JPH11344236A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷気の発生なしに湿気を除去して室内温度を
所定温度に保持しつつ除湿効率を向上させた空気調和機
を提供する。 【解決手段】 冷房・暖房運転切換え可能な２台の室外
機を、１台の室内機に接続し、この室内機において、複
数の平板フィン９２の前側９２ａに、暖房運転されてい
る第１の冷媒管９３を配置し、後側９２ｂに冷房運転さ
れている第２の冷媒管９４を配置し、前側９２ａと後側
９２ｂとの間にはスリット９２ｃ（ギャップ）を形成し
て、第１の冷媒管９３と第２の冷媒管９４との間の固体
熱伝導が最小となるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内機内に２つの
室内熱交換器を並列に設けるとともに、１台の室内機を
２台の室外機にそれぞれ異なる冷媒パスラインで連結し
て冷房および暖房運転を行うヒートポンプ方式の空気調
和機に係り、より詳しくは、冷気の発生なしに湿気を除
去しつつ室内温度を所定温度たとえば、２３〜２５℃に
保持して除湿効率を向上させた空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機は機能なりユニット
の構成によって多種に仕分けられるのであるが、機能面
では冷房専用、冷房および除湿専用、冷房および暖房兼
用とに分類されることができ、ユニットの構成面では冷
房と放熱機能を一体化して窓などに設けられる一体型
と、室内側には冷却装置を、室外側には放熱および圧縮
装置をそれぞれ分離させて設けられる分離型とに仕分け
られる。

【０００３】前記分離型空気調和機には、一つの室外機
圧縮２つ、四方弁二つに２台以上の室内機を連結して多
数の室内空間をそれぞれ空気調和させるマルチ型も含ま
れる。

【０００４】かかる従来の分離型空気調和機は、図１に
示すように、室内に設けられる室内機１００と、室外側
に設けられる室外機１１０とが一つのシステムで作動
し、必要によっては暖房運転および冷房運転となりう
る。

【０００５】前記室外機１１０には、冷媒を高温高圧の
気体状態に圧縮させる圧縮機１２０と、前記圧縮機１２
０で高温高圧に圧縮された気体冷媒を室外側ファン１３
１により送風される空気に熱交換し常温高圧の液相冷媒
に冷却凝縮させる室外側熱交換器１３０と、前記室外側
熱交換器１３０で凝縮された常温高圧の液相冷媒を蒸発
しやすい低温低圧の霧状冷媒に減圧膨張させる毛細管１
３５が設けられており、前記室内機１００には前記毛細
管１３５を通過した低温低圧の霧状冷媒を室内ファン１
４１により送風される空気に熱交換して蒸発させつつ低
温低圧の完全気体状態の冷媒ガスに変換させる室内熱交
換器１４０が設けられている。

【０００６】上述のように構成された空気調和機におい
て、冷房および除湿運転時の冷媒サイクルは同一であ
り、図１の実線矢印方向へ冷媒サイクルが行われる。

【０００７】まず、室外機１１０の圧縮機１２０から吐
出された高温高圧の気体冷媒が室外側熱交換器１３０に
流入されると、前記室外側熱交換器１３０では高温高圧
に圧縮された気体冷媒を室外側ファン１３１により送風
される空気に熱交換して強制冷却させて凝縮させ、前記
室外側熱交換器１３０で凝縮された常温高圧の液相冷媒
は毛細管１３５に流入する。

【０００８】前記毛細管１３５に流入された常温高圧の
液相冷媒は、蒸発しやすい低温低圧の霧状冷媒に膨張さ
れて室内機１００内に設けられた室内熱交換器１４０に
流入され、前記室内熱交換器１４０では冷媒が蒸発して
気化する際、室内ファン１４１により送風される空気か
ら奪熱して室内空気を冷却させてから、その冷却された
空気（冷風）を室内に吐出して冷房または除湿運転を行
い、前記室内熱交換器１４０で冷却された低温低圧の気
体冷媒は冷媒ガスに変換されて上述の冷媒サイクルを繰
返す。

【０００９】この際、室内機１００が冷房運転であれば
室内ファン１４１をユーザーの設定した風量によって駆
動させて冷房運転を行い、室内機１００が除湿運転であ
れば室内ファン１４１を最低風量に低めて除湿運転を行
う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のごと
く構成された空気調和機の除湿運転方式によれば、梅雨
期などに室内温度は適正であるか、あるいは低い状態で
湿気が多いため、除湿運転を行う場合、冷房運転と同様
な冷媒サイクルで室内の風量のみを低めて運転を行うよ
うになるが、この際、室内熱交換器１４０で熱交換され
た冷気が吐出されるため、実際の室内温度が下げられて
寒さを感じるようになるのはもとより、室内熱交換器１
４０の温度が低すぎて除湿効率を顕著に低下させるとい
う問題点があった。

【００１１】さらに、除湿運転はユーザーが任意に設定
して室内温度を高めることができないため、別に電気ヒ
ータを設けて無冷気除湿運転を実現してきた。

【００１２】そこで本発明は、上記種々の問題点を解決
するためになされたものであって、本発明の目的は、１
台の室内熱交換器にそれぞれ異なる冷媒パスラインで冷
房運転および暖房運転を行う２台の室外機をそれぞれ連
結させることにより、一方の室外機の冷房運転によって
室内熱交換器の後側を通過する低温低圧の冷媒により形
成された空気（冷風）が、他方の室外機の暖房運転によ
って室内熱交換器の前側を通過する高温高圧の冷媒によ
り形成された空気（温風）と適切に混合されて吐出され
ることにより、冷気の発生なしに湿気を除去して室内温
度を所定温度に保持しつつ除湿効率を向上させた空気調
和機を提供することにある。

【００１３】本発明のまた別の目的は、除湿運転時に室
内機内に設けられた１台の室内熱交換器の前側に高温高
圧の冷媒が流れ、後側に低温低圧の冷媒が流れる際、空
気による熱接触は緊密に行われるが、相互の連結部分を
通じた伝熱は最小化されるように室内熱交換器を一工程
により一体に製造して加工費および工程数を減少できる
空気調和機を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成
するためになされた本発明による空気調和機は、室内機
に設けられた室内熱交換器と、前記室内熱交換器から独
立された冷媒パスラインに連結されて暖房運転時に高温
高圧の冷媒を循環供給する第１の室外機と、前記室内熱
交換器から独立された冷媒パスラインに連結されて冷房
運転時に低温低圧の冷媒を循環供給する第２の室外機と
を備えた空気調和機において、前記室内熱交換器は前記
第１・２の室外機のそれぞれに異なる冷媒パスラインが
配設されて暖房または冷房運転中に一つに同時に切換え
られる際、あるいはそれぞれ暖房および冷房運転に切換
えられて除湿運転される際、共用として使用されるよう
に一つに一体化されつつ相互異なる領域に仕分けられる
所定位置に部分的にギャップが形成されたことを特徴と
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による一実施形態に
ついて添付図２・３に沿って詳述する。

【００１６】図２は、本発明による空気調和機の冷媒サ
イクル図であって、室内に設けられる１台の室内機１０
と、室外側に設けられる第１・２の２台の室外機２０・
２１が一つのシステムで作動し、必要によって冷暖房運
転を行える。

【００１７】前記第１・２の室外機２０・２１には、冷
媒を高温高圧の気体状態にそれぞれ圧縮させる第１・２
の圧縮機３０・３１と、運転条件冷房または暖房にした
がって前記第１・２の圧縮機３０・３１で高温高圧に圧
縮された気体冷媒の流れをそれぞれ変換させる第１・２
の四方弁４０・４１と、冷房運転時に前記第１・２の圧
縮機３０・３１で高温高圧に圧縮された気体冷媒を低温
高圧の液相冷媒にそれぞれ冷却凝縮させる第１・２の室
外側熱交換器５０・５１と、前記第１・２の室外側熱交
換器５０・５１で熱交換が円滑になるように室外側の空
気を吸入して前記第１・２の室外側熱交換器５０・５１
にそれぞれ送風する第１・２の室外側ファン５０ａ・５
１ａと、前記室内機１０に連結されて前記第１・２の室
外側熱交換器５０・５１で冷却凝縮された低温高圧の液
相冷媒を蒸発しやすい低温低圧の霧状冷媒にそれぞれ減
圧膨張させる第１・２の毛細管６０・６１と、暖房運転
時に後述する室内熱交換器で液化された冷媒を前記第１
・２の毛細管６０・６１とともに蒸発しやすい低温低圧
の霧状冷媒にそれぞれ減圧膨張させる第１・２の暖房用
毛細管７０・７１と、冷房運転時にのみ冷媒が通過する
ように冷媒を一方向へのみそれぞれ流す第１・２の一方
向弁８０・８１とが設けられている。

【００１８】一方、前記室内機１０には、冷房運転時に
前記第１・２の毛細管６０・６１を通過した低温低圧の
霧状冷媒を蒸発させつつ低温低圧の完全気体状態の冷媒
ガスにそれぞれ変換させる室内熱交換器９０と、前記室
内熱交換器９０で熱交換が円滑になるように室内の空気
を循環させる室内ファン９０ａとが設けられている。

【００１９】すなわち、前記室内熱交換器９０は、図３
に示すように、左右所定間隔を保持する二つの端板９１
と、前記端板９１の間に気流が通過しつつ伝熱されるよ
うに所定間隔で平行に配列されたアルミニウムまたはア
ルミニウム合金材質の複数の平板フィン９２と、前記第
１・２の室外機２０・２１から流れる冷媒が前記複数の
平板フィン９２に熱伝導されるように前記端板９１と複
数の平板フィン９２の前側および後側にそれぞれ異なる
冷媒パスラインを形成するように、直交される上下千鳥
状方向へ挿入された複数の第１・２の冷媒管９３・９４
と、前記二つの端板９１の外部に突出された前記複数の
第１・２の冷媒管９３・９４の二本を一対としてそれら
の端部を連結する複数のリターンバンド管９５とから構
成されている。

【００２０】この際、前記複数の平板フィン９２の中央
には、図４に示すように、その前側９２ａと後側９２ｂ
に暖房運転と冷房運転に必要なそれぞれ異なる冷媒パス
ラインが設けられて除湿運転される場合、前側９２ａに
設けられた複数の第１の冷媒管９３を通過する高温高圧
の気体冷媒により発生される温熱と後側９２ｂに設けら
れた複数の第２の冷媒管９４を通過する低温低圧の霧状
冷媒により発生される冷熱が平板フィン９２を通して伝
熱されるのを最小化させるように複数のスリット９２ｃ
が形成されている。

【００２１】次に、かように構成された本発明による作
用および効果について説明する。

【００２２】空気調和機に電圧を印加することによって
第１・２の圧縮機３０・３１と第１・２の室外側ファン
５０ａ・５１ａがオンになると、第１・２の室外機２０
・２１の第１・２の圧縮機３０・３１から高温高圧の気
体冷媒が第１・２の四方弁４０・４１を通じて第１・２
の室外側熱交換器５０・５１に流入され、前記第１・２
の室外側熱交換器５０・５１では高温高圧に圧縮された
気体冷媒を第１・２の室外側ファン５０ａ・５１ａによ
り送風される空気に熱交換して強制冷却させて凝縮さ
せ、前記第１・２の室外側熱交換器５０・５１で凝縮さ
れた低温高圧の液相冷媒は第１・２の一方向弁８０・８
１をへて第１・２の毛細管６０・６１に流入する。

【００２３】さらに、第１・２の毛細管６０・６１に流
入された低温高圧の液相冷媒は、蒸発しやすい低温低圧
の霧状冷媒に膨張されて室内機１０内に設けられた室内
熱交換器９０の前側端と後側端にそれぞれ異なる冷媒パ
スラインを伝ってそれぞれ流入され、前記室内熱交換器
９０では第１・２の毛細管６０・６１を通して減圧され
た低温低圧の霧状冷媒が多数個の伝熱管（図示なし）を
通過しつつ蒸発して気化する際、室内ファン９０ａによ
り送風される空気から奪熱して室内空気を冷却させてか
ら、その冷却された空気（冷風）を室内に吐出する冷房
運転を行う。

【００２４】この際、室内熱交換器９０で冷却された低
温低圧の気体冷媒は、第１・２の四方弁４０・４１を通
して再度第１・２の圧縮機３０・３１に流入されること
により、第１・２の圧縮機３０・３１の圧縮作用により
高温高圧の冷媒ガスに変換されて図２の実線矢印方向へ
沿って冷媒サイクルを繰返しつつ第１・２の室外機２０
・２１は室内冷房を行う。

【００２５】一方、冷房運転時に除湿運転信号が入力さ
れると、第１の室外機２０は図２の点線矢印方向へ沿っ
て冷媒が第１の圧縮機３０→第１の四方弁４０→室内熱
交換器９０の一側→第１の毛細管６０→第１の暖房用毛
細管７０→第１の室外側熱交換器５０→第１の四方弁４
０→第１の圧縮機３０の順に循環される冷媒サイクルを
形成する。

【００２６】すなわち、第１の四方弁４０は暖房運転に
切換り、第１の室外機２０の第１の圧縮機３０から吐出
された高温高圧の気体冷媒が第１の四方弁４０を通して
室内機１０内に設けられた室内熱交換器９０の一側に流
入し、室内熱交換器９０の一側では高温高圧の気体冷媒
の熱を、室内ファン９０ａから送風される空気により熱
交換して常温高圧の冷媒に冷却させることにより暖めら
れた空気（温風）を室内に吐出する暖房運転を行う。

【００２７】さらに、室内熱交換器９０の一側で液化さ
れた冷媒は、第１の毛細管６０および第１の暖房用毛細
管７０を通して蒸発しやすい低温低圧の霧状冷媒に減圧
膨張されて第１の室外側熱交換器５０に流入され、第１
の室外側熱交換器５０では低温低圧の霧状冷媒を第１の
室外側ファン５０ａにより送風される空気に熱交換して
冷却し、前記第１の室外側熱交換器５０で冷却された低
温低圧の気体冷媒は第１の四方弁４０を通して再度第１
の圧縮機３０に流入されて第１の圧縮機３０の圧縮作用
により高温高圧の冷媒ガスに変換されることにより、第
１の室外機２０は図２の点線矢印方向へ冷媒サイクルを
繰返し暖房運転を行う。

【００２８】この際、第２の室外機２１の第２の四方弁
４１は、冷房運転状態をそのまま保持するようになるた
め、第２の室外機２１は図２の実線矢印方向へ冷媒サイ
クルを繰返し冷房運転を行う。

【００２９】上述のように、冷房運転中に除湿運転に切
換えられて第１の室外機２０が暖房運転を行い、第２の
室外機２１が冷房運転を行うと、第１の圧縮機３０から
吐出された高温高圧の気体冷媒は独立された冷媒パスラ
インを伝って室内機１０内に設けられた室内熱交換器９
０の一側に流入され、第２の毛細管６１を通して減圧さ
れた低温低圧の霧状冷媒は独立された冷媒パスラインを
伝って室内機１０内に設けられた室内熱交換器９０の他
側に流入される冷媒サイクルを繰返すようになる。

【００３０】この際、室内熱交換器９０には、二つの端
板９１の間に空気が通過されつつ伝熱されるように所定
間隔をおいて平行になるように複数の平板フィン９２が
設けられており、これらの複数の平板フィン９２の前側
９２ａと後側９２ｂとの間の中央には複数のスリット９
２ｃが縦方向へ形成されているため、第１の室外機２０
で高温高圧の気体冷媒が複数の第１の冷媒管９３および
リターンバンド管９５で形成された独立された冷媒パス
ラインを伝って平板フィン９２の前側９２ａを通過しつ
つ発生された温熱と、第２の室外機２１で低温低圧の霧
状冷媒が複数の第２の冷媒管９４およびリターンバンド
管９５で形成された独立された冷媒パスラインを伝って
平板フィン９２の後側９２ｂを通過しつつ発生された冷
熱との相互電熱は前記スリット９２ｃによるギャップ
（GAP）により最小化される。

【００３１】すなわち、平板フィン９２の前側９２ａと
後側９２ｂは、一回の工程により一つの部材に加工され
ているが、それらの中央に形成された複数のスリット９
２ｃの幅にともなって所定間隔に離れている効果が得ら
れ、これらのスリット９２ｃにより前側９２ａの独立さ
れた冷媒パスラインに伝って通過される高温高圧の気体
冷媒から発生される温熱が後側９２ｂに伝熱されにくい
ようになるのはもとより、後側９２ｂの独立された冷媒
パスラインに伝って通過される低温低圧の霧状冷媒から
発生される冷熱が前側９２ａに伝熱されにくいようにな
る。

【００３２】したがって、第２の室外機２１の冷房運転
にしたがって室内熱交換器９０の平板フィン９２の後側
９２ｂで熱交換されて通過される空気（冷風）は、第１
の室外機２０の暖房運転にしたがって温熱を発散する室
内熱交換器９０の平板フィン９２の前側９２ａを通過す
る際、混合空気（冷風と温風が混合された中間温度の空
気）を形成するとともに、室内機１０の吐出口に吐出さ
れることにより、冷風に含まれた湿気が除去されるのは
もとより所定温度を保持する除湿運転を行う。

【００３３】一方、第１・２の室外機２０・２１に暖房
運転信号が入力されると、図２の点線矢印方向へ沿って
冷媒が第１・２の圧縮機３０・３１→第１・２の四方弁
４０・４１→室内熱交換器９０→第１・２の毛細管６０
・６１→第１・２の暖房用毛細管７０・７１→第１・２
の室外側熱交換器５０・５１→第１・２の四方弁４０・
４１→第１・２の圧縮機３０・３１の順に循環される冷
媒サイクルを形成する。

【００３４】すなわち、第１・２の室外機２０・２１の
第１・２の圧縮機３０・３１から吐出された高温高圧の
気体冷媒が第１・２の四方弁４０・４１を通して室内機
１０内に設けられた室内熱交換器９０にそれぞれ異なる
冷媒パスラインを伝ってそれぞれ流入される場合、室内
熱交換器９０では高温高圧の気体冷媒の熱を、室内ファ
ン９０ａから送風される空気により熱交換して常温高圧
の冷媒に冷却させることにより、室内熱交換器９０を通
過する空気は暖められた空気（温風）を室内に吐出して
暖房運転を行う。

【００３５】さらに、室内熱交換器９０で液化された冷
媒は、第１・２の毛細管６０・６１および第１・２の暖
房用毛細管７０・７１を通して蒸発しやすい低温低圧の
霧状冷媒に減圧膨張されて第１・２の室外側熱交換器５
０・５１に流入され、第１・２の室外側熱交換器５０・
５１では低温低圧の霧状冷媒を第１・２の室外側ファン
５０ａ・５１ａにより送風される空気に熱交換して冷却
し、前記第１・２の室外側熱交換器５０・５１で冷却さ
れた低温低圧の気体冷媒は第１・２の四方弁４０・４１
を通して再度第１・２の圧縮機３０・３１に流入されて
第１・２の圧縮機３０・３１の圧縮作用により高温高圧
の冷媒ガスに変換されることにより、第１・２の室外機
２０・２１は図２の点線矢印方向へ冷媒サイクルを繰返
し暖房運転を行う。

【００３６】

【発明の効果】上述のように、本発明による空気調和機
によれば、１台の室内機内に設けられた室内熱交換器に
それぞれ異なる冷媒パスラインにより第１・２の２台の
室外機が、それぞれ連結されるように構成して、冷房運
転および暖房運転をそれぞれ行う構造になっているた
め、第２の室外機の冷房運転にしたがって室内熱交換器
の後側で熱交換された空気（冷風）が第１の室外機の暖
房運転にしたがって室内熱交換器の前側で熱交換された
空気（温風）と混合されて混合空気（冷風と温風が混合
された中間温度の空気）を吐出するため、冷風に含まれ
た湿気を除去して除湿効率を高められるばかりか、所定
温度２３〜２５℃を保持する除湿運転を行うことがで
き、これにより夏季における洗濯物の乾燥機能はもとよ
り、冬季における湿気除去も可能であるという効果があ
る。

【００３７】また、室内熱交換器の平板フィンは、除湿
運転時に暖房に必要な冷媒パスラインが通る前側と、冷
房に必要な冷媒パスラインが通る後側が一回の工程によ
り一体に加工されつつ、かつ相互に伝熱が最小化される
ようそれらの中央に複数のスリットが形成されているた
め、暖房と冷房用室内熱交換器を別途に製造する場合に
必要な加工費および工程数が低減できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の空気調和機の冷媒サイクル図。

【図２】 本発明による空気調和機の冷媒サイクル図。

【図３】 本発明の１台の室内熱交換器を示す分解斜視
図。

【図４】 本発明による１台の室内熱交換器の平板フィ
ンを示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 室内機 ２０・２１ 第１
・２の室外機 ９０ 室内熱交換器 ９２ 平板フィン ９２ａ 前側 ９２ｂ 後側 ９２ｃ スリット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内機に設けられた室内熱交換器と、前
   記室内熱交換器から独立された冷媒パスラインに連結さ
   れて暖房運転時に高温高圧の冷媒を循環供給する第１の
   室外機と、前記室内熱交換器から独立された冷媒パスラ
   インに連結されて冷房運転時に低温低圧の冷媒を循環供
   給する第２の室外機とを備えた空気調和機において、 前記室内熱交換器は前記第１・２の室外機のそれぞれに
   異なる冷媒パスラインが配設されて暖房または冷房運転
   中に一つに同時に切換えられる際、あるいはそれぞれ暖
   房および冷房運転に切換えられて除湿運転される際、共
   用として使用されるように一つに一体化されつつ相互異
   なる領域に仕分けられる所定位置に部分的にギャップが
   形成されたことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 前記室内熱交換器の前側と後側に暖房運
   転と冷房運転に必要なそれぞれ異なる冷媒パスラインが
   それぞれ設けられて除湿運転される場合、前側の冷媒パ
   スラインを通過する高温高圧の冷媒により発生される温
   熱と後側の冷媒パスラインを通過する低温低圧の冷媒に
   より発生される冷熱が相互に伝熱されるのを最小化する
   ように、前記室内熱交換器の前側と後側間には、複数の
   スリットが形成されたことを特徴とする請求項１に記載
   の空気調和機。
3. 【請求項３】 前記複数のスリットは、前記室内熱交換
   器を構成する複数の平板フィンの前側と後側の間の中央
   に上下方向へ所定間隔をおいてそれぞれ貫通されたこと
   を特徴とする請求項２に記載の空気調和機。