JP7406080B2 - 空気調和システム - Google Patents

Description

室内の所定ガスの濃度に基づいて行う給気運転と、室内の加湿運転を行う空気調和システムに関する。

加湿機能を有する空気調和機において、加湿機能のうち、外気を加湿しないで加熱して室内に導入する換気運転を行うことにより、花粉等空気中の有害成分を低減することが特許文献１（特開２０１０－４３８４８号公報）に開示されている。

特許文献１においては、外気を加熱して室内に供給する加熱換気運転モードや、外気を加熱しないで室内に供給する非加熱換気運転モードを開示しているが、室内の所定ガスの濃度測定値に応じて、どのように換気運転、または、加湿運転を行うかについては開示が無い。

第１観点の空気調和システムは、加湿ユニットと、給気ファンと、制御部とを備える。加湿ユニットは、外気を取り入れて室内に送り込む外気導入機能と、取り入れた外気を加湿する加湿機能と、を有する。給気ファンは、加湿ユニットで取り入れた外気を給気配管を介して室内に搬送する。制御部は、外気導入機能と加湿機能とを制御する。制御部は、加湿運転と、給気運転とを切換可能に制御する。加湿運転は、加湿ユニットの加湿機能を実行して生成した加湿空気を室内へ送る。給気運転は、加湿ユニットの加湿機能を実行せずに室内の所定ガス濃度に基づいて外気を室内へ送る。

第１観点の空気調和システムは、所定ガスの濃度に基づく給気運転と、加湿運転とを、同一の給気配管を切り換えて実行することができる。

第２観点の空気調和システムは、第１観点の空気調和システムであって、制御部は、加湿運転または給気運転を実行していないときに、加湿運転の指示を受けたときは、給気配管の乾燥運転を含む加湿準備運転を行った後に、加湿運転を行う。また、給気運転中に、加湿運転の指示を受けたときは、加湿準備運転を行わずに、加湿運転を行う。

第２観点の空気調和システムは、給気運転中に、加湿運転の指示を受けたときは、加湿準備運転を行わずに、加湿運転を行うので、早く加湿運転を実行することができる。

第３観点の空気調和システムは、第１観点または第２観点の空気調和システムであって、加湿ユニットは、加湿ロータと、ヒータとを有する。ヒータは、水分吸着部および脱離部を含む。ヒータは、加湿ロータを加熱する。制御部は、加湿運転時は、ヒータをオンにし、回転する加湿ロータを通過する外気を加湿するように制御する。制御部は、給気運転時は、ヒータをオフにし、回転する加湿ロータを通過する外気を加湿しないように制御する。

第３観点の空気調和システムは、給気運転中も加湿ロータが回転を続けるため、加湿ロータの特定の領域だけに外気が通過して、特定の領域だけにごみが付着するのを避けられる。

第４観点の空気調和システムは、第３観点の空気調和システムであって、給気運転時の加湿ロータの回転数は、０よりも大きく、加湿運転時の加湿ロータの最低回転数以下である。ここで、最低回転数とは、加湿運転時の加湿ロータの回転数が可変のときは最も低い回転数を意味し、加湿運転時の加湿ロータの回転数が一定のときはその一定の回転数を意味する。

第４観点の空気調和システムは、給気運転時においても、給気される空気は加湿ロータを通過し、かつ、加湿ロータは回転しているので、加湿ロータの特定の部分だけにごみが付着するのを防止できる。回転速度は低速であるので、無駄なエネルギー消費は避けられる。

第５観点の空気調和システムは、第３観点または第４観点の空気調和システムであって、加湿ユニットは、加湿ロータに外気を導入して、加湿ロータに水分を吸着させるための吸着ファンをさらに有する。制御部は、加湿運転時には、吸着ファンを回転させ、給気運転時には、吸着ファンを停止させる。

第６観点の空気調和システムは、第２観点～第５観点のいずれかの空気調和システムであって、制御部は、加湿運転または給気運転を実行していないときに、給気運転の指示を受けたときは、外気温と室温の温度差に基づいて、給気配管の乾燥運転を行うか否かを判断する。

第７観点の空気調和システムは、第２観点～第６観点のいずれかの空気調和システムであって、加湿準備運転における給気量が、給気運転時の給気量よりも多い。

第８観点の空気調和システムは、第１観点～第７観点のいずれかの空気調和システムであって、
さらに、室内ユニットと、ガスセンサを備える。室内ユニットは、室内に配置され、給気配管に接続される。ガスセンサは、室内の所定ガスの濃度を測定する。ガスセンサは、室内ユニットに内蔵される。

第８観点の空気調和システムにおいては、ガスセンサは室内ユニットに内蔵されるので、ガスセンサと制御部の連携が容易である。

第９観点の空気調和システムは、第１観点～第７観点のいずれかの空気調和システムであって、さらに、室内ユニットと、ガスセンサを備える。室内ユニットは、室内に配置され、給気配管に接続される。ガスセンサは、室内の所定ガスの濃度を測定する。ガスセンサは、室内ユニットとは別に室内に配置される。

第９観点の空気調和システムにおいては、ガスセンサは室内ユニットとは別に室内に配置されるので、比較的自由に所定ガスの濃度を特に測定したいところにガスセンサを配置することができる。

第１０観点の空気調和システムは、第９観点の空気調和システムであって、ガスセンサと制御部とは、外部ネットワークを介して接続される。

第１１観点の空気調和システムは、第１観点～第１０観点のいずれかの空気調和システムであって、さらに、室内熱交換器を備える。

第１１観点の空気調和システムは、室内熱交換器を備えているので、加湿運転、給気運転に加えて、暖房運転、冷房運転などの空気調和運転を行うことができる。

第１実施形態の空気調和機１の外観図である。 第１実施形態の空気調和機１（空気調和システム１００）の冷媒回路２および給気経路３を示す図である。 第１実施形態の室内ユニット１０の正面図である。 第１実施形態の室内ユニット１０の側面図である。 第１実施形態の室内ユニット１０を側面、やや下方から見た図である。 第１実施形態のケーシング１１内の給気配管１９を示す図である。 第１実施形態の制御の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の加湿運転の制御方法を示すフローチャートである。 変形例１Ａの空気調和システム１００ａの模式図である。 変形例１Ｂの空気調和システム１００ｂの模式図である。 変形例１Ｃの空気調和機１ｃ（空気調和システム１００ｃ）の冷媒回路２および給気経路３を示す図である。 変形例１Ｄの空気調和システム１００ｄの模式図である。

＜第１実施形態＞
（１）空気調和機の全体構成
第１実施形態の空気調和システム１００は、空気調和機１と、ガスセンサ１５と、制御部１６とを含む。空気調和機１は、室内ユニット１０と、室外ユニット２０と、室内ユニット１０と室外ユニット２０とを結ぶ冷媒配管２ａ、２ｂ、給気配管３５とを有している。空気調和機１の外観を図１に、冷媒回路２および給気経路３を図２に示す。

室内ユニット１０は、図１、２、３Ａ～３Ｃに示すように、室内熱交換器１４、室内膨張弁１７、室内ファン１２を有している。室内ユニット１０は、室内に配置する。

室外ユニット２０は、室外冷媒回路ユニット６と加湿ユニット５とを有している。室外ユニット２０は、室外、通常、戸外に配置する。

室外冷媒回路ユニット６は、圧縮機２１、アキュムレータ２２、四方切換弁２３、室外熱交換器２４、室外熱交換器用ファン２６、室外膨張弁２５と、それらを接続する配管を有している。

本実施形態の空気調和機１は、室内ユニット１０を配置する室内の、冷房、暖房、除湿、加湿、給気などの空気調和運転を行うことができる。

本実施形態の空気調和機１おいて、冷房運転、暖房運転は、冷媒回路２を利用して実現される。冷房運転、暖房運転の切換は、四方切換弁２３において、冷媒の流れの向きを切り換えることにより実現される。

冷房運転時は、圧縮機２１を吐出された冷媒は、四方切換弁２３、室外熱交換器２４、室外膨張弁２５、室内熱交換器１４、四方切換弁２３、アキュムレータ２２の順に流れ、圧縮機２１に再び吸込まれる。この間、室外熱交換器２４が放熱器として機能して、外気を加熱し、室内熱交換器１４が蒸発器として機能して、室内空気を冷却する。

暖房運転時は、圧縮機２１を吐出された冷媒は、四方切換弁２３、室内熱交換器１４、室外膨張弁２５、室外熱交換器２４、四方切換弁２３、アキュムレータ２２の順に流れ、圧縮機２１に再び吸込まれる。この間、室内熱交換器１４が放熱器として機能して、室内空気を加熱し、室外熱交換器２４が蒸発器として機能して、外気を冷却する。

給気運転は、給気経路３を用いて、実施される。給気経路３は、室外ユニット２０の給気経路５８と、給気ファン５４と、給気配管３５と、室内ユニット１０の給気配管１９とを有する。給気ファン５４が回転すると、室外ユニット２０の加湿ユニット５の給気用空気取込口７ｃより、外気が、室外ユニット２０内に取り込まれる。室外ユニット２０に取り込まれた外気は、室外ユニット２０の給気経路５８、給気ファン５４を経由して流れる。さらに、室外ユニット２０と室内ユニット１０を連絡する給気配管３５内を外気は流れる。外気は、室内ユニット１０の給気配管１９を通過して、給気配管１９の吹出口１９ａから、ケーシング１１内に吹出され、さらに、ケーシング１１の外の室内に至る。

（２）空気調和機１の詳細構成
（２－１）室内ユニット１０
室内ユニット１０の前面パネル４２を取り外した正面図を図３Ａに、左側面図を図３Ｂに、左側面やや下方から見た図を図３Ｃに示す。室内ユニット１０は、ケーシング１１、室内ファン１２、ガスセンサ１５、制御部１６、室内熱交換器１４、フラップ１８、室内給気配管１９を有している。

（２－１－１）ケーシング１１
本実施形態の室内ユニット１０においては、ケーシング１１を配置し、ケーシング内部に、室内ファン１２、ガスセンサ１５、第１制御部１６ａ、室内熱交換器１４、室内給気配管１９を収容している。フラップ１８は、ケーシング１１の下部に取り付けられている。

ケーシング１１は、後面が室内の壁にかけられている。ケーシング１１の後面より、冷媒配管２ａ、２ｂ、給気配管３５などが接続され、壁を通過して、室外に配置されている室外ユニット２０に接続される。

ケーシング１１の上面には、穴が開けられており、室内の空気の吸込口４１となっている。

（２－１－２）室内ファン１２
室内ファン１２は、図３Ｂに示すように、ケーシング１１内部、中央に配置されている。室内ファン１２は、クロスフローファンである。室内ファン１２は、図３Ｂにおいては、時計回りに回転して、空気を時計回りの方向に移動させる。

室内空気は、ケーシング１１の上部の吸込口４１より、ケーシング１１の内部に取り込まれ、室内熱交換器１４を通過して、ケーシング１１の下部のフラップ１８ａ、１８ｂの部分より、室内に吹出される。室内ファン１２が回転することにより、吹出す空気を生じ、空気を吹出すことにより、室内の空気はかき混ぜられる。

（２－１－３）室内熱交換器１４
室内熱交換器１４は、図３Ｂに示すように、ケーシング１１の内部で、室内ファン１２の外側の空間に配置されている。室内空気は、ケーシング１１の上部の吸込口４１より、ケーシング１１の内部に取り込まれ、室内熱交換器１４を通過して熱交換し、ケーシング１１の下部のフラップ１８ａ、１８ｂの部分より、室内に吹出される。室内熱交換器１４を通過する空気は、室内熱交換器１４を通過する間に、加熱または冷却され、室内を暖房または冷房する。

（２－１－４）フラップ１８
フラップ１８は、ケーシング１１の下方に取り付けられている。本実施形態においては、フラップ１８ａ、１８ｂは２枚構成である。フラップ１８は、空気調和機１の停止時は、通常、図３Ｃに示すように、閉である。空気調和機１の運転時は、図１に示すように、フラップ１８ａ、１８ｂは開となり、両フラップ１８ａ、１８ｂの間、ケーシング１１とフラップ１８ａの間などから、空気は吹出される。フラップ１８ａ、１８ｂは、その開度の角度を変更することによって、吹出す空気の角度を変更する。

（２－１－５）室内ユニット１０内の外気の給気経路と給気配管１９
室内ユニット１０内の給気経路は、給気配管１９の内部と、給気配管１９の吹出口１９ａを出た後、ケーシング１１内から外の室内に至る部分に分かれる。

給気配管１９は、図４に示す形状を有している。給気配管１９の一端は、接続口１９ｂである。接続口１９ｂは、室外ユニット２０と室内ユニット１０を接続する給気配管３５に接続する。給気配管１９の他端は、吹出口１９ａである。吹出口１９ａは、室内ユニット１０の左側に配置されており、室内熱交換器１４に対向して配置されている。給気配管１９の接続口１９ｂと吹出口１９ａの間の中央部分は、扁平な形状をしており、室内ユニット１０の左側面の近傍に配置されている。

外気は、室外ユニット２０において取り込まれ、給気配管３５を経由して、室内ユニット１０に入る。室内ユニット１０の給気配管１９を流れた空気は、吹出口１９ａから室内熱交換器１４の方向に吹出される。

給気をするときは、室外ユニット２０の給気ファン５４を回転させる。給気ファン５４は、給気経路３の別の場所に配置されていても良い。たとえば、室内ユニット１０に配置されていても良い。

（２－２）室外ユニット２０
室外ユニット２０は、（１）全体構成で説明したとおり、加湿ユニット５と、室外冷媒回路ユニット６とを有している。室外冷媒回路ユニット６については、（１）全体構成で既に説明したので説明を省略し、以下に加湿ユニット５について説明する。

（２－２－１）加湿ユニット５
本実施形態の空気調和機１は、加湿ユニット５を利用して、加湿運転、または、給気運転を行うことができる。言い換えると、加湿ユニット５は、外気を取り入れて室内に送り込む外気導入機能と、前記取り入れた外気を加湿する加湿機能と、を有する。

加湿ユニット５は、加湿ユニット５内の給気経路５８と、水分吸着用空気経路５７と、を有している。加湿ユニット５内の給気経路５８は、全体の給気経路３の一部である。

加湿ユニット５は、加湿ロータ５１と、ヒータ５２と、給気ファン５４と、吸着ファン５９とを有している。給気ファン５４と吸着ファン５９は一台で共用されていても良い。

水分吸着用空気経路５７における空気の流れは次の通りである。室外ユニット２０のケーシングの外の空気は、吸着ファン５９の回転によって、ケーシングの吸着用空気取込口７ａから取り込まれ、加湿ロータ５１、吸着ファン５９を通過して、吸着用空気排気口７ｂから、ケーシング外に排出される。

加湿ロータ５１は、ハニカム構造のセラミックロータであり、概ね円盤形状の外形を有している。また、加湿ロータ５１は、回転可能に設けられており、ロータ駆動用モータによって回転駆動される。さらに、加湿ロータ５１の主たる部分は、ゼオライト等の吸着剤から焼成されている。ゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着するとともに、吸着した水分を加熱されることによって脱着するという性質を有している。なお、本実施形態では、吸着剤としてゼオライトを用いているが、シリカゲルやアルミナ等を吸着剤として用いることも可能である。

水分吸着用空気経路５７においては、外気が加湿ロータ５１を通過することにより、外気中の水分が、加湿ロータ５１に吸着される。

一方、加湿ユニット５内の給気経路５８においては、空気の流れは次の通りである。室外ユニット２０のケーシングの外の空気は、給気ファン５４の回転によって、ケーシングの給気用空気取込口７ｃから取り込まれ、加湿ロータ５１、ヒータ５２、加湿ロータ５１、給気ファン５４を通過して、室外ユニット２０と室内ユニット１０を接続する給気配管３５に至る。

ヒータ５２は、加湿ロータ５１の上方に位置しており、加湿ロータ５１に対向して配置されている。また、ヒータ５２は、加湿ロータ５１へ送られる空気を加熱することにより、加湿ロータ５１を加熱することができる。

以上をまとめ、本実施形態の空気調和機１の加湿運転を説明すると次の通りである。まず、水分吸着用空気経路５７において、外気の水分が加湿ロータ５１に吸着される。加湿ロータ５１の水分吸着用空気経路５７を通過している部分を水分吸着部５１ａと呼んでもよい。水分を吸着した加湿ロータ５１は回転し、水分を吸着した部分が、給気経路５８に移動する。給気経路５８において、加湿用の空気が、ヒータ５２によって加熱され、加湿ロータ５１に吸着された水分を取り込み、給気経路５８から、室内ユニット１０へ送られる。加湿ロータ５１の給気経路５８を通過している部分を脱離部５１ｂと呼んでもよい。

このような加湿ロータ５１の水分吸着脱離の機能を利用しなければ、加湿ユニットを単なる給気運転に用いるのは容易である。加湿運転を給気運転に変更するためには、吸着ファン５９を停止させる、加湿ロータ５１を停止または低速回転させる、ヒータ５２で加熱しない、などの方法により、加湿しない給気運転とすることができる。

（２－３）ガスセンサ１５
本実施形態のガスセンサ１５は、空気調和機１の室内ユニット１０に配置されている。ガスセンサ１５は、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスセンサである。本実施形態の空気調和システム１００は、ＣＯ_２ガスセンサ１５を備えているので、たとえば、室内を密閉した状態で空気の入れ替えをしないで冷暖房を行っていた場合に、ＣＯ_２ガスセンサ１５で室内のＣＯ_２ガス濃度を測定し、ＣＯ_２ガス濃度が高い場合は、室内に、給気経路３を利用して外気を取り込み、室内のＣＯ_２ガス濃度を低下させるなどの対策をすることができる。

ガスセンサ１５は、光学式のガスセンサである。ガスセンサ１５は、発光部と受光部とを有する。発光部は、赤外光を発する光源を含んでいる。受光部は、ディテクタとフィルタとを有する。ガスセンサの原理は、非分散赤外線吸収法である。原子間振動による分子エネルギーの共振により、ガス分子特有の周波数（波長）の光が吸収されることにより、ガス量を特定する。ガスセンサとしては、自己加熱サーミスタ方式のものであってもよい。

ガスセンサ１５は、図３Ａに示すように、ケーシング１１の内側で、前面の近く、右端、上方に配置されている。ガスセンサ１５の配置位置は、室内空気のガス濃度が測定できる位置であれば、特に限定されない。

ガスセンサ１５は、ガスセンサ１５が配置された場所のガス濃度を測定する。本実施形態においては、ガスセンサ１５は、空気調和機１の室内ユニット１０のケーシング１１内に配置されているので、床から、１．５ｍ以上２ｍ以下程度の室内空気のガス濃度を測定する。

（２－４）制御部１６
制御部１６は、第１制御部１６ａと第２制御部１６ｂとを有する。第１制御部１６ａは、室内ユニット１０に配置されている。第２制御部１６ｂは、室外ユニット２０に配置されている。第１制御部１６ａと第２制御部１６ｂは、制御部１６として協働して空気調和システム１００の各機器を制御する。第１制御部１６ａと第２制御部１６ｂはそれぞれコンピュータを有する。第１制御部１６ａと第２制御部１６ｂはそれぞれ、ＣＰＵと記憶部とを含んでいる。制御部１６の制御の概略構成を示すブロック図を図５に示す。制御部１６は、空気調和機１による暖房運転、冷房運転、加湿運転、給気運転を制御する。制御部１６は、四方切換弁２３、圧縮機２１、室外熱交換器用ファン２６、室外膨張弁２５、給気ファン５４、加湿ロータ５１、ヒータ５２、吸着ファン５９、室内ファン１２、室内膨張弁１７、ガスセンサ１５を制御する。

第１制御部１６ａは、図３ａに示すように、ケーシング１１の内側で、右端の部分に配置されている。第１制御部１６ａは他の位置に配置されていても良い。

（３）給気運転、および、加湿運転の制御方法
（３－１）給気運転の制御方法
本実施形態の空気調和システム１００の給気運転についてさらに説明する。

給気運転は、所定ガスのガス濃度に応じて実施される。給気運転は、ユーザの指示によって実施されてもよい。本実施形態においては、所定ガスはＣＯ_２（二酸化炭素）ガスである。ガスセンサ１５は、ＣＯ_２ガスセンサである。ガスセンサ１５は、ＣＯ_２ガスの濃度を測定し、測定結果を制御部１６へ送る。制御部１６は、取得したＣＯ_２ガスの濃度が所定の濃度以上のときに、給気運転を開始する。日本の戸外でのＣＯ_２ガスの濃度は、約４１０ｐｐｍ（２０１８年）である。たとえば、測定したＣＯ_２ガスの濃度が１０００ｐｐｍ以上のときに、制御部１６は、給気運転を開始する。

給気運転においては、加湿ユニット５の給気ファン５４を回転させることにより、室外ユニット２０の給気用空気取込口７ｃから外気が取り込まれ、取り込まれた空気が、給気経路３を経由して、室内ユニット１０から室内に供給される。

給気運転の課題の１つは、室内ユニット１０と室外ユニット２０を結ぶ給気配管３５において、結露水が発生することにより、給気配管内の比較的流速の早い空気（給気配管内は比較的管の内径が小さいため空気の流速が早くなる）と結露水が衝突して、異音が発生し、室内の空気調和機１のユーザに不快感を与えることがあることである。

このような給気運転の課題に対応するため、必要に応じて、乾燥運転を行う。乾燥運転とは、給気配管３５を乾燥させて結露水を取り除くための給気運転である。そのために、乾燥運転においては、ヒータ５２によって、空気を加熱する。ヒータ５２は、給気配管３５を通過する空気を加熱すればよいのであって、加湿ユニット５内の給気経路５８における別の位置に配置されたヒータであっても良い。

給気運転において、乾燥運転を行う条件は、たとえば、（外気温－室温）が所定温度を超えているか否か、で判断する。所定温度とは、たとえば、３℃以上、１０℃以下である。より具体的には、所定温度は、６℃である。制御部１６は、（外気温－室温）が所定温度以下のときは、乾燥運転を行わない。通常の給気運転を行う。一方、制御部１６は、（外気温－室温）が所定温度を超えるときは、乾燥運転を行う。

（３－２）加湿運転の制御方法
本実施形態においては、加湿運転は、ユーザの指示で行う。ユーザの指示とは、より具体的には、たとえば、次の通りである。ユーザはリモートコントローラの加湿運転の入力ボタンを押す。リモートコントローラは赤外線通信によってユーザの命令を室内ユニット１０に送る。制御部１６はその命令を受け取り、加湿ロータ５１等の各機器を制御する。加湿運転は、室内の湿度に応じて空気調和機１が自動で判断して実施してもよい。

加湿運転は、「（２－２－１）加湿ユニット５」で説明したように、まず、吸着ファン５９の回転によって、外気中の水分が加湿ロータ５１に吸着される。次に、給気ファン５４の回転よって、外気（空気）が取り込まれ、その空気がヒータ５２で加熱され、加熱された空気が、加湿ロータ５１に吸着された水分を含み、給気配管３５から室内ユニット１０、さらに室内へ送り出される。

加湿運転においては、加湿準備運転は通常、必須である。加湿準備運転は、給気運転における乾燥運転と同様に、給気配管３５を乾燥させて結露水を取り除くための給気運転である。加湿運転においては、空気の蒸気圧が高いため、給気配管３５で結露する可能性が単なる給気運転より高く、より異音発生の可能性も高い。そのため、従来の空気調和機では、加湿運転において、必ず加湿準備運転を実施していた。

（３－３）給気運転中の加湿運転の制御方法
本実施形態の給気運転中の加湿運転の制御方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、ここで、空気調和機１は、加湿運転を行っていないとする。暖房運転、冷房運転、除湿運転を行っているか否かは特に問わない。

そして、ステップＳ１０１で、空気調和機１（制御部１６）は、ユーザから加湿運転の指示を受ける。次に、ステップＳ１０２では、制御部１６は、給気運転中か否かを判断する。給気運転中のときは、ステップＳ１０４へ進む。給気運転中で無いときは、ステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３では、制御部１６は、加湿準備運転を行う。言い換えると、ヒータ５２をオンにして、給気ファン５４をオンにし、給気配管３５を乾燥させる運転（加湿準備運転）を行う。加湿準備運転が終了すると、次にステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、加湿運転を実施し、制御を終了する。

図６に示す本実施形態のフローでは、給気運転中に制御部が加湿運転の指示を受けたときは、加湿準備運転を行わずに、いきなり加湿運転を実施する。加湿準備運転は、たとえば１０分程度の時間を要する。したがって、加湿準備運転を行わないことにより、ユーザの加湿運転指示からすぐに加湿運転を実行することでユーザの快適性が向上する。

（４）特徴
（４－１）
本実施形態の空気調和システム１００は、室外ユニット２０と、給気配管３５と、制御部１６と、ガスセンサ１５とを備える。室外ユニット２０は、外気を取り入れて加湿する加湿ユニット５を有する。給気配管３５は、室外ユニット２０で取り入れた外気を室内に搬送する。ガスセンサ１５は、室内の所定ガスの濃度を測定する。

本実施形態の空気調和機１（空気調和システム１００）は、加湿運転が可能である。加湿運転は、加湿ユニット５によって加湿した外気を給気配管３５を通して室内へ送る運転である。

一方、制御部１６は、ガスセンサ１５から室内の所定ガスの濃度を取得する。取得した所定ガスの濃度が、所定範囲のときは、給気運転を行う。より具体的には、本実施形態では、所定ガスとは、ＣＯ_２ガスであり、ガスセンサ１５はＣＯ_２ガスセンサである。制御部１６は、ガスセンサ１５の測定したＣＯ_２ガス濃度が所定値を超えた場合には、給気運転を行う。給気運転は、加湿しない外気を給気配管を通して室内へ送る運転である。給気運転は、加湿ユニット５を利用する。

空気調和システム１００の制御部１６は、同一の給気配管３５と加湿ユニット５を利用して、加湿運転と給気運転を切換えて実行可能である。

（４－２）
従来、加湿運転を行う空気調和機においては、給気配管を乾燥させる加湿準備運転を行ってから加湿運転を行っていた。加湿準備運転は、たとえば約１０分の長時間を要している。本実施形態の空気調和システム１００においては、給気運転中に加湿運転の指示を受けたときは、加湿準備運転を実施しない。給気運転中は、給気配管の乾燥を既に行っている、または、給気配管の乾燥の必要は無い、と考えられるからである。加湿準備運転をしないで、直ぐに加湿運転を行うことにより、ユーザの快適性が増す。

（４－３）
本実施形態の加湿ユニット５は、水分吸着部５１ａおよび脱離部５１ｂを含む加湿ロータ５１を有する。加湿ロータ５１の役割は、おもに加湿運転のためのものである。本実施形態の給気運転においては、加湿ロータ５１を回転させた状態で行う。給気運転時の加湿ロータ５１の回転速度は、０よりも大きく、加湿運転時の最低回転数以下である。

本実施形態の空気調和システム１００は、給気運転中も加湿ロータ５１が回転を続けるため、加湿ロータ５１の特定の領域だけに外気が通過して、特定の領域だけにごみが付着するのを避けられる。また、回転速度は低速であるので無駄なエネルギー消費は避けられる。

（４－４）
本実施形態の加湿ユニット５は、加湿ロータ５１を加熱するヒータ５２をさら有する。
ヒータ５２は、加湿ロータ５１を加熱して、加湿ロータが吸着した水分を、給気する空気に含ませる役割を有する。制御部１６は、加湿運転時にヒータ５２をオンにし、給気運転時にヒータをオフにする。ただし、ヒータ５２は、給気運転時においても、乾燥運転を行う場合には、利用する。言い換えると、乾燥運転時に、ヒータ５２は空気を加熱し、加熱した空気を給気配管３５に送ることによって、給気配管３５を乾燥させる。

（４－５）
本実施形態の加湿ユニット５は、加湿ロータ５１に外気を導入して、加湿ロータ５１に水分を吸着させるための吸着ファン５９をさらに有する。制御部１６は、加湿運転時には、吸着ファン５９を回転させ、給気運転時には、吸着ファン５９を停止させる。

（４－６）
制御部１６は、給気運転を実行する場合は、給気配管３５の乾燥運転をするか否かを判断する。乾燥運転の判断は、外気温と室温の温度差に基づいて判断する。外気温と室温の温度差が所定温度を超えるときは、乾燥運転を実施し、外気温と室温の温度差が所定温度以下のときは、乾燥運転を実施しない。

（４－７）
本実施形態の空気調和システム１００は、加湿準備運転における給気量が、給気運転時の給気量よりも多い。

（４－８）
本実施形態の空気調和システム１００は、さらに、室内ユニット１０を有している。室内ユニット１０は給気配管３５に接続されている。ガスセンサ１５は、室内ユニット１０に内蔵されている。

ガスセンサ１５は、室内ユニット１０に内蔵されているので、制御部１６との連携が取りやすい。

（４－９）
本実施形態の空気調和システム１００は、冷媒回路２を有しており、室内ユニット１０は、室内熱交換器１４を備えている。

本実施形態の空気調和システム１００は、加湿運転、給気運転に加えて、暖房運転、冷房運転などの空気調和運転を行うことができる。また、これら空気調和運転において、室内ファン１２、フラップ１８などを共用することができる。

（５）変形例
（５－１）変形例１Ａ
第１実施形態の空気調和システム１００は、室内ユニット１０のケーシング１１の内部に、ガスセンサ１５を配置していた。ガスセンサ１５は、室内ユニット１０または空気調和機１と別に配置されてもよい。

変形例１Ａの空気調和システム１００ａにおいては、図７に示すように、ガスセンサ１５ａは、室内ユニット１０ａと別体である。ガスセンサ１５ａは、室内ユニット１０ａの第１制御部１６ａと無線通信可能である。ガスセンサ１５ａは、室内ユニット１０ａの第１制御部１６ａと有線通信可能であってもよい。ガスセンサ１５ａは、室内の所定ガスの濃度を測定する。ガスセンサ１５ａで測定した測定結果は、第１制御部１６ａに送信され、制御部１６は、空気調和機１ａの給気運転を制御する。

変形例１Ａでは、ガスセンサ１５ａが室内ユニット１０ａと別体であるので、室内でのガスセンサ１５ａの配置が比較的自由に選択できる。たとえば、部屋が寝室であるとき、ガスセンサ１５ａをよりユーザに近い位置に配置することができる。また、高価なガスセンサ１５ａを室内ユニット１０ａの後付で取り付けることもできる。

（５－２）変形例１Ｂ
変形例１Ａの空気調和システム１００ａにおいては、ガスセンサ１５ａは室内ユニット１０ａと別体であり、ガスセンサ１５ａは、室内ユニット１０ａの第１制御部１６ａと直接通信可能であった。変形例１Ｂの空気調和システム１００ｂにおいては、図８に示すように、ガスセンサ１５ｂは室内ユニット１０と別体である。ガスセンサ１５ｂは、室内ユニット１０ｂの第１制御部１６ａとネットワークを経由して通信可能である。ネットワークは、そのネットワーク上にサーバ４０を有していてもよい。サーバ４０は、プロセッサ４０１と記憶部４０２とを有している。サーバ４０は、ガスセンサ１５ｂの測定データを蓄積したり、ガスセンサ１５ｂを制御したり、ガスセンサ１５ｂの測定データを空気調和機１ｂに送信したりしてもよい。

変形例１Ｂの空気調和機１ｂは、ネットワーク接続機能を有していれば、特別にガスセンサ１５ｂとの接続機能を有していなくても、ガスセンサ１５ｂの測定データを利用した空気調和機１ｂの制御が可能である。

（５－３）変形例１Ｃ
第１実施形態の空気調和システム１００は、給気運転において、乾燥運転を行う条件は、（外気温－室温）が所定温度を超えているか否か、で判断する。給気運転において、乾燥運転を行うか否かは、別の判断基準で判断しても良い。変形例１Ｃの空気調和システム１００ｃは、給気配管３５内の空気の湿度によって判断する。

図９に示すように、変形例１ｃの空気調和システム１００ｃは、給気配管３５内に、湿度センサ３６を配置している。湿度センサ３６の配置位置は、給気配管３５外であって、加湿ユニット５の給気経路５８の中で、給気配管３５の近傍であっても良い。いずれにしても、湿度センサ３６の配置位置は、給気配管３５内を通る空気の湿度を測定することが可能な位置であれば良い。

変形例１Ｃの制御部１６は、給気配管３５内の湿度センサ３６の測定値を受け取り、湿度に応じて、給気運転時の乾燥運転を行うか否かを判断する。

なお、第１実施形態と変形例１Ａは、別々に、外気温、室温と、給気配管３５内の湿度から、給気運転時の乾燥運転を行うか否かを判断するが、この二つの判断基準を組み合わせて用いて、給気運転時の乾燥運転を行うか否かを判断してもよい。

（５－４）変形例１Ｄ
変形例１Ｄの空気調和システム１００ｄにおいては、制御部１６は、第３制御部１６ｃを含んでいる。第３制御部１６ｃは、図１０に示すように、サーバ４０ｄに配置されている。サーバ４０ｄは、プロセッサ４０１ｄと記憶部４０２ｄとを有している。サーバ４０ｄと、空気調和機１ｄ、ガスセンサ１５ｄとは、ネットワークを介して通信可能に接続されている。第３制御部１６ｃは、ガスセンサ１５ｄの測定した所定ガスの濃度に基づき、空気調和機１ｄの加湿運転および給気運転を制御する。

このとき、第３制御部１６ｃは、空気調和機１ｄの第１制御部１６ａ、または／および、第２制御部１６ｂを介して、空気調和機１ｄを制御しても良いし、直接、空気調和機１ｄを制御しても良い。

（５－５）変形例１Ｅ
第１実施形態においては、給気ファン５４は、加湿ユニット５に配置されていた。本開示はそれに限定されない。給気ファン５４は、給気経路３に配置されていれば、別の位置に配置されていてもよい。変形例１Ｅにおいては、給気ファン５４は室内ユニット１０に配置されている。

（５－６）変形例１Ｆ
第１実施形態では、ガスセンサ１５としてＣＯ_２ガスセンサを用いる例について説明した。ガスセンサは、他のガスを測定するセンサであってもよい。変形例１Ｆでは、ガスセンサは、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を測定するセンサである。ＶＯＣとしては、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレン、アセトアルデヒドのいずれか、または、その組み合わせである。

またガスセンサは、ＩＡＱ（室内空気質）センサであってもよい。

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。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 空気調和機
２ 冷媒回路
３ 給気経路
５ 加湿ユニット
６ 室外冷媒回路ユニット
１０、１０ａ、１０ｂ 室内ユニット
１４ 室内熱交換器
１５、１５ａ、１５ｂ ガスセンサ
１６ 制御部
１９ 室内給気配管
２０ 室外ユニット
３５ 給気配管
５１ 加湿ロータ
５１ａ 水分吸着部
５１ｂ 脱離部
５２ ヒータ
５４ 給気ファン
５９ 吸着ファン
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 空気調和システム

特開２０１０－４３８４８号公報

Claims (9)

1. 外気を取り入れて室内に送り込む外気導入機能と、取り入れた外気を加湿する加湿機能と、を有する加湿ユニット（５）と、
   前記加湿ユニット（５）で取り入れた外気を給気配管（３５）を介して室内に搬送する給気ファン（５４）と、
   前記外気導入機能と前記加湿機能とを制御する制御部（１６）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記加湿ユニットの加湿機能を実行して生成した加湿空気を室内へ送る加湿運転と、
   前記加湿ユニットの加湿機能を実行せずに、室内の所定ガス濃度に基づいて外気を室内へ送る給気運転と、を切換可能に制御し、
   前記加湿ユニットは、
   水分吸着部（５１ａ）および脱離部（５１ｂ）を含む加湿ロータ（５１）と、
   前記加湿ロータを加熱するヒータ（５２）と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記加湿運転時は、前記ヒータをオンにし、回転する前記加湿ロータを通過する外気を加湿し、
   前記給気運転時は、前記ヒータをオフにし、回転する前記加湿ロータを通過する外気を加湿しない制御を行い、
   前記給気運転時の前記加湿ロータの回転数は、０よりも大きく、前記加湿運転時の前記加湿ロータの最低回転数以下である、
   空気調和システム（１００）。
2. 前記制御部は、
   前記加湿運転または前記給気運転を実行していないときに、前記加湿運転の指示を受けたときは、前記給気配管の乾燥運転を含む加湿準備運転を行った後に、前記加湿運転を行い、
   前記給気運転中に、前記加湿運転の指示を受けたときは、前記加湿準備運転を行わずに、加湿運転を行う、
   請求項１に記載の空気調和システム。
3. 前記加湿ユニットは、前記加湿ロータに外気を導入して、前記加湿ロータに水分を吸着させるための吸着ファン（５９）をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記加湿運転時には、前記吸着ファンを回転させ、
   前記給気運転時には、前記吸着ファンを停止させる、
   請求項１または２に記載の空気調和システム。
4. 前記制御部は、
   前記加湿運転または前記給気運転を実行していないときに、前記給気運転の指示を受けたときは、外気温と室温の温度差に基づいて、前記給気配管の乾燥運転を行うか否かを判断する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和システム。
5. 前記加湿準備運転における給気量が、前記給気運転時の給気量よりも多い、
   請求項２に記載の空気調和システム。
6. 前記空気調和システムは、
   室内に配置され、前記給気配管に接続された室内ユニット（１０）と、
   室内の前記所定ガスの濃度を測定するガスセンサ（１５）と、
   をさらに備え、
   前記ガスセンサは、前記室内ユニットに内蔵される、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和システム。
7. 前記空気調和システムは、
   室内に配置され、前記給気配管に接続された室内ユニット（１０）と、
   室内の前記所定ガスの濃度を測定するガスセンサ（１５ａ、１５ｂ）と、
   をさらに備え、
   前記ガスセンサは、前記室内ユニットとは別に室内に配置される、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和システム。
8. 前記ガスセンサと前記制御部とは、外部ネットワークを介して接続される、
   請求項７に記載の空気調和システム。
9. 前記空気調和システムは、さらに、室内熱交換器（１４）を備える、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の空気調和システム。

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