JP2007155198A

JP2007155198A - 一体型空気調和機

Info

Publication number: JP2007155198A
Application number: JP2005350326A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Uemae; 博一上前
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】低温条件下においての冷房運転を可能とし、冷房運転可能域を広げることのできる一体型空気調和機を提供する。
【解決手段】低温条件下で、散水手段の室外側熱交換器１２への散水を停止することにより、室外側熱交換器１２の熱交換率の改善をなくし、室内側熱交換器１２の温度および圧力の低下を少なくして、室内側熱交換器７の凍結や表面への霜の生成を防止する。これにより、冷房運転可能域を広げることができる。また、低温条件でない場合には、散水手段により室外側熱交換器１２への散水を行い、熱交換効率を上げることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内の空気調和を行う一体型空気調和機に関する。

一体型空気調和機の冷房運転を行うと、蒸発器となる室内側熱交換器では周辺空気の熱が奪われる。このとき、空気中の水蒸気が凝縮されるので、室内側熱交換器の表面にはドレン水（凝縮水）が発生する。ドレン水は、室内側熱交換器の下に設けられた室内側ドレンパンに受けられ、導水手段により外部へ排出される。

このドレン水を有効に使った一体型空気調和機がある。例えば、特許文献１には、室内側熱交換器のドレン水を溜める容器と、容器に溜められた水を凝縮器である室外側熱交換器にかける散水手段とを設けた技術が開示されている。ドレン水を室外側熱交換器の表面で再蒸発させることにより、室外側熱交換器の熱交換能力を高めることができる。
特開２００２−５４６８号公報

しかしながら、室外側熱交換器には常にドレン水が散水されて熱交換が促進されているため、低温条件下において冷房運転を行う場合、室外側熱交換器が過冷却されてしまう。室外側熱交換器が過冷却されると、それに伴い室内側熱交換器内の冷媒の温度及び圧力が低下し、室内側熱交換器が凍結して熱交換ができなくなる。また、室内側熱交換器の表面にドレン水による霜がつきやすくなり、時間の経過とともに成長した霜が邪魔となって通風が阻害され、熱交換ができなくなる。

本発明は、上記課題に鑑み、低温条件下においての冷房運転を可能とし、冷房運転可能域を広げることのできる一体型空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、室内側熱交換器で発生したドレン水を溜める室外側ドレンパンと、室外側ドレンパンに溜まったドレン水を室外側熱交換器に散水する散水手段とを備えた一体型空気調和機であって、所定温度以下の場合に室外側熱交換器への散水を停止させる制御手段を設けたことを特徴とする一体型空気調和機である。

上記の「所定温度以下」とは、冷房運転時において、室内側熱交換器の凍結または室内側熱交換器表面の霜生成が起こる温度域のことである。この低温条件下で、散水手段による室外側熱交換器への散水を停止することにより、室外側熱交換器の熱交換率の改善をなくし、室内側熱交換器の温度および圧力の低下を少なくすることができる。したがって、室内側熱交換器の凍結や室内側熱交換器表面への霜の生成を防止でき、冷房運転可能域が広がる。また、低温条件下でない場合には、散水手段により室外側熱交換器への散水を行い、熱交換効率を上げることができる。

散水手段としては、スリンガリング付きのファンが挙げられるが、その他の散水可能な手段を用いても構わない。散水手段は、室外側熱交換器に送風を行う室外ファンとは別に散水専用のファンを設けてもよいが、室外ファンにスリンガリング付きのファンを採用すれば、部品点数が増えず、設置面積も広くならないので好ましい。スリンガリング付きのファンを回転させることにより、ドレン水がかき上げられて室外側熱交換器に散水される。

制御手段は、室外側熱交換器への散水を開始または停止させる。その制御手法として具体的には、（１）散水手段を直接制御して散水を開始／停止させる。または、（２）他の部材等を介して結果的に散水手段の散水を開始／停止させてもよい。

たとえば、（１）散水手段を直接制御して散水を開始／停止させる態様としては、散水手段の運転のＯＮ／ＯＦＦの切替が挙げられる。散水手段の運転をＯＦＦにすれば、室外側熱交換器への散水が停止される。また、散水手段の運転をＯＮにすれば、室外側熱交換器への散水が実行される。

また、（２）他の部材等を介して結果的に散水手段の散水を開始／停止させる態様としては、室外側ドレンパンに、ドレン水を排水するための排水口と、その排水口を開閉する排水弁とを設け、低温条件下では排水弁を開放して室外側ドレンパンに溜まったドレン水を排水させる。散水手段を運転させてもかき上げるドレン水が無いため、結果的に室外側熱交換器への散水が停止される。また、低温条件下でない場合では、排水弁により排水口を閉成状態としドレン水を溜めるようにすれば、室外側熱交換器への散水を実行できる。

排水弁としては、例えば電磁弁、電動弁、温度検出型弁等の弁が挙げられるが、これに限定されるものではない。電磁弁、電動弁などの電気的駆動弁の場合は、制御手段からの信号により開閉駆動する。具体的には、室内側熱交換器および／または室外空気の温度を検出する温度センサを設け、温度センサからの検知温度が所定温度以下である場合には、制御手段は電気的駆動弁を開放状態にさせる。また、所定温度以下でない場合には、電気的駆動弁を閉成状態にさせる。なお、室内側熱交換器の温度は、その表面温度でも熱交換器内の温度でも構わない。また、室外空気の温度は、室外機内の温度でも室外機外の温度でも構わない。

また、温度検出型の弁は、温度に応じて変形することにより排水口を開閉する弁であって、その周辺温度が所定温度以下であるときは排水口を開放状態にさせ、所定温度よりも高いときはでは排水口を閉成状態にさせる。

また、上記（２）の他の部材等を介して結果的に散水手段の散水を開始／停止させる態様としては、散水手段と室外側熱交換器との間に遮蔽体を介在させるようにしてもよい。散水手段と室外側熱交換器との間に板等の遮蔽体を介在させれば、散水手段による散水が遮蔽体により遮られるので、結果的に室外側熱交換器への散水を停止することができる。また、逆に、散水手段と室外側熱交換器との間に遮蔽体を介在させなければ、室外側熱交換器への散水が実行される。

本発明によると、低温条件下では、散水手段による室外側熱交換器への散水を停止することにより、室外側熱交換器の熱交換率の改善をなくし、室内側熱交換器の温度および圧力の低下を少なくできる。したがって、室内側熱交換器の凍結や表面への霜の生成を防止でき、冷房運転可能域を広げることができる。また、低温条件下でない場合には、散水手段により室外側熱交換器への散水を行い、熱交換効率を上げることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態の一体型空気調和機の側面図である。一体型空気調和機は、キャビネット１内に中壁板２が立設されることにより、室内側３と室外側４とに区画される。

室内側３は、キャビネット１の前面に室内空気を取込む室内側吸込口５と、熱交換された空気を室内へ放出する室内側吹出口６とが設けられ、室内側吸込口５に沿って室内側熱交換器７が配され、室内側熱交換器７と対向して室内ファン８が配される。室内側熱交換器７の下に、その表面に発生するドレン水を受ける室内側ドレンパン９が配され、そのドレン水をキャビネット１の室外側４の室外側ドレンパン１０に導く導水手段（図示せず）が設けられる。

導水手段は、室内側熱交換器７で発生したドレン水を室外側ドレンパン１０へ導くことができる構造であればよく、周知の手段を採用可能である。例えば、室内側ドレンパン９にドレン管（図示せず）を連結し、そのドレン管を中壁板２にあけられた穴に通すことにより、室内側ドレンパン９のドレン水をキャビネット１の室外側ドレンパン１０に導く。ドレン管に弁を設けて、ドレン水発生時のみ又は一定時間ごとに弁を開くのが好ましい。

室外側４は、キャビネット１の両側面（図示せず）に、室外空気を取込む吸込口（図示せず）が形成され、キャビネット１の背面に、熱交換された空気を室外へ排出する吹出口１１が形成され、キャビネット１内に、両吸込口からの空気が合流して吹出口１１に至る送風路が形成される。

室外側４のキャビネット１の吹出口１１に沿って室外側熱交換器１２が配置される。室外側熱交換器１２と対向して送風路中に、室外ファン１３が設けられ、その前方に室外モータ１４が配置される。室外モータ１４は、室外ファン１３と室内ファン８を駆動する。室外ファン１３の風が室外側熱交換器１２に向かうように導風板１５がキャビネット１に固定される。また、室外ファン１３と中壁板２との間に圧縮機（図示せず）が設けられる。

室外ファン１３の下に、室外側ドレンパン１０が配される。室外側ドレンパン１０は、室内側ドレンパン９からのドレン管に連結され、室内側熱交換器７から流下したドレン水を溜める。室外側ドレンパン１０は、ドレン水を導水しやすいように、室内側ドレンパン９よりも水平方向において下方となるように配される。

また、室外側ドレンパン１０には、ドレン水を排水するために開口された排水口１６と、排水口１６を開閉する排水弁１７とが設けられる。排水口１６には外部に通じるドレン管（図示せず）を接続し、外部にスムーズに排出できるようにするのが好ましい。排水弁は電磁弁１７ａである。

電磁弁１７ａは、図２に示すように、フレーム１８内にソレノイドコイル１９により上下移動可能なプランジャ２０と、プランジャ２０の動きによって排水口１６を開閉する弁体２１とを備える。通常は、プランジャ２０及び弁体２１が下動状態にあり、排水口１６は弁体２１により閉成状態とされる（図２（ａ））。ソレノイドコイル１９が通電すると、プランジャ２０及び弁体２１が上昇され、排水口１６が開放状態となる（図２（ｂ））。

また、キャビネット１の室外側４には、室外空気の温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ２２と、サーミスタ２２のからの検知温度に応じて電磁弁１７ａを開閉させる制御回路２３とが設けられる。

制御回路２３は、サーミスタ２２から検知された温度が所定温度以下であると電磁弁１７ａに対して排水口１６を開放状態にさせる。また、サーミスタ２２から検知された温度が所定温度よりも高温である場合、電磁弁１７ａに対して排水口１６を閉成状態にさせる。

室外ファン１３は、プロペラファンが使用され、その外周部に環状のスリンガリング２４が一体で形成される。スリンガリング２４がファンの回転に伴って室外側ドレンパン１０上に溜まったドレン水に接触することにより、ドレン水がかきあげられる。

以上の構成によると、サーミスタ２２から検知された温度が所定値よりも高い場合（たとえば、２０度よりも高温である場合）は、制御回路２３は、電磁弁１７ａを閉成状態にする（図２（ａ））。室外側ドレンパン１０にはドレン水が溜められるので、室外ファン１３の回転に伴ってスリンガリング２４によりドレン水が掻き揚げられ、キャビネット１の室外側熱交換器１２に散水することができる。室外側熱交換器１２の熱交換効率を高めることができる。

また、サーミスタ２２から検知された温度が所定値以下である場合（たとえば、２０度以下の場合）は、制御回路２３は、電磁弁１７ａを開放状態にする（図２（ｂ））。室外側ドレンパン１０内のドレン水が排水口１６を通って排水されるので、スリンガリング２４付きの室外ファン１３が回転しても、散水することはできない。したがって、室外側熱交換器１２への散水が停止され、室外側熱交換器１２の熱交換率の改善をなくし、室内側熱交換器１２の温度および圧力の低下を少なくして、室内側熱交換器１２の凍結や表面への霜の生成を防止することができる。

〔第２の実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態を示す一体型空気調和機の側面図である。本実施形態においては、温度センサであるサーミスタ２２を室内側熱交換器７の表面に設け、制御回路２３は、室内側熱交換器７の表面温度に応じて排水弁である電磁弁１７ａを開閉させた点が特徴とされ、その他の構成は第１実施形態と同様とされる。

この構成により、サーミスタ２２から検知された室内側熱交換器７の温度が所定値よりも高い場合（たとえば、０度よりも高い温度の場合）には、制御回路２３は、電磁弁１７ａを閉成状態にし、室外側ドレンパン１０にドレン水を貯め、散水手段により室外側熱交換器１２への散水を可能にする。また、サーミスタ２２から検知された室内側熱交換器７の温度が所定値以下である場合（たとえば、０度以下の場合）には、制御回路２３は、電磁弁１７ａを開放状態にし、室外側ドレンパン１０に溜まったドレン水を排出させる。

〔第３の実施形態〕
図４は、本発明の第３実施形態を示す一体型空気調和機の側面図である。本実施形態においては、第１の実施形態におけるサーミスタ２２と、サーミスタ２２のからの検知温度に応じて排水弁を開閉させる制御回路２３とを設ける代わりに、排水弁としての温度検出型弁１７ｂを設けた点が特徴とされ、その他の構成は第１実施形態と同様とされている。

すなわち、本実施形態では、排水口１６に温度検出型弁１７ｂを設けている。温度検出型弁１７ｂは、図５に示すように、フレーム２５内に、ベローズ式の温度検出部材２６と、シャフト２７により上下移動可能な弁体２８とを備える。低温条件でない場合には、ベローズ２６内のガス圧力が高くなり、ベローズ２６が下方に伸びることにより、シャフト２７が下方に押し下げられ、弁体２８が排水口１６を閉成状態にする（図５（ａ））。低温条件下では、ベローズ２６内のガス圧力が低下し、ベローズ２６が縮むことにより、シャフト２７及び弁体２８が上方向に引き上げられ、排水口１６を開放状態にする（図５（ｂ））。なお、温度に応じて変形する温度検出部材２６は、ベローズ式でなく、ワックス式、バイメタル式のものであってもよい。

以上の構成によると、低温条件下でない場合（たとえば、２０度以上の場合）は、排水弁である温度検出型弁１７ｂは、排水口１６を閉成状態とする（図５（ａ））。室外側ドレンパン１０にはドレン水が溜められるので、室外側熱交換器１２に散水することができる。室外側熱交換器１２の熱交換効率を高めることができる。

また、低温条件下（たとえば、２０度よりも低温の場合）においては、温度検出型弁１７ｂは、排水口１６を開放状態とする（図５（ｂ））。室外側ドレンパン１０内のドレン水が排水口１６を通って排水されるので、室外側熱交換器１２への散水が停止される。室外側熱交換器１２の熱交換率の改善をなくし、室内側熱交換器１２の温度および圧力の低下を少なくして、室内側熱交換器１２の凍結や表面への霜の生成を防止することができる。

第１の実施形態の一体型空気調和機の側面図同じく要部拡大図第２の実施形態の一体型空気調和機の側面図第３の実施形態の一体型空気調和機の側面図同じく要部拡大図

符号の説明

１キャビネット
２中壁板
３室内側
４室外側
９室内側ドレンパン
１０室外側ドレンパン
１２室外側熱交換器
１３室外ファン
１６排水口
１７排水弁
１７ａ電磁弁
１７ｂ温度検出型弁
２２サーミスタ
２３制御回路
２４スリンガリング

Claims

室内側熱交換器で発生したドレン水を溜める室外側ドレンパンと、該室外側ドレンパンに溜まったドレン水を室外側熱交換器に散水する散水手段とを備えた一体型空気調和機であって、所定温度以下の場合に前記室外側熱交換器への散水を停止させる制御手段を設けたことを特徴とする一体型空気調和機。
前記制御手段は、散水手段の運転を停止させることにより、前記室外側熱交換器への散水を停止させることを特徴とする請求項１記載の一体型空気調和機。
前記室外側ドレンパンには、ドレン水を排水するための排水口と、該排水口を開閉する排水弁とが設けられ、前記制御手段は、前記排水弁を開放して前記室外側ドレンパンに溜まったドレン水を排水させることにより、前記室外側熱交換器への散水を停止させることを特徴とする請求項１記載の一体型空気調和機。
前記排水弁は、前記制御手段からの信号により開閉駆動される電気的駆動弁であることを特徴とする請求項３記載の一体型空気調和機。
前記排水弁は、温度に応じて変形することにより前記排水口を開閉する温度検出型弁であることを特徴とする請求項３記載の一体型空気調和機。