JP2022024603A - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮器の性能を向上させつつサイズを小型化することができ、かつ除湿量を向上させることができる除湿装置を提供する。
【解決手段】除湿装置１は、筐体２０と、送風機６と、冷媒回路１０とを備えている。冷媒回路１０は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４および蒸発器５を有し、かつ圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。凝縮器３は、冷媒が流れる第１伝熱管を有する第１凝縮部３ａと、冷媒が流れる第２伝熱管を有する第２凝縮部３ｂとを含んでいる。第１凝縮部３ａは、蒸発器５よりも風下に配置されている。第２凝縮３部は、第１凝縮部３ａよりも風下に配置されている。第１凝縮部３ａの第１伝熱管は、円管である。第２凝縮部３ｂの第２伝熱管は、扁平管である。
【選択図】図２

Description

本開示は、除湿装置に関するものである。

従来、凝縮器の性能を向上させつつサイズを小型化するために、凝縮器の伝熱管に扁平管を用いた除湿装置が提案されている。例えば国際公開第２０１９／０７７７４４号（特許文献１）には、凝縮器の伝熱管に扁平管を用いた除湿装置が記載されている。

国際公開第２０１９／０７７７４４号

除湿装置では、蒸発器の表面に除湿水が結露する。この除湿水は、蒸発器よりも風下側に配置された凝縮器に飛散する。上記文献に記載のように、凝縮器の伝熱管に扁平管が用いられると、扁平管の表面に除湿水が滞留する。扁平管の表面に滞留した除湿水が扁平管内の冷媒によって加熱されて蒸発することで空気が再加湿される。これにより、除湿装置の除湿量が低下する。

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝縮器の性能を向上させつつサイズを小型化することができ、かつ除湿量を向上させることができる除湿装置を提供することである。

本開示に係る除湿装置は、筐体と、送風機と、冷媒回路とを備えている。送風機および冷媒回路は筐体内に配置されている。送風機は、空気を送風するように構成されている。冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を有し、かつ圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されている。凝縮器は、冷媒が流れる第１伝熱管を有する第１凝縮部と、冷媒が流れる第２伝熱管を有する第２凝縮部とを含んでいる。第１凝縮部は、蒸発器よりも風下に配置されている。第２凝縮部は、第１凝縮部よりも風下に配置されている。第１凝縮部の第１伝熱管は、円管である。第２凝縮部の第２伝熱管は、扁平管である。

本開示によれば、第１凝縮部の第１伝熱管は、円管であり、第２凝縮部の第２伝熱管は、扁平管である。このため、凝縮器の性能を向上させつつサイズを小型化することができ、かつ除湿量を向上させることができる。

実施の形態１に係る除湿装置の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器、第１凝縮部および第２凝縮部の断面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の第１凝縮部の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の第１凝縮部の変形例の正面図である。 実施の形態１の比較例に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の断面図である。 実施の形態２に係る除湿装置の冷媒回路図である。 実施の形態２に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 実施の形態３に係る除湿装置の冷媒回路図である。 実施の形態３に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 実施の形態３に係る除湿装置の蒸発器、第１凝縮部、第２凝縮部および第３凝縮部の断面図である。 実施の形態４に係る除湿装置の蒸発器、第１凝縮部、第２凝縮部および第３凝縮部の断面図である。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、図中において、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１および図２を参照して、実施の形態１に係る除湿装置１の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る除湿装置１の冷媒回路図である。図２は、実施の形態１に係る除湿装置１の構成を示す概略図である。

図１および図２に示されるように、除湿装置１は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４および蒸発器５を有する冷媒回路１０と、送風機６と、ドレンパン７と、筐体２０とを備えている。冷媒回路１０、送風機６およびドレンパン７は筐体２０内に配置されている。筐体２０は、除湿装置１が除湿対象とする外部空間（室内空間）に面している。

冷媒回路１０は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。具体的には、冷媒回路１０は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に配管で接続されることにより構成されている。そして、冷媒は、この配管内を通って冷媒回路１０を圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に循環する。

圧縮機２は冷媒を圧縮するように構成されている。具体的には、圧縮機２は吸入口から低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として吐出口から吐出するように構成されている。圧縮機２は、冷媒の吐出容量が可変に構成されていてもよい。具体的には、圧縮機２はインバータ圧縮機であってもよい。圧縮機２が冷媒の吐出容量を可変に構成されている場合には、除湿装置１内の冷媒循環量は、圧縮機２の吐出容量を調整することにより制御することが可能となる。

凝縮器３は、圧縮機２で昇圧された冷媒を凝縮して冷却するように構成されている。凝縮器３は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。凝縮器３は、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。凝縮器３の冷媒の入口は圧縮機２の吐出口に配管で接続されている。

凝縮器３は、第１凝縮部３ａと、第２凝縮部３ｂとを含んでいる。第１凝縮部３ａは、第２凝縮部３ｂに接続されている。第２凝縮部３ｂは、圧縮機２で昇圧された冷媒を凝縮して冷却するように構成されている。第２凝縮部３ｂは、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。第２凝縮部３ｂは、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。本実施の形態では、第２凝縮部３ｂの冷媒の入口は圧縮機２の吐出口に配管で接続されている。第２凝縮部３ｂは、送風機６によって発生する空気の流れにおいて第１凝縮部３ａよりも下流に配置されている。つまり、第２凝縮部３ｂは、第１凝縮部３ａよりも風下に配置されている。第２凝縮部３ｂの伝熱管は扁平管である。

第１凝縮部３ａは、第２凝縮部３ｂで冷却された冷媒をさらに凝縮して冷却するように構成されている。第１凝縮部３ａは、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。第１凝縮部３ａは、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。本実施の形態では、第１凝縮部３ａの冷媒の入口は第２凝縮部３ｂの出口に配管で接続されている。第１凝縮部３ａは、送風機６によって発生する空気の流れにおいて第２凝縮部３ｂよりも上流に配置されている。つまり、第１凝縮部３ａは、第２凝縮部３ｂよりも風上に配置されている。また、第１凝縮部３ａは、送風機６によって発生する空気の流れにおいて蒸発器５よりも下流に配置されている。つまり、第１凝縮部３ａは、蒸発器５よりも風下に配置されている。第１凝縮部３ａの伝熱管は円管である。

減圧装置４は、凝縮器３にて冷却された冷媒を減圧させて膨張させるように構成されている。減圧装置４は、例えば膨張弁である。この膨張弁は電子制御弁であってもよい。なお、減圧装置４は、膨張弁に限られず、キャピラリーチューブであってもよい。減圧装置４は、凝縮器３の冷媒の出口と蒸発器５の冷媒の入口との各々に配管でそれぞれ接続されている。

蒸発器５は、減圧装置４にて減圧されて膨張された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させるように構成されている。蒸発器５は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。蒸発器５は、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。蒸発器５の冷媒の出口は圧縮機２の吸込口に配管で接続されている。蒸発器５は、送風機６によって発生する空気の流れにおいて凝縮器３よりも上流に配置されている。つまり、蒸発器５は、凝縮器３よりも風上に配置されている。具体的には、蒸発器５は、第１凝縮部３ａよりも風上に配置されている。蒸発器５の伝熱管は円管である。

本実施の形態では、冷媒回路１０は、圧縮機２、第２凝縮部３ｂ、第１凝縮部３ａ、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。

送風機６は空気を送風するように構成されている。そして、送風機６は、空気を筐体２０の外部から内部に取り込んで凝縮器３および蒸発器５に送風可能に構成されている。具体的には、送風機６は、外部空間（室内空間）から空気を筐体２０内に取り込んで蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂを通過させた後に筐体２０外に吐き出すように構成されている。

本実施の形態では、送風機６は、軸６ａと、軸６ａを中心に回転するファン６ｂとを有している。ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａで示すように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気が、図中矢印Ｂで示すように蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂを順に通過した後に、図中矢印Ｃで示すように再び外部空間（室内空間）へ吐き出される。このようにして、空気は、除湿装置１を経由して外部空間（室内空間）を循環する。

筐体２０には、除湿対象とする外部空間（室内空間）から筐体２０の内部に空気を入れるための吸込口２１と、筐体２０の内部から外部空間（室内空間）に空気を吹き出すための吹出口２２とが設けられている。また、筐体２０は、吸込口２１と吹出口２２とをつなぐ風路（空気の流路）２３を有している。風路２３には蒸発器５、凝縮器３、送風機６が配置されている。したがって、蒸発器５と凝縮器３とは同一の風路２３内に配置されている。蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂは、空気の流れにおいて上流から下流に向けて蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂの順に風路２３内に配置されている。

風路２３内において、筐体２０の外部から吸込口２１を通って筐体２０の内部に吸込まれた空気が蒸発器５、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂの順に通過し、吹出口２２を通って筐体２０の外部に吹出される。

なお、除湿装置１において、風路２３内には、凝縮器３、蒸発器５、送風機６の他に冷媒回路を構成する部材が配置されていてもよい。例えば風路２３内には、減圧装置４が配置されていてもよい。

なお、空気調和機が室内に設置される場合、凝縮器３の熱が室外へ放熱されることにより、室内が冷却されてもよい。この室外への放熱のため、排気ダクトの機器への搭載および機器自体が窓側に設置されてもよい。

ドレンパン７は、蒸発器５に結露した除湿水または蒸発器５から飛散した除湿水が、ドレンパン７に排水されるように構成されている。本実施の形態では、蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂはドレンパン７上に配置されている。

続いて、図３～図５を参照して、蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂの構成を詳しく説明する。図３は、実施の形態１に係る蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂの断面図である。なお、図３では、説明の便宜のため、蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂの一部が図示されている。

本実施の形態に係る除湿装置１では、第１凝縮部３ａは、複数の第１フィン１１および第１伝熱管１２を有している。複数の第１フィン１１の各々は薄板状に構成されている。複数の第１フィン１１は互いに積層するように配置されている。第１伝熱管１２は互いに積層された複数の第１フィン１１を積層方向に貫通するように配置されている。第１伝熱管１２は、この積層方向に直線状に延びる複数の第１直線部と、複数の第１直線部をつなぐ複数の第１湾曲部とを有している。複数の第１直線部の各々と複数の第１湾曲部の各々とが互いに直列に接続されることにより、第１伝熱管１２は蛇行するように構成されている。第１伝熱管１２は、冷媒が流れるように構成されている。第１伝熱管１２は、円管である。

第２凝縮部３ｂは、複数の第２フィン１３および第２伝熱管１４を有している。複数の第２フィン１３の各々は薄板状に構成されている。複数の第２フィン１３は互いに積層するように配置されている。第２伝熱管１４は互いに積層された複数の第２フィン１３を積層方向に貫通するように配置されている。第２伝熱管１４の断面形状は、列方向に伸びるように構成されている。また、第２伝熱管１４は、複数の第２フィン１３の積層方向に直線状に伸びる複数の第２直線部を有している。また、第２凝縮部３ｂは、複数の第２直線部の端部をそれぞれ接続する第１ヘッダ３１と第２ヘッダ３２とを有している（図４参照）。第２伝熱管１４の複数の第２直線部の各々は複数の細径の管路を有している。第２伝熱管１４は、冷媒が流れるように構成されている。第２伝熱管１４は、扁平管である。第２伝熱管１４は風路２３を通る空気の流通方向に対して扁平形状である扁平管である。第２伝熱管１４の断面形状は、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂが並ぶ方向に延びる扁平形状を有するように構成されている。

蒸発器５は、複数のフィン１５および伝熱管１６を有している。複数のフィン１５の各々は薄板状に構成されている。複数のフィン１５は互いに積層するように配置されている。伝熱管１６は互いに積層された複数のフィン１５を積層方向に貫通するように配置されている。伝熱管１６は、この積層方向に直線状に延びる複数の直線部と、複数の直線部をつなぐ複数の湾曲部とを有している。複数の直線部の各々と複数の直線部の各々とが互いに直列に接続されることにより、伝熱管１６は蛇行するように構成されている。伝熱管１６は円管である。

図３は、第１凝縮部３ａの複数の第１フィン１１の積層方向、第２凝縮部３ｂの複数の第２フィン１３および蒸発器５の複数のフィン１５の積層方向のそれぞれに直交する断面における断面図である。第１凝縮部３ａでは、図３に示される断面において、複数の第１伝熱管１２における第１直線部が配置されている。これら複数の第１伝熱管１２における第１直線部の外径および内径は互いに同一であってもよい。

本実施の形態では、これらの複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、列方向に２列に並んで配置されている。これら２列の列方向における各列に配置された第１伝熱管１２における第１直線部間の間隔は互いに同一であってもよい。なお、この間隔は、列方向における隣り合う各列に配置された第１伝熱管１２における第１直線部の中心間の距離である。本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、段方向に互いにずれるように配置されている。つまり、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部の中心は、列方向に一直線に配置されていない。

また、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、列方向に互いに重ならないように配置されている。さらに、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、段方向に互いに重ならないように配置されている。

本実施の形態では、これらの複数の第１伝熱管１２における第１直線部は、各列において段方向に３段以上に並んで配置されている。また、本実施の形態では、これらの複数の第１伝熱管１２における第１直線部は各列において段方向に直線状に並んで配置されている。つまり、各列において段方向に並んで配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の中心は一直線に配置されている。さらに、本実施の形態では、これら２列の列方向における各列に配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の段方向の位置は、隣り合う各列に配置された複数の第１伝熱管１２における第１直線部の段方向の位置間の中央に配置されている。

第２凝縮部３ｂでは、図３に示される断面において、複数の第２伝熱管１４における第２直線部が配置されている。これら複数の第２伝熱管１４における第２直線部の形状は互いに同一であってもよい。

本実施の形態では、これらの複数の第２伝熱管１４における第２直線部は、段方向に３段以上に並んで配置されている。また、本実施の形態では、これらの複数の第２伝熱管１４における第２直線部は段方向に直線状に並んで配置されている。つまり、段方向に並んで配置された複数の第２伝熱管１４における第２直線部の中心は一直線に配置されている。また、各段の第２伝熱管１４における第２直線部間の間隔は互いに同一であってもよい。

図４は、第２凝縮部３ｂを列方向から見たときの第２凝縮部３ｂの正面図である。第２凝縮部３ｂの扁平管は水平方向に配置されてもよいし、鉛直方向に配置されてもよい。第２凝縮部３ｂの第２フィン１３の形状は、プレートフィン、コルゲートフィン等であってもよい。第２凝縮部３ｂの第２フィン１３の形状は、第２凝縮部３ｂの性能および第２凝縮部３ｂの扁平管の設置姿勢により選択される。第２凝縮部３ｂの第２伝熱管１４は、少なくとも１つの冷媒パスを含んでいる。本実施の形態では、冷媒パスの数は、冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に減少する。

図２および図４を参照して、第１ヘッダ３１は、冷媒の入口および冷媒の出口を有している。本実施の形態では、第１ヘッダ３１の冷媒の入口は、圧縮機２の吐出口に配管で接続されている。また、第１ヘッダ３１の冷媒の出口は、第１凝縮部３ａの入口に配管で接続されている。第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２内に仕切り３３を設けることによって、圧縮機２から流入した冷媒は複数の第２直線部を通って第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を複数回折り返した後、第１ヘッダ３１の冷媒の出口から第１凝縮部３ａに流出する。その際、第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を往復する第２直線部の冷媒パス数は、第２凝縮部３ｂの上流側から下流側にかけて徐々に減少させることが好ましい。例えば、第１ヘッダ３１から第２ヘッダ３２への往路の冷媒パス数が５本であれば、第２ヘッダ３２から第１ヘッダ３１への復路の冷媒パス数は４本以下が好ましい。

また、図５に示すように、第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２は分割されていてもよい。これにより、圧縮機２から流入した冷媒は複数の第２直線部を通って第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を複数回折り返した後、第２凝縮部３ｂの冷媒の出口から第１凝縮部３ａに流出してもよい。第１ヘッダ３１は、互いに分割された第１ヘッダ上流部３１１および第１ヘッダ下流部３１２を含んでいる。第２ヘッダ３２は、互いに分割された第２ヘッダ上流部３２１および第２ヘッダ下流部３２２を含んでいる。また、第２凝縮部３ｂの冷媒の出口は、第１ヘッダ３１ではなく第２ヘッダ３２に位置していてもよい。その場合、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂを接続する配管は、圧縮機２および第２凝縮部３ｂを接続する配管と、第２凝縮部３ｂを挟んで反対側に位置することになる。

蒸発器５では、図３に示される断面において、複数の伝熱管１６における直線部が配置されている。これら複数の伝熱管１６における直線部の外径および内径は互いに同一であってもよい。

本実施の形態では、これらの複数の伝熱管１６における直線部は、列方向に３列に並んで配置されている。これら３列の列方向における各列に配置された伝熱管１６における直線部間の間隔は互いに同一であってもよい。なお、この間隔は、列方向における隣り合う各列に配置された伝熱管１６における直線部の中心間の距離である。本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の伝熱管１６における直線部は、段方向に互いにずれるように配置されている。つまり、列方向において互いに隣り合う各列の複数の伝熱管１６における第２直線部の中心は、列方向に一直線に配置されていない。

また、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の伝熱管１６における直線部は、列方向に互いに重ならないように配置されている。さらに、本実施の形態では、列方向において互いに隣り合う各列の複数の伝熱管１６における直線部は、段方向に互いに部分的に重ならないように配置されている。

本実施の形態では、これらの複数の伝熱管１６における直線部は各列において段方向に３段以上に並んで配置されている。また、本実施の形態では、これらの複数の伝熱管１６における直線部は各列において段方向に直線状に並んで配置されている。つまり、各列において段方向に並んで配置された複数の伝熱管１６における直線部の中心は一直線に配置されている。さらに、本実施の形態では、これら３列の列方向における両端の各列に配置された複数の伝熱管１６における直線部の段方向の位置は互いに同一である。また、これらの３列の列方向における中央の列に配置された伝熱管１６における直線部の段方向の位置は、両端の各列に配置された複数の伝熱管１６における直線部の段方向の位置間の中央に配置されている。

なお、蒸発器５および第１凝縮部３ａは、複数の冷媒経路を持つ多パス型の熱交換器でもよい。

次に、図１および図２を参照して、実施の形態１に係る除湿装置１の除湿運転時の動作について説明する。

圧縮機２から吐出された過熱ガス状態の冷媒は、風路２３内に配置された第２凝縮部３ｂに流入する。第２凝縮部３ｂに流入した過熱ガス状態の冷媒は、吸込口２１を通じて外部空間から風路２３内に流入し、風路２３内に配置された蒸発器５および第１凝縮部３ａを通過した空気と熱交換されることにより冷却されて気液二相状態の冷媒となる。

一方、風路２３内に配置された第２凝縮部３ｂを通過する空気は、同じく風路２３内に配置された蒸発器５および第１凝縮部３ａを通過した後、第２凝縮部３ｂにおいて過熱ガス状態の冷媒または気液二相状態の冷媒と熱交換されることにより加熱される。

第２凝縮部３ｂから流出した気液二相状態の冷媒は、第１凝縮部３ａに流入する。第１凝縮部３ａに流入した気液二相状態の冷媒は、風路２３内に配置された蒸発器５を通過した空気と熱交換されることによりさらに冷却されて過冷却液状態の冷媒となる。

一方、風路２３内に配置された第１凝縮部３ａを通過する空気は、同じく第１風路２３ａ内に配置された蒸発器５を通過した後、第１凝縮部３ａにおいて気液二相状態の冷媒と熱交換されることにより加熱される。

第１凝縮部３ａから流出した過冷却液状態の冷媒は、減圧装置４を通過することにより減圧され、気液二相状態の冷媒になった後、風路２３内に配置された蒸発器５に流入する。蒸発器５に流入した気液二相状態の冷媒は、吸込口２１を通じて外部空間から風路２３内に取り込まれた空気と熱交換されることにより加熱されて過熱ガス状態の冷媒となる。この過熱ガス状態の冷媒が圧縮機２に吸入され、圧縮機２で圧縮されて再び吐出される。

一方、風路２３内に配置された蒸発器５を通過する空気は、吸込口２１を通じて外部空間から風路２３内に取り込まれた後、蒸発器５において気液二相状態の冷媒と熱交換され、空気の露点以下の温度に冷却されることにより除湿される。

次に、実施の形態１に係る除湿装置１の作用効果について比較例と対比して説明する。
図６は、比較例に係る除湿装置１の蒸発器５および凝縮器３の断面図である。一般に、凝縮器３の性能を上げるためには、伝熱面積を増やす必要がある。伝熱面積を増やすためには凝縮器３のサイズを大型化する必要がある。したがって、比較例に係る除湿装置１では、凝縮器３の性能を向上させつつサイズを小型化することはできない。また、比較例に係る除湿装置１では、凝縮器３のサイズが大型化することに伴って筐体２０が大型化する。したがって、比較例に係る除湿装置１では、筐体２０を小型化することもできない。

本実施の形態に係る除湿装置１によれば、第１凝縮部３ａの第１伝熱管１２は、円管である。したがって、蒸発器５から第１凝縮部３ａに飛散した除湿水が第１伝熱管１２に滞留することを抑制することができる。これにより、第１凝縮部３ａの排水性を向上させることができる。このため、第１凝縮部３ａの第１伝熱管１２に滞留した除湿水が冷媒によって加熱されて蒸発することで空気が再加湿されることを抑制することができる。よって、除湿装置１の除湿量を向上させることができる。また、第２凝縮部３ｂの第２伝熱管１４は、扁平管である。これにより、第２凝縮部３ｂの伝熱性能を向上させることができる。さらに、第２凝縮部３ｂに扁平管と同等の伝熱性能を有する円管が用いられる場合と比べて、第２凝縮部３ｂの列方向の長さを短くすることができる。よって、凝縮器３の性能を向上させつつサイズを小型化することができ、かつ除湿量を向上させることができる。

また、第２凝縮部３ｂの列方向の長さを短くすることにより凝縮器３のサイズを小型化することができる。したがって、凝縮器３のサイズを小型化することにより除湿装置１の筐体２０を小型化することもできる。

また、第２凝縮部３ｂの第２伝熱管１４は伝熱性能に優れた扁平管であるため、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂにおける凝縮温度を低下させることができる。また、凝縮温度を低下させることで冷媒回路内の凝縮圧力と蒸発圧力との差を低減することができるため、圧縮機２における入力を低下させることができる。これにより、除湿装置１の除湿性能を示す指標である、１ｋＷｈ当たりの除湿量Ｌを示すＥＦ（Energy Factor）値（Ｌ／ＫＷｈ）を向上させることができる。

また、第２凝縮部３ｂの第２伝熱管１４は、風路２３を通る空気の流通方向に対して扁平形状である扁平管である。このため、円管に比べて通風抵抗を低減させることができる。通風抵抗を低減させることで送風機６のファン入力を低減させることができる。したがって、ＥＦ値を向上させることができる。

また、第１凝縮部３ａはプレートフィンと円管の伝熱管とを有しているため、扁平管の伝熱管を有する第２凝縮部３ｂに除湿水が飛散することを抑制することができる。また、プレートフィンと円管を組み合わせた第１凝縮部３ａは、円管の径方向における両側からプレートフィンに沿ってドレンパン７に除湿水が排水されるため、扁平管に比べ排水性が優れている。このため、除湿水の滞留による熱交換性能の低下および除湿水の加熱による除湿量の低下を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る除湿装置１によれば、第２凝縮部３ｂにおいて、冷媒パスの数は、冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に減少する。つまり、第２凝縮部３ｂにおいて、第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を往復する第２直線部の冷媒パス数は、上流側から下流側にかけて徐々に減少する。上流側のガス状態の冷媒は気液二相状態の冷媒よりも圧力損失が大きいため、上流側のガス状態の冷媒に対しては冷媒パス数を多くすることで流速を減少させることにより圧力損失を低減させることができる。また、下流側の気液二相状態の冷媒はガス状態の冷媒よりも圧力損失が小さいため、下流側の気液二相状態の冷媒に対しては冷媒パス数を少なくすることで流速を上昇させることにより熱伝達率を向上させることができる。

実施の形態２．
図７および図８を参照して、実施の形態２に係る除湿装置１について説明する。本実施の形態に係る除湿装置１は、冷媒回路１０が、圧縮機２、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂ、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている点で、実施の形態１の除湿装置１と異なる。

本実施の形態に係る除湿装置１では、第１凝縮部３ａの冷媒の入口は、圧縮機２の吐出口に配管で接続されている。第１凝縮部３ａの冷媒の出口は、第２凝縮部３ｂの冷媒の入口に配管で接続されている。第２凝縮部３ｂの冷媒の出口は減圧装置４に配管で接続されている。

本実施の形態に係る除湿装置１によれば、冷媒回路１０は、圧縮機２、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂ、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。扁平管は、細径のため、圧力損失が円管よりも大きい。また、ガス状態の冷媒の圧力損失は、液状態の冷媒の圧力損失よりも大きい。そのため、第２凝縮部３ｂの扁平管よりも先に、第１凝縮部３ａの円管に過熱ガス状態の冷媒を流入させることで、第２凝縮部３ｂに気液二相状態または過冷却液状態の冷媒を流入させることができる。このため、第２凝縮部３ｂでの圧力損失を小さくすることができる。また、円管より内容積が小さい扁平管に、気液二相状態または液冷媒が流入するため、冷媒量を減らすことができる。

実施の形態３．
図９～図１１を参照して、実施の形態３の除湿装置１について説明する。本実施の形態に係る除湿装置１は、第３凝縮部３ｃ、第１吸込口２１ａ、第２吸込口２１ｂ、仕切部８、第１風路２３ａおよび第２風路２３ｂを備えている点が、実施の形態１の除湿装置１と異なる。

図９および図１０を参照して、本実施の形態に係る除湿装置１では、筐体２０は、第１吸込口２１ａと、第２吸込口２１ｂと、第１風路２３ａと、第２風路２３ｂとを有している。第１吸込口２１ａは、空気を取り込むためのものである。第１風路２３ａは、第１吸込口２１ａに連通するように構成されている。第２吸込口２１ｂは、空気を取り込むためのものである。第２風路２３ｂは、第２吸込口２１ｂに連通している。第２風路２３ｂは、第１風路２３ａから仕切られている。

凝縮器３は、第３凝縮部３ｃを含んでいる。第３凝縮部３ｃは、冷媒回路１０において圧縮機２と第２凝縮部３ｂとの間に配置されている。冷媒回路１０は、圧縮機２、第３凝縮部３ｃ、第２凝縮部３ｂ、第１凝縮部３ａ、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。

図１０および図１１を参照して、第３凝縮部３ｃは、圧縮機２で昇圧された冷媒を凝縮して冷却するように構成されている。第３凝縮部３ｃは、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。第３凝縮部３ｃは、複数の第３フィン１７および第３伝熱管１８を有している。第３凝縮部３ｃは、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。第３凝縮部３ｃの冷媒の入口と出口は、圧縮機２の吐出口と第２凝縮部３ｂの冷媒の入口との各々に配管でそれぞれ接続されている。第３伝熱管１８は、扁平管である。

本実施の形態では、第３凝縮部３ｃは、第２凝縮部３ｂと同形状のフィンおよび伝熱管を持つ扁平管熱交換器である。第３凝縮部３ｃは、段方向において第２凝縮部３ｂの上に位置する。つまり、第３凝縮部３ｃの第３伝熱管１８における直線部は、第２凝縮部３ｂにおける第２伝熱管１４と段方向に直線状に並んで配置されている。なお、第３伝熱管１８は、扁平管に限定されず、円管であってもよい。

第１吸込口２１ａおよび第２吸込口２１ｂは、外部空間（室内空間）から筐体２０の内部に空気を入れるために設けられている。第１風路２３ａは、第１吸込口２１ａと吹出口２２とをつなぐように構成されている。第１風路２３ａには、蒸発器５、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂ、送風機６が配置されている。蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂは、第１吸込口２１ａから取り込まれた空気が蒸発器５、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂの順に流れるように第１風路２３ａ内に配置されている。第２風路２３ｂは、第２吸込口２１ｂと吹出口２２とをつなぐように構成されている。第２風路２３ｂには、第３凝縮部３ｃ、送風機６が配置されている。第３凝縮部３ｃは、第２吸込口２１ｂから取り込まれた空気が流れるように第２風路２３ｂ内に配置されている。

本実施の形態では、ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａで示されるように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気は、第１風路２３ａ内において図中矢印Ｂで示されるように蒸発器５、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂを通過する。また、ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａ’で示すように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気は、第２風路２３ｂ内において図中矢印Ｂ’で示されるように第３凝縮部３ｃを通過する。第１風路２３ａを通過した空気と第２風路２３ｂを通過した空気とは互いに混ざり、吹出口２２を通って筐体２０の外部空間（室内空間）へ吐き出される。

第１風路２３ａと第２風路２３ｂとは分離されていればよい。第１風路２３ａと第２風路２３ｂとは、例えば仕切部８によって分離されていてもよい。第１風路２３ａおよび第２風路２３ｂの各々は、例えば筐体２０および仕切部８によって形成されている。第２風路２３ｂ内の空気の流通方向において、仕切部８の上流側に位置する一端は、少なくとも蒸発器５の空気出口よりも上流側に形成されている。上記流通方向において、仕切部８の下流側に位置する他端は、少なくとも第１凝縮部３ａの空気入口よりも下流側に形成されている。仕切部８は、例えば平板状に形成されている。仕切部８は、筐体２０の内部に固定されている。

本実施の形態に係る除湿装置１によれば、蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂは、第１吸込口２１ａから取り込まれた空気が蒸発器５、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂの順に流れるように第１風路２３ａ内に配置されている。第３凝縮部３ｃは、第２吸込口２１ｂから取り込まれた空気が流れるように第２風路２３ｂ内に配置されている。したがって、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃを含めた凝縮器３全体を流れる空気の風量を、蒸発器５を流れる空気の風量より多くすることができる。凝縮器３全体の風量を多くすることで、凝縮器３側の伝熱性能を向上させることができるため、冷媒の凝縮温度を低下させることができる。また、凝縮温度を低下させることで冷媒回路内の凝縮圧力と蒸発圧力の差を低減することができるため、圧縮機２における入力を低下させることができる。これにより、ＥＦ値を向上させることができる。

また、第３凝縮部３ｃの第３伝熱管１８は円管でもよい。第３凝縮部３ｃの第３伝熱管１８を圧力損失の小さい円管にすることで、過熱ガスによる圧力損失を低減することができる。また、円管より内容積の小さい扁平管の第２凝縮部３ｂに気液二相状態の冷媒を流入させることができるので、冷媒量を低減させることができる。

また、仕切部８を構成する材料は、蒸発器５および第１凝縮部３ａにおいて冷媒の流通する伝熱管およびフィンを構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成されていればよい。これにより、仕切部８を介して第１風路２３ａ内の空気および第２風路２３ｂ内の空気間で熱交換が行われることを低減させることができる。

実施の形態４．
図１２を参照して、実施の形態４に係る除湿装置１について説明する。本実施の形態に係る除湿装置１は、第２凝縮部３ｂと第３凝縮部３ｃとを一体化させている点が、実施の形態３の除湿装置１と異なる。

本実施の形態に係る除湿装置１では、第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃは一体的に構成されている。具体的には、複数の第２フィン１３の各々と複数の第３フィン１７の各々とはそれぞれ一体的に構成されている。

本実施の形態に係る除湿装置１によれば、第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃの伝熱面積は、第１凝縮部３ａの伝熱面積よりも大きい。また、一体的に構成された第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃのうち第２凝縮部３ｂは、第１風路２３ａを通る空気と熱交換する。一体的に構成された第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃのうち第３凝縮部３ｃは、第２風路２３ｂを通る空気と熱交換する。これにより、実施の形態３と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態に係る除湿装置１によれば、第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃは一体的に構成されている。このため、ヘッダおよび接続配管のコストを抑えることができる。

上記の各実施の形態は適宜組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 除湿装置、２ 圧縮機、３ 凝縮器、３ａ 第１凝縮部、３ｂ 第２凝縮部、３ｃ 第３凝縮部、４ 減圧装置、５ 蒸発器、６ 送風機、７ ドレンパン、８ 仕切部、１０ 冷媒回路、１１ 第１フィン、１２ 第１伝熱管、１３ 第２フィン、１４ 第２伝熱管、１５ フィン、１６ 伝熱管、１７ 第３フィン、１８ 第３伝熱管、２０ 筐体、２１ 吸込口、２１ａ 第１吸込口、２１ｂ 第２吸込口、２２ 吹出口、２３ 風路、２３ａ 第１風路、２３ｂ 第２風路、３１ 第１ヘッダ、３２ 第２ヘッダ。

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置された送風機および冷媒回路とを備え、
   前記送風機は、空気を送風するように構成されており、
   前記冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を有し、かつ前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧装置、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されており、
   前記凝縮器は、前記冷媒が流れる第１伝熱管を有する第１凝縮部と、前記冷媒が流れる第２伝熱管を有する第２凝縮部とを含み、
   前記第１凝縮部は、前記蒸発器よりも風下に配置されており、
   前記第２凝縮部は、前記第１凝縮部よりも風下に配置されており、
   前記第１凝縮部の前記第１伝熱管は、円管であり、
   前記第２凝縮部の前記第２伝熱管は、扁平管である、除湿装置。
2. 前記第２凝縮部の前記第２伝熱管は、少なくとも１つの冷媒パスを含み、
   前記冷媒パスの数は、前記冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に減少する、請求項１に記載の除湿装置。
3. 前記冷媒回路は、前記圧縮機、前記第１凝縮部、前記第２凝縮部、前記減圧装置、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されている、請求項１または２に記載の除湿装置。
4. 前記筐体は、前記空気を取り込むための第１吸込口と、前記第１吸込口に連通する第１風路と、前記空気を取り込むための第２吸込口と、前記第２吸込口に連通しかつ前記第１風路から仕切られた第２風路とを有し、
   前記凝縮器は、前記冷媒回路において前記圧縮機と前記第２凝縮部との間に配置された第３凝縮部を含み、
   前記蒸発器、前記第１凝縮部および前記第２凝縮部は、前記第１吸込口から取り込まれた前記空気が前記蒸発器、前記第１凝縮部、前記第２凝縮部の順に流れるように前記第１風路内に配置されており、
   前記第３凝縮部は、前記第２吸込口から取り込まれた前記空気が流れるように前記第２風路内に配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の除湿装置。
5. 前記第２凝縮部および前記第３凝縮部は一体的に構成されている、請求項４に記載の除湿装置。
   

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