JP3435759B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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Description
湿あるいは冷房,暖房,除湿運転が可能な空気調和機に
係る。
て、蒸発器により冷却・減湿された空気を再加熱する方
法としては電気ヒータを用いる方式や冷凍サイクルの凝
縮熱を利用する方式などが知られている。
り再加熱する冷凍サイクルとしては、図7に示すよう
に、室内側の熱交換器10a,10bを風路に対して前
後に2分割し、風上側10aを蒸発器,風下側10bを
凝縮器とする構成が一般に知られている。分割された部
分間は、途中に二方弁(二方弁A)12を有する配管でつ
ながれており、この配管と並列にキャピラリチューブ1
7が接続されている。また室外側熱交換器と室内側熱交
換器との間には冷暖房用の絞り装置であるキャピラリチ
ューブ7と二方弁(二方弁B)6がやはり並列につながれ
ている。
弁B6を開ける。室外側の熱交換器4を出た冷媒は高温
高圧の二相状態で室内側熱交換器の風下側10bに流入
する。ここでさらに冷媒は凝縮し、その凝縮熱によって
空気の再加熱が行なわれる。風下側の熱交換器を出た冷
媒は二方弁Aと並列に接続されているキャピラリチュー
ブ17を通って減圧され温度が下がる。ついで風上側の
熱交換器10aに流入して蒸発し、その蒸発熱によって
空気の冷却・減湿が行なわれる。
方弁B6を閉じる。この時冷媒は二方弁Bと並列に接続
された冷暖房用のキャピラリチューブ7を通る。また室
内側では二方弁Aを通るので減圧されることがなく、室
内側熱交換器全体が蒸発器あるいは凝縮器となる。
場合の基本的な構成である。除湿用の絞り装置としては
上述のようにキャピラリチューブの他に例えば実開平1
−98381にあるように二方弁内にブリードポートと
呼ばれる小孔を設け、冷暖房運転時には主弁を開けて冷
媒の流れに対して抵抗にならないようにし、除湿運転時
には二方弁の主弁を閉めてブリードポートに冷媒を通し
これを除湿絞りとするものが公知である。
夏季では除湿運転は不可欠である。この時は空気調和機
からの吹き出し空気の温度は室温より低めにする必要が
ある。また梅雨や秋季の長雨時などでは気温は低いが湿
度は高い気候になる。このような時には空気調和機から
の吹き出し空気の温度は室温と同じか上げぎみに保ちな
がら除湿する必要がある。冷媒の蒸発熱で除湿,凝縮熱
で再加熱する冷凍サイクルを用いた除湿方式は、除湿と
共に吹き出し空気温度を様々に変えうる点で優れてお
り、ヒータ等の補助的な熱源を必要としないので省エネ
ルギーの点からも優れている。
湿用の絞り装置を設ける際、除湿用の絞りとして従来の
ようにキャピラリチューブを用いると、除湿用のキャピ
ラリチューブは通常室内側のユニット内に設けられるの
で、除湿運転時にはキャピラリチューブおよびその前後
で冷媒が二相状態となるため騒音が発生する。その対策
としてキャピラリチューブの出口に太径パイプを接続し
たり、振動吸収用の防振材を付加する必要があった。
省スペースの点で優れているものの、除湿運転時には上
記と同様二相状態の冷媒がブリードポートを通過する際
やはり騒音が発生するが、発生源が二方弁の内部である
ため対策が難しい。
調節弁を用いて、冷暖房運転時には弁の開度を大きくし
て抵抗なく冷媒を流し、除湿運転時には開度を小さくし
て除湿絞りとする場合も、除湿運転時には上記と同様二
相状態の冷媒が弁部を通過する際やはり騒音が発生す
る。
転が可能な冷凍サイクルを有する空気調和機において除
湿運転時の騒音低減に効果のある構造を提供することで
ある。
めの第1の手段は、室内側熱交換器を2分割しその間に
除湿用の絞り装置を設けたサイクル構成において、除湿
運転時の冷媒の流れ方向から見て凝縮側と蒸発側熱交換
器の間で除湿用絞り装置の下流に螺旋状流路部分を設け
て、室内側熱交換器の凝縮側を出た冷媒が除湿用の絞り
装置を通過した後にその螺旋状流路部分を通過するよう
な構成とすることである。
は、ブリードポートと呼ばれる小孔を内部に有する二方
弁を上記第1の手段にある螺旋状流路部分の上流に備
え、除湿運転時にはブリードポートを除湿用絞りとして
用いるような構成とすることである。
は、上記第2の手段における二方弁の代わりに、全閉か
ら全開まで連続的あるいは段階的に調節可能な流量調節
弁を用い、除湿運転時には流量調節弁の開度を小さくし
て除湿用絞りとして用いるような構成とすることであ
る。
は、上記第1あるいは第2あるいは第3の手段におい
て、上記螺旋状流路を除湿用絞り装置の上流にも設ける
構成とすることである。
は、上記第1あるいは第2あるいは第3あるいは第4の
手段において、螺旋状流路の内側に粘弾性の高い材料を
付加して制振機能を高めた構成とすることである。
冷却・減湿,凝縮熱で再加熱を行なう除湿運転の場合、
室内側の熱交換器を2分割してその間に除湿用の絞り装
置を設けることになる。実際の構成としては、2分割さ
れた熱交換器の一方から引き出された配管と、もう一方
から引き出された配管との間にキャピラリチューブ,ブ
リードポート等の絞り装置が挿入されることになる。
熱交換器の一方が凝縮器になり、もう一方が蒸発器にな
る。凝縮器で液化した冷媒は除湿用の絞りを通って下流
側に噴出する。この際断熱膨張,摩擦抵抗等により冷媒
は低温,低圧の状態になると同時に気相の割合が増え流
速が上がる。この流速の高い2相状態で下流側のパイ
プ,蒸発器に流入するとこれらが大きく加振され大きな
騒音が発生する。
湿用絞りの下流側に設けることによりその部分で振動を
減衰させ冷媒流動に伴う騒音を低減することができる。
また冷媒の進行方向に対して垂直な面内で遠心力による
2次流れのために強い撹拌作用が生じる。この撹拌作用
によって気相と液相の混合が起こり、細かな気泡が液中
に均質に混ざったいわゆる均質流となり、それより下流
での振動が少なくなる。さらに螺旋状にパイプを巻いた
内側に粘弾性の高い材料を詰め込むことによって大きな
制振効果が得られる。従って本発明によれば絞りによる
冷媒の流動音を低減することができる。
る。本実施例は、家庭用のルームエアコンとして広く普
及しているセパレートタイプの空気調和機に本発明を適
用したものであり、本図は、冷暖房および除湿運転切り
換え可能な冷凍サイクルの構成を模式的に示したもので
ある。冷房,暖房,除湿運転時の冷媒の流れを図中に矢
印で示している。1は圧縮機,2はアキュムレータ,3
は四方弁,4は室外側熱交換器で多数枚のフィンにパイ
プを貫通したクロスフィンチューブタイプの熱交換器,
5は室外側ファンである。6は室外側の二方弁(二方弁
B)であり12の室内側二方弁(二方弁A)と協調的に動
作することにより冷暖房および除湿の各運転を切り換え
る。即ち二方弁Aを開け二方弁Bを閉じると冷暖房運転
となる。冷房と暖房の切り換えは四方弁3で行なう。ま
た二方弁Aを閉じ二方弁Bを開けると除湿運転となる。
本実施例では二方弁Aとしてブリードポートと呼ばれる
小孔を内部に有する二方弁を用いている。
暖房用の絞りであるキャピラリチューブ7を冷媒が流れ
る。室内側では二方弁Aを開ける。この時には室内側の
熱交換器10a,10bは共に蒸発器あるいは凝縮器と
して作用する。
閉じる。圧縮機1から吐出された冷媒は室外側熱交換器
4で一部が凝縮し二相状態のまま2分割された室内側熱
交換器の一方10bに流入する。10b内で冷媒はさら
に凝縮し、その凝縮熱によって10aで冷却・減湿され
た空気の再加熱を行なう。10bを出た冷媒は配管13
に流入する。二方弁Aは閉じられているので冷媒は、二
方弁A内のブリードポート16(図2中に示す。)を通
って配管14に流入する。この時ブリードポート16が
絞りとなり冷媒は断熱膨張して減圧される。配管14か
ら熱交換器10aに流入した低温,低圧の冷媒は、空気
調和機に吸い込まれた空気から蒸発熱によって熱を奪
い、空気は冷却・減湿される。
0a入口との間に本発明による螺旋状流路15が設けら
れている。螺旋状流路15はパイプを螺旋状に巻いたも
のであり、鉛直方向上側から見た図を図1(b)に,斜
視図を図1(c)に示す。本図ではコイルの巻数は2回
であるが巻回数は任意である。定性的には巻回数が多い
方が騒音低減の効果が大きいが、スペース,必要とされ
る低減幅などの要素を考慮して回数を決定する。また巻
半径(図5中に図示)は小さい方が遠心力による撹拌効
果が大きい。巻パイプの形状としては円形の他に例えば
楕円形等でも良い。さらに螺旋状流路15の螺旋状に巻
かれた内側の空間に粘弾性の高い材料、例えばパテ,ゴ
ム等を詰め込むと騒音低減の効果が大きい。
のように完全に分離されているが、1つの熱交換器でフ
ィンにスリットや切れ目を入れて熱的に分割されたもの
でもよい。また分割された熱交換器のうち蒸発側10a
は空気の通風路に対して風上側に凝縮側10bは風下側
に直列に置かれている。除湿運転時の除湿効果を考慮す
るとこのような構成がよいが、機器構成上の都合によっ
ては10aと10bを並列に置いてもよい。
内のブリードポートを用いたが、二方弁Aと並列につな
がれたキャピラリチューブを用いてもよい。さらに二方
弁Aの代わりに電動膨張弁等の流量調節弁を用いてもよ
い。
ある。本実施例のサイクル構成は図1に示した第1の実
施例と同じであり、室内側熱交換器10aと10bとそ
の間の配管部分のみ図3に示した。第1の実施例と同様
に二方弁A12(ブリードポート内蔵)の開閉により冷
暖房と除湿運転を切り換える。
向が途中で反対になることである。こうすることによっ
て螺旋状流路内を流れる冷媒に対する撹拌作用を高める
ことができる。
ものである。螺旋状流路15を形成するパイプを同一平
面内で巻いたものであり、機器構成の関係で厚さ方向に
スペースが取れないような場合に有効である。またゴム
製のシート等で螺旋状流路部分をサンドイッチ状に挟む
ことにより騒音低減の効果を大きくすることができる。
ものである。絞りの下流側のパイプを2本に分岐させ、
その各々を螺旋状に巻いたものである。1本の太いパイ
プで巻くのに比べて剛性が小さくなるため振動しやすく
なるが、この部分にパテやゴム等の制振材料を付加する
ことによって振動を吸収する効果が大きい。従ってこの
部分より先には振動が伝わりにくくなる。分岐の数は2
本に限定する必要はなくもっと多数でもよいが、あまり
多いとコストが高くなる。また請求項4のように絞りの
上流側にも螺旋状の巻パイプを設けた場合にも、本実施
例のように複数のパイプに分岐させそれぞれのパイプを
巻いてもよい。
5は冷媒の流れ方向が水平面内かそれに近い角度になる
ように設置されている。設置角度は必ずしも水平に限る
必要はない。例えば冷媒の流れ方向が垂直面内になるよ
うにしてもよい。ただし螺旋状流路の巻半径(図5中に
図示)が大きいと、重力の影響で二相流中の気相と液相
の分離が進んでしまう場合がある。巻半径がある閾値よ
りも小さければ遠心力による撹拌効果の方が重力の影響
よりも大きくなり本発明の効果が現われるので、巻半径
はその閾値以下としなければならない。ただし遠心力に
よる撹拌効果と重力の影響との大小関係は同じ巻半径で
あってもそこを流れる冷媒の流量によって変わるので、
流量変化の大きい装置に適用する場合は水平か水平に近
い角度に設置した方が安全である。
冷媒の蒸発熱と凝縮熱を利用した除湿運転可能な空気調
和機において、除湿運転時に冷媒が二相状態で除湿用の
絞りを通過することによって生じる圧力脈動による騒音
の発生を効果的な制振構造を持つことによって抑えるこ
とができる。
を模式的に図5に示す。これは螺旋状流路部の垂直面内
の断面図である。パイプ内を冷媒(一般には流体)が流
れると遠心力によって巻の中心からみて外向きの力が生
じ、主流方向に対して垂直な面内に2次流れが誘起され
る。この2次流れによって流体は撹拌され、二相流は気
液が混ざりあって均質な流れとなる。この時には二相が
分離した状態に比較して圧力の変動が少なくパイプや熱
交換器を加振することが少ない。
ある。
示す断面図である。
明する図である。
和機の従来の冷凍サイクル系統図
Claims (4)
- 【請求項1】室外側に配置された圧縮機及び室外側熱交
換器と、室内側に配置された、除湿運転時に絞りとして
動作する除湿用絞り装置、及びこの絞り装置を介して接
続され除湿運転時に凝縮側熱交換器として動作する熱交
換器と蒸発側熱交換器として動作する熱交換器とを備え
た空気調和機において、除湿運転時の冷媒の流れ方向か
ら見て、前記除湿用絞り装置の下流側のパイプを複数に
分岐させ、その各々を螺旋状に巻いた螺旋状流路部分を
備えた空気調和機。 - 【請求項2】請求項1に記載の空気調和機において、内
部に小孔を設けた二方弁を前記螺旋状流路の上流に備
え、二方弁内の小孔を除湿用の絞りとして用いることを
特徴とする空気調和機。 - 【請求項3】請求項1に記載の空気調和機において、全
閉から全開まで連続的あるいは段階的に調節可能な流量
調節弁を前記螺旋状流路の上流に備えたことを特徴とす
る空気調和機。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の空気調和
機において、前記螺旋状流路を除湿用絞りの上流にも設
けたことを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
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JP27159793A JP3435759B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27159793A JP3435759B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07120105A JPH07120105A (ja) | 1995-05-12 |
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Family
ID=17502300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27159793A Expired - Lifetime JP3435759B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 空気調和機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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-
1993
- 1993-10-29 JP JP27159793A patent/JP3435759B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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