(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一開口部及び第二開口部が形成され、室内に設置される筐体と、
内部に熱媒体が流通する流路が形成された断面扁平形状の複数の第一伝熱管を有し、これら前記第一伝熱管の間を空気が流通するようにこれら前記第一伝熱管を第一規定間隔ずつ空けて並べて構成され、前記第一開口部から前記室内に向けて露出して配置され、前記熱媒体の熱を輻射により前記室内に伝える第一熱交換器と、
前記第一熱交換器よりも前記筐体の内部側となる位置に配置されて空気が流通する隙間を有する第二熱交換器と、
前記第一開口部から空気を吸い込み、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器とを通過した空気を、前記第二開口部から吹き出す送風機と、
を備え、
前記第二熱交換器は、
内部に前記熱媒体が流通する複数の第二伝熱管を有し、これら前記第二伝熱管の間を空気が流通するようにこれら前記第二伝熱管を前記第一規定間隔よりも小さい第二規定間隔ずつ空けて並べて構成されており、
隣接する前記第二伝熱管の間に、これら前記第二伝熱管と接触する伝熱フィンが設けられている室内熱交換ユニット。
【請求項２】
前記第二熱交換器は、前記第一開口部の外から見て前記第一熱交換器の後方に位置し、
前記送風機による空気の流れにおいて前記第二熱交換器は前記第一熱交換器の下流にある請求項１に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項３】
前記第一熱交換器は、隣接する前記第一伝熱管の間に伝熱フィンを備えず、前記第一伝熱管の表面から前記熱媒体の熱を輻射により前記室内に伝える請求項１又は請求項２に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項４】
前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器は、前記第一熱交換器を流れた前記熱媒体が前記第二熱交換器を流れるように、直列に接続されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項５】
前記第一熱交換器と並列に接続されたバイパス配管と、
該バイパス配管に設けられ、該バイパス配管を流れる前記熱媒体の流量を調節する流量調節機を備えた請求項４に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項６】
前記第一熱交換器における前記熱媒体が流れる流路と、前記第二熱交換器における前記熱媒体が流れる流路とが、並列に接続され、
前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器のうちの少なくとも一方の上流側に、前記熱媒体の流量を調節する流量調節機を備えた請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項７】
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間に、空気中の塵埃を除去するフィルタを備えた請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項８】
前記第一伝熱管の内部に形成された前記流路と垂直な断面において、
前記第一伝熱管のそれぞれは、
該第一伝熱管の断面における長辺に沿った方向の中心線が、前記第一伝熱管の並び方向と直交する直線に対して傾いている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項９】
前記第一開口部の開口面積は、前記第二開口部の開口面積よりも大きい請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の室内熱交換ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の室内熱交換ユニットと、
前記室内熱交換ユニットの前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器を流れる前記熱媒体に熱を供給する熱源ユニットと、
を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射によって熱を伝達する室内熱交換ユニット、及び該熱交換ユニットを備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に室内熱交換ユニットは、送風機と、熱交換器と、それらを収納する筐体と、で構成される。このような従来の室内熱交換ユニットには、熱交換器の上流側に送風機を配置した室内熱交換ユニット、及び、熱交換器の下流側に熱交換器を配置した室内熱交換ユニットが提案されている。例えば、熱交換器の上流側に送風機を配置した室内熱交換ユニットの場合、熱交換器へ気流を吹き付けることで、外部から冷媒が供給される熱交換器において、気流と冷媒との熱交換が行われる。そして、気流が冷却又は加熱され、当該気流が筐体の吹出口から室内へと吹き出されることにより、室内の空気調和を達成する。また例えば、熱交換器の下流側に送風機を配置した室内熱交換ユニットの場合、熱交換器の下流側から気流を吸い出すことで、外部から冷媒が供給される熱交換器において、気流と冷媒との熱交換が行われる。そして、気流が冷却又は加熱され、当該気流が筐体の吹出口から室内へと吹き出されることにより、室内の空気調和を達成する。【０００３】
このような室内熱交換ユニットは、熱交換器に空気を流通させ内部の冷媒と熱交換する強制対流により室内の空気を所望の温度へと調整している。しかしながら、このような室内熱交換ユニットは、人体表面と熱を直接授受しないため、温熱環境の快適性が損なわれていた。【０００４】
このため、従来、室内熱交換ユニットの筐体に送風機とプレートフィン式の熱交換器とを設け、熱交換器の表面の一部を筐体から露出させることで、対流と輻射の両方の伝熱形態によって対象物（人体、建物、食品等）の加熱又は冷却を行う空気調和装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６２０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の室内熱交換ユニットは、表面温度が空気の温度と大きな差を持っている広い伝熱面が居住空間を向いて配置されておらず、赤外線の授受をする輻射効果を得ることが出来なかった。また、従来の室内熱交換ユニットは、輻射効果を発生させるために気流を流通させない面積の広い輻射パネルを新たに設けると、対流伝熱を行う熱交換器の搭載量が減少し、空気の温度を上昇させるための所要時間が増加して使用者の快適性が低回してしまうという課題、及び、室内熱交換ユニットが大型化するという課題等があった。【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、対流と輻射の両方の伝熱形態によって対象物の加熱又は冷却を行うことができ、室内熱交換ユニットをコンパクトに形成しつつ使用者の快適性を向上できる室内熱交換ユニット、及び該熱交換ユニットを備えた空気調和機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る室内熱交換ユニットは、第一開口部及び第二開口部が形成され、室内に設置される筐体と、内部に熱媒体が流通する流路が形成された断面扁平形状の複数の第一伝熱管を有し、これら前記第一伝熱管の間を空気が流通するようにこれら前記第一伝熱管を第一規定間隔ずつ空けて並べて構成され、前記第一開口部から前記室内に向けて露出して配置され、前記熱媒体の熱を輻射により前記室内に伝える第一熱交換器と、前記第一熱交換器よりも前記筐体の内部側となる位置に配置されて空気が流通する隙間を有する第二熱交換器と、前記第一開口部から空気を吸い込み、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器とを通過した空気を、前記第二開口部から吹き出す送風機と、を備え、前記第二熱交換器は、内部に前記熱媒体が流通する複数の第二伝熱管を有し、これら前記第二伝熱管の間を空気が流通するようにこれら前記第二伝熱管を前記第一規定間隔よりも小さい第二規定間隔ずつ空けて並べて構成されており、隣接する前記第二伝熱管の間に、これら前記第二伝熱管と接触する伝熱フィンが設けられているものである。
【０００９】
また、本発明に係る空気調和機は、本発明に係る室内熱交換ユニットと、前記室内熱交換ユニットの前記第一熱交換器及び前記第二熱交換器を流れる前記熱媒体に熱を供給する熱源ユニットと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る室内熱交換ユニットは、第一熱交換器が筐体の第一開口部から露出している。このため、本発明に係る室内熱交換ユニットは、第一熱交換器を用い、輻射による伝熱形態で対象物の加熱又は冷却を行うことができる。また、本発明に係る室内熱交換ユニットは、第二熱交換器を対流熱交換器として用い、第一開口部から吸い込まれた空気を対流伝熱により加熱又は冷却することができる。つまり、本発明に係る室内熱交換ユニット及び空気調和機は、対流と輻射の両方の伝熱形態によって対象物の加熱又は冷却を行うことができる。【００１１】
この際、本発明に係る室内熱交換ユニットは、内部に熱媒体が流通する流路が形成された断面扁平形状の複数の第一伝熱管を第一規定間隔ずつ空けて並べて、第一熱交換器を構成している。このため、本発明に係る室内熱交換ユニットは、第一熱交換器も対流熱交換器として機能させることができ、第一開口部から吸い込まれた空気を、第一熱交換器及び第二熱交換器の双方で対流伝熱により加熱又は冷却することができる。つまり、本発明に係る室内熱交換ユニットは、室内熱交換ユニットをコンパクトに形成しつつ、対流伝熱を行う熱交換器の搭載量を増大できる。したがって、本発明に係る室内熱交換ユニット及び空気調和機は、対流と輻射の両方の伝熱形態によって対象物の加熱又は冷却を行うことができ、かつ、室内熱交換ユニットをコンパクトに形成しつつ使用者の快適性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る室内熱交換ユニットを示す斜視透視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る室内熱交換ユニットを側方から観察した縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る第一熱交換器及び第二熱交換器の横断面図であり、第一熱交換器の輻射を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す断面斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る空気調和機を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す横断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る第一熱交換器を示す横断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る第一熱交換器の横断面図であり、第一熱交換器の輻射を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る空気調和機を示す回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態７に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態８に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態８に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットを示す斜視透視図である。
【図１７】本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットを側方から観察した縦断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す横断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態９に係る空気調和機を示す回路図である。
【図２１】本発明の実施の形態９に係る空気調和機の設置構成を示す模式図である。
【図２２】本発明の実施の形態１０に係る空気調和機を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態、及び各図面では、同一又は相当部分には同一符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各構成の寸法の比率等は設計により適宜変化する。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる場合があることは勿論である。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る室内熱交換ユニットを示す斜視透視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る室内熱交換ユニットを側方から観察した縦断面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す横断面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る第一熱交換器及び第二熱交換器の横断面図であり、第一熱交換器の輻射を示す図である。
なお、図１では、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の配置位置の理解を容易とするため、筐体１０を透過して示している。また、図３及び図４は、図１のＡ−Ａ断面における第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の断面図である。
【００１５】
本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、例えば室内の壁際の床に設置されて使用されるものであり、第一熱交換器３１と、第二熱交換器３２と、送風機２０と、これらを収納する筐体１０とを備えている。
【００１６】
筐体１０は、例えば高さと横幅に比べて奥行きが小さい扁平な直方体形状をしており、高さと横幅とを有して広い扁平面である一側面に第一開口部１１が形成されている。筐体１０が室内の壁に沿って設置された場合、第一開口部１１は壁と反対側にあり、室内側に向いている。第一開口部１１は筐体１０の室内側に向いた広い面の大半を占めるなど、広い面積を占めるようにされる。また、筐体１０には、例えば上面部等、第一開口部よりも上方となる位置に第二開口部１２が形成されている。第一開口部１１の高さは、例えば、床から５０〜１００ｃｍ程度となっている。また、第二開口部１２の高さは、例えば、第一開口部１１の高さより１０ｃｍ程度高い高さとなっている。第二開口部１２は筐体１０の上面、または室内側を向いた正面側で第一開口部１１の上、などに設けられる。なお、筐体１０を直方体形状としたが、上面が傾斜した直方体形状であって、傾斜した上面に設けられてもよい。本実施の形態１では、第一開口部１１の開口面積が、第二開口部１２の開口面積よりも大きくなっている。
【００１７】
送風機２０は、例えばプロペラファンであり、第二開口部１２の下方に配置されている。送風機２０を駆動することにより、室内の空気が第一開口部１１から筐体１０内部に吸い込まれ、第二開口部１２から筐体１０の外部（つまり室内）に吹き出される。
【００１８】
第一熱交換器３１は、第一開口部１１から室内側に向けて露出するように設けられている。本実施の形態１では、第一熱交換器３１は、第一開口部１１の開口面に沿って配置されている。この第一熱交換器３１は、例えば上下方向に沿って延びた複数の第一伝熱管４１を備えている。第一伝熱管４１のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４１ａが形成されている。また、第一伝熱管４１のそれぞれは、第一規定間隔４１ｂずつ空けて、横方向に並べて配置されている。隣接する第一伝熱管４１どうしの間は、第一開口部１１の正面側から背面側に空気が流通するようにされる。第一伝熱管４１は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。ここで、本実施の形態１では、第一伝熱管４１の断面形状を矩形状としているが、第一伝熱管４１の断面形状をその他の形状（楕円形状、長丸形状等）にしても勿論よい。
【００１９】
第二熱交換器３２は、第一開口部１１の正面となる筐体１０の外部から見たときに第一熱交換器３１の後方に、換言すると第一熱交換器３１よりも筐体１０の内部側となる位置に、例えば第一熱交換器３１と対向して配置されている。この第二熱交換器３２は、例えば上下方向に沿って延びた複数の第二伝熱管４２を備えている。第二伝熱管４２のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４２ａが形成されている。また、第二伝熱管４２のそれぞれは、第二規定間隔４２ｂずつ空けて、横方向に並べて配置されている。隣接する第二伝熱管４２どうしの間（隙間）は、第一開口部１１の正面側から背面側に空気が流通するようにされる。本実施の形態１では、第二規定間隔４２ｂは、第一規定間隔４１ｂよりも小さくなっている。第二伝熱管４２は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。ここで、本実施の形態１では、第二伝熱管４２の断面形状を矩形状としているが、第二伝熱管４２の断面形状をその他の形状（楕円形状、長丸形状等）にしても勿論よい。
【００２０】
なお、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ熱媒体を流通させる構成は特に限定されないが、例えば次のような構成としている。すなわち、図１に示すように、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１の両端を分岐管７０に挿入している。同様に、第二熱交換器３２の第二伝熱管４２の両端を分岐管７０に挿入している。これにより、分岐管７０の一方から供給された熱媒体が第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ流入する。そして、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａを流れた熱媒体は、分岐管７０の他方へ流出する。本実施の形態１では、第一伝熱管４１及び第二伝熱管４２の両端を分岐管７０に挿入することにより、分岐管７０に、これら伝熱管を固定する機能も持たせている。
【００２１】
続いて、このように構成された室内熱交換ユニット１の動作について説明する。なお、以下では、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ室内温度より高温の熱媒体を流通させる暖房運転について説明する。冷房運転を行う場合には、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ、室内温度より低温の熱媒体を流通させればよい。
【００２２】
室内熱交換ユニット１を動作させる場合、送風機２０を駆動し、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ室内温度より高温の熱媒体を流通させる。
【００２３】
第一熱交換器３１の流路４１ａに高温の熱媒体が流れると、第一熱交換器３１は、第一開口部１１から輻射熱を放出する。すなわち、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、室内を輻射によって暖房することが可能となっている。
【００２４】
また、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、強制対流による暖房も可能となっている。すなわち、送風機２０を駆動することにより、室内の空気が第一開口部１１から筐体１０内に吸い込まれる。この際、筐体１０内に吸い込まれる空気は、第一熱交換器３１（第一伝熱管４１どうしの間）を通過した後、第二熱交換器３２（第二伝熱管４２どうしの間）を通過する。つまり、送風機２０によって生じる空気の流れにおいて第二熱交換器３２は第一熱交換器３１の下流にある。このとき、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を通過する空気は、これらの熱交換器を流れる高温の熱媒体に加熱される。そして、加熱された空気は、第二開口部１２から室内へ吹き出される。
【００２５】
以上、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１においては、第一開口部１１から輻射熱を放出し、第二開口部１２から温風を吹き出すことで、筐体１０の前面及び上面の各々から室内へ熱を供給することが可能となる。このため、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、部屋の温度ムラを低減でき、使用者の快適性が向上することが可能となる。
【００２６】
また、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２に共に空気を通過させることで、第一熱交換器３１が強制対流による熱交換としても機能し、熱交換性能が向上する。すなわち、前段の輻射用の熱交換器である第一熱交換器３１である程度空気を加熱した後に、後段の対流用の熱交換器である第二熱交換器３２でさらに加熱することで、第一開口部１１から吸い込んだ室内空気の温度を室内暖房に適する温度に高めることができる。このため、対流用の熱交換器を大きくする必要がなく、室内熱交換ユニット１をコンパクトに形成することができる。
なお、送風機２０の制御等を行う電子基板等を室内熱交換ユニット１が備える場合には、第二熱交換器３２と筐体１０の後壁との間に当該電子基板等を配置してもよい。室内熱交換ユニット１をコンパクトにしたまま、電子基板等を筐体１０内に収納することができる。
【００２７】
また、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、吸い込む側の第一開口部１１の開口面積が、吹き出す側の第二開口部１２の開口面積よりも大きな構成となっている。このため、吸気の速度を小さく、かつ通過損失を小さくすることができ、かつ、吹出しの速度を高めて、室内の遠くまで温調した風を到達させることができる。第二開口部１２にルーバー等を設けて吹出す角度を調整してもよい。一方、輻射に用いられる第一開口部１１は開口面積が大きいため、空気の速度(風速)が小さくなり、穏やかな温調が可能となる。
【００２８】
また、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１間の間隔である第一規定間隔４１ｂを、第二熱交換器３２の第二伝熱管４２間の間隔である第二規定間隔４２ｂよりも小さくしている。このため、本実施の形態１に係る室内熱交換ユニット１は、第二熱交換器３２において、空気と熱媒体との温度差が小さくなっても、両者を効率的に熱交換させることができる。
【００２９】
なお、本実施の形態１では、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１及び第二熱交換器３２の第二伝熱管４２を上下方向に配置したが、その配置姿勢は限定されるものではない。また、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１と第二熱交換器３２の第二伝熱管４２とはいずれも同一の管を用いているが、これらの伝熱管を異なる形状としても、上記の効果を得ることができる。また、本実施の形態１では、分岐管７０を円管で構成したが、分岐管７０を円管以外で構成してもよい。また、本実施の形態１は、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１及び第二熱交換器３２の第二伝熱管４２を分岐管７０で固定したが、これらの伝熱管を別の部材で固定してもよい。
【００３０】
また、本実施の形態１は、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１及び第二熱交換器３２の第二伝熱管４２をアルミニウムで形成したが、他の材料で構成してもよい。例えば、銅又はステンレスといった熱伝導性の良い材料、アルミナ粉をフィラーとした樹脂等、熱媒体を流通させられる材料で第一熱交換器３１の第一伝熱管４１及び第二熱交換器３２の第二伝熱管４２を形成してもよい。
【００３１】
また、本実施の形態１は、送風機２０にプロペラファンを用いた形態を示したが、送風機２０をクロスフローファン又はターボファン等の送風機としてもよい。また、送風機２０の回転軸は、垂直に限らず、斜め又は水平であってもよい。また、第二開口部１２が筐体１０の上面でなく、正面側（第一開口部１１が形成された側面）に形成されていてもよい。
【００３２】
上記は暖房運転に関して説明したが、本実施の形態１を用いて冷房運転する場合は、室内側が第一熱交換器３１または第二熱交換器３２よりも高温である。その場合、第一熱交換器３１は室内からの輻射熱を吸収（反輻射）することで冷房する。冷房においても第一熱交換器３１が輻射を利用する点で同じであり、上記で述べた第一熱交換器３１の輻射の説明は、冷房運転時において反輻射の説明に置き換えることができる。また、冷房運転時は、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を通過する空気は、これらの熱交換器を流れる冷温の熱媒体に冷却される。
【００３３】
実施の形態２．
第二熱交換器３２は、実施の形態１の構成に限定されるものではなく、例えば隣接する第二伝熱管４２の間に伝熱フィンを備えていてもよい。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とする。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態２に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す斜視図である。図６は、本発明の実施の形態２に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す断面斜視図である。なお、図６は、図５のＡ−Ａ断面における第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の断面図である。
【００３５】
第二熱交換器３２の第二伝熱管４２のそれぞれは、第二規定間隔４２ｂずつ空けて並べて配置されている。そして、隣接する第二伝熱管４２の間には、これら第二伝熱管４２に接触する伝熱フィン５０が設けられている。伝熱フィン５０は、第二伝熱管４２間の間隙である第二規定間隔４２ｂの幅を持つように、例えば１ｍｍ未満の薄板を複数回折りたたむように形成されている。また、伝熱フィン５０は、その表面に突起及び切り起こし形状等を設けることで、対流熱伝達を促進するように構成されている。
【００３６】
なお、伝熱フィン５０の材質は、第二伝熱管４２と同様に限定されるものではないが、本実施の形態２では熱伝導性の高いアルミニウムを使用している。また、本実施の形態２では、第二伝熱管４２も、熱伝導性の高いアルミニウムで形成している。第二伝熱管４２と伝熱フィン５０とは、例えばノコロックロウ付け法をはじめとした金属接合により接続されている。
【００３７】
一方、複数の第一伝熱管４１が第一規定間隔４１ｂずつ空けて並べられている第一熱交換器３１は、隣接する第一伝熱管４１の間に伝熱フィンを備えない構成となっている。従って、第一伝熱管４１の表面から室内に熱を輻射する。そして、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に使用者の手指が触れないように、使用者の手指が入らない間隔となっている。本実施の形態２では、第一規定間隔４１ｂは、子供の手指が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れないように、例えば５ｍｍ未満の間隔となっている。
【００３８】
以上、本実施の形態２のように構成された室内熱交換ユニット１においては、実施の形態１と同様に、対流と輻射の両方の伝熱形態によって室内の暖房を行うことができ、使用者の快適性を向上できる。また、本実施の形態２に係る室内熱交換ユニット１は、実施の形態１と同様に、第二熱交換器３２に加えて第一熱交換器３１も対流熱交換器として機能させることにより、室内熱交換ユニット１をコンパクトに形成することができる。
【００３９】
また、本実施の形態２に係る室内熱交換ユニット１は、第二熱交換器３２に伝熱フィン５０を備えているので、空気と熱媒体との温度差が小さくなっても、両者を効率的に熱交換させることができる。
【００４０】
また、本実施の形態２に係る室内熱交換ユニット１においては、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に子供の手指が触れないように、子供の手指が入らない間隔となっている。このため、本実施の形態２に係る室内熱交換ユニット１は、使用者及び子供が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れて負傷することも防止できる。
【００４１】
なお、本実施の形態２では、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１間の間隔である第一規定間隔４１ｂが第二熱交換器３２の第二伝熱管４２間の間隔である第二規定間隔４２ｂよりも大きくなっている。しかしながら、第一規定間隔４１ｂが使用者の手指が入らない間隔となっていれば、実施の形態１と同様に、第一規定間隔４１ｂを第二規定間隔４２ｂよりも小さくしてもよい。第二熱交換器３２において、空気と熱媒体との温度差が小さくなっても、両者をより効率的に熱交換させることができる。
【００４２】
また、本実施の形態２では、伝熱フィン５０として薄板を複数回折りたたんで形成したコルゲートフィンを例示したが、プレートフィン等の他のフィン形状で伝熱フィン５０を構成してもよい。
【００４３】
実施の形態３．
本実施の形態３では、本発明に係る空気調和機の一例、すなわち本発明に係る室内熱交換ユニットを備えた空気調機の一例について説明する。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とする。
【００４４】
図７は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機を示す回路図である。
以下、図７を参照して、本実施の形態３に係る空気調和機２００の回路について説明する。
空気調和機２００は、室内熱交換ユニット１と、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を流れる熱媒体に熱を供給する熱源ユニット１００と、を備える。
【００４５】
熱源ユニット１００は、冷凍サイクル回路１１０を備える。この冷凍サイクル回路１１０は、圧縮機１１１、水−冷媒熱交換器１１２、例えば膨張弁等である冷媒流量制御装置１１３、及び熱源側熱交換器１１４を配管接続して構成されている。詳しくは、水−冷媒熱交換器１１２は、冷媒流路と水流路とを備えている。そして、圧縮機１１１及び冷媒流量制御装置１１３は、水-冷媒熱交換器１１２の冷媒流路と接続されている。この冷凍サイクル回路１１０には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２及びＣＯ２等、蒸気圧縮サイクルを可能とする冷媒が循環する。
【００４６】
また、水-冷媒熱交換器１１２は、該水-冷媒熱交換器１１２の水流路が室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２と配管接続されて、水回路１２０の一部を構成する。詳しくは、水回路１２０は、該水-冷媒熱交換器１１２の水流路、ポンプ１２１、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２が配管接続されて構成されている。この水回路１２０には、水が循環する。なお、水回路１２０に水を循環させるポンプ１２１は、熱源ユニット１００に搭載してもよいし、室内熱交換ユニット１に搭載してもよい。また、水回路１２０に、ブライン等を循環させてもよい。
ここで、本実施の形態３では、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２は、第一熱交換器３１を流れた水が第二熱交換器３２を流れるように、直列に接続されている。
【００４７】
このように構成した空気調和機２００を動作させると、熱源ユニット１００の圧縮機１１１から吐出された高温のガス状冷媒は、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路に流入する。そして、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路に流入した高圧のガス状冷媒は、気液二相状態となって水−冷媒熱交換器１１２の水流路を流れる水へ熱を供給し、液状冷媒となる。この液状冷媒は、冷媒流量制御装置１１３を通過することで減圧されて気液二相状態となり、熱源側熱交換器１１４において外気から吸熱することでガス化し、圧縮機１１１へと戻る。
【００４８】
一方、水回路１２０においては、水−冷媒熱交換器１１２で加熱された水が、ポンプ１２１により、室内熱交換ユニット１へ送られる。そして、室内熱交換ユニット１へ送られた水は、室内熱交換ユニット１において室内の空気と熱交換を行い、低温となって水−冷媒熱交換器１１２へと戻る。
【００４９】
ここで、上述のように、室内熱交換ユニット１では、第一熱交換器３１が第二熱交換器３２の上流側に接続されている。このため、水−冷媒熱交換器１１２で加熱された高温の水が、まず第一熱交換器３１に流入することとなり、第一熱交換器３１の輻射熱量を増大することが可能となる。また、熱交換効率の高い第二熱交換器３２を第一熱交換器３１の下流側に設けることで、空気と温水の温度差が小さくなっても効率的に熱交換することが可能となる。
【００５０】
実施の形態４．
本発明に係る室内熱交換ユニットに、以下のようなフィルタを設けてもよい。なお、本実施の形態４において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態３と同様とする。
【００５１】
図８は、本発明の実施の形態４に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す斜視図である。図９は、本発明の実施の形態４に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す横断面図である。なお、図９は、図８のＡ−Ａ断面における断面図である。
【００５２】
本実施の形態４に係る第一熱交換器３１は、実施の形態１と同様の構成となっている。すなわち、本実施の形態４に係る第一熱交換器３１は、複数の第一伝熱管４１を備えている。第一伝熱管４１のそれぞれは、断面が扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４１ａが形成されている。また、第一伝熱管４１のそれぞれは、第一規定間隔４１ｂずつ空けて、並べて配置されている。第一伝熱管４１は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。
【００５３】
本実施の形態４に係る第二熱交換器３２も、実施の形態１と同様の構成となっている。すなわち、第二熱交換器３２は、第一熱交換器３１の後方に、換言すると第一熱交換器３１よりも筐体１０の内部側となる位置に、例えば第一熱交換器３１と対向して配置されている。この第二熱交換器３２は、複数の第二伝熱管４２を備えている。第二伝熱管４２のそれぞれは、断面が扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４２ａが形成されている。また、第二伝熱管４２のそれぞれは、第二規定間隔４２ｂずつ空けて、並べて配置されている。第二規定間隔４２ｂは、第一規定間隔４１ｂよりも小さくなっている。第二伝熱管４２は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。
【００５４】
ここで、本実施の形態４では、第一熱交換器３１と第二熱交換器３２との間に、第一熱交換器３１を通過後の空気中から塵埃を除去するフィルタ６０が設けられている。フィルタ６０は、例えば、空気を通過可能に形成した不織布にプラスチックの格子を設けたものである。また例えば、フィルタ６０は、多孔質体からなるもの等を用いる。
【００５５】
実施の形態１で示したように、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１間の間隔である第一規定間隔４１ｂを第二熱交換器３２の第二伝熱管４２間の間隔である第二規定間隔４２ｂよりも小さくすることにより、第二熱交換器３２において、空気と熱媒体との温度差が小さくなっても、両者を効率的に熱交換させることができる。一方、第二規定間隔４２ｂを小さくすることにより、第二熱交換器３２に塵埃が堆積しやすくなる。また、第二熱交換器３２は、第一熱交換器３１の後方に配置されているため、清掃を行いづらい。
【００５６】
しかしながら、本実施の形態４に係る室内熱交換ユニット１は、第一熱交換器３１と第二熱交換器３２との間にフィルタ６０を備えているので、該フィルタ６０で塵埃を捕獲でき、第二熱交換器３２に塵埃が堆積することを抑制できる。つまり、第二熱交換器３２の熱交換性能の低下を抑制できる。また、フィルタ６０を第一熱交換器３１の後方に備えることにより、正面側（第一開口部１１側）から室内熱交換ユニット１を見た際にフィルタ６０が第一熱交換器３１で隠れる。このため、使用者から塵埃が見えにくく美観を損なわないという効果も得られる。
【００５７】
なお、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１間の間隔である第一規定間隔４１ｂを第二熱交換器３２の第二伝熱管４２間の間隔である第二規定間隔４２ｂよりも小さくしない場合でも、第一熱交換器３１と第二熱交換器３２との間にフィルタ６０を備えるとよい。第一熱交換器３１の後方に配置されて清掃を行いにくい第二熱交換器３２に、塵埃が堆積することを抑制できる。また、フィルタ６０が第一熱交換器３１で隠れ、使用者から塵埃が見えにくく美観を損なわないという効果も得られる。また、実施の形態２で示した伝熱フィン５０を備えた第二熱交換器３２においても、第二熱交換器３２に塵埃が堆積しやすくなる。このため、このような第二熱交換器３２を採用した場合にも、第一熱交換器３１と第二熱交換器３２との間にフィルタ６０を備えることにより、上記の効果を得ることができる。
【００５８】
実施の形態５．
以下のように第一熱交換器３１を構成することにより、輻射による熱交換性能を向上させることができる。なお、本実施の形態５において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態４と同様とする。
【００５９】
図１０は、本発明の実施の形態５に係る第一熱交換器を示す横断面図である。図１１は、本発明の実施の形態５に係る第一熱交換器の横断面図であり、第一熱交換器の輻射を示す図である。なお、これら図１０及び図１１は、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１に形成された流路４１ａと垂直な断面となっている。
第一熱交換器３１は、複数の第一伝熱管４１を備えている。第一伝熱管４１のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４１ａが形成されている。また、第一伝熱管４１のそれぞれは、第一規定間隔４１ｂずつ空けて、横方向に並べて配置されている。
【００６０】
ここで、第一伝熱管４１の断面における長辺に沿った方向の中心線をＢ−Ｂとする。第一伝熱管４１の断面における短辺に沿った方向の中心線をＣ−Ｃとする。第一伝熱管４１の断面における幾何的な重心を点Ｅとし、各第一伝熱管４１の点Ｅを結んだ線をＤ−Ｄとする。すなわち、第一伝熱管４１の並び方向をＤ−Ｄとする。また、Ｄ−Ｄと直交する直線をＦ−Ｆとする。このとき、本実施の形態５に係る第一熱交換器３１の各第一伝熱管４１は、第一伝熱管４１の断面における長辺に沿った方向の中心線Ｂ−Ｂが、直線Ｆ−Ｆに対して傾いている。
【００６１】
このように構成された第一熱交換器３１においては、図１１に示すように、中心線Ｃ−Ｃ方向に各第一伝熱管４１を観察した際、前方に配置された第一伝熱管４１から、後方に配置された第一伝熱管４１の先端部が露出する。これにより図１１中に矢印Ｇで示すように、中心線Ｃ−Ｃ方向に第一熱交換器３１に相対する人体、壁面及び床面等と冷媒との輻射による熱交換を向上させることができる。加えて、図中Ｈに示すように、各第一伝熱管４１間に設けた間隙に気流を通風することで、対流伝熱により気流と冷媒との熱交換を同時に実現が可能となる。
【００６２】
実施の形態６．
本実施の形態６では、実施の形態３とは異なる、本発明に係る空気調和機の別の一例について紹介する。なお、本実施の形態６において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態５と同様とする。
【００６３】
図１２は、本発明の実施の形態６に係る空気調和機を示す回路図である。
以下、図１２を参照して本実施の形態６に係る空気調和機の回路について説明する。
本実施の形態６に係る空気調和機２００は、室内熱交換ユニット１と、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を流れる熱媒体に熱を供給する熱源ユニット１００と、を備える。
【００６４】
ここで、本実施の形態６に係る空気調和機２００が実施の形態３と異なる点は、水回路１２０を有しておらず、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２が冷凍サイクル回路１１０に接続されている点である。すなわち、本実施の形態６に係る空気調和機２００は、冷凍サイクル回路１１０の冷媒を熱媒体として室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２に流通させ、熱源側熱交換器１１４において採取した熱を室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２に供給する構成となっている。
【００６５】
詳しくは、冷凍サイクル回路１１０は、圧縮機１１１、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１、室内熱交換ユニット１の第二熱交換器３２、冷媒流量制御装置１１３、及び熱源側熱交換器１１４を配管接続して構成されている。また、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２は、第一熱交換器３１を流れた冷媒（熱媒体）が第二熱交換器３２を流れるように、直列に接続されている。この冷凍サイクル回路１１０には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２及びＣＯ２等、蒸気圧縮サイクルを可能とする冷媒が循環する。
【００６６】
このように構成した空気調和機２００を動作させると、熱源ユニット１００の圧縮機１１１から吐出された高温のガス状冷媒は、室内熱交換ユニット１へ送られる。そして、室内熱交換ユニット１へ送られた高圧のガス状冷媒は気液二相状態となって、室内熱交換ユニット１において室内へ熱を供給し、液状冷媒となる。この液状冷媒は、室内熱交換ユニット１から流出後、冷媒流量制御装置１１３を通過することで減圧されて気液二相状態となり、熱源側熱交換器１１４において外気から吸熱することでガス化し、圧縮機１１１へと戻る。
【００６７】
ここで、上述のように、室内熱交換ユニット１では、第一熱交換器３１が第二熱交換器３２の上流側に接続されている。このため、圧縮機１１１から吐出された高温の冷媒が、まず第一熱交換器３１に流入することとなり、第一熱交換器３１の輻射熱量を増大することが可能となる。また、一部熱交換した気液二相状態の冷媒が第二熱交換器３２に流入することで、熱伝達率の高い状態を第二熱交換器３２で作り出すことができる。このため、第一熱交換器３１に対して気流の下流に配置された第二熱交換器３２において、空気と冷媒の温度差が小さくなっても効率的に熱交換することが可能となる。
【００６８】
実施の形態７．
実施の形態１で上述したように、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１及び第二熱交換器３２の第二伝熱管４２の配置姿勢は限定されるものではない。また、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１と第二熱交換器３２の第二伝熱管４２とを、異なる形状としてもよい。そこで、本実施の形態７及び後述の実施の形態８では、上述の各実施の形態に対して、第二伝熱管４２の配置姿勢及び形状のうちの少なくとも一方を変更した例について説明する。なお、本実施の形態７及び後述の実施の形態８において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態６と同様とする。
【００６９】
図１３は、本発明の実施の形態７に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す斜視図である。
第一熱交換器３１は、例えば上下方向に沿って延びた複数の第一伝熱管４１を備えている。第一伝熱管４１のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４１ａが形成されている。また、第一伝熱管４１のそれぞれは、第一規定間隔４１ｂずつ空けて、横方向に並べて配置されている。第一伝熱管４１は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。
【００７０】
一方、第一熱交換器３１の後方に配置された第二熱交換器３２は、横方向に沿って延びた例えば円管状の複数の第二伝熱管４２を備えている。また、第二伝熱管４２のそれぞれは、規定間隔ずつ空けて、上下方向に並べて配置されている。また、本実施の形態７では、第二伝熱管４２のそれぞれは、側面視において千鳥状に配置されている。また、本実施の形態７に係る第二熱交換器３２は、第二伝熱管４２のそれぞれが貫通する板状の伝熱フィン５０を複数備えている。これら伝熱フィン５０は、規定間隔ずつ空けて、第二伝熱管４２の延設方向（横方向）に並べて配置されている。すなわち、伝熱フィン５０の表面と、第二伝熱管４２とが略垂直となっている。伝熱フィン５０に形成された貫通孔に第二伝熱管４２を挿入し、該第二伝熱管４２を拡管することにより、伝熱フィン５０と第二伝熱管とは熱的に結合されている。なお、伝熱フィン５０の表面に突起及び切り起こし形状等を設け、対流熱伝達を促進するように伝熱フィン５０を構成してもよい。
【００７１】
ここで、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に使用者の手指が触れないように、使用者の手指が入らない間隔となっている。本実施の形態７では、第一規定間隔４１ｂは、子供の手指が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れないように、例えば５ｍｍ未満の間隔となっている。
【００７２】
以上、本実施の形態７のように第二熱交換器３２を構成しても、実施の形態２で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
すなわち、本実施の形態７のように構成された室内熱交換ユニット１においては、実施の形態１と同様に、対流と輻射の両方の伝熱形態によって室内の暖房を行うことができ、使用者の快適性を向上できる。また、本実施の形態７に係る室内熱交換ユニット１は、実施の形態１と同様に、第二熱交換器３２に加えて第一熱交換器３１も対流熱交換器として機能させることにより、室内熱交換ユニット１をコンパクトに形成することができる。また、本実施の形態７に係る室内熱交換ユニット１は、実施の形態２と同様に、第二熱交換器３２に伝熱フィン５０を備えているので、空気と熱媒体との温度差が小さくなっても、両者を効率的に熱交換させることができる。
【００７４】
また、本実施の形態７に係る室内熱交換ユニット１においては、実施の形態２と同様に、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に子供の手指が触れないように、子供の手指が入らない間隔となっている。このため、本実施の形態７に係る室内熱交換ユニット１は、実施の形態２と同様に、使用者及び子供が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れて負傷することも防止できる。
【００７５】
実施の形態８．
図１４及び図１５は、本発明の実施の形態８に係る第一熱交換器及び第二熱交換器を示す斜視図である。なお、図１４は、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の中央付近を図示したものである。また、図１５は、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の横側端部近傍を図示したものである。
【００７６】
第一熱交換器３１は、例えば上下方向に沿って延びた複数の第一伝熱管４１を備えている。第一伝熱管４１のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４１ａが形成されている。また、第一伝熱管４１のそれぞれは、第一規定間隔４１ｂずつ空けて、横方向に並べて配置されている。第一伝熱管４１は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。
【００７７】
一方、第一熱交換器３１の後方に配置された第二熱交換器３２は、横方向に沿って延びた複数の第二伝熱管４２を備えている。第二伝熱管４２のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４２ａが形成されている。また、第二伝熱管４２のそれぞれは、第二規定間隔４２ｂずつ空けて、上下方向に並べて配置されている。なお、本実施の形態８では、断面扁平形状の伝熱管をＵ字状に曲げ形成し、二本の第二伝熱管４２を１つの部品として形成している。
【００７８】
また、本実施の形態８に係る第二熱交換器３２は、第二伝熱管４２のそれぞれが貫通する板状の伝熱フィン５０を複数備えている。これら伝熱フィン５０は、規定間隔ずつ空けて、第二伝熱管４２の延設方向（横方向）に並べて配置されている。すなわち、伝熱フィン５０の表面と、第二伝熱管４２とが略垂直となっている。伝熱フィン５０及び第二伝熱管４２は、例えば熱伝導性の高いアルミニウムで形成されており、例えばノコロックロウ付け法をはじめとした金属接合により接続されている。なお、伝熱フィン５０の表面に突起及び切り起こし形状等を設け、対流熱伝達を促進するように伝熱フィン５０を構成してもよい。
【００７９】
ここで、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に使用者の手指が触れないように、使用者の手指が入らない間隔となっている。本実施の形態８では、第一規定間隔４１ｂは、子供の手指が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れないように、例えば５ｍｍ未満の間隔となっている。
【００８０】
以上、本実施の形態８のように第二熱交換器３２を構成しても、実施の形態２で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
すなわち、本実施の形態８のように構成された室内熱交換ユニット１においては、実施の形態１と同様に、対流と輻射の両方の伝熱形態によって室内の暖房を行うことができ、使用者の快適性を向上できる。また、本実施の形態８に係る室内熱交換ユニット１は、実施の形態１と同様に、第二熱交換器３２に加えて第一熱交換器３１も対流熱交換器として機能させることにより、室内熱交換ユニット１をコンパクトに形成することができる。また、本実施の形態８に係る室内熱交換ユニット１は、実施の形態２と同様に、第二熱交換器３２に伝熱フィン５０を備えているので、空気と熱媒体との温度差が小さくなっても、両者を効率的に熱交換させることができる。
【００８２】
また、本実施の形態８に係る室内熱交換ユニット１においては、実施の形態２と同様に、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に子供の手指が触れないように、子供の手指が入らない間隔となっている。このため、本実施の形態８に係る室内熱交換ユニット１は、実施の形態２と同様に、使用者及び子供が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れて負傷することも防止できる。
【００８３】
実施の形態９．
本実施の形態９では、実施の形態３及び実施の形態６とは異なる、本発明に係る空気調和機のさらに別の一例について紹介する。また、本実施の形態９では、上述の各実施の形態で説明した構成のいくつかを組み合わせた本発明に係る室内熱交換ユニットの一例についても説明する。また、本実施の形態９では、本発明に係る空気調和装置の設置の仕方の一例についても説明する。なお、本実施の形態９において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態８と同様とする。
【００８４】
図１６は、本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットを示す斜視透視図である。図１７は、本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットを側方から観察した縦断面図である。図１８は、本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す斜視図である。図１９は、本発明の実施の形態９に係る室内熱交換ユニットの第一熱交換器及び第二熱交換器近傍を示す横断面図である。
なお、図１６では、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の配置位置の理解を容易とするため、筐体１０を透過して示している。また、図１８及び図１９は、図１６のＡ−Ａ断面における第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の断面図である。
【００８５】
本実施の形態９に係る室内熱交換ユニット１は、第一熱交換器３１と、第二熱交換器３２と、送風機２０と、これらを収納する筐体１０とを備えている。
【００８６】
筐体１０は、例えば直方体形状をしており、一側面に第一開口部１１が形成されている。また、筐体１０には、例えば上面部等、第一開口部よりも上方となる位置に第二開口部１２が形成されている。送風機２０は、例えばプロペラファンであり、第二開口部１２の下方に配置されている。送風機２０を駆動することにより、室内（後述する部屋３００）の空気が第一開口部１１から筐体１０内部に吸い込まれ、第二開口部１２から筐体１０の外部（後述する部屋３００）に吹き出される。
【００８７】
第一熱交換器３１は、第一開口部１１から露出するように設けられている。本実施の形態９では、第一熱交換器３１は、第一開口部１１の開口面に沿って配置されている。この第一熱交換器３１は、例えば上下方向に沿って延びた複数の第一伝熱管４１を備えている。第一伝熱管４１のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４１ａが形成されている。また、第一伝熱管４１のそれぞれは、第一規定間隔４１ｂずつ空けて、横方向に並べて配置されている。第一伝熱管４１は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。
【００８８】
第二熱交換器３２は、第一熱交換器３１の後方に、換言すると第一熱交換器３１よりも筐体１０の内部側となる位置に、例えば第一熱交換器３１と対向して配置されている。この第二熱交換器３２は、例えば上下方向に沿って延びた複数の第二伝熱管４２を備えている。第二伝熱管４２のそれぞれは、断面が例えば矩形状の扁平形状となっており、その内部に水又は冷媒等の熱媒体が流通する例えば複数の流路４２ａが形成されている。また、第二伝熱管４２のそれぞれは、第二規定間隔４２ｂずつ空けて、横方向に並べて配置されている。第二伝熱管４２は、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムを押し出して成型する。
【００８９】
また、隣接する第二伝熱管４２の間には、これら第二伝熱管４２に接触する伝熱フィン５０が設けられている。伝熱フィン５０は、第二伝熱管４２間の間隙である第二規定間隔４２ｂの幅を持つように、例えば１ｍｍ未満の薄板を複数回折りたたむように形成されている。また、伝熱フィン５０は、その表面に突起及び切り起こし形状等を設けることで、対流熱伝達を促進するように構成されている。なお、伝熱フィン５０の材質は、第二伝熱管４２と同様に限定されるものではないが、本実施の形態９では熱伝導性の高いアルミニウムを使用している。第二伝熱管４２と伝熱フィン５０とは、例えばノコロックロウ付け法をはじめとした金属接合により接続されている。
【００９０】
ここで、複数の第一伝熱管４１が第一規定間隔４１ｂずつ空けて並べられている第一熱交換器３１は、隣接する第一伝熱管４１の間に伝熱フィンを備えない構成となっている。そして、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に使用者の手指が触れないように、使用者の手指が入らない間隔となっている。本実施の形態９では、第一規定間隔４１ｂは、子供の手指が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れないように、例えば５ｍｍ未満の間隔となっている。
【００９１】
なお、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ熱媒体を流通させる構成は特に限定されないが、例えば次のような構成としている。すなわち、図１６に示すように、第一熱交換器３１の第一伝熱管４１の両端を分岐管７０に挿入している。同様に、第二熱交換器３２の第二伝熱管４２の両端を分岐管７０に挿入している。これにより、分岐管７０の一方から供給された熱媒体が第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ流入する。そして、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａを流れた熱媒体は、分岐管７０の他方へ流出する。本実施の形態９では、第一伝熱管４１及び第二伝熱管４２の両端を分岐管７０に挿入することにより、分岐管７０に、これら伝熱管を固定する機能も持たせている。
【００９２】
さらに、本実施の形態９では、第一熱交換器３１と第二熱交換器３２との間に、第一熱交換器３１を通過後の空気中から塵埃を除去するフィルタ６０が設けられている。フィルタ６０は、例えば、空気を通風可能に形成した不織布にプラスチックの格子を設けたものである。また例えば、フィルタ６０は、多孔質体からなるもの等を用いる。
【００９３】
図２０は、本発明の実施の形態９に係る空気調和機を示す回路図である。
空気調和機２００は、室内熱交換ユニット１と、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を流れる熱媒体に熱を供給する熱源ユニット１００と、を備える。
【００９４】
熱源ユニット１００は、冷凍サイクル回路１１０を備える。この冷凍サイクル回路１１０は、圧縮機１１１、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路、冷媒流量制御装置１１３、及び熱源側熱交換器１１４を配管接続して構成されている。この冷凍サイクル回路１１０には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２及びＣＯ２等、蒸気圧縮サイクルを可能とする冷媒が循環する。
【００９５】
また、水-冷媒熱交換器１１２は、該水-冷媒熱交換器１１２の水流路が室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２と配管接続されて、水回路１２０の一部を構成する。詳しくは、水回路１２０は、該水-冷媒熱交換器１１２の水流路、ポンプ１２１、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２が配管接続されて構成されている。この水回路１２０には、水が循環する。ここで、本実施の形態９では、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２は、第一熱交換器３１を流れた水が第二熱交換器３２を流れるように、直列に接続されている。
【００９６】
また、本実施の形態９に係る室内熱交換ユニット１は、水回路１２０において第一熱交換器３１と並列に接続されたバイパス配管７２を備えている。つまり、水回路１２０において、バイパス配管７２の一端は第一熱交換器３１の上流側に接続されており、バイパス配管７２の他端は第一熱交換器３１の下流側であって第二熱交換器３２の上流側となる位置に接続されている。また、本実施の形態９に係る室内熱交換ユニット１は、バイパス配管７２に、該バイパス配管７２を流れる水の流量を調節する流量調節機７１を備える。流量調節機７１は、例えば、ニードル式の流量調節機である。また例えば、電磁開閉弁又は流量抵抗器等を用いて、流量調節機７１を構成してもよい。
すなわち、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、実施の形態３（図７）で示した空気調和機２００の回路に、バイパス配管７２及び流量調節機７１を追加した構成となっている。
【００９７】
図２１は、本発明の実施の形態９に係る空気調和機の設置構成を示す模式図である。
図２１に示すように、室内熱交換ユニット１は、部屋３００内において、例えば壁際の床に設置される。また、熱源ユニット１００は、部屋３００の外部に、例えば屋外に配置される。室内熱交換ユニット１と熱源ユニット１００とは、水回路１２０を構成する配管で接続されている。
【００９８】
続いて、本実施の形態９に係る空気調和機２００の動作について説明する。空気調和機２００の運転を開始する際、熱源ユニット１００は、圧縮機１１１を駆動する。また、例えば熱源ユニット１００は、ポンプ１２１を駆動する。また、室内熱交換ユニット１は、送風機２０を駆動する。
【００９９】
熱源ユニット１００の圧縮機１１１から吐出された高温のガス状冷媒は、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路に流入する。そして、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路に流入した高圧のガス状冷媒は、気液二相状態となって水−冷媒熱交換器１１２の水流路を流れる水へ熱を供給し、液状冷媒となる。この液状冷媒は、冷媒流量制御装置１１３を通過することで減圧されて気液二相状態となり、熱源側熱交換器１１４において外気から吸熱することでガス化し、圧縮機１１１へと戻る。
【０１００】
一方、水回路１２０においては、水−冷媒熱交換器１１２で加熱された水が、ポンプ１２１により、室内熱交換ユニット１へ送られる。そして、室内熱交換ユニット１へ送られた水は、室内熱交換ユニット１において部屋３００の空気と熱交換を行い、低温となって水−冷媒熱交換器１１２へと戻る。
【０１０１】
部屋３００内の室内熱交換ユニット１の動作を詳細に説明すると、室内熱交換ユニット１の運転が開始されると、第一熱交換器３１の流路４１ａ及び第二熱交換器３２の流路４２ａへ、部屋３００の室温より高温の水が流通する。第一熱交換器３１の流路４１ａに高温の水が流れると、第一熱交換器３１は、第一開口部１１から部屋３００内に輻射熱を放出する。
【０１０２】
また、送風機２０を駆動することにより、部屋３００内の空気が第一開口部１１から筐体１０内に吸い込まれる。この際、筐体１０内に吸い込まれる空気は、第一熱交換器３１を通過し、フィルタ６０を通った後、第二熱交換器３２を通過する。このとき、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を通過する空気は、これらの熱交換器を流れる高温の水で加熱される。そして、加熱された空気は、第二開口部１２から部屋３００内へ吹き出される。つまり、第一開口部１１から輻射による熱が部屋３００に供給され、第二開口部１２から温風による熱が部屋３００に供給されることで、部屋３００の気温が上昇し、使用者の居住部が空気調和された状態となる。
【０１０３】
ここで、図２０に示すように、室内熱交換ユニット１では、第一熱交換器３１が第二熱交換器３２の上流側に接続されている。このため、水−冷媒熱交換器１１２で加熱された高温の水が、まず第一熱交換器３１に流入することとなり、第一熱交換器３１の輻射熱量を増大することが可能となる。また、熱交換効率の高い第二熱交換器３２を第一熱交換器３１の下流側に設けることで、空気と温水の温度差が小さくなっても効率的に熱交換することが可能となる。
【０１０４】
また、本実施の形態９に係る室内熱交換ユニット１は、バイパス配管７２及び流量調節機７１を備えているので、流量調節機７１でバイパス配管７２を流れる水の量を調節することにより、第一熱交換器３１を流れる水の量を調節できる。第一熱交換器３１を流れる水の量を調節することで、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の各々の熱交換量の増減を調節でき、輻射による熱供給と温風による熱供給のバランスを制御できる。このため、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、部屋３００内の居住者の快適性をより向上することが可能となる。
【０１０５】
以上、本実施の形態９に係る空気調和機２００においては、対流と輻射の両方の伝熱形態によって室内の暖房を行うことができ、使用者の快適性を向上できる。また、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、第二熱交換器３２に加えて第一熱交換器３１も対流熱交換器として機能させることにより、室内熱交換ユニット１をコンパクトに形成することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、第一開口部１１から輻射熱を放出し、第二開口部１２から温風を吹き出すことで、筐体１０の前面及び上面の各々から部屋３００内へ熱を供給することが可能となる。このため、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、部屋の温度ムラを低減でき、使用者の快適性がさらに向上する。
【０１０７】
また、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、第二熱交換器３２に伝熱フィン５０を備えているので、空気と熱媒体との温度差が小さくなっても、両者を効率的に熱交換させることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態９に係る空気調和機２００においては、第一伝熱管４１間の間隙である第一規定間隔４１ｂは、第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に子供の手指が触れないように、子供の手指が入らない間隔となっている。このため、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、使用者及び子供が第二熱交換器３２の伝熱フィン５０に触れて負傷することも防止できる。
【０１０９】
また、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、第一熱交換器３１と第二熱交換器３２との間にフィルタ６０を備えているので、該フィルタ６０で塵埃を捕獲でき、手指が届かず清掃が困難な第二熱交換器３２に塵埃が堆積することを抑制できる。つまり、第二熱交換器３２の熱交換性能の低下を抑制できる。また、フィルタ６０を第一熱交換器３１の後方に備えることにより、正面側（第一開口部１１側）から室内熱交換ユニット１を見た際にフィルタ６０が第一熱交換器３１で隠れる。このため、使用者から塵埃が見えにくく美観を損なわないという効果も得られる。
【０１１０】
また、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、バイパス配管７２及び流量調節機７１を備えているので、流量調節機７１でバイパス配管７２を流れる水の量を調節することにより、第一熱交換器３１を流れる水の量を調節できる。第一熱交換器３１を流れる水の量を調節することで、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の各々の熱交換量の増減を調節でき、輻射による熱供給と温風による熱供給のバランスを制御できる。このため、本実施の形態９に係る空気調和機２００は、部屋３００内の居住者の快適性をより向上することができる。
【０１１１】
なお、実施の形態６（図１２）に示した空気調和機２００の回路に、バイパス配管７２及び流量調節機７１を追加してもよい。流量調節機７１でバイパス配管７２を流れる冷媒の量を調節することにより、第一熱交換器３１を流れる冷媒の量を調節できる。第一熱交換器３１を流れる冷媒の量を調節することで、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の各々の熱交換量の増減を調節でき、輻射による熱供給と温風による熱供給のバランスを制御できる。このため、実施の形態６（図１２）に示した空気調和機２００の回路にバイパス配管７２及び流量調節機７１を追加しても、部屋３００内の居住者の快適性をより向上することができる。
【０１１２】
実施の形態１０．
本実施の形態１０では、実施の形態３、実施の形態６及び実施の形態９とは異なる、本発明に係る空気調和機のさらに別の一例について紹介する。なお、本実施の形態１０において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態９と同様とする。
【０１１３】
図２２は、本発明の実施の形態１０に係る空気調和機を示す回路図である。
空気調和機２００は、室内熱交換ユニット１と、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を流れる熱媒体に熱を供給する熱源ユニット１００と、を備える。
【０１１４】
熱源ユニット１００は、冷凍サイクル回路１１０を備える。この冷凍サイクル回路１１０は、圧縮機１１１、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路、冷媒流量制御装置１１３、及び熱源側熱交換器１１４を配管接続して構成されている。この冷凍サイクル回路１１０には、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２及びＣＯ２等、蒸気圧縮サイクルを可能とする冷媒が循環する。
【０１１５】
また、水-冷媒熱交換器１１２は、該水-冷媒熱交換器１１２の水流路が室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２と配管接続されて、水回路１２０の一部を構成する。詳しくは、水回路１２０は、該水-冷媒熱交換器１１２の水流路、ポンプ１２１、室内熱交換ユニット１の第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２が配管接続されて構成されている。この水回路１２０には、水が循環する。
【０１１６】
ここで、本実施の形態１０では、第一熱交換器３１の流路４１ａと第二熱交換器３２の流路４２ａとが、並列に接続されている。また、水回路１２０にいて、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２のうちの少なくとも一方の上流側には、これら熱交換器に流れる水の流量を調節する流量調節機７１を備えている。なお、図２２では、第一熱交換器３１の上流側に流量調節機７１を備えた例を示している。流量調節機７１は、例えば、ニードル式の流量調節機である。また例えば、電磁開閉弁又は流量抵抗器等を用いて、流量調節機７１を構成してもよい。
【０１１７】
続いて、本実施の形態１０に係る空気調和機２００の動作について説明する。
熱源ユニット１００の圧縮機１１１から吐出された高温のガス状冷媒は、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路に流入する。そして、水−冷媒熱交換器１１２の冷媒流路に流入した高圧のガス状冷媒は、気液二相状態となって水−冷媒熱交換器１１２の水流路を流れる水へ熱を供給し、液状冷媒となる。この液状冷媒は、冷媒流量制御装置１１３を通過することで減圧されて気液二相状態となり、熱源側熱交換器１１４において外気から吸熱することでガス化し、圧縮機１１１へと戻る。
【０１１８】
一方、水回路１２０においては、水−冷媒熱交換器１１２で加熱された水が、ポンプ１２１により、室内熱交換ユニット１へ送られる。そして、室内熱交換ユニット１へ送られた水は、室内熱交換ユニット１において部屋３００の空気と熱交換を行い、低温となって水−冷媒熱交換器１１２へと戻る。
【０１１９】
ここで、室内熱交換ユニット１では、第一熱交換器３１の流路４１ａと第二熱交換器３２の流路４２ａとが、並列に接続されている。このため、流量調節機７１で第一熱交換器３１に流入する水の量を調節することにより、第一熱交換器３１を流れる水の量及び第二熱交換器３２を流れる水の量の双方を調節できる。これにより、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の各々の熱交換量の増減を調節でき、輻射による熱供給と温風による熱供給のバランスを制御できる。このため、本実施の形態１０に係る空気調和機２００は、室内の居住者の快適性をより向上することが可能となる。
【０１２０】
なお、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２を冷凍サイクル回路１１０に接続する構成の場合でも、第一熱交換器３１の流路４１ａと第二熱交換器３２の流路４２ａとを並列に接続してもよい。そして、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２のうちの少なくとも一方の上流側に、これら熱交換器に流れる冷媒の流量を調節する流量調節機７１を備えるとよい。このように構成しても、第一熱交換器３１及び第二熱交換器３２の各々の熱交換量の増減を調節でき、輻射による熱供給と温風による熱供給のバランスを制御できるので、室内の居住者の快適性をより向上することが可能となる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  室内熱交換ユニット、１０  筐体、１１  第一開口部、１２  第二開口部、２０  送風機、３１  第一熱交換器、３２  第二熱交換器、４１  第一伝熱管、４１ａ  流路、４１ｂ  第一規定間隔、４２  第二伝熱管、４２ａ  流路、４２ｂ  第二規定間隔、５０  伝熱フィン、６０  フィルタ、７０  分岐管、７１  流量調節機、７２  バイパス配管、１００  熱源ユニット、１１０  冷凍サイクル回路、１１１  圧縮機、１１２  水−冷媒熱交換器、１１３  冷媒流量制御装置、１１４  熱源側熱交換器、１２０  水回路、１２１  ポンプ、２００  空気調和機、３００  部屋。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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