WO2016021214A1 - 除湿機 - Google Patents

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compressor
control
water
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博史 中村
英雄 柴田
壁田　知宜
裕佳 藤田
新井　知史
Original Assignee
三菱電機株式会社
三菱電機ホーム機器株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • This invention relates to a dehumidifier for dehumidifying indoor moisture.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to control of a dehumidifier capable of arbitrarily selecting a desired humidity value.
  • this technique when the humidity of the room falls below a set humidity value, the compressor is stopped and only the blower is driven. Then, when the humidity of the room exceeds the set humidity due to the stop of the operation of the compressor, the operation of the compressor is resumed and the room is dehumidified.
  • the compressor is repeatedly stopped and restarted to keep the room humidity constant. Once the operation of the compressor is stopped, the cooled refrigerant in the evaporator returns to room temperature. For this reason, in the above conventional technique, when the operation of the compressor is resumed, the indoor air cannot be dehumidified until the refrigerant in the evaporator is cooled, resulting in waste. In addition, large vibrations occur when the compressor is started and stopped. For this reason, in the above-described conventional technique for performing intermittent operation, there is a problem that the life of the pipe or the compressor motor is shortened due to an increase in operation sound and vibration.
  • This invention was made in order to solve the above-mentioned problem, and it aims at providing the dehumidifier which can implement
  • the dehumidifier according to the present invention includes a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that cools the refrigerant compressed by the compressor, a decompression device that decompresses the refrigerant cooled by the condenser, and a decompression device that decompresses the refrigerant.
  • An evaporator that absorbs heat to the refrigerant, and a dehumidifying means that condenses and removes moisture contained in the air by the evaporator, and after taking in indoor air and passing through the evaporator
  • a blower fan that blows the dry air into the room
  • a humidity detection means that detects the humidity in the room
  • a control means that controls the dehumidifying means and the blower fan so that the detected humidity detected by the humidity detection means becomes a set humidity
  • the control means is configured to execute a first control that changes the rotational speed per unit time of the compressor stepwise based on the difference between the detected humidity and the set humidity.
  • the control for changing the rotational speed per unit time of the compressor stepwise is performed based on the difference between the detected humidity and the set humidity, the setting is performed while suppressing the intermittent operation of the compressor. Humidity can be realized.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a refrigerant circuit constituting the dehumidifying means according to the first embodiment.
  • stored the compressor frequency of the compressor and the fan rotation speed of the ventilation fan for every rank value is shown.
  • 4 is a flowchart showing a dehumidifying operation routine executed by the control means in the first embodiment.
  • movement with respect to detected temperature is shown.
  • movement with respect to detected water amount is shown.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the internal configuration of the dehumidifier according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the inside of the dehumidifier according to the first embodiment.
  • the dehumidifier of the present embodiment includes a dehumidifier housing 1 configured to be able to stand on its own, a suction port 2 for taking indoor air A into the dehumidifier housing 1, and moisture.
  • the appearance is constituted by the air outlet 3 that discharges the dry air B from which the air is removed from the dehumidifier housing 1 into the room.
  • the dehumidifier detects the temperature of the indoor air A and the humidity sensor 4 as humidity detecting means for detecting the humidity of the indoor air A sucked from the suction port 2. And a temperature sensor 5 as temperature detecting means.
  • the humidity and temperature detected by the humidity sensor 4 and the temperature sensor 5 are referred to as “detected humidity” and “detected temperature”, respectively.
  • the dehumidifier includes a dehumidifying means 6 that removes moisture contained in the room air A to generate dry air B, and a water storage tank that stores moisture removed from the indoor air A by the dehumidifying means 6. 7.
  • a dehumidifying means 6 that removes moisture contained in the room air A to generate dry air B
  • a water storage tank that stores moisture removed from the indoor air A by the dehumidifying means 6. 7.
  • the detailed configuration of the dehumidifying means 6 will be described later.
  • the water tank 7 is provided with a water level sensor 8 as water amount detecting means for detecting the amount of water in the water tank 7.
  • the amount of water detected by the water level sensor 8 is referred to as “detected water amount”.
  • a blower fan 9 is provided inside the dehumidifier housing 1.
  • the blower fan 9 sucks the indoor air A from the suction port 2 and introduces it into the dehumidifying means 6, and generates an air flow that discharges the dry air B that has passed through the dehumidifying means 6 from the blower outlet 3.
  • the dehumidifier includes a control means 10 and an operation unit 11.
  • the operation unit 11 is for the user to operate the dehumidifier, and information such as selection of a dehumidification mode and input of set humidity is input by the user.
  • the control unit 10 controls the operations of the dehumidifying unit 6 and the blower fan 9 based on the detection values of the various sensors described above and information input to the operation unit 11.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the appearance of the dehumidifying means of the first embodiment.
  • the dehumidifying means 6 decompresses and expands the compressor 12 that compresses the refrigerant, the condenser 13 that cools the refrigerant that has been pressurized by the compressor 12, and the refrigerant that is cooled by the condenser 13.
  • a capillary tube 14 serving as a decompression device and an evaporator 15 that absorbs heat to the refrigerant decompressed and expanded in the capillary tube 14 are configured.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a refrigerant circuit constituting the dehumidifying means according to the first embodiment.
  • the compressor 12, the condenser 13, the capillary tube 14, and the evaporator 15 mentioned above comprise the refrigerant circuit by being connected in order by piping.
  • the control means 10 performs the dehumidifying operation when detecting that the dehumidifying mode is selected from the switch operation of the operation unit 11. In the dehumidifying operation, specifically, the blower fan 9 is rotated and the dehumidifying means 6 is driven so that the detected humidity detected by the humidity sensor 4 becomes the set humidity input from the operation unit.
  • the indoor air A is taken into the dehumidifying means 6 in the dehumidifier housing 1 from the suction port 2.
  • the dehumidifying means 6 when the compressor 12 is driven, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit.
  • the room air A passes through the evaporator 15, moisture contained in the air is condensed.
  • the air that has passed through the dehumidifying means 6 is dehumidified to become dry air B, and is blown out into the room through the outlet 3.
  • the control means 10 includes an inverter circuit 16.
  • the inverter circuit 16 is a circuit that converts a DC voltage converted by a converter circuit (not shown) into an AC voltage having an arbitrary voltage, frequency, and phase.
  • the control means 10 controls the inverter circuit 16 based on inputs from the humidity sensor 4, the temperature sensor 5 and the water level sensor 8, and variably controls the frequency of the AC voltage supplied to the compressor 12 and the blower fan 9. To do. More specifically, the control means 10 controls the inverter circuit 16 so that the compressor frequency (Hz) supplied to the compressor 12 becomes a required frequency. Thereby, the compressor 12 is controlled to the rotation speed (Hz) per unit time according to the supplied compressor frequency (Hz).
  • control means 10 controls the inverter circuit 16 so that the rotation speed (rpm) per unit time of the blower fan 9 becomes the required rotation speed.
  • the output of the compressor 12 increases as the rotational speed per unit time increases.
  • the output of the blower fan 9 increases as the rotational speed per unit time increases.
  • the dehumidifying operation is stopped when the detected humidity reaches the set humidity. Then, when the detected humidity becomes higher than the set humidity again, the dehumidifying operation is started again. If such intermittent operation of the compressor 12 is frequently performed, there is a possibility that problems such as an increase in operation sound and a shortened life of various parts due to vibration may occur.
  • the compressor frequency (Hz) of the compressor 12 of the dehumidifying means 6 is variably set according to the difference (%) between the detected humidity and the set humidity.
  • One control and a second control for setting the rotation speed (rpm) of the blower fan 9 per minute to be variable (in a stepwise manner) are executed.
  • the compressor frequency and the fan speed corresponding to the difference between the detected humidity and the set humidity are stored in the map for each rank value.
  • FIG. 5 shows a map in which the compressor frequency of the compressor 12 and the fan rotation speed of the blower fan 9 are stored for each rank value.
  • the rank value from 1 to 4 is classified according to which range the difference (%) between the set humidity and the detected humidity belongs, and the compressor frequency and the fan speed are determined for each rank value.
  • the value associated with each rank value is a value determined in advance by performing an experiment or the like. The smaller the difference between the set humidity and the detected humidity, that is, the smaller the rank value, the compressor frequency (Hz).
  • the fan rotation speed (rpm) is set to a small value.
  • the dehumidifying capacity can be increased to quickly bring the detected humidity close to the set humidity, and when the detected humidity approaches the set humidity, the dehumidifying capacity is increased. It is possible to continue the dehumidifying operation while suppressing it.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a dehumidifying operation routine executed by the control means 10 in the first embodiment.
  • the routine shown in this figure is executed when it is detected that the dehumidifying mode is selected from the switch operation of the operation unit 11.
  • the humidity is detected by the humidity sensor 4 (step S2). Then, the rank value shown in FIG. 5 is selected according to the difference between the set humidity set by the operation unit 11 and the detected humidity.
  • step S4 the initial operation of the dehumidifying operation is determined based on the rank value selected in step S2 (step S4).
  • the blower fan 9 and the compressor 12 are controlled by controlling the inverter circuit 16 and the compressor frequency and the fan rotation speed corresponding to the rank values shown in the map of FIG.
  • the fluctuation of humidity is severe immediately after the start of operation. For this reason, here, the operation is performed in the initial operation for 3 minutes immediately after the start of the operation, and the intermittent operation of the compressor 12 occurs frequently and the motor is prevented from being worn.
  • step S6 When the initial operation is performed for 3 minutes, the humidity is then measured every minute (step S6). Next, it is determined whether or not the detected humidity is equal to or lower than the set humidity (step S8). As a result, when the detected humidity is equal to or lower than the set humidity, the operation of the blower fan 9 and the compressor 12 is stopped (step S10). In the next step, the humidity is measured every minute (step S12). Then, it is determined whether or not the detected humidity is higher than the set humidity (step S14). As a result, when it is determined that the detected humidity is equal to or lower than the set humidity, the process returns to step S12, and the humidity measurement is performed again. On the other hand, when it is determined that the detected humidity is higher than the set humidity again, the process returns to step S4, and the initial operation is started again according to the difference between the detected humidity and the set humidity.
  • step S8 the process proceeds to the next step and the previous value of the detected humidity measured one minute ago (that is, the detected humidity measured in the previous step S6). Is compared with the current value of the detected humidity (that is, the detected humidity measured in the current step S6) (step S16). As a result, if it is determined that the detected humidity has increased from one minute before, a rank increase is performed to increase the rank value by one (step S18). Thereby, for example, when the humidity increases due to ventilation of the room, the outputs of the blower fan 9 and the compressor 12 are increased, so that the room can be quickly dehumidified.
  • Step S16 when it is determined that the detected humidity has not changed from one minute before, the process proceeds to the next step, and it is determined whether or not the detected humidity is the same as the set humidity (Step S20). ). As a result, if the detected humidity is the same as the set humidity, the process returns to step S6 without changing the rank value, and the humidity is measured again. On the other hand, if the detected humidity is not the same as the set humidity, the process proceeds to the next step, where the detected humidity is stored, and it is determined whether or not a state in which the humidity does not change continues three times (step S22). ).
  • step S6 when it is determined that the state in which the humidity does not change is continued three times in succession, the process returns to step S6 without changing the rank value, and the humidity is measured again.
  • step S18 if it is determined that the state where the humidity does not change continues three times in succession, the process proceeds to step S18, where the rank is increased by one.
  • step S16 when it is determined in step S16 that the detected humidity has decreased from one minute before, the process proceeds to the next step, and it is determined whether or not rank up has been performed in step S18 (step S18). S24).
  • step S26 when it is determined that the rank has not been increased, the detected humidity is compared with the set humidity, and the rank value shown in FIG. 5 is determined based on the humidity difference (step S26).
  • the humidity difference X between the detected humidity and the set humidity reaches 10%, 5%, 2%, and 0% for the first time, the rank value is lowered by one. Thereby, the rank value can be gradually lowered as the detected humidity approaches the set humidity.
  • step S26 when rank down is performed in step S26, the control means 10 memorize
  • the rank down history stored in step S26 is reset in the process of step S30 described later.
  • step S24 determines whether or not the detected humidity is the same as the set humidity.
  • step S28 determines whether or not the detected humidity is the same as the set humidity.
  • step S30 determines whether or not the rank value by one.
  • the rank value is lowered stepwise as the detected humidity approaches the set humidity.
  • the inverter circuit 16 that varies the frequency of the compressor 12 is provided, and is controlled so as to gradually decrease the frequency of the compressor 12 as the indoor humidity decreases. Therefore, power consumption can be reduced.
  • the rank value is determined according to the map shown in FIG. 5 and the compressor 12 and the blower fan 9 are controlled.
  • the map for determining the rank value is not limited to that shown in FIG. 5.
  • an AC frequency for controlling the driving of the blower fan 9 may be set instead of the fan rotation speed.
  • the values of the compressor frequency and the fan speed corresponding to each rank value are not limited to the values specified in FIG.
  • the number of rank values is not limited to four, and more rank values may be set as long as there are a plurality of rank values.
  • the capillary tube 14 is used as the decompression device, but other known decompression devices may be used.
  • both the 1st control which sets the compressor frequency of the compressor 12 variably, and the 2nd control which sets the fan rotation speed of the ventilation fan 9 variably are performed.
  • only the first control for variably setting the compressor frequency of the compressor 12 may be executed.
  • Embodiment 2 FIG. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the dehumidifier of this Embodiment 2 is realizable using the structure similar to the hardware structure shown in FIGS. 1-4.
  • the rank value shown in FIG. 5 is determined according to the difference between the detected humidity and the set humidity.
  • the dehumidifier according to the second embodiment is characterized by an operation for limiting the rank value determined according to the temperature of the indoor air A sucked from the suction port 2.
  • FIG. 7 shows a map that defines the dehumidifying operation for the detected temperature.
  • the restriction defined in the map of FIG. 7 is provided. More specifically, in the map shown in FIG. 7, when the detected temperature detected by the temperature sensor 5 is 30 ° C. or lower, the rank value is determined according to the map shown in FIG.
  • the rank value is fixed at rank 2 regardless of the map shown in FIG. Furthermore, when the detected temperature is 35 ° C. or higher, the rank value is fixed to rank 1 regardless of the map shown in FIG. Thus, it controls so that the rotation speed per unit time of a compressor and a ventilation fan becomes small, so that detection temperature is high.
  • the output of the compressor 12 and the output of the blower fan 9 are limited when the detected temperature is equal to or higher than the set temperature (here, 31 ° C.).
  • the restriction of the set temperature and the corresponding rank value is set to a set temperature and a rank value so that the compressor 12 does not overheat in consideration of the relationship between the temperature of the compressor 12 and the temperature of the room air A. do it. Thereby, even if the temperature of indoor air A is high, it can suppress that the temperature and room temperature of the compressor 12 rise.
  • the reason for restricting the output of the blower fan 9 when the detected temperature is equal to or higher than the set value is that the dehumidifying ability can be controlled in a balanced manner by changing the output of the blower fan 9 in accordance with the output of the compressor 12. That is, since the temperature rise of the compressed refrigerant is suppressed when the output of the compressor 12 is reduced, the method of suppressing the cooling capacity of the condenser 13 according to this, that is, the method of suppressing the output of the blower fan 9, This is because the dehumidifying ability can be controlled in a well-balanced manner. Further, when the output of the compressor 12 is reduced, the noise generated from the compressor 12 is also reduced. Accordingly, the noise of the entire dehumidifier is reduced by suppressing the output of the blower fan 9 and the noise generated from the blower fan 9 accordingly. It is because it can suppress.
  • the output of the compressor 12 when the detected temperature is equal to or higher than the set temperature, the output of the compressor 12, that is, the number of rotations per unit time of the compressor 12 is limited.
  • the “first limiting means” when the detected temperature is equal to or higher than the set temperature, the output of the blower fan 9, that is, the rotation speed per unit time of the blower fan 9 is limited. Means "are realized. Further, only one of the first limiting unit and the third limiting unit may be executed.
  • Embodiment 3 FIG. Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the dehumidifier of this Embodiment 3 is realizable using the structure similar to the hardware constitutions shown in FIGS.
  • the rank value shown in FIG. 5 is determined according to the difference between the detected humidity and the set humidity.
  • the dehumidifier according to the third embodiment is characterized by an operation for limiting the rank value determined according to the amount of water in the water storage tank 7.
  • FIG. 8 shows a map that defines the dehumidifying operation for the detected water amount.
  • the restriction defined in the map of FIG. 8 is provided. More specifically, in the map shown in FIG. 8, when the detected water amount detected by the water level sensor 8 is less than the set water amount, the rank value is determined according to the map shown in FIG.
  • the rank value is fixed to rank 1 regardless of the map shown in FIG. Thereby, the output of the compressor 12 and the output of the blower fan 9 in the dehumidifying operation are limited. Further, when the detected water amount is a water amount indicating full water, the dehumidifying operation is stopped.
  • the restriction of the set water amount and the rank value corresponding thereto may be set to a set water amount and a rank value so that the water storage tank 7 does not become full in consideration of the capacity of the water storage tank 7 and the dehumidifying capacity. Thereby, the output of the compressor 12 and the output of the blower fan 9 in the dehumidifying operation can be restricted before the water tank 7 becomes full, and the dehumidifying operation is continued after the water tank 7 becomes full. Can be avoided.
  • the output of the compressor 12 is restricted when the detected water amount is equal to or greater than the set water amount, thereby realizing the “second restricting means” of the present invention, and the detected water amount is When the amount of water is equal to or greater than the set amount of water, the output of the blower fan 9 is restricted, thereby realizing the “fourth restriction means” of the present invention. Further, only one of the second restriction unit and the fourth restriction unit may be executed.

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Abstract

　圧縮機の断続運転を抑制しつつ、設定湿度を実現することのできる除湿機を提供する。　冷媒を圧縮する圧縮機１２と、圧縮された冷媒を冷却する凝縮器１３と、冷却された冷媒を減圧するキャピラリーチューブ１４と、減圧された冷媒への吸熱を行う蒸発器１５と、を含む冷媒回路を有し、空気中に含まれる水分を蒸発器１５により結露させて除去する除湿手段６と、室内空気Ａを吸気し蒸発器１５を通過させた後の乾燥空気Ｂを室内に吹き出す送風ファン９と、室内の湿度を検出する湿度センサ４と、湿度センサにより検出された検出湿度が設定湿度になるように除湿手段６の圧縮機１２及び送風ファン９を制御する制御手段１０と、を備える。制御手段１０は、検出湿度と設定湿度との差が小さいほど、圧縮機１２の単位時間当たりの回転数が段階的に小さくなるように圧縮機周波数を制御する。

Description

除湿機
　この発明は、室内の湿気を除湿する除湿機に関する。
　従来、例えば特許文献１には、使用要望の湿度値を任意に選択することが可能な除湿機の制御に関する技術が開示されている。この技術では、部屋の湿度が設定された湿度値を下回ると圧縮機を停止し送風機のみを駆動する。そして、圧縮機の運転停止により部屋の湿度が設定された湿度を超えると、圧縮機の運転を再開し室内の除湿を行う。
日本特開平７－２３３９９９号公報
　上記従来の技術では、部屋の湿度が設定湿度に到達した後、部屋の湿度を一定に保つために圧縮機の停止及び運転再開が繰り返し行われる。圧縮機の運転が一旦停止されると蒸発器内の冷却された冷媒が室温に戻ってしまう。このため、上記従来の技術では、圧縮機の運転を再開した場合に、蒸発器内の冷媒が冷却されるまで室内空気の除湿を行うことができず、無駄が生じてしまう。また、圧縮機の起動時及び停止時は大きな振動が発生する。このため、断続運転を実施する上記従来の技術では、運転音の増大、および振動によって配管又は圧縮機モータの寿命が短くなるといった課題がある。
　この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、圧縮機の断続運転を抑制しつつ、設定湿度を実現することのできる除湿機を提供することを目的とする。
　この発明に係る除湿機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、凝縮器により冷却された冷媒を減圧する減圧装置と、減圧装置により減圧された冷媒への吸熱を行う蒸発器と、を含む冷媒回路を有し、空気中に含まれる水分を蒸発器により結露させて除去する除湿手段と、室内の空気を吸気し蒸発器を通過させた後の乾燥空気を室内に吹き出す送風ファンと、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、湿度検出手段により検出された検出湿度が設定湿度になるように除湿手段及び送風ファンを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、検出湿度と設定湿度との差に基づいて、圧縮機の単位時間当たりの回転数を段階的に変化させる第一制御を実行するように構成されて成るものである。
　この発明によれば、検出湿度と設定湿度との差に基づいて、圧縮機の単位時間当たりの回転数を段階的に変化させる制御が行われるので、圧縮機の断続運転を抑制しつつ、設定湿度を実現することが可能となる。
実施の形態１に係る除湿機の内部構成を示す縦断面図である。 実施の形態１に係る除湿機の内部を示す概略構成図である。 実施の形態１の除湿手段の外観を示す概略構成図である。 実施の形態１に係る除湿手段を構成する冷媒回路を示す概略構成図である。 圧縮機の圧縮機周波数及び送風ファンのファン回転数をランク値毎に記憶したマップを示す。 制御手段が実施の形態１において実行する除湿運転のルーチンを示すフローチャートである。 検出温度に対する除湿運転動作を定めたマップを示す。 検出水量に対する除湿運転動作を定めたマップを示す。
　以下、図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。なお、各図中において、同一又は相当する部分には同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態１．
　図１は実施の形態１に係る除湿機の内部構成を示す縦断面図である。また、図２は、実施の形態１に係る除湿機の内部を示す概略構成図である。これらの図に示すように、本実施の形態の除湿機は、自立可能に構成された除湿機筐体１と、除湿機筐体１内に室内空気Ａを取り込むための吸込口２と、水分が除去された乾燥空気Ｂを除湿機筐体１から室内へ排出する吹出口３とによりその外観が構成されている。
　図２に示すように、本実施の形態に係る除湿機は、吸込口２から吸引された室内空気Ａの湿度を検出する湿度検出手段としての湿度センサ４と、室内空気Ａの温度を検出する温度検出手段としての温度センサ５と、を備えている。なお、以下の説明では、湿度センサ４及び温度センサ５によって検出された湿度及び温度を、それぞれ「検出湿度」及び「検出温度」と称することとする。
　また、本実施の形態に係る除湿機は、室内空気Ａに含まれる水分を除去して乾燥空気Ｂを生成する除湿手段６と、除湿手段６によって室内空気Ａから除去された水分を溜める貯水タンク７と、を備えている。なお、除湿手段６の詳細な構成についてはその説明を後述する。
　貯水タンク７には、貯水タンク７内の水の量を検出する水量検出手段としての水位センサ８が設けられている。以下の説明では、水位センサ８によって検出された水量を「検出水量」と称する。
　除湿機筐体１の内部には送風ファン９が設けられている。送風ファン９は、吸込口２から室内空気Ａを吸気して除湿手段６に導入するとともに、除湿手段６を通過した乾燥空気Ｂを吹出口３から排出する気流を発生させるためのものである。
　本実施の形態に係る除湿機は、制御手段１０と操作部１１とを備えている。操作部１１は、使用者が除湿機の操作を行うためのものであり、除湿モードの選択、設定湿度の入力等の情報が使用者によって入力される。制御手段１０は、上述した各種センサの検出値及び操作部１１に入力された情報に基づいて、除湿手段６及び送風ファン９の動作を制御する。
　次に、本実施の形態に係る除湿機が備える除湿手段６について詳細に説明する。図３は、実施の形態１の除湿手段の外観を示す概略構成図である。この図に示すように、除湿手段６は、冷媒を圧縮する圧縮機１２と、圧縮機１２で昇圧された冷媒を冷却する凝縮器１３と、凝縮器１３にて冷却された冷媒を減圧膨張させる減圧装置としてのキャピラリーチューブ１４と、キャピラリーチューブ１４にて減圧膨張された冷媒への吸熱を行う蒸発器１５と、により構成されている。
　図４は、実施の形態１に係る除湿手段を構成する冷媒回路を示す概略構成図である。この図に示すように、上述した圧縮機１２、凝縮器１３、キャピラリーチューブ１４及び蒸発器１５は、配管によって順に接続されることで冷媒回路を構成している。制御手段１０は、操作部１１のスイッチ操作から除湿モードが選択されたことを検知した場合に除湿運転を実行する。除湿運転では、具体的には、湿度センサ４により検出された検出湿度が操作部から入力された設定湿度となるように、送風ファン９を回転させるとともに除湿手段６を駆動する。送風ファン９が駆動されると、室内空気Ａは吸込口２から除湿機筐体１内の除湿手段６に取り込まれる。除湿手段６では、圧縮機１２が駆動されることにより冷媒が冷媒回路内を循環する。室内空気Ａは蒸発器１５を通過する際に空気中に含まれる水分が結露される。除湿手段６を通過した空気は除湿されて乾燥空気Ｂとなり、吹出口３から室内に吹き出される。
　また、図４に示すように、制御手段１０はインバータ回路１６を備えている。インバータ回路１６は、図示しないコンバータ回路によって変換された直流電圧を任意の電圧、周波数及び位相の交流電圧に変換する回路である。制御手段１０は、湿度センサ４、温度センサ５及び水位センサ８等からの入力に基づいて、インバータ回路１６を制御し、圧縮機１２及び送風ファン９へ供給する交流電圧の周波数をそれぞれ可変に制御する。より詳しくは、制御手段１０は、圧縮機１２へ供給される圧縮機周波数（Ｈｚ）が要求される周波数となるようにインバータ回路１６を制御する。これにより、圧縮機１２は、供給された圧縮機周波数（Ｈｚ）に応じた単位時間当たりの回転数（Ｈｚ）に制御される。また、制御手段１０は、送風ファン９の単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ）が要求された回転数となるようにインバータ回路１６を制御する。ここで、圧縮機１２は、単位時間当たりの回転数が大きいほど出力が大きくなる。また、送風ファン９は、単位時間当たりの回転数が大きいほど出力が大きくなる。
　次に、本実施の形態に係る除湿機の特徴的動作について説明する。従来の除湿機のように、検出湿度が設定湿度となるように圧縮機１２及び送風ファン９を制御する装置では、検出湿度が設定湿度に到達した場合に除湿運転が停止される。そして、その後検出湿度が再び設定湿度よりも高くなると、除湿運転が再度開始される。このような圧縮機１２の断続運転が頻繁に行われると、運転音の増大、および振動によって各種部品の寿命が短くなるといった問題が生じるおそれがある。
　そこで、本実施の形態に係る除湿機では、除湿運転において、検出湿度と設定湿度の差（％）に応じて、除湿手段６の圧縮機１２の圧縮機周波数（Ｈｚ）を可変に設定する第一制御、および送風ファン９の毎分回転数（ｒｐｍ）を可変（段階的に変化するよう）に設定する第二制御が実行される。制御手段１０には、検出湿度と設定湿度の差に対応する圧縮機周波数及びファン回転数がランク値毎にマップに記憶されている。図５は、圧縮機１２の圧縮機周波数及び送風ファン９のファン回転数をランク値毎に記憶したマップを示す。このマップでは、設定湿度の検出湿度との差（％）が何れの範囲に属するかによって１から４のランク値に分類され、各ランク値について圧縮機周波数及びファン回転数が定められている。各ランク値に対応付けられた値は、実験等を行うことにより予め定められた値であって、設定湿度の検出湿度との差が小さいほど、つまりランク値が小さいほど圧縮機周波数（Ｈｚ）及びファン回転数（ｒｐｍ）が小さな値となるように設定されている。このようなマップを用いて除湿運転が行われると、検出湿度が設定湿度に近づくにつれて圧縮機周波数及びファン回転数が段階的に低下する。除湿能力は、圧縮機周波数又はファン回転数が小さいほど低くなる。これにより、検出湿度が設定湿度よりも十分に大きい場合には除湿能力を高めて検出湿度を速やかに設定湿度に近づけることができ、また、検出湿度が設定湿度に近づいた場合には除湿能力を抑えて除湿運転を継続させることが可能となる。
　次に、本実施の形態の除湿機において実行される除湿運転の具体的処理について、フローチャートを用いて詳細に説明する。図６は、制御手段１０が実施の形態１において実行する除湿運転のルーチンを示すフローチャートである。なお、この図に示すルーチンは、操作部１１のスイッチ操作から除湿モードが選択されたことを検知した場合に実行される。
　図６に示すルーチンが開始されると、先ず、湿度センサ４により湿度が検出される（ステップＳ２）。そして、操作部１１によって設定された設定湿度と検出湿度との差に応じて、図５に示すランク値が選出される。
　次に、上記ステップＳ２において選出されたランク値に基づいて除湿運転の初期運転動作が決定される（ステップＳ４）。ここでは、具体的には、インバータ回路１６を制御して図５のマップに示すランク値に対応する圧縮機周波数及びファン回転数によって送風ファン９及び圧縮機１２が制御される。なお、運転開始直後は湿度の変動が激しい。このため、ここでは、運転開始直後の３分間は初期運転動作にて運転が行われ、圧縮機１２の断続運転が頻発しモータが摩耗してしまうことを防ぐ。
　初期運転動作が３分間行われると、次に１分間ごとに湿度の測定が行われる（ステップＳ６）。次に、検出湿度が設定湿度以下か否かが判定される（ステップＳ８）。その結果、検出湿度が設定湿度以下の場合には、送風ファン９及び圧縮機１２の運転が停止される（ステップＳ１０）。次のステップでは、１分間ごとに湿度の測定が行われる（ステップＳ１２）。そして、検出湿度が設定湿度よりも高いか否かが判定される（ステップＳ１４）。その結果、検出湿度が設定湿度以下と判定された場合には、ステップＳ１２に戻り、湿度の測定が再度実行される。一方、再び検出湿度が設定湿度よりも高くなったと判定された場合には、ステップＳ４に戻り、検出湿度と設定湿度の差に応じて再び初期運転動作が開始される。
　一方、上記ステップＳ８において、検出湿度が設定湿度よりも高い場合には、次のステップに移行して、１分前に測定した検出湿度の前回値（つまり前回のステップＳ６において測定した検出湿度）と、検出湿度の今回値（つまり今回のステップＳ６において測定した検出湿度）との比較が行われる（ステップＳ１６）。その結果、検出湿度が１分前よりも上昇したと判定された場合には、ランク値を１つ上げるランクアップが行われる（ステップＳ１８）。これにより、例えば、部屋の換気などにより湿度が上昇した場合に、送風ファン９及び圧縮機１２の出力を上げることが行われるので、素早く部屋の除湿を行うことができる。
　また、上記ステップＳ１６において、検出湿度が１分前から変化していないと判定された場合には、次のステップに移行し、検出湿度が設定湿度と同じか否かが判定される（ステップＳ２０）。その結果、検出湿度が設定湿度と同じであれば、ランク値を変化させずに上記ステップＳ６に戻り、再び湿度の測定が行われる。一方、検出湿度が設定湿度と同じでない場合には、次のステップに移行し、検出湿度が記憶されるとともに、３回連続で湿度が変化しない状態が続いたか否かが判定される（ステップＳ２２）。その結果、３回連続で湿度が変化しない状態が続いていないと判定された場合には、ランク値を変化させずに上記ステップＳ６に戻り、再び湿度の測定が行われる。一方、３回連続で湿度が変化しない状態が続いたと判定された場合には、上記ステップＳ１８に移行してランク値が１つ上げるランクアップが行われる。これにより、例えば、部屋の湿度が下がらない状態を判定して、送風ファン９及び圧縮機１２の出力を上げることができるので、素早く部屋の除湿を行うことができる。
　さらに、上記ステップＳ１６において、検出湿度が１分前よりも減少したと判定された場合には、次のステップに移行し、上記ステップＳ１８においてランクアップが行われたか否かが判定される（ステップＳ２４）。その結果、ランクアップが行われていないと判定された場合には、検出湿度と設定湿度との比較が行われ、湿度差に基づいて図５に示すランク値が決定される（ステップＳ２６）。ここでは、具体的には、検出湿度と設定湿度との湿度差Ｘが１０％、５％、２％、０％に最初に到達したときにランク値をそれぞれ１つ下げるランクダウンが行われる。これにより、検出湿度が設定湿度に近づくにつれて徐々にランク値を下げることができる。なお、決定されたランク値に変化させた後は、上記ステップＳ６に戻り、再び湿度の測定を行う。また、ステップＳ２６において、ランクダウンが行われた場合には、制御手段１０はその履歴を記憶する。これにより、ランク値を下げる操作を各１回ずつしか行わないように制御することができる。なお、上記ステップＳ２６において記憶されたランクダウンの履歴は、後述するステップＳ３０の処理でリセットされる。
　一方、上記ステップＳ２４において、ランクアップが行われたと判定された場合には、次のステップに移行し、検出湿度が設定湿度と同じか否かが判定される（ステップＳ２８）。その結果、検出湿度が設定湿度と同じでない場合には、ランク値を変化させずに上記ステップＳ６に戻り、再び湿度の測定が行われる。一方、検出湿度が設定湿度と同じである場合には、ランク値を１つ下げるランクダウンが行われる（ステップＳ３０）。これにより、例えば、室内の湿度が設定湿度となった場合に、送風ファン９及び圧縮機１２の出力を下げることが行われるので、湿度が設定湿度を超えて減少し続けることを防ぐことができる。
　以上説明したとおり、本実施の形態の除湿機によれば、検出湿度が設定湿度に近づくほどランク値を段階的に下げることが行われる。これにより、検出湿度が設定湿度に到達して送風ファン９及び圧縮機１２の断続運転が行われることを抑制することが可能となる。これにより、部屋の湿度を一定に保つことができるとともに、断続運転による騒音、圧縮機モータの振動による低寿命化を防ぐことができる。
　また、本実施の形態１の除湿機によれば、圧縮機１２の周波数を可変するインバータ回路１６を備え、室内の湿度が下がるにつれて、圧縮機１２の周波数を徐々に下げていくように制御されるので、消費電力を削減することができる。
　ところで、上述した実施の形態１の除湿機では、図５に示すマップに従いランク値を決定し圧縮機１２及び送風ファン９を制御することとした。しかしながら、ランク値を決定するマップは図５に示すものに限られず、例えばファン回転数に替えて送風ファン９の駆動を制御するための交流周波数を設定してもよい。また、各ランク値に対応する圧縮機周波数及びファン回転数の値は、図５に規定した値に限らず、実験等によって適宜最適な値を設定すればよい。また、ランク値の数についても４つに限らず、複数個であれば更に多くのランク値を設定してもよい。
　また、上述した実施の形態１の除湿機では、インバータ回路１６を用いて送風ファン９の回転数を制御することとしているが、位相制御、PMW制御等の他の公知の制御を用いて送風ファン９の回転数を可変に制御することとしてもよい。
　また、上述した実施の形態１の除湿機では、減圧装置としてキャピラリーチューブ１４を用いているが、他の公知の減圧装置を用いてもよい。
　また、上述した実施の形態１の除湿機では、圧縮機１２の圧縮機周波数を可変に設定する第一制御と送風ファン９のファン回転数を可変に設定する第二制御との双方を実行することとしたが、圧縮機１２の圧縮機周波数を可変に設定する第一制御のみを実行することとしてもよい。
実施の形態２．
　次に、図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態２の除湿機は、図１から図４に示すハードウェア構成と同様の構成を用いて実現することができる。
　上述した実施の形態１の除湿機では、検出湿度と設定湿度との差に応じて図５に示すランク値を決定することとした。本実施の形態２の除湿機では、吸込口２から吸引された室内空気Ａの温度に応じて、決定されるランク値に制限を設ける動作に特徴を有している。図７は、検出温度に対する除湿運転動作を定めたマップを示す。本実施の形態２の除湿機では、除湿運転においてランク値を決定する際に、図７のマップに規定する制限を設けることとしている。より詳しくは、図７に示すマップでは、温度センサ５によって検出された検出温度が３０℃以下である場合には、上述した図５に示すマップに従いランク値が決定される。また、検出温度が３１℃～３４℃の範囲である場合には、図５に示すマップに係わらずランク値がランク２に固定される。さらに、検出温度が３５℃以上である場合には、図５に示すマップに係わらずランク値がランク１に固定される。このように、検出温度が高いほど、圧縮機及び送風ファンの単位時間当たりの回転数が小さくなるように制御される。
　除湿運転を行う場合においては、室内空気Ａの温度が高いほど圧縮機１２の外郭温度は高くなり、またこれに伴い室温も上昇する。本実施の形態２の除湿機によれば、検出温度が設定温度（ここでは３１℃）以上の場合に圧縮機１２の出力及び送風ファン９の出力が制限される。設定温度およびこれに対応するランク値の制限は、圧縮機１２の温度と室内空気Ａの温度との関係を考慮して、圧縮機１２が過昇温とならないような設定温度およびランク値に設定すればよい。これにより、室内空気Ａの温度が高い場合であっても、圧縮機１２の温度と室温が上昇するのを抑えることができる。検出温度が設定以上の場合に送風ファン９の出力を制限する理由は、圧縮機１２の出力に合わせて送風ファン９の出力を変えることにより、除湿能力をバランスよく制御できるためである。つまり、圧縮機１２の出力を小さくすると圧縮された冷媒の温度上昇が抑制されるので、これに応じて凝縮器１３の冷却能力を抑える方が、つまり、送風ファン９の出力を抑える方が、除湿能力をバランスよく制御できるためである。さらに、圧縮機１２の出力を小さくすると圧縮機１２から発生する騒音も小さくなり、これに応じて送風ファン９の出力を抑えて送風ファン９から発生する騒音を抑えることにより、除湿機全体の騒音を抑えることができるためである。
　なお、本実施の形態２の除湿機では、検出温度が設定温度以上の場合に圧縮機１２の出力、すなわち、圧縮機１２の単位時間当たりの回転数が制限されることにより、本発明の「第一制限手段」が実現され、検出温度が設定温度以上の場合に送風ファン９の出力、すなわち、送風ファン９の単位時間当たりの回転数が制限されることにより、本発明の「第三制限手段」が実現される。また、第一制限手段及び第三制限手段とは、何れか一方のみが実行される構成でもよい。
実施の形態３．
　次に、図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態３の除湿機は、図１から図４に示すハードウェア構成と同様の構成を用いて実現することができる。
　上述した実施の形態１の除湿機では、検出湿度と設定湿度との差に応じて図５に示すランク値を決定することとした。本実施の形態３の除湿機では、貯水タンク７内の水の量に応じて、決定されるランク値に制限を設ける動作に特徴を有している。図８は、検出水量に対する除湿運転動作を定めたマップを示す。本実施の形態３の除湿機では、除湿運転においてランク値を決定する際に、図８のマップに規定する制限を設けることとしている。より詳しくは、図８に示すマップでは、水位センサ８によって検出された検出水量が設定水量未満である場合には、上述した図５に示すマップに従いランク値が決定される。また、検出水量が設定水量以上である場合には、図５に示すマップに係わらずランク値がランク１に固定される。これにより、除湿運転における圧縮機１２の出力及び送風ファン９の出力が制限される。さらに、検出水量が満水を表す水量である場合には、除湿運転が停止される。設定水量およびこれに対応するランク値の制限は、貯水タンク７の容量及び除湿能力を考慮して、貯水タンク７が満水とならないような設定水量およびランク値に設定すればよい。これにより、貯水タンク７内が満水になる前に除湿運転における圧縮機１２の出力及び送風ファン９の出力を制限することができるとともに、貯水タンク７内が満水になった後に除湿運転が継続される事態を回避することができる。
　なお、本実施の形態２の除湿機では、検出水量が設定水量以上である場合に圧縮機１２の出力が制限されることにより、本発明の「第二制限手段」が実現され、検出水量が設定水量以上である場合に送風ファン９の出力が制限されることにより、本発明の「第四制限手段」が実現される。また、第二制限手段及び第四制限手段とは、何れか一方のみが実行される構成でもよい。
　１　除湿機筐体、２　吸込口、３　吹出口、４　湿度センサ、５　温度センサ、６　除湿手段、７　貯水タンク、８　水位センサ、９　送風ファン、１０　制御手段、１１　操作部、１２　圧縮機、１３　凝縮器、１４　キャピラリーチューブ（減圧装置）、１５　蒸発器、１６　インバータ回路

Claims (14)

  1. 　冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、前記凝縮器により冷却された冷媒を減圧する減圧装置と、前記減圧装置により減圧された冷媒への吸熱を行う蒸発器と、を含む冷媒回路を有し、空気中に含まれる水分を前記蒸発器により結露させて除去する除湿手段と、
    　室内の空気を吸気し前記蒸発器を通過させた後の乾燥空気を室内に吹き出す送風ファンと、
    　室内の湿度を検出する湿度検出手段と、
    　前記湿度検出手段により検出された検出湿度が設定湿度になるように前記除湿手段及び前記送風ファンを制御する制御手段と、を備え、
    　前記制御手段は、前記検出湿度と前記設定湿度との差に基づいて、前記圧縮機の単位時間当たりの回転数を段階的に変化させる第一制御を実行するように構成されて成る除湿機。
  2. 　直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路を備え、
    　前記制御手段は、前記第一制御において、前記インバータ回路が出力する交流電圧の周波数を可変させて、前記圧縮機の単位時間当たりの回転数を段階的に変化させる請求項１に記載の除湿機。
  3. 　前記制御手段は、前記第一制御において、前記検出湿度と前記設定湿度との差が小さくなるほど前記圧縮機の単位時間当たりの回転数が段階的に小さくなるように制御して成る請求項１又は請求項２に記載の除湿機。
  4. 　室内の温度を検出する温度検出手段を備え、
    　前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された検出温度が設定温度よりも大きい場合に、前記圧縮機の単位時間当たりの回転数を制限する第一制限手段を含む請求項１から請求項３の何れか１項に記載の除湿機。
  5. 　前記第一制限手段は、前記検出温度が大きいほど前記圧縮機の単位時間当たりの回転数が小さくなるように制御する請求項４に記載の除湿機。
  6. 　前記除湿手段により結露させた水分を貯める貯水タンクと、
    　前記貯水タンクに貯水された水分の水量を検出する水量検出手段と、を備え、
    　前記制御手段は、前記水量検出手段により検出された検出水量が設定水量以上である場合に前記圧縮機の単位時間当たりの回転数を制限する第二制限手段を含む請求項１から請求項３の何れか１項に記載の除湿機。
  7. 　前記第二制限手段は、前記検出水量が満水を示す水量となった場合に前記圧縮機を停止する請求項６に記載の除湿機。
  8. 　前記制御手段は、前記検出湿度と前記設定湿度との差に基づいて、前記送風ファンの単位時間当たりの回転数を制御する第二制御を実行するように構成されて成る請求項１から請求項７の何れか１項に記載の除湿機。
  9. 　直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路を備え、
    　前記制御手段は、前記第二制御において、前記インバータ回路が出力する交流電圧の周波数を可変させて、前記送風ファンの単位時間当たりの回転数を段階的に変化させる請求項８に記載の除湿機。
  10. 　前記制御手段は、前記第二制御において、前記検出湿度と前記設定湿度との差が小さくなるほど前記送風ファンの単位時間当たりの回転数が段階的に小さくなるように制御して成る請求項８又は請求項９に記載の除湿機。
  11. 　室内の温度を検出する温度検出手段を備え、
    　前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された検出温度が設定温度よりも大きい場合に、前記送風ファンの単位時間当たりの回転数を制限する第三制限手段を含む請求項８から請求項１０の何れか１項に記載の除湿機。
  12. 　前記第三制限手段は、前記検出温度が大きいほど前記送風ファンの単位時間当たりの回転数が小さくなるように制御する請求項１１に記載の除湿機。
  13. 　前記除湿手段により結露させた水分を貯める貯水タンクと、
    　前記貯水タンクに貯水された水分の水量を検出する水量検出手段と、を備え、
    　前記制御手段は、前記水量検出手段により検出された検出水量が設定水量以上である場合に前記送風ファンの単位時間当たりの回転数を制限する第四制限手段を含む請求項８から請求項１０の何れか１項に記載の除湿機。
  14. 　前記第四制限手段は、前記検出水量が満水を示す水量となった場合に前記送風ファンを停止する請求項１３に記載の除湿機。
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