WO2004090431A1

WO2004090431A1 - 乾燥装置及びその運転方法

Info

Publication number: WO2004090431A1
Application number: PCT/JP2004/004688
Authority: WO
Inventors: Yuuichi Yakumaru; Tomoichiro Tamura; Fumitoshi Nishiwaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2004-10-21
Also published as: US7191543B2; CN1697953A; EP1614976A4; EP1614976A1; US20050217133A1; CN100343593C

Abstract

冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒートポンプ装置を備え、前記放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出た空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却した空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿した空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置であって、前記圧縮機の入力を検出する圧縮機入力検出手段と、前記圧縮機入力検出手段からの検出値を用いて前記冷却装置の冷却量を制御する冷却量制御手段とを備えたことを特徴とする乾燥装置。

Description

明細書

乾燥装置及びその運転方法技術分野

本発明は、冶媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒー卜ポンプ装置を備え、放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、乾燥室から出た空気を冷却装置にて冷却し、冷却装置で冷却した空気を蒸発器にて除湿し、蒸発器で除湿した空気を再び放熱器にて加熱する乾燥装置及びその運転方法に関する。背景技術

一般家庭にて使用される電気式衣類乾燥機は、乾燥に必要な熱源として電気ヒータを用いており、家庭用のコンセン卜の電流容量からその熱量には限界があり、衣類乾燥時間短縮の障害となっていた。また、衣類乾燥に使用され熱は、再利用されることなく外部へ排出されていたのでエネルギーを無駄にしていた。

従来の衣類乾燥機として、ヒー卜ポンプ装置を衣類乾燥の熱源として用いると · とちに、乾燥用空気の一部を本体の外へ排出することで、低電力でかつ高除湿率の衣類乾燥機が提案されている（例えぱ特開平了一 1 了 8 2 8 9号公報（第 4一 5頁、囡 1 )参照）。図 1 2は、特許文献 1 に記載されだ従来の衣類乾燥装置である。

この乾燥装置において、回転ドラム 2 2は、乾燥装置の本体 2 1内にて回転自在に設けられて内部の衣類 3 9を乾燥するための乾燥室であり、モータ 2了によつてドラムベル卜 3 5を介して駆動される。送風機 2 3は、矢印 Mで示される流れ方向に、乾燥用空気を回転ドラム 2 2からフィルタ 2 4及び回転ドラム側吸気 □ 2 5を通して循環ダクト 2 6へ送るめのものであり、モータ 2 7によってフアンベル卜 2 8を介して駆動される。

また、循環タク卜 2 6内に置かれた蒸発器 2 9は、冷媒を蒸発させることによつて乾燥用空気を冷却除湿し、凝縮器 3〇は、冷媒を凝縮させることによって循環ダクト 2 6内を流れる乾燥用空気を加熱する。そして、加熱された乾燥用空気は、循環タク卜 2 6に導かれて再び乾燥室に戻る。圧縮機 3 1は、冷媒に圧力差を生じさせ、キヤビラリチューブ等からなる絞り装置 3 2は、冷媒の圧力差を維持する。そして、匚れら蒸発器 2 9、凝縮器 3 0、圧縮機 3 1、及び絞り装置 3 2を配管 3 3で接続してヒートポンプ装置を構成している。

しかしながら、このような乾燥装置で乾燥を行う揚合、乾燥用空気の温度、本体と外部との熱交換ロス、乾燥物に含まれる水分量などが乾燥時間の経過とともに徐々に変化するため、外部に放出すべき最適な熱量を常に制御する必要があつ。ま、放出すべき最適な熱量よりも熱を多く外部に捨ててしまう場合は乾燥時間が長くなつてしまい、消費電力量が増加してしまう。

また、乾燥用空気の熱量が増加しすぎると、ヒー卜ポンプ装置の冷凍サイクルにおける圧力が上昇してしまい、安定した冷凍サイクルでの運転が行えないという課題がある。 ·

そこで、本発明は、乾燥用空気を冷却することで、乾燥用空気の熱量増加による;令凍サイクルへの影響を回避することにより、安定した冷凍サイクルで運転が行える乾燥装置及びその運転方法を提供することを目的とする。

ま、本発明は、乾燥物の乾燥時間を短縮することができる乾燥装置及びその運転方法を提供することを目的とする。

更に、本発明は、信頼性の高い乾燥装置及びその運転方法を提供することを目的とする。発明の開示

本発明の第 1の実施の形態による乾燥装置は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒー卜ポンプ装置を備え、前記放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出; £空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却し空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿し 7£空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置であって、前記圧縮機の入力を検出する圧縮機入力検出手段と、前記圧縮機入力検出手段からの検出値を用いて前記冷却装置の冷却量を制御する冷却量制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、圧縮機入力に庙じて乾燥用空気を冷却することができ、圧縮機入力に相当する熱量を外部に排出することができ、冷凍サイクルの圧力を所定の圧力に保つ匚とができる。

本発明の第 2の実施の形態は、第 1の実施の形態による乾燥装置において、前記放熱器の出口空気温度を檢出する出口空気温度検出手段と、前記出口空気温度検出手段からの検出値を用いて前記圧縮機の圧縮能力を制御する冷凍サイクル制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、放熱器の出口空気温度にじて圧縮機を制御することで、例えば運転開始直後は、放熱器出口温度の上昇、すなわち乾燥空気温度の立ち上がり速度を早くしつつ、蒸発器での冶媒温度を低下させることで除湿する水分量を多くすることができ、乾燥時間を短縮させることができる。

本発明の第 3の実施の形態は、第 2の実施の形態による乾燥装置において、前記冷凍サイクル制御手段では、前記出口空気温度検出手段からの検出值を用いて前記絞り装置の絞り度を制御することを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、例えば出口空気温度が高くなるにつれて圧縮比の小さな冷凍サイクルにすることで、圧縮機への入力を低下させて省エネルギー化を図ることができる。

本発明の第 4の実施の形態は、第 1の実施の形態による乾燥装置において、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段からの検出値を用いて前記圧縮機の圧縮能力を制御する冷凍サイクル制御手段とを備えだことを特徴とするちのである。

本実施の形態によれば、圧縮機の吐出冷媒圧力を検出して、圧縮機を制御することで、吐出圧力の調整を迅速に行うことが可能となり、圧縮機や乾燥装置の信頼性をより確実に確保しつつ、特に乾燥運転開始直後の乾燥空気温度を早く上昇させることができる。 . .

本発明の第 5の実施の形態は、第 4の実施の形態による乾燥装置において、前記冷凍サイクル制御手段では、前記吐出圧力検出手段からの検出値を用いて前記絞り装置の絞り度を制御することを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、絞り装置を制御することで、吐出圧力の調整を更に迅速に行うことが可能となり、圧縮機や乾燥装置の信頼性をより確実に確保しつつ、特に乾燥運転開始直後の乾燥空気温度を早く上昇させることができる。本発明の第 6の実施の形態は、第 1の実施の形態による乾燥装置において、前記蒸発器の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気温度を検出する入口空気温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気湿度を検出する入口空気湿度検出手段と、前記入口空気温度検出手段からの検出値と前記入口空気湿度検出手段からの検出値によって決定した露点温度に基づいて前記圧縮機の圧縮能力を制御する冷凍サイクル制御手段とを備えたことを特徴とするものである。本実施の形態によれば、蒸発器の冷媒温度、入口空気温度、 ¾び入口空気湿度を検出して、圧縮機を制御することにより、蒸発器での除湿を確実に行いつつ、着霜の発生を回避することができるので、より短時間での乾燥を可能とし、信頼性の高い高効率な運転を行うことができる。

本発明の第了の実施の形態は、本発明の第 6の実施の形態による乾燥装置において、前記冷凍サイクル制御手段では、前記入口空気温度検出手段からの検出値と前記入口空気湿度検出手段からの検出値によって決定し露点温度に基づいて前記絞り装置の絞り度を制御することを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、蒸発器の冷媒温度、入口空気温度、及び入口空気湿度を検出して、絞り装置を制御することにより、蒸発器での除湿を確実に行いつつ、着霜の発生を回避することができるので、より短時間での乾燥を可能とし、信頼性の高い高効率な運転を行うことができる。

本発明の第 8の実施の形態の乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒ一卜ポンプ装置を備え、前記放熱器で加熱されだ空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出; £空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却し空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿しだ空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置の運転方法であって、前記圧縮機の入力が増加すると前記冷却装置の冷却量を増加させ、前記圧縮機の入力が減少すると前記冷却装置の冷却璗を減少させることを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、圧縮機の入力に廂じて乾燥用空気を泠却することができ、圧縮機入力に相当する熱量を外部に排出することができ、冷凍サイクルの圧力を所定の圧力に保つことができる。

本発明の第 9の実施の形態の乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒートポンプ装置を備え、前記放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出た空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却した空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿した空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置の運転方法であって、前記放熱器の出口空気温度が所定の温度を超えると前記圧縮機の圧縮能力を小さくし、前記放熱器の出口空気温度が所定の温度以下となると前記圧縮機の圧縮能力を大きくすることを特徴とするちのである。

本実施の形態によれば、放熱器の出口空気温度にじて圧縮機を制御することで、例えば運転開始直後は、放熱器出口温度の上昇、すなわち乾燥空気温度の立ち上がり速度を早くしつつ、蒸発器での冷媒温度を低下させることで除湿する水分量を多くすることができ、乾燥時間を短縮させることができる。

本発明の第 1 0の実施の形態は、 ·第 9の実施の形態による乾燥装置の運転方法において、前記放熱器の出口空気温度が所定の温度を超えると前記絞り装置の絞り度を大きくし、前記放熱器の出口空気温度が所定の温度以下となると前記絞り装置の絞り度を小さくすることを特徴とするちのである。

本実施の形態によれば、放熱器の出口空気温度に庙じて絞り装置を制御することで、例えば運転開始直後は、放熱器出口温度の上昇、すなわち乾燥空気温度の立ち上がり速度を皁くしつつ、蒸発器での冷媒温度を低下させることで除湿する水分量を多くすることができ、乾燥時間を短縮させることがでさる。まだ、出口空気温度が高くなるにつれて圧縮比の小さな冷凍サイクルにすることで、圧縮機への入力を低下させて省エネルギー化を図ることができる。

本発明の第 1 1の実施の形態の乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒー卜ポンプ装置と、前記蒸発器の泠媒温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気温度を検出する入口空気温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気湿度を検出する入口空気湿度検出手段とを備え、前記放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出た空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却した空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿し空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置の運転方法であって、前記入口空気温度検出手段からの検出値と前記入口空気湿度検出手段からの検出値により露点温度を算出し、算出し前記露点温度と前記蒸発器温度検出手段で検出し^泠媒温度とを比較し、検出した前記冷媒温度が前記露点温度よりち高い場合には前記圧縮機の圧縮能力を大きくし、検出し 7£前記冷媒温度が所定の温度よりも低い揚合には前記圧縮機の圧縮能力を小さくすることを特徴とするちのである。

本実施の形態によれば、蒸発器の冷媒温度、入口空気温度、及び入口空気湿度を検出して、圧縮機を制御することにより、蒸発器での除湿を確実に行いつつ、着霜の発生を回避することができるので、より短時間での乾燥を可能とし、信頼性の高い高効率な運転を行ことができる。

本発明の第 1 2の実施の形態は、第 1 1の実施の形態による乾燥装置の運転方法において、検出し前記冷媒温度が前記露点温度よりも高い揚合には前記絞り装置の絞り度を小さくし、検出し 7£前記冷媒温度が所定の温度よりち低い場合には前記絞り装置の絞り度を大きくすることを特徴とするものである。

本発明の第 1 3の実施の形態は、第 8から第 1 2のいずれかの実施の形態による乾燥装置の運転方法において、前記圧縮機の吐出圧力が所定の圧力を越えた場合には前記圧縮機の圧縮能力を小さくすることを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、吐出圧力の調整を迅速に行うことが可能となり、圧縮機ゆ乾燥装置の信頼性をより確実に確保しつつ、特に乾燥運転開始直後の乾燥空気温度を早ぐ上昇させることができる。

本発明の第 1 4の実施の形態は、第 1 3の実施の形態による乾燥装置の運転方法において、前記圧縮機の吐出圧力が所定の圧力を越えた場合には前記絞り装置の絞り度を大きくすることを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、吐出圧力の調整を迅速に行うことが可能となり、圧縮機ゆ乾燥装置の信頼性をより確実に確保しつつ、特に乾燥運転開始直後の乾燥空気温度を早く上昇させることができる。本発明の第 1 5の実施の形態は、第 1から第了のいずれかの実施の形態による乾燥装置において、前記冷媒として二酸化炭素を用い、高圧側圧力が臨界圧を超える圧力で運転することを特徴とするちのである。

本実施の形態によれば、放熱器の冷媒の入口側温度が同一温度であれば、フロン泠媒に比べてより高い出口空気温度を得ることが可能になり.、乾燥時間の短縮を図ることができる。

本発明の第 1 6の実施の形態は、第 8から第 1 2のいずれかの実施の形態による乾燥装置の運転方法において、前記冷媒として二酸化炭素を用い、高圧側圧力が臨界圧を超える圧力で運転することを特徴とするものである。

本実施の形態によれば、放熱器の冷媒の入口側温度が同一温度であれば、フロン冷媒に比べてより高い出口空気温度を得ることが可能になり、乾燥時間の短縮を図ることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明による第 1実施例の乾燥装置を示す構成図'

囡2は、第 1実施例における圧縮機の入力と冷却装置の冷却量の関係図図 3は、本発明による第 2実施例の乾燥装置を示す構成図

! 4は、第 2実施例における放熱器の出口空気温度と、圧縮機の圧縮能力及び絞り装置の絞り度の関係図

図 5は、第 2実施例における冷凍サイクルを示すモリエル線図

図 6は、本発明による第 3実施例の乾燥装置を示す構成図

図 7は、第 3実施例における乾燥装置の制御フローチャート

図 8は、本発明による第 4実施例の乾燥装置を示す構成図

図 9は、第 4実施例における乾燥装置の制御フローチヤ一卜

図 1 0は、本発明による第 5実施例の乾燥装置の放熱器における冷媒と空気の温度変化を示す囡

図 1 1は、フロン冷媒を用い場合の乾燥装置の放熱器における冷媒と空気の温度変化を示す図

H 1 2は、従来技術の乾燥装置を示す構成図発明を実施するだめの最良の形態

以下、本発明の乾燥装置の一実施例について、図面を参照しながら説明する。

(第 1実施例）

図 1は、本発明による第 1実施例の乾燥装置を示す構成図である。本実施例の乾燥装置は、例えばフロンまたは二酸化炭素等の冷媒を作動流体とし、圧縮機 1 、放熱器 2、絞り装置 3、蒸発器 4を順に配管 1 9にて接続しヒー卜ポンプ装置を備えている。また乾燥装置は、放熱器 2で加熱し乾燥用空気 1 了によって衣類などの乾燥物 1 0を乾燥する乾燥室 5と、乾燥用空気 1 7を送風する送風機 6 と、乾燥用空気 1 了を冷却する冷却装置了とを備えている。乾燥用空気 1 7は、送風機 6によって、放熱器 2、乾燥室 5、冷却装置 7、及び蒸発器 4を、タク卜 1 6を介して循環する。ま乾燥装置は、圧縮機 1の入力を検出する圧縮機入力検出手段 8と、検出した圧縮機入力に基づいて冷却装置 7の冷却量を制御する冷却璗制御手段 9とを備えている。

以下にこの乾燥装置の動作について説明する。

まず乾燥すべき乾燥物 1 0を乾燥室 5内に入れる。次に送風機 6を回転させると乾燥用空気 1 7の流れが生じる。乾燥用空気 1 7は、放熱器 2で加熱されて乾燥室 5に入り、乾燥室 5内の乾燥物 1 0から水分を奪うことに'より多湿となった後、送風機 6により)令却装置 7に送られて冷却され、蒸発器 4へ運ばれる。蒸発器 4に運ばれた乾燥用空気は除湿され、更に放熱器 2へ運ばれ、この放熱器 2で再び加熱され後、乾燥室 5に運ばれる。この乾燥サイクルによって、乾燥物 1 0が乾燥する。

ここでヒ一卜ポンプ装置における冷凍サイクルを考えると、放熱器 2にて乾燥用空気 1 了に放熱する熱量は、圧縮機 1の入力分に相当する熱量だけ蒸発器 4にて乾燥用空気 1 7から奪う熱量より多くなる。従って、乾燥用空気の循環を継続すると、乾燥用空気全体の持つ熱量が増加するととちにヒー卜ポンプ装置内の冷媒の持つ熱量が増え、冷媒圧力が高くなり、ゆがて圧縮機 1の.モータ卜ルクを超えてしまう。従って、ヒートポンプ装置を安全に運転するには、圧縮機 1の入力に相当する乾燥用空気の熱量を、冷却装置 7によって排出することが必要となる。図 2を用いて、冷却装置了の冷却量制御手段 9の動作につい; C説明する。

1 2は、圧縮機 1の入力と、外部に熱を放出するための冷却装置 7の冷却ファン風量設定値（例えばファン電圧）の関係を表している。すなわち、圧縮機入力検出手段 8によって圧縮機 1の入力 Xが検知されると、その入力に相当する熱量を外部に放出するだめの冷却ファン風量設定値は丫であると判定できる。したがつて、この図 2の関係式に基づいて冷却装置了の冷却量設定値を丫となるように制御することにより、圧縮機 1の入力に相当する熱璗を外部に排出することができ、冷凍サイクルの圧力を所定の圧力に保つことができる。 .

このように、圧縮機" 1の入力を検出し、冷却装置了の冷却量を制御することにより、外部へ放出する熱量を常に調整できるので、運転開始から安定した冷凍サィクル運転を行いつつ、乾燥時間をより短縮させて省エネルギー化を図ることができる。

(第 2実施例）

図 3は、本発明による第 2実施例の乾燥装置を示す構成図であり、本実施例の乾燥装置の構成について、第 1実施例と異なる点を説明する。なお、以下の実施例の説明においても同様である。

第 2実施例の乾燥装置は、第 1実施例の構成に、放熱器 2の出口空気温度を検出する出口空気温度検出手段 1 1 と、この出口空気温度に基づいて圧縮機 1の圧縮能力及び絞り装置 3の絞り度を制御する冷凍サイクル制御手段"！ 8とを備えてし、る。

上記出口空気温度検出手段 1 1 は、例えば温度センサからなり、放熱器 2の出口側の乾i用空気 1 了の温度を挨出する。冷凍サイクル制御手段 1 8は、例えば圧縮機を駆動する電動機の運転周波数を調節して、圧縮機 1の圧縮能力を制御する手段と、例えば膨張弁からなる絞り装置 3の絞り度を制御する手段とからなる。尚、本第 2実施例の冷凍サイクル制御手段 1 8は、後述する第 3実施例から第 5 実施例の冷凍サイクル制御手段 "1 8を含めて、冷却量制御手段 9を制御するちのであってもよい。

以下にこの乾燥装置の動作について説明する。

囡4は、放熱器 2の出口空気温度と、絞り装置 3の絞り度および圧縮機 1の圧縮能力（例えば運転周波数）の関係を示す図、図 5は、本実施例による乾燥装置の動作を説明するための冷凍サイクルのモリエル線図である。

ヒー卜ポンプ装置の運転が開始され直後は、放熱器 2の出口空気温度は低いだめ、絞り装置 3の開度は小さく、圧縮機 1の運転周波数は大さくなるように制御する。これにより、放熱器 2の熱交換量を大きくすることができるので、より早く放熱器 2の出口空気温度を高くすることができる。また、絞り装置 3の開度を小さくすることにより、蒸発器 4の冷媒温度が低下するので除湿する水分量を多くすることができ、乾燥時間を短縮させることができる。まだ、運転開始から所定時間が経過し、放熱器 2の出口空気温度が高くなるにつれて、絞り装置 3の開度は大きく、圧縮機 1の運転周波数は小さくなるように制御する。すなわち、放熱器 2の出口温度が高い場合は、放熱器 2に与えられる熱交換量は小さくなるよに絞り装置 3の開度を大きくしつつ、圧縮機 1の運転周波数は小さくなるようにすることで、図 5で示すように、 Aサイクルから Bサイクルのように圧縮比が小さく、安全かつ C O P (成績係数）の高い冷凍サイクルに移行させることがでさる。

このように、放熱器 2の出口空気温度に麻じて絞り装置 3の絞り度および圧縮 ¾ 1の運転周波数を制御することで、運転開始直後からの放熱器 2の出口温度すなわち乾燥空気温度の立ち上がり速度を早くしつつ、出口空気温度が高くなるにつれて圧縮比の小さな冷凍サイクルにすることで、圧縮機 1の所要動力を小さくさせて省エネルギー化を図ることができる。

なお、上記説明では放熱器 2の出口空気温度の変化とともに圧縮機 1 と絞り装置 3とを制御する場合で説明しだが、段階的な制御でちょく、ま、放熱器 2の出口空気温度が、あらかじめ設定し第 1の所定の温度に到達.するまでは、圧縮機 1の圧縮能力を大きくするとともに絞り装置 3の絞り度を小さくするように制御し、放熱器 2の出口空気温度が、あらかじめ設定した第 2の所定の温度を超えると圧縮機 1の圧縮能力を小さくするとともに絞り装置 3の絞り度を大きくするよに制御してちょい。

(第 3実施例）

囡 6は、本発明による第 3実施例の乾燥装置を示す構成図であり、図了は、本実施例による乾燥装置の制御フローチヤ一卜である。

第 3実施例の乾燥装置は、圧縮機 1の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段 1 2と、検出した吐出圧力に基づいて圧縮機 1の圧縮能力及び絞り装置 3の絞り度を制御する冷凍サイクル制御手段 1 8とを備えている。

以下にこの乾燥装置の動作について説明する。

図了に示すように、冷凍サイクル制御手段 1 8は、ステップ 4 1で、吐出圧力検出手段 1 2にて検出しだ吐出圧力 P と、狙いの上限設定圧'力 P x (例えば 1 2 M P a ) を比較する。そして、 P mが P Xより大きい場合には、吐出圧力が圧縮機の信頼性基準値を超えていると判定して、ステップ 4 2に移り、圧縮機 1の圧縮能力を小さくし、絞り装置 3の絞り度を大きくする制御を実行し後、ステップ 4 1 に戻る。このことにより、吐出圧力の低下を迅速かつ大幅に行うことができる。また、 P mが P X以下の場合には、ステップ 4 1に戻る。

このように第 3実施例の乾燥装置において、圧縮機 1の吐出圧力を検出し、検出した吐出圧力に基づいて圧縮機 1の圧縮能力及び絞り装置 3の絞り度を制御することによって、吐出圧力そのものを直接制御することが可能となり、吐出圧力の調整を素早く行うことができる。従って、吐出圧力の異常上昇時に迅速且つ確実に対 J6ができ、圧縮機および乾燥装置の信頼性を向上することができる。尚、本第 3実施例を第 2実施例の乾燥装置と組み合わせて用いれぱ、運転開始直後の乾燥空気温度を素早く上昇させることができると共に、迅速且つ確実に元の吐出圧力に戻すことができ、安心して乾燥装置を運転することができる。 (第 4実施例）

図 8は、本発明による第 4実施例の乾燥装置を示す構成図であり、囡9は、本実施例による乾燥装置の制御フローチヤ一卜である。

第 4実施例の乾燥装置は、蒸発器 4の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段 1 3と、蒸発器 4の入口空気温度を検出する入口空気温度検出手段 1 4と、蒸発器 4の入口空気湿度を検出する入口空気湿度検出手段 1 5と、検出しだ蒸発器温度及び露点温度に基づいて圧縮機 1の圧縮能力及び絞り装置 3の絞り度を制御する冷凍サイクル制御手段 1 8とを備えたものである。

以下にこの乾燥装置の動作について説明する。図 9に示すように、冷凍サイクル制御手段 1 8は、ステップ 5 1で、入口空気温度検出手段 1 4にて検出し；£温度と、入口空気湿度検出手段 1 5にて検出した湿度から、露点温度 T r (例えば 2 °C) を算出する。そして、ステップ 5 2に進み、蒸発器温度検出手段 1 3にて検出しだ蒸発器温度 T eと、露点温度 T rを比較する。

そして、 T eが T r以上の場合には、蒸発器 4は除湿できない状態であると判定し、ステップ 5 4に移り、絞り装置 3の絞り度を小さく、圧縮機 1の圧縮能力を大きくするように制御して、ステップ 5 1 に戻る。この判定 ·制御動作により、蒸発器 4での冷媒温度が下がり露点温度以下となるので、蒸発器 4における除湿が可能になる。 '

また、ステップ 5 2で T eが T rよりも小さい揚合には、ステップ 5 3に進み、蒸発器温度 T eと、着霜判定設定値（例えば 0 °C) を比較する。そして、 T eが設定値以上の場合には、蒸発器 4は着霜していない状態であると判定し、ステツプ 5 1 に戻る。

一方、ステップ 5 3で T eが設定値よりも小さい場合には、蒸発器 4は着霜の可能性がある状態と判定し、ステップ 5 5に進む。そして、絞り装置 3の絞り度を大きく、圧縮機 1の圧縮能力を小さくするように制御して、ステップ 5 1 に戻る。この判定 ·制御動作により、蒸発器 4での冷媒温度が上がり、着霜を回避するので、蒸発器 4における熱伝達率の低下及び通風抵抗の増加.を防止することがでさる。

このように本第 4実施例の乾燥装置において、蒸発器 4の蒸発器温度及び入口空気の露点温度を検出して、絞り装置 3の絞り度および/または圧縮機 1の圧縮能力を制御することにより、蒸発器 4での除湿を確実に行いつつ、着霜の発生を回避する匸とができるので、より短時間での乾燥を可能とし、信頼性の高い高効率な乾燥装置及びその運転方法を提供することができる。

(第 5実施例）

本発明による第 5実施例の乾燥装置について、図 1 0及び図 1 1 を参照して説明する。図 1 0は、第 1から第 4実施例のヒートポンプ装置に、冷媒として二酸化炭素を用い、高圧側圧力が臨界圧を超える圧力で運転する、第 5実施例の乾燥装置の放熱器における冷媒と空気の温度変化を示す概略図、図 1 1は、フロン冷媒を用いた場合の、放爇器 2における冷媒と空気の温度変化を示し概略図である。

即ち、図 1 1に示すように、フロン冷媒の揚合、放熱器 2で冷媒は過熱状態から気液二相状態となり、過冷却状態と状態変化して空気と熱交換し、放熱器 2における空気側出口温度は Cまで上昇する。

これに対して、図 1 0に示すように、二酸化炭素を冷媒として用い、高圧側圧力が臨界圧を超える圧力で運転する揚合には、放熱器 2における熱交換は気液の相変化を伴わない。従って、空気側出口温度と冷媒側入口温度の温度差△ tを、フロン冷媒の場合の温度差丁よりも、小さくすることができ、放熱器 2の出口空気温度は Dとなる。即ち、冷媒側入口温度 T oが同一温度であれば、二酸化炭素冷媒の場合の出口空気温度 Dは、フロン冷媒の揚合の出口空気温度 Cよりも高くすることができる。

このよ οに第 5実施例の乾燥装置では、ヒ一卜ポンプ装置に、放熱器 2の熱交換が超臨界状態で行える冷媒として二酸化炭素を用いることによって、乾燥用空気 1 了の温度をさらに高くすることができるので、乾燥時間をさらに短縮させることが可能となり、乾燥効率の高い乾燥装置を提供することができる。

なお、上記実施例では、衣類乾燥用の乾燥装置として説明しが、食器乾燥用ゅ生ゴ S処理用など、他の用途の乾燥装置として利用することができる。

以上述べたところから明らかなように、本発明の乾燥装置によれば、圧縮機の入力を検出し、冷却装置の冷却量を制御することにより、外部へ放出する熱量を常に調整できるので、運転開始から安定し冷凍サイクル運転を行いつつ、乾燥時間をより短縮させて省エネルギー化を図ることができる。

ま、本発明の乾燥装置によれば、放熱器の出口空気温度に ¾じて圧縮機の圧縮能力及び絞り装置の絞り度を制御することで、運転開始直後からの放熱器出口温度即ち乾燥用空気温度の立ち上がり速度を早くしつつ、出口空気温度が高くなるにつれて圧縮比の小さな冷凍サイクルにすることで、圧縮機の所要動力を小さくさせて省エネルギー化を図ることができる。

ま、本発明の乾燥装置によれば、圧縮機の吐出圧力を検出し、圧縮機の圧縮能力及び絞り装置の絞り度を制御することによって、吐出圧力の調整を迅速に行うことが可能となるので、圧縮機及び乾燥装置の信頼性をより確実に確保しつつ、乾燥運転開始直後の乾燥用空気温度を早く上昇させることができる。

また、蒸発器の冷媒温度と蒸発器の入口空気温度及び入口空気湿度を検出して、絞り装置の絞り度及び圧縮機の圧縮能力を制御することにより.、蒸発器での除湿を確実に行いつつ、着霜の発生を回避することができるので、より短時間での乾燥を可能とし、信頼性の高い高効率な乾燥装置の運転を行うことができる。

さらに、ヒー卜ポンプ装置は高サイド圧力においては超臨界圧力で運転することによって、さらに乾燥用空気温度を高くすることができるので、乾燥時間を短縮させることが可能となり、高効率な乾燥装置の運転を行ろことができる。産業上の利用可能性

以上のように本発明によれば、衣類乾燥用の乾燥装置のほかに、食器乾燥用ゆ生ゴ S処理用など、他の用途の乾燥装置として利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒー卜ポンプ装置を備え、前記放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出だ空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却した空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿し 7£空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置であつて、前記圧縮機の入力を検出する圧縮機入力検出手段と、前記圧縮機入力検出手段からの検出値を用いて前記冷却装置の冷却量を制御する冷却量制御手段とを備えたことを特徴とする乾燥装置。 ·

2 前記放熱器の出口空気温度を検出する出口空気温度検出手段と、前記出口空気温度検出手段からの検出值を用いて前記圧縮機の圧縮能力を制御する冷凍サイクル制御手段とを備え 7£ことを特徴とするクレーム 1 に記載の乾燥装置。

3 前記冷凍サイクル制御手段では、前記出口空気温度検出手段からの検出値を用いて前記絞り装置の絞り度を制御することを特徴とするクレーム 2に記載の乾燥装置。

4 前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段からの検出値を用いて前記圧縮機の圧縮能力を制御する冷凍サイクル制御手段とを備えたことを特徴とするクレーム 1に記載の乾燥装置。

5 前記冷凍サイクル制御手段では、前記吐出圧力検出手段からの検出値を用いて前記絞り装置の絞り度を制御することを特徴とするクレーム 4に記載の乾

6 前記蒸発器の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気温度を検出する入口空気温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気湿度を検出する入口空気湿度検出手段と、前記入口空気温度検出手段からの検出値と前記入口空気湿度挨出手段からの検出值によって決定した露点温度に基づいて前記圧縮機の圧縮能力を制御する冷凍サイクル制御手段とを備えだことを特徴とするクレーム 1 に記載の乾燥装置。

7 前記冷凍サイクル制御手段では、前記入口空気温度検出手段からの検出値と前記入□空気湿度検出手段からの検出値によって決定した露点温度に基づいて前記絞り装置の絞り度を制御することを特徴とするクレーム 6に記載の乾燥装 8 冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒー卜ポンプ装置を備え、前記放熱器で加熱されだ空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出だ空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却しだ空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿しだ空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置の運転方法であって、前記圧縮機の入力が増加すると前記冷却装置の冷却量を増加させ、前記圧縮機の入力が減少すると前記冷却装置の冷却量を減少させることを特徴とする乾燥装置の運転方法。

9 冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に循環するヒー卜ポンプ装置を備え、前記放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、前 § 乾燥室から出だ空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却した空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿した空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置の運転方法であって、前記放熱器の出口空気温度が所定の温度を超えると前記圧縮機の圧縮能力を小さくし、前記放熱器の出口空気温度が所定の温度以下となると前記圧縮機の圧縮能力を大きくすることを特徴とする乾燥装置の運転方法。

1 0 前記放熱器の出口空気温度が所定の温度を超えると前記絞り装置の絞り度を大きくし、前記放熱器の出口空気温度が所定の温度以下となると前記絞り装置の絞り度を小さくすることを特徴とするクレーム 9に記載の乾燥装置の運転方法。

1 1 冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置、蒸発器の順に輝環するヒートポンプ装置と、前記蒸発器の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気温度を検出する入口空気温度検出手段と、前記蒸発器の入口空気湿度を検出する入口空気湿度検出手段とを備え、前記放熱器で加熱された空気を乾燥室に導き、前記乾燥室から出.だ空気を冷却装置にて冷却し、前記冷却装置で冷却し空気を前記蒸発器にて除湿し、前記蒸発器で除湿しだ空気を再び前記放熱器にて加熱する乾燥装置の運転方法であって、前記入口空気温度検出手段からの検出值と前記入口空気湿度検出手段からの検出値によって露点温度を算出し、算出しだ前記露点温度と前記蒸発器温度検出手段で検出しだ冷媒温度とを比較し、検出し前記冷媒温度が前記露点温度よりち高い場合には前記圧縮機の圧縮能力を大きくし、検出した前記冷媒温度が所定の温度よりも低い場合には前記圧縮機の圧縮能力を小さくすることを特徴とする乾燥装置の運転方法。

1 2 検出した前記冷媒温度が前記露点温度よりも高い場合には前記絞り装置の絞り度を小さくし、検出した前記冷媒温度が所定の温度よ'りも低い揚合には前記絞り装置の絞り度を大きくすることを特徴とするクレーム 1 1 に記載の乾燥装置の運転方法。

1 3 前記圧縮機の吐出圧力が所定の圧力を越えた場合には前記圧縮機の圧縮能力を小さくすることを特徴とするクレーム 8からクレーム 1 2のいずれかに記載の乾燥装置の運転方法。

1 4 前記圧縮機の吐出圧力が所定の圧力を越えた場合には前記絞り装置の絞り度を大きくすることを特徴とするクレーム 1 3に記載の乾燥装置の運転方法。

5 前記冷媒として二酸化炭素を用い、高圧側圧力が臨界圧を超える圧力で運転することを特徴とするクレーム 1からクレーム了のいずれかに記載の乾燥装置。

1 6 前記冷媒として二酸化炭素を用い、高圧側圧力が臨界圧を超える圧力で運転することを特徴とするクレーム 8からクレーム 1 2のいずれかに記載の乾燥装置の運転方法。