７ｄ）寄りに立設されている。そして、第１空間（２９ａ）は、第２仕切板（３１）と第３仕切板（３３）とにより、正面側から背面側に向かって３つの空間に仕切られている。第６仕切板（６７）は、第２仕切板（３１）と第３仕切板（３３）に挟まれた空間に設けられている。この第６仕切板（６７）は、第１空間（２９ａ）の左右幅方向の中央に立設されている。
【００２４】
第２仕切板（３１）と第３仕切板（３３）に挟まれた空間は、第６仕切板（６７）によって左右に仕切られる。このうち、右側の空間は、第１熱交換室（６９）を構成し、第１調湿用素子（３）が配置されている。第１調湿用素子（３）は、全体として厚肉の平板状に形成され、この空間を水平方向へ横断するように設置されている。一方、左側の空間は、第２熱交換室（７３）を構成し、第２調湿用素子（５）が配置されている。第２調湿用素子（５）は、全体として厚肉の平板状に形成され、この空間を水平方向へ横断するように設置されている。尚、第１，第２調湿用素子（３，５）の詳細については後述する。
【００２５】
上記第１空間（２９ａ）のうち第３仕切板（３３）とケーシング（１７）の背面板（１７ｄ）に挟まれた空間には、第５仕切板（６１）が設けられている。図２に示すように、第５仕切板（６１）は、この空間の高さ方向の中央部を横断するように設けられ、この空間を上下に仕切っている。そして、第５仕切板（６１）の上側の空間が第１流入路（６３）を構成し、その下側の空間が第１流出路（６５）を構成している。また、第１流入路（６３）は室外空気吸入口（１９）に連通し、第１流出路（６５）は排気ファン（７９）を介して排気吹出口（２３）に連通している。
【００２６】
一方、上記第１空間（２９ａ）のうち第２仕切板（３１）とケーシング（１７）の正面板（１７ｃ）に挟まれた空間には、第４仕切板（５５）が設けられている。図３に示すように、第４仕切板（５５）は、この空間の高さ方向の中央部を横断するように設けられ、この空間を上下に仕切っている。そして、第４仕切板（５５）の上側の空間が第２流入路（５７）を構成し、その下側の空間が第２流出路（５９）を構成している。また、第２流入路（５７）は室内空気吸入口（２１）に連通し、第２流出路（５９）は給気ファン（７７）を介して給気吹出口（２５）に連通している。
【００２７】
図２に示すように、第３仕切板（３３）には、４つの開口が形成されている。第３仕切板（３３）の右上部に形成された第１開口（３３ａ）は、第１熱交換室（６９）における第１調湿用素子（３）の上側を第１流入路（６３）と連通させている。この第１開口（３３ａ）には、開閉自在の第１ダンパ（４７）が設けられている。第３仕切板（３３）の左上部に形成された第２開口（３３ｂ）は、第２熱交換室（７３）における第２調湿用素子（５）の上側を第１流入路（６３）と連通させている。この第２開口（３３ｂ）には、開閉自在の第２ダンパ（４９）が設けられている。第３仕切板（３３）の右下部に形成された第３開口（３３ｃ）は、第１熱交換室（６９）における第１調湿用素子（３）の下側を第１流出路（６５）と連通させている。この第３開口（３３ｃ）には、開閉自在の第３ダンパ（５１）が設けられている。第３仕切板（３３）の左下部に形成された第４開口（３３ｄ）は、第２熱交換室（７３）における第２調湿用素子（５）の下側を第１流出路（６５）と連通させている。この第４開口（３３ｄ）には、開閉自在の第４ダンパ（５３）が設けられている。
【００２８】
図３に示すように、第２仕切板（３１）には、４つの開口が形成されている。第２仕切板（３１）の右上部に形成された第５開口（３１ａ）は、第１熱交換室（６９）における第１調湿用素子（３）の上側を第２流入路（５７）と連通させている。この第５開口（３１ａ）には、開閉自在の第５ダンパ（３５）が設けられている。第２仕切板（３１）の左上部に形成された第６開口（３１ｂ）は、第２熱交換室（７３）における第２調湿用素子（５）の上側を第２流入路（５７）と連通させている。この第６開口（３１ｂ）には、開閉自在の第６ダンパ（３７）が設けられている。第２仕切板（３１）の右下部に形成された第７開口（３１ｃ）は、第１熱交換室（６９）における第１調湿用素子（３）の下側を第２流出路（５９）と連通させている。この第７開口（３１ｃ）には、開閉自在の第７ダンパ（３９）が設けられている。第２仕切板（３１）の左下部に形成された第８開口（３１ｄ）は、第２熱交換室（７３）における第２調湿用素子（５）の下側を第２流出路（５９）と連通させている。この第８開口（３１ｄ）には、開閉自在の第８ダンパ（４１）が設けられている。
【００２９】
上記冷媒回路（２）について、図４を参照しながら説明する。上記圧縮機（７）は、その吐出側が四路切換弁（９）の第１のポートに接続され、その吸入側が四路切換弁（９）の第２のポートに接続されている。
【００３０】
第１調湿用素子（３）の一端は、四路切換弁（９）の第３のポートに接続されている。第１調湿用素子（３）の他端は、膨張弁（１１）を介して第２調湿用素子（５）の一端に接続されている。第２調湿用素子（５）の他端は、四路切換弁（９）の第４のポートに接続されている。
【００３１】
上記四路切換弁（９）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状態（図４（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状態（図４（Ｂ）に示す状態）とに切り換え自在に構成されている。そして、この四路切換弁（９）を切り換えることにより、第１調湿用素子（３）が凝縮器として機能して第２調湿用素子（５）が蒸発器として機能する第１動作と、第１調湿用素子（３）が蒸発器として機能して第２調湿用素子（５）が凝縮器として機能する第２動作との切り換えが行われる。
【００３２】
《熱交換器の構成》
図５に示すように、第１，第２調湿用素子（３，５）は、銅製の円管で構成された伝熱管（１５）を備えている。この伝熱管（１５）は、直管状の直管部分とＵ字状の曲管部分とが交互に繰り返し形成された蛇行形状となっている。そして、第１，第２調湿用素子（３，５）では、この伝熱管（１５）が冷媒回路（１０）に接続されている。
【００３３】
上記伝熱管（１５）の外側には、この伝熱管（１５）の外表面に接触するように担持部材（１３）が設けられている。この担持部材（１３）は、全体として比較的厚みのある平板状に形成されている。また、担持部材（１３）は、多数の気孔が立体的な網状構造を形成していて比表面積の大きいアルミニウム製の発泡金属により構成されている。そして、担持部材（１３）は、多数の気孔が互いに繋がることにより、その厚さ方向に空気が通過可能となっている。
【００３４】
上記担持部材（１３）は、互いに形状の等しい２つの部材（８０，８１）から構成されている。各部材（８０，８１）は、担持部材（１３）の約半分の厚みの平板状に形成されている。この２つの部材（８０，８１）において、各部材（８０，８１）の互いに対向する面には、その長手方向に沿って伝熱管（１５）の直管部分と合致するようにな半円断面の溝が形成されている。そして、第１，第２調湿用素子（３，５）は、２つの部材（８０，８１）を対向させてそれぞれの溝に伝熱管（１５）をはめ込み、これらの部材（８０，８１）と伝熱管（１５）を接着剤で接着することによって形成される。
【００３５】
上記担持部材（１３）の表面及び伝熱管（１５）の外表面には、吸着材が担持されている。この吸着材は、粒径５μｍ程度の粉末状のゼオライトである。但し、吸着材として、シリカゲルや活性炭等の無機系材料、イオン交換樹脂系材料、親水性又は吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料などを用いてもよい。そして、上記吸着材は、粉末状の吸着材を液体のバインダーに混合したスラリーに担持部材（１３）及び伝熱管（１５）をディッピングすることにより、担持部材（１３）や伝熱管（１５）の表面に設けられる。
【００３６】
上記担持部材（１３）は、その厚さ方向に空気が通過する際の圧力損失や、担持部材（１３）の表面に吸着材を担持させる作業の容易性などを考慮して、その気孔径が５０μｍ以上３ｍｍ以下で、且つその気孔率が５０％以上の発泡金属により構成されている。望ましくは、担持部材（１３）は、その気孔径が５０μｍ以上２ｍｍ以下で、且つその気孔率が８０％以上９５％以下の発泡金属により構成されているとよい。
【００３７】
尚、上記気孔径及び気孔率は、次に説明するようにして算出された値である。まず、気孔径について説明する。担持部材（１３）のある部分について、その面積に存在する気孔の数と全気孔の投影面積の合計値を測定する。そして、全気孔の投影面積の合計値を気孔の数で除することによって平均断面積を算出し、この平均断面積の平方根を気孔径としている。次に、気孔率について説明する。担持部材（１３）の体積から金属の占める体積を減ずると、気孔の占める体積が求められる。そして、気孔の占める体積を担持部材（１３）の体積で除した値を百分率で表したものを、気孔率としている。
【００３８】
尚、本実施形態では、担持部材（１３）を形成する２つの部材（８０，８１）に伝熱管（１５）をはめ込んで担持部材（１３）と伝熱管（１５）を密着しているが、これに限らず、担持部材（１３）の長手方向に形成した細長い孔に直管状の伝熱管（１５）を挿入し、この伝熱管（１５）を拡管することによって担持部材（１３）と伝熱管（１５）を密着させるようにしてもよい。また、接着剤によって担持部材（１３）を伝熱管（１５）に固着しているが、これに限らず、接着面の熱抵抗を増大させるものでない限り、如何なる方法で担持部材（１３）と伝熱管（１５）を接合してもよい。例えば、ロウ付けなどによって担持部材（１３）と伝熱管（１５）を接合してもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、担持部材（１３）の表面及び伝熱管（１５）の外表面に吸着材をディッピングにより設けているが、これに限らず、吸着材としての性能を損なわない限り、如何なる方法でその表面に吸着材を担持させてもよい。例えば、塗布や接着などによって吸着材を担持部材（１３）に担持させてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、担持部材（１３）を構成する発泡金属の材質をアルミニウムとしているが、これに限らず、銅、ニッケル、或いはステンレスとしてもよい。
【００４１】
〈運転動作〉
上記調湿装置（１）の運転動作について説明する。この調湿装置（１）は、第１空気と第２空気とを取り込み、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行う。また、上記調湿装置（１）は、第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことにより、除湿運転及び加湿運転を連続的に行う。
【００４２】
−除湿運転−
除湿運転時において、調湿装置（１）では、給気ファン（７７）及び排気ファン（７９）が運転される。そして、調湿装置（１）は、室外空気（ＯＡ）を第１空気として取り込んで室内に供給する一方、室内空気（ＲＡ）を第２空気として取り込んで室外に排出する。
【００４３】
《第１動作》
第１動作では、第２調湿用素子（５）での吸着動作と、第１調湿用素子（３）での再生（脱離）動作とが行われる。つまり、第１動作では、第２調湿用素子（５）に室外空気（ＯＡ）中の水分が吸着され、第１調湿用素子（３）から脱離した水分が室内空気（ＲＡ）に付与される。
【００４４】
第１動作時には、第２ダンパ（４９）と第３ダンパ（５１）と第５ダンパ（３５）と第８ダンパ（４１）とが開き、第１ダンパ（４７）と第４ダンパ（５３）と第６ダンパ（３７）と第７ダンパ（３９）とが閉じる（図２及び図３を参照）。そして、図６に示すように、第１調湿用素子（３）には室内空気（ＲＡ）が供給され、第２調湿用素子（５）には室外空気（ＯＡ）が供給される。
【００４５】
一方、冷媒回路（２）では、四路切換弁（９）が図４（Ａ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（７）を運転すると、冷媒回路（２）で冷媒が循環し、第１調湿用素子（３）が凝縮器となって第２調湿用素子（５）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。つまり、圧縮機（７）から吐出された冷媒は、第１調湿用素子（３）で放熱して凝縮し、その後に膨張弁（１１）へ送られて減圧される。減圧された冷媒は、第２調湿用素子（５）で吸熱して蒸発し、その後に圧縮機（７）へ吸入されて圧縮される。そして、圧縮された冷媒は、再び圧縮機（７）から吐出される。
【００４６】
また、室内空気吸込口（２１）より流入した室内空気（ＲＡ）は、第２流入路（５７）から第５開口（３１ａ）を通って第１熱交換室（３）に送り込まれる。第１熱交換室（３）では、室内空気（ＲＡ）が第１調湿用素子（３）の担持部材（１３）を上から下へ向かって通過してゆく。一方、担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒により加熱され、吸着材から水分が脱離する。この吸着材から脱離した水分は、第１調湿用素子（３）を通過する室内空気（ＲＡ）に付与される。
【００４７】
水分を付与された室内空気（ＲＡ）は、第１調湿用素子（３）を通過後に排出空気（ＥＡ）となり、第１熱交換室（３）から第３開口（３３ｃ）を通って第１流出路（６５）へ流出する。そして、排出空気（ＥＡ）は、排気ファン（７９）を経て排気吹出口（２３）より室外へ排出される。
【００４８】
一方、室外空気吸入口（１９）より流入した室外空気（ＯＡ）は、第１流入路（６３）から第２開口（３３ｂ）を通って第２熱交換室（７３）に送り込まれる。第２熱交換室（７３）では、室外空気（ＯＡ）が第２調湿用素子（５）の担持部材（１３）を上から下へ向かって通過してゆく。この間に、室外空気（ＯＡ）は、それに含まれる水分が担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材に吸着されて除湿される。その際に生じる吸着熱は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒に吸熱される。
【００４９】
除湿された室外空気（ＯＡ）は、第２調湿用素子（５）を通過後に供給空気（ＳＡ）となり、第２熱交換室（７３）から第８開口（３１ｄ）を通って第２流出路（５９）へ流出する。そして、供給空気（ＳＡ）は、給気ファン（７７）を経て給気吹出口（２５）より室内へ供給される。
【００５０】
このように、第１動作では、第２調湿用素子（５）で室外空気（ＯＡ）の除湿が行われる一方、第１調湿用素子（３）で吸着材の再生が行われる。そして、第２調湿用素子（５）の吸着材が室外空気（ＯＡ）中の水分を吸着して飽和すると、第１動作から第２動作へと切り換わる。
【００５１】
《第２動作》
第２動作では、第１調湿用素子（３）での吸着動作と、第２調湿用素子（５）での再生（脱離）動作とが行われる。つまり、第２動作では、第１調湿用素子（３）に室外空気（ＯＡ）中の水分が吸着され、第２調湿用素子（５）から脱離した水分が室内空気（ＲＡ）に付与される。
【００５２】
第２動作時には、第１ダンパ（４７）と第４ダンパ（５３）と第６ダンパ（３７）と第７ダンパ（３９）とが開き、第２ダンパ（４９）と第３ダンパ（５１）と第５ダンパ（３５）と第８ダンパ（４１）とが閉じる（図２及び図３を参照）。そして、図７に示すように、第１調湿用素子（３）には室外空気（ＯＡ）が供給され、第２調湿用素子（５）には室内空気（ＲＡ）が供給される。
【００５３】
一方、冷媒回路（２）では、四路切換弁（９）が図４（Ｂ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（７）を運転すると、冷媒回路（２）で冷媒が循環し、第１調湿用素子（３）が蒸発器となって第２調湿用素子（５）が凝縮器となる冷凍サイクルが行われる。つまり、圧縮機（７）から吐出された冷媒は、第２調湿用素子（５）で放熱して凝縮し、その後に膨張弁（１１）へ送られて減圧される。減圧された冷媒は、第１調湿用素子（３）で吸熱して蒸発し、その後に圧縮機（７）へ吸入されて圧縮される。そして、圧縮された冷媒は、再び圧縮機（７）から吐出される。
【００５４】
また、室内空気吸込口（２１）より流入した室内空気（ＲＡ）は、第２流入路（５７）から第６開口（３１ｂ）を通って第２熱交換室（７３）に送り込まれる。第２熱交換室（７３）では、室内空気（ＲＡ）が第２調湿用素子（５）の担持部材（１３）を上から下へ向かって通過してゆく。一方、担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒により加熱され、吸着材から水分が脱離する。この吸着材から脱離した水分は、第２調湿用素子（５）を通過する室内空気（ＲＡ）に付与される。
【００５５】
水分を付与された室内空気（ＲＡ）は、第２調湿素子（５）を通過後に排出空気（ＥＡ）となり、第２熱交換室（７３）から第４開口（３３ｄ）を通って第１流出路（６５）へ流出する。そして、排出空気（ＥＡ）は、排気ファン（７９）を経て排気吹出口（２３）より室外へ排出される。
【００５６】
一方、室外空気吸入口（１９）より流入した室外空気（ＯＡ）は、第１流入路（６３）から第１開口（３３ａ）を通って第１熱交換室（６９）に送り込まれる。第１熱交換室（６９）では、室外空気（ＯＡ）が第１調湿用素子（３）の担持部材（１３）を上から下へ向かって通過してゆく。この間に、室外空気（ＯＡ）は、それに含まれる水分が担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材に吸着されて除湿される。その際に生じる吸着熱は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒に吸熱される。
【００５７】
除湿された室外空気（ＯＡ）は、第１調湿用素子（３）を通過後に供給空気（ＳＡ）となり、第１熱交換室（６９）から第７開口（３１ｃ）を通って第２流出路（５９）へ流出する。そして、供給空気（ＳＡ）は、給気ファン（７７）を経て給気吹出口（２５）より室内へ供給される。
【００５８】
このように、第２動作では、第１調湿用素子（３）で室外空気（ＯＡ）の除湿が行われる一方、第２調湿用素子（５）で吸着材の再生が行われる。そして、第１調湿用素子（３）の吸着材が室外空気（ＯＡ）中の水分を吸着して飽和すると、第２動作から第１動作へと切り換わる。
【００５９】
−加湿運転−
加湿運転時において、調湿装置（１）では、給気ファン（７７）及び排気ファン（７９）が運転される。そして、調湿装置（１）は、室内空気（ＲＡ）を第１空気として取り込んで室外に排出する一方、室外空気（ＯＡ）を第２空気として取り込んで室内に供給する。
【００６０】
《第１動作》
第１動作では、第２調湿用素子（５）での吸着動作と、第１調湿用素子（３）での再生（脱離）動作とが行われる。つまり、第１動作では、第２調湿用素子（５）に室内空気（ＲＡ）中の水分が吸着され、第１調湿用素子（３）から脱離した水分が室外空気（ＯＡ）に付与される。
【００６１】
第１動作時には、第１ダンパ（４７）と第４ダンパ（５３）と第６ダンパ（３７）と第７ダンパ（３９）とが開き、第２ダンパ（４９）と第３ダンパ（５１）と第５ダンパ（３５）と第８ダンパ（４１）とが閉じる（図２及び図３を参照）。そして、図８に示すように、第１調湿用素子（３）には室外空気（ＯＡ）が供給され、第２調湿用素子（５）には室内空気（ＲＡ）が供給される。
【００６２】
一方、冷媒回路（２）では、四路切換弁（９）が図４（Ａ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（７）を運転すると、冷媒回路（２）で冷媒が循環し、第１調湿用素子（３）が凝縮器となって第２調湿用素子（５）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
【００６３】
また、室内空気吸込口（２１）より流入した室内空気（ＲＡ）は、第２流入路（５７）から第６開口（３１ｂ）を通って第２熱交換室（７３）に送り込まれる。第２熱交換室（７３）では、室内空気（ＲＡ）が第２調湿用素子（５）の担持部材（１３）を上から下へ向かって通過してゆく。この間に、室内空気（ＲＡ）は、それに含まれる水分が担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材に吸着される。その際に生じる吸着熱は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒に吸熱される。そして、水分を奪われた室内空気（ＲＡ）は、第２熱交換室（７３）、第４開口（３３ｄ）、第１流出路（６５）、排気ファン（７９）を順に通過し、排出空気（ＥＡ）として排気吹出口（２３）から室外へ排出される。
【００６４】
一方、室外空気吸入口（１９）より流入した室外空気（ＯＡ）は、第１流入路（６３）から第１開口（３３ａ）を通って第１熱交換室（６９）に送り込まれる。第１熱交換室（６９）では、室外空気（ＯＡ）が第１調湿用素子（３）の担持部材（１３）を上から下へ向かって通過してゆく。一方、担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒により加熱され、吸着材から水分が脱離する。この吸着材から脱離した水分は、第１調湿用素子（３）を通過する室外空気（ＯＡ）に付与される。そして、加湿された室外空気（ＯＡ）は、第１熱交換室（６９）、第７開口（３１ｃ）、第２流出路（５９）、給気ファン（７７）を順に通過し、供給空気（ＳＡ）として給気吹出口（２５）から室内へ供給される。
【００６５】
このように、第１動作では、第２調湿用素子（５）で室内空気（ＲＡ）の除湿が行われる一方、第１調湿用素子（３）で吸着材の再生が行われる。そして、第２調湿用素子（５）の吸着材が室内空気（ＲＡ）中の水分を吸着して飽和すると、第１動作から第２動作へと切り換わる。
【００６６】
《第２動作》
第２動作では、第１調湿用素子（３）での吸着動作と、第２調湿用素子（５）での再生（脱離）動作とが行われる。つまり、第２動作では、第１調湿用素子（３）に室内空気（ＲＡ）中の水分が吸着され、第２調湿用素子（５）から脱離した水分が室外空気（ＯＡ）に付与される。
【００６７】
第２動作時には、第２ダンパ（４９）と第３ダンパ（５１）と第５ダンパ（３５）と第８ダンパ（４１）とが開き、第１ダンパ（４７）と第４ダンパ（５３）と第６ダンパ（３７）と第７ダンパ（３９）とが閉じる（図２及び図３を参照）。そして、図９に示すように、第１調湿用素子（３）には室内空気（ＲＡ）が供給され、第２調湿用素子（５）には室外空気（ＯＡ）が供給される。
【００６８】
一方、冷媒回路（２）では、四路切換弁（９）が図４（Ｂ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（７）を運転すると、冷媒回路（２）で冷媒が循環し、第１調湿用素子（３）が蒸発器となって第２調湿用素子（５）が凝縮器となる冷凍サイクルが行われる。
【００６９】
また、室内空気吸込口（２１）より流入した室内空気（ＲＡ）は、第２流入路（５７）から第５開口（３１ａ）を通って第１熱交換室（６９）に送り込まれる。第１熱交換室（６９）では、室内空気（ＲＡ）が第１調湿用素子（３）の担持部材（１３）を上から下に向かって通過してゆく。この間に、室内空気（ＲＡ）は、それに含まれる水分が担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材に吸着される。その際に生じる吸着熱は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒に吸熱される。そして、水分を奪われた室内空気（ＲＡ）は、第１熱交換室（６９）、第３開口（３３ｃ）、第１流出路（６５）、排気ファン（７９）を順に通過し、排出空気（ＥＡ）として排気吹出口（２３）から室外へ排出される。
【００７０】
一方、室外空気吸入口（１９）より流入した室外空気（ＯＡ）は、第１流入路（６３）から第２開口（３３ｂ）を通って第２熱交換室（７３）に送り込まれる。第２熱交換室（７３）では、室外空気（ＯＡ）が第２調湿用素子（５）の担持部材（１３）を上から下へ向かって通過してゆく。一方、担持部材（１３）や伝熱管（１５）に担持された吸着材は、伝熱管（１５）内を流れる冷媒により加熱され、吸着材から水分が脱離する。この吸着材から脱離した水分は、第２調湿用素子（５）を通過する室外空気（ＯＡ）に付与される。そして、加湿された室外空気（ＯＡ）は、第２熱交換室（７３）、第８開口（３１ｄ）、第２流出路（５９）、給気ファン（７７）を順に通過し、供給空気（ＳＡ）として給気吹出口（２５）から室内へ供給される。
【００７１】
このように、第２動作では、第１調湿用素子（３）で室内空気（ＲＡ）の除湿が行われる一方、第２調湿用素子（５）で吸着材の再生が行われる。第１調湿用素子（３）の吸着材が室内空気（ＲＡ）の水分を吸着して飽和すると、第２動作から第１動作へと切り換わる。
【００７２】
−実施形態１の効果−
本実施形態の調湿用素子（３，５）では、担持部材（１３）が立体的な網状構造を有する発泡金属により構成されている。この担持部材（１３）の表面に吸着材が担持されている。このため、従来のように平板状に形成されたフィンの表面に吸着材を担持させる場合に比べ、調湿用素子（３，５）を大型化することなく吸着材が担持される面積を拡大することができる。つまり、比表面積の大きい発泡金属によって担持部材（１３）を構成しているため、調湿用素子（３，５）単位容積当たりについて、空気と接触する吸着材の量を飛躍的に増加させることができる。
【００７３】
従って、本実施形態によれば、調湿用素子（３，５）の大きさが同じであれば、調湿用素子（３，５）の調湿能力を大幅に増大させることができ、調湿用素子（３，５）の調湿能力が同じであれば、調湿用素子（３，５）の小型化を図ることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、調湿用素子（３，５）の担持部材（１３）を構成する発泡金属の気孔径及び気孔率を所定の範囲内に設定している。このため、空気が担持部材（１３）を通過する際の圧力損失が過大とならない範囲で、担持部材（１３）の表面積を拡大できる。
【００７５】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、上記実施形態１の調湿装置（１）において、調湿用素子（３，５）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記実施形態１と異なる点を説明する。
【００７６】
図１０に示すように、本実施形態の調湿用素子（３，５）は、その断面が概ね長方形に形成された銅製の伝熱管（１５）を備えている。この伝熱管（１５）は、直管状の直管部分とＵ字状の曲管部分とが交互に繰り返し形成された蛇行形状となっている。そして、第１，第２調湿用素子（３，５）では、この伝熱管（１５）が冷媒回路（１０）に接続されている。
【００７７】
上記伝熱管（１５）の外側には、この伝熱管（１５）の外表面に接触するように担持部材（１３）が設けられている。この担持部材（１３）は、多数の気孔が立体的な網状構造を形成していて比表面積の大きいアルミニウム製の発泡金属により構成されている。そして、第１，第２調湿用素子（３，５）は、伝熱管（１５）における直管部分と直管部分との間に直方体状に形成された担持部材（１３）をはめ込み、担持部材（１３）と伝熱管（１５）を接着剤やロウ付け等により接合することによって形成される。
【００７８】
上記担持部材（１３）の表面及び伝熱管（１５）の外表面には、直径５μｍ程度の粉末状のゼオライトが吸着材として担持されている。また、吸着材は、粉末状の吸着材を液体のバインダーに混合したスラリーに担持部材（１３）及び伝熱管（１５）をディッピングすることにより、担持部材（１３）や伝熱管（１５）の表面に設けられる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の調湿用素子（３，５）では、担持部材（１３）が立体的な網状構造を有する発泡金属により構成されている。この担持部材（１３）の表面に吸着材が担持されている。このため、従来のように平板状に形成されたフィンの表面に吸着材を担持させる場合に比べ、調湿用素子（３，５）を大型化することなく吸着材が担持される面積を拡大することができる。つまり、比表面積の大きい発泡金属によって担持部材（１３）を構成しているため、調湿用素子（３，５）単位容積当たりについて、空気と接触する吸着材の量を飛躍的に増加させることができる。従って、本発明によれば、調湿用素子（３，５）の大きさが同じであれば、調湿用素子（３，５）の調湿能力を大幅に増大させることができ、調湿用素子（３，５）の調湿能力が同じであれば、調湿用素子（３，５）の小型化を図ることができる。
【００８０】
特に、請求項２の発明では、調湿用素子（３，５）の担持部材（１３）を構成する発泡金属の気孔径及び気孔率を所定の範囲内に設定している。このため、空気が担持部材（１３）を通過する際の圧力損失が過大とならない範囲で、担持部材（１３）の表面積を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】調湿装置のケーシング内の構造を示す概略平面図である。
【図２】調湿装置の図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】調湿装置の図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】調湿装置の冷媒回路を示す回路図である。
【図５】実施形態１における調湿用素子の斜視図である。
【図６】調湿装置のケーシング内の構造、及び除湿運転の第１動作における空気の流れを示す概略平面図である。
【図７】調湿装置のケーシング内の構造、及び除湿運転の第２動作における空気の流れを示す概略平面図である。
【図８】調湿装置のケーシング内の構造、及び加湿運転の第１動作における空気の流れを示す概略平面図である。
【図９】調湿装置のケーシング内の構造、及び加湿運転の第２動作における空気の流れを示す概略平面図である。
【図１０】実施形態２における調湿用素子の斜視図である。
【符号の説明】
（１３） 担持部材
（１５） 伝熱管

Claims (3)

1. 加熱用又は冷却用の熱媒体を流通させるための伝熱管（１５）と、
   空気が通過可能な発泡金属により構成されて上記伝熱管（１５）の外表面に接触する担持部材（１３）と、
   上記担持部材（１３）の表面に設けられて該担持部材（１３）を通過する空気と接触する吸着材とを備えている調湿用素子。
2. 請求項１に記載の調湿用素子において、
   担持部材（１３）を構成する発泡金属は、その気孔径が５０μｍ以上３ｍｍ以下で、且つその気孔率が５０％以上となっている調湿用素子。
3. 請求項１に記載の調湿用素子において、
   担持部材（１３）を構成する発泡金属は、その材質が銅、アルミニウム、ニッケル、又はステンレスである調湿用素子。

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