(57)【要約】【課題】冷媒が漏れたとしても、地球温暖化への悪影響が極めて小さく、浴室衣類乾燥のような高温での除湿運転に好適な冷凍サイクルを実現し、衣類乾燥時間の短縮等に有効な除湿乾燥空調装置を提供すること。【解決手段】冷媒として二酸化炭素を用い、冷房回路除湿運転と暖房回路除湿運転とを切換えて運転し、再熱除湿運転時に室内温度を高温にしながら除湿を行って、衣類からの水分蒸発を促進させると共に、過熱されることなく安全な除湿運転を行う。【選択図】　図１
2004020086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機に圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを設ける一方、室内機に室内第１熱交換器と室内第２熱交換器とを設け、前記圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室内第１熱交換器、室内第２熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記四方弁の切換え動作によって、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる暖房回路運転と、前記室外熱交換器を放熱器として作用させる冷房回路運転とを切換え、冷房回路運転時に前記室内第１熱交換器を放熱器として作用させる一方、前記室内第２熱交換器を蒸発器として作用させて室内空気を除湿する再熱除湿運転を行い、前記冷凍サイクルを循環する冷媒として、二酸化炭素を用いたことを特徴とする除湿乾燥空調装置。
【請求項２】
再熱除湿運転時に前記室内第１熱交換器の冷媒流れが室内空気流れと略対向流となるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の除湿乾燥空調装置。
【請求項３】
室外機に圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを設ける一方、室内機に室内第１熱交換器と室内第２熱交換器とを設け、前記圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室内第１熱交換器、室内第２熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記四方弁の切換え動作によって、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる暖房回路運転と、前記室外熱交換器を放熱器として作用させる冷房回路運転とを切換え、暖房回路運転時に前記室内第１熱交換器を蒸発器として作用させる一方、前記室内第２熱交換器を放熱器として作用させて室内空気を除湿する再熱除湿運転を行い、前記冷凍サイクルを循環する冷媒として、二酸化炭素を用いたことを特徴とする除湿乾燥空調装置。
【請求項４】
再熱除湿運転時に前記室内第１熱交換器および前記室内第２熱交換器の冷媒流れが室内空気流れと略対向流となるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の除湿乾燥空調装置。
【請求項５】
室外機に圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを設ける一方、室内機に室内第１熱交換器と室内第２熱交換器とを設け、前記圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室内第１熱交換器、室内第２熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記四方弁の切換え動作によって、前記室外熱交換器と前記室内第１熱交換器を放熱器、前記室内第２熱交換器を蒸発器として作用させて室内空気を除湿する冷房回路除湿運転と、前記室外熱交換器と前記室内第１熱交換器を蒸発器、前記室内第２熱交換器を放熱器として作用させて室内空気を除湿する暖房回路除湿運転とを切換えて運転することを特徴とする除湿乾燥空調装置。
【請求項６】
冷凍サイクルを循環する冷媒として、二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項５に記載の除湿乾燥空調装置。
【請求項７】
室内空気温度を検知する温度センサを設け、該温度センサで検知した室内空気温度に応じて、四方弁を切換えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の除湿乾燥空調装置。
【請求項８】
前記室外熱交換器をバイパスするバイパス回路と、該バイパス回路に設けられた開閉弁と、室内空気温度を検知する温度センサとをさらに備え、前記温度センサで検知した室内空気温度に応じて前記開閉弁を開閉することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の除湿乾燥空調装置。
【請求項９】
室外空気を室内に導入可能な換気装置を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の除湿乾燥空調装置。
【請求項１０】
室内に二酸化炭素濃度検知センサを設け、該二酸化炭素濃度検知センサの出力を受けて前記換気装置を作動させるようにしたことを特徴とする請求項９に記載の除湿乾燥空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルを用いたヒートポンプ式除湿乾燥空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の空調装置の構成を示す冷媒回路図であり、図７を参照しながら従来の技術を説明する。
【０００３】
空調装置１は、室外機２、室内機３より構成されており、圧縮機４、室外熱交換器５、主絞り装置６、室内第１熱交換器７、副絞り装置８、室内第２熱交換器９を備えるヒートポンプ式の空調装置であり、圧縮機４からの冷媒が循環するように冷媒回路が構成されている。すなわち、圧縮機４の吐出側と吸込側とは、それぞれ四方弁１０の１次ポートに接続されている。そして、四方弁１０の２次ポートの一方から、室外ファン１１を付設している室外熱交換器５、主絞り装置６、室内ファン１２を付設している室内第１熱交換器７、副絞り装置８、室内第２熱交換器９をそれぞれ経由して四方弁１０の他方の２次ポートへ至る冷媒回路が冷媒配管によって構成されている。なお、四方弁１０からは、圧縮機４の吸込側に戻るようになっている。
【０００４】
上記冷媒回路による空調運転には、冷房運転、暖房運転、室内第１熱交換器７を凝縮器、室内第２熱交換器９を蒸発器として除湿を行う運転（以下、再熱除湿運転と呼ぶ）等がある。
【０００５】
冷房運転及び暖房運転の際には、副絞り装置８を全開状態とする一方で、主絞り装置６を所定の開度に調整し、さらに室外ファン１１及び室内ファン１２を所定の回転数で駆動する。
【０００６】
冷房運転の場合は、圧縮機４からの吐出冷媒を実線矢印に示すように循環させることによって、室外熱交換器５を凝縮器として機能させると共に、室内第１熱交換器７、室内第２熱交換器９を蒸発器として機能させることで室内空気が冷却される。
【０００７】
また、暖房運転の場合は、圧縮機４からの吐出冷媒を破線矢印に示すように循環させることによって、室内第１熱交換器７、室内第２熱交換器９を凝縮器として機能させると共に、室外熱交換器５を蒸発器として機能させることで室内空気が加熱される。
【０００８】
一方、再熱除湿運転の際には、副絞り装置８を所定の開度に調整する一方で、主絞り装置６を全開状態とし、さらに室内ファン１２を所定の回転数で駆動する一方で、室外ファン１１を停止状態とする。そして、圧縮機４からの吐出冷媒を実線矢印に示すように冷房運転と同様の回路で循環させることによって、室内第１熱交換器７を凝縮器として機能させると共に、室内第２熱交換器９を蒸発器として機能させる。これによって、室内空気を蒸発器として機能する室内第２熱交換器９で冷却して除湿した後に、凝縮器として機能する室内第１熱交換器７で再び加熱して室内に戻す再熱除湿運転が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術においては、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒やオゾン層を破壊しないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒を用いた空調機の再熱除湿運転は提案されているものの、近年、冷媒の脱フロン対策の一つとして注目されている二酸化炭素を使用した冷凍サイクルにより除湿乾燥を行う空調機の具体的な提案はなされていない。
【００１０】
また、上記のような従来の空調機の再熱除湿運転においては、いわゆる住宅のリビングルームなどの居住空間における比較的温度の低い状態での除湿運転を主体として考案されており、たとえば浴室衣類乾燥機のように、室内温度を高温にして除湿するような場合には、従来の技術である冷房運転回路の再熱除湿運転では、外気温度の低い冬期などにおいては、温度の高い冷媒が室外熱交換器を通過する間に外気に放熱するため、室内機での放熱量が不足し、室内温度が所望の高い温度に上がらないため、衣類の乾燥状態が十分ではなかった。
【００１１】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、万一、冷凍サイクルを流れる冷媒が漏れたとしても、地球温暖化への悪影響が極めて小さく、また、浴室衣類乾燥のような高温での除湿運転時に高性能な冷凍サイクルを実現し、衣類乾燥時間の短縮等に有効な除湿乾燥空調装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、室外機に圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを設ける一方、室内機に室内第１熱交換器と室内第２熱交換器とを設け、前記圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室内第１熱交換器、室内第２熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記四方弁の切換え動作によって、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる暖房回路運転と、前記室外熱交換器を放熱器として作用させる冷房回路運転とを切換え、冷房回路運転時に前記室内第１熱交換器を放熱器として作用させる一方、前記室内第２熱交換器を蒸発器として作用させて室内空気を除湿する再熱除湿運転を行い、前記冷凍サイクルを循環する冷媒として、二酸化炭素を用いたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、再熱除湿運転時に前記室内第１熱交換器の冷媒流れが室内空気流れと略対向流となるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明は、室外機に圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを設ける一方、室内機に室内第１熱交換器と室内第２熱交換器とを設け、前記圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室内第１熱交換器、室内第２熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記四方弁の切換え動作によって、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる暖房回路運転と、前記室外熱交換器を放熱器として作用させる冷房回路運転とを切換え、暖房回路運転時に前記室内第１熱交換器を蒸発器として作用させる一方、前記室内第２熱交換器を放熱器として作用させて室内空気を除湿する再熱除湿運転を行い、前記冷凍サイクルを循環する冷媒として、二酸化炭素を用いたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、再熱除湿運転時に前記室内第１熱交換器および前記室内第２熱交換器の冷媒流れが室内空気流れと略対向流となるように構成したことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、室外機に圧縮機と四方弁と室外熱交換器とを設ける一方、室内機に室内第１熱交換器と室内第２熱交換器とを設け、前記圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室内第１熱交換器、室内第２熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記四方弁の切換え動作によって、前記室外熱交換器と前記室内第１熱交換器を放熱器、前記室内第２熱交換器を蒸発器として作用させて室内空気を除湿する冷房回路除湿運転と、前記室外熱交換器と前記室内第１熱交換器を蒸発器、前記室内第２熱交換器を放熱器として作用させて室内空気を除湿する暖房回路除湿運転とを切換えて運転することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、冷凍サイクルを循環する冷媒として、二酸化炭素を用いたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、室内空気温度を検知する温度センサを設け、該温度センサで検知した室内空気温度に応じて、四方弁を切換えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、前記室外熱交換器をバイパスするバイパス回路と、該バイパス回路に設けられた開閉弁と、室内空気温度を検知する温度センサとをさらに備え、前記温度センサで検知した室内空気温度に応じて前記開閉弁を開閉することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、室外空気を室内に導入可能な換気装置を設けたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、室内に二酸化炭素濃度検知センサを設け、該二酸化炭素濃度検知センサの出力を受けて前記換気装置を作動させるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクルの構成図を示す。
【００２３】
除湿乾燥空調装置２１は、室外機２２及び室内機２３により構成されており、室外機２２に、圧縮機２４と室外熱交換器２５と主絞り装置２６とを設ける一方、室内機２３に、室内第１熱交換器２７と副絞り装置２８と室内第２熱交換器２９とを設けたヒートポンプ式の除湿乾燥空調装置であり、圧縮機２４からの冷媒が循環するように、圧縮機２４、室外熱交換器２５、主絞り装置２６、室内第１熱交換器２７、副絞り装置２８、室内第２熱交換器２９を環状に接続することにより冷媒回路が構成されている。
【００２４】
さらに詳述すると、圧縮機２４の吐出側と吸込側とは、それぞれ四方弁３０の１次ポートに接続されており、四方弁３０の２次ポートの一方から、室外ファン３１を付設している室外熱交換器２５、主絞り装置２６、室内ファン３２を付設している室内第１熱交換器２７、副絞り装置２８、室内第２熱交換器２９をそれぞれ経由して四方弁３０の他方の２次ポートへ至る冷媒回路が冷媒配管によって構成されている。なお、四方弁３０からは、圧縮機２４の吸込側に戻るようになっている。
【００２５】
また、開閉弁３３を有するバイパス回路３４が室外熱交換器２５と並列に接続されており、開閉弁３３を開放することにより、冷凍サイクル中の冷媒のほとんどが室外熱交換器２５をバイパスして、バイパス回路３４を流れるように構成されている。
【００２６】
さらに、室内機２３には、室内機２３の吸込空気温度を検知する温度センサ３５が設けられており、開閉弁３３及び温度センサ３５は共に制御装置３６に電気的に接続されている。制御装置３６は、設定手段（図示せず）により設定された設定温度と、温度センサ３５により検知された吸込空気温度との差を演算して、開閉弁３３を切換えるよう作用する。
【００２７】
なお、冷媒は、地球温暖化への影響が極めて小さい二酸化炭素を用いている。上記冷媒回路による運転には、冷房運転、暖房運転、室内第１熱交換器２７を凝縮器、室内第２熱交換器２９を蒸発器として除湿を行う再熱除湿運転等がある。
【００２８】
冷房運転及び暖房運転の際には、副絞り装置２８を全開状態とする一方、主絞り装置２６を所定の開度に調整し、さらに室外ファン３１及び室内ファン３２を所定の回転数で駆動する。
【００２９】
冷房運転の場合は、圧縮機２４からの吐出冷媒を実線矢印に示すように循環させることによって、室外熱交換器２５を凝縮器として機能させると共に、室内第１熱交換器２７及び室内第２熱交換器２９を蒸発器として機能させることで室内空気が冷却される。
【００３０】
また、暖房運転の場合は、圧縮機２４からの吐出冷媒を破線矢印に示すように循環させることによって、室内第１熱交換器２７及び室内第２熱交換器２９を凝縮器として機能させると共に、室外熱交換器２５を蒸発器として機能させることで室内空気が加熱される。
【００３１】
一方、再熱除湿運転の際には、副絞り装置２８を所定の開度に調整する一方、主絞り装置２６を全開状態とし、さらに室内ファン３２を所定の回転数で駆動する一方、室外ファン３１を停止状態とする。そして、圧縮機２４からの吐出冷媒を実線矢印に示すように冷房運転と同様の回路で循環させることによって、室内第１熱交換器２７を凝縮器として機能させると共に、室内第２熱交換器２９を蒸発器として機能させる。これによって、室内空気を蒸発器として機能する室内第２熱交換器２９で冷却して除湿した後に、凝縮器として機能する室内第１熱交換器２７で再び加熱して室内に戻す再熱除湿運転が行われる。
【００３２】
この場合、たとえば、浴室衣類乾燥の場合など、浴室内温度が高温を必要とし、冬期のように外気温度が低い場合には、室外ファン３１を停止していても、室外熱交換器２５からの放熱により、室内第１熱交換器２７の温度が低下し、除湿した後の室内機２３の吹出し空気温度が十分に高くならない場合がある。
【００３３】
このような場合には、温度センサ３５により検知された室内機２３の吸込み空気温度が制御装置３６に入力されると、制御装置３６は設定温度と吸込み空気温度との差を演算して、その差が所定値より大きい場合には、開閉弁３３を開放する信号を送る。
【００３４】
その結果、圧縮機２４から吐出され、四方弁３０を通過した吐出ガスは、バイパス回路３４を通過し、主膨張弁２６を介して室内第１熱交換器２７に流入する。したがって、室外熱交換器２５での放熱ロスはほとんどなく、高温の吐出ガスは直接、室内空気の加熱に利用されるので、室内の吹出し空気温度は上昇し、室内空気は設定温度に達する。
【００３５】
一方、室内温度が上昇した場合には、温度センサ３５により検知された室内機２３の吸込み空気温度が制御装置３６に入力されると、制御装置３６は設定温度と吸込み空気温度との差を演算して、その差が所定値より小さい場合には、開閉弁３３を閉止する信号を送る。
【００３６】
その結果、圧縮機２４から吐出され、四方弁３０を通過した吐出ガスは、再び室外熱交換器２５を通過し、主膨張弁２６を介して室内第１熱交換器２７に流入する。したがって、室外熱交換器２５で放熱しながら、室内空気を適度に加熱できるので、室内の吹出し空気温度は適度に低下し、室内空気温度を設定温度に維持することができ、過熱のない安全な除湿運転ができる。
【００３７】
ここで、室内第１熱交換器２７は、図２に示したように除湿乾燥時の冷媒流れと室内空気流れが略対向流となる構成が望ましい。すなわち、図２において、室内第１熱交換器２７は蛇行状の配管４０で構成され、複数のフィン４１が配管４０と熱的に接触し、直交して設けられている。また、室内空気は矢印で示すように室内第２熱交換器２９、室内第１熱交換器２７の順に流れ、冷媒は室内第１熱交換器２７の配管４０を蛇行しながら室内空気の流れとは、略対向流に流れるようにする。
【００３８】
冷媒として用いている二酸化炭素は、よく知られているように一般的に空調装置で用いられる高圧（圧縮機吐出圧）一定の状態では超臨界状態となっており、放熱器で放熱したとしても凝縮することはないため、一定の温度で放熱することはなく、流れ方向に沿って温度が低下する特性を持っている。
【００３９】
一方、加熱される室内空気も徐々に温度が上昇していくため、冷媒流れと空気流れを略対向流で熱交換させることにより、冷媒と空気との温度差をほぼ一定に保ったまま熱交換するので、熱交換器の温度効率が向上し、加熱能力が向上する。したがって、より少ない冷媒循環量で空気を所望の温度まで加熱でき、圧縮機の所要動力が減少して再熱除湿時の成績係数が向上する。
【００４０】
すなわち、除湿乾燥運転時に、室内第２熱交換器２９で除湿され、やや冷却された空気が室内第１熱交換器２７で加熱される際に、空気流れ（矢印）と蛇行状の配管４０の冷媒流れが略対向流となるため、たとえば、浴室衣類乾燥のように、高温の除湿空気が必要な場合に、衣類乾燥時間の短縮などにその効果を発揮する。
【００４１】
また、冷媒として地球温暖化係数の低い二酸化炭素を用いているため、万一、冷凍サイクルから大気中に漏れた場合にも、従来のＨＦＣ冷媒と比較し、環境への影響が極めて低くなる。
【００４２】
なお、バイパス回路３４に設けられた開閉弁３３の温度センサ３５による開閉制御は、後述する実施の形態２乃至４のいずれにも適用できるものである。
【００４３】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクルの構成図を示す。なお、基本的な構成は、実施の形態１の冷凍サイクルである図１と同様であり、同様の機能を有するものには同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
ここで、特に特徴のある再熱除湿運転時について説明する。
なお、冷媒は、地球温暖化への影響が極めて小さい二酸化炭素を用いている。再熱除湿運転の際には、四方弁３０を図示の方向に切換え、副絞り装置２８を所定の開度に調整する一方、主絞り装置２６を全開状態とし、さらに室内ファン３２、および室外ファン３１を所定の回転数で駆動する。そして、圧縮機２４からの吐出冷媒を実線矢印に示すように暖房運転と同様の回路で循環させることによって、室内第１熱交換器２７を蒸発器として機能させると共に、室内第２熱交換器２９を放熱器として機能させる。
【００４５】
室内第１熱交換器２７を出た冷媒は、主絞り装置２６を通過して、室外熱交換器２５で室外ファン３１より送風された外気と熱交換して吸熱し、自らは蒸発して、四方弁３０を通り、圧縮機２４に帰還する。
【００４６】
これによって、室内空気を蒸発器として機能する室内第１熱交換器２７で冷却して除湿した後に、凝縮器として機能する室内第２熱交換器２９で再び加熱して室内に戻す再熱除湿運転が行われる。
【００４７】
この場合、圧縮機２４の吐出ガスが直接、室内第２熱交換器２９に導入されて放熱した後、副絞り装置２８で減圧して、室内第１熱交換器２７で蒸発する。したがって、冷媒は、室内第２熱交換器２９に圧縮機２４の吐出ガス温度に近い高温で流入するため、除湿後の空気を高温まで加熱することができ、たとえば、浴室衣類乾燥のように、高温の除湿空気が必要な場合に好適な構成となる。
【００４８】
ここで、室内第１熱交換器２７と室内第２熱交換器２９は、図４に示したように暖房時および除湿乾燥時の冷媒流れと室内空気流れが略対向流となる構成が望ましい。すなわち、図４において、室内第１熱交換器２７は蛇行状の配管４０で、室内第２熱交換器２９は蛇行状の配管５０で構成され、それぞれに複数のフィン４１，５１が配管４０，５０と熱的に接触し、直交して設けられている。
【００４９】
暖房時には、室内空気は矢印で示すように室内第１熱交換器２７、室内第２熱交換器２９の順に流れ、冷媒は室内第２熱交換器２９の配管５０を蛇行しながら室内空気の流れとは略対向流に流れ、さらに、暖房時には、全開となっている副絞り装置２８を通過して室内第１熱交換器２７内部の配管４０を蛇行しながら室内空気の流れとは略対向流に流れて放熱する。
【００５０】
また、除湿乾燥時にも、室内空気は矢印で示すように室内第１熱交換器２７、室内第２熱交換器２９の順に流れ、冷媒は室内第２熱交換器２９の配管５０を蛇行しながら室内空気の流れとは略対向流に流れて放熱する。
【００５１】
冷媒として用いている二酸化炭素は、よく知られているように一般的に空調装置で用いられる高圧（圧縮機吐出圧）一定の状態では超臨界状態となっており、放熱器で放熱したとしても凝縮することはないため、一定の温度で放熱することはなく、流れ方向に沿って温度が低下する特性を持っている。
【００５２】
一方、加熱される室内空気も徐々に温度が上昇していくため、冷媒流れと空気流れを略対向流で熱交換させることにより、冷媒と空気との温度差をほぼ一定に保ったまま熱交換するので、熱交換器の温度効率が向上し加熱能力が向上する。したがって、より少ない冷媒循環量で空気を所望の温度まで加熱でき、圧縮機の所要動力が減少して再熱除湿時の成績係数が向上する。
【００５３】
すなわち、暖房運転時には、室内第２熱交換器２９で高温の冷媒が放熱し、やや温度の低下した冷媒が室内第１熱交換器２７に流れ、逆に室内空気は室内第１熱交換器２７で加熱されて室内第２熱交換器２９でさらに加熱されるため、空気流れ（矢印）と蛇行状の配管４０，５０の冷媒流れが略対向流となるので加熱能力が増大し、高温暖房時に、その効果を発揮する。
【００５４】
また、除湿乾燥運転時に、室内第１熱交換器２７で除湿され、やや冷却された空気が室内第２熱交換器２９で加熱される際に、空気流れ（矢印）と蛇行状の配管５０の冷媒流れが略対向流となるため、たとえば、浴室衣類乾燥のように、高温の除湿空気が必要な場合に、衣類乾燥時間の短縮などにその効果を発揮する。
【００５５】
また、万一、冷媒が冷凍サイクルから大気中に漏れた場合にも、二酸化炭素の温暖化係数が低いため、従来のＨＦＣ冷媒等と比較し、環境への影響が極めて低くなる効果がある。
【００５６】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクルの構成図を示す。なお、基本的な構成は、実施の形態１の冷凍サイクルである図１と同様であり、同様の機能を有するものには同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００５７】
図５に示されるように、室内機２３には、室内機２３の吸込空気温度を検知する温度センサ３５が設けられており、四方弁３０及び温度センサ３５は共に制御装置６１に電気的に接続されている。制御装置６１は、設定手段（図示せず）により設定された設定温度と、温度センサ３５により検知された吸込空気温度との差を演算して、四方弁３０を切換えるよう作用する。
【００５８】
ここでは、特に特徴のある再熱除湿運転時について説明する。
なお、冷媒は、地球温暖化への影響が極めて小さい二酸化炭素を用いている。
【００５９】
再熱除湿運転の際には、まず、四方弁３０を図示の実線の方向に切換え、暖房回路とし、副絞り装置２８を所定の開度に調整する一方、主絞り装置２６を全開状態とし、さらに室内ファン３２、および室外ファン３１を所定の回転数で駆動する。そして、圧縮機２４からの吐出冷媒を実線矢印に示すように暖房運転と同様の回路で循環させることによって、室内第１熱交換器２７を蒸発器として機能させると共に、室内第２熱交換器２９を放熱器として機能させる。
【００６０】
室内第１熱交換器２７を出た冷媒は、主絞り装置２６を通過して、室外熱交換器２５で室外ファン３１より送風された外気と熱交換して吸熱し、自らは蒸発して、四方弁３０を通り、圧縮機２４に帰還する。
【００６１】
これによって、室内空気を蒸発器として機能する室内第１熱交換器２７で冷却して除湿した後に、凝縮器として機能する室内第２熱交換器２９で再び加熱して室内に戻す再熱除湿運転が行われる。
【００６２】
この場合、圧縮機２４の吐出ガスが直接、室内第２熱交換器２９に導入されて放熱した後、副絞り装置２８で減圧して、室内第１熱交換器２７で蒸発する。したがって、冷媒は、室内第２熱交換器２９に圧縮機２４の吐出ガス温度に近い高温で流入するため、除湿後の空気を高温まで加熱することができ、室内温度を上昇させながら除湿運転を行う。
【００６３】
次に、温度センサ３５で検知した室内温度と、所定の設定温度とを制御装置６１で比較し、室内温度が設定温度より低ければ、上記運転を続ける。
【００６４】
一方、温度センサ３５で検知した室内温度と所定の設定温度とを制御装置６１で比較し、室内温度が設定温度より高い場合には、制御装置６１が四方弁３０を図示の破線の方向に切換えて、冷房回路とし、副絞り装置２８を所定の開度に調整する一方、主絞り装置２６を全開状態とし、さらに室内ファン３２、および室外ファン３１を所定の回転数で駆動する。そして、圧縮機２４からの吐出冷媒を破線矢印に示すように冷房運転と同様の回路で循環させることによって、室内第１熱交換器２７を放熱器として機能させると共に、室内第２熱交換器２９を蒸発器として機能させる。
【００６５】
これによって、室内空気を放熱器として機能する室内第１熱交換器２７で加熱した後に、蒸発器として機能する室内第２熱交換器２９で冷却、除湿して室内に戻す再熱除湿運転が行われる。
【００６６】
この場合、圧縮機２４の吐出ガスが、一旦、室外熱交換器２５で放熱して冷却された後、室内第１熱交換器２７に導入されるので、室内機での放熱量は大きくなく、室内第２熱交換器２９での冷却および除湿熱量が放熱量より大きくなる。したがって、室内機の吹出し空気温度は、吸い込み空気温度よりも低くなり、室内空気温度は徐々に低下する。
【００６７】
次に、温度センサ３５で検知した室内温度と、所定の設定温度とを制御装置６１で比較し、室内温度が設定温度より高ければ、上記運転を続ける。
【００６８】
一方、温度センサ３５で検知した室内温度と所定の設定温度とを制御装置６１で比較し、室内温度が設定温度より低い場合には、再び、四方弁３０を図示の実線の方向に切換えて運転を行う。
【００６９】
その結果、室内空気を設定した温度にほぼ維持しながら、除湿は連続して行なわれるので除湿性能を高く保つことができ、たとえば、浴室衣類乾燥のように、衣類を高温に保ったまま除湿することにより衣類乾燥の時間を大幅に短縮することができる。
【００７０】
また、万一、冷媒が冷凍サイクルから大気中に漏れた場合にも、冷媒として二酸化炭素を用いているため、温暖化係数が低く、従来のＨＦＣ冷媒等と比較し、環境への影響が極めて低くなる効果がある。
【００７１】
なお、上述した温度センサ３５により検知された吸込空気温度に応じて四方弁３０を切換える制御は、上述した実施の形態１及び２及び後述する実施の形態４のいずれにも適用できるものである。
【００７２】
実施の形態４．
図６は本発明の実施の形態４にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクルの構成図を示す。なお、基本的な構成は、実施の形態２の冷凍サイクルである図３と同様であり、同様の機能を有するものには同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００７３】
ここでは、室内機２３を設置してある浴室７０に、浴室内の空気温度を検知する温度センサ３５と、外部空気を取り入れる吸気口７１と、浴室７０内の空気を外部へ排気する排気口７２と、吸排気の換気空気７４を流す換気ファン（換気装置）７３とを設けるとともに、温度センサ３５及び換気ファン７３は共に制御装置７６に電気的に接続されている。制御装置７６は、設定手段（図示せず）により設定された設定温度と温度センサ３５により検知された空気温度との差を演算して、換気ファン７３の運転を切換えるよう作用する。
【００７４】
ここでは、特徴のある再熱除湿運転時について、その動作を説明する。
なお、冷媒は、地球温暖化への影響が極めて小さい二酸化炭素を用いている。
【００７５】
再熱除湿運転の際には、四方弁３０を図示の方向に切換え、副絞り装置２８を所定の開度に調整する一方、主絞り装置２６を全開状態とし、さらに室内ファン３２、および室外ファン３１を所定の回転数で駆動する。そして、圧縮機２４からの吐出冷媒を実線矢印に示すように暖房運転と同様の回路で循環させることによって、室内第１熱交換器２７を蒸発器として機能させると共に、室内第２熱交換器２９を放熱器として機能させる。
【００７６】
室内第１熱交換器２７を出た冷媒は、主絞り装置２６を通過して、室外熱交換器２５で室外ファン３１より送風された外気と熱交換して吸熱し、自らは蒸発して、四方弁３０を通り、圧縮機２４に帰還する。
【００７７】
これによって、室内空気を蒸発器として機能する室内第１熱交換器２７で冷却して除湿した後に、凝縮器として機能する室内第２熱交換器２９で再び加熱して室内に戻す再熱除湿運転が行われる。
【００７８】
この場合、圧縮機２４の吐出ガスが直接、室内第２熱交換器２９に導入されて放熱した後、副絞り装置２８で減圧して、室内第１熱交換器２７で蒸発する。したがって、冷媒は室内第２熱交換器に圧縮機２４の吐出ガス温度に近い高温で流入するため、除湿後の空気を高温まで加熱することができ、たとえば、浴室衣類乾燥のように、高温の除湿空気が必要な場合に好適な構成となる。
【００７９】
ここで、温度センサ３５により検知された浴室７０内の空気温度と、あらかじめ設定した温度は制御装置７６で比較され、空気温度が設定値以下の場合には、換気ファン７３は運転されない。
【００８０】
一方、再熱除湿運転において、圧縮機２４の吐出ガスが直接、室内第２熱交換器２９に導入されて放熱するため、浴室７０内の空気温度は徐々に上昇していき、温度センサ３５で検知した温度が設定値以上になった場合には、制御装置７６より換気ファン７３の運転信号が出力され、換気ファン７３が運転される。
【００８１】
その結果、浴室７０外の比較的温度の低い空気が吸気口７１を通って浴室７０内に導入され、浴室７０内の高温の空気は換気ファン７３により排気口７２を通って外部に排出される。したがって、浴室７０内の空気温度は徐々に低下するので、圧縮機２４の運転を停止することなく、除湿乾燥運転を継続でき、たとえば、衣類乾燥時間の短縮などに効果を発揮する。
【００８２】
また、万一、冷媒が大気中に漏れた場合でも、二酸化炭素の温暖化係数が低いため、従来のＨＦＣ冷媒等と比較し、環境への影響を極めて低くできる。
【００８３】
さらに、上記構成において、二酸化炭素濃度を検知できるセンサを浴室７０内に設け、換気ファン７３と連動させるようにしてもよい。この場合、万一、冷媒が冷凍サイクルから浴室７０内に漏れたとしても、二酸化炭素濃度検知センサからの出力を受けて換気ファン７３が作動するので、浴室内の二酸化炭素濃度を低く抑えることができる。
【００８４】
なお、換気装置としての換気ファン７３の温度センサ３５による制御は、上述した実施の形態１乃至３のいずれにも適用することもできる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明のうちで請求項１に記載の発明によれば、冷房回路運転時に室内第１熱交換器を放熱器として作用させる一方、室内第２熱交換器を蒸発器として機能させて室内空気を除湿するようにしたので、再熱除湿運転時に、室外ファンの運転により室外熱交換器での放熱量を制御できるので、室内第１熱交換器での室内への放熱量を抑制でき、たとえば浴室衣類乾燥に用いる場合、夏期等の運転時のように浴室内温度が上昇しすぎた場合にも、冷却を行いながら安全に除湿することが可能となる。
【００８６】
また、冷凍サイクルを循環する冷媒として二酸化炭素を用いたので、万一、冷媒が冷凍サイクルから大気中に漏れた場合にも、二酸化炭素の温暖化係数が低いため、従来のＨＦＣ冷媒等と比較し、環境への影響が極めて低くなる。
【００８７】
また、請求項２に記載の発明によれば、再熱除湿運転時に室内第１熱交換器の冷媒流れが室内空気流れと略対向流となるように構成したので、放熱器での二酸化炭素と空気側の温度差を略均一にすることができ、蒸発器となる室内第１熱交換器で冷却除湿後の空気を加熱する場合の熱交換器温度効率が向上し、より少ない冷媒循環量で空気を加熱でき、圧縮機の所要動力が減少して、再熱除湿時の成績係数が向上する。
【００８８】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、暖房回路運転時には室内第１熱交換器を蒸発器として作用させる一方、室内第２熱交換器を放熱器として機能させて室内空気を除湿するようにしたので、再熱除湿運転時に、圧縮機からの高温の吐出ガスが、直接、室内第２熱交換器に導入されて放熱した後、減圧して室内第１熱交換器で蒸発するため、室内を高温にした状態での除湿が可能となる。したがって、たとえば浴室衣類乾燥のように、冬期に室内温度を高温にして除湿が必要な場合でも、十分な暖房能力で室内を高温に保つことができ、衣類からの水分蒸発を促進できるため、乾燥時間の短縮などに好適な性能を発揮する。
【００８９】
また、冷凍サイクルを循環する冷媒として二酸化炭素を用いたので、万一、冷媒が冷凍サイクルから大気中に漏れた場合でも、環境への影響が極めて低い。
【００９０】
また、請求項４に記載の発明によれば、再熱除湿運転時に室内第２熱交換器の冷媒流れが室内空気流れと略対向流となるように構成したので、放熱器での二酸化炭素と空気側の温度差を略均一にすることができ、蒸発器となる室内第１熱交換器で冷却除湿後の空気を加熱する場合の熱交換器温度効率が向上し、より少ない冷媒循環量で空気を加熱でき、圧縮機の所要動力が減少して、再熱除湿時の成績係数が向上する。
【００９１】
また、請求項５に記載の発明によれば、冷房回路除湿運転と暖房回路除湿運転とを切換えて運転するようにしたので、たとえば浴室衣類乾燥のように再熱除湿運転時に室内温度を高温にしながら除湿を行うことにより衣類からの水分の蒸発を促進させる暖房回路除湿運転と、室温が上昇しすぎた場合に、室温をやや低下させながら除湿を続ける冷房除湿回路運転とに切換えることができ、常に、衣類からの水分蒸発を促進させながら、室内が過熱されることなく安全に除湿運転を行うことができる。
【００９２】
また、請求項６に記載の発明によれば、冷凍サイクルを循環する冷媒として二酸化炭素を用いたので、万一、冷媒が冷凍サイクルから大気中に漏れた場合でも、環境への影響が極めて低い。
【００９３】
また、請求項７に記載の発明によれば、室内空気温度を検知する温度センサを設け、温度センサで検知した室内空気温度に応じて四方弁を切換えるようにしたので、室温の上昇を確実に検知して四方弁の切換えを行うことができ、室温の過熱防止にさらに有効となる。
【００９４】
また、請求項８に記載の発明によれば、室外熱交換器をバイパスするバイパス回路を設け、温度センサで検知した室内空気温度に応じてバイパス回路に設けられた開閉弁を開閉するようにしたので、再熱除湿運転時に室外熱交換器の放熱あるいは吸熱量をより広く制御でき、室温制御がさらに容易となる。
【００９５】
また、請求項９に記載の発明によれば、室外空気を室内に導入可能な換気装置を設けたので、再熱除湿時に室温が上昇しすぎた場合等においては、換気装置によって室外の温度の低い空気を室内に導入でき、より安全に除湿運転が可能となる。
【００９６】
また、請求項１０に記載の発明によれば、室内に設けられた二酸化炭素濃度検知センサの出力を受けて換気装置を作動させるようにしたので、万一、室内に冷媒が漏れた場合でも、換気装置により室内の冷媒濃度が上昇する危険性が少なくなり、安全な運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクル構成図。
【図２】図１の除湿乾燥空調装置に設けられた室内第１熱交換器の構成図。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクルの構成図。
【図４】図３の除湿乾燥空調装置に設けられた室内第１熱交換器および室内第２熱交換器の構成図。
【図５】本発明の実施の形態３にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクルの構成図。
【図６】本発明の実施の形態４にかかる除湿乾燥空調装置の冷凍サイクル構成図。
【図７】従来の空調装置の冷凍サイクル構成図。
【符号の説明】
２１　除湿乾燥空調装置、　２２　室外機、　２３　室内機、
２４　圧縮機、　２５　室外熱交換器、　２６　主絞り装置、
２７　室内第１熱交換器、　２８　副絞り装置、　２９　室内第２熱交換器、
３０　四方弁、　３１　室外ファン、　３２　室内ファン、　３３　開閉弁、
３４　バイパス回路、　３５　温度センサ、　３６，６１，７６　制御装置、
４０，５０　配管、　４１，５１　フィン、　７０　浴室、　７１　吸気口、
７２　排気口、　７３　換気ファン。
【図１】
2004020086.tif 000003
【図２】
2004020086.tif 000004
【図３】
2004020086.tif 000005
【図４】
2004020086.tif 000006
【図５】
2004020086.tif 000007
【図６】
2004020086.tif 000008
【図７】
2004020086.tif 000009