JP2013137192A - 空気調和機の室内機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和機の室内機は、ケーシング1と、ケーシング1内に配置されたファン4と、ケーシング1内におけるファン4の風下側であって、空気の流れ方向に対して勾配を変化させて配置された前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10で構成されている熱交換器5と、を備え、ファン4は、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10の伝熱面積に応じた風量を前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10に供給するように配置されている。
【選択図】図2
Description
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内機の一例(以下、室内機40と称する)を示す縦断面図である。この図1は、図の左側を室内機40の前面側として示している。図1に基づいて、室内機40の構成、特に熱交換器の配置の仕方について説明する。この室内機40は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで室内等の空調対象域に空調空気を供給するものである。なお、図1を含め、以下の図10(実施の形態10)までは、図の左側を室内機の前面側として示している。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、室内機40が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
まず、室内空気は、ファン4によってケーシング1の上部に形成されている吸込口2から室内機40内に流れ込む。このとき、フィルター7によって空気に含まれている塵埃が除去される。この室内空気は、熱交換器5を通過する際に熱交換器5内を導通している冷媒によって加熱又は冷却されて空調空気となる。そして、空調空気は、ケーシング1の下部に形成されている吹出口3から室内機40の外部、つまり空調対象域に吹き出されるようになっている。
熱交換器5を以下のように構成することにより、さらに騒音を抑制することが可能となる。なお、本実施の形態2では上述した実施の形態1との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
また、本実施の形態2に係る室内機50によれば、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10のそれぞれには、風路面積に応じた量の空気が通過する。つまり、背面側熱交換器10の風量は前面側熱交換器9の風量よりも大きくなる。そして、この風量差により、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10のそれぞれを通過した空気が合流した際、この合流した空気は前面側(吹出口3側)へ曲がることとなる。このため、吹出口3近傍で気流を急激に曲げる必要が無くなり、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができる。したがって、本実施の形態2に係る室内機50は、実施の形態1に係る室内機40と比べ、騒音をさらに抑制することが可能となる。また、室内機50は、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができるので、消費電力を低減させることも可能となる。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10で構成する場合)、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
図12(a)に示すように、熱交換器5を複数の熱交換器で構成してもよい。図12(b)に示すように、熱交換器5を一体型の熱交換器で構成してもよい。12(c)に示すように、熱交換器5を構成する熱交換器を、さらに複数の熱交換器で構成してもよい。また、図12(c)に示すように、熱交換器5を構成する熱交換器の一部を、垂直に配置してもよい。図12(d)に示すように、熱交換器5の形状を曲線形状としてもよい。
熱交換器5は、以下のように構成されてもよい。なお、本実施の形態3では上述した実施の形態2との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
熱交換器5は、3つの熱交換器で構成されており、これら各熱交換器は、ファン4から供給される空気の流れ方向に対して異なる傾斜を有して配置されている。そして、熱交換器5は、右側縦断面において略N型となっている。ここで、対称線8よりも前面側に配置された熱交換器9a及び熱交換器9bが前面側熱交換器9を構成し、対称線8よりも背面側に配置された熱交換器10a及び熱交換器10bが背面側熱交換器10を構成する。つまり、本実施の形態3では、熱交換器9b及び熱交換器10bが一体型の熱交換器で構成されている。なお、対称線8は、右側縦断面における熱交換器5の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
また、熱交換器5は以下のように構成されてもよい。なお、本実施の形態4では上述した実施の形態2及び実施の形態3との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2及び実施の形態3と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
熱交換器5は、4つの熱交換器で構成されており、これら各熱交換器は、ファン4から供給される空気の流れ方向に対して異なる傾斜を有して配置されている。そして、熱交換器5は、右側縦断面において略W型となっている。ここで、対称線8よりも前面側に配置された熱交換器9a及び熱交換器9bが前面側熱交換器9を構成し、対称線8よりも背面側に配置された熱交換器10a及び熱交換器10bが背面側熱交換器10を構成する。なお、対称線8は、右側縦断面における熱交換器5の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
また、熱交換器5は以下のように構成されてもよい。なお、本実施の形態5では上述した実施の形態2〜実施の形態4との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2〜実施の形態4と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
より詳しくは、本実施の形態5の室内機50cは、実施の形態2と同様に、2つの熱交換器(前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10)で構成されている。しかしながら、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10の配置の仕方が実施の形態2に示す室内機50と相違している。
なお、対称線8は、右側縦断面における熱交換器5の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。
まず、室内空気は、ファン4によってケーシング1の上部に形成されている吸込口2から室内機50c内に流れ込む。このとき、フィルター7によって空気に含まれている塵埃が除去される。この室内空気は、熱交換器5(前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10)を通過する際、熱交換器5内を導通している冷媒によって加熱又は冷却されて空調空気となる。このとき、前面側熱交換器9を通過する空気は、室内機50cの前面側から背面側に流れる。また、背面側熱交換器10を通過する空気は、室内機50cの背面側から前面側に流れる。
熱交換器5(前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10)を通過した空調空気は、ケーシング1の下部に形成されている吹出口3から室内機50cの外部、つまり空調対象域に吹き出される。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
また、熱交換器5は以下のように構成されてもよい。なお本実施の形態6では上述した実施の形態2〜実施の形態5との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2〜実施の形態5と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
より詳しくは、本実施の形態6の室内機50dは、実施の形態3と同様に、3つの熱交換器で構成されている。しかしながら、これら3つの熱交換器の配置の仕方が実施の形態3に示す室内機50aと相違している。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
また、熱交換器5は以下のように構成されてもよい。なお本実施の形態7では上述した実施の形態2〜実施の形態6との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2〜実施の形態6と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
より詳しくは、本実施の形態7の室内機50eは、実施の形態4と同様に、4つの熱交換器で構成されている。しかしながら、これら4つの熱交換器の配置の仕方が実施の形態4に示す室内機50bと相違している。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
また、熱交換器5は以下のように構成されてもよい。なお本実施の形態8では上述した実施の形態2〜実施の形態7との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2〜実施の形態7と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
より詳しくは、本実施の形態8の室内機50fは、実施の形態5と同様に、2つの熱交換器(前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10)で構成され、右側縦断面において略Λ型となっている。しかしながら、本実施の形態8では、前面側熱交換器9の圧力損失と及び背面側熱交換器10の圧力損失とを異ならせることにより、前面側熱交換器9の風量と及び背面側熱交換器10の風量とを異ならせている。
なお、対称線8は、右側縦断面における熱交換器5の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。
また、本実施の形態8に係る室内機50fによれば、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10のそれぞれには、圧力損失に応じた量の空気が通過する。つまり、背面側熱交換器10の風量は前面側熱交換器9の風量よりも大きくなる。そして、この風量差により、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10のそれぞれを通過した空気が合流した際、この合流した空気は前面側(吹出口3側)へ曲がることとなる。このため、吹出口3近傍で気流を急激に曲げる必要が無くなり、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができる。したがって、本実施の形態8に係る室内機50fは、右側縦断面における背面側熱交換器10の長さを長くすることなく、実施の形態1に係る室内機40よりもさらに騒音を抑制することが可能となる。また、室内機50fは、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができるので、消費電力を低減させることも可能となる。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10で構成する場合)、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
また、上述した実施の形態2〜実施の形態8において、ファン4を以下のように配置してもよい。なお本実施の形態9では上述した実施の形態2〜実施の形態8との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2〜実施の形態8と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
すなわち、本実施の形態9に係る室内機50gは、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10の風量や伝熱面積に応じて、ファン4の配置位置が決定されている。
このように構成することにより、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10の伝熱面積に応じた風量分配が可能となり、熱交換器5(前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10)の熱交換性能が向上する。
このように構成することにより、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10の伝熱面積に応じた風量分配が可能となり、熱交換器5(前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10)の熱交換性能が向上する。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10で構成する場合)、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
また、上述した実施の形態2〜実施の形態8において、ファン4を以下のように配置してもよい。なお本実施の形態10では上述した実施の形態2〜実施の形態9との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態2〜実施の形態9と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
すなわち、本実施の形態10に係る室内機50hは、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10の風量や伝熱面積に応じて、ファン4の傾斜が決定されている。
このように構成することにより、ファン4を前後方向に移動させられない場合でも、前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10の伝熱面積に応じた風量分配が可能となり、熱交換器5(前面側熱交換器9及び背面側熱交換器10)の熱交換性能が向上する。
また、熱交換器5を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10で構成する場合)、熱交換器5の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器9と背面側熱交換器10との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器5の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図12参照)。
図11は、本発明の実施の形態11に係る空気調和機100の主な冷媒回路構成を示す概略構成図である。図11に基づいて、空気調和機100の構成及び動作について説明する。この空気調和機100は、実施の形態1の室内機40〜実施の形態10の室内機50hのいずれかを備えているものである。この空気調和機100は、冷凍サイクルを使用した装置であればよく、例えば家屋やビル等に設置されるルームエアコン等に適用することが可能なものである。なお、後述の室内熱交換器64が室内機40〜室内機50hのいずれかに搭載されている熱交換器5である。
[暖房運転]
圧縮機61で圧縮されて高温・高圧となった冷媒は、室内熱交換器64に流入する。この室内熱交換器64では、冷媒が流体と熱交換して凝縮し、低温・高圧の液冷媒又は気液二相冷媒となる。このとき、室内空気は、加熱されて暖房用空気となる。この暖房用空気は、室内機50の風向制御機構で風向偏向が調整されて吹出口3から空調対象域に送出される。室内熱交換器64から流出した冷媒は、絞り装置63で減圧され、低温・低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となって室外熱交換器62に流入する。室外熱交換器62では、冷媒が流体と熱交換して蒸発し、高温・低圧の冷媒ガスとなり、圧縮機61に再度吸入される。
圧縮機61で圧縮されて高温・高圧となった冷媒は、室外熱交換器62に流入する。この室外熱交換器62では、冷媒が流体と熱交換して凝縮し、低温・高圧の液冷媒又は気液二相冷媒となる。室外熱交換器62から流出した冷媒は、絞り装置63で減圧され、低温・低圧の液冷媒又は気液二相冷媒となって室内熱交換器64に流入する。室内熱交換器64では、冷媒が流体と熱交換して蒸発し、高温・低圧の冷媒ガスとなる。このとき、室内空気は、冷却されて冷房用空気となる。この冷房用空気は、室内機50の風向制御機構で風向偏向が調整されて吹出口3から空調対象域に送出される。そして、室内熱交換器64から流出した冷媒は、圧縮機61に再度吸入される。
実施の形態1〜実施の形態11の空気調和機(より詳しくは室内機)に以下のような構成を付加してもよい。なお、本実施の形態12では上述した実施の形態1〜実施の形態11との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態1〜実施の形態11と同一部分には、同一符号を付している。
図13は、図14に示した空気調和機の前面図を断面Xで切った時の断面図であり、本実施の形態12における空気調和機の構成を示した図である。
次に空気調和機100の動作について説明する。空気調和機100が動作すると、ファン4の羽根車が回転し、ファン4上側から室内の空気が吸い込まれ、ファン4下側へと空気が送られることにより風流が発生する。
本発明にかかる実施の形態12によれば、空気調和機において、ファン4と、ファン4の下流に設置される熱交換器5と、ファン4と熱交換器5との間に設置され、騒音を検出する騒音検出手段である騒音検出マイクロホン71と、ファン4と熱交換器5との間に設置され、騒音を消音する制御音を出力する制御音出力手段である制御スピーカ72と、制御音の消音効果を検出する消音効果検出手段である消音効果検出マイクロホン73と、騒音検出マイクロホン71と消音効果検出マイクロホン73とにおける検出結果から、制御音を生成する制御音生成手段である信号処理手段80とを備えることで、騒音検出マイクロホン71、制御スピーカ72等への結露による水滴の付着を防止し、消音性能の劣化やマイクロホン、スピーカ等の故障を防ぐことが可能となる。また、騒音が空気の流れに沿って伝わることを考慮すると、より効果的な消音が可能となる。
<B−1.構成>
本実施の形態13では、実施の形態12における騒音検出マイクロホン71と消音効果検出マイクロホン73とを集約した騒音及び消音効果検出手段として騒音及び消音効果検出マイクロホン86を配置した空気調和機について説明する。図17は、図14に示した空気調和機100の前面図を断面Xで切った時の断面図であり、本実施の形態13における空気調和機の構成を示す図である。
次に空気調和機100の動作について説明する。空気調和機100が動作すると、ファン4の羽根車が回転し、ファン4上側から室内の空気が吸い込まれ、ファン4下側へと空気が送られることにより風流が発生する。
本発明にかかる実施の形態13によれば、空気調和機において、ファン4と、ファン4の下流に設置される熱交換器5と、ファン4と熱交換器5との間に設置され、騒音の検出と、騒音を消音する制御音の消音効果の検出とを行う騒音及び消音効果検出手段である騒音及び消音効果検出マイクロホン16と、ファン4と熱交換器5との間に設置され、制御音を出力する制御音出力手段である制御スピーカ72と、騒音及び消音効果検出マイクロホン16における検出結果から、制御音を生成する制御音生成手段である信号処理手段87とを備えることで、騒音及び消音効果検出マイクロホン16、制御スピーカ72等への結露による水滴の付着を防止し、消音性能の劣化やマイクロホン、スピーカ等の故障を防ぐことが可能となる。また、マイクロホンの数が減少し、より安価にシステムを構成することができる。
Claims (4)
- 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型の送風機と、
前記ケーシング内の前記送風機の下流側であって、前記吹出口の上流側に設けられ、前記送風機から吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、
を備え、
前記熱交換器は、
前面側に配置された前面側熱交換器と、
背面側に配置された背面側熱交換器と、
を有し、
前記前面側熱交換器の伝熱面積と前記背面側熱交換器の伝熱面積とが異なり、
前記送風機は、
前記前面側熱交換器の伝熱面積及び前記背面側熱交換器の伝熱面積に応じた風量を、前記前面側熱交換器及び前記背面側熱交換器に供給するように配置されたことを特徴とする空気調和機の室内機。 - 前記送風機の回転軸は、前記前面側熱交換器及び前記背面側熱交換器のうち、伝熱面積の大きい方へ向かうように傾斜して配置されたことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内機。
- 前記送風機の回転軸は、前記前面側熱交換器及び前記背面側熱交換器のうち、伝熱面積の大きい方の上方に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内機。
- 前面側から背面側にかけての断面において、
前記熱交換器の形状がΛ型、V型、N型、W型、И型、M型のいずれかであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
Priority Applications (1)
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