JP2008190799A - 除湿空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転を行う場合に対象室に供給する処理空気を良好に加湿しながら、省エネルギー化を図ることができる除湿空調装置を提供すること。
【解決手段】除湿ロータ２０と、空気供給ユニット３０と、空気放出ユニット４０と、除湿運転指令が与えられた場合に第１熱交換器５２ａ，５２ｂを通じて第１領域３１に向けて通過する処理空気を冷却し、かつ第２熱交換器５３ａ，５３ｂを通じて第２領域４１に向けて通過する再生空気を加熱するヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂとを備えた除湿空調装置１０において、暖房運転指令が与えられた場合、ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂは、第１熱交換器５２ａ，５２ｂを通じて第１領域３１に向けて通過する処理空気を加熱し、かつ第２熱交換器５３ａ，５３ｂを通じて第２領域４１に向けて通過する再生空気を冷却する一方、除湿ロータ２０は、第１領域３１と第２領域４１との間で水分吸着体２１を循環移動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、除湿空調装置に関し、より詳細には、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗に適用され、室内への外気導入による換気、除湿、空気調和の各機能を有する除湿空調装置の改良に関する。

従来、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗等に適用される除湿空調装置として、除湿ロータ、空気供給ユニット、空気放出ユニットおよびヒートポンプユニットを備えたものが知られている。

除湿ロータは、例えば短軸円柱状の水分吸着体が設けられている。水分吸着体は、二つに仕切られて区画され、かつ空気の流路を構成する水分吸着領域と水分放出領域とを交互に通過する態様で回転する。このように水分吸着体が回転すると、水分吸着領域に位置していた部分は水分放出領域に移動し、次いで再び水分吸着領域に移動することを順次繰り返すことになる。

空気供給ユニットは、上記水分吸着領域を内蔵する空気供給路を有している。この空気供給ユニットは、空気供給路に配設された送風ファンが作動することにより、外気（処理空気）を空気供給路に取り入れ、取り入れた処理空気を水分吸着領域に通過させた後に対象となる室内（以下、対象室内ともいう）に供給するものである。

空気放出ユニットは、空気供給路とは区画された態様で並設され、上記水分放出領域を内蔵する空気放出路を有している。この空気放出ユニットは、空気放出路に配設された送風ファンが作動することにより、外気（再生空気）を空気放出路に取り入れ、取り入れた再生空気を水分放出領域に通過させた後に外部に放出するものである。

ヒートポンプユニットは、冷媒循環回路を備えて構成されている。冷媒循環回路は、圧縮機と、第１熱交換器と、第２熱交換器とを配管で順次接続して構成され、内部に冷媒が封入されている。圧縮機は、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にさせるものである。第１熱交換器は、空気供給路において水分吸着領域の上流域に配設されており、冷媒を周囲空気、すなわち水分吸着領域に向けて通過する処理空気との間で熱交換させるものである。第２熱交換器は、空気放出路において水分放出領域の上流域に配設されており、冷媒を周囲空気、すなわち水分放出領域に向けて通過する再生空気との間で熱交換させるものである。

このようなヒートポンプユニットは、除湿空調装置が除湿運転を行う場合、すなわち除湿運転指令が与えられた場合、第１熱交換器が蒸発器、第２熱交換器が凝縮器として作用する態様で冷媒を循環させるものである。これにより、第１熱交換器は、除湿運転を行う場合には冷媒を蒸発させて周囲を通過する処理空気を冷却するものであり、第２熱交換器は、除湿運転を行う場合には冷媒を凝縮させて周囲を通過する再生空気を加熱するものである。従って、ヒートポンプユニットは、除湿運転を行う場合において、第１熱交換器を通じて処理空気より熱をくみあげ（吸熱し）、第２熱交換器を通じて第１熱交換器で吸熱した熱で再生空気を加熱することになる。

以上のような構成を有する従来の除湿空調装置においては、除湿運転を行う場合には、送風ファンの作用により処理空気を空気供給路に取り入れ、第１熱交換器を通じて通過する処理空気を冷却し、冷却した処理空気を水分吸着領域に通過させることにより、通過する処理空気の水分を除湿ロータの水分吸着体に吸着させて除湿し、除湿した空気を対象室内に導入することになる。また、送風ファンの作用により再生空気を空気放出路に取り入れ、第２熱交換器を通じて通過する再生空気を加熱し、加熱した再生空気を水分放出領域に通過させることにより、除湿ロータの水分吸着体に水分を放出させて乾燥させ、かかる水分放出領域を通過した再生空気を外部に放出することになる（例えば、特許文献１参照）。

また、上記除湿空調装置において暖房運転を行う場合には、除湿ロータの駆動を停止させ、かつヒートポンプユニットを構成する冷媒循環回路での冷媒の循環方向が反転させることが考えられる。これにより、第２熱交換器を通じて空気放出路を通過する再生空気を冷却し、冷却した再生空気を水分放出領域に通過させ、その後外部に放出することになる。ここで、第２熱交換器を通じて再生空気を冷却することになるが、このことは、第２熱交換器を通じて再生空気より冷媒に熱をくみあげたことになる。そして、第１熱交換器を通じて空気供給路を通過する処理空気を加熱し、より詳細には第２熱交換器を通じて再生空気よりくみあげた熱を利用して通過する処理空気を加熱し、加熱した処理空気を水分吸着領域に通過させ、その後対象室内に導入することになる。

しかしながら、このように暖房運転は冬期に行われるのが一般的であり、かかる冬期の外気は低湿度であるために、対象室内に供給される処理空気は極めて低湿度のものとなってしまう。

一方、上記ヒートポンプユニットを備えてはいないが、除湿運転および暖房運転を行う除湿空調装置として、空気供給路に加熱器および加湿器を備えたものが提案されている。このような除湿空調装置では、暖房運転を行う場合には、加熱器で加熱した処理空気を加湿器で加湿することにより、対象室に供給される処理空気の相対湿度を上昇させることができる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２０１６２４号公報 特開２００２−３４９９０５号公報

ところで、上述したような除湿空調装置では、暖房運転を行う場合に、処理空気を加湿するための加湿器を駆動させるために、運転コストの増大化を招来し、省エネルギー化を図ることは困難である。

本発明は、上記実情に鑑みて、暖房運転を行う場合に対象室に供給する処理空気を良好に加湿しながら、省エネルギー化を図ることができる除湿空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る除湿空調装置は、除湿運転指令が与えられた場合、区画された一の領域と他の領域との間で水分吸着体を循環移動させる除湿ロータと、前記一の領域を通過させる態様で導入した処理空気を対象室内に供給する空気供給ユニットと、前記他の領域を通過させる態様で導入した再生空気を外部に放出する空気放出ユニットと、冷媒を圧縮するための圧縮機と、冷媒を周囲空気との間で熱交換させる第１熱交換器および第２熱交換器とを配管で順次接続してなる冷媒循環回路を有し、除湿運転指令が与えられた場合に、前記第１熱交換器を通じて前記一の領域に向けて通過する処理空気を冷却し、かつ前記第２熱交換器を通じて前記他の領域に向けて通過する再生空気を加熱するヒートポンプユニットとを備えた除湿空調装置において、暖房運転指令が与えられた場合、前記ヒートポンプユニットは、前記冷媒循環回路における冷媒の循環方向を反転させて前記第１熱交換器を通じて前記一の領域に向けて通過する処理空気を加熱し、かつ前記第２熱交換器を通じて前記他の領域に向けて通過する再生空気を冷却する一方、前記除湿ロータは、前記一の領域と前記他の領域との間で水分吸着体を循環移動させることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る除湿空調装置は、上述した請求項１において、前記ヒートポンプユニットが複数ある場合、それぞれのヒートポンプユニットを構成する第１熱交換器どうし、並びに第２熱交換器どうしを上下に積み重なる態様で配設したことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る除湿空調装置は、上述した請求項２において、前記複数のヒートポンプユニットは、暖房運転指令が与えられて駆動している際に除霜指令が与えられた場合、一部が予め決められた時間だけ駆動停止することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る除湿空調装置は、上述した請求項２において、前記複数のヒートポンプユニットは、暖房運転指令が与えられて駆動している際に除霜指令が与えられた場合、一つずつ交互に予め決められた時間だけ前記冷媒の循環方向を反転させることを特徴とする。

本発明に係る除湿空調装置によれば、暖房運転指令が与えられた場合、ヒートポンプユニットは、冷媒循環回路における冷媒の循環方向を反転させて第１熱交換器を通じて一の領域に向けて通過する処理空気を加熱し、かつ第２熱交換器を通じて他の領域に向けて通過する再生空気を冷却する一方、除湿ロータは、一の領域と他の領域との間で水分吸着体を循環移動させるので、他の領域には第２熱交換器で冷却された再生空気が通過する一方、一の領域には第１熱交換器で加熱された処理空気が通過することにより、一の領域を通過する処理空気を加湿することができる。しかも、ヒートポンプユニットの冷媒循環回路における冷媒の循環方向を反転させて、除湿ロータの水分吸着体を回転させるだけなので、従前のような加湿器等は要しない。従って、暖房運転を行う場合に対象室に供給する処理空気を良好に加湿しながら、省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る除湿空調装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、本実施の形態では、除湿空調装置の対象室は、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗であるとして説明する。

図１は、本発明の実施の形態における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。ここに例示する除湿空調装置１０は、店舗１の内部への外気導入による換気、除湿および空気調和を行うものである。対象となる店舗１の内部には、ショーケース２が設けてある。

ショーケース２は、内部に陳列された商品等を冷却するためのものである。このショーケース２には、蒸発器３が内蔵されている。蒸発器３は、詳細は後述するが、内部を通過する作動流体が蒸発することによりショーケース２の内部に陳列された商品を冷却するものである。尚、実際には店舗１の内部にショーケース２が複数設けられているのが一般的であるが、本実施の形態では、説明の便宜上のため、店舗１の内部にショーケース２を１つだけ例示して説明を行うことにする。

上記店舗１に適用される除湿空調装置１０は、除湿ロータ２０、空気供給ユニット３０、空気放出ユニット４０、複数（図示の例では２つ）のヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂおよび凝縮器６０を備えて構成してある。

除湿ロータ２０は、短軸円柱状に形成した例えば紙やゼオライト系等の水分吸着体２１が設けてある。水分吸着体２１は、図示しないモータの駆動によりその中心軸回りに回転するものである。より詳細に説明すると、水分吸着体２１は、互いに区画され、かつ空気の流路を構成する第１領域３１と第２領域４１との間を交互に通過する態様で回転するものである。すなわち、除湿ロータ２０は、区画された第１領域３１と第２領域４１との間で水分吸着体２１を循環移動させるものである。これにより水分吸着体２１が回転すると、第１領域３１に位置した部分は第２領域４１に移動し、次いで再び第１領域３１に移動することを順次繰り返すことになる。

空気供給ユニット３０は、導入した処理空気（外気）を店舗１の内部に供給するためのものであり、空気供給路（空気供給経路）３００を有している。

空気供給路３００は、除湿空調装置１０を構成する筐体の内部に設けてあり、処理空気取入口３０１から取り入れた処理空気を、処理空気吐出口３０２を通じて店舗１の内部に供給するための経路であり、第１領域３１および供給ファン３２が処理空気取入口３０１側から順に設けてある。

第１領域３１は、詳細は後述するが、除湿空調装置１０が除湿運転を行う場合に通過する処理空気の水分を水分吸着体２１に吸着させるための領域である。これにより、通過する処理空気は、第１領域３１で除湿されることになる。

供給ファン３２は、処理空気取入口３０１を通じての処理空気の導入、並びに店舗１の内部への処理空気の送出（供給）の送風源となるものである。従って、供給ファン３２の駆動により、空気供給路３００を通過した処理空気は、処理空気吐出口３０２を通じて店舗１の内部に供給されることになる。

空気放出ユニット４０は、空気放出路（空気放出経路）４００を有している。空気放出路４００は、除湿空調装置１０を構成する筐体の内部に設けてあり、上記空気供給路３００とは区画された態様で該空気供給路３００に並設してある。かかる空気放出路４００は、再生空気取入口４０１から取り入れた再生空気（外気）を、再生空気吐出口４０２を通じて外部に放出するための経路であり、第２領域４１および放出ファン４２が再生空気取入口４０１側から順に設けてある。

第２領域４１は、詳細は後述するが、除湿空調装置１０が除湿運転を行う場合に水分吸着体２１に水分を放出させるための領域である。

放出ファン４２は、再生空気取入口４０１を通じての再生空気の導入、並びに外部への再生空気の再生空気の送出（放出）の送風源となるものである。従って、放出ファン４２の駆動により、空気放出路４００を通過した再生空気は、再生空気吐出口４０２を通じて外部に放出されることになる。

２つのヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂは、それぞれ冷媒循環回路５０ａ１，５０ｂ１を備えて構成してある。一の冷媒循環回路５０ａ１は、冷媒圧縮機５１ａと、第１熱交換器５２ａと、第２熱交換器５３ａとを冷媒配管で順次接続して構成してあり、内部に冷媒が封入されてなるものである。ここに冷媒としては、種々のものを用いることができ、例えばクロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、フルオロカーボン、これらの混合溶媒、臭化メチル、アンモニア、二酸化炭素、水等を用いることができる。

冷媒圧縮機５１ａは、空気放出路４００において再生空気取入口４０１の近傍、より詳細には再生空気取入口４０１の直近の下流域に配設してある。この冷媒圧縮機５１ａは、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものである。かかる冷媒圧縮機５１ａは、弁体５４ａを介して第１熱交換器５２ａに接続された冷媒配管および第２熱交換器５３ａに接続された冷媒配管のそれぞれに接続してある。弁体５４ａは、冷媒循環回路５０ａ１を流れる冷媒の方向を調整するものである。一例を挙げると、弁体５４ａは、除湿空調装置１０が除湿運転を行う場合、除湿運転指令が与えられた場合には、冷媒圧縮機５１ａで圧縮された冷媒を第２熱交換器５３ａに向けて送出するように調整する一方（図中の実線矢印方向）、除湿空調装置１０が暖房運転を行う場合には、冷媒圧縮機５１ａで圧縮された冷媒を第１熱交換器５２ａに向けて送出するように調整するものである（図中の破線矢印方向）。

第１熱交換器５２ａは、空気供給路３００において第１領域３１の上流域に配設してある。この第１熱交換器５２ａは、冷媒を周囲空気、すなわち第１領域３１に向けて通過する処理空気との間で熱交換させるものである。より詳細に説明すると、第１熱交換器５２ａは、除湿運転指令が与えられた場合には、蒸発器として作用する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、凝縮器として作用するものである。つまり、除湿運転指令が与えられた場合には、冷媒を蒸発させて周囲を通過する処理空気を冷却、換言すると該処理空気より熱をくみあげる態様で吸熱する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、冷媒を凝縮させて周囲を通過する処理空気を加熱するものである。

第２熱交換器５３ａは、空気放出路４００において第２領域４１の上流域、すなわち冷媒圧縮機５１ａと第２領域４１との間の所定域に配設してある。この第２熱交換器５３ａは、冷媒を周囲空気、すなわち第２領域４１に向けて通過する再生空気との間で熱交換させるものである。より詳細に説明すると、第２熱交換器５３ａは、除湿運転指令が与えられた場合には、凝縮器として作用する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、蒸発器として作用するものである。つまり、除湿運転指令が与えられた場合には、冷媒を凝縮させて周囲を通過する再生空気を加熱する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、冷媒を蒸発させて周囲を通過する再生空気を冷却、換言すると該再生空気より熱をくみあげる態様で吸熱するものである。

他の冷媒循環回路５０ｂ１は、冷媒圧縮機５１ｂと、第１熱交換器５２ｂと、第２熱交換器５３ｂとを冷媒配管で順次接続して構成してあり、内部に冷媒が封入されてなるものである。ここに冷媒としては、種々のものを用いることができ、例えばクロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、フルオロカーボン、これらの混合溶媒、臭化メチル、アンモニア、二酸化炭素、水等を用いることができる。

冷媒圧縮機５１ｂは、空気放出路４００において再生空気取入口４０１の近傍、より詳細には、冷媒圧縮機５１ａよりも上流側であって再生空気取入口４０１の直近の下流域に配設してある。この冷媒圧縮機５１ｂは、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものである。かかる冷媒圧縮機５１ｂは、弁体５４ｂを介して第１熱交換器５２ｂに接続された冷媒配管および第２熱交換器５３ｂに接続された冷媒配管のそれぞれに接続してある。弁体５４ｂは、冷媒循環回路５０ｂ１を流れる冷媒の方向を調整するものである。一例を挙げると、弁体５４ｂは、除湿空調装置１０が除湿運転を行う場合、除湿運転指令が与えられた場合には、冷媒圧縮機５１ｂで圧縮された冷媒を第２熱交換器５３ｂに向けて送出するように調整する一方（図中の実線矢印方向）、除湿空調装置１０が暖房運転を行う場合には、冷媒圧縮機５１ｂで圧縮された冷媒を第１熱交換器５２ｂに向けて送出するように調整するものである（図中の破線矢印方向）。

第１熱交換器５２ｂは、空気供給路３００において第１領域３１の上流域に配設してある。この第１熱交換器５２ｂは、冷媒を周囲空気、すなわち第１領域３１に向けて通過する処理空気との間で熱交換させるものである。より詳細に説明すると、第１熱交換器５２ｂは、除湿運転指令が与えられた場合には、蒸発器として作用する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、凝縮器として作用するものである。つまり、除湿運転指令が与えられた場合には、冷媒を蒸発させて周囲を通過する処理空気を冷却、換言すると該処理空気より熱をくみあげる態様で吸熱する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、冷媒を凝縮させて周囲を通過する処理空気を加熱するものである。

第２熱交換器５３ｂは、空気放出路４００において第２領域４１の上流域、すなわち冷媒圧縮機５１ａと第２領域４１との間の所定域に配設してある。この第２熱交換器５３ｂは、冷媒を周囲空気、すなわち第２領域４１に向けて通過する再生空気との間で熱交換させるものである。より詳細に説明すると、第２熱交換器５３ｂは、除湿運転指令が与えられた場合には、凝縮器として作用する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、蒸発器として作用するものである。つまり、除湿運転指令が与えられた場合には、冷媒を凝縮させて周囲を通過する再生空気を加熱する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、冷媒を蒸発させて周囲を通過する再生空気を冷却、換言すると該再生空気より熱をくみあげる態様で吸熱するものである。

これら２つのヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂは、除湿運転指令が与えられた場合には、第１熱交換器５２ａ，５２ｂを通じて処理空気より熱をくみあげ（吸熱し）、第２熱交換器５３ａ，５３ｂを通じて第１熱交換器５２ａ，５２ｂで吸熱した熱で再生空気を加熱する一方、暖房運転指令が与えられた場合には、第２熱交換器５３ａ，５３ｂを通じて再生空気より熱をくみあげ（吸熱し）、第１熱交換器５２ａ，５２ｂを通じて第２熱交換器５３ａ，５３ｂで吸熱した熱で処理空気を加熱するものである。

また、これら２つのヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂにおいては、図２および図３に示すように、互いの第１熱交換器５２ａ，５２ｂどうし、並びに第２熱交換器５３ａ，５３ｂどうしが上下に積み重なる態様で配設してあり、より詳細には、他のヒートポンプユニット５０ｂを構成する第１熱交換器５２ｂは、一のヒートポンプユニット５０ａを構成する第１熱交換器５２ａ上に載置され、かつ他のヒートポンプユニット５０ｂを構成する第２熱交換器５３ｂは、一のヒートポンプユニット５０ａを構成する第２熱交換器５３ａ上に載置された態様で配設してある。そして、第１熱交換器５２ａ，５２ｂは、鉛直方向より周囲を通過する処理空気の通過方向（図１および図２では右方）に傾斜した態様で立設してある一方、第２熱交換器５３ａ，５３ｂは、鉛直方向より周囲を通過する再生空気の通過方向（図１および図２では左方）に傾斜した態様で立設してある。ここで、第１熱交換器５２ａ，５２ｂおよび第２熱交換器５３ａ，５３ｂのそれぞれの傾斜角度であるが、本発明では特に限定されるものではないが、除霜の際に生ずるドレン水の流れつく領域の限定と、設置スペースの拡大化を防止との観点から例えば５〜４０度の範囲であることが好ましい。

そして、上側の第１熱交換器５２ｂと、下側の第１熱交換器５２ａとの間には、樋部材６２が設けてある。樋部材６２は、通過する処理空気の下流側、すなわち第１熱交換器５２ａ，５２ｂの風下側に設けてあり、上側の第１熱交換器５２ｂで生じたドレン水を下側の第１熱交換器５２ａの下部に配設したドレン皿６１に導くためのものである。また、上側の第２熱交換器５３ｂと、下側の第２熱交換器５３ａとの間には、樋部材６２が設けてある。樋部材６２は、通過する再生空気の下流側、すなわち第２熱交換器５３ａ，５３ｂの風下側に設けてあり、上側の第２熱交換器５３ｂで生じたドレン水を下側の第２熱交換器５３ａの下部に配設したドレン皿６１に導くためのものである。

凝縮器６０は、空気放出路４００において第２熱交換器５３ａ，５３ｂの上流域、すなわち冷媒圧縮機５１ａと第２熱交換器５３ａ，５３ｂとの間の所定域に配設してある。この凝縮器６０は、上記ショーケース２に内蔵された蒸発器３と、流体圧縮機４とともに流体循環回路Ｌを構成している。

ここに、流体循環回路Ｌは、流体圧縮機４と、凝縮器６０と、膨張機構５と、蒸発器３とを流体配管で接続して構成してあり、内部に作動流体が封入されてなるものである。上記流体循環回路Ｌに封入される作動流体としては、種々のものを用いることができ、上記ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂの冷媒循環回路５０ａ１，５０ｂ１に封入された冷媒と同様に、例えばクロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、フルオロカーボン、これらの混合溶媒、臭化メチル、アンモニア、二酸化炭素、水等を用いることができる。

流体圧縮機４は、供給された作動流体を圧縮して高温高圧の状態にするものである。凝縮器６０は、流体圧縮機４より供給された作動流体、すなわち流体圧縮機４で高温高圧の状態に圧縮された作動流体を凝縮させるものである。これにより、凝縮器６０の周囲を通過する再生空気は、作動流体を凝縮させることにより加熱される。つまり、凝縮器６０は、第２熱交換器５３ａ，５３ｂに向けて通過する再生空気を加熱するものである。

膨張機構５は、凝縮器６０より供給された作動流体、すなわち凝縮器６０で凝縮された作動流体を断熱膨張させる、つまり該作動流体を減圧して低温低圧の状態にするものである。蒸発器３は、膨張機構５で低温低圧の状態に断熱膨張された冷媒を蒸発させるものである。これにより、ショーケース２の内部に陳列された商品は、熱を奪われて冷却される。このような流体循環回路Ｌでは、ショーケース２の内部の商品を冷却するために常時作動流体が循環している。

上記除湿空調装置１０は、その制御系としてコントローラ７０を備えている。コントローラ７０は、図示しない入力部を通じて与えられた指令に応じて除湿空調装置１０の各部、例えばモータ、供給ファン３２、放出ファン４２、冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂの駆動を制御するものである。特に、本発明においては、詳細は後述するが、コントローラ７０は、除湿運転指令が与えられた場合だけでなく、暖房運転指令が与えられた場合にもモータを駆動させて水分吸着体２１を回転させるものである。

以上のような構成を有する除湿空調装置１０では、次のようにして除湿運転および暖房運転が行われる。尚、以下の説明において、流体循環回路Ｌでは、流体圧縮機４が駆動して作動流体が常時循環しているものとする。

まず除湿運転を行う場合について説明する。かかる説明の前提として、それぞれのヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂでは、除湿運転指令が与えられることにより、弁体５４ａ，５４ｂは冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂで圧縮された冷媒が第２熱交換器５３ａ，５３ｂに向けて送出されるよう調整されているものとする。

除湿運転指令が与えられたコントローラ７０は、モータ、供給ファン３２および放出ファン４２のそれぞれに駆動指令を与えて駆動させる。

モータが駆動することにより水分吸着体２１が回転する。各ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂでは、弁体５４ａ，５４ｂが冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂで圧縮された冷媒が第２熱交換器５３ａ，５３ｂに向けて送出されるよう調整されることにより、冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂで圧縮された冷媒（高温高圧の冷媒）は、第２熱交換器５３ａ，５３ｂに送出され、該第２熱交換器５３ａ，５３ｂで再生空気と熱交換した後に第１熱交換器５２ａ，５２ｂに送出され、該第１熱交換器５２ａ，５２ｂで処理空気と熱交換した後に冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂに帰還する態様で冷媒循環回路５０ａ１，５０ｂ１を循環する。つまり、第１熱交換器５２ａ，５２ｂは蒸発器として作用する一方、第２熱交換器５３ａ，５３ｂは凝縮器として作用する。

供給ファン３２の駆動により、処理空気が処理空気取入口３０１を通じて空気供給路３００に取り入れられ、取り入れられた処理空気は、第１熱交換器５２ａ，５２ｂに至る。第１熱交換器５２ａ，５２ｂに至った処理空気は、該第１熱交換器５２ａ，５２ｂの内部を通過する冷媒が蒸発することにより冷却され、第１領域３１に至る。第１領域３１において、処理空気に含有される水分が水分吸着体２１の対応する部分に吸着され、処理空気の湿度が低下する。すなわち、処理空気は除湿される。また、水分吸着体２１の第１領域３１に対応する部分に吸着された水分は、水分吸着体２１の回転とともに、第１領域３１から第２領域４１に移動する。第１領域３１で除湿された処理空気は、供給ファン３２の駆動により下流域に向けて流れ、その後処理空気吐出口３０２を通じて店舗１の内部に供給される。

一方、放出ファン４２の駆動により、再生空気取入口４０１を通じて再生空気が取り入れられ、取り入れられた再生空気は、冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂの周囲を通過する。かかる冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂの周囲を通過する再生空気は、冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂから発生する駆動熱（実際にはモータ等から発生する熱）により僅かに加熱され、凝縮器６０に至る。凝縮器６０に至った再生空気は、凝縮器６０の内部を流れる作動流体が凝縮することにより加熱され、第２熱交換器５３ａ，５３ｂに至る。第２熱交換器５３ａ，５３ｂに至った再生空気は、該第２熱交換器５３ａ，５３ｂの内部を通過する冷媒が凝縮することにより更に加熱されて高温度になり、第２領域４１に至る。第２領域４１において、凝縮器６０および第２熱交換器５３ａ，５３ｂで加熱された再生空気が通過することにより、水分吸着体２１の対応する部分から水分が放出され、該再生空気の湿度が上昇する。その後、第２領域４１を通過した再生空気は、放出ファン４２の駆動により、再生空気吐出口４０２を通じて外部に放出される。

水分吸着体２１の第２領域４１に対応する部分は、水分が放出されて乾燥するとともに、温度が上昇する。この温度が上昇し、かつ乾燥した水分吸着体２１の対応する部分は、水分吸着体２１の回転とともに、第２領域４１から第１領域３１に移動し、上述した動作を繰り返すことにより、除湿運転が行われる。

このように除湿空調装置１０では、除湿運転を行う場合には、外部より導入した処理空気を第１熱交換器５２ａ，５２ｂで冷却し、冷却した処理空気を第１領域３１に通過させることにより水分吸着体２１に水分を吸着させて除湿し、除湿した処理空気を店舗１の内部に供給している一方、導入した再生空気を凝縮器６０で加熱し、更に第２熱交換器５３ａ，５３ｂで加熱して高温度にし、かかる再生空気を第２領域４１に通過させることにより水分吸着体２１に水分を放出させている。

そして、上記除湿空調装置１０では、凝縮器６０がヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂ（第２熱交換器５３ａ，５３ｂ）とは別個に第２領域４１に向けて通過する再生空気を加熱するので、除湿運転を行う場合において外気温度が低い場合であっても、再生空気を十分に加熱することができる。つまり、第１熱交換器５２ａ，５２ｂを通じての処理空気からの吸熱量が少なくても、これに関係なく再生空気を十分に加熱することができる。これによりかかる再生空気が第２領域４１を通過することによって水分吸着体２１に水分を十分に放出させることができる。従って、除湿運転を行う場合には再生空気を十分に加熱することにより処理空気の除湿能力の低下を抑制することができる。

特に、凝縮器６０は、店舗１の内部に配設されたショーケース２に内蔵された蒸発器３と、作動流体を圧縮する流体圧縮機４とともに流体循環回路Ｌを構成し、流体圧縮機４で圧縮された作動流体を凝縮させて再生空気を加熱するので、ショーケース２の排熱を有効に活用することができ、新たな熱源を必要としないので運転に要するコストの低減化を図ることができる。

次に暖房運転を行う場合について説明する。かかる説明の前提として、それぞれのヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂでは、暖房運転指令が与えられることにより、弁体５４ａ，５４ｂは冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂで圧縮された冷媒が第１熱交換器５２ａ，５２ｂに向けて送出されるよう調整されているものとする。このように弁体５４ａ，５４ｂを調整することにより、各ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂでは、冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂで圧縮された冷媒（高温高圧の冷媒）は、第１熱交換器５２ａ，５２ｂに送出され、該第１熱交換器５２ａ，５２ｂで処理空気と熱交換した後に第２熱交換器５３ａ，５３ｂに送出され、該第２熱交換器５３ａ，５３ｂで再生空気と熱交換した後に冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂに帰還する態様で冷媒循環回路５０ａ１，５０ｂ１を循環する。つまり、第１熱交換器５２ａ，５２ｂは凝縮器として作用する一方、第２熱交換器５３ａ，５３ｂは蒸発器として作用する。

暖房運転指令が与えられたコントローラ７０は、モータ、供給ファン３２および放出ファン４２のそれぞれに駆動指令を与えて駆動させる。モータが駆動することにより水分吸着体２１が回転して、第１領域３１と第２領域４１との間を循環移動する。

供給ファン３２の駆動により、処理空気が処理空気取入口３０１を通じて空気供給路３００に取り入れられ、取り入れられた処理空気は、第１熱交換器５２ａ，５２ｂに至る。第１熱交換器５２ａ，５２ｂに至った処理空気は、該第１熱交換器５２ａ，５２ｂの内部を通過する冷媒が凝縮することにより加熱され、第１領域３１を通過した後に処理空気吐出口３０２を通じて店舗１の内部に供給される。

一方、放出ファン４２の駆動により、再生空気取入口４０１を通じて再生空気が取り入れられ、取り入れられた再生空気は、冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂの周囲を通過する。かかる冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂの周囲を通過する再生空気は、冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂから発生する駆動熱（実際にはモータ等から発生する熱）により僅かに加熱され、凝縮器６０に至る。凝縮器６０に至った再生空気は、凝縮器６０の内部を流れる作動流体が凝縮することにより加熱され、第２熱交換器５３ａ，５３ｂに至る。第２熱交換器５３ａ，５３ｂに至った再生空気は、該第２熱交換器５３ａ，５３ｂの内部を通過する冷媒が蒸発することにより冷却され、すなわち該第２熱交換器５３ａ，５３ｂに吸熱され、第２領域４１を通過した後に再生空気吐出口４０２を通じて外部に放出される。

このような暖房運転を行う場合には、コントローラ７０がモータを駆動させて水分吸着体２１を回転させており、しかも第２領域４１には各第２熱交換器５３ａ，５３ｂで冷却された再生空気が通過する一方、第１領域３１には各第１熱交換器５２ａ，５２ｂで加熱された処理空気が通過することにより、除湿運転を行う場合とは反対に、第２領域４１では、通過する再生空気は、含有する水分が水分吸着体２１の対応する部分に吸着されて湿度が低下する一方、第１領域３１では、第１熱交換器５２ａ，５２ｂで加熱された処理空気が通過することにより、水分吸着体２１の対応する部分から水分が放出され、該処理空気の湿度が上昇する。つまり、第２領域４１を通過する再生空気は除湿され、第１領域３１を通過する処理空気は加湿される。

上述した除湿運転、あるいは暖房運転を行う場合に、蒸発器として作用する各第１熱交換器５２ａ，５２ｂ、あるいは各第２熱交換器５３ａ，５３ｂの伝熱面（図示せず）には通過する空気の水分が氷結して着霜現象が生ずることがある。特に、暖房運転を行う場合に、各第２熱交換器５３ａ，５３ｂの伝熱面には通過する再生空気の水分が氷結して着霜現象が生ずる可能性が高く、凝縮器６０が空気放出路４００に配設されていない場合には着霜現象が生ずる可能性は極めて高くなる。

このような着霜現象が生じた場合、除湿空調装置１０は、除霜指令が与えられて次のような除霜運転を行う。すなわち、入力部を通じて除霜指令が与えられたコントローラ７０は、２つのヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂのうちいずれか一方の冷媒圧縮機５１ａ，５１ｂを予め決められた時間だけ駆動停止させる。ここでは他のヒートポンプユニット５０ｂを構成する冷媒圧縮機５１ｂを駆動停止させるものとして説明する。

このように冷媒圧縮機５１ｂを駆動停止させることにより、他のヒートポンプユニット５０ｂの冷媒循環回路５０ｂ１では冷媒が循環しなくなり、通過する再生空気の熱により第２熱交換器５３ｂの伝熱面に付着した霜は融解し、その一部は蒸発して再生空気の一部となって第２領域４１を通過し、その一部はドレン水（結露水）となる。

再生空気の一部となって第２領域４１を通過する場合には、かかる第２領域４１において水分吸着体２１に吸着された後、第１領域３１で放出されて処理空気の加湿に供される。つまり、第２熱交換器５３ｂに付着した霜を処理空気の加湿に利用することができる。

ドレン水となる場合には、上述したように第２熱交換器５３ａ，５３ｂは鉛直方向より再生空気の通過方向に傾斜して立設してあるために該第２熱交換器５３ａ，５３ｂの風下側より重力および再生空気の影響により落下してドレン皿６１に導かれる。特に上側の第２熱交換器５３ｂと下側の第２熱交換器５３ａとの間には樋部材６２を設けてあるため、上側の第２熱交換器５３ｂに生じたドレン水は、樋部材６２を通ってドレン皿６１に導かれることになり、下側の熱交換器に流れることがない。尚、他のヒートポンプユニット５０ｂの冷媒圧縮機５１ｂを駆動停止させる場合について説明したが、一のヒートポンプユニット５０ａの冷媒圧縮機５１ａを駆動停止させても同様であることは言うまでもない。

以上説明したように、本発明の実施の形態における除湿空調装置１０によれば、暖房運転指令が与えられた場合、ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂの冷媒循環回路５０ａ１，５０ｂ１における冷媒の循環方向を反転させて第１熱交換器５２ａ，５２ｂを通じて第１領域３１に向けて通過する処理空気を加熱し、かつ第２熱交換器５３ａ，５３ｂを通じて第２領域４１に向けて通過する再生空気を冷却する一方、除湿ロータ２０の水分吸着体２１を第１領域３１と第２領域４１との間で循環移動させるので、第２領域４１には各第２熱交換器５３ａ，５３ｂで冷却された再生空気が通過する一方、第１領域３１には各第１熱交換器５２ａ，５２ｂで加熱された処理空気が通過することにより、第１領域３１を通過する処理空気を加湿することができる。しかも、ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂの冷媒循環回路５０ａ１，５０ｂ１における冷媒の循環方向を反転させて、除湿ロータ２０の水分吸着体２１を回転させるだけなので、従前のような加湿器等は要しない。従って、暖房運転を行う場合に店舗１内に供給する処理空気を良好に加湿しながら、省エネルギー化を図ることができる。

上記除湿空調装置１０によれば、暖房運転を行う際に除霜指令が与えられた場合に、２つのヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂのうちいずれか一方の冷媒圧縮機５１ｂ（５１ａ）を予め決められた時間だけ駆動停止させるので、第２熱交換器５３ｂ（５３ａ）に付着した霜を処理空気の加湿に利用することができ、これによっても、暖房運転を行う場合に店舗１内に供給する処理空気を良好に加湿しながら、省エネルギー化を図ることができる。

また、除湿空調装置１０によれば、各ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂを構成する第１熱交換器５２ａ，５２ｂおよび第２熱交換器５３ａ，５３ｂ（以下、それぞれを熱交換器とも称する）をそれぞれ鉛直方向より周囲を通過する空気の通過方向に傾斜した態様で立設してあるので、除霜運転の際に熱交換器に生ずるドレン水を該熱交換器の風下側より重力および通過空気の影響により落下させて一個所に集中させることができ、これによりドレン皿６１の設置領域を小さくして熱交換器の設置に必要なスペースを小さくすることができる。

特に、上側の熱交換器と下側の熱交換器との間に、上側の熱交換器で生じたドレン水を下側の熱交換器の下部に配設したドレン皿６１に導くための樋部材６２を設けたことにより、下側の熱交換器に流れることを確実に防止できる。

以上本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した実施の形態では、ヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂを複数設けた除湿空調装置１０について説明したが、本発明の除湿空調装置は、ヒートポンプユニットを一つだけ備えていても良いし、ヒートポンプユニット以外の他の熱交換器を備えたものであっても良い。

また、上述した実施の形態では、凝縮器６０を空気放出路４００に設けていたが、本発明では、流体循環回路を構成する凝縮器は、外部に設けてあっても構わない。

更に、上述した実施の形態では、除霜指令が与えられた場合に、複数のヒートポンプユニット５０ａ，５０ｂのうちの一部を予め決められた時間だけ駆動停止にさせていたが、本発明では、除霜指令が与えられた場合に、１台ずつ予め決められた時間だけ冷媒の循環方向を反転させても良い。このように冷媒の循環方向を反転させることにより、一方のヒートポンプユニットを構成する熱交換器は蒸発器のままであるが、他方のヒートポンプユニットを構成し、かつ上記熱交換器と上下に積み重なる態様で配設された熱交換器は凝縮器となり、その表面に付着する霜を熱により融解させる結果、対象室内に供給する処理空気を良好に加湿しながら、省エネルギー化を図ることができる。

以上のように、本発明は、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗に適用され、店舗内への外気導入による換気、除湿、空気調和の各機能を有する除湿空調装置として有用である。

本発明の実施の形態における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。 図１に示した熱交換器（第２熱交換器）を拡大して示す説明図である。 図２に示した熱交換器を風下側から見た場合を示す説明図である。

符号の説明

１ 店舗
２ ショーケース
３ 蒸発器
４ 圧縮機
５ 膨張機構
１０ 除湿空調装置
２０ 除湿ロータ
２１ 水分吸着体
３０ 空気供給ユニット
３１ 第１領域
４０ 空気放出ユニット
４１ 第２領域
５０ａ，５０ｂ ヒートポンプユニット
５０ａ１，５０ｂ１ 冷媒循環回路
５１ａ，５１ｂ 冷媒圧縮機
５２ａ，５２ｂ 第１熱交換器
５３ａ，５３ｂ 第２熱交換器
５４ａ，５４ｂ 弁体
６０ 凝縮器
６１ ドレン皿
６２ 樋部材
７０ コントローラ
Ｌ 流体循環回路

Claims (4)

1. 除湿運転指令が与えられた場合、区画された一の領域と他の領域との間で水分吸着体を循環移動させる除湿ロータと、
   前記一の領域を通過させる態様で導入した処理空気を対象室内に供給する空気供給ユニットと、
   前記他の領域を通過させる態様で導入した再生空気を外部に放出する空気放出ユニットと、
   冷媒を圧縮するための圧縮機と、冷媒を周囲空気との間で熱交換させる第１熱交換器および第２熱交換器とを配管で順次接続してなる冷媒循環回路を有し、除湿運転指令が与えられた場合に、前記第１熱交換器を通じて前記一の領域に向けて通過する処理空気を冷却し、かつ前記第２熱交換器を通じて前記他の領域に向けて通過する再生空気を加熱するヒートポンプユニットと
   を備えた除湿空調装置において、
   暖房運転指令が与えられた場合、前記ヒートポンプユニットは、前記冷媒循環回路における冷媒の循環方向を反転させて前記第１熱交換器を通じて前記一の領域に向けて通過する処理空気を加熱し、かつ前記第２熱交換器を通じて前記他の領域に向けて通過する再生空気を冷却する一方、前記除湿ロータは、前記一の領域と前記他の領域との間で水分吸着体を循環移動させることを特徴とする除湿空調装置。
2. 前記ヒートポンプユニットが複数ある場合、それぞれのヒートポンプユニットを構成する第１熱交換器どうし、並びに第２熱交換器どうしを上下に積み重なる態様で配設したことを特徴とする請求項１に記載の除湿空調装置。
3. 前記複数のヒートポンプユニットは、暖房運転指令が与えられて駆動している際に除霜指令が与えられた場合、一部が予め決められた時間だけ駆動停止することを特徴とする請求項２に記載の除湿空調装置。
4. 前記複数のヒートポンプユニットは、暖房運転指令が与えられて駆動している際に除霜指令が与えられた場合、一つずつ交互に予め決められた時間だけ前記冷媒の循環方向を反転させることを特徴とする請求項２に記載の除湿空調装置。

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