JP2011174630A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト、低騒音で、空調負荷に応じて省エネ空調運転が可能な空気調和機を得る。
【解決手段】 ケーシング（１）内に、送風路（２）と、この送風路（２）を流れる還気と外気を回転式の熱交換素子（３）に通過させて全熱交換する回転型全熱交換器（４）と、送風路（２）を流れる空気を熱交換する熱交換コイル（５）と、送風路（２）に空気を送風して被空調空間へ給気させる給気ファン（６）と、を設ける。熱交換コイル（５）の空気入口面（５ａ）と熱交換素子（３）の空気入口面（３ａ）及び空気出口面（３ｂ）とが直交状となるように、熱交換コイル（５）と回転型全熱交換器（４）とを配置する。熱交換素子（３）の空気入口面（３ａ）と略平行な方向から還気と外気が入って熱交換素子（３）を通過すると共にこの通過空気が熱交換素子（３）の空気出口面（３ｂ）と略平行な方向へ出るように、送風路（２）を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機に関するものである。

ケーシング内に回転型全熱交換器、熱交換コイル及びファンを設けて、外気と還気を回転型全熱交換器の回転式熱交換素子（ローター）に通過させて全熱交換した空気を熱交換コイルで冷却又は加熱して被空調空間に給気する空調機がある。

特開平３−１６４６３０号公報

上記回転式熱交換素子は大型になると径方向に嵩張るために、熱交換素子と熱交換コイルの空気入口面を対向状とした場合、熱交換コイルの空気入口面と平行な方向に空調機のケーシング幅が長大となり、空調機が無駄に大型化する問題がある。

本発明は上記課題を解決するため、ケーシング内に、送風路と、この送風路を流れる還気と外気を回転式の熱交換素子に通過させて全熱交換する直方体状の回転型全熱交換器と、前記送風路を流れる空気を熱交換する熱交換コイルと、前記送風路に空気を送風して被空調空間へ給気させる給気ファンと、を設け、前記熱交換コイルの空気入口面と前記熱交換素子の空気入口面及び空気出口面とが直交状となるように、前記熱交換コイルと前記回転型全熱交換器とを配置し、前記熱交換素子の空気入口面と略平行な方向から還気と外気が入って前記熱交換素子を通過すると共にこの通過空気が前記熱交換素子の空気出口面と略平行な方向へ出るように、前記送風路を構成したことを最も主要な特徴とする。

請求項１の発明によれば、熱交換素子と熱交換コイルの空気入口面を直交状にしているので、熱交換コイルの空気入口面と平行な方向に空調機のケーシングが無駄に幅をとること無く扁平化でき、空調機のコンパクト化を図れる。しかも、外気と還気が回転型全熱交換器の空気出入口で曲折するように送風路を構成しているので騒音エネルギーが反射・拡散減衰されて低騒音運転が可能となる。
請求項２の発明によれば、排気ダンパと外気ダンパと還気ダンパにより、外気と還気で全熱交換して予冷又は予熱した空気を熱交換コイルで冷却又は加熱して被空調空間に給気する空調運転と、還気を被空調空間と空調機の間で循環させて空調する運転と、回転型全熱交換器に対して外気と還気をバイパスさせて外気を被空調空間に給気し還気を屋外に排気する運転と、を室内空調負荷に応じて自由に選択でき、省エネを図れる。
請求項３の発明によれば、楕円管なので圧力損失が少なく、送風動力を増やすことなく伝熱管有効長を長くとることができ、熱交換コイルを冷温水コイルとした場合、大温度差、少水量化によるポンプ動力の大幅削減が可能となる。

図１〜図４は、本発明の空気調和機の一実施例を示しており、この空気調和機は、ケーシング１内に、送風路２と、この送風路２を流れる還気と外気を回転式の熱交換素子（ローター）３に通過させて全熱交換する回転型全熱交換器４と、送風路２を流れる空気を熱交換する熱交換コイル５と、送風路２に空気を送風して被空調空間へ給気させる給気ファン６と、被空調空間からの還気を送風路２に送風する還気ファン１１と、を設けている。回転型全熱交換器４は、熱交換素子３の回転軸方向に扁平な直方体状を成している。

ケーシング１には外気取入口７、排気口８、還気取入口９及び給気口１０が設けられ、送風路２に連通連結される。外気取入口７、排気口８、還気取入口９及び給気口１０はダクト等にて屋外と被空調空間（屋内）とに連通連結される。熱交換コイル５は通風自在に設けられた多数の伝熱板に伝熱管を挿着して成り、伝熱管内を流れる熱媒や冷媒と通過空気が伝熱管及び伝熱板を介して熱交換する。熱交換コイル５の伝熱管は楕円管にするのが好ましいが円形管でもよい。

この熱交換コイル５の空気入口面５ａと熱交換素子３の空気入口面３ａ及び空気出口面３ｂとが直交状となるように、熱交換コイル５と回転型全熱交換器４とを配置し、熱交換素子３の空気入口面３ａと略平行な方向から還気と外気が曲折して入って熱交換素子３を通過すると共にこの通過空気が熱交換素子３の空気出口面３ｂと略平行な方向へ曲折して出るように、送風路２を構成する。この熱交換素子３の端面の一方の半円部が空気入口面３ａで他方の半円部が空気出口面３ｂとなる。

図例では、送風路２は、熱交換素子３の下側の空気入口面３ａ及び空気出口面３ｂと外気取入口７とに連通する外気路１５と、熱交換素子３の上側の空気出口面３ｂと排気口８とに連通する排気路１６と、熱交換素子３の上側の空気入口面３ａと還気取入口９とに連通する還気路１７と、熱交換素子３の下側の空気出口面３ｂと熱交換コイル５と給気口１０とに連通する給気路１８と、から成る。

送風路２には、回転型全熱交換器４に対して還気をバイパスさせて機外へ案内する（回転型全熱交換器４をバイパスさせて還気路１７から排気路１６へ還気を案内する）排気ダンパ１２と、回転型全熱交換器４に対して外気をバイパスさせて熱交換コイル５へ案内する（回転型全熱交換器４をバイパスさせて外気路１５から給気路１８へ外気を案内する）外気ダンパ１３と、回転型全熱交換器４に対して還気をバイパスさせて熱交換コイル５へ案内する（回転型全熱交換器４をバイパスさせて還気路１７から給気路１８へ還気を案内する）還気ダンパ１４と、を設ける。

外気と還気を全熱交換して空調する場合、排気ダンパ１２と外気ダンパ１３と還気ダンパ１４を閉じ、外気と還気を回転型全熱交換器４の熱交換素子３に通過させて全熱交換により予冷又は予熱した後、熱交換コイル５で冷却又は加熱して被空調空間に給気する。外気と還気を全熱交換せずに還気循環で空調する（ウォーミングアップ運転などの）場合は、排気ダンパ１２と外気ダンパ１３を閉じ、還気ダンパ１４を開いて圧力差にて回転型全熱交換器４をバイパスさせた還気を熱交換コイル５に通過させて熱交換し、被空調空間に給気する。

外気と還気を全熱交換せずに外気で空調する（外気冷房運転や換気運転などの）場合は、還気ダンパ１４を閉じて排気ダンパ１２と外気ダンパ１３を開き、回転型全熱交換器４をバイパスさせた外気を熱交換コイル５に通過させて被空調空間に給気し、回転型全熱交換器４をバイパスさせた還気を排気口８から屋外に排気する。

なお、本発明は上述の実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由で、送風路２の構造構成の変更と、外気ダンパ１３、還気ダンパ１４及び排気ダンパ１２の配置等の変更も自由である。

本発明の空気調和機の正面図である。 同上の側面図である。 回転型全熱交換器周辺の構造を示す簡略斜視図である。 空気の流れを太矢印で示した簡略説明図である。

１ ケーシング
２ 送風路
３ 熱交換素子
３ａ 空気入口面
３ｂ 空気出口面
４ 回転型全熱交換器
５ 熱交換コイル
５ａ 空気入口面
６ 給気ファン
１２ 排気ダンパ
１３ 外気ダンパ
１４ 還気ダンパ

Claims (3)

1. ケーシング（１）内に、送風路（２）と、この送風路（２）を流れる還気と外気を回転式の熱交換素子（３）に通過させて全熱交換する回転型全熱交換器（４）と、前記送風路（２）を流れる空気を熱交換する熱交換コイル（５）と、前記送風路（２）に空気を送風して被空調空間へ給気させる給気ファン（６）と、を設け、前記熱交換コイル（５）の空気入口面（５ａ）と前記熱交換素子（３）の空気入口面（３ａ）及び空気出口面（３ｂ）とが直交状となるように、前記熱交換コイル（５）と前記回転型全熱交換器（４）とを配置し、前記熱交換素子（３）の空気入口面（３ａ）と略平行な方向から還気と外気が入って前記熱交換素子（３）を通過すると共にこの通過空気が前記熱交換素子（３）の空気出口面（３ｂ）と略平行な方向へ出るように、前記送風路（２）を構成したことを特徴とする空気調和機。
2. 回転型全熱交換器（４）に対して還気をバイパスさせて機外へ案内する排気ダンパ（１２）と、前記回転型全熱交換器（４）に対して外気をバイパスさせて熱交換コイル（５）へ案内する外気ダンパ（１３）と、前記回転型全熱交換器（４）に対して還気をバイパスさせて前記熱交換コイル（５）へ案内する還気ダンパ（１４）と、を送風路（２）に設けた請求項１記載の空気調和機。
3. 熱交換コイル（５）の伝熱管を楕円管にした請求項１又は２記載の空気調和機。

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