JP2007155258A - 空気調和機のドレン水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機のエネルギー消費効率を悪化させることがなく、一般に使用されている安価な樹脂製のドレン排出管を使用可能な低コストでありながら、ドレン配管の設計自由度を向上させることが可能な空気調和機のドレン水処理装置を提供すること。
【解決手段】冷房運転時に室内機１の熱交換器２で結露したドレン水を貯留するドレン水貯留タンク１５と、逆流防止装置１６ａを介在させたドレン水流入経路１７と、逆流防止装置１６ｃを介在させたドレン水排出経路２０と、空気圧縮機１８と、逆流防止装置１６ｂを介在させ圧縮された空気を供給する圧縮空気供給経路１９とを備え、ドレン水貯留タンク１５内を常圧としてドレン水を流入させるドレン水流入モードと、ドレン水貯留タンク１５内を圧縮空気により加圧された状態としてドレン水を圧送するドレン水排出モードを切り換えて動作するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷房運転時に室内機で発生するドレン水を強制排出するようにした空気調和機のドレン水処理装置に関するものである。

従来、この種の空気調和機のドレン水処理装置は、冷房運転時に室内機の熱交換器で発生するドレン水を、勾配をつけたドレン配管によって屋外に排出されるように構成されるのが一般的であるが、建築物の構造や設置条件等によりドレン配管の勾配がとれず、自然落下による排出ができない場合があった。これに対して、ドレン配管の設計自由度を向上させることを目的として、一旦、室内機の熱交換器で発生したドレン水をドレンタンクに導き、ドレンタンク内に流入したドレン水を気化させて屋外に排出するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、室外機にドレン水吸引用の真空ポンプを設け、室内機のドレンパン内に一端が開口し、他端が真空ポンプの吸入口に接続され、冷媒配管とほぼ同一経路にドレン配管を配設することで、ドレンパン底部に溜まったドレン水を完全に排出することが可能なドレン吸引型空気調和機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の空気調和機のドレン水処理装置を示すものである。図６に示すように、冷房運転時に室内機１内に備えられた熱交換器２で発生したドレン水はドレンパン３に溜まり、接続管６を介してドレン水処理タンク５に流入する。ドレン水処理タンク５内には電気ヒータ７が備えられており、電気ヒータ７の発熱により気化したドレン水は蒸気排出管９に送り込まれ、蒸気排出管９を通り抜け、屋外へ排出されるように構成されている。
特開２００１−２０１０８１号公報 特開平１１−３５１６０３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ドレン水を気化させるのに要する電力が過大であり、空気調和機全体のエネルギー消費効率を悪化させるという課題を有していた。また、ドレン吸引型空気調和機では、ドレン排出管が負圧となるため、一般に使用されている安価な樹脂製のドレン排出管では潰れてしまうために、内部が負圧になっても耐えられる高強度の専用ドレン排出管が必要となり、コストアップを招くという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、空気調和機全体のエネルギー消費効率を悪化させることがなく、また、一般に使用されている安価な樹脂製のドレン排出管を使用可能な低コストでありながら、ドレン配管の設計自由度を向上させることが可能な空気調和機のドレン水処理装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機のドレン水処理装置は、冷房運転時に室内機の熱交換器で結露したドレン水を貯留するドレン水貯留タンクと、前記ドレン水貯留タンク上部に取り付けられ経路中に逆流防止装置を介在させたドレン水流入経路と、前記ドレン水貯留タンク下部に取り付けられ経路中に逆流防止装置を介在させたドレン水排出経路と、空気圧縮機と、前記空気圧縮機により前記ドレン水貯留タンク上部に逆流防止装置を介在させ圧縮された空気を供給する圧縮空気供給経路とを備え、前記ドレン
水貯留タンク内を常圧としてドレン水を流入させるドレン水流入モードと、前記ドレン水貯留タンク内を圧縮空気により加圧された状態としてドレン水を圧送するドレン水排出モードを切り換えて動作するようにしたものである。

これによって、室内機の熱交換器で結露したドレン水は、ドレン水流入モードの状態でドレン水貯留タンク内に流入し、ドレン水排出モードの状態で圧縮空気によりドレン水排出経路を介して、室内機およびドレン水貯留タンク内に残留することなく完全に屋外に排出することができ、かつドレン水排出経路にはわずかな内圧が印加されるだけなので一般に使用されている安価な樹脂製のドレン排出管を使用することが可能であり、低コストでありながらドレン配管の設計自由度を向上させることが可能な空気調和機のドレン水処理装置を実現することができる。

また、本発明の空気調和機のドレン水処理装置は、ドレン水流入モードとドレン水排出モードをドレン水貯留タンク内に備えられた水位検知手段の検知により切り換えるようにしたものである。これによって、ドレン水貯留タンク内が所定の水位に達したのを検出してドレン水流入モードとドレン水排出モードを切り換えられるので、空気圧縮機の発停を確実に行うことができるようになる。

また、本発明の空気調和機のドレン水処理装置は、ドレン水流入モードとドレン水排出モードを予め定めた時間毎に切り換えるようにしたものである。これによって、ドレン水流入モードとドレン水排出モードの切り換えを安価な構成で行うことができるようになる。

また、本発明の空気調和機のドレン水処理装置は、ドレン水流入経路にドレン水排出モード中に室内機で発生するドレン水を一時的に貯留するサブドレン水貯留タンクを備えたものである。これによって、ドレン水排出モードでドレン水貯留タンク内が加圧され、ドレン水がドレン水貯留タンクに流入できない状態のときに室内機の熱交換器で結露したドレン水を、一時的にサブドレン水貯留タンクに保持することができるので、室内機のドレンパンに十分なドレン水を保持することができない場合においても、冷房運転を継続しながらドレン水排出モードを行うことができるようになる。

また、本発明の空気調和機のドレン水処理装置は、ドレン水排出経路の出口端に消音マフラーを備えたものである。これによって、ドレン水排出モードでドレン水排出経路を介してドレン水が屋外に噴出する際に発生する騒音を抑えることができるようになる。

また、本発明の空気調和機のドレン水処理装置は、ドレン水排出経路の出口端を室外機の凝縮器へ散水するためのノズルとしたものである。これによって、ドレン水の蒸発潜熱を室外の凝縮器で回収することができ、空気圧縮機の駆動に要する動力を冷媒の冷凍効果として回収し空気調和機全体の省エネに貢献することが可能となる。

本発明の空気調和機のドレン水処理装置は、室内機の熱交換器で結露したドレン水がドレン水流入モードでドレン水貯留タンク内に流入し、ドレン水排出モードで圧縮空気によりドレン水排出経路を介して室内機およびドレン水貯留タンク内に残留することなく完全に屋外に排出することができ、かつドレン水排出経路にはわずかな内圧が印加されるだけで一般に使用されている安価な樹脂製のドレン排出管を使用することが可能なので、低コストでありながらドレン配管の設計自由度を向上させることができる。

第１の発明は、冷房運転時に室内機の熱交換器で結露したドレン水を貯留するドレン水
貯留タンクと、前記ドレン水貯留タンク上部に取り付けられ経路中に逆流防止装置を介在させたドレン水流入経路と、前記ドレン水貯留タンク下部に取り付けられ経路中に逆流防止装置を介在させたドレン水排出経路と、空気圧縮機と、前記空気圧縮機により前記ドレン水貯留タンク上部に逆流防止装置を介在させ圧縮された空気を供給する圧縮空気供給経路とを備え、前記ドレン水貯留タンク内を常圧としてドレン水を流入させるドレン水流入モードと、前記ドレン水貯留タンク内を圧縮空気により加圧された状態としてドレン水を圧送するドレン水排出モードを切り換えて動作するようにしているので、室内機の熱交換器で結露したドレン水は、ドレン水流入モードの状態でドレン水貯留タンク内に流入し、ドレン水排出モードの状態で圧縮空気によりドレン水排出経路を介して、室内機およびドレン水貯留タンク内に残留することなく完全に屋外に排出することができ、かつドレン水排出経路にはわずかな内圧が印加されるだけなので一般に使用されている安価な樹脂製のドレン排出管を使用することが可能であり、低コストでありながらドレン配管の設計自由度を向上させることが可能な空気調和機のドレン水処理装置を実現することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のドレン水流入モードとドレン水排出モードを、ドレン水貯留タンク内に備えられた水位検知手段の検知により切り換えるようにしたことにより、ドレン水貯留タンク内が所定の水位に達したのを検出してドレン水流入モードとドレン水排出モードを切り換えられるので、空気圧縮機の発停を確実に行うことができる。

第３の発明は、特に、第１の発明のドレン水流入モードとドレン水排出モードを、予め定めた時間毎に切り換えるようにしたことにより、ドレン水流入モードとドレン水排出モードの切り換えを安価な構成で行うことができる。

第４の発明は、特に、第１の発明のドレン水流入経路にドレン水排出モード中に室内機で発生するドレン水を一時的に貯留するサブドレン水貯留タンクを備えることにより、ドレン水排出モードでドレン水貯留タンク内が加圧され、ドレン水がドレン水貯留タンクに流入できない状態のときに室内機の熱交換器で結露したドレン水を、一時的にサブドレン水貯留タンクに保持することができるので、室内機のドレンパンに十分なドレン水を保持することができない場合においても、冷房運転を継続しながらドレン水排出モードを行うことができる。

第５の発明は、特に、第１の発明のドレン水排出経路の出口端に消音マフラーを備えることにより、ドレン水排出モードでドレン水排出経路を介してドレン水が屋外に噴出する際に発生する騒音を抑えることができる。

第６の発明は、特に、第１の発明のドレン水排出経路の出口端を室外機の凝縮器へ散水するためのノズルとすることにより、ドレン水の蒸発潜熱を室外の凝縮器で回収することができ、空気圧縮機の駆動に要する動力を冷媒の冷凍効果として回収し空気調和機全体の省エネに貢献することができる。

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機のドレン水処理装置の構成図を示すものである。

図１において、室内機１は内部に熱交換器２、ドレンパン３、ファン４を有し、冷房運転時には熱交換器２が冷却されファン４により室内空間に冷風を供給する。ドレン水貯留タンク１５は、上部に室内機１と連通するドレン水流入経路１７を有し、ドレン水流入経
路１７には室内機１からドレン水貯留タンク１５へ向けてのみドレン水が流れ得るように逆流防止装置１６ａが備えられている。またドレン水貯留タンク１５上部には空気圧縮機１８と連通する圧縮空気供給経路１９を有し、圧縮空気供給経路１９には空気圧縮機１８からドレン水貯留タンク１５へ向けてのみ圧縮空気が流れ得るように逆流防止装置１６ｂが備えられている。またドレン水貯留タンク１５下部にはドレン水を排出する屋外、乃至は排水口と連通するドレン水排出経路２０を有し、ドレン水貯留タンク１５から屋外、乃至は排水口へ向けてのみドレン水が流れ得るように逆流防止装置１６ｃが備えられている。また、ドレン水貯留タンク１５内部には水位検知手段２１を備えた構成としている。

以上のように構成された空気調和機のドレン水処理装置について、以下その動作、作用を説明する。図１に示すように、冷房運転時には室内機１内部の熱交換器２で結露したドレン水は連続的にドレンパン３に溜まる。一方、空気圧縮機１８を停止させた状態では、ドレン水貯留タンク１５内が常圧となるので、ドレンパン３に溜まったドレン水はドレン水流入経路１７を介してドレン水貯留タンク１５へ流れ込む（ドレン水流入モード）。ドレン水流入モードで徐々に水位が上昇すると、水位検知手段２１がＯＮ状態となり、それと連動して空気圧縮機１８が運転を開始する。その後、図２に示すように、圧縮空気が圧縮空気供給経路１９を介してドレン水貯留タンク１５へ流入し、逆流防止装置１６ａの作用により室内機１へ圧縮空気が逆流することが阻止されるので、ドレン水貯留タンク１５内の気圧が所定の圧力以上に上昇する。ドレン水貯留タンク１５内では、密閉された容器内の気圧が上昇するので、下部に溜まったドレン水はドレン水排出経路２０を介して屋外、乃至は排水口へ排出される（ドレン水排出モード）。

これにより、ドレン水排出経路２０の途中に立ち上がり部が存在しても、ドレン水貯留タンク１５内の気圧による水頭圧相当の高さは越えることができるとともに、ドレン水排出経路２０内にドレン水を残すことなく完全に排出できる。ドレン水排出モードで所定の時間経過後に、空気圧縮機１８を停止することでドレン水流入モードに戻り、以上の動作を繰り返すことで、冷房運転時に室内機１で発生したドレン水を完全に屋外、乃至は排水口に排出することができる。

以上のように、本実施の形態においては冷房運転中に発生したドレン水を室内機１およびドレン水貯留タンク１５内に残留することなく完全に屋外に排出することができ、かつドレン水排出経路にはわずかな内圧が印加されるだけなので一般に使用されている安価な樹脂製のドレン排出管を使用することが可能であり、低コストでありながらドレン配管の設計自由度を向上させることが可能な空気調和機のドレン水処理装置を実現することができる。

また、本実施の形態では、図１に示す水位検知手段２１の作用によりドレン水流入モードからドレン水排出モードへの切り換えを行なうものとしたが、ドレン水貯留タンク１５内のドレン水が所定水位に到達するまでの時間を予め設定しておき、ドレン水流入モードの開始から、その時間が経過した時点でドレン水排出モードへ切り換えるようにすることで、水位検知手段２１を省略した安価な構成で同様の作用を実現することができる。

また、本実施の形態では、図３に示すようにドレン水流入経路１７にドレン水排出モード中に室内機１で発生するドレン水を一時的に貯留するサブドレン水貯留タンク２２を備えることにより、ドレン水排出モードでドレン水貯留タンク１５内の気圧が上昇し、ドレン水がドレン水貯留タンク１５に流入できない状態のときに室内機１の熱交換器２で結露したドレン水を、一時的にサブドレン水貯留タンク２２に保持することができるので、室内機１のドレンパン２に十分なドレン水を保持することができない場合においても、冷房運転を継続しながらドレン水排出モードを行うことができる。

また、本実施の形態では、図４に示すようにドレン水排出経路２０の出口端に消音マフラー２３を備えることにより、ドレン水排出モードでドレン水排出経路２０を介してドレン水が屋外に噴出する際に発生する騒音を抑えることができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における空気調和機のドレン水処理装置の構成図を示すものである。

図５において、室内機１、ドレン水流入経路１７は本発明の第１の実施の形態と同じものである。ドレン水処理装置３０は、内部にドレン水貯留タンク、空気圧縮機、圧縮空気供給経路、逆流防止装置を備え、本発明の第１の実施の形態と同様の作用を行うものである。室外機３１は内部に室外熱交換器３２、圧縮機（図示せず）を備え、室内機１と冷媒配管接続されて空気調和機を形成する。ドレン水排出経路２０の出口端は、室外熱交換器３２の上部に位置するように散水ノズル３３が接続され、ドレン水排出モードでドレン水排出経路２０を介して流れてきたドレン水を、室外熱交換器３２に散布するように構成されている。

以上のように構成された空気調和機のドレン水処理装置について、以下その動作、作用を説明する。空気調和機は冷房運転時、室内機内部の熱交換器で冷媒が蒸発することで空気から熱を奪い空気を冷却する一方、室外熱交換器３２では冷媒が凝縮して空気へ放熱される。凝縮器として作用する室外熱交換器３２に、ドレン水排出モードでドレン水排出経路２０を介して流れてきたドレン水を散水し、水の蒸発潜熱により室外熱交換器３２における冷媒の放熱効果を高めることによって冷房性能を向上させることができる。これによって、空気圧縮機の駆動に要する動力を冷媒の冷凍効果として回収し空気調和機全体の省エネに貢献することが可能となる。

以上のように、本実施の形態においては、本発明の第１の実施の形態に示した低コストでありながらドレン配管の設計自由度を向上させるという特長を維持しながら、空気調和機全体の省エネに貢献することが可能な空気調和機のドレン水処理装置を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機のドレン水処理装置は、空気調和機内に残留するドレン水をなくすことができ、それによって空気調和機内にカビやスライムが発生するのを抑制できるので、衛生に配慮する必要がある機器における液体を排出する機構へ適用することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機のドレン水処理装置の構成図 本発明の実施の形態１における空気調和機のドレン水処理装置の構成図 本発明の実施の形態１における空気調和機のドレン水処理装置の構成図 本発明の実施の形態１における空気調和機のドレン水処理装置の構成図 本発明の実施の形態２における空気調和機のドレン水処理装置の構成図 従来の空気調和機のドレン水処理装置の構成図

符号の説明

１ 室内機
２ 熱交換器
３ ドレンパン
４ ファン
１５ ドレン水貯留タンク
１６ａ，ｂ，ｃ 逆流防止装置
１７ ドレン水流入経路
１８ 空気圧縮機
１９ 圧縮空気供給経路
２０ ドレン水排出経路
２１ 水位検知手段
２２ サブドレン水貯留タンク
２３ 消音マフラー
３０ ドレン水処理装置
３１ 室外機
３２ 室外熱交換器
３３ 散水ノズル

Claims (6)

1. 冷房運転時に室内機の熱交換器で結露したドレン水を貯留するドレン水貯留タンクと、前記ドレン水貯留タンク上部に取り付けられ経路中に逆流防止装置を介在させたドレン水流入経路と、前記ドレン水貯留タンク下部に取り付けられ経路中に逆流防止装置を介在させたドレン水排出経路と、空気圧縮機と、前記空気圧縮機により前記ドレン水貯留タンク上部に逆流防止装置を介在させ圧縮された空気を供給する圧縮空気供給経路とを備え、前記ドレン水貯留タンク内を常圧としてドレン水を流入させるドレン水流入モードと、前記ドレン水貯留タンク内を圧縮空気により加圧された状態としてドレン水を圧送するドレン水排出モードを切り換えて動作するようにした空気調和機のドレン水処理装置。
2. ドレン水流入モードとドレン水排出モードは、ドレン水貯留タンク内に備えられた水位検知手段の検知により切り換えるようにした請求項１に記載の空気調和機のドレン水処理装置。
3. ドレン水流入モードとドレン水排出モードは、予め定めた時間毎に切り換えるようにした請求項１に記載の空気調和機のドレン水処理装置。
4. ドレン水流入経路にドレン水排出モード中に室内機で発生するドレン水を一時的に貯留するサブドレン水貯留タンクを備えた請求項１に記載の空気調和機のドレン水処理装置。
5. ドレン水排出経路の出口端に消音マフラーを備えた請求項１に記載の空気調和機のドレン水処理装置。
6. ドレン水排出経路の出口端を室外機の凝縮器へ散水するためのノズルとした請求項１に記載の空気調和機のドレン水処理装置。