JP2016125720A - 除湿システム - Google Patents

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Abstract

【課題】吸着熱交換器(101,102)とともに吸着ブロック(301,302)を用いる除湿システムにおいて、除湿装置(10)の設置場所の周囲温度が高くても、吸着熱交換器(101,102)が接続されている冷媒回路(100)の高圧圧力が過度に上昇するのを抑え、圧縮機(103)が停止するのを防止する。【解決手段】冷媒回路(100)の圧縮機(103)を起動する前に、圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)に対して上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に冷却用の空気を流す予冷運転を行う切換機構(200)を設ける。【選択図】図4

Description

本発明は、空気を除湿して調湿空間に供給する除湿装置を備えた除湿システムに関するものである。
従来、空気を除湿して調湿空間(例えば、室内空間)に供給する除湿装置が知られている。例えば、特許文献1には、2つの吸着熱交換器を有する冷媒回路を備え、吸着熱交換器において空気の湿度調整を行う調湿装置が記載されている。この調湿装置は、第1吸着熱交換器が凝縮器となり第2吸着熱交換器が蒸発器となる動作と、第1吸着熱交換器が蒸発器となり第2吸着熱交換器が凝縮器となる動作とを交互に繰り返し行う。具体的には、この調湿装置は、蒸発器として機能する吸着熱交換器において除湿された空気を室内に供給するとともに凝縮器として機能する吸着熱交換器において加湿された空気を室外に排出する除湿運転を行う。
ところで、特許文献1のような除湿装置(調湿装置)では、冷媒回路の圧縮機の回転数を増加させることによって除湿能力を向上させることが考えられる。しかしながら、冷媒回路の圧縮機の回転数を増加させると、除湿装置の消費電力が増大してしまう。そこで、吸着熱交換器とともに吸着ブロック(通気性のある構造体に吸着剤を担持させたブロック状の部材)を用いて空気の除湿量を増大させ、消費電力を抑えながら除湿能力を向上させることが考えられる。
特開2006−349294号公報
しかしながら、除湿装置を設置する場所は、周囲温度が高温(例えば40℃〜50℃)になる環境である場合があり、そのような環境で吸着ブロックを用いる構成を採用すると、圧縮機を起動する前に吸着ブロックが高温になっていることがある。そうすると、圧縮機を起動したときに冷媒回路の凝縮温度が高くなりすぎるおそれがあり、その結果、冷媒回路の高圧圧力が過度に上昇して圧縮機が停止してしまうおそれがある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着熱交換器とともに吸着ブロックを用いる除湿システムにおいて、除湿装置の設置場所の周囲温度に関わらず、吸着熱交換器が接続されている冷媒回路の高圧圧力が圧縮機の起動時に過度に上昇するのを抑え、圧縮機が停止するのを防止できるようにすることである。
第1の発明の除湿システムは、吸着剤が担持された第1吸着熱交換器(101)及び第2吸着熱交換器(102)を有し、これらの吸着熱交換器(101,102)の一方が蒸発器になって他方が凝縮器になる動作と一方が凝縮器になって他方が蒸発器になる動作が交互に切り換えられる冷媒回路(100)と、上記第1吸着熱交換器(101)が設けられる第1熱交換室(S11)及び上記第2吸着熱交換器(102)が設けられる第2熱交換室(S12)と、通常運転時に、両熱交換室(S11,S12)のうちで蒸発器になっている吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を通過した処理側空気を調湿空間(S1)に供給し、凝縮器になっている吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を再生側空気が通過するように空気の流れを切り換える切換機構(200)と、上記第1熱交換室(S11)において上記第1吸着熱交換器(101)が蒸発器になっている場合に該蒸発器の下流側になり該第1吸着熱交換器(101)が凝縮器になっている場合に該凝縮器の上流側になる位置に設けられた、吸着剤が担持された第1吸着ブロック(301)と、上記第2熱交換室(S12)において上記第2吸着熱交換器(102)が蒸発器になっている場合に該蒸発器の下流側になり該第2吸着熱交換器(102)が凝縮器になっている場合に該凝縮器の上流側になる位置に設けられた、吸着剤が担持された第2吸着ブロック(302)と、を備えた除湿システムにおいて、上記切換機構(200)が、上記冷媒回路(100)の圧縮機(103)を起動する前に、該圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)に対して上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に冷却用の空気を流す予冷運転を行うように構成されていることを特徴としている。
この第1の発明では、上記冷媒回路(100)の圧縮機(103)を起動する前に、該圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)に対して上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に冷却用の空気を流す予冷運転が行われるように、上記切換機構(200)が切り換えられる。このことにより、次に圧縮機(103)を起動するときには、凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)に対して上流側に位置する吸着ブロック(301,302)が既に冷却されているので、凝縮器の温度上昇が抑えられる。
第2の発明は、第1の発明において、上記切換機構(200)が、予冷運転時に、上記処理側空気と再生側空気のうちで温度が低い空気を、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に流すように構成されていることを特徴としている。
この第2の発明では、予冷運転時に、上記処理側空気と再生側空気のうちで温度が低い空気が、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)を流れる。したがって、その吸着ブロック(301,302)が確実に冷却される。
第3の発明は、第2の発明において、上記切換機構(200)は、予冷運転時に上記処理側空気の温度が上記再生側空気の温度よりも低い場合、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する切り換え動作が可能に構成されていることを特徴としている。
この第3の発明では、予冷運転時に、上記処理側空気と再生側空気のうちで温度が低い処理側空気が、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)を流れる。したがって、その吸着ブロック(301,302)が確実に冷却される。
第4の発明は、第3の発明において、上記切換機構(200)は、上記第1熱交換室(S11)と第2熱交換室(S12)を通る空気の流通経路を切り換える複数のダンパ(D1〜D8)により構成され、上記通常運転の開始時に開くダンパ(D2,D3,D5,D8)を上記予冷運転時に閉じ、上記通常運転の開始時に閉じるダンパ(D1,D4,D6,D7)を上記予冷運転時に開くことにより、予冷運転の切り換え動作が行われることを特徴としている。
この第4の発明では、通常運転の開始時に開くダンパ(D2,D3,D5,D8)を上記予冷運転時に閉じ、上記通常運転の開始時に閉じるダンパ(D1,D4,D6,D7)を上記予冷運転時に開くことにより、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)が冷却される。
第5の発明は、第3または第4の発明において、上記切換機構(200)は、圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する予冷運転の切り換え動作を所定時間にわたって行った後に、蒸発器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する通常運転の切り換え動作を行うように構成されていることを特徴としている。
この第5の発明では、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する予冷運転の切り換え動作を所定時間にわたって行った後に、蒸発器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する通常運転の切り換え動作が行われる。
第6の発明は、第1から第5の発明の何れか1つにおいて、上記吸着熱交換器(101,102)へ供給される処理側空気を予め冷却する冷却器(11)を備え、上記切換機構(200)は、予冷運転時に、上記冷却器(11)で冷却された空気を圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)へ送るように構成されていることを特徴としている。
この第6の発明では、予冷運転時に、上記冷却器(11)で冷却された空気が圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)へ送られるので、該吸着ブロック(301,302)が確実に冷却される。
本発明によれば、圧縮機(103)を起動する前に、次に圧縮機(103)を起動するときに凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)に対して上流側に位置する吸着ブロック(301,302)を冷却することにより、凝縮器の温度上昇を抑えるようにしている。したがって、除湿装置(10)の設置場所の周囲温度に関わらず、圧縮機(103)の起動時に冷媒回路(100)の高圧圧力が過度に上昇するのを抑え、圧縮機(103)が停止するのを防止できる。
上記第2の発明によれば、予冷運転時に、上記処理側空気と再生側空気のうちで温度が低い空気を、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に流すことにより、その吸着ブロック(301,302)が確実に冷却されるので、圧縮機(103)が停止するのを確実に防止できる。
上記第3の発明によれば、予冷運転時に、上記処理側空気と再生側空気のうちで温度が低い処理側空気を、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に流すことにより、その吸着ブロック(301,302)を確実に冷却するようにしているので、圧縮機(103)が停止するのを確実に防止できる。
上記第4の発明によれば、通常運転の開始時に開くダンパ(D2,D3,D5,D8)を上記予冷運転時に閉じ、上記通常運転の開始時に閉じるダンパ(D1,D4,D6,D7)を上記予冷運転時に開くことにより、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)を冷却することができ、ダンパ(D1〜D8)を切り換えるだけで予冷運転を行えるので、装置の構造が複雑化するのを防止できる。
上記第5の発明によれば、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する予冷運転の切り換え動作を所定時間にわたって行った後に、蒸発器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する通常運転の切り換え動作が行われる。そして、予冷運転中には、蒸発器になる吸着熱交換器(101,102)に再生側空気が流れるので、吸着熱交換器(101,102)が次に処理側になるときの処理能力を高められる。
上記第6の発明によれば、予冷運転時に、上記冷却器(11)で冷却された空気を圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に流すことにより、該吸着ブロック(301,302)を確実に冷却するようにしているので、圧縮機(103)の起動時に冷媒回路(100)の高圧圧力が過度に上昇するのを確実に抑え、圧縮機(103)が停止するのを確実に防止できる。
図1は、実施形態に係る除湿システムの構成例について説明するための配管系統図である。 図2は、除湿装置の構造及び第1除湿動作における空気の流れについて説明するための概略図である。 図3は、除湿装置の構造及び第2除湿動作における空気の流れについて説明するための概略図である。 図4(A)は、図1の除湿システムにおいて予冷運転の動作を開始するときの状態図、図4(B)は予冷運転の開始直後の状態図、図4(C)は予冷運転中に圧縮機を起動した状態図、図4(D)は予冷運転後に通常運転を開始するときの状態図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、この実施形態に係る除湿システム(1)の構成例を示している。この除湿システム(1)は、空気(この例では、室外空気(OA))を除湿して調湿空間(S0)に供給するものである。この例では、調湿空間(S0)は、室内空間(S1)によって構成されている。室内空間(S1)は、露点温度が低い空気(例えば、露点温度が−30℃〜−50℃程度の空気)の供給を要求されている空間であり、例えば、リチウム電池の製造ラインに設けられるドライクリーンルームである。
この除湿システム(1)は、除湿装置(10)とコントローラ(20)と加熱器(21)とを備えている。また、除湿装置(10)には、給気通路(P1)と再生通路(P2)が設けられている。除湿装置(10)は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)と、冷媒回路(100)と、切換機構(200)と、第1及び第2吸着ブロック(301,302)とを備えている。
〈給気通路〉
給気通路(P1)には、調湿空間(S0)に供給するための空気(この例では、室内空間(S1)に供給するための空気)が流れる。この例では、給気通路(P1)は、室外空間から室外空気(OA)を取り込んで供給空気(SA)を室内空間(S1)に供給するように構成されている。具体的には、給気通路(P1)は、流入端が室外空間に接続される第1給気通路部(P11)と、流出端が室内空間(S1)に接続される第2給気通路部(P12)とを有している。また、この例では、給気通路(P1)の第1給気通路部(P11)には冷却器(11)が設けられ、冷却器(11)の近傍にはドレンパン(12)が設けられている。
〈再生通路〉
再生通路(P2)には、吸着剤を再生するための空気が流れる。この例では、再生通路(P2)は、室内空間(S1)から室内空気(RA)を取り込んで排出空気(EA)を室外空間に排出するように構成されている。具体的には、再生通路(P2)は、流入端が室内空間(S1)に接続される第1再生通路部(P21)と、流出端が室外空間に接続される第2再生通路部(P22)とを有している。なお、この例では、室内空間(S1)の空気の一部は、再生通路(P2)を経由せずに排出空気(EA)として室外空間に排出される。
〈熱交換室〉
第1及び第2熱交換室(S11,S12)は、一方の熱交換室を給気通路(P1)の一部として給気通路(P1)に組み込むとともに他方の熱交換室を再生通路(P2)の一部として再生通路(P2)に組み込むことができるように構成されている。具体的には、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の各々は、第1給気通路部(P11)の流出端と第2給気通路部(P12)の流入端との間に接続されることによって給気通路(P1)に組み込まれて空気(すなわち、調湿空間(S0)に供給するための空気(処理側空気))が流通し、第1再生通路部(P21)の流出端と第2再生通路部(P22)の流入端との間に接続されることによって再生通路(P2)に組み込まれて空気(すなわち、吸着剤を再生するための空気(再生側空気))が流通する。なお、以下の説明では、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の総称を単に「熱交換室(S11,S12)」と表記する。
〈冷却器,ドレンパン〉
冷却器(11)は、室外空気(OA)を冷却して除湿する。例えば、冷却器(11)は、冷媒回路(図示を省略)の蒸発器として機能する熱交換器(具体的には、フィンアンドチューブ式の熱交換器)によって構成されていてもよい。ドレンパン(12)は、冷却器(11)において凝縮された水を回収する。例えば、ドレンパン(12)は、冷却器(11)において凝縮された水を受け止めることができるように、上面が開口する容器によって構成されて冷却器(11)の下方に配置されている。この例では、冷却器(11)は、給気通路(P1)の第1給気通路部(P11)に設けられている。
〈冷媒回路〉
冷媒回路(100)は、冷媒を循環させて冷凍サイクル動作を実行するものであり、第1及び第2吸着熱交換器(101,102)と、圧縮機(103)と、膨張弁(104)と、四方切換弁(105)とを備えている。
《吸着熱交換器》
第1及び第2吸着熱交換器(101,102)の各々は、熱交換器(例えば、クロスフィン型のフィンアンドチューブ式の熱交換器)の表面に吸着剤を担持させることによって構成されている。また、第1及び第2吸着熱交換器(101,102)は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)にそれぞれ設けられている。なお、吸着剤として、ゼオライト,シリカゲル,活性炭,親水性の官能基を有する有機高分子材料を用いてもよいし、水分を吸着する機能だけではなく水分を吸収する機能も有する材料(所謂、収着剤)を用いてもよい。なお、以下の説明では、第1及び第2吸着熱交換器(101,102)の総称を単に「吸着熱交換器(101,102)」と表記する。
《圧縮機》
圧縮機(103)は、冷媒を圧縮して吐出する。また、圧縮機(103)は、コントローラ(20)の制御によって回転数(運転周波数)を変更可能に構成されている。例えば、圧縮機(103)は、インバータ回路(図示を省略)により回転数を調節可能な可変容量式の圧縮機(ロータリー式,スイング式,スクロール式などの圧縮機)によって構成されている。
《膨張弁》
膨張弁(104)は、冷媒の圧力を調整する。例えば、膨張弁(104)は、コントローラ(20)による制御に応答して開度を変更可能な電子膨張弁によって構成されている。
《四方切換弁》
四方切換弁(105)は、第1〜第4ポートを有し、第1ポートは、圧縮機(103)の吐出側に接続され、第2ポートは、圧縮機(103)の吸入側に接続され、第3ポートは、第2吸着熱交換器(102)の端部に接続され、第4ポートは、第1吸着熱交換器(101)の端部に接続されている。四方切換弁(105)は、コントローラ(20)による制御に応答して、第1接続状態(図1の実線で示された状態)と、第2接続状態(図1の破線で示された状態)とに切り換え可能に構成されている。
《冷媒回路による冷凍サイクル動作》
四方切換弁(105)が第1接続状態になっている場合、冷媒回路(100)は、第1吸着熱交換器(101)が蒸発器となって空気を除湿し第2吸着熱交換器(102)が凝縮器となって空気を加湿する(すなわち、吸着剤を再生させる)第1冷凍サイクル動作(第1動作)を実行する。一方、四方切換弁(105)が第2接続状態になっている場合、冷媒回路(100)は、第2吸着熱交換器(102)が蒸発器となって空気を除湿し第1吸着熱交換器(101)が凝縮器となって空気を加湿する(すなわち、吸着剤を再生させる)第2冷凍サイクル動作(第2動作)を実行する。このように、冷媒回路(100)は、コントローラ(20)による制御に応答して、第1及び第2冷凍サイクル動作を実行可能に構成されている。具体的には、冷媒回路(100)は、第1及び第2冷凍サイクル動作を交互に行うように構成されている。
−第1冷凍サイクル動作(第1動作)−
四方切換弁(105)が第1接続状態になると、第1ポートと第3ポートとが連通するとともに第2ポートと第4ポートとが連通する。これにより、圧縮機(103)によって圧縮された冷媒は、四方切換弁(105)を通過して第2吸着熱交換器(102)に流れ込む。第2吸着熱交換器(102)では、冷媒によって吸着剤が加熱され、吸着剤中の水分が空気へ放出される再生動作が行われる。第2吸着熱交換器(102)において放熱して凝縮した冷媒は、膨張弁(104)によって減圧された後、第1吸着熱交換器(101)に流れ込む。第1吸着熱交換器(101)では、空気中の水分が吸着剤に吸着される吸着動作が行われ、その際に生じる吸着熱が冷媒に付与される。第1吸着熱交換器(101)において吸熱して蒸発した冷媒は、圧縮機(103)に吸入されて圧縮される。
−第2冷凍サイクル動作(第2動作)−
四方切換弁(105)が第2接続状態になると、第1ポートと第4ポートとが連通するとともに第2ポートと第3ポートとが連通する。これにより、圧縮機(103)によって圧縮された冷媒は、四方切換弁(105)を通過して第1吸着熱交換器(101)に流れ込む。第1吸着熱交換器(101)では、冷媒によって吸着剤が加熱され、吸着剤中の水分が空気へ放出される再生動作が行われる。第1吸着熱交換器(101)において放熱して凝縮した冷媒は、膨張弁(104)によって減圧された後、第2吸着熱交換器(102)に流れ込む。第2吸着熱交換器(102)では、空気中の水分が吸着剤に吸着される吸着動作が行われ、その際に生じる吸着熱が冷媒に付与される。第2吸着熱交換器(102)において吸熱して蒸発した冷媒は、圧縮機(103)に吸入されて圧縮される。
〈加熱器〉
加熱器(21)は、再生通路(P2)に設けられ、第1及び第2熱交換室(S11,S12)のうち凝縮器となっている吸着熱交換器が設けられた熱交換室の上流側(風上側)に配置されている。すなわち、加熱器(21)は、吸着剤を再生するための空気を加熱するように構成されている。この例では、加熱器(21)は、第1再生通路部(P21)に配置されている。例えば、加熱器(21)は、第1再生通路部(P21)を流れる空気と第2再生通路部(P22)を流れる空気との間で熱交換を行う顕熱熱交換器によって構成されていてもよいし、冷媒回路(図示を省略)の凝縮器として機能する熱交換器(具体的には、フィンアンドチューブ式の熱交換器)などによって構成されていてもよい。
〈切換機構〉
切換機構(200)は、コントローラ(20)による制御に応答して、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態を、第1通路状態(図1の実線で示した状態)と第2通路状態(図1の破線で示した状態)とに設定可能に構成されている。また、切換機構(200)は、四方切換弁(105)が第1接続状態(図1の実線で示した状態)である場合に、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態を第1通路状態に設定し、四方切換弁(105)が第2接続状態である場合(図1の破線で示した状態)に、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態を第2通路状態に設定する。すなわち、切換機構(200)は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)のうち、蒸発器となっている吸着熱交換器(101,102)が設けられた熱交換室(S11,S12)を通過した空気が調湿空間(S0)に供給され、凝縮器となっている吸着熱交換器(102,101)が設けられた熱交換室(S12,S11)に吸着剤を再生するための空気(この例では、加熱器(21)を通過した空気)が流通するように、空気の流れを切り換える。
なお、この例では、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第1通路状態である場合(すなわち、第1熱交換室(S11)が給気通路(P1)の一部として組み込まれている場合)に第1吸着熱交換器(101)を通過する空気の流通方向は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第2通路状態である場合(すなわち、第1熱交換室(S11)が再生通路(P2)の一部として組み込まれている場合)に第1吸着熱交換器(101)を通過する空気の流通方向の逆方向となっている(所謂、対向流となっている)。第2吸着熱交換器(102)を通過する空気の流通方向についても同様である。このように、第1及び第2吸着熱交換器(101,102)の各々を通過する空気の流通方向は、吸着熱交換器が蒸発器から凝縮器に(または、凝縮器から蒸発器に)切り換わると反転する。すなわち、切換機構(200)は、第1及び第2吸着熱交換器(101,102)の各々を通過する空気の流通方向が、その吸着熱交換器(101,102)が蒸発器となっている場合とその吸着熱交換器(101,102)が凝縮器となっている場合とで逆方向となるように、空気の流れを切り換える。
〈吸着ブロック〉
第1及び第2吸着ブロック(301,302)の各々は、吸着剤が担持されて空気を吸着剤と接触させるように構成されている。例えば、第1及び第2吸着ブロック(301,302)の各々は、構造体(具体的には、ハニカム構造を有する通気性のある構造体)の表面に吸着剤を担持させることによって構成されている。また、第1及び第2吸着ブロック(301,302)は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)にそれぞれ設けられる。なお、以下の説明では、第1及び第2吸着ブロック(301,302)の総称を単に「吸着ブロック(301,302)」と表記する。
第1吸着ブロック(301)は、第1熱交換室(S11)において、第1吸着熱交換器(101)が蒸発器となっている場合に第1吸着熱交換器(101)の下流側(風下側)となる位置(すなわち、第1熱交換室(S11)が給気通路(P1)の一部として組み込まれている場合に第1吸着熱交換器(101)によって除湿された空気が通過する位置)に配置されている。
第2吸着ブロック(302)は、第2熱交換室(S12)において、第2吸着熱交換器(102)が蒸発器となっている場合に第2吸着熱交換器(102)の下流側(風下側)となる位置(すなわち、第2熱交換室(S12)が給気通路(P1)の一部として組み込まれている場合に第2吸着熱交換器(102)によって除湿された空気が通過する位置)に配置されている。
なお、この例では、第1及び第2吸着熱交換器(101,102)の各々を通過する空気の流通方向は、その吸着熱交換器(101,102)が蒸発器となっている場合とその吸着熱交換器(101,102)が凝縮器となっている場合とで逆方向となっている。したがって、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第1通路状態(図1の実線で示した状態)である場合に第1吸着熱交換器(101)の下流側となる位置は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第2通路状態(図1の破線で示した状態)である場合に第1吸着熱交換器(101)の上流側となる位置(この例では、加熱器(21)と第1吸着熱交換器(101)との間となる位置)と同じ位置である。これと同様に、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第2通路状態(図1の破線で示した状態)である場合に第2吸着熱交換器(102)の下流側となる位置は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第1通路状態(図1の実線で示した状態)である場合に第2吸着熱交換器(102)の上流側となる位置(この例では、加熱器(21)と第2吸着熱交換器(102)との間となる位置)と同じ位置である。すなわち、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の各々では、吸着ブロック(301,302)は、吸着熱交換器(101,102)が蒸発器となっている場合には、吸着熱交換器(101,102)の下流側に位置し、吸着熱交換器(101,102)が凝縮器となっている場合には、吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する。
〈コントローラ〉
コントローラ(20)は、各種センサ(例えば、温度センサや湿度センサなど)の検出値に基づいて、除湿装置(10)を制御する。例えば、コントローラ(20)は、CPUやメモリによって構成されている。
また、本実施形態では、上記コントローラ(20)は、上記冷媒回路(100)の圧縮機(103)を起動する前に、上記切換機構(200)を切り換えることにより、凝縮器となる吸着熱交換器(101,102)の上流側の位置に設けられている吸着ブロック(301,302)に冷却用の空気を流して該吸着ブロック(301,302)を予冷する予冷運転を行うように構成されている。
この予冷運転時には、上記処理側空気と再生側空気のうち、上記冷却器(11)を通過することにより冷却されて温度が低くなった処理側空気を、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に流すように上記切換機構(200)が切り換えられる。
また、本実施形態では、本実施形態によれば、通常運転の開始時に開く後述のダンパ(D2,D3,D5,D8)を予冷運転時に閉じ、通常運転の開始時に閉じる後述のダンパ(D1,D4,D6,D7)を予冷運転時に開くことにより、予冷運転を行うようにしている。予冷運転の動作の詳細は後述する。
〈除湿装置による除湿運転〉
次に、図1を参照して、この実施形態の除湿装置(10)の除湿運転について説明する。この除湿装置(10)は、第1及び第2除湿動作を所定の時間間隔(例えば、10分間隔)で交互に繰り返す。
《第1除湿動作》
第1除湿動作では、圧縮機(103)が駆動され、膨張弁(104)の開度が調節され、四方切換弁(105)が第1接続状態(図1の実線で示した状態)となる。これにより、冷媒回路(100)は、第1吸着熱交換器(101)が蒸発器となり第2吸着熱交換器(102)が凝縮器となる第1冷凍サイクル動作を行う。また、切換機構(200)は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態を第1通路状態(図1の実線で示した状態)に設定する。
−給気通路における空気の流れ−
給気通路(P1)に取り込まれた空気(この例では、室外空気(OA))は、冷却器(11)によって冷却除湿された後に、第1熱交換室(S11)に供給される。第1熱交換室(S11)に供給された空気は、蒸発器として機能している第1吸着熱交換器(101)を通過する。このとき、蒸発器として機能している第1吸着熱交換器(101)を通過する空気は、第1吸着熱交換器(101)の吸着剤に水分を奪われて湿度が低下するとともに、第1吸着熱交換器(101)を流れる冷媒の吸熱作用により冷却されて温度も低下する。次に、第1吸着熱交換器(101)によって除湿及び冷却された空気は、第1吸着ブロック(301)を通過する。このとき、この空気中の水分が第1吸着ブロック(301)の吸着剤に吸着する。これにより、第1吸着熱交換器(101)によって除湿された空気は、第1吸着ブロック(301)によってさらに除湿される。第1吸着熱交換器(101)及び第1吸着ブロック(301)を通過して除湿された空気は、供給空気(SA)として室内空間(S1)に供給される。
−再生通路における空気の流れ−
再生通路(P2)に取り込まれた空気(この例では、室内空気(RA))は、加熱器(21)によって加熱された後に、第2熱交換室(S12)に供給される。第2熱交換室(S12)に供給された空気は、第2吸着ブロック(302)を通過する。このとき、第2吸着ブロック(302)の吸着剤の水分が第2吸着ブロック(302)を通過する空気に放出される。これにより、第2吸着ブロック(302)の吸着剤が再生される。次に、第2吸着ブロック(302)によって加湿された空気は、凝縮器として機能している第2吸着熱交換器(102)を通過する。凝縮器として機能している第2吸着熱交換器(102)を通過する空気は、第2吸着熱交換器(102)の吸着剤から水分を付与されて湿度が上昇するとともに、第2吸着熱交換器(102)を流れる冷媒の放熱作用により加熱されて温度も上昇する。これにより、第2吸着熱交換器(102)の吸着剤が再生される。第2吸着熱交換器(102)及び第2吸着ブロック(302)を通過した空気は、排出空気(EA)として室外空間に排出される。
《第2除湿動作》
第2除湿動作では、圧縮機(103)が駆動され、膨張弁(104)の開度が調節され、四方切換弁(105)が第2接続状態(図1の破線で示した状態)となる。これにより、冷媒回路(100)は、第1吸着熱交換器(101)が凝縮器となり第2吸着熱交換器(102)が蒸発器となる第2冷凍サイクル動作を行う。また、切換機構(200)は、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態を第2通路状態(図1の破線で示した状態)に設定する。
−給気通路における空気の流れ−
給気通路(P1)に取り込まれた空気(この例では、室外空気(OA))は、冷却器(11)によって冷却除湿された後に、第2熱交換室(S12)に供給される。第2熱交換室(S12)に供給された空気は、蒸発器として機能している第2吸着熱交換器(102)を通過する。このとき、蒸発器として機能している第2吸着熱交換器(102)を通過する空気は、第2吸着熱交換器(102)の吸着剤に水分を奪われて湿度が低下するとともに、第2吸着熱交換器(102)を流れる冷媒の吸熱作用により冷却されて温度も低下する。次に、第2吸着熱交換器(102)によって除湿及び冷却された空気は、第2吸着ブロック(302)を通過する。このとき、この空気中の水分が第2吸着ブロック(302)の吸着剤に吸着する。これにより、第2吸着熱交換器(102)によって除湿された空気は、第2吸着ブロック(302)によってさらに除湿される。第2吸着熱交換器(102)及び第2吸着ブロック(302)を通過して除湿された空気は、供給空気(SA)として室内空間(S1)に供給される。
−再生通路における空気の流れ−
再生通路(P2)に取り込まれた空気(この例では、室内空気(RA))は、加熱器(21)によって加熱された後に、第1熱交換室(S11)に供給される。第1熱交換室(S11)に供給された空気は、第1吸着ブロック(301)を通過する。このとき、第1吸着ブロック(301)の吸着剤の水分が第1吸着ブロック(301)を通過する空気に放出される。これにより、第1吸着ブロック(301)の吸着剤が再生される。次に、第1吸着ブロック(301)によって加湿された空気は、凝縮器として機能している第1吸着熱交換器(101)を通過する。このとき、凝縮器として機能している第1吸着熱交換器(101)を通過する空気は、第1吸着熱交換器(101)の吸着剤から水分を付与されて湿度が上昇するとともに、第1吸着熱交換器(101)を流れる冷媒の放熱作用により加熱されて温度も上昇する。これにより、第1吸着熱交換器(101)の吸着剤が再生される。第1吸着熱交換器(101)及び第1吸着ブロック(301)を通過した空気は、排出空気(EA)として室外空間に排出される。
〈除湿装置の構造〉
次に、図2を参照して、この実施形態による除湿装置(10)の構造について説明する。なお、以下の説明において用いる「上」「下」「左」「右」「前」「後」「奥」は、除湿装置(10)を前面側から見た場合の方向を示している。また、図2において、中央図は、除湿装置(10)の平面図であり、上図は、除湿装置(10)の背面図であり、下図は、除湿装置(10)の正面図である。
除湿装置(10)は、冷媒回路(100)の構成部品を収容するケーシング(41)を備えている。ケーシング(41)は、やや扁平で高さが比較的低い直方体状に形成され、前面パネル(42)と背面パネル(43)と左側面パネル(44)と右側面パネル(45)とを有している。この例では、ケーシング(41)の長手方向が左右方向となっている。
ケーシング(41)には、吸着側吸込口(51)と、再生側吸込口(52)と、給気口(53)と、排気口(54)とが形成されている。吸着側吸込口(51)は、背面パネル(43)の右寄りの位置に設けられ、再生側吸込口(52)は、背面パネル(43)の左寄りの位置に設けられる。給気口(53)は、前面パネル(42)の左寄りの位置に設けられ、排気口(54)は、前面パネル(42)の右寄りの位置に設けられる。
また、ケーシング(41)の内部空間は、第1仕切板(46)と第2仕切板(47)と中央仕切板(48)とが設けられている。これらの仕切板(46,47,48)は、ケーシング(41)の底板に起立した状態で設置され、ケーシング(41)の内部空間をケーシング(41)の底板から天板に亘って区画している。第1及び第2仕切板(46,47)は、左側面パネル(44)及び右側面パネル(45)と平行な姿勢で、ケーシング(41)の左右方向に所定の間隔をおいて配置されている。第1仕切板(46)は、左側面パネル(44)寄りに配置され、第2仕切板(47)は、右側面パネル(45)寄りに配置されている。そして、第1仕切板(46)の左側の空間が左側空間(S31)となり、第1仕切板(46)と第2仕切板(47)の間の空間が中央空間(S32)となり、第2仕切板(47)の右側の空間が右側空間(S33)となっている。なお、中央仕切板(48)の配置については、後述する。
左側空間(S31)は、左側面パネル(44)側の部分と第1仕切板(46)側の部分とに区画されている。左側空間(S31)内におけるケーシング(41)の左面側の空間は、前後2つの空間に仕切られており、前側の空間が給気ファン室(S25)を構成し、奥側の空間が再生側吸込室(S28)を構成している。左側空間(S31)内における第1仕切板(46)側の空間は、上下2つの空間に仕切られており、上側の空間が第2吸着側内部通路(S23)を構成し、下側の空間が第1再生側内部通路(S22)をそれぞれ構成している。
給気ファン室(S25)は、給気口(53)に接続されるダクト(図1の第2給気通路部(P12)に対応)を介して室内空間(S1)と連通している。また、給気ファン室(S25)には、給気ファン(61)が収容されている。給気ファン(61)の吹出口は、給気口(53)に接続されている。また、給気ファン室(S25)には、冷媒回路(100)の圧縮機(103)及び四方切換弁(105)(図示を省略)が収容されている。一方、再生側吸込室(S28)は、再生側吸込口(52)に接続されるダクト(図1の第1再生通路部(P21)に対応)を介して室内空間(S1)と連通している。
第2吸着側内部通路(S23)は、再生側吸込室(S28)とは前後に延びる仕切板で仕切られる一方、給気ファン室(S25)と連通している。第1再生側内部通路(S22)は、再生側吸込室(S28)と連通している。
右側空間(S33)は、ケーシング(41)の右面側の部分と第2仕切板(47)側の部分とに区画されている。右側空間(S33)内におけるケーシング(41)の右面側の空間は、前側の空間が排気ファン室(S26)を構成している。一方、奥側の空間は、上下に仕切られており、下側の空間が排気ファン室(S26)から仕切られた吸着側吸込室(S27)を構成し、上側の空間が排気ファン室(S26)と連通している。右側空間(S33)内における第2仕切板(47)側の空間は、上下2つの空間に仕切られており、上側の空間が第2再生側内部通路(S24)を構成し、下側の空間が第1吸着側内部通路(S21)を構成している。
排気ファン室(S26)は、排気口(54)に接続されるダクト(図1の第2再生通路部(P22)に対応)を介して室外空間と連通している。また、排気ファン室(S26)には、排気ファン(62)が収容されている。排気ファン(62)の吹出口は、排気口(54)に接続されている。吸着側吸込室(S27)は、吸着側吸込口(51)に接続されるダクト(図1の第1給気通路部(P11)に対応)を介して室外空間と連通している。
第2再生側内部通路(S24)は、排気ファン室(S26)と連通している。第1吸着側内部通路(S21)は、吸着側吸込室(S27)と連通している。
中央空間(S32)は、中央仕切板(48)によって前後に区画されており、中央仕切板(48)の後側の空間が第1熱交換室(S11)を構成し、中央仕切板(48)の前側の空間が第2熱交換室(S12)を構成している。第1熱交換室(S11)には、第1吸着熱交換器(101)が収容され、第2熱交換室(S12)には、第2吸着熱交換器(102)が収容されている。また、第2熱交換室(S12)には、冷媒回路(100)の膨張弁(104)(図示を省略)が収容されている。
第1及び第2吸着熱交換器(101,102)の各々は、全体として長方形の厚板状あるいは扁平な直方体状に形成され、互いに対向する2つの主面(幅広の側面)が空気を通過させる面となっている。そして、第1吸着熱交換器(101)は、その2つの主面が第1及び第2仕切板(46,47)と平行になる姿勢で、第1熱交換室(S11)内に起立した状態で設置されている。これと同様に、第2吸着熱交換器(102)は、その2つの主面が第1及び第2仕切板(46,47)と平行になる姿勢で、第2熱交換室(S12)内に起立した状態で設置されている。
第1及び第2吸着ブロック(301,302)の各々は、全体として長方形の厚板状あるいは扁平な直方体状に形成され、互いに対向する2つの主面(幅広の側面)が空気を通過させる面となっている。例えば、第1及び第2吸着ブロック(301,302)の各々は、その一方の主面から他方の主面まで貫通する多数の孔を有するハニカム状の構造体である。また、第1吸着ブロック(301)は、その2つの主面が第1及び第2仕切板(46,47)と平行になる姿勢で、第1熱交換室(S11)内に起立した状態で設置されている。これと同様に、第2吸着ブロック(302)は、その2つの主面が第1及び第2仕切板(46,47)と平行になる姿勢で、第2熱交換室(S12)内に起立した状態で設置されている。また、この例では、第1吸着ブロック(301)は、第1熱交換室(S11)において第1吸着熱交換器(101)と第1仕切板(46)との間に配置され、第2吸着ブロック(302)は、第2熱交換室(S12)において第2吸着熱交換器(102)と第1仕切板(46)との間に配置されている。なお、第1吸着ブロック(301)は、左右方向において第1吸着熱交換器(101)と間隔をおいて配置され、第2吸着ブロック(302)は、左右方向において第2吸着熱交換器(102)と間隔をおいて配置されている。
第1仕切板(46)には、第1〜第4ダンパ(D1〜D4)が設けられ、第2仕切板(47)には、第5〜第8ダンパ(D5〜D8)が設けられている。第1〜第8ダンパ(D1〜D8)の各々は、コントローラ(20)による制御に応答して開状態と閉状態とを切換可能に構成されている。これらの第1〜第8ダンパ(D1〜D8)は、切換機構(200)を構成している。
第1ダンパ(D1)は、第1仕切板(46)の上側部分(第2吸着側内部通路(S23)に面する部分)において中央仕切板(48)よりも正面側に取り付けられ、第2ダンパ(D2)は、第1仕切板(46)の上側部分において中央仕切板(48)よりも背面側に取り付けられる。第3ダンパ(D3)は、第1仕切板(46)の下側部分(第1再生側内部通路(S22)に面する部分)において中央仕切板(48)よりも正面側に取り付けられ、第4ダンパ(D4)は、第1仕切板(46)の下側部分において中央仕切板(48)よりも背面側に取り付けられる。
第1ダンパ(D1)を開くと、第2吸着側内部通路(S23)と第2熱交換室(S12)が連通する。第2ダンパ(D2)を開くと、第2吸着側内部通路(S23)と第1熱交換室(S11)が連通する。第3ダンパ(D3)を開くと、第1再生側内部通路(S22)と第2熱交換室(S12)が連通する。第4ダンパ(D4)を開くと、第1再生側内部通路(S22)と第1熱交換室(S11)が連通する。
第5ダンパ(D5)は、第2仕切板(47)の上側部分(第2再生側内部通路(S24)に面する部分)において中央仕切板(48)よりも正面側に取り付けられ、第6ダンパ(D6)は、第2仕切板(47)の上側部分において中央仕切板(48)よりも背面側に取り付けられる。第7ダンパ(D7)は、第2仕切板(47)の下側部分(第1吸着側内部通路(S21)に面する部分)において中央仕切板(48)よりも正面側に取り付けられ、第8ダンパ(D8)は、第2仕切板(47)の下側部分において中央仕切板(48)よりも背面側に取り付けられる。
第5ダンパ(D5)を開くと、第2再生側内部通路(S24)と第2熱交換室(S12)が連通する。第6ダンパ(D6)を開くと、第2再生側内部通路(S24)と第1熱交換室(S11)が連通する。第7ダンパ(D7)を開くと、第1吸着側内部通路(S21)と第2熱交換室(S12)が連通する。第8ダンパ(D8)を開くと、第1吸着側内部通路(S21)と第1熱交換室(S11)が連通する。
《第1除湿動作における空気の流れ》
次に、図2を参照して、この実施形態の除湿装置(10)による第1除湿動作における空気の流れについて説明する。第1除湿動作では、第1吸着熱交換器(101)が蒸発器となり、第2吸着熱交換器(102)が凝縮器となる。また、図2のように、第2,第3,第5,第8ダンパ(D2,D3,D5,D8)が開状態となり、第1,第4,第6,第7ダンパ(D1,D4,D6,D7)が閉状態となる。これにより、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第1通路状態(図1の実線で示した状態)に設定され、第1熱交換室(S11)が給気通路(P1)に組み込まれ、第2熱交換室(S12)が再生通路(P2)に組み込まれる。図1においては、実線の空気の流れを示す矢印に付与した符号(D2,D3,D5,D8)が開状態のダンパを示し、破線の空気の流れを示す矢印に付与した符号(D1,D4,D6,D7)が閉状態のダンパを示している。
−給気通路における空気の流れ−
吸着側吸込口(51)及び吸着側吸込室(S27)を経由して第1吸着側内部通路(S21)に供給された空気(この例では、室外空気(OA))は、第8ダンパ(D8)を通過して第1熱交換室(S11)に供給される。
第1熱交換室(S11)に供給された空気は、第1吸着熱交換器(101)と第1吸着ブロック(301)とを順に通過する際に、第1吸着熱交換器(101)及び第1吸着ブロック(301)の吸着剤に水分を奪われて除湿される。
第1吸着熱交換器(101)及び第1吸着ブロック(301)を通過して除湿された空気は、第2ダンパ(D2)を通過して第2吸着側内部通路(S23)に流れ込み、給気ファン室(S25)及び給気口(53)を通過して供給空気(SA)として室内空間(S1)に供給される。
−再生通路における空気の流れ−
再生側吸込口(52)及び再生側吸込室(S28)を経由して第1再生側内部通路(S22)に供給された空気(この例では、室内空気(RA))は、第3ダンパ(D3)を通過して第2熱交換室(S12)に供給される。
第2熱交換室(S12)に供給された空気は、第2吸着ブロック(302)と第2吸着熱交換器(102)とを順に通過する際に、第2吸着ブロック(302)及び第2吸着熱交換器(102)の吸着剤から水分を付与される。これにより、第2吸着熱交換器(102)及び第2吸着ブロック(302)の吸着剤が再生される。
第2吸着ブロック(302)及び第2吸着熱交換器(102)を通過した空気は、第5ダンパ(D5)を通過して第2再生側内部通路(S24)に流れ込み、排気ファン室(S26)及び排気口(54)を通過して室外空間に排出される。
《第2除湿動作における空気の流れ》
次に、図3を参照して、この実施形態の除湿装置(10)による第2除湿動作における空気の流れについて説明する。第2除湿動作では、第1吸着熱交換器(101)が凝縮器となり、第2吸着熱交換器(102)が蒸発器となる。また、図3のように、第1,第4,第6,第7ダンパ(D1,D4,D6,D7)が開状態となり、第2,第3,第5,第8ダンパ(D2,D3,D5,D8)が閉状態となる。これにより、第1及び第2熱交換室(S11,S12)の接続状態が第2通路状態(図1の破線で示した状態)に設定され、第1熱交換室(S11)が再生通路(P2)に組み込まれ、第2熱交換室(S12)が給気通路(P1)に組み込まれる。図1においては、破線の空気の流れを示す矢印に付与した符号(D1,D4,D6,D7)が開状態のダンパを示し、実線の空気の流れを示す矢印に付与した符号(D2,D3,D5,D8)が閉状態のダンパを示している。
−給気通路における空気の流れ−
吸着側吸込口(51)及び吸着側吸込室(S27)を経由して第1吸着側内部通路(S21)に供給された空気(この例では、室外空気(OA))は、第7ダンパ(D7)を通過して第2熱交換室(S12)に供給される。
第2熱交換室(S12)に供給された空気は、第2吸着熱交換器(102)と第2吸着ブロック(302)とを順に通過する際に、第2吸着熱交換器(102)及び第2吸着ブロック(302)の吸着剤に水分を奪われて除湿される。
第2吸着熱交換器(102)及び第2吸着ブロック(302)を通過して除湿された空気は、第1ダンパ(D1)を通過して第2吸着側内部通路(S23)に流れ込み、給気ファン室(S25)及び給気口(53)を通過して供給空気(SA)として室内空間(S1)に供給される。
−再生通路における空気の流れ−
再生側吸込口(52)及び再生側吸込室(S28)を経由して第1再生側内部通路(S22)に供給された空気(この例では、室内空気(RA))は、第4ダンパ(D4)を通過して第1熱交換室(S11)に供給される。
第1熱交換室(S11)に供給された空気は、第1吸着ブロック(301)と第1吸着熱交換器(101)とを順に通過する際に、第1吸着ブロック(301)及び第1吸着熱交換器(101)の吸着剤から水分を付与される。これにより、第1吸着熱交換器(101)及び第1吸着ブロック(301)の吸着剤が再生される。
第1吸着ブロック(301)及び第1吸着熱交換器(101)を通過した空気は、第6ダンパ(D6)を通過して第2再生側内部通路(S24)に流れ込み、排気ファン室(S26)及び排気口(54)を通過して室外空間に排出される。
〈除湿装置の起動前の予冷運転〉
除湿装置(10)の起動前(圧縮機(103)を起動する前)には、図4(A)〜図4(D)に示す動作が行われる。具体的には、この図4(A)〜図4(D)に示す動作により、圧縮機を起動する次の運転時に凝縮器となる吸着熱交換器(102)の上流側の位置に設けられている吸着ブロック(302)に冷却用の空気を流して該吸着ブロック(302)を予冷する予冷運転を行う。除湿装置(10)の周囲温度が高温(例えば40℃〜50℃)になっていると、停止中に吸着ブロック(301,302)が高温になっていることがあり、そのまま運転を開始すると、凝縮器となる吸着熱交換器(102)に高温の空気が流入するために冷媒回路の凝縮温度が高くなりすぎて、圧縮機(103)が停止するおそれがあるのに対して、そのような問題が起こらないようにするためである。
除湿装置(10)の運転を前回停止したときに、第2吸着熱交換器(102)が凝縮器(ドットを付して表示)で第1吸着熱交換器(101)が蒸発器(ハッチングを付して表示)であったとする(図4(D)参照)と、次に運転を開始するときも、第2吸着熱交換器(102)が凝縮器で第1吸着熱交換器(101)が蒸発器となる。
そのため、図4の例では、次の起動時には、まず図4(D)の第1除湿動作が行われることになる。この場合の予冷運転を開始する図4(A)の状態では、第1除湿動作で閉じられる第1,第4,第6,第7ダンパ(D1,D4,D6,D7)が開かれ、第1除湿動作で開かれる第2,第3,第5,第8ダンパ(D2,D3,D5,D8)が閉じられる。つまり、各ダンパの開閉状態は第2除湿動作と同じになる。このとき、給気ファン(61)と排気ファン(62)は停止しており、空気は流れていない。
次に、各ダンパを図4(A)の状態に設定した直後、あるいはその数秒後に、給気ファン(61)と排気ファン(62)が起動される。このとき、図4(B)に実線で示すように、この図4(B)には示していない冷却器(11)を通った室外空気(OA)が第2熱交換室(S12)の第2吸着熱交換器(102)と第2吸着ブロック(302)を通って室内へ流入し、室内空気(RA)は第1熱交換室(S11)の第1吸着ブロック(301)と第1吸着熱交換器(101)を通過し、室外へ流出する。この動作が行われている間は、第2吸着ブロック(302)が室外空気(OA)で冷却される。
その後、所定時間(本実施形態では約3分)が経過すると、圧縮機(103)が起動される。このときの状態を図4(C)に示している。冷媒回路(100)では、第2吸着熱交換器(102)が凝縮器(ドットを付して表示)となり、第1吸着熱交換器(101)が蒸発器(ハッチングを付して表示)となる第1冷凍サイクル動作が行われる。そして、この動作を約3分間行った後、図4(D)の通常運転の動作が開始される。図4(C)の動作を3分間行っているのは、圧縮機(103)の起動後に圧力が過度に上昇しないことを確認するためである。また、この図4(C)の状態では、凝縮器である第2吸着熱交換器(102)を通過した空気が第2吸着ブロック(302)を通過するが、圧縮機(103)の起動直後で凝縮温度が低い状態であるため、第2吸着ブロック(302)の温度はそれほど上昇しない。
図4(D)の動作を行うときは、凝縮器になっている第2吸着熱交換器(102)の上流側に位置する第2吸着ブロック(302)が既に冷却されている。したがって、冷媒回路(100)の高圧圧力が上昇しすぎることを防止できる。その後は、第1除湿動作と第2除湿動作を交互に繰り返すことにより、通常の運転制御が行われる。
〈実施形態の効果〉
本実施形態によれば、圧縮機(103)を起動する前には予冷運転を行い、次に圧縮機(103)を起動するときに凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)に対して上流側に位置する吸着ブロック(301,302)を冷却することにより、凝縮器の温度上昇を抑えるようにしている。したがって、除湿装置の設置場所の周囲温度に関わらず、圧縮機(103)の起動時に冷媒回路(100)の高圧圧力が過度に上昇するのを抑え、圧縮機(103)が停止するのを防止できる。
特に、予冷運転時には、上記処理側空気と再生側空気のうち、冷却器(11)を通過して温度が低くなった処理側空気を、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に流すことにより、その吸着ブロック(301,302)を確実に冷却するようにしているので、圧縮機(103)が停止するのを確実に防止できる。
また、本実施形態によれば、通常運転の開始時に開くダンパ(D2,D3,D5,D8)を上記予冷運転時に閉じ、上記通常運転の開始時に閉じるダンパ(D1,D4,D6,D7)を上記予冷運転時に開くことにより、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)を冷却することができ、ダンパ(D1〜D8)を切り換えるだけで予冷運転を行えるので、装置の構造が複雑化するのを防止できる。
さらに、本実施形態によれば、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する予冷運転の切り換え動作を、図4(C)に示すように所定時間にわたって行った後に、蒸発器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する通常運転の切り換え動作を行うようにしており、予冷運転中には蒸発器になる吸着熱交換器(101,102)に再生側空気を流しているので、吸着熱交換器(101,102)が次に処理側になるときの処理能力を高められる。
(その他の実施形態)
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
例えば、上記実施形態では、予冷運転時には、圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に処理側空気を流すようにダンパ(D1〜D8)を切り換えているが、その吸着ブロック(301,302)よりも温度が低い空気であれば、再生側空気を流してもよい。その場合、再生側空気の温度は、上記吸着ブロック(301,302)の温度より低ければ、処理側空気の温度より高くてもよい。
また、上記実施形態では、切換機構(200)を、上記第1熱交換室(S11)と第2熱交換室(S12)を通る空気の流通経路を切り換える複数のダンパ(D1〜D8)により構成し、上記通常運転の開始時に開くダンパ(D2,D3,D5,D8)を上記予冷運転時に閉じ、上記通常運転の開始時に閉じるダンパ(D1,D4,D6,D7)を上記予冷運転時に開くことにより、予冷運転の切り換え動作を行うようにしているが、ダンパ以外の機構を用いて切換機構(200)を構成してもよい。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、この発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、空気を除湿して調湿空間に供給する除湿装置を備えた除湿システムについて有用である。
11 冷却器
100 冷媒回路
101 第1吸着熱交換器
102 第2吸着熱交換器
200 切換機構
301 第1吸着ブロック
302 第2吸着ブロック
S0 調湿空間
S11 第1熱交換室
S12 第2熱交換室

Claims (6)

  1. 吸着剤が担持された第1吸着熱交換器(101)及び第2吸着熱交換器(102)を有し、これらの吸着熱交換器(101,102)の一方が蒸発器になって他方が凝縮器になる動作と一方が凝縮器になって他方が蒸発器になる動作が交互に切り換えられる冷媒回路(100)と、
    上記第1吸着熱交換器(101)が設けられる第1熱交換室(S11)及び上記第2吸着熱交換器(102)が設けられる第2熱交換室(S12)と、
    通常運転時に、両熱交換室(S11,S12)のうちで蒸発器になっている吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を通過した処理側空気を調湿空間(S1)に供給し、凝縮器になっている吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を再生側空気が通過するように空気の流れを切り換える切換機構(200)と、
    上記第1熱交換室(S11)において上記第1吸着熱交換器(101)が蒸発器になっている場合に該蒸発器の下流側になり該第1吸着熱交換器(101)が凝縮器になっている場合に該凝縮器の上流側になる位置に設けられた、吸着剤が担持された第1吸着ブロック(301)と、
    上記第2熱交換室(S12)において上記第2吸着熱交換器(102)が蒸発器になっている場合に該蒸発器の下流側になり該第2吸着熱交換器(102)が凝縮器になっている場合に該凝縮器の上流側になる位置に設けられた、吸着剤が担持された第2吸着ブロック(302)と、を備え、
    上記切換機構(200)は、上記冷媒回路(100)の圧縮機(103)を起動する前に、該圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)に対して上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に冷却用の空気を流す予冷運転を行うように構成されていることを特徴とする除湿システム。
  2. 請求項1において、
    上記切換機構(200)は、予冷運転時に、上記処理側空気と再生側空気のうちで温度が低い空気を、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)に流すように構成されていることを特徴とする除湿システム。
  3. 請求項2において、
    上記切換機構(200)は、予冷運転時に上記処理側空気の温度が上記再生側空気の温度よりも低い場合、上記圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する切り換え動作が可能に構成されていることを特徴とする除湿システム。
  4. 請求項3において、
    上記切換機構(200)は、上記第1熱交換室(S11)と第2熱交換室(S12)を通る空気の流通経路を切り換える複数のダンパ(D1〜D8)により構成され、上記通常運転の開始時に開くダンパ(D2,D3,D5,D8)を上記予冷運転時に閉じ、上記通常運転の開始時に閉じるダンパ(D1,D4,D6,D7)を上記予冷運転時に開くことにより、予冷運転の切り換え動作が行われることを特徴とする除湿システム。
  5. 請求項3または4において、
    上記切換機構(200)は、圧縮機(103)の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する予冷運転の切り換え動作を所定時間にわたって行った後に、蒸発器になる吸着熱交換器(101,102)がある熱交換室(S11,S12)を処理側空気が通過する通常運転の切り換え動作を行うように構成されていることを特徴とする除湿システム。
  6. 請求項1から5の何れか1つにおいて、
    上記吸着熱交換器(101,102)へ供給される処理側空気を予め冷却する冷却器を備え、
    上記切換機構(200)は、予冷運転時に、上記冷却器で冷却された空気を圧縮の起動時に凝縮器になる吸着熱交換器(101,102)の上流側に位置する吸着ブロック(301,302)へ送るように構成されていることを特徴とする除湿システム。
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