JP2004212033A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 その内部が隔壁により分けられ室外空気を吸入する吸入通路と、室内空気を吐き出す吐き出し通路とを有するダクトと、前記吸入通路、及び吐き出し通路にそれぞれ設けられる吸入ファン、及び吐き出しファンと、前記ダクトの隔壁に形成された開口部に回転可能に提供された除湿車を含めてなる除湿装置と、前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入側に隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒータと、前記除湿装置を基準に室内側に提供され、前記吸入通路を流れる空気と、吐き出し通路を流れる空気とが相互に熱交換するように前記吸入通路と吐き出し通路とに設けられる再生熱交換機と、前記ダクトに提供され、再生熱交換機を経た室外空気を熱交換させ、室内空間に吐き出すヒートポンプ装置とを含めてなることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
図4は従来の一般的な空気調和機の冷暖房システムを示す構成図である。
図4を参照すると、一般的な空気調和機に提供される冷暖房システムは、圧縮機1、四方バルブ2、室外熱交換機3、室内熱交換機4、及び膨張装置5を含めて構成される。前記室外熱交換機3の付近には室外ファン3aが設けられ、前記室内熱交換機4の付近には室内ファン4aが設けられる。かかる冷暖房システムは、制御部によって四方バルブ2をスイッチングして、前記室内及び室外熱交換機を流れる冷媒の流動方向を変化させることで、冷房又は暖房運転を選択的に行う。
前記圧縮機1で高温高圧で圧縮された冷媒は四方バルブ2がスイッチングされることによって室外熱交換機3に流れ、前記室外熱交換機で室外空気と熱交換しながら凝縮された冷媒は膨張装置5に流れる。前記膨張装置で低温低圧で膨張した冷媒は室内熱交換機4で室内空気と熱交換しながら潜熱を吸収しながら蒸発した後、再び圧縮機1に流れる。この際、前記室内空気は室内ファン4aが回転することによって室内熱交換機4を通過しながら冷却された後、再び室内空間に吐き出され、前記室内区間を一定の温度で冷房する。
前記室内空気は室内ファン4aが回転することによって室内熱交換機4を通過しながら加熱された後、再び室内空間に吐き出され、前記室内空間を一定の温度で暖房する。その後、前記室内熱交換機4で凝縮された冷媒は膨張装置5を通過しながら膨張し、その膨張した冷媒は室外熱交換機3で蒸発しながら室外空気と熱交換された後、再び圧縮機1に送られる。
上記過程がサイクルをなして継続的に行なわれることで、室内空間をユーザーが選択した温度で一定に冷房又は暖房する。
第二に、多湿な環境で換気、及び冷房モードで運転される場合、室外空気の湿気を除湿装置で除去して、乾燥した冷気、又は暖気を室内空間に供給できる。
第三に、換気モードで運転される場合、室内空気の熱エネルギーを再生熱交換機で回収した後に室外に吐き出すので、室内空間を再び冷房、又は暖房するために消費される電力を減少させえる。
前記ダクト50には空気吸入通路51と、吐き出し通路52とがそれぞれ形成され、それぞれ隔壁50aによって相互に分離される。前記空気吸入通路51には室外空気を吸入する吸入ファン54が設けられ、前記吐き出し通路52には室内空気を吐き出す吐き出しファン55が設けられる。
前記軸56aは前記分離台50aの開口部にその両先端が回転可能に固定される。前記ブレード56bは前記軸56aから放射形に提供され、それぞれのブレード56bの間に空気通路を形成する。前記リム56cは前記ブレード56bの外側の先端を円形に囲むように提供される。前記除湿車56は前記軸56aと連結されたモーターのような動力伝達装置により回転する。
前記再生ヒーター57は除湿装置59の空気流入側に設けられる。前記再生ヒーター57は除湿装置59に流入する空気を加熱する。前記加熱した空気は除湿装置59を通過しながら水蒸気の分圧差によって除湿物質に吸収された湿気を放出させる。即ち、除湿装置59に流入する空気を加熱して相対湿度を低めることで、多量の湿気を捕集した除湿物質から湿気を前記流入した空気に放出させる。ここで、前記再生ヒーター57は太陽熱を用いて発熱する太陽熱集塵装置、又は建物内に設けられた機械室から発生した廃熱を用いる廃熱利用装置を使用できる。
前記平面プレート58cと、折り曲げられたプレート58dとの間の接触面は熱交換がうまく行なわれるように溶接などによって相互に取り付けられることが好ましい。前記再生熱交換機58をなすプレート58c,58dはアルミニウムのように熱伝導性に優れた材質で製作される。勿論、再生熱交換機58は上述した構造に限らず、多様な形状に変更可能であることが分かる。
それぞれの入口はそれぞれの出口と連通して、全体的に2つの流路を形成し、スイッチング信号などによってそれぞれの出口とそれぞれの入口との連結状態を交換する。したがって、前記ヒートポンプ装置60は、制御部によって四方バルブ62をスイッチングして、前記第1熱交換機63、及び第2熱交換機64を流れる冷媒の流動方向を変化させることで、冷房、又は暖房運転を選択的に行う。
前記除湿装置59に流入した室外空気は除湿物質で湿気が凝縮しながら温度が多少上昇した後に再生熱交換機58を通過しながら1次的に熱交換される。前記熱交換された空気は第1熱交換機63を経て2次的に熱交換される。
この際、前記再生熱交換機58を介して室外に排出される空気の熱エネルギーを所定の部分回収する。
前記吸入ファン54と吐き出しファン55が稼働し、前記吸入通路51に吸入された室外空気は除湿装置59を通過しながら除湿物質に湿気を奪われる。
この際、前記室外空気は湿気が除湿物質で凝縮され、多少過熱される。
この際、前記ヒートポンプ装置60は四方バルブ62によって第1状態でスイッチングされ、冷媒が圧縮機61、四方バルブ62、第2熱交換機64、膨張装置65、及び第1熱交換機63を順次に循環する。したがって、前記第1熱交換機63は蒸発器として機能し、第2熱交換機64は凝縮機として機能する。
したがって、前記室内空間は乾燥し、冷気により冷房される。
前記ヒートポンプ装置60は、四方バルブのスイッチングによって換気冷房運転する時とは逆方向に冷媒を循環させる。これにより、前記第1熱交換機63は凝縮機として機能し、第2熱交換機64は蒸発器として機能する。
51…吸入通路
52…吐き出し通路
54…吸入ファン
55…吐き出しファン
56…除湿車
56a…軸
56b…ブレード
56c…リム
56e…空気貫通ホール
57…再生ヒーター
59…除湿装置
58a…第1流路
58b…第2流路
60…ヒートポンプ装置
62…四方バルブ
63…第1熱交換機
64…第2熱交換機
Claims (20)
- その内部が隔壁により分けられ室外空気を吸入する吸入通路と、室内空気を吐き出す吐き出し通路とを有するダクト;
前記吸入通路、及び吐き出し通路にそれぞれ設けられる吸入ファン、及び吐き出しファン;
前記ダクトの隔壁に開口部が形成され、前記開口部に前記吸入通路と吐き出し通路を横切りながら露出して、回転可能に提供された除湿車を含めてなる除湿装置;
前記ダクトの吐き出し通路で前記除湿装置の空気流入側に隣接して提供され、前記除湿装置に流入する空気を加熱する再生ヒータ;
前記除湿装置を基準に室内側に提供され、前記吸入通路を流れる空気と、吐き出し通路を流れる空気とが相互に熱交換するように前記吸入通路と吐き出し通路とに設けられる再生熱交換機;
前記ダクトに提供され、再生熱交換機を経た室外空気を熱交換させ、室内空間に吐き出すヒートポンプ装置を含めてなる空気調和装置。 - 前記除湿車は外面に除湿物質が取り付けられ、前記吸入通路で吸入空気に含まれた湿気を捕集し、回転によって前記吐き出し通路に位置するときに前記捕集した湿気を吐き出し空気中に放出することを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 前記除湿車はその半分が前記吸入通路に露出し、残りの半分が前記吐き出し通路に露出することを特徴とする請求項2記載の空気調和装置。
- 前記除湿物質はシリカゲルであることを特徴とする請求項2記載の空気調和装置。
- 前記除湿物質はチタニウムシリケートであることを特徴とする請求項2記載の空気調和装置。
- 前記除湿車は、
前記開口部に提供される軸と、
前記軸部から放射形に伸び、一定の幅を有するブレードと、
前記ブレードの先端を円形に囲むリムとを含めてなる請求項2記載の空気調和装置。 - 前記ブレードには多数個の空気通過ホールが形成されることを特徴とする請求項6記載の空気調和装置。
- 前記ダクトの断面は前記除湿車のリング部の外周面の形状と対応して円形からなることを特徴とする請求項6記載の空気調和装置。
- 前記ブレードは前記吐き出し通路と吸入通路とを流れる空気の流動方向に沿って一定の幅を有することを特徴とする請求項6記載の空気調和装置。
- 前記再生熱交換機はアルミニウム材質からなることを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 前記吸入通路と前記吐き出し通路とは前記再生熱交換機の付近で交差するように形成され、前記吸入通路と前記吐き出し通路との交差部分には再生熱交換機が設けられることを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 前記再生熱交換機には、
前記吸入通路と連通し、吸入される空気が流れる第1流路と、
前記吐き出し流路と連通し吐き出される空気が流れ、かつ前記第1流路と交差するように提供される第2流路とを有することを特徴とする請求項11記載の空気調和装置。 - 前記再生熱交換機は、ジグザグに折り曲げられたプレートが交差して積層され、前記第1流路と第2流路とが交互に層をなして形成されることを特徴とする請求項12記載の空気調和装置。
- 前記折り曲げられたプレートの間に前記第1流路と第2流路とをそれぞれ区画する平面プレートが含まれてなることを特徴とする請求項13記載の空気調和装置。
- 前記ヒートポンプ装置は、
前記吸入通路の内部から再生熱交換機の空気吐き出し側に提供される第1熱交換機と、
前記第1交換機と連結される圧縮機、四方バルブ、膨張装置、及び第2熱交換機とを含めてなることを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。 - 前記四方バルブは、
前記圧縮機の吐き出し口と、前記第2熱交換機とを連結すると同時に、前記第1熱交換機と前記圧縮機の吸入口とを連結する第1状態と、
前記圧縮機の吐き出し口と、前記第1熱交換機とを連結すると同時に、前記第2熱交換機と前記圧縮機の吸入口とを連結する第2状態との相互間でスイッチングすることを特徴とする請求項15記載の空気調和装置。 - 室内を冷房、除湿、または換気する場合には、
前記吸入ファン及び吐き出しファンが稼働し、前記除湿車が回転し、前記再生ヒータが加熱すると同時に、前記四方バルブは第1状態でスイッチングされることを特徴とする請求項16記載の空気調和装置。 - 室内を暖房、除湿、または換気する場合には、
前記吸入ファン及び吐き出しファンが稼働し、前記除湿車が回転し、前記再生ヒーターが加熱すると同時に、前記四方バルブは第2状態でスイッチングされることを特徴とする請求項16記載の空気調和装置。 - 室内を冷房、換気する場合には、
前記吸入ファン及び吐き出しファンが稼働し、前記除湿車、及び前記再生ヒータの作動が停止すると同時に、前記四方バルブは第1状態でスイッチングされることを特徴とする請求項16記載の空気調和装置。 - 室内を暖房、換気する場合には、
前記吸入ファン及び吐き出しファンが稼働し、前記除湿車及び前記再生ヒータの作動が停止すると同時に、前記四方バルブは第2状態でスイッチングされることを特徴とする請求項16記載の空気調和装置。
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