JP2006132835A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課 題】 冷媒熱交換器と温水熱交換器とが前後に重なって配置されているとともに、この熱交換器の後側に上下に送風機が配置されている空気調和装置において、大きな送風量を得る。
【解決手段】 空気調和装置は、冷媒が流れる冷媒熱交換器（２１）と、温水が流れる温水熱交換器（２２）とが前後に重ねられて配置され、この熱交換器の下流側である後側に送風機（２６，２７）が上下に配置されている。そして、温水熱交換器が、上部熱交換部（４６）と下部熱交換部（４７）とを具備し、この上部熱交換部と下部熱交換部とが上下に離れて配置され、上部熱交換部と下部熱交換部との間に、温水配管（４３）が配管されていない風抜部（４８）が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷媒が流れる冷媒熱交換器と、温水が流れる温水熱交換器とが前後に重ねられて配置され、この熱交換器の下流側である後側に送風機が上下に配置されている空気調和装置に関する。

従来、この種の空気調和装置（たとえば、特許文献１など参照）では、前後に重なる冷媒熱交換器と温水熱交換器とが略同じ大きさに構成されている。そして、冷媒熱交換器には冷媒配管が左右方向に蛇行しながら上下に順次配管され、また、温水熱交換器には温水配管が左右方向に蛇行しながら上下に順次配管されている。
特開平９−１７８３０５号公報

ところで、前述のように、略同じ大きさの冷媒熱交換器と温水熱交換器とが重なっていると、蛇行して配管されている冷媒配管や温水配管が邪魔になって、吸込抵抗が大きくなり、大きな風量を得ることが困難であった。また、所望の風量を得るためには、送風機の送風能力を大きくする必要があり、送風機の容積が大きくなって、空気調和装置の全体の大きさが大きくなる。

解決しようとする問題点は、略同じ大きさの冷媒熱交換器と温水熱交換器とが前後に重なって配置されていると、吸込抵抗が大きくなり、大きな風量を得ることが困難である点、および、所望の大きな風量を得るためには、空気調和装置の全体の大きさが大きくなる点である。

本発明の空気調和装置は、冷媒が流れる冷媒熱交換器（２１）と、温水が流れる温水熱交換器（２２）とが前後に重ねられて配置され、この熱交換器の下流側である後側に送風機（２６，２７）が上下に配置されている。そして、温水熱交換器が、上部熱交換部（４６）と下部熱交換部（４７）とを具備し、この上部熱交換部と下部熱交換部とが上下に離れて配置され、上部熱交換部と下部熱交換部との間に、温水配管（４３）が配管されていない風抜部（４８）が形成されている。

また、風抜部の高さ（ｈ１）が、上部熱交換部の高さ（ｈ２）と略同じかまたは大きいことがある。
さらに、熱交換器の前側には、エアーフィルタ（１７）および空気清浄フィルタ（１８）が配置され、空気清浄フィルタの少なくとも一部は、正面から見て、風抜部と重なっていることがある。

そして、エアーフィルタは熱交換器の前面を略全面にわたって覆っており、空気清浄フィルタは、その上端がエアーフィルタの上端よりも低く、かつ、その下端がエアーフィルタの下端よりも高くなるように配置され、正面から見て、風抜部と略重なっていることがある。

また、温水熱交換器は、管板間に複数枚設けられた熱交換フィン（４２）と、この熱交換フィンを貫通して配置される温水配管とを具備しており、熱交換フィンが、上部熱交換部、風抜部および下部熱交換部にわたって上下方向に一体的に形成されていることがある。

本発明によれば、冷媒熱交換器と温水熱交換器とが前後に重ねられて配置されるとともに、この熱交換器の後側に送風機が上下に配置されている空気調和装置において、上下の送風機により引込みが生じて風量が少なくなり熱交換の効率が悪くなる中央部分すなわち風抜部には、送風の妨げとなる温水配管を配管していない。その結果、極力熱交換効率を低下させないで、空気調和装置の風量を確保することができる。その結果、大きな風量を得るとともに、送風機の送風容量を小さくでき、空気調和装置をコンパクトにすることができる。

また、風抜部の高さが、上部熱交換部の高さと略同じかまたは大きい場合には、十分な風量を得ることができる。
さらに、熱交換器の前側には、エアーフィルタおよび空気清浄フィルタが配置され、空気清浄フィルタの少なくとも一部が、正面から見て、風抜部と重なっている場合には、空気の流れの妨げとなる空気清浄フィルタは、風量の少ない中央部に位置しており、空気調和装置の風量を極力大きくすることができる。

そして、空気清浄フィルタは、その上端がエアーフィルタの上端よりも低く、かつ、その下端がエアーフィルタの下端よりも高くなるように配置され、正面から見て、風抜部と略重なっている場合には、空気の流れの妨げとなる空気清浄フィルタは、風量のある上部および下部には配置されず、風量の少ない中央部に配置されており、空気調和装置の風量をより大きくすることができる。

また、熱交換フィンが、上部熱交換部、風抜部および下部熱交換部にわたって上下方向に一体的に形成されている場合には、熱交換フィンの風抜部に位置する部分でも、熱交換が行われる。したがって、風抜部には温水配管が配管されていないにもかかわらず、風抜部における熱交換フィンにより温水熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。

冷媒熱交換器と温水熱交換器とが前後に重なって配置されているとともに、この熱交換器の後側に上下に送風機が配置されている空気調和装置において、大きな送風量を得るという目的を、温水熱交換器の上部熱交換部と下部熱交換部とを上下に離れて配置し、上部熱交換部と下部熱交換部との間に、温水配管が配管されていない風抜部を形成することで実現した。

次に、本発明における空気調和装置の一実施例について、図１ないし図４を用いて説明する。図１は本発明における空気調和装置の暖房時の概略の断面図である。図２は空気調和装置の冷房時の概略の断面図である。図３は空気調和装置の概略の組み立て分解斜視図である。図４は空気調和装置の斜視図である。なお、図１および図２において、吸込パネル、左右風向調整羽根およびルーバーなどの図示は省略されている。

空気調和装置の外殻は、背面側のフレーム１、底板２、および、フレーム１の前側を覆う本体カバー３で構成されている。本体カバー３には、吸込口である前面開口６、上側吹出口７および下側吹出口８が形成されている。上側吹出口７および下側吹出口８は、前面開口６の上側および下側に設けられている。そして、上側吹出口７および下側吹出口８には各々、左右風向調整羽根１１およびルーバー１２が可動に設けられる。

また、本体カバー３の前面開口６には、前側から後側（すなわち背面側）に向かって、通風可能な吸込パネル１６、エアーフィルタ１７および、空気清浄フィルタ１８が順次配置される。エアーフィルタ１７は樹脂製の網目状のフィルタで、埃などの流入を防止しており、汚れた場合には水などで洗浄して再度利用される。空気清浄フィルタ１８は、活性炭などの脱臭剤を含有しており脱臭機能を具備しているとともに、目が細かく、数年間使用した後には新しい空気清浄フィルタと交換される。

空気調和装置の内部には、フィルタ１７，１８の後側に、冷媒熱交換器２１および温水熱交換器２２が前後に重なった状態で配置されている。そして、温水熱交換器２２の後側には、上下に、送風機であるクロスフローファン２６，２７が配置され、各クロスフローファン２６，２７は、ファンモータ２８，２９で回転駆動される。

冷媒熱交換器２１は、左右の管板３１間に左右方向に複数配列されたアルミ板などからなる熱交換フィン３２と、管板３１および熱交換フィン３２を貫通している冷媒配管３３とを具備している。そして、冷媒配管３３は左右の管板３１間を左右方向に略水平に延在するとともに、管板３１の外側で略Ｕ字状に折れ曲がって、再び、左右の管板３１間を左右方向に略水平に延在しており蛇行している。そして、この冷媒配管３３は、管板３１および熱交換フィン３２の上から下まで、略全域にわたって、蛇行しながら配管されている。

この冷媒熱交換器２１は、一般的に良く知られているように、図示しない室外機のコンプレッサーや室外熱交換器などと冷凍サイクルを構成しており、この冷凍サイクルが稼働すると、フロンや炭酸ガス（ＣＯ２）などの常温常圧ではガス状の冷媒が循環し、冷房時には冷媒熱交換器２１に冷たい冷媒が、また、暖房時には冷媒熱交換器２１に温かい冷媒（所謂、ホットガス）が流れる。

温水熱交換器２２は、左右の管板４１間に左右方向に複数配列されたアルミ板などからなる熱交換フィン４２と、管板４１および熱交換フィン４２を貫通している温水配管４３とを具備している。そして、温水配管４３は左右の管板４１間を左右方向に略水平に延在するとともに、管板４１の外側で略Ｕ字状に折れ曲がって、再び、左右の管板４１間を左右方向に略水平に延在しており蛇行している。この温水配管４３は、温水熱交換器２２の上部熱交換部４６と下部熱交換部４７とに配管されている。そして、上部熱交換部４６と下部熱交換部４７とは、上下に間隔を有して配置され、上部熱交換部と下部熱交換部との間に、温水配管４３が配管されていない風抜部４８が形成されている。この風抜部４８の高さｈ１は、上部熱交換部４６の高さｈ２や下部熱交換部４７の高さｈ３よりも大きく形成されている。また、各熱交換フィン４２は、上下方向の長さが、冷媒熱交換器２１の熱交換フィン３２や温水熱交換器２２の管板４１と略同じであり、上部熱交換部４６、風抜部４８および下部熱交換部４７にわたって上下方向に一体的に形成されているとともに、上部熱交換部４６よりも上側に延在し、かつ、下部熱交換部４７よりも下側に延在している。

また、温水熱交換器２２には、暖房時に、図示しないボイラーなどの温水源から温水が、下部熱交換部４７次いで上部熱交換部４６の順に流れて再び温水源に戻って循環しながら流れる。

図１において、エアーフィルタ１７は、上下方向の長さが、熱交換器２１，２２よりも長く、その上端は熱交換器２１，２２の上端よりも高く、かつ、下端は熱交換器２１，２２の下端よりも低くなっており、熱交換器２１，２２の前面を覆っている。一方、空気清浄フィルタ１８はエアーフィルタ１７の後側に位置するとともに、上下方向の長さが、エアーフィルタ１７や熱交換器２１，２２よりも短く、その上端はエアーフィルタ１７や熱交換器２１，２２の上端よりも低く、かつ、下端はエアーフィルタ１７や熱交換器２１，２２の下端よりも高くなっている。そして、正面（図１において左側）から見て、空気清浄フィルタ１８は、温水熱交換器２２の風抜部４８と略重なっており、その上端は、上部熱交換部４６の下端と略同じ位置にあり、かつ、その下端は、下部熱交換部４７の上端と略同じ位置にある。なお、空気清浄フィルタ１８と風抜部４８とは、正面から見て略重なっているが、その空気清浄フィルタ１８と風抜部４８との間には、冷媒熱交換器２１が配置されている。

この様に構成されている空気調和装置で空調する際には、ファンモータ２８，２９が稼働して、クロスフローファン２６，２７が回転する。そして、空気調和装置の設置されている室内の空気が、前面開口６に設けられている吸込パネル１６から吸い込まれ、エアーフィルタ１７、空気清浄フィルタ１８、熱交換器２１，２２を通って、上側吹出口７および下側吹出口８から前側に向かって吹き出される。

そして、暖房時には、冷媒熱交換器２１の冷媒配管３３に温かい冷媒が、また、温水熱交換器２２の温水配管４３に温水が流れ、冷媒熱交換器２１および温水熱交換器２２を通過して流れる空気を温める。この温められた空気が上側吹出口７および下側吹出口８から吹き出して室内を温め、暖房が行われる。
一方、冷房時には、冷媒熱交換器２１の冷媒配管３３には冷たい冷媒が流れ、通過する空気を冷却する。この冷却された空気が上側吹出口７および下側吹出口８から吹き出して室内を冷却し、冷房が行われる。

ところで、クロスフローファン２６，２７は上下に設けられているため、空気調和装置の前面開口６の中央部や熱交換器２１，２２の中央部では、各クロスフローファン２６，２７の引込みが生じ、空気の流れが円滑に行われない。そのため、前面開口６の中央部や熱交換器２１，２２の中央部は、上部および下部よりも風量を得ることが困難である。したがって、この実施例では、風量のある上部および下部に、温水配管４３を配管して効率よく空気を温めるとともに、風量の少ない中央部では、温水配管４３を配管せずにスムーズに空気を流して、空気の流れの妨げになることを極力防止し、風量特性の効果を向上させている。

また、空気の流れの妨げとなる空気清浄フィルタ１８は、風量のある上部および下部には配置せずに、風量の少ない中央部に配置して、空気調和装置の風量を極力大きくしている。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）温水熱交換器２２の熱交換フィン４２は、必ずしも風抜部４８の部分には設ける必要はない。ただし、熱交換フィン４２を上部熱交換部４６、風抜部４８および下部熱交換部４７にわたって連続的に設けると、風抜部４８においても熱交換を効率よく行うことができる。

（２）熱交換フィン４２の材質などは効率よく熱交換ができれば、適宜変更可能である。
（３）エアーフィルタは埃を濾過することができれば、その材質や構造などは適宜選択可能である。また、空気清浄フィルタは一般的には少なくとも防臭機能を具備しているが、防臭機能、マイナスイオン発生機能、殺菌機能や滅菌機能などの内の少なくとも１個の機能を具備していれば良い。
（４）冷媒熱交換器２１には、冷房時および暖房時に冷媒が流れるが、少なくとも冷房時に冷媒が流れればよく、暖房時には必ずしも流れる必要はない。
（５）風抜部の高さは、上部熱交換部の高さと略同じかまたは大きいが、特許請求の範囲に限定されていない限り、風抜部の高さを上部熱交換部の高さよりも小さくすることができる。ただし、大きな風量を確保するためには、風抜部の高さを、上部熱交換部の高さと略同じかまたは大きくすることが好ましい。
（６）冷媒熱交換器に流れる冷媒の種類は、適宜選択可能である。
（７）上下に設けられる送風機は、クロスフローファンであることが好ましいが、他の形式の送風機であることも可能である。
（８）冷媒熱交換器と温水熱交換器とは前後に重なっていれば、温水熱交換器が前側（上流側）であることも可能である。ただし、温水熱交換器は冷媒熱交換器の後側（下流側）であることが好ましい。
（９）温水源からの温水は、下部熱交換部４７、上部熱交換部４６の順に流れているが、温水の流れる順序は適宜変更可能であり、上部熱交換部４６、下部熱交換部４７の順に流れることも可能である。

冷媒熱交換器と温水熱交換器とが前後に重なって配置されているとともに、この熱交換器の後側に上下に送風機が配置されている空気調和装置において、温水熱交換器の上部熱交換部と下部熱交換部との間に、温水配管が配管されていない風抜部が形成されているので、大きな送風量を得ることができる。したがって、冷媒熱交換器と温水熱交換器とが前後に重なって配置されているとともに、この熱交換器の後側に上下に送風機が配置されている形式の空気調和装置において、大きな送風量が要求される際に適用することが最適である。

図１は本発明における空気調和装置の暖房時の概略の断面図である。 図２は空気調和装置の冷房時の概略の断面図である。 図３は空気調和装置の概略の組み立て分解斜視図である。 図４は空気調和装置の斜視図である。

符号の説明

ｈ１ 風抜部の高さ
ｈ２ 上部熱交換部の高さ
ｈ３ 下部熱交換部の高さ
１７ エアーフィルタ
１８ 空気清浄フィルタ
２１ 冷媒熱交換器
２２ 温水熱交換器
２６ クロスフローファン（送風機）
２７ クロスフローファン（送風機）
４２ 温水熱交換器の熱交換フィン
４３ 温水配管
４６ 上部熱交換部
４７ 下部熱交換部
４８ 風抜部

Claims (5)

1. 冷媒が流れる冷媒熱交換器と、温水が流れる温水熱交換器とが前後に重ねられて配置され、この熱交換器の下流側である後側に送風機が上下に配置されている空気調和装置において、
   前記温水熱交換器が、上部熱交換部と下部熱交換部とを具備し、
   この上部熱交換部と下部熱交換部とが上下に離れて配置され、上部熱交換部と下部熱交換部との間に、温水配管が配管されていない風抜部が形成されていることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記風抜部の高さは、前記上部熱交換部の高さと略同じかまたは大きいことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 前記熱交換器の前側には、エアーフィルタおよび空気清浄フィルタが配置され、
   前記空気清浄フィルタの少なくとも一部は、正面から見て、前記風抜部と重なっていることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。
4. 前記エアーフィルタは前記熱交換器の前面を略全面にわたって覆っており、
   前記空気清浄フィルタは、その上端がエアーフィルタの上端よりも低く、かつ、その下端がエアーフィルタの下端よりも高くなるように配置され、正面から見て、前記風抜部と略重なっていることを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
5. 前記温水熱交換器は、管板間に複数枚設けられた熱交換フィンと、この熱交換フィンを貫通して配置される温水配管とを具備しており、
   前記熱交換フィンは、上部熱交換部、風抜部および下部熱交換部にわたって上下方向に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の空気調和装置。
   

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