JP2008144990A - Heat pump-type air conditioner - Google Patents

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昭二 高久
Masanori Akimoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably secure humidified quantity for a long period in a heat pump-type air conditioner. <P>SOLUTION: This heat pump-type air conditioner 60 is provided with a refrigerating cycle constituted by connecting a compressor 1, a four-way valve 2, an outdoor heat exchanger 6, an expansion valve 10 and an indoor heat exchanger 3 by refrigerant piping, and can execute a cooling operation and a heating/humidifying operation. This heat pump-type air conditioner 60 comprises a sub-expansion valve 10 disposed at an upstream side of a main expansion valve and reducing a pressure of a refrigerant from the indoor heat exchanger 3 in the heating/humidifying operation, a sub-outdoor heat exchanger 9 disposed at a downstream side of the sub-expansion valve and at an upstream side of the main expansion valve 5, and producing the condensate water by cooling the outside air by allowing the refrigerant from the sub-expansion valve 10 to flow in the heating/humidifying operation, a water receiving pan for storing the condensate water produced by the sub-outdoor heat exchanger 9, an electric heater dipped in the condensate water stored in the water receiving pan and evaporating the condensate water by directly heating the same, and a duct for guiding the vapor evaporated by the electric heater to an indoor unit. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプ式空気調和機に係り、特に暖房加湿運転が可能なヒートポンプ式空気調和機に好適なものである。   The present invention relates to a heat pump air conditioner, and is particularly suitable for a heat pump air conditioner capable of heating and humidifying operation.

一般家庭で多く使用されているヒートポンプ式空気調和機は、室内機と室外機とが別体で構成され、室内機内には、室内空気と冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、室内空気を送り出す室内ファンとが設置され、室外機内には、外気と冷媒を熱交換させるための室外熱交換器と、外気を通風する送風機と、冷媒を循環させる圧縮機と、冷媒を減圧する膨張弁等が設置されている。これらの室内機と室外機との間に接続配管を用いて冷媒流路を接続することで、室内機と室外機の間を冷媒が行き来して冷凍サイクルが成り立っている。   In a heat pump type air conditioner that is often used in general homes, an indoor unit and an outdoor unit are configured separately, and the indoor unit includes an indoor heat exchanger for exchanging heat between indoor air and a refrigerant, An indoor fan that sends out air is installed, and in the outdoor unit, an outdoor heat exchanger for exchanging heat between the outside air and the refrigerant, a blower that ventilates the outside air, a compressor that circulates the refrigerant, and an expansion that decompresses the refrigerant Valves are installed. By connecting the refrigerant flow path between the indoor unit and the outdoor unit using a connection pipe, refrigerant flows back and forth between the indoor unit and the outdoor unit to establish a refrigeration cycle.

この構成のヒートポンプ式空気調和機において、四方弁により冷媒の流れ方向を変えることによって冷房運転及び暖房運転を行っている。現在のヒートポンプ式空気調和機のほとんどは、冷房運転及び暖房運転が中心になって制御が行われている。しかしながら、従来からヒートポンプ式空気調和機といいながら暖房加湿運転ができないものがほとんどであった。   In the heat pump type air conditioner having this configuration, the cooling operation and the heating operation are performed by changing the flow direction of the refrigerant by the four-way valve. Most current heat pump type air conditioners are controlled mainly by cooling operation and heating operation. However, most of the conventional heat pump type air conditioners are not capable of heating and humidifying operation.

従来の暖房加湿運転が可能なヒートポンプ式空気調和機としては、特開2001−99452号公報(特許文献1)に示されたものがある。   A conventional heat pump type air conditioner capable of heating and humidifying operation is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-99452 (Patent Document 1).

このヒートポンプ式空気調和機は、室内機と室外機と加湿装置とによって構成されている。室内機は室内熱交換器と室内ファンを備えている。室外機は圧縮機、膨張機構、室外熱交換器、室外ファン等を備えている。室内機と室外機とは、一対の連絡配管によって接続されている。室内熱交換器と共に圧縮機、膨張機構及び室外熱交換器が連絡配管等によって接続されて、冷凍サイクルが構成されている。この冷凍サイクルは四方弁によって冷凍サイクル動作とヒートポンプ動作とが切り換えられる。加湿装置は、外気に含まれる水分をゼオライトに一旦吸着させ、高湿となったゼオライトをヒーターにより加熱してゼオライトから水分を取出して加湿用空気を生成する加湿ユニットと、室内に開口して加湿用空気を加湿ユニットから室内に導く空気ダクトとを備え、加湿用空気を室内に送り込んで室内を加湿するようになっている。   This heat pump type air conditioner includes an indoor unit, an outdoor unit, and a humidifier. The indoor unit includes an indoor heat exchanger and an indoor fan. The outdoor unit includes a compressor, an expansion mechanism, an outdoor heat exchanger, an outdoor fan, and the like. The indoor unit and the outdoor unit are connected by a pair of communication pipes. A compressor, an expansion mechanism, and an outdoor heat exchanger are connected together with an indoor heat exchanger by a communication pipe or the like to constitute a refrigeration cycle. This refrigeration cycle is switched between a refrigeration cycle operation and a heat pump operation by a four-way valve. The humidifier is designed to adsorb moisture contained in the outside air to the zeolite, then heat the highly humidified zeolite with a heater to extract the moisture from the zeolite and generate humidified air. An air duct that guides the working air from the humidifying unit to the room is provided to humidify the room by sending the humidifying air into the room.

特開2001−99452号公報JP 2001-99452 A

しかしながら、上述したゼオライトを使用したヒートポンプ式空気調和機では、ゼオライトの時系列的な劣化により、水分吸着量が減少することが考えられる。また、外気温度が低い(特に外気温度がマイナス)場合や外機湿度が低い場合において、ゼオライトによる水分吸着量が大幅に低下することが考えられ、安定した加湿量を維持することが困難であると考えられる。   However, in the heat pump type air conditioner using the above-described zeolite, it is conceivable that the amount of moisture adsorption decreases due to time-series deterioration of the zeolite. In addition, when the outside air temperature is low (especially when the outside air temperature is negative) or the outside unit humidity is low, it is conceivable that the amount of moisture adsorbed by the zeolite is greatly reduced, and it is difficult to maintain a stable humidification amount. it is conceivable that.

本発明の目的は、長期間にわたって安定的に加湿量を確保することができるヒートポンプ式空気調和機を提供することにある。   The objective of this invention is providing the heat pump type air conditioner which can ensure the humidification amount stably over a long period of time.

前述の目的を達成するために、本発明は、圧縮機、四方弁、主室外熱交換器、主膨張弁、主室外ファンを具備する室外機と、室内熱交換器、室内ファンを具備する室内機とを備え、前記圧縮機、前記四方弁、前記主室外熱交換器、前記主膨張弁及び前記室内熱交換器を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、冷房運転及び暖房加湿運転が可能なヒートポンプ式空気調和機において、前記冷凍サイクルの一部として暖房加湿運転時における前記主膨張弁の上流側に設けられ、前記室内熱交換器からの冷媒を減圧する副膨張弁と、前記冷凍サイクルの一部として暖房加湿運転時おける前記副膨張弁の下流側で且つ前記主膨張弁の上流側に設けられ、前記副膨張弁からの冷媒を流すことにより外気を冷却して凝縮水を生成する副室外熱交換器と、前記副室外熱交換器で生成した凝縮水を溜める水受け皿と、前記水受け皿に溜めた凝縮水中に浸漬して凝縮水を直接加熱して蒸発させる電気ヒーターと、前記電気ヒーターにより蒸発された蒸気を前記室内機へ導くダクトとを備えたものである。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides an outdoor unit including a compressor, a four-way valve, a main outdoor heat exchanger, a main expansion valve, and a main outdoor fan, an indoor heat exchanger, and an indoor fan including an indoor fan. A compressor, the four-way valve, the main outdoor heat exchanger, the main expansion valve, and the indoor heat exchanger are connected by a refrigerant pipe to form a refrigeration cycle, and a cooling operation and a heating / humidifying operation are performed. In a possible heat pump air conditioner, a sub-expansion valve provided on the upstream side of the main expansion valve during heating and humidification operation as a part of the refrigeration cycle, and decompresses the refrigerant from the indoor heat exchanger, and the refrigeration As part of the cycle, it is provided downstream of the sub-expansion valve and upstream of the main expansion valve during heating and humidifying operation, and cools the outside air by flowing the refrigerant from the sub-expansion valve to generate condensed water With sub-outdoor heat exchanger A water tray for storing the condensed water generated by the sub-outdoor heat exchanger, an electric heater for directly heating and evaporating the condensed water by being immersed in the condensed water stored in the water tray, and a vapor evaporated by the electric heater And a duct for guiding the air to the indoor unit.

係る本発明におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
(1)前記ダクト内の蒸気を室内機へ強制的に送り出す加湿用ファンを備え、前記加湿用ファンは風量を調節できる機能を備えたこと。
(2)前記副膨張弁、前記副室外熱交換器、前記水受け皿及び前記電気ヒーターを備えた副室外機を構成したこと。
(3)前記副室外機を前記主室外機の上部に設置して一体化したこと。
(4)前記副室外熱交換器の空気流方向に対して風上側に、空気清浄機能を備えたフィルターあるいは空気清浄装置を設置したこと。
(5)前記フィルターあるいは前記空気清浄装置を一定期間後あるいは特定の信号受信で自動的に清掃する機能を備えたこと。
A more preferable specific configuration example in the present invention is as follows.
(1) A humidifying fan for forcibly sending steam in the duct to the indoor unit is provided, and the humidifying fan has a function of adjusting the air volume.
(2) A sub-outdoor unit including the sub-expansion valve, the sub-outdoor heat exchanger, the water tray, and the electric heater is configured.
(3) The sub outdoor unit is installed on the upper part of the main outdoor unit and integrated.
(4) A filter or an air cleaning device having an air cleaning function is installed on the windward side with respect to the air flow direction of the sub-outdoor heat exchanger.
(5) A function of automatically cleaning the filter or the air purifier after a certain period of time or by receiving a specific signal is provided.

かかる本発明のヒートポンプ式空気調和機によれば、長期間にわたって安定的に加湿量を確保することができる。   According to the heat pump type air conditioner of the present invention, the humidification amount can be stably secured over a long period of time.

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。なお、本発明は、それぞれの実施形態を適宜に組み合わせることにより、さらに効果的なものとすることを含む。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態のヒートポンプ式空気調和機を図1から図4を用いて説明する。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings of the respective embodiments indicate the same or equivalent. In addition, this invention includes making it more effective by combining each embodiment suitably.
(First embodiment)
A heat pump type air conditioner according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態のヒートポンプ式空気調和機60の全体に関して図1を参照しながら説明する。図1は本発明の第1実施形態のヒートポンプ式空気調和機60の構成図である。   The entire heat pump type air conditioner 60 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump type air conditioner 60 according to the first embodiment of the present invention.

ヒートポンプ式空気調和機60は、室外機30と、室内機40と、副室外機50と、これらを連繋する接続装置とから構成され、冷房運転、暖房運転が可能である。暖房運転には暖房単独運転と暖房加湿運転とが含まれる。ここで、暖房加湿運転とは、暖房時に室内の加湿を行う運転のことである。これらの各運転モードはリモコン(図示せず)の操作により設定可能である。また、接続装置は、各機器30、40、50を連絡する冷媒配管、電気配線、信号配線、及び副室外機50と室内機40とを連繋するダクトからなる。   The heat pump type air conditioner 60 includes an outdoor unit 30, an indoor unit 40, a sub outdoor unit 50, and a connecting device that connects them, and can perform a cooling operation and a heating operation. The heating operation includes heating single operation and heating humidification operation. Here, the heating / humidifying operation is an operation for humidifying the room during heating. Each of these operation modes can be set by operating a remote controller (not shown). Further, the connection device includes a refrigerant pipe that communicates each of the devices 30, 40, 50, electric wiring, signal wiring, and a duct that connects the sub outdoor unit 50 and the indoor unit 40.

リモコンには、冷房運転、暖房単独運転及び暖房加湿運転の各運転モードを個別に設定できる個別運転設定ボタンと、これらの運転モードを自動的に選択できる自動運転設定ボタンとが設けられている。自動運転設定ボタンが操作された場合には、室内の温度や湿度などを検出するセンサーの検出結果に基づいて、各運転モードが自動的に選択される。なお、暖房運転時に加湿を行う加湿ボタンを設け、暖房運転モードを設定した状態で加湿ボタンを操作することにより、暖房加湿運転が行われるようにしてもよい。   The remote control is provided with an individual operation setting button capable of individually setting each operation mode of cooling operation, heating single operation and heating / humidification operation, and an automatic operation setting button capable of automatically selecting these operation modes. When the automatic operation setting button is operated, each operation mode is automatically selected based on the detection result of a sensor that detects the indoor temperature, humidity, and the like. In addition, the humidification button which humidifies at the time of heating operation may be provided, and heating / humidification operation may be performed by operating a humidification button in the state which set heating operation mode.

室外機30は、室外に配置され、圧縮機1、四方弁2、主室外熱交換器6、主膨張弁5、室外空気である外気を室外熱交換器6に通風する主室外ファン7を具備して構成されている。   The outdoor unit 30 is disposed outside and includes a compressor 1, a four-way valve 2, a main outdoor heat exchanger 6, a main expansion valve 5, and a main outdoor fan 7 that vents outdoor air, which is outdoor air, to the outdoor heat exchanger 6. Configured.

室内機40は、室内の壁面上部などに配置され、室内熱交換器3、この室内熱交換器3に室内空気を通風する室内ファン4を具備して構成されている。なお、室内熱交換器3を2つに分割すると共に、除湿用減圧装置を備えて、公知の除湿運転もできるようにしてもよい。   The indoor unit 40 is disposed on an upper wall surface of the room and the like, and includes an indoor heat exchanger 3 and an indoor fan 4 for passing indoor air through the indoor heat exchanger 3. The indoor heat exchanger 3 may be divided into two, and a dehumidifying decompressor may be provided so that a known dehumidifying operation can be performed.

副室外機50は、副室外筐体51内に副膨張弁10、副室外熱交換器9を具備して構成され、室外機30と上下または左右に並置して、或いは室外機30から離れて室外に配置される。副室外熱交換器9は、主室外熱交換器6と共に室外熱交換器を構成するものであり、プレートフィンと冷媒配管とから構成されている。   The sub-outdoor unit 50 includes the sub-expansion valve 10 and the sub-outdoor heat exchanger 9 in the sub-outdoor casing 51, and is arranged side by side with the outdoor unit 30 in the vertical and horizontal directions or apart from the outdoor unit 30. Arranged outdoors. The sub outdoor heat exchanger 9 constitutes an outdoor heat exchanger together with the main outdoor heat exchanger 6, and is composed of a plate fin and a refrigerant pipe.

冷凍サイクルは、圧縮機1、四方弁2、主室外熱交換器6、主膨張弁5、副室外熱交換器9、副膨張弁10、室内熱交換器3を冷媒配管で接続して構成されている。この冷凍サイクルにおいて、四方弁2を実線に示すように動作することにより、圧縮機1、四方弁2、主室外熱交換器6、主膨張弁5、副室外熱交換器9、副膨張弁10、室内熱交換器3、四方弁2、圧縮機1の順に冷媒を循環する冷房サイクルが構成される。また、四方弁2を点線に示すように動作することにより、圧縮機1、四方弁2、室内熱交換器3、副膨張弁10、副室外熱交換器9、主膨張弁5、主室外熱交換器6、四方弁2、圧縮機1の順に冷媒を循環する暖房サイクルが構成される。   The refrigeration cycle is configured by connecting the compressor 1, the four-way valve 2, the main outdoor heat exchanger 6, the main expansion valve 5, the sub outdoor heat exchanger 9, the sub expansion valve 10, and the indoor heat exchanger 3 with refrigerant piping. ing. In this refrigeration cycle, the compressor 1, the four-way valve 2, the main outdoor heat exchanger 6, the main expansion valve 5, the auxiliary outdoor heat exchanger 9, and the auxiliary expansion valve 10 are operated by operating the four-way valve 2 as indicated by a solid line. A cooling cycle in which refrigerant is circulated in the order of the indoor heat exchanger 3, the four-way valve 2, and the compressor 1 is configured. Further, by operating the four-way valve 2 as indicated by a dotted line, the compressor 1, the four-way valve 2, the indoor heat exchanger 3, the sub expansion valve 10, the sub outdoor heat exchanger 9, the main expansion valve 5, and the main outdoor heat A heating cycle in which refrigerant is circulated in the order of the exchanger 6, the four-way valve 2, and the compressor 1 is configured.

冷房運転時は、主膨張弁5を全開状態に、副膨張弁10を絞り状態にし、四方弁2を実線状態とした冷房サイクルで運転される。この冷房運転時において、冷媒は、圧縮機1で圧縮され、四方弁2を通り、主室外熱交換器6で外気に放熱して凝縮され、全開の主膨張弁5を通り、副室外熱交換器9で外気にさらに放熱して凝縮され、副膨張弁10で絞られて減圧され、室内熱交換器3で室内空気から吸熱して蒸発され、四方弁2を通り、圧縮機1に戻される。かかる冷媒の循環が継続されることにより室内の冷房が行われる。   During the cooling operation, the main expansion valve 5 is fully opened, the sub-expansion valve 10 is in the throttle state, and the four-way valve 2 is in the solid line state. During this cooling operation, the refrigerant is compressed by the compressor 1, passes through the four-way valve 2, dissipates heat to the outside air in the main outdoor heat exchanger 6, condenses, passes through the fully opened main expansion valve 5, and exchanges the sub-outdoor heat. The heat is further radiated and condensed to the outside air in the vessel 9, throttled and depressurized by the sub-expansion valve 10, absorbed from the indoor air by the indoor heat exchanger 3, evaporated, passed through the four-way valve 2, and returned to the compressor 1. . The cooling of the room is performed by continuing the circulation of the refrigerant.

暖房単独運転時は、主膨張弁5を全開状態に、副膨張弁10を絞り状態にし、四方弁2を点線状態とした暖房サイクルで運転される。この暖房単独運転において、冷媒は、圧縮機1で圧縮され、四方弁2を通り、室内熱交換器3で室内空気に放熱して凝縮され、副膨張弁10で絞られて減圧され、副室外熱交換器9で外気から吸熱して蒸発され、全開の主膨張弁5を通り、主室外熱交換器6でさらに外気に放熱して蒸発され、四方弁2を通り、圧縮機1に戻される。かかる冷媒の循環が継続されることにより、加湿を伴わない室内の暖房が行われる。   At the time of heating independent operation, it operates by the heating cycle which made the main expansion valve 5 into a full open state, made the sub-expansion valve 10 into a throttling state, and made the four-way valve 2 into a dotted line state. In this heating single operation, the refrigerant is compressed by the compressor 1, passes through the four-way valve 2, dissipates heat to the indoor air by the indoor heat exchanger 3, is condensed by the sub-expansion valve 10, and is depressurized. The heat exchanger 9 absorbs heat from the outside air and evaporates, passes through the fully opened main expansion valve 5, further dissipates heat to the outside air in the main outdoor heat exchanger 6, evaporates, passes through the four-way valve 2, and is returned to the compressor 1. . By continuing the circulation of the refrigerant, indoor heating without humidification is performed.

暖房加湿運転時は、主膨張弁5及び副膨張弁10を共に絞り状態にし、四方弁2を点線状態とした暖房サイクルで運転される。この暖房加湿運転において、冷媒は、圧縮機1で圧縮され、四方弁2を通り、室内熱交換器3で室内空気に放熱して凝縮され、副膨張弁10で絞られて減圧され、副室外熱交換器9で外気から吸熱して蒸発され、主膨張弁5でさらに絞られて減圧され、主室外熱交換器6でさらに外気から吸熱して蒸発され、四方弁2を通り、圧縮機1に戻される。かかる冷媒の循環が継続されることにより、副室外熱交換器9の表面に凝縮水が生成され、この凝縮水を利用して加湿を伴った室内の暖房が行われる。このように、冷凍サイクルに設けた副室外熱交換器9により凝縮水を生成することにより、長期間にわたって安定的に加湿量を確保することができる。即ち、副膨張弁10を絞ることで配管内の冷媒を減圧し、加湿に必要な水分を副室外熱交換器9にて凝縮させることができる。また、絞り量を調節することにより、時系列的にも安定した水分量を確保することができる。   During the heating / humidifying operation, both the main expansion valve 5 and the sub-expansion valve 10 are in the throttled state and the four-way valve 2 is operated in the heating cycle. In this heating / humidifying operation, the refrigerant is compressed by the compressor 1, passes through the four-way valve 2, is radiated and condensed to the indoor air by the indoor heat exchanger 3, is throttled and depressurized by the sub-expansion valve 10, The heat exchanger 9 absorbs heat from the outside air and evaporates, the main expansion valve 5 further throttles and depressurizes, the main outdoor heat exchanger 6 further absorbs heat from the outside air and evaporates, passes through the four-way valve 2, and the compressor 1. Returned to By continuing the circulation of the refrigerant, condensed water is generated on the surface of the sub-outdoor heat exchanger 9, and the indoor heating with humidification is performed using the condensed water. Thus, by generating condensed water by the sub-outdoor heat exchanger 9 provided in the refrigeration cycle, the humidification amount can be stably secured over a long period of time. That is, the sub-expansion valve 10 can be throttled to depressurize the refrigerant in the pipe, and moisture necessary for humidification can be condensed in the sub-outdoor heat exchanger 9. Further, by adjusting the amount of squeezing, it is possible to secure a stable moisture amount even in time series.

次に、暖房加湿運転時における副室外熱交換器9に生成される凝縮水を利用した加湿に関して図2を参照しながら説明する。図2は図1の副室外機50の断面概略図である。   Next, humidification using the condensed water generated in the sub-outdoor heat exchanger 9 during the heating / humidifying operation will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the sub outdoor unit 50 of FIG.

副室外機50は、加湿装置を構成するものであり、外気を凝縮して凝縮水を生成する副室外熱交換器9と、副室外熱交換器9で生成した凝縮水を溜める水受け皿11と、この水受け皿11に溜めた凝縮水を加熱して蒸発させる加熱手段である電気ヒーター12と、電気ヒーター12により蒸発された蒸気を室内機40へ導くダクト13と、ダクト13内の蒸気を室内機40へ強制的に送り出す加湿用ファン14とから構成されている。   The sub-outdoor unit 50 constitutes a humidifier, and includes a sub-outdoor heat exchanger 9 that condenses outside air to generate condensed water, and a water tray 11 that stores the condensed water generated in the sub-outdoor heat exchanger 9. The electric heater 12 which is a heating means for heating and evaporating the condensed water stored in the water tray 11, the duct 13 for guiding the vapor evaporated by the electric heater 12 to the indoor unit 40, and the steam in the duct 13 being indoors The humidifying fan 14 is forcibly sent to the machine 40.

副室外熱交換器9は、暖房加湿運転時おける副膨張弁10の下流側で且つ主膨張弁5の上流側に設置され、副膨張弁10で減圧された冷媒が流れることにより、外気を冷却して凝縮水を生成する。ここで、副膨張弁10の絞り量は、外気から必要量の凝縮水が生成できるように、外気温度や外気湿度に基づいて制御装置(図示せず)により制御される。また、主膨張弁5及び副膨張弁10の絞り量は、外気がマイナスの温度になった場合でも、副室外熱交換器9への着霜を抑制しつつ凝縮水の生成を可能とするように制御される。   The sub-outdoor heat exchanger 9 is installed on the downstream side of the sub-expansion valve 10 and the upstream side of the main expansion valve 5 during the heating / humidifying operation, and the refrigerant decompressed by the sub-expansion valve 10 flows to cool the outside air. To produce condensed water. Here, the throttle amount of the sub expansion valve 10 is controlled by a control device (not shown) based on the outside air temperature and the outside air humidity so that a necessary amount of condensed water can be generated from the outside air. In addition, the throttle amounts of the main expansion valve 5 and the sub expansion valve 10 can generate condensed water while suppressing frost formation on the sub outdoor heat exchanger 9 even when the outside air has a negative temperature. Controlled.

水受け皿11は、副室外熱交換器9から滴下する凝縮水を受けることができるように副室外熱交換器9の下方に配置され、この凝縮水を所定量貯留して必要な加湿量が確保できる深さを有している。水受け皿11は、副室外熱交換器9より幅広に形成され、副室外熱交換器9より外側に位置する部分を蒸気生成部11aとしている。   The water tray 11 is disposed below the sub-outdoor heat exchanger 9 so as to receive the condensed water dripping from the sub-outdoor heat exchanger 9, and a predetermined amount of this condensate is stored to ensure a necessary amount of humidification. It has a possible depth. The water tray 11 is formed wider than the sub-outdoor heat exchanger 9, and a portion located outside the sub-outdoor heat exchanger 9 is used as a steam generation unit 11a.

電気ヒーター12は、水受け皿11に溜めた凝縮水を加熱して蒸発させるものであり、凝縮水を直接加熱できるように蒸気生成部11a内に設置されている。これにより凝縮水を効率よく加熱することができる。   The electric heater 12 heats and evaporates the condensed water stored in the water tray 11, and is installed in the steam generation part 11a so that the condensed water can be directly heated. Thereby, condensed water can be heated efficiently.

ダクト13は、筒状に形成されて、蒸気生成部11aの上部に設置されている。ダクト13の副熱交換器側の壁面13aの下端部は、水受け皿11の底面近傍まで延びて形成されている。これによって、蒸気生成部11a内の凝縮水を電気ヒーター12により効率よく加熱して蒸気とすることができる。ダクト13の反副熱交換器側の壁面13bの下部の貯留した凝縮水の水面に近い位置に、外気取り入れ口15が設けられている。この外気取り入れ口15は露受け皿11の側面に設けてもよい。ダクト13の上端開口には、副室外機50と室内機40を連繋するダクトが接続されている。   The duct 13 is formed in a cylindrical shape and is installed on the upper part of the steam generation unit 11a. The lower end portion of the wall surface 13 a on the auxiliary heat exchanger side of the duct 13 is formed to extend to the vicinity of the bottom surface of the water tray 11. Thereby, the condensed water in the steam generation part 11a can be efficiently heated to the steam by the electric heater 12. An outside air intake 15 is provided at a position close to the surface of the condensed water stored at the lower part of the wall surface 13 b on the side opposite to the auxiliary heat exchanger of the duct 13. This outside air intake 15 may be provided on the side surface of the dew tray 11. A duct that connects the sub outdoor unit 50 and the indoor unit 40 is connected to the upper end opening of the duct 13.

加湿用ファン14は、外気取り入れ口15から外気を取り入れて、蒸気生成部11aで蒸発された蒸気と共に室内機40へ送り出すものであり、ダクト13内の上部に設置されている。外気取り入れ口15を設けたことにより、加湿用ファン14にて蒸気を室内に送る場合に、スムーズに室内空間に蒸気を送ることが出来る。   The humidifying fan 14 takes in outside air from the outside air intake port 15 and sends it to the indoor unit 40 together with the steam evaporated in the steam generating part 11 a, and is installed in the upper part of the duct 13. By providing the outside air intake 15, when the steam is sent indoors by the humidifying fan 14, the steam can be smoothly sent to the indoor space.

室外空気の温度が低くなると(すなわち、室外空気がマイナス温度になると)、副室外熱交換器9に着霜し、水分をとりこむのが困難になることがある。その場合、本実施形態による補水方法では、副膨張弁10にて冷凍サイクルを制御し副室外熱交換器9に着霜させ、図示しないが温度センサー等により着霜の度合いを検知し、副膨張弁10による制御から主膨張弁5による制御に変更することにより、それまで蒸発器である主室外熱交換器6の補助熱交換器として使用していた副室外熱交換器9を凝縮器として作用させることが出来、ある程度温度の高い冷媒を副室外熱交換器9内に送りこむことができ、着霜した霜を溶かし水分として露受け皿11に送ることが出来る。したがって、室外空気の温度がマイナスの状態においても、加湿運転をすることが可能となる。   When the temperature of the outdoor air becomes low (that is, when the outdoor air becomes a negative temperature), the sub outdoor heat exchanger 9 may be frosted and it may be difficult to take in moisture. In that case, in the water replenishment method according to the present embodiment, the sub-expansion valve 10 controls the refrigeration cycle to cause the sub-outdoor heat exchanger 9 to form frost, and although not shown, the temperature sensor or the like detects the degree of frost formation, By changing from the control by the valve 10 to the control by the main expansion valve 5, the sub-outdoor heat exchanger 9 which has been used as an auxiliary heat exchanger of the main outdoor heat exchanger 6 as an evaporator until then acts as a condenser The refrigerant having a certain high temperature can be sent into the sub-outdoor heat exchanger 9, and the frost formed can be melted and sent to the dew tray 11 as moisture. Therefore, it is possible to perform a humidifying operation even when the temperature of the outdoor air is negative.

一方、上記した方法にて副室外熱交換器9を作用させることにより、通常の暖房運転時に冷媒配管の一部となっていた副室外熱交換器9を主室外熱交換器6の補助的な役割をさせることができることから、暖房性能の向上も図れる。   On the other hand, by operating the sub outdoor heat exchanger 9 by the above-described method, the sub outdoor heat exchanger 9 that was part of the refrigerant pipe at the time of normal heating operation can be used as an auxiliary to the main outdoor heat exchanger 6. Since the role can be made, the heating performance can be improved.

本実施形態によれば、従来のヒートポンプ式空気調和機に加湿用副室外機50を追加するだけで加湿が可能なヒートポンプ式空気調和機にすることができる。また、通常の暖房単独運転及び冷房運転においても、副室外機50は室外熱交換器6の補助的な役割を果たすことから、暖房性能あるいは冷房性能を向上させることも可能である。
(第2〜第6実施形態)
次に、本発明の第2〜第6実施形態について図3〜図7を用いて説明する。この第2〜第6実施形態は、以下に述べる点で対比する実施形態と相違するものであり、その他の点については対比する実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
According to this embodiment, it can be set as the heat pump type air conditioner which can humidify only by adding the sub outdoor unit 50 for humidification to the conventional heat pump type air conditioner. Further, also in normal heating single operation and cooling operation, the sub outdoor unit 50 plays an auxiliary role of the outdoor heat exchanger 6, and thus it is possible to improve the heating performance or the cooling performance.
(Second to sixth embodiments)
Next, second to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The second to sixth embodiments are different from the embodiment to be compared in the following points, and are basically the same as the embodiment to be compared in the other points, so that the duplicate description is omitted. To do.

図3は本発明の第2実施形態における副室外機50の断面概略図である。この第2実施形態は、第1実施形態に比較して、水受け皿11の凝縮水生成部11aのみを深く形成したものである。これにより、凝縮水生成部11aの凝縮水の量を確保して確実な加湿を行うことができる。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the sub outdoor unit 50 according to the second embodiment of the present invention. This 2nd Embodiment forms deeply only the condensed water production | generation part 11a of the water tray 11 compared with 1st Embodiment. Thereby, the quantity of the condensed water of the condensed water production | generation part 11a can be ensured, and reliable humidification can be performed.

図4は本発明の第3実施形態における副室外機50の断面概略図である。この第3実施形態は、第2実施形態に比較して、水受け皿11の底面全体を凝縮水生成部11aに行くに従って徐々に深くなるように形成したものである。これにより、凝縮水生成部11aへ凝縮水をスムースに導くことができる。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the sub outdoor unit 50 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, as compared with the second embodiment, the entire bottom surface of the water tray 11 is formed so as to gradually become deeper as it goes to the condensed water generator 11a. Thereby, condensed water can be smoothly guide | induced to the condensed water production | generation part 11a.

図5は本発明の第4実施形態のヒートポンプ式空気調和機60の構成図である。この第4実施形態は、第2実施形態に比較して、副室外機50内に設置された副室外熱交換器9に外気からの空気を強制的に送る副室外ファン16を設置したものである。第1実施形態では、副室外機50の設置場所や副室外機50の形状などにより、取れる水分の量が安定しない可能性がある。第2実施形態のように強制的に外気を送ることにより、外気を有効に取り入れることができ、安定して加湿量の増加を図ることができる。そして、副室外機50の内部に室外の空気を強制的に循環させる加湿用ファン14を設置し、副膨張弁10の絞り量と副室外ファン16の風量を調節することにより、外気からの水分除去量をコントロールすることができ、部屋の大きさの違いによる必要加湿量の違いで副室外機50の構成を変える必要がなくなる。また、外気温度あるいは副室外熱交換器9の温度に対する副室外ファン16の回転数を関連づける制御を行うことにより、副室外ファン16を効率良く運転することができる。   FIG. 5 is a configuration diagram of a heat pump type air conditioner 60 according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, as compared with the second embodiment, a sub-outdoor fan 16 that forcibly sends air from outside air to the sub-outdoor heat exchanger 9 installed in the sub-outdoor unit 50 is installed. is there. In 1st Embodiment, the quantity of the water | moisture content which can be taken may not be stabilized by the installation place of the sub outdoor unit 50, the shape of the sub outdoor unit 50, etc. By forcedly sending outside air as in the second embodiment, outside air can be taken in effectively, and the amount of humidification can be stably increased. Then, a humidifying fan 14 for forcibly circulating outdoor air is installed inside the sub outdoor unit 50, and the amount of water from the outside air is adjusted by adjusting the throttle amount of the sub expansion valve 10 and the air volume of the sub outdoor fan 16. The removal amount can be controlled, and there is no need to change the configuration of the sub outdoor unit 50 due to the difference in the required humidification amount due to the difference in the size of the room. In addition, the sub-outdoor fan 16 can be operated efficiently by performing control that correlates the rotation speed of the sub-outdoor fan 16 with respect to the outside air temperature or the temperature of the sub-outdoor heat exchanger 9.

図6は本発明の第5実施形態における室外機30及び副室外機50の設置状態を説明する斜視図である。   FIG. 6 is a perspective view for explaining an installation state of the outdoor unit 30 and the sub outdoor unit 50 in the fifth embodiment of the present invention.

この第5実施形態では、副室外機50を主室外機30の上部に設置し、副室外機50と主室外機30を一体化することにより、室外機30と副室外機50の全体としてのコンパクト化を図ることができる。また、工場の生産段階で副室外機50を室外機30に組み込むことができるため、据え付け時における後付のわずらわしさを解消できる。   In the fifth embodiment, the sub outdoor unit 50 is installed on the upper part of the main outdoor unit 30, and the sub outdoor unit 50 and the main outdoor unit 30 are integrated to form the outdoor unit 30 and the sub outdoor unit 50 as a whole. Compactness can be achieved. Moreover, since the sub outdoor unit 50 can be incorporated in the outdoor unit 30 at the production stage of the factory, it is possible to eliminate the troublesomeness at the time of installation.

また、副室外機50が主室外機30に組み込まれることにより、副室外機50と主室外機30をつなぐ接続配管を工場生産段階でつなぎ、生産過程で冷媒漏れをチェックすることができるため、据え付け時での冷媒漏れ不良も低減することができる。   In addition, since the sub outdoor unit 50 is incorporated into the main outdoor unit 30, the connection pipe connecting the sub outdoor unit 50 and the main outdoor unit 30 can be connected at the factory production stage, and refrigerant leakage can be checked during the production process. It is possible to reduce the refrigerant leakage failure during installation.

さらに、主室外熱交換器6の補助熱交換器として副室外熱交換器9を作用させるとき、主室外熱交換器6と副室外熱交換器9の間にある接続配管を極力短くすることにより、熱交換器間の圧力損失を低減できるため、冷房運転や暖房運転の際に副室外熱交換器9を有効に活用することができ、性能向上にもつながる。   Further, when the sub-outdoor heat exchanger 9 is operated as an auxiliary heat exchanger for the main outdoor heat exchanger 6, the connection pipe between the main outdoor heat exchanger 6 and the sub-outdoor heat exchanger 9 is shortened as much as possible. Since the pressure loss between the heat exchangers can be reduced, the sub-outdoor heat exchanger 9 can be used effectively during cooling operation or heating operation, leading to improved performance.

図7は本発明の第6実施形態における副室外機50の断面概略図である。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the sub outdoor unit 50 according to the sixth embodiment of the present invention.

一般家庭に使用されるヒートポンプ式空気調和機において、使用後の室外機を見ると、塵やほこり等が付着しており、特に室外熱交換器の表面にほこりが累積していることが多い。そこで、この第6実施形態では、副室外熱交換器9の空気流方向に対して風上側に、空気清浄機能を備えたフィルター18あるいは空気清浄装置19あるいは両方を設置したものである。かかる構成とすることにより、概ね塵やほこりを除去した空気を副室外熱交換器9に送ることができ、副室外熱交換器9の捕水性能の低下を抑えることができる。また、副室外熱交換器9に送られる空気を清潔な状態にすることによりそこで捕水する水分を清潔に保つことができ、その水分を電気ヒーター12で加熱することで、清潔な空気で室内を加湿することができる。   In a heat pump type air conditioner used in a general household, when an outdoor unit after use is seen, dust, dust, and the like are attached, and in particular, dust is often accumulated on the surface of the outdoor heat exchanger. Therefore, in the sixth embodiment, the filter 18 and / or the air cleaning device 19 having an air cleaning function are installed on the windward side with respect to the air flow direction of the sub-outdoor heat exchanger 9. By setting it as this structure, the air from which dust and dust were substantially removed can be sent to the sub outdoor heat exchanger 9, and the fall of the water collecting performance of the sub outdoor heat exchanger 9 can be suppressed. In addition, by keeping the air sent to the sub-outdoor heat exchanger 9 in a clean state, the water captured there can be kept clean, and by heating the water with the electric heater 12, Can be humidified.

なお、この第6実施形態では、フィルター18や空気清浄装置19に塵やほこりが付着することが考えられる。フィルター18や空気清浄装置19が塵やほこりで目詰まりを起こすと、副室外熱交換器9に送られる空気量が低下し、必要な水分を確保するために設置当初よりも多くのエネルギーが必要となる。そこでフィルター18あるいは空気清浄装置19を一定期間後あるいは特定の信号受信または電源投入時に自動的に清掃することにより、フィルター18や空気清浄装置19での塵やほこりによる目詰まりを解消し、無駄なエネルギーを使うことをなくすことが望ましい。   In the sixth embodiment, it can be considered that dust and dust adhere to the filter 18 and the air cleaning device 19. If the filter 18 or the air cleaning device 19 is clogged with dust or dust, the amount of air sent to the sub-outdoor heat exchanger 9 is reduced, and more energy is required than the initial installation to secure the necessary moisture. It becomes. Therefore, the filter 18 or the air cleaning device 19 is automatically cleaned after a certain period of time, or when a specific signal is received or turned on, thereby eliminating clogging caused by dust and dust in the filter 18 and the air cleaning device 19 and wasting. It is desirable to eliminate the use of energy.

本発明の第1実施形態のヒートポンプ式空気調和機の構成図である。It is a block diagram of the heat pump type air conditioner of 1st Embodiment of this invention. 図1における副室外機の断面概略図である。It is the cross-sectional schematic of the sub outdoor unit in FIG. 本発明の第2実施形態における副室外機の断面概略図である。It is a section schematic diagram of a sub outdoor unit in a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態における副室外機の断面概略図である。It is a section schematic diagram of a sub outdoor unit in a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態のヒートポンプ式空気調和機の構成図である。It is a block diagram of the heat pump type air conditioner of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態における室外機及び副室外機の設置状態を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the installation state of the outdoor unit and sub outdoor unit in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態における副室外機の断面概略図である。It is a section schematic diagram of a sub outdoor unit in a 6th embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…圧縮機、2…四方弁、3…室内熱交換器、4…室内ファン、5…膨張弁、6…室外熱交換器、7…室外ファン、9…副室外熱交換器、10…副膨張弁、11…水受け皿、11a…蒸気生成部、12…電気ヒーター、13…ダクト、13a、13b…壁面、14…加湿用ファン、15…外気取り入れ口、16…副室外ファン、18…フィルター、19…空気清浄装置、30…室外機、40…室内機、50…副室外機、51…副室外筐体、60…ヒートポンプ式空気調和機。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Four way valve, 3 ... Indoor heat exchanger, 4 ... Indoor fan, 5 ... Expansion valve, 6 ... Outdoor heat exchanger, 7 ... Outdoor fan, 9 ... Sub outdoor heat exchanger, 10 ... Sub Expansion valve, 11 ... Water tray, 11a ... Steam generating unit, 12 ... Electric heater, 13 ... Duct, 13a, 13b ... Wall surface, 14 ... Humidification fan, 15 ... Outside air intake, 16 ... Sub-outdoor fan, 18 ... Filter , 19 ... Air purifier, 30 ... Outdoor unit, 40 ... Indoor unit, 50 ... Sub-outdoor unit, 51 ... Sub-outdoor casing, 60 ... Heat pump air conditioner.

Claims (6)

圧縮機、四方弁、主室外熱交換器、主膨張弁、主室外ファンを具備する室外機と、室内熱交換器、室内ファンを具備する室内機とを備え、前記圧縮機、前記四方弁、前記主室外熱交換器、前記主膨張弁及び前記室内熱交換器を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、冷房運転及び暖房加湿運転が可能なヒートポンプ式空気調和機において、
前記冷凍サイクルの一部として暖房加湿運転時における前記主膨張弁の上流側に設けられ、前記室内熱交換器からの冷媒を減圧する副膨張弁と、
前記冷凍サイクルの一部として暖房加湿運転時おける前記副膨張弁の下流側で且つ前記主膨張弁の上流側に設けられ、前記副膨張弁からの冷媒を流すことにより外気を冷却して凝縮水を生成する副室外熱交換器と、
前記副室外熱交換器で生成した凝縮水を溜める水受け皿と、
前記水受け皿に溜めた凝縮水中に浸漬して凝縮水を直接加熱して蒸発させる電気ヒーターと、
前記電気ヒーターにより蒸発された蒸気を前記室内機へ導くダクトとを備えた
ことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。
A compressor, a four-way valve, a main outdoor heat exchanger, a main expansion valve, an outdoor unit having a main outdoor fan, an indoor heat exchanger, an indoor unit having an indoor fan, the compressor, the four-way valve, In the heat pump type air conditioner capable of performing a cooling operation and a heating / humidifying operation by configuring the refrigeration cycle by connecting the main outdoor heat exchanger, the main expansion valve and the indoor heat exchanger with refrigerant piping,
A sub-expansion valve that is provided upstream of the main expansion valve during heating and humidification operation as part of the refrigeration cycle, and depressurizes the refrigerant from the indoor heat exchanger;
Condensed water is provided on the downstream side of the sub-expansion valve and the upstream side of the main expansion valve during heating / humidifying operation as part of the refrigeration cycle, and cools the outside air by flowing the refrigerant from the sub-expansion valve. A sub-outdoor heat exchanger that produces
A water tray for collecting condensed water generated in the sub-outdoor heat exchanger;
An electric heater that evaporates by directly heating the condensed water by dipping in the condensed water stored in the water tray;
A heat pump type air conditioner comprising a duct for guiding the vapor evaporated by the electric heater to the indoor unit.
請求項1において、前記ダクト内の蒸気を室内機へ強制的に送り出す加湿用ファンを備え、前記加湿用ファンは風量を調節できる機能を備えたことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。   2. The heat pump air conditioner according to claim 1, further comprising a humidifying fan for forcibly sending the steam in the duct to the indoor unit, wherein the humidifying fan has a function of adjusting an air volume. 請求項1において、前記副膨張弁、前記副室外熱交換器、前記水受け皿及び前記電気ヒーターを備えた副室外機を構成したことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。   The heat pump air conditioner according to claim 1, wherein a sub outdoor unit including the sub expansion valve, the sub outdoor heat exchanger, the water tray, and the electric heater is configured. 請求項3において、前記副室外機を前記主室外機の上部に設置して一体化したことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。   4. The heat pump air conditioner according to claim 3, wherein the sub outdoor unit is installed on and integrated with an upper part of the main outdoor unit. 請求項3において、前記副室外熱交換器の空気流方向に対して風上側に、空気清浄機能を備えたフィルターあるいは空気清浄装置を設置したことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。   4. The heat pump air conditioner according to claim 3, wherein a filter or an air purifier having an air cleaning function is installed on the windward side with respect to the air flow direction of the sub-outdoor heat exchanger. 請求項5において、前記フィルターあるいは前記空気清浄装置を一定期間後あるいは特定の信号受信で自動的に清掃する機能を備えたことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。   6. The heat pump air conditioner according to claim 5, further comprising a function of automatically cleaning the filter or the air purifier after a certain period of time or by receiving a specific signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112128854A (en) * 2020-09-14 2020-12-25 海信(山东)空调有限公司 Air conditioning system and control method

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