JP2014115007A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮機6、利用側熱交換器11、及び熱源側熱交換器8を冷媒配管で接続してなるヒートポンプ式の冷媒回路4と、前記熱源側熱交換器8に対してデフロスト運転を行うデフロスト手段とを備えた空気調和装置であって、前記熱源側熱交換器8が、上下方向に並設された複数の分割熱交換器17a〜17cにより構成されており、上下に隣接する分割熱交換器17a〜17cの間に、ドレン水を受け止めて排出するためのドレンパン37が設けられ、前記ドレンパン37に、ドレン水を下方に排出する排水管55が接続され、暖房運転及び/又はデフロスト運転の際に前記利用側熱交換器11から送られた高圧冷媒、又は圧縮機6から吐出された冷媒を流動させる冷媒配管83aが前記排水管55の内部に挿入されている。
【選択図】 図3
Description
前記熱源側熱交換器が、上下方向に並設された複数の分割熱交換器により構成されており、
上下に隣接する分割熱交換器の間に、ドレン水を受け止めて排出するためのドレンパンが設けられ、
前記ドレンパンに、ドレン水を下方に排出する排水管が接続され、
暖房運転及び/又はデフロスト運転の際に前記利用側熱交換器から送られた高圧冷媒、又は前記圧縮機から吐出された冷媒を流動させる冷媒配管が前記排水管の内部に挿入されていることを特徴とする。
なお、ここでいう「高圧冷媒」とは、熱源側熱交換器における蒸発圧力よりも高い圧力の冷媒のことをいう。
このような構成によって、低温の外気から排水管内部への熱伝達、及び排水管内部から外部への熱伝達を抑制し、排水管内におけるドレン水の再凍結を好適に防止することができる。
この構成によれば、ドレンパン毎に熱源側熱交換器の下部まで延びる排水管を設ける場合に比べて、排水管の配管経路を簡素化できるとともに、複数のドレンパンに渡る排水管に対して、ドレン水の再凍結を防止するための一つの冷媒配管を挿入することができる。
この構成によれば、排水管を中間排水管と下側排水管とに分割することによって、複数のドレンパンに渡って容易に排水管を配管することができる。
この構成によれば、デフロストを実行する単位毎にドレンパンによりドレン水を受け止め、排出することができる。また、上側の分割熱交換器でデフロストを行い、下側の分割熱交換器を用いて暖房を行う場合に、上側の分割熱交換器で発生したドレン水は、下側の分割熱交換器に流れることなくドレンパンで受け止められるので、当該ドレン水が下側の分割熱交換器で再凍結してしまうこともない。
この構成によれば、暖房に用いられる一部の分割熱交換器や利用側の熱交換器(室内熱交換器)に対して冷媒の略全量を供給することができるので、従来(例えば、特許文献1)のように圧縮機から吐出される冷媒の一部をデフロスト運転のためだけに用いる場合に比べて、暖房能力の低下を抑制することができる。
[冷媒回路の概略構成]
まず、本発明の第1の実施の形態に係る空気調和装置に適用することが可能な冷媒回路の一例を、図11を参照して説明する。図11は、当該空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。
空気調和装置1は、室外機2と室内機3とを有するセパレートタイプであり、この室外機2と室内機3との間で冷媒を流通させ、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路4が設けられている。
各分割熱交換器17a〜17cの第2パス82とヘッダ管19とを接続する冷媒配管には、それぞれ第1〜第3電磁弁(開閉弁)20a〜20cが設けられている。また、合流管26と分流キャピラリ18とを接続する冷媒配管には第4電磁弁(開閉弁)22が設けられている。第2パス82とヘッダ管19との間の冷媒配管と、合流管26とは、それぞれバイパス配管24a〜24cで接続され、各バイパス配管24a〜24cには、第5〜第7電磁弁(開閉弁)25a〜25cが設けられている。
本実施の形態においては、2つの室外膨張弁9A,9Bが並列に設けられており、一方の室外膨張弁9Bが設けられた冷媒配管には第8電磁弁(開閉弁)27も設けられている。そして、冷房運転や、後述するデフロストを伴わない通常の暖房運転を行う場合は、第8電磁弁27を閉じることによって一方の室外膨張弁9Aのみを用い、後述するデフロスト運転を行う場合等のように冷媒流量を増加させたい場合には、第8電磁弁27を開くことによって両方の室外膨張弁9A,9Bを用いることができる。第8電磁弁27は省略することができ、この場合は、他方の室外膨張弁9Bを完全に閉じることによって、一方の室外膨張弁9Aのみを使用することができる。
冷房運転や暖房運転を行う場合には、第1〜第4電磁弁20a〜20c,22は開いた状態にし、第5〜第7電磁弁25a〜25cは閉じた状態にする。なお、図11には、閉じた状態の電磁弁が黒塗りで示されている(図12〜図22も同様)。
[デフロスト回路の構成]
デフロスト回路50は、前述の合流管26、バイパス配管24a〜24c、及び第1〜第7電磁弁20a〜20c,22,25a〜25c等によって構成されている。そして、第1〜第3電磁弁(第1〜第3開閉弁)20a〜20cは、各分割熱交換器17a〜17cの第2パス82とヘッダ管19との間の冷媒の流れを許容する態様と阻止する態様とに切り替えることが可能となっている。
第1電磁弁20a:閉、第2電磁弁20b:開、第3電磁弁20c:開、第4電磁弁22:閉、第5電磁弁25a:開、第6電磁弁25b:閉、第7電磁弁25c:閉。
また、室外膨張弁9は、暖房運転のときよりも開度を大きくしておく。また、第1分割熱交換器17aに対応する送風ファン10aは停止しておく。
第1電磁弁20a:開、第2電磁弁20b:閉、第3電磁弁20c:開、第4電磁弁22:閉、第5電磁弁25a:閉、第6電磁弁25b:開、第7電磁弁25c:閉。
また、第2分割熱交換器17bに対応する送風ファン10bは停止しておく。
第1電磁弁20a:開、第2電磁弁20b:開、第3電磁弁20c:閉、第4電磁弁22:閉、第5電磁弁25a:閉、第6電磁弁25b:閉、第7電磁弁25c:開。
また、第3分割熱交換器17cに対応する送風ファン10cは停止しておく。
次に、室外機2のより詳細な構造について説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る空気調和装置1の室外機2を示す斜視図、図2は、室外機2の内部の構造を示す平面図である。図2においては、図11に示される室外機2の構成のうち室外熱交換器8、送風ファン10、及び圧縮機6が示されている。
本実施の形態の室外熱交換器8は、前述したように異なる冷媒パスで冷媒が供給される複数の分割熱交換器17a〜17cにより構成されている。そして、複数の分割熱交換器17a〜17cは、それぞれ平面視L字形状に形成され、上下方向に並設されている。図3に示される例では、3つの分割熱交換器17a〜17cが上下方向に積層され、各分割熱交換器17a〜17cの下方、すなわち、各分割熱交換器17a〜17cの間と、最下段の分割熱交換器17aの下方とにはドレンパン(排水機構)37が設けられている。最下部のドレンパン37は、ケーシング31の底板30f上に載置されている。
図6に示されるように、受水溝49には、ドレンパン37よりも熱伝導率の高い材質により形成された伝熱促進部材70が設けられている。例えば、ドレンパン37は、合成樹脂により形成され、伝熱促進部材70は、アルミニウム合金等の金属により形成される。
図14及び図15は、本発明の第2の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。図10に示す第1の実施の形態では、デフロスト回路50が、バイパス配管24a〜24c、第1〜第3電磁弁20a〜20c、及び第5〜第7電磁弁25a〜25cを備えていたが、本実施の形態では、これらが省略されている。また、本実施の形態では、ヘッダ管19も省略されている。そして、これらの部品(機能)の代替として流路切換弁90が設けられている。この流路切換弁90は、合流管26と、各分割熱交換器17a〜17cにおける第2パス82のガス側端及び四路切換弁7との間に設けられている。
図16及び図17は、本発明の第3の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。本実施の形態では、流路切換弁90が、合流管26ではなく、室外膨張弁9と分岐管23との間の冷媒配管に接続されている点で第2の実施の形態と異なっている。そして、流路切換弁90は、第2の実施の形態と同様に、上記第1の態様(図16参照)と上記第2の態様(図17参照)とに切り替えることができる。
デフロスト運転を行う場合には、図17に示されるように、流路切換弁90を上記第2の態様とし、第4電磁弁22は閉鎖しておく。そして、室外膨張弁9を通過した冷媒は、第4電磁弁22が閉鎖しているために分岐管23へは流れず、全て流路切換弁90に流れ、いずれかの第2パス82(ここでは、第1分割熱交換器17aの第2パス82)のガス側端に送られる。そして、第1分割熱交換器17aの第2パス82を通過し、凝縮・過冷却された冷媒は、分流キャピラリ18で減圧された後に第2,第3分割熱交換器17b、17cの第2パス82の液側端に流入する。この第2パス82を通過して蒸発した冷媒は、流路切換弁90を介して四路切換弁7に送られる。
図18及び図19は、本発明の第4の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。本実施の形態では、分流キャピラリ18が、合流管26ではなく流路切換弁91に接続されている点、及び第4電磁弁22が省略されている点が、上記第2の実施の形態と異なっている。そして、流路切換弁91は、合流管26を分流キャピラリ18に接続し、各第2パス82のガス側端をそれぞれ四路切換弁7に接続する第1の態様(図18参照)と、合流管26と分流キャピラリ18との接続を絶ち、合流管26と、デフロストを行ういずれかの分割熱交換器17a〜17cの第2パス82のガス側端とを接続し、かつ暖房に用いる他の分割熱交換器17a〜17cの第2パス82のガス側端を四路切換弁7に接続する第2の態様(図19)とに切り替えることができる。
以上より、本実施の形態においても、第2の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
図20及び図21は、本発明の第5の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。本実施の形態では、室外膨張弁9と分岐管23とが直接的に接続されておらず、両者が流路切換弁92を介して接続されている点、及び第4電磁弁22が省略されている点で、第2の実施の形態と異なっている。
そして、流路切換弁92は、室外膨張弁9と分岐管23とを接続し、かつ各第2パス82のガス側端をそれぞれ四路切換弁7に接続する第1の態様(図20参照)と、室外膨張弁9と、デフロストを行ういずれかの分割熱交換器17a〜17cの第2パス82のガス側端とを接続し、かつ暖房に用いる他の分割熱交換器17a〜17cの第2パス82のガス側端を四路切換弁7に接続する第2の態様(図21参照)とに切り替えることができる。
図22は、本発明の第6の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図であり、デフロスト運転を行う場合を示している。本実施の形態では、室外膨張弁9の位置が第1の実施の形態(図11参照)とは異なっている。すなわち、本実施の形態の室外膨張弁9は、合流管26と分流キャピラリ18との間に設けられている。したがって、暖房運転を行う場合、室内熱交換器11から送られた冷媒は、減圧されずに分岐管23に流入し、第1パス81、加熱ライン83、合流管26を流れた後、室外膨張弁9によって減圧され、分流キャピラリ18に流入する。また、デフロスト運転を行う場合には、室外膨張弁9を通過せずに、合流管26からいずれかのバイパス配管24a〜24cを通ってデフロストを行う分割熱交換器17a〜17cに冷媒が送られ、その後分流キャピラリ18で減圧された冷媒が他の分割熱交換器17a〜17cに送られる。
したがって、本実施の形態においても第1の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
例えば、上記実施の形態では、横吹き出しタイプの室外機2に本発明を適用していたが、上吹き出しタイプの室外機2にも本発明を適用することができる。また、室外熱交換器8は、平面視L字形状に限らず、平面視コの字形状、平面視四角形状等であってもよい。また、本発明は、冷房運転を行わない暖房専用の空気調和装置にも適用することができ、この場合、四路切換弁を省略することができる。
4 :冷媒回路
6 :圧縮機
8 :室外熱交換器(熱源側熱交換器)
11 :室内熱交換器(利用側熱交換器)
17a :分割熱交換器
17b :分割熱交換器
17c :分割熱交換器
37 :ドレンパン
50 :デフロスト回路
55 :排水管
55a :中間排水管
55b :下側排水管
82 :第2パス
83 :加熱ライン
83a :挿入部
Claims (6)
- 圧縮機(6)、暖房運転の際に前記圧縮機(6)から吐出された冷媒を凝縮する利用側熱交換器(11)、及び前記利用側熱交換器(11)から送られかつ減圧された冷媒を蒸発させる熱源側熱交換器(8)を含み、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(4)と、前記熱源側熱交換器(8)に対してデフロスト運転を行うデフロスト手段とを備えた空気調和装置であって、
前記熱源側熱交換器(8)が、上下方向に並設された複数の分割熱交換器(17a〜17c)により構成されており、
上下に隣接する分割熱交換器(17a〜17c)の間に、ドレン水を受け止めて排出するためのドレンパン(37)が設けられ、
前記ドレンパン(37)に、ドレン水を下方に排出する排水管(55)が接続され、
暖房運転及び/又はデフロスト運転の際に前記利用側熱交換器(11)から送られた高圧冷媒、又は前記圧縮機(6)から吐出された冷媒を流動させる冷媒配管(83a)が前記排水管(55)の内部に挿入されていることを特徴とする空気調和装置。 - 前記排水管(55)が合成樹脂製である、請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記排水管(55)が、複数のドレンパン(37)に渡って設けられている、請求項1又は2に記載の空気調和装置。
- 前記排水管(55)が、上下に隣接するドレンパン(37)同士を接続する中間排水管(55a)と、最下段の分割熱交換器(17a)の真上に位置するドレンパン(37)から下方に延びる下側排水管(55b)とからなる、請求項3に記載の空気調和装置。
- 前記デフロスト手段は、一部の前記分割熱交換器を用いて暖房を行うとともに、他の前記分割熱交換器に対してデフロストを実行する部分デフロスト手段である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記部分デフロスト手段は、前記利用側熱交換器(11)から送られる冷媒を、当該他の分割熱交換器(17a〜17c)における冷媒パス(82)のガス側端に供給するとともに、この冷媒パス(82)の液側端から流出した冷媒を減圧して当該一部の分割熱交換器(17a〜17c)における冷媒パス(82)の液側端に供給することによって、当該他の分割熱交換器(17a〜17c)において冷媒を放熱させたのち、減圧された当該冷媒を当該一部の分割熱交換器(17a〜17c)において蒸発させる、請求項5に記載の空気調和装置。
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