JP2009150563A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】
室外空気に含まれる水分を室内へ放出して無給水で加湿できる空気調和機を得ること。
【解決手段】
室外空気を室内機に導入するための導入手段と、前記導入手段で前記室内機に導入された前記室外空気に含まれる水分を該室内機で凝集させるための凝集手段と、前記凝集手段で凝集された水分を蒸発させるための蒸発手段と、前記蒸発手段で蒸発された水分を室内に放出するための放出手段とを備えることを特徴とする空気調和機とすることで達成される。
【選択図】図2
室外空気に含まれる水分を室内へ放出して無給水で加湿できる空気調和機を得ること。
【解決手段】
室外空気を室内機に導入するための導入手段と、前記導入手段で前記室内機に導入された前記室外空気に含まれる水分を該室内機で凝集させるための凝集手段と、前記凝集手段で凝集された水分を蒸発させるための蒸発手段と、前記蒸発手段で蒸発された水分を室内に放出するための放出手段とを備えることを特徴とする空気調和機とすることで達成される。
【選択図】図2
Description
本発明は空気調和機にかかり、特に給水無しで加湿の可能な空気調和機に関する。
ヒートポンプ式空気調和機は冷房,暖房,除湿機として広く普及しており、空気の質の向上を目指して様々な試みがなされてきているが、冬季には空気が乾燥していることに加え暖房運転により室内温度が上昇し相対湿度が下がることから加湿機能が必要とされ様々な試みがなされている。無給水で加湿する方式の一つに、シリカゲルや親水性,疎水性ゼオライトなどの多孔質材を合成させて作られた吸湿ロータを室内機または室外機に搭載し、吸湿ファンで室外空気または室内空気を吸湿ロータに送風して空気中の水分を吸着させ、ヒータで加熱して水分を離脱させファンで室内空間へ高湿空気を送風して加湿する手段がある。しかし、従来空気調和機を構成する部品に対し、加湿機能のために多くの追加部品が必要となりコストとサイズアップにつながる。また水分を放出させるために出力500W〜700W程度のヒータを使用することから、ヒータ周囲の樹脂部品の難燃構造対策,ヒータ過昇温防止などの安全性の確保が必要となり、ヒータによる使用電力量も増加する。ヒータを用いずに無給水で加湿する方式として、特許第3873794号公報(特許文献1)では、室内空気中に含まれる水分を室内熱交換器を凝縮器とすることで集水し、次に蒸発器とすることでその水分を蒸発させて加湿している。また、特開2004−286421号公報(特許文献2)では、室外熱交換器に付着した霜を除霜運転に切り換えることで融解するとともに蒸発させ、ダクトを介して室内機に導き加湿している。
しかし、上記特許文献1では、室内空気の水分を凝縮し放出するものであり、室内空間における絶対水分量は変わらないため、相対湿度を上昇させることは難しい。また、上記特許文献2では、ダクトの途中で結露して室外機へ戻ってしまう水分もあり、蒸気を効率的に室内へ導入しにくく、蒸気導入経路のカビ対策や断熱加工を施す必要がある。
本発明は上記問題点に鑑み、室外空気に含まれる水分を室内へ放出して無給水で加湿できる空気調和機を得ることにある。
上記課題を解決するために本発明は、室外空気を室内機に導入するための導入手段と、前記導入手段で前記室内機に導入された前記室外空気に含まれる水分を該室内機で凝集させるための凝集手段と、前記凝集手段で凝集された水分を蒸発させるための蒸発手段と、前記蒸発手段で蒸発された水分を室内に放出するための放出手段とを備えることを特徴とする空気調和機とすることで達成される。
本発明によれば、室外空気を室内で凝縮・蒸発させることで室内の水分の絶対量を増やし、無給水で加湿できる空気調和機を得ることができる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。まず、本実施例の空気調和機1の全体構成を、図1,図2を用いて説明する。図1は本実施例の空気調和機1の構成図、図2は図1の室内機2の側断面図である。図1において、空気調和機1は、室内機2と室外機3とを接続配管5で繋いで構成され、室内を空気調和する。室内機2の筐体9には送風ファン14,フィルタ15,15′,第1室内熱交換器(主熱交換器)16,露受皿17,上下風向板18,左右風向板19等の基本的な内部構造体が取付けられる。そして、筐体9の内側に取付けられた送風ファン14等の基本的な内部構造体は、化粧枠8を取付けることにより室内機2内に内包される。化粧枠8の前面には前面パネル7が取付けられている。前面パネル7の下方には運転状況を表示する表示部11と、別体のリモコン12からの赤外線の操作信号を受ける受光部10とが配置されている。外気風路4は新鮮な室外空気を取込む外気導入機構である。図2において、送風ファン14を作動することにより空気は白抜き矢印のように流れ、通過する空気中の塵埃はフィルタ15,15′に捕集される。フィルタ15,15′は、吸い込まれた室内空気中に含まれる塵埃を取除くためのものであり、第1室内熱交換器16の吸込側を覆うように配置されている。送風ファン14は、室内空気を空気吸込み口6から吸い込んで、吹出し風路20を通過し、空気吹出し口13から吹出すように室内機2内の中央に配置されている。第1室内熱交換器16は送風ファン14の吸込側に配置され、略逆V字状に形成されている。
次に無給水加湿手段について図2,図3を用いて説明する。図3は冷凍サイクルを示したものである。加湿サイクルとしては水分の凝集と蒸発からなる。まず、水分の凝集について説明する。冬季の暖房運転時は、圧縮機26で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器の役割をもつ第1室内熱交換器16に入る。このときに、第1室内熱交換器16と第2室内熱交換器24a,24b,24cの間に設置した冷媒絞り弁25を絞ることで第2室内熱交換器(補助熱交換器)24a,24b,24cには低温低圧の冷媒が流れることになり、第2室内熱交換器24a,24b,24cのみが蒸発器として機能させることができる。このタイミングで外気導入ファン23を動作させ、外気導入ダクト21で室外空気を導入し、外気導入ガイド22で第2室内熱交換器24a,24b,24cに黒矢印のように送風する。ここで、第2室内熱交換器24a,24b,24cを室外空気の露点温度以下または0℃以下にすることで、第2室内熱交換器24a,24b,24cに室外空気の水分を結露または着霜させることができ、第2室内熱交換器24a,24b,24cに室外空気の水分を凝集させることができる。凝集した水分は、室外空気に含まれていた水分を凝集したものであり、この水分を室内空間へ放出することで相対湿度を向上させることが可能となる。
次に、蒸発について説明する。前述の室外空気の水分凝集後に冷媒絞り弁25を全開放状態にする。全開放状態とすることで第1室内熱交換器16を通過した高温冷媒が第2室内熱交換器にも流れ、第2室内熱交換器24a,24b,24cは凝縮器となり高温となる。このとき、第2室内熱交換器24a,24b,24cに凝集していた水分または霜は蒸発する。また、蒸発されない水滴は、重力または図2に示す白抜き矢印の送風ファンの室内空気の給気の流れにより、第1室内熱交換器16に垂れ落ち、蒸発する。蒸発した水分は送風ファン14により室内空気と混合されて室内へ送風され加湿する。この凝集と蒸発のサイクルを交互に繰り返すことにより無給水で室内空間の加湿を行うことができる。ここで、第2室内熱交換器24a,24b,24cは、図2に示す、通常運転時の室内空気の流れ、白抜き矢印において上流側に配置することで、第2室内熱交換器24a,24b,24cで蒸発しきれずに落下する水滴を凝縮器の状態にある第1室内熱交換器16で蒸発させることができ、水分凝縮段階で得た水分の蒸発ロスを防ぐことができ、加湿効率を高めることが可能となる。
図4は、温度7℃で相対湿度87%の室外空気を、温度15℃で相対湿度50%の室内に設置した室内機の第2室内熱交換器24a,24b,24cに、外気導入ファン23を使用し、外気導入ガイド22で送風したときの第2室内熱交換器24a,24b,24cの表面温度を冷媒絞り量を変動させて測定した結果である。図5は、図4の測定条件における第2室内熱交換器24a,24b,24cの水分の凝縮量を測定した結果である。冷媒絞り弁25が全開放の状態を絞り量0%としたとき、絞り量96%のときに第2室内熱交換器24a,24b,24cの表面温度は最も低く最低温度−9.8℃、平均−3℃で0℃以下を保持する。このときの水分凝縮量は214g/hで最も多い。絞り量98%のときの第2室内熱交換器24a,24b,24cの表面温度は最低温度−3.2℃,平均1.1℃で、水分凝縮量は163g/hである。7℃87%RH空気の露点温度は約4.7℃であるが、露点温度よりも、さらに第2室内熱交換器24a,24b,24cの表面温度を下げることで水分凝縮量を向上させることが可能となるといえる。また、第2室内熱交換器24a,24b,24cの表面温度を0℃以下にすることで冬季の低気温時にも広範囲の温度帯で水分を凝集させることが可能となる。
また、従来技術のように出力500W〜700W程度のヒータによる蒸発方式とすると、ヒータ周囲の樹脂部品の難燃化構造対策,ヒータ過昇温防止機構の追加や安全装置,回路等の検討や部品追加が必要となり、開発期間の延長やコストアップの問題が生じる。前述の実施例によれば、水分の蒸発にはヒータを使用せず、通常、空気調和機を構成する、第1室内熱交換器16と第2室内熱交換器24a,24b,24cで加湿可能であり、信頼性も容易に確保することが可能となる。また加湿を実現するための構成部品は、冷媒絞り弁25,外気導入ファン23,外気導入ダクト21,外気導入ガイド22のみであり、凝集,蒸発させるための第2室内熱交換器24a,24b,24cは基本性能を確保するために第1室内熱交換器とは別体に取付けられる補助熱交換器を利用することで加湿をするための構成部品を少なくし、コストアップを抑えることが可能となる。
図6は本発明の第2の実施例での室内機の側断面図である。前述の実施例に対し、第2室内熱交換器24a,24b,24cを第1室内熱交換器16の後方に配置し、外気導入経路を短くし、送風ファン14の吸い込み室内空気に誘引させて室外空気を外気導入ダクト21から取入れることで外気導入ファン23と外気導入ガイド22をなくすことが可能となり、コストアップを抑えることが出来る。
1 空気調和機
2 室内機
3 室外機
4 外気風路
5 接続配管
6 空気吸込み口
7 パネル
8 化粧枠
9 筐体
10 受光部
11 表示部
12 リモコン
13 空気吹出し口
14 送風ファン
15,15′ フィルタ
16 第1室内熱交換器
17 露受皿
18 上下風向板
19 左右風向板
20 吹出し風路
21 外気導入ダクト
22 外気導入ガイド
23 外気導入ファン
24a,24b,24c 第2室内熱交換器
25 冷媒絞り弁
26 圧縮機
2 室内機
3 室外機
4 外気風路
5 接続配管
6 空気吸込み口
7 パネル
8 化粧枠
9 筐体
10 受光部
11 表示部
12 リモコン
13 空気吹出し口
14 送風ファン
15,15′ フィルタ
16 第1室内熱交換器
17 露受皿
18 上下風向板
19 左右風向板
20 吹出し風路
21 外気導入ダクト
22 外気導入ガイド
23 外気導入ファン
24a,24b,24c 第2室内熱交換器
25 冷媒絞り弁
26 圧縮機
Claims (6)
- 室外空気を室内機に導入するための導入手段と、
前記導入手段で前記室内機に導入された前記室外空気に含まれる水分を該室内機で凝集させるための凝集手段と、
前記凝集手段で凝集された水分を蒸発させるための蒸発手段と、
前記蒸発手段で蒸発された水分を室内に放出するための放出手段と
を備えることを特徴とする空気調和機。 - 室内機に室内熱交換器を備えた空気調和機において、
前記室内熱交換器は、
主熱交換器である第1室内熱交換器と、
補助熱交換器である第2室内熱交換器と
を備え、
さらに前記第1室内熱交換器と前記第2室内熱交換器との間に設けられた冷媒絞り弁と、
室外空気を前記室内機の前記第2室内熱交換器に導入するための導入手段と
を有し、
前記冷媒絞り弁を絞ることで蒸発器となる前記第2室内熱交換器により前記導入手段で前記室内機に導入された前記室外空気に含まれる水分を凝集させ、この凝集された水分を蒸発させて室内に放出させる
ことを特徴とする空気調和機。 - 請求項2に記載の空気調和機において、
前記冷媒絞り弁を絞ることで蒸発器となる前記第2室内熱交換器により前記導入手段で前記室内機に導入された前記室外空気に含まれる水分を凝集させ、
前記冷媒絞り弁を開くことで前記第2室内熱交換器を凝縮器として作動させ、
前記凝集された水分を少なくとも前記第2室内熱交換器で蒸発させる
ことを特徴とする空気調和機。 - 請求項2または3のいずれか1項に記載の空気調和機において、
前記第2室内熱交換器を前記第1室内熱交換器の室内空気の給気上流側に備えることを特徴とする空気調和機。 - 請求項2に記載の空気調和機において、
前記室外空気の水分の凝集時における前記第2室内熱交換器の表面温度を露点温度以下とすることを特徴とする空気調和機。 - 請求項3に記載の空気調和機において、
前記室外空気の水分の凝集時における前記第2室内熱交換器の表面温度を0℃以下とすることを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007326663A JP2009150563A (ja) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007326663A JP2009150563A (ja) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | 空気調和機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009150563A true JP2009150563A (ja) | 2009-07-09 |
Family
ID=40919874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007326663A Withdrawn JP2009150563A (ja) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | 空気調和機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009150563A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106440049A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 广东美的制冷设备有限公司 | 一种无水加湿空调及加湿方法 |
CN111829121A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-27 | 姜玲华 | 一种利用蒸汽加湿的供热管*** |
JP7148690B1 (ja) | 2021-08-31 | 2022-10-05 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和装置 |
-
2007
- 2007-12-19 JP JP2007326663A patent/JP2009150563A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106440049A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 广东美的制冷设备有限公司 | 一种无水加湿空调及加湿方法 |
WO2018076461A1 (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 广东美的制冷设备有限公司 | 一种无水加湿空调及加湿方法 |
CN111829121A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-27 | 姜玲华 | 一种利用蒸汽加湿的供热管*** |
JP7148690B1 (ja) | 2021-08-31 | 2022-10-05 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和装置 |
JP2023034985A (ja) * | 2021-08-31 | 2023-03-13 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110301 |