JP4519698B2 - 空気調和装置及び空気調和方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置のドレン配管のドレントラップに関するものである。

図９は、従来の空気調和装置の構造を示す図である（例えば、特許文献１参照。）。図９においては、凝縮側熱交換器の下部に備えられ、凝縮側熱交換器で発生した凝縮水を受け止めるドレンパン１３、ドレンパン１３で捕水して集めたドレン水をユニット外部に導水するドレン配管ａ及びドレントラップＡが示されている。通常、ドレントラップＡ内にはドレン水がためられており、空気調和装置の外部と内部の差圧による気流の逆流を防止している。

特開平０７−０７１７８３号公報（第２図）

上記のように構成された従来の空気調和装置では、中間期などの長期停止や、暖房期間及び機械室用途の空調における高顕熱運転時などの、室内機で凝縮水が発生しない状況が長期間続いた場合、ドレントラップ内のドレン水が自然蒸発し枯渇してしまうことがある。この状態で冷房運転を開始すると、室内送風機に起因する吸込み負圧により、室内機外の空気がドレン配管を逆流し、室内機内部に風が吸込まれる。このため、ドレン水がドレン配管に沿って流れず室内機内部に吹出され、室内機内部の構造によっては室内機外への漏水が懸念され、飛散防止板等の構造上の対策が必要となる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、運転中のドレン配管におけるドレントラップ内のドレン水の枯渇を防止し、室内送風機の吸込み負圧によるドレン水の室内機への逆流をなくして室内へ漏水することを防止する空気調和装置及び空気調和方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、室内送風機と、室内熱交換器と、室内熱交換器で発生したドレン水を受けるドレンパンと、ドレントラップを有しドレンパンに集められたドレン水を室内機外へ排出するドレン配管と、ドレントラップ内にドレン水を保持するために前記室内熱交換器で凝縮水が発生しやすいように前記室内送風機の風量及び運転時間を制御する制御部とを備えることを特徴とする。さらに、室内送風機は容量制御可能であり、制御部は、圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させることを特徴とする。また、圧縮機は容量制御可能であり、制御部は、圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させることを特徴とする。

さらに、本発明に係る空気調和装置は、ドレントラップ内にドレンセンサを備えることを特徴とする。さらに、室内送風機は容量制御可能であり、制御部は、ドレンセンサによりドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、圧縮機の運転中に、室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させることを特徴とする。また、圧縮機は容量制御可能であり、制御部は、ドレンセンサによりドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空気調和方法は、圧縮機と、室内送風機と、室内熱交換器と、室内熱交換器で発生したドレン水を受けるドレンパンと、ドレントラップを有しドレンパンに集められたドレン水を室内機外へ排出するドレン配管を備える空気調和装置において、ドレントラップ内にドレン水を保持するために前記室内熱交換器で凝縮水が発生しやすいように前記室内送風機の風量及び運転時間を制御する第１制御ステップを含むことを特徴とする。さらに、室内送風機は容量制御可能であり、第１制御ステップは、圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする。また、圧縮機は容量制御可能であり、第１制御ステップは、所定時間間隔毎に、圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする。

空気調和装置は、ドレントラップ内にドレンセンサを備え、第１制御ステップは、ドレンセンサによるドレントラップ内の水量の検出結果に基づいて運転する第２制御ステップを含むことを特徴とする。さらに、室内送風機は容量制御可能であり、第２制御ステップは、ドレンセンサでドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、圧縮機の運転中に、室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする。また、圧縮機は容量制御可能であり、第２制御ステップは、ドレンセンサでドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする。

本発明により、特に電算機室や機械室等を対象とし、対物空調を行いながら連続運転を行う高顕熱運転型の空気調和装置において、運転中のドレン配管におけるドレントラップ内のドレン水の枯渇を防止でき、運転中は常にドレントラップ内にドレン水を保持することができるので、室内送風機の吸込み負圧によるドレン水の室内機への逆流がなくなり、室内へ漏水することを防止できる。さらに、従来技術では必要であったドレントラップ内のドレン水の枯渇時の飛散防止板等の構造部材が不要になる。また、長期の運転停止後の運転起動時等に、ドレントラップの点検等の保守作業を省略することができる。

圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させる、又は、圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させることにより、定期的に室内熱交換器の蒸発温度が低い状態で運転を行うこととなり、凝縮したドレン水を確実に発生させることができる。

また、ドレン配管におけるドレントラップ内のドレン水量を検出するドレンセンサを備えることにより、ドレン水量の検出結果から、ドレン水が所定量よりも少なくなった状況を的確に検出することができる。

ドレンセンサによりドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、圧縮機の運転中に、室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させる、又は、圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させることにより、ドレン水が所定水量よりも少ないときにのみ圧縮機や室内送風機等による冷媒回路の運転を強制的に変化させる運転を行って、ドレン水を発生させ、ドレン水をドレントラップ内に保持できるので、より安定した運転を連続することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態に係る空気調和装置及びその方法について図面を参照しながら説明を行う。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構造を示す図である。図１に示すように、空気調和装置１０は、蒸発側熱交換器１、蒸発側熱交換器の風路二次側に配置された室内送風機２、蒸発側熱交換器１の下部に備えられたドレンパン３、ドレンパン３で捕水したドレン水をユニット外部に導水するドレン配管４（ドレントラップ５を有している。）、インバータ圧縮機６及び室内送風機２とインバータ圧縮機６とを制御する制御部７及び外郭８を備えている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の制御ブロック図を示す図である。空気調和装置１０において、制御部７はインバータ圧縮機６の周波数及び室内送風機２の風量の制御等を行っている。

次に、上記のように構成された空気調和装置１０の動作について説明する。
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の運転タイムチャートの一例を示す図である。制御部７は、空気調和装置１０の運転時間が一定時間Ｔ１（例えば１週間）をカウントした場合、室内送風機２を最低風量ＬＬで運転をする。この運転により冷媒回路に関して蒸発側熱交換器１の蒸発温度が低い状態で運転が行われることとなり、凝縮水が発生し易い状態となる。これにより、蒸発側熱交換器１で発生した凝縮水はドレンパン３に流れ落ちる。

次に、制御部７は、一定時間Ｔ２（例えば５分間）上記の室内送風機２が最低風量ＬＬの運転を行った後、室内送風機２の運転を数秒間Ｔ３（例えば１０秒）停止する。これにより、ドレンパン３にたまっていた凝縮水はドレンパン３の排水口からドレン配管４に流れ込み、ドレントラップ５を封止する。その後、制御部７は、室内送風機２及びインバータ圧縮機６について通常の運転制御に戻り、再び空気調和装置１０の運転時間が一定時間Ｔ１（例えば１週間）をカウントした場合、上記制御動作を繰り返す。

図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の運転タイムチャートの他の一例を示す図である。制御部７は、空気調和装置１０の運転時間が一定時間Ｔ４（例えば１週間）をカウントした場合、インバータ圧縮機６を最大周波数で運転を行う。これにより冷媒回路に関して、蒸発側熱交換器１の蒸発温度が低い状態で運転が行われることとなり、凝縮水が発生し易い状態となる。発生した凝縮水はドレンパン３に流れ落ちる。

次に、制御部７は、一定時間Ｔ５（例えば５分間）上記のインバータ圧縮機６の最大周波数での運転を行った後、室内送風機２の運転を数秒間Ｔ６（例えば１０秒）停止する。これにより、ドレンパン３にたまっていた凝縮水はドレンパン３の排水口からドレン配管４に流れ込み、ドレントラップ５を封止する。その後、制御部７は室内送風機２及びインバータ圧縮機６について通常の運転制御に戻り、再び空気調和装置１０の運転時間が一定時間Ｔ４（例えば１週間）をカウントした場合、上記制御動作を繰り返す。

以上説明を行ったように、制御部７による運転制御により、連続運転を行う電算機室などの機械室用途の空気調和装置について、従来では高顕熱運転によりドレン水が発生しない状態が続いてドレントラップ５の水が枯渇する可能性がある場合であっても、確実にドレントラップ５にドレン水をためることが可能となる。これにより、室内送風機２の吸込み負圧によるドレン水の室内機への逆流がなくなり、室内へ漏水することを防止できる。従って、ドレン水枯渇時の飛散防止板等の構造部材が不要になり、ドレントラップ５のドレン水枯渇によるドレン水の逆流を防止し、室内への漏水に対しての安全性を確保でき、ドレントラップ５の点検等の保守作業を省略できる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置及びその方法について説明する。
図５は、 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置におけるドレントラップ内のドレンセンサの取り付けの一例を示す図である。図５においては、空気調和装置１１は、ドレンパン３、ドレンパン３で捕水したドレン水をユニット外部に導水するドレン配管４（ドレントラップ５を有している。）及びドレントラップ５内に配置され、ドレントラップ５内の水量を検出するためのドレンセンサ９が示されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

図６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の制御ブロック図を示す図である。空気調和装置１１において、制御部１７は、ドレンセンサ９によるドレントラップ５内の水量の検出結果に基づいてインバータ圧縮機６の周波数及び室内送風機２の風量の制御等を行っている。

上記のように構成された空気調和装置１１の動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の運転タイムチャートの一例を示す図である。

制御部１７は、空気調和装置１１の冷房運転中にドレンセンサ９がドレントラップ５内に水が無いことを検出した場合、室内送風機２を最低風量ＬＬで運転をする。これにより冷媒回路において、蒸発側熱交換器１の蒸発温度が低い状態で運転が行われることとなり、凝縮水が発生し易い状態となり、発生した凝縮水はドレンパン３上に流れ落ちる。

一定時間Ｔ７（例えば５分間）上記の室内送風機２の最低風量ＬＬでの運転を行った後、制御部１７は室内送風機２の運転を数秒間Ｔ８（例えば１０秒）停止する。これにより、ドレンパン３にたまっていたドレン水はドレンパン３の排水口からドレン配管４に流れ込み、ドレントラップ５を封止する。その後、制御部１７は室内送風機２およびインバータ圧縮機６について通常の運転制御に戻り、再びドレンセンサ９がドレントラップ５内に水が無いことを検出した場合、上記制御動作を繰り返す。

図８は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の運転タイムチャートの他の一例を示す図である。制御部１７は、空気調和装置１１の冷房運転中にドレンセンサ９がドレントラップ５内に水が無いことを検出した場合、インバータ圧縮機６を最大周波数で運転をする。これにより冷媒回路において、蒸発側熱交換器１の蒸発温度が低い状態で運転が行われることとなり、凝縮水が発生し易い状態となり、発生した凝縮水はドレンパン３上に流れ落ちる。

制御部１７は、一定時間Ｔ９（例えば５分間）上記のインバータ圧縮機６の最大周波数での運転を行った後、室内送風機２の運転を数秒間Ｔ１０（例えば１０秒）停止する。これにより、ドレンパン３にたまっていたドレン水はドレンパン３の排水口からドレン配管４に流れ込み、ドレントラップ５を封止する。その後、制御部１７は室内送風機２およびインバータ圧縮機６について通常の運転制御に戻り、再びドレンセンサ９がドレントラップ５内に水が無いことを検出した場合、上記制御動作を繰り返す。

以上の説明からわかるように、本実施の形態２に係る空気調和装置１１では、ドレントラップ５内のドレンセンサ９の水量の検出結果に基づいて、ドレントラップ５内にドレン水が無い場合のみ、インバータ圧縮機６の周波数又は室内送風機２の風量による冷媒回路の運転制御を強制的に変化させるので、より安定した運転を連続することが可能である。

本発明に係る空気調和装置及び空気調和方法は、例えば主に機械室用途などに使用される高顕熱運転型の空気調和装置に適用できる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構造を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の制御ブロック図を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の運転タイムチャートの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の運転タイムチャートの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置におけるドレントラップ内のドレンセンサの取り付けの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の制御ブロック図を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の運転タイムチャートの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の運転タイムチャートの一例を示す図である。 従来の空気調和装置の構造を示す図である。

符号の説明

１ 蒸発側熱交換器（室内熱交換器）、２ 容量制御可能な室内送風機、３ ドレンパン、４ ドレン配管、５ ドレントラップ、６ インバータ圧縮機、７ 制御部、８ 外郭、９ ドレンセンサ、１０ 空気調和装置、１１ 空気調和装置、１７ 制御部。

Claims (12)

1. 圧縮機と、室内送風機と、室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器で発生したドレン水を受けるドレンパンと、
   ドレントラップを有し前記ドレンパンに集められた前記ドレン水を室内機外へ排出するドレン配管と、
   前記ドレントラップ内に前記ドレン水を保持するために前記室内熱交換器で凝縮水が発生しやすいように前記室内送風機の風量及び運転時間を制御する制御部とを備えることを特徴とする空気調和装置。
2. 室内送風機は容量制御可能であり、
   制御部は、圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、前記室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 圧縮機は容量制御可能であり、
   制御部は、前記圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、前記圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
4. ドレントラップ内にドレンセンサを備えることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
5. 室内送風機は容量制御可能であり、
   制御部は、ドレンセンサによりドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、圧縮機の運転中に、前記室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させることを特徴とする請求項４記載の空気調和装置。
6. 圧縮機は容量制御可能であり、
   制御部は、ドレンセンサによりドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、前記圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させることを特徴とする請求項４記載の空気調和装置。
7. 圧縮機と、室内送風機と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器で発生したドレン水を受けるドレンパンと、ドレントラップを有し前記ドレンパンに集められた前記ドレン水を室内機外へ排出するドレン配管を備える空気調和装置において、
   前記ドレントラップ内に前記ドレン水を保持するために前記室内熱交換器で凝縮水が発生しやすいように前記室内送風機の風量及び運転時間を制御する第１制御ステップを含むことを特徴とする空気調和方法。
8. 室内送風機は容量制御可能であり、
   第１制御ステップは、圧縮機の運転中の所定時間間隔毎に、前記室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする請求項７記載の空気調和方法。
9. 圧縮機は容量制御可能であり、
   第１制御ステップは、所定時間間隔毎に、前記圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする請求項７記載の空気調和方法。
10. 空気調和装置は、ドレントラップ内にドレンセンサを備え、
    第１制御ステップは、前記ドレンセンサによる前記ドレントラップ内の水量の検出結果に基づいて運転する第２制御ステップを含むことを特徴とする請求項７記載の空気調和方法。
11. 室内送風機は容量制御可能であり、
    第２制御ステップは、ドレンセンサでドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、圧縮機の運転中に、前記室内送風機を所定容量以下で所定時間運転後、所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする請求項１０記載の空気調和方法。
12. 圧縮機は容量制御可能であり、
    第２制御ステップは、ドレンセンサでドレントラップ内が所定水量以下であることを検出した場合、前記圧縮機を所定周波数以上で所定時間運転後、室内送風機を所定時間停止させるステップを含むことを特徴とする請求項１０記載の空気調和方法。

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