JP3187932U - 除湿機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、外気温に関わらず確実かつ迅速で効率的に細かな湿度調整を行うことができ、除湿能力を大幅に向上させることが可能で、湿度調整の幅が広く、低温での動作の安定性にも優れ、運転の効率性、省エネルギー性に優れた除湿機を提供する。【解決手段】制御部２０と、湿度調節設定部１９と、冷媒配管の途中に配設される冷媒貯蔵部１５ａを備えた冷媒量調整部１５と、を有し、予め設定された標準設定湿度より低い目標湿度が湿度調節設定部１９で設定された時に、制御部２０からの命令により、循環している冷媒の一部を冷媒配管から抜取り、冷媒量調整部１５の前記冷媒貯蔵部に貯蔵して、循環する冷媒量を減少させる。【選択図】図３

Description

本考案は、配管内を循環する冷媒の量を増減させることにより、湿度を迅速かつ効率的に微調整することができる除湿機に関する。

従来の空調機（エアコン）や除湿機で採用されている冷却式除湿方法には、弱冷房除湿と再熱除湿の二種類がある。
弱冷房除湿は、弱めの冷房により冷却除湿を行うものであり、通常の冷房運転よりも室内の温度低下が緩やかになり、消費電力が少なくなるが、除湿量も少なく、あまり湿度を下げることができないという問題点があった。
再熱除湿は、冷房により冷却除湿を行って湿度を下げ、温度の下がった空気を排熱やヒーターによって暖めてから吹き出すものであるため、室温を下げることなく乾燥した空気を得ることができ、弱冷房除湿よりも除湿能力が高くなるが、再熱の熱源によっては消費電力が大きくなるという問題点があった。
また、これらの冷却式除湿方法は、空気を冷やして結露させて除湿する仕組みであるため、気温が低い冬場などには十分な除湿ができないという問題点があった。
これらの問題点を解決するものとして、（特許文献１）には、機枠の空気流通系列内に第１及び第２の系内凝縮器、冷却器及び送風機を配置し、空気流通系列外に系外凝縮器、圧縮器及び受液器を配置し、第１及び第２の系内凝縮器と系外凝縮器とを圧縮器の出口側と受液器の入口側との間に並列に接続し、かつサーモスタットによる設定温度以下の場合は第１及び第２の系内凝縮器に冷媒が流入し設定温度以上の場合は系外凝縮器に冷媒が流入するように連動する切換構造を設け、さらに吸入口から流入する多湿空気を大きな温度差で除湿し加熱乾燥空気として送風できるよう吸入口から送風口までの空気流通系列に下方から上方に向かって順に第１の系内凝縮器、冷却器、第２の系内凝縮器及び送風機を配列した除湿機が開示されている。
実公昭６２−３６３３号公報

（１）（特許文献１）の除湿機では、吸入口から流入した多湿空気が、まず第１の系内凝縮器により加熱され、次に冷却器により冷却されるため、その大きな温度差により高い除湿効果を発揮することができ、従来の空調機や除湿機よりも大幅に湿度を下げることができる除湿性能に優れるものであった。また、冷却器に、第１の系内凝縮器で加熱された多湿空気が送られることにより、多湿空気からの除湿と同時に冷却器の除霜も行うことができ、冷却器のフィンに霜が付かないため、膨張弁での冷媒の蒸発温度を０℃以下の極めて低い温度に設定して、室内を常温以下の快適な温度に保つことができる快適性、機能性に優れるものであった。
（２）しかし、目標湿度の達成に適した冷媒量は決まっているので、配管内を循環する冷媒量が一定（不変）のままでは湿度の調整幅に限界があり、また細かな湿度調整も困難であるため、さらに湿度調整の幅を拡げ、外気温に関わらず確実かつ迅速で効率的に細かな湿度調整を行うことができ、運転の効率性、省エネルギー性に優れる除湿機の開発が強く要望されていた。

本考案は上記要望を満足させるものであり、簡素な構成で、外気温に関わらず確実かつ迅速で効率的に細かな湿度調整を行うことができ、除湿能力を大幅に向上させることが可能で、湿度調整の幅が広く、低温での動作の安定性にも優れ、運転の効率性、省エネルギー性に優れた除湿機の提供を目的とする。

課題を解決するための手段及びそれによって得られる作用、効果

上記課題を解決するために本考案の除湿機は、以下の構成を有している。
本考案の請求項１に記載の除湿機は、空気流通系内に配設される加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器と、空気流通系外に配設される系外凝縮器と、を有し、圧縮器と、前記加熱用熱交換器と、前記系外凝縮器と、膨張弁と、前記冷却用熱交換器と、アキュムレータと、を接続する冷媒配管に冷媒を循環させて除湿を行う除湿機であって、制御部と、湿度調節設定部と、前記冷媒配管の途中に配設される冷媒貯蔵部を備えた冷媒量調整部と、を有し、予め設定された標準設定湿度より低い目標湿度が前記湿度調節設定部で設定された時に、前記制御部からの命令により、循環している冷媒の一部を前記冷媒配管から抜取り、前記冷媒量調整部の前記冷媒貯蔵部に貯蔵して、循環する冷媒量を減少させる構成を有している。
この構成により、以下のような作用、効果を有する。
（１）制御部と、湿度調節設定部と、冷媒配管の途中に配設される冷媒貯蔵部を備えた冷媒量調整部と、を有し、予め設定された標準設定湿度より低い目標湿度が湿度調節設定部で設定された時に、制御部からの命令により、循環している冷媒の一部を冷媒配管から抜取り、冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵して、循環する冷媒量を減少させることにより、圧縮機から吐出される冷媒の温度（排熱温度）を上昇させ、加熱用熱交換器を流れる冷媒ガスの温度を高めることができるので、低温低圧の冷媒液が流れる冷却用熱交換器との温度差を広げることができ、室内から取込まれた空気をその大きな温度差によって迅速かつ効率的に除湿することができ、特に気温が低い冬場などにおいても高い除湿能力を発揮することができ、湿度調整の幅が広く、除湿性能に優れ、動作の安定性、確実性に優れる。
（２）湿度調節設定部で標準設定湿度より低い目標湿度を設定した際に、循環している冷媒の一部を冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵することにより、循環する冷媒量を減少させ、目標湿度に適した量の冷媒を循環させることができるので、細かな湿度設定を行うことができ、運転の効率性、省エネルギー性に優れる。
（３）制御部と、湿度調節設定部と、冷媒量調整部を有することにより、湿度調節設定部で目標湿度を設定するだけで、制御部からの命令により、循環する冷媒量を容易に増減させることができ、操作性に優れる。

ここで、除湿機には従来と同様に室内用ファンが内蔵され、室内の空気を循環させることができる。室内用ファンは、空気の流れの中で、加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器の下流側に配置することが好ましい。室内の空気を室内用ファンで吸引することにより、空気流通系内の加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器の全体に対して斑なく確実に空気を通過させることができ、熱交換の効率性、確実性に優れるためである。
また、加熱用熱交換器と冷却用熱交換器は並設されるが、その配置はどちらが上流側でもよく、配管の途中に配設される切替弁や電磁弁等により、運転中に経路を選択したり、冷媒の流れを切替えたりして、加熱用熱交換器と冷却用熱交換器の位置関係を逆転させてもよい。常に圧縮機を運転し、配管の経路を切替えて加熱用熱交換器と冷却用熱交換器を入れ替えながら冷媒を循環させることにより、温度変動や湿度変動を抑えつつ長時間安定的に連続運転を行うことができ、室内の温湿度斑が少なく、温湿度制御の安定性、確実性に優れる。
尚、加熱用熱交換器と冷却用熱交換器は少なくとも１つずつあればよいが、いずれか一方或いは両方を複数設けてもよい。
系外凝縮器は空気流通系外に配設されていればよく、加熱用熱交換器や冷却用熱交換器等と共に室内機に収容してもよいし、室外機に収容してもよい。系外凝縮器は水冷又は空冷により熱交換を行い、内部を流れる高温の冷媒を冷却することができる。

この除湿機は、通常は、予め設定された標準設定湿度で運転され、このとき全量（１００％）の冷媒が配管内を循環している。つまり、標準設定湿度とは、１００％（標準の規定量）の冷媒が配管内を循環している状態で達成される湿度である。標準設定湿度より低い目標湿度が湿度調節設定部で設定された時に、制御部からの命令により、標準設定湿度と目標湿度との湿度差に応じて、循環している冷媒の一部を冷媒配管から抜取り、冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵して、循環する冷媒量を減少させることができる。そして、一度設定された目標湿度よりも低い目標湿度が設定された時には、さらに制御部からの命令により、冷媒配管から冷媒を抜取って循環する冷媒量を減少させ、一度設定された目標湿度よりも高い目標湿度が設定された時には、制御部からの命令により、冷媒貯蔵部から冷媒配管に冷媒を戻して循環する冷媒量を増加させることにより、常に目標湿度に応じた量の冷媒を循環させて効率的に除湿を行うことができ、除湿の効率性、省エネルギー性に優れる。

制御部は除湿機全体を制御するものであり、室内用ファンや圧縮器の運転、冷媒配管に設けられる切替弁の切替え、膨張弁の開閉なども制御する。
湿度調節設定部は、湿度センサで検出した室内の現在の湿度と、目標湿度（設定湿度）を表示するものが好ましい。これにより、運転者は現在の湿度を確認しながら、最適な目標湿度を設定することができる。
冷媒量調整部は冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を調整できるものであればよいが、冷媒配管と接続される接続部に冷媒の流入と流出を切替える流入出切替部を有するものが好適に用いられる。例えば、冷媒貯蔵部と冷媒配管を接続する入口側と出口側の２箇所の接続部に電磁弁などの開閉弁を配設し、それらの開閉を制御して冷媒の流入と流出を切替えることができる。尚、冷媒配管と、冷媒貯蔵部の出口側の接続部との接続箇所にアスピレータ（真空発生器）を配設してもよい。これにより、冷媒貯蔵部の出口側付近の冷媒配管を流れる冷媒の流れを加速して冷媒配管側を減圧することができ、冷媒貯蔵部に貯蔵された冷媒を冷媒配管側に吸引して冷媒配管を循環する冷媒量を増加させる（冷媒貯蔵部に貯蔵される冷媒量を減少させる）ことができる。また、冷媒配管と冷媒貯蔵部を接続する接続部にポンプを配設すれば、冷媒配管と冷媒貯蔵部との間で強制的に冷媒の流入と流出を切替えることができ、動作の確実性に優れる。尚、ポンプを用いる場合、冷媒配管と冷媒貯蔵部との接続部は１箇所でよい。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の除湿機であって、前記制御部が、前記標準設定湿度と前記目標湿度との湿度差に比例して前記冷媒量調整部の前記冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を増減させる構成を有している。
この構成により、請求項１の作用、効果に加え、以下の作用、効果を有する。
（１）制御部が、標準設定湿度と目標湿度との湿度差に比例して冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を増減させることにより、目標湿度に最適な量の冷媒を循環させることができ、圧縮機から吐出される冷媒の温度（排熱温度）を広範囲で調整することができるので、湿度調整の幅が広く、特に低温での動作の安定性に優れ、運転の効率性、省エネルギー性に優れる。
ここで、制御部は、標準設定湿度と目標湿度との湿度差に応じて、冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を決定し、冷媒量調整部に対して、冷媒配管から冷媒を抜取ることや冷媒配管に冷媒を戻すことを命令する。

請求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載の除湿機であって、前記冷媒量調整部が、前記系外凝縮器と、前記膨張弁と、の間に配設された構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用、効果に加え、以下の作用、効果を有する。
（１）冷媒量調整部が、系外凝縮器と膨張弁との間に配設されているので、循環する冷媒量を減少させたい時には、系外凝縮器の下流側で冷媒配管と冷媒貯蔵部を連通させることにより、系外凝縮器から吐出される高圧の冷媒が冷媒配管から冷媒貯蔵部に流れ込んで貯蔵され、循環する冷媒量を増加させたい時には、膨張弁の上流側で冷媒配管と冷媒貯蔵部を連通させることにより、冷媒貯蔵部に貯蔵された冷媒が、冷媒配管を循環する冷媒の流れに引張られて冷媒貯蔵部から冷媒配管側に流れ込み、冷媒配管を循環する冷媒量を調整することができる。

ここで、冷媒量調整部が、系外凝縮器と膨張弁との間に配設されるので、冷媒配管の上流側（系外凝縮器の出口側）と下流側（膨張弁の入口側）との圧力差により、冷媒配管と冷媒貯蔵部の間で冷媒の出し入れを行うことができる。尚、十分な圧力差が得られない場合は、前述のようにアスピレータやポンプを用いることができる。

請求項４に記載の考案は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の除湿機であって、前記冷媒量調整部が、前記冷媒配管と前記冷媒貯蔵部を接続する接続部と、前記接続部に配設され前記冷媒配管と前記冷媒貯蔵部との間の冷媒の流入と流出を切替える流入出切替部と、を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用、効果に加え、以下の作用、効果を有する。
（１）冷媒量調整部が、冷媒配管と冷媒貯蔵部を接続する接続部と、接続部に配設され冷媒配管と冷媒貯蔵部との間の冷媒の流入と流出を切替える流入出切替部を有するので、流入出切替部で冷媒の流入と流出を切替えることにより、冷媒配管を循環している冷媒の一部を冷媒配管から簡単に抜取って冷媒貯蔵部に貯蔵することや冷媒貯蔵部に貯蔵された冷媒を冷媒配管に戻すことができ、動作の確実性、操作性に優れる。

ここで、制御部は、湿度調節設定部で設定される目標湿度に応じて、冷媒量調整部の流入出切替部の切替を命令し、冷媒配管から冷媒を抜取ったり、冷媒配管に冷媒を戻したりして、冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を増減させることができる。
冷媒配管と冷媒貯蔵部を接続する接続部としては、冷媒貯蔵部の入口側及び出口側をそれぞれ冷媒配管の上流側及び下流側に接続し、冷媒貯蔵部を冷媒配管と並列に配置するものが好適に用いられる。
また、流入出切替部としては、冷媒配管の上流側に接続される接続部（冷媒貯蔵部の入口側）と冷媒配管の下流側に接続される接続部（冷媒貯蔵部の出口側）を選択的に開閉できるものであればよいが、開閉弁が好適に用いられる。入口側の開閉弁を開き、出口側の開閉弁を閉じている間は、冷媒配管から冷媒貯蔵部に冷媒を抜取ることができ、所定量の冷媒を抜取った後に入口側の開閉弁を閉じることにより、抜取った冷媒を冷媒貯蔵部に貯蔵することができる。また、入口側の開閉弁を閉じたまま、出口側の開閉弁を開いている間に、冷媒貯蔵部から冷媒配管に冷媒を戻すことができるので、所定量の冷媒を戻した後に出口側の開閉弁を閉じればよい。各々の開閉弁の開度や開放時間を制御することにより、上流側と下流側の接続部を通過する冷媒量を簡便かつ確実に管理して、冷媒配管に循環させる冷媒量を適正に保つことができ、湿度調整の確実性、効率性に優れる。尚、開閉弁としては制御が容易な電磁弁が好適に用いられる。尚、必要に応じて、アスピレータやポンプと組み合わせてもよい。

請求項５に記載の考案は、請求項４に記載の除湿機であって、前記湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より低い時は、前記制御部からの命令により、前記冷媒量調整部の前記接続部を通して前記冷媒配管から冷媒を抜取るように前記流入出切替部を切替えて前記冷媒貯蔵部に貯蔵し、前記湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より高い時は、前記制御部からの命令により、前記冷媒量調整部の前記冷媒貯蔵部に貯蔵されている冷媒を前記接続部を通して前記冷媒配管に戻すように構成された前記流入出切替部を有している。
この構成により、請求項４の作用、効果に加え、以下の作用、効果を有する。
（１）湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より低い時は、制御部からの命令により、冷媒量調整部の接続部を通して冷媒配管から冷媒を抜取るように流入出切替部を切替えて冷媒貯蔵部に貯蔵し、湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より高い時は、制御部からの命令により、冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵されている冷媒を接続部を通して冷媒配管に戻すように構成された流入出切替部を備えることにより、目標湿度の変更に応じて、常に最適な量の冷媒を循環させ、連続的に安定した除湿運転を行うことができ、除湿能力の安定性、動作の確実性、運転の効率性に優れる。

ここで、制御部は、湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度と現在の湿度とを比較し、その大小や湿度差に応じて、冷媒量調整部の流入出切替部に対し、流入出の切替、流入出時間などを指示する命令（制御信号）を送信することにより、冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を調整して、配管内を循環する冷媒量を適正に保つことができる。尚、流入出切替部に開閉弁を用いる場合、制御部からの命令（制御信号）に基づいて開閉弁の開閉の有無、開度、開放時間などを制御することにより、冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を調整することができる。

実施の形態１の除湿機の標準運転時の冷媒の第１の循環路を示す部分断面模式図 実施の形態１の除湿機の標準運転時の冷媒の第２の循環路を示す部分断面模式図 実施の形態１の除湿機の冷媒量減少運転時の動作を示す部分断面模式図 実施の形態１の除湿機の冷媒量増加運転時の動作を示す部分断面模式図

以下、本考案の実施の形態における除湿機について説明する。なお、本考案は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
本考案の実施の形態１における除湿機について、以下図面を参照しながら説明する。図１は実施の形態１の除湿機の標準運転時の冷媒の第１の循環路を示す部分断面模式図であり、図２は実施の形態１の除湿機の標準運転時の冷媒の第２の循環路を示す部分断面模式図である。
図１中、１は実施の形態１の除湿機、２は除湿機１の筐体、２ａは筐体２の内部の空気流通系、３ａは筐体２の内部の空気流通系２ａ内に配設されて後述する第１の冷媒配管６ａで冷媒を循環させる際に加熱用熱交換器として機能する第１熱交換器、３ｂは筐体２の内部の空気流通系２ａ内に第１熱交換器３ａと並設され筐体２の内部の空気流通系２ａ内の空気の流れの中で第１熱交換器３ａの上流側に配置されて冷却用熱交換器として機能する第２熱交換器、３ｃは筐体２の内部の空気流通系２ａ内に第１熱交換器３ａ及び第２熱交換器３ｂと並設され筐体２の内部の空気流通系２ａ内の空気の流れの中で第２熱交換器３ｂの上流側に配置されて後述する第２の冷媒配管６ｂで冷媒を循環させる際に加熱用熱交換器として機能する第３熱交換器、４ａは第１熱交換器３ａと第２熱交換器３ｂの間を接続して第２熱交換器３ｂを通過した空気を第１熱交換器３ａに案内して通過させるダクト状の空気案内流路、４ｂは第２熱交換器３ｂと第３熱交換器３ｃの間を接続して第３熱交換器３ｃを通過した空気を第２熱交換器３ｂに案内して通過させるダクト状の空気案内流路、５は筐体２の内部の空気流通系２ａ外に配設された系外凝縮器、６ａは圧縮器８と、加熱用熱交換器として機能する第１熱交換器３ａと、系外凝縮器５と、膨張弁１０と、冷却用熱交換器として機能する第２熱交換器３ｂと、アキュムレータ７と、を接続して冷媒を循環させる第１の冷媒配管、６ｂは図２に示すように、圧縮器８と、加熱用熱交換器として機能する第３熱交換器３ｃと、系外凝縮器５と、膨張弁１０と、冷却用熱交換器として機能する第２熱交換器３ｂと、アキュムレータ７と、を接続して冷媒を循環させる第２の冷媒配管、７は圧縮器８の上流側に配設されたアキュムレータ、８は第１の冷媒配管６ａ，第２の冷媒配管６ｂの内部を流れる冷媒を圧縮する圧縮器、９ａ，９ｂは第１の冷媒配管６ａ及び第２の冷媒配管６ｂの圧縮器８の下流側にそれぞれ配設された電磁弁を用いた冷媒配管開閉弁、１０は第１の冷媒配管６ａ及び第２の冷媒配管６ｂの途中に共通して配設される膨張弁、１１は第１の冷媒配管６ａ及び第２の冷媒配管６ｂの途中に共通して配設され冷媒の流れを切り替える切替部、１２は筐体２の内部の空気流通系２ａ内の空気の流れの中で第１熱交換器３ａの下流側に配置されて室内と筐体２内との間で空気を循環させる室内用ファン、１３は系外凝縮器５の内部を流れる冷媒を水冷によって冷却するクーリングタワー、１３ａ，１３ｂは系外凝縮器５とクーリングタワー１３の間で冷却水を循環させる冷却水循環路、１４は第１の冷媒配管６ａ及び第２の冷媒配管６ｂの途中で共通して系外凝縮器５と膨張弁１０の間を接続する共通冷媒配管、１５は共通冷媒配管１４に並列に接続されるタンク状の冷媒貯蔵部１５ａを備えた冷媒量調整部、１６は一端が共通冷媒配管１４の上流側（系外凝縮器５の下流側）に接続され他端が冷媒貯蔵部１５ａの入口側に接続される上流側の接続部、１６ａは上流側の接続部１６に流入出切替部として配設される電磁弁を用いた上流側開閉弁、１７は一端が冷媒貯蔵部１５ａの出口側に接続され他端が共通冷媒配管１４の下流側（膨張弁１０の上流側）に接続される下流側の接続部、１７ａは下流側の接続部１７に流入出切替部として配設される電磁弁を用いた下流側開閉弁、１８は冷媒貯蔵部１５ａの出口側の接続部１７と共通冷媒配管１４との分岐部（接続箇所）に配設されたアスピレータ、１９は目標湿度を設定するための湿度調節設定部、２０は湿度調節設定部１８で設定される目標湿度に基づいて冷媒量調整部１５の流入出切替部として機能する上流側開閉弁１６ａ及び下流側開閉弁１７ａの開閉等を命令する制御部である。

以上のように構成された実施の形態１の除湿機１の標準運転時の冷媒の循環経路は、図１に実線の矢印で示した経路（第１の冷媒配管６ａを通る循環路）と図２に破線の矢印で示した経路（第２の冷媒配管６ｂを通る循環路）の２種類があり、これらは制御部２０の指示に基づいて、適宜、冷媒配管開閉弁９ａ，９ｂの開閉及び切替部１１の切替えを行うことにより、選択される。
標準運転時において図１に実線の矢印で示した経路が選択された場合、冷媒は、圧縮器８、冷媒配管開閉弁９ａ、加熱用熱交換器として機能する第１熱交換器３ａ、切替部１１、系外凝縮器５、共通冷媒配管１４、膨張弁１０、冷却用熱交換器として機能する第２熱交換器３ｂ、アキュムレータ７を通って圧縮器８に戻る経路で循環する。
また、標準運転時において図２に破線の矢印で示した経路が選択された場合、冷媒は、圧縮器８、冷媒配管開閉弁９ｂ、加熱用熱交換器として機能する第３熱交換器３ｃ、切替部１１、系外凝縮器５、共通冷媒配管１４、膨張弁１０、冷却用熱交換器として機能する第２熱交換器３ｂ、アキュムレータ７を通って圧縮器８に戻る経路で循環する。
つまり、第２熱交換器３ｂは常に冷却用熱交換器として機能するが、冷媒が循環する経路の違いによって、第１熱交換器３ａが加熱用熱交換器として機能する場合と、第３熱交換器３ｃが加熱用熱交換器として機能する場合とがある。
１００％（標準の規定量）の冷媒が配管内を循環している状態で達成される湿度が、この除湿機１において予め設定された標準設定湿度であり、この標準設定湿度で運転される場合（標準運転時）は、全量（１００％）の冷媒が上述のいずれかの経路に沿って配管内を循環する。
尚、上述の経路は一例であり、配管の仕方（冷媒の流れ方）によって、第２熱交換器３ｂを加熱用熱交換器として機能させ、第１熱交換器３ａ又は第３熱交換器３ｃを冷却用熱交換器として機能させてもよいし、第２熱交換器３ｂを冷却用熱交換器として機能させる際に、冷媒を分配して第１熱交換器３ａ及び第３熱交換器３ｃの両方を加熱用熱交換器として機能させることもできる。また、熱交換器の数を増減することもできる。
さらに、本実施の形態では、系外凝縮器５や圧縮器８を筐体２の内部に収容したが、これらは室外機に収容してもよく、クーリングタワー１３の代わりにファンを用いて系外凝縮器５を空冷することもできる。

次に、予め設定された標準設定湿度より低い目標湿度が湿度調節設定部で設定された場合の動作について説明する。
図３は実施の形態１の除湿機の冷媒量減少運転時の動作を示す部分断面模式図である。
湿度調節設定部１９において、標準設定湿度より低い目標湿度が設定された場合、制御部２０からの命令により、冷媒量調整部１５の上流側の接続部１６に配設された上流側開閉弁１６ａが開き、循環している冷媒の一部を共通冷媒配管１４から抜取り、冷媒量調整部１５の冷媒貯蔵部１５ａに貯蔵して、循環する冷媒量を減少させる。このとき、系外凝縮器５から吐出される冷媒が高圧であるため、上流側開閉弁１６ａを開くだけで冷媒は共通冷媒配管１４から冷媒貯蔵部１５ａに流れ込む。
尚、配管から抜取る冷媒の量は、標準設定湿度と目標湿度との湿度差によって決められており、制御部２０からの命令により、所定時間が経過して湿度差に応じた所定量の冷媒を抜取ったら、上流側開閉弁１６ａを閉じ、標準運転時より少ない量の冷媒が配管内を循環する。
これにより、圧縮機８から吐出される冷媒の温度（排熱温度）を上昇させ、加熱用熱交換器として機能する第１熱交換器３ａを流れる冷媒ガスの温度を高めることができる。このとき、冷却用熱交換器として機能する第２熱交換器３ｂを流れる低温低圧の冷媒液の温度も僅かに上昇するが、その温度が０℃以下に維持されることにより、確実に除湿を行うことができ、加熱用熱交換器との温度差を広げ、除湿能力を高めて、標準設定湿度より低い目標湿度に近づけることができる。

次に、現在の湿度より高い目標湿度が湿度調節設定部で設定された場合の動作について説明する。
図４は実施の形態１の除湿機の冷媒量増加運転時の動作を示す部分断面模式図である。
湿度調節設定部１９において、現在の湿度より高い目標湿度が設定された場合、制御部２０からの命令により、冷媒量調整部１５の下流側の接続部１７に配設された下流側開閉弁１７ａが開き、冷媒量調整部１５の冷媒貯蔵部１５ａに貯蔵されている冷媒の一部を共通冷媒配管１４に戻して、循環する冷媒量を増加させる。このとき、冷媒貯蔵部１５ａに貯蔵された冷媒は、共通冷媒配管１４から膨張弁１０に向かってアスピレータ１８を流れる冷媒の流れに引張られて冷媒貯蔵部１５ａから接続部１７、アスピレータ１８を通って膨張弁１０側に流れ込む。共通冷媒配管１４と、冷媒貯蔵部１５ａの出口側の接続部１７との接続箇所にアスピレータ１８を配設することにより、冷媒貯蔵部１５ａの出口側付近の共通冷媒配管１４を流れる冷媒の流れを加速して接続部１７の出口側を減圧することができ、冷媒貯蔵部１５ａに貯蔵された冷媒を共通冷媒配管１４側に吸引して配管全体を循環する冷媒量を増加させる（冷媒貯蔵部１５ａに貯蔵される冷媒量を減少させる）ことができる。尚、冷媒が共通冷媒配管１４から冷媒貯蔵部１５ａに逆流することを防ぐために、冷媒貯蔵部１５ａの出口側に接続される下流側の接続部１７には逆止弁を設けることが好ましい。また、アスピレータ１８の代わりに、共通冷媒配管１４と冷媒貯蔵部１５ａを接続する接続部１６，１７にポンプを配設すれば、共通冷媒配管１４と冷媒貯蔵部１５ａとの間で強制的に冷媒を出し入れすることができ、動作の確実性に優れる。尚、ポンプを用いる場合、共通冷媒配管１４と冷媒貯蔵部１５ａとの接続部は１箇所にして、接続部に配設した１つのポンプのみで流入と流出を切替えてもよい。
配管に戻す冷媒の量は、目標湿度と現在の湿度との湿度差によって決められており、制御部２０からの命令により、所定時間が経過して湿度差に応じた所定量の冷媒を戻したら、下流側開閉弁１７ａを閉じ、それまでよりも多い量の冷媒が配管内を循環する。
これにより、圧縮機８から吐出される冷媒の温度（排熱温度）を下降させ、加熱用熱交換器として機能する第１熱交換器３ａを流れる冷媒ガスの温度を下げることができるので、低温低圧の冷媒液が流れ冷却用熱交換器として機能する第２熱交換器３ｂとの温度差を縮めることができ、除湿能力を弱めて、被除湿物の水分によりそれまでより高い目標湿度に近づけることができる。

以上説明した動作と同様に、湿度調節設定部１９で設定された目標湿度が現在の湿度より低い時は、制御部２０からの命令により、冷媒量調整部１５の上流側開閉弁１６ａを開いて接続部１６を通して共通冷媒配管１４から冷媒を抜取って冷媒貯蔵部１５ａに貯蔵し、湿度調節設定部１９で設定された目標湿度が現在の湿度より高い時は、制御部２０からの命令により、冷媒量調整部１５の下流側開閉弁１７ａを開いて冷媒貯蔵部１５ａに貯蔵されている冷媒を接続部１７を通して共通冷媒配管１４に戻すことにより、目標湿度に応じて、配管内を循環する冷媒の量を増減させ、圧縮機８から吐出される冷媒の温度（排熱温度）を調整することができ、従来の除湿機よりも広範囲で効率的な湿度調整を行い、安定した連続運転を行うことができる。
尚、ここでは、図１に実線の矢印で示した経路（第１の冷媒配管６ａを通る循環路）が選択された場合について、冷媒量減少運転時の動作及び冷媒量増加運転時の動作を説明したが、図２に破線の矢印で示した経路（第２の冷媒配管６ｂを通る循環路）が選択された場合も、冷媒量減少運転時及び冷媒量増加運転時における冷媒貯蔵部１５の動作は同様であるので、説明を省略する。
また、熱交換器の数や配置、冷媒を循環させる経路などが異なる場合でも、系外凝縮器５と膨張弁１０とを接続する共通冷媒配管１４に並列に冷媒貯蔵部１５ａを備えた冷媒量調整部１４を接続すれば、湿度調節設定部１９で設定される湿度に応じて制御部２０からの命令により、接続部１６の上流側開閉弁１６ａ及び接続部１７の下流側開閉弁１７ａの開閉を制御することにより、配管内を循環する冷媒量を調整して、幅広く効率的な湿度調整を行うことができる。

実施の形態１の除湿機は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）制御部と、湿度調節設定部と、冷媒配管の途中に配設される冷媒貯蔵部を備えた冷媒量調整部と、を有し、予め設定された標準設定湿度より低い目標湿度が湿度調節設定部で設定された時に、制御部からの命令により、循環している冷媒の一部を冷媒配管から抜取り、冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵して、循環する冷媒量を減少させることにより、圧縮機から吐出される冷媒の温度（排熱温度）を上昇させ、加熱用熱交換器を流れる冷媒ガスの温度を高めることができるので、低温低圧の冷媒液が流れる冷却用熱交換器との温度差を広げることができ、室内から取込まれた空気をその大きな温度差によって迅速かつ効率的に除湿することができ、特に気温が低い冬場などにおいても高い除湿能力を発揮することができ、湿度調整の幅が広く、除湿性能に優れ、動作の安定性、確実性に優れる。
（２）湿度調節設定部で標準設定湿度より低い目標湿度を設定した際に、循環している冷媒の一部を冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵することにより、循環する冷媒量を減少させ、目標湿度に適した量の冷媒を循環させることができるので、迅速かつ細かな湿度調整を行うことができ、運転の効率性、省エネルギー性に優れる。
（３）制御部と、湿度調節設定部と、冷媒量調整部を有することにより、湿度調節設定部で目標湿度を設定するだけで、制御部からの命令により、循環する冷媒量を容易に増減させることができ、操作性に優れる。
（４）制御部が、標準設定湿度と目標湿度との湿度差に比例して冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を増減させることにより、目標湿度に最適な量の冷媒を循環させることができ、圧縮機から吐出される冷媒の温度（排熱温度）を広範囲で調整することができるので、湿度調整の幅が広く、特に低温での動作の安定性に優れ、運転の効率性、省エネルギー性に優れる。
（５）冷媒量調整部が、系外凝縮器と膨張弁との間に配設されているので、循環する冷媒量を減少させたい時には、系外凝縮器の下流側で冷媒配管と冷媒貯蔵部を連通させることにより、系外凝縮器から吐出される高圧の冷媒が冷媒配管から冷媒貯蔵部に流れ込んで貯蔵され、循環する冷媒量を増加させたい時には、膨張弁の上流側で冷媒配管と冷媒貯蔵部を連通させることにより、冷媒貯蔵部に貯蔵された冷媒が、冷媒配管を循環する冷媒の流れに引張られて冷媒貯蔵部から冷媒配管側に流れ込み、冷媒配管を循環する冷媒量を調整することができる。
（６）冷媒量調整部が、冷媒配管と冷媒貯蔵部を接続する接続部と、接続部に配設され冷媒配管と冷媒貯蔵部との間の冷媒の流入と流出を切替える流入出切替部を有するので、流入出切替部で冷媒の流入と流出を切替えることにより、冷媒配管を循環している冷媒の一部を冷媒配管から簡単に抜取って冷媒貯蔵部に貯蔵することや冷媒貯蔵部に貯蔵された冷媒を冷媒配管に戻すことができ、動作の確実性、操作性に優れる。
（７）湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より低い時は、制御部からの命令により、冷媒量調整部の接続部を通して冷媒配管から冷媒を抜取るように流入出切替部を切替えて冷媒貯蔵部に貯蔵し、湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より高い時は、制御部からの命令により、冷媒量調整部の冷媒貯蔵部に貯蔵されている冷媒を接続部を通して冷媒配管に戻すように構成された流入出切替部を備えることにより、目標湿度の変更に応じて、常に最適な量の冷媒を循環させ、連続的に安定した除湿運転を行うことができ、除湿能力の安定性、動作の確実性、運転の効率性に優れる。

本考案は、簡素な構成で、外気温に関わらず確実かつ迅速で効率的に細かな湿度調整を行うことができ、除湿能力を大幅に向上させることが可能で、湿度調整の幅が広く、低温での動作の安定性にも優れ、運転の効率性、省エネルギー性に優れた除湿機の提供を行うことにより、一般家庭だけでなく、病院や工場などの温湿度を年間を通じて最適に管理することができ、快適な生活環境や生産環境の実現に貢献することができる。

１ 除湿機
２ 筐体
２ａ 空気流通系
３ａ 第１熱交換器
３ｂ 第２熱交換器
３ｃ 第３熱交換器
４ａ，４ｂ 空気案内流路
５ 系外凝縮器
６ａ 第１の冷媒配管
６ｂ 第２の冷媒配管
７ アキュムレータ
８ 圧縮器
９ａ 冷媒配管開閉弁
９ｂ 冷媒配管開閉弁
１０ 膨張弁
１１ 切替部
１２ 室内用ファン
１３ クーリングタワー
１３ａ，１３ｂ 冷却水循環路
１４ 共通冷媒配管
１５ 冷媒量調整部
１５ａ 冷媒貯蔵部
１６，１７ 接続部
１６ａ 上流側開閉弁
１７ａ 下流側開閉弁
１８ アスピレータ
１９ 湿度調節設定部
２０ 制御部

Claims (5)

1. 空気流通系内に配設される加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器と、空気流通系外に配設される系外凝縮器と、を有し、圧縮器と、前記加熱用熱交換器と、前記系外凝縮器と、膨張弁と、前記冷却用熱交換器と、アキュムレータと、を接続する冷媒配管に冷媒を循環させて除湿を行う除湿機であって、
   制御部と、湿度調節設定部と、前記冷媒配管の途中に配設される冷媒貯蔵部を備えた冷媒量調整部と、を有し、
   予め設定された標準設定湿度より低い目標湿度が前記湿度調節設定部で設定された時に、前記制御部からの命令により、循環している冷媒の一部を前記冷媒配管から抜取り、前記冷媒量調整部の前記冷媒貯蔵部に貯蔵して、循環する冷媒量を減少させることを特徴とする除湿機。
2. 前記制御部が、前記標準設定湿度と前記目標湿度との湿度差に比例して前記冷媒量調整部の前記冷媒貯蔵部に貯蔵する冷媒量を増減させることを特徴とする請求項１に記載の除湿機。
3. 前記冷媒量調整部が、前記系外凝縮器と、前記膨張弁と、の間に配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の除湿機。
4. 前記冷媒量調整部が、前記冷媒配管と前記冷媒貯蔵部を接続する接続部と、前記接続部に配設され前記冷媒配管と前記冷媒貯蔵部との間の冷媒の流入と流出を切替える流入出切替部と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の除湿機。
5. 前記湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より低い時は、前記制御部からの命令により、前記冷媒量調整部の前記接続部を通して前記冷媒配管から冷媒を抜取るように前記流入出切替部を切替えて前記冷媒貯蔵部に貯蔵し、前記湿度調節設定部で新たに設定された目標湿度が現在の湿度より高い時は、前記制御部からの命令により、前記冷媒量調整部の前記冷媒貯蔵部に貯蔵されている冷媒を前記接続部を通して前記冷媒配管に戻すように構成された前記流入出切替部を備えたことを特徴とする請求項４に記載の除湿機。

Images