JP2007139205A - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】同一モータで排気ファンと吸気ファンを同時駆動して、同時に排気と吸気を行う換気装置を空気調和機の室内ユニット内の熱交換器の側方空間に収納配置したものがあるが、排気のみ、吸気のみを行うものではない。またモータの左右両側に上記ファンを取り付けるため左右方向に長い形態の換気装置となり、室内ユニットが大型化する。本発明は給気、排気及び給排気の動作が選択可能とし、特に、同時給排気の動作において、排気される室内空気と取り込まれる室外空気とが、全熱交換器によって熱交換するようにして、効果的な外気の取入れが可能な空気調和機を提供するものである。
【解決手段】換気ユニットは、給排気モード時に、給気経路を通って室内へ供給される室外空気と排気通路を通って室外へ排出される室内空気とが熱交換される全熱交換器を備え、全熱交換器は全熱交換素子がケースに着脱自在に収納されたもの。
【選択図】図15

Description

本発明は、換気装置を組み込んだ空気調和機に関し、特に、給気と排気と同時給排気が選択可能な換気ユニット付き空気調和機に関する。
同一モータで排気ファンと吸気ファンを同時駆動して、同時に排気と吸気を行う換気装置を空気調和機の室内ユニット内に収納した熱交換器の側方空間に収納配置したものがある。(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−005472号公報
特許文献1のものでは、同一モータで排気ファンと吸気ファンを同時駆動するため、排気と吸気を同時に行う換気装置としての機能は果たせるが、排気のみ、吸気のみを行うようには構成されていない。また、モータの左右両側にそれぞれシロッコタイプのファンが取り付けられ、それぞれのファンケーシングに排気ホースと吸気ホースが取り付けられた構成であるため、左右方向に長い形態の換気装置となり、空気調和機の室内ユニットをかなり横長タイプに改善しなければならない問題が生じる。
本発明は、このような点を考慮して、給気、排気及び同時給排気の動作が選択可能である換気ユニットを室内設置の空気調和機内に収納して、室内の効果的な換気を行うことができるようにするものである。また、室内設置の空気調和機内の熱交換器の側方空間に収納配置する場合にも、空気調和機が上記のように大きく横長にしなくても十分収納可能なるように、換気ユニットを薄型化できるようにする。特に、同時給排気の動作において、排気される室内空気と取り込まれる室外空気とが、全熱交換器によって熱交換するようにして、効果的な外気の取入れが可能な空気調和機を提供するものである。
第1の発明は、室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備え、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする。
第2の発明は、室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は一方向回転の給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備えた換気ユニットを構成し、前記換気ユニットは、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする。
第3の発明は、第1又は第2発明において、前記給排気通路は切り替え弁にて前記給気経路と前記排気経路とに切り替え制御され、前記切り替え弁は、前記給排気兼用ファンへの空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口からの室内空気吸い込み経路と室外空気の吸い込み口からの室外空気吸い込み経路とに切り換える第1切り替え弁Aと、前記給排気兼用ファンからの空気吐出経路を室内空気の吐出口から室外へ排気する室外排気経路と室外空気の給気口から前記室内へ供給する室内供給経路とに切り換える第2切り替え弁Bを備え、前記給排気兼用ファンから吹き出される空気の流れが、前記第2切り替え弁Bを通って前記全熱交換器へ導かれる経路と、前記第2切り替え弁Bを通って室外へ導かれる経路とに切り替え制御されることを特徴とする。
第4の発明は、第1乃至第3発明において、前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして交差する流れをなすように複数段に空気通路が形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが前記換気装置から着脱自在であることを特徴とする。
第5の発明は、室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置による給排気モード時に、給気経路を通って前記室内へ供給される室外空気と排気通路を通って室外へ排出される室内空気とが熱交換される全熱交換器を備え、前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして交差する流れをなす全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが空気調和機の前面側から着脱自在であることを特徴とする。
第6の発明は、第1乃至第5発明において、前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして略直角に交差する流れをなすように、間隔を保って積層した前記区画シート間に波形又は山形の通路部材によって空気通路を形成したものが複数段に形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記全熱交換器が前面パネルで覆われた状態であり、前記ケースが空気調和機の前面パネルを開いた状態で前面側から着脱自在であることを特徴とする。
第1の発明は、給気モード、排気モード及び給排気モードが選択可能であり、排気モードでは、給排気兼用ファンと排気専用ファンの運転(ON)により、室内の排気を速やかに行うことができるため、室内空気が汚れた場合には効果的である。そして、給気モードでは、給排気兼用ファンの運転により、外気を取り入れて室内空気の清浄化をすることも効果的である。そして、給排気モードでは、給排気兼用ファンと排気専用ファンの運転(ON)により、給気と排気が同時に行われるため、室内の空気浄化促進効果が十分発揮できる。特に、給排気モードでは、給気経路を通る室外空気と排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されるため、顕熱と潜熱の熱交換効果によって、冷房時には取り入れる室外空気の冷却と湿気の減少効果が得られ、暖房時には取り入れる室外空気の暖めと加湿効果が得られるため、排気される室内空気を有効利用して好ましい換気効果が得られるものとなる。
第2の発明では、第1の発明の効果に加えて、換気装置は、給排気兼用ファンを備えた給排気部と排気専用ファンを備えた排気専用部を組み合わせて一体化した換気ユニット構成であるため、空気調和機とは独立して組み立てができると共に、空気調和機内への組み込みが簡素化されるものとなる。
第3の発明では、第1の発明の効果に加えて、給気モード、排気モード及び給排気モードにおけるこれらの制御は、第1切り替え弁と第2切り替え弁とによる通路切り替えと、給排気兼用ファンと排気専用ファンの運転(ON)によって達成できるため、制御もし易く的確となる。
第4の発明では、第3発明の効果に加えて、全熱交換器は、給気経路を通る室外空気と排気通路を通る室内空気との間で行われる熱交換と透湿作用によって、冷房運転又は暖房運転においても、排出される室内空気の影響を導入する室外空気に与えるため、好ましい状態で室外空気を導入できることとなる。また、全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、ケースが換気装置から着脱自在であるため、換気装置への全熱交換素子の組み込みや、全熱交換素子の清掃や交換がし易くなる。
第5の発明では、全熱交換器は、給気経路を通る室外空気と排気通路を通る室内空気との間で行われる熱交換と透湿作用によって、冷房運転又は暖房運転においても、排出される室内空気の影響を導入する室外空気に与えるため、好ましい状態で室外空気を導入できることとなる。また、全熱交換器が空気調和機の前面側から着脱自在であるため、換気装置への全熱交換素子の組み込みや、全熱交換素子の清掃や交換がし易くなる。
第6の発明では、上記の効果に加えて、全熱交換器は、室外空気と室内空気とが区画シートを介して複数段に略直角に交差するため、一方の空気と他方の空気との間で行われる熱交換と透湿作用が効果的となる。そして、冷房運転又は暖房運転においても、排出される室内空気の影響を導入する室外空気に与えるため、好ましい状態で室外空気を導入できることとなる。また、全熱交換器は、前面パネルで覆われた状態であるため、空気調和機の運転中は全熱交換器が隠れた状態となり、空気調和機の外観デザインの向上となり、換気装置への全熱交換素子の組み込みや、全熱交換素子の清掃や交換の際には、空気調和機の前面パネルを開いた状態で行えるため、作業もし易くなる。
本発明の空気調和機における換気ユニットは、給排気モード時に、給気経路を通って室内へ供給される室外空気と排気通路を通って室外へ排出される室内空気とが熱交換される全熱交換器を備え、この全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な仕切り壁を境にして交差する流れをなす全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが空気調和機から着脱自在であり、以下に本発明の実施形態を記載する。
次に、本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る空気調和機と室外機のセットである分離型空気調和装置の斜視図、図2は本発明に係る空気調和機の縦断側面図、図3は本発明に係る空気調和機の前面パネルを開いた状態での換気ユニット収納部を示す空気調和機本体の正面斜視図、図4は本発明に係る換気ユニットの右側斜視図、図5は本発明に係る換気ユニットの給排気部の断面図、図6は本発明に係る換気ユニットの給気モードを説明する斜視図、図7は本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第1切り替え弁Aの状態説明図、図8は本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第2切り替え弁Bの状態説明図、図9は本発明に係る換気ユニットの排気モードを説明する斜視図、図10は本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第1切り替え弁Aの状態説明図、図11は本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第2切り替え弁Bの状態説明図、図12は本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図、図13は本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図、図14は本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する空気調和機本体の正面斜視図、図15は本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する換気ユニットの正面斜視図、図16は本発明に係る全熱交換器から全熱交換素子を取り外した状態を説明する正面斜視図である。
図において、本発明に係る空気調和機1は、室内の壁に掛けられるタイプの壁掛け式室内用空気調和機であり、冷媒の圧縮機と凝縮器とこれらの熱交換用送風機8等を収納した室外機10とで一組の分離型空気調和装置を構成するものであり、空気調和機1と室外機10とは、冷媒配管回路18と電気回路19とで連結された状態である。空気調和機1は内部に熱交換器3と送風機4等が配置され、上面と前面にそれぞれ空気吸い込み部(後述の空気吸い込み口)を形成している。前記分離型空気調和装置は、空気調和機1によって家屋の室内の空気調和を行うために、冷房動作、暖房動作、除湿動作、換気動作、室内空気循環動作を選択スイッチの操作に基づき選択できるものである。この選択スイッチは、使用性の向上から一般的に使用者が任意に遠隔操作可能なリモートコントローラ(図示せず)に設けられたスイッチで構成される。
これを具体的に説明すると、空気調和機1は、空気調和機本体2と前面パネル7とで構成された横長形状をなし、空気調和機本体2は空気調和機1の背面側に位置する基体部2Aと、その基体部2Aの前面側に組み合わされたカバー部2Bとで構成され、カバー部2Bは前後に開口して空気調和機1の外形形状をした枠状をなし、このカバー部2Bの前面開口を覆うように前面パネル7が着脱可能に取り付けられている。前面パネル7は、取り外し又は開閉可能であり、その開閉する構成として、カバー部2Bの上部に軸支持して上方へ回動にて開くことができる方式や、通常は閉じているが空気調和機1の運転に伴って電動機装置によって前方へ移動して空気吸い込み口を上下に形成する方式や、その他の方式による構成がある。基体部2Aの前面側には、熱交換器3と送風機4と電装箱等が取り付けられ、カバー部2Bがこれらの周囲を覆い、空気調和機1の前面を前面パネル7が覆う状態である。空気調和機1は、家屋の室内の壁にネジ固定した固定板16に対して、基体部2Aの背面の引っ掛け部を引っ掛けることによって取り付けられる。
熱交換器3と送風機4は空気調和機本体2内に配置されており、熱交換器3は略逆V字状に配置した前面側熱交換部3Aと後面側熱交換部3Bとで構成され、前面側熱交換部3Aは下部が後方へ屈曲した部分3A1を形成した形状をなす。熱交換器3は、並列配置の多数のアルミニウム薄板Pを冷媒パイプQが貫通配置されたプレートフィン型熱交換器の構成である。送風機4は、左右方向に延びた多数の羽根4Aが円周に配置され横軸4Bを電動機で回転する横流式ファンであり、熱交換器3の内側に配置されて、略熱交換器3の左右全幅に渡る長さを有する。
送風機4の運転によって空気吸い込み部から空気調和機1内へ吸い込まれる空気は、空気調和機本体2の上面と前面から熱交換器3へ向けて流入するように、横長の空気調和機本体2の上面と前面にそれぞれ左右方向に長く空気吸い込み口5A、5B、5Cを形成している。上面空気吸い込み口5Aは、空気調和機本体2の上面に左右方向に長く形成し、空気調和機本体2の前面側には、前面パネル7の上端との間に左右方向に長く前面空気吸い込み口5Bが形成され、前面パネル7の下部には空気の吸い込み口5Cが形成されている。これらの空気の吸い込み口5A、5B、5Cに対応して、空気調和機本体2の前面側には網状のフィルタ6が配置されている。
フィルタ6は、フィルタ網をその周囲に形成される合成樹脂製枠を射出成形すると同時に一体化したものであり、前面パネル7を開いた状態で、空気調和機本体2のカバー部2Bの左右両側部とその中間部に形成したフィルタ支持レール部9に対して、カバー部2Bの前面開口側から上方へ向かうスライド式挿入によって、左右のフィルタ6が着脱自在に保持されている。フィルタ6をフィルタ支持レール部9にスライドし易くするためと、フィルタ6の中間部が熱交換器3側へ落ち込まないようにするために、フィルタ6の裏側の支持部として左右のフィルタ支持レール部9、9間に渡る横桟9Aと、この横桟9A相互に上下に渡る縦桟9Bでもって格子状の桟を形成している。
送風機4の運転によって熱交換器3A、3Bと熱交換した空気は、空気調和機1の前面下部に形成した横長矩形状の空気吹き出し口11から前方へ吹き出す。空気吹き出し口11には、軸12Aで上下動するように軸支持された上下動風向板12と、吹き出す空気流を左右の複数流に分割する左右動風向板13を備えている。熱交換器3A、3Bから流下する露は、その下方の露受け皿14、15で受けられ、ドレンパイプ17から室外に排出される。
空気調和機構の一つとして、建物(家屋)の室内への室外空気の取り込み(給気)と室内空気の排出(排気)を行う換気装置20が、空気調和機1内に組み込まれている。換気装置20は、後述のように、給排気部21と排気専用部22を備え、給排気部21は一方向回転の給排気兼用ファン23とこれに関連する給排気通路を備え、排気専用部22は排気専用ファン24とこれに関連する排気通路を一体化したユニット構成でもって換気ユニットを形成している。このため、換気装置20は、以下、換気ユニット20と称することとする。換気ユニット20は、熱交換器3と送風機4の側方に配置された状態であり、図3には左側の内部空間に配置された形態を示している。換気ユニット20は、空気調和機1の使用者が選択スイッチによって、給気モード、排気モード及び同時給排気モードに切り替え制御できるものである。換気ユニット20は、給排気部21と排気専用部22が一体化された構成であり、空気調和機1内の熱交換器3の側方の空間に組み込まれた状態において、後述の室外給気管路26と室外排気管路27が接続される構成である。
給排気部21は一方向回転の給排気兼用ファン23とこれに関連する給排気通路を備えており、排気専用部22は排気専用ファン24とこれに関連する排気通路を備えている。給排気兼用ファン23と排気専用ファン24とは略同一平面状になるように配置されて、給排気部21と排気専用部22が略同一平面状の配置である。図では給排気兼用ファン23と排気専用ファン24とが略同一平面的な上下関係になるように、給排気部21と排気専用部22が略同一平面的な上下関係の配置である。これによって、換気ユニット全体が薄型の小型化が図られるものとなり、空気調和機1内で熱交換器3の側方の小空間に組み込まれるものに適したものとなる。
前記給排気通路は、給排気兼用ファン23への空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口25からの室内空気吸い込み経路Pと室外給気管路26からの室外空気吸い込み経路Qとに切り換える第1切り替え弁Aと、給排気兼用ファン23からの空気吐出経路を室外排気管路27から室外へ排気する室外排気経路Rと家屋の室内へ供給する室内供給経路Sとに切り換える第2切り替え弁Bを備えている。
給排気兼用ファン23と排気専用ファン24は、十分な送風量を得るために遠心送風ファンで構成され、実施例ではその一つであるシロッコファンで構成している。シロッコファン23は、円盤状の端板23Bの中心は駆動用電動機23Aの回転軸に取り付けられ、端板23Bの周縁には端板23Bと直角方向へ延びた多数の羽根23Cが取り付けられ、端板23Bの対向面が吸い込み側23Dとなり、吸込んだ空気は羽根23Cから周辺へ吐出される動作をする。シロッコファン24もシロッコファン23と同様の構成である。
排気専用部22は、排気専用ファン24とこれに関連する排気通路を備える。排気専用シロッコファン24とその駆動用電動機24Aがファンケーシング28内に収納され、ファンケーシング28の一側面にはシロッコファン24の吸い込み側に対面して吸い込み口28Aが形成され、シロッコファン24の周辺に対応したファンケーシング28の周囲壁の一部には吐出口28Bが形成されている。この構成によって、吸い込み口28Aから吐出口28Bへ至る空気通路が、排気専用部22の排気通路を形成する。吐出口28Bは室外排気管路27に連通してもよいが、室外へ延びる別個の排気パイプ(図示せず)を接続してもよい。
給排気部21は、給排気兼用ファン23とその駆動用電動機23Aがファンケーシング29内に収納され、ファンケーシング29の一側面にはシロッコファン23の吸い込み側に対面して吸い込み口29Aが形成され、シロッコファン23の周辺の吐出空間30Bに対応したファンケーシング29の周囲壁の一部には吐出口29Bが形成されている。吸い込み口29Aの全周からへ空気を吸込むために、吸い込み口29Aの周縁に拡がった吸い込み空間30Cを形成する。この吸い込み空間30Cは、ファンケーシング29を延長してその端部を側板31で覆った状態で形成されている。この吸い込み空間30Cの周囲壁の一部には、吐出口29Bと同じ側に吐出口29Bと区画して吸い込み口30Aが形成されている。
給排気部21は、この他にダクト部32がファンケーシング29に連結された構成である。ダクト部32は、室外給気管路26から室外空気を吸い込む吸い込み口33と、吸い込み口30Aと連結される吸い込み口34とを吸い込み空間30Cと同じ側に同一平面状に形成して、これらが室外空気吸い込み経路Qの一部通路Q1を構成している。室内空気吸い込み口25は、この室外空気吸い込み経路Qの一部通路Q1の側面に、熱交換器3側に向いて開口するように形成されているが、側板31に掛かるように形成してもよい。
また、ダクト部32は、吐出口29Bと連結される吐出口35と、室外排気管路27へ室内空気を排出する吐出口36と、室外空気を家屋の室内へ供給する給気口37とを吐出空間30Bと同じ側に略同一平面状に形成して、これらが室外排気経路Rの一部通路R1と室内供給経路Sの一部通路S1を構成している。この構成によって、室外排気経路Rの一部通路R1と室内供給経路Sの一部通路S1は、区画壁Zを介して室外空気吸い込み経路Qの一部通路Q1に重ね合わせ状態の配置となる。
また、ダクト部32には、第1切り替え弁Aと第2切り替え弁Bとが設けられ、第1切り替え弁Aと第2切り替え弁Bは、ダクト部32に取り付けた単一の電動機40とこれによって回転する減速歯車機構41によって作動するように構成している。第1切り替え弁Aは、室内空気吸い込み経路Pの開閉と室外空気吸い込み経路Qの開閉とを行う。また、第2切り替え弁Bは、室外排気経路Rの開閉と室内供給経路Sの開閉を行う。このような切り替え制御は、前記リモートコントローラのスイッチによって給気モードと排気モードとを使用者が選択することにより行われる。
家屋の室内へ供給する室外空気の殺菌又は減菌のために、紫外線発生装置50が換気ユニット20と一体化されて、空気調和機1内において熱交換器3の前面側でフィルタ6の背面側に配置している。この紫外線発生装置50は、横方向に長い紫外線ランプ又は紫外線発光素子(LED)などの紫外線発生部52の周囲に、換気ユニット20によって家屋の室内へ供給される室外空気の空気通路を形成するように、上部から下部の範囲に空気の吹き出し口51Aを複数形成したダクト構成のカバー51によって紫外線発生部52を覆った構成であり、給気口37に一端が連通し他端がカバー51の一端開口に連通したダクト部材53によって、紫外線発生装置50とダクト部32とが連結されている。
ダクト部材53には、ダクト部材53内を流れる室外空気と室内空気とが、それぞれの通路を通りつつ混ざり合わない状態で交差して相互に熱交換するための全熱交換器54が着脱自在に取り付けられている。このため、換気ユニット20が空気調和機1に組み込まれた状態で、空気調和機1の前面側から全熱交換器54を着脱できるように、ダクト部材53には全熱交換器54の収納部80が空気調和機1の前面側に開口した状態で形成されている。
上記のように、換気ユニット20は、給排気部21と排気専用部22を備え、給排気部21は一方向回転の給排気兼用ファン23とこれに関連する給排気通路として、室内空気吸い込み経路P、室外空気吸い込み経路Q、室外排気経路R、室内供給経路Sを備える。また、排気専用部22は排気専用ファン24とこれを取り囲むファンケーシング28によって関連する排気通路Wを形成している。そして、給排気部21の前記給排気通路は、給排気兼用ファン23への空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口25からの室内空気吸い込み経路Pと室外給気管路26からの室外空気吸い込み経路Qとに切り換える第1切り替え弁Aと、給排気兼用ファン23からの空気吐出経路を室外排気管路27から室外へ排気する室外排気経路Rと家屋の室内へ供給する室内供給経路Sとに切り換える第2切り替え弁Bを備えている。
次に、換気ユニット20による給気モード、排気モード及び給排気モードの動作を説明する。上記の選択スイッチによって換気ユニット20が給気モードに選択されたときは、排気専用ファン24は停止状態(OFF)であって給排気兼用ファン23の運転(ON)により前記給排気通路のうちの給気経路である室外空気吸い込み経路Qと室内供給経路Sを通って室外空気が家屋室内へ供給される。また、上記の選択スイッチによって換気ユニット20が排気モードに選択されたときは、排気専用ファン24の運転により排気通路Wを通って家屋室内の空気が室外に排出されると共に、給排気兼用ファン23の運転により、家屋室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路である室内空気吸い込み経路Pと室外排気経路Rを通って室外へ排出されるよう制御される。
これを更に詳細に説明することとする。給気モードは空気の流れを図6、図7及び図8に矢印で示しており、図7に示すように、第1切り替え弁Aが室外空気の吸い込み口33を開くと共に室内空気吸い込み口25を閉じ、図8に示すように、第2切り替え弁Bが室外空気の給気口37を開くと共に室内空気の吐出口36を閉じる。このため、給排気兼用ファン23の運転(ON)により、室外空気は室外給気管路26から吸い込まれて吸い込み口33から室外空気吸い込み経路Qと室内供給経路Sからなる給気経路を通り、給気口37からダクト53へ入って、全熱交換器54の通路54Aを通った後、紫外線発生装置50のカバー51内を流れ、紫外線発生部52で殺菌又は減菌された状態で吹き出し口51Aから空気調和機1内に流出する。空気調和機1内に流出した室外空気は、空気調和機1内の送風機4によって熱交換器3のフィン間を通過して家屋室内に循環される。
また排気モードは空気の流れを図9、図10及び図11に示しており、図10に示すように、第1切り替え弁Aが室外空気の吸い込み口33を閉じる共に室内空気吸い込み口25を開き、図11に示すように、第2切り替え弁Bが室外空気の給気口37を閉じる共に室内空気の吐出口36を開く。このため、給排気兼用ファン23の運転(ON)により、空気調和機1内に入った室内空気は、室内空気吸い込み口25から吸い込まれて室内空気吸い込み経路Pと室外排気経路Rを通り、室内空気の吐出口36から室外排気管路27内を流れて室外へ排出される。そして、排気モードでは排気専用ファン24が運転され、それによって、ダクト53の一部分に形成した吸い込み口53Aから家屋の室内空気が吸い込まれ、全熱交換器54の通路54Bを通り、排気専用ファン24を経て吐出口28Bから室外排気管路27又は別個の排気パイプ(図示せず)を通る排気通路Wにて室外に排出される。
また、同時給排気モードでは、図12及び図13に示すように、給排気兼用ファン23の運転(ON)により前記給排気通路のうちの給気経路QとSを通って室外空気が前記室内へ供給されると共に、前記排気専用ファンの運転(ON)により前記室内の空気が前記排気通路Wを通って室外へ排出されるよう制御される。即ち、図7に示すように、第1切り替え弁Aが室外空気の吸い込み口33を開くと共に室内空気吸い込み口25を閉じ、図8に示すように、第2切り替え弁Bが室外空気の給気口37を開くと共に室内空気の吐出口36を閉じる。このため、上記の給気モードように、給排気兼用ファン23の運転(ON)により、室外空気は室外給気管路26から吸い込み口33を通って吸い込まれて室外空気吸い込み経路Qと室内供給経路Sを通り、更に給気口37からダクト53へ入る。ダクト53へ入った空気は、全熱交換器54の通路54Aを通った後、紫外線発生装置50のカバー51内を流れ、紫外線発生部52で殺菌又は減菌された状態で吹き出し口51Aから空気調和機1内に流出する。空気調和機1内に流出した室外空気は、空気調和機1内の送風機4によって熱交換器3を通過して家屋室内に循環される。また、これと共に、上記のように、排気専用ファン24が運転され、それによって、ダクト53の一部分に形成した吸い込み口53Aから家屋の室内空気が吸い込まれ、全熱交換器54の通路54Bを通り、排気専用ファン24を経て吐出口28Bから室外排気管路27又は別個の排気パイプ(図示せず)を通る排気通路Wにて室外に排出される。
このように、排気モードでは、給排気兼用ファン23と排気専用ファン24の運転(ON)により、室内の排気を速やかに行うことができるため、室内空気が汚れた場合には効果的である。そして、給気モードでは、給排気兼用ファン23の運転により、外気を取り入れて室内空気の清浄化をすることも効果的である。そして、同時給排気モードでは、給排気兼用ファン23と排気専用ファン24の運転(ON)により、給気と排気が同時に行われるため、室内の空気浄化促進効果が発揮できる。これらの制御は、第1切り替え弁Aと第2切り替え弁Bによる通路切り替えと、給排気兼用ファン23と排気専用ファン24の運転(ON)によって達成できるため、制御もし易く的確となる。
上記のように、同時給排気モードでは、排気専用ファン24の運転により、家屋の室内空気が全熱交換器54の通路54Bを通ると共に、給排気兼用ファン23の運転により、室外空気が全熱交換器54の通路54Aを通る。この全熱交換器54の通路54Aを通る室外空気と通路54Bを通る室内空気とは、混ざり合わない状態で熱交換するように全熱交換器54の通路54Aと通路54Bが構成されている。全熱交換器54は、合成樹脂製のケース54K内に全熱交換素子54Sが着脱自在に収納される。このために、ケース54Kは、室外空気の給気経路Sの方向の面に開口54M1と開口54M2を形成し、室内空気の排気通路Wの方向の面に開口54M3を形成している。ケース54Kには、フィルタ54Dを着脱自在に支持するフィルタ枠54Cが、開口54M1を開閉するように取り付けられている。
全熱交換素子54Sは、図16に示すように、給気経路Sを通る室外空気と排気通路Wを通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シート54Pを境にして略直角に交差する流れをなすように、間隔を保って積層した区画シート54P間に波形又は山形の通路部材54Qによって空気通路54Aと54Bを形成したものが複数段に形成されたものである。即ち、間隔を存して積層配置した紙製の区画シート54P間に、波形又は山形の紙製等の通路部材54Qが一段間隔で給気経路Sの方向に配置され、これに略直角に交差する方向に、間隔を存して積層配置した紙製の透湿性区画シート54P間に、波形又は山形の紙製等の通路部材54Qが一段間隔で排気通路Wの方向に配置されている。
これによって、給気経路Sの方向に室外空気が通る通路54Aが一段間隔(例えば奇数段ごと)に形成され、これに略直角に交差する方向に、室内空気が通る排気通路Wの通路54Bが一段間隔(例えば偶数段ごと)に形成され、全体として、通路54Aを通る室外空気と通路54Bを通る室内空気とが、区画シート54Pによって混ざり合わないように区画されると共に、区画シート54Pを介して相互に熱交換する。区画シート54Pは、二酸化炭素(CO2)の透過は阻止するが水分の透過は許容する性質を持つものであり、それに適したものとして紙製であり、その紙のパルプ繊維間ではCO2分子の透過を阻止するが水分子は透過して水分移動作用をする構成である。このため、セルロースや適切な薬剤処理によって、区画シート54Pの透湿性を高めるようにすることができる。
このため、夏季などの高温多湿期間において空気調和機1が冷房運転の状態では、建物の室内空気は乾燥した空気であるため、この空気が通路54Bを通る際に、区画シート54Pを介して、通路54Aを通る湿気の多い室外空気と熱交換してこの室外空気が冷却されると共に、この室外空気の湿気が区画シート54Pを透過して通路54Bを通る乾燥した室内空気へ放湿(気化)して湿気が減少する。このため、室内に取り入れられる室外空気の湿度減少と冷却効果が得られ、好ましい状態で室外空気が室内へ導入されることとなる。また、冬季などの乾燥した低温期間において空気調和機1が暖房運転の状態では、建物の室内の空気は暖かく若干湿気を多く含んだ空気であるため、この室内空気が通路54Bを通る際に、区画シート54Pを介して通路54Aを通る乾燥した冷たい室外空気と熱交換して、この室外空気が暖められると共に、この室内空気の湿気は区画シート54Pを透過して通路54Aを通る乾燥した室外空気へ放湿(気化)して、この室外空気に湿気を含ませる。このため、室内に取り入れられる室外空気の加湿効果と加温効果が得られ、好ましい状態で室外空気が室内へ導入されることとなる。
全熱交換器54は、ケース54Kに全熱交換素子54Sを収納し、フィルタ54Dを取り付けたフィルタ枠54Cで開口54M1を閉じた状態で、フィルタ54Dを通して開口54M1から開口54M2へ至る空気通路54Bが形成され、それによって室外空気の給気経路Sが形成される。このため、導入する室外空気に含まれる塵埃はフィルタ54Dで阻止され、全熱交換素子54Sの通路が塞がれる虞はなく、全熱交換素子54Sの寿命も長くなる。また、開口54M3から空気通路54Aを通って全熱交換素子54Sを通過した室内空気は、全熱交換素子54Sとその前方のケース54Kの前壁54K1との間隔へ達し、前壁54K1に衝突して図16の矢印Jのように下方へ流れ、排気専用ファン24から排気通路Wを通って室外へ排気される。前壁54K1には取っ手54Yが設けられているため、全熱交換器54は、この取っ手54Yを持って操作することによって、換気ユニット20のダクト53に形成した全熱交換器54の収納部80へ着脱自在に取り付けられる。
このような構成によって、空気調和機1の前面パネル7を開いた状態で、空気調和機1の前面に全熱交換器54の前面が露出する状態となるため、この状態で取っ手54Yを持って引き出すことによって、換気ユニット20の収納部80から全熱交換器54を引き出すことができる。このため、全熱交換素子54Sやフィルタ54Dの交換や掃除が容易となる。
なお、室外給気管路26と室外排気管路27は、図のように二本の管ではなく、室外空気の吸い込み口33と室内空気の吐出口36とに連通する一本の管(パイプ)で給気と排気を兼用するように構成すれば、空気調和機1から室外へ延びるパイプは、この一本の管(パイプ)と排気専用部22の排気通路を形成する吐出口28Bに接続されたパイプの二本構成となる。更に、吐出口28Bに接続されるパイプを省略して、前記一本の管(パイプ)でもって吐出口28Bに接続されるパイプを兼用すれば、空気調和機1から室外へ延びるパイプは、この一本の管(パイプ)のみとすることも可能である。
また、換気ユニット20が給気モードで終了した状態では、第2切り替え弁Bが給気口37を開いたままとなり、家屋の室内と室外とが換気ユニット20内を通して連通状態となるため、この連通を遮断するために、ダクト部材32又は53には、電動機で作動するダンパを設けることができる。このダンパは、給気モードと排気モードの何れかが選択された状態では、ダクト部材32又は53内の空気通路を開き、給気モードと排気モードと給排気モードの何れが終了したときでも、ダクト部材53内の空気通路を閉じるように制御されればよい。
本発明の空気調和機は、空気調和機1および換気ユニット20の形態等については、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種々の空気調和機に適用できるものである。
本発明に係る空気調和機と室外機のセットである分離型空気調和装置の斜視図である。(実施例1) 本発明に係る空気調和機の縦断側面図である。(実施例1) 本発明に係る空気調和機の前面パネルを開いた状態での換気ユニット収納部を示す空気調和機本体の正面斜視図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの右側斜視図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの給排気部の断面図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの給気モードを説明する斜視図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第1切り替え弁Aの状態説明図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第2切り替え弁Bの状態説明図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの排気モードを説明する斜視図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第1切り替え弁Aの状態説明図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第2切り替え弁Bの状態説明図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する空気調和機本体の正面斜視図である。(実施例1) 本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する換気ユニットの正面斜視図である。(実施例1) 本発明に係る全熱交換器から全熱交換素子を取り外した状態を説明する正面斜視図である。(実施例1)
符号の説明
1・・・空気調和機
2・・・空気調和機本体
3・・・熱交換器
4・・・送風機
5A・・上面側空気吸い込み口
5B・・前面側空気吸い込み口
5C・・前面側空気吸い込み口
6・・・フィルタ
7・・・前面パネル
10・・室外機
11・・空気吹き出し口
20・・換気ユニット
21・・給排気部
22・・排気専用部
23・・給排気兼用ファン
24・・排気専用ファン
25・・室内空気吸い込み口
26・・室外給気管路
27・・室外排気管路
28・・給排気兼用ファンのファンケーシング
29・・排気専用ファンのファンケーシング
32・・ダクト部
33・・室外空気の吸い込み口
36・・室内空気の吐出口
37・・室外空気の給気口
40・・電動機
41・・減速歯車機構
50・・・紫外線ランプ装置
50・・・紫外線ランプ
51・・・カバー
53・・・ダクト
54・・・全熱交換器
54A・・給気通路
54B・・排気通路
54C・・フィルタ枠
54D・・フィルタ
54P・・区画シート
54S・・全熱交換素子
54Q・・通路部材
54K・・ケース
A・・・・第1切り替え弁
B・・・・第2切り替え弁
P・・・・室内空気吸い込み経路
Q・・・・室外空気吸い込み経路
R・・・・室外排気経路
S・・・・室内供給経路

Claims (6)

  1. 室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備え、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする空気調和機。
  2. 室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は一方向回転の給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備えた換気ユニットを構成し、前記換気ユニットは、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする空気調和機。
  3. 前記給排気通路は切り替え弁にて前記給気経路と前記排気経路とに切り替え制御され、前記切り替え弁は、前記給排気兼用ファンへの空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口からの室内空気吸い込み経路と室外空気の吸い込み口からの室外空気吸い込み経路とに切り換える第1切り替え弁Aと、前記給排気兼用ファンからの空気吐出経路を室内空気の吐出口から室外へ排気する室外排気経路と室外空気の給気口から前記室内へ供給する室内供給経路とに切り換える第2切り替え弁Bを備え、前記給排気兼用ファンから吹き出される空気の流れが、前記第2切り替え弁Bを通って前記全熱交換器へ導かれる経路と、前記第2切り替え弁Bを通って室外へ導かれる経路とに切り替え制御されることを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和機。
  4. 前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして交差する流れをなすように複数段に空気通路が形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが前記換気装置から着脱自在であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空気調和機。
  5. 室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置による給排気モード時に、給気経路を通って前記室内へ供給される室外空気と排気通路を通って室外へ排出される室内空気とが熱交換される全熱交換器を備え、前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして交差する流れをなす全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが空気調和機の前面側から着脱自在であることを特徴とする空気調和機。
  6. 前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして略直角に交差する流れをなすように間隔を保って積層した前記区画シート間に波形又は山形の通路部材によって空気通路を形成したものが複数段に形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記全熱交換器が前面パネルで覆われた状態であり、前記ケースが空気調和機の前面パネルを開いた状態で前面側から着脱自在であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の空気調和機。
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