JPH02133759A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は空気調和機に係り、特に冷凍サイクルにより除
湿運転を連続的に行うことができる空気調和機に関する
ものである。

（従来の技術） 一般に空気調和機は第７図に示すような冷凍サイクルを
利用したものか知られている。

図示するように、この冷媒サイクルは主に汗縮機ａ、凝
縮器ｂ、絞り器Ｃ５蒸発器ｄを順次冷媒配管によって接
続して構成されると共に、圧縮機ａ、凝縮器す及び絞り
器Ｃは室外ユニットｆに収納され、蒸発器ｄは室内ユニ
ットｇに収納されて空気調和機か構成されている。

また、図示されるように室内ユニットｇには室内熱交換
器としての蒸発器ｄにより熱交換された室内空気を吹き
出すための送風ファンｅが設りられている。

従って、この冷凍サイクルを流れる冷媒は、室外ユニッ
トｆ内に設Ｇ−Ｊられた圧縮機ａによって高温高圧ガス
に圧縮され、凝縮器すに入り高圧凝縮液となり、絞り器
Ｃを通って減圧される。そして、減圧された冷媒は、室
内ユニットｇ内に設けられた蒸発器ｄに入り、送風ファ
ンｅを介して流入した室内の空気で蒸発されて圧縮ａａ
へ戻る。

そして、空気調和機の冷房運転時は、室内空気が室内ユ
ニットｇ内に設けられた蒸発器ｄを通過することにより
熱交換されて冷却・除湿されることになる６ また、この冷凍サイクルを利用して除湿運転する場合に
は、主に以下の３種類の方法か取られている。

まず、第１の方法は、第７図の冷凍サイクルを具備した
空気調和機の冷房運転を間欠的に運転させて、室内ユニ
７１〜ｇ内に設けられた蒸発器ｄと室内空気との熱交換
量を減じて除湿するものである。

次に、第２の方法は、第７図の冷凍サイクルを構成する
圧縮機ａを容量可変型圧縮機に変更し、この容量可変型
圧縮機ａを低容量運転させて、室内ユニットｇ内に設け
られた蒸発器ｄと室内空気との熱交換量を減じて除湿す
るものである。

また、第８図に示すように、前述の除湿方法を用いる空
気調和機の室内ユニ７１〜ｇ内に空気加温用の電気ヒー
タｈを設け、蒸発器ｄによって冷却・除湿された室内空
気を、この電気ヒータｈで加温する機能を付加した空気
調和機も知られている。

最後に第３の方法は第９図に示すように冷房回路に除湿
回路を（＝ｆ加したらのを用いるものである。図示する
ように室内ユニツｈ　ｇ内には室外ユニットｆの凝縮器
すから冷媒を絞り器Ｃ１蒸発器ｄと順次流れる通常の冷
凍サイクルを構成する冷房回路と、上記凝縮器すからの
冷媒を室内ユニットｇ内に設けられた空気加温用凝縮器
ｉを通過さぜな後、絞り器Ｃで冷媒を減圧させて蒸発器
ｄを通過させ、蒸発器ｄによって熱交換されて除湿され
な室内空気を加温させる除湿回路とが設けられている。

この空気調和機にあっては、その室内ユニットｇ内に、
除湿回路と冷房回路とを切換えるための冷媒切換弁、＋
、ｋが設けられている。

そこで、この空気調和機を用いて除湿運転する場合は、
冷媒切換弁ｊを開き、冷媒切換弁ｋを閉じて除湿回路を
形成し、室内空気を室内ユニットｇ内の送風ファンｅに
よって蒸発器ｄと空気加温用凝縮器ｉとに通過させる。

この際室内空気は、蒸発器ｄより低温・低湿となり、次
いで空気加温用凝縮器ｉを通過することにより加温され
、低湿の空気となって室内に吹き出される。また、冷房
運転する場合は、冷媒切換弁ｊを閉じ、ｋを開として通
常の冷凍サイクルを形成し、室内空気を室内ユニットｇ
内の送風ファンｅにより蒸発器ｄを通過させることによ
り室内空気は冷房されることになる６ （発明が解決しようとする課題） 従来の空気調和機は、除湿運転時、次のような問題かあ
った。

先ず、従来の第１の除湿方法を採用した場合には圧縮機
を含む冷凍サイクル全体か冷房運転を前提として設馴さ
れているため、除湿運転時には、冷凍サイクルの能力か
大き過き゛るので、この冷凍サイクルを間欠的に運転し
なければならない。

このように冷凍サイクルを間欠的に運転しても、充分な
除湿を達成しようとすると室温か冷え気味になる傾向が
ある。また、間欠間隔を大きくして除湿運転をすると、
反対に室温が上かり気味となり快適性の面で劣ってしま
う問題点があった。

第２の方法にあっては、容量可変型圧縮機か、その最少
能力に限界があり、冷房能力がそれ程小さくならないた
め室温か低目の時、室温を下げずぎることなく除湿する
なめには、間欠的な運転とならさ゛るを得なかった。

よた、この第２の除湿方法を採用するに際して空気調和
機の室内ユニットに加温用電気ヒータを設けた場合、空
気調和機の冷房能力に見合った加温能力を発揮するため
には、大容址のヒータが必要であり、効率か悪く、さら
には室内ユニットも大型化してしまう問題があった。

第３の方法にあっては、本格的な除湿能力を発揮するか
、室内ユニッｌ〜内に空気加温用凝縮器、絞り器及び冷
媒切換弁を余分に設ζｊるため、室内ユニッ１−か大型
化する問題かあった。また、室内ユニット内に絞り器が
設けられているため、この絞り器て冷媒か急激に膨脂す
るために発生ずる冷媒音が室内で出やすく、その上、冷
房運転と除湿運転とを切換えるための冷媒切換弁の弁作
動音が室内で出やすい。

かく！−て、本発明は上記従来技術にお（ｊる課題を有
効に解決ずべ　９１１案されたものである。その目的は
、冷凍サイクルを用いた空気調和機の除湿運転において
、室内ユニツ１〜内の蒸発器の熱交換能力を制御し、室
温が低く冷房負荷として小さい場合でも連続的な除湿運
転か可能であり、同時に室内ての騒音の発生がなく且つ
空気調和機の室内ユニットの小形化を達成することかで
きる空気調和機を提供するものである。

「発明の構成１ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するなめに、第１の発明は、室外ユニッ
ト内に設けられた圧縮機、凝縮器及び絞り器を通過した
冷媒を、室内ユニットに設けられた蒸発器に通過させて
室内空気と熱交換させる冷凍サイクルを有する空気調和
機において、上記冷凍サイクルに、除湿運転時に上記凝
縮器から上記室内ユニットの蒸発器への冷媒をバイパス
させて分流し室内ユニット外に設（゛すられた蒸発器に
通過させる冷媒バイパス回路を形成すると共に、この冷
媒バイパス回路の入口側に分岐冷媒の流量を制御するだ
めの冷媒流量弁を設ζＪることにより構成される。

また、第２の発明は、室外ユニット内に設けられた圧縮
機、凝縮器及び絞り器を通過した冷媒を、室内エニン１
〜内に設けられた蒸発器に通過させて室内空気と熱交換
させる冷凍サイクルを有づる空気調和機において、上記
室内ユニットの蒸発器を冷媒の流れに沿って複数に分割
し、かつ上記冷凍サイクルに、除湿運転時に」二記絞り
器を通過した冷媒を一１１記分割された一部の蒸発器に
通過させるための冷媒分配弁を設けると共に、この分配
弁により−・部の蒸発器を通過した冷媒を上記室内ユニ
ット外で蒸発させるための補助蒸発器を設ｃすることに
より構成されている。

（作用） 第１の発明にあっては、除湿運転時には、室外ユニット
内に設けられた凝縮器から絞り器を経由して室内ユニッ
ト内に設けられた蒸発器へ流れる冷媒の一部を、冷房運
転のための冷凍サイクルとは別にバイパスさせて分流し
、室内ユニツ１〜外に設けられた蒸発器に通過させる冷
媒バイパス回路を室内ユニット外に設けられた冷媒流量
弁により作動さＶる。２：れにより凝縮器から流出した
冷媒は、室内ユニツｌ〜内の蒸発器を通過して室外ユ・
ｙ　ｌ□内の圧縮機へ戻る回路と、室内ユニット外の蒸
発器を通過して圧縮機へ戻る回路との２つの回路に分流
される。このように凝縮器からの冷媒を２つに分流する
ことで、室内ユニツＩ〜内の蒸発器での室内空気との熱
交換量か冷房運転時より減じられることとなり、室温が
低く冷房負荷が小さい場合でも連続的な除湿運転が可能
となる。

次に、第２の発明にあっては、除湿運転時には、室外ユ
ニツＩ・内の凝縮器から絞り器を経由して室内ユニ・ソ
ト内の冷媒の流れに沿って分割された蒸発器へ流れる冷
媒を、−１＝記分割された一部の蒸発器に冷媒分配弁を
介して通過させる６それと同時に、上記一部の蒸発器を
通過した冷媒を、室内ユニット外で完全蒸発させるため
の補助蒸発器に通過させる。これにより、室内ユニ・ソ
ト内の蒸発器での室内空気との熱交換量が冷房運転時よ
り減じられることとなり、室温が低く冷房負荷が小さい
場合でも連続的な除湿運転が可能となる。

また、第１及び第２の発明にあっては、室内ユニットに
は空気加温用凝縮器を設？ｆていないので、その小形化
が達成できると共に、絞り器を室内ユニット外に設けて
いるので、冷媒音が室内で発生しない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について添付図面に従って説明
する。

第１図は、本発明の第１の発明に係る一実施例を示すも
のである。この第１の発明は、室外ユニッｌ〜９内に設
けられた圧縮機１、凝縮器２及び絞り器３を通過した冷
媒を室内ユニット１０内に設（づられた蒸発器４に通過
させて室内空気と熱交換させる冷凍サイクルを有する空
気調和機において、上記冷凍サイクルに、室外ユニット
９内の凝縮″ａ２から室内ユニッ）へ１０内の蒸発器４
へ流れる冷媒の一部をバイパスさせて分流し、室外ユニ
ット９内に設けられた冷媒流量弁６、絞り器７及び蒸発
器８に順次通過させる除湿運転用の冷媒バイパス回路Ａ
を形成したものである。

図示するように、−に記冷媒バイパス回路Ａは室外ユニ
ット９内に設けられ、一端か凝縮器２と絞り器３とを結
ぶ冷媒配管から分岐され、他端か室内ユニット１０内の
蒸発器４から圧縮機１に冷媒を帰還させる冷媒配管に接
続されている。

本実施例の作用について述べる。

この空気調和機を冷房運転させるときは、室外ユニット
９内に設（）られな冷媒流量弁６を閉じて通常の冷凍サ
イクルを形成させ、室内ユニット１０内の蒸発器４で室
内空気を熱交換させて冷却・除湿させる。次に、除湿運
転させるときは、上記冷媒流量弁６を開き、室外ユニッ
ト９内のＷ−線温２から流出した冷媒を、冷媒流星弁６
、絞り器７及び凝縮器８に順次通過させて圧縮機１へ戻
す冷媒バイパス回路Ａと、絞り器３を通過させ室内ユニ
ッｌ〜１０内の蒸発器４を経由さＵ−て圧縮機１へ戻ず
回路との２つの回路に分流させる。その結果、室内ユニ
ット１０内の蒸発器４での室内空気との熱交換量が冷房
運転時より減じられることとなり、室温が低く冷房負荷
が小さい場合でも、連続的な除湿運転が可能となる。

よな、室内ユニヅＩへ１０は従来の空気調和機と同様に
蒸発器４と送風ファン５とから主に構成されているので
、大形化せずにすみ、かつ絞り器３．７及び冷媒流量弁
６は室外ユニット９に設Ｃすられているので、冷媒音、
弁作動音が室内で発生しない。

次に第２図は、第１図で説明した空気調和機と同様に、
冷媒バイパス回路Ａを有し、且つその室内ユニット１０
内に空気加温用の電気ヒータ１１を蒸発器４の空気流路
下流に配置するように１４加したものである。除湿運転
時に、室内ユニット１０内の電気ヒータ１１−を作動さ
ぜることにより、室内ユニット１０内の蒸発器４を通過
して水分を除去され低温になった室内空気は、電気ヒー
タ１１により加温されることになり、冷房負荷が零のと
きでも除湿運転が可能となる。なお、除湿運転時には室
内ユニット１０内の蒸発器４での室内空気との熱交換１
は減じられているので、＄Ｑ気上ヒータ１１この室内冷
却量に見合う小容量・小形の電気ヒータですむ。

次に第３図に示す実施例は、第１図で説明しな空気調和
機の実施例と同様に冷凍サイクル中に冷媒バイパス回路
Ａを有するように構成されると共に、室内ユニット１０
に、室内空気が蒸発器４を通過せずに室内へ吹き出され
るような空気バイパス路Ｂを設けたものである。この空
気バイバイス路Ｂは図示するように室内ユニット１０に
空気吹込口が設けられ、この空気吹込口に空気バイパス
路を０Ｎ−ＯＦＦするための空気開口機構１２が設けら
れている。

この空気調和機の除湿運転時は、第１図で説明したよう
に室内ユニット１０内の蒸発器４での冷媒蒸発量が減少
するので、蒸発器４を通過する室内空気通風量を滅じな
いと、蒸発器４内の冷媒蒸発圧力が上昇し、冷媒蒸発温
度か空気露点以上になり、除湿できなくなることがある
。そこで、吹出風の全ｍＡを減らさないなめに、除湿運
転時に空気開口機構１２を開き、空気バイパス路Ｂを作
動させ、蒸発器４を通過して冷却・除湿された空気と、
空気バイパス路Ｂを通過した空気とを合流させる。この
結果、この空気調和機は除湿運転時に所要の風量か確保
できることとなる。

次に、第４図に示す実施例は、第１図で説明した空気調
和機の変形例を示ずらので、室外ユニット９内の凝縮器
２と冷媒バイパス回路Ａを構成する蒸発器８とを互いに
伝熱的に結合させ、冷媒流量弁１４，１５及び冷媒逆止
弁１３を用いて、冷房運転時は、凝縮器２と蒸発器８と
を一体化した１つの大きな凝縮器として使用し、除湿運
転時は凝縮器２と冷媒バイパス回路Ａを構成する蒸発器
８とを人々その役割りを果すようにしたものである。冷
房運転時は、冷媒流１弁１４を開き１５を閉として室外
ユニット９内の凝縮器２と蒸発器８とを１つの大きな凝
縮器として使用する。この１つの大きな凝縮器から流出
した冷媒は、絞り器３を経由して室内ユニット１０内の
蒸発器４へ流入し、ここで室内空気を冷却・除湿する６
除湿運転時は、冷媒流量弁１４を閉じ、１５を開とする
ことにより、圧縮機１から流出した冷媒は凝縮器２を通
過し、絞り器３及び７へと分流される。分流された冷奴
のうち、絞り器３から流出した冷媒は、室内ユニッ１−
１０内の蒸発器４へ流入し、ここで室内空気を冷却・除
湿し圧縮機１へ戻る。

方、絞り器７から流出した冷媒は、室外ユニット９内の
蒸発器８に流入し、冷媒流量弁１５を経由して圧縮機１
へ戻る。その結果、室内ユニット１０内の蒸発器４での
室内空気との熱交換量が冷房運転時より減じられること
となり、室温が低く冷房負荷が小さい場合でも連続的な
除湿運転か可能となる、また、室外ユニット９内の凝縮
器２と蒸発器８とは互いに伝熱的に結合されているので
、互いに吸熱・放熱の熱交換ができ、これら室外ユニッ
ト９内の熱交換器のための図示されない送風動力を節約
できることとなる。

次に第５図は本発明の第２の発明に係る実施例を示すも
のである。この第２の発明は、室外ユニット９内に設け
られた圧縮機１、凝縮器２及び絞り器３を通過した冷媒
を室内ユニット１０内に設Ｕられな蒸発器１６．１７に
通過させて室内空気と熱交換させる冷凍サイクルを有す
る空気調和機において、室内ユニット１０の蒸発器を冷
媒の流れに沿って蒸発器１．６．１７の複数に分割し、
且つ、絞り器３を通過した冷媒を上記分割された一部の
蒸発器１７のみに通過させるための冷媒分配弁？、９．
２０を設（Ｊ、これら分配弁１９．２０により室内ユニ
ット１０の一部の蒸発器１７を通過した冷媒を完全蒸発
させるための補助蒸発器１８を室外ユニット９内に設Ｃ
−ｔたものである。特に、図示するように室内ユニット
１０内に設けられる蒸発器１６．１７は、その冷媒の流
れる方向に沿って分割され直列接続されている。即ち、
冷房運転時には、分配弁２０のみが開放され、冷媒は直
列接続された蒸発器１６．１７を通過するように構成さ
れている。従って分配弁２０は蒸発器１６．１．７を直
列接続させて、冷媒を流すためのものであり、分配弁１
つは一部の蒸発器１７のみに冷媒を流すためのものであ
る。

また、補助蒸発器１８は図示するように、室外ユニット
９内に設けられ、室内ユニット１０の蒸発器１６．１７
から圧縮機１に帰還する冷媒の配管の途中に冷媒をバイ
パスさせるように接続されていると共に、その入口側に
上記分配弁２１が設けられている６また、上記配管には
上記補助蒸発器１８に冷媒をバイパスさせるために、こ
れを遮断するための分配弁２２が設けられている。

本実施例（第５図）の作用について述べる。

この空気調和機を冷房運転するときは、室内ユニット１
０内に設けられた冷媒分配弁１９を閉じ２０を開とし、
同時に室外ユニット９内に設けられた冷媒分配弁２１を
閉じ、２２を開として通常の冷凍サイクルを形成させ、
室内ユニット１０内の蒸発器１６及び１７で室内空気を
冷却・除湿させる。除湿運転させるときは、上記冷媒分
配弁１９を開き２０を閉とし、同時に室外ユニット９内
の冷媒分配弁２１を開き他方の分配弁２２を閉とする。

すると、室外ユニット９内の圧縮機１がら流出しな冷媒
は、凝縮器２、絞り器３を順次通過し、室内ユニット１
０内の冷媒分配弁１９を経由して蒸発器１７のみを通過
する。そして、この蒸発器１７て室内空気と熱交換した
冷媒は、室外ユニット９内の冷媒分配弁２１を通り、補
助蒸発器１８で完全蒸発して圧縮機１へ戻る。その結果
、除湿運転時は、室内ユニット１０内の２つの蒸発器１
．６．１７のうち蒸発器１７だけを利用することとなる
ので、室内空気との熱交換量が冷房運転時より減じられ
ることとなり、室温か低く冷房負荷が小さい場合でも連
続的な除湿運転が可能となる。また、除湿運転時に室内
ユニ・：ｊ　ｌ−１，０内の蒸発器１６及び１７に流入
する空気は、蒸発器１７で熱交換して冷却・除湿された
ものと、蒸発器１６て熱交換せずに通過したものとが混
合されることとなるなめ、蒸発部すなわち冷媒が流れて
いる部分の空気風量は下がっており除湿され易い。

そして、絞り器３は室外ユニット９に設りられているの
で、冷媒音か室内で発生しない。

次に第６図は、第５図で説明した空気調和機の変形例を
示すものであり、室内ユニット１０内に、空気加温用の
電気ヒータ２３を蒸発器１６及び１７の空気流路下流に
位置するように付加したものである。除湿運転時に、電
気ヒータ２３を作動させることにより、室内ユニット１
０内の蒸発１つ 器１６及び１７を通過した室内空気は電気ヒータ２３に
より加温されることになり、冷房負荷が零のときでも除
湿運転か可能となる。なお、除湿運転時には、室内ユニ
ット１０内の蒸発器１７のみでの室内空気との熱交換と
なるので、電気ヒータ２３は、この室内冷却量に見合う
小容量・小形の電気ヒータですむ。

なお、第５図、第６図に示した空気調和機において、室
外ユニット９内の圧縮機１を容量可変圧縮機に変更して
除湿運転時に低容量運転した場合、室内ユニット１０内
の蒸発器１７か過大でないなめ蒸発温度を低くすること
かでき除湿効果が保てる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次のごとき優れた
効果を発揮する。

（１）室温が低く冷房負荷か小さい場合でも連続的な除
湿運転か可能となり、室内の快適性が良好になる。

（２）室内に侵入してくる絞り器での冷媒音長び冷媒弁
での作動音が低減できる。

（３）室内ユニット内の蒸発器の熱交換能力を小さくで
きるので、低室温除湿時のための電気ヒータのような空
気加温装置を付加するにしても小能力・小形のものです
む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の発明の実施例を示ずす概略回路
図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ第１め発明の変
形実施例を示す概略回路図、第５図は本発明の第２の発
明の実施例を示す概略回路図、第６図は第５図に示した
第２の発明の変形実施例を示す概略回路図、第７図、第
８図、第９図は従来例を示す概略回路図である。 図中、Ａは冷媒バイパス回路、１は圧縮機、２は凝縮器
、３は絞り器、４は蒸発器、６は冷媒流板弁、９は室外
ユニット、１ｏは室内ユニット、１８は補助蒸発器、１
９，２０．２１．．２２は冷媒分配弁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、室外ユニット内に設けられた圧縮機、凝縮器及び絞
   り器を通過した冷媒を、室内ユニットに設けられた蒸発
   器に通過させて室内空気と熱交換させる冷凍サイクルを
   有する空気調和機において、上記冷凍サイクルに、除湿
   運転時に上記凝縮器から上記室内ユニットの蒸発器への
   冷媒をバイパスさせて分流し室内ユニット外に設けられ
   た蒸発器に通過させる冷媒バイパス回路を形成すると共
   に、該冷媒バイパス回路の入口側に分岐冷媒の流量を制
   御するための冷媒流量弁を設けたことを特徴とする空気
   調和機。 ２、室外ユニット内に設けられた圧縮機、凝縮器及び絞
   り器を通過した冷媒を、室内ユニット内に設けられた蒸
   発器に通過させて室内空気と熱交換させる冷凍サイクル
   を有する空気調和機において、上記室内ユニットの蒸発
   器を冷媒の流れに沿って複数に分割し、かつ上記冷凍サ
   イクルに、除湿運転時に上記絞り器を通過した冷媒を上
   記分割された一部の蒸発器に通過させるための冷媒分配
   弁を設けると共に、該分配弁により一部の蒸発器を通過
   した冷媒を上記室内ユニット外で蒸発させるための補助
   蒸発器を設けたことを特徴とする空気調和機。