JPWO2017130403A1 - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

除湿装置は、冷媒回路と、筐体と、水分吸着部と、水分吸着部に取り付けられ、水分吸着部が取り外し方向に移動する際にガイドするガイド部と、筐体に取り付けられ、ガイド部と共に水分吸着部の脱落を防止する脱落防止部と、を備え、ガイド部は、水分吸着部から取り外し方向に垂直の方向に延びる第１の延在部と、第１の延在部の先端側から取り外し方向に延びる第２の延在部と、を有し、脱落防止部は、筐体から取り外し方向と逆方向に延び、第２の延在部を係止して、水分吸着部が取り外し方向に垂直の方向にスライドすることを阻止するスライド阻止部と、スライド阻止部の先端側から水分吸着部のスライド方向に延び、水分吸着部が取り外し方向に移動する際に、第１の延在部が当たって水分吸着部が取り外し方向に移動することを阻止する移動阻止部と、を有する。

Description

本発明は、水分を吸着する水分吸着部を備える除湿装置に関する。

従来、圧縮機、凝縮器、膨張部及び蒸発器が配管により接続された冷媒回路と、デフロストヒータとを備え、運転モードとして除湿運転を有する空気調和装置が知られている。空気調和装置において、圧縮機に吸入された冷媒は、圧縮機によって圧縮されて高温高圧のガス状態で吐出される。圧縮機から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、凝縮器に流入し、凝縮器において熱媒体と熱交換されて凝縮液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部に流入し、膨張部において膨張及び減圧されて気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器に流入し、蒸発器において熱媒体と熱交換されて蒸発ガス化する。蒸発したガス状態の冷媒は、圧縮機に吸入される。

ここで、冷凍倉庫及び冷蔵倉庫等は、１０℃以下といった低温度帯に冷却される必要がある。このため、空気調和装置が冷凍倉庫及び冷蔵倉庫等を冷却する際に使用される場合、蒸発器における冷媒の蒸発温度が０℃未満となる。従って、蒸発器に霜が発生し、冷凍能力及び除湿能力が低下する虞がある。そこで、蒸発器に設けられたデフロストヒータによって、定期的に蒸発器を加熱し、蒸発器から霜が除去されている。しかしながら、余計なエネルギを消費するため、空気調和装置の効率の低下が生じる。更に、除湿運転が行われると、冷凍倉庫及び冷蔵倉庫等の温度が上昇し、これを解消するために冷凍能力が過剰に必要となる。このため、空気調和装置の負荷が増大し、消費電力が増加する。また、圧縮機の回転数が制御される空気調和装置の場合、冷房運転が行われるものの設定温度が高めの梅雨の時期及び秋等の中間期においては、冷房の負荷が低下する。このため、空気調和装置の制御部は、圧縮機の回転数を低下させることによって、負荷に追従する。これにより、蒸発器における冷媒の蒸発温度が上昇するため、空調対象空間の顕熱を除去することができるものの潜熱を除去することが困難である。従って、空調対象空間の相対湿度が上昇し、利用者の不快感が増大する。

特許文献１には、冷媒回路と調湿機構とを備えた空気調和装置が開示されている。特許文献１は、蒸発器である吸熱器に流れ込む空気に含まれる水分を、調湿機構であるデシカントロータによって予め除去して、蒸発器への着霜を抑制し、デフロストヒータを不要としている。なお、特許文献１は、デシカントロータが回転することによって、水分を吸着した部分を、凝縮器である放熱器によって加熱された空気に当て、吸着した水分を脱着して再生する。

特開２００１−２４１６９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された空気調和装置は、筐体から調湿機構である水分吸着部を取り外して交換等を行うサービス対応性について何ら配慮されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、水分吸着部のサービス対応性が向上する除湿装置を提供するものである。

本発明に係る除湿装置は、圧縮機、流路切替部、第１の熱交換器、膨張部、第２の熱交換器及び第３の熱交換器が配管により接続され、冷媒が流れる冷媒回路と、少なくとも第１の熱交換器及び第２の熱交換器が内部に設けられ、開口が形成された筐体と、空気に含まれる水分を吸脱着し、筐体の内部において第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に設けられ、開口を通って筐体の外部に取り外し自在の水分吸着部と、水分吸着部に取り付けられ、水分吸着部が取り外し方向に移動する際にガイドするガイド部と、筐体に取り付けられ、ガイド部と共に水分吸着部の脱落を防止する脱落防止部と、を備え、ガイド部は、水分吸着部から取り外し方向に垂直の方向に延びる第１の延在部と、第１の延在部の先端側から取り外し方向に延びる第２の延在部と、を有し、脱落防止部は、筐体から取り外し方向と逆方向に延び、第２の延在部を係止して、水分吸着部が取り外し方向に垂直の方向にスライドすることを阻止するスライド阻止部と、スライド阻止部の先端側から水分吸着部のスライド方向に延び、水分吸着部が取り外し方向に移動する際に、第１の延在部が当たって水分吸着部が取り外し方向に移動することを阻止する移動阻止部と、を有する。

本発明によれば、水分吸着部を取り外して交換等を行うサービスが行われる際、脱落防止部によって、水分吸着部が脱落することを防止する。このため、水分吸着部のサービス対応性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る除湿装置１００を示す回路図である。 本発明の実施の形態１に係る除湿装置１００を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における相対湿度と平衡吸着量との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す正面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す側面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す正面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の分割状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す上面図である。 本発明の実施の形態１に係る除湿装置１００を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における第１の運転モードの空気の状態を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における第２の運転モードの空気の状態を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の取り外し動作を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の取り外し動作を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の取り外し動作を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の取り外し動作を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の取り外し動作を示す上面図である。

実施の形態１．
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。図１は、本発明の実施の形態１に係る除湿装置１００を示す回路図である。この図１に基づいて、除湿装置１００について説明する。図１に示すように、除湿装置１００は、筐体３００と、機械室ユニット２００と、入力部６と、記憶部７と、制御部５とを備えている。筐体３００は、流路切替部３５、第１の熱交換器３１ａ、膨張部３４、第２の熱交換器３１ｂ、第３の熱交換器３１ｃ、送風機３２、水分吸着部３６、温度センサ１、温湿度センサ２、風速センサ３が内部に設けられている。ここで、筐体３００の内部において、第１の熱交換器３１ａ、水分吸着部３６、第２の熱交換器３１ｂ及び第３の熱交換器３１ｃは、この順に直列に並べられている。

（筐体３００）
図２は、本発明の実施の形態１に係る除湿装置１００を示す斜視図である。図２に示すように、筐体３００の側面には、開口３０１が形成されており、水分吸着部３６は、開口３０１を通って筐体３００の外部に取り外し自在に設けられている。なお、開口３０１には、点検用の点検窓（図示せず）が設けられてもよい。

また、図１に示すように、筐体３００には、第１の熱交換器３１ａ、水分吸着部３６、第２の熱交換器３１ｂ、第３の熱交換器３１ｃの順に空気が流れる風路Ｇが形成されるように、第１の熱交換器３１ａ側に空気の吸込口３０２が形成され、第３の熱交換器３１ｃ側に空気の吹出口３０４が形成されている。そして、空気は、除湿対象空間Ｒである室内から吸込口３０２を通って、筐体３００の内部に流入し、吹出口３０４を通って除湿対象空間Ｒである室内に流出する。なお、筐体３００は、例えば天井から吊り下げられた天吊ユニットである。なお、筐体３００には、少なくとも第１の熱交換器３１ａ及び第２の熱交換器３１ｂが内部に設けられていればよい。

（機械室ユニット２００）
機械室ユニット２００は、圧縮機２１が内部に設けられている。ここで、圧縮機２１、第３の熱交換器３１ｃ、流路切替部３５、第１の熱交換器３１ａ、膨張部３４、第２の熱交換器３１ｂが配管により接続され、冷媒が流れる冷媒回路Ａが構成されている。

（圧縮機２１）
圧縮機２１は、冷媒を吸入し圧縮して、高温高圧のガス状態で吐出するものである。圧縮機２１は、例えばインバータによって制御されるインバータ式の圧縮機であり、運転周波数が任意に変化して、容量、即ち単位時間当たりに冷媒を送り出す量が変化するものである。なお、本実施の形態１では、圧縮機２１が１台の場合について例示しているが、並列又は直列に接続された２台以上の圧縮機であってもよい。

（流路切替部３５）
流路切替部３５は、圧縮機２１から吐出された冷媒が第３の熱交換器３１ｃを通過した後、第１の熱交換器３１ａに流れる（図１の実線）か第２の熱交換器３１ｂに流れる（図１の破線）かを切り替えるものである。流路切替部３５は、例えば四方弁等であるが、複数の二方弁又は三方弁等を組み合わせたものでもよい。流路切替部３５は、第３の熱交換器３１ｃにおいて圧縮機２１の吐出側が接続されていない側と、第１の熱交換器３１ａにおいて膨張部３４が接続されていない側と、第２の熱交換器３１ｂにおいて膨張部３４が接続されていない側と、圧縮機２１の吸入側とに接続されている。

図１の実線において、第３の熱交換器３１ｃにおいて圧縮機２１の吐出側が接続されていない側と、第１の熱交換器３１ａにおいて膨張部３４が接続されていない側とが接続され、第２の熱交換器３１ｂにおいて膨張部３４が接続されていない側と、圧縮機２１の吸入側とが接続される。また、図１の破線において、第３の熱交換器３１ｃにおいて圧縮機２１の吐出側が接続されていない側と、第２の熱交換器３１ｂにおいて膨張部３４が接続されていない側とが接続され、第１の熱交換器３１ａにおいて膨張部３４が接続されていない側と、圧縮機２１の吸入側とが接続される。

（第１の熱交換器３１ａ）
第１の熱交換器３１ａは、筐体３００の吸込口３０２から吸い込まれた空気と冷媒とを熱交換するものである。第１の熱交換器３１ａは、例えば冷媒が流れる伝熱管と、伝熱管に取り付けられた複数のフィンとを有するフィンアンドチューブ型の熱交換器である。

（膨張部３４）
膨張部３４は、冷媒を膨張及び減圧するものであり、例えばステッピングモータによって絞り開度が調整される電子膨張弁である。膨張部３４は、開度が調整されることによって、冷媒回路Ａに流れる冷媒の流量を調整する。なお、膨張部３４は、受圧部にダイアフラムが採用された機械式膨張弁でもよく、キャピラリチューブでもよい。

（第２の熱交換器３１ｂ）
第２の熱交換器３１ｂは、水分吸着部３６の下流側に流れる空気と冷媒とを熱交換するものである。第２の熱交換器３１ｂは、例えば冷媒が流れる伝熱管と、伝熱管に取り付けられた複数のフィンとを有するフィンアンドチューブ型の熱交換器である。

（第３の熱交換器３１ｃ）
第３の熱交換器３１ｃは、第２の熱交換器３１ｂの下流側に流れる空気と冷媒とを熱交換するものである。第３の熱交換器３１ｃは、例えば冷媒が流れる伝熱管と、伝熱管に取り付けられた複数のフィンとを有するフィンアンドチューブ型の熱交換器である。

（送風機３２）
送風機３２は、第３の熱交換器３１ｃの下流側に設けられ、吹出口３０４から空気を吸い込み、風路Ｇにおいて、第１の熱交換器３１ａ、水分吸着部３６、第２の熱交換器３１ｂ、第３の熱交換器３１ｃの順に空気を流し、吹出口３０４から空気を吹き出すものである。送風機３２は、例えばＤＣファンモータ等のモータと、モータに取り付けられた遠心ファン又は多翼ファン等のファンとを有し、風量が調整されるものである。なお、送風機３２は、ＡＣファンモータ等のモータを有して、風量が一定となるものでもよい。また、送風機３２は、本実施の形態１では、第３の熱交換器３１ｃの下流側に設けられている場合について例示しているが、送風機３２は、第１の熱交換器３１ａの上流側に設けられてもよく、そのほかの位置に設けられてもよい。

（水分吸着部３６）
水分吸着部３６は、空気に含まれる水分を吸脱着するものである。水分吸着部３６は、例えば空気が通過可能の多孔質材料と、多孔質材料の表面を覆う吸着剤とを有する。吸着剤は、例えば、塗布、表面処理又は含浸処理等によって、多孔質材料の表面に形成される。吸着剤は、例えばゼオライト、シリカゲル又は活性炭等といった相対的に湿度が高い空気から吸湿して、相対的に湿度が低い空気に放湿する機能を有する材料が使用されている。

水分吸着部３６は、第１の熱交換器３１ａと第２の熱交換器３１ｂとの間に設けられている。前述の如く、筐体３００には、第１の熱交換器３１ａ、水分吸着部３６、第２の熱交換器３１ｂ、第３の熱交換器３１ｃの順に空気が流れる風路Ｇが形成されている。水分吸着部３６の断面積は、風路Ｇの断面積よりも大きくなるように、例えば風路Ｇの断面形状と同様の断面形状を有する。水分吸着部３６は、例えば四角形の断面形状を有する板状の部材としてもよく、四角形以外の多角形又は円形等の断面形状を有する板状の部材としてもよい。なお、風路Ｇに流れる空気は、水分吸着部３６の厚み方向に沿って、水分吸着部３６を通過する。

図３は、本発明の実施の形態１における相対湿度と平衡吸着量との関係を示すグラフである。次に、水分吸着部３６が水分を吸着する量について説明する。図３において、横軸を水分吸着部３６に流入する空気の相対湿度とし、縦軸を水分吸着部３６の平衡吸着量とする。なお、平衡吸着量とは、水分吸着部３６の吸着剤が吸着することができる水分の量をいう。図３に示すように、相対湿度が増加するに従って、平衡吸着量が増加する。即ち、水分吸着部３６に流入する空気の相対湿度が低い場合、水分吸着部３６が吸着している水分が放出され易く、且つ、水分吸着部３６が吸着することができる水分の量が減る。一方、水分吸着部３６に流入する空気の相対湿度が高い場合、水分吸着部３６が吸着している水分が放出され難く、且つ、水分吸着部３６が吸着することができる水分の量が増える。

本実施の形態１では、水分吸着部３６は、水分吸着部３６に流入する空気の相対湿度が８０％以上のときの平衡吸着量と、水分吸着部３６に流入する空気の相対湿度が４０〜６０％のときの平衡吸着量との差が大きい吸着剤が使用されている。このように、湿度が高いときの平衡吸着量と湿度が低いときの平衡吸着量との差が大きい水分吸着部３６が使用されることによって、水分吸着部３６の吸着能力及び脱着能力が向上する。図３において、相対湿度が８０％のときの平衡吸着量と、相対湿度が５０％のときの平衡吸着量との差をｈとする。

図４は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す正面図であり、図５は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す側面図である。なお、図５は、図４の矢印Ｂ方向から見た図であり、側部の固定枠３８が外された図である。図４，図５に示すように、水分吸着部３６は、例えば、固定枠３８と、取っ手３８ａと、補強部４４と、複数のデシカントブロック３７とを有している。固定枠３８は、矩形状の枠であり、水平方向（矢印Ｙ方向）及び垂直方向（矢印Ｚ方向）に着脱自在の部材である。固定枠３８は、固定部３９によって、内部にデシカントブロック３７が嵌められるものである。

図６は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す正面図であり、図７は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の分割状態を示す正面図である。固定枠３８は、図６に示す状態から、図７に示すように、水平方向（矢印Ｙ方向）において分割することができる。なお、固定枠３８は、取付けビス又は係合構造等によって分割可能に構成される。図４に示すように、取っ手３８ａは、固定枠３８の一側部に設けられており、これにより、利用者は、取っ手３８ａを把持して水分吸着部３６を筐体３００から取り外すために、水分吸着部３６を移動させることができる。従って、水分吸着部３６のサービス対応性が向上する。

補強部４４は、垂直方向（矢印Ｚ方向）に延びる部材である。固定枠３８は、水平方向（矢印Ｙ方向）において分割することができるため、水平方向（矢印Ｙ方向）の強度を向上させるために、補強部４４が取り付けられている。なお、固定枠３８は、補強部４４が外された状態で分割される。デシカントブロック３７は、水分を吸脱着するものであり、固定枠３８の内部に嵌め込まれている。デシカントブロック３７のデシカント材は、水分を吸着及び脱着する際に、膨張及び収縮され、これらが繰り返される。本実施の形態１では、固定枠３８の材料及び厚みを最適化して、固定枠３８の強度を確保することによって、デシカントブロック３７の膨張及び収縮を許容している。

ここで、固定枠３８は、水平方向（矢印Ｙ方向）において分割することができる。即ち、水分吸着部３６は、水平方向（矢印Ｙ方向）において着脱自在な複数のデシカントブロック３７を有している。なお、デシカントブロック３７の数、デシカントブロック３７の形状等は、製品の仕様に応じて適宜変更可能である。また、水分吸着部３６の幅は例えば１０００ｍｍである。

次に、水分吸着部３６に取り付けられるガイド部５０と、筐体３００に取り付けられる脱落防止部６０と、筐体３００に取り付けられるスライド規制部７０とについて説明する。筐体３００は、例えば天吊ユニットであり、床置きされるものではないため、点検等のサービス時の安全性が確保される必要がある。水分吸着部３６は、質量が１０ｋｇであり、サービス時の作業スペースが十分確保される必要がある。また、片手で容易に作業することができる必要がある。

（ガイド部５０）
図８は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す上面図である。図８は、水分吸着部３６が筐体３００から取り外されている途中であって、水分吸着部３６の一部が、筐体３００の外部に露出していることを示す図である。図８に示すように、ガイド部５０は、水分吸着部３６に取り付けられ、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動する際にガイドするものである。ここで、前述の如く、水分吸着部３６は、第１の熱交換器３１ａと第２の熱交換器３１ｂとの間に設けられており、第１の熱交換器３１ａ及び第２の熱交換器３１ｂの長手方向（矢印Ｙ方向）に平行の方向に取り外される。

ガイド部５０は、基部５０ａと、第１の延在部５１と、第２の延在部５２と、第３の延在部５３とを有する。基部５０ａは、水分吸着部３６の端部を覆う部材である。第１の延在部５１は、基部５０ａの一端部において、水分吸着部３６から取り外し方向Ｍに垂直の方向（矢印Ｘ方向）に延びる部材である。第２の延在部５２は、第１の延在部５１の先端側から取り外し方向Ｍに延びる部材である。第３の延在部５３は、第１の延在部５１から取り外し方向Ｍに延びる部材であり、第２の延在部５２よりも水分吸着部３６側に位置している。前述の如く、水分吸着部３６は、水平方向（矢印Ｙ方向）において着脱自在な複数のデシカントブロック３７を有している。即ち、水分吸着部３６は、取り外し方向Ｍにおいて着脱自在な複数のデシカントブロック３７を有している。

（脱落防止部６０）
図９は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す上面図である。図９は、水分吸着部３６が筐体３００から取り外されている途中であって、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動することが阻止されていることを示す図である。図９に示すように、脱落防止部６０は、筐体３００に取り付けられ、ガイド部５０と共に水分吸着部３６の脱落を防止するものである。

脱落防止部６０は、スライド阻止部６１と、移動阻止部６２とを有する。スライド阻止部６１は、筐体３００から取り外し方向Ｍと逆方向に延び、第２の延在部５２を係止して、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに垂直の方向（矢印Ｙ方向）にスライドすることを阻止するものである。移動阻止部６２は、スライド阻止部６１の先端側から水分吸着部３６のスライド方向Ｓに延び、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動する際に、第１の延在部５１が当たって水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動することを阻止するものである。なお、移動阻止部６２の先端は、水分吸着部３６がスライド方向Ｓと逆方向に移動しようとする際に、第３の延在部５３が当たって、水分吸着部３６がスライド方向Ｓと逆方向に移動することを阻止する。

（スライド規制部７０）
図１０は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６を示す上面図である。図１０は、水分吸着部３６が筐体３００から取り外されている途中であって、水分吸着部３６がスライド方向Ｓにスライドすることを示す図である。図１０に示すように、スライド規制部７０は、筐体３００に取り付けられ、筐体３００から取り外し方向Ｍと逆方向に延び、水分吸着部３６がスライドする際、水分吸着部３６が当たって水分吸着部３６がスライド方向Ｓに移動する移動距離を規制するものである。

（温度センサ１）
図１に示すように、温度センサ１は、冷媒回路Ａに流れる冷媒の温度を検出するものであり、第１の温度センサ１ａ、第２の温度センサ１ｂ、第３の温度センサ１ｃ、第４の温度センサ１ｄ、第５の温度センサ１ｅ、第６の温度センサ１ｆ、第７の温度センサ１ｇ、第８の温度センサ１ｈから構成されている。第１の温度センサ１ａは、圧縮機２１の吐出側の冷媒の温度を検出するものである。第２の温度センサ１ｂは、圧縮機２１の吸入側の温度を検出するものである。第３の温度センサ１ｃは、第１の熱交換器３１ａに流入するか又は第１の熱交換器３１ａから流出する冷媒の温度を検出するものである。

第４の温度センサ１ｄは、第１の熱交換器３１ａから流出するか又は第１の熱交換器３１ａに流入する冷媒の温度を検出するものである。第５の温度センサ１ｅは、第２の熱交換器３１ｂに流入するか又は第２の熱交換器３１ｂから流出する冷媒の温度を検出するものである。第６の温度センサ１ｆは、第２の熱交換器３１ｂから流出するか又は第２の熱交換器３１ｂに流入する冷媒の温度を検出するものである。第７の温度センサ１ｇは、第３の熱交換器３１ｃに流入する冷媒の温度を検出するものである。第８の温度センサ１ｈは、第３の熱交換器３１ｃから流出する冷媒の温度を検出するものである。

（温湿度センサ２）
温湿度センサ２は、風路Ｇに流れる空気の温度及び湿度を検出するものであり、第１の温湿度センサ２ａ、第２の温湿度センサ２ｂ、第３の温湿度センサ２ｃ、第４の温湿度センサ２ｄ、第５の温湿度センサ２ｅから構成されている。第１の温湿度センサ２ａは、除湿対象空間Ｒである室内から筐体３００の内部に流入し、第１の熱交換器３１ａを通過する前の空気の温湿度を検出するものである。第２の温湿度センサ２ｂは、第１の熱交換器３１ａを通過し、水分吸着部３６を通過する前の空気の温湿度を検出するものである。

第３の温湿度センサ２ｃは、水分吸着部３６を通過し、第２の熱交換器３１ｂを通過する前の空気の温湿度を検出するものである。第４の温湿度センサ２ｄは、第２の熱交換器３１ｂを通過し、第３の熱交換器３１ｃを通過する前の空気の温湿度を検出するものである。第５の温湿度センサ２ｅは、第３の熱交換器３１ｃを通過し、吹出口３０４を通過する前の空気の温湿度を検出するものである。

（風速センサ３）
風速センサ３は、風路Ｇに流れる空気の風速を検出するものである。なお、本実施の形態１では、風速センサ３は、風路Ｇの最下流である第３の熱交換器３１ｃの下流側に設けられているが、風速センサ３が設けられる位置はこれに限定されない。風速センサ３は、例えば風路Ｇを通過する空気の風速を検出することができる位置に設けられていればよく、風路Ｇの最上流である第１の熱交換器３１ａの上流側に設けられてもよい。

（冷媒）
冷媒回路Ａに流れる冷媒は、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ２３４ａ等のＨＦＣ系冷媒である。なお、冷媒は、Ｒ２２等のＨＣＦＣ系冷媒でもよく、炭化水素又はヘリウム等の自然冷媒でもよい。また、冷媒はＣＯ_２冷媒としてもよく、この場合、高圧が臨界圧力以上の運転であれば、凝縮器が放熱器として作用する。

（入力部６）
入力部６は、除湿装置１００に指示する指示内容を入力するものであり、例えばリモートコントローラ（図示せず）からの信号を受信するセンサである。利用者は、例えばリモートコントローラを用いて、除湿運転の開始又は停止の指示、除湿の強度の指示等を行うことができる。なお、入力部６は、リモートコントローラから受信した信号を制御部５に送信する。

（記憶部７）
記憶部７は、除湿装置１００を制御するプログラム、除湿装置１００の制御に使用されるパラメータ等の情報を記憶するものである。記憶部７は、例えば不揮発性メモリ等から構成されている。

（制御部５）
図１１は、本発明の実施の形態１に係る除湿装置１００を示すブロック図である。制御部５は、除湿装置１００の全体の制御を行うものであり、例えばアナログ回路又はデジタル回路等のハードウエア、及び、マイクロコンピュータ又はＣＰＵ等の演算装置によって実行されるプログラム等のソフトウエア等から構成されている。図１１に示すように、制御部５は、温度センサ１の検出結果、温湿度センサ２の検出結果、風速センサ３の検出結果、入力部６から送信された信号、記憶部７が記憶する情報を取得し、取得した検出結果、信号及び情報等に基づいて、送風機３２、圧縮機２１、膨張部３４及び流路切替部３５等を制御する。

制御部５は、第１の運転モードと第２の運転モードとを切り替えるように流路切替部３５を切り替える。第１の運転モードは、水分吸着部３６に保持された水分が脱着されるモードであり、第２の運転モードは、空気に含まれる水分が水分吸着部３６に吸着されるモードである。除湿装置１００は、第１の運転モードと第２の運転モードとを交互に実行することによって、除湿運転を行う。水分吸着部３６は、吸着することができる水分の量に限界がある。このため、水分吸着部３６が、空気に含まれている水分を長時間にわたって継続して吸着すると、徐々に水分を吸着し難くなる。よって、除湿装置１００は、第２の運転モードにおいて水分吸着部３６が所定の量だけ水分を吸着した場合、水分吸着部３６に保持された水分を第１の運転モードにおいて脱着することによって、水分吸着部３６の吸着力を再生する。

（第１の運転モード）
次に、第１の運転モードについて説明する。前述の如く、第１の運転モードは、水分吸着部３６に保持された水分が脱着されるモードである。第１の運転モードでは、第３の熱交換器３１ｃ及び第１の熱交換器３１ａが凝縮器として作用し、第２の熱交換器３１ｂが蒸発器として作用するように、流路切替部３５が切り替えられる。流路切替部３５は、図１において実線で示すように、第３の熱交換器３１ｃにおいて圧縮機２１の吐出側が接続されていない側と、第１の熱交換器３１ａにおいて膨張部３４が接続されていない側とが接続され、第２の熱交換器３１ｂにおいて膨張部３４が接続されていない側と、圧縮機２１の吸入側とが接続される。

（第１の運転モードの冷媒の流れ）
圧縮機２１に吸入された冷媒は、圧縮機２１によって圧縮されて高温高圧のガス状態で吐出される。圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、第３の熱交換器３１ｃに流入し、第３の熱交換器３１ｃにおいて風路Ｇに流れる空気と熱交換されて、一部が凝縮液化する。一部が凝縮液化した冷媒は、流路切替部３５を通過して、第１の熱交換器３１ａに流入し、第１の熱交換器３１ａにおいて風路Ｇに流れる空気と熱交換されて、空気に放熱しつつ凝縮液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部３４に流入し、膨張部３４において膨張及び減圧されて気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、第２の熱交換器３１ｂに流入し、第２の熱交換器３１ｂにおいて風路Ｇに流れる空気と熱交換されて、空気から吸熱しつつ蒸発ガス化する。蒸発したガス状態の冷媒は、流路切替部３５を通過して、圧縮機２１に吸入される。

（第１の運転モードの空気の状態）
図１２は、本発明の実施の形態１における第１の運転モードの空気の状態を示すグラフである。図１２において、横軸を空気の乾球温度とし、縦軸を空気の絶対湿度とし、グラフ上の曲線を相対湿度１００％の飽和空気とする。図１２において、点Ａ１１は、吸込口３０２から筐体３００の内部に吸い込まれた空気の状態を示す点である。点Ａ１２は、第１の熱交換器３１ａを通過した後の空気の状態を示す点である。点Ａ１３は、水分吸着部３６を通過した後の空気の状態を示す点である。点Ａ１４は、第２の熱交換器３１ｂを通過した後の空気の状態を示す点である。点Ａ１５は、第３の熱交換器３１ｃを通過した後の空気の状態を示す点である。

図１２に示すように、除湿対象空間Ｒから吸込口３０２を通って筐体３００の内部に吸い込まれた空気（点Ａ１１）は、凝縮器として作用する第１の熱交換器３１ａを通過し、第１の熱交換器３１ａにおいて冷媒と熱交換されて加熱される。これにより、高温且つ低相対湿度の空気となる（点Ａ１２）。第１の熱交換器３１ａを通過した高温且つ低相対湿度の空気は、水分吸着部３６を通過し、水分吸着部３６において加湿及び冷却されて低温且つ高相対湿度の空気となる（点Ａ１３）。水分吸着部３６を通過する空気は、例えば相対湿度が４０〜６０％といった低相対湿度の空気であるため、水分吸着部３６は、水分吸着部３６に含まれる水分を空気に放出して脱着する。その際、水分吸着部３６に流入した空気は、水分の脱着に伴って発生する脱着熱によって熱が奪われて冷却される。

水分吸着部３６を通過した低温且つ高相対湿度の空気は、蒸発器として作用する第２の熱交換器３１ｂを通過し、第２の熱交換器３１ｂにおいて冷媒と熱交換されて冷却される。これにより、低温且つ高相対湿度の空気となる（点Ａ１４）。ここで、第１の運転モードにおいて、第２の熱交換器３１ｂに流れる冷媒の温度は、水分吸着部３６を通過した空気の露点温度より低い温度となるように制御されている。このため、水分吸着部３６を通過した空気は、第２の熱交換器３１ｂを通過することによって、冷却されると共に除湿されて絶対湿度が低下する。

第２の熱交換器３１ｂを通過した低温且つ高相対湿度の空気は、凝縮器として作用する第３の熱交換器３１ｃを通過し、第３の熱交換器３１ｃにおいて冷媒と熱交換されて加熱される。これにより、高温且つ低相対湿度の空気となる（点Ａ１５）。ここで、点Ａ１５の空気は、点Ａ１１の空気よりも絶対湿度が低く、除湿されている。その後、第３の熱交換器３１ｃを通過した高温且つ低相対湿度の空気は、吹出口３０４から除湿対象空間Ｒに吹き出される。

（第２の運転モード）
次に、第２の運転モードについて説明する。前述の如く、第２の運転モードは、空気に含まれる水分が水分吸着部３６に吸着されるモードである。第２の運転モードでは、第３の熱交換器３１ｃ及び第２の熱交換器３１ｂが凝縮器として作用し、第１の熱交換器３１ａが蒸発器として作用するように、流路切替部３５が切り替えられる。流路切替部３５は、図１において破線で示すように、第３の熱交換器３１ｃにおいて圧縮機２１の吐出側が接続されていない側と、第２の熱交換器３１ｂにおいて膨張部３４が接続されていない側とが接続され、第１の熱交換器３１ａにおいて膨張部３４が接続されていない側と、圧縮機２１の吸入側とが接続される。

（第２の運転モードの冷媒の流れ）
圧縮機２１に吸入された冷媒は、圧縮機２１によって圧縮されて高温高圧のガス状態で吐出される。圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、第３の熱交換器３１ｃに流入し、第３の熱交換器３１ｃにおいて風路Ｇに流れる空気と熱交換されて、一部が凝縮液化する。一部が凝縮液化した冷媒は、流路切替部３５を通過して、第２の熱交換器３１ｂに流入し、第２の熱交換器３１ｂにおいて風路Ｇに流れる空気と熱交換されて、空気に放熱しつつ凝縮液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部３４に流入し、膨張部３４において膨張及び減圧されて気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、第１の熱交換器３１ａに流入し、第１の熱交換器３１ａにおいて風路Ｇに流れる空気と熱交換されて、空気から吸熱しつつ蒸発ガス化する。蒸発したガス状態の冷媒は、流路切替部３５を通過して、圧縮機２１に吸入される。

（第２の運転モードの空気の状態）
図１３は、本発明の実施の形態１における第２の運転モードの空気の状態を示すグラフである。図１３において、横軸を空気の乾球温度とし、縦軸を空気の絶対湿度とし、グラフ上の曲線を相対湿度１００％の飽和空気とする。図１３において、点Ａ２１は、吸込口３０２から筐体３００の内部に吸い込まれた空気の状態を示す点である。点Ａ２２は、第１の熱交換器３１ａを通過した後の空気の状態を示す点である。点Ａ２３は、水分吸着部３６を通過した後の空気の状態を示す点である。点Ａ２４は、第２の熱交換器３１ｂを通過した後の空気の状態を示す点である。点Ａ２５は、第３の熱交換器３１ｃを通過した後の空気の状態を示す点である。

図１３に示すように、除湿対象空間Ｒから吸込口３０２を通って筐体３００の内部に吸い込まれた空気（点Ａ２１）は、蒸発器として作用する第１の熱交換器３１ａを通過し、第１の熱交換器３１ａにおいて冷媒と熱交換されて冷却される。これにより、低温且つ高相対湿度の空気となる（点Ａ２２）。ここで、第２の運転モードにおいて、第１の熱交換器３１ａに流れる冷媒の温度は、除湿対象空間Ｒの空気の露点温度より低い温度となるように制御されている。このため、除湿対象空間Ｒから吸込口３０２を通って筐体３００の内部に吸い込まれた空気は、第１の熱交換器３１ａを通過することによって、冷却されると共に除湿されて絶対湿度が低下する。

第１の熱交換器３１ａを通過した低温且つ高相対湿度の空気は、水分吸着部３６を通過し、水分吸着部３６において除湿されて高温且つ低相対湿度の空気となる（点Ａ２３）。水分吸着部３６を通過する空気は、例えば相対湿度が７０〜９０％といった高相対湿度の空気であるため、水分吸着部３６は、空気に含まれる水分を吸着する。その際、水分吸着部３６に流入した空気は、水分の吸着に伴って発生する吸着熱によって加熱される。

水分吸着部３６を通過した高温且つ低相対湿度の空気は、凝縮器として作用する第２の熱交換器３１ｂを通過し、第２の熱交換器３１ｂにおいて冷媒と熱交換されて加熱される。これにより、高温且つ低相対湿度の空気となる（点Ａ２４）。第２の熱交換器３１ｂを通過した高温且つ低相対湿度の空気は、凝縮器として作用する第３の熱交換器３１ｃを通過し、第３の熱交換器３１ｃにおいて冷媒と熱交換されて加熱される。これにより、高温且つ低相対湿度の空気となる（点Ａ２５）。ここで、点Ａ２５の空気は、点Ａ２１の空気よりも絶対湿度が低く、除湿されている。その後、第３の熱交換器３１ｃを通過した高温且つ低相対湿度の空気は、吹出口３０４から除湿対象空間Ｒに吹き出される。

（水分吸着部３６の取り外し動作）
図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８は、本発明の実施の形態１における水分吸着部３６の取り外し動作を示す上面図である。次に、水分吸着部３６が筐体３００から取り外される際の動作について説明する。図１４に示すように、水分吸着部３６が筐体３００から取り外される際、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動される。

水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動されていくと、図１５に示すように、ガイド部５０の第１の延在部５１が脱落防止部６０の移動阻止部６２に当たって、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動することが阻止される。また、ガイド部５０の第２の延在部５２が脱落防止部６０のスライド阻止部６１に当たって、水分吸着部３６がスライド方向Ｓにスライドすることが阻止される。更に、ガイド部５０の第３の延在部５３がスライド阻止部６１の先端に当たって、水分吸着部３６がスライド方向Ｓと逆方向に移動することが阻止される。このように、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動されるだけでは、そのまま筐体３００の外部に出ないため、脱落することが防止される。

ここで、水分吸着部３６が一旦取り外し方向と逆方向−Ｍに移動されると、図１６に示すように、ガイド部５０の第１の延在部５１が脱落防止部６０の移動阻止部６２から離れ、ガイド部５０の第２の延在部５２と脱落防止部６０のスライド阻止部６１との係合が解除される。そして、水分吸着部３６がスライド方向Ｓに移動されていくと、図１７に示すように、水分吸着部３６がスライド規制部７０に当たって、水分吸着部３６がスライド方向Ｓに移動することが阻止される。そして、その位置から、再度、水分吸着部３６が取り外し方向Ｍに移動されると、図１８に示すように、水分吸着部３６が筐体３００の外部に取り外される。

本実施の形態１によれば、水分吸着部３６を取り外して交換等を行うサービスが行われる際、脱落防止部６０によって、水分吸着部３６が脱落することを防止する。このため、水分吸着部３６のサービス対応性を向上させることができる。

また、筐体３００に取り付けられ、筐体３００から取り外し方向Ｍと逆方向に延び、水分吸着部３６がスライドする際、水分吸着部３６が当たって水分吸着部３６がスライド方向Ｓに移動する移動距離を規制するスライド規制部７０を更に備える。これにより、水分吸着部３６がスライド方向Ｓに過剰に移動することが抑制される。従って、水分吸着部３６の脱落が更に防止される。

更に、水分吸着部３６は、取り外し方向Ｍにおいて着脱自在な複数のデシカントブロック３７を有する。水分吸着部３６の全体が筐体３００から取り外されると、サービススペースとして、水分吸着部３６の幅１０００ｍｍ以上のスペースが必要となる。即ち、筐体３００自体の幅とサービススペースとを合わせると、水分吸着部３６の幅１０００ｍｍの２倍である２０００ｍｍ以上の作業スペースが必要となる。筐体３００は、天井裏等の狭小部に設置される場合もあるため、筐体３００のスペースは確保されても、サービススペースは考慮され難い。本実施の形態１では、水分吸着部３６を取り外し方向Ｍにおいて分割することができる。このため、サービススペースは、分割後のデシカントブロック３７の幅以下で済むため、水分吸着部３６が狭小部に設置されても、サービススペースを確保することができる。

そして、筐体３００には、第１の熱交換器３１ａ、水分吸着部３６、第２の熱交換器３１ｂ、第３の熱交換器３１ｃの順に空気が流れる風路Ｇが形成されるように、第１の熱交換器３１ａ側に空気の吸込口３０２が形成され、第３の熱交換器３１ｃ側に空気の吹出口３０４が形成されており、第３の熱交換器３１ｃ及び第１の熱交換器３１ａが凝縮器として作用し、第２の熱交換器３１ｂが蒸発器として作用し、水分吸着部３６に保持された水分が脱着される第１の運転モードと、第３の熱交換器３１ｃ及び第２の熱交換器３１ｂが凝縮器として作用し、第１の熱交換器３１ａが凝縮器として作用し、空気に含まれる水分が水分吸着部３６に吸着される第２の運転モードとを切り替えるように、流路切替部３５を制御する制御部５を更に備える。

従来、調湿機構であるデシカントロータを有する空気調和装置が知られている。しかし、この空気調和装置は、デシカントロータを用いているため、デシカントロータを駆動する駆動部が必要である。また、デシカントロータにおいて、吸着部と脱着部との間の空気漏れが生じることを防止するために、吸着部と脱着部との境界部分を気密性が高くなるように分離するシール構造が必要である。このため、空気調和装置が大型化し、コストが高くなる。また、デシカントロータを通過した空気を蒸発器及び凝縮器に導入するため、風路Ｇを分ける必要があるため、構造が複雑であり、デシカントロータを交換することが困難である。

これに対し、本実施の形態１は、デシカントロータが不要であるため、駆動部が不要である。また、吸着部と脱着部との境界部分のシール構造も不要である。このため、装置を簡素化及び小型化し、コストを削減することができる。また、風路Ｇが１つであり、流路切替部３５を切り替えることによって、水分吸着部３６の吸着及び脱着が行われるため、構造を簡素化することができる。更に、水分吸着部３６は筐体３００から取り外し自在に設けられているため、サービス対応性も良好である。

なお、本実施の形態１では、温度センサ１、温湿度センサ２及び風速センサ３を有する場合について例示したが、温度センサ１、温湿度センサ２及び風速センサ３のうち１つ以上が省略されてもよい。また、除湿装置１００は、温度、湿度、風速及び圧力等を検出するセンサを更に有してもよい。

１ 温度センサ、１ａ 第１の温度センサ、１ｂ 第２の温度センサ、１ｃ 第３の温度センサ、１ｄ 第４の温度センサ、１ｅ 第５の温度センサ、１ｆ 第６の温度センサ、１ｇ 第７の温度センサ、１ｈ 第８の温度センサ、２ 温湿度センサ、２ａ 第１の温湿度センサ、２ｂ 第２の温湿度センサ、２ｃ 第３の温湿度センサ、２ｄ 第４の温湿度センサ、２ｅ 第５の温湿度センサ、３ 風速センサ、５ 制御部、６ 入力部、７ 記憶部、２１ 圧縮機、３１ａ 第１の熱交換器、３１ｂ 第２の熱交換器、３１ｃ 第３の熱交換器、３２ 送風機、３４ 膨張部、３５ 流路切替部、３６ 水分吸着部、３７ デシカントブロック、３８ 固定枠、３８ａ 取っ手、３９ 固定部、４４ 補強部、５０ ガイド部、５０ａ 基部、５１ 第１の延在部、５２ 第２の延在部、５３ 第３の延在部、６０ 脱落防止部、６１ スライド阻止部、６２ 移動阻止部、７０ スライド規制部、１００ 除湿装置、２００ 機械室ユニット、３００ 筐体、３０１ 開口、３０２ 吸込口、３０４ 吹出口、Ａ 冷媒回路、Ｇ 風路、Ｍ 取り外し方向、Ｒ 除湿対象空間、Ｓ スライド方向。

Claims (4)

1. 圧縮機、流路切替部、第１の熱交換器、膨張部、第２の熱交換器及び第３の熱交換器が配管により接続され、冷媒が流れる冷媒回路と、
   少なくとも前記第１の熱交換器及び前記第２の熱交換器が内部に設けられ、開口が形成された筐体と、
   空気に含まれる水分を吸脱着し、前記筐体の内部において前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に設けられ、前記開口を通って前記筐体の外部に取り外し自在の水分吸着部と、
   前記水分吸着部に取り付けられ、前記水分吸着部が取り外し方向に移動する際にガイドするガイド部と、
   前記筐体に取り付けられ、前記ガイド部と共に前記水分吸着部の脱落を防止する脱落防止部と、を備え、
   前記ガイド部は、
   前記水分吸着部から前記取り外し方向に垂直の方向に延びる第１の延在部と、
   前記第１の延在部の先端側から前記取り外し方向に延びる第２の延在部と、を有し、
   前記脱落防止部は、
   前記筐体から前記取り外し方向と逆方向に延び、前記第２の延在部を係止して、前記水分吸着部が前記取り外し方向に垂直の方向にスライドすることを阻止するスライド阻止部と、
   前記スライド阻止部の先端側から前記水分吸着部のスライド方向に延び、前記水分吸着部が前記取り外し方向に移動する際に、前記第１の延在部が当たって前記水分吸着部が前記取り外し方向に移動することを阻止する移動阻止部と、を有する
   除湿装置。
2. 前記筐体に取り付けられ、前記筐体から前記取り外し方向と逆方向に延び、前記水分吸着部がスライドする際、前記水分吸着部が当たって前記水分吸着部が前記スライド方向に移動する移動距離を規制するスライド規制部を更に備える
   請求項１記載の除湿装置。
3. 前記水分吸着部は、
   前記取り外し方向において着脱自在な複数のデシカントブロックを有する
   請求項１又は２記載の除湿装置。
4. 前記筐体には、
   前記第１の熱交換器、前記水分吸着部、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器の順に空気が流れる風路が形成されるように、前記第１の熱交換器側に空気の吸込口が形成され、前記第３の熱交換器側に空気の吹出口が形成されており、
   前記第３の熱交換器及び前記第１の熱交換器が凝縮器として作用し、前記第２の熱交換器が蒸発器として作用し、前記水分吸着部に保持された水分が脱着される第１の運転モードと、前記第３の熱交換器及び前記第２の熱交換器が凝縮器として作用し、前記第１の熱交換器が凝縮器として作用し、空気に含まれる水分が前記水分吸着部に吸着される第２の運転モードとを切り替えるように、前記流路切替部を制御する制御部を更に備える
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の除湿装置。

Images