WO2020225895A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

空気調和装置は、吸入口と吹出口とを有する外面パネルと、第１熱交換領域と第２熱交換領域とを有する熱交換器と、風向偏向装置と、制御装置とを備え、第１熱交換領域には、第１熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する第１流量調整装置が接続されており、制御装置は、第２熱交換領域で熱交換された第２空気が、第１熱交換領域で熱交換された第１空気よりも天井面に近い位置に吹き出され、かつ、第１空気及び第２空気が天井面に沿った方向に吹き出されるように風向偏向装置を制御し、第２熱交換領域で熱交換された第２空気の温度が、第１熱交換領域で熱交換された第１空気の温度よりも高くなるように、第１流量調整装置の開度を制御し、第１熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する。

Description

空気調和装置

　本発明は、天井埋込型の空気調和装置に関する。

　特許文献１では、室内に冷気を供給する冷房運転時において、天井材の汚れを抑制するため、冷気の流れが天井面と水平の向きよりも少し下吹きに風向制御された天井埋込型の空気調和装置が開示されている。

特開２０１１－１７４７０５号公報

　しかしながら、特許文献１の空気調和装置では、天井面が冷却されることによる天井面の汚れの付着を抑制できる一方、下吹きのため冷気が使用者に当たるエリアが生じる。そのため、そのエリアでは、冷気が使用者に当たり、使用者に不快感を与える可能性がある。

　本発明は、上述の課題を解決するものであり、冷房運転時における天井面の汚れの付着を抑制するとともに、使用者の不快感を抑制する天井埋込型の空気調和装置を提供することを目的とする。

　本発明の空気調和装置は、空調対象空間の天井面に配置され、吸入口と吹出口とを有する外面パネルと、前記吸入口から前記吹出口へ送られる空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、前記吹出口に設けられた風向偏向装置と、制御装置とを備え、前記熱交換器は、第１熱交換領域と第２熱交換領域とを有しており、前記第１熱交換領域には、前記第１熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する第１流量調整装置が接続されており、前記熱交換器と前記吹出口との間の風路には、前記第１熱交換領域で熱交換された第１空気と、前記第２熱交換領域で熱交換された第２空気とを分流して、前記吹出口に誘導する仕切板が設けられており、前記風向偏向装置は、前記仕切板により前記吹出口に誘導され、前記吹出口から吹き出される前記第１空気及び前記第２空気の風向を偏向するものであり、前記制御装置は、冷房運転時に、前記第２空気が、前記第１空気よりも前記天井面に近い位置に吹き出されるように、かつ、前記第１空気及び前記第２空気が前記天井面に沿った方向に吹き出されるように、前記風向偏向装置を制御し、前記第２熱交換領域で熱交換された前記第２空気の温度が、前記第１熱交換領域で熱交換された前記第１空気の温度よりも高くなるように、前記第１流量調整装置の開度を制御し、前記第１熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する。

　本発明の空気調和装置では、冷房運転時において、天井面に沿った方向に吹き出される第１空気の温度よりも高い第２空気が、第１空気と前記天井面との間に吹き出すように風向が偏向されているため、天井面の冷却が抑制される。また、本発明の空気調和装置では、天井面が冷却されることによる天井面の汚れの付着を抑制できるとともに、冷気の流れが天井面から剥離するように風向制御する必要がないため、使用者の不快感を抑制できる。したがって、本発明によれば、冷房運転時における天井面の汚れの付着を抑制するとともに、使用者の不快感を抑制する空気調和装置を提供できる。

実施の形態１に係る空気調和装置の室内機を外面パネルの表面側から見た概略的な平面図である。 図１のＡ－Ａ断面における、空気調和装置の室内機の内部構造を示す断面図である。 図２の室内機の吹出側風路の構造を示す拡大図である。 実施の形態１の空気調和装置の室内機における冷媒回路を示す概略図である。 実施の形態１の制御装置で行われる、空気調和装置における第１流量調整装置の開度の制御処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１の制御装置で行われる、空気調和装置における第２流量調整装置の開度の制御処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２における室内機の吹出側風路の構造を示す拡大図である。 実施の形態３の空気調和装置の室内機における冷媒回路を示す概略図である。 実施の形態３の制御装置で行われる、空気調和装置における第１流量調整装置の開度の制御処理の一例を示すフローチャートである。 熱交換器の領域と配管温度との関係を示したグラフである。

実施の形態１．
　実施の形態１に係る空気調和装置１００について説明する。図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の室内機１を外面パネル２の表面側から見た概略的な平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面における、空気調和装置１００の室内機１の内部構造を示す断面図である。図３は、図２の室内機１の吹出側風路の構造を示す拡大図である。なお、以下の図面においては、各構成部材の寸法の関係及び形状は、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の部材若しくは部分又は同一の機能を有する部材若しくは部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。また、室内機１の各構成部材同士の位置関係、例えば、上下、左右、前後等の位置関係は、原則として、室内機１を使用状態に設置したときの位置関係とする。

　空気調和装置１００は、熱交換器１１において、熱交換器１１を通過する空気と、熱交換器１１の内部を流通する低圧の二相冷媒との間で熱交換を行うことにより、室内等の空調対象空間に冷気を供給する冷房運転を少なくとも行うことができる。空気調和装置１００の室内機１は、天井埋込カセット型の室内機１として形成されており、外面パネル２と筐体３とを有している。外面パネル２は、室内機１の意匠面を形成するパネル面２ａと、パネル面２ａの裏面側に配置された外側壁２ｂとを有している。パネル面２ａは、室内等の空調対象空間の天井面４に配置され、外側壁２ｂは天井裏に配置されている。筐体３は、板金で形成された外郭３ａと、断熱材で形成された内郭３ｂとを有し、天井裏の空間に配置されている。外面パネル２の外側壁２ｂは、天井裏の空間において、ネジ止め又は嵌め込み等により筐体３に隙間なく固定される。室内機１は、図示しないが、冷媒配管を介して室外機と接続される。

　外面パネル２は、中央部分が開口しており、開口した外面パネル２の中央部分は筐体３の内部と連通している。外面パネル２には、開口した外面パネル２の中央部分を下方から覆い、外面パネル２から脱離可能なサービスパネル５が設けられている。サービスパネル５が設けられることにより、サービスパネル５の周縁には、筐体３の内部と連通する中空矩形形状の吸入口２ｃが形成される。また、外面パネル２は、吸入口２ｃの周囲に配置され、筐体３の内部と連通する１以上の吹出口２ｄを有している。図１では、吹出口２ｄは、吸入口２ｃの周囲に４つ配置しているが、吸入口２ｃを挟んで２つ配置したものであってもよいし、１つのみ配置したものであってもよい。また、吹出口２ｄは、吸入口２ｃの周囲に中空矩形形状に開口したものであってもよい。

　図２に示すように、外面パネル２の裏面には、吸入口２ｃと吹出口２ｄとの間に形成された内側壁２ｅが、吸入口２ｃに沿って中空矩形形状に設けられている。内側壁２ｅによって囲まれた空間は、吸入口２ｃと連通している。また、外側壁２ｂと内側壁２ｅとの間の空間は、吹出口２ｄと連通している。

　また、外面パネル２の内側壁２ｅによって囲まれた空間には、フィルタ７が配置されている。フィルタ７は、吸入口２ｃから吸入された空気から粉塵及び細菌等を除去する多孔性部材である。フィルタ７は、交換及び清掃等を簡易にすべく、例えば、サービスパネル５を介して内側壁２ｅに着脱可能に取り付けられている。

　また、外面パネル２の外側壁２ｂと内側壁２ｅとの間には、吹出口２ｄから吹き出される風向を偏向する１以上の風向偏向装置９が配置されている。風向偏向装置９は、曲面形状の板状部材であるベーン９ａと、ベーン９ａに設けられたシャフト９ｂとを有している。シャフト９ｂは、図示しないが、例えば、ステップモータに接続される。風向偏向装置９では、ステップモータの駆動により、ベーン９ａの位置が調整される。風向偏向装置９では、ベーン９ａの位置によって、天井面４に沿った方向の風向から下向方向の風向まで多段階に風向制御がされる。なお、図１及び図２において、ステップモータは図示していない。

　風向偏向装置９での風向は、空気調和装置１００のリモートコントローラ等の入力装置で、使用者が風向を手動で入力することにより調整される。また、空気調和装置１００では、人感センサ等の入力センサを設け、入力センサの情報に基づいて自動で風向偏向装置９での風向を制御させることもできる。風向偏向装置９での風向の制御は、例えば、後述する制御装置７０で行われる。なお、図１及び図２においては、リモートコントローラ又は入力センサは図示していない。

　筐体３の内部には、ドレンパン１３と、熱交換器１１と、送風機１５と、ベルマウス１７とが設けられている。

　熱交換器１１は、保有する熱エネルギーの異なる２つの流体間で熱エネルギーの移動及び交換を行う熱伝達機器である。熱交換器１１としては、熱交換器１１を通過する空気と、熱交換器１１の内部を流通する冷媒との間で熱交換を行う空冷式熱交換器が用いられる。熱交換器１１は、冷房運転時においては、熱交換器１１を通過する空気と、熱交換器１１の内部を流通する低圧の二相冷媒との間で熱交換が行われる蒸発器として機能する。熱交換器１１としては、例えば、並列に配置された複数の板状フィンと、複数の板状フィンを貫通する伝熱管とを備え、板状フィンの間を通過する空気と、伝熱管を流れる冷媒との間で熱交換を行うフィンアンドチューブ型熱交換器が用いられる。熱交換器１１をフィンアンドチューブ型熱交換器とした場合、熱交換器１１は、伝熱管がドレンパン１３から離れる方向に整列し、かつ、複数の板状フィンの一端がドレンパン１３に載置されるように配置される。熱交換器１１は、例えば、筐体３の上壁３ｃから吊り下げた状態で筐体３に固定される。熱交換器１１は、平板状の熱交換器１１を中空矩形形状に屈曲して形成されるが、これに限られない。例えば、熱交換器１１は、４つの平板状の熱交換器１１を中空矩形形状に配置して形成してもよい。

　ドレンパン１３は、熱交換器１１の下部を載置し、熱交換器１１の結露等により生じたドレン水を室外機の外部に排出するための受水容器である。図２に示すように、ドレンパン１３は、熱交換器１１の下部を載置している。また、ドレンパン１３は、外面パネル２の内側壁２ｅの上部に載置され、外面パネル２の外側壁２ｂと間隔を空けて配置されている。ドレンパン１３は、例えば、上面視において中空矩形形状となる受水領域を有するように形成されている。なお、図２では、ドレンパン１３は、内側壁２ｅと別個の部材として示されているが、ドレンパン１３は、一部材として内側壁２ｅと一体形成してもよい。

　ドレンパン１３によって囲まれた空間は、内側壁２ｅによって囲まれた空間を介して、吸入口２ｃと連通している。筐体３の側壁３ｄとドレンパン１３との間の空間は、外面パネル２の外側壁２ｂと内側壁２ｅとの間の空間とを介して、吹出口２ｄと連通している。すなわち、室内機１では、ドレンパン１３が熱交換器１１と外面パネル２の内側壁２ｅとの間に配置されることにより、吸入口２ｃから熱交換器１１までの吸入側風路と、熱交換器１１から吹出口２ｄまでの吹出側風路とが形成されている。

　送風機１５は、吸入口２ｃから吹出口２ｄへ空気を送る回転機械である。送風機１５は、吸入側が、サービスパネル５と対向するように配置され、送風機１５のモータ１５ａの回転軸１５ａ１が、サービスパネル５に向くように配置されている。また、送風機１５は、モータ１５ａの回転軸１５ａ１の周りに、吸入口２ｃから吸い込まれた空気を、熱交換器１１に送る複数の翼１５ｂを有している。送風機１５としては、例えば、多翼型シロッコファン又はターボファン等の遠心ファンが用いられる。

　ベルマウス１７は、吸入口２ｃからの空気を送風機１５の吸入側に誘導する気流誘導部材である。ベルマウス１７は、例えば、ネジ止め等によりドレンパン１３に固定される。なお、図２では、ベルマウス１７は、ドレンパン１３と別個の部材として示されているが、ベルマウス１７は、一部材としてドレンパン１３と一体形成してもよい。

　図３に示すように、熱交換器１１は、第１熱交換領域１１ａと、第２熱交換領域１１ｂとを有している。第１熱交換領域１１ａと第２熱交換領域１１ｂとは、鉛直方向に２段に構成されている。第１熱交換領域１１ａは、ドレンパン１３の上部に配置されており、第２熱交換領域１１ｂは、第１熱交換領域１１ａの上部に配置されている。なお、第２熱交換領域１１ｂの板状フィンは、第１熱交換領域１１ａの板状フィンと別体であってもよいし、第１熱交換領域１１ａの板状フィンと一体形成されたものであってもよい。

　また、室内機１の吹出側風路には、第１熱交換領域１１ａで熱交換された第１空気５０ａと、第２熱交換領域１１ｂで熱交換された第２空気５０ｂとを分流して、吹出口２ｄに誘導する仕切板１９が設けられている。仕切板１９は、筐体３の上壁３ｃと側壁３ｄに沿って、第１熱交換領域１１ａと第２熱交換領域１１ｂとの境界から、風向偏向装置９まで、断面Ｌ字形状に延在している。仕切板１９は、第１空気５０ａが通過する風路と第２空気５０ｂが通過する風路とに吹出側風路を区画している。また、図示しないが、仕切板１９は、上面視においては、熱交換器１１の外周側に中空矩形形状に形成されている。

　仕切板１９は、例えば、グラスウール又はウレタン樹脂等の断熱材で形成される。仕切板１９を断熱材で形成すれば、第１空気５０ａと第２空気５０ｂとの温度差によって、仕切板１９に結露が発生するのを抑制できる。したがって、仕切板１９の下部にドレンパン１３のような受水容器を設ける必要がなくなるため、室内機１の構造を簡易にし、製造コストを低減することができる。

　室内機１が駆動し、送風機１５が回転すると、室内空気５０ｃは、送風機１５の回転により発生する誘引流により、吸入口２ｃから、吸入側風路を介して、熱交換器１１に送られる。熱交換器１１において、第１熱交換領域１１ａを通過する第１空気５０ａ１及び第２熱交換領域１１ｂを通過する第２空気５０ｂ１は、熱交換器１１の内部を流れる冷媒とそれぞれ熱交換される。第１熱交換領域１１ａで熱交換された第１空気５０ａは、送風機１５の回転により発生する誘引流により、仕切板１９とドレンパン１３の間に形成された吹出側風路を流れる。仕切板１９とドレンパン１３の間に形成された吹出側風路を流れる第１空気５０ａは、ベーン９ａと外面パネル２の内側壁２ｅとの間の空間を介して、吹出口２ｄから室内に吹き出される。第２熱交換領域１１ｂで熱交換された第２空気５０ｂは、送風機１５の回転により発生する誘引流により、筐体３と仕切板１９との間に形成された吹出側風路を流れ、外側壁２ｂとベーン９ａとの間の空間を介して、吹出口２ｄから室内に吹き出される。吹出口２ｄから室内に吹き出された第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２は、初めは層流として吹き出され、室内空気に拡散される。

　風向偏向装置９では、吹出口２ｄから室内に吹き出された第２空気５０ｂ２が、吹出口２ｄから室内に吹き出された第１空気５０ａ２よりも天井面４に近い位置に吹き出されるように風向が偏向される。例えば、風向偏向装置９のベーン９ａにおいて、吹出側風路の下流側のベーン９ａの厚さを、吹出側風路の上流側のベーン９ａの厚さよりも大きく形成すると、第１空気５０ａは、第２空気５０ｂよりも天井面４から離れた位置に吹き出される。したがって、風向偏向装置９のベーン９ａにおいて、吹出側風路の下流側のベーン９ａの厚さを、吹出側風路の上流側のベーン９ａの厚さよりも大きく形成すると、第２空気５０ｂ２が第１空気５０ａ２よりも天井面４に近い位置に吹き出すように風向を偏向できる。

　空気調和装置１００の冷房運転時に、第２空気５０ｂ２の温度が、第１空気５０ａ２の温度よりも高くなるように、熱交換器１１での冷媒流量を調整すれば、天井面４が冷却されることを抑制でき、天井面４に結露が生じるのを抑制することができる。

　図４は、実施の形態１の空気調和装置１００の室内機１における冷媒回路を示す概略図である。図４では冷房運転時における冷媒の流れが矢印で示されている。図示しないが、冷房運転時においては、低圧の二相冷媒又は液冷媒が室外機から供給される。室外機から液冷媒が供給される場合は、電子膨張弁又はキャピラリチューブ等の減圧機器により減圧され、低圧の二相冷媒として熱交換器１１に流入する。

　第１熱交換領域１１ａ及び第２熱交換領域１１ｂは、並列に配管接続されている。冷房運転時において、低圧の二相冷媒は、分流して第１熱交換領域１１ａ及び第２熱交換領域１１ｂにそれぞれ供給される。第１熱交換領域１１ａ及び第２熱交換領域１１ｂから流出した熱交換された冷媒は、合流して室内機１から流出する。

　第１熱交換領域１１ａ及び第２熱交換領域１１ｂの冷媒の流入側には、第１流量調整装置２１ａ及び第２流量調整装置２１ｂがそれぞれ配管接続されている。第１流量調整装置２１ａ及び第２流量調整装置２１ｂとしては、例えば開度が調整可能なリニア電磁弁等の膨張弁が用いられる。室内機１では、第１流量調整装置２１ａ及び第２流量調整装置２１ｂの開度が調整されることにより、第１熱交換領域１１ａ及び第２熱交換領域１１ｂを流れる冷媒流量が調整される。

　第１熱交換領域１１ａの冷媒流入側及び冷媒流出側には、第１温度センサ２３ａ及び第２温度センサ２５ａがそれぞれ配置されている。第２熱交換領域１１ｂの冷媒流入側及び冷媒流出側には、第３温度センサ２３ｂ及び第４温度センサ２５ｂがそれぞれ配置されている。第１温度センサ２３ａ、第２温度センサ２５ａ、第３温度センサ２３ｂ、及び第４温度センサ２５ｂとしては、例えば、サーミスタ等の半導体センサが用いられる。

　また、室内機１には、室内機１の駆動を制御する制御装置７０が配置されている。制御装置７０は、専用のハードウェア、又は、中央演算装置若しくはメモリ等を備えたマイクロコンピュータ若しくはマイクロプロセッシングユニットとして構成される。制御装置７０は、例えば埋込型の制御回路基板として構成され、電気品箱に収納される。図示しないが、制御装置７０は、第１流量調整装置２１ａ、第２流量調整装置２１ｂ、第１温度センサ２３ａ、第２温度センサ２５ａ、第３温度センサ２３ｂ、及び第４温度センサ２５ｂと有線又は無線接続されている。

　制御装置７０は、第１温度センサ２３ａ、第２温度センサ２５ａ、第３温度センサ２３ｂ、及び第４温度センサ２５ｂで検知した温度情報を元に、第１流量調整装置２１ａ及び第２流量調整装置２１ｂの開度を制御するように構成できる。したがって、制御装置７０は、第１流量調整装置２１ａ及び第２流量調整装置２１ｂの開度を制御して、第１熱交換領域１１ａ及び第２熱交換領域１１ｂを流れる冷媒の流量をそれぞれ調整できる。

　以降では、冷房運転時において、第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２が、風向偏向装置９を介して、天井面４に沿った方向に吹き出される場合の制御処理を考える。第１流量調整装置２１ａでは、第２熱交換領域１１ｂで熱交換された第２空気５０ｂ１の温度が、第１熱交換領域１１ａで熱交換された第１空気５０ａ１の温度よりも高くなるように、第１熱交換領域１１ａを流れる冷媒の流量が調整されている。また、第２流量調整装置２１ｂでは、第２熱交換領域１１ｂで熱交換された第２空気５０ｂ１の温度が、第１熱交換領域１１ａで熱交換された第１空気５０ａ１の温度よりも高くなるように、第２熱交換領域１１ｂを流れる冷媒の流量が調整されている。

　図５は、実施の形態１の制御装置７０で行われる、空気調和装置１００における第１流量調整装置２１ａの開度の制御処理の一例を示すフローチャートである。図５の制御処理は、冷房運転が行われ、かつ、第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２が、風向偏向装置９を介して、天井面４に沿った方向に吹き出される場合に、定期的に、又は随時に行われる。

　ステップＳ１１において、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１は、現在の第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１_ｎｏｗから、差分値ΔＤ１の分、増加される。差分値ΔＤ１は、第１流量調整装置２１ａ及び熱交換器１１の仕様等を考慮して決定される。例えば、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１の範囲を、０≦Ｄ１≦１とした場合、差分値ΔＤ１は、０．０５に設定できる。

　ステップＳ１２においては、第２温度センサ２５ａで検知された温度と第１温度センサ２３ａで検知された温度との温度差、すなわち第１熱交換領域１１ａにおける過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の下限値Ｔ０_{ｌｏｗｅｒ}より大きいか否かが判定される。過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の下限値Ｔ０_{ｌｏｗｅｒ}より大きい場合は、過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の下限値Ｔ０_{ｌｏｗｅｒ}以下となるまで、ステップＳ１１の制御処理が繰り返される。過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の下限値Ｔ０_{ｌｏｗｅｒ}以下となった場合は、ステップＳ１３において、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１は、現在の第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１_ｎｏｗに戻されて、制御処理が終了する。過熱度の下限値Ｔ０_{ｌｏｗｅｒ}は、例えば、空気調和装置１００の圧縮機の吸入口において、過熱度を確保できるように決定される。例えば、過熱度の下限値Ｔ０_{ｌｏｗｅｒ}は１℃とすることができる。

　図６は、実施の形態１の制御装置７０で行われる、空気調和装置１００における第２流量調整装置２１ｂの開度の制御処理の一例を示すフローチャートである。図６の制御処理は、図５の制御処理と同様の条件下で行われる。すなわち、図６の制御処理は、冷房運転が行われ、かつ、第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２が、風向偏向装置９を介して、天井面４に沿った方向に吹き出される場合に、定期的に、又は随時に行われる。なお、第２流量調整装置２１ｂの開度の制御処理は、第１流量調整装置２１ａの開度の制御処理と連動して実行されるものであってもよいし、独立して実行されるものであってもよい。

　ステップＳ２１において、第２流量調整装置２１ｂの開度Ｄ２は、現在の第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ２_ｎｏｗから、差分値ΔＤ２の分、低減される。差分値ΔＤ２は、第２流量調整装置２１ｂ及び熱交換器１１の仕様等を考慮して決定される。例えば、第２流量調整装置２１ｂの開度Ｄ２の範囲を、０≦Ｄ２≦１とした場合、差分値ΔＤ２は、０．０１に設定できる。

　ステップＳ２２においては、第４温度センサ２５ｂで検知された温度と第３温度センサ２３ｂで検知された温度との温度差、すなわち第２熱交換領域１１ｂにおける過熱度Ｔ２_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}未満か否かが判定される。過熱度Ｔ２_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}未満の場合は、過熱度Ｔ２_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}以上となるまで、ステップＳ２１の制御処理が繰り返される。過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}以上となった場合は、ステップＳ２３において、第２流量調整装置２１ｂの開度Ｄ２は、現在の第２流量調整装置２１ｂの開度Ｄ２_ｎｏｗに戻されて、制御処理が終了する。過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}は、例えば、空気調和装置１００の圧縮機の吸入口における過熱度を抑制し、空気調和装置１００の成績係数を維持できるように決定される。例えば、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}は４℃とすることができる。

　上述の構成によれば、冷房運転時に、第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２が天井面４に沿った方向に吹き出される場合において、他の方向に吹き出される場合よりも、第１流量調整装置２１ａの開度が増加され、第２流量調整装置２１ｂの開度が低減される。したがって、第１熱交換領域１１ａの冷媒流量が増加し、第２熱交換領域１１ｂの冷媒流量が減少し、第２熱交換領域１１ｂで熱交換された第２空気５０ｂ１の温度を、第１熱交換領域１１ａで熱交換された第１空気５０ａ１の温度よりも高くすることができる。

　また、風向偏向装置９では、第１空気５０ａ１よりも温度の高い第２空気５０ｂ２が、第１空気５０ａ２よりも天井面４に近い位置に吹き出されるように風向が偏向されている。

　したがって、実施の形態１によれば、冷房運転時において冷気が天井面４に沿った方向に吹き出される場合であっても、冷気による天井面４の冷却が抑制される。また、天井面４の冷却が抑制されることにより、天井面４の結露により天井面４に黒ずみ等の汚れが発生することを抑制できる。また、天井面４の冷却が抑制されることにより、高温多湿下の環境において、天井裏側の天井面４が結露する可能性も抑制できるため、天井裏にカビ等が発生することを抑制できる。また、冷房運転時において冷気が天井面４に沿った方向に吹き出すことができるため、冷気が使用者に当たることによる使用者の不快感を抑制できる。

　なお、実施の形態１では、第１流量調整装置２１ａのみを用いて開度制御を行った場合、第１流量調整装置２１ａの開度を増加させれば、第１熱交換領域１１ａの冷媒流量が増加し、第２熱交換領域１１ｂの冷媒流量が減少するため、上述と同様の効果が得られる。しかしながら、第２流量調整装置２１ｂを用いた場合は、第２熱交換領域１１ｂの冷媒流量を独立して制御できるため、より効率的な制御が可能となる。

　また、第１流量調整装置２１ａ及び第２流量調整装置２１ｂの開度は、空気調和装置１００に実装された、制御装置７０とは別の電子回路で制御するようにしてもよい。また、室内機１が第１流量調整装置２１ａ及び第２流量調整装置２１ｂを有する場合、二相冷媒を熱交換器１１に流入できるため、上述した電子膨張弁又はキャピラリチューブ等の減圧機器を省略できる。

実施の形態２．
　実施の形態２について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態２における室内機１の吹出側風路の構造を示す拡大図である。以降の説明は、上述の実施の形態１と異なる構成についてのみ説明する。

　実施の形態２では、風向偏向装置９は、第１ベーン９ａ１と第２ベーン９ａ２とを有している。第１ベーン９ａ１は、仕切板１９とドレンパン１３の間に形成された吹出側風路を流れ、外面パネル２の内側壁２ｅの側の吹出口２ｄから室内に吹き出される第１空気５０ａ２の風向を偏向する。第２ベーン９ａ２は、筐体３と仕切板１９との間に形成された吹出側風路を流れ、外側壁２ｂの側の吹出口２ｄから室内に吹き出される第２空気５０ｂ２の風向を偏向する。第１ベーン９ａ１及び第２ベーン９ａ２は、例えば前述した制御装置７０により、独立して風向偏向を行うことができる。

　実施の形態２では、第１ベーン９ａ１及び第２ベーン９ａ２が独立して風向偏向を行うことができることにより、使用者の要望に応じた室内機１の風向調節を行うことができる。

　例えば、実施の形態２において、第２ベーン９ａ２により第２空気５０ｂ２を天井面４に沿った方向に風向偏向すれば、部屋全体にわたり冷気を拡散することができる。また、この状態において、第１ベーン９ａ１により第１空気５０ａ２を天井面４に沿った方向に風向偏向したとしても、上述の実施の形態１と同様の効果が得られる。

　また、実施の形態２において、第２空気５０ｂ２が天井面４に沿った方向に風向偏向された状態において、第１ベーン９ａ１により第１空気５０ａ２を天井面４から剥離しない程度に下向きに風向偏向することができる。実施の形態２において、このように風向偏向すれば、部屋全体にわたり冷気を拡散することができるとともに、第１空気５０ａ２により天井面４が冷却される領域を増加させることができる。

　また、実施の形態２において、第２空気５０ｂ２が天井面４に沿った方向に風向偏向された状態において、第１ベーン９ａ１により第１空気５０ａ２を任意の方向に風向偏向することができる。実施の形態２において、このように風向偏向すれば、第１ベーン９ａ１により局所的に冷気を供給するとともに、部屋全体にも冷気を拡散することができる。

　また、実施の形態２において、第２空気５０ｂ２が天井面４に沿った方向に風向偏向された状態において、第１ベーン９ａ１をスイングさせることにより第１空気５０ａ２を多方向に風向偏向することができる。実施の形態２において、このように風向偏向すれば、第１ベーン９ａ１により多数の室内領域に局所的に冷気を供給するとともに、部屋全体にも冷気を拡散することができる。

　また、実施の形態２において、第１ベーン９ａ１及び第２ベーン９ａ２により、天井面４から室内の側壁方向に第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２を風向偏向するようにしてもよい。実施の形態２において、このように風向偏向すれば、一部の室内領域に優先的に冷気を供給することができる。

　また、実施の形態２において、第１ベーン９ａ１及び第２ベーン９ａ２により、天井面４から床面の方向に、第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２を風向偏向するようにしてもよい。実施の形態２において、このように風向偏向すれば、より局所的に冷気を供給することができる。

実施の形態３．
　実施の形態３について、図８を用いて説明する。図８は、実施の形態３の空気調和装置１００の室内機１における冷媒回路を示す概略図である。図８では冷房運転時における冷媒の流れが矢印で示されている。以降の説明は、上述の実施の形態１と異なる構成についてのみ説明する。

　実施の形態３では、第１熱交換領域１１ａは、第１熱交換領域１１ａに流入した冷媒が、第２熱交換領域１１ｂを介して流出するように第２熱交換領域１１ｂに接続されている。また、冷房運転時における、熱交換器１１の流入側には、第１流量調整装置２１ａのみが配置されている。また、熱交換器１１と第１流量調整装置２１ａとの間には、分配器２７が接続されており、熱交換器１１の内部の冷媒を２列に分配している。なお、分配器２７は、室内機１の用途等に応じて、３列以上に冷媒を分配するものであってもよい。また、分配器２７を省略して、熱交換器１１の内部の冷媒の流路を１つのみとしてもよい。

　冷房運転時における熱交換器１１の冷媒流入側及び冷媒流出側には、第５温度センサ２３ｃ及び第６温度センサ２５ｃがそれぞれ配置されている。第５温度センサ２３ｃ及び第６温度センサ２５ｃとしては、例えば、サーミスタ等の半導体センサが用いられる。図示しないが、第１流量調整装置２１ａ、第５温度センサ２３ｃ、及び第６温度センサ２５ｃは、制御装置７０と有線又は無線接続されている。

　熱交換器１１は、フィン１１ｃを貫通する複数の直管１１ｄを有しており、直管１１ｄ同士は、例えばＵ字管で接続されている。実施の形態３では、説明のために、熱交換器１１の熱交換領域を、伝熱管の配置位置に応じて、領域Ａ～領域Ｈに区画している。実施の形態３では、なお、説明のために、第１熱交換領域１１ａは、領域Ａ～領域Ｅに対応し、第２熱交換領域１１ｂは、領域Ｆ～領域Ｈに対応するものとする。なお、熱交換器１１における伝熱管は、第１熱交換領域１１ａに流入した冷媒が、最終的に、第２熱交換領域１１ｂを介して流出するように配管接続されていればよい。例えば、熱交換器１１には、第２熱交換領域１１ｂに流入した冷媒が、次いで第１熱交換領域１１ａに流れる領域が一部にあってもよい。

　図９は、実施の形態３の制御装置７０で行われる、空気調和装置１００における第１流量調整装置２１ａの開度の制御処理の一例を示すフローチャートである。図９の制御処理は、冷房運転が行われ、かつ、第１空気５０ａ２及び第２空気５０ｂ２が、風向偏向装置９を介して、天井面４に沿った方向に吹き出される場合に、定期的に、又は随時に行われる。

　ステップＳ３１において、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１は、現在の第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１_ｎｏｗから、差分値ΔＤ１の分、減少される。差分値ΔＤ１は、第１流量調整装置２１ａ及び熱交換器１１の仕様等を考慮して決定される。例えば、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１の範囲を、０≦Ｄ１≦１とした場合、差分値ΔＤ１は、０．０５に設定できる。

　ステップＳ３２においては、第６温度センサ２５ｃで検知された温度と第５温度センサ２３ｃで検知された温度との温度差、すなわち熱交換器１１における過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}未満か否かが判定される。過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}未満の場合は、過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}以上となるまで、ステップＳ３１の制御処理が繰り返される。過熱度Ｔ１_ＳＨが、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}以上となった場合は、ステップＳ３３において、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１は、現在の第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１_ｎｏｗに戻されて、制御処理が終了する。過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}は、例えば、空気調和装置１００の圧縮機の吸入口における過熱度を抑制し、空気調和装置１００の成績係数を維持できるように決定される。例えば、過熱度の上限値Ｔ０_{ｕｐｐｅｒ}は４℃とすることができる。

　図１０は、熱交換器１１の領域Ａ～Ｈと配管温度との関係を示したグラフである。横軸は、領域Ａ～Ｈであり、縦軸は、領域Ａ～Ｈにおける配管温度を相対的に示している。実線Ｌ１は、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１が標準的な開度である場合の領域Ａ～Ｈにおける配管温度を概略的に示している。破線Ｌ２は、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１が相対的に大きい場合の領域Ａ～Ｈにおける配管温度を概略的に示している。点線Ｌ３は、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１が相対的に小さい場合の領域Ａ～Ｈにおける配管温度を概略的に示している。

　破線Ｌ２に示すように、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１が相対的に大きい場合、熱交換器１１における熱交換には、二相冷媒による潜熱が用いられるため、領域Ａ～Ｈを通して配管温度の変化も少なくなる。しかしながら、点線Ｌ３に示すように、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１が相対的に小さい場合、領域Ａ～Ｅ、すなわち第１熱交換領域１１ａでの熱交換には、二相冷媒による潜熱が用いられることになる。また、第１流量調整装置２１ａの開度Ｄ１が相対的に小さい場合、領域Ｆ～Ｈ、すなわち第２熱交換領域１１ｂでの熱交換には、気相冷媒による潜熱が用いられることになる。したがって、上述の構成によれば、第２熱交換領域１１ｂを通過する第２空気５０ｂ１の温度は、第１熱交換領域１１ａを通過する第１空気５０ａ１の温度よりも高くすることができるため、上述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。したがって、第１流量調整装置２１ａによって、第１熱交換領域１１ａを流れる冷媒が二相冷媒となり、第２熱交換領域１１ｂを流れる冷媒が気相冷媒となるように冷媒の流量を調整すれば、上述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

その他の実施の形態．
　上述の実施の形態は、種々の変形が可能であり、上述した構成に限定されない。例えば、上述の実施の形態では、室内機１を有するセパレート型の空気調和装置１００を一例に挙げて説明したが、一体型の天井埋込カセット型の空気調和装置１００であっても同様に適用可能である。

　また、上述の実施の形態の構成は、互いに組み合わせることが可能である。

　１　室内機、２　外面パネル、２ａ　パネル面、２ｂ　外側壁、２ｃ　吸入口、２ｄ　吹出口、２ｅ　内側壁、３　筐体、３ａ　外郭、３ｂ　内郭、３ｃ　上壁、３ｄ　側壁、４　天井面、５　サービスパネル、７　フィルタ、９　風向偏向装置、９ａ　ベーン、９ａ１　第１ベーン、９ａ２　第２ベーン、９ｂ　シャフト、１１　熱交換器、１１ａ　第１熱交換領域、１１ｂ　第２熱交換領域、１１ｃ　フィン、１１ｄ　直管、１３　ドレンパン、１５　送風機、１５ａ　モータ、１５ａ１　回転軸、１５ｂ　翼、１７　ベルマウス、１９　仕切板、２１ａ　第１流量調整装置、２１ｂ　第２流量調整装置、２３ａ　第１温度センサ、２３ｂ　第３温度センサ、２３ｃ　第５温度センサ、２５ａ　第２温度センサ、２５ｂ　第４温度センサ、２５ｃ　第６温度センサ、２７　分配器、５０ａ、５０ａ１、５０ａ２　第１空気、５０ｂ、５０ｂ１、５０ｂ２　第２空気、５０ｃ　室内空気、７０　制御装置、１００　空気調和装置。

Claims (7)

1. 　空調対象空間の天井面に配置され、吸入口と吹出口とを有する外面パネルと、
   　前記吸入口から前記吹出口へ送られる空気と、内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
   　前記吹出口に設けられた風向偏向装置と、
   　制御装置と
   を備え、
   　前記熱交換器は、第１熱交換領域と第２熱交換領域とを有しており、
   　前記第１熱交換領域には、前記第１熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する第１流量調整装置が接続されており、
   　前記熱交換器と前記吹出口との間の風路には、前記第１熱交換領域で熱交換された第１空気と、前記第２熱交換領域で熱交換された第２空気とを分流して、前記吹出口に誘導する仕切板が設けられており、
   　前記風向偏向装置は、前記仕切板により前記吹出口に誘導され、前記吹出口から吹き出される前記第１空気及び前記第２空気の風向を偏向するものであり、
   　前記制御装置は、
   　冷房運転時に、前記第２空気が、前記第１空気よりも前記天井面に近い位置に吹き出されるように、かつ、前記第１空気及び前記第２空気が前記天井面に沿った方向に吹き出されるように、前記風向偏向装置を制御し、
   　前記第２熱交換領域で熱交換された前記第２空気の温度が、前記第１熱交換領域で熱交換された前記第１空気の温度よりも高くなるように、前記第１流量調整装置の開度を制御し、前記第１熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する
   空気調和装置。
2. 　前記第１熱交換領域は、前記第１熱交換領域に流入した冷媒が、前記第２熱交換領域を介して流出するように前記第２熱交換領域に接続されており、
   　前記制御装置は、
   　前記冷房運転時に、前記第１熱交換領域を流れる冷媒が二相冷媒となり、前記第２熱交換領域を流れる冷媒が気相冷媒となるように、前記第１流量調整装置の開度を制御し、前記第１熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 　前記第２熱交換領域は、前記第１熱交換領域と並列に接続されている
   請求項１に記載の空気調和装置。
4. 　前記第２熱交換領域には、前記第２熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する第２流量調整装置が接続されており、
   　前記制御装置は、
   　前記冷房運転時に、前記第２熱交換領域で熱交換された前記第２空気の温度が、前記第１熱交換領域で熱交換された前記第１空気の温度よりも高くなるように、前記第２流量調整装置の開度を制御し、前記第２熱交換領域を流れる冷媒の流量を調整する
   請求項３に記載の空気調和装置。
5. 　前記風向偏向装置は、
   　前記吹出口から吹き出される前記第１空気の風向を偏向する第１ベーンと、
   　前記吹出口から吹き出される前記第２空気の風向を偏向する第２ベーンと
   を有している
   請求項１～４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
6. 　前記制御装置は、
   　前記第１ベーンと前記第２ベーンとを独立して制御する
   請求項５に記載の空気調和装置。
7. 　前記第１熱交換領域と前記第２熱交換領域とは、鉛直方向に２段に構成されている
   請求項１～６のいずれか一項に記載の空気調和装置。

Images