JP4665767B2

JP4665767B2 - 除湿装置

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Publication number: JP4665767B2
Application number: JP2006002082A
Authority: JP
Inventors: 達也堀
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2026-01-10
Also published as: JP2007181792A

Description

本発明は、圧縮機、放熱器、膨張機構、吸熱器等から構成されるヒートポンプと、吸着剤や吸収剤を用いて吸放湿を行う吸放湿手段を備えた除湿装置に関する。

従来のヒートポンプと吸放湿手段を備えた除湿装置としては、放熱器、吸放湿手段の放湿部、吸熱器の順に空気を循環させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、その除湿装置について図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、除湿装置の本体１００内には、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、吸着剤１０７が担持されたハニカムローター１０８が設けられており、循環ファン１０９によって送風される循環空気１１０が、放熱器１０３、ハニカムローター１０８の一部、吸熱器１０５の順に循環するように循環経路１１１が形成されている。また、ハニカムローター１０８の他の部分は、吸込口１１２および吹出口１１３を開口した供給経路１１４内に配置されており、供給ファン１１５によって除湿対象空気１１６が供給されている。また、冷媒回路１０６内には冷媒１１７が充填されており、この冷媒１１７が、圧縮機１０２で圧縮されることによって、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において循環空気１１０に放熱するとともに、吸熱器１０５において循環空気１１０から吸熱することによってヒートポンプ１１８を動作させている。ハニカムローター１０８は、図示しない駆動手段によって回転しており、この回転に伴いハニカムローター１０８に担持された吸着剤１０７が、循環経路１１１内における循環空気１１０との接触と供給経路１１４内における除湿対象空気１１６との接触を繰り返している。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、循環経路１１１内で吸着剤１０７と接触する循環空気１１０は、放熱器１０３において冷媒１１７の放熱により加熱されて除湿対象空気１１６よりも低い相対湿度の空気となっているので、この相対湿度の差によって、吸着剤１０７が、除湿対象空気１１６中の水分を吸着し、吸着した水分を循環空気１１０中に脱着するように作用する。この吸脱着作用によって吸放湿手段１１９としての動作がなされることとなり、ハニカムローター１０８の供給経路１１４内に位置する部分が除湿対象空気１１６から吸湿する吸湿部１２０、ハニカムローター１０８の循環経路１１１内に位置する部分が循環空気１１０へ放湿する放湿部１２１となる。吸湿部１２０において吸湿された除湿対象空気１１６は低湿の空気となって吹出口１１３から本体１０１外部に吹出し、放湿部１２１において放湿された循環空気１１０は、高湿の空気となって吸熱器１０５に供給される。吸熱器１０５に供給された高湿の循環空気１１０は、冷媒１１７の吸熱によって露点温度以下まで冷却されて空気中の水分が飽和する。この飽和した水分が凝縮してタンク１２２に滴下し、このタンク１２２に溜まった凝縮水の量が除湿装置の除湿量となるのである。
特開昭６３−１４２３号公報（第２−３頁、第１図）

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課題があった。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課題があった。

また、吸熱器１０５の着霜や結露による風量の変化に対し温度上昇やヒートポンプ１１８のバランスが悪くなり、耐久性と安全性が悪化するという課題があった。

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、効率の良い除湿が行えるとともに、耐久性と安全性を向上した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、圧縮機、放熱器、膨張機構および吸熱器からなるヒートポンプと、供給空気から吸湿する吸湿部および供給空気に放湿する放湿部からなる吸放湿手段と、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送風手段とを備え、前記吸熱器にバイパス風路を設けたものである。

この手段では、放熱器と吸熱器を備えたヒートポンプと吸湿部と放湿部を備えた吸放湿手段が設けられる。放熱器では除湿対象空気に対してヒートポンプの作動により放熱する。放湿部では放熱器における放熱により加熱した除湿対象空気に対して吸放湿手段が放湿する。吸熱器では放湿部における放湿により加湿した除湿対象空気からヒートポンプの作動により吸熱する。吸湿部では吸熱器における吸熱により冷却した除湿対象空気から吸放湿手段が吸湿する。このようにして放湿部には放熱器で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部には吸熱器において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。これにより、吸湿部と放湿部に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。

ここで、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを保持する。

また、本発明が講じた第２の課題解決手段は、吸熱器のバイパス風路に風量制御手段と、この風量制御手段を駆動制御する制御部を設けたものである。

この手段では、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路に設けた風量制御によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを調整する。

また、本発明が講じた第３の課題解決手段は、除湿対象空気を放熱器と補助加熱手段の双方の放熱により加熱するものである。

この手段では、放湿部に、放熱器で加熱され、さらに補助加熱手段で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給することによって、吸湿部と放湿部に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段）の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。

ここで、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により、放熱器と補助加熱手段の風量が低下するのをバイパス風路によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを保持しつつ、補助加熱手段の周辺温度が異常温度となるのを防いでいる。

また、本発明が講じた第４の課題解決手段は、補助加熱手段の周辺温度を検出するヒーター温度センサーを設け、このヒーター温度センサーの検出温度を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うものである。

この手段では、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により補助加熱手段の風量が低下するのをバイパス風路に設けた風量制御手段よって調整し、補助加熱手段の周辺温度が異常温度となるのを防ぐ。ここで、風量制御手段は補助加熱手段の周辺温度の検知手段の出力により風量を制御する。

また、本発明が講じた第５の課題解決手段は、室内温度を検出する室内温度センサーと、室内湿度を検出する室内湿度センサーを有し、前記室内温度センサーの検出温度と前記室内湿度センサーの検出湿度の双方もしくはどちらか一方を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うものである。

この手段では、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路に設けた風量制御手段によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを調整する。ここで、制御部は室内温度センサーと室内湿度センサーの双方もしくはどちらか一方の出力により風量制御手段を制御して、バイパス風路の風量を調整する。

また、本発明が講じた第６の課題解決手段は、放熱器の冷媒温度を検出する凝縮温度センサーを有し、この凝縮温度センサーの検出温度を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うものである。

この手段では、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路に設けた風量制御手段によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを調整する。ここで、制御部は放熱器の冷媒温度を検知する凝縮温度センサーの検出温度を受けて、風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量を制御する。

また、本発明が講じた第７の課題解決手段は、圧縮機の吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力を検出する吐出圧力センサーと、この吐出圧力センサーの検出圧力を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うものである。

この手段では、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路に設けた風量制御手段によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを調整する。ここで、制御部は圧縮機の吐出冷媒圧力を検知する吐出圧力センサーの検出圧力を受けて、風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量を制御するものである。

また、本発明が講じた第８の課題解決手段は、ヒートポンプの過熱度を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うものである。

この手段では、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路に設けた風量制御手段によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを調整する。ここで、制御部はヒートポンプの過熱度を検知する検知手段の検出値を受けて、風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量を制御するものである。

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）本願の第１の発明にかかる除湿装置によれば、放湿部には放熱器で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部には吸熱器において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給できる。これにより、吸湿部と放湿部に供給される空気の相対湿度の差を拡大することができる。この相対湿度の差の拡大によって吸放湿手段の吸放湿量を増大させ、除湿効率を高めることができる。また、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを保持することができる。

（ロ）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、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器の風量が低下するのをバイパス風路に設けた風量制御手段によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを調整することができる。

（ハ）本願の第３の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）または（ロ）に記載した効果に加えて、放湿部に、放熱器で加熱され、さらに加熱手段で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給することによって、吸湿部と放湿部に供給される空気の相対湿度の差がさらに拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段の吸放湿量が増加して除湿効率をさらに向上することができる。また、吸熱器の着霜や結露による通風抵抗の増加により放熱器と補助加熱手段の風量が低下するのをバイパス風路によって改善し、ヒートポンプのサイクルバランスを保持ちつつ、補助加熱手段の周辺温度が異常温度となるのを防ぐことができる。

（ニ）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、風量制御手段を補助加熱手段の周辺温度の検知手段出力により制御することによって、補助加熱手段の周辺温度が異常温度となるのを精度良く防止することができる。

（ホ）本願の第５の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）、（ロ）、（ハ）または（ニ）に記載した効果に加えて、風量制御手段を室内温度と湿度の双方もしくはどちらか一方の検知手段の出力により制御することによって、ヒートポンプのサイクルバランスを精度良く調整することができる。

（ヘ）本願の第６の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）または（ホ）に記載した効果に加えて、風量制御手段を放熱器の冷媒温度の検知手段の出力により制御することによって、ヒートポンプのサイクルバランスを精度良く調整することができる。

（ト）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）、（ニ）、（ホ）または（ヘ）に記載した効果に加えて、風量制御手段を圧縮機の吐出冷媒圧力の検知手段の出力により制御することによって、ヒートポンプのサイクルバランスを精度良く調整することができる。

（チ）本願の第８の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）または（ト）に記載した効果に加えて、風量制御手段をヒートポンプの過熱度の検知手段の出力により制御することによって、ヒートポンプのサイクルバランスを精度良く調整することができる。

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、従来の例と同一の構成要素については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

（実施の形態１）
ここでは、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１にかか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および吸熱器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、送風手段としてのメイン送風ファン１とサブ送風ファン２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３を本体１０１内に供給する構成としている。そして、本体１０１内に供給された除湿対象空気１１６が、メイン送風ファン１によって放熱器１０３、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３が、サブ送風ファン２によって、除湿対象空気１１６と同一方向から放熱器１０３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。また、除湿対象空気１１６はその一部または全てを放湿部１２１の前に補助加熱手段として設けたヒーター４にて加熱できるように構成されている。また、吸熱器１０５の側方にＥＶＡバイパス風路５を設け、除湿対象空気１１６がＥＶＡバイパス風路５によって吸熱器１０５を通過する流れとバイパスする流れに分けられ、ＥＶＡバイパス風路５には通過風量を制御する風量制御手段としてダンパー６が設けられている。このダンパー６は制御部としてのマイコン７の出力によって制御される。マイコン７は、ヒーター４の周囲温度を検知するヒーター温度センサー８の検知値と、放熱器１０３の冷媒温度を検知する凝縮温度センサー９の検知値と、圧縮機１０２の吐出圧力を検知する吐出圧力センサー１０の検知値と、ヒートポンプ１１８の過熱度検知手段による計算値のいずれか１つ以上を制御入力としている。

ここで、ヒートポンプ１１８の過熱度検知手段としては、吸熱器１０５の冷媒温度を検知する蒸発温度センサー１１と、圧縮機１０２の吸入温度を検知する吸入温度センサー１２を用いており、それぞれの検出温度差を加熱度としてマイコン７に入力している。

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３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１２３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１２４を形成し、このギア１２４と回転駆動する駆動モーター１２５の歯車部１２６にベルト１２７を巻装している。また、ハニカムローター１０８を、吸湿部１２０と放湿部１２１に区分して各々に供給される空気の相互流通を抑制するように風路を仕切っている。そして、メイン送風ファン１を運転すると、吸湿部１２０に吸熱器１０５を通過した除湿対象空気１１６が供給され、放湿部１２１には放熱器１０３とヒーター４を通過した除湿対象空気１１６が供給される。ここで、駆動モーター１２５を駆動するとベルト１２７を介してギア１２４に駆動力が伝達してハニカムローター１０８が回転し、この回転によって吸着剤１０７が、除湿対象空気１１６と除湿対象空気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、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り、放湿部１２１において吸着剤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とヒーター４で加熱された高温かつ低い相対湿度の空気であるので、この各々の空気の相対湿度差によって、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。

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いて、ダンパー６を閉じた場合の除湿対象空気１１６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、各点における除湿対象空気１１６を（）内に各点をあらわす記号を入れて除湿対象空気１１６（）と表すこととする。まず、点ａの状態の除湿対象空気１１６（ａ）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ｂ１の状態の除湿対象空気１１６（ｂ１）となる。点ｂ１の状態となった除湿対象空気１１６（ｂ１）は、一部がヒーター４によってさらに加熱され除湿対象空気１１６（ｂ２）となり、それぞれ放湿部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それぞれ点ｃ１と点ｃ２の状態となる。放湿部１２１において加湿された点ｃ１および点ｃ２の状態の除湿対象空気１１６（ｃ）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（ｄ）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。点ｅの状態となった除湿対象空気１１６（ｅ）は、メイン送風ファン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ｃ１と点ｄの絶対湿度差に除湿対象空気１１６（ｂ１）の重量換算風量を乗じた値と、点ｃ２と点ｄの絶対湿度差に除湿対象空気１１６（ｂ２）の重量換算風量を乗じた値との加算値となり、放湿部１２１における放湿量は、点ｂ１と点ｃ１の絶対湿度差に除湿対象空気１１６（ｂ１）の重量換算風量を乗じた値と、点ｂ２と点ｃ２の絶対湿度差に除湿対象空気１１６（ｂ２）の重量換算風量を乗じた値との加算値となる。また、吸湿部１２０における吸湿量は、点ｄと点ｅの絶対湿度差に吸湿部１２０に供給される除湿対象空気１１６（ｅ）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ｃ１および点ｃ２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ｃ１’および点ｃ２’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ｂ１と点ｂ２の空気の混合した点ｈ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ｂ１および点ｂ２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ｂ１および点ｂ２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のエンタルピ差に放熱器１０３に供給される除湿対象空気１１６（ｂ）と加熱対象空気３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ｃ１と点ｄのエンタルピ差に除湿対象空気１１６（ｂ１）の重量換算風量を乗じた値と、点ｃ２と点ｄのエンタルピ差に除湿対象空気１１６（ｂ２）の重量換算風量を乗じた値との加算値が吸熱器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３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。

ここで、点ａの空気がより高温でより高湿に変化すると、点ｃ１と点ｃ２はより理想状態に近い点ｃ１’および点ｃ２’に近づき、潜熱交換量が増加するので吸熱器１０５は結露量が増加し、その結露水が空気抵抗となって除湿対象空気１１６の風量が低下する。このとき、吸熱器１０５は高温高湿の空気からの吸熱となるため吸熱能力が高く、逆に放熱器１０３は高温空気への放熱でありしかも除湿対象空気１１６の風量が低下していることによって放熱能力が弱まる。この吸熱能力と放熱能力のアンバランスを解消するためにヒートポンプ１１８は放熱能力を向上するために冷媒圧力を上昇させ、冷媒の温度を高めてバランスを保つように動作する。この冷媒圧力の上昇を抑えるために、ＥＶＡバイパス風路５が作用する。除湿対象空気１１６がＥＶＡバイパス風路５と吸熱器１０５に分かれると、吸熱器１０５の風量が減り吸熱能力が低下する。逆にＥＶＡバイパス風路５によって、除湿対象空気１１６がＥＶＡバイパス風路５と吸熱器１０５を通過する空気抵抗が減少し、除湿対象空気１１６の風量の減少が改善され、放熱能力が改善される。このように吸熱能力と放熱能力のアンバランスを解消する方向に作用するため、冷媒圧力の上昇を抑えることができ、ヒートポンプ１１８の耐久性を向上することができる。実際の動作としてＥＶＡバイパス風路５を設けたことで、バイパス風路がない場合に比べて、吸熱器１０５の空気抵抗の増減とＥＶＡバイパス風路５の風量が通風抵抗のバランスによって変化し、吸熱器１０５の着霜や結露で通風抵抗が増加しても、トータルとして除湿対象空気１１６の風量低下を改善することができる。

また、ＥＶＡバイパス風路５にダンパー６を設けたことにより、通常はダンパー６を閉鎖して使用するが、冷媒圧力の上昇があるときにダンパー６を開けて除湿対象空気１１６の風量低下を改善することができるものである。具体的には、冷媒圧力の上昇の検知には、室内温度センサー１３ａの検知値が３５℃以上、かつ/または室内湿度センサー１３ｂが湿度６０％以上のときに、冷媒圧力が高い状態であると判断してダンパー６を開け、同様に凝縮温度センサー９の検知値が５５℃以上のとき、および吐出圧力センサー１０の検知値が高いときにダンパー６を開けるようにする。

ただし、ＥＶＡバイパス風路５を設けることにより、吸熱能力が低下して液バックする可能性があるが、ヒートポンプ１１８の過熱度検知手段の検知値に応じて、過熱度が取れていない場合はダンパー６を閉じるとともに、過熱度が取れている場合は冷媒圧力の上昇を検知して任意の設定値以上となった場合のみにダンパー６を開けるように制御することで、無理のないヒートポンプ１１８の運転が可能となり、耐久性と安全性を向上した運転ができるものである。

また、点ａの空気がより低温に変化すると、全体の温度が下がり特に点ｄの温度が０℃以下になると、吸熱器１０５は着霜し、閉塞状態となる。このとき、除湿対象空気１１６の風量は大幅に低下し、ヒーター４の風量も低下することによってヒーター４周辺の温度が上昇する。この温度上昇を抑えるために、ＥＶＡバイパス風路５が作用する。除湿対象空気１１６は吸熱器１０５が着霜などによって閉塞状態となってもＥＶＡバイパス風路５を通る風路が確保されるため、除湿対象空気１１６の風量の減少が改善される。このように除湿対象空気１１６の風量が一定量以上確保できるため、ヒーター４周辺の温度上昇を抑えることができる。実際の動作として、ＥＶＡバイパス風路５にダンパー６を設けない場合は、吸熱器１０５の空気抵抗の増減とＥＶＡバイパス風路５の風量が通風抵抗のバランスによって変化し、トータルとして除湿対象空気１１６の風量低下を改善する。

また、ＥＶＡバイパス風路５にダンパー６を設けた場合は、通常はダンパー６を閉め、必要に応じダンパー６を開けて除湿対象空気１１６の風量低下を改善する。具体的にはヒーター４の周辺温度を検知するヒーター温度センサー８の検知値が任意の設定値以上となった場合にダンパー６を開ける。このようにしてヒーター４の周辺温度が異常に上昇することのない安全な運転状態を保つことができる。

なお、本実施の形態では圧縮機１０２の吐出冷媒圧力を検知する吐出圧力センサー１０を用いたが、放熱器１０３の冷媒圧力を検知するようにしてもよい。

また、本実施の形態では送風手段としてメイン送風ファン１とサブ送風ファン２と分けて設けているが、一つの送風ファンとして、２つの風路を吸気側で結合するようにしてもよい。

なお、ハニカムローター１０８に担持する吸着剤１０７としては、吸湿性があってハニカムローター１０８に担持でき、さらに水分脱着のためにある程度の耐熱性がある物質であれば良く、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機質の吸着型吸湿剤、有機高分子電解質（イオン交換樹脂）などの吸湿剤、塩化リチウムなどの吸収型吸湿剤等を用いることができる。さらに吸着剤１０７は１種類に限るものではなく、上述した吸着剤１０７の２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

また、冷媒回路１０６に充填する冷媒１１７としては、ＨＣＦＣ系冷媒（分子中に塩素、水素、フッ素、炭素の各原子を含む）、ＨＦＣ系冷媒（分子中に水素、炭素、フッ素の各原子を含む）、炭化水素、二酸化炭素等を用いることができる。

以上のように本発明にかかる除湿装置は、循環経路１１１を要しない簡易な構成で、多様な環境下で効率の良い除湿を品質と安全を確保しつつ行うものであり、除湿機、乾燥機、空調機、溶剤回収装置等の高効率な除湿機能が所望される用途に適している。

本発明の実施形態１にかかる除湿装置の概略構成を示した図同、除湿装置の吸放出手段概略図同、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）同、除湿装置における基本的な空気の状態変化を示す湿り空気線図従来の除湿装置の概略構成を示した図

符号の説明

１メイン送風ファン（送風手段）
２サブ送風ファン（送風手段）
３加熱対象空気
４ヒーター（補助過熱手段）
５ＥＶＡバイパス風路（バイパス風路）
６ダンパー（風量制御手段）
７マイコン（制御部）
８ヒーター温度センサー
９凝縮温度センサー
１０吐出圧力センサー
１１蒸発温度センサー（過熱度検知手段）
１２吸入温度センサー（過熱度検知手段）
１３ａ室内温度センサー
１３ｂ室内湿度センサー
１０２圧縮機
１０３放熱器
１０４膨張機構
１０５吸熱器
１１２吸込口
１１６除湿対象空気
１１７冷媒
１１８ヒートポンプ
１１９吸放湿手段
１２０吸湿部
１２１放湿部
１２２タンク

Claims

圧縮機、放熱器、膨張機構および吸熱器からなるヒートポンプと、供給空気から吸湿する吸湿部および供給空気に放湿する放湿部からなる吸放湿手段と、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送風手段とを備え、前記吸熱器にバイパス風路を設けたことを特徴とする除湿装置。
吸熱器のバイパス風路に風量制御手段と、この風量制御手段を駆動制御する制御部を設けたことを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
除湿対象空気を放熱器と補助加熱手段の双方の放熱により加熱することを特徴とする請求項１または２記載の除湿装置。
補助加熱手段の周辺温度を検出するヒーター温度センサーを設け、このヒーター温度センサーの検出温度を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うことを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
室内温度を検出する室内温度センサーと、室内湿度を検出する室内湿度センサーを有し、前記室内温度センサーの検出温度と前記室内湿度センサーの検出湿度の双方もしくはどちらか一方を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の除湿装置。
放熱器の冷媒温度を検出する凝縮温度センサーを有し、この凝縮温度センサーの検出温度を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の除湿装置。
圧縮機の吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力を検出する吐出圧力センサーと、この吐出圧力センサーの検出圧力を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うことを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の除湿装置。
ヒートポンプの過熱度を入力信号として、制御部は風量制御手段を駆動してバイパス風路の風量制御を行うことを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の除湿装置。