(57)【要約】【課題】暖房運転時に室外熱交換器で発生した結露水を室内加湿に利用する空気調和装置であって、貯留した結露水を凍結させない空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１は、加湿手段２１によって室内熱交換器１５が置かれている室内を加湿する。加湿手段２１に使用される水は、室外熱交換器１３で発生する結露水であり、タンク２３に貯留されている。タンク２３の底面には第３熱交換器２７が接触しており、そこには室内熱交換器１５から室外熱交換器１３に向う冷媒が流れ、タンク２３内の水との間で熱交換が行われる。【選択図】図１
2008180427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外熱交換器（１３）と、
室内熱交換器（１５）と、
前記室内熱交換器（１５）が置かれている室内を加湿する加湿手段（２１）と、
前記室外熱交換器（１３）で発生する結露水を貯留するタンク（２３）と、
前記タンク（２３）内の水を前記加湿手段（２１）に搬送するポンプ（２５）と、
を備え、
暖房運転時に、前記室内熱交換器（１５）から前記室外熱交換器（１３）に向う冷媒と前記タンク（２３）内の水との間で熱交換が行われる、
空気調和装置（１）。
【請求項２】
前記室内熱交換器（１５）から前記室外熱交換器（１３）に向う冷媒と前記タンク（２３）内の水との間で熱交換を行わせる第３熱交換器（２７）をさらに備えた、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項３】
前記第３熱交換器（２７）が、蛇行するように曲げ加工された冷媒配管である、
請求項２に記載の空気調和装置（１）
【請求項４】
前記第３熱交換器（２７）が、前記タンク（２３）の底面に接触している、
請求項２に記載の空気調和装置（１）。
【請求項５】
前記タンク（２３）が、内部に殺菌手段を有している、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項６】
前記殺菌手段が、紫外線ランプ（３７）である、
請求項５に記載の空気調和装置（１）。
【請求項７】
前記タンク（２３）に貯留される水を浄化する浄水手段（３２）をさらに備え、
前記浄水手段（３２）は浄水前の水と浄水後の水とを浄水フィルタ（３２３）で仕切っている、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
【請求項８】
前記浄水後の水が前記浄水フィルタ（３２３）を通して前記浄水前の水側へ強制的に流されることによって、前記浄水フィルタ（３２３）が清掃される、
請求項７に記載の空気調和装置（１）。
【請求項９】
前記室外熱交換器（１３）と前記室内熱交換器（１５）との間に配置される膨張機構（１４）をさらに備え、
前記第３熱交換器（２７）が前記膨張機構（１４）と前記室内熱交換器（１５）との間に配置されている、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、暖房運転時に室内を加湿することができる空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、暖房運転時に室外熱交換器で発生した結露水を室内加湿に利用する空気調和装置が広く普及している。この空気調和装置は、結露水を容器に貯留し浄化した後、ポンプで室内の加湿手段に搬送している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２１３７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、結露水を貯留する容器は室外熱交換器と共に室外に置かれているため、冬季に外気温が氷点下となると容器内の水が凍結して搬送不能となる。
【０００４】
本発明の課題は、貯留した結露水を凍結させない空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る空気調和装置は、室外熱交換器と、室内熱交換器と、加湿手段と、タンクと、ポンプとを備えている。加湿装置は、室内熱交換器が置かれている室内を加湿する。タンクは、室外熱交換器で発生する結露水を貯留する。ポンプは、タンク内の水を加湿手段に搬送する。そして、室内熱交換器から室外熱交換器に向う冷媒とタンク内の水との間で熱交換が行われる。
【０００６】
この空気調和装置では、室外熱交換器に向う冷媒からタンク内の水へ熱が移動するので、タンク内の水は低外気であっても水温が氷点下にならず凍結しない。
【０００７】
第２発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、第３熱交換器をさらに備えている。第３熱交換器は、室内熱交換器から室外熱交換器に向う冷媒とタンク内の水との間で熱交換を行わせる。
【０００８】
この空気調和装置では、冷媒の熱量がタンク内の水に効率よく移動するので、第３熱交換器は冷媒回路の過冷却用熱交換器として働き性能向上に寄与する。
【０００９】
第３発明に係る空気調和装置は、第２発明に係る空気調和装置であって、第３熱交換器が、蛇行するように曲げ加工された冷媒配管である。
【００１０】
この空気調和装置では、第３熱交換器の構造が簡素で低コストである。
【００１１】
第４発明に係る空気調和装置は、第２発明に係る空気調和装置であって、第３熱交換器がタンクの底面に接触している。
【００１２】
この空気調和装置では、タンク底面側から水が加熱されるので、自然対流により水温が均一となり、水面などの部分凍結が防止される。
【００１３】
第５発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、タンクが内部に殺菌手段を有している。
【００１４】
この空気調和装置では、タンク内に雑菌が繁殖せず水が清浄に保たれるので、加湿の際に室内に雑菌が拡散することがない。
【００１５】
第６発明に係る空気調和装置は、第５発明に係る空気調和装置であって、殺菌手段が紫外線ランプである。
【００１６】
この空気調和装置では、殺菌装置の設置が容易であり、コスト増大が抑制される。
【００１７】
第７発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、タンクに貯留される水を浄化する浄水手段をさらに備えている。浄水手段は、浄水前の水と浄水後の水とを浄水フィルタで仕切っている。
【００１８】
この空気調和装置では、浄水手段が大型化せず設置し易い。
【００１９】
第８発明に係る空気調和装置は、第７発明に係る空気調和装置であって、浄水後の水が浄水フィルタを通して浄水前の水側へ強制的に流されることによって、浄水フィルタが清掃される。
【００２０】
この空気調和装置では、浄水フィルタのメンテナンスが簡単であり、使い勝手が良い。
【００２１】
第９発明に係る空気調和装置は、第２発明から第４発明のいずれか１つに係る空気調和装置であって、室外熱交換器と室内熱交換器との間に配置される膨張機構をさらに備えている。第３熱交換器は、膨張機構と室内熱交換器との間に配置されている。
【００２２】
この空気調和装置では、室内熱交換器を出た冷媒が第３熱交換器を介してタンクの水と熱交換する。このため、第３熱交換器が冷媒回路の過冷却用熱交換器として働き性能向上に寄与する。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明に係る空気調和装置では、室外熱交換器に向う冷媒からタンク内に熱が移動するので、タンク内の水は低外気であっても水温が氷点下にならず凍結しない。
【００２４】
第２発明に係る空気調和装置では、冷媒の熱量が効率よくタンク内の水に移動するので、第３熱交換器が冷媒回路の過冷却用熱交換器として働き性能向上に寄与する。
【００２５】
第３発明に係る空気調和装置では、第３熱交換器の構造が簡素で低コストである。
【００２６】
第４発明に係る空気調和装置では、タンク底面側から水が加熱されるので、自然対流により水温が均一となり、水面などの部分凍結が防止される。
【００２７】
第５発明に係る空気調和装置では、タンク内に雑菌が繁殖せず水が清浄に保たれるので、加湿の際に室内に雑菌が拡散する可能性が低い。
【００２８】
第６発明に係る空気調和装置では、殺菌装置の設置が容易であり、コスト増大が抑制される。
【００２９】
第７発明に係る空気調和装置では、浄水手段が大型化せず設置し易い。
【００３０】
第８発明に係る空気調和装置では、浄水フィルタのメンテナンスが簡単であり、使い勝手が良い。
【００３１】
第９発明に係る空気調和装置では、第３熱交換器が冷媒回路の過冷却用熱交換器として働き性能向上に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
＜空気調和装置の概略構成＞
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の構成図である。図１において、空気調和装置１は、冷媒が流通できるように、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外熱交換器１３、膨張弁１４、室内熱交換器１５及びアキュームレータ２０などの機器が接続されて冷媒回路が形成されている。
【００３４】
室内熱交換器１５の近傍には加湿手段２１が配置されている。加湿手段２１は、室内熱交換器１５を通過して室内に吹出される空気に適度の水分を与える。加湿手段２１に供給される水は、タンク２３に貯留されている。タンク２３内の水は、室外熱交換器１３で発生した結露水を浄化した水であり、その水はポンプ２５でくみ上げられホース２２を通って加湿手段２１に搬送される。加湿手段２１は、超音波式加湿器、加熱式加湿器および噴霧式加湿器などから選定される。
【００３５】
タンク２３の近傍には第３熱交換器２７が配置されている。この第３熱交換器２７は、室内熱交換器１５から室外熱交換器１３に向う冷媒配管１７の一部であり、タンク２３内の水と第３熱交換器２７内の冷媒との間で熱交換を行わせる。
【００３６】
本実施形態では、室内熱交換器１５と加湿手段２１とは室内ユニット３側にあり、その他は、室外ユニット２側にある。制御部４は、ＣＰＵ及びメモリを内蔵しており、空気調和装置１の各機器を制御している。
【００３７】
＜室外ユニット２＞
図２は空気調和装置の室外ユニットの内部を示す斜視図であり、図３（ａ）は室外ユニットの背面図であり、図３（ｂ）はドレンパンの斜視図である。図２及び図３（ａ）に示すように、室外ユニット２の上部には、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外熱交換器１３、ファン８１及びドレンパン３１などが配置されている。ファン８１は、回転することによって外気を吸込み、室外熱交換器１３に外気を当てて冷媒との熱交換を活発にする。ドレンパン３１は、室外熱交換器１３の下方に位置し、室外熱交換器１３で発生した結露水を下方の浄水槽３２に流す。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、ドレンパン３１は、室外熱交換器１３から滴下してきた結露水が出口３１ａ側へ流れるように底面が傾斜している。ドレンパン３１の出口３１ａを出た結露水は、室外ユニット２の下部に配置された浄水槽３２に入り、浄化されてからタンク２３に貯留される。
【００３９】
図４は、タンクの斜視図である。図４において、結露水は、浄水槽３２の入口３２ａから内部に流入する。浄水槽３２で浄化された水は第２電磁弁３４を通ってタンク２３に流入する。タンク２３内の水は、タンク２３の底面側からポンプ２５によってくみ上げられ加湿手段２１へ搬送される。
【００４０】
浄水槽３２の下方には、第１電磁弁３３と第２電磁弁３４が接続されている。第１電磁弁３３を通過した水は排水口５１から排出される。第２電磁弁３４を通過した水はタンク２３に入る。タンク２３の底面側には第３電磁弁３５が接続されており、第３電磁弁３５を通過した水は排水口５１から排出される。ポンプ２５は、タンク２３の底面側から水をくみ上げて三方弁３６に送り、三方弁３６から適量の水が加湿手段２１へ供給される。
【００４１】
タンク２３内の水は、殺菌のために紫外線ランプ３７から紫外線を照射されている。紫外線ランプ３７は、タンク２３の上部に取付けられるが、設置が容易であるので作業性がよい。殺菌手段は、紫外線ランプ３７に限定されるものではなく、例えば、オゾン発生器でもよい。
【００４２】
＜水の循環経路＞
図５は、水の循環経路を示す回路図である。図５に示すように、浄水槽３２の内部は、浄水フィルタ３２３によって第１槽３２１と第２槽３２２とに仕切られており、ドレンパン３１から浄水槽３２に入った水は、先ず、第１槽３２１に貯留され、その後、浄水フィルタ３２３を通過して第２槽３２２に貯留される。水が浄水フィルタ３２３を通過する際には、水中に含まれる不純物が浄水フィルタ３２３によって除去される。このような浄水手段は、大型化せず設置し易い。
【００４３】
第１槽３２１内が満水状態になったときは、第１電磁弁３３が流路を開き排水する。第２槽３２２内の水は、第２電磁弁３４が流路を開いたときにタンク２３内へ流れる。タンク２３が満水状態になったときは、第２電磁弁３４が流路を閉じる。タンク２３内の水が不要になったときは、第３電磁弁３５が流路を開けて排水する。
【００４４】
三方弁３６は、ポンプ２５から送られてくる水を加湿手段２１に供給するだけでなく、必要に応じてその水を浄水槽３２の第２槽３２２へ戻している。水が第２槽３２２に戻されることによって、浄水後の水が浄水フィルタ３２３を通して浄水前の水側へ強制的に流されるので、浄水フィルタ３２３が清掃される。即ち、第２槽３２２から第１槽３２１へ水が逆流し、浄水フィルタ３２３の表面に堆積した不純物が第１槽３２１に戻される。このとき、第１電磁弁３３が流路を開けることによって、浄水フィルタ３２３に堆積した不純物を除去しながら第１槽３２１内の水を排出することができる。
【００４５】
＜水の加熱＞
タンク２３は室外に置かれているので、冬季にタンク２３内の水が凍結する可能性がある。本実施形態では、凍結防止の手段として、室内熱交換器１５から室外熱交換器１３へ向う冷媒配管１７をタンク２３の底面に接触させ、冷媒配管１７を流れる冷媒とタンク２３内の水との間で熱交換させている。図４に示すように、冷媒配管１７は、第３熱交換器２７に接続されている。第３熱交換器２７は、蛇行するように曲げ加工された銅管であり、タンク２３の外底面に接触している。図１において、冷媒配管１７に流れる冷媒の温度は、第３熱交換器２７に入る直前で２０℃程度あるので、タンク２３の水温は１０℃〜１５℃程度に保たれ凍結が防止される。第３熱交換器２７は、構造が簡単でありヒーター等を使用するよりも低コストである。
【００４６】
＜空気調和装置の動作＞
空気調和装置１は、四路切換弁１２で冷媒の流路を変更することによって冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる。本実施形態では、冷媒回路が暖房運転用の回路になっている場合について説明する。
【００４７】
暖房運転時において、四路切換弁１２は、図１の実線で示す流路を成し、圧縮機１１と室内熱交換器１５とが連通し、室内熱交換器１５および室外熱交換器１３はそれぞれ放熱器および蒸発器として機能する。すなわち、圧縮機１１より吐出された高温・高圧の冷媒が室内熱交換器１５に導入され、室内空気と熱交換して温度が低下し、中温・高圧の状態になる。室内熱交換器１５を出た冷媒は、第３熱交換器２７に入る。
【００４８】
冷媒が第３熱交換器２７内を通過する間に、冷媒の熱量の一部がタンク２３内の水に移動し冷媒が過冷却される。一方、タンク２３の水は冷媒から熱量を得ているので、水温は一定の温度範囲に維持され凍結することがない。
【００４９】
冷媒は、第３熱交換器２７を経て膨張弁１４に至る。冷媒は膨張弁１４で減圧されて室外熱交換器１３に導入され、冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器１３を出た冷媒は、再び圧縮機１１に吸入される。
【００５０】
＜第１変形例＞
上記実施形態では、室内熱交換器１５から室外熱交換器１３に向う冷媒配管１７は一本であるが、２本に分割してもよい。図６は、本発明の実施形態の第１変形例に係る空気調和装置の構成図である。図６において、第１分岐管１７ａには、第３熱交換器２７と逆止弁２８とが接続されている。逆止弁２８は、冷房運転時に冷媒が室外熱交換器１３から第３熱交換器２７へ流れることを防止する。第２分岐管１７ｂには、逆止弁２９が接続されている。逆止弁２９は、暖房運転時に冷媒が室内熱交換器１５から室外熱交換器１３に流れることを防止する。
【００５１】
したがって、暖房運転時は、室内熱交換器１５を出た冷媒は第１分岐管１７ａに入り第３熱交換器２７を経由して室外熱交換器１３に流れる。冷房運転時は、タンク２３内の水を暖める必要がないので、室外熱交換器１３を出た冷媒は第２分岐管１７ｂを経由して室内熱交換器１５へ流れる。このように、冷媒配管１７が分割されることによって、冷媒が運転条件に応じて効率よく流通する。
【００５２】
＜第２変形例＞
また、暖房運転時であっても、外気温が高くタンク２３内の水を加温する必要がない場合もあるので、外気温が低いときだけ冷媒を第３熱交換器２７に流すようにしてもよい。図７は、本発明の実施形態の第２変形例に係る空気調和装置の構成図である。図７において、暖房運転時、室内熱交換器１５を出た冷媒は、冷媒配管１７を通過し三方弁７０に入る。外気温が低くタンク２３内の水が凍結する可能性がある場合は、制御部４が三方弁７０を制御して冷媒を第１分岐管１７ａ側に流し第３熱交換器２７を経由させて室外熱交換器１３へ向わせる。外気温が高くタンク２３内の水が凍結する可能性がない場合は、制御部４が三方弁７０を制御して冷媒を第２分岐管１７ｂへ流し室外熱交換器１３へ向わせる。このように、外気温に応じて三方弁７０で冷媒の流路を変更することで、冷媒が効率よく流通することができる。
【００５３】
＜第３変形例＞
上記実施形態では、第３熱交換器２７をタンク２３の外底面に接触させる構造を採用しているが、これに限定されるものではない。第３熱交換器２７は、銅管を曲げ加工した簡単な構造であり占有体積が小さいので、タンク２３内に収納された構造を採用してもよい。これによって、冷媒と水との熱交換性能が向上する。さらに、タンク２３の外にあった第３熱交換器２７がタンク２３内に収納されるので、室外ユニット２がより小型化する。
【００５４】
＜特徴＞
（１）
空気調和装置１では、加湿手段２１が、室内熱交換器１５が置かれた室内を加湿する。加湿手段２１に使用される水は、室外熱交換器１３で発生する結露水であり、タンク２３に貯留されている。タンク２３の底面には第３熱交換器２７が接触しており、そこには室内熱交換器１５から室外熱交換器１３に向う冷媒が流れ、その冷媒とタンク２３内の水との間で熱交換が行われる。このため、室内熱交換器１５から室外熱交換器１３に向う冷媒の熱がタンク内の水へ移動するので、タンク２３内の水は低外気であっても水温が氷点下にならず凍結しない。また、第３熱交換器２７は、冷媒回路の過冷却用熱交換器として働き性能向上に寄与する。
【００５５】
（２）
空気調和装置１では、タンク２３の内部に紫外線ランプ３７が設けられているので、タンク２３内に雑菌が繁殖せず水が清浄に保たれ、加湿の際に雑菌が拡散することがない。
【００５６】
（３）
空気調和装置１は、タンク２３に貯留される水を浄化する浄水槽３２をさらに備えている。浄水槽３２は、浄水前の水を貯留する第１槽３２１と浄水後の水を貯留する第２槽３２２とを浄水フィルタ３２３で仕切っている。浄水後の水が浄水フィルタ３２３を通して浄水前の水側へ強制的に流されることによって、浄水フィルタが清掃される。このため、浄水フィルタ３２３のメンテナンスが簡単であり、使い勝手が良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明によれば、冬季でもタンクに貯留された水が凍結しないので、加湿手段の水を室外に配置するタイプの空気調和装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る空気調和装置の構成図。
【図２】空気調和装置の室外ユニットの内部を示す斜視図。
【図３】（ａ）室外ユニットの背面図。（ｂ）ドレンパンの斜視図。
【図４】タンクの斜視図。
【図５】水の循環経路を示す回路図。
【図６】本発明の実施形態の第１変形例に係る空気調和装置の構成図。
【図７】本発明の実施形態の第２変形例に係る空気調和装置の構成図。
【符号の説明】
【００５９】
１  空気調和装置
１３  室外熱交換器
１４  膨張機構
１５  室内熱交換器
１７  冷媒配管
２１  加湿手段
２３  タンク
２５  ポンプ
２７  第３熱交換器
３２  浄水槽
３７  紫外線ランプ
３２３  浄水フィルタ
【図１】
2008180427.tif 000003
【図２】
2008180427.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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