(57)【要約】【課題】簡単な構成で暖房運転時に足元を集中的に暖める快適な頭寒足熱暖房ができる空気調和機を提供する。【解決手段】室内熱交換器３０と、室内熱交換器３０の下流側に配置され、室内熱交換器３０を介して吸い込んだ空気を空気通路２３を介して吹出口２４から吹き出す室内ファン１１と、吹出口２４に配置された第１,第２水平フラップ３１,３２と、暖房運転時に室内熱交換器３０の前面側かつ下側の冷媒出口から冷媒が流出するように室内熱交換器３０に冷媒を流すと共に、冷媒の循環量を制御する制御装置とを備える。上記制御装置は、暖房運転時に室内熱交換器３０の前面側かつ下側(第２前面熱交換部６Ｂ)がサブクール状態となるように冷媒の循環量を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口の前面側かつ下側から上側に渡って配置された熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)と、
上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の下流側に配置され、上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)を介して吸い込んだ空気を空気通路(２３)を介して吹出口(２４)から吹き出す横流ファン(１１)と、
上記吹出口(２４)に配置された水平フラップ(３１,３２)と、
暖房運転時に上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の前面側かつ下側の冷媒出口から冷媒が流出するように上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)に冷媒を流すと共に、上記冷媒の循環量または上記横流ファン(１１)の回転数の少なくとも一方を制御する制御装置(１０)と
を備え、
上記制御装置(１０)は、暖房運転時に上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の前面側かつ下側がサブクール状態となるように上記冷媒の循環量または上記横流ファン(１１)の回転数の少なくとも一方を制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
吸込口の下側から上側に渡って配置された熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)と、
上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の下流側に配置され、上記吸込口から上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)を介して吸い込んだ空気を空気通路(２３)を介して吹出口(２４)から吹き出す横流ファン(１１)と、
上記吹出口(２４)に配置された水平フラップ(３１,３２)と、
冷房運転時に上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の上側の冷媒出口から冷媒が流出するように上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)に冷媒を流すと共に、上記冷媒の循環量または上記横流ファン(１１)の回転数の少なくとも一方を制御する制御装置(１０)と
を備え、
上記制御装置(１０)は、冷房運転時に上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の上側がスーパーヒート状態となるように上記冷媒の循環量または上記横流ファン(１１)の回転数の少なくとも一方を制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
吸込口の前面側から背面側に渡って配置された熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)と、
上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の下流側に配置され、上記吸込口(２４)から上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)を介して吸い込んだ空気を空気通路(２３)を介して吹出口(２４)から吹き出す横流ファン(１１)と、
上記吹出口(２４)に配置された水平フラップ(３１,３２)と、
冷房運転時に背面側の熱交換器に設けた冷媒出口から冷媒が流出するように上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)に冷媒を流すと共に、上記冷媒の循環量または上記横流ファン(１１)の回転数の少なくとも一方を制御する制御装置(１０)と
を備え、
上記制御装置(１０)は、冷房運転時に上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の背面側がスーパーヒート状態となるように上記冷媒の循環量または上記横流ファン(１１)の回転数の少なくとも一方を制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の異なる２ヶ所以上の温度を検出する温度センサ(１３,１４)を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気調和機において、
上記制御装置(１０)は、上記温度センサ(１３,１４)により検出された上記熱交換器(５,６Ａ,６Ｂ)の異なる２ヶ所以上の温度のうちの少なくとも２つの温度の差が５deg以上になるように、上記冷媒の循環量または上記横流ファン(１１)の回転数の少なくとも一方を制御することを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
室内温度を検出する室内温度センサ(１５)を備え、
上記制御装置(１０)は、上記室内温度センサ(１５)により検出された上記室内温度が目標温度に対して予め設定された範囲内になったときに、サブクールまたはスーパーヒートの少なくとも一方を予め設定された大きさ以上になるように制御を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
上記吹出口(２４)に配置された複数枚の水平フラップ(３１,３２)を備え、
上記複数の水平フラップ(３１,３２)により、上記空気通路(２３)内の空気流の上側成分および下側成分を、上下の異なる方向に吹き出すことを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
請求項１から６までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
上記吹出口(２４)に配置された複数枚の水平フラップ(３１,３２)を備え、
上記複数枚の水平フラップ(３１,３２)により、上記空気通路(２３)内の空気流の上側成分および下側成分を、上下で略並行な方向に吹き出すことを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
上記吹出口(２４)に配置された垂直フラップ(３３,３４)を備え、
上記垂直フラップ(３３,３４)によって、上記空気通路(２３)内の空気流の上側成分または下側成分の一方を、上記室内の右側または左側に吹き出し、上記空気通路(２３)内の空気流の上側成分または下側成分の他方は、上記空気通路(２３)内の空気流の上側成分または下側成分の一方よりも吹出風向が緩やかに制御されて上記室内の右側または左側に吹き出すことを特徴とする空気調和機。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の空気調和機において、
上記吹出口(２４)に配置された垂直フラップ(３３,３４)を備え、
上記垂直フラップ(３３,３４)によって、上記空気通路(２３)内の空気流の上側成分および下側成分を、左右の異なる方向に吹き出すことを特徴とする空気調和機。
【請求項１１】
請求項１１に記載の空気調和機において、
上記垂直フラップ(３３,３４)が上下２段構造または複数段構造であることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機としては、室内熱交換器の複数に分割された熱交換部毎に冷媒流路を開閉する開閉弁を設け、開閉弁により特定の熱交換部の冷媒流路を閉じることにより、冷媒流路が閉じた熱交換部を通る室内空気がそのまま通過して、他の熱交換部を通った冷気または暖気とは別に生空気が吹き出すものがある(例えば、特開２００１−２１５０４２号公報(特許文献１)参照)。上記空気調和機では、冷房運転時に、吹出口から吹き出す冷気をそれより下側から吹き出す生空気により持ち上げることにより、冷気が床側に落ちにくくなってドラフト感や足の冷えのない快適な冷房が行えると共に、暖房運転時に、吹出口から吹き出す暖気をそれより上側から吹き出す生空気により下方に押さえることにより、足元を集中的に暖める快適暖房が行える。
【０００３】
しかしながら、上記空気調和機では、熱交換部毎に冷媒流路を開閉する開閉弁や接続配管を夫々設ける必要があるため、構造が複雑になって、コストが高くつくという問題がある。このような複雑な構成の空気調和機では、小型化が容易にできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１５０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で暖房運転時に足元を集中的に暖める快適な頭寒足熱暖房ができる空気調和機を提供することにある。
【０００６】
また、この発明のもう１つの課題は、簡単な構成で冷房運転時にドラフト感や足の冷えを防止して健康的な冷房ができる空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１の発明の空気調和機は、
吸込口の前面側かつ下側から上側に渡って配置された熱交換器と、
上記熱交換器の下流側に配置され、上記熱交換器を介して吸い込んだ空気を空気通路を介して吹出口から吹き出す横流ファンと、
上記吹出口に配置された水平フラップと、
暖房運転時に上記熱交換器の前面側かつ下側の冷媒出口から冷媒が流出するように上記熱交換器に冷媒を流すと共に、上記冷媒の循環量または上記横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、暖房運転時に上記熱交換器の前面側かつ下側がサブクール状態となるように上記冷媒の循環量または上記横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
ここで、「吸込口の前面側かつ下側から上側に渡って配置された熱交換器」とは、吸込口の前面側かつ下側から上側に渡って配置された断面直線状の熱交換器や、くの字形状に折れ曲がった熱交換器、多段に折れ曲がった熱交換器、円弧状に曲がった熱交換器などを含む。なお、製品の仕様にあわせ、「吸込口の前面側かつ下側から上側に渡って配置された上記熱交換器」に加え、「吸込口とは反対側かつ下側から上側に渡って配置された熱交換器」を適宜設けてもよい。
【０００８】
上記構成によれば、制御装置によって、暖房運転時に熱交換器の前面側かつ下側がサブクール状態となるように冷媒の循環量または横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することにより、横流ファンにより熱交換器を介して吸い込まれた空気のうち、サブクール状態の熱交換器の前面側かつ下側で暖められた空気が空気通路内の上側を通過する一方、熱交換器の他の部分で暖められた空気が空気通路内の下側を通過して、吹出口からそれぞれ吹き出す。この場合、熱交換器のサブクール状態の部分は、熱交換器の他の部分よりも温度が低いため、サブクール状態の熱交換器の前面側かつ下側で暖められた空気は比較的温度が低い温風に、熱交換器の他の部分で暖められた空気は温度の高い温風となる。これにより、温度の低い温風と温度の高い温風をともに室内機の下方向に吹出す場合、温度の低い温風が温度の高い温風を下方に押さえ込むので、顔に直接熱い空気が当たらず、足元に暖かい空気が集まりやすくなる。したがって、簡単な構成で暖房運転時に足元を集中的に暖める快適な頭寒足熱暖房ができる。
【０００９】
また、第２の発明の空気調和機では、
吸込口の下側から上側に渡って配置された熱交換器と、
上記熱交換器の下流側に配置され、上記吸込口から上記熱交換器を介して吸い込んだ空気を空気通路を介して吹出口から吹き出す横流ファンと、
上記吹出口に配置された水平フラップと、
冷房運転時に上記熱交換器の上側の冷媒出口から冷媒が流出するように上記熱交換器に冷媒を流すと共に、上記冷媒の循環量または上記横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、冷房運転時に上記熱交換器の上側がスーパーヒート状態となるように上記冷媒の循環量または上記横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、制御装置によって、吸込口の下側から上側に渡って配置された熱交換器の上側が冷房運転時にスーパーヒート状態となるように冷媒の循環量または横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することにより、横流ファンにより熱交換器を介して吸い込まれた空気のうち、スーパーヒート状態の熱交換器の上側で冷却された空気が空気通路内の下側を通過する一方、熱交換器の他の部分で冷却された空気が空気通路内の上側を通過して、吹出口からそれぞれ吹き出す。この場合、熱交換器のスーパーヒート状態の部分は、熱交換器の他の部分よりも温度が高いため、スーパーヒート状態の熱交換器の上側で冷やされた空気は比較的温度が高い冷気に、熱交換器の他の部分で冷やされた空気は温度の低い冷気となる。これにより、温度の高い冷気と温度の低い冷気をともに室内機の正面方向に吹出す場合、温度の低い冷風が下側の温度の高い冷風によって押し上げられて、室内の前方を冷房する。したがって、簡単な構成で冷房運転時にドラフト感や足の冷えを防止して健康的な冷房ができる。
【００１１】
また、第３の発明の空気調和機では、
吸込口の前面側から背面側に渡って配置された熱交換器と、
上記熱交換器の下流側に配置され、上記吸込口から上記熱交換器を介して吸い込んだ空気を空気通路を介して吹出口から吹き出す横流ファンと、
上記吹出口に配置された水平フラップと、
冷房運転時に背面側の熱交換器に設けた冷媒出口から冷媒が流出するように上記熱交換器に冷媒を流すと共に、上記冷媒の循環量または上記横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、冷房運転時に上記熱交換器の背面側がスーパーヒート状態となるように上記冷媒の循環量または上記横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、制御装置によって、吸込口の前面側から背面側に渡って配置された熱交換器の背面側が冷房運転時にスーパーヒート状態となるように冷媒の循環量または横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することにより、横流ファンにより熱交換器を介して吸い込まれた空気のうち、スーパーヒート状態の熱交換器の背面側で冷却された空気が空気通路内の下側を通過する一方、熱交換器の他の部分で冷却された空気が空気通路内の上側を通過して、吹出口からそれぞれ吹き出す。この場合、熱交換器のスーパーヒート状態の部分は、熱交換器の他の部分よりも温度が高いため、スーパーヒート状態の熱交換器の背面側で冷やされた空気は比較的温度が高い冷気に、熱交換器の他の部分で冷やされた空気は温度の低い冷気となる。これにより、温度の高い冷気と温度の低い冷気をともに室内機の正面方向に吹出す場合、温度の低い冷風が下側の温度の高い冷風によって押し上げられて、室内の前方を冷房する。したがって、簡単な構成でドラフト感や足の冷えを防止して健康的な冷房ができる。
【００１３】
また、一実施形態の空気調和機では、上記第１〜第３の発明の空気調和機において、
上記熱交換器の異なる２ヶ所以上の温度を検出する温度センサを備えた。
【００１４】
上記実施形態によれば、温度センサにより検出された熱交換器の異なる２ヶ所以上の温度に基づいてサブクール状態またはスーパーヒート状態を検出することが可能になるので、冷媒循環量または横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御し、サブクール状態またはスーパーヒート状態を正確に制御することができる。
【００１５】
また、一実施形態の空気調和機では、
上記制御装置は、上記温度センサにより検出された上記熱交換器の異なる２ヶ所以上の温度のうちの少なくとも２つの温度の差が５deg以上になるように、上記冷媒の循環量または上記横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御する。この制御装置により冷媒の循環量または横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することによって、サブクールまたはスーパーヒートを確実に所定以上の大きさになるように制御することが可能となる。
【００１６】
また、一実施形態の空気調和機では、
室内温度を検出する室内温度センサを備え、
上記制御装置は、上記室内温度センサにより検出された上記室内温度が目標温度に対して予め設定された範囲内になったときに、サブクールまたはスーパーヒートの少なくとも一方を予め設定された大きさ以上になるように制御を行う。
【００１７】
スーパーヒートまたはサブクールが大きくなりすぎると、熱交換器の熱交能力を低下するが、上記実施形態によれば、制御装置によって、冷媒の循環量または横流ファンの回転数の少なくとも一方を制御することにより、室内温度センサにより検出された室内温度が目標温度に対して予め設定された範囲外である負荷が大きい状態で運転する場合は、サブクールまたはスーパーヒートの大きさが熱交換器の熱交能力を低下させるほど大きくならないように制御し、熱交換器の熱交換能力が高い状態で運転を行う一方、室内温度センサにより検出された室内温度が目標温度に対して予め設定された範囲内である負荷の比較的小さい状態で運転する場合には、サブクールまたはスーパーヒートの予め設定された大きさ以上になるように制御し、快適性を高めた運転を行う。このように室内温度と目標温度との差に基づいて、サブクールまたはスーパーヒートの大きさを適宜制御することにより、温度調整能力と快適性とを両立することができる。
【００１８】
また、一実施形態の空気調和機では、
上記吹出口に配置された複数枚の水平フラップを備え、
上記複数の水平フラップにより、上記空気通路内の空気流の上側成分および下側成分を、上下の異なる方向に吹き出す。
【００１９】
上記実施形態によれば、吹出口に配置された複数の水平フラップにより、空気通路内の空気流の上側成分および下側成分を、上下の異なる方向に吹き出すことによって、暖房運転の場合は温度の高い温風と温度の低い温風を上下の異なる方向に吹き分けでき、冷房運転の場合は温度の低い冷風と温度の高い冷風を上下の異なる方向に吹き分けできる。
【００２０】
また、一実施形態の空気調和機では、
上記吹出口に配置された複数枚の水平フラップを備え、
上記複数枚の水平フラップにより、上記空気通路内の空気流の上側成分および下側成分を、上下で略並行な方向に吹き出す。
【００２１】
上記実施形態によれば、吹出口に配置された複数枚の水平フラップにより、空気通路内の空気流の上側成分および下側成分を、上下で略並行な方向に吹き出すことによって、冷房運転の場合は温度の高い冷風が温度の低い冷風を持ち上げることで、冷気を遠くまで運ぶ事を可能にし、暖房の場合は温度の低い温風が温度の高い温風を押さえつけることで、暖気が部屋の天井付近で滞留することを防止できる。
【００２２】
また、一実施形態の空気調和機では、
上記吹出口に配置された垂直フラップを備え、
上記垂直フラップによって、上記空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の一方を、上記室内の右側または左側に吹き出し、上記空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の他方は、上記空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の一方よりも吹出風向が緩やかに制御されて上記室内の右側または左側に吹き出す。
【００２３】
上記実施形態によれば、吹出口に配置された垂直フラップによって、空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の一方を、室内の右側または左側に吹き出し、空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の他方は、空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の一方よりも吹出方向が緩やかに制御されて室内の右側または左側に吹き出す。このように、吹出口に配置された垂直フラップにより、室内の右側または左側を温度の低い温風で暖房(または温度の高い冷風で冷房)を行うと同時に室内の他の局所空間を温度の高い温風で暖房(または温度の低い冷風で冷房)を行うことが可能となる。
【００２４】
例えば、吹出空気のうちの下側半分を、上側半分よりも左右方向に大きく変化させたり、吹出空気のうちの上側半分を、下側半分よりも左右方向に大きく変化させたりできる垂直フラップを使用する。上側半分よりも左右方向に大きく変化させる具体的な構成例としては、空気通路の壁と、垂直フラップの羽根の間にできる上下の隙間を、下側の隙間よりも上側の隙間を大きくする。あるいは、垂直フラップの羽根の下側の幅を、上側の幅より長くする。また、下側半分よりも左右方向に大きく変化させる具体的な構成例としては、空気通路の壁と、垂直フラップの羽根の間にできる上下の隙間を、上側の隙間よりも下側の隙間を大きくする。あるいは、垂直フラップの羽根の上側の幅を、下側の幅より長くする。このような構成にすることにより、１段構造の垂直フラップを使用しても、冷気と暖気とを、ある程度左右方向に吹き分けることができる。
【００２５】
また、一実施形態の空気調和機では、
上記吹出口に配置された垂直フラップを備え、
上記垂直フラップによって、上記空気通路内の空気流の上側成分および下側成分を、左右の異なる方向に吹き出す。
【００２６】
上記実施形態によれば、上記吹出口に配置された垂直フラップにより、上記空気通路内の空気流の上側成分および下側成分を、左右の異なる方向に吹き出すことによって、室内の右側または左側の一方の局所空間を温度の低い温風で暖房(または温度の高い冷風で冷房)すると同時に室内の右側または左側の他方の局所空間を温度の高い温風で暖房(また温度の低い冷風で冷房)することができる。
【００２７】
また、一実施形態の空気調和機では、
上記垂直フラップが上下２段構造または複数段構造である。
【００２８】
上記実施形態によれば、上下２段構造の垂直フラップを用いた場合、上側の垂直フラップにより空気通路内の空気流の上側成分を、室内の右側または左側の一方の局所空間に吹き出し、下側の垂直フラップにより空気通路内の空気流の下側成分を、室内の右側または左側の他方の局所空間に吹き出す。このように、吹出口に配置された上下２段構造の垂直フラップにより、室内の右側または左側の一方の局所空間を温度の低い温風で暖房(または温度の高い冷風で冷房)すると同時に室内の右側または左側の他方の局所空間を温度の高い温風で暖房(または温度の低い冷風で冷房)することができる。なお、上下２段構造の垂直フラップは、上下が分割された構造に限らず、上側と下側が異なる方向に向く機能を有していれば上下が繋がっていても良い。例えば、垂直フラップを弾性材料などの屈曲性を有する材質で構成することにより、上下を分割することなく、空気通路内の空気流の上側成分と下側成分を異なる方向に向けることができる。また、複数段構造の垂直フラップを用いた場合は、より細かい局所空間の空調が可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上より明らかなように、第１の発明の空気調和機によれば、簡単な構成で暖房運転時に快適な頭寒足熱暖房ができる空気調和機を実現することができる。
【００３０】
また、第２,第３の発明の空気調和機によれば、簡単な構成で冷房運転時にドラフト感や足の冷えを防止して健康的な冷房ができる空気調和機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態の空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図２】図２は上記空気調和機の暖房運転時の水平フラップ２枚構造の室内機の断面図である。
【図３】図３は上記空気調和機の暖房運転時の水平フラップ１枚構造の室内機の断面図である。
【図４】図４は上記空気調和機の暖房運転時の室内空気の流れを示す図である。
【図５】図５は上記空気調和機の冷房運転時の水平フラップ２枚構造の室内機の断面図である。
【図６】図６は上記空気調和機の冷房運転時の水平フラップ１枚構造の室内機の断面図である。
【図７】図７は上記空気調和機の室内熱交換器の冷媒流路を示す図である。
【図８】図８は上記空気調和機の動作を説明するためのモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、この発明の空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３３】
図１はこの発明の実施の一形態の空気調和機の冷媒回路を示しており、この空気調和機は、図１に示すように、圧縮機１と、上記圧縮機１の吐出側に接続された四路切換弁２と、上記四路切換弁２の一端に一端が接続された室外熱交換器３と、上記室外熱交換器３の他端に一端が接続された電動膨張弁４と、上記電動膨張弁４の他端に一端が接続された第２前面熱交換部６Ｂと、上記第２前面熱交換部６Ｂの他端に一端が接続された第１前面熱交換部６Ａと、上記第１前面熱交換部６Ａの他端に一端が接続され、他端が四路切換弁２に接続された背面熱交換部５とを備えている。また、上記空気調和機は、背面熱交換部５と第１前面熱交換部６Ａと第２前面熱交換部６Ｂ近傍に配置された室内ファン１１と、室外熱交換器３近傍に配置された室外ファン１２と、圧縮機１,四路切換弁２,電動膨張弁４,室内ファン１１および室外ファン１２などを制御する制御装置１０とを備えている。
【００３４】
上記圧縮機１と四路切換弁２と室外熱交換器３と電動膨張弁４と室外ファン１２と制御装置１０で室外機を構成し、背面熱交換部５と第１前面熱交換部６Ａと第２前面熱交換部６Ｂと室内ファン１１で室内機を構成している。また、室内機側には、背面熱交換部５の温度を検出する温度センサ１３と、第２前面熱交換部６Ｂの温度を検出する温度センサ１４と、室内の温度を検出する室内温度センサ１５を設けている。
【００３５】
上記構成の空気調和機において、暖房運転時は、電動膨張弁４を絞り状態とし、四路切換弁２を実線の位置に切り換えて、圧縮機１を運転する。そうして、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、背面熱交換部５と第１,第２前面熱交換部６Ａ,６Ｂで凝縮して電動膨張弁４により減圧された後、室外熱交換器３で蒸発して四路切換弁２を介して圧縮機１の吸込側に戻る。
【００３６】
図２は上記空気調和機の暖房運転の室内機の断面図を示しており、この室内機は、図２に示すように、背面側が壁面に取り付けられる底フレーム２１とその底フレーム２１に取り付けられた前面パネル２２とを有するケーシング２０を備えている。また、室内機は、ケーシング２０内に配置され、第１,第２前面熱交換部６Ａ,６Ｂと背面熱交換部５とを有する逆Ｖ字形状の室内熱交換器３０と、その室内熱交換器３０の下流側に配置された室内ファン１１とを備えている。上記室内ファン１１に横流ファンを用いている。
【００３７】
また、上記ケーシング２０の下側に吹出口２４を設け、室内ファン１１から吹出口２４までの間に単一通路である空気通路２３を設けている。上記室内ファン１１により室内熱交換器３０を介して吸い込んだ空気を空気通路２３を介して吹出口２４から吹き出す。
【００３８】
また、上記ケーシング２０の吹出口２４に、第１,第２水平フラップ３１,３２を配置すると共に、第１,第２水平フラップ３１,３２よりも上流側に上下２段構造の第１,第２垂直フラップ３３,３４を配置している。この第１,第２垂直フラップ３３,３４は、空気通路２３内に支持部３６を介して取り付けられている。上記第１,第２水平フラップ３１,３２と上下２段構造の第１,第２垂直フラップ３３,３４で風向制御部を構成している。上記第１,第２水平フラップ３１,３２および第１,第２垂直フラップ３３,３４は、図示しない駆動部により夫々回動される。
【００３９】
図２に示すように、前面側から室内熱交換器３０を介して室内ファン１１により吸い込まれた空気は、室内ファン１１を横切って空気通路２３を介して吹出口２４から前方かつ斜め下方に向かって吹き出す。ここで、制御装置１０によって、暖房運転時に室内熱交換器３０の下側(第２前面熱交換部６Ｂ)がサブクール状態となるように、冷媒の循環量または室内ファン１１の回転数の少なくとも一方を制御することにより、第２前面熱交換部６Ｂにより暖められた温度の低い温風は、空気通路２３内の上側を流れてそのまま吹き出すと共に、第１前面熱交換部６Ａと背面熱交換部５により暖められた温度の高い温風は、空気通路２３内の下側を流れてそのまま吹き出す。つまり、温度の低い温風と温度の高い温風は殆ど混合されることなく吹出口２４から吹き出す。
【００４０】
このように、単一通路である空気通路２３内に、温度の低い暖気と、温度の高い暖気とが混合することなく、異なる方向に吹出すことができる。
【００４１】
ここで、第１,第２水平フラップ３１,３２は、室内の足元の局所空間に吹出風向が向くように回動することにより、吹出口２４から吹き出した温度の高い温風が上側の温度の低い温風によって押さえられて、図４に示すように、室内機４０の足元側の局所空間を暖房することができる(床暖め運転)。
【００４２】
このように、暖房運転時に顔に温度の高い温度の高い温風が直接当たらず、温度の低い温風が温度の高い温風を下方に押さえ込んで、足元に暖かい空気が集まりやすくなり、簡単な構成で快適な頭寒足熱暖房を実現することができる。
【００４３】
なお、図３に示すように、水平フラップ１枚構造の室内機としてもよい。図３では、図２に示す室内機と同一構成部には同一参照番号を付している。ケーシング２０の吹出口２４に配置された第１水平フラップ３１が、室内の足元の局所空間に吹出風向が向くように回動することにより、室内の足元側の局所空間を暖房することができる。
【００４４】
次に、上記空気調和機の冷房運転時は、電動膨張弁４を絞り状態とし、四路切換弁２を点線の位置に切り換えて、圧縮機１を運転する。そうして、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、室外熱交換器３で凝縮して電動膨張弁４により減圧された後、室内熱交換器３０で蒸発して四路切換弁２を介して圧縮機１の吸込側に戻る。
【００４５】
図５は上記空気調和機の冷房運転時の水平フラップ２枚構造の室内機の断面図を示しており、図５では、図２に示す室内機と同一構成部には同一参照番号を付している。
【００４６】
図５に示すように、前面側から室内熱交換器３０を介して室内ファン１１により吸い込まれた空気は、室内ファン１１を横切って空気通路２３を介して吹出口２４から前方かつ斜め下方に向かって吹き出す。ここで、制御装置１０によって、冷房運転時に室内熱交換器３０の背面側(背面熱交換部５)がスーパーヒート状態となるように、冷媒の循環量または室内ファン１１の回転数の少なくとも一方を制御することにより、第１前面熱交換部６Ａと第２前面熱交換部６Ｂにより冷却された温度の低い冷風は、空気通路２３内の上側を流れてそのまま吹き出すと共に、背面熱交換部５により冷却された温度の高い冷風は、空気通路２３内の下側を流れてそのまま吹き出す。つまり、温度の高い冷風と温度の低い冷風は殆ど混合されることなく吹出口２４から吹き出す。
【００４７】
このように、単一通路である空気通路２３内に、温度の高い冷気と、温度の低い冷気とが混合することなく、異なる方向に吹出すことができる。
【００４８】
ここで、第１,第２水平フラップ３１,３２は、室内の前方の局所空間に吹出風向が向くように回動することにより、吹出口２４から吹き出した温度の低い冷風が下側の温度の低い温風によって押し上げられて、室内の前方の局所空間を冷房することができる。
【００４９】
このように、冷房運転時にドラフト感や足の冷えを防止して健康的な冷房ができる。
【００５０】
この実施形態では、吸込口の前面側から背面側に渡って配置された断面くの字形状の室内熱交換器の背面側をスーパーヒート状態にしたが、吸込口の下側から上側に渡って配置された背面側のない室内熱交換器では、上側をスーパーヒート状態にすることにより、同様の効果が得られる。
【００５１】
なお、図６に示すように、水平フラップ１枚構造の室内機としてもよい。図６では、図５に示す室内機と同一構成部には同一参照番号を付している。ケーシング２０の吹出口２４に配置された第１水平フラップ３１が、室内の前方の局所空間に吹出風向が向くように回動することにより、室内の前方の局所空間を冷房することができる。
【００５２】
図７は上記空気調和機の室内熱交換器３０の冷媒流路を示しており、暖房運転時は、背面熱交換部５、第１前面熱交換部６Ａ、第２前面熱交換部６Ｂの順に冷媒が流れる一方、冷房運転時は、第２前面熱交換部６Ｂ、第１前面熱交換部６Ａ、背面熱交換部５の順に冷媒が流れる。すなわち、暖房運転時は、第１,第２前面熱交換部６Ａ,６Ｂの下側の冷媒出口から冷媒が流出するように室内熱交換器３０に冷媒を流し、冷房運転時は、室内熱交換器３０の背面側の冷媒出口から冷媒が流出するように室内熱交換器３０に冷媒を流す。
【００５３】
なお、第１前面熱交換部６Ａと第２前面熱交換部６Ｂとの間に再熱除湿運転用の膨張弁を設けて再熱除湿運転を行う空気調和機にこの発明を適用してもよい。これにより、暖房運転時の冷凍サイクルにより再熱運転を行う場合は、第２前面熱交換部６Ｂは蒸発器として吸込空気を冷却し、背面熱交換部５および第１前面熱交換部６Ａを凝縮器として吸込空気を暖めたり、冷房運転時の冷凍サイクルにより再熱運転を行う場合は、第２前面熱交換部６Ｂは凝縮器として吸込空気を暖め、背面熱交換部５および第１前面熱交換部６Ａを蒸発器として吸込空気を冷却したりすることができる。
【００５４】
図８は上記空気調和機のモリエル線図を示している。図８において、縦軸は圧力[MPa]を表し、横軸はエンタルピー[kJ/kg]を表す。
【００５５】
図８に示す曲線の内側が湿り蒸気であり、曲線(飽和液線)の左側が過冷却液であり、曲線(飽和蒸気線)の右側が過熱蒸気である。ここで、図８に示すＡからＢが圧縮行程、ＢからＣが凝縮行程、ＣからＤが膨張行程、ＤからＡが蒸発行程である。
【００５６】
また、凝縮行程のＢＣ間において、飽和蒸気線上の点Ｔ１は露点であり、曲線(飽和液線)上の点Ｔ２は沸点である。凝縮行程のＣでは、過冷却液になった状態である。この凝縮行程のＢＣ間において、点Ｔ２からＣまでのＳＣが過冷却度(サブクール)となる。
【００５７】
また、蒸発行程のＤＡ間において、曲線(飽和蒸気線)上の点Ｔ３は露点である。蒸発行程のＡでは、過熱蒸気になった状態である。この蒸発行程のＤＡ間において、点Ｔ３からＡまでのＳＨが過熱度(スーパーヒート)となる。
【００５８】
上記制御装置１０によって、温度センサ１３,１４により検出された室内熱交換器３０の異なる２ヶ所の温度の差が５deg以上になるように、冷媒の循環量または室内ファン１１の回転数の少なくとも一方を制御することによって、暖房運転時には冷媒の流れ方向に対して第２前面熱交換部６Ｂの温度を検出する温度センサ１４の下流側で確実にサブクール状態を、冷房運転時には冷媒の流れ方向に対して背面熱交換部５の温度を検出する温度センサ１３の上流側で確実にスーパーヒート状態を作ることが出来る。なお、室内熱交換器の異なる２ヶ所の温度の差を５deg以上になるように冷媒の循環量または室内ファン１１の回転数の少なくとも一方を上記のように制御したが、温度の差はこれに限らず、冷媒回路の構成などに応じて適宜設定すればよい。また、室内熱交換器の異なる３ヶ所以上に複数の温度センサを設けて、その複数の温度センサにより検出された室内熱交換器の異なる３ヶ所以上の温度に基づいて冷媒の循環量または室内ファン１１の回転数の少なくとも一方を制御して、サブクール状態またはスーパーヒート状態を制御してもよい。
【００５９】
また、温度センサが１ヶ所にしかない場合であっても、サブクールやスーパーヒートが熱交換器の熱交能力を低下させるほど大きくない運転条件よりも室内ファン１１の風量を上げることにより、あるいは、圧縮機１の運転周波数を低くすることにより、サブクールまたはスーパーヒートを大きくとることができる。
【００６０】
また、制御装置１１によって、冷媒の循環量または室内ファン１１の回転数の少なくとも一方を制御することにより、室内温度センサ１５により検出された室内温度が目標温度に対して予め設定された範囲外である負荷が大きい状態で運転する場合は、サブクールまたはスーパーヒートの大きさが熱交換器の熱交能力を低下させるほど大きくならないように制御し、熱交換器の熱交換能力が高い状態で運転を行う一方、室内温度センサ１５により検出された室内温度が目標温度に対して予め設定された範囲内である負荷の比較的小さい状態で運転する場合には、サブクールまたはスーパーヒートの予め設定された大きさ以上になるように制御し、快適性を高めた運転を行う。このように室内温度と目標温度との差に基づいて、サブクールまたはスーパーヒートの大きさを適宜制御することにより、温度調整能力と快適性とを両立することができる。
【００６１】
また、吹出口２４に配置された２枚の水平フラップ３１,３２により、空気通路２３内の空気流の上側成分および下側成分を、上下の異なる方向に吹き出すことによって、暖房運転の場合は温度の高い温風と温度の低い温風を上下の異なる方向に吹き分けでき、冷房運転の場合は温度の低い冷風と温度の高い冷風を上下の異なる方向に吹き分けできる。
【００６２】
なお、吹出口に配置された水平フラップは、１枚構成または２枚構成としたが、３枚以上の構成であってもよい。
【００６３】
また、吹出口２４に配置された２枚の水平フラップ３１,３２により、空気通路２３内の空気流の上側成分および下側成分を、上下で略並行な方向に吹き出すことによって、冷房運転の場合は温度の高い冷風の風が温度の低い冷風の風を持ち上げることで、冷気を遠くまで運ぶ事を可能にし、暖房運転の場合は温度の低い温風の風が温度の高い温風の風を押さえつけることで、暖気が部屋の天井付近で滞留することを防止できる。
【００６４】
また、吹出口２４に配置され、上下に２段分割された垂直フラップ３３,３４により、空気通路２３内の空気流の上側成分および下側成分を、左右の異なる方向に吹き出すことによって、暖房運転の場合温度の高い温風と温度の低い温風を上下の異なる方向に吹き分けでき、冷房運転の場合温度の低い冷風と温度の高い冷風を左右の異なる方向に吹き分けできる。
【００６５】
なお、吹出口に配置された垂直フラップは、上下２段構成に限らず、１段であってもよいし、上下３段以上の構成であってもよい。また、上下２段構造の垂直フラップは、上下が分割された構造に限らず、上側と下側が異なる方向に向く機能を有していれば上下が繋がっていても良い。例えば、垂直フラップを弾性材料などの屈曲性を有する材質で構成することにより、上下を分割することなく、空気通路内の空気流の上側成分と下側成分を異なる方向に向けることができる。また、複数段構造の垂直フラップを用いた場合は、より細かい局所空間の空調が可能となる。
【００６６】
また、吹出口に配置された垂直フラップによって、空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の一方を、室内の右側または左側に吹き出し、空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の他方は、空気通路内の空気流の上側成分または下側成分の一方よりも吹出方向が緩やかに制御されて室内の右側または左側に吹き出すようにしてもよい。この場合、吹出口に配置された垂直フラップにより、室内の右側または左側を温度の低い温風で暖房(または温度の高い冷風で冷房)を行うと同時に室内の他の局所空間を温度の高い温風で暖房(または温度の低い冷風で冷房)を行うことが可能となる。
【００６７】
例えば、吹出空気のうちの下側半分を、上側半分よりも左右方向に大きく変化させたり、吹出空気のうちの上側半分を、下側半分よりも左右方向に大きく変化させたりできる垂直フラップを使用する。上側半分よりも左右方向に大きく変化させる具体的な構成例としては、空気通路の壁と、垂直フラップの羽根の間にできる上下の隙間を、下側の隙間よりも上側の隙間を大きくする。あるいは、垂直フラップの羽根の下側の幅を、上側の幅より長くする。また、下側半分よりも左右方向に大きく変化させる具体的な構成例としては、空気通路の壁と、垂直フラップの羽根の間にできる上下の隙間を、上側の隙間よりも下側の隙間を大きくする。あるいは、垂直フラップの羽根の上側の幅を、下側の幅より長くする。このような構成にすることにより、１段構造の垂直フラップを使用しても、冷気と暖気とを、ある程度左右方向に吹き分けることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…圧縮機
２…四路切換弁
３…室外熱交換器
４…電動膨張弁
５…背面熱交換部
６Ａ…第１前面熱交換部
６Ｂ…第２前面熱交換部
７…電磁弁
１０…制御装置
１１…室内ファン
１２…室外ファン
１３…温度センサ
１４…温度センサ
１５…室内温度センサ
２０…ケーシング
２１…底フレーム
２２…前面パネル
２３…空気通路
２４…吹出口
３０…室内熱交換器
３１…第１水平フラップ
３２…第２水平フラップ
３３…第１垂直フラップ
３４…第２垂直フラップ
３６…支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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