JPH1194311A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内空気の調温及び調湿を行う空気調和装置
において、ドレン配管系統及び加湿用の補給水配管系統
をなくして、空気調和装置の構成を簡単化する。 【解決手段】 熱源側熱交換器(12)を介して水循環回路
(10)と熱源回路(20)とを接続する。水循環回路(10)の熱
源側熱交換器(12)の下流側に、水分交換器(13)及び室内
熱交換器(14)を設ける。水分交換器(13)は、内側に水循
環回路(10)の水が流通し、外側に室内空気が流れる透湿
膜を備えている。冷房除湿運転時には、透湿膜を通じて
室内空気の水分を水循環回路(10)に導入する一方、暖房
加湿運転時には、透湿膜を通じて水循環回路(10)の水を
室内空気に供給する。給排水手段(26)は、水量検出手段
(21)によって水循環回路(10)の水量の過不足を検出し、
給水用電磁弁(22)または排水用電磁弁(19)を開口して給
排水を行う。

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、温度調節と湿度調節とを行う空気調和装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、日本冷凍協会編集の
「新版・第４版 冷凍空調便覧（応用編）」の第４３頁
に開示されているように、室内空気の温度調節のみなら
ず湿度調節をも行う空気調和装置が知られている。この
種の空気調和装置として、例えば、複数のファンコイル
ユニットと熱源ユニットとを水配管を介して接続して構
成される水循環回路を備えたものが知られている。この
ような空気調和装置では、室内に設置されたファンコイ
ルユニット内に、ファン、冷温水コイル及び加湿器が設
けられている。

【０００３】そして、冷房運転時には、熱源ユニットで
冷却した水をファンコイルユニットに供給する。ファン
コイルユニットに供給された冷水は、冷温水コイルを流
れる際に室内空気と熱交換を行い、室内空気を冷却す
る。このとき、通常、冷水の温度は室内空気の露点以下
なので、室内空気は冷温水コイル表面で結露し、室内空
気は除湿されることになる。一方、暖房運転時には、熱
源ユニットで加熱した水をファンコイルユニットに供給
する。ファンコイルユニットに供給された温水は、冷温
水コイルを流れる際に室内空気と熱交換を行い、室内空
気を加熱する。また、ファンコイルユニット内の加湿器
によって、室内空気を加湿する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
空気調和装置では、以下のような課題があった。

【０００５】まず、冷房運転時に発生するドレンを処理
するために、ユニット内にドレンパンを設ける必要があ
った。さらに、ドレンパン内のドレンを外部に排出する
ために、排水用の配管系統（ドレン配管系統）を別途設
ける必要があった。つまり、熱媒体としての水が流れる
水循環回路とは別に、各部屋のファンコイルユニットを
接続するドレン配管系統を構成しなければならなかっ
た。また、ドレンパン内のドレンを排出する駆動力を得
るために、ドレンポンプを設ける必要もあった。

【０００６】また、各ユニット毎に加湿器を別途設ける
必要があった。しかも、各加湿器に水を補給しなければ
ならないので、補給水を供給する配管系統（補給水配管
系統）を別途設ける必要があった。

【０００７】このように、上記空気調和装置では、湿度
調節のために、水循環回路とは別の配管系統を設ける必
要があった。そのため、空気調和装置の構成が複雑にな
り、コストアップの要因となっていた。

【０００８】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、室内空気の調温及び
調湿を行う空気調和装置であって、構成が簡単かつ安価
な空気調和装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、透湿膜を備えた水分交換手段(13)を利用
側熱交換器(14)と直列に接続し、利用側熱交換器(14)で
発生したドレンは水循環回路(10)を通じて排出する一
方、室内空気を加湿する際の水分補給は水循環回路(10)
を通じて行うこととした。

【００１０】具体的には、請求項１に記載の発明は、水
が循環する水循環回路(10)と、上記水循環回路(10)の水
を冷却する熱源(20)と、上記水循環回路(10)の水量が所
定量になるように該水循環回路(10)から水を排出する排
水手段(15)とを備え、上記水循環回路(10)には、水を循
環させる水搬送手段(11)と、該水循環回路(10)と上記熱
源(20)との間で熱交換を行わせて該水循環回路(10)の水
を冷却する熱源側熱交換器(12)と、空気と該熱源側熱交
換器(12)で冷却された水とを熱交換させて該空気を冷却
する利用側熱交換器(14)と、透湿膜を備え、上記空気が
流れる該透湿膜の外側から該熱源側熱交換器(12)で冷却
された水が流れる該透湿膜の内側に向かって水分を移動
させるように構成された水分交換手段(13)とが設けられ
ていることとしたものである。

【００１１】上記発明特定事項により、水循環回路(10)
の水は熱源側熱交換器(12)において冷却される。冷却さ
れた水は、水分交換手段(13)を流通する。水分交換手段
(13)の透湿膜の外側を流れる空気は透湿膜の内側を流れ
る水よりも温度が高いため、室内空気の水蒸気分圧は上
記水の温度に相当する水蒸気分圧よりも大きくなる。そ
のため、分圧差が駆動力となって、室内空気の水分が透
湿膜の内側の水に吸収され、水循環回路(10)に導入され
ることになる。水循環回路(10)に導入された水は、水循
環回路(10)を流れた後、排水手段(15)によって回路外に
排出される。従って、ドレン配管系統が不要となり、空
気調和装置の構成が簡単になる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の空気調和装置において、利用側熱交換器(14)は、水分
交換手段(13)の上方に配置されていることとしたもので
ある。

【００１３】上記発明特定事項により、利用側熱交換器
(14)でドレンが発生したとしても、ドレンは水分交換手
段(13)に滴下する。滴下したドレンは、水分交換手段(1
3)の透湿膜を介して冷水に吸収され、水循環回路(10)を
流通した後、回路外に排出される。従って、ドレンパン
が不要になり、空気調和装置の構成がより簡単になる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、水が循環する水
循環回路(10)と、上記水循環回路(10)の水を加熱する熱
源(20)と、上記水循環回路(10)の水量が所定量になるよ
うに該水循環回路(10)に水を供給する給水手段(24)とを
備え、上記水循環回路(10)には、水を循環させる水搬送
手段(11)と、該水循環回路(10)と上記熱源(20)との間で
熱交換を行わせて該水循環回路(10)の水を加熱する熱源
側熱交換器(12)と、空気と熱源側熱交換器(12)で加熱さ
れた水とを熱交換させて該空気を加熱する利用側熱交換
器(14)と、透湿膜を備え、該熱源側熱交換器(12)で加熱
された水が流れる該透湿膜の内側から上記空気が流れる
該透湿膜の外側に向かって水分を移動させるように構成
された水分交換手段(13)とが設けられていることとした
ものである。

【００１５】上記発明特定事項により、水循環回路(10)
の水は熱源側熱交換器(12)において加熱される。加熱さ
れた水は、水分交換手段(13)を流通する。この際、水分
交換手段(13)の透湿膜の内側を流れる水は、透湿膜の外
側を流れる空気よりも温度が高いので、上記水の温度に
相当する水蒸気分圧は上記空気の水蒸気分圧よりも大き
くなり、この分圧差が駆動力となって、上記水から上記
空気に向かって水分が移動する。水分交換手段(13)を流
れた温水は、利用側熱交換器(14)を流通して室内空気を
加熱する。水循環回路(10)の水のうち、水分交換手段(1
3)を通じて室内空気へ放出された分は、給水手段(24)に
よって補給される。従って、水循環回路(10)を通じて水
が補給されるので、給水配管系統が不要となり、空気調
和装置の構成が簡単になる。

【００１６】請求項４に記載の発明は、水が循環する水
循環回路(10)と、冷房運転時には上記水循環回路(10)の
水を冷却する一方、暖房運転時には該水循環回路(10)の
水を加熱する熱源(20)と、上記水循環回路(10)の水量が
所定量になるように給水または排水を行う給排水手段(2
6)とを備え、上記水循環回路(10)には、水を循環させる
水搬送手段(11)と、該水循環回路(10)と上記熱源(20)と
の間で熱交換を行わせて該水循環回路(10)の水を冷却ま
たは加熱する熱源側熱交換器(12)と、空気と該熱源側熱
交換器(12)で冷却または加熱された水とを熱交換させる
利用側熱交換器(14)と、透湿膜を備え、上記空気が流れ
る該透湿膜の外側と、上記熱源側熱交換器(12)で冷却ま
たは加熱された水が流れる該透湿膜の内側との間で水分
移動をさせるように構成された水分交換手段(13)とが設
けられていることとしたものである。

【００１７】上記発明特定事項により、冷房運転時に
は、熱源側熱交換器(12)において冷却された水は、水分
交換手段(13)及び利用側熱交換器(14)を流れて室内空気
を除湿及び冷却する。室内空気から吸収された水分は、
水循環回路(10)を流れて排水手段(15)によって回路外に
排出される。一方、暖房運転時には、熱源側熱交換器(1
2)において加熱された水は、水分交換手段(13)及び利用
側熱交換器(14)を流れて室内空気を加湿及び加熱する。
室内空気を加湿することによって減少した分の水循環回
路(10)の水は、給水手段(24)によって補給される。従っ
て、ドレン配管系統及び給水配管系統が不要となり、空
気調和装置の構成が簡単になる。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか一つに記載の空気調和装置において、水循環回
路(10)は、水分交換手段(13)と並列に設けられたバイパ
ス回路(30)と、該バイパス回路(30)に設けられた流量調
整弁(31)とを備えていることとしたものである。

【００１９】上記発明特定事項により、流量調整弁(31)
の開度を調節することにより、水分交換手段(13)を流れ
る水流量が調節されるので、室内空気の除湿量または加
湿量が調節される。

【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか一つに記載の空気調和装置において、水循環回
路(10)の水には、殺菌剤が混入されていることとしたも
のである。

【００２１】上記発明特定事項により、水循環回路(10)
における細菌の繁殖が防止され、水分交換手段(13)を介
して細菌が放散することが防止される。そのため、空調
空気が清潔に維持される。

【００２２】請求項７に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか一つに記載の空気調和装置において、水循環回
路(10)には、光を透過させる窓部(36)と、該窓部(36)に
面して配設され、上記水循環回路(10)を流れる水と接し
ている光触媒(37,43) とを備えた殺菌手段(35,41) が設
けられていることとしたものである。

【００２３】上記発明特定事項により、窓部(36)を通じ
て光が光触媒(37,43) を照射する。その結果、光触媒(3
7,43) は活性化し、水循環回路(10)を流れる水を浄化す
る。従って、水循環回路(10)における細菌の繁殖が防止
され、室内環境が清潔に維持される。しかも、殺菌のた
めの電気入力が不要となり、空気調和装置の効率が向上
する。

【００２４】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の空気調和装置において、殺菌手段(41)には、水循環回
路(10)を循環する水を濾過する濾過フィルター(44)が設
けられていることとしたものである。

【００２５】上記発明特定事項により、水循環回路(10)
の水に混入した微小なゴミが濾過され、水循環回路(10)
の水が更に清浄化される。そのため、空調空気がより清
潔に保たれる。

【００２６】請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の
いずれか一つに記載の空気調和装置において、水循環回
路(10)には、利用側熱交換器(14)及び水分交換手段(13)
から成る空調コイルが複数接続されていることとしたも
のである。

【００２７】上記発明特定事項により、複雑に構成しな
ければならなかったドレン配管系統または給水配管系統
が不要となるので、請求項１〜８の発明の効果がより顕
著に発揮される。

【００２８】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の空気調和装置において、一組の利用側熱交換器(1
4)、水分交換手段(13)及び送風機(18)が一つのユニット
に収納されて室内ユニット(17)を構成していることとし
たものである。

【００２９】上記発明特定事項により、各部屋に室内ユ
ニット(17)を設置し、水配管と室内ユニット(17)とを接
続することにより、空気調和装置が容易に構成される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３１】＜実施形態１＞図１に示す実施形態１に係
る空気調和装置は、ドレン配管系統が不要な冷房除湿空
調機(1) である。

【００３２】−冷房除湿空調機(1) の構成− 冷房除湿空調機(1) は、水循環回路(10)、熱源としての
熱源回路(20)、及び排水手段(15)を備えている。

【００３３】水循環回路(10)は、水搬送手段たるポンプ
(11)、熱源側熱交換器(12)、水分交換手段たる水分交換
器(13)、及び利用側熱交換器たる室内熱交換器(14)が水
配管(16)を介して順に接続されて構成されている。

【００３４】熱源側熱交換器(12)は、熱源回路(20)の冷
却媒体と水循環回路(10)の水とを熱交換させて、水循環
回路(10)の水を冷却する熱交換器である。

【００３５】水分交換器(13)は、水蒸気の通過を許容す
る透湿膜を備え、透湿膜の外側を流れる空気と透湿膜の
内側を流れる水との間で水分移動をさせるように構成さ
れている。つまり、水分交換器(13)は、水循環回路(10)
の水と室内空気とが透湿膜を介して接触するように構成
されている。この水分交換器(13)では、以下のようにし
て水分が交換される。すなわち、透湿膜の内側を流通す
る水と外側を流通する空気との温度差に基づき、透湿膜
の内外に温度差が生ずる。そのため、透湿膜の内側と外
側とで水蒸気分圧が異なる。従って、この分圧差が駆動
力となって、いずれか一方の側から他方の側に向かって
水分が移動し、水と空気との間で水分の移動が行われ
る。

【００３６】水分交換器(13)及び室内熱交換器(14)は、
室内に設置された室内ユニット(17)の空気通路に配置さ
れている。室内熱交換器(14)は、室内熱交換器(14)でド
レンが発生しても、そのドレンが水分交換器(13)に滴下
し、透湿膜を介して水循環回路(10)の水に混合するよう
に、水分交換器(13)の真上に設けられている。また、室
内ユニット(17)には、室内空気を室内熱交換器(14)及び
水分交換器(13)の順に流通させる送風機(18)が設けられ
ている。

【００３７】排水手段(15)は、水循環回路(10)の水量を
検出する水量検出手段(21)と、一端が水循環回路(10)に
接続された排水用配管(19a) と、排水用配管(19a) に設
けられた排水用電磁弁(19)とから構成されている。排水
用電磁弁(19)は常閉型の電磁弁であり、通電により開状
態となる。水量検出手段(21)は排水用電磁弁(19)と信号
線(45)を介して接続されており、水循環回路(10)の水量
が所定量を超えると排水用電磁弁(19)を通電し、水循環
回路(10)の水を排出する。

【００３８】−冷房除湿空調機(1) の動作− 水循環回路(10)にあっては、ポンプ(11)から吐出された
水は、熱源側熱交換器(12)において冷却される。熱源側
熱交換器(12)を流出した冷水は、水分交換器(13)及び室
内熱交換器(14)の順に流通し、室内熱交換器(14)を流出
した後、ポンプ(11)に吸入される。以上のようにして、
冷水は水循環回路(10)を循環する。

【００３９】送風機(18)によって供給される室内空気
は、室内ユニット(17)内を室内熱交換器(14)及び水分交
換器(13)の順に流通する。

【００４０】このとき、図２に示すように、状態点１Ａ
で表される室内空気は、室内熱交換器(14)を介して水循
環回路(10)の冷水によって冷却され、バルク状態が状態
点２Ａで表される状態になる。つまり、室内空気は、室
内熱交換器(14)を通過する際に、顕熱変化を行う。な
お、水循環回路(10)の冷水は、飽和空気線上の状態点２
Ｗから３Ｗに相当する温度変化を行う。

【００４１】その後、室内熱交換器(14)を通過した状態
点２Ａの空気は、水分交換器(13)において除湿及び冷却
されて状態点３Ａの状態となり、室内に供給される。つ
まり、水分交換器(13)の透湿膜の外側を流れる空気の温
度は、透湿膜の内側を流れる水の温度よりも高いので、
透湿膜の外側は内側よりも水蒸気分圧が大きくなる。そ
の結果、透湿膜の外側から内側に向かって水分移動が起
こり、透湿膜を介して冷水は室内空気中の水分を吸収す
る。なお、水循環回路(10)の冷水は、飽和空気線上の状
態点１Ｗから２Ｗに相当する温度変化を行う。

【００４２】室内熱交換器(14)でドレンが発生した場
合、このドレンは水分交換器(13)に滴下する。滴下した
水と室内空気から除湿して吸収した水分とは、ともに水
分交換器(13)の透湿膜を通過し、水循環回路(10)に導入
される。

【００４３】ところで、水分交換器(13)を通じて水循環
回路(10)に水が導入されることにより、水循環回路(10)
の水量は増加する。ここで、水循環回路(10)の水量が予
め設定した所定量以上になると、水量検出手段(21)は排
水用電磁弁(19)を通電する。その結果、排水用電磁弁(1
9)は開状態となり、水循環回路(10)の水の一部が排水用
配管(19a) を通じて回路(10)外に排出される。

【００４４】−冷房除湿空調機(1) の効果− 本冷房除湿空調機(1) によれば、水分交換器(13)で除湿
した水分及び室内熱交換器(14)で発生したドレンは、水
分交換器(13)の透湿膜を介して水循環回路(10)内に導入
される。そして、この水は水循環回路(10)を流通し、排
水手段(15)を通じて水循環回路(10)外へ排出される。つ
まり、本冷房除湿空調機(1) では、水循環回路(10)を利
用してドレンの排水処理を行っている。従って、ドレン
排出用の配管系統を別途設ける必要がない。そのため、
冷房除湿空調機(1) の全体構成が簡単になり、安価に構
成される。

【００４５】また、室内熱交換器(14)を水分交換器(13)
の上方に配置し、室内熱交換器(14)で発生したドレンを
水分交換器(13)に滴下させるように構成しているので、
室内熱交換器(14)の下部にドレンパンを設ける必要がな
い。その結果、室内ユニット(17)の構成が簡単になる。
また、ドレンパンにはゴミが堆積しやすいが、本室内ユ
ニット(17)にはドレンパンがないので、室内ユニット(1
7)が清潔に保たれる。そのため、室内環境が清潔に維持
される。

【００４６】＜実施形態２＞図３に示す実施形態２に係
る空気調和装置は、加湿器用の給水配管系統が不要な暖
房加湿空調機(2) である。

【００４７】−暖房加湿空調機(2) の構成− 図３に示すように、暖房加湿空調機(2) は、水循環回路
(10)、熱源回路(20)及び給水手段(24)を備えている。水
循環回路(10)及び室内ユニット(17)の構成は実施形態１
と同様なので、その説明は省略する。

【００４８】熱源回路(20)は、水循環回路(10)の水を加
熱するための熱源である。熱源回路(20)は、熱源側熱交
換器(12)を介して熱源回路(20)の加熱媒体と水循環回路
(10)の水とが熱交換を行うように構成されている。

【００４９】給水手段(24)は、水量検出手段(21)と、給
水用電磁弁(22)が設けられた給水配管(22a)とから構成
されている。給水用電磁弁(22)は常閉型の電磁弁であ
り、通電により開状態となる。水量検出手段(21)は給水
用電磁弁(22)と信号線(46)を介して接続されており、水
循環回路(10)の水量が予め設定した所定量以下になる
と、給水用電磁弁(22)を通電し、この給水用電磁弁(22)
を開状態にする。給水用電磁弁(22)は、補給水を供給す
る補給水供給手段(25)に接続されている。

【００５０】水循環回路(10)の水には、細菌の繁殖を防
止するために、塩素等の殺菌剤が混入されている。

【００５１】−暖房加湿空調機(2) の動作− 水循環回路(10)にあっては、ポンプ(11)から吐出された
水は、熱源側熱交換器(12)において加熱される。熱源側
熱交換器(12)を流出した温水は、水分交換器(13)及び室
内熱交換器(14)の順に流通し、室内熱交換器(14)を流出
した後、ポンプ(11)に吸入される。以上のようにして、
温水は水循環回路(10)を循環する。

【００５２】送風機(18)によって供給される室内空気
は、室内ユニット(17)内を室内熱交換器(14)及び水分交
換器(13)の順に流通する。

【００５３】このとき、図４に示すように、状態点１
Ａ’で表される室内空気は、室内熱交換器(14)を介して
水循環回路(10)の温水によって加熱され、状態点２Ａ’
の状態になる。その後、状態点２Ａ’の空気は、水分交
換器(13)において加湿されて状態点３Ａ’の状態にな
り、室内に供給される。つまり、水分交換器(13)の外側
を流れる空気の温度は、透湿膜の内側を流れる水の温度
よりも低いので、透湿膜の外側は内側よりも水蒸気分圧
が小さくなる。その結果、透湿膜の内側から外側に向か
って水分移動が起こり、透湿膜から室内空気に水分が放
出される。なお、水循環回路(10)の温水は、水分交換器
(13)において状態点１Ｗ’から２Ｗ’に相当する温度変
化を行い、室内熱交換器(14)において状態点２Ｗ’から
３Ｗ’に相当する温度変化を行う。

【００５４】このように、水分交換器(13)を通じて水循
環回路(10)の水が導出されることにより、水循環回路(1
0)の水量が減少する。そこで、水循環回路(10)の水量が
予め設定した所定量以下になると、水量検出手段(21)は
給水用電磁弁(22)を通電する。その結果、給水用電磁弁
(22)は開状態となり、水が補給水供給手段(25)から水循
環回路(10)に供給される。

【００５５】−暖房加湿空調機(2) の効果− 本暖房加湿空調機(2) によれば、水循環回路(10)の水を
利用して室内空気の加湿が行われる。水循環回路(10)の
水の補給は給水手段(24)によって行われるため、加湿用
の給水配管系統を別途設ける必要がない。従って、暖房
加湿空調機(2)の全体構成が簡単になり、安価に構成さ
れる。

【００５６】水循環回路(10)の水には殺菌剤が混入され
ているので、水循環回路(10)で細菌が繁殖することはな
い。そのため、水分交換器(13)から室内に供給される水
分に細菌が混じることはなく、室内に不衛生な水蒸気を
供給することを防止することができる。従って、室内環
境を汚染することがなく、室内空気の清浄度を高めるこ
とができる。

【００５７】＜実施形態３＞実施形態３に係る空気調和
装置(3) は、ドレン配管系統及び給水配管系統が不要な
空気調和装置であって、室内空気の温湿度制御を行うも
のである。

【００５８】−空気調和装置(3) の構成− 図５に示すように、空気調和装置(3) は、水循環回路(1
0)、熱源回路(20)及び給排水手段(26)を備えている。

【００５９】水循環回路(10)には、実施形態１の構成に
加えて、水分交換器(13)と並列にバイパス回路(30)が設
けられている。また、水分交換器(13)の上流側には、電
磁弁(32)が設けられている。

【００６０】バイパス回路(30)には、開度調節自在な流
量調整弁(31)が設けられている。流量調整弁(31)はコン
トローラ(34)に接続され、コントローラ(34)によって開
度が制御されるように構成されている。コントローラ(3
4)には、室内空気の温度及び湿度を検出する温湿度セン
サ(33)が接続されている。コントローラ(34)は、温湿度
センサ(33)から室内空気の温湿度を検出し、室内空気が
設定状態になるように温湿度制御を行う。つまり、コン
トローラ(34)は、所定の制御アルゴリズムに基づいて、
流量調整弁(31)の開度を制御し、または電磁弁(32)の開
閉を制御する。

【００６１】室内ユニット(17)の構成は、実施形態１と
同様なので、その説明は省略する。

【００６２】熱源回路(20)は、冷房運転時には水循環回
路(10)の水を冷却する一方、暖房運転時には水循環回路
(10)の水を加熱する回路である。

【００６３】給排水手段(26)は、水量検出手段(21)、給
水用電磁弁(22)が設けられた給水用配管(22a) 、及び排
水用電磁弁(19)が設けられた排水用配管(19a) を備えて
いる。給水用配管(22a) は、補給水供給手段(25)に接続
されている。水量検出手段(21)は、信号線(46,45) を介
して給水用電磁弁(22)及び排水用電磁弁(19)に接続され
ており、水量検出手段(21)が各電磁弁(19,22) を通電す
ることにより、各電磁弁(19,22) が開口する。

【００６４】−空気調和装置(3) の動作− 空気調和装置(3) では、室内空気の冷却及び除湿を行う
除湿冷房運転または加熱及び加湿を行う加湿暖房運転を
選択的に実行する。

【００６５】まず、除湿冷房運転について説明する。水
循環回路(10)では、ポンプ(11)から吐出された水は、熱
源側熱交換器(12)において冷却される。熱源側熱交換器
(12)から流出した冷水は分流し、一部は電磁弁(32)を通
過して水分交換器(13)に流入する一方、他の冷水はバイ
パス回路(30)を流れる。水分交換器(13)を流出した冷水
はバイパス回路(30)の水と合流した後、室内熱交換器(1
4)を流通する。室内熱交換器(14)を流出した冷水はポン
プ(11)に吸入される。そして、再びポンプ(11)から吐出
されて上記循環動作を繰り返す。

【００６６】室内空気は、実施形態１で説明したよう
に、室内熱交換器(14)を通過して顕熱変化に近い状態変
化を行った後、水分交換器(13)において冷却及び除湿さ
れる。

【００６７】本空気調和装置(3) では、温湿度センサ(3
3)で検出した温湿度に応じて流量調整弁(31)の開度が調
整され、除湿量が所定量になるように水分交換器(13)を
流れる冷水の速度が調節される。つまり、室内空気の湿
度が目標湿度よりも相当大きい場合には、流量調整弁(3
1)の開度を小さめに設定して水分交換器(13)を流れる冷
水の速度を大きくし、水分交換器(13)の冷水の温度を低
く維持する。その結果、室内空気と冷水との水蒸気分圧
の差が大きくなって冷水に吸収される水分の量が多くな
り、除湿量が増加する。一方、室内空気の湿度と目標湿
度との差があまり大きくない場合には、流量調整弁(31)
の開度を大きめに設定して水分交換器(13)を流れる冷水
の循環量を少なくする。その結果、冷水に吸収される水
分の量は少なくなり、除湿量が減少する。

【００６８】室内空気から吸収した水分は、水循環回路
(10)に導入される。そのため、水循環回路(10)の水量が
増加する。予め設定した所定の水量以上になると、水量
検出手段(21)が排水用電磁弁(19)に通電し、水循環回路
(10)内の水は排水用配管(19a) を通じて回路外に排出さ
れる。

【００６９】以上のようにして、室内の温度及び湿度が
調節される。

【００７０】次に、加湿暖房運転について説明する。水
循環回路(10)では、除湿冷房運転時と同様に水が循環す
る。ただし、加湿暖房運転にあっては、水は熱源側熱交
換器(12)によって加熱され、温水となって水循環回路(1
0)内の循環する。

【００７１】室内空気は、室内熱交換器(14)で加熱され
た後、水分交換器(13)において加湿される。

【００７２】本空気調和装置(3) では、温湿度センサ(3
3)で検出した温湿度に応じて流量調整弁(31)の開度が設
定され、加湿量が所定値になるように水分交換器(13)を
流れる温水の速度が調節される。つまり、室内空気の湿
度が目標湿度よりも相当小さい場合には、流量調整弁(3
1)の開度を小さめに設定して水分交換器(13)を流れる温
水の循環量を多くする。その結果、温水から放出される
水分の量が多くなり、加湿量が増加する。一方、室内空
気の湿度と目標湿度との差があまり大きくない場合に
は、流量調整弁(31)の開度を大きめに設定して水分交換
器(13)を流れる温水の循環量を少なくする。その結果、
温水から放出される水分の量が少なくなり、加湿量が減
少する。

【００７３】水分交換器(13)から水分が放出されるた
め、水循環回路(10)の水量は減少する。水循環回路(10)
の水量が予め設定した所定の水量以下になると、水量検
出手段(21)が給水用電磁弁(22)を通電し、給水用電磁弁
(22)が開いて補給水供給手段(25)から水循環回路(10)に
水が供給される。

【００７４】以上のようにして、室内の温度及び湿度が
調節される。

【００７５】−空気調和装置(3) の効果− 本空気調和装置(3) では、冷却除湿運転または加熱加湿
運転を選択的に行うことができる。

【００７６】また、温湿度センサ(33)で検出した室内空
気の温湿度条件に応じて水分交換器(13)を流れる水量を
調節するので、精密な温湿度制御が可能となる。

【００７７】また、水循環回路(10)の水量が所定量にな
るように給排水手段(26)が給排水を行うので、水循環回
路(10)の水量が適正に維持されるとともに、室内ユニッ
ト(17)に対するドレン配管系統及び給水配管系統が不要
になる。そのため、空気調和装置(3) の全体構成が簡単
になり、安価になる。

【００７８】＜実施形態４＞図６に示すように、実施形
態４に係る空気調和装置(4) は、実施形態３の空気調和
装置(3) において、室内ユニット(17)を複数設け、それ
ぞれを並列に接続したものである。

【００７９】空気調和装置(4) はビルディング(40)に設
置されている。室内ユニット(17)は各部屋に設置され、
熱源回路(20)及び補給水供給手段(25)は屋上に設置され
ている。

【００８０】屋上に配置された水配管(16)には、殺菌手
段(35)が設けられている。殺菌手段(35)は、水循環回路
(10)の水に細菌が繁殖することを防止するものである。
図７に示すように、殺菌手段(35)は、透明樹脂で形成さ
れた窓部たる透明管(36)と、この透明管(36)の内面にコ
ーティングされた光触媒としての二酸化チタン（ＴｉＯ
₂）層(37)とから構成されている。透明管(36)の軸方向
の両端は水配管(16)に外嵌され、嵌合部(38)は水が漏れ
ないように気密に固着されている。

【００８１】空気調和装置(4) の動作は、実施形態３と
同様である。つまり、各室内ユニット(17)に冷水または
温水が供給され、室内空気の冷却減湿または加熱加湿が
行われる。

【００８２】本空気調和装置(4) は、複数の室内ユニッ
ト(17)を備えているので、ドレン配管系統及び給水配管
系統が不要となる効果がより顕著に発揮される。つま
り、従来は各室内ユニット(17)毎に必要であったドレン
配管及び給水配管をなくすことができ、空気調和装置の
構成がより簡単化される。また、空気調和装置がより低
コスト化される。

【００８３】水配管(16)には、殺菌手段(35)が設けられ
ているので、水循環回路(10)の水に細菌が繁殖すること
を防止することができる。従って、加湿時に室内に放出
される水分は清浄であり、室内空気の汚染を確実に防止
することができる。

【００８４】殺菌手段(35)は、二酸化チタン層(37)が光
触媒として作用することにより、水循環回路(10)の水を
浄化している。従って、二酸化チタン層(37)が太陽光を
受光することにより活性化し、水の浄化を行うので、殺
菌のための電気入力が不要であり、メンテナンスも不要
となる。

【００８５】＜実施形態５＞実施形態５に係る空気調和
装置は、実施形態４において、殺菌手段(35)を図８に示
す殺菌手段(41)に置き換えたものである。

【００８６】実施形態５に係る殺菌手段(41)は、透明樹
脂で形成された透明管(42)と、透明管(42)の内面にコー
ティングされた二酸化チタン層(43)と、濾過フィルター
(44)とから構成されている。

【００８７】従って、本殺菌手段(41)は殺菌を行うだけ
でなく、水循環回路(10)中のゴミを濾過するので、水循
環回路(10)内の水がより清浄化される。そのため、加湿
時に室内に供給する水蒸気は一層清浄化され、室内環境
がより衛生的になる。

【００８８】＜その他の実施形態＞上記実施形態におい
て、殺菌手段(35)の透明管(36,42) は、ガラス管であっ
てもよい。また、透明管(36,42) の内面にコーティング
する材料は、二酸化チタンに限定されず、他の光触媒で
あってもよい。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、除湿した空気中の水分を、水分交換手段の透湿
膜を介して水循環回路に導入し、その後に排水手段によ
って回路外に排出するので、水循環回路をドレンの排水
経路として利用することができる。従って、ドレン配管
系統が不要になるので、空気調和装置の構成を簡単化す
ることができるとともに、その低コスト化を図ることが
できる。

【００９０】請求項２に記載の発明によれば、利用側熱
交換器で生じたドレンは水分交換手段に滴下し、透湿膜
を通じて水循環回路に導入される。従って、ドレンパン
が不要になり、空気調和装置の構成をより簡単化するこ
とができるとともに、空気調和装置を清潔に維持するこ
とができる。

【００９１】請求項３に記載の発明によれば、水循環回
路の水を水分交換手段の透湿膜を通じて供給することに
より加湿を行うので、水循環回路を加湿用水の供給経路
として利用することができる。従って、加湿用の補給水
配管系統が不要になるので、空気調和装置の構成を簡単
化することができるとともに、その低コスト化を図るこ
とができる。

【００９２】請求項４に記載の発明によれば、水循環回
路を冷房時のドレン排水経路として利用することができ
るとともに、暖房時の加湿用水の供給経路としても利用
することができる。従って、ドレン配管系統及び補給水
配管系統が不要となるので、調温及び調湿を行う空気調
和装置の構成を簡単化することができ、その低コスト化
を図ることができる。

【００９３】請求項５に記載の発明によれば、バイパス
回路の流量調整弁を制御することにより、水分交換手段
を流れる水流量を調節することができ、その結果、除湿
量または加湿量を調節することができる。

【００９４】請求項６に記載の発明によれば、水循環回
路における細菌の繁殖を防止することができる。従っ
て、水分交換手段を介して細菌が放散することを防止す
ることができ、空調空気を清潔に維持することができ
る。

【００９５】請求項７に記載の発明によれば、光触媒に
よって水循環回路の水を浄化するので、殺菌のための電
気入力を不要にすることができる。そのため、空気調和
装置の効率の向上を図ることができる。

【００９６】請求項８に記載の発明によれば、水循環回
路の水に混入した微小なゴミを濾過フィルターによって
濾過するので、水循環回路の水を一層清浄化することが
できる。従って、空調空気をより清潔にすることができ
る。

【００９７】請求項９に記載の発明によれば、複雑であ
ったドレン配管系統または給水配管系統が不要になるの
で、請求項１〜８に記載の発明の効果をより顕著に発揮
させることができる。また、空調システムのマルチ化を
図ることができる。

【００９８】請求項１０に記載の発明によれば、各部屋
に室内ユニットを設置し、水配管と室内ユニットとを接
続するだけで、空気調和装置を容易に構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る冷房除湿空調機の全体構成図
である。

【図２】室内空気の状態変化を示す空気線図である。

【図３】実施形態２に係る暖房加湿空調機の全体構成図
である。

【図４】室内空気の状態変化を示す空気線図である。

【図５】実施形態３に係る空気調和装置の全体構成図で
ある。

【図６】実施形態４に係る空気調和装置の全体構成図で
ある。

【図７】実施形態５に係る殺菌手段の断面図である。

【図８】実施形態６に係る殺菌手段の断面図である。

【符号の説明】

(10) 水循環回路 (11) ポンプ (12) 熱源側熱交換器 (13) 水分交換手段 (14) 室内熱交換器 (17) 室内ユニット (18) 送風機 (20) 熱源回路 (21) 水量検出手段 (25) 補給水供給手段 (26) 給排水手段 (30) バイパス回路 (31) 流量調整弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷本 啓介 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 米本 和生 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水が循環する水循環回路(10)と、 上記水循環回路(10)の水を冷却する熱源(20)と、 上記水循環回路(10)の水量が所定量になるように該水循
   環回路(10)から水を排出する排水手段(15)とを備え、 上記水循環回路(10)には、 水を循環させる水搬送手段(11)と、 該水循環回路(10)と上記熱源(20)との間で熱交換を行わ
   せて該水循環回路(10)の水を冷却する熱源側熱交換器(1
   2)と、 空気と該熱源側熱交換器(12)で冷却された水とを熱交換
   させて該空気を冷却する利用側熱交換器(14)と、 透湿膜を備え、上記空気が流れる該透湿膜の外側から該
   熱源側熱交換器(12)で冷却された水が流れる該透湿膜の
   内側に向かって水分を移動させるように構成された水分
   交換手段(13)とが設けられていることを特徴とする空気
   調和装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の空気調和装置におい
   て、 利用側熱交換器(14)は、水分交換手段(13)の上方に配置
   されていることを特徴とする空気調和装置。
3. 【請求項３】 水が循環する水循環回路(10)と、 上記水循環回路(10)の水を加熱する熱源(20)と、 上記水循環回路(10)の水量が所定量になるように該水循
   環回路(10)に水を供給する給水手段(24)とを備え、 上記水循環回路(10)には、 水を循環させる水搬送手段(11)と、 該水循環回路(10)と上記熱源(20)との間で熱交換を行わ
   せて該水循環回路(10)の水を加熱する熱源側熱交換器(1
   2)と、 空気と熱源側熱交換器(12)で加熱された水とを熱交換さ
   せて該空気を加熱する利用側熱交換器(14)と、 透湿膜を備え、該熱源側熱交換器(12)で加熱された水が
   流れる該透湿膜の内側から上記空気が流れる該透湿膜の
   外側に向かって水分を移動させるように構成された水分
   交換手段(13)とが設けられていることを特徴とする空気
   調和装置。
4. 【請求項４】 水が循環する水循環回路(10)と、 冷房運転時には上記水循環回路(10)の水を冷却する一
   方、暖房運転時には該水循環回路(10)の水を加熱する熱
   源(20)と、 上記水循環回路(10)の水量が所定量になるように給水ま
   たは排水を行う給排水手段(26)とを備え、 上記水循環回路(10)には、 水を循環させる水搬送手段(11)と、 該水循環回路(10)と上記熱源(20)との間で熱交換を行わ
   せて該水循環回路(10)の水を冷却または加熱する熱源側
   熱交換器(12)と、 空気と該熱源側熱交換器(12)で冷却または加熱された水
   とを熱交換させる利用側熱交換器(14)と、 透湿膜を備え、上記空気が流れる該透湿膜の外側と上記
   熱源側熱交換器(12)で冷却または加熱された水が流れる
   該透湿膜の内側との間で水分移動をさせるように構成さ
   れた水分交換手段(13)とが設けられていることを特徴と
   する空気調和装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一つに記載の空
   気調和装置において、 水循環回路(10)は、水分交換手段(13)と並列に設けられ
   たバイパス回路(30)と、該バイパス回路(30)に設けられ
   た流量調整弁(31)とを備えていることを特徴とする空気
   調和装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一つに記載の空
   気調和装置において、 水循環回路(10)の水には、殺菌剤が混入されていること
   を特徴とする空気調和装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか一つに記載の空
   気調和装置において、 水循環回路(10)には、 光を透過させる窓部(36)と、 該窓部(36)に面して配設され、上記水循環回路(10)を流
   れる水と接している光触媒(37,43) とを備えた殺菌手段
   (35,41) が設けられていることを特徴とする空気調和装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の空気調和装置におい
   て、 殺菌手段(41)には、水循環回路(10)を循環する水を濾過
   する濾過フィルター(44)が設けられていることを特徴と
   する空気調和装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか一つに記載の空
   気調和装置において、 水循環回路(10)には、利用側熱交換器(14)及び水分交換
   手段(13)から成る空調コイルが複数接続されていること
   を特徴とする空気調和装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の空気調和装置におい
    て、 一組の利用側熱交換器(14)、水分交換手段(13)及び送風
    機(18)が一つのユニットに収納されて室内ユニット(17)
    を構成していることを特徴とする空気調和装置。