JP2005188886A

JP2005188886A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2005188886A
Application number: JP2003433159A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Tabata; 大輔田畑; Shiho Furuya; 志保古谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】室外空気の温度及び湿度に関わらず安定した加湿空気を室内へ供給する。
【解決手段】吸着体より放出される高温高湿空気中の水分を結露させ、空気と混合した気液２相の状態で減圧ポンプ１０により室内機２へ搬送し、供給路内に流量調節装置２４を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内空気を加湿する機能を備えた空気調和機に関するものである。

従来、この種の空気調和機は、室外空気中の水蒸気を吸着した吸湿体から脱離した水分を含む高温高湿空気を、結露手段により冷却して水分を結露させる。結露手段で結露した水は送水手段により吸入して吐出され、送水通路を通って室内ユニットに送られる。室内ユニットは、送水通路を通して導入された水を利用して室内を加湿している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１７９７０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、結露手段で結露した水の水量は室外空気の温度及び湿度により決定されるため、室内機には必要以上の水の供給による居住空間の快適性が損なわれたり、逆に水の不足で居住空間内に十分な湿度が得られないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吸湿体より脱離した水分を含む高温高湿空気の水分を結露させ、生成された気液２相を室内機に導入する供給路内に流量調節装置を設けることにより、室外空気の温度及び湿度に関わらず安定した加湿空気を室内へ供給することができる空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、吸湿体より脱離した水分を含む高温高湿空気の水分を結露させ、生成された気液２相を室内機に導入する供給路内に流量調節装置を設けるものである。これによって、室外空気の温度及び湿度に関わらず安定した加湿空気を室内へ供給することができる。

本発明の空気調和機は、室外空気の温度及び湿度に関わらず安定した加湿空気を室内へ供給することができる。

第１の発明は、吸湿体より脱離した水分を含む高温高湿空気の水分を結露させ、生成された気液２相を室内機に導入する供給路内に流量調節装置を設けることにより、室外空気の温度及び湿度に関わらず安定した加湿空気を室内へ供給することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の貯留部に流量調節機能を持たせることにより、供給路中の水量のみならず、貯留部に貯留された水量を制御することができるので、大量の加湿空気を室内へ供給することが可能となり、急速加湿を実現することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の熱交換器に設けられた温度センサーの出力信号により流量調節装置を制御することで、熱交換器の温度に対し蒸発可能な最適な水量を熱交換器に送り込むことができ、結露水を効率的に使用することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の室内機の吹出し口に設けられた温度センサーの出力
信号により流量調節装置を制御することで、熱交換器全体の平均温度として捉えることで蒸発可能な最適な水量を熱交換器に送り込むことができ、結露水を効率的に使用することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機断面構成図を示すものである。

図１において、空気調和機は、室外に配置された室外機１と、室内に配置された室内機２とを備えている。室内機２には、室内熱交換器３と室内ファン（図示せず）と流量調節装置２４と水空気供給部４とが配置されている。室外機１は、室外熱交換ユニット５、空気供給ユニット６および加湿ユニット７より構成されている。

室外熱交換ユニット５には、圧縮機（図示せず）と四方弁（図示せず）と室外熱交換器８と膨張弁（図示せず）と室外ファン９とが配置されている。室内機２と室外機１とは、圧縮機と四方弁と室外熱交換器８と膨張弁と室内熱交換器３とが配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路（図示せず）が形成されており、四方弁の切り換えにより、冷房運転と暖房運転とが切り換わる。

空気供給ユニット６には、減圧ポンプ１０と、減圧ポンプ１０から吐出される空気が通過する空気供給路１１とが配置されている。

加湿ユニット７は、吸湿体であるロータ１２と、吸湿体の上流側に室外空気を吸い込む吸気口１３とが配置されている。ロータ１２は、吸着部１２ａと脱離部１２ｂとを備え、脱離部１２ｂ上流側に隣接して脱離ヒータ１４が配置されている。吸湿体の下流側には、吸着空気排気口１５と連通する吸着空気通路１６と、脱離空気通路１７とが形成されている。吸着空気通路１６には、吸着用送風手段である吸着ファン１８が配置されている。脱離空気通路１７には結露手段である熱交換器１９が配置され、熱交換器１９の下流側には、脱離用送風手段である脱離ファン２０が配置されている。また熱交換器１９の下方には、熱交換器１９で結露した水を貯溜する貯留部２１が配置されている。貯留部２１には、結露水供給路２２が設けられており、結露水供給路２２は空気供給路１１と接続している。

以上のように構成された空気調和機について、以下その動作、作用を説明する。

空気供給ユニット６において、減圧ポンプ１０が運転されると、室外空気が減圧ポンプ１０に吸引され、空気が空気供給路１１へ送出される。

加湿ユニット７において、ロータ１２は駆動モータ（図示せず）により回転する。吸着部１２ａは、吸着空気通路１６上流に位置し、吸着空気通路１６に流入した室外空気に含まれる水分を吸着する。吸着部１２ａに水分が吸着された空気は、吸着ファン１８により吸着空気排出口より室外へ排出される。脱離部１２ｂは、脱離空気通路１７上流に位置し、脱離ヒータ１４により加熱された室外空気が通過する。脱離部１２ｂは、脱離ヒータ１４により加熱された室外空気が通過することにより、吸着部１２ａで吸着された水分を脱離させる。脱離部１２ｂを通過した室外空気は、脱離した水分を含む高温高湿空気となり、熱交換器１９に導入される。熱交換器１９は、ポリプロピレン等の樹脂で成型されており、室外ファン９により高温高湿空気を冷却し空気中の水分を結露させる。熱交換器１９で結露した水は貯留部２１に流入する。貯留部２１に流入した水は、結露水供給路２２よ
り空気供給路１１へと導入され、水と空気とを混合して生成した気液２相は、減圧ポンプ１０によって供給路２３より室内機２へと搬送される。

室内機２において、水空気供給部４より送出された水と空気の気液２相は、供給路内に設置された流量調節装置２４により水の供給量を調整して室内熱交換器３に噴霧される。このことにより、室内空気は室内熱交換器３の冷媒と熱交換した加湿空気として、室内ファンによって室内に送風される。

以上のように、本実施の形態においては、吸着体より放出される高温高湿空気中の水分を結露させ、空気と混合した気液２相の状態で減圧手段により室内機２へ搬送し、供給路内に流量調節装置２４を設けることにより、室外空気の温度及び湿度に関わらず安定した加湿空気を室内へ供給することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における空気調和機断面構成図を示すものである。

図２において、空気調和機は、室外に配置された室外機１と、室内に配置された室内機２とを備えている。室内機２には、室内熱交換器３と室内ファン（図示せず）と流量調節装置２４と水空気供給部４とが配置されている。室外機１は、室外熱交換ユニット５、空気供給ユニット６および加湿ユニット７より構成されている。

加湿ユニット７は、吸湿体であるロータ１２と、吸湿体の上流側に室外空気を吸い込む吸気口１３とが配置されている。ロータ１２は、吸着部１２ａと脱離部１２ｂとを備え、脱離部１２ｂ上流側に隣接して脱離ヒータ１４が配置されている。吸湿体の下流側には、吸着空気排気口１５と連通する吸着空気通路１６と、脱離空気通路１７とが形成されている。吸着空気通路１６には、吸着用送風手段である吸着ファン１８が配置されている。脱離空気通路１７には結露手段である熱交換器１９が配置され、熱交換器１９の下流側には、脱離用送風手段である脱離ファン２０が配置されている。また熱交換器１９の下方には、熱交換器１９で結露した水を貯留する貯留部２１が配置されている。貯留部２１内には、流量調節機能を果たす装置が具備されている。

加湿ユニット７において、ロータ１２は駆動モータ（図示せず）により回転する。吸着部１２ａは、吸着空気通路１６上流に位置し、吸着空気通路１６に流入した室外空気に含まれる水分を吸着する。吸着部１２ａに水分が吸着された空気は、吸着ファン１８により吸着空気排出口より室外へ排出される。脱離部１２ｂは、脱離空気通路１７上流に位置し、脱離ヒータ１４により加熱された室外空気が通過する。脱離部１２ｂは、脱離ヒータ１
４により加熱された室外空気が通過することにより、吸着部１２ａで吸着された水分を脱離させる。脱離部１２ｂを通過した室外空気は、脱離した水分を含む高温高湿空気となり、熱交換器１９に導入される。熱交換器１９は、ポリプロピレン等の樹脂で成型されており、室外ファン９により高温高湿空気を冷却し空気中の水分を結露させる。熱交換器１９で結露した水は貯留部２１に流入する。貯留部２１に流入した水は、貯留部内に具備された流量調節装置２４により水量を調整され、減圧ポンプ１０によって供給路２３より室内機２へと搬送される。

以上のように、本実施の形態においては、吸着体より放出される高温高湿空気中の水分を結露させ、貯留部に流量調節機能を持たせることにより、供給路中の水量のみならず、貯留部に貯留された水量を制御することができるので、大量の加湿空気を室内へ供給することが可能となり、急速加湿を実現することができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における空気調和機の室内熱交換器３と水空気供給部４との構成を示す正面構成図を示すものである。

水空気供給部４は、室外機１の結露水供給路２２（図示せず）および空気供給路１１（図示せず）と接続した水空気供給路１１と接続され、室内熱交換器３の上方に配置されている。また室内熱交換器には熱交換器の温度を検出する配管温度センサー２５が備えられている。

加湿運転は、通常、暖房運転時に行われ、室内熱交換器３に流れる高温の冷媒により、室内熱交換器３は約５０℃まで上昇する。配管温度センサー２５により熱交換器の温度を検出し、水空気供給部４より送出される水と空気の気液２相の量を流量調節装置２４により制御する。室内熱交換器３の温度が高い場合にはより多くの気液２相を蒸発させることができ、熱交換器の温度が低い場合には流量調節装置２４により量を減らすことことができる。蒸発した水は、室内ファン（図示せず）により室内熱交換器３で加熱された空気とともに室内に吹出され、室内空気を加湿する。

以上のように、本実施の形態においては、水と空気の気液２相の量を室内熱交換器に備えられた配管温度センサー２５で熱交換器の温度を検出することで、温度が高い場合は、より多くの量を蒸発でき、温度が低い場合は量を減らすことで熱交換器により蒸発できずにドレン水として排出されることを防ぐことができ、効率的に結露水を使用することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３での配管温度センサー２５を吹出し温度センサー２６とすることにより、室内熱交換器に分布する温度むらを平均化した値として検出することができ、より結露水を有効的に使用することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の断面構成図本発明の実施の形態２における空気調和機の断面構成図本発明の実施の形態３における空気調和機の室内熱交換器と水空気供給部との構成を示す正面構成図

符号の説明

１室外機
２室内機
３室内熱交換器
４水空気供給部
５室外熱交換ユニット
６空気供給ユニット
７加湿ユニット
８室外熱交換器
９室外ファン
１０減圧ポンプ
１１空気供給路
１２ロータ
１２ａ吸着部
１２ｂ脱離部
１３吸気口
１４脱離ヒータ
１５吸着空気排気口
１６吸着空気通路
１７脱離空気通路
１８吸着ファン
１９熱交換器
２０脱離ファン
２１貯留部
２２結露水供給路
２３供給路
２４流量調節装置
２５配管温度センサー
２６吹出し温度センサー

Claims

少なくとも空気中から水分を吸着する吸湿体と、前記吸湿体より脱離した水分を含む高温高湿空気から水分を結露させる結露手段と、前記結露手段で発生した水を貯留する貯留部と、減圧手段とを室外機に、熱交換器を室内機に具備し、前記減圧手段に前記貯留部より水を導入し、前記減圧手段から吐出した空気と混合し、生成された気液２相を室内機に導入する供給路を配設し、前記供給路内に流量調節装置を設け前記気液２相を前記熱交換器に噴霧することを特徴とする空気調和機。
前記貯留部に流量調節機能を持たせたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
前記熱交換器に設けられた熱交換器温度検出手段により前記流量調節装置を制御することを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
前記室内機に設けられた吹出温度検出手段により前記流量調節装置を制御することを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。