JPH07139849A - ヒートポンプパッケージの加湿方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートポンプパッケージの加湿効率を向上さ
せ、空調始動時、加湿器から発生する臭いを防止する。 【構成】 室内ユニット１１の熱交換器を二つに分割
し、加湿器２７をこの熱交換器１９ａ、１９ｂ同士の間
に配設する。圧縮機からの高温ガスを通過空気上流側の
一方の熱交換器１９ａに供給し、加湿器２７通過前の空
気を高温ガスと熱交換させて加熱する。また、加湿器２
７と通過空気下流側の他方の熱交換器１９ｂとの間に湿
度検出器を設け、この湿度検出器が所定の乾燥値を検出
するまで、高温ガスを通過空気上流側の一方の熱交換器
１９ａに供給し、加湿器を乾燥させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加湿効率を高める加湿
方式に関し、更に詳しくは、圧縮機からの高圧冷媒をレ
タン空気のプレヒートに利用するものである。

【０００２】

【従来の技術】加湿器の一つに、濡れ表面に通風し、空
気に湿り気を持たせる気化式加湿器がある。気化式加湿
器では、相対湿度が１００％以下であり、吹き出し空気
の近くに障害物があっても結露の心配がなく、また、加
湿は気化作用で行うので水中の不純物を放出することが
ない。このような利点から近年、パッケージエアコンの
加湿方式は、気化式加湿方式が主流になりつつある。

【０００３】図７は加湿器を組み込んだ従来のパッケー
ジエアコンの構成概略図である。室内ユニット１には一
つの熱交換器（コイル）３が備えられ、このコイル３が
蒸発器、或いは凝縮器として作用することにより、吸熱
運転（冷房運転）又は排熱運転（暖房運転）が行われ
る。室内ユニット１には送風機５、加湿器７が備えら
れ、加湿器７はコイル３に対して通過空気の上流側に配
置されている。図８は暖房モードにおける加湿時の説明
図である。このように構成された室内ユニット１の暖房
モード加湿運転時では、レタン空気が加湿器７により先
ず加湿され、湿り気を持ったレタン空気がコイル３によ
り加熱されることにより、高温多湿となった調和空気が
居室に供給されることになる。図９は冷房モードにおけ
る加湿時の説明図である。一方、冷房モード加湿運転時
では、レタン空気が同様に加湿器７により先ず加湿さ
れ、湿り気を持ったレタン空気がコイル３により冷却さ
れ、低温多湿となった調和空気が居室に供給されること
になるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加湿方式では、加湿器７がコイル３に対して通過空気の
上流側に配置されているので、レタン空気（外気と混合
後の吸込空気）の温度が低い場合、飽和効率が低いもの
となり、充分に加湿効率を高めることができなかった。
即ち、図１０の空気線図に示すように、吸気状態Ｐ₁ の
ままからの加湿は、充分な湿り気を得ずに飽和状態Ｐ₂
に達し、加熱後の吹出状態Ｐ₃ の吹出空気は、絶対湿度
Ｉ₁ が低く、加湿効率が低いものであった。また、イン
テリアゾーン系統のパッケージエアコンの場合、冬期冷
房運転モードとなることが多く、冷房モード加湿運転と
なると加湿効率が低下した。即ち、図１１の空気線図に
示すように、低温ｔ₁ の吸気状態Ｐ₄ からの加湿は、飽
和効率が低く、上述同様、充分な湿り気を得ずに加湿終
了状態Ｐ₅ となり、冷却後の吹出状態Ｐ₆ の吹出空気
は、絶対湿度Ｉ₂ が低く、加湿効率が低いものであっ
た。更に、気化式の加湿器７は一定の水量を保有してい
るため、空調停止後、加湿器７内に水が残留している
と、翌日の空調開始時の給気に臭いが発生する問題があ
った。本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、飽和
効率が高められるとともに、空調停止後の加湿器を乾燥
させることができるヒートポンプパッケージの加湿方式
を提供し、もって、加湿効率の向上、及び臭い発生の防
止を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るヒートポンプパッケージの加湿方式は、
室内ユニットの熱交換器を二つに分割し、この二つの熱
交換器を通過空気流方向に並設し、加湿器をこの熱交換
器同士の間に配設し、圧縮機からの高温ガスを通過空気
上流側の一方の熱交換器に供給し、加湿器通過前の空気
を高温ガスと熱交換させて加熱することを特徴とするも
のである。また、加湿器乾燥方式では、加湿器と通過空
気下流側の他方の熱交換器との間に湿度検出器を設け、
湿度検出器が所定の乾燥値を検出するまで圧縮機からの
高温ガスを通過空気上流側の一方の熱交換器に供給する
とともに、送風運転を継続することを特徴とするもので
ある。

【０００６】

【作用】通過空気上流側の一方の熱交換器に膨張弁を通
過しない高温ガスが直接供給され、当該熱交換器が加熱
運転される。これにより、レタン空気が高温ガスにより
予備加熱され、相対湿度が低い加湿されやすい状態とな
り、加湿効率が高くなり、加湿が行われることにより充
分な加湿状態となる。この場合において、予備加熱には
他の電気エネルギーが使用されることがなく、一つの冷
凍サイクル内での余剰熱量が有効利用されることにな
る。また、加湿器乾燥モードでは、空調停止後、通過空
気上流側の一方の熱交換器のみに高温ガスが通過され、
当該熱交換器により高温となった空気が、加湿器側に送
風され、加湿器が乾燥される。加湿器を通過した空気は
湿度検出器により湿度が検出され、通過空気が所定湿度
値となった場合に、加湿器が乾燥したことを判断し、高
圧ガスの供給、送風が停止される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係るヒートポンプパッケージ
の加湿方式の好適な実施例を図面を参照して詳細に説明
する。図１は本発明加湿方式による暖房加湿時の説明
図、図２は暖房加湿時の状態を空気線図で表した説明
図、図３は冷房加湿時の説明図、図４は冷房加湿時の状
態を空気線図で表した説明図、図５は本発明加湿方式を
実現するための構成概略図である。本加湿方式を実現さ
せる構成では、図５に示すように、室内ユニット１１内
の高圧配管１３に電動膨張弁１５が設けられ、電動膨張
弁１５の低圧側は二つに分割された第１コイル１９ａ、
第２コイル１９ｂにそれぞれ接続されている。電動膨張
弁１５と第１コイル１９ａの間、及び電動膨張弁１５と
第２コイル１９ｂの間の接続配管１３ａ、１３ｂには制
御弁２１ａ、２１ｂが設けられ、制御弁２１ａ、２１ｂ
は接続配管１３ａ、１３ｂの開閉を行う。

【０００８】電動膨張弁１５の上流側の高圧配管１３に
は二本に分岐されたホットガスバイパス配管２３ａ、２
３ｂが接続され、ホットガスバイパス配管２３ａは制御
弁２１ａと第１コイル１９ａとの間の接続配管１３ａに
接続される一方、ホットガスバイパス配管２３ｂは制御
弁２１ｂと第２コイル１９ｂとの間の接続配管１３ｂに
接続されている。つまり、高圧冷媒は、電動膨張弁１５
を通過することなく、直接、第１コイル１９ａ、第２コ
イル１９ｂへ供給可能となっているのである。ホットガ
スバイパス配管２３ａ、２３ｂには比例制御弁２５ａ、
２５ｂが設けられ、比例制御弁２５ａ、２５ｂは高圧冷
媒の流量を比例制御できるようになっている。

【０００９】第１コイル１９ａと第２コイル１９ｂの間
には加湿器２７が設けられ、加湿器２７は第１コイル１
９ａにより予備加熱されたレタン空気に対して加湿が行
えるようになっている。第２コイル１９ｂの通過空気流
の下流側には送風機２９が設けられ、送風機２９は第１
コイル１９ａ、加湿器２７、第２コイル１９ｂを順次通
過した空気を調和空気として送気するようになってい
る。また、加湿器２７と第２コイル１９ｂの間には湿度
検出器（Ｈ）３１が取り付けられ、湿度検出器３１は加
湿器２７を通過した空気の湿度を検出できるようになっ
ている。

【００１０】このように構成されたヒートポンプパッケ
ージによる加湿方式を説明する。暖房モードにおいて加
湿を行う場合、比例制御弁２５ａ、２５ｂが開かれる一
方、制御弁２１ａ、２１ｂが閉じられる。これにより、
第１コイル１９ａ、第２コイル１９ｂには電動膨張弁１
５を通過しない高温ガスが直接供給され、第１コイル１
９ａ、第２コイル１９ｂは加熱運転（図１参照）にな
る。この状態を図２に示す空気線図上で説明すると、吸
気状態Ｐ₇ のレタン空気は、第１コイル１９ａの高温ガ
スにより予備加熱（プレヒート）され、温度がｔ₂から
ｔ₃ に上昇する。この状態Ｐ₈ では相対湿度が低く、加
湿効率が高くなり、加湿が行われることにより充分な加
湿状態Ｐ₉ となる。この状態で、第２コイル１９ｂによ
り加熱された空気は、高温多湿の状態Ｐ₁₀となり、プレ
ヒートを行わずに加湿した従来の絶対湿度Ｉ₁ （図１０
参照）に比べ、絶対湿度Ｉ₃ が高くなる。

【００１１】従って、高圧ガスの熱量がレタン空気の加
熱に利用され、加熱されたレタン空気は、相対湿度が低
下して加湿し易い状態となり、多量の湿気を含むことが
できるようになる。そして、この場合において、プレヒ
ートには他の電気エネルギー、例えば電気ヒーター等が
使用されることがなく、一つの冷凍サイクル内での余剰
熱量が有効利用されることになる。因みに、プレヒート
を行うことで、冷却された高温ガスは、過冷却されるこ
とになり、冷却能力が高められることになる。つまり、
高温ガスは、一方で、加湿効率の向上に寄与し、他方
で、その代償に冷却能力が高められるのである。

【００１２】また、冷房モードにおいて加湿を行う場
合、制御弁２１ｂ、比例制御弁２５ａが開かれる一方、
制御弁２１ａ、比例制御弁２５ｂが閉じられる。これに
より、第１コイル１９ａには電動膨張弁１５を通過しな
い高温ガスが直接供給されるとともに、第２コイル１９
ｂには電動膨張弁１５を通過した低温冷媒が供給される
ことになる。つまり、第１コイル１９ａは加熱運転、第
２コイル１９ｂは冷却運転になるのである（図３参
照）。この状態を図４に示す空気線図上で説明すると、
吸気状態Ｐ₁₁のレタン空気は、第１コイル１９ａの高温
ガスによりプレヒートされ、温度がｔ₄ からｔ₅ に上昇
する。この状態Ｐ₁₂では相対湿度が低く、加湿効率が高
くなり、加湿が行われることにより充分な加湿状態Ｐ₁₃
となる。この状態で、第２コイル１９ｂにより冷却され
た空気は、低温多湿の状態Ｐ₁₄となり、プレヒートを行
わずに加湿した従来の絶対湿度Ｉ₂ （図１１参照）に比
べ、絶対湿度Ｉ₄ が高くなる。従って、冬期のインテリ
アゾーンにおける冷房運転の場合、低温のレタン空気に
直接加湿を行っていた従来に比べ（図９参照）、レタン
空気が一旦加熱されることにより、加湿効率が向上する
ことになるのである。

【００１３】図６は加湿器乾燥制御時の説明図である。
加湿器乾燥モードになると、空調停止後、比例制御弁２
５ａのみが開かれ、第１コイル１９ａのみに高温ガスが
通過されることになる。第１コイル１９ａにより高温と
なった空気は、送風機２９により加湿器２７側に流れ、
加湿器２７を乾燥させる。そして、加湿器２７を通過し
た空気は湿度検出器３１により湿度が検出され、通過空
気が所定湿度値となった場合に、加湿器２７が乾燥した
ことを判断し、比例制御弁２５ａが閉じられるととも
に、送風機２９が停止される。これにより、空調停止後
の加湿器２７が完全に乾燥状態となり、翌日の運転始動
時に残留水から生じる臭いが発生しなくなるのである。

【００１４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るヒートポンプパッケージの加湿方式によれば、通過空
気上流側の一方の熱交換器に高温ガスが直接供給され、
レタン空気が高温ガスにより予備加熱されるので、レタ
ン空気が相対湿度の低い加湿されやすい状態となり、加
湿効率が著しく向上する。また、この場合において、予
備加熱には他の電気エネルギーが使用されることがな
く、一つの冷凍サイクル内での余剰熱量が有効利用され
るので、極めて経済的に予備加熱を行うことができる。
そして、加湿器乾燥モードでは、通過空気上流側の一方
の熱交換器のみに高温ガスが通過され、当該熱交換器に
より高温となった空気が、加湿器側に送風され、加湿器
が乾燥されるので、加湿器を確実に乾燥状態とすること
ができ、運転始動時における残留水からの臭いを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明加湿方式による暖房加湿時の説明図であ
る。

【図２】暖房加湿時の状態を空気線図で表した説明図で
ある。

【図３】冷房加湿時の説明図である。

【図４】冷房加湿時の状態を空気線図で表した説明図で
ある。

【図５】本発明加湿方式を実現するための構成概略図で
ある。

【図６】加湿器乾燥制御時の説明図である。

【図７】加湿器を組み込んだ従来のパッケージエアコン
の構成概略図である。

【図８】暖房モードにおける加湿時の説明図である。

【図９】冷房モードにおける加湿時の説明図である。

【図１０】従来の暖房加湿時の状態を空気線図で表した
説明図である。

【図１１】従来の冷房加湿時の状態を空気線図で表した
説明図である。

【符号の説明】

１１ 室内ユニット １９ａ 第１コイル（熱交換器） １９ｂ 第２コイル（熱交換器） ２７ 加湿器 ２９ 送風機 ３１ 湿度検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内ユニットの熱交換器を二つに分割
   し、 該二つの熱交換器を通過空気流方向に並設し、 加湿器を該熱交換器同士の間に配設し、 圧縮機からの高温ガスを通過空気上流側の一方の前記熱
   交換器に供給し、 前記加湿器通過前の空気を前記高温ガスと熱交換させて
   加熱することを特徴とするヒートポンプパッケージの加
   湿方式。
2. 【請求項２】 前記加湿器と通過空気下流側の他方の前
   記熱交換器との間に湿度検出器を設け、 該湿度検出器が所定の乾燥値を検出するまで圧縮機から
   の高温ガスを通過空気上流側の一方の前記熱交換器に供
   給するとともに、送風運転を継続することを特徴とする
   請求項１記載のヒートポンプパッケージの加湿方式。