JP2001082759A

JP2001082759A - 空気調和機の室内ユニット

Info

Publication number: JP2001082759A
Application number: JP2000261345A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Morita; 慶一守田; Akihiko Sugiyama; 明彦杉山; Toshiaki Hitosugi; 利明一杉; Jitsuo Iketani; 實男池谷; Masaya Yamazaki; 雅也山崎; Minoru Inoue; 実井上; Hideaki Suzuki; 秀明鈴木; Hideaki Motohashi; 秀明本橋
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Carrier Japan Corp
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、内部のスペースを有効利用しながら
送風効率を保持し、かつ充分な空気調和能力を得る空気
調和機の室内ユニットを提供する。【解決手段】第１の熱交換器６と第２の熱交換器８とか
らなり吸込口２２に対向して配置される室内側熱交換器
５と、上記第１の熱交換器と上記第２の熱交換器とを連
通する配管に設けられる補助減圧装置である、たとえば
補助電子膨張弁７とを有し、上記補助電子膨張弁の動作
により、第１の熱交換器を再熱器、第２の熱交換器を冷
却器となすドライ運転が可能であり、室内側熱交換器は
吸込口に対して斜めに傾斜して配置され、この室内側熱
交換器と吸込口との間の空間スペースに上記補助電子膨
張弁を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドライ運転に切換
え可能な空気調和機の室内ユニットに係わり、特に、補
助減圧装置の収納構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般家庭用として多用される空気
調和機は、室内ユニットと、室外ユニットとに分割され
てなり、互いのユニットは冷媒管や電源ケーブルで連結
される構成となっている。

【０００３】また、一般的にヒ−トポンプ式の冷凍サイ
クルを備えて冷房運転と暖房運転との切換えを可能にす
るとともに、ドライ運転にも切換え可能にして、運転稼
働率を高めた空気調和機が多用される。

【０００４】この種の装置は、圧縮機と、四方弁と、室
外側熱交換器と、減圧装置および室内側熱交換器を、冷
媒管を介して連通してなり、ヒ−トポンプ式の冷凍サイ
クルを構成する。

【０００５】上記室内側熱交換器は、第１の熱交換器
と、第２の熱交換器とを、互いに並設し、これらを補助
減圧装置を介して連通してなり、冷房運転時と暖房運転
時は、補助減圧装置を全開して、第１の熱交換器と第２
の熱交換器とに、同一状態の冷媒を流通し、ともに冷媒
の蒸発作用もしくは凝縮作用を行わせる。

【０００６】ドライ運転を指示された時は、補助減圧装
置を適宜絞って、第１の熱交換器では冷媒を凝縮する再
熱器となし、第２の熱交換器では冷媒を蒸発する冷却器
となす。

【０００７】一方、熱交換空気である室内空気は、はじ
め風上側に位置する第２の熱交換器と熱交換して、除湿
された冷気に変わる。ついで、風下側に位置する第１の
熱交換器と熱交換して、凝縮熱を吸収する再加熱作用が
なされ、室温に戻る。吹出口からは、除湿された室温の
温風が吹出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、空調特性
を向上させたドライ運転が可能となっているが、問題は
室内ユニット内における配管の収納構造にある。すなわ
ち、除湿機能を有するセパレート型空気調和機の室内ユ
ニットを改良した実公昭６１−３８０３５号公報では、
通風路を形成している通風路ケースに、その外表面側か
ら通風路側に一部を突出させて凹部を設け、この凹部に
第１の熱交換器と第２の熱交換器間の配管部を収納する
構成が記載されている。

【０００９】しかしながら、このような構成では、配管
部を収納するスペースを確保する反面、通風路自体が縮
小されることとなり、送風効率が低下し、ひいては空調
能力の低下をきたす。

【００１０】ドライ運転時には、配管部に結露したドレ
ン水が凹部に滴下し、さらには通風路を形成する背面板
を流下して室内に流れ、使用者に不快感を与える等の虞
れがあった。

【００１１】このような結露を防止するためには、たと
えば配管部全体を断熱材で包囲するなどの施策が必要で
あり、そのために部品数が増えることとなり、さらには
組立て作業が面倒になるという問題が存在する。

【００１２】本発明は、上述した事情に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、内部のスペースを
有効利用しながら送風効率を保持し、かつ充分な空気調
和能力を得る空気調和機の室内ユニットを提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、第１の熱交換器と第２の熱交換器とからな
り吸込口に対向して配置される室内側熱交換器と、上記
第１の熱交換器と上記第２の熱交換器とを連通する配管
に設けられる補助減圧装置とを有し、上記補助減圧装置
の動作により、第１の熱交換器を再熱器、第２の熱交換
器を冷却器となすドライ運転が可能な空気調和機の室内
ユニットにおいて、上記室内側熱交換器は上記吸込口に
対して斜めに傾斜して配置され、この室内側熱交換器と
吸込口との間の空間スペースに上記補助減圧装置が配置
されることを特徴とする。

【００１４】請求項２として、請求項１記載の空気調和
機の室内ユニットにおいて上記補助減圧装置は、補助電
子膨張弁もしくは、キャピラリーチューブと電磁開閉弁
との並列回路であることを特徴とする。

【００１５】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、室内ユニットの内部スペースを有効利用し
ながら送風効率を保持でき、充分な空気調和能力を得る
とともに、ドレン水の処理構造が簡素化して組立て作業
が容易になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
にもとづいて説明する。

【００１７】図１に、空気調和機の冷凍サイクルと、そ
の電気的な制御構造を示す。

【００１８】図中１は圧縮機であって、この吐出口に、
四方弁２を介して室外側熱交換器３が接続される。この
室外側熱交換器３は、減圧装置である電子膨張弁４を介
して、室内側熱交換器５を構成する第１の熱交換器６に
接続される。

【００１９】上記第１の熱交換器６は、補助減圧装置を
構成する補助電子膨張弁７を介して第２の熱交換器８に
接続され、これらで室内側熱交換器５を構成することに
なる。第２の熱交換器８は、四方弁２を介して圧縮機１
の吸込側に接続される。

【００２０】上記電子膨張弁４および補助電子膨張弁７
は、入力される駆動パルスの数に応じて開度が連続的に
変化するパルスモータバルブである。以下、これらパル
スモータバルブのことをＰＭＶ４、サブＰＭＶ７と称す
る。

【００２１】圧縮機１は能力可変形圧縮機であって、駆
動モータがインバータ回路９に接続される。このインバ
ータ回路９は、商用交流電源１０の電圧を整流し、それ
を制御部１１の指令に応じた周波数に変換し、出力す
る。この出力は、圧縮機１モータの駆動電力となる。

【００２２】室外側熱交換器３に対向して、送風機であ
る室外ファン１２が配置される。この室外ファン１２の
駆動モータに、たとえば位相制御回路１３が接続され
る。この位相制御回路１３は、商用交流電源１０から駆
動モータに対する通電を制御部１１からの指令に応じて
位相制御する。このような位相制御により、室外ファン
１２の回転数の変化が可能となっている。

【００２３】上記制御部１１は、マイクロコンピュータ
およびその周辺回路からなり、空気調和機の全般に亘る
制御を行う。この制御部１１に、室内空気の温度を検知
する室内温度センサ１４、室外側熱交換器３の冷媒の温
度を検知する室外熱交温度センサ１５、室外側熱交換器
３の出口の冷媒の温度を検知する室外熱交出口温度セン
サ１６、室外空気の温度を検知する室外温度センサ１
７、四方弁２、ＰＭＶ４、サブＰＭＶ７、インバータ回
路９、位相制御回路１３と、室内送風機のファンのタッ
プ切換え制御回路およびリモートコントロール式の操作
器などが接続される。

【００２４】上記制御部１１は、次の機能手段を備え
る。

【００２５】［１］圧縮機１を運転し、圧縮機から吐出
される冷媒を四方弁２、室外側熱交換器３、ＰＭＶ４、
第１の熱交換器６、サブＰＭＶ７、第２の熱交換器８、
四方弁２に順次導き、かつＰＭＶ４を絞り、サブＰＭＶ
７は全開して、冷房運転を実行する手段。

【００２６】［２］圧縮機１を運転し、圧縮機１から吐
出される冷媒を四方弁２、第２の熱交換器８、サブＰＭ
Ｖ７、第１の熱交換器６、ＰＭＶ４、室外側熱交換器
３、四方弁２に順次導き、かつＰＭＶ４を絞り、サブＰ
ＭＶ７は全開して、暖房運転を実行する手段。

【００２７】［３］圧縮機１を運転し、圧縮機から吐出
される冷媒を四方弁２、室外側熱交換器３、ＰＭＶ４、
第１の熱交換器６、サブＰＭＶ７、第２の熱交換器８、
四方弁２に順次導き、かつＰＭＶ４を全開し、サブＰＭ
Ｖ７を絞って、ドライ運転を実行する手段。

【００２８】［４］冷気味ドライ運転時、室外温度セン
サ１７で検知される外気温度に基づき、ＰＭＶ４を絞っ
て第１の熱交換器６の凝縮温度を下げる手段。この場
合、制御部１１に対する直接のフィードバックがないの
で、ＰＭＶ４では絶対値のパルス制御となる。

【００２９】図２に示すように、室内側熱交換器５を収
容する室内ユニット２０が構成される。図中２１は前面
に吸込口２２、下部に吹出口２３が設けられるユニット
本体である。上記室内側熱交換器５は、全体的に略くの
字状に形成され、上記吸込口２２に対向して配置され
る。この下端部にはドレンパン２４が設けられる。

【００３０】室内側熱交換器５は、互い狭小の間隙を存
して並設される多数枚のフィン２５と、これらフィン２
５に挿嵌する熱交換パイプ２６からなる。ここで熱交換
パイプ２６は、フィン２５の長手方向（高さ方向）に沿
って、２列に並べられており、これら各列の熱交換パイ
プ２６相互間のフィン２５部位には、フィン２５の長手
方向（高さ方向）に沿って、直状で、断続的なスリット
２７が介設される。

【００３１】このようなスリット２７によって、フィン
２５は吸込口２２に直接対向する風上側と、この裏面側
になる風下側とに、略２分された構造となっている。風
上側のフィン２５部位および熱交換パイプ２６が１列分
で、上記第２の熱交換器８が構成され、風下側のフィン
２５部位および熱交換パイプ２６が１列分で、上記第１
の熱交換器６が構成される。

【００３２】くの字状に形成された室内側熱交換器５
の、特に、大きく傾斜する上部側で、かつ第２の熱交換
器８上部に近接して、上記サブＰＭＶ７が配置される。
すなわち、略くの字状に形成される室内側熱交換器５で
あるので、この上部側はユニット本体２１と吸込口２２
に対して、空白のスペースが生じている。そこで、この
スペースに上記サブＰＭＶ７を配置することにより、有
効な配置レイアウトを得られる。

【００３３】室内側熱交換器５の内側、すなわち第１の
熱交換器６側には、上記室内送風機の横流ファンからな
る室内ファン２８が配置される。この室内ファン２８
は、室内側熱交換器５の幅方向に充分対向する軸方向長
さを有することは、言う迄もない。

【００３４】つぎに、このようにして構成される空気調
和機の空調作用について説明する。冷房運転では、圧縮
機１の運転、四方弁２の非作動（ニュートラル状態）、
ＰＭＶ４の絞り、サブＰＭＶ７の全開、室外ファン１２
の運転および室内ファン２８の運転が設定される。

【００３５】圧縮機１で圧縮された冷媒が吐出される
と、四方弁２を介して室外側熱交換器３に案内される。
この室外側熱交換器３で、冷媒が凝縮し、液化する。室
外側熱交換器３を出た液冷媒は、ＰＭＶ４の絞り作用に
よって減圧され、第１の熱交換器６に導かれる。

【００３６】この第１の熱交換器６を出た冷媒は、全開
のサブＰＶＭ７を通過して第２の熱交換器８に流入す
る。各熱交換器６，８では冷媒が蒸発して室内空気から
蒸発潜熱を奪い、気化する。そして、これら熱交換器
６，８を経た冷媒は、四方弁２を介して圧縮機１に吸込
まれる。

【００３７】暖房運転では、圧縮機１の運転、四方弁２
の作動、ＰＭＶ４の絞り、サブＰＭＶ７の全開、室外フ
ァン１２と室内ファン２８の運転が設定される。圧縮機
１で圧縮された冷媒が吐出されると、四方弁２を介して
第２の熱交換器８に導かれる。この第２の熱交換器８を
出た冷媒は、全開のサブＰＶＭ７を通過して第１の熱交
換器６に流入する。各熱交換器８，６では冷媒が凝縮し
て室内空気へ凝縮熱を放出し、液化する。そして、これ
ら熱交換器８，６を経た冷媒は、ＰＭＶ４の絞り作用に
よって減圧され、室外側熱交換器３に案内される。この
室外側熱交換器３で冷媒が気化し、四方弁２を介して圧
縮機１に吸込まれる。

【００３８】ドライ運転では、圧縮機１の運転、四方弁
２の非作動、ＰＭＶ４の全開、サブＰＭＶ７の絞り作
用、室外ファン１２と室内ファン２８の運転が設定され
る。

【００３９】圧縮機１から吐出された冷媒は、四方弁２
を介して室外側熱交換器３に案内され、さらに全開のＰ
ＭＶ４を介して第１の熱交換器６に導かれる。冷媒は、
室外側熱交換器３および第１の熱交換器６で凝縮し、液
化する。特に、第１の熱交換器６では凝縮熱を室内空気
に放出する。

【００４０】この液冷媒は、サブＰＭＶ７において減圧
され、第２の熱交換器８に導かれる。この熱交換器８で
冷媒は蒸発気化し、室内空気から熱を奪う。この熱交換
器８を経た冷媒は、四方弁２を介して圧縮機１に吸込ま
れる。

【００４１】図２に示すように、第２の熱交換器８は風
上側にあって、吸込口２２から導かれる室内空気を除湿
冷却する冷却器の作用をなし、第１の熱交換器６は風下
側にあって、除湿冷却された室内空気を加熱する再熱器
となる。

【００４２】吹出口２３からは、吸込まれた時の温度に
戻って吹出される。すなわち、ドライ空気となって室内
に導かれ、この除湿作用をなす。

【００４３】室内温度がリモコンに対する設定温度より
低めのときは、暖気味ドライ運転が選択される。この暖
気味ドライ運転では、室外ファン１２が回転数０もしく
は極く低い回転数（１５０ｒｐｍ程度）で運転される。

【００４４】この場合、室外側熱交換器３での冷媒の放
熱が少ないため（顕熱が少）、再熱器として機能する第
１の熱交換器６に加わる熱量が多くなり、除湿冷却され
たドライ空気が充分に暖められて室内に吹出される。

【００４５】室内温度がリモコンに対する設定温度に近
ければ、等温ドライ運転が選択される。このときは室外
ファン１２が極く低い回転数（１５０ｒｐｍ程度）で運
転され、室外側熱交換器３での冷媒の放熱分だけ再熱器
としての第１の熱交換器６の放熱量が減り、ドライ空気
は室内温度と同程度に暖められて吹出される。

【００４６】室内温度がリモコンに対する設定温度より
高めの状態では、当然、外気温が高く、このときは冷却
能力が不足する傾向にあるため冷気味ドライ運転が選択
される。

【００４７】すなわち、サブＰＭＶ７における絞り作用
は継続されるとともに、室外温度センサ１７で検知され
る外気温度に基づき、減圧装置であるＰＭＶ４の絞り作
用をなす。冷媒は、室外側熱交換器３で凝縮され、さら
にＰＭＶ４の絞り作用により、第１の熱交換器６に導か
れた状態で、放熱量が低下し凝縮温度が下がる。

【００４８】冷却器としての第２の熱交換器８では、最
大限の冷却能力を保持するよう、サブＰＭＶ７の絞りを
設定するので、高外気温時における冷気味ドライ運転で
の冷却能力が保持される。

【００４９】また、図２に示すように、上記サブＰＭＶ
７を、くの字状に形成される室内側熱交換器５の傾斜し
た上部側で、かつ風上側に近接する部位に配置した。室
内側熱交換器５の内の風上側には、ドライ運転時に冷却
器となる第２の熱交換器８があり、この鉛直方向上部に
サブＰＭＶ７がある。

【００５０】冷房運転時およびドライ運転時では、第２
の熱交換器８に結露が生じるとともに、サブＰＭＶ７お
よびそれにつながる配管にも結露が生じる。第２の熱交
換器８に結露したドレン水は、スリット２７…に阻止さ
れて第１の熱交換器６側に流入することなく、流下して
ドレンパン２４に処理される。

【００５１】サブＰＭＶ７等に結露したドレン水は、こ
こに近接する第２の熱交換器８に滴下し、この熱交換器
８に生成したドレン水と同様に処理される。したがっ
て、サブＰＭＶ７専用のドレン処理構造を備える必要が
なく、ユニット本体２１内のスペースの有効利用を得ら
れる。

【００５２】上記実施例においては、第１の熱交換器６
と第２の熱交換器８との間に接続される補助減圧装置と
して、補助電子膨張弁７を備えたがこれに限定されるも
のではない。

【００５３】図３に示すように、補助減圧装置として、
電磁開閉弁３０と、キャピラリーチューブ３１とを並列
に接続する並列回路３２に換えてもよい。（他の構成部
品は、先に図１で説明したものと同一であるので、ここ
では同番号を付して、新たな説明を省略する。）冷房運転時には、電磁開閉弁３０を開放して、第１の熱
交換器６から導かれる冷媒をそのまま通過させる。暖房
運転時にも電磁開閉弁３０を開放して、第２の熱交換器
８から導かれる冷媒をそのまま通過させる。

【００５４】冷気味ドライ運転を含むドライ運転時に
は、電磁開閉弁３０を閉成して、第１の熱交換器６から
導かれる冷媒をキャピラリーチューブ３１に導き、絞り
作用を行わせる。

【００５５】この補助減圧装置としての並列回路３２
は、先に図２で説明したサブＰＭＶ７の位置に、これに
代わって配置される。すなわち、吸込口２２と、くの字
状に形成される室内側熱交換器５の傾斜した上部側との
空間スペースで、かつ第２の熱交換器８の風上側に近接
する部位に配置される。

【００５６】冷房運転時およびドライ運転時では、第２
の熱交換器８に結露が生じるとともに、並列回路３２お
よびそれにつながる配管等にも結露が生じる。第２の熱
交換器８に結露したドレン水は、スリット２７…に阻止
されて第１の熱交換器６側に流入することなく、流下し
てドレンパン２４に処理される。

【００５７】並列回路３２とその接続部配管等に結露し
たドレン水は、ここに近接する第２の熱交換器８に滴下
し、この熱交換器８に生成したドレン水と同様に処理さ
れる。したがって、並列回路３２等専用のドレン処理構
造を備える必要がなく、ユニット本体２１内のスペース
の有効利用を得られる。

【００５８】

【発明の効果】本発明において、室内ユニットの吸込口
と室内側熱交換器の傾斜部との間に空間スペースを形成
し、このスケースに補助減圧装置を配置したので、吸込
み空気がスペース内の補助減圧装置を通って室内側熱交
換器の傾斜部に導かれることなり、従来のように通風路
を狭めることなく、室内ユニット内のスペースを有効利
用しながら送風効率を保持して充分な空気調和能力を確
保でき、小型で高性能な空気調和機の室内ユニットが得
られる。

【００５９】また、補助減圧装置に結露したドレン水
は、室内側熱交換器の傾斜部に滴下し、この室内側熱交
換器に生成したドレン水と同様に処理されるため、補助
減圧装置専用のドレン水処理構造を設ける必要がなく、
簡単な構造で組立ての容易な空気調和機の室内ユニット
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す、空気調和機の冷凍
サイクル構成図および電気制御回路図。

【図２】同実施の形態の、空気調和機を構成する室内ユ
ニットの概略の縦断面図。

【図３】他の実施の形態の、空気調和機の冷凍サイクル
構成図。

【符号の説明】

６…第１の熱交換器、８…第２の熱交換器、２２…吸込口、５…室内側熱交換器、７…補助電子膨張弁（補助減圧装置）、３１…キャピラリーチューブ、３０…電磁開閉弁、３２…並列回路（補助減圧装置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２５Ｂ 29/00 ３９１Ｆ２４Ｆ 1/00 ３９１Ｃ (72)発明者一杉利明静岡県富士市蓼原336番地株式会社東芝富士工場内 (72)発明者池谷實男静岡県富士市蓼原336番地株式会社東芝富士工場内 (72)発明者山崎雅也静岡県富士市蓼原336番地株式会社東芝富士工場内 (72)発明者井上実静岡県富士市蓼原336番地株式会社東芝富士工場内 (72)発明者鈴木秀明静岡県富士市蓼原336番地株式会社東芝富士工場内 (72)発明者本橋秀明静岡県富士市蓼原336番地株式会社東芝富士工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の熱交換器と第２の熱交換器とからな
り吸込口に対向して配置される室内側熱交換器と、上記
第１の熱交換器と上記第２の熱交換器とを連通する配管
に設けられる補助減圧装置とを有し、上記補助減圧装置
の動作により、第１の熱交換器を再熱器、第２の熱交換
器を冷却器となすドライ運転が可能な空気調和機の室内
ユニットにおいて、上記室内側熱交換器は上記吸込口に対して斜めに傾斜し
て配置され、この室内側熱交換器と吸込口との間の空間
スペースに上記補助減圧装置が配置されることを特徴と
する空気調和機の室内ユニット。
【請求項２】上記補助減圧装置は、補助電子膨張弁もし
くは、キャピラリーチューブと電磁開閉弁との並列回路
であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室
内ユニット。