除湿機
【課題】軽量で騒音が少なく、冬でも除湿能力の高いゼオライトなどを用いた除湿乾燥機において、除湿ロータに含まれる水分量に応じて、ヒータの温度を調整することにより消費電力を抑えることができる除湿乾燥機の提供を目的としている。
【解決手段】除湿機本体１に流入する室内空気の温湿度を検出する湿度センサ１３と温度センサ１４を設け、吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算し、再生ヒータ内に再生サーミスタ１５を設け、再生ヒータのＯＮ時間を調整し、上記再生サーミスタ１５の検知信号をフィードバックすることによりヒータの温度を調整することで、除湿ロータ３中の水分蓄積量に応じたヒータ温度に制御する。
【解決手段】除湿機本体１に流入する室内空気の温湿度を検出する湿度センサ１３と温度センサ１４を設け、吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算し、再生ヒータ内に再生サーミスタ１５を設け、再生ヒータのＯＮ時間を調整し、上記再生サーミスタ１５の検知信号をフィードバックすることによりヒータの温度を調整することで、除湿ロータ３中の水分蓄積量に応じたヒータ温度に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
除湿材を備えた除湿ロータで空気中の湿気を除去する除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の除湿装置は、冷凍サイクルを用いないため運転騒音も少なく、軽量でコンパクトに構成できることから、家庭用の除湿装置として普及している。
【０００３】
この装置は、除湿材を備えた除湿ロータと呼ぶ回転する吸湿体の一方で室内の空気から吸湿し、吸湿体の他方において、吸湿した水分をヒータで加熱された高温の空気により蒸発させ、吸湿体、すなわち除湿材を再生し、この高温多湿の空気を熱交換器で凝縮して水とする方式である（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その除湿装置について図１２を参照しながら説明する。
【０００５】
図に示すように、除湿ロータ用モータ１０２で回転駆動される、シリカゲルやゼオライトまたは高分子吸着剤等の除湿材で構成した除湿ロータ１０３と、除湿ファン用モータ１０４で駆動される除湿ファン１０５、除湿ファン１０５が駆動したとき形成される除湿経路１０６，再生ファン用モータ１０７で駆動される再生ファン１０８、再生ヒータ１０９、熱交換器１１０、再生ファン１０８が駆動したとき形成される再生経路１１１、熱交換器１１０の下部に設けた水タンク１１２と、前記除湿ロータ用モータ１０２、除湿ファン用モータ１０４、再生ファン用モータ１０７、再生ヒータ１０９を制御する制御回路で構成される。
【０００６】
除湿ロータ１０３は、除湿ロータを構成する除湿材により室内空気から水分を吸湿し、室内空気を除湿する除湿ロータ除湿領域１０３ａと、室内空気から水分を吸湿した除湿材から吸湿した水分を飛ばし除湿材を再生する除湿ロータ再生領域１０３ｂに区分され、除湿ロータ１０３は、除湿ロータ用モータ１０２で回転駆動され、除湿ロータ除湿領域１０３ａ、次に除湿ロータ再生領域１０３ｂ、次に元に返って、除湿ロータ除湿領域１０３ａと順に回転移動し、室内空気の除湿材による除湿と、除湿材の再生を繰り返し、室内空気を除湿する。
【０００７】
ここで、除湿経路１０６は、矢示のように、室内から吸い込んだ空気を、熱交換器１１０を経由し、除湿ロータ１０３の除湿ロータ除湿領域１０３ａを経て屋内に排出するように構成されている。
【０００８】
また、再生経路１１１は、矢示のように、再生ヒータ１０９から除湿ロータ１０３の除湿ロータ再生領域１０３ｂを経て、熱交換器１１０からふたたび再生ヒータ１０９に至る循環経路である。ここで除湿ロータ再生領域１０３ｂから分離した水分は熱交換器１１０にて冷却され、水タンク１１２に蓄積される構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の除湿装置では、吸湿体の水分蓄積量の演算を行ないため、吸湿体中の水分蓄積量を把握することができず、常時ヒータＯＮになり、余分な電力を消費してしまう。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、吸湿体に含まれる水分量に応じた運転をすることで省エネルギー運転を図る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そして、この目的を達成するために、本発明は、通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をこの再生ヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じてヒータ温度を制御することを特徴としたものである。
【００１３】
この手段により、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じた運転をすることで省エネルギー運転を図ることができる除湿乾燥機が得られる。
【００１４】
また、前記水分蓄積量を演算する手段は前記再生ヒータの温度より前記吸湿体から分離した水分量を演算することを特徴としたものである。
【００１５】
この手段により、吸湿体から分離した水分量を把握することができるため、吸湿体に残留する水分蓄積量に反映することができる除湿乾燥機が得られる。
【００１６】
また、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、再生ヒータの温度を上げることを特徴とするものである。
【００１７】
この手段により、吸湿体の水分蓄積量が飽和状態になる前に吸湿体の吸湿能力を再生することができる除湿乾燥機が得られる。
【００１８】
また、除湿機本体に除湿ファンは風量を変化させることができる風量変化手段を設け、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、なおかつ再生ヒータの出力が最大値であった場合は、除湿ファンの風量を下げて水分流入量を下げることを特徴としたものである。
【００１９】
この手段により、吸湿体の吸湿能力を回復が、再生ヒータの最大出力でも追いつかない場合は、吸湿体に流入する水分量を減少することができる除湿乾燥機が得られる。
【００２０】
また、前記水分蓄積量を演算する手段は、運転時の風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記温湿度検知手段にて検知した室内の温湿度と前記運転時の風量と吸湿体の回転速度から吸湿体に流入する水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分流入量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００２１】
この手段により、吸湿体の各部分毎の水分量のバラツキを把握することができる除湿乾燥機が得られる。
【００２２】
また、前記水分蓄積量を演算する手段により、吸湿体の部分毎に水分蓄積量を演算し、吸湿体の各部分の水分蓄積量に応じて前記再生ヒータの出力を制御することを特徴としたものである。
【００２３】
この手段により、吸湿体の各部分の水分蓄積量に応じたヒータの出力の制御を行なうことができる除湿乾燥機が得られる。
【００２４】
また、前記水分蓄積量を演算する手段は、再生領域に空気を送る再生ファンの風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記再生温度検知手段の再生温度と風量により蒸発した水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分蒸発量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００２５】
この手段により、吸湿体の各部分の水分蒸発量を把握することができるため、より正確に吸湿体に含まれる水分蓄積量を演算することができる除湿乾燥機が得られる。
【００２６】
また、一度本体の電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しておく記憶手段を有することを特徴としたものである。
【００２７】
この手段により、電源をＯＦＦしたときの水分蓄積量を次の運転時に考慮することができる除湿乾燥機が得られる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に残留する水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をこの再生ヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に含まれる水分蓄積量に応じてヒータ温度を制御することにより、必要最小限の消費電力で室内の除湿運転を行なうことができる除湿機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１の除湿機の構成を示す図
【図２】本発明の実施形態１の再生ヒータの温度制御の構成を示す図
【図３】本発明の実施形態１の制御演算部の構成を示す図
【図４】温湿度−空気中の水分量を示す図
【図５】本発明の実施形態１の水分吸湿量の演算を示すフローチャート
【図６】吸湿体から分離する水分量−温度特性の例を示す図
【図７】本発明の実施形態１の水分分離量の演算を示すフローチャート
【図８】本発明の実施形態１の演算を示すフローチャート
【図９】本発明の実施形態２の演算を示すフローチャート
【図１０】除湿ロータの分割図
【図１１】本発明の実施形態３の演算を示すフローチャート
【図１２】従来の除湿機の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の請求項１記載の発明は、通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をこの再生ヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じてヒータ温度を制御することを特徴としたものである。
【００３１】
これにより、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じて、前記再生ヒータの出力を調整することができる効果がある。
【００３２】
本発明の請求項２記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段は前記再生ヒータの温度より前記吸湿体から分離した水分量を演算することを特徴としたものである。
【００３３】
これにより、吸湿体から分離した水分量と吸湿体に流入する水分量から現在吸湿体に残留する水分蓄積量を演算することができる効果がある。
【００３４】
本発明の請求項３記載の発明は、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、再生ヒータの温度を上げることを特徴とするものである。
【００３５】
これにより、吸湿体の水分蓄積量が飽和状態になる前に吸湿体の吸湿能力を再生することができる効果がある。
【００３６】
本発明の請求項４記載の発明は、除湿機本体に除湿ファンは風量を変化させることができる風量変化手段を設け、吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、なおかつ再生ヒータの出力が最大値であった場合は、除湿ファンの風量を下げて水分流入量を下げることを特徴としたものである。
【００３７】
これにより、吸湿体の吸湿能力を回復が、再生ヒータの最大出力でも追いつかない場合は、吸湿体に流入する水分量を減少することで吸湿体の吸湿能力を再生することができる効果がある。
【００３８】
本発明の請求項５記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段は、運転時の風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記温湿度検知手段にて検知した室内の温湿度と風量と吸湿体の回転速度から吸湿体に流入する水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分流入量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００３９】
これにより、吸湿体の各部分毎の水分蓄積量のバラツキを把握することができるため各部分毎に再生ヒータの出力を調整できる効果が得られる。
【００４０】
本発明の請求項６記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段により、吸湿体の部分毎に水分蓄積量を演算し、吸湿体の各部分の水分蓄積量に応じて前記再生ヒータの出力を制御することを特徴としたものである。
【００４１】
これにより、吸湿体の各部分の水分量に応じたヒータの出力の制御を行なうので、吸湿体の水分蓄積量を均一にすることができる効果が得られる。
【００４２】
本発明の請求項７記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段は、再生領域に空気を送る再生ファンの風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記再生温度検知手段の再生温度と風量により蒸発した水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分蒸発量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００４３】
これにより、再生経路通過後の吸湿体の１部分の水分蓄積量を把握し初期値とすることができるため、吸湿領域通過後の水分蓄積量も正確に把握することができる。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
本発明の請求項８記載の発明は、一度本体の電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しておく記憶手段を有することを特徴としたものである。
【００４６】
これにより、電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しているため再び電源を入れたとき、電源ＯＦＦ時の状態を考慮した運転が可能になる効果が得られる。
【００４７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における除湿機の構成の例を示す図である。
【００４９】
除湿機本体１は、除湿ロータ用モータ２で回転駆動される、シリカゲルやゼオライトまたは高分子吸着剤等の除湿材で構成し、通過させた空気に含まれる湿気と臭い成分を吸収する除湿ロータ除湿領域３ｂ加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる除湿ロータ再生領域３ａを有する回転式の吸湿体である除湿ロータ３と、除湿ファン用モータ４で駆動される除湿ファン５と、除湿ファン５が駆動したとき空気を流す除湿経路６と、再生ファン用モータ７で駆動される再生ファン８と再生ファン８により送風された空気を加熱する再生ヒータ９と前記除湿ロータ再生領域３ａを経過した空気を当てて冷却する熱交換器１０と、これら再生ファン８と再生ヒータ９と熱交換器１０とを設け再生ファン８を駆動したとき空気を流す再生経路１１と、熱交換器１０の下部に設けた水タンク１２とを備えており、さらに室内の温湿度を把握するために湿度センサ１３と温度センサ１４を除湿機本体１に設け、これらの信号を受信し、除湿機本体を制御するための制御演算部１６を本体の中に設ける。
【００５０】
除湿ロータ３は、すでに説明したように除湿ロータを構成する除湿材により室内空気から水分を吸湿し、室内空気を除湿する除湿ロータ除湿領域３ｂと、加熱した空気を通過させて除湿材から吸湿した水分を飛ばし除湿材を再生する除湿ロータ再生領域３ａに区分される。除湿ロータ３は、除湿ロータ用モータ２で回転駆動され、除湿ロータ除湿領域３ｂ、次に除湿ロータ再生領域３ａ、次に元に返って、除湿ロータ除湿領域３ｂと順に回転移動し、除湿材による室内空気の除湿と、除湿材の再生を繰り返し、室内空気を除湿する。
【００５１】
ここで、除湿経路６は、矢示のように、室内から吸い込んだ空気を、熱交換器１０を経由し、除湿ロータ３の除湿ロータ除湿領域３ｂを経て屋内に排出するように構成されている。
【００５２】
また、再生経路１１は、矢示のように、再生ヒータ９から除湿ロータ３の除湿ロータ再生領域３ａを経て、熱交換器１０からふたたび再生ヒータ９に至る循環経路である。
【００５３】
また、本実施の形態における再生ヒータ９の温度制御の構成の例を図２に示す。再生ヒータ９はスイッチング素子であるヒータ制御用トライアック１８のゲートを制御演算部１６に電気的に接続し、再生ヒータ９のＯＮ／ＯＦＦを制御できるように構成されている。さらに再生ヒータ９には温度の変化により抵抗値が変化する再生サーミスタ１５を隣接させ、補正抵抗１７と直列に接続し、補正抵抗１７の電位差をサンプリングできるように電気的に制御演算部１６に接続する。このような構成にすることで再生ヒータ９の温度を把握できるようにする。再生ヒータ９の温度調整に関して、制御演算部１６にて周期Ｔの矩形波をヒータ制御用トライアック１８に印加する。ヒータ制御用トライアック１８をＯＮする時間ＴONが変化すれば、再生ヒータ９に印加される電圧の実効値も変化するため、再生サーミスタ１５の温度を調整できる。尚、本実施の形態ではトライアックを利用しているがリレーを用いることでも温度調整は可能である。また、本実施の形態においては、再生ヒータ９の温度を０℃〜４００℃まで調整できるのが好ましい。
【００５４】
次に、制御演算部１６の構成について図３に示す。制御演算部１６は各センサ等の信号等を受信し、信号の結果を演算したり、除湿機本体の各部に命令を出力する制御部１６ａと使用者が除湿機本体のＯＮ／ＯＦＦを行なう操作部１６ｂ，使用者に運転の状態を伝えるための表示部１６ｃ、そして各パラメータを記憶するメモリ部１６ｄにより構成されている。
【００５５】
次に、制御演算部１６にて実行される演算について示す。図４は温湿度における空気中の水分量を示す図である。このデータを、メモリ部１６ｄに記憶させておく。さらに、除湿ファン５の風量による単位時間あたりの空気流入量Ａや除湿ロータ除湿領域３ｂの吸湿効率Ｘをあらかじめ、計測しメモリ部１６ｄに記憶させておくことで、除湿ロータ３が吸湿する水分量すなわち水分吸湿量を演算することが可能になる。尚、水分吸湿量の演算は除湿ロータ３の水分貯蓄量を求める上で必要なパラメータの一つである。図５に前記水分吸湿量の演算を示すフローを示す。まず、演算をＯＮしたときに室内の温湿度の状況を把握する。その後、除湿ファン５の駆動を判定し、駆動していなかった場合は水分吸湿量を０と判定する。駆動していた場合はメモリ部１６ｄと通信し、先に読み込んだ温湿度の状況下での空気中の水分量Ｗと除湿ファン５による単位時間あたりの空気流入量Ａと吸湿効率Ｘを読み込む。これらのパラメータを掛け算した値が単位時間当たりの水分吸湿量Ｋとなる。この水分吸湿量Ｋのパラメータを求める工程を本実施の形態ではＳＴＥＰ１とする。尚、除湿ファン５の単位時間あたりの空気流入量Ａと吸湿効率Ｘは製品の構成によりあらかじめ求めておく必要がある。
【００５６】
また、除湿ロータ３の水分蓄積量を演算する上で、上記水分吸湿量の他に除湿ロータ再生領域３ａでの水分分離量を把握する必要があるため、図６のようにあらかじめ除湿ロータ３の温度−水分分離特性を計測し、メモリ部１６ｄに記憶しておく必要がある。さらに、除湿ロータ再生領域３ａの面積や分離効率も測定しておきメモリ部１６ｄに記憶させる。これらを把握した上で、本実施の形態の水分分離量の演算を示すフローを図７に示す。まず、演算を開始したときに、再生ヒータ９及び再生ファン８が駆動しているか判定する。駆動していない場合は、水分分離量は０と判定する。駆動していた場合は再生サーミスタ１５から再生ヒータ９の温度を読み込み、メモリ部１６ｄと通信し、先ほど読み込んだ温度での単位時間当たりの水分分離量Ｂ’と除湿ロータ再生領域３ａの面積Ｓと分離効率Ｚをメモリ部１６ｄから読み込む。これらのパラメータを掛け算した値が単位時間当たりの水分分離量Ｂとなる。この単位時間当たりの水分分離量Ｂのパラメータを求める工程を本実施の形態ではＳＴＥＰ２とする。
【００５７】
次に、本実施の形態における動作のフローを図８に示す。まず、運転をＯＮしたときに前記ＳＴＥＰ１で水分吸湿量ＫのパラメータおよびＳＴＥＰ２で水分分離量Ｂのパラメータを求める演算を実行する。その後、求められた単位時間当たりの水分吸湿量Ｋから単位時間当たりの水分分離量Ｂを引いた値が単位時間当たりの水分蓄積量Ｐ’となる。この値に前回までの水分蓄積量Ｐ１を加算し、現在までの水分蓄積量Ｐをもとめる。このＳＴＥＰ２後から現在までの水分蓄積量Ｐを演算するまでの工程を以下ＳＴＥＰ３とする。尚、初期使用時のＰ１は０としておく。そして現在までの水分蓄積量Ｐの値が最低蓄積量Ｌ以下であれば、ヒータ出力を下げる。最低蓄積量Ｌ以上であれば、高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行なう。高蓄積量Ｇ以下ならばＳＴＥＰ１からの演算を再び行なう。高蓄積量Ｇ以上ならば、除湿ロータ３の現在の水分蓄積量Ｐが非常に多いと判断し、再生ヒータ９の出力を上昇させて、ＳＴＥＰ１〜３を実行する。その後、再度高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行ない、高蓄積量Ｇ以上ならば再度ヒータ出力を上昇させ、前記作業を繰り返す。高蓄積量Ｇ以下ならば、再生ヒータ９の出力を減少させ、ＳＴＥＰ１からの演算を再び行なう。尚、この再生ヒータ出力を上昇させた後、ＳＴＥＰ１〜３を実行しＰの値を判定するまでの工程を以下ＳＴＥＰ４とする。これらの工程を行なうことで必要最小限の電力で、ヒータ出力を抑えることが可能になる。尚、本実施の形態の最低蓄積量Ｌと高蓄積量Ｇのパラメータに関しては、最低蓄積量Ｌに関しては除湿ロータ３の吸収効率が問題にならない程度で設定し、高蓄積量Ｇは吸収効率が大きく低下する直前の値で設定する。
【００５８】
（実施の形態２）
本実施の形態での構成は実施の形態１において、除湿ファンの風量を制御する場合で説明する。まず、本実施の形態では除湿ファン用モータ４の回転数を変更できる構成になっている。これを行なうためには、ＤＣモータを使用し、ＰＷＭ方式などで段階的に回転数を制御できるのが好ましい。尚、本実施の形態の構成においては、除湿ファンのモータの風量を変更できるようにすること以外はすべて同じ構成であるため説明を省略する。
【００５９】
図９は本実施の形態の演算方法をフローで表したものである。
【００６０】
動作の手順においてはまず、運転をＯＮしたときに前記ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２の演算を実行する。その後、求められた単位時間当たりの水分吸湿量Ｋから単位時間当たりの水分分離量Ｂを引いた値が単位時間当たりの水分蓄積量Ｐ’となる。この値に前回までの水分蓄積量Ｐ１を加算し、現在までの水分蓄積量Ｐをもとめる。このＳＴＥＰ２後から現在までの水分蓄積量Ｐを演算するまでの工程を以下ＳＴＥＰ３とする。尚、初期使用時のＰ１は０としておく。そして現在までの水分蓄積量Ｐの値が最低蓄積量Ｌ以下であれば、ヒータ出力を下げる。Ｎ以上であれば、高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行なう。高蓄積量Ｇ以下ならばし、ＳＴＥＰ１からの演算を再び行なう。高蓄積量Ｇ以上ならば、除湿ロータ３の現在の水分蓄積量Ｐが非常に多いと判断し、再生ヒータ９の出力を上昇させて、ＳＴＥＰ１〜３を実行する。その後、水分蓄積量Ｐの値が再度高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行ない、高蓄積量Ｇ以下ならば、再生ヒータ９の出力を減少させ、ＳＴＥＰ１の演算まで戻る。高蓄積量Ｇ以上ならば再生ヒータ９の出力が最大であるかの判定を行ない、最大でなければ再度ヒータ出力を上昇させ、前記作業を繰り返す。最大であれば、除湿ファン５の出力を低下させ、除湿ロータに流入する水分量を減らすことで、除湿ロータ３の再生作業の効率化を図る。その後、ＳＴＥＰ１〜３の作業を実行し、水分蓄積量Ｐの値が再度高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行なう。この再生ファンの出力低下からＳＴＥＰ１〜３を実施し水分蓄積量Ｐの値を判定するまでの工程を以下ＳＴＥＰ５とする。このＳＴＥＰ５での水分蓄積量Ｐの値の判定においてＧ以上ならば再度、ＳＴＥＰ５の工程を実行する。高蓄積量Ｇ以下ならば再生ファンの出力を上昇した後、ヒータ出力を低下させＳＴＥＰ１の演算まで戻る。この作業を行なうことで、除湿ロータ３の回復が間に合わないときの回復作業の効率化を図れる。尚、風量が変化する仕様にした場合はＳＴＥＰ１工程の除湿ファン５による単位時間面積当たりの空気流入量Ａも変動するため、風量毎の単位時間面積当たりの空気流入量Ａ’値を測定し、メモリに記憶させておく必要がある。
【００６１】
（実施の形態３）
本実施の形態の基本的な構成については実施の形態１と同等であるため説明を省略する。
【００６２】
図１０に示すように除湿ロータ３をＮ等分した場合の図である。除湿機本体起動時の初期位置において一番上にある面をＳ1と設定し、時計回りにＳ2、Ｓ3・・・ＳNと名づける。
【００６３】
本実施の形態では、このＮ等分された各面毎の水分蓄積量を演算する。その際、各面毎の水分吸湿量は実施の形態１でのＳＴＥＰ１を、単位面積当たりの計算、つまり単位面積当たりの空気流入量として演算する。また、同様に再生領域における水分分離量も単位面積あたりで計算するため、数式はＢ’×Ｚが単位面積当たりの分離量になる。
【００６４】
図１１は本実施の形態における演算を表すフローチャートである。
【００６５】
まず、本実施の形態では除湿ロータ３を１５０等分して、除湿ロータは６０秒で１回転するものであり、６０秒後には本の位置に戻ることになる。つまり本実施の形態での実施例では単位時間はこの６０／１５０秒にて演算する。尚、ＳNは各固定座標を表し、ＴNは移動後の座標を表している。すなわち、除湿ロータの位置はまず、除湿乾燥機を初起動させたときを初期位置とするため、Ｓ1の位置にあるものは初期値をＴ1とし、単位時間がＮ回経過したときはＳ1の位置にあったものは、ＳNの位置に移動していることになるが移動後の座標を表すためのパラメータとしての位置をＴNとする。たとえば、単位時間が４回経過したときはＳ1の位置にあったものはＴ4となり、位置的にはＳ4の初期位置に来たことになる。まず、このブロック図における変動係数は、ＴN中のＮのみである。まず、除湿乾燥機を始めて起動した時は、ＳN＝ＴNである。次にＴNのＮのパラメータが１５１かどうかを判定する。すなわち、Ｔ150の隣はＴ1であるため、Ｔ151になればＴ1になるように変換する。Ｎの値が１５０以下ならば、ＴNのＮの値が１０〜８０の範囲に入っているかを判定する。これは本実施の形態においてＳ10〜80の区間が除湿ロータ除湿領域３ｂとしているため、すなわちこの区間中は室内の空気から水分を吸湿しているので、水分吸湿量を演算することができる。尚、この区間の水分蓄積量は増えるのみとなるため、演算方法としては水分吸湿量を前回の水分蓄積量に加算する計算である。これらの計算のあとＴN中のＮの数を１カウントし、再度、ＴNのＮ＝１５１の判定のところまで戻る。また、ＴNのＮの値が１０〜８０の範囲外であれば、次に、ＴNのＮの値が９０〜１２０の範囲かどうかを判定する。これは本実施の形態においてＳ90〜120の区間が除湿ロータ再生領域３ａとしているため、すなわちこの区間中は再生ヒータ９により水分を分離しているので、水分分離量を演算することができる。尚、この区間の水分蓄積量は減るのみとなるため、演算方法としては水分分離量を前回の水分蓄積量に減算する計算となる。また、除湿乾燥機起動時の水分蓄積量は０となるため、初期状態で除湿ロータ再生領域３ａにある場合は、この区間移動中はマイナスの値にならずに０として演算する。その後、これらの計算のあとＴN中のＮの数を１カウントし、再度、ＴNのＮ＝１５１の判定のところまで戻る。尚、ＴNのＮの値が９０〜１２０の範囲外であった場合は除湿ロータ再生領域３ａにも除湿ロータ除湿領域３ｂにも入っていないと判断され、水分蓄積量はそのままで、ＴN中のＮの数を１カウントし、再度、ＴNのＮ＝１５１の判定のところまで戻る。このように、各部分毎に実行することでより正確に水分蓄積量を演算することができる。尚、本実施の形態では除湿ロータ３を１５０等分で分割したがこの分割数は変更することもできる。
【００６６】
次に、各部分ごとの水分吸湿量を把握した上で、再生ヒータ９の制御方法について説明する。図１１の演算方法により求められた除湿ロータ再生領域３ａに存在している各部分の水分蓄積量の平均値により、ヒータの温度を調節する。これらの、動作工程は図８と同等であるため説明は省略する。このように、除湿ロータ３を細かく分けて水分蓄積量を演算することでより正確に演算することが可能になる。
【００６７】
また、これらの演算途中で使用者が電源をＯＦＦした場合は、メモリ部１６ｄにてＯＦＦ直前の状態を保存しておき、再び電源がＯＮしたときにはＯＦＦ前の状態を読み込み、再度スタートすることができる仕様にもできる。その場合、図１１での演算において、ＴN中のＮの数を１カウントするタイミングで、除湿ロータ３の水分蓄積量を各部分毎に記憶するような工程を追加すればよい。このようにすることで、使用者のＯＮ／ＯＦＦにも対応することができる演算が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の演算方法はデシカウントやシリカゲルで構成される除湿ロータだけでなく、埃や臭いを収集するフィルタの蓄積量の演算にも利用できる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 除湿機本体
２ 除湿ロータ用モータ
３ 除湿ロータ
３ａ 除湿ロータ再生領域
３ｂ 除湿ロータ除湿領域
４ 除湿ファン用モータ
５ 除湿ファン
６ 除湿経路
７ 再生ファン用モータ
８ 再生ファン
９ 再生ヒータ
１０ 熱交換器
１１ 再生経路
１２ 水タンク
１３ 湿度センサ
１４ 温度センサ
１５ 再生サーミスタ
１６ 制御演算部
１６ａ 制御部
１６ｂ 操作部
１６ｃ 表示部
１６ｄ メモリ部
１７ 補正抵抗
１８ ヒータ制御用トライアック
１０１ 除湿機本体
１０２ 除湿ロータ用モータ
１０３ 除湿ロータ
１０３ａ 除湿ロータ除湿領域
１０３ｂ 除湿ロータ再生領域
１０４ 除湿ファン用モータ
１０５ 除湿ファン
１０６ 除湿経路
１０７ 再生ファン用モータ
１０８ 再生ファン
１０９ 再生ヒータ
１１０ 熱交換器
１１１ 再生経路
１１２ 水タンク
【技術分野】
【０００１】
除湿材を備えた除湿ロータで空気中の湿気を除去する除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の除湿装置は、冷凍サイクルを用いないため運転騒音も少なく、軽量でコンパクトに構成できることから、家庭用の除湿装置として普及している。
【０００３】
この装置は、除湿材を備えた除湿ロータと呼ぶ回転する吸湿体の一方で室内の空気から吸湿し、吸湿体の他方において、吸湿した水分をヒータで加熱された高温の空気により蒸発させ、吸湿体、すなわち除湿材を再生し、この高温多湿の空気を熱交換器で凝縮して水とする方式である（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その除湿装置について図１２を参照しながら説明する。
【０００５】
図に示すように、除湿ロータ用モータ１０２で回転駆動される、シリカゲルやゼオライトまたは高分子吸着剤等の除湿材で構成した除湿ロータ１０３と、除湿ファン用モータ１０４で駆動される除湿ファン１０５、除湿ファン１０５が駆動したとき形成される除湿経路１０６，再生ファン用モータ１０７で駆動される再生ファン１０８、再生ヒータ１０９、熱交換器１１０、再生ファン１０８が駆動したとき形成される再生経路１１１、熱交換器１１０の下部に設けた水タンク１１２と、前記除湿ロータ用モータ１０２、除湿ファン用モータ１０４、再生ファン用モータ１０７、再生ヒータ１０９を制御する制御回路で構成される。
【０００６】
除湿ロータ１０３は、除湿ロータを構成する除湿材により室内空気から水分を吸湿し、室内空気を除湿する除湿ロータ除湿領域１０３ａと、室内空気から水分を吸湿した除湿材から吸湿した水分を飛ばし除湿材を再生する除湿ロータ再生領域１０３ｂに区分され、除湿ロータ１０３は、除湿ロータ用モータ１０２で回転駆動され、除湿ロータ除湿領域１０３ａ、次に除湿ロータ再生領域１０３ｂ、次に元に返って、除湿ロータ除湿領域１０３ａと順に回転移動し、室内空気の除湿材による除湿と、除湿材の再生を繰り返し、室内空気を除湿する。
【０００７】
ここで、除湿経路１０６は、矢示のように、室内から吸い込んだ空気を、熱交換器１１０を経由し、除湿ロータ１０３の除湿ロータ除湿領域１０３ａを経て屋内に排出するように構成されている。
【０００８】
また、再生経路１１１は、矢示のように、再生ヒータ１０９から除湿ロータ１０３の除湿ロータ再生領域１０３ｂを経て、熱交換器１１０からふたたび再生ヒータ１０９に至る循環経路である。ここで除湿ロータ再生領域１０３ｂから分離した水分は熱交換器１１０にて冷却され、水タンク１１２に蓄積される構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の除湿装置では、吸湿体の水分蓄積量の演算を行ないため、吸湿体中の水分蓄積量を把握することができず、常時ヒータＯＮになり、余分な電力を消費してしまう。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、吸湿体に含まれる水分量に応じた運転をすることで省エネルギー運転を図る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そして、この目的を達成するために、本発明は、通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をこの再生ヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じてヒータ温度を制御することを特徴としたものである。
【００１３】
この手段により、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じた運転をすることで省エネルギー運転を図ることができる除湿乾燥機が得られる。
【００１４】
また、前記水分蓄積量を演算する手段は前記再生ヒータの温度より前記吸湿体から分離した水分量を演算することを特徴としたものである。
【００１５】
この手段により、吸湿体から分離した水分量を把握することができるため、吸湿体に残留する水分蓄積量に反映することができる除湿乾燥機が得られる。
【００１６】
また、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、再生ヒータの温度を上げることを特徴とするものである。
【００１７】
この手段により、吸湿体の水分蓄積量が飽和状態になる前に吸湿体の吸湿能力を再生することができる除湿乾燥機が得られる。
【００１８】
また、除湿機本体に除湿ファンは風量を変化させることができる風量変化手段を設け、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、なおかつ再生ヒータの出力が最大値であった場合は、除湿ファンの風量を下げて水分流入量を下げることを特徴としたものである。
【００１９】
この手段により、吸湿体の吸湿能力を回復が、再生ヒータの最大出力でも追いつかない場合は、吸湿体に流入する水分量を減少することができる除湿乾燥機が得られる。
【００２０】
また、前記水分蓄積量を演算する手段は、運転時の風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記温湿度検知手段にて検知した室内の温湿度と前記運転時の風量と吸湿体の回転速度から吸湿体に流入する水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分流入量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００２１】
この手段により、吸湿体の各部分毎の水分量のバラツキを把握することができる除湿乾燥機が得られる。
【００２２】
また、前記水分蓄積量を演算する手段により、吸湿体の部分毎に水分蓄積量を演算し、吸湿体の各部分の水分蓄積量に応じて前記再生ヒータの出力を制御することを特徴としたものである。
【００２３】
この手段により、吸湿体の各部分の水分蓄積量に応じたヒータの出力の制御を行なうことができる除湿乾燥機が得られる。
【００２４】
また、前記水分蓄積量を演算する手段は、再生領域に空気を送る再生ファンの風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記再生温度検知手段の再生温度と風量により蒸発した水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分蒸発量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００２５】
この手段により、吸湿体の各部分の水分蒸発量を把握することができるため、より正確に吸湿体に含まれる水分蓄積量を演算することができる除湿乾燥機が得られる。
【００２６】
また、一度本体の電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しておく記憶手段を有することを特徴としたものである。
【００２７】
この手段により、電源をＯＦＦしたときの水分蓄積量を次の運転時に考慮することができる除湿乾燥機が得られる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に残留する水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をこの再生ヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に含まれる水分蓄積量に応じてヒータ温度を制御することにより、必要最小限の消費電力で室内の除湿運転を行なうことができる除湿機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１の除湿機の構成を示す図
【図２】本発明の実施形態１の再生ヒータの温度制御の構成を示す図
【図３】本発明の実施形態１の制御演算部の構成を示す図
【図４】温湿度−空気中の水分量を示す図
【図５】本発明の実施形態１の水分吸湿量の演算を示すフローチャート
【図６】吸湿体から分離する水分量−温度特性の例を示す図
【図７】本発明の実施形態１の水分分離量の演算を示すフローチャート
【図８】本発明の実施形態１の演算を示すフローチャート
【図９】本発明の実施形態２の演算を示すフローチャート
【図１０】除湿ロータの分割図
【図１１】本発明の実施形態３の演算を示すフローチャート
【図１２】従来の除湿機の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の請求項１記載の発明は、通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をこの再生ヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じてヒータ温度を制御することを特徴としたものである。
【００３１】
これにより、吸湿体に残留する水分蓄積量に応じて、前記再生ヒータの出力を調整することができる効果がある。
【００３２】
本発明の請求項２記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段は前記再生ヒータの温度より前記吸湿体から分離した水分量を演算することを特徴としたものである。
【００３３】
これにより、吸湿体から分離した水分量と吸湿体に流入する水分量から現在吸湿体に残留する水分蓄積量を演算することができる効果がある。
【００３４】
本発明の請求項３記載の発明は、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、再生ヒータの温度を上げることを特徴とするものである。
【００３５】
これにより、吸湿体の水分蓄積量が飽和状態になる前に吸湿体の吸湿能力を再生することができる効果がある。
【００３６】
本発明の請求項４記載の発明は、除湿機本体に除湿ファンは風量を変化させることができる風量変化手段を設け、吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、なおかつ再生ヒータの出力が最大値であった場合は、除湿ファンの風量を下げて水分流入量を下げることを特徴としたものである。
【００３７】
これにより、吸湿体の吸湿能力を回復が、再生ヒータの最大出力でも追いつかない場合は、吸湿体に流入する水分量を減少することで吸湿体の吸湿能力を再生することができる効果がある。
【００３８】
本発明の請求項５記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段は、運転時の風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記温湿度検知手段にて検知した室内の温湿度と風量と吸湿体の回転速度から吸湿体に流入する水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分流入量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００３９】
これにより、吸湿体の各部分毎の水分蓄積量のバラツキを把握することができるため各部分毎に再生ヒータの出力を調整できる効果が得られる。
【００４０】
本発明の請求項６記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段により、吸湿体の部分毎に水分蓄積量を演算し、吸湿体の各部分の水分蓄積量に応じて前記再生ヒータの出力を制御することを特徴としたものである。
【００４１】
これにより、吸湿体の各部分の水分量に応じたヒータの出力の制御を行なうので、吸湿体の水分蓄積量を均一にすることができる効果が得られる。
【００４２】
本発明の請求項７記載の発明は、前記水分蓄積量を演算する手段は、再生領域に空気を送る再生ファンの風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記再生温度検知手段の再生温度と風量により蒸発した水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分蒸発量演算手段を有することを特徴としたものである。
【００４３】
これにより、再生経路通過後の吸湿体の１部分の水分蓄積量を把握し初期値とすることができるため、吸湿領域通過後の水分蓄積量も正確に把握することができる。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
本発明の請求項８記載の発明は、一度本体の電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しておく記憶手段を有することを特徴としたものである。
【００４６】
これにより、電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しているため再び電源を入れたとき、電源ＯＦＦ時の状態を考慮した運転が可能になる効果が得られる。
【００４７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における除湿機の構成の例を示す図である。
【００４９】
除湿機本体１は、除湿ロータ用モータ２で回転駆動される、シリカゲルやゼオライトまたは高分子吸着剤等の除湿材で構成し、通過させた空気に含まれる湿気と臭い成分を吸収する除湿ロータ除湿領域３ｂ加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる除湿ロータ再生領域３ａを有する回転式の吸湿体である除湿ロータ３と、除湿ファン用モータ４で駆動される除湿ファン５と、除湿ファン５が駆動したとき空気を流す除湿経路６と、再生ファン用モータ７で駆動される再生ファン８と再生ファン８により送風された空気を加熱する再生ヒータ９と前記除湿ロータ再生領域３ａを経過した空気を当てて冷却する熱交換器１０と、これら再生ファン８と再生ヒータ９と熱交換器１０とを設け再生ファン８を駆動したとき空気を流す再生経路１１と、熱交換器１０の下部に設けた水タンク１２とを備えており、さらに室内の温湿度を把握するために湿度センサ１３と温度センサ１４を除湿機本体１に設け、これらの信号を受信し、除湿機本体を制御するための制御演算部１６を本体の中に設ける。
【００５０】
除湿ロータ３は、すでに説明したように除湿ロータを構成する除湿材により室内空気から水分を吸湿し、室内空気を除湿する除湿ロータ除湿領域３ｂと、加熱した空気を通過させて除湿材から吸湿した水分を飛ばし除湿材を再生する除湿ロータ再生領域３ａに区分される。除湿ロータ３は、除湿ロータ用モータ２で回転駆動され、除湿ロータ除湿領域３ｂ、次に除湿ロータ再生領域３ａ、次に元に返って、除湿ロータ除湿領域３ｂと順に回転移動し、除湿材による室内空気の除湿と、除湿材の再生を繰り返し、室内空気を除湿する。
【００５１】
ここで、除湿経路６は、矢示のように、室内から吸い込んだ空気を、熱交換器１０を経由し、除湿ロータ３の除湿ロータ除湿領域３ｂを経て屋内に排出するように構成されている。
【００５２】
また、再生経路１１は、矢示のように、再生ヒータ９から除湿ロータ３の除湿ロータ再生領域３ａを経て、熱交換器１０からふたたび再生ヒータ９に至る循環経路である。
【００５３】
また、本実施の形態における再生ヒータ９の温度制御の構成の例を図２に示す。再生ヒータ９はスイッチング素子であるヒータ制御用トライアック１８のゲートを制御演算部１６に電気的に接続し、再生ヒータ９のＯＮ／ＯＦＦを制御できるように構成されている。さらに再生ヒータ９には温度の変化により抵抗値が変化する再生サーミスタ１５を隣接させ、補正抵抗１７と直列に接続し、補正抵抗１７の電位差をサンプリングできるように電気的に制御演算部１６に接続する。このような構成にすることで再生ヒータ９の温度を把握できるようにする。再生ヒータ９の温度調整に関して、制御演算部１６にて周期Ｔの矩形波をヒータ制御用トライアック１８に印加する。ヒータ制御用トライアック１８をＯＮする時間ＴONが変化すれば、再生ヒータ９に印加される電圧の実効値も変化するため、再生サーミスタ１５の温度を調整できる。尚、本実施の形態ではトライアックを利用しているがリレーを用いることでも温度調整は可能である。また、本実施の形態においては、再生ヒータ９の温度を０℃〜４００℃まで調整できるのが好ましい。
【００５４】
次に、制御演算部１６の構成について図３に示す。制御演算部１６は各センサ等の信号等を受信し、信号の結果を演算したり、除湿機本体の各部に命令を出力する制御部１６ａと使用者が除湿機本体のＯＮ／ＯＦＦを行なう操作部１６ｂ，使用者に運転の状態を伝えるための表示部１６ｃ、そして各パラメータを記憶するメモリ部１６ｄにより構成されている。
【００５５】
次に、制御演算部１６にて実行される演算について示す。図４は温湿度における空気中の水分量を示す図である。このデータを、メモリ部１６ｄに記憶させておく。さらに、除湿ファン５の風量による単位時間あたりの空気流入量Ａや除湿ロータ除湿領域３ｂの吸湿効率Ｘをあらかじめ、計測しメモリ部１６ｄに記憶させておくことで、除湿ロータ３が吸湿する水分量すなわち水分吸湿量を演算することが可能になる。尚、水分吸湿量の演算は除湿ロータ３の水分貯蓄量を求める上で必要なパラメータの一つである。図５に前記水分吸湿量の演算を示すフローを示す。まず、演算をＯＮしたときに室内の温湿度の状況を把握する。その後、除湿ファン５の駆動を判定し、駆動していなかった場合は水分吸湿量を０と判定する。駆動していた場合はメモリ部１６ｄと通信し、先に読み込んだ温湿度の状況下での空気中の水分量Ｗと除湿ファン５による単位時間あたりの空気流入量Ａと吸湿効率Ｘを読み込む。これらのパラメータを掛け算した値が単位時間当たりの水分吸湿量Ｋとなる。この水分吸湿量Ｋのパラメータを求める工程を本実施の形態ではＳＴＥＰ１とする。尚、除湿ファン５の単位時間あたりの空気流入量Ａと吸湿効率Ｘは製品の構成によりあらかじめ求めておく必要がある。
【００５６】
また、除湿ロータ３の水分蓄積量を演算する上で、上記水分吸湿量の他に除湿ロータ再生領域３ａでの水分分離量を把握する必要があるため、図６のようにあらかじめ除湿ロータ３の温度−水分分離特性を計測し、メモリ部１６ｄに記憶しておく必要がある。さらに、除湿ロータ再生領域３ａの面積や分離効率も測定しておきメモリ部１６ｄに記憶させる。これらを把握した上で、本実施の形態の水分分離量の演算を示すフローを図７に示す。まず、演算を開始したときに、再生ヒータ９及び再生ファン８が駆動しているか判定する。駆動していない場合は、水分分離量は０と判定する。駆動していた場合は再生サーミスタ１５から再生ヒータ９の温度を読み込み、メモリ部１６ｄと通信し、先ほど読み込んだ温度での単位時間当たりの水分分離量Ｂ’と除湿ロータ再生領域３ａの面積Ｓと分離効率Ｚをメモリ部１６ｄから読み込む。これらのパラメータを掛け算した値が単位時間当たりの水分分離量Ｂとなる。この単位時間当たりの水分分離量Ｂのパラメータを求める工程を本実施の形態ではＳＴＥＰ２とする。
【００５７】
次に、本実施の形態における動作のフローを図８に示す。まず、運転をＯＮしたときに前記ＳＴＥＰ１で水分吸湿量ＫのパラメータおよびＳＴＥＰ２で水分分離量Ｂのパラメータを求める演算を実行する。その後、求められた単位時間当たりの水分吸湿量Ｋから単位時間当たりの水分分離量Ｂを引いた値が単位時間当たりの水分蓄積量Ｐ’となる。この値に前回までの水分蓄積量Ｐ１を加算し、現在までの水分蓄積量Ｐをもとめる。このＳＴＥＰ２後から現在までの水分蓄積量Ｐを演算するまでの工程を以下ＳＴＥＰ３とする。尚、初期使用時のＰ１は０としておく。そして現在までの水分蓄積量Ｐの値が最低蓄積量Ｌ以下であれば、ヒータ出力を下げる。最低蓄積量Ｌ以上であれば、高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行なう。高蓄積量Ｇ以下ならばＳＴＥＰ１からの演算を再び行なう。高蓄積量Ｇ以上ならば、除湿ロータ３の現在の水分蓄積量Ｐが非常に多いと判断し、再生ヒータ９の出力を上昇させて、ＳＴＥＰ１〜３を実行する。その後、再度高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行ない、高蓄積量Ｇ以上ならば再度ヒータ出力を上昇させ、前記作業を繰り返す。高蓄積量Ｇ以下ならば、再生ヒータ９の出力を減少させ、ＳＴＥＰ１からの演算を再び行なう。尚、この再生ヒータ出力を上昇させた後、ＳＴＥＰ１〜３を実行しＰの値を判定するまでの工程を以下ＳＴＥＰ４とする。これらの工程を行なうことで必要最小限の電力で、ヒータ出力を抑えることが可能になる。尚、本実施の形態の最低蓄積量Ｌと高蓄積量Ｇのパラメータに関しては、最低蓄積量Ｌに関しては除湿ロータ３の吸収効率が問題にならない程度で設定し、高蓄積量Ｇは吸収効率が大きく低下する直前の値で設定する。
【００５８】
（実施の形態２）
本実施の形態での構成は実施の形態１において、除湿ファンの風量を制御する場合で説明する。まず、本実施の形態では除湿ファン用モータ４の回転数を変更できる構成になっている。これを行なうためには、ＤＣモータを使用し、ＰＷＭ方式などで段階的に回転数を制御できるのが好ましい。尚、本実施の形態の構成においては、除湿ファンのモータの風量を変更できるようにすること以外はすべて同じ構成であるため説明を省略する。
【００５９】
図９は本実施の形態の演算方法をフローで表したものである。
【００６０】
動作の手順においてはまず、運転をＯＮしたときに前記ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２の演算を実行する。その後、求められた単位時間当たりの水分吸湿量Ｋから単位時間当たりの水分分離量Ｂを引いた値が単位時間当たりの水分蓄積量Ｐ’となる。この値に前回までの水分蓄積量Ｐ１を加算し、現在までの水分蓄積量Ｐをもとめる。このＳＴＥＰ２後から現在までの水分蓄積量Ｐを演算するまでの工程を以下ＳＴＥＰ３とする。尚、初期使用時のＰ１は０としておく。そして現在までの水分蓄積量Ｐの値が最低蓄積量Ｌ以下であれば、ヒータ出力を下げる。Ｎ以上であれば、高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行なう。高蓄積量Ｇ以下ならばし、ＳＴＥＰ１からの演算を再び行なう。高蓄積量Ｇ以上ならば、除湿ロータ３の現在の水分蓄積量Ｐが非常に多いと判断し、再生ヒータ９の出力を上昇させて、ＳＴＥＰ１〜３を実行する。その後、水分蓄積量Ｐの値が再度高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行ない、高蓄積量Ｇ以下ならば、再生ヒータ９の出力を減少させ、ＳＴＥＰ１の演算まで戻る。高蓄積量Ｇ以上ならば再生ヒータ９の出力が最大であるかの判定を行ない、最大でなければ再度ヒータ出力を上昇させ、前記作業を繰り返す。最大であれば、除湿ファン５の出力を低下させ、除湿ロータに流入する水分量を減らすことで、除湿ロータ３の再生作業の効率化を図る。その後、ＳＴＥＰ１〜３の作業を実行し、水分蓄積量Ｐの値が再度高蓄積量Ｇ以上かどうかの判定を行なう。この再生ファンの出力低下からＳＴＥＰ１〜３を実施し水分蓄積量Ｐの値を判定するまでの工程を以下ＳＴＥＰ５とする。このＳＴＥＰ５での水分蓄積量Ｐの値の判定においてＧ以上ならば再度、ＳＴＥＰ５の工程を実行する。高蓄積量Ｇ以下ならば再生ファンの出力を上昇した後、ヒータ出力を低下させＳＴＥＰ１の演算まで戻る。この作業を行なうことで、除湿ロータ３の回復が間に合わないときの回復作業の効率化を図れる。尚、風量が変化する仕様にした場合はＳＴＥＰ１工程の除湿ファン５による単位時間面積当たりの空気流入量Ａも変動するため、風量毎の単位時間面積当たりの空気流入量Ａ’値を測定し、メモリに記憶させておく必要がある。
【００６１】
（実施の形態３）
本実施の形態の基本的な構成については実施の形態１と同等であるため説明を省略する。
【００６２】
図１０に示すように除湿ロータ３をＮ等分した場合の図である。除湿機本体起動時の初期位置において一番上にある面をＳ1と設定し、時計回りにＳ2、Ｓ3・・・ＳNと名づける。
【００６３】
本実施の形態では、このＮ等分された各面毎の水分蓄積量を演算する。その際、各面毎の水分吸湿量は実施の形態１でのＳＴＥＰ１を、単位面積当たりの計算、つまり単位面積当たりの空気流入量として演算する。また、同様に再生領域における水分分離量も単位面積あたりで計算するため、数式はＢ’×Ｚが単位面積当たりの分離量になる。
【００６４】
図１１は本実施の形態における演算を表すフローチャートである。
【００６５】
まず、本実施の形態では除湿ロータ３を１５０等分して、除湿ロータは６０秒で１回転するものであり、６０秒後には本の位置に戻ることになる。つまり本実施の形態での実施例では単位時間はこの６０／１５０秒にて演算する。尚、ＳNは各固定座標を表し、ＴNは移動後の座標を表している。すなわち、除湿ロータの位置はまず、除湿乾燥機を初起動させたときを初期位置とするため、Ｓ1の位置にあるものは初期値をＴ1とし、単位時間がＮ回経過したときはＳ1の位置にあったものは、ＳNの位置に移動していることになるが移動後の座標を表すためのパラメータとしての位置をＴNとする。たとえば、単位時間が４回経過したときはＳ1の位置にあったものはＴ4となり、位置的にはＳ4の初期位置に来たことになる。まず、このブロック図における変動係数は、ＴN中のＮのみである。まず、除湿乾燥機を始めて起動した時は、ＳN＝ＴNである。次にＴNのＮのパラメータが１５１かどうかを判定する。すなわち、Ｔ150の隣はＴ1であるため、Ｔ151になればＴ1になるように変換する。Ｎの値が１５０以下ならば、ＴNのＮの値が１０〜８０の範囲に入っているかを判定する。これは本実施の形態においてＳ10〜80の区間が除湿ロータ除湿領域３ｂとしているため、すなわちこの区間中は室内の空気から水分を吸湿しているので、水分吸湿量を演算することができる。尚、この区間の水分蓄積量は増えるのみとなるため、演算方法としては水分吸湿量を前回の水分蓄積量に加算する計算である。これらの計算のあとＴN中のＮの数を１カウントし、再度、ＴNのＮ＝１５１の判定のところまで戻る。また、ＴNのＮの値が１０〜８０の範囲外であれば、次に、ＴNのＮの値が９０〜１２０の範囲かどうかを判定する。これは本実施の形態においてＳ90〜120の区間が除湿ロータ再生領域３ａとしているため、すなわちこの区間中は再生ヒータ９により水分を分離しているので、水分分離量を演算することができる。尚、この区間の水分蓄積量は減るのみとなるため、演算方法としては水分分離量を前回の水分蓄積量に減算する計算となる。また、除湿乾燥機起動時の水分蓄積量は０となるため、初期状態で除湿ロータ再生領域３ａにある場合は、この区間移動中はマイナスの値にならずに０として演算する。その後、これらの計算のあとＴN中のＮの数を１カウントし、再度、ＴNのＮ＝１５１の判定のところまで戻る。尚、ＴNのＮの値が９０〜１２０の範囲外であった場合は除湿ロータ再生領域３ａにも除湿ロータ除湿領域３ｂにも入っていないと判断され、水分蓄積量はそのままで、ＴN中のＮの数を１カウントし、再度、ＴNのＮ＝１５１の判定のところまで戻る。このように、各部分毎に実行することでより正確に水分蓄積量を演算することができる。尚、本実施の形態では除湿ロータ３を１５０等分で分割したがこの分割数は変更することもできる。
【００６６】
次に、各部分ごとの水分吸湿量を把握した上で、再生ヒータ９の制御方法について説明する。図１１の演算方法により求められた除湿ロータ再生領域３ａに存在している各部分の水分蓄積量の平均値により、ヒータの温度を調節する。これらの、動作工程は図８と同等であるため説明は省略する。このように、除湿ロータ３を細かく分けて水分蓄積量を演算することでより正確に演算することが可能になる。
【００６７】
また、これらの演算途中で使用者が電源をＯＦＦした場合は、メモリ部１６ｄにてＯＦＦ直前の状態を保存しておき、再び電源がＯＮしたときにはＯＦＦ前の状態を読み込み、再度スタートすることができる仕様にもできる。その場合、図１１での演算において、ＴN中のＮの数を１カウントするタイミングで、除湿ロータ３の水分蓄積量を各部分毎に記憶するような工程を追加すればよい。このようにすることで、使用者のＯＮ／ＯＦＦにも対応することができる演算が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の演算方法はデシカウントやシリカゲルで構成される除湿ロータだけでなく、埃や臭いを収集するフィルタの蓄積量の演算にも利用できる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 除湿機本体
２ 除湿ロータ用モータ
３ 除湿ロータ
３ａ 除湿ロータ再生領域
３ｂ 除湿ロータ除湿領域
４ 除湿ファン用モータ
５ 除湿ファン
６ 除湿経路
７ 再生ファン用モータ
８ 再生ファン
９ 再生ヒータ
１０ 熱交換器
１１ 再生経路
１２ 水タンク
１３ 湿度センサ
１４ 温度センサ
１５ 再生サーミスタ
１６ 制御演算部
１６ａ 制御部
１６ｂ 操作部
１６ｃ 表示部
１６ｄ メモリ部
１７ 補正抵抗
１８ ヒータ制御用トライアック
１０１ 除湿機本体
１０２ 除湿ロータ用モータ
１０３ 除湿ロータ
１０３ａ 除湿ロータ除湿領域
１０３ｂ 除湿ロータ再生領域
１０４ 除湿ファン用モータ
１０５ 除湿ファン
１０６ 除湿経路
１０７ 再生ファン用モータ
１０８ 再生ファン
１０９ 再生ヒータ
１１０ 熱交換器
１１１ 再生経路
１１２ 水タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に含まれる水分量に応じてヒータ温度を制御する除湿乾燥機。
【請求項２】
前記水分蓄積量を演算する手段は前記再生ヒータの温度より前記吸湿体から分離した水分量を演算することを特徴とした請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項３】
前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、再生ヒータの温度を上げることを特徴とする請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項４】
除湿機本体に除湿ファンは風量を変化させることができる風量変化手段を設け、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、なおかつ再生ヒータの出力が最大値であった場合は、除湿ファンの風量を下げて水分流入量を下げることを特徴とした請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項５】
前記水分蓄積量を演算する手段は運転時の風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記温湿度検知手段にて検知した室内の温湿度と風量と吸湿体の回転速度から吸湿体に流入する水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分流入量演算手段を有する請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項６】
前記水分蓄積量を演算する手段により、吸湿体の部分毎に水分蓄積量を演算し、吸湿体の各部分の水分量に応じて前記再生ヒータの出力を制御する請求項５記載の除湿乾燥機。
【請求項７】
前記水分蓄積量を演算する手段は再生領域に空気を送る再生ファンの風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記再生ヒータ温度検知手段の温度と風量により蒸発した水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分蒸発量演算手段を有する請求項１または６記載の除湿乾燥機。
【請求項８】
一度本体の電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しておく記憶手段を有する請求項１、５、７のいずれか一つに記載の除湿乾燥機。
【請求項１】
通過させた空気に含まれる湿気を吸収する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する湿気を放出させる再生領域を有する回転式の吸湿体と、前記吸湿領域に室内の空気を案内し通過させ室内に再び吹き出すための除湿ファンを設けた除湿経路と、前記再生領域に空気を送る再生ファンとこの空気を加熱する再生ヒータとこの再生領域を経過した空気を当てて冷却する熱交換器とを設けた再生経路とを備え、前記熱交換器を通過した再生経路の空気より分離した水分を蓄積するタンクを備えた本体と、この本体内に本体に流入する室内空気の温湿度を検出する温湿度検知手段と吸湿体に流れる風量と室内の温湿度から吸湿体に吸収された水分蓄積量を演算する手段と前記再生ヒータに再生ヒータ温度検知手段を設け再生ヒータの温度をヒータのＯＮ時間を調整し再生ヒータ温度を制御する再生ヒータ制御手段を設けることにより、吸湿体に含まれる水分量に応じてヒータ温度を制御する除湿乾燥機。
【請求項２】
前記水分蓄積量を演算する手段は前記再生ヒータの温度より前記吸湿体から分離した水分量を演算することを特徴とした請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項３】
前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、再生ヒータの温度を上げることを特徴とする請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項４】
除湿機本体に除湿ファンは風量を変化させることができる風量変化手段を設け、前記吸湿体に蓄積された水分量が一定値以上になった場合、なおかつ再生ヒータの出力が最大値であった場合は、除湿ファンの風量を下げて水分流入量を下げることを特徴とした請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項５】
前記水分蓄積量を演算する手段は運転時の風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記温湿度検知手段にて検知した室内の温湿度と風量と吸湿体の回転速度から吸湿体に流入する水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分流入量演算手段を有する請求項１記載の除湿乾燥機。
【請求項６】
前記水分蓄積量を演算する手段により、吸湿体の部分毎に水分蓄積量を演算し、吸湿体の各部分の水分量に応じて前記再生ヒータの出力を制御する請求項５記載の除湿乾燥機。
【請求項７】
前記水分蓄積量を演算する手段は再生領域に空気を送る再生ファンの風量と吸湿体の回転速度を記憶し、前記再生ヒータ温度検知手段の温度と風量により蒸発した水分量を吸湿体の部分毎に計算する水分蒸発量演算手段を有する請求項１または６記載の除湿乾燥機。
【請求項８】
一度本体の電源をＯＦＦしても、ＯＦＦ前の水分蓄積量を記憶しておく記憶手段を有する請求項１、５、７のいずれか一つに記載の除湿乾燥機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１０１１６９（Ｐ２０１２−１０１１６９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５１４７６（Ｐ２０１０−２５１４７６）
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]