JPH11182969A

JPH11182969A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH11182969A
Application number: JP9350945A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yajima; 敏雄矢島
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】水を冷媒としながらも除湿機能を有し、しか
も簡易な構成の空気調和装置を提供する。【解決手段】水を冷媒とする蒸発器１３に対して送風
することにより、空気を冷却する冷風扇２と、冷風扇２
によって冷却された空気中の水分を除去する除湿器１
と、除湿器１によって除去された水分を回収する熱交換
器３と、熱交換器３と蒸発器１３とを結ぶ管路５とを設
け、管路５の電磁弁４を制御部７によって開閉し、必要
に応じて回収された水を蒸発器１３に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置に係
り、特に空気の除湿機能を有する空気調和装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より冷風扇と呼ばれる空気調和装置
が知られている。冷風扇は、水の蒸発による潜熱を利用
して空気を冷却するもので、水を冷媒とする蒸発器に対
して送風機で送風することにより空気を冷却している。
このために、冷風扇によって発生する冷風は比較的湿度
が高く、冷風扇を長時間機密性の高い部屋で運転させた
場合には部屋の湿度が高まって蒸発器での水の蒸発量が
低下し、冷房能力が低下する傾向がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に使用される吸収
式冷凍機では、吸収剤を使用するために吸収剤を再生す
る燃焼装置が必要であり、また、空気調和の作業が低圧
下で行われるために装置に高い機密性が要求される。よ
って装置の溶接は不活性ガス溶接で行われており、各種
のポンプや弁のグランドシールなども特に厳重に行う必
要があり、さらには排気装置を併設する構成のものもあ
る。よって、その装置は大型で高価なものとなる。

【０００４】本発明は、以上の点に鑑みて行われたもの
であり、空気を乾燥させ過ぎず、しかも冷房能力を低下
させない適度な除湿機能を有し、しかも簡易な構成の空
気調和装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の空気調和
装置は、除湿冷房運転と、除湿運転との切替が可能な空
気調和装置であって、水を冷媒とする空気冷却手段と、
空気冷却手段によって冷却された空気を除湿する除湿手
段と、前記空気冷却手段によって冷却された空気中の水
分を回収する水分回収手段と、水分回収手段によって回
収された水分を、必要に応じて前記空気冷却手段に戻す
回収水切替手段とを有してなり、回収水切替手段は、除
湿冷房運転時にあっては回収水を前記空気冷却手段に戻
し、また除湿運転時にあっては回収水を前記空気冷却手
段に戻さないことを特徴とするものである。

【０００６】このように構成することによって、水を冷
媒として空気を冷却し、この空気を除湿することができ
る。よって、空気を乾燥させ過ぎず、しかも冷房能力を
低下させない適度な除湿を実現することができる。

【０００７】また、回収された水分を空気冷却手段に戻
すか、あるいは戻さないか切り替えるという比較的簡易
な構成で除湿冷房と除湿とを切り替えることができる。

【０００８】請求項２記載の空気調和装置は、前記空気
冷却手段と、前記除湿手段と、前記水分回収手段とを、
同一のケース体に設け、一体化することを特徴とするも
のである。

【０００９】このように構成することによって、装置を
小型化し、より構成を簡易にすることができる。

【００１０】請求項３記載の空気調和装置は、前記空気
冷却手段と、前記除湿手段とを別体として設け、前記回
収水切替手段によって両者を連動することを特徴とする
ものである。

【００１１】このように構成することによって、装置の
レイアウトの自由度が増し、装置をいっそう配置しやす
くなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
ついて述べる。

【００１３】図１は、本実施の形態の空気調和装置の外
観図の一例を示したものであり、図１（ａ）は、空気調
和装置を略前面から見た斜視図であり、また図１（ｂ）
は、略背面から見た斜視図である。

【００１４】図示した空気調和装置は、一つの略直方体
のケース体１００に組み込まれる一体型のものである。
ケース体１００には空気調和装置の設計に応じて内気の
取入口あるいは排気口が設けられている。内気の取入口
および排気口には、いずれも比較的細かなスリットＳが
設けられていて、装置内部への異物の侵入を防いでい
る。

【００１５】なお、図中符号３で示す部材は、後述する
熱交換器である。

【００１６】図２は、本実施の形態の基本的な構成を説
明する図である。また図３は、図１（ａ）中のＡ−Ａ線
に沿う断面図であって、図２の構成をより詳細に説明す
る図である。さらに図４、図５は、図３に示した除湿器
を説明する図である。

【００１７】図１に示す本実施の形態の空気調和装置
は、除湿冷房運転と除湿運転との切り替え、さらには換
気運転の切り替えが可能な空気調和装置であって、空気
冷却手段である冷風扇２と、除湿手段である除湿器１
と、冷風扇２で冷却された空気中の水分を回収する水分
回収手段である熱交換器３および管路５とを有してい
る。

【００１８】管路５には、回収水切替手段である電磁弁
４が設けられている。電磁弁４はマイコンなどの制御装
置７によって制御される三方弁であって、必要に応じて
開閉し、回収水を冷風扇２に戻す、あるいは戻さないよ
う切り替えている。

【００１９】以上の構成を組み込むケース体１００は、
図３に示すように内気取入口ｉ１、ｉ２と、外気取入口
ｉ３，ｉ４と、排気口ｏ１、ｏ２とを備えている。

【００２０】内気取入口ｉ１には切替ドア１１が設けて
あって、また内気取入口ｉ２と外気取入口ｉ３との間に
は切替ドア１２が設けられている。切替ドア１１および
切替ドア１２は、除湿冷房、除湿、換気といった運転モ
ードに応じて開閉する。切替ドア１１は、内気の取り込
みを制御し、切替ドア１２は、内気取り込み、外気取り
込みを切り替えている。

【００２１】すなわち、切替ドア１１がａ側にあるとき
には内気は取り込まれず、ｂ側にあるときには内気が取
り込まれる。また、切替ドア１２がｃ側にあるときには
内気取入口ｉ２から内気が取り込まれ、ｄ側にあるとき
には外気取入口ｉ３から外気が取り込まれる。内気取入
口ｉ１からの内気取り込みは、再生用ファン２７によっ
て行われ、また内気取込口ｉ２、外気取込口ｉ３からの
内外気の取り込みは、冷却ファン１９によって行われ
る。

【００２２】冷風扇２は、蒸発器１３と冷却ファン１９
とを有し、蒸発器１３は蒸発板１３ａと蒸発タンク１３
ｂとよりなっている。蒸発タンク１３ｂには水が溜めら
れていて、この水が蒸発板１３ａの表面で蒸発すること
で蒸発板が冷却されている。冷却された蒸発板１３ａに
は冷却ファン１９が送風しており、送風された空気を蒸
発板１３ａ間を通すことによって冷却している。

【００２３】一方除湿機１は、除湿部２１と再生ヒータ
２５と可動仕切板２３とを有している。除湿部２１は、
図４に示すように略円柱形状を有しており、円柱の平面
が空気を通過させる空気通過面となっている。空気通過
面は、ハニカム構造になっていて、空気中の水分を吸着
する吸着剤が入っている。

【００２４】また、空気通過面を通過する空気の流路
は、可動仕切板２３を境に上下に区切られている。冷却
ファン１９によって送風された内気は、この下側を通っ
て水分を吸着剤に吸着させ、除湿される。内気を除湿し
た吸着剤は、水分の吸着量が増えるに連れて吸着能力が
低下してくる。このため除湿部２１は、例えば図示しな
いモータによって一定の回転速度で回転し、充分水を吸
着した吸着剤を再生ヒータ２５で加熱することによって
再生している。再生された吸着剤は、除湿部２１の回転
によって再び下降して内気の除湿に用いられる。

【００２５】図５は、除湿部２１前面の可動仕切板２３
を空気の流れ方向から見た図である。可動仕切板２３
は、再生ヒータ２５にかかる必要以上の負担を軽減する
ため、再生ヒータ２５を通過する空気の量を調整するた
めの構成で、図中Ｂで示す部分の面積と図中Ｃで示す面
積との比を調整するよう駆動している。

【００２６】可動仕切板の開口比は、空気調和装置の運
転モードに応じて約１：９〜２：８（面積Ｂ：全空気通
過面積）の間で調整されている。図５に示した可動仕切
板２３の状態は、冷房運転時のものである。

【００２７】また、熱交換器３には、例えば直交型熱交
換器が用いられる。熱交換器３は管路５と接続され、管
路５を介して蒸発タンク１３ｂと接続される。また、管
路５の熱交換器３との間には電磁弁４が設けられてお
り、電磁弁４は制御装置７（図２）により制御されて開
閉している。

【００２８】次に図３を用いて以上述べた空気調和装置
における空気の流れを、冷房、除湿、換気の運転モード
別に説明する。

【００２９】＜冷房運転＞冷房運転を行なう場合、切替
ドア１２をｃ側に設定し、内気を取り込む。取り込まれ
た内気は、冷却ファン１９によって除湿部２１の下方に
導かれ、除湿された後に蒸発器１３で冷却され、低湿度
冷風として排気口ｏ１から室内に吹出される。

【００３０】また、内気取入口ｉ１の切替ドア１１をａ
の側へ切り替えて、再生ファン２９を回転させる。再生
ファン２７の回転によって送風された空気は、再生ヒー
タ２５によって暖められ、高温空気となって除湿部２１
を通る。このとき高温空気は、除湿部２１にある吸着剤
が吸着した水を奪い、高温高湿度空気となって排気口ｏ
２から熱交換器３に排気される。以降、この空気を再生
空気という。

【００３１】この結果、再生ヒータ２５と共に再生ファ
ン２７も吸着剤を乾燥させ、吸着剤がいっそう効率良く
再生される。

【００３２】また、熱交換器３では吸気ファン２７によ
って外気取入口ｉ４から外気を取り込み、外気排気口ｏ
２から排気している。高温高湿度の再生空気は、ここで
外気と図６に示すように熱交換して凝縮する。凝縮によ
って得られた水は回収されて管路５を経て蒸発器１３の
蒸発タンク１３ｂに戻される。冷房モードでは制御部７
（図１）に制御される電磁弁４が開いており、回収され
た水は回収水として蒸発タンク１３ｂに溜められて冷風
扇２で行われる空気の冷却に再利用される。

【００３３】＜除湿運転＞除湿運転は、冷房よりも除湿
を優先する運転モードである。除湿運転では、前述した
冷房運転と同様に内気取入口ｉ１を閉じ、再生ファン２
７を回転させて除湿を行なっている。そして内気取入口
ｉ２から内気を取り込み、これを蒸発器１３に送風して
いる。ただし、このとき三方弁である電磁弁４を切替え
て、回収された回収水を蒸発タンク１３ａに戻さずに排
出し、空気の冷却を停止している点で冷房運転と相違す
る。

【００３４】＜換気運転＞換気運転は、内気を室外に排
気する運転モードである。換気運転では、再生ファン２
７と再生ヒータ２５とをオフし、可変仕切板２３の開口
比を１：１として除湿を停止する。そして切替ドア１２
をｄ側に切り替えて外気取込口ｉ３から外気を取り込
み、蒸発器１３を通して排気口ｏ１から室内に吹き出
す。また、このとき切替ドア１１をｂ側に切り替え、再
生ファン２７を回転させて内気を取り込み、排気口ｏ２
から排気する。なお、このときには電磁弁４を開き、蒸
発器１３に回収水を戻すと冷房換気状態となる。

【００３５】以上が、本実施の形態の空気調和装置を一
体型に構成したときの空気の流れおよび各部の動作であ
る。

【００３６】また、本実施の形態では、冷風扇２と、除
湿機１とを一体化しているが、冷風扇２と除湿器１とを
別体として設け、制御部７、管路５、電磁弁４によって
両者を連動する分離型として構成することも可能であ
る。

【００３７】分離型の場合には、冷風扇２と、除湿器１
および熱交換器３とは、制御部７によって有線、または
無線で接続され、制御部７には冷房運転、除湿運転、換
気運転のいずれかが入力される。入力がなされた制御部
７は、運転のモードに従って冷風扇２、除湿器１、切替
ドア１１、切替ドア１２、電磁弁４を制御する。

【００３８】また、本実施の形態の冷房運転、除湿運
転、換気運転の設定は、図示しないコントロールパネル
からユーザーによって行われるものであっても良い。ま
た、湿度センサ、温度センサなどをさらに設け、制御部
７が、センサの検出値に基づいて適切な運転運転を選択
し、自動的に切り替えるものであっても良い。

【００３９】以上説明した本実施の形態の空気調和装置
の各部の動作を、一体型、分離型、また各運転、モード
ごとに表にまとめ、図７に示す。

【００４０】なお、本発明の空気調和装置の動作は本実
施の形態に限定されるものでなく、例えば再生ヒータ２
５をオンして除湿部２１および再生空気を加熱すると共
に電磁弁４を閉じ、蒸発タンク１３ａに溜まっている水
分を抜いて冷風扇の作動を停止してから再生空気と熱交
換した内気を室内に吹き出させることによって暖房効果
を得ることもできる。

【００４１】以上述べた本実施の形態によれば、空気冷
却手段で水を冷媒として用い、冷凍サイクルを実現する
ことができる。よってノンフロンの冷凍サイクルの空気
調和装置を提供し、環境保全に寄与することができる。

【００４２】また適度な湿度を確保すると共に過剰な冷
房を防止して空気調和を行うことができる。よって、過
剰な冷房を嫌う病院などに好適な空気調和装置を提供す
ることができる。

【００４３】また梅雨時には本実施の形態の空気調和装
置を乾燥機として利用することも可能である。

【００４４】さらに、本実施の形態の空気調和装置は、
一体型、分離型のいずれにも構成することが可能であっ
て、一体型に構成した場合には、装置をより小型化し、
取扱いを簡易にすることができる。また、分離型に構成
した場合にはレイアウトの自由度が増し、装置をいっそ
う設置し易くなる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１記載の空気調和装置は、水を冷
媒としながらも除湿機能を有する空気調和装置を、簡易
な構成で実現することができる。

【００４６】請求項２記載の空気調和装置は、一体型と
して構成することにより小型化され、取扱いが簡易にな
る。

【００４７】請求項３記載の空気調和装置は、分離型と
して構成することによってレイアウトの自由度が増し、
装置がいっそう設置し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の空気調和装置の外観
図の一例を示したものであり、図１（ａ）は、空気調和
装置を略前面から見た斜視図であり、また図１（ｂ）
は、略背面から見た斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態の空気調和装置の基本
的な構成を説明する図である。

【図３】図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面から見た
本発明の一実施の形態の空気調和装置の構成を説明する
模式図である。

【図４】図３に示した除湿部を説明する図である。

【図５】図３に示した可動仕切板を説明する図であ
る。

【図６】図３に示した熱交換器での熱交換を説明する
図である。

【図７】本発明の一実施の形態の空気調和装置の各部
の動作を、一体型、分離型、また各運転モードごとにま
とめた図である。

【符号の説明】

１…除湿機（除湿手段）２…冷風扇（空気冷却手段）３…熱交換器（水分回収手段）４…電磁弁（回収水切替手段）５…管路（水分回収手段）７…制御部（回収水切替手段）１３…蒸発器１９…冷却ファン２１…除湿部２７…再生用ファン２３…可動仕切板２５…再生ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】除湿冷房運転と、除湿運転との切替が可
能な空気調和装置であって、水を冷媒とする空気冷却手段（１３ａ，１３ｂ）と、当該空気冷却手段（１３ａ，１３ｂ）によって冷却され
た空気を除湿する除湿手段（２１，２３，２５）と、前記空気冷却手段（１３ａ，１３ｂ）によって冷却され
た空気中の水分を回収する水分回収手段（３，５）と、当該水分回収手段（３，５）によって回収された水分
を、必要に応じて前記空気冷却手段（１３ａ，１３ｂ）
に戻す回収水切替手段（４，７）とを有してなり、当該回収水切替手段（４，７）は、除湿冷房運転時にあ
っては回収水を前記空気冷却手段（１３ａ，１３ｂ）に
戻し、また除湿運転時にあっては回収水を前記空気冷却
手段（１３ａ，１３ｂ）に戻さないことを特徴とする空
気調和装置。
【請求項２】前記空気冷却手段（１３ａ，１３ｂ）
と、前記除湿手段（２１，２３，２５）と、前記水分回
収手段（３）とを、同一のケース体（１００）に設け、
一体化することを特徴とする請求項１記載の空気調和装
置。
【請求項３】前記空気冷却手段（１３ａ，１３ｂ）
と、前記除湿手段（２１，２３，２５）とを別体として
設け、前記回収水切替手段（４，７）によって両者を連
動することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。