JPH11248290A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。これにより，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て，効
率的に３種類の空気をミキシングすることができ，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可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，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，室内ユニットに２つ
の熱交換器を一方が風上に他方が風下になるように並設
して，ドライ運転時には風上側に配設された熱交換器を
蒸発器として作用させて空気を冷却除湿し，風下側に配
設された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する本格再熱と称
せられる方式が提案されている。

【０００５】なお，当該再熱器は凝縮器と同様の原理で
動作するが，一旦冷却した空気を再度暖める意味から，
本明細書では再熱器と記載し，特別な場合にはその旨記
載するものとする。

【０００６】また，室内ユニットに隣接して２つの熱交
換器を上下に隣接させて配置し，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
と称される方式が提案されている。

【０００７】かかるエアーミックス方式においては，ド
ライ運転時には一方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ると共に，他方を再熱器（こ
の場合は，室内空気を直接暖めている）として作用させ
て暖気を得て，これらの空気をミックスして室内に送風
する構成である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，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。

【０００９】一方，エアーミックス方式では，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室内に温度分布
が生じて，或所では寒くなり，別の所では蒸暑くなって
しまう問題がある。かかる温度分布の発生は，室内ユニ
ットの吐出口近傍において著しくなる。

【００１０】そこで，本発明は，本格再熱方式における
ような暖房効率の低下を抑えると共に，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。

【００１１】

【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，冷媒を圧縮する圧縮機を
備えた室外ユニットと，該室外ユニットからの冷媒と室
内空気とを熱交換させる室内熱交換器及び室内から空気
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を有した空気調和機におい
て，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
換器より小さく，かつ，当該第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熱交換器と隣接すると共に当該第１熱交
換器を通過しない室内空気が通過できる位置に設けら
れ，除湿運転時には再熱器として作用する第３熱交換器
とを有して，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したことを特徴とする。

【００１２】請求項２にかかる発明は，第２熱交換器を
第１熱交換器を通過する空気量が最も多い位置に配設し
て，効率的に再熱が行えるようにしたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項３にかかる発明は，冷暖房運転時に
冷媒を減圧又は絞る主減圧装置と，除湿運転時に冷媒が
該主減圧装置をバイパスするようにバイパス回路を開閉
するバイパス弁と，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とを設けて，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した
ことを特徴とする。

【００１４】請求項４にかかる発明は，第１熱交換器と
第２熱交換器とを冷媒配管で接続すると共に第２熱交換
器と第３熱交換器とを冷媒配管で接続し，除湿用減圧装
置を第１熱交換器と第２熱交換器と接続する冷媒配管に
設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項５にかかる発明は，第２熱交換器と
第３熱交換器とを接続する冷媒配管を流れる冷媒の熱
が，第１熱交換器に伝わらないように冷媒配管と第１熱
交換器とを所定量離して設けたことを特徴とする。

【００１６】請求項６にかかる発明は，冷媒配管と第１
熱交換器との距離を少なくとも１０ｃｍ以上に離して設
けたことを特徴とする。

【００１７】請求項７にかかる発明は，第２熱交換器の
前面の面積を第１熱交換器の前面の面積の半分以下にし
たことを特徴とする。

【００１８】

【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
内ユニット断面図であり，図２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。

【００１９】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。

【００２０】室内ユニットには室内熱交換器が設けら
れ，当該室内熱交換器は図１にも示すように，第１熱交
換器である熱交換器２２，２３，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
形成されて当該室内ユニット内に設けられている。

【００２１】そして，熱交換器２１と熱交換器２４は冷
媒配管２７により接続され，熱交換器２４は除湿用減圧
装置２５を介して熱交換器２２，２３と接続されてい
る。

【００２２】さらに，熱交換器２１は，室外ユニットの
主減圧装置１３と接続し，熱交換器２２，２３は室外ユ
ニットの４方弁１６を介して圧縮機１１と接続されてい
るので，室外ユニットからの冷媒が室内ユニットの熱交
換器２２，２３，２４，２１を順次流れるようになる。

【００２３】また，室内ユニットには，除湿用減圧装置
２５及びファン３３が設けられ，さらに室内ユニットの
正面には正面吸込口３１，上面には上面吸込口３２，下
面には吐出口３４が設けられている。

【００２４】なお，主減圧装置１３及びバイパス弁１５
は室内ユニット側に設けてもよい。

【００２５】そして，熱交換器２２，２３は，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
として作用している。

【００２６】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に分割し，熱交換器２
３を正面吸込口３１側に設け，熱交換器２２を正面吸込
口２２及び上面吸込口３２に渡って設けているが，これ
は本質的なものではなく，これらは一体に形成されたも
のであっても良い。

【００２７】また，熱交換器２３の風下側であって，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
れた熱交換器２４及び上面吸込口３２側に設けられた熱
交換器２１は，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。

【００２８】この時，熱交換器２３と熱交換器２４とが
所定距離だけ離れて配設され，かつ，空気が熱交換器２
３から熱交換器２４に向って流動するので，ドライ運転
時に熱交換器２４が再熱器として作用しても，当該熱交
換器２４の熱が熱交換器２３に伝わり難くくなり，熱交
換器２３における凝縮効率の低下を抑えることができる
ようになっている。

【００２９】また，熱交換器２４は室内空気の通過量の
最も多い所に設けられているので，当該熱交換器２４が
小さくてもドライ運転時に効率よく室内空気を再熱する
ことができる。

【００３０】なお，ドライ運転時に効率よく再熱しなが
ら，暖房運転時における暖房能力の低下を抑えるために
は，熱交換器２４の風上側の表面積が第１熱交換器２
２，２３の風上側の表面積の３０％〜５０％が適してい
る。

【００３１】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。

【００３２】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液ガス混合状
態の冷媒となって室内ユニットに供給されるようにな
る。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】そして，圧縮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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】また，上述したように冷媒は，熱交換器２
２，２３，２４，２１を順次循環するようにしているの
で，例えば冷媒を熱交換器２２，２３，２１，２４と順
次循環させる場合に比べて，熱交換器２４に供給される
冷媒の熱が高くなり，当該熱交換器２４で奪われる熱交
換器２３からの空気の熱を少なくする事が可能になって
いる。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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ガス混合状態の冷媒と
なり熱交換器２２，２３に順次供給される。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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が高い。

【００４７】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。

【００４８】なお，熱交換器２１からの冷媒は，冷媒配
管２７を介して熱交換器２４に供給されるが，当該冷媒
配管２７には上述したように暖かい冷媒が流れているの
で，当該冷媒の熱により熱交換器２２，２３が暖められ
ないように熱交換器２２，２３から離すことが好まし
く，例えば冷媒配管２７全体の２／３に相当する部分を
熱交換器２２，２３から約１０ｃｍ以上離すことが好ま
しい。

【００４９】以上のように熱交換器２２まで循環した冷
媒は，４方弁１６を介して圧縮機１１に戻りサイクルが
１巡する。

【００５０】

【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第１熱交換器と，該
第１熱交換器より小さく，かつ，当該第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熱交換器と隣接すると共に当該
第１熱交換器を通過しない室内空気が通過できる位置に
設けられて，除湿運転時には再熱器として作用する第３
熱交換器とにより構成したので，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。

【００５１】請求項２にかかる発明によれば，第２熱交
換器を第１熱交換器を通過する空気量が最も多い位置に
配設したので，効率的に再熱が行えるようになる。

【００５２】請求項３にかかる発明によれば，除湿運転
時に冷媒が主減圧装置をバイパスするようにバイパス回
路を開閉するバイパス弁及び第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等を設けたので，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。

【００５３】請求項４にかかる発明によれば，第１熱交
換器，第２熱交換器及び第３熱交換器を順次冷媒配管で
接続し，除湿用減圧装置を第１熱交換器と第２熱交換器
との間に設けたので，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。

【００５４】請求項５にかかる発明によれば，第２熱交
換器と第３熱交換器とを接続する冷媒配管を流れる冷媒
の熱が，第１熱交換器に伝わらないようにしたので，第
１，２熱交換器を効率的に機能させることが可能にな
る。

【００５５】請求項６にかかる発明によれば，第２熱交
換器と第３熱交換器とを接続する冷媒配管と第１熱交換
器との距離を少なくとも１０ｃｍ以上離したので，冷媒
配管を流れる冷媒の熱が，第１熱交換器に伝わらないよ
うになり，第１，２熱交換器を効率的に機能させること
が可能になる。

【００５６】請求項７にかかる発明によれば，第２熱交
換器の前面の面積を第１熱交換器の前面の面積の半分以
下にしたので，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】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 正面吸気口 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機を備えた室外ユニ
   ットと，該室外ユニットからの冷媒と室内空気とを熱交
   換させる室内熱交換器及び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熱交換器よ
   り小さく，かつ，当該第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熱交換器と隣接すると共に当該第１熱交換
   器を通過しない室内空気が通過できる位置に設けられ
   て，除湿運転時には再熱器として作用する第３熱交換器
   とを有することを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 前記第１熱交換器を通過する空気量が最
   も多い位置に前記第２熱交換器を配設したことを特徴と
   する請求項１記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 冷暖房運転時に冷媒を減圧又は絞る主減
   圧装置と，除湿運転時に冷媒が前記主減圧装置をバイパ
   スするようにバイパス回路を開くバイパス弁と，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
   減圧装置とを有することを特徴とする請求項１又は２記
   載の空気調和機。
4. 【請求項４】 前記第１熱交換器と第２熱交換器とを冷
   媒配管で接続すると共に前記第２熱交換器と第３熱交換
   器とを冷媒配管で接続し，前記除湿用減圧装置を前記第
   １熱交換器と第２熱交換器と接続する冷媒配管に設けた
   ことを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 前記第２熱交換器と第３熱交換器とを接
   続する冷媒配管を流れる冷媒の熱が，前記第１熱交換器
   に伝わらないように，前記冷媒配管と前記第１熱交換器
   とが所定量離れて設けられてなることを特徴とする請求
   項１乃至４いずれか１項記載の空気調和機。
6. 【請求項６】 前記冷媒配管と前記第１熱交換器との距
   離が，少なくとも１０ｃｍ以上に離れて設けられてなる
   ことを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
7. 【請求項７】 前記第２熱交換器の前面の面積を前記第
   １熱交換器の前面の面積の半分以下にしたことを特徴と
   する請求項１乃至６いずれか１項記載の空気調和機。