(57)【要約】【課題】冷房運転時であっても熱輻射機構となる伝熱管等への凝縮水の付着を回避するとともに、冷房能力の低下を回避した空気調和機を提供する。【解決手段】本発明に係る空気調和機は、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧装置，室内熱交換器及び伝熱管の輻射熱により室内空間を暖房する輻射部を冷媒配管により接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、暖房運転時には、輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通することにより、輻射部による輻射熱と、室内熱交換器の熱交換により暖房運転し、冷房運転時には、輻射部に冷媒を流さずに、室内熱交換器に冷媒を流通することにより、室内熱交換器との熱交換により冷房運転する。【選択図】  図１
2011033216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧装置，室内熱交換器、及び伝熱管の輻射熱により室内空間を暖房する輻射部を、冷媒配管により接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、
暖房運転時には、前記輻射部及び前記室内熱交換器に冷媒を流通させることにより、前記輻射部による輻射熱と、前記室内熱交換器での熱交換により暖房運転し、
冷房運転時には、前記輻射部には冷媒を流通させずに前記室内熱交換器に冷媒を流通させることにより、前記室内熱交換器での熱交換により冷房運転する空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、暖房運転時には、前記圧縮機，前記四方弁，前記輻射部，前記室内熱交換器，前記減圧装置，前記室外熱交換器，前記四方弁，前記圧縮機の順に冷媒が流通し、
冷房運転時には、前記圧縮機，前記四方弁，前記室外熱交換器，前記減圧装置，前記室内熱交換器，前記四方弁，前記圧縮機の順に冷媒が流通する空気調和機。
【請求項３】
請求項２において、前記冷凍サイクルは、前記四方弁と前記室内熱交換器との間を分岐することにより第１経路と第２経路とが並列に形成され、
前記第２経路には前記輻射部が配置され、
暖房運転時には、前記圧縮機，前記四方弁，前記輻射部が配置された前記第２経路，前記室内熱交換器，前記減圧装置，前記室外熱交換器，前記四方弁，前記圧縮機の順に冷媒が流通し、
冷房運転時には、前記圧縮機，前記四方弁，前記室外熱交換器，前記減圧装置，前記室内熱交換器，前記第１経路，前記四方弁，前記圧縮機の順に冷媒が流通する空気調和機。
【請求項４】
請求項３において、前記第１経路に前記室内熱交換器から前記四方弁方向へのみ冷媒が流通する逆止弁を有し、前記第２経路に前記四方弁から前記室内熱交換器方向へのみ冷媒が流通する逆止弁を有する空気調和機。
【請求項５】
請求項３において、前記第１経路に第１流量調整弁、前記第２経路に第２流量調整弁を有し、
暖房運転時には、前記第１流量調整弁を略全閉にするとともに、前記第２流量調整弁を略全開にし、
冷房運転時には、前記第１流量調整弁を略全開にするとともに、前記第２流量調整弁を略全閉にする空気調和機。
【請求項６】
請求項３において、前記冷凍サイクルは、前記四方弁と前記室内熱交換器との間を、前記四方弁側の第１分岐点及び前記室内熱交換器側の第２分岐点で分岐することにより前記第１経路と前記第２経路とが並列に形成され、
前記第２分岐点は三方弁により分岐された空気調和機。
【請求項７】
請求項３において、前記冷凍サイクルは、前記四方弁と前記室内熱交換器との間を、前記四方弁側の第１分岐点及び前記室内熱交換器側の第２分岐点で分岐することにより前記第１経路と前記第２経路とが並列に形成され、
前記第１分岐点は三方弁により分岐された空気調和機。
【請求項８】
請求項３において、前記冷凍サイクルは、前記四方弁と前記室内熱交換器との間を、前記四方弁側の第１分岐点及び前記室内熱交換器側の第２分岐点で分岐することにより前記第１経路と前記第２経路とが並列に形成され、
前記第１分岐点及び前記第２分岐点は三方弁により分岐された空気調和機。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかにおいて、前記輻射部は前記伝熱管及び輻射パネルから構成された空気調和機。
【請求項１０】
請求項９において、前記伝熱管の少なくとも前面又は後面に前記輻射パネルが配置された空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の冷凍サイクルを用いた空気調和機は、暖房運転及び冷房運転が可能であって、年間を通して空気調和機として使用できるヒートポンプ式が主流である。
【０００３】
従来の空気調和機として、暖房運転及び冷房運転可能なヒートポンプ式の空気調和機であって、暖房時の快適性向上のため、四方弁と室内側熱交換器との間に輻射パネルを設けているものがある（例えば、特許文献１（第１−３頁，図１，図２）参照）。このような特許文献１に記載の空気調和機は、暖房運転時に、圧縮機からの高温冷媒を輻射パネル及び室内熱交換器に流通させて輻射パネルと室内熱交換器の両方を用いることで、暖房時の快適性向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２７６３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷房運転時には、空気中の水分が結露して凝縮水が室内熱交換器に生成する。このように室内熱交換器に生成した凝縮水が成長して床面や家具等に滴下すると、床面等が汚れてしまうので、空気調和機は、空気調和機内に室内熱交換器から滴下される凝縮水を受ける露受機構や排水機構を備える。
【０００６】
一方、特許文献１に記載の輻射パネルや伝熱管についても同様の問題が生じる。つまり、室内熱交換器と同様に、冷房運転時に輻射パネルや伝熱管が冷却されると、空気中の水分が結露して凝縮水が生成される。しかしながら、一般的に、輻射パネル等は室内空間に対して露出しているため、室内熱交換器と同様の露受機構や排水機構を新たに設けることは困難である。
【０００７】
また、輻射パネルを備えた空気調和機においては、暖房運転時には輻射パネルによる暖房に輻射熱が利用されるが、冷房運転時には冷房能力の低下につながるため、輻射熱の吸収による冷房は有効に利用されない場合がある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、冷房運転時であっても輻射パネルや伝熱管等への凝縮水の付着を防止するとともに、冷房能力の低下を抑制した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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明に係る空気調和機は、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧装置，室内熱交換器、及び伝熱管の輻射熱により室内空間を暖房する輻射部を、冷媒配管により接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、暖房運転時には、輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通させることにより、輻射部による輻射熱と、室内熱交換器での熱交換により暖房運転し、冷房運転時には、輻射部には冷媒を流通させずに室内熱交換器に冷媒を流通させることにより、室内熱交換器での熱交換により冷房運転する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、暖房運転時には輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通させ、冷房運転時には輻射部には冷媒を流通させないようにするとともに室内熱交換器には冷媒を流通させるようにしたので、冷房運転時であっても輻射部を構成する伝熱管等への凝縮水の付着を防止することができるとともに、冷房能力の低下を抑制した空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】冷凍サイクル構成図。
【図２】冷凍サイクル構成図。
【図３】冷凍サイクル構成図。
【図４】冷凍サイクル構成図。
【図５】冷凍サイクル構成図。
【図６】冷凍サイクル構成図。
【図７】室内機の側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明に係る第１の実施例を図１−図３及び図７に基づいて説明する。図１−図３は本実施例の冷凍サイクル構成図であり、図７は本実施例の室内機の側面断面図である。
【００１３】
空気調和機１は、主として室内機２と室外機３とから構成される。図７は本実施例の室内機の側面断面図である。図７に示す室内機２は、室内の壁面に掛けられる床置型の室内機であり、輻射式空気調和と対流式空気調和とを併用する。室内機２は、吸込口２０及び吹出口２１，吸込口２０から吸い込まれた室内空気を熱交換する略Λ型の室内熱交換器６，室内熱交換器６の下流に位置し室内熱交換器６により熱交換された室内空気を吹出口２１から送風する貫流ファン１９，圧縮機４からの高温高圧ガスが流通する伝熱管１２，伝熱管１２の少なくとも前面又は後面に配置される輻射パネル１７、及びこれらを内包する本体ケーシング１８等により構成される。
【００１４】
ここで、本実施例において、対流式空気調和とは、室内熱交換器６が凝縮器又は蒸発器として機能して、室内熱交換器６を通過した室内空気を暖房又は冷房することをいう。貫流ファン１９により吸込口２０から室内空気が吸い込まれる。吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器６を通過する際に、室内熱交換器６との間で熱交換を行う。室内熱交換器６が凝縮器として機能する場合は、室内空気は室内熱交換器６との間で熱交換されて加熱される。一方、室内熱交換器６が蒸発器として機能する場合は、室内空気は室内熱交換器６との間で熱交換されて冷却される。室内熱交換器６との熱交換により加熱又は冷却された室内空気が吹出口２１から室内空間に送風されることにより、対流式空気調和（暖房／冷房）が行われる。
【００１５】
また、本実施例において、輻射式空気調和とは、伝熱管１２及び輻射パネル１７により構成された輻射部による輻射熱により室内空間を暖房する（空気調和する）ことをいう。輻射パネル１７が室内機２の正面に設けられて、室内の壁面に略平行に配置される。輻射パネル１７は、室内機２が設置される室内の居住空間に接しており、輻射により室内空間を暖房する。輻射パネル１７は伝熱管１２を前後から挟むよう配置され、アルミニウム合金等の金属板又は輻射率の高い材料が用いられる。輻射パネル１７は、伝熱管１２の熱を室内空間に伝え易いようにするため、１つ又は複数個の穴が開口した形状としてもよい。伝熱管１２は、輻射パネル１７の間で左右方向に複数回折り返され、輻射パネル１７の一部又は全面に渡って設けられる。圧縮機からの高温高圧のガス冷媒が伝熱管１２を流れることにより、暖房運転時には輻射パネル１７が加熱される。そして、加熱された輻射パネル１７の輻射により、室内空間が加熱される。ここで、本実施例においては、暖房運転時には輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通させるが、冷房運転時には室内熱交換器に冷媒を流通させて輻射部には冷媒を流通させない。
【００１６】
図１は本実施例の冷凍サイクル構成図である。図１に示すように、空気調和機１は、圧縮機４，四方弁５，室内熱交換器６，両方向流れの絞り制御及び全開状態が可能な減圧装置７，室外熱交換器８，圧縮機への液戻りを防止するアキュムレータ９，矢印方向へ冷媒が流れることが可能な逆止弁１０，１１、及び室内機に配置された伝熱管１２を、冷媒配管で接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備える。
【００１７】
冷房運転時には、減圧装置７を適切に絞ることにより、圧縮機４，四方弁５，室外熱交換器８，減圧装置７，室内熱交換器６，逆止弁１０，四方弁５，アキュムレータ９の順で冷媒が流れる。尚、室内熱交換器６から四方弁５までの経路として、逆止弁１０を流れる経路（第１経路）と逆止弁１１（第２経路）を流れる経路があるが、逆止弁１０は室内熱交換器６から四方弁５方向へ冷媒を流し、逆止弁１１は室内熱交換器６から四方弁５方向へ冷媒を流さないため、冷媒は室内熱交換器６から逆止弁１０（第１経路）を通り四方弁５へ流れる。
【００１８】
暖房運転時には、減圧装置７を適切に絞ることにより、圧縮機４，四方弁５，伝熱管１２，逆止弁１１，室内熱交換器６，減圧装置７，室外熱交換器８，四方弁５，アキュムレータ９の順で冷媒が流れる。尚、四方弁５から室内熱交換器６までの経路として、逆止弁１０を流れる経路（第１経路）と逆止弁１１を流れる経路（第２経路）があるが、逆止弁１０は四方弁５から室内熱交換器６方向へ冷媒を流さず、逆止弁１１は四方弁５から室内熱交換器６方向へ冷媒を流すため、冷媒は四方弁５から伝熱管１２，逆止弁１１（第２経路）を通り、室内熱交換器６へ流れる。また、点ａと点ｂでの圧力について圧力損失を考慮すると、点ａの方が点ｂより圧力が大きい又は等しいため、逆止弁１１を通り室内熱交換器６へ冷媒が流れる際、逆止弁１０を通り四方弁５側に冷媒が戻ることはない。
【００１９】
このように、本実施例に係る空気調和機は、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧装置，室内熱交換器、及び伝熱管の輻射熱により室内空間を暖房する輻射部を、冷媒配管により接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、暖房運転時には、輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通させることにより、輻射部による輻射熱と、室内熱交換器での熱交換により暖房運転し、冷房運転時には、輻射部に冷媒を流通させずに室内熱交換器に冷媒を流通させることにより、室内熱交換器での熱交換により冷房運転する。
【００２０】
より具体的には、冷凍サイクルは、四方弁と室内熱交換器との間を分岐することにより第１経路と第２経路とが並列に形成され、冷房運転時には、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧装置，室内熱交換器，第１経路，四方弁の順に冷媒が流通し、暖房運転時には、圧縮機，四方弁，輻射部（第２経路），室内熱交換器，減圧装置，室外熱交換器，四方弁，圧縮機の順に冷媒が流通するようにする。
【００２１】
このような冷凍サイクルは、例えば、第１経路に室内熱交換器から四方弁方向へのみ冷媒が流通する逆止弁を配置し、第２経路に四方弁から室内熱交換器方向へのみ冷媒が流通する逆止弁を配置することにより構成することができる。
【００２２】
このように、本実施例においては、暖房運転時には輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通させ、冷房運転時には室内熱交換器に冷媒を流通させて輻射部には冷媒を流通させないようにしたので、冷房運転時であっても輻射部を構成する伝熱管等への凝縮水の付着を防止できるとともに、冷房運転時には対流式による空気調和（冷房）のみを行うので、冷房能力の低下を抑制することができる。
【００２３】
尚、本実施例では、図１に記載の第２経路において、暖房運転時の冷媒流れ方向の上流側に伝熱管１２を配置し下流側に逆止弁１１を配置したが、図２に示すように、暖房運転時の冷媒流れ方向の上流側に逆止弁１１を配置し下流側に伝熱管１２を配置してもよい。
【００２４】
また、図１又は図２に記載の逆止弁１０，１１の少なくとも一方を流量調整弁１３，１４としてもよい。逆止弁１０を流量調整弁１３とした場合、冷房運転時には流量調整弁１３を略全開にし、暖房運転時には流量調整弁１３を略全閉にする。逆止弁１１を流量調整弁１４にした場合、冷房運転時には流量調整弁１４を略全閉にし、暖房運転時には流量調整弁１４を略全開にする。
【００２５】
ここで、図３は逆止弁１０，１１の両方を流量調整弁１３，１４とした場合の冷凍サイクル構成図である。逆止弁１０，１１の両方を流量調整弁１３，１４とした場合、冷房運転時には流量調整弁１３を略全開にするとともに流量調整弁１４を略全閉にし、暖房運転時には流量調整弁１３を略全閉にするとともに流量調整弁１４を略全開にする。
【００２６】
尚、本実施例に流量調整弁を加えることにより、輻射式空気調和と対流式空気調和を切り替えることもできる。例えば、図示しないが、室内熱交換器６，伝熱管１２のそれぞれに対し冷媒配管２２を並列に接続し、室内熱交換器６，伝熱管１２に流量調整弁を直列に接続して、流量調整弁を調整する。
【００２７】
さらに、本実施例においては、輻射部は伝熱管１２及び輻射パネル１７から構成されるとしたが、輻射パネル１７を備えずに伝熱管１２のみで構成しても同様の効果を奏することができる。
【００２８】
以下、本発明に係る第２の実施例を図４−図７に基づいて説明する。図４−図６は本実施例の冷凍サイクル構成図であり、図７は本実施例の室内機の側面断面図である。本実施例に係る空気調和機の基本的構成は第１の実施例と同様であるため詳細な説明は省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２９】
図４は本実施例の冷凍サイクル構成図である。図４に示すように、室内熱交換器１は、圧縮機４，四方弁５，室内熱交換器６，両方向流れの絞り制御及び全開状態が可能な減圧装置７，室外熱交換器８，圧縮機への液戻りを防止するアキュムレータ９，三方弁１５，及び室内機に配置された伝熱管１２を、冷媒配管で接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備える。
【００３０】
冷房運転時には、減圧装置７を適切に絞り、三方弁１５の点ｃから点ｄへ向かう方向の弁を略全閉、点ｃから点ｅへ向かう方向の弁を略全開にすることにより、圧縮機４，四方弁５，室外熱交換器８，減圧装置７，室内熱交換器６，三方弁１５，四方弁５，アキュムレータ９の順で冷媒が流れる。三方弁１５の点ｃから点ｄへ向かう方向の弁を略全閉にするので、圧力差により点ｅから伝熱管１２方向へは冷媒が流れない。
【００３１】
暖房運転時には、減圧装置７を適切に絞り、三方弁１５の点ｃから点ｄへ向かう方向の弁を略全開、点ｃから点ｅへ向かう方向の弁を略全閉にすることにより、圧縮機４，四方弁５，伝熱管１２，三方弁１５，室内熱交換器６，減圧装置７，室外熱交換器８，四方弁５，アキュムレータ９の順で冷媒が流れる。
【００３２】
このように、本実施例に係る空気調和機は、暖房運転時には、輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通することにより、輻射部による輻射熱と、室内熱交換器での熱交換により暖房運転し、冷房運転時には、輻射部には冷媒を流通させずに室内熱交換器に冷媒を流通させることにより、室内熱交換器での熱交換により冷房運転するものであって、暖房運転時には、圧縮機，四方弁，輻射部，室内熱交換器，減圧装置，室外熱交換器，四方弁，圧縮機の順に冷媒が流通し、冷房運転時には、圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧装置，室内熱交換器，四方弁，圧縮機の順に冷媒が流通する。ここで、四方弁と室内熱交換器との間を、四方弁側の点ｇ（第１分岐点）及び室内熱交換器側の点ｃ（第２分岐点）で分岐することにより第１経路と第２経路とが並列に形成され、この第２分岐点（点ｃ）は三方弁により分岐される。暖房運転時には輻射部及び室内熱交換器に冷媒を流通させ、冷房運転時には室内熱交換器に冷媒を流通させて輻射部には冷媒を流通させないようにしたので、冷房運転時であっても輻射部を構成する伝熱管等への凝縮水の付着を防止できるとともに、冷房運転時には対流式による空気調和（冷房）のみを行うので、冷房能力の低下を抑制することができる。
【００３３】
尚、本実施例においては、三方弁１５が点ｃ（第２分岐点）に配置された冷媒サイクルについて説明したが、図５に示すように、三方弁１５を点ｇ（第１分岐点）に配置してもよい。この場合、冷房運転時には、三方弁１５の点ｇから点ｆへ向かう方向の弁を略全閉、点ｇから点ｈへ向かう方向の弁を略全開にする。また暖房運転時には、三方弁１５の点ｇから点ｆへ向かう方向の弁を略全開、点ｇから点ｈへ向かう方向の弁を略全閉にする。
【００３４】
さらに、図６に示すように、三方弁を点ｃ（第２分岐点）及び点ｇ（第１分岐点）の両方に配置してもよい。この場合、冷房運転時には、三方弁１５の点ｃから点ｄへ向かう方向の弁を略全閉、点ｃから点ｅへ向かう方向の弁を略全開にし、三方弁１６の点ｇから点ｆへ向かう方向の弁を略全閉、点ｇから点ｈへ向かう方向の弁を略全開にする。また暖房運転時には、三方弁１５の点ｃから点ｄへ向かう方向の弁を略全開、点ｃから点ｅへ向かう方向の弁を略全閉にし、三方弁１６の点ｇから点ｆへ向かう方向の弁を略全開、点ｇから点ｈへ向かう方向の弁を略全閉にする。
【符号の説明】
【００３５】
１  空気調和機
２  室内機
３  室外機
４  圧縮機
５  四方弁
６  室内熱交換器
７  減圧装置
８  室外熱交換器
９  アキュムレータ
１０，１１  逆止弁
１２  伝熱管
１３，１４  流量調整弁
１５，１６  三方弁
１７  輻射パネル
１８  本体ケーシング
１９  貫流ファン
２０  吸込口
２１  吹出口
２２  冷媒配管
【図１】
2011033216.tif 000003
【図２】
2011033216.tif 000004
【図３】
2011033216.tif 000005
【図４】
2011033216.tif 000006
【図５】
2011033216.tif 000007
【図６】
2011033216.tif 000008
【図７】
2011033216.tif 000009