JP3837339B2 - 除湿冷却ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレハブ式冷蔵庫などの冷却庫に設置される除湿冷却ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の低温低湿庫は箱体と除湿冷却ユニットが一体化したものである。この除湿冷却ユニットは冷凍サイクルからなり、冷却時に冷却器に霜が付着し、この霜を除霜することにより、除湿するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プレハブ式冷蔵庫などの大型の冷却庫に、従来の除湿冷却ユニットを採用すると、除湿能力が低く、庫内全体の湿度を低く維持することができなくなることがある。また、従来の除湿冷却ユニットは、除霜に要する時間が比較的長く、冷却効率が低下する。そして、除霜時には庫内の冷却ができないため、除霜の時間が長くなると、庫内を冷却できない時間が増大する。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、効率よく除湿することができる除湿冷却ユニットを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の除湿冷却ユニット（１１）は、冷却庫（１）の庫内（２）の空気を除湿冷却する。そして、この除湿冷却ユニットは、水分吸着素子（２１）を回転して水分吸着領域（２２）で水分を吸着するとともに水分放出領域（２３）で水分を放出する回転型除湿装置（１２）と、通過する空気を冷却する冷却器（３６）と、庫内の空気を庫内空気取入口（３）から吸い込みこの空気を前記回転型除湿装置の水分吸着領域および前記冷却器に通過させて庫内空気吐出口（６）から再び庫内に戻す除湿用送風装置（１６）と、再生用空気を取り入れこの空気を再生ヒータ（１４）および回転型除湿装置の水分放出領域に順次通過させて排出する再生用送風装置（１７）とを備え、前記冷却器は、前記回転型除湿装置の水分吸着領域の下流側に配置されている。
【０００６】
また、前記回転型除湿装置の水分吸着領域と前記冷却器との間の流路に混合用庫内空気取入口（４）が接続され、前記除湿用送風装置が、水分吸着領域で除湿された空気に、混合用庫内空気取入口から取り入れられた庫内空気を混合して冷却器に流す。
【０００７】
そして、前記庫内空気取入口は庫内の一方の側に設けられ、前記庫内空気吐出口は庫内の他方の側に設けられ、かつ、前記混合用庫内空気取入口が前記庫内空気取入口と庫内空気吐出口との間に配置されている。
【０００８】
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における除湿冷却ユニットの実施の一形態を図１を用いて説明する。図１はプレハブ式冷蔵庫に設置された実施の一形態の除湿冷却ユニットの概略図である。
【００１０】
冷却庫であるプレハブ式冷蔵庫１には、庫内２の空気を吸い込む庫内空気取入口３、混合用庫内空気取入口４および庫内空気吐出口６が設けられている。この庫内空気取入口３は庫内２の一方の側（図１においては左側）に、また、庫内空気吐出口６は庫内２の他方の側（図１においては右側）に、さらに、混合用庫内空気取入口４は庫内空気取入口３と庫内空気吐出口６との間に配置されている。
【００１１】
プレハブ式冷蔵庫１の上側または隣接して除湿冷却ユニット１１が設置されている。除湿冷却ユニット１１は、回転型除湿装置１２、冷凍サイクル１３、電気ヒータなどの再生ヒータ１４、除湿用送風装置１６および再生用送風装置１７を備えている。回転型除湿装置１２は所謂デシカント除湿機であり、この回転型除湿装置１２には、円板状のシリカゲルなどの水分吸着素子２１が設けられており、この水分吸着素子２１をモータ（図示しない）が回転駆動する。水分吸着素子２１に流れる空気の流路は、２個に仕切られており、一方が水分吸着領域２２に、他方が水分放出領域２３を流れる。そして、水分吸着素子２１は回転すると、水分吸着領域２２と水分放出領域２３とを交互に通過する。すなわち、水分吸着素子２１が回転すると、水分吸着領域２２に位置した部分は、水分放出領域２３に移動し、ついで、再び水分吸着領域２２に移動することを順次繰り返す。
【００１２】
冷凍サイクル１３は、圧縮機３１、凝縮器３２、レシーバタンク３３、減圧装置である膨張弁３４および冷却器３６などを、順次冷媒配管３７で接続して構成されている。そして、冷却運転時には、圧縮機３１が稼働し、圧縮機３１は気体状の冷媒を加圧して凝縮器３２に吐出する。この凝縮器３２で冷媒は空冷されて液化し、ついで、レシーバタンク３３を介して膨張弁３４に流入して減圧された後に、冷却器３６に供給される。この冷却器３６において、冷媒は周囲の熱を奪い、そして、再び、圧縮機３１に戻っている。この様にして、冷凍サイクル１３が稼働すると、冷却器３６は温度が低下し、通過する空気を冷却することができる。
【００１３】
除湿用送風装置１６により送風される空気流路は、上流側である庫内空気取入口３から、回転型除湿装置１２の水分吸着領域２２、冷却器３６、除湿用送風装置１６および庫内空気吐出口６が順次接続されているとともに、水分吸着領域２２と冷却器３６との間に混合用庫内空気取入口４が接続されている。
【００１４】
また、再生用送風装置１７により送風される空気流路は、上流側である再生空気取入口４１から、凝縮器３２、再生ヒータ１４、回転型除湿装置１２の水分放出領域２３、再生用送風装置１７および再生空気排気口４２が順次接続されている。そして、回転型除湿装置１２のモータ、除湿用送風装置１６、再生用送風装置１７および圧縮機３１などは図示しない制御装置で制御されている。この制御装置はマイコンなどで構成され、除湿冷却ユニット１１に内蔵されている。
【００１５】
次に、この様に構成されている実施の形態の除湿冷却ユニット１１で、プレハブ式冷蔵庫１の庫内２を除湿冷却する際の作動を説明する。除湿冷却時には、除湿用送風装置１６、再生用送風装置１７および圧縮機３１が稼働するとともに、回転型除湿装置１２の水分吸着素子２１がモータにより回転される。そして、除湿用送風装置１６の稼働により、庫内空気取入口３から庫内２の空気が吸い込まれ、回転型除湿装置１２の水分吸着領域２２に流入する。この水分吸着領域２２において、空気に含まれる水分が水分吸着素子２１に吸着され、空気の湿度が低下する。また、水分吸着素子２１に吸着された水分は、水分吸着素子２１の回転とともに、水分吸着領域２２から水分放出領域２３に移動する。この水分放出領域２３には、後述するように凝縮器３２および再生ヒータ１４で加熱された外気が流入しており、水分吸着素子２１から水分を放出させ、乾燥させる。また、加熱された外気により、水分吸着素子２１の温度は上昇する。この水分吸着素子２１の温度が上昇しかつ乾燥した部分は、水分吸着素子２１の回転とともに、水分放出領域２３から水分吸着領域２２に移動し、前述のように、庫内空気取入口３からの空気の水分を吸着するとともに、空気の温度を上昇させる。
【００１６】
水分吸着領域２２からの低湿度でかつ比較的高い温度の空気は、混合用庫内空気取入口４から吸い込まれた庫内２の低温の空気と混合され、温度が低下する。ついで、混合された空気は、冷却器３６を通過して冷却され、庫内空気吐出口６から庫内２に流れ込む。庫内２に流入した空気は、庫内２において、庫内空気吐出口６から混合用庫内空気取入口４および庫内空気取入口３に向かって流れ、庫内２全体を除湿かつ冷却する。
【００１７】
再生用送風装置１７の稼働により、再生空気取入口４１から再生用空気である外気を吸い込み、吸い込まれた再生用空気は凝縮器３２に流れ、凝縮器３２を空冷する。この空冷の際に、再生用空気の温度は上昇する。ついで、再生用空気は再生ヒータ１４で加熱されて、温度がさらに上昇し、水分吸着素子２１の水分放出領域２３に流入する。この水分放出領域２３において、再生用空気は水分吸着素子２１から水分を放出させ、再生用空気の湿度は上昇する。この湿度の上昇した再生用空気は再生空気排気口４２から排出される。この様にして、庫内２内の水分は庫内空気取入口３から、回転している回転型除湿装置１２を介して再生空気排気口４２から外部へ放出される。
【００１８】
前述のように、この実施の形態では、水分吸着領域２２の下流側に冷却器３６が配置されているので、冷却器３６に霜の着くことが減少する。そのため、冷却器３６の冷却効率が向上するとともに、除霜時間を減少することができる。
また、水分吸着領域２２で空気の温度が上昇するが、水分吸着領域２２と冷却器３６との間に混合用庫内空気取入口４が接続されおり、庫内空気吐出口６から温度の高い空気が庫内２に放出されることを防止することができる。
【００１９】
さらに、庫内空気取入口３が庫内２の一方の側に、庫内空気吐出口６が庫内２の他方の側に配置され、この庫内空気取入口３と庫内空気吐出口６との間に混合用庫内空気取入口４が配置されているので、庫内空気吐出口６付近の空気、混合用庫内空気取入口４付近の空気、庫内空気取入口３付近の空気の順に湿度が上昇する。そのため、水分吸着領域２２に流入する空気の湿度は高くなり、除湿効率が向上するとともに、水分吸着領域２２での除湿後の空気に混合される空気は比較的湿度が低く、冷却器３６の着霜を極力少なくすることができる。
そして、再生ヒータ１４の上流側に凝縮器３２が配置されているので、再生用送風装置１７で凝縮器３２を空冷することができ、別途、凝縮器３２専用の送風装置を設ける必要がなくなり、製造コストが軽減する。しかも、凝縮器３２の廃熱を、水分放出領域２３への空気の加熱に利用することができ、再生ヒータ１４の加熱能力を低くすることができるため、部品コストやランニングコストを削減することができる。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）除湿冷却ユニットは、プレハブ式冷蔵庫以外の冷却庫、たとえば、冷凍庫や種々の大きさの冷蔵庫に採用可能である。
【００２１】
（２）除湿用送風装置１６および再生用送風装置１７は空気流路の下流側に設けられているが、配置は適宜変更可能である。たとえば、上流側などに設けることも可能である。
（３）実施の形態においては、減圧装置は膨張弁３４であるが、減圧装置はキャピラリーチューブなどでも可能である。
【００２２】
（４）水分吸着素子２１の材質は、水分を吸着できかつ再生可能なものであれば適宜選択可能であり、シリカゲル以外のものでも可能である。
（５）再生ヒータ１４は再生用空気（外気）を加熱することができるならば、電気ヒータに限定されず、その構造や形式は適宜選択可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、除湿用送風装置が庫内の空気を庫内空気取入口から吸い込みこの空気を回転型除湿装置の水分吸着領域および冷却器に通過させて庫内空気吐出口から再び庫内に戻しているので、回転型除湿装置で庫内の空気を効率よく除湿することができる。そして、水分は回転型除湿装置から再生用空気とともに排出されるため、排水装置を不要とすることが可能である。しかも、冷却器の上流側に回転型除湿装置の水分吸着領域が配置されており、この水分吸着領域で水分が吸着され、冷却器には湿度の低い空気が流れ込む。そのため、冷却器の着霜が減少し、冷却効率が向上するとともに、除霜に要する時間が減少する。その結果、冷却能力の比較的小さい冷却器を採用することができ、製造コストやランニングコストなどを低減することができる。
【００２４】
また、除湿用送風装置が、水分吸着領域で除湿された空気に、混合用庫内空気取入口から取り入れられた庫内空気を混合して冷却器に流すので、水分吸着領域で温度上昇した空気が、混合用庫内空気取入口からの低い温度の空気と混合するため、比較的高い温度の空気が庫内に吐出されることを防止することができる。
【００２５】
さらに、庫内空気取入口は庫内の一方の側に設けられ、庫内空気吐出口は庫内の他方の側に設けられているので、庫内の略全域にわたって、空気を効率よく除湿することができる。そして、混合用庫内空気取入口が庫内空気取入口と庫内空気吐出口との間に配置されており、空気の湿度は、庫内空気吐出口、混合用庫内空気取入口、庫内空気取入口の順に高くなる。したがって、回転型除湿装置には比較的高い湿度の空気が流入するため、効率よく除湿することができる。しかも、混合用空気は湿度が比較的低いので、冷却器に着霜することを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はプレハブ式冷蔵庫に設置された実施の一形態の除湿冷却ユニットの概略図である。
【符号の説明】
１ プレハブ式冷蔵庫（冷却庫）
２ 庫内
３ 庫内空気取入口
４ 混合用庫内空気取入口
６ 庫内空気吐出口
１１ 除湿冷却ユニット
１２ 回転型除湿装置
１３ 冷凍サイクル
１４ 再生ヒータ
１６ 除湿用送風装置
１７ 再生用送風装置
２１ 水分吸着素子
２２ 水分吸着領域
２３ 水分放出領域
３２ 凝縮器
３６ 冷却器

Claims (1)

1. 冷却庫の庫内の空気を除湿冷却する除湿冷却ユニットであって、
   水分吸着素子を回転して、水分吸着領域で水分を吸着するとともに、水分放出領域で水分を放出する回転型除湿装置と、
   通過する空気を冷却する冷却器と、
   庫内の空気を庫内空気取入口から吸い込み、この空気を前記回転型除湿装置の水分吸着領域および前記冷却器に通過させて庫内空気吐出口から再び庫内に戻す除湿用送風装置と、
   再生用空気を取り入れ、この空気を再生ヒータおよび回転型除湿装置の水分放出領域に順次通過させて排出する再生用送風装置とを備え、
   前記冷却器は、前記回転型除湿装置の水分吸着領域の下流側に配置され、
   前記回転型除湿装置の水分吸着領域と前記冷却器との間の流路に混合用庫内空気取入口が接続され、
   前記除湿用送風装置は、水分吸着領域で除湿された空気に、混合用庫内空気取入口から取り入れられた庫内空気を混合して冷却器に流し、
   前記庫内空気取入口は庫内の一方の側に設けられ、前記庫内空気吐出口は庫内の他方の側に設けられ、かつ、前記混合用庫内空気取入口は前記庫内空気取入口と庫内空気吐出口との間に配置されていることを特徴としている除湿冷却ユニット。

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