JP2018115831A - 室内ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒管を有する室内ユニットのダウンサイズ。
【解決手段】室内ユニット３は、熱交換器２２および複数の冷媒管３１、３２を有している。室内ユニット３は、冷媒回路６を有する冷凍装置１を構成可能である。冷媒回路６に封入される冷媒はＲ３２である。複数の冷媒管３１、３２のうち、少なくとも１つの管外径は、（Ｄｏ−１）／８インチである。ここで、「Ｄｏ／８インチ」は冷媒回路６に封入される冷媒をＲ４１０Ａとした場合の管外径である。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内ユニットに関する。

空気調和装置などの冷凍装置が有する冷媒回路は、室内ユニットが室外ユニットと接続されることによって構成される。現在市場で入手可能な冷凍装置の冷媒回路の多くは、Ｒ４１０Ａ冷媒を使用する。その一方で、地球温暖化を抑制する観点から、近年では、Ｒ４１０Ａ冷媒よりも地球温暖化係数（ＧＷＰ）が小さいＲ３２冷媒もまた、冷凍装置に用いられている。

特許文献１（特許５５３６８１７号公報）は、Ｒ３２冷媒を使用する空気調和装置を開示する。この空気調和装置において、室内ユニットと室外ユニットとを接続する冷媒連絡管の管外径は、冷媒回路にＲ４１０Ａ冷媒が封入される場合よりも小さくなるように設定されている。その目的は、冷媒回路に封入される冷媒の量を低減すること、あるいは、配管材料の使用量を減らすことである。

しかしながら、空気調和装置などの冷凍装置は、近年では、冷媒封入量や材料使用量の削減のみならず、機器のダウンサイズによる設置スペースの低減も要求されている。この要求は、室内ユニットにも及ぶ。

通常、室内ユニットは、熱交換器、および、必要な場合には膨張弁などの部品を有する。さらに、室内ユニットは、それらの部品に接続される冷媒管を有する。冷媒管が従来と同じ程度の管外径を有する限り、室内ユニットのダウンサイズには限界がある。

本発明の課題は、冷媒管を有する室内ユニットにおいて、ダウンサイズを実現することである。

本発明の第１観点に係る室内ユニットは、熱交換器および複数の冷媒管を有している。室内ユニットは、冷媒回路を有する冷凍装置を構成可能である。冷媒回路に封入される冷媒はＲ３２である。複数の冷媒管のうち、少なくとも１つの管外径は、（Ｄｏ−１）／８インチである。ここで、「Ｄｏ／８インチ」は冷媒回路に封入される冷媒をＲ４１０Ａとした場合の管外径である。

この構成によれば、冷媒がＲ３２であり、少なくとも１つの冷媒管の外径が、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合よりも小さい。したがって、室内ユニットのダウンサイズができ、設置スペースが低減できる。

本発明の第２観点に係る室内ユニットは、熱交換器および複数の冷媒管を有している。室内ユニットは、冷媒回路を有する冷凍装置を構成可能である。冷媒回路に封入される冷媒はＲ３２である。複数の冷媒管のうち、少なくとも１つの管外径は、２／８インチ以下である。冷凍装置の定格能力は、７．１ｋＷ以上である。

この構成によれば、冷媒がＲ３２であり、少なくとも１つの冷媒管の外径が２／８インチ以下である。冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合には、冷媒管の外径をこの水準まで小さくすることは困難である場合が多い。したがって、室内ユニットのダウンサイズができ、その設置スペースが低減できる。

本発明の第３観点に係る室内ユニットは、第１観点または第２観点に係る室内ユニットにおいて、複数の冷媒管は、液冷媒管と、ガス冷媒管と、を含む。第１観点または第２観点で言及された管外径は、液冷媒管の管外径である。

この構成によれば、少なくとも液冷媒管の外径が小さい。したがって、液冷媒管の小型化により、室内ユニットのダウンサイズができる。

本発明の第４観点に係る室内ユニットは、第３観点に係る室内ユニットにおいて、熱交換器は冷媒分流器を有する。液冷媒管は冷媒分流器に接続されている。

この構成によれば、液冷媒管は熱交換器の冷媒分流器に接続されている。したがって、冷媒分流器に接続されるように配置される液冷媒管について、外径を小さくすることによって、室内ユニットのダウンサイズができる。

本発明の第５観点に係る室内ユニットは、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る室内ユニットにおいて、冷凍装置の定格能力は、７．１ｋＷから１６．０ｋＷの範囲にある。

この構成によれば、室内ユニットを用いて構成される冷凍装置の定格能力は、７．１ｋＷから１６．０ｋＷの範囲にある。したがって、比較的大きな定格電力を有し大型化しやすい冷凍装置について、設置スペースが低減できる。なお、ここでいう「定格能力」は、冷凍装置の製品カタログや取扱説明書において「呼称能力」と記載されることもある。

本発明の第６観点に係る冷凍装置は、冷媒が流れることにより冷凍サイクルを実現する冷媒回路を有する。冷凍装置は、室内ユニットと、室外ユニットと、連絡配管と、を備える。室内ユニットは、第１観点から第５観点のいずれか１つに係るものである。連絡配管は、室内ユニットおよび室外ユニットを接続する。

この構成によれば、冷凍装置の室内ユニットの冷媒管の少なくとも１つは小さな管外径を有する。したがって、冷凍装置のダウンサイズができ、設置スペースが低減できる。

本発明の第１観点から第５観点に係る室内ユニットによれば、室内ユニットがダウンサイズされるので、設置スペースが低減できる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置によれば、冷凍装置がダウンサイズされるので、設置スペースが低減できる。

本発明の一実施形態に係る室内ユニット３を有する冷凍装置１の模式図である。 室内ユニット３の内部構成を示す平面図である。 室内ユニット３の内部構成を示す側面図である。 室内ユニット３の液冷媒管３１の平面図である。 室内ユニット３の液冷媒管３１の側面図である 図１の実施形態の第１変形例に係る室内ユニット３を有する冷凍装置１の模式図である。 図１の実施形態の第２変形例に係る室内ユニット３を有する冷凍装置１の模式図である。

以下、本発明に係る室外ユニットの実施形態およびその変形例について、図面に基づいて説明する。なお、本発明に係る室外ユニットの具体的な構成は、下記の実施形態およびその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）冷凍装置１の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る室内ユニット３を有する冷凍装置１を示す。冷凍装置１は、空気調和装置として構成されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房や暖房を行うことができる。冷凍装置１は、室外ユニット２と、室内ユニット３と、それらを接続する液冷媒連絡管４およびガス冷媒連絡管５を有する。室外ユニット２、室内ユニット３、液冷媒連絡管４、およびガス冷媒連絡管５は、蒸気圧縮式の冷媒回路６を構成している。冷媒回路６の中には、冷媒としてＲ３２が封入されている。

冷凍装置１の定格能力は、７．１ｋＷから１６．０ｋＷの範囲にある。ここでいう「定格能力」は、室外ユニット２の製品カタログや取扱説明書に記載の「呼称能力」と同等の値を意味する。

（２）冷凍装置１の各部の構成
（２−１）室外ユニット２
室外ユニット２は、室外に設置される。室外ユニット２は、低圧レシーバ７と、圧縮機８と、四路切換弁９と、室外熱交換器１０と、膨張弁１１と、液側閉鎖弁１２と、ガス側閉鎖弁１３と、室外ファン１４と、を有している。圧縮機８は、圧縮機本体８ａ及び付属レシーバ８ｂによって構成される。室外ユニット２はさらに、部品間を接続する冷媒管１５〜２１を有している。

ここで挙げた室外ユニット２の構成は一例に過ぎず、他の構成および部品で代替することが可能である。

（２−２）室内ユニット３
室内ユニット３は、室内に設置される。室内ユニット３は、室内熱交換器２２、室内ファン２４、液冷媒管３１、ガス冷媒管３２を有している。室内熱交換器２２は、冷媒分流器２５を含んでいる。液冷媒管３１は、室内熱交換器２２の冷媒分流器２５と、液冷媒連絡管４とを接続している。ここで、液冷媒管３１は、液冷媒連絡管４と別体であってもよいし、一体であってもよい。ガス冷媒管３２は、室内熱交換器２２とガス冷媒連絡管５とを接続している。ここで、ガス冷媒管３２は、ガス冷媒連絡管５と別体であってもよいし、一体であってもよい。

（２−３）液冷媒連絡管４およびガス冷媒連絡管５
液冷媒連絡管４およびガス冷媒連絡管５は、空気調和装置として構成された冷凍装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される配管である。液冷媒連絡管４の一端は、室外ユニット２の液側閉鎖弁１２に接続される。液冷媒連絡管４の他端は、室内ユニット３の室内熱交換器２２の液側端に直接的に、または液冷媒連絡管４とは別体の液冷媒管３１を介して間接的に接続されている。ガス冷媒連絡管５の一端は、室外ユニット２のガス側閉鎖弁１３に接続される。ガス冷媒連絡管５の他端は、室内ユニット３の室内熱交換器２２のガス側端に直接的に、またはガス冷媒連絡管５とは別体のガス冷媒管３２を介して間接的に接続されている。

（３）冷凍装置１の動作
冷凍装置１は、冷房時において、室外ユニット２、液冷媒連絡管４、室内ユニット３、ガス冷媒連絡管５の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを行う。この時、室内熱交換器２２は室内空気から熱を奪う吸熱器として機能する。

また、冷凍装置１は、暖房時において、室外ユニット２、ガス冷媒連絡管５、室内ユニット３、液冷媒連絡管４の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを行う。この時、室内熱交換器２２は室内空気に熱を放出する放熱器として機能する。

（４）室内ユニット３の詳細構成
一般に、室内ユニット３は設置のためのスペースの低減を要求される。定格能力が大きな冷凍装置１ほど、室内ユニット３のサイズは大きくなる傾向がある。室内ユニット３の設置スペースを低減するためには、室内熱交換器２２などの部品のダウンサイズとともに、液冷媒管３１、ガス冷媒管３２などの冷媒管のダウンサイズも必要である。

そこで、ここでは、冷媒回路６に封入される冷媒をＲ３２とし、冷媒管３１、３２のうち、液冷媒管３１の管外径を、冷媒回路６に封入される冷媒をＲ４１０Ａとした同一の定格能力の冷凍装置に用いられる室外ユニットよりも小さくしている。

前述のとおり、本実施形態に係る冷凍装置１の定格能力は、７．１ｋＷから１６．０ｋＷの範囲内である。このクラスの定格能力を有し、Ｒ４１０Ａ冷媒を用いる従来の冷凍装置の室内ユニットでは、液冷媒管の管外径は例えば３／８インチであり、ガス冷媒管の管外径は例えば５／８インチである。これを総称して、ここでは、“Ｒ４１０Ａ用の室内ユニットでは、管外径が「Ｄｏ／８インチ」である”と表現する。

これに対し、冷凍装置１の室内ユニット３では、内部に設置される冷媒管の少なくとも１つの管外径が、（Ｄｏ−１）／８インチとされ、すなわち、Ｒ４１０Ａ用の室内ユニットよりも１サイズ小さくされる。例えば、室内ユニット３の液冷媒管３１は、その管外径が２／８インチ以下となるように作られている。これにより、ここでは、液冷媒管３１の管径を小さくし、室内ユニット３の設置スペースの低減に寄与することができる。

図２および図３は、室内ユニット３の内部構成を示している。液冷媒管３１は、熱交換器２２の冷媒分流器２５に接続されている。ガス冷媒管３２は、熱交換器２２における冷媒分流器２５のない端部に接続されている。液冷媒管３１は、図４および図５に示されるように、曲がっている箇所である曲管部Ｂ１および曲管部Ｂ２を有している。液冷媒管３１の形状はこれに限られない。例えば、液冷媒管３１は曲管部を１つだけ有していてもよい。あるいは、液冷媒管３１は３つ以上の曲管部を有していてもよい。

少なくとも１つの曲管部を有している冷媒管の管外径を小さくする場合には、管外径を小さくする前と比較して、曲管部の曲げ半径を小さくすることができる。そのような曲げ半径の縮小効果により、冷媒管が占有するスペースはさらに低減される。したがって、本実施形態の液冷媒管３１もまた、曲管部Ｂ１および曲管部Ｂ２において曲げ半径の縮小が見込めるので、室内ユニット３の設置スペースの低減の効果は大きい。

（５）特徴
（５−１）
冷媒がＲ３２であり、少なくとも液冷媒管３１の外径が、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合よりも小さい２／８インチ以下である。したがって、室内ユニット３のダウンサイズができ、設置スペースが低減できる。

（５−２）
液冷媒管３１は、熱交換器２２の冷媒分流器２５に接続されている。したがって、冷媒分流器２５に接続されるように設計される液冷媒管３１について、外径を小さくすることによって、室内ユニット３のダウンサイズができる。

（５−３）
室内ユニット３を用いて構成される冷凍装置１の定格能力は、７．１ｋＷから１６．０ｋＷの範囲にある。したがって、この範囲の定格能力を有する冷凍装置１について、設置スペースが低減できる。

（５−４）
このような室内ユニット３を含むので、冷凍装置１全体としても設置スペースが低減できる。

（６）変形例
（６−１）第１変形例
上記実施形態においては、室内ユニット３において冷媒回路６を構成する部品の中には膨張弁が含まれていない。これに代えて、図６に示すように、室内ユニット３は室内膨張弁２３を含んでいてもよい。室内膨張弁２３は液冷媒管３１に設けられる。したがって、液冷媒管３１は、室内膨張弁２３によって第１液管３３と第２液管３４に分割される。第１液管３３は、熱交換器２２と室内膨張弁２３と接続している。第２液管３４は、室内膨張弁２３と液冷媒連絡管４を接続している。第２液管３４は、液冷媒連絡管４と別体であってもよいし、一体であってもよい。

冷媒管３２、３３、３４のうち少なくとも１つの管外径が（Ｄｏ−１）／８インチとされ、Ｒ４１０冷媒を用いる冷凍装置の室内ユニットの管外径であるＤｏ／８インチよりも１サイズ小さく作られる。例えば、第１液管３３の管外径が、上記実施形態と同様に３／８インチから２／８インチへ小さくされる。これにより、室内膨張弁２３を有する室内ユニット３の設置スペースが低減できる。

（６−２）第２変形例
上記実施形態においては、冷凍装置１はいわゆるペア型であり、すなわち１台の室外ユニット２には１台の室内ユニット３が接続されている。これに代えて、図７に示すように、複数の室内ユニット３が１台の室外ユニット２に接続されることによって、いわゆるマルチ型の冷凍装置１を構成してもよい。ただし、図中では室内ファン２４は省略されている。あるいは、それぞれの室内ユニット３は、第１変形例に係る室内膨張弁２３を有する製品であってもよい。これにより、マルチ型の冷凍装置１のダウンサイズができる。

（６−３）第３変形例
上記実施形態においては、冷凍装置１は空気調和装置として構成されている。これに代えて、冷凍装置１は、冷凍庫、給湯装置、その他の、冷凍サイクルを利用するあらゆる他の機器として構成されていてもよい。これにより、空気調和機以外の冷凍装置のダウンサイズができる。

１ 冷凍装置
２ 室外ユニット
３ 室内ユニット
４ 液冷媒連絡管
５ ガス冷媒連絡管
６ 冷媒回路
２２ 室内熱交換器
２３ 室内膨張弁
３１〜３４ 冷媒管

特許５５３６８１７号公報

Claims (6)

1. 熱交換器（２２）および複数の冷媒管（３１〜３４）を有しており、冷媒回路（６）を有する冷凍装置（１）を構成可能な室内ユニット（３）において、
   前記冷媒回路に封入される冷媒をＲ３２とし、
   前記複数の冷媒管のうち、少なくとも１つの管外径を、
   （Ｄｏ−１）／８インチ
   （ここで、「Ｄｏ／８インチ」は前記冷媒回路に封入される冷媒をＲ４１０Ａとした場合の管外径である）
   としている、
   室内ユニット（３）。
2. 熱交換器（２２）および複数の冷媒管（３１〜３４）を有しており、冷媒回路（６）を有する冷凍装置（１）を構成可能な室内ユニット（３）において、
   前記冷媒回路に封入される冷媒をＲ３２とし、
   前記複数の冷媒管のうち、少なくとも１つの管外径を、２／８インチ以下としており、
   前記冷凍装置の定格能力は、７．１ｋＷ以上である、
   室内ユニット（３）。
3. 前記複数の冷媒管は、
   液冷媒管（３１）と、
   ガス冷媒管（３２）と、
   を含み、
   前記管外径は、前記液冷媒管の管外径である、
   請求項１または請求項２に記載の室内ユニット。
4. 前記熱交換器は冷媒分流器（２５）を有し、
   前記液冷媒管は前記冷媒分流器に接続されている、
   請求項３に記載の室内ユニット。
5. 前記冷凍装置の定格能力は、７．１ｋＷから１６．０ｋＷの範囲にある、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の室内ユニット。
6. 冷媒が流れることにより冷凍サイクルを実現する冷媒回路（６）を有する冷凍装置（１）であって、
   請求項１から５のいずれか１項に係る少なくとも１つの室内ユニット（３）と、
   室外ユニット（２）と、
   前記室内ユニットおよび前記室外ユニットを接続する連絡配管（４、５）と、
   を備える冷凍装置（１）。

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