JPH10160189A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内機１０に導入する空気の方向と当該室内
機１０から送風する空気の方向が，空気調和機を施工す
る家屋の状況に応じて適宜選択可能にする。 【解決手段】 室内機１０を室内熱交換器６が収納され
た熱交換器ユニット１１０と室内送風機７が収納された
送風機ユニット１２０により構成し，当該送風機ユニッ
ト１２０を交換器ユニット１１０の下部に縦置き又は横
置きに連結することにより送風機ユニット１２０からの
空気の吹出し方向を横吹き又は下吹きのいずれにも設定
可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，室内送風機から送
風される調和空気の送風方向が，当該室内送風機が施工
される家屋により異なる場合であっても，室内熱交換器
及び室内送風機の設計変更等を不要にして汎用性を高め
た空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，ヒートポンプを利用して屋内を冷
暖房する空気調和機が提案されている。例えば，特公昭
６３−４６３３５号公報においては，室内側熱交換器及
び室内側ファンを具備した室内機，当該室内機と連通管
により連通されて，圧縮機，室外機側熱交換器，室外側
ファン，外気の取入れ口である外気吸入口及び，外気の
吸気量を調整するダンパを具備した室外機等を有した空
気調和機が開示されいる。

【０００３】そして，ダンパの開閉度を調整することに
より，外気吸引口を介して室外機に吸気される外気の吸
気抵抗を調整して，当該室外機に吸引される外気量を調
整している。この時，室外側ファンは，ダンパの開閉度
と無関係に回転しているので，室外機に吸気される外気
量が変動すると，当該変動量に対応する分だけ連通管を
介して屋内の空気が室外機に吸気されるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記構
成では以下の問題があった。即ち，室内機に室内側熱交
換器と室内側ファンとが一体に収納された構成であるた
め，近年の２×４工法住宅等におけるように寸法が規定
され，またデッドスペース等が著しく少ない家屋におい
ては，当該室内機の設置場所が限定される場合がある。

【０００５】このため，空気調和された空気の送風方向
に対応させて室内機を設計等する必要があり，コストア
ップの要因となっていた。

【０００６】そこで本発明は，空気調和された空気の送
風方向が室内機の設置場所により異なる場合であって
も，当該室内機の設計変更等を不要にして汎用性を高
め，これによりコストを押えることが可能な空気調和機
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，冷房時において，冷媒は圧縮機で圧縮されて高温高
圧のガス冷媒となり，室外熱交換器で外気と熱交換し，
大部分が液化した気液混合状態の冷媒となって熱回収器
に送られる。当該熱回収器において冷媒は，換気のため
に屋外に排気される冷えた屋内空気と熱交換を行って残
りのガス冷媒が液化する。ガス冷媒が無くなることによ
り，液冷媒の温度はさらに低下することができ，サイク
ルの熱効率が高くなる。そして，冷媒は減圧器に送ら
れ，当該減圧器で冷媒流量が絞られ，室内熱交換器で減
圧し蒸発して，各部屋に送風される空気と熱交換する。
これにより各部屋に送風される空気が冷風となって，当
該各部屋が冷房される。その後，冷媒は圧縮機に戻る。

【０００８】また暖房時において，冷媒は圧縮機で圧縮
されて高温高圧のガス冷媒となり室内熱交換器に送ら
れ，当該室内熱交換器で各部屋に送風する空気と熱交換
して凝縮する。この凝縮熱で，各部屋に送風する空気は
温風となって，当該各部屋が暖房される。その後，冷媒
は減圧器で絞られ熱回収器に送られる。当該熱回収器に
おいて，冷媒は排気する暖かい屋内空気と熱交換して，
一部が蒸発した気液混合状態になって，残りの冷媒が室
外熱交換器に送られる。その後，当該室外熱交換器で外
気と熱交換をして蒸発した後圧縮機に戻る。

【０００９】そして，送風機ユニットを熱交換器ユニッ
トの下部に連結する。その際，これらの施工場所により
送風機ユニットから送風する空気の送風方向がケースバ
イケースで異なるので，施工状況に応じて送風機ユニッ
トを縦置き又は横置きに配置して，送風機ユニットと熱
交換器ユニットとを連結して，調和された空気の送風方
向を横吹き又は下吹きのいずれかにすることを特徴とす
る。

【００１０】また，熱交換器ユニットからの調和した空
気が送風機ユニットに送られるように，熱交換器ユニッ
ト送風口を熱交換器ユニットに設け，送風機ユニットの
互いに直行する２つの側面に，熱交換器ユニット送風口
からの空気を導入する導入口を設ける。この際，当該導
入口の１方を閉塞する蓋を設ける。そして，当該蓋によ
り閉塞されていない導入口を介して熱交換ユニットから
の空気を送風機ユニットに導入すべく，開放されている
導入口と熱交換器ユニット送風口とを位置合わせをし
て，熱交換器ユニットと送風機ユニットとを連結するよ
うにしたことを特徴とする。

【００１１】さらに，熱交換器ユニットに調和する空気
を導入する流入ダクトと脱着自在に接続される熱交換器
ユニット導入口を設け，また送風機ユニットに調和され
た空気を送風する送風ダクトと脱着自在に接続される送
風機ユニット送風口を設けたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる空気調和機の基本構
成を示している。当該空気調和機は，冷媒を圧縮する圧
縮機１ａ，１ｂ，外気と冷媒との熱交換を行う室外熱交
換器２ａ，２ｂ，それぞれの室外熱交換器２ａ，２ｂに
外気を送風する室外送風機３ａ，３ｂ，屋内の換気のた
めに排気される空気と冷媒との熱交換を行って，当該空
気の熱の再利用を行う熱回収器４ａ，４ｂ，電動膨張弁
やキャピラリーチューブ等を用いてなる減圧器５ａ，５
ｂ，空気調和する各部屋に送風する空気と冷媒との熱交
換を行なう室内熱交換器６ａ，６ｂ，該室内熱交換器６
ａ，６ｂに調和する空気を送風する室内送風機７ａ，７
ｂ，冷房時及び暖房時の冷媒の循環方向を切換える四方
切換弁８ａ，８ｂ，アキュムレータ９ａ，９ｂを有し
て，それぞれが独立した２つの冷凍サイクル（１階用と
２階用）を構成している。

【００１３】四方切換弁８ａ，８ｂを切換えることによ
り，冷房時には冷媒を圧縮機１ａ，１ｂ，室外熱交換器
２ａ，２ｂ，熱回収器４ａ，４ｂ，減圧器５ａ，５ｂ，
室内熱交換器６ａ，６ｂの順に循環させてサイクルを形
成し，暖房時には冷媒を圧縮機１ａ，１ｂ，室内熱交換
器６ａ，６ｂ，減圧器５ａ，５ｂ，熱回収器４ａ４ｂ，
室外熱交換器２の順に循環させるサイクルを形成してい
る。

【００１４】図１の配管路に沿って示した点線矢印及び
実線矢印は，四方切換弁８ａ，８ｂに示した実線流路及
び点線流路に対応しており，冷房時においては実線矢印
の方向に冷媒が循環し，暖房時においては点線矢印の方
向に冷媒が循環する。

【００１５】また，室内熱交換器６ａ，６ｂを流れる冷
媒の流量を調整する必要がある場合には，減圧器５ａ，
５ｂに冷媒流量制御弁を付加して冷媒分流機能を持たせ
ることも可能である。

【００１６】また，圧縮機１ａ，１ｂは，運転能力を連
続的に可変できるもの，運転能力を段階的に複数段に変
更できるもの，運転能力の変更ができないもののいずれ
でも本発明の趣旨を変えるものではないので任意に空気
調和機の設置に応じて選択することが可能である。

【００１７】さらに，当該冷凍サイクルにストレーナ，
マフラー等を設けることも可能であり，その際の配置は
一般に知られている配置を用いることができるので図示
省略する。

【００１８】また四方切換弁８ａ，８ｂは，同じ運転モ
ード（冷房／暖房）に合わせるのが好ましいが，異なる
運転モードを選択してもなんら問題はない。

【００１９】図２は，上記構成の空気調和機を家屋内に
配設して，冷暖房を行う空気調和のシステムを構成した
際の概念図で，床側に配設された１階用の空気調和機と
天井側に配設された２階用の空気調和機とからなり，こ
れらの構成は後述する吸込みチャンバーの構成が相違し
ている以外は同じである。

【００２０】各空気調和機は，室内機１０ａ，１０ｂ，
室外機２０ａ，２０ｂ，換気ユニット３０，吸込みチャ
ンバー４０ａ，４０ｂ，分岐チャンバー５０ａ，５０
ｂ，吹出しチャンバー６０ａ，６０ｂ，及び送風装置９
０等により構成されている。

【００２１】床側の室内機１０ａは，階段下のような閉
空間内に配設されて，当該閉空間が吸込みチャンバー４
０ａとして作用している。

【００２２】これにより，吸込みチャンバー４０ａを別
途設ける必要が無くなるので，製造コストを安価にする
ことが可能になる。

【００２３】なお，本実施の形態においては，吸込みチ
ャンバー４０ａ，４０ｂに外気と室内空気とが冷房時及
び暖房時を問わず一定比で流入する構成となっている
が，当該比率を変える場合には，吸込みチャンバー４０
ａ，４０ｂ等にダンパー装置等を設ければよい。

【００２４】室内機１０ａ，１０ｂには，室内熱交換器
６ａ，６ｂ，減圧器５ａ，５ｂ，室内送風機７ａ，７ｂ
等が配設され，また室外機２０ａ，２０ｂには，圧縮機
１ａ，１ｂ，室外熱交換器２ａ，２ｂ，室外送風機３
ａ，３ｂ等が配設されている。

【００２５】また換気ユニット３０には，熱回収器４
ａ，ｂと屋内の空気を吸気して排気する換気用送風機３
１とが設けられて，排気ダクト７０に配設されている。
当該排気ダクト７０の排気トップ７１及び外気取入口８
０には，図示しない防虫ネット等が被せてあり，室内に
虫等が侵入しないようになっている。

【００２６】図３は，室内機１０の内部構成を示す側断
面図である。室内機１０は室内熱交換器６がキャピラリ
ーチューブ等の減圧器５ａ，５ｂが配設された熱交換器
ユニット１１０と室内送風機７が配設された送風機ユニ
ット１２０とからなっている。

【００２７】熱交換器ユニット１１０に設けられた室内
熱交換器６の上端は，天板１１３に取付けられ，下端は
当該室内熱交換器６からの露等を受止めるドレンパン１
１６に収納されている。

【００２８】また，熱交換器ユニット１１０の下面に
は，室内熱交換器６により調和された空気を吹出す熱交
換器ユニット送風口１１７が設けられている。

【００２９】一方，送風機ユニット１２０には，調和さ
れた空気を送風するための送風機ユニット送風口１２１
が設けられ，当該送風機ユニット送風口１２１と直角に
設けられた面及び送風機ユニット送風口１２１に対向す
る面に熱交換器ユニット１１０からの空気を導入するた
めの送風機ユニット導入口１２２（１２２ａ，１２２
ｂ）が設けられている。

【００３０】熱交換器ユニット１１０の一方の側面に
は，ダクト挿入部１１５を有する熱交換器ユニット導入
口１１４が設けられ，図４に示すように当該ダクト挿入
部１１５は，吸込みチャンバー４０に接続されている流
入ダクト４１の取付部４２と挿脱可能になっている。

【００３１】また，送風機ユニット送風口１２１には，
送風する空気を分岐チャンバー５０に導くための送風ダ
クト５１（５１ａ，５１ｂ）の取付部５２と挿脱可能に
ダクト挿入部１２４が設けられている。

【００３２】このように熱交換器ユニット１１０のダク
ト挿入部１１５と流入ダクト４１の取付部４２及び，送
風機ユニット送風口１２１のダクト挿入部１２４と送風
ダクト５１の取付部５２とが挿脱可能に設けられている
ことにより，組立施工等における利便性が向上してい
る。

【００３３】なお，図２においては床下側に設けられた
空気調和機の室内機１０ａは，吸込みチャンバー４０ａ
として作用する階段下等の閉空間に配設されているの
で，流入ダクト４１は設けられていないが，これは本発
明の一般性を限定するものではないことを付言する。

【００３４】そして，送風機ユニット１２０は，熱交換
器ユニット１１０の下部にネジ等により固定されて一体
化して用いられる。その際，熱交換器ユニット導入口１
１４から導入される空気の導入方向と送風機ユニット送
風口１２１から送風される空気の送風方向とは，設置条
件により異なる場合が生じる。

【００３５】そこで，かかる場合には，２つの送風機ユ
ニット導入口１２２（１２２ａ，１２２ｂ）のいずれか
を選択して熱交換器ユニット送風口１１７に位置合わせ
て，当該送風機ユニット１２０と熱交換器ユニット１１
０とを連結することにより，当該送風機ユニット１２０
からの空気の送風方向を変えることが可能になってい
る。そして，残りの送風機ユニット導入口１２２には蓋
１２３がされる。

【００３６】なお，図３（ａ）においては，送風機ユニ
ット導入口１２２ｂが蓋１２３により閉塞されて，空気
を右横方向に送風するようになっており，図３（ｂ）に
おいては，送風機ユニット導入口１２２ａが蓋１２３に
より閉塞されて空気を下方向に送風するようになってい
る。

【００３７】かかる送風機ユニット１２０は，断熱材と
板金から構成され，また蓋１２３は断熱材から構成され
ている。

【００３８】従って，空気の導入方向と送風方向との違
いに応じて，送風機ユニット１２０の取付け方向を選択
することが可能になっているので，これらの条件に対応
した設計等が不要になり当該室内機１０の汎用性を高め
ることができる。

【００３９】また，熱交換器ユニット１１０が送風機ユ
ニット１２０の上部に配置される構成であるため，ドレ
インパン１５に溜った，室内熱交換器６からの水（結露
等による水）が容易に機外に取出すことが可能になる。

【００４０】即ち，従来構成の場合には，当該ドレンパ
ンが低い位置に設けられているので，ポンプ等の手段を
用いて機外に排水していたが，本発明にかかるドレンパ
ン１１６は高い位置に設けられているので，ポンプ等を
用いなくても落差を利用することにより容易に機外に取
出すことが可能になる。

【００４１】次に，空気調和動作を説明する。冷房時に
おいては，四方切換弁８ａ，８ｂを切換えて冷媒を図１
の実線矢印方向に循環させ，これにより圧縮機１ａ，１
ｂ，室外熱交換器２ａ，２ｂ，熱回収器４ａ，４ｂ，減
圧器５ａ，５ｂ，室内熱交換器６ａ，６ｂを順次循環す
るサイクルを形成する。

【００４２】この時，室外熱交換器２ａ，２ｂ及び熱回
収器４ａ，４ｂが凝縮器として作用し，室内熱交換器６
ａ，６ｂが蒸発器として作用している。

【００４３】即ち，室外機２０ａ，２０ｂにおいて，冷
媒は圧縮機１ａ，１ｂにより圧縮されて高温高圧のガス
冷媒となり，室外熱交換器２ａ，２ｂで外気と熱交換
し，大部分が液化した気液混合状態の冷媒となって換気
装置３０に送られる。

【００４４】このようにして室外熱交換器２ａ，２ｂか
ら換気装置３０に送られてきた冷媒は，熱回収器４ａ，
４ｂにおいて，換気する室内空気と熱交換して冷されて
室内機１０ａ，１０ｂに送られる。

【００４５】熱回収器４ａ，４ｂは排気ダクト７０の途
中に設けられた熱交換器であり，当該熱回収器４ａ，４
ｂには換気する室内空気が換気用送風機３１により送風
される構成となっている。

【００４６】従って，室外機２０ａ，２０ｂからの冷媒
は，当該換気のために排気される冷えた空気と熱交換し
て，残りのガス冷媒が液化する。これによりサイクルの
熱効率が高くなっている。

【００４７】そして，冷媒は減圧器５ａ，５ｂに送ら
れ，当該減圧器５ａ，５ｂで冷媒流量が絞られ，室内熱
交換器６ａ，６ｂで減圧し蒸発して，各部屋に送風され
る空気と熱交換する。これにより各部屋に送風される空
気が冷風となって，分岐チャンバー５０ａ，５０ｂを経
て各居室に送風される。その後，冷媒は室外機２０ａ，
２０ｂに戻り，サイクルが１巡する。

【００４８】暖房時においては，四方切換弁８ａ，８ｂ
を切換えて冷媒を図１に示す点線矢印の方向に循環さ
せ，これにより圧縮機１ａ，１ｂ，室内熱交換器６ａ，
６ｂ，減圧器５ａ，５ｂ，熱回収器４ａ，４ｂ，室外熱
交換器２ａ，２ｂを順次循環するサイクルを形成する。

【００４９】この時，室外熱交換器２ａ，２ｂ及び熱回
収器４ａ，４ｂが蒸発器として作用し，室内熱交換器６
ａ，６ｂが凝縮器として作用している。

【００５０】即ち，室外機２０ａ，２０ｂにおいて，冷
媒は圧縮機１ａ，１ｂで圧縮されて高温高圧のガス冷媒
になって室内機１０ａ，１０ｂの室内熱交換器６ａ，６
ｂに送られれる。

【００５１】そして当該室内熱交換器６ａ，６ｂで各部
屋に送風する空気と熱交換することにより，各部屋に送
風する空気は高温冷媒の熱を受けて暖められて温風とな
り，分岐チャンバー５０ａ，５０ｂを経て各吹出しチャ
ンバー６０ａ，６０ｂから各居室に送風されるようにな
る。

【００５２】一方，高温冷媒は熱交換により熱を失って
凝縮し，減圧器５ａ，５ｂで絞られて換気装置３０の熱
回収器４ａ，４ｂに送られる。

【００５３】換気装置３０の熱回収器４ａ，４ｂにおい
て，冷媒は換気のために排気される室内空気と熱交換
し，これにより当該冷媒の一部が蒸発して室外機２０
ａ，２０ｂに戻る。そして冷媒は，室外熱交換器２ａ，
２ｂで外気と熱交換することにより残りの冷媒が蒸発し
て圧縮機１ａ，１ｂに戻りサイクルを１巡する。

【００５４】

【発明の効果】熱回収装置により排気する被調和空気の
熱を回収することで，サイクルの熱効率を高めることが
可能になった。

【００５５】また，空気の導入方向と送風方向との違い
に応じて，送風機ユニットの取付け方向を選択すできる
ようにしたので，これらの条件に対応した設計等が不要
になり室内機の汎用性を高めることができ，コストダウ
ンを図ることが可能になる。

【００５６】また，熱交換器ユニットが送風機ユニット
の上部に配置される構成であるため，ドレインパンに溜
った，室内熱交換器からの水を容易に機外に取出すこと
が可能になる。

【００５７】さらに，熱交換器ユニット及び送風機ユニ
ットにダクト挿入部を設けたので，組立施工等の利便性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる空気調和機の基本構成を示す図
である。

【図２】図１の空気調和機を用いた空気調和システムの
概略構成図である。

【図３】送風機ユニットの取付け方による調和空気の送
風方向の違いを説明する図で，（ａ）は室内空気が横方
向に吹出される場合，（ｂ）は室内空気が下方向に出さ
れる場合の図である。

【図４】熱交換器ユニット及び送風機ユニットとダクト
挿入部との接続状況を説明する模式図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 室外熱交換器 ３ 室外送風機 ４ 熱回収器 ５（５ａ，５ｂ） 減圧器 ６（６ａ，６ｂ） 室内熱交換器 ７（７ａ，７ｂ） 室内送風機 ８ ４方弁 １０（１０ａ，１０ｂ） 室内機 ２０（２０ａ，２０ｂ） 室外機 ３０ 熱回収装置 ４０（４０ａ，４０ｂ） 吸込みチャンバー ４１ 流入ダクト ４２ 取付部 ５０（５０ａ，５０ｂ） 分岐チャンバー ５１ 送風ダクト ５２ 取付部 ６０（６０ａ，６０ｂ） 吹出しチャンバー ７０ 排気口 ８０（８０ａ，８０ｂ） 外気取入れ口 １１０ 熱交換器ユニット １１３ 天板 １１４ 熱交換器ユニット導入口 １１５ ダクト挿入部 １１６ ドレンパン １１７ 熱交換器ユニット送風口 １２０ 送風機ユニット １２１ 送風機ユニット送風口 １２２（１２２ａ，１２２ｂ） 送風機ユニット導入口 １２３ 蓋 １２４ ダクト挿入部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼子 真司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 杉本 信太郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機と，冷媒と外気と
   の熱交換を行う室外熱交換器と，減圧器と，調和する部
   屋に空気を送風する室内送風機と，当該室内送風機によ
   り送風される空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器
   と，換気のために排気する屋内空気の熱を回収する熱回
   収器とを用いた冷房サイクルを具備した空気調和機にお
   いて，冷房時にあっては，冷媒を前記圧縮機，室外熱交
   換器，熱回収器，減圧器，室内熱交換器の順に循環さ
   せ，暖房時にあっては，冷媒を前記圧縮機，室内熱交換
   器，減圧器，熱回収器，室外熱交換器の順に循環させる
   四方切換弁と，前記室内熱交換器を収納する熱交換ユニ
   ットと，前記室内送風機を収納すると共に，前記交換器
   ユニットの下部に配設されて，調和された空気を横吹き
   又は下吹きのいずれかの方向に吹出す前記送風機ユニッ
   トとを有することを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 前記熱交換器ユニットが，調和した空気
   を送風する熱交換器ユニット送風口を有し，前記送風機
   ユニットが，互いに直行する２つの側面に設けられた前
   記熱交換器ユニット送風口からの空気を導入する導入口
   と，一方の当該導入口を前記熱交換器ユニット送風口に
   位置合わせして前記送風機ユニットと前記熱交換器ユニ
   ットとを連結した際に，他方の前記導入口を閉塞する蓋
   とを有することを特徴とする請求項１記載の空気調和
   機。
3. 【請求項３】 前記熱交換器ユニットが，調和する空気
   を当該熱交換器ユニットに導く流入ダクトと脱着自在に
   接続される熱交換器ユニット導入口を有し，前記送風機
   ユニットが，当該送風機ユニットから送風された調和空
   気を導く送風ダクトと脱着自在に接続される送風機ユニ
   ット送風口を有することを特徴とする請求項２記載の空
   気調和機。