JP2014109406A - 除湿装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第2除湿ユニット(20)は、圧縮機構(22a,22b)と吸着剤が設けられた2つの吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)とが接続されて冷凍サイクルを行う2つの冷媒回路(21a,21b)を備える。各冷媒回路(21a,21b)では、冷媒の循環方向が切り換えられて2つの吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)で冷媒の凝縮動作と蒸発動作が交互に行われる。各冷媒回路(21a,21b)は、冷媒の蒸発温度が互いに異なるように設定される。各冷媒回路(21a,21b)の各一の吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)が一組となって吸着熱交換部を構成し、吸着熱交換部では蒸発動作時に空気が蒸発温度の高い第1冷媒回路(21a)の吸着熱交換器(24a,26a)から蒸発温度の低い第2冷媒回路(21b)の吸着熱交換器(24b,26b)の順に流れて除湿されるように構成される。
【選択図】図3
Description
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態は、室内(S)の湿度を調節する調湿装置(10)に関するものである。本実施形態において、湿度調整の対象となる室内(S)は、低露点空気が求められるリチウム電池の製造ラインに設けられるドライクリーンルームであり、調湿装置(10)は、室外空気(OA)を除湿して低露点の空気とし、この空気を給気(SA)として室内へ供給するように構成されている。
図2に示すように、第1除湿ユニット(60)は、1つの閉回路を冷媒が循環する一元冷凍サイクル式の冷媒回路(70a)を備えている。
図3に示すように、上記第2除湿ユニット(20)は、2つの冷媒回路(21a,21b)を備えている。第1冷媒回路(21a)は、圧縮機構(22a)と、四方切換弁(23a)と、第1吸着熱交換器(24a)と、膨張弁(25a)と、第3吸着熱交換器(26a)とが接続されて閉回路を構成している。第2冷媒回路(21b)は、圧縮機構(22b)と、切換機構である四方切換弁(23b)と、第2吸着熱交換器(24b)と、膨張弁(25b)と、第4吸着熱交換器(26b)とが接続されて閉回路を構成している。各冷媒回路(21a,21b)は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。
調湿装置(10)には、各種センサと、該各種センサからの検出値に基づいて各種制御を行う制御部(100)とが設けられている。
調湿装置(10)の運転動作について説明する。
調湿装置(10)の運転時には、第1除湿ユニット(60)の冷媒回路(70a)において冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。このとき、第1膨張弁(82)および第4膨張弁(91)の開度は適宜調節され、第2膨張弁(84)と第3膨張弁(87)とが全閉状態となる。また、室外ファン(85)と室外ファン(89)とが停止状態となる。
第2除湿ユニット(20)の動作について図5も参照しながら説明する。なお、図5では、a1点〜a4点が第1冷媒回路(21a)について示し、b1点〜b4点が第2冷媒回路(21b)について示す。
本実施形態によれば、蒸発動作時の吸着熱交換部(一組の吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b))において空気流れの入口側から出口側に向かって冷媒の蒸発温度が段階的に低くなるように構成したため、吸着熱交換部の全体において蒸発温度を一定に低くしなくても、空気の露点(絶対湿度)を必要な値まで低下させることが可能である。吸着熱交換部の全体において蒸発温度を一定に低くしなくてもよいため、冷凍サイクルにおける蒸発温度と凝縮温度の差が大きくなるのを抑制することができる。そのため、圧縮機構(22a,22b)の入力が高くなるのを抑えることができ、冷凍サイクルのCOP(成績係数)の低下を抑制することができる。
本変形例は、図7に示すように、上記実施形態1の第2除湿ユニット(20)において加熱熱交換器(27)を追加するようにしたものである。加熱熱交換器(27)は、2つの冷媒回路(21a,21b)のうち、凝縮器となる吸着熱交換部において再生空気が最後に通過する第1吸着熱交換器(24a)および第3吸着熱交換器(26a)が接続された第1冷媒回路(21a)に設けられている。加熱熱交換器(27)は、第1冷媒回路(21a)において、圧縮機構(22a)の吐出側と四方切換弁(23a)の第4ポートとの間に接続され、冷媒と再生空気とが熱交換を行うように構成されている。
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態は、図8に示すように、上記実施形態1の第2除湿ユニット(20)の構成を変更したものである。
本発明の実施形態3について説明する。本実施形態は、図11に示すように、上記実施形態1の第2除湿ユニット(20)の構成を変更したものである。
例えば、上記第1実施形態では、第2除湿ユニット(20)の各吸着熱交換部について、凝縮器となるとき(凝縮動作時)に、冷媒の蒸発温度の高い側から低い側に向かって冷媒の凝縮温度が段階的に低くなるように構成してもよい。
21,21a,21b 冷媒回路
22,22a,22b 圧縮機構
23,23a,23b 四方切換弁(切換機構)
24a,24b 吸着熱交換器(吸着熱交換部)
26a,26b 吸着熱交換器(吸着熱交換部)
27 加熱熱交換器
2a 第1回路
2b 第2回路
Claims (7)
- 圧縮機構(22,22a,22b)と吸着剤が設けられて空気が通過する2つの吸着熱交換部とが接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路(21,21a,21b)と、該冷媒回路(21,21a,21b)における冷媒の循環方向を切り換えて、上記各吸着熱交換部で冷媒の凝縮動作と蒸発動作を交互に行わせる切換機構(23,23a,23b)とを備え、蒸発動作を行う上記吸着熱交換部を通過する際に除湿された空気を室内へ供給する除湿装置であって、
上記各吸着熱交換部は、蒸発動作時に、空気流れの入口側から出口側に向かって冷媒の蒸発温度が段階的に低くなるように構成されている
ことを特徴とする除湿装置。 - 請求項1において、
上記各吸着熱交換部は、凝縮動作時に、冷媒の蒸発温度の高い側から低い側に向かって冷媒の凝縮温度が段階的に高くなるように構成されている
ことを特徴とする除湿装置。 - 請求項1において、
上記各吸着熱交換部は、空気流れの向きが蒸発動作時と凝縮動作時とで反対となるように構成されている
ことを特徴とする除湿装置。 - 請求項1乃至3の何れか1項において、
上記冷媒回路は、それぞれ、圧縮機構(22a,22b)と吸着剤が設けられた2つの吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)とが接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う複数の冷媒回路(21a,21b)であり、
上記切換機構(23a,23b)は、上記各冷媒回路(21a,21b)における冷媒の循環方向を切り換えて該冷媒回路(21a,21b)の上記2つの吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)で冷媒の凝縮動作と蒸発動作を交互に行わせ、
上記複数の冷媒回路(21a,21b)は、上記吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)の蒸発動作時の冷媒の蒸発温度が互いに異なるように構成され、
上記各吸着熱交換部は、上記複数の冷媒回路(21a,21b)の各一の吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)が一組となって構成されると共に、蒸発動作時に空気が上記一組となった複数の吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)を冷媒の蒸発温度の高い吸着熱交換器(24a,26a)から順に通過するように構成されている
ことを特徴とする除湿装置。 - 請求項1乃至3の何れか1項において、
上記冷媒回路(21)は、吸着剤が設けられた2つの吸着熱交換器(24a,26a)を有し、一端が上記圧縮機構(22)の吐出側に他端が該圧縮機構(22)における圧縮途中の中間圧部分に接続された第1回路(2a)と、吸着剤が設けられた2つの吸着熱交換器(24b,26b)を有し、一端が上記圧縮機構(22)の吐出側に他端が該圧縮機構(22)の吸入側に接続された第2回路(2b)とを備え、
上記切換機構(23a,23b)は、上記第1回路(2a)および第2回路(2b)の冷媒の循環方向を切り換えて上記各回路(2a,2b)の上記2つの吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)で冷媒の凝縮動作と蒸発動作を交互に行わせ、
上記冷媒回路(21)は、上記第2回路(2b)における吸着熱交換器(24b,26b)の蒸発動作時の冷媒の蒸発温度が上記第1回路(2a)における吸着熱交換器(24a,26a)の蒸発動作時の冷媒の蒸発温度よりも低くなるように構成され、
上記各吸着熱交換部は、上記第1回路(2a)および第2回路(2b)の各一の吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)が一組となって構成されると共に、蒸発動作時に空気が上記第1回路(2a)の吸着熱交換器(24a,26a)、上記第2回路(2b)の吸着熱交換器(24b,26b)の順に通過するように構成されている
ことを特徴とする除湿装置。 - 請求項1乃至3の何れか1項において、
上記冷媒回路(21)は、冷媒として非共沸混合冷媒が循環し、
上記各吸着熱交換部は、蒸発動作時に、空気が冷媒の出口側から入口側へ向かって通過するように構成されている
ことを特徴とする除湿装置。 - 請求項4において、
上記各吸着熱交換部は、凝縮動作時に空気が上記一組となった複数の吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)を順に通過するように構成され、
上記複数の冷媒回路(21a,21b)のうち、凝縮動作を行う上記吸着熱交換部において空気が最後に通過する上記吸着熱交換器(24a,26a)が接続された冷媒回路(21a)は、上記圧縮機構(22a)の吐出側と上記吸着熱交換器(24a,26a)との間に接続され、凝縮動作を行う上記吸着熱交換部の上記複数の吸着熱交換器(24a,24b,26a,26b)を通過する空気が該通過前に冷媒と熱交換する加熱熱交換器(27)を有している
ことを特徴とする除湿装置。
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