(57)【要約】  空気調和機（３００）は、圧縮機（１）と、流路切換弁（２）と、室外熱交換器（３）と、流路案内装置（５）と、膨張弁（６）と、室内熱交換器（７）とを備えている。室外熱交換器（３）は、第１熱交換部（３ａ）と、第２熱交換部（３ｂ）とを含む。流路案内装置（５）は、暖房運転時に室内熱交換器（７）から流入した冷媒を第２熱交換部（３ｂ）に流すとともに第２熱交換部（３ｂ）を経由して膨張弁（６）から流入した冷媒を第１熱交換部（３ａ）に流し、冷房運転時に第１熱交換部（３ａ）から流入した冷媒を第２熱交換部（３ｂ）に流すとともに第２熱交換部（３ｂ）を経由して膨張弁（６）から流入した冷媒を室内熱交換器（７）に流すように冷媒の流れを導くように構成されている。
2020110213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記圧縮機に接続された流路切換弁と、
前記流路切換弁に接続された第１熱交換部と、第２熱交換部とを含む室外熱交換器と、
前記第１熱交換部および前記第２熱交換部に接続された流路案内装置と、
前記第２熱交換部および前記流路案内装置に接続された膨張弁と、
前記流路切換弁および前記流路案内装置に接続された室内熱交換器とを備え、
前記流路切換弁は、暖房運転時に前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記室内熱交換器に流し、冷房運転時に前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記室外熱交換器に流すように前記冷媒の流れを切換えるように構成されており、
前記流路案内装置は、前記暖房運転時に前記室内熱交換器から流入した前記冷媒を前記第２熱交換部に流すとともに前記第２熱交換部を経由して前記膨張弁から流入した前記冷媒を前記第１熱交換部に流し、前記冷房運転時に前記第１熱交換部から流入した前記冷媒を前記第２熱交換部に流すとともに前記第２熱交換部を経由して前記膨張弁から流入した前記冷媒を前記室内熱交換器に流すように前記冷媒の流れを導くように構成されている、空気調和機。
【請求項２】
前記第２熱交換部は、前記第１熱交換部の下部に当接している、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とは一体構造に構成されている、請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記室外熱交換器を流れる空気の流れ方向において、前記第２熱交換部は、前記第１熱交換部の風上に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記第１熱交換部と、前記第２熱交換部と、前記室内熱交換器との各々は、前記冷媒が流れる管内流路が設けられた配管を含み、
前記第２熱交換部の前記配管に設けられた前記管内流路の第１の等価直径は、前記第１熱交換部の前記配管に設けられた前記管内流路の第２の等価直径および前記室内熱交換器の前記配管に設けられた前記管内流路の第３の等価直径の少なくともいずれかよりも小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記流路案内装置と前記室内熱交換器とを接続する接続配管をさらに備え、
前記接続配管は、圧力降下部を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記流路案内装置は四方弁である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記流路案内装置は逆止弁ブリッジ回路である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機において、室外熱交換器は、暖房運転時に蒸発器として機能する。室外熱交換器は、複数のフィンと複数のフィンを貫通するパイプとを有している。暖房運転時において、外気条件によっては室外熱交換器の複数のフィンの表面に着霜が生じる。この霜が複数のフィンの間に詰まると、空気調和機の暖房能力が低下する。そこで、着霜による暖房能力の低下を抑制するため、除霜運転が行われる。除霜運転は、たとえば、ある一定時間もしくは外気温、または冷凍サイクル温度の変化などにより着霜の状態を検知することで行われる。【０００３】
一般的に多く採用されている除霜運転では、暖房運転中に四方弁が切換えられることにより冷房運転サイクルが行われる方式が採用されている。この方式では、高温の冷媒が室外熱交換器に流れることにより、室外熱交換器の複数のフィンに付着した霜が溶かされる。この除霜運転時には、空気調和機の室内送風機および室外送風機は停止状態であり、暖房運転は中断される。除霜運転中においては暖房運転が中断されるため室温が低下する。したがって、頻繁に除霜運転が行われると、空気調和機に暖房運転をさせていたユーザーは不快感を覚える。【０００４】
そのため、除霜運転を行わずに室外熱交換器での着霜を抑制可能な空気調和機が提案されている。たとえば、特開２００９−３０８５２号公報（特許文献１）には、室外熱交換器での着霜を抑制可能な空気調和機が記載されている。この公報に記載された空気調和機では、暖房運転時に凝縮器として機能する第３の熱交換器が室外熱交換器の風上に配置されている。第３の熱交換器には高温高圧の冷媒が流れるため、第３の熱交換器を通過した空気は外気よりも温度が高くなる。したがって、室外熱交換器に流入する空気の温度が外気の温度よりも高くなるため、室外熱交換器での着霜を抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に記載された空気調和機では、冷房運転時には、基本的に冷媒が第３の熱交換器に流されずにバイパス回路に流される。ただし、冷房運転時に、室外機の設置状況により冷房能力が著しく低下する場合には、冷媒が第３の熱交換器に流され、第３の熱交換器は蒸発器として機能する。【０００７】
冷房運転において、冷媒が第３の熱交換器に流されずにバイパス回路に流されると、第３の熱交換器は熱交換器として機能しない。また、冷房運転において、第３の熱交換器が蒸発器として機能する場合には、第３の熱交換器は凝縮器として機能しない。したがって、冷房運転時に第３の熱交換器によって凝縮能力を向上させることはできない。【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、暖房運転時に室外熱交換器の着霜を抑制することができ、かつ冷房運転時に室外熱交換器の凝縮能力を向上させることができる空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の空気調和機は、圧縮機と、流路切換弁と、室外熱交換器と、流路案内装置と、膨張弁と、室内熱交換器とを備えている。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。流路切換弁は、圧縮機に接続されている。室外熱交換器は、流路切換弁に接続された第１熱交換部と、第２熱交換部とを含む。流路案内装置は、第１熱交換部および第２熱交換部に接続されている。膨張弁は、第２熱交換部および流路案内装置に接続されている。室内熱交換器は、流路切換弁および流路案内装置に接続されている。流路切換弁は、暖房運転時に圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器に流し、冷房運転時に圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流すように冷媒の流れを切換えるように構成されている。流路案内装置は、暖房運転時に室内熱交換器から流入した冷媒を第２熱交換部に流すとともに第２熱交換部を経由して膨張弁から流入した冷媒を第１熱交換部に流し、冷房運転時に第１熱交換部から流入した冷媒を第２熱交換部に流すとともに第２熱交換部を経由して膨張弁から流入した冷媒を室内熱交換器に流すように冷媒の流れを導くように構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の空気調和機によれば、流路案内装置は、暖房運転時に室内熱交換器から流入した冷媒を第２熱交換部に流すとともに第２熱交換部を経由して膨張弁から流入した冷媒を第１熱交換部に流し、冷房運転時に第１熱交換部から流入した冷媒を第２熱交換部に流すとともに第２熱交換部を経由して膨張弁から流入した冷媒を室内熱交換器に流すように冷媒の流れを導くように構成されている。このため、暖房運転時に第２熱交換部に冷媒を流すことにより室外熱交換器の着霜を抑制することができる。また、冷房運転時に第２熱交換部に冷媒を流すことにより室外熱交換器の凝縮能力を向上させることができる
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の変形例の冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の暖房運転におけるモリエル線図の一例である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の冷房運転におけるモリエル線図の一例である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外熱交換器の構成を概略的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外熱交換器の変形例の構成を概略的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室外熱交換器の構成を概略的に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室外熱交換器の変形例の構成を概略的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内熱交換器および室外熱交換器の接続配管の構成を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る空気調和機の変形例の冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
【００１３】
実施の形態１．
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る空気調和機３００の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機３００の構成を示す冷媒回路図である。図１に示されるように空気調和機３００は、室外機１００と、室内機２００と、ガス側延長配管１０と、液側延長配管２０とを主に備えている。ガス側延長配管１０は、室外機１００と室内機２００とを接続する配管であり、運転時にガス単相冷媒が多く流れる。液側延長配管２０は、室外機１００と室内機２００とを接続する配管であり、運転時に液単相冷媒が多く流れる。
【００１４】
室外機１００は、圧縮機１と、流路切換弁２と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、流路案内装置５と、膨張弁６とを主に備えている。室外機１００内に、圧縮機１と、流路切換弁２と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、流路案内装置５と、膨張弁６とが収容されている。室内機２００は、室内熱交換器７と、室内送風機８とを主に備えている。室内機２００内に、室内熱交換器７と、室内送風機８とが収容されている。圧縮機１と、流路切換弁２と、室外熱交換器３と、流路案内装置５と、膨張弁６と、室内熱交換器７とが配管で接続されることにより冷媒回路が構成されている。
【００１５】
圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するように構成されている。圧縮機１は容量可変に構成されていてもよい。圧縮機１は、図示しない制御装置からの指示に基づいて圧縮機１の回転数が調整されることにより容量が変化するように構成されていてもよい。
【００１６】
流路切換弁２は、圧縮機１と、室外熱交換器３と、室内熱交換器７とに接続されている。流路切換弁２は、暖房運転時と、冷房運転時とによって、冷媒回路を流れる冷媒の流れを切換えるように構成されている。流路切換弁２は、暖房運転時に圧縮機１から吐出された冷媒を室内熱交換器７に流し、冷房運転時に圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３に流すように冷媒の流れを切換えるように構成されている。
【００１７】
室外熱交換器３は、室外熱交換器３内を流れる冷媒と室外の空気との間で熱交換を行うためのものである。室外熱交換器３は、第１熱交換部３ａと、第２熱交換部３ｂとを含んでいる。第１熱交換部３ａは、流路切換弁２に接続されている。第２熱交換部３ｂは、流路案内装置５を介して第１熱交換部３ａに接続されている。第１熱交換部３ａと第２熱交換部３ｂとは互いに隣接した位置関係にある。第２熱交換部３ｂは、第２熱交換部３ｂを流れる冷媒の熱および第２熱交換部３ｂを通過することで温められた空気の熱を第１熱交換部３ａに加えることにより、第１熱交換部３ａの着霜を抑制することが可能となる位置に配置されている。第２熱交換部３ｂは第１熱交換部３ａに当接していてもよい、また、第２熱交換部３ｂは第１熱交換部３ａに当接していなくてもよい。
【００１８】
第１熱交換部３ａは、暖房運転時には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、冷房運転時には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。第２熱交換部３ｂは、暖房運転時および冷房運転時のいずれでも冷房を凝縮させる凝縮器として機能する。第２熱交換部３ｂは、暖房運転時には冷媒回路において凝縮器として機能する室内熱交換器７と膨張弁６との間に配置されている。第２熱交換部３ｂは、冷房運転時には冷媒回路において凝縮器として機能する第１熱交換部３ａと膨張弁６との間に配置されている。
【００１９】
たとえば、第１熱交換部３ａおよび第２熱交換部３ｂはそれぞれ複数のフィンと、複数のフィンを貫通する円管または扁平管の伝熱管とを有するプレートフィンチューブ式熱交換器である。
【００２０】
室外熱交換器３には室外送風機４が併設されている。室外送風機４は、室外熱交換器３の周囲を流れる空気を供給するように構成されている。室外送風機４は、図示しない制御装置からの指示に基づいて室外送風機４の回転数が調整されることにより室外熱交換器３の周囲を流れる空気の量を調整することで室外空気と冷媒との間の熱交換量を調整するように構成されている。
【００２１】
流路案内装置５は、第１熱交換部３ａおよび第２熱交換部３ｂに接続されている。流路案内装置５は、冷媒回路において第１熱交換部３ａと第２熱交換部３ｂとの間に配置されている。流路案内装置５は、暖房運転時と冷房運転時とで冷媒回路における冷媒流れの方向を変更する機能を有している。流路案内装置５により冷媒流れの方向が変更されることで、冷媒回路は、暖房運転時には冷媒が第２熱交換部３ｂから膨張弁６を経て第１熱交換部３ａに至る経路となり、冷房運転時には冷媒が第１熱交換部３ａから第２熱交換部３ｂを経て膨張弁６に至る経路となる。
【００２２】
流路案内装置５は、暖房運転時および冷房運転時のそれぞれにおいて次のように冷媒の流れを導くように構成されている。つまり、流路案内装置５は、暖房運転時に室内熱交換器７から流入した冷媒を第２熱交換部３ｂに流すとともに第２熱交換部３ｂを経由して膨張弁６から流入した冷媒を第１熱交換部３ａに流すように冷媒の流れを導くように構成されている。また、流路案内装置５は、冷房運転時に第１熱交換部３ａから流入した冷媒を第２熱交換部３ｂに流すとともに第２熱交換部３ｂを経由して膨張弁６から流入した冷媒を室内熱交換器７に流すように冷媒の流れを導くように構成されている。
【００２３】
図１では、流路案内装置５は、四方弁５ａである。また、図２を参照して、流路案内装置５は、逆止弁ブリッジ回路５ｂであってもよい。逆止弁ブリッジ回路５ｂは、４つの逆止弁で構成されている。図２に示される逆止弁ブリッジ回路５ｂは、図１に示される四方弁５ａと同等に機能するように構成されている。
【００２４】
膨張弁６は、第２熱交換部３ｂおよび流路案内装置５に接続されている。膨張弁６は、凝縮器で凝縮された冷媒を膨張させることにより減圧するように構成されている。膨張弁６は、暖房運転時には室内熱交換器７および第２熱交換部３ｂにより凝縮された冷媒を減圧する絞り装置となり、冷房運転時には室外熱交換器３（第１熱交換部３ａおよび第２熱交換部３ｂ）により凝縮された冷媒を減圧する絞り装置となる。膨張弁６は、たとえば電子制御弁である。
【００２５】
室内熱交換器７は、室内熱交換器７内を流れる冷媒と室内の空気との間で熱交換を行うためのものである。室内熱交換器７は、流路切換弁２および流路案内装置５に接続されている。室内熱交換器７は、暖房運転時には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、冷房運転時には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
【００２６】
たとえば、室内熱交換器７は複数のフィンと、複数のフィンを貫通する円管または扁平管の伝熱管とを有するプレートフィンチューブ式熱交換器である。
【００２７】
室内熱交換器７には室内送風機８が併設されている。室内送風機８は、室内熱交換器７の周囲を流れる空気を供給するように構成されている。室内送風機８は、図示しない制御装置からの指示に基づいて室内送風機８の回転数が調整されることにより室内熱交換器７の周囲を流れる空気の量を調整することで室内空気と冷媒との間の熱交換量を調整するように構成されている。
【００２８】
次に、図１を参照して、本実施の形態に係る空気調和機３００の暖房運転および冷房運転について説明する。本実施の形態に係る空気調和機３００は、暖房運転と、冷房運転とを選択的に行うことが可能である。図１中実線矢印により暖房運転時の冷媒流れが示され、図中破線矢印により冷房運転時の冷媒流れが示されている。なお、この点は以下の図における冷媒回路図においても同様である。
【００２９】
まず、空気調和機３００の暖房運転について説明する。暖房運転時には、圧縮機１、流路切換弁２、ガス側延長配管１０、室内熱交換器７、液側延長配管２０、流路案内装置５、第２熱交換部３ｂ、膨張弁６、流路案内装置５、第１熱交換部３ａ、流路切換弁２の順に冷媒回路を冷媒が循環する。
【００３０】
圧縮機１にて圧縮された高温高圧のガス冷媒は、圧縮機１から吐出され、流路切換弁２、ガス側延長配管１０を経由し、室内熱交換器７に至り、室内送風機８により送風された室内空気に対して放熱することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、液側延長配管２０、流路案内装置５を経由して第２熱交換部３ｂに至り、室内空気に対して放熱することでさらに凝縮する。この高圧の液冷媒は、膨張弁６にて、膨張することで減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。
【００３１】
この低温低圧の気液二相冷媒は、流路案内装置５を経由して第１熱交換部３ａに至り、第１熱交換部３ａにて、室外送風機４により送風された室外空気から吸熱することで蒸発し、低圧の蒸気冷媒となる。低圧の蒸気冷媒は、流路切換弁２を経由し、圧縮機１に戻り、圧縮機１にて圧縮される。このようにして、暖房運転において、冷媒は冷媒回路を循環する。
【００３２】
続いて、空気調和機３００の冷房運転について説明する。冷房運転時には、圧縮機１、流路切換弁２、第１熱交換部３ａ、流路案内装置５、第２熱交換部３ｂ、膨張弁６、流路案内装置５、液側延長配管２０、室内熱交換器７、ガス側延長配管１０、流路切換弁２の順に冷媒回路を冷媒が循環する。
【００３３】
圧縮機１にて圧縮された高温高圧のガス冷媒は、圧縮機１から吐出され、流路切換弁２を経由し、第１熱交換部３ａに至り、室外送風機４により送風された室外空気に対して放熱することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、流路案内装置５を経由し、第２熱交換部３ｂに至り、室外空気に対して放熱することでさらに凝縮する。この高圧の液冷媒は、膨張弁６にて膨張することで減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。
【００３４】
この低温低圧の気液二相冷媒は、液側延長配管２０を経由して室内熱交換器７に至り、室内送風機８により送風された室内空気から吸熱することで蒸発し、低圧の蒸気冷媒となる。この低圧の蒸気冷媒は、ガス側延長配管１０、流路切換弁２を経由し、圧縮機１に戻り、圧縮機１にて圧縮される。このようにして、冷房運転において、冷媒は冷媒回路を循環する。
【００３５】
図３は、空気調和機３００の暖房運転におけるモリエル線図の一例である。図３では、室内温度の等温線ＩＡおよび室外温度の等温線ＯＡが示されている。図３中の破線矢印はそれぞれの熱交換器における放熱または吸熱方向を示している。図３に示されるように、第２熱交換部３ｂには比較的高温高圧状態の冷媒が流れ、冷媒の凝縮または液冷媒の過冷却が起こる。第１熱交換部３ａには比較的低温低圧状態の冷媒が流れ、冷媒の蒸発が起こる。
【００３６】
第１熱交換部３ａのフィン表面温度が外気温度の露点温度以下かつ０℃以下となる運転状態の場合、第１熱交換部３ａで着霜の可能性が生ずる。しかしながら、第２熱交換部３ｂと第１熱交換部３ａは隣接した位置関係にあるため、第２熱交換部３ｂを流れる冷媒の熱および第２熱交換部３ｂを通過することで温められた空気の熱により第１熱交換部３ａの着霜を抑制することが可能となる。
【００３７】
また、第２熱交換部３ｂでは、冷媒が室内温度と比べて温度の低い室外温度の空気と熱交換を行うため、冷媒と空気との温度差が大きくなる。したがって、第２熱交換部３ｂを備えない構成と比べて熱交換量を増やすことが可能となる。
【００３８】
図４は、空気調和機３００の冷房運転におけるモリエル線図の一例である。図４でも室内温度の等温線ＩＡおよび室外温度の等温線ＯＡが示されている。図４に示されるように、冷房運転においても暖房運転と同様に第２熱交換部３ｂは比較的高温高圧状態の冷媒が流れ、冷媒の凝縮または液冷媒の過冷却が起こる。したがって、第２熱交換部３ｂは凝縮器として機能する第１熱交換部３ａを補助する役割を担っている。
【００３９】
以上より、本実施の形態に係る空気調和機３００では、流路案内装置５によって、第２熱交換部３ｂは、暖房運転および冷房運転のいずれにおいても高温高圧の冷媒が外気へ放熱する凝縮器として機能する。したがって、暖房運転では第２熱交換部３ｂまたは第２熱交換部３ｂを通過することで温められた空気の熱により第１熱交換部３ａの着霜を抑制することが可能となる。その上、冷房運転では第２熱交換部３ｂによって冷媒の凝縮および過冷却を促進することが可能となる。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る空気調和機３００の作用効果について説明する。
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、流路案内装置５は、暖房運転時に室内熱交換器７から流入した冷媒を第２熱交換部３ｂに流すとともに第２熱交換部３ｂを経由して膨張弁６から流入した冷媒を第１熱交換部３ａに流し、冷房運転時に第１熱交換部３ａから流入した冷媒を第２熱交換部３ｂに流すとともに第２熱交換部３ｂを経由して膨張弁６から流入した冷媒を室内熱交換器７に流すように冷媒の流れを導くように構成されている。このため、暖房運転時に第２熱交換部３ｂに冷媒を流すことにより、第２熱交換部３ｂを流れる冷媒の熱および第２熱交換部３ｂを通過することで温められた空気の熱により第１熱交換部３ａの着霜を抑制することができる。したがって、室外熱交換器３の着霜を抑制することができる。また、冷房運転時に第２熱交換部３ｂに冷媒を流すことにより第２熱交換部３ｂにおいて冷媒が凝縮される。したがって、室外熱交換器３の凝縮能力を向上させることができる。これにより、空気調和機３００の高効率な運転が可能となる。
【００４１】
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、流路案内装置５は、四方弁５ａである。このため、四方弁５ａにより精度良く冷媒の流れを導くことができる。
【００４２】
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、流路案内装置５は、逆止弁ブリッジ回路５ｂであってもよい。逆止弁ブリッジ回路５ｂでは、流路案内装置５の制御機構が不要となるため、流路案内装置５の故障が少ない。また、逆止弁ブリッジ回路５ｂでは、流路案内装置５の制御機構が不要となるため、流路案内装置５のためのプログラミングが不要となる。このため、流路案内装置５の設計費用が低くなる。
【００４３】
実施の形態２．
図５を参照して、本発明の実施の形態２に係る空気調和機３００について説明する。なお、本発明の実施の形態２〜５に係る空気調和機３００は、特に説明しない限り、上記の本発明の実施の形態１に係る空気調和機３００と同一の構成、動作および効果を有している。
【００４４】
図５に示されるように、本実施の形態に係る空気調和機３００では、第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの下部に当接している。本実施の形態では、第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの鉛直方向下方に配置されている。第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの真下に配置されている。
【００４５】
第１熱交換部３ａと第２熱交換部３ｂとは一体構造に構成されている。つまり、第１熱交換部３ａと第２熱交換部３ｂとは互いに分離されていない。第１熱交換部３ａと第２熱交換部３ｂとは互いに連結されている。
【００４６】
図５では、流路案内装置５は、四方弁５ａである。また、図６を参照して、流路案内装置５は、逆止弁ブリッジ回路５ｂであってもよい。図６に示される逆止弁ブリッジ回路５ｂは、図５に示される四方弁５ａと同等に機能するように構成されている。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る空気調和機３００の作用効果について説明する。
室外熱交換器３では、結露水が下方に溜まることがある。そして、暖房運転が行われた際に、室外熱交換器３の下方に溜まった結露水が凍結して氷となる現象が起こる可能性がある。この氷は、室外熱交換器３の熱交換における有効面積を減少させる。また、この氷が室外送風機４に接触することにより室外送風機４が回らなくなることがある。
【００４８】
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、第２熱交換部３ｂが第１熱交換部３ａの下部に当接しているため、暖房運転時に第２熱交換部３ｂに冷媒を流すことにより室外熱交換器３の下方に溜まった結露水の凍結を抑制することが可能となる。
【００４９】
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、第１熱交換部３ａと第２熱交換部３ｂとが一体構造に構成されているため、第１熱交換部３ａおよび第２熱交換部３ｂの製造が容易となる。
【００５０】
実施の形態３．
図７を参照して、本発明の実施の形態３に係る空気調和機３００について説明する。図７に示されるように、本実施の形態に係る空気調和機３００では、第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの下部に当接している。第１熱交換部３ａと第２熱交換部３ｂとは一体構造に構成されている。したがって、本実施の形態に係る空気調和機３００は、上記の本発明の実施の形態２に係る空気調和機３００と同一の効果を有している。
【００５１】
本実施の形態に係る空気調和機３００では、図１に示される室外送風機４により、図７中白抜き矢印で示されるように室外熱交換器３に空気が流される。室外熱交換器３を流れる空気の流れ方向において、第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの風上に配置されている。
【００５２】
図７では、第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの下部において第１熱交換部３ａの風上側の一部を覆うように配置されている。なお、第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの下部を含むように配置されていればよく、第１熱交換部３ａの風上側の全部（全面）を覆うように配置されていてもよい。
【００５３】
次に、本実施の形態に係る空気調和機３００の作用効果について説明する。
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、室外熱交換器３を流れる空気の流れ方向において、第２熱交換部３ｂは、第１熱交換部３ａの風上に配置されている。このため、暖房運転時において、第２熱交換部３ｂを通過した空気が第１熱交換部３ａに流れる。第２熱交換部３ｂを通過した空気の温度は、外気温度よりも高くなる。したがって、第２熱交換部３ｂから第１熱交換部３ａに流入する空気の温度は外気温度よりも高くなる。これにより、第１熱交換部３ａにおける着霜を抑制することが可能となる。
【００５４】
また、第２熱交換部３ｂから第１熱交換部３ａに流入する空気の温度が外気温度よりも高くなるため、第１熱交換部３ａにおける熱交換量が増加する。したがって、一定の熱交換量を得るために圧縮機１で消費される電力を低減させることが可能となる。
【００５５】
実施の形態４．
図９を参照して、本発明の実施の形態４に係る空気調和機３００について説明する。図９は、第１熱交換部３ａ、第２熱交換部３ｂ、室内熱交換器７の各々の配管ＰＩを示している。図９に示されるように、本実施の形態に係る空気調和機３００では、第２熱交換部３ｂの管内流路等価直径は、第１熱交換部３ａまたは室内熱交換器７の管内流路等価直径より小さい。
【００５６】
第１熱交換部３ａと、第２熱交換部３ｂと、室内熱交換器７との各々（図１参照）は、冷媒が流れる管内流路ＦＰが設けられた配管ＰＩを含んでいる。第２熱交換部３ｂの配管Ｐ１に設けられた管内流路ＦＰの第１の等価直径Ｄ１は、第１熱交換部３ａの配管Ｐ２に設けられた管内流路ＦＰの第２の等価直径Ｄ２および室内熱交換器７の配管Ｐ３に設けられた管内流路ＦＰの第３の等価直径Ｄ３の少なくともいずれかよりも小さい。
【００５７】
次に、本実施の形態に係る空気調和機３００の作用効果について説明する。
第２熱交換部３ｂには、冷房運転および暖房運転の両方において比較的高温高圧状態の冷媒が流れる。このため、第２熱交換部３ｂでは、冷媒の凝縮または液冷媒の過冷却が起こる。したがって、第２熱交換部３ｂでは、液状態の冷媒が多く占めているため、冷媒回路上のその他の場所と比較して、冷媒の密度が大きく、また流速が遅い状態となっている。そのため、第２熱交換部３ｂの管内流路等価直径を小さくすることで、冷媒回路内の冷媒量を少なくすることができる。また、第２熱交換部３ｂの管内流路等価直径を小さくすることで、管内流速が速くなるため、管内の伝熱を促進することが可能となる。
【００５８】
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、第２熱交換部３ｂの第１の等価直径Ｄ１は、第１熱交換部３ａの第２の等価直径Ｄ２および室内熱交換器７の第３の等価直径Ｄ３の少なくともいずれかよりも小さい。このため、冷媒回路内の冷媒量を少なくすることができる。また、第２熱交換部３ｂの配管ＰＩ内の伝熱を促進することが可能となる。
【００５９】
実施の形態５．
図１０を参照して、本発明の実施の形態５に係る空気調和機３００について説明する。図１０に示されるように、本実施の形態に係る空気調和機３００では、冷媒回路上で室内熱交換器７と流路案内装置５との間に圧力降下部９が設けられている。
【００６０】
空気調和機３００は、流路案内装置５と室内熱交換器７とを接続する接続配管ＣＰを備えている。接続配管ＣＰは、液側延長配管２０を含んでいる。接続配管ＣＰは、圧力降下部９を含んでいる。圧力降下部９は、たとえば、キャピラリチューブである。
【００６１】
図１０では、流路案内装置５は、四方弁５ａである。また、図１１を参照して、流路案内装置５は、逆止弁ブリッジ回路５ｂであってもよい。図１１に示される逆止弁ブリッジ回路５ｂは、図１０に示される四方弁５ａと同等に機能するように構成されている。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る空気調和機３００の作用効果について説明する。
空気調和機３００においては、暖房運転時、接続配管ＣＰには室内熱交換器７で凝縮された密度の大きい高温高圧の液冷媒が多く流れる。また、接続配管ＣＰは、液側延長配管２０を含んでおり、室内機２００と室外機１００とを接続するため、配管の長さが長く、配管の内容積も大きい。すなわち、接続配管ＣＰでは、冷媒回路上のその他の場所と比べて存在する冷媒量が多い。
【００６３】
本実施の形態に係る空気調和機３００によれば、接続配管ＣＰが圧力降下部９を含んでいるため、接続配管ＣＰに流れる冷媒を減圧させて二相状態とすることができる。冷媒を二相状態にすることで接続配管ＣＰ内の冷媒密度が小さくなるため、接続配管ＣＰに存在する冷媒量を少なくすることができる。
【００６４】
また、仮に、従来の空気調和機の構成において圧力降下部９が設けられると、圧力降下部９から二相状態の冷媒が膨張弁６に流入するため、膨張弁６の制御が正常に行えなくなる。また、冷媒が膨張弁６を通過する時に冷媒が流れる音が発生する。
【００６５】
これに対して、本実施の形態に係る空気調和機３００では、暖房運転において、圧力降下部９で減圧された二相冷媒を第２熱交換部３ｂによって再凝縮させ液冷媒に戻すことが可能となる。すなわち、膨張弁６に流入する直前で液冷媒となるため、二相状態の冷媒が膨張弁６に流入することにより膨張弁６の制御が正常に行えなくなることを抑制することができる。また、冷媒が膨張弁６を通過するときに冷媒が流れる音が発生することを抑制することができる。
【００６６】
今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。
【００６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１  圧縮機、２  流路切換弁、３  室外熱交換器、３ａ  第１熱交換部、３ｂ  第２熱交換部、４  室外送風機、５  流路案内装置、５ａ  四方弁、５ｂ  逆止弁ブリッジ回路、６  膨張弁、７  室内熱交換器、８  室内送風機、９  圧力降下部、１０  ガス側延長配管、２０  液側延長配管、１００  室外機、２００  室内機、３００  空気調和機、ＣＰ  接続配管、Ｄ１  第１の等価直径、Ｄ２  第２の等価直径、Ｄ３  第３の等価直径、ＦＰ  管内流路。
【図１】
2020110213.tif 000003
【図２】
2020110213.tif 000004
【図３】
2020110213.tif 000005
【図４】
2020110213.tif 000006
【図５】
2020110213.tif 000007
【図６】
2020110213.tif 000008
【図７】
2020110213.tif 000009
【図８】
2020110213.tif 000010
【図９】
2020110213.tif 000011
【図１０】
2020110213.tif 000012
【図１１】
2020110213.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月8日(2020.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記圧縮機に接続された流路切換弁と、
前記流路切換弁に接続された第１熱交換部と、第２熱交換部とを含む室外熱交換器と、
前記第１熱交換部および前記第２熱交換部に接続された流路案内装置と、
前記第２熱交換部および前記流路案内装置に接続された膨張弁と、
前記流路切換弁および前記流路案内装置に接続された室内熱交換器とを備え、
前記流路切換弁は、暖房運転時に前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記室内熱交換器に流し、冷房運転時に前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記室外熱交換器に流すように前記冷媒の流れを切換えるように構成されており、
前記流路案内装置は、前記暖房運転時に前記室内熱交換器から流入した前記冷媒を前記第２熱交換部に流すとともに前記第２熱交換部を経由して前記膨張弁から流入した前記冷媒を前記第１熱交換部に流し、前記冷房運転時に前記第１熱交換部から流入した前記冷媒を前記第２熱交換部に流すとともに前記第２熱交換部を経由して前記膨張弁から流入した前記冷媒を前記室内熱交換器に流すように前記冷媒の流れを導くように構成されており、
前記第２熱交換部は、前記第１熱交換部の下部に当接しており、かつ前記第１熱交換部の真下に配置されている、空気調和機。
【請求項２】
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とは一体構造に構成されている、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記室外熱交換器を流れる空気の流れ方向において、前記第２熱交換部は、前記第１熱交換部の風上に配置されている、請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記第１熱交換部と、前記第２熱交換部と、前記室内熱交換器との各々は、前記冷媒が流れる管内流路が設けられた配管を含み、
前記第２熱交換部の前記配管に設けられた前記管内流路の第１の等価直径は、前記第１熱交換部の前記配管に設けられた前記管内流路の第２の等価直径および前記室内熱交換器の前記配管に設けられた前記管内流路の第３の等価直径の少なくともいずれかよりも小さい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記流路案内装置と前記室内熱交換器とを接続する接続配管をさらに備え、
前記接続配管は、圧力降下部を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記流路案内装置は四方弁である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記流路案内装置は逆止弁ブリッジ回路である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の空気調和機は、圧縮機と、流路切換弁と、室外熱交換器と、流路案内装置と、膨張弁と、室内熱交換器とを備えている。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。流路切換弁は、圧縮機に接続されている。室外熱交換器は、流路切換弁に接続された第１熱交換部と、第２熱交換部とを含む。流路案内装置は、第１熱交換部および第２熱交換部に接続されている。膨張弁は、第２熱交換部および流路案内装置に接続されている。室内熱交換器は、流路切換弁および流路案内装置に接続されている。流路切換弁は、暖房運転時に圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器に流し、冷房運転時に圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流すように冷媒の流れを切換えるように構成されている。流路案内装置は、暖房運転時に室内熱交換器から流入した冷媒を第２熱交換部に流すとともに第２熱交換部を経由して膨張弁から流入した冷媒を第１熱交換部に流し、冷房運転時に第１熱交換部から流入した冷媒を第２熱交換部に流すとともに第２熱交換部を経由して膨張弁から流入した冷媒を室内熱交換器に流すように冷媒の流れを導くように構成されている。第２熱交換部は、第１熱交換部の下部に当接しており、かつ第１熱交換部の真下に配置されている。
【国際調査報告】
2020110213.tif 000014
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