WO2002023095A1 - Conditionneur d'air - Google Patents

Description

空気調和機 技術分野

本発明は、 室外機に併設された加湿ユニットにより、 室内機側に加湿空気を搬 送して、 室内空気の湿度調整を行うことを可能とした空気調和機に関する。

明 背景技術 細 セパレート型の空気調和機では、 室 «内に配置される室外熱交換器と、 室内 機内に配置される室内熱交換器とが冷媒配管で接続され、 各熱交換器が冷媒の凝 縮器および蒸発器として作用するように制御することにより冷房運転または暖 房運転を行うように構成されている。

室外機内には、 空気流を生成するための室外ファンが配置されており、 この室 外ファンによって外気を導入し、 室外熱交換器の内部を通過する冷媒と空気との 間で熱交換を行う。

同様に、 室内機にも室内機ケ一シング内部に空気流を生成する室内ファンが配 置されており、 この室内ファンによって室内空気を吸い込んで、 室内熱交換器の 内部を通過する冷媒と空気との間で熱交換を行う。

—般的に空気調和機の暖房運転では水分の供給がないまま室温のみが上がる ため、 室内の相対湿度が大幅に低下する場合が多い。 このため、 空気調和機に加 湿ュニットを設けて室内に加湿空気を供給することが提案されている。加湿ュニ ットは、 たとえば、 空気中の水分を吸着し、 加熱することにより吸着された水分 を離脱するようなゼオライ トなどの多孔質の吸湿材料で円盤形状の口一夕を構 成し、 これを回転可能に支持する。 空気中の水分をロー夕に吸着させるために外 気を導入してロー夕の一部を通過する空気流を生成するための吸湿フアンと、 口 一夕から離脱した水分を含む加湿空気を室内機側に搬送するための空気流を生 成する加湿ファンとを備えている。 吸湿ファンによる空気流と加湿ファンによる 空気流は、 それぞれ口一夕の回転方向に異なる位置で口一夕を通過するように構 成されており、 加湿ファンによる空気流が通過する位置には、 口一夕を加熱する ヒー夕が配置される。

吸湿ファンによる空気流中に含まれる水分は口一夕の吸湿材料に吸着される。 口一夕はモー夕により回転駆動されており、 ヒー夕による加熱位置では吸着され た水分が離脱し、 加湿ファンによる空気流中に水分を与えることができる。

前述したような加湿ユニットは、 室外機に重ねて設置されるか、 あるいは室外 機近傍に設置され、 吸湿フアンにより室外から取り込まれた空気中の水分を口一 夕に吸着し、 吸着した水分を再度分離して加湿空気として室内機側に搬送する。 加湿ュニットからの加湿空気は、 加湿空気用配管を用いて室内機側に供給され る。 この加湿空気用配管は、 通常、 発泡ポリウレ夕ンなどの断熱材によって構成 されている。

日本において加湿ュニットによる加湿運転を行う場合は、 冬期における外気乾 燥時が主であり、 加湿ュニットから室内機への配管部が低温外気に晒されること となる。 このため、 加湿空気用配管の内部を通過する空気が冷却されて、 含まれ る水分が凝縮され、 適切な加湿量を得られないおそれがある。

また、 室外機から室内機に至る配管は、 冷媒配管と加湿空気用配管の 2系統で あり、 施工時の配管の取り扱いが煩雑であるとともに、 全体としての径が大きく なるため従来の冷媒配管を通すためのダクトに容易に入りきらないという問題 がある。

本発明では、 加湿ュニットを備えた空気調和機において、 加湿ュニットから室 内機側への加湿空気の温度を適切に維持することにより、 加湿量を保つことを可 能とし、 全体的な配管径の縮小を図ることを目的とする。 発明の開示

本発明に係る空気調和機は、 室外冷媒回路を有する室外空調ユニットと、 室外 冷媒回路に接続される室内冷媒回路を有する室内空調ュニットと、 室外空気から 水分を取り込んで加湿空気を生成し、 この加湿空気を室内空調ユニットに供給す る加湿ュニットとを備える空気調和機であって、 室外冷媒回路と室内冷媒回路と を接続する冷媒配管と、 加湿ュニットと室内空調ュニットとを接続する加湿空気 用配管とが断熱材によって外気と遮断された連絡配管内に一体的に配置される とともに、 冷媒配管のうち暖房時高圧高温配管が加湿空気用配管と同一空間内に 配置されている。

この場合、 加湿空気用配管内の空気温度を高温に維持することができ、 加湿量 不足を防止することができる。 また、 各配管を一体的に連絡配管内に配置するこ とで、 施工時の作業効率を高め、 全体の配管径を小さくすることも可能となる。 ここで、 冷媒配管のうち暖房時高圧低温配管は、 暖房時高圧高温配管および加 湿空気用配管が配置される空間と異なる空間内に配置されている構成とするこ とができる。

この場合、 加湿空気用配管が暖房時高圧低温配管を通過する冷媒温度の影響を 受けることが少なくなり、 加湿空気用配管内の空気温度を高温に維持することが できる。

また、 室外空調ュニットと室内空調ュニットとを電気的に接続する連絡電線が 連絡配管内に配置される構成とすることが可能である。

この場合には、 冷媒配管、 加湿空気用配管および連絡配管を一体的に配置する ことが可能となり、 施工時の作業効率を向上させることが可能となる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の 1実施形態が採用される空気調和機の外観構成を示す斜視図 である。

図 2は、 冷媒回路の説明図である。

図 3は、 室外機の分解斜視図である。

図 4は、 室内機の分解斜視図である。

図 5は、 配管部材の断面図である。 発明を実施するための最良の形態

〔空気調和機の外観〕

本発明の 1実施形態が採用される空気調和機の外観を図 1に示す。

この空気調和機 1は、 室内の壁面などに取り付けられる室内機 2と、 室外に設 置される室外機 3と備えている。 室外機 3は、 室外熱交換器や室外ファンなどを 収納する室外空調ュニット 5と、 加湿空気を室内機 2に搬送する加湿ュニット 4 とを備えている。

室内機 2内には室内熱交換器が収納され、 室外機 3内には室外熱交換器が収納 されており、 各熱交換器が冷媒配管により接続されることにより冷媒回路を構成 している。 また、 加湿ユニット 4と室内機 2との間には、 加湿ユニット 4からの 加湿空気を室内機 2側に供給するための加湿空気用配管が設けられている。 冷媒 配管と加湿空気用配管とは、 断熱材によって外気と断熱された連絡配管 6内に配 置されている。

〔冷媒回路の概略構成〕

空気調和機 1で用いられる冷媒回路の一例を、 図 2に示す。

室内機 2内には、 室内熱交換器 1 1が設けられている。 この室内熱交換器 1 1 は、 長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、 伝熱管が揷通される複数 のフィンとからなり、 接触する空気との間で熱交換を行う。

また、 室内機 2内には、 室内空気を吸い込んで室内熱交換器 1 1との間で熱交 換を行った後の空気を室内に排出するためのクロスフ口一ファン 1 2が設けら れている。 クロスフローファン 1 2は、 円筒形状に構成され、 周面には回転軸方 向に羽根が設けられているものであり、 回転軸と交わる方向に空気流を生成する 。 このクロスフ口一ファン 1 2は、 室内機 2内に設けられるファンモ一夕 1 3に よって回転駆動される。

室外空調ュニット 5には、 圧縮機 2 1と、 圧縮機 2 1の吐出側に接続される四 路切換弁 2 2と、 圧縮機 2 1の吸入側に接続されるアキュムレータ 2 3と、 四路

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室外空調ュニット 5内には、 室外熱交換器 2 4での熱交換後の空気を外部に排 出するためのプロペラファン 2 9が設けられている。 このプロペラファン 2 9は 、 ファンモ一夕 3 0によって回転駆動される。

〔室外機の構成〕

室外機 3の構成を図 3に示す分解斜視図を用いて説明する。

室外機 3は、 底板 4 1、 右側板 4 2、 左側板 4 3、 前板 4 4、 保護金網 4 6、 天板 4 7、 加湿ュニヅトケ一シング 4 8などを含む室外機ケ一シングを備えてい る。

前板 4 4の後方には、 ファン吸込口 4 5と仕切板 4 9が取り付けられる。 また 、 室外機ケーシングの後面に位置する保護金網 4 6の前面には平面視略 L次形状 でなる室外熱交換器 2 4が取り付けられる。

室外熱交換器 2 4の前面にはファンモー夕台 5 0が取り付けられており、 この ファンモー夕台には室外ファンモー夕 3 0が固定される。 この室外ファンモ一夕 3 0には室外ファン 2 9が取り付けられる。 室外ファン 2 9は、 室外ファンモー 夕 3 0により駆動されることで、 ファン吸込口 4 5、 仕切板 4 9、 左側板 4 3、 室外熱交換器 2 4および加湿ュニットケーシング 4 8の底板によって形成され る空間内に負圧を形成し、 後面および左側面から導入した空気を室外熱交換器 2 4と接触させた後、 前板 4 4の前面に排気する。

仕切板 4 9と右側板 4 2との間には、 圧縮機 2 1、 四路切換弁 2 2、 電動弁 2 5、 液管閉鎖弁 2 7、 ガス管閉鎖弁 2 8などの冷媒回路構成部品と、 各部の温度 を検出するためのサーミス夕 5 1などが配置されている。 右側板 4 2の右側方に は、 液管閉鎖弁 2 7、 ガス管閉鎖弁 2 8を保護するための閉鎖弁カバ一 5 2が取 り付けられる。

室外ファン 2 9の上方には、 電装品箱 5 3が取り付けられる、 この電装品箱 5 3には、 各部を制御するための回路部品を搭載したプリント基板 5 4が収納され 、 回路部品で生じた熱を放熱するための放熱フィン 5 5が取り付けられている。 また、 圧縮機 2 1などの冷媒回路部品が収納されている空間の上部には、 万一 発火した際に延焼を防止するための防炎板 5 6および加湿ュニット側からの水 滴の侵入を防止する防滴板 5 7が設けられている。 加湿ュニヅト 4は、 室外機 3の上部に位置する加湿ュニヅトケ一シング 4 8を 備えている。 この加湿ュニットケ一シング 4 8内には、 加湿ロー夕 5 8が配置さ れている。加湿口一夕 5 8は、 接触する空気中の水分を吸着し、 加熱されること によって吸着した水分を離脱する性質を有する多孔質のゼォライトなどを円盤 形状にしたものであり、 加湿ュニヅトケ一シング 4 8側に設けられた支持軸 5 9 にロー夕ガイド 6 0を介して回動可能に支持される。加湿口一夕 5 8の周面には 、 ギヤが形成されており、 口一夕駆動モー夕 6 1の駆動軸に取り付けられるロー 夕駆動ギヤ 6 2と歯合している。

加湿口一夕 5 8の上面を略半分覆うようにヒ一夕組立体 6 4が配置されてい る。 ヒー夕組立体 6 4は、 ヒ一夕本体 6 6と、 ヒ一夕本体 6 6をカバ一する上部 カバ一 6 5と、 空気を吸入するための吸入口 6 7およびヒー夕本体 6 6で加熱さ れた空気を排出する排出口 6 8を有する下部カバ一 6 9とからなり、 ヒ一夕固定 板 6 3を介して加湿ロー夕 5 8の上方に取り付けられる。

加湿口一夕 5 8の下方であってヒー夕組立体 6 4に対応する位置に、 加湿ファ ン 7 0が配置されている。 加湿フアン 7 0は、 加湿側連絡ダクト 7 2に連なるケ —シング内に配置される遠心ファンであり、 加湿口一夕 5 8下方に取り付けられ る加湿ファン吸込口 7 1に一体的に設けられる。 加湿ファン 7 0は、 加湿ロー夕 5 8を通過した空気を加湿側連絡ダクト 7 2側に排気し、 加湿ホース 7 3および 連絡配管 6内に配置される加湿空気用配管を介して室内機 2側に加湿空気を送 出する。

加湿口一夕 5 8の上面であってヒ一夕組立体 6 4が位置しない部分を覆うよ うに、 吸着側連絡ダクト 7 4が設けられている。 この吸着側連絡ダクト 7 4は、 加湿口一夕 5 8の下部から加湿口一夕 5 8を通過して、 加湿ロータ 5 8の収納部 に隣接する吸着ファン収納部 7 5に至る空気流路を形成する。

吸着ファン収納部 7 5の上方には、 吸着側連絡ダクト 7 4によって形成される 空気流路に接続する開口部 8 5を有する吸着側ペルマウス 8 4が設けられてい る。 吸着ファン収納部 7 5には、 吸着ファン 8 1が回動自在に収納されている。 この吸着ファン 8 1は、 上部に配置される吸着側ベルマウス 8 4から吸気して、 吸着ファン収納部 7 5の後方に向けて排気するように構成された遠心フアンで ある。 吸着ファン 8 1は、 吸着ファンモー夕 8 3によって回転駆動される。 吸着 ファンモ一夕 8 3はモ一夕固定台 8 2によって加湿ュニヅトケ一シング 4 8内 に固定される。

さらに、 加湿ユニットケーシング 4 8内には、 プリント基板 7 8を内部に収納 する電装品箱 7 6と電装品箱蓋 7 7でなる電装品ケーシングおよび電源基板 7 9などが配置される。

このようにした加湿ュニット 4では、 吸着ファン 8 1を回転駆動することによ つて、 外部からの空気を取り入れ、 加湿ロー夕 5 8の一部を通過して吸着側連絡 ダクトおよび吸着ファン 8 1を介して外方に排出される空気流を生成する。 外部 から取り入れられた空気が加湿ロー夕 5 8を通過する際に、 加湿口一夕 5 8は空 気中に含まれている水分を吸着する。

また、 加湿ファン 7 0を回転駆動することによって、 外部から空気を取り入れ 、 加湿ロー夕 5 8を下方から上方に向けて通過し、 下部カバ一 6 9の吸入口 6 7 から上部カバ一 6 5内に導入され、 排出口 6 8から排出されて加湿口一夕 5 8を 上方から下方に再度通過して、 加湿ファン 7 0を介して加湿側連絡ダクト 7 2側 に排気される空気流を生成する。 このとき、 外部から導入された空気流は、 ヒー 夕組立体 6 4の上部カバー 6 5内に位置するヒ一夕本体 6 6に接触して加熱さ れる。 したがって、 加湿ファン 7 0が生成する空気流によって、 加湿ロー夕 5 8 に吸着されている水分を離脱して、 加湿空気として室内機 2側に供給することが 可能となる。

〔室内空調ュニット〕

室内機 2の分解斜視図を図 4に示す。

図 4において、 室内機 2は、 前面グリル組立体 1 0 1と、 前面グリル組立体 1 0 1の正面に装着される前面パネル 1 0 2とを有している。前面グリル組立体 1 0 1は、 その上面に多数のスリット状開口部を形成する上部吸込口 1 0 3を備え ている。 また、 前面パネル 1 0 2は上方および側方に開口する前面吸込口 1 0 4 が形成されている。

前面グリル組立体 1 0 1の上部吸込口 1 0 3内方および前面パネル 1 0 2の 前面吸込口 1 0 4内方に位置して、 空気清浄用のエアフィル夕 1 0 5が挿入され る o

前面グリル組立体 1 0 1は、 後方に位置する底フレーム組立体 1 0 6に取り付 けられて、 内部部品を内装するケーシングを構成することとなる。 この前面グリ ル組立体 1 0 2よおび底フレーム組立体 1 0 6で構成されるケ一シングは、 室内 の壁面に固定される据付板 1 0 7に係止されて室内に取り付けられる。

底フレーム組立体 1 0 6には、 クロスフローファン 1 2を収納するファン収納 部 1 0 9が設けられている。 このファン収納部 1 0 9には、 クロスフローファン 1 2が軸受部材 1 1 0を介して回動自在に取り付けられ、 軸受部材 1 1◦と対向 する側面には室内ファンモ一夕 1 3が設けられる。 室内ファンモー夕 1 3のさら に外方には側板 1 1 1が取り付けられる。

クロスフローファン 1 2の前方、 上方および後部上方を取り囲むように室内熱 交換器 1 1が取り付けられる。 この室内熱交換器 1 1は、 左右両端で複数回折り 返された伝熱管に多数の放熱フインが取り付けられたものであり、 クロスフ口一 ファン 1 2の駆動により上部吸込口 1 0 3および前面吸込口 1 0 4から吸い込 まれた空気をクロスフローファン 1 2側に通過させ、 伝熱管内部を通過する冷媒 との間で熱交換を行わせる。 この室内熱交換器 1 1は、 連絡配管 6から分岐され た冷媒配管 1 0 8が接続される。

室内熱交換器 1 1の下方には、 熱交換時に発生する凝縮水を受け取るためのド レンパン 1 1 2が設けられている。 このドレンパン 1 1 2には、 受け取った凝縮 水を外部に排出するためのドレンホース 1 1 3が取り付けられている。 冷房運転 時には、 室内熱交換器 1 1は蒸発器として作用するため、 室内熱交換器 1 1と接 触する空気中に含まれる水分が凝縮して滴下する。 このような凝縮水をドレンパ ン 1 1 2で受け取ってドレンホース 1 1 3によって排水するように構成されて いる。

前面グリル組立体 1 0 1の前面下部には制御回路などを搭載するプリント基 板が収納される電装品箱 1 1 4と、 電装品箱 1 1 4の前面をカバーする電装品蓋 1 1 5が設けられている。 さらに、 電装品箱 1 1 4の下方にはクロスフローファ ン 1 2によって生成される空気流の吹出口が設けられている。 この吹出口には、 水平羽根 1 1 6， 1 1 6と、 垂直羽根連結棒 1 1 8で連結された複数の垂直羽根 1 1 7 , 1 1 7とが揺動可能に設けられている。 この水平羽根 1 1 6 , 1 1 6は 水平羽根作動モ一夕 1 1 9によって回転駆動され、 垂直羽根 1 1 7 , 1 1 7は垂 直羽根作動モ一夕 1 2 0によって回転駆動されるように構成されている。

底フレーム組立体 1 0 6の一方の側面には、 ダクト組立体 1 2 1が取り付けら れている。 ダクト組立体 1 2 1は、 下方に位置する加湿ホース接続部 1 2 2と、 中間に位置する流路形成部 1 2 3と、 上方に位置する加湿空気吹出口 1 2 4とを 備えている。 このダクト組立体 1 2 1の加湿ホース接続部 1 2 2には、 連絡配管 6から分岐された加湿空気用配管が接続され、 加湿ュニット 4から供給される加 湿空気を導入する。 中間部に位置する流路形成部 1 2 3は、 加湿空気を通過させ るための中空部を構成しており、 加湿ホース接続部 1 2 2から導入された加湿空 気を先端方向に搬送し、 加湿空気吹出口 1 2 4からクロスフ口一ファン 1 2によ つて生成された空気流中に放出する。

〔連絡配管〕

連絡配管 6の断面構成を図 5に示す。

配管部材 1 6 1は、 発泡ポリウレタンなどの断熱材料により、 内部中空を有す るチューブ状に構成されている。 配管部材 1 6 1の内部には、 冷媒配管のうち暖 房時高圧低温配管 1 6 2、 暖房時高圧高温配管 1 6 3および加湿空気用配管 1 6 4が配置されている。 このうち、 暖房時高圧高温配管 1 6 3および加湿空気用配 管 1 6 4は、 高温維持空間 1 6 5内に配置されており、 暖房時高圧低温配管 1 6 2は高温維持空間 1 6 5とは分離された低温配管空間 1 6 6に配置されている。 暖房時高圧低温配管 1 6 2は、 室外空調ュニット 5の液閉鎖弁 2 7側から引き 出される現地配管 3 1 (図 2参照） に相当するものであり、 暖房時高圧高温配管 1 6 3は、 室外空調ュニット 5のガス閉鎖弁 2 8側から引き出される現地配管 3 2 (図 2参照） に相当するものである。

冬期乾燥時において加湿運転を行う際、 外気温が低いため同時に暖房運転を行 う場合が多いと考えられる。 したがって、 暖房運転により暖房時高圧高温配管 1 6 3内を通過する冷媒は高温であり、 暖房時高圧高温配管 1 6 3と同一空間に配 置された加湿空気用配管 1 6 4内の空気が高温を維持することができる。 したが つて、 加湿空気用配管 1 6 4内を搬送される空気中の水分が凝縮されることなく 、 加湿量低下を防止することができる。 暖房時に低温となる暖房時高圧低温配管

1 6 2は、 配管部材 1 6 1内において高温維持空間 1 6 5と断熱された低温配管 空間 1 6 6に配置されているため、 この暖房時高圧低温配管 1 6 2による影響は 極力小さくなる。

また、 暖房時高圧低温配管 1 6 2、 暖房時高圧高温配管 1 6 3および加湿空気 用配管 1 6 4が 1つの配管部材 1 6 1の中に配置されているため、 全体の配管径 が小さくなり、 従来の冷媒配管用のダクト内に収納することが可能となる。

〔連絡配管の他の例〕

(A) 図 5では、 高温維持空間 1 6 5中に中空部 1 6 8を備えており、 暖房時高 圧高温配管 1 6 3と加湿空気用配管 1 6 4が密着状態に収納されている。

この場合には、 暖房時高圧高温配管 1 6 3による高温維持効果が高く、 加湿空 気用配管 1 6 4内の加湿量を適度に維持することができる。

(B ) 図 5に示すように、 室外空調ユニット 5と室内空調ユニット 2とを電気的 に接続するための連絡電線 1 6 7を、 配管部材 1 6 1内に配置することも可能で ある。 この場合には、 冷媒配管、 加湿空気用配管および連絡電線を一体的に配置 することが可能となり、 施工時の作業効率を向上させることが可能となる。 産業上の利用可能性

本発明の請求項 1に係る空気調和機では、 室外冷媒回路と室内冷媒回路とを接 続する冷媒配管と、 加湿ュニットと室内空調ュニットとを接続する加湿空気用配 管とが断熱材によって外気と遮断された連絡配管内に一体的に配置されるとと もに、 冷媒配管のうち暖房時高圧高温配管が加湿空気用配管と同一空間内に配置 されているため、 加湿空気用配管内の空気温度を高温に維持することができ、 加 湿量不足を防止することができる。 また、 各配管を一体的に連絡配管内に配置す ることで、 施工時の作業効率を高め、 全体の配管径を小さくすることも可能とな る。

請求項 2に係る空気調和機では、 加湿空気用配管が暖房時高圧低温配管を通過 する冷媒温度の影響を受けることが少なくなり、 加湿空気用配管内の空気温度を 高温に維持することができる。 請求項 3に係る空気調和機では、 冷媒配管、 加湿空気用配管および連絡配管を 一体的に配置することが可能となり、 施工時の作業効率を向上させることが可能 となる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 室外冷媒回路を有する室外空調ユニット （5) と、

前記室外冷媒回路に接続される室内冷媒回路を有する室内空調ュニット （2) と、

室外空気から水分を取り込んで加湿空気を生成し、 この加湿空気を前記室内空 調ユニット （2) に供給する加湿ユニット （4) と、

を備える空気調和機 （1)であって、 前記室外冷媒回路と前記室内冷媒回路とを 接続する冷媒配管 （ 162， .163) と、 前記加湿ュニット （4) と前記室内空 調ユニット （2) とを接続する加湿空気用配管 (164) とが断熱材によって外 気と遮断された連絡配管 （161) 内に一体的に配置されるとともに、 前記冷媒 配管のうち暖房時高圧高温配管 （163) が前記加湿空気用配管 (164) と同 一空間 （165) 内に配置されている、 空気調和機。

2. 前記冷媒配管のうち暖房時高圧低温配管 （162) は、 前記暖房時高圧高温 配管 （ 163 ) および加湿空気用配管 （164) が配置される空間 （165) と 異なる空間 （166) 内に配置されている、 請求項 1に記載の空気調和機。

3. 前記室外空調ユニット （5) と室内空調ユニット （2) とを電気的に接続す る連絡電線 (167) が前記連絡配管 （161) 内に配置される、 請求項 1また は 2に記載の空気調和機。