JPS5919255Y2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は簡単な冷凍回路で冷房と除湿の各個運転を容易
に行うことができ゛る新規な構造の空気調和機に関する
。

冷房と除湿の運転を個別に行わせ得る従来の空気調和機
は第７図に回路を示すように凝縮器Ａ。

蒸発器兼用再熱器８間にバイパス回路付冷房用キャピラ
リーチューブＣを設けると共に、蒸発器兼用再熱器Ｂ、
蒸発器り間にバイパス回路付除湿用キャピラリーチュー
ブＥを設けてなる構成であって、冷房運転は電磁弁Ｆを
閉止し、電磁弁Ｇを開放操作する一方、除湿運転は逆に
電磁弁Ｆを開放、電磁弁Ｇを閉止操作するようにしてい
た。

かかる回路構成は構成部材が多く、また回路が複雑とな
って装置コストの高騰につながる欠点があった。

また、上記構造の他に、第８図に示す如く室内側ユニッ
トに１個の三方電磁弁Ｉを用いた冷媒回路も提案されて
いるが、これも第７図々示回路同様、冷房と除湿の切換
えを行う際に、蒸発器兼用再熱器として機能する室内側
熱交換器Ｂ′で高・低圧切換えによって冷媒ショック音
を発生し、利用者に不快感を与えて好ましくなかった。

このように従来のこの種空気調和機が種々の次陥を有し
ている現状に鑑みて、本考案はその欠陥の解消をはかろ
うとして威されたものである。

以下に本考案の具体的内容につき添付図面を参照しつつ
詳細に説明する。

第１図において一点鎖線で区分した左半部は室外ユニッ
ト、右半部は室内ユニットである。

前記室外ユニットに圧縮機１．室外コイル２．室外ファ
ン１２．受液器７ならびに電磁弁１１．キャピラリーチ
ューブ１０及びアキュムレータ８を構成要素とする冷媒
量調節装置９が夫々具備されており、方、室内ユニット
には第１室内コイル３．冷房・除湿兼用キャピラリーチ
ューブ４．蒸発器として作用する第２室内コイル５なら
びに室内ファン６が夫々具備されている。

そして、前記圧縮機１の吐出側と吸入側との間に、室外
コイル２．受液器７．第１室内コイル３．キャピラリー
チューブ４．第２室内コイル５．アキュムレータ８の順
に、これらを直列接続すると共に、前記受液器７と第１
室内コイル３との間の高圧配管と、第２室内コイル５と
アキュムレータ８との間の低圧配管との間に前記冷媒量
調節装置９の電磁弁１１とキャピラリーチューブ１０と
を介設したバイパス管１５を接続して冷媒回路を形成す
る。

しかして、前記冷媒量調節装置９の電磁弁１１を閉止し
た場合には、室外コイル２がら流出する冷媒全量が第１
室内コイル３に流入する。

一方、前記電磁弁１１を開放した場合には、室外コイル
２がら流出する冷媒は第１室内コイル３とバイパス管１
５とに分流し、前記バイパス管１５に流入した冷媒はキ
ャピラリーチューブ１０で減圧された後、アキュムレー
タ８に流入し、ここで気液分離して、ガス冷媒は圧縮機
１に吸入され、液冷媒がアキュムレータ８内に貯溜され
る。

従って、前記電磁弁１１を開放すると、まもなくアキュ
レータ８内に所定量の液冷媒が貯溜する。

なお、前記冷媒量調節装置９は前記冷媒回路の高・低圧
配管間に橋絡させて設けているが、前記装置９は冷媒回
路内の循環冷媒量を調節するために所定量の冷媒を貯溜
したり、あるいは冷媒回路内に放出したりする機能を有
していればよく、その設置個所、構造は前記実施例に限
定されない。

又、室内ユニットの具体構造を第２図に示しているが、
第２図は室内ユニットの断面図であって、第２図図示の
箱形ケーシング１７左側を室内ユニット前面となし、該
前面上部に吸込口１８を、下部に吹出口１９を設け、吸
込口１８内方に第２室内コイル５を上方が後に傾く後傾
斜状に配設し、さらに第２室内コイル５下方で吹出口１
９に至るまでのケーシング１７内に、室内ファンとして
クロスフローファン６を配設する。

そして、第１室内コイル３を前記第２室内コイル５前方
のケーシング１７内上部で、かつ第２室内コイル５前面
の上方隅部に近接する位置、すなわち第２室内コイル５
の後記第２熱交換管部５ｂに対して上流側となる位置に
配設する。

これら第１・第２室内コイル３，５はケーシング１７内
で室内ファン６よりも上流側となる空気流通路中に配設
されることとなるが、冷媒の流通経路は第２図の如く、
室外コイル２がら流出した冷媒は第１室内コイル３内を
流れてキャピラリーチューブ４を経て、第２室内コイル
５の第１熱交換管群５ａ、第２熱交換管群５ｂ、残りの
各熱交換管群５ｃ、出ロ側熱交換管５ｄを順次流通させ
、その後に室外ユニットのアキュムレータ８に流れるよ
うな特定の流通形態をとらせている。

第２室内コイル５は、２列複数段で千鳥状に配ダ１ルた
熱交換管Ｐを備えたクロスフィンコイル式熱交換器によ
り構成し、第１室内コイル３に比し、熱交換面積をかな
り大きくする。

例えば、第２室内コイル５の熱交換面積を１とすると、
第１室内コイル３は約０ 、１２５の程度とし、また、
室外コイル２は約１．３に定める。

なお、第１室内コイル３は第２室内コイル５同様クロス
フインコイルであってもよいが、第２図々示の如く熱交
換管周面に斜状フィンを周設した熱交換器を用いれば第
１室内コイル３をより小形にでき、従ってケーシング１
７内の第２室内コイル５前方の空間を小さくでき、ケー
シング１７の奥行を小さくすることが可能となる。

しかして、第２室内コイル５において、前記第１熱交換
管群５ａは、熱交換管Ｐの段方向のほぼ中央よりも下段
側に存する各熱交換管Ｐの集合体であり、各熱交換管Ｐ
を第２図々示の如く接続し、出口側熱交換管５ｄは第１
熱交換管群５ａの直上に存する熱交換管Ｐであり、第２
熱交換群５ｂは前記出口側熱交換管５ｄよりも上段側の
前列に存する複数の熱交換管Ｐと、後列の熱交換管Ｐに
おける最上段の熱交換管Ｐとの集合体であり、また、５
Ｃは前記熱交換管群５ａ、５ｂ、出口側熱交換管５ｄを
除く他の各熱交換管Ｐの集合体である。

以上の構成になる空気調和機の運転態様につき次に説明
する。

冷房運転時には電磁弁１１を閉止して、冷媒量調節装置
９を非作動にする。

冷凍サイクル系は所定量の冷媒が循環流して高圧ガス冷
媒は室外コイル２で略々全量が凝縮液化し、次いで第１
室内コイル３で室内循環空気の一部によって過冷却され
た後、キャピラリーチューブ４で減圧し、第２室内コイ
ル５で蒸発気化してから、アキュムレータ８を経て圧縮
機１に至り、前記キャピラリーチューブ４直前の冷媒は
完全に液化しており、かつ過冷却された状態であり、こ
の状態をいわゆる液シールという。

この冷房運転において、室内循環空気の一部は過冷却器
として作用する第１室内コイル３により加熱されること
となるが、第１室内コイル３を流れる冷媒温度は相当低
下していることがら、吸込空気温との温度差は小さく、
シかも第１室内コイル３の熱交換面積もかなり小さいと
いうことがら前記加熱量は僅かである。

しかも、この室内循環空気に対する加熱は、第２室内コ
イル５の冷却能力の増大により略々相殺されるので、冷
房能力にほとんど低下しない。

即ち、第２室内コイル５人口側の室内循環空気の温度は
、第１室内コイル３での加熱により温度ｔ１からｔ２に
上昇し、第２室内コイル５における冷媒の蒸発温度と循
環空気温度との温度差が増大すると共に、第１室内コイ
ル３出口における冷媒の過冷却が増大し、第２室内コイ
ル５に流入する冷媒中の液の割合が増大するということ
により、第２室内コイル５の冷却能力が増大する。

この増大分は、第２室内コイル５人口側の室内循環空気
温度が上昇するに伴って必要となる冷却能力の増加分に
ほぼ等しく、あたかも循環空気を介して間接的に第１室
内コイル３の冷媒と第２室内コイル５の冷媒との間で熱
の受授を行なった状態を呈することとなって、室内循環
空気に対する第１室内コイル３における加熱量は、第２
室内コイル５における冷却能力の増加分により相殺され
、冷房能力はほとんど低下しない。

この冷房運転の際、吸込口１８から流れ込んだ温い室内
空気は第１室内コイル３で温められ、またこの流入室内
空気の一部はケーシング１７の頂壁面を介して温められ
るが、第２室内コイル５の熱交換管のうちで、第１室内
コイル３の後方に存する熱交換管が仮りに過熱領域部分
であると、この部分を通る空気は殆ど冷却されなく、が
つ除湿されないままで室内ファン６に至り、ここで第２
室内コイル５の下半部を通過した低温空気によって冷却
されたファン回転子と接したときに、含有湿分がこの回
転子の羽根に結露する現象を呈して、この露が吹き飛ば
されて吹出口１９から室内に向けて飛散するおそれがあ
る。

しかし乍ら、本考案に係る空気調和機は、第２室内コイ
ル５において第１室内コイル３の直後方およびケーシン
グ１７に近接する位置に存する第２熱交換管群５ｂが低
圧冷媒液の流れる部分となって過熱領域ではないことか
ら、前述した温い空気は、この第２熱交換管群５ｂを通
過する際に冷却されて脱湿が行われるために、室内ファ
ン６に達する空気の湿分は少く、温度も低下しており、
従って冷却されたファン回転子と接しても、結露するこ
とが全くなくなり、かくして吹出口１９からの水滴飛散
は確実に防止される。

一方、除湿運転時には、電磁弁１１を開放して、冷媒量
調節装置９を作動させる。

この場合、室外ファン１２を低速に切換え風量を低下さ
せる。

高圧ラインの液冷媒は一部がキャピラリーチューブ１０
を介しバイパス流し、徐々にアキュムレータ８内の貯溜
液冷媒が増量してくる。

かくしてキャピラリーチューブ４直前における冷媒の状
態はフラッシュ状態となり、キャピラリーチューブ４に
おける冷媒の流通抵抗値が著しく増大して第１，２室内
コイル３，５を流通する冷媒量が減少してくる。

その結果、所謂ガス欠運転となり、低圧が低下して高圧
も下ろうとする傾向になる。

しかし乍ら室外ファン１２を低風量にしたので高圧は下
らず、一定となり、室外コイル２の能力低下分は第１室
内コイル３の加熱能力分として確保される。

なお、キャピラリーチューブ４直前の液ガス混合割合は
第１室内コイル３と第２室内コイル５との能力が略々見
合う程度となるよう設計の段階で規定することができる
。

かくして第２室内コイル５の冷媒流量が小となり、該コ
イル５の有効蒸発面積が下流側から徐々に減少して行き
、出口側熱交換管５ｄ各熱交換管５Ｃ及び第２熱交換管
群５ｂの部分が過熱領域となり、室内空気は第１室内コ
イル３で加熱され、高温の空気となって室内ファン６に
至る。

一方、蒸発器として作用するのは、第２室内コイル５の
第１熱交換管群５ａのみであり、従って冷房時の略々半
分以下の冷却能力に減じた状態となり、第１室内コイル
３の加熱能力とほぼ均衡した状態となると云える。

かくして第１熱交換管群５ａを通過する際に冷却脱湿さ
れた空気と、第１室内コイル３を通過する際に加熱され
、温度が比較的に高い空気とが室内ファン６で混合した
後、顕熱変化が余りないドライ空気となって室内に送出
され、除湿が効果的になされるのである。

この場合に、第１熱交換管群５ａにおける冷却能力は冷
房時の場合に比して相当小さくなっており、一方、第１
室内コイル３を通過する室内空気は高温に加熱されるこ
とから、冷房時のように室内ファン６の部分で空気合流
によって結露する如き問題は生じない。

なお、以上の除湿運転において室外ファン１２の送風能
力を低下させているのは、高圧低下により、循環量の減
少からくる除湿機能の逸失を防止する上に極めて好適で
あるが、室外ファン１２の風量調節を行わなくても冷房
・除湿の運転は十分可能である。

一方、冷媒量調節装置９としては、第１図々示装置の他
に第３図乃至第６図に夫々例示したものであっても良い
。

第３図および第４図々示の装置は室外コイル２の一部２
ａを除湿時に液溜め器として利用したものであり、第５
図々示のものはバイパス回路中に除湿時間、冷房時間と
なる電磁弁１６と、除湿時液を貯溜する受液器１３と、
冷房時液溜め解除のための通路として用いるキャピラリ
ーチューブ１４とを設けたものである。

以上の各側が冷媒量調節装置９を室外ユニット側に設け
てなるのに対して、第７図々示装置は室内ユニット側に
設けており、第２室内コイル５の一部５ａを除湿時に液
溜め器として利用したものである。

上記各側は何れも本考案における所期の目的を達成する
に十分な装置であることは必定である。

以上詳記したことから明らかなように、本考案によると
、第１室内コイル３と第２室内コイル５とは、キャピラ
リーチューブ４を介して直列関係に接続した状態を変え
ることなく冷媒量調節装置９の作動・不作動の切り換え
だけで冷房運転・除湿運転の切り換えが行えるので、キ
ャピラリーチューブを２個使ったり、三方電磁弁などの
制御弁を回路中に設けねばならなかった従来のこの種空
気調和機に比して、回路構成が極めて単純化され装置コ
ストの低減効果は大である。

しかも簡易回路でありながら冷房・除湿運転が行え、除
湿専用減圧器、三方切換弁等の制御弁が不要となって、
運転切換時のショック音を一切排除できる利点がある。

特に本考案は、第２室内コイル５において各熱交換管Ｐ
に流れる冷媒の流通経路を特定の形態としたから、冷房
運転時に脱湿されないままの高温空気と脱湿された低温
空気が室内ファン内で混合して該ファン羽根部に結露が
生じて、水滴を室内に吹出し飛散する如き不都合な問題
はここに解消される効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案空気調和機の１例に係る装置回路図、第
２図は本考案の例に係る室内ユニットの略本構造図、第
３図乃至第６図は同じく本考案の各側に係る装置回路図
、第７図および第８図は従来の空気調和機各側の装置回
路図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・室外コイル、３
・・・・・・第１室内コイル、４・・・・・・キャピラ
リーチューブ、５・・・・・・第２室内コイル、５ａ・
・・・・・第１熱交換管群、５ｂ・・・・・・第２熱交
換管群、５Ｃ・・・・・・残りの熱交換管群、５ｄ・・
・・・・出口側熱交換管、６・・・・・・室内ファン、
７・・・・・・受液器、８・・・・・・アキュムレータ
、９・・・・・・冷媒量調節装置、１０・・・・・・キ
ャピラリーチューブ、１１・・・・・・電磁弁、１２・
・・・・・室外ファン１．Ｐ・・・・・・熱交換管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１の吐出側と吸入側との間に、室外コイル２．対
   空気形の第１室内コイル３．キャピラリーチューブ４及
   び２列複数段の熱交換管を備えたクロスフィンコイル式
   熱交換器であって、前記第１室内コイル３に比し熱交換
   面積が大きい第２室内コイル５を、記載順に直列接続し
   て冷媒回路を形成すると共に、前記キャピラリーチュー
   ブ４直後の冷媒が、前記第２室内コイル５中を、該室内
   コイル５の熱交換管Ｐ・・・・・・における段方向のほ
   ぼ中央よりも下段側に存する第１熱交換管群５ａを経て
   、前列の熱交換管Ｐにおける第１熱交換管群５ａ直上の
   出口側熱交換管５ｄよりも上段側前列に存する複数の熱
   交換管Ｐおよび後列の熱交換管Ｐにおける最上段の熱交
   換管Ｐとからなる第２熱交換管群５ｂに至り、さらに残
   りの熱交換管Ｐを経て前記出口側熱交換管５ｄに至る経
   路で流通する如く前記第２室内コイル５を構成する一方
   、前記第１室内コイル３を前記第２室内コイル５の第２
   熱交換管群５ｂを流通する空気流通路中の上流側に配設
   し、さらに前記冷媒回路中の適宜個所に、冷媒貯溜量を
   調節し得る冷媒量調節装置９を設けて、該冷媒量調節装
   置９を非作動となすことにより、第１室内コイル３の加
   熱量に比し第２室内コイル５の冷却量を比較的大きくし
   て冷房運転可能となす一方、前記冷媒調節装置９を作動
   させることにより、第１室内コイル３の加熱量と第２室
   内コイル５の冷却量とをほぼ均衡させて、除湿運転を可
   能となしたことを特徴とする空気調和機。