(57)【要約】【課題】     輻射パネルを備えた空気調和装置において、輻射パネルの表面温度分布を均一化させることで、この空気調和装置の安全性を確保する。【解決手段】  室内熱交換器(13)で加温された空気を輻射パネル(30)へ流通させ、この空気で輻射パネル(30)の全域を加熱することにより、輻射パネルの表面温度分布を均一化させ、輻射パネルの温度を在室者が触れても安全な温度とする。【選択図】図１
2005156093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空間の床面に配置された室内ユニット(2)と、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)とを備え、
上記室内ユニット(2)には、冷媒回路(10)と接続された室内熱交換器(13)と、室内空間と面する輻射パネル(30)とが設けられ、少なくとも暖房を行う空気調和装置であって、
上記輻射パネル(30)は、室内熱交換器(13)を流通した後の空気と熱交換するように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和装置において、
室内熱交換器(13)を流通した後の空気を少なくとも天井方向に吹出可能な吹出手段(25)を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空気調和装置において、
吹出手段(25)には、空気の吹出方向を天井方向から床面方向までの所定の角度範囲で可変な吹出方向切換手段(27)が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１に記載の空気調和装置において、
室内熱交換器(13)は、冷媒の下流側から上流側に向かって空気が流れる対向流式の熱交換器で構成されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１に記載の空気調和装置において、
輻射パネル(30)には、室内熱交換器(13)を流通した後の空気の流通経路(26)に面するフィン(31)が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１に記載の空気調和装置において、
冷媒回路(10)は、冷凍サイクルの高圧圧力が冷媒の臨界圧力より高くなるように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内空間の空調を行う空気調和装置に係り、特に、輻射パネルを備えて少なくとも暖房を行う空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室内空間に配置された室内ユニットより温風を吹き出し、この温風を室内空間で対流させることにより暖房を行う空気調和装置が知られている。しかし、このような空気調和装置は、室内ユニットより吹き出す温風が在室者に直接的に当たることで、在室者が不快感（ドラフト感）を覚えるため、この室内空間の快適性が損なわれてしまうという問題があった。
【０００３】
この問題を解決する従来技術として、上述したような温風の吹き出しに加えて、輻射パネルによる輻射熱の放出を併用して室内空間の暖房を行う空気調和装置がある。この空気調和装置は、主に圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、及び室外熱交換器が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えている。さらに、上記圧縮機の吐出側と室内熱交換器との間には、冷媒が流れるように構成された輻射パネルが接続されている。
【０００４】
また、この空気調和装置は、室内ユニットが室内の床面に配置されるいわゆる床置き型の空気調和装置である。上記室内ユニットには、室内空気を吸引する吸引口と、この室内ユニットで処理された空気を室内空間へ供給する吹出口とが形成されている。また、上記吸引口から吹出口までの間の空気の流通経路に、上記室内熱交換器が配置されている。さらに、この室内ユニットの前面には、上記輻射パネルが取り付けられている。
【０００５】
以上の構成において、この空気調和装置では、圧縮機で圧縮されて高温高圧となったガス冷媒が輻射パネルを流通する際に、この輻射パネルが加熱されて輻射熱を室内に放出する。また、室内熱交換器においては、輻射パネルを流通した後の冷媒が、室内ユニット内の流通経路を流れる空気と熱交換して凝縮する。そして、この冷媒の凝縮熱を吸熱して加温された空気が吹出口より室内空間へ供給される。
【０００６】
このように、この空気調和装置では、輻射パネルによる暖房と温風による暖房とを併用することで、温風による暖房の暖房負担を軽減している。その結果、室内ユニットから吹き出される温風の風量が少なくなり、在室者のドラフト感を低減している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−５８９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された床置き型の空気調和装置のように、輻射パネル内に設けられた例えば冷媒配管などに高温冷媒ガスを流通させ、この輻射パネルを加熱する場合、このような高温冷媒ガスの流通部分が非常に高い温度となる可能性がある。すなわち、冷媒ガスで輻射パネルを加熱する空気調和装置では、輻射パネルの表面温度が不均一となりやすく、特に高温となった部分が在室者の手の届く範囲にされされてしまうことになるため、在室者の安全性を確保するための安全対策が必要となる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、輻射パネルを備えた空気調和装置において、輻射パネルの表面温度分布を均一化させることで、この空気調和装置の安全性を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、輻射パネルを備えた空気調和装置において、室内熱交換器で加温された空気によって上記輻射パネルを加熱することで、輻射パネルの表面温度分布を均一化させ、輻射パネルの温度を在室者が触れても安全な温度とするようにしたものである。
【００１０】
より具体的に、第１の発明は、室内空間の床面近傍に配置された室内ユニット(2)と、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)とを備え、上記室内ユニット(2)には、冷媒回路(10)と接続された室内熱交換器(13)と、室内空間と面する輻射パネル(30)とが設けられ、少なくとも暖房を行う空気調和装置を前提としている。そして、この空気調和装置は、上記輻射パネル(30)が室内熱交換器(13)を流通した後の空気と熱交換するように構成されていることを特徴とするものである。ここで、上記輻射パネル(30)は、例えば室内熱交換器(13)を流通した後の空気の流通経路に面するように配置されることで、この空気と輻射パネル(30)とが熱交換する。
【００１１】
上記第１の発明では、暖房時において、室内熱交換器(13)の冷媒の熱を吸熱して加温された空気が輻射パネル(30)と熱交換することで、上記輻射パネル(30)が加熱される。そして、室内空間は、上記輻射パネル(30)より放出される輻射熱（赤外線）によって暖房される。なお、輻射パネル(30)を加熱した後の空気は、温風として室内へ供給されて、室内空間の暖房に利用されてもよいし、室外へ排気されてもよい。
【００１２】
ここで、本発明の輻射パネル(30)は、室内熱交換器(13)で加温された空気によって広い範囲で加熱されるため、特許文献１に開示されている空気調和装置のように、高温のガス冷媒で加熱された輻射パネルの表面温度と比較して、その表面温度分布が均一化される。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明の空気調和装置において、室内熱交換器(13)を流通した後の空気を少なくとも天井方向に吹出可能な吹出手段(25)を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
上記第２の発明では、暖房時において、室内熱交換器(13)の冷媒の熱を吸熱して加温された空気が吹出手段(25)により天井方向へ吹き出される。そして、天井方向に吹き出された空気は、例えば図５に示すように、室内空間の天井を加熱する。このようにして天井が加熱されると、天井より床面方向に向かって輻射熱が放出される。このため、室内空間は、輻射パネル(30)による輻射熱と、天井からの輻射熱との双方によって暖房される。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明の空気調和装置において、吹出手段(25)には、空気の吹出方向を天井方向から床面方向までの所定の角度範囲で可変な吹出方向切換手段(27)が設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
上記第３の発明では、暖房時において、室内熱交換器(13)の冷媒の凝縮熱を吸熱して加温された空気が、吹出方向切換手段(27)によって、天井方向から床面方向までの間の所定角度で吹き出される。ここで、空気が天井方向に吹き出される場合には、例えば図５に示すように、天井より床面方向に向かって輻射熱が放出される。このため、室内空間は、輻射パネル(30)による輻射熱と、天井からの輻射熱との双方によって暖房される。
【００１７】
一方、空気が床面方向に吹き出される場合には、例えば図６に示すように、この室内空間の在室者に対して直接的に温風が供給される。なお、この場合、在室者に対しては、輻射パネル(30)の輻射熱による暖房もなされるため、在室者に向かって吹き出される温風の量は、ドラフト感をあまり感じない程度の風量となる。
【００１８】
さらに、空気が天井方向と床面方向との中間方向に吹き出される場合には、例えば図７に示すように、吹き出された空気が室内で対流して室内全域が速やかに暖房される。また、例えば窓などの冷気発生源がある室内空間において、加温された空気によって冷気が巻き込まれて天井方向へ運ばれる。したがって、室内空間に冷気発生源がある場合には、この冷気が在室者に届くのを抑えられる。
【００１９】
第４の発明は、第１から第３のいずれか１の発明の空気調和装置において、室内熱交換器(13)は、冷媒の下流側から上流側に向かって空気が流れる対向流式の熱交換器で構成されていることを特徴とするものである。ここで、「対向流式の熱交換器」とは、必ずしも冷媒の流れ方向と空気の流れ方向とが正反対の向きとならなくてもよく、例えばクロスフィン・アンド・チューブ式の熱交換器のように、熱交換器を構成する配管が蛇行した形状で、冷媒の流れが一定方向でないものであっても、熱交換器を流通する空気が、冷媒の温度が低い側（下流側）から冷媒の温度が高い側（上流側）の方向に流れるようになっていればよい。
【００２０】
上記第４の発明では、対向流式の熱交換器で構成された室内熱交換器(13)によって、空気と冷媒との熱交換率が向上する。このため、暖房時において、室内熱交換器(13)を流通する空気が効率よく加温される。
【００２１】
第５の発明では、第１から第４のいずれか１の発明の空気調和装置において、輻射パネル(30)には、室内熱交換器(13)を流通した後の空気の流通経路(26)に面するフィン(31)が設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
上記第５の発明では、輻射パネル(30)にフィン(31)を設けることで、輻射パネル(30)の伝熱面積が大きくなる。このため、暖房時に、室内熱交換器(13)で加温された空気と輻射パネル(30)との熱交換率が向上する。したがって、輻射パネル(30)が高効率で加熱される。
【００２３】
第６の発明は、第１から第５のいずれか１の発明の空気調和装置において、冷媒回路(10)は、冷凍サイクルの高圧圧力が冷媒の臨界圧力より高くなるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
上記第６の発明では、暖房時において、冷凍サイクルで高圧圧力となる冷媒が室内熱交換器(13)へ流入する。室内熱交換器(13)へ流入する冷媒は超臨界圧力状態の高温冷媒であり、この冷媒が室内熱交換器(13)を流通する空気に放熱する。ここで、この超臨界圧力状態の高温冷媒は、いわゆる亜臨界圧力状態の高温冷媒と比較して、空気との温度差を高くできる特性を持つため、室内熱交換器(13)の冷媒から空気へ放出される放熱量が増大する。したがって、室内熱交換器(13)による空気の加熱効率が向上する。このようにすると、輻射パネル(30)が高効率で加熱される。さらに、吹出手段(25)を備えた空気調和装置においては、吹出手段(25)による天井方向への吹出空気の加熱効率が向上し、天井方向より室内空間へ放出される輻射熱量が増大する。
【発明の効果】
【００２５】
上記第１の発明によれば、室内空間を輻射パネル(30)の表面より放出される輻射熱で暖房するため、例えば在室者に温風が直接吹き付けられることにより、在室者がドラフト感を感じることが抑制される。したがって、室内空間における暖房時の快適性が向上する。
【００２６】
また、本発明によれば、輻射パネル(30)の表面温度分布を均一化することができる。したがって、例えば輻射パネルの一部が高温となり、在室者がこの輻射パネル(30)に触れた際に、火傷をしてしまったり、熱く感じてしまったりすることが抑制される。さらに、輻射パネル(30)から均一に輻射熱を放出することができる。したがって、輻射パネル(30)を備えた空気調和装置の快適性を向上するとともに、その安全性を確保することができる。
【００２７】
上記第２の発明によれば、吹出手段(25)から吹き出された空気で加熱された天井より、輻射熱が床面方向に向かって放出される。このため、室内空間を輻射パネル(30)の輻射熱と天井からの輻射熱との双方で暖房することができる。したがって、室内空間は、輻射パネル(30)の輻射熱と天井からの輻射熱とで暖房されるため、在室者に温風が直接吹き付けられることが抑制され、在室者のドラフト感が低減される。
【００２８】
さらに、この空気調和装置によって、冷房を行う場合、蒸発器として機能する室内熱交換器(13)で冷却された空気が、吹出手段(25)によって天井方向に吹き出される。このようにすると、冷却されて室内へ供給された空気は、対流によって天井より床面方向へ流れるため、室内空間を効率的に冷房することができる。
【００２９】
上記第３の発明によれば、吹出方向切換手段(27)により、空気の吹出方向を天井方向から床面方向までの間の所定角度で調整することにより、室内空間の環境や目的に応じた暖房を行うことができる。
【００３０】
より具体的に、空気の吹出方向が天井方向である場合には、暖房時に空気によって加熱された天井より床面方向に向かって輻射熱が放出される。したがって、上記第２の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、空気の吹出方向が床面方向である場合には、暖房時に加温された空気が室内空間の在室者に直接的に供給される。したがって、在室者に対して速効性のある暖房ができる。
【００３２】
さらに、空気の吹出方向が天井方向と床面方向との中間方向である場合には、暖房時に加温された空気は、例えば斜め上方に向かって吹き出される。このため、加温された空気が室内空間全域に対流して、この室内空間を速やかに暖房することができる。また、例えば室内に窓などの冷気発生源がある場合には、斜め上方向へ吹き出される空気により、冷気発生源より放出される冷気を巻き込みながら天井方向へ運ぶことができる。このようにすると、冷気発生源からの冷気が在室者に届くのを抑制でき、暖房時の快適性を向上させることができる。
【００３３】
上記第４の発明によれば、室内熱交換器(13)を対向流式の熱交換器で構成することで、空気と冷媒との熱交換率が向上する。このため、暖房時において、室内熱交換器(13)により空気を効率よく加温することができる。したがって、輻射パネル(30)や吹出手段(25)による暖房で必要な熱量を十分確保できるとともに、室内熱交換器(13)をコンパクトに設計することもできる。
【００３４】
上記第５の発明によれば、フィン(31)によって輻射パネル(30)の伝熱面積が大きくなり、暖房時に、室内熱交換器(13)で加温された空気と輻射パネル(30)との熱交換率が向上する。したがって、空気による輻射パネル(30)の加熱効率も高くなり、輻射パネル(30)の輻射熱量を増大することができる。また、この輻射パネル(30)をコンパクトに設計することもできる。
【００３５】
上記第６の発明によれば、暖房時に、室内熱交換器(13)へ超臨界圧力状態の高温冷媒が流れるため、この冷媒から空気へ放出される放熱量を増やすことができる。このため、室内熱交換器(13)によって空気を効率よく加温することができる。したがって、輻射パネル(30)や吹出手段(25)による暖房に必要な熱量を十分得ることができ、この空気調和装置の暖房能力を向上させるとともに、在室者のドラフト感を低減できる。
【００３６】
また、この際にも、輻射パネル(30)は、室内熱交換器(13)で加温された空気によって加熱されるため、輻射パネル(30)の表面温度分布を均一化できる。したがって、この輻射パネル(30)が備えられた空気調和装置の快適性を向上しながら、その安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
《発明の実施形態》
まず、本実施形態の空気調和装置(1)の構成について、図１から図３を参照しながら説明する。なお、図１は空気調和装置(1)に備えられた室内ユニット(2)の正面図、図２は室内ユニット(2)の横断面図、図３は空気調和装置(1)の冷媒回路図である。
【００３９】
本実施形態に係る空気調和装置(1)は、室内空間の暖房と冷房とを切り替えて行うヒートポンプ式の空気調和装置(1)である。また、この空気調和装置(1)は、図１及び図２に示すように、室内の床面に配置された室内ユニット(2)により空調を行う、いわゆる床置き型の空気調和装置である。この空気調和装置(1)は、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(10)を備えている。なお、この冷媒回路(10)の冷媒として、本実施形態では二酸化炭素(ＣＯ２)が用いられている。
【００４０】
冷媒回路(10)は、図３に示すように、圧縮機(11)、四路切換弁(12)、室内熱交換器(13)、膨張弁(14)、及び室外熱交換器(15)が配管で接続されて閉回路となっている。室内熱交換器(13)は、上記室内ユニット(2)内に設けられている。一方、圧縮機(11)、四路切換弁(12)、膨張弁(14)、及び室外熱交換器(15)は、室外に設置された室外ユニット(3)に設けられている。この室外ユニット(3)には、室外空気を送風して室外熱交換器(15)と熱交換させる図示しない室外ファンが設けられている。また、冷媒回路(10)における四路切換弁(12)には、冷媒回路(10)の配管が接続可能な第１から第４のポート(12a,12b,12c,12d)が設けられている。
【００４１】
冷媒回路(10)において、圧縮機(11)の吐出口は、四路切換弁(12)の第１ポート(12a)に接続されている。そして、この第１ポート(12a)と連通可能な四路切換弁(12)の第３ポート(12c)は、室内熱交換器(13)の一端と接続されている。この室内熱交換器(13)の他端は、膨張弁(14)の一端と接続されている。この膨張弁(14)の他端は、室外熱交換器(15)の一端と接続されている。この室外熱交換器(15)の他端は、四路切換弁(12)の第４ポート(12d)に接続されている。そして、この第４ポート(12d)と連通可能な四路切換弁(12)の第２ポート(12b)は、圧縮機(11)の吸引口と接続されている。
【００４２】
上記四路切換弁(12)は、第１ポート(12a)と第３ポート(12c)とが連通すると同時に第２ポート(12b)と第４ポート(12d)とが連通する状態（図３の実線で示す状態）と、第１ポート(12a)と第４ポート(12d)とが連通すると同時に第２ポート(12b)と第３ポート(12c)とが連通する状態（図３の破線で示す状態）とに切り替え可能となっている。そして、四路切換弁(12)が実線で示す状態となると、冷媒が実線矢印で示す方向に循環する。この際、室内熱交換器(13)が凝縮器となると同時に、室外熱交換器(15)が蒸発器となり、室内空間では暖房が行われる。一方、四路切換弁(12)が破線で示す状態となると、冷媒が破線矢印で示す方向に循環する。この際、室内熱交換器(13)が蒸発器となると同時に、室外熱交換器(15)が凝縮器となり、室内空間では冷房が行われる。
【００４３】
室内ユニット(2)は、図１及び図２に示すように、直方体形状のケーシング(20)を備えている。ケーシング(20)の前側(図２において右側)には、前面パネル(21)が取り付けられている。また、ケーシング(20)の上側には、上面パネル(22)が設けられている。
【００４４】
前面パネル(21)の下側の略半分には、室内空気がケーシング(20)内に取り込まれる吸込口(23)が形成されている。この吸込口(23)は、その両側端が前面パネル(21)の両側端付近まで延びた矩形形状をしている。さらに、前面パネル(21)の上側の略半分には、室内空間と面して輻射パネル(30)が設けられている。一方、前面パネル(21)の上端部から上記上面パネル(22)の前端部に跨って、室内ユニット(2)内で処理された空気が室内へ供給される吹出口(24)が形成されている。この吹出口(24)は、その両側端が前面パネル(21)の両側端付近まで延びた横長の矩形形状をしている。そして、吹出口(24)の開口面が、図２に示すように、斜め上方を向いている。
【００４５】
室内ユニット(2)には、吸込口(23)よりケーシング(20)内に取り込まれた空気が流通する上記室内熱交換器(13)と、この室内熱交換器(13)を流通した後の空気と熱交換する輻射パネル(30)と、室内熱交換器(13)及び輻射パネル(30)を流通した後の空気を天井方向に吹出可能な送風ファン（吹出手段）(25)とが設けられている。
【００４６】
室内熱交換器(13)は、ケーシング(20)内の下部で、かつ上記吸込口(23)の近傍に設置されている。この室内熱交換器(13)は、例えばクロスフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成されている。また、室内熱交換器(13)は、送風ファン(25)によって吸込口(23)よりケーシング(20)内へ取り込まれた空気と、上述した冷媒回路(10)の冷媒とを熱交換させる。ここで、室内熱交換器(13)は、暖房時において、冷媒の下流側から上流側の方向に向かって空気が流れる対向流式の熱交換器で構成されている。より具体的に、暖房時において、冷媒回路(10)の冷媒は、図２の(ｄ)側が上流側（冷媒の温度が高い側）となり、(ｅ)側が下流側（冷媒の温度が低い側）となっている。このため、室内熱交換器(13)における冷媒の流れは、実質的に図２の実線の矢印で示す方向となっている。一方、吸込口(23)より取り込まれた空気の流れは図２の破線の矢印で示す方向となっている。したがって、吸引口(23)より取り込まれた空気は、室内熱交換器(13)を流れる冷媒と、実質的に対向するようになっている。
【００４７】
輻射パネル(30)は、その後面がケーシング(20)内に形成された空気の流通経路(26)と面している。この輻射パネル(30)は、上記室内熱交換器(13)を流通した後の空気と熱交換するように構成されている。また、輻射パネル(30)の後面には、流通経路(26)に面して複数のフィン(31)が設けられている。各フィン(31)は、図１における点線で示すように、輻射パネル(30)の下端から輻射パネル(30)の上部寄りまで鉛直上下方向に形成されている。そして、それぞれのフィン(31)が所定の間隔を保ちながら水平方向に並設されている。
【００４８】
送風ファン(25)は、ケーシング(20)内の上部で、かつ上記吹出口(24)の近傍に設置されている。さらに、この送風ファン(25)の下流側で、吹出口(24)の開口面近傍には、空気の吹出方向を調節する吹出フラップ（吹出方向切換手段）(27)が設けられている。この吹出フラップ(27)は、吹出口(24)の一端から他端まで水平方向に延びた板状に形成されている。また、吹出フラップ(27)の両側端には、支軸(28)が設けられている。そして、吹出フラップ(27)は、この支軸(28)を介して吹出口(24)に支持されている。この構成において、吹出フラップ(27)は、支軸(28)を軸心として、例えば図２に示す(ａ)、(ｂ)、(ｃ)のような状態に傾動可能となっている。そして、このような吹出フラップ(27)の傾動により、吹出フラップ(27)は、吹出口(24)より吹き出される空気の吹出方向を天井方向（図２の(ａ)の状態）から床面方向(図２の(ｃ)の状態)までの所定の角度範囲で可変となっている。
【００４９】
−運転動作−
次に、本実施形態に係る空気調和装置(1)の運転動作について説明する。
≪暖房運転≫
まず、空気調和装置(1)の暖房時における冷媒回路(10)の冷凍サイクルについて、図３及び図４を参照しながら説明する。なお、図４は、冷媒回路(10)の冷媒としてＣＯ２を用いた冷凍サイクルのＴ−Ｓ線図（横軸にエントロピー[kJ/kg K]、縦軸に温度[℃]をプロットし、両者の関係を示した図）である。
【００５０】
本実施形態の冷媒回路(10)は、冷凍サイクルにおいて圧縮機(11)により圧縮された後の冷媒の圧力（高圧圧力）が冷媒の臨界圧力より高くなる、いわゆる超臨界サイクルを行うように構成されている。
【００５１】
空気調和装置(1)の暖房時には、冷媒回路(10)の冷媒が図３の実線に示す方向に循環し、室内熱交換器(13)が放熱器として機能する一方、室外熱交換器(15)が蒸発器として機能する。そして、冷媒回路(10)の冷媒は、図４に示すＫ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｊの順に状態変化する。
【００５２】
圧縮機(11)が起動すると、Ｋ点の状態の冷媒が、圧縮機(11)によって圧縮されて加圧される。そして、この冷媒が、超臨界圧力状態となる（Ｇ点の状態）。超臨界圧力状態となった冷媒は、四路切換弁(12)を介して室内熱交換器(13)へ流入する。ここで、室内熱交換器(13)は放熱器として機能しているため、冷媒は放熱してＨ点の状態となる。室内熱交換器(13)で冷却された冷媒は、膨張弁(14)で減圧される際にさらに冷却されてＩ点の状態となる。膨張弁(14)でさらに冷却された冷媒は、室外熱交換器(15)へ流入する。ここで、室外熱交換器(15)は蒸発器として機能しているため、冷媒は室外熱交換器(15)で蒸発してＪ点の状態となる。そして、さらに蒸発して過熱状態（Ｋ点の状態）となった冷媒は、圧縮機(11)へ吸引される。
【００５３】
次に、室内ユニット(2)における暖房時の運転動作について、図２、図５、図６，図７を参照しながら説明する。
【００５４】
図２に示す室内ユニット(2)の送風ファン(25)を起動すると、室外空気が、吸引口(23)よりケーシング(20)内へ取り込まれる。そして、ケーシング(20)内に取り込まれた空気は、室内熱交換器(13)を通過する。この際、室内熱交換器(13)を通過する空気は、室内熱交換器(13)内で超臨界圧力状態の冷媒の熱を吸熱して加温される。室内熱交換器(13)によって加温された空気は、流通経路(26)を流れる。
【００５５】
流通経路(26)を流れる空気は、輻射パネル(30)の後面を通過する際に、フィン(31)及び輻射パネル(30)と熱交換する。そして、フィン(31)及び輻射パネル(30)が加熱される。このようにして輻射パネル(30)が加熱されると、輻射パネル(30)の表面より輻射熱が室内空間へ放出され、室内空間が暖房される。
【００５６】
輻射パネル(30)の後面を通過した空気は、送風ファン(25)を介して、吹出口(24)へ流れ込む。ここで、吹出口(24)には吹出フラップ(27)が設けられている。このため、吹出口(24)へ流れ込んだ空気は、吹出フラップ(27)の角度状態（例えば図２の(ａ)、(ｂ)、(ｃ)の状態）に応じた吹出方向で室内空間に吹き出される。
【００５７】
吹出フラップ(27)が図２の(ａ)の状態では、吹出方向が天井方向となる。したがって、吹出口(24)へ流れ込んだ空気は、図５に示すように、天井方向に吹き出される。天井方向へ向かって空気が吹き出されると、この室内空間の天井がこの空気によって加熱される。そして、加熱された天井からは、輻射熱が床面方向に向かって放出され、室内空間が輻射熱によって暖房される。
【００５８】
また、吹出フラップ(27)が図２の(ｃ)の状態では、吹出方向が床面方向となる。したがって、吹出口(24)へ流れ込んだ空気は、図６に示すように、床面方向に吹き出される。床面方向に空気が吹き出されると、在室者に対して直接的な暖房がなされる。
【００５９】
さらに、吹出フラップ(27)が図２の(ｂ)の状態では、吹出方向が、床面方向と天井方向との中間方向となる。したがって、吹出口(24)へ流れ込んだ空気は、図７に示すように、斜め上方向に吹き出される。斜め上方向に空気が吹き出されると、室内空間で空気が対流して室内全域にわたって速効性のある暖房がなされる。
≪冷房運転≫
次に、空気調和装置(1)の冷房時の運転動作について説明する。空気調和装置(1)の冷房時には、冷媒回路(10)の冷媒が図３の破線に示す方向に循環して冷凍サイクルが行われ、室内熱交換器(13)が蒸発器として機能する一方、室外熱交換器(15)が放熱器として機能する。
【００６０】
図１に示す室内ユニット(2)の送風ファン(25)を起動すると、室外空気が、吸引口(23)よりケーシング(20)内へ取り込まれる。そして、ケーシング(20)内に取り込まれた空気は、室内熱交換器(13)を通過する。この際、室内熱交換器(13)を通過した空気は、室内熱交換器(13)内の冷媒に蒸発熱を奪われて冷却される。室内熱交換器(13)によって冷却された空気は、流通経路(26)を流れる。
【００６１】
流通経路(26)を流れる空気は、輻射パネル(30)の後面を通過する際に、フィン(31)及び輻射パネル(30)と熱交換する。そして、フィン(31)及び輻射パネル(30)が冷却される。このようにして輻射パネル(30)が冷却されると、輻射パネル(30)より冷気が室内空間へ放出され、室内空間が冷房される。
【００６２】
輻射パネル(30)の後面を通過した空気は、送風ファン(25)を介して、吹出口(24)へ流れ込む。吹出口(24)へ流れた空気は、吹出フラップ(27)の角度状態に応じた吹出方向で冷風となって室内空間に供給される。
【００６３】
−実施形態の効果−
本実施形態では、以下の効果が発揮される。
【００６４】
本実施形態では、室内空間を輻射パネル(30)より放出される輻射熱で暖房している。このため、暖房時における在室者のドラフト感が低減され、室内空間の快適性が向上する。
【００６５】
ここで、上記輻射パネル(30)は、室内熱交換器(13)で加温された空気によって広い範囲で加温される。このようにすると、例えば輻射パネル内に高温冷媒を流通させて輻射パネルを加熱するような空気調和装置と比較して、本実施形態の輻射パネル(30)の表面温度は均一化される。このため、輻射パネル(30)において局所的に高温となる部分が生じ、この高温部分に在室者が触れた際に、熱く感じてしまったり、火傷をしてしまったりすることが抑制される。したがって、この空気調和装置の快適性と安全性とを確保することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、室内熱交換器(13)で加温された温風を送風ファン(25)によって天井方向に吹き出すことが可能となっている。ここで、送風ファン(25)より天井方向へ吹き出された温風で天井を加熱すると、輻射熱が天井より床面方向へ放出される。このため、室内空間を輻射パネル(30)の輻射熱と天井からの輻射熱との双方で暖房することができる。このようにすると、輻射パネル(30)の暖房負担を軽減することができ、吹出手段(25)による天井からの輻射がない場合と比較して、輻射パネル(30)の表面温度を低くすることができる。したがって、十分な暖房能力を得ながら、この空気調和装置の安全性がさらに向上する。
【００６７】
また、室内空間は、輻射パネル(30)の輻射熱と天井からの輻射熱で暖房されるため、温風が在室者に直接吹き付けられるが抑制され、在室者のドラフト感が低減される。したがって、この室内空間の快適性を向上させることができる。
【００６８】
さらに、この空気調和装置によって冷房を行う場合、冷却された空気が天井方向へ供給されると、この空気が天井より床面方向へ流れる。このため、室内空間を効率的に冷房することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、吹出フラップ(27)によって、吹出口(24)から吹き出される空気の吹出方向を天井方向から床面方向までの所定の角度範囲で調整するようにしている。ここで、空気の吹出方向が天井方向である場合には、天井からの輻射熱で暖房を行うことができる。
【００７０】
また、空気の吹出方向が床面方向である場合には、在室者に対して速効性のある暖房を行うことができる。
【００７１】
さらに、空気の吹出方向が斜め上方向である場合には、供給された空気の対流によって室内全域を速やかに暖房することができる。さらに、例えば室内に窓などの冷気発生源がある場合には、斜め上方向に供給される空気によって、冷気発生源より放出される冷気を巻き込みながら天井方向へ運ぶことができる。このようにすると、冷気発生源からの冷気が在室者に届くのを抑制できる。
【００７２】
このように、吹出フラップ(27)を設けることで、室内空間の環境や目的に応じた暖房を行うことができ、この室内空間の快適性が向上する。
【００７３】
また、本実施形態では、暖房時において、室内熱交換器(13)を対向流式の熱交換器となるように構成している。この構成により、室内熱交換器(13)の熱交換率が向上し、空気を効率よく加熱することができる。したがって、輻射パネル(50)の輻射熱や、吹出口(24)からの温風に必要な熱を十分得ることができ、この空気調和装置の暖房能力を向上させることができる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、暖房時において、冷媒回路(10)に充填されたＣＯ２によって、図４に示すような、超臨界サイクルを行うようにしている。この超臨界サイクルでは、圧縮機(11)で圧縮された冷媒が超臨界圧力状態（Ｇ点の状態）となり、室内熱交換器(13)には、この超臨界圧力状態の高温冷媒が流れる。このため、通常の冷凍サイクルと比較して、室内熱交換器(13)より放出される熱量を増やすことができる。したがって、輻射パネル(50)の輻射熱や、吹出口(24)からの温風に必要な熱を十分得ることができ、この空気調和装置の暖房能力をさらに向上させることができる。また、この際にも輻射パネル(30)は室内熱交換器(13)で加温された空気によって加熱されているため、輻射パネル(30)の表面温度分布が均一化されるので、この空気調和装置の十分な快適性を得ながら、安全性を確保することができる。
【００７５】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００７６】
本実施形態における空気調和装置(1)は、暖房と冷房とを切り替えて行うように構成している。しかしながら、この空気調和装置(1)は、暖房専用の空気調和装置であってもよい。この場合、図３に示す冷媒回路(10)は、四路切換弁(12)がない構成となり、冷媒の循環方向は、図３の実線で示す矢印の方向のみとなる。この形態においても、暖房運転時において、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、冷媒としてＣＯ２を用いているが、これ以外にＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ１３４ａなどのＨＦＣ系冷媒やプロパン、プロピレン、エタンなどの炭化水素系の冷媒などを用いてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、冷媒回路(10)において、超臨界サイクルを行うようにしているが、輻射パネル(30)の輻射熱や、吹出口(24)からの温風の熱量を十分得ることができれば、通常の冷凍サイクルを行うようにしてもよい。
【００７９】
さらに、本実施形態では、床置き型の空気調和装置を用いている。しかしながら、これ以外に、例えば床面近傍の壁面に埋め込まれる壁面埋設型の空気調和装置のように、床面に近い位置に配置されるものであれば、如何なるタイプの空気調和装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施形態に係る空気調和装置の室内ユニットの正面図である。
【図２】本実施形態に係る空気調和装置の室内ユニットの横断面図である。
【図３】本実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図４】冷媒回路の冷媒のＴ−Ｓ線図である。
【図５】室内ユニットの第１の暖房例を示す説明図である。
【図６】室内ユニットの第２の暖房例を示す説明図である。
【図７】室内ユニットの第３の暖房例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
(1)   空気調和装置
(2)   室内ユニット
(10)  冷媒回路
(13)  室内熱交換器
(25)  吹出手段
(27)  吹出方向切換手段
(30)  輻射パネル
(31)  フィン
【図１】
2005156093.tif 000003
【図２】
2005156093.tif 000004
【図３】
2005156093.tif 000005
【図４】
2005156093.tif 000006
【図５】
2005156093.tif 000007
【図６】
2005156093.tif 000008
【図７】
2005156093.tif 000009