(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、運転切換弁、室外熱交換器、冷暖房絞り装置、室内熱交換器、及び除湿絞り装置を配管で接続して形成された冷凍サイクルと、
前記室外熱交換器に通風する室外ファンと、
前記室内熱交換器に通風する室内ファンとを備え、
前記運転切換弁は、前記圧縮機から出た冷媒流を前記室外熱交換器から前記室内熱交換器に流す冷房サイクルと、前記圧縮機から出た冷媒流を前記室内熱交換器から室外熱交換器の順に流す暖房サイクルとに切換える機能を有するものであり、
前記冷暖房絞り装置は冷房運転時及び暖房運転時に絞り作用を行なうように前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に設けられたものであり、
前記室内熱交換器は第１室内熱交換器と第２室内熱交換器とを有するものであり、
前記除湿絞り装置は除湿運転時に絞り作用を行なうように前記第１室内熱交換器と第２室内熱交換器との間に設けられたものであり、
除湿運転として、前記冷房サイクルによる前記室外熱交換器、前記第２室内熱交換器、前記除湿絞り装置及び前記第１室内熱交換器の順に冷媒を流す除湿運転と、前記暖房サイクルによる前記第１室内熱交換器、前記除湿絞り装置、前記第２室内熱交換器及び前記室外熱交換器の順に冷媒を流す除湿運転とを有する空気調和機において、
前記暖房サイクルによる除湿運転時に凝縮器となる前記第１室内熱交換器を、前記暖房サイクルによる除湿運転時に蒸発器となる前記第２室内熱交換器よりも大きくした空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機において、前記室外ファンを、前記冷房サイクルによる除湿運転時と前記暖房サイクルによる除湿運転時とで異なる設定条件により、それぞれの除湿運転に適した冷媒量となるように回転数制御する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、空気調和機に係り、特に冷凍サイクルの凝縮熱で室内空気を加熱する除湿運転が可能な空気調和機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機としては、特開昭５４−４７３５３号公報に示されているものがある（従来技術１）。
【０００３】
この従来技術1のものは、圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、冷房用絞り機構、暖房用絞り機構、室内側熱交換器、及び除湿用絞り機構等を配管で接続して冷凍サイクルを形成している。その四方弁は、圧縮機から出た冷媒流を室外側熱交換器から室内側熱交換器に流す冷房サイクルと、圧縮機から出た冷媒流を室内側熱交換器から室外側熱交換器の順に流す暖房サイクルとに切換える機能を有している。また、その冷房絞り機構は第１電磁弁と並列に接続して冷房運転時に絞り作用を行なうように室外側熱交換器と室内側熱交換器との間に設け、かつ、その暖房絞り機構は逆止弁と併設に接続して暖房運転時に絞り作用を行なうように室外側熱交換器と室内側熱交換器との間に設けている。さらには、その室内側熱交換器は、第１室内側熱交換器と第２室内側熱交換器とに分割している。また、除湿用絞り機構は第２電磁弁と並列に接続して除湿運転時に絞り作用を行なうように第１室内側熱交換器と第２室内側熱交換器との間に設けている。
【０００４】
そして、この従来技術１のものは、四方弁等の切換により、冷房サイクルによる第２室内側熱交換器、除湿用絞り機構及び室内側熱交換器の順に冷媒を流す冷房気味の除湿運転と、暖房サイクルによる室内側熱交換器、除湿用絞り機構及び第２室内側熱交換器の順に冷媒を流す暖房気味の除湿運転とを行なうことができるものである。
【０００５】
また、従来の空気調和機としては、特開平７−１５８８８８号公報に示されているものがある（従来技術２）。
【０００６】
この従来技術２のものは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、冷暖房用キャピラリーチューブ、室内熱交換器、及び除湿用キャピラリーチューブ等を配管で接続して冷凍サイクルを形成している。その四方弁は、圧縮機から出た冷媒流を室外熱交換器から室内熱交換器に流す冷房サイクルと、圧縮機から出た冷媒流を室内側熱交換器から室外側熱交換器の順に流す暖房サイクルとに切換える機能を有している。また、その冷暖房用キャピラリーチューブは冷暖房運転時に絞り作用を行なうように室外側熱交換器と室内側熱交換器との間に設けている。さらには、その室内側熱交換器は、蒸発器と再熱器とに分割している。また、除湿用キャピラリーチューブは除湿運転時に絞り作用を行なうように蒸発器と再熱器との間に設けている。
【０００７】
そして、この従来技術２のものは、冷房サイクルによる再熱器、除湿用キャピラリーチューブ及び蒸発器の順に冷媒を流す除湿運転を行なうことができるものであり、蒸発器と再熱器との大きさを変えた例が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術１のものは、冷房サイクルによる冷房気味の除湿運転と暖房サイクルによる暖房気味の除湿運転とを行なえるようにしたことが示されているが、室内側熱交換器を第１室内側熱交換器と第２室内熱交換器とに分割する大きさについては何ら開示されておらず（但し、図面には単に同等の大きさの第１室内側熱交換器と第２室内側熱交換器が示されている）、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転の温度範囲をさらに広げて、夏場でも十分に低い吹出空気温度の除湿運転を行なえるようにすること、及び冬場でも十分に高い吹出温度の除湿運転を行なえるようにするために、室内側熱交換器を異なる大きさの第１室内側熱交換器と第２室内側熱交換器とに分割することについては開示されていない。
【０００９】
そして、従来技術２のものは、冷房サイクルによる冷房気味の除湿運転と暖房サイクルによる暖房気味の除湿運転との必要冷媒量が異なることによる性能低下の改善についても何ら開示されていない。また、冷房サイクルによる冷房気味の除湿運転と暖房サイクルによる暖房気味の除湿運転とが可能な空気調和機において、除湿絞り装置の冷媒流が正逆両方向になっても開閉可能でかつ絞り作用を有する除湿絞り装置を備えることについても何ら開示されていない。
【００１０】
また、従来技術２のものは、蒸発器と再熱器の大きさを変化させた例が示されているが、単に冷房サイクルによる除湿運転の場合について示されているに過ぎず、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転とに関連して蒸発器と再熱器の大きさを変えることについては開示されていない。
【００１１】
本発明の目的は、冷房サイクルによる除湿運転及び暖房サイクルによる除湿運転の温度範囲をさらに広くすることができると共にそれぞれの除湿運転に適正な冷媒量にすることができ、これにより快適で高性能な除湿運転を行なうことができる空気調和機を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転のそれぞれに必要な冷媒量をより一層適量に調節することができ、これにより高性能な除湿運転ができる空気調和機を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、冷媒流が正逆両方向になっても開閉可能でかつ絞り作用を有する除湿絞り装置を備え、これにより簡単な構成で、快適かつ高性能な除湿運転ができる空気調和機を提供することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転において、さらに送風機や圧縮機の能力制御により広い外気温度範囲にわたって快適で高性能な除湿運転ができる空気調和機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機、運転切換弁、室外熱交換器、冷暖房絞り装置、室内熱交換器、及び除湿絞り装置を配管で接続して形成された冷凍サイクルと、前記室外熱交換器に通風する室外ファンと、前記室内熱交換器に通風する室内ファンとを備え、前記運転切換弁は、前記圧縮機から出た冷媒流を前記室外熱交換器から前記室内熱交換器に流す冷房サイクルと、前記圧縮機から出た冷媒流を前記室内熱交換器から室外熱交換器の順に流す暖房サイクルとに切換える機能を有するものであり、前記冷暖房絞り装置は冷房運転時及び暖房運転時に絞り作用を行なうように前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に設けられたものであり、前記室内熱交換器は第１室内熱交換器と第２室内熱交換器とを有するものであり、前記除湿絞り装置は除湿運転時に絞り作用を行なうように前記第１室内熱交換器と第２室内熱交換器との間に設けられたものであり、除湿運転として、前記冷房サイクルによる前記室外熱交換器、前記第２室内熱交換器、前記除湿絞り装置及び前記第１室内熱交換器の順に冷媒を流す除湿運転と、前記暖房サイクルによる前記第１室内熱交換器、前記除湿絞り装置、前記第２室内熱交換器及び前記室外熱交換器の順に冷媒を流す除湿運転とを有する空気調和機において、前記暖房サイクルによる除湿運転時に凝縮器となる前記第１室内熱交換器を、前記暖房サイクルによる除湿運転時に蒸発器となる前記第２室内熱交換器よりも大きくしたことにある。
係る本発明において、より好ましくは、前記室外ファンを、前記冷房サイクルによる除湿運転時と前記暖房サイクルによる除湿運転時とで異なる設定条件により、それぞれの除湿運転に適した冷媒量となるように回転数制御することにある。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施例を図を用いて説明する。なお、第２実施例以降の実施例においては第１実施例と共通する構成の一部を省略すると共に、重複する説明を省略する。各実施例の図における同一符号は同一物又は相当物を示す。
【００２６】
まず、本発明の第1実施例を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例の空気調和機の冷房サイクルによる除湿運転時の構成図、図２は図１の暖房サイクルによる除湿運転時の構成図である。
【００２７】
冷凍サイクルは、回転数制御等による能力可変圧縮機１４、冷房サイクル及び暖房サイクルを切り換える運転切換弁である四方弁１５、室外熱交換器１６、絞り作用の無い全開状態が可能でかつ絞り量をモータ等により広い範囲で連続的に変えられる電動膨張弁タイプの冷暖房絞り装置１７、多段曲げ室内熱交換器２及び除湿絞り装置７を接続配管により環状に接続して構成している。
【００２８】
なお、冷房サイクルとは、圧縮機１４から出た冷媒流を室外熱交換器１６から室内熱交換器２に流すサイクルであり、冷房運転及び冷房気味を含む除湿運転等で適用される。また、暖房サイクルとは、圧縮機１４から出た冷媒流を室内熱交換器２から室外熱交換器１６に流すサイクルであり、暖房運転及び暖房気味を含む除湿運転等で適用される。
【００２９】
冷暖房絞り装置１７は室内熱交換器２と室外熱交換器１６との間に接続されている。さらには、室外熱交換器１６に通風する室外ファン１８及び室内熱交換器２に通風する室内ファン８を備えている。室外ファン１８は、プロペラファンで構成され、回転数を制御してその通風能力を可変とすることができるようになっている。また、室内ファン８は、貫流ファンで構成され、回転数を制御してその通風能力を可変とすることができるようになっている。
【００３０】
室内機１には、室内熱交換器２、室内ファン８及び冷暖房絞り装置１７を有している。室内熱交換器２は、多段（３段）に曲げた構造であり、二段に曲げた第１室内熱交換器３とこれより伝熱面積の小さい第２室内熱交換器４とから成っている。第１室内熱交換器３は前面側に配置され、第２室内熱交換器４は背面側に配置される。この第１室内熱交換器３と第２室内熱交換器４は、熱的に分離された略山形の構造になっており、室内機ケーシング９内に配置されている。なお、第１室内熱交換器３は第２室内熱交換器４の２倍からそれ以上の伝熱面積となるように構成されている。そして、第１室内熱交換器３と第２室内熱交換器４の直下にはそれぞれ別個の露受皿５、６が設けられている。これにより、第１室内熱交換器３で発生した除湿水は露受皿５で受けられて外部へ導かれ、第２室内熱交換器４で発生した除湿水は露受皿６で受けられて外部へ導かれる。
【００３１】
第１室内熱交換器３と第２室内熱交換器４との間には、冷房及び暖房運転時には流通抵抗の非常に小さい全開状態となり、除湿運転時に絞り作用を行う除湿絞り装置７が接続されている。
【００３２】
室内ファン８は、第１室内熱交換器３の後方でかつ第２室内熱交換器４の下方に位置して室内機１のケーシング９内に配置され、矢印で示す吸込気流１１、１２のように室内空気を第１室内熱交換器３及び第２室内熱交換器４を通して吸込み、矢印で示す吹出気流１３のように室内へ吹出すように運転される。第１室内熱交換器３及び第２室内熱交換器４で熱交換された室内空気は、室内ファン８により混合されて室内へ吹出される。
【００３３】
除湿運転は、四方弁１５、除湿絞り装置７及び冷暖房絞り装置１７の動作により冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転が可能である。
【００３４】
まず、冷房サイクルによる除湿運転を図１を参照して説明する。この冷房サイクルによる除湿運転は、四方弁１５が冷房サイクルを構成するように動作させ、冷暖房絞り装置１７を全開にすると共に、除湿絞り装置７を絞ることにより、冷媒を、実線矢印で示すように、圧縮機１４、四方弁１５、室外熱交換器１６、電動膨張弁１７、第２室内熱交換器４、除湿絞り装置７、第１室内熱交換器３、四方弁１５、圧縮機１４の順に循環させ、室外熱交換器１６が上流側の凝縮器、第２室内熱交換器４が下流側の凝縮器、第１室内熱交換器３が蒸発器となるように運転する。
【００３５】
そして、室内ファン８により室内空気を吸込気流１１、１２のように吸い込んで室内熱交換器２を通過させ、吹出気流１３のように吹出すことにより、室内空気は、蒸発器として作用する第１室内熱交換器３で冷却・除湿されると同時に、下流側の凝縮器すなわち加熱器となる室内背面熱交換４で加熱され、これらが混合されて室内に吹出気流１３のように吹き出される。このようにして、室内空気は除湿される。そして、第１室内熱交換器３で生じた除湿水は、下方に流れ、凝縮器となる第２室内熱交換器４にかかって再蒸発すること無く露受皿５に集められ、さらに室外に排水される。
【００３６】
この冷房サイクルによる除湿運転において、室外ファン１８の送風量を増すと、室外熱交換器１６での放熱量が増え第２室内熱交換器４からの放熱量が減って吹出空気流１３の温度が下がる。また、圧縮機１４の能力を増したり室外ファン１８の送風量を増すと、蒸発温度が下がって第１室内熱交換器３での除湿能力が増大し、吹出空気流１３の湿度を下げることができる。さらに、室内ファン８の送風量を変化させることによっても吹出空気流１３の温度や湿度が変化するが、基本的には室外ファン１８と圧縮機１４の制御をベースにして、吹出空気流１３の温度や湿度を細かく制御することができる。この場合、室内熱交換器２において、蒸発器となる第１室内熱交換器３の伝熱面積を凝縮器となる第２室内熱交換器４に比べて大きくしてあるため、第１室内熱交換器３での冷却能力を第２室内熱交換器４の加熱能力より十分大きくすることができる。なお、第１室内熱交換器３の伝熱面積を第２室内熱交換器４の伝熱面積の２倍からそれ以上に大きく構成してあるため、第１室内熱交換器３での冷却能力を第２室内熱交換器４での加熱能力より著しく大きくすることができる。
【００３７】
このように、冷房サイクルによる除湿運転は、春先や晩秋の肌寒い時には吹出空気流の温度を室温より高くする暖房ぎみ除湿運転、春や秋の外気温が比較的快適な時に吹出空気流の温度を室温と同等にする等温除湿運転が行えることはもちろん、梅雨時から初夏にかけてはもちろんのこと、夏場において、空気の冷却能力が多く要求される時に吹出空気温度を下げた快適な除湿運転を行うことができる。特に、第１室内熱交換器３の伝熱面積を第２室内熱交換器４の伝熱面積より大きくしたことにより、除湿運転における吹出空気温度を下げる範囲が広がり、湿度を大きく低下させて快適な冷房気味の除湿運転を冷房運転の代わりとして使うことができる。
【００３８】
なお、冷房運転時は、四方弁１５が冷房サイクルを構成するように動作させ、除湿絞り装置７を全開させると共に冷暖房絞り装置１７を適切な絞り量に調節することにより、冷媒流を、圧縮機１４、四方弁１５、室外熱交換器１６、冷暖房絞り装置１７、第２室内熱交換器４、除湿絞り装置７、第１室内熱交換器３、四方弁１５及び圧縮機１４の順に循環させ、室外熱交換器１６を凝縮器として作用させて室外空気に放熱し、第２室内熱交換器４及び第１室内熱交換器３を蒸発器として作用させて室内空気を冷却し、所定の冷房を行う。
【００３９】
次に、暖房サイクルによる除湿運転を図２を参照して説明する。この暖房サイクルによる除湿運転は、四方弁１５が暖房サイクルを構成するように動作させ、冷暖房絞り装置１７を適当に開くと共に、除湿絞り装置７を絞ることにより、冷媒を、破線矢印で示すように、圧縮機１４、四方弁１５、第１室内熱交換器３、除湿絞り装置７、第２室内熱交換器４、電動膨張弁１７、室外熱交換器１６、四方弁１５、圧縮機１４の順に循環させ、第１室内熱交換器３が凝縮器、第２室内熱交換器４が上流側の蒸発器、室外熱交換器１６が下流側の蒸発器となるように運転する。
【００４０】
そして、室内ファン８により室内空気を吸込気流１１、１２のように吸い込んで室内熱交換器２を通過させて吹出気流１３のように吹出すことにより、室内空気は凝縮器となる寸法が大きい方の第１室内熱交換器３で加熱されると同時に蒸発器となる寸法が小さいほうの第２室内熱交換器４で冷却・除湿され、これらが混合されて室内に吹き出される。このようにして、室内空気は除湿される。そして、第２室内熱交換器４で生じた除湿水は、下方に流れ、凝縮器となる第１室内熱交換器３にかかって再蒸発すること無く露受皿６に集められ、さらに室外に排水される。
【００４１】
この暖房サイクルによる除湿運転において、凝縮器となる第１室内熱交換器３では、上流側蒸発器となる第２室内熱交換器４での吸熱量だけでなく、これよりはるかに大きい下流側蒸発器となる室外熱交換器１６での外気からの吸熱量が加わって放熱に利用することができるため、室内吸込空気の加熱量を前述の冷房サイクルによる除湿運転よりはるかに多くでき、また、第１室内熱交換器３の寸法を第２室内熱交換器４より大きくしてあるため、凝縮圧力が異常に高くなること無く、吹出空気流１３の温度を室温より十分に高くできる。なお、第１室内熱交換器３の伝熱面積を第２室内熱交換器４の伝熱面積の２倍からそれ以上に大きく構成してあるため、第１室内熱交換器３での加熱能力を第２室内熱交換器４での冷却能力より著しく大きくすることができる。
【００４２】
この暖房サイクルによる除湿運転において、室外ファン１８の送風量や圧縮機１４の能力を増すと、室外熱交換器１６での吸熱量が増えて第１室内熱交換器３からの放熱量が増えるため、吹出空気流１３の温度をいっそう高くできる。圧縮機１４の能力を増すと、蒸発温度が低下して第２室内熱交換器４での除湿能力が増大し、吹出空気流１３の湿度を大幅に下げることができる。さらに、室内ファン８の送風量によっても吹出空気流１３の温度や湿度が変化するが、基本的には上記室外ファンと圧縮機の制御をベースにして、吹出気流１３の温度や湿度を細かく制御することができる。
【００４３】
このようにして、暖房サイクルによる除湿運転は、吹出気流１３の温度が室温より十分に高くすることができ、春先や晩秋の肌寒い時に暖房気味の除湿運転を行えることはもちろん、冬場においても、吹出空気温度を十分高くした暖房気味の除湿運転を行なうことができ、これにより気温はそれ程低くないが湿度の高い時の暖房兼除湿の目的で使ったり、温度が低く湿度が高い時に窓等への結露を防止するために除湿の目的で使う（これは裏日本のように冬の湿度が高い地域には特に有効である）ことができる。
【００４４】
なお、暖房運転時は、四方弁１５が暖房サイクルを構成するように動作させ、除湿絞り装置７を全開させると共に、冷暖房絞り装置１７を適切な絞り量に調節することにより、冷媒流を、圧縮機１４、四方弁１５、第１室内熱交換器３、除湿絞り装置７、第２室内熱交換器４、冷暖房絞り装置１７、室外熱交換器１６、四方弁１５及び圧縮機１４の順に循環させ、第１室内熱交換器３及び第２室内熱交換器４を凝縮器として作用させて室内空気を加熱し、室外熱交換器１６を蒸発器として作用させて室外空気から吸熱して所定の暖房を行う。
【００４５】
次に、本発明の第２実施例を図３を用いて説明する。図３は本発明の第２実施例の室内機の構成図である。
【００４６】
この第２実施例は、第１実施例における二段に曲げた第１室内熱交換器３を直線状の一段の第１室内熱交換器にしたものである。これにより、第１実施例と同様の動作、機能及び効果を得ることができると共に、第1室内熱交換器３の構造を単純にでき、コスト低減に結び付けることができる。
【００４７】
次に、本発明の第３実施例を図４を用いて説明する。図４は本発明の第３実施例の室内機の構成図である。
【００４８】
この第３実施例は、室内熱交換器２を寸法の小さい第２室内熱交換器４と寸法の大きい第１室内熱交換器３に熱的に分離して上下方向に配置し、さらに露受皿６を第２室内熱交換器４の下端に独立して設けたものであり、第１および第２実施例における室内機の前面から背面にかけて設けた室内熱交換器２を上下方向に伸ばして設けたものである。従って、第３実施例は、第１及び第２実施例と同様の動作、機能及び効果を得ることができ、暖房サイクルによる除湿運転においても、蒸発器となる第２室内熱交換器４で生じた除湿水は、露受皿６に集められて室外に排水されるため、凝縮器となる第１室内熱交換器３にかかって再蒸発することが無い。この第３実施例では室内熱交換器２の前後方向の寸法を小さくすることができるので、室内機を薄形にすることができる。
【００４９】
次に、本発明の第４実施例を図５を用いて説明する。図５は本発明の第４実施例の室内熱交換器と室外熱交換器の配管径を比較して説明する図である。図５（ａ）はクロスフィンタイプの室内熱交換器２の一部分を示す図、図５（ｂ）はクロスフィンタイプの室外熱交換器１６の一部分を示す図である。
【００５０】
上述した冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転ではそれぞれに最適な冷媒封入量が異なる。一般に、冷媒は高圧で液冷媒となるサブクール領域のある凝縮器に多く存在する。従って、冷房サイクルによる除湿運転では、室外熱交換器１６と第２室内熱交換器４が凝縮器となり、しかも室外熱交換器１６は室内熱交換器２に比べて寸法が大きいことから、必要冷媒量が多くなる。これに対し、暖房サイクルによる除湿運転では、凝縮器となるのは第１室内熱交換器３だけで小さいことから、必要冷媒量が少なくなる。上述した実施例では、凝縮器となる第１室内熱交換器３を蒸発器となる第２室内熱交換器４より大きくしているので、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転の必要冷媒量の相違を調整でき、高性能の除湿運転をすることができるが、場合によっては暖房サイクルによる除湿運転で冷媒量が余ってしまう場合が想定される。
【００５１】
そこで、第４実施例では、この必要冷媒量のアンバランスを調整するために、室外熱交換器１６の伝熱管３３の内径ｄ2を室内熱交換器２の伝熱管３１の内径ｄ1より小さくしてある（ｄ2＜ｄ1）。この結果、冷房サイクルによる除湿運転時では、室外熱交換器１６が凝縮器となるが、伝熱管３３の内径ｄ2が小さいため、室外熱交換器１６の中に存在する冷媒量が減り、必要冷媒量が暖房サイクルによる除湿運転の必要冷媒量に近づけることができ、両除湿運転ともによりいっそう適正な冷媒量の状態で運転できる。なお、この冷媒量調整のための第４実施例は、第１実施例から第３実施例に適用できる。
【００５２】
次に、本発明の第５実施例を図６を用いて説明する。図６は本発明の第５実施例の空気調和機の構成図である。
【００５３】
この第５実施例は必要冷媒量を調整するための他の実施例を示す。この第５実施例は、第１実施例において、第１室内熱交換器３と四方弁１５との間の接続管３５にこれをバイパスするバイパス管３６を設け、さらにこのバイパス管３６上に第１室内熱交換器３側の接続点Ａから四方弁側の接続点Ｂに向って二方弁３７と冷媒タンク３８を直列に接続して設けたものである。
【００５４】
この構成において、冷房サイクルによる除湿運転では、二方弁３７を開くことにより、蒸発器となる第１室内熱交換器３を出た低温・低圧のガス冷媒流は、接続管３５をＡ点からＢ点に流れると同時にバイパス管３６をＡ点から二方弁３７、冷媒タンク３８を通ってＢ点に流れる。この場合、冷媒タンク３８には常にガス冷媒流が流れると同時に周囲温度が飽和温度より高いため、内部には液冷媒が溜まらない。また、暖房サイクルによる除湿運転では、二方弁３７を閉じることにより、四方弁１５を出た高温・高圧のガス冷媒は接続管３５をＢ点からＡ点に流れるが、バイパス管３６を通る冷媒流は二方弁３７によって止められる。この結果、冷媒タンク３８内の冷媒は、飽和温度に比べて周囲温度が低いため、凝縮して液冷媒となって溜まる。従って、第５実施例では、冷媒量が過多となる暖房サイクルによる除湿運転時にのみ冷媒タンク内に液冷媒がたまることになり、冷房サイクルによる除湿運転および暖房サイクルによる除湿運転の場合ともよりいっそう適正な冷媒量の状態で運転することができる。
【００５５】
なお、第５実施例において、冷房運転及び暖房運転の時には二方弁３７を開くと、冷媒タンク３８にはガス冷媒が流れ液冷媒が溜まることが無いため、冷媒タンク３８が無いのと同じ適正冷媒量の状態で運転できる。
【００５６】
また、第５実施例は、第１及び第２実施例にも適用できて同様の効果を得ることができるが、特に室内熱交換器の寸法をあまり大きくできず第１室内熱交換器を十分大きくできない第３実施例に適用する場合に特に有効である。
【００５７】
次に、本発明の第６実施例を説明する。第６実施例は、前述した第１から第５実施例の空気調和機の構成において、室外ファン１８を冷房サイクルによる除湿運転時と暖房サイクルによる除湿運転時とで異なる設定条件により回転数制御するようにしたものであり、これによりそれぞれの除湿運転により適した冷媒量で運転を行なうことができ、快適性を向上することができるものである。また、圧縮機１４を冷房サイクルによる除湿運転時と暖房サイクルによる除湿運転時とで異なる設定条件により運転能力を制御するようにしたものであり、これによりそれぞれの除湿運転により適した冷媒量で運転を行なうことができ、快適性を向上することができるようにしたものである。さらには、圧縮機１４、室外ファン１８及び室内ファン８を冷房サイクルによる除湿運転時と暖房サイクルによる除湿運転時とで異なる複数の組み合せで能力制御するようにしたものであり、これによりそれぞれの除湿運転によりいっそう適した冷媒量で運転を行なうことができ、快適性を向上することができる。
【００５８】
室外ファン１８及び圧縮機１４を制御する場合について具体的に説明する。暖房サイクルによる除湿運転において、室外ファン１８を回転して送風運転させると、蒸発器となる室外熱交換器１６の伝熱管内で液・ガス二相冷媒中の液冷媒が外側空気から吸熱して蒸発し、ガス冷媒となる。そして、ガスは体積が大きいことから伝熱管内はほとんどガス冷媒で占められ、伝熱管内に保有される冷媒量が少なくなる。ここで、室外ファン１８を止めるか送風量を十分少なくしておけば、室外熱交換器１６内の液冷媒の蒸発は非常に少なくなり、室外熱交換器１６に比較的多くの液冷媒を溜めておくことができ、室外熱交換器１６を液冷媒溜めとして利用することができる。この場合、圧縮機の能力をそれ程大きくしなければ（暖房サイクルによる除湿運転時に圧縮機を低能力状態で運転することにより）、室外熱交換器内に溜まった液冷媒が圧縮機１４に戻る液戻りはほとんど問題にならない程度になる。以上より、暖房サイクルによる除湿運転時には、室外ファン１８を運転しないか送風量を十分少なくし、圧縮機１４の能力を低くすることにより、冷房サイクルによる除湿運転との必要冷媒量のアンバランスを調整することができる。
【００５９】
なお、以上に述べた冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転との必要冷媒冷媒量の調整方法は、各調整方法を単独で用いても良く、あるいは必要に応じて複数の方法を組み合わせて実施することもできる。
【００６０】
次に、本発明の第１実施例における除湿絞り弁装置の一例を図７及び図８を用いて説明する。図７は図１の空気調和機の除湿絞り装置の一例の除湿運転時の断面図、図８は図７の除湿絞り装置の冷暖房運転時の断面図である。
【００６１】
第１実施例の除湿絞り装置７において、冷媒流は、図１の冷房サイクルによる除湿運転では室外熱交換器１６から室内熱交換器２の方向に流れ、図２の暖房サイクルによる除湿運転では室内熱交換器２から室外熱交換器１６の方向に流れ、互いに逆方向に流れる。このような除湿絞り装置７に、電磁石を用いて弁体を弁座に対して上下に移動し弁ポートの開閉を行う二方弁タイプを用いた場合には、暖房サイクルによる除湿運転の時に、弁体が冷媒流によって押し上げられ、弁が開状態になり絞り装置として働かなくなってしまう。
【００６２】
そこで、図７及び図８に示す除湿絞り装置７は、弁の開閉動作をステッピングモータで行うようにしたものである。弁部Ａは、弁座４１により弁ポート４２を形成した弁本体４０と、弁ポート４２内を図中上下方向に移動可能な弁体４３とから構成されている。弁本体４０には第１接続管４４と第２接続管４５が取り付けられている。ステッピングモータ部Ｂは、弁本体４０に取り付けられる密閉ケース４６と、この密閉ケース４６の外側に配置されるステータコイル４５と、この密閉ケース４６の内側に設けられる永久磁石４９と、スリーブ５０及びケース軸受４７に支持された中心軸５１より成るロータ４８とから構成されている。なお、永久磁石４９はステータコイル４５により回転される。また、弁体４３と中心軸５１は雄ネジ部５２ａを設けた弁連結部５２によって連結され、さらに弁本体４０内には雌ネジ部５３ａを設けたブッシュ５３が固定されており、この雌ネジ部５３ａと前記雄ネジ部５２ａが互いに噛み合うように配置されている。そしてこの噛み合いにより、ロータ４８を回転させると、弁体４３が図中上下方向に移動して、弁ポート４２の開閉が行われる。
【００６３】
以上の構成により、除湿運転時には、図７のように、ロータ４８を回転させ、弁体４３を弁ポート４２が閉じるように下方に移動させ、冷媒を弁体４３と弁ポート４２との間にできた絞り隙間５４に流して絞り作用を行う。ここで例えば冷房サイクルによる除湿運転時に、冷媒を第１接続管４４から第２接続管４５の方向に流すと、暖房サイクルによる除湿運転では、冷媒が第２接続管４５から第１接続管４４の方に流れ、第２接続管４５から入った冷媒流は弁体４３を上に押し上げて弁ポート４２を開く方向に作用する。しかし弁体４３は、弁連結部の雄ネジ部５２ａとブッシュの雌ネジ部５３ａとの噛み合いにより上下動が拘束されているため、弁は開くことなく、絞り作用を行うことができる。場合によっては、ステッピングモータは、ステータコイル４５に通電することによりロータ４８が回転しないように拘束できることから、さらに確実に弁体４３が上下方向に動かないように固定できる。
【００６４】
なお、以上の説明において、冷媒の流れを冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転で逆にして、冷房サイクルによる除湿運転の時に冷媒流が弁体４３の下方からぶつかるように流れても同様の同様の機能・効果が得られ、確実に絞り作用を行うことができる。
【００６５】
また、冷房及び暖房運転の場合には、図８のように、ロータ４８を回転により弁体４３を上方に移動させ、弁ポート４２を開く。これにより冷媒流は弁部Ａをほとんど流通抵抗のない状態で流れ、性能の低下を防げる。
【００６６】
なお、図７及び図８においては弁の開閉動作にステッピングモータを用いたが、これに限らず、回転の位置を制御できるモータであれば他の方式のモータを用いて同様の動作及び同様の効果を得ることができる。
【００６７】
次に、本発明の第１実施例における除湿絞り弁装置の異なる例を図９を用いて説明する。図９は図１の空気調和機の除湿絞り装置の異なる例の構成図である。
【００６８】
この除湿絞り装置７は、冷媒流の正逆方向に対して流路の開閉が行える二方弁６０とキャピラリーチューブ６１を並列に接続した構成にしたものであり、また６２は第１接続管、６３は第２接続管である。この構成において、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転の時には、二方弁６０を閉じ、キャピラリーチューブ６１を絞り装置として使用することにより、二方弁６０を通ろうとする冷媒流が遮断され、両除湿運転ともキャピラリチューブ６１により安定した絞り作用が行われる。また冷房及び暖房運転の場合には、二方弁６０が開き、冷媒流がこの二方弁６０をほとんど抵抗なく流れるようにする。この結果、第１接続管６２と第２接続管６３がほとんど流通抵抗の無い状態で連通され、除湿絞り装置による損失がほとんど無い状態で冷房及び暖房運転を行える。
【００６９】
本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、室内側熱交換器２の各部分を必要に応じてそれぞれ多段に曲げたり、円弧状にすることもできる。特に小形の空気調和機であるルームエアコン等では、室内熱交換器を収納するスペースが十分に取れないことが多く、この場合には室内熱交換器の曲げ回数を多くしたり、曲線上にすることにより、狭いスペースに十分な伝熱面積を持つ室内熱交換器を収納でき、冷房、暖房さらには除湿運転での性能を向上することができる。
【００７０】
また、上述した実施例では、冷房運転や暖房運転の時に使う絞り装置７としては電動膨張弁タイプのもので説明したが、これに限らず、絞り装置７としては、キャピラリーチューブあるいは通常の膨張弁と二方弁とを並列に設けた構成のものにしてもよく、二方弁の開閉により、上述した実施例と同様の作用を行うことができる。
【００７１】
さらに、上述した各実施例においては、室内ファン８の送風能力を変えることによりいろいろな使用状態に適した除湿運転を行うことができる。たとえば通常の除湿運転では人の好みに応じて室内風量を変え、洗濯物を乾燥するときには室内風量を増して運転し、寝るときには室内風量を落として運転するようにする。
【００７２】
また、上述した各実施例においては、使用冷媒としてＨＣＦＣ２２やＨＦＣ系やＨＣ系の単一冷媒及び混合冷媒等種々の冷媒に適用でき、上述した同様の効果を得ることができる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、冷房サイクルによる除湿運転及び暖房サイクルによる除湿運転の温度範囲をさらに広くすることができると共にそれぞれの除湿運転に適正な冷媒量にすることができ、これにより快適で高性能な除湿運転を行なうことができる空気調和機を得ることができる。
【００７４】
また、本発明によれば、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転のそれぞれに必要な冷媒量をより一層適量に調節することができ、これにより高性能な除湿運転ができる空気調和機を得ることができる。
【００７５】
また、本発明によれば、冷媒流が正逆両方向になっても開閉可能でかつ絞り作用を有する除湿絞り装置を備え、これにより簡単な構成で、快適かつ高性能な除湿運転ができる空気調和機を得ることができる。
【００７６】
また、本発明によれば、冷房サイクルによる除湿運転と暖房サイクルによる除湿運転において、さらに送風機や圧縮機の能力制御により広い外気温度範囲にわたって快適で高性能な除湿運転ができる空気調和機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の空気調和機の冷房サイクルによる除湿運転時の構成図である。
【図２】図１の暖房サイクルによる除湿運転時の構成図である。
【図３】本発明の第２実施例の室内機の構成図である。
【図４】本発明の第３実施例の室内機の構成図である。
【図５】本発明の第４実施例の室内熱交換器と室外熱交換器の配管径を比較して説明する図である。
【図６】本発明の第５実施例の空気調和機の構成図である。
【図７】図１の空気調和機の除湿絞り装置の一例の除湿運転時の断面図である。
【図８】図７の除湿絞り装置の冷暖房運転時の断面図である。
【図９】図１の空気調和機の除湿絞り装置の異なる例の構成図である。
【符号の説明】
１…室内機、２…室内熱交換器、３…第１室内熱交換器、４…第２室内熱交換器、５、６…露受皿、７…除湿絞り装置、８室内ファン、９…室内機ケーシング、１１、１２…吸込空気流、１３…吹出空気流、１４…圧縮機、１５…四方弁、１６…室外熱交換器、１８…室外ファン、３０、３２…放熱フィン、３３…伝熱管、３５…接続管、３６…バイパス管、３７…二方弁、３８…冷媒タンク、４０…弁本体３０、４１…弁座、４２…弁ポート、４３…弁体、６２…第１接続管、４５、６３…第２接続管、４６…密閉ケース、４７…ケース軸受、４８…ロータ、４９…永久磁石、５０…スリーブ、５１…中心軸、５２…弁連結部、５３…ブッシュ、５２ａ…雄ネジ部、５３ａ…雌ネジ部、５４…絞り隙間、６０…二方弁、６１…キャピラリーチューブ。
【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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