JPH0217343A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和機における主として湿度調節につい
ての改良に関する。

（従来の技術） 従来、例えば日本工業出版発行の雑誌「建築設備と配管
工事Ｊ　　（１９８７年２月号）に発表された論文「森
林浴空調システムφヘルシーエア」中に記載され、かつ
、第９図に示すように、室内（Ａ）に開口する吸込口（
Ｂ）と吹出口（Ｃ）との間に、室内空気の循環通路（Ｄ
）を設け、該通路（Ｄ）に、暖房又は冷房若しくは冷暖
房兼用の熱源（Ｅ）及び送風ファン（Ｆ）を介装し、室
内空気の加熱又は冷却による気流温調を行うようにして
いる。

又、室内（Ａ）の快適性を湿度面で向上させるため、前
記熱源（Ｅ）に蒸気印加を行う給水型加湿手段（Ｇ）を
設けると共に、前記循環通路（Ｄ）に活性炭を封入した
活性炭除湿器（Ｈ）を介装し、主として冬季の暖房時に
は前記加湿手段（Ｇ）による加湿を、又、夏季の冷房時
には前記除湿器（Ｈ）による除湿をそれぞれ行うように
している。

尚、第９図のものでは、循環通路（Ｄ）に、二酸化炭素
除去装置（Ｊ）、フィルタ（Ｋ）、消音器（Ｌ）及びマ
イナスイオン発生機（Ｍ）を介装し森林浴感覚が得られ
るようにしていると共に、上記した熱源（Ｅ）による気
流温調に加えて、ヒートポンプ（Ｐ）に並設した水槽（
Ｑ）内の熱媒体をポンプ（Ｒ）を介して天井設置パネル
（Ｓ）に循環させ、該パネル（Ｓ）からの放射温調を併
用するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、以上の空気調和機では湿度調節を行うにあた
り、給水型加湿手段（Ｇ）と活性炭除湿器（Ｈ）で対応
しているため、加湿を行う場合には蒸気印加という給水
設備が別途必要であるし、又、除湿を行う場合には活性
炭の経時的な能力ダウンにより再生処理や交換作業を行
う必要が生じ、いずれの場合も、信頼性に欠けると共に
、設備管理面で繁雑となる問題がある。

本発明は、かかる問題を解消するためになしたものであ
り、その目的は、簡単な構成で、無給水条件下での加湿
を実現すると共に、さらに除湿機能を具備することので
きる空気調和機を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこで本発明では、室内空気が循環する室内循環通路（
３）に、室内空気を加熱する暖房用熱源（５）を配設し
た空気調和機において、前記室内循環通路（３）におけ
る前記暖房用熱源（５）の出口側に、室外空気と接触し
、該室外空気と前記暖房用熱源（５）の出口側室内空気
との間で湿分授受を行わせる熱交換器（８）を配設する
こと＼した。この場合、加湿能力を増加させるべく、前
記熱交換器（８）における室内空気の流入部に、加熱源
（９）を介装する。

更に除湿機能を具備したものとして、室内空気が循環す
る室内循環通路（３）に、暖房時加熱源となり冷房時冷
却源となる冷暖房用熱源（５）を配設した空気調和機に
おいて、前記室内循環通路（３）における前記冷暖房用
熱源（５）の出口側に、室外空気と接触し、該室外空気
と前記冷暖房用熱源（５）の出口側室内空気との間で湿
分授受を行わせる熱交換器（８）を配設すると共に、こ
の熱交換器（８）における室外空気の流入部に、冷房時
作動する除湿用加熱源（２０）を介装させることとした
。

又、この場合、暖房時の加湿能力を向上させるべく、前
記熱交換器（８）における室内空気の流入部には、該暖
房時作動する加湿用熱［（９）を介装する。

（作用） 暖房時、前記室内循環通路（３）に循環される室内空気
は前記暖房用熱源（５）で加熱された後に前記熱交換器
（８）に流入される。このため、該熱交換器（８）では
、この高温状態の室内空気側に、室外空気中に含まれる
水分が自然に移動されることとなり、無給水条件下での
室内加湿が行えることとなる。又、この場合、前記熱交
換器（８）における室内空気の流入部に加熱源（９）が
あると、前記熱交換器（８）を通る室内空気を更に加熱
でき、室外空気との温度差を大きく確保できて、水分移
動がより促進できる。

更に、室内循環通路（３）に、暖房時加熱源となり冷房
時冷却源となる冷暖房用熱源（５）を配設した冷暖房兼
用タイプの空気調和機では、暖房時作動するには、加熱
源となる前記熱源（５）により同様に無給水条件下での
加湿が行えると共に、冷房時には、除湿用加熱源（２０
）で加熱された室外空気側に、室内空気中に含まれる水
分が移動されることとなるため、室内の除湿も行えるこ
ととなる。

そして、この場合も、前記熱交換器（８）における室内
空気の流入部に、暖房時作動する加湿用加熱源（９）が
あると、暖房時において前記熱交換器（８）を通る室内
空気と室外空気との温度差を大きく確保でき、水分移動
が促進できて加湿能力を向上できる。

（実施例） 第１図に示した空気調和機は、本体ケーシング（１）の
内部を上下方向に延びる仕切壁（２）で仕切って、該仕
切壁（２）の−側に、室内空気が循環される室内循環通
路（３）を、又、他側に、室外空気が循環される室外通
路（４）をそれぞれ画成すると共に、前記室内循環通路
（３）の上下方向中間部位に、暖房時に凝縮器となる暖
房用熱源（５）を配設する一方、前記室外通路（４）の
下部側に、圧縮機（８）と暖房時に蒸発器となる室外側
熱交換器（７）及び膨張機構（７０）を配設して、これ
ら圧縮機（６）、暖房用熱［（５）　、膨張機構（７０
）及び室外側熱交換器（７）を順次冷媒配管で接続して
冷凍サイクルを形成し、同図の実線矢印で示した経路で
冷媒を両流させることにより、前記室内循環通路（３）
を通過する室内空気を加熱して、室内側の暖房を行うよ
うにしている。

しかして以上のような空気調和機において、前記ケーシ
ング（１）の内方中央部位で、前記暖房用熱源（５）に
おける室内空気の出口側に、前記各通路（３）（４）に
股がって横断するごとく、円筒ハニカム構造とされた熱
交換器（８）を配設する。この熱交換器（８）は、第２
図に示すように、円筒形平板（８ａ）と円筒形波板（８
ｂ）とを渦巻状若しくは同心状に積層して成るものであ
り、モータ（８０）にベルト（８１）を介して連動され
、所定回転数で回転される。又、前記平板（８ａ）及び
波板（８ｂ）は、それぞれ塩化リチウムやシリカゲル等
を担持させ、かつ、各板間で湿分浸透可能な活性炭紙等
の素材から成る。

又、前記暖房用熱源（５）と熱交換器（８）との間であ
って該熱交換器（８）の流入部に、暖房時作動させるヒ
ータなどの加熱源（９）を配設する。

尚、前記暖房用熱源（５）の室内空気流入側には電気集
塵ニレメン）（１０）を、また前記熱交換器（８）にお
ける室内空気の流出側には循環ファン（１１）をそれぞ
れ配設している。

そして、以上のように構成した空気調和機は、前記室内
循環通路（３）を室内空間（１２）に接続するのであり
、即ち、該室内空間（１２）の天井側に、後述する冷房
時に冷媒が供給される複数の放熱パイプ（１３ａ）を備
え、かつ多数の吹出孔（１３ｂ）を設けた放射パネル（
１３）を配設して、この放射パネル（１３）と前記室内
空間（１２）の天井壁との間に吹出通路（１４）を形成
すると共に、前記室内空間（１２）の法例に、この暖房
時に冷媒が供給される放熱パイプ（１５ａ）を備えた床
暖房放射パネル（１５）を配設する一方、前記吹出通路
（１４）と室内循環通路（３）の吹出側を吹出ダクト（
１６）を介して接続し、又、前記室内空間（１２）の法
例と前記循環通路（３）の吸入側とを吸入ダクト（１７
）を介して接続する。

尚、前記各放熱パイプ（１３ａ、）（１５ａ）は、前記
圧縮機（６）を備えた冷凍サイクルに、２つの切換弁（
２１）（２２）を介して接続され、暖房時には、該各切
換弁（２１）（２２）の切換えにより、床暖房放射パネ
ル（１５）に配管した放熱パイプ（１５ａ）に冷媒の一
部を投じ、該放射パネル（１５）からの放射による床暖
房を併用できるようにしている。（７１）はこれら放熱
パイプ（１３ａ又は１５ａ）に投じられる冷媒系の膨張
機構である。

又、第１図中、（１８）は室外空気の循環ファン、（２
３）は室外空気の熱交換器（８）への流通を側路するバ
イパス通路、（２３ａ）は該バイパス通路（２３）の通
過流量を調節する調節ダンパ、（２４）は室内循環通路
（３）に室外空気を一部取入れる外気取入ダンパ（２４
）であり、（２５）はマイナスイオン発生器（２６）は
フィトンチッド発生器、（２７）は酸素富化器、（２５
ａ〜２７ａ）はこれら各機器（２５〜２７）を作動させ
るセンサーを内蔵した放出部である。

斯くして、以上のような空気調和機で前記室内空間（１
２）の暖房を行う場合には、前記圧縮機（６）から吐出
される冷媒が、同図の実線矢印で示した経路で循環され
て、前記熱源（５）が凝縮器すなわち加熱源として作用
し、前記循環ファン（１１）の回転に伴い、同図の白抜
き矢印で示した経路で前記室内空間（１２）から吸入ダ
クト（１７）を介して室内循環通路（３）側に取込まれ
る室内空気が、電気集塵ニレメン）（１０）を通過して
清浄化された後に、前記熱源（５）で加熱され、この加
熱された室内空気が、前記吹出ダク１−（１６）及び吹
出通路（１４）を経て前記放射パネル（１３）の吹出孔
（１３ｂ）から室内側に吹出され、前記室内空間（１２
）の気流による暖房が行われる。又、放熱パイプ（１５
ａ）への冷媒供給により床からの放射暖房が行える。

そして、以上の暖房時には、前記ケーシング（１）の内
部に、前記室内循環通路（３）と室外通路（４）との間
に股がって回転可能に配設された前記熱交換器（８）に
、前記暖房用熱源（５）で加熱され、更に、前記加熱源
（９）で加熱された室内空気が流通されると共に、−点
鎖線で示すように、前記室外通路（４）に循環される室
外空気が通過されるため、前記熱交換器（８）において
、高温の室内空気側に室外空気の水分が移動されること
となって、無給水条件下で、前記室内空間（１２）側に
は、加湿された状態の空気が供給できるとになる。とり
わけ、前記暖房用熱源（５）を通した後、更に前記加熱
源（９）で加熱して、室内外の温度差を大きく確保する
ようにしたから、良好な加湿が行えると共に、前記暖房
用熱源（５）で得た室内温調に供する熱量を確保した上
で、この加湿に伴う室内循環空気の熱ロス分を前記加熱
源で補填することが可能となり、室内供給空気の温度を
保持しながら加湿が行える利点も得られる。

その上、更に前記熱交換器（８）には、暖房時蒸発器と
して作用する前記室外側熱交換器（７）の通過空気すな
わち露点温度近くにまで冷却された室外空気が流入され
るため、該室外空気から良好に水分回収が行い得る。

以上の作用効果を第３図に基づいて定量的に説明する。

例えば、前記室外側熱交換器（７）に流入される室外空
気の状態（点ａ）が温度１２℃、室内側の前記暖房用熱
源（５）に流入される室内リターン空気の状態（点ｅ）
が温度２０℃であり、両者の絶対温度がＯ，ＯＯ４ｋｇ
／ｋｇ　（室外空気１２℃相当で相対湿度的４５％、室
内空気２０　’Ｃ相当で約２７％）であるとする。前記
室外側熱交換器（７）を通過した後の室外空気は冷却さ
れて露点温度近くの点すに移り、相対湿度が約６５％に
上昇される。一方、前記暖房用熱源（５）を通過した後
の室内空気は、加熱されて点ｆ（４５°Ｃ）に移り、更
に前記加熱源（９）で加熱され点ｇ（５５℃）に移り、
相対湿度が１０％以下にまで低下されることになる（点
ｇ）。そして、これら相対湿度の高められた室外空気（
点ｂ）と、相対湿度の低下された室内吸気（点ｇ）が前
記熱交換器（８）に流入されることになるから、該熱交
換器（８）で前記室外空気（点ｂ）から室内空気（点ｇ
）へ水分の移動が行われることになる。

即ち、室内空気は、室外空気から絶対湿度ΔＸ　＋”　
０　、００３　ｋ＋：／　ｋｇ相当の水分を取込み、同
量の絶対湿度ΔＸ２＝０・、００３ｋｇ／ｋｔ相当の水
分増加がなされることになり、又、温度のやりとりを伴
って、点ｇは点りへ、点すは点Ｃへそれぞれ移ることに
なる。

こうして、点りの状態にされた室内空気は、常温２０°
Ｃ換算では相対湿度が約４７％（点ｉ）となり、元の室
外空気の相対湿度的２７％（点Ｃ）に対し、約２０％の
湿度増加がなし得るのである。

ところで、第１図の実施例では、前記空気調和機を暖房
運転のみならず、冷房運転も可能としたヒートポンプ式
としており、即ち前記圧縮機（６）の冷媒吐出側に四路
切換弁（１９）を設けて、該切換弁（１９）の切換操作
で前記圧縮機（６）から吐出される冷媒の経路を、暖房
時の実線矢印に対し、点線矢印で示したように切換変更
することにより、前記熱ｒＡ（５）を冷房時に蒸発器す
なわち冷却源となして、この熱源（５）でもって前記室
内循環通路（３）を通過する室内空気を冷却して、室内
側の冷房を行うようにしている。

かかる冷暖房兼用のヒートポンプ式とする場合には、前
述した場合と同様に、前記室内循環通路（３）における
前記熱交換器（８）の室内空気流入側に、暖房時に作動
する加湿用加熱源（９）を配設する他に、前記室外通路
（４）における前記熱交換器（８）の室外空気流入側に
、冷房時に作動するヒータなどの除湿用加熱源（２０）
を配設する。

斯くする場合は、冬季時などの暖房時には、前述したと
同様に、加湿用加熱源（９）の作動により良好な加湿運
転を伴いながら暖房を行い得る。一方、夏季時などの冷
房時には、前記四路切換弁（１９）の切換操作により前
記圧縮機（６）から吐出される冷媒を、同図の点線矢印
で示した経路で循環させ、前記熱源（５）を蒸発器すな
わち冷却源として作用せしめ、前記吹出通路（１４）及
び吹出孔（１３ｂ）から室内側に冷風を供給して気流よ
る冷房が行えると共に、切換弁（２１）（２２）の切換
えにより前記天井側放射パネル（１３）の放熱パイプ（
１３ａ）に冷媒を供給して放射による冷房が行える。又
、この冷房時には、前記熱交換器（８）において、前記
除湿用加熱源（２０）により加熱された高温の室外空気
側に、室内空気の水分を移動させることができ、室内の
除湿も行い得る。

以上説明したものでは、前記熱源（５）及び暖房用の放
熱パイプ（１５ａ）又は冷房用の放熱パイプ（１３ａ）
に直接冷媒を供給したが、第４図に示すように、暖房時
温水を生成し冷房時冷水を生成する水熱交換器（２８）
を設けて、ポンプ（２９）により、温水又は冷水を前記
熱源（５）及び暖房用の放熱パイプ（１５ａ）又は冷房
用の放熱パイプ（１３ａ）に供給させるようにしてもよ
いし、又、第５図に示すよ°うに、前記熱源（５）へは
直接冷媒を、前記パイプ（１５ａ）（１３ａ）へは第４
図と同様に温水又は冷水を供給するようにしてもよい。

更に、第６図に示すように、前記室内循環通路（３）の
下部側に、室外空気取入用の開口窓（３２）を開設する
と共に、前記室内循環通路（３）と前記室外通路（４）
との間に換気量調節用ダンパ（３３）を介して前記循環
通路（３）と循環通路（４）とを連通し、かつ、前記開
口窓（３２）から前記室内循環通路（３）に至る空気取
入通路（３２ａ）と、前記吸入ダク）（１７）から前記
室外通路（４）に至る排出通路（１７ａ）との間に、全
熱交換エレメント（３４）を配設して、前記開口窓（３
２）から新鮮な室外空気を前記室内循環通路（３）へと
取入れ、また前記吸入ダクト（１７）からの室内空気を
、前記ダンパー（３３）の開度に見合う量だけ前記室外
通路（４）へと排出するようにし、前記エレメント（３
４）で前記排出通路（１７ａ）を通る排出空気と前記取
入通路（３２ａ）から取入られる取入空気との間で熱回
収を行うようにしてもよい。

又、前記熱交換器（８）として、回転式とされた円筒ハ
ニカム構造のものを使用したが、矩形立方形状とされた
固定式のものを使用することも可能である。

即ち、第７図及び第８図に示したごとく、互いに直交す
る２つの独立した通路（８１）（８２）をもった矩形立
方形状の熱交換器（８）を形成して、該熱交換器（８）
の−刃側通路（８１）を前記室内循環通路（３）に、ま
た他方側通路（８２）を前記室外通路（４）にそれぞれ
開口させると共に、前記熱交換器（８）における各通路
（８１）（８２）の流入側に、加湿用加熱源（９）と除
湿用加熱源（２０）とをそれぞれ配設して、暖房若しく
は冷房運転時に、前述した場合と同様に、前記熱交換器
（８）で前記室内循環通路（３）を循環する室内空気と
、前記室外通路（４）を通過する室外空気との間で、そ
れぞれ湿分の授受を行って、前記室内空間（１２）の加
湿や除湿を行うようになすのである。

尚、第８図においては、（３５）（３５）は前記バイパ
ス通路（２３）と同様に室外空気を一部バイパスさせる
バイパス通路、（３６）（３６）はその流量調節用ダン
パである。

（発明の効果） 以上、本発明では、室内循環通路（３）における暖房用
熱源（５）の出口側に、室外空気と接触し、該室外空気
と前記暖房用熱源（５）の出口側室内空気との間で湿分
授受を行わせる熱交換器（８）を配設したから、給水設
備等を別途必要とすることなく簡単な構造でもって、室
内空間を無給水により加湿することができる。

その上、前記熱交換器（８）における室内空気の流入部
に加熱源（９）を介装する場合には、室内外の温度差を
大きく確保できるため、−層良好な加湿が行える。

又、冷暖房兼用タイプに適用する場合には、室内循環通
路（３）における冷暖房用熱源（５）の出口側に、室外
空気と接触し、該室外空気と前記冷暖房用熱源（５）の
出口側室内空気との間で湿分授受を行わせる熱交換器（
８）を配設すると共に、この熱交換器（８）における室
外空気の流入部に、冷房時作動する除湿用加熱源（２０
）を介装させるのであり、斯くするときには、暖房時の
無給水加湿に加えて、冷房時に除湿も行い得る。

そして、この場合も、前記熱交換器（８）における室内
空気の流入部に、暖房時作動する加湿用加熱源（９）を
介装すると、暖房時の加湿能力を向上することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる空気調和機の全体を示す縦断面
図、第２図はその■−■断面図、第３図は同空気調和機
の作用効果を説明する空気線図、第４図及び第５図は熱
源の構成の別個をそれぞれ示す要部配管図、第６図は換
気機構を付加した変形例を示す要部縦断面図、第７図は
熱交換器の変形例を示す要部縦断面図、第８図はその■
−■断面図、第９図は従来例を示す図面である。 （３）・・１１ｅ・室内循環通路 （５）・書・・・熱源 （８）・・・・・熱交換器 （９）・１１１１・・加湿用加熱源 （２０）・・ｅ・除湿用加熱源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）室内空気が循環する室内循環通路（３）に、室内空
   気を加熱する暖房用熱源（５）を配設した空気調和機に
   おいて、前記室内循環通路（３）における前記暖房用熱
   源（５）の出口側に、室外空気と接触し、該室外空気と
   前記暖房用熱源（５）の出口側室内空気との間で塩分授
   受を行わせる熱交換器（８）を配設したことを特徴とす
   る空気調和機。 ２）熱交換器（８）における室内空気の流入部に、加熱
   源（９）を介装した請求項１記載の空気調和機。 ３）室内空気が循環する室内循環通路（３）に、暖房時
   加熱源となり冷房時冷却源となる冷暖房用熱源（５）を
   配設した空気調和機において、前記室内循環通路（３）
   における前記冷暖房用熱源（５）の出口側に、室外空気
   と接触し、該室外空気と前記冷暖房用熱源（５）の出口
   側室内空気との間で湿分授受を行わせる熱交換器（８）
   を配設すると共に、この熱交換器（８）における室外空
   気の流入部に、冷房時作動する除湿用加熱源（２０）を
   介装したことを特徴とする空気調和機。 ４）熱交換器（８）における室内空気の流入部に、暖房
   時作動する加湿用加熱源（９）を介装した請求項３記載
   の空気調和機。