(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却時に排熱し、加熱時に吸熱する熱源側熱交換器（２）の入口に三方弁（Ａ）を、出口に三方弁（Ｂ）を設け、圧縮機（１）、三方弁（Ａ）、熱源側熱交換器（２）、三方弁（Ｂ）、膨張弁（５）、蒸発器（３）、圧縮機（１）の順に冷媒を循環させて冷却除湿回路とし、蒸発器（３）の空気流路後流側に並設した再熱器（４）の出口を三方弁（Ｃ）を介して三方弁（Ｂ）に接続し、圧縮機（１）と三方弁（Ａ）とを結ぶ吐出配管の分岐配管（イ）を再熱器（４）の入口に接続し、三方弁（Ｃ）を膨張弁（５）と蒸発器（３）との間に膨張弁（６）を介して接続し、圧縮機（１）、分岐配管（イ）、再熱器（４）、三方弁（Ｃ）、膨張弁（６）、蒸発器（３）、圧縮機（１）の順に冷媒を循環させて再熱除湿回路とし、圧縮機（１）と蒸発器（３）とを結ぶ吸入配管の分岐配管（ロ）を三方弁（Ａ）に接続し、三方弁（Ｃ）と三方弁（Ｂ）との間に膨張弁（７）を設け、圧縮機（１）、分岐配管（イ）、再熱器（４）、三方弁（Ｃ）、膨張弁（７）、三方弁（Ｂ）、熱源側熱交換器（２）、三方弁（Ａ）、分岐配管（ロ）、圧縮機（１）の順に冷媒を循環させて加熱除湿回路とし、蒸発器（３）と再熱器（４）とを通風機構（８）の空気流路に配設し、蒸発器（３）、再熱器（４）の順に空気を流通させることを特徴とする除湿空調装置。
【請求項２】
１台の圧縮機（１）に熱源側熱交換器（２）、蒸発器（３）、再熱器（４）の各伝熱管（２０）（３０）（４０）をそれぞれ１系統配管接続して冷却除湿回路、再熱除湿回路、加熱除湿回路を形成したものを１ユニットとし、１または複数のユニット中の蒸発器（３）および再熱器（４）を並列して通風機構（８）の空気流路に配設し、蒸発器（３）、再熱器（４）の順に空気を流通させることを特徴とする請求項１記載の除湿空調装置。
【請求項３】
１または複数台の圧縮機（１）を外気温湿度条件に対応して起動または停止させることにより、室内の温湿度制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の除湿空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、除湿を主目的とする除湿空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、除湿機能を備えた空調装置の例としては、特開平５−３４０５９４号公報記載のものがある。図４は公報記載に基づき作成した冷媒回路図であり、圧縮機から温調用凝縮器、膨張機構、除湿用蒸発器の順に冷媒を循環させる再熱系循環と、圧縮機から排熱用凝縮器、膨張機構、除湿用蒸発器の順に冷媒を循環させる排熱系循環とを並行させている。
【０００３】
そして、各循環系に冷媒分配比を変更する分配手段を設けて、温調状態の検出に基づいて前記分配手段の分配比調整により、空調対象域の域温が目標の域温になるように前記温調用凝縮器の再熱出力を調整する制御手段を設けている。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
しかし、上記の従来例においては、再熱時においては圧縮機からの吐出ガスを、排熱用凝縮器と温調用凝縮器とに分流させて除湿用蒸発器に導くため上記のような分配手段を設けて冷媒量を調節する等の複雑な制御手段を必要とする。
【０００５】
また、上記の従来例においては、再熱時においては圧縮機からの吐出ガスを、排熱用凝縮器と温調用凝縮器とに分流させて除湿用蒸発器に導くため、排熱用凝縮器で外気との熱交換を行うことによる再熱効率の低下をもたらす問題があった。
【０００６】
本発明の第一の目的は、再熱器の熱源を全て圧縮機からの吐出ガスとし、再熱除湿の熱出力を高めるとともに、部品点数を最小限に抑え、複雑な制御手段を必要とせずに除湿を主目的とする空調装置を提供することである。
【０００７】
本発明の第二の目的は、ユニット別に、冷却除湿運転、再熱除湿運転、加熱除湿運転の運転モードを選択可能とすると共に、外気温湿度条件および室内要求温湿度条件に対応して、１または複数のユニットを稼動させる除湿空調装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の除湿空調装置は、冷却時に排熱し、加熱時に吸熱する熱源側熱交換器（２）の入口に三方弁（Ａ）を、出口に三方弁（Ｂ）を設け、圧縮機（１）、三方弁（Ａ）、熱源側熱交換器（２）、三方弁（Ｂ）、膨張弁（５）、蒸発器（３）、圧縮機（１）の順に冷媒を循環させて冷却除湿回路とし、蒸発器（３）の空気流路後流側にに並設した再熱器（４）の出口を三方弁（Ｃ）を介して三方弁（Ｂ）に接続し、圧縮機（１）と三方弁（Ａ）とを結ぶ吐出配管の分岐配管（イ）を再熱器（４）の入口に接続し、三方弁（Ｃ）を膨張弁（５）と蒸発器（３）との間に膨張弁（６）を介して接続し、圧縮機（１）、分岐配管（イ）、再熱器（４）、三方弁（Ｃ）、膨張弁（６）、蒸発器（３）、圧縮機（１）の順に冷媒を循環させて再熱除湿回路とし、圧縮機（１）と蒸発器（３）とを結ぶ吸入配管の分岐配管（ロ）を三方弁（Ａ）に接続し、三方弁（Ｃ）と三方弁（Ｂ）との間に膨張弁（７）を設け、圧縮機（１）、分岐配管（イ）、再熱器（４）、三方弁（Ｃ）、膨張弁（７）、三方弁（Ｂ）、熱源側熱交換器（２）、三方弁（Ａ）、分岐配管（ロ）、圧縮機（１）の順に冷媒を循環させて加熱除湿回路とし、蒸発器（３）と再熱器（４）とを通風機構（８）の空気流路に配設し、蒸発器（３）、再熱器（４）の順に空気を流通させることを特徴としている。
【０００９】
上記請求項１の除湿空調装置によれば、再熱器の熱源を全て圧縮機からの吐出ガスとし、再熱除湿の熱出力を高めることができると共に、３個の三方弁（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の流路切換えのみにより冷却除湿、再熱除湿、加熱除湿を行うことができる。
【００１０】
また、請求項２の除湿空調装置は、１台の圧縮機（１）に熱源側熱交換器（２）、蒸発器（３）、再熱器（４）の各伝熱管（２０）（３０）（４０）をそれぞれ１系統配管接続して冷却除湿回路、再熱除湿回路、加熱除湿回路を形成したものを１ユニットとし、１または複数のユニット中の蒸発器（３）および再熱器（４）を並列して通風機構（８）の空気流路に配設し、蒸発器（３）、再熱器（４）の順に空気を流通させることを特徴としている。
【００１１】
上記請求項２の除湿空調装置によれば、１または複数ユニットの運転モードを、各ユニットの三方弁の流路切換えのみにより、冷却除湿運転、再熱除湿運転、加熱除湿運転に切換えることにより、外気温湿度条件および室内温湿度条件に対応した運転制御を行うことができる。
【００１２】
また、請求項３の除湿空調装置は、１または複数台の圧縮機（１）を外気温湿度条件に対応して起動または停止させることにより、室内の温湿度を制御することを特徴としている。
【００１３】
上記請求項３の除湿空調装置によれば、１または複数ユニットの運転モードを、各ユニットの三方弁の流路切換えのみにより、冷却除湿運転、再熱除湿運転、加熱除湿運転に切換えると共に、各ユニットの圧縮機のオン・オフにより、外気温湿度条件および室内要求温湿度条件に対応した運転制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、除湿空調装置の冷媒配管系統図である。１は圧縮機であり、その吐出配管は三方弁Ａのｂポートに接続されている。２は熱源側熱交換器であり入口は三方弁Ａのａポートに接続され、出口は三方弁Ｂのａポートに接続されている。３は蒸発器であり入口は三方弁Ｂのｂポートに接続され、出口は圧縮機の吸入配管に接続されている。４は再熱器であり、蒸発器と並設され、入口は圧縮機の吐出配管の分岐配管イに接続され、出口は三方弁Ｃのａポートに接続されている。三方弁Ｃのｃポートは三方弁Ｂのｃポートに接続されている。圧縮機の吸入配管から分岐した分岐配管ロは、三方弁Ａのｃポートに接続されている。三方弁Ｂのｂポートと蒸発器の間には膨張弁５が設けられ、三方弁Ｃのｂポートは膨張弁６を介して膨張弁５と蒸発器の間に接続されている。三方弁Ｃのｃポートと三方弁Ｂのｃポートの間には膨張弁７が設けられている。８は通風機構であり、蒸発器と再熱器がその空気流路に配設されている。なお図において９は熱源側熱交換器用ファン、１０はアキュムレーター、１１はエアフィルターである。
【００１６】
次に、冷媒回路について図１および図２により説明する。図２は、三方弁の冷媒流れ方向と運転モードの関係を示す。
【００１７】
冷却除湿運転においては、三方弁Ａ、Ｂ、Ｃの流れ方向をそれぞれ図２の方向となるように切換えると、圧縮機１から吐出された高圧ガスは、三方弁Ａを経由して熱源側熱交換器２で液化し、三方弁Ｂを経由して膨張弁５で減圧され、蒸発器３で気化し圧縮機１に吸入され、蒸発器で空気を冷却除湿する。
【００１８】
再熱除湿運転においては、三方弁Ａ、Ｂ、Ｃの流れ方向をそれぞれ図２の方向となるように切換えると、圧縮機１から吐出された高圧ガスは、分岐管イを通って再熱器４に入る。再熱器４で液化し、三方弁Ｃを経由して膨張弁６で減圧され、蒸発器３で気化し圧縮機１に吸入され、蒸発器で冷却除湿した空気を再熱器で再熱除湿する。
【００１９】
加熱除湿運転においては、三方弁Ａ、Ｂ、Ｃの流れ方向をそれぞれ図２の方向となるように切換えると、圧縮機１から吐出された高圧ガスは、分岐管イを通って再熱器４に入る。再熱器４で液化し、空気を加熱除湿する。その後、三方弁Ｃを経由して膨張弁７で減圧され、三方弁Ｂを経由して熱源側熱交換器２に入る。熱源側熱交換器２で気化し、三方弁Ａ、分岐配管ロを経由して圧縮機１に吸入される。
【００２０】
次に、本発明の除湿空調装置の運転実施例を図３により説明する。
【００２１】
図３は、本発明の除湿空調装置の運転実施例を示す。（１行目）項目名欄は、左から外気温度、外気湿度、天候、ユニット数、室内温度、室内湿度、圧縮機運転台数、運転モードの割合と表示されている。なお、ユニット数は本実施例では４ユニットとしている。
【００２２】
図の上半部には晴天時の外気に対応した運転モードが、また図の下半部には雨天時の外気に対応した運転モードが示されている。外気温度は、晴天時では３５度から△５度までを５度間隔で示し、雨天時では３０度から△５度までを５度間隔で示している。外気湿度は、晴天時は９５％、雨天時は１００％を設計条件としている。但し、外気温度３５度における湿度は６５％としている。
【００２３】
図を上から順に説明すると、２行目から１０行目は晴天の場合の運転例を示す。（２行目）外気温度３５度、外気湿度６５％の場合、４ユニット共に冷却除湿運転させると、室内温度は３４．８度、室内湿度は５２％に調整されることを示している。（３行目）外気温度３０度、外気湿度９５％の場合、上記と同じく４ユニット共に冷却除湿運転させると、室内温度は３１．３度、室内湿度は６４％に調整される。（５行目）外気温度２０度、外気湿度９５％の場合、同じく４ユニット共に冷却除湿運転させると、室内温度は２２度、室内湿度は６３％に調整される。
【００２４】
（６行目）外気温度１５度、外気湿度９５％の場合では、２ユニットを冷却除湿運転、２ユニットを再熱除湿運転させると、室内温度は２１．２度、室内湿度は４９％に調整される。
【００２５】
（７行目）外気温度１０度、外気湿度９５％の場合では、１ユニットをを停止し、３ユニットを加熱除湿運転させると、室内温度は１７．４度、室内湿度は６２％に調整される。
【００２６】
（１０行目）外気温度△５度、外気湿度９５％の場合では、４ユニット共に加熱除湿運転させると、室内温度は５．８度、室内湿度は４５％に調整される。
【００２７】
次に、雨天の場合の運転例として、（１１行目）外気温度３０度、外気湿度１００％の場合では、３ユニットを冷却除湿運転し、１ユニットを再熱除湿運転させると、室内温度は３１．８度、室内湿度は６８％に調整される。。（１２行目）外気温度２５度、外気湿度１００％の場合では、２ユニットを冷却除湿運転、２ユニットを再熱除湿運転させると、室内温度は２８度、室内湿度は６１％に調整される。
【００２８】
上記のようにこの図では、晴天、雨天時の年間の外気温度におけるそれぞれ外気湿度を最大限にした場合の例を示しているが、外気湿度が下がれば、それに対応した運転モードを選択することにより、より快適な室内温度、室内湿度を得ることができる。
【００２９】
なお、この運転実施例における外気取入れは、塗装工場の環境を考慮して、１００％外気取入れを設計条件としている。そのため通常の空調よりも熱負荷が大きく苛酷な条件での除湿を主目的とした空調の運転例を示している。
【００３０】
また、上記の例では、ユニット数を４ユニットとしているが、ユニット数を変更することにより運転モードの割合を変更させることができる。
【００３１】
また、上記各運転モードの選択は、手動で行う外、外気温湿度、室内湿度等の検出を行い、シーケンサ制御により、半自動、または全自動で行うことができる。
【００３２】
また、本発明は、上記実施例の塗装工場の除湿空調以外にも、一般の空調装置にも応用することができ、食品、木材、薬品等の乾燥保存等の除湿を必要とする場合にも応用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
上記請求項１の除湿空調装置によれば、再熱器の熱源を全て圧縮機からの吐出ガスとし、再熱除湿の熱出力を高めることができると共に、３個の三方弁（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の流路切換えのみにより冷却除湿、再熱除湿、加熱除湿を行うことができる。
【００３４】
また、上記請求項２の除湿空調装置によれば、１または複数ユニットの運転モードを、各ユニットの三方弁の流路切換えのみにより、冷却除湿運転、再熱除湿運転、加熱除湿運転に切換えることにより、外気温湿度条件および室内要求温湿度条件に対応した運転制御を行うことができる。
【００３５】
さらに、上記請求項３の除湿空調装置によれば、１または複数ユニットの運転モードを、各ユニットの三方弁の流路切換えのみにより、冷却除湿運転、再熱除湿運転、加熱除湿運転に切換えると共に、各ユニットの圧縮機のオン・オフにより、外気温湿度条件および室内要求温湿度条件に対応した運転制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除湿空調装置の冷媒配管系統図である。
【図２】三方弁の冷媒流れ方向と運転モードの関係を示す図である。
【図３】本発明の除湿空調装置の運転実施例を示す図である。
【図４】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  熱源側熱交換器
３  蒸発器
４  再熱器
５、６、７  膨張弁
８  通風機構
９  熱源側熱交換器用ファン
１０  アキュームレータ
１１  エアフィルター
２０、３０、４０  伝熱管
Ａ、Ｂ、Ｃ  三方弁
イ、ロ  分岐配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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