JP2011102672A - 換気空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプを利用した換気空調装置おいて、回路部品の小型化とコストダウンを目的とする。
【解決手段】本体２０に圧縮機１４と、第１熱交換器８と、膨張機構１５と、第２熱交換器２からなる冷凍サイクルと、熱交換器に空気を送る送風装置と、この送風装置と圧縮機１４を制御し、発熱部１７を有する制御手段１８を搭載し、第２熱交換器２に発生する結露水を排水するドレン配管１９を備え、このドレン配管１９の一部を発熱部１７へ接触させたことを特徴とし、ヒートポンプの作用により第２熱交換器２にて冷やされ発生した結露水を利用し、ドレン配管１９を介して発熱部１７の熱を奪うことで発熱部１７の冷却を促進し発熱部１７に用いる部品の小型化とコストダウンを図ることができる換気空調装置が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプを利用して浴室などの換気空調を行う換気空調装置に関するものである。

従来、この種のヒートポンプを利用した浴室などの換気空調装置としては、浴室または洗面室において使用され、蒸発器、凝縮器からなる熱交換器と圧縮機より構成される冷凍サイクルと、浴室の空気を吸い込んで前記浴室へと空気を循環する空気循環装置と、前記浴室の空気を吸い込んで屋外に排気する換気装置と、この換気装置と前記空気循環装置と前記冷凍サイクルとを制御する制御装置と、この制御装置に操作信号を送信する操作部と、前記換気装置の浴室空気を吸い込む吸込み風路に開閉自在の通風遮断部材を設けると共に、前記浴室とは異なる一部屋ないし複数の部屋より空気を吸い込むための１つないし複数の接続ダクトとを備え、浴室とは異なる部屋より吸込んだ空気の熱を回収（または放出）し、浴室送風する空気へ熱を放出（または回収）することで浴室を空調し、通風遮断部材の開閉量により、前記換気装置は浴室以外の一部屋ないし複数の部屋を同時にまたは個別に換気するか否かの選択と吸込み量の調整をするものがあり、使用される圧縮機は交流もしくは直流のインバータモータである（例えば、特許文献１参照）。

また別のヒートポンプを利用した浴室などの換気空調装置としては、浴室への送風風路に、浴室以外の部屋への送風口を設け、送風口には開閉装置が備わっており、この開閉装置を開閉することにより、熱交換器によって加熱または冷却された空気を浴室以外の部屋、例えば脱衣所へ送風することで、浴室以外の部屋の暖房ないし冷房するものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−３４３８９２号公報 特開２００５−１８０７１２号公報

このような従来の換気空調装置では、ヒートポンプを利用した様々なものが知られているが、ヒートポンプを利用することにより、従来の電気式ヒータよりも熱変換効率が大幅に上がり、電源容量の制限内（電源コンセントの容量（一般的に１５Ａまで）やブレーカ容量（各契約アンペア）など）でも、大きな空調能力を得ることができ、浴室に限らず他室への空調空気供給も可能となった。

また、同じくヒートポンプを利用するので、換気空調装置に取り込んだ空気を蒸発器、凝縮器へ通す順番を風路切換えにより変えることで暖房、冷房、除湿など空調のモード変更が可能となった。

このように大能力・多機能が可能になった反面、制御するアクチュエータ数は増加し、求められる制御電源の電流容量も高くなり、発熱量の増加と装置の大型化を招いている。

また、圧縮機をインバータモータとすることで、更にインバータ駆動回路が必要となり、発熱量の増加と大型化に関しては悪化し続けているという課題がある。

また、一般的に換気空調装置は、浴室（ユニットバスなど）の天井裏に設置されることが多く、換気空調装置の周囲は限られた空間であり、大能力・高機能の換気空調装置を提供しても、装置が大型だと設置ができないという課題がある。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ヒートポンプより発生する結露水の熱を利用することで、発熱部に用いる部品の小型化とコストダウンが図ることができる換気空調装置を提供することを目的としている。

そして、この目的を達成するために、本発明は、本体に圧縮機と、第１熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器からなる冷凍サイクルと、熱交換器に空気を送る送風装置と、この送風装置と圧縮機を制御し、発熱部を有する制御手段を搭載し、ヒートポンプの作用により第２熱交換器に発生する結露水を排水するドレン配管を備え、このドレン配管の一部を発熱部へ接触させたことを特徴としたものであり、そして、本発明によればヒートポンプより発生する結露水の熱を利用することで発熱部の冷却を促進するので発熱部に用いる部品の小型化とコストダウンを図ることができ、これにより所期の目的を達成するものである。

また発熱部に結露水を流すドレン配管の一部の排水路を形成した放熱器を備えたことを特徴とした。

また本発明は第２熱交換器より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンクを配し、このドレンタンクに発熱部を接触させることを特徴とした。

また本発明はドレン配管に排水弁を配したことを特徴とした。

また本発明はドレンタンクに結露水の温度を検出する水温センサを配したことを特徴とした。

また本発明はドレンタンクに水位センサを配したことを特徴とした。

また本発明は第２熱交換器より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンクを配し、このドレンタンクにドレンポンプを配したことを特徴とした。

また本発明は排水路に第２熱交換器側か排水側に結露水を切換える切換弁を備えたことを特徴とした。

またドレンタンクに水位センサを配したことを特徴とした。

また本発明は暖房運転中に除湿運転に一時的に切換えることを特徴とした。

また本発明は発熱部の温度を検出する温度センサを配したことを特徴とした。

また本発明は室内の湿度を検出する湿度センサを配したことを特徴とした。

本発明によれば本体に圧縮機と、第１熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器からなる冷凍サイクルと、熱交換器に空気を送る送風装置と、この送風装置と圧縮機を制御し、発熱部を有する制御手段を搭載し、ヒートポンプの作用により第２熱交換器に発生する結露水を排水するドレン配管を備え、このドレン配管の一部を発熱部へ接触させたことにより、ヒートポンプより発生する結露水の熱を利用し発熱部の冷却を促進するので発熱部に用いる部品の小型化とコストダウンを図れるという効果を得ることができる。

また、本発明によれば第２熱交換器より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンクを配し、このドレンタンクに発熱部を接触させたことにより、運転停止後は発熱部の予熱を利用し、ドレンタンクの残水を温めることで乾燥を促進させ、ドレンタンクに増殖する菌の繁殖を抑制するという効果を得ることができる。

また、本発明によればドレンタンク→排水路→発熱部（冷却）→第２熱交換器（熱回収）→ドレンタンクという結露水の循環経路を形成し、発熱部の冷却にて得られた熱を第２熱交換器にて回収し、温められた結露水を第２熱交換器に流すことから、第２熱交換器の着霜を抑制し熱交換効率の低下を防止し、空調性能の持続性を向上させることができる。

本発明の実施の形態１記載の換気空調装置の暖房運転状態の構成を示す概略断面図 同制御手段との電気接続を示す概略構成図 同開閉手段の閉状態を示す概略断面図 同換気空調装置の除湿運転状態の構成を示す概略断面図 同発熱部の構成を示す概略構成図（（ａ）発熱部構成図、（ｂ）構成一例斜視図） 本発明の実施の形態２記載の換気空調装置の暖房運転状態の構成を示す概略断面図 同制御手段との電気接続を示す概略構成図 同換気空調装置の除湿運転状態の構成を示す概略断面図 同発熱部の構成を示す概略構成図（（ａ）発熱部構成図、（ｂ）構成一例斜視図） 本発明の実施の形態３記載の換気空調装置の暖房運転状態の構成を示す概略断面図 同制御手段との電気接続を示す概略構成図 本発明の実施の形態４記載の換気空調装置の暖房運転状態の構成を示す概略断面図 同制御手段との電気接続を示す概略構成図

本発明は、本体に圧縮機と、第１熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器からなる冷凍サイクルと、熱交換器に空気を送る送風装置と、この送風装置と圧縮機を制御し、発熱部を有する制御手段を搭載し、ヒートポンプの作用により第２熱交換器に発生する結露水を排水するドレン配管を備え、このドレン配管の一部を発熱部へ接触させたことを特徴とするものであり、第２熱交換器により冷やされ発生した結露水を利用し、ドレン配管を介して発熱部の熱を奪うことで発熱部の冷却を促進させることができ、ヒートポンプによる結露水の熱を再利用し、発熱部を冷却することにより発熱部に用いる部品の小型化とコストダウンが図れるという効果を奏する。

また、発熱部に結露水を流すドレン配管の一部の排水路を形成した放熱器を備えるという構成にしてもよい。

これにより、第２熱交換器により冷やされ発生した結露水を利用し、放熱器に形成された排水路から発熱部の熱を奪うことで発熱部の冷却を促進させることができ、放熱器に排水路を形成したことによるドレン配管の削減とヒートポンプによる結露水の熱を再利用し、発熱部を冷却することにより発熱部に用いる部品の小型化とコストダウンが図れるという効果を奏する。

また、第２熱交換器より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンクを配し、このドレンタンクに発熱部を接触させるという構成にしてもよい。

これにより、ドレンタンクに第２熱交換器により冷やされ発生した結露水を溜めることで、発熱部の熱を長時間奪い続ける冷却をすることができ、冷やされた結露水の熱を効率的に利用し、発熱部を冷却することにより発熱部の小型化とコストダウンが図れると共に、運転停止後は発熱部の予熱を利用し、ドレンタンクの残水を温めることでドレンタンクの乾燥を促進させ菌の繁殖を抑制するという効果を奏する。

また、ドレン配管に排水弁を配した構成としてもよい。

これにより、排水弁の開閉によりドレンタンクに溜める結露水の量を制御することができ、ドレンタンクに結露水を溜めることで発熱部の冷却の促進と、発熱部の冷却が不要なときは結露水を排水し乾燥させることで、ドレンタンクへの菌の繁殖を抑制するという効果を奏する。

また、ドレンタンクに結露水の温度を検出する水温センサを配した構成としてもよい。

これにより、結露水の温度が所定の温度以上となるとドレンタンクの水を排水することができ、結露水の温度上昇による放熱効果の低減を抑制し、結露水を入換えることで冷却性能を高めることができるという効果を奏する。

また、ドレンタンクに水位センサを配した構成としてもよい。

これにより、ドレンタンクの水量に応じて排水弁を開閉し、発熱部の冷却に適切な水量をドレンタンクに溜めることができ、適切な水量にて発熱部を継続的に冷却しつつ、ドレンタンクからの水漏れを防止することができるという効果を奏する。

また、第２熱交換器より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンクを配し、このドレンタンクにドレンポンプを配した構成としてもよい。

これにより、ドレンタンクに溜めた結露水をドレンポンプにより送水することができ、第２熱交換器と発熱部の位置関係から制限をなくすことができ、結露水の熱を再利用し、発熱部の冷却を促進するので発熱部の小型化とコストダウンが図れるという効果を奏する。

また、排水路に第２熱交換器側か排水側に結露水を切換える切換弁を備えた構成としてもよい。

これにより、発熱部の冷却にて得られた熱を第２熱交換器にて回収し、温められた結露水を第２熱交換器に流すことから、第２熱交換器の着霜を抑制し熱交換効率の低下を防止することから、空調性能の持続性を向上させつつ、発熱部を冷却することにより発熱部の小型化とコストダウンが図れるという効果を奏する。

また、ドレンポンプで第２熱交換器側に送水した結露水はドレン配管を介して、ドレンタンク→ドレンポンプ→発熱部→切換弁→散水口→第２熱交換器→ドレンタンクと循環させる結露水の循環経路を形成してもよい。

これにより、ドレンタンク→排水路→発熱部（冷却）→第２熱交換器（熱回収）→ドレンタンクという結露水循環経路を形成し、発熱部の冷却にて得られた熱を第２熱交換器にて回収し、温められた結露水を第２熱交換器に流すことから、第２熱交換器の着霜を抑制し熱交換効率の低下を防止し、空調性能の持続性を向上させることができる。

また、暖房運転中に除湿運転に一時的に切換える機能を有してもよい。

これにより、除湿運転により結露水を一時的に増加し、発熱部の冷却性能を維持することができ、発熱部の温度保護として発生する装置の運転ＯＮ／ＯＦＦ回数を減少させ、室内の温度変化幅を少なくし、快適性の低下を抑制しつつ、発熱部を冷却することにより発熱部の小型化とコストダウンが図れるという効果を奏する。

また、発熱部の温度を検出する温度センサを配した構成としてもよい。

これにより、発熱部の温度が所定の温度を超えた場合に除湿運転に切換えることができ、室内の空調性能と発熱部の冷却性能維持をバランスさせ、発熱部を冷却することにより発熱部の小型化とコストダウンが図れるという効果を奏する。

また、室内の湿度を検出する湿度センサを配した構成としてもよい。

これにより、室内の湿度が所定の値以上のときに除湿運転に切換えることができ、発熱部の冷却に必要な結露水を効率良く回収し、発熱部を冷却することにより発熱部の小型化とコストダウンが図れるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の換気空調装置を図１から図５を参照しながら説明する。

図１は本発明の換気空調装置の一例で暖房運転状態の構成を示すものであり、図２は、本発明の制御手段との電気接続状態を示すものであり、図３は本発明の開閉手段の開閉方向（閉状態）を示すものであり、図４は本発明の換気空調装置の一例で除湿運転状態の構成を示すものであり、図５は本発明の発熱部の構成を示すものである。

図１に示すように、換気空調装置１は、室内（例えば浴室）に開口した吸込口１ａと、通過させる空気を冷却させる第２熱交換器２と、屋外に空気を排出する換気口３と、前記吸込口１ａから第２熱交換器２を介して空気を吸い込み換気口３へ送風する換気送風装置４とを配置した換気風路５を備えている。また、この換気風路５には前記換気口３側に屋外側と換気空調装置１内部との連通を遮断する第１開閉手段６と室内の空気を前記第２熱交換器２へ直接連通させる風路６ａを開閉する第２開閉手段７を設けている。

また、吸込口１ａと、通過させる空気を加熱する第１熱交換器８と、室内空間に開口し空気を吹き出す吹出口９と、吸込口１ａから第１熱交換器８を介して空気を吸い込み前記吹出口９へ送風する空調送風装置１０とを配置した空調風路１１を備えている。また、この空調風路１１の吹出口９には、室内側と換気空調装置１内部との連通を遮断する第３開閉手段１２を設けている。

また、吸込口１ａにおいて室内側と換気空調装置１内部との連通を遮断し、第１熱交換器８と第２熱交換器２との間を連通させる第４開閉手段１３を設ける。そして、この第４開閉手段１３の切り替えにより、換気空調装置１の内部に第２開閉手段７から第２熱交換器２、第４開閉手段１３、第１熱交換器８、空調送風装置１０、吹出口９までの除湿風路を形成する。

また、冷媒を圧縮する圧縮機１４と、空調送風装置１０により送風される空気と冷媒を熱交換させる第１熱交換器８と、冷媒を膨張させる膨張機構１５と、換気送風装置４により送風される空気と冷媒を熱交換させる第２熱交換器２とをつなぎ冷媒を通す冷凍配管１６にて冷凍サイクルを形成する。

そして、圧縮機１４、空調送風装置１０、換気送風装置４、第１開閉手段６、第２開閉手段７、第３開閉手段１２、および、第４開閉手段１３を制御する回路からなり発熱部１７を有する制御手段１８と、第２熱交換器２に発生する結露水を通すドレン配管１９を備え、このドレン配管１９の一部を発熱部１７へ接触させるものである。

以上のように換気空調装置１の本体２０は構成されている。

図２に示すように、制御手段１８は圧縮機１４、膨張機構１５、空調送風装置１０、換気送風装置４、第１開閉手段６、第２開閉手段７、第３開閉手段１２、および、第４開閉手段１３と電気的に接続された構成とする。

図３にて、第１開閉手段６、第２開閉手段７、第３開閉手段１２、および、第４開閉手段１３それぞれの開閉方向として閉塞状態を示す。つまり、第１開閉手段６、第２開閉手段７、第３開閉手段１２、および、第４開閉手段１３のすべてが閉塞している場合には、換気空調装置１内部は、室内および屋外に対して遮断された状態となる。

図５に示すように、発熱部１７は圧縮機１４の駆動回路や換気送風装置４、空調送風装置１０の駆動回路、直流電源生成回路からなる発熱体２１と、この発熱体２１の冷却を行う放熱板２２にて構成され、この放熱板２２は、第２熱交換器２から発生する結露水を通し、装置外部へと結露水を排水するドレン配管の一部と密着するよう配置されている。

上記構成において、図１に示すように、室内の暖房空調をするときは、制御手段１８の信号により、第１開閉手段６は開放、第２開閉手段７は閉塞、第３開閉手段１２は開放、第４開閉手段１３は開放の状態とし、圧縮機１４と空調送風装置１０と換気送風装置４が作動することで、圧縮機１４により高温高圧化された冷媒は冷凍配管１６を通り、空調送風装置１０により室内から吸込まれた空気に熱を放熱し、膨張機構１５へと移動し減圧され、低温低圧となり第２熱交換器２へと移動し、換気送風装置４により室内から吸込まれた空気の熱を吸収し圧縮機１４へと戻る。

このように第２熱交換器２において、吸込口１ａから吸い込まれ屋外に排出する空気から冷媒が吸熱し、第１熱交換器８において、室内空間を循環する空気に冷媒が放熱することによって室内空間を暖房することとなる。

また、室内空気を吸込み第２熱交換器にて吸熱する際、吸込まれた空気は冷やされることで露点温度を下回り、第２熱交換器２に結露することから結露水が発生する。

また、図４に示すように、室内の除湿空調をするときは、制御手段１８の信号により、第１開閉手段６は閉塞、第２開閉手段７は開放、第３開閉手段１２は開放、第４開閉手段１３は閉塞の状態とし、圧縮機１４と空調送風装置１０が作動することで、冷媒が冷凍配管１６を通り熱交換を始め、各開閉手段の開閉状態により構成された除湿風路により、第２開閉手段７が室内に開口したことで室内空気を吸込み、吸い込まれた空気は、風路６ａを通過して、第２熱交換器２にて冷媒が吸熱するため、吸込まれた空気は冷やされることで露点温度を下回り、第２熱交換器２に結露を発生させ、保有水分量を減少させつつ、第４開閉手段１３にて第１熱交換器８と第２熱交換器２が連通するよう風路が構成されているので、空気は第１熱交換器８へと送られ、第１熱交換器８により冷媒が放熱するので、送られた空気は再度暖められ吹出口９より室内へと送風されることによって室内空間を除湿することとなる。

このようにヒートポンプを利用したため、風路の切換えによって空調モードを切換えることが可能である。

次に、暖房運転や除湿運転を行うことで発熱体２１は発熱をするが、同時に第２熱交換器２より結露水も発生する。

発生した結露水は第２熱交換器２により少なくとも室内空気よりも冷やされており、ドレン配管１９を通じて密着した放熱板２２の熱を奪い放熱性能を向上させることにより、発熱体２１の温度を低下させることとなる。

このように、ヒートポンプによる運転により得られた結露水の熱を再利用し、発熱部１７を冷却することにより、発熱体２１に用いる回路部品の定格容量低くすることができ、部品の小型化とコストダウンが図れる換気空調装置が得られる。

また、ドレン配管１９は、結露水を漏れなく本体２０外へ排水できれば良く、また、放熱板２２へ伝熱し易い材質のほうが望ましいので、銅やアルミニウムなどに代表される伝熱係数の高い材質で作られるのが望ましい。

また、発熱体２１は換気空調装置に搭載されたアクチュエータを駆動するための電子回路であれば良く、特に大きな発熱を伴う電子部品が望ましい。

例えば、電子回路を駆動する直流電源生成回路のパワートランジスタやダイオードブリッジ、圧縮機１４にインバータモータを用いた場合には、駆動用のトランジスタモジュールなどがある。

また、放熱板２２は、発熱体２１の熱を効率良く伝熱できれば良く、例えば、銅やアルミニウムを主原料として成形したものがある。

また、膨張機構１５は冷媒を膨張（減圧）できれば良く、配管を細くして一定の減圧を実施するキャピラリーチューブや、減圧量を可変することができる膨張弁、更に電子制御を実現する電動膨張弁などがある。

また、換気送風装置４と空調送風装置１０は別々のものとして説明したが、第１熱交換器８と第２熱交換器２へ空気を流す作用が得られれば良く、ひとつの送風装置を共用にした構成や、換気送風装置は本体２０内部に設けず、別置きとした構成でも効果は変わらない。

また、第１熱交換器８と第２熱交換器２は冷媒と空気との間で熱交換できれば良く、例えば、縦横に配列した配管とフィンを用いた構成で、材料は熱伝導の良い銅やアルミニウムを主原料としたものがある。

また、開閉手段は風路の開閉状態を可変できれば良く、例えば駆動源にステッピングモータを用いたものがある。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の換気空調装置を図６と図９を参照しながら説明する。

図６は本発明の換気空調装置の一例で暖房運転状態の構成を示すものであり、図７は、本発明の制御手段との電気接続状態を示すものであり、図８は本発明の換気空調装置の一例で除湿運転状態の構成を示すものであり、図９は本発明の発熱部の構成を示すものである。

なお、実施の形態２の説明において既に実施の形態１で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。

図６に示すように、他の室内から空気を吸込む他室吸込口２３と、この他室吸込口２３の開閉を行う第５開閉手段２４と、吸込口１ａから吸込む第２熱交換器２へ空気を遮断し、第１熱交換器８方向のみを開放にし、また、第１熱交換器８と第２熱交換器２間を連通するように除湿風路を形成する第６開閉手段２５と、第２熱交換器２から発生する結露水を流す排水路を形成した放熱器２６を本体２０に備えた構成とする。

図７に示すように、制御手段１８は圧縮機１４、膨張機構１５、空調送風装置１０、換気送風装置４、第１開閉手段６、第２開閉手段７、第３開閉手段１２、第５開閉手段２４、および、第６開閉手段２５と電気的に接続された構成とする。

図９に示すように、放熱器２６の一つの面には発熱体２１が取付けられ、他方の面には第２熱交換器２から発生する結露水を流すために勾配を付けて互い違いに配列したドレン配管の一部としての排水路２６ａを形成している。つまり排水路２６ａは勾配をつけた排水溝２６ｂから２６ｄを複数の個の放熱器２６の上部から下部へ段をなして備え、勾配の最下部が次の排水溝の上部に位置するように配置したものである。

上記構成において、図６に示すように、室内の暖房空調をするときは、制御手段１８の信号により、第５開閉手段２４が開放し、換気送風装置４が駆動することで他室吸込口２３より他室の空気を本体２０内に吸込み、この空気の熱は第２熱交換器２にて吸熱回収し、空気は換気口３より屋外へ排気され、回収した熱は第１熱交換器８より室内へ放熱することで、他室の熱を室内へ投入でき効率的な暖房空調が行われる。

この際、第６開閉手段２５により閉鎖された吸込口１ａからは空気は吸込まれない。

また、他室の空気を吸込み第２熱交換器にて吸熱する際、吸込まれた空気は冷やされることで露点温度を下回り、第２熱交換器２に結露することから結露水が発生する。

また、図８に示すように、室内の除湿空調をするときは、制御手段１８の信号により、第５開閉手段２４は閉塞し、第６開閉手段２５により第１熱交換器８と第２熱交換器２の間を連通するように除湿風路を形成され、空調送風装置１０が作動することで、第２開閉手段７が室内に開口した室内空気を吸込み、第２熱交換器２にて冷媒が吸熱すると共に結露水を発生させ、第１熱交換器８にて再度暖められ吹出口９より室内へと送風されることによって室内空間を除湿することとなる。

次に発生した結露水は放熱器２６に形成された排水路２６ａを流れ込み、排水溝２６ｂから排水溝２６ｃ、排水溝２６ｄへと順番に流れ落ちて、放熱器２６の熱を奪い放熱性能を向上させることにより、発熱体２１の温度を低下させることとなる。

このように、放熱器２６に排水路２６ａを形成することによりドレン配管の削減しつつ、ヒートポンプによる運転により得られた結露水の熱を再利用し、発熱部１７を冷却することにより、発熱体２１に用いる回路部品の定格容量低くすることができ、部品の小型化とコストダウンが図れる換気空調装置が得られる。

また、実施の形態３では放熱器２６にての表面に排水路２６ａを形成し説明したが、排水路２６ａは放熱器２６に埋め込んで構成しても作用、効果に差異はなく、また、放熱器２６は、発熱体２１の熱を効率良く伝熱できれば良く、例えば、銅やアルミニウムを主原料として成形したものがある。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の換気空調装置を図１０と図１１を参照しながら説明する。

図１０は本発明の換気空調装置の一例で暖房運転状態の構成を示すものであり、図１１は、本発明の制御手段との電気接続状態を示すものである。

なお、実施の形態３の説明において既に実施の形態１および、実施の形態２で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。

図１０に示すように、第２熱交換器２より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンク２７を配し、このドレンタンク２７に発熱部１７を接触させるよう配し、この発熱部１７の温度を検出する温度センサ２８を配した。

また、このドレンタンク２７には水温を検出する水温センサ２９と、水面高さを検出する水位センサ３０を配し、このドレンタンク２７から本体２０外に排水するためのドレン配管１９の途中に排水弁３１を配し、吸込口１ａから吸込まれた空気の風路に室内の湿度を検出する湿度センサ３２を備えた構成とする。

図１１に示すように、排水弁３１と、水温センサ２９と、水位センサ３０と、温度センサ２８と、湿度センサ３２と電気的に接続され、各センサの入力、排水弁３１の駆動および、暖房運転中に除湿運転に切換える機能を追加した制御手段３３は圧縮機１４、膨張機構１５、空調送風装置１０、換気送風装置４、第１開閉手段６、第２開閉手段７、第３開閉手段１２、第５開閉手段２４、および、第６開閉手段２５とも電気的に接続された構成とする。

上記構成において、暖房運転および除湿運転にて吸い込まれた空気が第２熱交換器２により冷やされ発生した結露水をドレンタンク２７に溜めることで、このドレンタンク２７に接触した発熱部１７の熱を結露水に伝熱させ長い時間冷却が可能となり、冷やされた結露水の熱を効率的に利用し、発熱部１７を冷却することにより発熱部１７の小型化とコストダウンが図れる。

また、ドレン配管１９に排水弁３１を配し制御手段３３にて開閉を制御することで、ドレンタンク２７に溜める結露水の量を制御でき、ドレンタンク２７に結露水を溜めることによる発熱部１７の冷却の促進と、停止時など発熱部１７の冷却が不要なときは結露水を排水し、ドレンタンク２７を乾燥させることで、ドレンタンク２７への菌の発生を抑制できる。

また、水温センサ２９により検出した結露水の温度が予め設定した所定の温度以上（例えば４０℃）となると、制御手段３３より排水弁３１を開放し、ドレンタンク２７の水を排水するため、ドレンタンク２７内の結露水が冷やされたものと入れ代り、結露水が温かくなることによる放熱効果の低減を抑制しつつ、発熱部１７の冷却をすることができる。

また、ドレンタンク２７の上部に配した水位センサ３０が結露水を検出すると、制御手段３３は排水弁３１を開放し、ドレンタンク２７内の結露水の量を発熱部１７の冷却に適した量に調整しながら発熱部１７を継続的に冷却しつつドレンタンク２７から結露水が漏水することを防止することができる。

また、本体２０が暖房運転中に温度センサ２８により検出した発熱部１７の温度が予め設定した所定の温度（例えば部品定格温度−１０℃）を超えた場合には、制御手段３３により本体２０の運転を除湿運転に切換え、ドレンタンク２７内の結露水を一時的に増加させ、発熱部１７の冷却を促進することで、発熱部１７の温度保護として発生する本体２０の運転ＯＮ／ＯＦＦ回数を減少させ、室内の温度変化幅を少なくし、快適性の低下を軽減することができる。

また、湿度センサ３２により室内の湿度を検出できるため、暖房運転から除湿運転に切換える条件が成立した場合でも、湿度が所定の値以上（例えば５０％ＲＨ以上）のときのみ除湿運転に切換えることができ、発熱部１７の冷却に必要な結露水を効率良く回収することができる。

また、水温センサ２９ならびに温度センサ２８は温度の検知ができれば良く、例えば、正特性サーミスタ、負特性のサーミスタがある。

また、湿度センサ３２は湿度の検知ができれば良く、例えば、高分子膜の水分の吸収・放出に伴う誘電率変化から雰囲気の相対湿度を検出する高分子膜湿度センサや、水蒸気の吸着しやすい多孔質セラミックを用いて、乾湿材がセラミック焼結体で構成されたセラミック湿度センサや、塩化リチウムを利用した電解質湿度センサなどがある。

また、水位センサ３０はドレンタンク２７の水量が検出できれば良く、交流低電圧を用いた電極式のものや、実際の水面の浮力を利用したフロートスイッチや、反射波を検知する超音波センサ、赤外線センサや、タンクそのものの重量変化を検出するものなどが知られている。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の換気空調装置を図１２と図１３を参照しながら説明する。

図１２は本発明の換気空調装置の一例で暖房運転状態の構成を示すものであり、図１３は、本発明の制御手段との電気接続状態を示すものである。

なお、実施の形態４の説明において既に実施の形態１、実施の形態２、および、実施の形態３で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。

図１２に示すように、水位センサ３０を配したドレンタンク２７から本体２０外に排水するためのドレン配管１９を途中で２分岐配管とし、片方は第２熱交換器２の上方に位置した散水口３４へとつながり、他方は本体２０外へとつながるよう成形し、ドレン配管１９が２分岐する箇所に送水する側を切換える切換弁３５を配し、ドレンタンク２７と切換弁３５との間のドレン配管１９に結露水を送水するドレンポンプ３６を備え、ドレンポンプ３６と切換弁３５の間のドレン配管１９は発熱部１７と接触するように構成される。

図１３に示すように、ドレンポンプ３６と、切換弁３５と、水位センサ３０と電気的に接続され、水位センサ３０の入力、切換弁３５および、ドレンポンプ３６の駆動機能を追加した制御手段３７は圧縮機１４、膨張機構１５、空調送風装置１０、換気送風装置４、第１開閉手段６、第２開閉手段７、第３開閉手段１２、および、第４開閉手段１３とも電気的に接続された構成とする。

上記構成において、ドレンタンク２７に溜めた結露水をドレンポンプ３６により送水できるため、ドレンポンプ３６の揚程性能内で発熱部１７の配置位置の制限をなくし、設計の自由度を高めて小型化することができ、また、結露水の熱を利用しドレン配管１９を介して発熱部１７を冷却することができる。

また、ドレンポンプ３６より送水された結露水は、発熱部１７の冷却をすることにより、温められた後に切換弁３５で排水側か第２熱交換器２側に送られる。

第２熱交換器２側に送水した場合の結露水はドレン配管１９を介して、ドレンタンク２７→ドレンポンプ３６→発熱部１７→切換弁３５→散水口３４→第２熱交換器２→ドレンタンク２７という結露水の循環経路を形成し、発熱部１７の冷却にて得られた熱を第２熱交換器２にて吸熱し、室内の空調へ放熱することで熱効率を上げ、また、温められた結露水を第２熱交換器２に流すことから、第２熱交換器２の着霜を抑制し熱交換効率の低下を防止することから、空調性能の持続性を向上させることができる。

また、第２熱交換器２が着霜した場合には、ヒートポンプを停止させ、結露水を第２熱交換器２に流すことで、素早く除霜をすることができる。

また、ドレンタンク２７の上部に配した水位センサ３０が結露水を検出すると、制御手段３７は切換弁３５を排水側に切換え排水し、ドレンタンク２７内の結露水の量を発熱部１７の冷却に適した量に調整しながら発熱部１７の冷却と第２熱交換器２での循環を継続的しつつ、ドレンタンク２７から結露水が漏水することを防止することができる。

本発明の換気空調装置は、ヒートポンプ空調により得られる結露水の冷熱を利用し、発熱を伴う構成部品を冷却し小型化することを特徴としたものであり、浴室の換気空調のみならず、リビング、寝室、キッチンあるいは洗面所等の換気空調装置等として有用である。

１ 換気空調装置
１ａ 吸込口
２ 第２熱交換器
３ 換気口
４ 換気送風装置
５ 換気風路
６ 第１開閉手段
６ａ 風路
７ 第２開閉手段
８ 第１熱交換器
９ 吹出口
１０ 空調送風装置
１１ 空調風路
１２ 第３開閉手段
１３ 第４開閉手段
１４ 圧縮機
１５ 膨張機構
１６ 冷凍配管
１７ 発熱部
１８ 制御手段
１９ ドレン配管
２０ 本体
２１ 発熱体
２２ 放熱板
２３ 他室吸込口
２４ 第５開閉手段
２５ 第６開閉手段
２６ 放熱器
２７ ドレンタンク
２８ 温度センサ
２９ 水温センサ
３０ 水位センサ
３１ 排水弁
３２ 湿度センサ
３３ 制御手段
３４ 散水口
３５ 切換弁
３６ ドレンポンプ
３７ 制御手段

Claims (12)

1. 本体に圧縮機と、第１熱交換器と、膨張機構と、第２熱交換器からなる冷凍サイクルと、熱交換器に空気を送る送風装置と、この送風装置と圧縮機を制御し、発熱部を有する制御手段を搭載し、ヒートポンプの作用により第２熱交換器に発生する結露水を排水するドレン配管を備え、このドレン配管の一部を発熱部へ接触させたことを特徴とする換気空調装置。
2. 発熱部に結露水を流すドレン配管の一部の排水路を形成した放熱器を備えたことを特徴とする請求項１記載の換気空調装置。
3. 第２熱交換器より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンクを配し、このドレンタンクに発熱部を接触させることを特徴とする請求項１記載の換気空調装置。
4. ドレン配管に排水弁を配したことを特徴とする請求項３記載の換気空調装置。
5. ドレンタンクに結露水の温度を検出する水温センサを配したことを特徴とする請求項４記載の換気空調装置。
6. ドレンタンクに水位センサを配したことを特徴とする請求項４記載の換気空調装置。
7. 第２熱交換器より発生する結露水を一時的に溜めるドレンタンクを配し、このドレンタンクにドレンポンプを配したことを特徴とする請求項１または２記載の換気空調装置。
8. 排水路に第２熱交換器側か排水側に結露水を切換える切換弁を備えたことを特徴とする請求項７記載の換気空調装置。
9. ドレンポンプで第２熱交換器側に送水した結露水はドレン配管を介して、ドレンタンク→ドレンポンプ→発熱部→切換弁→散水口→第２熱交換器→ドレンタンクと循環させる結露水の循環経路を形成した請求項８記載の換気空調装置。
10. 暖房運転中に除湿運転に一時的に切換えることを特徴とした請求項１から９記載の換気空調装置。
11. 発熱部の温度を検出する温度センサを配したことを特徴とする請求項１０記載の換気空調装置。
12. 室内の湿度を検出する湿度センサを配したことを特徴とする請求項１０記載の換気空調装置。

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