(57)【要約】  本発明に係る除湿装置は、第１の熱交換器を蒸発器として機能させ、水分吸着部材による水分の吸着を行う第１の吸着運転モードと、圧縮機の動作を停止して冷媒の循環を停止させ、水分吸着部材による水分の吸着を行う第２の吸着運転モードと、第１の熱交換器を凝縮器として機能させ、水分吸着部材が吸着した水分の脱着を行う脱着運転モードと、の何れかの運転モードを実行するように構成され、第１の吸着運転モード又は第２の吸着運転モードの何れか一方と、脱着運転モードとを交互に切り換える。
2016143060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒流路を切り替える流路切替器、第１の熱交換器、減圧装置、および第２の熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器の間に配置され、風路内を流れる空気に含まれる水分の吸着および吸着した水分の脱着を行う水分吸着部材と、
除湿対象空間の空気を前記風路内に流す送風機であって、前記第１の熱交換器、前記水分吸着部材および前記第２の熱交換器の順に空気を流す送風機と、
前記除湿対象空間の温度を検知する温度センサと、
前記除湿対象空間の湿度を検知する湿度センサと、
前記圧縮機、前記流路切替器、及び前記送風機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を蒸発器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を凝縮器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第１の吸着運転モードと、
前記圧縮機の動作を停止して前記冷媒の循環を停止させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第２の吸着運転モードと、
前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を蒸発器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材が吸着した水分の脱着を行う脱着運転モードと、の何れかの運転モードを実行するように構成され、
前記第１の吸着運転モード又は前記第２の吸着運転モードの何れか一方と、前記脱着運転モードとを交互に切り換える
除湿装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記空気の温度が予め設定した温度以上、又は、前記空気の湿度が予め設定した湿度以下の場合、前記第１の吸着運転モードを選択し、
前記空気の温度が予め設定した温度よりも低く、且つ、前記空気の湿度が予め設定した湿度よりも高い場合、前記第２の吸着運転モードを選択する
請求項１に記載の除湿装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記第２の吸着運転モードから前記脱着運転モードへ切り換えるとき、又は、
前記脱着運転モードから前記第２の吸着運転モードへ切り換えるとき、前記流路切替器を動作させない
請求項１又は２に記載の除湿装置。
【請求項４】
前記水分吸着部材を通過したあとの前記空気の温度を検知する第２の温度センサを、更に備え、
前記制御手段は、
前記水分吸着部材を通過する前の前記空気の温度と、
前記水分吸着部材を通過した後の前記空気の温度との温度差が、予め設定した温度を下回ったとき、前記脱着運転モードに切り換える
請求項１〜３の何れか一項に記載の除湿装置。
【請求項５】
前記水分吸着部材を通過したあとの前記空気の湿度を検知する第２の湿度センサを、更に備え、
前記制御手段は、
前記水分吸着部材を通過する前の前記空気の湿度と、
前記水分吸着部材を通過した後の前記空気の湿度との湿度差が、予め設定した湿度を下回ったとき、前記脱着運転モードに切り換える
請求項１〜４の何れか一項に記載の除湿装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記第２の吸着運転モードの運転時間が予め設定した時間を超えたとき、前記脱着運転モードに切り換える
請求項１〜５の何れか一項に記載の除湿装置。
【請求項７】
前記冷媒回路は、前記圧縮機と前記流路切替器との間に配置され、凝縮器として機能する第３の熱交換器をさらに備え、
前記第３の熱交換器は、前記風路内において、前記第２の熱交換器の下流に配置された
請求項１〜６の何れか一項に記載の除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿装置に関するものであり、特に水分吸着手段と冷媒回路とを備えた除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷媒が循環する冷媒回路と、空気中の水分を吸着及び脱着するデシカント材とを備えた除湿装置が開示されている。この除湿装置の冷媒回路は、圧縮機、流路切替装置、第１熱交換器、減圧装置及び第２熱交換器を配管で接続して構成される。
この除湿装置は、第１熱交換器が凝縮器として動作すると共に第２熱交換器が蒸発器として動作して、デシカント材に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、第１熱交換器が蒸発器として動作すると共に第２熱交換器が凝縮器として動作して、デシカント材によって空気から水分を吸着する第２運転モードとを交互に切り換える運転を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４５２５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される除湿装置では、第２運転モード中において、第１熱交換器への霜の付着（着霜）を検知すると、第２運転モードを終了して第１運転モードに切り換える動作を行う。これにより、第１熱交換器に付着した霜の増大による空気風路の閉塞を低減させ、送風量の低下を抑制している。
しかしながら、除湿対象空間の空気の温度が低く且つ湿度が高い場合、第１熱交換器が蒸発器として動作する第２運転モードの開始から第１熱交換器へ霜が付着するまでの時間（着霜時間）が短く、第１運転モードと第２運転モードとの切替が頻繁に実施されることとなる。つまり、冷媒流路を切り換える流路切替器（例えば四方弁）が頻繁に動作することとなる。
このため、流路切替器の切り換え動作の回数が増大し、製品寿命が低下してしまうという課題があった。また、デシカント材によって空気中の水分を十分に吸着する前に第２運転モードが終了してしまい除湿効率が低下するという課題があった。【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景になされたものであり、流路切替器の動作回数を抑制することができる除湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る除湿装置は、圧縮機、冷媒流路を切り替える流路切替器、第１の熱交換器、減圧装置、および第２の熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器の間に配置され、風路内を流れる空気に含まれる水分の吸着および吸着した水分の脱着を行う水分吸着部材と、除湿対象空間の空気を前記風路内に流す送風機であって、前記第１の熱交換器、前記水分吸着部材および前記第２の熱交換器の順に空気を流す送風機と、前記除湿対象空間の温度を検知する温度センサと、前記除湿対象空間の湿度を検知する湿度センサと、前記圧縮機、前記流路切替器、及び前記送風機を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を蒸発器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を凝縮器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第１の吸着運転モードと、前記圧縮機の動作を停止して前記冷媒の循環を停止させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第２の吸着運転モードと、前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を蒸発器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材が吸着した水分の脱着を行う脱着運転モードと、の何れかの運転モードを実行するように構成され、前記第１の吸着運転モード又は前記第２の吸着運転モードの何れか一方と、前記脱着運転モードとを交互に切り換えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る除湿装置は、第１の吸着運転モード又は第２の吸着運転モードの何れか一方と、脱着運転モードとを交互に切り換える。このため、流路切替器の動作回数を抑制することができる。よって、製品寿命の短縮を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における除湿装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における水分吸着部材の相対湿度に対する平衡吸着量の推移を示した吸着等温線図である。
【図３】本発明の実施の形態１における除湿装置が備える制御手段と制御手段によって制御される要素を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１における除湿装置の第１の吸着運転モードでの冷媒循環経路を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における除湿装置の第１の吸着運転モードでの温湿度推移を示す湿り空気線図である。
【図６】本発明の実施の形態１における除湿装置の第２の吸着運転モードでの温湿度推移を示す湿り空気線図である。
【図７】本発明の実施の形態１における除湿装置の脱着運転モードでの冷媒循環経路を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１における除湿装置の脱着運転モードでの温湿度推移を示す湿り空気線図である。
【図９】本発明の実施の形態１における運転モード切り換え処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２における除湿装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明における除湿装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における除湿装置１００の概略構成図である。図１に示すように、除湿装置１００は、筐体（図示せず）内に収容される、圧縮機１１、第１の熱交換器１２ａ、第２の熱交換器１２ｂ、第３の熱交換器１２ｃ、減圧装置１３および流路切替器１４が冷媒配管で接続された冷媒回路１０と、水分吸着部材２０と、送風機３０とを備える。また、除湿装置１００の筐体内には、除湿対象空間からの空気（除湿対象空気）を取り込む吸込口１ａと除湿対象空間へ空気を放出する吹出口１ｂとをつなぐ風路１が形成される。風路１には、吸込口１ａから順に、第１の熱交換器１２ａ、水分吸着部材２０、第２の熱交換器１２ｂ、第３の熱交換器１２ｃおよび送風機３０が配置される。
【００１１】
圧縮機１１は、図示しないモータによって駆動され、冷媒回路１０内の冷媒を圧縮する容積式圧縮機である。なお、本実施の形態の冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａなどのＨＣＦＣ冷媒、または炭化水素、ヘリウムのような自然冷媒などが使用される。また、圧縮機１１の台数は１台に限定されるものではなく、２台以上の圧縮機を並列もしくは直列に接続しても良い。
【００１２】
第１の熱交換器１２ａ、第２の熱交換器１２ｂおよび第３の熱交換器１２ｃは、伝熱管と複数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。第１の熱交換器１２ａおよび第２の熱交換器１２ｂは、流路切替器１４によって切り換えられる冷媒循環経路に応じて凝縮器（放熱器）または蒸発器として機能する。第３の熱交換器１２ｃは、凝縮器（放熱器）として機能する。本実施の形態では、凝縮器として機能する第３の熱交換器１２ｃを備えることで、第１の熱交換器１２ａおよび第２の熱交換器１２ｂを同じ構成の熱交換器とすることができる。これにより、部品を共通化することが可能となる。
【００１３】
減圧装置１３は、冷媒回路１０内を流れる冷媒を減圧し、流量を調節する。減圧装置１３としては、ステッピングモータ（図示せず）によって絞りの開度を調整することが可能な電子膨張弁、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、またはキャピラリーチューブが使用される。
【００１４】
流路切替器１４は、第１の熱交換器１２ａおよび第２の熱交換器１２ｂを流れる冷媒の方向を切り換える四方弁である。流路切替器１４は、第１の吸着運転モードにおいて、冷媒が、第３の熱交換器１２ｃ、第２の熱交換器１２ｂ、減圧装置１３および第１の熱交換器１２ａの順に流れる流路を形成する。後述する第１の吸着運転モードでは、第３の熱交換器１２ｃおよび第２の熱交換器１２ｂは凝縮器（放熱器）として機能し、第１の熱交換器１２ａは蒸発器として機能する。また、流路切替器１４は、脱着運転モードにおいて、冷媒が、第３の熱交換器１２ｃ、第１の熱交換器１２ａ、減圧装置１３および第２の熱交換器１２ｂの順に流れる流路を形成する。脱着運転モードでは、第３の熱交換器１２ｃおよび第１の熱交換器１２ａは凝縮器（放熱器）として機能し、第２の熱交換器１２ｂは蒸発器として機能する。流路切替器１４による流路の切り換えは、制御手段４（図３）によって制御される。
【００１５】
水分吸着部材２０は、第１の熱交換器１２ａと第２の熱交換器１２ｂとの間に設置されるデシカントブロックである。水分吸着部材２０は、除湿装置１００の風路１の断面積に対して通風断面積を大きくとれるように、風路１の断面に沿った形状（多角形または円形など）の多孔質平板などで構成される。そして、水分吸着部材２０の厚さ方向に空気が通過する。また、多孔質平板の表面には、相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する特性を有する吸着剤が塗布、表面処理または含浸される。吸着剤としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭または高分子吸着剤等が使用される。
【００１６】
図２は、本実施の形態の水分吸着部材２０の相対湿度に対する平衡吸着量の推移を示した吸着等温線図である。一般的に、平衡吸着量は相対湿度が高くなると増加する。本実施の形態では、相対湿度が８０％以上の平衡吸着量と相対湿度が４０〜６０％（例えば５０％）での平衡吸着量との差が大きい吸着剤を使用する。これにより、水分吸着部材２０の吸着および脱着能力を向上させることができる。
【００１７】
送風機３０は、除湿装置１００の風路１を通過する空気の流量を変更することが可能なファンである。送風機３０としては、ＤＣファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンまたは多翼ファン等が使用される。なお、送風機３０は、風路１の最下流に配置される場合に限定されるものではなく、目標の風量を第１の熱交換器１２ａ、水分吸着部材２０、第２の熱交換器１２ｂおよび第３の熱交換器１２ｃの順に送風するものであれば良い。
【００１８】
除湿装置１００は、さらに、吸込口１ａから取り込まれた除湿対象空気の温度及び湿度（相対湿度）を検知する温湿度センサ２ａ、水分吸着部材２０を通過したあとの空気の温度及び温度（相対湿度）を検知する第２の温湿度センサ２ｂ、および風路１内を通過する空気の速度（風速）を検知する風速センサ３を備える。なお、風速センサ３は、図１の配置（風路１の最下流）に限定されるものではなく、風路１を通過する風速を検知することが可能な任意の位置に配置することができる。
【００１９】
なお、温湿度センサ２ａは、本発明における「温度センサ」および「湿度センサ」に相当する。また、第２の温湿度センサ２ｂは、本発明における「第２の温度センサ」および「第２の湿度センサ」に相当する。
【００２０】
また、除湿装置１００は、制御手段４、計時手段５および記憶手段６を備えている。図３は、本実施の形態における除湿装置１００が備える制御手段４と制御手段４によって制御される要素を示したブロック図である。制御手段４は、マイクロコンピュータなどで構成され、除湿装置１００の全体を制御する。制御手段４は、温湿度センサ２ａ、風速センサ３および計時手段５からの出力に基づき、送風機３０の回転数制御、圧縮機１１の回転数制御、減圧装置１３の開度制御、および流路切替器１４の切り換え制御等の各種制御を行う。計時手段５は、制御手段４の制御の下、除湿装置１００の運転時間を計測する。記憶手段６は、除湿装置１００の動作に必要なプログラムおよび各種データを記憶するメモリである。
【００２１】
次に、除湿装置１００の運転モードについて説明する。除湿装置１００は、制御手段４によって流路切替器１４が制御され、冷媒回路１０の冷媒循環経路が切り換えられることにより、第１の吸着運転モードおよび脱着運転モードで動作する。また、除湿装置１００は、制御手段４によって圧縮機１１が制御され、冷媒回路１０の冷媒循環の動作と停止とが切り換えられることにより、第１の吸着運転モードと第２の吸着運転モードの何れか一方で動作する。
【００２２】
何れの運転モードにおいても、制御手段４によって送風機３０が駆動制御される。これにより、除湿対象空間からの空気が、吸込口１ａから風路１内に取り込まれ、第１の熱交換器１２ａ、水分吸着部材２０、第２の熱交換器１２ｂ、第３の熱交換器１２ｃの順に通過し、吹出口１ｂから放出される。第１の吸着運転モード又は第２の吸着運転モードにおいて、水分吸着部材２０は、水分保持量が少なく高湿の空気（例えば相対湿度７０％以上）に対して吸着動作を行い、脱着運転モードにおいて、水分保持量が多く低湿の空気（例えば相対湿度６０％以下）に対して脱着動作を行う。
【００２３】
図４は第１の吸着運転モードにおける冷媒循環経路を示し、図５は第１の吸着運転モードにおける温湿度推移を示す湿り空気線図である。また、図６は第２の吸着運転モードにおける温湿度推移を示す湿り空気線図である。また、図７は脱着運転モードにおける冷媒循環経路を示し、図８は脱着運転モードにおける温湿度推移を示す湿り空気線図である。
【００２４】
（第１の吸着運転モード：冷媒回路１０の動作）
まず、図４を参照して第１の吸着運転モードでの冷媒回路１０の冷媒動作を説明する。第１の吸着運転モードでは、図４に示す実線に沿って冷媒が流れる。詳しくは、圧縮機１１によって圧縮され、吐出された冷媒は第３の熱交換器１２ｃに流入する。第３の熱交換器１２ｃは凝縮器として機能し、冷媒は空気と熱交換して一部が凝縮液化する。第３の熱交換器１２ｃを通過した冷媒は、流路切替器１４を通って第２の熱交換器１２ｂに流入する。第２の熱交換器１２ｂは凝縮器として機能し、冷媒は空気と熱交換して凝縮液化する。第２の熱交換器１２ｂを通過した冷媒は、減圧装置１３に流入し、減圧装置１３で減圧された後、第１の熱交換器１２ａに流入する。第１の熱交換器１２ａは、蒸発器として機能し、冷媒は空気と熱交換して蒸発する。第１の熱交換器１２ａを通過した冷媒は、流路切替器１４を通って再び圧縮機１１に吸入される。
【００２５】
（第１の吸着運転モード：空気の動作）
次に図５を参照して第１の吸着運転モードでの除湿装置１００の風路１内における空気の動作を説明する。第１の吸着運転モードでは、まず、除湿装置１００の吸込口１ａから導入された除湿対象空気（図５、１−１点）が第１の熱交換器１２ａに流入する。ここで、除湿対象空気は、蒸発器として機能する第１の熱交換器１２ａによって露点温度以下に冷却され、水分が除湿された除湿空気となる（図５、１−２点）。第１の熱交換器１２ａによって冷却除湿された空気は、水分吸着部材２０に流入する。ここで、冷却除湿された空気の相対湿度は８０〜９０（％ＲＨ）程度と高くなっているため、水分吸着部材２０の吸着剤は水分を吸着しやすくなる。水分吸着部材２０の吸着剤により水分が吸着（除湿）され、低湿化された空気（図５、１−３点）は、第２の熱交換器１２ｂに流入する。第２の熱交換器１２ｂは凝縮器として機能しているため、通過する空気は加熱され、温度が上昇する（図５、１−４点）。第２の熱交換器１２ｂを通過した空気は、第３の熱交換器１２ｃに流入する。第３の熱交換器１２ｃは凝縮器として機能しているため、通過する空気は加熱され、温度が上昇する（図５、１−５点）。第３の熱交換器１２ｃを通過した空気は、吹出口１ｂより放出される。
【００２６】
（第２の吸着運転モード：冷媒回路１０の動作）
第２の吸着運転モードでは、制御手段４は圧縮機１１の動作を停止させ、冷媒回路１０における冷媒の循環を停止させる。
【００２７】
（第２の吸着運転モード：空気の動作）
次に図６を参照して第２の吸着運転モードでの除湿装置１００の風路１内における空気の動作を説明する。第２の吸着運転モードでは、除湿装置１００の吸込口１ａから導入された除湿対象空気が、第１の熱交換器１２ａにおいて熱交換することなく第１の熱交換器１２ａを通過する。第１の熱交換器１２ａを通過した除湿対象空気（図６、１−２ａ点）は、水分吸着部材２０の吸着剤により水分が吸着（除湿）される（図６、１−３ａ点）。水分吸着部材２０の吸着剤により低湿化された空気は、第２の熱交換器１２ｂにおいて熱交換することなく第２の熱交換器１２ｂを通過し、吹出口１ｂより放出される。
【００２８】
（脱着運転モード：冷媒回路１０の動作）
次に、図７を参照して脱着運転モードでの冷媒回路１０の冷媒動作を説明する。脱着運転モードでは、図７に示す実線に沿って冷媒が流れる。詳しくは、圧縮機１１によって圧縮され、吐出された冷媒は第３の熱交換器１２ｃに流入する。第３の熱交換器１２ｃは凝縮器として機能し、冷媒は空気と熱交換して一部が凝縮液化する。第３の熱交換器１２ｃを通過した冷媒は、流路切替器１４を通って第１の熱交換器１２ａに流入する。第１の熱交換器１２ａは凝縮器として機能し、冷媒は空気と熱交換して凝縮液化する。第１の熱交換器１２ａを通過した冷媒は、減圧装置１３に流入し、減圧装置１３で減圧された後、第２の熱交換器１２ｂに流入する。第２の熱交換器１２ｂは、蒸発器として機能し、冷媒は空気と熱交換して蒸発する。第２の熱交換器１２ｂを通過した冷媒は、流路切替器１４を通って再び圧縮機１１に吸入される。
【００２９】
（脱着運転モード：空気の動作）
次に、図８を参照して脱着運転モードでの除湿装置１００の風路１内における空気の動作を説明する。除湿装置１００の吸込口１ａより導入された除湿対象空気（図８、２−１点）は第１の熱交換器１２ａに流入する。ここで、除湿対象空気は、凝縮器として機能する第１の熱交換器１２ａによって加熱され、温度が上昇する（図８、２−２点）。第１の熱交換器１２ａを通過した空気は、水分吸着部材２０に流入する。ここで、第１の熱交換器１２ａによって加熱された空気の相対湿度は、導入時の空気の相対湿度よりも低くなっているため、水分吸着部材２０の吸着剤は水分を脱着しやすくなる。水分吸着部材２０の吸着剤によって水分が脱着（加湿）され、低温高湿化された空気（図８、２−３点）は、第２の熱交換器１２ｂに流入する。第２の熱交換器１２ｂは蒸発器として機能するため、第２の熱交換器１２ｂを通過する空気は、露点温度以下に冷却され、水分が除湿された除湿空気（図８、２−４点）となる。第２の熱交換器１２ｂによって冷却除湿された空気は、第３の熱交換器１２ｃに流入する。第３の熱交換器１２ｃは凝縮器として機能しているため、通過する空気は加熱され、温度が上昇する（図８、２−５点）。第３の熱交換器１２ｃを通過した空気は、吹出口１ｂより放出される。
【００３０】
上記のように、本実施の形態では、第１の熱交換器１２ａまたは第２の熱交換器１２ｂが着霜した場合、流路切替器１４によって冷媒流路（運転モード）を切り換えることにより、凝縮熱を利用して除霜することができる。これにより、除霜のためのヒータを備えること、または除霜のために圧縮機１１を停止させることなどが不要となり、消費電力の削減および除霜時間の削減が可能となる。また、脱着運転モードでは、水分吸着部材２０による除湿は行われず、第２の熱交換器１２ｂによる除湿のみが行われる。そこで、本実施の形態では、第３の熱交換器１２ｃを備えることで、第１の熱交換器１２ａにおける凝縮熱を抑制する構成となっている。これにより、第２の熱交換器１２ｂにおいて捕捉しきれない水分量を低減させることが可能となる。
【００３１】
次に、各運転モードの切り換えについて説明する。本実施の形態の除湿装置１００は、第１の吸着運転モード又は第２の吸着運転モードの何れか一方と、脱着運転モードとを交互に切り換えて除湿対象空間の空気の除湿を行う。制御手段４は、脱着運転モードを実施した後に、除湿対象空気の温度及び湿度に応じて、第１の吸着運転モード又は第２の吸着運転モードの何れか一方を選択し、選択した運転モードを実施する。以下、図９に基づき説明する。
【００３２】
図９は、本発明の実施の形態１における運転モード切り換え処理を示すフローチャートである。除湿装置１００の運転開始が開始すると、制御手段４は脱着運転モードを実施する（Ｓ１）。制御手段４は、計時手段５によって計測される時間に基づき、所定時間を経過したか否かを判断する。所定時間が経過していない場合（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。一方、所定時間が経過した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御手段４は、温湿度センサ２ａから除湿対象空気の温湿度を取得する（Ｓ３）。
【００３３】
そして、制御手段４は、記憶手段６に予め記憶された温度しきい値Ｔｒ及び湿度しきい値ＲＨｒを取得し、除湿対象空気の温度Ｔが温度しきい値Ｔｒよりも低く、且つ、除湿対象空気の湿度ＲＨが湿度しきい値ＲＨｒよりも高いか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、湿度しきい値ＲＨｒは、例えば、水分吸着部材２０の平衡吸着量が十分に確保できる湿度（例えば８０％）に設定する。また、温度しきい値Ｔｒは、例えば、第１の熱交換器１２ａに着霜が発生し易くなる温度（例えば１５℃〜２０℃）に設定する。
【００３４】
ステップＳ４において、除湿対象空気の温度Ｔが温度しきい値Ｔｒ以上、又は、除湿対象空気の湿度ＲＨが湿度しきい値ＲＨｒ以下の場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御手段４は第１の吸着運転モードを選択する（Ｓ５）。そして、制御手段４は、流路切替器１４によって冷媒流路を切り換えて、第１の吸着運転モードを実施する。
【００３５】
次に、制御手段４は、第１の吸着運転モードの終了条件が成立したか否かを判断する（Ｓ６）。終了条件が成立した場合、ステップＳ１に戻り、制御手段４は脱着運転モードを実施する。
【００３６】
第１の吸着運転モードの終了条件としては、例えば、所定時間が経過したとき終了条件が成立したと判定しても良いし、第１の熱交換器１２ａが着霜を検知したときに終了条件が成立したと判定しても良い。第１の熱交換器１２ａへの着霜は、例えば、風速センサ３によって検知された風速が基準値以下に低下したと判断された場合に、第１の熱交換器１２ａに着霜していることを検知することができる。なお、着霜の検知はこれに限らず、例えば、冷媒回路１０の低圧圧力が所定値よりも低い時間が一定時間以上継続した場合に、第１の熱交換器１２ａのフィン表面温度が０℃以下の状態が継続して着霜が発生していると検知しても良い。
【００３７】
一方、ステップＳ４において、除湿対象空気の温度Ｔが温度しきい値Ｔｒよりも低く、且つ、除湿対象空気の湿度ＲＨが湿度しきい値ＲＨｒよりも高い場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御手段４は第２の吸着運転モードを選択する（Ｓ７）。第２の吸着運転モードにおいて、制御手段４は、圧縮機１１の動作を停止して冷媒回路１０の冷媒の循環を停止させる。このとき、制御手段４は、流路切替器１４を動作させず、流路の切り換え状態は、脱着運転モードでの切替状態のままである。これにより、低温且つ高湿である除湿対象空気が、第１の熱交換器１２ａにおいて熱交換することなく第１の熱交換器１２ａを通過し、水分吸着部材２０の吸着剤により水分が吸着される。
【００３８】
次に、制御手段４は、第２の吸着運転モードの終了条件が成立したか否かを判断する（Ｓ８）。終了条件が成立した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、制御手段４は脱着運転モードを実施する。
【００３９】
第２の吸着運転モードの終了条件としては、例えば、温湿度センサ２ａが検出した温度と、第２の温湿度センサ２ｂが検出した温度との温度差が、予め設定した温度差を下回ったとき、終了条件が成立したと判断する。つまり、水分吸着部材２０を通過する前の空気の温度と、水分吸着部材２０を通過した後の空気の温度との温度差が予め設定した温度差を下回ったとき、第２の吸着運転モードを終了して、脱着運転モードに切り換える。このような温度差による判定を行うのは、水分吸着部材２０の水分吸着量が飽和すると水分吸着部材２０を通過する空気に温度変化が生じなくなるためである。なお、温度に限らず、水分吸着部材２０を通過する前の空気の湿度と、水分吸着部材２０を通過した後の空気の湿度との湿度差が予め設定した湿度差を下回ったとき、終了条件が成立したと判定しても良い。このような湿度差による判定を行うのは、水分吸着部材２０の水分吸着量が飽和すると水分吸着部材２０を通過する空気に湿度変化が生じなくなるためである。なお、上述した温度差または湿度差による判定を行わない場合には、第２の温湿度センサ２ｂを設けない構成としても良い。
【００４０】
なお、第２の吸着運転モードの終了条件は、これらに限らず、第２の吸着運転モードの運転時間が所定時間を経過したとき終了条件が成立したと判定しても良い。例えば、水分吸着部材２０の水分吸着量が飽和するまでの十分な時間を予め設定する。また例えば、予め、水分吸着部材２０の仕様や実験データなどにより、水分吸着部材２０の水分吸着量が飽和するまでの時間を、空気の温度及び湿度に応じて取得し、第２の吸着運転モードの開始時における温度及び湿度に応じて、上記の所定時間を設定するようにしても良い。
【００４１】
以上のように本実施の形態においては、制御手段４は、第１の吸着運転モード又は第２の吸着運転モードの何れか一方と、脱着運転モードとを交互に切り換える。このため、流路切替器１４の動作回数を抑制することができる。また、第２の吸着運転モードにおいては冷媒回路１０の冷媒の循環が停止するため、除湿対象空気は、熱交換することなく第１の熱交換器１２ａを通過する。このため、第１の熱交換器１２ａでの着霜が発生せず、運転モードが頻繁に切り換えられることを抑制できる。第１の熱交換器１２ａでの着霜にともなう運転モードの切換を実施しないため、水分吸着部材２０によって空気中の水分を十分に吸着する前に脱着運転モードへ切り換えられることがなく、除湿効率の低下を抑制できる。
【００４２】
また本実施の形態においては、制御手段４は、第２の吸着運転モードから脱着運転モードへ切り換えるとき、又は、脱着運転モードから第２の吸着運転モードへ切り換えるとき、流路切替器１４を動作させない。このため、流路切替器１４の切り換え回数を軽減することができ、開閉回数が増えることに伴う故障を抑制し、信頼性の高い除湿装置１００を提供できる。
【００４３】
また本実施の形態においては、制御手段４は、除湿対象空気の温度が予め設定した温度以上、又は、除湿対象空気の湿度が予め設定した湿度以下の場合、第１の吸着運転モードを選択する。また、制御手段４は、除湿対象空気の温度が予め設定した温度よりも低く、且つ、除湿対象空気の湿度が予め設定した湿度よりも高い場合、第２の吸着運転モードを選択する。つまり、除湿対象空気が低温高湿の条件においては、除湿対象空気の冷却を実施しない第２の吸着運転モードを選択する。このため、第１の熱交換器１２ａへの着霜の発生を抑制できるとともに、流路切替器（例えば四方弁）が頻繁に動作することを抑制することができる。
【００４４】
また本実施の形態においては、制御手段４は、水分吸着部材２０の通過前後における空気の温度差または湿度差が予め設定した値を下回る場合に、第２の吸着運転モードを終了し、脱着運転モードを実施する。このため、水分吸着部材２０での吸着量が飽和した場合に、第２の吸着運転モードから脱着運転モードに切り換えることができる。よって、水分吸着部材２０によって空気中の水分を十分に吸着する前に第２運転モードが終了することがなく、除湿効率の低下を抑制することができる。
【００４５】
実施の形態２.
次に本発明の実施の形態２における除湿装置１００について説明する。図１０は、実施の形態２の除湿装置１００の概略構成図である。本実施の形態における除湿装置１００は、第３の熱交換器１２ｃを備えていない点において、実施の形態１と相違する。その他の除湿装置１００の構成および運転モード切り換え処理は実施の形態１と同様である。本実施形態において、冷媒は、圧縮機１１から流路切替器１４に流入し、その後は実施の形態１と同様に、運転モードに応じた冷媒循環経路を流れる。
【００４６】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、制御手段４は、第１の吸着運転モード又は第２の吸着運転モードの何れか一方と、脱着運転モードとを交互に切り換える。このため、流路切替器１４の動作回数を抑制することができる。
【００４７】
以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形または組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  風路、１ａ  吸込口、１ｂ  吹出口、２ａ  温湿度センサ、２ｂ  第２の温湿度センサ、３  風速センサ、４  制御手段、５  計時手段、６  記憶手段、１０  冷媒回路、１１  圧縮機、１２ａ  第１の熱交換器、１２ｂ  第２の熱交換器、１２ｃ  第３の熱交換器、１３  減圧装置、１４  流路切替器、２０  水分吸着部材、３０  送風機、１００  除湿装置。
【図１】
2016143060.tif 000003
【図２】
2016143060.tif 000004
【図３】
2016143060.tif 000005
【図４】
2016143060.tif 000006
【図５】
2016143060.tif 000007
【図６】
2016143060.tif 000008
【図７】
2016143060.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月20日(2017.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る除湿装置は、圧縮機、冷媒流路を切り替える流路切替器、第１の熱交換器、減圧装置、および第２の熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器の間に配置され、風路内を流れる空気に含まれる水分の吸着および吸着した水分の脱着を行う水分吸着部材と、除湿対象空間の空気を前記風路内に流す送風機であって、前記第１の熱交換器、前記水分吸着部材および前記第２の熱交換器の順に空気を流す送風機と、前記圧縮機、前記流路切替器、及び前記送風機を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を蒸発器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を凝縮器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第１の吸着運転モードと、前記圧縮機の動作を停止して前記冷媒の循環を停止させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第２の吸着運転モードと、前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を蒸発器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材が吸着した水分の脱着を行う脱着運転モードと、の何れかの運転モードを実行するように構成され、前記第１の吸着運転モード又は前記第２の吸着運転モードの何れか一方と、前記脱着運転モードとを交互に切り換えるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒流路を切り替える流路切替器、第１の熱交換器、減圧装置、および第２の熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器の間に配置され、風路内を流れる空気に含まれる水分の吸着および吸着した水分の脱着を行う水分吸着部材と、
除湿対象空間の空気を前記風路内に流す送風機であって、前記第１の熱交換器、前記水分吸着部材および前記第２の熱交換器の順に空気を流す送風機と、
前記圧縮機、前記流路切替器、及び前記送風機を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を蒸発器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を凝縮器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第１の吸着運転モードと、
前記圧縮機の動作を停止して前記冷媒の循環を停止させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材による水分の吸着を行う第２の吸着運転モードと、
前記流路切替器及び前記圧縮機を制御して、前記第１の熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を蒸発器として機能させるように前記冷媒回路に前記冷媒を循環させ、前記送風機を動作させて前記除湿対象空間の空気を前記風路内に流し、前記水分吸着部材が吸着した水分の脱着を行う脱着運転モードと、の何れかの運転モードを実行するように構成され、
前記第１の吸着運転モード又は前記第２の吸着運転モードの何れか一方と、前記脱着運転モードとを交互に切り換える
除湿装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第２の吸着運転モードから前記脱着運転モードへ切り換えるとき、又は、
前記脱着運転モードから前記第２の吸着運転モードへ切り換えるとき、前記流路切替器を動作させない
請求項１に記載の除湿装置。
【請求項３】
前記除湿対象空間の温度を検知する温度センサと、
前記除湿対象空間の湿度を検知する湿度センサと、を更に備え、
前記制御手段は、
前記空気の温度が予め設定した温度以上、又は、前記空気の湿度が予め設定した湿度以下の場合、前記第１の吸着運転モードを選択し、
前記空気の温度が予め設定した温度よりも低く、且つ、前記空気の湿度が予め設定した湿度よりも高い場合、前記第２の吸着運転モードを選択する
請求項１又は２に記載の除湿装置。
【請求項４】
前記水分吸着部材を通過したあとの前記空気の温度を検知する第２の温度センサを、更に備え、
前記制御手段は、
前記水分吸着部材を通過する前の前記空気の温度と、
前記水分吸着部材を通過した後の前記空気の温度との温度差が、予め設定した温度を下回ったとき、前記脱着運転モードに切り換える
請求項３に記載の除湿装置。
【請求項５】
前記水分吸着部材を通過したあとの前記空気の湿度を検知する第２の湿度センサを、更に備え、
前記制御手段は、
前記水分吸着部材を通過する前の前記空気の湿度と、
前記水分吸着部材を通過した後の前記空気の湿度との湿度差が、予め設定した湿度を下回ったとき、前記脱着運転モードに切り換える
請求項３又は４に記載の除湿装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記第２の吸着運転モードの運転時間が予め設定した時間を超えたとき、前記脱着運転モードに切り換える
請求項１〜５の何れか一項に記載の除湿装置。
【請求項７】
前記冷媒回路は、前記圧縮機と前記流路切替器との間に配置され、凝縮器として機能する第３の熱交換器をさらに備え、
前記第３の熱交換器は、前記風路内において、前記第２の熱交換器の下流に配置された
請求項１〜６の何れか一項に記載の除湿装置。
【国際調査報告】
2016143060.tif 000013
2016143060.tif 000014