JPWO2017115421A1 - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

除湿装置は、水分吸着手段に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、水分吸着手段が風路を通過する空気から水分を吸着する第２運転モードと、を交互に切り替える除湿運転を行うものであり、運転モードを切り替えたときに、絞り装置の開度を、運転モードを切り替える前の通常制御開度よりも大きい第１開度に設定して、予め設定された第１設定時間、冷媒回路を動作させ、第１設定時間が経過した後に、絞り装置の開度を、第１開度よりも小さい第２開度に設定して、予め設定された第２設定時間、冷媒回路を動作させるものである。

Description

この発明は、冷媒回路と水分吸着手段とを備えた除湿装置に関するものである。

従来から、冷媒が循環する冷媒回路と、水分を吸脱着する水分吸着手段と、を備えた除湿装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されている従来の除湿装置は、水分吸着手段に吸着されている水分を脱着する第１運転モードと、水分吸着手段が空気に含まれている水分を吸着する第２運転モードと、を交互に切り替えて、除湿運転を行っている。

特許第５４５２５６５号公報

ところで、除湿装置においては、高い除湿効果を得ることが重要な課題とされており、更なる改良が求められている。

この発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、除湿効果が向上された除湿装置を得ることを目的としている。

この発明に係る除湿装置は、圧縮機、流路切替装置、第１熱交換器、絞り装置、及び第２熱交換器を、冷媒配管で接続した冷媒回路と、前記第１熱交換器、水分を吸脱着する水分吸着手段、及び前記第２熱交換器を、順次配設した風路と、除湿対象空間の空気を、前記第１熱交換器、前記水分吸着手段、前記第２熱交換器、の順に流す送風装置と、前記第１熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能すると共に、前記第２熱交換器が蒸発器として機能し、前記水分吸着手段に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、前記第１熱交換器が蒸発器として機能すると共に、前記第２熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能し、前記水分吸着手段が前記風路を通過する空気から水分を吸着する第２運転モードとを、前記流路切替装置の流路切替によって交互に切り替える除湿運転を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１運転モードから前記第２運転モードに運転モードを切り替えたとき、または、前記第２運転モードから前記第１運転モードに運転モードを切り替えたときに、前記絞り装置の開度を、運転モードを切り替える前の通常制御開度よりも大きい第１開度に設定して、予め設定された第１設定時間、前記冷媒回路を動作させ、前記第１設定時間が経過した後に、前記絞り装置の開度を、前記第１開度よりも小さい第２開度に設定して、予め設定された第２設定時間、前記冷媒回路を動作させるものである。

また、この発明に係る除湿装置は、圧縮機、流路切替装置、第１熱交換器、絞り装置、第２熱交換器、及び第３熱交換器を、冷媒配管で接続した冷媒回路と、前記第１熱交換器、水分を吸脱着する水分吸着手段、及び前記第２熱交換器を、順次配設した風路と、除湿対象空間の空気を、前記第１熱交換器、前記水分吸着手段、前記第２熱交換器、の順に流す送風装置と、を備え、前記第３熱交換器は、前記圧縮機の吐出側と前記流路切替装置との間で前記冷媒回路に配設されており、前記第３熱交換器および前記第１熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能すると共に、前記第２熱交換器が蒸発器として機能し、前記水分吸着手段に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、前記第１熱交換器が蒸発器として機能すると共に、前記第３熱交換器および前記第２熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能し、前記水分吸着手段が前記風路を通過する空気から水分を吸着する第２運転モードとを、前記流路切替装置の流路切替によって交互に切り替えるものである。

この発明によれば、運転モードを切り替えた後に、冷媒回路の動作を速やかに安定化させることができるため、水分吸着手段が水分を効率良く吸脱着することができる。したがって、この発明によれば、除湿効果が向上された除湿装置が得られる。

この発明の実施の形態１に係る除湿装置の構成の一例を模式的に記載した図である。 図１に記載の制御装置について説明する図である。 図１に記載の水分吸着手段の吸着量と相対湿度との関係性の一例を示す図である。 図１に記載の除湿装置の第１運転モードにおける空気の状態変化の一例を示す図である。 図１に記載の除湿装置の第２運転モードにおける空気の状態変化の一例を示す図である。 図１に記載の制御装置の構成の一例を模式的に記載した図である。 図１に記載の除湿装置の動作の一例を説明する図である。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ及び配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
［除湿装置］
図１は、この発明の実施の形態１に係る除湿装置の構成の一例を模式的に記載した図であり、図２は、図１に記載の制御装置について説明する図である。図１に記載の除湿装置１００は、例えば、部屋の内部の室内に設置され、室内の除湿を行うものである。除湿装置１００は、冷媒回路Ａと水分吸着手段１６とを備えている。

＜冷媒回路＞
冷媒回路Ａは、圧縮機１３と第３熱交換器１１ｃと流路切替装置１５と第１熱交換器１１ａと絞り装置１４と第２熱交換器１１ｂとが冷媒配管で順次接続されて形成されており、冷媒が循環するものである。

（冷媒）
この実施の形態の冷媒回路Ａに適用される冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ、またはＲ１３４ａ等のＨＦＣ系冷媒である。なお、この実施の形態の冷媒回路Ａに適用される冷媒は、Ｒ２２等のＨＣＦＣ系冷媒であってもよく、または、炭化水素もしくはヘリウム等の自然冷媒であってもよい。なお、例えばＣＯ_２冷媒を使用する場合で、高圧が臨界圧力以上の運転となる場合は、凝縮器が放熱器として機能することとなる。

（圧縮機）
圧縮機１３は、冷媒を吸入し圧縮して高温高圧の状態で吐出するものである。圧縮機１３は、例えば、インバータで制御が行われるインバータ圧縮機であり、運転周波数を任意に変化させて、容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができる。なお、図１の例では、１台の圧縮機１３が記載されているが、この実施の形態の例の除湿装置１００は、例えば並列または直列に接続された２台以上の圧縮機を備えるものであってもよい。

（第１熱交換器、第２熱交換器、第３熱交換器）
第１熱交換器１１ａ、第２熱交換器１１ｂ、及び第３熱交換器１１ｃは、冷媒を空気と熱交換させるものである。第１熱交換器１１ａ、第２熱交換器１１ｂ、及び第３熱交換器１１ｃ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多数のフィンと、を含んで構成されたフィンアンドチューブ型熱交換器である。第１熱交換器１１ａと絞り装置１４と第２熱交換器１１ｂとは、直列に接続されている。第３熱交換器１１ｃは、圧縮機１３の吐出側と流路切替装置１５との間に配設されている。つまり、第３熱交換器１１ｃは、一方が圧縮機１３の吐出側と接続されており、他方が流路切替装置１５と接続されている。

（絞り装置）
絞り装置１４は、冷媒を減圧させるものであり、例えばステッピングモータによって絞りの開度を調整することができる電子膨張弁である。絞り装置１４の開度を調整することによって、冷媒回路Ａに流れる冷媒の流量が調整される。なお、絞り装置１４は、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁であってもよく、またはキャピラリーチューブであってもよい。絞り装置１４は、第１熱交換器１１ａと第２熱交換器１１ｂとの間に配設されている。つまり、絞り装置１４は、一方が第１熱交換器１１ａと接続されており、他方が第２熱交換器１１ｂと接続されている。

（流路切替装置）
流路切替装置１５は、図１に示すように、実線の状態または破線の状態に流路を切り替えることによって、冷媒回路Ａに流れる冷媒の流れの向きを切り替えるものであり、例えば四方弁等で構成されている。なお、流路切替装置１５は、例えば複数の二方弁の組み合わせによって構成されることもできる。流路切替装置１５は、第１熱交換器１１ａの絞り装置１４が接続されていない側と、第２熱交換器１１ｂの絞り装置１４が接続されていない側と、第３熱交換器１１ｃの圧縮機１３の吐出側が接続されていない側と、圧縮機１３の吸入側と、に接続されている。流路切替装置１５は、実線の状態に切り替えられているときに、第３熱交換器１１ｃの圧縮機１３の吐出側が接続されていない側と、第１熱交換器１１ａの絞り装置１４が接続されていない側と、を連通させ、且つ、第２熱交換器１１ｂの絞り装置１４が接続されていない側と、圧縮機１３の吸入側と、を連通させる。また、流路切替装置１５は、破線の状態に切り替えられているときに、第３熱交換器１１ｃの圧縮機１３の吐出側が接続されていない側と、第２熱交換器１１ｂの絞り装置１４が接続されていない側と、を連通させ、且つ、第１熱交換器１１ａの絞り装置１４が接続されていない側と、圧縮機１３の吸入側と、を連通させる。

＜水分吸着手段＞
水分吸着手段１６は、空気に含まれる水分を吸着または脱着するものである。水分吸着手段１６は、例えば、空気が通過できる多孔質材料と、多孔質材料の表面を覆う吸着剤と、によって形成されている。吸着剤は、例えば、塗布、表面処理、または含浸処理等によって、多孔質材料の表面に付着される。吸着剤は、例えば、ゼオライト、シリカゲル、または活性炭等のように、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放湿する機能を有するものが使用される。

水分吸着手段１６は、第１熱交換器１１ａと第２熱交換器１１ｂとの間の風路に配設されている。なお、風路については後述する。水分吸着手段１６は、風路の断面積に対する断面積が大きくなるように、例えば風路の断面形状と実質的に同じ断面形状を有している。水分吸着手段１６は、例えば四角形の断面形状を有する板状の部材であるが、四角形以外の多角形または円形等の断面形状を有する板状の部材であってもよい。風路を通過する空気は、例えば、水分吸着手段１６の厚さ方向に沿って、水分吸着手段１６を通過する。

＜風路＞
除湿装置１００は、除湿対象空間である室内の空気を吸い込む吸込口１０２と、吸込口１０２から吸い込まれた空気を除湿した除湿空気を吹き出す吹出口１０４と、の間に風路を有している。風路は、図１において矢印で示すように、吸込口１０２から吸い込んだ空気を、第１熱交換器１１ａ、水分吸着手段１６、第２熱交換器１１ｂ、第３熱交換器１１ｃ、の順に通過させ、吹出口１０４から吹き出すように形成されている。

また、除湿装置１００は、温度センサー１ａ〜１ｈと、温湿度センサー２ａ〜２ｅと、風速センサー３と、制御装置５と、入力装置６と、送風装置１２と、を有している。

（送風装置）
送風装置１２は、除湿装置１００の風路に配設され、吸込口１０２から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を風路に通過させ、風路を通過した空気を吹出口１０４から吹き出させる空気流れを発生させるものである。送風装置１２が動作することで、吸込口１０２から吸い込まれた空気が、第１熱交換器１１ａ、水分吸着手段１６、第２熱交換器１１ｂ、第３熱交換器１１ｃ、の順に通過し、吹出口１０４から吹き出される。送風装置１２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または多翼ファン等のファンと、を含んで構成されており、風量を調整することができる。なお、送風装置１２は、例えば、ＡＣファンモータを含み、風量が一定となるものであってもよい。送風装置１２は、図１の例では、風路の最下流となる第３熱交換器１１ｃの下流に配設されているが、送風装置１２が配設される位置は特に限定されない。例えば、送風装置１２は、風路の最上流となる第１熱交換器１１ａの上流側に配設されていてもよい。

（温度センサー）
温度センサー１ａ〜１ｈは、冷媒回路Ａに流れる冷媒の温度を検出するものである。温度センサー１ａは、圧縮機１３の吐出側の冷媒の温度を検出するものであり、温度センサー１ｂは、圧縮機１３の吸入側の冷媒の温度を検出するものであり、温度センサー１ｃ及び温度センサー１ｄは、第１熱交換器１１ａに流入する冷媒の温度または第１熱交換器１１ａから流出する冷媒の温度を検出するものであり、温度センサー１ｅ及び温度センサー１ｆは、第２熱交換器１１ｂに流入する冷媒の温度または第２熱交換器１１ｂから流出する冷媒の温度を検出するものであり、温度センサー１ｇ及び温度センサー１ｈは、第３熱交換器１１ｃに流入する冷媒の温度または第３熱交換器１１ｃから流出する冷媒の温度を検出するものである。

（温湿度センサー）
温湿度センサー２ａ〜２ｅは、風路を通過する空気の温度及び湿度を検出するものである。温湿度センサー２ａは、除湿対象空間である室内から除湿装置１００に流入し、第１熱交換器１１ａを通過する前の空気の温湿度を検出するものであり、温湿度センサー２ｂは、第１熱交換器１１ａを通過して、水分吸着手段１６を通過する前の空気の温湿度を検出するものであり、温湿度センサー２ｃは、水分吸着手段１６を通過して、第２熱交換器１１ｂを通過する前の空気の温湿度を検出するものであり、温湿度センサー２ｄは、第２熱交換器１１ｂを通過して、第３熱交換器１１ｃを通過する前の空気の温湿度を検出するものであり、温湿度センサー２ｅは、第３熱交換器１１ｃを通過した後の空気の温湿度を検出するものである。

（風速センサー）
風速センサー３は、風路を通過する空気の風速を検出するものである。なお、図１の例では、風速センサー３が、風路の最下流となる第３熱交換器１１ｃの下流側に配設されているが、風速センサー３が配設される位置は特に限定されない。例えば、風速センサー３は、風路を通過する空気の風速を検出することができる位置に配設されていればよく、風路の最上流となる第１熱交換器１１ａの上流側に配設されていてもよい。

（入力装置）
入力装置６は、除湿装置１００への指示を入力するものであり、例えば図示を省略してあるリモートコントローラからの信号を受けるセンサーである。例えば、ユーザは、図示を省略してあるリモートコントローラを利用して、除湿運転の開始及び停止の指示、除湿の強度に関する指示等を行うことができる。入力装置６に入力された指示は、制御装置５に入力される。

（制御装置）
制御装置５は、除湿装置１００の全体の制御を行うものであり、例えば、アナログ回路もしくはデジタル回路等のハードウェア、または、マイクロコンピュータもしくはＣＰＵ等の演算装置で実行されるプログラム等のソフトウェアを含んで構成されている。図２に示すように、制御装置５は、例えば、温度センサー１ａ〜１ｈの検出結果と、温湿度センサー２ａ〜２ｅの検出結果と、風速センサー３の検出結果と、入力装置６に入力された指示と、記憶部７が記憶している情報とを取得し、取得した検出結果、指示および情報等を用いて、送風装置１２、圧縮機１３、絞り装置１４、及び流路切替装置１５等を制御する。記憶部７は、例えば、不揮発性メモリを含んで構成されており、除湿装置１００を制御するためのプログラム、及び除湿装置１００を制御するためのパラメータ等の情報を記憶している。

図３は、図１に記載の水分吸着手段の吸着量と相対湿度との関係性の一例を示す図である。図３において、横軸は、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度を示し、縦軸は水分吸着手段１６の平衡吸着量、すなわち水分吸着手段１６の吸着剤が吸着できる水分量を示している。図３に示すように、水分吸着手段１６の平衡吸着量は、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度によって変化する。すなわち、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度が高いときは、水分吸着手段１６が吸着している水分が放出されにくくなり、且つ水分吸着手段１６が吸着できる水分量が多くなる。一方、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度が低いときは、水分吸着手段１６が吸着している水分が放出されやすくなり、且つ水分吸着手段１６が吸着できる水分量が少なくなる。

この実施の形態の例では、例えば、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度が８０％以上であるときの平衡吸着量と、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度が４０〜６０％であるときの平衡吸着量と、の差が大きい水分吸着手段１６が使用される。すなわち、水分吸着手段１６に適用される吸着剤は、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度が８０％以上であるときの平衡吸着量と、水分吸着手段１６に流入する空気の相対湿度が４０〜６０％であるときの平衡吸着量と、の差が大きいものが使用される。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手段１６を使用することで、水分吸着手段１６の吸着能力及び脱着能力が向上される。なお、図３では、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ｈを図示している。

［除湿装置の動作］
次に、この実施の形態の例の除湿装置１００の動作の一例について説明する。この実施の形態の例の除湿装置１００は、以下に説明するように、第１運転モードと第２運転モードとを交互に実行することで、除湿運転を実行する。なぜなら、水分吸着手段１６が吸着することができる水分量には限度があるため、水分吸着手段１６が空気に含まれている水分を吸着する運転を長時間にわたって継続すると、水分吸着手段１６に水分が吸着されなくなる。そこで、この実施の形態の例の除湿装置１００は、水分吸着手段１６に保持されている水分を脱着する運転モードと、水分吸着手段１６が空気に含まれている水分を吸着する運転モードと、を交互に切り替えながら除湿運転を実行する。

＜第１運転モード＞
まず、第１運転モードについて説明する。第１運転モードでは、水分吸着手段１６に保持されている水分を脱着する。

（第１運転モードにおける冷媒回路の動作）
第１運転モードでは、流路切替装置１５が、図１の実線で示す状態に切り替えられている。すなわち、流路切替装置１５は、第３熱交換器１１ｃと第１熱交換器１１ａとを接続するとともに、第２熱交換器１１ｂと圧縮機１３の吸入側とを接続している。

圧縮機１３に吸入されて圧縮された高温高圧の冷媒は、第３熱交換器１１ｃに流入する。第３熱交換器１１ｃに流入した冷媒は、空気と熱交換して空気に放熱することで、一部が凝縮液化する。第３熱交換器１１ｃにて一部が凝縮液化した冷媒は、流路切替装置１５を通過して、第１熱交換器１１ａに流入する。第１熱交換器１１ａに流入した冷媒は、空気と熱交換して空気に放熱することで、凝縮液化して、絞り装置１４に流入する。絞り装置１４に流入した冷媒は、絞り装置１４で減圧されて、第２熱交換器１１ｂに流入する。第２熱交換器１１ｂに流入した冷媒は、空気と熱交換して空気から吸熱することで蒸発する。第２熱交換器１１ｂで蒸発した冷媒は、流路切替装置１５を通過して、圧縮機１３に吸入され、再び圧縮される。

（第１運転モードにおける空気の状態変化）
図４は、図１に記載の除湿装置の第１運転モードにおける空気の状態変化の一例を示す図である。図４において、横軸は空気の乾球温度を示しており、縦軸は空気の絶対湿度を示しており、曲線は飽和空気、すなわち相対湿度１００％を示している。また、図４において、点１−１は、吸込口１０２から除湿装置１００に吸い込まれた空気の状態を示しており、点１−２は、第１熱交換器１１ａを通過した後の空気の状態を示しており、点１−３は、水分吸着手段１６を通過した後の空気の状態を示しており、点１−４は、第２熱交換器１１ｂを通過した後の空気の状態を示しており、点１−５は、第３熱交換器１１ｃを通過した後の空気の状態を示している。

図１の吸込口１０２から除湿装置１００の内部に吸い込まれた除湿対象空間の空気（図４の点１−１）は、凝縮器として機能している第１熱交換器１１ａを通過して、冷媒と熱交換することで加熱され、高温且つ低相対湿度の空気となる（点１−２）。

第１熱交換器１１ａを通過した高温且つ低相対湿度の空気（点１−２）は、水分吸着手段１６を通過することで加湿された空気となる（点１−３）。すなわち、水分吸着手段１６を通過する空気は、点１−２に示すように、例えば相対湿度が４０〜６０％ＲＨの、相対湿度が低い空気であるため、水分吸着手段１６は、水分吸着手段１６に含まれている水分を脱着（放出）する。また、水分吸着手段１６に流入した空気から水分の脱着に伴う脱着熱が奪われることで空気が冷却されて点１−３の状態となる。

水分吸着手段１６を通過した空気（点１−３）は、蒸発器として機能している第２熱交換器１１ｂを通過して、冷媒と熱交換することで冷却される（点１−４）。なお、冷媒回路Ａは、第１運転モードでは、第２熱交換器１１ｂに流れる冷媒の温度が水分吸着手段１６を通過した空気（点１−３）の露点温度よりも低くなるように運転されており、水分吸着手段１６を通過した空気（点１−３）は、第２熱交換器１１ｂを通過することで、冷却されるとともに除湿され、低温且つ高相対湿度の空気となる（点１−４）。第２熱交換器１１ｂを通過した空気（点１−４）は、凝縮器として機能している第３熱交換器１１ｃを通過して冷媒と熱交換することで加熱され（点１−５）、吹出口１０４から除湿対象空間に吹き出される。

＜第２運転モード＞
次に、第２運転モードについて説明する。第２運転モードでは、水分吸着手段１６が空気に含まれている水分を吸着する。

（第２運転モードにおける冷媒回路の動作）
第２運転モードでは、流路切替装置１５が、図１の破線で示す状態に切り替えられている。すなわち、流路切替装置１５は、第３熱交換器１１ｃと第２熱交換器１１ｂとを接続するとともに、第１熱交換器１１ａと圧縮機１３の吸入側とを接続している。

圧縮機１３に吸入されて圧縮された高温高圧の冷媒は、第３熱交換器１１ｃに流入する。第３熱交換器１１ｃに流入した冷媒は、空気と熱交換して空気に放熱することで、一部が凝縮液化する。第３熱交換器１１ｃにて一部が凝縮液化した冷媒は、流路切替装置１５を通過して、第２熱交換器１１ｂに流入する。第２熱交換器１１ｂに流入した冷媒は、空気と熱交換して空気に放熱することで、凝縮液化して、絞り装置１４に流入する。絞り装置１４に流入した冷媒は、絞り装置１４で減圧されて、第１熱交換器１１ａに流入する。第１熱交換器１１ａに流入した冷媒は、空気と熱交換して空気から吸熱することで蒸発する。第１熱交換器１１ａで蒸発した冷媒は、流路切替装置１５を通過して、圧縮機１３に吸入され、再び圧縮される。

（第２運転モードにおける空気の状態変化）
図５は、図１に記載の除湿装置の第２運転モードにおける空気の状態変化の一例を示す図である。図５において、横軸は空気の乾球温度を示しており、縦軸は空気の絶対湿度を示しており、曲線は飽和空気、すなわち相対湿度１００％を示している。また、図５において、点２−１は、吸込口１０２から除湿装置１００に吸い込まれた空気の状態を示しており、点２−２は、第１熱交換器１１ａを通過した後の空気の状態を示しており、点２−３は、水分吸着手段１６を通過した後の空気の状態を示しており、点２−４は、第２熱交換器１１ｂを通過した後の空気の状態を示しており、点２−５は、第３熱交換器１１ｃを通過した後の空気の状態を示している。

図１の吸込口１０２から除湿装置１００の内部に吸い込まれた除湿対象空間の空気（図５の点２−１）は、蒸発器として機能している第１熱交換器１１ａを通過して、冷媒と熱交換することで冷却される（点２−２）。例えば、冷媒回路Ａは、第２運転モードでは、第１熱交換器１１ａに流れる冷媒の温度が除湿対象空間の空気（点２−１）の露点温度よりも低くなるように運転されており、除湿対象空間の空気（点２−１）は、第１熱交換器１１ａを通過することで、冷却されるとともに除湿され、低温且つ高相対湿度の空気となる（点２−２）。

第１熱交換器１１ａを通過した低温且つ高相対湿度の空気（点２−２）は、水分吸着手段１６を通過して更に除湿された空気となる（点２−３）。すなわち、水分吸着手段１６を通過する空気は、点２−２に示すように、例えば相対湿度が７０〜９０％ＲＨの、相対湿度が高い空気であるため、水分吸着手段１６は、空気に含まれている水分を吸着する。なお、水分吸着手段１６が水分を吸着することで発生する吸着熱によって、水分吸着手段１６を通過する空気は加熱され、点２−３の状態となる。

水分吸着手段１６を通過した空気は、凝縮器として機能している第２熱交換器１１ｂを通過して、冷媒と熱交換することで加熱される（点２−４）。第２熱交換器１１ｂを通過した空気（点２−４）は、凝縮器として機能している第３熱交換器１１ｃを通過して冷媒と熱交換することで加熱され（点２−５）、吹出口１０４から除湿対象空間に吹き出される。

ところで、第１運転モードと第２運転モードとの運転モードの切り替えは、上記のように、流路切替装置１５を切り替えて冷媒回路Ａに流れる冷媒の向きを切り替えることで実行される。したがって、運転モードを切り替えると、運転モードを切り替える前に凝縮器として機能し、運転モードを切り替えた後に蒸発器と機能する熱交換器に冷媒が滞留するため、冷媒回路Ａの冷媒の分布が適正化されるまでに長時間を要する。その結果、運転モードが切り替えられた後に、切り替えられた運転モードでの冷媒回路Ａの動作が安定化するまでに、長時間を要することとなる。そこで、この実施の形態の例の除湿装置１００は、以下のように構成されている。

［制御装置の構成］
図６は、図１に記載の制御装置の構成の一例を模式的に記載した図である。図６に示すように、制御装置５は、開度決定部５１と運転モード切替判定部５２と絞り装置制御部５３と流路切替装置制御部５４とを有している。開度決定部５１は、温度センサー１ｃ、温度センサー１ｄ、温度センサー１ｅ、及び温度センサー１ｆの検出結果、記憶部７に記憶されているパラメータ、及び運転モード切替判定部５２の判定結果等を用いて、絞り装置１４の開度を決定するものである。絞り装置制御部５３は、開度決定部５１が決定した開度に関する情報を用いて、絞り装置１４を制御するものである。

運転モード切替判定部５２は、第１運転モードから第２運転モードへの運転モードの切り替え、又は第２運転モードから第１運転モードへの運転モードの切り替え、を判定するものである。第１運転モードと第２運転モードとの運転モードの切り替えの判定は、例えば、水分吸着手段１６を通過する前の空気の温度と、水分吸着手段１６を通過した後の空気の温度と、の温度差を用いて行われる。なお、第１運転モードと第２運転モードとの切り替えの判定は、上記の例に限定されるものではなく、例えば、時間、水分吸着手段１６の前後の温度差、水分吸着手段１６の前後の絶対湿度差、水分吸着手段１６の前後の相対湿度の変化量等を用いて行うことができる。また、例えば、第１運転モードと第２運転モードとの切り替えの判定は、風路の圧力損失の変動を用いて行うこともできる。なぜなら、水分吸着手段１６は、水分を吸着することで膨潤するため、水分吸着手段１６が吸着している水分の量に応じて、風路の圧力損失が変動する。流路切替装置制御部５４は、運転モード切替判定部５２の判定結果を用いて、流路切替装置１５の流路切替を行うものである。

［除湿装置の具体的な動作］
図７は、図１に記載の除湿装置の動作の一例を説明する図である。図７に示すように、例えば、ステップＳ０２にて、除湿装置１００が除湿運転を開始すると、ステップＳ０４〜ステップＳ０８にて、冷媒回路Ａの過熱度制御が行われる。すなわち、ステップＳ０４にて、図６に記載の開度決定部５１は、温度センサーの検出結果を取得する。ステップＳ０６にて、開度決定部５１は、温度センサーの検出結果を用いて、過熱度が適正となるように、絞り装置１４の通常制御開度Ｏｐを決定する。そして、ステップＳ０６にて、絞り装置制御部５３は、絞り装置１４の開度を、開度決定部５１が決定した通常制御開度Ｏｐに設定する。
例えば、第１運転モードでは、温度センサー１ｆが検出した温度である冷媒回路Ａの低圧飽和温度と、温度センサー１ｅが検出した温度である第２熱交換器１１ｂの出口の温度と、を用いて、過熱度（ＳＨ）が算出される。具体的には、第１運転モードでは、温度センサー１ｅが検出した温度である第２熱交換器１１ｂの出口の温度から、温度センサー１ｆが検出した温度である冷媒回路Ａの低圧飽和温度を減ずることで、過熱度が算出される。そして、例えば、算出された過熱度が、過熱度の適正値を中心とした適正領域の何れかにあるかを判断し、絞り装置１４の開度を、大きくし、小さくし、または維持する制御を行うことで、冷媒回路Ａの過熱度が適正範囲となる過熱度制御が行われる。
また、例えば、第２運転モードでは、温度センサー１ｄが検出した温度である冷媒回路Ａの低圧飽和温度と、温度センサー１ｃが検出した温度である第１熱交換器１１ａの出口の温度と、を用いて、過熱度（ＳＨ）が算出される。具体的には、第２運転モードでは、温度センサー１ｃが検出した温度である第１熱交換器１１ａの出口の温度から、温度センサー１ｄが検出した温度である冷媒回路Ａの低圧飽和温度を減ずることで、過熱度が算出される。そして、例えば、算出された過熱度が、過熱度の適正値を中心とした適正領域の何れかにあるかを判断し、絞り装置１４の開度を、大きくし、小さくし、または維持する制御を行うことで、冷媒回路Ａの過熱度が適正範囲となる過熱度制御が行われる。
なお、過熱度が適正となる範囲は、例えば、冷媒回路Ａの構成等に応じて異なるものであり、固定値ではない。

図７のステップＳ１０にて、図６の運転モード切替判定部５２は、運転モードを切り替えるか否かを判定する。運転モードを切り替えないと判定された場合はステップＳ０４に戻り、冷媒回路Ａの過熱度制御が継続される。ステップＳ１０で運転モードを切り替えると判定された場合は、ステップＳ１２に進み、流路切替装置制御部５４が、流路切替装置１５を切り替えることで、第１運転モードから第２運転モードへの運転モードの切り替え、または第２運転モードから第１運転モードへの運転モードの切り替え、が実行される。

ステップＳ１４にて、開度決定部５１は、運転モードを切り替える前の絞り装置１４の開度である通常制御開度Ｏｐを用いて、通常制御開度Ｏｐよりも大きい開度となる第１開度Ｏｐ１を決定する。通常制御開度Ｏｐから第１開度Ｏｐ１に絞り装置１４の開度を大きくするための制御量に関する情報は、予め設定されており、記憶部７に記憶されている。例えば、第１開度Ｏｐ１は、通常制御開度Ｏｐの２倍以上であり、通常制御開度Ｏｐから極端に大きくなる。なお、通常制御開度Ｏｐから第１開度Ｏｐ１に絞り装置１４の開度を大きくする制御量は、冷媒回路Ａの構成等に応じて異なるものであり、固定値ではない。ステップＳ１６にて、絞り装置制御部５３は、絞り装置１４の開度を、ステップＳ１４で開度決定部５１が決定した第１開度Ｏｐ１に設定する。そして、ステップＳ１８にて、第１設定時間Ｔ１の経過を待つ。なお、第１設定時間Ｔ１は、予め設定されており、記憶部７に記憶されている。例えば、第１設定時間Ｔ１は６０秒である。なお、第１設定時間Ｔ１は、冷媒回路Ａの構成等に応じて異なるものであり、固定値ではない。上記のように、運転モードを切り替えたときに、絞り装置１４の開度を、運転モードを切り替える前の通常制御開度Ｏｐよりも大きい第１開度Ｏｐ１に設定して、第１設定時間Ｔ１にわたり冷媒回路Ａを動作させることによって、冷媒回路Ａにおける冷媒の分布が速やかに適正化される。なぜなら、絞り装置１４の開度を大きくして冷媒回路Ａを動作させることで、運転モードを切り替える前に凝縮器として機能し、運転モードを切り替えた後に蒸発器と機能する熱交換器に滞留している冷媒が、冷媒回路Ａに速やかに循環される。

ステップＳ１８で第１設定時間Ｔ１が経過すると、ステップＳ２０にて、開度決定部５１は、第１開度Ｏｐ１を用いて、第１開度Ｏｐ１よりも小さい開度となる第２開度Ｏｐ２を決定する。第１開度Ｏｐ１から第２開度Ｏｐ２に絞り装置１４の開度を小さくするための制御量に関する情報は、予め設定されており、記憶部７に記憶されている。例えば、第２開度Ｏｐ２は、第１開度Ｏｐ１の３分の１以下となり、運転モードを切り替える前の絞り装置１４の開度である通常制御開度Ｏｐよりも小さくなる。つまり、第２開度Ｏｐ２は、第１開度Ｏｐ１から極端に小さくなる。なお、第１開度Ｏｐ１から第２開度Ｏｐ２に絞り装置１４の開度を小さくする制御量は、冷媒回路Ａの構成等に応じて異なるものであり、固定値ではない。ステップＳ２２にて、絞り装置制御部５３は、絞り装置１４の開度を、ステップＳ２０で開度決定部５１が決定した第２開度Ｏｐ２に設定する。そして、ステップＳ２４にて、第２設定時間Ｔ２の経過を待つ。なお、第２設定時間Ｔ２は、予め設定されており、記憶部７に記憶されている。例えば、第２設定時間Ｔ２は６０秒である。なお、第２設定時間Ｔ２は、冷媒回路Ａの構成等に応じて異なるものであり、固定値ではない。上記のように、第１設定時間Ｔ１が経過した後に、絞り装置１４の開度を、第１開度Ｏｐ１よりも小さい第２開度Ｏｐ２に設定して、第２設定時間Ｔ２にわたり冷媒回路Ａを動作させることによって、冷媒回路Ａの動作を速やかに安定化させることができる。

ステップＳ２４で第２設定時間Ｔ２が経過すると、ステップＳ０４に戻り、冷媒回路Ａの過熱度制御が再開される。

上記のように、この実施の形態に係る除湿装置１００は、圧縮機１３、流路切替装置１５、第１熱交換器１１ａ、絞り装置１４、及び第２熱交換器１１ｂを、冷媒配管で接続した冷媒回路Ａと、第１熱交換器１１ａ、水分を吸脱着する水分吸着手段１６、及び第２熱交換器１１ｂを、順次配設した風路と、除湿対象空間の空気を、第１熱交換器１１ａ、水分吸着手段１６、第２熱交換器１１ｂ、の順に流す送風装置１２と、第１熱交換器１１ａが凝縮器又は放熱器として機能すると共に、第２熱交換器１１ｂが蒸発器として機能し、水分吸着手段１６に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、第１熱交換器１１ａが蒸発器として機能すると共に、第２熱交換器１１ｂが凝縮器又は放熱器として機能し、水分吸着手段１６が風路を通過する空気から水分を吸着する第２運転モードとを、流路切替装置１５の流路切替によって交互に切り替える除湿運転を行う制御装置５と、を備え、制御装置５は、第１運転モードから第２運転モードに運転モードを切り替えたとき、または、第２運転モードから第１運転モードに運転モードを切り替えたときに、絞り装置１４の開度を、運転モードを切り替える前の絞り装置１４の通常制御開度Ｏｐよりも大きい第１開度Ｏｐ１に設定して、予め設定された第１設定時間Ｔ１、冷媒回路Ａを動作させ、第１設定時間Ｔ１が経過した後に、絞り装置１４の開度を、第１開度Ｏｐ１よりも小さい第２開度Ｏｐ２に設定して、予め設定された第２設定時間Ｔ２、冷媒回路Ａを動作させるものである。
この実施の形態の例の除湿装置１００では、運転モードを切り替えたときに、絞り装置１４の開度を、運転モードを切り替える前の通常制御開度Ｏｐよりも大きい第１開度Ｏｐ１に設定して、第１設定時間Ｔ１、冷媒回路Ａを動作させるため、冷媒の分布が速やかに適正化される。なぜなら、絞り装置１４の開度を大きくして冷媒回路Ａを動作させることで、運転モードを切り替える前に凝縮器として機能し、運転モードを切り替えた後に蒸発器と機能する熱交換器に滞留している冷媒を、冷媒回路Ａに速やかに循環させることができる。
さらに、この実施の形態の例の除湿装置１００では、第１設定時間Ｔ１が経過した後に、絞り装置１４の開度を、第１開度Ｏｐ１よりも小さい第２開度Ｏｐ２に設定して、予め設定された第２設定時間Ｔ２、冷媒回路Ａを動作させるため、冷媒回路Ａの動作を速やかに安定化させることができる。例えば、絞り装置１４の開度が大きい第１開度Ｏｐ１の状態から、絞り装置１４の通常制御（上記の過熱度制御）を行うと、絞り装置１４の開度が通常制御開度Ｏｐとなって冷媒回路Ａの動作が安定化するまでに長時間を要する。この実施の形態の例の除湿装置１００では、運転モードを切り替えたときに、絞り装置１４の開度を、通常制御開度Ｏｐよりも大きい第１開度Ｏｐ１に設定して、第１設定時間Ｔ１にわたり冷媒回路Ａを動作させ、第１設定時間Ｔ１が経過した後に、絞り装置１４の開度を、第１開度Ｏｐ１よりも小さい第２開度Ｏｐ２に設定して、予め設定された第２設定時間Ｔ２にわたり冷媒回路Ａを動作させることで、冷媒回路Ａの動作を速やかに安定化させることができる。
上記のように、この実施の形態の例の除湿装置１００は、運転モードを切り替えた後に、冷媒回路Ａの動作を速やかに安定化させることができるため、水分吸着手段１６が効率良く水分を吸脱着することができる。したがって、この実施の形態の例の除湿装置１００は、除湿効果が向上されている。

例えば、第２開度Ｏｐ２は、運転モードを切り替える前の通常制御開度Ｏｐよりも小さくなるように構成されており、冷媒回路Ａの動作を更に速やかに安定化させることができる。

また、例えば、除湿装置１００は、圧縮機１３の吐出側と流路切替装置１５との間に配設され、第１運転モードおよび第２運転モードのそれぞれにおいて、凝縮器または放熱器として機能する第３熱交換器１１ｃをさらに有している。第１運転モードおよび第２運転モードのそれぞれにおいて、凝縮器または放熱器として機能する第３熱交換器１１ｃを有する構成とすることによって、運転モードを切り替える前に凝縮器として機能し、運転モードを切り替えた後に蒸発器と機能する熱交換器に滞留する冷媒の量を低減することができるため、運転モードを切り替えた後の冷媒の分布が速やかに適正化される。

この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

例えば、図１に記載の第３熱交換器１１ｃを省略し、風路の第２熱交換器１１ｂの下流側に、空気を加熱する電気ヒーター等の加熱装置を配設してもよい。また、図１に記載の第３熱交換器１１ｃは単純に省略されていてもよい。

また、例えば、上記では、温度センサー１ａ〜１ｈ、温湿度センサー２ａ〜２ｅ、および風速センサー３を備えた除湿装置１００についての説明を行ったが、除湿装置１００が備えるセンサー類は、除湿装置１００の仕様等に応じて適宜変更されるものであり、上記のセンサーに限定されるものではない。例えば、除湿装置１００は、温度センサー１ａ〜１ｈ、温湿度センサー２ａ〜２ｅ、および風速センサー３のうちの１つ以上のセンサーが省略されたものであってもよく、または、温度、湿度、風速、もしくは圧力等を検出する更なるセンサーを備えたものであってもよい。

１ａ〜１ｈ 温度センサー、２ａ〜２ｅ 温湿度センサー、３ 風速センサー、５ 制御装置、６ 入力装置、７ 記憶部、１１ａ 第１熱交換器、１１ｂ 第２熱交換器、１１ｃ 第３熱交換器、１２ 送風装置、１３ 圧縮機、１４ 絞り装置、１５ 流路切替装置、１６ 水分吸着手段、５１ 開度決定部、５２ 運転モード切替判定部、５３ 絞り装置制御部、５４ 流路切替装置制御部、１００ 除湿装置、１０２ 吸込口、１０４ 吹出口、Ａ 冷媒回路、Ｏｐ 通常制御開度、Ｏｐ１ 第１開度、Ｏｐ２ 第２開度、Ｔ１ 第１設定時間、Ｔ２ 第２設定時間。

この発明に係る除湿装置は、圧縮機、流路切替装置、第１熱交換器、絞り装置、及び第２熱交換器を、冷媒配管で接続した冷媒回路と、前記第１熱交換器、水分を吸脱着する水分吸着手段、及び前記第２熱交換器を、順次配設した風路と、除湿対象空間の空気を、前記第１熱交換器、前記水分吸着手段、前記第２熱交換器、の順に流す送風装置と、前記第１熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能すると共に、前記第２熱交換器が蒸発器として機能し、前記水分吸着手段に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、前記第１熱交換器が蒸発器として機能すると共に、前記第２熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能し、前記水分吸着手段が前記風路を通過する空気から水分を吸着する第２運転モードとを、前記流路切替装置の流路切替によって交互に切り替える除湿運転を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１運転モードから前記第２運転モードに運転モードを切り替えたとき、または、前記第２運転モードから前記第１運転モードに運転モードを切り替えたときに、前記絞り装置の開度を、運転モードを切り替える前の通常制御開度よりも大きい第１開度に設定して、予め設定された第１設定時間、前記冷媒回路を動作させ、前記第１設定時間が経過した後に、前記絞り装置の開度を、前記第１開度よりも小さい第２開度に設定して、予め設定された第２設定時間、前記冷媒回路を動作させるものであり、前記第２開度は、運転モードを切り替える前の前記通常制御開度よりも小さいものである。

Claims (6)

1. 圧縮機、流路切替装置、第１熱交換器、絞り装置、及び第２熱交換器を、冷媒配管で接続した冷媒回路と、
   前記第１熱交換器、水分を吸脱着する水分吸着手段、及び前記第２熱交換器を、順次配設した風路と、
   除湿対象空間の空気を、前記第１熱交換器、前記水分吸着手段、前記第２熱交換器、の順に流す送風装置と、
   前記第１熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能すると共に、前記第２熱交換器が蒸発器として機能し、前記水分吸着手段に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、前記第１熱交換器が蒸発器として機能すると共に、前記第２熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能し、前記水分吸着手段が前記風路を通過する空気から水分を吸着する第２運転モードとを、前記流路切替装置の流路切替によって交互に切り替える除湿運転を行う制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記第１運転モードから前記第２運転モードに運転モードを切り替えたとき、または、前記第２運転モードから前記第１運転モードに運転モードを切り替えたときに、前記絞り装置の開度を、運転モードを切り替える前の通常制御開度よりも大きい第１開度に設定して、予め設定された第１設定時間、前記冷媒回路を動作させ、前記第１設定時間が経過した後に、前記絞り装置の開度を、前記第１開度よりも小さい第２開度に設定して、予め設定された第２設定時間、前記冷媒回路を動作させる、
   除湿装置。
2. 前記第２開度は、運転モードを切り替える前の前記通常制御開度よりも小さい、
   請求項１に記載の除湿装置。
3. 前記第１開度は、前記通常制御開度の２倍以上の大きさであり、前記第２開度は、前記第１開度の３分の１以下の大きさである、
   請求項１または請求項２に記載の除湿装置。
4. 前記圧縮機の吐出側と前記流路切替装置との間で前記冷媒回路に配設され、前記第１運転モードおよび前記第２運転モードのそれぞれにおいて、凝縮器または放熱器として機能する第３熱交換器をさらに有する、
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の除湿装置。
5. 前記第３熱交換器は、前記風路の前記第２熱交換器の下流に配設されている、
   請求項４に記載の除湿装置。
6. 圧縮機、流路切替装置、第１熱交換器、絞り装置、第２熱交換器、及び第３熱交換器を、冷媒配管で接続した冷媒回路と、
   前記第１熱交換器、水分を吸脱着する水分吸着手段、及び前記第２熱交換器を、順次配設した風路と、
   除湿対象空間の空気を、前記第１熱交換器、前記水分吸着手段、前記第２熱交換器、の順に流す送風装置と、を備え、
   前記第３熱交換器は、前記圧縮機の吐出側と前記流路切替装置との間で前記冷媒回路に配設されており、
   前記第３熱交換器および前記第１熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能すると共に、前記第２熱交換器が蒸発器として機能し、前記水分吸着手段に保持されている水分を脱着する第１運転モードと、前記第１熱交換器が蒸発器として機能すると共に、前記第３熱交換器および前記第２熱交換器が凝縮器又は放熱器として機能し、前記水分吸着手段が前記風路を通過する空気から水分を吸着する第２運転モードとを、前記流路切替装置の流路切替によって交互に切り替える、
   除湿装置。

Images