JP2005180884A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 室外機での熱交換時における排熱を有効利用して浴室等における除湿、乾燥を効率的に行う。
【解決手段】 室外機３に、第１の熱交換器３ａと第２の熱交換器３ｂとを設ける。第１の熱交換器３ａを冷媒の凝縮を行う凝縮器とした際に、第２の熱交換器３ｂを冷媒の蒸発を行わせる蒸発器に切換可能とする。圧縮機７にて圧縮した冷媒を、第１の熱交換器３ａを通過する際に凝縮させて熱を放出させ、その後、膨張弁９にて膨張させて第２の熱交換器３ｂにて蒸発させて冷却を行わせ、バイパス配管１３を通して室内機２の熱交換器２ａを通さずに圧縮機７に戻す。第１の熱交換器３ａにより加熱された空気と第２の熱交換器３ｂにより冷却された空気とを混合して除湿乾燥した空気を作り出す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内機及び室外機を有し、室内の空気の温度、湿度を調整する空気調和装置に関するものである。

空気調和装置は、室内に設置される室内機と、屋外に設置される室外機とを有しており、これら室内機と室外機とを有する回路内にて冷媒を循環させ、室内機によって室内の温度調整を行い、また、除湿、乾燥を行うものが一般的である。

ところで、この種の除湿、乾燥機能を備えた空気調和装置には、室外機に二つの熱交換器を備え、冷暖房、除湿運転時における状況に応じて一つあるいは二つの熱交換器を作動させて能力制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３２５５４号公報

しかしながら、上記空気調和装置は、室内機による室内の空気の調和のみを行うものであるので、浴室の乾燥を行うためには、室内機を浴室に設置する必要があった。
また、例えば、冷房時に室外機では、高温の熱が排出されるが、この排熱は外気に放出されて無駄となっており、特に、室外機に複数の熱交換器を設けた空気調和装置では、その無駄が大きかった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、室外機での熱交換時における排熱を有効利用して浴室等における除湿、乾燥を効率的に行うことが可能な空気調和装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の空気調和装置は、それぞれ熱交換器を備えた室内機及び室外機を有し、前記室内機の熱交換器にて冷媒による室内の空気の調和を行い、前記室外機の熱交換器にて前記冷媒と外気との熱交換を行う空気調和装置であって、前記室外機は、第１の熱交換器と第２の熱交換器とを有し、第１の熱交換器を冷媒の凝縮を行う凝縮器とした際に、第２の熱交換器を冷媒の蒸発を行わせる蒸発器に切換可能とされていることを特徴とする。

この発明の空気調和装置によれば、第１の熱交換器にて冷媒の凝縮を行わせるとともに、第２の熱交換器にて蒸発を行わせることにより、第１の熱交換器により加熱された空気と第２の熱交換器により冷却された空気とを混合して除湿乾燥した空気を作り出すことができる。
そして、この除湿乾燥した空気を、例えば、ダクトによって乾燥室や浴室などへ引き込むことにより、乾燥室における乾燥あるいは浴室の乾燥を効率的に行うことができる。
また、第１の熱交換器及び第２の熱交換器にて冷媒の凝縮を行わせ、室内機の熱交換器にて冷媒の蒸発を行わせることにより、効率良く室内の空気を冷却することができる。

また、本発明の空気調和装置は、前記室外機の第１の熱交換器と第２の熱交換器との間の流路が、例えば膨張弁のような絞り装置を有する流路に切換可能とされ、該絞り装置を有する流路に切り換えることにより、第１の熱交換器にて凝縮した冷媒を前記絞り装置にて膨張させて第２の熱交換器にて蒸発させることが好ましい。
これにより、室外機の第１の熱交換器と第２の熱交換器との間の流路を、絞り装置を有する流路に切り換えることにより、第１の熱交換器にて凝縮した冷媒を絞り装置にて膨張させて第２の熱交換器にて蒸発させることができる。

さらに、前記室外機の第１の熱交換器と第２の熱交換器との流路を、絞り装置を有する流路に切り換える切り換え手段が四方弁であることが望ましい。
これにより、四方弁を制御して、室外機の第１の熱交換器と第２の熱交換器との間の流路を切り換えることにより、第２の熱交換器の機能を容易に切り換えることができる。

また、前記室内機の熱交換器をバイパスするバイパス配管を設けることが好ましい。
つまり、バイパス配管を開閉させることにより、室内機の熱交換器における作動を容易に制御することができる。

この発明の空気調和装置によれば、第１の熱交換器にて冷媒の凝縮を行わせるとともに、第２の熱交換器にて蒸発を行わせることにより、第１の熱交換器により加熱された空気と第２の熱交換器により冷却された空気とを混合して除湿乾燥した空気を作り出すことができる。
そして、この除湿乾燥した空気を、例えば、ダクトによって乾燥室や浴室などへ引き込むことにより、乾燥室における乾燥あるいは浴室の乾燥を効率的に行うことができる。
また、第１の熱交換器及び第２の熱交換器にて冷媒の凝縮を行わせ、室内機の熱交換器にて冷媒の蒸発を行わせることにより、効率良く室内の空気を冷却することができる。
。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る空気調和装置の構成を説明する回路図である。
図に示すように、この空気調和装置１は、室内機２及び室外機３を備えている。
室内機２は、熱交換器２ａを備え、室外機３は、第１の熱交換器３ａ及び第２の熱交換器３ｂを備えている。

室内機２の熱交換器２ａは、途中に逆止弁５を有する配管６ａを介して圧縮機７に接続されている。圧縮機７は、配管６ｂを介して第１の熱交換器３ａに接続されている。また、第１の熱交換器３ａは、膨張弁９を有する配管６ｃに接続され、この配管６ｃは、第２の熱交換器３ｂに接続されている。そして、第２の熱交換器３ｂは、膨張弁１１を有する配管６ｄに接続され、この配管６ｄは、室内機２の熱交換器２ａに接続されている。

また、熱交換器２ａには、バイパス弁１２を有するバイパス配管１３が接続されている。このバイパス配管１３は、配管６ａにおける逆止弁５と圧縮機７との間及び配管６ｄにおける第２の熱交換器３ｂと膨張弁１１との間に接続されている。
また、配管６ｃにも、バイパス弁１４を有するバイパス配管１５が接続されている。このバイパス配管１５は、配管６ｃにおける第１の熱交換器３ａと膨張弁９との間及び配管６ｃにおける膨張弁９と第２の熱交換器３ｂとの間に接続されている。

上記構成の空気調和装置１では、バイパス弁１２、１４の開閉制御により、以下の各種モードにて運転を行うことができる。
（冷房モード）
通常に、室内の冷房運転を行う場合は、バイパス弁１２を閉鎖するとともに、バイパス弁１４を開放する。
このようにすると、圧縮機７にて圧縮された冷媒は、第１の熱交換器３ａ及び第２の熱交換器３ｂを通過する際に凝縮して熱を放出し、その後、膨張弁１１にて膨張して室内機２の熱交換器２ａにて蒸発し、室内の空気を冷却する。
そして、このように、冷房モードによる運転時に第１及び第２の熱交換器３ａ、３ｂにて生じた排熱を、例えば、ダクトによって乾燥室などへ引き込むことにより、排熱の有効利用を図ることができる。

（乾燥モード）
室内の冷房を行わず、乾燥モードによる運転を行う場合は、バイパス弁１２を開放するとともに、バイパス弁１４を閉鎖する。
このようにすると、圧縮機７にて圧縮された冷媒は、第１の熱交換器３ａを通過する際に凝縮して熱を放出し、その後、膨張弁９にて膨張して第２の熱交換器３ｂにて蒸発して冷却を行い、バイパス配管１３を通り、圧縮機７に戻される。
そして、このように、乾燥モードによる運転では、室内機２の熱交換器２ａは通過させることなく、第１の熱交換器３ａにて冷媒の凝縮を行わせるとともに、第２の熱交換器３ｂにて蒸発を行わせる。

これにより、第１の熱交換器３ａにより加熱された空気と第２の熱交換器３ｂにより冷却された空気とを混合して除湿乾燥した空気を作り出すことができる。
そして、この除湿乾燥した空気を、例えば、ダクトによって乾燥室や浴室などへ引き込むことにより、乾燥室における乾燥あるいは浴室の乾燥を効率的に行うことができる。

このように、第１の実施形態に係る空気調和装置１によれば、室内機２の熱交換器２ａに冷媒を通過させることなく、室外機３の第１の熱交換器３ａにて冷媒の凝縮を行わせるとともに、膨張弁９で膨張させて第２の熱交換器３ｂにて蒸発を行わせることにより、第１の熱交換器３ａにより加熱された空気と第２の熱交換器３ｂにより冷却された空気とを混合して除湿乾燥した空気を作り出すことができる。
そして、この除湿乾燥した空気を、例えば、ダクトによって乾燥室や浴室などへ引き込むことにより、乾燥室における乾燥あるいは浴室の乾燥を効率的に行うことができる。

また、第１の熱交換器３ａ及び第２の熱交換器３ｂにて冷媒の凝縮を行わせ、室内機２の熱交換器２ａにて冷媒の蒸発を行わせることにより、効率良く室内の空気を冷却することができる。
また、バイパス配管１３を開閉させることにより、室内機２の熱交換器２ａにおける作動を容易に制御することができる。

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る空気調和装置の構成を説明する回路図である。
図に示すように、この空気調和装置２１は、室内機２２及び室外機２３を備えている。
室内機２２は、熱交換器２２ａを備え、室外機２３は、第１の熱交換器２３ａ及び第２の熱交換器２３ｂを備えている。

室内機２２の熱交換器２２ａは、途中に逆止弁２５を有する配管２６ａを介して圧縮機２７に接続されている。圧縮機２７は、配管２６ｂを介して第１の熱交換器２３ａに接続され、さらに、第１の熱交換器２３ａは、配管２６ｃにより四方弁２８に接続されている。また、第２の熱交換器２３ｂも、配管２６ｄにより四方弁２８に接続されている。さらに、第２の熱交換器２３ｂは、配管２６ｅにより膨張弁３１に接続され、この膨張弁３１は、四方弁２８に接続されている。また、四方弁２８は、三方弁３２を有する配管２６ｇにより室内機２２の熱交換器２２ａに接続されている。
配管２６ｇに設けられた三方弁３２には、バイパス配管３３の一端が接続され、このバイパス配管３３は、その他端が、配管２６ａにおける逆止弁２５と圧縮機２７との間に接続されている。

上記構成の空気調和装置２１では、四方弁２８及び三方弁３２の駆動制御により、以下の各種モードにて運転を行うことができる。
（冷房モード）
通常に、室内の冷房運転を行う場合は、図３（ａ）に示すように、四方弁２８によって、第１の熱交換器２３ａにつながる配管２６ｃと第２の熱交換器２３ｂにつながる配管２６ｄとを連通させ、さらに、膨張弁３１につながる配管２６ｆと室内機２２の熱交換器２２ａにつながる配管２６ｇとを連通させる。また、三方弁３２におけるバイパス配管３３への流路を閉鎖し、熱交換器２２ａ側の流路を開放する。

このようにすると、圧縮機２７にて圧縮された冷媒は、第１の熱交換器２３ａ及び第２の熱交換器２３ｂを通過する際に凝縮して熱を放出し、その後、膨張弁３１にて膨張して室内機２２の熱交換器２２ａにて蒸発し、室内の空気を冷却する。
そして、このように、冷房モードによる運転時に第１及び第２の熱交換器２３ａ、２３ｂにて生じた排熱を、例えば、ダクトによって乾燥室などへ引き込むことにより、排熱の有効利用を図ることができる。

（乾燥モード）
室内の冷房を行わず、乾燥モードによる運転を行う場合は、図３（ｂ）に示すように、四方弁２８によって、第１の熱交換器２３ａにつながる配管２６ｃと膨張弁３１につながる配管２６ｆとを連通させ、さらに、第２の熱交換器２３ｂにつながる配管２６ｄと室内機２２の熱交換器２２ａにつながる配管２６ｇとを連通させる。また、三方弁３２におけるバイパス配管３３への流路を開放し、熱交換器２２ａ側の流路を閉鎖する。

このようにすると、圧縮機２７にて圧縮された冷媒は、第１の熱交換器２３ａを通過する際に凝縮して熱を放出し、その後、膨張弁３１にて膨張して第２の熱交換器２３ｂにて蒸発して冷却を行い、バイパス配管３３を通り、圧縮機２７に戻される。
つまり、乾燥モードによる運転では、室内機２２の熱交換器２２ａは通過させることなく、第１の熱交換器２３ａにて冷媒の凝縮を行わせるとともに、第２の熱交換器２３ｂにて蒸発を行わせる。

これにより、これら第１の熱交換器２３ａにより加熱された空気と第２の熱交換器２３ｂによって冷却された空気とを混合して除湿乾燥した空気を作り出すことができる。
そして、この除湿乾燥した空気を、例えば、ダクトによって乾燥室や浴室などへ引き込むことにより、乾燥室における乾燥あるいは浴室の乾燥を効率的に行うことができる。

（弱冷房・乾燥モード）
また、この空気調和装置２１では、室内の冷房を行いつつ、乾燥モードによる運転を行うことも可能である。
この場合は、乾燥モードと同様に、図３（ｂ）に示すように、四方弁２８によって、第１の熱交換器２３ａにつながる配管２６ｃと膨張弁３１につながる配管２６ｆとを連通させ、さらに、第２の熱交換器２３ｂにつながる配管２６ｄと室内機２２の熱交換器２２ａにつながる配管２６ｇとを連通させる。そして、三方弁３２におけるバイパス配管３３への流路を閉鎖し、熱交換器２２ａ側の流路を開放する。

このようにすると、圧縮機２７にて圧縮された冷媒は、第１の熱交換器２３ａを通過する際に凝縮して熱を放出し、その後、膨張弁３１にて膨張して第２の熱交換器２３ｂにて蒸発して冷却を行う。
さらに、この第２の熱交換器２３ｂを通過した冷媒は、室内機２２の熱交換器２２ａにてさらに蒸発して冷却を行い、その後、圧縮機２７に戻される。

これにより、これら第１の熱交換器２３ａにより加熱された空気と第２の熱交換器２３ｂによって冷却された空気とを混合して除湿乾燥した空気を作り出すことができる。
そして、この除湿乾燥した空気を、例えば、ダクトによって乾燥室や浴室などへ引き込むことにより、乾燥室における乾燥あるいは浴室の乾燥を効率的に行うことができる。
また、この弱冷房・乾燥モードによる運転では、室内機２２の熱交換器２２ａに冷媒を通し、第２の熱交換器２３ｂにて蒸発しきらなかった冷媒を蒸発させることにより、室内を低負荷運転にて冷房することができる。

このように、第２の実施形態に係る空気調和装置１１によれば、四方弁２８を制御して、室外機２３の第１の熱交換器２３ａと第２の熱交換器２３ｂとの間の流路を切り換えることにより、第２の熱交換器２３ｂの機能を容易に切り換えることができる。

本発明の第１の実施形態に係る空気調和装置を説明する空気調和装置の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る空気調和装置を説明する空気調和装置の回路図である。 第２の実施形態に係る空気調和装置における各種運転モードを説明する回路図である。

符号の説明

１、１１ 空気調和装置
２、２２ 室内機
２ａ、２２ａ 熱交換器
３、２３ 室外機
３ａ、２３ａ 第１の熱交換器
３ｂ、２３ｂ 第２の熱交換器
９、３１ 膨張弁（絞り装置）
１３、３３ バイパス配管
２８ 四方弁

Claims (4)

1. それぞれ熱交換器を備えた室内機及び室外機を有し、前記室内機の熱交換器にて冷媒による室内の空気の調和を行い、前記室外機の熱交換器にて前記冷媒と外気との熱交換を行う空気調和装置であって、
   前記室外機は、第１の熱交換器と第２の熱交換器とを有し、第１の熱交換器を冷媒の凝縮を行う凝縮器とした際に、第２の熱交換器を冷媒の蒸発を行わせる蒸発器に切換可能とされていることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記室外機の第１の熱交換器と第２の熱交換器との間の流路が、絞り装置を有する流路に切換可能とされ、該絞り装置を有する流路に切り換えることにより、第１の熱交換器にて凝縮した冷媒を前記絞り装置にて膨張させて第２の熱交換器にて蒸発させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記室外機の第１の熱交換器と第２の熱交換器との流路を、絞り装置を有する流路に切り換える切り換え手段が四方弁であることを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記室内機の熱交換器をバイパスするバイパス配管を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空気調和装置。
   
   

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