JP4304777B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、再熱側室内熱交換器と冷却側室内熱交換器とを室内機に備えた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
室内機に備えた熱交換部を再熱側室内熱交換器と冷却側室内熱交換器とに分割構成し、両熱交換器間に開度制御可能な絞り機構を設けて、再熱ドライ運転を可能に構成した空気調和機が従来用いられている。このような空気調和機で再熱ドライ運転を行うには、室外熱交換器と再熱側室内熱交換器との間に設けられた電動膨張弁を全開にし、室外熱交換器に並設された室外ファンを停止させ、上記絞り機構を絞り状態にする。すると室内機内で再熱側室内熱交換器が凝縮器として機能するとともに、冷却側室内熱交換器が冷却器として機能する。そしてこれにより、室内から吸い込んだ空気を冷却側室内熱交換器で冷却除湿した後、冷却除湿された空気を再熱側室内熱交換器で加熱して、ほぼ室温と等しくなった除湿空気を室内に供給することができるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記機能を有するものとして、出願人は、図４（ａ）（ｂ）に示す室内熱交換部を有する空気調和機を出願している。今、便宜上、本願においては、これらを従来例として以下の説明を行う。図４（ａ）は、この空気調和機に設けられた室内熱交換部５０を示す冷媒回路図である。室内熱交換部５０に向かう冷媒配管４６は、第１分流器４０によって２つの冷媒経路に分岐され、これによって再熱側室内熱交換器３６と冷却側室内熱交換器３７とに第１パス４４及び第２パス４５を形成している。また再熱側室内熱交換器３６と冷却側室内熱交換器３７との中間部における第１パス４４には第１電磁弁４１が介設され、この第１電磁弁４１をバイパスするように第１キャピラリーチューブ３８が設けられている。同様に上記中間部における第２パス４５には第２電磁弁４２が介設され、この第２電磁弁４２をバイパスするように第２キャピラリーチューブ３９が設けられている。つまり再熱側室内熱交換器３６と冷却側室内熱交換器３７との間に２つの電磁弁４１、４２が設けられているということである。そのため部品点数が増加してこれがコストアップの一因になるとともに、これらの電磁弁４１、４２のために室内機内のスペースを特別に確保しなければならず、機器のコンパクト化を阻害するという問題があった。
【０００４】
そこで同図（ｂ）に示すように、再熱側室内熱交換器３６と冷却側室内熱交換器３７との間で上記第１パス４４と第２パス４５とを合流させ、この合流パス４９に、上記第１電磁弁４１と第１キャピラリーチューブ３８とを設けることも提案されている。このようにすると、単一の電磁弁４１で足りるので、部品点数の増加を回避することができる。しかしながら冷却側室内熱交換器３７に２つの冷媒経路を形成するためには、第２分流器４３によって上記合流パス４９を再び第３パス４７と第４パス４８とに分岐させなければならない。このような分流器は冷媒流に対する抵抗となるので、再熱側室内熱交換器３６と冷却側室内熱交換器３７との双方を蒸発器として機能させる冷房運転時に圧損が大となり、そのため成績係数（ＣＯＰ）が低下してしまうという問題がある。これを解決するためには、上記第２分流器４３をなるべく液側に位置させるという手法を採用することも考えられる。このようにすると円滑に分流を行うことができ、冷房運転時のＣＯＰの低下が小さくなるからである。しかしながら、そのためには再熱側室内熱交換器３６の熱交換面積を小さくせざるを得ず、ドライ運転時に吹出温度の低下を生じてしまうという問題がある。
【０００５】
この発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、２つの冷媒経路をそれぞれ備えた再熱側室内熱交換器と冷却側室内熱交換器とを室内機に備えるとともに、簡素な構成でありながらＣＯＰの低下を回避することが可能な空気調和機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の空気調和機は、２つの冷却パス１５、１６が冷媒経路として形成された冷却側室内熱交換器７と、２つの再熱パス１３、１４が冷媒経路として形成された再熱側室内熱交換器６と、上記各パス１３、１４、１５、１６が接続され、上記冷却パス１５、１６同士及び上記再熱パス１３、１４同士を連通させる第１状態と、上記冷却パス１５、１６と上記再熱パス１３、１４とをそれぞれ連通させる第２状態とを切り換える四路切換弁５と、この四路切換弁５をバイパスして再熱側室内熱交換器６から冷却側室内熱交換器７に向かう冷媒を流通させる絞り機構８、９とを室内機に備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の空気調和機では、四路切換弁５を第１状態とすると、再熱側室内熱交換器６から冷却側室内熱交換器７に向かう冷媒を絞り機構８、９に流通させることが可能となる。また上記四路切換弁５を第２状態とすると、絞り機構８、９を介さずに再熱側室内熱交換器６から冷却側室内熱交換器７へ冷媒を流通させることが可能となる。
【０００８】
また請求項２の空気調和機は、上記絞り機構が、一方の再熱パス１３と一方の冷却パス１６との間に設けられた単一のキャピラリーチューブ８で構成されていることを特徴としている。
【０００９】
上記請求項２の空気調和機では、四路切換弁５を第１状態とすると、再熱側室内熱交換器６から冷却側室内熱交換器７に向かう冷媒を単一のキャピラリーチューブ８に流通させることが可能となる。また上記四路切換弁５を第２状態とすると、上記キャピラリーチューブ８を介さずに再熱側室内熱交換器６から冷却側室内熱交換器７へ冷媒を流通させることが可能となる。
【００１０】
さらに請求項３の空気調和機は、上記絞り機構が、一方の再熱パス１３と一方の冷却パス１６との間に設けられた第１キャピラリーチューブ８と、他方の再熱パス１４と他方の冷却パス１５との間に設けられた第２キャピラリーチューブ９とで構成されていることを特徴としている。
【００１１】
上記請求項３の空気調和機では、四路切換弁５を第１状態とすると、再熱側室内熱交換器６から冷却側室内熱交換器７に向かう冷媒を、各冷媒経路毎にキャピラリーチューブ８、９に流通させることが可能となる。また上記四路切換弁５を第２状態とすると、上記キャピラリーチューブ８、９を介さずに再熱側室内熱交換器６から冷却側室内熱交換器７へ冷媒を流通させることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は、上記空気調和機の冷媒回路図である。この冷媒回路では、圧縮機１の吐出側から第１四路切換弁４、室外ファン１１が並設された室外熱交換器２、電動膨張弁３、室内熱交換部１７が冷媒配管１２で順次に接続され、さらに上記第１四路切換弁４を介して上記圧縮機１の吸入側に接続されている。このうち室内熱交換部１７が室内機内に設けられ、他は室外機内に設けられている。また上記室内熱交換部１７に向かう冷媒配管１２は、分流器１０によって２つの冷媒経路に分岐され、これによって再熱側室内熱交換器６に第１再熱パス１３及び第２再熱パス１４を形成している。そして再熱側室内熱交換器６から延びる第１再熱パス１３は第２四路切換弁５のＤ継手２４に接続され、第２再熱パス１４はＣ継手２５に接続されている。
【００１４】
また上記第２四路切換弁５のＥ継手２７には第１冷却パス１５が接続され、Ｓ継手２６には第２冷却パス１６が接続されている。これら各冷却パス１５、１６は冷却側室内熱交換器７の２つの冷媒経路として形成されたものであり、冷却側室内熱交換器７から第１四路切換弁４に向かって上記冷媒配管１２に合流している。そして上記第１再熱パス１３と第１冷却パス１５との間に第１キャピラリーチューブ８が渡設され、また上記第２再熱パス１４と第２冷却パス１６との間に第２キャピラリーチューブ９が渡設されている。
【００１５】
図３は、上記第２四路切換弁５を示している。同図（ａ）はその縦断面図であり、また同図（ｂ）は底面図である。この第２四路切換弁５は、底面が開口した円筒状の外函２０を有し、この外函２０の底面に弁座２８が設けられ、さらにこの弁座２８にＤ継手２４、Ｃ継手２５、Ｓ継手２６、及びＥ継手２７が取り付けられている。また上記外函２０内には、コイル２９と、マグネット２２と、これらコイル２９及びマグネット２２の作用によって回転する主弁２１とが設けられている。この主弁２１には、上記各継手２４、２５、２６、２７のうち２つずつを連通させる２つの連通孔２３、２３が形成されている。そして上記コイル２９に流す電流の方向を反転させることにより、Ｄ継手２４とＣ継手２５、及びＳ継手２６とＥ継手２７をそれぞれ連通させる第１状態（同図（ｂ）の破線で模式的に示す）と、Ｄ継手２４とＥ継手２７、及びＣ継手２５とＳ継手２６をそれぞれ連通させる第２状態（同図（ｂ）の実線で模式的に示す）とを切り換えることができるようになっている。
【００１６】
上記空気調和機でドライ運転を行う場合には、第１四路切換弁４を図１の実線に示す状態とし、室外ファン１１を停止させる。そして電動膨張弁３を全開とするとともに第２四路切換弁５を同図の破線で示す上記第１状態とする。すると再熱側室内熱交換器６が凝縮器として機能するとともに、再熱側室内熱交換器６から流出した冷媒は同図の破線矢印で示すように第１キャピラリーチューブ８及び第２キャピラリーチューブ９を流通することになる。従って再熱側室内熱交換器６から流出した冷媒は上記両キャピラリーチューブ８、９で減圧され、冷却側室内熱交換器７が蒸発器として機能することとなる。従って室内から吸い込んだ室内空気は、まず冷却側室内熱交換器７で冷却除湿され、次に再熱側室内熱交換器６で加熱され、ほぼ室温となった除湿空気として室内に吹き出されることになる。
【００１７】
一方、上記空気調和機で冷房運転を行う場合には、第１四路切換弁４は上記と同様に図１の実線で示す状態とする一方、室外ファン１１を駆動する。そして電動膨張弁３を制御開度とするとともに第２四路切換弁５を同図の実線で示す上記第２状態とする。すると室外熱交換器２が凝縮器として機能するとともに、室外熱交換器２から流出した冷媒は電動膨張弁３で減圧されることになる。従って差熱室内熱交換器６が蒸発器として機能するとともに、再熱側室内熱交換器６から流出した冷媒は第２四路切換弁５内を流通して減圧されることなく冷却側室内熱交換器７に流入するから、この冷却側室内熱交換器７も蒸発器として機能することになる。従って室内から吸い込んだ室内空気は、上記両室内熱交換器６、７で冷却され、冷気として室内に吹き出されることになる。
【００１８】
また上記空気調和機では、暖房運転を行うこともできる。この場合には第１四路切換弁４を破線で示す状態に切り換えるとともに、第２四路切換弁５を図１の実線で示す第２状態とする。そして電動膨張弁を制御開度とするとともに、室外ファン１１を駆動する。すると冷媒は冷却側室内熱交換器７から再熱側室内熱交換器６へとキャピラリーチューブ８、９で減圧されることなく流通するから、これら両室内熱交換器６、７が凝縮器として機能することになる。そして再熱側室内熱交換器６から流出した冷媒は電動膨張弁３で減圧され、室外熱交換器２が蒸発器として機能する。従って室内から吸い込んだ室内空気は、上記両室内熱交換器６、７で加熱され、暖気となって室内に吹き出される。
【００１９】
上記空気調和機では、室内熱交換部１７に単一の四路切換弁５を設けることによって、それぞれ２つの冷媒経路が形成された再熱側室内熱交換器６と冷却側室内熱交換器７との間に開度制御可能な絞り機構を構成している。そして四路切換弁５は、図３を用いて説明したようにきわめて簡素な構造を有し、またコンパクトに構成されたものである。従って、部品点数増加によるコストアップを招くこともなく、また室内機内で特別なスペースを確保する必要もない。よって機器のコストダウン及びコンパクト化の要請に応えることができる。また再熱側室内熱交換器６と冷却側室内熱交換器７との間には、分流器等のような冷媒に対して流通抵抗となる部品が設けられていないので、冷房運転時にＣＯＰが低下するのを回避することができる。また各再熱パス１３、１４を流通する冷媒がそれぞれ第１キャピラリーチューブ８と第２キャピラリーチューブ９とを流通するから、冷媒流がバランスよく形成され、耳障りな冷媒流通音の発生を防止することができる。
【００２０】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。図２は、上記空気調和機の他の実施形態における室内熱交換部１７を示す冷媒回路図である。この空気調和機では、再熱側室内熱交換器６と冷却側室内熱交換器７との間の絞り機構として、第１再熱パス１３と第１冷却パス１５との間に渡設された第１キャピラリーチューブ８のみが設けられている。
【００２１】
この空気調和機においても、ドライ運転を行う場合には、上記第２四路切換弁５を破線で示す第１状態とする。第１四路切換弁４、室外ファン１１、電動膨張弁３の設定は上記実施形態の場合と同じである。凝縮器として機能する再熱側室内熱交換器６から第２再熱パス１４へ流出した冷媒は、同図の破線矢印で示すように、第２四路切換弁５を介して第１再熱パス１３側へ流れ、再熱側室内熱交換器６から第１再熱パス１３へ流出した冷媒とともに第１キャピラリーチューブ８を流通することになる。そしてこの第１キャピラリーチューブ８で減圧された冷媒は第１冷却パス１５と第２冷却パス１６とに分流し、冷却側室内熱交換器７で蒸発する。従ってこの場合にも、室内から吸い込んだ室内空気はまず冷却側室内熱交換器７で冷却除湿され、次に再熱側室内熱交換器６で加熱され、ほぼ室温となった除湿空気として室内に吹き出されることになる。またこの空気調和機で冷房運転及び暖房運転を行う場合には、上記第１キャピラリーチューブ８は絞り機構として機能しないから、上記第１の実施形態と同じ動作を行うことになる。
【００２２】
この空気調和機でも上記と同様に冷房運転時のＣＯＰの低下を回避することができる。しかも絞り機構を単一の第１キャピラリーチューブ８で構成しているから、さらに簡素な構成としてコストダウン及びコンパクト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
上記請求項１の空気調和機では、四路切換弁を第１状態として再熱側室内熱交換器から冷却側室内熱交換器に向かう冷媒を絞り機構に流通させることができる一方、上記四路切換弁を第２状態として絞り機構を介さずに再熱側室内熱交換器から冷却側室内熱交換器へ冷媒を流通させることができる。従って、２つの冷媒経路を合流させることなく、しかも単一の四路切換弁で開度制御可能な絞り機構を構成できる。よって簡素な構成でありながら、ＣＯＰの低下を回避することが可能となる。
【００２４】
また請求項２の空気調和機では、四路切換弁を第１状態として、再熱側室内熱交換器から冷却側室内熱交換器に向かう冷媒を単一のキャピラリーチューブに流通させることができる。従って、より簡素な構成とすることが可能となる。
【００２５】
さらに請求項３の空気調和機では、四路切換弁を第１状態として、再熱側室内熱交換器から冷却側室内熱交換器に向かう冷媒を、各冷媒経路毎にキャピラリーチューブを流通させることができる。従って安定した冷媒流を形成してＣＯＰの低下及び冷媒流通音の発生を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】この発明の他の実施形態の空気調和機に設けられた室内熱交換部を示す冷媒回路図である。
【図３】上記空気調和機に設けられた四路切換弁の構造を示し、同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）は底面図である。
【図４】従来例の空気調和機に設けられた室内熱交換部を示す冷媒回路図である。
【符号の説明】
５ 第２四路切換弁
６ 再熱側室内熱交換器
７ 冷却側室内熱交換器
８ 第１キャピラリーチューブ
９ 第２キャピラリーチューブ
１３ 第１再熱パス
１４ 第２再熱パス
１５ 第１冷却パス
１６ 第２冷却パス

Claims (3)

1. ２つの冷却パス（１５）（１６）が冷媒経路として形成された冷却側室内熱交換器（７）と、２つの再熱パス（１３）（１４）が冷媒経路として形成された再熱側室内熱交換器（６）と、上記各パス（１３）（１４）（１５）（１６）が接続され、上記冷却パス（１５）（１６）同士及び上記再熱パス（１３）（１４）同士を連通させる第１状態と、上記冷却パス（１５）（１６）と上記再熱パス（１３）（１４）とをそれぞれ連通させる第２状態とを切り換える四路切換弁（５）と、この四路切換弁（５）をバイパスして再熱側室内熱交換器（６）から冷却側室内熱交換器（７）に向かう冷媒を流通させる絞り機構（８）（９）とを室内機に備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 上記絞り機構は、一方の再熱パス（１３）と一方の冷却パス（１６）との間に設けられた単一のキャピラリーチューブ（８）で構成されていることを特徴とする請求項１の空気調和機。
3. 上記絞り機構は、一方の再熱パス（１３）と一方の冷却パス（１６）との間に設けられた第１キャピラリーチューブ（８）と、他方の再熱パス（１４）と他方の冷却パス（１５）との間に設けられた第２キャピラリーチューブ（９）とで構成されていることを特徴とする請求項１の空気調和機。

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