WO2016039346A1 - 輻射式空気調和機 - Google Patents

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WO2016039346A1
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air
radiation panel
panel
refrigerant
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Inventor
安藤 之仁
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シャープ株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/89Arrangement or mounting of control or safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater

Definitions

  • the present invention relates to a radiant air conditioner that performs cooling and heating using a radiant panel.
  • Patent Document 1 discloses an air conditioner that performs a cooling / heating operation via a fin tube type indoor heat exchanger corresponding to a radiation panel.
  • the air conditioner includes a heat transfer pipe of a vertical pipe that circulates the refrigerant along the vertical direction, and performs a cooling operation by flowing the refrigerant upward to the heat transfer pipe portion, and a heating operation by flowing the refrigerant downward. It is carried out.
  • a radiant air conditioner has a refrigeration cycle in which a compressor, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, an expander, and a radiant panel (indoor heat exchanger) are connected in order through a refrigerant pipe and returned to the compressor.
  • the refrigerant flows through the refrigerant pipe by driving the compressor, and the refrigeration cycle is operated.
  • the four-way valve By switching the four-way valve, the refrigerant flows in the first direction and the heating operation is performed, and the refrigerant flows in the second direction opposite to the first direction and the cooling operation is performed.
  • the outdoor heat exchanger constitutes the low temperature part of the refrigeration cycle, and the radiant panel constitutes the high temperature part of the refrigeration cycle.
  • the radiation panel constitutes the low temperature part of the refrigeration cycle, and the outdoor heat exchanger constitutes the high temperature part of the refrigeration cycle.
  • the radiation panel is formed by attaching a heat radiating portion made of metal fins to the refrigerant pipe.
  • the heat dissipating part is exposed to the room, and the room is cooled or heated by the heat radiation of the heat dissipating part. Thereby, since indoor air is not stirred with a fan, a user can perform comfortable air conditioning.
  • the conventional radiant air conditioner switches between the cooling operation and the heating operation by reversing the flow direction of the refrigerant supplied to the same radiant panel. Accordingly, the same panel surface serves as a cold radiation panel and also serves as a warm radiation panel.
  • the radiant air conditioner does not use a fan, the air blown from the indoor heat exchanger can be prevented from being overcooled or overheated by directly blowing on the human body.
  • no fan since no fan is used, on the other hand, there is a problem in that the cooling air flows to the floor during the cooling operation and cannot be efficiently cooled. For this reason, the comfort for the user is insufficient.
  • an object of the present invention is to provide a radiation-type air conditioner that enables efficient air-conditioning operation and can improve comfort for the user.
  • the present invention provides a compressor for operating a refrigeration cycle connected by a refrigerant pipe through which a refrigerant flows, and a heat radiating portion connected to one end of the compressor and facing the room, attached to the refrigerant pipe.
  • a radiant air conditioner capable of performing a first air conditioning operation performed by circulating the refrigerant in a first direction and a second air conditioning operation performed by circulating the refrigerant in a second direction opposite to the first direction,
  • the radiant panel is divided into upper and lower parts, and has an upper first radiant panel and a lower second radiant panel.
  • the refrigerant is applied to only one of the first radiant panel and the second radiant panel.
  • the second air conditioning operation is the first radiation. It is characterized in channel and that the air conditioning operation performed by circulating the refrigerant to both the second radiant panel.
  • the second air-conditioning operation using both the lower second radiation panel at the same time can be selected, so that the air-conditioning operation suitable for the predetermined condition can be performed. That is, it is possible to perform an efficient air conditioning operation or a comfortable air conditioning operation. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a radiation-type air conditioner that enables efficient air-conditioning operation and improves comfort for the user.
  • the first air-conditioning operation is preferably an air-conditioning operation performed using only the upper first radiation panel, and all the refrigerant circulating in the first direction and the refrigerant circulating in the second direction are the first radiation panel.
  • a first check valve that does not allow the refrigerant flowing in the first direction to flow through the second radiation panel, and the second check valve that allows the refrigerant flowing in the second direction to flow through the second radiation panel. It is preferable.
  • the first air conditioning operation is a cooling operation
  • the cooling operation is performed by the radiant heat of the heat radiation portion of the upper first radiation panel
  • the second air conditioning operation is the heating operation
  • the upper first radiation panel It is preferable to perform the heating operation by the radiant heat of the heat radiating portions of both the lower radiant panel and the lower radiant panel.
  • the present invention it is possible to obtain a radiation-type air conditioner that enables efficient air-conditioning operation and improves comfort for the user.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the configuration of a radiant air conditioner according to the present invention.
  • the radiant air conditioner 1 includes an indoor unit 10 installed indoors and an outdoor unit 20 installed outdoors.
  • the indoor unit 10 and the outdoor unit 20 are connected by a refrigerant pipe 3 (3a, 3b).
  • the indoor unit 10 is erected along the wall surface of the room and has a radiation panel including a plurality of heat radiating portions (not shown).
  • the radiation panel is a vertical type divided into upper and lower parts, and includes an upper first radiation panel 11 and a lower second radiation panel 12. That is, the indoor unit 10 has a plurality of radiation panels (first radiation panel 11 and second radiation panel 12) as an indoor heat exchanger, and the outdoor unit 20 is an outdoor heat exchanger 23 (see FIG. 2) as described later. ).
  • the radiant air conditioner 1 executes a first air conditioning operation that is performed by circulating the refrigerant in the first direction D1, and a second air conditioning operation that is performed by circulating the refrigerant in the second direction D2 opposite to the first direction.
  • the first air-conditioning operation is an air-conditioning operation that is performed by circulating a refrigerant through only one of the first radiation panel 11 or the second radiation panel 12, and the second air-conditioning operation is the first radiation panel 11.
  • the air conditioning operation is performed by circulating the refrigerant through both the first and second radiation panels 12.
  • the first air conditioning operation is an air conditioning operation that is performed by circulating the refrigerant only through the first radiation panel 11.
  • the first air conditioning operation using only the upper first radiation panel 11 and the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12 are simultaneously used by using the radiation panels divided in the vertical direction. Therefore, it is possible to perform the air conditioning operation suitable for the predetermined condition. That is, it is possible to perform an efficient cooling / heating operation and a comfortable cooling operation. Therefore, according to this invention, the efficient air-conditioning driving
  • the radiation panels (the first radiation panel 11 and the second radiation panel 12) are attached with a heat radiating portion around the refrigerant pipe 3 (3a, 3b) which bends in the vertical direction or in the horizontal direction. Since the structure of this heat radiating part is conventionally known, it will not be described in detail here. For example, it is formed by extrusion molding of aluminum and has a shape having a large number of fins. When the refrigerant flows along the refrigerant pipe 3, the room is cooled or heated by the heat radiation of the heat radiating section.
  • the refrigerant flow during the first air conditioning operation and the second air conditioning operation can be controlled via a check valve. That is, in the present embodiment, the first check valve 13 that does not flow the refrigerant flowing in the first direction D1 indicated by the solid arrow in the drawing to the second radiation panel 12 and the second check D13 indicated by the dashed arrow It is set as the structure which provided the 2nd non-return valve 14 which distribute
  • FIG. With this configuration, when the refrigerant is circulated in the first direction D1, the air-conditioning operation using only the first radiation panel 11 can be performed via the first check valve 13, and the refrigerant is supplied to the second direction. When it is made to circulate in the direction D2, it becomes possible to perform an air conditioning operation using both the first radiation panel 11 and the second radiation panel 12 via the second check valve 14.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the refrigeration cycle 2 of the radiant air conditioner 1.
  • the refrigeration cycle 2 of the radiant air conditioner 1 includes a compressor 21, a four-way valve 22, an outdoor heat exchanger 23, an expansion valve 24, and an indoor unit 10 (first radiant panel 11, second radiant panel 12) via a refrigerant pipe 3. ),
  • the compressor 21 is connected in order. Accordingly, the radiant panel is connected to one end of the compressor 21 and the outdoor heat exchanger 23 is connected to the other end, and the expansion valve 24 is disposed between the radiant panel and the outdoor heat exchanger 23.
  • the compressor 21, the four-way valve 22, the outdoor heat exchanger 23 and the expansion valve 24 are installed in the outdoor unit 20.
  • a two-way valve 25 and a three-way valve 26 to which the refrigerant pipes 3a and 3b are connected are provided on one side of the outdoor unit 20.
  • a blower fan 28 facing the outdoor heat exchanger 23 is provided in the outdoor unit 20.
  • the four-way valve 22 is switched to the cooling side, and the compressor 21, the outdoor heat exchanger 23, the expansion valve 24, the radiation panel (the first radiation panel) as shown in the first direction D1 by driving the compressor 21. 11) and return to the compressor 21.
  • HFC R410a or R32 is used as the refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 21 is condensed by being deprived of ambient air by driving the blower fan 28 in the outdoor heat exchanger 23.
  • the high-temperature refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 23 is decompressed and expanded by the expansion valve 24 to become low-temperature and low-pressure, and is sent to the radiation panel (first radiation panel 11).
  • the refrigerant flowing into the radiant panel evaporates while absorbing heat by heat exchange between the heat radiating portion and the indoor air, and returns to the compressor 21. Thereby, the refrigerant circulates and the refrigeration cycle 2 is operated, and the room is cooled by the heat radiation of the heat radiating section.
  • the four-way valve 22 is switched to the heating side, and the compressor 21, the radiant panel (the first radiant panel 11, the second radiant panel 12), and the expansion so that the refrigerant is indicated in the second direction D2 by driving the compressor 21. It returns to the compressor 21 through the valve 24 and the outdoor heat exchanger 23 in this order.
  • HFC R410a or R32 is used as the refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 21 is deprived of heat and condensed by heat exchange with indoor air at the radiation panel.
  • the high-temperature refrigerant condensed in the radiation panels (the first radiation panel 11 and the second radiation panel 12) is decompressed and expanded by the expansion valve 24 to become low-temperature and low-pressure, and is sent to the outdoor heat exchanger 23.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 23 evaporates while absorbing heat from the surroundings by driving the blower fan 28, becomes a low-temperature gas refrigerant, and returns to the compressor 21.
  • coolant circulates and the refrigerating cycle 2 is drive
  • the first air conditioning operation is a cooling operation. Therefore, the cooling operation is performed by the radiant heat of the heat radiating portion of the upper first radiation panel 11, and the lower second radiation panel 12 is not used. Thereby, since only the upper first radiation panel 11 is used during cooling operation, it is possible to effectively prevent cool air from flowing into the floor surface and cooling only the vicinity of the floor surface first, and a comfortable cooling environment for the user can be achieved. Can be provided.
  • the second air conditioning operation is a heating operation, and the heating operation is performed by the radiant heat of the heat radiation portions of both the upper first radiant panel 11 and the lower second radiant panel 12.
  • FIG. 3A is a schematic explanatory diagram illustrating a cold air flow during a cooling operation
  • FIG. 3B is a schematic explanatory diagram illustrating a warm air flow during a heating operation.
  • the first embodiment is a first air conditioning operation in which the cold air CA is radiated from the upper first radiation panel 11 by circulating the refrigerant in the first direction D1. That is, as shown in FIG. 3A, during the first air conditioning operation (cooling operation), the cold CA is radiated from the upper first radiation panel 11 by circulating the refrigerant in the first direction D1. Since the refrigerant does not flow through the lower second radiation panel 12 and no cold air CA is radiated from the second radiation panel 12, it is possible to prevent the cold air CA from accumulating on the floor and being cooled excessively.
  • the first air conditioning operation cooling operation
  • the 2nd radiation panel 12 which may cool the floor surface vicinity excessively is not used, energy cost can be reduced and efficient air-conditioning operation can be implemented.
  • the second embodiment is a second air conditioning operation in which warm air HA is radiated from the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12 by circulating the refrigerant in the second direction D2. That is, as shown in FIG. 3B, during the second air-conditioning operation (heating operation), the refrigerant flows in the second direction D2 to warm the HA from the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12. Is radiated. That is, the warm air HA is radiated toward a wide area from the top to the bottom of the living space in the room 40.
  • the total heat exchanger using the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12 is used, so the amount of radiant heat can be increased, and a large living space can be obtained. We can warm up efficiently. Therefore, according to the heating operation based on this embodiment, the living space of the person in the room 40 can be appropriately heated, and a comfortable heating environment for the resident (user) can be provided.
  • the radiation panel may be divided into two or more three or four, and may be configured to include at least the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12. That's fine. Therefore, an example provided with a radiation panel having a configuration divided into three vertically is described as Example 3 with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the radiation panel is divided into three, and the refrigerant is circulated in the first direction D1 during the cooling operation.
  • the refrigerant is circulated in the first direction D1 during the cooling operation.
  • cold air CA is radiated from the upper radiation panel 11A and the middle radiation panel 11B.
  • No refrigerant flows through the lowermost radiation panel 12A, and no cold air is radiated.
  • the refrigerant may be circulated only to the upper radiation panel 11A. That is, fine cooling control is possible.
  • the refrigerant is circulated in the second direction D2.
  • the warm air HA is directed toward a wide area from the top to the bottom of the living space in the room 40. Radiates.
  • the refrigerant is circulated in the middle and lower stages, or only in the lower stage, the radiation of the warm air HA is reduced as compared with the case where the refrigerant is circulated all over. That is, detailed heating control is possible.
  • four or more divisions are possible.
  • the radiant air conditioner 1 is connected to the compressor 21 that operates the refrigeration cycle 2 connected by the refrigerant pipe 3 through which the refrigerant circulates, and to one end of the compressor 21.
  • a radiant panel (first radiant panel 11 and second radiant panel 12) attached to the refrigerant pipe 3 with a heat radiating part facing the air, and an outdoor heat exchanger 23 connected to the other end of the compressor 21 and arranged outside the room,
  • An expansion valve 24 disposed between the radiation panel and the outdoor heat exchanger, and a first air-conditioning operation in which the refrigerant is circulated in the first direction D1, and the refrigerant is in a direction opposite to the first direction.
  • the radiation type air conditioner is capable of performing a second air conditioning operation that is distributed in the second direction D2, and the radiation panel is divided into upper and lower parts, and an upper first radiation panel 11 and a lower second air conditioner.
  • the 1st air conditioning operation is the 1st radiation panel 1 Or it is set as the air-conditioning driving
  • the first radiation panel 11 using only the upper first radiation panel 11 or the lower second radiation panel using the radiation panels (the first radiation panel 11 and the second radiation panel 12) divided in the vertical direction. Since the air conditioning operation and the second air conditioning operation using the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12 at the same time can be selected, it is possible to perform an air conditioning operation suitable for a predetermined condition. That is, it is possible to perform an efficient air conditioning operation or a comfortable air conditioning operation. Therefore, according to this invention, the efficient air-conditioning driving
  • the present invention is characterized in that the first air conditioning operation is an air conditioning operation performed using only the upper first radiation panel 11.
  • the first air conditioning operation is an air conditioning operation performed using only the upper first radiation panel 11.
  • the present invention distributes all the refrigerant flowing in the first direction D1 and the refrigerant flowing in the second direction D2 through the first radiation panel 11 and in the first direction D1.
  • a first check valve 13 that prevents the circulating refrigerant from flowing through the second radiation panel 12 and a second check valve 14 that causes the refrigerant flowing in the second direction D2 to flow through the second radiation panel 12 are provided. Yes.
  • the refrigerant is circulated in the first direction D1
  • the air-conditioning operation using only the first radiation panel 11 can be performed via the first check valve 13, and the refrigerant is supplied in the second direction.
  • the first air conditioning operation is a cooling operation
  • the cooling operation is performed by the radiant heat of the heat radiating portion of the upper first radiation panel 11, and the second air conditioning operation.
  • Is a heating operation and is characterized in that the heating operation is performed by the radiant heat of both heat radiation portions of the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12.
  • the first air conditioning operation is a cooling operation performed using only the upper first radiation panel 11, and the second air conditioning operation is performed using both the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12.
  • it is described that it is a heating operation to be performed, depending on the environmental conditions such as the part where the radiant air conditioner 1 according to the present invention is installed, the size of the living space, and whether it is a warm or cold area
  • the heating operation is performed using only the lower second radiation panel 12, and both the upper first radiation panel 11 and the lower second radiation panel 12 are operated. It may be configured to be used for cooling operation.
  • the first air conditioning operation (cooling operation) using only the upper first radiation panel 11 and the upper first radiation panel 11 using the radiation panels (the first radiation panel 11 and the second radiation panel 12) divided into upper and lower parts.
  • operation can be performed and the radiation type air conditioner 1 which can improve the comfort for a user can be obtained.
  • the radiant air conditioner according to the present invention can be suitably used for a radiant air conditioner that requires efficient cooling and heating operation and comfort in the cooling and heating operation.

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Abstract

 効率の良い冷暖房運転を可能とし、使用者に対する快適性を向上できる輻射式空気調和機を提供する。冷媒を第1方向D1に流通して行う第1空調運転と、冷媒を第1方向と逆方向の第2方向D2に流通して行う第2空調運転とを実行可能な輻射式空気調和機であって、輻射パネルは上下に分割され、上側の第1輻射パネル(11)と下側の第2輻射パネル(12)を有すると共に、第1空調運転は、第1輻射パネル(11)のみに冷媒を流通させて行う冷房運転とし、第2空調運転は、第1輻射パネル(11)と第2輻射パネル(12)との両方に冷媒を流通させて行う暖房運転とした。

Description

輻射式空気調和機
 本発明は、輻射パネルを用いて冷暖房を行う輻射式空気調和機に関する。
 近年、輻射パネルを用いて冷暖房を行う輻射式の空気調和機が開発されている。例えば、特許文献1には、輻射パネルに相当するフィンチューブ型の室内側熱交換器を介して冷暖房運転する空調装置が開示されている。当該空調装置は、上下方向に沿って冷媒を流通させる縦管配管の伝熱管を備えて、この伝熱管部に対して上向きに冷媒を流して冷房運転を行い、下向きに冷媒を流して暖房運転を行っている。
 輻射式空気調和機は、従来、冷媒管により圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張器、輻射パネル(室内熱交換機)を順に接続して圧縮機に戻る冷凍サイクルを備えている。圧縮機の駆動によって冷媒管内を冷媒が流通して冷凍サイクルが運転される。四方弁の切り替えによって第1方向に冷媒が流通して暖房運転が行われ、第1方向とは逆方向の第2方向に冷媒が流通して冷房運転が行われる。
 暖房運転時には室外熱交換器が冷凍サイクルの低温部を構成し、輻射パネルが冷凍サイクルの高温部を構成する。冷房運転時には輻射パネルが冷凍サイクルの低温部を構成し、室外熱交換器が冷凍サイクルの高温部を構成する。
 輻射パネルは冷媒管に金属製のフィンから成る放熱部を取り付けて形成される。放熱部は室内に露出し、放熱部の熱輻射によって室内の冷房または暖房が行われる。これにより、ファンによって室内の空気を攪拌しないため、使用者に快適な冷暖房を行うことができる。
 上記したように、従来の輻射式空気調和機は、同一の輻射パネルに供給する冷媒の流通方向を逆にすることで、冷房運転と暖房運転とを切り替えている。従って、同一のパネル面が、冷気の輻射パネルになり、暖気の輻射パネルにもなる。
特開2012-172899号公報
 輻射式空気調和機はファンを用いていないため、室内熱交換器からの吹出し空気が直接人体に吹き付けることによる冷え過ぎや温まり過ぎを抑制できる。しかしながら、逆にファンを用いていないため、冷房運転時には冷気が床面に流れてしまい、効率よく冷房を行うことができなくなってしまう問題があった。また、そのために使用者に対する快適性も不十分であった。
 従って、ファンを用いた強制対流により冷暖房をすることによる冷え過ぎや温まり過ぎを防ぐことができる輻射式の放熱パネルを用いて快適に冷暖房運転できると共に、冷房運転時には、冷気が床面に流れてしまわずに、効率よく冷房を行うことができることが望まれる。
 本発明は、上記問題点に鑑み、効率の良い冷暖房運転を可能とし、使用者に対する快適性を向上できる輻射式空気調和機を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために本発明は、冷媒が流通する冷媒管により接続される冷凍サイクルを運転する圧縮機と、前記圧縮機の一端に接続して室内に臨む放熱部を前記冷媒管に取り付けた輻射パネルと、前記圧縮機の他端に接続して室外に配される室外熱交換器と、前記輻射パネルと前記室外熱交換器との間に配される膨張弁と、を備え、冷媒を第1方向に流通して行う第1空調運転と、冷媒を第1方向と逆方向の第2方向に流通して行う第2空調運転とを実行可能な輻射式空気調和機であって、前記輻射パネルは上下に分割され、上側の第1輻射パネルと下側の第2輻射パネルを有すると共に、第1空調運転は、第1輻射パネルまたは第2輻射パネルのいずれか一方のみに冷媒を流通させて行う空調運転とし、第2空調運転は、第1輻射パネルと第2輻射パネルとの両方に冷媒を流通させて行う空調運転としたことを特徴としている。
 この構成によると、上下に分割された輻射パネルを用いて、上側の第1輻射パネルか下側の第2輻射パネルのいずれか一方のみを用いた第1空調運転と、上側の第1輻射パネルと下側の第2輻射パネルの両方を同時に用いた第2空調運転とを選択できるので、所定の条件に適した空調運転を行うことが可能になる。すなわち、効率良く冷暖房運転することも、快適な冷暖房運転をすることも可能になる。従って、本発明によれば、効率の良い冷暖房運転を可能とし、使用者に対する快適性を向上できる輻射式空気調和機を得ることができる。
 また本発明は、第1空調運転は上側の第1輻射パネルのみを用いて行う空調運転であることが好ましく、第1方向に流通する冷媒と第2方向に流通する冷媒は全て第1輻射パネルを流通させると共に、第1方向に流通する冷媒を第2輻射パネルに流通させない第1逆止弁と、第2方向に流通する冷媒を第2輻射パネルに流通させる第2逆止弁を設けたことが好ましい。
 また本発明は、第1空調運転は冷房運転であって、上側の第1輻射パネルの放熱部の輻射熱によって冷房運転を行い、第2空調運転は暖房運転であって、上側の第1輻射パネルと下側の第2輻射パネルの両方の放熱部の輻射熱によって暖房運転を行うことが好ましい。
 本発明によれば、効率の良い冷暖房運転を可能とし、使用者に対する快適性を向上できる輻射式空気調和機を得ることができる。
本発明に係る輻射式空気調和機の構成を示す概略説明図である。 本発明に係る輻射式空気調和機の冷凍サイクルを示す回路図である。 冷房運転時の冷気流れを示す概略説明図である。 暖房運転時の暖気流れを示す概略説明図である。 冷房運転時の冷気流れを示す概略説明図である。 暖房運転時の暖気流れを示す概略説明図である。
 以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。図1は本発明に係る輻射式空気調和機の構成を示す概略説明図である。輻射式空気調和機1は室内に設置される室内機10と屋外に設置される室外機20とを備えている。室内機10と室外機20との間は冷媒管3(3a、3b)により接続される。
 室内機10は、室内の壁面に沿って立設され、複数の放熱部(不図示)を備えた輻射パネルを有する。また、本実施形態においては、輻射パネルは上下に分割された縦型であって、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を有する。すなわち、室内機10は、室内熱交換器として、複数の輻射パネル(第1輻射パネル11と第2輻射パネル12)を有し、室外機20は後述するように室外熱交換機23(図2参照)を有する。
 輻射式空気調和機1は、冷媒を第1方向D1に流通して行う第1空調運転と、冷媒を第1方向と逆方向の第2方向D2に流通して行う第2空調運転とを実行可能とされる。本実施形態においては、第1空調運転は、第1輻射パネル11または第2輻射パネル12のいずれか一方のみに冷媒を流通させて行う空調運転とし、第2空調運転は、第1輻射パネル11と第2輻射パネル12との両方に冷媒を流通させて行う空調運転としている。例えば、第1空調運転は、第1輻射パネル11のみに冷媒を流通させて行う空調運転としている。
 これにより、上下に分割された輻射パネルを用いて、上側の第1輻射パネル11のみを用いた第1空調運転と、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を同時に用いた第2空調運転とを選択できるので、所定の条件に適した空調運転を行うことが可能になる。すなわち、効率良く冷暖房運転することも、快適な冷房運転をすることも可能になる。従って、本発明によれば、効率の良い冷暖房運転を可能とし、使用者に対する快適性を向上できる輻射式空気調和機1を得ることができる。
 輻射パネル(第1輻射パネル11、第2輻射パネル12)は上下方向に、もしくは、左右方方向に屈曲して蛇行する冷媒管3(3a、3b)の周囲に放熱部が取り付けられる。この放熱部の構成は従来公知であるのでここでは詳述しない。例えば、アルミニウムの押し出し成形により形成され、多数のフィンを有する形状とされる。冷媒管3に沿って冷媒が流通することにより、放熱部の熱輻射によって室内の冷房または暖房が行われる。
 第1空調運転時と第2空調運転時における冷媒流れは逆止弁を介して制御できる。すなわち、本実施形態においては、図中の実線矢印で示す第1方向D1に流通する冷媒を第2輻射パネル12に流通させない第1逆止弁13と、破線矢印で示す第2方向D2に流通する冷媒を第2輻射パネル12に流通させる第2逆止弁14を設けた構成としている。この構成であれば、冷媒を第1方向D1に流通させた場合には、第1逆止弁13を介して第1輻射パネル11のみを用いた空調運転を行うことができ、冷媒を第2方向D2に流通させた場合には、第2逆止弁14を介して第1輻射パネル11と第2輻射パネル12を共に用いた空調運転を行うことが可能になる。
 図2は輻射式空気調和機1の冷凍サイクル2を示す回路図である。輻射式空気調和機1の冷凍サイクル2は冷媒管3を介して圧縮機21、四方弁22、室外熱交換器23、膨張弁24、室内機10(第1輻射パネル11、第2輻射パネル12)、圧縮機21が順に接続される。これにより、圧縮機21の一端に輻射パネルが接続されるとともに他端に室外熱交換器23が接続され、輻射パネルと室外熱交換器23との間に膨張弁24が配される。
 圧縮機21、四方弁22、室外熱交換器23及び膨張弁24は室外機20内に設置される。室外機20の一側面には冷媒管3a、3bがそれぞれ接続される二方弁25及び三方弁26が設けられる。また、室外機20内には室外熱交換器23に対向する送風ファン28が設けられる。
 冷房運転時には四方弁22が冷房側に切り替えられ、圧縮機21の駆動によって冷媒が第1方向D1に示すように圧縮機21、室外熱交換器23、膨張弁24、輻射パネル(第1輻射パネル11)の順に流通して圧縮機21に戻る。冷媒には例えばHFC系のR410aやR32等が用いられる。
 圧縮機21で圧縮された高温高圧の冷媒は室外熱交換器23で送風ファン28の駆動により周囲空気に熱を奪われて凝縮する。室外熱交換器23で凝縮した高温の冷媒は膨張弁24で減圧、膨張して低温低圧となり、輻射パネル(第1輻射パネル11)に送られる。輻射パネルに流入する冷媒は放熱部と室内の空気との熱交換により吸熱しながら蒸発して低温のガス冷媒となり、圧縮機21に戻る。これにより、冷媒が循環して冷凍サイクル2が運転され、放熱部の熱輻射によって室内の冷却が行われる。
 暖房運転時には四方弁22が暖房側に切り替えられ、圧縮機21の駆動によって冷媒が第2方向D2に示すように圧縮機21、輻射パネル(第1輻射パネル11、第2輻射パネル12)、膨張弁24、室外熱交換器23の順に流通して圧縮機21に戻る。冷媒には例えばHFC系のR410aやR32等が用いられる。
 圧縮機21で圧縮された高温高圧の冷媒は輻射パネルで室内の空気との熱交換によって熱を奪われて凝縮する。輻射パネル(第1輻射パネル11、第2輻射パネル12)で凝縮した高温の冷媒は膨張弁24で減圧、膨張して低温低圧となり、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に流入する冷媒は送風ファン28の駆動により周囲から吸熱しながら蒸発して低温のガス冷媒となり、圧縮機21に戻る。これにより、冷媒が循環して冷凍サイクル2が運転され、放熱部の熱輻射によって室内の暖房が行われる。
 本実施形態においては、第1空調運転は、冷房運転としている。従って、上側の第1輻射パネル11の放熱部の輻射熱によって冷房運転を行っており、下側の第2輻射パネル12は用いていない。これにより、冷房運転時には上側の第1輻射パネル11のみを用いるので、床面に冷気が流れ込んで床面近傍のみが先に冷えるのを効果的に防止できて、使用者にとって快適な冷房環境を提供できる。
 また、第2空調運転は暖房運転としており、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12の両方の放熱部の輻射熱によって暖房運転を行っている。これにより、暖房運転時には上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を両方用いるので、使用者の足元から頭部までの領域の輻射熱量を大きくして快適な暖房環境を提供できる。
 つぎに、第1空調運転である冷房運転について図3Aを用いて実施例1として説明し、第2空調運転である暖房運転について図3Bを用いて実施例2として説明する。図3Aは、冷房運転時の冷気流れを示す概略説明図であり、図3Bは、暖房運転時の暖気流れを示す概略説明図である。
〈実施例1〉
 実施例1は、第1方向D1に冷媒を流通させることにより、上側の第1輻射パネル11から冷気CAを輻射する第1空調運転である。すなわち、図3Aに示すように、第1空調運転(冷房運転)時には、第1方向D1に冷媒を流通させることにより、上側の第1輻射パネル11から冷気CAが輻射される。下側の第2輻射パネル12には冷媒は流通せず、第2輻射パネル12からは冷気CAが輻射されないので、床面に冷気CAが蓄積して過剰に冷やされることを抑制できる。
 従って、本実施形態に基づく第1空調運転(冷房運転)によれば、室内40に居る人の居住空間を適度に冷房することが可能になり、居住者(使用者)にとって快適な冷房環境を提供できる。また、床面近傍を過剰に冷やす虞のある第2輻射パネル12は用いないので、エネルギーコストを削減でき、効率の良い空調運転を実施できる。
〈実施例2〉
 実施例2は、第2方向D2に冷媒を流通させることにより、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12から暖気HAを輻射する第2空調運転である。すなわち、図3Bに示すように、第2空調運転(暖房運転)時には、第2方向D2に冷媒を流通させることにより、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12から暖気HAが輻射される。すなわち、室内40の居住空間の上から下までの広い領域に向けて暖気HAを輻射する。
 第2空調運転(暖房運転)時には、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12とを併せた全熱交換器を使用するので輻射熱量を増やすことができ、大きな居住空間を効率良く温めることができる。従って、本実施形態に基づく暖房運転によれば、室内40に居る人の居住空間を適度に暖房することが可能になり、居住者(使用者)にとって快適な暖房環境を提供できる。
 また、輻射パネルは2つ以上の3つ、もしくは4つに分割された構成であってもよく、少なくとも上側の上記第1輻射パネル11と下側の上記第2輻射パネル12を備える構成であればよい。そこで、上下に3分割した構成の輻射パネルを備えた例について、図4A、図4Bを用いて実施例3として説明する。
〈実施例3〉
 実施例3は、輻射パネルを3分割したものであって、冷房運転時には、第1方向D1に冷媒を流通させる。この際に、例えば、図4Aに示すように、上側の輻射パネル11Aと中段の輻射パネル11Bから冷気CAが輻射される。最下段の輻射パネル12Aには冷媒は流通せず、冷気が輻射されない。冷気CAの輻射を弱めるには、上段の輻射パネル11Aのみに冷媒を流通させればよい。すなわち、細やかな冷房制御が可能になる。
 一方暖房運転時には、第2方向D2に冷媒を流通させる。この時、上段の輻射パネル11Aと中段の輻射パネル11Bと下段の輻射パネル12Aとのすべてに冷媒を流通させれば、室内40の居住空間の上から下までの広い領域に向けて暖気HAを輻射する。当然ながら、中段と下段、もしくは下段のみに冷媒を流通させれば、すべてに冷媒を流通する場合に比べて暖気HAの輻射は減る。すなわち、細やかな暖房制御が可能になる。このような輻射パネルの3分割と同様に、4分割以上の分割も可能である。
 上記したように、本発明に係る輻射式空気調和機1は、冷媒が流通する冷媒管3により接続される冷凍サイクル2を運転する圧縮機21と、前記圧縮機21の一端に接続して室内に臨む放熱部を冷媒管3に取り付けた輻射パネル(第1輻射パネル11、第2輻射パネル12)と、前記圧縮機21の他端に接続して室外に配される室外熱交換器23と、前記輻射パネルと前記室外熱交換器との間に配される膨張弁24と、を備え、冷媒を第1方向D1に流通して行う第1空調運転と、冷媒を第1方向と逆方向の第2方向D2に流通して行う第2空調運転とを実行可能な輻射式空気調和機であって、前記輻射パネルは上下に分割され、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を有すると共に、第1空調運転は、第1輻射パネル11または第2輻射パネル12のいずれか一方のみに冷媒を流通させて行う空調運転とし、第2空調運転は、第1輻射パネル11と第2輻射パネル12との両方に冷媒を流通させて行う空調運転としたことを特徴としている。
 この構成によると、上下に分割された輻射パネル(第1輻射パネル11、第2輻射パネル12)を用いて、上側の第1輻射パネル11か下側の第2輻射パネルのみを用いた第1空調運転と、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を同時に用いた第2空調運転とを選択できるので、所定の条件に適した空調運転を行うことが可能になる。すなわち、効率良く冷暖房運転することも、快適な冷暖房運転をすることも可能になる。従って、本発明によれば、効率の良い冷暖房運転を可能とし、使用者に対する快適性を向上できる輻射式空気調和機1を得ることができる。
 また本発明は、上記構成の輻射式空気調和機1において、第1空調運転は上側の第1輻射パネル11のみを用いて行う空調運転であることを特徴としている。この構成によると、居住空間に上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を備えた輻射式空気調和機1を設置した際に、上側の第1輻射パネル11のみを用いて行う空調運転するので、居住空間の下部領域を省く居住領域を良好に空調できる。
 また本発明は、上記構成の輻射式空気調和機1において、第1方向D1に流通する冷媒と第2方向D2に流通する冷媒は全て第1輻射パネル11を流通させると共に、第1方向D1に流通する冷媒を第2輻射パネル12に流通させない第1逆止弁13と、第2方向D2に流通する冷媒を第2輻射パネル12に流通させる第2逆止弁14を設けたことを特徴としている。この構成によると、冷媒を第1方向D1に流通させた場合には、第1逆止弁13を介して第1輻射パネル11のみを用いた空調運転を行うことができ、冷媒を第2方向D2に流通させた場合には、第2逆止弁14を介して第1輻射パネル11と第2輻射パネル12を共に用いた空調運転を行うことが可能になる。
 また本発明は、上記構成の輻射式空気調和機1において、第1空調運転は、冷房運転であって、上側の第1輻射パネル11の放熱部の輻射熱によって冷房運転を行い、第2空調運転は暖房運転であって、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12の両方の放熱部の輻射熱によって暖房運転を行うことを特徴としている。この構成によると、冷房運転時には上側の第1輻射パネル11のみを用いるので、床面に冷気が流れ込んで床面近傍のみが先に冷えるのを効果的に防止できて、使用者にとって快適な冷房環境を提供できる。また、暖房運転時には上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を両方用いるので、使用者の足元から頭部までの領域の輻射熱量を大きくして快適な暖房環境を提供できる。
 以上、第1空調運転は、上側の第1輻射パネル11のみを用いて行う冷房運転であり、第2空調運転は上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を両方用いて行う暖房運転であると説明しているが、本発明に係る輻射式空気調和機1を設置する部位や居住空間の大きさ、および、温暖な地域か冷間な地域かなどの環境条件等により、暖房能力は小さくし冷房能力は大きいほうが好ましい場合には、下側の第2輻射パネル12のみを用いて暖房運転し、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を両方用いて冷房運転する構成であってもよい。
 しかし、日本のような四季を有する温帯地域においては、夏は暑くなり冬は寒くなるので、冷房能力も暖房能力も共に有効に発揮できることが好ましく、冷え過ぎや温まり過ぎを防ぐことも望まれるので、こういう環境で且つ床に縦型に設置するタイプの輻射式空気調和機の場合には、上側の第1輻射パネル11のみを用いて行う冷房運転の第1空調運転と、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を両方用いて行う暖房運転の第2空調運転を行えることが好ましい。
 すなわち、上下に分割された輻射パネル(第1輻射パネル11、第2輻射パネル12)を用いて、上側の第1輻射パネル11のみを用いた第1空調運転(冷房運転)と、上側の第1輻射パネル11と下側の第2輻射パネル12を同時に用いた第2空調運転(暖房)とを実行可能にすることにより、効率良く冷暖房運転することも、快適な冷暖房運転をすることも可能になる。従って、本発明によれば、効率の良い冷暖房運転を可能とし、使用者に対する快適性を向上できる輻射式空気調和機1を得ることができる。
 そのために、本発明に係る輻射式空気調和機は、効率の良い冷暖房運転をすることと、冷暖房運転時の快適性が求められる輻射式の空気調和機に好適に利用可能となる。
   1  輻射式空気調和機
   2  冷凍サイクル
   3  冷媒管
  10  室内機
  11  第1輻射パネル
  12  第2輻射パネル
  20  室外機
  21  圧縮機
  22  四方弁
  23  室外熱交換器
  24  膨張弁
  25  二方弁
  26  三方弁
  28  送風ファン
  D1  第1方向
  D2  第2方向
  CA  冷気
  HA  暖気

Claims (4)

  1.  冷媒が流通する冷媒管により接続される冷凍サイクルを運転する圧縮機と、前記圧縮機の一端に接続して室内に臨む放熱部を前記冷媒管に取り付けた輻射パネルと、前記圧縮機の他端に接続して室外に配される室外熱交換器と、前記輻射パネルと前記室外熱交換器との間に配される膨張弁と、を備え、冷媒を第1方向に流通して行う第1空調運転と、冷媒を第1方向と逆方向の第2方向に流通して行う第2空調運転とを実行可能な輻射式空気調和機であって、
     前記輻射パネルは上下に分割され、上側の第1輻射パネルと下側の第2輻射パネルを有すると共に、
     第1空調運転は、第1輻射パネルまたは第2輻射パネルのいずれか一方のみに冷媒を流通させて行う空調運転とし、
     第2空調運転は、第1輻射パネルと第2輻射パネルとの両方に冷媒を流通させて行う空調運転としたことを特徴とする輻射式空気調和機。
  2.  第1空調運転は上側の第1輻射パネルのみを用いて行う空調運転であることを特徴とする請求項1に記載の輻射式空気調和機。
  3.  第1方向に流通する冷媒と第2方向に流通する冷媒は全て第1輻射パネルを流通させると共に、第1方向に流通する冷媒を第2輻射パネルに流通させない第1逆止弁と、第2方向に流通する冷媒を第2輻射パネルに流通させる第2逆止弁を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の輻射式空気調和機。
  4.  第1空調運転は、冷房運転であって、上側の第1輻射パネルの放熱部の輻射熱によって冷房運転を行い、第2空調運転は暖房運転であって、上側の第1輻射パネルと下側の第2輻射パネルの両方の放熱部の輻射熱によって暖房運転を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の輻射式空気調和機。
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