(57)【要約】    【課題】冷媒を圧縮するための複数の圧縮機の運転または停止を行う操作員の作業が不要であるとともに、運転または停止を無駄なく迅速に行ってエネルギーの浪費を回避しうる圧縮空気除湿装置およびその動作制御方法を提供することを目的とする。    【解決手段】圧縮空気除湿装置１は、インバータ式冷媒圧縮機１１が吸入する冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３１を備え、制御部７は、吸入温度センサ３１の検出情報とインバータ式冷媒圧縮機１１の圧縮送出能力とに基づいてインバータ式冷媒圧縮機２１の運転・停止を制御する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインバータ式冷媒圧縮機と該複数のインバータ式冷媒圧縮機を駆動制御して圧縮送出能力を制御する制御部とを備える冷凍サイクルで、圧縮空気を冷却して該圧縮空気中の水分を結露させて除湿する圧縮空気除湿装置であって、
該複数のインバータ式冷媒圧縮機のうちの１つのインバータ式冷媒圧縮機が吸入する冷媒の温度を検出する吸入温度センサを備え、該制御部は、該吸入温度センサの検出情報と該１つのインバータ式冷媒圧縮機の圧縮送出能力とに基づいて他のインバータ式冷媒圧縮機の運転・停止を制御する圧縮空気除湿装置。
【請求項２】
該制御部は、該１つのインバータ式冷媒圧縮機の駆動周波数に基づいて、該圧縮送出能力を判定する請求項１記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項３】
複数のインバータ式冷媒圧縮機と該複数のインバータ式冷媒圧縮機を駆動制御して圧縮送出能力を制御する冷凍サイクルで、圧縮空気を冷却して該圧縮空気中の水分を結露させて除湿する圧縮空気除湿装置の動作制御方法であって、
該複数のインバータ式冷媒圧縮機のうちの１つのインバータ式冷媒圧縮機が吸入する冷媒の温度を検出し、該冷媒の温度の検出情報と該１つのインバータ式冷媒圧縮機の圧縮送出能力とに基づいて他のインバータ式冷媒圧縮機の運転・停止を制御する圧縮空気除湿装置の動作制御方法。
【請求項４】
該１つのインバータ式冷媒圧縮機の駆動周波数に基づいて、該圧縮送出能力を判定する請求項３記載の圧縮空気除湿装置の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルによって圧縮空気を冷却することで、圧縮空気中の水分を結露させてその圧縮空気中の水分を除湿する圧縮空気除湿装置およびその圧縮空気除湿装置の動作制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルを用いて圧縮空気を除湿する圧縮空気除湿装置は従来から知られている。例えば特許文献１には、この種の圧縮空気除湿装置に用いられる冷凍サイクル装置が開示されている。この冷凍サイクル装置は、同公報の図１に示すように、冷媒を圧縮するための互いに並列接続された２台の圧縮機１ａ，１ｂを備えている。この圧縮機１ａは、常に優先的に運転され、圧縮機１ｂは、圧縮機１ａの運転中に冷凍サイクル装置の運転状況（負荷状況）に応じて運転または停止される。
【０００３】
この冷凍サイクル装置には、圧縮機１ｂの運転または停止の切り替えを操作員が判断して手動で操作する必要があり、操作作業が面倒であって操作員が作業に要する人件費もかかるという問題点が存在する。また、この冷凍サイクル装置を操作作業する操作員は、冷凍サイクル装置を常に注視しているのではなく、他の仕事を行う合間に冷凍サイクル装置の運転状況を確認して圧縮機１ｂの運転または停止の判断および操作を行う。このため、この冷凍サイクル装置には、圧縮機１ａのみの運転で十分な運転能力があるにもかかわらず、操作員による冷凍サイクル装置の操作がきめ細やかでないことにより圧縮機１ｂが運転している場合があり、無駄なエネルギーを浪費するという問題点も存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１１４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記の問題点を解決するためになされたもので、冷媒を圧縮するための複数の圧縮機の運転または停止を行う操作員の作業が不要であるとともに、運転または停止を無駄なく迅速に行ってエネルギーの浪費を回避しうる圧縮空気除湿装置およびその動作制御方法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】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された圧縮空気除湿装置は、複数のインバータ式冷媒圧縮機と該複数のインバータ式冷媒圧縮機を駆動制御して圧縮送出能力を制御する制御部とを備える冷凍サイクルで、圧縮空気を冷却して該圧縮空気中の水分を結露させて除湿する圧縮空気除湿装置であって、該複数のインバータ式冷媒圧縮機のうちの１つのインバータ式冷媒圧縮機が吸入する冷媒の温度を検出する吸入温度センサを備え、該制御部は、該吸入温度センサの検出情報と該１つのインバータ式冷媒圧縮機の圧縮送出能力とに基づいて他のインバータ式冷媒圧縮機の運転・停止を制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載された圧縮空気除湿装置は、請求項１の圧縮空気除湿装置であって、該制御部は、該１つのインバータ式冷媒圧縮機の駆動周波数に基づいて、該圧縮送出能力を判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載された圧縮空気除湿装置の動作制御方法は、複数のインバータ式冷媒圧縮機と該複数のインバータ式冷媒圧縮機を駆動制御して圧縮送出能力を制御する冷凍サイクルで、圧縮空気を冷却して該圧縮空気中の水分を結露させて除湿する圧縮空気除湿装置の動作制御方法であって、該複数のインバータ式冷媒圧縮機のうちの１つのインバータ式冷媒圧縮機が吸入する冷媒の温度を検出し、該冷媒の温度の検出情報と該１つのインバータ式冷媒圧縮機の圧縮送出能力とに基づいて他のインバータ式冷媒圧縮機の運転・停止を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載された圧縮空気除湿装置の動作制御方法は、請求項３の圧縮空気除湿装置の動作制御方法であって、該１つのインバータ式冷媒圧縮機の駆動周波数に基づいて、該圧縮送出能力を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧縮空気除湿装置および圧縮空気除湿装置の動作制御方法によれば、複数のインバータ式冷媒圧縮機のうちの１つのインバータ式冷媒圧縮機が吸入する冷媒の温度を検出する吸入温度センサの検出情報とこの１つのインバータ式冷媒圧縮機の圧縮送出能力とに基づいて他のインバータ式冷媒圧縮機の運転・停止を制御する。そのため、操作員が圧縮空気除湿装置を操作することなく冷凍サイクルの運転状況（負荷状況）に応じて除湿に必要とされる最小限の数のインバータ式冷媒圧縮機が自動的に運転される。操作員の手間や人件費を不要とすることができるとともに、運転または停止が無駄なく迅速に行われるためエネルギーの無駄な浪費が回避されて、省エネルギー化することができる。
【００１１】
この圧縮空気除湿装置および圧縮空気除湿装置の動作制御方法によれば、１つのインバータ式冷媒圧縮機の駆動周波数に基づいて、この圧縮機の圧縮送出能力を判定することにより、圧縮機（冷凍サイクル）の負荷状態を正確に判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１３】
図１に本発明を適用する圧縮空気除湿装置の構成図を示す。
【００１４】
圧縮空気除湿装置１は、熱交換機２、メイン冷凍サイクル３、サブ冷凍サイクル４、インバータ５，６および制御部７を備えて構成される。熱交換機２は、空気導入口３５と空気排出口３６とを備え、気密されたチャンバー状に構成されている。空気導入口３５は、図外のエアーコンプレッサーに接続され、エアーコンプレッサーから圧縮送出される圧縮空気を熱交換機２に導入する。空気排出口３６は、除湿された圧縮空気を排出し、圧縮空気を利用する機器（図示せず）に接続される。
【００１５】
メイン冷凍サイクル３およびサブ冷凍サイクル４は、両者とも同一の要素からなる。メイン冷凍サイクル３は、インバータ式冷媒圧縮機１１、凝縮器１２、受液器１３、膨張弁１４および蒸発器１５を備えて構成されている。インバータ式冷媒圧縮機１１（以下、圧縮機１１ともいう）は、本発明における１つのインバータ式冷媒圧縮機に相当し、供給される駆動信号（インバータ信号）の周波数（駆動周波数ｆｍ）を可変することで気化冷媒の圧縮送出能力を可変制御（インバータ制御）可能に構成されている。この圧縮機１１は、駆動周波数ｆｍを高くすることで気化冷媒の圧縮送出能力が高くなり、駆動周波数ｆｍを低くすることで圧縮送出能力が低くなる。
【００１６】
凝縮器１２は、圧縮機１１によって圧縮された気化冷媒を凝縮して液化する。受液器１３は、凝縮器１２によって液化された冷媒を一時的に貯蔵する。膨張弁１４は、受液器１３内の液化した冷媒を吐出することによって冷媒を蒸発器１５内で膨張させ、気化させることで蒸発器１５を冷却する。蒸発器１５は、熱交換機２内に配設されて、空気導入口３５から導入された高湿度の圧縮空気を露点温度まで冷却する。この際に、圧縮空気中の水分は蒸発器１５外側表面のフィン（図示せず）に結露して付着することによって分離され、圧縮空気が除湿される。この除湿された圧縮空気は、再熱された後に空気排出口３６から排出される。蒸発器１５は、圧縮機１１の入力部と吸入管１６によって連結される。この吸入管１６には、冷媒温度Ｔｃ１を検出して検出信号（検出情報）として出力可能な吸入温度センサ３１が配設されている。
【００１７】
サブ冷凍サイクル４は、インバータ式冷媒圧縮機２１、凝縮器１２、受液器１３、膨張弁１４および蒸発器１７を備えてメイン冷凍サイクル３と同様に構成されている。このインバータ式冷媒圧縮機２１（以下、圧縮機２１ともいう）は、圧縮機１１と同じ機能を有し、本発明における複数のインバータ式冷媒圧縮機のうちの他のインバータ式冷媒圧縮機に相当する。この圧縮機２１は、供給されるインバータ信号の周波数（駆動周波数ｆｓ）を可変することで気化冷媒の圧縮送出能力を可変制御（インバータ制御）可能に構成されている。圧縮機２１は、駆動周波数ｆｓを高くすることで気化冷媒の圧縮送出能力が高くなり、駆動周波数ｆｓを低くすることで圧縮送出能力が低くなる。蒸発器１７は、蒸発器１５と同じ機能を有し、蒸発器１５と共に熱交換機２内に配設されている。この蒸発器１７は、圧縮機２１の入力部と吸入管１８によって連結される。吸入管１８には、冷媒温度Ｔｃ２を検出して検出信号（検出情報）として出力可能な吸入温度センサ３２が配設されている。
【００１８】
インバータ５は、制御部７の制御に基づいた駆動周波数ｆｍの駆動信号を圧縮機１１に供給し、インバータ６は、制御部７の制御に基づいた駆動周波数ｆｓの駆動信号を圧縮機２１に供給する。制御部７は、吸入温度センサ３１の検出信号に基づいて、インバータ５を制御して、圧縮機１１の圧縮送出能力を制御する。また、制御部７は、吸入温度センサ３１の検出信号に基づいて、インバータ６を制御して、圧縮機２１の運転・停止を制御する。また、制御部７は、吸入温度センサ３２の検出信号に基づいて、インバータ６を制御して、圧縮機２１の圧縮送出能力を制御する。なお、圧縮空気の流量が多いときや圧縮空気の温度が高いときには、冷媒の温度は高くなり、圧縮空気の流量が少ないときや圧縮空気の温度が低いときには、冷媒の温度は低くなる。制御部７は、吸入温度センサ３１，３２から出力された検出信号から、圧縮空気が目標とする露点温度になるようにインバータ５，６を制御して、圧縮機１１，２１の圧縮送出能力（すなわちメイン冷凍サイクル３およびサブ冷凍サイクル４の冷却能力）を制御する。
【００１９】
次に制御部７による圧縮空気除湿装置１の動作制御方法を説明する。図２に本発明を適用するフローチャートを示す。
【００２０】
この圧縮空気除湿装置１では、まず、制御部７がインバータ５を制御して圧縮機１１を運転させる（ステップ９１）。このとき、制御部７は、吸入温度センサ３１から出力された検出信号に基づいて、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度範囲（圧縮空気を露点温度まで冷却するのに必要であるとともに熱交換機２が凍結しない温度範囲）内になるようにインバータ５の駆動周波数ｆｍを制御する。具体的には、制御部７は、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度範囲よりも高いときにはインバータ５の駆動周波数ｆｍを高くして圧縮機１１の圧縮送出能力を高くし、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度範囲よりも低いときにはインバータ５の駆動周波数ｆｍを低くして圧縮機１１の圧縮送出能力を低くする。続いて、制御部７は、インバータ５の駆動周波数ｆｍが所定周波数（ここでは、一例として６５Ｈｚ）以上か否かを判定するとともに、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度（ここでは、一例として３℃）よりも高いか否かを判定する（ステップ９２）。このとき、制御部７は、駆動周波数ｆｍが所定周波数以上、かつ、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度よりも高いと判定したときには、インバータ６を制御して圧縮機２１の運転を迅速に開始させる（ステップ９３）。この場合は、圧縮機１１の駆動周波数ｆｍを高して圧縮送出能力を高くしたにもかかわらず冷媒温度Ｔｃ１が所定温度範囲内よりも高い状態、つまり圧縮機１１のみの運転では圧縮空気の冷却能力（除湿能力）が不足している状態である。
【００２１】
また、制御部７は、ステップ９２において、駆動周波数ｆｍが所定周波数以上、かつ、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度よりも高いと判定しなかったときには、圧縮機２１の運転を開始させずに圧縮機１１のみの運転を継続させる。この場合は、圧縮機１１のみの運転で圧縮空気の冷却能力が満たされている状態である。
【００２２】
ステップ９２で圧縮機２１の運転をしたときには、制御部７は、吸入温度センサ３１から出力された検出信号に基づいて冷媒温度Ｔｃ１が所定温度範囲内になるようにインバータ５の周波数ｆｍを制御しつつ、吸入温度センサ３２から出力された検出信号に基づいて冷媒温度Ｔｃ２が所定温度範囲内になるようにインバータ６の周波数ｆｓを制御する。続いて、制御部７は、インバータ５の駆動周波数ｆｍが所定周波数よりも低いか否かを判定するとともに、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度以下か否かを判定する（ステップ９４）。このとき、制御部７は、駆動周波数ｆｍが所定周波数よりも低いと判定したとき、または、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度以下と判定したときには、インバータ６を制御して、圧縮機２１を迅速に停止させる（ステップ９５）。この場合は、圧縮機１１のみの運転で圧縮空気の冷却能力が満たされる状態である。また、制御部７は、ステップ９４において、駆動周波数ｆｍが所定周波数よりも低いと判定しなかったとき、または、冷媒温度Ｔｃ１が所定温度以下と判定しなかったときには、圧縮機１１，２１の運転を継続させる。
【００２３】
このように制御部７が、冷媒温度Ｔｃ１とインバータ５の駆動周波数ｆｍとに基づいて自動的に圧縮機２１の運転・停止を制御することによって、操作員が圧縮空気除湿装置１を操作することなく冷凍サイクルの運転状況（負荷状況）に応じて除湿に必要とされる最小限の数の圧縮機が自動的に運転される。操作員の手間や人件費を不要とすることができるとともに、運転または停止が迅速に行われるためエネルギーの無駄な浪費が回避されて、省エネルギー化することができる。また、インバータ５の駆動周波数ｆｍに基づいてメイン冷凍サイクル３（圧縮機１１）の負荷状況を正確に判別することができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、上記の圧縮空気除湿装置１では、２つの圧縮機１１，２１を備えて冷媒温度Ｔｃ１および駆動周波数ｆｍに応じて圧縮機２１の運転・停止を制御部７が制御する構成について説明したが、圧縮機２１のほかに複数の圧縮機を備えて、冷媒温度Ｔｃ１および駆動周波数ｆｍに応じて圧縮機２１以外の他の圧縮機の運転・停止を制御部７が制御する構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を適用する圧縮空気除湿装置１の構成図である。
【図２】本発明を適用する圧縮空気除湿装置１の動作制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１は圧縮空気除湿装置、２は熱交換機、３はメイン冷凍サイクル、４はサブ冷凍サイクル，５，６はインバータ、７は制御部、１１，２１はインバータ式冷媒圧縮機、１２は凝縮器、１３は受液器、１４は膨張弁、１５，１７は蒸発器、１６，１８は吸入管、３１，３２は吸入温度センサ、３５は空気導入口、３６は空気排出口である。
【図１】
2009011931.tif 000003
【図２】
2009011931.tif 000004