JP7450807B2

JP7450807B2 - 空気調和機

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Publication number: JP7450807B2
Application number: JP2023512582A
Authority: JP
Inventors: 孔明仲島; 祐介安達
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2024-03-15
Anticipated expiration: 2041-04-07
Also published as: US20240151425A1; WO2022215204A1; JPWO2022215204A1; EP4321820A4; CN117083492A; EP4321820A1

Description

本開示は、空気調和機に関するものである。

従来、冷房運転および再熱除湿運転の両方を実現できる空気調和機が提案されている。このような空気調和機は、たとえば、特開２０２０－１２５８５５号公報（特許文献１）に記載されている。この公報に記載された空気調和機では、冷媒回路に設置された四方弁が冷媒の流路を切り替えることによって、冷房運転と再熱除湿運転とで室内機熱交換器を流れる冷媒の向きが変えられている。また、この公報に記載された空気調和機では、室内機熱交換器が複数の熱交換部に分割されており、分割された複数の熱交換部の間に膨張弁が設置されている。

特開２０２０－１２５８５５号公報

熱交換器が蒸発器として用いられる場合、熱交換器の外側を流れる空気の向きと熱交換器の内側を流れる冷媒の向きが一致する平行流となるように、通常、熱交換器は設計される。この理由は次の通りである。低圧気液二相またはガス相の冷媒が流れる蒸発器では、冷媒の密度が低いため、冷媒の流速が高い。そのため、蒸発器における圧力損失は凝縮器における圧力損失に比べて大きい。このため、蒸発器出口の飽和温度は蒸発器入口の飽和温度に比べて低い。したがって、平行流で空気と冷媒を流した場合の方が空気の冷却にあわせて冷媒の温度も下がるため、対向流で空気と冷媒を流した場合に比べて出口温度が低くなる。よって、空気を効率よく冷却することができる。

上記の公報に記載された空気調和機の再熱除湿運転では、室内熱交換器の複数の熱交換部はいずれも空気および冷媒の向きが対向流となる。このため、蒸発器としても用いられる熱交換部も空気および冷媒の向きが対向流となる。したがって、空気を効率よく冷却することができないため、十分に除湿することができない。

本開示は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、再熱除湿運転において十分に除湿することができる空気調和機を提供することである。

本開示の空気調和機は、冷媒回路と、室内機ファンとを備えている。冷媒回路は、圧縮機、第１四方弁、室外機熱交換器、第１膨張弁、第２四方弁、第３四方弁、室内機熱交換器および第２膨張弁を有し、冷媒を循環させるように構成されている。室内機ファンは、室内機熱交換器に送風可能に構成されている。室内機熱交換器は、第１熱交換部と、第２熱交換部とを有している。冷房運転時には、冷媒回路を、圧縮機、第１四方弁、室外機熱交換器、第１膨張弁、第２四方弁、第３四方弁、第１熱交換部、第３四方弁、第２膨張弁、第２熱交換部、第２四方弁、第１四方弁の順に前記冷媒が流れるように、第１四方弁、第２四方弁、第３四方弁は切り替えられるように構成されている。再熱除湿運転時には、冷媒回路を、圧縮機、第１四方弁、室外機熱交換器、第１膨張弁、第２四方弁、第２熱交換部、第２膨張弁、第３四方弁、第１熱交換部、第３四方弁、第２四方弁、第１四方弁の順に前記冷媒が流れるように、第１四方弁、第２四方弁、第３四方弁は切り替えられるように構成されている。冷房運転時には、第１熱交換部および第２熱交換部において、室内機ファンによって送風された空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となる。再熱除湿運転時には、第１熱交換部において、空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となり、第２熱交換部において、空気の流れに対して冷媒の流れは対向流となる。

本開示によれば、再熱除湿運転時には、第１熱交換部において、空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となる。したがって、再熱除湿運転において十分に除湿することができる。

実施の形態１に係る空気調和機の冷房運転時の冷媒回路図である。実施の形態１に係る空気調和機の冷房運転時のＰ－ｈ線図である。実施の形態１に係る空気調和機の再熱除湿運転時の冷媒回路図である。実施の形態１に係る空気調和機の再熱除湿運転時のＰ－ｈ線図である。実施の形態１に係る空気調和機の暖房運転時の冷媒回路図である。実施の形態１に係る空気調和機の室内機の冷房運転時の構成を概略的に示す断面図である。実施の形態１に係る空気調和機の室内機の再熱除湿運転時の構成を概略的に示す断面図である。実施の形態２に係る空気調和機の冷房運転時の冷媒回路図である。実施の形態２に係る空気調和機の再熱除湿運転時の冷媒回路図である。実施の形態２に係る空気調和機の暖房運転時の冷媒回路図である。

以下、実施の形態について図を参照して説明する。なお、以下において、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１を参照して、実施の形態１に係る空気調和機１００の構成について説明する。

図１に示されるように、空気調和機１００は、冷媒回路ＲＣと、室外機ファン９と、室内機ファン１０と、制御装置１１とを備えている。冷媒回路ＲＣは、圧縮機１と、第１四方弁２と、室外機熱交換器３と、第１膨張弁４と、第２四方弁５と、第３四方弁６と、室内機熱交換器７と、第２膨張弁８と、配管Ｐとを有している。室内機熱交換器７は、第１熱交換部７ａと、第２熱交換部７ｂとを有している。配管Ｐは、第１延長配管Ｐ１と、第２延長配管Ｐ２とを含んでいる。

冷媒回路ＲＣは、圧縮機１と、第１四方弁２と、室外機熱交換器３と、第１膨張弁４と、第２四方弁５と、第３四方弁６と、室内機熱交換器７と、第２膨張弁８とが配管Ｐで接続されることにより構成されている。冷媒回路ＲＣは、冷媒を循環させるように構成されている。

空気調和機１００は、室外機１０１と、室内機１０２とを備えている。室外機１０１と室内機１０２とは、第１延長配管Ｐ１と第２延長配管Ｐ２とにより接続されている。圧縮機１、第１四方弁２、室外機熱交換器３、第１膨張弁４、第２四方弁５、室外機ファン９および制御装置１１は、室外機１０１に収容されている。第３四方弁６、室内機熱交換器７、第２膨張弁８および室内機ファン１０は、室内機１０２に収容されている。

圧縮機１は、冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するように構成されている。圧縮機１は、たとえば、容量可変に構成されている。圧縮機１は、たとえば、制御装置１１からの指示に基づいて圧縮機１の回転数が調整されることにより容量が変化するように構成されている。

第１四方弁２は、圧縮機１の吸入口および吐出口と、室外機熱交換器３と、第２四方弁５とに接続されている。第１四方弁２は、圧縮機１により圧縮された冷媒を室外機熱交換器３または室内機熱交換器７に流すように冷媒の流れを切り替えるように構成されている。なお、第１四方弁２が圧縮機１により圧縮された冷媒を室内機熱交換器７に流すように冷媒の流れを切り替えた場合、第１四方弁２から第２四方弁５を経由して室内機熱交換器７に冷媒が流れる。

第１四方弁２は、冷房運転時および再熱除湿運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒を室外機熱交換器３に流すように構成されている。第１四方弁２は、暖房運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒を室内機熱交換器７に流すように構成されている。

室外機熱交換器３は、室外機熱交換器３の内部を流れる冷媒と室外機熱交換器３の外部を流れる空気との間で熱交換を行うように構成されている。室外機熱交換器３は、冷房運転時および再熱除湿運転時には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するように構成されている。室外機熱交換器３は、暖房運転時には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能するように構成されている。室外機熱交換器３は、たとえば、複数のフィンと、複数のフィンを貫通する伝熱管とを有するフィンアンドチューブ式熱交換器である。

第１膨張弁４は、凝縮器で凝縮された冷媒を膨張させることにより減圧させるように構成されている。第１膨張弁４は、冷房運転時および再熱除湿運転時には室外機熱交換器３により凝縮された冷媒を減圧させるように構成されている。第１膨張弁４は、暖房運転時には室内機熱交換器７により凝縮された冷媒を減圧させるように構成されている。第１膨張弁は、たとえば、電磁膨張弁である。

第２四方弁５は、第１四方弁２と、第１膨張弁４と、第３四方弁６と、室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂとに接続されている。第２四方弁５は、冷房運転時には、第１膨張弁４から流出した冷媒を第３四方弁６を経由して室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａに流すとともに室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂから流出した冷媒を第１四方弁２に流すように冷媒の流れを切り替えるように構成されている。

第２四方弁５は、再熱除湿運転時には、第１膨張弁４から流出した冷媒を室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂに流すとともに室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａから流出し第３四方弁６を通過した冷媒を第１四方弁２に流すように冷媒の流れを切り替えるように構成されている。

第２四方弁５は、暖房運転時には、圧縮機１から吐出し第１四方弁２を通過した冷媒を室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂに流すとともに室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａから流出し第３四方弁６を通過した冷媒を第１膨張弁４に流すように冷媒の流れを切り替えるように構成されている。

第３四方弁６は、第２四方弁５と、室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａの流入口および流出口と、第２膨張弁８とに接続されている。第３四方弁６は、冷房運転時には、第２四方弁５から流出した冷媒を第１熱交換部７ａの風上側の伝熱管に流すとともに第１熱交換部７ａの風下側の伝熱管から流出した冷媒を第２膨張弁８を経由して室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂの風上側の伝熱管に流すように冷媒の流れを切り替えるように構成されている。

第３四方弁６は、再熱除湿運転時には、第２膨張弁８から流出した冷媒を第１熱交換部７ａの風上側の伝熱管に流すとともに第１熱交換部７ａの風下側の伝熱管から流出した冷媒を第２四方弁５に流すように冷媒の流れを切り替えるように構成されている。

第３四方弁６は、暖房運転時には、第２膨張弁８から流出した冷媒を第１熱交換部７ａの風下側の伝熱管に流すとともに第１熱交換部７ａの風上側の伝熱管から流出した冷媒を第２四方弁５に流すように冷媒の流れを切り替えるように構成されている。

室内機熱交換器７は、室内機熱交換器７の内部を流れる冷媒と室内機熱交換器７の外部を流れる空気との間で熱交換を行うように構成されている。室内機熱交換器７は、冷房運転時には、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能するように構成されている。第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂの両方は、冷房運転時には、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能するように構成されている。

室内機熱交換器７は、再熱除湿運転時には、冷媒を蒸発させる蒸発器および冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するように構成されている。第１熱交換部７ａは、再熱除湿運転時には、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能するように構成されている。第２熱交換部７ｂは、再熱除湿運転時には、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するように構成されている。

室内機熱交換器７は、暖房運転時には、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するように構成されている。第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂの両方は、暖房運転時には、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するように構成されている。

室内機熱交換器７は、たとえば、複数のフィンと、複数のフィンを貫通する伝熱管を有するフィンアンドチューブ式熱交換器である。

第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂは、室内機ファン１０が送風する空気の流れの方向に並んで配置されている。第１熱交換部７ａは、室内機ファン１０が送風する空気の流れにおいて第２熱交換部７ｂよりも風上側に配置されている。第２熱交換部７ｂは、室内機ファン１０が送風する空気の流れにおいて第１熱交換部７ａよりも風下側に配置されている。

第１熱交換部７ａは、風上側の伝熱管と、風下側の伝熱管とを有している。風上側の伝熱管は、風下側の伝熱管に接続されている。第１熱交換部７ａは、冷房運転時および再熱除湿運転時には、風上側の伝熱管から風下側の伝熱管に冷媒が流れるように構成されている。冷房運転時および再熱除湿運転時には、第１熱交換部７ａを流れる冷媒と空気とは平行流となる。第１熱交換部７ａは、暖房運転時には、風下側の伝熱管から風上側の伝熱管に冷媒が流れるように構成されている。暖房運転時には、第１熱交換部７ａを流れる冷媒と空気とは対向流となる。

第２熱交換部７ｂは、風上側の伝熱管と、風下側の伝熱管とを有している。風上側の伝熱管は、風下側の伝熱管に接続されている。第２熱交換部７ｂは、冷房運転時には、風上側の伝熱管から風下側の伝熱管に冷媒が流れるように構成されている。冷房運転時には、第２熱交換部７ｂを流れる冷媒と空気とは平行流となる。第２熱交換部７ｂは、再熱除湿運転時および暖房運転時には、風下側の伝熱管から風上側の伝熱管に冷媒が流れるように構成されている。再熱除湿運転時および暖房運転時には、第２熱交換部７ｂを流れる冷媒と空気とは対向流となる。

第２膨張弁８は、再熱除湿運転時には、室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂで凝縮された冷媒を減圧させるように構成されている。第２膨張弁８は、冷房運転時および暖房運転時には、弁の開度を開いて冷媒の減圧を抑えるように構成されている。第２膨張弁８は、たとえば、電磁膨張弁である。

冷房運転時には、冷媒回路ＲＣを、圧縮機１、第１四方弁２、室外機熱交換器３、第１膨張弁４、第２四方弁５、第３四方弁６、第１熱交換部７ａ、第３四方弁６、第２膨張弁８、第２熱交換部７ｂ、第２四方弁５、第１四方弁２の順に冷媒が流れるように、第１四方弁２、第２四方弁５、第３四方弁６は切り替えられるように構成されている。

再熱除湿運転時には、冷媒回路ＲＣを、圧縮機１、第１四方弁２、室外機熱交換器３、第１膨張弁４、第２四方弁５、第２熱交換部７ｂ、第２膨張弁８、第３四方弁６、第１熱交換部７ａ、第３四方弁６、第２四方弁５、第１四方弁２の順に前記冷媒が流れるように、第１四方弁２、第２四方弁５、第３四方弁６は切り替えられるように構成されている。

暖房運転時には、冷媒回路ＲＣを、圧縮機１、第１四方弁２、第２四方弁５、第２熱交換部７ｂ、第２膨張弁８、第３四方弁６、第１熱交換部７ａ、第３四方弁６、第２四方弁５、第１膨張弁４、室外機熱交換器３、第１四方弁２の順に冷媒が流れるように、第１四方弁２、第２四方弁５、第３四方弁６は切り替えられるように構成されている。

室外機ファン９は、室外機熱交換器３に送風可能に構成されている。つまり、室外機ファン９は、室外機熱交換器３に対して室外の空気を供給するように構成されている。

室内機ファン１０は、室内機熱交換器７に送風可能に構成されている。つまり、室内機ファン１０は、室内機熱交換器７に対して室内の空気を供給するように構成されている。

冷房運転時には、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂにおいて、室内機ファン１０によって送風された空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となる。再熱除湿運転時には、第１熱交換部７ａにおいて、室内機ファン１０によって送風された空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となり、第２熱交換部７ｂにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは対向流となる。暖房運転時には、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂにおいて、室内機ファン１０によって送風された空気の流れに対して冷媒の流れは対向流となる。

制御装置１１は、演算、指示等を行って空気調和機１００の各機器等を制御するように構成されている。制御装置１１は、圧縮機１、第１四方弁２、第１膨張弁４、第２四方弁５、第３四方弁６、第２膨張弁８、室外機ファン９、室内機ファン１０などに電気的に接続されており、これらの動作を制御するように構成されている。

次に、図１～図５を参照して、実施の形態１に係る空気調和機１００の動作について説明する。図１～図５において、実線矢印は冷媒の流れを示しており、白抜き矢印は空気の流れを示している。実施の形態１に係る空気調和機１００は、冷房運転、再熱除湿運転および暖房運転を選択的に行うことが可能である。

図１および図２を参照して、空気調和機１００の冷房運転について説明する。冷房運転時には、冷媒回路ＲＣを、圧縮機１、第１四方弁２、室外機熱交換器３、第１膨張弁４、第２四方弁５、第３四方弁６、室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａ、第３四方弁６、第２膨張弁８、室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂ、第２四方弁５、第１四方弁２の順に冷媒が循環する。

圧縮機１から吐出された高圧ガス冷媒は、第１四方弁２を経由して室外機熱交換器３に流入する。室外機熱交換器３において、高温ガス冷媒と室外機ファン９によって送風された空気との間で熱交換が行われることにより、冷媒は放熱し液冷媒へと変化する。液冷媒は、室外機熱交換器３から第１膨張弁４に流入する。第１膨張弁４において、液冷媒は減圧され気液二相冷媒となる。

気液二相冷媒は、第１膨張弁４から第２四方弁５に流入する。冷房運転では、第１膨張弁４と第１延長配管Ｐ１とがつながるように第２四方弁５の流路が切り替えられる。気液二相冷媒は、第２四方弁５から第１延長配管Ｐ１を通過して第３四方弁６に流入する。第３四方弁６では、第１延長配管Ｐ１と室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａの風上側の伝熱管とが接続されるように流路が切り替えられている。

室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａの風上側の伝熱管に流入した冷媒と室内機ファン１０によって送風された空気との間で熱交換が行われた後に、第１熱交換部７ａの風下側の伝熱管から冷媒が流出する。この際、第１熱交換部７ａの外部を流れる空気と第１熱交換部７ａの内部を流れる冷媒とは同じ向きとなる。つまり、第１熱交換部７ａにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となる。

冷媒は、第１熱交換部７ａから第３四方弁６に再度流入した後に第２膨張弁８に流入する。冷房運転では、第２膨張弁８の弁の開度は開かれるように設定される。したがって、第２膨張弁８において冷媒の圧力損失が生じにくいため、冷媒はそのまま第２膨張弁８から室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂの風上側の伝熱管に流入する。

第２熱交換部７ｂには第１熱交換部７ａにおいて冷やされた空気が送風される。この際、第２熱交換部７ｂの外部を流れる空気と第２熱交換部７ｂの内部を流れる冷媒とは同じ向きとなる。つまり、第２熱交換部７ｂにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となる。

第２熱交換部７ｂにおいて蒸発したガス冷媒は、第２熱交換部７ｂから第２延長配管Ｐ２を経由して第２四方弁５に流入する。第２四方弁５では、第２延長配管Ｐ２と第１四方弁２とが接続されるように流路が切り替えられる。ガス冷媒は、第２四方弁５から第１四方弁２を経由して圧縮機１の吸入口に流入する。

図３および図４を参照して、空気調和機１００の再熱除湿運転について説明する。再熱除湿運転時には、冷媒回路ＲＣを、圧縮機１、第１四方弁２、室外機熱交換器３、第１膨張弁４、第２四方弁５、室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂ、第２膨張弁８、第３四方弁６、室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａ、第３四方弁６、第２四方弁５、第１四方弁２の順に冷媒が循環する。

再熱除湿運転には図１に示される冷房運転から第２四方弁５および第３四方弁６が切り替えられる。室外機熱交換器３において室外機ファン９によって送風された空気との間で熱交換が行われた液冷媒は、第１膨張弁４に流入する。このとき、第１膨張弁４の弁の開度を冷房運転時に比べて大きくすることで、第１膨張弁４の出口の冷媒温度を室内空気の温度よりも高くすることができる。冷媒は、第１膨張弁４から第２四方弁５に流入する。

再熱除湿運転では、第１膨張弁４と第２延長配管Ｐ２とがつながるように第２四方弁５の流路が切り替えられる。冷媒は、第２四方弁５から第２延長配管Ｐ２を通過して室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂに流入する。冷媒は、室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂにおいて風下側の伝熱管から風上側の伝熱管に流れる。冷媒は、第２熱交換部７ｂにおいて、第１熱交換部７ａにおいて冷却された空気を加熱する。この際、第２熱交換部７ｂの外部を流れる空気と第２熱交換部７ｂの内部を流れる冷媒とは逆向きとなる。つまり、第２熱交換部７ｂにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは対向流となる。

冷媒は、第２熱交換部７ｂから第２膨張弁８に流入する。冷媒は、第２膨張弁８において減圧された後に、第３四方弁６に流入する。冷媒は、第３四方弁６から第１熱交換部７ａの風上側の伝熱管に流入する。冷媒は、第１熱交換部７ａにおいて風上側の伝熱管から風下側の伝熱管に流れる。冷媒は、第１熱交換部７ａにおいて空気を冷却する。この際、第１熱交換部７ａの外部を流れる空気と第１熱交換部７ａの内部を流れる冷媒とは同じ向きとなる。つまり、第１熱交換部７ａにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となる。

室内の空気を冷却した冷媒は、第１熱交換部７ａから第３四方弁６に再度流入してから第１延長配管Ｐ１を通過して第２四方弁５に流入する。第２四方弁５では、第１延長配管Ｐ１と第１四方弁２とが接続されるように流路が切り替えられる。冷媒は、第２四方弁５から第１四方弁２を経由して圧縮機１の吸入口に流入する。

図５を参照して、空気調和機１００の暖房運転について説明する。暖房運転時には、冷媒回路ＲＣを、圧縮機１、第１四方弁２、第２四方弁５、室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂ、第２膨張弁８、第３四方弁６、室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａ、第３四方弁６、第２四方弁５、第１膨張弁４、室外機熱交換器３、第１四方弁２の順に冷媒が循環する。

暖房運転時には図１に示される冷房運転から第１四方弁２が切り替えられる。圧縮機１から吐出された高圧ガス冷媒は、第１四方弁２および第２四方弁５を経由して室内機熱交換器７の第２熱交換部７ｂに流入する。第２熱交換部７ｂにおいて冷媒は凝縮される。第２熱交換部７ｂの外部を流れる空気と第２熱交換部７ｂの内部を流れる冷媒とは逆向きとなる。つまり、第２熱交換部７ｂにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは対向流となる。

冷媒は、第２熱交換部７ｂから第２膨張弁８に流入する。暖房運転では、第２膨張弁８の弁の開度は開かれるように設定される。冷媒は、第２膨張弁８から第３四方弁６を経由して室内機熱交換器７の第１熱交換部７ａに流入する。第１熱交換部７ａにおいて冷媒は凝縮される。第１熱交換部７ａの外部を流れる空気と第１熱交換部７ａの内部を流れる冷媒とは逆向きとなる。つまり、第１熱交換部７ａにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは対向流となる。

冷媒は、第１熱交換部７ａから第３四方弁６および第２四方弁５を経由して第１膨張弁４に流入する。第１膨張弁４において冷媒は減圧される。冷媒は、第１膨張弁４から室外機熱交換器３に流入する。室外機熱交換器３において蒸発した冷媒は、第１四方弁２を経由して圧縮機１の吸入口に流入する。

次に、図６および図７を参照して、実施の形態１に係る空気調和機１００の室内機１０２の構成について説明する。図６および図７において、実線矢印は冷媒の流れを示しており、白抜き矢印は空気の流れを示している。なお、図６および図７に示される室内機１０２の構成は、一例であり、この構成に限定されない。

室内機１０２は筐体１０２ａを有している。筐体１０２ａの前面および上面には空気を取り込むための吸込口１０２ｂが設けられている。筐体１０２ａの下面には空気を吹き出すための吹出口１０２ｃが設けられている。第１熱交換部７ａは、吸込口１０２ｂから吸い込まれた空気が第２熱交換部７ｂよりも先に通過するように配置されている。第２熱交換部７ｂは、第１熱交換部７ａを通過した空気が通過するように配置されている。第２熱交換部７ｂの後方に室内機ファン１０が配置されている。室内機ファン１０は、たとえば、クロスフローファンである。第１熱交換部７ａ、第２熱交換部７ｂ、室内機ファン１０を通過した空気は、吹出口１０２ｃから室内に吹き出される。

次に、実施の形態１に係る空気調和機１００の作用効果について説明する。
実施の形態１に係る空気調和機１００によれば、再熱除湿運転時には、第１熱交換部７ａにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは平行流となる。このため、再熱除湿運転時に蒸発器として機能する第１熱交換部７ａにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れを平行流とすることができる。これにより、第１熱交換部７ａにおいて空気を効率よく冷却することができる。したがって、再熱除湿運転において十分に除湿することができる。

また、再熱除湿運転によって、顕熱比（Sensible Heat Factor：ＳＨＦ）をコントロールした冷房運転が可能となる。

また、再熱除湿運転時に、蒸発器として機能する第１熱交換部７ａと、凝縮器として機能する第２熱交換部７ｂとが空気流れの方向に沿って配置されているため、第１熱交換部７ａと第２熱交換部７ｂとに別々に空気を送風しなくてもよい。このため、室内機ファン１０の入力の増加を抑制することができる。

また、再熱除湿運転時に、凝縮器として機能する第２熱交換部７ｂにおいて、空気の流れに対して冷媒の流れは対向流となる。このため、凝縮器の性能を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る空気調和機１００は、特に説明しない限り、実施の形態１に係る空気調和機１００と同一の構成、動作および作用効果を有している。

実施の形態２に係る空気調和機１００は、実施の形態１に係る空気調和機１００に比べて第２四方弁５の位置が異なっている。

図８～図１０を参照して、実施の形態２に係る空気調和機１００について説明する。図８に示されるように、実施の形態２に係る空気調和機１００では、第２四方弁５は、室内機１０２に収容されている。冷媒回路ＲＣは、第１延長配管Ｐ１と第２延長配管Ｐ２とを有している。第１延長配管Ｐ１は、第１膨張弁４と第２四方弁５とを接続する。第２延長配管Ｐ２は、第１四方弁２と第２四方弁５とを接続する。第１延長配管Ｐ１は、第２延長配管Ｐ２よりも小さい内径を有している。

図８～図１０に示されるように、実施の形態２に係る空気調和機１００は、冷房運転、再熱除湿運転および暖房運転において、実施の形態１に係る空気調和機１００と同様に動作する。

次に、実施の形態２に係る空気調和機１００の作用効果について、実施の形態１に係る空気調和機１００と比べて説明する。

実施の形態１に係る空気調和機１００では、冷房運転時には、第１膨張弁４で絞られた液相が多く含まれる低圧気液二相冷媒が第１延長配管Ｐ１に流入し、室内機１０２へ冷媒が流れる。再熱除湿運転時には、室内機１０２において熱交換が行われた低圧ガス冷媒が第１延長配管Ｐ１に流入する。第１延長配管Ｐ１は、液冷媒または液相が多く含まれる気液二相冷媒が流入することを想定して、第２延長配管Ｐ２に比べて小さい内径を有している。実施の形態１では、再熱除湿運転時にガス冷媒が第１延長配管Ｐ１に流入する。これにより、液相の冷媒が流れる場合に比べて冷媒の流速が速くなるため、配管内で生じる冷媒の圧力損失が増加する。

実施の形態２に係る空気調和機１００によれば、第１延長配管Ｐ１は、第１膨張弁４と第２四方弁５とを接続する。第２延長配管Ｐ２は、第１四方弁２と第２四方弁５とを接続する。第１延長配管Ｐ１は、第２延長配管Ｐ２よりも小さい内径を有している。したがって、冷房運転および再熱除湿運転の両方において第１延長配管Ｐ１に第１膨張弁４で絞られた気液二相冷媒が流入する。このため、再熱除湿運転において第１延長配管Ｐ１にガス冷媒が流れる場合に比べて、冷媒の圧力損失の発生を抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１圧縮機、２第１四方弁、３室外機熱交換器、４第１膨張弁、５第２四方弁、６第３四方弁、７室内機熱交換器、７ａ第１熱交換部、７ｂ第２熱交換部、８第２膨張弁、９室外機ファン、１０室内機ファン、１１制御装置、１００空気調和機、１０１室外機、１０２室内機、１０２ａ筐体、１０２ｂ吸込口、１０２ｃ吹出口、Ｐ配管、Ｐ１第１延長配管、Ｐ２第２延長配管、ＲＣ冷媒回路。

Claims

圧縮機、第１四方弁、室外機熱交換器、第１膨張弁、第２四方弁、第３四方弁、室内機熱交換器および第２膨張弁を有し、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、
前記室内機熱交換器に送風可能に構成された室内機ファンとを備え、
前記室内機熱交換器は、第１熱交換部と、第２熱交換部とを有し、
冷房運転時には、前記冷媒回路を、前記圧縮機、前記第１四方弁、前記室外機熱交換器、前記第１膨張弁、前記第２四方弁、前記第３四方弁、前記第１熱交換部、前記第３四方弁、前記第２膨張弁、前記第２熱交換部、前記第２四方弁、前記第１四方弁の順に前記冷媒が流れるように、前記第１四方弁、前記第２四方弁、前記第３四方弁は切り替えられるように構成されており、
再熱除湿運転時には、前記冷媒回路を、前記圧縮機、前記第１四方弁、前記室外機熱交換器、前記第１膨張弁、前記第２四方弁、前記第２熱交換部、前記第２膨張弁、前記第３四方弁、前記第１熱交換部、前記第３四方弁、前記第２四方弁、前記第１四方弁の順に前記冷媒が流れるように、前記第１四方弁、前記第２四方弁、前記第３四方弁は切り替えられるように構成されており、
前記冷房運転時には、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部において、前記室内機ファンによって送風された空気の流れに対して前記冷媒の流れは平行流となり、
前記再熱除湿運転時には、前記第１熱交換部において、前記空気の流れに対して前記冷媒の流れは平行流となり、前記第２熱交換部において、前記空気の流れに対して前記冷媒の流れは対向流となる、空気調和機。
前記冷媒回路は、前記第１膨張弁と前記第２四方弁とを接続する第１延長配管と、前記第１四方弁と前記第２四方弁とを接続する第２延長配管とを有し、
前記第１延長配管は、前記第２延長配管よりも小さい内径を有している、請求項１に記載の空気調和機。