JP6286659B2

JP6286659B2 - 除湿装置

Info

Publication number: JP6286659B2
Application number: JP2013199528A
Authority: JP
Inventors: 藤井　泰樹; 泰樹藤井; 博樹下田; 彩参納
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: TWI650517B; CN104515226B; CN104515226A; HK1209171A1; JP2015062880A; KR20150034641A; TW201522875A

Description

本発明は、冷凍サイクルを利用して冷却除湿をおこなう除湿装置に関する。

従来、この種の除湿装置は、良く知られているように、吸気口と吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた冷凍サイクルと熱交換手段と送風機とを備え、前記冷凍サイクルは、圧縮機と、圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記熱交換手段は、熱交換を行なうことができる第一の熱交換風路と第二の熱交換風路とを備え、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を前記熱交換手段の前記第一の熱交換風路、吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する除湿風路を形成していた（例えばこれに類似する先行文献としては、下記特許文献１が存在する）。

特開２００５−２１４５３３号公報

上記従来例における課題は、除湿装置の霜取り能力を更に高めて、霜取り時間を短縮することである。

すなわち、従来の物においては、良く知られているように、低温季節時には、吸熱器で除湿した時に発生する水分が、凍結し、吸熱器の表面で霜が発生する場合がある。そこで、冷凍サイクルの運転を停止し、送風機による送風のみで、この霜を溶かす方法があるが、長時間を要するものである。

そこで本発明は、霜取り能力を高めて、霜取り時間を短縮することを目的としている。

本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、吸気口と吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた冷凍サイクルと熱交換手段と送風機とを備え、前記本体ケースの一方側上部に前記吸気口を設け、前記冷凍サイクルは、圧縮機と、圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記熱交換手段は、熱交換を行なうことができる鉛直方向の風路である第一の熱交換風路と水平方向の風路である第二の熱交換風路とを備え、前記本体ケース内の一方側から他方側へ順に、前記吸熱器、前記熱交換手段、前記放熱器、前記送風機を備え、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を、前記熱交換手段の上面、前記熱交換手段の前記第一の熱交換風路、前記熱交換手段の下面、前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間、吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する除湿風路と、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間、前記吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する第１のバイパス風路とを備え、この第１のバイパス風路を開閉できる開閉手段を前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間の上部に設け、この開閉手段に制御手段を接続すると共に、この制御手段はデアイス運転時には、前記圧縮機を停止させ、前記送風機を運転させ、前記第１のバイパス風路の前記開閉手段を開くことを特徴とし、これにより初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、吸気口と吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた冷凍サイクルと熱交換手段と送風機とを備え、前記本体ケースの一方側上部に前記吸気口を設け、前記冷凍サイクルは、圧縮機と、圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記熱交換手段は、熱交換を行なうことができる鉛直方向の風路である第一の熱交換風路と水平方向の風路である第二の熱交換風路とを備え、前記本体ケース内の一方側から他方側へ順に、前記吸熱器、前記熱交換手段、前記放熱器、前記送風機を備え、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を、前記熱交換手段の上面、前記熱交換手段の前記第一の熱交換風路、前記熱交換手段の下面、前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間、吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する除湿風路と、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間、前記吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する第１のバイパス風路とを備え、この第１のバイパス風路を開閉できる開閉手段を前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間の上部に設け、この開閉手段に制御手段を接続すると共に、この制御手段はデアイス運転時には、前記圧縮機を停止させ、前記送風機を運転させ、前記第１のバイパス風路の前記開閉手段を開くものであり、これにより、霜取り能力を高め、霜取り時間を短縮することができるものである。

すなわち、本発明においては、デアイス運転時に、第１のバイパス風路の開閉手段を開き、吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を、熱交換手段の第一の熱交換風路を通さずに、直接吸熱器へ送風するものである。

この結果、吸熱器への風量を増加させることができ、しかも、直接吸熱器へ送風されるものは、熱交換手段の第一の熱交換風路で予冷されないので、第一の熱交換風路を通った場合に比べ温度の高い空気を吸熱器へ送風できるものである。これにより、吸熱器に付着した霜を効果的に、溶かすことができる。

結果として、除湿装置の霜取り能力を高くすることが出来、霜とり時間を短縮することができるものである。

本発明の実施形態の除湿装置の斜視図本発明の同除湿装置の断面図本発明の同除湿装置の熱交換手段の分解斜視図本発明の同除湿装置の開閉手段の斜視図本発明の同除湿装置の制御手段のフローチャート

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、除湿装置の本体ケース１は、箱形状で、外周面の前方側（一方側）には、吸気口７を備え、天面の背面側（他方側）には、吹出口１３を有している。

図２に示すように、本体ケース１内には、ヒートポンプと、熱交換手段６と、送風機１０とを備えている。

ヒートポンプは、圧縮機２、放熱器３、膨張手段としてキャピラリーチューブ４、吸熱器５とからなり、これらを、この順に冷媒配管１９で接続して冷凍サイクルを形成している。この吸熱器５で除湿対象となる空気を冷却除湿するものである。放熱器３と吸熱器５とは、対向して配置されている。放熱器３は、本体ケース１における背面側（他方側）寄りに位置し、吸熱器５は、本体ケース１における前面側（一方側）寄りに位置している。

熱交換手段６は、下面が傾斜した立方体で、放熱器３と吸熱器５との間で、吸熱器５から放熱器３への風路中に設けられている。この熱交換手段６は、具体的には、直交流型の熱交換器で、鉛直方向の風路である第一の熱交換風路８と、水平方向の風路である第二の熱交換風路９とを有している。熱交換手段６は、図３に示すごとく、例えば、直交流型の熱交換器などの顕熱交換器であり、樹脂または金属などからなる第１の伝熱板６ａと第２の伝熱板６ｂを交互に積層して形成されたものである。

送風機１０は、図２に示すように、スクロール形状のケーシング部１４と、このケーシング部１４に固定されたモータ部１５と、このモータ部１５によって回転する羽根部１６とから形成している。ケーシング部１４は、吸込口１７と吐出口１８とを備えている。この吸込口１７は、放熱器３に対向している。すなわち、吸熱器５と、熱交換手段６と、放熱器３と、吸込口１７とは、一直線上に風路を有するものである。

送風機１０によって、矢印Ａ、Ｂに示すように、吸気口７からに吸気した空気の内、矢印Ａのものは、第一の熱交換風路８の熱交換手段６の上面である流入口８ａへ流入して、すでに吸熱器５により冷却除湿された空気と熱交換して予冷され、熱交換手段６の下面である流出口８ｂから出る。そして、吸熱器５を通って冷却除湿される。冷却除湿された空気は第二の熱交換風路９の熱交換手段６の流入口９ａより再び熱交換手段６に入り、流入口８ａから流入した空気によって加熱され、流出口９ｂより出て放熱器３でさらに加熱され、送風機１０によって機外に送風される。この経路が、除湿風路１１となっている。

本実施形態における特徴は、吸熱器５に付着した霜を溶かすデアイス運転にある。このデアイス運転は、第１のバイパス風路１２を開閉手段２１によって開いた状態で、送風機１０を運転するものである。具体的には、送風機１０によって、吸気口７から本体ケース１内に吸気した空気（矢印Ａ）の一部を吸熱器５、熱交換手段６の第二の熱交換風路９、放熱器３を順次介して吹出口へと送風する第１のバイパス風路１２を備えている。この第１のバイパス風路１２には、第１のバイパス風路１２を開閉できる開閉手段２１を設けている。この開閉手段２１には、制御手段２０が接続されている。デアイス運転時には、制御手段２０は、圧縮機２を停止させ、送風機１０を運転させ、第１のバイパス風路１２の開閉手段２１を開くものである。

すなわち、制御手段２０は、デアイス運転時に、第１のバイパス風路１２の開閉手段２１を開き、吸気口７から本体ケース１内に吸気した空気（矢印Ａ）の一部を、熱交換手段６の第一の熱交換風路８を通さずに、直接吸熱器５へ送風できるものである。

このように、吸気口７から本体ケース１内に吸気した空気（矢印Ａ）の一部を、熱交換手段６の第一の熱交換風路８を通さずに、直接吸熱器５へ送風するものである。

この結果、吸熱器５への風量を増加させることができ、しかも、直接吸熱器５へ送風されるものは、熱交換手段６の第一の熱交換風路８で予冷されないので、第一の熱交換風路８を通った場合に比べ温度の高い空気を吸熱器５へ送風できるものである。これにより、吸熱器５に付着した霜を効果的に、溶かすことができる。

また、吸気口７から第１のバイパス風路１２の開閉手段２１までの距離は、除湿風路１１である吸気口７から熱交換手段６の第一の熱交換風路８までの距離より短いものである。

すなわち、除湿風路１１より第１のバイパス風路１２は、通風抵抗が小さく、更に吸気口７から第１のバイパス風路１２の開閉手段２１までの距離は、除湿風路１１である吸気口７から熱交換手段６の第一の熱交換風路８までの距離より短いので、第１のバイパス風路１２には除湿風路１１より多くの風量が流れ、この結果として、吸熱器５の霜を効果的に溶かすことができる。

また、第１のバイパス風路１２の開閉手段２１が開くと、除湿風路１１である吸気口７から熱交換手段６の第一の熱交換風路８までの風路に開閉手段２１の少なくとも一部が突出するものである。

具体的には、図４に示すように、開閉手段２１は、開閉板部２４と、回動モータ部２５とから構成している。開閉板部２４は、図２に示すように、本体ケース１の前面側（一方側）と吸熱器５との間に設けられ、上方へ凸形状である曲面板である。回動モータ部２５によって、開閉板部２４における吸熱器５側を回動中心として、開閉板部２４における本体ケース１の背面側（他方側）が俯仰方向に回動する。開閉板部２４が、仰角方向へ回動すると、第１のバイパス風路１２は開き、開閉板部２４が、俯角方向へ回動すると、第１のバイパス風路１２は閉じる。ここで、開閉板部２４が、仰角方向へ回動し、第１のバイパス風路１２は開くと、開閉板部２４の少なくとも一部が、除湿風路１１である吸気口７から熱交換手段６の第一の熱交換風路８までの風路に突出するものである。

これにより、除湿風路１１を流れる空気（矢印Ａ）の一部が、開閉手段２１である開閉板部２４によって、第１のバイパス風路１２へ導かれ、第１のバイパス風路１２を流れる風量が増加する。つまり、第１のバイパス風路１２には除湿風路１１より多くの風量が流れるので、吸熱器５の霜をより早く溶かすことができる。

また、本体ケース１の前面側（一方側）の上部に吸気口７を設け、本体ケース１内の前面側（一方側）から背面側（他方側）へ順に、吸熱器５、熱交換手段６、放熱器３、送風機１０を備えている。放熱器３の上端部は、吸熱器５、熱交換手段６、および閉状態の開閉手段２１の上端部より上方に位置している。更に、放熱器３の上部の一部は、吸気口７と対向している。

これにより、送風機１０によって、吸気口７から本体ケース１内に吸気した空気の内、矢印Ｂに示すものは、放熱器３を介して吹出口１３へ送風される。これが、第２のバイパス風路２２となっている。これにより、送風機１０によって吸気口７から本体ケース１内に吸い込まれた空気の一部が、熱交換手段６（第一の熱交換風路８および第２の熱交換風路９）と吸熱器５を介さずに放熱器３へ送風できる。つまり、除湿風路１１を通過する空気（矢印Ａ）と第２のバイパス風路２２を通過する空気（矢印Ｂ）のふたつに分けることで、熱交換手段６と吸熱器５に送風される風量を除湿能力が最適な風量に保ちながら、放熱器３に送風する風量を増やすことができるため、除湿能力の低下を防止できる。また、第２のバイパス風路２２は、除湿風路１１より通風抵抗が少ない風路であるため、送風機１０の出力増加を軽減することができる。

また、放熱器３の上端部は、吸熱器５、熱交換手段６、および閉状態の開閉手段２１の上端部より上方に位置し、放熱器３の上部の一部は、吸気口７と対向している構成で、第１のバイパス風路１２の開閉手段２１が開くと、第２のバイパス風路２２である吸気口７から放熱器３までの風路に、開閉手段２１の少なくとも一部が突出するものである。

すなわち、開閉板部２４が、仰角方向へ回動し、第１のバイパス風路１２は開くと、開閉板部２４の少なくとも一部が、第２のバイパス風路２２である吸気口７から放熱器３までの風路に突出するものである。これにより、第２のバイパス風路２２を流れる空気（矢印Ｂ）の一部も、開閉手段２１である開閉板部２４によって、第１のバイパス風路１２へ導かれ、第１のバイパス風路１２を流れる風量が増加する。つまり、第１のバイパス風路１２には、除湿風路１１より多くの風量が流れるので、吸熱器５の霜をより早く溶かすことができる。

また、吸熱器５の温度を測定する温度測定手段２３を備えている。この温度測定手段２３の測定値が所定の温度より高い場合には、制御手段２０は、圧縮機２と送風機１０とを運転し、第１のバイパス風路１２の開閉手段２１を閉じる除湿運転を行う。また、温度測定手段２３の測定値が所定の温度以下の場合には、制御手段２０は、送風機１０を運転させ、圧縮機２を停止させ、第１のバイパス風路１２の開閉手段２１を開くデアイス運転を行うものである。

この点を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、除湿装置の除湿運転を開始すると、制御手段２０によって除湿運転時間が計測される。この除湿運転時間が、Ｔｓ時間経過（図５のＳ１）すると、制御手段２０は、温度測定手段２３によって、吸熱器５の温度を測定し、この温度測定値ｔｓと、所定の温度であるｔ０とを比較する（図５のＳ２）。ここで、制御手段２０は、この温度測定値ｔｓが所定の温度であるｔ０より高い場合には、除湿運転を継続し、吸熱器５の温度測定も継続する。そして、温度測定値ｔｓと、所定の温度であるｔ０とを比較し（図５のＳ２）、温度測定手段２３の温度測定値ｔｓが所定の温度ｔ０以下となった場合には、制御手段２０は、送風機１０を運転させ、圧縮機２を停止させ、第１のバイパス風路１２の開閉手段２１を開くデアイス運転（図５のＳ３）を行うものである。なお、所定の温度であるｔ０は、吸熱器５に霜が発生し始める温度は、マイナス０．５度からプラス０．５度であれば良く、０度が最も良い。すなわち、吸熱器５の温度が、霜が発生し始める温度になると、デアイス運転が行われるので、霜を素早く溶かすことができる。

次に、制御手段２０は、このデアイス運転の運転時間を積算する。この積算時間Ｔｄと、所定のデアイス運転時間であるＴ１とを比較（図５のＳ４）する。ここで、制御手段２０は、積算時間Ｔｄが、所定のデアイス運転時間であるＴ１より短ければ、温度測定値ｔｓと、所定の温度であるｔ０とを比較する（図５のＳ５）。そして、温度測定値ｔｓが所定の温度であるｔ０より低い場合には、デアイス運転を継続し、再び積算時間Ｔｄと、所定のデアイス運転時間であるＴ１とを比較（図５のＳ５）する。そして、制御手段２０は、温度測定値ｔｓが所定の温度であるｔ０より以上の場合には、デアイス運転を終了し（図５のＳ６）、除湿運転に変更する。

また、温度測定手段２３は、吸熱器５の下部に設けたものである。すなわち、デアイス運転時には、吸熱器５の霜は、上部から解けるので、温度測定手段２３を吸熱器５の下部に設けることにより、吸熱器５の霜が溶けたことを確実に検知できる。なお、本実施形態においては、圧縮機２から突出した冷媒は、図２おいて、放熱器３の下方から流入し、上方から流出し、次に、キャピラリーチューブ４を介して、次に、吸熱器５の上方から流入し、その後、下方から流出し、圧縮機２へと戻ることになる。

つまり、図２からも明らかなように、開閉手段２１が開放した際に、第１のバイパス風路１２を介して、室内の暖かい空気が、吸熱器５の最も低温の部分へと吹き付けられることになり、これにより、霜取りを効果的に行わせることができるのである。

以上のように本発明は、吸気口と吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた冷凍サイクルと熱交換手段と送風機とを備え、前記冷凍サイクルは、圧縮機と、圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記熱交換手段は、熱交換を行なうことができる第一の熱交換風路と第二の熱交換風路とを備え、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を前記熱交換手段の前記第一の熱交換風路、吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する除湿風路と、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を前記吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する第１のバイパス風路とを備え、この第１のバイパス風路を開閉できる開閉手段を設け、この開閉手段に制御手段を接続すると共に、この制御手段はデアイス運転時には、前記圧縮機を停止させ、前記送風機を運転させ、前記第１のバイパス風路の前記開閉手段を開くものであり、除湿装置の霜取り能力を更に高くできるものである。

従って、家庭用や事務所用などの、除湿装置として活用が期待されるものである。

１本体ケース
２圧縮機
３放熱器
４キャピラリーチューブ
５吸熱器
６熱交換手段
６ａ第１の伝熱板
６ｂ第２の伝熱板
７吸気口
８第一の熱交換風路
８ａ流入口
８ｂ流出口
９第二の熱交換風路
９ａ流入口
９ｂ流出口
１０送風機
１１除湿風路
１２第１のバイパス風路
１３吹出口
１４ケーシング部
１５モータ部
１６羽根部
１７吸込口
１８吐出口
１９冷媒配管
２０制御手段
２１開閉手段
２２第２のバイパス風路
２３温度測定手段
２４開閉板部
２５回動モータ部

Claims

吸気口と吹出口を有する本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた冷凍サイクルと熱交換手段と送風機とを備え、
前記本体ケースの一方側上部に前記吸気口を設け、
前記冷凍サイクルは、
圧縮機と、圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、
前記熱交換手段は、
熱交換を行なうことができる鉛直方向の風路である第一の熱交換風路と水平方向の風路である第二の熱交換風路とを備え、
前記本体ケース内の一方側から他方側へ順に、前記吸熱器、前記熱交換手段、前記放熱器、前記送風機を備え、
前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を、前記熱交換手段の上面、前記熱交換手段の前記第一の熱交換風路、前記熱交換手段の下面、前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間、吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する除湿風路と、
前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気の一部を前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間、前記吸熱器、前記熱交換手段の前記第二の熱交換風路、前記放熱器を順次介して前記吹出口へと送風する第１のバイパス風路とを備え、
この第１のバイパス風路を開閉できる開閉手段を前記本体ケース内の一方側と前記吸熱器との間の上部に設け、
この開閉手段に制御手段を接続すると共に、この制御手段はデアイス運転時には、前記圧縮機を停止させ、前記送風機を運転させ、前記第１のバイパス風路の前記開閉手段を開くことを特徴とする除湿装置。
前記第１のバイパス風路である前記吸気口から前記開閉手段までの距離は、前記除湿風路である前記吸気口から前記熱交換手段の前記第一の熱交換風路までの距離より短いことを特徴とする請求項１に記載の除湿装置。
前記第１のバイパス風路の前記開閉手段が開くと、前記除湿風路である前記吸気口から前記熱交換手段の前記第一の熱交換風路までの風路に前記開閉手段の少なくとも一部が突出することを特徴とする請求項１または２に記載の除湿装置。
前記本体ケースの一方側上部に前記吸気口を設け、前記本体ケース内の一方側から他方側へ順に、前記吸熱器、前記熱交換手段、前記放熱器、前記送風機を備え、前記放熱器の上端部は、前記吸熱器、前記熱交換手段、および閉状態の前記開閉手段の上端部より上方に位置し、前記送風機によって、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気を、前記熱交換手段と前記吸熱器を介さずに、前記放熱器を介して前記吹出口へ送風する第２のバイパス風路を備え、前記放熱器の上部の一部は、前記吸気口と対向し、前記第１のバイパス風路の前記開閉手段が開くと、前記第２のバイパス風路である前記吸気口から前記放熱器までの風路に前記開閉手段の少なくとも一部が突出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の除湿装置。
前記吸熱器の温度を測定する温度測定手段を備え、この温度測定手段の測定値が所定の温度より高い場合には、前記制御手段は、前記圧縮機と前記送風機とを運転し、前記第１のバイパス風路の前記開閉手段を閉じる除湿運転を行い、前記温度測定手段の測定値が所定の温度以下の場合には、前記制御手段は、前記送風機を運転させ、前記圧縮機を停止させ、前記第１のバイパス風路の前記開閉手段を開くデアイス運転をおこなうことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の除湿装置。
前記温度測定手段は、前記吸熱器の下部に設けたことを特徴とする請求項５に記載の除湿装置。