JPH0442583B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヒートポンプ装置を利用した暖房用
に供される空気調和機に関するものである。

〔従来技術〕

この種の空気調和機は、第４図に示したような
熱回収サイクルを構成している。即ち、室内機１
側には室内側熱交換器２が設けられる一方、室外
機３には、前記室内側熱交換器２の冷媒流出路側
にキヤピラリチユーブ４を介して接続された室外
側熱交換器５と、該室外側熱交換器５の冷媒流出
路側に四方切換弁６を介して接続された圧縮機７
とが設けられ、この圧縮機７の冷媒流出路側は、
前記四方切換え弁６を介して室内側熱交換器２に
接続された構成である。

このような空気調和機における暖房能力は、冷
媒加熱域・冷媒飽和域・冷媒過冷却域という３つ
の冷媒域でそれぞれ熱交換された空気の熱エネル
ギによつて決定されるものであつて、これらの冷
媒域は第５図のモリエル線図で示したように、 （冷媒過熱域a₁〜a₃） a₁：90〜100℃ a₂：70〜80℃ a₃：35〜45℃ カロリー比率：20〜30％ （冷媒飽和域a₃〜a₄） a₃：35〜45℃ a₄：35〜45℃ カロリー比率：65〜75％ （冷媒飽和域a₄〜ｂ） a₄：35〜45℃ ｂ：30〜40℃ カロリー比率：５〜６％ となつている。尚、暖房時における上記のa₁点は
圧縮機７の冷媒流路出口付近の温度であり、また
a₂点は室内側熱交換器２の冷媒流路入口付近の温
度、またa₃・a₄点は冷媒の凡そ凝縮温度である。

この場合、従来の空気調和機におけるヒートポ
ンプ暖房は熱交換効率の向上にのみ重点がおかれ
ていた為、第６図に示したように、室内側熱交換
器２の冷媒流路入口部２ａと、同器２の冷媒流路
出口部２ｂ、及び室内側熱交換器２内の放熱管路
２ｃの設定位置は、室内側熱交換器２の全域が均
等に熱交換され得るように設けられ、冷媒の過熱
域・飽和域・過冷却域のトータル能力が均等とな
るように構成されていた。

ところが、上記の空気調和機では、室内側熱交
換器２の冷媒流路入口部２ａ付近の冷媒加熱域を
通過した空気が熱交換されて高温に上昇しても、
この高温空気は、ケーシング内温風通路９内部に
おいて室内側熱交換器２の冷媒飽和域および冷媒
過冷却域の通過の際に熱交換された比較的低温の
空気の混合されるので温度が降下し、その後、フ
アン８によつて室内機１から前方または下方へ吹
き出される。そのため、室内機１から吹き出され
る空気の温度は比較的低いので、暖房初期時にお
ける室温のまだ低い時点では吹出し風速による気
流と相まつて肌寒さを与えるという問題点を有し
ていた。その上、室内機１の冷媒加熱域を通過し
熱交換された高温の空気と、冷媒飽和域および冷
媒過冷却域を通過し熱交換された比較的低温の空
気とが混合された後に吹き出されるので、第７図
に示したように、たとえ室内機１に温風下吹出し
構造を採用しても、温風の上昇性によつてシヨー
トサーキツト現象を生起し、かつ短時間のハンチ
ング運転を招くので、上記低温風の吹出しと相ま
つて、室内床面の温度はいつまでも充分に上昇し
得ないという問題点があつた。

〔発明の目的〕

本第１及び第２発明は、上記従来の問題点を考
慮してなされたものであつて、室内機の主として
冷媒過熱域を通過して熱交換された高温の空気
と、同室内機の主として冷媒飽和域および冷媒過
冷却域を通過して熱交換された比較的低温の空気
とを区分して吹出口へ導き、前記高温空気のみを
室内機から室内床面に向かつて下向きに付き出さ
せ、これによつて頭寒足熱の快適性の室内の均一
空調、並びに暖房効果の即効性とを実験させた空
気調和機の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本第１発明の空気調和機は、ヒートポンプ装置
の暖房用熱回収サイクルに組込まれた室内側熱交
換器に連なる通風通路が、室内側熱交換器の冷媒
過熱域付近に上流端が連なる高温風通路と、同室
内側熱交換器の冷媒飽和域及び冷媒過冷却域付近
に上流端が連なる１以上の低温風通路とからなる
２以上の通路に区分され、前記高温風通路の下流
端を室内機のケーシング下壁部に形成された下面
吹出口と連通させる一方、前記低温風通路の下流
端を同ケーシングの正面壁に形成された正面吹出
口に連通させたことを特徴とするものである。

また本第２発明の空気調和機は、ヒートポンプ
装置の暖房用熱回収サイクルに組込まれた室内側
熱交換器に連なる温風通路が、室内側熱交換器の
冷媒過熱域付近に上流端が連なる高温風通路と、
同室内側熱交換器の冷媒飽和域及び冷媒過冷却域
付近に上流端が連なる１以上の低温風通路とから
なる２以上の通路に区分され、前記高温風通路内
に加熱ヒータを設けると共に、同通路の下流端を
室内機のケーシング下壁部に形成された下面吹出
口と連通させる一方、前記低温風通路の下流端を
同ケーシングの正面壁に形成された正面吹出口に
連通させたことを特徴とするものである。

〔実施例〕

第１発明および第２発明の一実施例を第１図乃
至第５図に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。尚、説明の便宜上、従来例の空気調和機と同
一の機能を有する該当部材にはそれぞれ同じ符号
を付記してある。

第１図において、空気調和機の室内機１は、ケ
ーシング１０の内部に室内側熱交換器２が設置さ
れている。この室内側熱交換器２は、ケーシング
１０の正面壁に形成された空気吸込み用グリル１
１と対向して若干傾斜状態に配設されていて、第
４図に示すようなヒートポンプ装置における暖房
用の熱回収サイクルに組込まれ構成されている。
即ち、室内側熱交換器２の冷媒流路入口部２ａ
は、四方切換え弁６を介して圧縮機７の冷媒供給
側に接続される一方、同室内側熱交換器２の冷媒
流路出口部２ｂ，２ｂは合流して、キヤピラリチ
ユーブ４を介して室外側熱交換器５に接続されて
いる。この室外側熱交換器５は更に前記四方切換
え弁６を介して圧縮機７に接続されており、上記
の各機器間流路を冷媒が循環することによつて暖
房用の熱回収サイクルを構成していることは、先
述した通りである。

上記室内側熱交換器２は、器内の放熱管路２ｃ
の一端をなす冷媒流路入口部２ａが室内側熱交換
器２の上端位置に設定されるように構成されてい
る。また冷媒流路入口部２ａと連通している放熱
管路２ｃは蛇行配管され、室内側熱交換器２の中
腹位置辺りから２つの経路に分岐している。この
一方の放熱分岐管２c′はその直下の冷媒流路出口
部２ｂに接続され、また他方の放熱分岐管２c″は
室内側熱交換器２の下端位置へ延長されたあと上
方に向かつて蛇行配管され、前記一方の放熱分岐
管２c′側の冷媒流路出口部２ｂの近接位置に、こ
れとは別に設けられた冷媒流路出口部２ｂとは接
続されている。上記の両冷媒流路出口部２ｂ，２
ｂは器外で１本の流路に連結されて、第４図の室
外熱交換器５に接続されている。

上記室内側熱交換器２の背面側には、ケーシン
グ１０内の温風通路９を二分するような仕切板１
２が設けられている。この仕切板１２によつて仕
切られた温風通路９は、室内側熱交換器２の冷媒
流路入口部２ａ付近すなわち冷媒加熱域付近に上
流側が連なる高温風通路９ａと、同室内側熱交換
器２の冷媒流路出口部２ｂ付近すなわち冷媒飽和
域および冷媒過冷却域付近に上流側が連なる低温
風通路９ｂとに区分されている。また前記仕切板
１２の下端近接位置にはフアン１３が装着され、
該フアン１３に近接した通路下流端には風向きル
ーバ１４が設けられている。上記の仕切板１２、
フアン１３および風向きルーバ１４は、温風通路
９のほぼ中央線に沿つて配列されている。前記温
風通路９の下流端は室内機１のほぼ正面側に位置
していて、温風が正面吹出しとなるように正面吹
出口１５が形成されている。また前記高温風通路
９ａの下流側には、室内機１の下部から下方に向
かつて温度の高い温風のみを通過させ得る下面吹
出口１６が形成されていて、該下面吹出口１６に
は、暖房時のみ開放する下吹出し専用のダンパー
１７が開閉自在に設けられている。更に前記高温
風通路９ａの内部には、別に加熱ヒータ１８が設
けられていて、この高温風通路９ａを通過する高
温風は、必要に応じて加熱ヒータ１８で更に加熱
されてから下面吹出口１６を通じて室内床面に向
かつて吹き出されるように構成されている。

上記の構成において、本発明の空気調和機を暖
房用として運転した場合は次の通りである。

圧縮機７を起動させると、暖房用熱回収サイク
ル内の冷媒は高圧に圧縮され、四方切換え弁６を
介して室内側熱交換器２の冷媒流路入口部２ａに
供給される。このとき熱回収サイクルを循環する
冷媒の温度は、圧縮機７の冷媒流路出口付近で90
〜100℃の高温状態にあり、この冷媒が室内側熱
交換器２の冷媒流路入口部２ａ付近に達したとき
でも未だ70〜80℃の高温状態に保たれている。上
記高温冷媒は、室内側熱交換器２の冷媒流路入口
部２ａから流入した時点において冷媒過熱域にあ
るので、この冷媒過熱域を通過する空気は高温に
熱交換される。このようにして発生した高温空気
は、フアン１３によつてケーシング１０内部の高
温風通路９ａに導かれ、予め開放状態におかれた
下面吹出口１６を通じて、室内床面に向かつて高
温の温風が吹き出される。尚、空気調和機による
暖房初期時など必要性の認められるときには、加
熱ヒータ１８を補助的に作用させ、高温風通路９
ａを通過する高温空気を通路内で更に加熱してか
ら、下面吹出口１６を通じて吹き出すようにす
る。これによつて同一容量のヒータに比してより
快適な暖房機能を奏し得るものである。

一方、室内側熱交換器２の冷媒流路入口部２ａ
から流入しその冷媒加熱域において熱交換された
あとの冷媒は、室内熱交換器２の放熱管路２ｃを
循環する間の冷媒飽和域から冷媒過冷却域にかけ
て、その周囲の空気と熱交換される。しかし上記
冷媒飽和域や冷媒過冷却域にある冷媒は、前記冷
媒過熱域のときと異なり比較的低温状態にあるか
ら、周囲の空気と熱交換される熱エネルギーは少
なく、その結果、熱交換された空気は比較的低温
状態となる。このようにして発生した低温空気
は、フアン１３によつてケーシング１０内部の低
温風通路９ｂに導かれ、正面吹出口１５を通じて
比較的低温の温風となつて室内機１の正面から吹
き出される。上記のように、室内機１の下面吹出
口１６からは高温の温風が室内床面に向かつて吹
き出され、これとは別に、室内側熱交換器２の冷
媒飽和域および冷媒過冷却域を通過して熱交換さ
れた空気は同室内機１の正面吹出口１５を通じて
比較的低温の温風のままの室内機１前方に向かつ
て同時に吹き出される。従つて、前記フアン１３
による風速調整によつて、第２図に示したように
温風のシヨートサーキツト現象が抑制され、床面
の温度上昇を充分にはかりながら温風を遠くまで
到達させることが出来る。

尚、冷媒過熱域での熱交換によつて生じた高温
空気を室内機１の下吹出し方向にのみ導いたこと
に起因して、室内機１の正面吹出し方向から吹き
出される空気の温度は従来例と比較して当然なが
ら低下する。しかしながら、冷媒過熱域でのカロ
リーや吹出し風量は、他の冷媒域すなわち冷媒飽
和域及び冷媒過冷却域でのそれと比較して比率が
小さいので、冷媒過熱域の高温空気を分離したか
らといつて室内機１の正面吹出口１５から吹き出
される空気の温度が大きく影響されるということ
はない。

第３図は本発明の他の実施例を示したものであ
る。即ち、本実施例にあつては、室内機１のケー
シング１０正面上部に形成された空気吸込み用グ
リル１１に対して、これと対向状態にフアン１３
を機内に装着し、該フアン１３により送風された
空気を室内側熱交換器２の正面側に強制的に送り
込み、この室内側熱交換器２の内部を通過する間
に熱交換された空気のうち、冷媒過熱域を通過し
た空気は高温となつて（必要に応じて加熱ヒータ
１８により更に加熱する）高温風通路９ａを通じ
て下面吹出口１６から吹き出される一方、冷媒飽
和域および冷媒過冷却域を通過した空気は比較的
低温のまま低温風通路９ｂを通じて正面吹出口１
５から吹き出され得るように構成されている。こ
のように、フアン１３の配設箇所については具体
的に限定するものではない。尚、本実施例につい
ても、第１図の実施例に示した部材と同一の機能
を有する該当部材には同一の符号を付記してあ
る。

尚、上記２つの実施例では、室内側熱交換器２
つの冷媒飽和域および冷媒過冷却域付近に上流端
が連なる低温風通路９ｂとして１つの通路を形成
したが、この低温風通路９ｂは、例えば例媒飽和
域と冷媒過冷却域とに上流端が別々に連なり区分
された２つの通路から構成されていても良く、少
なくとも冷媒過熱域に連なる高温風通路９ａとの
間で仕切られていればその通路数については問わ
ないものである。

また本発明の空気調和機は、壁掛けタイプに限
らず、床置型、天井吊型、天井埋込型、天井カセ
ツト型などあらゆるタイプに適用可能なことは勿
論である。

〔発明の効果〕

本第１発明に係る空気調和機は以上のように、
ヒートポンプ装置の暖房用熱回収サイクルに組込
まれた室内側熱交換器に連なる温風通路として、
室内側熱交換器の冷媒過熱域付近に上流端が連な
る高温通風路と、同室内側熱交換器の冷媒飽和域
及び冷媒過冷却域付近に上流端が連なる１以上の
低温風通路とからなる２以上の通路に区分して設
けられ、前記高温風通路の下流端は室内機のケー
シング下壁部に形成された下面吹出口と連通させ
る一方、前記低温通風路の下流端は同ケーシング
の正面壁に形成された正面吹出口に連通させた構
成である。それ故、室内側熱交換器の冷媒過熱域
により熱交換された高温の空気は、そのまま温風
となつて下面吹出口から室内床面に向かつて下吹
き出しされる。その結果、室内の床面は充分に暖
房され、頭寒足熱の快適暖房が得られると共に、
その温風の上昇によつて室内の均一空調を実現す
ることが出来、しかも前記下面吹出口からは高温
の温風が吹き出されるので暖房初期時からでも即
効性のある暖房効果が得られる。その上、下面吹
出口からの高温の温風吹き出しと同時に、正面吹
出口からは比較的低温の温風が室内機のほぼ前方
に向かつて吹き出されるので、第２図に示したよ
うに、たとえ送風ノツチを低速のポジシヨンに設
定した場合でも、シヨートサーキツト現象による
暖房効率の低下や短時間のハンチング運転といつ
た事態を回避することが出来、温風を床面上の遠
い位置まで到達させることが可能となるものであ
る。

また本第２発明の空気調和機によれば、上記第
１発明の構成が加え、室内側熱交換器の冷媒過熱
域付近と上流側が連なる高温風通路の内部に加熱
ヒータを設けた構成である。それ故、上記第１発
明の効果を同様に奏する上に、更に、前記高温風
通路を通過して導かれる高温の温風を加熱してよ
り高い温風を下面吹出口から室内床面に向かつて
吹き出させ、これによつて頭寒足熱の快適暖房な
どの上記の諸効果を一層顕著に発揮し得るといつ
た利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和機用
室内機の縦断説明図、第２図は本発明の空気調和
機を使用して温風を吹き出した状態を示す説明
図、第３図は本発明の他の実施例を示す空気調和
機用室内機の縦断説明図、第４図は本発明及び従
来例で共に利用するヒートポンプ装置の暖房用熱
回収サイクル図、第５図はヒートポンプ装置にお
ける冷媒の圧力とエンタルピとの関係を示すモリ
エル線図、第６図は従来例の空気調和機用室内機
を示す縦断説明図、第７図は従来例の温風吹き出
し状態を示す説明図である。 １は室内機、２は室内側熱交換器、２ａは冷媒
流路入口部、２ｂは冷媒流路出口部、２ｃは放熱
管路、２c′・２c″は放熱分岐管、７は圧縮機、９
は温風通路、９ａは高温風通路、９ｂは低温風通
路、１０はケーシング、１２は仕切板、１３はフ
アン、１５は正面吹出口、１６は下面吹出口、１
８は加熱ヒータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒートポンプ装置の暖房用熱回収サイクルに
   組込まれた室内側熱交換器に連なる温風通路は、
   室内側熱交換器の冷媒過熱域付近に上流端が連な
   る高温風通路と、同室内側熱交換器の冷媒飽和域
   および冷媒過冷却域付近に上流端が連なる１以上
   の低温風通路からなる２以上の通路に区分され、
   前記高温風通路の下流端を室内機のケーシング下
   壁部に形成された下面吹出口と連通させる一方、
   前記低温風通路の下流端を同ケーシングの正面壁
   に形成された正面吹出口に連通させたことを特徴
   とする空気調和機。 ２ ヒートポンプ装置の暖房用熱回収サイクルに
   組込まれた室内側熱交換器に連なる温風通路は、
   室内側熱交換器の冷媒過熱域付近に上流端が連な
   る高温風通路と、同室内側熱交換器の冷媒飽和域
   及び冷媒過冷却域付近に上流端が連なる１以上の
   低温風通路とからなる２以上の通路に区分され、
   前記高温風通路内に加熱ヒータを設けると共に、
   同通路の下流端を室内機のケーシング下壁部に形
   成された下面吹出口と連通させる一方、前記低温
   風通路の下流端を同ケーシングの正面壁に形成さ
   れた正面吹出口に連通させたことを特徴とする空
   気調和機。