JP2005156054A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 換気機能運転時に空気調和機内部に取り付けた換気風路の側面に発生して付着する水分（結露水）を空気調和機の室内機から除去することができずカビ等の発生要因となる問題がある。
【解決手段】 室内機と室外機に分離して室内機または室外機に換気装置を備えてなる空気調和機において、室内機または室外機に設置して換気空気を搬送する換気ダクトにドレンパンより上部に露受皿を設け、換気ダクトの側面を滴下する結露水を前記露受皿で回収するものである。
【選択図】 図６

Description

本発明は、換気装置または換気機能を備えた空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機では、冷暖房付加した空気を放出する室内機と冷暖房作用の結果として不要となった熱や冷気を排気する室外機とから構成し、この室内機の内部が仕切板によって空調室と換気室とに区画され、換気室に設けた送風機を駆動することにより室内空気を室外へ排出していた（例えば、特許文献１参照。）。

また、さらに従来の空気調和機では、室内機内部に換気装置を収納し、この換気装置の換気吸込口であるグリルを室内ユニットの側方に開口するように構成し、そのグリルから吸入される室内気を換気装置を介して室外に排出するものもあった（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１１−２９４７９０号公報（第３頁、第１−２図） 特開２００１−２１５０２９号公報（第４頁、第１−２図）

近年建築される住宅の大半を占める断熱性が高く熱効率上有利な高気密住宅では、住宅の壁材や装飾部材及びそれらに使用する接着剤に含有される化学製品から発生する化学物質に住宅内が満たされてしまうことを懸念される場合があった。
また、従来の空気調和機は、冷房時に室内機内部が高湿度状態であり放置してカビを発生させることの防止を目的として、室内機の熱交換器に付着する水分を乾燥する暖房である内部乾燥運転を行うものがあったが、この内部乾燥運転によって冷房された部屋内温度を上昇させて室内環境を悪化させ、空調効率も低下させる問題があった。そのため、化学物質を含有する室内空気を排気したり、内部乾燥運転による熱を排気する必要性が生じ、換気機能を付加した空気調和機が導入されたが、換気機能運転により室内機内部に発生付着する水分を除去する必要性が要求されている。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、夏季の冷房運転時に外気の暖かな空気が換気空気を導通する配管に沿って室内機に進入し、冷やされた室内の空気で冷却されて換気空気用配管内に結露したままとなり、カビ等の発生原因となることを防止できる換気機能を有した空気調和機を得ることを目的としている。

また、冬季の暖房運転時に外気の冷えた空気が換気空気を導通する配管に沿って室内機に進入することにより換気空気用配管が冷やされて、この配管の外壁に結露が生じたままでカビ等の発生原因となることを防止できる換気機能を有した空気調和機を得ることを目的としている。

この発明に係る空気調和機は、室内機と室外機に分離して室内機または室外機に換気装置を備えてなる空気調和機において、室内空気を吸気して室外へ排気するまたは室外空気を吸気して室内へ供給する換気空気が室内機または室外機へ流出入するように開口設置した換気口と、前記換気口に当接して換気空気を換気配管に導く換気ダクトの下部に露受皿とを備えたものである。

この発明に係る空気調和機によれば、室内機と室外機に分離して室内機または室外機に換気装置を備えてなる空気調和機において、室内空気を吸気して室外へ排気するまたは室外空気を吸気して室内へ供給する換気空気が室内機または室外機へ流出入するように開口設置した換気口と、前記換気口に当接して換気空気を換気配管に導く換気ダクトの下部に露受皿とを備えたので、換気空気を導通する換気ダクトの内側または外側に付着する結露を収集して排水することができ、カビ等の発生を防止できる効果が得られる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る空気調和機について、 図１から図１０を参照して説明する。図１は空気調和機の室内機外観を示す分解斜視図、図２は空気調和機の室内機における配管接続状態を示す斜視図、図３は空気調和機の室外機を示す斜視図、図４は室内機背面での換気配管の取り付け図、図５は換気ダクトを示す室内機の側面図、図６は室内機の換気配管配置を背面からみた背面図、図７は室内機の換気配管取付状態の正面図、図８は室内機への換気配管の取付方法を示す分解説明図、図９は室内機の換気配管を斜め背面から見た斜視図、図１０は換気ダクトの断面図である。

図において、室内機１は室外機３と冷媒が導通する冷媒配管２３や図示しない電気配線等により接続されて空気調和機を構成し、室内機１は居住空間に設置されて内蔵された送風ファンにより室内空気を熱交換器１５を通過させることにより冷やしたり暖めたりして吹出口１４から室内へ吹出して冷暖房を行うとともに、室内空気を室外側へ排出したり外気を室内側へ供給する換気を行う。一方、室外機３は室外空間に設置され、室内空気を冷やしたり暖めたりするための外気による熱源を冷媒を介して室内側の熱交換器１５へ搬送するとともに、換気運転を行うための換気装置４を室外機の外部または内部に取り付けている。そして、換気のための空気を搬送する換気配管２４が室外機側の換気装置４と室内機１に取り付けた換気ダクト２２との間に接続設置されている。

前記熱交換器１５は、体積当たりに多量に熱交換が可能な蛇行形状をして伝熱性能が高い銅等の金属で作られた冷媒配管と該冷媒配管に対して接触して形成し体積当たりに空気と多量に熱交換可能なフィンとから構成される。この熱交換器１５の下方にはドレンパン１６が配置され、熱交換器１５の表面全体に生成付着した結露水を受けて回収し、その最下端部に設けた室内機外側へ突出したドレン排水口から接続されたドレン水排出用のドレン配管１７を介して室外側へドレン水（結露水）を排出する。室内機１の吸込口１３には、室内空気中に浮遊した埃やごみを捕集するエアフィルタ１８が設けられている。

図１に示すように、室内機１の左側端部の裏側から、室内空気の排出や室外新鮮空気の供給を行うための空気搬送路を形成する換気ダクト２２およびそれに接続され室外機３に設置された換気装置との間を繋ぐ換気配管２４を取り付け配設する構成となっている。室内機１と室外機３の間をつないで冷媒を輸送して冷凍サイクルを形成する冷媒配管２３と前記換気配管２４は、図２に示すように室内機１から引き出され一体に束ねられて配管ユニット２を構成する。上述のドレン配管１７と換気配管２４とはそれぞれの配管径を異ならせるか、または一方の管横断面を四角として他方の管の横断面を丸形状として横断面形状を異ならせても良い。

図３において、換気ファン（図示せず）を内蔵した換気装置４は少なくとも圧縮機と室外側熱交換器及び室外側送風機を有した室外機３の側部に取り付けられ、換気ファンの吐出側または吸込み側に連通した接続口に前記換気配管２４の反室内側が接続されている。この換気配管２４は１本の連続した配管でも良いし、図に示すように、複数の換気配管を中間接続部材で連結した構成でも良い。

図４の空気調和機室内機の背面側から見た換気配管の取り付け図において、室内機ベース１２内の背面から見て右側端部に換気ダクト２２をネジ等により固定し、この換気ダクト２２の下方端部の接続口に換気配管２４を接続するとともに配管側に設けた係止部２８にて抜け防止のロックをする。この換気ダクト２２には、下方側で前記換気配管２４との接続口より上部に露受皿２５が設けられている。この露受皿２５は換気ダクト２２の断面積より広い露受け面積を持ち、換気ダクト２２の外側面に発生した結露水がダクトの側面に沿って下方へ伝って流れても十分捕集できる面積および形状となっている。

図５の室内機の側面図は、室内機の前後方向における換気ダクトの取付位置を示すもので、室内機ベース１２に設けた換気口２１に換気ダクト２２が当接して取付けられて、その換気ダクト２２の下端部に換気配管２４が接続設置される構成である。換気配管２４の下方には室内側の熱交換器にて発生した結露水を室内機から外部に排水するためのドレン配管１７が配置している。室内機１の前面パネル１１または上面吸込口１３を通った室内空気のうち、室内側熱交換器を通過しない空気が前記換気口２１まで到達して、そこから換気ダクト２２および換気配管２４を通過して換気装置により室外側へ排出される。なお、図５中の換気ダクト２２を中心に室内空気が室内機から外部へ排出される場合の流れを矢印にて示しているが、逆に換気装置により換気配管２４を介して室外空気を室内機から室内へ供給する場合は、空気の流れが図の矢印とは逆向きとなる。

図５に示した室内機１への換気ダクト２２の取付構成として、室内機の背面から見た換気ダクトおよび換気配管の取付配置状態を図６の背面図に示す。背面から見て室内機ベース１２内の右側端部にあたり、室内側熱交換器を設置した風路形成部分と室内機ベースの外郭との間になる凹部に換気ダクト２２を組み込み、この換気ダクト２２とそれに接続された換気配管２４が室内機ベースから後方側へ突出しないような構成となっている。換気配管２４とドレン配管１７は室内機側面に設けた配管ノックアウト穴１９から室内機外部へ貫通して延出する。室内機ベース１２へ背面から取付けられた前記換気ダクト２２の内外表面に発生した結露水を捕集するための露受皿２５は換気ダクト２２に設けられ、この換気ダクト２２を室内機ベース１２に取り付けた状態では前記露受皿２５が室内機ベース１２の背面用のドレンパン１６の近接した上方に位置する配置構成としている。

図７の室内機の換気配管取付状態の正面図において、室内側熱交換器１５の後流側に送風ファンを配置した室内機ベース１２の風路形成部と室内機側壁との間の凹部空間に換気口２１が設けられている。室内機の正面からみて熱交換器１５の左側部には、熱交換器の接続配管や制御装置等の空気の流れを妨げる構造物の取付はなく、前記換気口は前面パネル１１または上面吸込口１３から流入してエアフィルタ１８を通過した通風風路中で熱交換器１５と並列の位置関係にある。前記換気口２１にはその全体を覆うように格子２６が設けられ、室内機ベース１２の室内側から換気ダクトの中へネジ等の落下を防止できるとともに、新鮮外気を室内へ供給する場合には外部から換気配管および換気ダクトを経て室内側へ来る虫等の進入を防止できる。なお、上述では前記換気口が室内機に設けられた場合について述べたが、この換気口が室外機側に設けられて換気ダクトを介して換気配管が接続された形態でも同様に換気口に格子を設けて換気配管への物や昆虫類の侵入を防止できる。

図８の室内機への換気配管の取付方法を示す分解説明図において、室内機ベース１２の背面から換気ダクト２２上部の流出入口が室内機ベースに設けた換気口２１に当接して重なる様に組み付け、ネジ等で室内機ベースに固定する。この換気ダクト２２の下端部には換気配管２４が接続できる丸形状の接続口を有し、そこに換気配管２４を挿入して係止部２８により換気ダクト２２側と係合することにより抜け防止が可能となる。なお、換気ダクト２２に接続された換気配管２４は、ドレンパン１６に接続されたドレン配管１７とは重複しないように、高さ方向または左右横方向にずらして配置されている。

次に動作について説明する。空気調和機の使用者が室内機に対し冷房／暖房運転、または換気運転の指令を遠隔操装置（リモートコントローラー）から送信すると、室内機１内蔵の送風ファン（図示せず）の回転により発生する空気流によって、室内空気を上面吸込口または前面パネルから室内機内部へ取り込み、熱交換器１５を通過して暖められたり冷やされたりした空気を吹出口１４から室内へ吹出す。その際、室内機１が冷房または暖房運転を指令された場合、室内機１に備えたエアフィルタ１８で空気中に浮遊する塵埃を除去された室内空気を室内機内部に吸込み、この吸込んだ室内空気の一部は熱交換器１５を通過せずに、熱交換器とは並列の位置に設けた換気口２１に到達する。よって、熱交換器１５を通過して冷房や暖房された空気を室外側へ排気させる構成ではないので、室内外間での換気により空気調和機としての冷房または暖房運転の効率を低下させることはなく、換気運転と冷暖房運転の同時運転においても省エネの効果が得られる。

冷媒配管２３は、室外機３にて生成された低温低圧の冷媒または高温高圧の冷媒を室内機１側の熱交換器へ搬送する。室内機側へ搬送された冷媒は室内側の熱交換器１５において室内空気と熱交換して冷気または暖気をつくり、室内機１の吹出口１４から吹出す空気によって室内空間を冷房或は暖房を行う。そして、冷房運転時、前記熱交換器１５の表面全体に生成付着する結露水を熱交換器の下方で受けて、所定の深さを有したドレンパン１６に回収し貯留する。このドレンパン１６に集めた結露水（ドレン水）は、ドレンパンの最下端部に設けられた排水口から、そこに接続されて室外へ突出したドレン配管１７を介して排水される。

換気配管２４は配管の一方の端を室内機１側に接続し、他方の端を室外機３側に接続し、配管中を換気空気が輸送される。室内機の内部に取り付けた換気ダクト２２により室内空気を吸気し、換気配管２４を介して換気装置がある室外側へ輸送して排気する。または、室外空気を室外機３に取り付けた換気装置４で吸気し、換気配管２４で空気を輸送し、室外の新鮮空気を室内側へ供給する。前記換気ダクト２２は室内機１に設けた換気口２１に当接して取付られ、この換気口２１からの換気空気は室内から室外へ、または室外から室内へと流通することになる。ここで、前記換気口２１には格子２６が設けられており、室内機の据付け工事時の部品や工具を換気口２１から換気ダクトの内側へ落下進入させたり、室内機設置後の運転中に昆虫などが換気配管および換気ダクトを介して室内機内部に侵入して空気調和機を故障させることを防止できる。

このように構成された空気調和機は、冷房運転時には室内側の熱交換器により冷やされた空気により室内機１の換気口２１および換気ダクト２２は冷却され、ここに室外の湿気を含む新鮮空気を換気装置により換気配管２４を介して室内側へ供給すると、温度差により換気口１または換気ダクト２２の表面に接触した室外空気が露点温度以下となり換気口表面や換気ダクト２２の内側壁面に結露する。一方、暖房運転時では、暖められた室内空気に覆われた室内機１の換気口２１および換気ダクト２２の温度と、換気装置により換気配管を介して室内側へ供給される室外の冷たい新鮮外気との温度差により、換気ダクト２２の外側壁面に結露が発生する。なお、室内機１に取り付けた換気ダクトの表面に発生する結露について説明したが、室外機３側に設置した換気装置４に接続する換気ダクトの場合は、室内側を冷房運転するとともに室内空気を室外側へ排出する換気運転では換気ダクトの外側壁面に結露を上述と同じように生成する。

そして、図９に示すように、換気口２１または換気ダクト２２の外側／内側壁面に発生付着した結露水２９は、その壁面に沿って下方へ落下し、換気ダクトの下端部に設けた露受皿２５により一旦捕集される。次いで露受皿下方に位置する室内機１のドレンパン１６へ回収され（図９中の実線矢印にて示す）、室内側の熱交換器から発生する結露水（ドレン水）の排水経路に合流して、ドレン配管１７から室外へ排水される。

ここで、図１０に示すように、換気ダクト２２の内側壁面に付着して落下した結露水２９は、換気ダクト２２の下端部と露受皿２５との間隙２７から流出して露受皿２５の全面に広がり十分な量を捕集し、そこから室内機１のドレンパン１６へ回収されて、ドレン配管１７から室外へ排出させることができる。

以上のように、換気装置に換気配管を介して接続された換気ダクト２２に露受皿を設けた構成としたので、換気運転による換気ダクト表面に発生付着する結露水を室内機ベースへ漏らすことなく全てを捕集して、ドレンパン１６を経由して室外側へ排水可能となり、結露による室内機でのカビ等の発生を防止できる効果が得られる

また、換気口２１はドレンパン１６より上部にあり、換気口２１に当接して取り付けた換気ダクト２２の内側壁面に付着した結露水と同様に露受皿２５により十分残らず回収できるようにしているので、換気口２１に付着した結露水も露受皿２５を介してドレンパン１６から室外側へ排水可能となり、室内機に設けた換気口でもカビ等の発生を防止できる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機外観を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における配管接続状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係わり、室内機背面の換気配管の取り付け図である。 本発明の実施の形態１に係わり、換気ダクトを示す室内機の側面図である。 本発明の実施の形態１に係わり、室内機の換気配管の配置を示す背面図である。 本発明の実施の形態１に係わり、室内機の換気配管取り付け状態の正面図である。 本発明の実施の形態１に係わり、室内機への換気配管の取付方法を示す分解説明図である。 本発明の実施の形態１に係わり、室内機の換気配管を斜め背面からみた斜視図である。 本発明の実施の形態１に係わり、換気ダクトの断面図である。

符号の説明

１ 室内機、 ２ 配管ユニット、 ３ 室外機、 ４ 換気装置、 １１ 前面パネル、 １２ 室内機ベース、 １３ 上面吸込口、 １４ 吹出口、 １５ 熱交換器、 １６ ドレンパン、 １７ ドレン配管、 １８ エアフィルタ、 １９ 配管ノックアウト穴、 ２１ 換気口、 ２２ 換気ダクト、 ２３ 冷媒配管、 ２４ 換気配管、 ２５ 露受皿、 ２６ 格子、 ２７ 間隙、 ２８ 係止部、 ２９ 結露水。

Claims (6)

1. 室内機と室外機に分離して室内機または室外機に換気装置を備えてなる空気調和機において、室内空気を吸気して室外へ排気するまたは室外空気を吸気して室内へ供給する換気空気が室内機または室外機へ流出入するように開口設置した換気口と、前記換気口に当接して換気空気を換気配管に導く換気ダクトの下部に露受皿とを備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記換気ダクトの下部に設けた露受皿は、熱交換器に発生した結露水を回収するドレンパンの上方に配置されたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記室内機に設けた換気口は、室内空気が流入する吸込口の後流側風路で熱交換器とは並列に配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
4. 前記室内機または室外機に設置した換気口に格子を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空気調和機。
5. 前記換気ダクトと露受皿の管に間隙を有したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
6. 前記換気配管と前記ドレンパンに接続されて結露水を外部へ排水するドレン配管との横断面形状または横断面寸法が異なることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。

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