CN104487774A - 空气调节装置及空气调节装置的运转方法 - Google Patents
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Abstract
一种组合了空调器和辐射式热交换器的空气调节装置,其中,通过由辐射式热交换器促进室内空气的对流,抑制由空调器的风扇产生的送风而降低了通风感。空气调节装置(A1)具备:具有被装入冷冻循环的室外机(90)和室内机(91)的空调器(9);和辐射式热交换器(R1),其具有包含制冷剂通过的配管在内地构成的发热体(1),并在将室外机(90)和室内机相连的制冷剂通过的配管(92)上连接了构成发热体(1)的各配管。辐射式热交换器(R1),在发热体(1)的正面侧和背面侧,在与发热体(1)之间设置了空气的流动的空隙地铅直地配置了整流板,整流板具有多个辐射热通过孔。
Description
技术领域
本发明涉及空气调节装置及空气调节装置的运转方法。更详细地说,涉及在组合了空调器和辐射式热交换器的空气调节装置中,辐射式热交换器具有覆盖发热体的功能并且能够促进室内空气的对流,在不给人体带来不适的通风感的同时,能够快地进行直到获得舒适性为止的空调的启动,并在短时间内使室内空气均匀化,能够有效率地进行室内的空调。
背景技术
一般家庭或办公场所等的室内的空调,一般使用房间空调器、多联空调器等的组合式空调器来进行。另一方面,室内机与作为强制对流式的空调器不同,也使用热辐射式热交换单元,其没有由风扇产生的驱动音或风燥、不会由冷风、热风给人体带来不适的通风感。而且,也提出了将辐射式热交换器装入了空调器的冷冻循环的制冷剂回路中的空气调节装置。
作为这样的空气调节装置,例如有专利文献1记载的空气调节装置。
上述以往的空气调节装置具备制冷剂回路<10>,并具备将在室内热交换器<13>中与制冷剂进行了热交换的热风向室内供给的制热运转功能,制冷剂回路<10>由配管连接压缩机<11>、室内热交换器<13>和室外热交换器<15>,由制冷剂循环进冷冻循环。
制冷剂回路<10>具备被连接在压缩机<11>的排出侧和室内热交换器<13>之间且从制冷剂吸热而将辐射热向室内发出的辐射面板<12>,另一方面,冷冻循环的高压比制冷剂的临界压力高。由此,能够增大制冷剂的高温区域,从辐射面板<12>将更高温的辐射热向室内供给,减少室内热交换器<13>的热风量,此结果,能够减少通风感,使由辐射热产生的制热能力大幅地增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-16919号公报
发明内容
发明所要解决的课题
上述专利文献1的空气调节装置的辐射式热交换器,是叫做辐射面板的面板构造,记载了如下的三种形式:(1)与室内机分体的落地式(参照实施方式1、图2);(2)将辐射面板和室内热交换器收纳在一个室内单元内的一体型的落地式(参照实施方式2、图5、图6);及(3)将室内热交换器装入壳体中并将辐射面板埋入格栅的中央的顶棚埋入式(参照实施方式6、图18)。
在专利文献1记载的空气调节装置的情况下,这些各形式的辐射面板仅将辐射面朝向室内配置,由辐射热产生的空气的对流的发生是微小的,室内空气的搅拌主要通过将在室内热交换器中被加热的室内空气送出的风扇来实施。因此,若要在短时间内启动室内的空调、或者在短时间内使室内空气均匀化,则结果因为需要增加风扇的送风量,而且由风扇产生的送风是在局部性的,空气的搅拌效率差,也花费时间,所以不能充分地消除给人体带来不适的通风感的问题。
另外,在专利文献1中,特别是由于没有覆盖辐射面板的发热部这样的记载,所以在假设发热部面露出的情况下,在运转时,当使发热部加热时,如果利用者的手、身体接触,则也存在如下的课题:存在烫伤的可能性,是危险的。
本发明是鉴于上述的问题而做出的,其目的是提供一种如下的空气调节装置及空气调节装置的运转方法:在组合空调器和辐射式热交换器的空气调节装置中,辐射式热交换器具有覆盖发热体的功能并且促进室内空气的对流,在不给人体带来不适的通风感的同时,能够快地进行直到得到舒适性为止的空调的启动,并在短时间内使室内空气均匀化,能够有效率地进行室内的空调。
为了解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的手段如下所述。
(1)本发明的空气调节装置具有:其特征在于,具备:
空调器,其具有由配管连接压缩机、膨胀阀、流路切换阀、室内侧热交换器及室外侧热交换器并使制冷剂循环来进行冷冻循环的制冷剂回路,由风扇将在所述室内侧热交换器中与制冷剂进行了热交换的空气向室内供给;辐射式热交换器,其具有被装入该空调器的所述制冷剂回路中的发热体;和整流板,其将该辐射式热交换器的所述发热体夹在中间,在与所述发热体的表面之间设置空隙地覆盖该表面,内面成为对从所述发热体辐射的辐射热进行反射的反射面,并具有贯通内外面的用于辐射热及空气通过的辐射热通过部,由烟囱效果促进空气的对流。
(2)本发明,也可以是,将所述辐射式热交换器是将所述发热体的配管相对于所述制冷剂回路的配管串联连接而配置的。
在此情况下,空气调节装置具有空调器和辐射式热交换器,如果使其双方同时运转,则成为最简单的结构的空气调节装置。因此,例如在向已经设置在一般家庭中的空调器组合辐射式热交换器的那样的施工的情况下,能够成为最简单且廉价的手段。
(3)本发明还可以具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式。
在此情况下,例如直到使室内的空调启动,若使空调器和辐射式热交换器运转的第一运转模式下运转,空调已经开始进行,则能够与室内的空调的状况一致地适当选择最适合的运转模式,以便在仅使空调器运转的第二运转模式或仅使辐射式热交换器运转的第三运转模式下实现空调的维持等。因此,由于能够进行对于利用者来说舒适的空调,并且能够抑制过剩的温度的上升、下降等,所以也能够有助于节能。
(4)本发明,(运转模式切换组件1:6个阀类型)
也可以具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,所述运转模式切换组件具备:第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;第一阀,其被设置在该第一配管的路径中;第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;第二阀,其被设置在该第二配管的路径中;第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;第三阀,其被设置在该第三配管的路径中;第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管的比所述第二阀更靠近所述流路切换阀的位置连接;第四阀,其被设置在该第四配管的路径中;第五配管,其一端侧与比所述第二配管的所述第二阀更靠近所述流路切换阀的位置连接,另一端侧与比所述第一配管的所述第一阀更靠近所述膨胀阀的位置连接;第五阀,其被设置在该第五配管的路径中;和第六阀,其被设置在所述第二配管的位于所述第四配管和所述第三配管的连接部之间的路径中。
在此情况下,在空气调节装置中,在室内机及辐射式热交换器与室外机一起运转时,预先关闭第五阀及第六阀,并打开其他的第一阀、第二阀、第三阀及第四阀。
另外,在使室内机的运转停止、仅使辐射式热交换器运转时,预先关闭第一阀、第二阀及第六阀,并打开其他的第三阀、第四阀及第五阀。
而且,在使辐射式热交换器的运转停止、仅使室内机运转时,预先关闭第三阀、第四阀及第五阀,并打开其他的第一阀、第二阀及第六阀。
(5)本发明,(运转模式切换组件2:5个阀类型)
也可以具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,所述运转模式切换组件具备:第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管的比所述第三配管的连接部更靠近所述室内侧热交换器的位置连接;第五配管,其一端侧与所述第二配管的所述第四配管的连接部附近连接,另一端侧与所述第一配管连接;阀,其被设置在该第五配管的路径中;和阀,其被设置在所述第二配管的位于所述第四配管和所述第三配管的连接部之间的路径中,在所述第一配管和所述第二配管中的任意一方的路径中具有阀、或者在所述第三配管和所述第四配管中的任意一方的路径中具有阀。
在此情况下,在空气调节装置中,在使室内机及辐射式热交换器与室外机一起运转时,预先关闭第五配管的阀及第四配管和第三配管的连接部之间的路径中的阀,并打开第一配管和第二配管中的任意一方的配管的阀或第三配管和第四配管中的任意一方的配管的阀。
另外,在使室内机的运转停止、仅使辐射式热交换器运转时,在第一配管和第二配管中的任意一方的配管中具有阀的情况下,预先关闭该阀及第四配管和第三配管的连接部之间的路径中的阀,在第三配管和第四配管中的任意一方的配管中具有阀的情况下,预先打开该阀及第五配管的阀。
而且,在使辐射式热交换器的运转停止、仅使室内机运转时,在第三配管和第四配管中的任意一方的配管中具有阀的情况下,预先关闭该阀及第五配管的阀,在第一配管和第二配管中的任意一方的配管中具有阀的情况下,预先打开该阀及第四配管和第三配管的连接部之间的路径中的阀。
(6)本发明,(运转模式切换组件3:4个阀类型)
也可以具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,所述运转模式切换组件具备:第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管的比所述第三配管的连接部更靠近所述室内侧热交换器的位置连接;第五配管,其一端侧与所述第二配管的所述第四配管的连接部附近连接,另一端侧与所述第一配管连接;阀,其被设置在该第五配管的路径中;和阀,其被设置在所述第二配管的位于所述第四配管和所述第三配管的连接部之间的路径中,在所述第一配管和所述第二配管中的任意一方的路径中具有阀,并且在所述第三配管和所述第四配管中的任意一方的路径中具有阀。
在此情况下,在空气调节装置中,在使室内机及辐射式热交换器与室外机一起运转时,预先关闭第五配管的阀及第四配管和第三配管的连接部之间的路径中的阀,并打开第一配管和第二配管中的任意一方的配管的阀或第三配管和第四配管中的任意一方的配管的阀。
另外,在使室内机的运转停止、仅使辐射式热交换器运转时,预先关闭第一配管和第二配管中的任意一方的配管的阀及第四配管和第三配管的连接部之间的路径中的阀,并打开第三配管和第四配管中的任意一方的配管的阀及第五配管的阀。
而且,在使辐射式热交换器的运转停止、仅使室内机运转时,预先关闭第三配管和第四配管中的任意一方的配管的阀及第五配管的阀,并打开第一配管和第二配管中的任意一方的配管的阀及第四配管和第三配管的连接部之间的路径中的阀。
(7)本发明,(运转模式切换组件4:1个阀类型)
也可以具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,所述运转模式切换组件具备:第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;第三配管,其一端侧与所述第二配管以分支的方式连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管以分支的方式连接;阀,其被设置在所述第二配管的、所述第三配管的连接部和所述第四配管的连接部之间的路径中,使所述第三配管、所述发热体的配管及所述第四配管加在一起的路径的长度,形成得比所述第三配管的连接部和所述第四配管的连接部之间的路径的长度长。
在此情况下,在使室内机及辐射式热交换器与室外机一起运转时,关闭第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径中的阀。
另外,在使辐射式热交换器的运转停止、仅使室内机运转时,打开第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径中的阀。由此,通过第二配管的制冷剂不通过比从第二配管分支的第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径长的第三配管、发热体的配管及第四配管,而通过路径短的一侧的、第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径。
而且,在使室内机的运转停止、仅使辐射式热交换器运转时,在关闭了第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径中的阀的状态下,使空调器的室内机的风扇停止。由此,室内机不能仅通过制冷剂向室内侧热交换器的配管通过来进行空调,实质上仅辐射式热交换器运转。
(8)本发明,(运转模式切换组件5:2个或3个阀类型)
也可以具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,所述运转模式切换组件具备:第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与第二配管连接;阀,其被设置在所述第二配管的、所述第三配管的连接部和所述第四配管的连接部之间的路径中;和阀,其被设置在所述第三配管或所述第四配管中的任意一方或双方的路径中。
在此情况下,室内机及辐射式热交换器与室外机一起运转时,关闭第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径中的阀,并打开第三配管或第四配管中的任意一方或双方的路径中的阀。
另外,在使辐射式热交换器的运转停止、仅使室内机运转时,打开第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径中的阀,并关闭第三配管或第四配管中的任意一方或双方的路径中的阀。由此,制冷剂通过第二配管,不通过第三配管、发热体的配管及第四配管。
而且,在使室内机的运转停止、仅使辐射式热交换器运转时,在关闭第三配管的连接部和第四配管的连接部之间的路径中的阀、并打开第三配管或第四配管中的任意一方或双方的路径中的阀的状态下,使空调器的室内机的风扇停止。由此,室内机不能仅通过制冷剂向室内侧热交换器的配管流动来进行空调,实质上仅辐射式热交换器运转。
(9)本发明,所述发热体具有多个配管,该各配管与构成所述制冷剂回路的配管并列地连接,制冷剂的流通方向是上下方向,在制冷时气液二相制冷剂从发热体的配管的上侧向下侧通过,在制热时气相制冷剂从发热体的配管的下侧向上侧通过。
在此情况下,在制冷时,由于通常上方的顶棚附近的温度高,用于再气化的热能量大,所以将制冷剂从发热体的上侧导入配管并向下侧通过,由此,热效率变好。此外,在气液二相制冷剂被引导至配管而一边吸收热量一边由重力的作用在配管中向下移动的过程中,效率良好地被进行热交换而变化成气相制冷剂,气相制冷剂被引导至室外机。另外,在并列型中,能够与导入配管相比增大上部集管等的截面,以便将被导入的制冷剂均匀地分配到分支的多个配管中。在此情况下,由于上部集管等具有大的截面(空间),所以在制冷剂进入上部集管等时,因为压力被释放,所以再气化被促进。
另外,在制热时,通常下方的地板面附近的温度变低,为了散热而进行制热,从温度差大的下部导入的一方的热交换效率变好。也就是说,气相制冷剂被引导至从下部集管等分支的配管,一边冷凝并散热一边在配管中向上移动。此时,因为制冷剂是气相,所以重力几乎不作用于制冷剂,能够向上方顺畅地移动。另外,在发热体中,由散热产生的热交换效率良好地进行,制冷剂通过冷凝,一部分变化成液相制冷剂,成为气液二相制冷剂而被引导至室内机。而且,制冷剂在空调器的室内机中进一步冷凝而散热,制冷剂被引导至室外机。
(10)本发明,所述发热体的配管是与构成所述制冷剂回路的配管串联地连接的制冷剂的流通方向为上下方向的蛇管状。
在此情况下,与配管为并列型的发热体不同,没有与在制热时使高温高压的气相制冷剂从配管的下侧上侧通过、在制冷时使气液二相制冷剂从配管的上侧向下侧通过时同样的优势性,但由于也可以将制冷剂从配管的上下任意一侧向另一侧通过,所以配管的自由度高。另外,在制冷剂在配管内上下地反复移动的过程中,气液二相制冷剂的由重力作用产生的下方移动和气相制冷剂的在不施加重力的状态下的上方移动交替地反复进行,制冷剂的流通顺畅地进行,作为蒸发器的热交换也顺畅地进行。
(11)本发明,所述发热体的配管是与构成所述制冷剂回路的配管串联地连接的制冷剂的流通方向为水平方向的蛇管状,在制冷时气液二相制冷剂从发热体的配管的上侧向下侧通过,在制热时气相制冷剂从发热体的配管的下侧向上侧通过。
在此情况下,辐射式热交换器,如上所述,发热体具有多个配管,配管与构成制冷剂回路的配管并列地连接,制冷剂的流通方向是上下方向,但具有与在制热时将高温高压的气相制冷剂从配管的下侧向上侧通过、在制冷时将气液二相制冷剂从配管的上侧向下侧通过时同样的上述的那样的作用及优势性。
(12)本发明,在所述各整流板的两侧端部配置了连接所述各整流板的端部件而形成了上部和下部开口的筒状体,并由该筒状体内包所述发热体。
在此情况下,由于在各整流板的两侧端部具有端部件,所以通过各整流板之间的空气的流动成为更整齐的流动,烟囱效果更有效果地发挥作用。
(13)本发明,所述空调器是具有相对于所述室外侧热交换器一台将配管并列地连接的多个室内侧热交换器的多联空调器,使所述辐射式热交换器与所述多个室内侧热交换器的各自对应地设置一个或多个。
在此情况下,由于能够使多个室内侧热交换器由具有室外侧热交换器的一台室外机中运转,所以能够进行有效率的运转,特别是对于具有多个房间的大厦等中的各房间(各室)的空调是有用的。
(14)本发明,所述空调器是对所述压缩机进行变频控制的变频空调器。
在此情况下,由于能够多级或无级地调节压缩机的输出,所以能够进行制冷及制热的更细的控制,舒适性提高。另外,由于对于空调器和辐射式热交换器运转时的电力消费,也能够进行更细的控制,所以还有助于节能。
(15)本发明,所述发热体的配管是在内部具有在长度方向并行的多个流路的扁平管或在内面上具有在长度方向并行的多个条部的管。
在此情况下,扁平管由于成为如下的构造:一边充分地确保进行热交换的配管的外表面的面积,一边将各流路细分化成多个,各流路的位置分别接近外表面,所以和流路的中心部分的位置与外表面稍远的圆管等相比较,能够进行效率更好的热交换。另外,具有多个条部的管,由于与配管的内面的面积简单的管相比变大,所以能够进行效率更好的热交换。
(16)本发明,在所述发热体的上方侧或下方侧、或者上方侧及下方侧,配置了以相对于所述整流板的内侧的所述空隙进行出入的空气顺畅地流动的方式进行引导的通气引导部件。
在此情况下,由于能够由通气引导部件使各整流板的由烟囱效果产生的空气的流动更顺畅,所以能够对由辐射式热交换器使在室内进行对流的空气的流量增大的情况做出贡献。
(17)本发明,在所述发热体的表面上,实施了从滚花加工、铝阳极氧化加工、散热用涂层、远红外线放出用涂层及具有除臭功能、抗菌功能或挥发性有机化合物的吸附分解功能的涂层中选择的一个或多个加工或涂层。
在此情况下,通过实施滚花加工、铝阳极氧化加工、散热用涂层,能够使发热体的散热性提高,更效率良好地进行发热体中的热交换。若实施远红外线放出用涂层,则从发热体放出的远红外线与辐射热相辅相成地有效率地进行室内的温度调节。另外,通过实施具有除臭功能、抗菌功能或挥发性有机化合物的吸附分解功能的涂层,根据它们的功能性,辐射式热交换器的维护变得更简单,能够舒适地使用。
(18)本发明,在所述整流板的表面上显示广告或艺术图像。
在此情况下,能够将具有作为发热体的罩的功能的整流板作为广告面板、标记活用。即,辐射式热交换器,由于也是在设置的室内空间中露出得大的形态,存在感更大,所以在显示广告的情况下,能够具有作为更有效果的广告的功能。另外,在显示艺术图像的情况下,能够由艺术图像制作华丽的空间、利用者安然的空间等,将室内展示成各种各样。
(19)本发明的空气调节装置的运转方法是如下空气调节装置的运转方法,该空气调节装置具备:空调器,其具有由配管连接压缩机、膨胀阀、流路切换阀、室内侧热交换器及室外侧热交换器并使制冷剂循环来进行冷冻循环的制冷剂回路,由风扇将在所述室内侧热交换器中与制冷剂进行了热交换的空气向室内供给;辐射式热交换器,其具有被装入该空调器的所述制冷剂回路中的发热体;整流板,其将该辐射式热交换器的所述发热体夹在中间,在与所述发热体的表面之间设置空隙地覆盖该表面,内面成为对从所述发热体辐射的辐射热进行反射的反射面,并具有贯通内外面的用于辐射热及空气通过的辐射热通过部,由烟囱效果促进空气的对流;和运转模式切换组件,其将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,在所述空气调节装置中,当在所述第一运转模式下使所述空调器和所述辐射式热交换器运转时,使所述空调器的所述风扇停止,实质上仅进行所述辐射式热交换器的运转。
辐射热通过部的构造,只要辐射热(也称为放射热)及空气能够通过,则不特别地限定。例如,也可以如形成在穿孔金属上的孔的那样地是多个孔(穴),也可以是多个细的狭缝。另外,孔、狭缝的形状不特别地限定,例如也可以是圆形、椭圆形、各种多边形等。孔、狭缝也可以分别作为贯通孔相连,也可以不相连而分开地形成。而且,孔、狭缝的大小不特别地限定,但例如优选为手指进不去的大小,以便利用者不能与发热体误接触或故意地接触。此外,在本说明书及权利要求书中,“辐射”的用语能够置换成“放射”。
发热体的构造,例如是将使供制冷剂通过的配管配置成平板状的构造,或者将使制冷剂通过的配管配置成圆筒状的构造等。另外,处于发热体的侧方周围的整流板的形状也不特别地限定,例如圆管状、方管状、平板状或曲板状等,与发热体的构造一致地适当形成。
在本说明书及权利要求书中所说的“烟囱效果”的用语是以如下的意思使用的:通过将整流板形成为筒状而覆盖发热体的侧部的全部,除了空隙内的空气的流速增加的效果以外,还包括例如将整流板配置在发热体的表里侧等,由将发热体的侧部的一部分覆盖产生的同等的效果。
在本说明书及权利要求书中所说的“艺术图像”的用语,例如除了标记(记号、告示)、各种设计以外,还包括绘画、照片等各种艺术性的表现的意思在内。此外,广告和艺术图像优选为由印刷或手绘等进行的平面的表现。
(作用)
对本发明的空气调节装置的作用进行说明。
辐射式热交换器,通过由整流板产生的烟囱效果,在沿着发热体的空隙内的空气的流动(包括作为设置辐射式热交换器的室内空气的整体的循环(对流)的一部分的意思在内)被促进。另外,由于整流板具有贯通内外面的辐射热通过部,所以如果空气沿着发热体在空隙内以快的速度流动,则空隙内的压力降低,(根据伯努利的定理)空气从辐射热通过部被取入空隙内,通过整流板的内侧的空隙的空气的流量增大,室内空气的对流进一步被促进。
此外,辐射式热交换器,由于具有由整流板产生的烟囱效果及作为保护利用者不受发热体的热、结露水影响的罩的功能,同时,从发热体辐射的辐射热通过辐射热通过部直接向外部辐射,所以能够与通过整流板带热而产生的辐射热相辅相成,进行与未具有整流板的情况同等或几乎不变的有效率的热辐射。
也就是说,由于能够将从发热体辐射的热效率良好地向室内辐射而利用于空调,所以由上述良好的室内空气的对流产生的热的移动和辐射热相辅相成,能够使室内的空调均匀化,空调的启动快。即,直到空调达到舒适的状态的时间比较短。另外,室内空气的对流是良好的,由此,因为室内侧热交换器的风扇的送风量不是那么需要,或使风扇不动作也可,所以使人感到的通风感减少或消失。
另外,由于通过在整流板上设置辐射热通过部,如上所述,室内空气的对流进一步被促进,所以由发热体产生的热交换更顺畅地效率良好地进行,例如难以引起制冷时的发热体的冻结、制热时的过热。以下,关于作用详细地进行说明。
首先,在进行室内的制热的情况下,发热体附近的空气由传导热、辐射热加热,产生沿着发热体从下向上方向的空气的流动。由此,例如外部的空气从辐射式热交换器和地板面的间隙等流入各整流板的内侧的空隙,一边在各空隙中上升一边由发热体进一步加热,由此,所述空气的流动被继续。另外,由通过在与发热体之间设置空气的流动的空隙地配置整流板产生的所谓的烟囱效果,流动的空气的流量变大。
在发热体和整流板之间的空隙中上升的被加热的空气,例如从辐射式热交换器的上端和顶棚面之间的间隙向外部排出。被排出的空气由烟囱效果流速也增大,沿着顶棚面到达至从辐射式热交换器离开了相当远的位置。另外,空气伴随此移动与室内空气及顶棚面进行热交换,被冷却并下降而向地板面侧移动。而且,从辐射式热交换器的下部进入空隙内,由发热体加热并上升。像这样,室内空气一边由发热体加热一边在室内整体中循环对流。
另一方面,从发热体放出的辐射热,其一部分通过形成在各整流板上的各辐射热通过部,向整流板外侧的室内移动。此外,辐射热通过辐射热通过部的比例依赖于辐射热通过部的开口率。像这样,若辐射热向利用者传播,则利用者能够直接感到温暖。另外,辐射热被有效地利用于加热墙壁、顶棚、地板面等,室内空气由温暖的墙壁、顶棚、地板面等间接地加热。
另外,辐射热中的不能通过各辐射热通过部的辐射热,由各整流板的内面侧的反射面反射,进一步在与发热体、其他的整流板的反射面之间引起漫反射。由此,辐射热的一部分通过各辐射热通过部向室内放出,一部分从由各整流板形成的上下开口部向室内放出。而且,一部分加热各整流板而使温度上升,来自各整流板的向外方向的辐射热被放出到室内。
像这样,根据辐射式热交换器,在进行室内的制热的情况下,能够一边反复所述辐射热的反射、放出,一边将室内由辐射热与由空气的对流移动的热一起良好地加热,有效果地进行室内整体的空调。另外,由此,能够减少空调器的室内侧热交换器的风扇的送风量或使风扇停止,结果,利用者感到的由来自风扇的送风产生的通风感被抑制或使通风感消失。
另外,在进行室内的制冷的情况下,与进行上述制热的情况不同,为了使空气由发热体冷却,沿着发热体及各整流板的空气的流动成为从上向下方向,被冷却的空气的流动成为与上述制热的情况大致相反的方向,但能够有效果地进行室内整体的空调这一点、能够抑制利用者感到的由来自风扇的送风产生的通风感这一点等,具有与上述制热的情况同样的作用。
而且,根据将发热体内置于各整流板的内侧的结构,不能用手直接接触发热体。因此,在由气相制冷剂等进行的制热时,有时发热体成为高温,但由于利用者也不会误接触发热体,所以对于利用者来说是安全的。另外,在制冷时,不会用手接触冷凝于发热体表面的结露水,是卫生的,利用者的衣服等也不会不经意地由结露水润湿。而且,由于在发热体自身上几乎不会受到外力,所以能够防止发热体因来自外侧的压力、冲击而变形或损坏。
因此,由于对抗外力的强度也那么不需要,只要是至少具有能够耐流体的压力的强度的构造即可,所以作为发热体的原材料能够采用强度低且轻的原材料等,作为发热体使用的原材料的选项宽。另外,也能够降低误撞击发热体并受伤这样的危险性。
另外,在利用液相制冷剂、制冷剂气体的情况下,因为成为高压力,所以也可以利用耐压性高、传导性好的结构、例如在铜或铝制等的金属制的制冷剂管、精密扁平管的表面上实施了热放射率高的加工的结构。上述合成树脂管、碳纤维管的发热体,因为分别比较轻,所以能够进行装置的轻量化。
由此,能够减轻设置施工时的原料的搬入作业、组装作业的负担,抑制设置施工的成本。另外,通过装置的轻量化,例如地震时的变形应力等变小,用于对其进行支承的加强施工等也可以是必要最小限度。像这样,设置中的各种各样的制约被减少,设置后的由地震等产生的装置的翻倒的风险等被降低。因此,也有助于利用者的安全。
设置了具有这样的作用的辐射式热交换器的空气调节装置,因为辐射式热交换器是将制冷剂直接向发热体通过的构造,所以起动快,能够在短时间内得到热辐射效果,除此以外,通过利用空调器的控制,能够容易地控制室温的调整。由此,不需要辐射式热交换器专用的用于空气的温度调整的回路结构,能够削减系统的成本。
即,在制热时,因为由冷冻循环在压缩机中成为高温高压的气相制冷剂首先被供给到辐射式热交换器,所以发热体的温度在比较短的时间内达到制冷剂的温度,例如放出60℃至80℃左右的与发热体的面温度相应的辐射热。
来自此辐射式热交换器的辐射热,由于能够如上所述地直接作用于利用者的体感,所以通过与空调器组合,与由空调器单体进行制热的情况相比较,直到获得舒适性的空调的启动快。另外,由于通过辐射热直接传播到地板面、墙壁、顶棚、人体,从利用者的脚下得到温暖,即使低地设定温度,也感到温暖,所以也能够对节能做出贡献。然后,气相状态的制冷剂被送到成为空调器的冷凝器的室内机,室内机进行制热。
另外,在制冷时,由冷冻循环使在室外机的室外侧热交换器中液化并发热的液相制冷剂在膨胀阀中减压,将由此产生的低温的气液二相状态的制冷剂首先供给到空调器的室内机,使室内机作为蒸发器发挥作用,夺取空气的热来进行制冷。而且,将气液二相状态的制冷剂送向辐射式热交换器,使辐射式热交换器的发热体作为蒸发器发挥作用,由来自发热体的冷能的辐射来进行辐射制冷。
像这样,在制冷运转中,例如能够进行一边将空调器控制成优势,一边使空调器和辐射式热交换器的双方运转的所谓的混合运转,能够改善以往的那样的仅由辐射面板(辐射式热交换器)进行空调的情况下的那样的空调的启动的缓慢。另外,由于通过之后的辐射热(冷热)的作用,地板、墙壁、顶棚的温度逐渐降低,它们协同地作用于利用者的体感,所以即使使空调器成为弱的运转,也能够得到舒适性。
另外,在制冷时,能够改善冷冻循环中的辐射制冷的运转中的课题。即,因为空气调节装置始终将空调器的室内机作为蒸发器,由室内空气的热加温而成为一部分液相的气液二相的制冷剂,例如是7℃至15℃左右,使此制冷剂向辐射式热交换器的发热体通过,所以发热体不会冻结。而且,因为通过被加温,制冷剂的蒸发被促进,所以气化充分地进行,由此成为升压的气相制冷剂而被导入压缩机,所以能够减轻施加于压缩机的负荷,对延长压缩机的寿命做出贡献,也对节能做出贡献。
而且,由于由辐射式热交换器发挥无风、无声的制冷制热的功能,与室内空气的对流被促进的量相应地,墙壁、地板、顶棚的温度不均被减小,即使降低由室内机的风扇产生的风量,也能够充分地获得舒适性,所以能够抑制由来自空调器的室内机的大风量产生的不适的通风感。由此,能够对抑制室内机的风扇的运转的情况做出贡献,能够风扇的马达的寿命延长,进而延长室内机的寿命。
此外,空气调节装置,由于是在空调器的冷冻循环中装入了设置于室内的辐射式热交换器的所谓的混合型的空气调节装置,所以通过空调器的室内温度控制程序等的利用,即,使用了遥控器的通常的空调器的操作,例如能够进行除湿运转、过滤功能等的空气清洁功能或加湿功能等的多功能的空调器的运转控制,和辐射式热交换器的运转控制。而且,在负荷少的节能运转中,也可以使制冷剂不经由空调器的室内机,仅经由室外机和辐射式热交换器,此时,也能够将室内机仅使用于感知室内空气的温度而控制室外机的功能。
发明的效果
本发明能够提供一种空气调节装置及空气调节装置的运转方法,在组合了空调器和辐射式热交换器的空气调节装置中,辐射式热交换器具有覆盖发热体的功能,并且能够促进室内空气的对流,不会给人体带来不适的通风感,同时,能够使直到获得舒适性为止的空调的启动变快,在短时间使室内空气均匀化,能够有效率地进行室内的空调。
附图说明
图1是表示本发明的空气调节装置的第一实施方式的概要说明图。
图2是图1的空气调节装置的框图。
图3表示图1的空气调节装置,(a)是制热时的框图,(b)是制冷时的框图。
图4表示辐射式热交换器的第一实施方式,(a)是主视图,(b)是(a)中的A-A剖视图。
图5是拆下了图4所示的辐射式热交换器的正面侧和背面侧的整流板的状态的正面观察说明图。
图6表示辐射式热交换器的构造,(a)是图4(a)中的B-B线放大剖视图,(b)是铅直管的放大横剖视图,(c)是表示发热体的配管的其他的例子的剖视图。
图7是表示本发明的空气调节装置的第二实施方式的概要说明图。
图8表示辐射式热交换器的第二实施方式,(a)是将正面侧的整流板局部切掉一部分的正面观察说明图,(b)是(a)中的C-C剖视图。
图9表示辐射式热交换器的第三实施方式,(a)是将正面侧的整流板一部分切掉的正面观察说明图,(b)是(a)中的D-D剖视图。
图10表示辐射式热交换器的第四实施方式,(a)是将正面侧的整流板局部切掉一部分的正面观察说明图,(b)是(a)中的E-E剖视图。
图11表示辐射式热交换器的构造,(a)是图10(a)中的F-F线放大剖视图,(b)是铅直管的放大横剖视图。
图12表示辐射式热交换器的第五实施方式,表示在发热体的上部和下部配置了通气引导部件的情况下的空气的流动,(a)是制热时的说明图,(b)是制冷时的说明图。
图13表示辐射式热交换器的其他的实施方式,是表示在整流板的面上显示广告文字的例子的说明图。
图14是表示本发明的空气调节装置的第三实施方式的概要说明图。
图15是表示本发明的空气调节装置的第四实施方式的概要说明图。
图16是表示本发明的空气调节装置的第五实施方式的概要说明图。
图17是表示本发明的空气调节装置的第六实施方式的概要说明图。
图18是表示仅使空气调节装置的空调器运转的情况及空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的室温变化的坐标图。
图19是表示仅使空气调节装置的大厦多联空调器的运转的情况及大厦多联空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的室温变化的坐标图。
图20是表示仅使空气调节装置的空调器运转的情况及使空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的消费电力的变化的坐标图。
图21是表示仅使空气调节装置的大厦多联空调器运转的情况下及大厦多联空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的消费电力的变化的坐标图。
具体实施方式
用于实施发明的方式
基于附图所示的实施方式详细地说明本发明。
参照图1、图2及图3。在图1中,为了方便,作为辐射式热交换器R1仅表示了发热体1。在图3中,为了图示的方便,将下述配管92、92a、92b、92c作为配管92统一表示,并省略了阀V1~V6。
此外,在图1中的附图标记中,EX1表示“制冷运转时的制冷剂气体的流动”,EX2表示“制热运转时的制冷剂气体的流动”。对此,图14、图15、图16及图17也同样。另外,在图2中的附图标记中,EX3表示“风扇ON/OFF信号”,EX4表示“阀开闭信号”。而且,在图3中的附图标记中,EX5表示“冷气”,EX6表示“暖气”。
空气调节装置A1具备:空调器9,其具有被装入了冷冻循环的制冷剂回路中的室外机90和室内机91;和辐射式热交换器R1,其与将室外机90和室内机91相连的配管92、98上连接了发热体1的配管。
空调器9是具有制冷制热功能并在一般家庭中使用的那样的公知的房间空调器。空调器9也可以是对压缩机94进行变频控制的变频空调器,也可以是不进行变频控制的非变频空调器。此外,关于采用了变频空调器的一方能够进行更有效率的空调、也有助于节能这一点在后面叙述。
如图2、图3所示,空调器9的室外机90具有作为蒸发器或冷凝器发挥功能的室外侧热交换器93,并且具有压缩机94、流路切换阀即四通切换阀95及膨胀阀96。风扇930是室外侧热交换器93用的风扇。
另外,室内机91具有室内侧热交换器97,室内侧热交换器97在室外侧热交换器93作为蒸发器发挥功能时作为冷凝器发挥功能,在室外侧热交换器93作为冷凝器发挥功能时作为蒸发器发挥功能。风扇970是室内侧热交换器97用的风扇。
而且,辐射式热交换器R1,连接下述发热体1并被装入从四通切换阀95连接到室内侧热交换器97的制冷剂通过的第二配管92中,详细地说是在制热时(参照图3(a))在压缩机94中成为高温高压的气相制冷剂朝向室内侧热交换器97流通的配管92的路径中。
第一配管即配管98,是在制冷时将在膨胀阀96中膨胀的气相制冷剂向室内侧热交换器97输送的配管。此外,辐射式热交换器R1在本实施方式中设置了一台,但也可以串联或并列地连接设置多台(参照图7)。
另外,如图1所示,在配管92上,连接了第三配管即配管92a的一端侧,第三配管即配管92a的另一端侧与下述发热体1的下部集管11相连。在配管92a的路径中,设置了第三阀即阀V3。在发热体1的上部集管10上,连接了第四配管即配管92b的一端侧,配管92b的另一端侧在配管92的路径中被连接在比配管92a的连接部更靠近室内机91的位置。另外,配管92和配管98在配管92b的连接位置由第五配管即配管92c连接。在配管92b的路径中设置了第四阀即阀V4,在配管92c的路径中设置了第五阀即阀V5。
另外,在配管92的路径中,在配管92a的连接部和配管92b的连接部之间,设置了第六阀即阀V6。而且,在配管92和配管98中,在配管92c的连接部和室内机91之间,在配管98上设置了第一阀即阀V1,在配管92上设置了第二阀即阀V2。
控制部99具有温度传感器S,温度传感器S被配置在室内的规定的测定点。从控制部99分别经信号路径(在图2中由虚线表示)将阀开闭信号向各阀V1、V2、V3、V4、V5及V6发送。另外,从控制部99经信号路径将风扇970的ON/OFF信号向室内侧热交换器97的风扇970发送。
以下,关于与空调器9连接而被装入空气调节装置A1的辐射式热交换器R1详细地进行说明。主要参照图4至图6。
辐射式热交换器R1具备:在上下方向(铅直方向)配置的发热体1;支承发热体1的装饰框架2、2a;和正面侧(在图4(a)中是近前侧,在图4(b)中是左侧)的整流板3、3a、3b及背面侧的整流板4、4a、4b,该正面侧的整流板3、3a、3b及背面侧的整流板4、4a、4b,在发热体1的表里两侧,在与发热体1之间如后面说明的那样设置所需的空隙39、49,在上下方向配置。
发热体1被固定在木制的装饰框架2、2a的内侧。装饰框架2、2a构成了端部件,在左右隔开所需间隔地相互平行,且在铅直方向配置。在装饰框架2、2a的下端部的内面侧,固定了用于向地板面5固定的L板状的下部固定用部件20、21。此外,装饰框架2、2a的材料不限于木材,例如也可以采用合成树脂、铝等的金属。
另外,在装饰框架2、2a的上端部的内面侧,固定了用于向顶棚面6固定的L板状的上部固定用部件22、23。与地板面5相接的下部固定用部件20、21的水平部(附图标记省略)与装饰框架2、2a的下端齐平,与顶棚面6相接的上部固定用部件22、23的水平部(附图标记省略)处于比装饰框架2、2a的上端稍高的位置。
在装饰框架2、2a之间,使用了铝、铜等的金属制的发热体1将上部集管10的两端由安装件24、25固定地安装在装饰框架2、2a的内面上。在装饰框架2、2a间的上下方向的中间部,在水平方向固定了加强部件26,对装饰框架2、2a的作为框体的强度进行了加强。此外,加强部件26一并具有将发热体1的下述各铅直管12的间隔固定的功能。
发热体1具有:上部集管10;和与上部集管10向下方隔开所需的间隔地平行地配置的下部集管11。上部集管10和下部集管11的两端分别气密及液密地被进行了封闭。
配置上部集管10的高度,如图5所示,被设定在比装饰框架2、2a的上端稍低的位置。另外,配置下部集管11的高度,被设定在比装饰框架2、2a的下端高的位置。
上部集管10和下部集管11由以所需间隔相互平行地设置的多个铅直管12连接,上部集管10、下部集管11及各铅直管12连通。如各铅直管12,图6(b)所示,是在内部具有在长度方向并行的多个流路120的金属制的扁平管。铅直管12充分确保进行热交换的外表面的面积,同时,各流路120被细分化成多个。由此,由于成为各流路120的位置分别接近外表面的构造,所以能够进行效率良好的热交换。
在上部集管10的图5中在右侧端部,朝向上方的在铅直方向连接了与上述配管92连接的给排管13。另外,在下部集管11的图5中在左侧端部,朝向上方地在铅直方向连接了与配管92连接的给排管14。给排管13、14的上端部都延长到比上部固定用部件22、23的水平部稍下方的位置,给排管14被连接在配管92a上,给排管13被连接在配管92b上。根据此构造,在发热体1的各铅直管12中,在制冷时气液二相制冷剂从上侧向下侧通过,在制热时气相制冷剂从下侧向上侧通过。
此外,在上部集管10和下部集管11及各铅直管12的表面上,实施了用于提高散热性的散热用涂层。在发热体1的表面上,除此以外还可以实施滚花加工、铝阳极氧化加工、有助于散热用涂层等的散热性的加工、涂层。另外,还可以实施有助于远红外线的放出的有助于远红外线的放出的涂层或者具有除臭功能、抗菌功能或挥发性有机化合物的吸附分解功能的涂层。它们既可以单独使用,也可以组合多个地使用。另外,在下部集管11的稍下方,上方开放的排水槽形状的集水部件即排水盘15将两端部固定在装饰框架2、2a之间地配置。在排水盘15的底部的一端侧连接了排水管16。在制冷时,结露在发热体1的表面上的结露水向排水盘15滴下,并适当地通过排水管16进行收集并处理。
在装饰框架2、2a的正面侧,可自由拆装地安装了整流板3、3a、3b,在背面侧,同样地可自由拆装地安装了整流板4、4a、4b。整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b,例如是将形成在两侧缘部的弯曲部的多个槽挂于形成在上述装饰框架2、2a的正面侧和背面侧的内面上的销上安装的构造,但也可以采用其他的公知安装手段。
整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b,其分别作为一组安装成上下三段,作为各组整体是能够堵塞装饰框架2、2a之间的全宽及全高的大致整体的大小的长方形状。在上述发热体1和整流板3、3a、3b之间及发热体1和整流板4、4a、4b之间,形成了空气的流动通的空隙39、49。此外,最下部的整流板3b、4b形成得比其他的整流板3、3a、4、4a小,通过拆下它们,能够进行排水盘15的维护。
另外,整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b是铝制的冲孔金属(或冲孔板),其在除了周缘部的一部分以外的大致整个面上形成了辐射热通过部即贯通表里面的多个辐射热通过孔30、40(参考图8)。整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b的内面成为反射辐射热的反射面31、41。整流板3、3a、3b的各辐射热通过孔30及整流板4、4a、4b的各辐射热通过孔40的开口率在本实施方式中被设定成50%。
辐射热通过孔,例如也可以仅形成在一侧的整流板3、3a、3b上,而不形成在另一侧的整流板4、4a、4b上,也可以仅形成在上述各整流板3、3a、3b、4、4a、4b中的任意的整流板上。
在前者的情况下,能够从整流板4、4a、4b加强来自整流板3、3a、3b的辐射热,即使在使辐射式热交换器R1位于墙壁面附近的情况下,通过使辐射热弱的整流板4、4a、4b侧朝向墙壁,能够减小热对于墙壁面的影响。
此外,辐射热通过孔30、40的排列、个数、孔的形状、开口率,不特别地限定,能够由多样的设计适当地设定。在本实施方式中,在反射面31、41上,为了促进辐射热的漫反射而实施压花加工形成了细小的凹凸。另外,整流板3、3a和整流板4、4a由于由铝形成,所以传热效果优良,与空气的热交换效率进一步提高。
另外,例如在接近排水盘15的上述整流板3b、4b的内面上实施具有除臭功能、抗菌功能或挥发性有机化合物(VOC:volatile organiccompounds)的吸附分解功能等的涂层,也能够实现室内空气清洁化。这样的涂层,也能够实施于辐射式热交换器R1的其他的部分,例如发热体1、整流板3、3a、整流板4、4a的表面。
整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b,整体的周缘部从发热体1的周缘鼓出,在正面观察及背面观察具有比发热体1宽的面。整流板3和整流板4的上端被设定成与装饰框架2、2a的上端齐平,整流板3b和整流板4b的下端被设定在比装饰框架2、2a的下端稍上方的位置。
正面侧的整流板3、3a、3b背面侧的整流板4、4a、4b及它们的宽度方向两端侧的装饰框架2、2a成为一体,由此,成为在上端部具有上部开口部27,在下端部具有下部开口部28的稍扁平的四角筒体。像这样,包围发热体1的构造体成为筒体,由此,成为促进室内空气的对流的烟囱效果更优良的构造。
此外,通过将整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b的大小及安装位置如上述的那样设定,如图4(a)、(b)所示,在将辐射式热交换器R1固定在地板面5和顶棚面6上时,在地板面5和整流板3b及整流板4b的下端之间形成下部间隙50,在顶棚面6和整流板3及整流板4的上端之间形成上部间隙60。
(作用)
参照图1至图6说明具备辐射式热交换器R1的空气调节装置A1的作用。
在空气调节装置A1中,在使室内机91及辐射式热交换器R1与室外机90一起运转时,通过控制部99的控制,预先关闭上述阀V5、V6,并打开其他的阀V1、V2、V3、V4。
另外,停止室内机91的运转,而使辐射式热交换器R1运转时,关闭上述阀V1、V2、V6,并打开其他的阀V3、V4、V5。
而且,若预先关闭阀V3、V4、V5并打开其他的阀V1、V2、V6,则也能够停止辐射式热交换器R1的运转,而仅使室内机91运转。另外,各阀V1~V6的操作既能够通过控制部99由自动控制进行,也能够通过手动进行。
此外,关于作为运转模式切换组件的配管和阀结构的其他的变化在后面叙述。
(辐射式热交换器R1的作用)
空气调节装置A1的辐射式热交换器R1,在从墙壁面8稍离开的位置,由下部固定用部件20、21固定在地板面5上,并由上部固定用部件22、23固定在顶棚面6上而设置在室内。
辐射式热交换器R1的发热体1的给排管14和给排管13,如图1所示,被连接在与配管92相连的配管92a、92b上。
在由辐射式热交换器R1进行室内的制热的情况下,高温的气相制冷剂从给排管14被供给到发热体1,由此,发热体1被加热。此时,由于气相制冷剂从各铅直管12的下侧向上侧通过(参照图5),首先将温度更低、与上方温度差大的室内下方的地板面5附近的空气加热,所以能够热交换效率良好地进行有效果的制热。另外,气相制冷剂被引导至从下部集管11分支的各铅直管12,在凝并散热的同时向上移动。此时,由于制冷剂是气相,所以重力几乎不作用于制冷剂,能够向上方顺畅地移动。
另外,由发热体1的散热产生的与空气的热交换也有效率地进行,制冷剂通过冷凝,一部分向液相制冷剂变化,成为气液二相制冷剂并被引导至室内机91。而且,制冷剂在室内机91的室内侧热交换器97中进一步被冷凝而散热,制冷剂被引导至室外机90的室外侧热交换器93。
像这样,发热体1附近的空气由辐射热加热,产生沿着发热体1地从下向上的方向的空气的流动。此外,在以下的空气的流动的说明中,为了方便,参照下述图12(a)。
由此,外部的空气从地板面5侧的间隙50通过整流板3b和整流板4b之间的下部开口部28流入。流入的空气一边在整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b的内侧的各空隙39、49中上升,一边由发热体1进一步加热,由此,保持空气的向上方向的流动。另外,通过在发热体1的正面侧和背面侧由整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b及装饰框架2、2a形成扁平的四角筒体,由其烟囱效果确保为了良好地进行室内空气的对流的充分的流量。
在各空隙39、49中上升的被加热的空气,通过整流板3和整流板4之间的上部开口部27,从上部的顶棚面6侧的间隙60向外部排出。被排出的空气,由烟囱效果,流速也增大,以沿着顶棚面6的方式到达至从辐射式热交换器R1离开了相当远的位置。另外,空气伴随着此移动与室内空气进行热交换,被冷却并下降,向地板面5侧移动,再次从辐射式热交换器A1的下部进入,由发热体1加热并上升。像这样,室内空气一边由发热体1加热一边在室内整体中循环,其对流被促进。
另一方面,从发热体1辐射的辐射热,一部分(在本实施方式中,由于辐射热通过孔30、40的开口率为50%,所以通过的比例如果考虑到通过下部开口部28及上部开口部27的比例,则被认为是辐射热整体的50%左右)通过形成在整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b上的各辐射热通过孔30、40,并向室内放出。由此,辐射热被直接且有效地利用于提高室内空气的温度。
另外,从上述发热体1辐射的辐射热中的不能通过各辐射热通过孔30、40的辐射热,由整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b的内面侧的反射面31、41反射,进而在发热体1、其他的相向的整流板的反射面31、41之间引起漫反射。由此,辐射热的一部分通过各辐射热通过孔30、40向室内放出,一部分从整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b之间的下部开口部28及上部开口部27向室内放出。进而,一部分将整流板3、3a、3b和整流板4、4a、4b加热而使温度上升,来自各整流板的朝向外方向的辐射热向室内放出。
另外,在由辐射式热交换器R1进行室内的制冷的情况下,由于通常上方的顶棚面6附近的温度高,用于再气化的热能量大,所以将制冷剂从发热体1的配管的上侧导入并向下侧通过的一方的热效率变好。在发热体1的这样的并列型的配管中,气液二相制冷剂被引导至从上部集管10分支的铅直管12,一边吸收热量一边也与重力的作用相辅相成,在铅直管12中向下移动的过程中效率良好地进行热交换而变化成气相制冷剂,气相制冷剂被引导至室外机90。
此外,在制冷时,由辐射式热交换器R1产生的空气的流动与上述制热时成为相反方向,但关于其他的作用,与制热时在大体上相同。
像这样,根据本实施方式的辐射式热交换器R1,由于能够一边反复上述辐射热的反射、放出,一边良好地进行室内空气的对流,所以室内能够由空气的对流移动的热及由辐射热良好地加热或冷却,有效率且有效果地进行室内整体的空调。
(空气调节装置A1的作用)
具备了具有上述作用和功能性的辐射式热交换器R1的空气调节装置A1,如下所述地发挥作用。
首先,在制热时,由冷冻循环在压缩机94中成为高温(例如60~80℃左右)、高压的气相制冷剂通过四通切换阀95,首先被供给到辐射式热交换器R1。由此,发热体1的温度在比较短的时间内达到制冷剂的温度,辐射式热交换器R1放出与发热体1的表面温度相应的辐射热。
此外,来自辐射式热交换器R1的辐射热,由于能够直接作用于利用者的体感,所以如上所述地在辐射式热交换器R1中与室内空气的对流被促进的情况相辅相成,与由空调器9单体进行制热的情况相比,直到得到舒适性为止的空调的启动变快。另外,通过辐射热直接传播到地板面5、墙壁面8、顶棚面6或人体,能够从脚底获得温暖,即使通过空调器9的调节,将温度设定得低,也能够感到温暖,结果变得节能。
而且,通过了辐射式热交换器R1的气相制冷剂,由于散热,温度降低了5~10℃左右,作为高温、高压的气相制冷剂被输送到成为冷凝器的室内机91,室内机91由室内侧热交换器97进行与室内空气的热交换,制冷剂冷凝并散热,由此进行制热。
另外,在制冷时,通过四通切换阀95的切换,成为与上述制热时相反的冷冻循环。即,使在室外机90的室外侧热交换器93中液化并发热的液相制冷剂在膨胀阀96中减压膨胀,将由此产生的低温的气液二相状态的制冷剂首先供给到空调器9的室内机91,将室内机91作为蒸发器发挥作用,夺取室内空气的热来进行制冷。而且,从室内机91将气液二相状态的制冷剂向辐射式热交换器R1输送,将辐射式热交换器R1作为蒸发器发挥作用,使制冷剂再气化,由此,夺取室内空气的热并通过来自发热体1的冷能的辐射来进行辐射制冷。
通过由辐射式热交换器R1进行的与室内空气之间的热交换,使制冷剂再气化,发热体1的温度进一步降低。另外,制冷剂完全气化,被升压的制冷剂被导入压缩机94,进一步被压缩,但因为气相制冷剂的压力变高,所以施加于压缩机94的负荷比较轻。而且,由于通过将制冷剂作为高温高压的气相制冷剂向冷凝器即室外侧热交换器93输送,能够如上所述地一边减轻压缩机的负荷,一边以更低的温度效率良好地进行冷凝,所以空调器9的作为热泵的效率也高,变得节能。
另外,在压缩机94中,通过吸引促进气化的低温低压的气相制冷剂,减轻压缩机94的负担,从这点来看也变得节能。说白了,空气调节装置A1,将以往不被利用于空调而浪费的热能量通过采用辐射式热交换器R1有效地利用,提高了空调器9的作为热泵的效率。
也就是说,由于利用室内的热能量而消费于用于制冷剂的相变化,能够降低室内空气的温度,所以能够利用至今为止在潜热能量剩余的状态下返回压缩机94的气液二相制冷剂的未利用能量,效率相应地提高。进而,由于通过气液二相制冷剂在辐射式热交换器R1中蒸发并再气化,在被供给到压缩机94之前成为低温的气体,在压力高的状态下被供给,所以将辅助压缩机94的运转,同时能够抑制制冷剂的液相逆流,也能够延长压缩机94的寿命。另外,能够减小气液分离器(蓄能器)的容积而进行小型化。
另外,在制冷运转中,能够进行使空调器9和辐射式热交换器R1中的空调器9优先的动作的所谓混合运转,能够改善以往的那样的由辐射面板产生的空调的启动的迟滞。另外,由于通过之后的辐射热(冷热)的作用,地板面5、墙壁面8、顶棚面6的温度逐渐降低,来自它们的辐射热叠加地作用于利用者的体感,所以即使使空调器9进行弱的运转,也能够得到舒适性。
此外,在空气调节装置A1的运转中,上述各运转模式,即,使(1)空调器9和辐射式热交换器R1同时运转的模式,(2)停止辐射式热交换器R1的运转,仅使空调器9运转的模式,(3)停止空调器9的运转,仅使辐射式热交换器R1的模式,除此以外,关于仅使辐射式热交换器R1运转的模式,也有(4)在使空调器9和辐射式热交换器R1运转的状态下使空调器9的室内机91侧的风扇970停止(停止)的方法。
对上述(4)的情况下的空气调节装置A1的运转状态及作用进行说明。
在空气调节装置A1中,通过控制部99的控制,预先关闭上述阀V5、V6,并打开其他的阀V1、V2、V3、V4,进行使空调器9和辐射式热交换器R1同时运转的混合运转。而且,在室内的空调已经开始进行,室温刚达到设定温度时,使室内机91侧的风扇970停止。
此外,在仅由空调器来进行空调的情况下,在制冷时,如果室温达到设定温度,则为了维持设定温度,将冷冻循环和风扇并用地进行节能运转,最终使风扇停止,进而使冷冻循环也停止。也就是说,由于如果使风扇停止,则室内侧热交换器不作为蒸发器发挥功能,所以也不得不使冷冻循环也停止。
如果为了维持设定温度而在停止冷冻循环的状态下由风扇进行送风,则因结露于蒸发器的水分的影响,成为湿度高的不适的风,给被进行制冷的室内空气带来不良影响。另外,反复风扇和冷冻循环的运转和停止的运转,由于反复消费电力大的冷冻循环的起动,所以将消费许多浪费的能量。
与此相对,空气调节装置A1,由于即使室内机91的风扇970停止,作为无动力的辐射式热交换器R1也在制冷时作为蒸发器动作,所以能够维持冷冻循环。由此,空气调节装置A1能够进行实质上仅使辐射式热交换器R1运转而维持舒适性的节能运转。
另外,通过使风扇970停止,没有马达噪声或风燥,能够获得寂静性,也防止由空调器9的送风(冷风)产生的不适的通风感、过冷。
进而,通过由来自辐射式热交换器R1的辐射热产生的热移动,地板、墙壁、顶棚、人体、备品等的温度降低,在室内的上下,温度不均变少,舒适性提高,这已经在上面进行了说明。
辐射热,因为直接作用于体感,所以在相同的室温下感到更凉。另外,由于能够如上所述地停止空调器9的送风,所以通过进行这样的控制,能够减少消费电力,有助于节能。进而,通过由发热体1的冷却作用,能够进行室内空气的除湿,使湿度降低,得到舒适性。
此外,在仅由空调器进行空调的情况下,在制热时,如果室温达到设定温度,则为了维持设定温度,将冷冻循环和风扇并用,为了维持温度进行节能运转,最终使风扇停止,进而使冷冻循环也停止。也就是说,由于如果使风扇停止,则室内侧热交换器不作为冷凝器发挥功能,所以也不得不使冷冻循环停止。
如果为了维持设定温度,在使冷冻循环停止的状态下由风扇进行送风,则成为具有不适的通风感的温度低的风,给被制热的室内空气带来不良影响。另外,反复风扇和冷冻循环的运转和停止的运转,由于反复消费电力大的冷冻循环的起动,所以将消费许多浪费的能量,这与上述制冷的情况同样。
与此相对,空气调节装置A1,由于即使室内机91的风扇970停止,无动力的辐射式热交换器R1在制热时也作为冷凝器动作,所以能够维持冷冻循环。由此,空气调节装置A1能够进行实质上仅使辐射式热交换器R1运转而维持舒适性的节能运转。
另外,通过使风扇970停止,没有马达噪声、风燥,能够得到寂静性,也防止由空调器9的送风(热风)产生的不适的通风感、过冷。
进而,通过由来自辐射式热交换器R1的辐射热产生的热移动,地板、墙壁、顶棚、人体、备品等的温度上升,在室内的上下,温度不均变少,舒适性提高,这与上述制冷的情况同样。此外,辐射热,因为直接作用于体感,所以即使在相同室温下,也感到更温暖。
这样的使空调器和辐射式热交换器同时运转来进行混合运转,从该状态使空调器的风扇停止而实质上仅使辐射式热交换器运转的控制,在后面进行说明的空气调节装置A2、A3、A4、A5及A6中也能够同样地进行。
另外,在空气调节装置A1的运转中,进行仅由空调器9进行的制冷及制热和由空调器9和辐射式热交换器A1进行的制冷及制热,关于这些制冷和及制热分别进行了PMV的评价。PMV(Predicted MeanVote)是指预想平均温冷感申报,是由丹麦工科大学的范格尔(Fanger)教授发表的理论,是人类感到的温冷感的指标。通过计算PMV值,能够求出相对于与温度环境相关的六要素(空气温度、平均辐射温度、风速、相对湿度、着衣量、代谢量)的组合的舒适度。
PMV的计算式如下。
PMV=(0.303e-0.036M+0.028)×(M-W-Ed-Es-Ere-Cre-R-C)
M:代谢量(W/m2) Ere:由呼吸产生的潜热损失量(W/m2)
W:机械的做功量(W/m2) Cre:由呼吸产生的显热损失量(W/m2)
Ed:不感蒸泄量(w/m2) R:放射热损失量(W/m2)
Es:来自皮肤面的蒸发热损失量(w/m2)
C:对流热损失量(W/m2)
假定夏季0.6(半袖)和1.1(椅子座)、冬季1.0(西装)和1.1(椅子座)。
(条件)
空调器制冷(室温24.2℃:黑球温度(globe temperature)27℃:风速0.10m/s:湿度52.8%)
空调器+辐射制冷(室温24.2℃:黑球温度26℃:风速0.10m/s:湿度51.6%)
空调器制热(室温30.6℃:黑球温度31℃:风速0.10m/s:湿度40.0%)
空调器+辐射制热(室温30.6℃:黑球温度31.8℃:风速0.10m/s:湿度41.9%)
PMV评价由-3~+3的数值表示,将PMV值±0作为中立状态,如果数值变得更大,则成为感到更温暖或炎热的评价,如果数值变得更小,则成为感到更凉爽或寒冷的评价。
作为指标如下,-3:寒冷,-2:凉爽,-1:稍凉爽,±0:不凉不暖,1:稍暖,2:温暖,3:炎热。
(制冷时的结果)
仅由空调器进行的制冷............PMV=0.25
由空调器和辐射式热交换器进行的制冷............PMV=0.09
像这样,使空调器9和辐射式热交换器R1联动地运转的一方与空调器单独运转相比,数值变低,成为感到更凉爽这样的结果。
可以考虑这主要是因为,在制冷时,由辐射式热交换器R1的冷热辐射(吸热作用)和除湿作用,湿度降低。即,可以认为,由于由辐射式热交换器R1的冷热辐射作用和由空气的流动产生的与发热体1的热交换,将结露于表面的水分集中在排水盘15中,水分被排出到室外,所以湿度降低,双方相辅相成,舒适性提高。
(制热时的结果)
仅由空调器进行的制热............PMV=1.99
由空调器和辐射式热交换器进行的制热............PMV=2.10
像这样,与辐射式热交换器联动地运转的一方与空调器单独运转相比,数值变高,成为感到更温暖这样的结果。
另外,在制冷时,将空调器9的室内机91作为蒸发器,由室内空气的热进行加温而成为一部分液相(气液二相)的制冷剂,因为例如是7℃至15℃左右,使此制冷剂向辐射式热交换器R1的发热体1通过,所以发热体1不会冻结。而且,由于通过由辐射式热交换器R1的发热体1进行加温,促进制冷剂的蒸发,充分地进行气化,所以施加于压缩机94的负荷被减轻,能够有助于延长压缩机94的寿命并且变得节能。
空气调节装置A1,由于与发挥由辐射式热交换器R1进行的无风、无声的辐射制冷制热的功能相应地,地板面5、墙壁面8、顶棚面6的温度不均减小,即使降低室内机91的风量,也充分地获得舒适性,所以能够抑制由来自室内机91的大风量产生的不适的通风。由此,能够抑制室内机91侧的室内侧热交换器97的风扇970的运转,风扇970的马达的寿命延长,进而能够延长室内机91的寿命。
参照图7。
空气调节装置A2具备大多在店铺等中使用的多联空调器9a和两台辐射式热交换器R1。多联空调器9a具有室外机90a和与室外机90a并列地连接的设置在各室内的两台室内机91a、91b。另外,各辐射式热交换器R1、R1与上述空气调节装置A1的辐射式热交换器R1同样地被设置在地板面5和顶棚面6之间。
另外,在本实施方式中,辐射式热交换器是每一台室内机都设置了一台,但也可以是每一台室内机,串联或并列地连接多台地设置。此外,空气调节装置A2分别具有两台室内机91a、91b和两台辐射式热交换器R1、R1,在这点上与上述空气调节装置A1不同,但由于具有各室内的室内机91a、91b、辐射式热交换器R1、R1、连接它们的配管92a、92b、92c及各阀V1~V6的构造与上述空气调节装置A1同样,所以省略关于构造的说明。
另外,在本实施方式中,辐射式热交换器是每一台室内机都设置一台,但也可以是每一台室内机串联或并列地连接多台地设置。
此外,空气调节装置A2分别具有两台室内机91a、91b和两台辐射式热交换器R1、R1,在这点上与上述空气调节装置A1不同,但由于各室内的室内机91a和辐射式热交换器R1及室内机91b和辐射式热交换器R1的运转方法及作用,与上述空气调节装置A1的室内机91和辐射式热交换器R1大致同样,所以运转方法及作用的说明省略。
参照图8。
上述辐射式热交换器R1,也能够由图8所示的辐射式热交换器R2代替。
辐射式热交换器R2,除了配管分别是串联型的发热体1a、1b与辐射式热交换器R1的配管是并列型的发热体1构造不同以外,具有与辐射式热交换器R1大致同样的构造。此外,在图8(a)、(b)中,在与辐射式热交换器R1相同的部位附加相同的附图标记来表示,该部分的构造的说明省略。
发热体1a、1b稍隔开间隔地并设在辐射式热交换器R2的正面侧和背面侧,是相互相同的构造。在装饰框架2、2a的上端部,架设了吊梁部件19。发热体1a、1b由与上述铅直管12相同的扁平管形成,是在上下端分别在相同的高度具有多个U字状的折返部(附图标记省略)的蛇管。
此外,上述发热体1的铅直管12及发热体1a、1b的蛇管状的配管,也可以由在内面具有在长度方向并行的多个条部121的管体12a(参照图6(c))或未形成条部的管体形成。
发热体1a、1b,各自的上侧的折返部经多个悬挂件190悬挂在吊梁部件19上。发热体1a、1b的蛇管状的配管的两端侧,分别贯通吊梁部件19,在各前端部连接了给排管13、14。给排管14、13与配管92a、92b连接。
另外,发热体1a、1b因为是上述的那样的蛇管状,所以与配管为并列型的上述发热体1不同,在制热时,使高温高压的气相制冷剂从配管的下侧向上侧通过,在制冷时,使气液二相制冷剂从配管的上侧向下侧通过,由此,不具有能够获得上述的那样的效果的优势性,但由于可以使制冷剂从配管的上下任何一侧向另一侧通过,所以配管的自由度高。
另外,在制冷剂在配管内上下反复移动的过程中,气液二相制冷剂的由重力产生的下方移动和气相制冷剂的重力几乎不作用的状态下的上方移动交替地反复进行,制冷剂的流通顺畅地进行,作为蒸发器的热交换也顺畅地进行。
此外,蛇管的形态不限于制冷剂的流通方向为上下方向的形态,也能够采用以下说明的制冷剂的流通方向为水平方向的蛇管。
参照图9。
上述辐射式热交换器R1也能够由图9所示的辐射式热交换器R3代替。
辐射式热交换器R3,除了配管是制冷剂的流通方向为水平方向的蛇管即发热体1c与配管是并列型的发热体1构造不同以外,具有与辐射式热交换器R1大致同样的构造。此外,在图9(a)、(b)中,在与辐射式热交换器R1相同的部位附加相同的附图标记来表示,该部分的构造的说明省略。
发热体1c,由与上述发热体1的铅直管12相同的扁平管形成,是在左右端分别呈多段地具有U字状的折返部(附图标记省略)的蛇管。发热体1c,通过将左右端的各折返部由安装件(省略图示)固定在铅直地设置于装饰框架2、2a的各自的内侧的支承部件29上进行支承。发热体1c的蛇管状的配管的两端部被连接在给排管13、14上。而且,给排管14、13被连接在配管92a、92b上。
此外,发热体1c的配管,也能够与上述发热体1a、1b同样地由在内面上具有在长度方向并行的多个条部121的管体12a(参照图6(c))或未形成条部的管体形成。
另外,发热体1c因为是上述的那样的蛇管状,所以与上述发热体1同样地,在制热时,使高温高压的气相制冷剂从配管的下侧向上侧通过,在制冷时,使气液二相制冷剂从配管的上侧向下侧通过,由此,与发热体1同样地具备能够得到上述的那样的效果的优势性。
即,在制热时,高温的气相制冷剂从给排管14被供给到发热体1,由此,发热体1被加热,由于首先将温度更低、与上方温度差大的室内下方的地板面5附近的空气加热,所以热交换效率良好,能够进行有效果的制热。另外,气相制冷剂被引导至从下部集管11分支的各铅直管12,一边冷凝并散热一边向上移动。此时,因为制冷剂是气相,所以重力几乎不作用于制冷剂,能够向上方顺畅地移动。
另外,在制冷时,由于通常上方的顶棚附近的温度高,用于再气化的热能量大,所以通过将制冷剂从发热体1c的上部的给排管13导入配管,热效率变好。另外,在气液二相制冷剂被导入配管而一边吸收热量一边由重力的作用在配管中向下移动的过程中,效率良好地被进行热交换而变化成气相制冷剂,气相制冷剂被引导至室外机90。
参照图10及图11。
此外,在图10(a)、(b)中,在与上述辐射式热交换器R1相同或同等的部位附加相同的附图标记,关于构造,重复的说明省略。
上述辐射式热交换器R1,能够由图10所示的辐射式热交换器R4代替。
辐射式热交换器R4,仅发热体1d的构造与上述发热体1不同,其他的部分的构造与辐射式热交换器R1相同。此外,发热体1d的配管是并列型,但不限于此,也可以将配管做成串联型的制冷剂的流通方向为纵向或横向的蛇管状。
作为用于发热体1d的铅直管的管体12a(与图6(c)的管体相同的管体),由用于提高热交换效率的热传导性优良的铝制的外壳体18覆盖。外壳体18由相互相同形状的壳部件181、182构成。壳部件181、182,如图11(b)所示由嵌合部(附图标记省略)嵌合,由此,以横截面的外形成为稍扁平的大致椭圆形状的方式形成。在壳部件181、182的各自的嵌合部,分别具有与管体12a的外形(外表面)紧密接触地一致的凹面部(附图标记省略)。在壳部件181、182的各自上,在长度方向且相互独立地形成了空隙183、184。此外,空隙183、184在本实施方式中被密封,但也可以与外气连通。
在壳部件181、182的外表面(嵌合时的外表面)上,实施了具有多个凹凸185的滚花加工,使得面积更大地提高了热交换效率。如图11(b)所示,在使壳部件181、182以由各凹面部保持管体12a的方式嵌合的状态下,外壳体18和管体12a不会相对地动。而且,内包了管体12a的各外壳体18,如图11(a)所示由相邻的各外壳体18彼此以相互难以受到放射热的影响且外面不相向的方式配置成八字状(或锯齿形),在这点上也能够提高热交换效率。
参照图12。此外,在图12中的附图标记中,EX7表示“制热时”,EX8表示“制冷时”,EX9表示“制热时膨胀”,EX10表示“制冷时收缩”。
上述辐射式热交换器R1,也能够由图12所示的辐射式热交换器R5代替。辐射式热交换器R5,在发热体1的下部具备对流动的空气进行引导的下部通气引导部件17,在发热体1的上部具备上部通气引导部件18。下部通气引导部件17由以与发热体1的下部集管11的长度大致相同的宽度在上下方向具有所需的长度的两张曲板(附图标记省略)构成,各曲板与排水盘15的正面侧和背面侧相向地并被固定在装饰框架2、2a上。
另外,上部通气引导部件18,由以与发热体1的上部集管10的长度大致相同的宽度在上下方向具有所需的长度的两张曲板(附图标记省略)构成,各曲板与上部集管10的正面侧和背面侧相向地被固定在装饰框架2、2a上。此外,下部通气引导部件17及上部通气引导部件18的原材料是各种金属或合成树脂等,但不限于此。
辐射式热交换器R5,具备下部通气引导部件17及上部通气引导部件18,由此,空隙39、49中的空气的流动顺畅地进行,在本实施方式中,能够更效率良好地进行利用了分别为两张构造的整流板3、3a和整流板4、4a的由烟囱效果产生的空气的流动。
此外,在下部通气引导部件17及上部通气引导部件18上,在面上实施了具有除臭功能、抗菌功能或挥发性有机化合物的吸附分解功能等的涂层,也能够实现室内空气清洁化。
参照图13。
上述辐射式热交换器R1、R2、R3、R4、R5也能够如图13(a)、(b)所示在正面侧的整流板3、3a的表面上显示广告。
在图13(a)中,从整流板3a到上侧的整流板3,朝向纵向印刷了表现“ecowin”的标识语的广告文字7a。在图13(b)中,在上侧的整流板3下部的表面上,朝向宽度方向印刷了表现“ecowin”的标识语的广告文字7b。
另外,在背面侧的整流板4、4a上也同样地能够印刷广告文字。作为在各整流板上表现的内容,不限于广告、标记(记号、告示)、各种设计,也能够采用绘画、照片等各种艺术的表现。
由此,除了产生促进空气对流的烟囱效果的功能性以外,还能够将具有作为发热体1的罩的功能的整流板3、3a、3b及整流板4、4a、4b作为广告面板或标记活用。即,辐射式热交换器R1、R2、R3、R4、R5,由于也是在设置的室内空间露出得大的形态,具有存在感,所以通过利用此露出的形态,能够使其具有更有效果的广告的功能。
参照图14。
以下,直到图17,是表示了作为运转模式切换组件的配管和阀的结构的变化的图。此外,在图14至图17中,与图1同样地附加附图标记,为了方便,在阀的附图标记上保留了数字,但其数字不包含顺序、位次或重要度等的意思。
图14所示的空气调节装置A3,是从上述空气调节装置A1的结构除去了阀V2,将使用的阀作为五个的空气调节装置,其他的部分的结构相同。
而且,在空气调节装置A3中,在使室内机91及辐射式热交换器R1与室外机90一起运转时,预先关闭阀V5、阀V6,并打开阀V1、阀V3、阀V4。另外,在使室内机91的运转停止、仅使辐射式热交换器R1运转时,预先关闭阀V1、阀V6,并打开阀V3、阀V4、阀V5。而且,在使辐射式热交换器R1的运转停止、仅使室内机91运转时,预先关闭阀V3、阀V4、阀V5,并打开阀V1、阀V6。
参照图15。
图15所示的空气调节装置A4是从上述空气调节装置A1的结构除去了阀V2和阀V4,将使用的阀作为四个的空气调节装置,其他的部分的结构相同。此外,在本实施方式中,除此以外,即使做成了上述空气调节装置A1的结构除去阀V2和阀V3的结构、除去阀V1和阀V3的结构、或除去阀V1和阀V4的结构,实质上也能够进行与下述同样的运转。
而且,在空气调节装置A4中,在使室内机91及辐射式热交换器R1与室外机90一起运转时,预先关闭阀V5、阀V6,并打开阀V1、阀V3。另外,在使室内机91的运转停止、仅使辐射式热交换器R1运转时,预先关闭阀V1、阀V6,并打开阀V3、阀V5。而且,在使辐射式热交换器R1的运转停止、仅使室内机91运转时,预先关闭阀V3、阀V5,并打开阀V1、阀V6。
参照图16。
图16所示的空气调节装置A5,是从上述空气调节装置A1的结构除去了配管92c、阀V1、V2、V3、V4、V5,将使用的阀作为阀V6的一个的空气调节装置,其他的部分的结构相同。
而且,在空气调节装置A5中,在使室内机91及辐射式热交换器R1与室外机90一起运转时,关闭阀V6。
另外,在使辐射式热交换器R1的运转停止、仅使室内机91运转时,打开阀V6。由此,通过配管92的制冷剂,不通过比从配管92分支的配管92a的连接部和配管92b的连接部之间的路径长的配管92a、发热体1的配管12及配管92b,而通过路径短的一侧的配管92a的连接部和配管92b的连接部之间的路径。进而,在使室内机91的运转停止、仅使辐射式热交换器R1运转时,在关闭了阀V6的状态下,使空调器9的室内机91一侧的风扇970停止。由此,室内机91,仅通过制冷剂向室内侧热交换器97的配管通过不能进行空调,实质上仅辐射式热交换器R1运转。
参照图17。
图17所示的空气调节装置A6,是从上述空气调节装置A1的结构除去了配管92c、阀V1、V2、V5,将使用的阀作为阀V6、阀V3、阀V4的三个,其他的部分的结构相同。此外,在本实施方式中,进而做成除去了阀V3或阀V4的结构,实质上也能够进行与下述同样的运转。
而且,在空气调节装置A6中,在使室内机91及辐射式热交换器R1与室外机90一起运转时,关闭阀V6,并打开阀V3、阀V4。另外,在使辐射式热交换器R1的运转停止、仅使室内机91运转时,打开阀V6,并关闭阀V3、阀V4。进而,在使室内机91的运转停止、仅使辐射式热交换器R1运转时,在关闭了阀V6并打开了阀V3、阀V4的状态下,使空调器9的室内机91一侧的风扇970停止。由此,室内机91,仅通过制冷剂向室内侧热交换器97的配管通过不能进行空调,实质上仅辐射式热交换器R1运转。
然而,作为一般使用的组合式空调器,大致区分具有房间空调器和大厦多联空调器。房间空调器主要是家庭用,大厦多联空调器大多在商业设施等中利用。上述辐射式热交换器R1、R2、R3、R4、R5,假定与它们组合使用,在以下的实验中,通过与具备变频器的空调器的组合及与未具备变频器的空调器的组合,如何发挥辐射式热交换器的能力,在制热的情况下进行了比较。
实验是在以下的四个案例中,分别就温度的变化(推移)及消费电力量的变化(推移)进行。
<案例1>由仅带变频器的房间空调器运转进行的对流式空调。
<案例2>由带变频器的房间空调器和辐射式热交换器的同时运转进行的混合空调。
<案例3>由没有变频器的仅大厦多联空调器运转进行的对流式空调。
<案例4>由没有变频器的大厦多联空调器和辐射式热交换器的同时运转进行的混合空调。
(温度变化的比较试验)
○使用房间空调器(带变频器)的比较
参照图18。图18是表示案例1的仅使空调器运转的情况及案例2的使空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的室温变化的坐标图。此外,在图中,案例末尾的(d),表示温度的测定点是实验室的中央的情况,(e)表示温度的测定点是辐射式热交换器的正面的情况。
实验的条件如下所述。
(考察)
如图18所示,直到经过30分钟为止,除了最初的约5分钟以外,与案例1相比,案例2的温度变高。也就是说,可知具备辐射式热交换器的案例2的一方室温的启动快。而且,在案例1中,直到(d)、(e)的室温都达到设定温度(27℃)为止需要约50分钟,但在案例2中,室温达到设定温度(24℃)只花费约15分钟。此外,在案例1中,达到案例2的设定温度(24℃)花费25分钟以上。
而且,实验刚开始之后,在案例2中,房间急剧升温,在约30分钟成为PMV为0的恒定状态。另一方面,在案例1中,房间的升温慢,直到PMV为0的恒定状态为止,花费约50分钟。从此结果可知,即使加进设定温度的差,混合式的案例2的一方与空调器单独且对流式的案例1相比也是高效率的,舒适性优良。
○使用大厦多联空调器(无变频器)的比较
参照图19。图19是表示<案例3>的仅使大厦多联空调器运转的情况及<案例4>的使大厦多联空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的室温变化的坐标图。此外,在图中,案例末尾的(d)表示温度的测定点是实验室的中央的情况,(g)表示温度的测定点是辐射式热交换器的正面的情况。
实验的条件如下所述。
(考察)
在位于辐射式热交换器的正面的测定点(g)中,在仅大厦多联空调器运转的案例3及大厦多联空调器和辐射式热交换器一起运转的案例4的温度的推移中,没有看出那么大的差异。另外,在实验室中央的测定点(d)中,在案例3和案例4中,也同样几乎没有看出差异。进而,关于温度上升的速度,不能确认房间空调器的情况下的那样的显著的差异。
与这样的房间空调器的结果的差异,可以认为是起因于变频器的有无。在大厦多联空调器和辐射式热交换器的混合空调中,与压缩机停止相伴,辐射式热交换器的运转也停止。因此,可以认为,因为辐射热的放出不充分,所以不能得到房间空调器的那样的显著的数据。
(消费电力量的比较试验)
○使用房间空调器(带变频器)的比较
参照图20。图20是表示仅使空气调节装置的空调器运转的情况及使空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的消费电力的变化的坐标图。此外,在图20中的附图标记中,EX11表示“消费电力量”。
实验的条件如下所述。
(考察)
在初动状态、恒定状态的双方,使辐射式热交换器和空调同时运转的案例2的一方与仅使空调器运转的案例1相比,能够确认消费电力量少。本分析是对使初动状态和恒定状态一致的情况下的消费电力量进行比较,定量地表示由辐射式热交换器的设置产生的节能效果。而且,在从运转开始90分钟的消费电力量的总量中,如下所示,案例2与案例1相比,削减约34%。
案例1 案例2 削减效果%
消费电力量kWh/90分 1.103 0.73 33.8
○使用大厦多联空调器(无变频器)的比较
参照图21。图21是表示仅使空气调节装置的大厦多联空调器运转的情况及使大厦多联空调器和辐射式热交换器同时运转的情况下的消费电力的变化的坐标图。此外,在图21中的附图标记中,EX11表示“消费电力量”。
实验的条件如下所述。
(考察)
在从运转开始90分钟的消费电力量的总量中,没有观察到削减效果。这是因为,在大厦多联空调器中没有变频功能,所以来自辐射式热交换器的辐射热不充分地发出。
案例3 案例4 削减效果%
消费电力量kWh/90分 1.566 1.686 -8
如上所述,在具备变频器的房间空调器中,能够充分地确认辐射式热交换器的效果。另一方面,在没有变频器的大厦多联空调器中,在温度变化比较试验、消费电力量比较试验的两个试验中,几乎没有观察到辐射式热交换器的有无的差异,不能确认辐射式热交换器的效果。
即,辐射式热交换器,通过与成为停止状态的情况少的能够从辐射式热交换器持续地产生辐射热的带变频器的空调器组合,能够充分地发挥功能。另外,上述实验是在制热下进行,但在制冷的情况下,为了使辐射式热交换器的功能充分地发挥也应该使用带变频器的空调器,在这一点上,能够推定同样的结果。
在本说明书中使用的用语和表现,始终是说明上的用语和表现,不限定本发明,没有将与在本说明书中记载的特征及其一部分等价的用语、表现除外的意图。另外,在本发明的技术思想的范围内,当然能够进行各种变形。
附图标记的说明
A1空气调节装置
9 空调器,90 室外机,91 室内机,92 配管,92a、92b、92c 配管,93 室外侧热交换器,930 风扇,94 压缩机,95 四通切换阀,96 膨胀阀,97 室内侧热交换器,970 风扇,98 配管,99 控制部,
V1、V2、V3、V4、V5、V6 阀
R1 辐射式热交换器
1 发热体,10 上部集管,11 下部集管,12铅直管,120 流路,13 给排管,14 给排管,15 排水盘,16 排水管,160 排水管,12a 配管,121 条部
2、2a 装饰框架,20、21 下部固定用部件,22、23上部固定用部件,24、25 安装件,26 加强部件,27 上部开口部,28 下部开口部
3、3a、3b 整流板,30 辐射热通过孔,31 反射面,39 空隙
4、4a、4b 整流板,40 辐射热通过孔,41 反射面,49 空隙
5 地板面,50 下部间隙
6 顶棚面,60 上部间隙
7a、7b 广告文字
8 墙壁面
R2 辐射式热交换器
1a、1b 发热体
19 吊梁部件,190 悬挂件
R3 辐射式热交换器
1c 发热体
29 支承部件
R4 辐射式热交换器
1d 发热体
18 外壳体,181、182 壳部件,183、184 空隙,185 条部
R5 辐射式热交换器
17 下部通气引导部件,18 上部通气引导部件
A2 空气调节装置
9a 多联空调器,90a 室外机
91a、91b 室内机
A3 空气调节装置
A4 空气调节装置
A5 空气调节装置
A6 空气调节装置。
Claims (19)
1.一种空气调节装置,其特征在于,具备:
空调器,其具有由配管连接压缩机、膨胀阀、流路切换阀、室内侧热交换器及室外侧热交换器并使制冷剂循环来进行冷冻循环的制冷剂回路,由风扇将在所述室内侧热交换器中与制冷剂进行了热交换的空气向室内供给;
辐射式热交换器,其具有被装入该空调器的所述制冷剂回路中的发热体;和
整流板,其将该辐射式热交换器的所述发热体夹在中间,在与所述发热体的表面之间设置空隙地覆盖该表面,内面成为对从所述发热体辐射的辐射热进行反射的反射面,并具有贯通内外面的用于辐射热及空气通过的辐射热通过部,由烟囱效果促进空气的对流。
2.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,所述辐射式热交换器是将所述发热体的配管相对于所述制冷剂回路的配管串联连接而配置的。
3.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式。
4.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,
所述运转模式切换组件具备:
第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;
第一阀,其被设置在该第一配管的路径中;
第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;
第二阀,其被设置在该第二配管的路径中;
第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;
第三阀,其被设置在该第三配管的路径中;
第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管的比所述第二阀更靠近所述流路切换阀的位置连接;
第四阀,其被设置在该第四配管的路径中;
第五配管,其一端侧与比所述第二配管的所述第二阀更靠近所述流路切换阀的位置连接,另一端侧与比所述第一配管的所述第一阀更靠近所述膨胀阀的位置连接;
第五阀,其被设置在该第五配管的路径中;和
第六阀,其被设置在所述第二配管的位于所述第四配管和所述第三配管的连接部之间的路径中。
5.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,
所述运转模式切换组件具备:
第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;
第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;
第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;
第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管的比所述第三配管的连接部更靠近所述室内侧热交换器的位置连接;
第五配管,其一端侧与所述第二配管的所述第四配管的连接部附近连接,另一端侧与所述第一配管连接;
阀,其被设置在该第五配管的路径中;和
阀,其被设置在所述第二配管的位于所述第四配管和所述第三配管的连接部之间的路径中,
在所述第一配管和所述第二配管中的任意一方的路径中具有阀、或者在所述第三配管和所述第四配管中的任意一方的路径中具有阀。
6.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,
所述运转模式切换组件具备:
第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;
第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;
第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;
第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管的比所述第三配管的连接部更靠近所述室内侧热交换器的位置连接;
第五配管,其一端侧与所述第二配管的所述第四配管的连接部附近连接,另一端侧与所述第一配管连接;
阀,其被设置在该第五配管的路径中;和
阀,其被设置在所述第二配管的位于所述第四配管和所述第三配管的连接部之间的路径中,
在所述第一配管和所述第二配管中的任意一方的路径中具有阀,并且在所述第三配管和所述第四配管中的任意一方的路径中具有阀。
7.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,
所述运转模式切换组件具备:
第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;
第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;
第三配管,其一端侧与所述第二配管以分支的方式连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;
第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与所述第二配管以分支的方式连接;
阀,其被设置在所述第二配管的、所述第三配管的连接部和所述第四配管的连接部之间的路径中,
使所述第三配管、所述发热体的配管及所述第四配管加在一起的路径的长度,形成得比所述第三配管的连接部和所述第四配管的连接部之间的路径的长度长。
8.如权利要求1所述的空气调节装置,其特征在于,
具备运转模式切换组件,该运转模式切换组件将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,
所述运转模式切换组件具备:
第一配管,其连接所述膨胀阀和所述室内侧热交换器;
第二配管,其连接所述流路切换阀和所述室内侧热交换器;
第三配管,其一端侧与所述第二配管连接,另一端侧与辐射式热交换器的所述发热体的配管的一端侧连接;
第四配管,其一端侧与所述辐射式热交换器的所述发热体的配管的另一端侧连接,另一端侧与第二配管连接;
阀,其被设置在所述第二配管的、所述第三配管的连接部和所述第四配管的连接部之间的路径中;和
阀,其被设置在所述第三配管或所述第四配管中的任意一方或双方的路径中。
9.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,所述发热体具有多个配管,该各配管与构成所述制冷剂回路的配管并列地连接,制冷剂的流通方向是上下方向,在制冷时气液二相制冷剂从发热体的配管的上侧向下侧通过,在制热时气相制冷剂从发热体的配管的下侧向上侧通过。
10.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,所述发热体的配管是与构成所述制冷剂回路的配管串联地连接的制冷剂的流通方向为上下方向的蛇管状。
11.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,所述发热体的配管是与构成所述制冷剂回路的配管串联地连接的制冷剂的流通方向为水平方向的蛇管状,在制冷时气液二相制冷剂从发热体的配管的上侧向下侧通过,在制热时气相制冷剂从发热体的配管的下侧向上侧通过。
12.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,在所述各整流板的两侧端部配置了连接所述各整流板的端部件而形成了上部和下部开口的筒状体,并由该筒状体内包所述发热体。
13.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,所述空调器是具有相对于所述室外侧热交换器一台将配管并列地连接的多个室内侧热交换器的多联空调器,使所述辐射式热交换器与所述多个室内侧热交换器的各自对应地设置一个或多个。
14.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,所述空调器是对所述压缩机进行变频控制的变频空调器。
15.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,所述发热体的配管是在内部具有在长度方向并行的多个流路的扁平管或在内面上具有在长度方向并行的多个条部的管。
16.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,在所述发热体的上方侧或下方侧、或者上方侧及下方侧,配置了以相对于所述整流板的内侧的所述空隙进行出入的空气顺畅地流动的方式进行引导的通气引导部件。
17.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,在所述发热体的表面上,实施了从滚花加工、铝阳极氧化加工、散热用涂层、远红外线放出用涂层及具有除臭功能、抗菌功能或挥发性有机化合物的吸附分解功能的涂层中选择的一个或多个加工或涂层。
18.如权利要求1~8中的任一项所述的空气调节装置,其特征在于,在所述整流板的表面上显示广告或艺术图像。
19.一种空气调节装置的运转方法,其特征在于,是如下空气调节装置的运转方法,该空气调节装置具备:
空调器,其具有由配管连接压缩机、膨胀阀、流路切换阀、室内侧热交换器及室外侧热交换器并使制冷剂循环来进行冷冻循环的制冷剂回路,由风扇将在所述室内侧热交换器中与制冷剂进行了热交换的空气向室内供给;
辐射式热交换器,其具有被装入该空调器的所述制冷剂回路中的发热体;
整流板,其将该辐射式热交换器的所述发热体夹在中间,在与所述发热体的表面之间设置空隙地覆盖该表面,内面成为对从所述发热体辐射的辐射热进行反射的反射面,并具有贯通内外面的用于辐射热及空气通过的辐射热通过部,由烟囱效果促进空气的对流;和
运转模式切换组件,其将使所述空调器和所述辐射式热交换器运转的第一运转模式、仅使所述空调器运转的第二运转模式及仅使所述辐射式热交换器运转的第三运转模式的各运转模式以自动或手动的方式切换成任意一个运转模式,
在所述空气调节装置中,当在所述第一运转模式下使所述空调器和所述辐射式热交换器运转时,使所述空调器的所述风扇停止,实质上仅进行所述辐射式热交换器的运转。
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