(57)【要約】【課題】従来の水を蒸発させて加湿する空気調和機は、休止時にも加湿ユニット内に水が残っており、黴や菌などが繁殖し、詰まりなどを生じるという課題を有している。【解決手段】室内機１０２には加湿手段である加湿ユニット１２３、室内排水弁１２７、室内排水ドレン１２８が配備されている。室外機１０１には、室外ドレン受１２１、搬送ポンプ１３３が、室外ドレン受１２１と搬送ポンプ１３３の間には、中間経路内排水手段である、室外排水弁１３１と室外排水ドレン１３２が配置されている。運転終了時に、加湿系統内の水を排水してしまうので、黴や菌の繁殖を抑えて、詰まりのない信頼性の高い空気調和機を提供することができる。【選択図】図１
2010038401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換手段と前記室内の空気を前記室内熱交換手段に送る室内送風手段とを有する室内機と、室外の空気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換手段と前記室外の空気を前記室外熱交換手段に送る室外送風手段と前記冷媒を吸い込み圧縮して吐出する圧縮機と前記冷媒の流通抵抗を調整して高圧冷媒を減圧膨張させる絞り手段とを有する室外機と、を接続してヒートポンプサイクルを構成する空気調和機であって、前記室内機に水蒸気を放出して前記室内の空気を加湿する加湿手段と、前記室外機に、加湿用の水を前記加湿手段に送る搬送手段と、前記搬送手段に加湿用の水を供給する給水手段とを備えて加湿系統を構成し、さらに前記室内機あるいは前記室外機のうち少なくとも一方に前記加湿系統内の水を排出する排水手段を備え、加湿終了時に前記排水手段と前記搬送手段とを用いて前記加湿系統内に溜まっている水を排出することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
排水手段が、加湿手段に溜まっている水を排出するよう設けられた加湿部排水手段と、給水手段から前記加湿手段までの間の中間経路内に溜まっている水を排出するよう室外機に設けられた中間経路内排水手段とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
水を排出する際に、搬送手段が加湿手段に水を送るのと同様の動作をするように制御することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
水を排出する際に、搬送手段が中間経路内排水手段に水を送るのと同様の動作をするように制御することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
【請求項５】
搬送手段から加湿手段へ到る配管の内径が、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を用いたヒートポンプサイクルを構成して暖房をおこなうとともに、室外の熱交換器で生じた凝縮水を室内に供給し、加湿をおこなうことができる空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気調和機は、数多くの発明が考案されている。
図２は、特許文献１に記載された従来の空気調和機の加湿装置を搭載した空気調和機の構成を示すものである。
【０００３】
図２において、室内熱交換器１１７と室内送風機１１８とを備えた室内機１０２と、圧縮機１１３、四方弁１１５、室外熱交換器１１１、室外送風機１１２、膨張弁１１４を備えた室外機１０１とを接続し、冷媒を矢印１１６の向きに循環させてヒートポンプサイクルを構成し、室内１０３の暖房をおこなう。四方弁１１５を切換えると、冷媒の流れる向きは矢印１１６とは逆になり冷房をおこなうことができる。
【０００４】
そして、室内１０３の加湿をおこなうために、室外機１０１には、室外熱交換器１１１で生じた凝縮水を貯める室外ドレン受１２１とポンプ１２２とが備えられ、室内機１０２には非多孔性の透湿膜を用いた加湿ユニット１２３が備えられている。さらに、加湿ユニット１２３の終端には室内排水弁１２７が配備され、室内排水ドレン１２８が接続されている。また、加湿ユニット１２３および、周辺の固定部材やチューブなどは防黴処理が施されている。
【０００５】
加湿をおこなう場合には、室外ドレン受１２１の水が配管１２４を経てポンプ１２２によって、配管１２５を矢印１３４の向きに加湿ユニット１２３へ送られ、加湿ユニット１２３で蒸発して室内送風機１１８の送風１１９により室内１０３に拡散する。このとき、非多孔性の透湿膜は水分子のみ透過させ、加湿ユニット１２３内には蒸発せずに残った不純物が蓄積していくため、空気調和機の積算運転時間に応じて室内排水弁１２７を開放して、水をドレンパン１２６へ排水することで不純物を排出する。ドレンパン１２６に排出された不純物を含んだ水は、ドレンホース１２９から室外に排水される。
【特許文献１】特許第２９１９７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の加湿装置を備えた空気調和機では、加湿ユニット内に蓄積した不純物は加湿ユニット内の水を排水することにより排出される。加湿ユニットや周辺の部材については防黴処理を施しているので、部材そのものに黴や菌が繁殖しないように工夫されている。
【０００７】
しかしながら、上記従来の空気調和機においては、休止時に加湿ユニットや配管内に水が残っており、水に溶けたり、堆積したりしたわずかな有機物を養分として、黴、菌、バクテリアなどが水中や堆積した有機物上に繁殖し、詰まりなどを生じるという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加湿系統内の黴、菌、バクテリアの繁殖を抑え、信頼性の高い加湿装置を備えた空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の加湿機能を有する空気調和機は、室内機に室内の空気を加湿する加湿手段と、室外機に、加湿用の水を加湿手段に送る搬送手段と、搬送手段に加湿用の水を供給する給水手段とを備えて加湿系統を構成し、さらに室内機あるいは室外機のうち少なくとも一方に加湿系統内の水を排出する排水手段を備え、加湿終了時に排水手段と搬送手段とを用いて加湿系統内に溜まっている水を排出するものである。
【００１０】
これによって、加湿系統内における黴、菌、バクテリアの繁殖を抑えることができ、詰まりなどが生じることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の空気調和機は、加湿終了時に前記排水手段、前記搬送手段を用いて加湿系統の全ての水を排出し、加湿系統内における黴、菌、バクテリアの繁殖を抑えることで、詰まりなどのトラブルを防ぎ、信頼性の高い加湿を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、室内機に室内の空気を加湿する加湿手段と、室外機に、加湿用の水を前記加湿手段に送る搬送手段と、前記搬送手段に前記加湿用の水を供給する給水手段とを備えて加湿系統を構成し、さらに前記室内機あるいは前記室外機のうち少なくとも一方に加湿系統内の水を排出する排水手段を備え、加湿終了時に前記排水手段と前記搬送手段とを用いて前記加湿系統内に溜まっている水を排出するものである。
【００１３】
これによって、加湿系統内における黴、菌、バクテリアの繁殖を抑えることができ、詰まりなどのトラブルを防いで信頼性の高い空気調和機を提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、排水手段が、加湿手段に溜まっている水を排出するよう設けられた加湿部排水手段と、給水手段から前記加湿手段までの間の中間経路内に溜まっている水を排出するよう室外機に設けられた中間経路内排水手段とで構成するものである。
【００１５】
これによって、前記室内機、前記室外機の両方から排水を行うことができ、様々な設置状態においても容易に排水を行うことができ、様々な設置状態が存在する市場のニーズに適合する信頼性の高い空気調和機を提供することができる。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明において、水を排出する際に、搬送手段が加湿手段に水を送るのと同様の動作をするように制御するものである。
【００１７】
これにより、室外機が室内機よりも高い位置に設置されている場合に、高い排水補助能力を発揮することができ
、室外機が室内機よりも高い位置に設置されている場合に適した空気調和機を提供することができる。
【００１８】
第４の発明は、第２の発明において、水を排出する際に、搬送手段が中間経路内排水手段に水を送るのと同様の動作をするように制御するものである。
【００１９】
これにより、室外機が室内機よりも低い位置に設置されている場合に、高い排水補助能力を発揮することができ、室外機が室内機よりも低い位置に設置されている場合に適した空気調和機を提供することができる。
【００２０】
第５の発明は、第１及び第２の発明において、搬送手段から加湿手段へ到る配管の内径
が、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするものである。
【００２１】
これによって、配管内の水が経路を閉塞するように溜まったり、曲がり部やトラップ状になった部分に残水を生じたりすることなく排水することができ、加湿系統内に藻類や黴菌類などの繁殖を防ぎ、衛生的で信頼性の高い空気調和機を提供することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の構成図である。
図１において、空気調和機は、室内熱交換手段である室内熱交換器１１７と室内送風手段である室内送風機１１８とを備えた室内機１０２と、圧縮機１１３、四方弁１１５、室外熱交換手段である室外熱交換器１１１、室外送風手段である室外送風機１１２、絞り手段である膨張弁１１４を備えた室外機１０１とで、冷凍あるいはヒートポンプサイクルを構成している。図１の冷媒サイクルはヒートポンプサイクルで暖房状態を示している。冷媒は矢印１１６の方向に流れており、圧縮機１１３で圧縮された高温高圧の冷媒が四方弁１１４を通って室内熱交換器１１７で凝縮し、室内１０３を暖房する。室内熱交換器１１７で凝縮した冷媒は、膨張弁１１４で減圧膨張し、室外熱交換器１１１で気化し、四方弁１１５を通って圧縮機１１３に戻る。
【００２４】
除霜運転時や冷房運転時は、四方弁１１５を切換えて、冷媒を四方弁１１５から順に室外熱交換器１１１、室内熱交換器１１７を経て四方弁１１５に戻す向きに流す。暖房専用機などの場合、四方弁１１５は必ずしも必要ではない。
【００２５】
一方、室内空気の加湿をおこなうための加湿系統として、室内機１０２には加湿手段である加湿ユニット１２３が配設されており、加湿ユニット１２３には排水のための加湿部排水手段である室内排水弁１２７と室内排水ドレン１２８とが取り付けられている。加湿ユニット１２３は透湿性の膜を用いて構成されており、水蒸気のみが放出される。
【００２６】
室外機１０１には、給水手段である室外ドレン受１２１と、搬送手段である搬送ポンプ１３３とが備えられている。室外ドレン受１２１と搬送ポンプ１３３との間の配管１２４には、中間経路内排水手段である室外排水弁１３１と室外排水ドレン１３２とが取り付けられている。
【００２７】
暖房運転時には、室外熱交換器１１１は蒸発器となり、室外の空気から熱を吸収して冷媒を蒸発させる。その結果、室外熱交換器１１１を室外の空気が通過するときに、露点以下の温度になると室外熱交換器１１１に結露を生じる。
【００２８】
ただし、条件によっては結露を得ることが困難な場合もある。室外送風機１１２や圧縮機１１３の運転を制御して、意図的に結露させ凝縮水を得ることは可能であるが、エネルギー効率は悪化することになる。したがって、凝縮水が得られたらできるだけ室外ドレン受１２１などに蓄積しておくと良い。
【００２９】
本実施の形態では、この凝縮水を加湿用の水として使用しており、加湿時には凝縮水は搬送ポンプ１３３により矢印１３４のように室内へ適宜送られる。加湿中は、加湿ユニット１２３から水蒸気が蒸発し、室内送風機１１８の送風１１９に乗って室内１０３が加湿される。目標の湿度に到達するなどして加湿を一時的に止める場合には、搬送ポンプ１３３の運転を止めるとともに、加湿ユニット１２３を通る風を遮断したり蒸発部分を封止したりすればよい。なお、加湿系統の水を排水しても可能であるが、凝縮水が無駄に失われ
るので、一時的な停止の場合には省エネルギーの観点から避けるのが望ましい。
【００３０】
加湿を完全に停止した後、水が加湿系統の内部に残されたままであると、水に溶けたり内部に堆積したりした有機物を養分として、黴や、菌、バクテリアなどが繁殖する。防黴処理を施しておけば、加湿系統を構成する部品そのものには黴や、菌、バクテリアなどの繁殖を防ぐことができるが、水や堆積物に繁殖するのを防ぐのは困難である。これを防ぐには、黴や、菌、バクテリアなどの繁殖に必要な水を装置内から排出してしまうのが効果的である。
【００３１】
そこで、図１に示す本発明の空気調和機の構成では、加湿運転が終了すると、室内排水弁１２７と室外排水弁１３１との両方を開き、室内排水ドレン１２８および室外排水ドレン１３２から加湿系統内の水をできるだけ排出する。室内排水ドレン１２８から出た水は、元々冷房運転時に室内熱交換器１１７で生じる結露水を受けるためのドレンパン１２６でいったん受けられ、ドレンホース１２９を経て室外へ排出され、室外排水ドレン１３２からは直接機外へ排出される。
【００３２】
水を排出する際には、単に室内排水弁１２７と室外排水弁１３１とを開くだけでなく、排水弁を開いた後、搬送ポンプ１３３を動作させると、加湿系統内の水を空気で加圧したり吸引したりする効果を得て、確実に排水を行うことができる。この効果は、室外排水弁１３１と室外排水ドレン１３２とが、室外ドレン受１２１と搬送ポンプ１３３の間に配置されていることで、顕著に効果を奏することができる。
【００３３】
室外機１０１と室内機１０２とを有する分離型空気調和機の設置状態として高さ方向に注目した場合、室外機１０１が室内機１０２よりも上にある場合と下にある場合に区別することができる。
【００３４】
室外機１０１が室内機１０２よりも上にある場合、室外機１０１を出た加湿用の水は、室内機１０２に向かって下っていくことになる。そのため、搬送ポンプ１３３から加湿ユニット１２３までの間の水は、室内排水弁１２７および室内排水ドレン１２８から排水するほうが容易である。したがって、室外機１０１が室内機１０２よりも上にある場合には、排水をする際に、搬送ポンプ１３３が加湿時に水を加湿ユニットへ送ると同様の動作をするように制御する。
【００３５】
具体的にはまず、室内排水弁１２７と室外排水弁１３１とを開くと、室外排水ドレン１３２からは室外ドレン受１２１の水が排出される。そして、搬送ポンプ１３３を動作させると、搬送ポンプ１３３から先の水が、室外ドレン受１２１や室外排水ドレン１３２から吸引されて搬送ポンプ１３３で加圧された空気で押され、室内排水弁１２７および室内排水ドレン１２８から排水される。
【００３６】
逆に室外機１０１が室内機１０２よりも下にある場合、室外機１０１を出た加湿用の水は、室内機１０２に向かって上がっていくことになる。そのため、搬送ポンプ１３３から加湿ユニット１２３までの間の水は、室外排水弁１３１および室外排水ドレンか１３２ら排水するほうが容易である。したがって、室外機１０１が室内機１０２よりも下にある場合には、加湿時とは逆に水を加湿ユニット１２３から戻す様な動作をさせると確実な排水ができる。
【００３７】
ただし、この動作を行うためには、ギヤポンプなどのような逆転動作が可能なポンプを搬送ポンプとして使用するか、切換え弁などを使用するなど、搬送ポンプの流れを逆転できる構成が必要である。
【００３８】
具体的にはまず、室内排水弁１２７と室外排水弁１３１を開くと、室外排水ドレン１３２からは室外ドレン受１２１が排出される。そして、搬送ポンプ１３３を逆転動作させると、搬送ポンプ１３３から加湿ユニット１２３の水が吸引され室外排水弁１３１、室外排水ドレン１３２から排水される。このとき、室内排水弁１２７および室内排水ドレン１２８からは空気が吸引される。
【００３９】
また、本実施の形態においては、配管１２５や加湿ユニット１２３内部の経路は、内径が８ｍｍ以下あるいは同等以下の流路面積になるような配管や流路形状に構成している。加湿終了時に加湿系統内に溜まっている水を排出する際に、配管の内径や流路断面積が大きいと、配管の曲がり部や、トラップ形状の部分、局所的な場合も含めて最下端などにおいて、水が内部に取り残されてしまうことがある。特に、室外機１０１よりも室内機１０２が高さ方向において下になるような設置形態の場合、水が内部に取り残されやすい。
【００４０】
ところが、配管の内径や流路断面積が小さくなると、まず流路断面積が小さくなったこと自体で取り残される水の量が減り、さらに小さくなると、水の表面張力で管内を閉塞するような形状になるので、空気を送ることによりほとんどすべてを排出することができる。つまり、本発明では、配管１２５や加湿ユニット１２３内部の配管は、内径が８ｍｍ以下あるいは同等以下の流路面積になるような配管や流路形状にとすることで、流路中の水を残らず排出することができる。なお、内径の最適値はおおよそ８ｍｍであるが、設置状態やポンプの能力にもよるので、内径が５ｍｍ以上１０ｍｍ以下相当がおおむね確実に流路中の水を排出することができるものである。
【００４１】
ここで、室外ドレン受１２１から搬送ポンプ１３３までの配管１２５については、径があまり小さくない方が望ましい。径が小さいと、室外ドレン受１２１側の排水に時間がかかり、加湿用に水を搬送する際の圧力損失もいたずらに増やすことになるからである。
【００４２】
以上述べたように、本発明の実施例においては、室内排水弁１２７と室内排水ドレン１２８、室外排水弁１３１と室外排水ドレン１３２からなる排水手段と、搬送手段である搬送ポンプ１３３を用いて加湿系統内の水を全て排水するので、黴や、菌、バクテリアなどの繁殖を防ぐことができ、詰まりなどの無い信頼性の高い空気調和機を提供することができる。
【００４３】
このとき、排水弁は必ずしも必要ではなく、最低一つあれば、搬送ポンプ１３３が加湿系統内の水を吸引排出したり、排水弁を開けた状態で搬送ポンプが運転を続け、加圧空気を搬送して水を排出したりすれば、排水の目的を果たすことができる。
【００４４】
ただし、本実施の形態のように室内機、室外機の両方に排水弁を設ければ、排水が容易で確実になることは前述の通りである。さらに、加湿ユニット１２３の最下部に室内排水弁１２７と室内排水ドレン１２８を配置し、室外排水弁１３１と室外排水ドレン１３２が、室外ドレン受１２１と搬送ポンプ１３３の間に配置されていることで、顕著に効果を奏することができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、排水時における搬送ポンプ１３３の動作は、室外機１０１が上にある場合には加湿時に水を加湿ユニット１２３へ送ると同様の動作を、下にある場合には加湿時とは逆に水を加湿ユニット１２３から戻す様な動作をさせると確実な排水ができる。
【００４６】
また、本実施の形態においては、配管１２５や加湿ユニット１２３内部の流路は、内径が５ｍｍ以上１０ｍｍ以下あるいは同等以下の流路面積になるような配管や流路形状に構成している。したがって、配管の内径や流路断面積が小さくなったこと自体で取り残され
る水の量が減り、表面張力で管内を閉塞するような形状に水が結集するので、経路中の水を残らず排水することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、水分を室外より持ち込む加湿機能を有し、衛生的で信頼性の高い加湿機能を実現することができるものであり、エアコンデショナーや換気装置など無給水加湿を行う空気調和機全般に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図
【図２】従来の空気調和機の加湿装置の構成図
【符号の説明】
【００４９】
１０１  室外機
１０２  室内機
１０３  室内
１１１  室外熱交換器
１１２  室外送風機
１１３  圧縮機
１１４  膨張弁
１１５  四方弁
１１７  室内熱交換器
１１８  室内送風機
１２１  室外ドレン受
１２３  加湿ユニット
１２６  ドレンパン
１２７  室内排水弁
１２８  室内排水ドレン
１２９  ドレンホース
１３１  室外排水弁
１３２  室外排水ドレン
１３３  搬送ポンプ
【図１】
2010038401.tif 000003
【図２】
2010038401.tif 000004