JPH0972597A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷風感のない快適除湿が可能な空気調和機を
提供する。 【解決手段】 室内熱交換器である補助室内熱交換器７
および主室内熱交換器８のうち、補助室内熱交換器７で
冷媒の蒸発が終了するように圧縮機２１および電動膨張
弁２４を制御し、除湿運転を行なう。この除湿運転時、
室内ユニット１の吹出口４から吹出される空気がそのま
ま吸込口２に流れるショートサーキットを形成する。こ
のショートサーキットの形成により、居住域に風を到達
させることなく除湿を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、除湿運転の機能
を有する空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、
膨脹機構、室内熱交換器を順次接続して冷媒を循環させ
る冷凍サイクルを備え、室外熱交換器を凝縮器、室内熱
交換器を蒸発器として機能させることにより、室内を冷
房することができる。また、冷房に伴い、空気中の水分
が室内熱交換器で凝縮するので、室内を除湿することが
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】室温があまり高くなく
て湿気が多くなる時季は、冷房よりも除湿そのものが望
まれる。しかしながら、従来の冷房運転および除湿運転
では、室内熱交換器全体を蒸発器として使用するため、
除湿と共に室内空気を冷却してしまうので、室温が低下
して居住域での冷風感が生じてしまう。

【０００４】この発明は上記の事情を考慮したもので、
第１の発明の空気調和機は、居住域に風を到達させるこ
となく除湿を行なうことができ、冷風感のない快適除湿
が可能なことを目的とする。

【０００５】第２および第３の発明の空気調和機は、第
１の発明の目的に加え、室内温度低下の少ない除湿を行
なえることを目的とする。第４の発明の空気調和機は、
第１ないし第３のいずれかの発明の目的に加え、吹出口
から吸込口に空気が流れるショートサーキットの形成を
確実にすることを目的とする。

【０００６】第５の発明の空気調和機は、第１または第
２の発明の目的に加え、除湿時に室内に冷風が吹出され
る事態を未然に防止できることを目的とする。第６の発
明の空気調和機は、第５の発明の目的に加え、室内ユニ
ット内の空間の有効利用が図れることを目的とする。

【０００７】第７および第８の発明の空気調和機は、第
１の発明の目的に加え、除湿運転を弱冷房として利用で
きることを目的とする。第９の発明の空気調和機は、第
１、第７、および第８のいずれかの発明の目的に加え、
吹出口から吸込口に空気が流れるショートサーキットの
形成を確実にすることを目的とする。

【０００８】第１０の発明の空気調和機は、第１、第７
および第８のいずれかの発明の目的に加え、吹出口から
吸込口に空気が流れるショートサーキットの形成が確実
かつスムーズになることを目的とする。

【０００９】第１１の発明の空気調和機は、第１、第
７、第８、および第１０のいずれかの発明の目的に加
え、吹出口から吸込口に空気が流れるショートサーキッ
トの形成時の風向変更板の下面への結露を防止できるこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明の空気調和機
は、圧縮機、室外熱交換器、膨脹機構、室内熱交換器を
順次接続した冷凍サイクルと、室内空気を室内熱交換器
に通して循環させる室内ファンと、この室内ファンおよ
び室内熱交換器を収容し、かつ室内空気の吸込口および
室内熱交換器を経た空気の吹出口を有する室内ユニット
と、この室内ユニットの吹出口に設けられた風向変更板
と、圧縮機の吐出冷媒が室外熱交換器、膨脹機構、室内
熱交換器を通って圧縮機に戻る冷房サイクルまたは除湿
サイクルを形成し、冷房運転および除湿運転のいずれか
を選択的に実行する制御手段と、除湿運転時、風向変更
板を操作して室内ユニットの吹出口から吹出される空気
が同室内ユニットの吸込口に流れるショートサーキット
を形成する操作手段とを備える。

【００１１】第２の発明の空気調和機は、第１の発明に
おいて、制御手段が、除湿運転時、室内熱交換器の一部
で冷媒の蒸発が終了するよう圧縮機および膨脹機構を制
御する。

【００１２】第３の発明の空気調和機は、第１の発明に
おいて、室内熱交換器が、蒸発器と再熱器とに分割され
るとともに、制御手段が、除湿運転時、蒸発器で除湿が
終了し、再熱器で加熱するよう圧縮機および膨脹機構を
制御する。

【００１３】第４の発明の空気調和機は、第１ないし第
３の発明のいずれかにおいて、操作手段によるショート
サーキットの形成時、室内ファンを低速度運転するファ
ン速度制御手段が設けられる。

【００１４】第５の発明の空気調和機は、第１ないし第
３の発明において、室内熱交換器を経た空気を加熱する
ためのヒータが設けられる。第６の発明の空気調和機
は、第５の発明において、室内ユニットが前面および上
面に吸込口を有していて、室内熱交換器を第１熱交換器
と第２熱交換器とに分けてその両熱交換器を室内ファン
を囲むように逆Ｖ字状に配置し、かつ第１熱交換器を前
面の吸込口に対向させ、第２熱交換器を上面の吸込口に
対向させ、第１熱交換器および第２熱交換器と室内ファ
ンとの間の空間にヒータを設けた。

【００１５】第７の発明の空気調和機は、第１の発明に
おいて、操作手段は、運転開始から一定時間後、風向変
更板を操作する。第８の発明の空気調和機は、第１の発
明において、室内温度Ｔａを検知する温度検知手段を設
け、操作手段は、運転開始後、検知温度Ｔａが所定値低
下したところで風向変更板を操作する。

【００１６】第９の発明の空気調和機は、第１、第７、
および第８の発明いずれかにおいて、風向変更板が下風
向変更板および左右風向変更板よりなり、操作手段は、
上下風向変更板の操作によりショートサーキットを形成
し、同時に左右風向変更板を吹出風が中央に集中するよ
うに操作する。

【００１７】第１０の発明の空気調和機は、第１、第
７、および第８の発明いずれかにおいて、風向変更板
が、ショートサーキットの形成に際し前縁部の上面接線
が水平線に対し仰角をなす形状を有している。

【００１８】第１１の発明の空気調和機は、第１、第
７、第８、および第１０の発明いずれかにおいて、風向
変更板が、ショートサーキットの形成に際し後縁部の下
面接線が水平線に対し仰角をなす形状を有している。

【００１９】要するに、第１の発明の空気調和機では、
除湿運転時、室内ユニットの吹出口から吹出される空気
がそのまま吸込口に流れるショートサーキットが形成さ
れる。

【００２０】第２の空気調和機では、除湿運転時、室内
熱交換器の一部で冷媒の蒸発が終了する。第３の発明の
空気調和機では、除湿運転時、室内熱交換器の蒸発器部
分および再熱器部分のうち、蒸発器部分で冷媒の蒸発が
終了する。

【００２１】第４の発明の空気調和機では、ショートサ
ーキットの形成時に室内ファンが低速度運転される。第
５の発明の空気調和機では、室内熱交換器を経た空気が
必要に応じてヒータで加熱される。

【００２２】第６の発明の空気調和機では、室内ユニッ
ト内の第１熱交換器および第２熱交換器と室内ファンと
の間の空間にヒータが収容される。第７の発明の空気調
和機では、除湿運転の開始から一定時間後にショートサ
ーキットが形成される。

【００２３】第８の発明の空気調和機では、除湿運転の
開始後、室内温度Ｔａが所定値低下したところで、ショ
ートサーキットが形成される。第９の発明の空気調和機
では、上下風向変更板によってショートサーキットが形
成され、その形成を助けるように、左右風向変更板が操
作されて吹出風が中央に集中される。

【００２４】第１０の発明の空気調和機では、風向変更
板の上面に沿う空気の流れが上方に向かい、ショートサ
ーキットの形成が確実かつスムーズになる。第１１の発
明の空気調和機では、風向変更板の下面に沿って且つそ
の下面から剥離せずに空気が流れ、下面に結露が生じな
い。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。図１において、１は室内ユ
ニットで、前面に室内空気の吸込口２を有し、上面にも
室内空気の吸込口３を有し、さらに前面下部に空調用空
気（冷房空気、除湿空気、暖房空気など）の吹出口４を
有している。

【００２６】室内ユニット１内には、上記吸込口２，３
から吹出口４にかけて通風路５が形成される。この通風
路５において、吸込口２，３の内側に防塵用（および消
臭用）のフィルタ６が設けられ、そのフィルタ６の内側
に主室内熱交換器８および補助室内熱交換器７が配設さ
れる。そして、両熱交換器７，８の内側に横流型の室内
ファン９が配設される。

【００２７】主室内熱交換器８は第１熱交換器８ａと第
２熱交換器８ｂの二つに分けられ、両熱交換器８ａ，８
ｂが室内ファン９を囲むように逆Ｖ字状に配置される。
第１熱交換器８ａは前面の吸込口２に対向し、第２熱交
換器８ｂは上面の吸込口３に対向する。そして、第２熱
交換器８ｂと吸込口３との間、すなわち室内空気の吸込
み流路において第２熱交換器８ｂより上方の風上側とな
る位置に、補助室内熱交換器７が配置される。

【００２８】熱交換器８ａ，８ｂと室内ファン９との間
の空間に、電気ヒータ１７および水除け部材１８が設け
られる。電気ヒータ１７は、熱交換器８ａ，８ｂを経た
空気を必要に応じて加熱するためのものである。水除け
部材１８は、熱交換器８ａ，８ｂからドレンが垂れ落ち
ても、それが電気ヒータ１７に直接降りかかるのを防ぐ
ためのものである。

【００２９】第１熱交換器８ａの下方にドレン受け部１
９が形成される。第２熱交換器８ｂおよび補助室内熱交
換器７の下方にも、ドレン受け部１９が形成される。第
１熱交換器８ａの放熱フィンと第２熱交換器８ｂの放熱
フィンとは互いに接触しているが、第２熱交換器８ｂの
放熱フィンと補助室内熱交換器７の放熱フィンとの間に
は隙間が確保されて両放熱フィンが非接触つまり熱的に
分離された状態にある。

【００３０】室内ファン９が回転すると、室内空気が吸
込口２および吸込口３をそれぞれ通して室内ユニット１
内に吸込まれる。吸込口２からの吸込み空気は、フィル
タ６を通り、さらに第１熱交換器８ａを通って室内ファ
ン９側に流れる。吸込口３からの吸込み空気は、フィル
タ６を通った後、先ず補助室内熱交換器７を通り、次に
第２熱交換器８ｂを通って室内ファン９側に流れる。

【００３１】通風路５において、室内ファン９の下流側
の吹出口４を臨む位置に、左右風向変更板１０が設けら
れる。この左右風向変更板１０は、吹出し風の方向を室
内ユニット１の左右方向において設定するためのもの
で、モータ駆動式である。

【００３２】左右風向変更板１０より下流側に、複数た
とえば一対の上下風向変更板１１，１１が上下に並べて
設けられる。この上下風向変更板１１，１１は、互いに
連動して単一のモータによって駆動され、運転時は時計
回りに回動して吹出口４を開放し、吹出し風の方向を室
内ユニット１の上下方向において設定するとともに、運
転停止時は反時計回りに回動して吹出口４を閉成し、埃
塵が室内ユニット１内に入り込むのを防ぐ働きをする。

【００３３】一方、図２に示すように、圧縮機２１の吐
出口に四方弁２２を介して室外熱交換器２３が配管接続
され、その室外熱交換器２３に膨脹機構たとえば電動膨
張弁２４が配管接続される。この電動膨張弁２４は、入
力される駆動パルスの数に応じて開度が連続的に変化す
る。

【００３４】電動膨張弁２４に補助室内熱交換器７の一
端が配管接続され、その補助室内熱交換器７の他端に主
室内熱交換器８（第１熱交換器８ａおよび第２熱交換器
８ｂ）が配管接続される。そして、主室内熱交換器８
に、上記四方弁２を介して圧縮機１の吸込口が配管接続
される。

【００３５】こうして、冷房、除湿、および暖房が可能
なヒートポンプ式冷凍サイクルが構成される。冷房時
は、図示実線矢印で示すように、圧縮機１から吐出され
る冷媒が四方弁２２から室外熱交換器２３、電動膨張弁
２４、補助室内熱交換器７、主室内熱交換器８へと順次
に流れ、主室内熱交換器８を経た冷媒が四方弁２２を通
って圧縮機１に戻る冷房サイクルが形成される。すなわ
ち、室外熱交換器２３が凝縮器、補助室内熱交換器７お
よび主室内熱交換器８が蒸発器として機能する。

【００３６】除湿時は、冷房時と同方向に冷媒が流れる
除湿サイクルが形成される。暖房時は、四方弁２２が切
換わることにより、図示破線矢印で示すように、圧縮機
１から吐出される冷媒が四方弁２２から主室内熱交換器
８、補助室内熱交換器７、電動膨張弁２４、室外熱交換
器２３へと順次に流れ、室外熱交換器２３を経た冷媒が
四方弁２２を通って圧縮機１に戻るサイクルが形成され
る。すなわち、補助室内熱交換器７および主室内熱交換
器８が凝縮器、室外熱交換器２３が蒸発器として機能す
る。

【００３７】図１および図２の両方に示すように、補助
室内熱交換器７の出口側の熱交換パイプに熱交換器温度
センサ１３が取付けられ、第１熱交換器８ａの中間部の
熱交換パイプに熱交換器温度センサ１４が取付けられ
る。

【００３８】吸込口２から主室内熱交換器８にかけての
室内空気の吸込み流路に、室内温度センサ１５が設けら
れる。また、室外熱交換器２３の近傍に室外ファン２５
が設けられる。この室外ファン２５は、室外空気を室外
熱交換器２３に供給する。

【００３９】商用交流電源３０に、インバータ回路３
１、速度制御回路３２，３３、および制御部４０が接続
される。そして、制御部４０に、インバータ回路３１、
速度制御回路３２，３３、風向変更板用モータ１０Ｍ，
１１Ｍ、熱交換器温度センサ１３，１４、室内温度セン
サ１５、電気ヒータ１７、四方弁２２、電動膨張弁２
４、および受光部４１が接続される。

【００４０】インバータ回路３１は、電源電圧を整流
し、それを制御部４０の指令に応じた周波数Ｆ（および
電圧）の交流に変換し、出力する。この出力は、圧縮機
２１の駆動モータ（圧縮機モータ）の駆動電力となる。

【００４１】速度制御回路３２は、室外ファンモータ２
５Ｍに対する電源電圧の供給制御（たとえば通電位相制
御）により、室外ファンモータ２５Ｍの速度（室外ファ
ン２５の送風量）を制御部４０の指令に応じた速度に設
定する。速度制御回路３３は、室内ファンモータ９Ｍに
対する電源電圧の供給制御（たとえば通電位相制御）に
より、室内ファンモータ９Ｍの速度（室内ファン９の送
風量）を制御部４０の指令に応じた速度に設定する。

【００４２】受光部４１は、リモートコントロール式の
操作器（以下、リモコンと略称する）４２から送出され
る赤外線光を受光する。制御部４０は、空気調和機の全
般にわたる制御を行なうもので、主要な機能手段として
次の［１］から［３］を備える。

【００４３】［１］圧縮機２１の吐出冷媒が室外熱交換
器２３、電動膨張弁２４、補助室内熱交換器７、主室内
熱交換器８を通って圧縮機に戻る冷房サイクルまたは除
湿サイクルを形成し、冷房運転および除湿運転のいずれ
かを選択的に実行する制御手段。

【００４４】［２］除湿運転時、上下風向変更板１１，
１１を操作して吹出口４から吹出される空気が吸込口２
に流れるショートサーキットを形成する操作手段。 ［３］操作手段によるショートサーキットの形成時、室
内ファン９を低速度運転するファン速度制御手段。

【００４５】つぎに、上記の構成の作用を図３のフロー
チャートを参照しながら説明する。リモコン４２で除湿
モードが設定され、かつ運転開始操作がなされると、圧
縮機２１が起動されて除湿サイクルが形成されるととも
に、室内ファン９および室外ファン２５の運転が開始さ
れ、除湿運転の開始となる。

【００４６】圧縮機２１の運転周波数Ｆは、運転開始に
際して先ず除湿立上がりを考慮した所定値（たとえば16
Hz）に設定され、その後、あらかじめ定められた最低運
転周波数Ｆmin （たとえば 9Hz）まで一定時間ごとに段
階的に下げられていく。

【００４７】この運転周波数制御と同時に、補助室内熱
交換器７で冷媒の蒸発が完了して主室内熱交換器８では
冷媒が過熱域になるよう、電動膨張弁２４の開度が制御
される。

【００４８】具体的には、熱交換器温度センサ１４で検
知される主室内熱交換器８の温度Ｔｃと熱交換器温度セ
ンサ１３で検知される補助室内熱交換器７の温度Ｔｊと
の差ΔＴcj（＝Ｔｃ−Ｔｊ）が所定値ΔＴcj₁ になるよ
う、しかも検知温度Ｔｊが吸込み空気の露点温度以下に
なるよう、電動膨張弁２４の開度が制御される。所定値
ΔＴcj₁ は、圧縮機２１の運転周波数Ｆに比例する値で
ある。

【００４９】たとえば、温度差ΔＴcjが所定値ΔＴcj₁
より大きければ、電動膨張弁２４の開度が制御ループご
とに所定値ずつ縮小される。温度差ΔＴcjが所定値ΔＴ
cj₁より小さければ、電動膨張弁２４の開度が制御ルー
プごとに所定値ずつ増大される。温度差ΔＴcjが所定値
ΔＴcj₁ に一致すると、そのときの電動膨張弁２４の開
度がそのまま保持される。

【００５０】この開度制御により、吸込み空気は、ほと
んど補助室内熱交換器７でのみ冷却および除湿され、主
室内熱交換器８では熱交換しないまま室内に吹出され
る。補助室内熱交換器７に付着する水分は、同熱交換器
７の熱交換パイプおよび放熱フィンを伝わってドレン受
け部１９に滴下する。

【００５１】ここで、補助室内熱交換器７による除湿作
用について説明しておく。運転周波数Ｆが上昇すると、
冷媒の循環量が増える。仮に、いかなる運転周波数Ｆに
対しても温度差ΔＴcjの目標値であるΔＴcj₁ が一定で
あったならば、冷媒循環量が増えることによって、補助
室内熱交換器７だけで冷媒の蒸発が終了せずに、主室内
熱交換器８でも冷媒の蒸発が起こることになる。こうな
ると、除湿の機能だけでなく、冷房（つまり室内空気の
温度を下げる）の機能も発揮されてしまう。

【００５２】運転周波数Ｆの変化に応じて温度差ΔＴcj
を変えることができれば、たとえ冷媒循環量が増えて
も、補助室内熱交換器７だけで冷媒の蒸発を終わらせる
ことができる。そこで、所定値ΔＴcj₁ を運転周波数Ｆ
に比例した値に設定するようにしている。これにより、
圧縮機能力の変化にかかわらず、除湿作用を補助室内熱
交換器７のみに与えて室内温度の低下を確実に抑制でき
る。

【００５３】図４はモリエル線図で、補助室内熱交換器
７の温度Ｔｊ、主室内熱交換器８の温度Ｔｃ、および温
度差ΔＴcjの関係を示している。温度差ΔＴcjが所定値
ΔＴcj₁ より小さいならば、補助室内熱交換器７の温度
（つまり蒸発温度）Ｔｊが高めの状態にあると判断され
るので、電動膨張弁２４の開度を絞る方向に制御する。

【００５４】電動膨張弁２４の開度が絞られると、蒸発
圧力が下がって蒸発温度Ｔｊが低下し、蒸発温度Ｔｊと
吸込み空気温度Ｔａとの差が大きくなる。これにより、
補助室内熱交換器７での冷媒と空気の熱交換が促進さ
れ、冷媒の蒸発は補助室内熱交換器７だけで終わること
になる。このとき、冷媒の過熱域が大きくなり、主室内
熱交換器８は全てが過熱域となって、主室内熱交換器８
の温度Ｔｃが吸込み空気温度Ｔａに近付く。すなわち、
主室内熱交換器８では冷房作用が起こらない。

【００５５】また、この制御によれば、冷房時のように
室内熱交換器全体（補助室内熱交換器７＋主室内熱交換
器８）で冷媒を蒸発させる場合に比べ、蒸発温度Ｔｊを
大きく下げることができる。

【００５６】すなわち、仮に室内熱交換器全体で冷媒が
蒸発する場合について考えると、除湿能力を得ようとし
て蒸発温度を吸込み空気の露点温度以下に大きく下げた
場合、室内への吹出し空気温度まで大きく下がってしま
う。図５の空気線図に吸込空気温度をＡ点で示してお
り、吹出し空気温度の低下を防ぐためには、蒸発温度の
低下は例えばＣ点（15度）までが限度となる。

【００５７】これに対し、補助室内熱交換器７のみによ
る除湿であれば、吸込空気温度Ａに対し、Ｃ´点まで蒸
発温度を下げても、補助室内熱交換器７を除く主室内熱
交換器８の温度Ｔｃが空気温度であるため、室内温度が
下がりにくい。つまり、室内温度の低下を招くことな
く、除湿能力の増大が図れる。

【００５８】なお、補助室内熱交換器７のように熱交換
器面積が小さいと、蒸発温度を大きく下げたとしても、
十分な除湿能力が得られないのではないかと思われる
が、たとえば、補助室内熱交換器７と主室内熱交換器８
との熱交換器面積の比が１：５であるとすれば、室内熱
交換器全体の面積に占める補助室内熱交換器７の面積の
割合は１／６であり、その１／６のほぼ逆数に相当する
値に露点温度と蒸発温度との差があれば、室内熱交換器
全体で除湿する場合とほぼ同等の量の水分が結露する。
つまり、室内熱交換器全体で除湿する場合とほぼ同等の
除湿能力が得られる。

【００５９】図５の空気線図において、Ａ−Ｂ線とＡ−
Ｂ´線の各々の等エンタルピー線に直角な成分ＸとＸ´
は潜熱冷却能力（空気中の水分が水蒸気から水滴に変化
するための熱量）を示し、Ｂ−Ｃ線とＢ−Ｃ´線の各々
の等エンタルピー線に直角な成分ＹとＹ´は顕熱冷却能
力（空気が温度を下げるための熱量）を示す。

【００６０】この図から判るように、本実施例における
潜熱と顕熱の比の潜熱割合は、室内熱交換器全体で熱交
換する場合の潜熱と顕熱の比の潜熱割合に比べ、大きく
なる。（Ｘ／Ｙ）＜（Ｘ´／Ｙ´）。

【００６１】したがって、冷房時のように吹出し空気温
度の低下を生じることなく、十分な除湿能力が得られ
る。ところで、除湿運転の開始と同時にタイムカウント
ｔが開始され、そのタイムカウントｔが一定時間ｔ₁ に
達したとき、図１に破線で示すように、上下風向変更板
１１，１１の前縁部が水平線より上の位置に回動され
る。これにより、吹出口４から吹出される空気がそのま
ま吸込口２に流れるショートサーキットが形成され、吹
出風が居住域に届かない。

【００６２】したがって、居住域に風を到達させること
なく除湿を続けることができ、冷風感を受けない快適除
湿が可能である。ショートサーキットによって一部の空
気が連続して吸い込まれることになるが、空気中の水分
拡散速度は十分に大きいので、居住域の空気は拡散によ
り十分に除湿される。

【００６３】このショートサーキットの形成と同時に、
室内ファン９が低速度運転される。この低速度運転によ
り、吹出口４から吹出される空気が遠くに流れることな
く吸込口２へと流れ、ショートサーキットの形成が確実
となる。

【００６４】空気中の湿気は、拡散により移動するもの
であって、気流によって移動するものではない。このこ
とから、除湿運転中は室内ファン９を止めても除湿能力
が損なわれることはないが、室内ファン９を止めてしま
うと、吹出口４と上下風向変更板１１，１１との隙間か
ら冷気が下に下がっていくため、それを防ぐことも含め
て室内ファン９が低速度運転される。

【００６５】除湿運転の開始からショートサーキットを
形成するまでの一定時間ｔ₁ は、居住域の人が冷風感を
抱くまでにかかるおおよその時間である。除湿運転を弱
冷房として利用する人がいることを考慮し、冷風感が生
じるまでの時間はショートサーキットを形成せずに通常
の吹出しを行なうようにしている。

【００６６】また、ショートサーキットの形成に際して
は、上下風向変更板１１，１１が動かされるのと同時
に、左右風向変更板１０が左右中央の位置に設定され
る。吹出口４から吹出される空気は左右方向に拡がろう
とするので、ショートサーキットの形成が損なわれる心
配がある。そこで、左右風向変更板１０を吹出風が中央
に集中するように操作し、左右方向への空気の漏れを回
避してショートサーキットの形成を確実にしている。

【００６７】圧縮機２１の運転周波数Ｆに着目すると、
冷媒の蒸発が補助室内熱交換器７でのみ終わる制御であ
る点、しかも除湿運転そのものが室内温度のあまり高く
ない時季に選択されることが多い点などから、運転周波
数Ｆの実際値として冷房運転時などよりもはるかに低い
値が選択されている。したがって、消費電力の低減が図
れ、省エネルギ効果が得られる。

【００６８】補助室内熱交換器７の放熱フィンと主室内
熱交換器８の放熱フィンとの間に隙間が確保されて両放
熱フィンが非接触つまり熱的に分離された状態にあるの
で、除湿のための蒸発領域となる補助室内熱交換器７と
過熱領域となる主室内熱交換器８との間に十分な温度差
を確保することができ、よって高い除湿能力を確保でき
る。

【００６９】室内ユニット１の構成に関しては、前面に
吸込口２があり、上面にも吸込口３があり、これら吸込
口２，３に主室内熱交換器８の第１熱交換器８ａと第２
熱交換器８ｂとをそれぞれ対向させ、しかも室内ファン
９を囲むように両熱交換器８ａ，８ｂを逆Ｖ字状に配置
し、さらに第２熱交換器８ｂと上面の吸込口３との間に
補助室内熱交換器７を配置した構成であるから、室内ユ
ニット１の大形化を避けながら補助室内熱交換器７およ
び主室内熱交換器８に対する良好な通風経路を確保する
ことができ、これにより冷媒と吸込み空気との熱交換効
率が向上し、ひいては省エネルギ効果が得られる。

【００７０】電気ヒータ１７を作動させると、補助室内
熱交換器７および熱交換器８ａ，８ｂを経た空気を加熱
することができる。これにより、吹出風の温度調節が可
能であり、除湿時に室内に冷風が吹出される事態を確実
に防止できる。また、電気ヒータ１７の配設位置とし
て、熱交換器８ａ，８ｂと室内ファン９との間に存する
スペースを利用しているので、電気ヒータ１７の配設だ
けのために特別のスペースを設ける必要がなく、室内ユ
ニット１内の空間が有効利用されるとともに、熱交換器
８ａ，８ｂのそれぞれの頂点の直下にあるので、電気ヒ
ータ１７にドレン吸込口が滴下することがなく、水除け
部材１８と併せて電気ヒータ１７の安全性が確保でき
る。。

【００７１】なお、上記実施例では、除湿運転の開始か
ら一定時間ｔ₁ 後にショートサーキットを形成したが、
除湿運転の開始後、室内温度センサ１５で検知される室
内温度（吸込空気温度）Ｔａが所定値低下したところで
ショートサーキットを形成するようにしていもよい。ど
ちらも、居住域の人が冷風感を抱き始めるまでショート
サーキットの形成を待つ点で同じである。

【００７２】また、上記実施例において、補助室内熱交
換器７および主室内熱交換器８は、除湿運転時の作用に
ついて考慮すると、両者を除湿時の蒸発器として使用
し、補助室内熱交換器７で冷媒の蒸発が完了する蒸発域
として、主室内熱交換器８を過熱域としている。

【００７３】しかしながら、これに限ることなく、図６
に示すように、室内熱交換器５０を第１の熱交換器５１
と第２の熱交換器５２とで構成し、これら両熱交換器５
１，５２の間をキャピラリチューブ等の膨脹機構５３と
二方弁５４が介設され膨脹機構５３をバイパスするバイ
パス路５５とで接続した一般的な蒸発器と再熱器を用い
た除湿方式のものとしてもよい。なお、室内熱交換器５
０以外の冷凍サイクルにおいては図２と同一であるので
詳細な説明は省略する。

【００７４】そして、除湿運転時には、電動膨張弁２４
を全開とし、バイパス路５５の二方弁５４を閉として、
冷媒を実線矢印で示すように流すと、吸込空気が第２の
室内熱交換器５２から第１の熱交換器５１へと流れ、第
２の熱交換器５２が蒸発器として作用して吸込空気の除
湿・冷却を行ない、第１の室内熱交換器５１が再熱器と
して除湿・冷却された吸込空気を室温付近にまで加熱す
る。

【００７５】このような場合においても、除湿運転時に
ショートサーキットを形成すれば、居住域に風を到達さ
せることなく除湿を行なうことができ、冷風感のない快
適除湿が可能となる。

【００７６】さらに、図６の膨脹機構５３と二方弁５４
に代えて電子膨張弁を用いた冷凍サイクルでも同様の効
果を有する。その他、室内熱交換器を１パスもしくは２
パスで形成される、一般的な板状もしくは“く”の字状
の室内熱交換器としても、除湿時にショートサーキット
を形成することによって居住域に風を到達させることな
く除湿を行なうことができ、冷風感のない快適除湿が可
能となる。

【００７７】ところで、吹出口４に設ける上下風向変更
板１１，１１としては、図１に示した偏平形のものに限
らず、図７に示すような湾曲形のものを用いてもよい。
図７の上下風向変更板１１，１１は、実線の状態が水平
吹出位置、破線の状態がショートサーキット位置であ
り、ショートサーキット位置において図８に示す条件を
満足する。

【００７８】すなわち、上下風向変更板１１，１１は、
ショートサーキットの形成に際して吸込口２に対応する
側の前縁部１１ａにおいて、上面に沿う上面接線Ｌａが
水平線に対し角度αの仰角をなす形状を有する。この形
状により、上下風向変更板１１，１１の上面に沿う空気
の流れが図示破線矢印のように吸込口２のある上方に向
かい、ショートサーキットの形成が確実かつスムーズに
なる。

【００７９】しかも、上下風向変更板１１，１１は、シ
ョートサーキットの形成に際して左右風向変更板１０に
対応する側の後縁部１１ｂにおいて、下面に沿う下面接
線Ｌｂが水平線に対し角度βの仰角をなす形状を有す
る。この形状により、上下風向変更板１１，１１の下面
に沿って且つこの下面から剥離せずに空気が流れるよう
になり、下面に結露が生じない。室内への結露水の滴下
を未然に防ぐことができる。

【００８０】ここでの湾曲形状は必ずしも上下風向変更
板１１，１１の両方に採用する必要はなく、どちらか一
方のみの採用でもよい。なお、暖房時のように上下風向
変更板１１，１１が真下吹出位置に設定される場合に
は、せっかくの湾曲形状が空気の流れに対して邪魔とな
る可能性がある。対策として、図９および図１０に示す
ように、上下風向変更板１１，１１をそれぞれ前縁部１
１ａの部材と後縁部１１ｂの部材とに分け、両部材を互
いに回動自在に連結し、その連結部を中心に、かつ吹出
方向の違いに応じて、形状を変える構成がある。

【００８１】図９はショートサーキットの形成時であ
り、図８に示したものと同じ一連の湾曲形状が確保され
る。図１０は真下吹出位置であり、“く”の字形に屈曲
される。この屈曲により、真下方向への吹出し空気の流
れに対する抵抗が少なくなり、十分な吹出し風量を確保
できる。

【００８２】

【発明の効果】以上述べたように、第１の発明の空気調
和機は、除湿時、室内ユニットの吹出口から吹出される
空気がそのまま吸込口に流れるショートサーキットを形
成する構成としたので、居住域に風を到達させることな
く除湿を行なうことができ、冷風感のない快適除湿が可
能である。

【００８３】第２の発明の空気調和機は、第１の発明に
おいて、除湿運転時、室内熱交換器の一部で冷媒の蒸発
が終了するよう圧縮機および膨脹機構を制御する構成と
したので、さらに、室内温度低下のない除湿を行なうこ
とができる。

【００８４】第３の発明の空気調和機は、第１の発明に
おいて、除湿運転時、室内熱交換器の蒸発器部分および
再熱器部分のうち蒸発器部分で冷媒の蒸発が終了するよ
う圧縮機および膨脹機構を制御し、再熱器部分で冷却除
湿された空気を室温付近にまで加熱する構成としたの
で、さらに、室内温度低下のない除湿を行なうことがで
きる。

【００８５】第４の発明の空気調和機は、第１ないし第
３の発明のいずれかにおいて、ショートサーキットの形
成時に室内ファンを低速度運転する構成としたので、吹
出口から吸込口に空気が流れるショートサーキットの形
成が確実となる。

【００８６】第５の発明の空気調和機は、第１ないし第
３の発明において、室内熱交換器を経た空気を必要に応
じてヒータで加熱する構成としたので、さらに、除湿時
に室内に冷風が吹出される事態を未然に防止できる。

【００８７】第６の発明の空気調和機は、第５の発明に
おいて、室内ユニット内の第１熱交換器および第２熱交
換器と室内ファンとの間の空間にヒータを収容する構成
としたので、室内ユニット内の空間の有効利用が図れ
る。

【００８８】第７の発明の空気調和機は、第１の発明に
おいて、運転開始から一定時間後にショートサーキット
を形成する構成としたので、除湿運転を弱冷房として利
用することができる。

【００８９】第８の発明の空気調和機は、第１の発明に
おいて、運転開始後、室内温度Ｔａが所定値低下したと
ころでショートサーキットを形成する構成としたので、
除湿運転を弱冷房として利用することができる。

【００９０】第９の発明の空気調和機は、第１、第７、
および第８の発明いずれかにおいて、上下風向変更板に
よってショートサーキットを形成し、その形成を助ける
ように、左右風向変更板を吹出風が中央に集中するよう
に操作する構成としたので、吹出口から吸込口に空気が
流れるショートサーキットの形成が確実となる。

【００９１】第１０の発明の空気調和機は、第１、第
７、および第８の発明いずれかにおいて、風向変更板
を、ショートサーキットの形成に際し前縁部の上面接線
が水平線に対し仰角をなす形状としたので、吹出口から
吸込口に空気が流れるショートサーキットの形成が確実
かつスムーズになる。

【００９２】第１１の発明の空気調和機は、第１、第
７、第８、および第１０の発明いずれかにおいて、風向
変更板を、ショートサーキットの形成に際し後縁部の下
面接線が水平線に対し仰角をなす形状としたので、吹出
口から吸込口に空気が流れるショートサーキットの形成
時の風向変更板の下面への結露を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の室内ユニットの内部構成を断面して
示す図。

【図２】同実施例の冷凍サイクルの構成および制御回路
の構成を示す図。

【図３】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。

【図４】同実施例の冷凍サイクルのモリエル線図。

【図５】同実施例の冷凍サイクルによる空気線図。

【図６】図２の冷凍サイクルの変形例の構成を示す図。

【図７】図１の特に上下風向変更板の変形例の構成を示
す図。

【図８】図７における上下風向変更板の構成を具体的に
示す図。

【図９】図７における上下風向変更板の別の変形例の構
成を具体的に示す図。

【図１０】図９の上下風向変更板を真下吹出位置に設定
した状態を示す図。

【符号の説明】

１…室内ユニット、２…吸込口、３…吸込口、４…吹出
口、５…通風路、７…補助室内熱交換器、８…主室内熱
交換器、８ａ…第１熱交換器、８ｂ…第２熱交換器、９
…室内ファン、１０…左右風向変更板、１１，１１…上
下風向変更板、１１ａ…前縁部、１１ｂ…後縁部、１
３，１４…熱交換器温度センサ、１５…室内温度セン
サ、１７…電気ヒータ、２１…圧縮機、２２…四方弁、
２３…室外熱交換器、２４…電動膨張弁、３１…インバ
ータ回路、４０…制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富吉 賢一 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 小澤 哲朗 静岡県富士市蓼原336番地 東芝エー・ブ イ・イー株式会社内 (72)発明者 奥田 健志 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、室外熱交換器、膨脹機構、室内
   熱交換器を順次接続した冷凍サイクルと、 室内空気を前記室内熱交換器に通して循環させる室内フ
   ァンと、 この室内ファンおよび前記室内熱交換器を収容し、かつ
   室内空気の吸込口および室内熱交換器を経た空気の吹出
   口を有する室内ユニットと、 この室内ユニットの吹出口に設けられた風向変更板と、 前記圧縮機の吐出冷媒が室外熱交換器、膨脹機構、室内
   熱交換器を通って圧縮機に戻る冷房サイクルまたは除湿
   サイクルを形成し、冷房運転および除湿運転のいずれか
   を選択的に実行する制御手段と、 除湿運転時、前記風向変更板を操作して前記室内ユニッ
   トの吹出口から吹出される空気が同室内ユニットの吸込
   口に流れるショートサーキットを形成する操作手段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の空気調和機において、 前記制御手段は、除湿運転時、室内熱交換器の一部で冷
   媒の蒸発が終了するよう圧縮機および膨脹機構を制御す
   る、 ことを特徴とする空気調和機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の空気調和機において、 前記室内熱交換器は、蒸発器と再熱器とに分割され、 前記制御手段は、除湿運転時、前記蒸発器で除湿が終了
   し、再熱器で加熱するよう圧縮機および膨脹機構を制御
   する、 ことを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の空気調和機において、 前記操作手段によるショートサーキットの形成時、前記
   室内ファンを低速度運転するファン速度制御手段、 を設けたことを特徴とする空気調和機。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の空気調和機において、 前記室内熱交換器を経た空気を加熱するためのヒータ、 を設けたことを特徴とする空気調和機。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の空気調和機において、 前記室内ユニットは吸込口を前面および上面に有し、 前記室内熱交換器を第１熱交換器と第２熱交換器とに分
   けてその両熱交換器を前記室内ファンを囲むように逆Ｖ
   字状に配置し、かつ第１熱交換器を前記前面の吸込口に
   対向させ、第２熱交換器を前記上面の吸込口に対向さ
   せ、 前記第１熱交換器および第２熱交換器と前記室内ファン
   との間の空間に前記ヒータを設けた、 ことを特徴とする空気調和機。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の空気調和機において、 前記操作手段は、運転開始から一定時間後、風向変更板
   を操作する、 ことを特徴とする空気調和機。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の空気調和機において、 室内温度Ｔａを検知する温度検知手段を設け、 前記操作手段は、運転開始後、前記検知温度Ｔａが所定
   値低下したところで風向変更板を操作する、 ことを特徴とする空気調和機。
9. 【請求項９】 請求項１、請求項７、および請求項８の
   いずれかに記載の空気調和機において、 前記風向変更板は、上下風向変更板および左右風向変更
   板よりなり、 前記操作手段は、前記上下風向変更板の操作によりショ
   ートサーキットを形成し、同時に前記左右風向変更板を
   吹出風が中央に集中するように操作する、 ことを特徴とする空気調和機。
10. 【請求項１０】 請求項１、請求項７、および請求項８
    のいずれかに記載の空気調和機において、 前記風向変更板は、ショートサーキットの形成に際し前
    縁部の上面接線が水平線に対し仰角をなす形状である、 ことを特徴とする空気調和機。
11. 【請求項１１】 請求項１、請求項７、請求項８、およ
    び請求項１０のいずれかに記載の空気調和機において、 前記風向変更板は、ショートサーキットの形成に際し後
    縁部の下面接線が水平線に対し仰角をなす形状である、 ことを特徴とする空気調和機。