JP4151550B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、加湿手段を備えた空気調和装置に係り、特にこれら加湿手段のスケール対策に関するものである。

従来より、被処理空気へ水分を付与することにより、この被処理空気の加湿を行う加湿器が知られている。この加湿器は、例えば室内空間の空調を行う空気調和装置や、食品を貯蔵することを目的とした冷凍装置などに利用されている。

例えば、上記空気調和装置として、図５に示すように、ケーシング(100)内の空気通路に、送風ファン(101)と、被処理空気の温調を行う熱交換器(102)と、被処理空気の加湿を行うための加湿手段（加湿器）(103)とを備えたものがある。この空気調和装置において、暖房運転時には、送風機(101)によってケーシング(100)内へ導入された被処理空気は、熱交換器(102)を通過する際に、加温される。そして、熱交換器(102)を通過した後の被処理空気は、上記加湿手段(103)へ流入する。この加湿手段(103)は、多孔質部材（透湿膜）を備えており、この多孔質部材には供給水分が保持されている。このため、加湿手段(103)へ流れて多孔質部材を通過する被処理空気は、多孔質部材中の水分を蒸発させるとともに、水分が付与されて加湿される。このように、熱交換器(102)と加湿手段(103)とによって、温調及び加湿された被処理空気は、送風ファン(101)によって室内空間へ供給される（特許文献１参照）。

ところで、上述した多孔質部材は、加湿時における水分蒸発量が多いため加湿性能には優れているものの、この多孔質部材中の水分の蒸発に伴い、この水分中の硬質成分が濃縮されると、スケールが発生して多孔質部材の加湿性能を低下させてしまうという問題があった。

この問題を解決する従来技術として、上記加湿手段におけるスケール発生抑制手段を備えたものがある。なお、このスケール発生抑制手段は、上述した冷凍装置に適用されている。この冷凍装置は、図６に示すように、多孔質部材を備えた加湿手段(105)と、この加湿手段(105)への水分を貯留する給水タンク(106)とが配管により接続されている。また、上記給水タンク(106)には、この給水タンク(106)へ水分を供給するための給水管(107)と、この給水タンク(106)の水分を排出するための排水管(108)とが設けられている。さらに、上記給水管には、給水用電磁弁(109)が設けられており、上記排水管(108)には、排水用電磁弁(110)が設けられている。また、この加湿手段(105)は、冷凍装置の温調を行う熱交換器(112)が接続された冷媒回路(111)を備えている。

この冷凍装置においては、通常の加湿運転を停止して冷媒回路(111)内の蒸発器(112)の徐霜を行うデフロスト運転時に、上記給水用電磁弁(109)及び排水用電磁弁(110)を開閉制御し、給水タンク(106)中の水分の一部を入れ替えるようにしている。そして、給水タンク(106)中の硬質成分濃度を低くした後に、給水タンク(106)より多孔質部材へ水分を供給している。このようにすることで、多孔質部材へ供給される水分中の硬質成分の濃度が低くなり、多孔質部材中の水分の蒸発に伴うスケールの発生を抑えている。

このように、この冷凍装置では、加湿を行わないデフロスト運転に連動させて、給水タンク(106)の水分を入れ替えることで、この冷凍装置の冷凍運転に影響を与えず、多孔質部材中の硬質濃度の上昇を抑え、スケールの発生を抑制している（特許文献２参照）。
特開２０００−４６４０２号公報 特開平１１−３５１７３１号公報

しかしながら、特許文献２に開示された冷凍装置におけるデフロスト運転は、特に外気温度が低い場合に行われるため、寒冷地においては高頻度で行われるものの、温暖地においては低頻度で行われる。すなわち、デフロスト運転は、このような外気温度の影響を受けやすく、デフロスト運転に連動させたスケール発生抑制手段では、外気温度によっては水分の入れ替えが十分に行われず、確実なスケール対策できなくなるという問題がある。この問題は、冷凍装置だけでなく、加湿手段を備えた空気調和装置に上述のスケール発生抑制手段を具備させた場合にも同様のことがいえる。

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、加湿手段を備えた空気調和装置において、この加湿手段におけるスケールの発生を確実かつ安定的に抑制可能なスケール対策を提案し、この空気調和装置の信頼性を向上することにある。

本発明は、加湿手段を備えた空気調和装置において、冷媒回路の油戻し運転に合わせて多孔質部材中の水分を交換する制御手段を設け、この多孔質部材中の硬質成分濃度の上昇を抑制するようにしたものである。

より具体的に、第１の発明は、ケーシング(10)内の空気通路(60)に配置される室内熱交換器(30)と、室外に配置される室外熱交換器(33)とが接続されると共に冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路(3)と、上記ケーシング(10)内の空気通路(60)に配置されると共に被処理空気へ水分を付与する多孔質部材(42)を有する加湿手段（40）と、上記冷媒回路(3)及び上記加湿手段(40)の運転を制御する制御手段(6)とを備え、上記冷媒回路(3)で室内熱交換器(30)を凝縮器として上記室外熱交換器(33)を蒸発器とする冷凍サイクルを行いながら、被処理空気を室内熱交換器(30)で加熱すると共に加湿手段(40)で加湿する加湿運転を行う空気調和装置を前提としている。そして、この空気調和装置は、上記制御手段(6)が、上記加湿運転中に該加湿運転を停止させて冷媒回路(3)内の冷凍機油を回収する油戻し運転を所定の間隔で実行させると共に、該油戻し運転時に上記多孔質部材(42)中の水分を交換する水交換運転を行うように構成されていることを特徴とするものである。

上記第１の発明では、多孔質部材(42)に供給された水分の硬質成分濃度が上昇し、多孔質部材(42)においてスケールが発生することを抑制するために、多孔質部材(42)中の水分を交換する水交換運転を行うようにしている。この水交換運転は、制御手段(6)によって、冷媒回路(3)内の冷凍機油を回収する油戻し運転時に行われる。

ここで、上記油戻し運転は、所定の間隔で行われており、この油戻し運転時には、実質的にこの空気調和装置の加湿運転が停止する。したがって、水交換運転をこの油戻し運転に合わせて行うことで、空気調和装置の加湿運転に支障なく、確実かつ安定的に多孔質部材(42)中の水分の交換を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明の空気調和装置において、水交換運転が、多孔質部材(42)に保持された水分の一部を交換するように制御されていることを特徴とするものである。

上記第２の発明では、水交換運転における多孔質部材(42)の水分の交換水量を減らすことで、水交換運転の時間を短縮することができる。このため、例えば油戻し運転の時間が短い場合にも、この油戻し運転に合わせて水交換運転を行うことができる。

第３の発明は、第１の発明の空気調和装置において、水交換運転が、多孔質部材(42)に保持された水分の全部を交換するように制御されていることを特徴とするものである。

上記第３の発明では、多孔質部材(42)中の水分を全て交換することで、多孔質部材(42)中で濃縮された硬質成分は、ほぼ全量排出される。したがって、硬質成分濃度の上昇を確実に抑え、多孔質部材(42)のスケールの発生も確実に抑制することができる。

本発明では、以下の効果が発揮される。

第１の発明によれば、制御手段(6)により、空気調和装置の加湿運転が実質的に停止する油戻し運転に合わせて水交換運転を行うことで、この空気調和装置の加湿運転に影響を与えずに、加湿手段(40)に備えられた多孔質部材(42)中の水分を交換することができる。

また、この油戻し運転は、例えばデフロスト運転のように外気温度に影響して運転されるものではなく、所定の間隔で定期的に行われるため、水交換運転も所定の間隔で定期的に行われることになる。このため、水交換運転によって、多孔質部材(42)中の水分の硬質成分濃度が上昇してスケールが発生することを確実かつ安定的に抑制することができる。したがって、加湿手段(40)におけるスケール発生による加湿性能の低下を防ぐことができ、この空気調和装置の信頼性を向上することができる。

第２の発明によれば、水交換運転時における多孔質部材(42)の交換水量を減らすことで、水交換運転の時間を短縮できる。したがって、油戻し運転の運転時間が短い場合にも、この油戻し運転の運転時間内に水交換運転を行うことができる。

また、例えば油戻し運転が実行されるまでの間隔が短い場合には、この油戻し運転の実行頻度に応じて、水交換運転時の交換水量を減らすことができる。

第３の発明によれば、多孔質部材(42)中の水分を全て交換することで、多孔質部材(42)中で濃縮された硬質成分をほぼ全量排出することができる。このため、硬質成分濃度の上昇を確実に抑え、多孔質部材(42)のスケールの発生も確実に抑制することができる。したがって、スケール発生による加湿性能の低下をより確実に防ぐことができ、この多孔質部材(42)の寿命を延ばすことができるとともに、この空気調和装置の信頼性をさらに向上することができる。

《発明の実施形態》
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る冷凍装置は、加湿手段(40)による加湿機能付の空気調和装置である。この空気調和装置(1)は、室内空間の天井部に埋設される天井埋込式の空気調和装置である。さらに、この空気調和装置(1)は、オールフレッシュ型の空調システムの一部となっている。すなわち、この空気調和装置(1)は、室外空気を吸引して被処理空気を室内へ供給しており、この空気調和装置(1)の供給空気量に相当する室内空気は、別に設けられた送風手段により室外へ排出される。

ここでは、本実施形態に係る空気調和装置(1)の全体構成について、図１から図３を参照しながら説明する。なお、図１(Ａ)は、空気調和装置(1)の概略構成を示す平面図、図１(Ｂ)は、この空気調和装置(1)の概略構成を示す側面図である。また、本実施形態の説明において、「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、図１に示す空気調和装置(1)を正面側から視た場合の方向性を意味している。

図１に示すように、空気調和装置(1)は、やや扁平な直方体状のケーシング(10)を備えている。ケーシング(10)は、最も奥側に第１パネル(11)が形成され、最も手前側に第２パネル(12)が設けられている。また、ケーシング(10)には、左右側にケーシング側板(15,16)が形成されている。さらに、ケーシング(10)には、上側にケーシング天板(17)が形成され、下側にケーシング底板(18)が形成されている。

第１パネル(11)には、吸引口(13)が形成されている。この吸引口(13)は、図示しないダクトが接続されて室外と連通している。第２パネル(12)には、給気口(14)が形成されている。この給気口(14)は、図示しないダクトが接続されて室内空間と連通している。そして、ケーシング(10)の内部において、吸引口(13)から給気口(14)までの間に被処理空気が流れる空気通路(60)が形成されている。この空気通路(60)は、詳細は後述する加湿手段(40)によって、その上流側に位置する第１空気通路(61)と、その下流側に位置する第２空気通路(62)とに区画形成されている。

ケーシング(10)の内部には、第１空気通路(61)の奥側より手前側に向かって順に、送風ファン（送風手段）(20)、熱交換器（室内熱交換器）(30)、及び加湿器（加湿手段）(40)が設置されている。また、送風ファン(20)、室内熱交換器(30)、及び加湿器(40)には、これら送風ファン(20)、室内熱交換器(30)、及び加湿器(40)と通電する電源手段(5)が接続されている。この電源手段(5)は、第１空気通路(61)側のケーシング側板(16)に形成された電装品ケーシング(7)に内装されている。また、この電装品ケーシング(7)には、送風手段(20)、加湿器(40)、及び詳細は後述する冷媒回路(3)（図４参照）の運転制御を行う制御手段(6)が配置されている。

また、室内熱交換器(30)と加湿器(40)の下側には、ドレンパン(70)が設けられている。このドレンパン(70)は、その前端が第２パネル(11)の内面近傍に位置し、その後端が送風ファン(20)の手前側に位置している。また、このドレンパン(70)の左右両端は、ケーシング側板(15,16)の内面近傍に位置している。そして、このドレンパン(70)は、上記ケーシング底板(18)に一体的に固定されている。また、このドレンパン(70)は、その底面(70a)が第２パネル(12)から第１パネル(11)へ向かって下方向に傾斜している。

送風ファン(20)は、吸引口(13)の近傍に配置されている。この送風ファン(20)は、吸引口(13)より被処理空気を吸引し、この被処理空気を空気通路(60)へ流通させる。

室内熱交換器(30)は、送風ファン(20)の下流側でケーシング(10)の中間位置に配置されている。この室内熱交換器(30)は、上記冷媒回路(3)に備えられており、蒸発器または凝縮器として機能する。そして、室内熱交換器(30)は、被処理空気と室内熱交換器(30)内を流れる冷媒とを熱交換させる。

加湿器(40)は、給気口(14)の近傍において、上記第１，第２空気通路(61,62)との間に配置されている。この加湿器(40)は、透湿膜（多孔質部材）(42)を備えた加湿エレメント(41)と、この加湿エレメント(41)の外周縁部を保持する枠体(50)とを備えている。また、この加湿器(40)には、上記透湿膜(42)への供給水が流れる給水配管(71)と、上記透湿膜(42)からの排出水が流れる排水配管(72)とが設けられている（詳細は後述）。

加湿エレメント(41)は、直方体状に形成されており、その両端がケーシング側板(15,16)の内面付近まで延びて配置されている。この加湿エレメント(41)は、直方体状に形成された４つのエレメント(41a,41a,41a,41a)によって構成されている。これらのエレメント(41a,41a,41a,41a)は、互いに隣り合う左右の面が隣接するように左右方向に並んで配列されている。

上記エレメント(41a)は、図２に示す分解斜視図にあるように、複数の透湿膜ユニット(43)と、この複数の透湿膜ユニット(43)を支持するユニット枠体(44)とを備えている。

ユニット枠体(44)は、上端部に位置するユニット天板(44a)と、下端部に位置するユニット底板(44b)と、左端部に位置するユニット左側板(44c)と、右端部に位置するユニット右側板(44d)とで構成されている。そして、このユニット左側板(44c)とユニット右側板(44d)の上下端に、ユニット天板(44a)の左右端とユニット底板(44b)の左右端とがそれぞれ固定され、前後が開放された箱形のユニット枠体(44)を形成している。そして、このユニット枠体(44)の内側に被処理空気が流通して加湿される加湿通路(63)が区画形成されている。

複数の透湿膜ユニット(43)は、上記加湿通路(63)に配置されている。この透湿膜ユニット(43)は、平板状に形成されており、その左右面に上記透湿膜(42)が貼付されている。そして、この透湿膜ユニット(43)は、その上端が透湿膜天板(44a)の下面に支持され、その下端が透湿膜底板(44b)の上面に支持されている。そして、隣り合う透湿膜ユニット(43)の左右面が、それぞれ隣接するように加湿通路(63)内に並設されている。

また、透湿膜ユニット(43)の左右面と上記透湿膜右側板(44d)の左面には、複数のリブ(45)が配置されている。このリブ(45)は、透湿膜ユニット(43)の前端から後端まで水平に延びて形成されている。そして、このリブ(45)は、透湿膜ユニット(43)の上端より下端まで複数配列されている。

また、上述した透湿膜右側板(44d)の下端部には、詳細は後述する第２配管(82)と接続される給水口(46)が設けられている。また、この透湿膜右側板(44d)の左面には、左側が開放された直方体状の第１角溝(48a)が形成されている。そして、この第１角溝(48a)の内部と上記給水口(46)とが連通通路(47)を介して連通している。

さらに、複数の透湿膜ユニット(43)の下端部には、直方体状の第２角溝(48b)が左右方向に貫通形成されている。そして、複数の透湿膜ユニット(43)が加湿通路(63)内に並設された状態において、上記第１角溝(48a)と複数の第２角溝(48b)が連通してヘッダ(48)が形成されている。また、それぞれの透湿膜ユニット(43)には、上記第２角溝(48b)より上方に向かって図示しない透湿膜通路が形成されている。この透湿膜通路は、透湿膜ユニット(43)の上端まで全体に拡がって形成されている。そして、複数の透湿膜ユニット(43)が加湿通路(63)内に並設された状態において、各透湿膜ユニット(43)の透湿膜通路は、ヘッダ(48)よりそれぞれ分岐して形成されている。

上記加湿エレメント(41)を保持する枠体(50)は、図１(Ａ)、(Ｂ)に示すように、その外周縁部がケーシング(10)の内面付近まで延びている。この枠体(50)は、加湿エレメント(41)の上端に位置する天板部材(51)と、加湿エレメント(41)の下端に位置する底板部材(52)と、加湿エレメント(41)の左右端に位置する側板部材(53,54)とで構成されている。そして、この枠体(50)は、ケーシング(10)内に装着されることで、加湿エレメント(41)とケーシング(10)との間の空間の漏れを抑制するシール部材として機能する。

また、この枠体(50)の上部側で、加湿エレメント(41)の奥側には、図３(加湿器(40)近傍の拡大断面図)に示すように、加湿エレメント(41)に備えられた透湿膜(42)への供給水を貯留するための給水タンク(80)が設けられている。この給水タンク(80)は、加湿エレメント(41)の上端よりも高い水位で供給水を貯留できるように配置されている。この給水タンク(80)内には、ケーシング(10)の外部からの供給水を給水タンク(80)内へ導入する供給配管(73)が設けられている。この供給配管(73)には、第１開閉弁(85)が設けられている。また、給水タンク(80)内には、この給水タンク(80)内の水位を検知するフロートスイッチ(87)が設けられている。

また、この給水タンク(80)の下部側には、第１，第２，第３配管(81,82,83)が配置されている。第１配管(81)は、一端が給水タンク(80)の下部に接続されている。この第１配管(81)の他端は、３方に分岐されたコネクタ(84)の第１接続部(84a)に接続されている。第２配管(82)は、一端が上述した透湿膜右側板(44d)の給水口(48)に接続されている。この第２配管(82)の他端は、コネクタ(84)の第２接続部(84b)に接続されている。第３配管(83)の一端は、コネクタ(84)の第３接続部(84c)に接続されている。そして、この第３配管(83)の一端と、上記第１，第２配管(81,82)の他端とが、コネクタ(84)を介して連結されている。この第３配管の他端は、図示しない排水通路側へ延びている。また、この第３配管(83)には、第２開閉弁(86)が設けられている。

加湿エレメント(41)の下流側には、加湿エレメント(41)からの水滴が飛散するのを防止するためのエリミネータ(90)が設けられている。このエリミネータ(90)は、略板状に形成されている。このエリミネータ(90)は、上下方向に延びて形成されており、その上端と下端とが、枠体(50)の上下部に設けられた支持部材(55)によって固定支持されている。

次に、本実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路(3)について図４を参照しながら説明する。

冷媒回路(3)は、圧縮機(31)、上記室内熱交換器(30)、膨張弁(32)、及び室外熱交換器(33)接続された閉回路である。また、この冷媒回路(3)は、閉回路内を冷媒が循環することにより冷凍サイクルを行う一般的な冷媒回路である。

この冷媒回路(3)において、室外側に位置する圧縮機(31)の吐出口は、圧縮機(31)から吐出された冷媒中の冷凍機油を回収する油分離器(34)の一端と接続されている。そして、この油分離器(34)の他端は、四路切替弁(35)の第１接続口(35a)と接続されている。また、四路切替弁(35)の第２接続口(35b)は、室内側に位置する室内熱交換器(30)の一端と接続されている。この室内熱交換器(30)の他端は、膨張弁(32)の一端と接続されている。この膨張弁(32)の他端は、室外熱交換器(33)の一端と接続されている。この室外熱交換器(33)の他端は、上記四路切替弁(35)の第３接続口(35c)と接続されている。また、四路切替弁(35)の第４接続口(35d)は、圧縮機(31)の吸込口と接続されている。

なお、上記四路切替弁(35)は、図４において実線で示す方向と、破線で示す方向に切替可能に構成されている。そして、この四路切替弁(35)が実線で示す方向に切り換えられると第１接続口(35a)と第２接続口(35b)が連通し、第３接続口(35c)と第４接続口(35d)とが連通する。一方、この四路切替弁(35)が破線で示す方向に切り換えられると第１接続口(35a)と第３接続口(35c)が連通し、第２接続口(35b)と第４接続口(35d)とが連通する。

−運転動作−
次に、本実施形態に係る空気調和装置(1)の運転動作について図１から図４を参照しながら説明する。

ここでは、冬期における加湿運転動作について説明する。

冬期における加湿運転においては、冷媒回路(3)の四路切替弁(35)が図４の実線で示す方向に切替られ、冷媒回路(3)内の冷媒は、圧縮機(31)、室内熱交換器(30)、膨張弁(32)、室外熱交換器(33)の順に循環して冷凍サイクルを行う。そして、室内熱交換器(30)が凝縮器として機能する一方、室外熱交換器(33)が蒸発器として機能する。

図１に示すように、電源手段(5)及び制御手段(6)が外部電源と通電して送風ファン(20)が起動すると、室外空気は、図示しないダクトを介して吸引口(13)よりケーシング(10)内へ導入される。吸引口(13)より導入された被処理空気は、第１空気通路(61)を流通して、熱交換器(30)を通過する。この際、被処理空気は、室内熱交換器(30)で冷媒の凝縮熱を吸熱して加温される。室内熱交換器(30)によって加温された被処理空気は、第１空気通路(61)を流通して、加湿器(40)へ導入される。

加湿器(40)は、枠体(50)がシール部材として機能しており、ケーシング(10)と枠体(50)との隙間は、ほとんどない状態となっている。このため、加湿器(40)へ導入された被処理空気は、枠体(50)の内側より加湿エレメント(41)の加湿通路(63)へ流入する。そして、被処理流体は、この加湿通路(63)に配置された透湿膜(42)近傍を流通する。

ここで、加湿運転時においては、制御手段(6)により透湿膜(42)へ水分を供給する給水運転が実行されている。この給水運転では、図３に示す供給配管(73)の第１開閉弁(85)が開状態となり、給水タンク(80)内の水位がフロートスイッチ(87)の上限水位を検知するまで給水をする。そして、給水タンク(80)内の水位がフロートスイッチ(87)の上限水位に達すると、第１開閉弁(85)が閉状態となり、給水が停止する。

また、この給水運転では、第３配管(83)の第２開閉弁(86)が常に閉状態となる。ここで、供給配管(73)より供給水が給水タンク(80)内へ供給されると、給水タンク(80)内に貯留された供給水は、加湿エレメント(41)内の水との水位差によって、第１配管(81)へ流入する。第１配管(81)を流通した供給水は、コネクタ(84)より第２配管(82)へ流入する。そして、第２配管(81,82)を流通した供給水は、図２に示す透湿膜右側板(44d)の給水口(46)より連通通路(47)、ヘッダ(48)を介して図示しない透湿膜通路へ流入する。以上のように、給水運転においては、供給配管(73)より透湿膜通路までが給水経路(71)となる。このようにして、透湿膜通路まで流通した供給水は、室内熱交換器(30)によって加温された被処理空気によって蒸発する。

一方、透湿膜(42)近傍を流通する被処理空気には、蒸発した水分が付与される。このようにして、加湿通路(63)を流通して加湿された被処理空気は、第２空気通路(62)へ流れる。第２空気通路(62)へ流出した被処理空気は、エリミネータ(90)を通過した後に、給気口(14)よりケーシング(10)外へ流出する。そして、ケーシング(10)へ流出した被処理空気は、図示しないダクトを介して室内空間へ供給される。

次に、制御手段(6)によって実行される冷媒回路(3)の油戻し運転動作と、透湿膜(42)中のスケールの発生を抑制する水交換運転動作について説明する。ここでは、冬期の加湿運転時における油戻し運転動作及び水交換運転動作について説明する。

通常の加湿運転時において、上述したように室内熱交換器(30)が凝縮器として機能すると、図４に示す油分離器(34)で回収されなかった冷凍機油が、室内熱交換器(30)と四路切替弁(35)の第２接続口(35b)との間の配管に残留しやすくなる。このため、この冷媒回路(3)では、この冷凍機油を圧縮機(31)へ回収するための油戻し運転を行う。

油戻し運転では、冷媒回路(3)の四路切替弁(35)が図４の破線で示す方向に切替られ、冷媒回路(3)内の冷媒が、圧縮機(31)、室外熱交換器(33)、膨張弁(32)、室内熱交換器(30)の順に循環する逆サイクル運転を行う。この逆サイクル運転では、膨張弁(32)を全開状態にするとともに、送風ファン(20)を停止することにより、室内熱交換器(30)と四路切替弁(35)の第２接続口(35b)との間に液冷媒を流通させ、この液冷媒により残留する冷凍機油を、図示しない気液分離器を介して圧縮機(31)へ回収する。

上記水交換運転は、制御手段(6)によって、上記油戻し運転時に行われる。なお、この水交換運転は、透湿膜(42)中の水分を排出する排出運転後に上述した給水運転を行い、透湿膜(42)中の水分を交換する運転である。

水交換運転において、まず、排出運転が実行されると、図３に示す第３配管(83)の第２開閉弁(86)が開状態となる。ここで第２開閉弁(86)が開状態となると、図２に示すように、透湿膜(42)へ供給された水分は、自重により、透湿膜通路よりヘッダ(48)、連通通路(47)、給水口(46)を介して第２配管(82)へ流出する。第２配管(82)を流通した排出水は、コネクタ(84)より第３配管(83)へ流出する。そして、第３配管(83)を流通した排出水は、所定の排水通路を介してケーシング(10)外へ排出される。以上のように、排水運転においては、透湿膜通路より第３配管(83)までが排水経路(72)となる。

この排水運転において、本実施形態では、透湿膜(42)に保持された水分の一部を排水するようにしている。また、この排水量は、例えば硬質成分の濃度上昇によるスケール発生と関係する影響因子（水交換運転の頻度、透湿膜(42)に保持可能な水量、透湿膜(42)の加湿性能、供給水の硬質成分濃度など）に基づいて決定することもできる。また、例えば上記影響因子及び水交換運転時の排水量に基づき、この透湿膜(42)の交換寿命を予測し、この交換寿命を表示させることもできる。

透湿膜(42)の水分が所定の量排出されると、上述した給水運転が実行され、再び透湿膜(42)に水分が供給され、透湿膜(42)中の水分が交換される。

−実施形態の効果−
本実施形態に係る空気調和装置では、以下の効果が発揮される。

本実施形態においては、制御手段(6)により、油戻し運転と合わせて水交換運転を行い、透湿膜(42)中の水分を所定の間隔で交換するようにしている。ここで、上記油戻し運転においては、送風ファン(20)が停止しているため、実質的に加湿運転がなされていない状態となっている。本実施形態においては、この加湿運転の停止に連動して、透湿膜(42)中の水分を排水するようにしているので、加湿運転に影響なく、透湿膜(42)中の水分の交換を行うことができる。したがって、確実に透湿膜(42)中の硬質成分濃度を低下させることができ、透湿膜(42)におけるスケールの発生を安定的に抑制することができる。

本実施形態では、上記水交換運転時の交換水量を、透湿膜(42)に保持された水分の一部としている。したがって、透湿膜(42)における交換水量を最低限度に減らすことができる。また、このようにして、水交換運転時の交換水量が少なくなると、水交換運転に必要な時間も短縮できる。このため、例えば油戻し運転が実行される期間が短い場合などにおいても、この油戻し期間内に排水運転を行うことができ、実際の加湿運転に支障なく、スケールの発生を抑制することができる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

また、本実施形態では、制御手段(6)により油戻し運転時に水交換運転を行っているが、この水交換運転は、油戻し運転時に毎回行う必要はなく、所定の頻度で油戻し運転に連動させて行ってもよい。このようにして、水交換運転の頻度を減らすことで、透湿膜(42)における交換水量を最低限度に抑えることができる。

また、本実施形態では、水交換運転時において、透湿膜(42)に保持された水分の一部を交換するようにしている。しかしながら、この交換量は透湿膜(42)に保持された水分の全部であってもよい。この場合、透湿膜(42)で硬質成分濃度が上昇した水分を全量交換することになるからより確実にスケールの発生を抑制することができる。

図１(Ａ)は、本実施形態に係る空気調和装置の全体構成を示す平面図であり、図１(Ｂ)は、本実施形態に係る空気調和装置の全体構成を示す側面図である。 加湿エレメントの分解された斜視図である。 加湿手段近傍の拡大された断面図である。 冷媒回路の全体構成を示す配管系統図である。 従来技術に係る加湿器を備えた空気調和装置の全体構成を示す概略構成図である。 従来技術に係る加湿器を備えた冷凍装置の全体構成を示す概略構成図である。

符号の説明

(1) 空気調和装置
(3) 冷媒回路
(6) 制御手段
(10) ケーシング
(20) 送風ファン
(30) 熱交換器
(40) 加湿手段
(42) 多孔質部材
(60) 空気通路
(71) 給水経路
(72) 排水経路

Claims (3)

1. ケーシング(10)内の空気通路(60)に配置される室内熱交換器(30)と、室外に配置される室外熱交換器(33)とが接続されると共に冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路(3)と、
   上記ケーシング(10)内の空気通路(60)に配置されると共に被処理空気へ水分を付与する多孔質部材(42)を有する加湿手段（40）と、
   上記冷媒回路(3)及び上記加湿手段(40)の運転を制御する制御手段(6)とを備え、
   上記冷媒回路(3)で室内熱交換器(30)を凝縮器として上記室外熱交換器(33)を蒸発器とする冷凍サイクルを行いながら、被処理空気を室内熱交換器(30)で加熱すると共に加湿手段(40)で加湿する加湿運転を行う空気調和装置であって、
   上記制御手段(6)は、上記加湿運転中に該加湿運転を停止させて冷媒回路(3)内の冷凍機油を回収する油戻し運転を所定の間隔で実行させると共に、該油戻し運転時に上記多孔質部材(42)中の水分を交換する水交換運転を行うように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１に記載の空気調和装置において、
   水交換運転は、多孔質部材(42)に保持された水分の一部を交換するように制御されていることを特徴とする空気調和装置。
3. 請求項１に記載の空気調和装置において、
   水交換運転は、多孔質部材(42)に保持された水分の全部を交換するように制御されていることを特徴とする空気調和装置。

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