JP2007046803A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ファンを駆動するモータの仕事量を増大させることがなく，また熱交換器に対するドレン水の放水量を一定に保って熱交換効率の時間的変動を防止することが可能な空気調和機を提供すること。
【解決手段】 室内用熱交換器１，室外用熱交換器２各々において生じ，ベースパン３により貯水されているドレン水Ｗを，ポンプ１０ａ及び１０ｂを用いて前記ベースパン３から吸い上げる。また，導水路１１ａ及び１１ｂを通じて室外用貯水タンク１２ａ及び室内用貯水タンク１２ｂに前記ドレン水Ｗを導き，それらの下方から前記室内用熱交換器１及び前記室外用熱交換器２に前記ドレン水Ｗを放水する。
【選択図】図２

Description

本発明は，空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器により生じる凝縮水（以下，ドレン水）を前記熱交換器に放水することにより，前記熱交換器における熱交換の効率を上昇させることが可能な空気調和機に関するものである。

空気調和機では，室内機，室外機それぞれにおける熱交換器（以下，室内用熱交換器，室外用熱交換器という）からドレン水が生じる。前記ドレン水は，例えば電気部品等への漏洩を防止するように，水受皿等の貯水部に一旦貯水され，前記貯水部に接続されたドレン配水管等を通じて排水される。
また，近年では，前記ドレン水を排水するだけではなく，前記熱交換器に向けて放水することにより，前記ドレン水を蒸発させるとともに前記熱交換器の冷却を行い，これにより前記熱交換器の効率を上昇させる技術も用いられている（例えば，特許文献１）。

図１は，従来例に係る空気調和機の概略構成図である。以下，図１を参照しつつ，従来例に係るドレン水処理技術が用いられている空気調和機について簡単に説明する。
図１に示される，従来例に係る空気調和機Ｂは，室内機，室外機一体型であり，冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内用熱交換器１と，前記冷媒と室外空気との熱交換を行う室外用熱交換器２と，それぞれの熱交換器の下方に配置され，前記室内用熱交換器１及び前記室外用熱交換器２で凝縮された凝縮水を受けるベースパン３と，回転駆動されることにより室内空気を吸引すると共に前記室内用熱交換器１により熱交換された空気を室内に吹き出す室内用ファン４と，前記室内用ファン４を駆動する室内用モータ５と，該室内用モータ５が設けられた空間αから室外空気の吸気を行いかつ前記室外用熱交換器２で熱交換された空気を室外に吹き出す室外用ファン６と，該室外用ファン６を駆動する室外用モータ７と，前記室外用ファン６に取り付けられたスリンガ８と，前記室外用ファン６による空気流を整流するドウフウバン９とを具備して概略構成されている。
このように構成された前記空気調和機Ｂでは，前記室内用ファン４が回転駆動されると，室内空気が室内から吸入される。また，その室内空気が前記室内用熱交換器１を通ることで該室内用熱交換器１の内部を流動する冷媒との間で熱交換されて冷却若しくは加熱され，その後室内に吹き出される。また，同時に前記室外用ファン６が回転駆動され，室外空気が前記空間αを介して吸入される。その室外空気が，前記室外用熱交換器２を通ることで該室外用熱交換器２の内部を流動する冷媒との間で熱交換されて加熱若しくは冷却（前記室内用熱交換器１とは逆）され，その後室外に吹き出される。

そのような熱交換に伴って，前記室内用熱交換器１及び前記室外用熱交換器２からは凝縮水であるドレン水Ｗが発生する。該ドレン水Ｗは，それらの熱交換器各々の下方に位置する前記ベースパン３（貯水部の一例）により貯水される。
このようなドレン水Ｗは，前記ベースパン３に接続された不図示のドレンホース等を通じて外部に排水されるか，前記空気調和機Ｂが冷房運転状態である際にのみ以下のように前記室外用熱交換器２に対して放水され，該室外用熱交換器２の熱効率を上昇させるのに用いられる。
詳しくは，前記室外用ファン６には前記スリンガ８が一体的に取り付けられている。前記ドレン水Ｗの前記ベースパン３における水位が高く，前記スリンガ８の端部が前記ドレン水Ｗの水面下に達する状態では，前記室外用ファン６の回転に伴って前記スリンガ８により前記ドレン水Ｗが掻き上げられ，飛び散らされる。また，そのような状態で，前記ドレン水Ｗは前記室外用ファン６により前記室外用熱交換器２に吹き付けられる。
これにより，前記ドレン水Ｗが前記室外用熱交換器２から吸熱して前記室外用熱交換器２の熱交換効率を上昇させるとともに，自身は吸熱により蒸発して前記室外空気と共に外部に排気される。
特開昭５８―２０５０３０号公報

しかしながら，上述の実施例では，ベースパン３に貯水されたドレン水Ｗを掻き上げるために，室外用ファン６を駆動する室外用モータ７の仕事量が増大し，該室外用モータ７の寿命を縮めてしまう問題点がある。また，前記ドレン水Ｗの掻き上げの際に騒音が発生するという問題点もある。更に，熱交換器各々からのドレン水の発生量の変化又はドウフウバン９の内圧変化により前記ドレン水の水位に変化が生じるが，それに伴ってスリンガ８による掻き上げ量が変化するので，室外用熱交換器２に対して吹き付けられる前記ドレン水Ｗの量が異なってしまう。その結果，前記室外用熱交換器２の熱交換効率が時間毎に変動するので，安定した稼働を行えないという問題点がある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，ファンを駆動するモータの仕事量を増大させることがなく，また熱交換器に対するドレン水の放水量を一定に保って熱交換効率の時間的変動を防止することが可能な空気調和機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，室内空気と冷媒との熱交換を行う室内用熱交換器，室外空気と冷媒との熱交換を行う室外用熱交換器において生じる凝縮水（ドレン水）を貯水部に貯水し，貯水された前記ドレン水をポンプで吸い上げ，吸い上げられた凝縮水を各々の熱交換器に導いて放水する空気調和機として構成される。
このように，前記ドレン水の吸い上げにポンプが用いられるので，ファンを駆動するモータの仕事量は増大せず，寿命を縮めるなどの弊害を防止することが可能である。また，ドレン水の水位が変化しても，よほどの渇水などが生じない限りは吸い上げ量が安定するので，熱交換器各々に対する放水量を一定に保ちやすく，前記熱交換器各々の効率の時間的変動を防止することが可能である。
ここで，前記室内用熱交換器に対する放水と前記室外用熱交換器に対する放水とによる放水バランスを制御することなどが考えられる。より具体的には，前記室内用熱交換器に対する放水と前記室外用熱交換器に対する放水とのいずれを行うかの切替制御を行うことが考えられる。その場合，例えば当該空気調和機が冷房として運転する状態では前記室外用熱交換器に対する前記ドレン水の放水を行い，暖房として運転する状態では前記室内用熱交換器に対する放水を行うなど，稼働状態に応じた放水を行うことが可能であり，効果的に熱交換効率を上昇させることが可能である。

本発明によれば，ドレン水の吸い上げにポンプが用いられるので，ファンを駆動するモータの仕事量は増大せず，寿命を縮めるなどの弊害を防止することが可能である。また，熱交換器各々からのドレン水の発生量の変化又はドウフウバンの内圧変化によりドレン水の水位が変化しても，よほどの渇水などが生じない限りは吸い上げ量が安定するので，前記熱交換器各々に対する放水量を一定に保ちやすく，前記熱交換器各々の効率の時間的変動を防止することが可能である。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は従来例に係る空気調和機の概略構成図，図２は本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の概略構成図，図３は本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の主要部のブロック図，図４は本発明の第２の実施形態に係る空気調和機の概略構成図，図５は本発明の第３の実施形態に係る空気調和機の概略構成図，図６は本発明の実施例に係る空気調和機の概略構成図である。
従来例と同様の構成については従来例での説明と同じ符号を用いるものとする。

（１）本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の特徴について。
以下，図２及び図３を参照しつつ，本発明の第１の実施形態に係る空気調和機Ａ１の特徴点及び主要部について詳述する。尚，ドレン水Ｗの熱交換器に対する放水に関係のない部分は従来例と同様であり，説明を省略する。
図２に示されるように，本発明の第１の実施形態に係る空気調和機Ａ１では，室内用熱交換器１及び室外用熱交換器２において生じるドレン水Ｗはベースパン３により貯水される。
当該空気調和機Ａ１と従来例の空気調和機Ｂ（図１）との相違点は，前記ドレン水Ｗを前記室外用熱交換器２に対して放水するのに，ポンプ１０ａ，導水路１１ａ，室外用貯水タンク１２ａ，漏水機構１４ａ等が用いられる点である。即ち，当該空気調和機Ａ１が冷房運転時である場合，当該空気調和機Ａ１の統括的な制御を行う制御装置の一部である放水制御装置１３（図３参照）により前記ポンプ１０ａが運転され，前記ベースパン３（貯水部の一例）から前記ドレン水Ｗ（凝縮水）が吸い上げられる。
また，前記ポンプ１０ａにより吸い上げられた前記ドレン水Ｗは，前記導水路１１ａを通じて前記室外用熱交換器２の上方に位置する室外用貯水タンク１２ａに導かれる。更に，前記室外用貯水タンク１２ａの下方には放水量が可変の漏水機構１４ａが設けられており，前記放水制御装置１３が前記漏水機構１４ａを制御することにより，例えばユーザにより設定された設定温度その他条件に応じた放水量で前記室外用熱交換器２に対して放水される。前記導水路１１ａ，前記室外用貯水タンク１２ａ，前記漏水機構１４ａが室外用放水手段の一例である。尚，前記漏水機構１４ａとしては，前記放水制御装置１３により開閉制御がなされるバルブ等が考えられる。
放水された前記ドレン水Ｗは前記室外用熱交換器２から吸熱を行って熱交換の効率を上昇させると同時に蒸発し，室外に排気される。

また，前記室外用熱交換器２と同様の方法により，室内空気と冷媒との熱交換を行う室内用熱交換器１に対しても，前記ドレン水Ｗが放水される。即ち，暖房運転時において，放水制御装置１３（図３参照）がポンプ１０ｂを制御し，前記ベースパン３により貯水される前記ドレン水Ｗを吸い上げさせる。前記ポンプ１０ｂにより吸い上げられた前記ドレン水Ｗは，前記導水路１１ｂを通じて前記室内用熱交換器２の上方に位置する室内用貯水タンク１２ｂに導かれる。更に，前記放水制御装置１３が前記室内用貯水タンク１２ｂ下部の（前記漏水機構１４ａと同様の）漏水機構１４ｂを制御することにより，例えばユーザにより設定された設定温度その他の条件に応じた放水量で前記室外用熱交換器２に対して放水される。前記導水路１１ｂ，前記室内用貯水タンク１２ｂ，前記漏水機構１４ｂが室内用放水手段の一例である。
このような放水の方法によれば，室外用ファン６を駆動する室外用モータ７には余計な負荷が作用せず，寿命の短縮が防止される。また，前記ドレン水Ｗの吸い上げ量が安定するので，前記室外用熱交換器２，前記室内用熱交換器１に対する放水量を一定に保ちやすく，それらの熱交換効率の時間的変動を防止することが可能である。

（２）放水制御装置１３による前記ポンプ１０ａ，１０ｂの制御について。
当該空気調和機Ａ１では，暖房として運転する暖房運転状態であるか，冷房として運転する冷房運転状態であるかの条件に基づいて，図３に示される放水制御装置１３が前記室外用熱交換器２に対して前記ドレン水Ｗを放水させるか（室外用放水手段による放水を行うか），前記室内用熱交換器１に対して前記ドレン水Ｗを放水させるかの切替制御を行う。このような切替制御により室外用放水手段による放水を行うか，室内用放水手段による放水を行うか，のバランスを制御する前記放水制御装置１３が放水バランス制御手段の一例である。
より詳しくは，前記暖房運転状態にある場合には，前記放水制御装置１３が前記ポンプ１０ｂを駆動制御すると同時に前記漏水機構１４ｂから前記室内用熱交換器１に向けて前記ドレン水Ｗを放水させる。逆に，前記冷房運転状態にある場合には，前記放水制御装置１３が前記ポンプ１０ａを駆動制御すると同時に前記漏水機構１４ａから前記室外用熱交換器２に向けて前記ドレン水Ｗを放水させる。
このように，暖房，冷房などの稼働状態に応じた放水を行うことにより，効果的に熱交換効率を上昇させることが可能である。

（３）第２の実施形態について。
図４は本発明の第２の実施形態に係る空気調和機Ａ２の概略構成図である。
図４に示されるように，本発明の第２の実施形態に係る空気調和機Ａ２では，前記室内用熱交換器１に対する前記ドレン水Ｗの吸い上げと，前記室外用熱交換器２に対する前記ドレン水Ｗの吸い上げとに単一のポンプ１０が兼用される。
前記ドレン水Ｗの吸い上げ経路である導水路１１は前記ポンプ１０の下流側に分岐点Ｓを有している。分岐点Ｓより前記導水路１１は，前記室外用貯水タンク１２ａに向かう導水路１１ａと前記室内用貯水タンク１２ｂに向かう導水路１１ｂとの分岐される。
前記導水路１１ａと前記導水路１１ｂとには，前記ポンプ１０により吸い上げられた前記ドレン水Ｗが通過可能である状態（以下，開状態という）と通過不可能である状態（以下，閉状態という）とに，前記放水制御装置１３の制御による切替が可能なｏｎ／ｏｆｆ弁１５ａ，１５ｂがそれぞれ設けられている。
当該空気調和機Ａ２が冷房運転状態である場合には，前記ｏｎ／ｏｆｆ弁１５ａが開状態に制御される一方，前記ｏｎ／ｏｆｆ弁１５ｂが閉状態に制御され，これにより前記室外用熱交換器２のみに対して前記ドレン水Ｗが放水される。また，暖房運転状態である場合には，前記ｏｎ／ｏｆｆ弁１５ｂが開状態に制御される一方，前記ｏｎ／ｏｆｆ弁１５ａが閉状態に制御され，これにより前記室内用熱交換器１のみに対して前記ドレン水Ｗが放水される。
この場合も，上記第１の実施形態と同様の効果が生じる。

（４）第３の実施形態について。
図５は本発明の第３の実施形態に係る空気調和機Ａ３の概略構成図である。本発明の第３の実施形態に係る空気調和機Ａ３では，上述の第２の実施形態で用いられた前記ｏｎ／ｏｆｆ弁１５ａ，１５ｂの代わりに，前記分岐点Ｓに切替弁１６が設けられる。この場合，冷房運転状態であるか暖房運転状態であるかに基づいて，前記放水制御装置１３により前記切替弁１６の状態が切替えられるものとすると，稼働状態に応じて放水を行う対象の熱交換器を選択することが可能である。

例えば図６に示されるように，従来例で説明したような，スリンガ８でドレン水Ｗを掻き上げる方法を本発明の方法と並列して用いることも考えられる。
ポンプによる吸い上げにより，ベースパン３に貯水される前記ドレン水Ｗの水位を低くかつ一定に保てば，室外用モータ７の負荷を低くかつ一定に保つことが可能である。即ち，本発明の方法と従来例の方法との併用により，従来例で述べたようなスリンガ８を用いることの問題点を半解消することが可能と考えられる。また，例えば，室外用モータ７の負荷を度外視して，集中的に室外用熱交換器２を冷却したい場合などが考えられ，これらの理由により本発明の方法と従来例とを併用する場合も十分あり得ると考えられる。

従来例に係る空気調和機の概略構成図。 本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の概略構成図。 本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の主要部のブロック図。 本発明の第２の実施形態に係る空気調和機の概略構成図。 本発明の第３の実施形態に係る空気調和機の概略構成図。 本発明の実施例に係る空気調和機の概略構成図。

符号の説明

Ｂ…従来例に係る空気調和機
Ａ１…本発明の第１の実施形態に係る空気調和機
Ａ２…本発明の第２の実施形態に係る空気調和機
Ａ３…本発明の第３の実施形態に係る空気調和機
Ａ４…本発明の実施例に係る空気調和機
１…室内用熱交換器
２…室外用熱交換器
３…ベースパン
４…室内用ファン
５…室内用モータ
６…室外用ファン
７…室外用モータ
８…スリンガ
９…ドウフウバン
１０，１０ａ，１０ｂ…ポンプ
１１，１１ａ，１１ｂ…導水路
１２ａ…室外用貯水タンク
１２ｂ…室内用貯水タンク
１３…放水制御装置
１４ａ，１４ｂ…漏水機構
１５ａ，１５ｂ…ｏｎ／ｏｆｆ弁
１６…切替弁

Claims (4)

1. 冷媒と空気との熱交換を行う熱交換手段と，該熱交換手段において生じる凝縮水を貯める貯水部と，前記貯水部から前記凝縮水を吸い上げるポンプと，前記ポンプにより吸い上げられる前記凝縮水を前記熱交換手段に導いて放水する放水手段と，を具備する空気調和機であって，
   前記熱交換手段が，室内空気との熱交換を行う室内用熱交換手段と，室外空気との熱交換を行う室外用熱交換手段とを備え，
   前記放水手段が，前記室内用熱交換手段に放水する室内用放水手段と，前記室外用熱交換手段に放水する室外用放水手段とを備えてなることを特徴とする空気調和機。
2. 前記室内用放水手段と前記室外用放水手段との各々による放水バランスを制御する放水バランス制御手段を具備してなる請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記放水バランス制御手段が，前記室内用放水手段による放水と前記室外用放水手段による放水とのいずれを行うかの切り替えにより前記放水バランスを制御してなる請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記放水バランス制御手段が，少なくとも当該空気調和機が冷房運転状態と暖房運転状態とのいずれの状態であるかに基づいて前記放水バランスの制御を行うものである請求項２又は３のいずれかに記載の空気調和機。

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