JP7168891B1 - 空調室内機 - Google Patents

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Abstract

【課題】外気の状態の変化が静電霧化ユニットに与える影響を抑制する。【解決手段】空調室内機2は、ケーシング23と静電霧化ユニット75とを備えている。ケーシング23は、屋外の空気である外気が流れる給気流路R1を有する。静電霧化ユニット75は、放電によるイオンを含む液体微粒子を放出するユニットである。静電霧化ユニット75は、給気流路R1の外に配置されている。【選択図】図4

Description

室内の空気調和を行う空調室内機に関する。
従来から、静電霧化ユニットが搭載された空調室内機が知られている。例えば、特許文献1(特開2014-20578号公報)に記載されているように、空調室内機の静電霧化ユニットは、放電によってイオンを含む液体微粒子を生成する。静電霧化ユニットは、イオンを含む液体微粒子を空調室内機の吹出口を通して室内に放出する。
特許文献1に記載されている空調室内機は、外気を取り入れる機能を有していない。外気を室内に取り入れる機能を有する空調室内機に静電霧化ユニットを設ける場合には、静電霧化ユニットが外気によって不具合を生じないように対策を施すことが必要になる。
第1観点の空調室内機は、室内の空気調和を行う空調室内機であって、ケーシングと静電霧化ユニットとを備えている。ケーシングは、屋外の空気である外気が流れる給気流路を有する。静電霧化ユニットは、放電によるイオンを含む液体微粒子を放出するユニットである。静電霧化ユニットは、給気流路の外に配置されている。
第1観点の空調室内機では、外気が流れる給気流路の外に静電霧化ユニットが配置されることで、外気の状態の変化、特に高湿度状態の外気が静電霧化ユニットに与える影響を抑制することができる。
第2観点の空調室内機は、第1観点の空調室内機であって、給気流路は、ケーシングの長手方向の一端側に配置されている。静電霧化ユニットは、ケーシングの中に配置され、かつ、長手方向の他端側に配置されている。
第2観点の空調室内機では、給気流路を長手方向の一端側、静電霧化ユニットを他端側に配置するという簡単な構成で、外気の状態の変化が静電霧化ユニットに与える影響を抑制することができる。
第3観点の空調室内機は、第2観点の空調室内機であって、ケーシングの中に配置され、長手方向に延びている電装品箱を備えている。電装品箱は、一端側に50ボルト未満の電圧によって駆動される第1電気回路部品を収容する第1電装室を有し、他端側に50ボルト以上の電圧によって駆動される第2電気回路部品を収容する第2電装室を有する。
第3観点の空調室内機では、電装品箱の第2電装室を、静電霧化ユニットが配置される長手方向の一端側に設けることで、第2電装室から静電霧化ユニットまでの配線距離を短くでき、50ボルト以上の電圧に対する対策が行い易くなる。
第4観点の空調室内機は、第1観点から第3観点のいずれかの空調室内機であって、ケーシングの中に配置されているファンを備えている。ケーシングは、室内空気を室内から吸い込む吸込口と、室内に空気を吹き出す吹出口と、吸込口と吹出口とを繋ぐ通風路とを有している。ファンは、吸込口から通風路を通って吹出口に向かう気流を発生させる。静電霧化ユニットは、液体微粒子を放出させるための空気を通風路以外の空間から取り入れる。
第4観点の空調室内機では、静電霧化ユニットが液体微粒子を放出させるための空気を通風路以外の空間から取り入れることから、外気の状態の変化が静電霧化ユニットに与える影響を小さくすることができる。
第5観点の空調室内機は、第4観点の空調室内機であって、ケーシングの中の通風路に配置され、室内空気及び外気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器を備えている。給気流路は、外気を吹き出す吹出開口を有する給気部材を含み、吹出開口が熱交換器に対向するように配置されている。
第5観点の空調室内機では、熱交換器に給気部材の吹出開口が対向することで、ケーシングの中の他の部分に外気が当たって結露するなどの不具合が生じるのを防止することができる。
第6観点の空調室内機は、第1観点から第5観点のいずれかの空調室内機であって、静電霧化ユニットを制御する制御装置を備えている。制御装置は、外気が室内に導入されているときは、静電霧化ユニットにおいて放電させないように制御する。
第6観点の空調室内機では、外気が室内に導入されているときに、静電霧化ユニットにおいて放電させないことで、外気導入時に静電霧化ユニットが外気の影響を受けるのを防止することができる。
第7観点の空調室内機は、第1観点から第6観点のいずれかの空調室内機であって、給気流路は、加湿された外気を給気する流路である。
第7観点の空調室内機では、給気流路に加湿された外気が流れる場合でも、外気が流れる給気流路から外れた位置に静電霧化ユニットが配置されることで、外気の湿度が静電霧化ユニットに与える影響を抑制することができる。
実施形態に係る空調室内機を含む空気調和機を示す概念図である。 実施形態に係る空調室内機の断面図である。 実施形態に係る空調室内機の分解斜視図である。 図1の空調システムが有する冷媒回路と空気流路とを説明するための図である。 (a)実施形態に係る空調室内機の一部を破断した部分破断平面図である。(b)実施形態に係る空調室内機の一部を破断した部分破断正面図である。 実施形態に係る静電霧化ユニットの配置位置を説明するための空調室内機の模式的な断面図である。 加湿ダクトの外観を示す正面図である。 加湿ダクトの外観を示す側面図である。 加湿ダクトの外観を示す背面図である。 図7のI-I線で切断した加湿ダクトの断面図である。 静電霧化装置の構成の概要を示す模式図である。 静電霧化ユニットの構成の概要を示す模式的な断面図である。 (a)変形例に係る空調室内機の一部を破断した部分破断平面図である。(b)変形例に係る空調室内機の一部を破断した部分破断正面図である。 変形例に係る静電霧化ユニットの配置位置を説明するための空調室内機の模式的な断面図である。
(1)空調システムの構成の概要
(1-1)空調システムの全体構成の概要
図1に示されているように、実施形態に係る空調室内機2は、空調システム1に適用されている。空調システム1は、空調室内機2と空調室外機4と加湿器6とを備えている。なお、以下の説明では、図1、図2及び図6に示されている「上」、「下」、「前」、「後」という表現を用いて、それぞれの矢印の方向を説明する場合がある。また、図4及び図6には、太い矢印で空気の流れが示されている。この空調システム1の運転モードには、例えば、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、送風運転、換気運転及び空気清浄運転がある。空調システム1は、図4に示されているように、空調室内機2及び加湿器6を制御する制御部8を備えている。
空調室内機2は、部屋RMに対して設置され(図1参照)、部屋RMの中(室内)の空気調和を行う。図1及び図4に示されているように、空調室内機2は、空調システム1の空気調和機10に含まれている。空気調和機10は、空調室内機2と空調室外機4とを備えている。空調室内機2と空調室外機4とは、冷媒連絡管11,12で接続されている。空調室内機2と空調室外機4と冷媒連絡管11,12とは冷媒回路13を構成している。空調システム1は、加湿器6を用いなくても、空調室内機2と空調室外機4(空気調和機10)を用いることで、例えば、冷房運転、暖房運転、除湿運転、送風運転及び空気清浄運転を行うことができる。冷媒回路13では、例えば、冷房運転、暖房運転及び除湿運転の際に、蒸気圧縮式冷凍サイクルが繰り返される。空調室内機2と空調室外機4は、制御部8により制御される。
本実施形態では、空調室内機2が部屋RMの壁WLに取り付けられて設置される場合について説明する。しかし、空調室内機2のタイプは、部屋RMの壁WLに設置されるタイプに限られるものではない。空調室内機2は、例えば、天井CIまたは床FLに設置されるものであってもよい。
空調室内機2は、図2に示されているように、熱交換器21を有している。空調室内機2は、熱交換器21に空気を通して空気の熱交換を行う。熱交換器21は、複数の伝熱フィン21aと複数の伝熱管21bとを有している。熱交換器21においては、複数の伝熱フィン21aの間を空気が通過する。また、熱交換の際には、複数の伝熱フィン21aの間を空気が通過すると同時に、伝熱管21bの中を冷媒が流れる。伝熱管21bの中を流れる冷媒は、熱媒体の一種である。伝熱管21bは、複数回折り返されていて各伝熱フィン21aを複数回貫通するように、複数の伝熱フィン21aと熱的に接続されている。
空調システム1は、空調室内機2及び空調室外機4とともに、図1及び図4に示されている加湿器6を用いることで、例えば、加湿運転及び換気運転を行うことができる。言い換えると、このような構成の空調システム1の空調室内機2は、例えば、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、送風運転、換気運転及び空気清浄運転に対応した運転ができるということである。加湿器6は、空調室内機2を介して室内に連通している給排気ホース68を有している。空調室内機2は、加湿器6により、給排気ホース68を通じて部屋RMの中(室内)に供給される水分で、室内の湿度を上げる加湿を行うことができる。また、空調室内機2は、加湿器6により、給排気ホース68を通じて部屋RMの中(室内)に供給される外気で、部屋RMの換気を行うことができる。本開示において説明する外気は、屋外ODの空気である。
空調システム1の制御部8は、空調室内機2を制御する制御装置81と、空調室外機4と加湿器6とを制御する室外制御板82とを含んでいる。制御装置81及び室外制御板82は、それぞれ、例えば、マイクロコンピュータにより実現されるコントローラである。例えば、制御装置81は、タイマ81aと制御演算装置81bと記憶装置81cとを備える。制御演算装置81bには、CPUまたはGPUといったプロセッサを使用できる。制御演算装置81bは、記憶装置81cに記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って、例えば所定のシーケンス処理及び演算処理を行う。さらに、制御演算装置81bは、プログラムに従って、演算結果を記憶装置81cに書き込んだり、記憶装置81cに記憶されている情報を読み出したりすることができる。
(1-2)空調室内機の静電霧化ユニットの配置
空調室内機2は、図4に示されている静電霧化ユニット75を備えている。静電霧化ユニット75は、放電によるイオンを含む液体微粒子を放出する装置である。静電霧化ユニット75は、図4に示されている給気流路R1の外に配置されている。静電霧化ユニット75が給気流路R1の外に配置されているというのは、言い換えると、給気流路R1を流れる空気が静電霧化ユニット75には流れないということである。給気流路R1は、外気を流すことが可能な流路である。給気流路R1以外の流路である他の流路R2は、外気が流れない流路である。静電霧化ユニット75は、通風路FPを構成する給気流路R1と他の流路R2以外の場所に配置されている。言い換えると、通風路FPから静電霧化ユニット75に直接空気が流れ込むことはないということである。
空調室内機2は、ケーシング23を備えている。ここで説明する空調室内機2のケーシング23は、図3に示されているように、フレーム23fとグリル23gと前面パネル23pとを有している。空調室内機2のケーシング23の構成は、ここで説明する構成には限られない。例えば、前面パネル23pとグリル23gが一体化されていてもよい。このケーシング23は、長手方向D1に沿って長く延びている。長手方向D1におけるケーシング23の一端E1は、正面からケーシング23を見て左手になり、長手方向D1におけるケーシング23の他端E2は、正面からケーシング23を見て右手になる。本開示において、ケーシング23の長手方向D1の中央CEよりも一端E1に近い側を一端側、中央CEよりも他端E2に近い側を他端側という。言い換えると、ケーシング23の中央CEと一端E1との間の領域が一端側であり、中央CEと他端E2との間の領域が他端側である。外気は、一端側に給排気ホース68によって供給される。その結果、ケーシング23の長手方向D1における一端側が給気流路R1になる。図4において、一点鎖線の太い矢印で外気の流れが示されている。ケーシング23の長手方向D1における他端側には、給排気ホース68からの外気の供給がないため、この他端側が給気流路以外の流路R2になる。
(2)詳細構成
(2-1)空調室内機
図2、図4及び図6に示されているように、空調室内機2は、熱交換器21と、ファン22と、ケーシング23と、エアフィルタ24と、ドレンパン26と、水平フラップ27と、垂直フラップ(図示せず)と、加湿ダクト28と、静電霧化ユニット75を含む静電霧化装置70(図11参照)とを備えている。また、空調室内機2は、室内温度センサ31と、室内湿度センサ32とを備えている。室内温度センサ31と室内湿度センサ32は、制御装置81に接続されている。
ケーシング23は、上部に、吸込口23aを有し、下部に、吹出口23bを有している。空調室内機2は、ファン22を駆動して、室内空気を吸込口23aから吸込み、熱交換器21を通過した空気を吹出口23bから吹き出す。ケーシング23において、吸込口23aと吹出口23bとを繋ぐ空気流路が通風路FPである。ファン22は、空調室内機2の断面視において(図2参照)、ケーシング23の中の略中央部分に配置されている。ファン22には、クロスフローファンが用いられている。ファン22は、長手方向D1に沿って羽根が延びており、長手方向D1に対して垂直な方向に空気の流れを生じさせる。
吸込口23aから吹出口23bに向う通風路FPにおいて、ファン22の上流に熱交換器21が配置されている。熱交換器21は、伝熱管21bの延びる方向に見て(側面視において)、ファン22の上方を覆うように、下に向って開いた形状を呈する。ここでは、このような形状をΛ形状またはC字形状と呼ぶ。熱交換器21は、壁WLから遠い第1熱交換部21Fと壁WLに近い第2熱交換部21Rを有している。Λ形状またはC字形状の熱交換器21の第1熱交換部21Fの下部及び第2熱交換部21Rの下部の下に、ドレンパン26が配置されている。熱交換器21のうちの第1熱交換部21Fで発生した結露は、熱交換器21の前方下部に配置されているドレンパン26で受け止められる。熱交換器21のうちの第2熱交換部21Rで発生した結露は、熱交換器21の後方下部に配置されているドレンパン26で受け止められる。
吹出口23bには、水平フラップ27及び垂直フラップが配置されている。水平フラップ27は、吹出口23bから吹出される空気の風向を上下に変更する。そのため、水平フラップ27は、モータ27mにより、水平方向とのなす角を変更することができるように構成されている。垂直フラップは、吹出口23bから吹出される空気の風向を左右に変更することができるように構成されている。空調室内機2は、例えば、垂直フラップをモータ(図示せず)で前後方向とのなす角を変更するように駆動する。
ケーシング23の中の吸込口23aの下流且つ熱交換器21の上流には、エアフィルタ24が配置されている。熱交換器21に供給される室内空気は、実質的に全てエアフィルタ24を通過する。従って、エアフィルタ24の網目よりも大きな塵埃は、エアフィルタ24で除去されるので熱交換器21には到達しない。
空調室内機2は、ケーシング23の中に、給気部材として、加湿ダクト28を備えている。図5に示されているように、加湿ダクト28は、ケーシング23の長手方向D1の一端側に配置され、ケーシング23の一端側に形成されている給気流路R1に含まれている。加湿ダクト28においては、吹出開口28aが熱交換器21に対向するように配置されている(図6参照)。空調室内機2が換気運転を行っているときには、加湿ダクト28からは、外気が吹き出される。換気運転のときには、加湿器6における加湿動作が停止されており、加湿器6から給排気ホース68を通じて加湿ダクト28に外気がそのまま送られる。空調室内機2が加湿運転を行っているときには、加湿ダクト28からは、加湿された外気が吹き出される。加湿運転のときには、加湿器6における加湿動作が行われており、加湿器6から給排気ホース68を通じて加湿ダクト28に加湿された外気が送られる。加湿ダクト28には、ダクトフィルタ28bが設けられている。給排気ホース68を通じて送られてきた外気はダクトフィルタ28bを通過してケーシング23の中に吹出される。
静電霧化ユニット75を含む静電霧化装置70(図11参照)は、給気流路R1の外に配置される。図3乃至図6に示されている例では、静電霧化ユニット75を含む静電霧化装置70がケーシング23の中に配置されている。静電霧化ユニット75を含む静電霧化装置70は、ケーシング23の長手方向D1の他端側に配置されている。空調室内機2では、ケーシング23の他端側に静電霧化装置70が配置されることにより、静電霧化ユニット75が給気流路R1の外に配置される。さらに詳細には、静電霧化ユニット75を含む静電霧化装置70は、給気流路R1及び他の流路R2の外に配置されている。静電霧化ユニット75を含む静電霧化装置70は、液体微粒子を放出させるための空気を通風路FP以外の空間から取り入れる。この空調室内機2では、図6に示されているように、静電霧化ユニット75を含む静電霧化装置70が、ケーシング23の中の通風路FP以外の空間ISから、液体微粒子を放出させるための空気を取り入れている。この空間ISは、ケーシング23の中の他端E2の近傍の空間である。ケーシング23の他端E2は、ケーシング23の右側面である。
空調室内機2の中に配置されている制御装置81は、図4に示されているように、ファン22のモータ22m及び水平フラップ27のモータ27mに接続されている。制御装置81は、ファン22のモータ22mの回転数及び水平フラップのモータ27mの回転角度を制御することができる。制御装置81は、空調室外機4の中に配置されている室外制御板82(図4参照)に接続されている。ここでは、タイマ81aと制御演算装置81bと記憶装置81cとを制御装置81が有している場合について説明するが、タイマ81aと制御演算装置81bと記憶装置81cとは、制御部8の他の箇所に設けられてもよい。例えば、タイマ81aと制御演算装置81bと記憶装置81cとは、室外制御板82に設けられてもよい。制御装置81は、室内温度センサ31により室内空気の温度を検知することができ、室内湿度センサ32により室内空気の相対湿度を検知することができる。制御装置81は、タイマ81aを使って静電霧化装置70のオンオフのタイミングを設定することができる。
空調室内機2は、ケーシング23の中に配置され、長手方向D1に延びている電装品箱90を有している(図3参照)。空調室内機2において、制御装置81は、電装品箱90の第1電装室91(図5参照)に収納されている。第1電装室91は、ケーシング23の一端側に配置されている。第1電装室91は、50ボルト未満の電圧によって駆動される第1電気回路部品が収納されている空間である。第1電気回路部品には、制御装置81を構成している電気回路部品が含まれる。電装品箱90は、他端側に第2電装室92を有している。第2電装室92は、50ボルト以上の電圧によって駆動される第2電気回路部品が収容されている空間である。第2電気回路部品には、静電霧化ユニット75に給電するための電気回路部品が含まれる。第2電装室92は、ケーシング23の他端側に配置されている。第2電装室92が他端側に配置されているため、第2電装室92から静電霧化ユニット75までの配線距離を短くすることができる。
(2-1―1)加湿ダクト
加湿ダクト28は、図7、図8、図9及び図10に示されているように、吹出開口28a、ダクトフィルタ28b、幅広部28c、接続部28d及び給気開口28eを有している。円筒状の接続部28dに給排気ホース68が接続される。接続部28dの先端の給気開口28eからは、給排気ホース68を通じて外気が流れ込む。接続部28dの下流には、接続部28dよりも長手方向D1(左右方向)に広がっている幅広部28cが配置されている。幅広部28cには、ダクトフィルタ28bが抜き差し可能に取り付けられている。空調室内機2の前面パネル23pを開けて、ダクトフィルタ28bをケーシング23から前方に向かって引き抜くことができる。幅広部28cにおいて、ダクトフィルタ28bの下流には、吹出開口28aが形成されている。吹出開口28aは、熱交換器21に対向している。本実施形態の空調室内機2では、エアフィルタ24よりも下に吹出開口28aが配置され、吹出開口28aから吹き出された外気は、エアフィルタ24を通過することなく、熱交換器21に流れ込む。ファン22が長手方向D1に対して垂直な方向に空気の流れを生じさせるため、ケーシング23の一端側に加湿ダクト28から吹出された外気は、給気流路R1を流れ、他の流路R2には流れない。
(2-1―2)静電霧化装置
静電霧化ユニット75は、図11に示されているように、静電霧化装置70の中に配置されている。静電霧化装置70は、例えば、筐体71、吸入口72a、放出口72b、送風装置74及び高圧トランス73を備えている。放出口72bは、通風路FPに接続されている。放出口72bが接続される個所は、通風路FPの中でも、例えば、ケーシング23の吹出口23bに繋がっているスクロール部である。吸入口72aは、ケーシング23の中の通風路FP以外の箇所から室内空気を吸入している。吸入口72aから吸入した空気を、筐体71の中の静電霧化ユニット75を通して、放出口72bから放出するために、静電霧化装置70は、筐体71の中に送風装置74を備えていることが好ましい。しかし、送風装置74が無くても筐体71の中に気流が生じる場合には、送風装置74を省いてもよい。
静電霧化ユニット75は、図12に示されているように、放電電極78に結露した水分を、放電により、イオンを含む水微粒子77に変えて放出する。放電電極78で高電圧放電を発生させるために、高圧トランス73によって放電電極78と対向電極79との間に高電圧が印加される。放電電極78に生じる放電現象により、放電電極78の上の水分がナノメートルサイズの微粒子となって帯電し、静電ミストが発生する。
静電霧化ユニット75は、放電電極78に結露水を発生させるために、例えば、冷却素子76を備えている。冷却素子76は、放熱面76aと冷却面76bとを有する。放熱面76aには、例えば、放熱部76cが熱的に接続されている。放熱部76cには、例えば放熱フィンを用いることができる。冷却面76bは、電気絶縁材(図示せず)を介して放電電極78に熱的に接続されている。冷却面76bに立てて設置されている放電電極78は、対向電極40から所定距離だけ話して配置されている。冷却素子76には、例えばペルチェ素子がある。冷却素子76は複数設けられてもよい。冷却素子76がペルチェ素子である場合、ペルチェ素子に直流電流を流すと、冷却面76bで吸熱が発生し、放熱面76aで発熱が発生するので、冷却面76bに熱的に接続されている放電電極78の温度が低下する。放電電極78の温度が、吸入口72aから吸入した空気の露点温度よりも低下すると、放電電極78で結露が生じる。放電電極78を高圧トランス73のマイナス側に、対向電極79を高圧トランス73のプラス側に接続することで、水微粒子77にマイナスイオンが生じ、放電電極78で生じる静電ミストは、負に帯電する。
(2-2)空調室外機
空調室外機4は、図4に示されているように、圧縮機41と四方弁42とアキュムレータ43と室外熱交換器44と室外膨張弁45と室外ファン46とハウジング47とを備えている。圧縮機41と四方弁42とアキュムレータ43と室外熱交換器44と室外膨張弁45と室外ファン46とは、ハウジング47の中に収納されている。ハウジング47は、外気を吸い込む後方開口部47a(図4参照)と、熱交換後の空気を吹き出す前方開口部47b(図1及び図4参照)とを有する。後方開口部47aは、ハウジング47の後側に配置されている。空調室外機4は、空調室内機2に熱エネルギーを供給する熱源ユニットとして機能する。
圧縮機41は、ガス冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機41は、例えば、モータ41mの運転周波数をインバータにより調整することで運転容量を変更することができる可変容量圧縮機である。運転周波数が大きいほど圧縮機41の運転容量が大きくなる。四方弁42は、4つのポートを有している。四方弁42の第1ポートP1は、圧縮機41の吐出口に接続されている。四方弁42の第2ポートP2は、室外熱交換器44の一方の出入口に接続されている。四方弁42の第3ポートP3は、アキュムレータ43に接続されている。四方弁42の第4ポートP4は、熱交換器21の一方の出入口に接続されている。
アキュムレータ43は、四方弁42の第3ポートP3と圧縮機41の吸入口との間に接続されている。室外熱交換器44は、他方の出入口を室外膨張弁45の一方の出入口に接続している。室外熱交換器44は、一方の出入口または他方の出入口から内部に流入した冷媒と、外気との間で熱交換を行う。室外膨張弁45は、他方の出入口を熱交換器21の他方の出入口に接続している。
空調室外機4の中には、制御部8を構成している室外制御板82が配置されている。室外制御板82は、制御装置81に接続されている。室外制御板82は、圧縮機41のモータ41m、四方弁42及び室外ファン46のモータ46mに接続されている。制御部8は、室外制御板82により、圧縮機41のモータ41mの運転周波数、四方弁42の開度及び室外ファン46のモータ46mの回転数を制御することができる。
冷媒回路13には、圧縮機41と、四方弁42と、アキュムレータ43と、室外熱交換器44と、室外膨張弁45と、熱交換器21とが含まれている。冷媒回路13には、冷媒が循環している。冷媒としては、例えば、R32冷媒及びR410冷媒などのフロン類、並びに二酸化炭素などがある。蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、冷媒が圧縮機41で圧縮されて昇温され、その後、室外熱交換器44または熱交換器21で冷媒が放熱する。また、蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、室外膨張弁45で冷媒が減圧膨張され、その後、熱交換器21または室外熱交換器44で冷媒が吸熱する。アキュムレータ43では、圧縮機41に吸入される冷媒の気液分離が行われる。四方弁42は、冷媒回路13における冷媒の流れの向きを切り換える。
(2-3)加湿器6
本実施形態の加湿器6は、空調室外機4と一体化されている。しかし、加湿器6と空調室外機4は分離可能な別体として構成されていてもよい。加湿器6は、外気から水分を取り入れる。加湿器6は、取り入れた水分を外気に付与することで高湿度の空気を生成することができる。加湿器6は、この高湿度の空気を空調室内機2に送る。空調室内機2は、加湿運転時に、加湿器6から送られてきた高湿度の空気と室内空気とを混合する。空調室内機2は、高湿度の空気が混合された空気を部屋RMの中(室内)に吹き出すことで、室内を加湿する。加湿器6は、制御部8により制御される。
加湿器6は、加湿動作を停止して、加湿を行わずに外気を空調室内機2に送ることもできる。空調室内機2は、換気運転時に、加湿器6から送られてきた外気と室内空気とを混合する。空調室内機2は、外気が混合された空気を部屋RMの中(室内)に吹き出すことで、外気を室内に給気することができる。また、加湿器6は、加湿動作を停止して、加湿を行わずに空調室内機2から屋外ODに室内空気を排気することもできる。換気運転では、空調室内機2は、外気を部屋RMの中に供給したり、部屋RMの中の室内空気を屋外ODに排気したりすることができる。
加湿器6は、図4に示されているように、吸着ロータ61と、ヒータ62と、切換ダンパ63と、給排気ファン64と、吸着ファン65と、ダクト66と、ハウジング69とを備えている。また、加湿器6は、給排気ホース68を備えている。図1及び図4に示されているように、加湿器6のハウジング69は、空調室外機4のハウジング47に取り付けられている。加湿器6は、ハウジング69に、吸着用空気吹出口69aと吸着用空気取入口69bと加湿用空気取入口69cとを有している。
吸着ロータ61は、例えば、ハニカム構造を持つ円盤状の調湿用ロータである。調湿用ロータは、例えば、接触する空気中の水分を吸着する性質を有している吸着剤を焼成することにより形成できる。吸着ロータ61の吸着剤は、加熱されることによって吸着した水分を脱離するという性質を有している。ハニカム構造の吸着ロータ61を加熱されてない空気が通過するときには吸着ロータ61に空気の水分が吸着される。ハニカム構造の吸着ロータ61を加熱された空気が通過するときには吸着ロータ61の水分が空気に付与される。吸着ロータ61は、モータ61mにより駆動されて回転する。吸着ロータ61の回転数は、モータ61mの回転数を変えることにより変更することができる。
ヒータ62は、加湿用空気取入口69cと切換ダンパ63との間に配置されている。加湿用空気取入口69cから取り入れられた外気は、ヒータ62を通過した後、さらに吸着ロータ61を通過して切換ダンパ63に到達する。ヒータ62で加熱された空気が吸着ロータ61を通過する際に、吸着ロータ61から水分が脱離して、吸着ロータ61から加熱された外気に水分が供給される。ヒータ62は、出力を変化させることができ、ヒータ62を通過した空気の温度を出力に応じて変化させることができる。吸着ロータ61は、特定の温度範囲内では、吸着ロータ61を通過する空気の温度が高いほど脱離する水分量が多くなる傾向がある。ヒータ62の温度及び吸着ロータ61の回転数を変更することで、外気に付与される水分量を調節することができる。
切換ダンパ63は、第1出入口63aと第2出入口63bとを持っている。切換ダンパ63は、給排気ファン64が駆動しているときに空気を吸い込む空気の入口を、第1出入口63aとするか又は第2出入口63bとするかを切り換えることができる。空気の入口を第1出入口63aとする場合には、図4に実線で示された矢印の向きに、外気が、加湿用空気取入口69cから、吸着ロータ61、ヒータ62、吸着ロータ61、第1出入口63a、給排気ファン64、第2出入口63b、ダクト66、給排気ホース68、空調室内機2の順に流れる。空気の入口を第2出入口63bとするように切り換えると、逆に、図4に破線で示された矢印の向きに、空調室内機2から、給排気ホース68、ダクト66、第2出入口63b、給排気ファン64、第1出入口63a、吸着ロータ61、ヒータ62、吸着ロータ61、加湿用空気取入口69cの順に空気が流れる。切換ダンパ63の切り換えは、モータ63mにより行われる。
給排気ファン64は、切換ダンパ63の第1出入口63aと第2出入口63bとの間に配置されている。給排気ファン64は、第1出入口63aから第2出入口63bまたは第2出入口63bから第1出入口63aに向う空気の流れを発生させる。給排気ファン64は、モータ64mにより駆動される。給排気ホース68は、一方端をダクト66に接続し、他方端を空調室内機2に接続している。このような構成により、給排気ホース68と部屋RMとは空調室内機2を介して連通している。
吸着用空気取入口69bから吸着用空気吹出口69aに続く通路に吸着ファン65が配置され、この通路に掛かるように吸着ロータ61が配置されている。吸着ファン65により吸着用空気取入口69bから吸着用空気吹出口69aに向う気流が発生すると、吸着ロータ61を通過する外気から吸着ロータ61への水分の吸着が生じる。吸着ファン65は、モータ65mにより駆動される。
吸着ロータ61のモータ61m、切換ダンパ63のモータ63m、給排気ファン64のモータ64m及びヒータ62は、室外制御板82に接続されている。制御部8は、室外制御板82により、吸着ロータ61の回転数、切換ダンパ63の切り換え、給排気ファン64及び吸着ファン65のオンオフ、及びヒータ62の出力を制御することができる。
(3)空調システム及び空調室内機の動作
(3-1)概要
空調システム1の運転モードには、例えば、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、送風運転、換気運転及び空気清浄運転がある。なお、複数の運転を組み合わせることができる。例えば、暖房運転と加湿運転、冷房運転と加湿運転、送風運転と加湿運転、換気運転と冷房運転、換気運転と暖房運転、換気運転と除湿運転、及び換気運転と送風運転を組み合わせることができ、それらの組合せにさらに空気清浄運転を組み合わせることができる。
(3-2)冷房運転
冷房運転の開始前に、制御部8の制御装置81には、例えば、リモートコントローラ(図示せず)から冷房運転が指示されるとともに目標温度が指示される。冷房運転時に、制御部8は、四方弁42を、図4において実線で示されている状態に切り換える。冷房運転時に、このように切り換えられた四方弁42は、第1ポートP1と第2ポートP2の間で冷媒を流し、第3ポートP3と第4ポートP4の間で冷媒を流す。冷房運転時の四方弁42は、圧縮機41から吐出される高温高圧のガス冷媒を室外熱交換器44に流す。室外熱交換器44では、冷媒と、室外ファン46により供給される外気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器44で冷やされた冷媒は、室外膨張弁45で減圧されて熱交換器21に流れ込む。熱交換器21では、冷媒とファン22により供給される空気との間で熱交換が行われる。ファン22により供給される空気には、室内空気のみの場合と、室内空気と外気の場合とがある。熱交換器21での熱交換により温められた冷媒は、四方弁42及びアキュムレータ43を経由して、圧縮機41に吸入される。熱交換器21で冷やされた室内空気或いは室内空気と外気の混合空気が空調室内機2から部屋RMに吹出されることで、室内の冷房が行われる。この空気調和機10では、冷房運転において、熱交換器21が冷媒の蒸発器として機能して部屋RMを冷やし、室外熱交換器44が冷媒の放熱器として機能する。制御部8は、室内温度センサ31で検出した温度を目標温度に近づけるように空調室内機2と空調室外機4を制御する。
(3-3)暖房運転
暖房運転の開始前に、制御部8の制御装置81には、例えば、リモートコントローラから暖房運転が指示されるとともに目標温度が指示される。暖房運転時に、制御部8は、四方弁42を、図4において破線で示されている状態に切り換える。暖房運転時に、このように切り換えられた四方弁42は、第1ポートP1と第4ポートP4の間で冷媒を流し、第2ポートP2と第3ポートP3の間で冷媒を流す。暖房運転時の四方弁42は、圧縮機41から吐出される高温高圧のガス冷媒を熱交換器21に流す。熱交換器21では、ファン22により供給される空気と冷媒との間で熱交換が行われる。ファン22により供給される空気には、室内空気のみの場合と、室内空気と外気の場合とがある。熱交換器21で冷やされた冷媒は、室外膨張弁45で減圧されて室外熱交換器44に流れ込む。室外熱交換器44では、冷媒と室外ファン46により供給される外気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器44での熱交換により温められた冷媒は、四方弁42及びアキュムレータ43を経由して、圧縮機41に吸入される。熱交換器21で温められた室内空気或いは室内空気と外気の混合空気が空調室内機2から部屋RMに吹出されることで、室内の暖房が行われる。この空気調和機10では、暖房運転においては、熱交換器21が冷媒の放熱器として機能して部屋RMを温め、室外熱交換器44が冷媒の蒸発器として機能する。制御部8は、室内温度センサ31で検出した温度を目標温度に近づけるように空調室内機2と空調室外機4を制御する。
(3-4)送風運転
送風運転の開始前に、制御部8の制御装置81には、例えば、リモートコントローラから送風運転が指示される。送風運転時には、制御部8が、圧縮機41を停止させ、冷媒回路13における冷凍サイクルを停止させる。また、制御部8は、加湿器6の動作も停止させる。送風運転では、リモートコントローラから目標風量が指示される場合と、空調室内機2に目標風量を自動で選択させる場合がある。制御装置81は、目標風量になるように、ファン22のモータ22mを制御する。例えば、制御装置81は、最も回転数の小さいLLタップから、Lタップ、Mタップ、Hタップの順に回転数を大きくすることができるように構成されている。送風運転の身を行っている場合に、制御部8は、加湿器6の動作も停止させる。送風運転では、部屋RMの中の室内空気が空調室内機2により循環する。
(3-5)加湿運転
加湿運転の開始前に、制御部8の制御装置81には、例えば、リモートコントローラから加湿運転が指示されるとともに目標湿度が指示される。加湿のみを行う加湿運転時には、制御部8が、圧縮機41を停止させ、冷媒回路13における冷凍サイクルを停止させる。しかし、例えば、加湿暖房運転では、冷媒回路13における冷凍サイクルも加湿運転と同時に実施される。
制御部8は、加湿運転の指示を受けると、まず、加湿器6に給排気ホース68の乾燥を行わせる。制御部8は、給排気ホース68の乾燥後、加湿器6に加湿動作が開始される。制御部8は、吸着ファン65を駆動させ且つ吸着ロータ61を回転させるように制御する。吸着ファン65の駆動によって吸着ロータ61を外気が通過することで、吸着ロータ61には、外気から水分が吸着する。吸着ロータ61の回転により、水分が吸着した箇所が、ヒータ62によって加熱された空気の通過する場所に移動する。その結果、水分が吸着した箇所から加熱された空気へと水分の脱離が生じる。吸着ロータ61を通過して高湿度になった空気が、給排気ファン64により、給排気ホース68及び空調室内機2を通して部屋RMに送られる。加湿運転において、制御装置81は、高湿度の空気を部屋RMの中に吹出させるために、空調室内機2のファン22を駆動させる。制御部8は、所定の湿度センサで検出した湿度を目標湿度に近づけるように空調室内機2と空調室外機4と加湿器6を制御する。所定の湿度センサは、加湿器6及び空調室内機2において空気が流れる流路に設けられている湿度センサである。所定の湿度センサには、例えば、室内湿度センサ32、加湿ダクト28に取り付けられた湿度センサがある。
(3-6)換気運転
換気運転の開始前に、制御部8の制御装置81には、例えば、リモートコントローラから換気運転が指示される。換気運転時には、加湿運転が停止される。また、換気運転のみを行う場合には、制御部8が、圧縮機41を停止させ、冷媒回路13における冷凍サイクルを停止させる。ただし、例えば、換気しつつ冷房する場合及び換気しつつ暖房する場合には、制御部8は、圧縮機41を駆動して、冷媒回路13における冷凍サイクルを実施する。加湿運転を停止するため、吸着ファン65及び吸着ロータ61の回転が停止される。換気運転では、制御部8は、給排気ファン64を駆動するようにモータ64mを制御する。また、換気運転では、制御部8は、切換ダンパ63を制御することにより、給気状態と排気状態とを切り換える。給気状態においては、外気が、加湿用空気取入口69cから取り入れられ、給排気ホース68及び空調室内機2を通して部屋RMに吹出される。排気状態においては、室内空気が、部屋RMから空調室内機2及び給排気ホース68を通して加湿用空気取入口69cから排気される。換気運転において、制御装置81は、外気を部屋RMの中に吹出させるために、空調室内機2のファン22を駆動させる。換気運転の給気時において、加湿ダクト28は、加湿器6による加湿を受けていない外気をそのまま給気する給気ダクトとして機能する。
(3-7)空気清浄運転
空調システム1は、静電霧化装置70を用いて空気清浄運転を行うことができる。ここで、空気清浄運転とは、空気中の有害成分及び/または臭気成分を抑制する運転である。空気清浄運転は、例えば、静電霧化装置70が発生するイオンを含む水微粒子(静電ミスト)で有害成分または臭気成分を抑える運転である。静電霧化装置70を用いる空気清浄運転は、他の運転、例えば、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、送風運転もしくは換気運転またはそれらを組み合わせた運転とともに行われる。
空調室内機2の制御装置81は、加湿運転時または換気運転時において、外気が部屋RM(室内)に導入されているときは、静電霧化ユニット75において放電させないように静電霧化装置70を制御する。
(4)変形例
(4-1)変形例A
上記実施形態では、静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75がケーシング23の中に配置される場合について説明した。しかし、静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75は、ケーシング23の外に配置されてもよい。
(4-2)変形例B
上記実施形態では、静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75は、通風路FP(給気流路R1及び他の流路R2)の外から空気を取り入れる場合について説明した。しかし、静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75に送り込む空気は、図13及び図14に示されているように、他の流路R2から取り入れられてもよい。例えば、静電霧化装置70の吸入口72aは、エアフィルタ24の下流且つ熱交換器21の上流の他の流路R2に接続され。静電霧化装置70の放出口72bは、例えば、ケーシング23の吹出口23bに繋がっているスクロール部(通風路FPの一部)に接続されている。
(4-3)変形例C
上記実施形態では、静電霧化ユニット75が静電霧化装置70の中に配置され、送風装置74で静電ミストをケーシング23の吹出口23bから吹き出させる場合について説明した。しかし、送風装置74を省いてもよい。例えば、他の流路R2の空気の流れの中に静電霧化ユニット75を位置させることにより、送風装置74を省いてもよい。
(4-4)変形例D
上記実施形態では、加湿ダクト28の吹出開口28aから熱交換器21に向けて外気を吹き出さす場合について説明した。しかし、加湿ダクト28から外気を吹き出す方向は熱交換器21に向かう方向には限られない。例えば、図13に示されているように、加湿ダクト28から熱交換器21に向かう方向に対して直交する方向に外気を吹き出してもよい。
(4-5)変形例E
上記実施形態では、給気部材として、加湿ダクト28を用いる場合について説明した。しかし、給気部材は、加湿ダクト28だけには限られない。例えば、加湿器6に代えて、加湿機能の無い外気の給排気のみを行う給排気装置が屋外に設けられてもよい。給排気装置が設置される場合には、加湿ダクト28に変えて給気ダクトがケーシング23の中に配置される。そのように構成された場合には、空調室内機2は、加湿運転を行うことができないが、換気運転を行い、外気を部屋RM(室内)に供給することができる。給気ダクトと静電霧化ユニット75との配置関係は、加湿ダクト28と静電霧化ユニット75との配置関係と同様に設定することができる。
(5)特徴
(5-1)
上述の空調室内機2は、ケーシング23の中に、加湿運転時または換気運転時に、屋外の空気である外気が流れる給気流路R1を有している。静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75は、給気流路R1の外に配置されている。言い換えると、給気流路R1を流れる空気は、静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75には流れない。通風路FPを通らずに部屋RMからケーシング23の中に入ってくる室内空気、他の流路R2から供給される室内空気、または静電霧化装置70がケーシング23の外に配置されるときにはケーシング23の外の室内空気が、静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75に流れ込む空気である。このような構成の静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75には、加湿運転時または換気運転時であっても、外気が流れ込まない。そのため、外気が流れる給気流路R1の外に静電霧化ユニット75が配置されることで、外気の状態の変化、特に高湿度状態の外気が静電霧化ユニット75に与える影響を抑制することができる。
(5-2)
空調室内機2の給気流路R1は、ケーシング23の長手方向D1の一端側に配置されている。静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75は、ケーシング23の中に配置され、かつ、長手方向D1の他端側に配置されている。このように、給気流路R1を長手方向の一端側、静電霧化ユニット75を他端側に配置するという簡単な構成で、外気の状態の変化が静電霧化ユニット75に与える影響を抑制することができる。静電霧化ユニット75を他端側に配置する構成には、上記実施形態のように、静電霧化ユニット75を通風路FPとケーシング23の他端E2との間に配置して、部屋RMからケーシング23の中に流入する室内空気を用いる場合が含まれる。また、静電霧化ユニット75を他端側に配置する構成には、変形例Bのように、静電霧化ユニット75に他の流路R2を流れる室内空気を送り込む場合が含まれる。
(5-3)
上述の空調室内機2では、ケーシング23の中に長手方向D1に延びるように配置されている電装品箱90は、一端側に第1電装室91を有し、他端側に第2電装室92を有している。第2電装室92には、例えば静電霧化装置70に電力を供給するための50ボルト以上の電圧によって駆動される第2電気回路部品が収容されている。このような第2電装室92を、静電霧化ユニット75が配置される長手方向D1の一端側に設けることで、例えば、第2電装室92から静電霧化装置70及び静電霧化ユニット75までの配線距離を短くできる。その結果、50ボルト以上の電圧に対する対策が行い易くなる。
(5-4)
上述の空調室内機2では、静電霧化ユニット75に導かれる空気は、通風路FPとケーシング23の他端E2の間の空間から取り入れられる。通風路FPとケーシング23の他端E2の間の空間が、通風路FP以外の空間である。上述の空調室内機2において、静電霧化ユニット75から放出される液体微粒子は、ナノサイズの水の微粒子である。静電霧化ユニット75に導入される空気が通風路FP以外の空間から取り入れることから、静電霧化ユニット75に導入される空気に外気が混じっておらず、外気の状態の変化が静電霧化ユニット75に与える影響を小さくすることができる。
(5-5)
上述の空調室内機2において、給気部材である加湿ダクト28の吹出開口28aまたは給気ダクトの吹出開口(図示せず)が熱交換器21に対向するように配置される。熱交換器21に吹出開口28aが対向するような構成により、ケーシング23の中の熱交換器21以外の他の部分に外気が当たって、熱交換器21以外の部分に結露が生じるなどの不具合の発生を防止することができる。
(5-6)
上述の空調室内機2の制御装置81は、外気が部屋RM(室内)に導入されているときは、静電霧化ユニット75において放電させないような制御を行っている。その結果、外気導入時に静電霧化ユニット75が外気の影響を受けるのを防止することができる。
(5-7)
上述の空調室内機2の給気流路R1は、加湿運転時に、加湿された外気を給気する流路である。このように給気流路R1に加湿された外気が流れる場合でも、外気が流れる給気流路R1から外れた位置に静電霧化ユニット75が配置されることで、外気の湿度が静電霧化ユニット75に与える影響を抑制することができる。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
2 空調室内機
21 熱交換器
22 ファン
23 ケーシング
23a 吸込口
23b 吹出口
28 加湿ダクト (給気部材の例)
70 静電霧化装置
75 静電霧化ユニット
81 制御装置
90 電装品箱
91 第1電装室
92 第2電装室
R1 給気流路
FP 通風路
特開2014-20578号公報

Claims (7)

  1. 室内の空気調和を行う空調室内機(2)であって、
    屋外の空気である外気が流れる給気部材(28)を有するケーシング(23)と、
    放電によるイオンを含む液体微粒子を放出する静電霧化ユニット(75)と、
    を備え、
    前記給気部材は、前記ケーシングの長手方向の一端側に配置され、
    前記静電霧化ユニットは、前記ケーシングの中に配置され、かつ、前記長手方向の他端側に配置され、
    前記ケーシングは、室内空気を前記室内から吸い込む吸込口(23a)と、前記室内に空気を吹き出す吹出口(23b)と、前記吸込口と前記吹出口とを繋ぐ通風路(FP)と、を有し、
    前記給気部材は、前記外気を前記通風路に供給し、
    前記静電霧化ユニットは、前記液体微粒子を前記通風路に放出する、空調室内機(2)。
  2. 前記ケーシングの中に配置され、前記長手方向に延びている電装品箱(90)を備え、
    前記電装品箱は、前記一端側に50ボルト未満の電圧によって駆動される第1電気回路部品を収容する第1電装室(91)を有し、前記他端側に50ボルト以上の電圧によって駆動される第2電気回路部品を収容する第2電装室(92)を有する、
    請求項1に記載の空調室内機(2)。
  3. 前記ケーシングの中に配置されているファン(22)を備え、
    前記ファンは、前記吸込口から前記通風路を通って前記吹出口に向かう気流を発生させ、
    前記静電霧化ユニットは、前記液体微粒子を放出させるための空気を前記通風路以外の空間から取り入れる、
    請求項1または請求項2に記載の空調室内機(2)。
  4. 前記ケーシングの中に配置されているファン(22)を備え、
    前記ファンは、前記長手方向に沿って延びる羽根を有し、前記長手方向に対して垂直な方向に空気の流れを前記通風路に生じさせるクロスフローファンである、
    請求項1または請求項2に記載の空調室内機(2)。
  5. 前記ケーシングの中の前記通風路に配置され、前記室内空気及び前記外気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器(21)を備え、
    前記給気部材は、前記外気を吹き出す吹出開口を有し、前記吹出開口が前記熱交換器に対向するように配置されている、
    請求項3または4に記載の空調室内機(2)。
  6. 前記静電霧化ユニットを制御する制御装置(81)を備え、
    前記制御装置は、前記外気が前記室内に導入されているときは、前記静電霧化ユニットにおいて放電させないように制御する、
    請求項1からのいずれか一項に記載の空調室内機(2)。
  7. 前記給気部材は、加湿された前記外気を給気する加湿ダクト(28)である、
    請求項1からのいずれか一項に記載の空調室内機(2)。
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