JP6751150B2 - 室内機及び空気調和機 - Google Patents
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Description
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全体の斜視図である。図2は、図1のA−A概略縦断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内機の分解斜視図である。なお、以下の説明で用いる「上」「下」「左」「右」「前」「後」は、特に断らない限り、室内機を正面側から見た場合の方向を意味している。
空気調和機は、室内機100と室外機200とを備えている。室内機100は、上述の室内熱交換器10a、10bと、室内ファン20a、20bとの他、切替装置40を備えている。そして、室内熱交換器10a、室内熱交換器10b及び切替装置40が配管で接続されて室内側冷媒回路が構成されている。更に具体的には、室内熱交換器10aと室内熱交換器10bとが並列に接続されて並列回路を構成しており、その並列回路の一端に切替装置40が接続されて室内側冷媒回路が構成されている。
以下、(1)通常暖房運転、(2)二凝縮運転、(3)片方運転について順に説明する。なお、暖房運転時は、四方弁202を図4の実線で示される状態に切り替えられる。これは、(1)〜(3)の全ての運転において共通である。
通常暖房運転は、各室内熱交換器10a、10bにおける凝縮温度が同じで、右側吹出口4a及び左側吹出口4bのそれぞれにおける温風の吹き出し温度が同じとなる運転である。
二凝縮運転は、暖房運転時に、室内熱交換器10aと室内熱交換器10bとのそれぞれに振り分ける冷媒流量を異ならせることで、同一風量時に温度の異なる温風を形成する運転である。
片方暖房運転は、室内熱交換器10a及び室内熱交換器10bのどちらか一方のみを暖房運転する運転である。片方暖房運転では、室内熱交換器10a及び室内熱交換器10bの一方のみに冷媒が通過するように切替装置40が切り替えられる。また、冷媒が通過しない室内熱交換器に対応する室内ファンの運転は停止される。
片方暖房運転において、圧縮機201から吐出された冷媒(状態A)は、四方弁202を通過した後、室内熱交換器10aに流入する。室内熱交換器10aに流入した冷媒は、室内ファン20aからの空気と熱交換して凝縮液化し(状態B)、その後、切替装置40を通過する。切替装置40を通過した冷媒は、減圧装置205にて減圧される(状態C)。減圧装置205にて減圧された冷媒は室外熱交換器203に流入し、室外ファン204からの空気と熱交換して蒸発した後(状態D)、四方弁202を介して圧縮機201に戻り、1サイクルを終了する。以上のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内を暖房する。
次に、(1)通常冷房運転、(2)二蒸発運転、(3)片方冷房運転について順に説明する。なお、冷房運転時は、四方弁202を図4の点線で示される状態に切り替えられる。これは、(1)〜(3)の全ての運転において共通である。
通常冷房運転は、各室内熱交換器10a、10bにおける蒸発温度が同じで、右側吹出口4a及び左側吹出口4bのそれぞれにおける冷風の吹き出し温度が同じとなる運転である。
二蒸発運転は、冷房運転時に、室内熱交換器10aと室内熱交換器10bとのそれぞれにおける蒸発温度を異ならせることで、同一風量時に温度の異なる冷風を形成する運転である。
片方冷房運転は、室内熱交換器10a及び室内熱交換器10bのどちらか一方のみを冷房運転する運転である。片方冷房運転では、室内熱交換器10a及び室内熱交換器10bの一方のみに冷媒が流れるように切替装置40が切り替えられる。また、冷媒が通過しない室内熱交換器に対応する室内ファンの運転は停止される。
圧縮機201から吐出された冷媒(状態A)は、四方弁202を通過した後、室外熱交換器203に流入する。室内熱交換器10aに流入した冷媒は、室内ファン20aからの空気と熱交換して凝縮する(状態B)。凝縮した冷媒は、減圧装置205にて減圧され(状態C)、その後、切替装置40を通過して室内熱交換器10aに流入する。室内熱交換器10aに流入した冷媒は、室内ファン20aからの空気と熱交換して蒸発した後(状態D)、四方弁202を通過して再び圧縮機201に吸入され、1サイクルを終了する。以上のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内を冷房する。
図11は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の変形例1の冷媒回路を示す図である。
図4では、切替装置40が暖房運転の流れで室内熱交換器10a、10bの下流に備えた構成であったが、図11に示す変形例1では、室内熱交換器10a、10bの上流に備えた構成としている。
上記実施の形態1では、同一風量時に温度の異なる吹き出し空気を形成する二温度吹き出し運転として、二凝縮運転及び二蒸発運転を行っている。実施の形態2ではこれらの運転に加えて更に、室内機100から冷風と温風とを同時に吹き出す冷暖同時運転を可能としたものである。
室内側冷媒回路は、室内熱交換器10aと、室内熱交換器10bと、減圧装置50と、が並列に接続されて並列回路を構成しており、その並列回路の両端に切替装置40a、40bが接続された構成を有している。切替装置40a、40bと減圧装置50とにより本発明の冷媒交換能力変更装置を構成している。
以下、(1)通常暖房運転、(2)二凝縮運転、(3)冷暖同時運転、(4)片方暖房運転について順に説明する。なお、暖房運転時は、四方弁202を図14の実線で示される状態に切り替えられる。これは、(1)〜(4)の全ての運転において共通である。
図15は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における通常暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。図15において矢印は冷媒の流れを示している。図16は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における通常暖房運転時のP−h線図である。図16におけるA〜Dは、図15のA〜Dに示す各配管位置における冷媒状態を示している。
図17は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における二凝縮運転時の冷媒の流れを示す図である。図17において矢印は冷媒の流れを示している。図18は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における二凝縮運転時のP−h線図である。図18におけるA〜Dは、図17のA〜Dに示す各配管位置における冷媒状態を示している。
上記二凝縮運転では、減圧装置50にて冷媒圧力を「標準室内温度に対応する圧力P1」以下とならない範囲で減圧し、室内熱交換器10a、10bの両方を凝縮器として機能させる運転であった。これに対し、冷暖同時運転は、減圧装置50にて冷媒圧力を「標準室内温度に対応する圧力P1」よりも減圧し、室内熱交換器10a、10bのうち上流側を凝縮器として機能させ、下流側を蒸発器として機能させる運転である。そして、右側吹出口4a及び左側吹出口4bの一方から温風を吹き出し、他方から冷風を吹き出すようにする。以下では、室内側冷媒回路が室内熱交換器10a、減圧装置50、室内熱交換器10bの順に冷媒が流れる第1順路に設定された例で、冷暖同時運転について説明する。
近年の大型化するリビングルームに対応し、リビングダイニングキッチンでは、1つの空気調和機でキッチン110とリビング120との両方を空調することが求められる。そして、秋口などの中間期では、リビング120では寒さ対策で温風供給が求められ、調理機器の使用等で暑くなるキッチン110では冷風供給が求められる。このような室内環境において、室内機100から見てキッチン110とリビング120とが左右に位置するように室内機100を設置して冷暖同時運転を行うことで、キッチン110とリビング120に温風、冷風の吹き分けを行うことができる。その結果、空間快適性を向上することが可能となる。
片方暖房運転では、室内熱交換器10a、10bの一方のみに冷媒が流れる片方流路となるように切替装置40a、40bが切り替えられる。また、冷媒が通過しない室内熱交換器に対応する室内ファンの運転は停止される。
以下、(1)通常冷房運転、(2)二蒸発運転、(3)冷暖同時運転、(4)片方冷房運転について順に説明する。なお、冷房運転時は、四方弁202を図14の点線で示される状態に切り替えられる。これは、(1)〜(4)の全ての運転において共通である。
図22は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における通常冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。図22において矢印は冷媒の流れを示している。図23は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における通常冷房運転時のP−h線図である。図23におけるA〜Dは、図22のA〜Dに示す各配管位置における冷媒状態を示している。
図24は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における二蒸発運転時の冷媒の流れを示す図である。図25は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機における二蒸発運転時のP−h線図である。図25におけるA〜Dは、図24のA〜Dに示す各配管位置における冷媒状態を示している。
上記二蒸発運転では、減圧装置205にて冷媒圧力を「標準室内温度に対応する圧力P1」よりも低い圧力に減圧し、室内熱交換器10a、10bの両方を蒸発器として機能させる運転であった。これに対し、冷暖同時運転は、減圧装置205にて冷媒圧力を「標準室内温度に対応する圧力P1」以下とならない範囲で減圧する。これにより、室内熱交換器10a、10bのうち上流側を凝縮器として機能させる。また、減圧装置50にて冷媒圧力を「標準室内温度に対応する圧力P1」よりも低く減圧する。これにより、室内熱交換器10a、10bのうち下流側を蒸発器として機能させる。そして、上流側の室内熱交換器に対応する吹出口から温風を吹き出し、下流の室内熱交換器に対応する吹出口から冷風を吹き出すようにする。以下では、室内側冷媒回路が室内熱交換器10a、減圧装置50、室内熱交換器10bの順に冷媒が流れる第1順路に設定された例で、冷暖同時運転について説明する。
片方冷房運転では、室内熱交換器10a、10bの一方のみに冷媒が流れる片方流路となるように切替装置40a、40bが切り替えられる。また、冷媒が通過しない室内熱交換器に対応する室内ファンの運転は停止される。
図28は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の変形例1の冷媒回路を示す図である。
この変形例1では、室内側冷媒回路において、室内熱交換器10aと冷媒配管60aとを並列に接続した並列回路と、室内熱交換器10bと冷媒配管60bとを並列に接続した並列回路とを減圧装置50を介して直列接続されている。そして、各並列回路それぞれにおいて減圧装置50とは反対側の合流部分に切替装置40a、40bを設けた構成を有する。切替装置40a、40bは、三方弁で構成されている。切替装置40aは接続口101aを室内熱交換器10a又は冷媒配管60aに接続する。切替装置40bは接続口101bを室内熱交換器10b又は冷媒配管60bに接続する。切替装置40a、40bと減圧装置50とにより本発明の冷媒交換能力変更装置を構成している。
図29は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の変形例2の冷媒回路を示す図である。
この変形例2は、変形例1において切替装置40a、40bの配置位置を変えたものである。変形例1では、各並列回路それぞれにおいて減圧装置50とは反対側の合流部分に切替装置40a、40bを設けていたが、変形例2では、減圧装置50側の合流部分に設けた構成としたものである。切替装置40a、40bを三方弁で構成する点は変形例1と同じである。切替装置40aは減圧装置50を室内熱交換器10a又は冷媒配管60aに接続する。切替装置40bは減圧装置50を室内熱交換器10b又は冷媒配管60bに接続する。その他の構成は変形例1と同様である。
図30は、本発明の実施の形態1、2に係る空気調和機においてラインフローファンを用いた変形例1を示す図である。
この変形例1では、筐体100b内に空気を送風する室内ファンとしてラインフローファン20cを用いている。そして、上記実施の形態では、室内ファンを2つの室内熱交換器のそれぞれに対応して設けていたが、ここでは共通に一台設けた構成としている。また、筐体100b内において室内熱交換器10c、10d(10dは図示せず)が左右に配置されている。上記実施の形態では室内熱交換器が右側方又は左側方から見てW字形状をしていたが、この変形例では逆V字形状をしている。そして、上下風向板2c及び上下風向板2dで風路を上下に分け、更に図示しない左右風向板が設けられ、左右に吹き分けることが可能となっている。
図31は、本発明の実施の形態1、2に係る空気調和機においてラインフローファンを用いた変形例2を示す図である。
上記図30に示した変形例1では、室内熱交換器が左右に配置された構成であったが、図31に示した変形例2では、前後に配置された構成を有している。すなわち、筐体100b内の前方側に室内熱交換器10eが配置され、後方側に室内熱交換器10fが配置されている。なお、ラインフローファン20cを2つの室内熱交換器10e、10fに共通に一台設けた点は変形例1と同様である。
Claims (11)
- 吸込口及び吹出口を有する筐体と、
前記筐体内に設置され、第1熱交換器と、第2熱交換器と、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器における冷媒温度を異ならせる冷媒交換能力変更装置とが配管で接続された冷媒回路と、
前記筐体内に設置され、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器に空気を送風するファンとを備え、
前記吹出口は、前記ファンと前記第1熱交換器とを通過した空気が吹き出される第1吹出口と、前記ファンと前記第2熱交換器とを通過した空気が吹き出される第2吹出口とを有し、
前記冷媒交換能力変更装置は、四方向に流路を切り替え可能な第1四方切替弁と第2四方切替弁と減圧装置とを有し、
前記冷媒回路は、前記第1熱交換器と、前記減圧装置と、前記第2熱交換器とが並列に接続され、その並列回路の両端の合流部分に前記第1四方切替弁と前記第2四方切替弁とが分けて接続された構成を有し、
前記冷媒交換能力変更装置により前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器における冷媒温度を異ならせて前記第1吹出口と前記第2吹出口とから互いに異なる温度の空気を吹き出す二温度吹き出し運転を行う室内機。 - 前記室内機は、前記冷媒回路を室外機の室外冷媒回路に接続する2つの接続口を有し、
前記第1四方切替弁は、
前記2つの接続口の一方を、前記第1熱交換器の一端及び前記第2熱交換器の一端に接続する第1状態と、
前記2つの接続口の一方を、前記第1熱交換器の一端に接続すると共に、前記減圧装置の一端を前記第2熱交換器の一端に接続する第2状態と、
前記2つの接続口の一方を、前記第2熱交換器の一端に接続すると共に、前記減圧装置の一端を前記第1熱交換器の一端に接続する第3状態とに切り替え、
前記第2四方切替弁は、
前記2つの接続口の他方を、前記第1熱交換器の他端及び前記第2熱交換器の他端に接続する第4状態と、
前記2つの接続口の他方を、前記第1熱交換器の他端に接続すると共に、前記減圧装置の他端を前記第2熱交換器の他端に接続する第5状態と、
前記2つの接続口の他方を、前記第2熱交換器の他端に接続すると共に、前記減圧装置の他端を前記第1熱交換器の他端に接続する第6状態とに切り替える請求項1記載の室内機。 - 前記第1四方切替弁を第2状態且つ前記第2四方切替弁を前記第6状態に切り替えるか、又は前記第1四方切替弁を第3状態且つ前記第2四方切替弁を前記第5状態に切り替えて、前記第1熱交換器、前記減圧装置、前記第2熱交換器が順に接続された直列流路を構成し、前記減圧装置を制御して前記二温度吹き出し運転を行う制御装置を備えた請求項2記載の室内機。
- 前記二温度吹き出し運転は、前記減圧装置における減圧量に応じて、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器の両方を凝縮器又は蒸発器として機能させる運転と、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器の一方を凝縮器、他方を蒸発器として機能させる運転とを有する請求項3記載の室内機。
- 吸込口及び吹出口を有する筐体と、
前記筐体内に設置され、第1熱交換器と、第2熱交換器と、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器における冷媒温度を異ならせる冷媒交換能力変更装置とが配管で接続された冷媒回路と、
前記筐体内に設置され、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器に空気を送風するファンとを備え、
前記吹出口は、前記ファンと前記第1熱交換器とを通過した空気が吹き出される第1吹出口と、前記ファンと前記第2熱交換器とを通過した空気が吹き出される第2吹出口とを有し、
前記冷媒交換能力変更装置は第1三方弁と第2三方弁と減圧装置とを備え、
前記冷媒回路は、前記第1熱交換器と第1冷媒配管とを並列に接続した並列回路と、前記第2熱交換器と第2冷媒配管とを並列に接続した並列回路とを前記減圧装置を介して直列接続し、各並列回路それぞれの合流部分に前記第1三方弁と、前記第2三方弁とを分けて接続した構成を有し、
前記冷媒交換能力変更装置により前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器における冷媒温度を異ならせて前記第1吹出口と前記第2吹出口とから互いに異なる温度の空気を吹き出す二温度吹き出し運転を行う室内機。 - 前記第1三方弁及び前記第2三方弁を制御して、前記第1熱交換器、前記減圧装置、前記第2熱交換器が順に接続された直列流路を構成し、前記減圧装置を制御して前記二温度吹き出し運転を行う制御装置を備えた請求項5記載の室内機。
- 前記二温度吹き出し運転は、前記減圧装置における減圧量に応じて、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器の両方を凝縮器又は蒸発器として機能させる運転と、前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器の一方を凝縮器、他方を蒸発器として機能させる運転とを有する請求項6記載の室内機。
- 前記ファンは、前記第1熱交換器に空気を送風する第1ファンと、前記第2熱交換器に空気を送風する第2ファンとを有し、
前記第1吹出口は前記第1ファンと前記第1熱交換器とを通過した空気が吹き出され、前記第2吹出口は前記第2ファンと前記第2熱交換器とを通過した空気が吹き出される請求項1〜請求項7の何れか一項に記載の室内機。 - 前記二温度吹き出し運転において、前記第1ファン及び前記第2ファンの回転数を同じとする請求項8記載の室内機。
- 前記第1吹出口及び前記第2吹出口が左右に並べられた構成を有する請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の室内機。
- 請求項1〜請求項10の何れか一項に記載の室内機と、室外機とを備えた空気調和機。
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