WO2007139087A1

WO2007139087A1 - 空気調和装置

Info

Publication number: WO2007139087A1
Application number: PCT/JP2007/060861
Authority: WO
Inventors: Masakazu Okamoto; Yume Inokuchi; Ikuhiro Iwata
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2007-12-06
Also published as: CN101454615B; EP2037186A1; JP2007322061A; EP2037186B1; JP5087861B2; CN101454615A; EP2037186A4

Abstract

　空調空気が人体に直接あたることによって生じる不快感（ドラフト感）を解消し、且つ暖房の快適性を確保した空気調和装置を提供する。空気調和装置（１）は、超臨界の冷媒から空気に対して放熱させる室内熱交換器（６）と、室内熱交換器（６）に対する空気流を生成するファン（５３）とを備えている。放熱時の室内熱交換器（６）において、空気流の下流側から上流側へ近づいていく方向に冷媒が流され、室内熱交換器（６）で暖められた空調空気が室内の上方に向けて吹き出され、下方から吸い込まれる。空調空気の吹き出し温度は４５°Cから５５°Cであり、空調空気の吹き出し速度は２ｍ／ｓ以下である。

Description

明細書

空気調和装置

技術分野

[0001] 本発明は、高圧側が超臨界となる冷媒を使用した空気調和装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、空気調和装置では、暖房性能を向上させるために、暖房運転時の冷媒の下流側伝熱管断面積をその他の伝熱管断面積より小さくして冷媒流速を速め、乱流効果によって冷媒からの熱移動を活発化させる方法 (例えば、特許文献 1参照）が採用されている。

特許文献 1 :特開平 10— 176867号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、参考文献 1に記載の方法では、暖房性能は向上するが、空気調和装置から吹き出される空調空気が上方力下方に向力つて吹き出されるため、空調空気が人体に直接あたることによって生じる不快感 (ドラフト感）は解消されな力つた。例えば、空調空気が上方に向けて吹き出されるならばドラフト感は解消される力上方だけが暖力べなり暖房の快適性が確保されなくなる。

本発明の課題は、ドラフト感を解消し、且つ暖房の快適性を確保した空気調和装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0004] 第 1発明に係る空気調和装置は、超臨界の冷媒カも空気に対して放熱させる熱交換器と、熱交換器に対する空気流を生成するファンとを備えている。放熱時の熱交換器において、空気流の下流側から上流側へ近づいていく方向に冷媒が流され、熱交で暖められた空調空気が室内の上方に向けて吹き出される。

この空気調和装置では、高い熱伝達率と比熱をもつ超臨界の冷媒が、空気流と対向するように流れるので、空気流は上流側から下流側に進むにしたがって温度上昇する。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。さらに、高温の空調空気が室内の上方に吹き出されるので、天井が暖まり天井からの 2次輻射で室内が暖められる。このため、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感は解消される。

[0005] 第 2発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、空気が下方から吸い込まれる。

この空気調和装置では、上方に吹き出された空調空気が天井の空気を押し進めて循環させ、その空気は下方から吸込まれる。このため空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される。

[0006] 第 3発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、熱交換器力複数のプレートフィンと複数の伝熱管とを有する。プレートフィンは空気流とほぼ平行に配置される平面に複数の貫通孔を有する。伝熱管はプレートフィンの貫通孔に挿入される。そして、空気流と交差する方向に並ぶ伝熱管の列が、空気流の上流側から下流側に向かって 4列以上形成されている。

この空気調和装置では、高い熱伝達率と比熱をもつ超臨界の冷媒が、空気流と対向するように流れるので、空気流は上流側から下流側に進むにしたがって温度上昇する。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。

[0007] 第 4発明に係る空気調和装置は、第 3発明に係る空気調和装置であって、熱交換器に、空気流の下流側の列に属する伝熱管力空気流の上流側の列に属する伝熱管へ冷媒を流すためのパスが形成されてヽる。

この空気調和装置では、冷媒が、空気流と対向するように流れるので、空気流は上流側から下流側に進むにしたがって温度上昇する。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。

[0008] 第 5発明に係る空気調和装置は、第 4発明に係る空気調和装置であって、パス内の冷媒流れの方向は、伝熱管の長軸と直交する平面に投影されたとき、空気流と交差する方向と、空気流の下流側から上流側へ向かう方向とを含む。

[0009] 第 6発明に係る空気調和装置は、第 4発明に係る空気調和装置であって、パスが単一の経路で形成されて、る。

この空気調和装置では、パス距離が長くなり、冷媒が冷却され易い。このため、エネルギー消費効率 (COP)が向上する。

[0010] 第 7発明に係る空気調和装置は、第 4発明に係る空気調和装置であって、パスが、隣り合う列に属する伝熱管同士を接続する接続管を有する。接続管は、隣り合う列の互いに反対の方向の端に位置する伝熱管同士を接続する。

この空気調和装置では、列間の温度差が一定に保たれる。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。

[0011] 第 8発明に係る空気調和装置は、第 4発明に係る空気調和装置であって、パスが、少なくとも 1組の隣り合う列において、一方の列に属する伝熱管と、他方の列に属する伝熱管との間を交互に経由している。

この空気調和装置では、 1つのプレートフィンにおける熱伝導ロスが低減され、熱交換性能が向上する。

[0012] 第 9発明に係る空気調和装置は、第 3発明に係る空気調和装置であって、少なくとも 1組の隣り合う列の間でプレートフィンが分割されている。

この空気調和装置では、プレートフィン表面の熱移動が抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持されるので、熱交換性能が向上する。

[0013] 第 10発明に係る空気調和装置は、第 3発明に係る空気調和装置であって、全ての隣り合う列の間でプレートフィンが分割されている。

この空気調和装置では、プレートフィン表面の熱移動がさらに抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持されるので、熱交換性能が向上する。 [0014] 第 11発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、熱交換器力水平面に対して傾斜した状態で配置されて、る。

この空気調和装置では、冷房運転時、ドレン水が熱交力離れやすくなるので、風量の低下、蒸発圧力の低下が防止される。

[0015] 第 12発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、ファン力熱交^^に対して空気流の下流側にある。

この空気調和装置では、空気流の偏流が防止されるので、熱交換性能の低下が防止される。

[0016] 第 13発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、熱交換器が 2分割されており、一方の熱交換器は空気流の上流側に配置され、他方の熱交換器は空気流の下流側に配置されている。

この空気調和装置では、熱交^^の配置の自由度が増え、省スペースである。

[0017] 第 14発明に係る空気調和装置は、第 13発明に係る空気調和装置であって、ファンカ 2つの熱交^^の間に配置されている。

この空気調和装置は、空間が有効に利用され、省スペースである。

[0018] 第 15発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、ファンが遠心ファンである。

[0019] 第 16発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、冷媒が C02である。

この空気調和装置では、オゾン破壊係数力^であり、大気環境を破壊しない。

[0020] 第 17発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、空調空気の吹き出し温度が 45°Cから 55°Cである。

この空気調和装置では、天井が暖められ、天井からの 2次輻射で下方も暖められるので、ドラフト感が解消される。

[0021] 第 18発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、空調空気の吹き出し速度が 2mZs以下である。この空気調和装置では、人体へ当たる空気の速度が抑制されるので、ドラフト感が解消される。

[0022] 第 19発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、暖房運転時の負荷が定格負荷よりも高い場合には空調空気の吹き出し温度を上昇させ、空調空気の吹き出し温度が所定値以上になったときには空調空気の吹き出し温度をほぼ所定値で維持しながら風量を増加させるための定格負荷超過時制御を行なう、この空気調和装置では、運転負荷が定格負荷よりも高い時、即ち低外気温のときでも暖房の快適性が維持される。

[0023] 第 20発明に係る空気調和装置は、第 19発明に係る空気調和装置であって、所定値が 55°Cである。

この空気調和装置では、低外気温のときでも暖房の快適性が維持される。

[0024] 第 21発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、冷房運転時に、定期的にファンの回転数を低減する制御が実行される。

この空気調和装置では、ドレン水が落下し易くなり、蒸発圧力の低下が防止される

[0025] 第 22発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、室内の上方に向けて吹き出される空調空気の吹き出し角度は、空調空気が人体に直接当らない角度である。

この空気調和装置では、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される

[0026] 第 23発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、室内の上方に向けて吹き出される空調空気の吹き出し角度は、水平面に対して 45° 以上である。

この空気調和装置では、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される上に、空気が室内中央空間に滞留しない。

[0027] 第 24発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、室内の上方に向けて吹き出される空調空気の吹き出し角度が、水平面に対して 60° 力 8 0° の範囲内である。この空気調和装置では、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される。さらに空気調和装置が設置される側の壁が吹き出された空調空気によって汚れることが抑制される。

発明の効果

[0028] 第 1発明に係る空気調和装置では、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。さらに、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される。

第 2発明に係る空気調和装置では、上方に吹き出された空調空気が天井の空気を押し進めて循環させ、その空気は下方から吸込まれる。このため空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される。

第 3発明から第 5発明に係る空気調和装置では、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。

第 6発明に係る空気調和装置では、パス距離が長くなり、冷媒が冷却され易くなる。このため、エネルギー消費効率（COP)が向上する。

[0029] 第 7発明に係る空気調和装置では、列間の温度差が一定に保たれる。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。

第 8発明に係る空気調和装置では、 1つのプレートフィンにおける熱伝導ロスが低減され、熱交換性能が向上する。

第 9、 10発明に係る空気調和装置では、プレートフィン表面の熱移動が抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持されるので、熱交換性能が向上する。

第 11発明に係る空気調和装置では、冷房運転時、ドレン水が熱交換器から離れやすくなるので、風量の低下、蒸発圧力の低下が防止される。

[0030] 第 12発明に係る空気調和装置では、空気流の偏流が防止されるので、熱交換性能の低下が防止される。

第 13、 14発明に係る空気調和装置では、熱交換器の配置の自由度が増え、省スペースである。

第 15発明に係る空気調和装置では、空気流の偏流が防止されるので、熱交換性能の低下が防止される。

第 16発明に係る空気調和装置では、オゾン破壊係数力 SOであり、大気環境を破壊しない。

第 17発明に係る空気調和装置では、天井が暖められ、天井からの 2次輻射で下方も暖められるので、ドラフト感が解消される。

[0031] 第 18発明に係る空気調和装置では、人体へ当たる空気の速度が抑制されるので、ドラフト感が解消される。

第 19、 20発明に係る空気調和装置では、低外気温のときでも暖房の快適性が維持される。

第 21発明に係る空気調和装置では、ドレン水が落下し易くなり、蒸発圧力の低下が防止される。

第 22発明に係る空気調和装置では、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される。

第 23発明に係る空気調和装置では、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される上に、空気が室内中央空間に滞留しない。

第 24発明に係る空気調和装置では、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感が解消される。さらに空気調和装置が設置される側の壁が吹き出された空調空気によって?亏れることが抑制される。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]C02冷媒を使用した空気調和装置の冷凍回路。

[図 2] (a) C02冷媒の圧力ーェンタルピー状態図。（b) C02冷媒の温度ーェントロピー状態図。

[図 3]本発明の実施形態に係る空気調和装置の室内熱交換器の斜視図。

圆 4]同空気調和装置の縦断面図。

[図 5]同空気調和装置を設置した室内の断面図。

[図 6]本発明の実施形態の第 1変形例に係る空気調和装置の縦断面図。 [図 7]同実施形態の第 2変形例に係る空気調和装置の縦断面図。

[図 8]同実施形態の第 3変形例に係る空気調和装置の縦断面図。

[図 9]同実施形態の第 4変形例に係る空気調和装置の縦断面図。

[図 10]同実施形態の第 5変形例に係る空気調和装置の縦断面図。

[図 11]同実施形態の第 6変形例に係る空気調和装置の縦断面図。

[図 12]同実施形態の第 7変形例に係る空気調和装置の縦断面図。

符号の説明

[0033] 1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701 空気調和装置

6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706 熱交^^

11 プレートフィン

12 伝熱管

12d, 12e 接続管

53, 753 ファン

61〜68 歹 IJ

81 , 181, 281, 381, 481, 581, 681, 781 ノス

発明を実施するための最良の形態

[0034] <空気調和装置の冷凍回路 >

図 1は、 C02冷媒を使用した空気調和装置の冷凍回路である。空気調和装置 1は、圧縮機 2、四路切換弁 3、室外熱交換器 4、膨張弁 5および室内熱交換器 6を、冷媒配管 7a, 7bで連結した冷凍回路を有する。図 1において、実線と破線の矢印は冷媒の流れ方向を示しており、空気調和装置 1は、四路切換弁 3で冷媒の流れ方向を切り換える事により、暖房運転と冷房運転を切り換えることができる。

冷房運転時においては、室外熱交 4がガスクーラーとなり、室内熱交 6が蒸発器となる。一方、暖房運転時においては、室外熱交 4が蒸発器となり、室内熱交 6がガスクーラーとなる。室外熱交 4、室内熱交 6は、それぞれプレートフィン 11 (図 3参照）と伝熱管 12 (図 3参照）と力も成り、伝熱管 12内の冷媒力プレートフィン 11と空気流を介して熱交換を行う。

[0035] 図 1において、 Α点は暖房運転時における圧縮機 2の吸入側であり、 B点は暖房運転時における圧縮機 2の吐出側である。 C点は暖房運転時における室内熱交換器 6 の冷媒出口側であり、 D点は暖房運転時における室外熱交換器 4の冷媒入口側である。

図 2 (a)は、 C02冷媒の圧力ーェンタルピー状態図であり、縦軸は圧力 P、横軸はェンタルピー hを表す。 Tkは臨界点 Kを通る等温線であり、 Txは温度 Txの等温線である。 Tx>Tkであり等温線 Tkの右側では、 C02冷媒が液化も 2相ィ匕も起こらない。等温線 Tkの右側で臨界圧 Pk以上の領域は超臨界状態と呼ばれ、本実施形態の空気調和装置 1は、超臨界状態を含む冷凍サイクルで運転される。図 2 (a)の A、 B、 C 、 Dは、図 1の A、 B、 C、 Dの点に対応した冷媒の状態を表している。

図 2 (b)は、 C02冷媒の温度エントロピー状態図であり、縦軸は温度 T、横軸はェンタルピー sを表す。図 2 (b)の A、 B、 C、 Dは、図 1の A、 B、 C、 Dの点に対応した冷媒の状態を表している。冷媒の温度は、圧縮機 2の吐出側である B点を出てから、室内熱交^^ 6の冷媒出口である C点へ至るまでの間に低下する。このため、室内熱交換器 6表面の温度は、冷媒の上流側の温度が高く下流側の温度が低くなる温度分布となっている。したがって、空気流が、冷媒の下流側から冷媒の上流側に向かつて通過する方が、空気と室内熱交換器 6との温度差が安定し、空気と室内熱交換器 6との熱交換量が増加する。

<室内熱交換器の構造 >

図 3は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室内熱交換器の斜視図である。室内熱交換器 6は、クロスフィンタイプの熱交換器である。プレートフィン 11は、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚のプレートフィン 11には複数の貫通孔 1 laが形成されている。伝熱管 12は、プレートフィン 11の貫通孔 11aに挿入される直管 12aと、隣り合う直管 12aの端部同士を連結する U字管 12bとから成る。なお、本実施形態の伝熱管 12は、直管 12aと U字管 12bとが一体に形成されており、図 3背面側の U字管（図示せず）は、直管 12aがプレートフィン 11の貫通孔 11aに挿入された後で、溶接などによって直管 12aの端部に連結される。

空気流と交差する方向に並ぶ伝熱管 12の列 61〜68が、空気流の上流から空気流の下流に向力つて 8列配置されている。冷媒は、空気流の下流側の列 68に属する伝熱管 12から、空気流の上流側の列 61に属する伝熱管 12に流れる。この冷媒の流通経路はパス 81 (図 4参照）と呼ばれ、このパス 81によって、空気流と冷媒の流れとは、対向するようになり、対向しないものと比べて熱交換量が増加する。但し、実験によって伝熱管の列が 3列以下の熱交^^では、空気流と冷媒の流れとが対向しても対向しなくても、効果に大差はない。

[0037] なお、図 3の伝熱管 12内に描いた破線の矢印は、上述した冷媒が流れるパス 81 ( 図 4参照)であり、接続管 12d、接続管 12e (図 4参照）が隣り合う列 61〜68の互いに反対の方向の端に位置する伝熱管 12同士を接続している。

プレー卜フィン 11は、歹 IJ61と歹 IJ62との間で分害 ijされている。これは、歹 IJ63と歹 IJ64との間、歹 IJ65と歹 IJ66との間および歹 IJ67と歹 IJ68との間にも実施されている。これによつて、プレートフィン 11表面の熱は分割部 13を超えて移動することはできなくなる。伝熱管 12内を流れる冷媒から伝熱管 12への熱移動は、冷媒の流れが層流のときよりも乱流のときの方が活発である。本実施形態では、伝熱管 12の管外径は 4mm以下に設定されており、これによつて伝熱管 12内の冷媒の流れが乱流となる。

[0038] <空気調和装置の構成 >

図 4は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室内機の縦断面図である。室内機 51は、ケーシング 52内部に室内熱交換器 6を搭載している。室内熱交換器 6の上方には、空気流を発生させるファン 53が配置されており、ファン 53の上方には、空気吹出口 52aが設けられている。室内熱交換器 6の下方には、空気吸込口 52bが設けられている。なお、本実施形態で使用するファン 53は、シロッコファンである。

伝熱管 12の中心間を結ぶ線は、暖房運転時に冷媒が流れるパス 81を示しており、実線は図の手前側にある U字管 12bを示し、破線は、反対側にある U字管（図示せず)および接続管（図示せず)を示す。暖房運転時、冷媒は室内熱交換器 6のパス 8 1内を上方から下方へ向力つて流れ、空気流は、室内熱交 6の下方から上方へ向かって流れる。このため、空気流は、空気吹出口 52aに近づくにつれてより高い温度の冷媒と熱交換を行な!/ヽ温度上昇するので、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。

[0039] なお、室内熱交換器 6の下方から上方へ空気流が流れてくるタイプの空気調和装置 1では、冷房運転時に空気流がドレン水の落下を妨げるので、室内熱交換器 6のプレートフィン 11間にドレン水が留まる可能性が高い。ドレン水がプレートフィン 11間に留まると熱交換が妨げられ、冷房運転時の蒸発圧力が低下する。したがって、本実施形態では、冷房運転時に、室内熱交換器 6の蒸発圧力が所定圧力を下回ったときに、ファン 53の回転数を低減する（停止を含む)制御が実行されている。これによつて、ドレン水が落下し易くなり、蒸発圧力の低下が未然に防止される。

<空気調和装置が設置された室内 >

図 5は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室内機が設置された室内の断面図である。室内の大きさは、横 5m、床一天井間の高さ 2. 4m、奥行き 4mである。

[0040] 空気調和装置 1の室内機 51は、室内の壁際に沿わせて設置される。暖房運転時に室内機 51は、温度 45〜55°Cの空調空気を天井に向力つて吹き出し天井を暖める。暖められた天井からは、輻射熱が床面に向力つて放射され、この輻射熱が室内の下方を暖める。

天井に到達した空調空気は、続けて吹き出されて来る空調空気の流れに押され、室内機 51が設置されている側とは反対側の側壁に沿って下降した後、床面に沿って室内機 51側へ流れ、空気吸込口（図示せず）に吸い込まれる。なお、室内機 51から吹き出される空調空気の吹き出し速度が速すぎると、空調空気の対流が乱れ人体へ空調空気が直接当たることによる不快感 (ドラフト感)を生じさせる。本実施形態ではドラフト感を生じさせないように、空調空気の吹き出し速度は、 2mZs以下に設定されている。

また、空気調和装置 1は、暖房運転時の負荷が定格負荷よりも高い場合、暖房の快適性を維持するため、定格負荷超過時制御を行なう。例えば低外気温のときには、空調空気の吹き出し温度を上昇させ、空調空気の吹き出し温度が 55°C以上になつたときには、空調空気の吹き出し温度をほぼ 55°Cで維持しながら風量を増加させる。これによつて、低外気温時の暖房能力の低下を防止し、暖房の快適性を維持する。

[0041] なお、室内の上方に向けて吹き出される空調空気の吹き出し角度は、空調空気が人体に直接当らない角度であり、水平面に対して 45° 以上である。実験検証によつて、空調空気の吹き出し角度は、水平面に対して 60° 力 80° の範囲にあるときが最も良ぐドラフト感が解消される上に、空気が室内中央空間に滞留しない。さらに空気調和装置が設置される側の壁が吹き出された空調空気によって汚れることも抑制される。

<特徴 >

(1)

この空気調和装置 1は、超臨界の冷媒力空気に対して放熱させる室内熱交 6と、室内熱交換器 6に対する空気流を生成するファン 53とを備えている。放熱時の室内熱交^^ 6にお、て、空気流の下流側から上流側へ近づ!/、て、く方向に冷媒が流され、室内熱交 6で暖められた空調空気が室内の上方に向けて吹き出され、下方から吸い込まれる。空調空気の吹き出し温度は 45°Cから 55°Cであり、空調空気の吹き出し速度は 2mZs以下である。

[0042] この空気調和装置 1では、高い熱伝達率と比熱をもつ超臨界の冷媒が、空気流と対向するように流れるので、空気流は上流側から下流側に進むにしたがって温度上昇する。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。さらに、高温の空調空気が室内の上方に吹き出されるので、天井が暖まり天井からの輻射熱で室内が暖められる。このため、空調空気が人体に直接当たらず、ドラフト感は解消される。また、ファン 53は遠心ファンであるため、空気流の偏流が防止され、熱交換性能の低下が防止される。また、冷媒がオゾン破壊係数 0の C02であるため、大気環境を破壊しない。

(2)

この空気調和装置 1は、室内熱交 6が、複数のプレートフィン 11と複数の伝熱管 12とを有する。プレートフィン 11は空気流とほぼ平行に配置される平面に複数の貫通孔 11aを有する。伝熱管 12はプレートフィン 11の貫通孔 11aに挿入される。そして、空気流と交差する方向に並ぶ伝熱管 12の列が、空気流の上流側から下流側に向力つて 4列以上形成されて、る。

[0043] この空気調和装置 1では、高い熱伝達率と比熱をもつ超臨界の冷媒が、空気流と対向するように流れるので、空気流は上流側から下流側に進むにしたがって温度上昇する。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。

(3)

この空気調和装置 1は、室内熱交換器 6に、空気流の下流側の列 68に属する伝熱管 12から空気流の上流側の列 61に属する伝熱管 12へ冷媒を流すためのパス 81が形成されている。そして、パス 81内の冷媒流れの方向は、伝熱管 12の長軸と直交する平面に投影されたとき、空気流と交差する方向と、空気流の下流側から上流側へ向かう方向とを含む。そして、ノス 81は、隣り合う列 61〜68に属する伝熱管 12同士を接続する接続管 12d, 12eを有し、接続管 12d, 12eは、隣り合う列 61〜68の互いに反対の方向の端に位置する伝熱管 12同士を接続する。冷媒は空気流と対向するように流れ、空気流は上流側から下流側に進むにしたがって温度上昇する。このため、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上し、暖房の快適性が確保される。また、パス 81が単一の経路で形成されているので、距離が長くなり冷媒が冷却され易くなる。このため、エネルギー消費効率 (COP)が向上する。

[0044] (4)

この空気調和装置 1は、冷房運転時に、定期的にファン 53の回転数を低減する（停止を含む)制御が実行される。このため、ドレン水が落下し易くなり、蒸発圧力の低下が防止される。

<第 1変形例 >

図 6は、本発明の実施形態の第 1変形例に係る空気調和装置の縦断面図である。空気調和装置 101の熱交^^ 106において、ノス 181は、列 68の正面視右端の伝熱管 12から正面視左端の伝熱管 12を通過し、 1つ下方の列 67の正面視左端の伝熱管 12へ移る。そこ力も正面視右端の伝熱管 12に至り、 1つ下方の列 66の正面視右端の伝熱管 12に移る。以降同様の進み方で列 61の正面視右端の伝熱管 12に到達する。

[0045] パス 181は、隣り合う列 61〜68の伝熱管 12同士を単純な U字管で接続して形成されているので、経済的である。したがって、上記実施形態の機能をより低コストで実現することができる。

<第 2変形例 >

図 7は、本発明の実施形態の第 2変形例に係る空気調和装置の縦断面図である。空気調和装置 201の室内熱交換器 206において、ノス 281は、列 67の正面視右端の伝熱管 12から列 68の正面視右端の伝熱管 12に移り、次に、列 67の正面視右端力も 2番目の伝熱管 12に移る。以降同様の進み方で列 61の正面視右端の伝熱管 1 2に到達する。即ち、パス 281は、隣り合う列の一方の列に属する伝熱管 12と、他方の列に属する伝熱管 12との間を交互に経由している。パス 281を採用することによつて、 1つのプレートフィン 11における熱伝導ロスが低減され、熱交換性能が向上する

[0046] <第 3変形例 >

図 8は、本発明の実施形態の第 3変形例に係る空気調和装置の縦断面図である。空気調和装置 301の室内熱交換器 306において、ノス 381は、上記実施形態のパス 81に模した小規模パスが 2つ並列に接続されている。このため、冷媒が、空気流と対向するように流れる対向成分が増え、熱交換性能が向上する。

<第 4変形例 >

図 9は、本発明の実施形態の第 4変形例に係る空気調和装置の縦断面図である。空気調和装置 401の室内熱交換器 406では、パス 481の取り方は上記実施形態のパス 81と同様であるが、全ての隣り合う列 61〜68の間でプレートフィン 11が分割されている。このため、プレートフィン 11表面の熱移動がさらに抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上する。

[0047] <第 5変形例 >

図 10は、本発明の実施形態の第 5変形例に係る空気調和装置の縦断面図である。空気調和装置 501の室内熱交翻506では、パス 581の取り方は上記実施形態のパス 81と同様であるが、室内熱交換器 506の姿勢が水平面に対して傾斜した状態で配置されている。このため、冷房運転時には、ドレン水が室内熱交^^ 506から離れやすくなり、風量の低下、蒸発圧力の低下が防止される。 <第 6変形例 >

図 11は、本発明の実施形態の第 6変形例に係る空気調和装置の縦断面図である。空気調和装置 601の室内熱交^^ 606では、パス 681は第 5変形例のパス 581と同様であり、室内熱交換器 606の姿勢が水平面に対して傾斜した状態で配置され、且つ全ての隣り合う列 61〜68の間でプレートフィン 11が分割されている。このため、冷房運転時には、ドレン水が熱交^^力離れやすくなり、風量の低下、蒸発圧力の低下が防止される。また、暖房時には、プレートフィン 11表面の熱移動が抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、熱交換性能が向上する。

[0048] <第 7変形例 >

図 12は、本発明の実施形態の第 7変形例に係る空気調和装置の縦断面図である。空気調和装置 701の室内熱交換器 706では、 2分割されており、一方の熱交換器 706aは空気流の上流側に配置され、他方の熱交換器 706bは空気流の下流側に配置されて!、る。パス 781の取り方は上記実施形態のパス 81と類似である。

熱交換器 706aは、 5つの列 61〜65を含み、冷媒の過冷却を実現している。熱交換器 706bは、 3つの列 66〜68を含み、表面温度は熱交換器 706aよりも高ぐ空調空気の高温吹き出しを実現している。熱交換器 706aは、列 61〜65が縦置き (正面視鉛直方向）されるので、空気吸込口 52bの高さは大きく設定されている。このため、圧損が低減される。

[0049] また、ファン 753が、 2つの熱交^^ 706a, 706bの間に酉己置されている。このため、室内熱交換器 706の配置の自由度が増え、空間が有効に利用される。したがって省スペースである。

産業上の利用可能性

[0050] 以上のように、本発明はドラフト感を解消し、且つ暖房の快適性を確保できるので、リビングやオフィスの空気調和装置に有用である。

Claims

請求の範囲

超臨界の冷媒から空気に対して放熱させる熱交換器 (6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706)と、

前記熱交換器に対する空気流を生成するファン (53, 753)と、

を備え、

放熱時の前記熱交翻にぉ、て、前記空気流の下流側から上流側へ近づ、て、く方向に冷媒が流され、

前記熱交^^で暖められた空調空気が室内の上方に向けて吹き出される、空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。

前記空気が下方から吸、込まれる、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記熱交^^ (6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706)は、前記空気流とほぼ平行に配置される平面に複数の貫通孔（1 la)を有する複数のプレートフィン（11) と、前記プレートフィン（11)の前記貫通孔（11a)に挿入される複数の伝熱管（12)とを有し、

前記空気流と交差する方向に並ぶ前記伝熱管（12)の列 (61〜68)が、前記空気流の上流側から下流側に向力つて 4列以上形成されている、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記熱交^^ (6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706)に、前記空気流の下流側の前記列（68)に属する前記伝熱管（12)から前記空気流の上流側の前記列（6 1)に属する前記伝熱管（12)へ前記冷媒を流すためのパス（81, 181, 281, 381, 481, 581, 681, 781)力形成されている、

請求項 3に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記ノス（81, 181, 281, 381, 481, 581, 681, 781)内の冷媒流れの方向 ίま、前記伝熱管（12)の長軸と直交する平面に投影されたとき、前記空気流と交差する方向と、前記空気流の下流側から上流側へ向かう方向とを含む、

請求項 4に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記ノス（81, 181, 281, 481, 581, 681, 781)は、単一の経路で形成されている、

請求項 4に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 401, 501, 601, 701)。

前記パス（81, 481, 581, 681, 781)は、隣り合う前記列（61〜68)に属する伝熱管（12)同士を接続する接続管（12d, 12e)を有し、

前記接続管（12d, 12e)は、隣り合う前記列（61〜68)の互いに反対の方向の端に位置する前記伝熱管（12)同士を接続している、

請求項 4に記載の空気調和装置（1、 401, 501, 601, 701)。

前記パス（281)は、少なくとも 1組の隣り合う列（61, 62)において、一方の列（62) に属する前記伝熱管（12)と、他方の列 (61)の属する前記伝熱管（12)との間を交互に経由している、

請求項 4に記載の空気調和装置（201)。

少なくとも 1組の隣り合う前記列（61 , 62)の間で前記プレートフィン（11)が分割されている、

請求項 3に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。全ての隣り合う前記列（61〜68)の間で前記プレートフィン（11)が分割されている請求項 3に記載の空気調和装置 (401, 601, 701)。

前記熱交換器（506, 606)が、水平面に対して傾斜した状態で配置されている、請求項 1に記載の空気調和装置（501, 601)。

前記ファン（53)は、前記熱交^^ (6, 106, 206, 306, 406, 506, 606)に対して前記空気流の下流側にある、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601)。

前記熱交換器 (706)は 2分割されており、

一方の熱交換器（706a)は前記空気流の上流側に配置され、他方の熱交換器 (6 06b)は前記空気流の下流側に配置されている、

請求項 1に記載の空気調和装置（701)。

前記ファン（753)が、 2つの前記熱交換器（706a, 706b)の間に配置されている、請求項 13に記載の空気調和装置（701)。前記ファン（53, 753)が遠心ファンである、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記冷媒は C02である、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記空調空気の吹き出し温度が 45°Cから 55°Cである、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記空調空気の吹き出し速度が 2mZs以下である、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。暖房運転時の負荷が定格負荷よりも高い場合には前記空調空気の吹き出し温度を上昇させ、前記空調空気の吹き出し温度が所定値以上になったときには前記空調空気の吹き出し温度をほぼ所定値で維持しながら風量を増加させるための定格負荷超過時制御を行なう、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記所定値が 55°Cある、

請求項 19に記載の空気調和装置， 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。冷房運転時に、所定条件下で前記ファン（53, 753)の回転数を低減する制御が実行される、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記室内の上方に向けて吹き出される前記空調空気の吹き出し角度は、前記空調空気が人体に直接当らな、角度である、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記室内の上方に向けて吹き出される前記空調空気の吹き出し角度は、水平面に対して 45° 以上である、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。前記室内の上方に向けて吹き出される前記空調空気の吹き出し角度は、水平面に対して 60° から 80° の範囲内である、

請求項 1に記載の空気調和装置（1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701)。