JP2007309532A - 浴室乾燥暖房機 - Google Patents

Abstract

【課題】浴室乾燥暖房機の本体に内設したヒートポンプ装置により、浴室の乾燥と暖房が行えるようにする。
【解決手段】浴室乾燥暖房機本体３内に、圧縮機４、吸熱器７、減圧手段６、放熱器５を冷媒の通る管路８で連結したヒートポンプ装置９を設け、浴室１内から前記吸熱器７、放熱器５を通過し浴槽１内に循環する乾燥風路１１と、浴室１内から放熱器５を通過し浴室１内に循環する暖房風路１３と、浴室１外から吸熱器７を通過し、浴室１外へ循環する吸排気風路１５と、前記各々の風路に送風する送風手段より構成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、浴室の天井または壁に取り付け、ヒートポンプ装置を内蔵し、浴室内の乾燥や暖房を行う浴室乾燥暖房機に関するものである。

従来の浴室内の乾燥や除湿、暖房を行う浴室乾燥暖房機燥機は、一般的に浴室内の空気を送風手段により吸引し、ヒータ等の加熱手段を通過させ温度上昇と相対湿度の低下を行い、浴室内の乾燥や暖房を行うもので、暖房時は浴室内の空気を循環させ浴室内を暖め、乾燥時は浴室内への循環と同時に一部の空気を浴室外へ吸排気しながら浴室内の水分を浴室外に排出するものである。このような従来の浴室乾燥暖房機では、特に乾燥時に浴室外の空気が多湿であった場合（梅雨時など）吸気される空気も湿度が高いため、浴室内を乾燥させるのに時間がかかり、同時に加熱のため多くのエネルギーを必要とするものであった。

この課題を解決する手段として、例えば、特許文献１、２に開示されるように、ヒートポンプ装置を本体に組み込み、ヒートポンプ装置の吸熱作用により浴室空気の除湿を行い、同時に放熱作用により浴室空気を暖める浴室乾燥暖房機が考案されている。

ヒートポンプ装置は、熱の授受は循環する冷媒により運ぶことができ、吸熱器で冷却し、凝縮熱を奪うことにより空気中の湿気を水に変え除湿、その熱を冷媒で運び、放熱器で放熱する。そのため、ヒートポンプ装置は、冷媒の循環を行うコンプレッサーの運転にかかるエネルギーのみで数倍の熱エネルギーを運ぶことができ、浴室外の空気湿度の影響を受けず、少ないエネルギーで浴室内を乾燥させることができる。

しかし、ヒートポンプ装置で浴室を暖房する場合、浴室の空気を循環させるだけでは熱の授受はコンプレッサーに入る入力分だけでしか空気の温度を上げることができない。そのため、浴室を短時間に暖房させるには、別の加熱手段が必要となっていた。

また、特許文献３に示すように、本体側にある吸熱器とは別に屋外に吸熱器となる熱交換器を配置し、外の空気の熱を利用し暖房させるようにしているものもある。
特開昭５９−１８６５９８号公報 特開昭６４−０５６０９９号公報 特開昭６０−１５２８６５号公報

特許文献１および２に開示の構成は、浴室の乾燥または浴室内での洗濯物の吊り下げ乾燥として使用する場合は問題ないが、浴室の暖房を行うためには、大きな入力のヒートポンプ装置もしくは補助の暖房用加熱装置が必要となる。その場合、浴室乾燥暖房機の本体自体も大きくなり、浴室内や浴室の天井部分に設置することが不可能となるとともに大きなエネルギーを必要とする可能性が大である。

また、特許文献３に開示の構成によれば、ヒートポンプ装置を浴室と浴室外の２箇所に設置しなければならず、集合住宅やマンションには向かない。さらに冷媒管路をつなげるための工事が必要となる。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、浴室の乾燥と暖房を浴室乾燥暖房機の本体に内設したヒートポンプ装置により、浴室の乾燥に限らず、浴室の暖房も大幅にエネルギーの削減ができ、しかも暖房や乾燥性能の両面に優れ、浴室内の一箇所に設置するだけで設置も簡単にできる浴室乾燥暖房機を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明の浴室乾燥暖房機は、本体内に圧縮機、吸熱器、減圧手段、放熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置を配し、浴室内空気を前記吸熱器および前記放熱器を通過して浴槽内に循環する乾燥風路と、浴室内空気を前記放熱器を通過して浴室内に循環する暖房風路と、浴室外空気を前記吸熱器を通過して浴室外へ排気する吸排気風路と、前記各々の風路に送風する送風手段と、制御手段とを備えたものである。

これにより、乾燥時において、浴室内の空気は循環風路を通過する空気を吸熱器で除湿し、さらに放熱器で加熱し、浴槽内の乾燥を行うとともに、浴槽内に衣類を吊り下げ、衣類の水分を蒸発させ乾燥を行うことも可能である。このとき、ヒートポンプ装置により、吸熱器では空気中の水分を凝縮させるときの凝縮熱を奪い、放熱器において乾燥した空気に熱を与え、空気の相対湿度を大幅に低下させ、その空気を衣類に当てているため、乾燥空気を必要以上に高温にする必要はなく、エネルギー効率よく乾燥ができる。

また、暖房時はヒータ等の熱源を使用しなくても吸排気風路から浴室外の空気を大量に取り込み、その熱を吸熱器により奪い、冷媒によって放熱器に運ばれその熱を放熱させ、浴室内に循環させることにより、浴室内の暖房が可能となる。そのため、ヒートポンプ装置運転に使用するエネルギーの数倍のエネルギーを熱として取り出し、暖房用として使用することができる。また、浴室の天井や壁等に設置し、吸排気用のダクトを浴室外に設けるだけで、場所もとらず簡単に設置できるものである。

本発明の浴室乾燥暖房機は、コンパクトで、しかも簡単な構成であり、乾燥時に限らず、暖房においてもヒートポンプ装置により浴室外の空気の熱を大量に運び、高効率でエネルギーの消費量が少なく、しかも暖房性能も優るという効果がある。

第１の発明は、本体内に圧縮機、吸熱器、減圧手段、放熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置を配し、浴室内空気を前記吸熱器および前記放熱器を通過して浴槽内に循環する乾燥風路と、浴室内空気を前記放熱器を通過して浴室内に循環する暖房風路と、浴室外空気を前記吸熱器を通過して浴室外へ排気する吸排気風路と、前記各々の風路に送風する送風手段と、制御手段とを備えたことにより、乾燥時はもとより、暖房時はヒータ等の熱源を使用しなくても吸排気風路から浴室外の空気を大量に取り込み、その熱を吸熱器により奪い、冷媒によって放熱器に運ばれその熱を放熱させ、浴室内に循環させることにより、ヒートポンプ装置運転に使用するエネルギーの数倍のエネルギーを熱として取り出し、暖房用として使用することができる。また、浴室の天井や壁等に設置し、吸排気用のダクトを浴室外に設けるだけで、場所もとらず簡単に設置できるものである。

第２の発明は、第１の発明において、送風される風路を切り換える切換手段を設け、制御手段は、乾燥運転時は乾燥風路側に、暖房運転時は暖房風路および吸排気風路に送風風路が構成されるようにしたことにより、確実に乾燥時と暖房時の送風風路を切り換え、各風路での漏れや逆流がなく、エネルギーの無駄をなくすることができるものである。

第３の発明は、第１または第２の発明において、放熱器の下流側に補助加熱手段を設け、制御手段は、暖房運転開始後、所定時間は補助加熱手段の運転を行うようにしたことにより、ヒートポンプ装置の運転初期において浴室に冷風が吹き込まれることを防止することができる。

第４の発明は、第３の発明において、浴室内の空気の温度を検知する温度検知手段を設け、制御手段は、浴室内の空気温度が所定以下の場合は補助加熱手段を運転するようにしたことにより、ヒートポンプ装置の放熱器に入る空気の温度を所定以上となるよう設定し、浴室内への吹き出し温度を常に所定温度以上になるようにし、入室時や入浴中に冷風感を感じないようにさせることができる。

第５の発明は、第３の発明において、吸排気風路の吸気側の空気温度を検出する温度検出手段を設け、制御手段は、吸気側の空気温度が所定以下の場合、補助加熱手段を運転するようにしたことにより、浴室外から吸気する空気の温度が所定以下の場合、ヒートポンプ装置の吸熱器側から十分な熱を奪うことができない状態を防止し、補助の加熱手段によって暖房に必要な熱量を確保することができるものである。

第６の発明は、第１〜第５のいずれかの発明において、浴室内の空気の温度を検知する温度検知手段と、吸排気風路に送風する送風手段の風量を可変する風量可変手段を設け、制御手段は、前記温度検知手段により検知した温度が低くなるにしたがって、前記送風手段の風量が多くなるようにしたことにより、浴室側の温度が下がりすぎた場合、浴室の温度を上げるために大量の浴室外の空気を導入し、その熱を吸熱し、浴室側へ運ぶことができるため、浴室内の温度を適正な暖房温度に保つことができる。

（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浴室乾燥暖房機を略式化した構成図である。図１に示すように、例えば、浴室１の天井部２に取り付けた浴室乾燥暖房機本体３の内部には、冷媒を圧縮する圧縮機４と、圧縮された冷媒の凝縮熱を放熱する放熱器５と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための減圧手段６と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器７とを冷媒が循環するように管路８で連結したヒートポンプ装置９が設けられている。

また、浴室乾燥暖房機本体３内には、浴室１内の空気を吸熱器７、放熱器５を通過させ、乾燥用循環ファン１０により浴室１内に循環させる乾燥風路１１と、浴室１内の空気が放熱器５のみを通過し、暖房用循環ファン１２により浴室１内に循環させる暖房風路１３と、浴室１外の空気が吸熱器７のみを通過し、吸排気用ファン１４により浴室１外に排気させる吸排気風路１５とを設けている。上記各風路に送風する送風手段としての乾燥用循環ファン１０、暖房用循環ファン１２、吸排気用ファン１４およびヒートポンプ装置９の圧縮機４等は、制御手段（図示せず）により制御される。

上記構成において、浴室１内の乾燥を行う場合は、ヒートポンプ装置９と乾燥用循環ファン１０を運転させ、浴室１内より湿った空気を吸い込み、ヒートポンプ装置９の吸熱器７で熱を奪われることにより、空気中の水分を結露させ除湿する。さらに、除湿された空気を放熱器５により熱を与え、より相対湿度の低い空気を浴室１内に送り込み、浴室１内を乾燥させることや、浴室１内に吊り干しした衣類等を乾燥させることかできる。このとき、ヒートポンプ装置９による熱の移動のみで乾燥できるため、効率よく浴室１の乾燥ができるとともに、乾燥するのに必要以上に空気の温度を上げなくとも乾燥させることができ、浴室１内に置いている洗剤や化粧品等の変質を起こす心配もなくなる。

浴室１内の暖房を行う場合は、ヒートポンプ装置９と暖房用循環ファン１２および吸排気用ファン１４を運転させ、吸排気用ファン１４により浴室１外から外気を吸引し、ヒートポンプ装置９の吸熱器７で空気より熱を奪い、熱を奪った後の冷えた空気は吸排気用ファン１４で再度外気へ戻され、さらに、暖房用循環ファン１２により、浴室１内の空気を吸い込み、放熱器５により外気の空気より得た熱を与え、空気の温度を上げて浴室１内に戻し、これを繰り返すことにより浴室１内を暖房するものである。このとき、ヒートポンプ装置９による熱の移動のみで暖房できる。そして、熱源としては外気の熱を奪うため、電気的な入力はヒートポンプ装置９の圧縮機４を運転するのみで、少ないエネルギーで多量の熱量を移動させることができ、少ないエネルギーで暖房することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明第２の実施の形態における浴室乾燥暖房機の概略縦断面図である。浴室乾燥暖房機本体３は、浴室１内面に向けて開口し、浴室１内の空気を循環するための吸気側開口部１６と吹出し側開口部１７を設けられている。また、同様に浴室１外の空気を吸排気するための外気吸気ダクト１８につながる外気吸気口部１９と、吸気した外気を浴室１外へ排気する外気排気ダクト２０につながる外気排気口部２１が設けられている。

吸気側開口部１６は、ヒートポンプ装置９の吸熱器７へつながる風路部２２と、放熱器５へつながる風路部２３とに分岐している。さらに風路部２２には外気吸気口部１９もつながり、吸気側開口部１６側と外気吸気口部１９側との風路を切り換える切換弁２４が設けてある。また、風路部２３は、吸気側開口部１６のみならず外気排気口部２１および吸熱器７へつながるように風路が構成され、切換弁２５、２６により吸気側開口部１６側と外気排気口部２１側への風路の遮断、放熱器５と吸熱器７の風路の遮断を行い、吸気側開口部１６側と外気排気口部２１側へつながる構成としている。

さらに、放熱器５から吹出し側開口部１７へつながる風路２７には浴室循環用ファン２８が設けられ、外気排気口部２１へつながる風路２９には外気を吸引、排気するための吸排気ファン３０が設けられている。

次に、上記構成において、本発明の動作について図３（ａ）（ｂ）をもとに説明する。浴室１内の乾燥を行う場合は、図３（ａ）のように、切換弁２４は外気吸気口部１９側を閉じ、吸気側開口部１６側へつながるように切り換え、切換弁２５は外気排気口部２１側を閉じ、切換弁２６は吸気側開口部１６側を閉じる。これにより、吸気側開口部１６側から吸熱器７、放熱器５、浴室循環用ファン２８、吹出し側開口部１７とつながる乾燥風路が構成され、浴室１内の空気は矢印Ａのように乾燥風路を通って浴室１内とヒートポンプ装置９を循環する。

この状態でヒートポンプ装置９および浴室循環用ファン２８を運転し、浴室１内より湿った空気を吸い込み、ヒートポンプ装置９の吸熱器７で熱を奪われることにより、空気中の水分を結露させ除湿する。さらに、除湿された空気を放熱器５により熱を与え、より相対湿度の低い空気を浴室１内に送り込み、浴室１内を乾燥させることや、浴室１内に吊り干しした衣類等を乾燥させることができる。このとき、ヒートポンプ装置９による熱の移動のみで乾燥できるため、効率よく浴室１の乾燥ができるとともに、乾燥するのに必要以上に空気の温度を上げなくとも乾燥させることができ、浴室１内に置いている洗剤や化粧品等の変質を起こす心配もなくなる。

次に、浴室１内の乾燥を行う場合は、図３（ｂ）のように、切換弁２４は吸気側開口部１６側を閉じ、外気吸気口部１９側へつながるように切り換え、切換弁２５は外気排気口部２１側を開き、切換弁２６は吸気側開口部１６側を開き、切換弁２５と切換弁２６とで吸熱器７と放熱器５とを遮断する。これにより、吸気側開口部１６側から放熱器５、浴室循環用ファン２８、吹出し側開口部１７とつながる暖房風路が構成され、浴室１内の空気は矢印Ｂのように暖房風路を通って浴室１内へと循環する。そして、外気吸気口部１９から吸引された外気は、風路部２２、吸熱器７、風路部２９内の吸排気ファン３０を介し外気排気口部２１から外気へとつながる吸排気風路が構成され、外気吸気口部１９から吸引された外気は、矢印Ｃのように外気排気口部２１から排気される。

この状態でヒートポンプ装置９および浴室循環用ファン２８および吸排気ファン３０を運転し、外部より空気を吸い込み、ヒートポンプ装置９の吸熱器７で空気より熱を奪い、熱を奪った後の冷えた空気は吸排気ファン３０で再度外気へ戻される。さらに、浴室循環用ファン２８により、浴室１内の空気を吸い込み、放熱器５により外気の空気より得た熱を与え、空気の温度を上げて浴室１内に戻し、これを繰り返すことにより浴室１内を暖房するものである。

このとき、ヒートポンプ装置９による熱の移動のみで暖房できるため、熱源としては外気の熱を奪うため、電気的な入力はヒートポンプ装置９の圧縮機４を運転するのみで少ないエネルギーで多量の熱量を移動させることができ、省エネルギーで暖房することができるものである。

（実施の形態３）
次に、図４に基いて本発明第３の実施の形態における浴室乾燥暖房機について説明する。図４のように、放熱器５の下流側に補助ヒータ３１を設け、暖房運転開始後、所定時間は補助ヒータ３１の運転を行う制御手段（図示せず）を設けた構成としている。このことにより、ヒートポンプ装置９の運転初期において浴室１に冷風が吹き込まれることを防止することができる。また、この補助ヒータ３１としては立ち上がりの早いハロゲンヒータ等が考えられる。

（実施の形態４）
同様に、図４に基いて実施の形態４における浴室乾燥暖房機について説明する。浴室乾燥暖房機本体３内の吸気側開口部１６付近の風路内に吸気空気の温度を検知する温度センサー３２を設けている。これにより、浴室１内の空気温度が所定以下の場合は補助ヒータ３１を運転する制御手段（図示せず）を設け、ヒートポンプ装置９の吸熱器７に入る空気の温度を所定以上となるよう制御し、このことにより、ヒートポンプ装置９が早く安定した運転状態となり、浴室１内への吹き出し温度を常に所定温度以上になるようにし、入室時や入浴中に冷風感を感じないようにさせることができる。

（実施の形態５）
同じく、図４に基いて実施の形態５における浴室乾燥暖房機について説明する。図４に示すように、浴室乾燥暖房機本体３の、外気吸気口部１９付近風路内に外気の温度を検出する温度センサー３３を設けている。これにより、外気温度が所定以下の場合、補助ヒータ３１を運転する制御手段（図示せず）を設け、浴室１外から吸気する空気の温度が所定以下の場合、ヒートポンプ装置９の吸熱器７側から十分な熱を奪うことができない状態を防止し、補助ヒータ３１の加熱によって暖房に必要な熱量を確保することができるものである。

（実施の形態６）
次に、図５に基いて実施の形態６における浴室乾燥暖房機について説明する。図５に示すように、吸気側開口部１６付近の風路内に、浴室１内の吸気空気の温度を検知する温度センサー３２を設け、さらに、吸排気ファン３０は風量を可変する風量可変手段としての絞り弁３４を有し、温度センサー３３の温度が低くなるほど、吸排気ファン３０の風量が増加するように制御している。このことにより、浴室１側の温度が下がりすぎた場合、浴室１の温度を上げるために大量の浴室外の空気を導入し、その熱を吸熱し、浴室側へ運ぶことができるため、浴室内の温度を適正な暖房温度に保つことができるものである。

なお、風量可変手段は、ファンモータの回転を制御する方法、風路に絞り弁等を設け、風路抵抗を変化させる方法、これらの組み合わせ等の方法が一般に考えられる。

以上のように、本発明にかかる浴室乾燥暖房機は、ヒートポンプ装置を使用した加熱、除湿手段を使用して衣類等を洗浄・乾燥させ、熱の有効利用により洗浄水の加熱が可能でしかも低温での乾燥が可能なため、衣類の傷みが少なく、効率よく乾燥させることができるもので、食品機器やその他の分野において低温での乾燥が必要な乾燥機器への用途拡大が可能である。

本発明の実施の形態１における浴室乾燥暖房機の構成図 本発明の実施の形態２における浴室乾燥暖房機の断面図 （ａ）同浴室乾燥暖房機の乾燥運転時の断面図（ｂ）同浴室乾燥暖房機の暖房運転時の縦断面図 本発明の実施の形態３、４、５における浴室乾燥暖房機の断面図 本発明の実施の形態６における浴室乾燥暖房機の断面図

符号の説明

１ 浴室
３ 浴室乾燥暖房機本体
４ 圧縮機
５ 放熱器
６ 減圧手段
７ 吸熱器
９ ヒートポンプ装置
１０ 乾燥用循環ファン
１２ 暖房用循環ファン
１４ 吸排気用ファン
２４ 切換弁
２５ 切換弁
２６ 切換弁

Claims (6)

1. 本体内に圧縮機、吸熱器、減圧手段、放熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置を配し、浴室内空気を前記吸熱器および前記放熱器を通過して浴槽内に循環する乾燥風路と、浴室内空気を前記放熱器を通過して浴室内に循環する暖房風路と、浴室外空気を前記吸熱器を通過して浴室外へ排気する吸排気風路と、前記各々の風路に送風する送風手段と、制御手段とを備えた浴室乾燥暖房機。
2. 送風される風路を切り換える切換手段を設け、制御手段は、乾燥運転時は乾燥風路側に、暖房運転時は暖房風路および吸排気風路に送風風路が構成されるようにした請求項１記載の浴室乾燥暖房機。
3. 、
   放熱器の下流側に補助加熱手段を設け、制御手段は、暖房運転開始後、所定時間は補助加熱手段の運転を行うようにした請求項１または２記載の浴室乾燥暖房機。
4. 浴室内の空気の温度を検知する温度検知手段を設け、制御手段は、浴室内の空気温度が所定以下の場合は補助加熱手段を運転するようにした請求項３記載の浴室乾燥暖房機。
5. 吸排気風路の吸気側の空気温度を検出する温度検出手段を設け、制御手段は、吸気側の空気温度が所定以下の場合、補助加熱手段を運転するようにした請求項３記載の浴室乾燥暖房機。
6. 浴室内の空気の温度を検知する温度検知手段と、吸排気風路に送風する送風手段の風量を可変する風量可変手段を設け、制御手段は、前記温度検知手段により検知した温度が低くなるにしたがって、前記送風手段の風量が多くなるようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の浴室乾燥暖房機。