JPH11241836A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内ユニットのコンパクト化を図ると共に暖
房効率の低下を抑えながら本格再熱に近いドライ運転が
行えるようにする。 【解決手段】 室内熱交換器を風上側に配設されて除湿
運転時には，蒸発器として作用する熱交換器２２，２３
と，熱交換器２３の風下側に配設されて，除湿運転時に
は再熱器として作用する熱交換器２４と，熱交換器２２
と隣接して設けられて，除湿運転時には再熱器として作
用する熱交換器２１とにより構成する。そして，熱交換
器２１の幅を他の熱交換器２２〜２４より短くして，そ
の時に形成される空間に除湿用減圧装置２５を配設す
る。これにより，室内機のコンパクト化を図りながら，
暖房効率の低下を抑えながら本格再熱に近いドライ運転
を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，室内ユニットをコ
ンパクト化すると共に，暖房効率の低下を抑えながら効
率的に除湿運転を行うことができるようにした空気調和
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，室内の湿度を下げるために行う除
湿運転（以下，ドライ運転という）は，弱冷房運転によ
るものが主流である。該弱冷房運転による除湿では，室
内空気を冷却することにより当該空気の飽和蒸気を小さ
くしている。

【０００３】従って，当該除湿された空気をそのまま室
内に送風すると室温が低下する問題がある。また，室温
が設定温度に近づいたり，当該設定温度が高い場合に
は，圧縮機は断続運転状態となるため除湿効率が低下す
る問題がある。

【０００４】このような観点から，室内ユニット内に２
つの熱交換器を一方が風上側に，他方が風下側になるよ
うに並設すると共に減圧装置を設けた本格再熱方式が提
案されている。

【０００５】当該本格再熱方式では，ドライ運転時に風
下側に配設された熱交換器からの冷媒を減圧装置で減圧
して風上側に配設された熱交換器に供給することによ
り，風上側の熱交換器を蒸発器として作用させて空気を
冷却除湿し，風下側の熱交換器を再熱器として作用させ
て，蒸発器で冷却除湿された空気を暖めて室内に送風し
ている。

【０００６】なお，当該再熱器は凝縮器と同様の原理で
動作するが，本明細書では暖房以外の目的で空気を暖め
る意味からかかる作用を行う熱交換器を再熱器と記載す
る。

【０００７】また，室内ユニット内に２つの熱交換器を
一方の熱交換器が風下側にならないように隣接させて設
けると共に減圧装置を設けて，各熱交換器を通過した空
気をミックスして室内に送風するエアーミックス方式が
提案されている。

【０００８】当該エアーミックス方式では，ドライ運転
時は一方の熱交換器から供給される冷媒を減圧装置によ
り減圧して他方の熱交換器に供給することにより，冷媒
の下流側の熱交換器を蒸発器として作用させて冷却除湿
された冷気を得，また上流側の熱交換器を再熱器として
作用させて暖気を得て，これらをミックスして室内に送
風している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，室内ユ
ニット内に配設される複数の熱交換器は，通常同じ長さ
のものが用いられているので減圧装置の設置場所を確保
することが困難であり，このため近年特に強く要望され
ている室内ユニットのコンパクト化を十分に達成するこ
とが困難であった。

【００１０】また，２つの熱交換器を並設した本格再熱
方式では，暖房運転時には冷媒が風上側の熱交換器から
最初に供給されため，当該風上側の熱交換器で暖められ
た空気は風下側の熱交換器を通過する際に，当該風下側
の熱交換器に熱を奪われて暖房効率が低下する問題があ
る。

【００１１】一方，エアーミックス方式では，室内ユニ
ットに吸気された空気は，本格再熱方式のように２度熱
交換器を通過することはなく，冷媒の流すパターンを工
夫することによってある程度暖房効率の低下を抑えるこ
とができるが，冷気と暖気とをミックスして室内に送風
する構成であるため，当該ミックスが十分に行われない
ときには吹出し空気に温度分布が生じて，或所では寒く
なり，別の所では蒸暑くなってしまう恐れがあった。

【００１２】そこで，本発明は，室内ユニットのコンパ
クト化を達成すると共に，本格再熱方式におけるような
流路抵抗の増大や暖房効率の低下を抑え，またエアーミ
ックス方式におけるような冷気と暖気とのミックスが不
十分な空気の吐出しを低減して，高効率かつ快適な空気
調和を行うことができる空気調和機を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１にかかる発明は，冷媒と室内空気とを熱交
換させる室内熱交換器と，室内から空気を吸気して室内
熱交換器を通過させた後室内に吹出すファンとを備えた
室内ユニットとを有した空気調和機において，室内ユニ
ットが，冷媒を減圧又は絞る減圧装置を備え，かつ，室
内熱交換器が，少なくとも２以上の熱交換器にからなる
と共に，その内の１の熱交換器の横幅が他の熱交換器よ
り短く設定されて，当該横幅を短く設定したことにより
形成される空間に減圧装置を並設する。これにより，室
内ユニットのコンパクト化を可能にしたことを特徴とす
る。

【００１４】請求項２にかかる発明は，室内熱交換器
が，風上側に配設されて除湿運転時には，蒸発器として
作用する第１熱交換器と，該第１熱交換器の風下側に配
設されて，除湿運転時には再熱器として作用する第２熱
交換器と，第１熱交換器に隣接して，除湿運転時には再
熱器として作用する第３熱交換器とから形成する。この
とき，当該第３熱交換器が第１及び第２熱交換器より横
幅が短く設定されて減圧装置の配設空間を形成し，これ
により室内ユニットのコンパクト化を可能にしたことを
特徴とする。

【００１５】請求項３にかかかる発明は，減圧装置が，
除湿運転時に第１熱交換器を蒸発器として作用させ，第
２及び第３熱交換器を再熱器として作用させる除湿用減
圧装置であることを特徴とする。

【００１６】

【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は実施の形態にかかる空気調和機の室
内ユニットの側断面図であり，図２は横断面図の一部を
示す図である。また，図３は当該空気調和機の冷媒回路
図である。空気調和機は，室外に配設される室外ユニッ
トと，室内に配設される室内ユニットとを主要構成とし
ている。

【００１７】室外ユニットには，冷媒を圧縮する圧縮機
１１，冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器１２，
冷媒を減圧又は絞る流量調整可能な主減圧装置１３，冷
媒を主減圧装置１３に流すか否かを制御するバイパス弁
１５等を有している。

【００１８】室内ユニットの正面パネルには正面吸込口
３１，上面パネルには上面吸込口３２，下面パネルには
吐出口３４がそれぞれ設けられ，その内部には室内空気
と冷媒とを熱交換させる室内熱交換器２１〜２４，ドラ
イ運転時に冷媒を減圧又は絞る除湿用減圧装置２５，室
内空気を室内熱交換器２１〜２４を介して吸気して，空
気調和された空気を室内に吐出すファン３３が設けられ
ている。

【００１９】室内熱交換器２１〜２４は，図１，図２に
も示すように，第１熱交換器である熱交換器２２，２
３，第２熱交換器である熱交換器２４，第３熱交換器で
ある熱交換器２１とにより構成されている。

【００２０】第１熱交換器は，室内ユニットをコンパク
ト化するため熱交換器２２，２３に分割され，熱交換器
２３は正面吸込口３１側に，また熱交換器２２は正面吸
込口２２及び上面吸込口３２に渡ってファン３３を囲む
ように配設されて，冷房運転時及びドライ運転時には蒸
発器，暖房運転時には凝縮器として作用する。

【００２１】また，第２熱交換器である熱交換器２４
は，熱交換器２３とファン３３とが最も接近している部
分，即ち熱交換器２３を通過する空気量が最も多い所に
設けられて，冷房運転時には蒸発器，暖房運転時には凝
縮器，ドライ運転時には再熱器として作用している。

【００２２】さらに，第３熱交換器である熱交換器２１
は，上面吸込口３２側に設けられて，冷房運転時には蒸
発器，暖房運転時には凝縮器，ドライ運転時には再熱器
として作用している。

【００２３】このとき，熱交換器２２〜２４は同じ横幅
に形成されているが，熱交換器２１の横幅はこれらより
短く形成されて，その時にできる空間に除湿用減圧装置
２５が配設されている。これにより室内ユニットのコン
パクト化を促進している。

【００２４】なお，この空間を十分に確保できる場合に
は，主減圧装置１３及びバイパス弁１５も当該空間内に
設けてもよい。

【００２５】次に詳細な構成を動作説明しながら説明す
る。冷房運転時にはバイパス弁１５は閉じられ，主減圧
装置１３は所定量開弁し，また除湿用減圧装置２５は全
開されて，冷媒は４方弁１６により実線矢印で示す方向
に循環する。

【００２６】また，室内ユニットに吸込まれる室内空気
は，上面吸込口３２よりも正面吸込口３１から多く吸込
まれる。そのため第３熱交換器２１を通過する室内空気
は第１熱交換器２２，２３を通過する室内空気よりも少
ないので，この第３熱交換器２１を短くすることで空気
調和の能力を大幅に低下させることなく室内ユニットの
コンパクト化が促進できる。

【００２７】そして，圧縮機１１で圧縮されてホットガ
スとなった冷媒は，室外熱交換器１２に供給され，当該
室外熱交換器１２で外気と熱交換して凝縮する。このと
き，バイパス弁１５は閉じられているので，凝縮した冷
媒は，主減圧装置１３で減圧又は絞られて低温ガスとな
って室内ユニットに供給されるようになる。

【００２８】室内ユニットに供給された冷媒は，熱交換
器２１，２４，２３，２２を順次流れる。このとき，除
湿用減圧装置２５は全開されてるので，熱交換器２４を
経てきた冷媒はそのまま熱交換器２２，２３に供給さ
れ，圧縮機１１に戻って１サイクルが終了する。

【００２９】従って，熱交換器２１〜２４は全て蒸発器
として作用して，吸込まれた空気を効率よく冷却するこ
とができる。

【００３０】暖房運転時には，バイパス弁１５は閉じら
れ，主減圧装置１３は所定量開弁し，また除湿用減圧装
置２５は全開されて，冷媒は４方弁１６により点線矢印
で示す方向に循環する。

【００３１】そして，圧縮機１１からのホットガスは，
室内ユニットの熱交換器２２，２３に順次供給され，除
湿用減圧装置２５を経て熱交換器２４，２１を順次循環
する。

【００３２】除湿用減圧装置２５は全開されているの
で，全ての熱交換器２１〜２４は凝縮器として作用す
る。

【００３３】この場合，冷媒は，熱交換器２２，２３，
２４，２１を順次循環するので，熱交換器２１，２４よ
り熱交換器２２，２３の方が暖かくなる。

【００３４】従って，熱交換器２３を通過して暖められ
た空気は，熱交換器２４に熱を奪われるようになるが，
熱交換器２２を通過して暖められた空気はこのように熱
を奪われることがないので，その分本格再熱方式に比べ
て暖房効率を向上させることが可能になる。

【００３５】また，熱交換器２２を通過する空気は通過
後直ちにファン３３を介して室内に吐出されるので，そ
の分本格再熱方式に比べ流路抵抗を小さくすることが可
能になっている。

【００３６】ドライ運転時には，バイパス弁１５は全開
されると共に，主減圧装置１３は全閉され，また除湿用
減圧装置２５は所定量開弁されて，冷媒は４方弁１６に
より一点鎖線の矢印で示す方向に循環する。

【００３７】そして，圧縮機１１からホットガスとなっ
た冷媒は，室外熱交換器１２で外気と熱交換して凝縮
し，バイパス弁１５を介して熱交換器２１，２４に順次
供給される。

【００３８】熱交換器２４からの冷媒は除湿用減圧装置
２５で略断熱膨張されて低温の液とガスの混合状態の冷
媒となり熱交換器２３，２４に順次供給される。

【００３９】これにより，熱交換器２３を通過して冷却
除湿された冷気は，熱交換器２４を通過することにより
暖められる。一方，熱交換器２２を通過した空気は冷却
除湿されて冷気となり，また熱交換器２１を通過した空
気は暖められて暖気となる。

【００４０】従って，ファン３３には温度の高い熱交換
器２１からの暖気と，温度の低い熱交換器２２からの冷
気と，温度が略室温の熱交換器２４からの空気とが層を
なして吸い込まれるので効率的にミキシングすることが
できる。

【００４１】特に，当該ファン３３は，各熱交換器２１
〜２４の長手方向に延びたクロスフローファンであるた
め，層を成す３種類の空気を当該層に垂直方向にミキシ
ングするのでミキシング効果を高くすることができる。

【００４２】よって，エアーミックス方式の場合に比べ
均一温度の空気を室内に送風することが可能になり，快
適なドライ運転が可能になる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように，請求項１にかかる
発明によれば，室内ユニットに冷媒を減圧又は絞る減圧
装置を設け，また室内熱交換器を少なくとも２以上の熱
交換器により形成し，その内の１の熱交換器の横幅を他
の熱交換器より短くして，そのときにできる空間に減圧
装置を配設するようにしたので，室内ユニットをコンパ
クト化することが可能になると共に，暖房効率等を低下
させることなく効率的に除湿運転が行えるようになる。

【００４４】請求項２にかかる発明によれば，除湿運転
時に，蒸発器として作用する第１熱交換器，再熱器とし
て作用する第２熱交換器及び第３熱交換器とにより室内
熱交換器を形成し，当該第３熱交換器が第１及び第２熱
交換器より横幅が短く設定されて減圧装置の配設空間を
形成したので，室内ユニットをコンパクト化することが
可能になると共に，暖房効率等を低下させることなく効
率的に除湿運転が行えるようになる。

【００４５】請求項３にかかかる発明によれば，除湿運
転時に第１熱交換器を蒸発器として作用させ，第２及び
第３熱交換器を再熱器として作用させる除湿用減圧装置
を第３熱交換器と並べて配設したので，室内ユニットを
コンパクト化することが可能になると共に，暖房効率等
を低下させることなく効率的に除湿運転が行えるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される室内ユ
ニットの断面図である。

【図２】室内ユニットの部分横断面図である。

【図３】冷媒回路である。

【符号の説明】

１１ 圧縮機 １２ 室外熱交換器 １３ 主減圧装置 １５ バイパス弁 ２１ 熱交換器（第３熱交換器） ２２，２３ 熱交換器（第１熱交換器） ２４ 熱交換器（第２熱交換器） ２５ 除湿用減圧装置 ３１ 前面吸気口 ３２ 上面吸気口 ３３ ファン ３４ 吐出口

フロントページの続き (72)発明者 冨賀見 有吾 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】 冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱
   交換器と，室内から空気を吸気して前記室内熱交換器を
   通過させた後室内に吹出すファンとを備えた室内ユニッ
   トとを有した空気調和機において，前記室内ユニット
   が，冷媒を減圧又は絞る減圧装置を備え，かつ，前記室
   内熱交換器が，少なくとも２以上の熱交換器からなると
   共に，その内の１の熱交換器の横幅が他の熱交換器より
   短く設定されて，当該横幅を短く設定したことにより形
   成される空間に前記減圧装置を並設したことを特徴とす
   る空気調和機。
2. 【請求項２】 前記室内ユニットの前面及び上面に室内
   空気を吸気する吸気口が設けられると共に，前記室内熱
   交換器が前面に設けた前記吸気口に対向して配設され
   て，除湿運転時には蒸発器として作用する第１熱交換器
   と，該第１熱交換器の風下側に配設されて，除湿運転時
   には再熱器として作用する第２熱交換器と，前記第１熱
   交換器に隣接すると共に，上面に設けられた前記吸込口
   に沿って配設されて，除湿運転時には再熱器として作用
   する第３熱交換器とからなり，かつ，当該第３熱交換器
   が前記第１及び第２熱交換器より横幅が短く設定されて
   前記減圧装置の配設空間を形成してなることを特徴とす
   る請求項１記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 前記減圧装置が，除湿運転時に前記第１
   熱交換器を蒸発器として作用させ，前記第２及び第３熱
   交換器を再熱器として作用させる除湿用減圧装置である
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。