JPWO2019194063A1 - 空調換気装置及び空調換気方法 - Google Patents

Abstract

室外熱交換器（２０）が配置される室外熱交換器用通風路（Ｓ２）を画定している室外熱交換器用通風路画定部材（９２）に、各々外部空間（ＲＢ）に通じる室外熱交換器用第１吸気口（９２ａ）及び室外熱交換器用排気口（９２ｂ）と、被空調室（ＲＡ）に通じる室外熱交換器用第２吸気口（９２ｃ）とが形成されている。室外送風機（５０）は、外部空間（ＲＢ）の空気である外部空気が室外熱交換器用第１吸気口（９２ａ）から吸い込まれると共に、被空調室（ＲＡ）の室内空気が室外熱交換器用第２吸気口（９２ｃ）から吸い込まれ、吸い込まれた外部空気及び室内空気が室外熱交換器（２０）を通過し、室外熱交換器用排気口（９２ｂ）から外部空間（ＲＢ）に排出される気流を、室外熱交換器用通風路（Ｓ２）に形成する。

Description

本発明は、空調換気装置及び空調換気方法に関する。

特許文献１に開示されるように、被空調室を換気する機能と、冷凍サイクルを用いて被空調室を空調する機能とを有する空調換気装置が知られている。被空調室の換気には、室外送風機が利用される。即ち、室外送風機が、冷凍サイクルを構成する室外熱交換器の熱交換を促進する役割と、被空調室の空気を被空調室の外部に排出する役割とを兼ねる。

特開２００９−７９７８３号公報

上記空調換気装置は、被空調室の換気と並行して被空調室を空調する機能は有さない。しかし、被空調室を換気することで、被空調室の温度環境が悪化する場合がある。このため、被空調室を換気しながら、被空調室を空調する機能が望まれる。

また、上記空調換気装置で被空調室を換気するには、冷凍サイクルを構成する室内熱交換器と室外熱交換器の各々を通過する気流の風路を構成している状態から、被空調室の空気を外部に排気する気流の風路を構成する状態への切り替えが必要である。この切り替えを実現するために、上記空調換気装置は、複雑な構成を必要とする。

本発明の目的は、複雑な構成を必要とせずに、被空調室の空調と被空調室の換気とを並行して行える空調換気装置及び空調換気方法を提供することである。

本発明に係る空調換気装置では、室内熱交換器及び室外熱交換器の一方が、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、他方が、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。協働機器群は、冷媒が循環する冷凍サイクルを、室内熱交換器及び室外熱交換器と共に構成する。

室内熱交換器は、室内熱交換器用通風路画定部材によって画定される室内熱交換器用通風路に配置される。室内熱交換器用通風路画定部材には、各々空調の対象である被空調室に通じる室内熱交換器用吸気口及び室内熱交換器用排気口が形成されている。室内熱交換器用通風路は、室内熱交換器用吸気口と室内熱交換器用排気口とを連通させる。

室内送風機は、室内熱交換器用通風路に配置される。室内送風機は、被空調室の空気である室内空気が室内熱交換器用吸気口から吸い込まれ、吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器を通過して、室内熱交換器用排気口から被空調室に排出される気流を、室内熱交換器用通風路に形成する。

室外熱交換器は、室外熱交換器用通風路画定部材によって画定される室外熱交換器用通風路に配置される。室外熱交換器用通風路画定部材には、各々被空調室と隔離された外部空間に通じる室外熱交換器用第１吸気口及び室外熱交換器用排気口と、被空調室に通じる室外熱交換器用第２吸気口とが形成されている。室外熱交換器用通風路は、室外熱交換器用第１吸気口及び室外熱交換器用第２吸気口と、室外熱交換器用排気口とを連通させる。

室外送風機は、室外熱交換器用通風路に配置される。室外送風機は、外部空間の空気である外部空気が室外熱交換器用第１吸気口から吸い込まれると共に、被空調室の室内空気が室外熱交換器用第２吸気口から吸い込まれ、吸い込まれた外部空気及び室内空気のうち少なくとも外部空気が室外熱交換器を通過し、かつ外部空気及び室内空気が、室外熱交換器用排気口から外部空間に排出される気流を、室外熱交換器用通風路に形成する。

上記構成によれば、室内空気が室内熱交換器を通過することによって室内空気の温度が調整されることと並行して、室外熱交換器用第２吸気口から外部空間への室内空気の排出が行われる。このため、被空調室の空調と被空調室の換気とを並行して行える。

また、被空調室の換気は、室外熱交換器用通風路画定部材に室外熱交換器用第２吸気口が形成されていることにより実現されるため、複雑な構成を必要としない。

実施の形態１に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態１に係る空調換気装置の暖房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態２に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態３に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態４に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態５に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態６に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態７に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図 実施の形態８に係る空調換気装置の冷房運転状態の構成を示す概念図

以下、図面を参照し、実施の形態１−８に係る空調換気装置について説明する。図中、同一又は対応する部分に同じ符号を付す。

［実施の形態１］
図１に示すように、本実施の形態に係る空調換気装置１００は、空調の対象である被空調室ＲＡを空調する空調機器８０を備える。空調機器８０は、一方が冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、他方が冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する室内熱交換器１０及び室外熱交換器２０と、冷媒が循環する冷凍サイクルを、室内熱交換器１０及び室外熱交換器２０と共に構成する協働機器群３０とを有する。

協働機器群３０は、冷媒を圧縮する圧縮機３１と、冷媒を膨張させる膨張器３２と、上述した室内熱交換器１０、室外熱交換器２０、圧縮機３１、及び膨張器３２を接続する閉回路を構成し、内部を冷媒が流れる冷媒配管３３とを含む。なお、膨張器３２は、キャピラリーチューブ（capillary tube）によって構成される。

また、協働機器群３０は、空調機器８０が構成する冷凍サイクルにおける冷媒の流れを切り替える四方弁３４も含む。四方弁３４によって冷媒の流れを切り替えることで、空調機器８０が被空調室ＲＡを冷房する冷房運転状態と、空調機器８０が被空調室ＲＡを暖房する暖房運転状態との切り替えが可能である。図１には、冷房運転状態の空調機器８０を例示している。

また、空調機器８０は、被空調室ＲＡの空気である室内空気と室内熱交換器１０との間の熱交換を促進する室内送風機４０と、建物の壁ＷＬによって被空調室ＲＡと隔離された外部空間ＲＢの空気である外部空気と室外熱交換器２０との熱交換を促進する室外送風機５０とを有する。

また、空調機器８０は、圧縮機３１、室内送風機４０、及び室外送風機５０に電力を供給する電源回路６０と、電源回路６０から圧縮機３１、室内送風機４０、及び室外送風機５０の各々に供給される電力の制御、並びに四方弁３４の切り替えの制御を行う制御装置７０とを有する。電源回路６０及び制御装置７０の各々は、回路基板に実装されて構成されている。

また、本実施の形態に係る空調換気装置１００は、以上説明した空調機器８０を収容する筐体９０を備える。筐体９０は、室内熱交換器１０及び室内送風機４０が配置される室内熱交換器用通風路Ｓ１を画定している室内熱交換器用通風路画定部材９１と、室外熱交換器２０及び室外送風機５０が配置される室外熱交換器用通風路Ｓ２を画定している室外熱交換器用通風路画定部材９２とを有する。

室内熱交換器用通風路画定部材９１には、各々被空調室ＲＡに通じる室内熱交換器用吸気口９１ａ及び室内熱交換器用排気口９１ｂが形成されている。室内熱交換器用通風路Ｓ１は、室内熱交換器用吸気口９１ａと室内熱交換器用排気口９１ｂとを連通させている。室内送風機４０は、室内熱交換器用吸気口９１ａから室内熱交換器用排気口９１ｂに至る室内空気の気流を、室内熱交換器用通風路Ｓ１に形成する。

室外熱交換器用通風路画定部材９２には、各々外部空間ＲＢに通じる室外熱交換器用第１吸気口９２ａ及び室外熱交換器用排気口９２ｂが形成されている。室外熱交換器用第１吸気口９２ａは、外部空気吸気用ダクトＤ１を介して外部空間ＲＢに通じ、室外熱交換器用排気口９２ｂは、排気用ダクトＤ２を介して外部空間ＲＢに通じている。

また、室外熱交換器用通風路画定部材９２には、被空調室ＲＡに通じる室外熱交換器用第２吸気口９２ｃも形成されている。室外熱交換器用第２吸気口９２ｃは、被空調室ＲＡの内部に面している。

具体的には、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃは、筐体９０の、被空調室ＲＡの内部に面する複数の外面のうち、室内熱交換器用排気口９１ｂが開口している外面とは交差する方向に延在する外面に、開口している。

室外熱交換器用通風路Ｓ２は、室外熱交換器用第１吸気口９２ａ及び室外熱交換器用第２吸気口９２ｃと、室外熱交換器用排気口９２ｂとを連通させている。室外送風機５０は、室外熱交換器用第１吸気口９２ａから室外熱交換器用排気口９２ｂに至る外部空気の気流を、室外熱交換器用通風路Ｓ２に形成する。

この外部空気の気流を形成する室外送風機５０の動作によって、室外熱交換器用通風路Ｓ２の内部における室外熱交換器用第２吸気口９２ｃと面する領域の気圧が、被空調室ＲＡの気圧よりも低くなる。このため、被空調室ＲＡの室内空気が、自ずと室外熱交換器用第２吸気口９２ｃから室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込まれ、外部空気と共に室外熱交換器用排気口９２ｂから外部空間ＲＢに排気される。

なお、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃは、室外送風機５０によって形成される気流の流れの方向に関して、室外熱交換器２０よりも上流に配置されている。このため、室内空気は外部空気と一緒に室外熱交換器２０を通過して、室外熱交換器用排気口９２ｂから外部空間ＲＢに排気される。

また、筐体９０は、圧縮機３１、膨張器３２、冷媒配管３３、及び四方弁３４が収容される機械収容部Ｓ３を画定する機械収容部画定部材９３と、電源回路６０及び制御装置７０を収容する回路基板収容部Ｓ４を画定する回路基板収容部画定部材９４とを有する。

機械収容部Ｓ３及び回路基板収容部Ｓ４は、室内熱交換器用通風路Ｓ１と室外熱交換器用通風路Ｓ２との間に構成される。つまり、室内熱交換器用通風路画定部材９１と、室外熱交換器用通風路画定部材９２とは、機械収容部画定部材９３及び回路基板収容部画定部材９４によって隔離されている。

以下、被空調室ＲＡを冷房する場合における空調換気装置１００の動作を説明する。

被空調室ＲＡを冷房する場合は、圧縮機３１で圧縮された冷媒が、凝縮器としての室外熱交換器２０に供給される。室外熱交換器２０で凝縮された冷媒は、膨張器３２で膨張された後、蒸発器としての室内熱交換器１０で蒸発され、再び圧縮機３１に戻される。このように冷凍サイクルを構成することで、室内熱交換器１０が冷却され、室外熱交換器２０が発熱した状態となる。

そして、冷凍サイクルが構成された状態で、室内送風機４０が、室内熱交換器用通風路Ｓ１に、室内熱交換器１０を通過する室内空気の気流を形成する。具体的には、室内熱交換器用通風路Ｓ１には、室内空気が室内熱交換器用吸気口９１ａから吸い込まれ、吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器１０を通過して、室内熱交換器用排気口９１ｂから被空調室ＲＡに排出される気流が形成される。

これにより、室内空気が室内熱交換器１０と熱交換されることで、室内空気が室内熱交換器１０によって冷却される。つまり、被空調室ＲＡの冷房が実現される。

一方、室外送風機５０は、上述した冷凍サイクルが構成された状態で、室外熱交換器用通風路Ｓ２に、室外熱交換器２０を通過する外部空気及び室内空気の気流を形成する。具体的には、室外熱交換器用通風路Ｓ２には、外部空気が室外熱交換器用第１吸気口９２ａから吸い込まれると共に、被空調室ＲＡの室内空気が室外熱交換器用第２吸気口９２ｃから吸い込まれ、吸い込まれた外部空気及び室内空気の双方が、室外熱交換器２０を通過して室外熱交換器用排気口９２ｂから外部空間ＲＢに排出される気流が形成される。

このようにして、外部空気及び室内空気が室外熱交換器２０と熱交換されることで、室外熱交換器２０からの排熱が実現される。室内空気は、室内熱交換器１０によって吸熱されたことにより、外部空気よりも低温になりうる。このため、外部空気のみならず室内空気も室外熱交換器２０に通すことで、外部空気のみを室外熱交換器２０に通す場合に比べて、排熱を効率的に行える。

また、室内空気が、被空調室ＲＡから、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃ、室外熱交換器用通風路Ｓ２、及び排気用ダクトＤ２を通って外部空間ＲＢに排気されることに伴い、室内空気以外の空気が、被空調室ＲＡに新たに供給される。これにより、被空調室ＲＡの換気が実現される。なお、排気された室内空気の入れ替わりとして、被空調室ＲＡに新たに供給される空気は、新鮮な外部空気であってもよいし、被空調室ＲＡ以外の居住空間の空気であってもよい。

次に、図２を参照し、被空調室ＲＡを暖房する場合における空調換気装置１００の動作を説明する。

図２に示すように、被空調室ＲＡを暖房する場合は、圧縮機３１で圧縮された冷媒が、凝縮器としての室内熱交換器１０に供給される。室内熱交換器１０で凝縮された冷媒は、膨張器３２で膨張された後、蒸発器としての室外熱交換器２０で蒸発され、再び圧縮機３１に戻される。このように冷凍サイクルを構成することで、室内熱交換器１０が発熱し、室外熱交換器２０が冷却された状態となる。

そして、冷凍サイクルが構成された状態で、室内送風機４０が、室内熱交換器用通風路Ｓ１に、室内熱交換器１０を通過する室内空気の気流を形成する。これにより、室内空気が室内熱交換器１０と熱交換されることで、室内空気が室内熱交換器１０によって加温される。つまり、被空調室ＲＡの暖房が実現される。

一方、室外送風機５０は、上述した冷凍サイクルが構成された状態で、室外熱交換器用通風路Ｓ２に、室外熱交換器２０を通過する外部空気及び室内空気の気流を形成する。これにより、被空調室ＲＡの換気が実現されると共に、室外熱交換器２０が外部空気及び室内空気と熱交換することで、室外熱交換器２０の、外部空気及び室内空気からの吸熱が実現される。

室内空気は、室内熱交換器１０によって加温されたことにより、外部空気よりも温かくなりうる。このため、外部空気のみならず室内空気も室外熱交換器２０に通すことで、外部空気のみを室外熱交換器２０に通す場合に比べて、吸熱を効率的に行える。つまり、室内空気の熱を室外熱交換器２０で回収できる。

また、室内熱交換器１０で加温された室内空気を室外熱交換器２０に通すことで、室外熱交換器２０に霜が付くことを抑制できる。この点について具体的に説明する。従来は、外部空気の温度が低く湿度が高いときに、外部空気中の水分に起因して室外熱交換器２０に霜が付き、室外熱交換器２０の熱交換の効率が著しく低下する場合があった。

これに対し、本実施の形態では、外部空気のみならず、室内熱交換器１０で加温された室内空気も室外熱交換器２０に通すので、室外熱交換器２０に霜が付くことを抑制できる。また、仮に室外熱交換器２０に霜が付いても、加温された室内空気によって霜を溶かすことができる。このため、外部空気の温度が低く湿度が高い場合であっても、室外熱交換器２０の熱交換の効率が低下することが防止される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、室内空気が室内熱交換器１０を通過することによって室内空気の温度が調整されることと並行して、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃから外部空間への室内空気の排出が行われる。このため、被空調室ＲＡの空調と、被空調室ＲＡの換気とを並行して行える。

また、被空調室ＲＡの換気は、室外熱交換器用通風路画定部材９２に室外熱交換器用第２吸気口９２ｃが形成されていることにより実現されるため、被空調室ＲＡを換気する機能を実現するに当たって、複雑な構成を必要としない。

また、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃが室外熱交換器２０よりも上流に配置されているので、外部空気のみならず室内空気も室外熱交換器２０を通過する。このため、外部空気のみを室外熱交換器２０に通す場合に比べて、室外熱交換器２０の熱交換の効率を高めることができる。この結果、室内空気を室外熱交換器２０に通さずに排気する場合に比べて、エネルギーのロスを抑制できる。

特に、室外熱交換器２０が蒸発器として機能し、室内熱交換器１０が凝縮器として機能する暖房運転状態においては、加温された室内空気によって、室外熱交換器２０への霜の付着を抑制できる。このため、外部空気の相対湿度が高い場合でも、室外熱交換器２０の熱交換の効率を良好に維持できる。

また、室内熱交換器用通風路画定部材９１と室外熱交換器用通風路画定部材９２とが、両者の間に介在する機械収容部画定部材９３及び回路基板収容部画定部材９４によって隔離されている。この結果、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃが、室内熱交換器用吸気口９１ａよりも室内熱交換器用排気口９１ｂから遠い位置に配置されている。つまり、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃは、室内熱交換器用吸気口９１ａよりも室内熱交換器用排気口９１ｂから離れた位置において、被空調室ＲＡの内部に面している。

このため、室内熱交換器用通風路画定部材９１と室外熱交換器用通風路画定部材９２とが、共通の筐体９０の一部分を構成しているにも関わらず、室内熱交換器用排気口９１ｂから排出された直後の室内空気が、充分に被空調室ＲＡ内を循環せずに室外熱交換器用第２吸気口９２ｃから取り込まれてしまうショートサーキット（short circuit）が生じにくい。

なお、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃを、筐体９０の、被空調室ＲＡの内部に面する複数の外面のうち、室内熱交換器用排気口９１ｂが開口している外面とは交差する方向に延在する外面に開口させたことも、上述したショートサーキットの抑制に寄与している。

［実施の形態２］
上記実施の形態１の構成に対して、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃから室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込む室内空気の量を調整する手段を付加してもよい。以下、その具体例について説明する。

図３に示すように、本実施の形態に係る空調換気装置２００は、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃに設けられたダンパ２０１をさらに備える。ダンパ２０１は、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃから室外熱交換器用通風路Ｓ２への室内空気の流入量を調整できる構成を有する。

具体的には、ダンパ２０１は、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃを全閉又は全開にすることができ、かつ開度を調整できる構成を有する。ここで“開度”とは、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃの開口の面積のうち、室内空気の通過を許容する領域の面積の割合を意味する。

ダンパ２０１は、制御装置７０によって制御される。制御装置７０は、単位時間当たりの換気の量を指定する旨のユーザの操作に応じてダンパ２０１の開度を制御する他、圧縮機３１が作動を開始した直後の期間は、ダンパ２０１を全閉する制御を行う。ダンパ２０１を全閉とし、外部空間ＲＢへの室内空気の排出を遮断することで、被空調室ＲＡの快適性を速やかに高めることができる。

また、本実施の形態に係る空調換気装置２００は、室内空気の温度を検出する室内温度センサ２０２と、外部空気の温度を検出する外部温度センサ２０３とを備える。室内温度センサ２０２は、室内熱交換器用吸気口９１ａに面する位置に配置され、外部温度センサ２０３は、室外熱交換器用第１吸気口９２ａに面する位置に配置される。そして、制御装置７０は、室内温度センサ２０２及び外部温度センサ２０３の検出結果に基づくダンパ２０１の制御も行う。

具体的には、制御装置７０は、室内温度センサ２０２の検出結果の変化量、具体的には室内温度の差分が、快適性が保たれる温度変化の許容値として予め定められた差分閾値を超えた場合には、ダンパ２０１の開度を低下させる制御を行う。これにより、外部空間ＲＢへの室内空気の排出が制限されるので、室内温度の急激な変化が抑制される。

また、制御装置７０は、空調機器８０が被空調室ＲＡを暖房している状態において、外部温度センサ２０３の検出結果が、霜が生成するおそれがある温度として予め定められた下限閾値を下回った場合には、ダンパ２０１の開度を高める制御を行う。これにより、室外熱交換器２０を通過する、加温された室内空気の量が増えるので、室外熱交換器２０に霜が付着することを未然に防止できる。他の効果は、実施の形態１と同様である。

［実施の形態３］
上記実施の形態１では、室外熱交換器用第１吸気口９２ａと、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃとを別々の位置に配置したが、室外熱交換器用第１吸気口９２ａが、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃを兼ねることもできる。以下、その具体例について説明する。

図４に示すように、本実施の形態に係る空調換気装置３００は、外部空気吸気用ダクトＤ１を備える点では、実施の形態１と共通するが、外部空気吸気用ダクトＤ１に、貫通孔３０１が形成されている点で、実施の形態１と相違する。

外部空気吸気用ダクトＤ１の一端の開口は、外部空間ＲＢに面している。外部空気吸気用ダクトＤ１の他端の開口は、室外熱交換器用第１吸気口９２ａに接続されている。貫通孔３０１は、外部空気吸気用ダクトＤ１の一端から他端までの間における被空調室ＲＡに面する部分に形成されている。

このため、室外送風機５０が作動しているときに、外部空気吸気用ダクトＤ１の一端の開口から外部空気が吸い込まれると共に、貫通孔３０１から室内空気が吸い込まれる。この結果、室外熱交換器用第１吸気口９２ａから室外熱交換器用通風路Ｓ２に、外部空気及び室内空気が導入される。従って、室外熱交換器用第１吸気口９２ａが、図１に示した室外熱交換器用第２吸気口９２ｃを兼ねる。

本実施の形態によれば、外部空気吸気用ダクトＤ１に、室内空気が取り込まれる貫通孔３０１を形成するので、貫通孔３０１を、図１に示す室外熱交換器用第２吸気口９２ｃよりも、室内熱交換器用排気口９１ｂから遠い位置に配置することが容易である。このため、実施の形態１に比べて、室内熱交換器用排気口９１ｂから室外熱交換器用通風路Ｓ２への室内空気のショートサーキットが一層生じにくい。

また、貫通孔３０１は、外部空気吸気用ダクトＤ１の一端から他端までの間における被空調室ＲＡに面する任意の位置に配置できるので、貫通孔３０１を配置する位置の設計の自由度が高い。他の効果は実施の形態１と同様である。

［実施の形態４］
上記実施の形態３の構成に対して、室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込まれる室内空気の量を調整する手段を付加してもよい。以下、その具体例について説明する。

図５に示すように、本実施の形態に係る空調換気装置４００は、外部空気吸気用ダクトＤ１の貫通孔３０１に設けられたダンパ４０１をさらに備える。ダンパ４０１によって、貫通孔３０１から室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込まれる室内空気の量を調整できる。

また、本実施の形態では、外部温度センサ２０３は、外部空気吸気用ダクトＤ１の一端の開口の周囲に配置されている。室内温度センサ２０２及び外部温度センサ２０３の検出結果に基づく制御装置７０の動作は、実施の形態２と同様である。他の効果は、実施の形態３と同様である。

［実施の形態５］
上記実施の形態１では、室外熱交換器用第１吸気口９２ａに外部空気吸気用ダクトＤ１が接続され、室外熱交換器用排気口９２ｂに排気用ダクトＤ２が接続されていたが、室外熱交換器用第１吸気口９２ａ及び室外熱交換器用排気口９２ｂが、外部空間ＲＢに面している場合には、外部空気吸気用ダクトＤ１及び排気用ダクトＤ２を省略してもよい。以下、その具体例について説明する。

図６に示すように、本実施の形態では、筐体９０が、被空調室ＲＡと外部空間ＲＢとを区分する建物の壁ＷＬを貫いた状態で設置される。室内熱交換器用通風路画定部材９１が、被空調空間ＲＡに配置され、室内熱交換器用吸気口９１ａ及び室内熱交換器用排気口９１ｂが、被空調空間ＲＡに面している点は、実施の形態１と同様である。

一方、室外熱交換器用通風路画定部材９２が外部空間ＲＢに配置されている点は、実施の形態１と相違する。室外熱交換器用第１吸気口９２ａ及び室外熱交換器用排気口９２ｂは、外部空間ＲＢに面している。このため、図１に示した外部空気吸気用ダクトＤ１及び排気用ダクトＤ２が不要である。

但し、本実施の形態に係る空調換気装置５００は、室内空気を室外熱交換器用通風路Ｓ２に取り込むために、室内空気吸気用ダクトＤ３を備える。

室内空気吸気用ダクトＤ３の一端の開口は、被空調室ＲＡの内部に面している。室内空気吸気用ダクトＤ３の他端の開口は、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃに接続されている。室内空気吸気用ダクトＤ３が、被空調室ＲＡから壁ＷＬを隔てた室外熱交換器用通風路Ｓ２へと室内空気を案内することにより、被空調室ＲＡの換気が実現される。

また、室内空気吸気用ダクトＤ３の一端の開口は、室内熱交換器用吸気口９１ａよりも室内熱交換器用排気口９１ｂから離れた位置において、被空調室ＲＡの内部に面している。これにより、室内熱交換器用排気口９１ｂから室外熱交換器用通風路Ｓ２への室内空気のショートサーキットが抑制される。他の効果は、実施の形態１と同様である。

［実施の形態６］
上記実施の形態５の構成に対して、室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込まれる室内空気の量を調整する手段を付加してもよい。以下、その具体例について説明する。

図７に示すように、本実施の形態に係る空調換気装置６００は、室内空気吸気用ダクトＤ３の一端の開口に設けられたダンパ（damper）６０１をさらに備える。ダンパ６０１によって、被空調室ＲＡから室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込まれる室内空気の量を調整できる。

また、本実施の形態では、外部温度センサ２０３は、室外熱交換器用通風路画定部材９２の外面における室外熱交換器用第１吸気口９２ａの周囲に配置されている。室内温度センサ２０２及び外部温度センサ２０３の検出結果に基づく制御装置７０の動作は、実施の形態２と同様である。他の効果は、実施の形態５と同様である。

［実施の形態７］
上記実施の形態５及び６では、図６及び図７に示したように、室内空気吸気用ダクトＤ３が、筐体９０の外部に配置されていたが、室内空気吸気用ダクトＤ３を筐体９０の内部に配置してもよい。以下、その具体例について説明する。

図８に示すように、本実施の形態に係る空調換気装置７００においては、被空調室ＲＡから室外熱交換器用第２吸気口９２ｃを介して室外熱交換器用通風路Ｓ２へと室内空気を案内する室内空気吸気用ダクトＤ４が、筐体９０の内部に配置されている。

室内空気吸気用ダクトＤ４は、筐体９０の内部において、室内熱交換器用通風路Ｓ１及び機械収容部Ｓ３に面する部分を通り、室内熱交換器用吸気口９１ａの位置から室外熱交換器用第２吸気口９２ｃの位置にわたって延在している。

即ち、室内空気吸気用ダクトＤ４の一端の開口は、室内熱交換器用吸気口９１ａの位置において被空調室ＲＡの内部に面しており、室内空気吸気用ダクトＤ４の他端の開口は、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃに接続されている。

本実施の形態によれば、室内熱交換器用吸気口９１ａが、空調のために室内空気を取り込む部分としての役割と、換気のために室内空気を取り込む部分としての役割とを兼ねる。このため、空調換気装置７００の、被空調室ＲＡに露出している部分の外観を簡素化することで美観を高めることができる。

なお、被空調室ＲＡの換気を行う際、室外熱交換器用通風路Ｓ２の内面、室外熱交換器２０、及び室外送風機５０に、被空調室ＲＡ内の塵埃が付着することを抑制するために、室内空気に対して塵埃を除去するフィルタリングを施してから、その室内空気を室外熱交換器用通風路Ｓ２に取り込むことが好ましい。

この点、本実施の形態によれば、室内熱交換器用吸気口９１ａに設置されるフィルタが、室内熱交換器用通風路Ｓ１に流入する室内空気から塵埃を除去する役割と、室外熱交換器用通風路Ｓ２に流入する室内空気から塵埃を除去する役割とを兼ねることができる。このため、フィルタが１つで済むという利点がある。

［実施の形態８］
上記実施の形態１−７の構成に対して、室外熱交換器用第１吸気口９２ａから室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込まれる外部空気の量を調整する手段を付加してもよい。以下、その具体例について説明する。

図９に示すように、本実施の形態に係る空調換気装置８００は、室外熱交換器用第１吸気口９２ａに設けられたダンパ８０１をさらに備える。ダンパ８０１によって、外部空間ＲＢから室外熱交換器用通風路Ｓ２に吸い込まれる外部空気の量を調整できる。

制御装置７０は、被空調室ＲＡの暖房が行われている際、外部温度センサ２０３の検出結果に基づいて、室外熱交換器２０に霜が付くおそれがあると判定される場合に、ダンパ８０１の開度を低下させる制御を行う。これにより、室外熱交換器用通風路Ｓ２に流れ込む室内空気及び外部空気のうち、室内空気の割合が自ずと高められ、室外熱交換器２０への霜の付着が抑制される。

また、制御装置７０は、空調機器８０に対して、被空調室ＲＡの空調は行わせずに、被空調室ＲＡの換気だけを行わせる制御も行う。被空調室ＲＡが浴室である場合を例に挙げて説明する。制御装置７０は、ユーザが、浴室である被空調室ＲＡを空調しながら使用した後、浴室である被空調室ＲＡから退出した時点で、ユーザの操作を契機として、室外送風機５０を作動させたまま、圧縮機３１及び室内送風機４０を停止させ、かつダンパ８０１を全閉とする。

これにより、浴室である被空調室ＲＡの空調を停止させて、換気だけを継続できる。ダンパ８０１を全閉とすることで、室外送風機５０の空気を循環させる能力を、被空調室ＲＡの換気に集中させることができる。このため、被空調室ＲＡの換気を速やかに行える。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限られない。以下に述べる変形も可能である。

図１には、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃが、室外熱交換器２０よりも上流に配置された構成を例示したが、室外熱交換器用第２吸気口９２ｃは、室外熱交換器２０よりも下流に配置されていてもよい。その場合、外部空気及び室内空気のうち外部空気のみが室外熱交換器２０を通過するが、被空調室ＲＡの換気は実現される。

図１には、筐体９０が被空調室ＲＡに配置されていることにより、室内熱交換器用吸気口９１ａ、室内熱交換器用排気口９１ｂ、及び室外熱交換器用第２吸気口９２ｃが、被空調室ＲＡに露出している構成を例示したが、筐体９０を配置する場所は、特に限定されない。室内熱交換器用吸気口９１ａ、室内熱交換器用排気口９１ｂ、及び室外熱交換器用第２吸気口９２ｃの各々を、図示せぬダクトによって被空調室ＲＡと連通させる場合は、筐体９０を被空調室ＲＡとは別の場所に配置してもよいし、室内熱交換器用通風路画定部材９１と室外熱交換器用通風路画定部材９２とを分離して配置してもよい。

図１には、室内送風機４０及び室外送風機５０として軸流送風機を例示したが、送風機の種類はこれに限られない。室内送風機４０、室外送風機５０として、遠心送風機、斜流送風機、又は横流送風機を用いてもよい。室内送風機４０と室外送風機５０の種類が異なっていてもよい。室内送風機４０は、室内熱交換器１０の上流に配置されていてもよいし、室外送風機５０は、室外熱交換器２０の上流に配置されていてもよい。膨張器３２は、電子膨張弁であってもよい。

図４及び図５には、外部空気吸気用ダクトＤ１に貫通孔３０１が１つ形成されている構成を例示したが、外部空気吸気用ダクトＤ１に貫通孔３０１を複数形成してもよい。貫通孔３０１を複数形成する場合、全ての貫通孔３０１にダンパ４０１を設けてもよい。制御装置７０は、それら複数のダンパ４０１を同じ開度に制御してもよいし、個々のダンパ４０１の開度を異ならせてもよい。

図６及び図７には、被空調室ＲＡと外部空間ＲＢとを区分する区分部材としての壁ＷＬを筐体９０が貫通している構成を例示したが、区分部材は、建物の天井であってもよい。つまり、筐体９０を天井に設置してもよい。また、被空調室ＲＡと外部空間ＲＢとを連通させる図示せぬ窓枠に、筐体９０を固定することで、室内熱交換器用通風路画定部材９１を被空調空間ＲＡに配置し、室外熱交換器用通風路画定部材９２を外部空間ＲＢに配置してもよい。

図７には、室内空気吸気用ダクトＤ３の、外部空間ＲＡに面する方の開口に、ダンパ６０１を設けた構成を例示したが、ダンパ６０１は、室内空気吸気用ダクトＤ３の内部又は室外熱交換器用第２吸気口９２ｃのいずれの箇所に設置してもよい。

図８には、室内熱交換器用吸気口９１ａの位置に室内空気吸気用ダクトＤ４を開口させた構成を例示したが、室内送風機４０及び室外送風機５０の作動中に、室外熱交換器用通風路Ｓ２における室外熱交換器２０より上流部分の気圧が、室内熱交換器用通風路Ｓ１における室内熱交換器１０より上流部分の気圧より低い場合には、室内空気吸気用ダクトＤ４を、室外熱交換器用通風路Ｓ２の上流部分に開口させてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされる。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本出願は、２０１８年４月２日に出願された日本国特許出願である特願２０１８−０７０５４６号に基づく。本明細書中に、その特願２０１８−０７０５４６号の明細書、特許請求の範囲、及び図面全体を参照として取り込むものとする。

本発明に係る空調換気装置及び空調換気方法は、被空調室の空調及び換気に用いることができる。

１０…室内熱交換器、２０…室外熱交換器、３０…協働機器群、３１…圧縮機、３２…膨張器、３３…冷媒配管、３４…四方弁、４０…室内送風機、５０…室外送風機、６０…電源回路、７０…制御装置、８０…空調機器、９０…筐体、９１…室内熱交換器用通風路画定部材、９１ａ…室内熱交換器用吸気口、９１ｂ…室内熱交換器用排気口、９２…室外熱交換器用通風路画定部材、９２ａ…室外熱交換器用第１吸気口、９２ｂ…室外熱交換器用排気口、９２ｃ…室外熱交換器用第２吸気口、９３…機械収容部画定部材、９４…回路基板収容部画定部材、１００…空調換気装置、２００…空調換気装置、２０１…ダンパ、２０２…室内温度センサ、２０３…外部温度センサ、３００…空調換気装置、３０１…貫通孔、４００…空調換気装置、４０１…ダンパ、５００…空調換気装置、６００…空調換気装置、６０１…ダンパ、７００…空調換気装置、８００…空調換気装置、８０１…ダンパ、Ｄ１…外部空気吸気用ダクト、Ｄ２…排気用ダクト、Ｄ３…室内空気吸気用ダクト、Ｄ４…室内空気吸気用ダクト、Ｓ１…室内熱交換器用通風路、Ｓ２…室外熱交換器用通風路、Ｓ３…機械収容部、Ｓ４…回路基板収容部、ＲＡ…被空調室、ＲＢ…外部空間、ＷＬ…建物の壁。

本発明に係る空調換気装置では、室外熱交換器が、冷媒を蒸発させる蒸発器としての機能を有し、室内熱交換器が、冷媒を凝縮させる凝縮器としての機能を有する。協働機器群は、冷媒が循環する冷凍サイクルを、室内熱交換器及び室外熱交換器と共に構成する。

室外送風機は、室外熱交換器用通風路に配置される。室外送風機は、外部空間の空気である外部空気が室外熱交換器用第１吸気口から吸い込まれると共に、被空調室の室内空気が室外熱交換器用第２吸気口から吸い込まれ、吸い込まれた外部空気及び室内空気が室外熱交換器を通過し、かつ外部空気及び室内空気が、室外熱交換器用排気口から外部空間に排出される気流を、室外熱交換器用通風路に形成する。外部温度センサは、外部空気の温度を検出する。ダンパは、室外熱交換器用第２吸気口から室外熱交換器用通風路への室内空気の流入量を調整できる構成を有する。制御装置は、外部温度センサの検出結果が、霜が生成するおそれがある温度として予め定められた下限閾値を下回った場合に、ダンパに、室外熱交換器用第２吸気口から室外熱交換器用通風路への室内空気の流入量を増大させる。

Claims (10)

1. 一方が冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、他方が前記冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する室内熱交換器及び室外熱交換器と、
   前記冷媒が循環する冷凍サイクルを、前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器と共に構成する協働機器群と、
   各々空調の対象である被空調室に通じる室内熱交換器用吸気口及び室内熱交換器用排気口が形成されており、前記室内熱交換器用吸気口と前記室内熱交換器用排気口とを連通させる室内熱交換器用通風路を画定しており、前記室内熱交換器用通風路に前記室内熱交換器が配置される室内熱交換器用通風路画定部材と、
   前記室内熱交換器用通風路に配置されており、前記被空調室の空気である室内空気が前記室内熱交換器用吸気口から吸い込まれ、吸い込まれた前記室内空気が、前記室内熱交換器を通過して、前記室内熱交換器用排気口から前記被空調室に排出される気流を、前記室内熱交換器用通風路に形成する室内送風機と、
   各々前記被空調室と隔離された外部空間に通じる室外熱交換器用第１吸気口及び室外熱交換器用排気口と、前記被空調室に通じる室外熱交換器用第２吸気口とが形成されており、前記室外熱交換器用第１吸気口及び前記室外熱交換器用第２吸気口と、前記室外熱交換器用排気口とを連通させる室外熱交換器用通風路を画定しており、前記室外熱交換器用通風路に前記室外熱交換器が配置される室外熱交換器用通風路画定部材と、
   前記室外熱交換器用通風路に配置されており、前記外部空間の空気である外部空気が前記室外熱交換器用第１吸気口から吸い込まれると共に、前記被空調室の前記室内空気が前記室外熱交換器用第２吸気口から吸い込まれ、吸い込まれた前記外部空気及び前記室内空気のうち少なくとも前記外部空気が前記室外熱交換器を通過し、かつ前記外部空気及び前記室内空気が、前記室外熱交換器用排気口から前記外部空間に排出される気流を、前記室外熱交換器用通風路に形成する室外送風機と、
   を備える、空調換気装置。
2. 前記室外熱交換器用第２吸気口が、前記室外送風機によって形成される前記気流の流れの方向に関して、前記室外熱交換器よりも上流に配置されており、
   前記室外熱交換器用第１吸気口から吸い込まれた前記外部空気のみならず、前記室外熱交換器用第２吸気口から吸い込まれた前記室内空気も前記室外熱交換器を通過する、
   請求項１に記載の空調換気装置。
3. 前記室外熱交換器が、前記蒸発器としての機能を有し、
   前記室内熱交換器が、前記凝縮器としての機能を有する、
   請求項２に記載の空調換気装置。
4. 前記室外熱交換器用第２吸気口が、前記室内熱交換器用吸気口よりも前記室内熱交換器用排気口から離れた位置において、前記被空調室の内部に面している、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の空調換気装置。
5. 前記室外熱交換器用第２吸気口から前記室外熱交換器用通風路への前記室内空気の流入量を調整するダンパをさらに備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の空調換気装置。
6. 一端の開口が前記外部空間に面し、他端の開口が前記室外熱交換器用第１吸気口に接続される外部空気吸気用ダクトをさらに備え、
   前記外部空気吸気用ダクトの前記一端から前記他端までの間における前記被空調室に面する部分に、前記室内空気が吸い込まれる貫通孔が形成されていることにより、前記室外熱交換器用第１吸気口が、前記室外熱交換器用第２吸気口を兼ねる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の空調換気装置。
7. 前記貫通孔から前記外部空気吸気用ダクトの内部への前記室内空気の流入量を調整するダンパをさらに備える、
   請求項６に記載の空調換気装置。
8. 前記室外熱交換器用通風路画定部材が、前記外部空間に配置され、かつ前記室外熱交換器用第１吸気口及び前記室外熱交換器用排気口が、前記外部空間に面しており、
   一端の開口が前記被空調室の内部に面し、他端の開口が前記室外熱交換器用第２吸気口に接続される室内空気吸気用ダクトをさらに備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の空調換気装置。
9. 前記室内空気吸気用ダクトの前記一端の前記開口から前記室内空気吸気用ダクトの内部への前記室内空気の流入量を調整するダンパをさらに備える、
   請求項８に記載の空調換気装置。
10. 一方が冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、他方が前記冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する室内熱交換器及び室外熱交換器を用いて、前記冷媒が循環する冷凍サイクルを構成した状態で、空気調和の対象となる被空調室から前記被空調室の空気である室内空気を吸い込み、吸い込んだ前記室内空気を、前記室内熱交換器を通過させて、前記被空調室に戻す気流を形成することにより、前記室内空気と前記室内熱交換器との間で熱交換を行わせる室内熱交換ステップと、
    前記冷凍サイクルを構成した状態で、前記被空調室と隔離させた外部空間から前記外部空間の空気である外部空気を吸い込み、吸い込んだ前記外部空気を、前記室外熱交換器を通過させて、前記外部空間に戻す気流を形成し、かつ該外部空気の気流を利用して、前記被空調室から前記室内空気を吸い込み、吸い込んだ前記室内空気を前記外部空間に排出する室外熱交換及び換気ステップと、
    を有する、空調換気方法。