JP6021965B2 - 除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、デシカントブロックを用いた除湿装置に関するものである。

従来より、水分の吸着及び脱着を行うデシカントブロックを利用して除湿対象空間内を除湿する除湿装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、冷凍サイクルの熱交換器による冷却及び加熱とデシカントロータによる吸脱着とが組み合わされて除湿が行われる除湿装置が開示されている。この除湿装置には、除湿対象空間の空気が、冷凍サイクルの放熱器、デシカントロータの脱着部、冷凍サイクルの蒸発器、デシカントロータの吸着部の順に通過する風路室が設けられている。

風路室内に取り入れた除湿対象空間の空気は放熱器において加熱され、加熱された空気がデシカントロータの脱着部で加湿される。その後、加湿された空気が蒸発器で露点温度以下まで冷却され冷却除湿され、冷却除湿した空気がデシカントロータの吸着部で更に除湿された後、除湿対象空間に戻される。このデシカントロータが回転することにより、連続的に除湿運転が行われる。デシカントブロックの吸脱着作用と冷凍サイクルの冷却及び加熱作用とを組み合わせることにより、冷凍サイクルのみ又はデシカントブロックのみを用いた除湿に比べて、より多くの除湿量を実現でき、高性能な除湿装置になっている。

特開２００６−１５０３０５号公報（要約、図１）

特許文献１のデシカントロータの運転開始時の状態は、除湿対象空間の空気の相対湿度に依存し、除湿対象空間の空気の相対湿度が高いときにはデシカントロータは多くの水分を吸着している。このため、運転開始時において除湿対象空間の空気の相対湿度が高い場合、高湿空気が通過してもデシカントロータは除湿できず、除湿能力の立ち上がりに時間が掛かる場合がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、除湿能力を運転開始時から早期に立ち上げることができる除湿装置を提供することを目的とする。

本発明の除湿装置は、圧縮機、流路切換装置、第１熱交換器、減圧部及び第２熱交換器が冷媒配管を用いて接続された冷媒回路と、除湿対象空間の空気が流通する風路室が形成され、風路室内に第１熱交換器と第２熱交換器とが設置されている筐体と、風路室内の第１熱交換器と第２熱交換器との間に配置され、水分の吸脱着を行うデシカントブロックと、筐体の風路室内に設けられ、除湿対象空間の空気を風路室に流通させる送風機と、筐体に設置され、除湿対象空間の空気の湿度を検知する湿度検知部と、湿度検知部において検知された空気の湿度に基づいて、冷媒回路の動作を制御する制御装置とを有し、制御装置は、運転開始時に湿度検知部において検知された相対湿度が設定湿度閾値以上であるか否かを判定する湿度判定部と、第２熱交換器が凝縮器又は放熱器として動作すると共に、第１熱交換器が蒸発器として動作し、デシカントブロックが風路室を通過する除湿対象空間の空気から水分を吸着する第１運転モードと、第２熱交換器が蒸発器として動作すると共に、第１熱交換器が凝縮器又は放熱器として動作し、デシカントブロックに保持されている水分を脱着する第２運転モードとを、湿度判定部の判定結果に基づいて切り換えるように、冷媒回路を制御する運転制御部と、を備え、運転制御部は、湿度判定部において相対湿度が設定湿度閾値未満であると判定された場合には第１運転モードで運転を開始し、相対湿度が設定湿度閾値以上であると判定された場合には第２運転モードで運転を開始するものである。

本発明の除湿装置によれば、運転開始時の除湿対象空間の空気の湿度に応じて、第１運転モードもしくは第２運転モードのいずれかで起動を開始するかを制御することにより、運転起動時のデシカントブロックの状態に応じて水分の吸着もしくは脱着のいずれかから開始するかを決定することができるため、除湿能力を起動開始から早期に立ち上げることができる。

本発明の実施の形態１に係る除湿装置の構成を示す模式図である。 図１の除湿装置における第１運転モード時の空気の状態変化を示す空気湿り線図である。 図１の除湿装置における第２運転モード時の空気の状態変化を示す空気湿り線図である。 除湿対象空間の空気の相対湿度が高湿である場合の第１運転モード及び第２運転モードによる除湿量変動を示したグラフである。 除湿対象空間の空気の相対湿度が低湿である場合の第１運転モード及び第２運転モードによる除湿量変動を示したグラフである。 デシカントブロックが反応しない場合の運転モードによる除湿量変動を示したグラフである。 除湿対象空間の空気の相対湿度と起動時の運転モードの関係を示したグラフである。 図１の除湿装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る除湿装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態３に係る除湿装置の構成を示す模式図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら本発明の除湿装置の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る除湿装置の構成を示す模式図である。図１の除湿装置１は、筐体１０と、圧縮機２、流路切換装置３、第１熱交換器４、減圧装置５及び第２熱交換器６が冷媒配管３０で接続された冷媒回路とを有する。冷媒回路に流れる冷媒は、例えばＲ４１０Ａ、ＨＦＣ系冷媒、ＨＣ冷媒、ＣＯ_２、ＮＨ_３などの自然冷媒を適用することができる。ＣＯ_２冷媒を適用する場合で、高圧が臨界圧力以上の運転の場合は、凝縮器は放熱器として動作する。

筐体１０は、箱状に形成されたものであって、内部には風路室１０Ａと機械室１０Ｂとに区画する壁面１１が設けられている。機械室１０Ｂには圧縮機２及び流路切換装置３が配置され、風路室１０Ａには第１熱交換器４、減圧装置５及び第２熱交換器６が配置されている。壁面１１には貫通穴が形成されており、冷媒配管３０は貫通穴を貫通して流路切換装置３と第１熱交換器４及び流路切換装置３と第２熱交換器６とを接続する。なお、貫通穴と接続配管との隙間部分は気密に保つように構成することにより、壁面１１の貫通穴と冷媒配管３０との間の隙間を介して風路室１０Ａと機械室１０Ｂとの間で気流が生じるのを防止することができる。

風路室１０Ａは、除湿対象空間の空気が流通するものであって、例えば矩形状に形成されている。風路室１０Ａは、除湿装置１の周囲にある除湿対象空間の空気を内部に導入する吸込口２０ａと、除湿された空気を外部に排出する吹出口２０ｂとを有している。吸込口２０ａ及び吹出口２０ｂは例えば直線状に配置されており、風路室１０Ａ内に流通する空気は直線状に流れる。ここで、従来のようにデシカントロータを用いる場合、デシカントロータの吸着部と脱着部に空気を通風させる必要があり、曲がり部のある風路室１０Ａを構成せざるを得ない。風路室１０Ａに曲がり部があることにより、空気を搬送する際の圧力損失が大きくなってしまう。一方、図１の除湿装置１においては、風路ＡＣが直線的に形成されていることにより、空気を搬送する際の圧力損失を小さくできる。よって、空気を搬送する送風機８の消費電力を少なくでき、より高効率の除湿装置１を提供することができる。

圧縮機２は、冷媒を吸入し圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、例えば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成されている。流路切換装置３は、例えば四方弁からなっており、冷媒回路において冷媒が流れる流路を切り換えるものである。なお、図１において冷媒の流れが切り換えられる様子を実線方向と点線方向とで示す。

図１の実線の流路に切り換えられた場合、圧縮機２から吐出された冷媒が、流路切換装置３、第１熱交換器４、減圧装置５、第２熱交換器６及び流路切換装置３の順に流れて圧縮機２に戻る冷凍サイクルが構成される。この場合、第１熱交換器４は凝縮器（放熱器）として動作し、第２熱交換器６は蒸発器として動作する。一方、流路切換装置３の流路が図１の点線の流路に切り換えられた場合、圧縮機２から吐出された冷媒が、圧縮機２、流路切換装置３、第２熱交換器６、減圧装置５、第１熱交換器４及び流路切換装置３の順に流れて圧縮機２に戻る冷凍サイクルが構成される。この構成では、第２熱交換器６が凝縮器（放熱器）として動作し、第１熱交換器４は蒸発器として動作する。

第１熱交換器４及び第２熱交換器６は、それぞれ例えばプレートフィンチューブ熱交換器からなっており、伝熱管内を流れる冷媒とフィン周囲を流れる空気とを熱交換するものである。また、減圧装置５は、開度が可変である電子式膨張弁からなっている。デシカントブロック７は、デシカント材を固形で矩形に成型したものであり、例えばゼオライトやシリカゲル、高分子系吸着材など水分を吸脱着する材料で構成されている。そして、第１熱交換器４と第２熱交換器６とは筐体１０の風路室１０Ａ内に設置されている。

デシカントブロック７は、風路室１０Ａ内の第１熱交換器４と第２熱交換器６との間に不動の状態で固定されている。このため、デシカントブロック７を回転駆動するモーターやその固定構造等が不要であり、また、風路室１０Ａの構成をシンプルにすることができる。よって、除湿装置１のコンパクト化を図ることができ、装置構成を簡素にでき、低コストの装置とすることができる。

送風機８は、筐体１０の風路室１０Ａ内に設けられ、除湿対象空間の空気を風路室１０Ａに流通させるものである。ここで、第１熱交換器４、デシカントブロック７、第２熱交換器６及び送風機８は、風路室１０Ａ内において直列に配置されている。送風機８の駆動により吸込口２０ａから風路ＡＣ内に吸入された空気は、第１熱交換器４、デシカントブロック７、第２熱交換器６、送風機８の順に直線状に流れた後、吹出口２０ｂから除湿装置１の外部に排気される。この際、風路室１０Ａが矩形状に形成されているため、風路室１０Ａに実装される第１熱交換器４、第２熱交換器６及びデシカントブロック７のそれぞれが風路室１０Ａの形状に合わせて矩形の外形構造を採用することができ、風路室１０Ａ内に各構成要素を高密度に実装できる。

また、従来装置ではデシカントロータを用いることから、矩形状の風路ＡＣの中に円形のロータを配置することになる。よって、ロータ配置部分では四隅にデッドスペースができてしまい、風路室１０Ａをコンパクトに構成できない。これに対し、本実施の形態１では、矩形のデシカントブロック７を用いることにより、デッドスペース無く配置することができ、高密度実装ができる。その結果、風路室１０Ａをコンパクトに構成することができる。

さらに、従来の除湿装置において、吸着部と脱着部とはそれぞれ風路室を分ける必要があり、吸着部と脱着部の境界部分を気密に分離するシール構造が必要になる。これに対し、図１の除湿装置１においては、風路ＡＣは１つであり、流路切換装置３の切り換えにより、デシカントブロック７の吸着と脱着を切り換えることができる。このため、従来のようにシール構造は不要であり、装置構成を簡略化でき、低コスト化を図ることができる。

なお、風路ＡＣに実装される第１熱交換器４、第２熱交換器６及びデシカントブロック７のそれぞれを、上述したように風路ＡＣの形状に合わせて外形が矩形の構造とした場合、上述したようにコンパクト化の効果が得られるため好ましいが、必ずしも矩形に限定するものではない。

さらに、除湿装置１は、風路室１０Ａ内の第１熱交換器４及び第２熱交換器６のそれぞれの下方に配置されたドレンパン４０と、機械室１０Ｂ内に設置され、ドレンパン４０に配管４１を介して接続されたドレンタンク４２とを有している。ドレンパン４０は、運転時に第１熱交換器４及び第２熱交換器６から滴下した発生したドレン水を受けるものである。ドレンパン４０において受けたドレン水は図１の破線で示す配管４１を経由して除湿装置１の最下部にあるドレンタンク４２に流入し貯留される。

次に、除湿装置１の除湿運転動作について説明する。除湿装置１では流路切換装置３の流路切り換えにより、第１運転モード及び第２運転モードの２つの運転モードが実現される。第１運転モードは、第２熱交換器６が凝縮器又は放熱器として動作すると共に、第１熱交換器４が蒸発器として動作し、デシカントブロック７が風路室１０Ａを通過する除湿対象空間の空気から水分を吸着する運転モードである。第２運転モードは、第２熱交換器６が蒸発器として動作すると共に、第１熱交換器４が凝縮器又は放熱器として動作し、デシカントブロック７に保持されている水分を脱着する運転モードである。

（第１運転モード：冷凍サイクルの動作）
第１運転モードは、流路切換装置３の流路が図１の点線に切り換えられ、風路室１０Ａの上流側の第１熱交換器４が蒸発器になり、風路室１０Ａの下流側の第２熱交換器６が凝縮器になる運転モードである。まず、圧縮機２により低圧の冷媒が吸入された後に圧縮され、高温且つ高圧のガス冷媒になる。圧縮機２から吐出されたガス冷媒は、流路切換装置３を経て、第２熱交換器６に流入する。第２熱交換器６に流入した冷媒は、風路ＡＣを流れる空気に放熱し空気を加熱しながら冷却されて凝縮し、高圧の液冷媒になって第２熱交換器６から流出する。第２熱交換器６から流出した液冷媒は、減圧装置５で減圧され、低圧の二相冷媒になる。その後、冷媒は第１熱交換器４に流入し、風路ＡＣを流れる空気から吸熱し、空気を冷却しながら加熱されて蒸発し、低圧のガスになる。その後、冷媒は、流路切換装置３を経て圧縮機２に吸入される。

（第１運転モード：空気の動作）
図２は図１の除湿装置における第１運転モード時の空気の状態変化を示す空気湿り線図である。なお、図２において、縦軸は空気の絶対湿度、横軸は空気の乾球温度、曲線は飽和空気を示しており、飽和空気における相対湿度は１００％である。除湿装置１の除湿対象空間の空気（図２のＡ点）は、除湿装置１に流入後、第１熱交換器４において冷却される。冷媒回路は、第１熱交換器４内の冷媒温度が空気の露点温度よりも低くなるように運転されており、空気は第１熱交換器４により冷却されると共に除湿され、低温で高相対湿度の状態になる（図２のＢ点）。

その後、空気の相対湿度が高い空気はデシカントブロック７に流入し、デシカントブロック７に水分が吸着される。これにより、空気に含まれる水分量が減少し、更に除湿される。一方でデシカントブロック７に流入した空気は、吸着に伴い発生する吸着熱により加熱され、空気の温度は上昇し、高温且つ低湿度の状態になる（図２のＣ点）。その後、空気は第２熱交換器６に流入し、加熱されて高温になる（図２のＤ点）。そして、空気は送風機８に流入し、吹出口２０ｂから除湿装置１外部に排気される。

（第２運転モード：冷凍サイクルの動作）
第２運転モードは、上流側の第１熱交換器４が凝縮器になり、下流側の第２熱交換器６が蒸発器になるように、流路切換装置３の流路が切り換えられた運転モードである。まず、圧縮機２により低圧のガスが吸入された後、圧縮され、高温且つ高圧のガスになる。圧縮機２より吐出された冷媒は、流路切換装置３を経て、第１熱交換器４に流入する。第１熱交換器４に流入した冷媒は、風路ＡＣを流れる空気に放熱し、空気を加熱しながら冷却されて凝縮し、高圧の液冷媒になって第１熱交換器４から流出する。第１熱交換器４から流出した液冷媒は、減圧装置５で減圧され、低圧の二相冷媒になる。その後、冷媒は第２熱交換器６に流入し、風路ＡＣを流れる空気より吸熱し、空気を冷却しながら冷媒そのものは加熱されて蒸発し、低圧のガスになる。そして、冷媒は、流路切換装置３を経て、圧縮機２に吸入される。

（第２運転モード：空気の動作）
図３は図１の除湿装置における第２運転モード時の空気の状態変化を示す空気湿り線図である。なお、図３において、縦軸は空気の絶対湿度、横軸は空気の乾球温度であり、図３の曲線は飽和空気を示すもので、飽和空気における相対湿度は１００％である。除湿装置１の除湿対象空間の空気（図３のＡ点）は、除湿装置１に流入後、第１熱交換器４において加熱され、温度が上昇すると共に、相対湿度が低下する（図３のＥ点）。

その後、空気はデシカントブロック７に流入するが、空気の相対湿度が低いため、デシカントブロック７に保持されている水分は脱着（放出）され、空気に含まれる水分量が増加する。一方でデシカントブロック７に流入した空気から、脱着に伴う脱着熱が奪われ、空気の温度は低下し、低温且つ高湿度の状態になる（図３のＦ点）。その後、空気は第２熱交換器６に流入し、冷却される。なお、冷媒回路は、第２熱交換器６内の冷媒温度が空気の露点温度よりも低くなるように運転されており、空気は第２熱交換器６により冷却されると共に除湿され、低温で絶対湿度の低い状態になる（図３のＧ点）。その後、空気は送風機８に流入し、吹出口２０ｂから除湿装置１外部に排気される。

以上のように、第２運転モードでは第１運転モードと比べて高湿な空気が蒸発器として機能する第２熱交換器６に流入するため、多くの結露を発生することで結露水としての除湿量を増加することができる。一方、第１運転モードでは、第１熱交換器４における冷媒での冷却による除湿に加えて、デシカントブロック７の吸着による除湿も実施される。よって、第１運転モードは第２運転モードに比べて吹き出し空気の絶対湿度を低下させることができる。

上述した第１運転モード及び第２運転モードの切り換えは、制御装置６０により行われる。具体的には、除湿装置１は、風路室１０Ａに設置され、除湿対象空間の空気の相対湿度を検知する湿度検知部５０と、湿度検知部５０において検知された相対湿度を用いて上述した運転モードを制御する制御装置６０とを備えている。

湿度検知部５０は、例えば吸込口２０ａに設置されており、吸込口２０ａから吸い込まれる除湿対象空間の空気の相対湿度を計測する。なお、湿度検知部５０の設置場所は吸込口２０ａに限られず、第１熱交換器４の通過後、デシカントブロック７の通過後、第２熱交換器６の通過後の空気が通過する風路室内もしくは吹出口２０ｂ周辺以外の風路室１０Ａ内部、筐体１０の表面に湿度検知部５０を取り付けてもよい。また、湿度検知部５０は、除湿対象空間の空気の相対湿度を推算できる装置であればよく、例えば吸込空気の相対湿度を吸込空気の状態から検知してもよい。あるいは、湿度検知部５０は、露点温度を計測するセンサからなり、露点温度から相対湿度を推算するなどの手法を採用してもよい。

さらに、湿度検知部５０は、除湿対象空間に設置され、制御装置６０が温湿度情報を有線もしくは無線通信によって相対湿度の情報を得てもよいし、使用者が室内湿度を入力する入力部からなってもよい。あるいは、湿度検知部５０は、前回の運転終了時の温湿度情報から温湿度情報を記憶し、運転再開時の判定に利用してもよい。この場合、空気側から相対湿度を直接検知する必要がないため、コスト低減及び吸込口２０ａのセンサスペース削減からコンパクト化することができる。

制御装置６０は、例えばマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を備えており、ＲＯＭには制御プログラムが記憶されている。制御装置６０は、流路切換装置３の切り換え等の冷媒回路の運転の制御、送風機８の回転数制御、圧縮機２の回転数制御、減圧装置５の開度制御等の各種制御を行うものである。

制御装置６０は、運転開始時に湿度検知部５０において検知された相対湿度が設定湿度閾値ｈｒｅｆ以上であるか否かを判定する湿度判定部６１と、湿度判定部６１の判定結果に基づいて、第１運転モードもしくは第２運転モードのうち、いずれの運転モードで運転を開始するかを制御する運転制御部６２とを有している。

湿度判定部６１には、予め設定湿度閾値ｈｒｅｆが記憶されており、設定湿度閾値ｈｒｅｆは例えば相対湿度５０％よりも大きい値に設定されている。そして、運転制御部６２は、湿度判定部６１において相対湿度が設定湿度閾値ｈｒｅｆ未満であると判定された場合、運転制御部６２は第１運転モードで運転を開始する。一方、湿度判定部６１において相対湿度が設定湿度閾値ｈｒｅｆ以上であると判定された場合、運転制御部６２は第２運転モードで運転を開始する。

運転開始時のデシカントブロック７の状態は、除湿対象空間の空気の相対湿度に依存した状態になっている。言い換えれば、除湿対象空間の空気の相対湿度は運転開始時のデシカントブロック７の水分保持量を表している。そこで、湿度判定部６１は運転開始時のデシカントブロック７の水分保持量に合わせて第１運転モードと第２運転モードのうち、いずれの運転モードが適しているかを閾値処理により判定する。そして、運転制御部６２は除湿能力の立ち上がりが早くなる運転モードを選択して運転を開始する。

具体的には、図４は除湿対象空間の空気の相対湿度が高い場合の第１運転モード及び第２運転モードによる除湿量変動を示したグラフである。図４に示すように、除湿対象空間の空気が高湿である場合、運転開始時のデシカントブロック７の保持水分量は多くなる。デシカントブロック７の水分保持量が多い状態で第１運転モードが選択された場合、図４の実線に示すように、デシカントブロック７において吸着反応が発生しにくくなり、主に第１熱交換器４による冷却除湿分のみが除湿量になる。

そこで、運転制御部６２は、運転開始時の除湿対象空間の空気が高湿である場合には、第２運転モードで運転を開始するように制御する。すると、図４の点線で示すように、運転開始時からデシカントブロック７の脱着反応により第２熱交換器６に流入する空気が高湿化し、第２熱交換器６において結露として発生する除湿量が増加する。このため、除湿装置１の起動時の除湿能力を増加させることができ、運転開始時からの除湿能力の立ち上げを早期に行うことができる。その後、運転制御部６２が第２運転モードから第１運転モードに切り換えた際には、図４の点線に示すように、デシカントブロック７の吸着反応により吹き出し空気の絶対湿度を低下させることができる。

図５は除湿対象空間の空気の相対湿度が低湿である場合の第１運転モード及び第２運転モードによる除湿量変動を示したグラフである。除湿対象空間の空気の相対湿度が低い場合、デシカントブロック７の保持水分量は少なくなる。デシカントブロック７の水分保持量が少ない状態で第２運転モードが選択された場合、図５の点線に示すように脱着反応が発生しにくく、主に第２熱交換器６による冷却除湿分のみが除湿量になる。

そこで、運転制御部６２は、運転開始時の除湿対象空間の空気が低湿である場合には、第１運転モードで運転を開始するように制御する。これにより、図５の実線に示すように、除湿装置１の除湿量は、第２熱交換器６での結露発生量のみならずデシカントブロック７の吸着反応による除湿を加えたものになる。このため、除湿装置１の起動時の除湿能力を増加させることができ、運転開始時からの除湿能力の立ち上げを早期に行うことができる。その後、運転制御部６２が第１運転モードから第２運転モードに切り換えた際には、デシカントブロック７の脱着反応から、第２熱交換器６に流入する空気が高湿化するために結露として発生する除湿量を増加し、運転開始時の除湿能力を増加させることができる。

なお、除湿対象空間の空気の湿度が中程度である場合、第１運転モードもしくは第２運転モードのいずれであってもデシカントブロック７の吸着反応もしくは脱着反応のどちらかが発生し、ある程度除湿することができる。このような状況ではどちらのモードで運転開始しても通常よりも早期にデシカントブロック７が飽和する。このため、通常運転時と比較すると、デシカントブロック７が反応しない時間が発生しやすくなる。

図６はデシカントブロック７が反応していない状態での第１運転モードと第２運転モードの除湿量の比較を示すグラフである。図６において、第１運転モードと第２運転モードを比較すると、第１運転モードは除湿対象空間の空気が蒸発器として機能する第１熱交換器４に流入し、冷却除湿される。一方、第２運転モードでは除湿対象空間の空気温度が凝縮器として機能する第１熱交換器４に加熱されたのちに蒸発器として機能する第２熱交換器６に流入する。このため、第２運転モードにおいては除湿対象空間の空気よりも高温の空気を除湿することになる。よって、図６の点線に示すように、第２運転モードの除湿量は第１運転モードの除湿量よりも低い。したがって、除湿対象空間の空気の湿度が中程度である場合には、第１運転モードで運転が開始されることが好ましい。

このように、除湿対象空間の空気の相対湿度が中湿度及び高湿度である場合には第２運転モードで運転が開始され、低湿度である場合には第１運転モードで運転が開始されることが望ましい。以上の事項を考慮し、湿度判定部６１における設定湿度閾値ｈｒｅｆは、相対湿度５０％以上の値に設定されている。

図７は、除湿対象空間の空気の相対湿度と起動時の運転モードの関係を示したグラフである。図７に示すように、運転起動時の運転モードの選択では第１運転モードを選択する相対湿度幅の方が、第２運転モードを選択する相対湿度幅よりも大きい。したがって、例えば設定湿度閾値ｈｒｅｆが５０％に設定され、相対湿度が５０％以上の場合に第２運転モードで起動する。なお、設定湿度閾値ｈｒｅｆは５０％以上であればよく、たとえば、起動初期の相対湿度が７０％未満であれば第１運転モードで運転を開始し、７０％以上であれば第２運転モードで運転を開始してもよい。

また、運転制御部６２は、第１運転モードもしくは第２運転モードにより運転が開始された後において、第１運転モードと第２運転モードとを交互に繰り返すように流路切換装置３を制御する。例えば第１運転モードが一定以上の時間の間継続して実施した場合、デシカントブロック７に含まれる水分量には上限があるため、一定以上の時間の間運転すると、デシカントブロック７に水分が吸着されなくなり除湿量が低下する。そこで、制御装置６０は、デシカントブロック７の保持水分量が上限近くになった段階で、第２運転モードに切り換え、デシカントブロック７から水分を放出する運転を実施する。また、制御装置６０は、第２運転モードをしばらく実施し、デシカントブロック７の保持水分量が適度に減少した時点で再び第１運転モードに切り換える。このように、第１運転モードと第２運転モードとを交互に実施することにより、デシカントブロック７の吸脱着作用が順次行われるため、デシカントの吸脱着作用による除湿量増加効果が維持される。

図８は図１の除湿装置の動作例を示すフローチャートであり、図１から図８を参照して除湿装置１の動作例について説明する。まず、除湿装置１へ運転開始の指示がなされたとき（ステップＳＴ１）、湿度検知部５０により除湿対象空間の空気の相対湿度が検知される（ステップＳＴ２）。その後、制御装置６０の湿度判定部６１において、除湿対象空間の空気の相対湿度が設定湿度閾値ｈｒｅｆ以上であるか否かが判定される（ステップＳＴ３）。

相対湿度が設定湿度閾値ｈｒｅｆ以上であると判定された場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、第１熱交換器４が凝縮器になり第２熱交換器６が蒸発器になる第２運転モードで運転が開始される（ステップＳＴ４）。すると、第１熱交換器４による冷却除湿及びデシカントブロック７の吸着による除湿運転が運転開始時から実行される。一方、相対湿度が設定湿度閾値ｈｒｅｆ未満であると判定された場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、第１熱交換器４が蒸発器になり、風路室１０Ａの下流側の第２熱交換器６が凝縮器になる第１運転モードで運転が開始される（ステップＳＴ５）。すると、第１熱交換器４による冷却除湿及びデシカントブロック７の吸着による除湿が運転開始から行われる。第１運転モードもしくは第２運転モードで運転が開始されてから一定時間経過した後には、運転制御部６２において運転モードが切り換えられる（ステップＳＴ６）。

上記実施の形態１によれば、運転制御部６２において除湿対象空間の湿度に応じて運転開始時の運転モードを選択することにより、運転開始時の除湿量が増加し、室内湿度を早期に目標湿度に到達させることができる。すなわち、運転開始時の運転モードが第１運転モードもしくは第２運転モードのいずれか一方に予め設定されているとき、運転開始時のデシカントブロック７の水分保持量によっては、運転開始時から早期に除湿能力を発揮することができない場合がある。そこで、湿度判定部６１が相対湿度に基づいてデシカントブロック７の状態を把握し、運転制御部６２がデシカントブロック７の状態に合った第１運転モードもしくは第２運転モードで運転を開始する。これにより、デシカントブロック７における除湿が運転の立ち上がりから早期に実施されることになるため、除湿能力の立ち上がりを早くすることができる。

また、設定湿度閾値ｈｒｅｆが、５０％以上の相対湿度である場合、除湿対象空間の相対湿度が高湿の場合のみならず中湿のときにも第１運転モードで運転を開始して、運転開始時の除湿能力を早期に立ち上げることができる。

実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２に係る除湿装置の構成を示す模式図であり、図９を参照して除湿装置１００について説明する。なお、図９の除湿装置１００において図１の除湿装置１と同一の構成を有する部位には同一の構成を付してその説明を省略する。図９の除湿装置２００が図１の除湿装置１と異なる点は、湿度検知部の構成である。

図９の除湿装置１００において、湿度検知部は、第１熱交換器４を流れる冷媒の温度を検知する冷媒温度センサ１５１と、第１熱交換器４を通過した後の空気の温度を検知する空気温度センサ１５２とを有している。ここで、運転制御部６２が蒸発器を通過する冷媒の過熱度を減圧装置５を用いて制御している状況において、相対湿度が高い場合には蒸発器を通過した空気の温度と冷媒の蒸発温度との差が小さくなる特性がある。そこで、湿度判定部６１は、第１熱交換器４の蒸発温度と、第１熱交換器４を通過した後の空気温度との差分から相対湿度を演算する。

ここで、上述した冷媒温度及び空気温度は、冷媒回路が起動した後にしか検知することができないため、運転制御部６２は、最初に第１熱交換器４は蒸発器になり第２熱交換器６は凝縮器になる第１運転モードで湿度を検出するための試運転を開始する。その後、第１熱交換器４の蒸発温度と、第１熱交換器４を通過した後の空気温度との差分から相対湿度を演算する。そして、演算した相対湿度が設定湿度閾値ｈｒｅｆ以下の場合には第１運転モードを継続し、設定湿度閾値ｈｒｅｆよりも大きい場合には第２運転モードに切り換え、除湿のための運転を開始するようにしてもよい。

なお、冷媒温度センサ１５１は、冷媒の温度を検知するものであればその構成を問わず、例えば第１熱交換器の冷媒配管温度、第１熱交換器の熱交換器フィン温度、第１熱交換器を通過する冷媒の圧力換算した飽和温度、冷媒配管内を通過する冷媒の温度を計測した冷媒温度のうち少なくとも１つ以上を冷媒温度として検出するものであればよい。

上記実施の形態２によれば、湿度検知部は、冷媒回路側から相対湿度を検知することにより、相対湿度を直接計測しなくとも、除湿対象空間の空気の相対湿度を検知することができるため、除湿対象空間にセンサを設置する必要がなくなる。そして、冷媒回路を制御するために冷媒温度センサ１５１及び空気温度センサ１５２を流用して相対湿度の検知を行うことができるため、構成の簡略化を図ることができる。また、実施の形態２の場合であっても、実施の形態１と同様、相対湿度に基づいて運転開始時の運転モードを設定することにより、運転開始時の除湿能力を増大させることができる。

実施の形態３．
図１０は本発明の実施の形態３に係る除湿装置の構成を示す模式図であり、図１０を参照して除湿装置２００について説明する。なお、図１０の除湿装置２００において図１の除湿装置１と同一の構成を有する部位には同一の構成を付してその説明を省略する。図９の除湿装置２００が図１の除湿装置１と異なる点は、冷媒回路が第３熱交換器２０１を有する点である。

図１０の冷媒回路は、第１熱交換器４及び第２熱交換器６に加えて、第３熱交換器２０１を有している。第３熱交換器２０１は、風路室１０Ａ内の第２熱交換器６の下流に配置されており、一方が圧縮機２の吐出側に接続されており、他方が流路切換装置３の流入側に接続されている。そして、第１運転モード時には、圧縮機２、第３熱交換器２０１、流路切換装置３、第２熱交換器６、減圧装置５、第１熱交換器４、流路切換装置３、圧縮機２の順で冷媒が流れる冷媒回路が形成される。第２運転モード時には、圧縮機２、第３熱交換器２０１、流路切換装置３、第１熱交換器４、減圧装置５、第２熱交換器６、流路切換装置３、圧縮機２の順で冷媒が流れる冷媒回路が形成される。

第３熱交換器２０１において凝縮熱が放熱されることにより、第２運転モード時にデシカントブロック７に流入する空気温度を制御することができる。よって、デシカントブロック７における脱着反応速度を鈍化させることができる。一方、高湿条件では、蒸発器として機能する第２熱交換器６の除湿能力以上に高湿空気が通過することがある。そこで、そのような場合に脱着速度を鈍化することで、除湿しきれない状況を回避することができ、結露として回収できる除湿量を増加させることができる。また、実施の形態３の場合であっても、実施の形態１と同様、相対湿度に基づいて運転開始時の運転モードを設定することにより、運転開始時の除湿能力を増大させることができる。

なお、図１０の除湿装置２００において、湿度検知部５０は吸込口２０ａに設けられている場合について例示しているが、実施の形態２のように、冷媒回路から相対湿度を検知するものであってもよい。

本発明の除湿装置の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように種々変形実施可能である。例えば、第１運転モードと第２運転モードのそれぞれの運転時間は、予め定められた時間としてもよいが、各運転モードのそれぞれの運転時間には、空気条件や除湿装置１の運転状態に応じた適正値がある。よって、その適正値で運転できるように、空気条件や除湿装置１の運転状態に基づいて各運転モードの運転時間を決定するようにしてもよい。

また、本実施の形態の第１運転モードでは、搬送される空気に対し、第１熱交換器４による除湿、デシカントブロック７による除湿に次いで、第２熱交換器６による加熱が実施される。そのため、除湿装置１の吹出空気は、高温で水分量の少ない状態になり（図３、Ｇ点）、相対湿度を例えば２０％以下の低相対湿度にできる。このような低相対湿度の空気は、乾燥用途に好適な空気であり、この空気を、洗濯物などの被乾燥物に直接当てるようにしてもよい。これにより、被乾燥物の乾燥を促進することができ、より高性能な乾燥機能を実現することができる。

除湿装置１が被乾燥物の乾燥に用いられる場合、第２運転モードでの吹出空気は、第１運転モードでの吹出空気に比べて低温で高湿度であるため、第２運転モードのときのみ、吹出空気を被乾燥物に当てることが望ましい。よって、このような用途に対応するため、除湿装置１の吹出口２０ｂに、吹出風向を変更するベーンが設けられてもよい。そして、ベーンは、第１運転モードでの吹出方向と第２運転モードでの吹出方向とを別の方向に調整する機能を有し、第２運転モードのときのみ、吹出口２０ｂからの吹出空気が被乾燥物にあたるようにベーンを調整してもよい。これにより、被乾燥物の乾燥をより促進でき、高性能な乾燥機能を実現できる。

１、１００、２００ 除湿装置、２ 圧縮機、３ 流路切換装置、４ 第１熱交換器、５ 減圧装置、６ 第２熱交換器、７ デシカントブロック、８ 送風機、１０ 筐体、１０Ａ 風路室、１０Ｂ 機械室、１１ 壁面、２０ａ 吸込口、２０ｂ 吹出口、３０ 冷媒配管、４０ ドレンパン、４１ 配管、４２ ドレンタンク、５０ 湿度検知部、６０ 制御装置、６１ 湿度判定部、６２ 運転制御部、１５１ 冷媒温度センサ、１５２ 空気温度センサ、２０１ 第３熱交換器、ＡＣ 風路、ｈｒｅｆ 設定湿度閾値。

Claims (8)

1. 圧縮機、流路切換装置、第１熱交換器、減圧部及び第２熱交換器が冷媒配管を用いて接続された冷媒回路と、
   除湿対象空間の空気が流通する風路室が形成され、前記風路室内に前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とが設置されている筐体と、
   前記風路室内の前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間に配置され、水分の吸脱着を行うデシカントブロックと、
   前記筐体の風路室内に設けられ、除湿対象空間の空気を前記風路室に流通させる送風機と、
   前記筐体に設置され、除湿対象空間の空気の湿度を検知する湿度検知部と、
   前記湿度検知部において検知された空気の湿度に基づいて、前記冷媒回路の動作を制御する制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、
   運転開始時に前記湿度検知部において検知された相対湿度が設定湿度閾値以上であるか否かを判定する湿度判定部と、
   前記第２熱交換器が凝縮器又は放熱器として動作すると共に、前記第１熱交換器が蒸発器として動作し、前記デシカントブロックが前記風路室を通過する除湿対象空間の空気から水分を吸着する第１運転モードと、前記第２熱交換器が蒸発器として動作すると共に、前記第１熱交換器が凝縮器又は放熱器として動作し、前記デシカントブロックに保持されている水分を脱着する第２運転モードとを、前記湿度判定部の判定結果に基づいて切り換えるように、前記冷媒回路を制御する運転制御部と、
   を備え、
   前記運転制御部は、前記湿度判定部において相対湿度が設定湿度閾値未満であると判定された場合には前記第１運転モードで運転を開始し、相対湿度が前記設定湿度閾値以上であると判定された場合には前記第２運転モードで運転を開始するものである除湿装置。
2. 前記設定湿度閾値は、５０％以上の相対湿度である請求項１に記載の除湿装置。
3. 前記設定湿度閾値は、使用者の入力値、もしくは前回の運転終了時の運転情報から演算された湿度情報を用いる請求項１又は２に記載の除湿装置。
4. 前記湿度検知部は、前記第１熱交換器に流入する吸込口又は前記筐体の表面に設置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の除湿装置。
5. 前記湿度検知部は、
   前記第１熱交換器を流れる冷媒の温度を検知する冷媒温度センサと
   前記第１熱交換器を通過した後の空気の温度を検知する空気温度センサと、
   を有し、
   前記湿度判定部は、前記空気温度センサより得られる空気の温度と前記冷媒温度センサより得られる前記第１熱交換器の冷媒温度との差分が設定差分閾値よりも小さい場合、除湿対象空間の空気の湿度が設定湿度閾値以上であると判定するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の除湿装置。
6. 前記冷媒温度センサは、前記第１熱交換器の冷媒配管温度、前記第１熱交換器の熱交換器フィン温度、前記第１熱交換器を通過する冷媒の圧力換算した飽和温度、冷媒配管内を通過する冷媒の温度を計測した冷媒温度のうち少なくとも１つ以上を冷媒温度として検出するものである請求項５に記載の除湿装置。
7. 前記冷媒回路は、前記圧縮機と前記流路切換装置との間に接続され、前記風路室内における前記第２熱交換器の風下側に設置された第３熱交換器を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の除湿装置。
8. 前記デシカントブロックは、前記風路室内に固定されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の除湿装置。

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