JPH08320160A

JPH08320160A - ヒートポンプ式空気調和機

Info

Publication number: JPH08320160A
Application number: JP7126057A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Miyamoto; 政和宮本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】二つの送風手段を有し、暖房時は下部から、
冷房時は上部から送風を行うヒートポンプ式空気調和機
において、冷凍サイクル効率の向上を図る。【構成】暖房時は、第１室内熱交換器３ａが飽和温度
部分を内包し、過冷却温度部分を第２室内熱交換器３ｂ
が内包し、冷房時は第１室内熱交換器３ａが内包し、過
熱温度部分を第２室内熱交換器３ｂが内包する構造とす
る。そして第１室内熱交換器３ａを送風機７ａによる送
風で、第２室内熱交換器３ｂを送風機７ｂによる送風で
それぞれ熱交換する構成とする。【効果】室内熱交換器３ａ、３ｂを通過する風量が増
大することにより、冷凍サイクルの効率を向上させるこ
とができ、かつ、温風を下部から、冷風を上部から送風
する効果を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイク
ルによって空調を行うヒートポンプ式空気調和機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のヒートポンプ式空気調和機の冷凍
サイクルでは、通常、冷媒は凝縮過程において凝縮温度
あるいは過冷却温度で凝縮し、蒸発過程において蒸発温
度あるいは過熱温度で蒸発するのであるが、二つの異な
る温度域の冷媒と熱交換を行い、それぞれの温度域の空
気を供給する送風方法は採用されていないのが現状であ
る。すなわち、図６に従来の通常のヒートポンプ式空気
調和機の室内機断面図を示すように、暖房時は飽和温度
あるいは過冷却温度で凝縮過程にある冷媒を内包する室
内熱交換器３は送風機７によって吸い込まれた空気と熱
交換を行い、吹出口８より送り出されようになってお
り、そこでは異なる温度域をそれぞれ送風する方法は採
用されていないのである。

【０００３】二つの異なる温度域の送風を行う空気調和
機としては図７に示すごときものがある。まず、この空
気調和機の暖房時の動作について説明する。送風機７ａ
による送風は、吸込口１９ａより室内空気を吸い込み、
凝縮飽和温度あるいは過冷却温度の冷媒を内包する室内
熱交換器３と熱交換し、設定された温度となって吹出口
８ａより吹き出される。一方、送風機７ｂによる送風
は、吸込口１９ｂより室内空気を吸い込み、室温のまま
吹出口８ｂより吹き出される。その際、ルーバ１１ａ、
１１ｂはともに鉛直下向きの角度としてある。冷房時も
暖房の場合と同様に、送風機７ａによる送風は、吸込口
１９ａより室内空気を吸い込み、蒸発飽和温度あるいは
過熱温度の冷媒を内包する室内熱交換器３と熱交換し、
設定された温度となって吹出口８ａより吹き出される。
送風機７ｂによる送風は、吸込口１９ｂより室内空気を
吸い込み、室温のまま吹出口８ｂより吹き出される。こ
の場合はルーバ１１ａ、１１ｂはともに、水平向きの角
度とする。同図において、実線矢印はメインファンの流
れを、破線矢印はサブファンの流れを示す。

【０００４】これによれば、送風機７ａと送風機７ｂの
送風は温度が異なり、暖房時は高温である送風機７ａの
送風を室温である送風機７ｂの送風が上部から押さえ込
むことにより、温風をより下方へ吹き出すことが可能と
なり、冷房時は低温である送風機７ａの送風を室温であ
る送風機７ｂの送風が上方へ吸い上げることにより、冷
風をより上方へ吹き出すことが可能となる。従って暖房
時は足元から、冷房時は頭部から送風することになり、
より快適な空気調和を行うことができる。

【０００５】次に、従来の空気調和機の冷媒に関して説
明する。地球環境保護の観点から成層圏のオゾン層破壊
に重大な影響を及ぼすＨＣＦＣ類の冷媒は、２０２０年
には実質的に全廃されることが第４回モントリオール議
定書締約国会合で決定されている。空気調和機の冷媒と
して従来より一般的に用いられてきたR22は上記規制の
対象となるＨＣＦＣ類であるため、これに代わる代替冷
媒の開発が急務となっている。このような要請に対応す
るため、R22に代わる空気調和機の代替冷媒として、数
種類の混合冷媒が候補として提案され、そのなかでもR3
2とR134aの組み合わせは、その冷媒の物性である沸点、
圧力、サイクル効率などから有力な代替冷媒候補であ
り、その非共沸性を利用してサイクル効率を改善するこ
とが試みられている。

【０００６】非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクルにお
いては、凝縮過程において冷媒ガスは気液平衡を保ちな
がら冷媒液となり、その間、凝縮温度は次第に低下して
行く一方、被冷却流体は受熱することで次第に高温とな
る。蒸発過程では、冷媒液は気液平衡を保ちながら冷媒
ガスとなり、その間、蒸発温度は次第に上昇し、被冷却
流体は熱を奪われて次第に低温となる。

【０００７】しかしながら、上述のような、凝縮温度お
よび蒸発温度の変化を利用し、異なる温度域の送風を実
現した例はなく、図８に示すような所謂向流方式の熱交
換を行うことで冷凍サイクルの効率の向上を図った例が
みられる程度である。図８は、二列以上の熱交換器３を
空気流に対して直列となるように配置し、冷媒入口２０
が最も風下の列にあって、冷媒が風下の列から風上の列
に向けて順次流れるように配管した向流方式とすること
で、サイクルの効率向上を図ったものである。同図にお
いて、Ｒ１、Ｒ２は冷媒の流れを、Ｆ１、Ｆ２は被冷却
流体である空気の流れを示す。

【０００８】また、図９に示すように、非共沸混合冷媒
の特性である冷媒の沸点差を利用して、分溜を行い、向
流方式の熱交換効率の向上を図った例もみられる。そこ
では第１室内熱交換器３ａにおいて蒸発過程にある混合
冷媒のうち高沸点冷媒を多く含む混合冷媒液を分溜パイ
プにより分離し、分溜された混合冷媒液を第１室内熱交
換器３ａと平行に配置された第２室内熱交換器３ｂに導
き、さらに冷媒入口２０が最も風下の列にあり、冷媒出
口２１が最も風上の列にあって、冷媒が風下の列から風
上の列に向けて順次流れるように配管する構造となって
いる。これにより、第１室内熱交換器３ａの入口と第２
室内熱交換器３ｂの出口の温度差は従来の非共沸混合冷
媒の室内熱交換器入口と出口の温度差よりも大きくな
り、向流方式による熱交換効率向上の効果が高められる
というものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した二つ
の異なる温度域の送風を行う図７に示す従来例の空気調
和機では、送風機７ｂによる送風が室内熱交換器３を通
過せず、室内空気を循環するだけの構造であるため、室
温である送風機７ｂの送風が直接人体に当たり、暖感あ
るいは冷感を損なうおそれがあった。また、送風機７ａ
と送風機７ｂの送風を合わせた全風量を一定として、従
来の通常の空気調和機と比較した場合、冷房、暖房のサ
イクル効率が悪いという欠点があった。

【００１０】従来、一般的に使用されるフィンアンドチ
ューブ型の熱交換器では、冷媒は熱交換器の入口から冷
媒パイプを水平に流れ、Ｕベント管により順次下部に流
れるため、室内熱交換器の左右水平方向に温度分布が生
じる。このように室内熱交換器の左右水平方向に温度分
布ができることは、吹き出し空気に左右水平方向の温度
むらが生じることを意味し、室内の温度分布や利用者の
快適感に悪影響を及ぼすという欠点があった。

【００１１】前述した空気調和機の代替冷媒の有力候補
であるR32とR134aの混合冷媒の濃度と相変化温度の関係
を図１０に示す。この図１０において、α−Ｅ１−β線
は飽和液線、α−Ｇ−γ線は飽和蒸気線を示す。一例と
して混合率30/70(R32/134a)であった場合の蒸発過程の
温度変化を図１０に基づき説明する。蒸発開始が点Ｅで
ある。被冷却流体である空気から受熱することで混合冷
媒は冷媒液（点Ｅ１）と冷媒ガス（点Ｅ２）に分かれ
る。更に受熱することで冷媒液と冷媒ガスは平衡を保
ち、それぞれの飽和曲線を進みながら温度を上昇させ、
蒸発過程を終える（点Ｇ）。凝縮過程の場合も同様であ
り、被冷却流体である空気に放熱することで、次第に温
度を低下させる。

【００１２】したがって、相変化の温度差、すなわち熱
交換器の入口と出口の温度差は△Ｔ１℃となり、この温
度差を利用して二つの異なる温度域の送風が行えること
になる。従来の冷凍サイクルを用いた場合は、上述のよ
うに冷媒の物性値から定められた温度差以上は取ること
ができない。ところで、暖房時に図８において送風機７
ａの送風温度が一定の場合、送風機７ｂの温度は低い方
が空気の密度が大きく、送風機７ａによる送風をより押
さえ込みやすくなる。冷房時は、送風機７ａの送風温度
が一定の場合、送風機７ｂの温度は高い方が空気の密度
が小さく、送風機７ａによる送風をより吸い上げやすく
なる。

【００１３】しかし、従来の非共沸混合冷媒を用いた冷
媒回路では、二つの室内熱交換器の温度差を定められた
値以上とすることができず、暖房時は温風をより下方
に、冷房時は冷風をより上方に吹き出すといった効果に
限界があった。

【００１４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、快適な空気調和を確保しながら冷凍サイクル
効率の向上を図ることのできるヒートポンプ式空気調和
機を提供することを目的とする。また本発明は、室内へ
の左右水平方向の温度分布の均一化を図ることのできる
ヒートポンプ式空気調和機を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ヒートポンプ式空気調和機は、凝縮過程で、飽和温度お
よび過冷却温度の二つの異なる温度域の冷媒を内包する
第１・２室内熱交換器と熱交換を行って二つの異なる温
度域の空気をそれぞれ送風し、蒸発過程では飽和温度お
よび過熱温度の二つの異なる温度域の冷媒を内包する第
１・２室内熱交換器と熱交換を行って二つの異なる温度
域の空気をそれぞれ送風するように構成したものであ
る。

【００１６】上記した技術手段を実施例を示す図１及び
図２を用いて、より具体的に説明すると、暖房時は室内
熱交換器３を飽和温度の冷媒を内包する第１室内熱交換
器３ａと過冷却温度の冷媒を内包する第２室内熱交換器
３ｂとに二分し、飽和温度の冷媒を内包する第１室内熱
交換器３ａを送風機７ａの送風で、過冷却温度の冷媒を
内包する第２室内熱交換器３ｂを送風機７ｂの送風でそ
れぞれ熱交換する構造とし、冷房時も、飽和温度の冷媒
を内包する第１室内熱交換器３ａを送風機７ａの送風
で、過熱温度の冷媒を内包する第２室内熱交換器３ｂを
送風機７ｂの送風でそれぞれ熱交換する構造とする。

【００１７】本発明の請求項２に係るヒートポンプ式空
気調和機は、非共沸混合冷媒の相変化温度が濃度に依存
することを利用するもので、非共沸混合冷媒を用いて、
凝縮過程、蒸発過程ともに二つの異なる温度域の冷媒を
内包する第１・２室内熱交換器と熱交換を行って二つの
異なる温度域の空気をそれぞれ送風するように構成した
ものである。

【００１８】本発明の請求項３に係るヒートポンプ式空
気調和機は、請求項１又は２に係る発明において、室内
熱交換器としては上部に第１ヘッダパイプを、下部に第
２ヘッダパイプをそれぞれ有し、前記第１ヘッダパイプ
と第２ヘッダパイプを多数本並列設置される冷媒パイプ
で接続されてなるサーペンタイン型のものを用い、冷媒
は前記第１ヘッダパイプより流入し、前記冷媒パイプを
並列に鉛直下向きに流れ、前記第２ヘッダパイプより流
出するように構成したものである。

【００１９】本発明の請求項４に係るヒートポンプ式空
気調和機は、請求項２に係る発明において、非共沸混合
冷媒使用の冷媒回路を備え、室内熱交換器は前記冷媒回
路内の第１室内熱交換器と、該第１室内熱交換器の下方
に配置した第２室内熱交換器とからなり、前記第１室内
熱交換器に凝縮過程および蒸発過程にある混合冷媒を分
溜する分溜パイプを接続し、該分溜パイプから流出した
冷媒を前記第２室内熱交換器に導入するように構成した
ものである。

【００２０】本発明の請求項５に係るヒートポンプ式空
気調和機は、請求項３又は４に係る発明において、室内
熱交換器と圧縮機を接続する第１冷媒パイプを二股構造
とし、その一方を前記室内熱交換器の上部に、他方を前
記室内熱交換器の下部にそれぞれ接続し、前記第１冷媒
パイプの分岐点に第１三方弁を設置してあり、前記室内
熱交換器と膨張弁を接続する第２冷媒パイプを二股構造
とし、その一方を前記室内熱交換器の上部に、他方を前
記室内熱交換器の下部にそれぞれ接続し、前記第２冷媒
パイプの分岐点に第２三方弁を設置しており、前記第１
三方弁および第２三方弁の切り替えにより、凝縮過程、
蒸発過程ともに前記室内熱交換器の上部から冷媒が流入
するように構成したものである。

【００２１】

【作用】請求項１に係る発明によれば、送風機７ｂの送
風も第２室内熱交換器３ｂを通過させることにより、冷
凍サイクルの効率が向上する。さらに、暖房時は送風機
７ｂの送風は室温よりも高い温度であり、冷房時は送風
機７ｂの送風は室温よりも低いため、送風機７ｂの送風
が人体に直接当たることにより暖感、冷感が損なわれる
ようなことがない。送風機７ａの送風と送風機７ｂの送
風に温度差（飽和温度と過冷却及び過熱温度との差）を
つけることができ、二つの異なる温度域の送風が行え
る。

【００２２】請求項２に係る発明によれば、非共沸混合
冷媒を用いた冷凍サイクルでは暖房時は凝縮温度が室内
熱交換器３の入口から出口にかけて次第に低下し、冷房
時は蒸発温度が室内熱交換器３の入口から出口にかけて
次第に上昇する性質がある。従って、室内熱交換器３の
前半部分を送風機７ａの送風で、後半部分を送風機７ｂ
の送風でそれぞれ熱交換することで、送風機７ｂの送風
が人体に直接当たることにより暖感、冷感が損なわれる
ようなことがない。

【００２３】送風機７ａの送風と送風機７ｂの送風に温
度差（非共沸混合冷媒の凝縮過程及び蒸発過程の開始温
度と終了温度の差）をつけることができ、二つの異なる
温度域の送風が行える。ところで、冷凍サイクルにおい
て凝縮温度と蒸発温度の差が小さくなるとサイクルの効
率が向上するのは公知の事実である。たとえば、ヒート
ポンプ式空気調和機において、暖房時は室外熱交換器
（蒸発過程）の温度が一定とすると、室内熱交換器（凝
縮過程）の温度は低い方がサイクルの効率は向上する。
冷房時も同様で、室外熱交換器（凝縮過程）の温度が一
定とすると、室内熱交換器（蒸発過程）の温度は高い方
がサイクルの効率は向上する。また、室内熱交換器を通
過する風量が増大する場合は、暖房時は吹き出し温度を
下げ、冷房時は吹き出し温度を上げても、同一の能力を
得ることができることも公知の事実である。

【００２４】従って、本発明で、二つの送風機を用いる
従来例と同等の熱交換器を用いて、同一の冷凍能力を得
る場合は、室内熱交換器を通過する風量が増大すること
により、暖房時は吹き出し温度が下がり、冷房時は吹き
出し温度を上げることができる。これにより、本発明で
は、従来例と比較して冷凍サイクルの効率を向上させる
ことができる。また暖房時は送風機７ｂの送風は室温よ
りも高い温度であり、冷房時は送風機７ａの送風は室温
よりも低い温度となるため、送風機７ｂの送風が人体に
直接当たることによる暖感、冷感が損なわれることはな
い。

【００２５】請求項４に係る発明の蒸発過程のサイクル
動作を図５に基づき説明する。図５は前述した図１０と
同じく混合冷媒R32／134aの濃度と相変化温度の関係を
示している。図５において、第１室内熱交換器３ａの入
口が点Ａである。混合冷媒は点Ａで受熱、蒸発し、平衡
を保ちながら高沸点冷媒を多く含む混合冷媒液（点Ａ
１）と、低沸点冷媒を多く含む混合冷媒ガス（点Ａ２）
に分かれる。室内空気が更に受熱することで混合冷媒液
は点Ｂ１、混合冷媒ガスは点Ｂ２へ移る。点Ｂ１におい
て、高沸点冷媒を多く含む混合冷媒液は分溜パイプ１３
ａ（図４参照）により第２室内熱交換器３ｂに導かれ
る。したがって、第２室内熱交換器３ｂの入口は点Ｂ１
である。混合冷媒液は点Ｂ１で蒸発を始め、点Ｃ１と点
Ｃ２に分かれ、更に蒸発を続けて点Ｄに到達する。

【００２６】したがって、第１室内熱交換器３ａと第２
室内熱交換器３ｂの最高温度差は△Ｔ２ということにな
る。前述の従来例と比較すると、送風機７ａによる送風
温度（第１室内熱交換器３ａの温度）は従来とほぼ変わ
らないが、送風機７ｂによる送風温度（第２室内熱交換
器３ｂの温度）が高くなるため、その温度差が大きくな
り、冷房時は冷風をより一層上方に吹き出すことができ
る。また、暖房時も冷房時と同様に従来例と比較して、
送風機７ａによる送風温度（第１室内熱交換器３ａの温
度）は従来とほぼ変わらないが、送風機７ｂによる送風
温度（第２室内熱交換器３ｂの温度）が低くなるため、
温風をより一層下方に吹き出すことができる。

【００２７】

【実施例】

実施例１図１は本発明の実施例１に係るヒートポンプ式空気調和
機の室内機断面図、図２は冷凍サイクルの構成図、図３
は熱交換器の正面図である。図１において、３は室内熱
交換器で、第１室内熱交換器３ａと、該第１室内熱交換
器３ａの下方に配置した第２室内熱交換器３ｂとからな
る。第１・２室内熱交換器３ａ・３ｂは、図３に示すよ
うに、その上部に第１ヘッダパイプ４、下部に第２ヘッ
ダパイプ５を有し、これら第１ヘッダパイプ４と第２ヘ
ッダパイプ５は数十本、並列状に配置される冷媒パイプ
６で接続してある。７ａ、７ｂは送風機、８ａは下部の
吹出口、８ｂは上部の吹出口である。１１ａ、１１ｂは
ルーバで、各々は鉛直下向き姿勢と水平姿勢とに切り替
え自在である。

【００２８】図２において、圧縮機１と室内熱交換器３
を接続する第１冷媒パイプ２２は二股構造とし、その一
方を室内熱交換器３の上部に、他方を室内熱交換器３の
下部にそれぞれ接続する。第１冷媒パイプ２２の分岐点
には第１三方弁２を設置する。膨張弁９と室内熱交換器
３を接続する第２冷媒パイプ２３も二股構造とし、その
一方を室内熱交換器３の上部に、他方を室内熱交換器３
の下部にそれぞれ接続し、第２冷媒パイプ２３の分岐点
に第２三方弁１２を設置する。第１三方弁２および第２
三方弁１２の切り替えにより、凝縮過程、蒸発過程とも
に室内熱交換器３の上部から冷媒が流入するように構成
してある。

【００２９】まず、暖房時の動作を説明する。圧縮機１
により、高温高圧ガスとなった冷媒は、第１三方弁２の
上部入口は「開」となっているため第１室内熱交換器３
ａの上部入口に流入する。その際、第１三方弁２の下部
入口は「閉」となっている。第１室内熱交換器３ａの上
部入口に流入した冷媒ガスは、送風機７ａにより吸入さ
れた室内空気と熱交換することで、飽和温度で凝縮を行
い、冷媒パイプ６を鉛直下向きに流れ、第２室内熱交換
器３ｂに流入する。

【００３０】第２室内熱交換器３ｂに流入した冷媒液
は、送風機７ｂにより吸入された室内空気と熱交換する
ことで、温度を下げ、過冷却温度となり、冷媒パイプ６
を鉛直下向きに流れ、第２ヘッダパイプ５を介して膨張
弁９に流入し、減圧されて室外熱交換器１０へ向かう。
その際、第２三方弁１２は下部方向が「開」となってお
り、上部方向は「閉」となっている。

【００３１】一方、第１室内熱交換器３ａと熱交換を行
い、飽和温度近くまで温度を上げた空気は、吹出口８ａ
より室内に吹き出され、第２室内熱交換器３ｂと熱交換
を行い、過冷却温度近くまで温度を上げた空気は、吹出
口８ｂより室内に吹き出される。この際、ルーバ１１
ａ、１１ｂともに鉛直下向きの角度をもつため、送風機
７ａによる空気は、送風機７ｂによる送風により上部か
ら押さえ込まれ、飽和温度に近い温風はより下方に吹き
出されることになる。

【００３２】冷房時の動作も暖房時とほぼ同様で、膨張
弁９を出て、低温の気液２相となった冷媒は、第１室内
熱交換器３ａの上部入口より流入する。その際、第２三
方弁１２は上部方向が「開」となっており、下部方向が
「閉」となっている。

【００３３】第１室内熱交換器３ａに流入した冷媒は、
送風機７ａにより吸入された室内空気と熱交換すること
で、飽和温度で蒸発を行い、第２室内熱交換器３ｂに流
入する。第２室内熱交換器３ｂに流入した冷媒液は、送
風機７ｂにより吸入された室内空気と熱交換すること
で、温度を下げ、過熱温度となって圧縮機１に向かう。
その際、第１三方弁２は下部方向が「開」となってお
り、上部方向は「閉」となっている。

【００３４】一方、第１室内熱交換器３ａと熱交換を行
い、飽和温度近くまで温度を上げた空気は、吹出口８ａ
より室内に吹き出され、第２室内熱交換器３ｂと熱交換
を行い、過熱温度近くまで温度を上げた空気は、吹出口
８ｂより室内に吹き出される。この際、ルーバ１１ａ、
１１ｂともに水平向きの角度をもつため、送風機７ａに
よる送風は、送風機７ｂによる送風により吸い上げら
れ、冷風はより上方に吹き出されることになる。

【００３５】実施例２この実施例では、冷媒に非共沸混合冷媒を用い、第１・
２室内熱交換器３ａ・３ｂは図４に示すものを用いる以
外は上記実施例と同様である。まず、暖房時の動作を説
明する。圧縮機１により、高温高圧ガスとなった非共沸
混合冷媒は、第１三方弁２の上部入口は「開」となって
いるため第１室内熱交換器３ａの上部入口に流入する。
その際、第１三方弁２の下部入口は「閉」となってい
る。

【００３６】図４に示すように第１・２室内熱交換器３
ａ・３ｂはフィンアンドチューブ型の熱交換器で、数十
枚並列状に設置されるフィンを垂直に貫く形で冷媒パイ
プ６が接着される構造をもち、前記のように第１室内熱
交換器３ａの上部入口に流入した冷媒ガスは、送風機７
ａにより吸入される室内空気に放熱することで凝縮をは
じめ、凝縮した液と平衡する低沸点冷媒を多く含む混合
冷媒ガスは「開」となった電磁弁１４を介して分溜パイ
プ１３ａにより分溜され、「開」となった電磁弁１５を
介して第２室内熱交換器３ｂに流入する。その際、電磁
弁１６は「閉」となっている。

【００３７】第２室内熱交換器３ｂに流入した低沸点冷
媒を多く含む混合冷媒ガスは、第１室内熱交換器３ａよ
りも低い温度で凝縮し、第１室内熱交換器３ａで凝縮を
終えた高沸点冷媒を多く含む冷媒液と合流し、第３三方
弁１７を通って第２三方弁１２に送られる。その際第３
三方弁１７の上右方向は「開」、上下方向は「閉」で、
第４三方弁１８の左上方向は「開」、左下方向は「閉」
となっている。

【００３８】第２室内熱交換器３ｂと熱交換を行い、第
１室内熱交換器３ａよりも低い温度となった空気は、吹
出口８ｂより室内に吹き出される。送風機７ａにより第
１室内熱交換器３ａと熱交換を行った空気は吹出口８ａ
より吹き出される。この際、ルーバ１１ａ、１１ｂとも
に鉛直下向きの角度をもつため、送風機７ａによる送風
は送風機７ｂによる送風により上部から押さえ込まれ、
送風機７ａの送風はより下方に吹き出されることにな
る。

【００３９】冷房時の動作も暖房時とほぼ同様で、膨張
弁９を出て、低温の気液２相となった非共沸混合冷媒
は、第１室内熱交換器３ａの上部入口より流入する。そ
の際、第２三方弁１２は上部方向が「開」となってお
り、下部方向が「閉」となっている。

【００４０】第１室内熱交換器３ａに流入した冷媒は、
送風機７ａにより吸入された室内空気と熱交換すること
で、飽和温度で蒸発をはじめ、蒸発した混合冷媒ガスと
平衡する高沸点冷媒を多く含む冷媒液は「開」となった
電磁弁１６を介して分溜パイプ１３ｂにより分溜され、
「開」となった電磁弁１５を介して第２室内熱交換器３
ｂに流入する。その際、電磁弁１４は「閉」となってい
る。

【００４１】第２室内熱交換器３ｂに流入した高沸点冷
媒を多く含む混合冷媒液は、第１室内熱交換器３ａより
も高い温度で蒸発し、第１室内熱交換器３ａで蒸発を終
えた低沸点冷媒を多く含む冷媒ガスと合流し、第１三方
弁２に向かう。その際、第３三方弁１７の上下方向は
「開」、上右方向は「閉」となっており、第４三方弁１
８の上下方向は「開」、左下方向は「開」となってい
る。

【００４２】第２室内熱交換器３ｂと熱交換を行い、第
１室内熱交換器３ａよりも高い温度となった空気は、吹
出口８ｂより室内に吹き出される。送風機７ａにより第
１室内熱交換器３ａと熱交換を行った空気は、吹出口８
ａより室内に吹き出される。この際、ルーバ１１ａ、１
１ｂともに水平向きの角度をもつため、送風機７ａによ
る送風は、送風機７ｂによる送風により吸い上げられ、
冷風はより上方に吹き出されることになる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に係る発
明によれば、暖房時は飽和温度および過冷却温度の二つ
の異なる温度域の送風を行い、冷房時は飽和温度および
過熱温度の二つの異なる温度域の送風を行うことで、暖
房時は温風をより下方に、冷房時は冷風をより上方に送
風できるため、利用者の快適感を向上させる効果を保ち
ながら冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

【００４４】請求項２に係る発明によれば、非共沸混合
冷媒回路において凝縮温度は熱交換するにつれて低下
し、蒸発温度は熱交換するにつれて上昇する特性を利用
し、二つの異なる温度域の送風を行うことで、暖房時は
温風をより下方に、冷房時は冷風をより上方に送風でき
るため、利用者の快適感を向上させる効果を保ちながら
冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

【００４５】請求項３に係る発明によれば、室内熱交換
器の温度は左右方向に均一で、上下方向のみ分布ができ
ることとなり、吹き出し空気の左右方向の温度むらを無
くすることができる。

【００４６】請求項４に係る発明によれば、第１室内熱
交換器の冷媒と、第２室内熱交換器の冷媒の温度差を大
きくすることができ、冷凍サイクルの効率は一定のま
ま、暖房時は温風をより一層下方に、冷房時は冷風をよ
り一層上方に送風することが可能となり、快適な空気調
和が行える。

【００４７】請求項５に係る発明によれば、請求項３に
係る発明と同様に暖房時、冷房時ともに吹き出し空気の
左右方向の温度むらを無くすることができ、また請求項
４に係る発明と同様に冷凍サイクルの効率は一定のま
ま、暖房時は温風をより一層下方に、冷房時は冷風をよ
り一層上方に送風することができて快適な空気調和を可
能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るヒートポンプ式空気調
和機の断面図である。

【図２】本発明の実施例１に係るヒートポンプ式空気調
和機のサイクル図である。

【図３】本発明の実施例１に係るヒートポンプ式空気調
和機の熱交換器の正面図である。

【図４】本発明の実施例２に係るヒートポンプ式空気調
和機の熱交換器の正面図である。

【図５】本発明によるサイクル動作における非共沸混合
冷媒R32/134aの濃度と相変化濃度の関係を示す線図であ
る。

【図６】従来例のヒートポンプ式空気調和機の室内機の
断面図である。

【図７】他の従来例のヒートポンプ式空気調和機の室内
機の断面図である。

【図８】従来例の室内熱交換器の斜視図である。

【図９】他の従来例の室内熱交換器の斜視図である。

【図１０】従来例のサイクル動作における非共沸混合冷
媒R32/134aの濃度と相変化濃度の関係を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１圧縮機２第１三方弁３室内熱交換器３ａ第１室内熱交換器３ｂ第２室内熱交換器４第１ヘッダパイプ５第２ヘッダパイプ６冷媒パイプ７ａ・７ｂ送風機８ａ・８ｂ吹出口９膨張弁１０室外熱交換器１１ａ・１１ｂルーバ１２第２三方弁１３ａ・１３ｂ分溜パイプ１４・１５・１６電磁弁１７第３三方弁１８第４三方弁１９ａ・１９ｂ吸込口２０冷媒入口２１冷媒出口２２第１冷媒パイプ２３第２冷媒パイプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凝縮過程で、飽和温度および過冷却温度
の二つの異なる温度域の冷媒を内包する第１、第２室内
熱交換器と熱交換を行って二つの異なる温度域の空気を
それぞれ送風し、蒸発過程では飽和温度および過熱温度
の二つの異なる温度域の冷媒を内包する第１、第２室内
熱交換器と熱交換を行って二つの異なる温度域の空気を
それぞれ送風するように構成してあることを特徴とする
ヒートポンプ式空気調和機。
【請求項２】非共沸混合冷媒を用いて、凝縮過程、蒸
発過程ともに二つの異なる温度域の冷媒を内包する第
１、第２室内熱交換器と熱交換を行って二つの異なる温
度域の空気をそれぞれ送風するように構成してあること
を特徴とするヒートポンプ式空気調和機。
【請求項３】室内熱交換器としては上部に第１ヘッダ
パイプを、下部に第２ヘッダパイプをそれぞれ有し、前
記第１ヘッダパイプと第２ヘッダパイプを多数本並列設
置される冷媒パイプで接続されてなるサーペンタイン型
のものを用い、冷媒は前記第１ヘッダパイプより流入
し、前記冷媒パイプを並列に鉛直下向きに流れ、前記第
２ヘッダパイプより流出するように構成してあることを
特徴とする請求項１又は２記載のヒートポンプ式空気調
和機。
【請求項４】非共沸混合冷媒使用の冷媒回路を備え、
室内熱交換器は前記冷媒回路内の第１室内熱交換器と、
該第１室内熱交換器の下方に配置した第２室内熱交換器
とからなり、前記第１室内熱交換器に凝縮過程および蒸
発過程にある混合冷媒を分溜する分溜パイプを接続し、
該分溜パイプから流出した冷媒を前記第２室内熱交換器
に導入するように構成してあることを特徴とする請求項
２記載のヒートポンプ式空気調和機。
【請求項５】室内熱交換器と圧縮機を接続する第１冷
媒パイプを二股構造とし、その一方を前記室内熱交換器
の上部に、他方を前記室内熱交換器の下部にそれぞれ接
続し、前記第１冷媒パイプの分岐点に第１三方弁を設置
しており、前記室内熱交換器と膨張弁を接続する第２冷媒パイプを
二股構造とし、その一方を前記室内熱交換器の上部に、
他方を前記室内熱交換器の下部にそれぞれ接続し、前記
第２冷媒パイプの分岐点に第２三方弁を設置しており、前記第１三方弁および第２三方弁の切り替えにより、凝
縮過程、蒸発過程ともに前記室内熱交換器の上部から冷
媒が流入するように構成してあることを特徴とする請求
項３又は４記載のヒートポンプ式空気調和機。