トップ :: F 機械工学 照明 加熱 武器 爆破 :: F24 加熱;レンジ;換気




【発明の名称】 空気調和機
【発明者】 【氏名】鈴木 徹

【氏名】松本 隆幸
【要約】 【課題】室内への加湿を低コストに行うことが可能な空気調和機を提供する。

【解決手段】空気調和機１は、圧縮機２と室外熱交換器３と減圧機構４と室内熱交換器５とを備え、室外熱交換器３は、並列に接続された第１熱交換器１０と第２熱交換器１１とを有する。そして、暖房運転時に第２熱交換器１１に付着した霜を除霜し、この除霜によって生じた高湿度空気を送気手段２１を用いて室内に供給することによって、室内の加湿を行う。この際、制御手段によって、上記第２熱交換器１１の着霜速度が制御される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器（３）への着霜を除霜可能に構成した空気調和機において、上記除霜時に生じた高湿度空気を送気手段（２１）を用いて室内に供給することによって室内の加湿を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】 上記室外熱交換器（３）を第１熱交換器（１０）と第２熱交換器（１１）とに分割し、着霜速度を制御することが可能な制御手段を用いて、第１熱交換器（１０）よりも第２熱交換器（１１）の方が着霜し易くなるように制御することを特徴とする請求項１の空気調和機。
【請求項３】 上記制御手段は、上記第２熱交換器（１１）での蒸発圧力が第１熱交換器（１０）の蒸発圧力よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項２の空気調和機。
【請求項４】 上記制御手段は、上記第２熱交換器（１１）に直接接続されたキャピラリーチューブ（１２）等の圧力制御手段であることを特徴とする請求項３の空気調和機。
【請求項５】 上記制御手段は、上記第２熱交換器（１１）への送風量を第１熱交換器（１０）への送風量よりも少なくする風量制御手段であることを特徴とする請求項３の空気調和機。
【請求項６】 圧縮機（２）から上記第１熱交換器（１０）と第２熱交換器（１１）にそれぞれ通じるバイパス回路を設け、圧縮機（２）より吐出されたホットガスを上記バイパス回路を通って各熱交換器（１０）（１１）に供給することによって、各熱交換器（１０）（１１）に付着した霜を除霜可能に構成し、上記第１熱交換器（１０）と第２熱交換器（１１）へ通じるそれぞれのバイパス経路の入口側に、ホットガスを供給するか否かを選択することが可能な選択手段（１６）（１７）を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの空気調和機。
【請求項７】 上記送気手段（２１）は、除霜した際に生じる高湿度空気を集めるためのフード部（２３）と、送風ファン（２４）と、上記室外機（２０）とフード部（２３）とを仕切ったり、連通させたりすることが可能なダンパ（２５）と、上記フード部（２３）と室内とを結ぶ送気配管（２７）とから構成されており、送風ファン（２４）によって、室外機（２０）からダンパ（２５）を介してフード部（２３）内に吸入された高湿度空気を送気配管（２７）を通して室内に供給することができるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの空気調和機。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、室内加湿可能に構成した空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来より、室内を加湿するための一般的な方法としては、超音波素子により水を霧化する超音波方式や、ヒータによる加熱によって高湿度空気を生成する加熱方式等がある。しかし、これらの方法によって室内を加湿しようとすれば、高湿度空気を生成するためだけに、それ専用の機能部品を空気調和機に設けなければならないため、大幅なコストアップを招くという問題があった。
【０００３】この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は、室内の加湿を低コストに行うことが可能な空気調和機を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１の空気調和機は、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器３への着霜を除霜可能に構成した空気調和機において、上記除霜時に生じた高湿度空気を送気手段２１を用いて室内に供給することによって室内の加湿を行うことを特徴としている。
【０００５】上記請求項１の空気調和機では、暖房運転中に室外熱交換器３に付着した霜を溶かすことによって高湿度空気を生成し、送気手段２１を用いて上記高湿度空気を室外機２０から室内に供給し、室内を加湿することができるよう構成されている。この結果、上記高湿度空気を生成するための特別な機能部品を必要としないため、低コストで室内の加湿を行うことができる。
【０００６】また請求項２の空気調和機は、上記室外熱交換器３を第１熱交換器１０と第２熱交換器１１とに分割し、着霜速度を制御することが可能な制御手段を用いて、第１熱交換器１０よりも第２熱交換器１１の方が着霜し易くなるように制御することを特徴としている。
【０００７】上記請求項２の空気調和機では、上記室外熱交換器３を第１熱交換器１０と第２熱交換器１１とに分割し、着霜速度を制御することが可能な制御手段によって、第１熱交換器１０よりも第２熱交換器１１の方に霜が付き易くなるように制御されている。この結果、室外熱交換器３の全体としてはまだ暖房運転を継続させることができる状態にある場合、すなわち除霜する必要がない場合であっても、室内への加湿を行いたいときには、早めに着霜させてある第２熱交換器１１を除霜し、室内の加湿に利用することができる。この結果、必要に応じて所望の時に室内加湿を行うことが可能となり、使用快適性が向上する。
【０００８】さらに請求項３の空気調和機において、上記制御手段は、上記第２熱交換器１１での蒸発圧力が第１熱交換器１０の蒸発圧力よりも低くなるように制御することを特徴としている。
【０００９】上記請求項３の空気調和機では、第２熱交換器１１の蒸発圧力を第１熱交換器１０の蒸発圧力よりも低下させるようにしているので、第２熱交換器１１での着霜を確実に早めることができ、この結果、確実な加湿運転が行えることになる。
【００１０】また請求項４の空気調和機においては、上記制御手段は、上記第２熱交換器１１に直接接続されたキャピラリーチューブ１２等の圧力制御手段であることを特徴としており、また請求項５の空気調和機においては、上記制御手段は、上記第２熱交換器１１への送風量を第１熱交換器１０への送風量よりも少なくする風量制御手段であることを特徴としている。
【００１１】上記請求項４及び請求項５の空気調和機では、第２熱交換器１１での着霜を早める操作を簡素な構成で行うことができ、その実施に好適である。
【００１２】さらに請求項６の空気調和機は、圧縮機２から上記第１熱交換器１０と第２熱交換器１１にそれぞれ通じるバイパス回路を設け、圧縮機２より吐出されたホットガスを上記バイパス回路を通って各熱交換器１０、１１に供給することによって、各熱交換器１０、１１に付着した霜を除霜可能に構成し、上記第１熱交換器１０と第２熱交換器１１へ通じるそれぞれのバイパス経路の入口側に、ホットガスを供給するか否かを選択することが可能な選択手段１６、１７を設けたことを特徴としている。
【００１３】上記請求項６の空気調和機では、上記圧縮機２より吐出されたホットガスを、直接、第１熱交換器１０及び第２熱交換器１１に供給するためのバイパス回路が設けられている。さらに、上記第１及び第２熱交換器１０、１１の入口側には、上記ホットガスを供給するか否かを選択することができる選択手段１６、１７が設けられている。この結果、早めに着霜させた第２熱交換器１１だけにホットガスを流すということが可能となるため、第２熱交換器１１を必要に応じて所望の時に除霜して室内の加湿に利用することができる。
【００１４】また請求項７の空気調和機において、上記送気手段２１は、除霜した際に生じる高湿度空気を集めるためのフード部２３と、送風ファン２４と、上記室外機２０とフード部２３とを仕切ったり、連通させたりすることが可能なダンパ２５と、上記フード部２３と室内とを結ぶ送気配管２７とから構成されており、送風ファン２４によって、室外機２０からダンパ２５を介してフード部２３内に吸入された高湿度空気を送気配管２７を通して室内に供給することができるように構成したことを特徴としている。
【００１５】上記請求項７の空気調和機では、上記室外熱交換器３を除霜した際に生じる高湿度空気を、送風ファン２４によって、室外機２０からフード部２３内にダンパ２５を介して吸入し、さらに送気配管２７を通して室内に供給することができるように構成されている。この結果、簡単な構造で上記高湿度空気を室内に送気することができ、これによって簡素な構成でもって室内加湿を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の一実施の形態である空気調和機１の構成を示す冷媒回路図である。図に示すように、空気調和機１は、圧縮機２、室外熱交換器３、電動膨張弁４（減圧機構）、室内熱交換器５を備えるヒートポンプ式の空気調和機であり、圧縮機２からの冷媒が循環されるように冷媒回路が構成されている。まず、圧縮機２の吐出側と吸込側とは、それぞれ四路切換弁６の１次ポートに接続されている。そして、四路切換弁６の２次ポートの一方から、室外ファン７を付設している室外熱交換器３、電動膨張弁４、室内ファン８を付設している室内熱交換器５をそれぞれ経由して四路切換弁６の他方の２次ポートへ至る冷媒回路が冷媒配管によって構成されている。なお、上記四路切換弁６の一方の１次ポートは、アキュムレータ９を介して圧縮機２の吸込側に接続されている。
【００１８】ところで上記室外熱交換器３は、並列に接続された第１熱交換器１０と第２熱交換器１１とから構成されている。すなわち、圧縮機２と上記室外熱交換器３とを結ぶ冷媒配管内には第１分岐管１３ａ、１３ｂが設けられており、上記第１分岐管１３ａ、１３ｂによって冷媒配管が二手に分岐され、それぞれの第１分岐管１３ａ、１３ｂが第１熱交換器１０と第２熱交換器１１とに接続されている。一方、上記第１及び第２熱交換器１０、１１から他方側に延びるそれぞれの冷媒配管は、合流管１４ａ、１４ｂであって、これらは合流された後、電動膨張弁４に接続するよう構成されている。このとき、第２熱交換器１１の合流管１４ｂには圧力制御手段としてキャピラリーチューブ１２が介設されている。なおこれら合流管１４ａ、１４ｂは、電動膨張弁４から室外熱交換器３へと冷媒が流入する際には、第２分岐管１４ａ、１４ｂとして機能する。
【００１９】また上記冷媒回路には、除霜運転時に圧縮機２から吐出されるホットガスを供給するためのバイパス回路が形成されている。すなわち、図１に示すように、圧縮機２の吐出側に接続されたバイパス配管１９は、キャピラリーチューブ１５を介してその端部が第３分岐管１８ａ、１８ｂに接続されており、上記第３分岐管１８ａ、１８ｂによって冷媒配管が二手に分岐されている。そして、一方の第３分岐管１８ａは、選択手段である第１バルブ１６を介して第１熱交換器１０に、また、他方の第３分岐管１８ｂは、同じく選択手段である第２バルブ１７を介して第２熱交換器１１にそれぞれ接続されている。
【００２０】ところで、上記に述べた冷媒回路による空調運転の種類には、冷房運転、暖房運転、除霜運転等がある。図１に示すように、上記冷房運転及び暖房運転の際には、上記第１及び第２バルブ１６、１７を共に閉状態とする一方で、電動膨張弁４を所定の開度に調整し、さらに室外ファン７及び室内ファン８を所定の回転数で駆動する。まず冷房運転の場合、図１の実線矢印に示すように、圧縮機２からの吐出冷媒は、四路切換弁６から室外熱交換器３である第１及び第２熱交換器１０、１１をそれぞれ通った後、電動膨張弁４、室内熱交換器５を経由して四路切換弁６に入り、アキュムレータ９を介して圧縮機２の吸込側に戻るよう構成されている。そしてこのとき、室外熱交換器３を凝縮器として機能させると共に、室内熱交換器５を蒸発器として機能させることで室内空気を冷却している。
【００２１】一方暖房運転の場合、破線矢印に示すように、圧縮機２からの吐出冷媒は、四路切換弁６から室内熱交換器５、電動膨張弁４を経由して、室外熱交換器３である第１及び第２熱交換器１０、１１をそれぞれ通った後、四路切換弁６に入り、アキュムレータ９を介して圧縮機２の吸込側に戻るよう構成されている。そしてこのとき、室内熱交換器５を凝縮器として機能させると共に、室外熱交換器３を蒸発器として機能させることで室内空気を加熱している。
【００２２】さらに除霜運転の場合は、図１に示すように、上記第１バルブ１６及び第２バルブ１７を共に開状態とする一方で、電動膨張弁４の開度が全開となるようにし、さらに室外ファン７及び室内ファン８を共に停止させる。そして、上記圧縮機２からのホットガスを、点線矢印に示す冷媒循環経路と、二重線矢印に示すバイパス回路の両方に流すことによって除霜している。まず、点線矢印に示す冷媒回路では、圧縮機２からのホットガスが四路切換弁６から室内熱交換器５を経由して第１及び第２熱交換器１０、１１へと流れ込み、ここで各熱交換器１０、１１に付着した霜を溶かした後、四路切換弁６からアキュムレータ９を介して圧縮機２へ戻るよう構成されている。一方、二重線矢印に示すバイパス回路では、圧縮機２からのホットガスがキャピラリーチューブ１５を介して第１及び第２熱交換器１０、１１に流れ込み、ここで各熱交換器１０、１１に付着した霜を溶かした後、四路切換弁６からアキュムレータ９を介して圧縮機２へ戻るよう構成されている。このとき、上記点線矢印を通る冷媒回路では、上記除霜運転中にも暖房運転時と同様に、室内にホットガスが流れるようになっているため、室内の温度が低下するのを抑制することができる。
【００２３】ところで、本発明の実施の形態によれば、上記除霜時に生じた高湿度空気を集めて、これを室内に送気することによって室内の加湿を行っている。以下にその具体的な装置及び加湿方法について説明する。図２は上記送気手段２１と室外機２０との概略を示す図で、（ａ）はその背面略図、（ｂ）はその側面略図を示している。図２（ａ）に示すように、上記室外機２０は背面側に吸込口２２が設けられており、その前方には室外熱交換器３が、さらにその前側には室外ファン７（図示せず）が設けられている。一方、上記室外機２０のケーシングには天井が形成されておらず、その上部に送気手段２１が設置されている。上記送気手段２１は、中空無底で上記ケーシングの上部を覆う略直方体のフード部２３と、上記フード部２３内に設けられた送風ファン２４と、上記室外機２０と上記フード部２３とを仕切ったり、連通させたりするための板状のダンパ２５と、上記フード部２３と室内とを結ぶ送気配管２７とから構成されている。まず、上記フード部２３の背面側下方部の両側面には、上記ダンパ２５を支持するためのヒンジ２６、２６が設けられている。そしてこのヒンジ２６、２６に、上記ダンパ２５の一端を取付けることによって、上記ヒンジ２６、２６を中心としてダンパ２５が上下方向に回動するよう構成されている。また上記フード部２３内部には、高湿度空気を室外機２０から室内に送気するための送風ファン２４が取付けられており、さらにフード部２３の頂部には、上記フード部２３から室内へ通じる送気配管２７が設らけれている。
【００２４】次に、上記送気手段２１を用いて室内を加湿する方法について説明する。図２に示すように、まず始めに上記除霜運転が開始されると、送気手段２１のフード部２３内に設けられた送風ファン２４が所定の回転数で駆動するよう構成されている。これによって、フード部２３内の圧力が低下するため、室外機２０側に生じた高湿度空気が上記ダンパ２５を押し上げて送気手段２１のフード部２３内に流れ込む（図２（ｂ）参照）。その後、上記高湿度空気は送風ファン２４によってフード部２３頂部に設けられた送気配管２７へと運ばれ、この送気配管２７を通って室内へ供給されるよう構成されている。このように上記高湿度空気を室内に送気することができ、この結果、簡単な構造で室内の加湿を行うことができることになる。
【００２５】さらに、本実施の形態では、上記除霜運転を利用して室内の加湿を必要に応じて頻繁に行うことができるように、室外熱交換器３を第１熱交換器１０と第２熱交換器１１とに分割構成し、さらに第２熱交換器１１を早めに着霜させることを可能とするため制御手段を設けている。すなわちこの実施形態の場合、上記制御手段は、暖房運転時に、第２熱交換器１１へ流れ込む冷媒の入口側に設けられたキャピラリーチューブ１２（圧力制御手段）であり、通常の暖房運転時に、上記キャピラリーチューブ１２を用いて第２熱交換器１１の減圧量を大きくすることによって、第２熱交換器１１での蒸発温度（蒸発圧力）を第１熱交換器１０の蒸発温度（蒸発圧力）よりも下げることができるようになっている。この結果、第２熱交換器１１に霜を付き易くし、第１熱交換器１０よりも早期に着霜させることができる。このように室外熱交換器３の一部分だけを早めに着霜させることによって、室外熱交換器３の全体としてはまだ暖房運転を継続できる状態であっても、室内の加湿を行いたいときには、早めに着霜させてある第２熱交換器１１の霜を除霜することができるようにし、これによって高湿度空気を生成し、加湿に利用することができるようにしている。この結果、室内環境に応じて所望の時に加湿を行うことが可能となり、使用快適性が向上する。
【００２６】以上のことより、上記空気調和機１は、室外機２０内の第１及び第２熱交換器１０、１１に着霜させた霜を除霜することによって高湿度空気を生成し、送気手段２１を用いて上記高湿度空気を室内に供給することにより、室内を加湿することができるよう構成されている。この結果、上記高湿度空気を生成するための特別な機能部品を必要としないため、低コストかつ簡単な構造で室内の加湿を行うことができる。また、室外熱交換器３を第１熱交換器１０と第２熱交換器１１とに分割し、第１熱交換器１０よりも第２熱交換器１１の方に霜が付き易くなるように制御したことによって、室外熱交換器３全体ではまだ暖房運転を継続させることができる状態にある場合、すなわち除霜する必要がない場合であっても、室内の加湿を行いたいときには、早めに着霜させてある第２熱交換器１１の霜を除霜することができるため、室内環境に応じて所望の時に加湿を行うことが可能となり、使用快適性が向上する。
【００２７】以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。まず上記実施形態では、室外熱交換器３である第２熱交換器１１への着霜を早めるために、第２熱交換器１１の入口側のみにキャピラリーチューブ１２を設けて減圧量を大きくし、これによって着霜を早めたが、第１及び第２熱交換器１０、１１にそれぞれ膨張弁等を設けて減圧量を制御し、各熱交換器１０、１１での着霜速度を変更してもよい。また上記では減圧量を制御することによって着霜速度を変更させたが、室外機２０に送風量を制御することが可能な風量制御手段を設け、第２熱交換器１１への送風量を減少させることによって、第２熱交換器１１の蒸発温度（蒸発圧力）を第１熱交換器１０の蒸発温度（蒸発圧力）よりも低下させ、これにより第２熱交換器１１の着霜を早めることもできる。
【００２８】さらに、上記実施形態では、除霜時に圧縮機２から供給されるホットガスを両方の熱交換器１０、１１に流したが、第１及び第２バルブ１６、１７によって、どちらか一方の熱交換器だけにホットガスを供給することも可能である。これによって、例えば早めに着霜させた第２熱交換器１１だけにホットガスを流すことが可能となるため、第２熱交換器１１を所望の時に除霜することができ、室内への加湿に利用することができる。
【００２９】また、上記実施形態では、除霜によって作り出された高湿度空気を室外機２０から送気手段２１へ送気する方法として、送風ファン２４の負圧によって、上記室外機２０と送気手段２１を仕切っているダンパ２５が開くように構成されているが、ダンパ２５のヒンジ２６、２６にモータ等を取り付けることによってダンパ２５が開くようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上のように請求項１の空気調和機によれば、暖房運転中に室外熱交換器に付着した霜を除霜することによって高湿度空気を生成し、送気手段を用いて上記高湿度空気を室内に供給することによって加湿することができるよう構成されているので、高湿度空気を生成するための特別な機能部品を必要とせず、低コストで室内の加湿を行うことができる。
【００３１】また請求項２の空気調和機では、室外熱交換器の全体としてはまだ暖房運転を継続させることができる状態であっても、室内への加湿を行いたいときには、早めに着霜させてある第２熱交換器を除霜し、室内の加湿に利用することができる。この結果、必要に応じて所望の時に加湿を行うことが可能となり、使用快適性が一段と向上する。
【００３２】さらに請求項３の空気調和機では、第２熱交換器での着霜を確実に早めることができるので、確実な加湿運転が行えることになる。
【００３３】上記請求項４及び請求項５の空気調和機では、第２熱交換器での着霜を早める操作を簡素な構成で行うことができ、その実施に好適である。
【００３４】上記請求項６の空気調和機では、早めに着霜させた第２熱交換器だけにホットガスを流すことが可能となるため、第２熱交換器側を必要に応じて所望の時に除霜して室内への加湿に利用することができる。
【００３５】上記請求項７の空気調和機では、簡単な構造で室内の加湿を行うことができる。
【出願人】 【識別番号】０００００２８５３
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
【出願日】 平成１１年１０月２９日（１９９９．１０．２９）
【代理人】 【識別番号】１０００８４６２９
【弁理士】
【氏名又は名称】西森 正博
【公開番号】 特開２００１−１２４３７４（Ｐ２００１−１２４３７４Ａ）
【公開日】 平成１３年５月１１日（２００１．５．１１）
【出願番号】 特願平１１−３０８５４３