JP2022127407A - 空気処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
空気調和装置101は、建物内に設置される室内機102と、屋外に設置される室外機103とを有する。室内機102は、例えば、対象空間の天井裏の空間に設置される。対象空間とは、空気調和装置101によって少なくとも温度が調節される空間である。対象空間は、例えば、建物の屋内の空間である。室内機102および室外機103は、冷媒配管104を介して互いに接続され、これにより、空気調和装置101の冷媒回路が構成される。空気調和装置101は、対象空間において冷房運転および暖房運転等を行うための、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを備える。本開示に係る空気処理装置は、室内機102に相当する。
図2および図3に示されるように、室内機102は、ケーシング16と、室内熱交換器21と、室内ファン22と、第1加湿エレメント23と、ドレンパン24とを有する。室内機102は、室外空気OAおよび室内空気RAを取り入れて、第1加湿エレメント23および室内熱交換器21をこの順番で通過させて、供給空気SAとして対象空間に供給する。室外空気OAは、屋外から屋内に導入される空気である。室内空気RAは、屋内から屋内に循環する空気である。供給空気SAは、空気調和装置101によって少なくとも温度が調節された空気である。
ケーシング16は、対象空間の天井裏の空間に設置される。ケーシング16は、直方体の形状を有する。室内熱交換器21、室内ファン22、第1加湿エレメント23およびドレンパン24は、ケーシング16の内部に設けられる。
室内熱交換器21は、ケーシング16の内部の空気流路42に配置される。空気流路42(第2流路)を流れる空気は、室内熱交換器21を通過する際に、室内熱交換器21の伝熱管の内部の冷媒流路41(第1流路)を流れる冷媒と熱交換される。言い換えると、室内熱交換器21は、冷媒流路41を流通する流体と、空気流路42を流通する空気との間で熱交換を行う。空気流路42を流れる空気は、室内熱交換器21によって加熱または冷却される。
室内ファン22は、ケーシング16の内部に配置される。室内ファン22は、室内熱交換器21よりも、空気流路42を流通する空気の流れの下流側に配置される。図2に示されるように、室内ファン22は、第3開口16cの近傍に配置される。室内ファン22は、室内ファンモータ22aによって駆動することで、室外空気OAおよび室内空気RAをケーシング16の内部に取り入れて、対象空間に供給空気SAを供給する。言い換えると、室内ファン22が駆動することによって、ケーシング16の内部空間に、空気流路42を流れる空気の流れが形成される。
第1加湿エレメント23は、ケーシング16の内部の空気流路42に配置される。第1加湿エレメント23は、室内熱交換器21よりも、空気流路42を流通する空気の流れの上流側に配置される。
図3に示されるように、ドレンパン24は、第1加湿エレメント23の下方に配置される。ドレンパン24は、第1加湿エレメント23から流出した水を受ける容器である。ケーシング16は、ドレンパン24をケーシング16の内部から取り出すための点検用開口を有してもよい。この場合、ドレンパン24を点検用開口から取り出すことで、第1加湿エレメント23およびドレンパン24の点検および清掃を容易に行うことができる。
室内機102の第1加湿エレメント23は、室外空気OAおよび室内空気RAに含まれる捕集対象物質を、空気流路42において室内熱交換器21の上流側で捕集する。捕集対象物質が第1加湿エレメント23によって捕集されるので、室内機102は、捕集対象物質を含む供給空気SAが対象空間に送られることを抑制することができる。
(4-1)変形例A
実施形態の室内機102は、給水源から第1給水用流路43を介して、所定の温度の水を第1加湿エレメント23に供給してもよい。この場合、室内機102は、所定の温度の水を第1加湿エレメント23に供給することで、第1加湿エレメント23に捕集された捕集対象物質の不活性化を促進することができ、かつ、第1加湿エレメント23を通過して対象空間に送られる供給空気SAの温度を調整することができる。捕集対象物質が微生物である場合、所定の温度の水とは、第1加湿エレメント23において微生物の繁殖が抑制される温度、または、微生物が死滅する温度の水である。所定の温度は、例えば、45℃以上である。
図4および図5に示されるように、室内機102は、第1加湿エレメント23の他に、第2加湿エレメント25をさらに備えてもよい。第2加湿エレメント25は、ケーシング16の内部の空気流路42に配置される。第2加湿エレメント25は、室内熱交換器21よりも、空気流路42を流通する空気の流れの下流側に配置され、かつ、室内ファン22よりも、空気流路42を流通する空気の流れの上流側に配置される。
図6および図7に示されるように、室内機102は、第1加湿エレメント23よりも通風抵抗が小さいフィルター26をさらに備えてもよい。フィルター26は、ケーシング16の内部の空気流路42に配置される。フィルター26は、空気流路42を流通する空気の流れの方向において、第1加湿エレメント23と室内熱交換器21との間に配置される。フィルター26は、第1加湿エレメント23を通過した空気に含まれる異物を捕集する。フィルター26は、第1加湿エレメント23よりも、空気流路42を流通する空気の流れの上流側に配置されてもよい。
第1加湿エレメント23は、複数の吸水部材が組み合わされた構造を有する。第1加湿エレメント23を通過する空気は、組み合わされた複数の吸水部材の間の空間である加湿用流路46(第6流路)を通り抜ける。図8に示されるように、空気流路42を流通する空気の流れの方向に沿って見た場合、第1加湿エレメント23は、多数のセルが規則的に配置された、ハニカム構造に類似する構造を有している。図8の各セルは、加湿用流路46の入口または出口を表す。図9および図10では、空気流路42を流通する空気の流れが第1矢印D1で示され、加湿用流路46を流通する空気の流れの一例が第2矢印D2,D2´で示されている。第1矢印D1は、第1加湿エレメント23を通過する前、および、第1加湿エレメント23を通過した後の空気の流れの方向を示す。
第1加湿エレメント23に供給される水は、捕集対象物質を不活性化する成分を含んでもよい。例えば、捕集対象物質が細菌である場合、第1加湿エレメント23に供給される水は、ヒドロキシラジカルおよび過酸化水素等の、殺菌作用または抗菌作用を有する強酸化性物質を含む水であってもよい。この場合、第1加湿エレメント23の表面を流れる水、または、第1加湿エレメント23の表面に保持されている水は、捕集対象物質の不活性化を促進する効果を有する。捕集対象物質が粒子状物質等の非生物である場合、第1加湿エレメント23に供給される水は、捕集対象物質を分解する成分、または、ヒトあるいは動物に対する捕集対象物質の影響力を低減させる成分を含む水であってもよい。
第1加湿エレメント23の吸水部材は、水に溶出しにくく、かつ、捕集対象物質を不活性化する物質を担持してもよい。例えば、第1加湿エレメント23の吸水部材は、常時水と接触していても水に溶出しにくい、銅および銀等を含む無機系の抗菌剤を担持してもよい。例えば、捕集対象物質が細菌である場合、抗菌剤によって、第1加湿エレメント23に付着している細菌の繁殖が抑制され、第1加湿エレメント23が消臭される。
第1加湿エレメント23の吸水部材は、親水性の光触媒を担持してもよい。この場合、室内機102は、第1加湿エレメント23に光を照射する光源をさらに備える。光源は、第1加湿エレメント23に対して、可視光線または紫外線を照射する。光源から照射される光によって光触媒が活性化されることで、第1加湿エレメント23の吸水部材に保持されている水が電離して、捕集対象物質を不活性化する成分が生成される。捕集対象物質が細菌である場合、捕集対象物質を不活性化する成分とは、ヒドロキシラジカルまたは過酸化水素等の、殺菌作用または抗菌作用を有する強酸化性物質である。この場合、第1加湿エレメント23に付着している細菌の繁殖が抑制され、第1加湿エレメント23が消臭される。
実施形態の空気調和装置101は、対象空間において冷房運転および暖房運転等を行うための、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを備える装置である。しかし、空気調和装置101は、全熱交換器(請求項1に記載の「熱交換器」に相当する。)を備える換気装置であってもよい。この場合、換気装置は、本開示に係る空気処理装置に相当する。全熱交換器は、対象空間から屋外に排出される排出空気(請求項1に記載の「第1流路を流通する流体」に相当する。)と、屋外から対象空間に供給される供給空気(請求項1に記載の「第2流路を流通する空気」に相当する。)との間で熱交換を行うことで、排出空気から供給空気に熱および湿気の両方を戻すことができる。この場合、供給空気が流れる空気流路に、実施形態の第1加湿エレメント23が設置されてもよい。供給空気が流れる空気流路に、変形例Bの第2加湿エレメント25、および、変形例Cのフィルター26の少なくとも1つがさらに設置されてもよい。
空気調和装置101は、冷房機能および暖房機能を実現するための冷媒回路を有さない機器であってもよい。例えば、空気調和装置101は、対象空間の空気から異物等を除去し、清浄な空気を同じ対象空間に送る空気清浄装置であってもよい。また、空気調和装置101は、対象空間の空気から異物等を除去し、清浄な空気を異なる対象空間に送る空気清浄装置であってもよい。この場合、本開示に係る空気処理装置は、空気調和装置101に相当する。空気調和装置101は、室内空気を取り入れて、第1加湿エレメント23および室内熱交換器21をこの順番で通過させて、供給空気として対象空間に供給する。
本開示に係る空気処理装置は、エアハンドリングユニット202であってもよい。エアハンドリングユニット202とは、比較的大型の設備に設置され、異物が除去されて温度および湿度が調整された空気を屋内に供給する装置である。エアハンドリングユニット202は、屋内または屋外に設置される。本変形例のエアハンドリングユニット202は、実施形態の室内機102と基本的な構成が同じである。以下、実施形態の室内機102との相違点を中心に説明する。
室内機102の制御部は、単位時間当たりに第1給水用流路43から第1加湿エレメント23に供給される水の量を制御してもよい。例えば、室内機102の制御部は、空気流路42を流通する空気に含まれる捕集対象物質の量が多いほど、第1加湿エレメント23に供給される水の量を増加させる制御を行ってもよい。捕集対象物質の量は、例えば、単位体積当たりの対象空間の空気に含まれる捕集対象物質の質量である。捕集対象物質の量は、例えば、対象空間に設置させるセンサによって測定される。第1加湿エレメント23に供給される水の量が多いほど、第1加湿エレメント23に捕集された捕集対象物質を含む水が第1加湿エレメント23から流出しやすくなるので、第1加湿エレメント23を清浄に保つことができる。
前出の変形例において、室内機102は、仕様が異なる複数の加湿エレメントを備えてもよい。例えば、変形例Bで説明したように、室内機102は、仕様が互いに異なる第1加湿エレメント23および第2加湿エレメント25を備えてもよい。加湿エレメントの仕様とは、例えば、保持できる水の量、水が保持される平均時間、および、使用可能な温度範囲である。それぞれの加湿エレメントは、実施形態の第1加湿エレメント23と同様に、給水用流路から水が供給される。
第1加湿エレメント23は、交換可能に構成されていてもよい。具体的には、室内機102は、第1加湿エレメント23を容易に取り外し、または、取り付けることができる機構を有してもよい。この場合、第1加湿エレメント23の交換および清掃等の保守作業が容易になる。
変形例Dにおいて、図13および図14に示されるように、第1吸水部材23aおよび第2吸水部材23bは、それぞれ、複数枚の吸水エレメント23cが第1矢印D1に沿って配置された構成を有していてもよい。図13および図14において、実線は凸部を表し、点線は凹部を表す。この場合、第1吸水部材23aおよび第2吸水部材23bのそれぞれにおいて、第1矢印D1に沿って互いに隣り合う吸水エレメント23cは、V字形状の向きが互いに反対方向になるように配置される。これにより、第2矢印D2,D2´は、第1吸水部材23aおよび第2吸水部材23bの凹凸部に沿うジグザグ形状となる。従って、第2矢印D2,D2´は、第1矢印D1と平行ではない。
―むすび―
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
23 :第1加湿エレメント(第1捕集部材)
25 :第2加湿エレメント(第2捕集部材)
26 :フィルター
41 :冷媒流路(第1流路)
42 :空気流路(第2流路)
43 :第1給水用流路(第3流路)
44 :排水用流路(第4流路)
45 :第2給水用流路(第5流路)
46 :加湿用流路(第6流路)
102 :室内機(空気処理装置)
202 :エアハンドリングユニット(空気処理装置)
Claims (13)
- 第1流路(41)を流通する流体と、第2流路(42)を流通する空気との間で熱交換を行う熱交換器(21)と、
前記熱交換器よりも、前記第2流路を流通する空気の流れの上流側に配置され、前記熱交換器へ流れる空気に含まれる物質を捕集する第1捕集部材(23)と、
を備え、
前記第1捕集部材は、水が流れている表面、または、水が保持されている表面を有する、
空気処理装置(102,202)。 - 所定の温度の水を前記第1捕集部材に供給する第3流路(43)をさらに備える、
請求項1に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材の表面を流れる水、または、前記第1捕集部材の表面に保持されている水を排出する第4流路(44)をさらに備える、
請求項1または2に記載の空気処理装置。 - 前記熱交換器よりも、前記空気の流れの下流側に配置され、前記熱交換器から流れる空気に含まれる前記物質を捕集する第2捕集部材(25)をさらに備え、
前記第2捕集部材は、水が流れている表面、または、水が保持されている表面を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材および前記第2捕集部材の少なくとも1つに所定の温度の水を供給する第5流路(45)をさらに備える、
請求項4に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材よりも通風抵抗が小さいフィルター(26)をさらに備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載の空気処理装置。 - 前記フィルターは、前記空気の流れの方向において、前記第1捕集部材と前記熱交換器との間に配置される、
請求項6に記載の空気処理装置。 - 前記空気処理装置は、冷凍サイクルを循環する冷媒と熱交換された水を前記第1捕集部材に供給する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材は、前記第1捕集部材を通過する空気が流れる流路であって、前記空気の流れの方向に平行でない第6流路(46)を形成する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材の表面を流れる水、または、前記第1捕集部材の表面に保持されている水は、前記物質を不活性化する成分を含む、
請求項1から9のいずれか1項に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材は、水に溶出しにくく、かつ、前記物質を不活性化する成分を担持する、
請求項1から10のいずれか1項に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材は、光が照射されることで前記物質を不活性化する成分を生成する光触媒を担持する、
請求項1から11のいずれか1項に記載の空気処理装置。 - 前記第1捕集部材は、交換可能に構成されている、
請求項1から12のいずれか1項に記載の空気処理装置。
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