JP7710510B2 - 除湿装置 - Google Patents

Description

本開示は、除湿装置に関するものである。

従来、熱交換器の性能を向上させるために、伝熱管に扁平管を用いた除湿装置が提案されている。例えば国際公開第２０１９／０７７７４４号（特許文献１）には、凝縮器の伝熱管に扁平管を用いた除湿装置が記載されている。この文献に記載された除湿装置では、蒸発器の伝熱管に円管が用いられている。

国際公開第２０１９／０７７７４４号

上記文献では、蒸発器の伝熱管に円管が用いられているため、蒸発器の性能を向上させることが困難である。

除湿装置では、蒸発器の表面に除湿水が結露する。上記文献に記載された扁平管が蒸発器の伝熱管に用いられると、扁平管の排水性が悪いため、蒸発器の扁平管の表面に除湿水が滞留する。蒸発器の扁平管の表面に滞留した除湿水が扁平管内の冷媒と空気との熱交換を阻害するため、蒸発器の伝熱性能が低下する。これにより、除湿装置の除湿量が低下する。

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸発器の性能を向上させることができ、かつ除湿量を向上させることができる除湿装置を提供することである。

本開示に係る除湿装置は、筐体と、送風機と、冷媒回路とを備えている。送風機および冷媒回路は筐体内に配置されている。送風機は、空気を送風するように構成されている。冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を有し、かつ圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されている。凝縮器は、冷媒が流れる第１伝熱管を有する。蒸発器は、冷媒が流れる第２伝熱管を有する。凝縮器は、蒸発器よりも風下に配置されている。凝縮器の第１伝熱管は、扁平管であり、かつ水平方向に延在している。蒸発器の第２伝熱管は、扁平管であり、かつ鉛直方向に延在している。第１伝熱管の断面形状は、凝縮器および蒸発器が並ぶ方向に延びる扁平形状を有するように構成されている。第２伝熱管の断面形状は、凝縮器および蒸発器が並ぶ方向に延びる扁平形状を有するように構成されている。

本開示に係る除湿装置によれば、蒸発器の第２伝熱管は、扁平管であり、かつ鉛直方向に延在している。このため、蒸発器の性能を向上させることができ、かつ除湿量を向上させることができる。

実施の形態１に係る除湿装置の冷媒回路図である。 実施の形態１に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の、凝縮器の複数のフィンの積層方向に直交する断面における断面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の凝縮器の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の凝縮器の変形例１の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の凝縮器の変形例２の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の凝縮器の変形例３の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の凝縮器の変形例４の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の、蒸発器の複数のフィンの積層方向に直交する断面における断面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器の変形例１の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器の変形例２の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器の変形例３の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器の変形例４の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器の変形例５の正面図である。 実施の形態１に係る除湿装置の蒸発器の変形例５および凝縮器の、蒸発器の複数のフィンの積層方向に直交する断面の段方向における断面図である。 実施の形態１の比較例に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の断面図である。 実施の形態２に係る除湿装置の冷媒回路図である。 実施の形態２に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 実施の形態２に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の、凝縮器の複数のフィンの積層方向に直交する断面における断面図である。 実施の形態３に係る除湿装置の冷媒回路図である。 実施の形態３に係る除湿装置の構成を示す概略図である。 実施の形態３に係る除湿装置の蒸発器および凝縮器の、凝縮器の複数のフィンの積層方向に直交する断面における断面図である。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、図中において、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１および図２を参照して、実施の形態１に係る除湿装置１の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る除湿装置１の冷媒回路図である。図２は、実施の形態１に係る除湿装置１の構成を示す概略図である。

図１および図２に示されるように、除湿装置１は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４および蒸発器５を有する冷媒回路１０１と、送風機６と、ドレンパン７と、筐体２０とを備えている。冷媒回路１０１、送風機６およびドレンパン７は、筐体２０内に配置されている。筐体２０は、除湿装置１が除湿対象とする外部空間（室内空間）に面している。

冷媒回路１０１は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。具体的には、冷媒回路１０１は、圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に配管で接続されることにより構成されている。そして、冷媒は、この配管内を通って冷媒回路１０１を圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５の順に循環する。図２において、冷媒回路１０１に付された実線矢印は、冷媒回路１０１における冷媒の流れを示している。

圧縮機２は冷媒を圧縮するように構成されている。具体的には、圧縮機２は吸入口から低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として吐出口から吐出するように構成されている。圧縮機２は、冷媒の吐出容量が可変に構成されていてもよい。具体的には、圧縮機２はインバータ圧縮機であってもよい。圧縮機２が冷媒の吐出容量を可変に構成されている場合には、除湿装置１内の冷媒循環量は、圧縮機２の吐出容量を調整することにより制御することが可能となる。

凝縮器３は、圧縮機２で昇圧された冷媒を凝縮して冷却するように構成されている。凝縮器３は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。凝縮器３は、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。凝縮器３の冷媒の入口は圧縮機２の吐出口に配管で接続されている。凝縮器３は、送風機６によって発生する空気の流れにおいて蒸発器５よりも下流に配置されている。つまり、凝縮器３は、蒸発器５よりも風下に配置されている。凝縮器３の伝熱管は扁平管である。

減圧装置４は、凝縮器３にて冷却された冷媒を減圧させて膨張させるように構成されている。減圧装置４は、例えば膨張弁である。この膨張弁は電子制御弁であってもよい。なお、減圧装置４は、膨張弁に限られず、キャピラリーチューブであってもよい。減圧装置４は、凝縮器３の冷媒の出口と蒸発器５の冷媒の入口との各々に配管でそれぞれ接続されている。

蒸発器５は、減圧装置４にて減圧されて膨張された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させるように構成されている。蒸発器５は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。蒸発器５は、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。蒸発器５の冷媒の出口は圧縮機２の吸込口に配管で接続されている。蒸発器５は、送風機６によって発生する空気の流れにおいて凝縮器３よりも上流に配置されている。つまり、蒸発器５は、凝縮器３よりも風上に配置されている。蒸発器５の伝熱管は扁平管である。

送風機６は空気を送風するように構成されている。そして、送風機６は、空気を筐体２０の外部から内部に取り込んで凝縮器３、蒸発器５に送風可能に構成されている。具体的には、送風機６は、外部空間（室内空間）から空気を筐体２０内に取り込んで、蒸発器５、凝縮器３を通過させた後に筐体２０外に吐き出すように構成されている。

本実施の形態では、送風機６は、軸６ａと、軸６ａを中心に回転するファン６ｂとを有している。ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａで示すように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気が、図中矢印Ｂで示すように蒸発器５および凝縮器３を順に通過した後に、図中矢印Ｃで示すように再び外部空間（室内空間）へ吐き出される。このようにして、空気は、除湿装置１を経由して外部空間（室内空間）を循環する。

筐体２０には、除湿対象とする外部空間（室内空間）から筐体２０の内部に空気を入れるための吸込口２１と、筐体２０の内部から外部空間（室内空間）に空気を吹き出すための吹出口２２とが設けられている。また、筐体２０は、吸込口２１と吹出口２２とをつなぐ風路（空気の流路）２３を有している。風路２３には蒸発器５、凝縮器３、送風機６が配置されている。したがって、蒸発器５と凝縮器３とは同一の風路２３内に配置されている。蒸発器５および凝縮器３は、空気の流れにおいて上流から下流に向けて蒸発器５および凝縮器３の順に風路２３内に配置されている。

風路２３内において、筐体２０の外部から吸込口２１を通って筐体２０の内部に吸込まれた空気が蒸発器５および凝縮器３の順に通過し、吹出口２２を通って筐体２０の外部に吹出される。

なお、除湿装置１において、風路２３内には、凝縮器３、蒸発器５、送風機６の他に冷媒回路を構成する部材が配置されていてもよい。例えば風路２３内には、減圧装置４が配置されていてもよい。

なお、除湿装置１が室内に設置される場合、凝縮器３の熱が室外へ放熱されることにより、室内が冷却されてもよい。この室外への放熱のため、排気ダクトの機器への搭載および機器自体が窓側に設置されてもよい。

ドレンパン７は、蒸発器５に結露した除湿水が、ドレンパン７に排水されるように構成されている。本実施の形態では、蒸発器５および凝縮器３はドレンパン７上に配置されている。

続いて、図３～図１６を参照して、蒸発器５および凝縮器３の構成を詳しく説明する。図３は、実施の形態１に係る蒸発器５および凝縮器３の、凝縮器３の複数のフィン１１の積層方向に直交する断面における断面図である。なお、図３では、説明の便宜のため、蒸発器５および凝縮器３の一部が図示されている。

本実施の形態に係る除湿装置１では凝縮器３は、複数のフィン（第１フィン）１１および伝熱管（第１伝熱管）１２を有している。複数のフィン１１の各々は薄板状に構成されている。複数のフィン１１は互いに積層するように配置されている。伝熱管１２は互いに積層された複数のフィン１１を積層方向に貫通するように配置されている。伝熱管１２の断面形状は、列方向に伸びるように構成されている。また、伝熱管１２は、複数のフィン１１の積層方向に直線状に伸びる複数の直線部を有している。また、凝縮器３は、複数の直線部の端部をそれぞれ接続する第１ヘッダ３１と第２ヘッダ３２とを有している（図４参照）。伝熱管１２の複数の直線部の各々は複数の細径の管路を有している。伝熱管１２は、冷媒が流れるように構成されている。凝縮器３の伝熱管１２は、扁平管である。伝熱管１２は、風路２３を通る空気の流通方向に対して扁平形状である扁平管である。伝熱管１２の断面形状は、凝縮器３および蒸発器５が並ぶ方向に延びる扁平形状を有するように構成されている。

図３は、凝縮器３の複数のフィン１１の積層方向に直交する断面における断面を示している。凝縮器３では、図３に示される断面において、複数の伝熱管１２における直線部が配置されている。これら複数の伝熱管１２の直線部の形状は互いに同一であってもよい。

本実施の形態では、これらの複数の伝熱管１２における直線部は、段方向に３段以上に並んで配置されている。また、本実施の形態では、これらの複数の伝熱管１２における直線部は段方向に直線状に並んで配置されている。つまり、段方向に並んで配置された複数の伝熱管１２における直線部の中心は一直線に配置されている。また、各段の伝熱管１２における直線部間の間隔は互いに同一であってもよい。

図４は、凝縮器３を列方向から見たときの凝縮器３の正面図である。凝縮器３の扁平管は、水平方向に延在している。凝縮器３のフィン１１の形状は、プレートフィンである。凝縮器３のフィン１１の形状は、凝縮器３の性能により選択される。凝縮器３の伝熱管１２は、少なくとも１つの冷媒パス（第１冷媒パス）を含んでいる。本実施の形態では、冷媒パス（第１冷媒パス）の数は、冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に減少する。

図２および図４を参照して、第１ヘッダ３１は、冷媒の入口および冷媒の出口を有している。本実施の形態では、第１ヘッダ３１の冷媒の入口は、圧縮機２の吐出口に配管で接続されている。また、第１ヘッダ３１の冷媒の出口は、減圧装置４の入口に配管で接続されている。第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２内に仕切り３３を設けることによって、圧縮機２から流入した冷媒は複数の直線部を通って第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を複数回折り返した後、第１ヘッダ３１の冷媒の出口から減圧装置４に流出する。その際、第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を往復する直線部の冷媒パス数は、凝縮器３の上流側から下流側にかけて徐々に減少させることが好ましい。例えば、第１ヘッダ３１から第２ヘッダ３２への往路の冷媒パス数が５本であれば、第２ヘッダ３２から第１ヘッダ３１への復路の冷媒パス数は４本以下が好ましい。

図５を参照して、凝縮器３のフィン１１の形状は、コルゲートフィンであってもよい。
また、図６に示すように、第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２は分割されていてもよい。これにより、圧縮機２から流入した冷媒は複数の直線部を通って第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を複数回折り返した後、凝縮器３の冷媒の出口から減圧装置４に流出してもよい。第１ヘッダ３１は、互いに分割された第１ヘッダ上流部３１１および第１ヘッダ下流部３１２を含んでいる。第２ヘッダ３２は、互いに分割された第２ヘッダ上流部３２１および第２ヘッダ下流部３２２を含んでいる。

また、凝縮器３の冷媒の出口は、第１ヘッダ３１ではなく第２ヘッダ３２に位置していてもよい。その場合、減圧装置４および凝縮器３を接続する配管は、圧縮機２および凝縮器３を接続する配管と、凝縮器３を挟んで反対側に位置することになる。また、仕切り３３を設けず、圧縮機２から第１ヘッダに流入した冷媒を第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を往復させずに第２ヘッダ３２の出口から減圧装置４に流出させてもよい。

また、図７に示すように、第１ヘッダ３１に接続された伝熱管１２は、複数の直線部に加え、複数の湾曲部を有しており、第１ヘッダ３１と第２ヘッダ３２の間を複数の直線部と複数の湾曲部で複数回折り返してから第２ヘッダ３２に接続されてもよい。

また、図８に示すように、凝縮器３は、第２ヘッダ３２を有しておらず、第１ヘッダ３１のみを有していてもよい。その場合、伝熱管１２は、複数の直線部と複数の湾曲部を有しており、第１ヘッダ３１の上流側から水平方向に複数回折り返し、第１ヘッダ３１の下流側に繋がる。

図９は、実施の形態１に係る蒸発器５および凝縮器３の、蒸発器５の複数のフィン１３の積層方向に直交する断面における断面図である。なお、図９では、説明の便宜のため、蒸発器５および凝縮器３の一部が図示されている。

蒸発器５は、複数のフィン（第２フィン）１３および伝熱管（第２伝熱管）１４を有している。複数のフィン１３の各々は薄板状に構成されている。複数のフィン１３は互いに積層するように配置されている。伝熱管１４は互いに積層された複数のフィン１３を積層方向に貫通するように配置されている。伝熱管１４の断面形状は、列方向に伸びるように構成されている。また、伝熱管１４は、複数のフィン１３の積層方向に直線状に伸びる複数の直線部を有している。また、蒸発器５は、複数の直線部の端部をそれぞれ接続する第１ヘッダ３４と第２ヘッダ３５とを有している（図１０参照）。伝熱管１４の複数の直線部の各々は複数の細径の管路を有している。伝熱管１４は、冷媒が流れるように構成されている。蒸発器５の伝熱管１４は、扁平管である。伝熱管１４は、風路２３を通る空気の流通方向に対して扁平形状である扁平管である。伝熱管１４の断面形状は、凝縮器３および蒸発器５が並ぶ方向に延びる扁平形状を有するように構成されている。

図９は、蒸発器５の複数のフィン１３の積層方向に直交する断面における断面を示している。蒸発器５では、図９に示される断面において、複数の伝熱管１４における直線部が配置されている。これら伝熱管１４の直線部の形状は互いに同一であってもよい。

本実施の形態では、これらの複数の伝熱管１４における直線部は、段方向に３段以上に並んで配置されている。また、本実施の形態では、これらの複数の伝熱管１４における直線部は段方向に直線状に並んで配置されている。つまり、段方向に並んで配置された複数の伝熱管１４における直線部の中心は一直線に配置されている。また、各段の伝熱管１４における直線部間の間隔は互いに同一であってもよい。

図１０は、蒸発器５を列方向から見たときの蒸発器５の正面図である。蒸発器５の扁平管は、鉛直方向に延在している。蒸発器５のフィン１３の形状は、プレートフィンである。蒸発器５のフィン１３の形状は、蒸発器５の性能により選択される。蒸発器５の伝熱管１４は、少なくとも１つの冷媒パス（第２冷媒パス）を含んでいる。本実施の形態では、冷媒パス（第２冷媒パス）の数は、冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に増加する。

図２および図１０を参照して、第１ヘッダ３４は、冷媒の入口および冷媒の出口を有している。本実施の形態では、第１ヘッダ３４の冷媒の入口は、減圧装置４の出口に配管で接続されている。また、第１ヘッダ３４の冷媒の出口は、圧縮機２の吸入口に配管で接続されている。第１ヘッダ３４および第２ヘッダ３５内に仕切り３６を設けることによって、減圧装置４から流入した冷媒は複数の直線部を通って第１ヘッダ３４および第２ヘッダ３５間を複数回折り返した後、第１ヘッダ３４の冷媒の出口から圧縮機２に流出する。その際、第１ヘッダ３４および第２ヘッダ３５間を往復する直線部の冷媒パス数は、蒸発器５の上流側から下流側にかけて徐々に増加させることが好ましい。例えば、第１ヘッダ３４から第２ヘッダ３５への往路の冷媒パス数が５本であれば、第２ヘッダ３５から第１ヘッダ３４への復路の冷媒パス数は６本以上が好ましい。

また、第１ヘッダ３４と第２ヘッダ３５の位置関係は伝熱管１４を挟んで上下逆でもよい。つまり、第１ヘッダ３４は、第２ヘッダ３５と、伝熱管１４を挟んで鉛直方向上側にあってもよい。

図１１を参照して、蒸発器５のフィン１３は、コルゲートフィンであってもよい。また、蒸発器５は、フィン１３がないフィンレス熱交換器でもよい。

また、図１２に示すように、第１ヘッダ３４および第２ヘッダ３５は分割されていてもよい。これにより、減圧装置４から流入した冷媒は複数の直線部を通って第１ヘッダ３４および第２ヘッダ３５間を複数回折り返した後、蒸発器５の冷媒の出口から圧縮機２に流出してもよい。第１ヘッダ３４は、互いに分割された第１ヘッダ上流部３４１および第１ヘッダ下流部３４２を含んでいる。第２ヘッダ３５は、互いに分割された第２ヘッダ上流部３５１および第２ヘッダ下流部３５２を含んでいる。

また、蒸発器５の冷媒の出口は、第１ヘッダ３４ではなく第２ヘッダ３５に位置していてもよい。その場合、圧縮機２および蒸発器５を接続する配管は、圧縮機２および凝縮器３を接続する配管と、凝縮器３を挟んで反対側に位置することになる。また、仕切り３６を設けず、減圧装置４から第１ヘッダに流入した冷媒を第１ヘッダ３４および第２ヘッダ３５間を往復させずに第２ヘッダ３５の出口から圧縮機２に流出させてもよい。

また、図１３に示すように、第１ヘッダ３４に接続された伝熱管１４は、複数の直線部に加え、複数の湾曲部を有しており、第１ヘッダ３４と第２ヘッダ３５の間を複数の直線部と複数の湾曲部で複数回折り返してから第２ヘッダ３５に接続してもよい。

また、図１４に示すように、蒸発器５は、第２ヘッダ３５を有しておらず、第１ヘッダ３４のみを有していてもよい。その場合、伝熱管１４は、複数の直線部と複数の湾曲部を有しており、第１ヘッダ３４の上流側から鉛直方向を複数回折り返し、第１ヘッダ３４の下流側に繋がる。

また、図１５および図１６に示すように、蒸発器５のフィン１３は、伝熱管１４の直線部に平行かつ一体に伸びるとともに列方向に伸びるように構成されていてもよい。図１５は、凝縮器３の複数のフィン１１の積層方向に直交する断面における断面図である。段方向に伸びる伝熱管１４に対してフィン１３は同方向に伸び、かつ一体となっている。また、フィン１３は列方向にも伸びている。フィン１３はこのような一体型のフィンでもよい。蒸発器５のフィン１３の形状は、蒸発器５の性能により選択される。

次に、図１および図２を参照して、実施の形態１に係る除湿装置１の除湿運転時の動作について説明する。

圧縮機２から吐出された過熱ガス状態の冷媒は、風路２３内に配置された凝縮器３に流入する。凝縮器３に流入した過熱ガス状態の冷媒は、吸込口２１を通じて外部空間から風路２３内に流入し、風路２３内に配置された蒸発器５を通過した空気と熱交換されることにより冷却されて気液二相状態の冷媒となり、さらに冷却されて過冷却液状態の冷媒となる。

一方、風路２３内に配置された凝縮器３を通過する空気は、同じく風路２３内に配置された蒸発器５を通過した後、凝縮器３において過熱ガス状態の冷媒または気液二相状態の冷媒と熱交換されることにより加熱される。

凝縮器３から流出した過冷却液状態の冷媒は、減圧装置４を通過することにより減圧され、気液二相状態の冷媒になった後、風路２３内に配置された蒸発器５に流入する。蒸発器５に流入した気液二相状態の冷媒は、吸込口２１から風路２３内に取り込まれた空気と熱交換されることにより加熱されて過熱ガス状態の冷媒となる。この過熱ガス状態の冷媒が圧縮機２に吸入され、圧縮機２で圧縮されて再び吐出される。

一方、風路２３内に配置された蒸発器５を通過する空気は、吸込口２１から風路２３内に取り込まれた後、蒸発器５において気液二相状態の冷媒と熱交換され、空気の露点以下の温度に冷却されることにより除湿される。

次に、実施の形態１に係る除湿装置１の作用効果について比較例と対比して説明する。
図１７は、比較例に係る除湿装置１の蒸発器５および凝縮器３の段方向における断面図である。蒸発器５の性能を上げるために、蒸発器５の伝熱管１４を、円管よりも伝熱性能の優れた扁平管としている。しかし、一般に、蒸発器５の伝熱管１４が扁平形状である扁平管では、除湿水が扁平管の表面に滞留しやすく、滞留した除湿水が扁平管内の冷媒と空気との熱交換を妨げる。これにより、除湿装置１の除湿量が低下する。したがって、比較例に係る除湿装置１では、蒸発器５の性能を向上させつつ除湿量を向上させることはできない。

本実施の形態に係る除湿装置１によれば、蒸発器５の伝熱管１４は、扁平管である。このため、蒸発器の性能を向上させることができる。蒸発器５の伝熱管１４は、鉛直方向に延在している。したがって、除湿水が伝熱管１４の表面に滞留することを抑制することができる。これにより、蒸発器５の排水性を向上させることができる。このため、蒸発器５の伝熱管１４に滞留した除湿水が伝熱管１４内を流れる冷媒と空気の熱交換を妨げるのを抑制することができる。そのため，蒸発器５の伝熱性能を向上させることができる。よって、除湿装置１の除湿量を向上させることができる。

また、除湿水が蒸発器５の伝熱管１４の表面に滞留することを抑制することで、滞留した除湿水が伝熱管１４同士間またはフィン１３同士間の隙間を狭めることで通風抵抗を増加させることを抑制することができる。よって、送風機６の入力を減らすことができるため、除湿装置１の入力を減らすことができる。

また、凝縮器３の伝熱管１２は、水平方向に延在している。蒸発器５の伝熱管１４は、鉛直方向に延在している。このため、凝縮器３の伝熱管１２は、蒸発器５の伝熱管１４と交差している。したがって、蒸発器５の伝熱管１４を通過した空気を凝縮器３の伝熱管１２に確実に流すことができる。よって、凝縮器３における空気と冷媒との熱交換効率を向上させることができる。

また、排水性が向上したことで蒸発器５に結露した除湿水を素早くドレンパン７に排水することで、蒸発器５から凝縮器３に飛散し滞留する除湿水の量を減らすことができる。このため、凝縮器３に滞留した除湿水が、凝縮器３を流れる冷媒によって加熱され蒸発することで、空気を再加湿することを抑制することができる。よって、除湿装置１の除湿量をさらに向上させることができる。

また、本実施の形態に係る除湿装置１によれば、凝縮器３において、冷媒パス（第１冷媒パス）の数は、冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に減少する。つまり、凝縮器３において、第１ヘッダ３１および第２ヘッダ３２間を往復する直線部の冷媒パス数は、上流側から下流側にかけて徐々に減少する。上流側のガス状態の冷媒は気液二相状態の冷媒よりも圧力損失が大きいため、上流側のガス状態の冷媒に対しては冷媒パス数を多くすることで流速を減少させることにより圧力損失を低減させることができる。また、下流側の気液二相状態の冷媒はガス状態の冷媒よりも圧力損失が小さいため、下流側の気液二相状態の冷媒に対しては冷媒パス数を少なくすることで流速を上昇させることにより熱伝達率を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る除湿装置１によれば、蒸発器５において、冷媒パス（第２冷媒パス）の数は、冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に増加する。つまり、蒸発器５において、第１ヘッダ３４および第２ヘッダ３５間を往復する直線部の冷媒パス数は、上流側から下流側にかけて徐々に増加する。上流側の気液二相状態の冷媒はガス状態の冷媒よりも圧力損失が小さいため、上流側の気液二相状態の冷媒に対しては冷媒パス数を少なくすることで流速を上昇させることにより熱伝達率を向上させることができる。また、下流側のガス状態の冷媒は気液二相状態の冷媒よりも圧力損失が大きいため、下流側のガス状態の冷媒に対しては冷媒パス数を多くすることで流速を減少させることにより圧力損失を低減させることができる。

実施の形態２．
図１８～図２０を参照して、実施の形態２に係る除湿装置１について説明する。本実施の形態に係る除湿装置１は、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂ、第１吸込口２１ａ、第２吸込口２１ｂ、仕切部８、第１風路２３ａおよび第２風路２３ｂを備えている点が、実施の形態１に係る除湿装置１と異なる。

図１８および図１９に示すように、本実施の形態に係る除湿装置１では、筐体２０は、第１吸込口２１ａと、第２吸込口２１ｂと、第１風路２３ａと、第２風路２３ｂとを有している。第１吸込口２１ａは、空気を取り込むためのものである。第１風路２３ａは、第１吸込口２１ａに連通するように構成されている。第２吸込口２１ｂは、空気を取り込むためのものである。第２風路２３ｂは、第２吸込口２１ｂに連通している。第２風路２３ｂは、第１風路２３ａから仕切られている。

図１９および図２０に示すように、本実施の形態に係る除湿装置１では、凝縮器３は、第１凝縮部３ａと、第２凝縮部３ｂとを含んでいる。凝縮器３は、第２凝縮部３ｂ、第１凝縮部３ａの順に冷媒が流れるように構成されている。第１凝縮部３ａは、第２凝縮部３ｂに接続されている。冷媒回路１０１は、圧縮機２、第２凝縮部３ｂ、第１凝縮部３ａ、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。凝縮器３の伝熱管１２は、第１凝縮部３ａの伝熱管１２ａおよび第２凝縮部３ｂの伝熱管１２ｂを含んでいる。

第２凝縮部３ｂは、圧縮機２で昇圧された冷媒を凝縮して冷却するように構成されている。第２凝縮部３ｂは、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。第２凝縮部３ｂは、複数のフィン１１ｂおよび伝熱管１２ｂを有している。第２凝縮部３ｂは、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。本実施の形態では、第２凝縮部３ｂの冷媒の入口と出口は、圧縮機２の吐出口と第１凝縮部３ａの冷媒の入口との各々に配管でそれぞれ接続されている。第２凝縮部３ｂの伝熱管１２ｂは、扁平管である。

第１凝縮部３ａは、第２凝縮部３ｂで冷却された冷媒をさらに凝縮して冷却するように構成されている。第１凝縮部３ａは、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。第１凝縮部３ａは、複数のフィン１１ａおよび伝熱管１２ａを有している。第１凝縮部３ａは、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。本実施の形態では、第１凝縮部３ａの冷媒の入口と出口は、第２凝縮部３ｂの出口と減圧装置４の入口にそれぞれ配管で接続されている。第１凝縮部３ａの伝熱管１２ａは、扁平管である。

本実施の形態では、第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂは、同形状のフィンおよび伝熱管を持つ扁平管熱交換器である。第２凝縮部３ｂは、段方向において第１凝縮部３ａの上に位置する。

第１風路２３ａには、蒸発器５、第１凝縮部３ａ、送風機６が配置されている。蒸発器５および第１凝縮部３ａは、第１吸込口２１ａから取り込まれた空気が蒸発器５、第１凝縮部３ａの順に流れるように第１風路２３ａ内に配置されている。第２風路２３ｂには、第２凝縮部３ｂ、送風機６が配置されている。第２凝縮部３ｂは、第２吸込口２１ｂから取り込まれた空気が流れるように第２風路２３ｂ内に配置されている。

本実施の形態では、凝縮器３の前面面積は、蒸発器５の前面面積よりも大きい。具体的には、凝縮器３の前面面積は、蒸発器５の前面面積よりも段方向上側に大きい。

なお、凝縮器３の前面面積は、蒸発器５の前面面積よりも凝縮器３のフィン１１の積幅方向に大きくてもよい。

第１吸込口２１ａおよび第２吸込口２１ｂは、外部空間（室内空間）から筐体２０の内部に空気を入れるために設けられている。第１風路２３ａは、第１吸込口２１ａと吹出口２２とをつなぐように構成されている。第２風路２３ｂは、第２吸込口２１ｂと吹出口２２とをつなぐように構成されている。

本実施の形態では、ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａで示されるように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気は、第１風路２３ａ内において図中矢印Ｂで示されるように蒸発器５、第１凝縮部３ａを通過する。また、ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａ’で示すように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気は、第２風路２３ｂ内において図中矢印Ｂ’で示されるように第２凝縮部３ｂを通過する。第１風路２３ａを通過した空気と第２風路２３ｂを通過した空気とは互いに混ざり、吹出口２２を通って筐体２０の外部空間（室内空間）へ吐き出される。

第１風路２３ａと第２風路２３ｂとは分離されていればよい。第１風路２３ａと第２風路２３ｂとは、例えば仕切部８によって分離されていてもよい。第１風路２３ａおよび第２風路２３ｂの各々は、例えば筐体２０および仕切部８によって形成されている。第２風路２３ｂ内の空気の流通方向において、仕切部８の上流側に位置する一端は、少なくとも蒸発器５の空気出口よりも上流側に形成されている。上記流通方向において、仕切部８の下流側に位置する他端は、少なくとも蒸発器５の空気入口よりも下流側に形成されている。仕切部８は、例えば平板状に形成されている。仕切部８は、筐体２０の内部に固定されている。

本実施の形態に係る除湿装置１によれば、蒸発器５および第１凝縮部３ａは、第１吸込口２１ａから取り込まれた空気が蒸発器５、第１凝縮部３ａの順に流れるように第１風路２３ａ内に配置されている。第２凝縮部３ｂは、第２吸込口２１ｂから取り込まれた空気が流れるように第２風路２３ｂ内に配置されている。したがって、凝縮器３全体を流れる空気の風量を、蒸発器５を流れる空気の風量より多くすることができる。凝縮器３全体の風量を多くすることで、凝縮器３側の伝熱性能を向上させることができるため、冷媒の凝縮温度を低下させることができる。また、凝縮温度を低下させることで冷媒回路内の凝縮圧力と蒸発圧力の差を低減することができるため、圧縮機２における入力を低下させることができる。これにより、除湿装置１の除湿性能を示す指標である、１ｋＷｈ当たりの除湿量Ｌを示すＥＦ（Energy Factor）値（Ｌ／ｋＷｈ）を向上させることができる。

また、仕切部８を構成する材料は、蒸発器５において冷媒の流通する伝熱管、フィンおよびヘッダを構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成されていればよい。これにより、仕切部８を介して第１風路２３ａ内の空気および第２風路２３ｂ内の空気間で熱交換が行われることを低減させることができる。

実施の形態３．
図２１～図２３を参照して、実施の形態３に係る除湿装置１について説明する。本実施の形態に係る除湿装置１は、第３凝縮部３ｃを備えている点が、実施の形態２に係る除湿装置１と異なる。

図２１および図２２に示すように、本実施の形態に係る除湿装置１では、凝縮器３は、第１凝縮部３ａと、第２凝縮部３ｂと、第３凝縮部３ｃとを含んでいる。凝縮器３は、第２凝縮部３ｂ、第１凝縮部３ａ、第３凝縮部３ｃの順に冷媒が流れるように構成されている。第３凝縮部３ｃは、第２凝縮部３ｂに接続されている。冷媒回路１０１は、圧縮機２、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂ、第３凝縮部３ｃ、減圧装置４、蒸発器５の順に冷媒を循環させるように構成されている。凝縮器３の伝熱管１２は、第３凝縮部３ｃの伝熱管１２ｃを含んでいる。

第１凝縮部３ａは、送風機６によって発生する空気の流れにおいて第３凝縮部３ｃよりも下流に配置されている。つまり、第１凝縮部３ａは、第３凝縮部３ｃよりも風下に配置されている。

図２２および図２３に示すように、第３凝縮部３ｃは、第２凝縮部３ｂで冷却された冷媒をさらに凝縮して冷却するように構成されている。第３凝縮部３ｃは、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。第３凝縮部３ｃは、複数のフィン１１ｃおよび伝熱管１２ｃを有している。第３凝縮部３ｃは、冷媒の入口と出口、および空気の入口と出口とを有している。本実施の形態では、第３凝縮部３ｃの冷媒の入口と出口は、第２凝縮部３ｂの出口と減圧装置４の入口にそれぞれ配管で接続されている。第３凝縮部３ｃは、送風機６によって発生する空気の流れにおいて第１凝縮部３ａよりも上流に配置されている。つまり、第３凝縮部３ｃは、第１凝縮部３ａよりも風上に配置されている。また、第３凝縮部３ｃは、送風機６によって発生する空気の流れにおいて蒸発器５よりも下流に配置されている。つまり、第３凝縮部３ｃは、蒸発器５よりも風下に配置されている。第３凝縮部３ｃの伝熱管１２ｃは、扁平管である。

本実施の形態では、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃは、同形状のフィンおよび伝熱管を持つ扁平管熱交換器である。第１凝縮部３ａおよび第２凝縮部３ｂの前面面積は、第３凝縮部３ｃの前面面積よりも段方向上側に大きい。第３凝縮部３ｃの前面面積は、蒸発器５と同等でもよい。

第１風路２３ａには、蒸発器５、第１凝縮部３ａ、第３凝縮部３ｃ、送風機６が配置されている。蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第３凝縮部３ｃは、第１吸込口２１ａから取り込まれた空気が蒸発器５、第３凝縮部３ｃ、第１凝縮部３ａの順に流れるように第１風路２３ａ内に配置されている。第２風路２３ｂには、第２凝縮部３ｂ、送風機６が配置されている。第２凝縮部３ｂは、第２吸込口２１ｂから取り込まれた空気が流れるように第２風路２３ｂ内に配置されている。

本実施の形態では、ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａで示されるように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気は、第１風路２３ａ内において図中矢印Ｂで示されるように蒸発器５、第３凝縮部３ｃ、第１凝縮部３ａを通過する。また、ファン６ｂが軸６ａを中心に回転することによって、図中矢印Ａ’で示すように外部空間（室内空間）から取り込まれた空気は、第２風路２３ｂ内において図中矢印Ｂ’で示されるように第２凝縮部３ｂを通過する。第１風路２３ａを通過した空気と第２風路２３ｂを通過した空気とは互いに混ざり、吹出口２２を通って筐体２０の外部空間（室内空間）へ吐き出される。

第２風路２３ｂ内の空気の流通方向において、仕切部８の上流側に位置する一端は、少なくとも蒸発器５の空気出口よりも上流側に形成されている。上記流通方向において、仕切部８の下流側に位置する他端は、少なくとも第３凝縮部３ｃの空気入口よりも下流側に形成されている。

本実施の形態に係る除湿装置１によれば、蒸発器５、第１凝縮部３ａおよび第３凝縮部３ｃは、第１吸込口２１ａから取り込まれた空気が蒸発器５、第３凝縮部３ｃ、第１凝縮部３ａの順に流れるように第１風路２３ａ内に配置されている。第２凝縮部３ｂは、第２吸込口２１ｂから取り込まれた空気が流れるように第２風路２３ｂ内に配置されている。このため、第１凝縮部３ａ、第２凝縮部３ｂおよび第３凝縮部３ｃを組み合わせることで、凝縮器３全体の伝熱面積を大きくすることができる。したがって、凝縮器３全体の伝熱面積を大きくすることで、凝縮器３側の伝熱性能をさらに向上させることができるため、冷媒の凝縮温度を低下させることができる。また、凝縮温度を低下させることで冷媒回路内の凝縮圧力と蒸発圧力の差を低減することができるため、圧縮機２における入力を低下させることができる。これにより、除湿装置１の除湿性能を示す指標である、１ｋＷｈ当たりの除湿量Ｌを示すＥＦ（Energy Factor）値（Ｌ／ｋＷｈ）を向上させることができる。

また、仕切部８を構成する材料は、蒸発器５および第３凝縮部３ｃにおいて冷媒の流通する伝熱管、フィンおよびヘッダを構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成されていればよい。これにより、仕切部８を介して第１風路２３ａ内の空気および第２風路２３ｂ内の空気間で熱交換が行われることを低減させることができる。

上記の各実施の形態は適宜組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 除湿装置、２ 圧縮機、３ 凝縮器、３ａ 第１凝縮部、３ｂ 第２凝縮部、３ｃ 第３凝縮部、４ 減圧装置、５ 蒸発器、６ 送風機、７ ドレンパン、８ 仕切部、１１，１１ａ，１１ｂ，１３ フィン、１２，１２ａ，１２ｂ，１４ 伝熱管、２０ 筐体、２１ 吸込口、２１ａ 第１吸込口、２１ｂ 第２吸込口、２２ 吹出口、２３ 風路、２３ａ 第１風路、２３ｂ 第２風路、３１，３４ 第１ヘッダ、３２，３５ 第２ヘッダ、３３，３６ 仕切り、１０１ 冷媒回路。

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置された送風機および冷媒回路とを備え、
   前記送風機は、空気を送風するように構成されており、
   前記冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を有し、かつ前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧装置、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるように構成されており、
   前記凝縮器は、前記冷媒が流れる第１伝熱管を有し、
   前記蒸発器は、前記冷媒が流れる第２伝熱管を有し、
   前記凝縮器は、前記蒸発器よりも風下に配置されており、
   前記凝縮器の前記第１伝熱管は、扁平管であり、かつ水平方向に延在しており、
   前記蒸発器の前記第２伝熱管は、扁平管であり、かつ鉛直方向に延在しており、
   前記第１伝熱管の断面形状は、前記凝縮器および前記蒸発器が並ぶ方向に延びる扁平形状を有するように構成されており、
   前記第２伝熱管の断面形状は、前記凝縮器および前記蒸発器が並ぶ方向に延びる扁平形状を有するように構成されている、除湿装置。
2. 前記凝縮器の前記第１伝熱管は、少なくとも１つの第１冷媒パスを含み、
   前記第１冷媒パスの数は、前記冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に減少し、
   前記蒸発器の前記第２伝熱管は、少なくとも１つの第２冷媒パスを含み、
   前記第２冷媒パスの数は、前記冷媒の流れの上流から下流にかけて徐々に増加する、請求項１に記載の除湿装置。
3. 前記筐体は、前記空気を取り込むための第１吸込口と、前記第１吸込口に連通する第１風路と、前記空気を取り込むための第２吸込口と、前記第２吸込口に連通しかつ前記第１風路から仕切られた第２風路とを有し、
   前記凝縮器は、第１凝縮部および第２凝縮部を有し、かつ前記第２凝縮部、前記第１凝縮部の順に前記冷媒が流れるように構成されており、
   前記蒸発器および前記第１凝縮部は、前記第１吸込口から取り込まれた前記空気が前記蒸発器、前記第１凝縮部の順に流れるように前記第１風路内に配置されており、
   前記第２凝縮部は、前記第２吸込口から取り込まれた前記空気が流れるように前記第２風路内に配置されている、請求項１または２に記載の除湿装置。
4. 前記凝縮器は、第３凝縮部を有し、かつ前記第２凝縮部、前記第１凝縮部および前記第３凝縮部の順に前記冷媒が流れるように構成されており、
   前記蒸発器、前記第１凝縮部および前記第３凝縮部は、前記第１吸込口から取り込まれた前記空気が前記蒸発器、前記第１凝縮部、前記第３凝縮部の順に流れるように前記第１風路内に配置されており、
   前記第２凝縮部は、前記第２吸込口から取り込まれた前記空気が流れるように前記第２風路内に配置されている、請求項３に記載の除湿装置。