JP5803898B2

JP5803898B2 - 空気調和機

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Publication number: JP5803898B2
Application number: JP2012285495A
Authority: JP
Inventors: 政典池部; 聖子北村
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014126336A

Description

本発明は、除湿運転を行うことができる空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機には、主熱交換器の背面側に補助熱交換器を配置して、補助熱交換器だけで冷媒を蒸発させて局所的に除湿を行うことで、低負荷時（圧縮機の回転数が低いとき）、例えば、室温と設定温度との差が十分に小さく必要な冷却能力が小さいときでも除湿ができるようにした空気調和機がある。

特開平９−１４７２７

従来の空気調和機において、蒸発域を室内熱交換器の一部範囲にして除湿を行う運転が行われる場合、蒸発域の特に液入口部分で非常に低温になる場合があるため、例えば液入口がドレンパンに近い熱交換器の下部にあって、そのドレンパンの下方に吹出口がある場合には、ドレンパンの熱交換器側と吹出口との温度差によって、吹出口の上面に結露が発生するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、除湿運転時において、吹出口の上面に結露が発生するのを防止できる空気調和機を提供することである。

第１の発明にかかる空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とを接続した冷媒回路を備え、前記室内熱交換器の全体を蒸発域とする冷房運転と、前記室内熱交換器の一部分だけを蒸発域とする除湿運転とを行う空気調和機であって、前記室内熱交換器の下方に配置されるドレンパンを有し、前記ドレンパンの下方には、吹出口が設けられており、前記除湿運転時において、前記蒸発域が前記室内熱交換器の前面側部分に配置されるとともに、前記除湿運転時に前記膨張弁からの冷媒が前記室内熱交換器に流れ込む液入口が、前記室内熱交換器の前面側部分の下部で且つ前記室内熱交換器の前面側部分の最下方の伝熱管より上方の伝熱管に設けられることを特徴とする。

この空気調和機では、室内熱交換器における液入口が、室内熱交換器の下部で且つ最下方の伝熱管より上方の伝熱管に設けられており、除湿運転時に、ドレンパンの熱交換器側と吹出口との温度差が小さくなるので、吹出口の上面に結露が発生するのを防止できる。

第２の発明にかかる空気調和機は、第１の発明にかかる空気調和機であって、前記液入口に供給された冷媒が、前記室内熱交換器の上端に近付くように前記室内熱交換器を流れることを特徴とする。

この空気調和機では、室内熱交換器の液入口付近だけを冷やしている場合でも、除湿された水がドレンパンに流下する途中で、再蒸発しづらいので、除湿効率が良い。

第３の発明にかかる空気調和機は、第１または第２の発明にかかる空気調和機であって、前記冷房運転時において、前記室内熱交換器における前記液入口より下方部分の伝熱管に、前記室内熱交換器における前記液入口の風下部分の伝熱管より先に冷媒が流れることを特徴とする。

この空気調和機では、冷房運転時に、室内熱交換器における液入口より下方部分の伝熱管に、室内熱交換器における液入口の風下部分の伝熱管より先に冷媒が流れるので、室内熱交換器の液入口より下方側部分が乾くのを防止できる。したがって、冷房運転時に、吹出口に空気を供給する室内ファンにおいて結露が発生するのを防止できる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、室内熱交換器における液入口が、室内熱交換器の下部で且つ最下方の伝熱管より上方の伝熱管に設けられており、除湿運転時に、ドレンパンの熱交換器側と吹出口との温度差が小さくなるので、吹出口の上面に結露が発生するのを防止できる。

第２の発明では、室内熱交換器の液入口付近だけを冷やしている場合でも、除湿された水がドレンパンに流下する途中で、再蒸発しづらいので、除湿効率が良い。

第３の発明では、冷房運転時に、室内熱交換器における液入口より下方部分の伝熱管に、室内熱交換器における液入口の風下部分の伝熱管より先に冷媒が流れるので、室内熱交換器の液入口より下方側部分が乾くのを防止できる。したがって、冷房運転時に、吹出口に空気を供給する室内ファンにおいて結露が発生するのを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す回路図である。本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室内機の概略断面図である。室内熱交換器の構成を説明する図である。本発明の第１実施形態に係る空気調和機の制御部を説明する図である。膨張弁において開度を変化したときの流量変化の一例を示している。本発明の第２実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器の構成を説明する図である。本発明の第３実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器の構成を説明する図である。本発明の第４実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器の構成を説明する図である。本発明の第５実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器の構成を説明する図である。

以下、本発明に係る空気調和機１の実施の形態について説明する。

＜第１実施形態＞
＜空気調和機１の全体構成＞
図１に示すように、第１実施形態の空気調和機１は、室内に設置される室内機２と、室外に設置される室外機３とを備えている。そして、空気調和機１は、圧縮機１０と、四方弁１１、室外熱交換器１２と、膨張弁１３と、室内熱交換器１４とを接続した冷媒回路を備えている。冷媒回路において、圧縮機１０の吐出口に四方弁１１を介して室外熱交換器１２が接続され、その室外熱交換器１２に膨張弁１３が接続される。そして、膨張弁１３に室内熱交換器１４の一端が接続され、その室内熱交換器１４の他端に四方弁１１を介して圧縮機１０の吸込口が接続される。

空気調和機１は、冷房運転モード、所定の除湿運転モードおよび暖房運転モードにおける運転が可能であって、リモコンによって、いずれかの運転を選択して運転開始操作を行ったり、運転切換操作や運転停止操作を行うことができる。また、リモコンでは、室内温度の設定温度を設定したり、室内ファンの回転数を変化させることによって室内機２の風量を変更できる。

冷房運転モードおよび所定の除湿運転モードでは、図示実線矢印で示すように、圧縮機１０から吐出された冷媒が四方弁１１から室外熱交換器１２、膨張弁１３、室内熱交換器１４へと順に流れ、室内熱交換器１４を経た冷媒が四方弁１１を通って圧縮機１０に戻る冷房サイクルまたは除湿サイクルが形成される。すなわち、室外熱交換器１２が凝縮器、室内熱交換器１４が蒸発器として機能する。

一方、暖房運転モードでは、四方弁１１が切換わることにより、図示破線矢印で示すように、圧縮機１０から吐出される冷媒が四方弁１１から室内熱交換器１４、膨張弁１３、室外熱交換器１２へと順に流れ、室外熱交換器１２を経た冷媒が四方弁１１を通って圧縮機１０に戻る暖房サイクルが形成される。すなわち、室内熱交換器１４が凝縮器、室外熱交換器１２が蒸発器として機能する。

室内機２は、図２に示すように、上面に室内空気の吸込口２ａを有し、前面下部に空調用空気の吹出口２ｂとを有している。室内機２内には、吸込口２ａから吹出口２ｂに向かって空気流路が形成され、この空気流路には、室内熱交換器１４と、横流型の室内ファン１６が配置される。室内熱交換器１４の下方には、ドレンパン１７が配置され、ドレンパン１７の下方に、吹出口２ｂが設けられている。したがって、室内ファン１６が回転すると、室内空気が吸込口２ａから室内ユニット１内に吸込まれる。そして、吸込口２ａからの吸込み空気は、室内機２の前側と背面側のそれぞれにおいて、室内熱交換器１４を通って室内ファン１６側に流れた後で、吹出口２ｂから吹き出される。

室内熱交換器１４は、室内機２の前面側に配置された前面熱交換器１４ａと、室内機２の背面側に配置された背面熱交換器１４ｂとを有しており、この熱交換器１４ａ、１４ｂが、室内ファン１６を囲むように逆Ｖ字状に配置される。そして、前面熱交換器１４ａと背面熱交換器１４ｂは、それぞれ、複数の伝熱管および多数枚のフィンを備えている。本実施形態では、前面熱交換器１４ａが２列１２段の伝熱管を有し、背面熱交換器１４ｂが２列６段の伝熱管を有している。

冷房運転モードおよび所定の除湿運転モードでは、図３に示すように、前面熱交換器１４ａの下方の端部近くの伝熱管１０１に配置された液入口１０１ａから液冷媒が供給され、その供給された液冷媒は、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように、前面熱交換器１４ａの風上側部分を流れる。そして、前面熱交換器１４ａの上端近くに配置された伝熱管１０２から流れ出て分岐部１２０に供給される。そして、分岐部１２０で分岐された冷媒が、それぞれ、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管１０３と、背面熱交換器１４ｂの上端近くの伝熱管１１０とに供給される。前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管１０３に供給された冷媒は、前面熱交換器１４ａの下端に近付くように、前面熱交換器１４ａの風下側部分（伝熱管１０９、１１０を除く）を伝熱管１０４まで流れた後、液入口１０１ａより下方の伝熱管１０５に供給される。その冷媒は、液入口１０１ａより下方部分の伝熱管を流れた後、液入口１０１ａの風下部分の伝熱管１０７、１０８を、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように流れて、伝熱管１０９から流れ出て合流部１２１に供給される。一方、背面熱交換器１４ｂの上端近くの伝熱管１１０に供給された冷媒は、背面熱交換器１４ｂを、背面熱交換器１４ｂの下端に近付くように流れた後、背面熱交換器１４ｂの上端に近付くように流れて、背面熱交換器１４ｂの伝熱管１１１から、前面熱交換器１４ａの伝熱管１１２に供給され、その下方の伝熱管１１３から流れ出て合流部１２１に供給される。また、暖房運転モードでは、冷媒が上記と反対方向に流れる。

そして、空気調和機１では、所定の除湿運転モードでの運転が行われているとき、前面熱交換器１４ａの液入口１０１ａから供給された液冷媒は、前面熱交換器１４ａの風上側部分を、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように流れる途中で全て蒸発する。したがって、前面熱交換器１４ａの風上側部分の液入口１０１ａ近くの一部の範囲だけが、液冷媒が蒸発する蒸発域（図３において点線で囲まれた範囲）である。よって、所定の除湿運転モードで運転されているとき、室内熱交換器１４において、前面熱交換器１４ａの風上側部分の上流側の一部だけが蒸発域であって、前面熱交換器１４ａの蒸発域の下流側の範囲と背面交換器１４ｂとは、いずれも過熱域である。一方、冷房運転モードでの運転が行われているとき、室内熱交換器１４の全体が蒸発域であるが、所定の除湿運転モードでの蒸発域の温度は、冷房運転モードでの蒸発域の温度より低い。したがって、所定の除湿運転モードでは、冷房運転モードに比べて、蒸発域の範囲が小さいにもかかわらず、除湿を行うことができる。

このように、本実施形態では、所定の除湿運転モードにおいて、室内熱交換器１４における液入口１０１ａが、前面熱交換器１４ａの風上側部分の下部（室内熱交換器１４の前面側部分の下部）で、且つ、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方の伝熱管１０６（室内熱交換器１４の前面側部分の最下方の伝熱管１０６）より上方の伝熱管１０１に設けられる。そして、所定の除湿運転モードにおいて、蒸発域が、前面熱交換器１４ａの風上側部分（室内熱交換器１４の前面側部分）に配置される。本発明において、室内熱交換器における液入口が室内熱交換器の前面側部分の下部に設けられるとは、室内熱交換器における液入口が室内熱交換器の前面側部分の上下方向中央より下方に設けられることである。

また、上述したように、冷房運転モードおよび所定の除湿運転モードにおいて、前面熱交換器１４ａにおける液入口１０１ａより下方部分の伝熱管（室内熱交換器１４における液入口１０１ａより下方部分の伝熱管）に、前面熱交換器１４ａにおける液入口１０１ａの風下部分の伝熱管１０７、１０８（室内熱交換器１４における液入口１０１ａの風下部分の伝熱管１０７、１０８）より先に冷媒が流れる。本発明において、室内熱交換器１４における液入口１０１ａの風下部分の伝熱管とは、室内熱交換器１４における液入口１０１ａの風下部分の伝熱管であって、液入口１０１ａ近傍の伝熱管である。そして、室内熱交換器における液入口より下方部分の伝熱管とは、液入口１０１ａ及び液入口１０１ａの風下部分の伝熱管より下方部分の伝熱管である。そして、仮に、冷房運転モードにおいて、冷媒が、前面熱交換器１４ａにおける液入口１０１ａの風下部分の伝熱管１０７、１０８に流れた後で、前面熱交換器１４ａにおける液入口１０１ａより下方部分の伝熱管に流れるように構成されている場合には、冷房運転モードにおいて室内熱交換器１４の液入口１０１ａより下方側部分が乾くことがあって、冷房運転モードにおいて吹出口２ｂから吹き出される空気温度が低いので、吹出口２ｂに空気を供給する室内ファン１６において結露が発生するという問題があるが、本発明では、上記の問題を防止できる。

また、本実施形態では、前面熱交換器１４ａの上端近くの過熱域を流れた冷媒が、前面熱交換器１４ａの蒸発域の風下側部分を流れる。したがって、吸込口２ａからの吸込空気において、前面熱交換器１４ａの風上側部分の蒸発域で冷却された空気は、前面熱交換器１４ａの蒸発域の風下側部分で加熱された後で、吹出口２ｂから吹き出される。一方、吸込口２ａからの吸込空気において、前面熱交換器１４ａの過熱域を流れた空気と、背面熱交換器１４ｂを流れた空気とは、室内温度と略同一の温度で、吹出口２ｂから吹き出される。

空気調和機１では、図１に示すように、室外機３に、冷媒回路において膨張弁１３の下流側において蒸発温度を検知する蒸発温度センサ３０が取り付けられる。そして、室内機２に、室内温度（室内機２の吸込口２ａからの吸込空気の温度）を検知する室内温度センサ３１と、前面熱交換器１４ａにおいて液冷媒の蒸発が終了したことを検知する室内熱交温度センサ３２が取付けられる。

室内熱交温度センサ３２は、図３に示すように、前面熱交換器１４ａの上端近くの風下側に配置される。そして、前面熱交換器１４ａの上端近くの過熱域では、吸込口２ａからの吸込空気がほとんど冷却されない。したがって、室内熱交温度センサ３２で検知される温度が、室内温度センサ３１で検知される室内温度と略同一である場合には、前面熱交換器１４ａの風上側部分の途中で蒸発が終了して、前面熱交換器１４ａの上端近くの範囲が過熱域であることを検知できる。また、室内熱交温度センサ３２は、室内熱交換器１４の中間部の伝熱管に配置される。したがって、室内熱交換器１４の中間部近くにおいて、冷暖房運転での凝縮温度または蒸発温度を検知できる。

図４に示すように、空気調和機１の制御部には、圧縮機１０と、四方弁１１、膨張弁１３と、室内ファン１６を駆動するモータ１６ａと、蒸発温度センサ３０と、室内温度センサ３１と、室内熱交温度センサ３２とが接続される。したがって、制御部は、リモコンからの指令（運転開始操作や室内温度の設定温度等）や、蒸発温度センサ３０で検知される蒸発温度、室内温度センサ３１で検知される室内温度（吸込空気の温度）、室内熱交温度センサ３２で検知される熱交中間温度に基づいて空気調和機１の運転を制御する。

そして、空気調和機１では、所定の除湿運転モードにおいて、前面熱交換器１４ａの風上側部分が、液冷媒が蒸発する蒸発域と蒸発域の下流側の過熱域を有するが、この蒸発域の範囲が、負荷に応じて変化するように、圧縮機１０及び膨張弁１３が制御される。ここで、負荷に応じて変化するとは、蒸発域に供給される熱量に応じて変化することであって、熱量は例えば室内温度（吸込空気の温度）と室内風量によって決まる。また、負荷は、必要除湿能力（必要冷房能力）に対応しており、例えば室内温度と設定温度との差に基づいて検知できる。

圧縮機１０は、室内温度と設定温度との差に基づいて制御される。室内温度と設定温度との差が大きい場合に負荷が大きいことから圧縮機１０の周波数が増加され、室内温度と設定温度との差が小さい場合に負荷が小さいことから、圧縮機１０の周波数が減少するように制御される。

膨張弁１３は、蒸発温度センサ３０で検知される蒸発温度に基づいて制御される。上述したように、圧縮機１０の周波数が制御された状態において、蒸発温度が目標蒸発温度（１２℃）近くの所定範囲（１０℃−１４℃）内の温度になるように、膨張弁１３が制御される。この蒸発温度の所定範囲は、圧縮機１０の周波数によらず一定に制御されるのが好ましい。ただし、周波数によって、わずかに変化するようにしても実質的に一定であれば問題ない。

このように、所定の除湿運転モードにおいて、負荷に応じて圧縮機１０及び膨張弁１３を制御することによって、補助熱交換器２０の蒸発域の範囲を変化して、蒸発温度が所定範囲内の温度になるようにできる。

空気調和機１では、前面熱交換器１４ａの風上側部分に、１２段の伝熱管が配置されている。そして、所定の除湿運転モードにおいて前面熱交換器１４ａの蒸発域となる段数が、前面熱交換器１４ａの段数の半分以上である場合、補助熱交換器の蒸発域の範囲を十分に広くできるので負荷の変動に十分に対応できる。特に負荷が大きい場合に効果がある。

図５は、膨張弁１３において開度を変化したときの流量変化を示している。膨張弁１３は、入力される駆動パルスの数に応じて開度が連続的に変化する。そして、開度が減少するにつれて、膨張弁１３を流れる冷媒の流量が減少する。膨張弁１３では、開度ｔ０のときに全閉状態であって、開度ｔ０からｔ１の間では、開度が増加するにつれて流量が第１の傾きにしたがって増加し、開度ｔ１からｔ２の間では、開度が増加するにつれて流量が第２の傾きにしたがって増加する。ここで、第１の傾きは、第２の傾きより大きい。

前面熱交換器１４ａの風上側部分の蒸発域の範囲が変化するように行われる制御について、一例を説明する。例えば、所定の除湿運転モードにおいて、前面熱交換器１４ａの蒸発域の範囲が所定面積であるときに負荷が大きくなった場合、圧縮機１０の周波数が増加されると共に、膨張弁１３の開度が大きく変更される。したがって、前面熱交換器１４ａの蒸発域の範囲が所定面積より大きくなって、室内機２に吸い込まれた風量が一定であっても、実際に蒸発域を通過する風量が増加する。

一方、所定の除湿運転モードにおいて、前面熱交換器１４ａの蒸発域の範囲が所定面積であるときに負荷が小さくなった場合、圧縮機１０の周波数が減少されると共に、膨張弁１３の開度が小さく変更される。したがって、前面熱交換器１４ａの蒸発域の範囲が所定面積より小さくなって、室内機２に吸い込まれた風量が一定であっても、実際に蒸発域を通過する風量が減少する。

＜本実施形態の空気調和機の特徴＞
本実施形態の空気調和機１では、前面熱交換器１４ａにおける液入口が、前面熱交換器１４ａの下部で且つ最下方の伝熱管より上方の伝熱管１０１に設けられており、除湿運転時に、ドレンパン１７の熱交換器側と吹出口２ｂとの温度差が小さくなるので、吹出口２ｂの上面に結露が発生するのを防止できる。

また、本実施形態の空気調和機１では、前面熱交換器１４ａの液入口１０１ａに供給された冷媒が、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように前面熱交換器１４ａを流れるので、前面熱交換器１４ａの液入口付近だけを冷やしている場合でも、除湿された水がドレンパンに流下する途中で、再蒸発しづらいので、除湿効率が良い。

また、本実施形態の空気調和機１では、冷房運転モードにおいて、前面熱交換器１４ａにおける液入口１０１ａより下方部分の伝熱管に、前面熱交換器１４ａにおける液入口１０１ａの風下部分の伝熱管１０６、１０７より先に冷媒が流れるので、前面熱交換器１４ａの液入口より下方側部分が乾くのを防止できる。したがって、冷房運転モードにおいて、吹出口２ｂに空気を供給する室内ファン１６において結露が発生するのを防止できる。

また、本実施形態の空気調和機１では、前面熱交換器１４ａにおいて液冷媒の蒸発が行われる蒸発域の範囲が負荷に応じて変化することで、室内機２に吸い込まれた風量が一定であっても、実際に蒸発域を通過する風量が変化する。これにより、過度に蒸発温度を下げてＣＯＰを悪化させること無く、広い負荷範囲で、除湿を続けることが可能となる。そして、蒸発温度を極度に下げる必要がないため、凍結に至ることがなく、除霜運転の必要がない。また、風量を増やしても除湿できるため、低負荷でも部屋全体を均一に冷やしながら、除湿ができて、蒸し暑さを感じずに済む。

また、本実施形態の空気調和機１では、室内熱交換器１４における蒸発域を前面熱交換器１４ａの風上側部分に配置することによって、前面熱交換器１４ａの蒸発域の範囲を大きくできる。したがって、広い負荷範囲で高効率の除湿運転ができる。また、液冷媒が前面熱交換器１４ａの下部から供給されるので、前面熱交換器１４ａを通過する空気のうち下方の空気だけが冷やされる。これにより、吹き出した風は、上方が冷たく、下方が温かくなるため、冷気が下に垂れづらく、不快感が少ない。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態にかかる空気調和機について説明する。

第２実施形態の空気調和機が第１実施形態の空気調和機１と異なる点は、室内熱交換器１４が、前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂだけでなく、補助熱交換器１４ｃ、１４ｄを有している点である。そして、室内熱交換器１４における伝熱管の接続方法は異なるが、その他の構成は、第１実施形態にかかる空気調和機１と略同一であるので説明は省略する。

本発明の第２実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器では、図６に示すように、室内熱交換器１４が、主熱交換器として前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂを有しているとともに、前面熱交換器１４ａの前方に配置された補助熱交換器１４ｃと、背面熱交換器１４ｂの後方に配置された補助熱交換器１４ｄとを有している。本実施形態では、前面熱交換器１４ａが２列１２段の伝熱管を有し、背面熱交換器１４ｂが２列６段の伝熱管を有しているとともに、補助熱交換器１４ｃが１列８段の伝熱管を有し、補助熱交換器１４ｄが１列４段の伝熱管を有している。

冷房運転モードおよび所定の除湿運転モードでは、図６に示すように、前面熱交換器１４ａの下方の端部近くの伝熱管２０１に配置された液入口２０１ａから液冷媒が供給され、その供給された液冷媒は、その上方の伝熱管２０２を流れた後、補助熱交換器１４ｃの伝熱管２０３に供給され、その後、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように、補助熱交換器１４ｃを流れる。そして、補助熱交換器１４ｃの上端近くに配置された伝熱管２０４から流れ出て分岐部２２０に供給される。そして、分岐部２２０で分岐された冷媒が、それぞれ、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管２０５と、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管２１２とに供給される。前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管２０５に供給された冷媒は、前面熱交換器１４ａの下端に近付くように、前面熱交換器１４ａの風上側部分を伝熱管２０６まで流れた後、前面熱交換器１４ａの液入口２０１ａより下方の伝熱管２０７に供給される。その冷媒は、液入口２０１ａより下方部分の伝熱管を流れた後、液入口２０１ａの風下部分の伝熱管２０９、２１０を、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように流れて、伝熱管２１１から流れ出て合流部２２１に供給される。一方、背面熱交換器１４ｂの上端近くの伝熱管２１２に供給された冷媒は、その上方の伝熱管２１３から背面熱交換器１４ｂの伝熱管２１４に供給され、背面熱交換器１４ｂを流れた後、補助熱交換器１４ｄに供給される。そして、その冷媒は、補助熱交換器１４ｄの下端に近付くように流れた後、背面熱交換器１４ｂの伝熱管２１５に供給され、背面熱交換器１４ｂの上端に近付くように流れた後、背面熱交換器１４ｂの伝熱管２１６から、前面熱交換器１４ａの伝熱管２１７に供給され、その下方の伝熱管２１８から流れ出て合流部２２１に供給される。また、暖房運転モードでは、冷媒が上記と反対方向に流れる。

そして、空気調和機では、所定の除湿運転モードでの運転が行われているとき、前面熱交換器１４ａの液入口２０１ａから供給された液冷媒は、前面熱交換器１４ａの風上側部分と補助熱交換器１４ｃとを、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように流れる途中で全て蒸発する。したがって、室内熱交換器１４の風上側部分の液入口２０１ａ近くの一部の範囲だけが、液冷媒が蒸発する蒸発域である。

このように、本実施形態では、所定の除湿運転モードにおいて、室内熱交換器１４における液入口２０１ａが、前面熱交換器１４ａの風上側部分の下部（室内熱交換器１４の前面側部分の下部）で、且つ、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方の伝熱管２０８（室内熱交換器１４の前面側部分の最下方の伝熱管２０８）より上方の伝熱管２０１に設けられる。そして、所定の除湿運転モードにおいて、蒸発域が、前面熱交換器１４ａの風上側部分（室内熱交換器１４の前面側部分）に配置される。本実施形態において、室内熱交換器の前面側部分とは、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方から４段の伝熱管がある部分までと補助熱交換器１４ｃである。

＜本実施形態の空気調和機の特徴＞
本実施形態の空気調和機では、第１実施形態の空気調和機と同様の効果が得られる。

＜第３実施形態＞
本発明の第２実施形態にかかる空気調和機について説明する。

第３実施形態の空気調和機が第１実施形態の空気調和機１と異なる点は、室内熱交換器１４が、前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂだけでなく、補助熱交換器１４ｃを有している点である。そして、室内熱交換器１４における伝熱管の接続方法は異なるが、その他の構成は、第１実施形態にかかる空気調和機１と略同一であるので説明は省略する。

本発明の第３実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器では、図７に示すように、室内熱交換器１４が、主熱交換器として前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂを有しているとともに、前面熱交換器１４ａの前方に配置された補助熱交換器１４ｃを有している。本実施形態では、前面熱交換器１４ａが２列１２段の伝熱管を有し、背面熱交換器１４ｂが２列６段の伝熱管を有しているとともに、補助熱交換器１４ｃが１列８段の伝熱管を有している。

冷房運転モードおよび所定の除湿運転モードでは、図７に示すように、前面熱交換器１４ａの下方の端部近くの伝熱管３０１に配置された液入口３０１ａから液冷媒が供給され、その供給された液冷媒は、その上方の伝熱管３０２を流れた後、補助熱交換器１４ｃの伝熱管３０３に供給され、その後、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように、補助熱交換器１４ｃを流れる。そして、補助熱交換器１４ｃの上端近くに配置された伝熱管３０４から流れ出て分岐部３２０に供給される。そして、分岐部３２０で分岐された冷媒が、それぞれ、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管３０５と、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管３１２とに供給される。前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管３０５に供給された冷媒は、前面熱交換器１４ａの下端に近付くように、前面熱交換器１４ａの風上側部分を伝熱管３０６まで流れた後、前面熱交換器１４ａの液入口３０１ａより下方の伝熱管３０７に供給される。その冷媒は、液入口３０１ａより下方部分の伝熱管を流れた後、液入口３０１ａの風下部分の伝熱管３０９、３１０を、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように流れて、伝熱管３１１から流れ出て合流部３２１に供給される。一方、背面熱交換器１４ｂの上端近くの伝熱管３１２に供給された冷媒は、その上方の伝熱管３１３から背面熱交換器１４ｂの伝熱管３１４に供給され、背面熱交換器１４ｂを、背面熱交換器１４ｂの下端に近付くように流れた後、背面熱交換器１４ｂの上端に近付くように流れて、背面熱交換器１４ｂの伝熱管３１５から、前面熱交換器１４ａの伝熱管３１６に供給され、前面熱交換器１４ａの下端に近付くように流れた後、前面熱交換器１４ａの伝熱管３１７から流れ出て合流部３２１に供給される。また、暖房運転モードでは、冷媒が上記と反対方向に流れる。

そして、空気調和機では、所定の除湿運転モードでの運転が行われているとき、前面熱交換器１４ａの液入口３０１ａから供給された液冷媒は、前面熱交換器１４ａの風上側部分と補助熱交換器１４ｃとを、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように流れる途中で全て蒸発する。したがって、室内熱交換器１４の風上側部分の液入口３０１ａ近くの一部の範囲だけが、液冷媒が蒸発する蒸発域である。

このように、本実施形態では、所定の除湿運転モードにおいて、室内熱交換器１４における液入口３０１ａが、前面熱交換器１４ａの風上側部分の下部（室内熱交換器１４の前面側部分の下部）で、且つ、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方の伝熱管３０８（室内熱交換器１４の前面側部分の最下方の伝熱管３０８）より上方の伝熱管３０１に設けられる。そして、所定の除湿運転モードにおいて、蒸発域が、前面熱交換器１４ａの風上側部分（室内熱交換器１４の前面側部分）に配置される。本実施形態において、室内熱交換器の前面側部分とは、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方から４段の伝熱管がある部分までと補助熱交換器１４ｃである。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態にかかる空気調和機について説明する。

第４実施形態の空気調和機が第１実施形態の空気調和機１と異なる点は、室内熱交換器１４が、前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂだけでなく、補助熱交換器１４ｃを有している点である。そして、室内熱交換器１４における伝熱管の接続方法は異なるが、その他の構成は、第１実施形態にかかる空気調和機１と略同一であるので説明は省略する。

本発明の第４実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器では、図８に示すように、室内熱交換器１４が、主熱交換器として前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂを有しているとともに、前面熱交換器１４ａの前方に配置された補助熱交換器１４ｃを有している。本実施形態では、前面熱交換器１４ａが２列１２段の伝熱管を有し、背面熱交換器１４ｂが２列６段の伝熱管を有しているとともに、補助熱交換器１４ｃが１列４段の伝熱管を有している。

冷房運転モードおよび所定の除湿運転モードでは、図８に示すように、前面熱交換器１４ａの下方の端部近くの伝熱管４０１に配置された液入口４０１ａから液冷媒が供給され、その供給された液冷媒は、前面熱交換器１４ａの風上側部分の上端に近付くように流れて、前面熱交換器１４ａの伝熱管４０２から補助熱交換器１４ｃの伝熱管４０３に供給され、その後、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように、補助熱交換器１４ｃを流れる。そして、補助熱交換器１４ｃの上端近くに配置された伝熱管４０４から流れ出て分岐部４２０に供給される。そして、分岐部４２０で分岐された冷媒が、それぞれ、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管４０５と、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管４１４とに供給される。前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管４０５に供給された冷媒は、前面熱交換器１４ａの下端に近付くように、前面熱交換器１４ａの風上側部分を伝熱管４０６まで流れた後、前面熱交換器１４ａの風下側部分の伝熱管４０７に供給され、その下方の伝熱管４０８から、前面熱交換器１４ａの液入口４０１ａより下方の伝熱管４０９に供給される。その冷媒は、液入口４０１ａより下方部分の伝熱管を流れた後、液入口４０１ａの風下部分の伝熱管４１１、４１２を、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように流れて、伝熱管４１３から流れ出て合流部２２１に供給される。一方、背面熱交換器１４ｂの上端近くの伝熱管４１４に供給された冷媒は、その上方の伝熱管４１５から背面熱交換器１４ｂの伝熱管４１６に供給され、背面熱交換器１４ｂの下端に近付くように流れた後、背面熱交換器１４ｂの上端に近付くように流れて、背面熱交換器１４ｂの伝熱管４１７から前面熱交換器１４ａの伝熱管４１８に供給され、その下方の伝熱管４１９から流れ出て合流部４２１に供給される。また、暖房運転モードでは、冷媒が上記と反対方向に流れる。

そして、空気調和機では、所定の除湿運転モードでの運転が行われているとき、前面熱交換器１４ａの液入口４０１ａから供給された液冷媒は、前面熱交換器１４ａの風上側部分と補助熱交換器１４ｃとを、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように流れる途中で全て蒸発する。したがって、室内熱交換器１４の風上側部分の液入口４０１ａ近くの一部の範囲だけが、液冷媒が蒸発する蒸発域である。

このように、本実施形態では、所定の除湿運転モードにおいて、室内熱交換器１４における液入口４０１ａが、前面熱交換器１４ａの風上側部分の下部（室内熱交換器１４の前面側部分の下部）で、且つ、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方の伝熱管４１０（室内熱交換器１４の前面側部分の最下方の伝熱管４１０）より上方の伝熱管４０１に設けられる。そして、所定の除湿運転モードにおいて、蒸発域が、前面熱交換器１４ａの風上側部分（室内熱交換器１４の前面側部分）に配置される。本実施形態において、室内熱交換器の前面側部分とは、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方から７段の伝熱管がある部分までと補助熱交換器１４ｃである。

＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態にかかる空気調和機について説明する。

第５実施形態の空気調和機が第１実施形態の空気調和機１と異なる点は、室内熱交換器１４が、前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂだけでなく、補助熱交換器１４ｃを有している点である。そして、室内熱交換器１４における伝熱管の接続方法は異なるが、その他の構成は、第１実施形態にかかる空気調和機１と略同一であるので説明は省略する。

本発明の第５実施形態に係る空気調和機の室内熱交換器では、図９に示すように、室内熱交換器１４が、主熱交換器として前面熱交換器１４ａ及び背面熱交換器１４ｂを有しているとともに、前面熱交換器１４ａの前方に配置された補助熱交換器１４ｃを有している。本実施形態では、前面熱交換器１４ａが２列１２段の伝熱管を有し、背面熱交換器１４ｂが２列６段の伝熱管を有しているとともに、補助熱交換器１４ｃが１列８段の伝熱管を有している。

冷房運転モードおよび所定の除湿運転モードでは、図９に示すように、前面熱交換器１４ａの下方の端部近くの伝熱管５０１に配置された液入口５０１ａから液冷媒が供給され、その供給された液冷媒は、その上方の伝熱管を流れた後、補助熱交換器１４ｃの伝熱管５０２に供給され、その後、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように、補助熱交換器１４ｃを流れる。そして、補助熱交換器１４ｃの上端近くに配置された伝熱管５０３から流れ出て第１分岐部５２０ａに供給される。そして、第１分岐部５２０ａで分岐された冷媒が、それぞれ、第２分岐部５２０ｂと、背面熱交換器１４ｂの伝熱管５１６に供給される。また、第２分岐部５２０ｂで分岐された冷媒が、それぞれ、前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管５０４と、前面熱交換器１４ａの伝熱管５０９とに供給される。第２分岐部５２０ｂから前面熱交換器１４ａの上端近くの伝熱管５０４に供給された冷媒は、その上方の伝熱管から背面熱交換器１４ｂの上端近くの伝熱管５０５に供給される。その冷媒は、背面熱交換器１４ｂを流れた後、背面熱交換器１４ｂの伝熱管５０６から前面熱交換器１４ａの伝熱管５０７に供給される。その後、冷媒は、前面熱交換器１４ａの下端に近付くように流れた後、前面熱交換器１４ａの伝熱管５０８から流れ出て合流部５２１に供給される。また、第２分岐部５２０ｂから前面熱交換器１４ａの伝熱管５０９に供給された冷媒は、前面熱交換器１４ａの下端に近付くように、前面熱交換器１４ａの風上側部分を伝熱管５１０まで流れた後、前面熱交換器１４ａの液入口５０１ａより下方の伝熱管５１１に供給される。その冷媒は、液入口５０１ａより下方部分の伝熱管を流れた後、液入口５０１ａの風下部分の伝熱管５１３、５１４を、前面熱交換器１４ａの上端に近付くように流れて、伝熱管５１５から流れ出て合流部５２２に供給される。一方、第１分岐部５２０ａから背面熱交換器１４ｂの伝熱管５１６に供給された冷媒は、背面熱交換器１４ｂの下端に近付くように流れた後、背面熱交換器１４ｂの上端に近付くように流れて、背面熱交換器１４ｂの伝熱管５１７から前面熱交換器１４ａの伝熱管５１８に供給され、その下方の伝熱管から流れ出て合流部５２１に供給される。また、暖房運転モードでは、冷媒が上記と反対方向に流れる。

そして、空気調和機では、所定の除湿運転モードでの運転が行われているとき、前面熱交換器１４ａの液入口５０１ａから供給された液冷媒は、前面熱交換器１４ａの風上側部分と補助熱交換器１４ｃとを、補助熱交換器１４ｃの上端に近付くように流れる途中で全て蒸発する。したがって、室内熱交換器１４の風上側部分の液入口５０１ａ近くの一部の範囲だけが、液冷媒が蒸発する蒸発域である。

このように、本実施形態では、所定の除湿運転モードにおいて、室内熱交換器１４における液入口５０１ａが、前面熱交換器１４ａの風上側部分の下部（室内熱交換器１４の前面側部分の下部）で、且つ、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方の伝熱管５１２（室内熱交換器１４の前面側部分の最下方の伝熱管５１２）より上方の伝熱管５０１に設けられる。そして、所定の除湿運転モードにおいて、蒸発域が、前面熱交換器１４ａの風上側部分（室内熱交換器１４の前面側部分）に配置される。本実施形態において、室内熱交換器の前面側部分とは、前面熱交換器１４ａの風上側部分の最下方から４段の伝熱管がある部分までと補助熱交換器１４ｃである。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述の第２−第５実施形態において、補助熱交換器と主熱交換器とが一体に構成されてもよい。したがって、この場合、室内熱交換器が一体に構成され、室内熱交換器の最風上側に、補助熱交換器に対応した部分が設けられる。

また、上述の実施形態では、所定の除湿運転モードにおいて、前面熱交換器において液冷媒の蒸発が行われる蒸発域の範囲が負荷に応じて変化するが、所定の除湿運転モードにおいて、室内熱交換器において液冷媒の蒸発が行われる蒸発域の範囲が変化しないものであってもよい。この場合、蒸発域の下流側において一定の過熱度となるように制御されてもよい。

また、上述の実施形態では、冷房運転モード、所定の除湿運転モードおよび暖房運転モードでの運転を行う空気調和機について説明したが、所定の除湿運転モードの他の方法で除湿運転を行う除湿運転モードでの運転を行う空気調和機であってもよい。

本発明を利用すれば、除湿運転時において、蒸発域となる部分の面積を大きくできるとともに、吹出口の上面に結露が発生するのを防止できる。

１空気調和機
２室内機
３室外機
１０圧縮機
１２室外熱交換器
１３膨張弁
１４室内熱交換器
１６室内ファン
１７ドレンパン

Claims

圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とを接続した冷媒回路を備え、前記室内熱交換器の全体を蒸発域とする冷房運転と、前記室内熱交換器の一部分だけを蒸発域とする除湿運転とを行う空気調和機であって、
前記室内熱交換器の下方に配置されるドレンパンを有し、
前記ドレンパンの下方には、吹出口が設けられており、
前記除湿運転時において、前記蒸発域が前記室内熱交換器の前面側部分に配置されるとともに、
前記除湿運転時に前記膨張弁からの冷媒が前記室内熱交換器に流れ込む液入口が、前記室内熱交換器の前面側部分の下部で且つ前記室内熱交換器の前面側部分の最下方の伝熱管より上方の伝熱管に設けられることを特徴とする空気調和機。
前記液入口に供給された冷媒が、前記室内熱交換器の上端に近付くように前記室内熱交換器を流れることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記冷房運転時において、前記室内熱交換器における前記液入口より下方部分の伝熱管に、前記室内熱交換器における前記液入口の風下部分の伝熱管より先に冷媒が流れることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。