(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒熱交換器と温水熱交換器と気化式加湿器とを備え、加湿暖房運転を可能に構成した空気調和装置において、
前記温水熱交換器と給湯用の水を加熱する熱源機との間で、前記熱源機で加熱された温水が循環する構成とすると共に、前記気化式加湿器には前記熱源機へ供給される給水の一部が導かれる構成とすることによって、前記気化式加湿器、前記温水熱交換器と前記熱源機との間における循環系統、及び、給湯で用いられる水を同一の給水源から供給する構成とし、
加湿暖房運転で運転を立ち上げる場合、冷媒熱交換器と温水熱交換器とを用いて無加湿暖房運転を行い、室内温度が設定温度に到達した後、無加湿暖房運転から加湿暖房運転に移行させる制御手段を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
上記無加湿暖房運転時には温水熱交換器に高温の温水を供給する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
冷媒熱交換器と温水熱交換器と気化式加湿器とを備え、加湿暖房運転を可能に構成し、かつ、前記温水熱交換器と給湯用の水を加熱する熱源機との間で、前記熱源機で加熱された温水が循環する構成とすると共に、前記気化式加湿器には前記熱源機へ供給される給水の一部が導かれる構成とすることによって、前記気化式加湿器、前記温水熱交換器と前記熱源機との間における循環系統、及び、給湯で用いられる水を同一の給水源から供給する構成とした空気調和装置を制御して、加湿暖房運転で運転を立ち上げる場合、冷媒熱交換器と温水熱交換器とを用いて無加湿暖房運転を行い、室内温度が設定温度に到達した後、無加湿暖房運転から加湿暖房運転に移行させることを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項４】
上記無加湿暖房運転時には温水熱交換器に高温の温水を供給することを特徴とする請求項３記載の空気調和装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒熱交換器と温水熱交換器と気化式加湿器とを備えた空気調和装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷媒熱交換器と温水熱交換器と気化式加湿器とを備え、加湿暖房運転を可能に構成した空気調和装置が知られている。この種のものでは、空気調和装置の運転を暖房運転で立ち上げる場合、冷媒熱交換器と温水熱交換器とを用いて暖房運転を行うと同時に、立ち上げ時から気化式加湿器を用いて加湿運転（以下、加湿暖房運転という。）を行うのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、加湿暖房運転の立ち上げ時から気化式加湿器を用いて加湿運転を行うため、乾球の上昇能力が低下して、設定温度に至るまでの立ち上がり時間が増大するという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、空気調和装置の運転を加湿暖房運転で立ち上げた場合であっても、短時間の内に室内温度を設定温度に到達させることができる空気調和装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、冷媒熱交換器と温水熱交換器と気化式加湿器とを備え、加湿暖房運転を可能に構成した空気調和装置において、前記温水熱交換器と給湯用の水を加熱する熱源機との間で、前記熱源機で加熱された温水が循環する構成とすると共に、前記気化式加湿器には前記熱源機へ供給される給水の一部が導かれる構成とすることによって、前記気化式加湿器、前記温水熱交換器と前記熱源機との間における循環系統、及び、給湯で用いられる水を同一の給水源から供給する構成とし、加湿暖房運転で運転を立ち上げる場合、冷媒熱交換器と温水熱交換器とを用いて無加湿暖房運転を行い、室内温度が設定温度に到達した後、無加湿暖房運転から加湿暖房運転に移行させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、上記無加湿暖房運転時には温水熱交換器に高温の温水を供給する手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、冷媒熱交換器と温水熱交換器と気化式加湿器とを備え、加湿暖房運転を可能に構成し、かつ、前記温水熱交換器と給湯用の水を加熱する熱源機との間で、前記熱源機で加熱された温水が循環する構成とすると共に、前記気化式加湿器には前記熱源機へ供給される給水の一部が導かれる構成とすることによって、前記気化式加湿器、前記温水熱交換器と前記熱源機との間における循環系統、及び、給湯で用いられる水を同一の給水源から供給する構成とした空気調和装置を制御して、加湿暖房運転で運転を立ち上げる場合、冷媒熱交換器と温水熱交換器とを用いて無加湿暖房運転を行い、室内温度が設定温度に到達した後、無加湿暖房運転から加湿暖房運転に移行させることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のものにおいて、上記無加湿暖房運転時には温水熱交換器に高温の温水を供給することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【００１１】
この図１に示すように、空気調和装置１０は室外ユニット１１、室内ユニット１２及び給湯ユニット１３を有してなり、室外ユニット１１の室外冷媒配管１４と室内ユニット１２の室内冷媒配管１５とが、連結配管１６及び１７を介して連結されている。上記室外ユニット１１は室外に配置され、室外冷媒配管１４に圧縮機１８が配設され、この室外冷媒配管１４における圧縮機１８の吸込側にアキュムレータ１９が接続され、吐出側に四方弁２０が接続されている。
【００１２】
この四方弁２０は冷房運転時に実線で示すように切り替えられ、暖房運転時に点線で示すように切り替えられる。
【００１３】
図示しない制御装置は、同じく図示しないリモートコントローラ等により冷房運転が選択して指令された場合には、室外ユニット１１の圧縮機１８を起動させる。これにより、圧縮機１８から吐出された冷媒は、実線の矢印で示すように、四方弁２０を経て、室外熱交換器２１に流入し、ここから流出した冷媒は、電動膨張弁２２を経た後、連結配管１７を介して、室内ユニット１２に流入する。そして、室内冷媒熱交換器２３、連結配管１６、四方弁２０の順に流れ、アキュムレータ１９を経て圧縮機１８に戻される。これにより、室内冷媒熱交換器２３が蒸発器として機能し、この室内冷媒熱交換器２３により、室内ユニット１２内へ導かれた室内空気が冷却されて室内を冷房する。
【００１４】
また、リモートコントローラ等により暖房運転が選択して指令された場合には、圧縮機１８から吐出された冷媒は、点線の矢印で示すように、四方弁２０を経て、連結配管１６を通って室内ユニット１２に流入する。そして、室内冷媒熱交換器２３、連結配管１７、電動膨張弁２２の順に流れ、室外熱交換器２１に流入し、ここから流出した冷媒は、四方弁２０を経た後、アキュムレータ１９を経て圧縮機１８に戻される。これにより、室内冷媒熱交換器２３が凝縮器として機能し、この室内冷媒熱交換器２３により、室内ユニット１２内へ導かれた室内空気が加熱されて室内を暖房する。
【００１５】
本実施形態では、室内ユニット１２に対し、室内冷媒熱交換器２３のほかに室内温水熱交換器２４を備えて構成される。
【００１６】
これらの室内冷媒熱交換器２３及び室内温水熱交換器２４により室内熱交換器２５が構成される。また、室内ユニット１２内では、室内熱交換器２５近傍に、この室内熱交換器２５へ室内空気を送風する、送風機（クロスフローファン）２６が配置されている（図２参照）。
【００１７】
前記給湯ユニット１３は熱源機２７を有し、この熱源機２７は、熱源機給水配管２８から供給された給水を加熱して温水を作る。この温水は、図示しない蛇口から外部へ放出可能とされるとともに、室内ユニット１２の室内温水熱交換器２４と熱源機２７との間で循環可能とされる。
【００１８】
つまり、熱源機２７と室内温水熱交換器２４は、熱源機２７から室内温水熱交換器２４へ温水を送る温水往き配管２９と、室内温水熱交換器２４から熱源機２７へ温水を戻す温水戻り配管３０とによって接続される。
【００１９】
そして、温水往き配管２９に、この温水往き配管２９内を流れる温水の流量を調整する流量可変弁３１が配設されている。熱源機２７から室内温水熱交換器２４へ温水が供給されることによって、この室内温水熱交換器２４を通過する室内空気が熱交換により加熱される。
【００２０】
図示しないリモートコントローラ等により暖房運転が選択して指令された場合には、上述したように、圧縮機１８からの冷媒を、室内冷媒熱交換器２３に導いて、この室内冷媒熱交換器２３で凝縮させて室内を暖房するとともに、温水往き配管２９に接続された流量可変弁３１を開弁操作させて、熱源機２７からの温水を室内温水熱交換器２４との間で循環させて、この室内温水熱交換器２４により、クロスフローファン２６によって室内ユニット１２内に導かれた室内空気を加熱して室内を暖房する。
【００２１】
ここで、制御装置は、上述の冷房運転または暖房運転において、室内ユニット１２に設置された室温センサ３２により検出された室内温度が、リモートコントローラ等により設定された設定温度とほぼ一致するように、上記冷房運転または暖房運転を制御する。
【００２２】
図２に示すように、室内ユニット１２は部屋の壁等に取り付けられる。この室内ユニット１２は、主に背面側をリアケーシング３５が覆い、主に前面側をフロントケーシング３６が覆う。これらのリアケーシング３５とフロントケーシング３６とがケーシングを構成し、このケーシングに囲まれた空間内に室内冷媒熱交換器２３、室内温水熱交換器２４及びクロスフローファン２６が収納される。フロントケーシング３６には空気吸込口３７Ａ、３７Ｂ及び３７Ｃが形成されるとともに、このフロントケーシング３６は、リアケーシング３５に対し着脱または開閉可能に構成される。また、リアケーシング３５とフロントケーシング３６との間に空気吹出口３８が形成される。
【００２３】
室内冷媒熱交換器２３は、３つの熱交換部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃに分割されている。ケーシングの内部に形成された前面側空間Ａには、第一熱交換部２３Ａが配置され、上面側空間Ｂには、図中でハの字形に第二、第三熱交換部２３Ｂ，２３Ｃが配置され、第三熱交換部２３Ｃの一次側には、室内温水熱交換器２４が重ねて配置されている。そして、これら熱交換器２３，２４の内側にクロスフローファン２６が配置されている。
【００２４】
第一熱交換部２３Ａと第二熱交換部２３Ｂのドレンは前面ドレン受け４１で受けられ、第三熱交換部２３Ｃと室内温水熱交換器２４のドレンは背面ドレン受け４３で受けられる。
【００２５】
この背面ドレン受け４３は下がり勾配を有した排水路（図示せず）を介して前面ドレン受け４１に連通している。
【００２６】
また、図２中でハの字形に配置された第二、第三熱交換部２３Ｂ，２３Ｃの間に隙間が形成され、この隙間には、上記クロスフローファン２６で吸引される空気の流れ方向に沿って、気化式加湿器４５が挿入配置されている。この気化式加湿器４５は、図４に示すように、第二熱交換部２３Ｂの幅一杯に延在するケース４６と、このケース４６内に着脱自在に挿入される加湿フィルタ４７とを備えて構成される。
【００２７】
このケース４６は、第二、第三熱交換部２３Ｂ，２３Ｃの上縁に係止されるフランジ（隙間シール部）５１，５２を備え、このフランジ５１，５２は例えば軟質樹脂で構成され、このフランジ５１，５２により第二、第三熱交換部２３Ｂ，２３Ｃの隙間が密閉シールされる。よって、第二、第三熱交換部２３Ｂ，２３Ｃの隙間からの空気漏れはない。
【００２８】
上記ケース４６には、図２及び図３に示すように、ドーム状頭部４６Ａが形成され、このドーム状頭部４６Ａ内に注水管４６Ｂが配設されている。この注水管４６Ｂは、図４に示すように、配管５３を介して、熱源機２７へ供給される給水の一部を導く加湿給水配管４０（図１）が接続され、この加湿給水配管４０には熱動弁４４が接続されている。
【００２９】
この加湿給水配管４０は、熱源機２７から温水熱交換器２４へ温水を送る温水往き配管２９と、温水熱交換器２４から熱源機２７へ温水を戻す温水戻し配管３０との少なくとも一方に接触して配設されることが望ましい。
【００３０】
注水管４６Ｂからの温水は、ドーム状頭部４６Ａのドーム形状内壁に衝突した後、このドーム形状に沿って流出し、傾斜して配置された加湿フィルタ４７に滴下される。ここに滴下された温水は、熱交換器２３，２４を経た暖気を加湿し、残留水（ドレン）は、残留水受け部４６Ｃに受けられる。この残留水受け部４６Ｃに集められた残留水は、残留水水路４６Ｄを通じて、第三熱交換部２３Ｃの背面ドレン受け４３に回収され、ここから下がり勾配を有した排水路（図示せず）を介して前面ドレン受け４１に回収される。
【００３１】
なお、残留水水路４６Ｄは、図４からも明らかなように、風路内に突出しないように、上記ケース４６の両端部に形成される。
【００３２】
上記加湿フィルタ４７は、フィルタホルダー４８に収納され、このフィルタホルダー４８には把手４８Ａが形成される。そして、図３に示すように、フロントケーシング３６を開いた場合、ケーシングの前面にはこの加湿フィルタ４７がフィルタホルダー４８ごと取出し可能に臨んでいる。
【００３３】
加湿フィルタ４７は、スポンジ等のように水分を含みやすい材質から構成される。この加湿フィルタ４７を空気が通過する時に、加湿フィルタ４７内の水が自然蒸発されて、空気吹出口３８から室内へ吹き出される空気が加湿される。この加湿は、主に空気調和装置１０の暖房運転時に実施される。
【００３４】
この加湿フィルタ４７へ給水する前記加湿給水配管４０は、図１に示すように、熱源機給水配管２８から分岐されたものであり、熱源機給水配管２８へ供給される前の清浄な給水を加湿フィルタ４７へ導く。また、この加湿給水配管４０には、この加湿給水配管４０内を流れる水の流量を調整する熱動弁４４が配設されている。この熱動弁４４の開度調整により、加湿フィルタ４７へ供給される水の供給量が制御される。
【００３５】
図示しない制御装置は、同じく図示しないリモートコントローラ等により加湿暖房運転が選択して指令されたとき、熱動弁４４を開弁操作する。熱動弁４４が開弁操作された後、熱動弁４４の開弁と閉弁とは交互に繰り返されるが、開弁指令が出力されている最中に、図示を省略した排水路に所定量の水が流れ出た場合、この水はドレンとして捨て去られる。
【００３６】
本空気調和装置の運転を加湿暖房運転で立ち上げる場合、図示しない制御装置によって、まず、室内冷媒熱交換器２３と室内温水熱交換器２４とを用いて無加湿による上述した暖房運転を行い、室温が設定温度に到達した後、この暖房運転を継続させながら、熱動弁４４を開弁操作して、無加湿暖房運転から気化式加湿器４５を用いての加湿暖房運転に移行させる。
【００３７】
この場合、室温が設定温度に到達するまでの間、室内温水熱交換器２４にはかなり高温（例えば８０℃）の温水を供給することが望ましい。すなわち、空気調和装置の制御装置から熱源機２７の制御手段に指令を送り、この熱源機２７の出力を高めて高温の温水を生成し、これを温水往き配管２９に接続された流量可変弁３１を通じて室内温水熱交換器２４との間で循環させる。
【００３８】
本実施形態では、室温が設定温度に到達するまでの間、室内冷媒熱交換器２３と室内温水熱交換器２４とを用いて無加湿による暖房運転が行われるため、室内の乾球温度を迅速に上昇させることができ、室温が設定温度に到達した後は、気化式加湿器４５を用いての加湿暖房運転に切り替わるため、室内の湿球温度を上昇させることができ、快適環境が創出される。
【００３９】
図５は、本実施形態に従う制御結果を示し、図６は、従来の制御結果を示している。ちなみに、図６の制御は、加湿暖房運転が選択された場合、運転立ち上げの最初から加湿を伴う暖房運転が実行される。
【００４０】
各図の比較から明らかなように、本実施形態による制御が行われると、従来の制御と比較して、設定温度に至るまでの立ち上がり時間を、例えば２２分から１７分のように５分程度短縮できる。
【００４１】
本実施形態では、加湿暖房運転の立ち上げ時に、室内温水熱交換器２４に供給される温水の温度を高めることが可能である。これによれば、室内の乾球温度をきわめて短時間の内に上昇させることができ、その後、気化式加湿器４５を用いての加湿暖房運転に切り替えれば、室内の湿球温度を上昇させることができ、冬期の暖房をより快適に設定することができる。
【００４２】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、第一熱交換部２３Ａと第二熱交換部２３Ｂとの間に隙間を形成し、そこに気化式加湿器４５を挿入配置してもよい。
【００４４】
加湿給水配管４０は、温水往き配管２９及び温水戻り配管３０の両者に接触されるものを述べたが、これら温水往き配管２９と温水戻り配管３０のいずれか一方に接触されてもよい。また、上記空気調和装置１０では、給湯ユニット１３は室外ユニット１１と別体に設置されたものを述べたが、室外ユニット１１内に配置されてもよい。更に、熱動弁４４は、制御装置により開度が調整される通常の制御弁であってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明では、従来の制御と比較して、加湿暖房運転時における設定温度に至るまでの立ち上がり時間の短縮がはかられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の空気調和装置の室内ユニットを示す断面図である。
【図３】図１の空気調和装置の室内ユニットを示す断面図である。
【図４】熱交換器及び加湿器の分解斜視図である。
【図５】本実施形態による制御結果を示す図である。
【図６】従来の制御結果を示す図である。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  室外ユニット
１３  給湯ユニット
２３  室内冷媒熱交換器
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ  熱交換部
２４  室内温水熱交換器
４５  気化式加湿器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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