JP2008111631A - 除湿空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除湿ロータの除湿量の向上を図りながら、装置全体の大型化を抑制することができる除湿空調装置を提供すること。
【解決手段】除湿ロータ２０と、除湿処理ユニット３０と、再生処理ユニット４０とを備えた除湿空調装置１９において、店舗１内に配設されたショーケース３を構成する蒸発器４に配管を通じて接続され、かつ供給された冷媒を圧縮する圧縮機５と、該圧縮機５で圧縮された冷媒を放熱させる凝縮器６と、該凝縮器６で放熱された冷媒を断熱膨張させる膨張弁９とともに配管を通じて冷媒を循環させる冷媒循環回路Ｌ１を構成し、蒸発器４に向けて流れる冷媒の一部を導入し、導入した冷媒が蒸発することにより水分吸着体２１に向けて通過する処理空気を冷却する冷却器３２と、ショーケース３の負荷に応じて圧縮機５の回転数を制御する圧縮機制御部７０とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、除湿空調装置に関し、より詳細には、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗に適用され、室内への外気導入による換気、除湿及び空気調和の各機能を有する除湿空調装置の改良に関する。

従来、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗等に適用される除湿空調装置として、除湿ロータ、除湿処理ユニット及び再生処理ユニットを備えたものが知られている。

除湿ロータは、円板状の水分吸着体が設けられている。水分吸着体は、２つに仕切られ、かつ空気の流路を構成する水分吸着領域と水分放出領域とを交互に通過する態様で回転するものである。すなわち、区画された水分吸着領域と水分放出領域との間で水分吸着体を循環移動させるものである。これにより水分吸着体が回転すると、水分吸着領域に位置した部分は水分放出領域に移動し、次いで、再び水分吸着領域に移動することを順次繰り返すことになる。

除湿処理ユニットは、処理空気（例えば外気）を取り入れ、取り入れた処理空気を除湿ロータの水分吸着領域に通過させることにより、通過する処理空気の水分を水分吸着体に吸着させて除湿し、かかる水分吸着領域を通過した空気を冷却器にて所定温度に冷却して、冷却した処理空気を対象室内に導入するものである。

再生処理ユニットは、再生空気（例えば外気）を取り入れ、取り入れた再生空気を加熱器で加熱し、加熱した再生空気を除湿ロータの水分放出領域に通過させることにより、水分吸着体に水分を放出させて乾燥し、かかる水分放出領域を通過した再生空気を外部に送出するものである。

そのような除湿空調装置において、冷却器は、内部の流路を流れる冷媒が蒸発することにより、該冷却器の周囲を通過する処理空気との間で熱交換が行われて該処理空気を冷却するものである。そして、かかる冷却器への冷媒の供給量を制御することにより、冷却器の周囲を通過した後の処理空気の温度を調整するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３１６９７５号公報

しかしながら、特許文献１に提案されている除湿空調装置では、冷却器への冷媒の供給量を制御して該冷却器の周囲を通過した後の処理空気の温度を調整しているが、このような構成では、除湿ロータを通過する以前の処理空気、すなわち除湿ロータの水分吸着領域に向けて流れる除湿前の処理空気に対して冷却等を行うわけではないので、除湿量向上を図ることが困難である。

その一方、除湿空調装置の他の例として、外部より処理空気を取り入れ、取り入れた処理空気を冷却器にて所定温度に冷却し、冷却した処理空気を除湿ロータの水分吸着領域に通過させることにより除湿し、除湿した処理空気を対象室内に戻すような除湿処理ユニットを備えた除湿空調装置が知られている。

かかる除湿空調装置では、取り入れた処理空気を所定温度に冷却した後に除湿ロータの水分吸着領域に通過させているので、水分吸着領域に向けて流れる処理空気の相対湿度を上昇させることができ、これにより除湿ロータによる水分吸着量を増大させることができ、除湿量の向上を図ることができる。

ところが、このような除湿空調装置では、冷却器の冷熱源として除湿空調装置専用の冷凍機、すなわち、対象室内を冷却するための冷却ユニットとは別個独立した圧縮機を用いていた。そのため、除湿空調装置専用の冷凍機の設置場所等が必要になり、装置全体の大型化を招来する虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、除湿ロータの除湿量の向上を図りながら、装置全体の大型化を抑制することができる除湿空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る除湿空調装置は、区画された水分吸着領域と水分放出領域との間で水分吸着体を循環移動させる除湿ロータと、前記水分吸着領域に外部より導入した処理空気を通過させることにより、通過する処理空気の水分を前記水分吸着体に吸着させて該処理空気を除湿し、除湿した処理空気を対象室内に供給する除湿処理手段と、前記水分放出領域に外部より導入した再生空気を通過させることにより、前記水分吸着体に水分を放出させる再生処理手段とを備えた除湿空調装置において、前記対象室内に配設された冷凍冷蔵機器を構成する蒸発器に配管を通じて接続され、かつ供給された冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる凝縮器と、該凝縮器で放熱された冷媒を断熱膨張させる膨張弁とともに配管を通じて冷媒を循環させる冷媒循環回路を構成し、前記蒸発器に向けて流れる冷媒の一部を導入し、導入した冷媒が蒸発することにより前記水分吸着体に向けて通過する処理空気を冷却する冷却手段と、前記冷凍冷蔵機器の負荷に応じて前記圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る除湿空調装置によれば、冷却手段が、対象室内に配設された冷凍冷蔵機器を構成する蒸発器に配管を通じて接続され、かつ供給された冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる凝縮器と、該凝縮器で放熱された冷媒を断熱膨張させる膨張弁とともに配管を通じて冷媒を循環させる冷媒循環回路を構成し、上記蒸発器に向けて流れる冷媒の一部を導入し、導入した冷媒が蒸発することにより水分吸着体に向けて通過する処理空気を冷却するので、処理空気の相対湿度を上昇させて水分吸着体での吸着水分量を増加させることができ、これにより、除湿ロータの除湿量の向上を図ることができ、しかも、除湿空調装置専用の冷凍機を必要としないため、装置全体の大型化を抑制することができるという効果を奏する。特に、制御手段が冷凍冷蔵機器の負荷に応じて圧縮機の回転数を制御するので、一般に運転サイクルが長い除湿処理手段の影響を受けて圧縮機が高回転数で駆動する虞れがない。つまり、圧縮機が過剰な回転数で駆動することが抑制されて、省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る除湿空調装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、本実施の形態では、除湿空調装置の対象室は、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗であるとして説明する。

図１は、本発明の実施の形態における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。ここに例示する除湿空調装置１９は、店舗１の内部への外気導入による換気、除湿及び空気調和を行うものである。対象となる店舗１には、店内空調装置２及びショーケース（冷凍冷蔵機器）３が設けてある。店内空調装置２は、一般的なものであり、店舗１の内部の空気温度等を調整するためのものである。

ショーケース３は、内部に陳列された商品等を冷却するためのものである。このショーケース３には、蒸発器４が内蔵されている。蒸発器４は、詳細は後述するが、圧縮機５、凝縮器６及び膨張弁７等とともに冷媒配管を通じて接続されて冷媒循環回路Ｌ１を構成しており、膨張弁７により低温低圧の状態に断熱膨張させた冷媒を所定の流路を通過させて蒸発させるものである。この冷媒が蒸発することにより、ショーケース３の内部に陳列された商品等は、熱が奪われて冷却されることになる。尚、図１では、ショーケース３は店舗１の内部に１つだけ示しているが、本発明の実施の形態では、後述するように店舗１の内部に複数設けられている。

そのような店舗１に適用される除湿空調装置１９は、除湿ロータ２０、除湿処理ユニット（除湿処理手段）３０及び再生処理ユニット（再生処理手段）４０を備えて構成してある。

除湿ロータ２０は、円板状に形成した例えば紙やゼオライト系等の水分吸着体２１が設けてある。水分吸着体２１は、図示しないモータの駆動によりその中心軸回りに回転するものである。より詳細に説明すると、水分吸着体２１は、互いに区画され、かつ空気の流路を構成する水分吸着領域３３と水分放出領域４３との間を交互に通過する態様で回転するものである。すなわち、区画された水分吸着領域３３と水分放出領域４３との間で水分吸着体２１を循環移動させるものである。これにより水分吸着体２１が回転すると、水分吸着領域３３に位置した部分は水分放出領域４３に移動し、次いで再び水分吸着領域３３に移動することを順次繰り返すことになる。

除湿処理ユニット３０は、導入した処理空気（外気）を除湿して店舗１の内部に送出するためのものであり、除湿処理経路３００を有している。

除湿処理経路３００は、処理空気取入口３０１から取り入れた処理空気を、処理空気吐出口３０２を通じて店舗１の内部に送出するための経路であり、処理空気用フィルター３１、冷却器（冷却手段）３２、除湿ロータ２０の水分吸着領域３３及び除湿ファン３４が処理空気取入口３０１側から順に設けてある。

処理空気用フィルター３１は、処理空気取入口３０１より取り入れた処理空気を通過させることにより、粉塵等を取り除くものである。

冷却器３２は、処理空気取入口３０１を通じて取り入れた処理空気、より詳細には、処理空気用フィルター３１を通過した処理空気を冷却するものである。この冷却器３２は、詳細は後述するが、圧縮機５等と冷媒配管を通じて接続されて冷媒循環回路Ｌ１を構成している。

除湿ロータ２０の水分吸着領域３３は、通過する処理空気の水分を水分吸着体２１に吸着させる領域である。これにより、冷却器３２で冷却された処理空気は、水分吸着領域３３で除湿される。

除湿ファン３４は、処理空気取入口３０１を通じての処理空気の導入、並びに店舗１の内部への送出の送風源となるものである。従って、除湿ファン３４の駆動により、処理空気は処理空気吐出口３０２を通じて店舗１の内部に送出されることになる。

上記除湿処理経路３００には、還気取入口３０３が設けてある。還気取入口３０３は、水分吸着領域３３の下流域、より詳細には水分吸着領域３３と除湿ファン３４との間の所定領域に設けてあり、還気導入路（図示せず）を通じて店舗１の内部の空気を取り入れるための開口である。この還気導入路は、店舗１の内部に設けられた店舗内空気取入口（図示せず）を通じて該店舗１の内部の空気を取り入れ、還気取入口３０３まで移送するための通路である。

再生処理ユニット４０は、再生処理経路４００を有している。再生処理経路４００は、除湿処理経路３００に並設してあり、再生空気取入口４０１から取り入れた再生空気（外気）を、再生空気吐出口４０２を通じて外部に送出するための経路であり、再生空気用フィルター４１、加熱器４２、除湿ロータ２０の水分放出領域４３及び再生ファン４４を再生空気取入口４０１側から順に設けてある。

再生空気用フィルター４１は、再生空気取入口４０１より取り入れた再生空気を通過させることにより、粉塵等を取り除くものである。

加熱器４２は、再生空気取入口４０１を通じて取り入れた空気を加熱するものである。この加熱器４２は、配管を通じて加熱源４２ａ及びポンプ４２ｂに接続することにより、例えば湯等の熱媒体が循環する熱媒体循環回路Ｌ２を構成している。加熱源４２ａは、熱媒体循環回路Ｌ２を流れる湯を加熱するものである。ポンプ４２ｂは、湯が熱媒体循環回路Ｌ２を流れるための動力源となるものである。加熱源４２ａで加熱された湯がポンプ４２ｂの作用によって熱媒体循環回路Ｌ２を流れることにより、加熱器４２の周囲を通過する再生空気は加熱されることになる。

除湿ロータ２０の水分放出領域４３は、加熱器４２で加熱された再生空気が通過することにより、水分吸着体２１に水分を放出させて乾燥させるための領域である。

再生ファン４４は、再生空気取入口４０１を通じての再生空気の導入、並びに外部への再生空気の送出の送風源となるものである。従って、再生ファン４４の駆動により、再生空気は、再生空気吐出口４０２を通じて外部に送出されることになる。

図２は、図１に示した冷媒循環回路を模式的に示したものであり、かかる図２を参照しながら冷媒循環回路Ｌ１について説明する。尚、図２では、複数（３つ）のショーケース３ａ，３ｂ，３ｃが示されており、以下においては３つのショーケース３ａ，３ｂ，３ｃ（適宜、ショーケース３と総称する）が設けられている場合を一例として説明するが、本発明はショーケース３の数が特に限定されるものではない。

冷媒循環回路Ｌ１は、圧縮機５、凝縮器６、膨張弁７、蒸発器４及び冷却器３２を冷媒配管を通じて接続することにより構成したものであり、内部に冷媒が封入してある。より詳細に説明すると、冷媒循環回路Ｌ１は、それぞれのショーケース３ａ，３ｂ，３ｃに内蔵された蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃ（適宜、蒸発器４と総称する）と、冷却器３２とを互いに並列となる態様で接続し、この並列接続したものに圧縮機５および凝縮器６を分岐管１２，１３及び冷媒配管を介して直列に接続することにより構成してある。それぞれの蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃの上流側の冷媒配管、すなわちそれぞれの蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃと凝縮器６との間の冷媒配管には、膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃ（適宜、膨張弁７と総称する）が配設してあるとともに、電磁弁８ａ，８ｂ，８ｃ（適宜、電磁弁８と総称する）が配設してある。また、冷却器３２の上流側の冷媒配管、すなわち冷却器３２と凝縮器６との間の冷媒配管には、膨張弁９が配設してあるとともに、電磁弁１０が配設してある。つまり、冷却器３２は、圧縮機５と、凝縮器６と、膨張弁９とともに配管を通じて冷媒を循環させる冷媒循環回路Ｌ１を構成している。更に、冷却器３２の下流側の冷媒配管、すなわち冷却器３２と圧縮機５との間の冷媒配管には、圧力調整弁１１が配設してある。

圧縮機５は、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものである。凝縮器６は、圧縮機５より供給された冷媒、すなわち圧縮機５で高温高圧の状態に圧縮された冷媒を凝縮して放熱させるものである。膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃ，９は、凝縮器６より供給された冷媒、すなわち凝縮器６で放熱された冷媒を断熱膨張させる、つまり該冷媒を減圧して低温低圧の状態にするものである。蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃは、上述しているが、膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃで低温低圧の状態に断熱膨張させた冷媒を蒸発させるものである。冷却器３２は、膨張弁９で低温低圧の状態に断熱膨張させた冷媒を蒸発させるものである。これにより、冷却器３２の周囲を通過する処理空気は、冷媒が蒸発することにより熱を奪われて冷却される。

蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃの上流側に配設された電磁弁８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ後述する電磁弁制御部６０から指令（信号）が与えられることによりオン・オフするもの、すなわち開閉するものである。これら電磁弁８ａ，８ｂ，８ｃは、オン状態になると開成し、凝縮器６から分岐管１２を通じて各膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃへ冷媒が流れることを許容する一方、オフ状態になると閉成し、凝縮器６から分岐管１２を通じて各膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃへ冷媒が流れることを規制するものである。

冷却器３２の上流側に配設された電磁弁１０は、後述する除湿制御部Ｃから指令（信号）が与えられることによりオン・オフするもの、すなわち開閉するものである。この電磁弁１０は、オン状態になると開成し、凝縮器６から分岐管１２を通じて冷却器３２へ冷媒が流れることを許容する一方、オフ状態になると閉成し、凝縮器６から分岐管１２を通じて冷却器３２へ冷媒が流れることを規制するものである。

圧力調整弁１１は、冷却器３２を通過した冷媒の圧力を、各蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃにおける冷媒の蒸発温度に相当する大きさに調整するものである。

図３及び図４は、それぞれ本発明の実施の形態における除湿空調装置の制御系の要部を示すものであり、図３は電磁弁の制御系を示したブロック図、図４は圧縮機の制御系を示したブロック図である。以下においては、電磁弁の制御系について説明した後、圧縮機の制御系について説明することにする。

図３に示すように、除湿空調装置１９は、除湿制御部Ｃ、温度センサＳ１ａ〜Ｓ１ｃ（適宜、温度センサＳと総称する）、記憶部５０及び電磁弁制御部６０を備えている。

除湿制御部Ｃは、店舗１の内部を換気等すべき旨の指令が与えられた場合、所定の記憶領域に格納してあるプログラムやデータにしたがって、除湿空調装置各部の制御を統括的に行うものである。より具体的に説明すると、除湿制御部Ｃは、除湿ロータ２０（モータ）、除湿ファン３４、加熱源４２ａ、ポンプ４２ｂ、再生ファン４４、電磁弁１０及び膨張弁７，９の各部の駆動を制御するとともに、電磁弁制御部６０及び後述する圧縮機制御部７０のそれぞれに制御信号を出力するものである。

温度センサＳ１ａ〜Ｓ１ｃは、店舗１の内部の所定個所、例えば各ショーケース３ａ，３ｂ，３ｃの吹き出し空気個所に配設してある。つまり、温度センサＳ１ａはショーケース３ａの吹き出し空気個所、温度センサＳ１ｂはショーケース３ｂの吹き出し空気個所、温度センサＳ１ｃはショーケース３ｃの吹き出し空気個所に配設してある。このような温度センサＳは、各ショーケース３の吹き出し空気の温度を測定し、測定結果（測定値）を測定信号として電磁弁制御部６０に出力するものである。ここで、各ショーケース３の吹き出し空気個所に温度センサＳを配設することにしたのは、収納商品の量の多寡によって影響されにくいこと、制御に基づく温度変化が最も先行的に現れる個所であること等々による。

記憶部５０は、各種のデータや、電磁弁制御部６０による各種処理に必要なデータやプログラムを格納する格納手段（記憶手段）であり、特に本発明に密接に関連するものとして、オン・オフ基準情報５１を備える。オン・オフ基準情報５１は、電磁弁８のオン・オフ制御を行う際の基準値（閾値）に関する情報である。

電磁弁制御部６０は、制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラム及び所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する処理部であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、入力処理部６１、オン・オフ決定部６２及び駆動処理部６３を備える。

入力処理部６１は、各種信号の入力処理を行うものであり、ここでは、除湿制御部Ｃから出力された制御信号、各温度センサＳ１ａ〜Ｓ１ｃから出力された測定信号の入力処理を行うものである。

オン・オフ決定部６２は、入力処理部６１を通じて入力処理された測定信号に含まれる測定値と、記憶部５０から読み出したオン・オフ基準情報５１に含まれる基準値とを比較して、電磁弁８のオン・オフを決定するものである。つまり、測定値が基準値以上であれば（「測定値≧基準値」）、オン決定、すなわち対応する電磁弁８を開成させることを決定する一方、測定値が基準値未満であれば（「測定値＜基準値」）、オフ決定、すなわち対応する電磁弁８を閉成させることを決定するものである。ここで、オン・オフの決定は、測定信号を出力した温度センサＳ１ａ〜Ｓ１ｃと、該温度センサＳ１ａ〜Ｓ１ｃが配設されたショーケース３ａ，３ｂ，３ｃの蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃの上流側の電磁弁８ａ，８ｂ，８ｃとを対応づけて行われる。

駆動処理部６３は、オン・オフ決定部６２を通じてのオン決定及びオフ決定に基づき、対応する電磁弁８に駆動信号を出力して該電磁弁８の駆動処理を行うものである。より詳細には、オン・オフ決定部６２を通じてオン決定された場合には、対応する電磁弁８に開成となる旨の駆動信号（オン）を出力する一方、オフ決定された場合には、対応する電磁弁８に閉成となる旨の駆動信号（オフ）を出力して、該電磁弁８の駆動処理を行うものである。

次に圧縮機５の制御系について説明する。図４に示すように、除湿空調装置１９は、除湿制御部Ｃ、電磁弁制御部６０、圧力センサＳ２、メモリＭ及び圧縮機制御部７０を備えている。ここで、除湿制御部Ｃ及び電磁弁制御部６０は上述の通りである。

圧力センサＳ２は、冷媒循環回路Ｌ１における圧縮機５の上流側に配設してある。この圧力センサＳ２は、圧縮機５への冷媒流入圧力を測定し、測定結果（測定値）を測定信号として圧縮機制御部７０に出力するものである。

メモリＭは、各種のデータや、圧縮機制御部７０による各種処理に必要なデータやプログラムを格納する格納手段（記憶手段）である。

圧縮機制御部７０は、制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラム及び所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する処理部であり、特に本発明に密接に関連するものとしては、入力処理部７１、オン・オフ周期演算部７２、圧力設定値演算部７３、圧縮機回転数指令演算部７４及び駆動処理部７５を備える。

入力処理部７１は、各種信号の入力処理を行うものであり、ここでは、除湿制御部Ｃから出力された制御信号、電磁弁制御部６０から各電磁弁８に出力される駆動信号、圧力センサＳ２から出力された測定信号のそれぞれの入力処理を行うものである。ここで、電磁弁制御部６０から出力された駆動信号は、入力処理された後、メモリＭに格納される。

オン・オフ周期演算部７２は、入力処理部７１を通じて入力処理され、メモリＭに格納された駆動信号に基づいて、一定時間毎にその前の一定時間に各電磁弁８が繰り返しオン・オフしたときの平均的オン・オフ周期を演算するものである。かかるオン・オフ周期の演算は、ショーケース３毎（電磁弁８毎）に行う。

圧力設定値演算部７３は、オン・オフ周期演算部７２を通じて求められたオン・オフ周期と、メモリＭから読み出した圧力設定に関する情報に含まれる基準範囲とを比較して、圧力設定値を演算するものである。具体的には、図５に示すような圧力設定値／電磁弁のオン・オフ周期対応表に基づいて演算する。ここで、圧力設定値／電磁弁のオン・オフ周期対応表は、メモリＭに予め格納されており、経験則に基づいて求められたものである。つまり、
（１） １台のショーケース３でもオン・オフ周期が基準範囲の上限値より大きければ、それだけ冷却に時間を要したわけであるから、冷凍能力は不足と判断し、圧力設定値を例えば０．０１ＭＰａだけ下げて（更新して）、冷凍能力を増大させる。
（２） 全てのショーケース３について、オン・オフ周期が基準範囲内であれば、冷凍能力は適当と判断し、圧力設定値をそのまま維持する。
（３） １台のショーケース３でもオン・オフ周期が基準範囲の下限値未満であれば、それだけ冷却が短時間で行われたわけであるから、冷凍能力は過剰と判断し、圧力設定値を例えば０．０１ＭＰａだけ上げて（更新して）、冷凍能力を低下させる。

圧縮機回転数指令演算部７４は、圧力設定値演算部７３を通じて演算された新たな圧力設定値と、入力処理部７１を通じて入力処理された測定信号に含まれる測定値とを比較し、両者の偏差に基づいて新たな圧縮機回転数を演算するものである。

駆動処理部７５は、圧縮機回転数指令演算部７４を通じて演算された新たな圧縮機回転数に基づき、圧縮機５に駆動信号を出力して該圧縮機５の駆動処理を行うものである。

以下、除湿空調装置１９が店舗１の内部を換気、除湿、空気調和する場合について説明する。

店舗１の内部を換気等すべき旨の指令が与えられた場合、除湿制御部Ｃは、所定の記憶領域に格納してあるプログラムやデータにしたがって、除湿空調装置各部の制御を統括的に行う。より具体的には、除湿制御部Ｃは、除湿ロータ２０（モータ）、除湿ファン３４、加熱源４２ａ、ポンプ４２ｂ及び再生ファン４４のそれぞれに駆動指令を出力してこれらを駆動させるとともに、電磁弁１０に対しても開指令を出力して該電磁弁１０を開成させる。また、除湿制御部Ｃは及び膨張弁７，９にも指令を出力し、それぞれ予め決められた開度となるように開成させる。更に、除湿制御部Ｃは、電磁弁制御部６０及び圧縮機制御部７０のそれぞれに制御信号を出力する。

除湿制御部Ｃからの指令が与えられることにより、除湿ロータ２０では、モータが駆動して水分吸着体２１が回転する。熱媒体循環回路Ｌ２では、加熱源４２ａで加熱された湯がポンプ４２ｂの作用により循環する。冷媒循環回路Ｌ１では、圧縮機５で圧縮された冷媒は、凝縮器６で凝縮した後、分岐管１２を介して膨張弁９に至る。膨張弁９に至った冷媒は、該膨張弁９で減圧されて断熱膨張し、低温低圧の状態になり、冷却器３２に送出される。冷却器３２に送出された冷媒は、該冷却器３２の周辺から熱を与えられて蒸発し、その後、分岐管１３を介して圧縮機５に帰還する。すなわち、圧縮機５で圧縮され、凝縮器６で凝縮した冷媒の一部は、分岐管１２を介して膨張弁９及び冷却器３２を流れ、分岐管１３を介して圧縮機５に戻っている。かかる冷媒循環回路Ｌ１の冷媒の循環についての詳細は後述する。

除湿ファン３４の駆動により、処理空気が処理空気取入口３０１を通じて取り入れられ、取り入れられた処理空気は、冷却器３２に至る。冷却器３２に至った処理空気は、該冷却器３２の内部を通過する冷媒が蒸発することにより冷却され、水分吸着領域３３に至る。その一方、除湿ファン３４の駆動により、店舗１の内部の室内空気が店舗内空気取入口を通じて取り入れられ、取り入れられた室内空気は、還気導入路を通過して還気取入口３０３に至る。

水分吸着領域３３において、処理空気に含有される水分が水分吸着体２１の対応する部分に吸着され、処理空気の湿度が低下する。すなわち、処理空気は除湿される。また、水分吸着体２１の水分吸着領域３３に対応する部分に吸着された水分は、水分吸着体２１の回転とともに、水分吸着領域３３から水分放出領域４３に移動する。

水分吸着領域３３で除湿された処理空気は、除湿ファン３４の駆動により下流側に流れ、還気導入路を通過し還気取入口３０３に至った室内空気と混合して混合拡散されて所定の温湿度に調整された後、混合空気として処理空気吐出口３０２を通じて店舗１の内部に送出される。

一方、再生ファン４４の駆動により、再生空気取入口４０１を通じて再生空気が取り入れられ、取り入れられた再生空気は、加熱器４２に至る。加熱器４２に至った再生空気は、加熱器４２の内部を流れる湯により加熱されて高温度になり、水分放出領域４３に至る。

水分放出領域４３において、加熱器４２で加熱された再生空気が通過することにより、水分吸着体２１の対応する部分から水分が放出され、該再生空気の湿度が上昇する。その後、水分放出領域４３を通過した再生空気は、再生ファン４４の駆動により、再生空気吐出口４０２を通じて外部に送出される。

水分吸着体２１の水分放出領域４３に対応する部分は、水分が放出されて乾燥するとともに、温度が上昇する。この温度が上昇し、かつ乾燥した水分吸着体２１の対応部分は、水分吸着体２１の回転とともに、水分放出領域４３から水分吸着領域３３に移動し、上述した動作を繰り返すことにより、除湿運転が行われる。ここで、除湿処理ユニット３０は、導入した処理空気を冷却器３２で冷却し、冷却した処理空気を水分吸着領域３３に通過させることにより水分吸着体２１に水分を吸着させて除湿し、除湿した処理空気に還気導入路を通じて別個に導入した室内空気を混合して該店舗１の内部に供給している。また、再生処理ユニット４０は、再生空気を加熱器４２で加熱して水分放出領域４３に通過させることにより水分吸着体２１に水分を放出させている。

そして、除湿処理ユニット３０では、導入した処理空気を冷却器３２で冷却することにより、処理空気の相対湿度を上昇させることができる。そのため、相対湿度が高い方が除湿量が高くなる紙やゼオライト等の特性を利用して水分吸着体２１での吸着水分量を増加させることができる。

また、水分吸着領域３３を通過する処理空気は、除湿される際に発生する吸着熱により温度が上昇することになる。ところが、かかる処理空気は、水分吸着領域３３の下流側で、還気導入路を通じて導入した室内空気と混合されることで、所定の温度に冷却することができる。このように、店舗１の内部に処理空気を供給するので換気を行うことができ、しかも、所定の温度に冷却・除湿された空気を供給するので店舗１の内部を良好に除湿することができるとともに適温に調整することができる。

更に、冷却器３２は、ショーケース３の蒸発器４と共通の圧縮機５及び凝縮器６から供給された冷媒の一部を利用して除湿前の空気を冷却するので、除湿空調装置専用の冷凍機、すなわち圧縮機を要しない。

このように店舗１の内部を換気、除湿、空気調和する除湿空調装置１９は、更に次のような動作を行う。図６は、電磁弁制御部の処理内容を示したフローチャートであり、図７は、圧縮機制御部の処理内容を示したフローチャートである。これら図６及び図７を参照しながら除湿空調装置１９の動作について説明する。まず、電磁弁制御部６０の処理内容について説明する。

電磁弁制御部６０は、入力処理部６１を通じて除湿制御部Ｃからの制御信号の入力の有無を確認し（ステップＳ１０１）、制御信号の入力を確認できた場合には、入力処理部６１を通じて各温度センサＳ１ａ〜Ｓ１ｃから個別に測定信号の入力の有無を確認する（ステップＳ１０２）。かかる測定信号の入力を確認できた場合には、オン・オフ決定部６２を通じて測定信号に含まれる測定値と、記憶部５０から読み出したオン・オフ基準情報５１に含まれる基準値とを比較して、測定値が基準値以上であれば、オン決定する（ステップＳ１０３，ステップＳ１０４）。オン・オフ決定部６２を通じてオン決定した電磁弁制御部６０は、駆動処理部６３を通じて対応する電磁弁８に駆動信号（オン）を出力して（ステップＳ１０５）、今回の処理を終了する。

これによれば、駆動信号（オン）が出力された電磁弁８は開成し、凝縮器６から分岐管１２を通じて膨張弁７へ冷媒が流れることを許容する。従って、冷媒は、膨張弁７で減圧されて断熱膨張して低温低圧の状態になり、蒸発器４に送出され、該蒸発器４の周辺から熱を与えられて蒸発し、その後、分岐管１３を介して圧縮機５に帰還する。

一方、上記ステップＳ１０３において測定値が基準値未満であれば、オフ決定する（ステップＳ１０６）。オン・オフ決定部６２を通じてオフ決定した電磁弁制御部６０は、駆動処理部６３を通じて対応する電磁弁８に駆動信号（オフ）を出力して（ステップＳ１０７）、今回の処理を終了する。

これによれば、駆動信号（オフ）が出力された電磁弁８は閉成し、凝縮器６から分岐管１２を通じて膨張弁７へ冷媒が流れることを規制する。従って、凝縮器６で放熱した冷媒は、該電磁弁８に対応する蒸発器４には流れない。

次に、圧縮機制御部７０の処理内容について説明する。圧縮機制御部７０は、入力処理部７１を通じて除湿制御部Ｃからの制御信号の入力の有無を確認し（ステップＳ２０１）、制御信号の入力を確認できた場合には、オン・オフ周期演算部７２を通じてメモリＭに格納された駆動信号に基づいて、一定時間毎にその前の一定時間に各電磁弁８が繰り返しオン・オフしたときのオン・オフ周期を演算する（ステップＳ２０２）。かかるオン・オフ周期の演算は、電磁弁８毎に行う。

オン・オフ周期演算部７２を通じてオン・オフ周期を演算した圧縮機制御部７０は、圧力設定値演算部７３を通じて、オン・オフ周期演算部７２を通じて求められたオン・オフ周期と、メモリＭから読み出した圧力設定に関する情報に含まれる基準範囲とを比較して、圧力設定値を更新処理する（ステップＳ２０３）。具体的には、図５に示すような圧力設定値／電磁弁のオン・オフ周期対応表に基づいて演算し更新する。つまり、１台のショーケース３でもオン・オフ周期が基準範囲の上限値より大きければ、冷凍能力は不足と判断し、圧力設定値を例えば０．０１ＭＰａだけ下げる（更新する）。全てのショーケース３についてオン・オフ周期が基準範囲内であれば、冷凍能力は適当と判断し、圧力設定値をそのまま維持する。１台のショーケース３でもオン・オフ周期が基準範囲の下限値未満であれば、冷凍能力は過剰と判断し、圧力設定値を例えば０．０１ＭＰａだけ上げる（更新する）。

圧力設定値演算部７３を通じて圧力設定値を更新処理した圧縮機制御部７０は、入力処理部７１を通じて圧力センサＳ２から出力された測定信号の入力の有無を確認し（ステップＳ２０４）、測定信号の入力が確認されれば、圧縮機回転数指令演算部７４を通じて、圧力設定値演算部７３を通じて演算された新たな圧力設定値と、入力処理部７１を通じて入力処理された測定信号に含まれる測定値とを比較し、両者の偏差に基づいて新たな圧縮機回転数を演算する、すなわち指令回転数演算処理を行う（ステップＳ２０５）。

指令回転数演算処理を行った圧縮機制御部７０は、駆動処理部７５を通じて、新たな圧縮機回転数に基づき圧縮機５に駆動信号を出力して（ステップＳ２０６）、今回の処理を終了する。

これによれば、駆動信号が出力された圧縮機５は、新たな回転数で駆動する。つまり、圧縮機制御部７０は、ショーケース３側の電磁弁８の運転に基づいて想定されたショーケース負荷に係る情報と、圧縮機５の吸入冷媒圧力に係る情報とを収集し、周囲温度、湿度等の環境の変化に柔軟に対応し、しかもショーケース負荷が近似的に冷凍機（圧縮機５及び凝縮器６）の冷凍能力と等しくなるように、圧縮機５の駆動を制御している。

従って、本発明の実施の形態における除湿空調装置１９では、冷媒循環回路Ｌ１を構成する圧縮機５の回転数は、ショーケース３の負荷に応じて制御している。

以上説明したように、本発明の実施の形態における除湿空調装置１９によれば、除湿前の処理空気を冷却器３２で冷却することにより、該処理空気の相対湿度を上昇させて水分吸着体２１での吸着水分量を増加させることができるので、除湿ロータ２０の除湿量の向上を図ることができる。また、冷却器３２は、ショーケース３に供給される冷媒の一部を利用して除湿前の処理空気を冷却することにより、除湿空調装置専用の冷凍機を必要としないため、装置全体の大型化を抑制することができる。

特に本発明の除湿空調装置１９によれば、冷媒循環回路Ｌ１を構成する圧縮機５の回転数は、ショーケース３の負荷に応じて制御しているので、一般に運転サイクルが長い除湿処理ユニット３０の影響を受けて圧縮機５が高回転数で駆動する虞れがない。つまり、圧縮機５が過剰な回転数で駆動することが抑制されて、省エネルギー化を図ることができる。

また、除湿空調装置１９によれば、ショーケース３を構成する蒸発器４の負荷が小さい場合には、圧縮機５の余剰冷熱を有効に活用できるため、圧縮機５の運転効率が良好な状態で運転させることができ、これによっても省エネルギー化を図ることができる。

更に、除湿空調装置１９によれば、水分吸着領域３３の下流側で除湿した空気と別個に導入した店舗１の内部空気とを混合させるようにしたので、除湿ロータ２０での除湿処理空気量の増大化を招来する虞れがなく、これにより、除湿ロータ２０での除湿処理空気量の増大なく除湿した所定の温度に冷却された空気を店舗１の内部へ供給することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが本発明はこれに限定されることなく、種々の変更を行うことができる。上述した実施の形態における圧縮機５の回転数の制御では、オン・オフ周期に基づいて行っていたが、本発明では、例えば電磁弁８の運転率に基づいて制御を行っても良いし、ショーケース３の所定箇所における空気温度の平均的降下速度に基づいて制御を行っても良い。また、電磁弁制御部６０及び圧縮機制御部７０は、それぞれ独立して制御を行っても良い。

以上のように、本発明は、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗に適用され、店舗内への処理空気導入による換気、除湿、空気調和の各機能を有する除湿空調装置として有用である。

本発明の実施の形態における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。 図１に示した冷媒循環回路を模式的に示した模式図である。 本発明の実施の形態における除湿空調装置の制御系の要部を示すものであり、電磁弁の制御系を示したブロック図である。 本発明の実施の形態における除湿空調装置の制御系の要部を示すものであり、圧縮機の制御系を示したブロック図である。 圧力設定値／電磁弁のオン・オフ周期対応を示す図表である。 電磁弁制御部の処理内容を示したフローチャートである。 圧縮機制御部の処理内容を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 店舗
３（３ａ〜３ｃ） ショーケース
４（４ａ〜４ｃ） 蒸発器
５ 圧縮機
６ 凝縮器
７（７ａ〜７ｃ），９ 膨張弁
８（８ａ〜８ｃ），１０ 電磁弁
１９ 除湿空調装置
２０ 除湿ロータ
２１ 水分吸着体
３０ 除湿処理ユニット
３２ 冷却器
３３ 水分吸着領域
４０ 再生処理ユニット
４３ 水分放出領域
５０ 記憶部
６０ 電磁弁制御部
７０ 圧縮機制御部
Ｃ 除湿制御部
Ｍ メモリ
Ｌ１ 冷媒循環回路
Ｌ２ 熱媒体循環回路
Ｓ１（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃ） 温度センサ
Ｓ２ 圧力センサ

Claims (1)

1. 区画された水分吸着領域と水分放出領域との間で水分吸着体を循環移動させる除湿ロータと、
   前記水分吸着領域に外部より導入した処理空気を通過させることにより、通過する処理空気の水分を前記水分吸着体に吸着させて該処理空気を除湿し、除湿した処理空気を対象室内に供給する除湿処理手段と、
   前記水分放出領域に外部より導入した再生空気を通過させることにより、前記水分吸着体に水分を放出させる再生処理手段と
   を備えた除湿空調装置において、
   前記対象室内に配設された冷凍冷蔵機器を構成する蒸発器に配管を通じて接続され、かつ供給された冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる凝縮器と、該凝縮器で放熱された冷媒を断熱膨張させる膨張弁とともに配管を通じて冷媒を循環させる冷媒循環回路を構成し、前記蒸発器に向けて流れる冷媒の一部を導入し、導入した冷媒が蒸発することにより前記水分吸着体に向けて通過する処理空気を冷却する冷却手段と、
   前記冷凍冷蔵機器の負荷に応じて前記圧縮機の回転数を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする除湿空調装置。

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