JP2000266399A - 空気調和機の室内熱交換器の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 除湿運転のように圧縮機の回転数が低下した
時にも吹出口に水滴が付着しない熱交換器の構造に関す
るものである。 【解決手段】 圧縮機１とコンデンサ２とキャピラリ３
とエバポレータ４を冷媒配管で連結して冷凍サイクルを
構成し、エバポレータ４を構成する室内器Ａに配置した
熱交換器は第１熱交換器４ａと第２熱交換器４ｂと第３
熱交換器４ｃとで構成する。圧縮機１から冷媒が送られ
る第１熱交換器４ａに冷媒の分岐管７を設け、下方に分
岐した冷媒配管を第１熱交換器４ａと連接する第２熱交
換器４ｂに接続し、上方へ分岐した冷媒配管は吹出口６
付近の第３熱交換器４ｃに接続する。圧縮機１の回転数
を落とした時の冷媒は上方へ分岐しにくく,第３熱交換
器４ｃは冷却能力がなくなるが、この時吹出口６の風向
ルーバ８を第３熱交換器４ｃに向けることで第３熱交換
器４ｃには水分の多い室内空気が流れず、吹出口６に結
露した水滴が付着しなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は除湿運転のように圧縮
機の能力が低下した時にも良好に作動する熱交換器の構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機で高温高圧となったガス状の冷媒
をコンデンサに送り、コンデンサにて冷媒の持つ熱エネ
ルギーを放出すると共に、液化した冷媒をキャピラリを
介してエバポレータに送り、冷媒が気化する時にエバポ
レータを通過する空気を冷却し、その後、ガス状になっ
た冷媒は圧縮機に戻り、再び高温高圧のガス状の冷媒と
してコンデンサに送る空気調和機がある。

【０００３】このような冷凍サイクルを備えた空気調和
機は圧縮機の回転数を変化させるなどの方法でて能力を
制御するものが一般的であり、圧縮機の能力が落ちると
コンデンサからエバポレータに送られる冷媒の量が少な
くなり、エバポレータも能力が低下して、部屋に合った
冷房能力が得られ、また、室温を下げない除湿運転もき
め細かく行なうことができるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】圧縮機の能力を変化す
ることで空気調和機はエネルギー効率は非常に良くなる
ものの、室内機に内装されたエバポレータを構成する熱
交換器は同じものであるからコンデンサから送られる冷
媒の量にはマッチせず、特に冷媒の循環量を少なくした
時には冷媒がエバポレータを構成する熱交換器の途中で
すべて気化してしまい、室内機に装備した横流れファン
で送られる室内空気の一部は熱交換器を素通りすること
になる。

【０００５】この状態でも、冷媒入口の続く熱交換器は
強く冷却され、室内空気に含まれる水分が除湿されてお
り、一方、冷媒の出口側の熱交換器を通過する室内空気
は何等除湿されずにそのまま素通りしており、二種類の
空気が交じると除湿されなかった空気が冷やされて、こ
の空気に含まれる水分が結露すると吹出口付近に付着し
て水滴になることがあり、この水が吹出口から滴下して
部屋を汚すことがあった。

【０００６】この為、従来では熱交換器の冷媒を送る配
管を複数本に分岐して、熱交換器の各所から同じ流量の
冷媒を送ることによって、熱交換器の温度の平均化を行
なっている。しかし、実際には冷媒の流れは平均化しに
くく、分岐の本数を多くすると冷媒の流量がばらつい
て、期待したようには熱交換器の温度が平均化できなか
った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、本発明では冷媒ガスを圧縮して高温高圧の冷媒にす
る圧縮機１と、高温高圧の冷媒ガスの熱を放熱して液状
の冷媒にするコンデンサ２と、液状の冷媒がキャピラリ
３を介して送られて気化してガス状の冷媒になるエバポ
レータ４とを備え、圧縮機１とコンデンサ２とキャピラ
リ３とエバポレータ４とによって冷凍サイクルを構成
し、前記エバポレータ４を室内機Ａに配置する空気調和
機において、エバポレータ４は圧縮機１から吐出する冷
媒が送られる第１熱交換器４ａと、室内機Ａに内装した
横流れファン５の前方に配置する第２熱交換器４ｂ・第
３熱交換器４ｃとによって構成し、第２熱交換器４ｂは
第１熱交換器４ａ付近に配置し、第３熱交換器４ｃは室
内機Ａの冷風の吹出口６付近に配置すると共に、第１熱
交換器４ａ内を通過した冷媒を上下に分流する分岐管７
を設け、分岐管７から下方へ分岐した冷媒配管を第２熱
交換器４ｂへ、上方へ分岐した冷媒配管は第３熱交換器
４ｃへ接続し、かつ、吹出口６に設けた風向ルーバ８は
エバポレータ４内で冷媒の気化が完了する時に吹出方向
を第３熱交換器４ｃ方向に向け、吹出し空気が再び第３
熱交換器４ｃに吸込まれるようにして、結露の発生を防
ぐものである。

【０００８】また、具体的な構造として、第３熱交換器
４ｃには冷媒温度検出手段９を取付け、冷媒温度検出手
段９が所定温度以上を検出すると、前記風向ルーバ８の
吹出し方向を第３熱交換器４ｃ方向に変更することによ
って、熱交換器が温度上昇した時には除湿後の乾燥した
空気が再び室内機Ａに吸込まれるから、素通りする室内
空気に含まれる水分が少なく、結露のトラブルは起きな
くなった。

【０００９】

【作用】循環する冷媒量が少ない時に熱交換器の一部を
通過した冷媒を上下方向に分流すると、下方へ向かう配
管には多量の液状の冷媒が流れ、上方へ向かう冷媒は既
にガス化した冷媒が含まれて冷媒量が少なくなるもので
ある。そして、この冷媒量が少ない上方に向かう冷媒配
管を室内機Ａの吹出口６付近の第３熱交換器４ｃに供給
し、下方に向かう冷媒配管を第１熱交換器４ａ付近に配
置した第２熱交換器４ｂに供給すれば、循環する冷媒量
が少ない時にも第１熱交換器４ａと隣接する第２熱交換
器４ｂまでは多量の冷媒が送られるから、この部分を通
過する空気は強く冷却されて除湿されるものである。

【００１０】一方、圧縮機１から送られる液状冷媒が少
ない時の第３熱交換器４ｃに供給する冷媒量は、他の部
分に比べて非常に少なくなり、第３熱交換器４ｃは冷却
されずに通過する室内空気が素通り状態になるものであ
る。この発明では室内機Ａの冷風の吹出口６を第３熱交
換器４ｃ付近に配置し、循環する冷媒量が少ない時には
吹出口６の風向ルーバ８を第３熱交換器４ｃ方向に変更
して、室内機Ａを通過した除湿された空気が再び冷媒量
の少ない第３熱交換器４ｃを通過するようにしたから、
水分の多い室内空気が第３熱交換器４ｃを素通りしなく
なり、結露の発生は防止できた。

【００１１】

【実施例】以下実施例を示す図により構成を説明する
と、１はガス状の冷媒を加圧する圧縮機、２は圧縮後の
高温高圧の冷媒ガスと室外空気とを熱交換するコンデン
サであり、ガス状の冷媒は放熱冷却されて液状の冷媒と
なる。３は液状の冷媒を通過させる細管で構成したキャ
ピラリ、４はキャピラリ３を通過した液状冷媒が送られ
る熱交換器で構成するエバポレータであり、液状の冷媒
はエバポレータ４内で気化し、エバポレータ４を通過す
る空気を冷却することでガス状の冷媒となる。そして、
冷媒は圧縮機１に戻されて再び加圧されて高温高圧とな
ってコンデンサ２に送られる。

【００１２】このように冷媒は圧縮機１とコンデンサ２
とキャピラリ５とエバポレータ３を経て再び圧縮機１に
戻されており、冷媒配管１０内を冷媒が循環することで
冷凍サイクルを構成している。図に示す実施例はセパレ
ートタイプの空気調和機に係るものであって、Ａは室内
機、Ｂは室外機であり、エバポレータ３は室内機Ａ内に
配置される。

【００１３】５は室内機Ａに内装した横流れファン、１
１は室内機Ａの枠体前面と上面に位置した空気取入口、
６は室内機Ａの前面の空気取入口１１の下部に設けた吹
出口、８は吹出口６に設けて吹出し空気の方向を変化さ
せる風向ルーバであり、空気取入口１１から入った空気
はエバポレータ３によって冷却され、室内機Ａの下部に
設けた吹出口６から冷風となって室内に戻され、この時
の吹出し方向は風向ルーバ８によって変化することがで
きる。

【００１４】１２は室外機Ｂ内に取付けた室外送風ファ
ンであり、室外機Ｂ内には圧縮機１とコンデンサ２とキ
ャピラリ３が装置され、室外送風ファン１２を運転する
と室外空気はコンデンサ２を通過し、この時圧縮されて
高温高圧となった冷媒は室外空気によって冷却されて液
化し、一方、室外空気は高温となって吹出すものであ
る。

【００１５】上記のような空気調和機は室温検出手段と
室温設定手段を備え、室温検出手段の検出温度が室温設
定手段で設定する温度になるまでは定格出力で圧縮機１
が運転し、エバポレータ４の全体を使って冷風を作り出
している。そして、検出した室温が設定温度よりも低く
なると圧縮機１は回転数を落したり断続運転によって循
環する冷媒の量を非常に少なくするものであり、この
時、エバポレータ４の冷媒入口側付近では強く冷却され
るものの、途中で冷媒の気化が完了するからエバポレー
タ４の出口側は冷却されず、室内空気が素通りすること
になる。

【００１６】従って、冷媒入口側で強く冷却されて除湿
した空気と、冷媒出口側の水分を含んだ空気とが混合し
て吹出口６から吹出しており、この吹出し空気に含まれ
る水分が冷却された空気に触れて結露すると、発生した
水滴が冷風の吹出口６付近に付着し、付着した水滴が多
くなると室内に滴下することがあった。

【００１７】この発明は吹出口６から吹出す空気に除湿
前の空気が交じらないようにして、吹出口６に水滴の付
着を防止するもので、エバポレータ４は第１熱交換器４
ａと第２熱交換器４ｂと第３熱交換器４ｃとの３個の部
分によって構成し、該第２熱交換器４ｂは第１熱交換器
４ａに接近して配置し、第３熱交換器４ｃは室内機Ａの
冷風の吹出口６付近に配置してある。この第１熱交換器
４ａから第３熱交換器４ｃは一個の熱交換器の一部を特
定することで構成してもよいが、第１熱交換器４ａから
第３熱交換器４ｃを独立した熱交換器で構成してもよ
い。

【００１８】図に示すエバポレータ４は最近のコンパク
トな室内機Ａに対応したもので、第１熱交換器４ａは横
流れファン５の背部上方に配置し、第２熱交換器４ｂと
第３熱交換器４ｃは横流れファン５の前方にく字形に配
置する熱交換器の一部分で構成する。前部の熱交換器は
第１熱交換器４ａと連接する上方部分を第２熱交換器４
ｂとしており、また、第３熱交換器４ｃはく字形に折り
曲げた上部の熱交換器の一部と下部の熱交換器とで構成
しており、第３熱交換器の下部に吹出口６が位置してい
る。

【００１９】７は圧縮機１からの冷媒が一番始めに供給
される第１熱交換器４ａに設けた冷媒の分岐管であり、
分岐官７は冷媒を上下に分流している。そして、下方に
分岐した冷媒配管は第２熱交換器４ｂに接続してあり、
上方に分岐した冷媒配管は第３熱交換器４ｃに接続して
ある。この為、第１熱交換器４ａ内で気化した気体の冷
媒は必ず上方へ分岐した冷媒配管に流れるから、圧縮機
１の回転数を抑えて能力を落した時には第３熱交換器４
ｃへほとんど液体の冷媒が流れなくなり、第３熱交換器
４ｃは室内空気の冷却能力がなくなるものである。

【００２０】また、この発明では循環する冷媒の量が少
なくなってエバポレータ４内で冷媒の気化が完了してし
まう時には吹出口６の風向ルーバ８を第３熱交換器４ｃ
の方向に向けたから、吹出口６から吹出す除湿した空気
が第３熱交換器４ｃに吸込まれるようになる。この為、
第３熱交換器４ｃには水分の多い室内空気が流れず、第
３熱交換器４ｃに冷却能力がない時でも、吹出口６がら
吹出す空気は乾燥した空気となり、吹出口６の付近に水
滴が付着しなくなったものである。

【００２１】エバポレータ４内で気化する冷媒の量は圧
縮機１の能力によって決まってしまうものではなく、室
外温度が低い時にはコンデンサ２の放熱効果が上がるか
ら、冷媒は確実に液化して冷媒配管の平均圧力が下が
り、エバポレータ４も内圧が下がるから冷媒は気化し易
くなる。また、室内空気の湿度や温度が高い時には冷媒
は高温を維持しながら気化が完了するから非常に気化し
易く、圧縮機１から吐出される冷媒量が同じでも、温度
条件によっては第３熱交換器４ｃに送られる冷媒量が少
なくなってしまうものである。

【００２２】この為、所定の値よりも室外温度が低い時
や室内湿度・温度が高い時には、エバポレータ４内で冷
媒の気化が完了していると判断して、風向ルーバ８の吹
出し方向を第３熱交換器４ｃ方向に変更する構成でも良
い。

【００２３】また、リモコン操作などでは操作の簡略さ
を狙って自動運転モードを選択する時があるが、この運
転モードでは各種の条件によって各部品の動作を自動で
変化させ、冷房運転時には冷風の吹出口６に水滴が付着
しにくくなる運転を自動で行なうものがある。しかし、
自動運転モードでも、除湿運転モードの時には循環する
冷媒量が少なくなるから、冷風の吹出口６に水滴が付着
する時がある。従って、自動運転モードを選択した時に
は除湿運転モードの時に風向ルーバ８が第３熱交換器４
ｃ方向に動くようにしても良い。

【００２４】９は第３熱交換器４ｃの冷媒配管に取付け
たサーミスタで構成する冷媒温度検出手段であり、冷媒
温度検出手段９は第３熱交換器４ｃ内に液状の冷媒が流
れなくなった時を熱交換器の温度上昇を検出して、正確
に第３熱交換器４ｃの冷却能力がなくなった時を検出す
るから、冷媒温度検出手段９の信号で風向ルーバ８を駆
動すれば、吹出口６に水滴が付着する恐れのある時だけ
風向ルーバ８が第３熱交換器４ｃ方向に動くようになる
ものである。

【００２５】

【発明の効果】この発明では室内機Ａのエバポレータ４
を構成する熱交換器において、圧縮機１から始めに冷媒
が送られる第１熱交換器４ａを設け、更に第１熱交換器
４ａで一部熱交換した冷媒を分岐管７で上下に分流し、
下方に分岐した冷媒を第１熱交換器４ａ付近の第２熱交
換器４ｂに供給したから、圧縮機の能力を落とした吐出
する冷媒が少ない時でも、第１熱交換器４ａと第２熱交
換器４ｂとは強く冷却して低温の冷風が得られ、強い除
湿能力が得られるようになった。

【００２６】また、分岐管７から上方へ分岐した冷媒は
室内機Ａの吹出口６付近の第３熱交換器４ｃに供給して
おり、コンデンサ２から送られる冷媒が少ない時には第
３熱交換器４ｃだけ冷媒量が少なくなるものである。こ
の為、エバポレータ４内で冷媒の気化が完了する時には
吹出口６の風向ルーバ８を第３熱交換器４ｃ方向に向け
て、吹出口６から除湿した空気が再び第３熱交換器４ｃ
に吸込まれるようにしたから、湿度の高い室内空気は第
３熱交換器４ｃを通過せず、吹出口６から吐出する空気
は除湿後の空気となり、エバポレータ４内で冷媒の気化
が完了する時でも吹出口６付近に水滴が付着しなくなっ
たものである。

【００２７】また、第３熱交換器４ｃに送られる冷媒量
は圧縮機１の回転数だけで決まらず、一定の回転数でも
室内空気の温度や湿度などによっても影響しているか
ら、第３熱交換器４ｃに冷媒温度検出手段９を設け、こ
の信号によって風向ルーバ８を駆動すれば室内条件の変
動を吸収して確実に水滴の付着を防止することができた
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す空気調和機の要部側面図
である。

【図２】本発明の実施構造を備えた空気調和機システム
を表わす断面図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ コンデンサ ３ キャピラリ ４ エバポレータ ４ａ 第１熱交換器 ４ｂ 第２熱交換器 ４ｃ 第３熱交換器 ５ 横流れファン ６ 吹出口 ７ 分岐管 ８ 風向ルーバ ９ 冷媒温度検出手段 Ａ 室内機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒ガスを圧縮して高温高圧の冷媒にす
   る圧縮機１と、高温高圧の冷媒ガスの熱を放熱して液状
   の冷媒にするコンデンサ２と、液状の冷媒がキャピラリ
   ３を介して送られて気化してガス状の冷媒になるエバポ
   レータ４とを備え、圧縮機１とコンデンサ２とキャピラ
   リ３とエバポレータ４とによって冷凍サイクルを構成
   し、前記エバポレータ４を室内機Ａに配置する空気調和
   機において、 エバポレータ４は圧縮機１から吐出する冷媒が送られる
   第１熱交換器４ａと、室内機Ａに内装した横流れファン
   ５の前方に配置する第２熱交換器４ｂ・第３熱交換器４
   ｃとによって構成し、第２熱交換器４ｂは第１熱交換器
   ４ａ付近に配置し、第３熱交換器４ｃは室内機Ａの冷風
   の吹出口６付近に配置すると共に、第１熱交換器４ａ内
   を通過した冷媒を上下に分流する分岐管７を設け、分岐
   管７から下方へ分岐した冷媒配管を第２熱交換器４ｂ
   へ、上方へ分岐した冷媒配管は第３熱交換器４ｃへ接続
   し、かつ、吹出口６に設けた風向ルーバ８はエバポレー
   タ４内で冷媒の気化が完了する時に吹出方向を第３熱交
   換器４ｃ方向に向け、吹出し空気が再び第３熱交換器４
   ｃに吸込まれることを特徴とする空気調和機の室内熱交
   換器の構造。
2. 【請求項２】 第３熱交換器４ｃには冷媒温度検出手段
   ９を取付け、冷媒温度検出手段９が所定温度以上を検出
   すると、前記風向ルーバ８の吹出し方向を第３熱交換器
   ４ｃ方向に変更したことを特徴とする請求項１記載の空
   気調和機の室内熱交換器の構造。