JPS6030682Y2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は簡単な冷凍回路で冷房と除湿の各個運転を容易
に行うことができる新規な構造の空気調和機に関する。

冷房と除湿の運転を個別に行わせ得る従来の空気調和機
は第４図に回路を示すように凝縮器Ａ。

蒸発器兼用再熱器８間にバイパス回路付冷房用キャピラ
リーチューブＣを設けると共に、蒸発器兼用再熱器Ｂ、
蒸発器り間にバイパス回路付除湿用キャピラリーチュー
ブＥを設けてなる構成であって、冷房運転は電磁弁Ｆを
閉止、電磁弁Ｇを開放操作する一方、除湿運転は逆に電
磁弁Ｆを開放、電磁弁Ｇを閉止操作するようにしていた
。

かかる回路構成は構成部材が多く、また回路が複雑とな
って装置コストの高騰につながる欠点があった。

また、上記構造の他に、第５図に示す如く室内側ユニッ
トに１個の三方電磁弁１を用いた冷媒回路を提案されて
いるが、これも第４図々示回路同様、冷房と除湿の切換
えを行う際に、蒸発器兼用再熱器として機能する室内側
熱交換器Ｂ′で高・低圧切換えによって冷媒ショック音
を発生し、利用者に不快感を与えて好ましくなかった。

このように従来のこの種空気調和機が種々の欠陥を有し
ている現状に鑑みて、本考案はその欠陥の解消をはかろ
うとして威されたものであって、特に室外側に設けた１
個の電磁弁を開閉制御することによって２分割した室内
コイルの一方を過冷却器若しくは凝縮器として作用させ
て、冷房と除湿の個別運転を容易に行わせ得る如くした
構成を特徴とする。

以下に本考案の１例の具体的内容につき添付図面を参照
しつつ詳細に説明する。

第１図において二点鎖線で区分した左半部は室外ユニッ
ト、右半部は室内ユニットである。

前記室外ユニットには圧縮機１．室外コイル２および冷
媒量調節装置ならびに室外ファン７が夫々具備されてお
り、一方、室内ユニットには第１室内コイル３．冷房・
除湿兼用のメインキャピラリーチューブ４、蒸発器とし
て作用する第２室内コイル５ならびに室内ファン６が夫
々具備されている。

そして、前記圧縮機１の吐出側と吸入側との間に、室外
コイル２．第１室内コイル３．メインキャピラリーチュ
ーブ４．第２室内コイル５の順に、これらを直列接続す
ると共に、前記室外コイル２から第１室内コイル３に至
る高圧ラインから分岐し、圧縮機１の吸入側に至るバイ
パス回路８を設けて、該バイパス回路８に開閉弁９例え
ば電、磁弁、液溜め容器１０及びバイパス用キャピラリ
ーチューブ１１を、前記分岐側から記載順の直列に夫々
介設して冷媒回路を形成する。

しかして、前記電磁弁９と液溜め容器１０とバイパス用
キャピラリーチューブ１１とを介設したバイパス管８に
よって前記冷媒量調節装置を構威し、前記電磁弁９を閉
止した場合には、室外コイル２から流出する冷媒全量が
第１室内コイル３に流入する。

一方、前記電磁弁９を開放した場合には、室外コイル２
から流出する冷媒は第１室内コイル３とバイパス管８と
に分流し、前記バイパス管８に流入した冷媒は液溜め容
器１０を経てバイパス用キャピラリーチューブ１１で減
圧された後、圧縮機１に吸入される。

従って、前記電磁弁９を開放すると、まもなく液溜め容
器１０内に所定量の液冷媒が貯溜する。

しかして前記液溜め容器１０は、循環冷媒量を調節する
ための液溜め作用を主たる機能としているものであって
、例えば前記キャピラリーチューブ１１に接続して容器
内を垂直に立上らせた配管の開口端から下方の容器内部
を液溜め部に形成している。

なお、前記室外ユニットは、前記液溜め容器１０とは別
に、液戻りを防止するための気液分離を目的とする公知
のアキュムレータを吸入ラインに設けるようにしても勿
論差支えない。

又、室内ユニットの具体構造を第２図に示しているが、
第２図は室内ユニットの断面図であって第２図図示ケー
シング１２左側を室内ユニット前面となし、該前面上部
に吸込口１３を、下部に吹出口１４を設け、吸込口１３
内方に第２室内コイル５を傾斜状に配設し、さらに第２
室内コイル５下方で吹出口１４内方のケーシング１２内
に、室内ファンとしてクロスフローファン６を配設する
。

そして、第１室内コイル３を前記第２室内コイル５前方
のケーシング１２内上部で、かつ第２室内コイル５前面
上部に沿わして配設する。

これら第１，２室内コイル３，５の冷媒流通方向は、第
２図の如く室外コイル２からの冷媒は第１室内コイル３
上部に入り、第１室内コイル３内を流れ、下部からメイ
ンキャピラリーチューブ４を介し、第２室内コイル５前
面中間から該室内コイル５に入る。

そして、第２室内コイル５内を第２図の如く流れ、前面
中間から流出し、室外ユニットの圧縮機１吸入側に流れ
る様に形成する。

又、第１室内コイル３の熱交換面積の大きさは、第２図
の如く第２室内コイル５あるいは室外コイル２に比して
かなり小さくする。

例えば、第２室内コイル５の熱交換面積を１とすれば、
前記第１室内コイル３は、約０．１２５で、このとき室
外コイル２は約１．３である。

なお、前記第１，２室内コイル３，５は共にクロスフィ
ンコイルであってもよいが、例えば一方の第１室内コイ
ル３として、チューブ周囲に針状フィンを周設して戒る
針状フィン付チューブをコイル状に形成した熱交換器を
用いれば第１室内コイル３をよより小形にできる。

従って、ケーシング１２内の第２室内コイル５前方の空
間を小さくでき、ケーシング１２の奥行を小さくできる
。

さらに第３図に例示す如く、共通の管板間に多段多列で
橋架した伝熱管に対し四方形状のクロスフィンを大小２
分して、それ等フィン間の直接的な熱伝導が威されない
ようにした一体型のクロスフィンコイルを用いて小面積
側のものを第１室内コイル３に、大面積側のものを第２
室内コイル５に利用する形態のものも勿論適用可能であ
る。

以上の構成になる空気調和機の運転態様につき次に説明
する。

冷房運転時には電磁弁９を閉止して、冷媒量調節装置を
非作動にする。

冷凍サイクル系は所定量の冷媒が循環流して高圧ガス冷
媒は室外コイル２で略々全量が凝縮液化し、次いで第１
室内コイル３で室内循環空気の一部によって過冷却され
た後、キャピラリーチューブ４で減圧し、第２室内コイ
ル５で蒸発気化してから圧縮機１に至り、冷房サイクル
が完成する。

このとき、メインキャピラリーチューブ４直前の冷媒の
状態は完全に液化しており、かつ過冷却された状態であ
り、この状態をいわゆる液シールという。

この冷房運転において、室内循環空気の一部は過冷却器
として作用する第１室内コイル３により加熱されること
となるが、第１室内コイル３を流れる冷媒温度は相当低
下していることから、吸込空気温度との温度差は小さく
、しかも第１室内コイル３のの熱交換面積もかなり小さ
いということから前記加熱量は僅かである。

しかも、この室内循環空気に対する加熱は、第２室内コ
イル５の冷却能力の増大により略々相殺されるので、冷
房能力はほとんど低下しない。

即ち、第２室内コイル５人口側の室内循環空気の温度は
、第１室内コイル３での加熱により温度（から桜に上昇
し、第２室内コイル６における冷媒の蒸発温度と循環空
気温度との温度差が増大すると共に、第１室内コイル３
出口における冷媒の過冷却が増大し、第２室内コイル５
に流入する冷媒中の液の割合が増大するということによ
り、第２室内コイル５の冷却能力が増大する。

この増大分は、第２室内コイル５人口側の室内循環空気
温度が上昇するに伴って必要となる冷却能力の増加分に
ほぼ等しく、あたかも循環空気を介して間接的に第１室
内コイル３の冷媒と第２室内コイル５の冷媒との間で熱
の受授を行なった状態を呈することとなって、室内循環
空気に対する第１室内コイル３における加熱器は、第２
室内コイル５における冷却能力の増大分により相殺され
、冷房能力にほとんど低下しない。

この冷房運転間、液溜め容器１０内の液冷媒はバイパス
用キャピラリーチューブ１１を介して低圧側に流出し、
液溜め機能は発揮されない状態となっている。

一方、除湿運転時には、電磁弁９を開放して、冷媒量調
節装置を作動させる。

この場合、室外ファン７を低速に切換えて風量を低下さ
せる。

高圧ラインの液冷媒は一部バイパス回路８に流入し、バ
イパス用キャピラリーチューブ１１の抵抗によって、徐
々に液溜め容器１０内では貯溜液冷媒が増量してくる。

かくしてメインキャピラリーチューブ４直前における冷
媒の状態はフラッシュ状態となり、該キャピラリーチュ
ーブ４における冷媒の流通抵抗が著しく増大して第１，
２室内コイル３，５を流通する冷媒量が減少してくる。

その結果、所謂ガス欠運転となり、低圧が低下して高圧
も下ろうとする傾向になる。

しかし乍ら室外ファン７を低風量にしたので高圧は下ら
ず、一定となり、室外コイル２の能力低下分は第１室内
コイル３の加熱能力分として確保される。

なお、メインキャピラリーチューブ４直前の液ガス混合
割合は第１室内コイル３と第２室内コイル５との能力が
略々見合う程度となるよう設計の段階で規定することが
できる。

かくして第２室内コイル５の冷媒流量が小となり、該コ
イル５の有効蒸発面積が下流側から徐々に減少し、つい
には第２図で斜線示する略々下半分の熱交換部が過熱領
域となり、その後は第１室内コイル３流過直後の空気温
度ｔ２によって過熱を受けるが、過熱領域であるがため
に、熱貫流率が低いことと熱落差が少ないこととによっ
て熱交換量は極めて少い。

従って蒸発器として作用する第２室内コイル５は冷房時
の略々半分以下の冷却能力に減少したのと同じこととな
り、第１室内コイル３の加熱能力とはＳ゛均衡る。

又、加熱器として作用する第１室内コイル３を通過した
空気は略々温度もを保持したまま第２室内コイル５を通
過して再熱に寄与する。

この高温空気（温思。

の空気）と、第２室内コイル５の下半部を通過して冷却
脱湿された低温空気（温度ちの空気）とは混合して実質
的に顕熱が変化しないドライ空気となって室内に送出さ
れ、除湿が効果的になされるのである。

なお、以上の除湿運転において室外ファン７の送風能力
を低下させているのは、高圧低下により、循環量の減少
からくる除湿機能の逸失を防止する上に極めて好適であ
るが、室外ファン７の風量調節を行わなくても冷房・除
湿の運転は十分可能である。

また、第１室内コイル３と第２室内コイル５との配置関
係は前記両側に示した如き、第１室内コイル３を上流側
に設ける構造に限定されるものではなく、逆に第１室内
コイル３を下流側に配置しても良く、この場合は第２図
において、第２室内コイル５の下半部即ち上流側となる
部分の直後部に設けることが好適である。

本考案は以上の説明により明らかな如く、圧縮機１の吐
出側と吸入側との間に、室外コイル２゜第１室内コイル
３．メインキャピラリーチューブ４、第１室内コイル３
に比し熱交換面積が大きい第２室内コイル５を、記載順
に直列接続して冷媒回路を形成すると共に、室外ファン
７及び室内ファン６を設け、室外コイル２を室外ファン
７の空気通路中に配設し、前記第１室内コイル３と前記
第２室内コイル５とを室内ファン６の空気通路中に配設
し、前記室外コイル２から前記第１室内コイル３に至る
高圧ラインから分岐し、圧縮機１の吸入側に至るバイパ
ス回路８を設けて、該バイパス回路８にバイパス用キャ
ピラリーチューブ１１を介設すると共に、該バイパス用
キャピラリーチューブ１１と前記高圧ラインとの間のバ
イパス回路８に開閉弁９及び液溜め容器１０を介設する
一方、前記冷媒回路に充填されている冷媒量を、前記開
閉弁９の閉時に前記メインキャピラリーチューブ４直前
における冷媒の状態が液シール状態となる量となし、さ
らに、前記液溜め容器１０の内容積を、前記開閉弁９を
開いて前記冷媒回路内の液冷媒を前記液溜め容器１０内
に貯溜することにより、前記メインキャピラリーチュー
ブ４直前における冷媒の状態をフラッシュ状態となし得
る大きさとした構成であって、１個の開閉弁９の開閉操
作によって除湿と冷房の運転選択が可能であるから、キ
ャピラリーチューブと開閉弁を各２個使用したり、ある
いは三方電磁弁などの制御弁を回路中に設けねばならな
かった従来のこの種空気調和機に比して、回路構成が極
めて単純化され装置コストの低減効果は大である。

しかも簡易回路でありながら冷房・除湿運転が行え、除
湿専用減圧器、三方切換弁等の制御弁が冷媒流通主ライ
ンに不要となって、運転切換時のショック音を一切排除
し、静粛運転が果せる等積々の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案空気調和機の１例に係る装置回路図、第
２図および第３図は本考案の各側に係る室内ユニットの
略示構造図、第４図および第５図は従来の空気調和機各
側の装置回路図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・室外コイル、３
・・・・・・第１室内コイル、４・・・・・・メインキ
ャピラリーチューブ、５・・・・・・第２室内コイル、
６・・・・・・室内ファン、７・・・・・・室外ファン
、８・・・・・・バイパス回路、９・・・・・・開閉弁
、１０・・・・・・液溜め容器、１１・・・・・・バイ
パス用キャピラリーチューブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機１の吐出側と吸入側との間に、室外コイル２、第
   １室内コイル３、メインキャピラリーチューブ４、前記
   第１室内コイル３に比し熱交換面積が大きい第２室内コ
   イル５を、記載順に直列接続して冷媒回路を形成すると
   共に、室外ファン７及び室内ファン６を設け、前記室外
   コイル２を前記室外ファン７の空気通路中に配設し、前
   記第１室内コイル３と前記第２室内コイル５とを前記室
   内ファン６の空気通路中に配設し、前記室外コイル２か
   ら前記第１室内コイル３に至る高圧ラインから分岐し、
   圧縮機１の吸入側に至るバイパス回路８を設けて、該バ
   イパス回路８にバイパス用キャピラリーチューブ１１を
   介設すると共に、該バイパス用キャピラリーチューブ１
   １と前記高圧ラインとの間のバイパス回路８に開閉弁９
   及び液溜め容器１０を介設する一方、前記冷媒回路内に
   充填されている冷媒量を前記開閉弁９の閉時に前記メイ
   ンキャピラリーチューブ４直前における冷媒の状態が液
   シール状態となる量となし、さらに前記液溜め容器１０
   の内容積を、前記開閉弁９を開い前記冷媒回路内の液冷
   媒を前記液溜め容器１０内に貯溜することにより、前記
   メインキャピラリーチューブ４直前における冷媒の状態
   をフラッシュ状態となし得る大きさとしたことを特徴と
   する空気調和機。