JP4478004B2

JP4478004B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP4478004B2
Application number: JP2004355729A
Authority: JP
Inventors: 克浩清水; 要仙道; 広明東地
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: JP2006162173A

Description

本発明は、室内機に前面吸込み口を開閉する可動式の前面パネルを備えた空気調和機に係り、特に除湿運転における前面パネルの動作制御の改良に関する。

空気調和機を構成する室内機においては、長期の使用に亘ると本体内の隙間などから侵入した塵埃が熱交換器に付着堆積し、あるいは送風機ファンや送風路、ドレンパンに付着してしまう。さらに、冷房運転の停止直後は、熱交換器で凝縮した凝縮水の一部が流下せずに留り易く、あるいはドレンパンに残って本体内の湿度が高くなる。そのため、塵埃に含まれる雑菌やカビの繁殖がより強まる結果となっている。

そこで、本出願人においては、たとえば［特許文献１］の技術を提供するに至った。ここには、前面吸込み口に可動式の前面パネルを開閉自在に備えることを特徴としている。前面パネルは、通常の空気調和運転時および本体内乾燥運転時に突出駆動されて前面吸込み口を開放し、運転停止時および本体内殺菌運転時に後退駆動されて前面吸込み口を閉成する。

すなわち、冷房運転終了後に除湿運転を行うとともに、吹出し口から吹出される乾燥空気を直接、前面吸込み口に吸込ませるようショートサーキットさせ、内部の構成機器を乾燥させて、雑菌やカビの繁殖を防止する。さらに、このショートサーキット運転時に、電気集塵機で発生するオゾンを本体内部全体に充満させ、雑菌やカビを確実に滅菌、殺菌する。
特開２００３−７４８９７号公報

ところで、上述の［特許文献１］の技術では、本体に設けられる前面吸込み口の下端と、吹出し口の上端とは所定の間隔を存している。そのため、循環風量が小さい場合は熱交換空気が前面パネルの外側表面に沿って上昇し有効な効果が得られるが、循環風量を大きく設定すると、一部の吹出し気流が前面パネルの外側表面から離間して室内（居住域）へ吹出される傾向にある。

一方、従来より多用される再熱方式を採用した除湿運転では、固定の絞り機構を介して室内熱交換器を再熱部と除湿部に分けている。そのため、除湿部における冷媒の蒸発温度を空気露点温度以下にする必要があり、圧縮機の運転周波数（回転数）を大にすることで対応していた。

しかしながら、圧縮機の運転周波数を大にすると高圧側の圧力も上昇して、実際に除湿に必要な潜熱能力に対して無駄な顕熱能力（再熱量と冷却熱量）が大きくなる。たとえば、消費電力が２．８ＫＷクラスの空気調和機において、冷房運転時の入力が５００Ｗであるのに対して、除湿量８００ｃｃ／ｈの除湿運転時の入力は４００Ｗも要しており、省エネ性が悪化する。
また、上記した再熱方式では通過する空気との熱交換量を高めて省エネ性の向上化を図るために、室内へより多量の風量を吹出す。したがって、風速による肌寒さが問題となっている。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、前面吸込み口を開閉する可動式の前面パネルを備えたうえで、循環風量の大小に係らず、常に有効な循環流を形成して、居住域へ逃げる風量を抑制し、特に除湿運転時における送風効率および熱交換効率の向上化を得られる空気調和機を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため本発明は、室内機および室外機を備えて冷媒管を介して冷凍サイクルを構成するように連通する空気調和機において、室内機の室内機本体は、前面と上面に吸込み口、前面下部に吹出し口が設けられる筐体であり、
内部に、補助絞り弁を介して連通され、上下方向における略中間部分より上半分の部分から構成される第１の熱交換器部および、下半分の部分より構成される第２の熱交換器部からなり、除湿運転時に第１の熱交換器を再熱部とし、第２の熱交換器を蒸発部とする構成の室内熱交換器および、室内送風機を収容し、
可動式の前面パネルは室内機本体の前面吸込み口に開閉自在に設けられ、水平ルーバは吹出し口に設けられて熱交換空気の上下方向の風向を設定し、
制御手段は、前面パネルの下部が吹出し口の上下方向中間部の上記水平ルーバの前面一部を覆う位置まで延出され前面吸込み口に当接してこの前面吸込み口を閉成する全閉モードと、前面パネルの下部が吹出し口より上側に位置され前面吸込み口より離間して対向する位置姿勢に制御されてこの前面吸込み口を開放する全開モードおよび、
前面パネルの下部が吹出し口の上部を覆うよう水平ルーバの前面に対向した位置に延出して保持され、上部が前面吸込み口と間隙を介して対向し、前面パネル上端が前面パネル下端より前方へ突出して全体に傾斜姿勢に制御され、吹出し口の下部側から吹出される熱交換空気が前面パネルの外側表面に沿って流れ、上面吸込み口と前面吸込み口から室内機本体内に吸込まれて第１の熱交換部と熱交換するパネル外面循環気流と、吹出し口の上部側から吹出される熱交換空気が前面パネルの内側表面に沿って流れ、前面吸込み口から室内機本体内に吸込まれて第２の熱交換部と熱交換するパネル内面循環気流とを形成する半開モードとのいずれかに水平ルーバおよび前面パネルの位置姿勢を切換え制御する。

本発明によれば、循環風量の大小に係らず常に有効な循環流を形成して居住域へ逃げる風量を抑制し、特に除湿運転時における送風効率および熱交換効率の向上化を得られる等の効果を奏する。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は空気調和機を構成する室内機の概略の断面図、図２は空気調和機の冷凍サイクル構成図、図３は除湿運転時における全開モード時の室内機の模式的な断面図、図４は除湿運転時における半開モード時の室内機の模式的な断面図である。
図中１は、前面板１Ａと後板１Ｂとから構成される筐体からなる室内機本体である。この室内機本体１は、側面視で湾曲成される前面部を備え、上面部と下面部および左右両側部は、ほぼ平板状をなしている。

室内機本体１の上面部に上面吸込み口２が設けられ、前面部に前面吸込み口３が設けられる。前面吸込み口３の下部に沿って吹出し口４が設けられる。上面吸込み口２にはグリル５が嵌め込まれていて、常時、開口状態にあるが、前面吸込み口３には後述する可動式の前面パネル６がリンク式の開閉機構を介して開閉自在に取付けられる。

上記吹出し口４には、上下部２枚の水平ルーバ７Ａ，７Ｂが上下に平行に設けられる。下部水平ルーバ７Ｂは、水平長手方向とは直交する前後方向寸法が、上部水平ルーバ７Ａの水平長手方向とは直交する前後方向寸法よりも大に形成される。
これら上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂは、図示しない駆動機構に連結されていて、この駆動機構は制御部（制御手段）８と電気的に接続され、それぞれ別個に回動制御される。すなわち、吹出し口４から吹出される熱交換空気の上下方向の風向を設定する、もしくは吹出し口４を閉成するようになっている。

室内機本体１内には、前側熱交換器部９Ａと後側熱交換器部９Ｂとで略逆Ｖ字状に形成される冷凍サイクル機器である室内熱交換器９が配置される。上記前側熱交換器部９Ａは、室内機本体１の前面から上面の一部に亘り所定間隙を存してほぼ平行に湾曲成される。後側熱交換器部９Ｂは、直状で斜めに傾斜して上面吸込み口２と対向する。

なお、上記室内熱交換器９は、構造上は以上説明したように前側熱交換器部９Ａと後側熱交換器部９Ｂとからなり略逆Ｖ字状に形成されるが、冷凍サイクル上は後述するように構成されている。
上記室内熱交換器９の前側熱交換器部９Ａの前面側には、電気集塵機１１が取付けられている。この電気集塵機１１は、上記制御部８と電気的に接続され、本来の集塵動作をなすとともにオゾン発生装置として動作させることも可能である。

上記熱交換器９の前後側熱交換器部９Ａ，９Ｂの相互間で、かつ上記吹出し口４と対向して、上記制御部８と電気的に接続される室内送風機１２が配置される。この室内送風機１２は、室内熱交換器９の幅方向寸法と略同一の軸方向寸法を備え、室内熱交換器９と対向して配置される横流ファンと、この横流ファンを回転駆動するファンモータとから構成される。

上記前側熱交換器部９Ａの下端部は前ドレンパン１３ａ上に載り、後側熱交換器部９Ｂの下端部は後板１Ｂと一体に形成される後ドレンパン１３ｂ上に載って、それぞれの熱交換器部９Ａ，９Ｂから滴下するドレン水を受け、図示しない排水ホースを介して外部に排水できるようになっている。

前後ドレンパン１３ａ，１３ｂと近接した位置には、室内送風機１２のファンに対するノーズを構成し、かつ吹出し口７に亘って隔壁部材１４が設けられる。この隔壁部材１４と上記後板１Ｂとで囲まれる空間が、ノーズと吹出し口４とを連通する送風路１５の一部となる。

すなわち、室内機本体１内は上記送風機１２の駆動にともなって、上面吸込み口２および前面吸込み口３と、上記吹出し口４とを連通する送風路１５が形成される。上記室内熱交換器９および電気集塵機１１は、この送風路１５の中途部に配置されることになる。
一方、上面吸込み口２および前面吸込み口３と、前側熱交換器部９Ａおよび上側熱交換器部９Ｂとの間にフィルタ１７が取付けられる。このフィルタ１７は、前面パネル６を開放した状態で、吹出し口４上端から挿着され、必要に応じて同部位から取外し自在である。

つぎに、上記前面パネル６について詳述する。
上記前面パネル６は、前面吸込み口３を閉成する状態で、前面パネル６の上端と両側端が上記前面吸込み口３の上端と両側端に沿って当接するが、前面パネル６の下部６ａは前面吸込み口３の下端からさらに下方の吹出し口４の上下方向中間部まで延出される。

そして、前面パネル６の下部６ａは吹出し口４を閉成している上部水平ルーバ７Ａの前面と狭小の間隙を存して重なり、前面パネル６の下端は下部水平ルーバ７Ｂ上端と近接した状態になるよう設計されている。すなわち、前面パネル６は前面吸込み口３を閉成するばかりでなく、前面パネル下部６ａは吹出し口４の上部側を上部水平ルーバ７Ａとともに略二重構造として閉成する。

上記開閉駆動機構は、特に詳細に図示していないが、複数組のリンク部材と、リンク部材を連結する駆動軸と、駆動軸を駆動する駆動源とから構成される。上記駆動源は、上記制御部８と電気的に接続され、ここからの制御信号を駆動源が受けて駆動軸を駆動し、リンク部材が伸縮して前面パネル６を前後方向に移動できるようになっている。

図１に示すように、前面パネル６が前面吸込み口３を閉成するとともに、前面パネル下部６ａが吹出し口４の上部を覆うよう上部水平ルーバ７Ａの前面に対向した位置まで延出している。このような前面パネル６の位置姿勢を「全閉モード」と呼ぶ。
図３に示すように、前面パネル６が前面吸込み口３に対する閉成位置から前上方へ離間し、前面吸込み口３を大きく開放してその位置姿勢を保持した状態で、前面パネル６の上端は前面吸込み口３の上端より高い位置になり、前面パネル６の下端が吹出し口４の上端よりも高い位置になる。このような前面パネル６の位置姿勢を「全開モード」と呼ぶ。

図４に示すように、前面パネル６が前面吸込み口３における閉成位置からわずかに前方へ離間し、前面吸込み口３を小さく開放してその位置姿勢を保持する。そして、前面パネル下部６ａが吹出し口４の上部を覆うよう上部水平ルーバ７Ａの前面に対向した位置まで延出した位置に保持される。前面パネル上端は前面パネル下端よりも前方へ突出し、前面パネル６全体として傾斜姿勢をなしている。このような前面パネル６の位置姿勢を「半開モード」と呼ぶ。

図２に示すように、室内機とともに空気調和機を構成する室外機は、室外機本体２０内に圧縮機２１と、四方切換え弁２２と、室外熱交換器２３と、減圧装置である電子膨張弁２４と、上記室外熱交換器２３と対向して室外送風機２５が収容配置される。
上記圧縮機２１、四方切換え弁２２、室外熱交換器２３、電子膨張弁２４および上記室内機本体１内の室内熱交換器９は、冷媒管Ｐを介してヒートポンプ式の冷凍サイクル回路を構成するよう連通される。

そして、上記圧縮機２１、四方切換え弁２２、電子膨張弁２４および室外送風機２５は、上記制御部８と電気的に接続されていて、この制御部８から必要な制御信号を受けるようになっている。
上記室内熱交換器９は、前側熱交換器部９Ａと後側熱交換器部９Ｂが直列に接続されて冷媒が導通するよう構成される。後述する冷房運転時および除湿運転時には、冷媒は後側熱交換器部９Ｂに導入されて前側熱交換器部９Ａから導出され、暖房運転時には逆に、冷媒は前側熱交換器部９Ａから導入されて後側熱交換器部９Ｂから導出される。

そして、室内熱交換器９は、冷媒導通路の中間部に補助絞り弁である除湿弁１０が設けられていて、この除湿弁１０を介して第１の熱交換器部Ｕと第２の熱交換器部Ｄとが接続されてなる。
上記第１の熱交換器部Ｕは、後側熱交換器部９Ｂの全部および前側熱交換器部９Ａの上下方向における略中間部分より上半分の部分から構成される。上記第２の熱交換器部Ｄは、前側熱交換器部９Ａの上下方向における略中間部分より下半分の部分から構成される。上記除湿弁１０は、第１の熱交換器部Ｕと第２の熱交換器部Ｄとの間である、前側熱交換器部９Ａの上下方向における略中間部分に設けられる。

このようにして構成される空気調和機であって、再び図１に示すように、運転停止時は前面パネル６が前面吸込み口３を閉成するとともに、前面パネル下部６ａが上部水平ルーバ７Ａの略前面にあって下部水平ルーバ７Ｂとともに吹出し口４を閉成する。
上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂは吹出し口４を閉成しているので、前面吸込み口３および吹出し口４から室内機本体１内部への塵埃の侵入はない。そして、前面パネル下部６ａが上部水平ルーバ７Ａの前面にあり、上部水平ルーバ７Ａの表面に対する塵埃の付着を防止するので、後述するように熱交換空気が循環気流を形成する場合に極めて有効である。

冷房運転を設定すると、制御部８はコンプレッサ２１を駆動制御して冷凍サイクル運転を開始する。この運転では、電子膨張弁２４は絞り制御され、除湿弁１０は完全開放される。さらに、室内送風機１２を駆動して送風路１５に沿って室内空気を導びく。同時に、開閉駆動機構および上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂの駆動源を駆動する。前面パネル６は前面吸込み口３を完全開放し、上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂは略水平姿勢に回動変位して、吹出し口４を完全開放する。

室内空気は上面吸込み口２および前面吸込み口３から室内機本体１内に吸込まれ、送風路１５に沿って導かれる。その途中、電気集塵機１１で集塵され、室内熱交換器９と熱交換して冷気に変り、吹出し口４から吹出される。冷気が室内へ吹出されることにより、室内の冷房作用を得られる。

なお、制御部８は、冷房立ち上がり時と、室温安定時および居住者の要求に応じた運転条件（たとえば、肌の乾燥を防止する人にやさしい気流運転）のそれぞれに応じて、前面パネル６と上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂの位置および姿勢を、きめ細かく設定制御できるようになっている。

暖房運転が設定された場合は、四方切換え弁２２が切換る以外、除湿弁１０をはじめとする各構成部品は、基本的には冷房運転時と同様に制御される。室内熱交換器９で冷媒の凝縮作用がなされ、室内熱交換器９を流通する室内空気が暖気に変って室内へ吹出され暖房作用を得られる。

このときも、暖房立ち上がり時と、室温安定時および居住者の要求に応じた運転条件（たとえば、肌の乾燥を防止する人にやさしい気流運転）のそれぞれに応じて、前面パネル６と上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂの位置および姿勢を、きめ細かく設定制御できるようになっていることは、勿論である。

除湿運転が設定されると、図３に示すように、前面パネル６は全開モードに切換え制御され、上下部吹出しルーバ７Ａ，７Ｂは互いに室内に向かって斜め下方に傾斜するよう姿勢が定められる。したがって、前面吸込み口３と吹出し口４が完全開放される。
そして、電子膨張弁２４が全開状態となる一方で除湿弁１０が絞り制御され、圧縮機２１および室外送風機２５と室内送風機１２の運転が開始される。圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換え弁２２を介して室外熱交換器２３に導かれ、大部分の冷媒ガスが凝縮する。

そして、全開状態の電子膨張弁２４を流通して室内熱交換器９に導入される。ここでは、はじめに第１の熱交換器部Ｕに導かれて、室外熱交換器２３で凝縮しきれない残りの冷媒ガスが凝縮する。すなわち、第１の熱交換器部Ｕは再熱部として機能する。
第１の熱交換器部Ｕで全ての冷媒ガスが凝縮された状態で除湿弁１０に導かれ、減圧膨張して第２の熱交換器部Ｄに導かれ蒸発する。したがって、第２の熱交換器部Ｄは除湿部（蒸発部）として機能する。

結局、室内熱交換器９においては、図に破線ハッチングで示す第１の熱交換器部Ｕで冷媒を凝縮し、流通する室内空気に凝縮熱を放出する。室内空気は、図に破線矢印で示すように暖気になって送風路１５に沿って導かれ、吹出し口４から吹出される。
さらに、室内熱交換器９においては、図に交差ハッチングで示す第２の熱交換器部Ｄで冷媒が蒸発し、流通する室内空気から蒸発潜熱を奪う。室内空気は、図に一点鎖線矢印に示すように除湿冷気になって送風路１５を導かれ、吹出し口４から吹出される。

吹出し口４においては暖気と除湿冷気とが混合して、再熱除湿された熱交換空気となる。上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂが室内に向けて斜め下方に傾斜した姿勢となっているので、全ての熱交換空気が効率よく室内へ吹出される。
上述したように前面パネル６が前面吸込み口３を全開するうえに、上面吸込み口２からも室内空気を吸込むところから、吹出し口４から吹出される熱交換空気は充分な風量が確保され、室内は早急に除湿される。

室内の除湿環境が安定すると、制御部８は圧縮機２１の運転周波数を所定値以下に保持して運転能力を低下するとともに、図４に示すように前面パネル６と上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂの位置姿勢を切換え制御する。
すなわち、前面パネル６は半開モードに切換えられ、上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂは、ともに前端が後端よりもわずかに上方へ向き、室内に向かって斜め上方へ傾く姿勢となる。そのため、吹出し口４では、上部水平ルーバ７Ａと吹出し口４上部との間に熱交換空気が吹出されるとともに、上部水平ルーバ７Ａと下部水平ルーバ７Ｂとの間に熱交換空気が吹出される。

室内送風機１２の駆動にともない、図に一点鎖線矢印で示すように、上部水平ルーバ７Ａの上部側から吹出される熱交換空気が、室内機本体１前面と前面パネル６内側表面との間を通過して上昇する。熱交換空気が前面吸込み口３に対向したところで室内送風機１２の吸込み圧の影響を受け、前面吸込み口３の下部側を流通して室内機本体１内に導入される。

さらに、熱交換空気はフィルタ１７を介して室内熱交換器９に導かれるが、室内熱交換器９を構成する前側熱交換器部９Ａが前面吸込み口３と略対向して配置されるところから、ほとんどの熱交換空気は前側熱交換器部９Ａ下部に形成される第２の熱交換器部Ｄを流通して熱交換する。

そのあと、室内送風機１２に吸込まれて送風路１５に沿って送風される。この熱交換空気が吹出し口４から吹出される位置は、主に上部水平ルーバ７Ａにより仕切られる吹出し口４の上部側であるので、再び上述の径路を循環する。
このように、吹出し口４から吹出され前面パネル６の内側表面に沿って導かれて第２の熱交換器部Ｄと熱交換する空気は、常に室内機本体１内部を循環することになり、室内機本体１側から出ないところから、この熱交換空気の流れ状態をパネル内面循環気流Ｑｉと呼ぶ。

これに対して、図に破線矢印で示すように、上部水平ルーバ７Ａで仕切られる吹出し口４の下部である上部水平ルーバ７Ａと下部水平ルーバ７Ｂとの間から吹出される熱交換空気は、前面パネル６の外側表面側に導かれる。そして、前面パネル６の外側表面に沿って上昇し、ついには上端に至る。

ここで室内送風機１２の吸込み圧の影響を受け、そのほとんどは上面吸込み口２から室内機本体１内に導入され、一部は前面吸込み口３上端から室内機本体１内に導入され、フィルタ１７を介して室内熱交換器９に導かれる。
室内熱交換器９を構成する前側熱交換器部９Ａの上部および後側熱交換器部９Ｂが上面吸込み口２に略対向して配置されるところから、ほとんどの熱交換空気は前側熱交換器部９Ａ上部と後側熱交換器部９Ｂにより形成される第１の熱交換器部Ｕを流通して熱交換する。

そのあと、室内送風機１２に吸込まれて送風路１５に沿って送風される。この熱交換空気が吹出し口４から吹出される位置は、主に上部水平ルーバ７Ａにより仕切られる吹出し口４の下部側であるので、再び上述の径路を循環する。
このように、吹出し口４から吹出され前面パネル６の外側表面に沿って導かれ第１の熱交換器部Ｕと熱交換する空気は、室内機本体１外面部を循環するので、この熱交換空気の流れ状態をパネル外面循環気流Ｑｏと呼ぶ。

結局、圧縮機２１の運転周波数を低下制御したうえで、室内機においてはパネル内面循環気流Ｑｉとパネル外面循環気流Ｑｏが同時に形成されて循環する。これらパネル内面循環気流Ｑｉとパネル外面循環気流Ｑｏに導かれる熱交換空気は、いずれも上部水平ルーバ７Ａに沿って導かれる。

上述したように、特に運転停止中における前面パネル６の全閉モード時では、上部水平ルーバ７Ａが前面パネル下部６ａによって遮蔽されており、塵埃が付着しない状態になっているので、循環気流の衛生度が保持される。
そして、上述したように除湿弁１０が絞り制御されるので、第１の熱交換器部Ｕは室外熱交換器２３で凝縮しきれない冷媒を凝縮して、パネル外面循環気流Ｑｏを循環する空気を再熱する再熱部となる。第２の熱交換器部Ｄは冷媒を蒸発し、パネル内面循環気流Ｑｉに循環する空気を冷却除湿する除湿部（蒸発部）となる。

上記前面パネル６を半開モード位置にしたうえに、上下部水平ルーバ７Ａ，７Ｂの位置姿勢を制御して再熱除湿運転をなすことにより、吹出し口４から吹出される全ての再熱除湿された熱交換空気は、パネル外面循環気流Ｑｏとパネル内面循環気流Ｑｉとして循環する。居住域には全く送風されることがないから、居住人にとっては体感温度が向上して快適な除湿環境が得られる。

なお、除湿を行なうためには蒸発温度を空気露点温度以下まで下げる必要があるが、この発明では、吸込み温度が低い吹出された熱交換空気を吸込む運転と、圧縮機の運転周波数を低下させた低能力運転を行なうことにより、冷凍サイクル全体の圧力が低下し、第１の熱交換器部（再熱部・高圧）Ｕ温度と、第２の熱交換器部（蒸発部・低圧）Ｄ温度が低下する。

通常の再熱除湿運転では、蒸発部温度を下げるため圧縮機の運転周波数を最大限上昇させることにより対処していたが、本発明では圧縮機２１の運転周波数を上昇させることなく第２の熱交換器部Ｄの温度を低下でき、大幅な省エネ化を図れる。
さらに、第１の熱交換器部Ｕの温度が低くとも、吸込み温度が低いために、第１の熱交換器部Ｕでは放熱が行われて等温性を確保できるとともに、冷凍サイクル全体の圧力が低下するため高圧側も低くなり、室外熱交換器２３と通過する冷媒の温度も低くなって熱交換が抑制され、室外側での放熱量を抑制できる。

そのため、従来の再熱方式と比較して、低能力運転としても十分な潜熱能力(除湿能力)を得ると共に顕熱能力（部屋を冷やす能力）を低減できる。そして、上述構成の前面パネル６を用いることで、パネル外面循環気流Ｑｏとともにパネル内面循環気流Ｑｉの径路を安定して確保できる。
なお、除湿運転時において上記制御部８は、前面パネル６を全開モード位置にして通常気流を形成する運転開始時よりも、半開モード位置にしてパネル内面循環気流Ｑｉを形成する安定時の方が、圧縮機２１の最大運転周波数を小さくするよう切換え制御している。

すなわち、除湿運転安定時は、パネル内面循環気流Ｑｉとともにパネル外面循環気流Ｑｏを形成して再熱除湿をなすため、圧縮機２１の運転周波数を低くしても除湿量を確保することができる。したがって、圧縮機２１の最大運転周波数を抑制することができ、省エネ性および静音性の向上化を図れる。

さらに、除湿運転時において上記制御部８は、通常気流を形成する運転開始時と、パネル内面循環気流Ｑｉを形成する安定時において、圧縮機２１の運転周波数を互いに同一とする前提で、上記室内送風機１２のファン回転数を、運転開始時より安定時の方が大となるよう切換え制御する。

すなわち、安定時では圧縮機２１の運転周波数を低くしても除湿量を確保できるが、吹出し温度がより低下して吹出し口４などにおいて結露等が発生する虞れがある。そこで、安定時の圧縮機２１の運転周波数を運転開始時と同一に設定したうえで、室内送風機１２のファン回転数を上昇させることにより、上記結露の発生を阻止できるとともに、除湿量の向上が図れる。

さらに、除湿運転時において上記制御部８は、通常気流を形成する運転開始時と、パネル内面循環気流Ｑｉを形成する安定時において、圧縮機２１の運転周波数を互いに同一とすると、上記室外送風機２５のファン回転数を、運転開始時より安定時の方が大であるよう切換え制御する。

すなわち、室内機本体１でパネル内面循環気流Ｑｉとパネル外面循環気流Ｑｏを形成すると、室外熱交換器２３での放熱量が減少する反面、室内の等温性が向上する。同じ等温性を確保するには、室外熱交換器２３での放熱量を上昇させる必要があり、室外送風機２５のファン回転数を通常気流形成時より上げることで、等温性を同一にできる。そして、室外熱交換器２３において放熱量が増加することにより、冷凍サイクル内圧力が下がって省エネ化が図れる。

図５（Ａ）は除湿運転における運転開始時（以下、通常気流方式と呼ぶ）の各部の温度を説明する図、図５（Ｂ）は除湿運転安定時（以下、パネル内面循環気流方式と呼ぶ）における各部の温度を説明する図、図６は通常気流方式とパネル内面循環気流方式の除湿量に対する消費電力の特性を表す図である。［表１］および［表２］は、通常気流方式とパネル内面循環気流方式のサイクル温度や各種のデータを合わせて示す。

はじめに、図５（Ａ）と（Ｂ）から通常気流方式とパネル内面循環気流方式とを比較すると、パネル内面循環気流方式の方が通常気流方式よりも、高低の温度差が小さくてすみ、圧縮機２１の運転周波数（コンプ回転数）を低く保持して省エネ化を得られ、除湿部（第２の熱交換器部Ｄ）がより低い温度となって除湿量を確保できる。

以上は、表１のデータからも証明される。すなわち、通常気流方式とパネル内面循環気流方式で同一の除湿量（４００ｃｃ／ｈ）を得る結果にも関わらず、圧縮機２１の運転周波数（コンプ回転数）が低減化（２０ｒｐｓ−１２ｒｐｓ）されて省エネ化を得られるとともに、３ｄＢ（３０ｄＢ−２７ｄＢ）であるが室内騒音の静音化を図れる。

図６において、図の丸印を結ぶ線Ｎはパネル内面循環気流方式、三角印を結ぶ線Ｔは通常気流方式の特性を示している。パネル内面循環気流方式Ｎを採用すれば、いずれの除湿量においても、通常気流方式Ｔと比較して消費電力が約１／２になり、省エネ化が図られていることが分かる。

また、パネル内面循環気流方式は、空気中の水分の濃度拡散速度が速いために、直接居住域へ送る風量が減っても十分な除湿量を確保できる。なお説明すると、除湿運転は、早く湿度を低下させるために運転開始時に多くの湿気を取るパワフルさが必要であるととともに、他の運転に比べて長時間使用するため安定時に少ない消費電力で運転する省エネ性の両立が必要となる。

現在、多用される再熱除湿方式では、室内熱交換器の除湿部の温度を下げて除湿量を確保するためパワフルさの要求には応えているが、除湿部温度の低下を圧縮機の運転周波数を上げて対応しているため、省エネ性が十分ではなく、冷房運転時と同じ体感温度で比較した場合、冷房の２〜３倍の消費電力が必要となる。

そこで、本発明においては、除湿運転の開始時に前面パネル６を完全開放して大風量を確保するとともに、冷媒循環量を上げて、除湿量を最大限保持する。運転安定時には、前面パネル６を半開モードにして、一度除湿した空気を再度、前面パネル６の内側表面に沿って導く低温のパネル内面循環気流Ｑｉを形成し、除湿部温度を下げている。その結果、従来の再熱除湿方式と比較して、約２倍の効率で除湿でき、省エネ性が向上することは、先に説明した通りである。

なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。

本発明の実施の形態に係る、空気調和機の室内機を模式的に示す断面図。同実施の形態に係る、空気調和機の構成と冷凍サイクルおよび制御を説明する図。同実施の形態に係る、除湿運転開始時の室内機を模式的に示す断面図。同実施の形態に係る、除湿運転安定時の室内機を模式的に示す断面図。除湿運転時における、従来方式と本発明方式との各部温度を示す図。除湿運転時における、除湿量の消費電力特性図。

符号の説明

３…前面吸込み口、２…上面吸込み口、４…吹出し口、１０…除湿弁（補助絞り弁）、Ｕ…第１の熱交換器部、Ｄ…第２の熱交換器部、９…室内熱交換器、１２…室内送風機、１…室内機本体、６…前面パネル、７Ａ…上部水平ルーバ、７Ｂ…下部水平ルーバ、Ｑｏ…パネル外面循環気流、Ｑｉ…パネル内面循環気流、８…制御部（制御手段）、２１…圧縮機、２５…室外送風機。

Claims

室内機および室外機を備え、これら室内機と室外機が冷媒管を介して冷凍サイクルを構成するように連通される空気調和機において、
上記室内機は、
前面と上面に吸込み口が設けられ、前面下部に吹出し口が設けられる筐体であり、内部に、補助絞り弁を介して連通され、上下方向における略中間部分より上半分の部分から構成される第１の熱交換器部および、下半分の部分より構成される第２の熱交換器部からなり、除湿運転時に第１の熱交換器を再熱部とし、第２の熱交換器を蒸発部とする構成の室内熱交換器および、室内送風機を収容する室内機本体と、
この室内機本体の上記前面吸込み口に開閉自在に設けられる可動式の前面パネルと、
上記吹出し口に設けられ、吹出される熱交換空気の上下方向の風向を設定する水平ルーバと、
上記前面パネルの下部が上記吹出し口の上下方向中間部の上記水平ルーバの前面一部を覆う位置まで延出され、前面吸込み口に当接してこの前面吸込み口を閉成する全閉モードと、
上記前面パネルの下部が吹出し口より上側に位置され、前面吸込み口より離間して対向する位置姿勢に制御されてこの前面吸込み口を開放する全開モードおよび、
上記前面パネルの下部が吹出し口の上部を覆うよう水平ルーバの前面に対向した位置に延出して保持され、上部が前面吸込み口と間隙を介して対向し、前面パネル上端が前面パネル下端より前方へ突出して全体に傾斜姿勢に制御され、
吹出し口の下部側から吹出される熱交換空気が前面パネルの外側表面に沿って流れ、上面吸込み口と前面吸込み口から室内機本体内に吸込まれて上記室内熱交換器を構成する第１の熱交換部と熱交換するパネル外面循環気流と、
吹出し口の上部側から吹出される熱交換空気が前面パネルの内側表面に沿って流れ、前面吸込み口から室内機本体内に吸込まれて上記室内熱交換器を構成する第２の熱交換部と熱交換するパネル内面循環気流とを形成する半開モードと、
これら全閉モードと全開モードもしくは半閉モードとのいずれかに、水平ルーバおよび前面パネルの位置姿勢を切換え制御する制御手段と
を具備することを特徴とする空気調和機。