(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給空気から吸熱する吸熱器（１０４）と供給空気に放熱する放熱器（１０２）とを有するヒートポンプ（１０９）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１１５）と供給空気に放湿する放湿部（１１６）とを有する吸放湿手段（１１０）とを備え、除湿対象空気を前記放熱器（１０２）の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部（１１６）の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器（１０４）の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部（１１５）の吸湿により除湿し、放熱器（１０２）の熱放射により放湿部（１１６）が加熱されることを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
供給空気から吸熱する吸熱器（１０４）と供給空気に放熱する放熱器（１０２）とを有するヒートポンプ（１０９）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１１５）と供給空気に放湿する放湿部（１１６）とを有する吸放湿手段（１１０）とを備え、除湿対象空気を前記放熱器（１０２）の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部（１１６）の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器（１０４）の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部（１１５）の吸湿により除湿し、吸熱器（１０４）の冷熱放射により吸湿部（１１５）が冷却されることを特徴とする除湿装置。
【請求項３】
吸湿部（１１５）において除湿された除湿対象空気と、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段（２０６）を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の除湿装置。
【請求項４】
放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段（２０７）を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項５】
冷却手段（２０７）は、放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気と、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段（２０６）を備えたことを特徴とする請求項４記載の除湿装置。
【請求項６】
供給空気から吸熱する吸熱器（１０４）と供給空気に放熱する放熱器（１０２）とを有するヒートポンプ（１０９）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１１５）と供給空気に放湿する放湿部（１１６）とを有する吸放湿手段（１１０）とを備え、除湿対象空気を前記放熱器（１０２）の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部（１１６）の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器（１０４）の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部（１１５）の吸湿により除湿し、放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段（２０７）を備え、冷却手段（２０７）は、放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気と除湿装置外部の空気とを熱交換する熱交換手段（２０６）を備えたことを特徴とする除湿装置。
【請求項７】
ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）が放熱器（１０２）において超臨界圧力にて放熱を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項８】
ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）として二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器、吸熱器等からなるヒートポンプと、吸着剤や吸収剤を用いて吸放湿を行う吸放湿手段を備えた除湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプと吸放湿手段を備えた除湿装置としては、放熱器、吸放湿手段の放湿部、吸熱器の順に空気を循環させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
以下、従来の除湿装置の構成及び動作について図１３を参照しながら説明する。
【０００３】
図１３において、圧縮機１０１、放熱器１０２、膨張機構１０３、吸熱器１０４を配管接続した冷媒回路１０５内には冷媒１０６が充填されており、充填された冷媒１０６が、圧縮機１０１で圧縮されることによって、放熱器１０２、膨張機構１０３、吸熱器１０４の順に冷媒回路１０５内を循環する。放熱器１０２および吸熱器１０４は、循環通路１０７内に配置されており、循環ファン１０８によって循環通路１０７内を循環する循環空気が順次供給される。冷媒回路１０５内を循環する冷媒１０６は、吸熱器１０４では循環空気から吸熱し、放熱器１０２では循環空気に放熱する。この冷媒１０６の循環空気に対する吸放熱により、ヒートポンプ１０９が動作する。また、吸放湿手段１１０は、吸着剤１１１が担持されたデシカントローター１１２を備えており、このデシカントローター１１２は、一部が循環通路１０７内の循環空気進行方向における放熱器１０２の後段且つ吸熱器１０４の前段に、その他の部分が室内ファン１１３により送風される除湿対象空気の供給通路１１４内に配置されている。したがって、デシカントローター１１２に担持されている吸着剤１１１は、循環通路１０７内において循環空気と接触し、供給通路１１４内においては除湿対象空気と接触する。また、デシカントローター１１２は図示しない駆動手段により回転しており、この回転によって吸着剤１１１は、循環通路１０７での循環空気との接触と供給通路１１４での除湿対象空気との接触を繰り返すことになる。この吸着剤１１１は晒される空気の相対湿度に対して保持可能な水分量（最大吸着量）が変化するものであり、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を持つ。したがって、吸着剤１１１が相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤１１１の最大吸着量の差に応じて水分の吸着および脱着が行われることになる。ここで、循環ファン１０８により循環する循環空気は、放熱器１０２で冷媒１０６の放熱により加熱され、室内ファン１１３で供給される除湿対象空気よりも低湿度の空気となってデシカントローター１１２に供給される。この除湿対象空気と循環空気の相対湿度差によって、吸着剤１１１は除湿対象空気との接触時に空気中の水分を吸着し、循環空気との接触時に吸着している水分を脱着することになる。このようにして吸放湿手段１１０は、デシカントローター１１２の供給通路１１４内に位置する除湿対象空気との接触部分を吸湿部１１５、デシカントローター１１２の循環通路１０７内に位置する循環空気との接触部分を放湿部１１６として、除湿対象空気からの吸湿と循環空気への放湿を行う。そして、吸湿部１１５で吸湿された除湿対象空気は低湿の空気となって除湿対象空間に供給され、放湿部１１６で放湿された循環空気は高湿の空気となって後段にある吸熱器１０４に供給される。吸熱器１０４に供給された循環空気は冷媒１０６の吸熱によって露点温度以下まで冷却され、この冷却により放湿部１１６での放湿分が飽和して凝縮する。この凝縮した水の量が除湿装置の除湿量となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１４２３号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の例では、放熱器（１０２）、放湿部（１１６）、吸熱器（１０４）に空気を循環させ、この循環空気を放熱器（１０２）で加熱して相対湿度を下げた後に放湿部（１１６）に供給し、吸湿部（１１５）に供給される除湿対象空気の相対湿度と差を設けることによって吸放湿手段（１１０）を動作させ、除湿対象空気から吸湿して除湿するようにしている。しかしながら、前述したように吸放湿手段（１１０）の吸放湿量、即ち除湿装置の除湿量は吸湿部（１１５）に供給される除湿対象空気と放湿部（１１６）に供給される循環空気との相対湿度の差に依存しているため、除湿対象空気の相対湿度が低下すると、循環空気との相対湿度差が縮小して除湿量が減少するという問題点があった。
【０００６】
また、除湿対象空気が低湿の場合に除湿量の低下を抑制する施策として、吸湿部（１１５）に供給する空気と放湿部（１１６）に供給する相対湿度の差を拡大する、つまり放湿部（１１６）に供給する除湿対象空気の温度を更に上昇させ相対湿度を低下させる方法があるが、その場合は、放熱器（１０２）における冷媒（１０６）の圧力を上昇させる必要があり、圧縮機（１０１）の信頼性が低下したり、圧縮比が増加して圧縮効率が低下するという問題点があった。
【０００７】
また、除湿対象空気が低湿の場合に除湿量の低下を抑制する施策として、除湿対象空気の風量を増加させる方法もあるが、この場合は、除湿対象空気の風量増加分だけ、放熱器（１０２）における放熱量を増加させる、即ち、放熱器（１０２）を流れる冷媒（１０６）の循環量を増加させる必要があり、圧縮機（１０１）の圧縮仕事が増えて消費電力が上昇し、除湿効率（除湿した水分の凝縮潜熱量／除湿に要するエネルギー量）が低下するという問題点があった。
【０００８】
また、除湿対象空気を吸湿部（１１５）に供給するための供給通路（１１４）及び室内ファン（１１３）と、放熱器（１０２）、放湿部（１１６）、吸熱器（１０４）に循環空気を循環させるための循環通路（１０７）および循環ファン（１０８）という２系統の送風回路が必要であるため、装置が複雑化して高価になるという問題点もあった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するものであり、簡易で安価な構成において、圧縮機（１０１）の信頼性を損なうことなく、吸湿部（１１５）に供給する空気と放湿部（１１６）に供給する空気の相対湿度の差を拡大し、効率の良い除湿が行える除湿装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明が講じた第１の課題解決手段は、供給空気から吸熱する吸熱器（１０４）と供給空気に放熱する放熱器（１０２）とを有するヒートポンプ（１０９）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１１５）と供給空気に放湿する放湿部（１１６）とを有する吸放湿手段（１１０）とを備え、除湿対象空気を前記放熱器（１０２）の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部（１１６）の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器（１０４）の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部（１１５）の吸湿により除湿し、放熱器（１０２）の熱放射により放湿部（１１６）が加熱されるものである。
【００１１】
また、本発明が講じた第２の課題解決手段は、供給空気から吸熱する吸熱器（１０４）と供給空気に放熱する放熱器（１０２）とを有するヒートポンプ（１０９）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１１５）と供給空気に放湿する放湿部（１１６）とを有する吸放湿手段（１１０）とを備え、除湿対象空気を前記放熱器（１０２）の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部（１１６）の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器（１０４）の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部（１１５）の吸湿により除湿し、吸熱器（１０４）の熱放射により吸湿部（１１５）が冷却されるものである。
【００１２】
また、本発明が講じた第３の課題解決手段は、上記第１または第２の課題解決手段において、吸湿部（１１５）において除湿された除湿対象空気と、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段（２０６）を備えたものである。
【００１３】
また、本発明が講じた第４の課題解決手段は、上記第１、第２または第３の課題解決手段において、放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段（２０７）を備えたものである。
【００１４】
また、本発明が講じた第５の課題解決手段は、上記第４の課題解決手段において、冷却手段（２０７）は、放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気と、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段（２０６）を備えたものである。
【００１５】
また、本発明が講じた第６の課題解決手段は、供給空気から吸熱する吸熱器（１０４）と供給空気に放熱する放熱器（１０２）とを有するヒートポンプ（１０９）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１１５）と供給空気に放湿する放湿部（１１６）とを有する吸放湿手段（１１０）とを備え、除湿対象空気を前記放熱器（１０２）の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部（１１６）の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器（１０４）の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部（１１５）の吸湿により除湿し、放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段（２０７）を備え、冷却手段（２０７）は、放湿部（１１６）において加湿され吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気と除湿装置外部の空気とを熱交換する熱交換手段（２０６）を備えたものである。
【００１６】
また、本発明が講じた第７の課題解決手段は、上記第１、第２、第３、第４、第５または第６の課題解決手段において、ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）が放熱器（１０２）において超臨界圧力にて放熱を行うものである。
【００１７】
また、本発明が講じた第８の課題解決手段は、上記第１、第２、第３、第４、第５、第６または第７の課題解決手段において、ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）として二酸化炭素を用いたものである。
【００１８】
次に上記課題解決手段による作用を説明する。
【００１９】
上記第１の課題解決手段では、放熱器（１０２）と吸熱器（１０４）を備えたヒートポンプ（１０９）と吸湿部（１１５）と放湿部（１１６）を備えた吸放湿手段（１１０）が設けられる。放熱器（１０２）では除湿対象空気に対してヒートポンプ（１０９）の作動により放熱する。放湿部（１１６）では放熱器（１０２）における放熱により加熱した除湿対象空気に対して吸放湿手段（１１０）が放湿する。吸熱器（１０４）では放湿部（１１６）における放湿により加湿した除湿対象空気からヒートポンプ（１０９）の作動により吸熱する。吸湿部（１１５）では吸熱器（１０４）における吸熱により冷却した除湿対象空気から吸放湿手段（１１０）が吸湿する。このようにして放湿部（１１６）には放熱器（１０２）で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部（１１５）には吸熱器（１０４）において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。これにより、吸湿部（１１５）と放湿部（１１６）に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段（１１０）の吸放湿量が増大して除湿効率が向上する。また、放熱器（１０２）の熱放射により放湿部（１１６）が加熱される。具体的には、放熱器（１０２）における作動流体の加熱により放熱器（１０２）の温度が上昇する。この温度上昇により放熱器（１０２）から熱が放射される。この放射された熱が放湿部（１１６）に到達し、放湿部（１１６）を加熱する。
【００２０】
また、上記第２の課題解決手段では、放熱器（１０２）と吸熱器（１０４）を備えたヒートポンプ（１０９）と吸湿部（１１５）と放湿部（１１６）を備えた吸放湿手段（１１０）が設けられる。放熱器（１０２）では除湿対象空気に対してヒートポンプ（１０９）の作動により放熱する。放湿部（１１６）では放熱器（１０２）における放熱により加熱した除湿対象空気に対して吸放湿手段（１１０）が放湿する。吸熱器（１０４）では放湿部（１１６）における放湿により加湿した除湿対象空気からヒートポンプ（１０９）の作動により吸熱する。吸湿部（１１５）では吸熱器（１０４）における吸熱により冷却した除湿対象空気から吸放湿手段（１１０）が吸湿する。このようにして放湿部（１１６）には放熱器（１０２）で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部（１１５）には吸熱器（１０４）において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。これにより、吸湿部（１１５）と放湿部（１１６）に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段（１１０）の吸放湿量が増大して除湿効率が向上する。また、吸熱器（１０４）の冷放射により吸湿器（１１５）が冷却される。具体的には、吸熱器（１０４）における作動流体の冷却により吸熱器（１０４）の温度が低下する。この温度低下により吸熱器（１０４）から冷熱が放射される。この放射された冷熱が吸湿部（１１５）に到達し、吸湿部（１１５）を冷却する。
【００２１】
また、上記第３の課題解決手段では、吸湿部（１１５）において吸湿された除湿対象空気と、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段（２０６）が設けられる。熱交換手段（２０６）には、吸湿部（１１５）において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気と放熱器（１０２）に供給される前の除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、吸湿部（１１５）において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気は、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気により冷却され、温度が低下して熱交換手段（２０６）から流出する。また、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気は、吸湿部（１１５）において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気により加熱されて熱交換手段（２０６）から流出する。この加熱した除湿対象空気が放熱器（１０２）に供給される。放熱器（１０２）では、除湿量に応じた所定の温度まで除湿対象空気を加熱する。放熱器（１０２）流入前の除湿対象空気が既に加熱されているので、その分の放熱器１０２での放熱量が削減される。
【００２２】
また、上記第４の課題解決手段では、吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段（２０７）が設けられる。冷却手段（２０７）は、放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気を冷却する。冷却手段（２０７）により冷却されて温度が低下した除湿対象空気が吸熱器（１０４）に供給される。これにより、吸熱器（１０４）が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器（１０４）の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
【００２３】
また、上記第５の課題解決手段では、冷却手段（２０７）として熱交換手段（２０６）が設けられる。熱交換手段（２０６）には、放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気と放熱器（１０２）に供給される前の除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気は、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気により冷却され、温度が低下して熱交換手段（２０６）から流出する。これにより、吸熱器（１０４）が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器（１０４）の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。また、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気は放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気により加熱されて熱交換手段（２０６）から流出する。この加熱した除湿対象空気が放熱器（１０２）に供給される。放熱器（１０２）では、除湿量に応じた所定の温度まで除湿対象空気を加熱する。放熱器（１０２）流入前の除湿対象空気が既に加熱されているので、その分の放熱器１０２での放熱量が削減される。
【００２４】
また、上記第６の課題解決手段では、冷却手段（２０７）として熱交換手段（２０６）が設けられる。熱交換手段（２０６）には、放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気と除湿装置外部の空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気は、除湿装置外部の空気により冷却され、温度が低下して熱交換手段（２０６）から流出する。これにより、吸熱器（１０４）が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器（１０４）の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
【００２５】
また、上記第７の課題解決手段では、ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）が放熱器（１０２）において超臨界圧力にて放熱を行う。即ち、冷媒（１０６）が放熱器（１０２）において凝縮しない超臨界サイクルとして動作する。この超臨界サイクルでは放熱器（１０２）における冷媒温度が比較的高温となる。このため、放熱器（１０２）において加熱される除湿対象空気の温度も高くなり、放湿部（１１６）に供給される除湿対象空気の相対湿度が更に低下する。この相対湿度の低下によって、吸湿部（１１５）に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により、吸放湿手段（１１０）の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。
【００２６】
また、上記第８の課題解決手段では、ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）として二酸化炭素が用いられる。二酸化炭素は、その物性から臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮され、放熱器（１０２）において凝縮しない超臨界サイクルとして動作する。この超臨界サイクルでは放熱器（１０２）における冷媒温度が比較的高温となる。このため、放熱器（１０２）において加熱される除湿対象空気の温度も高くなり、放湿部（１１６）に供給される除湿対象空気の相対湿度が更に低下する。この相対湿度の低下によって、吸湿部（１１５）に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により、吸放湿手段（１１０）の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、放湿部（１１６）には放熱器（１０２）で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部（１１５）には吸熱器（１０４）において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給できる。これにより、吸湿部（１１５）と放湿部（１１６）に供給される空気の相対湿度の差を拡大することができる。この相対湿度の差の拡大によって吸放湿手段（１１０）の吸放湿量を増大させ、除湿効率を高めることができる。また、放熱器（１０２）の熱放射により放湿部（１１６）を加熱することができる。これにより放熱器（１０２）からの熱放射を吸着剤（１１１）が保持している水分の脱着促進に利用することができる。
【００２８】
また、上記第２の課題解決手段によれば、吸熱器（１０４）の冷熱放射により吸湿部（１１５）を冷却することができる。これにより吸熱器（１０４）からの冷熱放射を除湿対象空気中の水分の吸着促進に利用することができる。
【００２９】
また、上記第３の課題解決手段によれば、吸湿部（１１５）において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気と、放熱器（１０２）に供給される前の除湿対象空気を熱交換手段（２０６）を設けることにより、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器（１０２）の放熱量を削減することができる。これにより放熱に要するエネルギーが削減でき、除湿効率を向上することができる。
【００３０】
また、上記第４の課題解決手段によれば、放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気を冷却する冷却手段（２０７）を設けることにより、吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却して、吸熱器（１０４）の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
【００３１】
また、上記第５の課題解決手段によれば、冷却手段（２０７）を放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気と放熱器（１０２）に供給される前の除湿対象空気を熱交換する熱交換手段（２０６）によって構成することにより、放熱器（１０２）に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器（１０２）の放熱量を削減することができる。これにより放熱に要するエネルギーが削減でき、除湿効率を向上することができる。更に、吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却して、吸熱器（１０４）の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
【００３２】
また、上記第６の課題解決手段によれば、冷却手段（２０７）を放湿部（１１６）において加湿された除湿対象空気と除湿装置外部の空気を熱交換するする熱交換手段（２０６）によって構成することにより、吸熱器（１０４）に供給される除湿対象空気を冷却することができる。これにより吸熱器（１０４）の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
【００３３】
また、上記第７の課題解決手段によれば、ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）が放熱器（１０２）において超臨界圧力にて放熱を行うことにより、放熱器（１０２）において加熱される除湿対象空気の温度を高くして、相対湿度がより低下した除湿対象空気を放湿部（１１６）に供給できる。これにより、吸湿部（１１５）に供給される除湿対象空気と放湿部（１１６）に供給される除湿対象空気の相対湿度の差が拡大し、吸放湿手段（１１０）の吸放湿量が増加して除湿効率を向上することができる。
【００３４】
また、上記第８の課題解決手段によれば、ヒートポンプ（１０９）の作動流体である冷媒（１０６）として二酸化炭素を用いることにより、放熱器（１０２）において加熱される除湿対象空気の温度を高くして、相対湿度がより低下した除湿対象空気を放湿部（１１６）に供給できる。これにより、吸湿部（１１５）に供給される除湿対象空気と放湿部（１１６）に供給される除湿対象空気の相対湿度の差が拡大し、吸放湿手段（１１０）の吸放湿量が増加して除湿効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態１に係る除湿装置の概略構成を示した図
【図２】同、除湿装置の冷媒１０６の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）
【図３】同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図
【図４】同、除湿装置のデシカントローター１１２に担持される吸着剤１１１の水蒸気吸着等温線を示した図
【図５】同、除湿装置の温度低下抑制手段２０４及び温度上昇抑制手段２０５の動作を説明するための湿り空気線図
【図６】本発明の実施形態２に係る除湿装置の概略構成を示した図
【図７】同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図
【図８】本発明の実施形態３に係る除湿装置の概略構成を示した図
【図９】同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図
【図１０】本発明の参考形態１に係る除湿装置の概略構成を示した図
【図１１】同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図
【図１２】本発明の実施形態４に係る除湿装置の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）
【図１３】従来の除湿装置の概略構成を示した図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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。なお、従来の例と同一の構成要素については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図１において、冷媒１０６を圧縮する圧縮機１０１と、冷媒１０６が供給空気に対して放熱する放熱器１０２と、冷媒１０６を膨張させて減圧する膨張機構１０３と、冷媒１０６が供給空気から吸熱する吸熱器１０４と、圧縮機１０１と放熱器１０２と膨張機構１０３と吸熱器１０４を配管接続して冷媒１０６を充填した冷媒回路１０５と、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吸放湿手段１１０と、吸放湿手段１１０が供給空気から吸湿する吸湿部１１５と、吸放湿手段１１０が供給空気に対して放湿する放湿部１１６と、除湿対象空気を放熱器１０２、放湿部１１６、吸熱器１０４、吸湿部１１５の順に供給する供給手段２０１が設けられ、供給手段２０１として放熱器１０２、放湿部１１６、吸熱器１０４、吸湿部１１５を順に配した供給通路２０２と、供給通路２０２に送風する送風機２０３を備えた構成としている。また、吸放湿手段１１０として、少なくとも１種類以上の吸着剤１１１を担持したデシカントローター１１２を備え、吸湿部１１５において吸着剤１１１が除湿対象空気中の水分を吸着するともに放湿部１１６において吸着剤１１１が保持する水分を除湿対象空気中に脱着するようにデシカントローター１１２を配し、図示しない駆動手段によりデシカントローター１１２を回転して、吸湿部１１５における水分吸着と放湿部１１６における水分脱着を繰り返し為すように構成している。また、放熱器１０２において加熱されて放湿部１１６に供給される除湿対象空気の温度低下を抑制する温度低下抑制手段２０４として、放熱器１０２と放湿部１１６を、供給通路２０２内において接近させて配置している。具体的には、放熱器１０２と放湿部１１６が接触しないように所定の間隔を設けるように構成している。更に、吸熱器１０４において冷却されて吸湿部１１５に供給される除湿対象空気の温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段２０５として、吸熱器１０４と吸湿部１１５を、供給通路２０２内において接近させて配置している。具体的には、吸熱器１０４と吸湿部１１５が接触しないように所定の間隔を設けるように構成している。次に除湿装置の動作を説明する。
【００３７】
図２は、図１に示した除湿装置の冷媒１０６の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。図２に示した点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路１０５内を循環する冷媒１０６の状態変化を示しており、冷媒１０６は圧縮機１０１において圧縮されることにより圧力とエンタルピが上昇して点Ａから点Ｂの状態変化を行い、放熱器１０２において供給される除湿対象空気に対して放熱することによりエンタルピが減少して点Ｂから点Ｃの状態となり、膨張機構１０３において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Ｃから点Ｄの状態となり、吸熱器１０４において供給される除湿対象空気から吸熱することによりエンタルピが増加して点Ｄから点Ａの状態に戻る。このような冷媒１０６の状態変化により、吸熱器１０４において吸熱し、放熱１０２において放熱するヒートポンプ１０９が動作し、この時、点Ｂと点Ｃのエンタルピ差に冷媒循環量を乗じた値が放熱器１０２における放熱量、点Ａと点Ｄ（点Ｃ）のエンタルピ差に冷媒循環量を乗じた値が吸熱器１０４における吸熱量となり、放熱量と吸熱量の差、即ち点Ｂと点Ａのエンタルピ差に冷媒循環量を乗じた値が圧縮機１０１の圧縮仕事量になる。
【００３８】
図３は、図１に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図３に示した湿り空気線図において、まず、点ａの状態の除湿対象空気が放熱器１０２に供給され、冷媒１０６の放熱により加熱されて点ｂの状態となる。次に放湿部１１６に供給されてデシカントローター１１２に担持された吸着剤１１１が保有している水分を脱着することにより加湿されて、湿度が上昇するとともに温度が低下し点ｃの状態となる。点ｃの状態となった除湿対象空気は次に吸熱器１０４に供給され、冷媒１０６の吸熱により露点温度以下まで冷却されて点ｄの飽和状態となる。この時に飽和した水分は凝縮して凝縮水として回収される。最後に除湿対象空気は吸湿部１１５に供給され、デシカントローター１１２に担持された吸着剤１１１が除湿対象空気中の水分を吸着することによって除湿され、湿度が低下するとともに温度が上昇して点ｅの状態の乾燥空気となる。以上の除湿対象空気の状態変化において、吸熱器１０４において回収される凝縮水の量は、点ｃと点ｄの絶対湿度差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となり、また、点ｃと点ｂ或いは点ｃと点ａの絶対湿度差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値が放湿部１１６における放湿量、点ｄと点ｅの絶対湿度差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値が吸湿部１１５における吸湿量となる。放湿部１１６の出口である点ｃの状態は理想的には吸湿部１１５の入口である点ｄの相対湿度である点Ｃ’に、吸湿部１１５の出口である点ｅの位置は、放湿部１１６の入口である点ｂの相対湿度である点ｅ’に近づく。したがって点ｄの相対湿度を上昇させ、点ｂの相対湿度を低下させること、即ち、吸湿部１１５に供給される点ｄの空気と放湿部１１６に供給される点ｂの空気の相対湿度差を拡大することが吸放湿量を高めることになる。また、点ａと点ｂのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値は放熱器１０２における放熱量となり、点ｃと点ｄのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値は吸熱器１０４における吸熱量となる。この放熱器１０２における放熱量および吸熱器１０２における吸熱量は、図２の冷媒１０６の状態変化から得られる放熱量および吸熱量と等しくなる。
【００３９】
図４は、図１に示した除湿装置にデシカントローター１１２に担持する吸着剤１１１の水蒸気吸着等温線を示した図である。デシカントローター１１２に担持する吸着剤１１１としては、吸湿性があってデシカントローター１１２に担持でき、水分脱着のためにある程度の耐熱性がある物質であれば良く、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機質の吸着型吸湿剤、有機高分子電解質（イオン交換樹脂）などの吸湿剤、塩化リチウムなどの吸収型吸湿剤等を用いることができる。図４に示した水蒸気吸着等温線は、表面に多数のシラノール基を有する多孔質状のシリカゲルのものである。シリカゲルはその製法によって細孔径が異なり、Ａ型は平均細孔直径が約２２Å、Ｂ型は約７０Åのものである。また、その細孔直径の相違により、水蒸気の吸着特性も異なる。シリカゲルは一般的に高湿度で吸着率が高くなる特性を持つが、Ｂ型は特に高湿度での吸湿率の高さが顕著である。通常の除湿装置では、除湿可能な除湿対象空気の相対湿度範囲をある程度確保する必要があるため、中間の５０％近傍の相対湿度で吸湿率が低下するＢ型のシリカゲルは吸着剤１１１として使用し難い。しかしながら本実施形態の除湿装置では、吸湿部１１５に供給される除湿対象空気は、吸熱器１０４において露点温度以下に冷却された飽和、即ち相対湿度１００％に近い状態で常に供給される。したがって高湿度雰囲気で高い吸湿率を有する吸着剤１１１、例えば、Ｂ型のシリカゲルを用いることにより、吸放湿量を高めることが可能となる。
【００４０】
図５は、図１に示した除湿装置の温度低下抑制手段２０４及び温度上昇抑制手段２０５の動作を説明するための湿り空気線図である。温度低下抑制手段２０４及び温度上昇抑制手段２０５が動作しない場合には、放熱器１０２において加熱された点ｂで示される除湿対象空気は、放湿部１１６に供給される前に外部、例えば点ａで示される除湿装置外部の空気に放熱して温度が下がり、点ｂ’に移動する。また、吸熱器１０４において冷却された点ｄで示される除湿対象空気は、吸湿部１１５に供給される前に外部、例えば点ａで示される除湿装置外部の空気から放熱されて温度が上がり、点ｄ’に移動する。放湿部１１６に供給される除湿対象空気の温度が点ｂから点ｂ’に低下することにより、相対湿度が上昇する。この放湿部１１６に供給される除湿対象空気の相対湿度上昇に伴い、点ｅで示される吸湿部１１５から流出する除湿対象空気の相対湿度が上昇して点ｅ’の状態となる。また、吸湿部１１５に供給される除湿対象空気の温度が点ｄから点ｄ’に上昇することにより、相対湿度が低下する。この吸湿部１１５に供給される除湿対象空気の相対湿度低下に伴い点ｃで示される放湿部１１６から流出する除湿対象空気の相対湿度が低下して点ｃ’の状態となる。吸湿部１１５から流出する空気の点ｅから点ｅ’の状態変化に伴う相対湿度上昇は吸湿部１１５における吸湿量の減少を示しており、放湿部１１６から流出する空気の点ｃから点ｃ’の状態変化に伴う相対湿度低下は放湿部１１６における放湿量の減少を示している。したがって、温度低下抑制手段２０４及び温度上昇抑制手段２０５が動作しない場合には、吸放湿手段１１０の吸放湿量が減少して除湿効率が低下することになる。温度低下抑制手段２０４及び温度上昇抑制手段２０５は、このような吸放湿量の減少を抑制する働きを持つ。即ち、温度低下抑制手段２０４は放熱器１０２で加熱された除湿対象空気の温度低下を抑制する。つまり、点ｂから点ｂ’への状態変化を抑制する。これにより吸湿部１１５から流出する除湿対象空気の相対湿度の上昇が抑制される。つまり点ｅから点ｅ’への状態変化が抑制される。また、温度上昇抑制手段２０５は吸熱器１０４で冷却された除湿対象空気の温度上昇を抑制する。つまり、点ｄから点ｄ’への状態変化を抑制する。これにより放湿部１１６から流出する除湿対象空気の相対湿度の低下が抑制される。つまり、点ｃから点ｃ’への状態変化が抑制される。このようして吸湿部１１５における吸湿量と放湿部１１６における放湿量の減少が抑制されて吸放湿手段１１０の吸放湿量が維持される。温度低下抑制手段２０４は、具体的には放熱器１０２と放湿部１１６を供給通路２０２内において接近させて配置することにより実現される。これにより放熱器１０２内を流れる高温の冷媒１０６からの熱が放湿部１１６に在るデシカントローター１１２に放射される。このデシカントローター１１２に放射される熱は吸着剤１１１を加熱して吸着剤１１１が保持している水分の脱着に利用される。また、温度上昇抑制手段２０５は、具体的には吸熱器１０４と吸湿部１１５を供給通路２０２内において接近させて配置することにより実現される。これにより吸熱器１０２内を流れる低温の冷媒１０６からの冷熱が吸湿部１１５に在るデシカントローター１１２に放射される。このデシカントローター１１２に放射される冷熱は吸着剤１１１を冷却して除湿対象空気中の水分を吸着し易くすることに利用される。なお、温度低下抑制手段２０４及び温度上昇抑制手段２０５は、上記構成に限るものではなく、除湿対象空気の外部への放熱及び外部から除湿対象空気への放熱を抑制可能なものであれば良い。例えば、供給通路２０２を構成する材質を低熱伝導率の樹脂材料で形成したり、或いは供給通路２０２に断熱材を設けても良い。
【００４１】
以上、説明した構成および動作により、本実施形態の除湿装置は以下の効果を奏するものである。
【００４２】
放湿部１１６には放熱器１０２で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気、即ち、図３における点ｂで示される低湿状態の空気を供給し、吸湿部１１５には吸熱器１０４において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気、即ち、図３における点ｄで示される飽和状態の空気を供給する。これにより、吸湿部１１５と放湿部１１６に供給される空気の相対湿度の差を拡大し、この相対湿度の差の拡大によって吸放湿手段１１０の吸放湿量を増大させ、除湿効率を高めることができる。
【００４３】
また、吸熱器１０４に供給される除湿対象空気の絶対湿度、即ち、図３における点ｃで示される空気の絶対湿度を、放熱器１０２に供給される除湿対象空気の絶対湿度、即ち、図３における点ａで示される空気の絶対湿度より高くすることができる。これにより吸熱器１０４で回収される凝縮水の量、即ち、図３における点ｃで示される空気の絶対湿度と点ｄで示される空気の絶対湿度との差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値を増加することができる。この単位時間当たりに回収できる凝縮水量が除湿能力に相当するので、除湿装置の除湿能力を向上することができる。
【００４４】
また、吸湿部１１５に供給される除湿対象空気の相対湿度、即ち、図３における点ｃで示される空気の相対湿度を、放熱器１０２に供給される除湿対象空気の相対湿度、即ち、図３における点ａで示される空気の相対湿度以上にすることができる。これにより吸湿部１１５には、放湿部１１６に供給される除湿対象空気より高い相対湿度の除湿対象空気を常に供給できるので、除湿装置が除湿を行う除湿対象の空気状態、即ち、図３における点ａの空気状態の変化による影響を受け難く、常に安定した除湿を行うことができる。
【００４５】
また、吸熱器１０４において作動流体である冷媒１０６の吸熱、即ち、図２における点Ｄから点Ａの冷媒１０６の状態変化に伴う吸熱によって冷却された除湿対象空気、即ち、図３における点ｄで示される空気を吸湿部１１５に供給し、放熱器１０２において作動流体である冷媒１０６の放熱、即ち、図２における点Ｂから点Ｃの冷媒１０６の状態変化に伴う放熱によって加熱された除湿対象空気、即ち、図３における点ｂで示される空気を放湿部１１６に供給することができる。これにより、吸湿部１１５には高い相対湿度の除湿対象空気を供給し、放湿部１１６には低い相対湿度の除湿対象空気を供給することができる。したがって吸湿部１１５に供給される空気と放湿部１１６に供給される空気との相対湿度の差を放熱器１０２における冷媒１０６の圧力を上昇させずに拡大することができる。これにより、圧縮機１０１の信頼性を確保しつつ吸放湿手段１１０の吸放湿量を増加させて、除湿効率を高めることができる。
【００４６】
また、除湿装置に除湿対象空気を供給する供給手段２０１を、放熱器１０２、放湿部１１６、吸熱器１０４、吸湿部１１５を順に配した供給通路２０２と、供給通路２０２に送風する送風機２０３からなる単一の送風回路から構成することができる。したがって除湿装置を簡易に且つ安価に構成できる。
【００４７】
また、吸放湿手段１１０としてデシカントローター１１２を用いることにより、デシカントローター１１２の回転という簡単な操作で、吸湿部１１５における吸着剤１１１の水分吸着と、放湿部１１６における吸着剤１１１の水分脱着を容易に繰り返すことが可能となり、除湿装置を安価に構成できる。
【００４８】
また、デシカントローター１１２に担持される吸着剤１１１として、高湿度雰囲気の吸湿率が高い特性を有するもの、例えば、Ｂ型シリカゲルを用いることができる。本除湿装置では、露点温度以下に冷却された高湿度の除湿対象空気が吸湿部１１５に供給されるので、高湿度雰囲気の吸湿率が高い特性を有するもの、例えば、Ｂ型シリカゲルの高湿度での高い吸湿特性が適合して、吸湿量を高め、除湿効率を向上することができる。
【００４９】
また、温度低下抑制手段２０４を設けることにより、放熱器１０２で加熱された除湿対象空気の温度低下が抑制できる。即ち、図５における点ｂから点ｂ’への状態変化を抑制できる。これにより、吸湿部１１５から流出する除湿対象空気の相対湿度の上昇を抑制でき、即ち、図５における点ｅから点ｅ’への状態変化を抑制でき、吸湿部１１５における吸湿量を確保できる。
【００５０】
また、温度低下抑制手段２０４を供給通路２０２内において放熱器１０２と放湿部１１６を接近されて配置する構成とすることによって、放熱器１０２からの熱放射を吸着剤１１１が保持している水分の脱着促進に利用することができる。
【００５１】
また、温度上昇抑制手段２０５を設けることにより、吸熱器１０４で冷却された除湿対象空気の温度上昇を抑制できる。即ち、図５における点ｄから点ｄ’への状態変化を抑制できる。これにより、放湿部１１６から流出する除湿対象空気の相対湿度の上昇を抑制でき、即ち、図５における点ｃから点ｃ’への状態変化を抑制でき、放湿部１１６における放湿量を確保できる。
【００５２】
また、温度上昇抑制手段２０５を供給通路２０２内において吸熱器１０４と吸湿部１１５を接近させて配置する構成とすることによって、吸熱器１０４からの冷熱放射を除湿対象空気中の水分の吸着促進に利用することができる。
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施形態２にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図６において、本発明の除湿装置は、吸湿部１１５において吸湿された除湿対象空気と、放熱器１０２に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段２０６を備えた構成としている。この熱交換手段２０６は複数の空気の顕熱を交換できるものであれば良く、直交流タイプ、対向流タイプの積層型熱交換器や、蓄熱材を回転させて熱交換を行うユングストローム型の熱交換器を用いることができる。次に除湿装置の動作を説明する。
【００５３】
図７は、図６に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図７に示した湿り空気線図において、熱交換手段２０６には、点ｅで示される吸湿部１１５において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気と点ａで示される放熱器１０２に供給される前の除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、吸湿部１１５において吸湿されて温度が上昇した点ｅの状態の除湿対象空気は、放熱器１０２に供給される点ａの状態の除湿対象空気により冷却され、温度が低下して点ｅ’の状態の空気となって熱交換手段２０６から流出する。また、放熱器１０２に供給される点ａの状態の除湿対象空気は吸湿部１１５において吸湿されて温度が上昇した点ｅの状態の除湿対象空気により加熱されて点ａ’の状態となって熱交換手段２０６から流出する。つまり、放熱器１０２に供給される前の点ａの除湿対象空気が熱交換手段２０６に供給されることにより加熱されて点ａ’の状態となり放熱器１０２に供給される。同一の除湿量を得るのに放熱器１０２において点ｂの状態まで加熱を行う。この時の放熱器１０２の放熱量は、点ａ’と点ｂのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となる。熱交換手段２０６を用いない場合の放熱器１０２の放熱量が点ａと点ｂのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となるので、その差、点ａと点ａ’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の放熱量を削減することができる。一方、凝縮器１０２において放熱する冷媒１０６の放熱量は、図２のモリエル線図に示される点Ａと点Ｄのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた値である吸熱能力と、点Ｂと点Ａのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた圧縮仕事との加算値に等しい。したがって、削減した放熱量に応じて圧縮機１０１の圧縮仕事を減らすことが可能となる。これにより、圧縮機１０１の消費電力が削減されて除湿効率を高めることになる。
【００５４】
以上、説明した構成および動作により本実施形態の除湿装置は、吸湿部１１５において吸湿されて温度が上昇した点ｅで示される除湿対象空気と、放熱器１０２に供給される点ａで示される除湿対象空気を熱交換手段２０６によって熱交換することにより、放熱器１０２に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器１０２の放熱量を削減することができる。これにより圧縮機１０１の仕事量が減少して消費電力を削減し、除湿効率を高めることができる。
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施形態３にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図８において、放湿部１１６において加湿されて吸熱器１０４に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段２０７として、放湿部１１６において加湿されて吸熱器１０４に供給される除湿対象空気と、放熱器１０２に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段２０６を備えた構成としている。この熱交換手段２０６は複数の空気の顕熱を交換できるものであれば良く、直交流タイプ、対向流タイプの積層型熱交換器や、蓄熱材を回転させて熱交換を行うユングストローム型の熱交換器を用いることができる。また、冷却手段２０７は、熱交換手段２０６に限らず、放湿部１１６において加湿されて吸熱器１０４に供給される除湿対象空気を冷却できるものであれば良く、ペルチェ素子を用いて冷却したり、熱交換手段を設けて装置外部の空気と熱交換しても良い。また、最も簡易な構成では、放湿部１１６と吸熱器１０４を接続する供給通路２０２を熱伝導の高い材料で形成すれば良い。例えば熱伝導率が高く、防錆のあるアルミニウムやステンレスを用いて放湿部１１６と吸熱器１０４間の供給通路２０２を構成しても良い。その際、供給通路２０２の外面にも送風機２０３等で送風を行えば更に冷却を促進できる。次に除湿装置の動作を説明する。
【００５５】
図９は、図８に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図９に示した湿り空気線図において、熱交換手段２０６には、放湿部１１６において加湿された点ｃで示される除湿対象空気と、放熱器１０２に供給される前の点ａで示される除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、放湿部１１６において加湿された点ｃの状態の除湿対象空気は、放熱器１０２に供給される点ａの状態の除湿対象空気により冷却され、温度が低下して点ｃ’の状態となって熱交換手段２０６から流出する。これにより、吸熱器１０４が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。即ち点ｃと点ｃ’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の冷却能力を削減できる。したがって、吸熱器１０４の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制できる。また、放熱器１０２に供給される点ａの状態の除湿対象空気は放湿部１１６において加湿された点ｃの状態の除湿対象空気により加熱されて点ａ’の状態となって熱交換手段２０６から流出する。つまり、放熱器１０２に供給される前の点ａの除湿対象空気が熱交換手段２０６に供給されることにより加熱されて点ａ’の状態となり放熱器１０２に供給される。放熱器１０２では点ｂの状態まで加熱を行う。この時の放熱器１０２の放熱量は、点ａ’と点ｂのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となる。熱交換手段２０６を用いない場合の放熱器１０２の放熱量が点ａと点ｂのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となるので、その差、点ａと点ａ’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の放熱量を削減することができる。一方、放熱器１０２において放熱する冷媒２０７の放熱量は、図２のモリエル線図に示される点Ａと点Ｄのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた値である吸熱能力と、点Ｂと点Ａのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた圧縮仕事との加算値に等しい。したがって、削減した放熱量に応じて圧縮機１０１の圧縮仕事を減らすことが可能となる。これにより、圧縮機１０１の消費電力が削減されて除湿効率を高めることになる。
【００５６】
以上、説明した構成および動作により本実施形態の除湿装置は、放湿部１１６において加湿された点ｃで示される除湿対象空気と、放熱器１０２に供給される前の点ａで示される除湿対象空気を熱交換手段２０６によって熱交換することにより、吸熱器１０４に供給される除湿対象空気を冷却して、吸熱器１０４の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
【００５７】
また、放湿部１１６において加湿された点ｃで示される除湿対象空気と放熱器１０２に供給される前の点ａで示される除湿対象空気を熱交換手段２０６によって熱交換することにより、放熱器１０２に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器１０２の放熱量を削減することができる。これにより圧縮機１０１の仕事量が減少して消費電力を削減し、除湿効率を高めることができる。
（参考の形態１）
図１０は、本発明の参考形態１にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図１０において、放湿部１１６において加湿されて吸熱器１０４に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段２０７として、放湿部１１６と吸熱器１０４を接続する供給通路２０２の外面に供給手段２０１の送風機２０３により除湿装置外部の空気を送風する構成としており、この送風により放湿部１１６において加湿されて吸熱器１０４に供給される除湿対象空気を冷却するものである。そして、供給通路２０２は、熱伝導の高い材料、即ち、熱伝導率が高く防錆のあるアルミニウムやステンレス等の金属材料により形成されており、より熱が伝わり易くしている。なお、供給通路２０２の部分に放湿部１１６において加湿されて吸熱器１０４に供給される除湿対象空気と装置外部との空気を熱交換する熱交換手段２０６を設けても同様に冷却を行うことができる。その場合、熱交換手段２０６としては、複数の空気の顕熱を交換できるものであれば良く、直交流タイプ、対向流タイプの積層型熱交換器や、蓄熱材を回転させて熱交換を行うユングストローム型の熱交換器を用いることができる。
【００５８】
図１１は、図１０に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図１１に示した湿り空気線図において、放湿部１１６において加湿された点ｃで示される除湿対象空気が、供給通路２０２において送風機２０３により送風される装置外部の空気により冷却され、温度が低下して点ｃ’の状態となって吸熱器１０４に供給される。これにより、吸熱器１０４が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。即ち点ｃと点ｃ’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の冷却能力を削減できる。したがって、吸熱器１０４の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制できる。
（実施の形態４）
本発明の実施形態４にかかる除湿装置は、前述の実施形態１、２、３または４にかかる除湿装置の冷媒回路１０５に充填する冷媒１０６として二酸化炭素を用いたものである。
【００５９】
図１２は、本発明の実施形態４にかかる除湿装置の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。図１２に示した点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路１０５内を循環する冷媒１０６としての二酸化炭素の状態変化を示している。二酸化炭素冷媒は圧縮機１０１において臨界圧力よりも高い超臨界圧力の点Ｂまで圧縮される。放熱器１０２において二酸化酸素冷媒は供給される除湿対象空気に対して放熱するが、超臨界状態であるため放熱しても凝縮はせず、温度が下がって点Ｂから点Ｃの状態となる。その後、膨張機構１０３において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Ｃから点Ｄの状態となり、吸熱器１０４において供給される除湿対象空気から吸熱することによりエンタルピが増加して点Ｄから点Ａの状態に戻る。二酸化炭素に例示される超臨界圧力で放熱する冷媒を用いた場合は、圧縮後の放熱器１０２における温度が高温となるのが特徴である。このため、放熱器１０２において加熱される除湿対象空気の温度も高くなる。即ち、相対湿度がより低下して放湿部１１６に供給され、吸湿部１１５に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大することになる。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段１１０の吸放湿量が増加して除湿効率が向上することになる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように本発明にかかる除湿装置は、ヒートポンプを用いて吸湿対象空気と放湿対象空気の相対湿度差を拡大することによって除湿効率を向上するものであり、除湿機、乾燥機、空調機、溶剤回収装置等の高効率な除湿機能が所望される用途に適している。
【符号の説明】
【００６１】
１０１ 圧縮機
１０２ 放熱器
１０３ 膨張機構
１０４ 吸熱器
１０５ 冷媒回路
１０６ 冷媒
１０９ ヒートポンプ
１１０ 吸放湿手段
１１１ 吸着剤
１１２ デシカントローター
１１５ 吸湿部
１１６ 放湿部
２０１ 供給手段
２０２ 供給通路
２０４ 温度低下抑制手段
２０５ 温度上昇抑制手段
２０６ 熱交換手段
２０７ 冷却手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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