JP2014025635A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加湿装置を備える空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner including a humidifier.
従来より、加湿運転時に、加湿用空気に水分を与えて室内へと供給する加湿装置を備える空気調和装置がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an air conditioner including a humidifier that supplies moisture to humidification air during humidification operation.
例えば、特許文献1(特開2002−89903号公報)に開示されている空気調和機は、室内の暖房時に加湿運転を実行することが可能な空気調和機であって、室内機と、室外空調ユニットと、加湿ユニット(加湿装置に相当)と、を備えている。加湿ユニットは、空気中の水分を吸着し、かつ、加熱されることで吸着した水分を放出する加湿ロータを有しており、加湿運転時には、加湿ロータから放出された水分を含む加湿用空気を室内に供給する。また、この空気調和機の備える冷媒回路には、室外空調ユニットの有する室外熱交換器や室内機の有する室内熱交換器とは別の熱交換器であって、加湿部に流れる加湿用空気を加熱するためのロータ加熱部が設けられている。 For example, an air conditioner disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-89903) is an air conditioner capable of performing a humidifying operation during indoor heating, and includes an indoor unit and an outdoor air conditioner. A unit and a humidifying unit (corresponding to a humidifying device). The humidification unit has a humidification rotor that adsorbs moisture in the air and releases the adsorbed moisture when heated. During humidification operation, the humidification unit contains humidification air containing moisture released from the humidification rotor. Supply it indoors. Further, the refrigerant circuit provided in the air conditioner is a heat exchanger different from the outdoor heat exchanger of the outdoor air conditioning unit or the indoor heat exchanger of the indoor unit, and the humidifying air flowing through the humidifying unit is supplied to the refrigerant circuit. A rotor heating unit for heating is provided.
ところで、特許文献1に開示されている空気調和機の備える冷媒回路は、室内の暖房時には、圧縮機から吐出した全ての高温高圧冷媒が、ロータ加熱部(以下、加湿用熱交換器という)を経て室内熱交換器に流れ、その後、室外熱交換器に流れるように構成されている。このため、暖房時に加湿運転が実行されると、加湿用熱交換器において、圧縮機から吐出した冷媒と加湿用空気との間で常に熱交換が行われるため、室内熱交換器の能力が低減してしまうという問題がある。
By the way, the refrigerant circuit with which the air conditioner currently disclosed by
そこで、本発明の課題は、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器の能力低減を抑えつつ、加湿用熱交換器で加湿用空気を加熱することができる空気調和装置を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the air conditioning apparatus which can heat humidification air with the heat exchanger for humidification, suppressing the capability reduction of an indoor heat exchanger in the humidification operation at the time of heating. .
本発明の第1観点に係る空気調和装置は、冷媒回路と、加湿装置と、を備える。冷媒回路には、圧縮機と、四路切替弁と、室内熱交換器と、第1加湿用熱交換器と、膨張機構と、室外熱交換器と、が順に接続されている。加湿装置は、吸湿部と、ファンと、を有する。吸湿部は、吸着部と、加湿部と、を含む。吸着部は、室外空気中の水分を吸着する。加湿部は、加熱されることで吸着部に吸着した水分を加湿用空気に放出する。ファンは、加湿部から放出された水分を含む加湿用空気を、室内に搬送する。また、第1加湿用熱交換器は、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器から流出した冷媒と、加湿用空気とを熱交換させることで、加湿用空気を加熱する。さらに、第1加湿用熱交換器で加熱された加湿用空気が加湿部に流れることで、加湿部が加熱される。 An air conditioner according to a first aspect of the present invention includes a refrigerant circuit and a humidifier. A compressor, a four-way switching valve, an indoor heat exchanger, a first humidifying heat exchanger, an expansion mechanism, and an outdoor heat exchanger are sequentially connected to the refrigerant circuit. The humidifier has a moisture absorption part and a fan. The hygroscopic part includes an adsorbing part and a humidifying part. The adsorption unit adsorbs moisture in the outdoor air. The humidifying unit releases moisture adsorbed by the adsorption unit to the humidifying air when heated. The fan conveys humidifying air containing moisture released from the humidifying unit into the room. The first humidifying heat exchanger heats the humidifying air by exchanging heat between the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger and the humidifying air in the humidifying operation during heating. Furthermore, the humidification part is heated because the humidification air heated with the 1st humidification heat exchanger flows into a humidification part.
本発明の第1観点に係る空気調和装置では、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器から流出した冷媒と加湿用空気とを熱交換させることで、加湿用空気が加熱される。このため、凝縮器として機能する室内熱交換器で熱交換が行われた後の冷媒の熱を利用して加湿用空気を加熱することができる。したがって、この空気調和装置では、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器で熱交換が行われる前に、加湿用熱交換器で熱交換が常に行われる場合と比較して、加湿用熱交換器で熱交換が行われても、室内熱交換器の能力低減を抑えることができる。 In the air conditioner according to the first aspect of the present invention, the humidifying air is heated by heat exchange between the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger and the humidifying air in the humidifying operation during heating. For this reason, humidification air can be heated using the heat | fever of the refrigerant | coolant after heat exchange was performed with the indoor heat exchanger which functions as a condenser. Therefore, in this air conditioner, in the humidifying operation during heating, before heat exchange is performed in the indoor heat exchanger, heat exchange for humidification is performed in comparison with a case where heat exchange is always performed in the humidification heat exchanger. Even if heat exchange is performed in the heat exchanger, it is possible to suppress a reduction in the capacity of the indoor heat exchanger.
これによって、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器の能力低減を抑えつつ、加湿用熱交換器で加湿用空気を加熱することができる。 Thereby, in humidification operation at the time of heating, humidification air can be heated with a humidification heat exchanger, suppressing the capacity reduction of an indoor heat exchanger.
本発明の第2観点に係る空気調和装置は、第1観点の空気調和装置において、冷媒回路には、第1バイパス経路が設けられている。第1バイパス経路は、室内熱交換器と膨張機構との間の第1経路において、第1加湿用熱交換器の室内熱交換器側の第1分岐と、第1加湿用熱交換器の膨張機構側の第2分岐と、を接続するものである。また、第1バイパス経路には、第1分岐側から第2分岐側への冷媒の流れを阻止する第1逆止弁が設けられている。 An air conditioner according to a second aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect, wherein the refrigerant circuit is provided with a first bypass path. The first bypass path is a first path between the indoor heat exchanger and the expansion mechanism. The first branch on the indoor heat exchanger side of the first humidifying heat exchanger and the expansion of the first humidifying heat exchanger. The second branch on the mechanism side is connected. The first bypass path is provided with a first check valve that blocks the flow of the refrigerant from the first branch side to the second branch side.
この空気調和装置では、第1経路において第1分岐と第2分岐とを接続する第1バイパス経路に第1逆止弁が設けられていることで、暖房時の加湿運転において、第1バイパス経路に冷媒が流れないようにすることができる。このため、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器から流出した全ての冷媒を、加湿用熱交換器に流すことができる。したがって、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器から流出した冷媒の一部しか加湿用熱交換器に流れない場合と比較して、加湿用熱交換器における熱交換効率を向上させることができる。 In this air conditioner, the first check valve is provided in the first bypass path that connects the first branch and the second branch in the first path, so that in the humidification operation during heating, the first bypass path It is possible to prevent the refrigerant from flowing through. For this reason, in the humidification operation at the time of heating, all the refrigerants flowing out from the indoor heat exchanger can be flowed to the humidification heat exchanger. Therefore, in the humidifying operation during heating, the heat exchange efficiency in the humidifying heat exchanger can be improved as compared with the case where only a part of the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger flows into the humidifying heat exchanger. .
本発明の第3観点に係る空気調和装置は、第2観点の空気調和装置において、第2経路には、第2逆止弁が設けられている。第2経路とは、第1経路において、第1分岐から第1加湿用熱交換器を経て第2分岐に至る経路である。そして、第2逆止弁は、第1加湿用熱交換器と第2分岐との間に設けられている。また、第2逆止弁は、第2分岐から第1加湿用熱交換器への冷媒の流れを阻止するものである。 An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the second aspect, wherein a second check valve is provided in the second path. The second path is a path from the first branch to the second branch through the first humidification heat exchanger in the first path. The second check valve is provided between the first humidifying heat exchanger and the second branch. The second check valve blocks the flow of the refrigerant from the second branch to the first humidification heat exchanger.
この空気調和装置では、第2経路の第1加湿用熱交換器と第2分岐との間に第2逆止弁が設けられていることで、冷房時に、膨張機構側から流れてきた冷媒が、第1加湿用熱交換器に流れないようにすることができる。このため、第1加湿用熱交換器での吸熱を抑制することができる。これにより、冷媒を膨張後の気液二相状態で室内熱交換器に流すことができ、この結果、室内熱交換器の能力低減を抑えることができる。 In this air conditioner, since the second check valve is provided between the first humidification heat exchanger and the second branch in the second path, the refrigerant flowing from the expansion mechanism side during cooling is It can be prevented from flowing to the first humidifying heat exchanger. For this reason, the heat absorption in the 1st humidification heat exchanger can be suppressed. As a result, the refrigerant can be passed through the indoor heat exchanger in a gas-liquid two-phase state after expansion, and as a result, a reduction in the capacity of the indoor heat exchanger can be suppressed.
本発明の第4観点に係る空気調和装置は、第2観点又は第3観点の空気調和装置において、第2加湿用熱交換器と、流量調整弁と、を備えている。第2加湿用熱交換器は、加湿用空気を加熱することが可能である。また、第2加湿用熱交換器は、第1加湿用熱交換器とは別の熱交換器である。流量調整弁は、第2加湿用熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能である。また、冷媒回路には、第2バイパス経路が設けられている。第2バイパス経路は、第3経路と第1経路とを接続するものである。第3経路とは、圧縮機から四路切替弁を経て室内熱交換器に至る経路である。さらに、第2加湿用熱交換器及び流量調整弁は、第2バイパス経路に設けられている。 An air conditioner according to a fourth aspect of the present invention is the air conditioner according to the second aspect or the third aspect, and includes a second humidifying heat exchanger and a flow rate adjusting valve. The second humidifying heat exchanger can heat the humidifying air. The second humidifying heat exchanger is a heat exchanger different from the first humidifying heat exchanger. The flow rate adjusting valve can adjust the flow rate of the refrigerant flowing through the second humidifying heat exchanger. The refrigerant circuit is provided with a second bypass path. The second bypass path connects the third path and the first path. The third path is a path from the compressor to the indoor heat exchanger via the four-way switching valve. Further, the second humidifying heat exchanger and the flow rate adjusting valve are provided in the second bypass path.
この空気調和装置は、第1加湿用熱交換器とは別に第2加湿用熱交換器を備えているため、第1加湿用熱交換器だけで加湿用空気を加熱する場合と比較して、加湿用空気をさらに加熱することができる。 Since this air conditioner includes the second humidification heat exchanger separately from the first humidification heat exchanger, compared to the case where the humidification air is heated only by the first humidification heat exchanger, The humidifying air can be further heated.
本発明の第5観点に係る空気調和装置は、第1観点から第4観点のいずれかの空気調和装置において、加湿装置は、加湿用空気が流れる空気流路と、加湿用空気を加熱するためのヒータと、を有する。また、空気流路では、第1加湿用熱交換器の空気流れ下流側に、ヒータが配置されている。 An air conditioner according to a fifth aspect of the present invention is the air conditioner according to any one of the first to fourth aspects, wherein the humidifier heats the air flow path through which the humidification air flows and the humidification air. And a heater. In the air flow path, a heater is disposed on the downstream side of the air flow of the first humidifying heat exchanger.
この空気調和装置は、ヒータを備えているため、第1加湿用熱交換器だけで加湿用空気を加熱する場合と比較して、加湿用空気をさらに加熱することができる。 Since this air conditioner includes a heater, the humidifying air can be further heated as compared with the case where the humidifying air is heated only by the first humidifying heat exchanger.
本発明の第6観点に係る空気調和装置は、第1観点から第5観点のいずれかの空気調和装置において、吸湿部は、吸着部及び加湿部とは別の領域であって、加湿用空気によって加熱された加湿部の熱の残りを用いて、加湿用空気を加熱する再熱部を含む。 An air conditioner according to a sixth aspect of the present invention is the air conditioner according to any one of the first to fifth aspects, wherein the moisture absorption part is a region separate from the adsorption part and the humidification part, and the humidification air The reheating part which heats humidification air using the remainder of the heat of the humidification part heated by is included.
この空気調和装置では、吸湿部が、加湿用空気を加熱する再熱部を含むため、第1加湿用熱交換器だけで加湿用空気を加熱する場合と比較して、加湿用空気をさらに加熱することができる。 In this air conditioner, since the moisture absorption part includes a reheating part for heating the humidification air, the humidification air is further heated as compared with the case where the humidification air is heated only by the first humidification heat exchanger. can do.
本発明の第1観点に係る空気調和装置では、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器の能力低減を抑えつつ、加湿用熱交換器で加湿用空気を加熱することができる。 In the air conditioner according to the first aspect of the present invention, humidification air can be heated by the humidification heat exchanger while suppressing a reduction in the capacity of the indoor heat exchanger in the humidification operation during heating.
本発明の第2観点に係る空気調和装置では、暖房時の加湿運転において、加湿用熱交換器における熱交換効率を向上させることができる。 In the air conditioning apparatus according to the second aspect of the present invention, the heat exchange efficiency in the humidifying heat exchanger can be improved in the humidifying operation during heating.
本発明の第3観点に係る空気調和装置では、第1加湿用熱交換器での吸熱を抑制することができるため、冷媒を膨張後の気液二相状態で室内熱交換器に流すことができ、室内熱交換器の能力低減を抑えることができる。 In the air conditioner according to the third aspect of the present invention, since the heat absorption in the first humidifying heat exchanger can be suppressed, the refrigerant can be passed through the indoor heat exchanger in a gas-liquid two-phase state after expansion. It is possible to suppress a reduction in the capacity of the indoor heat exchanger.
本発明の第4観点に係る空気調和装置では、加湿用空気をさらに加熱することができる。 In the air conditioner according to the fourth aspect of the present invention, the humidifying air can be further heated.
本発明の第5観点に係る空気調和装置では、加湿用空気をさらに加熱することができる。 In the air conditioner according to the fifth aspect of the present invention, the humidifying air can be further heated.
本発明の第6観点に係る空気調和装置では、加湿用空気をさらに加熱することができる。 In the air conditioner according to the sixth aspect of the present invention, the humidifying air can be further heated.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空気調和装置10について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
Hereinafter, an air-
(1)空気調和装置の構成
図1は、空気調和装置10の正面図である。図2は、空気調和装置10の備える冷媒回路40の概略図である。図3は、加湿ユニット50の概略図である。なお、図2では、暖房時の冷媒の流れを矢印で示している。また、図3では、第2吸着用空気取込口51cを省略して描いている。
(1) Configuration of Air Conditioner FIG. 1 is a front view of the
空気調和装置10は、図1に示すように、1台の室外機11と、1台の室内機20とが冷媒配管によって並列に接続されているペア型の空気調和装置である。また、この空気調和装置10は、冷房運転、除湿運転及び暖房運転の他に、室内を加湿する加湿運転、室内に室外空気を供給する給気運転、及び、室内空気を室外に排気する排気運転等の運転を行うことができる。なお、本実施形態の空気調和装置10は、ペア型の空気調和装置であるが、これに限定されず、1台の室外機11に複数台の室内機20が接続されたマルチ型の空気調和装置であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
室内機20は、室内の壁面等に設置される壁掛け型の室内機である。また、室内機20は、室内熱交換器21や室内ファン22等を内部に収納している。
The
室内熱交換器21は、室内空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室内ファン22が室内熱交換器21に接触する空気流れを生成することで、室内空気と室内熱交換器21を流れる冷媒とを熱交換させることができる。
The
室内ファン22は、室内の空気を空気取込口25aから室内機20内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器21との間で熱交換を行った後の空気を空気吹出口25bから室内に吹き出させるためのファンである。なお、本実施形態における室内ファン22は、回転駆動することによって、回転軸と交わる方向に空気流れを生成するクロスフローファンである。
The
また、室内機20内には、後述する吸排気ダクト15の一方の端部が配置されている。この吸排気ダクト15の一方の端部は、例えば、室内ファン22が回転し空気流れが生成されている状態で、空気取込口25aの空気流れ下流側であり、かつ、室内熱交換器21の空気流れ上流側の空間に配置されている。
In the
室外機11は、室外に設置されており、図1に示すように、下部の室外ユニット30と、上部の加湿ユニット50とから構成されている。なお、本実施形態の室外機11では、室外ユニット30と加湿ユニット50との電源が一元化されている。
The outdoor unit 11 is installed outdoors, and includes a lower
室外ユニット30は、図2に示すように、圧縮機31、四路切替弁32、アキュムレータ35、室外熱交換器33、室外ファン36、及び、電動膨張弁34等を内部に収納している。
As shown in FIG. 2, the
室外熱交換器33は、室外空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室外ファン36が室外熱交換器33に接触する空気流れを生成することで、室外空気と室外熱交換器33を流れる冷媒とを熱交換させることができる。
The
室外ファン36は、室外空気を室外ユニット30内に取り込み、室外熱交換器33において冷媒と熱交換させた後に、室外ユニット30外に排出するためのファンである。なお、本実施形態における室外ファン36は、ファンモータによって駆動されるプロペラファンである。
The
加湿ユニット50は、図2及び図3に示すように、加湿ロータ52と、吸着ファン55と、流路切換装置53と、吸排気ファン54と、加湿用熱交換器58と、を加湿ユニットケーシング51内に収納している。また、加湿ユニット50と室内機20との間には、加湿ユニット50の内部空間と室内機20の内部空間とを連通させることが可能な吸排気ダクト15が設けられている。加湿ユニット50は、吸排気ダクト15を介して、室内から取り込まれた空気を室外へと排気したり、室外から取り込まれた室外空気を室内へと供給したりすることができる。さらに、加湿ユニット50は、室外空気を加湿して、吸排気ダクト15を介して室内へと供給することもできる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、空気調和装置10は、制御装置(図示せず)を備えており、空気調和装置10の備える各種機器は、制御装置により動作制御される。
The
(2)詳細構成
(2−1)冷媒回路の概略構成
空気調和装置10は、主に、圧縮機31と、四路切替弁32と、室内熱交換器21と、電動膨張弁34と、室外熱交換器33と、加湿用熱交換器58と、を含む蒸気圧縮式の冷媒回路40を備えている。また、冷媒回路40には、図2に示すように、圧縮機31と、四路切替弁32と、室内熱交換器21と、加湿用熱交換器58と、電動膨張弁34と、室外熱交換器33と、が順に接続されている。
(2) Detailed configuration (2-1) Schematic configuration of refrigerant circuit The
圧縮機31は、回転数が可変なインバータ式の圧縮機であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。
The
電動膨張弁34は、室内熱交換器21と室外熱交換器33との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための弁である。なお、本実施形態では、膨張機構として電動膨張弁34が採用されているが、冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うことができる機構であれば膨張機構はこれに限定されない。
The
室外熱交換器33は、主に、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管から挿通される複数のフィンとから構成されている。室外熱交換器33は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には放熱器(凝縮器)として機能する。
The
室内熱交換器21は、主に、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管から挿通される複数のフィンとから構成されている。室内熱交換器21は、暖房運転時には、放熱器(凝縮器)として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。
The
加湿用熱交換器58は、室外空気(後述する加湿用空気)を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室外空気と加湿用熱交換器58を流れる冷媒とを熱交換させることができる。なお、図2に示すように、本実施形態の加湿用熱交換器58は、冷媒回路40において、室内熱交換器21、室外熱交換器33及び電動膨張弁34等と直列に接続されており、暖房時には、室内熱交換器21、加湿用熱交換器58、電動膨張弁34、室外熱交換器33の順に冷媒が流れるように構成されている。
The
四路切替弁32は、冷媒回路40を流れる冷媒の流路を変更する切替機構を構成している。四路切替弁32は、圧縮機31の吐出部31aと室内熱交換器21と接続し、かつ、室外熱交換器33と圧縮機31の吸入部とを接続する第1状態(図2の実線参照)と、圧縮機31の吐出部31aと室外熱交換器33とを接続し、かつ、室内熱交換器21と圧縮機31の吸入部とを接続する第2状態(図2の破線参照)とに切り替わることで、冷媒回路40における冷媒の循環方向が可逆に構成されている。
The four-
また、図2に示すアキュムレータ35は、液冷媒とガス冷媒とを分離するためのものであり、冷媒回路40において、圧縮機31の吸入部と四路切替弁32とを接続する冷媒配管に設けられている。
The
(2−2)加湿ユニットの構成
図4は、加湿ユニット50の分解斜視図である。以下、図面を参照しながら加湿ユニット50の構成について説明する。
(2-2) Configuration of Humidification Unit FIG. 4 is an exploded perspective view of the
(2−2−1)加湿ユニットケーシング
加湿ユニットケーシング51は、加湿ロータ52、ヒータ56、吸排気ファン54、流路切換装置53および吸着ファン55等を収納している。
(2-2-1) Humidification unit casing The humidification unit casing 51 houses a
加湿ユニットケーシング51の前面(正面)には、複数のスリット状の開口からなる吸着用空気吹出口51a及び第1吸着用空気取込口51bが並んで設けられている。
The front surface (front surface) of the
第1吸着用空気取込口51bは、加湿ロータ52へ水分を吸着させるために室外から取り込まれる室外空気が通る開口である。吸着用空気吹出口51aは、第1吸着用空気取込口51b及び後述する第2吸着用空気取込口51cから取り込まれ、加湿ロータ52によって水分が吸着された後の室外空気を、加湿ユニットケーシング51外に排出するための開口である。
The first adsorption
また、加湿ユニットケーシング51の背面には、複数のスリット状の開口からなる第2吸着用空気取込口51cおよび吸排気口51dが設けられている(図4参照)。第2吸着用空気取込口51cは、第1吸着用空気取込口51bと同様に、加湿ロータ52へ水分を吸着させるために室外から取り込まれる室外空気が通る開口である。そして、加湿ユニットケーシング51内には、第1吸着用空気取込口51b及び第2吸着用空気取込口51cを入口とし、吸着用空気吹出口51aを出口とする吸着用流路70が形成されている。
In addition, on the back surface of the
吸排気口51dは、第1吸着用空気取込口51b及び第2吸着用空気取込口51cとは別に、加湿運転時或いは給気運転時に、室外空気を加湿ユニットケーシング51内に取り込むための開口である。吸排気口51dから加湿ユニットケーシング51内に取り込まれた室外空気は、加湿ロータ52を通過した後、ヒータ56で加熱されてから、さらに加湿ロータ52を通過して、吸排気ファン54へ向かって流れる。このように、加湿ユニットケーシング51内には、吸着用流路70とは別に、吸排気口51dを入口とする加湿用流路71が形成されている。なお、加湿用流路71は、吸排気ダクト15に接続されている。このため、加湿運転時或いは給気運転時には、吸排気口51dから取り込まれた室外空気は、加湿用流路71を流れて、吸排気ダクト15を経て、室内へと供給される。一方で、排気運転時には、室内機20から取り込まれた室内空気が、吸排気ダクト15を経て加湿用流路71に流入し、吸排気口51dを介して室外へと排気される。
The intake /
また、加湿用流路71には、吸排気ダクト15を介して室内へと供給される空気の温度を検出するための温度センサ90が設けられている。この温度センサ90は、ヒータ56を介して加湿ロータ52を通過した後、吸排気ファン54に吸い込まれる前の空気の温度を検出するために、加湿用流路71のうち、例えば、加湿ロータ52と吸排気ファン54との間に設けられている。
The
(2−2−2)加湿ロータ
加湿ロータ52は、ハニカム構造のセラミックロータであり、略円板状の外形を有している。また、加湿ロータ52は、回転可能に設けられており、ロータ駆動用モータによって回転駆動される。さらに、加湿ロータ52の主たる部分は、ゼオライト等の吸着剤から焼成されている。ゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着するとともに、吸着した水分を加熱されることによって脱離するという性質を有している。なお、本実施形態では、吸着剤としてゼオライトを用いているが、シリカゲルやアルミナ等を吸着剤として用いることも可能である。このように加湿ロータ52が略円板状であることで、加湿ユニット50を小型化することができる。
(2-2-2) Humidification rotor The
(2−2−3)ヒータ
ヒータ56は、加湿ロータ52の上方に位置しており、加湿ロータ52に対向して配置されている。また、ヒータ56は、加湿ロータ52から水分を脱離させるために加湿ロータ52へ送られる室外空気を加熱する。
(2-2-3) Heater The
ヒータ56は、発熱体としての複数の電熱線を含むヒータ本体56aと、ヒータ本体56aを上方から覆うように配置されるカバー56bと、カバー56b内に配置されており加湿用流路71の一部を構成する流路形成部56cとを有する。カバー56bは、平面視において半円形状を呈している(図4参照)。また、流路形成部56cは、平面視において略扇形形状の流路を構成しており、図3に示すA方向に空気が流れる場合には、この流路内を、ヒータ本体56aを通過した後の室外空気が流れる。流路形成部56cは、加湿ロータ52に対向するように配置されているため、流路形成部56cを流れる室外空気に熱が供与されていれば、熱を供与された室外空気が平面視略扇形形状の流路を流れて加湿ロータ52に流れることで、加湿ロータ52を回転軸方向に見て、加湿ロータ52の一部が常に略扇形形状に加熱されることになる。
The
(2−2−4)吸排気ファン
吸排気ファン54は、加湿ロータ52の側方に配置されており、室外から取り込まれ室内機20へと送られる室外空気の流れ、及び、室内から室内機20内に取り込まれ室外へと送られる室内空気の流れを生成する遠心ファン組立体である。吸排気ファン54は、室外空気を室内機20へと送る場合には、吸排気口51dから室外空気を加湿用流路71に流入させ、加湿ロータ52を通過させた後、流路切換装置53及び吸排気ダクト15を介して室内機20へと流れる空気流れを生成する。このとき、図3に示すA方向に空気が流れる。また、吸排気ファン54は、室内空気を室内機20から室外へと排出する場合には、室内機20から吸排気ダクト15、加湿用流路71を介して吸排気口51dから室外へと流れる空気流れを生成する。このとき、図3に示すB方向に空気が流れる。なお、本実施形態における吸排気ファン54は、ターボファンである。
(2-2-4) Intake / Exhaust Fan The intake /
(2−2−5)流路切換装置
流路切換装置53は、吸排気ファン54と吸排気ダクト15との間に配置されている。また、流路切換装置53は、吸排気ファン54と吸排気ダクト15との接続状態を、加湿用流路71と吸排気ダクト15とを接続した状態の供給状態と、加湿用流路71と吸排気ダクト15との接続を解除した供給停止状態とに切り換えることが可能である。
(2-2-5) Channel Switching Device The
供給状態では、加湿用流路71から吸排気ダクト15への室外空気の流れ、或いは、吸排気ダクト15から加湿用流路71への室内空気の流れを許容する。このため、給気状態では、図3に示すように、吸排気口51dから取り込まれ加湿用流路71を流れる室外空気が吸排気ダクト15を経て室内機20へと供給されたり、室内機20から吸排気ダクト15を流れてきた室内空気が加湿用流路71に流れて吸排気口51dを経て室外へと排気されたりする。
In the supply state, the flow of outdoor air from the
一方で、供給停止状態では、加湿用流路71から吸排気ダクト15への室外空気の流れ、或いは、吸排気ダクト15から加湿用流路71への室内空気の流れが遮断される。このため、供給停止状態では、室外空気が室内機20内に供給されたり、室内空気が室外に排気されたりしないようになる。
On the other hand, in the supply stop state, the flow of outdoor air from the
なお、本実施形態では、流路切換装置53によって、加湿用流路71内を流れる空気の流れ方向が、図3に示すA方向とB方向とに切り換えられる。
In this embodiment, the flow direction of the air flowing in the
(2−2−6)吸着ファン
吸着ファン55は、羽根車55aがファンモータ55bによって回転駆動され、加湿ロータ52のうちのヒータ56と対向しない部分を通過する室外空気の流れを生成する。言い換えると、吸着ファン55は、第1吸着用空気取込口51b及び第2吸着用空気取込口51cから吸い込まれ、吸着用流路70を流れて、吸着用空気吹出口51aから室外へ排出される室外空気の流れを生成する。
(2-2-6) Adsorption Fan The
(2−3)制御装置の構成
空気調和装置10の備える制御装置は、空気調和装置10の有する各種機器と接続されており、室内の空調を行うために各種機器の動作制御を行うことで、暖房運転や冷房運転等の各種運転を実行する。例えば、ユーザからの冷房運転指示を受け付けると、制御装置は、圧縮機31を駆動させるとともに、四路切替弁32の状態を第2状態にして、電動膨張弁34の弁開度を調整し、かつ、室内ファン22及び室外ファン36を駆動させることで、冷房運転を実行する。また、ユーザからの暖房運転指示を受け付けると、制御装置は、圧縮機31を駆動させるとともに、四路切替弁32の状態を第1状態にして、電動膨張弁34の弁開度を調整し、かつ、室内ファン22及び室外ファン36を駆動させることで、暖房運転を実行する。
(2-3) Configuration of Control Device The control device included in the
さらに、制御装置は、ユーザからの加湿指示があった場合には、加湿ユニット50において積極的に加湿した室外空気を室内に供給する加湿運転を実行する。より詳しくは、制御装置が、加湿ユニット50の有する各種機器を制御することで、加湿ユニット50において生成された加湿された室外空気が、室内機20を介して室内へと供給される。具体的には、制御装置は、ユーザからの加湿指示を受け付けると、流路切換装置53を供給状態にし、加湿ロータ52、吸着ファン55、及び、吸排気ファン54を回転駆動し、かつ、ヒータ56を駆動させる。なお、本実施形態における加湿運転は、暖房運転と同時に行われる。
Furthermore, when there is a humidification instruction from the user, the control device performs a humidification operation for supplying outdoor air positively humidified in the
また、制御装置は、温度センサ90によって検出される空気の温度に応じて、ヒータ56の出力を調整する。なお、本実施形態では、制御装置は、温度センサ90によって検出される空気の温度が所定温度(例えば、55℃)を維持するように、ヒータ56の出力を1W単位で制御する。例えば、制御装置は、温度センサ90によって検出された空気の温度が、所定温度よりも高いと判断した場合には、当該空気の温度が所定温度に近づくようにヒータ56の出力を下げる制御を行い、所定温度よりも低いと判断した場合には、該空気の温度が所定温度に近づくようにヒータ56の出力を上げる制御を行う。
Further, the control device adjusts the output of the
なお、制御装置によるヒータ56の出力制御は、これに限定されるものではなく、例えば、ヒータ56の出力が段階的(例えば、W毎)に制御されるものであれば、各段階に対応する温度値が設定されており、温度センサ90によって検出される空気温度と設定された温度値とに基づいて、ヒータ56の出力段階が制御されてもよい。
Note that the output control of the
(3)加湿運転時における冷媒の流れ
以下に、加湿運転時における冷媒の流れについて説明する。なお、上述のように、加湿運転は暖房運転と同時に行われるため、加湿運転時には、冷媒が暖房運転時と同じ方向に冷媒回路40内を循環する。
(3) Refrigerant flow during humidification operation The refrigerant flow during the humidification operation will be described below. As described above, since the humidification operation is performed simultaneously with the heating operation, during the humidification operation, the refrigerant circulates in the
加湿運転時には、圧縮機31から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切替弁32を介して、室内熱交換器21に至る。室内熱交換器21に至った高圧ガス冷媒は、室内熱交換器21で室内ファン22により送風される室内空気、及び、加湿ダクトから吹き出される室外空気との間で熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに、空気を加熱し、室内の暖房を行う。
During the humidification operation, the high-pressure gas refrigerant discharged from the
そして、室内熱交換器21から流出した全ての高圧液冷媒は、加湿用熱交換器58に流入する。加湿用熱交換器58に流入した高圧液冷媒は、加湿用熱交換器58において、室外空気と熱交換を行った後に、電動膨張弁34に至る。
Then, all the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the
電動膨張弁34に至った液冷媒は、電動膨張弁34で減圧された後に、室外熱交換器33に流入する。室外熱交換器33では、流入した液冷媒が、室外空気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁32を介し、アキュムレータ35を経て、圧縮機31に吸入される。
The liquid refrigerant that has reached the
このように、冷媒回路40内を冷媒が循環することで、室内熱交換器21において室内を暖房することができ、加湿用熱交換器58において吸排気口51dから取り込まれた室外空気を加熱することができる。
As described above, the refrigerant circulates in the
(4)加湿運転時における空気の流れ
図5は、加湿ロータ52に含まれる3つの領域を説明するための図である。図6は、加湿用流路71の概念図である。
(4) Air Flow During Humidification Operation FIG. 5 is a diagram for explaining three regions included in the
以下に、加湿運転時における空気の流れについて説明する。 Hereinafter, the flow of air during the humidifying operation will be described.
加湿運転時には、吸着ファン55が駆動されて、吸着用流路70を図3の矢印A11−A12方向に空気が流れ、かつ、吸排気ファン54が駆動されて、加湿用流路71を図3の矢印A21−25方向に空気が流れる。なお、加湿運転時には、加湿ロータ52は、図4及び図5の矢印Y方向に回転する。
During the humidification operation, the
また、以下より、説明の便宜上、室外空気のうち、第1吸着用空気取込口51b及び第2吸着用空気取込口51cから加湿ユニット50内に取り込まれる室外空気を、吸着用空気といい、吸排気口51dから加湿ユニット50内に取り込まれる室外空気を、加湿用空気という。
Further, hereinafter, for the convenience of explanation, among outdoor air, outdoor air taken into the
第1吸着用空気取込口51b及び第2吸着用空気取込口51cから加湿ユニット50内に取り込まれた吸着用空気は、図3の矢印A11方向に流れて、ベルマウス57近傍へと向かう。この吸着用空気は、吸着用流路70を流れることにより、加湿ロータ52のうちヒータ56と対向しない領域(以下、吸着部52aという)を通過する。そして、加湿ロータ52の吸着部52aを通過した吸着用空気は、図3の矢印A12方向に流れて、ベルマウス57近傍からベルマウス57で囲まれた空間を通って吸着ファン55内に入り、吸着ファン55によって吸着用空気吹出口51aから加湿ユニット50外に吹き出される。
The adsorption air taken into the
一方で、吸排気口51dから加湿ユニット50内に取り込まれた加湿用空気は、加湿用熱交換器58へと向かう。そして、加湿用熱交換器58を通過した加湿用空気は、図3の矢印A21方向に流れて、加湿ロータ52の吸着部52aに隣接する部分であって、加湿用流路71のヒータ本体56aよりも上流側の領域(以下、再熱部52cという)を通過する。そして、加湿ロータ52の再熱部52cを通過した加湿用空気は、図3の矢印A22方向に流れて、ヒータ56のヒータ本体56aに至る。ヒータ本体56aに至った加湿用空気は、図3の矢印A23方向に流れて、加湿ロータ52において吸着部52a及び再熱部52cとは別の領域であって、流路形成部56cと対向する領域(以下、加湿部52bという)を通過する。そして、加湿ロータ52の加湿部52bを通過した加湿用空気は、図3の矢印A24方向に流れて、流路切換装置53に至る。その後、流路切換装置53に至った加湿用空気は、吸排気ファン54を経由して再び流路切換装置53に戻され、図3の矢印A25方向に流れて、吸排気ダクト15を経て室内機20へと搬送される。
On the other hand, the humidification air taken into the
ここで、加湿ユニット50における加湿空気の生成過程を説明する。なお、ここでいう加湿空気とは、加湿用空気のうち、加湿ロータ52が加熱されることで加湿ロータ52から放出された水分を含む空気のことである。また、加湿ロータ52が最も高温になる領域は加湿ロータ52の加湿部52bであり、加湿部52bから水分が放出されることから、以下より、説明の便宜上、加湿用空気のうち加湿部52bを通過する前の空気を加湿前空気とし、加湿部52bを通過した後の空気を加湿空気とする。
Here, the generation process of humidified air in the
なお、加湿運転時には、加湿ロータ52は図4及び図5に示す矢印Y方向に回転しているため、加湿ロータ52において各々別の領域である吸着部52a、加湿部52b、再熱部52cは、順に入れ替わることになる。より詳しくは、加湿ロータ52が回転することで、加湿ロータ52において、吸着部52aであった部分は、加湿部52bとなり、加湿部52bとなった部分は、再熱部52cとなり、再熱部52cとなった部分は、再び吸着部52aとなる。
During the humidification operation, the
第1吸着用空気取込口51b及び第2吸着用空気取込口51cから取りこまれた吸着用空気は、加湿ロータ52の吸着部52aを通過する際に、吸着用空気中の水分が吸着部52aに吸着される。
When the adsorption air taken in from the first adsorption
一方で、吸排気口51dから取りこまれた加湿前空気は、高圧液冷媒の流れる加湿用熱交換器58によって加熱され、加湿ロータ52の再熱部52cへと流れる。より詳しくは、加湿運転時には、加湿用熱交換器58には、室内熱交換器21から流出した高圧液冷媒が常に流れているため、吸排気口51dから加湿ユニットケーシング51内に取りこまれた加湿前空気が、加湿用熱交換器58を流れる高圧液冷媒と熱交換を行うことで加熱されて、再熱部52cへと流れる。
On the other hand, the pre-humidified air taken in from the intake /
そして、再熱部52cへと流れた加湿前空気は、再熱部52cを通過する際に、再熱部52cの有する熱により加熱される。より詳しくは、加湿ロータ52が回転して、加湿部52bであった部分が再熱部52cへと移行するため、再熱部52cでは、ヒータ本体56aから供与された加湿部52bの熱の残りを用いて、加湿前空気が加熱される。その後、再熱部52cを通過した加湿前空気は、ヒータ本体56aによって加熱された後に、加湿部52bを通過する。このとき、加湿部52bは、加湿用熱交換器58、再熱部52c及びヒータ本体56aによって加熱された加湿前空気によって加熱されるため、吸着部52aで吸着していた水分を、加湿前空気に放出(脱離)する。この結果、加湿前空気が、吸着部52aで吸着した水分を含む加湿空気になる。
And the air before humidification which flowed to the reheating
(5)特徴
(5−1)
上記実施形態では、加湿運転時に吸排気ファン54が回転駆動されることで、室外空気が加湿用空気として吸排気口51dから加湿用流路71内に取り込まれる。そして、加湿運転は、暖房運転と同時に行われるため、加湿用流路71内に配置されている加湿用熱交換器58で、室内熱交換器21から流出した冷媒と加湿用空気とが熱交換されることで、加湿用空気を加熱することができ、加湿用熱交換器58で加熱された加湿用空気が、加湿ロータ52の加湿部52bに流れることで、加湿部52bを加熱することができる。このように、暖房時の加湿運転において、加湿用熱交換器58には、凝縮器として機能する室内熱交換器21で熱交換が行われた後の高圧冷媒が流れるため、室内熱交換器21で熱交換が行われた後の高圧冷媒の熱を利用して、加湿用空気を加熱することができる。また、この空気調和装置10の備える冷媒回路40には、圧縮機31、室内熱交換器21、加湿用熱交換器58、電動膨張弁34の順に接続されているため、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器21で熱交換が行われる前に、加湿用熱交換器58で熱交換が行われるという事態は生じない。このため、加湿用熱交換器58で熱交換が行われても、室内熱交換器21の能力低減を抑えることができる。
(5) Features (5-1)
In the above embodiment, the intake /
これによって、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器21の能力低減を抑えつつ、加湿用熱交換器58で加湿用空気を加熱することができている。
As a result, in the humidifying operation during heating, the humidifying air can be heated by the
なお、本実施形態では、加湿運転時に吸排気ファン54が回転駆動されるが、吸排気ファン54が回転駆動しなければ、吸排気口51dから室外空気が加湿用流路71内に取り込まれない。したがって、加湿運転が行われていない場合、すなわち、暖房運転のみが行われている場合や冷房運転が行われている場合には、吸排気口51dから室外空気が加湿用流路71内に取り込まれないため、加湿用熱交換器58に冷媒が流れても、加湿用熱交換器58において冷媒と室外空気との間で熱交換は行われず、室内熱交換器21或いは室外熱交換器33の能力低減が生じにくくなっている。
In the present embodiment, the intake /
(5−2)
上記実施形態では、加湿ユニット50が加湿用空気を加熱するためのヒータ56を備えている。このため、加湿用熱交換器58だけで加湿用空気を加熱する場合と比較して、加湿用空気の温度を上げることができる。したがって、加湿用熱交換器58だけでは、加湿部52bから水分を十分に放出させるために必要な温度まで加湿用空気を加熱することができない場合でも、ヒータ56により加湿用空気をさらに加熱することができるため、加湿空気の水分含有量が不足するおそれを低減することができている。
(5-2)
In the said embodiment, the
(5−3)
上記実施形態では、加湿ロータ52が回転することで、加湿ロータ52の吸着部52a、加湿部52b及び再熱部52cが、順に入れ替わる。そして、加湿用空気が再熱部52cを通過することで、加湿部52bの熱の残りによって加湿用空気を加熱することができる。このため、加湿ロータ52に再熱部52cがなく加湿用熱交換器58だけで加湿用空気を加熱する場合と比較して、加湿用空気をさらに加熱することができている。
(5-3)
In the said embodiment, the
また、図6に示すように、加湿用流路71には、加湿用空気の空気流れ方向に、加湿用熱交換器58、加湿ロータ52の再熱部52c、ヒータ56の順に配置されている。このため、ヒータ56で加熱する前に、加湿用熱交換器58及び再熱部52cで加湿用空気を加熱することができる。そして、本実施形態では、温度センサ90によって検出される加湿空気の温度が所定温度(例えば、55℃)となるように、ヒータ56の出力が制御されている。このため、加湿空気の温度が所定温度よりも高い場合には、ヒータ56の出力を下げることで、加湿空気の温度を所定温度に近づけることができる。この結果、加湿ユニット50における加湿能力を維持しつつ、ヒータ56における消費電力を抑制することができている。
In addition, as shown in FIG. 6, the
(6)変形例
(6−1)変形例A
上記実施形態では、冷媒回路40において、加湿用熱交換器58が、室内熱交換器21、室外熱交換器33及び電動膨張弁34等と直列に接続されており、暖房運転及び冷房運転のいずれの運転時にも、加湿用熱交換器58に冷媒が流れるようになっている。
(6) Modification (6-1) Modification A
In the above embodiment, in the
これに代えて、図7に示すように、室内熱交換器21と電動膨張弁34との間の第1経路41において、加湿用熱交換器58の室内熱交換器21側の第1分岐B1と、加湿用熱交換器58の電動膨張弁34側の第2分岐B2と、を接続するバイパス経路41aが設けられており、バイパス経路41aに、第1分岐B1側から第2分岐B2側への冷媒の流れを阻止する第1逆止弁37が設けられていてもよい。バイパス経路41aに第1逆止弁37が設けられていることで、暖房運転時には、室内熱交換器21から流出した全ての冷媒を、加湿用熱交換器58に流すことができる。したがって、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器21から流出した冷媒の一部しか加湿用熱交換器58に流れない場合、例えば、冷媒回路40において、バイパス経路41aが設けられているが第1逆止弁37が設けられていない場合と比較して、加湿用熱交換器58における熱交換効率を向上させることができる。
Instead, as shown in FIG. 7, in the
さらに、図7に示すように、第1経路41のうち、第1分岐B1から加湿用熱交換器58を経て第2分岐B2に至る経路である第2経路41bにおいて、加湿用熱交換器58と第2分岐B2との間に、第2分岐B2から加湿用熱交換器58への冷媒の流れを阻止する第2逆止弁38が設けられていてもよい。第2経路41bにおいて、加湿用熱交換器58と第2分岐B2との間に第2逆止弁38が設けられていることで、冷房運転時に、電動膨張弁34側から流れてきた冷媒が、加湿用熱交換器58に流れずに、バイパス経路41aを通って室内熱交換器21へと流れる。このように、冷房運転時に電動膨張弁34側から流れてきた冷媒が、加湿用熱交換器58に流れないようにすることができるため、加湿用熱交換器58において吸熱することがなく、この結果、電動膨張弁34で膨張後の気液二相状態の冷媒を、室内熱交換器21に流すことができる。これにより、冷房運転時における室内熱交換器21の能力低減を抑えることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, in the
(6−2)変形例B
上記実施形態では、加湿用流路71には、加湿用熱交換器58の加湿用空気の空気流れ下流側に再熱部52cが配置されており、再熱部52cの加湿用空気の空気流れ下流側にヒータ56が配置されている。
(6-2) Modification B
In the above embodiment, the
これに代えて、加湿用熱交換器を通過した加湿用空気が再熱部を介さずにヒータに送られるように加湿用流路が構成されていてもよい。例えば、図8に示すように、加湿用流路271が3つの流路を含んでいてもよい。より詳しくは、加湿用空気(室外空気)を加湿ユニットケーシング内に取り込むための吸排気口251daを入口とする第1加湿用流路271aと、吸排気口251daとは別に、加湿用空気(室外空気)を加湿ユニットケーシング内に取り込むための吸排気口251dbを入口とする第2加湿用流路271bと、第1加湿用流路271aの下流端部及び第2加湿用流路271bの下流端部に接続される第3加湿用流路271cと、を含んでいてもよい。なお、ここでいう「下流」とは、加湿用空気の空気流れ下流のことである。そして、第1加湿用流路271aには、加湿用熱交換器58が配置されており、第2加湿用流路271bには、加湿ロータ52の再熱部52cが配置されている。さらに、第3加湿用流路271cには、ヒータ56が配置されている。加湿用流路271をこのような構成にすることで、加湿用空気を、加湿用熱交換器58と再熱部52cとで別々に加熱した後に、ヒータ56で加熱することができる。これにより、加湿用熱交換器58を利用して加湿用空気を加熱することができるため、ヒータ56における消費電力を抑制できると共に、再熱部52cから熱を十分に奪うことができるため、吸着部52aにおける水分の吸着効率の低下を抑制することができる。
Instead of this, the humidification flow path may be configured so that the humidification air that has passed through the humidification heat exchanger is sent to the heater without passing through the reheating unit. For example, as shown in FIG. 8, the
(6−3)変形例C
上記実施形態では、加湿ロータ52は、室外空気中の水分を吸着する吸着部52aと、加熱されることで吸着部52aに吸着した水分を加湿用空気に放出する加湿部52bと、ヒータ56から供与された加湿部52bの熱の残りを用いて加湿用空気を加熱する再熱部52cと、の3つの領域を有している。そして、加湿用流路71には、加湿用熱交換器58の加湿用空気の空気流れ下流側に再熱部52cが配置されており、再熱部52cの加湿用空気の空気流れ下流側にヒータ56が配置されている。
(6-3) Modification C
In the above embodiment, the
これに代えて、図9及び図10に示すように、加湿ロータ352が、室外空気中の水分を吸着する吸着部352aと、加熱されることで吸着部352aに吸着した水分を加湿用空気に放出する加湿部352bと、から構成されており、加湿用熱交換器58を通過した加湿用空気が直接ヒータ56に流れ、ヒータ56で加熱された加湿用空気が加湿部352bに流れるように、加湿用流路371が構成されていてもよい。
Instead, as shown in FIGS. 9 and 10, the
より詳しくは、図9に示す加湿ロータ352の吸着部352aは、上記実施形態の吸着部52aと同様に、加湿ロータ352のうちヒータ56と対向しない領域であって、第1吸着用空気取込口及び第2吸着用空気取込口から加湿ユニット内に取り込まれた吸着用空気が通過する部分である。そして、吸着部352aでは、吸着用空気中に含まれる水分が吸着される。なお、吸着部352aを通過した吸着用空気は、吸着ファンによって吸着用空気吹出口から加湿ユニット外に吹き出される。また、本変形例の加湿ロータ352には、上記実施形態の加湿ロータ52の再熱部52cに相当する領域が設けられておらず、上記実施形態の加湿ロータ52の吸着部52a及び再熱部52cに相当する領域が、加湿ロータ352の吸着部352aとなっている。
More specifically, the adsorbing
また、図9に示す加湿ロータ352の加湿部352bは、上記実施形態の加湿部52bと同様に、加湿ロータ352のうち流路形成部と対向する領域であって、吸排気口351dから加湿ユニット内に取り込まれた加湿用空気が通過する部分である。そして、加熱された加湿用空気が加湿部352bを通過することで、加湿部352bが加熱され、加湿部352bが加熱されることで吸着していた水分が加湿用空気に放出される。その後、加湿部352bから放出された水分を含む加湿用空気(加湿空気)は、吸排気ダクトを経て室内機へと送られる。
Further, the
次に、加湿用流路371について説明する。この加湿用流路371は、図10に示すように、加湿用空気を加湿ユニットケーシング内に取り込むための吸排気口351dから吸排気ダクトまでの流路であって、内部を加湿用空気が流れる。そして、この加湿用流路371には、吸排気口351dから取り込まれた加湿用空気が、加湿用熱交換器58、ヒータ56、加湿部352bの順に流れるように各種機器が配置されている。
Next, the
吸排気口351dから取り込まれた加湿用空気(加湿前空気)は、加湿用熱交換器58へと向かい、加湿用熱交換器58によって加熱され、ヒータ56のヒータ本体に至る。ヒータ本体に至った加湿前空気は、ヒータ本体によって加熱された後に、加湿ロータ352の加湿部352bを通過する。このとき、加湿部352bは、加湿用熱交換器58及びヒータ本体によって加熱された加湿前空気によって加熱されるため、吸着部352aで吸着していた水分を、加湿前空気に放出する。この結果、吸着部352aで吸着した水分を含んだ加湿用空気(加湿空気)となる。その後、加湿空気は、流路切換装置に至り、吸排気ファン54を経由して再び流路切換装置に戻され、吸排気ダクトを経て室内機へと送られる。
Humidification air (pre-humidification air) taken in from the intake /
加湿用流路371をこのような構成にすることで、加湿用空気を、加湿用熱交換器58で加熱した後に、ヒータ56で加熱することができる。これにより、加湿用熱交換器58を利用して加湿用空気を加熱することができるため、加湿用熱交換器が設けられていない場合と比較して、ヒータ56における消費電力を抑制できる。
By configuring the
また、加湿ロータ352が、吸着部352aと加湿部352bとから構成されており、加湿用熱交換器58を通過した加湿用空気が直接ヒータ56に送られるように加湿用流路371が構成されていることで、加湿用空気が再熱部を通過することで発生するロスをなくすことができる。
Further, the
さらに、加湿ロータ352が、上記実施形態の加湿ロータ52と同等程度の大きさを有する場合には、上記実施形態の加湿ロータ52よりも加湿ロータ352における吸着部352aの占める割合が大きいため、吸着部352aでより多くの水分を吸着することができる。また、上記変形例Bのように複数の加湿用流路が設けられている場合と比較して、圧力損失による風量低下を抑制することができる。
Furthermore, when the
(6−4)変形例D
上記実施形態では、加湿用空気を加熱するための加湿用熱交換器が1つだけ設けられているが、加湿用空気を加熱するための加湿用熱交換器が複数設けられていてもよい。
(6-4) Modification D
In the above embodiment, only one humidifying heat exchanger for heating the humidifying air is provided, but a plurality of humidifying heat exchangers for heating the humidifying air may be provided.
例えば、室内熱交換器21、室外熱交換器33及び電動膨張弁34等と直列に接続された加湿用熱交換器(以下、第1加湿用熱交換器58という)とは別に、加湿用空気を加熱することが可能な第2加湿用熱交換器59aが、冷媒回路140に接続されていてもよい。以下に、本変形例の空気調和装置110について図を用いて説明する。
For example, separately from the humidification heat exchanger (hereinafter referred to as the first humidification heat exchanger 58) connected in series with the
(6−4−1)冷媒回路の概略構成
空気調和装置110は、主に、圧縮機31と、四路切替弁32と、室内熱交換器21と、第1加湿用熱交換器58と、電動膨張弁34と、室外熱交換器33と、第2加湿用熱交換器59aと、流量調整弁59bと、を含む蒸気圧縮式の冷媒回路140を備えている。また、冷媒回路140は、主冷媒回路140aと、主冷媒回路140aから分岐しており、第2加湿用熱交換器59aが接続されている第2バイパス経路142と、を有する。
(6-4-1) Schematic Configuration of Refrigerant Circuit The air conditioner 110 mainly includes a
主冷媒回路140aには、図11に示すように、圧縮機31と、四路切替弁32と、室内熱交換器21と、第1加湿用熱交換器58と、電動膨張弁34と、室外熱交換器33と、が順に接続されている。
As shown in FIG. 11, the main
また、第2バイパス経路142は、第1経路141と、第3経路143と、を接続している。第1経路141とは、主冷媒回路140aの、室内熱交換器21と電動膨張弁34との間の経路のことである。また、第3経路143とは、圧縮機31から四路切替弁32を経て室内熱交換器21に至る経路のことである。具体的には、第2バイパス経路142は、図11に示すように、第3経路143における四路切替弁32と室内熱交換器21と間と、第1経路141における室内熱交換器21と第1加湿用熱交換器58との間と、を接続している。なお、第2バイパス経路142の接続箇所はこれに限定されず、例えば、第3経路143における圧縮機31と四路切替弁32との間と、第1経路141における室内熱交換器21と第1加湿用熱交換器58との間と、を接続していてもよい。
The
そして、第2加湿用熱交換器59aは、第1加湿用熱交換器58とは別の熱交換器であって、第1加湿用熱交換器58と同様に、室外空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものである。そして、第2加湿用熱交換器59aは、室外空気と第2加湿用熱交換器59aを流れる冷媒とを熱交換させることで、室外空気を加熱することができる。
The second
流量調整弁59bは、第2加湿用熱交換器59aに流れる冷媒の流量を調整可能な電動弁である。また、流量調整弁59bが開状態である場合には、第3経路143を流れる冷媒の一部が、第2バイパス経路142を通って、第1経路141を流れる冷媒と合流する。なお、流量調整弁59bを全開状態にしたとしても、第2バイパス経路142には、室内熱交換器21を流れる冷媒よりも少ない量の冷媒(例えば、室内熱交換器21を流れる冷媒の50分の1等)の冷媒量が流れるものとする。
The flow
(6−4−2)加湿ユニットの構成
加湿ユニット50の加湿ユニットケーシング51内には、加湿ロータ52、ヒータ56、吸着ファン55、流路切換装置53、吸排気ファン54、第1加湿用熱交換器58の他に、第2加湿用熱交換器59a及び流量調整弁59bが収納されている。
(6-4-2) Configuration of Humidification Unit In the
(6−4−3)制御装置の構成
空気調和装置110の備える制御装置(図示せず)は、空気調和装置110の有する各種機器と接続されており、室内の空調を行うために各種機器の動作制御を行うことで、暖房運転や冷房運転等の各種運転を実行する。また、制御装置は、流量調整弁59bの弁開度を調整することで、第2加湿用熱交換器59aにおける熱交換量を制御する。
(6-4-3) Configuration of Control Device A control device (not shown) included in the air conditioner 110 is connected to various devices included in the air conditioner 110, and various devices are used to perform indoor air conditioning. By performing the operation control, various operations such as a heating operation and a cooling operation are executed. Further, the control device controls the amount of heat exchange in the second
そして、制御装置は、ユーザからの加湿指示を受け付けると、流路切換装置53を供給状態にし、加湿ロータ52、吸着ファン55、及び、吸排気ファン54を回転駆動し、かつ、ヒータ56を駆動させるとともに、流量調整弁59bの弁開度を調整する。なお、流量調整弁59bの弁開度は、例えば、第2加湿用熱交換器59aの出口側における冷媒の過冷却度に応じてSC制御される。これにより、室外空気よりも水分含有量の高い空気(加湿空気)が生成され、吸排気ダクト15を介して室内機20へと供給される加湿運転が行われる。また、本変形例においても、加湿運転は、暖房運転と同時に行われるものであり、制御装置は、温度センサ90によって検出される空気の温度に応じて、ヒータ56の出力を調整する。
When receiving a humidification instruction from the user, the control device sets the flow
(6−4−4)加湿運転時における冷媒の流れ
加湿運転時には、圧縮機31から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切替弁32を介して、室内熱交換器21に至り、或いは、四路切替弁32から室内熱交換器21に至る途中で第2バイパス経路142に流れる。
(6-4-4) Refrigerant Flow During Humidification Operation During the humidification operation, the high-pressure gas refrigerant discharged from the
室内熱交換器21に至った高圧ガス冷媒は、室内熱交換器21で室内ファン22により送風される室内空気、及び、加湿ダクトから吹き出される室外空気との間で熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに、空気を加熱し、室内の暖房を行う。室内熱交換器21から流出した高圧液冷媒は、第1加湿用熱交換器58に流入する。第1加湿用熱交換器58に流入した高圧液冷媒は、第1加湿用熱交換器58において、室外空気と熱交換を行った後に、電動膨張弁34に至る。
The high-pressure gas refrigerant that has reached the
電動膨張弁34に至った液冷媒は、電動膨張弁34で減圧された後に、室外熱交換器33に流入する。室外熱交換器33では、流入した液冷媒が、室外空気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁32を介し、アキュムレータ35を経て、圧縮機31に吸入される。
The liquid refrigerant that has reached the
一方で、第2バイパス経路142に流れた高圧ガス冷媒は、第2加湿用熱交換器59aに流入する。そして、第2加湿用熱交換器59aにおいて、室外空気と熱交換を行った後に、流量調整弁59bを経て、第1経路141を流れる冷媒と合流する。
On the other hand, the high-pressure gas refrigerant that has flowed into the
このように、冷媒回路140内を冷媒が循環することで、室内熱交換器21において室内を暖房することができ、第1加湿用熱交換器58及び第2加湿用熱交換器59aにおいて吸排気口51dから取りこまれた室外空気を加熱することができる。
As described above, the refrigerant circulates in the
(6−4−5)加湿運転時における加湿用空気の流れ
図12は、加湿用流路171の概念図である。以下に、加湿運転時における加湿用空気の流れについて説明する。
(6-4-5) Flow of humidification air during humidification operation FIG. 12 is a conceptual diagram of the
吸排気口151dから加湿ユニット50内に取り込まれた加湿用空気は、まず、第1加湿用熱交換器58へと向かう。そして、第1加湿用熱交換器58で加熱された加湿用空気は、第2加湿用熱交換器59aを通過する際に、第2加湿用熱交換器59aでさらに加熱される。第1加湿用熱交換器58及び第2加湿用熱交換器59aで加熱された加湿用空気は、加湿ロータ52の再熱部52cを通過する際にさらに加熱される。再熱部52cを通過した加湿用空気は、ヒータ56のヒータ本体56aに至る。ヒータ本体56aに至った加湿用空気は、さらに加熱された後、加湿ロータ52の加湿部52bを通過する。このとき、加湿ロータ52の加湿部52bが、第1加湿用熱交換器58、第2加湿用熱交換器59a、再熱部52c及びヒータ本体56aによって加熱された加湿用空気によって加熱され、吸着部52aで吸着していた水分が加湿用空気に放出される。そして、加湿部52bを通過した加湿用空気は、流路切換装置53に至る。その後、流路切換装置53に至った加湿用空気は、吸排気ファン54を経由して再び流路切換装置53に戻され、吸排気ダクト15を経て室内機20へと送られる。
The humidification air taken into the
この空気調和装置110では、加湿用空気を加熱するための熱交換器として、第1加湿用熱交換器58とは別に、第2加湿用熱交換器59aが設けられていることで、上記実施形態のように第1加湿用熱交換器58だけで加湿用空気を加熱する場合と比較して、加湿用空気をさらに加熱することができる。このように、この空気調和装置110では、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器21の上流側及び下流側で冷媒の熱を回収し、この回収した熱をヒータ56への入力削減に利用することができる。
In the air conditioner 110, as the heat exchanger for heating the humidifying air, the second
さらに、第2加湿用熱交換器59aが、主冷媒回路140aから分岐した第2バイパス経路142に設けられており、流量調整弁59bで第2加湿用熱交換器59aに流れる冷媒の流量を調整することができるため、主冷媒回路140aを流れる冷媒の状況(冷媒温度や冷媒量など)に左右されることなく、第2加湿用熱交換器59aにおける加熱能力を調整することができる。
Further, a second
そして、流量調整弁59bの弁開度を調整することで、第2加湿用熱交換器59aの加熱能力を調整することができるため、第2加湿用熱交換器59aにおいて一定の熱量を確保することができる。この結果、ヒータ56への入力低減量が安定するため、第2加熱用熱交換器59aの加熱能力とヒータ56の出力とを連動して制御することができる。
Since the heating capacity of the second
また、図13に示す冷媒回路140のように、室内熱交換器21と電動膨張弁34との間の第1経路141において、第1加湿用熱交換器58の室内熱交換器21側の第1分岐B1と、第1加湿用熱交換器58の電動膨張弁34側の第2分岐B2と、を接続するバイパス経路(以下、第1バイパス経路141aという)が設けられており、第1バイパス経路141aに、第1分岐B1側から第2分岐B2側への冷媒の流れを阻止する第1逆止弁37が設けられており、第1経路141の第1分岐B1から第1加湿用熱交換器58を経て第2分岐B2に至る経路である第2経路141bにおいて第1加湿用熱交換器58と第2分岐B2との間に、第2分岐B2から第1加湿用熱交換器58への冷媒の流れを阻止する第2逆止弁38が設けられていてもよい。この場合、加湿ロータ52に再熱部52cが含まれていない構成であれば、机上計算(シミュレーション)では、ヒータ56への入力は496Wとなる。一方で、本実施形態の空気調和装置110において第2バイパス経路142、第1加湿用熱交換器58、第2加湿用熱交換器59a、及び、流量調整弁59bを備えておらず、加湿ロータ52が再熱部52cを含まない構成の空気調和装置(以下、対照空気調和装置という)におけるヒータへの入力は800Wとなる。
Further, in the
また、本実施形態の空気調和装置110では、第1加湿用熱交換器58で熱交換するために必要な入力が20Wであり、第2加湿用熱交換器59aで熱交換するために必要な入力が18Wであることから、加湿空気を生成するために必要な総入力量を、対照空気調和装置と比較して、33%低減させることができる。
Moreover, in the air conditioning apparatus 110 of this embodiment, the input required for heat exchange with the 1st
なお、この机上計算は、200Vの空気調和装置110において、室外空気温度が、7℃であり、かつ、室外空気が十分な水分を含有しているという条件で行った。 In addition, this desk calculation was performed on the conditions that the outdoor air temperature is 7 degreeC and the outdoor air contains sufficient water | moisture content in the air conditioning apparatus 110 of 200V.
また、本実施形態の空気調和装置110では、対照空気調和装置と比較して、第1加湿用熱交換器58に冷媒を流すために圧縮機31の能力を123W上昇させる必要があり、第2加湿用熱交換器59aに冷媒を流すために圧縮機31の能力を105W上昇させる必要がある。一方で、室外空気の温度が7℃である場合、第1加湿用熱交換器58を通過した後の空気は19.5℃となり、第2加湿用熱交換器59aを通過した後の空気は35℃となり、ヒータ56を通過した後の空気は105℃となり、加湿ロータ52の加湿部52bを通過した後の空気は55℃となる。さらに、吸排気ファン54を流れる空気は45℃となり、吸排気ダクト15から室内機20に吹き出される空気は35℃/80%Rhとなる。このため、室外機11側で10〜15%、吸排気ダクト15で20%程度のヒートロスがあるとしても、圧縮機31の能力上昇分の70%は室内に回収することができる。
Moreover, in the air conditioning apparatus 110 of this embodiment, compared with a control air conditioning apparatus, in order to flow a refrigerant | coolant to the 1st
(6−5)変形例E
上記実施形態では、加湿ユニット50が加湿用空気を加熱するためのヒータ56を備えているが、加湿用熱交換器における熱交換だけで、加湿部52bから水分を十分に放出させるために必要な温度まで加湿用空気を加熱することができれば、加湿ユニットがヒータを備えていない構成であってもよい。
(6-5) Modification E
In the above embodiment, the
本発明は、暖房時の加湿運転において、室内熱交換器の能力低減を抑えつつ、加湿用熱交換器で加湿用空気を加熱することができるため、加湿運転を行うことが可能な空気調和装置への適用が有効である。 The present invention provides an air conditioner capable of performing a humidification operation because humidification air can be heated by a humidification heat exchanger while suppressing a reduction in the capacity of the indoor heat exchanger in a humidification operation during heating. Application to is effective.
10 空気調和装置
21 室内熱交換器
31 圧縮機
32 四路切替弁
33 室外熱交換器
34 電動膨張弁(膨張機構)
37 第1逆止弁
38 第2逆止弁
40 冷媒回路
41 第1経路
41a バイパス経路/第1バイパス経路(第1バイパス経路)
41b 第2経路
52 加湿ロータ(吸湿部)
52a 吸着部
52b 加湿部
52c 再熱部
54 吸排気ファン(ファン)
56 ヒータ
58 加湿用熱交換器/第1加湿用熱交換器(第1加湿用熱交換器)
59a 第2加湿用熱交換器
59b 流量調整弁
71 加湿用流路(空気流路)
142 第2バイパス経路
143 第3経路
DESCRIPTION OF
37
41b 2nd path | route 52 Humidification rotor (humidity absorption part)
56
59a 2nd
142
Claims (6)
室外空気中の水分を吸着する吸着部(52a)と加熱されることで前記吸着部に吸着した水分を加湿用空気に放出する加湿部(52b)とを含む吸湿部(52)と、前記加湿部から放出された水分を含む前記加湿用空気を室内に搬送するファン(54)と、を有する加湿装置(50)と、
を備え、
暖房時の加湿運転において、前記第1加湿用熱交換器は、前記室内熱交換器から流出した冷媒と前記加湿用空気とを熱交換させることで、前記加湿用空気を加熱し、
前記第1加湿用熱交換器で加熱された前記加湿用空気が前記加湿部に流れることで、前記加湿部が加熱される、
空気調和装置(10)。 Compressor (31), four-way switching valve (32), indoor heat exchanger (21), first humidification heat exchanger (58), expansion mechanism (34), outdoor heat exchanger (33 ) And the refrigerant circuit (40) connected in order,
The moisture absorption part (52) including an adsorption part (52a) that adsorbs moisture in outdoor air, and a humidification part (52b) that discharges moisture adsorbed on the adsorption part to humidification air when heated, and the humidification A humidifier (50) having a fan (54) for transporting the humidifying air containing moisture released from the section into the room,
With
In the humidifying operation during heating, the first humidifying heat exchanger heats the humidifying air by exchanging heat between the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger and the humidifying air,
The humidification part is heated by flowing the humidification air heated by the first humidification heat exchanger to the humidification part.
Air conditioner (10).
前記第1バイパス経路には、前記第1分岐側から前記第2分岐側への冷媒の流れを阻止する第1逆止弁(37)が設けられている、
請求項1に記載の空気調和装置。 The refrigerant circuit includes a first branch (B1) on the indoor heat exchanger side of the first humidifying heat exchanger in a first path (41) between the indoor heat exchanger and the expansion mechanism. A first bypass path (41a) connecting the second branch (B2) on the expansion mechanism side of the first humidifying heat exchanger,
The first bypass path is provided with a first check valve (37) for blocking a refrigerant flow from the first branch side to the second branch side.
The air conditioning apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の空気調和装置。 In the first path, the second path (41b) from the first branch through the first humidification heat exchanger to the second branch has the first humidification heat exchanger and the second branch. A second check valve (38) for blocking the flow of refrigerant from the second branch to the first humidifying heat exchanger is provided between
The air conditioning apparatus according to claim 2.
前記第2加湿用熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁(59b)と、
を更に備え、
前記冷媒回路には、前記圧縮機から前記四路切替弁を経て前記室内熱交換器に至る第3経路(143)と、前記第1経路と、を接続する第2バイパス経路(142)が設けられており、
前記第2加湿用熱交換器及び前記流量調整弁は、前記第2バイパス経路に設けられている、
請求項2又は3に記載の空気調和装置。 A second humidifying heat exchanger (59a) separate from the first humidifying heat exchanger capable of heating the humidifying air;
A flow rate adjusting valve (59b) capable of adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the second humidifying heat exchanger;
Further comprising
The refrigerant circuit is provided with a second bypass path (142) that connects the third path (143) from the compressor to the indoor heat exchanger via the four-way switching valve and the first path. And
The second humidifying heat exchanger and the flow rate adjusting valve are provided in the second bypass path,
The air conditioning apparatus according to claim 2 or 3.
前記加湿用空気が流れる空気流路(71)と、
前記加湿用空気を加熱するためのヒータ(56)と、
を有し、
前記空気流路では、前記第1加湿用熱交換器の空気流れ下流側に、前記ヒータが配置されている、
請求項1から4のいずれかに記載の空気調和装置。 The humidifier is
An air flow path (71) through which the humidifying air flows;
A heater (56) for heating the humidifying air;
Have
In the air flow path, the heater is disposed on the air flow downstream side of the first humidifying heat exchanger,
The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれかに記載の空気調和装置。 The moisture absorption part is a region different from the adsorption part and the humidification part, and uses the remaining heat of the humidification part heated by the humidification air to reheat the humidification air. Including (52c),
The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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