(57)【要約】【課題】冷房運転時と暖房運転時とで、室外熱交換器及び室内熱交換器を流れる冷媒の方向が同一となるようにして、熱交換効率を向上させた空気調和機を提供する。【解決手段】圧縮機１と切換弁２と室外熱交換器３と室内熱交換器４とを順次接続して冷媒回路を構成し、前記切換弁２の本体２ａに第一ポート１４から第六ポート１９までの６個のポートを設け、同本体２ａ内に収納された弁体２ｂに、第一連通管１１と第二連通路１２と、膨張機構１３ａを備えた第三連通路１３を設け、冷房運転時と暖房運転時とで、前記弁体２ｂにより流路を切換える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、切換弁と、伝熱管を少なくとも前後２列に配設した室外熱交換器及び室内熱交換器とを順次接続して冷媒回路を構成し、前記切換弁は６個のポートを備える一方、弁体に第一連通路、第二連通路及び膨張機構を備えた第三連通路を備え、
前記切換弁の第一ポートを前記圧縮機の吐出側に、第六ポートを吸込側に夫々接続するとともに、第二ポートを前記室外熱交換器の一側に、他側を第三ポートに接続し、第四ポートを前記室内熱交換器の一側に、他側を第五ポートに接続してなり、
冷房運転時、前記第一ポートと前記第二ポートとを前記第一連通路により連通させ、前記第五ポートと前記第六ポートとを前記第二連通路により連通させ、前記第三ポートと前記第四ポートとを膨張機構を備えた前記第三連通路により連通させて、
前記圧縮機の吐出側から吐出された冷媒が前記切換弁の前記第一連通路を経て前記室外熱交換器の一側に流入し、凝縮して熱交換した後、他側から前記第三連通路に流入し膨張して前記室内熱交換器の一側に流入し、蒸発して熱交換した後、他側から前記第二連通路を経て前記圧縮機の吸込側に還流するようにし、
暖房運転時、前記第一ポートと前記第四ポートとを前記第一連通路により連通させ、前記第三ポートと前記第六ポートとを前記第二連通路により連通させ、前記第二ポートと前記第五ポートとを膨張機構を備えた前記第三連通路により連通させて、
前記圧縮機の吐出側から吐出された冷媒が前記切換弁の前記第一連通路を経て前記室内熱交換器の一側に流入し、凝縮して熱交換した後、他側から前記第三連通路に流入し膨張して前記室外熱交換器の一側に流入し、蒸発して熱交換した後、他側から前記第二連通路を経て前記圧縮機の吸込側に還流するようにし、
冷房運転時と暖房運転時、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器において冷媒の流れ方向が同一となるようにしたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に関わり、より詳細には室外熱交換器及び室内熱交換器での熱交換効率を向上させる構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機は、図４（Ａ）で示すように、圧縮機３０と四方弁３１と室外熱交換器３２と膨張弁３３と室内熱交換器３４とを順次接続して冷媒回路を構成している。冷房運転時、前記圧縮機３０から吐出された高温高圧の冷媒は前記四方弁３１を介して前記室外熱交換器３２に流入し、同室外熱交換器３２で熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は前記膨張弁３３により低温低圧となり前記室内熱交換器３４に流入し、同室内熱交換器３４で熱を吸収して蒸発し、気相冷媒となって前記四方弁３１を介し前記圧縮機３０の吸込側に還流するようになっている。
【０００３】
暖房運転時、前記四方弁３１は点線で示す位置となるように切換えられる。前記圧縮機３０から吐出された高温高圧の冷媒は前記四方弁３１を介して前記室内熱交換器３４に流入し、同室内熱交換器３４で熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は前記膨張弁３３により低温低圧となり前記室外熱交換器３２に流入し、同室外熱交換器３２で熱を吸収して蒸発し、前記四方弁３１を介し前記圧縮機３０の吸込側に還流するようになっている。
【０００４】
上記したように冷媒運転と暖房運転では回路内を流れる冷媒は逆方向となる。前記室外熱交換器３２及び前記室内熱交換器３４が、図４（Ｂ）で示すように、２列以上の伝熱管を配設していると、これを通過する空気の流れ方向は一定であるので実線及び破線で示すように冷媒の流れは風上側に向かう所謂カウンタフローと風下側に向かう所謂フォローフローとなり、カウンタフローとフォローフローとでは冷媒の熱交換効率に相違を生じる。特に非共沸混合冷媒では熱交換効率の相違が比較的大きく冷房運転と暖房運転とで運転効率に差を生じ対応が求められていた。（特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２６１６３号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み、冷房運転と暖房運転とで室外熱交換器及び室内熱交換器での熱交換効率に相違が生じないようにして、運転効率を向上させた空気調和機の冷媒回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、圧縮機と、切換弁と、伝熱管を少なくとも前後２列に配設した室外熱交換器及び室内熱交換器とを順次接続して冷媒回路を構成し、前記切換弁は６個のポートを備える一方、弁体に第一連通路、第二連通路及び膨張機構を備えた第三連通路を備え、
前記切換弁の第一ポートを前記圧縮機の吐出側に、第六ポートを吸込側に夫々接続するとともに、第二ポートを前記室外熱交換器の一側に、他側を第三ポートに接続し、第四ポートを前記室内熱交換器の一側に、他側を第五ポートに接続してなり、
冷房運転時、前記第一ポートと前記第二ポートとを前記第一連通路により連通させ、前記第五ポートと前記第六ポートとを前記第二連通路により連通させ、前記第三ポートと前記第四ポートとを膨張機構を備えた前記第三連通路により連通させて、
前記圧縮機の吐出側から吐出された冷媒が前記切換弁の前記第一連通路を経て前記室外熱交換器の一側に流入し、凝縮して熱交換した後、他側から前記第三連通路に流入し膨張して前記室内熱交換器の一側に流入し、蒸発して熱交換した後、他側から前記第二連通路を経て前記圧縮機の吸込側に還流するようにし、
暖房運転時、前記第一ポートと前記第四ポートとを前記第一連通路により連通させ、前記第三ポートと前記第六ポートとを前記第二連通路により連通させ、前記第二ポートと前記第五ポートとを膨張機構を備えた前記第三連通路により連通させて、
前記圧縮機の吐出側から吐出された冷媒が前記切換弁の前記第一連通路を経て前記室内熱交換器の一側に流入し、凝縮して熱交換した後、他側から前記第三連通路に流入し膨張して前記室外熱交換器の一側に流入し、蒸発して熱交換した後、他側から前記第二連通路を経て前記圧縮機の吸込側に還流するようにし、
冷房運転時と暖房運転時、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器において冷媒の流れ方向が同一となるようにした構成となっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図１は本発明による冷媒回路図及び切換弁の構成を示す構成図であり、図２は切換弁を切換えた状態を示す冷媒回路図である。図５は室内機の断面図である。
本発明による空気調和機は、図１（Ａ）で示すように、圧縮機１と切換弁２と室外熱交換器３と室内熱交換器４とを順次接続して冷媒回路を構成している。前記切換弁２の本体２ａには、図１（Ｂ）で示すように、第一ポート１４、第二ポート１５、第三ポート１６、第四ポート１７、第五ポート１８及び第六ポート１９とからなる計６個の流入出ポートが設けられ、前記本体２ａ内に摺動自在に設けられた弁体２ｂには、第一連通路１１と第二連通路１２とともに、膨張機構１３ａを備えた第三連通路１３が夫々設けられている。
【０００９】
前記切換弁２の第一ポート１４は、図１（Ａ）で示すように、前記圧縮機１の吐出側配管５に接続され、前記第二ポート１５は配管６により前記室外熱交換器３の一側に接続され、同室外熱交換器３の他側は配管７により前記第三ポート１６に接続されている。前記第四ポート１７は配管８により前記室内熱交換器４の一側に接続され、同室内熱交換器４の他側は配管９により前記第五ポート１８に接続され、前記圧縮機１の吸込側配管１０は前記第六ポートに夫々接続されている。
【００１０】
次に、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。冷房運転時、図１（Ａ）で示すように、前記弁体２ｂに備えられた第一連通路１１は前記第一ポート１４と前記第二ポート１５とを接続し、前記第二連通路１２は前記第五ポート１８と前記第六ポート１９とを接続し、膨張機構１３ａを備えた前記第三連通路１３は前記第三ポート１６と前記第四ポート１７とを接続するようになっている。
【００１１】
前記圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、前記吐出側配管５から前記切換弁２の前記第一ポート１４に流入し前記第一連通路１１を通過して前記第二ポート１５から前記配管６に流入する。同配管６を介して前記室外熱交換器３の一側に流入した冷媒は熱を放出して凝縮し、凝縮した冷媒は前記室外熱交換器３の他側から前記配管７を介し前記切換弁２の第三ポート１６に再び流入するようになっている。同第三ポート１６に流入した冷媒は前記第三連通路１３に備えられた膨張機構１３ａにより膨張して低温低圧となり前記第四ポート１７から前記配管８を介し前記室内熱交換器４の一側に流入するようになっている。同室内熱交換器４に流入した冷媒は熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記配管９を介し、前記切換弁２の前記第五ポート１８に再び流入し、前記第二連通路１２を通過して前記第六ポート１９から流出する。流出した冷媒は前記吸込側配管１０を介して前記圧縮機１の吸込側に還流するようになっている。
【００１２】
次に、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。暖房運転時、図２で示すように前記切換弁２に備えられた弁体２ｂは切換えられるようになっている。前記第一連通路１１は前記第一ポート１４と前記第四ポート１７とを接続し、前記第二連通路１２は前記第三ポート１６と前記第六ポート１９とを接続し、膨張機構１３ａを備えた前記第三連通路１３は前記第二ポート１５と前記第五ポート１８とを接続するようになっている。
【００１３】
前記圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、矢印で示すように、前記吐出側配管５から前記切換弁２の前記第一ポート１４に流入し前記第一連通路１１を通過して前記第四ポート１７から前記配管８に流入する。同配管８を介して前記室内熱交換器４の一側に流入した冷媒は熱を放出して凝縮し、凝縮した冷媒は前記室内熱交換器４の他側から前記配管９を介し前記切換弁２の第五ポート１８に再び流入するようになっている。同第五ポート１８に流入した冷媒は前記第三連通路１３に備えられた膨張機構１３ａにより膨張して低温低圧となり前記第二ポート１５から前記配管６を介し前記室外熱交換器３の一側に流入するようになっている。同室外熱交換器３に流入した冷媒は熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記配管７を介し、前記切換弁２の前記第三ポート１６に再び流入し、前記第二連通路１２を通過して前記第六ポート１９から流出する。流出した冷媒は前記吸込側配管１０を介して前記圧縮機１の吸込側に還流するようになっている。
【００１４】
上記したように、前記室外熱交換器３と前記室内熱交換器４とを流れる冷媒は図１（Ａ）及び図２で示すように、冷媒運転時と暖房運転時とで同一の方向となっている。図３は前記室内熱交換器４を備えた室内機２０を示す断面図であり、同室内機２０は前面に吸込口２１を、下部に吹出口２２を設けるとともに、これらを結ぶ空気通路に垂直部４ｂと傾斜部４ａとからなる前記室内熱交換器４を、その下流側に送風ファン２３を夫々設けている。前記室内熱交換器４は前後して２列に伝熱管を配設しており、前記傾斜部４ａの上部後端側に冷媒の流入口４ｅが、上部前端側に流出口４ｆが夫々設けられており前記流入口４ｅから流入した冷媒は、矢印で示すように、前記傾斜部４ａと前記垂直部４ｂとの後部側流路４ｃを通り、続いて前部側流路４ｄを通って前記流出口４ｆから流出するようになっている。この流れは冷房運転時と暖房運転時とで同一であり、前記吸込口２１から吸込まれた空気の流れに対し常時カウンタフローとなり、冷房運転と暖房運転とでの熱交換効率に差を生じさせないようになっている。これにより特に非共沸混合冷媒を用いた場合は従来に比して運転効率を大きく改善できるようになっている。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、圧縮機と切換弁と室外熱交換器と室内熱交換器とを順次接続して冷媒回路を構成し、前記切換弁の本体に第一ポートから第六ポートまでの６個のポートを設けるとともに、前記本体内に収納された弁体に、第一連通路と第二連通路と、膨張機構を備えた第三連通路を設け、冷房運転時と暖房運転時とで前記弁体を切換えることにより、前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器に流れる冷媒の方向が同一にでき、これら熱交換器を通過する空気と冷媒の流れとが所謂カウンタフローに構成でき、熱交換効率の向上した空気調和機の冷媒回路とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明による空気調和機の冷房運転時の接続を示す冷媒回路図である。
（Ｂ）は切換弁を示す構成図である。
【図２】本発明による空気調和機の暖房運転時の接続を示す冷媒回路図である。
【図３】室内機における冷媒の流れと空気の流れとを示す断面図である。
【図４】（Ａ）は従来例による空気調和機の冷媒回路図である。
（Ｂ）は熱交換器の冷媒の流れと空気の流れを示す断面図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  切換弁
２ａ  本体
２ｂ  弁体
３  室外熱交換器
４  室内熱交換器
５  吐出側配管
６〜９  配管
１０  吸込側配管
１１  第一連通路
１２  第二連通路
１３  第三連通路
１３ａ  膨張機構
１４  第一ポート
１５  第二ポート
１６  第三ポート
１７  第四ポート
１８  第五ポート
１９  第六ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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