JPH0634219A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大径配管によるコスト上昇や煩雑な制御なし
で、冷暖房,除湿の能力を総て高く維持できる空気調和
装置を提供する。 【構成】 圧縮機３１,第１四路切換弁３２,室外熱交換
器３３,膨張弁３４,第１,第２室内熱交換器３５a,３５b
を第１〜第６管路３６a〜３６fで順次接続し、第１,第
２室内熱交換器の間にキャピラリチューブ２と開閉弁３
を互いに並列接続する。膨張弁３４と第１室内熱交換器
３５aの間の第４管路３６dと、第２室内熱交換器３５b
と第１四路切換弁３２の間の第５管路３６eとに、第２
四路切換弁１を介設する。第２四路切換弁１の第１切換
位置にて、第４管路３６d同士および第５管路３６e同士
を連通して冷暖房運転を可能にし、第２切換位置にて、
膨張弁３４側の第４管路３６d₁と第２室内熱交換器３５
b側の第５管路３６e₁とを、第１室内熱交換器３５a側の
第４管路３６d₂と第１四路切換弁３２側の第５管路３６
e₂とを夫々連通して除湿運転を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷暖房運転と除湿運転
が可能な空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和装置として、例
えば図２に示すようなものが知られている(実開平３−
７３８７５号公報)。この空気調和装置は、圧縮機３１
の吐出口３１a,四路切換弁３２,室外熱交換器３３,減圧
装置としての第１膨張弁３４を順次管路３６a,３６b,３
６cで接続し、圧縮機３１の吸込口３１bと四路切換弁３
２を管路３６fで接続すると共に、上記膨張弁３４と室
内熱交換器３５の一端を、順方向の逆止弁３８a及び開
閉弁３９を順次介設した管路３６dで接続する一方、室
内熱交換器３５の他端と四路切換弁３２を、順方向の逆
止弁３８bを介設した管路３６eで接続し、更に上記逆止
弁３６aの流入側の管路３６dと上記逆止弁３６bの流入
側の管路３６eを逆方向の逆止弁３８cで、上記逆止弁３
６aの流出側の管路３６dと上記逆止弁３６bの流出側の
管路３６eを逆方向の逆止弁３８dで夫々接続してブリッ
ジ回路３８を形成して構成される。室内熱交換器３５
は、除湿運転を可能にすべく、第１,第２の室内熱交換
器３５a,３５bに分割され、両熱交換器３５a,３５bの間
に除湿時減圧機構としての第２膨張弁３７を介設してい
る。

【０００３】上記空気調和装置において、冷房運転を行
なうには、第１膨張弁３４を所定開度にし、第２膨張弁
３７を全開にして、圧縮機３１から吐出された冷媒を、
図２の実線矢印の如く循環させ、室外熱交換器３３で凝
縮させた後、室内熱交換器３５で蒸発させる。このと
き、ブリッジ回路３８の逆止弁３８c,３８dが逆止作用
をなし、逆止弁３８aが往路,逆止弁３８dが復路となっ
て室内熱交換器３５に冷媒が流れ、両室内熱交換器３５
a,３５bは、第２膨張弁３７が全開なので、共に蒸発器
として働いて室内を冷房する。逆に、暖房運転を行なう
には、四路切換弁３２を切り換えて吐出冷媒を、図２の
破線矢印のように循環させ、室内熱交換器３５で凝縮さ
せた後、室外熱交換器３３で蒸発させる。このときは、
逆止弁３８a,３８bが逆止作用をなし、逆止弁３８dが往
路,逆止弁３８cが復路となって室内熱交換器３５に冷媒
が流れ、両室内熱交換器３５a,３５bは、第２膨張弁３
７が同じく全開なので、共に凝縮器として働いて室内を
暖房する。

【０００４】一方、冬期に除湿運転を行なう際は、四路
切換弁３２を上述の暖房運転時と同じ切換位置にし、第
１膨張弁３４を全開にし、第２膨張弁３７を小開度に絞
って、吐出冷媒を図２の一点鎖線矢印の如く循環させ
る。すると、吐出冷媒は、上述の暖房時と同様に作用す
るブリッジ回路３８を介して室内熱交換器３５に流れる
が、第２膨張弁３７が絞られているので、これより上流
側の第１室内熱交換器３５aが凝縮器として、下流側の
第２室内熱交換器３５bが蒸発器として夫々働く。そし
て、室内ファン４１で矢印Ｒの如く循環せしめられる室
内空気は、まず第２室内熱交換器３５bで冷却されて除
湿され、次いで第１熱交換器３３aで加熱されて除湿温
風となる。また、夏期に除湿運転を行なう際は、上述の
冬季除湿運転状態から四路切換弁３２のみを冷房運転位
置に切り換え、室外ファン４０を停止して、吐出冷媒を
冷房運転時(実線矢印参照)と同様に循環させる。吐出冷
媒は、熱交換を停止した室外熱交換器３３を通り、ブリ
ッジ回路３８を介して室内熱交換器３５に実線矢印の如
く流れ、絞られた第２膨張弁３７の上流側の第１熱交換
器３５aが凝縮器として、下流側の第２室内熱交換器３
５bが蒸発器として夫々働いて、除湿冷風が室内に供給
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、冷媒回路では
ガス冷媒が流れる管路は、流れに伴う圧損を減じるべ
く、液冷媒が流れる管路よりも大径に設計され、室内熱
交換器での冷媒の流れ方向が冷暖房で逆になる場合は、
暖房運転時に室内熱交換器の流入側になる管路が大径
に、流出側になる管路が小径になっている。ところが、
上記従来の空気調和装置は、圧縮機３１と室内熱交換器
３５の間にブリッジ回路３８を設けて、冷暖房に伴う四
路切換弁３２の切り換えに拘わらず、常に第１室内熱交
換器３５a側から第２室内熱交換器３５b側へ冷媒が流れ
るようにしている。従って、暖房時に凝縮すべきガス冷
媒が流入する第１室内熱交換器３５a側の管路３６dを大
径にするのは勿論、冷房時に蒸発したガス冷媒が流出す
る第２室内熱交換器３５b側の管路３６eをも大径にする
必要がある。つまり、上記従来の空気調和装置は、室内
熱交換器３５の両側の管路３６d,３６eを大径にしなけ
ればならないため、空気調和装置の製造コストが上昇す
るという欠点がある。また、管路３６d,３６eを共に大
径にした場合、管路３６dの開閉弁３９を暖房時には大
開度に、冷房時には小開度に制御しなければ、適正な冷
暖房運転ができないという欠点がある。一方、上記従来
の空気調和装置の問題ではないが、除湿運転も可能な従
来の空気調和装置においては、上記管路径の問題に加え
て、室内ファンによる室内空気の流れ方向と室内熱交換
器内の冷媒の流れ方向との関係から、冷房,暖房,除湿の
能力を３つとも低下させないような最適の冷媒の流し方
がないとうのが実情である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、大径の配管によ
るコスト上昇や煩雑な制御をもたらすことなく、冷媒を
冷房,暖房,除湿の能力を総て高く維持しうるように流す
ことができる空気調和装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空気調和装置は、図１に例示するように、
圧縮機３１,第１四路切換弁３２,室外熱交換器３３,減
圧装置３４,第１室内熱交換器３５aおよび第２室内熱交
換器３５bを第１乃至第６管路３６a〜３６fで順次接続
し、上記第１,第２室内熱交換器３５a,３５bの間に減圧
手段２と開閉弁３を互いに並列に接続したものにおい
て、上記減圧装置３４と第１室内熱交換器３５aの間の
上記第４管路３６dと、上記第２室内熱交換器３５bと第
１四路切換弁３２の間の上記第５管路３６eとに、第２
四路切換弁１を介設し、第１切換位置において、上記第
４管路３６d同士および上記第５管路３６e同士を連通し
て冷房あるいは暖房運転を可能にするとともに、第２切
換位置において、減圧装置３４側の上記第４管路３６d₁
と第２室内熱交換器３５b側の上記第５管路３６e₁と
を、第１室内熱交換器３５a側の上記第４管路３６d₂と
第１四路切換弁３２側の上記第５管路３６e₂とを夫々連
通して除湿運転を可能にしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】冷暖房運転の場合、第２四路切換弁１を第１切
換位置にし、第１,第２室内熱交換器３５a,３５bの間の
開閉弁３を全開にし、減圧装置３４を所定開度にして、
第１四路切換弁３２の切り換えにより、圧縮機３１から
吐出される冷媒ガスを室外熱交換器３３あるいは室内熱
交換器３５に供給して循環させる。このとき、開閉弁３
が全開しているので、第１,第２室内熱交換器３５a,３
５bは、共に前者の場合は蒸発器,後者の場合は凝縮器と
して夫々働いて、室内を冷房あるいは暖房する。ここ
で、室内熱交換器３５を通過する室内空気の流れ方向
は、室内熱交換器３５の冷暖房能力に大きく影響する
が、その影響は特に暖房運転において大きいことが経験
上知られている。暖房運転では、室内空気の流れは、次
の除湿運転の場合と同じく第１室内熱交換器３５aから
第２室内熱交換器３５bへ抜け、室内熱交換器３５内の
冷媒の流れと丁度対向する。従って、室内空気は、まず
凝縮器として働く室内熱交換器３５のうち加熱能の弱い
流出側の第１室内熱交換器３５aで加熱され、次いで加
熱能の強い流入側の第２室内熱交換器３５bで加熱され
るので、凝縮器の出口側における冷媒の過冷却が利き、
暖房能力が高く維持される。また、冷暖房いずれの場合
も、ガス冷媒が流れるのは第２室内熱交換器３５b側の
第５管路３６eであるから、液冷媒が流れる反対側の第
４管路３６dは小径にでき、その分空気調和装置の製造
コストを低減できる。

【０００９】次に、夏期に除湿運転をする場合、第１四
路切換弁３２を冷房運転と同じ切換位置にし、第２四路
切換弁１を第２切換位置にするとともに、室外ファンを
停止し、減圧装置３４を全開にする一方、上記開閉弁３
を全閉にする。すると、圧縮機３１から吐出された高温
の冷媒ガスは、ファンが停止した室外熱交換器３３およ
び全開の減圧装置３４を略そのままの状態で通過し、第
２四路切換弁１により第４管路３６d₁から第５管路３６
e₁へ流れて第２室内熱交換器３５bに供給される。この
とき、第１室内熱交換器３５aとの間の開閉弁３が全閉
しているので、冷媒は総てこれと並列に接続された減圧
手段２を流れて膨張,減圧されるから、上流側の第２室
内熱交換器３５bが凝縮器として、下流側の第１室内熱
交換器３５aが蒸発器として夫々働く。そして、室内フ
ァンで循環せしめられる室内空気は、まず第１室内熱交
換器３５aを通って冷却,除湿され、次いで第２室内熱交
換器３５bを通って室温程度にまで加熱されて除湿空気
となる。この場合、室内熱交換器３５が凝縮器と蒸発器
に２分割されて冷暖房時の熱交換能力の略半分の能力で
動作するので、冷媒回路を循環する冷媒が過剰になる
が、都合良くガス冷媒が流出する第１室内熱交換器３５
a側の第４管路３６dが小径であるため、循環冷媒量が規
制されて、余剰冷媒は結果的に吸込側の第６管路３６f
のアキュムレータ４２に蓄えられる。従って、除湿運転
時の循環冷媒量が煩雑な制御なしで自動調整され、除湿
能力も高く維持される。なお、第１室内熱交換器３５a
から流出した冷媒は、第４管路３６d₂から第２四路切換
弁１を経て第５管路３６e₂へ流れ、第１四路切換弁３２
を経て圧縮機３１に吸い込まれる。

【００１０】一方、冬期に除湿運転をする場合は、上述
の夏期の除湿運転の状態から第１四路切換弁３２を暖房
運転位置に切り換え、第２四路切換弁１を第１切換位置
に切り換える。すると、吐出冷媒は、破線矢印で示す暖
房運転時と同様に冷媒回路を循環し、上述の除湿運転と
同じく第２室内熱交換器３５bが凝縮器、第１室内熱交
換器３５aが蒸発器として夫々働いて、室内が除湿され
る。この場合も、除湿運転に伴う余剰冷媒は、上述と同
様にアキュムレータ４２に蓄えられる。したがって、上
述と同じく除湿運転時の循環冷媒量が煩雑な制御なしで
自動調整され、除湿能力も高く維持される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図１は、本発明の空気調和装置の一例を示す冷
媒回路図である。この空気調和装置は、図２で述べた冷
媒回路のブリッジ回路３８を第２四路切換弁１で置き換
え、第２膨張弁３７に代えて第１,第２室内熱交換器の
間に減圧手段としてのキャピラリチューブ２と開閉弁３
を並列に接続した点を除いて、図２の冷媒回路と同じで
あり、同じ部材には同一の番号を付している。即ち、こ
の空気調和装置は、圧縮機３１,第１四路切換弁３２,室
外熱交換器３３,膨張弁３４,第１室内熱交換器３５aお
よび第２室内熱交換器３５bを第１乃至第６管路３６a〜
３６fで順次接続し、第１,第２室内熱交換器３５a,３５
bの間にキャピラリチューブ２と開閉弁３を互いに並列
接続した除湿時減圧機構４を介設するとともに、膨張弁
３４と第１室内熱交換器３５aの間の第４管路３６dと、
第２室内熱交換器３５bと第１四路切換弁３２の間の第
５管路３６eとに、第２四路切換弁１を介設して構成さ
れる。

【００１２】上記第２四路切換弁１は、図１に示す第１
切換位置において、第４管路３６ｄ同士および第５管路
３６ｅ同士を連通して冷房,暖房または冬期の除湿運転
を可能にするとともに、図示と逆の第２切換位置におい
て、膨張弁３４側の第４管路３６d₁と第２室内熱交換器
３５b側の第５管路３６e₁とを、第１室内熱交換器３５a
側の第４管路３６d₂と第１四路切換弁３２側の第５管路
３６e₂とを夫々連通して夏期の除湿運転を可能にするよ
うになっている。ここで、上記第４管路３６dは、第５
管路３６eに比して後述する理由から小径になってい
る。尚、室外熱交換器３３および室内熱交換器３５は、
図示しないが夫々図２と同様の室外ファン４０,室内フ
ァン４１を備え、この室内ファンは、図中の矢印Ｒで示
すように室内空気を循環させる。

【００１３】上記構成の空気調和装置は、次のように動
作する。冷房運転の場合、第１四路切換弁３２,第２四
路切換弁１を夫々図示の切換位置にし、第１,第２室内
熱交換器３５a,３５bの間の開閉弁３を全開にして、圧
縮機３１を駆動する。すると、圧縮機の吐出口３１aか
ら吐出された冷媒ガスは、第２四路切換弁１により第４
管路３６d₁,３６d₂および第５管路３６e₁,３６e₂が夫々
互いに連通されているので、図中の実線矢印の如く冷媒
回路を循環し、室外熱交換器３３で凝縮した後、開閉弁
３の全開で共に蒸発器として働く第１,第２室内熱交換
器３５a,３５bで蒸発して、室内が冷房される。一方、
暖房運転の場合、上述の冷房運転の状態から第１四路切
換弁３２のみを図示と逆の切換位置にし、圧縮機３１を
駆動する。すると、吐出冷房ガスは、図中の破線矢印の
如く冷媒回路を循環し、開閉弁３の全開で共に凝縮器と
して働く第１,第２室内熱交換器３５a,３５bで凝縮して
室内を暖房した後、室外熱交換器３３で蒸発して圧縮機
３１に戻る。

【００１４】ここで、室内熱交換器３５を通過する室内
空気の流れ方向は、室内熱交換器３５の冷暖房能力に大
きく影響するが、その影響は特に暖房運転において大き
いことが経験上知られている。暖房運転では、室内空気
の流れは、図中の矢印Ｒで示すように除湿運転の場合と
同じく第１室内熱交換器３５aから第２室内熱交換器３
５bへ抜け、破線矢印でしめす室内熱交換器３５内の冷
媒の流れと丁度対向する。従って、室内空気は、まず凝
縮器として働く室内熱交換器３５のうち加熱能の弱い流
出側の第１室内熱交換器３５aで加熱され、次いで加熱
能の強い流入側の第２室内熱交換器３５bで加熱される
ので、凝縮器の出口側における冷媒の過冷却が利き、暖
房能力が高く維持される。また、室内熱交換器３５を流
れる冷媒の方向は、実線矢印,破線矢印で示すように図
２の従来例と異なり冷暖房運転で逆になるので、冷暖房
運転いずれの場合も、液冷媒が流れるのは第１室内熱交
換器３５a側の小径の第４管路３６dとなり、小径でも液
冷媒ゆえ圧損は問題にならず、ガス冷媒が流れる第２室
内熱交換器３５b側の第５管路３６eを大径にするだけで
済むので、空気調和装置の製造コストの低減を図ること
ができる。

【００１５】次に、夏期に除湿運転をする場合、第１四
路切換弁３２を冷房運転と同じ切換位置にし、第２四路
切換弁１を図示と逆の第２切換位置にするとともに、室
外ファンを停止し、膨張弁３４を全開にする一方、第
１,第２室内熱交換器３５a,３５bの間の開閉弁３を全閉
にする。すると、圧縮機３１から吐出された高温の冷媒
ガスは、ファンが停止した室外熱交換器３３および全開
の膨張弁３４を略そのままの状態で通過し、第２四路切
換弁１により第４管路３６d₁から第５管路３６e₁へ流れ
て、第２室内熱交換器３５bに供給される。このとき、
第１室内熱交換器３５aとの間の開閉弁３が全閉してい
るので、冷媒は総てこれと並列に接続されたキャピラリ
チューブ２を流れて膨張,減圧されるから、上流側の第
２室内熱交換器３５bが凝縮器として、下流側の第１室
内熱交換器３５aが蒸発器として夫々働く。そして、室
内ファンで矢印Ｒの如く循環せしめられる室内空気は、
まず第１室内熱交換器３５aを通って冷却,除湿され、次
いで第２室内熱交換器３５bを通って室温程度にまで加
熱されて除湿空気となる。

【００１６】この場合、室内熱交換器３５が凝縮器と蒸
発器に２分割されて冷暖房時の熱交換能力の略半分の能
力で動作するので、冷媒回路を循環する冷媒が過剰にな
るが、都合良くガス冷媒が流出する第１室内熱交換器３
５a側の第４管路３６dが小径であるため、循環冷媒量が
規制されて、余剰冷媒は結果的に吸込側の第６管路３６
fのアキュムレータ４２に蓄えられる。従って、除湿運
転時の循環冷媒量が煩雑な制御なしで自動制御され、除
湿能力も高く維持される。なお、第１室内熱交換器３５
aから流出した冷媒は、第４管路３６d₂から第２四路切
換弁１を経て第５管路３６e₂へ流れ、第１四路切換弁３
２を経て圧縮機３１に吸い込まれる。

【００１７】一方、冬期に除湿運転をする場合は、上述
の夏期の除湿運転の状態から第１四路切換弁３２を図示
と逆の暖房運転位置に切り換え、第２四路切換弁１を図
示の第１切換位置に切り換える。すると、吐出冷媒は、
破線矢印で示す暖房運転時と同様に冷媒回路を循環し、
上述の除湿運転と同じく第２室内熱交換器３５bが凝縮
器、第１室内熱交換器３５aが蒸発器として夫々働い
て、室内が除湿される。この場合も、除湿運転に伴う余
剰冷媒は、上述と同様にアキュムレータ４２に蓄えられ
る。従って、上述と同じく除湿運転時の循環冷媒量が煩
雑な制御なしで自動調整され、除湿能力も高く維持され
る。

【００１８】上記実施例では、第１,第２室内熱交換器
３５a,３５bの間の開閉弁３を手動式のものにしたが、
これを電磁式のものや形状記憶ばねを有して冷媒温度に
応じて自動的に開閉するものにしてもよく、そうすれ
ば、利用者の開閉操作の煩雑さをなくすことができる。
また、キャピラリチューブ２と開閉弁３による除湿時減
圧機構４を、電動弁で構成し、この電動弁の開度を制御
して同様の作用を奏させることもできる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
空気調和装置は、圧縮機,第１四路切換弁,室外熱交換
器,減圧装置,第１,第２室内熱交換器を第１〜第６管路
で順次接続し、上記第１,第２室内熱交換器の間に減圧
手段と開閉弁を互いに並列に接続した冷媒回路におい
て、上記減圧装置と第１室内熱交換器の間の上記第４管
路と、上記第２室内熱交換器と第１四路切換弁の間の上
記第５管路とに、第２四路切換弁を介設し、第１切換位
置において、上記第４管路同士および上記第５管路同士
を連通して冷房あるいは暖房運転を可能にするととも
に、第２切換位置において、減圧装置側の上記第４管路
と第２室内熱交換器側の上記第５管路とを、第１室内熱
交換器側の上記第４管路と第１四路切換弁側の上記第５
管路とを夫々連通して除湿運転を可能にしているので、
液冷媒の流れる管路を小径にして、除湿運転時の冷媒流
量の自動調整を行ないつつ製造コストの低減が図れると
ともに、室内熱交換器内の冷媒の流れ方向を室内ファン
の風向との関係で最適に選択でき、冷房,暖房,除湿の能
力を総て高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の空気調和装置の一実施例を示す冷媒
回路図である。

【図２】 従来の空気調和装置の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１…第２四路切換弁、２…キャピラリチューブ、３…開
閉弁、４…除湿時減圧機構、３１…圧縮機、３２…第１
四路切換弁、３３…室外熱交換器、３４…膨張弁、３５
…室内熱交換器、３５a…第１室内熱交換器、３５b…第
２室内熱交換器、３６a〜３６f…第１〜第６管路、３６
d₁,３６d₂…第４管路、３６e₁,３６e₂…第５管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機(３１),第１四路切換弁(３２),室
   外熱交換器(３３),減圧装置(３４),第１室内熱交換器
   (３５a)および第２室内熱交換器(３５b)を第１乃至第６
   管路(３６a〜３６f)で順次接続し、上記第１,第２室内
   熱交換器(３５a,３５b)の間に減圧手段(２)と開閉弁
   (３)を互いに並列に接続した空気調和装置において、 上記減圧装置（３４)と第１室内熱交換器(３５a)の間の
   上記第４管路(３６d)と、上記第２室内熱交換器(３５b)
   と第１四路切換弁(３２)の間の上記第５管路(３６e)と
   に、第２四路切換弁(１)を介設し、第１切換位置におい
   て、上記第４管路(３６d)同士および上記第５管路(３６
   e)同士を連通して冷房あるいは暖房運転を可能にすると
   ともに、第２切換位置において、減圧装置(３４)側の上
   記第４管路(３６d₁)と第２室内熱交換器(３５b)側の上
   記第５管路(３６e₁)とを、第１室内熱交換器(３５a)側
   の上記第４管路(３６d₂)と第１四路切換弁(３２)側の上
   記第５管路(３６e₂)とを夫々連通して除湿運転を可能に
   したことを特徴とする空気調和装置。