JP6641390B2 - 除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、除湿装置に関するものであり、流路切替装置を切り替えて除霜することができる除湿装置に関するものである。

熱交換器の霜を溶かす方法として、運転を停止させて自然融解を用いる方法、及び吐出冷媒を蒸発器に直接流して霜を溶かす方法等がある。

ここで、流路切替装置を切り替えることで、流路切替装置を切り替える前に蒸発器として機能していた熱交換器に、圧縮機から吐出した高温冷媒を供給することで、熱交換器の霜を溶かす除湿装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。熱交換器に霜が付くと風量が低下し蒸発器での熱交換量が低下する。このため、蒸発器の入口温度と出口温度との温度差が小さくなることで、着霜が有ることを判定することができる。

国際公開第２０１５／１２５２５１号

蒸発器での熱交換量が低下すると、蒸発器で冷媒がガス化しにくくなる。このため、圧縮機に戻る液冷媒の量が増えて、圧縮機の故障に繋がりうる。ここで、蒸発器での熱交換量の低下には、各種の原因がある。上述したように、蒸発器に霜が付く場合の他に、風路に配置された塵埃等を捕捉するフィルタの目詰まりにより、蒸発器に空気が供給されにくくなる場合等もある。
蒸発器に霜が付く場合でも、フィルタの目詰まり等の場合でも、蒸発器の入口温度と出口温度の温度差の傾向は同じである。このため、蒸発器に霜が付く場合と、フィルタの目詰まり等の場合とを区別するには、蒸発器の入口温度及び出口温度以外のデータ（冷媒温度データ等）が必要となる。

蒸発器に霜が付く場合は、蒸発器の入口温度と出口温度の温度差が小さくなり、除霜する必要があると判定され、流路切替装置を切り替えられる。そして、高温冷媒が蒸発器に供給されて霜が除去され、蒸発器の入口温度と出口温度の温度差が開いていき、除湿装置は不具合が排除されたと判定できる。
一方、フィルタの目詰まり等の場合でも、蒸発器の入口温度と出口温度の温度差が小さくなり、除霜する必要があると判定され、流路切替装置が切り替えられてしまう。しかし、流路切替装置を切り替えたところで、フィルタの目詰まり等は直らないので、不具合は一向に排除されない。流路切替装置を切り替えても、蒸発器の入口温度と出口温度の温度差が小さいままなので、再び、除霜する必要があると判定される。つまり、流路切替装置が頻繁に切り替えられることになる。

ここで、フィルタの目詰まり等の場合を判定するにあたって冷媒温度を用いるのであれば、流路切替装置が頻繁に切り替えられてしまうと、その分、データが安定しなくなる。このため、フィルタの目詰まり等の場合の判定精度が低下してしまう。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、除霜以外の不具合の判定精度が低下してしまうことを回避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。

本発明に係る除湿装置は、冷媒回路を含む除湿装置であって、除湿対象空間から取り込まれる空気が流れる風路と、除湿対象空間の空気を風路に取り込む送風機と、風路内に配置され、空気に含まれている水分の吸着及び吸着した水分を空気に脱着する水分吸着部と、冷媒回路に含まれる圧縮機と、風路の水分吸着部よりも上流に配置され、冷媒回路に含まれ、蒸発器又は凝縮器として機能する第１の熱交換器と、風路の水分吸着部よりも下流に配置され、冷媒回路に含まれ、凝縮器又は蒸発器として機能する第２の熱交換器と、冷媒回路に含まれ、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に接続されている絞り装置と、第１の熱交換器を蒸発器として機能させるとともに第２の熱交換器を凝縮器として機能させる第１の状態と、第１の熱交換器を凝縮器として機能させるとともに第２の熱交換器を蒸発器として機能させる第２の状態とを切り替える、冷媒回路に含まれる流路切替装置と、蒸発器及び凝縮器の冷媒温度を検出する温度検出部と、温度検出部の検出結果に基づいて、圧縮機、送風機及び流路切替装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、蒸発器の温度に基づく第１の条件を満たす場合には、第１の状態から第２の状態へ、又は、第２の状態から第１の状態へ切り替え、第１の条件を満たすと判定してから一定期間の間は、第１の条件を満たしていても、第１の状態から第２の状態への切り替え、及び、第２の状態から第１の状態へ切り替えは行わず、凝縮器の入口における冷媒温度と、蒸発器の入口における冷媒温度との温度差が閾値よりも大きい場合、着霜以外の不具合が発生したと判定するように構成されているものであり、第１の条件は、蒸発器の入口温度と蒸発器の出口温度との差が予め定められた第１の温度差よりも小さい、という条件を含むように構成されているものである。

本発明に係る除湿装置によれば、上記構成を備えているので、除霜以外の不具合の判定精度が低下してしまうことを回避することができる。

本発明の実施の形態に係る除湿装置の冷媒回路等を示す図である。 本発明の実施の形態に係る除湿装置の制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る除湿装置の除霜判定及び保護停止判定の説明図である。 本発明の実施の形態に係る除湿装置の第２の状態を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る除湿装置の変形例１である。 本発明の実施の形態に係る除湿装置の変形例２である。

以下、本発明に係る除湿装置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、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る除湿装置１００の冷媒回路Ａ等を示す図である。
図２は、本実施の形態に係る除湿装置１００の制御装置４の構成図である。
図３は、本実施の形態に係る除湿装置１００の除霜判定及び保護停止判定の説明図である。

除湿装置１００は、流路切替装置１５が第１の状態と第２の状態とを切り替え可能である。ここで、第１の状態と第２の状態とでは、除湿装置１００の冷媒回路Ａの流路構成が異なるが、いずれの状態でも除湿が可能である。除湿装置１００は、第１の状態から第２の状態へ切り替える、又は、第２の状態から第１の状態へ切り替えることで、蒸発器として機能していた熱交換器を凝縮器として機能させ、除霜をすることができるようになっている。なお、図１に示す流路切替装置１５は第１の状態である。

［構成説明］
除湿装置１００は、冷媒を圧縮する圧縮機１３と、凝縮器又は蒸発器として機能する第１の熱交換器１１ａ及び第２の熱交換器１１ｂと、凝縮器として機能する第３の熱交換器１１ｃと、凝縮された冷媒を減圧する絞り装置１４と、冷媒流路を切り替える流路切替装置１５とを有している。この圧縮機１３、第１の熱交換器１１ａ、第２の熱交換器１１ｂ、第３の熱交換器１１ｃ、絞り装置１４及び流路切替装置１５が冷媒配管で接続されている。なお、以下の説明においては、第１の熱交換器１１ａ、第２の熱交換器１１ｂ及び第３の熱交換器１１ｃを合わせて熱交換器１１と総称する場合がある。

除湿装置１００の冷媒配管は、冷媒配管Ｐ１〜冷媒配管Ｐ７を含む。冷媒配管Ｐ１は圧縮機１３の吐出部と第３の熱交換器１１ｃとを接続する。冷媒配管Ｐ２は第３の熱交換器１１ｃと流路切替装置１５とを接続する。冷媒配管Ｐ３は流路切替装置１５と第２の熱交換器１１ｂとを接続する。冷媒配管Ｐ４は第２の熱交換器１１ｂと絞り装置１４とを接続する。冷媒配管Ｐ５は絞り曽於うち１４と第１の熱交換器１１ａとを接続する。冷媒配管Ｐ６は第１の熱交換器１１ａと流路切替装置１５とを接続する。冷媒配管Ｐ７は流路切替装置１５と圧縮機１３の吸入部とを接続する。

除湿装置１００は、水分の吸着及び脱着を行う水分吸着部１６と、熱交換器１１及び水分吸着部１６に空気を供給する送風機１２とを備えている。なお、本実施の形態では、送風機１２は、第３の熱交換器１１ｃよりも風路の下流に配置されているが、それに限定されるものではなく、例えば、第１の熱交換器１１ａよりも上流でもよい。

除湿装置１００は、冷媒の温度を検出するのに利用される温度センサ１ｅ、温度センサ１ｆ、温度センサ１ｇ及び温度センサ１ｈを備えている。なお、以下の説明において、温度センサ１ｅ、温度センサ１ｆ、温度センサ１ｇ及び温度センサ１ｈを温度検出部Ｓと総称することもある。除湿装置１００は、温度検出部Ｓの検出結果に基づいて流路切替装置１５の切り替え等をする制御装置４と、各種データを格納するメモリＭｅとを備えている。

除湿装置１００は、少なくとも熱交換器１１及び水分吸着部１６が設置される風路５０を備えている。風路５０には、最上流部に吸込口５０Ａが形成され、最下流部に吹出口５０Ｂが形成されている。なお、図１では、風路５０の空気の流れを実線矢印（Ａｉｒ１〜Ａｉｒ５）で示している。風路５０には、除湿対象空間内の空気が取り込まれ、除湿された後に、除湿対象空間に吹き出される。除湿対象空間は、例えば、室内等である。

（圧縮機１３）
圧縮機１３は、吐出部が第３の熱交換器１１ｃに接続され、吸入部が流路切替装置１５に接続されている。圧縮機１３は、例えば、モータ（図示せず）によって駆動される容積式圧縮機で構成するとよい。なお、圧縮機１３の台数を１台に限定するものではなく、２台以上の圧縮機が並列もしくは直列に接続されたものであってもよい。

（熱交換器１１）
第１の熱交換器１１ａ及び第２の熱交換器１１ｂは、一端が絞り装置１４に接続され、他端が流路切替装置１５に接続されている。つまり、第１の熱交換器１１ａと絞り装置１４と第２の熱交換器１１ｂとが直列に接続されている。第３の熱交換器１１ｃは、一端が圧縮機１３の吐出部に接続され、他端が流路切替装置１５に接続されている。なお、空気流れ方向の上流側から順番に、第１の熱交換器１１ａ、第２の熱交換器１１ｂ、及び第３の熱交換器１１ｃが配置されている。熱交換器１１は、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器等で構成するとよい。なお、第１の熱交換器１１ａは冷媒を分配するヘッダーＨｄ１を含み、第２の熱交換器１１ｂも冷媒を分配するヘッダーＨｄ２を含む。ヘッダーＨｄ１及びヘッダーＨｄ２は、各熱交換器の伝熱管に接続される。

第１の熱交換器１１ａは、風路５０の水分吸着部１６よりも上流に配置され、冷媒回路Ａに含まれ、蒸発器又は凝縮器として機能する。第２の熱交換器１１ｂは、風路５０の水分吸着部１６よりも下流に配置され、冷媒回路Ａに含まれ、凝縮器又は蒸発器として機能する。第３の熱交換器１１ｃは、第２の熱交換器１１ｂよりも風路５０の下流に配置され、冷媒回路Ａに含まれ、凝縮器として機能する。

（絞り装置１４）
絞り装置１４は、冷媒を減圧させるものであり、冷媒回路Ａに含まれる。絞り装置１４は、一端が第１の熱交換器１１ａに接続され、他端が第２の熱交換器１１ｂに接続されている。つまり、絞り装置１４は、第１の熱交換器１１ａと第２の熱交換器１１ｂとの間に接続されている。絞り装置１４は、冷媒回路Ａ内を流れる冷媒の流量の調節等が行うことができる。絞り装置１４は、例えば、ステッピングモータ（図示せず）により絞りの開度を調整することが可能な電子膨張弁、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、又はキャピラリーチューブ等で構成することができる。

（流路切替装置１５）
流路切替装置１５は、例えば、四方弁で構成することができ、冷媒回路Ａに含まれる。
流路切替装置１５は、冷媒流路を切り替えて、冷媒回路Ａの冷媒の流れを切り替えることができるものである。
流路切替装置１５は、第１の熱交換器１１ａのうちの絞り装置１４が接続されていない側と、第２の熱交換器１１ｂのうちの絞り装置１４が接続されていない側と、第３の熱交換器１１ｃのうちの圧縮機１３の吐出部が接続されていない側と圧縮機１３の吸入部とに接続されているものである。
流路切替装置１５は、第１の熱交換器１１ａを蒸発器として機能させるとともに第２の熱交換器１１ｂを凝縮器として機能させる第１の状態と、第１の熱交換器１１ａを凝縮器として機能させるとともに第２の熱交換器１１ｂを蒸発器として機能させる第２の状態とを切り替える。
流路切替装置１５は、第３の熱交換器１１ｃと第２の熱交換器１１ｂとを接続するとともに、第１の熱交換器１１ａと圧縮機１３の吸入部とを接続する、第１の状態に冷媒回路Ａを切り替えることができる。また、流路切替装置１５は、第３の熱交換器１１ｃと第１の熱交換器１１ａとを接続するとともに、第２の熱交換器１１ｂと圧縮機１３の吸入部とを接続する、第２の状態に冷媒回路Ａを切り替えることができる。

（送風機１２）
送風機１２は、熱交換器１１及び水分吸着部１６が設置される風路５０に空気を取り込み、風路５０に取り込んだ空気を除湿対象空間に供給するものである。送風機１２は、図１では、第３の熱交換器１１ｃの空気流れ方向の下流に配置されているものとして図示しているが、それに限定されるものではなく、例えば、第１の熱交換器１１ａの上流等でもよい。
送風機１２は、除湿装置１００内の風路を通過する空気の流量を可変することができるファンである。送風機１２は、例えば、ＤＣファンモータ等のモータによって駆動される遠心ファン、又は多翼ファン等で構成することができる。

（水分吸着部１６）
水分吸着部１６は、除湿装置１００の風路断面積に対する通風断面積をより広く確保することができるように、例えば、風路断面に対応した形状をしている。例えば、風路断面が四角形であれば水分吸着部１６の通風断面を四角形とし、風路断面が六角形であれば水分吸着部１６の通風断面を六角形とするということである。
水分吸着部１６は、風路５０の空気が通過するように形成された複数の透孔を有する通風体である。水分吸着部１６は、例えば、多孔質平板等になっており、厚さ方向に空気が通過できるように構成されているということである。
なお、水分吸着部１６は、多孔質平板の表面に、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、高分子吸着材等のような相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する特性を有する吸着剤を塗布、表面処理、又は、含浸させたものが用いられる。

（温度検出部Ｓ）
温度検出部Ｓは、冷媒の温度を検出する。温度検出部Ｓは、制御装置４に接続されている。除湿装置１００は、温度検出部Ｓの検出結果に基づいて、第１の状態と第２の状態との切り替え、及び、運転停止を行う。なお、運転停止とは、除湿装置１００の運転を停止するということであり、例えば、圧縮機１３を停止させるとともに送風機１２を停止させる。

温度センサ１ｅは、冷媒配管Ｐ３に配置されている。温度センサ１ｅは、第１の状態のときには第２の熱交換器１１ｂの冷媒の入口温度を検出し、第２の状態のときには第２の熱交換器１１ｂの冷媒の出口温度を検出する。
温度センサ１ｆは、冷媒配管Ｐ４に配置されている。温度センサ１ｆは、第１の状態のときには第２の熱交換器１１ｂの冷媒の出口温度を検出し、第２の状態のときには第２の熱交換器１１ｂの冷媒の入口温度を検出する。

温度センサ１ｇは、冷媒配管Ｐ５に配置されている。温度センサ１ｇは、第１の状態のときには第１の熱交換器１１ａの冷媒の入口温度を検出し、第２の状態のときには第２の熱交換器１１ｂの冷媒の出口温度を検出する。
温度センサ１ｈは、冷媒配管Ｐ６に配置されている。温度センサ１ｈは、第１の状態のときには第１の熱交換器１１ａの冷媒の出口温度を検出し、第２の状態のときには第１の熱交換器１１ａの冷媒の入口温度を検出する。

（制御装置４及びメモリＭｅ）
制御装置４は、温度検出部Ｓの検出結果に基づいて、流路切替装置１５の切り替え、圧縮機１３の周波数、送風機１２の回転数、及び絞り装置１４の開度等を制御するものである。制御装置４は、運転制御部４Ａと、判定部４Ｂと、演算部４Ｃとを備えている。

運転制御部４Ａは、判定部４Ｂの判定結果等に基づいて、送風機１２、圧縮機１３、絞り装置１４及び流路切替装置１５を制御する。
判定部４Ｂは、後述する、除霜判定及び保護停止判定を行う。判定部４Ｂの判定には、演算部４Ｃで演算した冷媒温度のデータを用いる。
演算部４Ｃは、温度検出部Ｓの検出結果に基づいて冷媒温度の演算を行う。

制御装置４は、例えば、専用のハードウエア、又はメモリＭｅに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ等ともいう）で構成される。
制御装置４が専用のハードウエアである場合には、制御装置４は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置４が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウエアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウエアで実現してもよい。
制御装置４がＣＰＵの場合には、制御装置４が実行する各機能は、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとファームウエアとの組み合わせにより実現される。ソフトウエアやファームウエアはプログラムとして記述され、メモリＭｅに格納される。ＣＰＵは、メモリＭｅに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置４の各機能を実現する。ここで、メモリＭｅは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリを採用することができる。なお、制御装置４の機能の一部を専用のハードウエアで実現し、一部をソフトウエア又はファームウエアで実現するようにしてもよい。

制御装置４は、第１の状態において、温度センサ１ｅ及び温度センサ１ｆの検出結果に基づいて、第１の条件を満たしているか否かを判定する。また、制御装置４は、第２の状態において、温度センサ１ｇ及び温度センサ１ｈの検出結果に基づいて、第１の条件を満たしているか否かを判定する。第１の条件を満たしているか否かの判定は、蒸発器の除霜をするか否かの判定（除霜判定）に用いられる。第１の状態でも第２の状態でも蒸発器に着霜する可能性があることから、制御装置４は、第１の状態及び第２の状態の両方で、除霜判定を行う。

次に、着霜によって蒸発器に不具合が生じたときの冷媒温度について説明する。
熱交換器１１に霜が付き、熱交換器１１に供給される空気の風量が低下すると、凝縮器では、凝縮液化する冷媒量が減り、密度が低い冷媒が圧縮機１３に戻る。このため、制御装置４は、凝縮液化を促すために、圧縮機１３の周波数を上げて圧縮機１３から吐出される冷媒の圧力を上昇させる。一方、熱交換器１１に供給される空気の風量が低下すると、蒸発器では冷媒の蒸発量が減少し、蒸発器の入口温度と出口温度との差が小さくなる。このため、制御装置４は、冷媒の蒸発量を確保するため、絞り装置１４の開度を小さくする。すると、蒸発器に流入する冷媒温度は低下するが、絞り装置１４の開度を小さくしても霜が溶けるわけではないので、蒸発器に供給される空気の風量が低下したままとなることから、依然として蒸発器での冷媒の蒸発量も減少している。したがって、圧縮機１３の吸い込み温度が低い環境においては、蒸発器での冷媒の蒸発量が減少しているので蒸発器の入口温度と出口温度との差があまり無く（後述の条件Ｃ１に対応）、また、絞り装置１４の開度を小さくしているので蒸発器の入口温度が低下する（後述の条件Ｃ２に対応）。そこで、制御装置４は、上述の第１の条件を満たすか否かを判定して、第１の状態と第２の状態とを切り替え、除霜を行う。

制御装置４は、第１の状態及び第２の状態の両方において、温度センサ１ｅ及び温度センサ１ｈの検出結果に基づいて、第２の条件を満たしているか否かを判定する。第２の条件を満たしているか否かの判定は、除湿装置１００をすみやかに停止させるべき状況であるか否かの判定（保護停止判定）に用いられる。保護停止判定は、例えば、次のような場合を想定して行われる判定である。第１に、風路５０の第１の熱交換器１１ａの上流に配置される図示省略のフィルタに塵埃が溜まり、このフィルタより下流へ空気が供給されることが妨げられる場合である。第２に、送風機１２のモータ及びファンに滑りが生じたとき、又は高静圧時には、送風機１２の風量が落ち、熱交換器１１への空気の供給量が低下する場合である。これらの場合の不具合（以下、着霜以外の不具合とも称する）を想定し、除湿装置１００は保護停止判定を行うことで自動的に運転停止をし、除湿装置１００を保護している。

次に、着霜以外の不具合が生じたときの冷媒温度について説明する。
着霜以外の不具合の場合でも、蒸発器における冷媒温度の傾向は同じである。つまり、圧縮機１３の吸い込み温度が低い環境においては、蒸発器での冷媒の蒸発量が減少しているので蒸発器の入口温度と出口温度との差が小さくなっており、また、絞り装置１４の開度を小さくしているので蒸発器の入口温度が低下する。このため、除湿装置１００は、着霜以外の不具合が生じたときにおいても、流路切替装置１５を切り替える。しかし、流路切替装置１５を切り替えても、着霜以外の不具合は解消しない。つまり、フィルタに目詰まりがあれば、依然として、フィルタより下流へ空気が供給されることが妨げられている。このため、例えば第１の状態から第２の状態に切り替えられた場合を考えると、第３の熱交換器１１ｃに供給される空気の風量が小さいので、第３の熱交換器１１ｃにおける冷媒の放熱量が小さく、冷媒が凝縮液化しにくくなる。このため、第１の熱交換器１１ａに供給される冷媒の温度（凝縮器の入口温度）は高くなる。
なお、着霜した場合であれば、第１の状態のときに第１の熱交換器１１ａに形成された霜が溶け、第１の熱交換器１１ａよりも下流にある第３の熱交換器１１ｃに適切に空気が供給されることになる。このため、第３の熱交換器１１ｃにおける冷媒の放熱量が確保される。したがって、第１の熱交換器１１ａに供給される冷媒の温度（凝縮器の入口温度）は抑えられる。

（第１の条件の条件Ｃ１、Ｃ２及び第２の条件の条件Ｄ１及びＤ２）
第１の条件は、蒸発器の温度に基づいた条件である。蒸発器に着霜があると、蒸発器で空気と冷媒とが熱交換しにくくなり、蒸発器を通過する前後の冷媒の温度変化が小さくなるためである。
具体的には、第１の条件は、蒸発器の入口温度と蒸発器の出口温度との差が予め定められた第１の温度差よりも小さいという条件Ｃ１を含む。第１の条件は、それに加えて、蒸発器の入口温度が予め定められた第１の温度よりも低い、という条件Ｃ２も含む。第１の条件は、条件Ｃ１だけでもよいが、条件Ｃ２が加わることで、第１の状態から第２の状態への切り替え、又は、第２の状態から第１の状態への切り替え、を意図していないのに、状態が切り替わってしまうことを回避することができる。蒸発器の除霜を目的として、第１の状態から第２の状態への切り替え、又は、第２の状態から第１の状態への切り替えが実施される。つまり、第１の条件が条件Ｃ２を含むことで、蒸発器の入口温度が高く、蒸発器に着霜がないと想定されるような状況でも蒸発器を除霜してしまうことを回避することができ、蒸発器の除霜判定の精度を向上させることができる。

第２の条件は、少なくとも凝縮器の温度に基づいた条件である。これは、着霜以外の不具合があれば、第１の状態から第２の状態へ切り替えられた場合には、第１の熱交換器１１ａに、第３の熱交換器１１ｃを通過した高温冷媒が供給され続けることになるからである。なお、第２の状態から第１の状態へ切り替えられた場合には、第２の熱交換器１１ｂに、第３の熱交換器１１ｃを通過した高温冷媒が供給され続けることになる。
具体的には、第２の条件は、凝縮器の入口温度と蒸発器の出口温度との差が予め定められた第２の温度差よりも大きい、という条件Ｄ１を含む。除霜以外の不具合時には、凝縮器の入口温度が高くなっている。また、第１の状態と第２の状態とが切り替わっても、依然として熱交換器１１に供給される空気の風量が小さいため蒸発器での蒸発量を確保できず、絞り装置１４の開度が小さいままなので、蒸発器の出口温度が低くなっている。結果として、第２の温度差も大きくなる。ここでいう凝縮器とは、第２の状態のときには第１の熱交換器１１ａであり、第１の状態のときには第２の熱交換器１１ｂである。また、ここでいう蒸発器とは、第２の状態のときには第２の熱交換器１１ｂであり、第１の状態のときには第１の熱交換器１１ａである。
逆に、除霜の不具合時であれば、蒸発器の霜が溶けて、空気流れ方向の最下流に配置された第３の熱交換器１１ｃに空気が供給されることになる。このため、第３の熱交換器１１ｃで冷媒の温度が低下し、第１の熱交換器１１ａ又は第２の熱交換器１１ｂに高温冷媒が供給され続けることはなくなる。このため、除霜の不具合時であれば、第２の条件は満たさないことになる。つまり、第２の条件は、送風機１２が停止せずに運転していれば、除霜以外の不具合と、除霜の不具合とを区別することができる。
また、第２の条件は、それに加えて、蒸発器の出口温度が予め定められた第２の温度よりも低い、という条件Ｄ２を含む。第２の条件が、条件Ｄ１に加えて条件Ｄ２を含むことで、除霜以外の不具合の判定精度を向上させることができる。

保護停止判定は、除霜判定で除霜をするとの判定がされてから、一定期間Ｔの間、行われる。一定期間Ｔは、例えば、数分程度に設定される。この一定期間Ｔでは、除霜判定にて第１の条件が満たされても、第１の状態から第２の状態への切り替え、及び、第２の状態から第１の状態へ切り替えを行わない。除霜判定で除霜をすると判定されてから、ほどなくして、再び除霜をすると判定されてしまうためである。つまり、除霜をするとの判定が頻繁になされ、流路切替装置１５が頻繁に切り替えられてしまうことを回避するためである。
ここで、流路切替装置１５が頻繁に切り替えられると、その度に、温度検出部Ｓの検出結果が変動することになり、制御装置４が温度検出部Ｓから取得する温度データが安定しなくなる。その結果として、制御装置４は、保護停止判定を精度よく行うことができなくなってしまう。そこで、制御装置４は、第１の条件を満たすと判定してから、一定期間Ｔの間、第１の条件を満たしていても除霜をするとの判定はしない。そして、制御装置４は、一定期間Ｔの間は、保護停止判定だけを行う。これにより、除湿装置１００では、除霜以外の不具合の判定精度が低下してしまうことを回避している。なお、着霜以外の不具合の判定とは、保護停止判定のことを指す。

（第１の条件の条件Ｃ３及び第２の条件の条件Ｄ３及びＤ４）
第１の条件は、第１の条件を満たす期間が、予め定められた第１の期間、継続している、という条件Ｃ３をさらに含む。つまり、図３に示すように、第１の期間に対応する時間ｔ１と時間ｔ２との間の期間、第１の条件の条件Ｃ１が満たされているときに、第１の状態と第２の状態とを切り替えるため、流路切替装置１５を切り替えるということである。なお、第１の条件が、条件Ｃ２を含むのであれば、条件Ｃ１及び条件Ｃ２を満たす期間が、第１の期間、継続していることとすればよい。
また、第２の条件は、第２の条件を満たす期間が、第１の期間よりも長い予め定められた第２の期間、継続している、という条件Ｄ３をさらに含む。なお、第２の条件は、例えば、第２の期間は、第１の期間が終わった後も続くように第１の期間を含む、という条件Ｄ４を含む。
図３に示すように、第２の期間に対応する時間ｔ１と時間ｔ３との間の期間、第２の条件の条件Ｄ１が満たされているときに、運転停止とするということである。なお、第２の条件が、条件Ｄ２を含むのであれば、条件Ｄ１及び条件Ｄ２を満たす期間が、第２の期間、継続していることとすればよい。
除湿装置１００では、条件Ｃ３、条件Ｄ３及び条件Ｄ４の構成を備えていることにより、先に、除霜判定が実施されることになる。このため、除湿装置１００の不具合が熱交換器１１の着霜である場合において、制御装置４が着霜以外の不具合であると判定してしまい、流路切替装置１５の切り替えではなく、運転停止をしてしまう、ということを回避することができる。

（冷媒）
冷媒回路Ａに用いられる冷媒はたとえば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａなどのＨＣＦＣ冷媒、もしくは炭化水素、ヘリウムのような自然冷媒などがある。

［第１の状態の冷媒の流れ］
図１を参照して第１の状態のときの冷媒の流れを説明する。
圧縮機１３から吐出された冷媒は第３の熱交換器１１ｃへと流れる。この時、第３の熱交換器１１ｃは凝縮器として作用し、冷媒は空気と熱交換する際に一部が凝縮液化する。第３の熱交換器１１ｃ通過後に冷媒は、流路切替装置１５を通過して第２の熱交換器１１ｂへと流れる。第２の熱交換器１１ｂは凝縮器として作用し、冷媒は空気と熱交換する際に凝縮液化し、絞り装置１４へと流れる。冷媒は絞り装置１４で減圧された後、第１の熱交換器１１ａに流れる。第１の熱交換器１１ａは、蒸発器として機能し、冷媒は空気と熱交換して蒸発した後、流路切替装置１５を通過して再び圧縮機１３に吸入される。

［第１の状態での除湿］
第１の状態では、吸込口５０Ａより風路５０内に取り込まれた空気は、第１の熱交換器１１ａに送り込まれる。ここで、風路５０に取り込まれた空気は、蒸発器として機能する第１の熱交換器１１ａによって冷却される。第１の熱交換器１１ａを通過した空気は、露点温度以下に冷却されることで冷却除湿された空気となり、水分吸着部１６に送り込まれる。この冷却除湿された空気は、相対湿度が上昇している。このため、水分吸着部１６の吸着剤が水分を吸着しやすくなっている。つまり、冷却除湿された空気は、水分吸着部１６の吸着剤により水分が吸着される。その後、凝縮器として機能する第２の熱交換器１１ｂ及び第３の熱交換器１１ｃで空気は加熱され、吹出口５０Ｂより吹き出される。

［第２の状態の冷媒の流れ］
図４は、本実施の形態に係る除湿装置の第２の状態を説明する図である。
圧縮機１３から吐出された冷媒は第３の熱交換器１１ｃへと流れる。この時、第３の熱交換器１１ｃは凝縮器として作用し、冷媒は空気と熱交換する際に一部が凝縮液化する。第３の熱交換器１１ｃ通過後に冷媒は、流路切替装置１５を通過して第１の熱交換器１１ａへと流れる。第１の熱交換器１１ａは凝縮器として作用し、冷媒は空気と熱交換する際に凝縮液化し、絞り装置１４へと流れる。冷媒は絞り装置１４で減圧された後、第２の熱交換器１１ｂに流れる。第２の熱交換器１１ｂは、蒸発器として機能し、冷媒は空気と熱交換して蒸発した後、流路切替装置１５を通過して再び圧縮機１３に吸入される。

［第２の状態での除湿］
第２の状態では、吸込口５０Ａより風路５０に取り込まれた空気は、第１の熱交換器１１ａに送り込まれる。ここで、風路５０に取り込まれた空気は、凝縮器として機能する第１の熱交換器１１ａによって加熱され、通過空気温度が上昇し、水分吸着部１６に送り込まれる。この加熱された空気の相対湿度は、吸込口５０Ａに流入した空気よりも低くなっている。このため、水分吸着部１６の吸着剤は水分を脱着しやすくなっている。つまり、加熱された空気は、水分吸着部１６の吸着剤により水分が脱着される。第２の熱交換器１１ｂは、蒸発器として機能するため通過空気を冷却し、冷却された通過空気が露点温度以下に冷却された場合には水分が除湿された除湿空気となる。つまり、第２の状態では、蒸発器として機能する第２の熱交換器１１ｂの作用により、空気が除湿される。その後、凝縮器として機能する第３の熱交換器１１ｃで空気は加熱され、吹出口５０Ｂより吹き出される。

［実施の形態の変形例１］
図５は、本発明の実施の形態に係る除湿装置の変形例１である。なお、変形例１では実施の形態との相違点を中心に説明し、共通する部分の説明は省略する。

図５に示すように、変形例１に係る除湿装置２００は、温度センサ１ｄ及び温度センサ１ｊを備えている。温度センサ１ｄは、冷媒配管Ｐ２に配置されている。温度センサ１ｊは、冷媒配管Ｐ７に配置されている。温度センサ１ｄ及び温度センサ１ｊが配置されている。実施の形態では、第１の状態と第２の状態とでは、保護停止判定に用いる温度センサ１ｅの温度データと保護停止判定に用いる温度センサ１ｈの温度データとの関係が逆となっていた。そこで、変形例１のように、温度センサ１ｄ及び温度センサ１ｊを備えることで、温度センサ１ｅの温度データ及び温度センサ１ｈの温度データを入れ替える必要がなくなる。

［実施の形態の変形例２］
図６は、本発明の実施の形態に係る除湿装置の変形例２である。なお、変形例２では実施の形態との相違点を中心に説明し、共通する部分の説明は省略する。

図６に示すように、変形例２に係る除湿装置３００は、セパレート型であり、除湿ユニット３０１と圧縮ユニット３０２とを備えている。除湿ユニット３０１は、熱交換器１１、水分吸着部１６、絞り装置１４、流路切替装置１５、送風機１２、風路５０、制御装置４、メモリＭｅ及び温度検出部Ｓ等を備えている。圧縮ユニット３０２は、圧縮機１３を備えている。また、冷媒配管Ｐ１にはバルブ１７が接続され、冷媒配管Ｐ７にはバルブ１８が接続されている。バルブ１７及びバルブ１８は、除湿ユニット３０１及び圧縮ユニット３０２外に配置されている。なお、バルブ１７及びバルブ１８は、除湿ユニット３０１内に配置されていてもよいし、圧縮ユニット３０２内に配置されていてもよい。

除湿装置３００では、保護停止判定で運転停止をするとの判定をした場合には、接点回路のみで、運転停止を実施できる構成を採用している。具体的には、除湿装置３００は、接点回路によって開閉動作するバルブ１７及びバルブ１８を備えている。

除湿装置が天吊り型である場合には、圧縮機が振動源となるため、圧縮機を熱交換器等と一緒のユニットに搭載することは困難である。つまり、除湿装置を圧縮ユニットと除湿ユニットとに分けたセパレート型にする必要がある。しかし、セパレート型とすると、保護停止判定に基づく運転停止（圧縮機の停止）を行うにあたって、次のような問題がある。
まず、除湿ユニットだけでなく圧縮ユニットにおいても温度センサに基づく制御を行おうとすると、圧縮ユニットと除湿ユニットとで別基板を配置する必要があり、製造コストの増加となる。
また、圧縮ユニットに制御装置を搭載すると、温度検出部の弱電回路をユニット間に這わせることになる。そうすると、ユニット間に這わせた配線に、圧縮機１３等の強電回路からのノイズが乗り、除湿装置３００の信頼性が低下する。

そこで、除湿装置３００は、接点回路によって開閉動作するバルブ１７及びバルブ１８を備えている。このため、除湿ユニット３０１の制御装置４の基板とは別に、高価な基板を設ける必要がなく、製造コストの増加を抑制することができる。
また、除湿装置３００は圧縮ユニット３０２に制御装置４等が搭載された態様ではないため、上述のノイズの問題が生じにくくなっており、除湿装置３００の信頼性の低下を回避することができる。

１ｂ 温度センサ、１ｄ 温度センサ、１ｅ 温度センサ、１ｆ 温度センサ、１ｇ 温度センサ、１ｈ 温度センサ、１ｊ 温度センサ、４ 制御装置、４Ａ 運転制御部、４Ｂ 判定部、４Ｃ 演算部、１１ 熱交換器、１１ａ 第１の熱交換器、１１ｂ 第２の熱交換器、１１ｃ 第３の熱交換器、１２ 送風機、１３ 圧縮機、１４ 絞り装置、１５ 流路切替装置、１６ 水分吸着部、１７ バルブ、１８ バルブ、５０ 風路、５０Ａ 吸込口、５０Ｂ 吹出口、１００ 除湿装置、２００ 除湿装置、３００ 除湿装置、３０１ 除湿ユニット、３０２ 圧縮ユニット、Ａ 冷媒回路、Ｍｅ メモリ、Ｐ１ 冷媒配管、Ｐ２ 冷媒配管、Ｐ３ 冷媒配管、Ｐ４ 冷媒配管、Ｐ５ 冷媒配管、Ｐ６ 冷媒配管、Ｐ７ 冷媒配管、Ｓ 温度検出部、Ｔ 一定期間。

Claims (8)

1. 冷媒回路を含む除湿装置であって、
   除湿対象空間から取り込まれる空気が流れる風路と、
   前記除湿対象空間の空気を前記風路に取り込む送風機と、
   前記風路内に配置され、空気に含まれている水分の吸着及び吸着した水分を空気に脱着する水分吸着部と、
   前記冷媒回路に含まれる圧縮機と、
   前記風路の前記水分吸着部よりも上流に配置され、前記冷媒回路に含まれ、蒸発器又は凝縮器として機能する第１の熱交換器と、
   前記風路の前記水分吸着部よりも下流に配置され、前記冷媒回路に含まれ、前記凝縮器又は前記蒸発器として機能する第２の熱交換器と、
   前記冷媒回路に含まれ、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に接続されている絞り装置と、
   前記第１の熱交換器を蒸発器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を凝縮器として機能させる第１の状態と、前記第１の熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記第２の熱交換器を蒸発器として機能させる第２の状態とを切り替える、前記冷媒回路に含まれる流路切替装置と、
   前記蒸発器及び前記凝縮器の冷媒温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記圧縮機、前記送風機及び前記流路切替装置を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記蒸発器の温度に基づく第１の条件を満たす場合には、前記第１の状態から前記第２の状態へ、又は、前記第２の状態から前記第１の状態へ切り替え、
   前記第１の条件を満たすと判定してから一定期間の間は、前記第１の条件を満たしていても、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え、及び、前記第２の状態から前記第１の状態へ切り替えは行わず、
   前記凝縮器の入口における前記冷媒温度と、前記蒸発器の入口における前記冷媒温度との温度差が閾値よりも大きい場合、着霜以外の不具合が発生したと判定するように構成されているものであり、
   前記第１の条件は、前記蒸発器の入口温度と前記蒸発器の出口温度との差が予め定められた第１の温度差よりも小さい、という条件を含む
   除湿装置。
2. 前記制御装置は、前記一定期間の間に、前記着霜以外の不具合が発生したか否かを判定し、前記着霜以外の不具合が発生したと判定した場合、前記一定期間の終了時に、前記除湿装置の運転を停止するように構成されている請求項１に記載の除湿装置。
3. 前記第１の条件は、
   前記蒸発器の入口温度が予め定められた第１の温度よりも低い、という条件をさらに含む
   請求項１または２に記載の除湿装置。
4. 前記制御装置は、前記温度差が前記閾値よりも大きい場合であって、且つ前記蒸発器の出口温度が予め定められた第２の温度よりも低い場合、前記着霜以外の不具合が発生したと判定するように構成されている
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の除湿装置。
5. 前記第１の条件は、
   条件を満たす期間が、予め定められた第１の期間、継続している、という条件をさらに含み、
   前記制御装置は、前記温度差が前記閾値よりも大きい期間が、前記第１の期間よりも長い予め定められた第２の期間、継続している場合、前記着霜以外の不具合が発生したと判定するように構成されており、
   前記第２の期間は、
   前記第１の期間が終わった後も続くように前記第１の期間を含む
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の除湿装置。
6. 前記第２の熱交換器よりも前記風路の下流に配置され、前記冷媒回路に含まれ、前記凝縮器として機能する第３の熱交換器をさらに備えた
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の除湿装置。
7. 前記流路切替装置は、
   前記第１の状態では、前記第３の熱交換器と前記第２の熱交換器とを接続するとともに前記第１の熱交換器と前記圧縮機の吸入部とを接続し、
   前記第２の状態では、前記第３の熱交換器と前記第１の熱交換器とを接続するとともに前記第２の熱交換器と前記圧縮機の吸入部とを接続する
   請求項６に記載の除湿装置。
8. 前記制御装置は、
   前記蒸発器での熱交換量が増えるように、前記蒸発器の入口温度と前記蒸発器の出口温度との差が前記第１の温度差よりも小さくなる前に前記絞り装置の開度を小さくし、前記蒸発器に流入させる冷媒温度を低下させ、
   前記蒸発器の入口温度と前記蒸発器の出口温度との差が前記第１の温度差よりも小さくなると、前記第１の状態から前記第２の状態へ、又は、前記第２の状態から前記第１の状態へ切り替える
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の除湿装置。

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