JP2898866B2 - ダブルコイル型ヒートポンプパッケージエアコン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二つの熱交換器を備え
た室内ユニットを有するダブルコイル型ヒートポンプパ
ッケージエアコンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプパッケージエアコンでは、
圧縮機を内蔵した一方のユニット（屋外ユニット）が屋
外に設置されるとともに、このユニットと同一の冷凍サ
イクルを構成する他方のユニット（室内ユニット）が室
内に設置される。この屋外ユニット、室内ユニットには
それぞれ一つの熱交換器（コイル）が備えられ、このコ
イルが蒸発器、或いは凝縮器として作用することによ
り、吸熱運転（冷房運転）又は排熱運転（暖房運転）が
行われる。

【０００３】室内ユニットには送風機、加湿器が備えら
れ、加湿器は一般的にコイルに対して通過空気の上流側
に配置されている。従って、加湿運転では、レタン空気
が加湿器により先ず加湿され、飽和状態となったレタン
空気がコイルにより加熱又は冷却されることにより、高
温多湿となった調和空気が居室に供給される。一方、除
湿運転においては、コイル温度を室温より若干下げる所
謂、弱冷房運転を行い、レタン空気の水蒸気をコイル表
面で凝縮させて除去することにより、低湿度の調和空気
を居室に供給していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヒートポンプパッケージエアコンでは、コイルに対して
通過空気の上流側に加湿器が配置されていたため、加湿
運転を行う場合、レタン空気を単に加湿するだけとな
り、レタン空気温度が低い場合、絶対湿度は低くなり、
充分な水蒸気を含み得ないことから、加湿効率が低いも
のとなった。また、除湿運転を行う場合、弱冷房運転が
行われていたが、レタン空気温度が低い場合、コイル温
度を更に下げると、吹き出し温度が低下して不快感が生
じるため、コイルとレタン空気との温度差が大きくとれ
ず、充分な除湿を行うことができなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、レタン空気の導入とサプライ空気の吹出に
よる流路に配置されると共にそれぞれ異なる圧力での冷
媒循環が可能な二つの熱交換器とを備えたダブルコイル
型ヒートポンプパッケージであり、特に上記二つの熱交
換器が上記流路に対して直列に配置され、これらの熱交
換器の間に加湿器が設けられていることを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】流路に対して直列に配置された二つの熱交換器
の間に加湿器を設けたことで、一方の熱交換器に導入さ
れたレタン空気は、加湿器を通過して他方の熱交換器か
らサプライ空気として放出される。そこで、例えば加湿
運転を行う場合には、レタン空気導入側の熱交換器に高
圧の冷媒を循環させることによって暖房運転させた状態
で加湿器を稼働させることで、この熱交換器で十分に加
熱されたレタン空気が上記加湿器によって加湿される。
このため、レタン空気をそのまま加湿するよりも効率良
く加湿が行われる。またここで、上記二つの熱交換器は
それぞれ異なる圧力での冷媒循環が可能であることか
ら、レタン空気導入側の熱交換器の稼働状態とは無関係
にサプライ空気吹出側の熱交換器が冷房運転または暖房
運転される。したがって、上記十分に加湿されたレタン
空気が、サプライ空気吹出側の熱交換器で加熱または冷
却される。また、除湿運転を行う際には、レタン空気導
入側の熱交換器を冷房運転させることで、レタン空気が
十分な低温に冷却されて除湿される。したがって、十分
に除湿されたレタン空気がサプライ空気吹出側の熱交換
器で加熱または冷却される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係るダブルコイル型ヒートポ
ンプパッケージエアコンの好適な実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明ダブルコイル型ヒート
ポンプパッケージエアコンの構成概略図である。屋外ユ
ニット１には高圧配管３が接続され、高圧配管３は室内
ユニット５へと配管されている。室内ユニット５内にお
いて、高圧配管３には電動膨張弁７が設けられ、電動膨
張弁７は接続配管３ａ、３ｂを介して二つの熱交換器、
すなわち第１コイル９ａ及び第２コイル９ｂにそれぞれ
接続されている。電動膨張弁７と第１コイル９ａの間、
及び電動膨張弁７と第２コイル９ｂの間の接続配管３
ａ、３ｂには制御弁（開閉制御弁）１１ａ、１１ｂが設
けられ、制御弁１１ａ、１１ｂはｏｎ／ｏｆｆの二位置
制御により接続配管３ａ、３ｂの開閉を行う。

【０００８】電動膨張弁７の上流側の高圧配管３には二
本に分岐されたホットガスバイパス配管１３ａ、１３ｂ
が接続され、ホットガスバイパス配管１３ａは制御弁１
１ａと第１コイル９ａとの間の接続配管３ａに接続され
る一方、ホットガスバイパス配管１３ｂは制御弁１１ｂ
と第２コイル９ｂとの間の接続配管３ｂに接続されてい
る。つまり、屋外ユニット１からの高圧冷媒は、電動膨
張弁７を通過することなく、直接、第１コイル９ａ、第
２コイル９ｂへ供給可能となっているのである。ホット
ガスバイパス配管１３ａ、１３ｂには比例制御弁（開閉
制御弁）１５ａ、１５ｂが設けられている。この比例制
御弁１５ａ、１５ｂは、図中矢印で示したように屋外ユ
ニット１から高圧配管３に供給された高圧冷媒の流量を
比例制御できるようになっている。

【０００９】第１コイル９ａと第２コイル９ｂの間には
加湿器１７が設けられ、加湿器１７は第１コイル９ａに
より予備加熱されたレタン空気に対して加湿が行えるよ
うになっている。また、室内ユニット１には、送風機１
９が設けられている。この、送風機１９は、レタン空気
の導入とサプライ空気の吹出による流路を室内ユニット
１に形成するものであり、第１コイル９ａ、加湿器１
７、第２コイル９ｂを順次通過したレタン空気を、空気
調和されたサプライ空気として送気するようになってい
る。このため、上記流路には、図示したように第１コイ
ル９ａ、加湿器１７、第２コイル９ｂがレタン空気の導
入側から順に、当該流路に対して直列に配置される。以
上のように、第１コイル９ａ、第２コイル９ｂ、制御弁
１１ａ、１１ｂ、ホットガスバイパス配管１３ａ、１３
ｂ、比例制御弁１５ａ、１５ｂ及び加湿器１７を主な部
材として、ダブルコイル型ヒートポンプパッケージエア
コン２１が構成されている。

【００１０】このように構成されたダブルコイル型ヒー
トポンプパッケージエアコン２１の作用を説明する。図
２は第１、第２コイルが共通運転の場合の説明図であ
る。一般の冷房運転の場合、比例制御弁１５ａ、１５ｂ
が閉じられ、制御弁１１ａ、１１ｂが開かれる。これに
より、第１コイル９ａ、第２コイル９ｂには、図中矢印
で示したように屋外ユニット（１）から高圧配管３に供
給された高圧冷媒が電動膨張弁７を通過することによっ
て低温冷媒となって供給される。そして、第１コイル９
ａ及び第２コイル９ｂは共に冷房運転となる。一方、一
般の暖房運転の場合には、これとは逆に、比例制御弁１
５ａ、１５ｂが開かれ、制御弁１１ａ、１１ｂが閉じら
れる。これにより、第１コイル９ａ、第２コイル９ｂに
は、上記高圧冷媒が電動膨張弁７を通過することなく高
温ガスとして供給される。そして、第１コイル９ａ及び
第２コイル９ｂは共に暖房運転となる。以上のようにし
て、通常のヒートポンプパッケージエアコンと同様の運
転が行われる。そして、暖房時、加湿を行う際には、導
入されたレタン空気を第１コイル９ａにより予備加熱
（プレヒート）し、加湿器１７を稼働させることによっ
て予備加熱されたレタン空気を加湿する。これによっ
て、低温のレタン空気に加湿を行う従来に比べ、加湿効
率が向上させた加湿暖房を行うことができる。

【００１１】図３は除湿運転を行う場合の説明図であ
る。除湿運転の場合、制御弁１１ａ、比例制御弁１５ｂ
が開かれる一方、制御弁１１ｂ、比例制御弁１５ａが閉
じられる。これにより、第１コイル９ａには、図中矢印
で示したように屋外ユニット（１）から高圧配管３に供
給された高圧冷媒が、電動膨張弁７を通過することによ
って低温冷媒となって供給される。したがって、第１コ
イル９ａには、高圧配管３側から強制的に低温冷媒が流
されることになる。一方、第２コイル９ｂには、上記高
圧冷媒が電動膨張弁７を通過せずに高温ガスとして直接
供給される。したがって、第２コイル９ａには、高圧配
管３側から強制的に高温ガスが流されることになる。こ
のため、第１コイル９ａ内と第２コイル９ｂ内とはそれ
ぞれ異なる圧力雰囲気に保たれ、第１コイル９ａは冷却
運転、第２コイル９ｂは加熱（再熱）運転になるのであ
る。以上のように、加湿されたレタン空気の再熱が可能
となることから、レタン空気を充分な低温で除湿しても
サプライ空気が過度に冷却された状態で吹き出されるこ
とはない。したがって、冷房温度に対する除湿効率が高
められる。しかも、上記再熱は、電気ヒーターを用いる
ことなく行われるため、特に梅雨期には低いランニング
コストで快適な環境が得られることになる。

【００１２】図４は加湿運転を行う場合の説明図であ
る。冷房時における加湿運転の場合、制御弁１１ｂ、比
例制御弁１５ａが開かれる一方、制御弁１１ａ、比例制
御弁１５ｂが閉じられる。これにより、第１コイル９ａ
には、図中矢印で示したように屋外ユニット（１）から
高圧配管３に供給された高圧冷媒が、電動膨張弁７を通
過せずに高温ガスとして直接供給される。したがって、
第１コイル９ａには、高圧配管３側から強制的に高温ガ
スが流されることになる。一方、第２コイル９ｂには、
上記高圧冷媒が電動膨張弁７を通過することによって低
温冷媒となって供給される。したがって、第２コイル９
ｂには、高圧配管３側から強制的に低温冷媒が流される
ことになる。このため、第１コイル９ａ内と第２コイル
９ｂ内とはそれぞれ独自の異なる圧力雰囲気に保たれ、
第１コイル９ａは加熱運転になり、第２コイル９ｂは冷
却運転になるのである。したがって、低温のレタン空気
に直接加湿を行っていた従来に比べ、レタン空気が一旦
加熱されることにより、加湿効率が向上することにな
り、冬期のインテリアゾーンにおける加湿冷房運転が効
率良く行われる。

【００１３】図５は本発明を適用したマルチエアコン系
統における運転状況の説明図である。第１、第２コイル
が共に加熱運転の場合、比例制御弁１５ａ、１５ｂが共
に開かれ、制御弁１１ａ、１１ｂが共に閉じられる。こ
れにより、第１コイル９ａ、第２コイル９ｂには高温ガ
スが供給され、加熱運転が可能となる。ヒートポンプマ
ルチエアコンにおいて、冬期、同一系統の室内ユニット
５ｂ、５ｃが冷房運転であるが、一部暖房負荷が発生す
る場合（例えば、ペリメータゾーンの室内ユニット５ａ
の場合）、第１コイル９ａ、第２コイル９ｂに高温ガス
が供給されることで、冷暖同時運転が可能になるのであ
る。上記構成のヒートポンプマルチエアコンにおいて
も、第１コイル９ａ，第２コイル９ｂ及び加湿器の稼働
状態によって、当該第１コイル９ａ，第２コイル９ｂ及
び加湿器を有する室内ユニットでは、効率良く加湿また
は除湿を行うことができる。

【００１４】このように上述のダブルコイル型ヒートポ
ンプパッケージエアコン２１では、流路に直列に配置さ
れた第１コイル９ａと第２コイル９ｂとの間に加湿器１
７を設け、それぞれのコイルが冷却、加熱運転を自在に
行えるようになっているので、予備加熱及び再熱運転が
行え、効率良く加湿または除湿が行われたレタン空気を
所望の温度に加熱または冷却することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るダブルコイル型ヒートポンプパッケージエアコンによ
れば、レタン空気の導入とサプライ空気の吹出とによる
流路に直列に設けた二つの熱交換器の間に加湿器を設け
たことで、加熱したレタン空気に対して加湿を行いこの
加湿されたレタン空気を加熱または冷却することが可能
になり、レタン空気を単に加湿して加熱または冷却する
場合と比較して、加湿効率を向上さた冷暖房を行うこと
が可能なる。しかも、除湿を行う際には十分に冷却した
レタン空気を加熱することも可能であり、除湿効率を向
上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ダブルコイル型ヒートポンプエアコンの
構成概略図である。

【図２】第１、第２コイルが共通運転の場合の説明図で
ある。

【図３】除湿運転を行う場合の説明図である。

【図４】加湿運転を行う場合の説明図である。

【図５】マルチエアコン系統における運転状況の説明図
である。

【符号の説明】

１ 屋外ユニット ３ 高圧配管 ３ａ、３ｂ 接続配管 ５ 室内ユニット ７ 電動膨張弁（膨張弁） ９ａ 第１コイル（熱交換器） ９ｂ 第２コイル（熱交換器） １１ａ、１１ｂ 制御弁（開閉制御弁） １３ａ、１３ｂ ホットガスバイパス配管 １５ａ、１５ｂ 比例制御弁（開閉制御弁） １７ 加湿器 ２１ ダブルコイル型ヒートポンプパッケージエアコン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レタン空気の導入とサプライ空気の吹出
   によって形成される流路に配置されると共にそれぞれ異
   なる圧力での冷媒循環が可能な二つの熱交換器を備えた
   ダブルコイル型ヒートポンプパッケージにおいて、 前記二つの熱交換器は、前記流路に対して直列に配置さ
   れ、 前記二つの熱交換器の間には、加湿器が設けられている
   こと、 を特徴とするダブルコイル型ヒートポンプパッケージ。