以上の例では、吸湿部120において除湿対象空気116から吸湿し、この吸湿した水分を、放熱器103で加熱した高温の循環空気110を放湿部121に供給することによって放湿させ、この放湿させた水分を含んだ高湿の循環空気110を吸熱器105において冷却して水分を飽和させるとことにより除湿するようにしている。したがって循環空気110を放熱器103、放湿部121、吸熱器105に循環させる循環経路111を密閉性よく本体101内に形成する必要があり、装置構成が複雑化するという問題点があった。そして循環経路111の密閉度が低い場合には、除湿対象空気116と循環空気110との湿度移行が発生して除湿効率が低下するという問題点があった。
また、密閉された循環経路111内にある吸熱器105に付着した水滴や霜は乾燥しにくく菌やカビの発生の原因になるという問題点があった。
本発明は上記課題を解決するものであり、循環経路111のない単純な構成で、効率の良い除湿を行うとともに、吸熱器105を効率良く乾燥させて、菌やカビの発生を効率良く防止したり、吸熱器105に発生した霜を効率良く除去することができる除湿装置を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明が講じた第1の課題解決手段は、供給空気から吸熱する吸熱器と第1放熱領域および第2放熱領域において供給空気に放熱する放熱器を有するヒートポンプと、供給空気から吸湿する吸湿部と供給空気に放湿する放湿部を有する吸放湿手段とを備え、除湿対象空気を前記放熱器の第1放熱領域、前記放湿部、前記吸熱器、前記吸湿部の順に供給するとともに、加熱対象空気を前記放熱器の第2放熱領域に供給する除湿装置において、前記吸熱器を乾燥させる乾燥手段を備えたものである。
この手段では、除湿対象空気を、放熱器の第1放熱領域においてヒートポンプの放熱により加熱し、次に放湿部において吸放湿手段の放湿により加湿し、次に吸熱器においてヒートポンプの吸熱により冷却し、次に吸湿部において吸放湿手段の吸湿により除湿する。これにより放湿部には加熱された低い相対湿度の除湿対象空気が供給され、吸湿部には冷却された高い相対湿度の除湿対象空気が供給される。したがって吸湿部に供給される除湿対象空気と放湿部に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大して吸放湿手段の吸放湿量が増加することになる。そして放熱器の第2放熱領域には加熱対象空気が供給される。これによりヒートポンプの放熱に適する風量と、吸放湿手段の吸放湿およびヒートポンプの吸熱に適する風量とのアンバランスが解消されることになる。さらに吸熱器に付着した水滴や霜は乾燥手段によって乾燥される。これにより菌やカビの発生が抑制され、また着霜による性能低下も抑制されることになる。
また、本発明が講じた第2の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段において、乾燥手段に、加熱対象空気の供給を停止もしくは調整する加熱対象空気制御手段を備えた構成としたものである。
この手段では、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、加熱対象空気制御手段が加熱対象空気の供給を停止もしくは減少させる。これにより放熱器の除湿対象空気への放熱量が増加し、この増加した熱量によって吸熱器が乾燥することになる。
また、本発明が講じた第3の課題解決手段は、供給空気から吸熱する吸熱器と供給空気に放熱する放熱器を有するヒートポンプと、供給空気から吸湿する吸湿部および第2吸湿部と供給空気に放湿する放湿部を有する吸放湿手段とを備え、除湿対象空気を前記放熱器、前記放湿部、前記吸熱器、前記吸湿部の順に供給するとともに、第2除湿対象空気を前記第2吸湿部に供給する除湿装置において、前記吸熱器を乾燥させる乾燥手段を備えたものである。
この手段では、除湿対象空気を、放熱器においてヒートポンプの放熱により加熱し、次に放湿部において吸放湿手段の放湿により加湿し、次に吸熱器においてヒートポンプの吸熱により冷却し、次に吸湿部において吸放湿手段の吸湿により除湿する。これにより放湿部には加熱された低い相対湿度の除湿対象空気が供給され、吸湿部には冷却された高い相対湿度の除湿対象空気が供給される。したがって吸湿部に供給される除湿対象空気と放湿部に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大して吸放湿手段の吸放湿量が増加することになる。そして第2吸湿部には第2除湿対象空気が供給される。これにより吸放湿手段の吸湿に適する風量と、ヒートポンプの吸放熱および吸放湿手段の放湿に適する風量とのアンバランスが解消されることになる。さらに吸熱器に付着した水滴や霜は乾燥手段によって乾燥される。これにより菌やカビの発生が抑制され、また着霜による性能低下も抑制されることになる。
また、本発明が講じた第4の課題解決手段は、上記第3の課題解決手段において、乾燥手段に、第2除湿対象空気の供給を停止もしくは調整する第2除湿対象空気制御手段を備えた構成としたものである。
この手段では、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、第2除湿対象空気制御手段が第2除湿対象空気の供給を停止もしくは減少させる。これにより放熱器の余熱に伴う除湿対象空気への放熱量が増加し、この増加した熱量によって吸熱器が乾燥することになる。
また、本発明が講じた第5の課題解決手段は、上記第1、第2、第3または第4の課題解決手段において、乾燥手段に、放湿部における除湿対象空気への放湿を停止もしくは調整する放湿量制御手段を備えた構成としたものである。
この手段では、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、放湿量制御手段が放湿部における除湿対象空気への放湿を停止または減少させる。これにより除湿対象空気の放湿に伴う温度低下と湿度上昇を抑制するので、高温低湿状態の除湿対象空気が吸熱器に供給されて吸熱器が乾燥することになる。
また、本発明が講じた第6の課題解決手段は、上記第5の課題解決手段において、吸放湿手段を、ハニカムローターに担持された少なくとも1種類以上の吸着剤が、吸湿部において除湿対象空気から水分を吸着するとともに放湿部において除湿対象空気へ水分を脱着するように前記ハニカムローターを配し、前記ハニカムローターの回転によって、前記吸湿部における水分吸着と前記放湿部における水分脱着を繰り返すように構成し、放湿量制御手段を、前記ハニカムローターの回転を停止もしくは調整するハニカムローター制御手段を備えた構成としたものである。
この手段では、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、ハニカムローター制御手段がハニカムローターの回転を停止させる。これにより放湿部における除湿対象空気への放湿が停止して、高温低湿状態の除湿対象空気が吸熱器に供給されることになる。
また、本発明が講じた第7の課題解決手段は、上記第1、第2、第3または第4の課題解決手段において、乾燥手段に、除湿対象空気供給方向の放湿部の前段において前記除湿対象空気を加熱する加熱手段を備えた構成としたものである。
この手段では、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、加熱手段が除湿対象空気を加熱する。加熱された高温の除湿対象空気は放湿部を介して吸熱器に供給される。この高温の除湿対象空気が吸熱器に供給されることによって吸熱器が乾燥することになる。
また、本発明が講じた第8の課題解決手段は、上記第7の課題解決手段において、吸放湿手段を、ハニカムローターに担持された少なくとも1種類以上の吸着剤が、吸湿部において除湿対象空気から水分を吸着するとともに放湿部において除湿対象空気へ水分を脱着するように前記ハニカムローターを配した構成とし、乾燥手段に、前記吸湿部における水分吸着と前記放湿部における水分脱着を繰り返すように前記ハニカムローターを回転させるハニカムローター制御手段を備えた構成としたものである。
この手段では、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、加熱手段が除湿対象空気を加熱するとともに、ハニカムローター制御手段がハニカムローターを回転させる。これにより加熱手段で加熱された除湿対象空気がハニカムローターの回転によって放湿部において加湿されて若干温度が低下する。この若干温度が下がった除湿対象空気が吸熱器に供給されることによって吸熱器が乾燥することになる。また、吸熱器に供給される除湿対象空気は温度が低下しているので、温度信頼性が確保される。
また、本発明が講じた第9の課題解決手段は、上記第7または第8の課題解決手段において、ヒートポンプを、圧縮機、放熱器、膨張機構、吸熱器を備えた蒸気圧縮式ヒートポンプで構成し、乾燥手段に、前記圧縮機の作動を停止もしくは調整する圧縮機制御手段を備えた構成としたものである。
この手段では、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、圧縮機制御手段が圧縮機の運転を停止させる。これにより吸熱器における除湿対象空気からの吸熱動作が停止して、吸熱器の結露が抑制されることになる。
また、本発明が講じた第10の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8または第9の課題解決手段において、吸熱器への着湿を判断する着湿判断手段を備え、前記着湿判断手段により乾燥手段を制御する構成としたものである。
この手段では、吸熱器に付着した水滴や霜を、着湿判断手段が乾燥手段を制御することによって乾燥される。これにより菌やカビの発生が抑制され、また、着霜による性能低下も抑制されることになる。
また、本発明が講じた第11の課題解決手段は、上記第10の課題解決手段において、着湿判断手段に、除湿運転停止時に乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成としたものである。
この手段では、着湿判断手段が、除湿運転終了時に乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する。即ち、除湿運転時に結露した吸熱器を一定時間の間乾燥する乾燥動作が行われることになる。
また、本発明が講じた第12の課題解決手段は、上記第10の課題解決手段において、着湿判断手段に、除湿運転停止時に乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する構成としたものである。
この手段では、着湿判断手段が、除湿運転停止時に乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する。即ち、除湿運転時に結露した吸熱器を所定の温度になるまで乾燥する乾燥動作が行われることになる。
また、本発明が講じた第13の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8または第9の課題解決手段において、吸熱器への着霜を判断する着霜判断手段を備え、前記着霜判断により乾燥手段を制御する構成としたものである。
この手段では、吸熱器に着霜した霜を、着霜判断手段が乾燥手段を制御することによって乾燥される。これにより着霜による性能低下が抑制され、また、菌やカビの発生も抑制されることになる。
また、本発明が講じた第14の課題解決手段は、上記第13の課題解決手段において、着霜判断手段に、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成としたものである。
この手段では、着霜判断手段が、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する。即ち、吸熱器に着霜したかどうかを周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて判定し、着霜したと判定された場合に吸熱器を一定時間の間乾燥する乾燥動作が行われることになる。
また、本発明が講じた第15の課題解決手段は、上記第13の課題解決手段において、着霜判断手段に、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する構成としたものである。
この手段では、着霜判断手段が、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する。即ち、吸熱器に着霜したかどうかを周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて判定し、着霜したと判定された場合に吸熱器を所定の温度になるまで乾燥する乾燥動作が行われることになる。
また、本発明が講じた第16の課題解決手段は、上記第13の課題解決手段において、着霜判断手段に、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成としたものである。
この手段では、着霜判断手段が、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する。即ち、吸熱器に着霜したかどうかを吸熱器の温度に基づいて判定し、着霜したと判定された場合に吸熱器を一定時間の間乾燥する乾燥動作が行われることになる。
また、本発明が講じた第17の課題解決手段は、上記第13の課題解決手段において、着霜判断手段に、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する構成としたものである。
この手段では、着霜判断手段が、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する。即ち、吸熱器に着霜したかどうかを吸熱器の温度に基づいて判定し、着霜したと判定された場合に吸熱器を所定の温度になるまで乾燥する乾燥動作が行われることになる。
本願発明は、かかる構成とすることにより以下に記載されるような効果を奏するものである。
(イ)また、本願の第1の発明にかかる除湿装置によれば、除湿対象空気を、放熱器の第1放熱領域においてヒートポンプの放熱により加熱し、次に放湿部において吸放湿手段の放湿により加湿し、次に吸熱器においてヒートポンプの吸熱により冷却し、次に吸湿部において吸放湿手段の吸湿により除湿することによって、吸湿部に供給される除湿対象空気と放湿部に供給される除湿対象空気との相対湿度差を拡大し、循環経路を設けない単純な構成で吸放湿手段の吸放湿量を増加することができる。そして放熱器の第2放熱領域に加熱対象空気を供給することによって、ヒートポンプの放熱に適する風量と、吸放湿手段の吸放湿およびヒートポンプに適する風量とのアンバランスを解消し、効率の良い除湿を行うことができる。さらに乾燥手段により吸熱器に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
(ロ)また、本願の第2の発明にかかる除湿装置によれば、上記(イ)に記載した効果に加えて、乾燥手段に、加熱対象空気の供給を停止もしくは調整する加熱対象空気制御手段を備えた構成とすることによって、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、加熱対象空気制御手段により加熱対象空気の供給を停止もしくは減少させて、放熱器の除湿対象空気への放熱量を増加させ、この増加した熱量によって吸熱器を乾燥することができる。これにより加熱対象空気の供給を停止もしくは調整するという簡易な方法で吸熱器における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
(ハ)また、本願の第3の発明にかかる除湿装置によれば、除湿対象空気を、放熱器においてヒートポンプの放熱により加熱し、次に放湿部において吸放湿手段の放湿により加湿し、次に吸熱器においてヒートポンプの吸熱により冷却し、次に吸湿部において吸放湿手段の吸湿により除湿することによって、吸湿部に供給される除湿対象空気と放湿部に供給される除湿対象空気との相対湿度差を拡大し、循環経路を設けない単純な構成で吸放湿手段の吸放湿量を増加することができる。そして第2吸湿部に第2除湿対象空気を供給することによって、吸放湿手段の吸湿に適する風量と、ヒートポンプの吸放熱および吸放湿手段の放湿に適する風量とのアンバランスを解消し、効率の良い除湿を行うことができる。さらに乾燥手段により吸熱器に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
(二)また、本願の第4の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ハ)に記載した効果に加えて、乾燥手段に、第2除湿対象空気の供給を停止もしくは調整する第2除湿対象空気制御手段を備えた構成とすることによって、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、第2除湿対象空気制御手段により第2除湿対象空気の供給を停止もしくは減少させて、放熱器の余熱に伴う除湿対象空気への放熱量を増加させ、この増加した熱量によって吸熱器を乾燥することができる。これにより第2除湿対象空気の供給を停止もしくは調整するという簡易な方法で吸熱器における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
(ホ)また、本願の第6→5の発明にかかる除湿装置によれば、上記(イ)、(ロ)、(ハ)または(二)に記載した効果に加えて、乾燥手段に、放湿部における除湿対象空気への放湿を停止もしくは調整する放湿量制御手段を備えた構成とすることによって、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、放湿量制御手段により除湿対象空気への放湿を停止もしくは減少させて、放湿に伴う除湿対象空気の温度低下と湿度上昇を抑制することができる。これにより高温低湿状態の除湿対象空気が吸熱器に供給されるので、吸熱器を効率的に乾燥することができる。
(へ)また、本願の第6の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ホ)に記載した効果に加えて、吸放湿手段を、ハニカムローターに担持された少なくとも1種類以上の吸着剤が、吸湿部において除湿対象空気から水分を吸着するとともに放湿部において除湿対象空気へ水分を脱着するように前記ハニカムローターを配し、前記ハニカムローターの回転によって、前記吸湿部における水分吸着と前記放湿部における水分脱着を繰り返すように構成し、放湿量制御手段を、前記ハニカムローターの回転を停止もしくは調整するハニカムローター制御手段を備えた構成とすることによって、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、ハニカムローター制御手段がハニカムローターの回転を停止して、放湿部における除湿対象空気への放湿を停止させることができる。これにより高温低湿状態の除湿対象空気が吸熱器に供給されて吸熱器が乾燥するので、ハニカムローターの回転を停止するという簡易な方法で吸熱器における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
(ト)また、本願の第7の発明にかかる除湿装置によれば、上記(イ)、(ロ)、(ハ)または(二)に記載した効果に加えて、乾燥手段に、除湿対象空気供給方向の放湿部の前段において前記除湿対象空気を加熱する加熱手段を備えた構成とすることによって、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、加熱手段が除湿対象空気を加熱し、この加熱された高温の除湿対象空気を放湿部を介して吸熱器に供給して吸熱器を乾燥することができる。これにより吸熱器における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
(チ)また、本願の第8の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ト)に記載した効果に加えて、吸放湿手段を、ハニカムローターに担持された少なくとも1種類以上の吸着剤が、吸湿部において除湿対象空気から水分を吸着するとともに放湿部において除湿対象空気へ水分を脱着するように前記ハニカムローターを配した構成とし、乾燥手段に、前記吸湿部における水分吸着と前記放湿部における水分脱着を繰り返すように前記ハニカムローターを回転させるハニカムローター制御手段を備えた構成とすることによって、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、加熱手段が除湿対象空気を加熱するとともに、ハニカムローター制御手段がハニカムローターを回転させて、加熱された高温の除湿対象空気を放湿部において加湿して温度を若干低下させ、この温度が若干低下した除湿対象空気を吸熱器に供給して吸熱器を乾燥することができる。これにより吸熱器における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。さらに吸熱器に供給される除湿対象空気は温度が低下しているので、温度信頼性も確保することができる。
(リ)また、本願の第9の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ト)または(チ)に記載した効果に加えて、ヒートポンプを、圧縮機、放熱器、膨張機構、吸熱器を備えた蒸気圧縮式ヒートポンプで構成し、乾燥手段に、前記圧縮機の作動を停止もしくは調整する圧縮機制御手段を備えた構成とすることによって、乾燥手段が吸熱器を乾燥させるときに、圧縮機制御手段が圧縮機の作動を停止して、吸熱器における除湿対象空気からの吸熱動作を停止させ、吸熱器の結露を抑制することができる。これにより吸熱器の乾燥を効率良く行うことができる。
(ヌ)また、本願の第10の発明にかかる除湿装置によれば、上記(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)、(ホ)、(ヘ)、(ト)、(チ)または(リ)に記載した効果に加えて、着湿判断手段が乾燥手段を制御することにより吸熱器に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
(ル)また、本願の第11の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ヌ)に記載した効果に加えて、着湿判断手段に、除湿運転停止時に乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成とすることによって、除湿運転時に結露した吸熱器を一定時間の間乾燥することができる。これにより除湿運転終了時に乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、吸熱器における菌やカビの発生を抑制することができる。
(ヲ)また、本願の第12の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ヌ)に記載した効果に加えて、着湿判断手段に、除湿運転停止時に乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する構成とすることによって、除湿運転時に結露した吸熱器を所定温度になるまで乾燥することができる。これにより除湿運転終了時に乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、吸熱器における菌やカビの発生を抑制することができる。
(ワ)また、本願の第13の発明にかかる除湿装置によれば、上記(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)、(ホ)、(ヘ)、(ト)、(チ)または(リ)に記載した効果に加えて、着霜判断手段が乾燥手段を制御することにより吸熱器に着霜したや霜を乾燥させることによって、着霜による性能低下が抑制でき、また、菌やカビの発生も抑制することができる。
(カ)また、本願の第14の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ワ)に記載した効果に加えて、着霜判断手段を、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成とすることによって、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて吸熱器への着霜を判定して着霜と判定された場合に吸熱器を一定時間の間乾燥することができる。これにより周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。
(ヨ)また、本願の第15の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ワ)に記載した効果に加えて、着霜判断手段に、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する構成とすることによって、周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて吸熱器への着霜を判定して着霜と判定された場合に吸熱器を所定温度になるまで乾燥することができる。これにより周囲の温度もしくは温湿度の何れかに基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。
(タ)また、本願の第16の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ワ)に記載した効果に加えて、着霜判断手段に、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成とすることによって、吸熱器の温度に基づいて吸熱器への着霜を判定して着霜と判定された場合に吸熱器を一定時間の間乾燥することができる。これにより吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。
(レ)また、本願の第17の発明にかかる除湿装置によれば、上記(ワ)に記載した効果に加えて、着霜判断手段に、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了する構成とすることによって、吸熱器の温度に基づいて吸熱器への着霜を判定して着霜と判定された場合に吸熱器を所定温度になるまで乾燥することができる。これにより吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器の温度に基づいて乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同一の部分については同一の番号を附し、詳細な説明は省略する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る除湿装置の概略構成を示した図である。図1に示すように、除湿装置の本体101内に、圧縮機102、放熱器103、膨張機構104、吸熱器105を配管接続した冷媒回路106と、供給空気から吸湿する吸湿部120および供給空気に対して放湿する放湿部121を有する吸放湿手段119を設け、冷媒回路106内に冷媒117を充填している。また、本体101には吸込口112と吹出口113を開口し、送風ファン1の運転によって、吸込口112から除湿対象空気116と加熱対象空気2を本体101内に供給する構成としている。また、吸込口112には加熱対象空気2の吸い込み風量を調整するダンパーA3を設けている。そして、本体101内に供給された除湿対象空気116が、放熱器103の第1放熱領域4、ヒーター5、放湿部121、吸熱器105、吸湿部120に順に供給されて吹出口113より本体101外部に流出し、また、加熱対象空気2が、除湿対象空気116と同一方向から放熱器103の第2放熱領域6に供給されて吹出口113より本体101外部に流出するように風路を形成している。そして、圧縮機102により冷媒117を圧縮することによって、冷媒117が、放熱器103、膨張機構104、吸熱器105の順に冷媒回路106内を循環し、放熱器103に供給される除湿対象空気116および加熱対象空気2に対して放熱するとともに吸熱器105に供給される除湿対象空気116から吸熱することによってヒートポンプ118を作動させる構成となっている。また、吸熱器105を乾燥させる乾燥手段12を備えた構成となっている。また、加熱手段としてのヒーター5は放湿部121の前段に設けた構成となっている。
図2は、吸放湿手段119の詳細構成を示した図である。吸放湿手段119は、吸着剤107が担持された軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター108を備えており、このハニカムローター108を回動自在に回転軸7で支持している。そして、ハニカムローター108の外周にギア8を形成し、このギア8と回転駆動する駆動モーター9の歯車部10にベルト11を巻装している。また、吸湿部120に供給される除湿対象空気116と放湿部121に供給される除湿対象空気116の相互流通を抑制するように風路を仕切っており、駆動モーター9を駆動するとベルト11を介してギア8に駆動力が伝達してハニカムローター108が回転することになる。このハニカムローター108の回転によって吸着剤107は、吸湿部120における除湿対象空気116との接触と放湿部121における除湿対象空気116との接触を繰り返すことになる。この吸着剤107は、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を有しているので、相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤107の保持可能な水分量の差に応じて水分の吸脱着が行われることになる。ここで、吸湿部120で吸着剤107と接触する除湿対象空気116は、吸熱器105において冷媒117の吸熱により冷却された高い相対湿度の空気であり、放湿部121で吸着剤107と接触する除湿対象空気116は、放熱器103において冷媒117の放熱により加熱された低い相対湿度の空気であるので、この相対湿度の差によって、吸着剤107の吸脱着作用が為されて吸放湿手段119が作動することになるのである。次に除湿装置の動作を説明する。
図3は、図1に示した除湿装置の冷媒117の状態変化を示すモリエル線図(圧力−エンタルピ線図)である。図3に示した点A、点B、点C、点Dを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路106内を循環する冷媒117の状態変化を示しており、冷媒117は圧縮機102において圧縮されることにより圧力とエンタルピが上昇して点Aから点Bの状態変化を行い、放熱器103において供給される除湿対象空気116および加熱対象空気2に対して放熱することによりエンタルピが減少して点Bから点Cの状態となる。次に膨張機構104において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Cから点Dの状態変化を行い、吸熱器105において供給される除湿対象空気116から吸熱することによりエンタルピが増加して点Dから点Aの状態に戻る。このような冷媒117の状態変化により、吸熱器105において吸熱し、放熱器103において放熱するヒートポンプ118が動作し、この時、点Bと点Cのエンタルピ差に冷媒117の循環量を乗じた値が放熱器103における放熱量、点Aと点D(点C)のエンタルピ差に冷媒117の循環量を乗じた値が吸熱器105における吸熱量となり、放熱量と吸熱量の差、即ち点Bと点Aのエンタルピ差に冷媒117の循環量を乗じた値が圧縮機102の圧縮仕事量になる。
図4は、図1に示した除湿装置における除湿対象空気116および加熱対象空気2の状態変化を示す湿り空気線図である。図4に示した湿り空気線図において、まず、点aの状態の除湿対象空気116および加熱対象空気2が放熱器103に供給され、冷媒117の放熱により加熱されて点bの状態となる。ここで加熱対象空気2は、点bの状態のまま装置外部に排出され、除湿対象空気116は、放湿部121に供給されてハニカムローター108に担持された吸着剤107が保有している水分を脱着することにより加湿されて、湿度が上昇するとともに温度が低下して点cの状態となる。点cの状態となった除湿対象空気116は次に吸熱器105に供給され、冷媒117の吸熱により露点温度以下まで冷却されて点dの飽和状態となる。この時に飽和した水分は凝縮水としてタンク122に回収される。最後に除湿対象空気116は吸湿部120に供給され、吸着剤107に水分を吸着されることによって除湿され、湿度が低下するとともに温度が上昇して点eの状態の乾燥空気となり装置外部に排出される。以上の除湿対象空気116の状態変化において、吸熱器105において回収される凝縮水の量は、点cと点dの絶対湿度差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値、また、放湿部121における放湿量は、点cと点bの絶対湿度差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値、そして、吸湿部120における吸湿量は、点dと点eの絶対湿度差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値となる。
以上の動作において、理想状態では、放湿部121の出口空気状態を示す点cは、吸湿部120の入口空気状態を示す点dと同一の相対湿度である点c’に近づき、吸湿部120の出口空気状態を示す点eは、放湿部121の入口空気状態を示す点bと同一の相対湿度である点e’に近づく。したがって点dの相対湿度を上昇させ、点bの相対湿度を低下させること、即ち、点dで示した吸湿部120への供給空気と点bで示した放湿部121への供給空気との相対湿度差を拡大することが吸放湿量を高めることになり、結果的に除湿効率が向上することになる。また、除湿対象空気116の重量換算風量と加熱対象空気2の重量換算風量を加算して点aと点bのエンタルピ差に乗じた値が放熱器103における放熱量、点cと点dのエンタルピ差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値が吸熱器105における吸熱量となり、この放熱器103における放熱量および吸熱器105における吸熱量は、図2の冷媒117の状態変化から得られる放熱量および吸熱量と等しくなる。従って、放熱器103において除湿対象空気116のみでは不足する冷媒117の放熱分を加熱対象空気2が補うことにより、除湿対象空気116の風量を放湿部121における放湿、吸熱器105における冷却、吸湿部120における吸湿の過程における最適な値に設定することができるのである。
図5は、乾燥手段12を示した図である。図5に示すように乾燥手段12には、ダンパーA3の開動作または閉動作を行うダンパー開閉回路13を備えており、加熱対象空気制御手段14がダンパー開閉回路13を通じダンパーA3を閉じることにより加熱対象空気2の供給を停止する。また、ハニカムローター108の回転を駆動または停止するハニカムローター駆動停止回路15を備えており、放湿量制御手段16のハニカムローター制御手段17がハニカムローター駆動停止回路15を通じハニカムローター108を駆動または停止することにより放湿部121における除湿対象空気116への放湿量を調整する。また圧縮機102を駆動または停止させる圧縮機駆動停止回路18を備えており、圧縮機制御手段が圧縮機駆動停止回路18を通じ圧縮機102を停止することにより吸熱器105における除湿対象空気116からの吸熱動作を停止させる構成となっている。なお、加熱対象空気制御手段14が加熱対象空気2の供給を調整するのにダンパーを用いたが、ダンパーにかえてファンを用いてもよい。
図6は、吸熱器105への着湿を判断する着湿判断手段20の一例を示す動作フロー図である。図6に示すように着湿判断手段20は、除湿運転終了時に乾燥動作を開始し、乾燥動作時間をカウントし、一定時間経過するまでカウントを継続し、乾燥動作時間が一定時間以上になった場合、乾燥動作を終了する構成となっている。また、着湿とは、湿気状況を表す。
図7は、吸熱器105への着湿を判断する着湿判断手段20の他例を示す動作フロー図である。図7に示すように着湿判断手段20は、除湿運転終了時に乾燥動作を開始し、吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値が設定温度未満の場合吸熱器温度計測値の読込みを継続し、吸熱器温度計測値が設定温度以上になった場合、乾燥動作を終了する構成となっている。
図8は、吸熱器105への着霜を判断する着霜判断手段21の一例を示す動作フロー図である。図8に示すように着霜判断手段21は、吸込口112に設置した温湿度センサーより周囲温湿度計測値の読込みを行い、周囲温湿度計測値が設定温湿度以下になるまで周囲温湿度の計測値を読込み、周囲温湿度計測値が設定温湿度以下になった場合、乾燥動作を開始する。また乾燥動作開始後は、乾燥動作時間をカウントし、一定時間経過するまでカウントを継続し、乾燥動作時間が一定時間以上になった場合、乾燥動作を終了する構成となっている。
図9は、吸熱器105への着霜を判断する着霜判断手段21の他例を示す動作フロー図である。図8に示すように着霜判断手段21は、吸込口112に設置した温湿度センサーより周囲温湿度計測値の読込みを行い、周囲温湿度計測値が設定温湿度以下になるまで周囲温湿度の計測値を読込み、周囲温湿度計測値が設定温湿度以下になった場合、乾燥動作を開始する。また乾燥動作開始後は、吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値が設定温度未満の場合吸熱器温度計測値の読込みを継続し、吸熱器温度計測値が設定温度以上になった場合、乾燥動作を終了する構成となっている。
図10は、吸熱器105への着霜を判断する着霜判断手段21の他例を示す動作フロー図である。図8に示すように着霜判断手段21は、吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値が設定温度以下になるまで吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値が設定温度以下になった場合、乾燥動作を開始する。また乾燥動作開始後は、乾燥動作時間をカウントし、一定時間経過するまでカウントを継続し、乾燥動作時間が一定時間以上になった場合、乾燥動作を終了する構成となっている。
図11は、吸熱器105への着霜を判断する着霜判断手段21の他例を示す動作フロー図である。図8に示すように着霜判断手段21は、吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値が設定温度以下になるまで吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値が設定温度以下になった場合、乾燥動作を開始する。また乾燥動作開始後は、吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値が設定温度未満の場合吸熱器温度計測値の読込みを継続し、吸熱器温度計測値が設定温度以上になった場合、乾燥動作を終了する構成となっている。
以上、説明した構成および動作により、本実施形態の除湿装置は以下の効果を奏するものである。
除湿対象空気116を、放熱器103においてヒートポンプ118の放熱により加熱し、次に放湿部121において吸放湿手段119の放湿により加湿し、次に吸熱器105においてヒートポンプ118の吸熱により冷却し、次に吸湿部120において吸放湿手段119の吸湿により除湿することによって、吸湿部120に供給される除湿対象空気116と放湿部121に供給される除湿対象空気116との相対湿度差を拡大し、循環経路111を設けない単純な構成で吸放湿手段119の吸放湿量を増加することができる。さらに乾燥手段12により吸熱器105に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制することができ、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
また、除湿対象空気116を、放熱器103の第1放熱領域4においてヒートポンプ118の放熱により加熱し、次に放湿部121において吸放湿手段119の放湿により加湿し、次に吸熱器105においてヒートポンプ118の吸熱により冷却し、次に吸湿部120において吸放湿手段119の吸湿により除湿することによって、吸湿部120に供給される除湿対象空気116と放湿部121に供給される除湿対象空気116との相対湿度差を拡大し、循環経路111を設けない単純な構成で吸放湿手段119の吸放湿量を増加することができる。そして放熱器103の第2放熱領域6に加熱対象空気を供給することによって、ヒートポンプ118の放熱に適する風量と、吸放湿手段119の吸放湿およびヒートポンプ118に適する風量とのアンバランスを解消し、効率の良い除湿を行うことができる。さらに乾燥手段12により吸熱器105に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
また、乾燥手段12に、加熱対象空気2の供給を停止もしくは調整する加熱対象空気制御手段14を備えた構成とすることによって、乾燥手段12が吸熱器105を乾燥させるときに、加熱対象空気制御手段14により加熱対象空気2の供給を停止もしくは減少させて、放熱器103の除湿対象空気116への放熱量を増加させ、この増加した熱量によって吸熱器105を乾燥することができる。これにより加熱対象空気2の供給を停止もしくは調整するという簡易な方法で吸熱器105における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
また、乾燥手段12に、放湿部121における除湿対象空気116への放湿を停止もしくは調整する放湿量制御手段16を備えた構成とすることによって、乾燥手段12が吸熱器105を乾燥させるときに、放湿量制御手段16により除湿対象空気116への放湿を停止もしくは減少させて、放湿に伴う除湿対象空気116の温度低下と湿度上昇を抑制することができる。これにより高温低湿状態の除湿対象空気116が吸熱器105に供給されるので、吸熱器105を効率的に乾燥することができる。
また、吸放湿手段119を、ハニカムローター108に担持された少なくとも1種類以上の吸着剤107が、吸湿部120において除湿対象空気116から水分を吸着するとともに放湿部121において除湿対象空気116へ水分を脱着するように前記ハニカムローター108を配し、前記ハニカムローター108の回転によって、前記吸湿部120における水分吸着と前記放湿部121における水分脱着を繰り返すように構成し、放湿量制御手段16を前記ハニカムローター108の回転を停止もしくは調整するハニカムローター制御手段17を備えた構成とすることによって、乾燥手段12が吸熱器105を乾燥させるときに、ハニカムローター制御手段17がハニカムローター108の回転を停止して、放湿部121における除湿対象空気116への放湿を停止させることができる。これにより高温低湿状態の除湿対象空気116が吸熱器105に供給されて吸熱器105が乾燥するので、ハニカムローター108の回転を停止するという簡易な方法で吸熱器105における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。ハニカムローター制御手段17としてはマイコン等がある。
また、乾燥手段12に、除湿対象空気116供給方向の放湿部121の前段において前記除湿対象空気116を加熱する加熱手段としてヒーター5を備えた構成とすることによって、乾燥手段12が吸熱器105を乾燥させるときに、ヒーター5が除湿対象空気116を加熱し、この加熱された高温の除湿対象空気116を放湿部121を介して吸熱器105に供給して吸熱器105を乾燥することができる。これにより吸熱器105における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
また、吸放湿手段119を、ハニカムローター108に担持された少なくとも1種類以上の吸着剤107が、吸湿部120において除湿対象空気116から水分を吸着するとともに放湿部121において除湿対象空気116へ水分を脱着するように前記ハニカムローター108を配した構成とし、乾燥手段12に、前記吸湿部120における水分吸着と前記放湿部121における水分脱着を繰り返すように前記ハニカムローター108を回転させるハニカムローター制御手段17を備えた構成とすることによって、乾燥手段12が吸熱器105を乾燥させるときに、ヒーター5が除湿対象空気116を加熱するとともに、ハニカムローター制御手段17がハニカムローター108を回転させて、加熱された高温の除湿対象空気116を放湿部121において加湿して温度を若干低下させ、この温度が若干低下した除湿対象空気を吸熱器105に供給して吸熱器105を乾燥することができる。これにより吸熱器105における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。さらに吸熱器105に供給される除湿対象空気116は温度が低下しているので、温度信頼性も確保することができる。
また、ヒートポンプ118を、圧縮機102、放熱器103、膨張機構104、吸熱器105を備えた蒸気圧縮式ヒートポンプで構成し、乾燥手段12に、前記圧縮機102の作動を停止もしくは調整する圧縮機制御手段19を備えた構成とすることによって、乾燥手段12が吸熱器105を乾燥させるときに、圧縮機制御手段19が圧縮機102の作動を停止して、吸熱器105における除湿対象空気116からの吸熱動作を停止させ、吸熱器105の結露を抑制することができる。これにより吸熱器105の乾燥を効率良く行うことができる。
また、着湿判断手段20が乾燥手段12を制御することにより吸熱器105に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
また、着湿判断手段20の一例として、着湿判断手段20が除湿運転停止時に乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成とすることによって、除湿運転時に結露した吸熱器105を一定時間(Toff)の間乾燥することができる。これにより除湿運転終了時に乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、吸熱器105における菌やカビの発生を抑制することができる。ここでToffはあらかじめ設定された定数であり、Toffの値は、除湿運転中に吸熱器105に付着した水滴や霜を乾燥させることができる時間である60分が適当な値である。
また、着湿判断手段20の一例として、着湿判断手段20が、除湿運転停止時に乾燥動作を開始して、吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値に基づいて乾燥動作を終了する構成とすることによって、除湿運転時に結露した吸熱器105を所定温度(TMP1off)になるまで乾燥することができる。これにより除湿運転終了時に乾燥動作を開始して、吸熱器105の温度に基づいて乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、吸熱器105における菌やカビの発生を抑制することができる。ここでTMP1offはあらかじめ設定された定数であり、TMP1offの値を16℃に設定し、除湿運転終了時に吸熱器105の温度計測値が16℃以上になるまで乾燥動作を行うことにより、除湿運転中に吸熱器105に付着した水滴や霜を乾燥させることができる。
着霜判断手段21が乾燥手段12を制御することにより吸熱器105に着霜したや霜を乾燥させることによって、着霜による性能低下が抑制でき、また、菌やカビの発生も抑制することができる。
また、着霜判断手段21の一例として、着霜判断手段21が、吸込口112に設置した温湿度センサーより周囲温湿度計測値の読込みを行い、周囲温湿度計測値に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成とすることによって、周囲温湿度と所定温湿度(TMP2on、HUMon)による判断に基づいて吸熱器105への着霜を判定して着霜と判定された場合に吸熱器105を一定時間(Toff)の間乾燥することができる。これにより周囲の温湿度に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。ここでTMP2on、HUMon、Toffはあらかじめ設定された定数であり、除湿運転中に吸熱器105に着霜したと判断するTMP2on、HUMonの値は図12に示した乾燥動作開始温湿度22である。また、Toffの値は、除湿運転中に吸熱器105に付着した霜を乾燥させることができる時間である20分が適当な値である。
また、着霜判断手段21の一例として、着霜判断手段21が吸込口112に設置した温湿度センサーより周囲温湿度計測値の読込みを行い、周囲温湿度計測値に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値に基づいて乾燥動作を終了する構成とすることによって、周囲温湿度と所定温湿度(TMP2on、HUMon)による判断に基づいて吸熱器105への着霜を判定して着霜と判定された場合に吸熱器105を所定温度(TMP1off)になるまで乾燥することができる。これにより周囲の温湿度に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器105の温度に基づいて乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。ここでTMP2on、HUMon、TMP1offはあらかじめ設定された定数であり、除湿運転中に吸熱器105に着霜したと判断するTMP2on、HUMonの値は図12に示した乾燥動作開始温湿度22であり、TMP1offの値を16℃に設定し、除湿運転終了時に吸熱器105の温度計測値が16℃以上になるまで乾燥動作を行うことにより、除湿運転中に吸熱器105に付着した霜を乾燥させることができる。
また、着霜判断手段21の一例として、着霜判断手段21が吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了する構成とすることによって、吸熱器105の温度が所定温度(TMP1on)以下の時に、吸熱器105への着霜と判定された場合に吸熱器105を一定時間(Toff)の間乾燥することができる。これにより吸熱器105の温度に基づいて乾燥動作を開始して、一定時間経過後に乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。ここでTMP1on、Toffはあらかじめ設定された定数であり、TMP1onの値は、吸熱器105に設置した温度センサーが吸熱器105の表面以外に周囲の空気にも触れていることにより、吸熱器105に霜が付着する実際の表面温度より高めである0.5℃、Toffの値は除湿運転中に吸熱器105に付着した霜を乾燥することができる時間である20分が適当な値である。
また、着霜判断手段21の一例として、着霜判断手段21が吸熱器105に設置した温度センサーより吸熱器温度計測値の読込みを行い、吸熱器温度計測値に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器温度計測値に基づいて乾燥動作を終了する構成とすることによって、吸熱器105の温度が所定温度(TMP1on)以下の時に、吸熱器105への着霜と判定された場合に吸熱器105を所定温度(TMP1off)になるまで乾燥することができる。これにより吸熱器105の温度に基づいて乾燥動作を開始して、吸熱器105の温度に基づいて乾燥動作を終了するという簡易な運転方法で、着霜による性能低下を抑制することができる。ここでTMP1on、TMP1offはあらかじめ設定された定数であり、TMP1onの値は、吸熱器105に設置した温度センサーが吸熱器105の表面以外に周囲の空気にも触れていることにより、吸熱器105に霜が付着する実際の表面温度より高めである0.5℃、TMP1offの値を16℃に設定し、除湿運転終了時に吸熱器105の温度計測値が16℃以上になるまで乾燥動作を行うことにより、除湿運転中に吸熱器105に付着した霜を乾燥させることができる。
(実施の形態2)
実施の形態1と同一部分については、同一番号を附し、詳細な説明は省略する。
図13は、本発明の実施形態2に係る除湿装置の概略構成を示した図である。図13に示すように、除湿装置の本体101内に、圧縮機102、放熱器103、膨張機構104、吸熱器105を配管接続した冷媒回路106と、供給空気から吸湿する吸湿部120および供給空気に対して放湿する放湿部121を有する吸放湿手段119を設け、冷媒回路106内に冷媒117を充填している。また、本体101には吸込口112と吹出口113を開口し、送風ファン1の運転によって、吸込口112から除湿対象空気116と第2除湿対象空気23を本体101内に供給する構成としている。また、吸込口112には第2除湿対象空気23の吸い込み風量を調整するダンパーB24を設けている。そして、本体101内に供給された除湿対象空気116が、放熱器103、放湿部121、吸熱器105、吸湿部120の順に供給されて吹出口113より本体101外部に流出し、また、第2除湿対象空気23が、除湿対象空気116と同一方向から第2吸湿部25に供給されて除湿対象空気116とともに吹出口113より本体101外部に流出するように風路を形成している。そして、圧縮機102により冷媒117を圧縮することによって、冷媒117が、放熱器103、膨張機構104、吸熱器105の順に冷媒回路106内を循環し、放熱器103に供給される除湿対象空気116に対して放熱するとともに吸熱器105に供給される除湿対象空気116から吸熱することによってヒートポンプ118を作動させる構成となっている。
図14は、吸放湿手段119の詳細構成を示した図である。吸放湿手段119は、吸着剤107が担持された軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター108を備えており、このハニカムローター108を回動自在に回転軸7で支持している。そして、ハニカムローター108の外周にギア8を形成し、このギア8と回転駆動する駆動モーター9の歯車部10にベルト11を巻装している。また、吸湿部120に供給される除湿対象空気116および第2除湿対象空気23と放湿部121に供給される除湿対象空気116の相互流通を抑制するように風路を仕切っており、駆動モーター9を駆動するとベルト11を介してギア8に駆動力が伝達してハニカムローター108が回転することになる。このハニカムローター108の回転によって吸着剤107は、放湿部121に供給される除湿対象空気116、吸湿部120に供給される第2除湿対象空気23、吸湿部120に供給される除湿対象空気116の順に接触を繰り返すことになる。この吸着剤107は、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を有しているので、相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤107の保持可能な水分量の差に応じて水分の吸脱着が行われることになる。ここで、放湿部121で吸着剤107と接触する除湿対象空気116は、放熱器103において冷媒117の放熱により加熱された高温かつ低い相対湿度の空気であり、吸湿部120で吸着剤107と接触する除湿対象空気116は、吸熱器105において冷媒117の吸熱により冷却された低温かつ高い相対湿度の空気であるので、この相対湿度の差によって、吸着剤107の吸脱着作用が為されて吸放湿手段119が作動することになる。また、吸湿部120で吸着剤107と接触する第2除湿対象空気23は、除湿装置周囲の空気であり、放湿部121に供給される除湿対象空気116より低温で吸湿部120に供給される除湿対象空気116より高温であるので、吸着剤107が、放熱器103の余熱を第2除湿対象空気23によって除去された後に吸湿部120に供給される低温の除湿対象空気116と接触するので吸着剤107の水分吸着量が増加することになる。次に除湿装置の動作を説明する。
図15は、図13に示した除湿装置の冷媒117の状態変化を示すモリエル線図(圧力−エンタルピ線図)である。図15に示した点A、点B、点C、点Dを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路106内を循環する冷媒117の状態変化を示しており、冷媒117は圧縮機102において圧縮されることにより圧力とエンタルピが上昇して点Aから点Bの状態変化を行い、放熱器103において供給される除湿対象空気116に対して放熱することによりエンタルピが減少して点Bから点Cの状態となる。次に膨張機構104において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Cから点Dの状態変化を行い、吸熱器105において供給される除湿対象空気116から吸熱することによりエンタルピが増加して点Dから点Aの状態に戻る。このような冷媒117の状態変化により、吸熱器105において吸熱し、放熱器103において放熱するヒートポンプ118が動作し、この時、点Bと点Cのエンタルピ差に冷媒117の循環量を乗じた値が放熱器103における放熱量、点Aと点D(点C)のエンタルピ差に冷媒117の循環量を乗じた値が吸熱器105における吸熱量となり、放熱量と吸熱量の差、即ち点Bと点Aのエンタルピ差に冷媒117の循環量を乗じた値が圧縮機102の圧縮仕事量になる。
図16は、図13に示した除湿装置における除湿対象空気116および第2除湿対象空気23の状態変化を示す湿り空気線図である。図16に示した湿り空気線図において、まず、点aの状態の除湿対象空気116が放熱器103に供給され、冷媒117の放熱により加熱されて点bの状態となる。点bの状態となった除湿対象空気116は、次に放湿部121に供給されてハニカムローター108に担持された吸着剤107が保有している水
分を脱着することにより加湿されて、湿度が上昇するとともに温度が低下して点cの状態となる。点cの状態となった除湿対象空気116は、次に吸熱器105に供給され、冷媒117の吸熱により露点温度以下まで冷却されて点dの飽和状態となる。この時に飽和した水分は凝縮水としてタンク122に回収される。点dの飽和状態となった除湿対象空気116は次に吸湿部120に供給され、吸着剤107に水分を吸着されることによって除湿されて湿度が低下するとともに温度が上昇し、点eの状態の乾燥空気となる。一方、点aの状態の第2除湿対象空気23は、吸湿部120に供給されて吸着剤107が保有する放熱器103の余熱を除去するとともに吸着剤107に水分を吸着されることによって除湿され、温度が上昇するとともに湿度が低下して点fの乾燥空気となる。点eの状態となった除湿対象空気116と点fの状態となった第2除湿対象空気23は、ともに送風ファン1に吸引されて装置外部に排出される。以上の除湿対象空気116および第2除湿対象空気23の状態変化において、吸熱器105において回収される凝縮水の量は、点cと点dの絶対湿度差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値となり、放湿部121における放湿量は、点bと点cの絶対湿度差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値となる。また、吸湿部120における吸湿量は、点dと点eの絶対湿度差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値と点aと点fの絶対湿度差に第2除湿対象空気23の重量換算風量を乗じた値との加算値となる。
以上の動作において、理想状態では、放湿部121の出口空気状態を示す点cは、吸湿部120の入口空気状態を示す点dと同一の相対湿度である点c’に近づき、吸湿部120の出口空気状態を示す点eおよび点fは、放湿部121の入口空気状態を示す点bと同一の相対湿度である点e’および点f’に近づく。したがって点dの相対湿度を上昇させ、点bの相対湿度を低下させること、即ち、点dで示した吸湿部120への供給空気と点bで示した放湿部121への供給空気との相対湿度差を拡大することが吸放湿量を高めることになり、結果的に除湿効率が向上することになるのである。また、点aと点bのエンタルピ差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値が放熱器103における放熱量、点cと点dのエンタルピ差に除湿対象空気116の重量換算風量を乗じた値が吸熱器105における吸熱量となり、この放熱器103における放熱量および吸熱器105における吸熱量は、図15の冷媒117の状態変化から得られる放熱量および吸熱量と等しくなる。従って、除湿対象空気116のみでは不足する吸放湿手段119の吸湿量を第2除湿対象空気23が補うことによって、除湿対象空気116の風量を放熱器103における放熱、放湿部121における放湿、吸熱器105における吸熱の各過程における最適な値に設定することができるのである。
図17は、乾燥手段12の一例手段を示した図である。図17に示すように乾燥手段12には、ダンパーB24の開動作または閉動作を行うダンパー開閉回路13を備えており、第2除湿対象空気制御手段26がダンパー開閉回路を通じダンパーB24を閉じることにより、第2除湿対象空気23の供給を停止する構成となっている。なお、第2除湿対象空気制御手段26が第2除湿対象空気23の供給を調整するのにダンパーを用いたが、ダンパーにかえてファンを用いてもよい。
以上、説明した構成および動作により、本実施形態の除湿装置は以下の効果を奏するものである。
除湿対象空気116を、放熱器103においてヒートポンプ118の放熱により加熱し、次に放湿部121において吸放湿手段119の放湿により加湿し、次に吸熱器105においてヒートポンプ118の吸熱により冷却し、次に吸湿部120において吸放湿手段119の吸湿により除湿することによって、吸湿部120に供給される除湿対象空気116と放湿部121に供給される除湿対象空気116との相対湿度差を拡大し、循環経路111を設けない単純な構成で吸放湿手段119の吸放湿量を増加することができる。そして第2吸湿部25に第2除湿対象空気23を供給することによって、吸放湿手段119の吸湿に適する風量と、ヒートポンプ118の吸放熱および吸放湿手段119の放湿に適する風量とのアンバランスを解消し、効率の良い除湿を行うことができる。さらに乾燥手段12により吸熱器105に付着した水滴や霜を乾燥させることによって、菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。
また、乾燥手段12に、第2除湿対象空気23の供給を停止もしくは調整する第2除湿対象空気制御手段26を備えた構成とすることによって、乾燥手段12が吸熱器105を乾燥させるときに、第2除湿対象空気制御手段26により第2除湿対象空気23の供給を停止もしくは減少させて、放熱器103の余熱に伴う除湿対象空気116への放熱量を増加させ、この増加した熱量によって吸熱器105を乾燥することができる。これにより第2除湿対象空気23の供給を停止もしくは調整するという簡易な方法で吸熱器105における菌やカビの発生を抑制でき、また、着霜による性能低下も抑制することができる。