JPH0794936B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各室の設置場所に応じて各室内個別に冷暖房
運転を行うようにした空気調和装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、ビル等の建物に配置される空気調和装置とし
て、例えば「新版・第４版［冷凍空調便覧］（応用
編）、昭和55年５月30日発行、41〜43頁」に開示される
ごとく、第４図に示すように、冷房専用の空気調和装置
（ｘ）と、暖房専用の空気調和装置（ｙ）とを備え、該
各空気調和装置（ｘ），（ｙ）と各室内に配置された空
気吹出口（ａ），…との間をそれぞれ冷風ダクト（ｂ）
及び温風ダクト（ｃ）を介して接続したいわゆる二重ダ
クト方式を採用することにより、各室内の要求に応じて
個別に冷暖房運転を行うものや、第５図に示すように、
単一の空気調和装置（ｚ）を備え、各空気吹出口
（ｌ），（ｍ），（ｎ），…との間を例えば冷風ダクト
で接続する一方、冷暖房要求のある室内については電気
ヒータや温水コイルを利用した再熱器（ｏ）を設けるこ
とにより、室内の要求に応じて個別に冷暖房運転可能に
したものはよく知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、奥行きの深いビル等の建物において、内部発
熱が大きい場合や、設定温度の相違等で、冬期でも、内
側（インテリア）の室内で冷房要求が生じる一方、建物
の外壁側（ペリメータ）の室内では暖房要求が生じるこ
とがある。そこで、上記従来のような空気調和装置を利
用することにより、各室内の個別の冷暖房要求に応える
ことができる。

しかしながら、上記従来のもののうち前者では、冷温風
を混合させるためエネルギ損失が大きいという問題があ
り、後者では、再熱器の電力や温水配管等が別途必要と
なるという問題がある。つまり、いずれの場合にも、い
ったん冷却した空気を加熱するためのエネルギ源や装置
が別途必要となるために、コストアップを招くという問
題があった。

本発明では斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、別途エネルギ源を確保することなく各室内で冷
房運転（又は暖房運転）を行いながら、特定の室で暖房
要求（又は冷房要求）が生じたときにはそれに対応しう
る手段を講ずることにより、コストアップを招くことな
く各室内の要求に応じた冷暖房同時運転を可能とするこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため第１の解決手段は、第１図に示
すように、圧縮機（１）と、凝縮器として機能する熱源
側熱交換器（３）と、利用側減圧機構（５）と、ファン
（6a）が付設され蒸発器として機能する利用側熱交換器
（６）とを順次接続してなる主冷媒回路（８）を備えた
空気調和装置を対象とする。

そして、上記圧縮機（１）の吐出管（7a）から上記熱源
側熱交換器（３）と利用側減圧機構（５）との間の液管
（7c）に吐出冷媒の一部をバイパスするバイパス路（10
A）と、該バイパス路（10A）に介設され凝縮器として機
能する再熱器（11）と、バイパス路（10A）を開閉する
開閉弁（12）とを設けるものとする。

さらに、上記ファン（6a）による通風路（50）の上記利
用側熱交換器（６）下流側は、該利用側熱交換器（６）
で冷却された冷風のみが流通する冷風通路（50a）と、
上記再熱器（11）が介設された該再熱器（11）で加熱さ
れた温風が流通可能な冷温風通路（50b）とに分岐する
構成としたものである。

第２の解決手段は、第３図に示すように、上記第１の解
決手段と同様の空気調和装置を対象とし、利用側熱交換
器（６）と熱源側減圧機構（４）との間の液管（7c）か
ら上記圧縮機（１）の吸入管（7b）に液冷媒の一部をバ
イパスするバイパス路（10B）と、該バイパス路（10B）
に介設され蒸発器として機能する再冷器（13）と、バイ
パス路（10B）の閉鎖機能を有する減圧弁（14）とを設
ける。

さらに、上記ファン（6a）による通風路（50）の上記利
用側熱交換器（６）下流側は、該利用側熱交換器（６）
で加熱された温風のみが流通する温風通路（50a）と、
上記再冷器（13）が介設され該再冷器（13）で冷却され
た冷風が流通可能な冷温風通路（50b）とに分岐する構
成としたものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、主冷媒回
路（８）で冷媒が循環することにより、利用側熱交換器
（６）が蒸発器として機能し、ファン（6a）による通風
路（50）に冷風が流通して各室内に冷風通路（50a）を
介して冷風が供給される。

その場合、冬期など、ビルの外壁側に配置された室内等
では暖房要求が生じうるが、バイパス路（10A）の開閉
弁（12）が開くことにより吐出冷媒の一部がバイパス路
（10A）側にバイパスされ、再熱器（11）が凝縮器とし
て機能するので、利用側熱交換器（６）からの冷風が冷
温風通路（50b）において再熱器（11）で加熱され、暖
房要求のある室に温風が供給される。したがって、電気
ヒータ，温水等、別途エネルギ源を使用することによる
コストアップを招くことなく、各室内個別の冷暖房同時
運転が可能となる。

請求項（２）の発明では、主冷媒回路（８）で冷媒が循
環することにより利用側熱交換器（６）が凝縮器として
機能し、通風路（50）に温風が流通して温風通路（50
a）を介して各室内に温風が供給される。

その場合、建物の内側の室等では冷房要求が生じうる
が、バイパス路（10B）の減圧弁（14）が開くことによ
り、主冷媒回路（８）の液冷媒の一部がバイパス路（10
B）側にバイパスされ、再冷器（13）が蒸発器として機
能し、冷温風通路（50b）において利用側熱交換器
（６）からの温風が冷却され、冷房要求のある室内に冷
風が供給される。したがって、別途エネルギ源を使用す
ることによるコストアップを招くことなく、各室内個別
の冷暖房同時運転が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第１図〜第３図に基づ
き説明する。

第１図は請求項（１）の発明に係る第１実施例の空気調
和装置の冷媒配管系統を示し、（１）は圧縮機、（２）
は冷房運転時には図中実線のごとく、暖房運転時には図
中破線のごとく切換わる四路切換弁、（３）は室外ファ
ン（3a）を付設し、冷房運転時には凝縮器として、冷房
運転時には蒸発器として機能する熱源側熱交換器である
室外熱交換器、（４）は暖房運転時に減圧機構として機
能する室外電動膨張弁、（５）は冷房運転時に減圧機構
として機能する室内電動膨張弁、（６）は室内ファン
（6a）を付設し、冷房運転時には蒸発器として、暖房運
転時には凝縮器として機能する利用側熱交換器である室
内熱交換器であって、上記各機器（１）〜（６）は冷媒
配管（７）により冷媒の流通可能に接続されていて、室
外空気との熱交換により得た熱（又は冷熱）を室内熱交
換器（６）で室内に放出するヒートポンプ作用を行う主
冷媒回路（８）が構成されている。さらに、主冷媒回路
（８）の吐出管（7a）から室外電動膨張弁（４）−室内
電動膨張弁（５）間の液管（7c）に冷媒をバイパスする
バイパス路（10A）が設けられていて、該バイパス路（1
0A）には、バイパスされる吐出冷媒を凝縮する凝縮器と
して機能する再熱器（11）と、バイパス路（10A）を開
閉する開閉弁（12）とが吐出管（7a）側から順に介設さ
れている。

ここで、本発明の特徴として、上記室内熱交換器
（６）、室内ファン（6a）及び再熱器（11）は単一のダ
クト（50）に収納されていて、該ダクト（50）は室内フ
ァン（6a）による通風路となされている。さらに、上記
ダクト（50）は室内熱交換器（６）の下流側で第１分岐
ダクト（50a）と第２分岐ダクト（50b）とに分岐されて
いて、上記第２分岐ダクト（50b）に再熱器（11）が介
設されている。すなわち、冷房運転時、第１分岐ダクト
（50a）には室内熱交換器（50a）で冷却された冷風が流
通する一方、第２分岐ダクト（50b）には、冷風が再熱
器（11）で加熱されてなる温風が流通するようになされ
ていて、上記第１分岐ダクト（50a）は冷風通路となさ
れ、上記第２分岐ダクト（50b）は冷温風通路となされ
ている。なお、冷暖房運転時には各分岐ダクト（50
a），（50b）に温風が流通するようになされている。

一方、第２図はビル内の各室を空調する空調システムの
構成を示し、（Ｘ）は空気調和装置、（Ａ）はビルの外
壁側に配置され、冬期に暖房負荷を生じる室内に配置さ
れた空調空気の空気吹出口、（Ｂ），（Ｃ），…はビル
の内側（インテリア）に配置された空調空気の空気吹出
口であって、空気吹出口（Ａ）は上記第２分岐ダクト
（50b）に、空気吹出口（Ｂ），（Ｃ），…は上記第１
分岐ダクト（50a）に、それぞれ連通するようになされ
ている。

すなわち、冷房運転時、各室の空気吹出口（Ｂ），
（Ｃ），…に常時冷風を供給して各室の冷房を行う一
方、外壁近くの室内で暖房要求が生じた時のみその空気
吹出口（Ａ）に温風を供給しうるようになされている。

したがって、上記実施例において、冷房運転時、四路切
換弁（２）を図中実線のごとく切換え、室外電動膨張弁
（４）を全開にかつ室内電動膨張弁（５）を冷房要求に
応じた所定の開度に調節した状態で運転が行われ、圧縮
機（１）からの吐出冷媒が室外熱交換器（３）で凝縮さ
れ、室内電動膨張弁（５）で減圧されて、室内熱交換器
（６）で蒸発した後、圧縮機（１）に戻るように循環す
る（図中、実線矢印参照）。そして、ダクト（50）には
室内熱交換器（６）で冷却された冷風が流通し、各室内
の空気吹出口（Ａ），（Ｂ），…に冷風が供給される。
そのとき、冬期など、ビルの外壁側に配置された室内で
は暖房要求が生じるが、請求項（１）の発明では、その
ような場合、バイパス路（10A）の開閉弁（12）を開く
ことにより、吐出冷媒の一部がバイパス路（10A）側に
バイパスされて（図中、実線矢印参照）、再熱器（11）
凝縮器として機能するので、室内熱交換器（６）からの
冷風が第２分岐ダクト（50b）において再熱器（11）で
加熱され、外壁側に配置された室の空気吹出口（Ａ）に
は、第２分岐ダクト（50b）を介して温風が供給される
ことになり、暖房要求に応えることができる。そして、
上記再熱器（11）による加熱では、電気ヒータや温水等
のエネルギ源を別途使用しないので、余分なエネルギを
消費する必要がない。よって、別途エネルギ源を使用す
ることによるコストアップを招くことなく、各室内個別
に冷暖房同時運転をすることができるのである。

次に、請求項（２）の発明に係る第２実施例について説
明する。第３図は第２実施例に係る空気調和装置の冷媒
配管系統を示し、主冷媒回路（８）の基本的な構成は上
記第１実施例と同様であるが、本実施例では、主冷媒回
路（８）の室内電動膨張弁（５）−室外電動膨張弁
（４）間の液管（7c）から吸入管（7b）に冷媒をバイパ
スするバイパス路（10B）が形成されていて、該バイパ
ス路（10B）に、蒸発器として機能する再冷器（13）
と、バイパス路（10B）の閉鎖可能な減圧弁としてのバ
イパス電動膨張弁（14）とが介設されている。なお、空
気調和装置のダクト（50）の構成は、上記第１実施例に
おける第２図と同様であり図を省略する。ただし、本実
施例では、上記第２図における第１分岐ダクト（50a）
は温風通路となり、第２分岐ダクト（50b）は冷温風通
路となって、空気吹出口（Ａ）はビルの内側に配置され
る室内に配置され、空気吹出口（Ｂ），（Ｃ），…はビ
ルの外壁側に配置される室内に設置されている。

すなわち、空気調和装置の暖房運転時、主冷媒回路
（８）において、四路切換弁（２）を図中破線のごとく
切換え、室内電動膨張弁（５）を全開にかつ室外電動膨
張弁（４）を要求能力に応じて適切な調節した状態で運
転が行われ、吐出冷媒が室内熱交換器（６）で凝縮さ
れ、室外電動膨張弁（４）で減圧されて、室外熱交換器
（３）で蒸発した後、圧縮機（１）に戻るよう循環する
（図中、実線矢印参照）。そして、上記ダクト（50）に
は、室内熱交換器（６）で加熱されてなる温風が流通す
る。そのとき、冬期であっても、ビルの内側に配置され
た室内では冷房要求が生じうるが、請求項（２）の発明
では、このような場合、バイパス電動膨張弁（14）が所
定開度開かれることにより、室内熱交換器（６）で凝縮
された液冷媒の一部がバイパス路（10B）側にバイパス
され、バイパス電動膨張弁（14）で減圧されて再冷器
（13）で蒸発した後、吸入管（7b）に吸入されるよう流
れる（図中、実線矢印参照）。したがって、第２分岐ダ
クト（50b）において、室内熱交換器（６）で加熱され
てなる温風が再冷器（13）で冷却され、第２ダクト（50
b）を介して、内側に配置された室の空気吹出口（Ａ）
に冷風が供給され、冷房要求に応じることができる。よ
って、別途エネルギ源を使用することによるコストアッ
プを招くことなく、各室内個別に冷暖房同時運転をする
ことができるのである。

なお、上記各実施例において、主冷媒回路（８）を冷暖
房運転の切換え可能な構成としたが、請求項（１）の発
明では冷房運転、請求項（２）の発明では暖房運転が可
能であればよく、四路切換弁（２）が設けられている必
要はない。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、冷
房運転可能な空気調和装置の主冷媒回路に、吐出冷媒の
一部を液ラインにバイパスするバイパス路を設け、この
バイパス路に凝縮器として機能する再熱器を介設する一
方、ファンで形成される通風路の利用側熱交換器下流側
を２つの分岐路に分岐させて一方の分岐路に上記再熱器
を介設したので、各室内で冷房運転を行いながら、建物
の外壁側の室内等で個別に暖房要求が生じるような場合
には、その室内に温風を供給することができ、よって、
別途エネルギ源を使用することによるコストアップを招
くことなく、各室内個別に冷暖房同時運転をすることが
できる。

請求項（２）の発明によれば、暖房運転可能な空気調和
装置の主冷媒回路に、液冷媒の一部を吸入ラインにバイ
パスするバイパス路を設け、このバイパス路に蒸発器と
して機能する再冷器を介設する一方、ファンで形成され
る通風路の利用側熱交換器下流側を２つの分岐路に分岐
させて一方の分岐路に上記再冷器を介設したので、各室
内で暖房を行いながら、建物の内側の室内等で冷房要求
が生じるような場合には、その室内に冷風を供給するこ
とができ、よって、別途エネルギ源を使用することによ
るコストアップを招くことなく、各室内個別に冷暖房同
時運転をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第１実施例を示し、第１図は空気調
和装置の冷媒配管系統図、第２図はダクトの全体構成を
示すブロック図、第３図は第２実施例に係る空気調和装
置の冷媒配管系統図である。第４図及び第５図は従来の
ダクトの構成を示し、第４図は二重ダクト方式、第５図
は単一ダクト方式の構成を示すブロック図である。 １……圧縮機 ３……室外熱交換器（熱源側熱交換器） ４……室内電動膨張弁（利用側減圧機構） ５……室外電動膨張弁（熱源側減圧機構） ６……室内熱交換器（利用側熱交換器） 6a……室内ファン 7a……吐出管 7b……吸入管 7c……液管 ８……主冷媒回路 10……バイパス路 11……再熱器 12……開閉弁 13……再冷器 14……バイパス電動膨張弁（減圧弁） 50……ダクト（通風路） 50a……第１分岐ダクト（冷風通路又は温風通路） 50b……第２分岐ダクト（冷温風通路）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）と、凝縮器として機能する熱
   源側熱交換器（３）と、利用側減圧機構（５）と、ファ
   ン（6a）が付設され蒸発器として機能する利用側熱交換
   器（６）とを順次接続してなる主冷媒回路（８）を備え
   た空気調和装置において、 上記圧縮機（１）の吐出管（7a）から上記熱源側熱交換
   器（３）と利用側減圧機構（５）との間の液管（7c）に
   吐出冷媒の一部をバイパスするバイパス路（10A）と、
   該バイパス路（10A）に介設され凝縮器として機能する
   再熱器（11）と、バイパス路（10A）を開閉する開閉弁
   （12）とを備えるとともに、 上記ファン（6a）による通風路（50）の上記利用側熱交
   換器（６）下流側は、該利用側熱交換器（６）で冷却さ
   れた冷風のみが流通する冷風通路（50a）と、上記再熱
   器（11）が介設され該再熱器（11）で加熱された温風が
   流通可能な冷温風通路（50b）とに分岐されていること
   を特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】圧縮機（１）と、蒸発器として機能する熱
   源側熱交換器（３）と、熱源側減圧機構（４）と、ファ
   ン（6a）が付設され蒸発器として機能する利用側熱交換
   器（６）とを順次接続してなる主冷媒回路（８）を備え
   た空気調和装置において、 上記利用側熱交換器（６）と熱源側減圧機構（４）との
   間の液管（7c）から上記圧縮機（１）の吸入管（7b）に
   液冷媒の一部をバイパスするバイパス路（10B）と、該
   バイパス路（10B）に介設され蒸発器として機能する再
   冷器（13）と、バイパス路（10B）の閉鎖機能を有する
   減圧弁（14）とを備えるとともに、 上記ファン（6a）による通風路（50）の上記利用側熱交
   換器（６）下流側は、該利用側熱交換器（６）で加熱さ
   れた温風のみが流通する温風通路（50a）と、上記再冷
   器（13）が介設され該再冷器（13）で冷却された冷風が
   流通可能な冷温風通路（50b）とに分岐されていること
   を特徴とする空気調和装置。