JPS63231142A - ヒ−トポンプ式乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はヒートポンプ式乾燥装置に関するものである
。

（従来の技術） 冷媒のヒートポンプサイクルを乾燥装置に応用した具体
例としては、例えば特開昭５９−１５０２２８号公報記
載の浴室乾燥装置がある。第４図にその装置の構成を模
式的に示しているが、同図において８１は浴室ユニット
であり、その天井に乾燥ユニット８２が設置されている
。この乾燥ユニット８２内には圧縮機８３と送風ファン
８４と、互いに隣接して配置された第１、第２熱交換器
８５．８６とが配置されている。上記送風ファン８４作
動時には、天井の吸込口８７から浴室内の大気が上記乾
燥ユニット８２内に吸込まれ、上記第１、第２熱交換器
８５．８６を通過した後、吹出口８８から浴室へと吹出
される。そしてこのとき上記圧縮機８３からの吐出ガス
冷媒を上記第２熱交換器８６から第１熱交換器８５へと
循環させるのである。上記第２熱交換器８５は蒸発器と
して作用し、これを通過する大気を冷却する。一方、上
記第２熱交換器８６は凝縮器として作用し、これを通過
する大気を加熱する。したがって流通大気はまず冷却さ
れ、このとき大気中の水分が結露し、除湿される。次い
で温度回復された後に、上記吹出口から乾燥空気として
吹出される。以上の作動を継続することによって、浴室
の乾燥が行われる。

ところで上記従来例は浴室の除湿乾燥を行う装置として
構成されているものであるが、さらに上記のような乾燥
空気の吹出口に、洗濯後等の衣類を吊り下げ、これに吹
出風を当てるようにすることによって、衣類等の乾燥装
置として構成することもできる。すなわち上記のような
乾燥ユニットを浴室、もしくは脱衣室の天井に設けるこ
とによって、入浴時以外は通常未使用状態となる居住空
間の有効活用を図ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記のような除湿空気を吹付けて衣類等の乾燥
を行うヒートポンプ式乾燥装置を構成する場合、夏場、
大気温度が高い場合には迅速な乾燥が可能であるが、冬
場等のように大気温度が低い場合には、大気中に含み得
る絶対水分量は小さなものであるために、その範囲内で
なし得る単位時間当りの大気からの除湿量、また衣類付
着水分の蒸発量はいずれも小さなものとなり、このため
乾燥に長時間を要するものとなったり、或いは大気循環
量や、大気冷却能力、加熱能力の大きなヒートポンプ式
乾燥装置が必要となって、経済性に劣るという問題があ
る。

一方、衣類の乾燥は温風を吹付けることによっても行う
二七ができる。この場合、大気温度が低い場合に、その
乾燥効果は顕著であるが、逆に大気温度が高い場合には
、上記除湿乾燥に比べて、乾燥効果は小さなものとなっ
てしまう。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、大気温度に応じてより効率的な乾燥を行うことがで
き、そのため乾燥時間の短縮や経済性の向上をなし得る
ヒートポンプ式乾燥装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明のヒートポンプ式乾燥装置は、第１図に
その基本構成を示しているように、圧縮ａｌと室外熱交
換器２と、第１及び第２熱交換器３．４を有する乾燥用
熱交換器ユニット５とを冷媒配管６により接続すると共
に、この冷媒配管６に、上記圧縮機１からの吐出冷媒が
上記乾燥用熱交換器ユニット５から室外熱交換器２へと
循環する第１冷媒循環サイクルと、上記圧縮機ｌと乾燥
用熱交換器ユニット５との間を冷媒が循環する第２冷媒
循環サイクルとを切換えるためのサイクル切換機構７を
設け、また上記乾燥用熱交換器ユニット５に、この乾燥
用熱交換器ユニット５を凝縮器として作用させる第１切
換状態と、上記第１、第２熱交換器３．４の一方を蒸発
器、他方を凝縮器としてそれぞれ作用させる第２切換状
態とを切換えるための熱交換切換機構８を設け、さらに
大気温度が基準温度以下のときには上記第１冷媒循環サ
イクルと第１切換状態とがそれぞれ選択されるように、
また大気温度が基準温度を超えるときには、上記第２冷
媒Ｗｉ環サイクルと第２切換状態とがそれぞれ選択され
るように上記サイクル切換機構７と熱交換切換機構８と
をそれぞれ制御するための運転制御手段９を有している
。

（作用） 上記構成のヒートポンプ式乾燥装置における作用につい
て、第１図を参照して説明すると、大気温度が基準温度
以下のときには、圧縮機１から吐出されるガス冷媒は乾
燥用熱交換器ユニット５で凝縮して放熱し、室外熱交換
器２で薄光して上記圧縮ａ１に返流される冷媒循環とな
る。一方、外気温度が基準温度を超えるときには、圧縮
機１から吐出されるガス冷媒は、乾燥用熱交換器ユニン
１・５内部で凝縮及び薄発の相変化を生じて圧縮機１に
返流されるように、運転制御手段９によって制御される
。したがって上記乾燥用熱交換器ユニット５は、外気温
度が基準温度以下のときにはこれを流通する大気を加熱
し、一方、基準温度を超えたときには除湿を行うように
自動的に機能の切換えがなされるのである。このため上
記基準温度を適当に設定することによって、外気温度が
低温側では温風送風乾燥で、高温側では除湿乾燥でそれ
ぞれより効率のよい乾燥運転が自動的に選択される乾燥
装置となり、乾燥時間の短縮、運転効率の向上を図るこ
とができる。

（実施例） 次にこの発明のヒートポンプ式乾燥装置の具体的な実施
例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

先に説明した第１図には、この発明の基本構成を示す冷
媒回路模式図を示しており、そして第２図には、この発
明を適用すると共に、さらに二室空調機能、給湯加熱機
能も有するヒートポンプシステムとして構成した具体例
を示している。

第２図において、Ｘは室外ユニットであり、この室外ユ
ニットＸには圧縮機１が配置されている。

この圧縮機１の吐出配管１２と、アキュームレータ１３
の介設された吸込配管１４とは、空調運転時の冷暖切換
用の四路切換弁（以下、冷暖切換弁と言う）１５にそれ
ぞれ接続されているが、上記吐出配管１２には、さらに
空調運転と給湯加熱運転とを切換えるための四路切換弁
（以下、給湯切換弁と言う）１６が介設されている。こ
の給湯切換弁１６の他の２つの接続ポートは、その一方
が配管１７によって上記吸込配管１４に接続されると共
に、他方は閉鎖弁１８の介設された給湯用往管１９によ
ってガス側給湯ユニット接続ポート２０に接続されてい
る。上記給湯切換弁１６の切換作動によって、上記圧縮
機１からの吐出ガス冷媒を、上記冷暖切換弁１５側か、
または上記給湯用往管１９側かに選択的に供給するよう
になされている。

上記冷暖切換弁１５には、第１及び第２のガス管２１．
２２がそれぞれ接続されている。上記第１ガス管２１に
は、閉鎖弁２３が介設されると共に、その先端部分は３
本の分岐ガス管２４．２５．２６に分岐されて、それぞ
れガス側室内ユニット接続ボート２７．２８．２９に接
続されている。

一方、上記第２ガス管２２には室外熱交換器２が接続さ
れ、この室外熱交換器２には、第１電動弁３１と受液器
３２と閉鎖弁３３とが順次介設された液管３４が接続さ
れている。そしてこの液管３４の先端部は３本の分岐液
管３５．３６．３７に分岐されて、それぞれ液側室内ユ
ニット接続ポート３８．３９．４０に接続されている。

なお上記各分岐液管３５．３６．３７にはそれぞれ第２
電動弁４１．４２．４３を介設している。また上記受液
器３２には、さらに給湯用復管４５が接続され、この給
湯用復管４５は、第３電動弁４６と閉鎖弁４７が介設さ
れると共に、法例給湯ユニット接続ボート４８に接続さ
れている。さらに上記圧縮機ｌと給湯切換弁１６の間の
吐出配管１２と、上記液側室内ユニット接続ボート４０
と第２電動弁４３との間の分岐液管３７とは、閉鎖弁４
９と第１電磁開閉弁５０とを介設した乾燥用ガス供給管
５１で接続している。

上記のような利用側ユニット接続ボートを有する室外ユ
ニットＸにおいて、上記それぞれガス側と法例との対を
なす接続ポートに利用側熱交換器を接続して多機能のヒ
ートポンプシステムが構成される訳であるが、上記実施
例では、給湯ユニット接続ボート２０−４８間に、給湯
ユニットＰの貯湯槽内に配置されて、貯湯水を加熱する
ための給湯用熱交換器５５を接続し、また上記３対の室
内ユニット接続ポートには、その２対２７−３８、２Ｂ
−３９に、室内ユニットＡ、Ｂの各室内熱交換器５６．
５７を接続している。そして残りの室内ユニット接続ボ
ート２９−４０間に乾燥ユニットＨの乾燥用熱交換器ユ
ニット５を接続している。

つまり上記ガス側室内ユニット接続ポート２９には分岐
接続ガス管５８を接続すると共に、液側室内ユニット接
続ボート４０には分岐接続液管５９を接続して、これら
の各分岐接続配管５８．５８の間に上記乾燥用熱交換器
ユニット５を接続している。

上記乾燥用熱交換器ユニット５を有する乾燥ユニットＨ
は、全体を排気ダクト６ｏが接続されたケーシングで覆
われて、例えば浴室或いは脱衣室の天井等に設置される
ものであり、その天井面に吸込口と吹出口とを有し、内
部に設置される送風ファン（図示せず）作動時には、上
記吸込口から浴室又は脱衣室内の大気を吸込み、これを
上記乾燥用熱交換器ユニット５を通過させた後、上記吹
出口から、その下部に吊るされる衣類に吹付けるように
構成される。上記の様に浴室又は脱衣室内の大気を循環
させる際に、後述する温風吹出乾燥時において、水分を
多量に含む吸込み大気は、その一部が上記排気ダクト６
０を通して屋外に排出される。なお上記装置においては
、後述のように、上記温風吹出乾燥とは別に除湿乾燥に
も自動的に切換わる乾燥運転がなされる訳であるが、こ
の除湿乾燥時には上記排気ダクト６０を通しての屋外へ
の排気は行われない。

上記乾燥用熱交換器ユニット５は、第２図に示している
ように、第１熱交換器３と第２熱交換器４とを有してお
り、これらの熱交換器３．４を、逆止弁６１゛、膨張弁
６２、第２電磁開閉弁６３の並列接続回路から成る熱交
換切換機構８を介して直列に接続した構成である。上記
逆止弁６１は、前記分岐接続ガス管５８側に接続された
上記第１熱交換器３側から第２熱交換器４側への冷媒の
流通を許容する。また上記膨張弁６２は、上記第２熱交
換器４側からこの膨張弁６２を通して第１熱交換器３へ
と冷媒が流通する際に、上記第１熱交換器３の出口側配
管に付設されているサーミスタ６４での検出温度に応じ
て、自動的に開度制御するものである。なお上記乾燥用
熱交換器ユニット５には、バイパス配管６５が並列に接
続されており、このバイパス配管には異常昇圧防止のた
めの高圧リリーフ弁６６が介設されている。

なお上記室外ユニットＸには、上記各利用側ユニットＡ
、Ｂ、Ｐ、Ｈにおける運転スイッチのＯＮ操作信号等に
応じて、所定の冷媒循環サイクルを形成するための運転
制御装置９が配置されている。

上記構成のヒートポンプシステムにおいて、次に乾燥運
転時の作動状態について説明する。

上記乾燥ユニッ）Ｈにおいて乾燥運転スイッチがＯＮ操
作され、乾燥運転要求信号が上記運転制御装置９に人力
されると、この運転制御装置９においてはまず大気温度
と基準温度との比較が行われる。室外ユニッ）Ｘ内に配
設されている大気温度検出用サーミスタ（図示せず）で
の検出温度が基準温度（例えば２２°Ｃ）以下の場合に
は、上記運転制御装置９からの作動信号によって、前記
各切換弁１５．１６は第２図中それぞれ実線で示す連通
位置に設定され、第１、第２電磁開閉弁５０．６３はそ
れぞれ閉弁状態となされて、冷媒の循環が行われる。こ
のとき圧縮機１からの吐出ガス冷媒は、図中実線矢印で
示すように、給湯切換弁１６、冷暖切換弁１５、第１ガ
ス管２１、分岐接続ガス管５８を経由して、乾燥用熱交
換器ユニット５に流入する。この乾燥用熱交換器ユニッ
ト５では、第１熱交換器３、逆止弁６１、第２熱交換器
４を順次通過して分岐接続液管５９へと流出していく訳
であるが、上記逆止弁６１は膨張機構として機能するも
のではないので、上記第１熱交換器３と第２熱交換器４
とは一体的に凝縮器として作用し、これらを通過する大
気を加熱する。すなわちこの乾燥ユニッ）Ｈからは温風
吹出しがなされる。上記乾燥用熱交換器ユニット５で凝
縮した冷媒は、膨張機構として機能する第２電動弁４３
、第１電動弁３１の介設された液管３４がら室外熱交換
器２に流入し、ここで蒸発した後、冷暖切換弁１５から
圧縮機１に返流される。以上のような第１の冷媒循環サ
イクルによって、室外熱交換器２で外気より得た熱量が
乾燥用熱交換器ユニット５に転送され、これによって加
熱された温風による乾燥がなされる。なお上記乾燥運転
時には、第２図より明らかなように、室内ユニットＡ、
　Ｂ側（７）第２電動弁４１．４２を適当に開度制御し
て、室内熱交換器５６．５７側にも圧縮機１がらの吐出
冷媒を分流して循環させることが可能であり、したがっ
て上記乾燥運転と室内暖房運転との同時運転が可能であ
る。

一方、外気温度が基準温度を超えていることが検出され
た場合には、上記運転制御装置９によって、第１電磁開
閉弁５０が開弁されると共に、乾燥ユニッｌ−Ｈ側の第
２電動弁４３は閉止開度となされ、また冷暖切換弁１５
は図中破線で示す連通位置に切換えられる。第２電磁開
閉弁６３は閉弁状態を維持する。このとき圧縮ｉｆから
の吐出ガス冷媒は、図中破線矢印で示すように、乾燥用
ガス供給管５１から分岐接続液管５９を経由して乾燥用
熱交換器ユニット５に流入する。この乾燥用熱交換器ユ
ニット５内においては、第２熱交換器４から膨張弁６２
、第１熱交換器３と順次流通後、分岐接続ガス管５８へ
と流出することとなる訳であるが、その流出冷媒温度に
応じて自動的に開度制御される上記膨張弁６２によって
、流通冷媒は第２熱交換器４において凝縮し、第１熱交
換器３において蒸発するようになされている。したがっ
てこれらの熱交換器３．４を通過する大気には、第１熱
交換器３から第２熱交換器４へと通過する際に冷却と温
度回復とが与えられる。これにより除湿された乾燥空気
となされて乾燥ユニン）Ｈの吹出口より吹出される。上
記第１熱交換器３で蒸発したガス冷媒は分岐接続ガス管
５８、第１ガス管２１、冷暖切換弁１５をそれぞれ経由
して圧縮機１に返流される。上記第２の冷媒循環サイク
ルによって、除湿乾燥がなされる。なお上記除湿乾燥運
転時には、圧縮機１からの吐出ガス冷媒を室外熱交換器
２から室内熱交換器５６．５７へと循環させる冷房運転
を同時に行うことができる。また上記実施例においては
、前記したサイクル切換機構７は、冷暖切換弁１５、第
２電動弁４３、第１電磁開閉弁５０によって構成されて
いる。

第３図には、上記のような除湿乾燥及び温風吹出乾燥に
おける所定の乾燥実験により得られた大気温度と乾燥時
間、消費電力量の関係を示している。同図のように、除
湿乾燥においては、大気温度が高くなる程、乾燥時間は
短くて済み、したがって消費電力量も大気温度が高くな
る程、低下している。一方、温風吹出乾燥においては、
大気温度が高くなる程、乾燥時間は長゛くなり、また消
費電力量も増加する。そして乾燥時間に着目すれば、大
気温度が略２２°Ｃを境として、この温度よりも低温側
では温風送風乾燥の方が、また高温側では除湿乾燥の方
がそれぞれ乾燥時間は短くて済む。そこで、上記実施例
において、基′！＄温度を２２°Ｃとすることにより、
これより大気温度が高い場合には除湿乾燥運転を、また
大気温度が低い場合には温風吹出乾燥運転をそれぞれ自
動的に選択して乾燥運転がなされるので、大気温度に応
じてそれぞれより迅速な乾燥がなされることとなる。ま
た上記基準温度を、消費電力量に着目して第３図におい
て除湿乾燥と温風吹出乾燥との各消費電力量の曲線が交
差する８°Ｃ程度の温度とすれば、大気温度に応じて消
費電力量を抑えた乾燥運転となり、経済性の向上を図る
ことができる。さらに上記８°Ｃと２２°Ｃとの間の適
当な温度を基準温度とすることによって、乾燥を迅速に
し、かつ経済性も向上する乾燥運転が可能となる。

以上の説明のように上記実施例においては、大気温度に
応じて、除湿乾燥と温風吹出乾燥とが好適に選択されて
乾燥運転がなされるので、乾燥時間の短縮や、経済性の
向上を図ることができる。

また上記実施例においては、室内空調と組合わせたヒー
トポンプシステムとして構成した場合においても、前記
説明のように、冬場の大気温度が低い場合には、暖房運
転を行いながら温風吹出乾燥を行い、一方夏場の大気温
度が高い場合には、冷房運転を行いながら除湿乾燥運転
を行うようにすることができるので、空調快適性を維持
しながら、上記のような乾燥を行い得るものとなってい
る。

また上記においては、多室空調システム用の室外ユニッ
トＸの室内ユニット接続ポートを利用して、乾燥ユニッ
）Ｈの接続が可能であり、室外ユニットＸに大きな改造
を必要としないので、高価な費用を要することなく、乾
燥機能付加装置として構成することができる。なお、第
２図中、熱交換切換機構８を構成する第２電磁開閉弁６
３は、圧縮機１からの吐出ガス冷媒を室外熱交換器２か
ら乾燥用熱交換器ユニット５へと循環させる際に開弁す
ることによって、この乾燥用熱交換器ユニット５を一体
的に蒸発器として作用させることができる。このとき冷
風が吹出されることとなる訳であるが、例えば上記のよ
うな乾燥ユニッ）Ｈを脱衣室天井に設けることによって
、この脱衣室の冷房も可能となり、これにより夏場の風
呂上りの身体に冷風を送って快適窓を与えることができ
、衣類等の乾燥機能に加えて、冷房機能も有する乾燥ユ
ニットＨとなっている。また上記実施例においては、基
準温度と比較する大気温度を、室外ユニットＸに配設さ
れたサーミスタで検出される外気温度として説明したが
、乾燥ユニット１１に吸込まれる浴室或いは脱衣室にお
ける大気温度として構成することもできる。

（発明の効果） 上記のようにこの発明のヒートポンプ式乾燥装置におい
ては、大気温度が低温側では温風吹出乾燥が、また高温
側では除湿乾燥がそれぞれ好適に選択されて乾燥運転が
なされるので、乾燥時間の短縮や経済性の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のヒートポンプ式乾燥装置の基本構成
を示す冷媒回路模式図、第２図はこの発明を通用すると
共に、二室空調、給湯加熱の各機能も有するヒー１−ポ
ンプシステムとして構成した装置の冷媒回路図、第３図
は除湿乾燥及び温風吹出乾燥時における乾燥時間、消費
電力量と大気温度との関係を示すグラフ、第４図は従来
の乾燥装置の構成を示す模式図である。 １・・・圧縮機、２・・・室外熱交換器、３・・・第１
熱交換器、４・・・第２熱交換器、５・・・乾燥用熱交
換器ユニット、６・・・冷媒配管、７・・・サイクル切
換機構、８・・・熱交換切換機構、９・・・運転制御手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮機（１）と室外熱交換器（２）と、第１及び第
   ２熱交換器（３）（４）を有する乾燥用熱交換器ユニッ
   ト（５）とを冷媒配管（６）により接続すると共に、こ
   の冷媒配管（６）に、上記圧縮機（１）からの吐出冷媒
   が上記乾燥用熱交換器ユニット（５）から室外熱交換器
   （２）へと循環する第１冷媒循環サイクルと、上記圧縮
   機（１）と乾燥用熱交換器ユニット（５）との間を冷媒
   が循環する第２冷媒循環サイクルとを切換えるためのサ
   イクル切換機構（７）を設け、また上記乾燥用熱交換器
   ユニット（５）に、この乾燥用熱交換器ユニット（５）
   を凝縮器として作用させる第１切換状態と、上記第１、
   第２熱交換器（３）（４）の一方を蒸発器、他方を凝縮
   器としてそれぞれ作用させる第２切換状態とを切換える
   ための熱交換切換機構（８）を設け、さらに大気温度が
   基準温度以下のときには上記第１冷媒循環サイクルと第
   １切換状態とがそれぞれ選択されるように、また大気温
   度が基準温度を超えるときには、上記第２冷媒循環サイ
   クルと第２切換状態とがそれぞれ選択されるように上記
   サイクル切換機構（７）と熱交換切換機構（８）とをそ
   れぞれ制御するための運転制御手段（９）を有している
   ことを特徴とするヒートポンプ式乾燥装置。