JPH04222332A - ヒートポンプエアコンの室内機 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は、暖房時に圧縮機から
吐出される高温冷媒が流入する冷媒配管を備えた熱交換
器と、この熱交換器を通過して室内機の内部に流入する
空気を室内機の外部に送り出す送風機とを有するヒート
ポンプエアコンの室内機に関する。

【０００３】

【従来の技術】一般に、家庭用のヒートポンプ式エアコ
ンは、図４に示すように、室外機１と室内機３とを有し
、これら両者は冷媒配管５にて接続されている。室外機
１には、図示しない圧縮機，室外熱交換器及び室外送風
ファン７などが設けられている。一方、室内機３には、
室内熱交換器９，モータ１１により回転する室内送風フ
ァン１３，室内温度検出機構１５，熱交換器検出機構１
７及びインバータ回路などが設けられている。

【０００４】このようなヒートポンプエアコンにおいて
、暖房運転時には、圧縮機から吐出された高温，高圧の
冷媒ガスを、室内熱交換器９にて室内空気と熱交換する
ことで冷却，凝縮させ、室内熱交換器９と室外熱交換器
との間の配管に設けられた膨脹弁によりこの冷媒を低温
，低圧の状態に膨脹させ、さらに膨脹した冷媒を室外熱
交換器で外気からの吸熱により蒸発させた後、圧縮機に
吸引させる、というサイクルを構成している。高温冷媒
が通過する室内熱交換器９に対し、室内空気が通過する
ことで暖められ、暖められた空気は室内送風ファン１３
の回転により室内に送られ、暖房が行われる。

【０００５】一方、冷房運転時には、図示しない四方弁
を切り替えることで、サイクル内での冷媒の流れが逆と
なり、室外熱交換器を凝縮器として機能させ、室内熱交
換器を蒸発器として機能させるサイクルを形成する。

【０００６】ところで、ヒートポンプサイクルの効率を
高めるには、凝縮器での冷媒の凝縮温度を低くしたり、
また蒸発器での冷媒の蒸発温度を高くして圧縮機前後の
圧力差を小さくすると効果がある。そのためには、室外
機１及び室内機３ともに、送風ファン７及び１３による
室外熱交換器及び室内熱交換器９に対する送風量を増加
させればよい。

【０００７】このうち、室内機３についてみれば、室内
機３の送風量を増加させるためには、室内空気吸い込み
口を抵抗の少ない形状にし、さらに室内送風ファン１３
の回転数を上げればよい。ところが、室内送風ファン１
３の回転数を上げると、騒音が大きくなって家庭用ヒー
トポンプエアコンとしての商品性が低下する不具合があ
る。このため、図５に示すように、室内機１９の下部側
に送風ファン２１を、上部側に送風ファン２３をそれぞ
れ設け、送風ファン２１に対応して下部吹出口２５を、
送風ファン２３に対応して上部吹出口２７をそれぞれ設
け、熱交換器２９を通過する空気を２つの送風ファン２
１，２３を利用して室内に送り出す構成とすることで、
送風ファンを１台使用する場合に回転数を上げて騒音が
大きくなるという不具合が発生することなく、送風量を
増加することが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、暖房運
転時に室内機の送風量を増加すると、暖房能力は向上す
るものの、それ以上に吹出空気温度が低下するので、大
量の低温空気が吹き出すことになるが、一般に暖房時の
快適感は皮膚に当たる空気の温度による温感と、空気の
風速による気流感との相関で表され、送風量が増大して
風速が増すと、同じ温度でも暖房感は悪化するため、暖
房時の快適性はかえって低下するという問題がある。

【０００９】そこでこの発明は、暖房運転中に室内機の
送風量を増大させても、室内への吹き出し空気温度を高
温に保ち、快適な暖房感を得ることを目的としている。

【００１０】［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
にこの発明は、暖房時に圧縮機から吐出される高温冷媒
が流入する冷媒配管を備えた熱交換器と、この熱交換器
を通過して室内機の内部に流入する空気を室内機の外部
に送り出す送風機とを有するヒートポンプエアコンの室
内機において、前記熱交換器を通過後の空気の室内機内
の空気流路を、相互に独立する第１の空気流路と第２の
空気流路とに分割し、第１の空気流路に第１の送風機を
設けるとともに第２の空気流路に第２の送風機を設け、
前記熱交換器は、前記第１，第２の空気流路のうち一方
の空気流路に面する部位に冷媒の流入側の配管を配置し
、前記他方の空気流路に面する部位に冷媒の流出側の配
管を配置したものである。

【００１２】

【作用】このような構成のヒートポンプエアコンの室内
機において、熱交換器を通過した空気は、第１の空気流
路と第２の空気流路との２系統に分流し、分流した各空
気流は第１，第２の各送風機により相互に独立して室内
に送られる。前記一方の空気流路に面する部位に、暖房
時での冷媒の流入側の冷媒配管を設けてあるので、この
冷媒配管が位置する部位を通過する空気流は、圧縮機か
ら吐出直後の高温の冷媒ガスから熱を受けて高温化する
。また、他方の空気流路に面する部位に、暖房時での冷
媒の流出側の冷媒配管を設けてあるので、この冷媒配管
が位置する部位を通過する空気流は、前記一方の空気流
路を流れる空気より低い温度に上昇する。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。

【００１４】図１は、この発明の一実施例を示すヒート
ポンプエアコンの室内機３１の断面図である。この室内
機３１は、ケーシング３３内の前面側（図中で左側）に
熱交換器３５が設けられ、熱交換器３５に対する空気流
Ａの下流側のケーシング３３内は、ケーシング３３の内
壁面のほぼ中央部から熱交換器３５に向けて突出する隔
壁３７により、図中で下部側の第１の空気流路としての
下部空気流路３９と、同上部側の第２の空気流路として
の上部空気流路４１との２系統に分割されている。

【００１５】ケーシング３３の下部には、下部空気流路
３９に連通して外部に開口する下部吹出口４３が設けら
れるとともに、下部空気流路３９の下部吹出口４３の近
傍に第１の送風機としての下部送風ファン４５が配置さ
れている。一方、ケーシング３３の上部には、上部空気
流路４１に連通して外部に開口する上部吹出口４７が設
けられるとともに、上部空気流路４１の上部吹出口４７
の近傍に第２の送風機としての上部送風ファン４９が配
置されている。これら下部，上部の各送風ファン４５，
４９の図示しない駆動モータは、それぞれ独立して回転
数を制御できるように構成されている。

【００１６】前記熱交換器３５は、図示しない圧縮機か
ら吐出される高温冷媒が流入する冷媒配管５１と、冷媒
配管５１に取り付けられて冷媒配管５１内を通過する高
温冷媒から熱を受ける伝熱フィン５３とから構成されて
いる。冷媒配管５１は、図１中で紙面に直交する方向に
延長されたものが複数配列され、これら複数配列された
冷媒配管相互は上記延長方向両端部で連通し、全体で１
本の連続する配管となっている。そして、冷媒配管５１
の図中で下端側には、暖房時圧縮機からの冷媒の入口部
５５が設けられ、冷媒配管５１の上端側には同冷媒の出
口部５７が設けられている。また、前記伝熱フィン５３
は、冷媒配管５１の上記延長方向に向けて複数枚が所定
間隔をおいて配置されている。

【００１７】上記のように構成されたヒートポンプエア
コンの室内機においては、圧縮機から吐出された高温，
高圧の冷媒ガスは、入口部５５から冷媒配管５１に流入
し、図１で紙面に直交する方向の流れを繰り返しながら
矢印Ｂに示すように上方に向かって順次流れ、上端部の
出口部５７から室内機３１の外部に流出する。入口部５
５に流入した直後の冷媒は、高温の気相状態であるため
、このときは顕熱により下部空気流路３９に面する部位
の伝熱フィン５３が高温に確保される。この顕熱による
熱交換により、気相状態の冷媒は徐々に気相と液相との
二相状態すなわち凝縮状態となって冷媒の温度が低下し
、今度は潜熱により熱交換がなされ、上部空気流路４１
に面する部位の伝熱フィン５３が、前記下部空気流路３
９に面する部位の伝熱フィン５３より低温となる。

【００１８】一方、室内空気が矢印Ａのように熱交換器
３５を通過すると、隔壁３７により下部空気流路３９と
上部空気流路４１とに分流する。分流した各空気は、回
転する下部，上部の各送風ファン４５，４９により、下
部吹出口４３及び上部吹出口４７からそれぞれ矢印Ｄ及
び矢印Ｕのように室内に送り出される。下部空気流路３
９を通る空気は、高温となっている下部側部分の熱交換
器３５を通過するのでより高温化された状態で吹出され
、上部空気流路４１を通る空気は、下部側部分より低温
となっている上部側部分の熱交換器３５を通過するので
、下部空気流路３９を通る空気より低温で吹出される。

【００１９】この状態で、下部送風ファン４５の回転数
を下げ、高温空気の送風量を少なくすることで、人体に
直接当たる空気の温度が高いまま維持されて暖房の快適
性が向上し、一方、上部送風ファン４９の回転数を上げ
、送風量を多くすることで、上部側部分の熱交換器３５
での冷媒の凝縮温度が低くなって暖房能力を向上させる
ことができる。これにより、暖房能力を向上させつつ快
適な暖房感が得られることになる。

【００２０】図２は、この発明の他の実施例を示すヒー
トポンプエアコンの室内機の断面図である。この実施例
は、室内交換器３５の冷媒配管５１の配列を、矢印Ａで
示す空気流方向に向けて２列設けている。冷媒配管５１
の冷媒入口５５の位置は、熱交換器３５の上下方向中央
よりやや下側で、この冷媒入口５５から暖房時に流入し
た冷媒は、図２で紙面に直交する方向の流れを繰り返し
ながら矢印Ｃに示すように下方に向かい、最下端に達し
た後矢印Ｅに示す左斜め下方の流れを経て矢印Ｆのよう
に上方に向かって順次流れる。上方に向かって流れた冷
媒が熱交換器３５の中央に達したら、矢印Ｇのように右
斜め上方に向かって流れた後、矢印Ｈに示す上方への流
れとなる。冷媒が熱交換器３５の上端に達したら、左斜
め上方の矢印Ｊ方向の流れとなり、その後矢印Ｋで示す
下方に向かう流れとなる。冷媒は、この下方に向かう流
れが熱交換器３５のほぼ中央に達したら、熱交換器３５
の上下方向中央よりやや上側に位置する冷媒出口５７か
ら室内機３１の外部に流出する。

【００２１】このような冷媒の流れにより、熱交換器３
５を通過する空気流は、下部空気流路３９及び上部空気
流路４１のいずれにおいても、冷媒流れと対向流的に流
れて熱交換を行うことになり、下部側部分の熱交換器３
５では、吹出空気温度をより高めることができ、上部側
部分の熱交換器３５では、暖房能力をより向上させるこ
とができる。

【００２２】図３は、この発明のさらに他の実施例を示
すヒートポンプエアコンの室内機の断面図である。この
実施例は、下部吹出口４３及び上部吹出口４５にそれぞ
れ設けられたルーバ５９及び６１の開度を、それぞれ独
立して制御して各吹出口４３，４５の通路抵抗を可変と
している。その他の構成は、前記図１及び図２に示した
実施例と同様であり、これらの実施例と同様の構成要素
には同一符号を付してある。このような構成とすること
で、下部，上部の各送風ファン４５，４９の回転数制御
と組み合わせて各空気流路３９，４１の空気流量をそれ
ぞれ独立して制御すれば、さらにきめ細かな風量制御が
可能となって、より一層快適な暖房感、及び暖房能力向
上を達成できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、熱交換器を通過後の空気の流路を２系統に分割して
設け、一方の空気流路に面する部位に冷媒の流入側の配
管を配置し、他方の空気流路に面する部位に冷媒の流出
側の配管を配置したので、前記一方の空気流路を流れる
空気は流入直後の高温気相冷媒により高温化して室内に
送り出され、この空気が人体に直接当たるようにすれば
暖房の快適性が向上する。一方、前記他方の空気流路を
流れる空気は、前記気相状態より温度の低い気相と液相
の二相状態の冷媒により、前記一方の空気流路における
より低い温度に上昇して室内に送り出され、この送り出
す空気を送風機により多くすることで、熱交換器での冷
媒の凝縮温度が低くなって暖房能力を向上させることが
できる。これにより、暖房能力を向上させつつ快適な暖
房感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すヒートポンプエアコ
ンの室内機の断面図である。

【図２】この発明の他の実施例を示すヒートポンプエア
コンの室内機の断面図である。

【図３】この発明のさらに他の実施例を示すヒートポン
プエアコンの室内機の断面図である。

【図４】従来のヒートポンプエアコンの全体構成図であ
る。

【図５】図４に示したヒートポンプエアコンにおける室
内機の断面図である。

【符号の説明】

３１　　室内機 ３５　　熱交換器 ３９　　下部空気流路（第１の空気流路）４１　　上部
空気流路（第２の空気流路）４５　　下部送風ファン（
第１の送風機）４９　　上部送風ファン（第２の送風機
）５１　　冷媒配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　暖房時に圧縮機から吐出される高温冷
   媒が流入する冷媒配管を備えた熱交換器と、この熱交換
   器を通過して室内機の内部に流入する空気を室内機の外
   部に送り出す送風機とを有するヒートポンプエアコンの
   室内機において、前記熱交換器を通過後の空気の室内機
   内の空気流路を、相互に独立する第１の空気流路と第２
   の空気流路とに分割し、第１の空気流路に第１の送風機
   を設けるとともに第２の空気流路に第２の送風機を設け
   、前記熱交換器は、前記第１，第２の空気流路のうち一
   方の空気流路に面する部位に冷媒の流入側の配管を配置
   し、前記他方の空気流路に面する部位に冷媒の流出側の
   配管を配置したことを特徴とするヒートポンプエアコン
   の室内機。