JP2005147484A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室外機と室内機とが一体となった空気調和機に関し、特に、換気若しくは除湿後の空気を加温する室内機に好適である。 The present invention relates to an air conditioner in which an outdoor unit and an indoor unit are integrated, and is particularly suitable for an indoor unit that heats air after ventilation or dehumidification.
従来、空気調和機で行われている換気として、室内機に室内空気を室外に排出するための排気管を設け、室内の空気を室内機の送風機により室外側へ排出することが知られ、例えば特許文献1に記載されている。
Conventionally, as ventilation performed in an air conditioner, it is known that an exhaust pipe for exhausting indoor air to the outdoor unit is provided in the indoor unit, and indoor air is exhausted to the outdoor side by the blower of the indoor unit. It is described in
また、冷却して除湿を行った空気を加熱する例として、室内熱交換器を複数の熱交換器に分割しその間に絞り器を設け、分割された一方を冷房負荷および除湿負荷の大きさに対応して蒸発器として他方を再熱器とし、冷却して除湿した空気を上流側の再熱器で加温することが知られ、例えば特許文献2に記載されている。
In addition, as an example of heating air that has been dehumidified by cooling, the indoor heat exchanger is divided into a plurality of heat exchangers, and a constrictor is provided between them, and one of the divided heat exchangers is set to the size of the cooling load and the dehumidifying load. Correspondingly, it is known to use the other as the evaporator and the other as the reheater, and heat the cooled and dehumidified air with the upstream reheater, which is described in
上記従来技術において、排気管を用いて室内機から室外機に排気を行うものは、室内の埃などを含み汚れた空気を室外へ排気できるもの、室外の新鮮な空気を室内へ取り込むことができず、換気としては充分なものではない。また、特許文献2のものでは、室内温度を下げることなく除湿することができるが、空気質の改善と言うことは考慮されていない。
本発明の目的は、室温を調節するだけでなく、除湿、加湿、換気、二酸化炭素濃度、マイナスイオンなど空気質の改善を図るのに好適な空気調和機を提供することにある。
In the above prior art, an exhaust pipe that exhausts air from an indoor unit to an outdoor unit can exhaust indoor air that contains dirt and the like, and can take in fresh outdoor air into the room. Not enough for ventilation. Moreover, in the thing of
An object of the present invention is to provide an air conditioner suitable not only for adjusting room temperature but also for improving air quality such as dehumidification, humidification, ventilation, carbon dioxide concentration, and negative ions.
また、本発明の他の目的は、室内に外気を取込む場合でも、室内の快適感を損なわないようにすることにある。
さらに、本発明の他の目的は、空気質の改善を図ると共に、空気調和機の配管、配線を少なくして設置、施工を容易にすることにある。
Another object of the present invention is to prevent the comfort of the room from being impaired even when outside air is taken into the room.
Furthermore, another object of the present invention is to improve the air quality and to facilitate the installation and construction by reducing the piping and wiring of the air conditioner.
上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機、冷媒流路切換装置、室内熱交換器、減圧装置、室外熱交換器が順次接続され、室外から外気を前記室外熱交換器へ送風する第1送風機、及び室内の空気を前記室内熱交換器へ送風する第2送風機が一つのユニットに収められた空気調和機において、前記第1送風機から送風される空気の流路を前記室外熱交換器あるいは前記室内熱交換器へ切換える室外側空気流路切換装置と、
前記第2送風機から送風される空気の流路を前記室内熱交換あるいは前記室外熱交換器へ切換える室内側空気流路切換装置と、を備え、前記第1送風機により吸込まれた外気は前記室外側空気流路切換装置を通り、前記室内熱交換器にて冷却されて室内側へ吹出され、前記第2送風機により吸込まれた室内空気は前記室内側空気流路切換装置を通り、前記室外熱交換器で加熱されて室外側へ排出されるものである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a compressor, a refrigerant flow switching device, an indoor heat exchanger, a decompression device, and an outdoor heat exchanger are sequentially connected, and the outside air is blown from the outside to the outdoor heat exchanger. 1 air blower and an air conditioner in which a second blower for blowing indoor air to the indoor heat exchanger is housed in one unit, the flow path of air blown from the first blower is connected to the outdoor heat exchanger. Or an outdoor air flow switching device for switching to the indoor heat exchanger;
An indoor air flow switching device that switches a flow path of air blown from the second blower to the indoor heat exchange or the outdoor heat exchanger, and the outside air sucked in by the first blower is outside the outdoor side The indoor air that passes through the air flow switching device, is cooled by the indoor heat exchanger, is blown out to the indoor side, and is sucked in by the second blower, passes through the indoor air flow switching device, and the outdoor heat exchange. It is heated by a vessel and discharged outside the room.
また、上記のものにおいて、前記室内熱交換器は空気上流側に配置された空気上流側室内熱交換器と、該空気上流側室内熱交換器に対して下流側に配置された空気下流側室内熱交換器と、を有し、前記空気上流側室内熱交換器と前記空気下流側室内熱交換器との間に減圧装置が設けられたことが望ましい。
さらに、上記のものにおいて、前記室外側空気流路切換装置と前記室内熱交換器と間及び前記室内側空気流路切換装置と前記室外熱交換器との間に全熱交換器を設けことが望ましい。
Further, in the above, the indoor heat exchanger includes an air upstream indoor heat exchanger disposed on the air upstream side, and an air downstream indoor disposed on the downstream side with respect to the air upstream indoor heat exchanger. It is desirable that a pressure reducing device is provided between the air upstream indoor heat exchanger and the air downstream indoor heat exchanger.
Further, in the above, a total heat exchanger may be provided between the outdoor air flow switching device and the indoor heat exchanger and between the indoor air flow switching device and the outdoor heat exchanger. desirable.
さらに、上記のものにおいて、前記室外熱交換器の空気下流側となる位置に水分吸着ロータを配置したことが望ましい。
さらに、上記のものにおいて、前記室内熱交換器の空気上流側に脱臭フィルタを配置したことが望ましい。
Furthermore, in the above, it is desirable that a moisture adsorption rotor is disposed at a position on the air downstream side of the outdoor heat exchanger.
Furthermore, in the above, it is desirable that a deodorizing filter is disposed on the air upstream side of the indoor heat exchanger.
さらに、上記のものにおいて、第2送風機の空気上流側に二酸化炭素濃度センサを配置したことが望ましい。 Furthermore, in the above, it is desirable to arrange a carbon dioxide concentration sensor on the air upstream side of the second blower.
本発明によれば、室内の快適感を損なわずに室内に外気を取込み、さらに除湿、加湿、換気、二酸化炭素濃度、マイナスイオンなど空気質の改善を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to take outside air into the room without impairing the comfort of the room, and to improve the air quality such as dehumidification, humidification, ventilation, carbon dioxide concentration, and negative ions.
図を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、空気調和機の冷凍サイクル系統および空気流路を示し、ユニット1内に、圧縮機2と、室外熱交換器3と、減圧装置6と、空気下流側室内熱交換器4と、減圧装置7と、空気上流側室内熱交換器5と、冷媒流路切換装置8と、第2送風機9および第1送風機10と、室内側空気流路切換装置11と、室外側空気流路切換装置12と、これらをつなぐ冷媒配管および空気流路から構成されている。
空気の流路は、室内側空気流路切換装置11と室外側空気流路切換装置12により、室内側から室外側へ排気される流路および室外側から室内側へ外気を取り入れる流路と、室外および室内のみ流れる流路とを選択できる。流路を選択する手段としては、例えばダンパが挙げられる。
FIG. 1 shows a refrigeration cycle system and an air flow path of an air conditioner. In a
The air flow path includes a flow path that is exhausted from the indoor side to the outdoor side by the indoor side air flow
冷房運転時、圧縮機2にて高温高圧ガスとなった冷媒は冷媒流路切換装置8を通り、室外熱交換器3にて冷却され高圧液となり、減圧装置6によって減圧し、空気下流側室内熱交換器4で吸熱し、さらに空気上流側室内熱交換器5にて吸熱して気化する。また、減圧装置6によって減圧して空気下流側室内熱交換器4で熱交換した冷媒を減圧装置7にて再び減圧および膨張してもよい。
外気取り入れ冷房運転時、第1送風機10により吸込まれた外気は室外側空気流路切換装置12を通り、空気上流側室内熱交換器5および空気下流側室内熱交換器4にて冷却され、室内側へ吹出される。第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11を通り、室外熱交換器3で加熱され、室外側へ排出される。
室内空気を循環する冷房運転時、第2送風機9により吸込まれた室内空気は、室内側空気流路切換装置11を通り、空気上流側室内熱交換器5および室内下流側熱交換器4で冷却されて室内へ吹出される。一方、第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、室外熱交換器3で加温され、室外側へ排気される。
During the cooling operation, the refrigerant that has become high-temperature and high-pressure gas in the
During the outside air intake cooling operation, the outside air sucked in by the
During the cooling operation in which the indoor air is circulated, the indoor air sucked by the second blower 9 passes through the indoor air
暖房運転時、圧縮機2より吐出された高圧ガス冷媒は冷媒流路切換装置8を通り、上流側室内熱交換器5および下流側室内熱交換器4で放熱し、減圧装置6により減圧され、室外熱交換器3で吸熱する。
外気取り入れ暖房運転時の空気流路に関し、第1送風機10により吸込まれた外気は室外側空気流路切換装置12を通り、空気上流側室内熱交換器5および空気下流側室内熱交換器4にて加温され、室内側へ吹出される。第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11を通り、室外熱交換器3で冷却され、室外側へ排気される。また、室内空気の暖房運転時、第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11を通り、空気上流側室内熱交換器5および室内下流側熱交換器4で加熱されて室内へ吹出される。一方、第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、室外熱交換器3で冷却され、室外側へ排気される。
During the heating operation, the high-pressure gas refrigerant discharged from the
With regard to the air flow path during the outside air intake heating operation, the outside air sucked by the
除湿運転時、圧縮機2にて高温高圧ガスとなった冷媒は、冷媒流路切換装置8を通り、室外熱交換器3にて高圧液化され、空気下流側室内熱交換器4でさらに冷却され、減圧装置7によって減圧し、さらに空気上流側室内熱交換器5にて吸熱して気化する。一方、空気流路に関し、取り入れ外気の除湿運転時、第1送風機10により吸込まれた外気は室外側空気流路切換装置12を通り、空気上流側室内熱交換器5で冷却されて除湿され、空気下流側室内熱交換器4にて室内温度と等温もしくは略等温まで加温されて室内側へ吹出される。第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11を通り、室外熱交換器3で加熱され、室外側へ排出される。
また、室内空気の除湿運転時、第2送風機9により吸込まれた室内空気は、室内側空気流路切換装置11を通り、空気上流側室内熱交換器5で冷却されて除湿され、室内下流側熱交換器6にて室内温度と等温もしくは略等温まで加温されて室内へ吹出される。一方、第1送風機10により吸込まれた外気は室外側空気流路切換装置12を通り、室外熱交換器3で加熱され、室外側へ排気される。
During the dehumidifying operation, the refrigerant that has become high-temperature and high-pressure gas in the
Further, during the indoor air dehumidifying operation, the indoor air sucked by the second blower 9 passes through the indoor air
室外空気を取り入れる換気運転時、圧縮機2は運転を停止する。一方、第1送風機10により吸込まれた外気は室外側空気流路切換装置12を通り、空気上流側室内熱交換器5および空気下流側室内熱交換器4を通過し室内側へ吹出される。第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11を通り、室外熱交換器3を通って室外側へ排気される。
During the ventilation operation for taking in outdoor air, the
以上により、本発明の装置は室外機と室内機とを接続する配管作業および配線作業が不要となり、省力化および省資源化を図ることができ、信頼性を向上することができる。 As described above, the apparatus of the present invention does not require piping work and wiring work for connecting the outdoor unit and the indoor unit, can save labor and resources, and can improve reliability.
外気取り入れ冷暖房および換気運転時、より省エネルギーを図るため全熱交換器あるいは顕熱交換器を用いる。以下回転型全熱交換器の例に図2により詳細に説明する。 A total heat exchanger or sensible heat exchanger is used in order to save energy during outside air-conditioning and heating and ventilation operations. Hereinafter, an example of a rotary total heat exchanger will be described in detail with reference to FIG.
全熱交換器13の一方は、室内側から室外側に排気される流路の室内側空気流路切換装置11の下流、かつ室外側空気流路切換装置12から分岐された流路と合流する上流に、他方は、室外側から室内側に供給される流路の室外側空気流路切換装置12の下流、かつ室内側空気流路切換装置11から分岐された流路と合流する上流に設置する。
冷凍サイクル系統機器の接続順は図1と同じ構成であり、外気取り入れ冷房運転時および外気取り入れ除湿運転時、第1送風機10により吸込まれた外気は室外側空気流路切換装置12を通り、全熱交換器13で室内から排気された空気と熱交換されて室内空気に近い温湿度まで冷却除湿される。その後、空気上流側室内熱交換器5および空気下流側室内熱交換器4にてさらに冷却され、室内側へ吹出される。除湿運転時は空気上流側室内熱交換器5にてさらに冷却除湿され、空気下流側室内熱交換器4にて加温されて室内側へ吹出さる。第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11を通り、全熱交換器13で取り入れた外気と熱交換するが、外気よりは低い温度であるため室外熱交換器3の性能低下はない。
One of the
The connection order of the refrigeration cycle system equipment is the same as that in FIG. 1, and the outside air sucked in by the
外気取り入れ暖房運転時、第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、全熱交換器13を通過し室内空気の温湿度に近づいた後、空気上流側室内熱交換器5および空気下流側室内熱交換器6にてさらに加温され、室内側へ吹出される。
室外空気を取り入れる換気運転時、圧縮機2は運転を停止する。一方、第1送風機10により吸込まれた外気は室外側空気流路切換装置12を通り、全熱交換器13を通って室内空気の温湿度に近づいた後に室内側へ吹出される。
During the outside air intake heating operation, the outside air sucked by the
During the ventilation operation for taking in outdoor air, the
室内空気の冷房もしくは暖房運転時、第2送風機9により吸込まれた室内空気は、室内側空気流路切換装置11を通り、空気上流側室内熱交換器5および室内下流側熱交換器4で冷却もしくは加温されて室内に吹出される。第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、室外熱交換器3で加温もしくは冷却され、室外側へ排気される。
During the indoor air cooling or heating operation, the indoor air sucked by the second blower 9 passes through the indoor air
次に、図3を参照して、冷房運転時もしくは除湿運転時において、除湿された空気を供給するため、室外に排気される流路の室外熱交換器3の下流に、水分吸着ロータ14の流路の一方を、室内に供給される流路の空気上流側室内熱交換器5の下流かつ空気下流側室内熱交換器4の上流との間に水分吸着ロータ14の流路のもう一方を設置した例を説明する。
Next, referring to FIG. 3, in order to supply dehumidified air during the cooling operation or the dehumidifying operation, the
外気取り入れ運転時、第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12、空気上流側室内熱交換器5、水分吸着ロータ14、空気下流側室内熱交換器4を通り、室内側へ吹出される。第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11、室外熱交換器3を通り室外側へ排出される。
室内空気を冷房あるいは暖房して循環する運転時、第2送風機9により吸込まれた室内空気は室内側空気流路切換装置11、空気上流側室内熱交換器5、水分吸着ロータ14、室内下流側熱交換器4の順で通って室内へ吹出される。第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、室外熱交換器3、水分吸着ロータ14を通り室外側へ排気される。
冷房運転時、冷凍サイクルを循環する冷媒は、圧縮機2、冷媒流路切換装置8、室外熱交換器3、減圧装置6、空気下流側室内熱交換器4、減圧装置7、空気上流側室内熱交換器5の順に回り冷媒流路切換装置8から圧縮機2に戻る。
During the outside air intake operation, the outside air sucked in by the
During the operation of circulating or cooling indoor air, the indoor air sucked in by the second blower 9 is the indoor air
During the cooling operation, the refrigerant circulating in the refrigeration cycle includes the
室内空気を除湿冷却する場合、室内から吸込まれた空気は、第2送風機9から室内側空気流路切換装置11を通り、空気上流側室内熱交換器5で冷媒の減圧および膨張により冷却され相対湿度が高く吸着されやすい状態となり、水分吸着ロータ14に空気中の水分は吸着されて除湿される。それと共に、吸着熱により温度は上昇し、空気下流側室内熱交換器6により冷却され室内側へ吹出される。第1送風機10により室外から吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、室外熱交換器3により加温され、水分吸着ロータ14を加熱して吸着された水分を脱着再生し、室外側へ排気される。
When the indoor air is dehumidified and cooled, the air sucked from the room passes through the indoor air
室外から取り入れる空気を除湿冷却する場合、第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、空気上流側室内熱交換器5で冷却され、水分吸着ロータ14で空気中の水分を吸着除湿され、空気下流側室内熱交換器6により再度冷却され室内側へ吹出される。室内から取り入れた空気は、室内側空気流路切換装置11を通り室外熱交換器3により加温され、水分吸着ロータ14を再生し室外側へ排気される。
冷凍サイクルは図1で説明した冷房運転時のものと同じ動きであり、吸着ロータ14は室外熱交換器4によって加温された空気温度に適した回転速度で同軸モータや別置されたモータによるベルト等によって駆動され連続的に吸着と再生を繰り返す。
When dehumidifying and cooling the air taken in from the outside, the outside air sucked by the
The refrigeration cycle is the same as that during the cooling operation described with reference to FIG. 1, and the
暖房運転において、室内空気を加温および加湿する場合、室内から吸込まれた空気は第2送風機9から室内側空気流路切換装置11を通って空気上流側室内熱交換器5で加温され、水分吸着ロータ14に吸着されている水分を脱着することにより加湿および温度低下した後、空気下流側室内熱交換器4で再度加温され室内側へ吹出される。室外から取り入れられた空気は、室外側空気流路切換装置12を通り室外熱交換器3により冷却され相対湿度を高めた後、水分吸着ロータ14で水分を吸着され室外側へ排気される。
When heating and humidifying indoor air in the heating operation, the air sucked from the room is heated by the air upstream side
室外から取り入れる空気を加温および加湿する場合、第1送風機10により吸込まれた外気は、室外側空気流路切換装置12を通り、空気上流側室内熱交換器5で加温され、水分吸着ロータ14で吸着されている水分を脱着した後、空気下流側室内熱交換器6により再度加温され室内側へ吹出される。室内から取り入れた空気は室内側空気流路切換装置11を通って室外熱交換器3により冷却され相対湿度を高めた後、水分吸着ロータ14で水分を吸着された後に室外側へ排気される。これら加温加湿の場合、冷凍サイクルは図1の暖房運転時と同じである。
When the air taken in from the outside is heated and humidified, the outside air sucked in by the
図4は、図3の冷凍サイクル系統機器の接続順序を変えたもので、圧縮機2、冷媒流路切換装置8、室外熱交換器3、減圧装置7、空気上流側室内熱交換器5、減圧装置6、空気下流側室内熱交換器4の順に回り冷媒流路切換装置8から圧縮機2に戻る順となっている。
FIG. 4 shows a change in the connection order of the refrigeration cycle system equipment shown in FIG. 3. The
図5は、空気上流側熱交換器の上流側にフィルタ15を設けたものであり、第1送風機10により吸込まれた外気の汚れ、第2送風機9により吸込まれた室内空気の汚れを取り除くことができる。さらに、フィルタ15は光触媒による脱臭装置により脱臭機能を持たせたり、電気集塵装置により空気中の汚れを取り除いたり、することが望ましい。
さらに、第2送風機9の上流側に二酸化炭素濃度センサ16を設け、二酸化炭素濃度があるしきい値より大きくなった場合に自動的に空気流路切換装置2を切換え、外気取込みと室内空気の循環とを選択することが良い。また、酸素濃度センサを設け、酸素濃度によって外気取込みと室内空気の循環とを選択できるようにすることが望ましい。
FIG. 5 shows a filter 15 provided on the upstream side of the air upstream heat exchanger, which removes dirt from outside air sucked by the
Further, a carbon
1…ユニット、2…圧縮機、3…室外熱交換器、4…空気下流側室内熱交換器、5…空気上流側室内熱交換器、6、7…減圧装置、8…冷媒流路切換装置、9…第2送風機、10…第1送風機、11…室内側空気流路切換装置、12…室外側空気流路切換装置、13…全熱交換器、14…水分吸着ロータ、15…脱臭フィルタ、16…二酸化炭素濃度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1送風機から送風される空気の流路を前記室外熱交換器あるいは前記室内熱交換器へ切換える室外側空気流路切換装置と、
前記第2送風機から送風される空気の流路を前記室内熱交換あるいは前記室外熱交換器へ切換える室内側空気流路切換装置と、
を備え、前記第1送風機により吸込まれた外気は前記室外側空気流路切換装置を通り、前記室内熱交換器にて冷却されて室内側へ吹出され、前記第2送風機により吸込まれた室内空気は前記室内側空気流路切換装置を通り、前記室外熱交換器で加熱されて室外側へ排出されることを特徴とした空気調和機。 A compressor, a refrigerant flow switching device, an indoor heat exchanger, a decompression device, and an outdoor heat exchanger are sequentially connected, and a first blower that blows outdoor air from the outside to the outdoor heat exchanger, and indoor air that is used as the indoor heat In the air conditioner in which the second blower that blows air to the exchanger is housed in one unit,
An outdoor air flow path switching device that switches a flow path of air blown from the first blower to the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger;
An indoor air flow switching device for switching a flow path of air blown from the second blower to the indoor heat exchange or the outdoor heat exchanger;
The outside air sucked by the first blower passes through the outdoor air flow switching device, is cooled by the indoor heat exchanger, blown out to the indoor side, and the indoor air sucked by the second blower Passes through the indoor air flow switching device, is heated by the outdoor heat exchanger, and is discharged to the outside of the room.
2. The air conditioner according to claim 1, wherein a carbon dioxide concentration sensor is disposed on the air upstream side of the second blower.
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