JP2008241212A - 空気調和機 - Google Patents

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JP2008241212A JP2007085839A JP2007085839A JP2008241212A JP 2008241212 A JP2008241212 A JP 2008241212A JP 2007085839 A JP2007085839 A JP 2007085839A JP 2007085839 A JP2007085839 A JP 2007085839A JP 2008241212 A JP2008241212 A JP 2008241212A
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Koji Wada
宏二 和田
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Toshiba Carrier Corp
東芝キヤリア株式会社
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Abstract

【課題】比較的簡素な構成にて、効率よく外気から充分な量の水分を捕集し、室内の加湿条件を満足できるようにした、加湿機能を備えた空気調和機を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ式冷凍サイクルを備えた室内機Saと室外機Sbとからなる空気調和機Sで、室外機は、筐体1内の仕切り板2下部に冷凍サイクル室3、上部に加湿装置Kを収容する加湿室4を具備し、上記加湿装置は、外気を導通させる吸着用通風路12と、吸着用通風路に導かれる外気から水分を吸着する吸着回転体18と、この吸着回転体吸着された水分を熱交換用空気中に放出させて高湿高温化する再生用通風路13と、この再生用通風路における熱交換用空気の吸着回転体下流側に設けられ熱交換用空気中の高湿分を室内へ搬送し放出させる加湿媒体搬送路10とを備え、上記吸着用通風路は、室外送風機による外気の流通路とは独立して、外気を吸着回転体に導くよう構成する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、外気中に含まれる水分を捕集し、その水分を室内へ搬送して放出し、室内を加湿する加湿機能を備えた空気調和機に関する。
特に、冬季においては外気温度が低下するばかりでなく湿度が低下することが多く、屋外では乾燥化する。室内においても少なからぬ影響を受けるので、加湿して室内の湿度を上げるのが理想である。室内に専用の加湿器を備えて作動すればよいが、頻繁に加湿用水(水道水)を補給する手間がかかり、面倒である。
そこで、手間がかからずに、確実に室内を加湿できる装置が求められている。たとえば、[特許文献1]には、この要望に応えて加湿機能を備えた空気調和機が開示されている。この発明は、外気に含まれる水分を吸着し、この水分を室内へ搬送し、かつ放出して室内を加湿するようになっている。
具体的には、室外機内に回転駆動される吸湿部材を備えていて、この吸湿部材は外気中に含まれる水分を吸着する。そのあと、吸湿部材を加熱手段で加熱することにより、吸湿部材から吸着した水分を脱離離させる。そして、加湿空気搬送手段が、上記吸湿部材から脱離した水分に空気を混合して室内機へ搬送する。
特開2002−89902号公報
ところで、[特許文献1]によると、筐体内を室外空調ユニットと加湿ユニットとに仕切る仕切り板に、開口部が設けられる。加湿ユニットに配置される上記吸湿部材は、一部を仕切り板の上記開口部に挿入して室外空調ユニットへ突出させている。室外空調ユニットにおける吸湿部材の突出部分は、室外熱交換器と室外ファンとの間に介在する。
この構成では、外気は先に室外熱交換器を流通して熱交換し、そのあと吸湿部材に導かれて水分が捕集される。なお、上記加湿ユニットは主に冬季に使用され、このとき空気調和機は暖房運転を行う。上記室外熱交換器で冷媒は、室外ファンから送風される外気と熱交換し、蒸発潜熱を奪って蒸発する。
一方、室外熱交換器に導かれた外気は冷却され、室外熱交換器に外気中に含まれる水分が凝縮して結露し易い。上記[特許文献1]によれば、室外熱交換器において水分が除去され低湿度化した外気が、上記吸湿部材に導かれることになる。したがって、吸湿部材における水分の捕集効率がより悪くなり、理想の加湿機能が得られない虞れが大である。
しかも、上述したように、外気は先に室外熱交換器に導かれ、そのあと吸湿部材に導かれる。吸湿部材にとって室外熱交換器は通風抵抗物となり、送風量が制限されてしまう。その結果、吸湿部材の水分捕集量が少なくなり、吸湿効率がより低下する。室外熱交換器
本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、比較的簡素な構成にて、効率よく外気から充分な量の水分を捕集して、室内に対する加湿量を増加させる加湿機能を備えた空気調和機を提供しようとするものである。
上記目的を満足するため本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを備えた室内機および室外機とからなる空気調和機において、
上記室外機は、内部が仕切り板によって上下に仕切られる筐体と、この筐体内の仕切り板下部に設けられ圧縮機と室外熱交換器に外気を導く室外送風機を収容する冷凍サイクル室と、筐体内の仕切り板上部に設けられ加湿装置を収容する加湿室とを具備し、
上記加湿装置は、外気を導通させる吸着用通風路と、この吸着用通風路に一部が介在するとともに回転駆動され吸着用通風路に導かれる外気から水分を吸着する吸着回転体と、この吸着回転体の残り一部に高温の熱交換用空気を導き吸着回転体に吸着された水分を熱交換用空気中に放出させて高湿高温化する再生用通風路と、この再生用通風路における熱交換用空気の吸着回転体下流側に設けられ熱交換用空気中の高湿分を室内へ搬送しかつ放出させる加湿媒体搬送手段とを備え、上記吸着用通風路は、室外送風機による外気の流通路とは独立して、外気を吸着回転体に導くよう構成される。
本発明によれば、比較的簡素な構成にて、効率よく充分な量の水分捕集ができ、室内に対する加湿条件を満足できるようにした加湿機能を備えた空気調和機を提供できる。
以下、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図1(A)と図1(B)は、空気調和機Sの概略の構成図であり、室内に対する互いに異なる加湿構造を備えている。
いずれの空気調和機Sも、室内機Saと室外機Sbとから構成される。上記室内機Saは居室Mの壁面H高所に取付けられ、上記室外機Sbは屋外Uに配置される。室内機Saと室外機Sbは、冷媒管およびケーブル類等を1本にまとめた連結部材Rによって互いに接続される。
いずれの室内機Saも、筐体内に図示しない室内熱交換器と、この室内熱交換器と対向して配置される室内送風機を備えるとともに、筐体には吸込み口と吹出し口が設けられる。上記室内送風機を駆動することにより、居室Mの空気が吸込み口から筐体内に吸込まれ、上記室内熱交換器を流通したあと吹出し口から吹出されるようになっている。
図1(A)に示す室内機Saは、さらに加湿部Kaを収容する。この加湿部Kaは、後述する加湿装置Kから送られてくる結露水を水蒸気に換え、もしくは高湿高温空気をそのままの状態で、吹出し口から吹出される熱交換空気に混合させ居室Mへ放出する機能を有する。
図1(B)に示す室内機Sbは上記加湿部Kaを備えていないが、居室Mの床面に加湿器Kbが配置される。この加湿器Kbは、後述する加湿装置Kから送られてくる結露水を水蒸気に換え、もしくは高湿高温空気をそのままの状態で居室Mへ放出する機能を有する。したがって、加湿器Kbは室外機Sbのみと係り合いがある。
いずれの上記室外機Sbも、筐体1内部が仕切り板2によって上下に仕切られる。仕切り板2下部には冷凍サイクル室3が形成され、上部には加湿室4が形成される。上記冷凍サイクル室3には、圧縮機5と、室外熱交換器6と、この室外熱交換器6と対向して室外送風機7が収容される。上記加湿室4には、加湿装置Kが収容される。
上記冷凍サイクル室3における圧縮機5と室外熱交換器6は、上記連結部材Rである冷媒管を介して上記室内機Saの室内熱交換器と互いに連通する。すなわち、圧縮機5と、室外熱交換器6と、室内熱交換器と、図示しない減圧装置および四方切換え弁などは、冷媒管を介してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成するように連通される。
上記室外熱交換器6と隣接する筐体1側面部には外気吸込み口8が設けられ、室外送風機7と対向する筐体1側面部には外気吹出し口9が設けられる。室外送風機7が駆動されることで、外気吸込み口8から吸込まれる外気が室外熱交換器6を介して外気吹出し口9に流通する。すなわち、室外送風機7の吸込み側に室外熱交換器6が位置する。
上記加湿室4における加湿装置Kから加湿媒体搬送路(加湿媒体搬送手段)10が筐体1外へ延出されている。図1(A)に示す加湿媒体搬送路10は、上記連結部材Rと一本化して室内機Sa内の加湿部Kaに接続される。図1(B)に示す加湿媒体搬送路10は、連結部材R一部に沿ったあと居室M床面上に配置される加湿器Kbに接続される。
つぎに、上記室外機Sbの加湿室4に備えられる加湿装置Kについて詳述する。
図2は室外機Sb一部の概略の縦断面図であり、併せて加湿装置Kの概略構成を示す。図3は室外機Sbの概略の平面図であり、加湿装置Kの概略構成を示す。図4は加湿装置Kの基本構成の説明図であり、いずれも模式的に示している。
ただし、図2から図4に示す加湿装置Kは、加湿媒体として「結露水」を生成する。したがって、この加湿装置Kから後述するようにして得られた結露水を、加湿媒体搬送路10を介して上記加湿部Kaもしくは加湿器Kbへ搬送するようになっている。加湿媒体として、「高湿高温の空気」を生成する加湿装置については後述する。
上記加湿装置Kは、いずれもダクトからなる吸着用通風路12と再生用通風路13を備えている。上記吸着用通風路12を構成するダクトは、一側部が屋外Uに対して開口する開口部aを有する。他側部は上記仕切り板2に設けられる開口部bに接続される。特に、上記開口部bにはダンパ14が設けられていて、開口部bを開閉自在である。
仕切り板2に設けられる吸着用通風路12の開口部bは、冷凍サイクル室3に配置される室外送風機7の近傍部位に設けられる。なお説明すると、室外送風機7は、プロペラファンFと、このプロペラファンFを回転駆動するファンモータMとから構成され、上記開口部bはプロペラファンFの略直上部位に設けられる。
上記室外送風機7においてファンモータMがプロペラファンFを回転駆動すると、屋外Uの空気である外気が外気吸込み口8から冷凍サイクル室3内に吸込まれ、室外熱交換器6を流通する。そして、外気は室外送風機7を介して外気吐出口9から屋外Uへ吐出される。
また、室外送風機7が配置される冷凍サイクル室3と、加湿装置Kの吸着用通風路1212とは、上記開口部bを介して連通している。したがって、室外送風機7の送風作用ににより吸着用通風路12は負圧状態になり、吸着用通風路12の屋外Uと対向する開口部aから外気が吸込まれ、図中実線矢印に示すように吸着用通風路12に沿って導かれる。
ついには、外気は仕切り板2に設けられる開口部bから吐出される。すなわち、屋外Uと対向する開口部が外気導入部aであり、仕切り板2に設けられる開口部が外気導出部bとなるように構成されている。なお、図4に二点鎖線で示すように、吸着用通風路12に吸着用送風機15を配置して作動すれば、より送風量の増大を得られる。
上記再生用通風路13を構成するダクトは、屋外Uおよび仕切り板2と対向する開口部が実質的に無く、閉ループを構成する。再生用通風路13には再生用送風機16が配置されていて、これを駆動することにより、再生用通風路13内に存在していた空気が図中一線鎖線矢印に示すように再生用通風路13内を循環し、外気の取込みと外部への吐出はない。
上記吸着用通風路12と再生用通風路13は、互いの一部が所定長さで並行し、かつ密に接する部位を備えている。これら通風路12,13の接する部位に、吸着回転体18が介設される。上記吸着回転体18は、斜めに傾斜して設けられ、図示しない回転駆動源に連結されている。
上記吸着回転体18は、たとえば直径が20〜30cm、厚みが2〜3cm程度の円板状であり、3〜5rpmのゆっくりとした速度で回転駆動される。さらに、吸着回転体18は一側面から他側面に亘って多数のハニカム状空気通路を備えていて、これら空気通路の表面にはゼオライト等の吸湿材が均一な厚みで担持される。この吸湿材は、低温環境で空気中の水分を効率よく吸着し、高温環境では吸着した水分を円滑に脱離して再生する特性を有する。
上記吸着回転体18のハニカム状空気通路の形成方向と、吸着用通風路12および再生用通風路13の長手方向とは一致している。そのため、吸着用通風路12と再生用通風路13に通風があるとき、この空気流は吸着回転体18の空気流通路を円滑に流通する。なお、吸着回転体18は、全体を多孔質のゼオライトで構成するようにしてもよい。
上記吸着回転体18は、吸着用通風路12と再生用通風路13の長手方向に対し斜めに傾斜して備えた。このことにより、吸着回転体18は各通風路12,13における流通面積を充分に確保したうえに、高さ寸法を低く抑えることができる。したがって、加湿装置Kの全高寸法を抑えてコンパクト化を図り、室外機Sbの大型化を抑制する。
再生用通風路13の一部に吸着用通風路12の一部が交差していて、この交差部には凝縮用熱交換器20が設けられる。なお説明すると、再生用通風路13は上下方向(垂直方向)に向く部分を備えていて、この部分のみ複数の直状管路20aから形成される。互いの管路20a間には複数のフィン20bが介設される。
具体的には、上記凝縮用熱交換器20は図5に示すように構成される。図5は凝縮用熱交換器20の一部の斜視図である。
上記複数の管路20aは、たとえばプラスチック材からなり、断面矩形状に形成されていて、上述したとおり軸方向が上下方向に向けられ、かつ互いに水平方向に所定間隔を存して並設される。管路20a内が再生用通風路13と連通していて、再生用送風機16を駆動することにより管路20a内の上部から下部へ向って送風される。
管路20aの内周壁に対して親水処理もしくは撥水処理が施されている。したがって、管路20a内周壁に結露が生成すれば、隣り合う水滴同士が付着したままその場に止まる、いわゆるブリッジ現象が生じることなく、直ちに円滑に落下する。管路20aの軸方向が上下方向に向けて設けられていることも、水滴が円滑に落下することの一因をなす。
フィン20bは、たとえば熱伝達率の良いアルミ材からなり、管路20a相互の外周面に亘って、管路20aの軸方向とは直交する水平方向に設けられ、互いに上下方向に所定間隔を存して並設される。これらフィン20bは、上記吸着用通風路12の外気導入部aの近傍部位に収容されていて、吸着用通風路12を流通する外気がフィン20b相互間を流通する。
このように上記凝縮用熱交換器20は、再生用通風路13における吸着用通風路12との交差部位に設けられ、再生用通風路13に導かれる空気が凝縮用熱交換器20の管路20a内を上部から下部へ流通する一方で、吸着用通風路12に導かれる外気がフィン20b相互間を水平方向に流通し、同時に管路20a外周壁に接する。
再び図2ないし図4に示すように、吸着用通風路12における凝縮用熱交換器20と交差する部位は、吸着回転体18の外気導入側(上流側)となる。すなわち、吸着用通風路12の外気導入部aから取込まれた外気は、先に凝縮用熱交換器20のフィン20b間に導かれ、そのあと吸着回転体18の空気通路を通過して外気導出部bから導出される。
再生用通風路13の凝縮用熱交換器20直下部位には排水口21が設けられ、この排水口21が設けられる部位のみ、再生用通風路13は外部と連通している。上記排水口21と対向する下部には、上述した加湿媒体搬送路10を構成するドレンタンク22が配置される。ドレンタンク22には図示しないフロートスイッチが取付けられ、かつ上記凝縮用熱交換器20で生成されて滴下する結露水を受ける。
上記加湿媒体搬送路10は、中途部にポンプ23を備え、ドレンタンク22と室内の加湿部Kaもしくは加湿器Kbとを連通する送水管からなる。この中途部には、結露水を60℃以上の温度まで上昇させて水の内部のばい菌を殺菌する殺菌用加熱体24が設けられる。上記ポンプ23は、低流量で高揚程の特性を備えたチュービングポンプであり、地面に配置された室外機Sbから結露水を家屋の2階や3階へも揚水できる。
再生用通風路13における再生用送風機16の送風側で、かつ吸着回転体18の介在部位との間には、再生用送風機16から吹出される空気を加熱する空気加熱体25が設けられる。すなわち、吸着回転体18に導かれる空気は、吸着回転体18の直前部位で空気加熱体25により加熱され高温化する。
加湿装置Kは空気調和機Sの室外機Sbに備えられるので、空気加熱体25として電気回路を構成するインバータヒートシンク25aや、インバータの電源側に設けられるリアクタ25b、あるいは冷凍サイクルを構成する圧縮機5の吐出側に設けた補助熱交換器25cを用いることができる。いずれも、それ自体の作用にともなって高温化するので、効率的で、ランニングコストを低減できる。
つぎに、このようにして空気調和機Sの室外機Sbに搭載される加湿装置Kの作用について説明する。
冬季に加湿装置Kを作動して居室M内を加湿するには、空気調和機Sとして暖房運転を行う。すなわち、室外機Sb内の圧縮機5を駆動し、ヒートポンプ運転を開始する。同時に、室外送風機7と室内送風機を駆動し、加湿装置Kの吸着回転体18と再生用送風機16を駆動する。吸着用送風機15を備えた機種であれば、この送風機15も駆動する。
上記圧縮機5は冷媒を圧縮して高温高圧とし、室内機Sa内の室内熱交換器へ吐出する。ここで冷媒は凝縮され、凝縮熱を吸込み口から吸込んだ室内空気に放出する。室内送風機は高温化した室内空気を吹出し口から室内へ吹出し、室内温度が上昇する。すなわち、居室Mに対する暖房作用をなす。
一方、室内熱交換器から導出される冷媒は、減圧装置を介して室外熱交換器6に導かれる。室外送風機7は室外熱交換器6に外気を送風し熱交換させるので、冷媒は蒸発して外気から蒸発潜熱を奪う。蒸発した冷媒は上記圧縮機5に吸込まれ、再び圧縮されて上述の冷凍サイクル回路を循環する。
なお、上記室外熱交換器6において冷媒と熱交換する外気は、熱交換にともない外気中の水分が凝縮され、水滴となって室外熱交換器6に付着し易い。外気温度が極めて低い場合は、付着した露が凍結して霜に換る場合がある。いずれにしても、室外熱交換器6を通過した外気は半乾燥状態にあり、外気吹出し口9を介して再び屋外Uへ吐出される。
また、室外送風機7の駆動により、プロペラファンF近傍の仕切り板2部位に開口する外気導出部bを介して吸着用通風路12内が負圧化する。したがって、外気が外気導入部aから導入され、吸着用通風路12を流通する。吸着用送風機15を備えた機種であれば、これを駆動してより多量の外気を導入できる。
上記吸着用通風路12を流通する外気は、再生用通風路13との交差部に設けられる凝縮用熱交換器20のフィン20b相互間を流通し、ここで熱交換する。そのあと、外気は吸着回転体18の一部に導かれ、ハニカム状空気通路を流通して、担持された吸着材により水分が捕集される。
吸着回転体18から出た外気は、外気導出部bから一旦冷凍サイクル室3に導かれて、室外送風機7の作用により室外熱交換器6を流通したあとの外気に合流し、外気吹出し口9から屋外Uへ吹出される。結局、吸着用通風路12に導入され吸着回転体18を流通する外気は、室外熱交換器6を流通する空気流とは独立して、室外送風機7により導かれることとなる。
一方、再生用送風機16の作用にともない、再生用通風路13に沿って空気(以下、「熱交換用空気」と呼ぶ)が循環し、空気加熱体25を流通して高温化する。上記吸着回転体18は継続して回転していて、吸着用通風路12に導かれる外気から水分を捕集した部分が、時間の経過とともに再生用通風路13に対向する。
上記再生用通風路13に導かれる熱交換用空気は高温化しているから、吸着回転体18の空気流通路を流通する間に吸着回転体18を加熱する。したがって、空気流通路に担持する吸着材に捕集された水分が蒸発し、吸着回転体18から脱離する。高温の熱交換用空気が吸着回転体18から流出したときには充分な水分が含まれ、高湿高温状態に変る。
高湿高温の熱交換用空気は凝縮用熱交換器20に導かれ、凝縮用熱交換器20を構成する複数の管路20a内に上部から下部へ向って流通する。一方、凝縮用熱交換器20のフィン20b相互間に吸着用通風路12の外気が流通している。しかも、この外気は外気導入部aから導入された直後であり、低温である。
凝縮用熱交換器20において、管路20a内を流通する高湿高温の熱交換用空気と、フィン20b相互間を流通する低温外気とが熱交換する。熱交換用空気は外気により冷却され、熱交換用空気に含まれる水分が凝縮して管路20a内周壁に結露する。これに対して、低温外気が流通するフィン20b表面には結露の生成がない。
継続して熱交換用空気が管路20a内を流通し、小粒の結露が短時間で肥大化して大きな水滴となる。管路20a内周壁が親水処理もしくは撥水処理がなされているとともに、結露水の流下方向は熱交換用空気の流通方向と一致するので、結露水は円滑に流下する。そして、排水口21を介してドレンタンク22に集溜される。
結露水がドレンタンク22に所定量以上溜ったことをフロートスイッチが検知すると、ポンプ23が駆動してドレンタンク22内の結露水を加湿媒体搬送路10を介して居室Mの加湿部Kaもしくは加湿器Kbへ送水する。加湿部Kaもしくは加湿器Kbにおいては、結露水を水蒸気に換えて居室Mへ放散し、室内湿度を上げて乾燥化を防止する。
また、上記凝縮用熱交換器20を流通した後の熱交換用空気は、循環して再び吸着用送風機15に吸込まれ空気加熱体25へ向けて送風される。さらに、熱交換用空気は上述したように再生用通風路13を循環し、吸着回転体18は外気から捕集した水分を凝縮して結露水に換える。熱交換用空気は、再生用通風路13を循環しているため、空気加熱体2の発熱量が小さくとも熱交換用空気を高温化でき、効率的である。
このように上記加湿装置Kは、外気から水分を捕集し、この水分を凝縮して結露水に換える。そして、結露水を室内へ送水し、ここで蒸発させて室内の加湿作用をなす。したがって、上記加湿装置Kは、従来から用いられる加湿器と相違して加湿タンクに水を補給する手間等が不要となり、取扱いが容易である。
上記室外機Sbにおいて、冷凍サイクル室3に外気吸込み口8が設けられ、加湿室4に外気導入部aが設けられる。上記外気吸込み口8は室外熱交換器6に外気を導入案内するためのものであり、上記外気導入部aは吸着用通風路12および吸着回転体18に外気を導入案内するためのものである。
すなわち、吸着用通風路12は、室外送風機7による外気の流通路とは独立して、外気を上記吸着回転体18に導くよう構成されている。吸着回転体18は、その外気から充分な量の水分(加湿媒体)を捕集できて、吸着性能の向上を図れる。
上記仕切り板2における室外送風機7の近傍部位に吸着用通風路12の外気導出部bを設け、室外送風機7の送風作用にともない吸着用通風路12を負圧化して外気を導くようにした。したがって、室外熱交換器6に外気を導くための送風機と、吸着用通風路12に外気を導くための送風機を兼用化でき、コストの低減を図れる。
なお、吸着用通風路12に専用の吸着用送風機15を備えることで、コストの低減化が制限されるが、代って吸着用通風路12に導かれる外気の送風量が増大し、吸着回転体18での水分吸着量の増大を得られる。また、室外熱交換器6の除霜運転時など、室外送風機7の停止時においても、吸着用送風機15を駆動すれば加湿運転を継続できる。
吸着用通風路12の外気導出部bに開閉ダンパ14を備えた。加湿運転を行わない季節においては、上記開閉ダンパ14で外気導出部bを閉成する。したがって、冷房運転時に室外送風機7が駆動されても吸着用通風路12に外気が導通することはなく、屋外Uに浮遊する塵埃の吸込みを防止できる。
なお、上述の実施の形態では、仕切り板2に設けられる開口部である吸着用通風路12の外気導出部bを、室外送風機7を構成するプロペラファンFの略直上部位に設けたが、これに限定されるものではなく、以下に述べるように構成してもよい。
図6は変形例での室外機Sb一部の概略の縦断面図である。同図において、後述する吸着用通風路12の外気導出部b1を除いて、他の構成部品は全て先に図2から図4で説明したものと同一であるので、同番号を付して新たな説明は省略する。
吸着用通風路12の外気導出部b1は、仕切り板2における室外送風機7と室外熱交換器6との間の部位に開口する。その一方で、室外熱交換器6は室外送風機7の吸込み側に配置され、外気導出部bは室外送風機7の吸込み側に位置する。したがって、外気導出部b1は室外送風機7の送風作用の影響を確実に受け、送風量がより増大化する。
外気導出部b1には開閉ダンパ14が開閉自在に設けられることは変りがないが、ここでは開閉ダンパ14は、開放時に外気導出部b1から冷凍サイクル室3側へ突出して、外気導出部bを開放する。したがって、開閉ダンパ14は外気を冷凍サイクル室3へ案内するガイドとして作用し、より円滑に外気を導く。また、加湿装置Kの停止時には、開閉ダンパ14が閉となり、外気導出部b1を塞ぎ、加湿装置K内にごみや埃が侵入するのを防止する。
なお、上記実施の形態では、凝縮用熱交換器20を備えて再生用通風路13で得られた高湿高温の熱交換用空気を凝縮し結露水にして居室Mに導くようにしたが、これに限定されるものではない。以下に述べるように、高湿高温の熱交換用空気をそのまま加湿媒体として用いるようにしてもよい。
図7は変形例としての加熱装置KKの概略構成図であり、上述の構成部品と同一の部品については同番号を付して新たな説明を省略する。
上記吸着用通風路12は先に説明したものと同一構成をなし、後述する再生用通風路13Aとの互いに接する部位に吸着回転体18が設けられることは変りがない。ただし、ここでは上記再生用通風路13Aに凝縮用熱交換器20が備えられておらず、吸着用通風路12では外気導入部aから導入された外気が直接、吸着回転体18に導かれる。
上記再生用通風路13Aは、一端が屋外Uに対して開口する熱交換用空気導入部dを有する。さらに再生用通風路13Aには、吸込み側が熱交換用空気導入部dと対向する再生用送風機16が設けられ、この吹出し側には空気加熱体25と、吸着回転体18一部が介在している。
上記再生用通風路13Aにおける吸着回転体18の熱交換用空気下流側には、熱交換用空気導出部eが設けられ、加湿媒体搬送路10が接続される。すなわち、吸着回転体18と加湿媒体搬送路10との間に凝縮用熱交換器20が設けられていないので、吸着回転体18と加湿媒体搬送路10は直接、連通されることになる。
この加湿装置KKでは、室外送風機7の送風作用にともない吸着用通風路12に外気が導かれ、吸着回転体18で外気中に含まれる水分を捕集することは変りがない。吸着用送風機15を備えていれば、同時に駆動し、送風量の増大化および吸着回転体18での水分捕集量の増大を得られることも同様である。
再生用通風路13Aでは再生用送風機16を駆動し、熱交換用空気導入部dから外気を熱交換用空気として取込み、空気加熱体25で加熱して高温化する。高温の熱交換用空気は吸着回転体18を流通して、吸着回転体18が吸着用通風路12の対向時に外気から捕集した水分を放出させる。
すなわち、高温の熱交換用空気は吸着回転体18を流通することで高湿高温化する。そして、ここでは凝縮用熱交換器20を備えていないので、高湿高温の熱交換用空気はそのままの状態で熱交換用空気導出部eに導かれ、さらに加湿媒体搬送路10へ導出される。
先に図1(A)(B)で説明した、加湿媒体搬送路10と接続する加湿部Kaもしくは加湿器Kbにおいては、加湿媒体搬送路10から導かれる高湿高温の熱交換用空気を直接的に居室M内に導く。したがって、居室M内における湿度が短時間で上昇し、乾燥化を防止して快適度の向上を得られる。
この種の加湿装置Kaにおいて、先に説明した加湿装置Kと比較して、居室Mに対する加湿効率としては略同一である。しかしながら、加湿媒体として高湿高温の熱交換用空気をそのまま搬送するので、加湿媒体搬送路10の径が結露水を搬送する場合よりも太くなることは避けられない。また、空気加熱体2の発熱量を大きくする必要があり、その分、エネルギーロスが多くなる。
その反面、加湿装置Kaは、先に説明した加湿装置Kのような凝縮用熱交換器20が不要であり、併せてドレンタンク22やポンプ23も不要であるから、部品費の大幅削減化および構造の簡素化につながり、コスト低減に寄与する。さらに、加湿装置Kaおよび加湿室4の小型化を図れ、室外機Sb自体の大型化を阻止することができる。
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
本発明における実施の形態に係る、互いに異なる加湿構造を備えた空気調和機の概略構成図。 同実施の形態に係る、加湿装置を備えた室外機一部の概略縦断面図。 同実施の形態に係る、室外機に備えた加湿装置の概略構成図。 同実施の形態に係る、加湿装置の概略構成図。 同実施の形態に係る、加湿装置を構成する凝縮用熱交換器の一部斜視図。 他の実施の形態に係る、加湿装置を備えた室外機一部の概略縦断面図。 他の実施の形態に係る、加湿装置の概略構成図。
符号の説明
Sa…室内機、Sb…室外機、S…空気調和機、2…仕切り板、1…筐体、5…圧縮機、6…室外熱交換器、7…室外送風機、3…冷凍サイクル室、K…加湿装置、4…加湿室、12…吸着用通風路、18…吸着回転体、13…再生用通風路、10…加湿媒体搬送路(加湿媒体搬送手段)、U…屋外、a…外気導入部、b…外気導出部、14…開閉ダンパ、15…吸着用送風機、20…凝縮用熱交換器。

Claims (6)

  1. ヒートポンプ式冷凍サイクルを備えた室内機および室外機とからなる空気調和機において、
    上記室外機は、
    内部が仕切り板によって上下に仕切られる筐体と、
    この筐体内の仕切り板下部に設けられ、圧縮機と、室外熱交換器と、この室外熱交換器に外気を導く室外送風機とを収容する冷凍サイクル室と、
    筐体内の仕切り板上部に設けられ、加湿装置を収容する加湿室とを具備し、
    上記加湿装置は、
    外気を導通させる吸着用通風路と、
    この吸着用通風路に一部が介在するとともに回転駆動され、上記吸着用通風路に導かれる外気から水分を吸着する吸着回転体と、
    この吸着回転体の残り一部に高温の熱交換用空気を導き、吸着回転体に吸着された水分を熱交換用空気中に放出させて高湿高温化する再生用通風路と、
    この再生用通風路における熱交換用空気の上記吸着回転体下流側に設けられ、熱交換用空気中の高湿分を室内へ搬送し、かつ放出させる加湿媒体搬送手段とを備え、
    上記吸着用通風路は、外気の上記室外熱交換器への流通路とは独立して、上記室外送風機によって外気を上記吸着回転体に導くよう構成されることを特徴とする空気調和機。
  2. 上記吸着用通風路は、屋外に開口する外気導入部と、上記室外送風機の送風作用にともない上記吸着用通風路が負圧化するよう上記仕切り板における室外送風機の近傍部位に開口される外気導出部とを備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  3. 上記室外熱交換器は、上記室外送風機の吸込み側に配置され、
    上記吸着用通風路の外気導出部は、上記仕切り板における上記室外送風機と上記室外熱交換器との間の部位に開口することを特徴とする請求項2記載の空気調和機。
  4. 上記吸着用通風路の上記外気導出部は、開閉ダンパを備えたことを特徴とする請求項2および請求項3のいずれかに記載の空気調和機。
  5. 上記開閉ダンパは、上記外気導出部の開放時に、上記仕切り板から上記冷凍サイクル室へ突出して、外気導出部に流通する外気のガイドをなすことを特徴とする請求項4記載の空気調和機。
  6. 上記吸着用通風路は、屋外から外気を強制的に吸込んで上記吸着回転体に導く、専用の送風機を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の空気調和機。
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