JP2010084979A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の、吸着ロータを用いる技術では、装置が大型化する、あるいは、加湿ダクトの径が大きく工事性が悪いという課題を有している。
【解決手段】室外機104に配備された加湿装置200は、加湿空気生成手段である加熱ユニット201、水供給手段であるポンプ202、貯水手段である水タンク203、加湿空気搬送手段である送風機204、加湿制御ユニット205を備え、室内機101には室内温湿度センサ119が、室外機104には室外温湿度センサ121が、加湿装置200には加湿空気温度センサ214が備えられ、室内目標湿度、温湿度信号、加湿空気温度信号などから加熱ユニット201、ポンプ202、送風機204の出力を決定することで、衛生的で信頼性の高い加湿機能を実現する。
【選択図】図1The conventional technique using an adsorption rotor has a problem that the apparatus becomes large, or the diameter of a humidifying duct is large and the workability is poor.
A humidifier 200 provided in an outdoor unit 104 includes a heating unit 201 as humidified air generating means, a pump 202 as water supplying means, a water tank 203 as water storing means, and a blower 204 as humidified air conveying means. The indoor unit 101 includes an indoor temperature / humidity sensor 119, the outdoor unit 104 includes an outdoor temperature / humidity sensor 121, and the humidifier 200 includes a humidified air temperature sensor 214. By determining the outputs of the heating unit 201, the pump 202, and the blower 204 from the temperature / humidity signal, the humidified air temperature signal, and the like, a hygienic and highly reliable humidification function is realized.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、室外の空気を加湿して室内に供給することで加湿を行うことのできる空気調和機に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner capable of performing humidification by humidifying outdoor air and supplying the air indoors.
従来、この種の空気調和機は、数多くの発明が考案されている。その中で、現在実際に製品として普及している代表的な装置は、特許文献1に示される加湿装置を搭載した空気調和機で、吸着材でできたロータを回転させながら、室外空気中の水分を吸着させ、加熱して離脱させ湿度の高い空気を得、室内に送るという動作を連続的に行い、加湿を行うものである。 Conventionally, many inventions have been devised for this type of air conditioner. Among them, a typical device that is currently widely used as a product is an air conditioner equipped with a humidifying device shown in Patent Document 1, while rotating a rotor made of an adsorbent while in outdoor air. Moisture is adsorbed, heated and removed to obtain air with high humidity, and sent to the room to perform humidification.
図4は、特許文献1に記載された従来の空気調和機の加湿装置を搭載した空気調和機の構成を示すものである。図4に示すように、空気調和機は、室内熱交換器102と室内送風機103を備えた室内機101と、圧縮機107、四方弁109、室外熱交換器105、室外送風機106、膨張弁108、加湿装置300を備えた室外機104で構成されている。 FIG. 4 shows the configuration of an air conditioner equipped with a conventional air conditioner humidifier described in Patent Document 1. As shown in FIG. 4, the air conditioner includes an indoor unit 101 including an indoor heat exchanger 102 and an indoor fan 103, a compressor 107, a four-way valve 109, an outdoor heat exchanger 105, an outdoor fan 106, and an expansion valve 108. The outdoor unit 104 includes a humidifier 300.
そして、加湿装置300は、ゼオライトなどの水蒸気を吸着する材料をハニカム状のロータに成形した吸着ロータ301、駆動ベルト302、駆動モータ303、送風装置304、305、ヒータ306で構成されている。 The humidifier 300 includes an adsorption rotor 301 in which a material that adsorbs water vapor such as zeolite is formed into a honeycomb-like rotor, a drive belt 302, a drive motor 303, blowers 304 and 305, and a heater 306.
図4の冷媒サイクル116は暖房状態を示しており、矢印116a、116b、116c、116d、116eの方向に流れており、圧縮機107で圧縮された高温高圧の冷媒が四方弁109を通って室内熱交換器102で凝縮し、室内100を暖房する。室内熱交換器102で凝縮した冷媒は、膨張弁108で減圧膨張し、室外熱交換器105で気化し、四方弁109を通って圧縮機107に戻る。
送風装置304、305はそれぞれ別の送風路を形成しており、送風装置304の送風路307は外気中の水蒸気を吸着ロータ301に吸着させるためのもので、装置内に取り込まれた外気は矢印304aの方向に流れ、吸着ロータ301を通り、湿度を奪われて矢印304bのように再び外気へ放出される。
A refrigerant cycle 116 in FIG. 4 shows a heating state, and flows in the directions of arrows 116 a, 116 b, 116 c, 116 d, and 116 e, and the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 107 passes through the four-way valve 109 to the room. The heat exchanger 102 condenses and heats the room 100. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 102 is decompressed and expanded by the expansion valve 108, vaporized by the outdoor heat exchanger 105, returns to the compressor 107 through the four-way valve 109.
The air blowers 304 and 305 form separate air passages, and the air passage 307 of the air blower 304 is for adsorbing water vapor in the outside air to the adsorption rotor 301, and the outside air taken into the device is an arrow. It flows in the direction of 304a, passes through the adsorption rotor 301, is deprived of humidity, and is released again to the outside as indicated by an arrow 304b.
送風装置305により加湿空気が送られる加湿空気搬送路117は、吸着ロータ301に吸着した水分を離脱させ、加湿空気を搬送するためのもので、装置に取り込まれた外気は、ヒータ306で加熱され、吸着ロータ301の水分を離脱させて湿度の高い空気となる。そして、送風装置305に吸い込まれ、矢印306a、305aの方向に流れ、室内機101に搬送されて室内100の加湿を行う。 The humidified air conveyance path 117 through which the humidified air is sent by the blower 305 is for separating the moisture adsorbed by the adsorption rotor 301 and conveying the humidified air. The outside air taken into the apparatus is heated by the heater 306. Then, the moisture of the adsorption rotor 301 is released to become high humidity air. Then, the air is sucked into the blower 305, flows in the directions of arrows 306a and 305a, is transported to the indoor unit 101, and humidifies the room 100.
そのほかにも特許文献2のように搬送空気に水を噴霧する技術や、特許文献3のように室外機のドレン水を室内機へ搬送し自然気化させて加湿する技術などがある。
しかしながら、前記従来の、搬送空気に水を噴霧する技術や室外機のドレン水を室内機へ搬送し自然気化させて加湿する技術では、黴菌類や藻類の繁殖が懸念され、衛生面での
課題や搬送路詰まりなどの課題を有している。
また、吸着ロータを用いる技術では、2つの送風機、吸着ロータが大きな容積を必要とし装置が大型化するという課題を有している。さらに、搬送空気に水を噴霧する技術についても、噴霧のための空間が必要であり理由は異なるが同様に装置が大型化するという課題を有している。
また、吸着ロータを用いる技術では、加熱空気で水分を離脱させるため離脱のための熱量を加熱空気が持たなくてはならない。したがって、加湿量を増加させるためには加熱空気の温度を上げるか、搬送空気を増加させる必要がある。
現実的には、装置構成上温度の上限が存在するので、加湿量に対して多量の搬送空気が必要となりそれに見合って、搬送路の断面積が大きくなり設置の工事性が悪化するという課題も有している。
However, in the conventional technology of spraying water on the carrier air and the technology of transporting the drain water of the outdoor unit to the indoor unit and naturally vaporizing it, there is a concern about the growth of gonococci and algae, which is a sanitary problem. And problems such as clogging of the transport path.
Moreover, in the technique using an adsorption | suction rotor, it has the subject that two fans and an adsorption | suction rotor require a big volume, and an apparatus enlarges. Furthermore, the technique for spraying water on the carrier air also has a problem that the space for spraying is necessary and the reason is the same, although the reason is different.
Further, in the technique using the adsorption rotor, the heated air must have the amount of heat for detachment because the moisture is desorbed by the heated air. Therefore, in order to increase the humidification amount, it is necessary to increase the temperature of the heated air or increase the carrier air.
In reality, there is an upper temperature limit due to the device configuration, so a large amount of carrier air is required for the amount of humidification, and accordingly, there is a problem that the cross-sectional area of the conveyance path becomes large and the installation workability deteriorates. Have.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、黴菌類や藻類の繁殖による衛生面での課題や搬送路詰まりなどの課題がなく、小型で設置工事性に優れた加湿機能を有する空気調和機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is free from problems such as sanitary problems due to the propagation of gonococci and algae and problems such as clogging of the conveyance path, and is an air conditioner having a humidification function that is small and excellent in installation workability. The purpose is to provide a machine.
前記従来の課題を解決するために、本発明の加湿機能を有する空気調和機は、取り込んだ室外の空気と水を加熱して高温で絶対湿度の高い加湿空気を作る加湿空気生成手段と、前記加湿空気生成手段に水を供給する水供給手段と、前記水供給手段が取水するための貯水手段と、前記加湿空気を前記室内機に送る加湿空気搬送手段とを有する加湿手段を室外機に備えるものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, an air conditioner having a humidifying function of the present invention is a humidified air generating means that heats the outdoor air and water taken in to produce humidified air having a high absolute humidity at a high temperature, The outdoor unit includes a humidifying unit having a water supply unit that supplies water to the humidified air generating unit, a water storage unit for taking in water by the water supply unit, and a humidified air conveying unit that sends the humidified air to the indoor unit. Is.
これによって、空気および水を加熱により殺菌することができ、1つの加湿空気生成手段と1つの水供給手段と1つの加湿空気搬送手段のみで構成することができ、高温高湿の加湿空気を作り小断面積の搬送路で搬送することができる。 As a result, air and water can be sterilized by heating, and only one humidified air generating means, one water supply means, and one humidified air conveying means can be configured to produce high-temperature and high-humidified humidified air. It can be transported on a transport path with a small cross-sectional area.
本発明の空気調和機は、空気および水を加熱により殺菌することができるので、黴菌類や藻類の繁殖、搬送路詰まりを防ぎ、衛生的で信頼性の高い加湿機能を実現することができる。また、1つの加湿空気生成手段と1つの水供給手段と1つの加湿空気搬送手段のみで構成することができるので、小型の装置を提供することができる。更に、高温高湿の加湿空気を作り小断面積の搬送路で搬送することができるので、優れた工事性を実現することができる。 Since the air conditioner of the present invention can sterilize air and water by heating, it can prevent the propagation of gonococci and algae and clog the conveyance path, and can realize a hygienic and highly reliable humidification function. Moreover, since it can comprise only one humidified air production | generation means, one water supply means, and one humidified air conveyance means, a small apparatus can be provided. Furthermore, since high-temperature and high-humidity humidified air can be generated and transported through a transport path having a small cross-sectional area, excellent workability can be realized.
第1の発明は、室内機と室外機とを接続してヒートポンプサイクルを構成する空気調和機であって、取り込んだ室外の空気と水を加熱して高温で絶対湿度の高い加湿空気を作る加湿空気生成手段と、前記加湿空気生成手段に水を供給する水供給手段と、前記水供給手段が取水するための貯水手段と、前記加湿空気を前記室内機に送る加湿空気搬送手段とを有する、加湿手段を室外機に備えたことにより、空気および水を加熱により殺菌することができ、2つの小さな加熱手段と1つの加湿空気搬送手段のみで構成することができ、高温高湿の加湿空気を作り小断面積の搬送路で搬送することができ、衛生的で信頼性の高い加湿機能を実現し、小型で工事性に優れた装置を提供することができる。 1st invention is an air conditioner which connects an indoor unit and an outdoor unit and constitutes a heat pump cycle, and heats the taken outdoor air and water to produce humidified air at high temperature and high absolute humidity Air generating means, water supply means for supplying water to the humidified air generating means, water storage means for the water supply means to take in water, and humidified air conveying means for sending the humidified air to the indoor unit, By providing the humidifying means in the outdoor unit, air and water can be sterilized by heating, and it can be composed of only two small heating means and one humidified air conveying means. It can be transported on a transport path with a small cross-sectional area, can realize a hygienic and highly reliable humidification function, and can provide a small-sized apparatus with excellent workability.
第2の発明は、特に、第1の発明の加湿空気搬送手段が、加湿空気生成手段の上流に配置されたことにより、高温の空気や水蒸気が加湿空気搬送手段を通らないので、熱により劣化することが無く、熱損失も低減することができ、信頼性が高く効率の良い装置を提供することができる。 In the second invention, in particular, since the humidified air conveying means of the first invention is arranged upstream of the humidified air generating means, high-temperature air or water vapor does not pass through the humidified air conveying means, so that it deteriorates due to heat. Therefore, heat loss can be reduced, and a highly reliable and efficient apparatus can be provided.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の加湿空気生成手段が、空気と水を加熱する加熱手段を有し、加熱手段は空気を加熱する空気加熱部と、水を加熱して水蒸気を発生させる蒸気発生部とを備えたことにより、それぞれを加熱するのに適した構造を採用することができ、効率の良い加湿空気生成手段を構成することができる。 In the third invention, in particular, the humidified air generating means of the first or second invention has a heating means for heating air and water, and the heating means heats water by an air heating unit for heating air. By providing the steam generating unit that generates water vapor, it is possible to adopt a structure suitable for heating each of them, and it is possible to configure an efficient humidified air generating means.
第4の発明は、特に、第3の発明の加熱手段の蒸気発生部が凹形状を成し、空気加熱部にはフィンを設けることにより、空気加熱部における水の飛散や滴下をなくし、空気との熱交換を促進することができ、簡単で安価な構成で安全性に優れた、熱効率の良い加湿空気生成手段を構成することができる。 In the fourth invention, in particular, the steam generating part of the heating means of the third invention has a concave shape, and the air heating part is provided with fins to eliminate the scattering and dripping of water in the air heating part. The heat exchange with can be promoted, and the humidified air generating means with high heat efficiency and excellent safety can be configured with a simple and inexpensive configuration.
第5の発明は、特に、第4の発明の加熱手段の発熱部が平板形状を成し、一方の面に蒸気発生部を配し、もう一方の面にはフィンを有する空気加熱部を配することにより、凹形状の蒸気発生部とフィンを有する空気加熱部とを空間の無駄なく配置することができ、小型で、簡単で安価な構成で、安全性に優れた熱効率の良い加湿空気生成手段を構成できる。 In the fifth invention, in particular, the heating part of the heating means of the fourth invention has a flat plate shape, a steam generating part is arranged on one side, and an air heating part having fins is arranged on the other side. By doing so, the concave steam generator and the air heating part with fins can be arranged without wasting space, and it is possible to generate humid air with high safety and excellent safety with a compact, simple and inexpensive configuration. Means can be configured.
第6の発明は、特に、第3〜5のいずれか1つの発明の加湿空気生成手段の後に加湿空気の温度を検出する加湿空気温度検出手段を備え、加湿空気生成手段の後の加湿空気の温度が所定の温度になるように加熱手段の出力を調整し、目標とする加湿量に応じて、水供給手段の出力を調整することにより、加湿空気の温度や湿度を所望の状態に調整し結露を避けながら加湿量を制御することができ、信頼性が高く、優れた快適性を得ることができる。 In particular, the sixth invention includes a humidified air temperature detecting means for detecting the temperature of the humidified air after the humidified air generating means according to any one of the third to fifth inventions, and the humidified air after the humidified air generating means. Adjust the output of the heating means so that the temperature becomes a predetermined temperature, and adjust the output of the water supply means according to the target humidification amount, thereby adjusting the temperature and humidity of the humidified air to the desired state. The amount of humidification can be controlled while avoiding condensation, and the reliability is high and excellent comfort can be obtained.
第7の発明は、特に、第1〜6のいずれか1つの発明の加湿空気を搬送する距離に応じて、加湿空気搬送手段と、加湿空気生成手段の出力を調整することにより、搬送距離が変化しても所定量の加湿空気を搬送し、最大加湿量の低下や、搬送量の過剰を避け、信頼性が高く効率の良い加湿を行うことができ、能力が安定した、効率の良い加湿を実現することができる。 In the seventh aspect of the invention, in particular, by adjusting the output of the humidified air conveying means and the humidified air generating means in accordance with the distance of conveying the humidified air of any one of the first to sixth inventions, the conveying distance is increased. Even if it changes, it conveys a predetermined amount of humidified air, avoids a decrease in maximum humidification amount and excessive amount of conveyance, can perform highly reliable and efficient humidification, stable capacity, efficient humidification Can be realized.
第8の発明は、特に、第1〜7のいずれか1つの発明において、室内の温度と湿度を検出する室内温湿度検出手段を備え、目標湿度と前記室内温湿度検出手段の検出湿度との差に応じて加湿量を決定し、前記加湿空気生成手段の出力を調整することにより、湿度制御の応答性の向上を実現することができ、優れた快適性を得ることができる。
第9の発明は、特に、第8の発明において、室外の温度と湿度を検出する室外温湿度検出手段を備え、加湿量を、室内の目標温湿度と室内温湿度検出手段が検出した室内の温湿度と、室外温湿度検出手段が検出した室外の温湿度とから算出することにより、室外の空気の絶対湿度が変化しても、加湿空気の絶対湿度を正確に制御し、目標の加湿量に対し加湿空気の絶対湿度が高くなりすぎて、結露を生じたりするのを防ぐことができ、搬送路内の結露などに対する信頼性の高い装置を得ることができる。
In an eighth aspect of the present invention, in particular, in any one of the first to seventh aspects of the present invention, an indoor temperature / humidity detection unit that detects an indoor temperature and humidity is provided, and the target humidity and the detected humidity of the indoor temperature / humidity detection unit are By determining the humidification amount according to the difference and adjusting the output of the humidified air generating means, it is possible to improve the responsiveness of the humidity control and to obtain excellent comfort.
In particular, the ninth invention includes an outdoor temperature / humidity detecting means for detecting an outdoor temperature and humidity in the eighth invention, and the humidification amount is detected by the indoor target temperature / humidity and the indoor temperature / humidity detecting means. By calculating from the temperature and humidity and the outdoor temperature and humidity detected by the outdoor temperature and humidity detection means, even if the absolute humidity of the outdoor air changes, the absolute humidity of the humidified air is accurately controlled, and the target humidification amount On the other hand, it can be prevented that the absolute humidity of the humidified air becomes too high and the dew condensation occurs, and a highly reliable apparatus for dew condensation in the transport path can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における空気調和機の構成図を示すものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of an air conditioner according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1の実施の形態における空気調和機は、室内熱交換手段である室内熱交換器102と室内送風手段である室内送風機103を備えた室内機101と、圧縮機107、四方弁109、室外熱交換手段である室外熱交換器105、室外送風手段である室外送風機106、絞り手段である膨張弁108、加湿装置200を備えた室外機104で構成されている。図1において、冷媒サイクル116は暖房状態を示しており、矢印
116a、116b、116c、116d、116eの方向に流れており、圧縮機107で圧縮された高温高圧の冷媒が四方弁109を通って室内熱交換器102で凝縮し、室内100を暖房する。室内熱交換器102で凝縮した冷媒は、膨張弁108で減圧膨張し、室外熱交換器105で気化し、四方弁109を通って圧縮機107に戻る。
As shown in FIG. 1, the air conditioner according to the first embodiment includes an indoor unit 101 including an indoor heat exchanger 102 that is an indoor heat exchanger and an indoor fan 103 that is an indoor fan, and a compressor 107. The outdoor unit 104 includes a four-way valve 109, an outdoor heat exchanger 105 that is an outdoor heat exchanger, an outdoor fan 106 that is an outdoor fan, an expansion valve 108 that is a throttle, and a humidifier 200. In FIG. 1, the refrigerant cycle 116 indicates a heating state, and flows in the directions of arrows 116 a, 116 b, 116 c, 116 d, and 116 e, and the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 107 passes through the four-way valve 109. The indoor heat exchanger 102 condenses and heats the room 100. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 102 is decompressed and expanded by the expansion valve 108, vaporized by the outdoor heat exchanger 105, returns to the compressor 107 through the four-way valve 109.
除霜運転時や冷房運転時は、四方弁109を切換えて、冷媒を四方弁109から順に室外熱交換器105、室内熱交換器102を経て四方弁109に戻す向きに流す。 During the defrosting operation or the cooling operation, the four-way valve 109 is switched so that the refrigerant flows from the four-way valve 109 sequentially to the four-way valve 109 through the outdoor heat exchanger 105 and the indoor heat exchanger 102.
暖房専用機などの場合、四方弁109は必ずしも必要ではない。 In the case of a dedicated heating machine or the like, the four-way valve 109 is not always necessary.
そして、加湿装置200は、加湿空気生成手段である加熱ユニット201、水供給手段であるポンプ202、貯水手段である水タンク203、加湿空気搬送手段である送風機204、加湿制御ユニット205を備えている。 さらに、室内機101には室内温湿度センサ119が、室外機104には室外温湿度センサ121が、加湿装置200には加湿空気温度センサ214が備えられており、それぞれ温湿度信号120、122が加湿制御ユニット205に送られる。加湿制御ユニット205は、加湿運転の入切、室内の目標湿度、温湿度信号120、122、加湿空気温度信号215などから加熱ユニット201、ポンプ202、送風機204の出力206、207、208を決定する。 The humidifying device 200 includes a heating unit 201 that is humidified air generating means, a pump 202 that is water supplying means, a water tank 203 that is water storing means, a blower 204 that is humidified air conveying means, and a humidification control unit 205. . Further, the indoor unit 101 is provided with an indoor temperature / humidity sensor 119, the outdoor unit 104 is provided with an outdoor temperature / humidity sensor 121, and the humidifier 200 is provided with a humidified air temperature sensor 214. It is sent to the humidification control unit 205. The humidification control unit 205 determines the outputs 206, 207, and 208 of the heating unit 201, the pump 202, and the blower 204 from the ON / OFF of the humidification operation, the indoor target humidity, the temperature / humidity signals 120 and 122, the humidified air temperature signal 215, and the like. .
水タンク203に蓄えられた室外熱交換器105での凝縮水は、ポンプ202により矢印202aのように加熱ユニット201へ運ばれる。一方、送風機204により矢印204aのように取り込まれた外気は、矢印204bのように加熱ユニット201へ運ばれる。
ここで使用するポンプ202は、通常の水を循環させる大流量ものではなく、小容量(〜50cc/min程度)で流量制御が可能なものが望ましい。加熱ユニット201では、出力密度の高いヒータを用いれば小型にすることが可能である。
The condensed water in the outdoor heat exchanger 105 stored in the water tank 203 is carried to the heating unit 201 by the pump 202 as indicated by an arrow 202a. On the other hand, the outside air taken in by the blower 204 as indicated by an arrow 204a is carried to the heating unit 201 as indicated by an arrow 204b.
The pump 202 used here is not a large flow rate for circulating normal water, but a pump capable of controlling the flow rate with a small capacity (about 50 cc / min) is desirable. The heating unit 201 can be reduced in size by using a heater with high output density.
そして、加熱ユニット201においては、運ばれてきた凝縮水と外気は加熱され、凝縮水は沸騰して蒸発し、外気は高温の空気となり互いに混合し、高温高湿度の加湿空気となって矢印201aのように室内機101へ運ばれ、室内100を加湿する。 In the heating unit 201, the condensed water and the outside air that are carried are heated, the condensed water boils and evaporates, the outside air becomes high-temperature air and mixes with each other, and becomes high-temperature and high-humidity humidified air. In this way, it is carried to the indoor unit 101 to humidify the room 100.
加熱ユニット201では、ポンプ203で給水された凝縮水加熱沸騰させて水蒸気にするので、殺菌がなされ衛生的である。外気についても、空気を100℃を超える温度まで加熱すれば、結露を防止できるとともに良好な衛生状態を得ることができる。この点において、本発明は水を液で搬送して気化させる技術や水を噴霧する技術に比べ優れている。 In the heating unit 201, the condensed water supplied by the pump 203 is heated and boiled to form water vapor, so that it is sterilized and sanitary. Concerning the outside air, if the air is heated to a temperature exceeding 100 ° C., dew condensation can be prevented and a good sanitary condition can be obtained. In this respect, the present invention is superior to a technique for transporting water with liquid and vaporizing or a technique for spraying water.
さらに、小さなポンプ202を1つ、小さな加熱ユニット201を1つ、さらに、加湿空気搬送手段も、送風機204の1つだけで構成できるので、嵩高い吸着材のロータや搬送用に加えて吸着用の送風機を使用する吸着式の技術に比べ、小型の装置を構成することができる。 Furthermore, since one small pump 202, one small heating unit 201, and a humidified air conveying means can be composed of only one blower 204, in addition to the bulky adsorbent rotor and conveying, it is for adsorption. Compared to the adsorption-type technology that uses this type of blower, a smaller device can be configured.
また、吸着式では、水分の離脱に必要な熱量はすべて、加熱された空気が担うことになる。水分の離脱に必要な熱量は概ね水の潜熱に近く、吸着能力の高いゼオライトなどでは水の潜熱よりも若干多くの熱が必要である。例えば、100gの水分を1kgの乾き空気と混合して湿り空気(露点は約53℃)を作るとき、水の潜熱を2300J/g、空気の比熱を1.006J/(g・K)とすると、水を離脱させるために空気は最低でも229℃以上高い温度が必要となる。結露防止のため加湿空気の温度を100℃とすると、吸着ロータに接触する前の空気は最低でも330℃以上の温度が必要になり、使用する材料が限られ装置の構成に困難をともなう。
これを回避するには、水分の離脱に使用する空気の量を増やし、空気の温度を下げること
になる。その結果、搬送する加湿空気の総質量は増加し、これに見合った断面積の大きなダクトが必要になる。
一方、本発明においては、ポンプ202の給水量、送風機204による外気の取り込み量、加熱ユニット201における加熱量などの出力が制御できるので、容易に高温高湿の加湿空気を作ることができる。したがって、搬送すべき加湿空気の総質量を減らすことができ、断面積の小さなダクトを使用することができるので、優れた工事性を実現することができる。
また、送風機204は加熱ユニット201の上流にあるので、高温あるいは高温高湿の空気が内部を通らないので、送風機204の熱による劣化を防ぎ、熱損失を低減することができる。
Further, in the adsorption type, all the heat necessary for detachment of moisture is carried by heated air. The amount of heat required for the release of moisture is almost similar to the latent heat of water, and zeolite having a high adsorption capacity requires a little more heat than the latent heat of water. For example, when 100 g of water is mixed with 1 kg of dry air to create moist air (dew point is about 53 ° C.), the latent heat of water is 2300 J / g and the specific heat of air is 1.006 J / (g · K). In order to release water, the air needs to be at least 229 ° C. or higher. If the temperature of the humidified air is set to 100 ° C. to prevent dew condensation, the temperature of the air before contacting the adsorption rotor needs to be at least 330 ° C., and the materials used are limited and the configuration of the apparatus is difficult.
To avoid this, the amount of air used for moisture removal is increased and the temperature of the air is lowered. As a result, the total mass of humidified air to be transported increases, and a duct having a large cross-sectional area commensurate with this is required.
On the other hand, in the present invention, output of the water supply amount of the pump 202, the intake amount of the outside air by the blower 204, the heating amount in the heating unit 201, and the like can be controlled, so that high-temperature and high-humidity humidified air can be easily produced. Therefore, the total mass of the humidified air to be conveyed can be reduced, and a duct having a small cross-sectional area can be used, so that excellent workability can be realized.
Further, since the blower 204 is upstream of the heating unit 201, high-temperature or high-temperature and high-humidity air does not pass through the inside, so that deterioration of the blower 204 due to heat can be prevented and heat loss can be reduced.
図2は、図1に示した空気調和機の加熱ユニット201の構成図を示すものである。 FIG. 2 shows a configuration diagram of the heating unit 201 of the air conditioner shown in FIG.
図2において、(a)は加熱ユニット201の側断面図、(b)は流路に垂直な面側からの断面図である。 2A is a side cross-sectional view of the heating unit 201, and FIG. 2B is a cross-sectional view from the surface side perpendicular to the flow path.
加熱ユニット201は、蒸気発生部である蒸発皿209、空気加熱部である放熱フィン210、211、平板状のヒータ212からなる加熱手段を有し、図1のポンプ202から矢印202aのように供給された凝縮水が、給水ノズル213から蒸発皿209に供給され蒸発する。一方、図1の送風機204により取り込まれた外気は、矢印204bのように、加熱ユニット201に取り込まれ、一部は放熱フィン210側を通って加熱され、残りは蒸発皿209および放熱フィン210を通って、水蒸気を含みながらさらに加熱され、再び合流して高温高湿の加湿空気となって矢印201aのように運ばれていく。 The heating unit 201 includes heating means including an evaporating dish 209 that is a steam generation unit, heat radiation fins 210 and 211 that are air heating units, and a flat plate heater 212, and is supplied from the pump 202 of FIG. 1 as indicated by an arrow 202a. The condensed water thus supplied is supplied from the water supply nozzle 213 to the evaporating dish 209 and evaporates. On the other hand, the outside air taken in by the blower 204 in FIG. 1 is taken into the heating unit 201 as indicated by an arrow 204b, and part of the air is heated through the side of the heat dissipating fins 210, while the rest passes through the evaporating dish 209 and the heat dissipating fins 210. It is further heated while containing water vapor, merges again and becomes high-temperature and high-humidified humidified air and is carried as indicated by an arrow 201a.
ヒータ212は絶縁処理を施され、蒸発皿209や放熱フィン210、211と密着して放熱しており、両面を有効に使用している
加熱ユニット201は、蒸発皿209や放熱フィン210、211など、加熱する対象に応じた形態をとっており、それぞれ効率の良い加熱を行うことができる。
The heater 212 is subjected to insulation treatment and is in close contact with the evaporating dish 209 and the heat radiation fins 210 and 211 to dissipate heat. The heating unit 201 effectively uses both sides. The heating unit 201 includes the evaporating dish 209, the heat radiation fins 210 and 211, etc. , And takes a form according to the object to be heated, and each can perform efficient heating.
特に、凹状の蒸発皿209採用することで、水の飛散や滴下をなくすことができるので、ヒータ212のリード線取り出し部などから水が浸入して絶縁不良を起こしたりする危険性を回避できる。また、蒸発皿209や放熱フィン210、211などは、簡単な形状でヒータやモータなどの能動部品を追加する必要が無いので安価に作ることができる。 In particular, by adopting the concave evaporating dish 209, it is possible to eliminate the scattering and dripping of water, so that it is possible to avoid the risk of water entering from the lead wire take-out portion of the heater 212 and causing an insulation failure. Further, the evaporating dish 209, the heat radiation fins 210 and 211, etc. can be made at low cost because it is not necessary to add active parts such as a heater and a motor with a simple shape.
したがって、簡単で安価な構成で安全性に優れた、熱効率の良い加熱ユニット201を構成することができる。 Therefore, it is possible to configure the heating unit 201 having a simple and inexpensive configuration and excellent in safety and having high thermal efficiency.
また、ヒータ212は平板形状を成したので、片面に放熱フィン210、もう片面に蒸発皿209と放熱フィン211を配置することが可能となり、空間の無駄をなくし、小型で、簡単で安価な、安全性に優れた熱効率の良い加熱ユニット201を構成できる。 In addition, since the heater 212 has a flat plate shape, it is possible to dispose the heat radiation fins 210 on one side and the evaporation dish 209 and the heat radiation fins 211 on the other side, eliminating space waste, small, simple and inexpensive. A heating unit 201 having excellent safety and good thermal efficiency can be configured.
図2においては、流路は水平になっているが、垂直に配置したい場合には、図3のように蒸発皿209の向きを上向きとして配置すると良い。 In FIG. 2, the flow paths are horizontal, but when it is desired to arrange them vertically, it is preferable to arrange the evaporating dish 209 upward as shown in FIG. 3.
また、加湿量を増やそうと、ポンプ202の出力を上げ、凝縮水の供給量を増やすと、ヒータ212の熱量は、凝縮水の蒸発に多くの熱を奪われてしまう。その結果、加熱ユニット201の出口における加湿空気の露点は上昇するにもかかわらず、温度は下降してしまうため搬送途中で結露を生じやすくなる。
そこで、加湿空気温度センサ214により、加熱ユニット201の出口における加湿空気の温度を検出し、検出値が所定の値となるようヒータ212の出力を調整する。これによ
り、前記加湿空気の温度や湿度を所望の状態に調整し結露を避けながら加湿量を制御することができる。
加湿量が変化する場合だけでなく、外気温が変化するような場合にも似たような現象が起こるので、同様の制御は有効である。
Moreover, if the output of the pump 202 is increased to increase the amount of humidification and the supply amount of condensed water is increased, the heat amount of the heater 212 is deprived of much heat by the evaporation of the condensed water. As a result, although the dew point of the humidified air at the outlet of the heating unit 201 rises, the temperature falls, so that condensation tends to occur during the conveyance.
Therefore, the humidified air temperature sensor 214 detects the temperature of the humidified air at the outlet of the heating unit 201, and adjusts the output of the heater 212 so that the detected value becomes a predetermined value. Thereby, the humidification amount can be controlled while adjusting the temperature and humidity of the humidified air to a desired state and avoiding condensation.
The similar control is effective because a similar phenomenon occurs not only when the humidification amount changes but also when the outside air temperature changes.
ところで、図1において、室内機101と室外機104の距離が長くなると、加湿空気を搬送する際の抵抗が増加し、送風機112の出力が同じでは空気の搬送量が低下するために加湿空気の露点が高くなり、出口温度は低下して結露を生じやすくなる。そこで、送風機204、加熱ユニット201のヒータ212の出力を増加させると、結露の発生を防ぎ信頼性の高い加湿を行うことができる。 By the way, in FIG. 1, when the distance between the indoor unit 101 and the outdoor unit 104 becomes longer, the resistance when the humidified air is transported increases, and if the output of the blower 112 is the same, the amount of transported air decreases. The dew point becomes high, the outlet temperature is lowered, and condensation tends to occur. Therefore, when the output of the blower 204 and the heater 212 of the heating unit 201 is increased, condensation can be prevented and humidification with high reliability can be performed.
逆に、室内機101と室外機104の距離が短くなると、空気の搬送量は増加し、出口温度の低下は減るので、送風機204とヒータ212の出力が、必要以上に大きくなるので、必要な出力に下げると効率の良い加湿を行うことができる。 Conversely, if the distance between the indoor unit 101 and the outdoor unit 104 is shortened, the amount of air transport increases and the decrease in outlet temperature decreases, so the outputs of the blower 204 and the heater 212 become larger than necessary. When the output is lowered, efficient humidification can be performed.
また、室内温湿度センサ119の検出値が目標湿度に比べ大幅に小さい時には、ポンプ202の出力を大きくして加湿量を増やし、少し小さいときにはポンプ202の出力を小さくして加湿量を少なくすると、制御性が向上し快適な温湿度環境を得ることができる。ちなみに、室内温湿度センサ119の検出値が目標湿度を超えてしまった場合には、加湿は行わないのが望ましい。 Further, when the detection value of the indoor temperature / humidity sensor 119 is significantly smaller than the target humidity, the output of the pump 202 is increased to increase the humidification amount. When the detection value is slightly smaller, the output of the pump 202 is decreased to reduce the humidification amount. Controllability is improved and a comfortable temperature and humidity environment can be obtained. Incidentally, when the detected value of the indoor temperature / humidity sensor 119 exceeds the target humidity, it is desirable not to perform humidification.
また、実際の加湿量は、ポンプ202の出力だけではなく、外気の温湿度によっても変化するので、外気の絶対湿度が高いときに、湿度が低いときと同様にポンプ202の出力を与えると、加湿空気の露点が高くなり結露を生じやすくなる。そこで、室外温湿度センサ121の検出値も考慮して、外気の絶対湿度が高いときにはポンプ202の出力を少なくすると、結露を防ぎ信頼性の高い加湿を行うことができる。 Moreover, since the actual humidification amount changes not only with the output of the pump 202 but also with the temperature and humidity of the outside air, when the absolute humidity of the outside air is high, the output of the pump 202 is given in the same manner as when the humidity is low. The dew point of the humidified air becomes high and condensation tends to occur. Therefore, in consideration of the detection value of the outdoor temperature / humidity sensor 121, if the output of the pump 202 is reduced when the absolute humidity of the outside air is high, condensation can be prevented and highly reliable humidification can be performed.
本発明の第1の実施の形態における空気調和機では、室外熱交換器105で生じた凝縮水を加湿に使用したが、手動で給水をしたり、水道から自動的に供給する構成としても可能である。 In the air conditioner according to the first embodiment of the present invention, the condensed water generated in the outdoor heat exchanger 105 is used for humidification, but it may be configured to supply water manually or automatically from the water supply. It is.
以上のように、本実施の形態においては、室内機と室外機とを接続してヒートポンプサイクルを構成する空気調和機であって、取り込んだ室外の空気と水を加熱して高温で絶対湿度の高い加湿空気を作る加湿空気生成手段と、前記加湿空気生成手段に水を供給する水供給手段と、前記水供給手段が取水するための貯水手段と、前記加湿空気を前記室内機に送る加湿空気搬送手段とを有する、加湿手段を室外機に備えたことにより、空気および水を加熱により殺菌することができ、2つの小さな加熱手段と1つの加湿空気搬送手段のみで構成することができ、高温高湿の加湿空気を作り小断面積の搬送路で搬送することができ、衛生的で信頼性の高い加湿機能を実現し、小型で工事性に優れた装置を提供することができる。 As described above, in the present embodiment, an air conditioner that configures a heat pump cycle by connecting an indoor unit and an outdoor unit, and heats the outdoor air and water taken in at a high temperature and has an absolute humidity. Humidified air generating means for producing high humidified air, water supply means for supplying water to the humidified air generating means, water storage means for taking up water by the water supply means, and humidified air for sending the humidified air to the indoor unit Since the outdoor unit is equipped with a humidifying means having a conveying means, air and water can be sterilized by heating, and it can be composed of only two small heating means and one humidified air conveying means. Highly humidified air can be generated and transported through a transport path with a small cross-sectional area, and a hygienic and highly reliable humidification function can be realized, and a compact and excellent workability apparatus can be provided.
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、水分を室外より室内に持ち込む加湿機能を有し、衛生的で信頼性の高い加湿機能を実現するとともに、小型の装置を提供することができ、優れた工事性を実現することができるので、エアコンデショナーや換気装置など加湿を行う空気調和機全般の用途に適用きる。 As described above, the air conditioner according to the present invention has a humidifying function for bringing moisture into the room from the outside, can realize a hygienic and highly reliable humidifying function, and can provide a small device. Because it can realize excellent workability, it can be applied to general air conditioners that humidify such as air conditioners and ventilators.
101 室内機
102 室内熱交換器
103 室内送風機
104 室外機
105 室外熱交換器
106 室外送風機
107 圧縮機
108 膨張弁
200 加湿装置
201 加熱ユニット
202 ポンプ
203 水タンク
204 送風機
205 加湿制御ユニット
119 室内温湿度センサ
121 室外温湿度センサ
214 加湿空気温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Indoor unit 102 Indoor heat exchanger 103 Indoor fan 104 Outdoor unit 105 Outdoor heat exchanger 106 Outdoor fan 107 Compressor 108 Expansion valve 200 Humidifier 201 Heating unit 202 Pump 203 Water tank 204 Blower 205 Humidification control unit 119 Indoor temperature / humidity sensor 121 outdoor temperature / humidity sensor 214 humidified air temperature sensor
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|---|---|---|---|---|
| JP2021135016A (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | アイリスオーヤマ株式会社 | Air conditioner |
| CN115244244A (en) * | 2020-03-03 | 2022-10-25 | 科唯怡株式会社 | Humidification module with humidification water control function and multifunctional storage system with the same |
| CN116507854A (en) * | 2021-06-29 | 2023-07-28 | 海信(广东)空调有限公司 | Humidifiers and air conditioning systems |
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