JP4042688B2 - 浴室空調装置 - Google Patents

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Description

本発明は、浴室における空調および衣類乾燥を行うために好適な浴室空調装置に関し、特には、浴室外の空気が熱交換器を介することなく浴室内に流入するのに伴って浴室空調効果が低減してしまうのを抑制することができる浴室空調装置に関する。
浴室空調機にヒートポンプ装置を組み合わせることによって、換気運転、暖房運転、乾燥運転、冷房運転の各運転モードで運転可能とした発明は従来から多く出願されている。
例えば、特開平5−126362号公報に記載された浴室換気装置では、第1熱交換器と第2熱交換器とが圧縮機に直列接続せしめられ、圧縮機と各熱交換器とを接続する配管に切換弁が設けられ、圧縮機から各熱交換器を循環する冷媒の流通方向を正逆に切換自在とすることにより、第1熱交換器に吸熱された冷風、または、第1熱交換器からの放熱を受けた温風が浴室内に供給されるようになっている。
詳細には、特開平5−126362号公報に記載された浴室換気装置では、浴室内の空気の一部が、浴室内から排出せしめられ、次いで、その空気が、第1熱交換器によって冷却または加熱された後に、浴室内に循環せしめられている。
ところが、特開平5−126362号公報に記載された浴室換気装置では、浴室内の空気の残りの一部も、浴室内から排出せしめられ、その空気は、浴室内に循環せしめられるのではなく、第2熱交換器を介して屋外に排出されている。つまり、特開平5−126362号公報に記載された浴室換気装置では、第2熱交換器を介して屋外に排出された空気を補う量だけ、浴室外の空気が浴室内に吸い込まれている。詳細には、その空気は、換気孔(ガラリ)を介して浴室外から浴室内に吸い込まれており、熱交換器を介していない。
すなわち、特開平5−126362号公報に記載された浴室換気装置では、浴室外の空気が、熱交換器を介することなく、換気孔を介して浴室内にそのまま吸い込まれてしまう。詳細には、例えば夏季には、浴室外の熱い空気が、熱交換器によって冷却されることなく、換気孔を介して浴室内にそのまま吸い込まれてしまう。また、例えば冬季には、浴室外の冷たい空気が、熱交換器によって加熱されることなく、換気孔を介して浴室内にそのまま吸い込まれてしまう。
その結果、特開平5−126362号公報に記載された浴室換気装置では、熱交換器を介することなく浴室外から浴室内に流入する空気によって、浴室空調効果が低減せしめられてしまう。
また、例えば特開2002−349930号公報には、浴室内の空気を循環させる循環用送風機と、冷媒を通す熱交換器とを備えた室内機と、冷媒を圧縮する圧縮機及び冷媒を通す熱交換器及び冷却用送風機を備えた室外機とで構成するヒートポンプ式の空調装置を具備する浴室乾燥装置が記載されている。特開2002−349930号公報に記載された浴室乾燥装置では、浴室内に配設した換気用送風機を空調装置に連動連結するとともに、その空調装置の循環用送風機にヒートポンプの凝縮器又は蒸発器を合わせて2つ以上接続して、換気運転、暖房運転、乾燥運転、冷房運転の各運転モードで運転可能に構成することとしている。
ところが、特開2002−349930号公報に記載された浴室乾燥装置では、乾燥運転を行う際に発生する高温多湿の排気から熱回収を行っていないため、熱効率が悪くなってしまう。また、冷媒回路や通風経路が複雑であるため、部品コストや組立コストが増大してしまう。更に、室外側熱交換器を屋外に設置することによって必要な熱を吸熱したり余分な熱を放熱しているため、冷媒配管が長くなって熱効率が悪くなったり、冷媒配管を設置ならびに接続するのに手間がかかったり、施工現場で冷媒回路の真空引きや冷媒充填が必要となって手間がかかってしまう。
特開平5−126362号公報
特開2002−349930号公報
前記問題点に鑑み、本発明は、浴室外の空気が熱交換器を介することなく浴室内に流入するのに伴って浴室空調効果が低減してしまうのを抑制することができる浴室空調装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、乾燥運転での熱効率を高め、部品コストや組立コストを低く抑え、施工現場での手間を少なくすることができる浴室空調装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明によれば、浴室以外から空気を取り入れるための第一の吸気口と、浴室から空気を取り入れるための第二の吸気口と、送風機と、前記第一および第二の吸気口を介して取り入れられた前記空気を前記浴室内に吹き出すための送風口と、前記第一および第二の吸気口を介して取り入れられた前記空気を屋外へ送風する排気口と、ヒートポンプ装置によって一方が放熱、他方が吸熱を行う第一の熱交換器および第二の熱交換器とを具備し、前記第一の熱交換器は前記第一の吸気口と前記送風機との間に設置されており、前記第二の熱交換器は前記送風機と前記排気口との間に設置され、浴室以外から前記第一の吸気口を介して取り入れられた前記空気に対して前記第一の熱交換器による放熱または吸熱を行った後に、その空気を前記送風口を介して前記浴室内に吹き出すことを特徴とする浴室空調装置が提供される。
請求項に記載の発明によれば、前記ヒートポンプ装置は、冷媒圧縮機、絞り機構、前記第一の熱交換器、前記第二の熱交換器を有しており、冷媒の循環方向は、前記冷媒圧縮機、前記第一の熱交換器、前記絞り機構、前記第二の熱交換器、前記冷媒圧縮機の順番であることを特徴とする請求項に記載の浴室空調装置が提供される。
請求項に記載の発明によれば、前記ヒートポンプ装置は、冷媒圧縮機、冷媒流れ方向切り替え弁、絞り機構、前記第一の熱交換器、前記第二の熱交換器を有しており、前記冷媒流れ方向切り替え弁を制御することによって冷媒の循環方向が、前記冷媒圧縮機、前記第一の熱交換器、前記絞り機構、前記第二の熱交換器、前記冷媒圧縮機の順番で循環する方向と、前記冷媒圧縮機、前記第二の熱交換器、前記絞り機構、前記第一の熱交換器、前記冷媒圧縮機の順番で循環する方向とに切り替わることを特徴とする請求項に記載の浴室空調装置が提供される。
請求項に記載の発明によれば、浴室へ送風する前記送風口にはヒーターが配置されていることを特徴とする請求項に記載の浴室空調装置が提供される。
請求項1に記載の浴室空調装置では、浴室以外から取り入れられた空気に対して第一の熱交換器による放熱または吸熱が行われた後に、その空気が浴室内に吹き出される。そのため、浴室外の空気が熱交換器を介することなく浴室内に流入するのに伴って浴室空調効果が低減してしまうのを抑制することができる。また、浴室空調装置の本体の内部に二つの第一および第二の熱交換器が配置され、一の熱交換器において回収された熱が他の熱交換器において利用される。そのため、排気から熱を回収して浴室を暖房したり、排気へ熱を放出して浴室を冷房することができる。これにより、複数の熱交換器が屋外と屋内とに配置され、屋外の熱交換器において回収された熱が屋内の熱交換器において利用される従来の場合よりも、熱の損失を低減し、熱効率を向上させることができる。更に、好ましくは、ヒートポンプ装置の一部を構成する冷媒回路が、浴室空調装置の本体の内部に配置されるか、あるいは、浴室空調装置の本体に隣接して配置される。そのため、ヒートポンプ装置の一部を構成する冷媒回路が屋外の熱交換器まで延ばされている従来の場合よりも、冷媒回路および送風回路を短くすることができ、その結果、熱の損失を低減して熱効率を向上させることができ、部品コストおよび組立コストを低減することができる。
例えば冷房機能が要求されない市場に鑑み、請求項に記載の浴室空調装置では、ヒートポンプ装置に、冷媒圧縮機、絞り機構、第一の熱交換器、および、第二の熱交換器が設けられ、冷媒の循環方向が、冷媒圧縮機、第一の熱交換器、絞り機構、第二の熱交換器、冷媒圧縮機の順番とされている。そのため、簡易なヒートポンプ装置によって効率的に、排気から熱を回収して浴室を暖房することができる。
例えば冷房機能が要求される市場に鑑み、請求項に記載の浴室空調装置では、ヒートポンプ装置に、冷媒圧縮機、冷媒流れ方向切り替え弁、絞り機構、第一の熱交換器、および、第二の熱交換器が設けられ、冷媒流れ方向切り替え弁を制御することによって冷媒の循環方向が、冷媒圧縮機、第一の熱交換器、絞り機構、第二の熱交換器、冷媒圧縮機の順番で循環する方向と、冷媒圧縮機、第二の熱交換器、絞り機構、第一の熱交換器、冷媒圧縮機の順番で循環する方向とに切り替えられる。そのため、簡易なヒートポンプ装置によって効率的に、排気から熱を回収して浴室を暖房すること、および、排気へ熱を放出して浴室を冷房することができる。
請求項に記載の浴室空調装置では、浴室へ送風する送風口にはヒーターが配置されている。そのため、低温での立ち上がりが遅いというヒートポンプの弱点を補うことができる。
図1は本発明の浴室空調装置の第1の実施形態の平断面図、図2は図1に示した第1の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図、図3は図1に示した浴室空調装置の斜視図である。第1の実施形態の浴室空調装置は、例えば浴室の天井に取付けられる。
図1〜図3において、1は浴室以外から空気を取り入れる第一の吸気口、2は第一の吸気口1から取り入れられた空気を浴室(図示せず)へ送風する第一の送風機、3は第一の送風機2から送られた空気を浴室へ吹き出す第一の送風口である。4は浴室から空気を取り入れる第二の吸気口、5は第二の吸気口4から取り入れられた空気を屋外へ送風する第二の送風機、6は第二の送風機5から送られた空気を屋外へ通じる空気通路(図示せず)へ吹き出す第二の送風口である。7はヒートポンプ装置の一部を構成する第一の熱交換器、8はヒートポンプ装置の一部を構成する第二の熱交換器である。第一の熱交換器7および第二の熱交換器8は、一方が放熱を行う時に他方が吸熱を行うように構成されている。9は冷媒圧縮機、10は絞り機構、17は第一の送風機2および第二の送風機5を駆動するためのモーター、Aは浴室空調装置の本体である。
図1および図2に示すように、第1の実施形態の浴室空調装置では、第一の熱交換器7が第一の吸気口1と第一の送風口3との間に設置され、第二の熱交換器8が第二の吸気口4と第二の送風口6との間に設置されている。つまり、第一の吸気口1を介して浴室以外から取り入れられた空気に対して第一の熱交換器7による放熱または吸熱が行われた後に、その空気が第一の送風口3を介して浴室内に吹き出される。
更に、図1〜図3に示すように、第1の実施形態の浴室空調装置では、浴室空調装置の本体Aの内部に第一の熱交換器7および第二の熱交換器8が配置され、それらのうちの一方の熱交換器において回収された熱が他方の熱交換器において利用される。
また、図1〜図3に示すように、第1の実施形態の浴室空調装置では、ヒートポンプ装置の冷媒回路を構成する冷媒圧縮機9、絞り機構10、第一の熱交換器7、および、第二の熱交換器8が、浴室空調装置の本体Aの内部と、浴室空調装置の本体Aに隣接する部分とに配置されている。詳細には、冷媒の循環方向が、冷媒圧縮機9、第一の熱交換器7、絞り機構10、第二の熱交換器8、冷媒圧縮機9の順番とされている。そのため、乾燥運転の際にヒートポンプ装置を作動させると、浴室内が加熱されてよく乾燥すると共に、排気から回収された熱が再利用されるので熱効率が良い。
図4は第1の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。図2および図4に示すように、乾燥運転ならびに暖房運転においては、冷媒圧縮機9を作動させ、第一の送風機2と第二の送風機5を作動させる。そうすると、第一の吸気口1から導入された空気が第一の熱交換器7を通過して、第一の送風機2に吸い込まれて吐き出され、第一の送風口3から浴室へ吹き出されると共に、第二の吸気口4から導入された空気が第二の熱交換器8を通過して、第二の送風機5に吸い込まれて吐き出され、第二の送風口6から排出される。更に、冷媒圧縮機9が作動しているので、第一の熱交換器7は放熱し、第二の熱交換器8は吸熱する。そのため、第一の吸気口1から導入される空気が20℃であっても、第一の送風口3から浴室へ吹き出される空気は20℃を超え、第二の送風口6から排出される空気は20℃を下回る。すなわち、簡易なヒートポンプ装置によって効率的に排気から熱が回収されて浴室が暖房されることになる。
図示しないが、乾燥運転ならびに暖房運転の安定状態になると、第一の熱交換器7が放熱を続け、第二の熱交換器8が吸熱を続けるので、第一の送風口3から浴室へ吹き出される空気は20℃を大きく超える。例えば、第一の吸気口1から20℃の空気が導入されると、第一の送風口3から浴室へ60℃の空気が吹き出され、第二の吸気口4から40℃の空気が導入され、第二の送風口6から屋外へ10℃の空気が吹き出される。
図示しないが、第1の実施形態の浴室空調装置の換気運転においては、冷媒圧縮機8を作動させず、第一の送風機2と第二の送風機5を作動させる。図4に示した乾燥運転ならびに暖房運転と同様に、第一の吸気口1から導入された空気が第一の熱交換器7を通過して、第一の送風機2に吸い込まれて吐き出され、第一の送風口3から浴室へ吹き出されると共に、第二の吸気口4から導入された空気が第二の熱交換器8を通過して、第二の送風機5に吸い込まれて吐き出され、第二の送風口6から排出される。換気運転においては、図4に示した乾燥運転ならびに暖房運転とは異なり、各部位での空気の温度はほぼ均一になる。例えば、第一の吸気口1から導入される空気が20℃であれば、第一の送風口3から浴室内へ吹き出される空気も約20℃であり、第二の吸気口4から導入される空気も約20℃であり、第二の送風口6から排出される空気も約20℃である。
第1の実施形態の浴室空調装置では、図2および図4に示したように、浴室以外から取り入れられた空気に対して第一の熱交換器7による放熱が行われた後に、その空気が浴室内に吹き出される。そのため、従来の場合のように浴室外の空気が熱交換器を介することなく浴室内に流入するのに伴って浴室空調効果が低減してしまうのを抑制することができる。
更に、第1の実施形態の浴室空調装置では、図1〜図4に示したように、浴室空調装置の本体Aの内部に二つの熱交換器7,8が配置され、一方の熱交換器8において回収された熱が他方の熱交換器7において利用される。そのため、複数の熱交換器が屋外と屋内とに配置され、屋外の熱交換器において回収された熱が屋内の熱交換器において利用される従来の場合よりも、熱の損失を低減し、熱効率を向上させることができる。
また、第1の実施形態の浴室空調装置では、図1〜図4に示したように、ヒートポンプ装置の一部を構成する冷媒回路が、浴室空調装置の本体Aの内部と、浴室空調装置の本体に隣接する部分とに配置されている。そのため、ヒートポンプ装置の一部を構成する冷媒回路が屋外の熱交換器まで延ばされている従来の場合よりも、冷媒回路および送風回路を短くすることができ、その結果、熱の損失を低減して熱効率を向上させることができ、部品コストおよび組立コストを低減することができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第1の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第1の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図5は第2の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。図5において、11は冷媒流れ方向切り替え弁である。
図5に示すように、第2の実施形態の浴室空調装置では、ヒートポンプ装置が、冷媒圧縮機9、冷媒流れ方向切り替え弁11、絞り機構10、第一の熱交換器7、第二の熱交換器8を有し、冷媒流れ方向切り替え弁11を制御することによって冷媒の循環方向が、冷媒圧縮機9、第一の熱交換器7、絞り機構10、第二の熱交換器8、冷媒圧縮機9の順番で循環する方向と、冷媒圧縮機9、第二の熱交換器8、絞り機構10、第一の熱交換器7、冷媒圧縮機9の順番で循環する方向に切り替わるようになっている。
図5に示すように、第2の実施形態の浴室空調装置の乾燥運転ならびに暖房運転においては、冷媒流れ方向切り替え弁11を暖房側にして、冷媒圧縮機9を作動させ、第一の送風機2と第二の送風機5を作動させる。冷媒は、冷媒圧縮機9、第一の熱交換器7、絞り機構10、第二の熱交換器8、冷媒圧縮機9の順番で循環するので、図4に示した第1の実施形態の浴室空調装置の乾燥運転ならびに暖房運転と同様に、第一の熱交換器7は放熱し、第二の熱交換器8は吸熱する。そのため、図4に示した第1の実施形態の浴室空調装置の乾燥運転ならびに暖房運転と同様に、第一の吸気口1から導入される空気が20℃であっても、第一の送風口3から浴室へ吹き出される空気は20℃を超え、第二の送風口6から排出される空気は20℃を下回る。
図6は第2の実施形態の浴室空調装置を冷房運転させた場合の初期状態を示した図である。図6に示すように、第2の実施形態の浴室空調装置の冷房運転においては、冷媒流れ方向切り替え弁11を冷房側にして、冷媒圧縮機9を作動させ、第一の送風機2と第二の送風機5を作動させる。冷媒は、冷媒圧縮機9、第二の熱交換器8、絞り機構10、第一の熱交換器7、冷媒圧縮機9の順番で循環するので、第一の熱交換器7は吸熱し、第二の熱交換器8は放熱する。そのため、第一の吸気口1から導入される空気が40℃であっても、第一の送風口3から浴室へ吹き出される空気は40℃を下回り、第二の送風口6から排出される空気は40℃を超える。
図示しないが、冷房運転の安定状態になると、第一の熱交換器7が吸熱を続け、第二の熱交換器8が放熱を続けるので、第一の送風口3から浴室へ吹き出される空気は40℃を大きく下回る。例えば、第一の吸気口1から40℃の空気が導入されると、第一の送風口3から浴室へ10℃の空気が吹き出され、第二の吸気口4から25℃の空気が導入され、第二の送風口6から屋外へ60℃の空気が吹き出される。
第2の実施形態の浴室空調装置では、図5および図6に示したように、冷媒流れ方向切り替え弁11を切り替えることにより、簡易なヒートポンプ装置によって効率的に排気から熱を回収して浴室を暖房すること、および、排気へ熱を放出して浴室を冷房することができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第2の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第2の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図7は本発明の浴室空調装置の第3の実施形態の平断面図、図8は図7に示した第3の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図である。図7および図8において、12は第一の送風機2よりも風下側で、かつ、第一の熱交換器7よりも風下側で、かつ、第一の送風口3よりも風上側に位置する風路に設けられた第三の送風口である。13は第三の送風口12の入口に配置されたバタフライ型の開閉ダンパーである。この開閉ダンパー13は図示していない駆動装置によって必要に応じて開閉される。予め、第三の送風口12から例えば脱衣場へ通じるダクトを通しておけば、浴室だけでなく脱衣場も冷暖房したい場合にこの開閉ダンパー13を開けることによって、第三の送風口12から脱衣場へ冷風ないし温風が供給される。
第3の実施形態の浴室空調装置では、図7に示すように、第三の送風口12が設けられているため、例えば脱衣所と第三の送風口12とをダクトで接続することにより、脱衣所も暖房ないし冷房することができる。
更に、第3の実施形態の浴室空調装置では、図8に示すように、第三の送風口12に開閉ダンパー13が設けられているため、例えば脱衣所と第三の送風口12とをダクトで接続することにより、開閉ダンパー13を開けた時にのみ、脱衣所も暖房ないし冷房することができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第3の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第3の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図9は本発明の浴室空調装置の第4の実施形態の平断面図、図10は図9に示した第4の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図である。図9および図10において、14は第二の吸気口4よりも風下側で、かつ、第二の送風機5よりも風上側に位置する風路に設けられた第三の吸気口である。15は第三の吸気口14の入口に配置されたバタフライ型の開閉ダンパーである。この開閉ダンパー15は図示していない駆動装置によって必要に応じて開閉される。予め、第三の吸気口14から例えばトイレへ通じるダクトを通しておけば、浴室だけでなくトイレも換気したい場合にこの開閉ダンパー15を開けることによって、トイレから第三の吸気口14へ吸い込まれた空気は、第二の送風機5を通して第二の送風口6から屋外へ排出される。
第4の実施形態の浴室空調装置では、図9に示すように、第三の吸気口14が設けられているため、例えばトイレと第三の吸気口14とをダクトで接続することにより、トイレも換気することができる。
更に、第4の実施形態の浴室空調装置では、図9および図10に示すように、第三の吸気口14に開閉ダンパー15が設けられているため、例えばトイレと第三の吸気口14とをダクトで接続することにより、開閉ダンパー15を開けた時にのみ、トイレも換気することができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第5の実施形態について説明する。第5の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第4の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第4の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図11は本発明の浴室空調装置の第5の実施形態の平断面図、図12は図11に示した第5の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図である。図11および図12において、16は第一の吸気口1よりも風下側で、かつ、第二の熱交換器8よりも風上側に位置する風路に設けられたヒーターである。冬季に、第5の実施形態の浴室空調装置が乾燥運転ならびに暖房運転された場合の初期状態においては、第二の熱交換器8を通過した空気の温度が氷点下となり、第二の熱交換器8に霜が付着して風の流れを妨げる場合が想定されるが、そのような場合にはヒーター16を作動させることによって、第二の熱交換器8に入る空気を加熱すれば、霜の付着が防止ないし低減される。
第5の実施形態の浴室空調装置では、図11および図12に示したように、ヒーター16が設けられているため、第二の熱交換器8に霜が付着して通過風量が低下するのを防止することができる。詳細には、冬季に乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態において、第二の熱交換器8を通過した空気の温度が氷点下となり、第二の熱交換器8に霜が付着して風の流れを妨げそうな場合であっても、ヒーター16を作動させて、第二の熱交換器8に入る空気を加熱することにより、第二の熱交換器8に霜が付着するのを防止ないし低減することができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第6の実施形態について説明する。第6の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第1から第5の実施形態の浴室空調装置のいずれかとほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第1から第5の実施形態の浴室空調装置のいずれかとほぼ同様の効果を奏することができる。
上述した第1から第5の実施形態の浴室空調装置では、単一のモーター17によって第一の送風機2および第二の送風機5の両方が駆動されているが、図示しない第6の実施形態の浴室空調装置では、代わりに、第一の送風機2および第二の送風機5には、共用のモーター17が設けられるのではなく、それぞれに専用のモーターが設けられている。そのため、第一の熱交換器7によって加熱または冷却された空気を第三の送風口12を通じて浴室以外の場所にも供給したい場合には第一の送風機2の出力を上げたり、浴室を経由しないで第三の吸気口14を通じて排気させたい部屋がある場合には第一の送風機2の出力を上げたりすることができる。更に、レイアウト上の制約から第一の送風機2および第二の送風機5がモーターを共用できない場合でも、第一の送風機2と第二の送風機5とを適切にレイアウトすることができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第7の実施形態について説明する。第7の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第4の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第4の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図13は本発明の浴室空調装置の第7の実施形態の概略構成図である。図9および図10に示した第4の実施形態の浴室空調装置では、第三の送風口12を介して脱衣所(洗面所)の暖房ないし冷房が行われるが、図13に示すように第7の実施形態の浴室空調装置では、開閉ダンパーを備えた更なる送風口を介してトイレも暖房ないし冷房することができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第8の実施形態について説明する。図14は本発明の浴室空調装置の第8の実施形態の断面図ならびに冷媒回路図である。第8の実施形態の浴室空調装置は、例えば浴室の天井に取付けられる。
図14において、21は浴室以外から吸気する(空気を取り入れる)第一の吸気口、22は浴室(図示せず)から吸気する第二の吸気口、23は送風機、24は浴室へ送風する送風口、25は屋外へ送風する排気口である。26はヒートポンプ装置の一部を構成する第一の熱交換器、27はヒートポンプ装置の一部を構成する第二の熱交換器である。第一の熱交換器26および第二の熱交換器27は、一方が放熱を行う時に他方が吸熱を行うように構成されている。28は冷媒圧縮機、29は絞り機構、30は送風口24に配置されたヒーターである。
図14に示すように、第8の実施形態の浴室空調装置では、第一の熱交換器26が第一の吸気口21と送風機23との間に設置され、第二の熱交換器27が送風機23と排気口25との間に設置されている。つまり、第一の吸気口21を介して浴室以外から取り入れられた空気に対して第一の熱交換器26による放熱または吸熱が行われた後に、その空気が送風口24を介して浴室内に吹き出される。
更に、図14に示すように、第8の実施形態の浴室空調装置では、浴室空調装置の本体の内部に第一の熱交換器26および第二の熱交換器27が配置され、それらのうちの一方の熱交換器において回収された熱が他方の熱交換器において利用される。
また、図14に示すように、第8の実施形態の浴室空調装置では、ヒートポンプ装置の冷媒回路を構成する冷媒圧縮機28、絞り機構29、第一の熱交換器26、および、第二の熱交換器27が、浴室空調装置の本体の内部と、浴室空調装置の本体に隣接する部分とに配置されている。詳細には、冷媒の循環方向が、冷媒圧縮機28、第一の熱交換器26、絞り機構29、第二の熱交換器27、冷媒圧縮機28の順番とされている。そのため、乾燥運転の際にヒートポンプ装置を作動させると、浴室内が加熱されてよく乾燥すると共に、排気から回収された熱が再利用されるので熱効率が良い。
図15は第8の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。図14および図15に示すように、乾燥運転ならびに暖房運転においては、冷媒圧縮機28を作動させ、ヒーター30を作動させず、送風機3を作動させる。そうすると、第一の吸気口21から導入された空気が第一の熱交換器26を通過して送風機23に吸い込まれると共に、第二の吸気口22から導入された空気も送風機23に吸い込まれて、送風機23から吐き出される。送風機23から吐き出された空気の一部は送風口24から浴室内へ吹き出され、残りは第二の熱交換器27を通過して排気口25から排出される。冷媒圧縮機8が作動しているので、第一の熱交換器26は放熱し、第二の熱交換器27は吸熱する。そのため、第一の吸気口21から導入される空気が20℃で、第二の吸気口22から導入される空気が20℃であっても、送風機23に吸い込まれる空気と、送風機23から吐き出される空気は20℃を超え、排気口25から排出される空気は20℃を下回る。すなわち、簡易なヒートポンプ装置によって効率的に排気から熱が回収されて浴室が暖房されることになる。
図示しないが、乾燥運転ならびに暖房運転の安定状態になると、第一の熱交換器26が放熱を続け、第二の熱交換器27が吸熱を続けるので、送風機23から吐き出される空気は20℃を大きく超える。例えば、第一の吸気口21から20℃の空気が導入されると、第一の熱交換器26によって50℃に加熱されて送風機23に吸い込まれる。更に、第二の吸気口22からは30℃の空気が導入されて送風機23に吸い込まれる。その結果、送風機23からは40℃の空気が吐き出され、送風機23から吐き出された空気の一部は40℃のまま送風口24から浴室内へ吹き出され、残りは第二の熱交換器27によって10℃に冷却されて排気口25から排出される。
図示しないが、第8の実施形態の浴室空調装置の換気運転においては、冷媒圧縮機28を作動させず、ヒーター30を作動させず、送風機23を作動させる。そうすると、第一の吸気口21から導入された空気が第一の熱交換器26を通過して送風機23に吸い込まれると共に、第二の吸気口22から導入された空気も送風機23に吸い込まれて、送風機23から吐き出される。送風機23から吐き出された空気の一部は送風口24から浴室内へ吹き出され、残りは第二の熱交換器27を通過して排気口25から排出される。換気運転においては、各部位での空気の温度はほぼ均一である。例えば、第一の吸気口21から導入される空気が20℃であれば、送風口24から浴室内へ吹き出される空気も約20℃であり、第二の吸気口22から導入される空気も約20℃であり、排気口25から排出される空気も約20℃である。
図示しないが、ヒーター30を作動させて乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態においては、冷媒圧縮機28を作動させ、ヒーター30を作動させ、送風機23を作動させる。この際も空気の流れは、ヒーター30を作動させない場合の乾燥運転ならびに暖房運転の初期状態と同様である。ただし、冷媒圧縮機28とヒーター30が作動しているので、第一の熱交換器26は放熱し、ヒーター30は放熱し、第二の熱交換器27は吸熱する。そのため、第一の吸気口21から導入される空気が20℃で、第二の吸気口22から導入される空気が20℃であっても、送風機23に吸い込まれる空気と、送風機23から吐き出される空気は20℃を超え、排気口25から排出される空気は20℃を下回る。詳細には、第一の吸気口21から20℃の空気が導入されると、第一の熱交換器26によって50℃に加熱されて送風機23に吸い込まれる。更に、第二の吸気口22からは20℃の空気が導入されて送風機23に吸い込まれる。その結果、送風機23からは35℃の空気が吐き出され、送風機23から吐き出された空気の一部はヒーター30によって65℃に加熱されて送風口24から浴室内へ吹き出され、残りは第二の熱交換器27によって5℃に冷却されて排気口25から排出される。
図示しないが、ヒーター30を作動させて乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の安定状態においては、第一の熱交換器26が放熱を続け、ヒーター30も放熱を続け、第二の熱交換器27が吸熱を続けるので、送風機23から吐き出される空気は20℃を大きく超える。詳細には、第一の吸気口21から20℃の空気が導入されると、第一の熱交換器26によって50℃に加熱されて送風機23に吸い込まれる。更に、第二の吸気口22からは50℃の空気が導入されて送風機23に吸い込まれる。その結果、送風機23からは50℃の空気が吐き出され、送風機23から吐き出された空気の一部はヒーター30によって80℃に加熱されて送風口24から浴室内へ吹き出され、残りは第二の熱交換器27によって20℃に冷却されて排気口25から排出される。なお、例えばヒーター30としてPTCヒーターを採用すれば、送風機23から吐き出される空気の温度が高くなるのに伴ってヒーター30からの放熱量が減少するから、浴室へ送風される空気の温度が上がりすぎるのを防げるし、無駄な電力が消費されるのを防げる。
第8の実施形態の浴室空調装置では、図14および図15に示したように、浴室以外から取り入れられた空気に対して第一の熱交換器26による放熱が行われた後に、その空気が浴室内に吹き出される。そのため、従来の場合のように浴室外の空気が熱交換器を介することなく浴室内に流入するのに伴って浴室空調効果が低減してしまうのを抑制することができる。
更に、第8の実施形態の浴室空調装置では、図14および図15に示したように、浴室空調装置の本体の内部に二つの熱交換器26,27が配置され、一方の熱交換器27において回収された熱が他方の熱交換器26において利用される。そのため、複数の熱交換器が屋外と屋内とに配置され、屋外の熱交換器において回収された熱が屋内の熱交換器において利用される従来の場合よりも、熱の損失を低減し、熱効率を向上させることができる。
また、第8の実施形態の浴室空調装置では、図14および図15に示したように、ヒートポンプ装置の一部を構成する冷媒回路が、浴室空調装置の本体の内部と、浴室空調装置の本体に隣接する部分とに配置されている。そのため、ヒートポンプ装置の一部を構成する冷媒回路が屋外の熱交換器まで延ばされている従来の場合よりも、冷媒回路および送風回路を短くすることができ、その結果、熱の損失を低減して熱効率を向上させることができ、部品コストおよび組立コストを低減することができる。
更に、第8の実施形態の浴室空調装置では、図14および図15に示したように、浴室へ送風する送風口24にヒーター30が配置されている。そのため、低温での立ち上がりが遅いというヒートポンプの弱点を補うことができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第9の実施形態について説明する。第9の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第8の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第8の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図16は本発明の浴室空調装置の第9の実施形態の断面図である。図9において、40は送風口24を通過する風量と排気口25を通過する風量との割合を調整するためのダンパーである。第9の実施形態の浴室空調装置では、ダンパーの位置(開度)を調整することにより、送風口24を通過する風量と排気口25を通過する風量との割合を調整することができる。
以下、本発明の浴室空調装置の第10の実施形態について説明する。第10の実施形態の浴室空調装置は、後述する点を除き、上述した第8の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、第8の実施形態の浴室空調装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図17は第10の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。図17において、31は冷媒流れ方向切り替え弁である。
図17に示すように、第10の実施形態の浴室空調装置では、ヒートポンプ装置が、冷媒圧縮機28、冷媒流れ方向切り替え弁31、絞り機構29、第一の熱交換器26、第二の熱交換器27を有し、冷媒流れ方向切り替え弁31を制御することによって冷媒の循環方向が、冷媒圧縮機28、第一の熱交換器26、絞り機構29、第二の熱交換器27、冷媒圧縮機28の順番で循環する方向と、冷媒圧縮機28、第二の熱交換器27、絞り機構29、第一の熱交換器26、冷媒圧縮機28の順番で循環する方向に切り替わるようになっている。
図17に示すように、第10の実施形態の浴室空調装置の乾燥運転ならびに暖房運転においては、冷媒流れ方向切り替え弁31を暖房側にして、冷媒圧縮機28を作動させ、ヒーター30を作動させず、送風機23を作動させる。乾燥運転ならびに暖房運転においては、冷媒が、冷媒圧縮機28、第一の熱交換器26、絞り機構29、第二の熱交換器27、冷媒圧縮機28の順番で循環するので、図15に示した第8の実施形態の浴室空調装置の乾燥運転ならびに暖房運転と同様に、第一の熱交換器26は放熱し、第二の熱交換器27は吸熱する。そのため、図15に示した第8の実施形態の浴室空調装置の乾燥運転ならびに暖房運転と同様に、第一の吸気口21から導入された空気が20℃で、第二の吸気口22から導入される空気が20℃であっても、送風機23に吸い込まれる空気と、送風機23から吐き出される空気は20℃を超え、排気口25から排出される空気は20℃を下回る。
図18は第10の実施形態の浴室空調装置を冷房運転させた場合の初期状態を示した図である。図18に示すように、第10の実施形態の浴室空調装置の冷房運転においては、冷媒流れ方向切り替え弁31を冷房側にして、冷媒圧縮機28を作動させ、ヒーター30を作動させず、送風機23を作動させる。冷房運転においては、冷媒が、冷媒圧縮機28、第二の熱交換器27、絞り機構29、第一の熱交換器26、冷媒圧縮機28の順番で循環するので、第一の熱交換器26は吸熱し、第二の熱交換器27は放熱する。そのため、第一の吸気口21から導入される空気が40℃で、第二の吸気口22から導入される空気が40℃であっても、送風機23に吸い込まれる空気と、送風機23から吐き出される空気は40℃を下回り、排気口25から排出される空気は40℃を超える。
図示しないが、冷房運転の安定状態になると、第一の熱交換器26が吸熱を続け、第二の熱交換器27が放熱を続けるので、送風機23から吐き出される空気は40℃を大きく下回る。例えば、第一の吸気口21から40℃の空気が導入されると、第一の熱交換器26によって10℃に冷却されて送風機23に吸い込まれる。更に、第二の吸気口22からは30℃の空気が導入されて送風機23に吸い込まれる。その結果、送風機23からは20℃の空気が吐き出され、送風機23から吐き出された空気の一部は20℃のまま送風口24から浴室内へ吹き出され、残りは第二の熱交換器27によって50℃に加熱されて排気口25から排出される。
第10の実施形態の浴室空調装置では、図17および図18に示したように、冷媒流れ方向切り替え弁31を切り替えることにより、簡易なヒートポンプ装置によって効率的に排気から熱を回収して浴室を暖房すること、および、排気へ熱を放出して浴室を冷房することができる。
本発明の浴室空調装置の第1の実施形態の平断面図である。 図1に示した第1の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図である。 図1に示した浴室空調装置の斜視図である。 第1の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。 第2の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。 第2の実施形態の浴室空調装置を冷房運転させた場合の初期状態を示した図である。 本発明の浴室空調装置の第3の実施形態の平断面図である。 図7に示した第3の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図である。 本発明の浴室空調装置の第4の実施形態の平断面図である。 図9に示した第4の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図である。 本発明の浴室空調装置の第5の実施形態の平断面図である。 図11に示した第5の実施形態の浴室空調装置の正断面図ならびに冷媒回路図である。 本発明の浴室空調装置の第7の実施形態の概略構成図である。 本発明の浴室空調装置の第8の実施形態の断面図ならびに冷媒回路図である。 第8の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。 本発明の浴室空調装置の第9の実施形態の断面図である。 第10の実施形態の浴室空調装置を乾燥運転ならびに暖房運転させた場合の初期状態を示した図である。 第10の実施形態の浴室空調装置を冷房運転させた場合の初期状態を示した図である。
符号の説明
1 第一の吸気口
2 第一の送風機
3 第一の送風口
4 第二の吸気口
5 第二の送風機
6 第二の送風口
7 第一の熱交換器
8 第二の熱交換器
9 冷媒圧縮機
10 絞り機構
11 冷媒流れ方向切り替え弁
12 第三の送風口
13 開閉ダンパー
14 第三の吸気口
15 開閉ダンパー
16 ヒーター
17 モーター

Claims (4)

  1. 浴室以外から空気を取り入れるための第一の吸気口と、
    浴室から空気を取り入れるための第二の吸気口と、
    送風機と、
    前記第一および第二の吸気口を介して取り入れられた前記空気を前記浴室内に吹き出すための送風口と、
    前記第一および第二の吸気口を介して取り入れられた前記空気を屋外へ送風する排気口と、
    ヒートポンプ装置によって一方が放熱、他方が吸熱を行う第一の熱交換器および第二の熱交換器とを具備し、
    前記第一の熱交換器は前記第一の吸気口と前記送風機との間に設置されており、
    前記第二の熱交換器は前記送風機と前記排気口との間に設置され、
    浴室以外から前記第一の吸気口を介して取り入れられた前記空気に対して前記第一の熱交換器による放熱または吸熱を行った後に、その空気を前記送風口を介して前記浴室内に吹き出す
    ことを特徴とする浴室空調装置。
  2. 前記ヒートポンプ装置は、冷媒圧縮機、絞り機構、前記第一の熱交換器、前記第二の熱交換器を有しており、冷媒の循環方向は、前記冷媒圧縮機、前記第一の熱交換器、前記絞り機構、前記第二の熱交換器、前記冷媒圧縮機の順番であることを特徴とする請求項に記載の浴室空調装置。
  3. 前記ヒートポンプ装置は、冷媒圧縮機、冷媒流れ方向切り替え弁、絞り機構、前記第一の熱交換器、前記第二の熱交換器を有しており、前記冷媒流れ方向切り替え弁を制御することによって冷媒の循環方向が、前記冷媒圧縮機、前記第一の熱交換器、前記絞り機構、前記第二の熱交換器、前記冷媒圧縮機の順番で循環する方向と、前記冷媒圧縮機、前記第二の熱交換器、前記絞り機構、前記第一の熱交換器、前記冷媒圧縮機の順番で循環する方向とに切り替わることを特徴とする請求項に記載の浴室空調装置。
  4. 前記浴室へ送風する前記送風口にはヒーターが配置されていることを特徴とする請求項に記載の浴室空調装置。
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