(57)【要約】  除湿機は、圧縮機、凝縮器、膨張装置および蒸発器が順に配管で接続された冷媒回路と、除湿対象空間から蒸発器および凝縮器を経由して除湿対象空間に戻る風路に空気を流通させる送風機と、風路の入口に設けられた入口湿度センサと、蒸発器の蒸発温度を測定する蒸発温度センサと、制御部とを有し、制御部は、蒸発温度が水の凍結温度より高い範囲で、目標湿度と実測湿度との湿度差に応じて圧縮機の運転周波数を制御するものである。
2018173120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張装置および蒸発器が順に配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
除湿対象空間から前記蒸発器および凝縮器を経由して前記除湿対象空間に戻る風路に空気を流通させる送風機と、
前記風路の入口に設けられ、空気の湿度を測定する入口湿度センサと、
前記蒸発器の蒸発温度を測定する蒸発温度センサと、
前記圧縮機、前記膨張装置および前記送風機を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記蒸発温度が水の凍結温度より高い範囲で、目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差に応じて、前記圧縮機の運転周波数を制御する、除湿機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記湿度差の値が大きいほど、前記圧縮機の運転周波数を大きくする、請求項１に記載の除湿機。
【請求項３】
前記制御部は、
一定の周期で前記入口湿度センサから測定値を取得し、前回取得した測定値と前記目標湿度との差である第１の湿度差と、今回取得した測定値と前記目標湿度との差である第２の湿度差とを比較し、該第２の湿度差が前記第１の湿度差より小さい場合、前記圧縮機の運転周波数を小さくする、請求項１または２に記載の除湿機。
【請求項４】
前記制御部は、
前記蒸発温度が水の凍結温度よりも高い予め決められた温度まで下がると、前記圧縮機の運転周波数を大きくすることを禁止し、該運転周波数を維持または小さくする着霜抑制制御を実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の除湿機。
【請求項５】
前記風路の入口に設けられ、空気の温度を測定する入口温度センサと、
前記風路の出口に設けられ、空気の湿度を測定する出口湿度センサと、
前記風路の出口に設けられ、空気の温度を測定する出口温度センサと、をさらに有し、
前記制御部は、
前記着霜抑制制御を開始した後、前記入口湿度センサ、前記入口温度センサ、前記出口湿度センサおよび前記出口温度センサの測定値に基づいて除湿能力を算出し、算出した除湿能力と定格能力に基づく定格除湿能力とを比較し、算出した除湿能力が該定格除湿能力より小さい場合、前記着霜抑制制御を解除し、前記目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差に応じた前記運転周波数の制御を再開する、請求項４に記載の除湿機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機を備えた除湿機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の除湿機の一例として、圧縮機と、凝縮器として機能する室外熱交換器および第１の室内熱交換器と、蒸発器として機能する第２の室内熱交換器と、室外熱交換器に外気を供給する送風機とを有する空気調和装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１には、空気調和装置は、除湿運転を行う際、室温を設定温度に維持するために、室温が設定温度より高くなると、送風機の回転数を大きくし、室温が設定温度より低くなると、送風機の回転数を小さくすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−３１６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された空気調和装置では、送風機の回転数調整だけで熱交換性能を調整できるが、送風機の風量調節だけで、蒸発器に着霜が生じないように、除湿能力を向上させることは困難である。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、蒸発器に着霜が生じないように除湿能力を向上させる除湿機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る除湿機は、圧縮機、凝縮器、膨張装置および蒸発器が順に配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、除湿対象空間から前記蒸発器および凝縮器を経由して前記除湿対象空間に戻る風路に空気を流通させる送風機と、前記風路の入口に設けられ、空気の湿度を測定する入口湿度センサと、前記蒸発器の蒸発温度を測定する蒸発温度センサと、前記圧縮機、前記膨張装置および前記送風機を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記蒸発温度が水の凍結温度より高い範囲で、目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差に応じて、前記圧縮機の運転周波数を制御するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、蒸発温度が水の凍結温度まで低下しないように、目標湿度と実測湿度との湿度差に応じて圧縮機の運転周波数を制御して蒸発温度を調節するため、蒸発器に着霜が生じることを抑制しながら除湿能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る除湿機の一構成例を示す冷媒回路図である。
【図２】図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図３】空気の温度および湿度の変化を示す空気線図である。
【図４】図１に示した除湿機の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示した除湿機の動作手順の他の例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示した除湿機の運転時における、湿度と時間の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る除湿機の一構成例を示す冷媒回路図である。
【図８】図７に示した除湿機の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】除霜による除湿能力低下を示す能力補正係数の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態１の除湿機の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る除湿機の一構成例を示す冷媒回路図である。図１に示すように、除湿機１は、圧縮機１０、凝縮器２０、膨張装置３０、蒸発器４０、送風機６０および制御部５０を有する。圧縮機１０、凝縮器２０、膨張装置３０および蒸発器４０は、配管１５で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路を構成する。凝縮器２０および蒸発器４０には、冷媒が空気と熱交換するための複数のフィンが設けられている。
【００１１】
送風機６０は、除湿対象空間から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を蒸発器４０および凝縮器２０を経由して除湿対象空間に戻る風路６１に流通させる。風路６１を流れる空気は、蒸発器４０および凝縮器２０のそれぞれにおいて、複数のフィンの隙間を通る。風路６１の入口には、除湿対象空間から除湿機１に吸い込まれる空気の湿度を測定する入口湿度センサ７１が設けられている。蒸発器４０の冷媒出口の配管１５に、冷媒の蒸発温度を測定する蒸発温度センサ４５が設けられている。
【００１２】
入口湿度センサ７１、蒸発温度センサ４５および膨張装置３０は信号線を介して制御部５０と接続されている。入口湿度センサ７１は、測定値として湿度Ｈ１を制御部５０に信号線を介して出力する。蒸発温度センサ４５は、測定値として蒸発温度Ｔｅを制御部５０に信号線を介して出力する。また、圧縮機１０には図に示さないインバータが設けられ、送風機６０には図に示さないファンモータが設けられており、インバータおよびファンモータが信号線を介して制御部５０と接続されている。
【００１３】
圧縮機１０は、蒸発器４０から吸い込む冷媒を圧縮して凝縮器２０に吐出する。膨張装置３０は、凝縮器２０から蒸発器４０に流通する冷媒の圧力を下げ、冷媒を膨張させる。蒸発器４０は、除湿対象空間から吸い込まれた空気と冷媒が熱交換を行うことで、空気を冷却する。凝縮器２０は、蒸発器４０で冷却された空気と冷媒が熱交換を行うことで、空気を加熱する。除湿機１において、凝縮器２０は再熱器として機能する。
【００１４】
図２は、図１に示した制御部の一構成例を示すブロック図である。制御部５０は、例えば、マイクロコンピュータである。図２に示すように、制御部５０は、プログラムを記憶するメモリ５１と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５２とを有する。
【００１５】
制御部５０は、圧縮機１０および送風機６０の運転周波数を制御し、膨張装置３０の開度を制御することで、冷媒回路における冷凍サイクルを制御する。制御部５０は、蒸発温度センサ４５から取得する蒸発温度に基づいて、過熱度が設定値になるように膨張装置３０の開度を制御する。制御部５０は、蒸発温度が水の凍結温度より高い範囲で、入口湿度センサ７１から取得する湿度Ｈ１の値に基づいて、圧縮機１０の運転周波数を制御する。水の凍結温度は圧力によって異なるが、本実施の形態１では、水の凍結温度が０℃の場合で説明する。
【００１６】
なお、図１に示していないが、蒸発器４０の表面に結露した水を溜めるドレンパンが蒸発器４０の下に設けられていてもよい。また、制御部５０が蒸発器４０の冷媒出口側に設けられた蒸発温度センサ４５から蒸発温度を取得する場合で説明したが、蒸発温度センサ４５の設置場所は、蒸発器４０の冷媒出口側に限らず、冷媒入口側であってもよく、または冷媒入口および冷媒出口の両方であってもよい。さらに、圧縮機１０の冷媒吸入側の圧力を測定する吸入圧力センサを設け、制御部５０は吸入圧力センサの測定値を用いて蒸発温度を算出してもよい。
【００１７】
次に、本実施の形態１の除湿機１の動作を、図１を参照して説明する。制御部５０は、圧縮機１０および送風機６０を起動し、膨張装置３０の開度を初期値に設定する。冷媒は圧縮機１０から凝縮器２０、膨張装置３０および蒸発器４０の順に配管１５を流通して圧縮機１０に戻るサイクルを繰り返す。
【００１８】
除湿対象空間から風路６１に吸い込まれた空気は、蒸発器４０を通る。その際、低温の蒸発器４０を通る空気は、蒸発器４０と熱交換することで露点温度以下まで冷やされる。その結果、蒸発器４０の表面が結露し、空気の絶対湿度が低下する。絶対湿度が低下した空気は、凝縮器２０を通る際、高温の凝縮器２０と熱交換することで温められる。凝縮器２０を通る空気は、温められることで、相対湿度が低下した、乾燥した空気となる。この乾燥した空気が除湿機１から除湿対象空間に放出されることで、除湿対象空間の除湿を行うことができる。
【００１９】
図３は、空気の温度および湿度の変化を示す空気線図である。図３の縦軸は絶対湿度を示し、横軸は空気の乾球温度を示す。風路６１を流れる空気の温度および湿度の変化を、図３を参照して説明する。図３に示す実線矢印は、空気の温度および湿度の状態の変化を示す。図３に示す状態Ｓｉｎは、除湿機１に吸い込まれる、風路６１の入口における空気の状態を示す。図３に示す状態Ｓｏｕｔは、除湿機１から吹き出される、風路６１の出口における空気の状態を示す。
【００２０】
除湿機１に吸い込まれた空気の温度は、蒸発器４０で冷やされることで状態Ｓｉｎから露天温度（図３に示す状態Ｓｖ１）まで下がる。空気の湿度は、相対湿度１００％の線に沿って、絶対湿度が状態Ｓｖ２に相当する値まで低下する。空気は、状態Ｓｖ１から状態Ｓｖ２まで変化すると、温度も低下するが、凝縮器２０を通るときに温められ、状態Ｓｏｕｔに相当する温度まで上昇する。その後、状態Ｓｉｎに比べて相対湿度が低下した状態Ｓｏｕｔの空気が除湿機１から除湿対象空間に放出される。
【００２１】
また、本実施の形態１において、制御部５０は、実測の湿度と目標湿度とを比較し、次のように圧縮機１０の運転周波数を制御してもよい。図４は、図１に示した除湿機の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【００２２】
制御部５０は、一定の周期で入口湿度センサ７１および蒸発温度センサ４５から測定値を取得し（ステップＳ１０１）、蒸発温度Ｔｅが０℃より高いか否かを判定する（ステップＳ１０２）。１回の周期の時間をΔｔ１とする。ステップＳ１０２の判定において、蒸発温度Ｔｅが０℃以下の場合、制御部５０は、後述するステップＳ１０５に進む。蒸発温度Ｔｅが０℃より高い場合、制御部５０は、目標湿度Ｈ０と入口湿度センサ７１が測定した湿度Ｈ１ｉとを比較する。ｉは正の整数とする。制御部５０は、目標湿度Ｈ０と湿度Ｈ１ｉとの湿度差ΔＨｉに基づいて、圧縮機１０の運転周波数を制御する。
【００２３】
図４に示す手順の例では、ステップＳ１０３において、制御部５０は、湿度差ΔＨｉが第１の閾値ＴＨ１より大きいか否かを判定する。第１の閾値ＴＨ１はメモリ５１に予め格納されている。ステップＳ１０３の判定の結果、湿度差ΔＨｉが第１の閾値ＴＨ１より大きい場合、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を増やす（ステップＳ１０４）。一方、ステップＳ１０２の判定の結果、湿度差ΔＨｉが第１の閾値ＴＨ１以下である場合、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を変更せず維持する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０４において、制御部５０は、湿度差ΔＨｉと第１の閾値ＴＨ１との差が大きいほど、圧縮機１０の運転周波数を増やす値を大きくしてもよい。また、ステップＳ１０５において、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を小さくしてもよい。
【００２４】
制御部５０が図４に示した手順にしたがって除湿機１を制御すれば、蒸発器４０に着霜が生じない範囲で、除湿対象空間における実測の湿度と目標湿度との差に応じて除湿能力を向上させることができる。その結果、除湿対象空間の湿度を目標湿度近くまでより早く到達させることができる。
【００２５】
さらに、本実施の形態１において、制御部５０は、実測の湿度の時間変化に基づいて、次のように圧縮機１０の運転周波数を制御してもよい。図５は、図１に示した除湿機の動作手順の他の例を示すフローチャートである。図６は、図１に示した除湿機の運転時における、湿度と時間の関係を示すグラフである。図６の縦軸は相対湿度を示し、横軸は時間を示す。なお、図５に示すフローチャートでは、図４に示した処理と同様な処理に同じステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
ステップＳ１０１において、制御部５０は、時間Δｔ１の周期で、時間Δｔ１の前後に取得する湿度Ｈ１ｉ−１および湿度Ｈ１ｉをメモリ５１に記憶する。ステップＳ１０３の判定の結果、湿度差ΔＨｉが第１の閾値ＴＨ１以下である場合、制御部５０は、前回の時刻ｔｉ−１に測定された湿度Ｈ１ｉ−１と目標湿度Ｈ０との湿度差である第１の湿度差ΔＨｉ−１と、今回の時刻ｔｉに測定された湿度Ｈ１ｉと目標湿度Ｈ０との湿度差である第２の湿度差ΔＨｉとの大小を比較する（ステップＳ１１１）。
【００２７】
ステップＳ１１１の判定において、ΔＨｉ＜ΔＨｉ−１の場合、制御部５０は、第２の湿度差ΔＨｉの大きさに応じて、圧縮機１０の運転周波数を小さくする（ステップＳ１１２）。例えば、第１の湿度差ΔＨｉ−１に対する第２の湿度差ΔＨｉの割合が小さいほど、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を小さくする割合を大きくしてもよい。一方、ステップＳ１１１の判定の結果、ΔＨｉ≧ΔＨｉ−１の場合、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を変更せず維持する（ステップＳ１１３）。
【００２８】
図５に示すフローチャートにおいても、ステップＳ１０２の判定の結果、蒸発温度Ｔｅが０℃以下の場合、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を維持する制御を行うが（ステップＳ１１３）、この場合、運転周波数を小さくする制御を行ってもよい。
【００２９】
制御部５０が図５に示した手順にしたがって除湿機１を制御すれば、必要な除湿能力を確保しながら圧縮機１０の運転周波数を低減し、除湿能力が過剰になることを抑えることができる。その結果、除湿機１の消費電力が低減し、省エネルギー運転を行うことができる。なお、図４および図５を参照して、制御部５０が入口湿度センサ７１から測定値を取得する周期が同じ場合で説明したが、これらの周期が図４および図５に示すフローチャートで異なっていてもよい。
【００３０】
本実施の形態１の除湿機１は、圧縮機１０、凝縮器２０、膨張装置３０および蒸発器４０が順に配管で接続された冷媒回路と、除湿対象空間から蒸発器４０および凝縮器２０を経由して除湿対象空間に戻る風路６１に空気を流通させる送風機６０と、風路６１の入口に設けられた入口湿度センサ７１と、蒸発器４０の蒸発温度を測定する蒸発温度センサ４５と、制御部５０とを有し、制御部５０は、蒸発温度が水の凍結温度より高い範囲で、目標湿度と実測湿度との湿度差に応じて圧縮機１０の運転周波数を制御するものである。
【００３１】
本実施の形態１によれば、蒸発温度が水の凍結温度まで低下しないように、目標湿度と実測湿度との湿度差に応じて圧縮機１０の運転周波数を制御して蒸発温度を調節するため、蒸発器４０に着霜が生じることを抑制しながら除湿能力を向上させることができる。また、湿度差の値が大きいほど、圧縮機１０の運転周波数を大きくすれば、除湿対象空間の湿度を目標湿度近くまでより早く到達させることができる。
【００３２】
本実施の形態１において、制御部５０は、一定の周期で入口湿度センサから測定値を取得し、前回取得した測定値と目標湿度との差である第１の湿度差と、今回取得した測定値と目標湿度との差である第２の湿度差とを比較し、第２の湿度差が第１の湿度差より小さい場合、圧縮機１０の運転周波数を小さくしてもよい。この場合、必要な除湿能力を確保し、除湿能力が過剰になることを抑制できる。その結果、除湿機１の消費電力が低減し、省エネルギー運転を行うことができる。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態１では、除湿機１は、蒸発温度が水の凍結温度まで下がらないように、圧縮機１０の運転周波数を大きくして、蒸発器４０の冷凍能力を向上させている。しかし、蒸発温度が水の凍結温度に達していなくても、水の凍結温度に近くなると、蒸発器４０の冷凍能力が低下してしまう。本実施の形態２は、除湿と除霜とをバランスよく行って除湿能力を向上させるものである。
【００３４】
本実施の形態２の除湿機の構成を説明する。本実施の形態２では、実施の形態１で説明した構成と同様な構成については、その詳細な説明を省略する。図７は、本発明の実施の形態２に係る除湿機の一構成例を示す冷媒回路図である。
【００３５】
図７に示すように、除湿機１ａは、図１に示した構成と比較すると、入口温度センサ７２、出口湿度センサ８１および出口温度センサ８２が追加された構成である。入口温度センサ７２、出口湿度センサ８１および出口温度センサ８２は信号線を介して制御部５０と接続されている。
【００３６】
入口温度センサ７２は、風路６１の入口に設けられている。入口温度センサ７２は、除湿対象空間から除湿機１ａに吸い込まれる空気の温度を測定する。入口温度センサ７２は、測定値として温度Ｔ１を制御部５０に信号線を介して出力する。出口湿度センサ８１および出口温度センサ８２は、風路６１の出口に設けられている。出口湿度センサ８１は、除湿機１ａから除湿対象空間に吹き出される空気の湿度を測定する。出口湿度センサ８１は、測定値として湿度Ｈ２を制御部５０に信号線を介して出力する。出口温度センサ８２は、除湿機１ａから除湿対象空間に吹き出される空気の温度を測定する。出口温度センサ８２は、測定値として温度Ｔ２を制御部５０に信号線を介して出力する。
【００３７】
制御部５０は、着霜抑制制御が設定され、一定の条件が満たされると、目標湿度と入口湿度センサ７１の測定値との湿度差に応じて圧縮機１０の運転周波数を大きくすることを禁止し、圧縮機１０の運転周波数を維持または小さくする着霜抑制制御を開始する。着霜抑制制御の設定は、例えば、図に示さないリモートコントローラをユーザが操作して行ってもよく、除湿機１ａに設けられた図に示さないスイッチをユーザがオフ状態からオン状態に切り替えて行ってもよい。一定の条件とは、例えば、蒸発器４０に着霜が生じる直前の温度まで蒸発温度Ｔｅが低下することである。以下では、目標湿度と入口湿度センサ７１の測定値との湿度差に応じて圧縮機１０の運転周波数を大きくする制御を、通常除湿制御と称する。
【００３８】
制御部５０のメモリ５１は、空気線図のデータと、除湿機１ａの機種毎に異なる除湿能力線図のデータと、除湿能力線図において湿度に依存する能力低下を補正する係数である能力補正係数とを記憶している。実施の形態１で説明した図３は、空気線図のグラフの一部を示す。制御部５０は、着霜抑制制御を開始した後、湿度Ｈ１、温度Ｔ１、湿度Ｈ２および温度Ｔ２の値を用いて、除湿能力Ｑ１を簡易的に算出する。また、制御部５０は、機種毎の定格能力で決まる除湿能力である機種除湿能力に基づいて定格除湿能力Ｑ２を求める。そして、制御部５０は、除湿能力Ｑ１が定格除湿能力Ｑ２より小さい場合、着霜抑制制御を解除し、通常除湿制御を再開する。
【００３９】
次に、本実施の形態２の除湿機１ａの動作を説明する。図８は、図７に示した除湿機の動作手順の一例を示すフローチャートである。初期状態として、制御部５０は通常除湿制御を行っているものとする。
【００４０】
制御部５０は、ユーザにより着霜抑制制御がオン状態に設定される。制御部５０は、着霜抑制制御がオン状態に設定されても、一定の条件が満たされるまで、通常除湿制御を継続する。制御部５０は、時間Δｔ２の周期で蒸発温度センサ４５から蒸発温度Ｔｅを取得する（ステップＳ２０１）。制御部５０は、蒸発温度Ｔｅが４．５℃以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の判定の結果、蒸発温度Ｔｅが４．５℃以下である場合、制御部５０は、通常除湿制御を中止し、着霜抑制制御を実行する（ステップＳ２０３）。圧縮機１０の運転周波数の増加を禁止することで、蒸発温度Ｔｅがさらに低下することが抑制される。一方、ステップＳ２０２の判定の結果、蒸発温度Ｔｅが４．５℃より高い場合、制御部５０はステップＳ２０１に戻り、通常除湿制御を維持する。
【００４１】
ステップＳ２０３で圧縮機１０の運転周波数の増加が禁止されたが、さらに蒸発温度Ｔｅが低下することも考えられる。制御部５０は、蒸発温度Ｔｅが３．５℃以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の判定において、蒸発温度Ｔｅが３．５℃以下になると、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を小さくする。制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を小さくすることで、蒸発温度Ｔｅを上昇させ、蒸発器４０に着霜が生じないように制御する。一方、ステップＳ２０４の判定の結果、蒸発温度Ｔｅが３．５℃より高い場合、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を維持し、ステップＳ２０６に進む。
【００４２】
続いて、制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数を維持または小さくしてから時間Δｔ３が経過したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。圧縮機１０の運転周波数に対する制御による効果が蒸発器４０に発生するまでタイムラグがあることから、時間Δｔ３は、蒸発温度の監視の頻度を決める時間Δｔ２も長い方が望ましい。時間Δｔ３が経過するまで、制御部５０は、ステップＳ２０４の判定を繰り返し、蒸発温度Ｔｅが３．５℃より大きくならない場合、圧縮機１０の運転周波数を小さくする（ステップＳ２０５）。制御部５０が着霜抑制制御により圧縮機１０の運転周波数を減少させ続けた場合、蒸発温度Ｔｅが上昇し、空気と蒸発器４０との温度差が低下する。この場合、蒸発器４０の冷凍能力が低下し、除湿能力も低下することになる。
【００４３】
蒸発器４０において、着霜に起因する、熱交換性能の悪化に伴って冷凍能力が低下するが、霜を溶かすための除霜時間の分だけ着霜抑制制御を実行することで、冷凍能力は回復する。しかし、圧縮機１０の運転周波数を減少させ続けると、冷凍能力が回復しているにもかかわらず、着霜抑制制御が維持されてしまうことが起こり得る。この場合、除湿能力が過剰に低下してしまう。そのため、着霜抑制制御による蒸発器４０における冷凍能力の回復と冷凍能力の低下とを比較し、着霜抑制制御と通常除湿制御との切り換えを見極める必要がある。
【００４４】
制御部５０は、圧縮機１０の運転周波数が減少したことで低下した除湿能力Ｑ１を、次のようにして、簡易的に算出する。図３に示した空気線図を参照すると、風路６１を通る空気の状態は、図３に示す実線矢印の経路で遷移する。そこで、制御部５０は、空気線図を参照し、入口湿度センサ７１から取得する湿度Ｈ１と入口温度センサ７２から取得する温度Ｔ１とを用いて、風路６１の入口における空気の絶対湿度である入口絶対湿度ＡＨｉｎを算出する。風路６１の出口側についても、制御部５０は、空気線図を参照し、出口湿度センサ８１から取得する湿度Ｈ２と出口温度センサ８２から取得する温度Ｔ２とを用いて、風路６１の出口における空気の絶対湿度である出口絶対湿度ＡＨｏｕｔを算出する。
【００４５】
さらに、制御部５０は、入口絶対湿度ＡＨｉｎおよび出口絶対湿度ＡＨｏｕｔを用いて、絶対湿度差ΔＡＨ＝（入口絶対湿度ＡＨｉｎ−出口絶対湿度ＡＨｏｕｔ）を算出する。制御部５０は、算出した絶対湿度差ΔＡＨに除湿機１ａの機種毎に定められた風量を乗算することで、単位時間当たりの除湿量を計算し、簡易的に除湿能力Ｑ１を算出する。
【００４６】
次に、制御部５０は、除湿機１ａの機種毎の定格能力で決まる機種除湿能力から、次のようにして定格除湿能力Ｑ２を求める。機種除湿能力は、例えば、除湿能力線図で表される。着霜と除霜とを考慮した定格除湿能力Ｑ２は、除湿機１ａの除湿能力線図に能力補正係数を乗算する必要がある。能力補正係数は、機種除湿能力に対して、湿度に依存する能力低下を補正する係数である。図９は、除霜による除湿能力低下を示す能力補正係数の一例を示すグラフである。図９の縦軸は温度を示し、横軸は相対湿度を示す。
【００４７】
能力補正係数は、温度および湿度の条件によって変わるが、図９に示すように、除湿能力線図に対して、湿度に依存した係数となる。制御部５０は、図９に示す能力補正係数から測定時の湿度Ｈ１に対応する能力補正係数を読み出し、読み出した能力補正係数を、メモリ５１が記憶する除湿能力線図のデータに乗算することで、着霜と除霜とを考慮した定格除湿能力Ｑ２を算出する。図８に示す手順の一例では、湿度Ｈ１が６０％〜７０％の範囲である場合とする。この場合、図９を参照すると、能力補正係数は０．６となる。
【００４８】
上記のようにして、制御部５０は、入口湿度センサ７１が測定した湿度Ｈ１の下で、着霜抑制制御による圧縮機１０の運転周波数低下時の除湿能力Ｑ１と、着霜と除霜とを考慮した定格除湿能力Ｑ２とを算出すると、除湿能力Ｑ１と定格除湿能力Ｑ２とを比較する。図８に示すステップＳ２０７において、制御部５０は、除湿能力Ｑ１が定格除湿能力Ｑ２以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０７の判定の結果、Ｑ１≧Ｑ２である場合、制御部５０は、着霜抑制制御を継続し、ステップＳ２０１に戻る。一方、ステップＳ２０７の判定の結果、Ｑ１＜Ｑ２である場合、制御部５０は、着霜抑制制御を解除し、通常除湿制御を再開する（ステップＳ２０８）。
【００４９】
なお、図８を参照して説明した手順では、一定の条件が、蒸発温度Ｔｅが４．５℃以下の場合で説明したが、蒸発温度Ｔｅの値は４．５℃に限らず、３．５℃であってもよい。また、一定の条件は蒸発温度Ｔｅの場合に限らず、他の条件であってもよい。また、時間Δｔ２は実施の形態１の時間Δｔ１と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００５０】
本実施の形態２の除湿機１ａでは、制御部５０は、蒸発温度が水の凍結温度よりも高い予め決められた温度まで下がると、圧縮機１０の運転周波数を大きくすることを禁止し、圧縮機１０の運転周波数を維持または小さくする着霜抑制制御を実行する。蒸発温度が水の凍結温度よりも高い予め決められた温度とは、例えば、４．５℃である。
【００５１】
本実施の形態２によれば、蒸発器４０に着霜が生じ始めるおそれがある温度で、圧縮機１０の運転周波数の増加を禁止するので、蒸発器４０において、室温による除霜が行われ、冷凍能力を回復することができる。
【００５２】
また、本実施の形態２の除湿機１ａでは、制御部５０は、着霜抑制制御を開始した後、湿度Ｈ１、温度Ｔ１、湿度Ｈ２および温度Ｔ２の値を用いて、湿度Ｈ１における除湿能力Ｑ１を簡易的に算出し、除湿機１ａの機種除湿能力に基づいて定格除湿能力Ｑ２を求め、除湿能力Ｑ１と定格除湿能力Ｑ２の大小を比較し、除湿能力Ｑ１が定格除湿能力Ｑ２より小さい場合、着霜抑制制御を解除し、通常除湿制御を再開する。
【００５３】
蒸発温度が水の凍結温度まで低下しないように圧縮機１０の運転周波数を減少させると、蒸発温度が上昇し、空気と蒸発器４０との温度差が小さくなるため除湿能力が低下してくる。本実施の形態２では、制御部５０が、着霜による冷凍能力の低下と除霜による冷凍能力の回復とを比較し、除湿能力がより高くなるように制御を自動的に切り換える。そのため、蒸発器４０の冷凍能力の回復を過剰に行うことを抑制し、除湿対象空間の除湿をより効率良く行うことができる。
【００５４】
本実施の形態２によれば、制御部５０が圧縮機１０の運転周波数を調整し、蒸発温度を制御する。蒸発温度が水の凍結温度より大きくなるように制御することで、蒸発器４０に結露した水分が氷になることを防ぎ、着霜による熱交換器の性能低下を抑えることができる。その結果、除霜回数を低減し、除湿能力を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１、１ａ  除湿機、１０  圧縮機、１５  配管、２０  凝縮器、３０  膨張装置、４０  蒸発器、４５  蒸発温度センサ、５０  制御部、５１  メモリ、５２  ＣＰＵ、６０  送風機、６１  風路、７１  入口湿度センサ、７２  入口温度センサ、８１  出口湿度センサ、８２  出口温度センサ。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月25日(2019.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る除湿機は、圧縮機、凝縮器、膨張装置および蒸発器が順に配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、除湿対象空間から前記蒸発器および凝縮器を経由して前記除湿対象空間に戻る風路に空気を流通させる送風機と、前記風路の入口に設けられ、空気の湿度を測定する入口湿度センサと、前記蒸発器の蒸発温度を測定する蒸発温度センサと、前記圧縮機、前記膨張装置および前記送風機を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記蒸発温度が水の凍結温度より高い場合、目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差の値が大きいほど、前記圧縮機の運転周波数を大きくし、前記蒸発温度が前記凍結温度以下の場合、前記圧縮機の運転周波数を維持または小さくするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
除湿機１に吸い込まれた空気の温度は、蒸発器４０で冷やされることで状態Ｓｉｎから露点温度（図３に示す状態Ｓｖ１）まで下がる。空気の湿度は、相対湿度１００％の線に沿って、絶対湿度が状態Ｓｖ２に相当する値まで低下する。空気は、状態Ｓｖ１から状態Ｓｖ２まで変化すると、温度も低下するが、凝縮器２０を通るときに温められ、状態Ｓｏｕｔに相当する温度まで上昇する。その後、状態Ｓｉｎに比べて相対湿度が低下した状態Ｓｏｕｔの空気が除湿機１から除湿対象空間に放出される。
【手続補正３】
【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、凝縮器、膨張装置および蒸発器が順に配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
除湿対象空間から前記蒸発器および前記凝縮器を経由して前記除湿対象空間に戻る風路に空気を流通させる送風機と、
前記風路の入口に設けられ、空気の湿度を測定する入口湿度センサと、
前記蒸発器の蒸発温度を測定する蒸発温度センサと、
前記圧縮機、前記膨張装置および前記送風機を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記蒸発温度が水の凍結温度より高い場合、目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差の値が大きいほど、前記圧縮機の運転周波数を大きくし、前記蒸発温度が前記凍結温度以下の場合、前記圧縮機の運転周波数を維持または小さくする、
除湿機。
【請求項２】
前記制御部は、
一定の周期で前記入口湿度センサから測定値を取得し、前回取得した測定値と前記目標湿度との差である第１の湿度差と、今回取得した測定値と前記目標湿度との差である第２の湿度差とを比較し、該第２の湿度差が前記第１の湿度差より小さい場合、前記圧縮機の運転周波数を小さくする、請求項１に記載の除湿機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記蒸発温度が水の凍結温度よりも高い予め決められた温度まで下がると、前記圧縮機の運転周波数を大きくすることを禁止し、該運転周波数を維持または小さくする着霜抑制制御を実行する、請求項１または２に記載の除湿機。
【請求項４】
前記風路の入口に設けられ、空気の温度を測定する入口温度センサと、
前記風路の出口に設けられ、空気の湿度を測定する出口湿度センサと、
前記風路の出口に設けられ、空気の温度を測定する出口温度センサと、をさらに有し、
前記制御部は、
前記着霜抑制制御を開始した後、前記入口湿度センサ、前記入口温度センサ、前記出口湿度センサおよび前記出口温度センサの測定値に基づいて除湿能力を算出し、算出した除湿能力と定格能力に基づく定格除湿能力とを比較し、算出した除湿能力が該定格除湿能力より小さい場合、前記着霜抑制制御を解除し、前記目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差に応じた前記運転周波数の制御を再開する、請求項３に記載の除湿機。
【請求項５】
圧縮機、凝縮器、膨張装置および蒸発器が順に配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
除湿対象空間から前記蒸発器および前記凝縮器を経由して前記除湿対象空間に戻る風路に空気を流通させる送風機と、
前記風路の入口に設けられ、空気の湿度を測定する入口湿度センサと、
前記風路の入口に設けられ、空気の温度を測定する入口温度センサと、
前記風路の出口に設けられ、空気の湿度を測定する出口湿度センサと、
前記風路の出口に設けられ、空気の温度を測定する出口温度センサと、
前記蒸発器の蒸発温度を測定する蒸発温度センサと、
前記圧縮機、前記膨張装置および前記送風機を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記蒸発温度が水の凍結温度より高い範囲で、目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差に応じて、前記圧縮機の運転周波数を制御し、
前記蒸発温度が水の凍結温度よりも高い予め決められた温度まで下がると、前記圧縮機の運転周波数を大きくすることを禁止し、該運転周波数を維持または小さくする着霜抑制制御を実行し、
前記着霜抑制制御を開始した後、前記入口湿度センサ、前記入口温度センサ、前記出口湿度センサおよび前記出口温度センサの測定値に基づいて除湿能力を算出し、算出した除湿能力と定格能力に基づく定格除湿能力とを比較し、算出した除湿能力が該定格除湿能力より小さい場合、前記着霜抑制制御を解除し、前記目標湿度と前記入口湿度センサの測定値との湿度差に応じた前記運転周波数の制御を再開する、
除湿機。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【国際調査報告】
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