JP2023023961A - 空調室内機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、一実施形態に係る利用ユニット3を含む空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷媒サイクルによって、対象空間である建物等の室内(図示省略)の空調を行う。空気調和装置1は、主として、熱源ユニット2と、利用ユニット3と、加湿ユニット4と、液冷媒連絡管5と、ガス冷媒連絡管6と、給気ホース7と、制御部9と、リモコン8と、を有している。
(2-1)熱源ユニット
熱源ユニット2は、室外(建物の屋上や建物の外壁面近傍等)に設置されている。熱源ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁23と、熱源熱交換器24と、熱源膨張弁25と、熱源ファン26と、を有している。
圧縮機21は、冷媒回路10において、低圧の冷媒を吸入側21aから吸入して、高圧になるまで圧縮した後、吐出側21bから吐出する。ここでは、圧縮機21として、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示省略)がモータ(図示省略)によって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用されている。モータは、インバータ等を介して、制御部9により回転数が制御される。圧縮機21の容量は、制御部9がモータの回転数を変えることにより制御される。
四路切換弁23は、冷媒回路10において、冷媒の流れの方向を切り換える。四路切換弁23は、第1ポートP1と、第2ポートP2と、第3ポートP3と、第4ポートP4と、を有する。四路切換弁23は、制御部9により、第1ポートP1と第4ポートP4が互いに連通して第2ポートP2と第3ポートP3が互いに連通する第1状態(図1の破線で示す状態)と、第1ポートP1と第2ポートP2が互いに連通して第3ポートP3と第4ポートP4が互いに連通する第2状態(図1の実線で示す状態)との間で切り換えられる。
熱源熱交換器24は、冷媒回路10において、冷媒と室外の空気との熱交換を行う熱交換器である。熱源熱交換器24の一端は、熱源膨張弁25に接続されている。熱源熱交換器24の他端は、四路切換弁23の第2ポートP2に接続されている。
熱源膨張弁25は、冷媒回路10において、冷媒を減圧する膨張機構である。熱源膨張弁25は、液冷媒連絡管5と、熱源熱交換器24の液側との間に設けられる。熱源膨張弁25は、開度制御が可能な電動膨張弁である。熱源膨張弁25の開度は、制御部9により制御される。
熱源ファン26は、気流を生成し、室外の空気を熱源熱交換器24に供給する。熱源ファン26が室外の空気を熱源熱交換器24に供給することにより、熱源熱交換器24内の冷媒と室外の空気との熱交換が促される。熱源ファン26は、熱源ファンモータ26aによって回転駆動される。熱源ファン26の風量は、制御部9が熱源ファンモータ26aの回転数を変えることにより制御される。
利用ユニット3は、対象空間である室内において壁に掛けて設置される壁掛け型の室内空調機である。利用ユニット3は、主として、利用熱交換器31と、利用ファン32と、ケーシング34と、フラップ35と、第1フィルタ36と、清掃ユニット37と、給気ダクト38とを有している。図2は、利用ユニット3の正面図である。図3は、利用ユニット3をA-A’線で切断した概略断面図である。図4は、利用ユニット3をB-B’線で切断した概略断面図である。図2では、便宜上、ケーシング34の一部は透過して図示されている。図2、図3、及び図4は、第1フィルタ36が後述する第1位置にある状態を示している。以下の説明で用いる、上、下、前、後、左、右の各方向は、図2、図3、図4、図5に矢印で示された方向に従う。
利用熱交換器31は、冷媒回路10において、冷媒と室内の空気との熱交換を行う。利用熱交換器31の一端は、液冷媒連絡管5に接続されている。利用熱交換器31の他端は、ガス冷媒連絡管6に接続されている。利用熱交換器31は、限定するものではないが、例えば、伝熱管と伝熱フィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。
利用ファン32は、気流を生成する送風装置である。利用ファン32が気流を生成することで、室内の空気が利用熱交換器31を通過する。室内の空気が利用熱交換器31を通過することにより、利用熱交換器31の冷媒と室外の空気との熱交換が促される。
ケーシング34は、前面34aと、側面34bと、天面34cと、底面34d、背面34eとを含む、左右方向に長い略直方体形状である。利用熱交換器31、利用ファン32、第1フィルタ36、及び清掃ユニット37は、ケーシング34の内部に収容される。
フラップ35は、ケーシング34の吹出口34fから吹き出される空気の流量及び/又は方向を調整するための略板状の部材である。フラップ35は、左右方向に伸びる回転軸を中心に所定の角度範囲で回転可能に、吹出口34fを覆うようにケーシング34に取り付けられている。フラップ35は、モータ(図示省略)により回転駆動される。
第1フィルタ36は、利用ファン32が生成する気流が通過するフィルタである。より詳細には、第1フィルタ36は、吸込口34gを通ってケーシング34の内部へ流入する気流が通過するフィルタである。第1フィルタ36は、気流に含まれる塵埃を捕集する。第1フィルタ36は、利用熱交換器31の上方に、清掃ユニット37により移動可能に設けられている。第1フィルタ36は、図2、図3、及び図4に示されるように、清掃運転が実行される時以外は、利用ファン32が生成する気流が通過する第1位置に配置される。第1フィルタ36は、清掃運転時には清掃ユニット37によって、第1位置の下方に位置する第2位置まで動かされる。
清掃ユニット37は、清掃運転において第1フィルタ36から塵埃を除去して清掃する。清掃ユニット37は、ピニオン37aと、ブラシ37bと、ダストボックス37cとを有する。
給気ダクト38は、加湿ユニット4から供給された屋外の空気である外気を、利用ユニット3内部の所定の箇所に供給する部材である。図5は、給気ダクト38の斜視図である。給気ダクト38は、吸込口38aと、連通部38bと、給気口38cとを有する。
加湿ユニット4は、外気を利用ユニット3に供給する装置である。外気は、外気に加湿をした加湿空気を含む。加湿ユニット4は、熱源ユニット2とともに、室外(建物の屋上や建物の外壁面近傍等)に設置されている。熱源ユニット2と、加湿ユニット4とは一体化されていてもよい。加湿ユニット4は、主に、加湿ロータ41と、ヒータ42と、給気ファン43と、吸着ファン44と、第1経路45と、第2経路46とを有する。
加湿ロータ41は、外気中の水分を吸着するとともに、加熱されることで吸着した水分を放出する調湿用ロータである。加湿ロータ41は、ハニカム構造を有し、略円盤状の外形を有している。加湿ロータ63は、常温で空気中の水分を吸着し、加熱された空気等に曝されて温度上昇すると水分を放出する材質を用いて製造される。加湿ロータ63の材質は、限定するものではないが、例えばシリカゲルやゼオライト等の吸着剤である。
ヒータ42は、加湿ロータ41を加熱する。具体的には、ヒータ42は、第1経路45に設けられ、第1経路45を通って加湿ロータ41へと送られる外気を加熱する。加熱された外気は、加湿ロータ41へ送られる。ヒータ42は、制御部9により制御される。
給気ファン43は、外気を第1経路45に流入させるとともに、外気を給気ホース7に供給する送風装置である。給気ファン43は、制御部9により制御される。
吸着ファン44は、外気を第2経路46に流入させる送風装置である。吸着ファン44は、制御部9により制御される。
第1経路45は、加湿ロータ41を通過させた外気を、給気ファン43へ供給する通気経路である。具体的には、第1経路45は、図1に示されるように、第1取込口45aと、ヒータ42と、加湿部45bと、第1排出口45cとをこの順で結ぶ経路である。
第2経路46は、流入した外気に含まれる水分を加湿ロータ41に吸着させる通気経路である。具体的には、第2経路46は、図2に示されるように、第2取込口46aと、吸着部46bと、吸着ファン44と、第2排出口46cとをこの順で結ぶ経路である。
リモコン8は、ユーザーから暖房運転、冷房運転、加湿運転、給気運転、空気清浄運転、及び清掃運転のいずれかの実行指示、空気調和装置1の停止指示、並びに設定温度Ts等の設定値を受け付け、受け付けた結果を制御信号として制御部9に送信する。制御部9は、受信した設定値を記憶装置に記録する。
図7は、制御部9の制御ブロック図である。制御部9は、主に、圧縮機21と、四路切換弁23と、熱源膨張弁25と、熱源ファン26と、利用ファン32と、ピニオン37aと、ロータ駆動モータ41aと、ヒータ42と、給気ファン43と、吸着ファン44と、リモコン8とのそれぞれに、制御信号を送受信可能に接続されている。
(3-1)空調運転
次に、制御部9が実行する空調運転である、暖房運転、冷房運転、加湿運転、及び給気運転について説明する。
制御部9は、リモコン8から暖房運転の実行指示についての制御信号を受信すると暖房運転を開始する。暖房運転に際して、制御部9は、四路切換弁23を第1状態へ切り換える(図1の破線参照)。さらに、制御部9は、熱源膨張弁25を、リモコン8から受信した設定温度Tsに対応する開度とし、圧縮機21を運転し、利用ファン32を回転駆動する。これにより、熱源熱交換器24が冷媒の蒸発器として機能し、かつ、利用熱交換器31が冷媒の凝縮器として機能する。
制御部9は、リモコン8から冷房運転の実行指示についての制御信号を受信すると冷房運転を開始する。冷房運転に際して、制御部9は、四路切換弁23を第2状態へ切り換える(図1の実線参照)。さらに、制御部9は、熱源膨張弁25を、リモコン8から受信した設定温度Tsに対応する開度とし、圧縮機21を運転し、利用ファン32を回転駆動する。これにより、熱源熱交換器24が冷媒の凝縮器として機能し、かつ、利用熱交換器31が冷媒の蒸発器として機能する。
加湿運転は、外気を加湿した加湿空気を用いて調和空気を加湿する空調運転である。制御部9は、リモコン8から加湿運転の実行指示についての制御信号を受信すると加湿運転を開始する。加湿運転に際して、制御部9は、ロータ駆動モータ41aにより加湿ロータ41を回転させ、給気ファン43及び吸着ファン44に送風をさせ、ヒータ42に第1経路45を流れる外気を加熱させ、利用ファン32を回転駆動する。加湿運転が実行されている間、冷媒回路10は、暖房運転又は冷房運転を実行することができる。
給気運転は、外気を加湿することなく対象空間に供給する空調運転である。制御部9は、リモコン8から給気運転の実行指示についての制御信号を受信すると給気運転を開始する。給気運転に際して、制御部9は、給気ファン43に送風をさせ、利用ファン32を回転駆動する。他方で、制御部9は、ロータ駆動モータ41aにより加湿ロータ41を停止させ、吸着ファン44及びヒータ42を停止する。なお、制御部9は、ロータ駆動モータ41aにより加湿ロータ41を低速で回転させてもよい。給気運転が実行されている間、冷媒回路10は、暖房運転又は冷房運転を実行することができる。
制御部9は、リモコン8から第1フィルタ36の清掃運転の実行指示についての制御信号を受信すると清掃運転を開始する。清掃運転に際して、制御部9は、清掃ユニット37のピニオン37aを回転駆動する。これにより、第1フィルタ36は、ブラシ37bに当接しながら、第1位置から第2位置へ向かって移動する。第1フィルタ36の表面の塵埃は、第1フィルタ36のブラシ37bにより掻き落とされ下方に落下してダストボックス37cに収容される。
(4-1)
室内空調機である利用ユニット3は、利用ファン32と、第1フィルタ36と、利用熱交換器31と、ダストボックス37cと、給気ダクト38とを備える。利用ファン32は、気流を生成する。第1フィルタ36は、利用ファン32が生成した気流が通過するフィルタである。利用熱交換器31は、第1フィルタ36を通過した気流が通過する熱交換器である・ダストボックス37cは、第1フィルタ36により捕集された塵埃を収容する。給気ダクト38は、利用ファン32が生成した気流に外気を供給する。給気ダクト38は、正面視において、一部が利用熱交換器31及びダストボックス37cと重なる位置に配置される。
給気ダクト38は、正面視においてダストボックス37cと重なる部分が、利用熱交換器31の正面側、かつ、ダストボックス37cの背面側に配置される。
給気ダクト38は、外気を吹き出す給気口38cを有する。給気口38cは、利用熱交換器31に対向するように形成されている。
利用ユニット3は、利用ファン32、第1フィルタ36、ダストボックス37c、及び給気ダクト38を収容するケーシング34をさらに備える。給気ダクト38は、外気を通過させる第2フィルタ38dを有する。ダストボックス37cは、ケーシング34に取り外し可能に収容されている。第2フィルタ38dは、ダストボックス37cがケーシング34から取り外された場合に、正面視において露出するように給気ダクト38に設けられている。
10 冷媒回路
2 熱源ユニット
21 圧縮機
23 四路切換弁
24 熱源熱交換器
25 熱源膨張弁
26 熱源ファン
3 利用ユニット(空調室内機)
31 利用熱交換器(熱交換器)
32 利用ファン(ファン)
34 ケーシング
35 フラップ
36 第1フィルタ
37 清掃ユニット
37a ピニオン
37b ブラシ
37c ダストボックス
38 給気ダクト
38c 給気口
38d 第2フィルタ
4 加湿ユニット
41 加湿ロータ
42 ヒータ
43 給気ファン
44 吸着ファン
45 第1経路
46 第2経路
5 液冷媒連絡管
6 ガス冷媒連絡管
7 給気ホース
8 リモコン
9 制御部
D 給気口と利用熱交換器との最短距離
Claims (4)
- 気流を生成するファン(32)と、
前記気流が通過する第1フィルタ(36)と、
前記第1フィルタを通過した前記気流が通過する熱交換器(31)と、
前記第1フィルタにより捕集された塵埃を収容するダストボックス(37c)と、
屋外の空気である外気を前記気流に供給する給気ダクト(38)と
を備え、
前記給気ダクトは、
正面視において、一部が前記熱交換器及び前記ダストボックスと重なる位置に配置される、
空調室内機。 - 前記給気ダクトは、
前記正面視において前記ダストボックスと重なる部分が、前記熱交換器の正面側、かつ、前記ダストボックスの背面側に配置される、
請求項1に記載の空調室内機。 - 前記給気ダクトは、
前記外気を吹き出す給気口(38c)を有し、
前記給気口は、
前記熱交換器に対向するように形成されている、
請求項1または2に記載の空調室内機。 - 前記ファン、前記第1フィルタ、前記ダストボックス、及び前記給気ダクトを収容するケーシング(34)をさらに備え、
前記給気ダクトは、
前記外気を通過させる第2フィルタ(38d)を有し、
前記ダストボックスは、
前記ケーシングに取り外し可能に収容され、
前記第2フィルタは、
前記ダストボックスが前記ケーシングから取り外された場合に、前記正面視において露出するように前記給気ダクトに設けられている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の空調室内機。
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