(57)【要約】【課題】冷却された空気を吸込温度と等温もしくは略等温に加熱する際に、利用されることなく捨てられていた熱を有効利用して省エネルギ加を図る空気調和機を提供する。【解決手段】送風装置５，６、圧縮機１、被駆動機器を駆動する駆動装置７及び室内熱交換器４を備える空気調和機において、駆動装置７が発散する熱を吸熱する熱媒体が流れる第１の熱交換器８と、室内熱交換器４の空気後流側に配置され、室内熱交換器４からの空気を加熱する第２の熱交換器９と、第１の熱交換器８と第２の熱交換器９との間に熱媒体を流す熱媒体流通手段２５，２６とを備え、駆動装置７が発散する熱を利用して、室内熱交換器４で冷却し除湿された空気を第２の熱交換器９により加熱する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風装置、圧縮機、被駆動機器を駆動する駆動装置及び室内熱交換器を備える空気調和機において、
前記駆動装置が発散する熱を吸熱する熱媒体が流れる第１の熱交換器と、
前記室内熱交換器の空気後流側に配置され、該室内熱交換器からの空気を加熱する第２の熱交換器と、
前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に熱媒体を流す熱媒体流通手段とを備え、
前記駆動装置が発散する熱を利用して、前記室内熱交換器で冷却し除湿された空気を前記第２の熱交換器により加熱することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
冷房サイクルと暖房サイクルとを同時に構成する室外機と、複数の室内熱交換器を備える室内機とから構成される空気調和機用室内機において、
前記室内機は、空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されており、該室内熱交換器のうち上流側には冷房サイクルによる室内熱交換器が配置され、下流側には暖房サイクルによる室内熱交換器が配置され、上流側室内熱交換器で冷却し除湿された空気を下流側室内熱交換器によって加熱することを特徴とする空気調和機用室内機。
【請求項３】
冷房サイクルと暖房サイクルとを同時に構成する室外機と、複数の室内熱交換器を備える室内機とから構成される空気調和機において、
前記室内機は、空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されており、該室内熱交換器のうち上流側には冷房サイクルによる室内熱交換器が配置され、下流側には暖房サイクルによる室内熱交換器が配置され、上流側室内熱交換器で冷却し除湿された空気を下流側室内熱交換器によって加熱することを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
冷房サイクルと暖房サイクルとを同時に構成する室外機と、複数の室内熱交換器を備える室内機とから構成される空気調和機において、
前記室内機は、空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されており、該室内熱交換器のうち上流側には冷房サイクルによる室内熱交換器が配置され、下流側には暖房サイクルによる室内熱交換器が配置され、上流側室内熱交換器で冷却し除湿された空気を下流側室内熱交換器によって加熱する室内機と、冷房サイクルのみによる室内熱交換器が配置された室内機とから構成されることを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
前記空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されている室内機は、弁操作により、上流側室内熱交換器及び下流側室内熱交換器のすべてが冷房サイクルもしくは暖房サイクルか、下流側室内熱交換器のみ暖房サイクルができるように接続されていることを特徴とする請求項３もしくは４に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除湿後の冷却された空気温度を吸込温度と等温もしくは略等温に加熱する空気調和機用室内熱交換器及び空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、梅雨時期などに空気調和機で行われている除湿運転は、冷房サイクルで運転し、室内熱交換器で冷却されて除湿された空気を、例えば電気ヒータで加熱する方法が知られている。その例として、能力可変圧縮機、室内熱交換器、減圧装置、室外熱交換器を順次接続し、室内熱交換器に室内ファンと電気ヒータとを設けた空気調和機のドライエアコンの運転制御方法がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、室内熱交換器を上流側に配置し、温水を流す熱交換器を室内熱交換器の下流側に配置し、室内熱交換器で冷却し除湿された後の空気を温水を流した熱交換器温により加熱する空気調和機も知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２５６４９７号公報
【特許文献２】
特開平５−３９９３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
空気調和機を冷房サイクルで運転し、室内熱交換器で冷却されて除湿された空気を電気ヒータで加熱すると、吸込温度まで空気温度を上昇させることができるものの、加熱に電気ヒータを使用するため省エネルギの点で配慮されていない。
【０００６】
本発明の目的は、梅雨時期などに運転される除湿運転後の冷却された空気を吸込温度と等温もしくは略等温に加熱する際に、従来、利用されることなく捨てられていた熱を有効利用して省エネルギ化を図る空気調和機を提供することにある。
【０００７】
また本発明の目的は、除湿運転後の冷却された空気を吸込温度と等温もしくは略等温に加熱する際に、暖房サイクルによる冷媒の一部を利用することによって、温水設備などを不要にした空気調和機を提供することにある。
【０００８】
【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に係る空気調和機は、送風装置、圧縮機、被駆動機器を駆動する駆動装置及び室内熱交換器を備えるものにおいて、前記駆動装置が発散する熱を吸熱する熱媒体が流れる第１の熱交換器と、前記室内熱交換器の空気後流側に配置され、該室内熱交換器からの空気を加熱する第２の熱交換器と、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に熱媒体を流す熱媒体流通手段とを備え、前記駆動装置が発散する熱を利用して、前記室内熱交換器で冷却し除湿された空気を前記第２の熱交換器により加熱するものである。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る空気調和機用室内機は、冷房サイクルと暖房サイクルとを同時に構成する室外機と、複数の室内熱交換器を備える室内機とから構成されるものにおいて、前記室内機は、空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されており、該室内熱交換器のうち上流側には冷房サイクルによる室内熱交換器が配置され、下流側には暖房サイクルによる室内熱交換器が配置され、上流側室内熱交換器で冷却し除湿された空気を下流側室内熱交換器によって加熱するものである。
【００１０】
また上記目的を達成するために本発明に係る空気調和機は、冷房サイクルと暖房サイクルとを同時に構成する室外機と、複数の室内熱交換器を備える室内機とから構成されるものにおいて、前記室内機は、空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されており、該室内熱交換器のうち上流側には冷房サイクルによる室内熱交換器が配置され、下流側には暖房サイクルによる室内熱交換器が配置され、上流側室内熱交換器で冷却し除湿された空気を下流側室内熱交換器によって加熱するものである。
【００１１】
さらに上記目的を達成するために本発明に係る空気調和機は、冷房サイクルと暖房サイクルとを同時に構成する室外機と、複数の室内熱交換器を備える室内機とから構成されるものにおいて、前記室内機は、空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されており、該室内熱交換器のうち上流側には冷房サイクルによる室内熱交換器が配置され、下流側には暖房サイクルによる室内熱交換器が配置され、上流側室内熱交換器で冷却し除湿された空気を下流側室内熱交換器によって加熱する室内機と、冷房サイクルのみによる室内熱交換器が配置された室内機とから構成されるものである。
【００１２】
より好ましくは、前記空気上流側とその下流側とに室内熱交換器が配置されている室内機は、弁操作により、上流側室内熱交換器及び下流側室内熱交換器のすべてが冷房サイクルもしくは暖房サイクルか、下流側室内熱交換器のみ暖房サイクルができるように接続されているものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る空気調和機の系統図で、冷房及び暖房が可能なものであるが、本発明に関係する冷房サイクルについて説明し、暖房サイクルについては省略する。
【００１４】
空気調和機は、概略、破線で示される室外機１０と室内機１１とから構成されている。詳しくは、室外機１０は、圧縮機１と、室外熱交換器２と、送風装置５と、圧縮機１を駆動する駆動装置７とから構成されている。また室内機１１は、減圧装置３と、室内熱交換機４と、送風装置６とから構成されている。これら機器は、圧縮機１、室外熱交換器２、減圧装置３、室内熱交換器４の順に接続されている。
【００１５】
前記駆動装置７には、例えばガスやガソリンなどの燃焼を利用して駆動するエンジンがある。圧縮機１、特に圧縮機１の駆動装置７には、該駆動装置７が発散する熱を吸熱して熱交換する熱交換器８（第１の熱交換器）が設けられている。また、室内熱交換器４の空気後流側の位置には熱交換器９（第２の熱交換器）が配置されている。該熱交換器８と熱交換器９との間は、熱媒体を流す配管２５，２６（熱媒体流通手段）によって接続され、熱交換器８を流れる熱媒体で吸熱された熱が熱交換器９で室内熱交換器４から出る冷却された空気（実線矢印で示す）と熱交換し、冷却空気を加熱するようになっている。なお２７は四方切替弁である。
【００１６】
上記構成において冷房運転時は、駆動装置７により圧縮機１が駆動され、四方切替弁２７が図示の状態において、冷媒は実線矢印で示される方向に流れる。駆動装置７の駆動時に駆動装置７が発散する熱は、熱交換器８を流れる冷媒によって吸熱され、該熱は冷媒により破線矢印で示される方向に流れる。なお、配管２５もしくは２６に冷媒循環用のポンプを設けることによって熱交換器８もしくは９の高低差に関係なく冷媒を循環させることができる。
【００１７】
このため、送風装置６により室内機１１の吸込口から吸込まれた室内空気は、室内熱交換器４で冷却し除湿された後に加熱され、熱交換器９で吸込温度と等温もしくは略等温（加熱温度は任意）になって吹出口より矢印方向に吹出される。室内空気を加熱する熱源として駆動装置が発散する熱が利用され、従来利用されずに捨てられていた熱を有効利用することのよって、省エネルギ化を図ることができる。
【００１８】
なお前記駆動装置７としては、ガスエンジンやガソリンエンジンのほかに、電気駆動のモータであってもよい。この場合、発電装置として例えば燃料電池、コジェネレーションシステム（電熱併給システム）が挙げられ、燃料電池が発散する熱は熱交換器８により吸熱され、熱交換器９において放熱する構成となる。
【００１９】
本実施例によれば、除湿運転後の冷却された空気を吸込温度と等温もしくは略等温に加熱する際に従来、利用されることなく捨てられていた熱が有効利用されるので、空気調和機の省エネルギ化が図れる。
【００２０】
次に、本発明の他の実施例を説明する。
【００２１】
図２は、本発明の空気調和機に係る他の実施例の系統図である。本実施例は、冷房サイクルと暖房サイクルとを同時にできるように配管接続された室外機１２と、１台の室内熱交換器を備える室内機１３と２台の室内熱交換器を備える室内機１５とから構成されている（台数は限定されない）。
【００２２】
室外機１２は圧縮機１、室外熱交換機２（実施例では２台で構成）、送風装置５を備え、該室外機１２は室内機１３及び１５と配管１６，１７，１８によって接続されている。なお、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅは減圧装置、１４は受液器、３１，３２は四方切替弁、３３，３４，３５，３６，３７は冷媒を分岐もしくは合流させるための分岐管、３８は一方通行弁である。
【００２３】
前記室内機１３は、室内熱交換器４と送風装置６とを備え、室内機１３の一方の配管４２は前記配管１６に減圧装置３ｃを介して接続されている。また室内機１３の他方の配管４３は、途中で配管４３ａ，４３ｂに分岐し、配管４３ａは前記配管１８に電磁開閉弁４４を介して接続され、配管４３ｂは前記配管１７に電磁開閉弁４５を介して接続されている。なお、電磁開閉弁４４，４５は、ユニットで構成されている。
【００２４】
前記室内機１５は、送風装置６、室内熱交換器１９，２０を備え、該室内熱交換器２０は空気上流側に配置され、室内熱交換器１９はその下流側に配置されている。室内熱交換器１９の入り口側となる配管は、配管１６に減圧装置３ｄを介して接続されている。また、室内熱交換器２０の配管は、暖房サイクルにより前記圧縮機１で圧縮された高温高圧ガスが流れる配管１７に接続されている。そして、室内熱交換器１９の一方の側は、低圧ガスを回収する配管１８に接続され、室内熱交換器２０の他方の側は減圧装置３ｅを介して配管１６に接続されている。
【００２５】
上記構成において、除湿運転後の冷却された空気を吸込空気と等温もしくは略等温に加熱する場合について説明する。図３は、この時の冷媒の流れを示すものである。
【００２６】
除湿運転時の弁操作は、表１に示される通りである。
【００２７】
【表１】
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すなわち、電磁開閉弁４４，４６，４８，５０は開、電磁開閉弁４５，４７，４９は閉、四方切替弁３１，３２が図示の状態にある。また減圧装置３ｅは全開、減圧装置３ａ，３ｃ，３ｄは若干閉の状態にすることによって冷房サイクルと暖房サイクルが構成される。
【００２８】
圧縮機１によって圧縮され高温高圧ガスとなった冷媒は分岐管３３によって分岐され、一方は四方切替弁３１を経て配管１８に流れ、他方は四方切替弁３２を経て上方に位置する室外熱交換器２に流れる。該高温高圧ガスは室外熱交換器２で熱交換して低温の液または液とガスとの二相流の冷媒となる。該低温の液または液とガスとの二相流の冷媒は受液器１４に流入し、液冷媒のみ配管１６を流れる。配管１６を流れる冷媒液は減圧装置３ｃで減圧され、室内機１３を流れ、室内の空気と熱交換して室内空気を冷却し除湿される。液冷媒は低圧ガス冷媒となって配管４３ａを通って配管１８に入る。該低圧ガス冷媒は合流弁３６を通って圧縮機１に入り圧縮されるサイクルを繰り返す。
【００２９】
また室内機１５においては、配管１６を流れる冷媒液が電磁開閉弁５０を通り、減圧装置３ａで減圧され、室内熱交換機１９を流れ、室内の空気と熱交換し低圧ガス冷媒となって電磁開閉弁４８を通って配管１８に入る。他方、高温高圧のガス冷媒は電磁開閉弁４６を通って室内熱交換機２０を流れ、電磁開閉弁５０を流れる高温高圧ガス冷媒と合流して減圧装置３ａで減圧され、室内熱交換機１９を流れる。室内熱交換機１９から出る冷却され除湿された室内空気は、下流において室内熱交換機２０で加熱される。これにより、吸込空気温度と等温もしくは略等温にすることができる。その温度は、磁開閉弁４６を流れる高温高圧のガス冷媒の流量によって任意である。
【００３０】
なお、本実施例では室外機１２において、熱交換機２の下方の熱交換機は使用されない。
【００３１】
以上説明したように、室内機から吹き出される空気温度は、吸込空気温度と等温もしくは略等温にすることができる。
【００３２】
次に、除湿運転をしない場合の冷房運転について、図４，５によって説明する。
【００３３】
この場合、四方切替弁３１は図示のように切替えられ、その他の弁操作は表１において１台運転，２台運転として示される通りである。図４は、室内機１５において下方の室内熱交換器２０の１台が使用される場合、図５は、室内熱交換器１９，２０の２台が使用される場合の冷媒の流を示している。
【００３４】
次に、暖房運転について、図６，７によって説明する。
【００３５】
この場合、四方切替弁３１は図示のように切替えられ、その他の弁操作は表１において１台運転，２台運転として示される通りである。図６は、室内機１５において下方の室内熱交換器２０の１台が使用される場合、図７は、室内熱交換器１９，２０の２台が使用される場合の冷媒の流を示している。
【００３６】
本実施例によれば、熱交換器を１台の使用もしくは２台の使用によって、冷房運転及び暖房運転ともに容量制御運転ができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、梅雨時期などに運転される除湿運転後の冷却された空気を吸込温度と等温もしくは略等温に加熱する際に、従来、利用されることなく捨てられていた熱を有効利用して省エネルギ加を図る空気調和機を提供することができる。
【００３８】
また本発明によれば、除湿運転後の冷却された空気を吸込温度と等温もしくは略等温に加熱する際に、暖房サイクルによる冷媒の一部を利用することによって、温水設備などを不要にした空気調和機を提供するができる。
【００３９】
さらに本発明によれば、熱交換器を１台の使用もしくは２台の使用によって、冷房運転及び暖房運転ともに容量制御運転ができる空気調和機を提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気調和機に係る実施例の系統図である。
【図２】本発明の空気調和機に係る他の実施例の系統図である。
【図３】他の実施例の除湿運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図４】他の実施例の冷房運転時（１台運転）の冷媒の流れを示す図である。
【図５】他の実施例の冷房運転時（２台運転）の冷媒の流れを示す図である。
【図６】他の実施例の暖房運転時（１台運転）の冷媒の流れを示す図である。
【図７】他の実施例の暖房運転時（２台運転）の冷媒の流れを示す図である。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…室外熱交換器、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ…減圧装置、４，１９，２０…室内熱交換器、５，６…送風装置、７…駆動装置、８…熱交換器（第１の熱交換器）、９…熱交換器（第２の熱交換器）、１０，１２…室外機、１１，１３，１５…室内機、１４…受液器、１６、１７，１８…配管、３３，３４，３５，３６，３７…分岐弁、４４，４５，４６，４７，４８，４９…電磁開閉弁。
【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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