特許 6987320 空気調和機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6987320

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/0087 20190101AFI20211213BHJP

【ＦＩ】

   F24F1/0087

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2021-544365(P2021-544365)

(86)(22)【出願日】2021年4月14日

(86)【国際出願番号】JP2021015460

【審査請求日】2021年7月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】特許業務法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗原 幸大

(72)【発明者】

【氏名】石村 尚平

【審査官】 佐藤 正浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１２４３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１０２１２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５１−０９９９６３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １／００８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空調対象空間に設置され、室内熱交換器を備えた室内機と、前記空調対象空間の外に設置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、室外熱交換器、及び前記室外熱交換器に外気を供給する室外送風機を備えた室外機と、前記室外機の凝縮水を加熱し気化させて前記室内機に送る加湿装置と、を備えた暖房運転を行う空気調和機であって、
前記加湿装置は、
前記室外機の前記凝縮水を貯水する貯水容器と、
前記暖房運転時に前記圧縮機と前記室内熱交換器とを接続し、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が流れる吐出配管で構成され、前記貯水容器に貯水されている前記凝縮水を前記冷媒の熱により加熱し気化させる加熱部と、を備えた
空気調和機。

【請求項2】

前記加湿装置は、
前記貯水容器と前記室内機とを接続した加湿空気搬送配管と、
前記加湿空気搬送配管に設けられ、前記貯水容器で気化した水蒸気及び前記室外機内に供給された前記外気を加湿空気として前記室内機へ送る加湿空気送風機と、を備えた
請求項１に記載の空気調和機。

【請求項3】

前記貯水容器は、前記圧縮機の下方に設置されている
請求項１又は２に記載の空気調和機。

【請求項4】

前記貯水容器は、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間に設置されている
請求項１又は２に記載の空気調和機。

【請求項5】

前記室外機は、
前記室外熱交換器の下方に配置された水受け部と、
前記水受け部と前記貯水容器とを接続する延長路と、を有する
請求項３又は４に記載の空気調和機。

【請求項6】

前記加湿装置は、
前記貯水容器に貯水された凝縮水の水位を検出する水位センサを備えている
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和機。

【請求項7】

前記吐出配管は、前記加熱部を構成する加熱配管部、及び前記加熱配管部と並列接続された非加熱配管部を有し、
前記加湿装置は、前記加熱配管部に流れる冷媒流量を調整する流量調整機構を備え、前記流量調整機構は、前記非加熱配管部に設けられた第１流量調整弁、及び前記加熱配管部に設けられた第２流量調整弁を有し、
前記水位センサにより検出された前記水位に応じて前記第１流量調整弁及び前記第２流量調整弁の開度を調整する制御装置を備えた
請求項６に記載の空気調和機。

【請求項8】

前記吐出配管は、前記圧縮機と前記室内熱交換器とを分岐することなく接続している
請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、空気調和機に関し、特に空気中の水分を捕集して室内を加湿する加湿機能を有する空気調和機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、冬季における空気調和機の暖房運転時には、室内が乾燥状態になることを防止するために室内を加湿する場合がある。室内を加湿する方法としては、空気中の水分を凝縮して凝縮水を生成し、その凝縮水を気化させて室内に供給する無給水方式の方法が知られている。このような無給水方式を採用した空気調和機において、室内機と、暖房運転時に凝縮水が生じる室外機と、室外機の凝縮水を加熱気化させて室内機に送る加湿装置とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１において、凝縮水を貯水する貯水器、及び、貯水器に貯水されている凝縮水を加熱し気化させる蒸発装置が室外機に設けられ、気化した水蒸気は、加湿空気搬送路を介して加湿送風機により室内機に送られる。特許文献１の空気調和機では、凝縮水を気化させる方法として、蒸発装置に設けられたヒーターを用いた加熱気化方式が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−０８５０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の空気調和機のように、空気調和機の暖房運転時において加湿をする際に、ヒーターを用いて凝縮水を気化させる構成では、ヒーターを駆動させる電力が必要になり、空気調和機の消費電力量が増大する。

【0005】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空気調和機の暖房運転時に従来よりも消費電力量を削減して加湿を行うことができる空気調和機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る空気調和機は、空調対象空間に設置され、室内熱交換器を備えた室内機と、前記空調対象空間の外に設置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、室外熱交換器、及び前記室外熱交換器に外気を供給する室外送風機を備えた室外機と、前記室外機の凝縮水を加熱し気化させて前記室内機に送る加湿装置と、を備えた暖房運転を行う空気調和機であって、前記加湿装置は、前記室外機の前記凝縮水を貯水する貯水容器と、前記暖房運転時に前記圧縮機と前記室内熱交換器とを接続し、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が流れる吐出配管で構成され、前記貯水容器に貯水されている前記凝縮水を前記冷媒の熱により加熱し気化させる加熱部と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、暖房運転時に圧縮機と室内熱交換器とを接続し、圧縮機から吐出された冷媒が流れる吐出配管で構成され、貯水容器に貯水されている凝縮水を冷媒の熱により加熱し気化させる加熱部を備える。これにより、暖房運転時には圧縮機から吐出された高温冷媒の熱を凝縮水の加熱気化に利用して室内を加湿できるので、貯水容器へのヒーターの設置及び駆動が不要となり、暖房運転時に従来よりも消費電力量を削減して加湿を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る空気調和機の概略構成を示す構成図である。

【図2】図１の空気調和機における貯水容器の設置位置を示す説明図である。

【図3】図１の空気調和機における加熱部と貯水容器の第１の配置例を示す説明図である。

【図4】図１の空気調和機における加熱部と貯水容器の第２の配置例を示す説明図である。

【図5】図１の空気調和機における加熱部と貯水容器の第３の配置例を示す説明図である。

【図6】図５のＡ−Ａ断面を示す断面図である。

【図7】図６の貯水容器の変形例を示す断面図である。

【図8】実施の形態３に係る空気調和機における貯水容器の設置位置を示す説明図である。

【図9】実施の形態４に係る空気調和機における貯水容器の設置位置を示す説明図である。

【図10】実施の形態５に係る空気調和機の概略構成を示す構成図である。

【図11】図１０の制御装置の機能を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和機１００の概略構成を示す構成図である。図２は、図１の空気調和機１００における貯水容器１１の設置位置を示す説明図である。空気調和機１００は、少なくとも暖房運転を行うように構成されている。図１における直線の実線矢印は、空気調和機１００の暖房運転時に冷媒が流れる方向を表している。また、図２の矢印Ｘ方向は空気調和機１００の室外機２の幅方向を表し、矢印Ｙ方向は室外機２の奥行き方向を表し、矢印Ｚ方向は室外機２の高さ方向を表している。実施の形態１に係る空気調和機１００の構成について、図１〜図２を用いて説明する。

【0010】

なお、以下に示す図面の形態によって本開示が限定されるものではない。図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」及び「後」等）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本開示を限定するものではない。これらの方向を示す用語は、特に明示しない限り、室外機２を前方（正面側）から見た場合の方向を表している。

【0011】

（空気調和機１００）
空気調和機１００は、空調対象空間Ｓ（例えば、室内）に設置される室内機３と、空調対象空間Ｓの外（例えば、屋外）に設置される室外機２と、室外機２で生じた凝縮水Ｗを加熱し気化させて室内機３に送る加湿装置１と、を備えている。空気調和機１００は、冷媒回路Ｃを有している。

【0012】

冷媒回路Ｃは、圧縮機２３、室内熱交換器３１、減圧装置２５及び室外熱交換器２１等が冷媒配管４により接続されて形成されている。以下、冷媒配管４のうち、空気調和機１００の暖房運転時に圧縮機２３と室内熱交換器３１とを接続する配管を、吐出配管４１と称する場合がある。

【0013】

圧縮機２３は、冷媒の吸入口２３ａ及び吐出口２３ｂを有し、吸入した冷媒を圧縮して吐出し、冷媒回路Ｃに循環させる。室内熱交換器３１及び室外熱交換器２１は、冷媒と周囲の空気とを熱交換させる。減圧装置２５は、例えば膨張弁で構成され、冷媒を膨張させ減圧する。また、図１に示される例では、冷媒回路Ｃは流路切替装置２４を有している。流路切替装置２４は、例えば四方弁、又は複数の弁の組み合わせにより構成され、圧縮機２３から吐出された冷媒の流路を切り替える。

【0014】

図１に示される例では、冷媒回路Ｃを構成する機器のうち圧縮機２３、流路切替装置２４、減圧装置２５及び室外熱交換器２１が室外機２に設けられ、冷媒回路Ｃを構成する機器のうち室内熱交換器３１が室内機３に設けられている。

【0015】

流路切替装置２４により冷媒の流路が切り替えられることで、冷房と暖房とが切り替えられる。暖房運転では、圧縮機２３から吐出された冷媒は、室内熱交換器３１、減圧装置２５、室外熱交換器２１の順に流れて圧縮機２３に戻る。一方、冷房運転では、圧縮機２３から吐出された冷媒は、室外熱交換器２１、減圧装置２５、室内熱交換器３１の順に流れて圧縮機２３に戻る。すなわち、室内の暖房時には室内熱交換器３１が凝縮器として機能し、室外熱交換器２１が蒸発器として機能し、室内の冷房時には室外熱交換器２１が凝縮器として機能し、室内熱交換器３１が蒸発器として機能する。

【0016】

なお、空気調和機１００の冷媒回路Ｃの構成は上記の構成に限定されない。例えば、流路切替装置２４は省略することができる。また、図１に示される例では減圧装置２５は室外機２に配置されているが、室内機３に、あるいは冷媒配管４のうち室内機３と室外機２との間の配管に設けてもよい。

【0017】

図２中の白抜き矢印Ｆｗは凝縮水Ｗの流れを表し、白抜き矢印Ａ１は室外機２における外気の流れを表し、白抜き矢印Ａ２は加湿空気の流れを表している。また、図１中の白抜き矢印Ａ３は室内空気の流れを表し、白抜き矢印Ａ４は調和空気の流れを表している。ここで、加湿空気とは、外気、及び凝縮水Ｗが気化した水蒸気を含む空気である。また、室内空気とは、空調対象空間Ｓの空気である。また、調和空気とは、室内機３において温度及び湿度が調整された空気である。

【0018】

（室外機２）
図２に示されるように、室外機２は室外機筐体２０を有し、室外機筐体２０には、外気が通る通気口２０ａが形成されている。図１に示されるように、室外機２には、上記のとおり冷媒回路Ｃの圧縮機２３、流路切替装置２４、減圧装置２５及び室外熱交換器２１が搭載されている。

【0019】

また、室外機２には、室外熱交換器２１に外気（白抜き矢印Ａ１を参照）を供給する室外送風機２２と、室外機２で生じた凝縮水Ｗ（図２の白抜き矢印Ｆｗを参照）を受ける凝縮水収集路２６と、上記の加湿装置１が設けられている。室外送風機２２が駆動することで、図２に示されるように、室外機筐体２０の通気口２０ａを介して室外熱交換器２１に外気が供給される。また、図１に示されるように、加湿装置１は、凝縮水Ｗを貯留する貯水容器１１を有しており、凝縮水収集路２６は、凝縮水Ｗを加湿装置１の貯水容器１１に導くように構成されている。具体的には、図２に示されるように、凝縮水収集路２６は、室外熱交換器２１の下方に設けられ、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において圧縮機２３に近づくに従い下側となるように傾斜している。凝縮水収集路２６における圧縮機２３側の端部には、下方に延びた漏斗部２６ｂが形成されている。漏斗部２６ｂの先端部は、貯水容器１１に接続されている。

【0020】

図１に示されるように、加湿装置１は、上記の貯水容器１１と、この貯水容器１１に貯水されている凝縮水Ｗを加熱し気化させる加熱部１４等とを有している。また、加湿装置１は、室外機２と室内機３とを接続した加湿空気搬送配管１３と、貯水容器１１で気化した水蒸気及び室外機２内に供給された外気を加湿空気（白抜き矢印Ａ２を参照）として室内機３へ送る加湿空気送風機１２とを有している。加熱部１４は、吐出配管４１で構成され、圧縮機２３から吐出された高温高圧の冷媒の熱により貯水容器１１内の凝縮水Ｗを加熱し気化させる。より具体的には、一端が圧縮機２３の吐出口２３ｂに接続され、且つ他端が室内熱交換器３１に接続された吐出配管４１において、その一部が貯水容器１１の外側に熱接触可能に這わされ、加熱部１４として機能する。

【0021】

図１に示される例では、加湿空気搬送配管１３は、貯水容器１１と、室内機３の室内機筐体３０とを接続しており、貯水容器１１の内部と室内機筐体３０の内部とか連通している。また、図１に示される例では、加湿空気送風機１２は、加湿空気搬送配管１３に設けられている。このように構成することで、室内機３へ送る加湿空気を、十分に水蒸気を含んだ加湿空気とすることができる。また、室内機３の内部には室内送風機３２によって空気流れが生じているが、加湿空気送風機１２に加湿空気搬送配管１３が設けられていることにより、加湿空気搬送配管１３の加湿空気を室内機３側へ送り、室内機３内の空気流れに合流させることができる。なお、加湿装置１は、吐出配管４１で構成される加熱部１４が貯水容器１１内の凝縮水Ｗを加熱し気化させる構成であればよく、加湿空気の搬送手段である加湿空気送風機１２及び加湿空気搬送配管１３の構成については、上記の構成に限定されない。

【0022】

（室内機３）
図１に示されるように、室内機３は室内機筐体３０を有し、室内機筐体３０には、室内空気（白抜き矢印Ａ３を参照）が通る吸込口３０ａ、及び、調和空気（白抜き矢印Ａ４を参照）が通る吹出口３０ｂが形成されている。室内機３には、上記のとおり冷媒回路Ｃの室内熱交換器３１が搭載されている。また、室内機３には、室内熱交換器３１に室内空気を供給する室内送風機３２が設けられている。室内送風機３２が駆動することで、室内機筐体３０の吸込口３０ａを介して室内機筐体３０内に室内空気が吸い込まれ、室内熱交換器３１に供給される。室内機筐体３０内に吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行うことで加熱又は冷却され、また、室外機２から搬送された加湿空気と合流して調和空気となる。また、室内送風機３２が駆動することで、室内機筐体３０の吹出口３０ｂを介して空調対象空間Ｓへ調和空気が吹き出される。

【0023】

図２に基づき、貯水容器１１の構成と、室外機２における室外熱交換器２１、圧縮機２３、貯水容器１１及び凝縮水収集路２６の配置とについて説明する。

【0024】

貯水容器１１は、上面１１ａと、底面１１ｂと、上面１１ａと底面１１ｂとを接続する側面１１ｃとにより構成され、例えば中空の直方体形状を有している。貯水容器１１の上面１１ａには、第１開口部１１ｄ及び第２開口部１１ｅが形成されており、第１開口部１１ｄに、凝縮水収集路２６の漏斗部２６ｂの先端が接続され、第２開口部１１ｅに、加湿空気搬送配管１３の一端が接続されている。貯水容器１１の底面１１ｂには、該底面１１ｂに沿うように吐出配管４１の一部すなわち加熱部１４が配置されている。

【0025】

なお、貯水容器１１は、凝縮水Ｗを貯水できる構成であればよく、その形状は上記の形状に限定されない。また、図２に示される例では、第１開口部１１ｄ及び第２開口部１１ｅが貯水容器１１の上面１１ａに形成されていたが、これらは、側面１１ｃに形成することができる。

【0026】

図示していないが、室外熱交換器２１の下端には脚部が設けられ、室外熱交換器２１の下端と室外機筐体２０の底面部２０ｂとの間には隙間が形成されている。貯水容器１１は、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において圧縮機２３よりも室外熱交換器２１寄りで、貯水容器１１の少なくとも一部が室外熱交換器２１の下方の隙間に位置するように配置されている。そして、凝縮水収集路２６における下方に延びた漏斗部２６ｂの先端が、貯水容器１１の上面１１ａに接続されている。

【0027】

次に、図１及び図２を参照しつつ、空気調和機１００の動作について説明する。図１には、空気調和機１００の暖房運転時の状態が示されている。暖房運転時には、流路切替装置２４は、圧縮機２３の吐出口２３ｂと室内熱交換器３１とを接続しており、圧縮機２３で圧縮された高温高圧の冷媒は、流路切替装置２４を通って室内熱交換器３１へ流入する。室内熱交換器３１に流入した冷媒は、凝縮し、室内を暖房する。室内熱交換器３１で凝縮した冷媒は、減圧装置２５で減圧され膨張し、室外熱交換器２１へ流入する。室外熱交換器２１に流入した冷媒は、蒸発し、流路切替装置２４を通って再び圧縮機２３に戻る。暖房運転が行われている間、上記の冷凍サイクルが繰り返される。

【0028】

一方、空気調和機１００の除霜運転時及び冷房運転時には、流路切替装置２４が切り替わり、圧縮機２３の吐出口２３ｂと室外熱交換器２１とが接続される。除霜運転及び冷房運転が行われているときには、暖房運転が行われているときの冷媒の流れ方向とは逆向きに冷媒が流れる。

【0029】

空気調和機１００の暖房運転時には、室外熱交換器２１で大気中の水分が凝縮されて凝縮水Ｗとなる。室外熱交換器２１で生じた凝縮水Ｗは、凝縮水収集路２６に落ち、図２に白抜き矢印Ｆｗで示されるように、傾斜した凝縮水収集路２６を通って貯水容器１１に貯水される。一方、外気（白抜き矢印Ａ１を参照）は、室外送風機２２の駆動によって室外機筐体２０内に吸い込まれ、室外熱交換器２１を通り、凝縮水収集路２６の漏斗部２６ｂを介して貯水容器１１に入る。

【0030】

図１に示されるように、貯水容器１１に貯水された凝縮水Ｗは、加熱部１４により加熱されることで気化して水蒸気になる。この水蒸気及び室外機筐体２０内に吸い込まれた新鮮な外気を含む加湿空気（白抜き矢印Ａ２を参照）は、加湿空気送風機１２の駆動により、加湿空気搬送配管１３を介して室内機３へ搬送される。加湿空気搬送配管１３を介して室外機２から室内機３へ搬送された加湿空気は、室内機筐体３０内において室内熱交換器３１を通過した室内空気と合流し、加湿空気と室内空気とを含む調和空気となる。そして、暖房運転時には、加湿空気及び室内空気を含む、室内熱交換器３１で加熱された調和空気が吹出口３０ｂを介して空調対象空間Ｓへ吹き出され、空調対象空間Ｓを暖房し加湿する。また、加湿空気には新鮮な外気が含まれているので、空気調和機１００は、空調対象空間Ｓの暖房及び加湿を行いながら換気を行うことができる。

【0031】

図３は、図１の空気調和機１００における加熱部１４と貯水容器１１の第１の配置例を示す説明図である。図４は、図１の空気調和機１００における加熱部１４と貯水容器１１の第２の配置例を示す説明図である。図５は、図１の空気調和機１００における加熱部１４と貯水容器１１の第３の配置例を示す説明図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図７は、図６の貯水容器１１の変形例を示す断面図である。

【0032】

図３〜７に基づき、貯水容器１１における加熱部１４の配置について説明する。以下、加熱部１４を構成する吐出配管４１の一部が貯水容器１１の底面１１ｂに這わされている場合の配置例について図３〜７を用いて説明するが、加熱部１４は、貯水容器１１の側面１１ｃ又は上面１１ａに沿って設けてもよい。ただし、貯水容器１１における側面１１ｃの上側又は上面１１ａに加熱部１４が設けられる場合、貯水容器１１に凝縮水Ｗが多く溜まっていないと熱が伝わりにくい。このため、加熱部１４は底面１１ｂに設けるのが効果的である。あるいは、加熱部１４は、貯水容器１１の上面１１ａ、側面１１ｃ及び底面１１ｂのうちの複数の面に沿うように配置してもよい。

【0033】

図３に示される第１の配置例では、加熱部１４を構成する吐出配管４１が、貯水容器１１の底面１１ｂに一直線に這わされている。図４に示される第２の配置例及び図５に示される第３の配置例では、加熱部１４を構成する吐出配管４１は、貯水容器１１の底面１１ｂに１回又は複数回往復するように這わされており、加熱部１４は、１又は複数の折り返し部１４ａを有する構成とされる。第２の配置例では、貯水容器１１の下面視において底面１１ｂ内に折り返し部１４ａが位置し、一方、第３の配置例では、貯水容器１１の下面視において底面１１ｂの外に折り返し部１４ａが位置する。

【0034】

図６に示されるように、貯水容器１１の底面１１ｂの表面は平坦な面であり、この底面１１ｂの表面に、加熱部１４を構成する吐出配管４１が当接するように配置されている。このように、吐出配管４１と貯水容器１１の表面とを接触させることで、吐出配管４１と貯水容器１１とが接触していない場合と比べ、貯水容器１１及び凝縮水Ｗの加熱効率が上がる。図７に示される貯水容器１１の変形例では、貯水容器１１の底面１１ｂが凹部１１ｆを有し、この凹部１１ｆに加熱部１４の一部が嵌まり込む構成とされている。図７に示される変形例においても、図６に示される場合と同様に、吐出配管４１と貯水容器１１とが接触していない場合と比べ、貯水容器１１及び凝縮水Ｗの加熱効率が上がる。また、図７に示される変形例では、図６に示される場合よりも加熱部１４と貯水容器１１との接触面積が大きくなるので、貯水容器１１及び凝縮水Ｗの加熱効率がより高くなる。なお、変形例において加熱部１４が側面１１ｃ又は上面１１ａに沿うように配置される場合には、加熱部１４が配置される側面１１ｃ又は上面１１ａに、凹部１１ｆを設ければよい。

【0035】

なお、加熱部１４と貯水容器１１とが接触するよりも凝縮水Ｗの加熱効率は下がるが、加熱部１４と貯水容器１１との間に隙間があっても良い。

【0036】

以上のように、実施の形態１に係る空気調和機１００は、空調対象空間Ｓに設置された室内機３と、空調対象空間Ｓの外に設置された室外機２と、室外機２の凝縮水Ｗを加熱し気化させて室内機３に送る加湿装置１と、を備え、暖房運転を行う。室内機３は室内熱交換器３１を備え、室外機２は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２３と、室外熱交換器２１と、室外熱交換器２１に外気を供給する室外送風機２２とを備えている。加湿装置１は、室外機２の凝縮水Ｗを貯水する貯水容器１１と、吐出配管４１で構成され、貯水容器１１に貯水されている凝縮水Ｗを冷媒の熱により加熱し気化させる加熱部１４とを備えている。吐出配管４１は、暖房運転時に圧縮機２３と室内熱交換器３１とを接続し、圧縮機２３から吐出された冷媒が流れる。

【0037】

これにより、暖房運転時に圧縮機２３と室内熱交換器３１とを接続する吐出配管４１で構成され、貯水容器１１に貯水されている室外機２の凝縮水Ｗを冷媒の熱により加熱し気化させる加熱部１４を備える。よって、暖房運転時には圧縮機２３から吐出された高温冷媒の熱を凝縮水Ｗの加熱気化に利用して室内を加湿できるので、従来のような貯水容器１１へのヒーターの設置及び駆動が不要となり、暖房運転時に従来よりも消費電力量を削減して加湿を行うことができる。

【0038】

また、加湿装置１は、貯水容器１１と室内機３とを接続した加湿空気搬送配管１３と、加湿空気搬送配管１３に設けられ、貯水容器１１で気化した水蒸気及び室外機２内に供給された外気を加湿空気として室内機３へ送る加湿空気送風機１２と、を備えている。

【0039】

これにより、室内機３へ送る加湿空気を、水蒸気を十分に含む加湿空気とでき、また、加湿空気搬送配管１３に設けられた加湿空気送風機１２により、加湿空気搬送配管１３の加湿空気を室内機３の内部へ送出し、室内機３内の空気流れに合流させることができる。よって、空調対象空間Ｓにおける加湿不足を抑制することができる。さらに、外気の新鮮な空気を空調対象空間Ｓへ供給することで空調対象空間Ｓを換気する効果も合わせ持つ。

【0040】

実施の形態２．
実施の形態２に係る空気調和機１００について、図１を用いて説明する。実施の形態２の空気調和機１００では、吐出配管４１の構成が限定されている点が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

【0041】

実施の形態２の冷媒回路Ｃにおいて、吐出配管４１は、圧縮機２３と室内熱交換器３１とを分岐することなく接続する構成とされている。図１に示される例では、吐出配管４１は、圧縮機２３の吐出口２３ｂと室内熱交換器３１とを接続する１本の配管のみで構成されている。

【0042】

実施の形態２の冷媒回路Ｃにおいても、実施の形態１の場合と同様に、吐出配管４１には、流路切替装置２４を設けることができる。また、実施の形態２においても、実施の形態１の場合と同様に、吐出配管４１の一部は貯水容器１１の外側に熱接触可能に這わされ、凝縮水Ｗを加熱し気化させる加熱部１４として機能する。

【0043】

上記のように吐出配管４１が圧縮機２３と室内熱交換器３１とを分岐することなく接続する構成では、暖房運転とは逆サイクルで冷媒が流れる冷房運転に、室内熱交換器３１から圧縮機２３へ流れる冷媒が必ず加熱部１４を流通することになる。したがって、空気調和機１００が冷房運転を行っている時には冷媒の過熱度が付き易くなるので、低外気条件でも冷房運転を効果的に行うことができる。

【0044】

室外機２には、複数の室内機３を接続することができる。室外機２に複数の室内機３が接続される構成では、吐出配管４１における室内機３側は複数に分岐し、各分岐管の先が各室内機３の室内熱交換器３１と接続される。ここで、圧縮機２３と室内熱交換器３１とを分岐することなく接続する構成とは、室外機２に複数の室内機３が接続される場合には、吐出配管４１における室内機３側が複数に分岐して複数の室内機３の室内熱交換器３１と接続された構成を含む概念である。つまり、圧縮機２３と室内熱交換器３１とを分岐することなく接続する構成とは、吐出配管４１が複数の室内熱交換器３１と接続するために分岐したものでもよい。ただし、圧縮機２３と室内熱交換器３１とを分岐することなく接続する構成には、圧縮機２３から室内熱交換器３１までの間で吐出配管４１が分岐点Ｐ１及び合流点Ｐ２の両方を有するような構成は含まれない。

【0045】

以上のように、実施の形態２に係る空気調和機１００では、吐出配管４１は、圧縮機２３と室内熱交換器３１とを分岐することなく接続する。これにより、圧縮機２３から室内熱交換器３１までの間において圧縮機２３から吐出された冷媒の熱損失を最小限とすることができる。

【0046】

実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る空気調和機１００における貯水容器１１の設置位置を示す説明図である。図８に示されるように、実施の形態３では、室外機２における貯水容器１１の設置位置及び凝縮水収集路１２６の構成が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。実施の形態３では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

【0047】

図８に示されるように、室外機２において、圧縮機２３の下方には、圧縮機２３と室外機筐体２０の底面部２０ｂとの間に隙間が設けられている。実施の形態１では、図２に示されるように、貯水容器１１は、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において圧縮機２３よりも室外熱交換器２１寄りで、貯水容器１１の少なくとも一部が室外熱交換器２１の下に位置するように配置されていた。実施の形態２では、図８に示されるように、貯水容器１１は、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において室外熱交換器２１よりも圧縮機２３寄りで、貯水容器１１の少なくとも一部が圧縮機２３の下方の隙間に位置するように配置されている。

【0048】

また、実施の形態２では、凝縮水収集路１２６は、室外熱交換器２１の下方に配置された水受け部１２６ａと、水受け部１２６ａと貯水容器１１とを接続する延長路１２６ｂと、を有している。水受け部１２６ａは、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において圧縮機２３に近づくに従い下側となるように傾斜している。延長路１２６ｂは、水受け部１２６ａにおける圧縮機２３側の端部に設けられている。延長路１２６ｂは、室外機２の高さ方向（矢印Ｚ方向）において圧縮機２３よりも下側まで延びている。

【0049】

図８に示される例では、室外熱交換器２１の右側に圧縮機２３が配置され、水受け部１２６ａは、右側ほど下方に位置するように傾斜している。また、図８に示される例では、延長路１２６ｂは、水受け部１２６ａの右端部につながった構成とされ、右側且つ下方に延びて貯水容器１１の上面１１ａに接続されている。

【0050】

室外熱交換器２１から落ちた凝縮水Ｗは、図８に白抜き矢印Ｆｗで示されるように、凝縮水収集路１２６の水受け部１２６ａを伝って延長路１２６ｂへ流れ、延長路１２６ｂを介して貯水容器１１に流入し、貯水される。一方、室外機筐体２０内に吸い込まれた外気（白抜き矢印Ａ１を参照）は、室外熱交換器２１を通り、凝縮水収集路１２６の延長路１２６ｂを介して貯水容器１１に入る。そして、貯水容器１１に貯水された凝縮水Ｗは、吐出配管４１で構成される加熱部１４により加熱され気化して水蒸気になる。図１に示されるように、この水蒸気、及び室外機筐体２０内に吸い込まれた外気を含む加湿空気（白抜き矢印Ａ２を参照）が、加湿空気送風機１２の駆動により、加湿空気搬送配管１３を介して室内機３へ搬送される。

【0051】

以上のように、実施の形態３に係る空気調和機１００では、貯水容器１１は、圧縮機２３の下方に設置されている。これにより、室外熱交換器２１の下方に貯水容器１１が設置される場合と比べ、吐出配管４１が接続された圧縮機２３と、貯水容器１１との距離が近くなるので、吐出配管４１の配管長を短くすることができ、冷媒の熱損失を抑制できる。また、室外熱交換器２１の下方に貯水容器１１が設置される場合と比べ、吐出配管４１における圧縮機２３から加熱部１４までの配管長を短くすることができるので、加熱部１４までの冷媒の熱損失を抑制でき、加熱部１４の加熱能力の低下が抑制できる。

【0052】

また、室外機２は、室外熱交換器２１の下方に配置された水受け部１２６ａと、水受け部１２６ａと貯水容器１１とを接続する延長路１２６ｂと、を有する。これにより、簡単な構造で貯水容器１１に凝縮水Ｗを貯水できるので、冷媒の熱損失及び室外機２内の機器配置の制限に応じて貯水容器１１を配置することができ、貯水容器１１の設置位置の自由度が増す。

【0053】

実施の形態４．
図９は、実施の形態４に係る空気調和機１００における貯水容器１１の設置位置を示す説明図である。実施の形態４の空気調和機１００では、室外機２における貯水容器１１の設置位置、凝縮水収集路１２６の構成、及び貯水容器１１における凝縮水収集路１２６の接続位置が、実施の形態３の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。実施の形態４では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

【0054】

実施の形態１では、図２に示されるように、貯水容器１１は、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において圧縮機２３よりも室外熱交換器２１寄りで、貯水容器１１の少なくとも一部が室外熱交換器２１の下に位置するように配置されていた。実施の形態４では、図９に示されるように、貯水容器１１は、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において室外熱交換器２１と圧縮機２３との間に配置されている。

【0055】

また、実施の形態４では、凝縮水収集路１２６は、室外熱交換器２１の下方に配置された水受け部１２６ａと、水受け部１２６ａと貯水容器１１とを接続する延長路１２６ｂと、を有している。水受け部１２６ａは、室外機２の横方向（矢印Ｘ方向）において圧縮機２３に近づくに従い下側となるように傾斜している。延長路１２６ｂは、水受け部１２６ａにおける圧縮機２３側の端部に設けられている。また、実施の形態４では、凝縮水収集路１２６の延長路１２６ｂが、貯水容器１１における室外熱交換器２１側の側面１１ｃに接続されている。

【0056】

図９に示される例では、室外熱交換器２１の右側に圧縮機２３が配置され、水受け部１２６ａは、右側ほど下方に位置するように傾斜している。また、図９に示される例では、延長路１２６ｂは、水受け部１２６ａの右端部につながった構成とされ、右側に延長されて貯水容器１１の側面１１ｃに接続されている。

【0057】

以上のように、実施の形態４に係る空気調和機１００では、貯水容器１１は、室外熱交換器２１と圧縮機２３との間に設置されている。これにより、実施の形態４においても、実施の形態３の場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、実施の形態１のように室外熱交換器２１の下方に貯水容器１１が設置される場合と比べ、吐出配管４１が接続された圧縮機２３と、貯水容器１１との距離が近くなるので、吐出配管４１の配管長を短くすることができ、冷媒の熱損失を抑制できる。また、室外熱交換器２１の下方に貯水容器１１が設置される場合と比べ、吐出配管４１における圧縮機２３から加熱部１４までの配管長を短くすることができるので、加熱部１４までの冷媒の熱損失を抑制でき、加熱部１４の加熱能力の低下が抑制できる。また、貯水容器１１及び加熱部１４が圧縮機２３の側面の一部と対向するので、圧縮機２３が高圧シェル圧縮機である場合には、圧縮機２３の運転により高温となった圧縮機シェルからの輻射熱により、貯水容器１１内の凝縮水Ｗの加熱蒸発をより促進できる。

【0058】

実施の形態５．
図１０は、実施の形態５に係る空気調和機１００の概略構成を示す構成図である。図１１は、図１０の制御装置５の機能を示すブロック図である。実施の形態５の空気調和機１００では、水位センサ１５を備える点及び吐出配管１４１の構成が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。実施の形態５では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

【0059】

実施の形態５では、加湿装置１は、貯水容器１１に貯水された凝縮水Ｗの水位を検出する水位センサ１５を備えている。水位センサ１５を備えることで、貯水容器１１に貯水された凝縮水Ｗの有無及び凝縮水Ｗの水位が把握できるので、検出結果に応じて吐出配管１４１の冷媒温度あるいは冷媒流量を調整する等といった加熱部１４での加熱量の制御に検知結果を使用することができる。

【0060】

以下、水位センサ１５の検出結果を加熱部１４での加熱量の制御に使用する場合の一構成例について説明する。

【0061】

図１０に示されるように、吐出配管１４１は、分岐点Ｐ１及び合流点Ｐ２を有する構成とされ、吐出配管１４１の一部は、並列な２つの配管部に分かれている。２つの配管部のうち一方の配管部の一部は貯水容器１１の外側に熱接触可能に這わされ、加熱部１４を構成している。つまり、吐出配管１４１は、加熱部１４を構成する加熱配管部１４１ｂ、及び、加熱部１４を構成しない非加熱配管部１４１ａを有する。図１０に示される例では、分岐点Ｐ１及び合流点Ｐ２は、吐出配管１４１において流路切替装置２４よりも室内熱交換器３１側に設けられている。

【0062】

加湿装置１は、加熱配管部１４１ｂに流れる冷媒流量を調整する流量調整機構１６（図１１参照）を備え、流量調整機構１６は、複数の弁で構成される。具体的には、開閉弁又は開度を連続して変更できる弁で構成されている。図１０に示される例では、流量調整機構１６（図１１参照）は、非加熱配管部１４１ａに設けられた第１流量調整弁１６ａと、加熱配管部１４１ｂに設けられた第２流量調整弁１６ｂと、により構成されている。

【0063】

また、空気調和機１００は、圧縮機２３等のアクチュエータの動作を制御することにより空気調和機１００に各種運転を行わせる制御装置５を備えている。図示していないが、空気調和機１００は、冷媒の温度及び圧力、並びに室内空気の温度等を検出する各種センサを備えている。制御装置５は、これらの各種センサ（不図示）からの検出値に基づき、図１１に示されるように、圧縮機２３の周波数、減圧装置２５の開度、室外送風機２２及び室内送風機３２の各回転数、流路切替装置２４の切替えを制御する。

【0064】

また、制御装置５は、暖房運転時には加湿装置１の加湿空気送風機１２の回転数も制御する。また、制御装置５には水位センサ１５の検出値が入力され、制御装置５は、暖房運転の負荷及び水位センサ１５の検出値等に応じて流量調整機構１６の第１流量調整弁１６ａ及び第２流量調整弁１６ｂの開度を調整する。

【0065】

制御装置５は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されている。なお、ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はプロセッサともいう。

【0066】

制御装置５が専用のハードウェアである場合、制御装置５は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置５が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。

【0067】

制御装置５がＣＰＵの場合、制御装置５が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置５の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。

【0068】

制御装置５の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

【0069】

制御装置５は、機能部として、主制御部５１及び記憶部５２を備えている。主制御部５１は、入力された情報及び記憶部５２に記憶されている情報に基づいて、圧縮機２３、減圧装置２５、室外送風機２２、室内送風機３２、流路切替装置２４、加湿空気送風機１２、及び流量調整機構１６等を制御する。記憶部５２には、入力された情報、及び、主制御部５１が参照する制御パラメータ等が記憶されている。

【0070】

図１０に直線の実線矢印で示されるように、空気調和機１００の暖房運転時には、圧縮機２３で圧縮された高温高圧の冷媒は吐出配管１４１を通って室内熱交換器３１へ流入する。圧縮機２３から吐出された冷媒のうち、吐出配管１４１の分岐点Ｐ１で加熱配管部１４１ｂへ分流された冷媒は、加熱部１４において凝縮水Ｗへ放熱し、その後、非加熱配管部１４１ａを通過した冷媒と合流点Ｐ２において合流して、室内熱交換器３１へ流入する。流量調整機構１６（図１１参照）は、加熱配管部１４１ｂに設けられた第２流量調整弁１６ｂだけでなく、非加熱配管部１４１ａに設けられた第１流量調整弁１６ａも有している。よって、第１流量調整弁１６ａ及び第２流量調整弁１６ｂの開度を適宜調整することで、合流点Ｐ２において室内熱交換器３１側へ流れるべき冷媒が加熱配管部１４１ｂ側に逆流することを防止することができる。

【0071】

以上のように、実施の形態５に係る空気調和機１００では、加湿装置１は、貯水容器１１に貯水された凝縮水Ｗの水位を検出する水位センサ１５を備えている。これにより、貯水容器１１の凝縮水Ｗの有無及び凝縮水Ｗの水位が把握できるので、これらの検知結果を、例えば吐出配管１４１の冷媒温度の調整あるいは吐出配管１４１の冷媒流量の調整といった制御に使用することができる。

【0072】

また、吐出配管１４１は、加熱部１４を構成する加熱配管部１４１ｂ、及び加熱配管部１４１ｂと並列接続された非加熱配管部１４１ａを有し、加湿装置１は、加熱配管部１４１ｂに流れる冷媒流量を調整する流量調整機構１６を備える。流量調整機構１６は、非加熱配管部１４１ａに設けられた第１流量調整弁１６ａ、及び加熱配管部１４１ｂに設けられた第２流量調整弁１６ｂを有する。また、空気調和機１００は、水位センサ１５により検出された水位に応じて第１流量調整弁１６ａ及び第２流量調整弁１６ｂの開度を調整する制御装置５を備えている。これにより、加熱部１４を流れる冷媒流量を調整でき、貯水容器１１に貯水された凝縮水Ｗの量に応じて加熱量を調整することができる。よって、例えば空焚き等が回避できる。

【0073】

なお、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、又は省略したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0074】

１ 加湿装置、２ 室外機、３ 室内機、４ 冷媒配管、５ 制御装置、１１ 貯水容器、１１ａ 上面、１１ｂ 底面、１１ｃ 側面、１１ｄ 第１開口部、１１ｅ 第２開口部、１１ｆ 凹部、１２ 加湿空気送風機、１３ 加湿空気搬送配管、１４ 加熱部、１４ａ 折り返し部、１５ 水位センサ、１６ 流量調整機構、１６ａ 第１流量調整弁、１６ｂ 第２流量調整弁、２０ 室外機筐体、２０ａ 通気口、２０ｂ 底面部、２１ 室外熱交換器、２２ 室外送風機、２３ 圧縮機、２３ａ 吸入口、２３ｂ 吐出口、２４ 流路切替装置、２５ 減圧装置、２６ 凝縮水収集路、２６ａ 水受け部、２６ｂ 漏斗部、３０ 室内機筐体、３０ａ 吸込口、３０ｂ 吹出口、３１ 室内熱交換器、３２ 室内送風機、４１ 吐出配管、５１ 主制御部、５２ 記憶部、１００ 空気調和機、１２６ 凝縮水収集路、１２６ａ 水受け部、１２６ｂ 延長路、１４１ 吐出配管、１４１ａ 非加熱配管部、１４１ｂ 加熱配管部、Ａ１ 白抜き矢印、Ａ２ 白抜き矢印、Ａ３ 白抜き矢印、Ａ４ 白抜き矢印、Ｃ 冷媒回路、Ｆｗ 白抜き矢印、Ｐ１ 分岐点、Ｐ２ 合流点、Ｓ 空調対象空間、Ｗ 凝縮水、Ｘ 矢印、Ｙ 矢印、Ｚ 矢印。

【要約】

空気調和機は、空調対象空間に設置され、室内熱交換器を備えた室内機と、空調対象空間の外に設置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、室外熱交換器、及び室外熱交換器に外気を供給する室外送風機を備えた室外機と、室外機の凝縮水を加熱し気化させて室内機に送る加湿装置と、を備えた暖房運転を行う空気調和機であって、加湿装置は、室外機の凝縮水を貯水する貯水容器と、暖房運転時に圧縮機と室内熱交換器とを接続し、圧縮機から吐出された冷媒が流れる吐出配管で構成され、貯水容器に貯水されている凝縮水を冷媒の熱により加熱し気化させる加熱部と、を備えている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】