JP2005188810A

JP2005188810A - 除湿乾燥機

Info

Publication number: JP2005188810A
Application number: JP2003429463A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Hori; 達也堀; Hiroshi Shibata; 洋柴田; Takuya Murayama; 拓也村山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】冷凍サイクルを利用して冷却除湿及び衣類乾燥等をおこなう内部熱交換器を配置した除湿乾燥機において、冷却能力の低下を改善することができ、より高温低湿の空気を得ることを目的としている。
【解決手段】プロパン、イソブタン、プロピレン、エタンのようなハイドロカーボン系の冷媒や二酸化炭素を用いることによって、一般的に使用されている冷媒（Ｒ１３４ａ）より蒸発温度の低下に対して冷媒密度が低下率は小さいため循環量低下による能力低下が改善される。
また、二酸化炭素を冷媒として用い、超臨界サイクルを構成し、ガスクーラーとして作用する加熱熱交換器１において冷媒と空気を対向流とすることによって、より高温低湿の空気を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクルを利用して冷却除湿及び衣類乾燥等をおこなう除湿乾燥機に関する。

従来、この種の除湿乾燥機は、内部熱交換器を用いたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、その除湿乾燥機について図４を参照しながら説明する。

図４に示すように除湿乾燥機１０１は、圧縮機１０２、加熱熱交換器１０３、絞り装置１０４、冷却熱交換器１０５をこの順に冷媒配管１０６で接続して冷凍サイクルを形成し、冷却熱交換器１０５で除湿対象となる空気を冷却除湿するヒートポンプを本体としており、冷却熱交換器１０５から加熱熱交換器１０３への風路中に内部熱交換器１０７が配置されている。また、流入口１０８では内部熱交換器１０７をバイパスして冷却熱交換器１０５へ空気を導く風路の切り換えができる構成としている。

上記構成において、流入口１０８から流入した空気は内部熱交換器１０７へ入り、すでに冷却熱交換器１０５により冷却除湿された空気と熱交換して予冷され、その後冷却熱交換器１０５を通って除湿される場合と、流入口１０８から流入した空気は内部熱交換器１０７をバイパスし冷却熱交換器１０５を通って除湿される場合と切り換えられ、最終的に加熱熱交換器１０３で温められて室内へ吐出されるが、高湿度の空気は予冷せず、低湿度の空気は予冷して除湿するので、簡単な構造で効率的な除湿が行えるものである。
特開昭６３−１３５７３１号公報

このような従来の除湿乾燥機では、内部熱交換器で予冷された空気が冷却熱交換器に入るため、内部熱交換器をバイパスした通常の除湿乾燥機の冷凍サイクルより冷媒の蒸発温度が低くなり、冷凍サイクル自体の冷却能力が低下するという課題があり、内部熱交換器を使用したときに冷却能力を低下させないことが要求されている。

また、凝縮を伴う冷凍サイクルでは、より高温低湿の空気を得ることが難しいという課題があり、衣類などをより早く乾燥するために、より高温低湿の空気を得ることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、内部熱交換器を使用したときに冷却能力を低下させないで乾燥することができ、より高温低湿の空気を得ることができる除湿乾燥機を提供することを目的としている。

本発明の除湿乾燥機は上記目的を達成するために、一般的に使用されている冷媒（Ｒ１３４ａ）より蒸発温度の変化に対して冷媒密度の変化量が少ない、プロパン、イソブタン、プロピレン、エタンのようなハイドロカーボン系の冷媒や、二酸化炭素を冷媒として用いるものである。

これにより、内部熱交換器を使用したときに冷却能力を低下させないで乾燥することができる除湿乾燥機を得ることができる。

また他の手段は、二酸化炭素を冷媒として用い、超臨界サイクルを構成し、加熱熱交換器において冷媒と空気を対向流とするものである。

これにより、より高温低湿の空気を得ることができる除湿乾燥機を得ることができる。

また他の手段は、内部熱交換器をバイパスして直接冷却熱交換器に流れるように切り換えることのできる分流手段を有するものである。

これにより、内部熱交換器をバイパスした空気が混同して、冷却能力を低下させずに乾燥することができる除湿乾燥機を得ることができる。

本発明によればプロパン、イソブタン、プロピレン、エタン、二酸化炭素を冷媒として用いることで、基本冷凍サイクルとの動作条件の違いによる冷媒循環量の低下率を抑制し、能力低下を改善することができる。

また、二酸化炭素を冷媒として用い超臨界サイクルとした場合には、加熱熱交換器における冷媒の流れを空気と対向流にするように構成することで、より高温低湿の空気をえることができるため、衣類などの乾燥を早めることができる。

また、プロパン、イソブタン、プロピレン、エタン、二酸化炭素を冷媒として用いることで、風路切り換えによる冷凍サイクルの動作条件の違いによる冷媒循環量の低下率を抑制し、能力低下を改善することができる除湿乾燥機を得ることができる。

本発明の請求項１〜５記載の発明は、圧縮機、加熱熱交換器、絞り手段、冷却熱交換器を備え、この順に冷媒配管にて接続することにより冷凍サイクルを形成し、除湿対象となる空気の流入口から前記冷却熱交換器へ流れる空気と前記冷却熱交換器から流出する冷却除湿された空気との間で熱交換が行われるように内部熱交換器を配置した除湿乾燥機において、プロパン、イソブタン、プロピレン、エタンからなるハイドロカーボン系の冷媒または二酸化炭素の冷媒を用いたものであり、一般的に使用されている冷媒（Ｒ１３４ａ）より蒸発温度の低下に対して冷媒密度の低下率が小さいため循環量低下による能力低下が改善されるという作用を有する。

また、二酸化炭素を冷媒として用い、超臨界サイクルを構成し、ガスクーラーとして作用する加熱熱交換器において冷媒と空気を対向流としたものであり、より高温低湿の空気を得ることができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は除湿乾燥機の構成図、図２はＲ１３４ａ、プロパン、イソブタン、プロピレン、エタン、二酸化炭素の各冷媒を用いた場合の冷媒循環量変化の比較グラフ、図３は二酸化炭素冷媒を用いた場合の加熱熱交換器での冷媒と空気の温度変化グラフである。

図１において、除湿乾燥機１０１は、圧縮機１０２、加熱熱交換器１、絞り装置１０４、冷却熱交換器１０５をこの順に冷媒配管１０６で接続して冷凍サイクルを形成し、冷却熱交換器１０５で除湿対象となる空気を冷却除湿するヒートポンプを本体としており、冷却熱交換器１０５から加熱熱交換器１への風路中に内部熱交換器１０７が配置されている。

上記構成において、流入口２から流入した空気は内部熱交換器１０７へ入り、すでに冷却熱交換器１０５により冷却除湿された空気と熱交換して予冷され、その後冷却熱交換器１０５を通って除湿され、最終的に加熱熱交換器１で温められて室内へ放出される。

このように流入口２での空気温度が２７℃湿度６０％の場合、内部熱交換器１０７の熱交換効率０．７とすると冷却熱交換器１０５入口での空気温度は約１５℃となる。内部熱交換器１０７のない単純な冷凍サイクルの場合は流入口２での空気温度２７℃がそのまま冷却熱交換器１０５入口での空気温度となるため、内部熱交換器１０７を有する場合の冷却熱交換器１０５は約１２℃低い温度の空気との熱交換をすることとなる。したがって、ある程度の熱交換能力を維持するために冷却熱交換器１０５の冷媒温度（蒸発温度）は約５℃低下する。蒸発温度が低下すると圧縮機１０２の吸入圧力が低下し、それに伴って冷媒密度が低下するため、冷凍サイクルの冷媒循環量が減少して、能力が低下する。しかし、従来使用しているＲ１３４ａよりも蒸発温度低下に対して冷媒循環量の低下量の少ないプロパン、イソブタン、プロピレン、エタン、二酸化炭素を冷媒として用いることで、図２に示すような冷媒循環量の低下による能力低下を改善することができる。

このとき、図２に示すように能力の改善効果としてはプロピレン、プロパン、エタン、イソブタン、二酸化炭素の順に大きく優位性がある。

また、プロパンとイソブタンは安価で入手しやすいという利点を有する。

また、二酸化炭素はハイドロカーボン系の冷媒と違い可燃性が無いため安全性に優位性がある。

また、二酸化炭素を冷媒として用い超臨界サイクルとした場合には、図１に示すように加熱熱交換器１における冷媒の流れを空気と対向流にするように構成することで、図３に示すように高温の空気を得ることができるため、衣類などの乾燥を早めることができる。

また、流入口２に内部熱交換器１０７をバイパスする分流手段３を設けて、内部熱交換器１０７のバイパス風量を調節することで蒸発温度の低下を抑え、冷凍サイクルの能力低下を改善できる効果が得られる。

また、本実施の形態では、加熱熱交換器１を冷媒と空気が対向流となる構成としているが、平行流または直行流の構成としても同様の効果が得られる。

また、本実施の形態ではプロパン、イソブタン、プロピレン、エタン、二酸化炭素を例に挙げたが、Ｒ１３４ａよりも蒸発温度低下に対して冷媒循環量の低下率の少ない物性を有する冷媒であれば、同様の効果が得られる。

居住空間の乾燥や衣類乾燥以外にも、高湿度となりやすい押入、物置、床下などの乾燥用途に適用できる。

本発明の実施例１の除湿乾燥機の構成図冷媒循環量変化の比較グラフ加熱熱交換器での冷媒と空気の温度変化グラフ従来の除湿装置の構成図

符号の説明

１加熱熱交換器
２流入口
３分流手段
１０２圧縮機
１０４絞り装置（絞り手段）
１０５冷却熱交換器
１０６冷媒配管
１０７内部熱交換器

Claims

圧縮機、加熱熱交換器、絞り手段、冷却熱交換器を備え、この順に冷媒配管にて接続することにより冷凍サイクルを形成し、除湿対象となる空気の流入口から前記冷却熱交換器へ流れる空気と前記冷却熱交換器から流出する冷却除湿された空気との間で熱交換が行われるように内部熱交換器を配置した除湿乾燥機において、エタンを冷媒として用いることを特徴とする除湿乾燥機。
圧縮機、加熱熱交換器、絞り手段、冷却熱交換器を備え、この順に冷媒配管にて接続することにより冷凍サイクルを形成し、除湿対象となる空気の流入口から前記冷却熱交換器へ流れる空気と前記冷却熱交換器から流出する冷却除湿された空気との間で熱交換が行われるように内部熱交換器を配置した除湿乾燥機において、プロピレンを冷媒として用いることを特徴とする除湿乾燥機。
圧縮機、加熱熱交換器、絞り手段、冷却熱交換器を備え、この順に冷媒配管にて接続することにより冷凍サイクルを形成し、除湿対象となる空気の流入口から前記冷却熱交換器へ流れる空気と前記冷却熱交換器から流出する冷却除湿された空気との間で熱交換が行われるように内部熱交換器を配置した除湿乾燥機において、イソブタンを冷媒として用いることを特徴とする除湿乾燥機。
圧縮機、加熱熱交換器、絞り手段、冷却熱交換器を備え、この順に冷媒配管にて接続することにより冷凍サイクルを形成し、除湿対象となる空気の流入口から前記冷却熱交換器へ流れる空気と前記冷却熱交換器から流出する冷却除湿された空気との間で熱交換が行われるように内部熱交換器を配置した除湿乾燥機において、プロパンを冷媒として用いることを特徴とする除湿乾燥機。
圧縮機、加熱熱交換器、絞り手段、冷却熱交換器を備え、この順に冷媒配管にて接続することにより冷凍サイクルを形成し、除湿対象となる空気の流入口から前記冷却熱交換器へ流れる空気と前記冷却熱交換器から流出する冷却除湿された空気との間で熱交換が行われるように内部熱交換器を配置した除湿乾燥機において、二酸化炭素を冷媒として用いることを特徴とする除湿乾燥機。
加熱熱交換器において冷媒と空気が対向流となるように構成する請求項５記載の除湿乾燥機。
除湿対象となる空気の流入口が内部熱交換器をバイパスして直接冷却熱交換器に流れるように切り換えることのできる分流手段を有する請求項１〜６記載の除湿乾燥機。