JP2953453B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に係
り、特に、蒸発器で発生したドレン水を凝縮器からの放
熱により蒸発処理するようにしたものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平５−２９６４９
０号公報に開示されているように、ケーシング内に蒸発
器と凝縮器とを備え、蒸発器で発生したドレン水を凝縮
器からの放熱により蒸発処理するものが知られている。
具体的な構成としては、ケーシング内に利用側空気通路
と熱源側空気通路とを形成し、利用側空気通路に冷媒回
路の蒸発器を、熱源側空気通路に凝縮器をそれぞれ設置
する。つまり、凝縮器に導入したガス冷媒を熱源側空気
通路を流れる空気により凝縮し、利用側空気通路を流れ
る空気を蒸発器で蒸発する冷媒によって冷却する。これ
により利用側空気通路において所定温度の冷気を生成し
て室内に供給している。また、蒸発器の下部及び凝縮器
の下部にドレンパンをそれぞれ配置すると共に、蒸発器
下部のドレンパンにドレンポンプを設ける。該ドレンポ
ンプの吐出側にドレンホースを接続し、このドレンホー
スの下流端を凝縮器の上部で開放する。これにより、蒸
発器で発生して蒸発器下部のドレンパンに回収されたド
レン水は、ドレンポンプ及びドレンホースを経て凝縮器
に供給され、該凝縮器からの放熱により蒸発する。ま
た、凝縮器下部のドレンパンにはドレンタンクが接続し
ており、凝縮器で蒸発処理できずにドレンパンに落下し
たドレン水をドレンタンクに回収するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の構成
では、ドレンパンに回収されたドレン水をそのままドレ
ンホースを経て凝縮器に供給している。つまり、比較的
低温度のドレン水を凝縮器に供給している。このため、
ドレン水を迅速に蒸発させることが困難であった。何故
なら、凝縮器からの放熱により、比較的低温度のドレン
水を一旦加熱して温度上昇させた後、更に加熱せねば、
このドレン水を蒸発させることができない。従って、こ
の凝縮器に供給されたドレン水の大部分は、温度上昇す
るのみで蒸発することなしにドレンタンクに回収される
といった状況になっているのが実状である。

【０００４】その結果、単位時間当りにおけるドレンタ
ンクへのドレン水回収量が増大することになり、このド
レンタンクがドレン水で満たされる前に、タンクからの
排水を行う排水作業を頻繁に行わねばならなくなる。こ
のような状況を回避するために、予め大型のドレンタン
クを設けておくことが考えられるが、これでは、装置全
体としての大型化に繋がってしまい実用的ではない。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、蒸発器で発生したド
レン水を凝縮器からの放熱により蒸発処理するようにし
たものに対し、凝縮器でのドレン水の蒸発処理性能を向
上することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ドレン水を凝縮器に供給する経路上にお
いて、ドレン水を温度上昇させ、この温度上昇したドレ
ン水を凝縮器に供給するようにした。

【０００７】具体的に、第１の解決手段は、図１及び図
３に示すように、ケーシング(2)内に冷凍回路(30)の蒸
発器(7)及び凝縮器(8)を備え、蒸発器(7)での冷媒蒸発
に伴って発生するドレン水を、ドレン水供給手段(29)に
より凝縮器(8)に供給し、該凝縮器(8)での冷媒凝縮に伴
う放熱によってドレン水を蒸発処理するようにした空気
調和装置を前提とする。この空気調和装置に対し、ドレ
ン水供給手段(29)が、ドレン水を、該ドレン水よりも温
度の高い熱源によって加熱した後、凝縮器(8)に供給す
る構成としている。

【０００８】この特定事項により、空気調和装置の駆動
に伴って蒸発器(7)で発生したドレン水は、ドレン水供
給手段(29)により凝縮器(8)に供給され、該凝縮器(8)か
らの放熱によって蒸発処理される。この際、ドレン水
は、凝縮器(8)に供給される前に、該ドレン水よりも温
度の高い熱源によって加熱される。従って、凝縮器(8)
には、温度の比較的高いドレン水が供給されることにな
り、僅かな加熱量でドレン水を蒸発させることができ、
迅速な蒸発処理が行われる。

【０００９】第２の解決手段は、上記第１の解決手段に
おいて、冷凍回路(30)を、圧縮機(31)、凝縮器(8)、減
圧機構(32)、蒸発器(7)を冷媒配管(33)によって接続し
て成す。また、熱源を、上記圧縮機(31)の吐出側のガス
管(33a)を流れる冷媒としている。

【００１０】第３の解決手段は、上記第１の解決手段に
おいて、冷凍回路(30)を上記第２の解決手段のものと同
様に構成し、熱源を、上記凝縮器(8)と減圧機構(32)と
を接続する高圧液管(33b)を流れる冷媒としている。

【００１１】第４の解決手段は、上記第１の解決手段に
おいて、冷凍回路(30)を上記第２の解決手段のものと同
様に構成し、熱源を、上記圧縮機(31)からの放熱として
いる。

【００１２】第５の解決手段は、上記第２または第３の
解決手段において、ドレン水供給手段(29)に、ドレン水
を凝縮器(8)に供給する給水管(27)を備えさせる。この
給水管(27)を、冷凍回路(30)の配管(33a),(33b)の外面
に接合して、給水管(27)内のドレン水が冷媒の温熱を受
ける構成としている。

【００１３】これら特定事項により、冷凍回路(30)の熱
を有効に利用してドレン水を加熱することができる。特
に、第２及び第３の解決手段によれば、ドレン水の冷熱
を冷媒の冷却に寄与させることができ、冷凍能力が向上
できる。また、第４の解決手段によれば、圧縮機(31)を
冷却するための特別な手段を廃することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本形態では、本発明をスポット型の
空気調和装置に適用した場合について説明する。

【００１５】−空気調和装置の構成の説明− 図１はスポット型空気調和装置(1)の内部構造を示す縦
断面図であり、図２は空気調和装置(1)内の要部を示す
斜視図である。これら図の如く、本空気調和装置(1)
は、ケーシング(2)内が仕切壁(3)によって左右２室(4,
5)に仕切られ、それぞれに空気吸込口(4a,5a)及び空気
吹出口(4b,5b)が設けられている。図１における左側の
部屋が空調空気を生成するための利用側室(4)に構成さ
れる一方、右側の部屋が熱源側空気を流すための熱源側
室(5)に構成されている。利用側室(4)には蒸発器(7)及
び蒸発器用ファン(7a)が、熱源側室(5)には凝縮器(8)及
び凝縮器用ファン(8a)がそれぞれ配置されている。

【００１６】これら蒸発器(7)及び凝縮器(8)は図３に示
す冷凍回路(30)を構成している。この冷凍回路(30)は、
圧縮機(31)、凝縮器(8)、減圧機構としてのキャピラリ
チューブ(32)、蒸発器(7)が冷媒配管(33)によって順に
接続されて成る。圧縮機(31)と凝縮器(8)とは吐出ガス
管(33a)により接続している。凝縮器(8)とキャピラリチ
ューブ(32)とは高圧液管(33b)により接続している。キ
ャピラリチューブ(32)と蒸発器(7)とは低圧液管(33c)に
より接続している。蒸発器(7)と圧縮機(31)とは吸入ガ
ス管(33d)により接続している。この吸入ガス管(33d)に
はアキュムレータ(34)が設けられている。これにより蒸
気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍回路(30)を構成して
いる。尚、図３における(35)は、ホットガスバイパス路
であって、開閉弁(36)が設けられている。この開閉弁(3
6)は、過負荷時（圧縮機(31)の吐出ガス圧が所定値以上
に上昇したとき）に開放し、吐出ガスの一部を蒸発器
(7)の上流側にバイパスするようになっている。

【００１７】また、上記各ファン(7a,8a)は、仕切壁(3)
に支持されたファンモータ(9)の駆動軸(9a)に直結さ
れ、該ファンモータ(9)の駆動に伴って空気吸込口(4a,5
a)から空気吹出口(4b,5b)へ向かう気流を発生するよう
になっている（図２の矢印参照）。つまり、熱源側室
(5)を流れる空気によって凝縮器(8)の冷媒を冷却して凝
縮し、利用側室(4)を流れる空気を蒸発器(7)で蒸発する
冷媒によって冷却して空調空気を生成する構成となって
いる。また、利用側室(4)の空気吹出口(4b)には図示し
ない吹出しノズルが接続されており、該吹出しノズルに
より冷気を所定領域まで案内するようになっている。

【００１８】本空気調和装置(1)のケーシング(2)下部に
はドレンパン(10)が配設されている。このドレンパン(1
0)は、蒸発器(7)の下部から凝縮器(8)の下部に亘って配
置されている。つまり、この蒸発器(7)の下部及び凝縮
器(8)の下部が１つのドレンパン(10)によって覆われて
いる。以下、このドレンパン(10)について説明する。

【００１９】このドレンパン(10)は、底板(11)と該底板
(11)の外周囲に立設された周囲壁(12)とを備えている。
底板(11)は上記仕切壁(3)の下端との間に所定間隔を存
する位置に配置されており、これによってドレンパン(1
0)に貯留されるドレン水の利用側室(4)と熱源側室(5)と
の間での相互流通を可能としている。

【００２０】底板(11)の中央部には堰(13)が立設してい
る。この堰(13)は上記利用側室(4)における仕切壁(3)に
近接した位置に設けられ、蒸発器(7)の延長方向（図１
の紙面鉛直方向）に延び、その長手方向の両端がドレン
パン(10)の各周囲壁(12)に接続している。これにより、
ドレンパン(10)の内部は堰(13)よりも蒸発器(7)側に位
置する蒸発器域(A)と、堰(13)よりも凝縮器(8)側に位置
する凝縮器域(B)とに区画されている。

【００２１】また、この堰(13)の高さ寸法は、周囲壁(1
2)の高さ寸法よりも低く設定されている。このため、蒸
発器(7)からドレンパン(10)の蒸発器域(A)に落下したド
レン水の水位が上昇する際、このドレン水は堰(13)の上
端よりも水位が上昇すると、該堰(13)を乗り越えてドレ
ンパン(10)の凝縮器域(B)へ流れ込むようになってい
る。

【００２２】ドレンパン(10)の凝縮器域(B)には排水孔
(14)が形成されている。この排水孔(14)にはドレンソケ
ット(15)が装着されている。これにより、堰(13)を乗り
越えて凝縮器域(B)に流れ込んだドレン水は排水孔(14)
から排出されるようになっている。

【００２３】また、ドレンパン(10)の下側にはドレンタ
ンク(20)が配設されており、このドレンタンク(20)の上
面には上記ドレンソケット(15)に対向した位置にドレン
回収孔(21)が形成されている。このドレン回収孔(21)に
はドレンソケット(15)の下端部が接続されており、排水
孔(14)から排出されたドレン水がドレンタンク(20)に案
内されて回収される構成となっている。

【００２４】本形態の空気調和装置(1)は、ドレン水を
凝縮器(8)からの放熱によって蒸発処理するようになっ
ている。以下、このドレン水蒸発処理のための構成につ
いて説明する。

【００２５】上記利用側室(4)にはドレンポンプ(25)が
配置されている。このドレンポンプ(25)は仕切壁(3)に
取り付けられており、下端部に設けられた吸入口に吸入
管(26)が接続し、この吸入管(26)の上流端がドレンパン
(10)の蒸発器域(A)の底部で開放している。一方、ドレ
ンポンプ(25)の側面部には吐出口が形成され、この吐出
口に給水管(27)が接続している。この給水管(27)の下流
端部分は分岐されて凝縮器(8)の上端部で開放してい
る。このため、ドレンパン(10)に貯留されているドレン
水がドレンポンプ(25)によって汲み上げられ、給水管(2
7)を経て凝縮器(8)に供給される構成となっている。

【００２６】そして、本形態の特徴は、この給水管(27)
の配管形態にある。図３に示すように、この給水管(27)
は、その途中が冷凍回路(30)の吐出ガス管(33a)に接続
している。これにより、給水管(27)を流れるドレン水
と、吐出ガス管(33a)を流れる吐出ガス冷媒との間で熱
交換を行う構成となっている。この両配管(27,33a)の接
続構造としては、図４に示すように、給水管(27)の一部
分がＵ字状に屈曲されて熱交換部(27a)が形成され、こ
の熱交換部(27a)が吐出ガス管(33a)の外周面にろう付け
等の手段により接合されている。以上のようなドレンパ
ン(10)、ドレンポンプ(25)及び給水管(27)により本発明
でいうドレン水供給手段(29)が構成されている。

【００２７】また、図２に示すように、凝縮器(8)は、
放熱フィンが水平方向に延びており、給水管(27)から供
給されたドレン水をできるだけ長い時間停滞させる構成
となっている。一方、蒸発器(7)は、放熱フィンが鉛直
方向に延びており、発生したドレン水を迅速に落下させ
る構成となっている。

【００２８】−運転動作の説明− 次に、上述の如く構成された空気調和装置の運転動作に
ついて説明する。この運転動作時、冷凍回路(30)の圧縮
機(31)が駆動すると共にファンモータ(9)の駆動に伴っ
て各ファン(7a,8a)が回転する。冷凍回路(30)の圧縮機
(31)から吐出したガス冷媒は凝縮器(8)に達し、熱源側
室(5)を流れる空気によって冷却されて凝縮する。この
凝縮した液冷媒はキャピラリチューブ(32)で膨張した
後、蒸発器(7)に達し、利用側室(4)を流れる空気と熱交
換を行って蒸発する。これにより、この空気を冷却して
空調空気を生成する。その後、この蒸発した冷媒は圧縮
機(31)に回収される。このような冷媒循環動作が行われ
る。利用側室(4)で生成された空調空気は、該利用側室
(4)の空気吹出口(4b)から吹き出され、吹出しノズルに
より所定領域まで案内されて該所定領域の空調（冷却）
を行う。

【００２９】−ドレン水処理動作− 次に、蒸発器(7)で発生したドレン水の処理動作につい
て説明する。蒸発器(7)で発生したドレン水は該蒸発器
(7)から落下してドレンパン(10)の蒸発器域(A)に貯留さ
れていく。

【００３０】貯留されたドレン水は、ドレンポンプ(25)
に接続された吸入管(26)よりドレンポンプ(25)に吸い込
まれ、給水管(27)を経て凝縮器(8)に対してその上端部
から供給（滴下）される（図１の矢印II参照）。この凝
縮器(8)に供給されたドレン水は該凝縮器(8)からの放熱
によって蒸発し、蒸気となって、熱源側室(5)を流れる
空気と共に空気吹出口(5b)から放出される。つまり、こ
のドレン水は凝縮器(8)によって蒸発処理される。ま
た、凝縮器(8)によって蒸発処理されずにドレンパン(1
0)の凝縮器域(B)に落下したドレン水は排水孔(14)から
排出されドレンタンク(20)に回収される（図１の矢印II
I参照）。

【００３１】そして、本形態の特徴として、給水管(27)
を流れるドレン水は、吐出ガス管(33a)のガス冷媒と熱
交換を行っている。これにより、ドレン水は、ガス冷媒
から温熱を受けて温度上昇する。このようにして温度上
昇したドレン水が凝縮器(8)に供給されている。従っ
て、このドレン水を蒸発させるのに必要な熱量は少なく
て済み、この凝縮器(8)に供給されたドレン水の殆ど
を、凝縮器(8)からの放熱によって蒸発させることがで
きる。

【００３２】−実施形態の効果− 以上のように、本形態では、蒸発器(7)で発生して凝縮
器(8)に供給するドレン水を、冷凍回路(30)の冷媒によ
って加熱し、凝縮器(8)でのドレン水処理能力の向上を
図っている。このため、ドレンタンク(20)に回収される
ドレン水の量が削減でき、ドレンタンク(20)内のドレン
水を排出する作用を頻繁に行う必要がなくなって、省メ
ンテナンス化を図ることができる。また、ドレン水の冷
熱を吐出ガス冷媒の冷却に寄与させることができ、冷凍
能力の向上を図ることもできる。

【００３３】（変形例）上述した実施形態では、吐出ガ
ス管(33a)の冷媒によってドレン水を加熱するようにし
ていたが、その他の構成として、以下のものが挙げられ
る。

【００３４】先ず、給水管(27)を高圧液管(33b)の外面
に接合する構成である。つまり、高圧液管(33b)を流れ
る液冷媒と、給水管(27)を流れるドレン水との間で熱交
換を行うようにしたものである。この構成によっても、
凝縮器(8)でのドレン水処理能力の向上を図ることがで
きる。また、高圧液管(33b)を流れる冷媒をドレン水に
よって冷却し、過冷却状態にすることが可能になるた
め、冷凍能力の向上を図ることもできる。

【００３５】また、他の構成として、給水管(27)を圧縮
機(31)の外面に接触させる構成である。具体的には、こ
の給水管(27)を圧縮機(31)のケーシングに複数回巻き付
ける。つまり、給水管(27)を流れるドレン水を圧縮機(3
1)からの放熱によって加熱するようにしたものである。
この構成によっても、凝縮器(8)でのドレン水処理能力
の向上を図ることができる。特に、この構成によれば、
圧縮機(31)を冷却するための特別な手段を不要にするこ
ともでき、装置全体としての構成の簡素化も図れる。

【００３６】尚、本形態では、本発明をスポット型の空
気調和装置に適用した場合について説明したが、本発明
は、これに限るものではなく、ウィンドファン型の空気
調和装置等にも適用可能である。

【００３７】また、ドレン水を加熱するための熱源とし
ては、上述したものに限らない。例えば、ファンモータ
(9)からの放熱等を利用するようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果が発揮される。請求項１記載の発明では、蒸
発器(7)で発生したドレン水を凝縮器(8)からの放熱によ
り蒸発処理するようにした空気調和装置に対し、ドレン
水を凝縮器(8)に供給する経路上において、ドレン水を
温度上昇させ、この温度上昇したドレン水を凝縮器(8)
に供給するようにした。このため、凝縮器(8)にあって
は、僅かな加熱量でドレン水を蒸発させることができ、
該凝縮器(8)のドレン水処理能力の向上を図ることがで
きる。

【００３９】請求項２〜５記載の発明では、冷凍回路(3
0)の熱を有効に利用してドレン水を加熱することができ
る。特に、請求項２及び請求項３記載の発明によれば、
ドレン水の冷熱を冷媒の冷却に寄与させることができる
ため、ドレン水処理能力の向上と冷凍能力の向上とを共
に図ることができる。更に、請求項４記載の発明によれ
ば、ドレン水によって圧縮機(31)を冷却できるため、こ
の冷却のための特別な手段を廃することができ、装置全
体としての構成の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるスポット型空気調和装置の内
部構造を示す縦断面図である。

【図２】空気調和装置内の要部を示す斜視図である。

【図３】冷凍回路の配管系統図である。

【図４】吐出管と給水管との接続状態を示す図である。

【符号の説明】

(1) 空気調和装置 (2) ケーシング (7) 蒸発器 (8) 凝縮器 (27) 給水管 (29) ドレン水供給手段 (30) 冷凍回路 (31) 圧縮機 (32) キャピラリチューブ（減圧機構） (33) 冷媒配管 (33a) 吐出ガス管 (33b) 高圧液管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 1/02 371

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング(2)内に冷凍回路(30)の蒸発
   器(7)及び凝縮器(8)を備え、蒸発器(7)での冷媒蒸発に
   伴って発生するドレン水を、ドレン水供給手段(29)によ
   り凝縮器(8)に供給し、該凝縮器(8)での冷媒凝縮に伴う
   放熱によってドレン水を蒸発処理するようにした空気調
   和装置において、 上記ドレン水供給手段(29)は、ドレン水を、該ドレン水
   よりも温度の高い熱源によって加熱した後、凝縮器(8)
   に供給することを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気調和装置において、 冷凍回路(30)は、圧縮機(31)、凝縮器(8)、減圧機構(3
   2)、蒸発器(7)が冷媒配管(33)によって接続されて成
   り、 熱源は、上記圧縮機(31)の吐出側のガス管(33a)を流れ
   る冷媒であることを特徴とする空気調和装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の空気調和装置において、 冷凍回路(30)は、圧縮機(31)、凝縮器(8)、減圧機構(3
   2)、蒸発器(7)が冷媒配管(33)によって接続されて成
   り、 熱源は、上記凝縮器(8)と減圧機構(32)とを接続する高
   圧液管(33b)を流れる冷媒であることを特徴とする空気
   調和装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の空気調和装置において、 冷凍回路(30)は、圧縮機(31)、凝縮器(8)、減圧機構(3
   2)、蒸発器(7)が冷媒配管(33)によって接続されて成
   り、 熱源は、上記圧縮機(31)からの放熱であることを特徴と
   する空気調和装置。
5. 【請求項５】 請求項２または３記載の空気調和装置に
   おいて、 ドレン水供給手段(29)は、ドレン水を凝縮器(8)に供給
   する給水管(27)を備えており、該給水管(27)が冷凍回路
   (30)の配管(33a),(33b)の外面に接合されて、給水管(2
   7)内のドレン水が冷媒の温熱を受けるようになっている
   ことを特徴とする空気調和装置。