JPWO2018078755A1 - 空調システム - Google Patents

Abstract

空調システムは、圧縮機、室外熱交換器及び減圧装置を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、室外熱交換器又は室内熱交換器で生成された凝縮水をタンクに導く配管と、制御装置とを備える。また、空調システムは、室外機と室内機とが配管接続されて構成され、冷媒が循環する冷凍サイクルを備えている。制御装置は、冷凍サイクルを運転させて室内空間を空調する空調モードと、冷凍サイクルを運転させたまま室内空間の空調を停止する取水モードとを切り替えて実行する。

Description

本発明は、室外機と室内機とを備えた空調システムに関する。

従来より、空気中の水分を蒸発器で凝縮させ、凝縮した水をタンクに貯留し、タンク内の水を必要に応じて浄水及び洗水として用いることができるようにしたエアコン凝縮水取出装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２４２９５号公報

特許文献１では、エアコンを作動させている時、つまり室内空間の空調を行っている時にしか、凝縮水を生成することができない。

本発明はこのような点を鑑みなされたもので、空調を行っている場合だけでなく、空調を行っていない場合にも凝縮水を生成することが可能な空調システムを提供することを目的とする。

本発明に係る空調システムは、圧縮機、室外熱交換器及び減圧装置を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、室外熱交換器又は室内熱交換器で生成された凝縮水をタンクに導く配管と、制御装置とを備え、室外機と室内機とが配管接続されて冷媒が循環する冷凍サイクルが構成されており、制御装置は、冷凍サイクルを運転させて室内空間を空調する空調モードと、冷凍サイクルを運転させたまま室内空間の空調を停止する取水モードとを切り替えて実行するものである。

本発明によれば、室内空間を空調する空調モードと、冷凍サイクルを運転させたまま室内空間の空調を停止する取水モードとを切り替えて実行するようにしたので、空調モード時だけでなく、空調を停止する取水モード時にも凝縮水を生成することができる。

本発明の実施の形態１に係る空調システムの冷媒回路を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける冷房運転の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける暖房運転の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける空調モードと取水モードとの切り替え制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける取水モードの説明図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムの変形例を示す図で、取水モード時の空気の流れを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムの変形例を示す図で、空調モード時の空気の流れを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空調システムの冷媒回路を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける冷房運転の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける暖房運転の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける空調モードと取水モードとの切り替え制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける取水モードの説明図である。 本発明の実施の形態３に係る空調システムの冷媒回路を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る空調システムにおける冷房運転での空調モードと取水モードとの切り替え制御を示すフローチャートである。

以下、発明の実施の形態に係る空調システムについて図面等を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの冷媒回路を示す図である。
空調システムは、室外機１と室内機２とを備え、室外機１と室内機２とが配管接続されて冷媒が循環する冷凍サイクルを構成している。室外機１は、圧縮機１１と、四方弁１２と、減圧装置１３と、室外熱交換器１４とを備えている。

圧縮機１１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態にするものである。圧縮機１１は運転周波数を可変させることが可能な容積式圧縮機で構成されている。なお、圧縮機１１は運転周波数可変に駆動されるものに限定するものではなく、一定速のものでもよい。

四方弁１２は、冷房運転と暖房運転とで、圧縮機１１から吐出された冷媒の循環方向を切り替えるものである。四方弁１２の切り替えにより、冷房運転時は室外熱交換器１４が凝縮器、室内熱交換器２２が蒸発器として機能し、暖房運転時は室外熱交換器１４が蒸発器、室内熱交換器２２が凝縮器として機能する。なお、ここでは、四方弁１２の切り替えにより冷房運転又は暖房運転が可能に構成されているが、本発明の空調システムは、少なくともどちらか一方の運転ができればよい。よって、四方弁１２は必ずしも必須の構成ではなく、省略可能である。

減圧装置１３は、冷媒を減圧して膨張させるものであり、ステッピングモータ（図示せず）により絞りの開度を可変に調整することが可能な電子膨張弁で構成するとよい。なお、電子膨張弁以外にも、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、又は温度式膨張弁、キャピラリーチューブ等、同様な役割を成すものであれば、他の形式のものを用いてもよい。

室外熱交換器１４は、伝熱管と多数のフィンで構成されたクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器で構成されている。

室内機２は、本体２１内部に、室内熱交換器２２と、室内熱交換器２２に送風する室内ファン２３とが配置された構成を有する。室内熱交換器２２は、伝熱管と多数のフィンで構成されたクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器で構成されている。室内熱交換器２２は室内ファン２３の周囲を囲むようにして配置されている。

室内機２の本体２１は、室内空間の天井裏に配置されており、室内機２の本体２１の下方には化粧パネル２６が取付けられている。化粧パネル２６の中央付近には室内空間の空気を本体２１内に吸い込むための吸込口２１ａが設けられている。また、本体２１の吸込口２１ａの周囲には、室内熱交換器２２を通過することで温調された空気を室内空間へと吹き出すための吹出口２１ｂが設けられている。また、本体２１には、吹出口２１ｂを開閉すると共に、室内空間へと吹き出す空気の風向を調整する第１ベーンである吹出口ベーン２７が設けられている。

本体２１には更に、室内熱交換器２２を通過した空気を本体２１外に排気するための排出口２１ｃと、排出口２１ｃを開閉する第２ベーンである排出口ベーン２８とが少なくとも２箇所に設けられている。なお、吹出口ベーン２７及び排出口ベーン２８は、空調システムの電源オフ時には閉じており、電源がオンされて後述の空調モード及び取水モードで運転される際に適宜、開閉制御される。

室内機２は更に、吸込口２１ａ付近に設置され、室内空間の室温を検知する室温センサを備えている。

このように構成された空調システムでは、吸込口２１ａから本体２１内に吸い込まれた空気が、室内熱交換器２２を通過する際に冷媒と熱交換して温調され、温調された空気は、吹出口２１ｂから室内空間に吹き出される。

冷房運転時には、室内熱交換器２２が蒸発器となるため、室内熱交換器２２で空気中の水分が凝縮して凝縮水が生成される。図１には詳細図示していないが、室内熱交換器２２の下方には、室内熱交換器２２で凝縮した凝縮水を受け止めて溜めるトレイ（図示せず）が配置されている。そして、トレイには配管２５が接続され、トレイ内の凝縮水は、自然排水又はポンプ（図示せず）により汲み上げられて、配管２５を介してタンク３に導くように構成されている。

暖房運転時には、室外熱交換器１４が蒸発器となるため、室外熱交換器１４で空気中の水分が凝縮して凝縮水が生成される。図１には詳細図示していないが、室外熱交換器１４の下方には、室外熱交換器１４で凝縮した凝縮水を受け止めて溜めるトレイ（図示せず）が配置されている。そして、トレイには配管１５が接続され、トレイ内の凝縮水は、自然排水又はポンプ（図示せず）により汲み上げられて、配管１５を介してタンク３に導くように構成されている。

この空調システムには更に、室内空間の温度である室内温度を検知する温度センサ２４と、空調システム全体を制御する制御装置４０とが設けられている。制御装置４０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコン又はＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。なお、図１には室外機１のみに制御装置４０を設けた構成を図示しているが、各室内機２に制御装置４０の機能の一部を持つ室内制御装置を設け、制御装置４０と室内制御装置との間でデータ通信を行うことにより連携処理を行う構成にしてもよい。

制御装置４０は、温度センサ２４で検知された室内温度に基づいて圧縮機１１、減圧装置１３、吹出口ベーン２７、排出口ベーン２８等の制御を行う。また、制御装置４０は、四方弁１２の切り替えにより冷房運転と暖房運転とを切り替える。冷房運転及び暖房運転のそれぞれは、空調モードと取水モードとを有する。制御装置４０は、温度センサ２４で検知された室内温度とユーザにより設定された設定温度との比較結果に応じて空調モードと取水モードとの切り替えを行う。空調モードと取水モードとの違いは、吹出口２１ｂ及び排出口２１ｃの開閉状態にあり、冷凍サイクルの動作は同じである。以下、各モードについて説明する。

空調モードは、吹出口ベーン２７を開、排出口ベーン２８を閉とし、室内熱交換器２２で温調された空気を吹出口２１ｂから室内空間に吹き出して室内空間を空調するモードである。また、空調モードでは、温度センサ２４で検知された室内温度が設定温度となるように冷凍サイクルの各機器が制御される。各機器の制御内容は特に限定するものではないが、室内温度と設定温度との温度差に応じて圧縮機１１の周波数を制御したり、減圧装置１３を制御したりすればよい。

取水モードは、吹出口ベーン２７を閉、排出口ベーン２８を開とし、室内熱交換器２２で温調された空気を室内空間に吹き出さずに排出口２１ｃから本体２１外に排気し、室内空間の温調を行わないモードである。なお、取水モードでも、空調モードと同様に冷凍サイクルは運転している。

凝縮水は、圧縮機１１を駆動して冷凍サイクルを運転させ、室外熱交換器１４又は室内熱交換器２２を蒸発器として機能させることで、生成される。よって、室内温度が設定温度に到達した場合に、圧縮機１１を停止して冷凍サイクルの運転を停止してしまうと、凝縮水が生成されなくなる。空調システムの電源がオンの間、凝縮水の生成を常に行うには、室内温度が設定温度に到達して以降も、冷凍サイクルの運転継続が求められる。しかし、室内温度が設定温度に到達して以降も室内空間の空調を継続すると、室内温度が設定温度から外れ、快適性が低下する可能性がある。

そこで、本実施の形態１では、室内温度が設定温度に到達して以降は、運転モードを空調モードから取水モードに切り替え、冷凍サイクルの運転は継続するが、室内熱交換器２２で温調された空気を本体２１外に排気して室内空間を空調しないようにする。これにより、室内空間の快適性を保ちつつ、凝縮水の生成を継続して行うことを可能としている。

次に、実施の形態１の空調システムの動作について説明する。

［冷房運転］
図２は、本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける冷房運転の説明図である。図２は運転モードが空調モードの場合を示している。図２において、荒い点線矢印は空気の流れを示し、細かい点線矢印は冷媒の流れを示し、実線矢印は凝縮水の流れを示している。後述の同様の図においても、矢印の意味は同様である。そして、ここでは運転モードが空調モードであるため、吹出口ベーン２７が開、排出口ベーン２８が閉とされている。

冷房運転時は、四方弁１２を図２の実線で示される状態に切り替える。そして、圧縮機１１から吐出された冷媒は、四方弁１２を通過した後、凝縮器として機能する室外熱交換器１４に流入し、外気と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、減圧装置１３にて減圧された後、蒸発器として機能する室内熱交換器２２に流入する。室内熱交換器２２に流入した冷媒は、室内ファン２３からの空気から熱を受けて蒸発した後、四方弁１２を通過して再び圧縮機１１に吸入され、１サイクルを終了する。以上のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内空間を冷房する。

以上の冷房運転時、蒸発器として機能する室内熱交換器２２では、室内空間の空気が凝縮し、凝縮水がトレイに溜まる。この凝縮水は、図２の実線矢印に示すように配管１５を介してタンク３に溜められる。

［暖房運転］
図３は、本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける暖房運転の説明図である。図３は運転モードが空調モードの場合を示している。そして、ここでは運転モードが空調モードであるため、吹出口ベーン２７が開、排出口ベーン２８が閉とされている。

暖房運転時は、四方弁１２を図３の点線で示される状態に切り替える。そして、圧縮機１１から吐出された冷媒は、四方弁１２を通過した後、凝縮器として機能する室内熱交換器２２に流入し、室内ファン２３からの空気と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、減圧装置１３にて減圧された後、蒸発器として機能する室外熱交換器１４に流入する。室外熱交換器１４に流入した冷媒は、外気から熱を受けて蒸発した後、四方弁１２を通過して再び圧縮機１１に吸入され、１サイクルを終了する。以上のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内空間を暖房する。

以上の暖房運転時、蒸発器として機能する室外熱交換器１４では、室外の空気が凝縮し、凝縮水がトレイに溜まる。この凝縮水は、図３の実線矢印に示すように配管２５を介してタンク３に溜められる。

図４は、本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける空調モードと取水モードとの切り替え制御を示すフローチャートである。図５は、本発明の実施の形態１に係る空調システムにおける取水モードの説明図である。以下、空調システムにおける空調モードと取水モードとの切り替え制御を図４及び図５を参照して説明する。なお、切り替え制御は、冷房運転と暖房運転とで基本的に同じであるため、ここでは冷房運転を例に説明する。

制御装置４０は、空調システムの電源が入れられると、ここでは冷房運転を、まず空調モードで運転する（ステップＳ１）。すなわち、制御装置４０は、冷凍サイクルの圧縮機１１及び室内ファン２３等を動作させて冷房運転を行うと共に、吹出口ベーン２７及び排出口ベーン２８を制御して吹出口２１ｂを開、排出口２１ｃを閉とする。これにより、図２の荒い点線矢印に示すように、室内空気が吸込口２１ａより本体２１内に吸い込まれ、室内熱交換器２２で冷媒と熱交換して吸い込み空気が冷却される。そして、冷却された空気は、吹出口２１ｂから室内空間に吹き出されて室内空間の空調が行われる。

また、制御装置４０は、空調モードで運転中、温度センサ２４で検知した室内温度が設定温度以下かどうかをチェックしている（ステップＳ２）。制御装置４０は室内温度が設定温度超であると判断した場合、空調モードを継続し、室内空間の空調を続ける。

一方、制御装置４０は、室内温度が設定温度以下であると判断した場合、運転モードを空調モードから取水モードに切り替える（ステップＳ３）。すなわち、制御装置４０は、吹出口ベーン２７及び排出口ベーン２８を制御して、吹出口２１ｂを閉、排出口ベーン２８を開とする。これにより、図５の荒い点線矢印に示すように、吸込口２１ａから本体２１内に吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器２２で冷媒と熱交換して冷却された後、排出口２１ｃから本体２１外に排気され、更に外部に排気される。よって、取水モードで運転中は室内空間の空調は行われないが、冷凍サイクルは運転しているので、室内熱交換器２２にて凝縮水の生成が継続され、凝縮水は、図５の実線矢印に示すように配管２５を介してタンク３に溜められる。

制御装置４０は、運転モードを空調モードから取水モードに切り替えた後、ステップＳ２に戻る。取水モードでは室内空間の空調は行われないため、室内温度が次第に上がることになる。そして、室内温度が設定温度超となると、ステップＳ２の判断でＮＯとなり、ステップＳ１に戻って取水モードから空調モードに切り替えられ、室内空間の空調が再び開始されることになる。以上の処理を繰り返すことで、空調システムの電源がオンの間、室内温度を設定温度に保ちつつ、常に凝縮水の生成が行われる動作が実現される。

ここで、取水モード時の圧縮機１１の周波数は、空調モード時と同等の凝縮水の収集量を確保する観点から、空調モード時と同じとすることが望ましい。圧縮機１１の周波数が可変の場合、「空調モード時と同じ」とは、空調モードから取水モードに切り替えた際の圧縮機１１の周波数を、取水モードでも継続するようにすればよい。なお、本発明は、取水モード時の圧縮機１１の周波数を空調モード時と同じとする構成に限られず、少なくとも圧縮機１１を停止せずに運転させ、取水モード時にも凝縮水の収集を継続できる構成とされていればよい。この点は後述の実施の形態でも同様である。

なお、図４では、冷房運転で空調モードと取水モードとの切り替え制御を説明したため、ステップＳ２の処理において、室内温度が設定温度以下かどうかをチェックするようにした。暖房運転であれば、室内温度が設定温度以上かどうかをチェックし、室内温度が設定温度未満であれば、空調モードを継続し、室内温度が設定温度以上であれば、空調モードから取水モードに切り替える制御となる。この点は後述の実施の形態でも同様である。要するに、室内温度が設定温度から外れている間は空調モードで室内空間の空調を行い、室内温度が設定温度に保たれている間は取水モードを行うようにすればよい。

また、ここでは、設定温度を基準に空調モードと取水モードとを切り替える制御とした。しかし、設定温度を中心とした設定温度範囲を設け、室内温度が設定温度範囲内にある間、取水モードを行い、室内温度が設定温度範囲を外れている間、空調モードを行うようにしてもよい。なお、設定温度範囲は、設定温度に対して例えば±１℃に設定される。設定温度範囲に基づいて空調モードと取水モードとを切り替える制御としてもよい点は、後述の実施の形態でも同様である。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、室内熱交換器２２で温調した空気を室内空間に吹き出して室内空間を空調する空調モードと、冷凍サイクルを運転させたまま室内空間の空調を停止する取水モードとを切り替えて実行するようにした。このため、空調モード時だけでなく、空調を停止する取水モード時にも凝縮水を生成することができる。

また、空調モードと取水モードとの切り替えを、室内温度と設定温度との比較結果に応じて行うようにした。具体的には、室内温度が設定温度から外れている間は空調モード、室内温度が設定温度に保たれている間は取水モードを行うようにした。よって、空調システムの電源がオンの間、室内空間の快適性を保ったまま、常に凝縮水の生成を行うことができる。

また、本実施の形態１の空調システムは、室外機１と室内機２とが別体のいわゆるセパレート型であり、室内機２で温調された空気を、ダクト等を介さず直接室内空間に供給する形式である。よって、温調された空気をダクトを介して室内空間に導く形式の装置に比べてヒートロスが無く、熱効率が良い。

なお、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように種々変形実施可能である。

図６は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの変形例を示す図で、取水モード時の空気の流れを示す図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの変形例を示す図で、空調モード時の空気の流れを示す図である。
上記では、取水モード時に、室内空間から吸込口２１ａを介して室内機２内に空気を吸い込むようにしたが、図６に示すように室外から外気口２１ｄを介して空気を室内機２内に吸い込むようにしてもよい。具体的には、吸込口２１ａを開閉する第３ベーンとしての吸込口ベーン３０と、外部と連通する外気口２１ｄを開閉する第４ベーンとしての外気口ベーン３１とを本体２１に備え、制御装置４０は図６に示すように取水モード時に吸込口ベーン３０を閉、外気口ベーン３１を開に制御する。

また、空調モード時には、実施の形態１と同様の空気の流れが構成されるように、制御装置４０は吸込口ベーン３０及び外気口ベーン３１を制御する。すなわち、図７に示すように、空調モード時、制御装置４０は吸込口ベーン３０を開、外気口ベーン３１を閉に制御し、吸込口２１ａから空気を吸い込んで吹出口２１ｂから温調された空気が吹き出すようにする。

このような構成としても、図１の構成と同様の効果を得ることができる。なお、この変形例の構成は、後述の実施の形態３においても同様に適用できる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、取水モード時に室内熱交換器２２で温調された空気を室内空間に吹き出さないことで、室内空間の空調を停止するようにしていた。これに対し、実施の形態２では、取水モード時に室内熱交換器２２に冷媒が流れないようにすることで、室内空間の空調を停止するようにしたものである。

図８は、本発明の実施の形態２に係る空調システムの冷媒回路を示す図である。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
実施の形態２に係る空調システムは、図１に示した実施の形態１の空調システムの室内熱交換器２２に切替用熱交換器２９が並列に接続され、その並列回路の一端に切替装置３２が接続された構成を有する。切替用熱交換器２９及び切替装置３２は室外機１に配置されている。図８には詳細図示していないが、切替用熱交換器２９の下方には、切替用熱交換器２９で凝縮した凝縮水を受け止めて溜めるトレイ（図示せず）が配置されている。そして、トレイには配管３５が接続され、トレイ内の凝縮水は、自然排水又はポンプ（図示せず）により汲み上げられて、配管３５を介してタンク３に導くように構成されている。

切替装置３２は三方弁で構成されており、冷媒の流れを室内熱交換器２２側又は切替用熱交換器２９側に切り替える。図８において切替装置３２の「△」は開、「▲」は閉を示している。なお、実施の形態２では、実施の形態１の排出口２１ｃ及び排出口ベーン２８は不要である。

実施の形態２の空調モードは、吹出口ベーン２７を制御して吹出口２１ｂを開とすると共に、切替装置３２を室内熱交換器２２側に切り替える。また、取水モードでは、切替装置３２を切替用熱交換器２９側に切り替えると共に、室内ファン２３を停止させる。このように、取水モードでは切替装置３２を切替用熱交換器２９側に切り替えて室内熱交換器２２に冷媒が流れないようにすることで、取水モード時に室内空間の空調を行わない構成としている。しかし、切替用熱交換器２９には冷媒が流れて冷凍サイクルが運転しているため、凝縮水の収集は行われる。

次に、実施の形態２の空調システムの動作について説明する。

［冷房運転］
図９は、本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける冷房運転の説明図である。図９は運転モードが空調モードの場合を示している。
冷房運転時は、四方弁１２を図９の実線で示される状態に切り替える。また、制御装置４０は、空調モードであるため、切替装置３２を室内熱交換器２２側に切り替える。圧縮機１１から吐出された冷媒は、四方弁１２を通過した後、凝縮器として機能する室外熱交換器１４に流入し、外気と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、減圧装置１３にて減圧される。そして、切替装置３２は室内熱交換器２２側に切り替えられているため、減圧装置１３にて減圧された冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器２２に流入し、切替用熱交換器２９には流入しない。室内熱交換器２２に流入した冷媒は、室内ファン２３からの空気から熱を受けて蒸発した後、四方弁１２を通過して再び圧縮機１１に吸入され、１サイクルを終了する。以上のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内空間を冷房する。

以上の冷房運転時、蒸発器として機能する室内熱交換器２２では、室内空間の空気が凝縮し、凝縮水がトレイに溜まる。この凝縮水は、図９の実線矢印に示すように配管２５を介してタンク３に溜められる。

［暖房運転］
図１０は、本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける暖房運転の説明図である。図１０は運転モードが空調モードの場合を示している。
暖房運転時は、四方弁１２を図１０の点線で示される状態に切り替える。また、制御装置４０は、空調モードであるため、切替装置３２を室内熱交換器２２側に切り替える。そして、圧縮機１１から吐出された冷媒は、四方弁１２を通過した後、凝縮器として機能する室内熱交換器２２に流入し、室内ファン２３からの空気と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、切替装置３２を通過し、減圧装置１３にて減圧された後、蒸発器として機能する室外熱交換器１４に流入する。室外熱交換器１４に流入した冷媒は、外気から熱を受けて蒸発した後、四方弁１２を通過して再び圧縮機１１に吸入され、１サイクルを終了する。以上のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内空間を暖房する。

以上の暖房運転時、蒸発器として機能する室外熱交換器１４では、室外の空気が凝縮し、凝縮水がトレイに溜まる。この凝縮水は、図１０の実線矢印に示すように配管１５を介してタンク３に溜められる。

図１１は、本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける空調モードと取水モードとの切り替え制御を示すフローチャートである。図１２は、本発明の実施の形態２に係る空調システムにおける取水モードの説明図である。以下、空調システムにおける空調モードと取水モードとの切り替え制御を図１１及び図１２を参照して説明する。なお、切り替え制御は、冷房運転と暖房運転とで基本的に同じであるため、ここでは冷房運転を例に説明する。

制御装置４０は、空調システムの電源が入れられると、ここでは冷房運転を、まず空調モードで運転する（ステップＳ１１）。すなわち、制御装置４０は、冷凍サイクルの圧縮機１１及び室内ファン２３等を動作させて冷房運転を行うと共に、吹出口ベーン２７を制御して吹出口２１ｂを開く。また、空調モードであるため、制御装置４０は、切替装置３２を室内熱交換器２２側に切り替える。これにより、図９の荒い点線矢印に示すように、室内空気が吸込口２１ａより本体２１内に吸い込まれ、室内熱交換器２２で冷媒と熱交換して吸い込み空気が冷却される。そして、冷却された空気は、吹出口２１ｂから室内空間に吹き出されて室内空間の空調が行われる。

また、制御装置４０は、空調モードで運転中、温度センサ２４で検知した室内温度が設定温度以下かどうかをチェックしている（ステップＳ１２）。制御装置は室内温度が設定温度超であると判断した場合、空調モードを継続し、室内空間の空調を続ける。

一方、制御装置４０は、室内温度が設定温度以下であると判断した場合、運転モードを空調モードから取水モードに切り替える（ステップＳ１３）。すなわち、制御装置４０は、切替装置３２を切替用熱交換器２９側に切り替えると共に室内ファン２３を停止させる。これにより、室内熱交換器２２には冷媒が流れないため、室内空間の空調は行われない。吹出口ベーン２７は開のままとしてもよいし、閉としてもよい。一方、切替用熱交換器２９には冷媒が流れて冷凍サイクルは運転しているので、切替用熱交換器２９にて凝縮水の生成が継続され、凝縮水は、図１２の実線矢印に示すように配管３５を介してタンク３に溜められる。

制御装置４０は、運転モードを空調モードから取水モードに切り替えた後、ステップＳ１２に戻る。取水モードでは室内空間の空調は行われないため、室内温度が次第に上がることになる。そして、室内温度が設定温度超となると、ステップＳ１２の判断でＮＯとなり、ステップＳ１１に戻って取水モードから空調モードに切り替えられ、室内空間の空調が再び開始されることになる。以上の処理を繰り返すことで、空調システムの電源がオンの間、室内温度を設定温度に保ちつつ、常に凝縮水の収集が行われる動作が実現される。

以上説明したように本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態１は、同じ熱交換器で、空調モードと取水モードとを切り替えている。これに対し、実施の形態２では、空調モード用の熱交換器と取水モード用の熱交換器とをそれぞれ最適設計できるため、それぞれの熱交換量を増加することができ、消費電力を低下させることができる。

実施の形態３．
本実施の形態３は、取水モード時の消費電力の低下を図ったものである。

図１３は、本発明の実施の形態３に係る空調システムの冷媒回路を示す図である。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。
実施の形態３の空調システムは、図１に示した実施の形態１の空調システムに、タンク３内の水量を検知する水量センサ３３を更に備えたものである。

空調システムにおける冷房運転及び暖房運転時の冷媒の流れは実施の形態１の図２及び図３で説明した流れと同様である。以下、空調モードと取水モードとの切り替え制御について説明する。

図１４は、本発明の実施の形態３に係る空調システムにおける冷房運転での空調モードと取水モードとの切り替え制御を示すフローチャートである。なお、切り替え制御は、冷房運転と暖房運転とで基本的に同じであるため、ここでは冷房運転を例に説明する。
ステップＳ３１〜ステップＳ３３までの流れは、図４で説明した実施の形態１のステップＳ１〜ステップＳ３までの流れと同じである。

そして、制御装置４０は、ステップＳ３３で運転モードを空調モードから取水モードに切り替えた後、水量センサ３３によって検知された水量が予め設定された規定水量以上か否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、制御装置４０は、水量センサ３３によって検知された水量が規定水量未満であると判断した場合、ステップＳ３２に戻る。一方、制御装置４０は、水量センサ３３によって検知された水量が規定水量以上であると判断した場合、冷凍サイクルの運転能力を低下させる制御を行う（ステップＳ３５）。

冷凍サイクルの運転能力を低下させる制御とは、例えば、圧縮機１１の周波数を下げたり、減圧装置１３の開度を小さくしたり、ファン風量を小さくしたり等の制御が該当する。このように、ステップＳ３２及びステップＳ３４の両方でＹＥＳの場合は、室内温度が設定温度以下で且つタンク３内が規定水量以上の水で満たされている状態である。よって、冷凍サイクルの運転能力を下げても快適性低下及び水量不足といった不都合は生じない。このため、冷凍サイクルの運転能力を低下させて消費電力の低減を図る。

以上説明したように、実施の形態３は実施の形態１と同様の効果が得られると共に、更に以下の効果が得られる。すなわち、室内温度が設定温度に保たれており、且つタンク３内の水量が規定水量以上の場合に空調モードから取水モードに切り替え、更に冷凍サイクルの運転能力を下げるようにした。このため、実施の形態１に比べて取水モード時の消費電力の低減を図ることができる。

なお、ここでは、実施の形態１の構成に水量センサ３３を設けた構成を説明したが、実施の形態２の構成に水量センサ３３を設けた構成としてもよい。この場合、図１１のフローチャートのステップＳ１３の後に、図１４のステップＳ３４とびステップＳ３５の処理を追加すればよい。

また、実施の形態１〜実施の形態３では、室内機２として天井埋め込み式の室内機を図示して説明したが、室内機２は天井埋め込み式に限られず、壁掛け式又は床置式してもよい。

また、実施の形態１〜実施の形態３の空調システムに対し、タンク３に収集した水を浄化する浄化装置を更に備え、凝縮水の水質改善を図る構成とすることもできる。また、室外熱交換器１４及び室内熱交換器２２のフィンの表面に抗菌剤を添加し、凝縮水の水質改善を図るようにしてもよい。また、タンク３に収集した水にミネラルを添加して、飲料水として用いることができるようにしてもよい。

また、実施の形態１〜実施の形態３の空調システムは、住宅又はビルなどの建物内の部屋の空調のみならず、車両の車室の空調、重機の空調に適用できる。

１ 室外機、２ 室内機、３ タンク、１１ 圧縮機、１２ 四方弁、１３ 減圧装置、１４ 室外熱交換器、１５ 配管、２１ 本体、２１ａ 吸込口、２１ｂ 吹出口、２１ｃ 排出口、２１ｄ 外気口、２２ 室内熱交換器、２３ 室内ファン、２４ 温度センサ、２５ 配管、２６ 化粧パネル、２７ 吹出口ベーン、２８ 排出口ベーン、２９ 切替用熱交換器、３０ 吸込口ベーン、３１ 外気口ベーン、３２ 切替装置、３３ 水量センサ、３５ 配管、４０ 制御装置。

本発明に係る空調システムは、圧縮機、室外熱交換器及び減圧装置を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、室内空間から空気を吸い込む吸込口、室内熱交換器を通過した空気を室内空間に吹き出す吹出口及び室内熱交換器を通過した空気を外部に排出する排出口が形成された室内機の本体と、本体内に配置され、室内熱交換器に送風する室内ファンと、吹出口を開閉する第１ベーンと、排出口を開閉する第２ベーンと、室外熱交換器又は室内熱交換器で生成された凝縮水をタンクに導く配管と、制御装置とを備え、室外機と室内機とが配管接続されて冷媒が循環する冷凍サイクルが構成されており、制御装置は、第１ベーンを開、第２ベーンを閉に制御し、冷凍サイクルを運転させて室内空間を空調する空調モードと、第１ベーンを閉、第２ベーンを開に制御し、冷凍サイクルを運転させたまま室内空間の空調を停止する取水モードとを切り替えて実行するものである。

Claims (11)

1. 圧縮機、室外熱交換器及び減圧装置を有する室外機と、
   室内熱交換器を有する室内機と、
   前記室外熱交換器又は前記室内熱交換器で生成された凝縮水をタンクに導く配管と、
   制御装置とを備え、
   前記室外機と前記室内機とが配管接続されて冷媒が循環する冷凍サイクルが構成されており、
   前記制御装置は、前記冷凍サイクルを運転させて室内空間を空調する空調モードと、前記冷凍サイクルを運転させたまま前記室内空間の空調を停止する取水モードとを切り替えて実行する空調システム。
2. 前記室内空間から空気を吸い込む吸込口、前記室内熱交換器を通過した空気を前記室内空間に吹き出す吹出口及び前記室内熱交換器を通過した空気を外部に排出する排出口が形成された前記室内機の本体と、
   前記本体内に配置され、前記室内熱交換器に送風する室内ファンと、
   前記吹出口を開閉する第１ベーンと、
   前記排出口を開閉する第２ベーンとを備え、
   前記制御装置は、前記空調モード時に前記第１ベーンを開、前記第２ベーンを閉に制御し、前記取水モード時に前記第１ベーンを閉、前記第２ベーンを開に制御する請求項１記載の空調システム。
3. 前記本体は、前記吸込口を開閉する第３ベーンと、外部と連通する外気口と、前記外気口を開閉する第４ベーンとを備え、
   前記制御装置は、前記空調モード時に前記第３ベーンを開、前記第４ベーンを閉に制御し、前記取水モード時に前記第３ベーンを閉、前記第４ベーンを開に制御する請求項２記載の空調システム。
4. 前記冷凍サイクルは、前記室外機に配置され、前記室内熱交換器に並列に接続された切替用熱交換器と、前記室内熱交換器と前記切替用熱交換器との並列回路の一端に接続され、冷媒の流れを前記室内熱交換器側又は前記切替用熱交換器側に切り替える切替装置とを備え、
   前記制御装置は、前記空調モード時に前記切替装置を前記室内熱交換器側に切り替え、前記取水モード時に前記切替装置を前記切替用熱交換器側に切り替える請求項１記載の空調システム。
5. 前記室内空間の温度である室内温度を検知する温度センサを備え、
   前記制御装置は、前記温度センサで検知された室内温度と設定温度との比較結果に応じて前記空調モードと前記取水モードとを切り替える請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の空調システム。
6. 前記制御装置は、前記室内熱交換器を蒸発器として機能させる冷房運転時、前記室内温度が前記設定温度超の場合、前記空調モードに切り替え、前記室内温度が前記設定温度以下の場合、前記取水モードに切り替える請求項５記載の空調システム。
7. 前記タンク内の水量を検知する水量センサを備え、
   前記制御装置は、前記室内温度が前記設定温度以下で且つ前記水量センサで検知された水量が予め設定された規定水量以上の場合、前記冷凍サイクルの運転能力を低下させる請求項６記載の空調システム。
8. 前記制御装置は、前記室内熱交換器を凝縮器として機能させる暖房運転時、前記室内温度が前記設定温度以上の場合、前記取水モードに切り替え、前記室内温度が前記設定温度未満の場合、前記空調モードに切り替える請求項５記載の空調システム。
9. 前記タンク内の水量を検知する水量センサを備え、
   前記制御装置は、前記室内温度が前記設定温度以上で且つ前記水量センサで検知された水量が予め設定された規定水量以上の場合、前記冷凍サイクルの運転能力を低下させる請求項８記載の空調システム。
10. 前記制御装置は、前記冷凍サイクルの運転能力を低下させる制御として、前記圧縮機の周波数を低下させる請求項７又は請求項９記載の空調システム。
11. 冷房運転時に前記室内熱交換器が蒸発器、前記室外熱交換器が凝縮器となり、暖房運転時に前記室内熱交換器が凝縮器、前記室外熱交換器が蒸発器となるように冷媒の流れを切り替える四方弁を備えた請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の空調システム。

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