JP2013024477A - 空気調和機の室内機及びそれを備えた空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インバーター駆動回路基板7に実装されたパワーIC8は、ワイドバンドギャップ半導体であるSiC(シリコンカーバイド)によって形成されている。
【選択図】図1
Description
(室内機101の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内機101の概略構成図である。このうち、図1(a)は、室内機101の側面図であり、図1(b)は、室内機101の平面図である。本実施の形態において、空気調和機の室内機101は、天井埋め込み型室内機を例として説明する。
図1で示されるように、室内機101の本体はファンセクション11及び熱交換器セクション12によって構成されている。ファンセクション11は、吸込口1、ファンモーター3、ファン4及び制御箱6を備えている。また、熱交換器セクション12は、吹出口2及び熱交換器5を備えている。この天井埋め込み型室内機である室内機101のサイズとしては、例えば、高さ300[mm]、幅1500[mm](図1(b)における上下方向の寸法)、奥行き700[mm](図1(b)における左右方向の寸法)とする。そして、この奥行き700[mm]のうち、例えば、ファンセクション11部分の奥行き寸法は300[mm]、熱交換器セクション12部分の奥行き寸法は400[mm]とする。
なお、図1(b)で示されるように、ファンモーター3の両側それぞれにファン4が配置される構成、すなわち、ファン4が2つ配置された構成としているが、これに限定されるものではなく、片側のみにファン4が配置されるものとしてもよい。この場合、1つのファン4によって熱交換器5の全域に室内空気が送り込まれるように、例えば、ファン4はラインフローファン等によって構成されるものとすればよい。
本実施の形態においては、インバーター駆動回路基板7のファンモーター3への内蔵により、制御箱6のサイズを小さくすることができるので、インバーター駆動回路基板7を制御箱6に設置することで制御箱6のサイズが大きくなることによって制御箱6の設置位置が熱交換器セクション12側に侵食することを防止することができる。
以上の構成のように、パワーIC8をSiC等のワイドバンドギャップ半導体で形成することによって、例えば、Si等で形成するよりも耐熱性が向上するので、ファンモーター3の発熱に対する耐性が向上する。また、ヒートシンク9をSiC等のワイドバンドギャップ半導体で形成することによって、例えば、アルミニウム等で形成したものよりも熱伝導率が向上するので、ファンモーター3が発生する熱を効率よく外部に放熱することができる。以上のような効果を有することにより、出力の大きいファンモーター3(例えば、400[W]以上のモーター)に、インバーター駆動回路基板7を内蔵することが可能となる。さらに、インバーター駆動回路基板7をファンモーター3に内蔵する場合、インバーター駆動回路基板7を制御箱6内に配置する必要がないので、制御箱6をコンパクトにすることができる。ひいては、制御箱6のコンパクト化によって、熱交換器セクション12側に侵食することがないようにファンセクション11に設置することが可能となり、また、ファンセクション11のサイズを小さくすることができるので室内機101自体のサイズもコンパクトにすることができる。
本実施の形態に係る空気調和機の室内機101aについて、実施の形態1に係る空気調和機の室内機101と相違する点を中心に説明する。実施の形態1においては、ファン4が熱交換器5の1次側に配置された構成について説明したが、本実施の形態においては、ファン4が熱交換器5の2次側に配置された構成について説明する。
図2は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内機101aの概略構成図である。このうち、図2(a)は、室内機101aの側面図であり、図2(b)は、室内機101aの平面図である。本実施の形態において、空気調和機の室内機101aは、天井埋め込み型室内機を例として説明する。
図2で示されるように、室内機101aの本体はファンセクション11及び熱交換器セクション12によって構成されている。ファンセクション11は、吹出口2、ファンモーター3、ファン4及び制御箱6を備えている。また、熱交換器セクション12は、吸込口1及び熱交換器5を備えている。この天井埋め込み型室内機の室内機101aのサイズとしては、例えば、高さ400[mm]、幅1200[mm](図2(b)における上下方向の寸法)、奥行き600[mm](図2(b)における左右方向の寸法)とする。そして、この奥行き600[mm]のうち、例えば、ファンセクション11部分の奥行き寸法は300[mm]、熱交換器セクション12部分の奥行き寸法は300[mm]とする。
以上の構成のように、ファン4を熱交換器5の2次側に配置した構成とすることによって、暖房運転時の場合、ファンモーター3の周囲温度が高くなるが、実施の形態1において述べたのと同様に、パワーIC8及びヒートシンク9をSiC等のワイドバンドギャップ半導体で形成することによって、耐熱性及び放熱性が向上するので、ファンモーター3に、インバーター駆動回路基板7を内蔵することが可能となる。さらに、インバーター駆動回路基板7をファンモーター3に内蔵する場合、インバーター駆動回路基板7を制御箱6内に配置する必要がないので、制御箱6をコンパクトにすることができる。ひいては、制御箱6のコンパクト化によって、熱交換器セクション12側に侵食することがないように設置することが可能となり、また、ファンセクション11のサイズを小さくすることができるので室内機101a自体のサイズもコンパクトにすることができる。
本実施の形態に係る空気調和機において、実施の形態1に係る空気調和機の室内機101を備えた場合について説明する。
図3は、本発明の実施の形態3に係る空気調和機の冷媒回路図である。
本実施の形態に係る空気調和機は、室内機101及び室外機102によって構成されている。この室内機101は、実施の形態1に係る室内機101と同様のものである。
次に、図3を参照しながら本実施の形態に係る空気調和機の暖房運転動作の説明をする。
圧縮機21によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁22を経由して、熱交換器5へ流入する。この熱交換器5に流入したガス冷媒は、ファン4の回転動作によって送られてくる室内空気と熱交換が実施されて凝縮し、低温の冷媒となって、熱交換器5から流出する。このとき、冷媒から吸熱して加熱された室内空気は、空調空気(温風)となって、室内機101の吹出口(図3において図示せず)から室内(空調対象空間)に吹き出される。熱交換器5から流出した冷媒は、膨張装置25に流れ込み、この膨張装置25によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室外熱交換器24に流入し、室外機用ファン23の回転動作によって送られてくる外気と熱交換が実施されて蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器24から流出する。この室外熱交換器24から流出したガス冷媒は、四方弁22を経由して圧縮機21に流入し、再び圧縮される。以上の動作が繰り返される。
次に、図3を参照しながら本実施の形態に係る空気調和機の冷房運転動作の説明をする。
圧縮機21によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁22を経由して、室外熱交換器24へ流入する。この室外熱交換器24に流入したガス冷媒は、室外機用ファン23の回転動作によって送られてくる外気と熱交換が実施されて凝縮し、低温の冷媒となって、室外熱交換器24から流出する。室外熱交換器24から流出した冷媒は、膨張装置25に流れ込み、この膨張装置25によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、熱交換器5に流入し、ファン4の回転動作によって送られてくる室内空気と熱交換が実施されて蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって熱交換器5から流出する。このとき、冷媒に吸熱されて冷却された室内空気は、空調空気(冷風)となって、室内機101の吹出口から室内(空調対象空間)に吹き出される。この熱交換器5から流出したガス冷媒は、四方弁22を経由して圧縮機21に流入し、再び圧縮される。以上の動作が繰り返される。
以上の構成のように、空気調和機が実施の形態1に係る室内機101を備えることによって、実施の形態1の効果を有する空気調和機を得ることができる。
Claims (9)
- 吸込口及び吹出口を有した本体と、
内部を流れる冷媒と、前記吸込口から吸い込まれた空調対象空間の空気との熱交換を実施して空調空気を生成する熱交換器と、
回転動作によって、前記吸込口から前記空調対象空間の空気を前記本体内部に吸い込ませて前記熱交換器に送り込み、該熱交換器によって生成された前記空調空気を前記吹出口から吹き出させるファンと、
該ファンを回転動作させるファンモーターと、
該ファンモーターをインバーター制御し、実装されているパワーICがワイドバンドギャップ半導体によって形成されたインバーター駆動回路基板と、
を備え、
該インバーター駆動回路基板は、前記ファンモーターに内蔵された
ことを特徴とする空気調和機の室内機。 - 前記ファンモーターに内蔵された前記インバーター駆動回路基板に近接するように、前記ファンモーターの外郭に当接して設置され、前記ファンモーターから発生する熱を外部に放熱するヒートシンクを備えた
ことを特徴とする請求項1記載の空気調和機の室内機。 - 前記ヒートシンクは、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された
ことを特徴とする請求項2記載の空気調和機の室内機。 - 前記ワイドバンドギャップ半導体は、SiC、GaN若しくはダイヤモンド、又は、これらの組み合わせによって構成された
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。 - 前記ファンは、前記熱交換器の1次側に配置された
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。 - 前記ファンは、前記熱交換器の2次側に配置された
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。 - 前記インバーター駆動回路基板は、その基板面が前記ファンモーターのモーター軸に対して略垂直となるように前記ファンモーターに内蔵された
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。 - 前記インバーター駆動回路基板は、前記ファンモーターの外郭を形成する樹脂材料によってモールドされることによって内蔵された
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。 - 請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機と、
圧縮機、室外熱交換器及び膨張装置を備えた室外機と、
を備え、
前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記膨張装置及び前記熱交換器が冷媒配管によって接続されて冷媒回路が構成された
ことを特徴とする空気調和機。
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