JP7436897B1 - 換気装置 - Google Patents
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Abstract
Description
空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、室内RMの空気調和を行う装置である。図1は、空気調和装置1の概略構成図である。図1に示すように、空気調和装置1は、主として、室内機10と、室外機20と、換気装置30と、を有する。
(2-1)室内機
図1に示すように、室内機10は、室内RMに設置される。本実施形態では、室内機10は、室内RMの壁に設置される、壁掛型のユニットである。
室内熱交換器11では、室内熱交換器11を流れる冷媒と、室内RMの空気との間で熱交換が行われる。図2に示すように、室内機10は、室内ファン12を駆動して、室内RMの空気を吸込口13aから吸い込む。吸い込まれた室内RMの空気は、室内熱交換器11を通過する。このとき、室内熱交換器11には、冷媒が流れているため、室内熱交換器11を流れる冷媒と、室内RMの空気との間で熱交換が行われる。図2に示すように、室内熱交換器11を通過した空気は、吹出口13bから吹き出される。
室内ファン12は、室内熱交換器11に、室内RMの空気を供給するファンである。本実施形態では、室内ファン12は、クロスフローファンである。図2に示すように、室内ファン12は、室内ファンモータ12mによって駆動される。室内ファンモータ12mの回転数は、インバータによって制御可能である。
室内制御部19は、室内機10を構成する各部の動作を制御する。
図1に示すように、室外機20は、空気調和装置1が設置される建物の庭やベランダ等の室外OTに設置される。
圧縮機21は、低圧の冷媒を吸入し、圧縮機構(図示せず)によって冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出する。本実施形態では、圧縮機21は、ロータリ式やスクロール式等の容積圧縮機である。図2に示すように、圧縮機21の圧縮機構(図示せず)は、圧縮機モータ21mによって駆動される。圧縮機モータ21mの回転数は、インバータにより制御可能である。
流路切換機構22は、冷媒の流路を切り換えることで、冷媒回路40の状態を、第7状態と第8状態との間で変更する機構である。冷媒回路40が第7状態にある時には、室外熱交換器24が冷媒の凝縮器として機能し、室内熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する。冷媒回路40が第8状態にあるときには、室外熱交換器24が冷媒の蒸発器として機能し、室内熱交換器11が冷媒の凝縮器として機能する。
アキュムレータ23は、流入する冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離機能を有する。図2に示すように、アキュムレータ23は、流路切換機構22の第3ポートP3と、圧縮機21の吸入口と、の間に設置される。アキュムレータ23に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、上部空間に集まるガス冷媒が、圧縮機21へと流出する。
室外熱交換器24では、室外熱交換器24の内部を流れる冷媒と、室外OTの空気との間で熱交換が行われる。具体的には、図2に示すように、室外機20は、室外ファン26を駆動して、室外OTの空気を吸込口27aから吸い込む。吸い込まれた室外OTの空気は、室外熱交換器24を通過する。このとき、室外熱交換器24には、冷媒が流れているため、室外熱交換器24を流れる冷媒と、室外OTの空気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器24を通過した空気は、吹出口27bから吹き出される。
室外膨張弁25は、冷媒回路40を流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。本実施形態では、室外膨張弁25は、電子膨張弁である。
室外ファン26は、室外熱交換器24に空気を供給するファンである。本実施形態では、室外ファン26は、プロペラファンである。室外ファン26は、室外ファンモータ26mによって駆動される。室外ファンモータ26mの回転数は、インバータにより制御可能である。
室外制御部29は、室外機20を構成する各部の動作を制御する。
換気装置30は、室外機20と共に室外OTに設置される。本実施形態では、図1に示すように、換気装置30は、室外機20の上に取り付けられ、室外機20と一体化されている。換気装置30と室内機10とは、換気ホース70によって接続されている。
図2、3に示すように、ケーシング31は、主として、換気ファン32と、吹出切換機構33と、第1切換機構34と、第2切換機構35と、加湿ロータ36と、ヒータ37と、吸着ファン38と、換気制御部39と、を収容する。
図3に示すように、換気ファン32は、支持台50の円筒状部50aの内側に設置される。換気ファン32は、支持台50に形成された吸引開口50dを通じて、通風空間SP2から吸引し、第1開口31aまたは第2開口31bに向けて送風する。本実施形態では、換気ファン32は、シロッコファンや、ターボファン等の遠心ファンである。換気ファン32は、換気ファンモータ32mによって駆動される。換気ファンモータ32mの回転数は、インバータにより制御可能である。
図3に示すように、吹出切換機構33は、支持台50の円筒状部50aに取り付けられたファンカバー51に設けられている。図6、7に示すように、吹出切換機構33は、切換部材33aを有する。切換部材33aは、モータによって、回転軸33bを中心に回転する。吹出切換機構33は、回転軸33bを中心に切換部材33aを回転させることにより、第1状態と、第2状態と、を切り換え可能である。第1状態は、換気ファン32と換気ホース70を連通させ、かつ、換気ファン32と第2開口31bを連通させない状態である。換気ファン32と、換気ホース70とが連通するとは、図6に示すように、換気ファン32の吹出空間Xと、換気ホース70とが連通することを意味する。図6は、吹出切換機構33が第1状態である場合を示している。第2状態は、換気ファン32と第2開口31bを連通させ、かつ、換気ファン32と換気ホース70を連通させない状態である。換気ファン32と、第2開口31bとが連通するとは、図7に示すように、換気ファン32の吹出空間Xと、第2開口31bとが連通することを意味する。図7は、吹出切換機構33が第2状態である場合を示している。
図4、5に示すように、第1切換機構34は、支持台50の下面に設置される。第1切換機構34は、扇状の切換部材34aを有する。切換部材34aは、モータによって、回転軸34bを中心に回転する。第1切換機構34は、回転軸34bを中心に切換部材34aを回転させることにより、第3状態と、第4状態と、を切り換え可能である。第3状態は、第3開口31cが、通風空間SP2と換気ホース70とを連通させる状態である。図4は、第1切換機構34が第3状態である場合を示している。第4状態は、第3開口31cが、通風空間SP2と換気ホース70とを連通させない状態である。図5は、第1切換機構34が第4状態である場合を示している。
図3に示すように、第2切換機構35は、ケーシング31の底板に設置される。第2切換機構35は、直方体状の切換部材35a,35bを有する。切換部材35a,35bは、それぞれの高さが、ケーシング31の底板の上面と、支持台50の下面との間の距離よりも小さくなるように、構成されている。さらに、切換部材35a,35bは、これらの高さの合計が、ケーシング31の底板の上面と、支持台50の下面との間の距離以上となるように、構成されている。切換部材35bは、ケーシング31の底板に固定されている。切換部材35aは、モータによって、上下にスライドする。第2切換機構35は、切換部材35aを上下にスライドさせることにより、第5状態と、第6状態と、を切り換え可能である。第5状態は、加湿ロータ36と換気ファン32とを連通させる状態である。第2切換機構35が第5状態であるとき、切換部材35aの下面は、ケーシング31の底板に接触している。第2切換機構35が第5状態であるとき、換気ファン32が駆動すると、加湿ロータ36から換気ファン32に向けて、切換部材35a,35bの上側を空気が流れる。図3は、第2切換機構35が第5状態である場合を示している。第6状態は、加湿ロータ36と換気ファン32とを連通させない状態である。第2切換機構35が第6状態であるとき、切換部材35aの上面は、支持台50の下面に接触している。第2切換機構35が第6状態であるとき、換気ファン32が駆動しても、加湿ロータ36から換気ファン32に向かう空気の流れは、遮断される。図5は、第2切換機構35が第6状態である場合を示している。
図3に示すように、加湿ロータ36は、円盤状の部材である。加湿ロータ36には、例えば、ゼオライト、シリカゲル、およびアルミナ等が用いられる。ヒータ37によって加熱されていない室外OTの空気が、加湿ロータ36を通過するとき、加湿ロータ36は空気中の水分を吸着する(水分を吸着された空気は、乾燥空気となる)。一方、ヒータ37によって加熱された室外OTの空気が、水分を吸着した加湿ロータ36を通過するとき、加湿ロータ36から水分が放出され、加熱された空気に水分が供給される(水分が供給された空気は、加湿空気となる)。加湿ロータ36は、加湿ロータモータ36mによって、回転軸36cを中心に回転する。加湿ロータモータ36mの回転数は、インバータにより制御可能である。
図2、5に示すように、ヒータ37は、第4開口31dおよび第5開口31eと、加湿ロータ36と、の間に配置されている。第4開口31dおよび第5開口31eから吸い込まれた室外OTの空気は、ヒータ37を通過した後、加湿ロータ36を通過する。ヒータ37によって加熱された室外OTの空気が、水分を吸着した加湿ロータ36を通過すると、通過した空気は加湿空気となる。ヒータ37は、出力を変化させることができ、ヒータ37を通過した空気の温度を出力に応じて変化させることができる。加湿ロータ36は、特定の温度範囲内では、加湿ロータ36を通過する空気の温度が高いほど脱離する水分量が多くなる。
図3に示すように、吸着ファン38は、ケーシング31の円筒状部31hの内側に設置される。吸着ファン38は、第7開口31gから室外OTの空気を吸い込み、加湿ロータ36を通過させる。吸着ファン38は、加湿ロータ36を通過した空気を、支持台52に形成された吸引開口52aを通じて吸引し、第6開口31fに向けて吹き出す。吸着ファン38は、加湿ロータ36に室外OTの空気を通過させることにより、加湿ロータ36に水分を吸着させる。本実施形態では、吸着ファン38は、シロッコファンや、ターボファン等の遠心ファンである。吸着ファン38は、吸着ファンモータ38mよって駆動される。吸着ファンモータ38mの回転数は、インバータにより制御可能である。
換気制御部39は、換気装置30を構成する各部の動作を制御する。
図8は、空気調和装置1の制御ブロック図である。図8に示すように、制御部60は、室内機10の室内制御部19と、室外機20の室外制御部29と、換気装置30の換気制御部39とが、通信回線90を介して通信可能に接続されることによって構成されている。制御部60は、室内制御部19、室外制御部29、および換気制御部39の制御演算装置が、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、空気調和装置1全体の動作を制御する。
給気運転は、室内RMに室外OTの空気を供給する運転である。制御部60は、吹出切換機構33を第1状態とし、第1切換機構34を第4状態とし、第2切換機構35を第5状態として、換気ファン32を駆動する。さらに、制御部60は、加湿ロータ36、ヒータ37、および吸着ファン38を停止する。
排気運転は、室内RMから空気を排出する運転である。制御部60は、吹出切換機構33を第2状態とし、第1切換機構34を第3状態とし、第2切換機構35を第6状態として、換気ファン32を駆動する。さらに、制御部60は、加湿ロータ36、ヒータ37、および吸着ファン38を停止する。
加湿運転は、第4開口31dおよび第5開口31eから、加湿ロータ36を介して通風空間SP2に取り入れた加湿空気を、室内RMに供給する運転である。制御部60は、吹出切換機構33を第1状態とし、第1切換機構34を第4状態とし、第2切換機構35を第5状態として、換気ファン32を駆動する。さらに、制御部60は、加湿ロータ36、ヒータ37、および吸着ファン38を駆動する。
再生運転は、加湿ロータ36に吸着した水分を放出させる運転である。制御部60は、吹出切換機構33を第2状態とし、第1切換機構34を第4状態とし、第2切換機構35を第5状態として、換気ファン32を駆動する。さらに、制御部60は、ヒータ37、および加湿ロータ36を駆動し、吸着ファン38を停止する。
除湿運転は、第4開口31dおよび第5開口31eから、加湿ロータ36を介して通風空間SP2に取り入れた乾燥空気を、室内RMに供給する運転である。制御部60は、吹出切換機構33を第1状態とし、第1切換機構34を第4状態とし、第2切換機構35を第5状態として、換気ファン32を駆動する。さらに、制御部60は、加湿ロータ36を駆動し、ヒータ37、および吸着ファン38を停止する。
(3-1)
従来、換気ファンを有する換気装置を室外に設置し、換気ホースを通じて、室内への給気と、室内からの排気を行う技術がある。
本実施形態の換気装置30は、加湿ロータ36をさらに備える。加湿ロータ36は、空気中の水分を吸着する。ケーシング31には、さらに第4開口31dが形成されている。第4開口31dは、室外OTに連通する。制御部60は、加湿運転を行う。加湿運転は、第4開口31dから加湿ロータ36を介して通風空間SP2に取り入れた加湿空気を、室内RMに供給する運転である。制御部60は、吹出切換機構33を第1状態とし、第1切換機構34を第4状態として、換気ファン32を駆動することにより、加湿運転を行う。
本実施形態の換気装置30は、第2切換機構35をさらに備える。第2切換機構35は、第5状態と、第6状態と、を切り換え可能である。第5状態は、加湿ロータ36と換気ファン32とを連通させる状態である。第6状態は、加湿ロータ36と換気ファン32とを連通させない状態である。制御部60は、第2切換機構35を第5状態として、給気運転および加湿運転を行う。制御部60は、第2切換機構35を第6状態として、排気運転を行う。
本実施形態の換気装置30では、制御部60は、再生運転を行う。再生運転は、加湿ロータ36に吸着した水分を放出させる運転である。制御部60は、吹出切換機構33を第2状態とし、第1切換機構34を第4状態として、再生運転を行う。
(4-1)変形例1A
制御部60は、第1切換機構34の状態の切り換えに連動して、吹出切換機構33および第2切換機構35の状態を切り換えてもよい。また、制御部60は、第2切換機構35の状態の切り換えに連動して、吹出切換機構33および第1切換機構34の状態を切り換えてもよい。
本実施形態では、室外機20と、換気装置30とは、一体化されていた。しかし、室外機20と、換気装置30とは、別体であってもよい。このとき、換気装置30は、例えば、室外機20の横に設置される。
本実施形態では、吹出切換機構33は、回転軸33bを中心に切換部材33aを回転させることにより、第1状態と、第2状態と、を切り換えた。しかし、これに限定されず、第1状態と、第2状態と、を切り換えることができれば、吹出切換機構33の切換構造は任意である。
本実施形態では、支持台50には、開口50bと、吹出切換機構33が第2状態である場合の切換部材33aと、の間に、第3開口31cが形成されていた。しかし、第3開口31cは、ケーシング31の側面であって、通風空間SP2と直接連通する箇所に形成されてもよい。図14は、本変形例における第3開口31c’の位置を示す図である。図14では、第3開口31c’は、ケーシング31の右方側面であって、第5開口31eを構成する孔の下方に形成されている。第3開口31c’は、通風空間SP2と直接連通する箇所に形成されている。図14では、換気ホース70の換気装置30側の端を2つに分岐させることにより、換気ホース70を第1開口31aと第3開口31c’に連通させている。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
31 ケーシング
31a 第1開口
31b 第2開口
31c,31c’ 第3開口
31d 第4開口
32 換気ファン(送風ファン)
33 吹出切換機構
34,34’ 第1切換機構
35 第2切換機構
36 加湿ロータ
50 支持台
50d 吸引開口
60 制御部
70 換気ホース
OT 室外
RM 室内
SP2 通風空間
Claims (3)
- 室内(RM)に接続される換気ホース(70)に連通する第1開口(31a)と、室外(OT)に連通する第2開口(31b)と、が形成されたケーシング(31)と、
前記ケーシング内の底部に通風空間(SP2)を形成する支持台(50)に設置され、前記支持台に形成された吸引開口(50d)を通じて、前記通風空間から吸引し、前記第1開口または前記第2開口に向けて送風する送風ファン(32)と、
前記送風ファンと前記換気ホースを連通させ、かつ、前記送風ファンと前記第2開口を連通させない第1状態と、前記送風ファンと前記第2開口を連通させ、かつ、前記送風ファンと前記換気ホースを連通させない第2状態と、を切り換え可能な吹出切換機構(33)と、
前記送風ファンを介さずに前記通風空間と前記換気ホースとを連通させるための第3開口(31c,31c’)を、前記通風空間と前記換気ホースとを連通させる第3状態と、前記通風空間と前記換気ホースとを連通させない第4状態と、に切り換え可能な第1切換機構(34,34’)と、
制御部(60)と、
空気中の水分を吸着するための加湿ロータ(36)と、
前記加湿ロータと前記送風ファンとを連通させる第5状態と、前記加湿ロータと前記送風ファンとを連通させない第6状態と、を切り換え可能な第2切換機構(35)と、
を備え、
前記制御部は、
前記吹出切換機構を前記第1状態とし、前記第1切換機構を前記第4状態として、前記送風ファンを駆動することにより、前記室内に空気を供給する給気運転を行い、
前記吹出切換機構を前記第2状態とし、前記第1切換機構を前記第3状態として、前記送風ファンを駆動することにより、前記室内から空気を排出する排気運転を行い、
前記ケーシングには、さらに前記室外に連通する第4開口(31d)が形成され、
前記制御部は、前記吹出切換機構を前記第1状態とし、前記第1切換機構を前記第4状態として、前記送風ファンを駆動することにより、前記第4開口から前記加湿ロータを介して前記通風空間に取り入れた加湿空気を、前記室内に供給する加湿運転を行い、
前記制御部は、
前記第2切換機構を前記第5状態として、給気運転および加湿運転を行い、
前記第2切換機構を前記第6状態として、排気運転を行う、
換気装置(30)。 - 前記制御部は、前記吹出切換機構を前記第2状態とし、前記第1切換機構を前記第4状態として、前記加湿ロータに吸着した水分を放出させる再生運転を行う、
請求項1に記載の換気装置(30)。 - 前記制御部は、
前記第1切換機構の状態の切り換えに連動して、前記吹出切換機構および前記第2切換機構の状態を切り換える、または、
前記第2切換機構の状態の切り換えに連動して、前記吹出切換機構および前記第1切換機構の状態を切り換える、
請求項1に記載の換気装置(30)。
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