空調(diào)裝置和空調(diào)裝置的控制方法
【專利摘要】空調(diào)裝置(100)具備：制冷劑循環(huán)回路(A)；配設于第一換熱器(13)和第二換熱器(15)之間的干燥劑材料；產(chǎn)生按照第一換熱器(13)、干燥劑材料、第二換熱器(15)的順序通過的氣流的送風裝置；檢測氣流的溫度的溫度檢測機構；以及控制流路切換裝置并對使被干燥劑材料保持的水分解吸的第一運轉模式以及使干燥劑材料吸附水分的第二運轉模式進行切換的控制裝置(90)，控制裝置(90)具有判定由溫度檢測機構檢測的氣流的溫度是低還是高的溫度判定機構、以及當由溫度判定機構判定為氣流的溫度低的情況下轉變?yōu)榈谌\轉模式的第三運轉模式設定機構，第三運轉模式下，以第一換熱器(13)的表面溫度比第二運轉模式下的第一換熱器(13)的表面溫度高的狀態(tài)使干燥劑材料吸附水分。
【專利說明】
空調(diào)裝置和空調(diào)裝置的控制方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及具有除濕功能的空調(diào)裝置和具有除濕功能的空調(diào)裝置的控制方法。
【背景技術】
[0002]作為以往的空調(diào)裝置，例如有具備制冷劑循環(huán)回路和除霜加熱器的空調(diào)裝置，所述制冷劑循環(huán)回路將壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器用配管依次連接。在制冷劑循環(huán)回路中，由壓縮機壓縮了的制冷劑成為高溫高壓的氣體制冷劑被送入冷凝器。流入冷凝器的制冷劑通過向空氣放出熱量而液化。液化了的制冷劑由膨脹閥減壓，成為氣液兩相制冷劑，并流入蒸發(fā)器。氣液兩相制冷劑通過在蒸發(fā)器中從周圍空氣吸收熱量從而氣化，并被吸入壓縮機。
[0003]當這樣的空調(diào)裝置在例如冷凍倉庫、冷藏倉庫等使用的情況下，為了將庫內(nèi)溫度維持在比10°C低的溫度區(qū)域，需要將空調(diào)裝置的蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度控制為比(TC低，其結果是，在蒸發(fā)器中發(fā)生結霜，空調(diào)裝置的冷凍能力(除濕能力)下降。因此，利用安裝于蒸發(fā)器的除霜加熱器，來定期地進行除霜運轉。
[0004]并且，在這樣的空調(diào)裝置中，與進行該除霜運轉的量相應地，會多余地消耗能量，空調(diào)裝置的運轉效率下降。另外，由于在該除霜運轉過程中庫內(nèi)溫度上升，因此，該除霜運轉后的空調(diào)裝置的負荷增大，結果是空調(diào)裝置的電力消耗增加。
[0005]另外，當這樣的空調(diào)裝置采用例如對轉速進行控制的壓縮機的情況下，隨著制冷的中間期(梅雨時節(jié)、秋天等)的制冷負荷的下降，壓縮機的轉速以跟隨其負荷的方式下降。此時，蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度上升，房間等的顯熱被除去，但會發(fā)生房間等的潛熱沒有被除去的狀況，房間等的相對濕度上升，處于空調(diào)空間中的人會感到不快。
[0006]因此，在以往的空調(diào)裝置中，通過將制冷循環(huán)和水分吸附機構組合，流入蒸發(fā)器(吸熱器)的空氣中的水分被該水分吸附機構預先除去，由此，不需要例如除霜運轉，另外減少了處于空調(diào)空間中的人的不快感。
[0007]例如，在專利文獻I中，公開了具備作為水分吸附機構的除濕轉子的空調(diào)裝置。在專利文獻I公開的空調(diào)裝置中，由除濕轉子除去水分的空氣被向蒸發(fā)器(吸熱器)供給。另夕卜，為了使水分從吸附了水分的除濕轉子解吸，使除濕轉子再生，將由冷凝器(放熱器)加熱了的空氣向除濕轉子供給。
[0008]在先技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開2001 — 241693號公報(段落
[0055]?段落
[0090]、圖2?圖4)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]例如，在專利文獻I公開的空調(diào)裝置中，需要吸濕用的風路和放濕用的風路，為了抑制這些風路間產(chǎn)生的空氣泄漏，需要將吸濕用的風路與放濕用的風路的分界部分氣密地分離的密封構造。因此，空調(diào)裝置變得大型化、高成本化。另外，由于需要吸濕用的風路和放濕用的風路，所以空調(diào)裝置內(nèi)的風路構造復雜化，除濕轉子的更換等變得困難。
[0013]本發(fā)明以解決上述課題為背景而做出，目的在于得到提高除濕性能、尤其是低溫環(huán)境下的除濕性能并提高了性價比和維護性能的空調(diào)裝置。另外，目的在于得到這樣的空調(diào)裝置的控制方法。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發(fā)明的空調(diào)裝置具備:制冷劑循環(huán)回路，所述制冷劑循環(huán)回路將壓縮機、流路切換裝置、第一換熱器、減壓裝置和第二換熱器用配管依次連接;干燥劑材料，所述干燥劑材料配設于所述第一換熱器和所述第二換熱器之間；送風裝置，所述送風裝置產(chǎn)生按照所述第一換熱器、所述干燥劑材料、所述第二換熱器的順序通過的氣流;溫度檢測機構，所述溫度檢測機構檢測所述氣流的溫度；以及控制裝置，所述控制裝置控制所述流路切換裝置，所述控制裝置對第一運轉模式和第二運轉模式進行切換，在所述第一運轉模式下，使所述第一換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，并且使所述第二換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，使被所述干燥劑材料保持的水分解吸;在所述第二運轉模式下，使所述第一換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，并且使所述第二換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，使所述干燥劑材料吸附水分，所述控制裝置具有溫度判定機構和第三運轉模式設定機構，所述溫度判定機構判定由所述溫度檢測機構檢測的所述氣流的溫度是低還是高，所述第三運轉模式設定機構在所述溫度判定機構判定為所述氣流的溫度低的情況下轉變?yōu)榈谌\轉模式，在所述第三運轉模式下，以所述第一換熱器的表面溫度比所述第二運轉模式下的所述第一換熱器的表面溫度高的狀態(tài)使所述干燥劑材料吸附水分。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]在本發(fā)明的空調(diào)裝置中，以在風路中大致串聯(lián)地配設第一換熱器、干燥劑材料和第二換熱器的狀態(tài)，切換第一運轉模式和第二運轉模式，在所述第一運轉模式下，使第一換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，并使第二換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，使被干燥劑材料保持的水分解吸，在所述第二運轉模式下，使第一換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，并使第二換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，使干燥劑材料吸附水分，從而進行空調(diào)空間的除濕。因此，通過在干燥劑材料的吸附作用上結合制冷劑循環(huán)回路中的冷卻作用和加熱作用，從而增加除濕量，提高除濕性能，另外，即使在除濕比較困難的低溫環(huán)境下也確保高的除濕性會K。
[0018]另外，在本發(fā)明的空調(diào)裝置中，使被干燥劑材料保持的水分解吸的第一運轉模式和使干燥劑材料吸附水分的第二運轉模式使用共同的風路，因此，抑制了空調(diào)裝置的大型化，提高了除濕性能，提高了性價比。另外，抑制了空調(diào)裝置內(nèi)的風路構造的復雜化，提高了除濕性能，并提高了維護性能。
[0019]另外，在本發(fā)明的空調(diào)裝置中，當由溫度判定機構判定為氣流的溫度低的情況下，第三運轉模式設定機構轉變?yōu)榈谌\轉模式，在所述第三運轉模式下，以第一換熱器的表面溫度比第二運轉模式下的第一換熱器的表面溫度高的狀態(tài)使干燥劑材料吸附水分。因此，以被吸入空調(diào)裝置內(nèi)的空氣的溫度低的狀態(tài)進行第二運轉模式，由此，抑制了第一換熱器產(chǎn)生結霜的情況，長期地確保了利用制冷循環(huán)的冷卻作用進行的除濕的除濕量，另外，提高了制冷循環(huán)的運轉效率。
[0020]S卩，在本發(fā)明的空調(diào)裝置中，用當溫度判定機構判定為氣流的溫度低的情況下轉變?yōu)橐缘谝粨Q熱器的表面溫度比第二運轉模式下的第一換熱器的表面溫度高的狀態(tài)使干燥劑材料吸附水分的第三運轉模式的第三運轉模式設定機構，充分利用了已有的設備，并實現(xiàn)除濕性能和運轉效率的進一步提尚，該除濕性能和運轉效率的進一步提尚由于空調(diào)裝置在使干燥劑材料吸附水分的第二運轉模式下利用干燥劑材料和配設于其上游側的第一換熱器進行除濕而得以實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0021]圖1是用于說明實施方式I的空調(diào)裝置的結構的圖。
[0022]圖2是實施方式I的空調(diào)裝置的第一運轉模式下的焓濕圖。
[0023]圖3是實施方式I的空調(diào)裝置的第二運轉模式下的焓濕圖。
[0024]圖4是用于說明實施方式I的空調(diào)裝置中的干燥劑材料的吸附特性的圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，利用附圖來說明本發(fā)明的空調(diào)裝置。
[0026]此外，以下說明的結構、動作等只不過是一例，本發(fā)明的空調(diào)裝置不限定于這樣的結構、動作等的情況。另外，在各圖中，相同或類似的部分附上相同的附圖標記或省略附圖標記。另外，對于細節(jié)的構造，適當簡化或省略圖示。另外，對于重復或類似的說明適當?shù)睾喕蚴÷浴?br>[0027]實施方式1.
[0028]說明實施方式I的空調(diào)裝置。
[0029]<空調(diào)裝置的結構>
[0030]以下，說明實施方式I的空調(diào)裝置的結構。
[0031]圖1是用于說明實施方式I的空調(diào)裝置的結構的圖。此外，在圖1中，用白色箭頭表示空氣的流向，用實線箭頭表示第一運轉模式下的制冷劑的流向，用虛線箭頭表示第二運轉模式下的制冷劑的流向。另外，用實線表示第一運轉模式下的四通閥12的流路，用虛線表示第二運轉模式下的四通閥12的流路。
[0032]如圖1所示，空調(diào)裝置100在框體I內(nèi)具備壓縮機11、作為流路切換裝置的四通閥
12、第一換熱器13、作為減壓裝置的膨脹閥14、與第一換熱器13大致平行地配設的第二換熱器15，這些部件由配管連接而形成制冷劑循環(huán)回路A?？蝮wI內(nèi)被配置于第一換熱器13和第二換熱器15的下方的排水盤21劃分為風路室2和機械室3。壓縮機11和四通閥12配設于機械室3，其余配設于風路室2。
[0033]通過切換四通閥12的流路，制冷劑循環(huán)回路A中的制冷劑的循環(huán)方向反向。四通閥12也可以是其它的流路切換裝置。當四通閥12的流路被切換為圖1中用實線表示的流路時，從壓縮機11排出的制冷劑按照四通閥12、第一換熱器13、膨脹閥14、第二換熱器15和四通閥12的順序流動，并返回壓縮機11。此時，第一換熱器13作為冷凝器發(fā)揮作用，第二換熱器15作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。當四通閥12的流路被切換為圖1中用虛線表示的流路時，從壓縮機11排出的制冷劑按照四通閥12、第二換熱器15、膨脹閥14、第一換熱器13和四通閥12的順序流動，并返回壓縮機11。此時，第二換熱器15作為冷凝器發(fā)揮作用，第一換熱器13作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用。
[0034]制冷劑循環(huán)回路A的制冷劑包含例如R410A制冷劑。制冷劑循環(huán)回路A的制冷劑不限定于這樣的制冷劑，也可以包含例如HFC制冷劑、HC制冷劑、HFO制冷劑或自然制冷劑。即，也可以是例如HFO制冷劑與HFC制冷劑混合的制冷劑等。自然制冷劑包含例如CO2制冷劑或NH3制冷劑。例如，如自然制冷劑是CO2制冷劑的情況等那樣，當制冷劑循環(huán)回路A的高壓側壓力成為臨界壓力以上的情況下，第一換熱器13或第二換熱器15作為放熱器發(fā)揮作用。
[0035]第一換熱器13和第二換熱器15是板翅管式的換熱器。在第一換熱器13和第二換熱器15中，在傳熱管內(nèi)流動的制冷劑與在翅片的周圍流動的空氣進行熱交換。
[0036]膨脹閥14使通過的制冷劑減壓膨脹。膨脹閥14是開度固定的閥。膨脹閥14不限定于這樣的閥，也可以是例如能夠控制開度的電子式膨脹閥等。另外，膨脹閥14也可以是毛細管等其它的減壓裝置。
[0037]在風路室2中，形成有將空調(diào)對象的空氣向風路室2內(nèi)導入的吸入口 4、將經(jīng)過空氣調(diào)節(jié)的空氣排出空調(diào)裝置100外的吹出口 5以及檢查窗6。風路室2內(nèi)配設有風路形成板22，形成有將吸入口 4與吹出口 5之間連通的風路B。檢查窗6上安裝有堵住檢查窗6的蓋7。在檢查時，將蓋7拆下。
[0038]在風路B中，大致串聯(lián)地配置有第一換熱器13、與第一換熱器13大致平行地配設的作為干燥劑材料的干燥劑單元23、與干燥劑單元23大致平行地配設的第二換熱器15以及作為送風裝置的風扇24。風扇24也可以配設于風路B的下游部，另外，也可以配設于風路B的上游部。通過風扇24的驅動，在風路B中產(chǎn)生圖1中用白色箭頭表示的氣流。即，從吸入口4被吸入風路B的空氣在按照第一換熱器13、干燥劑單元23、第二換熱器15和風扇24的順序通過之后，從吹出口 5排出。
[0039]干燥劑單元23是將對水分進行吸附和解吸的材料即干燥劑材料固化并成型為矩形的材料。干燥劑材料例如是沸石、硅膠、介孔二氧化硅和高分子類吸附材料等。
[0040]此外，第一換熱器13、干燥劑單元23和第二換熱器15也可以不必平行地配設。另夕卜，第一換熱器13、干燥劑單元23和第二換熱器15也可以不必與重力方向平行地配設。
[0041]在風路室2中，配設有對向空調(diào)裝置100內(nèi)吸入的空氣的溫度及濕度、即空調(diào)裝置100的周圍的空氣的溫度及濕度進行測量的溫度濕度傳感器81。另外，在機械室3中配設有掌管空調(diào)裝置100整體的動作的控制裝置90。控制裝置90掌管后述的除濕動作的控制(與溫度濕度傳感器81的檢測信號相應的運轉模式的切換等)、壓縮機11的轉速的控制、膨脹閥14的開度的控制、風扇24的轉速的控制等。控制裝置90至少具有溫度判定部91和第三運轉模式設定部92，溫度判定部91和第三運轉模式設定部92用于后述的除濕動作的控制(與溫度濕度傳感器81的檢測信號相應的運轉模式的切換等)。構成控制裝置90的全部或各部分可以由例如微型計算機、微型處理器單元等構成，另外也可以由固件等能夠更新的部件構成，另外，也可以是根據(jù)來自CPU等的指令而執(zhí)行的程序模塊等。另外，控制裝置90也可以設置于空調(diào)裝置100外。溫度濕度傳感器81相當于本發(fā)明的“溫度檢測機構”。溫度判定部91相當于本發(fā)明的“溫度判定機構”。第三運轉模式設定部92相當于本發(fā)明的“第三運轉模式設定機構”。
[0042]此外，溫度濕度傳感器81既可以檢測被吸入空調(diào)裝置100內(nèi)的空氣的溫度及濕度本身，另外也可以檢測能夠換算成被吸入空調(diào)裝置100內(nèi)的空氣的溫度及濕度的其它物理量。即，本發(fā)明的“溫度檢測機構”只要是在實質(zhì)上檢測溫度的機構即可。另外，本發(fā)明的“判定為氣流的溫度低的情況”只要是實質(zhì)上判斷為氣流的溫度低的情況即可。
[0043]<空調(diào)裝置的除濕動作>
[0044]以下，說明實施方式I的空調(diào)裝置的除濕動作。
[0045]在空調(diào)裝置100中，在除濕動作中，控制裝置90通過切換四通閥12的流路，從而進行第一運轉模式和第二運轉模式這兩個運轉模式。
[0046]首先，說明第一運轉模式和第二運轉模式各自的動作。
[0047](第一運轉模式下的制冷循環(huán)的動作)
[0048]在第一運轉模式下，四通閥12的流路如圖1中實線所示地被切換。被吸入壓縮機11的低壓的氣體制冷劑被壓縮，成為高溫高壓的氣體制冷劑。從壓縮機11排出的制冷劑經(jīng)過四通閥12流入第一換熱器13 ο流入第一換熱器13的制冷劑向在風路B中流動的空氣放熱，將該空氣加熱，并且被該空氣冷卻而冷凝，成為高壓的液體制冷劑，并從第一換熱器13流出。從第一換熱器13流出的液體制冷劑在膨脹閥14中被減壓，成為低壓的兩相制冷劑。成為低壓的兩相制冷劑的制冷劑流入第二換熱器15，從在風路B中流動的空氣吸熱，將該空氣冷卻，并且被該空氣加熱而蒸發(fā)，成為低壓的氣體制冷劑并從第二換熱器15流出。從第二換熱器15流出氣體制冷劑經(jīng)過四通閥12被吸入壓縮機11。
[0049](第一運轉模式下的空氣的動作)
[0050]圖2是表示實施方式I的空調(diào)裝置的第一運轉模式下的焓濕圖。此外，在圖2中，縱軸為空氣的絕對濕度，橫軸為空氣的干球溫度。另外，在圖2中，用曲線C表示空氣為飽和空氣的狀態(tài)。即，在曲線C上，相對濕度為100%。
[0051]當空調(diào)裝置100的周圍的空氣是圖2所示的a點的狀態(tài)時，該空氣在流入風路B之后，通過被第一換熱器13加熱而溫度上升，成為圖2所示的b點的狀態(tài)，相對濕度降低，流入干燥劑單元23。此時，由于該空氣的相對濕度變低，所以保持在干燥劑單元23中的水分被解吸(放出)，該空氣中含有的水分的量增加。另外，伴隨著解吸的解吸熱從流入干燥劑單元23的空氣被奪走，該空氣的溫度下降。因此，從干燥劑單元23流出的空氣成為圖2所示的c點的狀態(tài)，成為高濕度。從干燥劑單元23流出的空氣在此之后流入第二換熱器15并被冷卻。此時，在制冷劑循環(huán)回路A中，利用控制裝置90進行控制，使第二換熱器15內(nèi)的制冷劑溫度比空氣的露點溫度低，因此，該空氣被第二換熱器15冷卻并被除濕，成為圖2所示的d點的狀態(tài)，成為低溫且絕對濕度低的空氣。從第二換熱器15流出的空氣流入風扇24，從吹出口 5向空調(diào)裝置100的外側排出。
[0052](第二運轉模式下的制冷循環(huán)的動作)
[0053]在第二運轉模式下，四通閥12的流路如圖1虛線所示地被切換。被吸入壓縮機11的低壓的氣體制冷劑被壓縮，成為高溫高壓的氣體制冷劑。從壓縮機11排出的制冷劑經(jīng)過四通閥12流入第二換熱器15 O流入第二換熱器15的制冷劑向在風路B中流動的空氣放熱，將該空氣加熱，并且被該空氣冷卻而冷凝，成為高壓的液體制冷劑并從第二換熱器15流出。從第二換熱器15流出的液體制冷劑在膨脹閥14中被減壓，成為低壓的兩相制冷劑。成為低壓的兩相制冷劑的制冷劑流入第一換熱器13，從在風路B中流動的空氣吸熱，將該空氣冷卻，并且被該空氣加熱而蒸發(fā)，成為低壓的氣體制冷劑從第一換熱器13流出。從第一換熱器13流出的氣體制冷劑經(jīng)過四通閥12被吸入壓縮機11。
[0054](第二運轉模式下的空氣的動作)
[0055]圖3是實施方式I的空調(diào)裝置的第二運轉模式下的焓濕圖。此外，在圖3中，縱軸為空氣的絕對濕度，橫軸為空氣的干球溫度。另外，在圖3中，用曲線C表示空氣為飽和空氣的狀態(tài)。即，在曲線C上，相對濕度為100%。
[0056]當空調(diào)裝置100的周圍的空氣成為圖3所示的a點的狀態(tài)時，該空氣流入風路B之后，被第一換熱器13冷卻。此時，在制冷劑循環(huán)回路A中，利用控制裝置90進行控制，使得第一換熱器13內(nèi)的制冷劑溫度比空氣的露點溫度低，因此，該空氣被第一換熱器13冷卻并被除濕，成為圖3所示的e點的狀態(tài)，成為低溫且相對濕度高的空氣。從第一換熱器13流出的空氣流入干燥劑單元23。此時，由于該空氣的相對濕度高，水分被干燥劑單元23吸附，該空氣中含有的水分的量減少，該空氣被進一步除濕。另外，流入干燥劑單元23的空氣由伴隨著吸附的吸附熱加熱，該空氣的溫度上升。因此，從干燥劑單元23流出的空氣成為圖3所示的f點的狀態(tài)，變?yōu)楦邷厍业蜐穸取母稍飫﹩卧?3流出的空氣在此之后被第二換熱器15加熱，成為圖3所示的g點的狀態(tài)，變?yōu)楦邷?。從第二換熱器15流出的空氣流入風扇24，從吹出口 5向空調(diào)裝置100的外側排出。
[0057]如上所述，在第二運轉模式下，在通過使用第一換熱器13的制冷劑的冷卻而進行的除濕(圖3中的a點的絕對濕度與e點的絕對濕度的差)的基礎上，加上利用干燥劑單元23的吸附作用進行的除濕(圖3中的e點的絕對濕度與f點的絕對濕度的差)。即，將圖2和圖3比較可知，在第二運轉模式時，與第一運轉模式時相比能夠確保更多的除濕量。因此，空調(diào)裝置100的除濕功能主要由第二運轉模式實現(xiàn)。
[0058]并且，空調(diào)裝置100交替地反復進行第一運轉模式和第二運轉模式。例如，在持續(xù)地實施第二運轉模式的情況下，由于干燥劑單元23能夠保持的水分的量存在上限，因此，當經(jīng)過一定時間時，水分不再被干燥劑單元23吸附，除濕量下降。因此，空調(diào)裝置100在干燥劑單元23保持的水分的量接近上限的階段，切換為第一運轉模式，實施使水分從干燥劑單元23解吸的運轉。這樣，通過交替地實施第一運轉模式和第二運轉模式，從而依次發(fā)揮干燥劑單元23的吸附和解吸作用，使利用干燥劑單元23的吸附作用來增加除濕量的這種效果長期地持續(xù)。
[0059 ](第一運轉模式和第二運轉模式的切換的時機)
[0060]接下來，說明第一運轉模式和第二運轉模式的切換的時機。
[0061]第一運轉模式和第二運轉模式的各自的運轉時間設定為與空氣條件、空調(diào)裝置100的運轉狀態(tài)等相應的適當?shù)臅r間即可。此外，第一運轉模式和第二運轉模式各自的運轉時間也可以是預先設定的固定的時間。
[0062]第一運轉模式的適當?shù)倪\轉時間是:適當?shù)牧康乃謴母稍飫﹩卧?3解吸，殘存于干燥劑單元23的水分的量變?yōu)檫m當?shù)牧繛橹顾枰臅r間。如果在殘存于干燥劑單元23的水分比適當?shù)牧慷嗟臓顟B(tài)下將第一運轉模式切換為第二運轉模式，則第二運轉模式中被干燥劑單元23吸附的水分的量減少，第二運轉模式下的除濕量降低。相反地，如果第一運轉模式的運轉時間過長，則向除濕量比第一運轉模式多的第二運轉模式的切換變晚，在第一運轉模式的運轉時間的后半，由于持續(xù)干燥劑單元23幾乎無法解吸水分的狀態(tài)，因此，當反復進行第一運轉模式和第二運轉模式的切換的情況下，除濕量的減少變得顯著。
[0063]第二運轉模式的適當?shù)倪\轉時間是:適當?shù)牧康乃直晃接诟稍飫﹩卧?3中，干燥劑單元23保持的水分的量成為適當?shù)牧康臅r間。如果在干燥劑單元23還有能夠吸附的余地的狀態(tài)下將第二運轉模式切換為第一運轉模式，則除濕量比第一運轉模式多的第二運轉模式的運轉時間變短，因此，當反復地進行第一運轉模式和第二運轉模式的切換的情況下，除濕量的減少變得顯著。相反地，如果第二運轉模式的運轉時間過長，則在第二運轉模式的后半，持續(xù)干燥劑單元23無法吸附水分的狀態(tài)，同樣地除濕量減少。
[0064]并且，由于干燥劑單元23保持的水分的量根據(jù)流入干燥劑單元2的空氣的相對濕度而變化，所以第一運轉模式的適當?shù)倪\轉時間和第二運轉模式的適當?shù)倪\轉時間根據(jù)流入干燥劑單元23的空氣的相對濕度而變化。即，當向干燥劑單元23流入相對濕度高的空氣的情況下，被干燥劑單元23保持的水分變得難以解吸，相反地，干燥劑單元23吸附的水分的量變多。另外，當向干燥劑單元23流入相對濕度低的空氣的情況下，干燥劑單元23保持的水分容易解吸，相反地，干燥劑單元23吸附的水分的量變少。
[0065]因此，在空調(diào)裝置100中，根據(jù)溫度濕度傳感器81的檢測信號，求出吸入空氣的相對濕度，與該相對濕度相應地確定第一運轉模式和第二運轉模式各自的運轉時間。
[0066]具體來說，控制裝置90存儲作為吸入空氣的基準的相對濕度(以后記載為基準相對濕度)、以及第一運轉模式和第二運轉模式各自的基準運轉時間，并根據(jù)實際的吸入空氣的相對濕度與基準相對濕度的大小關系，將基準運轉時間適當進行增減的時間確定為第一運轉模式和第二運轉模式各自的運轉時間，所述第一運轉模式和第二運轉模式各自的基準運轉時間是通過預先實驗或模擬等求得的、在該基準相對濕度的吸入空氣通過風路B的情況下能夠使除濕量多的、第一運轉模式和第二運轉模式各自的基準運轉時間。
[0067]例如，控制裝置90根據(jù)除濕動作的開始時的溫度濕度傳感器81的檢測信號，求出實際的吸入空氣的相對濕度。然后，當該相對濕度比預先存儲的基準相對濕度高的情況下，由于在第一運轉模式下從干燥劑單元23解吸的水分的量比當實際的吸入空氣的相對濕度與基準相對濕度相等的情況下的解吸的水分的量少，所以將第一運轉模式的運轉時間設定為比預先設定的第一運轉模式的基準運轉時間長的時間。另外，由于在第二運轉模式下干燥劑單元23吸附的水分的量比當實際的吸入空氣的相對濕度與基準相對濕度相等的情況下的吸附的水分的量多，所以將第二運轉模式的運轉時間設定為比預先設定的第二運轉模式的基準運轉時間短的時間。
[0068]另外，例如當該相對濕度比預先存儲的基準相對濕度低的情況下，由于在第一運轉模式下從干燥劑單元23解吸的水分的量比當實際的吸入空氣的相對濕度與基準相對濕度相等的情況下的解吸的水分的量多，所以將第一運轉模式的運轉時間設定為比預先設定的第一運轉模式的基準運轉時間短的時間。另外，由于在第二運轉模式下干燥劑單元23吸附的水分的量比當實際的吸入空氣的相對濕度與基準相對濕度相等的情況下吸附的水分的量少，所以將第二運轉模式的運轉時間設定為比預先設定的第二運轉模式的基準運轉時間長的時間。
[0069]此外，在空調(diào)裝置100中，在向第二運轉模式切換時或在執(zhí)行第二運轉模式時，控制裝置90的溫度判定部91根據(jù)溫度濕度傳感器81的檢測信號判定吸入空氣的溫度是否為預先設定的基準溫度以下。然后，如果在控制裝置90的溫度判定部91中判定為吸入空氣的溫度為預先設定的基準溫度以下，則在那之后立即或在經(jīng)過設定的待機時間后，控制裝置90的第三運轉模式設定部92將除霜動作轉變?yōu)榈谌\轉模式。第三運轉模式是在第一換熱器13的表面溫度比第二運轉模式下的第一換熱器13的表面溫度高的狀態(tài)下使干燥劑單元23吸附水分的運轉模式。待機時間是在第三運轉模式設定部92中存儲或運算出的、到第一換熱器13發(fā)生伴隨著結霜的堵塞為止的時間。待機時間也可以設定為與吸入空氣的溫度相應的不同的時間。即，吸入空氣的溫度越低，待機時間設定為越短的時間即可。當繼續(xù)進行第三運轉模式，干燥劑單元23吸附了適當?shù)牧康乃謺r，控制裝置90切換四通閥12的流路，轉變?yōu)榈谝贿\轉模式。
[0070]以下，說明第三運轉模式的動作。
[0071](第三運轉模式下的制冷循環(huán)的動作)
[0072]在第三運轉模式下，以在第二運轉模式下四通閥12的流路被切換為圖1虛線所示的流路的狀態(tài)，使壓縮機11停止。即，在第三運轉模式下，制冷劑循環(huán)回路A的制冷劑的循環(huán)被停止，第一換熱器13不再作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，第一換熱器13的表面溫度上升，另外，第二換熱器15不再作為冷凝器發(fā)揮作用。
[0073 ](第三運轉模式下的空氣的動作)
[0074]在第三運轉模式下，第二運轉模式下的風扇24的驅動繼續(xù)。因此，空調(diào)裝置100的周圍的空氣在通過第一換熱器13之后流入干燥劑單元23，水分被干燥劑單元23吸附并被除濕。從干燥劑單元23流出的空氣在此之后通過第二換熱器15，流入風扇24，并從吹出口 5向空調(diào)裝置100的外側排出。
[0075]<干燥劑材料>
[0076]圖4是用于說明實施方式I的空調(diào)裝置的干燥劑材料的吸附特性的圖。此外，在圖4中，縱軸為水分的平衡吸附率，橫軸為空氣的相對濕度。另外，在圖4中，用D表示干燥劑材料為硅膠或沸石的情況的吸附特性。另外，在圖4中，用E表示干燥劑材料是孔質(zhì)硅材料，是形成有多個1.5nm左右的細孔的介孔二氧化硅的情況的吸附特性。另外，在圖4中，用F表示干燥劑材料為高分子類吸附材料的情況的吸附特性。
[0077]如圖4所示，對于介孔二氧化硅而言，在相對濕度約為30%?40%的范圍中，平衡吸附率相對于相對濕度的變化率即斜率比處于小于30 %的范圍或超過40 %的范圍中的斜率大。另外，高分子類吸附材料在相對濕度高的范圍中，平衡吸附率明顯地高。干燥劑單元23的干燥劑材料也可以是圖中的D、E、F中的任意方。當干燥劑單元23的干燥劑材料是圖中的E、F的情況下，與干燥劑單元23的干燥劑材料是圖中的D的情況相比，抑制了降低解吸時的相對濕度的必要性，當在第一運轉模式下第一換熱器13作為冷凝器發(fā)揮作用時，能夠使用通過第一換熱器13的空氣來進行干燥劑單元23的解吸。當是圖中的D的情況下，在有些情況下需要輔助加熱器(未圖示)。
[0078]<空調(diào)裝置的作用>
[0079]以下，說明實施方式I的空調(diào)裝置的作用。
[0080]在空調(diào)裝置100中，以在風路B中大致串聯(lián)地配設第一換熱器13、干燥劑單元23和第二換熱器15的狀態(tài)，通過切換第一運轉模式和第二運轉模式，來進行空調(diào)空間的除濕。因此，通過在干燥劑單元23的吸附作用的基礎上組合制冷劑循環(huán)回路A中的冷卻作用和加熱作用，從而增加除濕量，提高除濕性能，另外，在除濕相對困難的低溫環(huán)境下也確保高的除濕性能。
[0081]尤其是，在第二運轉模式下，在利用制冷循環(huán)的冷卻作用進行的除濕即用第一換熱器13進行的除濕的基礎上，加上用干燥劑單元23進行的除濕，因此提高了除濕性能，另夕卜，在除濕相對困難的低溫環(huán)境下也確保高的除濕性能。
[0082]另外，在第二運轉模式中，當在利用制冷循環(huán)的冷卻作用進行的除濕即用第一換熱器13進行的除濕的基礎上沒有加上用干燥劑單元23進行的除濕的情況下，如果在風路B中流動的空氣的溫度約為10°C以下，則第一換熱器13發(fā)生結霜，因此，除霜運轉的頻度增加，除濕能力極度下降。另一方面，當在利用制冷循環(huán)的冷卻作用進行的除濕即用第一換熱器13進行的除濕的基礎上加上用干燥劑單元23進行的除濕的情況下，即使當在風路B中流動的空氣的溫度約為10°C以下的情況下，也能夠以用干燥劑單元23進行的除濕量抑制用第一換熱器13進行的除濕，能夠避免除霜運轉的頻度增加，除濕能力極度下降的情況。
[0083]另外，當在利用制冷循環(huán)的冷卻作用進行的除濕即用第一換熱器13進行的除濕的基礎上沒有加上用干燥劑單元23進行的除濕的情況下，難以使在風路B中流動的空氣成為40%左右以下的相對濕度。另一方面，在空調(diào)裝置100中，在第二運轉模式下加上用干燥劑單元23進行的除濕，此外，在風路B中流動的空氣由第二換熱器15加熱，因此，能夠使在風路B中流動的空氣成為圖3所示的g點的狀態(tài)，即高溫且絕對濕度低的狀態(tài)，成為20%左右以下的相對濕度。20%左右以下的相對濕度的空氣適用于干燥用途。例如，如果將這樣的空氣向清洗物等被干燥物直接吹附，則顯著促進被干燥物的干燥，因此，提高了空調(diào)裝置100的干燥功能。
[0084]另外，在空調(diào)裝置100中，由于在第一運轉模式和第二運轉模式下使用共通的風路B，所以抑制了空調(diào)裝置100的大型化，提高了除濕性能并提高了性價比。另外，抑制了空調(diào)裝置100的框體I內(nèi)的風路構造的復雜化，提高了除濕性能并提高了維護性能。
[0085]另外，在空調(diào)裝置100中，在向第二運轉模式切換時或在執(zhí)行第二運轉模式時，在控制裝置90的溫度判定部91中，當判定為吸入空氣的溫度為預先設定的基準溫度以下時，在那之后立即或在經(jīng)過設定的待機時間之后，控制裝置90的第三運轉模式設定部92使壓縮機11停止。因此，以被吸入空調(diào)裝置100內(nèi)的空氣的溫度低的狀態(tài)進行第二運轉模式，由此，抑制第一換熱器13發(fā)生結霜，長期地確保了利用制冷循環(huán)的冷卻作用進行的除濕的除濕量，另外，提高了制冷循環(huán)的運轉效率。
[0086]S卩，利用當判定為吸入空氣的溫度是預先設定的基準溫度以下的情況下使壓縮機11停止的第三運轉模式設定部92，充分利用了已有的設備，并且實現(xiàn)了除濕性能和運轉效率的進一步提高，該除濕性能和運轉效率的進一步提高由于空調(diào)裝置100在第二運轉模式下利用干燥劑單元23和配設于其上游側的第一換熱器13進行除濕而得以實現(xiàn)。
[0087]實施方式2.
[0088]說明實施方式2的空調(diào)裝置。
[0089]此外，與實施方式I重復或類似的說明適當?shù)睾喕蚴÷浴?br>[0090]<空調(diào)裝置的除濕動作>
[0091]以下，說明實施方式2的空調(diào)裝置的除濕動作。
[0092]在空調(diào)裝置100中，在向第二運轉模式切換時或在執(zhí)行第二運轉模式時，控制裝置90的溫度判定部91根據(jù)溫度濕度傳感器81的檢測信號，判定吸入空氣的溫度是否為預先設定的基準溫度以下。然后，在控制裝置90的溫度判定部91中，當判定為吸入空氣的溫度是預先設定的基準溫度以下時，在那之后立即或在經(jīng)過設定的待機時間之后，控制裝置90的第三運轉模式設定部92使除霜動作轉變?yōu)榈谌\轉模式。第三運轉模式是以第一換熱器13的表面溫度比第二運轉模式下的第一換熱器13的表面溫度高的狀態(tài)使干燥劑單元23吸附水分的運轉模式。待機時間是在第三運轉模式設定部92中存儲或運算出的、到第一換熱器13發(fā)生伴隨著結霜的堵塞為止的時間。待機時間也可以設定為與吸入空氣的溫度相應的不同的時間。即，吸入空氣的溫度越低，待機時間設定為越短的時間即可。當繼續(xù)進行第三運轉模式，干燥劑單元23吸附了適當?shù)牧康乃謺r，控制裝置90切換四通閥12的流路，轉變?yōu)榈谝贿\轉模式。
[0093]以下，說明第三運轉模式的動作。
[0094](第三運轉模式下的制冷循環(huán)的動作)
[0095]在第三運轉模式下，以在第二運轉模式下四通閥12的流路被切換為圖1虛線所示的流路的狀態(tài)，使膨脹閥14的開度變大。即，在第三運轉模式下，第一換熱器13中的制冷劑的蒸發(fā)溫度上升。此外，在第三運轉模式下，也可以使壓縮機11的轉速降低，使第一換熱器13中的制冷劑的蒸發(fā)溫度上升。膨脹閥14的開度的變化量和壓縮機11的轉速的變化量也可以是與吸入空氣的溫度相應的不同的變化量。即，吸入空氣的溫度越低，膨脹閥14的開度設定為越大的開度即可。另外，吸入空氣的溫度越低，壓縮機11的轉速設定為越低的轉速即可。
[0096](第三運轉模式下的空氣的動作)
[0097]在第三運轉模式下，第二運轉模式下的風扇24的驅動繼續(xù)。因此，空調(diào)裝置100的周圍的空氣在第一換熱器13中被除濕之后流入干燥劑單元23，水分被干燥劑單元23吸附而進一步被除濕。從干燥劑單元23流出的空氣在此之后通過第二換熱器15，流入風扇24，并從吹出口 5向空調(diào)裝置100的外側排出。
[0098]<空調(diào)裝置的作用>
[0099]以下，說明實施方式2的空調(diào)裝置的作用。
[0100]在空調(diào)裝置100中，在向第二運轉模式切換時或在執(zhí)行第二運轉模式時，在控制裝置90的溫度判定部91中，當判定為吸入空氣的溫度是預先設定的基準溫度以下時，在那之后立即或在經(jīng)過設定的待機時間之后，控制裝置90的第三運轉模式設定部92使第一換熱器13中的制冷劑的蒸發(fā)溫度上升。因此，以被吸入空調(diào)裝置100內(nèi)的空氣的溫度低的狀態(tài)進行第二運轉模式，由此，抑制第一換熱器13發(fā)生結霜，長期地確保了利用制冷循環(huán)的冷卻作用進行的除濕的除濕量，另外，提高了制冷循環(huán)的運轉效率。
[0101]S卩，利用當判定為吸入空氣的溫度是預先設定的基準溫度以下的情況下使第一換熱器13中的制冷劑的蒸發(fā)溫度上升的第三運轉模式設定部92，充分利用了已有的設備，并且實現(xiàn)了除濕性能和運轉效率的進一步提高，該除濕性能和運轉效率的進一步提高由于空調(diào)裝置100在第二運轉模式下利用干燥劑單元23和配設于其上游側的第一換熱器13進行除濕而得以實現(xiàn)。
[0102]以上，說明了實施方式I和實施方式2，但本發(fā)明不被各實施方式的說明所限定。例如，能夠將各實施方式的全部或一部分、各變形例等進行組合。
[0103]附圖標記說明
[0104]I框體、2風路室、3機械室、4吸入口、5吹出口、6檢查窗、7蓋、11壓縮機、12四通閥、13第一換熱器、14膨脹閥、15第二換熱器、21排水盤、22風路形成板、23干燥劑單元、24風扇、81溫度濕度傳感器、90控制裝置、91溫度判定部、92第三運轉模式設定部、100空調(diào)裝置、A制冷劑循環(huán)回路、B風路。
【主權項】
1.一種空調(diào)裝置，其特征在于，具備: 制冷劑循環(huán)回路，所述制冷劑循環(huán)回路將壓縮機、流路切換裝置、第一換熱器、減壓裝置和第二換熱器用配管依次連接； 干燥劑材料，所述干燥劑材料配設于所述第一換熱器和所述第二換熱器之間； 送風裝置，所述送風裝置產(chǎn)生按照所述第一換熱器、所述干燥劑材料、所述第二換熱器的順序通過的氣流； 溫度檢測機構，所述溫度檢測機構檢測所述氣流的溫度；以及 控制裝置，所述控制裝置控制所述流路切換裝置，對第一運轉模式和第二運轉模式進行切換，在所述第一運轉模式下，使所述第一換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，并且使所述第二換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，使被所述干燥劑材料保持的水分解吸;在所述第二運轉模式下，使所述第一換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，并且使所述第二換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，使所述干燥劑材料吸附水分， 所述控制裝置具有溫度判定機構和第三運轉模式設定機構， 所述溫度判定機構判定由所述溫度檢測機構檢測的所述氣流的溫度是低還是高，所述第三運轉模式設定機構在所述溫度判定機構判定為所述氣流的溫度低的情況下轉變?yōu)榈谌\轉模式，在所述第三運轉模式下，以所述第一換熱器的表面溫度比所述第二運轉模式下的所述第一換熱器的表面溫度高的狀態(tài)使所述干燥劑材料吸附水分。2.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)裝置，其特征在于， 在所述第三運轉模式下，所述控制裝置使所述壓縮機停止。3.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)裝置，其特征在于， 在所述第三運轉模式下，所述控制裝置使所述第一換熱器中的制冷劑的蒸發(fā)溫度比在所述第二運轉模式下的所述第一換熱器中的制冷劑的蒸發(fā)溫度高。4.根據(jù)權利要求3所述的空調(diào)裝置，其特征在于， 在所述第三運轉模式下，所述控制裝置使所述減壓裝置的減壓量比在所述第二運轉模式下的所述減壓裝置的減壓量小。5.根據(jù)權利要求3或4所述的空調(diào)裝置，其特征在于， 在所述第三運轉模式下，所述控制裝置使所述壓縮機的轉速比在所述第二運轉模式下的所述壓縮機的轉速低。6.根據(jù)權利要求1?5中任一項所述的空調(diào)裝置，其特征在于， 在向所述第二運轉模式切換時或在執(zhí)行所述第二運轉模式時，當所述溫度判定機構判定為所述氣流的溫度低時，所述第三運轉模式設定機構在這之后立即轉變?yōu)樗龅谌\轉模式。7.根據(jù)權利要求1?5中任一項所述的空調(diào)裝置，其特征在于， 所述第三運轉模式設定機構存儲或運算到向所述第三運轉模式轉變?yōu)橹沟拇龣C時間，在向所述第二運轉模式切換時或在執(zhí)行所述第二運轉模式時，當所述溫度判定機構判定為所述氣流的溫度低時，在經(jīng)過所述待機時間之后，轉變?yōu)樗龅谌\轉模式。8.根據(jù)權利要求1?7中任一項所述的空調(diào)裝置，其特征在于， 在所述制冷劑循環(huán)回路中循環(huán)的制冷劑包含R410A制冷劑、HFC制冷劑、HC制冷劑、HFO制冷劑或自然制冷劑。9.一種空調(diào)裝置的控制方法， 所述空調(diào)裝置具備: 制冷劑循環(huán)回路，所述制冷劑循環(huán)回路將壓縮機、流路切換裝置、第一換熱器、減壓裝置和第二換熱器用配管依次連接； 干燥劑材料，所述干燥劑材料配設于所述第一換熱器和所述第二換熱器之間； 送風裝置，所述送風裝置產(chǎn)生按照所述第一換熱器、所述干燥劑材料、所述第二換熱器的順序通過的氣流；以及 溫度檢測機構，所述溫度檢測機構檢測所述氣流的溫度， 所述空調(diào)裝置使用所述流路切換裝置對第一運轉模式和第二運轉模式進行切換，在所述第一運轉模式下，使所述第一換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，并且使所述第二換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，使被所述干燥劑材料保持的水分解吸;在所述第二運轉模式下，使所述第一換熱器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，并且使所述第二換熱器作為冷凝器或放熱器發(fā)揮作用，使所述干燥劑材料吸附水分， 所述空調(diào)裝置的控制方法的特征在于， 判定由所述溫度檢測機構檢測的所述氣流的溫度是低還是高， 當判定為所述氣流的溫度低的情況下，轉變?yōu)榈谌\轉模式，在所述第三運轉模式下，在所述第一換熱器的表面溫度比所述第二運轉模式下的所述第一換熱器的表面溫度高的狀態(tài)下使所述干燥劑材料吸附水分。
【文檔編號】F24F11/02GK105940269SQ201480072923
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年2月20日
【發(fā)明人】杉本猛, 伊藤慎, 伊藤慎一, 岡島圭吾, 田中學
【申請人】三菱電機株式會社