JP2013228182A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、加湿用熱交換器５８における加熱能力を調整することができる空気調和装置の提供。
【解決手段】空気調和装置は、主冷媒回路４１と、主冷媒回路４１から分岐している加湿用冷媒配管４２と、加湿ユニット５０と、加湿用空気を加熱するための加湿用熱交換器５８と、加湿用熱交換器５８に流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁５９と、を備える。加湿ユニット５０は、室外空気中の水分を吸着する吸着部と加熱されることで吸着部に吸着した水分を加湿用空気に放出する加湿部とを含む加湿ロータ５２と、加湿部を加熱するためのヒータ５６と、加湿部から放出された水分を含む加湿用空気を室内に搬送するための吸排気ファン５４と、を有する。また、加湿用熱交換器５８及び流量調整弁５９は、加湿用冷媒配管４２に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、加湿装置を備える空気調和装置に関する。

従来より、加湿用空気に水分を与えて室内へと供給することができる加湿装置を備える空気調和装置がある。

例えば、特許文献１（特開２００２−８９９０３号公報）に開示されている空気調和機は、室内機と、室外空調ユニットと、加湿ユニット（加湿装置に相当）と、を備えている。加湿ユニットは、空気中の水分を吸着し、かつ、加熱されることで吸着した水分を放出する加湿ロータと、加湿ロータを加熱するヒータ本体とを有しており、加湿ロータから放出された水分を含む加湿用空気を室内に供給することができる。また、この空気調和機の備える冷媒回路には、室外空調ユニットの有する室外熱交換器や室内機の有する室内熱交換器とは別の熱交換器であって、ヒータ本体よりも加湿用空気の空気流れ上流側で加湿用空気を加熱するロータ加熱部が設けられている。

ところで、特許文献１に開示されている空気調和機では、加湿用空気を加熱するための熱交換器であるロータ加熱部（以下、加湿用熱交換器という）が、室内熱交換器及び室外熱交換器が設けられている冷媒回路に直列に設けられている。このような構成の空気調和装置では、加湿用熱交換器での加熱能力が冷媒回路を流れる冷媒の状況（例えば、冷媒流量や冷媒温度など）で決まることになるため、加湿用熱交換器における加熱能力を調整することは困難である。

そこで、本発明の課題は、簡易な構成で、加湿用熱交換器における加熱能力を調整することができる空気調和装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る空気調和装置は、主冷媒回路と、副経路と、加湿装置と、加湿用熱交換器と、流量調整弁と、を備える。主冷媒回路には、圧縮機と、放熱器と、膨張機構と、蒸発器とが順に接続されている。副経路は、第１経路から分岐しており、第２経路に接続されている。第１経路は、圧縮機の吐出部と、放熱器とを接続している。また、第２経路は、放熱器と膨張機構とを接続している。加湿装置は、吸湿部と、ヒータと、ファンと、を有する。吸湿部は、吸着部と、加湿部とを含む。吸着部は、吸湿部において、室外空気中の水分を吸着する部分である。加湿部は、吸湿部において、加熱されることで吸着部に吸着した水分を加湿用空気に放出する部分である。ヒータは、加湿部を加熱するためのものである。ファンは、加湿部から放出された水分を含む加湿用空気を室内に搬送するためのものである。加湿用熱交換器は、加湿用空気を加熱するためのものである。流量調整弁は、加湿用熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な弁である。また、加湿用熱交換器及び流量調整弁は、副経路に設けられている。

本発明の第１観点に係る空気調和装置では、加湿用熱交換器が主冷媒回路から分岐した副経路に設けられている。このため、流量調整弁で加湿用熱交換器に流れる冷媒の流量が調整されることで、加湿用熱交換器における熱交換量を調整することができる。この結果、主冷媒回路を流れる冷媒の状況に左右されることなく、加湿用熱交換器における加熱能力を調整することができる。

したがって、この空気調和装置では、簡易な構成で、加湿用熱交換器における加熱能力を調整することができる。

本発明の第２観点に係る空気調和装置は、第１観点の空気調和装置において、主冷媒回路には、四路切替弁が接続されている。四路切替弁は、室内の空気と熱交換を行う室内熱交換器が放熱器となり、室外の空気と熱交換を行う室外熱交換器が蒸発器となるように、主冷媒回路を流れる冷媒の方向を切り替えることが可能である。また、第１経路は、四路切替弁を介して、圧縮機の吐出側と室内熱交換器とを接続するものである。さらに、副経路は、第３経路から分岐している。第３経路は、第１経路の一部であって、四路切替弁と室内熱交換器とを接続している。この空気調和装置では、副経路の一端が、第１経路において圧縮機の吐出部から遠い部分に接続されているため、副経路に生じる配管応力を小さくすることができる。

本発明の第３観点に係る空気調和装置は、第１観点又は第２観点の空気調和装置において、加湿装置は、加湿用空気が流れる空気流路を有する。吸湿部は、吸着部及び加湿部とは別の領域である再熱部を含む。再熱部では、ヒータから供与された加湿部の熱の残りを用いて加湿用空気が加熱される。また、吸湿部において、吸着部、加湿部及び再熱部は、入れ替わるように構成されている。さらに、空気流路には、加湿用熱交換器の加湿用空気の空気流れ下流側に、再熱部が配置されており、再熱部の加湿用空気の空気流れ下流側にヒータが配置されている。

本発明の第３観点に係る空気調和装置では、空気流路において、加湿用熱交換器、再熱部及びヒータが、加湿用空気の空気流れ方向に順に配置されている。このため、この空気調和装置では、加湿部をヒータで加熱する前に、加湿用熱交換器及び再熱部で加湿用空気を加熱することができる。

また、例えば、加湿用熱交換器及び再熱部において、加湿部から所定量以上の水分を放出させるために必要なだけ加湿用空気を加熱することができれば、加湿部をヒータで加熱しなくてもよいことになる。このため、出力制御可能なヒータである場合には、ヒータで加熱されるよりも前に、加湿用熱交換器及び再熱部において加湿用空気が加熱されることで、ヒータによる消費電力を抑制することができる。

本発明の第４観点に係る空気調和装置は、第１観点又は第２観点の空気調和装置において、加湿装置は、加湿用空気が流れる空気流路を有する。吸湿部は、吸着部及び加湿部とは別の領域である再熱部を含む。再熱部では、ヒータから供与された加湿部の熱の残りを用いて加湿用空気が加熱される。また、吸湿部において、吸着部、加湿部及び再熱部は、入れ替わるように構成されている。さらに、空気流路は、第１空気流路と、第２空気流路と、第３空気流路と、を含む。第１空気流路には、加湿用熱交換器が配置されている。第２空気流路には、再熱部が配置されている。第３空気流路は、第１空気流路の下流端部及び第２空気流路の下流端部に接続されている。さらに、第３空気流路には、ヒータが配置されている。

本発明の第４観点に係る空気調和装置では、加湿用熱交換器が配置される第１空気流路の下流端部と、再熱部が配置される第２空気流路の下流端部とに接続された第３空気流路に、ヒータが配置されている。このため、加湿部をヒータで加熱する前に、加湿用熱交換器及び再熱部で加湿用空気を加熱することができる。

また、例えば、加湿用熱交換器及び再熱部において、加湿部から所定量以上の水分を放出させるために必要なだけ加湿用空気を加熱することができれば、加湿部をヒータで加熱しなくてもよいことになる。このため、出力制御可能なヒータである場合には、ヒータで加熱されるよりも前に、加湿用熱交換器及び再熱部において加湿用空気が加熱されることで、ヒータによる消費電力を抑制することができる。

本発明の第５観点に係る空気調和装置は、第１観点又は第２観点の空気調和装置において、加湿装置は、加湿用空気が流れる空気流路を有する。また、吸湿部において、吸着部及び加湿部は、入れ替わるように構成されている。さらに、空気流路では、加湿用熱交換器で加熱された加湿用空気が、直接ヒータに流れる。そして、空気流路では、ヒータで加熱された加湿用空気が、加湿部に流れる。

本発明の第５観点に係る空気調和装置では、加湿用空気を、加湿用熱交換器で加熱した後に、ヒータに流すことができる。したがって、エネルギー効率のよい加湿用熱交換器を利用して加熱された加湿用空気をヒータに流すことができるため、加湿部を効率よく加熱することができる。

本発明の第６観点に係る空気調和装置は、第１観点から第５観点のいずれかの空気調和装置において、第１検出部と、第２検出部と、弁開度制御部と、を更に備える。第１検出部は、加湿用熱交換器から流出した冷媒の温度を検出する。第２検出部は、放熱器を流れる冷媒の温度を検出する。弁開度制御部は、第１検出部によって検出される第１検出温度が第２検出部によって検出される第２検出温度に対して一定温度低くなるように、流量調整弁の弁開度を調整する。この空気調和装置では、加湿用熱交換器から流出した冷媒の温度が、放熱器を流れる冷媒の温度に対して一定温度低くなるように、流量調整弁の弁開度を調整することができる。

本発明の第７観点に係る空気調和装置は、第６観点の空気調和装置において、室外空気の温度を検出する第３検出部を備える。また、弁開度制御部は、第３検出部によって検出される第３検出温度が第１所定温度以下である場合に、流量調整弁を開状態にする。この空気調和装置では、室外空気の温度に基づいて、加湿用熱交換器を用いて加湿用空気を加熱するか否かを決定することができる。

本発明の第８観点に係る空気調和装置は、第６観点又は第７観点の空気調和装置において、室外空気の温度を検出する第３検出部を備えている。また、弁開度制御部は、第３検出部によって検出される第３検出温度が、第２所定温度以上である場合には、流量調整弁を全閉状態にする。この空気調和装置では、室外空気の温度が第２所定温度以上である場合には、室内を加湿する必要がない（例えば、冷房運転期間）と判断して、加湿用熱交換器を放熱器として機能させないようにすることができる。

本発明の第９観点に係る空気調和装置は、第６観点から第８観点のいずれかの空気調和装置において、弁開度制御部は、室内の空気と熱交換を行う室内熱交換器が蒸発器となり、室外空気と熱交換を行う室外熱交換器が放熱器となる場合には、流量調整弁を全閉状態にする。この空気調和装置では、室内熱交換器が蒸発器となり室外熱交換器が放熱器となる場合、すなわち、空気調和装置において冷房運転が行われる場合には、室内を加湿する必要がないと判断して、加湿用熱交換器を放熱器として機能させないようにすることができる。

本発明の第１０観点に係る空気調和装置は、第１観点から第９観点のいずれかの空気調和装置において、第４検出部と、ヒータ制御部と、を更に備える。第４検出部は、加湿部から水分が放出された後の加湿用空気の温度を検出する。ヒータ制御部は、第４検出部によって検出される第４検出温度に基づいて、ヒータの動作制御を行う。この空気調和装置では、加湿部から放出された水分を含んだ加湿用空気の温度によって、ヒータの動作制御が行われるため、加湿部から放出された水分を含んだ加湿用空気の温度が所定温度以上である場合にヒータの出力が下げられることで、ヒータにおける消費電力を抑制することができる。

本発明の第１観点に係る空気調和装置では、簡易な構成で、加湿用熱交換器の加熱能力を調整することができる。

本発明の第２観点に係る空気調和装置では、副経路が、第３経路から分岐しているため、副経路に生じる配管応力を小さくすることができる。

本発明の第３観点に係る空気調和装置では、空気流路において、加湿用熱交換器の下流側に再熱部が配置されており、再熱部の下流側にヒータが配置されているため、ヒータで加熱する前に、加湿用熱交換器及び再熱部で加湿用空気を加熱することができる。

本発明の第４観点に係る空気調和装置では、加湿用熱交換器が配置される第１空気流路の下流端部と、再熱部が配置される第２空気流路の下流端部とに接続された第３空気流路にヒータが配置されているため、ヒータで加熱する前に、加湿用熱交換器及び再熱部で加湿用空気を加熱することができる。

本発明の第５観点に係る空気調和装置では、エネルギー効率のよい加湿用熱交換器で加熱された加湿用空気がヒータに流れるため、加湿部を効率よく加熱することができる。

本発明の第６観点に係る空気調和装置では、加湿用熱交換器から流出した冷媒の温度が、放熱器を流れる冷媒の温度に対して一定温度低くなるように、流量調整弁の弁開度を調整することができる。

本発明の第７観点に係る空気調和装置では、室外空気の温度が第１所定温度以下である場合に流量調整弁が開状態にされるため、室外空気の温度に基づいて加湿用熱交換器を用いて加湿用空気を加熱するか否かを決定することができる。

本発明の第８観点に係る空気調和装置では、室外空気の温度が第２所定温度以上である場合には、流量調整弁が全閉状態にされるため、加湿用熱交換器を放熱器として機能させないようにすることができる。

本発明の第９観点に係る空気調和装置では、室内熱交換器が蒸発器となり、室外熱交換器が放熱器となる場合には、流量調整弁が全閉状態にされるため、加湿用熱交換器を放熱器として機能させないようにすることができる。

本発明の第１０観点に係る空気調和装置では、加湿部から放出された水分を含んだ加湿用空気の温度によって、ヒータの動作制御が行われるため、加湿部から放出された水分を含んだ加湿用空気の温度が所定温度以上である場合にヒータの出力が下げられることで、ヒータにおける消費電力を抑制することができる。

本発明の空気調和装置の正面図。 空気調和装置の備える冷媒回路の概略図。 加湿ユニットの概略図。 加湿ユニットの分解斜視図。 制御装置の制御ブロック図。 加湿ロータの各領域を説明するための図。 加湿用流路の概略図。 変形例（Ｃ）に係る加湿用流路の概略図。 変形例（Ｅ）に係る加湿ロータの各領域を説明するための図。 変形例（Ｅ）に係る加湿用流路の概略図。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１０について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）空気調和装置の構成
図１は、空気調和装置１０の正面図である。図２は、空気調和装置１０の備える冷媒回路４０の概略図である。図３は、加湿ユニット５０の概略図である。なお、図２では、加湿運転時の冷媒の流れを矢印で示している。また、図３では、第２吸着用空気取込口５１ｃを省略して描いている。

空気調和装置１０は、図１に示すように、１台の室外機１１と、１台の室内機２０とが冷媒配管によって並列に接続されているペア型の空気調和装置である。また、この空気調和装置１０は、冷房運転、除湿運転及び暖房運転の他に、暖房運転と合わせて、或いは、単独で、室内を加湿する加湿運転、室内に室外空気を供給する給気運転、及び、室内空気を室外に排気する排気運転等の運転を行うことができる。なお、本実施形態の空気調和装置１０は、ペア型の空気調和装置であるが、これに限定されず、１台の室外機１１に複数台の室内機２０が接続されたマルチ型の空気調和装置であってもよい。

室内機２０は、室内の壁面等に設置される壁掛け型の室内機である。また、室内機２０は、室内熱交換器２１や室内ファン２２等を内部に収納している。

室内熱交換器２１は、室内空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室内ファン２２が室内熱交換器２１に接触する空気流れを生成することで、室内空気と室内熱交換器２１を流れる冷媒とを熱交換させることができる。

室内ファン２２は、室内の空気を空気取込口２５ａから室内機２０内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器２１との間で熱交換を行った後の空気を空気吹出口２５ｂから室内に吹き出させるためのファンである。なお、本実施形態における室内ファン２２は、回転駆動することによって、回転軸と交わる方向に空気流を生成するクロスフローファンである。

また、室内機２０内には、室内ファン２２が回転し空気流が生成されている状態で、空気取込口２５ａの空気流下流側であり、かつ、室内熱交換器２１の空気流上流側の空間に、後述する吸排気ダクト１５の一方の端部が配置されている。このため、吸排気ダクト１５から吹き出される空気は、室内熱交換器２１によって熱交換が行われた後、空気吹出口２５ｂから室内に吹き出される。なお、本実施形態では、吸排気ダクト１５の端部が空気取込口２５ａの空気流下流側であり、かつ、室内熱交換器２１の空気流上流側の空間に配置されているが、吸排気ダクト１５の端部の配置はこれに限定されず、例えば、吸排気ダクト１５の端部が、室内熱交換器２１の空気流下流側であり、かつ、空気吹出口２５ｂの空気流上流側の空間に配置されていてもよい。

室外機１１は、室外に設置されており、図１に示すように、下部の室外ユニット３０と、上部の加湿ユニット５０とから構成されている。なお、本実施形態の室外機１１では、室外ユニット３０と加湿ユニット５０との電源が一元化されている。

室外ユニット３０は、図２に示すように、圧縮機３１、四路切替弁３２、アキュムレータ３５、室外熱交換器３３、室外ファン３６、及び、電動膨張弁３４等を内部に収納している。

室外熱交換器３３は、室外空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室外ファン３６が室外熱交換器３３に接触する空気流れを生成することで、室外空気と室外熱交換器３３を流れる冷媒とを熱交換させることができる。

室外ファン３６は、室外空気を室外ユニット３０内に取り込み、室外熱交換器３３において冷媒と熱交換させた後に、室外ユニット３０外に排出するためのファンである。なお、本実施形態における室外ファン３６は、ファンモータによって駆動されるプロペラファンである。

加湿ユニット５０は、図２及び図３に示すように、加湿ロータ５２と、ヒータ５６と、吸着ファン５５と、流路切換装置５３と、吸排気ファン５４と、加湿用熱交換器５８と、流量調整弁５９と、を加湿ユニットケーシング５１内に収納している。また、加湿ユニット５０と室内機２０との間には、加湿ユニット５０の内部空間と室内機２０の内部空間とを連通させることが可能な吸排気ダクト１５が設けられている。加湿ユニット５０は、吸排気ダクト１５を介して、室内から取り込まれた空気を室外へと排気したり、室外から取り込まれた室外空気を室内へと供給したりすることができる。さらに、加湿ユニット５０は、室外空気を加湿して、吸排気ダクト１５を介して室内へと供給することもできる。

（２）詳細構成
（２−１）冷媒回路の概略構成
空気調和装置１０は、図２に示すように、主に、圧縮機３１と、室内熱交換器２１と、電動膨張弁３４と、室外熱交換器３３と、加湿用熱交換器５８と、流量調整弁５９と、を含む蒸気圧縮式の冷媒回路４０を備えている。また、冷媒回路４０は、主冷媒回路４１と、主冷媒回路４１から分岐しており、加湿用熱交換器５８が接続されている加湿用冷媒配管（副経路に相当）４２と、を有する。

主冷媒回路４１には、図２に示すように、圧縮機３１と、室内熱交換器２１と、電動膨張弁３４と、室外熱交換器３３と、が順に接続されている。

圧縮機３１は、回転数が可変なインバータ式の圧縮機３１であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。

電動膨張弁３４は、室内熱交換器２１と室外熱交換器３３との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための弁である。なお、本実施形態では、膨張機構として電動膨張弁３４が採用されているが、冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うことができる機構であれば膨張機構はこれに限定されない。

室外熱交換器３３は、主に、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管から挿通される複数のフィンとから構成されている。室外熱交換器３３は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には放熱器（凝縮器）として機能する。

室内熱交換器２１は、主に、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管から挿通される複数のフィンとから構成されている。室内熱交換器２１は、暖房運転時には、放熱器（凝縮器）として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。また、室内熱交換器２１には、室内熱交換器２１を流れる冷媒温度を検出するための第２温度センサ９０が設けられている。

また、主冷媒回路４１に接続されている四路切替弁３２は、主冷媒回路４１を流れる冷媒の流路を変更する切替機構を構成している。四路切替弁３２は、圧縮機３１の吐出部３１ａと室内熱交換器２１と接続し、かつ、室外熱交換器３３と圧縮機３１の吸入部とを接続する第１状態（図２の実線参照）と、圧縮機３１の吐出部３１ａと室外熱交換器３３とを接続し、かつ、室内熱交換器２１と圧縮機３１の吸入部とを接続する第２状態（図２の破線参照）とに切り替わることで、主冷媒回路４１における冷媒の循環方向が可逆に構成されている。

さらに、アキュムレータ３５は、液冷媒とガス冷媒とを分離するためのものであり、主冷媒回路４１において、圧縮機３１の吸入部と四路切替弁３２とを接続する冷媒配管に設けられている。

加湿用冷媒配管４２の一端は、四路切替弁３２を介して、圧縮機３１の吐出部３１ａと室内熱交換器２１とを接続する第１冷媒配管（第１経路に相当）４１ａに接続されている。なお、本実施形態では、加湿用冷媒配管４２の一端は、第１冷媒配管４１ａの一部であって、四路切替弁３２と室内熱交換器２１とを接続する第３冷媒配管４１ｃに接続されている。また、加湿用冷媒配管４２の他端は、室内熱交換器２１と電動膨張弁３４とを接続する第２冷媒配管（第２経路に相当）４１ｂに接続されている。

加湿用熱交換器５８は、室外空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室外空気と加湿用熱交換器５８を流れる冷媒とを熱交換させることができる。

流量調整弁５９は、加湿用熱交換器５８に流れる冷媒の流量を調整可能な電動弁であって、後述する制御装置６０によってその開度が調整される。また、流量調整弁５９が開状態である場合には、第３冷媒配管（第３経路に相当）４１ｃを流れる冷媒の一部が、加湿用冷媒配管４２を通って、第２冷媒配管４１ｂを流れる冷媒と合流する。なお、本実施形態では、流量調整弁５９を全開状態にしたとしても、加湿用冷媒配管４２には、室内熱交換器２１を流れる冷媒量の５０分の１の冷媒量が流れるものとする。

また、加湿用冷媒配管４２において、加湿用熱交換器５８と流量調整弁５９とを接続する配管４２ａには、加湿用熱交換器５８から流出した冷媒の温度を検出するための第１温度センサ９１が配置されている。

（２−２）加湿ユニットの構成
図４は、加湿ユニット５０の分解斜視図である。以下、図面を参照しながら加湿ユニット５０の構成について説明する。

（２−２−１）加湿ユニットケーシング
加湿ユニットケーシング５１は、加湿ロータ５２、ヒータ５６、吸排気ファン５４、流路切換装置５３および吸着ファン５５等を収納している。

加湿ユニットケーシング５１の前面（正面）には、複数のスリット状の開口からなる吸着用空気吹出口５１ａ及び第１吸着用空気取込口５１ｂが並んで設けられている。

第１吸着用空気取込口５１ｂは、加湿ロータ５２へ水分を吸着させるために室外から取り込まれる室外空気が通る開口である。吸着用空気吹出口５１ａは、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び後述する第２吸着用空気取込口５１ｃから取り込まれ、加湿ロータ５２によって水分が吸着された後の室外空気を、加湿ユニットケーシング５１外に排出するための開口である。

また、加湿ユニットケーシング５１の背面には、複数のスリット状の開口からなる第２吸着用空気取込口５１ｃおよび吸排気口５１ｄが設けられている（図４参照）。第２吸着用空気取込口５１ｃは、第１吸着用空気取込口５１ｂと同様に、加湿ロータ５２へ水分を吸着させるために室外から取り込まれる室外空気が通る開口である。加湿ユニットケーシング５１内には、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃを入口とし、吸着用空気吹出口５１ａを出口とする吸着用流路７０が形成されている。

吸排気口５１ｄは、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃとは別に、加湿運転時或いは給気運転時に、室外空気を加湿ユニットケーシング５１内に取り込むための開口である。吸排気口５１ｄから加湿ユニットケーシング５１内に取り込まれた室外空気は、加湿ロータ５２を通過した後、ヒータ５６で加熱されてから、さらに加湿ロータ５２を通過して、吸排気ファン５４へ向かって流れる。このように、加湿ユニットケーシング５１内には、吸着用流路７０とは別に、吸排気口５１ｄを入口とする加湿用流路７１が形成されている。なお、加湿用流路７１は、吸排気ダクト１５に接続されている。このため、加湿運転時或いは給気運転時には、吸排気口５１ｄから取り込まれた室外空気は、加湿用流路７１を流れて、吸排気ダクト１５を経て、室内へと供給される。一方で、排気運転時には、室内機２０から取り込まれた室内空気が、吸排気ダクト１５を経て加湿用流路７１に流入し、吸排気口５１ｄを介して室外へと排気される。

加湿用流路７１には、吸排気ダクト１５を介して室内へと供給される空気の温度を検出するための第４温度センサ９２が設けられている。また、本実施形態では、第４温度センサ９２は、加湿用流路７１のうち、加湿ロータ５２と吸排気ファン５４との間に設けられており、ヒータ５６を介して加湿ロータ５２を通過した後、吸排気ファン５４に吸い込まれる前の空気の温度を検出する。なお、加湿用流路７１を流れる空気のうち、ヒータ５６を介して加湿ロータ５２を通過した後の空気の温度が検出されるのであれば、第４温度センサ９２の配置はこれに限定されない。

（２−２−２）加湿ロータ
加湿ロータ５２は、ハニカム構造のセラミックロータであり、略円板状の外形を有している。また、加湿ロータ５２は、回転可能に設けられており、ロータ駆動用モータによって回転駆動される。さらに、加湿ロータ５２の主たる部分は、ゼオライト等の吸着剤から焼成されている。ゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着するとともに、吸着した水分を加熱されることによって脱離するという性質を有している。

なお、本実施形態では、吸着剤としてゼオライトを用いているが、シリカゲルやアルミナ等を吸着剤として用いることも可能である。このように加湿ロータ５２が略円板状であることで、加湿ユニット５０を小型化することができる。

（２−２−３）ヒータ
ヒータ５６は、加湿ロータ５２の上方に位置しており、加湿ロータ５２に対向して配置されている。また、ヒータ５６は、加湿ロータ５２から水分を脱離させるために加湿ロータ５２へ送られる室外空気を加熱する。ヒータ５６によって加熱された室外空気が、加湿ロータ５２へ送られることで、加湿ロータ５２は加熱されることになる。

ヒータ５６は、発熱体としての複数の電熱線を含むヒータ本体５６ａと、ヒータ本体５６ａを上方から覆うように配置されるカバー５６ｂと、カバー５６ｂ内に配置されており加湿用流路７１の一部を構成する流路形成部５６ｃとを有する。カバー５６ｂは、平面視において半円形状を呈している（図４参照）。また、流路形成部５６ｃは、平面視において略扇形形状の流路を構成しており、図３に示すＡ方向に空気が流れる場合には、この流路内を、ヒータ本体５６ａを通過した後の室外空気が流れる。流路形成部５６ｃは、加湿ロータ５２の回転軸方向に対向するように配置されているため、流路形成部５６ｃを流れる室外空気が熱を供与されていれば、熱を供与された室外空気が平面視略扇形形状の流路を流れて加湿ロータ５２に流れることで、加湿ロータ５２を回転軸方向に見て、加湿ロータ５２の一部が常に略扇形形状に加熱されることになる。

（２−２−４）吸排気ファン
吸排気ファン５４は、加湿ロータ５２の側方に配置されており、室外から取り込まれ室内機２０へと送られる室外空気の流れ、及び、室内から室内機２０内に取り込まれ室外へと送られる室内空気の流れを生成する遠心ファン組立体である。吸排気ファン５４は、室外空気を室内機２０へと送る場合には、吸排気口５１ｄから室外空気を加湿用流路７１に流入させ、加湿ロータ５２を通過させた後、流路切換装置５３及び吸排気ダクト１５を介して室内機２０へと流れる空気流を生成する。このとき、図３に示すＡ方向に空気が流れる。また、吸排気ファン５４は、室内空気を室内機２０から室外へと排出する場合には、室内機２０から吸排気ダクト１５、加湿用流路７１を介して吸排気口５１ｄから室外へと流れる空気流を生成する。このとき、図３に示すＢ方向に空気が流れる。なお、本実施形態における吸排気ファン５４は、ターボファンである。

（２−２−５）流路切換装置
流路切換装置５３は、吸排気ファン５４と吸排気ダクト１５との間に配置されている。また、流路切換装置５３は、吸排気ファン５４と吸排気ダクト１５との接続状態を、加湿用流路７１と吸排気ダクト１５とを接続した状態の供給状態と、加湿用流路７１と吸排気ダクト１５との接続を解除した供給停止状態とに切り換えることが可能である。

供給状態では、加湿用流路７１から吸排気ダクト１５への室外空気の流れ、或いは、吸排気ダクト１５から加湿用流路７１への室内空気の流れを許容する。このため、給気状態では、図３に示すように、吸排気口５１ｄから取り込まれ加湿用流路７１を流れる室外空気が吸排気ダクト１５を経て室内機２０へと供給されたり、室内機２０から吸排気ダクト１５を流れてきた室内空気が加湿用流路７１に流れて吸排気口５１ｄを経て室外へと排気されたりする。

一方で、供給停止状態では、加湿用流路７１から吸排気ダクト１５への室外空気の流れ、或いは、吸排気ダクト１５から加湿用流路７１への室内空気の流れが遮断される。このため、供給停止状態では、室外空気が室内機２０内に供給されたり、室内空気が室外に排気されたりしないようになる。

なお、本実施形態では、流路切換装置５３によって、加湿用流路７１内を流れる空気の流れ方向が、図３に示すＡ方向とＢ方向とに切り換えられる。

（２−２−６）吸着ファン
吸着ファン５５は、羽根車５５ａがファンモータ５５ｂによって回転駆動され、加湿ロータ５２のうちのヒータ５６と対向しない部分を通過する室外空気の流れを生成する。言い換えると、吸着ファン５５は、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから吸い込まれ、吸着用流路７０を流れて、吸着用空気吹出口５１ａから室外へ排出される室外空気の流れを生成する。

（２−３）制御装置
空気調和装置１０の備える制御装置６０は、図５に示すように、空気調和装置１０の有する各種機器と接続されており、室内の空調を行うために各種機器の動作制御を行う。より詳しくは、制御装置６０は、電動膨張弁３４の弁開度、室内ファン２２及び室外ファン３６の回転数、及び、圧縮機３１の回転数等を調整することで、室内熱交換器２１及び室外熱交換器３３における熱交換量を制御したり、流量調整弁５９の弁開度を調整することで、加湿用熱交換器５８における熱交換量を制御したりする。

また、制御装置６０は、暖房運転や冷房運転等の各種運転を実行する実行部６１を有している。実行部６１は、ユーザによって操作される操作スイッチからの指令や各種センサ（圧力センサや温度センサ等）の検知結果に基づいて、各種運転を実行する。

制御装置６０は、ユーザからの冷房運転指示を受け付けると、圧縮機３１を駆動させるとともに、四路切替弁３２の状態を第２状態にして、電動膨張弁３４の弁開度を調整し、かつ、室内ファン２２及び室外ファン３６を駆動させることで、冷房運転を実行する。

また、制御装置６０は、ユーザからの暖房運転指示を受け付けると、圧縮機３１を駆動させるとともに、四路切替弁３２の状態を第１状態にして、電動膨張弁３４の弁開度を調整し、かつ、室内ファン２２及び室外ファン３６を駆動させることで、暖房運転を実行する。

さらに、実行部６１は、ユーザからの加湿指示があった場合には、加湿ユニット５０において積極的に加湿した室外空気を室内に供給する加湿運転を実行する。なお、本実施形態における加湿運転は、暖房運転と同時に行われるものであるが、これに限定されず、加湿運転が単独で行われてもよく、冷房運転と同時に行われてもよい。

実行部６１は、加湿ユニット５０の備える各種機器を制御する加湿ユニット制御部６３と、流量調整弁５９の弁開度を調整する弁開度制御部６２と、を有しており、加湿ユニット制御部６３及び弁開度制御部６２が各種機器を制御することで、加湿ユニット５０において生成された加湿された室外空気が室内機２０を介して室内へと供給される。

より詳しくは、加湿ユニット制御部６３は、ユーザからの加湿指示を受け付けると、流路切換装置５３を供給状態にし、加湿ロータ５２、吸着ファン５５、及び、吸排気ファン５４を回転駆動し、かつ、ヒータ５６を駆動させる。さらに、弁開度制御部６２は、ユーザからの加湿指示を受け付けると、流量調整弁５９の弁開度を調整する。

加湿ユニット制御部６３が、加湿ロータ５２、吸着ファン５５、及び、吸排気ファン５４を回転駆動し、かつ、ヒータ５６を駆動させることで、室外空気よりも水分含有量の高い空気（加湿空気）が生成され、吸排気ダクト１５を介して室内機２０へと供給される。なお、加湿空気の生成過程については、後に詳しく説明する。

また、弁開度制御部６２は、流量調整弁５９を加湿用熱交換器５８の出口側における冷媒の過冷却度に応じてＳＣ制御する。なお、流量調整弁５９のＳＣ制御は、第１温度センサ９１によって検出される冷媒温度Ｔａに基づいて行われる。また、弁開度制御部６２は、第１温度センサ９１によって検出される冷媒温度Ｔａが第２温度センサ９０によって検出される冷媒温度Ｔｃに対して一定温度Ｔｄ低くなるように（Ｔａ＝Ｔｃ−Ｔｄ）、流量調整弁５９の弁開度を調整する。さらに、弁開度制御部６２は、室外空気温度が第２所定温度以上である場合には、流量調整弁５９を全閉状態に制御する。なお、本実施形態では、第２所定温度は、予め設定されているものとするが、これに限定されず、ユーザ等によって設定されてもよい。また、本実施形態では、第２所定温度が、日本のような高温多湿気候の地域において、通常、ユーザによって室内の加湿が要求されないと考えられる温度（例えば、３０℃）に設定されているものとする。さらに、室外空気温度は、例えば、室外機１１に設けられている第３温度センサ９３によって検出される。ここで、第３温度センサ９３によって検出される室外空気温度とは、加湿ユニット５０の備える各種機器によって熱を供与されていない室外空気の温度のことである。

また、加湿ユニット制御部６３は、第４温度センサ９２によって検出される空気の温度に応じて、ヒータ５６の出力を調整する。なお、本実施形態では、加湿ユニット制御部６３は、第４温度センサ９２によって検出される空気の温度が第４所定温度（例えば、５５℃）を維持するように、ヒータ５６の出力を１Ｗ単位で制御する。例えば、加湿ユニット制御部６３は、第４温度センサ９２によって検出された空気の温度が、第４所定温度よりも高いと判断した場合には、当該空気の温度が第４所定温度に近づくようにヒータ５６の出力を下げる制御を行い、第４所定温度よりも低いと判断した場合には、該空気の温度が第４所定温度に近づくようにヒータ５６の出力を上げる制御を行う。

なお、加湿ユニット制御部６３によるヒータ５６の出力制御は、これに限定されるものではなく、例えば、ヒータ５６の出力が段階的（例えば、６０Ｗ毎）に制御されるものであれば、各段階に対応する温度値が設定されており、第４温度センサ９２によって検出される空気温度と設定された温度値とに基づいて、ヒータ５６の出力段階が制御されてもよい。

（３）加湿運転時における冷媒の流れ
以下に、加湿運転時における冷媒の流れについて説明する。なお、以下では、室外空気温度が第２所定温度未満である場合について説明している。

加湿運転時には、圧縮機３１から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切替弁３２を介して、第３冷媒配管４１ｃを流れて室内熱交換器２１に至り、或いは、第３冷媒配管４１ｃの途中で加湿用冷媒配管４２に流れる。

室内熱交換器２１に至った高圧ガス冷媒は、室内熱交換器２１で室内ファン２２により送風される室内空気、及び、加湿ダクトから吹き出される室外空気との間で熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに、空気を加熱し、室内の暖房を行う。室内熱交換器２１から流出した高圧液冷媒は、第２冷媒配管４１ｂを流れて、電動膨張弁３４に至る。

電動膨張弁３４に至った液冷媒は、電動膨張弁３４で減圧された後に、室外熱交換器３３に流入する。室外熱交換器３３では、流入した液冷媒が、室外空気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁３２を介し、アキュムレータ３５を経て、圧縮機３１に吸入される。

一方で、加湿用冷媒配管４２に流れた高圧ガス冷媒は、加湿用熱交換器５８に流入する。そして、加湿用熱交換器５８において、室外空気と熱交換を行った後に、流量調整弁５９を経て、第２冷媒配管４１ｂを流れる冷媒と合流する。

このように、冷媒回路４０内を冷媒が循環することで、室内熱交換器２１において室内を暖房することができ、加湿用熱交換器５８において吸排気口５１ｄから取りこまれた室外空気を加熱することができる。

（４）加湿運転時における空気の流れ
図６は、加湿ロータ５２に含まれる３つの領域を説明するための図である。図７は、加湿用流路７１の概念図である。

以下に、加湿運転時における空気の流れについて説明する。

加湿運転時には、吸着ファン５５が駆動されて、吸着用流路７０を図３の矢印Ａ１１−Ａ１２方向に空気が流れ、かつ、吸排気ファン５４が駆動されて、加湿用流路７１を図３の矢印Ａ２１−２５方向に空気が流れる。なお、加湿運転時には、加湿ロータ５２は、図４及び図６の矢印Ｙ方向に回転する。

また、以下より、説明の便宜上、室外空気のうち、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから加湿ユニット５０内に取り込まれる室外空気を、吸着用空気といい、吸排気口５１ｄから加湿ユニット５０内に取り込まれる室外空気を、加湿用空気という。

第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから加湿ユニット５０内に取り込まれた吸着用空気は、図３の矢印Ａ１１方向に流れて、ベルマウス５７近傍へと向かう。この吸着用空気は、吸着用流路７０を流れることにより、加湿ロータ５２のうちヒータ５６と対向しない領域（以下、吸着部５２ａという）を通過する。そして、加湿ロータ５２の吸着部５２ａを通過した吸着用空気は、図３の矢印Ａ１２方向に流れて、ベルマウス５７近傍からベルマウス５７で囲まれた空間を通って吸着ファン５５内に入り、吸着ファン５５によって吸着用空気吹出口５１ａから加湿ユニット５０外に吹き出される。

一方で、吸排気口５１ｄから加湿ユニット５０内に取り込まれた加湿用空気は、加湿用熱交換器５８へと向かう。そして、加湿用熱交換器５８を通過した加湿用空気は、図３の矢印Ａ２１方向に流れて、加湿ロータ５２の吸着部５２ａに隣接する部分であって、加湿用流路７１のヒータ本体５６ａよりも上流側の領域（以下、再熱部５２ｃという）を通過する。そして、加湿ロータ５２の再熱部５２ｃを通過した加湿用空気は、図３の矢印Ａ２２方向に流れて、ヒータ５６のヒータ本体５６ａに至る。ヒータ本体５６ａに至った加湿用空気は、図３の矢印Ａ２３方向に流れて、加湿ロータ５２において吸着部５２ａ及び再熱部５２ｃとは別の領域であって、流路形成部５６ｃと対向する領域（以下、加湿部５２ｂという）を通過する。そして、加湿ロータ５２の加湿部５２ｂを通過した加湿用空気は、図３の矢印Ａ２４方向に流れて、流路切換装置５３に至る。その後、流路切換装置５３に至った加湿用空気は、吸排気ファン５４を経由して再び流路切換装置５３に戻され、図３の矢印Ａ２５方向に流れて、吸排気ダクト１５を経て室内機２０へと送られる。

ここで、加湿ユニット５０における加湿空気の生成過程を説明する。なお、ここでいう加湿空気とは、加湿用空気のうち、加湿ロータ５２が加熱されることで加湿ロータ５２から放出された水分を含む空気のことである。また、加湿ロータ５２が最も高温になる領域は加湿ロータ５２の加湿部５２ｂであることから、以下より、説明の便宜上、加湿用空気のうち加湿部５２ｂを通過する前の空気を加湿前空気とし、加湿部５２ｂを通過した後の空気を加湿空気とする。

さらに、加湿運転時には、加湿ロータ５２は図４及び図６に示す矢印Ｙ方向に回転しているため、加湿ロータ５２において各々別の領域である吸着部５２ａ、加湿部５２ｂ、再熱部５２ｃは、順に入れ替わることになる。より詳しくは、加湿ロータ５２が回転することで、加湿ロータ５２において、吸着部５２ａであった部分は、加湿部５２ｂとなり、加湿部５２ｂとなった部分は、再熱部５２ｃとなり、再熱部５２ｃとなった部分は、再び吸着部５２ａとなる。

第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから取りこまれた吸着用空気は、加湿ロータ５２の吸着部５２ａを通過する際に、吸着用空気中の水分が吸着部５２ａに吸着される。

一方で、吸排気口５１ｄから取りこまれた加湿前空気は、加湿用熱交換器５８によって加熱され、或いは、加熱されずに、加湿ロータ５２の再熱部５２ｃへと流れる。より詳しくは、加湿用熱交換器５８に冷媒が流れている場合には、吸排気口５１ｄから加湿ユニットケーシング５１内に取りこまれた加湿前空気が、加湿用熱交換器５８を流れる冷媒と熱交換を行うことで加熱されて、再熱部５２ｃへと流れる。これに対して、加湿用熱交換器５８に冷媒が流れていない場合には、加湿前空気が加熱されずに、再熱部５２ｃへと流れる。

そして、再熱部５２ｃへと流れた加湿前空気は、再熱部５２ｃを通過する際に、再熱部５２ｃの有する熱により加熱される。より詳しくは、加湿ロータ５２が回転して、加湿部５２ｂであった部分が再熱部５２ｃへと移行するため、再熱部５２ｃでは、ヒータ本体５６ａから供与された加湿部５２ｂの熱の残りを用いて、加湿前空気が加熱される。その後、再熱部５２ｃを通過した加湿前空気は、ヒータ本体５６ａによって加熱された後に、加湿部５２ｂを通過する。このとき、加湿部５２ｂは、加湿用熱交換器５８、再熱部５２ｃ及びヒータ本体５６ａによって加熱された加湿前空気によって、加熱されるため、吸着部５２ａで吸着していた水分を、加湿前空気に放出（脱離）する。この結果、加湿前空気が、吸着部５２ａで吸着した水分を含む加湿空気になる。

（５）特徴
（５−１）
本実施形態では、加湿用空気を加熱するための加湿用熱交換器５８が、主冷媒回路４１から分岐した加湿用冷媒配管４２に設けられている。このため、流量調整弁５９で加湿用熱交換器５８に流れる冷媒の流量を調整することで、加湿用熱交換器５８での熱交換量を調整することができる。この結果、主冷媒回路４１を流れる冷媒の状況（冷媒温度や冷媒量など）に左右されることなく、加湿用熱交換器５８の加熱能力を調整することができる。

このように、この空気調和装置１０では、簡易な構成で、加湿用熱交換器５８における加熱能力を調整することができている。

また、本実施形態では、加湿用冷媒配管４２の一端が、第１冷媒配管４１ａの一部であって、四路切替弁３２と室内熱交換器２１とを接続する第３冷媒配管４１ｃに接続されている。このため、加湿用冷媒配管４２の一端が、第１冷媒配管４１ａの一部であって、圧縮機３１の吐出部３１ａと四路切替弁３２とを接続する冷媒配管に接続されているよりも、圧縮機３１の吐出部３１ａからの距離が遠いため、加湿用冷媒配管４２に生じる配管応力を小さくすることができている。

（５−２）
本実施形態では、図７に示すように、加湿用流路７１には、加湿用空気の空気流れ方向に、加湿用熱交換器５８、加湿ロータ５２の再熱部５２ｃ、ヒータ５６の順に配置されている。このため、ヒータ５６で加熱する前に、加湿用熱交換器５８及び再熱部５２ｃで、或いは、再熱部５２ｃで加湿用空気を加熱することができている。

（５−３）
本実施形態では、加湿用熱交換器５８から流出した冷媒温度Ｔａが、室内熱交換器２１を流れる冷媒温度Ｔｃよりも小さくなるように、流量調整弁５９の弁開度が調整されている。このように、流量調整弁５９のＳＣ制御が行われることで、加湿用冷媒配管４２から第２冷媒配管４１ｂへと流入する冷媒の状態を液状態にすることができる。

なお、本実施形態では、流量調整弁５９をＳＣ制御しているが、流量調整弁５９を全開状態にしたときの、主冷媒回路４１を流れる冷媒量に対する加湿用冷媒配管４２を流れる冷媒量が少なければ、加湿用冷媒配管４２から第２冷媒配管４１ｂへと流入する冷媒の状態がガス状態でもよいため、ＳＣ制御が行われなくてもよい。

（５−４）
本実施形態では、室外空気温度が第２所定温度以上である場合には、流量調整弁５９が全閉状態にされる。この結果、冷媒が流れなくなり補充されなくなるため、加湿用熱交換器５８内の冷媒温度は室外空気の温度と同じ温度になり、加湿用熱交換器５８を放熱器（凝縮器）として機能させないようにすることができる。そして、本実施形態では、第２所定温度が、日本のような高温多湿気候の地域において、通常、ユーザによって室内の加湿が要求されないと考えられる温度に設定されている。このため、室内環境がユーザにとって加湿不要と推測される環境である場合には、加湿用熱交換器５８を放熱器として機能させないようにすることができる。

（５−５）
本実施形態では、加湿用熱交換器５８の加熱能力を調整することができるため、加湿用熱交換器５８において一定の熱量を確保することができる。この結果、ヒータ５６への入力低減量が安定するため、加熱用熱交換器５８の加熱能力とヒータ５６の出力とを連動して制御することができる。

また、本実施形態では、第４温度センサ９２によって検出される加湿空気の温度が第４所定温度（例えば、５５℃）となるように、ヒータ５６の出力が制御されている。

ここで、本実施形態では、加湿ロータ５２の加湿部５２ｂに熱を供与する手段として、ヒータ５６の他に、加湿用熱交換器５８及び再熱部５２ｃがある。このため、加湿空気の温度が第４所定温度よりも高い場合には、ヒータ５６の出力を下げることで、加湿空気の温度を第４所定温度に近づけることができる。この結果、加湿ユニット５０における加湿能力を維持しつつ、ヒータ５６における消費電力を抑制することができている。

また、本発明者は、机上計算（シミュレーション）によって、本実施形態の空気調和装置１０において加湿用冷媒配管４２、加湿用熱交換器５８、及び、流量調整弁５９を備えていない従来の空気調和装置におけるヒータの消費電力と、本実施形態の空気調和装置１０におけるヒータ５６の消費電力とを比較した。なお、この机上計算は、２００Ｖの空気調和装置において、室外空気温度が、７℃であり、かつ、室外空気が十分な水分を含有しているという条件で行った。

この結果、従来の空気調和装置におけるヒータへの入力が８００Ｗであるのに対して、本実施形態の空気調和装置１０におけるヒータ５６への入力は４９６Ｗであった。

また、本実施形態の空気調和装置１０では、加湿用熱交換器５８で熱交換するために必要な入力が３８Ｗであることから、加湿空気を生成するために必要な総入力量を、従来の空気調和装置と比較して、３３％低減させることができた。

なお、本実施形態の空気調和装置１０では、加湿用冷媒配管４２に冷媒を流すために、従来の空気調和装置と比較して、圧縮機３１の能力を２３０Ｗ上昇させる必要がある。一方で、室外空気の温度が７℃である場合、加湿用熱交換器５８を通過した後の空気は、３５℃であり、加湿ロータ５２の再熱部５２ｃを通過した後の空気は５０℃であった。そして、ヒータ５６を通過した後の空気は、１０５℃であり、加湿ロータ５２の加湿部５２ｂを通過した後の空気は、５５℃であった。さらに、吸排気ファン５４を流れる空気は、４５℃であり、吸排気ダクト１５から室内機２０に吹き出される空気は、３５℃／８０％Ｒｈであった。このため、室外機１１側で１０〜１５％、吸排気ダクト１５で２０％程度のヒートロスがあるとしても、圧縮機３１の能力上昇分の７０％は室内に回収することができる。

（６）変形例
（６−１）変形例Ａ
上記実施形態の空気調和装置１０は、暖房運転及び冷房運転を実行可能な空気調和装置であるため、加湿用冷媒配管４２の一端が、四路切替弁３２と室内熱交換器２１とを接続する第３冷媒配管４１ｃに接続されており、他端が、暖房運転時に放熱器として機能する室内熱交換器２１と電動膨張弁３４とを接続する第２冷媒配管４１ｂに接続されているが、暖房運転のみが実行可能な空気調和装置であれば、主冷媒回路に四路切替弁を設ける必要がないため、加湿用冷媒配管の一端が、圧縮機の吐出部と放熱器として機能する室内熱交換器とを接続する冷媒配管に接続されており、他端が、室内熱交換器と電動膨張弁とを接続する冷媒配管に接続されていてもよい。

（６−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、ユーザからの加湿指示を受け付けることで、流量調整弁５９の弁開度が調整されている。そして、流量調整弁５９の弁開度は、加湿用熱交換器５８から流出した冷媒温度Ｔａが室内熱交換器２１を流れる冷媒温度Ｔｃよりも小さくなるように調整されるが、室外空気温度が第２所定温度（例えば、３０℃）以上である場合には全閉状態にされる。

これに代えて、或いは、これに加えて、室外空気温度が第１所定温度以下である場合に、流量調整弁５９が開状態となるように制御されてもよい。

例えば、第１所定温度を第２所定温度よりも低い温度（例えば、０℃）に設定し、室外空気温度が第２所定温度以上であれば流量調整弁５９が全閉状態となるように制御され、室外空気温度が第１所定温度以下であれば流量調整弁５９が全開状態となるように制御され、室外空気温度が第１所定温度より高くかつ第２所定温度よりも低ければ流量調整弁５９がＳＣ制御されて弁開度が調整されてもよい。流量調整弁５９をこのように制御することで、変動する室外空気温度に応じて、加湿用熱交換器５８の熱交換量を調整することができる。

さらに、上記制御に代えて、或いは、上記制御に加えて、室内熱交換器２１が蒸発器として機能し、室外熱交換器３３が放熱器として機能する場合、すなわち、冷房運転時には、流量調整弁５９が全閉状態となるように制御されてもよい。日本のように高温多湿気候の地域では、通常、冷房運転が行われる時期には、ユーザによって室内の加湿が要求されるほど室内の湿度が低くないことが多い。すなわち、冷房運転が行われるような時期など室外空気温度の高いときには、室内の加湿が不要であると推測される。そこで、冷房運転時には流量調整弁５９が全閉状態となるように制御されることで、空気調和装置１０の運転に応じて、室内の加湿の要・不要を判断し、加湿用熱交換器５８を放熱器として機能させるか否かを決定することができる。

（６−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、加湿用流路７１には、加湿用熱交換器５８の加湿用空気の空気流れ下流側に再熱部５２ｃが配置されており、再熱部５２ｃの加湿用空気の空気流れ下流側にヒータ５６が配置されている。

これに代えて、加湿用熱交換器を通過した加湿用空気が再熱部を介さずにヒータに送られるように加湿用流路が構成されていてもよい。例えば、図８に示すように、加湿用流路１７１が３つの流路を含んでいてもよい。より詳しくは、加湿用空気（室外空気）を加湿ユニットケーシング内に取り込むための吸排気口１５１ｄａを入口とする第１加湿用流路１７１ａと、吸排気口１５１ｄａとは別に、加湿用空気（室外空気）を加湿ユニットケーシング内に取り込むための吸排気口１５１ｄｂを入口とする第２加湿用流路１７１ｂと、第１加湿用流路１７１ａの下流端部及び第２加湿用流路１７１ｂの下流端部に接続される第３加湿用流路１７１ｃと、を含んでいてもよい。なお、ここでいう「下流」とは、加湿用空気の空気流れ下流のことである。そして、第１加湿用流路１７１ａには、加湿用熱交換器５８が配置されており、第２加湿用流路１７１ｂには、加湿ロータ５２の再熱部５２ｃが配置されている。さらに、第３加湿用流路１７１ｃには、ヒータ５６が配置されている。加湿用流路１７１をこのような構成にすることで、加湿用空気を、加湿用熱交換器５８と再熱部５２ｃとで別々に加熱した後に、ヒータ５６で加熱することができる。これにより、加湿用熱交換器５８を利用して加湿用空気を加熱することができるため、ヒータ５６における消費電力を抑制できると共に、再熱部５２ｃから熱を十分に奪うことができるため、吸着部５２ａにおける水分の吸着効率の低下を抑制することができる。

（６−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、加湿用冷媒配管４２の一端が、四路切替弁３２と室内熱交換器２１とを接続する第３冷媒配管４１ｃに接続されているが、第１冷媒配管４１ａの一部に接続されていればこれに限定されず、例えば、圧縮機３１の吐出部３１ａと四路切替弁３２とを接続する冷媒配管に接続されていてもよい。

（６−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、加湿ロータ５２は、室外空気中の水分を吸着する吸着部５２ａと、加熱されることで吸着部５２ａに吸着した水分を加湿用空気に放出する加湿部５２ｂと、ヒータ５６から供与された加湿部５２ｂの熱の残りを用いて加湿用空気を加熱する再熱部５２ｃと、の３つの領域を有している。そして、加湿用流路７１には、加湿用熱交換器５８の加湿用空気の空気流れ下流側に再熱部５２ｃが配置されており、再熱部５２ｃの加湿用空気の空気流れ下流側にヒータ５６が配置されている。

これに代えて、図９及び図１０に示すように、加湿ロータ２５２が、室外空気中の水分を吸着する吸着部２５２ａと、加熱されることで吸着部２５２ａに吸着した水分を加湿用空気に放出する加湿部２５２ｂと、から構成されており、加湿用熱交換器５８を通過した加湿用空気が直接ヒータ５６に流れ、ヒータ５６で加熱された加湿用空気が加湿部２５２ｂに流れるように、加湿用流路２７１が構成されていてもよい。

より詳しくは、図９に示す加湿ロータ２５２の吸着部２５２ａは、上記実施形態の吸着部５２ａと同様に、加湿ロータ２５２のうちヒータ５６と対向しない領域であって、第１吸着用空気取込口及び第２吸着用空気取込口から加湿ユニット内に取り込まれた吸着用空気が通過する部分である。そして、吸着部２５２ａでは、吸着用空気中に含まれる水分が吸着される。なお、吸着部２５２ａを通過した吸着用空気は、吸着ファンによって吸着用空気吹出口から加湿ユニット外に吹き出される。また、本変形例の加湿ロータ２５２には、上記実施形態の加湿ロータ５２の再熱部５２ｃに相当する領域が設けられておらず、上記実施形態の加湿ロータ５２の吸着部５２ａ及び再熱部５２ｃに相当する領域が、加湿ロータ２５２の吸着部２５２ａとなっている。

また、図９に示す加湿ロータ２５２の加湿部２５２ｂは、上記実施形態の加湿部５２ｂと同様に、加湿ロータ２５２のうち流路形成部と対向する領域であって、吸排気口２５１ｄから加湿ユニット内に取り込まれた加湿用空気が通過する部分である。そして、加熱された加湿用空気が加湿部２５２ｂを通過することで、加湿部２５２ｂが加熱され、加湿部２５２ｂが加熱されることで吸着していた水分が加湿用空気に放出される。その後、加湿部２５２ｂから放出された水分を含む加湿用空気（加湿空気）は、吸排気ダクトを経て室内機へと送られる。

次に、加湿用流路２７１について説明する。この加湿用流路２７１は、図１０に示すように、加湿用空気を加湿ユニットケーシング内に取り込むための吸排気口２５１ｄから吸排気ダクトまでの流路であって、内部を加湿用空気が流れる。そして、この加湿用流路２７１には、吸排気口２５１ｄから取り込まれた加湿用空気が、加湿用熱交換器５８、ヒータ５６、加湿部２５２ｂの順に流れるように各種機器が配置されている。

吸排気口２５１ｄから取り込まれた加湿用空気（加湿前空気）は、加湿用熱交換器５８へと向かい、加湿用熱交換器５８によって加熱され、図１０の矢印Ａ２２１方向に流れて、ヒータ５６のヒータ本体に至る。ヒータ本体に至った加湿前空気は、ヒータ本体によって加熱された後に、図１０の矢印Ａ２２３方向に流れて、加湿ロータ２５２の加湿部２５２ｂを通過する。このとき、加湿部２５２ｂは、加湿用熱交換器５８及びヒータ本体によって加熱された加湿前空気によって加熱されるため、吸着部２５２ａで吸着していた水分を、加湿前空気に放出する。この結果、吸着部２５２ａで吸着した水分を含んだ加湿用空気（加湿空気）となる。その後、加湿空気は、図１０の矢印Ａ２２４方向に流れて、流路切換装置に至り、吸排気ファン５４を経由して再び流路切換装置に戻され、図１０の矢印Ａ２２５方向に流れて、吸排気ダクトを経て室内機へと送られる。

加湿用流路２７１をこのような構成にすることで、加湿用空気を、加湿用熱交換器５８で加熱した後に、ヒータ５６で加熱することができる。これにより、加湿用熱交換器５８を利用して加湿用空気を加熱することができるため、加湿用熱交換器が設けられていない場合と比較して、ヒータ５６における消費電力を抑制できる。さらに、エネルギー効率のよい加湿用熱交換器５８で加熱された加湿用空気がヒータ５６に流れるため、加湿部２５２ｂを効率よく加熱することができる。

また、机上計算（シミュレーション）によると、上記実施形態の空気調和装置１０では、再熱部５２ｃにおいて、あまり熱回収ができない可能性があり、約４０Ｗのロスが生じるおそれがあることが考えられた。

そこで、本変形例のように、加湿ロータ２５２が、吸着部２５２ａと加湿部２５２ｂとから構成されており、加湿用熱交換器５８を通過した加湿用空気が直接ヒータ５６に送られるように加湿用流路２７１が構成されていることで、加湿用空気が再熱部を通過することで発生するロスをなくすことができる。

さらに、加湿ロータ２５２が、上記実施形態の加湿ロータ５２と同等程度の大きさを有する場合には、上記実施形態の加湿ロータ５２よりも加湿ロータ２５２における吸着部２５２ａの占める割合が大きいため、吸着部２５２ａでより多くの水分を吸着することができる。

また、上記変形例Ｃのように複数の加湿用流路が設けられている場合と比較して、圧力損失による風量低下を抑制することができる。

本発明は、簡易な構成で加湿用熱交換器の加熱能力を調整することができるため、加湿装置を備える空気調和装置への適用が有効である。

１０ 空気調和装置
２１ 室内熱交換器（放熱器）
３１ 圧縮機
３２ 四路切替弁
３１ａ 吐出部
３３ 室外熱交換器（蒸発器）
３４ 電動膨張弁（膨張機構）
４１ 主冷媒回路
４１ａ 第１冷媒配管（第１経路）
４１ｂ 第２冷媒配管（第２経路）
４１ｃ 第３冷媒配管（第３経路）
４２ 加湿用冷媒配管（副経路）
５０ 加湿ユニット（加湿装置）
５２ 加湿ロータ（吸湿部）
５２ａ 吸着部
５２ｂ 加湿部
５２ｃ 再熱部
５４ 吸排気ファン（ファン）
５６ ヒータ
５８ 加湿用熱交換器
５９ 流量調整弁
６２ 弁開度制御部
６３ 加湿ユニット制御部（ヒータ制御部）
９０ 第２温度センサ（第２検出部）
９１ 第１温度センサ（第１検出部）
９２ 第４温度センサ（第４検出部）
９３ 第３温度センサ（第３検出部）
１７１ａ 第１加湿用流路（第１空気流路）
１７１ｂ 第２加湿用流路（第２空気流路）
１７１ｃ 第３加湿用流路（第３空気流路）
７１，１７１ 加湿用流路（空気流路）

特開２００２−８９９０３号公報

Claims (10)

1. 圧縮機（３１）と、放熱器（２１）と、膨張機構（３４）と、蒸発器（３３）と、が順に接続されている主冷媒回路（４１）と、
   前記圧縮機の吐出部（３１ａ）と前記放熱器とを接続する第１経路（４１ａ）から分岐しており、前記放熱器と前記膨張機構とを接続する第２経路（４１ｂ）に接続されている副経路（４２）と、
   室外空気中の水分を吸着する吸着部（５２ａ）と加熱されることで前記吸着部に吸着した水分を加湿用空気に放出する加湿部（５２ｂ）とを含む吸湿部（５２）と、前記加湿部を加熱するためのヒータ（５６）と、前記加湿部から放出された水分を含む前記加湿用空気を室内に搬送するファン（５４）と、を有する加湿装置（５０）と、
   前記加湿用空気を加熱するための加湿用熱交換器（５８）と、
   前記加湿用熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁（５９）と、
   を備え、
   前記加湿用熱交換器及び前記流量調整弁は、前記副経路に設けられている、
   空気調和装置（１０）。
2. 前記主冷媒回路には、前記室内の空気と熱交換を行う室内熱交換器が前記放熱器となり、前記室外空気と熱交換を行う室外熱交換器が前記蒸発器となるように、前記主冷媒回路内を流れる冷媒の流れる方向を切り替えることが可能な四路切替弁（３２）が接続されており、
   前記第１経路は、前記四路切替弁を介して、前記圧縮機の前記吐出部と前記室内熱交換器とを接続するものであり、
   前記副経路は、前記第１経路の一部であって、前記四路切替弁と前記室内熱交換器とを接続する第３経路（４１ｃ）から分岐している、
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記加湿装置は、前記加湿用空気が流れる空気流路（７１）を有し、
   前記吸湿部は、前記吸着部及び前記加湿部とは別の領域であって、前記ヒータから供与された前記加湿部の熱の残りを用いて前記加湿用空気を加熱する再熱部（５２ｃ）を含み、
   前記吸湿部において、前記吸着部、前記加湿部及び前記再熱部は、入れ替わるように構成されており、
   前記空気流路には、前記加湿用熱交換器の前記加湿用空気の空気流れ下流側に前記再熱部が配置されており、前記再熱部の前記加湿用空気の空気流れ下流側に前記ヒータが配置されている、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記加湿装置は、前記加湿用空気が流れる空気流路（１７１）を有し、
   前記吸湿部は、前記吸着部及び前記加湿部とは別の領域であって、前記ヒータから供与された前記加湿部の熱の残りを用いて前記加湿用空気を加熱する再熱部（５２ｃ）を含み、
   前記吸湿部において、前記吸着部、前記加湿部及び前記再熱部は、入れ替わるように構成されており、
   前記空気流路は、前記加湿用熱交換器が配置されている第１空気流路（１７１ａ）と、前記再熱部が配置されている第２空気流路（１７１ｂ）と、前記第１空気流路の下流端部及び前記第２空気流路の下流端部に接続されており前記ヒータが配置されている第３空気流路（１７１ｃ）と、を含む、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置。
5. 前記加湿装置は、前記加湿用空気が流れる空気流路を有し、
   前記吸湿部において、前記吸着部及び前記加湿部は、入れ替わるように構成されており、
   前記空気流路では、前記加湿用熱交換器で加熱された前記加湿用空気が直接前記ヒータに流れ、前記ヒータで加熱された前記加湿用空気が前記加湿部に流れる、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置。
6. 前記加湿用熱交換器から流出した冷媒の温度を検出する第１検出部（９１）と、
   前記放熱器を流れる冷媒の温度を検出する第２検出部（９０）と、
   前記第１検出部によって検出される第１検出温度が前記第２検出部によって検出される第２検出温度に対して一定温度低くなるように、前記流量調整弁の弁開度を調整する弁開度制御部（６２）と、
   を更に備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
7. 前記室外空気の温度を検出する第３検出部（９３）を備え、
   前記弁開度制御部は、前記第３検出部によって検出される第３検出温度が第１所定温度以下である場合に、前記流量調整弁を開状態にする、
   請求項６に記載の空気調和装置。
8. 前記室外空気の温度を検出する第３検出部（９３）を備え、
   前記弁開度制御部は、前記第３検出部によって検出される第３検出温度が第２所定温度以上である場合には、前記流量調整弁を全閉状態にする、
   請求項６又は７に記載の空気調和装置。
9. 前記弁開度制御部は、前記室内の空気と熱交換を行う室内熱交換器が前記蒸発器となり、前記室外空気と熱交換を行う室外熱交換器が前記放熱器となる場合には、前記流量調整弁を全閉状態にする、
   請求項６から８のいずれか１項に記載の空気調和装置。
10. 前記加湿部から水分が放出された後の前記加湿用空気の温度を検出する第４検出部（９２）と、
    前記第４検出部によって検出される第４検出温度に基づいて、前記ヒータの動作制御を行うヒータ制御部（６３）と、
    を更に備える、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の空気調和装置。

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