JP2006289257A - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ１１８と吸放湿手段１１９を用い、循環経路１１１のない単純な構成での効率の良い除湿が行える除湿装置において吸熱器１０５を最適に除霜または乾燥できる除湿装置を提供する。
【解決手段】除湿対象空気１１６を、放熱器１０３においてヒートポンプ１１８の放熱により加熱し、次に放湿部１２１において吸放湿手段１１９の放湿により加湿し、次に吸熱器１０５においてヒートポンプ１１８の吸熱により冷却し、次に吸湿部１２０において吸放湿手段１１９の吸湿により除湿することによって、吸放湿手段１１９の吸放湿量を増加させ、効率の良い除湿を行う。さらに吸熱器１０５を乾燥する乾燥手段として、ヒートポンプ１１８の停止、送風機１の出力の制御、加熱手段１２６の制御を行うことによって、使用者に快適な静音化を図り、消費電力を軽減した安全な除霜または乾燥運転を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機、放熱器、膨張機構、吸熱器等から構成されるヒートポンプと、吸着剤や吸収剤を用いて吸放湿を行う吸放湿手段を備えた除湿装置に関する。

従来のヒートポンプと吸放湿手段を備えた除湿装置としては、放熱器、吸放湿手段の放湿部、吸熱器の順に空気を循環させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、その除湿装置について図９を参照しながら説明する。

図９に示すように、除湿装置の本体１０１内には、圧縮機１０２、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５を配管接続した冷媒回路１０６と、吸着剤１０７が担持されたハニカムローター１０８が設けられており、循環ファン１０９によって送風される循環空気１１０が、放熱器１０３、ハニカムローター１０８の一部、吸熱器１０５の順に循環するように循環経路１１１が形成されている。また、ハニカムローター１０８の他の部分は、吸込口１１２および吹出口１１３を開口した供給経路１１４内に配置されており、供給ファン１１５によって除湿対象空気１１６が供給されている。また、冷媒回路１０６内には冷媒１１７が充填されており、この冷媒１１７が、圧縮機１０２で圧縮されることによって、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５の順に冷媒回路１０６内を循環し、放熱器１０３において循環空気１１０に放熱するとともに、吸熱器１０５において循環空気１１０から吸熱することによってヒートポンプ１１８を動作させている。ハニカムローター１０８は、図示しない駆動手段によって回転しており、この回転に伴いハニカムローター１０８に担持された吸着剤１０７が、循環経路１１１内における循環空気１１０との接触と供給経路１１４内における除湿対象空気１１６との接触を繰り返している。この吸着剤１０７は、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を有しているので、相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤１０７の保持可能な水分量の差に応じて水分の吸脱着が行われることになる。ここで、循環経路１１１内で吸着剤１０７と接触する循環空気１１０は、放熱器１０３において冷媒１１７の放熱により加熱されて除湿対象空気１１６よりも低い相対湿度の空気となっているので、この相対湿度の差によって、吸着剤１０７が、除湿対象空気１１６中の水分を吸着し、吸着した水分を循環空気１１０中に脱着するように作用する。この吸脱着作用によって吸放湿手段１１９としての動作が為されることとなり、ハニカムローター１０８の供給経路１１４内に位置する部分が除湿対象空気１１６から吸湿する吸湿部１２０、ハニカムローター１０８の循環経路１１１内に位置する部分が循環空気１１０へ放湿する放湿部１２１となる。吸湿部１２０において吸湿された除湿対象空気１１６は低湿の空気となって吹出口１１３から本体１００外部に吹出し、放湿部１２１において放湿された循環空気１１０は、高湿の空気となって吸熱器１０５に供給される。吸熱器１０５に供給された高湿の循環空気１１０は、冷媒１１７の吸熱によって露点温度以下まで冷却されて空気中の水分が飽和する。この飽和した水分が凝縮してタンク１２２に滴下し、このタンク１２２に溜まった凝縮水の量が除湿装置の除湿量となるのである。
特開昭６３−１４２３号公報（第２−３頁、第１図）

以上の例では、吸湿部１２０において除湿対象空気１１６から吸湿し、この吸湿した水分を、放熱器１０３で加熱した高温の循環空気１１０を放湿部１２１に供給することによって放湿させ、この放湿させた水分を含んだ高湿の循環空気１１０を吸熱器１０５において冷却して水分を飽和させるとことにより除湿するようにしている。したがって循環空気１１０を放熱器１０３、放湿部１２１、吸熱器１０５に循環させる循環経路１１１を密閉性よく本体１０１内に形成する必要があり、装置構成が複雑化するという課題があった。そして循環経路１１１の密閉度が低い場合には、除湿対象空気１１６と循環空気１１０との湿度移行が発生して除湿効率が低下するという課題があった。

また、密閉された循環経路１１１内にある吸熱器１０５に付着した水滴や霜は乾燥し難く菌やカビの発生の原因になるという課題があった。

また、除霜または乾燥運転を導入する上で、装置周囲や装置内部の条件に適した運転が確立されておらず、安全性においてまだ不十分であり、また使用者に騒音などの不快感を与える場合があるという課題があった。

本発明は上記課題を解決するものであり、循環経路１１１のない単純な構成で、除湿効率を向上するとともに、吸熱器１０５を乾燥しやすくして菌やカビの発生を防止したり、吸熱器１０５に発生した霜を早急に除去することができ、除霜または乾燥運転を周囲雰囲気や内部条件に応じて適切な運転を行い、除霜または乾燥運転時に騒音を下げた運転ができる除湿装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明が講じた第１の課題解決手段は、除湿装置において、除湿対象空気（１１６）から吸熱する吸熱器（１０５）と除湿対象空気（１１６）に放熱する放熱器（１０３）を備えたヒートポンプ（１１８）と、除湿対象空気（１１６）から吸湿する吸湿部（１２０）と除湿対象空気（１１６）に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）とを備え、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風機（１）と、前記吸熱器（１０５）を乾燥させる乾燥手段を有し、前期吸熱器が着霜または結露量大となり除霜または乾燥運転が必要なときに、前記乾燥手段として前記ヒートポンプ（１１８）を停止するとともに前記送風機（１）の出力を使用条件に応じて制御したものである。

この構成により、循環経路（１１１）のない単純な構成で除湿効率の向上ができ、吸熱器１０５を乾燥しやすくして菌やカビの発生の防止ができ、除霜または乾燥運転を効率よく適切な運転にできる除湿装置が得られる。

また、本発明が講じた第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段において、除湿装置本体の吸込口に設けた室温検出手段（１２３）を有し、除霜または乾燥運転のときに除湿対象空気（１１６）の送風機（１）の出力を、室温検出手段（１２３）で検出した温度により制御したものである。

この構成により、吸熱器（１０５）を乾燥しやすくして菌やカビの発生の防止ができ、除霜または乾燥運転を室温に応じて適切な運転にでき、その時に騒音を下げた運転ができる除湿装置が得られる。

また、本発明が講じた第３の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段において、乾燥手段として放湿部（１２１）の前段に除湿対象空気を加熱する加熱手段（１２６）を有し、加熱手段（１２６）の周囲温度を検出する第１の温度検出手段（１２４）を有し、除霜または乾燥運転のときに除湿対象空気（１１６）の送風機（１）の出力を、前記第１の温度検出手段で検出した温度により制御したものである。

この構成により、吸熱器（１０５）を乾燥しやすくして菌やカビの発生の防止ができ、除霜または乾燥運転を内部条件に応じて適切な運転にでき、その時に騒音を下げた運転ができ、装置の安全性が向上した除湿装置が得られる。

また、本発明が講じた第４の課題解決手段は、上記第１、２または３の課題解決手段において、除霜または乾燥運転のとき、除湿対象空気（１１６）の送風機（１）の出力を直前の除湿運転時の運転モードに依存して制御したものである。

この構成により、吸熱器（１０５）を乾燥しやすくして菌やカビの発生の防止ができ、除霜または乾燥運転を周囲雰囲気または内部条件に応じて適切な運転にでき、装置の安全性が向上し、除霜または乾燥運転時に騒音を下げた運転ができる除湿装置が得られる。

また、本発明が講じた第５の課題解決手段は、除湿装置において、除湿対象空気（１１６）から吸熱する吸熱器（１０５）と除湿対象空気（１１６）に放熱する放熱器（１０３）を備えたヒートポンプ（１１８）と、除湿対象空気（１１６）から吸湿する吸湿部（１２０）と除湿対象空気（１１６）に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）とを備え、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風機（１）と、前記吸熱器（１０５）を乾燥させる乾燥手段として前記放湿部（１２１）の前段に除湿対象空気（１１６）を加熱する加熱手段（１２６）を有し、除霜または乾燥運転のときに使用条件に応じて前記加熱手段（１２６）の加熱量を制御したものである。

この構成により、循環経路（１１１）のない単純な構成で除湿効率の向上ができ、吸熱器（１０５）を乾燥しやすくして菌やカビの発生の防止ができ、除霜または乾燥運転を適切な運転にできる除湿装置が得られる。

また、本発明が講じた第６の課題解決手段は上記第５の課題解決手段において、除湿装置本体の吸込口での温度を検出する室温検出手段（１２３）を有し、除霜または乾燥運転のとき、加熱手段（１２６）の加熱量を前記室温検出手段（１２３）で検出した温度により制御したものである。

この構成により、吸熱器（１０５）を乾燥しやすくして菌やカビの発生の防止ができ、除霜または乾燥運転を室温に応じて適切な運転にできる除湿装置が得られる。

また、本発明が講じた第７の課題解決手段は上記第５の課題解決手段において、吸熱器（１０５）の温度を検出する第２の温度検出手段（１２５）を有し、除霜または乾燥運転のとき、加熱手段の加熱量を前記第２の温度検出手段（１２５）で検出した温度により制御したものである。

この構成により、循環経路（１１１）のない単純な構成で除湿効率の向上ができ、吸熱器（１０５）を乾燥しやすくして菌やカビの発生の防止ができ、除霜または乾燥運転を内部条件に応じて適切な運転にできる除湿装置が得られる。

本願発明は、かかる構成とすることにより以下に記載されるような効果を奏するものである。

（イ）本願の第１の発明にかかる除湿装置によれば、循環経路（１１１）を設けない単純な構成で吸放湿手段（１１９）の吸放湿量を増加することができる。さらに乾燥手段により吸熱器（１０５）に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制することができ、また、着霜による性能低下も抑制することができる。さらに、除霜または乾燥運転時の除湿対象空気（１１６）の送風機（１）の出力を制御することにより、内部の水滴や霜をより効率的に乾燥することができる。

（ロ）本願の第２の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）に記載した効果に加えて、除霜または乾燥運転のとき、除湿装置の吸込口における室温が低温で吸熱機（１０５）に霜または水滴がつきやすいときには、送風機（１）の出力を大きくし、吸熱器（１０５）に送られる除湿対象空気（１１６）が多くなることで除霜または乾燥効果が大きくできる。さらに、室温が比較的高く吸熱器（１０５）に霜または水滴がつきにくいときには送風機の出力を小さくし、使用者に快適な静音での除霜または乾燥運転ができる。

（ハ）本願の第３の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）に記載した効果に加えて、除霜または乾燥運転のとき、着霜や結露によって除湿対象空気（１１６）の風量が減ることで加熱手段（１２６）の周囲温度が高温のときは、送風機（１）の出力を大きく制御し、加熱手段の周囲温度が過度に高温となることを防ぐことができ、除霜または乾燥効果を大きくすることができる。また、加熱手段の周囲温度が低温のときは、送風機（１）の出力を小さく制御し、使用者には快適な静音での除霜または乾燥運転とすることができる。

（ニ）本願の第４の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）、（ロ）、（ハ）に記載した効果に加えて、除霜または乾燥運転時の送風機（１）出力を除湿運転時の運転モードの送風機（１）出力と同等にすることにより、除湿装置が自動で除湿運転から除霜または乾燥運転に移行するときは、送風機（１）の出力が変化しないので、使用者が気にならないように運転の移行ができる。これにより、自動での運転切替え時に送風機（１）による騒音の増大を防ぐことができ、使用者が感じる不快感を改善することができる。

（ホ）また、本願の第５の発明にかかる除湿装置によれば、除霜または乾燥運転時に加熱手段（１２６）によって、放熱器（１０３）の余熱によって加熱された除湿対象空気（１１６）をさらに加熱した状態で吸熱器（１０５）に供給されることで、吸熱器（１０５）に付着した水滴や霜は乾燥することができる。これにより菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。さらに、加熱手段の加熱量は制御されるので、吸熱器に付着した水滴や霜はより効率的に乾燥することができる。

（ヘ）また、本願の第６の発明にかかる除湿装置によれば、上記（ホ）に記載した効果に加えて、除霜または乾燥運転のとき、除湿装置の吸込口における室温が低温で吸熱器（１０５）に霜または水滴がつきやすいときには、加熱手段（１２６）の加熱量を大きくなるように制御することにより、吸熱器（１０５）に送られる除湿対象空気（１１６）の熱量が多いことで除霜または乾燥効果が大きくできる。また、除湿装置の吸込口における室温が比較的高温で吸熱器（１０５）に霜または水滴がつきにくいときには、加熱手段（１２６）の加熱量を小さくなるように制御することにより、周囲の温度条件に適した除霜または乾燥運転をすることができる。また、消費電力を軽減した安全な除霜または乾燥運転にすることができる。

（ト）また、本願の第７の発明にかかる除湿装置によれば、上記（ホ）に記載した効果に加えて、除霜または乾燥運転のとき、吸熱器（１０５）の温度が低く、霜または水滴がつきやすいときには、加熱手段（１２６）の加熱量を大きくなるように制御し、吸熱器（１０５）に送られる除湿対象空気（１１６）の熱量が多くなるので除霜または乾燥効果を大きくできる。また、吸熱器（１０５）に霜または水滴がつく温度のときには、加熱手段（１２６）の加熱量を小さくなるように制御し、安全で消費電力を軽減した除霜または乾燥運転にできる。

本発明の請求項１記載の発明は、除湿対象空気（１１６）から吸熱する吸熱器（１０５）と除湿対象空気（１１６）に放熱する放熱器（１０３）を備えたヒートポンプ（１１８）と、除湿対象空気（１１６）から吸湿する吸湿部（１２０）と除湿対象空気（１１６）に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）とを備え、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風機（１）と、前記吸熱器（１０５）を乾燥させる乾燥手段を有し、前記吸熱器（１０５）が着霜または結露量大となり除霜または乾燥運転が必要なときに、乾燥手段として前記ヒートポンプを停止するとともに前記送風機の出力を使用条件に応じて制御するものであり、除霜または乾燥運転時にヒートポンプ（１１８）を停止すると、吸熱器（１０５）は吸熱を停止し除湿しなくなり、吸熱器（１０５）に放熱器（１０３）の余熱によって加熱された除湿対象空気（１１６）が供給され、吸熱器（１０５）に付着した水滴や霜は乾燥される。さらに、送風機（１）の出力を制御することにより、吸熱器（１０５）の水滴や霜をより効率良く乾燥できるという作用を有する。

また、除湿装置本体の吸込口１１２に設けた室温検出手段（１２３）を有し、除霜または乾燥運転のときに除湿対象空気（１１６）の送風機（１）の出力を、室温検出手段（１２３）で検出した室温により制御するものであり、除霜または乾燥運転のとき、室温が低温で吸熱機（１０５）に霜または水滴がつきやすいときには、送風機（１）の出力を大きくして、吸熱器（１０５）に送られる除湿対象空気（１１６）が多くなることで除霜または乾燥能力が大きくなり、室温が比較的高温で吸熱器（１０５）に霜または水滴がつきにくいときには送風機（１）の出力を小さくして、使用者に快適な静音運転ができるという作用を有する。

また、乾燥手段として放湿部（１２１）の前段に除湿対象空気（１１６）を加熱する加熱手段（１２６）を有し、加熱手段（１２６）の周囲温度を検出する第１の温度検出手段（１２４）を有し、除霜または乾燥運転のときに除湿対象空気（１１６）の送風機（１）の出力を、前記第１の温度検出手段（１２４）で検出した温度により制御するものであり、除霜または乾燥運転のとき、着霜によって除湿対象空気（１１６）の風量が減ることで加熱手段（１２６）の周囲温度が高温のときは、送風機（１）の出力を大きくして、加熱手段（１２６）の周囲の過度の温度上昇を防ぐとともに除霜または乾燥能力が大きくなり、加熱手段（１２６）の周囲温度が低温のときは、送風機（１）の出力を小さくして、使用者には快適な静音運転ができるという作用を有する。

また、除霜または乾燥運転のとき、送風機（１）の出力を直前の除湿運転時の運転モードに依存して制御するものであり、除霜または乾燥運転のときの送風機（１）の出力が直前の除湿運転時の送風機（１）の出力と同等とすることにより、除湿装置が自動で除湿運転から除霜または乾燥運転に移行するときは、送風機（１）の出力が変化しないので、使用者には気にならない運転の切替え動作ができるという作用を有する。

また、除湿対象空気（１１６）から吸熱する吸熱器（１０５）と除湿対象空気（１１６）に放熱する放熱器（１０３）を備えたヒートポンプ（１１８）と、除湿対象空気（１１６）から吸湿する吸湿部（１２０）と除湿対象空気（１１６）に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）とを備え、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風機（１）と、前記吸熱器（１０５）を乾燥させる乾燥手段として放湿部（１２１）の前段に除湿対象空気（１１６）を加熱する加熱手段（１２６）を有し、除霜または乾燥運転のときに使用条件に応じて加熱手段（１２６）の加熱量を制御するものであり、除霜または乾燥運転時に加熱手段によって、放熱器（１０３）の余熱によって加熱された除湿対象空気（１１６）がさらに加熱された状態で吸熱器（１０５）に供給され、吸熱器（１０５）に付着した水滴や霜は乾燥され、さらに、加熱手段（１２６）の加熱量を使用条件に応じて制御することで、吸熱器に付着した水滴や霜はより効率的に乾燥できるという作用を有する。

また、除湿装置本体の吸込口（１１２）に設けた室温検出手段（１２３）を有し、除霜または乾燥運転のとき、加熱手段（１２６）の加熱量を室温検出手段（１２３）で検出した室温により制御するものであり、除霜または乾燥運転のとき、室温が低温で吸熱機（１０５）に霜または水滴がつきやすいときには、加熱手段（１２６）の加熱量を大きくして、吸熱器（１０５）に送られる除湿対象空気（１１６）の熱量を増やして除霜または乾燥能力を大きくするとともに、室温が比較的高温で吸熱器（１０５）に霜または水滴がつきにくいときには加熱手段の加熱量を小さくして、消費電力を軽減できるという作用を有する。

また、吸熱器（１０５）の温度を検出する第２の温度検出手段（１２５）を有し、除霜または乾燥運転のとき、加熱手段（１２６）の加熱量を前記第２の温度検出手段（１２５）で検出した温度により制御するものであり、除霜または乾燥運転のとき、吸熱器（１０５）の温度が低く、霜または水滴がつきやすいときには、加熱手段（１２６）の加熱量を大きくして吸熱器（１０５）に送られる除湿対象空気（１１６）の熱量を増やすことで除霜または乾燥能力を大きくするとともに、吸熱器（１０５）の温度が低くなく吸熱器（１０５）に霜または水滴がつきにくい状態のときには、加熱手段（１２６）の加熱量を小さくして消費電力を軽減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。なお、従来例と同一構成については同一番号を用い、詳細な説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。

図１に示すように、除湿装置の本体１０１内に、圧縮機１０２、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５を配管接続した冷媒回路１０６と、供給空気から吸湿する吸湿部１２０および供給空気に放湿する放湿部１２１を有する吸放湿手段１１９を設け、冷媒回路１０６内に冷媒１１７を充填している。また、本体１０１には吸込口１１２と吹出口１１３を開口し、メイン送風機１とバイパス送風機２の運転によって、吸込口１１２から除湿対象空気１１６と加熱対象空気３と第２除湿対象空気４を本体１０１内に供給する構成としている。そして、本体１０１内に供給された除湿対象空気１１６が、メイン送風機１によって放熱器１０３、ヒーター１２６、放湿部１２１、吸熱器１０５、吸湿部１２０に順に供給されて吹出口１１３より本体１０１外部に流出し、また、加熱対象空気３が、バイパス送風機２によって、除湿対象空気１１６と同一方向から放熱器１０３に供給されて吹出口１１３より本体１０１外部に流出し、また、第２除湿対象空気４が、バイパス送風機２によって、除湿対象空気１１６と同一方向から吸湿部１２０に供給されて吹出口１１３より本体１０１外部に流出するように風路を形成している。そして、圧縮機１０２により冷媒１１７を圧縮することによって、冷媒１１７が、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５の順に冷媒回路１０６内を循環し、放熱器１０３に供給される除湿対象空気１１６および加熱対象空気３に対して放熱するとともに吸熱器１０５に供給される除湿対象空気１１６から吸熱することによってヒートポンプ１１８を機能させている。また、吸熱器１０５を乾燥させる乾燥手段の一つとして、加熱手段であるヒーター１２６を備え、放湿部１２１の前段に設けた構成としている。

なお、吸熱器１０５に近接して吸熱器温度センサー１２５を設け、ヒーター１２６に近接してヒーター温度センサー１２４を設け、吸込口１１２には室温センサー１２３を設けることにより、各温度センサーの検出値に応じて運転制御できるようになっている。

図２は、吸放湿手段１１９の詳細構成を示した図である。吸放湿手段１１９は、吸着剤１０７が担持された軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター１０８を備えており、このハニカムローター１０８を回動自在に回転軸８で支持している。そして、ハニカムローター１０８の外周にギア９を形成し、このギア９と回転駆動する駆動モーター５の歯車部６にベルト７を巻装している。また、吸湿部１２０に供給される除湿対象空気１１６と放湿部１２１に供給される除湿対象空気１１６の相互流通を抑制するように風路を仕切っており、駆動モーター５を駆動するとベルト７を介してギア９に駆動力が伝達してハニカムローター１０８が回転することになる。このハニカムローター１０８の回転によって吸着剤１０７は、吸湿部１２０における除湿対象空気１１６との接触と放湿部１２１における除湿対象空気１１６との接触を繰り返すことになる。この吸着剤１０７は、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を有しているので、相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤１０７の保持可能な水分量の差に応じて水分の吸脱着が行われることになる。ここで、吸湿部１２０で吸着剤１０７と接触する除湿対象空気１１６は、吸熱器１０５において冷媒１１７の吸熱により冷却された高い相対湿度の空気であり、放湿部１２１で吸着剤１０７と接触する除湿対象空気１１６は、放熱器１０３において冷媒１１７の放熱により加熱された低い相対湿度の空気であるので、この相対湿度の差によって、吸着剤１０７の吸脱着作用がなされて吸放湿手段１１９が機能することになる。

次に除湿装置の動作を説明する。

図３は、本発明の実施形態１にかかる除湿装置の冷媒１１７の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路１０６内を循環する冷媒１１７の状態変化を示しており、冷媒１１７は圧縮機１０２において圧縮されることにより圧力とエンタルピが上昇して点Ａから点Ｂの状態変化を行い、また放熱器１０３において供給される除湿対象空気１１６および加熱対象空気２に対して放熱することによりエンタルピが減少して点Ｂから点Ｃの状態となる。次に膨張機構１０４において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Ｃから点Ｄの状態変化を行い、さらに吸熱器１０５において供給される除湿対象空気１１６から吸熱することによりエンタルピが増加して点Ｄから点Ａの状態に戻る。このような冷媒１１７の状態変化により、吸熱器１０５において吸熱し、放熱器１０３において放熱するヒートポンプ１１８が機能する。この時、点Ｂと点Ｃのエンタルピ差に冷媒１１７の循環量を乗じた値が放熱器１０３における放熱量となり、点Ａと点Ｄ（点Ｃ）のエンタルピ差に冷媒１１７の循環量を乗じた値が吸熱器１０５における吸熱量となり、放熱量と吸熱量の差、即ち点Ｂと点Ａのエンタルピ差に冷媒１１７の循環量を乗じた値が圧縮機１０２の圧縮仕事量となる。

図４は、本発明の実施形態１にかかる除湿装置における除湿対象空気１１６、加熱対象空気３、第２除湿対象空気４の状態変化を示す湿り空気線図であり、各々の空気状態の変化を説明する。

まず、点ａの状態の除湿対象空気１１６および加熱対象空気３が放熱器１０３に供給され、冷媒１１７の放熱により加熱されて点ｂの状態となる。ここで加熱対象空気３は、点ｂの状態のまま装置外部に排出され、除湿対象空気１１６は、放湿部１２１に供給されてハニカムローター１０８に担持された吸着剤１０７が保有している水分を脱着することにより加湿されて、湿度が上昇するとともに温度が低下して点ｃの状態となる。点ｃの状態となった除湿対象空気１１６は次に吸熱器１０５に供給され、冷媒１１７の吸熱により露点温度以下まで冷却されて点ｄの飽和状態となる。この時に飽和した水分は凝縮水としてタンク１２２に回収される。最後に除湿対象空気１１６は吸湿部１２０に供給され、吸着剤１０７に水分を吸着されることによって除湿され、湿度が低下するとともに温度が上昇して点ｅの状態の乾燥空気となり装置外部に排出される。

一方、点ａの状態の第２除湿対象空気４は、吸熱器１２０の一部を占める第２吸湿部（図示せず）に供給されて吸着剤１０７が保有する放熱器１０３の余熱を除去するとともに吸着剤１０７に水分を吸着されることによって除湿され、温度が上昇するとともに湿度が低下して点ｆの乾燥空気となる。点ｂの状態となった加熱対象空気３と点ｆの状態となった第２除湿対象空気４は、ともにバイパス送風ファン２に吸引されて装置外部に排出される。

以上の除湿対象空気１１６および第２除湿対象空気４の状態変化において、吸熱器１０５において回収される凝縮水の量は、点ｃと点ｄの絶対湿度差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値となり、放湿部１２１における放湿量は、点ｂと点ｃの絶対湿度差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値となる。また、吸湿部１２０と第２吸湿部（図示せず）における吸湿量は、点ｄと点ｅの絶対湿度差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値と点ａと点ｆの絶対湿度差にパージ空気４の重量換算風量を乗じた値との加算値となる。

以上の動作において、理想状態では、放湿部１２１の出口空気状態を示す点ｃは、吸湿部１２０の入口空気状態を示す点ｄと同一の相対湿度である点ｃ’に近づき、吸湿部１２０の出口空気状態を示す点ｅは、放湿部１２１の入口空気状態を示す点ｂと同一の相対湿度である点ｅ’に近づく。したがって点ｄの相対湿度を上昇させ、点ｂの相対湿度を低下させること、即ち、点ｄで示した吸湿部１２０への供給空気と点ｂで示した放湿部１２１への供給空気との相対湿度差を拡大することが吸放湿量を高めることになり、結果的に除湿効率が向上することになる。また、除湿対象空気１１６の重量換算風量と加熱対象空気３の重量換算風量を加算して点ａと点ｂのエンタルピ差に乗じた値が放熱器１０３における放熱量、点ｃと点ｄのエンタルピ差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値が吸熱器１０５における吸熱量となり、この放熱器１０３における放熱量および吸熱器１０５における吸熱量は、図３の冷媒１１７の状態変化から得られる放熱量および吸熱量と等しくなる。従って、放熱器１０３において除湿対象空気１１６のみでは不足する冷媒１１７の放熱分を加熱対象空気３が補うことにより、除湿対象空気１１６の風量を放湿部１２１における放湿、吸熱器１０５における冷却、吸湿部１２０における吸湿の過程における最適な値に設定することができるのである。

また、この除湿装置には自動で吸熱器１０５の霜をとる除霜手段を備えており、吸熱器１０５の近傍に設けた温度センサー１２５により除霜運転に切り替わる。その方法としては圧縮機１０２の駆動を停止し、メイン送風機１、バイパス送風機２、ヒーター１２６のそれぞれの出力を周囲雰囲気や内部状態により制御することで除霜運転を行なう構成となっている。なお、除霜手段として手動で行うための除霜スイッチ（図示せず）を設け、この除霜スイッチを操作して除霜運転に切り換えるようにすることもできる。

図５は、請求項１、２、４に関して除湿装置の除湿運転から除霜運転へ移行するときの一例を示した動作フロー図である。図５に示すように除湿運転を開始すると、吸熱器１０５に設置した温度センサー１２５により吸熱器１０５の温度測定値ｔ１の読込みを一定周期で行い、温度測定値ｔ１が０．５℃より大きい場合は、除湿運転と温度測定値ｔ１の読込みを継続し、温度測定値ｔ１が０．５℃以下になった場合、除霜運転に移行する。除霜運転移行時に、除湿運転時の運転モードの読込みを行い、メイン送風機１の運転モードが高ノッチのときは、除霜運転Ａを行う。除霜運転Ａはメイン送風機１が高ノッチでＯＮ、吸放出手段１１９がＯＮ、圧縮機１０２がＯＦＦ、ヒーター１２６が高出力でＯＮである。また、メイン送風機１の運転モードが低ノッチのときは、吸込口１１２にある室温センサー１２３により温度測定値ｔ２を読み込み、この温度測定値ｔ２が５℃以上の場合は除霜運転Ｂになる。除霜運転Ｂはメイン送風機１が低ノッチでＯＮ、吸放出手段１１９がＯＮ、圧縮機１０２がＯＦＦ、ヒーター１２６が高出力でＯＮである。また、温度測定値ｔ２が５℃未満のときは除霜運転Ａになる。

このようにメイン送風機１の運転モードが低ノッチで、室温センサー１２３の温度測定値ｔ２が５℃以上で除霜運転となる場合は、除霜運転Ｂのモードとなり、メイン送風機１の風量を上げずに低ノッチ運転を続けることにより、低騒音の除霜運転を行うことができる。

図６は、請求項１、３、４に関して、除湿装置の除湿運転から除霜運転へ移行するときの一例を示した動作フロー図である。除霜運転に移行するときは、除霜運転移行時に除湿運転時の運転モードの読込みを行い、メイン送風機１の運転モードが高ノッチのときは、除霜運転Ａとなる。また、メイン送風機１の運転モードが低ノッチのときは、ヒーター１２６の側方にある温度センサー１２４により温度測定値ｔ３の読込みを行い、温度測定値ｔ３が１６０℃以上の場合は、除霜運転Ａになる。また、ヒーター周囲の温度測定値ｔ３が１６０℃未満のときは除霜運転Ｂになる。

このようにメイン送風機１の運転モードが低ノッチで、ヒーター１２６の側方にある温度センサー１２４の温度測定値ｔ３が１６０℃未満で除霜運転となる場合は、除霜運転Ｂのモードとなり、メイン送風機１の風量を上げずに低ノッチ運転を続けることにより、低騒音の除霜運転を行うことができる。

図７は、請求項５、６に関して、除湿装置の除湿運転から除霜運転へ移行するときの一例を示した動作フロー図である。除霜運転に移行するときは、吸込口１１２に設けた室温センサー１２３より室内の温度測定値ｔ１の読込みを行い、温度測定値ｔ２が５℃以上の場合は、除霜運転Ｃになる。除霜運転Ｃはメイン送風機１が高ノッチでＯＮ、吸放出手段１１９がＯＮ、圧縮機１０２がＯＦＦ、ヒーター１２６が低出力でＯＮである。室温センサー１２３の温度測定値ｔ２が５℃未満のときは除霜運転Ａとなる。

このように吸熱器１０５に設置した温度センサー１２５の温度測定値ｔ１が０．５℃以下で、室温センサー１２３の温度測定値ｔ２が５℃以上の場合は、除霜運転Ｃのモードとなり、ヒーター１２６の出力を下げることにより、消費電力を軽減した安全な除霜運転を行うことができる。

図８は、請求項５、７に関して除湿装置の除湿運転から除霜運転へ移行するときの一例を示した動作フロー図である。除霜運転に移行するときは、吸熱器１０５に設置した温度センサー１２５より吸熱器１０５の温度測定値ｔ１の読込みを行い、温度測定値ｔ１が１０℃以上の場合は、除霜運転Ｃとなり、温度測定値ｔ１が１０℃未満のときは除霜運転Ａとなる。また、除霜運転Ａの状態で温度測定値ｔ１の読込みを定期的に繰り返し、吸熱器温度が次第に上昇して温度測定値ｔ１が１０℃以上になると除霜運転Ｃとなる。

このように吸熱器１０５に設置した温度センサー１２５の温度測定値ｔ１が０．５℃以下で除霜運転を開始しても、除霜運転を継続することで温度測定値ｔ１が１０℃以上になる場合は、除霜運転Ｃのモードとなり、ヒーター１２６の出力を下げることにより、消費電力を軽減した安全な除霜運転を行うことができる。

なお、乾燥運転に関しては、除湿運転を終了する直前に、前述の図５〜図８を用いて説明した除霜運転に対して、各温度測定値ｔ１、ｔ２、ｔ３のしきい値を適宜設定することにより、乾燥運転として低騒音または低出力の運転制御ができるものである。

循環経路１１１を要しない簡易な構成で、多様な環境下で効率の良い除湿を行うことができるので、除湿機、乾燥機、空調機、溶剤回収装置等の高効率な除湿機能が所望される用途に適し、また安全かつ経済的で使用者にやさしい除霜または乾燥運転を備えており、家庭の中で静かな就寝時も含めて日常的に頻繁に使う除湿機、乾燥機、空調機に適している。

本発明の実施形態１にかかる除湿装置の概略構成を示した断面図 同、除湿装置の吸放出手段１１９の詳細構成を示した斜視図 同、除湿装置の冷媒１１７の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図） 同、除湿装置における除湿対象空気１１６および加熱対象空気２と第２除湿対象空気４の状態変化を示す湿り空気線図 同、除霜運転に移行するときに運転モードと室温により送風機出力を制御する動作フロー図 同、運転モードとヒーター周囲温度により送風機出力を制御する動作フロー図 同、室温によりヒーター出力を制御する動作フロー図 同、吸熱器の温度によりヒーター出力を制御する動作フロー図 従来の除湿装置の概略構成を示した断面図

符号の説明

１ メイン送風機（送風機）
１０１ 除湿装置本体
１０３ 放熱器
１０５ 吸熱器
１１２ 吸込口
１１６ 除湿対象空気
１１８ ヒートポンプ
１１９ 吸放湿手段
１２０ 吸湿部
１２１ 放湿部
１２３ 室温センサー（室温検出手段）
１２４ ヒーター温度センサー（第１の温度検出手段）
１２５ 吸熱器温度センサー（第２の温度検出手段）
１２６ ヒーター（加熱手段）

Claims (7)

1. 除湿対象空気から吸熱する吸熱器と除湿対象空気に放熱する放熱器を備えたヒートポンプと、除湿対象空気から吸湿する吸湿部と除湿対象空気に放湿する放湿部を有する吸放湿手段とを備え、除湿対象空気を前記放熱器、前記放湿部、前記吸熱器、前記吸湿部の順に供給する送風機と、前記吸熱器を乾燥させる乾燥手段を有し、前記吸熱器が着霜または結露量大となり除霜または乾燥運転が必要なときに、前記乾燥手段として前記ヒートポンプを停止するとともに前記送風機の出力を使用条件に応じて制御する除湿装置。
2. 除湿装置本体の吸込口に設けた室温検出手段を有し、除霜または乾燥運転のときに除湿対象空気の送風機の出力を、前記室温検出手段で検出した温度により制御する請求項１記載の除湿装置。
3. 乾燥手段として前記放湿部の前段に前記除湿対象空気を加熱する加熱手段を有し、前記加熱手段の周囲温度を検出する第１の温度検出手段を有し、除霜または乾燥運転のときに除湿対象空気の送風機の出力を、前記第１の温度検出手段で検出した温度により制御する請求項１記載の除湿装置。
4. 除霜または乾燥運転のとき、除湿対象空気の送風機の出力を直前の除湿運転時の運転モードに依存して制御する請求項１、２または３記載の除湿装置。
5. 除湿対象空気から吸熱する吸熱器と除湿対象空気に放熱する放熱器を備えたヒートポンプと、除湿対象空気から吸湿する吸湿部と除湿対象空気に放湿する放湿部を有する吸放湿手段とを備え、除湿対象空気を前記放熱器、前記放湿部、前記吸熱器、前記吸湿部の順に供給する送風機と、前記吸熱器を乾燥させる乾燥手段として前記放湿部の前段に前記除湿対象空気を加熱する加熱手段を有し、除霜または乾燥運転のとき、使用条件に応じて前記加熱手段の加熱量を制御する除湿装置。
6. 除湿装置本体の吸込口に設けた室温検出手段を有し、除霜または乾燥運転のときに加熱手段の加熱量を、前記室温検出手段で検出した温度により制御する請求項５記載の除湿装置。
7. 吸熱器の温度を検出する第２の温度検出手段を有し、除霜または乾燥運転のとき、加熱手段の加熱量を前記第２の温度検出手段で検出した温度により制御する請求項５記載の除湿装置。

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