JP2005016933A - 空気調和装置の室内機 - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課 題】 吐出風量を極力確保しながら、熱交換効率を低コストで向上させることができる空気調和装置の室内機を提供する。
【解決手段】 空気調和装置の室内機は、略ハの字状に配置された主熱交換器（１１）と、この主熱交換器を挟む状態で両側に配置された補助熱交換器（１２）と、この主熱交換器および補助熱交換器を挟む状態で両側に配置された送風機（７）とを備え、前記送風機で主熱交換器の下側から空気を吸い込んで、吸い込んだ空気を主熱交換器および補助熱交換器の順で通過させた後に下方に吹き出している。そして、前記主熱交換器の冷媒配管（１７）は、室内機本体（１）の上側半分および下側半分の両領域に配管されているとともに、前記補助熱交換器の冷媒配管（２２）は、室内機本体の上側半分の領域に配管されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、熱交換器および送風機を備えた空気調和装置の室内機に関する。

従来、空気調和装置の室内機は、たとえば特許文献１や特許文献２などに記載されており、熱交換器が略ハの字状に両側に配置されている。そして、特許文献１の空気調和装置の室内機では、熱交換器は両側に各々１個ずつ配置されている。また、特許文献２の空気調和装置の室内機では、熱交換器が両側に各々２個重ねて配置されている。
特公平６−３９９７１号公報 特許第３０４３１１２号公報

ところで、近年、空気調和装置の室内機の熱交換効率を上げることにより、ＣＯＰ（成績係数）を向上させて省エネ設計することが要求されている。しかしながら、特許文献１における空気調和装置の室内機のように、熱交換器が１個ずつでは、熱交換器の熱交換容量が少なく、ＣＯＰ（成績係数）を向上させることができないものである。

一方、特許文献２における空気調和装置の室内機のように、略同じ構造の熱交換器を２個重ねて配置すると、熱交換効率は向上するが、重なっている熱交換器が空気の通過の妨げになって、吹出口からの吐出風量が減少するおそれがある。その結果、送風機の容量を大きくする必要が生じ、コストが増大する。すなわち、１個目の熱交換器に重なっている２番目の熱交換器は、１個目の熱交換器を通過した空気と熱交換を行っているため、１個目の熱交換器と異なる特性が要求される。それにもかかわらず、特許文献２の空気調和装置の室内機では、１個目の熱交換器と略同じ構造であるため、熱交換効率や吐出風量などが低下したり、製造コストなどが増大したりするおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、吐出風量を極力確保しながら、熱交換効率を低コストで向上させることができる空気調和装置の室内機を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、略ハの字状に配置された主熱交換器（１１）と、この主熱交換器を挟む状態で両側に配置された補助熱交換器（１２）と、この主熱交換器および補助熱交換器を挟む状態で両側に配置された送風機（７）とを備え、前記送風機で主熱交換器の下側から空気を吸い込んで、吸い込んだ空気を主熱交換器および補助熱交換器の順で通過させた後に下方に吹き出している。そして、前記主熱交換器の冷媒配管（１７）は、室内機本体（１）の上側半分および下側半分の両領域に配管されているとともに、前記補助熱交換器の冷媒配管（２２）は、室内機本体の上側半分の領域に配管されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和装置の室内機において、補助熱交換器の冷媒配管は、前記主熱交換器の冷媒配管よりも太いことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和装置の室内機において、補助熱交換器は、それのフィン（２４）のピッチ（Ｐ２）が主熱交換器のフィン（１９）のピッチ（Ｐ１）よりも大きいことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和装置の室内機において、主熱交換器の冷媒配管は、主熱交換器の両管板（１６）間に蛇行しながら配管されているとともに、管板の幅方向に１列に設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和装置の室内機において、主熱交換器の冷媒配管は、それの中間部が分断されて第１接続部（３６）および第２接続部（３７）が形成され、その第１接続部に補助熱交換器の冷媒配管の一端が接続され、補助熱交換器の冷媒配管の他端に第２接続部が接続されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、主熱交換器および補助熱交換器が設けられているので、補助熱交換器により熱交換効率を向上させることができる。しかも、この補助熱交換器の冷媒配管は、風量の多い室内機本体の上側半分の領域に配管されており、少ない配管量で、効果的に熱交換効率を向上させることができる。その結果、製造コストを削減することができる。かつ、補助熱交換器の冷媒配管が室内機本体の下側半分の領域には設けられていないため、補助熱交換器の冷媒配管により空気の流れが妨げられることが減少し、その結果、吐出風量を充分に確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、補助熱交換器の冷媒配管が主熱交換器の冷媒配管よりも太い場合には、補助熱交換器での冷媒の流れを遅くするとともに、冷媒配管の表面積を増大させることができる。その結果、熱交換効率をさらに向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、補助熱交換器のフィンのピッチが、主熱交換器のフィンのピッチよりも大きい場合には、補助熱交換器のフィンが空気の流れの妨げになることを防止でき、その結果、主熱交換器および補助熱交換器を通過する風量を充分に確保することができる。

請求項４に記載の発明によれば、主熱交換器の冷媒配管は２列であり、補助熱交換器の冷媒配管は１列であるので、熱交換器の冷媒配管は上部において３列となり、下部においては２列となる。その結果、風量の多い熱交換器の上部に冷媒配管を多量に配管することができ、少ない配管長さで、熱交換効率を向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、主熱交換器の冷媒配管は、それの中間部が分断されて第１接続部および第２接続部が形成され、この第１接続部に補助熱交換器の冷媒配管の一端部が接続され、補助熱交換器の冷媒配管の他端に第２接続部が接続されている場合には、補助熱交換器の冷媒配管は、主熱交換器の冷媒配管の途中に接続されており、冷却能力の高い冷媒が供給される。その結果、風量の多い上部に配置されている補助熱交換器の熱交換効率を向上させることができ、熱交換器全体の熱交換効率が上昇する。ところで、補助熱交換器の冷媒配管を主熱交換器の冷媒配管の下流側に接続すると、主熱交換器で熱交換されて冷却能力の消耗した冷媒が補助熱交換器に供給されることになり、補助熱交換器の熱交換効率が低下する。

次に、本発明における空気調和装置の室内機の実施の一形態を図１ないし図４を用いて説明する。図１は本発明にかかる空気調和装置の斜視図である。図２は室内機の断面図である。図３は空気調和装置の冷媒回路図である。図４は熱交換器の説明図で、（ａ）が主熱交換器の要部の図、（ｂ）が補助熱交換器の要部の図である。なお、図２において、グリル枠は断面ではなく、前側から見た状態で図示されている。また、この明細書において、天井埋込型空気調和装置の長手方向を左右方向としている。すなわち、両管板が並んでいる方向を左右方向としている。

天井埋込型空気調和装置の室内機本体１は、被空調室の天井内に設置されており、この室内機本体１の下端に、吸込口２および吹出口３を具備するグリル枠４が取り付けられており、このグリル枠４の吸込口２にはグリルが着脱可能に設けられている。

前記室内機本体１の内部には、略ハの字状の熱交換ユニット６および送風機であるクロスフローファン７が設けられており、この熱交換ユニット６は吸込口２の上方に配置されている。

前記クロスフローファン７は、略ハの字状の熱交換ユニット６を挟んで一対設けられ、グリル枠４の吸込口２から室内の空気を吸い込んで、この空気を熱交換ユニット６に通した後に、グリル枠４の吹出口３から室内へ吹き出している。このクロスフローファン７の特性により、熱交換ユニット６の上部を通過して流れる空気量が、熱交換ユニット６の下部を通過して流れる空気量よりも多くなっている。

前記熱交換ユニット６は、略ハの字状に配置された前後一対の主熱交換器１１および前後一対の補助熱交換器１２を具備しており、この前後一対の補助熱交換器１２は、略ハの字状に前記主熱交換器１１を挟む状態でその主熱交換器１１の両側に配置されている。前記各主熱交換器１１は、図４（ａ）に図示するように、左右の両管板１６間に冷媒配管１７が蛇行して配管されているとともに、両管板１６間には多数のフィン１９が配列されている。この主熱交換器１１の冷媒配管１７は、図２に図示するように、室内機本体１の上側半分および下側半分の両領域に設けられているとともに、管板１６の長手方向に多段（この実施の形態では８段）に、かつ、管板１６の幅方向に２列設けられている。

前記各補助熱交換器１２は、図４（ｂ）に図示するように、左右の両管板２１間に冷媒配管２２が蛇行して配管されているとともに、両管板２１間には多数のフィン２４が配列されている。そして、この補助熱交換器１２の冷媒配管２２は、図２に図示するように、室内機本体１の上側半分の領域に設けられ、室内機本体１の下側半分の領域には設けられていないものである。前記補助熱交換器１２の冷媒配管２２は、管板２１の長手方向に４段で、かつ、管板２１の幅方向に１列設けられている。

また、前記補助熱交換器１２の冷媒配管２２は、その径（内径）が主熱交換器１１の冷媒配管１７の径（内径）よりも大きくなっている。また、補助熱交換器１２のフィン２４の間隔であるピッチＰ２は、前記主熱交換器１１のフィン１９の間隔であるピッチＰ１よりも大きくなっている。

空気調和装置の冷媒回路の概略を図３に基づいて説明する。コンプレッサ３１はガス状の冷媒を圧縮し、四方切換弁３２を介して凝縮器３３に流す。この凝縮器３３で冷却された冷媒は、減圧装置としての電磁弁である絞り弁３４で膨張し、分岐して一対の主熱交換器１１の第１冷媒配管１７ａに流入する。そして、主熱交換器１１の第１冷媒配管１７ａで熱交換された冷媒は合流して、ドライキャピラリーチューブ用のストレーナ４３およびドライキャピラリーチューブ４４を通って主熱交換器１１の第２冷媒配管１７ｂに流入する。この様に、主熱交換器１１の冷媒配管１７は第１冷媒配管１７ａおよび第２冷媒配管１７ｂとで構成されている。

また、ストレーナ４３およびドライキャピラリーチューブ４４と並列にバイパス流路４６が設けられ、このバイパス流路４６に、除湿運転切換用の電磁弁４７が設けられている。

この電磁弁４７は除湿運転時には閉じて、冷媒をストレーナ４３およびドライキャピラリーチューブ４４に流し、一方、除湿運転ではない場合には、電磁弁４７は開いて、ストレーナ４３およびドライキャピラリーチューブ４４をバイパスして冷媒を流す。そして、前述の第２冷媒配管１７ｂは中間部が分断されて、第１接続部３６および第２接続部３７が形成されている。

この第１接続部３６に補助熱交換器１２の冷媒配管２２の一端部が接続され、補助熱交換器１２の他端部が第２接続部３７に接続されている。したがって、主熱交換器１１の第２冷媒配管１７ｂの一端部に流入した冷媒は、補助熱交換器１２の冷媒配管２２を巡ってから第２冷媒配管１７ｂの他端から流れだす。

そして、主熱交換器１１の第２冷媒配管１７ｂおよび補助熱交換器１２で熱交換された冷媒は、主熱交換器１１から流れだして、四方切換弁３２およびアキュムレータ４９を介してコンプレッサ３１に戻っている。この四方切換弁３２は冷房運転時や除湿運転時には、コンプレッサ３１からの冷媒を凝縮器３３に流すとともに、主熱交換器１１からの冷媒をアキュムレータ４９に流している。そして、暖房運転時には四方切換弁３２が切り換えられて、コンプレッサ３１からの冷媒を主熱交換器１１に流すとともに、凝縮器３３からの冷媒をアキュムレータ４９に流している。

このように、コンプレッサ３１が稼働すると、主熱交換器１１の冷媒配管１７および補助熱交換器１２の冷媒配管２２には冷媒が流れる。一方、クロスフローファン７が稼働すると、前述のように、主熱交換器１１における両管板１６の間の空間および補助熱交換器１２における両管板２１の間の空間に空気が流れる。そして、主熱交換器１１および補助熱交換器１２の冷媒は、熱交換器１１，１２を通過する空気の流れと熱交換を行う。

前述したように、上記実施の形態においては、補助熱交換器１２の冷媒配管２２が風量の多い室内機本体１の上側半分の領域に配管されており、室内機本体１の下側半分の領域に配管した場合と比較して、熱交換効率が向上する。かつ、補助熱交換器１２の冷媒配管２２が室内機本体１の上側半分および下側半分の両領域に配管されている場合と比較して、室内機本体１の上側半分の領域のみに配管されているため、配管長さを短くすることができ、製造コストを削減することができる。

そして、補助熱交換器１２の冷媒配管２２の径が太くなっているので、冷媒配管２２を流れる冷媒の速度が低下するとともに、冷媒配管の表面積が増大し、熱交換効率がさらに向上する。しかも、補助熱交換器１２のフィン２４のピッチＰ２が大きくなっているので、空気の流れを妨げることが減少し、風量の減少を極力防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）送風機はクロスフローファンであることが好ましいが、送風機の形式や構造などは適宜変更可能である。
（２）空気調和装置は、天井埋込型空気調和装置であるが、他の形式であることも可能である。

図１は本発明にかかる空気調和装置の斜視図である。 図２は室内機の断面図である。 図３は空気調和装置の冷媒回路図である。 図４は熱交換器の説明図で、（ａ）が主熱交換器の要部の図、（ｂ）が補助熱交換器の要部の図である。

符号の説明

Ｐ１ 主熱交換器のフィンのピッチ
Ｐ２ 補助熱交換器のフィンのピッチ
１ 室内機本体
７ クロスフローファン（送風機）
１１ 主熱交換器
１２ 補助熱交換器
１６ 主熱交換器の管板
１７ 主熱交換器の冷媒配管
１９ 主熱交換器のフィン
２１ 補助熱交換器の管板
２２ 補助熱交換器の冷媒配管
２４ 補助熱交換器のフィン
３６ 第１接続部
３７ 第２接続部

Claims (5)

1. 略ハの字状に配置された主熱交換器と、この主熱交換器を挟む状態で両側に配置された補助熱交換器と、この主熱交換器および補助熱交換器を挟む状態で両側に配置された送風機とを備え、
   前記送風機で主熱交換器の下側から空気を吸い込んで、吸い込んだ空気を主熱交換器および補助熱交換器の順で通過させた後に下方に吹き出している空気調和装置の室内機において、
   前記主熱交換器の冷媒配管は、室内機本体の上側半分および下側半分の両領域に配管されているとともに、前記補助熱交換器の冷媒配管は、室内機本体の上側半分の領域に配管されていることを特徴とする空気調和装置の室内機。
2. 前記補助熱交換器の冷媒配管は、前記主熱交換器の冷媒配管よりも太いことを特徴としている請求項１に記載の空気調和装置の室内機。
3. 前記補助熱交換器は、それのフィンのピッチが前記主熱交換器のフィンのピッチよりも大きいことを特徴としている請求項１に記載の空気調和装置の室内機。
4. 前記主熱交換器の冷媒配管は、主熱交換器の両管板間に蛇行しながら配管されているとともに、管板の幅方向に２列に設けられ、
   前記補助熱交換器の冷媒配管は、補助熱交換器の両管板間に蛇行しながら配管されているとともに、管板の幅方向に１列設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の室内機。
5. 前記主熱交換器の冷媒配管は、それの中間部が分断されて第１接続部および第２接続部が形成され、その第１接続部に補助熱交換器の冷媒配管の一端部が接続され、補助熱交換器の冷媒配管の他端に第２接続部が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の室内機。

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