JP2002089902A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加湿ユニットを備えた空気調和機において、
運転時の省エネ、室外機の小型化およびコスト削減を図
る。 【解決手段】 室外機ケーシング８０内の加湿ユニット
４と室外空調ユニット５とを仕切る仕切板８１に開口部
９１を設け、開口部９１から室外ファン２９の設置空間
に加湿ロータ５８の一部が突出するように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室外機に併設され
た加湿ユニットにより、室内機側に加湿空気を搬送し
て、室内空気の湿度調整を行うことを可能とした空気調
和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】セパレート型の空気調和機では、室外機
内に配置される室外熱交換器と、室内機内に配置される
室内熱交換器とが冷媒配管で接続され、各熱交換器が冷
媒の凝縮器および蒸発器として作用するように制御する
ことにより冷房運転または暖房運転を行うように構成さ
れている。

【０００３】室外機内には、空気流を生成するための室
外ファンが配置されており、この室外ファンによって外
気を導入し、室外熱交換器の内部を通過する冷媒と空気
との間で熱交換を行う。

【０００４】同様に、室内機にも室内機ケーシング内部
に空気流を生成する室内ファンが配置されており、この
室内ファンのよって室内空気を吸い込んで、室内熱交換
器の内部を通過する冷媒と空気との間で熱交換を行う。

【０００５】一般的に空気調和機の暖房運転では、水分
が供給されないまま室温だけが上がるため、室内の相対
湿度が大幅に低下する場合が多い。このため、空気調和
機に加湿ユニットを設けて室内に加湿空気を供給するこ
とが提案されている。加湿ユニットは、たとえば、空気
中の水分を吸着し、加熱することにより吸着された水分
を離脱するようなゼオライトなどの多孔質の吸湿材料で
円盤形状のロータを構成し、これを回転可能に支持す
る。空気中の水分をロータに吸着させるために外気を導
入してロータの一部を通過する空気流を生成するための
吸湿ファンと、ロータから離脱した水分を含む加湿空気
を室内機側に搬送するための空気流を生成する加湿ファ
ンとを備えている。吸湿ファンによる空気流と加湿ファ
ンによる空気流は、それぞれロータの回転方向に異なる
位置でロータを通過するように構成されており、加湿フ
ァンによる空気流が通過する位置には、ロータを加熱す
るヒータが配置される。

【０００６】吸湿ファンによる空気流中に含まれる水分
はロータの吸湿材料に吸着される。ロータはモータによ
り回転駆動されており、ヒータによる加熱位置では吸着
された水分が離脱し、加湿ファンによる空気流中に水分
を与えることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したような加湿ユ
ニットは、室外機に重ねて設置されるか、あるいは室外
機近傍に設置され、吸湿ファンにより室外から取り込ま
れた空気中の水分をロータに吸着し、吸着した水分を再
度分離して加湿空気として室内機側に搬送する。

【０００８】ここで、室外機に設けられた室外ファン
は、室外熱交換器の内部を通過する冷媒との熱交換を行
うための空気流を生成している。また、加湿ユニットの
吸湿ファンは、ロータによる水分の吸着を行うための空
気流を生成している。室外ファンおよび吸湿ファンは、
いずれも室外空気をケーシング内部に導入して、室外熱
交換器または吸湿ロータを通過後にケーシング外に排気
している。

【０００９】このような室外空調ユニットと加湿ユニッ
トとを１つの室外機ケーシングに収納し、室外ファンお
よび吸湿ファンを共通のものにすることができれば、部
品点数が少なくなってコスト削減をはかることができ、
運転時の省エネおよび室外機の小型化を図ることも可能
となる。

【００１０】本発明の目的は、加湿ユニットを備えた空
気調和機において、運転時の省エネ、室外機の小型化お
よびコスト削減を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空気調和機
は、室外機ケーシングと、室外機ケーシング内に収納さ
れる室外熱交換器と、室外機ケーシング内に収納され、
室外熱交換器との間で熱交換を行う空気流を発生するた
めの室外ファンとを含む室外空調ユニットと、室内に設
置される室内機ケーシングと、室内ケーシング内に収納
される室内熱交換器を含む室内空調ユニットと、室外機
ケーシング内に回動可能に収納され、空気中の水分を吸
着し加熱されることにより吸着した水分を放出する吸湿
材料で構成される吸湿部材と、吸湿部材を回転駆動する
ための駆動手段と、吸湿部材の一部を加熱する加熱手段
と、吸湿部材の加熱手段により加熱された部分から離脱
した水分を空気と混合して室内機ケーシング側に搬送す
る加湿空気搬送手段とを含む加湿ユニットとを備え、吸
湿部材が、加熱手段によって加熱されていない位置が室
外ファンによる空気流中に配置されていることを特徴と
する。

【００１２】この場合、室外空調ユニットに設けられた
室外ファンの空気流中に吸湿部材の一部が位置するよう
にしており、加湿ユニットに吸着ファンを設ける場合に
比して騒音を少なくすることが可能となる。また、モー
タなどの部品点数を少なくして小型化を図ることが可能
となるとともに、コストダウンを図ることが可能とな
る。

【００１３】ここで、室外機ケーシング内に室外空調ユ
ニットと加湿ユニットとを仕切る仕切板を備え、吸湿部
材の一部が仕切板に設けられた開口部から突出された構
成とすることができる。

【００１４】この場合、簡単な構成で吸湿部材の一部を
室外ファンの空気流中に位置させることができ、導入さ
れた空気中の水分を吸湿部材に吸着させることが可能と
なる。

【００１５】また、室外ファンおよび吸湿部材は、水平
方向に支持される回転軸を中心に回転駆動される構成と
することができる。この場合、室外ファンの回転軸と吸
湿部材の回転軸を平行に設定することができ、簡単な構
成で確実に加湿ユニットを構成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】〔空気調和機の外観〕本発明の１
実施形態が採用される空気調和機の外観を図１に示す。

【００１７】この空気調和機１は、室内の壁面などに取
り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３と
備えている。室外機３は、室外熱交換器や室外ファンな
どを収納する室外空調ユニット５と、加湿空気を室内機
２に搬送する加湿ユニット４とを備えている。

【００１８】室内機２内には室内熱交換器が収納され、
室外機３内には室外熱交換器が収納されており、各熱交
換器が冷媒配管６により接続されることにより冷媒回路
を構成している。また、加湿ユニット４と室内機２との
間には、加湿ユニット４からの加湿空気を室内機２側に
供給するための加湿空気用配管７が設けられている。

【００１９】〔冷媒回路の概略構成〕空気調和機１で用
いられる冷媒回路の一例を、図２に示す。室内機２内に
は、室内熱交換器１１が設けられている。この室内熱交
換器１１は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝
熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとからなり、
接触する空気との間で熱交換を行う。

【００２０】また、室内機２内には、室内空気を吸い込
んで室内熱交換器１１との間で熱交換を行った後の空気
を室内に排出するためのクロスフローファン１２が設け
られている。クロスフローファン１２は、円筒形状に構
成され、周面には回転軸方向に羽根が設けられているも
のであり、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。こ
のクロスフローファン１２は、室内機２内に設けられる
ファンモータ１３によって回転駆動される。

【００２１】室外空調ユニット５には、圧縮機２１と、
圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁２２と、圧
縮機２１の吸入側に接続されるアキュムレータ２３と、
四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外
熱交換器２４に接続された電動膨張弁でなる減圧器２５
とが設けられている。減圧器２５は、フィルタ２６およ
び液閉鎖弁２７を介して現地配管３１に接続されてお
り、この現地配管３１を介して室内熱交換器１１の一端
と接続される。また、四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２
８を介して現地配管３２に接続されており、この現地配
管３２を介して室内熱交換器１１の他端と接続されてい
る。この現地配管３１，３２は図１の冷媒配管６に相当
する。

【００２２】室外空調ユニット５内には、室外熱交換器
２４での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペ
ラファン２９が設けられている。このプロペラファン２
９は、ファンモータ３０によって回転駆動される。

【００２３】〔室外機の構成〕室外機３の構成を図３に
示す分解斜視図を用いて説明する。室外機３は、底板４
１、右側板４２、左側板４３、前板４４、保護金網４
６、天板４７、加湿ユニットケーシング４８などを含む
室外機ケーシングを備えている。

【００２４】前板４４の後方には、ファン吸込口４５と
仕切板４９が取り付けられる。また、室外機ケーシング
の後面に位置する保護金網４６の前面には平面視略Ｌ次
形状でなる室外熱交換器２４が取り付けられる。

【００２５】室外熱交換器２４の前面にはファンモータ
台５０が取り付けられており、このファンモータ台には
室外ファンモータ３０が固定される。この室外ファンモ
ータ３０には室外ファン２９が取り付けられる。室外フ
ァン２９は、室外ファンモータ３０により駆動されるこ
とで、ファン吸込口４５、仕切板４９、左側板４３、室
外熱交換器２４および加湿ユニットケーシング４８の底
板によって形成される空間内に負圧を形成し、後面およ
び左側面から導入した空気を室外熱交換器２４と接触さ
せた後、前板４４の前面に排気する。

【００２６】仕切板４９と右側板４２との間には、圧縮
機２１、四路切換弁２２、電動弁２５、液管閉鎖弁２
７、ガス管閉鎖弁２８などの冷媒回路構成部品と、各部
の温度を検出するためのサーミスタ５１などが配置され
ている。右側板４２の右側方には、液管閉鎖弁２７、ガ
ス管閉鎖弁２８を保護するための閉鎖弁カバー５２が取
り付けられる。

【００２７】室外ファン２９の上方には、電装品箱５３
が取り付けられる、この電装品箱５３には、各部を制御
するための回路部品を搭載したプリント基板５４が収納
され、回路部品で生じた熱を放熱するための放熱フィン
５５が取り付けられている。

【００２８】また、圧縮機２１などの冷媒回路部品が収
納されている空間の上部には、万一発火した際に延焼を
防止するための防炎板５６および加湿ユニット側からの
水滴の侵入を防止する防滴板５７が設けられている。

【００２９】加湿ユニットケーシング４８内には、加湿
ロータ５８が配置されている。加湿ロータ５８は、接触
する空気中の水分を吸着し、加熱されることによって吸
着した水分を離脱する性質を有する多孔質のゼオライト
などを円盤形状にしたものであり、加湿ユニットケーシ
ング４８側に設けられるロータ駆動モータ６１の駆動軸
に取り付けられている。ロータ駆動モータ６１の回転軸
は水平方向に支持されており、これに伴って加湿ロータ
５８は水平方向の回転軸を中心に回転する。

【００３０】加湿ロータ５８の前面のうち上半分をほぼ
覆うようにヒータ組立体６４が配置されている。ヒータ
組立体６４は、ヒータ本体６６と、ヒータ本体６６をカ
バーする前部カバー６５と、空気を吸入するための吸入
口６７およびヒータ本体６６で加熱された空気を排出す
る排出口６８を有する後部カバー６９とからなり、ヒー
タ固定板６３を介して加湿ロータ５８の前面に取り付け
られる。

【００３１】加湿ロータ５８の後方であってヒータ組立
体６４に対応する位置に、加湿ファン７０が配置されて
いる。加湿ファン７０は、加湿側連絡ダクト７２に連な
るケーシング内に配置される遠心ファンであり、加湿ロ
ータ５８下方に取り付けられる加湿ファン吸込口７１に
一体的に設けられる。加湿ファン７０は、加湿ロータ５
８を通過した空気を加湿側連絡ダクト７２側に排気し、
加湿ホース７３および加湿空気用配管７を介して室内機
２側に加湿空気を送出する。

【００３２】この加湿ロータ５８は、下半分が室外ファ
ン２９により生成される空気流中に位置するように、室
外空調ユニット５と加湿ユニット４とを仕切る仕切板よ
り室外ファン２９の設置空間側に突出して配置されてい
る。したがって、加湿ロータ５８は、室外ファン２９が
生成する空気流中に位置する部分により、外部から導入
された空気中の水分を吸着し、ヒータ組立体６４の位置
する部分により吸着した水分を分離して、加湿ファン７
０によって加湿空気として室外機側に搬送されることと
なる。

【００３３】加湿ユニットケーシング７５内には、プリ
ント基板７８を内部に収納する電装品箱７６と電装品箱
蓋７７でなる電装品ケーシングおよび電源基板７９など
が配置される。

【００３４】〔加湿ユニットの空気流路〕図４及び図５
に室外機３の簡略化した断面図を示す。加湿ユニット４
は、室外空調ユニット５の上部に配置されており、室外
機ケーシング８０内に一体的に収納されている。室外機
ケーシング８０の内部には、加湿ユニット４と室外空調
ユニット５とを仕切る仕切板８１を備えている。

【００３５】加湿ロータ５８は、回転軸が水平方向にと
なるように固定されたロータ駆動モータ６１によって回
転駆動されるように配置されており、下半分が仕切板８
１に設けられた開口部９１より下方に突出するように構
成されている。

【００３６】室外ファン２９は、室外熱交換器２４と接
触する空気流を生成するように配置されており、この空
気流と室外熱交換器２４内部を通過する冷媒との間で熱
交換が行われる。加湿ロータ５８の下半分は、室外ファ
ン２９が生成する空気流中に位置しており、空気中に含
まれる水分を吸着することとなる。

【００３７】また、加湿ファン７０は、ヒータ組立体６
４によって加熱されて加湿ロータ５８から離脱した水分
を含む空気流を生成し、室内機２側にこの加湿空気を搬
送することとなる。

【００３８】図示した例では、室外熱交換器２４を通過
した空気流が、加湿ロータ５８の下半分に接触するよう
に構成されているが、室外熱交換器２４を加湿ロータ５
８よりも前面に位置するように構成することも可能であ
る。この場合には、暖房運転時において蒸発器として作
用する室外熱交換器２４により空気中に含まれる水分が
凝縮される前に、加湿ロータ５８に空気を接触させるこ
とができるので、水分の吸着を効率よく行うことが可能
となる。

【００３９】また、加湿ファン７０を加湿ロータ５８の
前面に配置して、加湿側の空気流を後方から前方に向け
て生成させるように構成することも可能である。〔加湿
運転制御〕加湿運転モードにおいて、外気の湿度に応じ
て室外ファン２９の回転数を制御し、導入した空気から
の水分の吸着量を調整することが考えられる。この場合
のフローチャートを図６に示す。

【００４０】ステップＳ１１では外気湿度の検出を行
う。室外機３に湿度センサが設けられている場合にはこ
の湿度センサにより外気湿度を検出することが可能であ
る。また、外気温度を検出するための外気温度センサお
よび加湿ロータ通過後の空気温度を検出するためのロー
タ通過後温度センサが設けられているような場合には、
外気温度センサおよびロータ通過後温度センサの検出値
から外気湿度を検出するように構成することができる。

【００４１】ステップＳ１２では、外気湿度が第１の所
定値よりも低いか否かを判別する。外気湿度が第１の所
定値よりも低いと判断した場合にはステップＳ１３に移
行する。ステップＳ１３では、室外ファン２９の回転数
を高く設定する。ここでは、室外ファン２９を駆動する
室外ファンモータ３０をＤＣモータで構成し、この室外
ファンモータ３０に供給される電源周波数を高くするこ
とで回転数を高く設定することが可能となる。

【００４２】ステップＳ１４では、外気湿度が第２の所
定値よりも高いか否かを判別する。この第２の所定値は
第１の所定値よりも大きい値に設定されており、検出さ
れた外気湿度が第２の所定値よりも高い場合にはステッ
プＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、室外ファン
２９の回転数を低く設定する。ここでは、室外ファンモ
ータ３０に供給される電源周波数を低く設定することで
回転数を低く設定することが可能となる。

【００４３】〔トルマリン〕室内機２の空気吹出口周辺
のケーシング部材や各構成部材を、トルマリン粉末が混
合された合成樹脂で構成することができる。また、トル
マリン粉末を含有する塗料をケーシング部材や各構成部
材に塗布するように構成することもできる。さらに、加
湿ユニット４から室内機２に至る加湿空気用配管７内部
や、加湿ユニット４の各構成部品をトルマリン粉末含有
の合成樹脂で構成したり、トルマリン粉末含有の塗料を
塗布したものを用いる構成とすることができる。

【００４４】トルマリンは、水分に触れることにより放
電してマイナスイオンを発生する。このため、室内機２
の室内機２より吹き出される空気中に大量にマイナスイ
オンを含ませることができ、人体に有害な活性酸素の発
生を少なくし、高血圧症などの成人病の予防を行うこと
ができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る空気調和機で
は、室外空調ユニットに設けられた室外ファンの空気流
中に吸湿部材の一部が位置するようにしており、加湿ユ
ニットに吸着ファンを設ける場合に比して騒音を少なく
することが可能となる。また、モータなどの部品点数を
少なくして小型化を図ることが可能となるとともに、コ
ストダウンを図ることが可能となる。

【００４６】請求項２に係る空気調和機では、簡単な構
成で吸湿部材の一部を室外ファンの空気流中に位置させ
ることができ、導入された空気中の水分を吸湿部材に吸
着させることが可能となる。

【００４７】請求項３に係る空気調和機では、室外ファ
ンの回転軸と吸湿部材の回転軸を平行に設定することが
でき、簡単な構成で確実に加湿ユニットを構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態が採用される空気調和機の
外観構成を示す斜視図。

【図２】冷媒回路の説明図。

【図３】室外機の分解斜視図。

【図４】室外機の概略を示す断面図。

【図５】室外機の概略を示す断面図。

【図６】室外ファン制御による加湿運転制御のフローチ
ャート。

【符号の説明】

３ 室外機 ４ 加湿ユニット ５ 室外空調ユニット ５８ 加湿ロータ ６４ ヒータ組立体 ７０ 加湿ファン ８１ 仕切板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 浩三 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 Ｆターム(参考） 3L055 AA04 BA04 CA04 DA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室外機ケーシング（８０）と、 前記室外機ケーシング（８０）内に収納される室外熱交
   換器（２４）と、前記室外機ケーシング（８０）内に収
   納され、前記室外熱交換器（２４）との間で熱交換を行
   う空気流を発生するための室外ファン（２９）とを含む
   室外空調ユニット（５）と、 室内に設置される室内機ケーシングと、 前記室内ケーシング内に収納される室内熱交換器（１
   １）を含む室内空調ユニット（２）と、 前記室外機ケーシング（８０）内に回動可能に収納さ
   れ、前記空気中の水分を吸着し加熱されることにより吸
   着した水分を放出する吸湿材料で構成される吸湿部材
   （５８）と、前記吸湿部材（５８）を回転駆動するため
   の駆動手段（６１）と、前記吸湿部材（５８）の一部を
   加熱する加熱手段（６４）と、前記吸湿部材（５８）の
   加熱手段（６４）により加熱された部分から離脱した水
   分を空気と混合して前記室内機ケーシング側に搬送する
   加湿空気搬送手段（７０，７２，７３）とを含む加湿ユ
   ニット（４）と、 を備え、前記吸湿部材（５８）が、加熱手段（６４）に
   よって加熱されていない位置が前記室外ファンによる空
   気流中に配置されていることを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】前記室外機ケーシング（８０）内に前記室
   外空調ユニット（５）と前記加湿ユニット（４）とを仕
   切る仕切板を備え、前記吸湿部材（５８）の一部が前記
   仕切板に設けられた開口部から突出されてなる、請求項
   １に記載の空気調和機。
3. 【請求項３】前記室外ファン（２９）および吸湿部材
   （５８）は、水平方向に支持される回転軸を中心に回転
   駆動される、請求項１または２に記載の空気調和機。