JP2008014576A

JP2008014576A - 空気調和装置

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Publication number: JP2008014576A
Application number: JP2006186738A
Authority: JP
Inventors: Hiromune Matsuoka; 弘宗松岡; Toshiyuki Kurihara; 利行栗原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: AU2007270354B2; CN101479535A; JP4923794B2; US8656729B2; WO2008004621A1; EP2040009A4; US20090282854A1; AU2007270354A1; KR20090038889A; EP2040009A1; KR101185257B1; EP2040009B1; CN101479535B

Abstract

【課題】除霜運転時の快適性を向上させること。
【解決手段】圧縮機（21）と、室内輻射パネル（23）と、第１膨張弁（24）と、室内空気熱交換器（25）と、第２膨張弁（26）と、室外空気熱交換器（27）とが順に接続され、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えている。除霜運転の場合、冷房サイクルで、冷媒が室外空気熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室内輻射パネル（23）で蒸発するように第１膨張弁（24）が減圧制御される。これにより、室外空気熱交換器（27）の除霜と室内空気熱交換器（25）の暖房とが同時行われる。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、デフロスト運転時の快適性向上に係るものである。

従来より、輻射パネルと室内熱交換器を備え、輻射熱と温風によって室内の暖房を行う空気調和装置が知られている。例えば、特許文献１の空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器および輻射パネルが順に接続された冷媒回路を備えている。そして、冷媒回路は、冷媒が可逆に循環して冷凍サイクルが行われるように構成されている。

この空気調和装置では、暖房運転（暖房サイクル）の場合、圧縮機の吐出冷媒が輻射パネルおよび室内熱交換器を順に流れて凝縮することにより、室内熱交換器の温風と輻射パネルの輻射熱が室内へ供給される。また、冷房運転（冷房サイクル）の場合は、室外熱交換器で凝縮した冷媒が室内熱交換器にて蒸発することにより、室内熱交換器の冷風が室内へ供給される。室内熱交換器で蒸発した冷媒は、輻射パネルをバイパスして圧縮機へ戻る。
実公平７−１８９３５号公報

しかしながら、上述した従来の空気調和装置では、冷房サイクルで室外熱交換器の除霜を行おうとすると、室内熱交換器による暖房を停止しなければならないという問題があった。その結果、除霜運転中は、室内の快適性が損なわれるという問題があった。

具体的には、除霜運転の場合、圧縮機の吐出冷媒が室外熱交換器へ流れて凝縮することで除霜が行われ、凝縮後の冷媒は膨張弁で減圧された後、室内熱交換器および輻射パネルで蒸発することになる。つまり、膨張弁の下流に位置する室内熱交換器を蒸発器として機能させる必要があるため、室内熱交換器で暖房することができなかった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、輻射パネルと室内熱交換器とを有した空気調和装置において、冷房サイクルで除霜運転（デフロスト運転）を行う場合、同時に室内の暖房も可能にし、室内の快適性低下を防止することである。

第１の発明は、圧縮機（21）と、室内輻射用熱交換器（23）と、第１減圧機構（24）と、室内空気熱交換器（25）と、第２減圧機構（26）と、室外熱交換器（27）とが順に接続され、冷媒が可逆に循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えている。そして、本発明は、上記冷媒回路（20）の冷房サイクルで、冷媒が室外熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室内輻射用熱交換器（23）で吸熱して蒸発するように第１減圧機構（24）が減圧制御されるものである。

上記の発明では、暖房運転の場合、冷媒回路（20）において、圧縮機（21）の吐出冷媒が室内空気熱交換器（25）で空気に放熱し、室外熱交換器（27）で吸熱して蒸発する暖房サイクルで冷媒が循環する。また、冷房運転の場合、冷媒回路（20）において、圧縮機（21）の吐出冷媒が室外熱交換器（27）で放熱し、室内空気熱交換器（25）で空気から吸熱して蒸発する冷房サイクルで冷媒が循環する。

そして、本発明では、室外熱交換器（27）の除霜（デフロスト）を行う場合、圧縮機（21）の吐出冷媒が室外熱交換器（27）で放熱して除霜が行われる。この放熱後の冷媒は、室内空気熱交換器（25）で余熱を空気に放熱して室内の暖房が行われる。続いて、放熱後の冷媒は、第１減圧機構（24）で所定圧力まで減圧され、室内輻射用熱交換器（23）へ流入する。この冷媒は、室内輻射用熱交換器（23）から吸熱して蒸発する。なお、蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ戻る。つまり、本発明のデフロスト運転では、室内空気熱交換器（25）で冷媒を蒸発させるのではなく、室内輻射用熱交換器（23）自体が有する熱を利用して冷媒を蒸発させる。したがって、室外熱交換器（27）の除霜を行いつつ、室内の暖房を行うことが可能になる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）の暖房サイクルで、冷媒が室内輻射用熱交換器（23）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室外熱交換器（27）で吸熱して蒸発するように第２減圧機構（26）が減圧制御されるものである。

上記の発明では、暖房運転の場合、圧縮機（21）の吐出冷媒が室内輻射用熱交換器（23）で放熱して温度低下した後、室内空気熱交換器（25）でさらに空気に放熱して冷却される。室内輻射用熱交換器（23）では、高温冷媒から吸熱した熱量を輻射熱として室内に供給し、室内空気熱交換器（25）では、加熱された空気が温風として室内に供給される。この輻射熱および温風によって室内の暖房が行われる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記冷媒回路（20）の冷房サイクルで、冷媒が室外熱交換器（27）で放熱し、室内空気熱交換器（25）および室内輻射用熱交換器（23）で吸熱して蒸発するように第２減圧機構（26）が減圧制御されるものである。

上記の発明では、冷房運転の場合、第２減圧機構（26）で所定圧力まで減圧された冷媒が室内空気熱交換器（25）で空気から吸熱した後、さらに室内輻射用熱交換器（23）から吸熱して蒸発する。室内空気熱交換器（25）では、冷却された空気が冷風として室内に供給される。一方、室内輻射用熱交換器（23）は、冷媒の吸熱によって冷却され、周囲空気が冷却される。つまり、室内空気が輻射冷却される。したがって、冷風および輻射冷却によって室内の冷房が行われる。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記冷媒回路（20）は、冷媒が室内輻射用熱交換器（23）および第１減圧機構（24）をバイパスして流れるバイパス通路（28）を備え、該バイパス通路（28）に開閉弁（29）が設けられているものである。

上記の発明では、例えば冷房運転の場合、開閉弁（29）を開状態にして、室内空気熱交換器（25）で空気から吸熱して蒸発した冷媒が室内輻射用熱交換器（32）へ流さずにバイパス通路（28）へ流す。これにより、室内空気熱交換器（25）の冷風のみによる冷房が行われる。

第５の発明は、上記第１または第２の発明において、上記室内輻射用熱交換器（23）と室内空気熱交換器（25）は、１台の室内ユニット（11）に設けられている。そして、上記室内輻射用熱交換器（23）は、輻射熱を発する輻射面が室内に面するように室内ユニット（11）のケーシング（12）に設けられる一方、上記室内空気熱交換器（25）は、室内ユニット（11）のケーシング（12）の内部に収納されているものである。

上記の発明では、室内輻射用熱交換器（23）および室内空気熱交換器（25）の設置スペースの縮小化が図られる。

第６の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）の冷房サイクルで、冷媒が室外熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室内輻射用熱交換器（23）で吸熱して蒸発するように第２減圧機構（26）における冷媒の減圧が阻止されるものである。

上記の発明では、室外熱交換器（27）で放熱した冷媒が第２減圧機構（26）において全く減圧されない。したがって、冷媒が温度低下することなく室内空気熱交換器（25）へ流入するので、その室内空気熱交換器（25）の暖房能力が向上する。

第７の発明は、上記第１乃至第３の何れか１の発明において、上記冷媒が二酸化炭素であるものである。

上記の発明では、圧縮機（21）によって二酸化炭素である冷媒がその超臨界圧力まで圧縮される。この吐出後の超臨界圧力状態の冷媒は、通常のいわゆる亜臨界状態の冷媒に比べて高温領域が大きい。したがって、例えばデフロスト運転の場合、室外熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）における冷媒の放熱量が増大する。これにより、デフロスト能力および暖房能力の双方が向上する。また、暖房運転の場合、室内輻射用熱交換器（23）および室内空気熱交換器（25）における冷媒の放熱量が増大する。したがって、輻射熱および温風による暖房能力が向上する。

本発明によれば、冷媒が室外熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）の双方で放熱し、室内輻射用熱交換器（23）で蒸発するように第１減圧機構（24）を制御するようにした。これにより、室外熱交換器（27）の除霜を行いつつ、室内空気熱交換器（25）の温風による室内の暖房を行うことができる。したがって、除霜運転中も暖房を停止しなくてよいので、室内の快適性を損なうおそれはない。

また、第２の発明によれば、冷媒が室内輻射用熱交換器（23）および室内空気熱交換器（25）で蒸発するように第２減圧機構（26）を制御するようにした。これにより、室内空気熱交換器（25）の冷風だけでなく、室内輻射用熱交換器（23）の輻射冷却によっても室内の冷房を行うことができる。したがって、輻射冷却の分だけ、冷風量を抑えることができるので、ユーザーへのドラフト感を抑制することができ、快適性を向上させることができる。

また、第３の発明によれば、冷媒が室内輻射用熱交換器（23）および室内空気熱交換器（25）で放熱するように第２減圧機構（26）を制御するようにした。これにより、室内空気熱交換器（25）の温風だけでなく、室内輻射用熱交換器（23）の輻射熱によっても室内の暖房を行うことができる。したがって、輻射熱の分だけ、温風量を抑えることができ、ユーザーへのドラフト感を抑制することができる。

また、第４の発明によれば、室内輻射用熱交換器（23）および第１減圧機構（24）のバイパス通路（28）を設けるようにしたので、冷房負荷が小さい場合において輻射冷却を無効にすることができる。さらに、室内輻射用熱交換器（23）の輻射面に露が付くような条件下では、輻射冷却を無効にすることで、その露付きを防止することができる。

また、第５の発明によれば、室内輻射用熱交換器（23）と室内空気熱交換器（25）とを１台の室内ユニット（11）に設けるようにしたので、装置の設置スペースの縮小化を図ることができる。

また、第７の発明によれば、冷媒に二酸化炭素を用いるので、その冷媒を超臨界圧力まで圧縮すれば、冷媒の高温領域を大きくとることができる。したがって、除霜運転において、室外空気熱交換器（27）の除霜と室内空気熱交換器（25）の暖房のために必要な冷媒の放熱量を十分に稼ぐことができる。これにより、除霜と暖房とを確実に行うことができる。暖房運転においては、室内輻射パネル（23）の輻射熱を高めることができるので、その分室内空気熱交換器（25）における風量を減らすことができ、ドラフト感を低減することができる。その結果、室内の快適性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態の空気調和装置（10）は、室内の冷房および暖房を行うものである。この空気調和装置（10）は、冷媒回路（20）を備えている。

上記冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と室内輻射パネル（23）と第１膨張弁（24）と室内空気熱交換器（25）と第２膨張弁（26）と室外空気熱交換器（27）とが順に配管接続されて閉回路に構成されている。また、この冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と室内輻射パネル（23）および室外空気熱交換器（27）との間に配管接続された四路切換弁（22）を有している。そして、冷媒回路（20）は、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）が充填され、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うように構成されている。

上記冷媒回路（20）は、四路切換弁（22）の切換によって、冷媒の循環方向が可逆になる。つまり、冷媒が冷房サイクルで流れる循環と暖房サイクルで流れる循環とが切り換わる。例えば、四路切換弁（22）が図１に実線で示す状態に切り換わると、暖房サイクルで冷媒が反時計回りに循環する。また、四路切換弁（22）が図１に破線で示す状態に切り換わると、冷房サイクルで冷媒が時計回りに循環する。

上記圧縮機（21）は、例えば、ロータリ式圧縮機やスクロール式圧縮機などの容積型圧縮機である。そして、圧縮機（21）は、吸入した冷媒（二酸化炭素）をその超臨界圧力まで圧縮するように構成されている。つまり、冷媒回路（20）において、高圧が冷媒の臨界圧力よりも高くなる。

上記室内空気熱交換器（25）および室外空気熱交換器（27）は、何れもクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成され、冷媒が空気と熱交換するものである。また、室内空気熱交換器（25）には室内ファン（25F）が、室外空気熱交換器（27）には室外ファン（27F）がそれぞれ近接して設けられている。そして、室内空気熱交換器（25）では、冷媒と熱交換して加熱または冷却された空気が室内へ供給され、暖房または冷房が行われる。なお、室外空気熱交換器（27）は、本発明に係る室外熱交換器を構成している。

上記室内輻射パネル（23）は、暖房運転の場合、冷媒から吸熱して輻射熱を室内へ供給する。つまり、輻射暖房が行われる。また、室内輻射パネル（23）は、冷房運転の場合、冷媒の吸熱によって冷却され、その周囲空気が冷却される。つまり、輻射冷房が行われる。なお、この室内輻射パネル（23）は、本発明に係る室内輻射用熱交換器を構成している。

上記第１膨張弁（24）および第２膨張弁（26）は、何れも冷媒の膨張機構を構成している。これら第１膨張弁（24）および第２膨張弁（26）は、開度を調節して冷媒の減圧制御を行うものであり、本発明に係る第１減圧機構および第２減圧機構を構成している。

また、上記冷媒回路（20）には、室内輻射パネル（23）および第１膨張弁（24）をバイパスするバイパス通路（28）が設けられている。このバイパス通路（28）には、開閉弁である電磁弁（29）が設けられている。

上記室内輻射パネル（23）、第１膨張弁（24）、電磁弁（29）、室内空気熱交換器（25）および室内ファン（25F）は、図２に示すように、１台の室内ユニット（11）を構成している。この室内ユニット（11）は、いわゆる床置き式に構成されている。なお、図２では、第１膨張弁（24）および電磁弁（29）を省略する。

上記室内ユニット（11）は、横長の矩形体に形成されたケーシング（12）を備えている。ケーシング（12）は、底面の両端に脚（13）が設けられている。ケーシング（12）は、底面の中央部分に空気の吸込口（12a）が設けられると共に、上面の長手方向に亘って空気の吹出口（12b）が設けられている。また、ケーシング（12）の前面には、概ね全体に亘って、室内輻射パネル（23）が嵌め込まれている。ケーシング（12）内には、室内空気熱交換器（25）および室内ファン（25F）が収納されている。室内空気熱交換器（25）は、室内輻射パネル（23）の背面側に配置され、上端がケーシング（12）の背面側に傾斜している。一方、室内ファン（25F）は、室内輻射パネル（23）の背面側であって、室内空気熱交換器（25）の下方に配置されている。室内輻射パネル（23）は、図３に示すように、内部に伝熱管（23a）が設けられている。伝熱管（23a）は、内部を冷媒が流れるもので、パネル全体に亘って平面的に配設されている。冷媒は、この伝熱管（23a）を介してパネル本体に放熱し、またはパネル本体から吸熱する。なお、伝熱管（23a）の両端は、冷媒配管によって第１膨張弁（24）と四路切換弁（22）に接続されている。

本実施形態の空気調和装置（10）は、室外空気熱交換器（27）の除霜（デフロスト）を行うための除霜運転を備えている。この除霜運転は、冷媒が冷房サイクルで循環して行われる。そして、本発明の特徴として、除霜運転では、冷媒が室外空気熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室内輻射用熱交換器（23）で吸熱して蒸発するように、第２膨張弁（26）が全開に設定され、第１膨張弁（24）が減圧制御される。これにより、室外空気熱交換器（27）で冷媒の放熱によって除霜が行われると共に、室内空気熱交換器（25）で冷媒の放熱によって空気が加熱されて室内の暖房が行われる。

−運転動作−
次に、上記空気調和装置（10）の運転動作について、図４〜図８を参照しながら説明する。この空気調和装置（10）は、暖房運転、冷房運転および除霜運転が切換可能に構成されている。

〈暖房運転〉
この暖房運転は、室内輻射パネル（23）の輻射熱と室内空気熱交換器（25）の温風とによって室内を暖房する運転である。

図４に示すように、この暖房運転では、冷媒が暖房サイクルで循環するように、四路切換弁（22）が切り換えられる。また、電磁弁（29）が閉状態に設定される一方、第１膨張弁（24）が開状態に、第２膨張弁（26）が所定の開度に設定される。

この状態において、圧縮機（21）を駆動すると、冷媒が圧縮機（21）で圧縮されて超臨界圧力状態の高温冷媒となって吐出され、室内輻射パネル（23）へ流れる。この室内輻射パネル（23）では、高温冷媒から放熱された熱量が輻射熱として室内に供給される。その際、冷媒は、超臨界圧力状態であるため、放熱しても凝縮することなく温度が低下する。室内輻射パネル（23）で冷却された冷媒は、第１膨張弁（24）を通過して室内空気熱交換器（25）へ流れる。

上記室内空気熱交換器（25）では、冷媒が室内ファン（25F）によって取り込まれた室内空気へ放熱し、加熱された室内空気が温風となって室内に供給される。その際、冷媒は、超臨界圧力状態であるため、上述と同様に、放熱しても凝縮することなく温度が低下する。室内空気熱交換器（25）で冷却された低温冷媒は、第２膨張弁（26）で所定圧力に減圧される。この減圧後の冷媒は、室外空気熱交換器（27）に流れ、室外ファン（27F）によって取り込まれた室外空気から吸熱して蒸発する。この蒸発冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮され、この冷媒循環を繰り返す。このように、室内輻射パネル（23）の輻射熱および室内空気熱交換器（25）の温風によって室内が暖房される。

ここで、上述した暖房運転時の冷凍サイクル（超臨界サイクル）における冷媒の状態を図５に実線で示すモリエル線図に基づいて説明する。冷媒の状態は、Ａ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点→Ｅ点→Ａ点の順に繰り返し変化する。

具体的に、圧縮機（21）において、吸入されたＡ点の冷媒がＢ点まで圧縮され、超臨界圧力状態の高温冷媒になる。Ｂ点の冷媒は、室内輻射パネル（23）で放熱することにより温度が低下してＣ点の冷媒となり、室内空気熱交換器（25）でさらに放熱することにより温度が低下してＤ点の冷媒となる。Ｄ点の冷媒は、第２膨張弁（26）でＥ点まで減圧される。Ｅ点の冷媒は、室外空気熱交換器（27）で蒸発してＡ点の冷媒になり、再び圧縮機（21）に吸入される。

このように、亜臨界サイクルに比べて超臨界サイクルでは、凝縮域が存在しないため、高温領域が広い。したがって、室内輻射パネル（23）における冷媒の放熱量が高い高くなり、高温の輻射熱を得ることができる。この結果、輻射熱による暖房能力が向上する。また、室内輻射パネル（23）の輻射熱による暖房能力が高いので、室内空気熱交換器（25）の温風による必要な暖房能力が少なくてすむ。この結果、室内空気熱交換器（25）における必要な風量を減らすことができ、温風によるドラフト感を低減することができる。

〈冷房運転〉
この冷房運転は、室内輻射パネル（23）の輻射冷却と室内空気熱交換器（25）の冷風とによって室内を冷房する運転である。

図６に示すように、この冷房運転では、冷媒が冷房サイクルで循環するように、四路切換弁（22）が切り換えられる。また、電磁弁（29）が閉状態に設定される一方、第１膨張弁（24）が開状態に、第２膨張弁（26）が所定の開度に設定される。

この状態において、圧縮機（21）を駆動すると、冷媒が圧縮機（21）で圧縮されて超臨界圧力状態の高温冷媒となって吐出され、室外空気熱交換器（27）へ流れる。この室外空気熱交換器（27）では、高温冷媒が室外空気へ放熱する。その際、冷媒は、超臨界圧力状態であるため、放熱しても凝縮することなく温度が低下する。この冷媒は、第２膨張弁（26）で所定圧力に減圧された後、室内空気熱交換器（25）へ流れる。

上記室内空気熱交換器（25）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、冷却された室内空気が冷風となって室内へ供給される。次に、冷媒は、室内輻射パネル（23）から吸熱して過熱蒸気となる。これにより、室内輻射パネル（23）が冷却され、周囲の室内空気が輻射冷却される。蒸発した冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮され、この冷媒循環を繰り返す。このように、室内輻射パネル（23）の輻射冷却および室内空気熱交換器（25）の冷風によって室内が冷房される。

ここで、上述した冷房運転時の冷凍サイクル（超臨界サイクル）における冷媒の状態を図７に示すモリエル線図に基づいて説明する。冷媒の状態は、Ａ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点→Ｅ点→Ａ点の順に繰り返し変化する。

具体的に、圧縮機（21）において、吸入されたＡ点の冷媒がＢ点まで圧縮され、超臨界圧力状態の高温冷媒になる。Ｂ点の冷媒は、室外空気熱交換器（27）で放熱することにより温度が低下してＣ点の冷媒となる。Ｃ点の冷媒は、第２膨張弁（26）でＤ点まで減圧される。Ｄ点の冷媒は、室内空気熱交換器（25）で蒸発してＥ点の冷媒となる。Ｅ点の冷媒は、室内輻射パネル（23）から吸熱することにより過熱されてＡ点の冷媒となり、再び圧縮機（21）に吸入される。

なお、この冷房運転では、図８に示すように、冷媒がバイパス通路（28）を流れるようにしてもよい。つまり、この場合、第１膨張弁（24）が閉状態に設定され、電磁弁（29）が開状態に設定される。そうすると、室内空気熱交換器（25）で蒸発した冷媒が第１膨張弁（24）および室内輻射パネル（23）をバイパスして圧縮機（21）へ戻る。これにより、それ程冷房能力が必要でない場合、室内輻射パネル（23）の輻射冷却を無効にすることができる。また、室内輻射パネル（23）の輻射面に露が付くような条件下では、この運転を行うことにより、その露付きを防止することができる。

〈除霜運転〉
この除霜運転は、室外空気熱交換器（27）の除霜と、室内空気熱交換器（25）の温風による室内の暖房とを同時に行う運転である。

この除霜運転では、冷媒が冷房サイクルで循環するように、四路切換弁（22）が切り換えられる。また、電磁弁（29）が閉状態に設定される一方、第１膨張弁（24）が所定の開度に、第２膨張弁（26）が全開状態に設定される。なお、冷媒の流れは、上述した冷房運転（図６参照）と同様である。

この状態において、圧縮機（21）を駆動すると、冷媒が圧縮機（21）で圧縮されて超臨界圧力状態の高温冷媒となって吐出され、室外空気熱交換器（27）へ流れる。この室外空気熱交換器（27）では、高温冷媒の放熱によって除霜される。その際、冷媒は、超臨界圧力状態であるため、放熱しても凝縮することなく温度が低下する。この冷媒は、第２膨張弁（26）を減圧されることなく通過し、室内空気熱交換器（25）へ流れる。室内空気熱交換器（25）では、冷媒が室内空気へ放熱し、加熱された室内空気が温風となって室内へ供給される。

次に、冷媒は、第１膨張弁（24）で所定圧力に減圧された後、室内輻射パネル（23）へ流れる。室内輻射パネル（23）では、該室内輻射パネル（23）自体が有する熱を吸熱して蒸発する。つまり、第１膨張弁（24）は、冷媒が室内輻射パネル（23）の熱によって蒸発し得るよう減圧制御（開度制御）される。また、室外空気熱交換器（27）の着霜は概ね暖房運転時に発生するため、除霜運転は暖房運転の途中に行われることが多い。そうすると、室内輻射パネル（23）には、暖房運転時に冷媒から吸熱した熱が蓄熱されている。したがって、除霜運転では、室内輻射パネル（23）の蓄熱を利用して冷媒を確実に蒸発させることができる。室内輻射パネル（23）で蒸発した冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮され、この冷媒循環を繰り返す。このように、室外空気熱交換器（27）の除霜と、室内空気熱交換器（25）の温風による室内の暖房とが行われる。

ここで、上述した除霜運転時の冷凍サイクル（超臨界サイクル）における冷媒の状態を図５に破線で示すモリエル線図に基づいて説明する。冷媒の状態は、Ａ１点→Ｂ１点→Ｃ１点→Ｄ１点→Ｅ１点→Ａ１点の順に繰り返し変化する。

具体的に、圧縮機（21）において、吸入されたＡ１点の冷媒がＢ１点まで圧縮され、超臨界圧力状態の高温冷媒になる。Ｂ１点の冷媒は、室外空気熱交換器（27）で放熱することにより温度が低下してＣ１点の冷媒となる。Ｃ１点の冷媒は、室内空気熱交換器（25）でさらに放熱することにより温度が低下してＤ１点の冷媒になる。Ｄ１点の冷媒は、第２膨張弁（26）でＥ１点まで減圧される。Ｅ１点の冷媒は、室内輻射パネル（23）から吸熱することにより蒸発してＡ１点の冷媒となり、再び圧縮機（21）に吸入される。

以上のように、本実施形態の除霜運転では、室内輻射パネル（23）をその蓄熱を利用して蒸発器として機能させ、室外空気熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）を放熱器として機能させるようにした。つまり、超臨界サイクルでは冷媒の高温領域が広いため、室外空気熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）において必要な冷媒の放熱量を得ることができる。したがって、室外空気熱交換器（27）の除霜を行いつつも、室内空気熱交換器（25）の温風によって十分な暖房を行うことができる。つまり、従来のように、除霜運転を行うために暖房運転を停止する必要がないため、室内の快適性の低下を防止することができる。また、圧縮機（21）の吐出冷媒は、亜臨界サイクルに比べて高温であるため、室外空気熱交換器（27）における除霜能力を高めることができる。

−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態によれば、冷房サイクルで行う除霜運転において、室外空気熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）を放熱器として機能させ、室内輻射パネル（23）を蒸発器として機能させるように、第２膨張弁（26）を全開に、第１膨張弁（24）を減圧制御するようにした。これにより、室外空気熱交換器（27）の除霜を行いつつも、室内の暖房を行うことができる。その結果、除霜運転中であっても、室内の快適性を損なうことはない。

また、冷媒に二酸化炭素を用いて超臨界サイクルで運転するようにしたので、冷媒の高温領域を大きくとることができる。したがって、除霜運転において、室外空気熱交換器（27）の除霜と室内空気熱交換器（25）の暖房のために必要な冷媒の放熱量を十分に稼ぐことができる。これにより、除霜と暖房とを確実に行うことができる。暖房運転においては、室内輻射パネル（23）の輻射熱を高めることができるので、その分室内空気熱交換器（25）における風量を減らすことができ、ドラフト感を低減することができる。その結果、室内の快適性が向上する。

また、冷房運転では、室内輻射パネル（23）による輻射冷却によっても室内の冷房を行うようにした。したがって、その分、室内空気熱交換器（25）における冷風量を減らすことができ、ドラフト感を低減することができる。

−実施形態の変形例−
次に、上記実施形態の変形例１および２について説明する。この変形例１および２は、何れも上記実施形態における室内ユニット（11）の構成を変更するようにしたものである。

変形例１は、図９に示すように、ケーシング（12）の吸込口（12a）および吹出口（12b）の配置を変更したものである。吸込口（12a）は、ケーシング（12）の上面の長手方向に亘って形成され、吹出口（12b）は、ケーシング（12）の底面の中央部分に形成されている。なお、室内空気熱交換器（25）は、上端が室内輻射パネル（23）側に傾斜して配置されている。

変形例２は、図１０に示すように、室内輻射パネル（23）、吸込口（12a）および吹出口（12b）の配置を変更したものである。室内輻射パネル（23）は、ケーシング（12）の上面における後側寄りに立設されている。室内輻射パネル（23）の輻射面は、前側に向いている。吸込口（12a）および吹出口（12b）は、ケーシング（12）の前面に形成されている。そして、吸込口（12a）は、ケーシング（12）の前面における上半分に位置し、長手方向に延びる横長に形成されている。吹出口（12b）は、ケーシング（12）の前面における吸込口（12a）の下方に位置し、長手方向に延びる横長に形成されている。

《その他の実施形態》
上記実施形態および変形例については、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態等では、室外熱交換器を冷媒が空気と熱交換する室外空気熱交換器（27）としたが、これに限らず、冷媒が水やブライン等その他の熱媒体と熱交換する熱交換器を構成するようにしてもよい。

また、本発明は、上記実施形態等において、バイパス通路（28）を省略するようにしてもよいし、室内輻射パネル（23）と室内空気熱交換器（25）を別個独立にこうせいするようにしてもよい。

また、上記実施形態等では、冷房運転が可能な空気調和装置について説明したが、本発明は、冷房運転を除く暖房運転と除霜運転のみが可能な空気調和装置についても適用できる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、室内輻射パネルと室内熱交換器を有する冷媒回路を備えた空気調和装置として有用である。

空気調和装置の全体構成を示す冷媒回路図である。室内ユニットの構成を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側から視た断面図である。室内輻射パネルの内部を示す平面図である。暖房運転の動作を示す冷媒回路図である。暖房運転時および除霜運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。冷房運転および除霜運転の動作を示す冷媒回路図である。冷房運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。冷房運転の動作を示す冷媒回路図である。変形例１に係る室内ユニットの構成を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側から視た断面図である。変形例２に係る室内ユニットの構成を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側から視た断面図である。

符号の説明

10 空気調和装置
11 室内ユニット
12 ケーシング
20 冷媒回路
21 圧縮機
23 室内輻射パネル（室内輻射用熱交換器）
24 第１膨張弁（第１減圧機構）
25 室内空気熱交換器
26 第２膨張弁（第２減圧機構）
27 室外空気熱交換器（室外熱交換器）
28 バイパス通路
29 電磁弁（開閉弁）

Claims

圧縮機（21）と、室内輻射用熱交換器（23）と、第１減圧機構（24）と、室内空気熱交換器（25）と、第２減圧機構（26）と、室外熱交換器（27）とが順に接続され、冷媒が可逆に循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、
上記冷媒回路（20）の冷房サイクルで、冷媒が室外熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室内輻射用熱交換器（23）で吸熱して蒸発するように第１減圧機構（24）が減圧制御される
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
上記冷媒回路（20）の暖房サイクルで、冷媒が室内輻射用熱交換器（23）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室外熱交換器（27）で吸熱して蒸発するように第２減圧機構（26）が減圧制御される
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１または２において、
上記冷媒回路（20）の冷房サイクルで、冷媒が室外熱交換器（27）で放熱し、室内空気熱交換器（25）および室内輻射用熱交換器（23）で吸熱して蒸発するように第２減圧機構（26）が減圧制御される
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項３において、
上記冷媒回路（20）は、冷媒が室内輻射用熱交換器（23）および第１減圧機構（24）をバイパスして流れるバイパス通路（28）を備え、該バイパス通路（28）に開閉弁（29）が設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１または２において、
上記室内輻射用熱交換器（23）と室内空気熱交換器（25）は、１台の室内ユニット（11）に設けられ、
上記室内輻射用熱交換器（23）は、輻射熱を発する輻射面が室内に面するように室内ユニット（11）のケーシング（12）に設けられる一方、
上記室内空気熱交換器（25）は、室内ユニット（11）のケーシング（12）の内部に収納されている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
上記冷媒回路（20）の冷房サイクルで、冷媒が室外熱交換器（27）および室内空気熱交換器（25）で放熱し、室内輻射用熱交換器（23）で吸熱して蒸発するように第２減圧機構（26）における冷媒の減圧が阻止される
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１乃至３の何れか１項において、
上記冷媒は、二酸化炭素である
ことを特徴とする空気調和装置。