(57)【要約】【課題】熱媒体を通流させる配管部の汚れや劣化を防止しながら、凝縮水と熱媒体との熱交換を行うこと。【解決手段】供給される熱媒体Ｎと空調用空気Ａを熱交換させる空調用熱交換部１と、その空調用熱交換部１と冷熱源の間で熱媒体Ｎを循環させる状態で前記空調用熱交換部１に熱媒体Ｎを循環供給する熱媒体循環供給部２と、前記空調用熱交換部１にて生じる凝縮水Ｇを貯留する凝縮水貯留部９とが備えられ、前記熱媒体循環供給部２には、前記凝縮水貯留部９の外面部に配置されて、前記凝縮水貯留部９に貯留する凝縮水Ｇと熱交換可能に熱媒体Ｎを通流させる熱交換用配管部１２が備えられている。【選択図】図１
2016180574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される熱媒体と空調用空気を熱交換させる空調用熱交換部と、その空調用熱交換部と冷熱源の間で熱媒体を循環させる状態で前記空調用熱交換部に熱媒体を循環供給する熱媒体循環供給部と、前記空調用熱交換部にて生じる凝縮水を貯留する凝縮水貯留部とが備えられ、前記熱媒体循環供給部には、前記凝縮水貯留部の外面部に配置されて、前記凝縮水貯留部に貯留する凝縮水と熱交換可能に熱媒体を通流させる熱交換用配管部が備えられている空調装置。
【請求項２】
前記空調用熱交換部は複数備えられ、前記熱媒体循環供給部は、前記冷熱源からの熱媒体を複数の前記空調用熱交換部の夫々に循環供給自在に構成され、複数の前記空調用熱交換部の夫々に対して、前記凝縮水貯留部及び前記熱交換用配管部が備えられている請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記熱交換用配管部は、前記凝縮水貯留部における底部の外面部に配置されている請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記熱交換用配管部は、前記凝縮水貯留部における配置対象の外面部の略全体に亘って配置されている請求項３に記載の空調装置。
【請求項５】
前記熱交換用配管部は、前記熱媒体循環供給部において熱媒体を前記空調用熱交換部に供給する往き部位に配置されている請求項１〜４の何れか１項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給される熱媒体と空調用空気を熱交換させる空調用熱交換部を備え、その空調用熱交換部にて熱交換された空調用空気を空調対象空間に供給することで、空調対象空間の空調を行う空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の空調装置として、例えば、圧縮機、空調用熱交換部、室外熱交換部、膨張弁等により圧縮式冷凍サイクルが構成されており、この冷凍サイクルによって熱媒体としての冷媒の相変化による吸熱作用を利用して、空調用熱交換部において冷媒にて空調用空気を冷却し、その冷却された空調用空気を空調対象空間に供給しているものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。また、空調用熱交換部に供給する熱媒体については、相変化を伴う冷媒以外に、相変化を伴わない水を熱媒体とする空調装置も知られている。
【０００３】
このような空調装置では、空調用熱交換部での熱交換によって生じる凝縮水（ドレン水）は、比較的低温であることから、結露が生じないようにその排水路に保温処置を施すことが求められる。よって、保温処置を施す必要のある流路長さが長くなると、大変手間がかかるとともに、コストの上昇も招いてしまう。そこで、上記特許文献１、２に記載の装置では、このような不都合を解消すべく、空調用熱交換部での熱交換によって生じた凝縮水を、冷凍サイクルにおける冷媒にて加熱することで、凝縮水を温度上昇させたのち排水している。
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置では、空調用熱交換部での熱交換によって生じる凝縮水を貯留する凝縮水貯留部と、その凝縮水貯留部に貯留する凝縮水をドレン排出管に導くドレン溝及びドレン溜とが備えられ、冷凍サイクルにおける冷媒回路は、ドレン溝とドレン溜の少なくとも一方の内部に配置されて、ドレン溝とドレン溜の少なくとも一方の凝縮水と熱交換可能な冷媒配管部を備えている。これにより、ドレン溝及びドレン溜の少なくとも一方の内部に存在する凝縮水と冷媒配管部を通流する冷媒とを熱交換させて、冷媒にて凝縮水を加熱している。
【０００５】
上記特許文献２に記載の装置では、空調用熱交換部での熱交換によって生じる凝縮水を貯留する凝縮水貯留部が備えられ、冷凍サイクルにおける冷媒回路は、凝縮水貯留部の内部に配置されて、凝縮水貯留部の凝縮水と熱交換可能な冷媒配管部を備えている。これにより、凝縮水貯留部の内部に存在する凝縮水と冷媒配管部を通流する冷媒とを熱交換させて、冷媒にて凝縮水を加熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２６３７１３号公報
【特許文献２】特開平０４−３０６４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１、２に記載の装置では、凝縮水と冷媒（熱媒体）を熱交換させるために、凝縮水を貯留する凝縮水貯留部に冷媒（熱媒体）を通流させる配管部を配置しているが、その配管部の配置位置が、凝縮水貯留部の内部となっている。よって、配管部が凝縮水に浸されており、凝縮水に含まれる異物等が汚れとして配管部に付着したり、その異物等と配管部とが接触することで配管部の劣化を生じることがあり、冷媒（熱媒体）を通流させる配管部の耐久性の面で問題を生じる可能性があった。
【０００８】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、熱媒体を通流させる配管部の汚れや劣化を防止しながら、凝縮水と熱媒体との熱交換を行うことができる空調装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１特徴構成は、供給される熱媒体と空調用空気を熱交換させる空調用熱交換部と、その空調用熱交換部と冷熱源の間で熱媒体を循環させる状態で前記空調用熱交換部に熱媒体を循環供給する熱媒体循環供給部と、前記空調用熱交換部にて生じる凝縮水を貯留する凝縮水貯留部とが備えられ、前記熱媒体循環供給部には、前記凝縮水貯留部の外面部に配置されて、前記凝縮水貯留部に貯留する凝縮水と熱交換可能に熱媒体を通流させる熱交換用配管部が備えられている点にある。
【００１０】
本特徴構成によれば、凝縮水貯留部に貯留する凝縮水と熱交換用配管部を通流する熱媒体とが熱交換されるので、専用の熱交換器を備えることなく、凝縮水貯留部と熱交換用配管部を備えるだけでよく、構成の簡素化及びコストの低減を図ることができる。しかも、熱交換用配管部は、凝縮水貯留部の外面部に配置されているので、凝縮水貯留部に貯留する凝縮水に浸ることなく、熱媒体を通流させる配管部の汚れや劣化を防止しながら、凝縮水と熱媒体との熱交換を行うことができる。凝縮水と熱媒体との熱交換によって、凝縮水は温度上昇するので、凝縮水の結露防止のための保温処置の簡素化を図ることができるとともに、熱媒体は凝縮水によって冷却されることから、熱媒体によって凝縮水が有する冷熱を回収でき、冷房能力の向上を図ることができる。
【００１１】
本発明の第２特徴構成は、前記空調用熱交換部は複数備えられ、前記熱媒体循環供給部は、前記冷熱源からの熱媒体を複数の前記空調用熱交換部の夫々に循環供給自在に構成され、複数の前記空調用熱交換部の夫々に対して、前記凝縮水貯留部及び前記熱交換用配管部が備えられている点にある。
【００１２】
本特徴構成によれば、例えば、複数の店舗を有する商業設備等の大型設備のように、空調対象空間が大きな空間であっても、複数の空調用熱交換部の夫々から空調用空気を供給することで、空調対象空間を適切に冷房することができる。しかも、複数の空調用熱交換部の夫々において生じる凝縮水から冷熱を回収することができ、冷房能力の向上を効果的に図ることができる。
【００１３】
本発明の第３特徴構成は、前記熱交換用配管部は、前記凝縮水貯留部における底部の外面部に配置されている点にある。
【００１４】
本特徴構成によれば、凝縮水貯留部の貯留量が減少しても、凝縮水貯留部の底部に貯留する凝縮水と熱媒体との熱交換が行われるので、凝縮水と熱媒体との熱交換を適切に行うことができ、凝縮水の温度上昇と凝縮水の冷熱回収を効果的に行える。
【００１５】
本発明の第４特徴構成は、前記熱交換用配管部は、前記凝縮水貯留部における配置対象の外面部の略全体に亘って配置されている点にある。
【００１６】
本特徴構成によれば、熱交換用配管部が、凝縮水貯留部における配置対象の外面部の略全体に亘って配置されているので、熱交換用配管部としては、凝縮水と熱媒体との熱交換を十分に行えるだけでの配管長さを有している。これにより、凝縮水と熱媒体との熱交換を適切に行うことができ、凝縮水の温度上昇と凝縮水の冷熱回収を効果的に行える。
【００１７】
本発明の第５特徴構成は、前記熱交換用配管部は、前記熱媒体循環供給部において熱媒体を前記空調用熱交換部に供給する往き部位に配置されている点にある。
【００１８】
例えば、熱媒体を冷媒とする場合には、圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮器に供給したのち、膨張弁にて減圧して空調用熱交換部に供給することで、空調用熱交換部において冷媒にて空調用空気を冷却することができる。そこで、本特徴構成によれば、膨張弁の手前部位等、空調用熱交換部に供給する往き部位に熱交換用配管部を配置することで、比較的高温の冷媒と凝縮水を熱交換させることができる。よって、冷媒と凝縮水との温度差を適切に設けることができ、冷媒と凝縮水との熱交換を効果的に行うことができ、凝縮水の温度上昇を効果的に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】空調装置の概略構成図
【図２】凝縮水貯留部と熱交換用配管部とを示す斜視図
【図３】複数の室内ユニットを備えた空調装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る空調装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
この空調装置は、図１に示すように、供給される熱媒体Ｎと空調用空気Ａを熱交換させる空調用熱交換部１と、その空調用熱交換部１と冷熱源の間で熱媒体Ｎ（例えば、冷媒）を循環させる状態で空調用熱交換部１に熱媒体Ｎを循環供給する熱媒体循環供給部２とが備えられている。
【００２１】
この空調装置には、室外ユニット３と空調対象空間に対応して配置される室内ユニット４とが備えられている。室外ユニット３には、図示は省略するが、圧縮機、室外空気と熱媒体Ｎとを熱交換させる室外用熱交換部が備えられており、室内ユニット４には、膨張弁５、空調用熱交換部１が備えられている。熱媒体循環供給部２は、圧縮機、室外用熱交換部、膨張弁５、空調用熱交換部１の順に熱媒体Ｎ（冷媒）を循環供給する冷媒回路にて構成されている。
【００２２】
熱媒体循環供給部２は、室外ユニット３から室内ユニット４の空調用熱交換部１に熱媒体Ｎを供給する往き路６と、室内ユニット４の空調用熱交換部１から室外ユニット３に熱媒体Ｎを供給する戻り路７とを備えている。
【００２３】
熱媒体循環供給部２は、圧縮機を作動させることで、室外ユニット３において、圧縮機にて圧縮された熱媒体Ｎを室外用熱交換部に供給して室外空気と熱交換させて、室外用熱交換部を凝縮器として機能させるとともに、室内ユニット４において、室外用熱交換部にて凝縮された熱媒体Ｎを膨張弁５に供給して減圧したのち、空調用熱交換部１に供給して空調用空気Ａと熱交換させて、空調用熱交換部１を蒸発器として機能させている。これにより、空調用熱交換部１において空調用空気Ａが熱媒体Ｎにて冷却され、その冷却された空調用空気Ａを空調対象空間に供給することで、空調対象空間の冷房を行うようにしている。このとき、往き路６は、室外ユニット３における室外用熱交換部からの熱媒体Ｎを室内ユニット４に供給し、膨張弁５を介して空調用熱交換部１に供給しており、戻り路７は、室内ユニット４における空調用熱交換部１からの熱媒体Ｎを室外ユニット３における圧縮機に戻している。
【００２４】
ちなみに、図示は省略するが、熱媒体Ｎを通流させる流路の途中部位に熱媒体Ｎの通流状態を切り替える切替弁（例えば、四方弁）を設け、その切替弁によって、圧縮機、空調用熱交換部１、膨張弁５、室外用熱交換部の順に熱媒体Ｎを循環供給させる状態に切り替えることで、室内ユニット４において空調用熱交換部１を凝縮器として機能させるとともに、室外ユニット３において室外用熱交換部を蒸発器として機能させて、空調対象空間の暖房も行うことができる。
【００２５】
室内ユニット４には、空調用熱交換部１に加えて、空調用熱交換部１に空調用空気Ａを通風させる通風ファン８と、空調用熱交換部１にて生じる凝縮水Ｇを貯留する凝縮水貯留部９と、その凝縮水貯留部９に貯留される凝縮水Ｇを排水路１０に排出する凝縮水ポンプ１１とが備えられ、図外の制御部によって各機器の作動が制御されている。凝縮水ポンプ１１の作動については、空調対象空間の冷房を行う空調運転中に常時作動させておくことができる。これに代えて、例えば、空調運転中において、凝縮水貯留部９に設定量だけ凝縮水が貯留されると、設定時間だけ凝縮水ポンプ１１を作動させることもできる。
【００２６】
通風ファン８は、空調用空気Ａを室内ユニット４内に吸引し、その吸引した空調用空気Ａを空調用熱交換部１に供給している。ここで、室内ユニット４に吸引する空調用空気Ａについては、空調対象空間からの還気、外部からの外気、及び、その還気と外気の混合気等の各種の空気を用いることができる。
【００２７】
凝縮水貯留部９は、空調用熱交換部１での熱交換により発生する凝縮水Ｇを受け入れて貯留するように構成されている。凝縮水貯留部９は、例えば、空調用熱交換部１の直下に配置されており、空調用熱交換部１から落下する凝縮水を貯留するように構成されている。凝縮水貯留部９は、例えば、底部９ａとその底部９ａの端部から上方側に延びる周壁部９ｂとを有して上方側が開放された平面視矩形の皿状に形成されている。
【００２８】
熱媒体循環供給部２の往き路６（空調用熱交換部１への往き部位に相当する）には、凝縮水貯留部９に貯留する凝縮水Ｇと熱交換可能に熱媒体Ｎを通流させる熱交換用配管部１２が備えられている。この熱交換用配管部１２は、往き路６において膨張弁５の手前箇所に配置されている。熱交換用配管部１２は、図２に示すように、凝縮水貯留部９の底部９ａにおける外面部に接触する状態で配置されており、その外面部の略全体に亘って配置されている。熱交換用配管部１２は、凝縮水貯留部９における矩形状の底部９ａの一辺に沿う方向の一端部から他端部まで延びて折り返したのち、その他端部から一端部まで延びて折り返すことを複数回繰り返す形態で、蛇行状に配置されている。
【００２９】
ここで、例えば、熱交換用配管部１２の外形形状を平坦部を有する扁平な形状とし、その平坦部を凝縮水貯留部７の底部７ａにおける外面部に接触させることで、熱交換用配管部１２と凝縮水貯留部７との接触面積を大きくして、凝縮水Ｇと熱媒体Ｎとの熱交換の効率化を図ることができる。
【００３０】
熱媒体Ｎは、熱交換用配管部１２を通流することで、熱交換用配管部１２及び凝縮水貯留部９を介して、凝縮水貯留部９に貯留する凝縮水Ｇと熱交換される。この熱交換によって、凝縮水Ｇが有する冷熱を熱媒体Ｎにて回収することができ、冷却能力の向上を図ることができる。一方、凝縮水Ｇは、その温度が上昇するので、排水路１０では、結露が生じないように保温処置を施すことが求められず、保温処置の省略を図ることができる。ちなみに、凝縮水貯留部９及び熱交換用配管部１２は、熱伝導性を有しており、熱伝導性の高い金属製等の材料にて製作することで、凝縮水Ｇと熱媒体Ｎの熱交換を効率よく行うことができる。
【００３１】
凝縮水Ｇと熱媒体Ｎとを熱交換させるために、凝縮水貯留部９を利用して熱交換用配管部１２を設けるだけでよいので、専用の熱交換器を備える必要がなく、構成の簡素化及びコストの低減を図ることができる。しかも、熱交換用配管部１２は、凝縮水貯留部９の底部９ａにおける外面部に対して、その略全体に亘って配置されているので、凝縮水Ｇに浸されることなく、凝縮水Ｇと熱媒体Ｎの熱交換を十分に行えるだけの配管長さを有している。よって、熱交換用配管部１２の汚れや劣化を抑制しながら、凝縮水Ｇと熱媒体Ｎの熱交換を適切に行い、保温処理を省略できる程度の温度まで凝縮水Ｇの温度を上昇させることができる。
【００３２】
例えば、複数の店舗を有する商業施設等の大型設備では、図３に示すように、複数の室内ユニット４を分散して配置し、複数の室内ユニット４の夫々から空調用空気Ａを空調対象空間に供給することで、複数の店舗及びそれらを繋ぐ通路等を有する大きな空間を空調対象空間としても、その空調対象空間を適切に冷房できるようにしている。
【００３３】
この場合でも、図１に示すように、複数の室内ユニット４の夫々には、空調用熱交換部１と通風ファン８と凝縮水貯留部９と凝縮水ポンプ１１とが備えられている。凝縮水貯留部９についても、図１と同様に、その底部９ａの外面部に熱交換用配管部１２が配置されている。また、室外ユニット３については、複数の室内ユニット４に対して共通の室外ユニット３が備えられており、熱媒体循環供給部２は、共通の室外ユニット３と複数の室内ユニット４の夫々における空調用熱交換部１とを往き路６及び戻り路７にて接続している。これにより、複数の室内ユニット４からの熱媒体Ｎがまとめられて室外ユニット３に戻されており、室外ユニット３からの熱媒体Ｎが複数の室内ユニット４に分散して供給されている。
【００３４】
複数の室内ユニット４の夫々において凝縮水Ｇが有する冷熱を熱媒体Ｎにて回収しているので、その冷熱を回収した熱媒体Ｎを室外ユニット３に戻すことで、冷房能力の向上を効果的に図ることができる。
【００３５】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、凝縮水ポンプ１１が備えられた例を示しているが、凝縮水ポンプ１１を省略することもできる。この場合には、例えば、排水路１０に高低差を付けることで、この高低差を利用して凝縮水貯留部９の凝縮水Ｇを排水路１０にて排水することができる。
【００３６】
（２）上記実施形態では、熱媒体循環供給部２が、圧縮機、室外用熱交換部（凝縮器）、膨張弁５、空調用熱交換部１（蒸発器）の順に冷媒を循環させる冷媒回路にて構成されているが、例えば、熱媒体を水とし、その水を冷熱源にて冷却し、冷却された水を空調用熱交換部１に循環供給する水循環回路にて構成することもできる。この場合には、冷熱源として、氷蓄熱槽やチラー等の各種の冷熱源を用いることができる。
【００３７】
（３）上記実施形態では、熱交換用配管部１２を、凝縮水貯留部９の底部９ａにおける外面部に配置しているが、凝縮水貯留部９の底部以外の外面部に配置することもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１        空調用熱交換部
２        熱媒体循環供給部
９        凝縮水貯留部
１２      熱交換用配管部
Ａ        空調用空気
Ｇ        凝縮水
Ｎ        熱媒体
【図１】
2016180574.tif 000003
【図２】
2016180574.tif 000004
【図３】
2016180574.tif 000005