JP2002508829A - 空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナーに関する。本発明によれば、圧縮器４、凝縮器３、膨張バルブ５および蒸発器２と、冷媒管９とブロワー１０とをそなえた空気調和器において、室内側吐出口１１および室内側吸入口１２と、室外側吐出口１３および室外側吸入口１４とが、隔壁２５、２６により仕切られるように形成されたケース１と、室内側吐出口１１と室内側吸入口１２との間、および室外側吐出口１３と室外側吸入口１４との間に形成され、仕切られた空間にそれぞれ蒸発器２と凝縮器３が設けられた熱交換室２０と、蒸発器２と室内側吐出口１１との間に形成された第一ダンパー３１と、凝縮器３と室内側吐出口１１との間に形成された第二ダンパー３２と、室内側吸入口１２と蒸発器２との間に形成された第三ダンパー３３と、室内側吸入口１２と凝縮器３との間に形成された第四ダンパー３４と、室外側吸入口１４と蒸発器２との間に形成された第五ダンパー３５と、凝縮器３と室外側吸入口１４との間に形成された第六ダンパー３６と、室外側吐出口１３と蒸発器２との間に形成された第七ダンパー３７と、室外側吐出口１３と凝縮器３との間に形成された第八ダンパー３８とを含む空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナーが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナー ［発明の属する技術分野］ 本発明は空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナーに関し、より詳細には 、室内外の空気の流れを選択的に蒸発器または凝縮器を経るように切換えること により、効率的に冷暖房機能を兼ねることができ、あわせて簡単な構造で恒温恒 濕器を兼ねることができるようにした、新たな構造の冷暖房兼用エアコンディシ ョナーに関する。 ［従来の技術］ 従来の冷暖房兼用エアコンディショナーは、冷房用冷媒サイクルとヒーターと を兼備した構造であったり、室外側熱交換器と室内側熱交換器とを備え方向切換 バルブを利用して冷媒の流れを切換え、冷房時には室内側熱交換器が蒸発器とし て作動するようにして室内の熱を吸収し、暖房時には室内側熱交換器が凝縮器と して作用するようにして室内に熱を放出するようにした、熱ポンプ式の構造をも っている。しかし、このような従来の冷暖房兼用エアコンディショナーは、相対 的にその構造が複雑である反面、冷暖房効率は低いため、製作および維持の費用 が多くかかるという問題があった。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述したような従来の冷暖房装置の問題点にかんがみ提案するもので あって、簡単な冷媒サイクル構造であって室内の空気の流れ方向だけを制御する ことにより、冷房と暖房の機能を果たすことができる、新たな方式の冷暖房兼用 エアコンディショナーを提供しようとするものである。 さらに本発明は、室内空気の換気機能を具備して換気時に排気中のエネルギー を回収し、室内の温度と湿度を精密に制御または維持することができる、新たな 構造の冷暖房兼用エアコンディショナーを提供しようとするのである。 ［図面の簡単な説明］ 図１は本発明の好ましい実施例の部分切断斜視図である。 図２および図３は、それぞれ冷房モードおよび暖房モードにおける動作状態図 である。 図４および図５は、恒温恒濕器として用いられる本発明の別の実施例の概念図 である。 ［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、圧縮器４、凝縮器３、膨張バルブ５またはキャピラリチュー ブおよび蒸発器２と、これらを順次に連結する冷媒管９と送風ブロワー１０をそ なえたエアコンディショナーにおいて、室内Ｒに開放された室内側吐出口１１お よび室内側吸入口１２と、室外に開放された室外側吐出口１３および室外側吸入 口１４とが隔壁２５、２６によりそれぞれ仕切られるように形成されたケース１ と、前記室内側吐出口１１と室内側吸入口１２との間、および前記室外側吐出口 １３と室外側吸入口１４との間に形成され、相互に仕切られた空間にそれぞれ前 記蒸発器２と前記凝縮器３が設けられた熱交換室２０と、前記蒸発器２と前記室 内側吐出口１１との間に形成された第一ダンパー３１と、凝縮器３と室内側吐出 口１１との間に形成された第二ダンパー３２と、室内側吸入口１２と蒸発器２と の間に形成された第三ダンパー３３と、室内側吸入口１２と凝縮器３との間に形 成された第四ダンパー３４と、前記室外側吸入口１４と蒸発器２との間に形成さ れた第五ダンパー３５と、凝縮器３と室外側吸入口１４との間に形成された第六 ダンパー３６と、室外側吐出口１３と蒸発器２との間に形成された第七ダンパー ３７と、室外側吐出口１３と凝縮器３との間に形成された第八ダンパー３８とを 含み、前記ダンパー３１〜３８の開度を個別的に制御するコントロール部を有す ることを特徴とする空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナーが提供される 。 本発明の別の特徴によれば、前記熱交換室２０は水平区画板２１により上下に 仕切られ、上部熱交換室２２には蒸発器２が配置され、下部熱交換室２３には凝 縮器３が配置され、前記蒸発器２から発生した凝縮水が前記凝縮器３に流れるよ うになっていることを特徴とする空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナー が提供される。 本発明のまた別の特徴によれば、前記室内Ｒの所定部位に湿度センサー７を備 え、前記凝縮器３と膨張バルブ５またはキャピラリチューブとの間には凝縮熱を 放出する再熱器６が接続され、前記再熱器６は前記蒸発器２と室内空気吐出口１ １との間に配置され、室内に吐出される空気を加温するようになっていることを 特徴とする冷暖房兼用エアコンディショナーが提供される。 以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。 図１は本発明の好ましい実施例の部分切断斜視図であり、図２および図３はそ れぞれ冷房モードおよび暖房モードにおける動作状態図である。図示のとおり、 本発明によれば、ケース１には、室内側吐出口１１と室内側吸入口１２、および 室外側吐出口１３と室外側吸入口１４が、互いに対向する位置に形成される。前 記室内側吐出口１１と室外側吐出口１３は隔壁２５により相互に仕切られ、前記 室内側吸入口１２と室外側吸入口１４は隔壁２６により相互に仕切られている。 そして、これら吐出口１１、１３および吸入口１２、１４の間には、それぞれダ ンパー３１〜３８により仕切られる熱交換室２０が形成される。この熱交換室２ ０は、さらに水平に配置された区画板２１により上下に仕切られ、上部熱交換室 ２２には蒸発器２が配置され、下部熱交換室２３には凝縮器３が配置される。上 部熱交換室２２の蒸発器２から発生した凝縮水は、区画板２１に形成された適切 なドレイン抜きにより、下部熱交換室２３の凝縮器３に落下して、凝縮器３の熱 効率を高めるようにする。 前述したダンパー３１〜３８について説明すると、これらダンパーは多数のブ ラインド形状をしていて、図示してないコントローラの制御により空気流路の開 度を任意に調節できるように構成され、第一ダンパー３１は蒸発器２と室内側吐 出口１１との間に配置され、これらの間の空気の流量を調節するように構成され る。同一の形態で、第二ダンパー３２は凝縮器３と室内側吐出口１１との間に形 成される。また、第三ダンパー３３は室内側吸入口１２と蒸発器２との間に形成 され、第四ダンパー３４は室内側吸入口１２と凝縮器３との間に形成され、第五 ダンパー３５は室外側吸入口１４と蒸発器２との間に形成され、第六ダンパー３ ６は室外側吸入口１４と凝縮器３との間に形成され、第七ダンパー３７は室外側 吐出口１３と蒸発器２との間に形成され、第八ダンパー３８は室外側吐出口１３ と凝縮器３との間に形成される。 室内側吐出口１１内にはブロワー１０ａが配置され、室外側吐出口１３内には 又別のブロワー１０ｂが配置される。符号４は圧縮器をあらわし、符号５は膨張 バルブをあらわし、これは小容量の場合にはキャピラリチューブで置き換えるこ とができる。これらは冷媒管９に接続されて、通常の冷凍サイクルを形成する。 そして、室内外側吸入口１２、１４とこれに面するダンパー３３、３４、３５、 ３６との間には、フィルター１５が配置される。前記圧縮器４は、容量に応じて 、ケース１の外部に設けることができる。 このような構成による本発明の冷房モードにおける作動を、図２を参照して説 明する。ここで、点線で表示された空気流のルートは、区画板２１の下方で凝縮 器３を通過する空気の流れを示す。 室内空気ルートと蒸発器２との管に形成されたダンパー３１、３３と、室外空 気ルートと凝縮器３との間に形成されたダンパー３６、３８とを開放し、残りの ダンパー３２、３４、３５、３７を閉じると、蒸発器２を経て冷やされた室内空 気が室内空気吐出口１１を通じて室内に流れ、室内で加温された空気は室内空気 吸入口１２を通じて蒸発器２に流れるようになる。一方、室外空気吸入器１４を 通じて流入した外部空気は、凝縮器３を経ながら熱を吸収し、室外空気吐出口１ ３を通じて外部に排出されて、室内の冷房がなされる。 このような冷房モードの場合に、もし開放されるダンパー３１、３３、３６、 ３８の開度を７０％ほどにし、閉じられるダンパー３２、３４、３５、３７の開 度を３０％にすると、７０％の冷たい室内空気と、換気のための３０％の暖かい 室外空気とが蒸発器２を通過し、熱が除去されて冷却された混合空気が室内に供 給される。この際、蒸発器２では凝縮水が多量発生して凝縮器３に撒布されるこ とにより、凝縮器の効率が改善される。すなわち、凝縮器は空冷と水冷を兼ねる ようになる。また、７０％の暖かい室外空気と換気のための３０％の冷たい室内 空気とが混合されて、温度が降下した混合空気が凝縮器３を通過することにより 、凝縮器３から熱を吸収する凝縮効率が増大する。 図３を参照して本発明の暖房モードを説明すると、前述したところとは逆に、 室内空気ルートと凝縮器３との間に形成されたダンパー３２、３４と、室外空気 ルートと蒸発器２との間に形成されたダンパー３５、３７とを開放し、残りのダ ンパー３１，３３、３６、３８を閉じる。凝縮器３を経て加温された室内空気は 室内空気吐出口１１を通じて室内に流れ、さらに室内空気吸入口１２を通じて凝 縮器３に流れるようになる。一方、室外空気吸入口１４を通じて流入した冷たい 外部空気は、蒸発器２を経ながら熱を奪われた後、室外空気吐出口１３を通じて 外部に排出されて、室内の暖房がなされる。 このような暖房モードの場合に、もし開放されるダンパー３２、３４、３５、 ３７の開度を７０％ほどにし、閉じられるダンパー３１、３３、３６、３８の開 度を３０％にすると、７０％の暖かい室内空気と換気のための３０％の冷たい室 外空気とが凝縮器３を通過し、加熱されて加温された混合空気が室内に供給され る。そして、７０％の冷たい室外空気と換気のための３０％の暖かい室内空気が 混合されて温度が上昇した混合空気が蒸発器２を通過することにより、蒸発器２ が熱を奪う蒸発効率が増大する。 図４および図５を参照して、本発明の別の実施例を説明する。図示したとおり 、室内Ｒには湿度センサー７が備えてあり、室内空気吐出口１１と蒸発器２との 間には、再熱器６が付設されている。この再熱器６は、図５に示すように、凝縮 器３と膨張バルブ５との間に接続された補助凝縮器である。また、前記室内空気 吐出口１１と凝縮器３との間には、加湿器８が付設されている。 符号４１はアキュムレーター、４２はオイルセパレーター、４３はフィルター ドライヤー、４４と４５はソレノイドバルブをあらわす。これらは冷媒サイクル に含まれる通常的な構成品であるため、説明を省略する。 このような構成により、冷房モードにおいては、現在室内の相対湿度の変化を 湿度センサー７が検出し、室外側吐出口１３に配置された凝縮器ブロワー１０ｂ の風量を制御して、凝縮器３からの熱放出量を調節する。これにより凝縮器３の 後端に接続された再熱器６に流れる熱が加減され、この再熱器６からの放出熱に より、蒸発器２を経て室内空気吐出口１１から出る空気の温度を適切に制御する ことにより、室内の相対湿度を調節することができる。この際、再熱量が増加す るほど、冷凍能力が増加することが要求される。再熱量が増加するほど膨張バル ブ５に流入する冷媒が過冷却されて冷凍能力が増加するため、再熱により冷凍能 力が低下するという問題はない。もし、室内の相対湿度が目標値より低い場合に は、正常的な冷房運転により室内の相対湿度を高めることができる。 暖房モードにおいて、室内の相対湿度が目標値より低いことを湿度センサー７ が検出したときは、加湿器８を作動させ、凝縮器３を通じて室内空気吐出口１１ から出る空気に湿気を増加させる。もし、室内の相対湿度が目標値より高い場合 には、正常な暖房運転により室内の相対湿度を低めるようになる。 前述のとおり、ダンパー３１〜３８の開度調節および再熱器６と加湿器８の作 動やブロワー１０ａ，１０ｂの風量等は、室内の湿度を検出する湿度センサー７ と、説明を省略した温度センサーおよび使用者が任意に入力する設定値によって 、図示してないコントローラーにより遂行されるのはもちろんである。符号４６ は湿度調節器であって、コントローラーの一部を構成したり、別途に備えること ができる。 ［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、通常の冷媒サイクルから成 る簡単な構造の装置であって、室内外空気の流出入量を選択的に開閉したり、開 度を調節して空気の流れ方向と流量とを調節することにより、冷房と暖房を兼ね ることができ、冷暖房効率が優れた、新たな構造の冷暖房兼用エアコンディショ ナーを提供することができる。また、通常の冷媒サイクルに付設された再熱器と 加湿装置により、別途の装置がなくても室内の温度と湿度を精密に制御・維持で きる、卓越した冷暖房兼用エアコンディショナーを提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＴ ，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＤＥ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＺ，ＬＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＥ，ＳＧ，ＴＲ，ＵＳ，ＶＮ 【要約の続き】 出口１３と凝縮器３との間に形成された第八ダンパー３ ８とを含む空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナ ーが提供される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 圧縮器４、凝縮器３、膨張バルブ５またはキャピラリチューブおよび蒸 発器２と、これらを順次に連結する冷媒管９と送風用ブロワー１０をそなえた工 アコンディショナーにおいて、室内Ｒに開放された室内側吐出口１１および室内 側吸入口１２と、室外に開放された室外側吐出口１３および室外側吸入口１４と が、隔壁２５、２６によりそれぞれ仕切られるように形成されたケース１と、前 記室内側吐出口１１と室内側吸入口１２との間、および前記室外側吐出口１３と 室外側吸入口１４との間に形成され、相互に仕切られた空間にそれぞれ前記蒸発 器２と前記凝縮器３が設けられた熱交換室２０と、前記蒸発器２と前記室内側吐 出口１１との間に形成された第一ダンパー３１と、凝縮器３と室内側吐出口１１ との間に形成された第二ダンパー３２と、室内側吸入口１２と蒸発器２との間に 形成された第三ダンパー３３と、室内側吸入口１２と凝縮器３との間に形成され た第四ダンパー３４と、前記室外側吸入口１４と蒸発器２との間に形成された第 五ダンパー３５と、凝縮器３と室外側吸入口１４との間に形成された第六ダンパ ー３６と、室外側吐出口１３と蒸発器２との間に形成された第七ダンパー３７と 、室外側吐出口１３と凝縮器３との間に形成された第八ダンパー３８とを含み、 前記ダンパー３１〜３８の開度を個別的に制御するコントロール部を有すること を特徴とする空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナー。 ２． 前記熱交換室２０は水平区画板２１により上下に仕切られ、上部熱交換 室２２には蒸発器２が配置され、下部熱交換室２３には凝縮器３が配置され、前 記蒸発器２から発生した凝縮水が前記凝縮器３に流れるようになっていることを 特徴とする請求項１に記載の空気流切換式冷暖房兼用エアコンディショナー。 ３． 前記室内Ｒの所定部位に湿度センサ−７を備え、前記凝縮器３と膨張バ ルブ５またはキャピラリチューブとの間には凝縮熱を放出する再熱器６が接続さ れ、前記再熱器６は前記蒸発器２と室内空気吐出口１１との間に配置されて、室 内に吐出される空気を加温するようになっていることを特徴とする請求項１また は２に記載の空気流れ切換式冷暖房兼用空気調和器。