JPH10176837A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】室内熱交換器において、分流部から出口部に至
るまでの各流路における冷媒乾き度をほぼ同等とし、よ
って露付きのない快適空調を得られる空気調和機を提供
する。 【解決手段】冷媒を流通する冷媒配管Ｐからなる冷媒流
路が形成されるとともに熱交換空気が導通され、かつ２
列の冷媒配管を並設した第１の熱交換器部１７Ａと、３
列の冷媒配管を並設した第２の熱交換器部１７Ｂとから
なる室内熱交換器１７を備え、室内熱交換器の冷媒流路
途中に分流部ｅが設けられ、この分流部から室内熱交換
器出口部ｆ1 ，ｆ2 までの冷媒配管の本数は、第１の熱
交換器部側の冷媒配管本数よりも、第２の熱交換器部側
の冷媒配管本数を多く設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、室内熱交換
器における冷媒配管の構成を改良した空気調和機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に用いられる空気調和機は、被空
調室に配置される室内ユニットと、屋外に配置される室
外ユニットからなり、これらユニット相互を冷媒接続管
および電気配線で接続してなる。

【０００３】特に室内熱交換器においては、より熱交換
効率の向上を図り得るよう種々の構成が案出され、提供
されている。図４は、その一例である。１は圧縮機、２
は四方弁、３は室外熱交換器、４は電子式自動膨張弁、
５は室内熱交換器であり、これらは冷媒管を介してヒー
トポンプ式の冷凍サイクルを構成するよう連通される。

【０００４】上記室内熱交換器５は、第１の熱交換器部
５Ａと、第２の熱交換器部５Ｂとの組合わせからなる。
上記第１の熱交換器部５Ａは、ほぼ円弧状に形成され室
内ユニットの前面側に配置されている。上記第２の熱交
換器部５Ｂは、直状に形成され後面側に配置される熱交
換器部５b1と、この熱交換器部の上部側に平行に配置さ
れる補助熱交換器５b2とからなる。なお、この補助熱交
換器５b2に対して、上記第１の熱交換器部５Ａと第２の
熱交換器部５Ｂの直状熱交換器部５b1とで主熱交換器が
構成されることになる。

【０００５】各熱交換器部５Ａ，５Ｂとも、フィンＦに
冷媒配管Ｐが蛇行状に貫通してなる。そして、主熱交換
器を構成する第１の熱交換器部５Ａと，第２の熱交換器
部５Ｂのうちの直状熱交換器部５b2は、ともに冷媒配管
Ｐが２列並設される一方、補助熱交換器５b1では冷媒配
管Ｐは１列だけ設けられる。

【０００６】熱交換空気は、第１の熱交換器部５Ａと、
第２の熱交換器部５Ｂとに分かれて導かれる。したがっ
て、第１の熱交換器部５Ａに導かれる熱交換空気は、２
列並設された冷媒配管と熱交換をなし、第２の熱交換器
部５Ｂに導かれる熱交換空気は、補助熱交換器５b2およ
び直状熱交換器部５b1の、３列並設された冷媒配管と熱
交換をなす。

【０００７】室内熱交換器５における冷媒流路は、冷房
運転時において、補助熱交換器５b2の一端部が入口部ａ
となっていて、ここに一列直状の冷媒流路が形成され
る。他端部は第１の熱交換器部５Ａの前面側列で、上部
段の冷媒配管ＰとジャンピングパイプＰａを介して連通
される。

【０００８】冷媒流路は、ここから第１の熱交換器部５
Ａ最上端に延出され、さらに後面側最上端を介して下部
側へ延出され、中途部においてＴ字管である分岐部ｂに
連通される。

【０００９】分岐部ｂから分流後は、一方の冷媒流路は
第１の熱交換器部５Ａから出て別のジャンピングパイプ
Ｐｂを介して第２の熱交換器部５Ｂの直状熱交換器部５
b1に連通され、全ての冷媒配管を介して第１の出口部ｃ
1 に至る。分流後の他方の冷媒流路は第１の熱交換器部
５Ａの残りの冷媒配管を介して第２の出口部ｃ2 に至
る。第１，第２の出口部ｃ1 ，ｃ2 は外部において互い
に合流している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような第１の熱交
換器部５Ａである冷媒配管の２列並設部分と、第２の熱
交換器部５Ｂである冷媒配管の３列並設部分とから構成
される室内熱交換器５では、それぞれの熱交換器部５
Ａ，５Ｂに導かれる熱交換空気において通風抵抗の差が
生じる。すなわち、２列並設である第１の熱交換器部５
Ａにおける通風抵抗は小さく、３列並設である第２の熱
交換器部５Ｂにおける通風抵抗はこれよりも大きい。

【００１１】その影響で、分流部ｂで分流したあとの冷
媒流路における熱交換器の通風流量は、第１の熱交換器
部５Ａを導かれる通風流量が多く、第２の熱交換器部５
Ｂを導かれる通風流量がこれよりも少なく、分流後の熱
交換作用に不均一が生じ易い。すなわち、分流後では、
第１の熱交換器部５Ａ側の熱交換効率がより良くなる。

【００１２】また、分流後では、第１の熱交換器部５Ａ
の冷媒配管の本数（１２本）が、第２の熱交換器部５Ｂ
側へ導かれた冷媒配管の本数（１２本）と同一本数に形
成される。あるいは、第１の熱交換器部５Ａの冷媒配管
の本数が多い。

【００１３】図３（Ｂ）に、従来の冷房運転時における
室内熱交換器（蒸発器）の冷媒流路における冷媒蒸発温
度の特性を示す。図の三角印は第１の熱交換器部５Ａに
おける流路の変化、丸印は第２の熱交換器部５Ｂにおけ
る流路の変化である。

【００１４】距離０で示す分流点から３Ｔ前に至る間
は、各流路とも圧力損失が大きくて蒸発温度が低下の傾
向にある。３Ｔ前から出口部に至る後半では、第１の熱
交換器部５Ａ（三角印）側の流路では熱交換効率が良く
なるところから乾き度が大きくなって、１Ｔ前と出口部
とで大きなスーパーヒート量がとれる。

【００１５】その反面、第２の熱交換器部５Ｂ（丸印）
側の流路では通風抵抗が大きく、熱交換効率が良好でな
いため、さらに蒸発温度が低下し、１Ｔ前と出口部とで
スーパーヒートをほとんど確保することができない。

【００１６】したがって、第１の熱交換器部５Ａと熱交
換したあとの空気温度は、第２の熱交換器部５Ｂと熱交
換したあとの空気温度よりも極端に低くなり、温度差が
大きい空気が混合してミスト状態となり、ついには露付
きが生じる。そして、これらの露は送風路に滴下し、熱
交換空気とともに被空調室へ吹出されて、快適空調が損
なわれる恐れがある。

【００１７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、室内熱交換器におい
て、冷媒を分流する分流部から出口部までの冷媒配管構
造を限定することにより、分流部から出口部に至るまで
の各流路における冷媒乾き度をほぼ同等とし、よって露
付きのない快適空調を得られる空気調和機を提供しよう
とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するた
め、第１の発明の空気調和機は、請求項１として、冷媒
を流通する冷媒配管からなる冷媒流路が形成されるとと
もに熱交換空気が導通され、かつ２列の冷媒配管を並設
した第１の熱交換器部と、３列の冷媒配管を並設した第
２の熱交換器部とからなる室内熱交換器を備えた空気調
和機において、上記室内熱交換器の冷媒流路途中に分流
部が設けられ、この分流部から室内熱交換器出口部まで
の冷媒配管の本数は、上記第１の熱交換器部側の冷媒配
管本数よりも、上記第２の熱交換器部側の冷媒配管本数
を多く設定したことを特徴とする。

【００１９】請求項２として、請求項１記載の空気調和
機において上記第２の熱交換器部は、１列の冷媒配管を
設けた補助熱交換器と、２列の冷媒配管を並設した熱交
換器部とが並列配置されることを特徴とする。

【００２０】請求項３として、請求項１記載の空気調和
機において上記室内熱交換器は、上記第１の熱交換器部
と、第２の熱交換器部が逆Ｖ字状に配置されることを特
徴とする。

【００２１】上記目的を満足するため、第２の発明の空
気調和機は、請求項４として、冷媒を流通する冷媒配管
からなる冷媒流路が形成されるとともに熱交換空気が導
通され、かつ冷媒配管の列数の異なる複数の熱交換器部
から構成される室内熱交換器を備えた空気調和機におい
て、上記室内熱交換器の冷媒流路途中に分流部が設けら
れ、この分流部から室内熱交換器出口部までの冷媒配管
の長さは、列数の少ない熱交換器部に分流する冷媒配管
の長さよりも、列数の多い熱交換器部に分流する冷媒配
管の長さを長く設定したことを特徴とする空気調和機。

【００２２】上記目的を満足するため、第３の発明の空
気調和機は、請求項５として、冷媒を流通する冷媒配管
からなる冷媒流路が形成されるとともに熱交換空気が導
通され、かつ空気抵抗の異なる複数の熱交換器部から構
成される室内熱交換器を備えた空気調和機において、上
記室内熱交換器の冷媒流路途中に分流部が設けられ、こ
の分流部から室内熱交換器出口部までの冷媒配管の長さ
は、空気抵抗の小さい熱交換器部に分流する冷媒配管の
長さよりも、空気抵抗の大きい熱交換器部に分流する冷
媒配管の長さを長く設定したことを特徴とする。

【００２３】以上のような課題を解決するための手段を
備えることにより、請求項１ないし請求項５の発明にお
いて、分流を良好化して、分流部から出口部に至るまで
の各流路の冷媒の乾き度をほぼ同等とし、よって熱交換
したあとの空気温度の差を従来構成のものよりも小さく
して、露付きのない快適空調を得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図面を参照して説明する。図１に示すように、空気調和
機の室内ユニットが構成される。空気調和機本体である
ユニット本体１１は、前面パネル１２と後板１３とから
構成される。上記前面パネル１２の前面側にはグリル１
４が嵌め込まれた前部吸込み口１２ａが開口され、上面
にはグリル１５が嵌め込まれた上部吸込口１２ｂが開口
される。

【００２５】ユニット本体１１内には、各吸込口１２
ａ，１２ｂに亘って対向するよう緩やかな円弧状に曲成
されるエアーフイルタ１６と、逆Ｖ字状に形成される室
内熱交換器１７とが配置される。

【００２６】室内熱交換器１７は、前部吸込み口１２ａ
に対向する第１の熱交換器部１７Ａと、上部吸込み口１
２ｂに対向する第２の熱交換器部１７Ｂとから構成さ
れ、これらで逆Ｖ字状に形成される。

【００２７】上記第１の熱交換器部１７Ａは、ほぼ円弧
状に形成され前面側に配置されている。上記第２の熱交
換器部１７Ｂは、後面側に配置され直状に形成される熱
交換器部１７b1と、この熱交換器部の上面側、すなわち
上部側に平行に配置される補助熱交換器１７b2とからな
る。この補助熱交換器１７b2に対して、上記第１の熱交
換器部１７Ａおよび第２の熱交換器部１７Ｂの直状熱交
換器部１７b1とで、主熱交換器が構成されることにな
る。なお、これら熱交換器部１７Ａ，１７Ｂの流路構成
については後述する。

【００２８】上記第１の熱交換器部１７Ａの下部には前
ドレンパン１８ａが配置され、第２の熱交換器部１７Ｂ
の下部には後ドレンパン１８ｂが配置される。これら
前，後ドレンパン１８ａ，１８ｂは、上記後板１３に一
体に設けられる。

【００２９】逆Ｖ字状に形成される室内熱交換器１７の
内部位置、すなわち第１の熱交換器部１７Ａと第２の熱
交換器部１７Ｂとの間には、これら熱交換器部に覆われ
るようにして室内送風機１９が配置される。

【００３０】後板１３において、後ドレンパン１８ｂの
下部側は送風路２０が形成されており、この通風路と連
通する前面パネル２下部に吹出し口２１が開口される。
前ドレンパン１８ａは、この吹出し口２１の手前側端部
に沿って設けられ、後ドレンパン１８ｂは、上記送風路
２０の上部側に沿って設けられることになる。

【００３１】図２に示すように、上記室内熱交換器１７
は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、電子式自動
膨張弁４とともに冷媒管を介してヒートポンプ式の冷凍
サイクルを構成するよう連通されることは、従来と同様
である。

【００３２】室内熱交換器１７は、以下に述べるように
構成される。すなわち、室内熱交換器１７を構成する各
熱交換器部１７Ａ，１７Ｂとも、フィンＦに冷媒配管Ｐ
が蛇行状に貫通してなる。そして、主熱交換器を構成す
る第１の熱交換器部１７Ａと，第２の熱交換器部１７Ｂ
のうちの直状熱交換器部１７b1は、とも冷媒配管が２列
並設される一方、補助熱交換器１７b2では冷媒配管は１
列だけ設けられる。

【００３３】熱交換空気は、第１の熱交換器部１７Ａ
と、第２の熱交換器部１７Ｂとに分かれて導かれ、第１
の熱交換器部１７Ａに導かれる熱交換空気は、２列冷媒
配管と熱交換をなし、第２の熱交換器部１７Ｂに導かれ
る熱交換空気は補助熱交換器１７b2の１列および直状熱
交換器部１７b1の２列との、合計３列の冷媒配管と熱交
換をなすことも、変わりがない。

【００３４】室内熱交換器１７における冷媒流路は、冷
房運転時において、補助熱交換器１７b1の一端部が入口
部ｄとなり、この他端部からジャンピングパイプＰｃを
介して第１の熱交換器部１７Ａの前面側列で、中段の冷
媒配管に連通される。

【００３５】ここから上部側へ延出され、後面側に亘っ
て分流するＴ字管の分岐部ｅに連通される。分流後は、
第１の熱交換器部１７Ａの前面下部側へ延出されてから
最下端部を介して後面上部側へ延出され、中途部で出口
部ｆ1 に至る第１の流路ｇと、分流後に一旦、第１の熱
交換器部１７Ａの前面側に出てから最上端を経て第２の
熱交換器部１７Ｂの直状熱交換器部１７b1に連通され、
ここを一周して出口部ｆ2 に至る第２の流路ｈとからな
る。互いの出口部ｆ1 ，ｆ2 から外部において合流して
いることは、従来と同様である。

【００３６】上記第１の流路ｇにおいて、フィンを合計
１２本の冷媒配管Ｐが貫通している。上記第２の流路ｈ
において、フィンを合計１４本の冷媒配管Ｐが貫通して
いる。すなわち、第１の流路ｇの長さよりも第２の流路
ｈの長さが長く形成される。

【００３７】そして、第１の流路ｇが形成される第１の
熱交換器部１７Ａは、冷媒配管が２列並設される。第２
の流路ｈのほとんど大部分が形成される第２の熱交換器
部１７Ｂは、補助熱交換器１７b2の１列と、直状熱交換
器部１７b1の２列並設を合わせて、３列並設となる。こ
のことから、冷媒配管の列数の少ない第１の流路ｇの長
さよりも、冷媒配管の列数の多い第２の流路ｈの長さが
長く設定される、とも言える。

【００３８】また、第１の流路ｇは冷媒配管が２列並設
され、第２の流路ｈは３列並設されるから、ここを導通
する熱交換空気からみると、第１の流路ｇは空気抵抗が
小さく、第２の流路ｈは第１の流路ｇよりも空気抵抗が
大きい。

【００３９】したがって、分流部ｅから出口部ｆ1 ，ｆ
2 までの冷媒配管の長さは、空気抵抗の小さい第１の熱
交換器部１７Ａに分流する第１の流路ｇの長さよりも、
空気抵抗の大きい第２の熱交換器部１７Ｂに分流する第
２の流路ｈの長さが長く設定される、とも言える。

【００４０】このようにして構成される室内熱交換器１
７を備えた室内ユニットであり、冷房運転時は、圧縮機
１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが四方弁２を介して
室外熱交換器３に導かれ、凝縮液化する。

【００４１】この液冷媒は電子自動膨張弁４で断熱膨張
化し、室内熱交換器１７に導かれて後述するように蒸発
する。室内ユニットにおいては、室内送風機１９を駆動
して被空調室内空気を前部吸込口１２ａと上部吸込口１
２ｂからユニット本体１１内に吸込み、室内熱交換器１
７を通過して冷媒流路を導かれる冷媒と熱交換をなす。
熱交換した後の熱交換空気は、送風路２０に案内され吹
出口２１から被空調室内へ吹出される。

【００４２】上記室内熱交換器１７において、冷媒は補
助熱交換器１７b2を構成する冷媒配管Ｐを導通したあ
と、ジャンピングパイプＰｃを介して第１の熱交換器部
１７Ａに導かれ、ここに設けられる分流部ｅから第１の
流路ｇと、第２の流路ｈとに分流される。

【００４３】先に説明したように、上記第１の流路ｇは
１２本の冷媒配管Ｐを、かつ上記第２の流路ｈは合計１
４本の冷媒配管Ｐを連通してなるので、第１の流路ｇよ
りも第２の流路ｈが長い。

【００４４】そして、第１の流路ｇは冷媒配管を２列並
設し、第２の流路ｈは３列並設であるから、列数の少な
い第１の流路ｇの長さよりも、列数の多い第２の流路ｈ
の長い。

【００４５】また、空気抵抗の小さい第１の熱交換器部
１７Ａ側に分流する第１の流路ｇのよりも、空気抵抗の
大きい第２の熱交換器部１７Ｂに分流する第２の流路ｈ
が長い。

【００４６】以上の設定を前提にして、冷房運転時の室
内熱交換器（蒸発器）１７の実際の熱交換特性を実測し
てみる。図３（Ａ）に、その結果を示す。図の三角印は
第１の流路ｇの変化、丸印は第２の流路ｈの変化であ
る。

【００４７】距離０の分流部から３Ｔ前に至る間は、各
流路ｇ，ｈとも圧力損失が大きくて蒸発温度が低下の傾
向にある。３Ｔ前から出口部に至る後半では、第１の流
路ｇ（三角印）側では、空気抵抗が少なく、したがって
熱交換効率が良くなるところから乾き度が大きくなっ
て、１Ｔ前と出口部との間で大きなスーパーヒート量が
とれる。

【００４８】第２の流路ｈ側では空気抵抗が大きく熱交
換効率が漸次低下の傾向にあるが、１Ｔ前と出口部との
間の冷媒配管長が長くとれるところから、ここで熱交換
作用が継続して、比較的大きなスーパーヒート量がとれ
る。

【００４９】したがって、第１の熱交換器部５Ａと熱交
換したあとの空気温度と、第２の熱交換器部５Ｂと熱交
換したあとの空気温度との差が、従来構成の室内熱交換
器よりも接近する。温度差が小さい空気が混合してもミ
スト状態にはなり得ず、露付きの恐れがなく、快適空調
を得られることとなる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
冷媒流路途中の分流部から出口部まで、第１の熱交換器
部側の冷媒配管本数よりも、第２の熱交換器部側の冷媒
配管本数を多く設定した。

【００５１】請求項２の発明は、第２の熱交換器部は、
１列の冷媒配管を設けた補助熱交換器と、２列の冷媒配
管を並設した熱交換器部とが並列配置される。請求項３
の発明は、第１の熱交換器部と、第２の熱交換器部が逆
Ｖ字状に配置される。

【００５２】請求項４の発明は、冷媒流路途中の分流部
から出口部まで、列数の少ない熱交換器部に分流する冷
媒配管の長さよりも、列数の多い熱交換器部に分流する
冷媒配管の長さを長く設定した。

【００５３】請求項５の発明は、冷媒流路途中の分流部
から出口部まで、空気抵抗の小さい熱交換器部に分流す
る冷媒配管の長さよりも、空気抵抗の大きい熱交換器部
に分流する冷媒配管の長さを長く設定した。

【００５４】したがって、各請求項の発明とも、分流部
から出口部に至るまでの各流路における冷媒乾き度がほ
ぼ同等となり、各流路と熱交換したあとの空気温度の差
が、従来構成のものよりも小さくなって露付きの恐れが
なく、快適空調を得られる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す、空気調和機の室
内ユニットの縦断面図。

【図２】同実施の形態を示す、室内熱交換器の冷媒流路
構成と、冷凍サイクル構成を表す図。

【図３】（Ａ）は、本発明の室内熱交換器（蒸発器）に
おける冷媒流路と蒸発温度の特性図。（Ｂ）は、従来の
室内熱交換器（蒸発器）における冷媒流路と蒸発温度の
特性図。

【図４】従来の、室内熱交換器の冷媒流路構成と、冷凍
サイクル構成を表す図。

【符号の説明】

Ｐ…冷媒配管、１７Ａ…第１の熱交換器部、１７Ｂ…第
２の熱交換器部、１７…室内熱交換器、ｅ…分流部、ｆ
1 …出口部、ｆ2 …出口部、１７b2…補助熱交換器、１
７b1…直状熱交換器部。

フロントページの続き (72)発明者 川合 信夫 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 荒川 裕幸 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 田中 宏之 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 堀 繁典 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒を流通する冷媒配管からなる冷媒流路
   が形成されるとともに熱交換空気が導通され、かつ２列
   の冷媒配管を並設した第１の熱交換器部と、３列の冷媒
   配管を並設した第２の熱交換器部とからなる室内熱交換
   器を備えた空気調和機において、 上記室内熱交換器の冷媒流路途中に分流部が設けられ、
   この分流部から室内熱交換器出口部までの冷媒配管の本
   数は、上記第１の熱交換器部側の冷媒配管本数よりも、
   上記第２の熱交換器部側の冷媒配管本数を多く設定した
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】上記第２の熱交換器部は、１列の冷媒配管
   を設けた補助熱交換器と、２列の冷媒配管を並設した熱
   交換器部とが並列配置されることを特徴とする請求項１
   記載の空気調和機。
3. 【請求項３】上記室内熱交換器は、上記第１の熱交換器
   部と、第２の熱交換器部が逆Ｖ字状に配置されることを
   特徴とする請求項１記載の空気調和機。
4. 【請求項４】冷媒を流通する冷媒配管からなる冷媒流路
   が形成されるとともに熱交換空気が導通され、かつ冷媒
   配管の列数の異なる複数の熱交換器部から構成される室
   内熱交換器を備えた空気調和機において、 上記室内熱交換器の冷媒流路途中に分流部が設けられ、
   この分流部から室内熱交換器出口部までの冷媒配管の長
   さは、列数の少ない熱交換器部に分流する冷媒配管の長
   さよりも、列数の多い熱交換器部に分流する冷媒配管の
   長さを長く設定したことを特徴とする空気調和機。
5. 【請求項５】冷媒を流通する冷媒配管からなる冷媒流路
   が形成されるとともに熱交換空気が導通され、かつ空気
   抵抗の異なる複数の熱交換器部から構成される室内熱交
   換器を備えた空気調和機において、 上記室内熱交換器の冷媒流路途中に分流部が設けられ、
   この分流部から室内熱交換器出口部までの冷媒配管の長
   さは、空気抵抗の小さい熱交換器部に分流する冷媒配管
   の長さよりも、空気抵抗の大きい熱交換器部に分流する
   冷媒配管の長さを長く設定したことを特徴とする空気調
   和機。