JPS6341771A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、輻射パネルと空気熱交換用熱交換器とを有す
るヒートポンプ式の空気調和機に係り、特に二段の圧縮
冷凍サイクルを有する空気調和機に関する。

（従来の技術） 従来、輻射パネルと空気加熱熱交換器とを備え、輻射熱
と空気の対流とにより室内暖房を行なうようにしたヒー
トポンプ式の空気調和機は一般に知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで一般に、ヒートポンプ式の空気調和機を用い、
対流と輻射とにより室内暖房を行なう場合、対流分を主
にすることが有利である。

ザなわら、ヒートポンプは成績係数が３〜４程度と高く
、非常に効率的に＠房を行なうことができるが、輻射パ
ネルを高温にして放出熱量を高くしようとする場合には
、従来の一段圧縮冷凍サイクルでは、空気加熱熱交換器
の圧力も同時に高くなってしまい、高圧縮比運転となっ
てＣｏＰが低下してしまう。

そこで一部では、電気ヒータ等により高温を（ワる方法
が提案されているが、いずれもＣＯＰが低く効率的でな
いため実用的でない。

本発ｌはかかる現況に鑑みなされたもので、暖房時に、
輻射パネルの温度を上げて熱輻射伍を増大させ、空気加
熱との併用により高い快適性および効率を得ることがで
きる空気調和機を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、室外熱交換器、コンプレッサ、室内熱交換器
、および気液分離器を有する第１段圧縮部と、コンプレ
ッサおよび室内熱交換器を有し前記気液分離器を介して
第１段圧縮部に接続される第２段圧縮部とを端え、前記
第１段圧縮部の室内熱交換器を、空気熱交換用として用
いるとともに、第２段圧縮部の室内熱交換器を、輻射熱
用として用いるようにしたことを特徴とする。

（作　用） 本発明に係る空気調和機においては、暖房時に、第１段
圧縮部のコンプレッサで圧縮された冷媒は、中圧ガスと
なって第１段圧縮部の室内熱交換器に供給され、ここで
室内空気の加熱を行ない、加熱された室内空気は室内を
対流する。この室内熱交換器で凝縮した冷媒は、気液分
離器に供給されて気体と液体とに分離され、そのうちの
液体は、第１段圧縮部の室外熱交換器に供給される。

一方、気液分離器内の気体は、第２段圧縮部のコンプレ
ッサで中圧ガスとして吸引され、ここで圧縮されて高圧
ガスとなる。この高圧ガスは、第２段圧縮部の全内熱交
換器に送られて輻射パネルを加熱し、この加熱により凝
縮した冷媒は、前記気液分離器に戻される。このため、
第１段圧縮部の室内熱交換器の圧力を高くすることなく
、輻射パネルを高温にすることが可能となる。

（実施例） 以下本発明の一実滴例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る空気調和機の一例を示すもので、
この空気調和機は、空気加熱を行なう第１段圧縮部１と
、輻射パネルを加熱する第２段圧縮部２とから構成され
ている。

前記第１段圧縮部１は、第１図に示すように冷媒を圧縮
して中圧ガスと１ｙるコンプレッサ３およびこのコンプ
レッサ３からの中圧ガスが供給されて室内空気を加熱す
る室内空気熱交換器４を備えており、室内空気熱交換器
４で凝縮した冷媒は、エコノマイザ５に導びかれるよう
になっている。

このエコノマイザ５は気液分離器で、第１図に示すよう
に上部に気体６が、また下部に液体７がそれぞれ貯留さ
れる構造になっている。そして前記液体７は、第１図に
示すように絞り８を通って低圧化されるとともに、室外
熱交換器９で熱交換がなされ、その後前記コンプレッサ
３に戻されるようになっている。上記室内空気熱交換器
４と室外熱交換器９には図示しないファンが設けられて
いる。

一方、前記エコノマイザ５の気体６は、第１図に示すよ
うに第２段圧縮部２のコンプレッサ１０により中圧ガス
として吸引され、コンプレッサ１０での圧縮により高圧
ガス化された後、輻射用室内熱交換器１１に送られて図
示しない輻射パネルを加熱するようになっている。そし
て、この輻射用室内熱交換器１１で凝縮した冷媒は、第
１図に示すように絞り１２で減圧された後、前記エコノ
マイザ５に戻されるようになっている。

第２図は、第１図に示す空気調和機による暖房時のモリ
エル線図であり、縦軸に冷媒の圧力ｐ、横軸に冷媒のエ
ンタルピｉをとって示されている。

以下第２図を参照して本実施例の作用を説明する。

冷媒は、まず第１段圧縮部１のコンプレッサ３により圧
縮されて中圧ガスとなる。すなわち、第２図に符号ａで
示ザように等エントロピ圧縮がなされる。この中圧ガス
は、室内空気熱交換器４に導びかれ、室内空気との熱交
換により凝縮する。

すなわち、第２図に符号すで示すように圧カ一定の下で
の凝縮がなされる。

室内空気熱交換器４で凝縮した冷媒は、エコノマイザ５
に導びかれて気体６と液体７とに分離され、液体７は、
絞り８を通って低圧化される。すなわち、第２図に符号
Ｃで示すように断熱膨部がなされる。低圧化された冷媒
は、その後室外熱交換器９に導びかれ、第２図に符号ｄ
で示すようにこの室外熱交換器９で等圧蒸発がなされる
。そしてその後、再びコンプレッサ３に戻される。

一方、エコノマイザ５内の気体６は、第２段圧縮部２の
コンプレッサ１０により中圧ガスとして吸引され、第２
図に符号ｅで示すようにコンプレッサ１０での等エント
ロピ圧縮により高圧ガス化される。この冷媒は、ｔ１射
用熱交換器１１での熱交換による輻射パネル（図示せず
）の加熱により、第２図に符号ｆで示すように圧カー足
下で凝縮し、さらに絞り１２により第２図に符号ｑで示
すように断熱膨部がなされて減圧され、その後エコノマ
イザ５に戻される。

しかして、第１段圧縮部１の室内空気熱交換器４で空気
加熱を行なうとともに、第２段圧縮部２の輻射用熱交換
器１１で輻射パネル（図示せず）の加熱を行なうように
しているので、空気のみを加熱する場合に比較して体感
（１ｍｍ悪感が向上し、トータル熱エネルギを減少させ
ることができる。

すなわち、例えば対流のみで暖房した場合の２１℃と、
輻射を併用した場合の１５℃とは同一快適度となり、室
温を下げて省エネルギ化を図ることができる。また輻射
パネルを高温にしても、室内空気熱交換器４は高圧とな
らず、一段圧縮の場合に比較して効率を向上させること
ができる。このため、トータル熱量が同等であっても消
費電力は減少し、トータルＣＯＰが高くなる。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、各圧縮部１
．２のコンプレッサ３．１０の出入口部に四方弁１３．
１４をそれぞれ設け、各四方弁１３．１４の切換により
、冷暖房および除湿を行なうことができるようにしたも
のである。

すなわち、第１段圧縮部１のコンプレッサ３と室内空気
熱交換器４および室外熱交換器９との間には、第３図に
示すように四方弁１３が設置されており、この四方弁１
３を暖房側に切換えることにより、コンプレッサ３から
の中圧ガスが室内空気熱交換器４に送られて前記実ｍ例
ＩｒＡ様室内空気の加熱がなされるようになっている。

また前記四方弁１３を冷房側に切換えることにより、コ
ンプレッサ３からの中圧ガスは室外熱交換器９に送られ
て放熱され、さらに絞り８およびエコノマイザ５を介し
Ｔ内空気熱交換Ｐ３４に送られて室内の冷房を行なうよ
うになっている。

一方、第２段圧縮部２のコンプレッサ１０とエコノマイ
ザ５および輻射用熱交換器１１との間には、第３図に示
ずように四方弁１４が設置されており、この四方弁１４
を暖房側に切換えることにより、コンプレッサ１０から
の高圧ガスが輻射用熱交換器１１に送られて前記実施例
同様輻射加熱がなされるようになっている。また前記四
方弁１４を冷房側に切換えることにより、コンプレッサ
１０からの高圧ガスはエコノマイザ５に送られて冷却さ
れ、さらに絞りを介し輻射用熱交換器１１に送られて輻
射パネル（図示せず）による低温輻射吸熱が行なわれる
ようになっている。

また前記両画方弁１３．１４を冷暖１逆の側に切換える
ことにより、室内の除湿が行なわれるようになっている
。すなわち輻射用熱交換器１１をコンデンサと、室内空
気熱交換器４をエバポレータと、あるいは輻射用熱交換
器１１をエバポレータと、室内空気熱交換器４をコンデ
ンサとする。

第４図は第３図に示す空気調和機による冷房時のモリエ
ル線図であり、縦軸に冷媒の圧力ｐ１横軸に冷媒のエン
タルピｉをとって示されている。

以下第４図を参照して本実施例の冷房時の作用を説明す
る。

冷媒は、まず第１段圧縮部１のコンプレッサ３により、
第４図に符号Ａで示すように等エントロピ圧縮がなされ
て中圧ガスとなる。この中圧ガスは室外熱交換器９に導
びかれ、第４図に符号りで示すように室外熱交換器って
圧カ一定の下での凝縮がなされる。

空鉢熱交換器９で凝縮した冷媒は、絞り８において第４
図に符号Ｃで示すように断熱膨張がなされ、さらにエコ
ノマイザ５を介して室内空気熱交換に４に送られ、第４
図に符号Ｂで示すようにこの室内空気熱交換器４で等圧
蒸発がなされる。そしてその後、再びコンプレッサ３に
戻される。

一方、第２段圧縮部２においては、第４図に符号Ｅで示
すようにコンプレッサ１０により冷媒の等エントロピ圧
縮がなされ、さらにエコノマイザ５を介し絞り１２に送
られて、第４図に符号Ｇで示すように断熱ｆｉ服がなさ
れて減圧される。減圧された冷媒は、（の後輻射用熱交
換器１１に送られ、第４図に符号Ｆで示すように輻射用
熱交換器１１で等圧蒸発がなされて輻射パネル（図示せ
ず）による低温輻射吸熱が行なわれる。そしてその侵、
再びコンプレッサ１０に戻される。

しかして、一段圧縮または二段圧縮による冷房がなされ
、効率的な冷コが可能となる。

第５図ないし第９図は、本発明のさらに他の実施例をそ
れぞれ示すもので、室内空気熱交換器４と輻射用熱交換
器１１とを同一の室内ユニット２ｏ内に組込み、この室
内ユニット２０の前面に輻射パネル２１を配するように
したものである。

上記輻射パネル２１は、アルミニウムまたは鉄の板側の
裏側に冷媒パイプを接触するように設けて作られている
。

すなわら、第５図に示すものは、室内ユニット２０の前
面に輻射パネル２１が配されており、その上下部には０
、室内空気熱交換器４の空気吹出口２２および空気吸込
口２３がそれぞれ配されている。

また第６図に示すものは、室内ユニット２０の前面に、
そのほぼ全域に口って輻射パネル２１が配されており、
また室内ユニット２０の上下面には、室内空気熱交換器
４の空気吹出口２２および空気吸込口２３がそれぞれ設
けられている。

また第７図に示すものは、！内ユニット２０の前面中央
部に輻射パネル２１が配されており、また室内ユニット
２０の前面上下部および上面には、室内空気熱交換器４
の空気吹出口２２が、また室内ユニット２０の両側面に
は、室内空気熱交換器４の空気吸込口２３がそれぞれ設
けられている。

また第８図に示すものは、室内ユニット２０の前面に輻
射パネル２１が配されており、また室内ユニット２０の
前面下部の斜めカット部には室内空気熱交換器４の空気
吹出口２２が、また室内ユニット２０の上面には、室内
空気熱交換器４の空気吹出口２３がそれぞれ設けられて
いる。

さらに第９図に示すものは、室内ユニット２０の前面に
輻射パネル２１が配されており、その上部には、室内空
気熱交換器４の空気吸込口２３が、また室内ユニット２
０の下面には、室内空気熱交換器４の空気吹出口２２が
それぞれ設けられている。

しかして、室内空気熱交換器４の空気吹出口２２および
空気吸込口２３を、室内ユニット２０の前面中央部を避
けて配することにより、室内ユニット２０の前面に輻射
パネル２１を配することが可能となる。このため、輻射
パネル２１の面積を大きくとることができ、輻射熱１を
増大させることができる。また輻射パネル２１が室内居
住者に対面することになるため、輻射伝熱の立体角が大
きくなり、輻射エネルギが有効に人体に伝えられる。そ
して、室内ユニット２０の上下面および両側面等の直接
人体に対向しない面の輻射重化には、立体角が微少とな
るので輻射の効果は少なく、この面に空気吹出口２２お
よび空気吸込口２３を配することで、合理的で安価な機
器が得られる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、第１段圧縮部と第２段圧
縮部とを備え、第１段圧縮部の室内熱交換器を空気熱交
換用として用いるとともに、第２段圧縮部の室内熱交換
器を輻射熱用として用いるようにしているので、凝縮温
度を２つ設定でき、暖房時に、輻射パネルの温度を上げ
て熱輻射１を増大させ、空気加熱との併用により高い快
適性および効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和様の系統図、
第２図はその暖房時のモリエル線図、第３図は本発明の
他、の実施例を示ず空気調和機の系統図、第４図はその
冷房時のモリエル線図、第５図ないし第９図は本発明の
さらに別の実施例をそれぞれ示す室内ユニットの外観図
である。 １・・・第１段圧縮部、２・・・第２段圧縮部、３．１
０・・・コンプレッサ、４・・・室内空気熱交換器、５
・・・エコノマイザ、６・・・気体、７・・・液体、８
．１２・・・絞り、９・・・室外熱交換器、１１・・・
Ｎｉ射射熱熱交換器１３．１４・・・四方弁。 出願人代理人　　佐　　謄　　−離 溶１図　　　　　　　　　第２図 弔　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、室外熱交換器、コンプレッサ、室内熱交換器、およ
   び気液分離器を有する第１段圧縮部と、コンプレッサお
   よび室内熱交換器を有し前記気液分離器を介して第１段
   圧縮部に接続される第２段圧縮部とを備え、前記第１段
   圧縮部の室内熱交換器を、空気熱交換用として用いると
   ともに、第２段圧縮部の室内熱交換器を、輻射熱用とし
   て用いることを特徴とする空気調和機。 ２、第１段圧縮部のコンプレッサは、四方弁を介して第
   １段圧縮部の室内熱交換器および室外熱交換器に接続さ
   れているとともに、第２段圧縮部のコンプレッサは、四
   方弁を介して気液分離器および第２段圧縮部の室内熱交
   換器に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の空気調和機。