JP2009236381A

JP2009236381A - 空気調和装置の室内ユニット

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Publication number: JP2009236381A
Application number: JP2008081643A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kuwabara; 永治桑原
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】加湿専用熱交換器の表面に水道水に含まれる無機物(カルシウムやシリカなど)を析出させることのないようにする。
【解決手段】互いに並列に接続されてヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成する室内熱交換器１１、及び加湿専用熱交換器１２を備える室内ユニット本体１０と、この室内ユニット本体１０内に設けられ、室内空気を吸い込んで室内熱交換器１１、及び加湿専用熱交換器１２を通過させたのち室内に送風する送風機１３と、加湿専用熱交換器１２に散水するための散水機構３０と、冷凍サイクルを暖房運転モードで運転することにより加湿専用熱交換器１２を凝縮器として機能させるとともに、散水機構３０を作動させて加湿専用熱交換器１２に散水させて加湿運転を行ない、この加湿運転の終了後、冷凍サイクルを冷房運転モードで運転して加湿専用熱交換器１２を蒸発器として機能させることにより洗浄運転を行なうように制御する制御部とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、室外ユニットと室内ユニットに分離される空気調和装置に係り、特に、室内ユニットにおける加湿構造の改良に関する。

一般家屋用の空気調和装置としては、室外ユニットと室内ユニットとに分離され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを備えるものが多用されている。室内ユニットのユニット本体内には、室内熱交換器と送風機が対向して配置され、室内空気を室内熱交換器に導びいて熱交換したのち、この熱交換空気を室内へ吹出すようになっている。

近時、たとえば冬季において室内の過剰な乾燥状態を防止するために、室内ユニット内に専用の加湿器を備えたものが開発されている。この加湿器には、冷凍サイクル中に室内熱交換器と並列に接続される加湿専用熱交換器を備え、暖房運転モードで運転することにより、加湿専用熱交換器を凝縮器として機能させ、この加湿専用熱交換器に散水機構により水道水を散水して蒸発させることにより熱交換空気を加湿するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−３３６９１１号公報

しかしがら、特開２００６−３３６９１１号公報に開示されるものは、加湿運転の終了後において加湿専用熱交換器の表面に水道水が残留して乾燥すると、水道水に含まれる無機物(カルシウムやシリカなど)が析出し、長期間の使用により加湿性能が低下するという問題があった。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、加湿専用熱交換器の表面に水道水に含まれる無機物(カルシウムやシリカなど)を析出させることのないようにした空気調和装置の室内ユニットを提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、互いに並列に接続されてヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成する室内熱交換器、及び加湿専用熱交換器を備える室内ユニット本体と、この室内ユニット本体内に設けられ、室内空気を吸い込んで前記室内熱交換器、及び加湿専用熱交換器を通過させたのち室内に送風する送風手段と、前記加湿専用熱交換器に散水するための散水手段と、前記冷凍サイクルを暖房運転モードで運転することにより前記加湿専用熱交換器を凝縮器として機能させるとともに、前記散水手段を作動させて前記加湿専用熱交換器に散水させて加湿運転を行ない、この加湿運転の終了後、前記冷凍サイクルを冷房運転モードで運転して前記加湿専用熱交換器を蒸発器として機能させることにより洗浄運転を行なうように制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、水道水に含まれる無機物(カルシウムやシリカなど)を析出させることがなく、加湿性能を良好に維持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態である空気調和装置の概略的構成を示すものである。

空気調和装置は、屋外に設けられる室外ユニットＧと、室内に設けられる室内ユニットＮとによって構成されている。室外ユニットＧは一点鎖線枠で示すように室外ユニット本体１を備え、この室外ユニット本体１内には圧縮機２が設けられている。圧縮機２には冷媒管Ｐａを介して四方切換弁３、室外熱交換器４および室外ＰＭＶ（電子自動膨張弁：以下同じ）５が接続されている。すなわち、圧縮機２の吐出部ａと吸込部ｂは、四方切換弁３の２つの接続ポートｃ，ｄに連通されている。四方切換弁３の他の接続ポートｅには室外熱交換器４と室外ＰＭＶ５が直列に連通され、室外ユニット本体１の側面部に設けられる液管用接続弁６に連通されている。四方切換弁３の残りの接続ポートｆは、室外ユニット本体１の側面部に設けられるガス管用接続弁７に連通されている。

液管用接続弁６には冷媒液管Ｐｂが接続され、ガス管用接続弁７には冷媒ガス管Ｐｃが接続されている。冷媒液管Ｐｂと冷媒ガス管Ｐｃは、室内ユニットＮの一点鎖線枠で示す室内ユニット本体１０の近傍に沿って延出される。

空気調和装置としては、複数の空調室内を同時に空気調和するマルチタイプを想定しており、冷媒液管Ｐｂと冷媒ガス管Ｐｃとは、ここでは図示しない他の室内ユニットの近傍に沿って延出され、最終端には栓体が嵌め込まれて閉塞されている。

また、上記室外ユニットＧにおいて、圧縮機２の吸込み部ｂと四方切換弁３との間にはアキュームレータ２０が設けられ、室外ＰＭＶ５と液管用接続弁６との間にはリキッドタンク２１が設けられている。

一方、室内ユニットＮの室内ユニット本体１０内には、図２にも示すように、室内熱交換器１１と、加湿専用熱交換器１２と、送風手段としての送風機１３と、散水手段としての散水機構３０とが収容される。室内熱交換器１１と加湿専用熱交換器１２は、送風機１３に対して並列的に配置され、送風機１３の回転によって形成される熱交換空気の流通路Ｓ中に位置されている。

室内熱交換器１１および加湿専用熱交換器１２は、それぞれ冷媒液管Ｐｂと冷媒ガス管Ｐｃとを連通する冷媒管Ｐｄ，Ｐｅに設けられ、互いに並列に接続されている。加湿専用熱交換器１２と冷媒液管Ｐｂとを接続する冷媒管Ｐｅには加湿用ＰＭＶ１６が接続されている。室内熱交換器１１と冷媒液管Ｐｂとを接続する冷媒管Ｐｄには室内ＰＭＶ１５が接続されている。また、加湿専用熱交換器１２と冷媒ガス管Ｐｃとを接続する冷媒管Ｐｅには、加湿用電磁弁１７ａが接続されている。室内熱交換器１１と冷媒ガス管Ｐｃとを接続する冷媒管Ｐｄには、冷暖用電磁弁１７ｂが接続されている。

散水機構（散水手段）３０は、加湿専用熱交換器１２の上部に設けられる散水部３１を備えている。散水部３１は分岐給水管２５ａを介して給水管２５に接続され、分岐給水管２５ａには給水弁２７が設けられている。給水弁２７が開放されると、分岐給水管２５ａを介して加湿用水（水道水）が散水部３１に供給され、加湿専用熱交換器１２に散水されるようになっている。

図３は、加湿専用熱交換器１２と散水部３１を示す斜視図である。

加湿専用熱交換器１２は、室内熱交換器１１と同様に、図４にも示すような金属製の加湿フィンｇを狭小の間隙を存して複数枚配置し、複数枚の加湿フィンｇに対して熱交換パイプｈを蛇行状に貫通させて冷媒流路を形成するフィンチューブタイプのものである。

また、加湿専用熱交換器１２の下部側には、加湿フィンｇを貫通するように、殺菌用の加熱ヒータ３３が挿入されている。

散水部３１は、加湿専用熱交換器１２の上部側に設けられ、分岐給水管２５ａが接続される散水箱３２と、その上面に形成される開口部を開閉自在に閉成する蓋体（図示しない）とからなる。散水箱３２の底面には多数の小孔が設けられ、分岐給水管２５ａから導かれた加湿用水を散布できるようになっている。

さらに、加湿専用熱交換器４２の下方部には図２に示すように水受け部１８が設けられ、この水受け部１８は分岐排水管２６ａを介して排水管２６に接続されている。

このように構成される空気調和装置は、冷房運転時および暖房運転時においては、圧縮機２で圧縮された冷媒が室内熱交換器１１に導かれて室内空気と熱交換し、室内に対する冷房作用もしくは暖房作用をなす。なお、このときには、加湿用電磁弁１７ａは閉成され、加湿専用熱交換器１２には冷媒が流れない。

図５は空気調和装置の制御系を示すブロック図である。

図中４０は、制御手段としての制御部で、この制御部４０には制御回路を介して上記した室外ユニットＧ、送風機１３、加湿用ＰＭＶ１６、室内ＰＭＶ１５、加湿用電磁弁１７ａ、冷暖用電磁弁１７ｂ、給水弁２７、加熱ヒータ３３が接続されている。

制御部４０にはリモコン４１によって冷房運転、暖房運転、加湿運転、洗浄運転、殺菌運転などの指示が送信されるようになっている。制御部４０は、冷房運転、及び暖房運転が指示されたときには、室外ユニットＧを動作させるとともに、送風機１３を回転させ、さらに、加湿用ＰＭＶ１６、及び加湿用電磁弁１７ａを閉塞させて、室内ＰＭＶ１５、及び冷暖用電磁弁１７ｂを開放するように制御する。

また、制御部４０は、加湿運転が指示されたときには、室外ユニットＧを暖房運転モードで動作させるが、加湿用ＰＭＶ１６、及び加湿用電磁弁１７ａは開放させて、室内ＰＭＶ１５、及び冷暖用電磁弁１７ｂは閉塞するように制御する。

さらに、制御部４０は、洗浄運転が指示されたときには、室外ユニットＧを冷房運転モードで動作させるが、送風機１３の回転は停止させ、給水弁２７は閉塞させる。加湿用ＰＭＶ１６、及び加湿用電磁弁１７ａは、加湿運転時と同様に開放させ、室内ＰＭＶ１５、及び冷暖用電磁弁１７ｂは閉塞するように制御する。

また、制御部４０は、殺菌運転が指示されたときには、室外ユニットＧの動作を停止させるとともに、送風機１３の回転を停止させて加熱ヒータ３３に通電するように制御する。

次に、上記したように構成される空気調和装置において、加湿運転を行なう場合について説明する。

リモコン４１により加湿運転の指示があると、制御部４０は、室外ユニットＧを図１に示すように暖房運転モードに切替えて加湿専用熱交換器１２を凝縮器として機能させるとともに、送風機１３を回転させて給水弁２７を開放する。また、加湿用ＰＭＶ１６と加湿用電磁弁１７ａを開放させ、室内ＰＭＶ１５と冷暖用電磁弁１７ｂを閉塞する。

上記した給水弁２７の開放により、加湿用水が散水部３１に導かれ、散水部３１から加湿用水が加湿専用熱交換器１２に散水される。散水された加湿用水は、加湿専用熱交換器１２の加湿フィンｇの表面に沿って流下する。一方、圧縮機２で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換弁３、ガス管用接続弁７、冷媒ガス管Ｐｃ、加湿用電磁弁１７ａを介して加湿専用熱交換器１２内に導かれる。加湿専用熱交換器１２内に導かれた冷媒ガスは、熱交換パイプｈ内を流通し、加湿フィンｇ表面を流下する加湿用水と熱交換して凝縮液化する。これにより、加湿フィンｇ表面を流下する加湿用水は加湿フィンｇ上で加熱されて蒸発し、加湿専用熱交換器１２を通過する空気中に含まれて加湿空気として室内に供給されて加湿が行なわれることになる。

加湿専用熱交換器１２をから導出される液冷媒は加湿用ＰＭＶ１６を通過して、冷媒液管Ｐｂと液管用接続弁６を介して室外ＰＭＶ５に導びかれ、減圧されてから室外熱交換器４に導かれる。室外熱交換器４において外気と熱交換して蒸発し、さらに四方切換弁３から圧縮機２に吸込まれて圧縮され上述の径路を循環する。

このようにして加湿運転が行なわれたのちに、リモコン４１によって洗浄運転が指示された場合には、制御部４０は、室外ユニットＧを図６に示すように冷房運転モードに切替えて加湿専用熱交換器１２を蒸発器として機能させるとともに、送風機１３の回転を停止させて給水弁２７を閉じる。また、加湿用ＰＭＶ１６と加湿用電磁弁１７ａは加湿運転時と同様に開放させ、室内ＰＭＶ１５と冷暖用電磁弁１７ｂは加湿運転時と同様に閉塞する。

これにより、圧縮機２から吐出される高温高圧の冷媒ガスが四方切換弁３を介して室外熱交換器４に導かれ外気と熱交換して凝縮液化する。液冷媒は液管用接続弁６を介して冷媒液管Ｐｂに流され、さらに室内ユニットＮに導かれる。室内ユニットＮにおいて、液冷媒は加湿用ＰＭＶ１６で減圧されて加湿専用熱交換器１２に導かれる。加湿専用熱交換器１２に導かれた冷媒は蒸発して、加湿フィンｇが冷却される。これにより、空気中の水分が冷却されて凝縮してドレン水となって加湿フィンｇ上に付着する。このドレン水の付着により、加湿のために散水された水道水は流されて加湿フィンｇが洗浄されることになる。このようにドレン水、いわゆる蒸留水で加湿フィンｇを洗浄するため，水道水が乾燥してもスケール無機質(カルシウムやシリカ)が残ることがない。

加湿専用熱交換器１２で蒸発した冷媒は、冷媒ガス管Ｐｃ、ガス管用接続弁７、四方切換弁３を介して圧縮機２に吸込まれ、再び圧縮されて上述の径路を循環する。

このようにして洗浄運転が行なわれたのちに、リモコン４１によって殺菌運転が指示された場合には、制御部４０は、図７に示すように室外ユニットＧの運転を停止させて加湿専用熱交換器１２の殺菌用の加熱ヒータ３３に通電して発熱させ、加湿フィンｇの温度を殺菌可能な温度レベルに加熱して殺菌する。

上記したように、この実施の形態によれば、加湿専用熱交換器１２により暖房運転とは独立して加湿運転を行なうことができ、暖房負荷の変動や暖房停止時の影響を受けることなく、加湿能力を良好に維持することができることは勿論であるが、加湿運転終了後には、加湿専用熱交換器１２を蒸発器として機能させてその表面にドレン水を生成するため、加湿運転時に加湿専用熱交換器４２の表面に散水された水道水をドレン水によって洗い流すことができ、スケール付着を防止して加湿性能を長期間に良好に維持できる。

さらに、加湿専用熱交換器１２の洗浄後には、ヒータ加熱により加湿専用熱交換器１２の加湿フィンｇを加熱殺菌するため、清潔な空気を室内に送風することが可能となる。

なお、この発明は、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。また、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み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明の一実施の形態である空気調和装置を示す概略的構成図。図１の室内ユニットを拡大して示す構成図。図２の室内ユニットに設けられる加湿専用熱交換器及び散水機構を示す斜視図。図３の加湿専用熱交換器の加湿フィンを示す斜視図。図１の空気調和装置の制御系を示すブロック図。図１の空気調和装置の洗浄運転時における動作を示す図。図１の空気調和装置の殺菌運転時における動作を示す図。

符号の説明

Ｐａ〜Ｐｅ…冷媒管、１０…室内ユニット本体、１１…室内熱交換器、１２…加湿専用熱交換器、１３…送風機（送風手段）、３０…散水機構（散水手段）、ｇ…加湿フィン、３３…加熱ヒータ、４０…制御部（制御手段）。

Claims

互いに並列に接続されてヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成する室内熱交換器、及び加湿専用熱交換器を備える室内ユニット本体と、
この室内ユニット本体内に設けられ、室内空気を吸い込んで前記室内熱交換器、及び加湿専用熱交換器を通過させたのち室内に送風する送風手段と、
前記加湿専用熱交換器に散水するための散水手段と、
前記冷凍サイクルを暖房運転モードで運転することにより前記加湿専用熱交換器を凝縮器として機能させるとともに、前記散水手段を作動させて前記加湿専用熱交換器に散水させて加湿運転を行ない、この加湿運転の終了後、前記冷凍サイクルを冷房運転モードで運転して前記加湿専用熱交換器を蒸発器として機能させることにより洗浄運転を行なうように制御する制御手段と
を具備することを特徴とする空気調和装置の室内ユニット。
前記加湿専用熱交換器は、加湿フィンとこの加湿フィンを加熱する加熱ヒータとを備え、
前記制御手段は、前記洗浄運転の終了後、前記加熱ヒータを発熱させて前記加湿フィンを加熱することにより殺菌運転を行なうように制御することを特徴とする請求項１記載の
空気調和装置の室内ユニット。