JP2009097834A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で熱交換器の一部を熱交換せずに通過するバイパス空気流を利用して快適性を向上できる空気調和機を提供する。
【解決手段】第１,第２前面熱交換部６Ａ,６Ｂと背面熱交換部５を有する逆Ｖ字形状の室内熱交換器３０と、室内熱交換器３０の冷媒流路を制御する冷媒流路制御部と、室内熱交換器３０の下流側に配置され、室内熱交換器３０を介して吸い込んだ空気を吹出通路２３を介して吹出口２４から吹き出す横流ファン１１と、吹出口２４に設けられ、横流ファン１１からの空気流の風向を制御する風向制御部(３１〜３４)と、冷媒流路制御部と横流ファン１１と風向制御部(３１〜３４)を制御する制御装置とを備える。横流ファン１１から吹出口２４までの吹出通路２３が単一通路であって、制御装置は、冷房運転時に、第１前面熱交換部６Ａの冷媒流路をバイパスするように、冷媒流路制御部を制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、空気調和機に関する。

従来、空気調和機としては、前面熱交換器の下側を凝縮器とし、前面熱交換器の上側および後側熱交換器の冷媒導通路を開閉弁により閉鎖して、送風ファンにより前面熱交換器の下側を介して吸い込まれた冷気と前面熱交換器の上側および後側熱交換器を介して吸い込まれた生空気を吹出口から分離して吹き出すものがある(例えば、特開平８−６８５６８号公報(特許文献１)参照)。この空気調和機では、暖かい生空気が冷気を持ち上げた状態で吹き出し、冷気は下に落ちずに床面から離間した位置に沿って導かれて室内をムラなく冷房する。

しかしながら、上記空気調和機では、熱交換器をバイパスした生空気の量が多いので、空調能力が低くなって快適性が低下するという問題がある。
特開平８−６８５６８号公報

そこで、この発明の課題は、簡単な構成で熱交換器の一部を熱交換せずに通過するバイパス空気流を利用して快適性を向上できる空気調和機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の空気調和機は、
前面熱交換部と背面熱交換部を有する逆Ｖ字形状の熱交換器と、
上記熱交換器の冷媒流路を制御する冷媒流路制御部と、
上記熱交換器の下流側に配置され、上記熱交換器を介して吸い込んだ空気を吹出通路を介して吹出口から吹き出す横流ファンと、
上記吹出口に設けられ、上記横流ファンからの空気流の風向を制御する風向制御部と、
上記冷媒流路制御部と上記横流ファンと上記風向制御部を制御する制御装置と
を備え、
上記横流ファンから上記吹出口までの上記吹出通路が単一通路であって、
上記制御装置は、冷房運転モードと暖房運転モードと上記熱交換器の一部を蒸発器として用いると共に上記熱交換器の他部を凝縮器として用いる冷房暖房同時運転モードの少なくとも１つにおいて、上記前面熱交換部の上側部分または上記背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖するように、上記冷媒流路制御部を制御することを特徴とする。

上記構成の空気調和機によれば、冷房運転モードにおいて、前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパス(または閉鎖)するように、制御装置により冷媒流路制御部を制御する。そして、冷媒流路がバイパス(または閉鎖)された前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方を介して横流ファンにより室内空気が吸い込まれて、バイパス空気流となる。一方、熱交換器の他の部分の蒸発器により冷却された冷気は、吹出通路内の上側と下側を流れ、その吹出通路内の上側の冷気と下側の冷気との間にバイパス空気流となった室内空気が流れて、室内空気であるバイパス空気流が上下から冷気で挟まれた状態で吹出口からそれぞれ吹き出す。この場合、風向制御部により冷気が人に当たらないように前方かつ上方の空間に向けて吹き出しても、バイパス空気流が上側の冷気を持ち上げながら下側の冷気が下降するのを抑えて、全体として冷気が下がらないようにでき、特に冷房能力を下げたときに効果が大きい。

また、暖房運転モードにおいて、前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパス(または閉鎖)するように、制御装置により冷媒流路制御部を制御する。そして、冷媒流路がバイパス(または閉鎖)された前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方を介して横流ファンにより室内空気が吸い込まれて、バイパス空気流となる。一方、熱交換器の他の部分の凝縮器により温められた暖気は、吹出通路内の上側と下側を流れ、その吹出通路内の上側の暖気と下側の暖気との間にバイパス空気流となった室内空気が流れて、室内空気であるバイパス空気流が上下から暖気で挟まれた状態で吹出口からそれぞれ吹き出す。この場合、風向制御部により暖気が上方に集まらないように足元空間に向けて吹き出しても、バイパス空気流が下側の暖気を押さえながら上側の暖気の上昇を抑えて、全体として暖気が舞い上がらないようにでき、特に暖房能力を下げたときに効果が大きい。

また、冷房暖房同時運転モードにおいて、前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパス(または閉鎖)するように、制御装置により冷媒流路制御部を制御する。そして、冷媒流路がバイパス(または閉鎖)された前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方を介して横流ファンにより室内空気が吸い込まれて、バイパス空気流となる。一方、熱交換器の他の部分の凝縮器により温められた暖気は、吹出通路内の上側または下側の一方を流れ、熱交換器の他の部分の蒸発器により冷却された冷気は、吹出通路内の上側または下側の他方を流れる。その吹出通路内の上下を流れる冷気と暖気との間にバイパス空気流となった室内空気が流れて、室内空気であるバイパス空気流が上下から冷気と暖気で挟まれた状態で吹出口からそれぞれ吹き出す。例えば、風向制御部により冷気と暖気を吹き分けて、冷気が人に当たらないように前方かつ上方の空間に向けて吹き出しても、バイパス空気流により押し上げて冷気とバイパス空気流の一部が下がらないようにできる一方、暖気とバイパス空気流の一部が上方に集まらないように足元空間に向けて吹き出しても、バイパス空気流により上から押さえて暖気が舞い上がらないようにできる。

このように、簡単な構成で熱交換器の一部を熱交換せずに通過するバイパス空気流を利用して快適性を向上できる。

また、一実施形態の空気調和機では、上記制御装置は、上記冷房暖房同時運転モードにおいて、上記前面熱交換部の少なくとも下側または上記背面熱交換部の少なくとも下側が蒸発器となって他の部分が凝縮器となるように、上記冷媒流路制御部を制御すると共に、室内の局所空間を暖房すると同時に他の局所空間を冷房するように、上記風向制御部を制御する。

上記実施形態によれば、上記冷房暖房同時運転モードにおいて、冷媒流路をバイパス(または閉鎖)する部分を除いて、前面熱交換部の少なくとも下側または背面熱交換部の少なくとも下側が蒸発器となって他の部分が凝縮器となるように、制御装置により冷媒流路制御部を制御すると共に、室内の局所空間を暖房すると同時に他の局所空間を冷房するように、制御装置により風向制御部を制御する。それによって、吹出通路内を上下に分かれて流れる冷気と暖気との間にバイパス空気流が流れて、冷気と暖気を隔てる。これにより、生空気をバイパス空気流としない場合と比して、冷気と暖気が混ざりにくく、より確実に冷気と暖気を隔てることができると共に、冷気の下側に生空気があり、暖気の上側に生空気があるため、居住者に冷風や温風が当たっても、その不快感を減らすことができる。

また、一実施形態の空気調和機では、上記制御装置は、上記冷媒流路制御部を制御して、運転開始から所定時間は、上記前面熱交換部の上側部分または上記背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖しない。

上記実施形態によれば、運転開始からすぐに冷媒流路をバイパス(または閉鎖)された前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方を通過した室内空気をバイパス空気流として用いるとき、空調能力が低下して立ち上がりが遅れるので、運転開始から所定時間はバイパス空気流を用いないようにして、例えば、室内温度がある程度目標温度に近づくまで最大能力で運転することで、運転立ち上がり時の快適性を損なわない。さらに、冷房運転や冷房暖房同時運転において、室内湿度がある程度下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部により冷風と温風を吹き分けることができる。

また、一実施形態の空気調和機では、
室内温度を検出する室内温度センサを備え、
上記制御装置は、上記冷媒流路制御部を制御して、上記運転開始時に上記室内温度センサにより検出された室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内のときは、上記前面熱交換部の上側部分または上記背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖する一方、上記運転開始時に上記室内温度センサにより検出された室内温度が上記目標温度に対して上記所定温度範囲内にないときは、運転開始から所定時間は、上記前面熱交換部の上側部分または上記背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖しない。

上記実施形態によれば、運転開始からすぐに前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパス(または閉鎖)すると、空調能力が低下して立ち上がりが遅れるので、室内温度センサにより検出された室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内になるか、または、運転開始から所定時間が経過するまで、バイパス空気流を用いないようにする。そして、上記所定時間内に室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内となったときは、前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパス(または閉鎖)する。これにより、運転立ち上がり時の快適性を損なわない。また、冷房運転や冷房暖房同時運転において、室内湿度がある程度下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部により冷風と温風を吹き分けることができる。また、特に冷房運転の場合は、所定時間が経過して室内温度が目標温度付近まで下がると共に室内湿度がさらに下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部により冷風と温風を吹き分けることができる。

以上より明らかなように、この発明の空気調和機によれば、簡単な構成で熱交換器の一部を熱交換せずに通過するバイパス空気流を利用して快適性を向上できる空気調和機を実現することができる。

また、一実施形態の空気調和機によれば、冷房暖房同時運転モードにおいて、前面熱交換部の少なくとも下側または背面熱交換部の少なくとも下側が蒸発器となって他の部分が凝縮器となるように、制御装置により冷媒流路制御部を制御すると共に、室内の局所空間を暖房すると同時に他の局所空間を冷房するように、制御装置により風向制御部を制御することによって、生空気をバイパス空気流としない場合と比して、冷気と暖気が混ざりにくく、より確実に冷気と暖気を隔てることができると共に、冷気の下側に生空気があり、暖気の上側に生空気があるため、居住者に冷風や温風が当たっても、その不快感を減らすことができる。

また、一実施形態の空気調和機によれば、上記制御装置により冷媒流路制御部を制御して、運転開始から所定時間は、前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパス(または閉鎖)しないことによって、運転開始から所定時間は能力が低下するバイパス空気流を利用せず、運転立ち上がり時の快適性を損なわないようにでき、さらに、冷房運転や冷房暖房同時運転において、室内湿度がある程度下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部により冷風と温風を吹き分けることができる。

また、一実施形態の空気調和機によれば、室内温度センサにより検出された室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内になるか、または、運転開始から所定時間が経過するまで、バイパス空気流を用いないようにして、所定時間内に室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内となったときは、前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパス(または閉鎖)することにより、運転立ち上がり時の快適性を損なわないようにでき、さらに、冷房運転や冷房暖房同時運転において、室内湿度がある程度下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部により冷風と温風を吹き分けることができる。また、特に冷房運転の場合は、所定時間が経過して室内温度が目標温度付近まで下がると共に室内湿度がさらに下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部により冷風と温風を吹き分けることができる。

以下、この発明の空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１はこの発明の実施の一形態の空気調和機の冷媒回路を示しており、この空気調和機は、図１に示すように、圧縮機１と、上記圧縮機１の吐出側に接続された四路切換弁２と、上記四路切換弁２の一端に一端が接続された室外熱交換器３と、上記室外熱交換器３の他端に一端が接続された電動膨張弁４と、上記電動膨張弁４の他端に一端が接続された第２前面熱交換部６Ｂと、上記第２前面熱交換部６Ｂの他端に一端が接続され、閉動作で絞り状態となる電磁弁７と、上記電磁弁７の他端に一端が接続された第１前面熱交換部６Ａと、上記第１前面熱交換部６Ａの他端に一端が接続され、他端が四路切換弁２に接続された背面熱交換部５と、上記第１前面熱交換部６Ａの両端に接続されたバイパス用電磁弁８とを備えている。また、上記空気調和機は、背面熱交換部５と第１前面熱交換部６Ａと第２前面熱交換部６Ｂ近傍に配置された室内ファン１１と、室内温度を検出する室内温度センサ９と、室外熱交換器３近傍に配置された室外ファン１２と、上記室内温度センサ９に基づいて、圧縮機１,四路切換弁２,電動膨張弁４,電磁弁７,室内ファン１１および室外ファン１２などを制御する制御装置１０とを備えている。上記四路切換弁２と電動膨張弁４と電磁弁７とバイパス用電磁弁８で冷媒流路制御部を構成している。

上記圧縮機１と四路切換弁２と室外熱交換器３と電動膨張弁４と室外ファン１２と制御装置１０で室外機を構成し、背面熱交換部５と第１前面熱交換部６Ａと第２前面熱交換部６Ｂと電磁弁７とバイパス用電磁弁８と室内ファン１１で室内機を構成している。

〔冷房運転モード〕
上記構成の空気調和機において、冷房運転時は、電動膨張弁４を絞り状態とし、電磁弁７を全開状態とし、バイパス用電磁弁８を閉状態とし、四路切換弁２を点線の位置に切り換えて、圧縮機１を運転する。そうして、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、室外熱交換器３で凝縮して電動膨張弁４により減圧された後、室内熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)で蒸発して四路切換弁２を介して圧縮機１の吸込側に戻る。

図２は上記空気調和機の冷房運転時の室内機の断面図を示しており、この室内機は、図２に示すように、背面側が壁面に取り付けられる底フレーム２１とその底フレーム２１に取り付けられた前面パネル２２とを有するケーシング２０を備えている。また、ケーシング２０内に、第１,第２前面熱交換部６Ａ,６Ｂと背面熱交換部５とを有する逆Ｖ字形状の室内熱交換器３０を配置し、その室内熱交換器３０の下流側に室内ファン１１を配置している。上記室内ファン１１に横流ファンを用いている。

また、上記ケーシング２０の下側に吹出口２４を設け、室内ファン１１から吹出口２４までの間に単一通路である吹出通路２３を設けている。上記吹出通路２３内には仕切り部材がない。上記室内ファン１１により室内熱交換器３０を介して吸い込んだ空気を吹出通路２３を介して吹出口２４から吹き出す。

また、上記ケーシング２０の吹出口２４に、第１,第２水平フラップ３１,３２を配置すると共に、第１,第２水平フラップ３１,３２よりも上流側に上下２段構造の第１,第２垂直フラップ３３,３４を配置している。この第１,第２第１,第２垂直フラップ３３,３４は、吹出通路２３内に支持部３６を介して取り付けられている。上記第１,第２水平フラップ３１,３２と上下２段構造の第１,第２垂直フラップ３３,３４で風向制御部を構成している。上記第１,第２水平フラップ３１,３２および第１,第２垂直フラップ３３,３４は、図示しない駆動部により夫々回動する。

ここで、第１,第２水平フラップ３１,３２は、室内の前方の局所空間に吹出風向が向くように回動し、第１,第２垂直フラップ３３,３４は、正面方向に吹出風向が向くように左右どちらの向きにも回動していない。

この場合、第１,第２水平フラップ３１,３２により室内の前方側の局所空間を冷房することができる。

ここで、バイパス用電磁弁８を開状態にすると、第１前面熱交換部６Ａに流れていた冷媒がバイパス用電磁弁８を介して流れて、第１前面熱交換部６Ａに冷媒が流れなくなる。そうすると、第２前面熱交換部６Ｂにより冷却された冷気は、吹出通路２３内の上側を流れると共に、背面熱交換部５により冷却された冷気は、吹出通路２３内の下側を流れる。さらに、第１前面熱交換部６Ａを介して吸い込まれた室内空気は、熱交換せずにそのままバイパス空気流となって上側の冷気と下側の冷気の間を流れて、この中間のバイパス空気流は、上下の冷気と共に吹出口２４から吹き出す。

このバイパス空気流のある場合の冷房運転時の室内機の空気流のシミュレーション結果を図３に示している。図３において、矢印は風向を表している。なお、図３では、図を見やすくするために各要部の参照番号は右側の模式図に付している。

図３に示すように、前面側から室内熱交換器３０を介して室内ファン１１により吸い込まれた空気は、室内ファン１１を横切って吹出通路２３を介して吹出口２４から前方かつ斜め下方に向かって吹き出す(図２参照)。ここで、第２前面熱交換部６Ｂにより冷却された冷気は、吹出通路２３内の上側を流れてそのまま吹き出すと共に、背面熱交換部５により冷却された冷気は、吹出通路２３内の下側を流れてそのまま吹き出し、第１前面熱交換部６Ａを通過した室内空気がバイパス空気流として上下の冷気の間に挟まれた状態となる。これにより、バイパス空気流が上側の冷気を持ち上げながら下側の冷気が下降するのを抑えて、全体として冷気が下がり難くなる。

〔暖房運転モード〕
また、上記構成の空気調和機において、暖房運転時は、図１に示す電動膨張弁４を絞り状態とし、電磁弁７を全開状態とし、バイパス用電磁弁８を閉状態とし、四路切換弁２を実線の位置に切り換えて、圧縮機１を運転する。そうして、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、室内熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)で凝縮して電動膨張弁４により減圧された後、室外熱交換器３で蒸発して四路切換弁２を介して圧縮機１の吸込側に戻る。

図４は上記空気調和機の暖房運転時の室内機の断面図を示しており、この室内機は、図４に示すように、第１,第２水平フラップ３１,３２は、室内の足元の局所空間に吹出風向が向くように回動し、第１,第２垂直フラップ３３,３４は、正面方向に吹出風向が向くように左右どちらの向きにも回動していない。

この場合、第１,第２水平フラップ３１,３２により室内の足元の局所空間に暖気を吹き出して暖房することができる。

ここで、バイパス用電磁弁８を開状態にすると、第１前面熱交換部６Ａに流れていた冷媒がバイパス用電磁弁８を介して流れて、第１前面熱交換部６Ａに冷媒が流れなくなる。そうすると、第２前面熱交換部６Ｂにより温められた暖気は、吹出通路２３内の上側を流れると共に、背面熱交換部５により温められた暖気は、吹出通路２３内の下側を流れる。さらに、第１前面熱交換部６Ａを介して吸い込まれた室内空気は、熱交換せずにそのまま上側の暖気と下側の暖気の間を流れて、この中間のバイパス空気流により上下の暖気と共に吹出口２４から吹き出し、上下の冷気の間にバイパス空気流が挟まれた状態となる。これにより、バイパス空気流が下側の暖気を押さえながら上側の暖気の上昇を抑えて、全体として暖気が舞い上がり難くなる。

ここで、室内機の空気流の状態は、吹出口２４までの流れは図３に示すシミュレーション結果とほぼ同じである。

〔冷房暖房同時運転モード〕
また、上記構成の空気調和機において、室内熱交換器３０の一部を蒸発器として用いると共に室内熱交換器３０の他部を凝縮器として用いる冷房暖房同時運転では、図１に示す電動膨張弁４を全開状態とし、電磁弁７を絞り状態とし、バイパス用電磁弁８を閉状態とし、四路切換弁２を実線の位置に切り換えて、圧縮機１を運転する。そうして、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、背面熱交換部５および第１前面熱交換部６Ａで凝縮して電磁弁７により減圧された後、第２前面熱交換部６Ｂと室外熱交換器３で蒸発して四路切換弁２を介して圧縮機１の吸込側に戻る。これにより、第２前面熱交換部６Ｂは蒸発器として吸込空気を冷却し、背面熱交換部５および第１前面熱交換部６Ａを凝縮器として吸込空気を暖める。

図５は上記空気調和機の冷房暖房同時運転時の室内機の断面図を示しており、この室内機は、図５に示すように、第１水平フラップ３１は、室内の前方の局所空間に吹出風向が向くように回動する一方、第２水平フラップ３２は、室内の足元の局所空間に吹出風向が向くように回動し、第１,第２垂直フラップ３３,３４は、正面方向に吹出風向が向くように左右どちらの向きにも回動していない。

この場合、第１,第２水平フラップ３１,３２により室内の前方側の局所空間を冷房すると同時に室内の足元側の局所空間を暖房することができる。

ここで、バイパス用電磁弁８を開状態にすると、第１前面熱交換部６Ａに流れていた冷媒がバイパス用電磁弁８を介して流れて、第１前面熱交換部６Ａに冷媒が流れなくなる。そうすると、第２前面熱交換部６Ｂにより冷却された冷気は、吹出通路２３内の上側を流れると共に、背面熱交換部５により温められた暖気は、吹出通路２３内の下側を流れる。さらに、第１前面熱交換部６Ａ介して吸い込まれた室内空気は、熱交換せずにそのまま冷気と暖気の間を流れて、この中間のバイパス空気流により冷気と暖気が確実に隔てられて殆ど混合されることなく吹出口２４から吹き出す。

この冷房暖房同時運転モードにおいて、四路切換弁２を点線の位置に切り換えて、冷房サイクルで運転してもよく、この場合、冷房能力を高くできるため、室内温度を下げて冷房暖房同時運転を行うことができる。この場合、電動膨張弁４を全開状態とし、電磁弁７を絞り状態とし、バイパス用電磁弁８を閉状態とし、四路切換弁２を点線の位置に切り換えて、圧縮機１を運転する。そうして、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、室外熱交換器３,第２前面熱交換部６Ｂで凝縮して電磁弁７により減圧された後、第１前面熱交換部６Ａおよび背面熱交換部５で蒸発して四路切換弁２を介して圧縮機１の吸込側に戻る。

ここで、冷房サイクルとは、室外熱交換器を凝縮器とする冷房運転または冷房暖房同時運転時の冷凍サイクルのことであり、また、暖房サイクルとは、室外熱交換器を蒸発器とする冷凍サイクルのことである。

この冷房暖房同時運転時にバイパス空気流のある場合の室内機の空気流のシミュレーション結果を図６に示している。図６において、矢印は風向を表している。なお、図６では、図を見やすくするために各要部の参照番号は右側の模式図に付している。

図６に示すように、前面側から室内熱交換器３０を介して室内ファン１１により吸い込まれた空気は、室内ファン１１を横切って吹出通路２３を介して吹出口２４から前方かつ斜め下方に向かって吹き出す(図２参照)。ここで、第２前面熱交換部６Ｂにより冷却された冷気は、吹出通路２３内の上側を流れてそのまま吹き出すと共に、第１前面熱交換部６Ａと背面熱交換部５により温められた暖気は、吹出通路２３内の下側を流れてそのまま吹き出す。つまり、冷気と暖気はバイパス空気流により分離されて殆ど混合されることなく吹出口２４から吹き出す。

このように、単一通路である吹出通路２３内に仕切り部材を設けることなく、冷風と温風を吹き分けることができる。

〔足元暖房運転モード〕
また、図７は足元暖房運転時の室内機の断面図を示している。なお、図７に示す室内機では、第２前面熱交換部６Ｂが蒸発器である点を除いて他の動作は、図４に示す暖房運転とほぼ同じである。

図７に示すように、第１,第２水平フラップ３１,３２は、吹出風向が足元の下方に向くように回動し、第１,第２垂直フラップ３３,３４は、正面方向に吹出風向が向くように左右どちらの向きにも回動していない。

これにより、第１,第２水平フラップ３１,３２により足元に吹き出した暖気により室内の足元を暖房すると同時に温風の上側に冷風を重ねて吹き出すことにより、吹き出し温風の舞い上がりを効果的に防止する。

また、図８Ａは室内の左側の局所空間を冷房すると共に右側の局所空間を暖房するときの室内機の断面図を示している。なお、図８Ａに示す室内機では、第１,第２水平フラップ３１,３２および第１,第２垂直フラップ３３,３４を除いて他の動作は、図５に示す冷房暖房同時運転とほぼ同じである。

図８Ａに示すように、第１水平フラップ３１は、室内の前方の局所空間に吹出風向が向くように回動する一方、第２水平フラップ３２は、室内の前方の局所空間に吹出風向が向くように回動している。また、上側の第１垂直フラップ３３は、前方から室内機に向かって左側に吹出風向が向くように回動する一方、下側の第２垂直フラップ３４は、前方から室内機に向かって右側に吹出風向が向くように回動する。

これにより、図８Ｂに示すように、前方から室内機に向かって左側の局所空間を冷房すると共に、前方から室内機に向かって右側の局所空間を暖房する冷房暖房同時運転を実現できる。

また、図９Ａは室内の前方の局所空間を冷房すると共に右側の局所空間を暖房するときの室内機の断面図を示している。なお、図９Ａに示す室内機では、第１,第２垂直フラップ３３,３４を除いて他の動作は、図５に示す冷房暖房同時運転とほぼ同じである。

図９Ａに示すように、第１水平フラップ３１は、室内の前方の局所空間に吹出風向が向くように回動する一方、第２水平フラップ３２は、室内の足元の局所空間に吹出風向が向くように回動する。また、上側の第１垂直フラップ３３は、正面に向かって左側に吹出風向が向くように回動する一方、下側の第２垂直フラップ３４は、正面から向かって右側に吹出風向が向くように回動する。

これにより、図９Ｂに示すように、室内の正面前方の局所空間を冷房すると共に、室内の正面に向かって右側かつ足元側に近い局所空間を暖房する頭寒足熱の冷房暖房同時運転を実現できる。

なお、室内の正面前方の局所空間を冷房すると共に、室内の正面に向かって左右いずれか一方の側かつ足元側に近い局所空間を暖房するような場合、上側の第１垂直フラップ３３はなくてもよい。

上記構成の空気調和機によれば、簡単な構成で室内熱交換器３０の一部を熱交換せずに通過するバイパス空気流を利用して快適性を向上できる空気調和機を実現することができる。

また、冷房暖房同時運転モードにおいて、第２前面熱交換部６Ｂが蒸発器となって背面熱交換部５が凝縮器となるように、制御装置１０により冷媒流路制御部(２,４,７,８)を制御すると共に、室内の局所空間を暖房すると同時に他の局所空間を冷房するように、制御装置１０により風向制御部(３１〜３４)を制御することによって、吹出通路２３内を上下に分かれて流れる冷気と暖気との間にバイパス空気流により、吹出通路２３内での結露の発生を防ぐことができる。これにより、生空気をバイパス空気流としない場合と比して、冷気と暖気が混ざりにくく、より確実に隔てることができると共に、冷気の下側に生空気があり、暖気の上側に生空気があるため、居住者に冷風や温風が当たっても、その不快感を減らすことができる。

また、上記制御装置１０により冷媒流路制御部(２,４,７,８)を制御して、運転開始から所定時間は、バイパス用電磁弁９を閉状態にして第１前面熱交換部６Ａの冷媒流路をバイパスしないことによって、室内温度がある程度目標温度に近づくまで、運転開始から所定時間は能力が低下するバイパス空気流を利用せず、運転立ち上がり時の快適性を損なわないようにできる。さらに、冷房運転や冷房暖房同時運転において、室内湿度がある程度下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路２３内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部(３１〜３４)により冷風と温風を吹き分けることができる。

また、室内温度センサ９により検出された室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内になるか、または、運転開始から所定時間が経過するまで、バイパス空気流を用いないようにして、所定時間内に室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内となったときは、バイパス用電磁弁９を開状態にして第１前面熱交換部６Ａの冷媒流路をバイパスすることにより、運転立ち上がり時の快適性を損なわないようにできる。また、冷房運転や冷房暖房同時運転において、室内湿度がある程度下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路２３内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部(３１〜３４)により冷風と温風を吹き分けることができる。また、特に冷房運転の場合は、所定時間が経過して室内温度が目標温度付近まで下がると共に室内湿度がさらに下がった状態で、生空気をバイパス空気流とするため、吹出通路２３内での結露の発生を防ぐことができ、室内に結露水が吹き出すのを防止しつつ、風向制御部(３１〜３４)により冷風と温風を吹き分けることができる。

上記実施の形態では、第２前面熱交換部６Ｂを蒸発器とし、背面熱交換部５および第１前面熱交換部６Ａを凝縮器としたが、冷媒流路をバイパス(または閉鎖)する部分を除いて、室内熱交換器の一部を蒸発器として用いると共に室内熱交換器の他部を凝縮器として用いる運転モードにおいて、前面熱交換部の少なくとも下側または背面熱交換部の少なくとも下側が蒸発器となって他の部分が凝縮器となるようにしたものであればよい。

また、上記実施の形態では、バイパス用電磁弁８を開状態にすることにより第１前面熱交換部６Ａの冷媒流路をバイパスしたが、これに限らず、前面熱交換部の上側部分または背面熱交換部の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖するものであればよい。

また、上記実施の形態では、室内熱交換器３０の一部を蒸発器として用いると共に室内熱交換器３０の他部を凝縮器として用いる運転モードは、冷房暖房同時運転や足元暖房運転に限らず、冷房運転時と同じ冷凍サイクルによる再熱除湿運転や逆サイクルによる再熱除湿運転などでもよい。

また、上記実施の形態では、第１,第２前面熱交換部６Ａ,６Ｂと背面熱交換部５とを直列に接続した熱交換器３０の構成において、第１前面熱交換部６Ａをバイパス用電磁弁８によりバイパスしたが、熱交換器の構成はこれに限らず、第１,第２前面熱交換部と背面熱交換部を夫々並列に接続した構成の熱交換器において、第１前面熱交換部への冷媒流路を開閉する電磁弁を備えたものでもよい。

また、上記空気調和機において、冷房暖房同時運転モードは、室外熱交換器３が蒸発器となって室内温度を上げやすい暖房サイクルの冷房暖房同時運転に限られることなく、室外熱交換器３が凝縮器となって室内温度を下げやすい冷房サイクルで冷房暖房同時運転を行ってもよい。

図１はこの発明の実施の一形態の空気調和機の冷媒回路を示す図である。 図２は上記空気調和機の冷房運転時の室内機の断面図である。 図３は冷房運転時の室内機の空気流のシミュレーション結果を示す図である。 図４は上記空気調和機の暖房運転時の室内機の断面図である。 図５は上記空気調和機の冷房暖房同時運転時の室内機の断面図である。 図６は冷房暖房同時運転時の室内機の空気流のシミュレーション結果を示す図である。 図７は上記空気調和機の足元暖房運転時の室内機の断面図である。 図８Ａは室内の左側の局所空間を冷房すると共に右側の局所空間を暖房するときの室内機の断面図である。 図８Ｂは室内の左側の局所空間を冷房すると共に右側の局所空間を暖房するときの室内機の正面模式図である。 図９Ａは室内の前方の局所空間を冷房すると共に右側の局所空間を暖房するときの室内機の断面図である。 図９Ｂは室内の前方の局所空間を冷房すると共に右側の局所空間を暖房するときの室内機の正面模式図である。

符号の説明

１…圧縮機
２…四路切換弁
３…室外熱交換器
４…電動膨張弁
５…背面熱交換部
６Ａ…第１前面熱交換部
６Ｂ…第２前面熱交換部
７…電磁弁
８…バイパス用電磁弁
９…室内温度センサ
１０…制御装置
１１…室内ファン
１２…室外ファン
２０…ケーシング
２１…底フレーム
２２…前面パネル
２３…吹出通路
２４…吹出口
３０…室内熱交換器
３１…第１水平フラップ
３２…第２水平フラップ
３３…第１垂直フラップ
３４…第２垂直フラップ
３６…支持部

Claims (4)

1. 前面熱交換部(６Ａ,６Ｂ)と背面熱交換部(５)を有する逆Ｖ字形状の熱交換器(３０)と、
   上記熱交換器(３０)の冷媒流路を制御する冷媒流路制御部(２,４,７,８)と、
   上記熱交換器(３０)の下流側に配置され、上記熱交換器(３０)を介して吸い込んだ空気を吹出通路(２３)を介して吹出口(２４)から吹き出す横流ファン(１１)と、
   上記吹出口(２４)に設けられ、上記横流ファン(１１)からの空気流の風向を制御する風向制御部(３１〜３４)と、
   上記冷媒流路制御部(２,４,７,８)と上記横流ファン(１１)と上記風向制御部(３１〜３４)を制御する制御装置(１０)と
   を備え、
   上記横流ファン(１１)から上記吹出口(２４)までの上記吹出通路(２３)が単一通路であって、
   上記制御装置(１０)は、冷房運転モードと暖房運転モードと上記熱交換器(３０)の一部を蒸発器として用いると共に上記熱交換器(３０)の他部を凝縮器として用いる冷房暖房同時運転モードの少なくとも１つにおいて、上記前面熱交換部(６Ａ,６Ｂ)の上側部分または上記背面熱交換部(５)の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖するように、上記冷媒流路制御部(２,４,７,８)を制御することを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、
   上記制御装置(１０)は、上記冷房暖房同時運転モードにおいて、上記前面熱交換部(６Ａ,６Ｂ)の少なくとも下側または上記背面熱交換部(５)の少なくとも下側が蒸発器となって他の部分が凝縮器となるように、上記冷媒流路制御部(２,４,７,８)を制御すると共に、室内の局所空間を暖房すると同時に他の局所空間を冷房するように、上記風向制御部(３１〜３４)を制御することを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１または２に記載の空気調和機において、
   上記制御装置(１０)は、上記冷媒流路制御部(２,４,７,８)を制御して、運転開始から所定時間は、上記前面熱交換部(６Ａ,６Ｂ)の上側部分または上記背面熱交換部(５)の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖しないことを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１または２に記載の空気調和機において、
   室内温度を検出する室内温度センサ(９)を備え、
   上記制御装置(１０)は、上記冷媒流路制御部(２,４,７,８)を制御して、上記運転開始時に上記室内温度センサ(９)により検出された室内温度が目標温度に対して所定温度範囲内のときは、上記前面熱交換部(６Ａ,６Ｂ)の上側部分または上記背面熱交換部(５)の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖する一方、上記運転開始時に上記室内温度センサ(９)により検出された室内温度が上記目標温度に対して上記所定温度範囲内にないときは、運転開始から所定時間は、上記前面熱交換部(６Ａ,６Ｂ)の上側部分または上記背面熱交換部(５)の上側部分の少なくとも一方の冷媒流路をバイパスまたは閉鎖しないことを特徴とする空気調和機。