JP2005315455A

JP2005315455A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2005315455A
Application number: JP2004130986A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tachimori; 誠朔晦; Masatoshi Takahashi; 正敏高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】暖房能力向上と消費電力低減ができる空気調和機を提供する。
【解決手段】熱交換器２と、送風機３と、熱交換器２で発生する凝縮水を貯溜するドレンパン４とを備え、熱交換器２を、フィン２ａとフィン２ａを貫通すると共に複数の冷媒流路Ａ〜Ｅを形成する伝熱管２ｂとで構成し、冷房運転時に、冷媒を、熱交換器２の最下部の風上側に位置すると共に縦方向に配置された冷媒流路Ａに流入させた後、他の冷媒流路Ｂ〜Ｅに分岐して流入させるもので、熱交換器２を蒸発器として使用する場合、熱交換器２の最底部に設けられ分岐後の冷媒が流入する冷媒流路Ｅの水没が緩和され、伝熱管やバランス管の流路抵抗を大きくする必要がなく、熱交換器２を凝縮器として使用した場合の冷媒が熱交換器２内に溜まりすぎることがなく、かつ冷媒流路Ａを風上側に配置することにより冷媒の過冷却度が増加し、暖房能力向上と消費電力低減が可能となるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機に関するもので、特に、熱交換器に形成された冷媒流路の改良に関するものである。

従来のこの種の空気調和機について、図５を用いて説明する。

図５は、従来の空気調和機の室内機の概略部分断面図である。図において、室内機は、熱交換器１１と、送風機１２と、熱交換器１１で凝縮した凝縮水を貯留するドレンパン１３と、冷房運転時において室外機（図示せず）で凝縮された冷媒を減圧し熱交換器１１に分配する分流器１４と、分流器１４から熱交換器１１の各冷媒流路に流入させるバランス管１５から構成されている。特に、今日、省エネ要求が大きくなり、大能力の空気調和機の熱交換器１１では、蒸発器における圧力損失による機器の性能低下を回避するため、１本のＵ字型の伝熱管を１つの冷媒流路にするといった多パス構成が必要となっている。またパス数を多くした場合、風速分布の差によるパスごとの熱交換量の差を抑制するため、風速の低い部分のフィン（図示せず）とフィンの間隔を密にし熱交換量を増やす等が行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１−２８４９４号公報

しかしながら、前記従来の空気調和機においては、熱交換器１１は、吸込んだ室内空気を漏れのないように熱交換器１１に導くために、その下端部をドレンパン１３の底面に直接載置していた。

ところで、上記ドレンパン１３は、断面Ｕ字状またはＶ字状等の溝部（図示せず）を備え、熱交換器１１で生成されるドレン水が所定の水位に達すると、ドレンポンプ（図示せず）が作動し、ドレン水を外部へ排水するようになっている。また、ドレンパン１３の底面部に熱交換器１１の下端部を載置するため、熱交換器１１の下部の一部がドレンパン１３内に埋没する。また、ドレンポンプの吸水口（図示せず）は、吸水抵抗の低減や収納性から、通常は熱交換器１１の下端から１０ｍｍ程度高い位置に配置されている。

したがって、熱交換器１１を蒸発器として使用した場合、特許文献１の構成ではドレン水が、熱交換器１１のフィン間に滞留し易くなり、ドレン水の水位の上昇により、熱交換器１１の最下段の冷媒流路を形成する伝熱管１１ａがドレン水に水没し、能力の一部がドレン水との熱交換に使用され、出口側能力の極端な低下を招いてしまうといった問題があった。

そこで、熱交換器１１底部の伝熱管１１ａに流入する冷媒量を低減するために、それに接続されるバランス管１５の流路抵抗を大きくするか、もしくは、伝熱管１１ａのターン数を多くして、熱交換器１１底部の冷媒流路の熱交換能力を大きくし、熱交換器１１としての蒸発能力の低下を抑えているが、凝縮器として使用した場合、熱交換器１１の底部の冷媒流路に液冷媒が溜まりすぎ、凝縮能力が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、暖房能力、熱交換効率に優れ、消費電力の低減を図った空気調和機を提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、熱交換器と、前記熱交換器に室内の空気を送り熱交換させる送風機と、前記熱交換器で発生する凝縮水を貯溜するドレンパンとを備え、前記熱交換器を、所定間隔おきに設けられたフィンと前記フィンを貫通すると共に複数の冷媒流路を形成する伝熱管とで構成し、冷房運転時に、冷媒を、前記熱交換器の最下部の風上側に位置すると共に縦方向に配置された冷媒流路に流入させた後、他の冷媒流路に分岐して流入させるもので、熱交換器を蒸発器として使用する場合、前記熱交換器の最底部に設けられ分岐後の冷媒が流入する冷媒流路の水没が緩和され、伝熱管やバランス管の流路抵抗を大きくする必要がなくなるため、熱交換器を凝縮器として使用した場合に生じていた冷媒が熱交換器内に溜まりすぎることがなくなり、かつ凝縮器出口前の縦方向に配置された冷媒流路を風上側に配置することにより、冷媒の過冷却度が増加し、暖房能力向上と消費電力低減が可能となるものである。

本発明の空気調和機の室内機は、暖房能力向上と消費電力低減が可能となる。

第１の発明は、熱交換器と、前記熱交換器に室内の空気を送り熱交換させる送風機と、前記熱交換器で発生する凝縮水を貯溜するドレンパンとを備え、前記熱交換器を、所定間隔おきに設けられたフィンと前記フィンを貫通すると共に複数の冷媒流路を形成する伝熱管とで構成し、冷房運転時に、冷媒を、前記熱交換器の最下部の風上側に位置すると共に縦方向に配置された冷媒流路に流入させた後、他の冷媒流路に分岐して流入させるもので、熱交換器を蒸発器として使用する場合、前記熱交換器の最底部に設けられ分岐後の冷媒が流入する冷媒流路の水没が緩和され、伝熱管やバランス管の流路抵抗を大きくする必要がなくなるため、熱交換器を凝縮器として使用した場合に生じていた冷媒が熱交換器内に溜まりすぎることがなくなり、かつ凝縮器出口前の縦方向に配置された冷媒流路を風上側に配置することにより、冷媒の過冷却度が増加し、暖房能力向上と消費電力低減が可能となるものである。

第２の発明は、特に、第１の発明の熱交換器の最下部の風上側に配置した冷媒流路を設けたフィンと、他の冷媒流路を設けたフィンとを分割したもので、最初に冷媒が流入する冷媒流路用の伝熱管を設けた箇所と、他の冷媒流路用の伝熱管を設けた箇所との間の熱伝導を阻止できるので、内部ロスを無くすことができ、冷・暖房能力向上と消費電力低減が可能となるものである。

第３の発明は、特に、第１の発明の熱交換器の最下部の風上側に配置した冷媒流路を設けた部分と他の冷媒流路を設けた部分との間に切り目を入れたフィンを用いたもので、最初に冷媒が流入する冷媒流路用の伝熱管を設けた箇所と、他の冷媒流路用の伝熱管を設けた箇所との間の熱伝導を切り目で阻止できるので、内部ロスを無くすことができ、冷・暖房能力向上と消費電力低減ができるとともに、フィンを分割して熱伝導を阻止する方法に較べ、製造コストを低減することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の熱交換器の最下部の風上側に配置した冷媒流路を形成する伝熱管に、内面に溝のない平滑管を用いたもので、蒸発器として使用する場合に、冷媒の圧力損失が低減され、冷房効率が向上すると共に、低コスト化が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の略断面図、図２は、同室内機の熱交換器の冷媒流路の概略図、図３は、同熱交換器の略断面図である。

図１において、空気調和機の室内機１は、熱交換器２と、熱交換器２に室内の空気を送り熱交換させる送風機３と、前記熱交換器２が載置されると共に、同熱交換器２で発生する凝縮水を貯溜するドレンパン４と、ドレンパン４に貯留したドレン水を外部に排出するドレンポンプ５から構成されている。

熱交換器２は、所定間隔おきに設けられた複数のフィン２ａと、フィン２ａを貫通すると共に、複数の冷媒流路Ａ〜Ｅを形成する伝熱管２ｂとで構成されている。

図２に示すように、熱交換器２の最下部にある冷媒流路Ａ及び冷媒流路Ｅは、縦方向に配置され、他の冷媒流路Ｂ、Ｃ、Ｄは、従来同様斜めに配置されている。

そして、冷房運転時に、冷媒は最初に熱交換器２の最下部でしかも風上側に縦方向に配置された冷媒流路Ａに流入した後、他の各冷媒流路Ｂ〜Ｅに分岐されるようにしている。

また、フィン２ａは、図３に示すように、熱交換器２の最下部の風上側に縦方向に配置した冷媒流路Ａを形成する伝熱管２ｂが貫通するフィン２ａ−１と、他の冷媒流路Ｂ〜Ｅを形成する伝熱管２ｂが貫通するフィン２ａ−２とに分割されている。

さらに、冷媒流路Ａを形成する伝熱管２ｂには、内面に溝のない平滑管を使用するようにしている。

以上のように構成された空気調和機の室内機について、以下にその動作、作用を説明する。

まず、室内機１の熱交換器２を蒸発器として使用する場合、冷媒を熱交換器２の最下部の風上側に縦方向に配置した冷媒流路Ａを形成する伝熱管２ｂに流入した後、他の各冷媒流路Ｂ〜Ｅを形成する伝熱管２ｂに分岐して流入させることにより、熱交換器２の、冷媒が分岐して流入する最底部の冷媒流路Ｅの水没が緩和され、冷媒流路Ｅの流路抵抗を大きくする必要がなくなるため、熱交換器２を凝縮器として使用した場合に生じていた冷媒が熱交換器２内に溜まりすぎることがなくなる。

また、熱交換器２を凝縮器として使用する場合、冷媒の出口前に位置する冷媒流路Ａが、風上側に配置しているので、冷媒の過冷却度が増加し、暖房能力向上と消費電力低減が可能となるものである。

また、フィン２を、熱交換器２の最下部の風上に縦方向に配置した冷媒流路Ａ用の熱フィン２ａ−１と、他の冷媒経路Ｂ〜Ｅ用のフィン２ａ−２とに分割したことにより、分岐前の冷媒が流入する冷媒流路Ａとその他の冷媒流路Ｂ〜Ｅ部との間の熱伝導が阻止されるので、内部ロスをなくすことができ、冷暖房能力向上と消費電力低減が可能となるものである。

また、熱交換器２の最下部の風上側に縦方向に配置した分岐前の冷媒流路Ａを形成する伝熱管２ｂに内面に溝のない平滑管を用いることにより、蒸発器として使用した場合に冷媒の圧力損失を低減でき冷房効率が向上すると共に、低コスト化が可能となる。

また、熱交換器２の最下部の風上に縦方向に配置した冷媒流路Ａを設けた部分と、他の
冷媒流路Ｂ〜Ｅを設けた部分との熱伝導を阻止する為に、図４に示すように、切り目２ｃを入れたフィン２ａ−３を用いるようにすれば、熱交換器２の製造コストを低減することができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、冷房運転時に発生する凝縮水により、冷暖房運転での熱交換器底部での熱交換量の差異を軽減できるため、暖房能力向上と消費電力低減ができるので、家庭用、業務用の空気調和機等の用途に広く適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の略断面図同室内機の熱交換器の冷媒流路の概略図同熱交換器の略断面図他の例を示す熱交換器の略断面図従来の空気調和機の室内機の部分断面図

符号の説明

１室内機
２熱交換器
２ａフィン
２ａ−１、２ａ−２、２ａ−３フィン
２ｂ伝熱管
２ｃ切り目
３送風機
４ドレンパン
Ａ〜Ｅ冷媒流路Ａ〜Ｅ

Claims

熱交換器と、前記熱交換器に室内の空気を送り熱交換させる送風機と、前記熱交換器で発生する凝縮水を貯溜するドレンパンとを備え、前記熱交換器を、所定間隔おきに設けられたフィンと前記フィンを貫通すると共に複数の冷媒流路を形成する伝熱管とで構成し、冷房運転時に、冷媒を、前記熱交換器の最下部の風上側に位置すると共に縦方向に配置された冷媒流路に流入させた後、他の冷媒流路に分岐して流入させることを特徴とする空気調和機。
熱交換器の最下部の風上側に配置した冷媒流路を設けたフィンと、他の冷媒流路を設けたフィンとを分割したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
熱交換器の最下部の風上側に配置した冷媒流路を設けた部分と他の冷媒流路を設けた部分との間に切り目を入れたフィンを用いたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
熱交換器の最下部の風上側に配置した冷媒流路を形成する伝熱管に、内面に溝のない平滑管を用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の空気調和機。