JP3945301B2 - Air conditioning system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温風を吹き出して暖房を行う温風暖房装置に冷房機能を付加し、一般家屋や事務所等の暖房および冷房を行う空気調和システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、一般家屋や事務所には種々の暖房装置が使用されているが、中でも熱源に温水を用いて温風を吹き出すタイプの暖房装置は、大能力が得られるとともに高温の温風を吹き出すことができるので、寒冷地や準寒冷地でも十分な能力と暖房感が得られ、室内での設置スペースも比較的小さく、しかも安全性が高くクリーンなことから、その利用が一般地でも広がってきている。
【0003】
この種の温風暖房機は図6に示すようなものが一般的に知られている。以下、その構成について図6を参照しながら説明する。同図に示すように、シスターン1、ボイラ2、ポンプ3から構成された室外機4は、上方に配置した熱交換器5や下方に配置した送風機6から構成された室内機7と、接続配管8で接続されている。また、前記室内機7の上部には吸い込み口9が、下部には吹き出し口10が設けらている。11は室温検出手段を示す。
【0004】
この温風暖房機の動作を説明すると、室外機4のボイラ2が動作してポンプ3によって室内機7に送られてきた温水の温度が所定の温度以上になれば、送風機6が運転を開始し、室内の空気は床面に設置された室内機7の上部に設けた吸い込み口9から吸い込まれ、熱交換器5で温水と熱交換して加熱されて温風となって下部に設けられた吹き出し口10から吹き出される。そして、室温検出手段11が検出した吸い込み温度が設定温度以上になれば送風機6を停止し、低くなれば送風機6を再運転することによって室内温度を制御している。さらに、能力制御や低騒音化や気流感の防止のために、室温検出手段11で検出した吸い込み温度と設定温度との差に応じて、強風、弱風、微風というように、吸い込み温度が設定温度に近づくほど風量を小さくしている。
【0005】
また、温水を使わず熱媒体としてフロン(例えばR−22)等を用いたヒートポンプ式の暖冷房装置が一般に多く利用されている。この種の空気調和装置においては冷房時の温度分布を良くし足元ばかり冷えることがないように、室内機を壁面や天井に設置し、冷風を壁面の高所や天井近傍から吹き出すタイプのものが主流である。この壁面設置空気調和装置の上下吹き出しを切り換えるものとしては、特公昭61−38777号公報に記載されているようなものがある。この空気調和装置は図7a、bに示すように、室内機7の前面には吸い込み口9が形成それ、さらに前面下部と上部には下吹き出し口10Aおよび上吹き出し口10Bがそれぞれ形成されている。そして、前記吸い込み口9に対向する位置に熱交換器5が設けられ、さらに、この熱交換器5に対応して送風機6が設けられている。また、下吹き出し口10A、上吹き出し口10Bにそれぞれ対応して設けられた下部ダンパ12A、上部ダンパ12Bは吹き出し口切り換え手段としてのダンパモータ13で切り換えを行う。
【0006】
この空気調和装置の動作を説明すると、暖房時に室内温度が設定温度以下の場合には、ダンパモータ13が動作して、図7aに示すように、下部ダンパ12Aで下吹き出し口10Aを開き、上部ダンパ12Bで上吹き出し口10Bを閉じ、下吹き出し口10Aから温風を吹き出す。また、室内温度が設定温度以上となった場合には、図7bに示すように、ダンパモータ13が動作して下部ダンパ12Aで下吹き出し口10Aを閉じ、上部ダンパ12Bで上吹き出し口10Bを開き、上吹き出し口10Bから送風空気を吹き出し暖気を対流させる。冷房運転時には、室内温度が比較的高い場合には下吹き出し口10Aから冷気を吹き出して急冷し、室内温度が設定値を基準とする安定状態になった場合には室内送風機6の微風運転に伴って空気上吹き出し状態を設定して、足元ばかり冷えることがないように上吹き出し口10Bから冷気を吹き出す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の温風暖房装置は暖房専用であるため、冷房を行いたい場合には別途冷房装置を必要とし、ルームエアコン等による冷房と組み合わせた併設システムでは、施工が非常に複雑になり施工コスト等のコスト面で非常に不利になる。また、熱交換器5に冷水を循環させて冷房を行えるようにした場合は、熱交換器5に結露水が付着・生成されるので、この構成のままでは結露水の処理ができず冷房運転ができない。結露水を処理するために室内機7を壁面に固定し、排水管を設置して結露水を屋外に落差を利用して排水する場合は、屋外排水場所との高低差の関係で設置場所の高さが制限されるうえ、床面においた室内機7の吹き出し口10から吹き出される冷気では足元ばかりが冷え、壁面の高位置に設置すると暖房時高温の温風は吹き出し後すぐに上昇し足元が寒くなる。したがって、このような構成では設置自由度がなくなるとともに暖房感や冷房感が損なわれることになるという課題があった。
【0008】
一方、図7に示すフロンR−22を用いた他の従来例の空気調和装置では、冷媒回路の作動圧力に制限があるため、暖房時温風温度を70℃以上にすることが困難で、十分な暖房感が得にくいばかりでなく、室内温度の吸い込み温度が設定温度に近づくほど風量を小さくしていたため、壁面の比較的高位置からの温風はすぐに上昇し、部屋の温度分布が悪く足元が寒いものであった。
【0009】
図8は室内機7が設置された部屋の空間の斜視図であり、図9は図8のA面における暖房運転時の弱風や微風時の温度分布を示したものである。図10は図8のB、C面各面それぞれの、各高さにおいて水平方向の温度の平均を求めて、その分布を示したものである。なお、一点鎖線は部屋全体の平均温度である。両図からわかるように弱風や微風のように風量が小さくなると、温風の温度は高くなり、すぐに上昇し、さらに、吸い込み口9が吹き出し口10よりも上部にあるため上昇した温風は床面付近に戻ることがないため、温風暖房機の付近や天井近くは温かいがそれ以外の場所の温度が低くなっている。そのため、快適な居住空間が狭く、部屋全体を有効に使えないという課題を有していた。
【0010】
この課題を解決するために、仮に風量を大きくするとさらに吹き出し温度が下がり、気流感や冷風感があり騒音も大きくなるので快適性が損なわれる。このように従来例の空気調和装置のように室内機設置位置を壁面高所に固定すると、暖房運転時と冷房運転時の快適性を両立させることは困難であるという課題があった。
【0011】
また、フロンR−22等を用いた従来例の空気調和装置では、室内機だけを複数に増設すると、運転していない室内機内に熱媒体が滞留する所謂寝込みという現象が生じるため、ヒートポンプ回路内で循環する熱媒体量が大きく変化してしまい性能の劣化や故障を引き起こしてしまう。そして室内機を増設可能なマルチと呼ばれる空気調和装置は、寝込みを防ぐための弁装置を設け運転状況に応じて制御するなどして、装置が複雑になりコスト面で非常に不利になるなど、簡単に室内機を増設することはできないという課題もあった。
【0012】
本発明は、高温風床面吹き出しの暖房と夏場の冷房とを両立させ、壁面以外に設置場所を変更しても結露水を確実に処理する室内ユニットを有する空気調和システムを提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、低温熱媒体を供給し室内を冷房する熱交換器と、前記熱交換器の表面で結露した結露水を受けて集めるドレン受けと、前記ドレン受け内の結露水を室外へ排出する排水ポンプとを有する室内ユニットと、前記室内ユニットに低温熱媒体を供給する可撓性配管を備えるように構成したものである。
【0014】
上記発明によれば、十分な暖房感が得られる高温風床面吹き出しの暖房と夏場の冷房とを一つの室内ユニットで実現できる。また、結露水を処理するために室内ユニットの設置場所を壁面に固定する必要がないので、暖房または冷房それぞれの運転に合わせて設置場所を変更することもでき、設置自由度が拡大し、設置スペースもコンパクトな室内ユニットを有する空気調和システムを提供することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明は上記課題を解決するために以下の構成よりなる。すなわち第1の構成としては、低温熱媒体を供給し室内を冷房する熱交換器と、前記熱交換器の表面で結露した結露水を受けて集めるドレン受けと、前記ドレン受け内の結露水を室外へ排出する排水ポンプとを有する室内ユニットと、前記室内ユニットに低温熱媒体を供給する可撓性配管を備えたものである。
【0016】
そして、十分な暖房感が得られる高温風床面吹き出しの暖房と夏場の冷房とを一つの室内ユニットで実現できるとともに、結露水を処理するために室内ユニットの設置場所を壁面に固定する必要がないので、暖房または冷房それぞれの運転に合わせて設置場所を変更することもでき、設置自由度が拡大し、設置スペースもコンパクトにできる。
【0017】
また第2の構成としては、低温熱媒体として冷水を供給し室内を冷房する熱交換器と、前記熱交換器の表面で結露した結露水を受けて集めるドレン受けと、前記ドレン受け内の結露水を室外へ排出するエジェクタとを備えた室内ユニットを有するものである。そして、簡単構成で比較的安価なコストで結露水を室外に排出可能な構成を実現できる。また、蒸発による冷水の減少を防ぐこともできる。
【0018】
また第3の構成としては、上吹き出し口と、下吹き出し口と、吹き出しの上下を切り換える切り換え手段とを備えた床置き設置可能な室内ユニットを有するものである。そして、暖房時は高温風を床面に沿って吹き出し、冷房時は冷風を天井へ向け吹き出すことで、設置自由度の大きい室内ユニットにおける快適性の向上を図ることができる。
【0019】
また第4の構成としては、結露水排出口と熱媒体供給口とを備え家屋壁面に設置された熱媒体コンセントに、断熱性と可撓性を有する配管で接続・着脱可能な室内ユニットを有するものである。そして、使用者の目的に応じて1台の室内ユニットを熱媒体コンセントのある部屋ならどこへでも移動可能となり、昼間は居間、夜は寝室といった使い分けができるので利便性が向上し、いろいろな部屋の空調を安価に実現できる。また、不要時は熱媒体コンセントから取り外して収納しておくことができるので、室内の設置スペースにおいても利便性が向上する。
【0020】
また第5の構成としては、熱媒体の分岐供給口を備えた室内ユニットを有するものである。そして、室内ユニットの増設が容易にできる。
【0021】
また第6の構成としては、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器を有するヒートポンプ回路と、シスターン、ポンプ、ボイラを有し室内ユニットへ供給する熱媒体である水を前記蒸発器でヒートポンプ回路の冷媒と熱交換して冷却されるように流す水回路とを備え、前記蒸発器は、スリット状の穴を有する複数の冷媒流路プレートと、スリット状の穴を有する複数の給水流路プレートと、この複数の冷媒流路プレートと給水流路プレートの間に設けられていて冷媒と給水の隔壁をなす複数の隔壁プレートとから冷媒と給水の流路を形成した積層式熱交換器で構成したものである。そして、水回路の圧力損失を低減できるので冷水流量が大きくでき、室内ユニットでの冷房能力増大が容易な空気調和システムを提供できる。さらに、温水供給装置を大型化することなくコンパクトに冷水供給機能を付加できる。
【0022】
また第7の構成としては、シスターンに設けたオーバーフロー排水口と、熱交換器とドレン受けと結露水を排出するエジェクタとを有する室内ユニットとを備えたものである。そして、蒸発による冷水の減少を防ぐので、循環水の補充作業を省くことができるとともに、結露水の流入が多い場合も既定量を超えた水は自動的に排水されるので、メンテナンスが不要になる。
【0023】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。
【0024】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の上吹き出し状態の室内ユニットを示す空気調和システムの構成図であり、図2は同空気調和システムの下吹き出し状態の室内ユニットの断面構成図である。図1において、シスターン21、ポンプ22、並列に接続されたボイラ23と電磁弁24を有するバイパス管25、および蒸発器26を順次連結して構成される水回路27と、圧縮機28、凝縮器29、減圧手段30、蒸発器26を順次連結して構成されるヒートポンプ回路31とを備え、蒸発器26で水回路27を流れる水とヒートポンプ回路31の冷媒とを熱交換するように構成した室外機32は、熱媒体コンセントである水コンセント33を介して断熱性を有する可撓性接続配管34により、熱交換器35、送風機36などから構成される室内ユニット37と接続され、水コンセント33により着脱自在になっている。室内ユニット37の背面の上側には下吹き用吸い込み口38が、背面の下部には上吹き用吸い込み口39が設けられている。さらに、室内ユニット37の前面の下側には下吹き出し口40が設けられている。また、41は風回路の切り換え手段であり、この切り換え手段41は送風機36のケーシング42を送風機36の回転軸43を中心に回転させ、上吹き出しと下吹き出しの送風回路を切り換えるものである。さらに、送風機36の上部で、かつ、熱交換器35よりも前面側に設けられたバイパス風回路44は上吹き出し時に熱交換器35を通過しない送風路である。また、室内ユニット37の上部には熱交換器35を通過した空気を吹き出す上吹き出し口45と熱交換器35を通過しない空気を吹き出すバイパス吹き出し口46とが設けられている。さらに、風向変更手段47は上吹き出し口45とバイパス吹き出し口46とにそれぞれ設けられた上風向変更羽根48とバイパス風向変更羽根49の駆動を行うものである。室内ユニット37の背面に設けられた遮蔽手段50は上吹き出し時に下吹き用吸い込み口38を遮蔽するものであり、この遮蔽手段50は、例えば同図に示すように、上下に移動する遮蔽板51とこの遮蔽板51を駆動する遮蔽板駆動手段52とからなる。また、室内ユニット37内には排水ポンプ53が設けられ、その吸い込み側は熱交換器35の下部に設けられたドレン受け54内へ接続され、一方吐出側は可撓性接続配管34に一体に設けられた排水路55から室外のドレンホース56へと接続されている。
【0025】
また、図3は本発明の実施例1の空気調和システムの室内ユニットの増設状態を示す斜視図であり、図4は同空気調和システムの蒸発器26の分解図である。図3において、57は室内ユニット37内部に設けられた熱媒体である水の分岐部であり、分岐部57の一方は熱交換器35へ他方は外装部に設けられた分岐供給口58へと接続されている。分岐供給口58は雄雌型の水コンセント33の雌側と略同形状をしており、他の室内ユニットである床パネル59の雄側コンセント60を接続し、水を室内ユニット37と増設した床パネル59に並列に供給できるようになっている。
【0026】
図4において、蒸発器26として構成された積層式熱交換器61は、冷媒プレート62、給水プレート63、このプレート62、63の間に挿入する隔壁プレート64を順層して形成している。冷媒プレート62には、スリット状の穴である冷媒スリット62a、給水スリット62bが形成されており、冷媒スリット62aは、隔壁プレート64とトッププレート、あるいは隔壁プレート64から挟まれることにより冷媒流路を形成する。給水プレート63には、スリット状の穴である冷媒スリット63a、給水スリット63bが形成されており、給水スリット63bは、隔壁プレート64から挟まれることにより水流路を形成する。冷媒プレート62の給水スリット62b、隔壁プレート64の冷媒スリット64aと給水スリット64b、給水プレート63の冷媒スリット63aは、冷媒、または水を、順層される各々のプレートに送るために設けた穴である。順層されたプレートの最上面にはトッププレート65、最低面にはエンドプレート66を配している。
【0027】
次に動作、作用について説明する。図1に示すように、床面に設置された室内ユニット37で暖房運転を行うときは、図2に示すように、下吹き出し状態で暖房を行う。すなわち、切り換え手段41はケーシング42を送風機36の回転軸43を中心に下向きに回転させ、また、風向変更手段47は上風向変更羽根48で上吹き出し口45を閉じ、バイパス風向変更羽根49でバイパス吹き出し口46を閉じ、さらに、遮蔽板駆動手段52は下吹き用吸い込み口38を開くために遮蔽板51を下方に移動させることによって下吹き出し状態を設定する。そして、室外機32ではシスターン21からポンプ22で圧送された水が電磁弁24の閉成により動作中のボイラ23を通ることで加熱されて温水となり、蒸発器26を通過後、水コンセント33の熱媒体供給口である水供給口67を経て可撓性接続配管34を通り、室内ユニット37に送られる。この温水と、送風機36によって下吹き用吸い込み口38から吸い込まれた空気とが、熱交換器35で熱交換して、吸い込まれた空気は加熱されて温風となって下吹き出し口40から吹き出される。室外機32から供給される温水の温度は高温時75℃程度あり、これにより加熱される温風は70℃にもなるが、下吹き出し口40から床面に沿って吹き出すので、十分な暖房感が得られるとともに上から吹き付ける温風の不快感などもなく、高温風で足元から気持ちよく暖房することができる。
【0028】
次に床面に設置された室内ユニットで冷房運転を行うときには、図1に示すように切り換え手段41により、送風機36の回転軸43を中心にケーシング42を上向きに回転させ、また、風向変更手段47は上変更羽根48を動作させ、上吹き出し口45を開口し、さらに、遮蔽板駆動手段52は下吹き用吸い込み口38を閉じるために遮蔽板51を上方に移動させることによって上吹き出し状態を設定する。一方室外機では、圧縮機28の運転によりヒートポンプ回路31内の冷媒が減圧手段30を通過して冷却され蒸発器26内に入る。シスターン21からポンプ22で圧送された水は電磁弁24の開成によりバイパス管25を通り、蒸発器26で冷却された冷媒と熱交換するので、ここで冷水が生成される。この冷水は、水コンセント33の水供給口67を経て可撓性接続配管34を通り、室内ユニット37の熱交換器35に入る。そして、送風機36によって上吹き用吸い込み口39から吸い込まれた空気が熱交換器35で冷却され上吹き出し口45から吹き出されることで室内が冷房されることになる。このとき、空気中に含まれた水分が熱交換器35での冷却により結露し、熱交換器35の表面に水滴が生成される。この結露水の水滴はやがて成長し重力により熱交換器35の下方に設けられたドレン受け54に流れ込む。ドレン受け54に集められた結露水は、排水ポンプ53により汲み上げられて排水路55側へ圧送されるので、可撓性配管34および排水路55が室内ユニット37の設置状況によりどの様に曲げられていても、結露水は排水路55の接続先である水コンセント33に設けられた結露水排出口68まで送り込まれ、これに接続されたドレンホース56を通って室外へ排出される。このように、室内ユニット37の設置状況に関わらず冷房時の結露水を排出できるので、床面設置であっても問題なく冷房運転ができる。
【0029】
また、室内ユニット37の上吹き運転を行うときは、風向変更手段47により上変更羽根48とバイパス風向変更羽根49とを動作させ、それぞれ上吹き出し口45とバイパス吹き出し口46とを開口することができる構成となっている。そして、送風機36によって上吹き用吸い込み口39から吸い込まれた空気の一部は熱交換器35で熱交換され上吹き出し口45から吹き出される。一方、送風機36によって上吹き用吸い込み口39から吸い込まれた上記以外の空気は、熱交換器35を通過ぜずに、バイパス風回路44を通って、バイパス吹き出し口46から吹き出される。この作用により、室内の温度が暖冷房運転の設定温度近傍まで到達し、空調負荷が小さくなったときには、マイルドな空調運転もできる。
【0030】
以上述べたように、十分な暖房感が得られる高温風床面吹き出しの暖房と夏場の冷房とを一つの室内ユニットで実現できるとともに、結露水を処理するために室内ユニットの設置場所を壁面に固定する必要がないので、暖房または冷房それぞれの運転に合わせて設置場所を変更することもでき、設置自由度が拡大し、設置スペースもコンパクトにできる。そして、運転状態に合わせて上吹き出しと下吹き出しを切り換えることができるので、暖房時は高温風を床面に沿って吹き出し、冷房時は冷風を天井へ向け吹き出すことで、設置自由度の大きい室内ユニットにおける快適性の向上を図ることができる。さらに、使用者の目的に応じて1台の室内ユニットを熱媒体コンセントのある部屋ならどこへでも移動可能となり、昼間は居間、夜は寝室といった使い分けができるので利便性が向上し、いろいろな部屋の空調を安価に実現できる。また、不要時は熱媒体コンセントから取り外して収納しておくことができるので、室内の設置スペースにおいても利便性が向上する。
【0031】
そして、図3に示すように室内ユニットを増設したい場合、室内ユニット37に分岐供給口58を備えているので、容易に接続・着脱することができ利便性が増大するとともに、空調する部屋の形態により温冷風が届きにくい場所が生じる等、1台の室内ユニットでは十分な快適性が得られない場合でも増設した室内ユニットとの相乗効果により快適性を向上することもできる。なお、ここでは増設する室内ユニットとして床パネル59を用いて説明したが、同じ室内ユニット37を増設しても、あるいは他の形態の室内ユニットを増設しても同様の効果が得られることは明白である。
【0032】
また図4に示すように、積層式熱交換器61の冷媒流路および給水流路は複数段積層された並列の流路で形成されているので、各段の流路で熱交換面積を十分に確保しながら全体として流路断面積が大きくなり、圧力損失は小さくなる。従って、水回路の圧力損失を低減できるので冷水流量が大きくでき、室内ユニットでの冷房能力増大が容易な空気調和システムを提供できる。
【0033】
さらに、積層式熱交換器61の冷媒流路の流路高さは、冷媒プレート62の厚さであり、冷媒流路の幅は、スリット62aの幅となる。本実施例では、レイノルズ数が500以下となるように、冷媒プレート62と給水プレート63の厚さを0.1〜1.0mm、スリット62aの幅を2.0〜15mmの範囲で設計している。
【0034】
従って、給水流路を流れる給水の状態は層流となる。一般的に層流は熱伝達が低いとされるが、本発明のように流路高さを小さくすることによって、温度境界層が薄膜化すると、熱伝達が促進される。また、温度境界層を薄膜化することによって、給水流路を流れる給水の流路高さ方向の温度分布を均一にすることができる。
【0035】
また、給水流路を流れる給水の主流の温度と、壁面に沿って流れる給水の温度は、ほぼ同じ温度となるから、給水が局部的に冷却されて熱交換器内で給水が凍結することもなく、高効率で冷水を生成することができる。
【0036】
従って、冷水を必要とするときに、室外機32を動作させることによって、瞬間的、かつ連続的に、必要に応じた冷水を生成することができる。また、従来の二重管式熱交換器やプレート式熱交換器よりも内容積が小さいため、充填する冷媒の量を削減できるとともに、装置の小型化が実現され、温水供給装置を大型化することなくコンパクトに冷水供給機能を付加できる。
【0037】
加えて、冷媒を用いたヒートポンプ回路31は室外機32内のみで完結し、室内ユニットにヒートポンプ回路の冷媒を導くことがないので、ヒートポンプ回路31に可燃性や爆発性のあるプロパン等の炭化水素系冷媒を封入して用いても室内に炭化水素系冷媒が漏れることなく安全性を高くできるものである。
【0038】
(実施例2)
図5は本発明の実施例2の空気調和システムの構成図である。図5に示す通り、室内ユニット37内には結露水の吸引装置であるエジェクタ69が設けられ、熱交換器35の熱媒体出口側70とエジェクタ69を構成するノズル部71が接続されている。エジェクタ69の吸引部72は熱交換器35の下部に設けられたドレン受け54内へ接続され、一方吐出部73は可撓性接続配管34へと接続され、水コンセント33を経て室外機32繋がっている。室外機32のシスターン21上部にはオーバーフロー排水口74が設けられ、シスターン21内の水位が既定位置を超えると接続された排出管75から排水されるようになっている。
【0039】
上記構成において、冷房運転時に熱交換器35の表面に付着した結露水は、重力により熱交換器35の下方に設けられたドレン受け54に流れ込む。ドレン受け54に集められた結露水は、エジェクタ69により吸引されて吸引部72から、熱交換器35を通過してきた冷水と合流し、吐出部73から可撓性接続配管34へ送られるので、可撓性配管34が室内ユニット37の設置状況によりどの様に曲げられていても、結露水は水コンセント33から室外機32のシスターン21まで送り込まれる。このように、室内ユニット37の設置状況に関わらず冷房時の結露水を排出できるので、床面設置であっても問題なく冷房運転ができ、簡単構成で比較的安価なコストで結露水を室外に排出可能な構成を実現できる。また、蒸発によるシスターン21内の循環水の減少を結露水の補充により防ぐこともでき、循環水の補充作業を省くことができるとともに、結露水の流入が多い場合も既定量を超えた水はオーバーフロー排水口74から自動的に排出管75へ排水されるので、メンテナンスが不要になる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気調和システムは、以下に述べる効果を有するものである。
【0047】
蒸発による冷水の減少を防ぐので、循環水の補充作業を省くことができるとともに、結露水の流入が多い場合も既定量を超えた水は自動的に排水されるので、メンテナンスが不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の上吹き出し状態の室内ユニットを示す空気調和システムの構成図
【図2】同空気調和システムの下吹き出し状態の室内ユニットの断面構成図
【図3】同空気調和システムの室内ユニットの増設状態を示す斜視図
【図4】同空気調和システムの蒸発器の分解図
【図5】本発明の実施例2の空気調和システムの構成図
【図6】第一の従来例における空気調和システムの構成図
【図7】第二の従来例における空気調和システムの構成図
【図8】第一の従来例における空気調和システムの温度分布説明用の部屋の斜視図
【図9】同空気調和システムの吹き出し温度の分布説明図
【図10】同空気調和システムの垂直温度分布説明図
【符号の説明】
21 シスターン
22 ポンプ
23 ボイラ
26 蒸発器
27 水回路
28 圧縮機
29 凝縮器
30 減圧手段
31 ヒートポンプ回路
33 水コンセント(熱媒体コンセント)
34 可撓性接続配管
35 熱交換器
37 室内ユニット
40 下吹き出し口
41 切り換え手段
45 上吹き出し口
53 排水ポンプ
54 ドレン受け
58 分岐供給口
61 積層式熱交換器
62 冷媒プレート
62a 冷媒スリット
62b 給水スリット
63 給水プレート
63a 冷媒スリット
63b 給水スリット
64 隔壁プレート
64a 冷媒スリット
64b 給水スリット
67 水供給口(熱媒体供給口)
68 結露水排出口
70 エジェクタ
74 オーバーフロー排水口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-conditioning system that adds a cooling function to a hot-air heater that performs heating by blowing hot air and performs heating and cooling of a general house or office.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various heating devices have been used in ordinary houses and offices. Among them, a heating device of a type that blows hot air using hot water as a heat source has high capacity and blows out hot air of high temperature. Because it is possible to obtain sufficient capacity and a feeling of heating even in cold and semi-cold areas, the installation space in the room is relatively small, and it is safe and clean, so its use has spread even in general areas Yes.
[0003]
Such a warm air heater is generally known as shown in FIG. The configuration will be described below with reference to FIG. As shown in the figure, an outdoor unit 4 composed of a
[0004]
Explaining the operation of this hot air heater, when the
[0005]
In addition, a heat pump type heating / cooling device using Freon (for example, R-22) or the like as a heat medium without using hot water is generally used. In this type of air conditioner, an indoor unit is installed on the wall surface or ceiling so that the temperature distribution during cooling is improved and the feet are not cooled down, and the cool air is blown out from the height of the wall surface or near the ceiling. Mainstream. An example of switching the up-and-down blowing of the wall-mounted air conditioner is described in Japanese Patent Publication No. 61-38777. In this air conditioner, as shown in FIGS. 7a and 7b, a suction port 9 is formed on the front surface of the
[0006]
The operation of the air conditioner will be described. When the room temperature is equal to or lower than the set temperature during heating, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-mentioned conventional hot air heating device is dedicated to heating, a separate cooling device is required to perform cooling, and the installation system in combination with cooling by a room air conditioner, etc. makes the installation very complicated. This is very disadvantageous in terms of cost. In addition, when the cooling water is circulated through the
[0008]
On the other hand, in the other conventional air conditioner using Freon R-22 shown in FIG. 7, since the operating pressure of the refrigerant circuit is limited, it is difficult to set the warm air temperature during heating to 70 ° C. or higher. Not only is it difficult to obtain a sufficient feeling of heating, but the air volume is reduced as the suction temperature of the room temperature approaches the set temperature, so the warm air from a relatively high position on the wall rises quickly, and the temperature distribution in the room It was bad and my feet were cold.
[0009]
FIG. 8 is a perspective view of the space of the room in which the
[0010]
In order to solve this problem, if the air volume is increased, the blowing temperature is further lowered, airflow and cold winds are felt, and noise is increased, so that comfort is impaired. As described above, when the indoor unit installation position is fixed at the height of the wall surface as in the conventional air conditioner, there is a problem that it is difficult to achieve both comfort during heating operation and cooling operation.
[0011]
In addition, in the conventional air conditioner using Freon R-22 or the like, if only a plurality of indoor units are added, a so-called stagnation phenomenon in which a heat medium stays in the indoor unit that is not in operation occurs. As a result, the amount of heat medium circulated in the air changes greatly, resulting in performance degradation and failure. And the air conditioner called Multi, which can add indoor units, is equipped with a valve device to prevent sleep and control it according to the operating situation, etc., making the device complicated and very disadvantageous in terms of cost, etc. There was also a problem that it was not possible to easily add indoor units.
[0012]
An object of the present invention is to provide an air-conditioning system having an indoor unit that makes it possible to achieve both high-temperature wind-floor heating and summer-time cooling, and reliably treat condensed water even when the installation location is changed in addition to the wall surface. It is what.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a heat exchanger that supplies a low-temperature heat medium and cools the room, a drain receiver that collects and collects condensed water condensed on the surface of the heat exchanger, and an interior of the drain receiver. An indoor unit having a drainage pump for discharging the condensed water to the outside and a flexible pipe for supplying a low-temperature heat medium to the indoor unit are provided.
[0014]
According to the said invention, the heating of the high temperature wind floor blowing from which sufficient heating feeling is obtained, and the cooling in summer can be implement | achieved by one indoor unit. In addition, it is not necessary to fix the installation location of the indoor unit on the wall surface in order to treat condensed water, so the installation location can be changed according to the operation of heating or cooling, increasing the degree of freedom of installation and installation. It is possible to provide an air-conditioning system having a space-compact indoor unit.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, as a first configuration, a heat exchanger that supplies a low-temperature heat medium and cools the room, a drain receiver that collects condensed water received on the surface of the heat exchanger, and condensed water in the drain receiver An indoor unit having a drainage pump for discharging to the outside and a flexible pipe for supplying a low-temperature heat medium to the indoor unit are provided.
[0016]
In addition, it is possible to achieve high-temperature wind-floor heating and sufficient summer cooling with a single indoor unit, and to fix the installation location of the indoor unit on the wall surface in order to treat condensed water. Therefore, the installation location can be changed according to the operation of heating or cooling, the degree of freedom of installation can be expanded, and the installation space can be made compact.
[0017]
The second configuration includes a heat exchanger that supplies cold water as a low-temperature heat medium and cools the interior of the room, a drain receiver that collects and collects condensed water on the surface of the heat exchanger, and dew condensation in the drain receiver. It has an indoor unit provided with the ejector which discharges water to the outdoors. And the structure which can discharge dew condensation water with a simple structure with comparatively cheap cost is realizable. In addition, it is possible to prevent a decrease in cold water due to evaporation.
[0018]
A third configuration includes an indoor unit that can be placed on the floor and includes an upper outlet, a lower outlet, and switching means for switching the upper and lower sides of the balloon. Then, high-temperature air is blown out along the floor surface during heating, and cold air is blown out toward the ceiling during cooling, so that it is possible to improve comfort in an indoor unit with a high degree of freedom of installation.
[0019]
As a fourth configuration, a heat medium outlet provided on the wall surface of the house having a dew condensation water discharge port and a heat medium supply port has an indoor unit that can be connected / removed with a pipe having heat insulation and flexibility. Is. Depending on the user's purpose, one indoor unit can be moved anywhere in a room with a heat medium outlet, and it can be used as a living room in the daytime or a bedroom in the nighttime. Can be realized at low cost. Moreover, since it can be removed and stored from the heat medium outlet when not required, convenience is improved even in an indoor installation space.
[0020]
The fifth configuration includes an indoor unit having a branch supply port for the heat medium. Further, it is possible to easily add indoor units.
[0021]
Further, as a sixth configuration, a heat pump circuit having a compressor, a condenser, a decompression means, and an evaporator, and water that is a heat medium supplied to an indoor unit having a cistern, a pump, and a boiler are used in the heat pump circuit. A water circuit that flows so as to be cooled by exchanging heat with the refrigerant, and the evaporator includes a plurality of refrigerant flow path plates having slit-shaped holes and a plurality of water supply flow path plates having slit-shaped holes And a laminated heat exchanger that is provided between the plurality of refrigerant flow path plates and the water supply flow path plate and that forms the refrigerant and water supply flow paths from the plurality of partition plates that form the partition walls of the refrigerant and the water supply. It is a thing. And since the pressure loss of a water circuit can be reduced, the flow rate of cold water can be increased, and an air conditioning system that can easily increase the cooling capacity of an indoor unit can be provided. Furthermore, a cold water supply function can be added in a compact manner without increasing the size of the hot water supply device.
[0022]
Further, the seventh configuration includes an indoor unit having an overflow drain provided in the systern, a heat exchanger, a drain receiver, and an ejector for discharging condensed water. And since it prevents the cold water from being reduced due to evaporation, it is possible to eliminate replenishment of circulating water, and even when there is a large amount of condensed water inflow, the water exceeding the predetermined amount is automatically drained, eliminating the need for maintenance. Become.
[0023]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
Example 1
FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioning system showing an indoor unit in a top blowing state of
[0025]
FIG. 3 is a perspective view showing an expanded state of indoor units of the air conditioning system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an exploded view of the
[0026]
In FIG. 4, a
[0027]
Next, the operation and action will be described. As shown in FIG. 1, when heating operation is performed with the
[0028]
Next, when the cooling operation is performed with the indoor unit installed on the floor surface, as shown in FIG. 1, the switching means 41 causes the
[0029]
Further, when performing the up-blowing operation of the
[0030]
As described above, high-temperature wind floor heating with sufficient heating feeling and summer cooling can be realized with one indoor unit, and the indoor unit is installed on the wall surface in order to treat condensed water. Since it does not need to be fixed, the installation location can be changed according to the operation of heating or cooling, the degree of freedom of installation can be expanded, and the installation space can be made compact. And since it is possible to switch between the upper and lower blowouts according to the operating conditions, high temperature air is blown out along the floor surface during heating, and cold air is blown out toward the ceiling during cooling, so that the room with a high degree of freedom of installation The comfort in the unit can be improved. Furthermore, according to the user's purpose, one indoor unit can be moved anywhere in a room with a heat medium outlet, and it can be used as a living room in the daytime or a bedroom in the nighttime. Can be realized at low cost. Moreover, since it can be removed and stored from the heat medium outlet when not required, convenience is improved even in an indoor installation space.
[0031]
Then, when it is desired to add an indoor unit as shown in FIG. 3, since the
[0032]
Also, as shown in FIG. 4, the refrigerant flow path and the water supply flow path of the stacked
[0033]
Furthermore, the flow path height of the refrigerant flow path of the stacked
[0034]
Therefore, the state of the water supply flowing through the water supply channel is a laminar flow. In general, laminar flow is considered to have low heat transfer, but heat transfer is promoted when the temperature boundary layer is made thin by reducing the channel height as in the present invention. Further, by making the temperature boundary layer thin, the temperature distribution in the height direction of the feed water flowing through the feed water flow channel can be made uniform.
[0035]
In addition, since the temperature of the main flow of the feed water flowing through the feed water flow channel and the temperature of the feed water flowing along the wall surface are substantially the same temperature, the feed water may be locally cooled and the feed water may be frozen in the heat exchanger. Therefore, cold water can be generated with high efficiency.
[0036]
Therefore, by operating the
[0037]
In addition, since the
[0038]
(Example 2)
FIG. 5 is a configuration diagram of an air conditioning system according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, an
[0039]
In the above configuration, the condensed water adhering to the surface of the
[0040]
【The invention's effect】
As described above, the air conditioning system of the present invention has the following effects.
[0047]
Steam Since the reduction of the cold water due to the generation is prevented, the replenishment work of the circulating water can be omitted, and the water exceeding the predetermined amount is automatically drained even when the inflow of the condensed water is large, so that the maintenance is unnecessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioning system showing an indoor unit in a top blowing state according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of an indoor unit in a bottom blowing state of the air conditioning system
FIG. 3 is a perspective view showing an expanded state of indoor units of the air conditioning system.
FIG. 4 is an exploded view of the evaporator of the air conditioning system
FIG. 5 is a configuration diagram of an air conditioning system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of an air conditioning system in a first conventional example.
FIG. 7 is a configuration diagram of an air conditioning system in a second conventional example.
FIG. 8 is a perspective view of a room for explaining temperature distribution of the air conditioning system in the first conventional example.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the distribution of the blowing temperature of the air conditioning system.
FIG. 10 is an explanatory diagram of vertical temperature distribution of the air conditioning system.
[Explanation of symbols]
21 Sistern
22 Pump
23 Boiler
26 Evaporator
27 Water circuit
28 Compressor
29 Condenser
30 Pressure reducing means
31 Heat pump circuit
33 Water outlet (heat medium outlet)
34 Flexible connection piping
35 Heat exchanger
37 Indoor units
40 Lower outlet
41 Switching means
45 Top outlet
53 Drainage pump
54 Drain receptacle
58 Branch supply port
61 Stacked heat exchanger
62 Refrigerant plate
62a Refrigerant slit
62b Water supply slit
63 Water supply plate
63a Refrigerant slit
63b Water supply slit
64 Bulkhead plate
64a Refrigerant slit
64b Water supply slit
67 Water supply port (heat medium supply port)
68 Condensate outlet
70 Ejector
74 Overflow drain
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