JPH04353327A - 換気機能付空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、住宅の高気密化、高断
熱化していく中で、システムとしての省エネを加味し、
単に換気するだけでなく、室内温熱環境に外乱を与えな
いように温度交換効率の向上を計る換気、冷房、暖房、
除湿の空気調和を備えた換気機能付空気調和装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、実開昭４８−２６７５８号公報に
記載されるように、冷凍サイクルを搭載した冷房機に回
転マトリクス形熱交換器、または直交流形熱交換器を設
置して換気機能を設けた装置が提案されている。

【０００３】かかる冷房機においては、直交流形熱交換
器が仕切板の近傍に設置されており、ファンケーシング
の一端を開口するダクトにより、該ファンケーシング内
の高圧高温の室外空気の一部を直交流形熱交換器を通過
させて室内に送り込み、これと同時に、仕切板の近傍に
設けられた低圧低温の室内側空間の空気の一部を直交流
形熱交換器を通過させ、仕切板の近傍の空気圧の低い室
外側空間に移動して夏季冷房時の換気を行なうことがで
きるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によると、夏季冷房時のみの換気しかできない。 また、室内ファン、室外ファンが直交流形熱交換器及び
冷却器、再熱器に空気を吹き付けているため、空気の流
れに渦が発生し、ファンの圧力低下によつて生ずるファ
ンモータの出力増加による消費電力の増加及び上記の渦
発生に伴なう騒音の増大化が問題となる。

【０００５】本発明の目的は、かかる問題を解消し、換
気機能は、夏季冷房時、冬季暖房時の温度交換効率の向
上を計り、大幅な熱回収を計り省エネ化を達成した換気
、冷房、暖房、除湿機能を備え、また、各運転モードで
の圧縮機で発生する熱を有効に利用し、さらに省エネ化
を計り、かつ低騒音運転が実現できるようにした換気機
能付空気調和装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の本発明は、冷凍サイクルを搭載した空気調和
機に空調換気エレメント（回転マトリクス形熱交換器、
直交流形熱交換器など）を組込み、該空調換気エレメン
トの空気通路の後に冷却器、または再熱器を配置し、該
冷却器、再熱器の後にそれぞれの吸込口を設けた室内吹
出送風機、室外吹出送風機を設置し、また、圧縮機室内
に排熱ダンパ及び有熱ダンパを設け、夏季冷房時は排熱
ダンパが開、冬季暖房時は、有熱ダンパが開となるよう
に構成され、前記部品はユニット内に収納され、夏季冷
房時、冬季暖房時の換気運転をさせるための操作手段と
して構成されている。

【０００７】また、第２の本発明は、空調換気エレメン
トとの室内側吸込口のダンパが閉となると同時に室内吸
込口と冷却器に室内バイパス通路を構成し、一方室外吸
込口のユニット内に設けているダンパが閉となると同時
に、室外吸込口と再熱器に室外バイパス通路を構成し、
冷房運転、暖房運転、暖房運転はヒートポンプ式でそれ
ぞれの運転をさせるための操作手段とで構成されている
。

【０００８】また、第３の本発明は、室外吹出口のダン
パが閉、室外吸込口のダンパが閉となると同時に、該ダ
ンパは二重ダンパ構造で、該内側のダンパは開となり、
室外吸込口と室外吸込口のユニット内に除湿バイパス通
路を構成し、除湿運転をさせるための操作手段とで構成
され、また各運転停止時は室外吸込口のダンパを閉、室
外吹出口のダンパを閉となるように構成する。

【０００９】

【作用】上記第１の発明においては、室外吸込口、室外
吹出口を室外に、冷凍サイクルと空調換気エレメントを
搭載した空調換気機能付、冷房、暖房、除湿ユニットを
室内側に設置する。換気機能は、室内を冷房時または暖
房時その他換気を必要とする場合、汚れた空気を室外に
排出し、新鮮な空気を室内に取り込み、この過程におい
て、室内の温熱環境に外乱を与えないように温度交換効
率の向上を計り、夏季冷房時、冬季暖房時の熱回収率を
高め省エネ化を促進する換気運転が行なわれる。

【００１０】上記第２の発明においては、ダンパの開閉
により、室内側と室外側にそれぞれの室内外のバイパス
通路で室内の冷房運転及び暖房運転である。なお換気を
必要とする場合は上記の換気運転が行なわれる。

【００１１】上記第３の発明においては、室外吸込口及
び室外吹出口のダンパがそれぞれ閉になり、除湿バイパ
ス通路で室内の除湿運転である。また再熱器で室内の温
度が上昇すれば室外吹出口のダンパが開いて熱を室外に
排出する。なお換気を必要とする場合は上記の換気運転
が行なわれる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。図１は本発明による換気機能付空気調和装置の一実
施例の夏季冷房時での構成を示す図であって、１は室外
、２は室内、３は壁、４は室外吸込口、５は室外吹出口
、６は吸込ダクト、７は吹出ダクト、８は空調換気エレ
メント（回転マトリクス形熱交換器、直交流形熱交換器
を含む。この実施例の説明では直交流形熱交換器とする
）、９は空調換気エレメント８との室外側吸込口、１０
は空調換気エレメント８との室内側吸込口、１１は冷却
器、１２は再熱器、１３は室内吹出送風機、１４は室内
吹出送風機１３の吸込口、１５は室外吹出送風機、１６
は室外吹出送風機１５の吸込口、１７は圧縮機、１８は
圧縮機室内、１９は排熱ダンパ、２０は有熱ダンパ、２
１ａ、２１ｂは仕切板、２２は室内吹出口、２３は室内
吸込口、２４はユニットである。

【００１３】同図において、室外１と室内２とが壁３に
よって仕切られており、ユニット２４は室内２に設置さ
れ、室外吸込口４、室外吹出口５は室外１に設置されて
いる。図１は夏季冷房時の状態を示すものであって、こ
の夏季冷房時、たとえば他の空気調和機で冷房運転が行
なわれている場合、または、この実施例の換気機能付空
気調和装置での冷房運転（後述する）が行なわれること
によつて室内２の空気が汚れた場合、あるいは換気を必
要とする場合、空調換気運転は室内吹出送風機１３、室
外吹出送風機１５が作動すると、室外１の新鮮な暖かい
空気が、室外吸込口４、吸込ダクト６、空調換気エレメ
ント８との室外側吸込口９、空調換気エレメント８、冷
却器１１、室内吹出送風機１３の吸込口１４、室内吹出
送風機１３、室内吹出口２２を経て室内２に送り込まれ
る。一方、室内２の汚れた冷たい空気は、室内吸込口２
３、空調換気エレメント８との室内側吸込口１０、空調
換気エレメント８、再熱器１２、室外吹出送風機１５の
吸込口１６、室外吹出送風機１５、吹出ダクト７、室外
吹出口５を経て室外１に排出される。以上の過程におい
て、室外１の新鮮な暖かい空気と室内２の汚れた冷たい
空気とが、空調換気エレメント８で直交流により、熱交
換を行なう。このとき、空調換気エレメント８では、室
外１からの吸込み空気と室内２からの吹出し空気とが決
して交わらない構造になっている。

【００１４】上記の換気運転において、空調換気エレメ
ント８での最大温度交換効率がたとえば約５０％に達す
ると、冷凍サイクルが作動し、室外からの空気は冷却器
１１でさらに冷やされて室内２に送り込まれる。一方、
室内からの空気は再熱器１２でさらに暖められて室外１
に排出され、温度交換効率が約１００％ぐらいになるよ
うに自動制御が行なわれて、室内２の温熱環境に外乱を
与えない夏季冷房時の空調換気運転が行なわれる。

【００１５】また、圧縮機１７で発生した熱は、圧縮機
室内１８に設けている排熱ダンパ１９が開いていること
により、室外吹出送風機１５の吸込口１６を経て汚れた
室内２の空気と一緒に室外１に排出される。このため、
圧縮機１７の入力が少なく省エネを計ることができる。

【００１６】図２は図１に示した実施例の冬季暖房時に
空調換気運転する場合を示す図であって、図１に対応す
る部分には同一符号を付けている。

【００１７】同図において、冷凍サイクルは四方弁（図
示せず）切換によるヒートポンプ方式であり、このため
、冬季冷房時には、図１で説明した夏季冷房時の冷却器
１１が再熱器１２として、再熱器１２が冷却器１１とし
て動作する。冬季暖房時、たとえば他の空気調和機ある
いは各種の暖房機で暖房運転を行なっている場合、また
は、この実施例の換気機能付空気調和装置が暖房運転（
後述する）を行なつていて室内２の空気が汚れた場合、
あるいは換気を必要とする場合、空調換気運転は次のよ
うに行なわれる。すなわち、室内吹出送風機１３、室外
吹出送風機１５が作動すると、室外１の新鮮な冷たい空
気が、室外吸込口４、吸込ダクト６、空調換気エレメン
ト８との室外側吸込口９、空調換気エレメント８、再熱
器１２、室内吹出送風機１３の吸込口１４、室内吹出送
風機１３、室内吹出口２２を経て室内２に送り込まれる
。一方、室内２の汚れた暖かい空気は、室内吸込口２３
、空調換気エレメント８との室内側吸込口１０、空調換
気エレメント８、冷却器１１、室外吹出送風機１５の吸
込口１６、室外吹出送風機１５、吹出ダクト７、室外吹
出口５を経て室外１に排出される。以上の過程において
、室外１の新鮮な冷たい空気と室内２の汚れた暖かい空
気が空調換気エレメント８の直交流により、熱交換を行
なう。

【００１８】かかる換気運転において、空調換気エレメ
ント８での最大温度交換効率がたとえば約６０％に達す
ると、冷凍サイクルが作動し、室外からの空気が再熱器
１２でさらに暖められて室内２に送り込まれる。一方、
室内からの空気は冷却器１１でさらに冷やされて室外１
に排出され、温度交換効率が約１００％ぐらいになるよ
うに自動制御が行なわれて、室内２の温熱環境に外乱を
与えない冬季暖房時の空調換気運転が行なわれる。

【００１９】また、圧縮機１７で発生した熱は、圧縮機
室内１８に設けている有熱ダンパ２０が開いていること
により、室内吹出送風機１３の吸込口１４を経て新鮮な
室外１からの空気と一緒に室内２に送り込まれる。この
ため、室内２の温度交換効率がさらに向上すると共に圧
縮機１７の入力が少なく省エネを計ることができる。

【００２０】さらに、夏季冷房時および冬季暖房時、室
外吸込口４にフィルタあるいは空気清浄装置（いずれも
図示せず）を挿入することにより、室外１の空気をさら
に新鮮にして室内２に送り込むこともできるし、室外吹
出口５に同様のフィルタあるいは空気清浄装置を挿入す
ることにより、室内２の汚れた空気を清浄し、新鮮な空
気に戻して室外１に排出することもできる。また、室外
吸込口４と室外吹出口５とにフィルタあるいは空気清浄
装置を挿入することにより、新鮮な空気の取り込み、排
出ができる。

【００２１】図３は本発明による換気機能付空気調和装
置の他の実施例の冷房として機能する場合を示す構造図
であって、２５、２５ａは室外側切換ダンパ、２６ａは
除湿切換ダンパ、２７は室内側切換ダンパ、２８は室外
バイパス通路、２９は室内バイパス通路であり、図１に
対応する部分には同一符号を付けている。

【００２２】同図において、吸込ダクト６に室外側切換
ダンパ２５を設けられ、この室外側切換ダンパ２５の内
側に除湿切換ダンパ２６ａが設けられて二重ダンパ構造
となつており、吹出ダクト７に室外側切換ダンパ２５ａ
が設けられている。室内吹出口２２と室内吸込口２３と
が仕切板２１ｂによって仕切られ、この仕切板２１ｂに
室内側切換ダンパ２７が設けている。

【００２３】冷房運転では、冷凍サイクルが作動すると
同時に、室外側切換ダンパ２５、２５ａが開となり、室
外吸込口４と再熱器１２とが室外バイパス通路２８を介
して連結されて、室外１からの空気が、室外吸込口４、
室外バイパス通路２８、再熱器１２、室外吹出送風機１
５の吸込口１６、室外吹出送風機１５、吹出ダクト７、
室外吹出口５を経て室外１に排出され、一方、室内側切
換ダンパ２７が開となって室内吸込口２３と冷却器１１
とが室内バイパス通路２９を介して連結することにより
、室内２からの空気が、室内吸込口２３、室内バイパス
通路２９、冷却器１１、室内吹出送風機１３の吸込口１
４、室内吹出送風機１３、室内吹出口２２を経、冷風と
なつて室内２に吹き出し、循環して室内２の冷房が行な
われる。

【００２４】また、圧縮機１７で発生した熱は、圧縮機
室１８内に設けられている排熱ダンパ１９が開いている
ことにより、室外吹出送風機１５の吸込口１６を経て室
外１に排出される。このために、圧縮機１７の入力が少
なく、省エネを計ることができる。

【００２５】図４は図３に示した実施例の暖房として機
能する場合を示す構造図であって、図３に対応する部分
には同一符号を付けている。

【００２６】同図において、ここでは、冷凍サイクルは
四方弁（図示せず）切換によるヒートポンプ方式であり
、このため、図３での冷却器１１が再熱器１２として、
再熱器１２が冷却器１１として動作する。

【００２７】暖房運転では、冷凍サイクルが作動すると
同時に、室外側切換ダンパ２５、２５ａが開となり、室
外吸込口４と冷却器１１とが室外バイパス通路２８を介
して連結される。室外１からの空気は、室外吸込口４、
吸込ダクト６、室外バイパス通路２８、冷却器１１、室
外吹出送風機の吸込口１５、室外吹出送風機１６、吹出
ダクト７、室外吹出口５を経て室外１に排出され、一方
、室内側切換ダンパ２７が開となることによって室内吸
込口２３と再熱器１２とが室内バイパス通路２９を介し
て連結され、室内２からの空気は、室内吸込口２３、室
内バイパス通路２９、再熱器１２、室内吹出送風機１３
の吸込口１４、室内吹出送風機１３、室内吹出口２２を
経、温風となつて室内２に吹き出し、循環して室内２の
暖房が行なわれる。

【００２８】また、圧縮機１７で発生した熱は、圧縮機
室内１８に設けている有熱ダンパ２４が開いていること
により、室内吹出送風機１３の吸込口１４を経て室内２
に温風として吹き出す。このため、暖房能力が向上する
と共に圧縮機１７の入力が少なく省エネを計ることがで
きる。

【００２９】なお、暖房能力の増加を計るため、室内吸
込口２３または室内吹出口２２の近傍にヒータ（図示せ
ず）等の熱源を組込むこともできる。

【００３０】図５は図３に示した実施例の除湿として機
能する場合を示す構造図であって、２６ｂは除湿切換ダ
ンパ、３０は除湿バイパス通路であり、前出図面に対応
する部分には同一符号を付けている。

【００３１】同図において、吹出ダクト７に除湿切換ダ
ンパ２６ｂが設けられている。除湿運転では、室内吹出
送風機１４、室外吹出送風機１６が作動すると同時に、
室外側切換ダンパ２５、この室外側切換ダンパ２５の除
湿切換ダンパ２６ａおよび吹出ダクト７の除湿切換ダン
パ２６ｂが開となり、室外吸込口４、室外吹出口５が閉
となって、空調換気エレメント８との室外側吸込口９と
室外吹出送風機１５とが除湿バイパス通路３０を介して
連結される。これにより、室内２からの湿った空気は、
室内吸込口２３、空調換気エレメント８との室内側吸込
口１０、空調換気エレメント８、冷却器１１、室外吹出
送風機１５の吸込口１６、室外吹出送風機１５、除湿バ
イパス通路３０、吸込ダクト６、空調換気エレメント８
との室外側吸込口９、空調換気エレメント８、再熱器１
２、室内吹出送風機１３の吸込口１４、室内吹出送風機
１３、室内吹出口２２を経、空調換気エレメント８で熱
交された除湿空気として室内２に吹き出す。これにより
、循環して室内２の除湿が行なわれる。

【００３２】空調換気エレメント８が最大除湿能力に達
すると、冷凍サイクルが作動し、冷却器１１でさらに除
湿されて室内２を循環して除湿を促進する。また、圧縮
機１７で発生した熱は、圧縮機室内１８に設けている排
熱ダンパ１９が開いていることにより、室外吹出送風機
１５の吸込口１６を経、除湿空気と一緒になって室内２
に吹き出す。さらに、再熱器１２及び圧縮機１７で発生
した熱が室温より高温になると、自動制御により、吹出
ダクト７に設けている除湿切換ダンパ２６ｂが閉、室外
吹出口５が開となり、室内２からの高温の空気は室外１
に排出されて室内２の温熱環境が乱されないように除湿
運転が行なわれる。

【００３３】なお、停止時には、除湿切換ダンパ２６ａ
，２６ｂが開となって室外吸込口４，室外吹出口５が閉
となり、これにより、これらからの外気などの侵入が防
止される。

【００３４】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない
。たとえば、室内、室外のＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２、タバコ
の煙、台所等で発生する煙、またはその他の煙、臭気を
センサー等で感知して空調換気運転を行なうことができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空調換気エレメントと冷凍サイクルを搭載して１つのユ
ニット内に収納され、各ダンパにより、夏季冷房時、冬
季暖房時に空調換気エレメントでの最大温度交換効率５
０〜６０％に達すると冷凍サイクルが作動し、冷却器及
び再熱器で温度交換効率が１００％に常に保つように自
動制御を行なうので、室内の温熱環境に外乱を与えない
空調換気運転ができる。また、除湿機能についても、空
調換気エレメントでの最大除湿能力に達すると、冷凍サ
イクルが作動し、冷却器でさらに除湿されて室内の除湿
を促進すると共に、圧縮機及び再熱器で発生した熱が室
温より高温になると、自動制御により高温な空気が室外
に排出されるので、室内の温熱環境を乱さないで除湿運
転を行なうことができる。さらに、冷房運転、暖房運転
もダンパを切換えるのみでできるし、冷凍サイクル作動
時の空調換気運転、冷房運転、暖房運転及び除湿運転に
おいて、圧縮機から発生する熱を、排熱ダンパ、有熱ダ
ンパで室外に排出、室内に取り込むことにより、有効に
利用するため、圧縮機の入力の低減及び省エネを計るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による換気機能付空気調和装置の一実施
例の夏季冷房時での状態をを示す図である。

【図２】図１で示した実施例の冬季暖房時での状態を示
す図である。

【図３】本発明による換気機能付空気調和装置の他の実
施例の冷房運転時での状態を示す図である。

【図４】図３で示した実施例の暖房運転時での状態を示
す図である。

【図５】図３で示した実施例の除湿運転時での状態を示
す図である。

【符号の説明】 ８　　空調換気エレメント １１　　冷却器 １２　　再熱器 １３　　室内吹出送風機 １５　　室外吹出送風機 １９　　排熱ダンパ ２０　　有熱ダンパ ２８　　室外バイパス通路 ２９　　室内バイパス通路 ３０　　除湿バイパス通路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　室外吸込口と吸込ダクトを介して第１
   の吸込口が連結された空調換気エレメントと、該空調換
   気エレメントの該第１の吸込口から吸い込まれた空気を
   排出する第１の排出口側に配置された冷凍サイクルの冷
   却器と、該冷却器からの空気を室内吹出口から吹き出さ
   せる室内吹出送風機とで第１の空気通路が形成され、室
   内吸込口に第２の吸込口が連結された該空調換気エレメ
   ントと、該空調換気エレメントの該第２の吸込口から吸
   い込まれた空気を排出する第２の排出口側に配置された
   冷却サイクルの再熱器と、該再熱器からの空気を吸出ダ
   クトを介して室外吹出口から吹き出させる室外吹出送風
   機とで第２の空気通路が形成され、夏季冷房時、室外か
   らの空気を該第１の空気通路を介して該室内吹出口から
   室内に送り込み、室内からの空気を該第２の空気通路を
   介して該室外吹出口から室外に排出することにより、室
   内の換気冷房を可能としたことを特徴とする換気機能付
   空気調和装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、さらに、前記冷却
   器を冷凍サイクルの再熱器として動作させ、かつ前記再
   熱器を冷凍サイクルの冷却器として動作させ、冬季暖房
   時、室外からの空気を前記第１の空気通路を介して前記
   室内吹出口から室内に送り込み、室内からの空気を前記
   第２の空気通路を介して前記室外吹出口から室外に排出
   することにより、室内の換気暖房を可能としたことを特
   徴とする換気機能付空気調和装置。
3. 【請求項３】　　請求項２において、圧縮機で発生する
   熱を、夏季冷房時では、前記室外吹出送風機によって前
   記室外吹出口から室外に排出し、冬季暖房時では、前記
   室内吹出送風機よって室内吹出口から室内に取り込むこ
   とを特徴とする換気機能付空気調和装置。
4. 【請求項４】　　請求項２または３において、前記空調
   換気エレメントの前記第１の吸込口と遮断することによ
   って前記第１の空気通路を前記吸込ダクトから直接前記
   空調換気エレメントの前記第２の排出口側に配置された
   前記再熱器に至る第３の空気通路に変更する第１の切換
   ダンパと、前記空調換気エレメントの前記第２の吸込口
   を遮断することによって前記第２の空気通路を前記空内
   吸込口が直接前記空調換気エレメントの前記第２の排出
   口側に配置された前記冷却器に連結された第４の空気通
   路に変更する第２の切換ダンパとを設け、室外からの空
   気を該第３の空気通路を介して前記室外吹出口から室外
   に排出し、室内からの空気を該第４の空気通路を介して
   前記室内吹出口から室内に送り込むことにより、冷房運
   転と暖房運転とを可能に構成したことを特徴とする換気
   機能付空気調和装置。
5. 【請求項５】　　請求項１、２または３において、前記
   空調換気エレメントの前記第１の吸込口と前記空調換気
   エレメントの前記第２の排出口側に配置された前記冷却
   器の空気排出口とを連結するバイパス通路と、前記室外
   吸込口と該バイパス通路とのいずれか一方を選択的に遮
   断する第３の切換ダンパと、前記室外吹出口と該バイパ
   ス通路とのいずれか一方を選択的に遮断する第４の切換
   ダンパとを設け、該第３の切換ダンパで前記室外吸込口
   を遮断し、該第４の切換ダンパで前記室外吹出口を遮断
   することにより、前記室内吸込口から前記空調換気エレ
   メント，前記冷却器、前記室外吹出送風機、該バイパス
   通路，前記空調換気エレメント，前記再熱器、前記室内
   吹出送風機を経て前記室内吹出口に至る第５の通路が形
   成されて除湿運転を行なうことを特徴とする換気機能付
   空気調和装置。
6. 【請求項６】　　請求項５において、前記圧縮機で発生
   する熱は前記室外吹出送風機によって吸い取られ、前記
   再熱器、前記圧縮機の温度が室温よりも高くなったとき
   には、前記第４の切換ダンパが前記バイパス通路を遮断
   することにより、前記室外吹出送風機が前記室外吹出口
   から空気を排出することを特徴とする換気機能付空気調
   和装置。
7. 【請求項７】　　請求項５または６において、運転停止
   時、前記第３の切換ダンパが前記室外吸込口を遮断し、
   前記第４の切換ダンパが前記室外吹出口を遮断して、外
   気などの侵入を防止可能としたことを特徴とする換気機
   能付空気調和装置。