JP2007333268A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】高顕熱負荷に対応すべく、空気調和機に対し、熱交換能力の維持とコンパクト化の両立を図る。
【解決手段】
ケーシング１に前面空気吸込口２a又は下面空気吸込口２b若しくはその両方を有し、ケーシング上部に空気吹出口3を有し、かつ前記空気吹出口3から風を送り出すための送風機4と、前面側熱交換器5と、背面側熱交換器6を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器5と前記側背面熱交換器6がV字型に配設され、かつ前記前面側熱交換器と水平面との傾斜角度と前記背面側熱交換器と水平面との傾斜角度が等しくないものとする。
【選択図】 図２（a）

Description

本発明は、空気調和機の構造に関するものである。

エネルギー機器の効率向上が重要課題とされる中、空気調和機もその省エネ性を向上されることが急務とされている。空気調和機の場合、熱交換器の面積を大きくさせて熱交換能力を高めることが有効な手段となることが多い。また、熱交換能力の向上と同時に、空気調和機のコンパクト化も課題の一つである。

そこで、限られた収納スペースで、熱交換器の面積をできるだけ大きくするため、熱交換器を２つ左右対称なＶ字型に配置した空気調和機がある。

Ｖ字型に熱交換器を配置した例として、特許文献１及び２を挙げることができる。

特開平１０−２５９９３１号公報（図１参照） 特開平１１−２８７５３２号公報（図２参照）

昨今、社会の急速なIT化、ユビキタス化が進行する中、ネットワークサービスが多様化、高度化すると同時に、それらを実現する情報通信機器の高速化、大容量化、高密度化が急速に進み、インターネットデータセンターやサーバールームは高顕熱化が進行している。上記の背景を受け、空気調和機の高性能化が求められている。
空気調和機を設置する空間の顕熱負荷に対して、現状の空気調和機及び台数では能力が不十分である場合、解決手段として、空気調和機そのものの能力向上又は設置台数の増加が考えられる。

空気調和機の能力向上を実現する手段としては、熱交換器の大型化が効果的だが、熱交換器を単純に大きくすると空気調和機の寸法も拡大してしまう。
空気調和機を設置する室内、屋上の設置面積を拡大できない環境の場合、能力向上を実現した上記のような空気調和機を用いると、空気調和機の寸法拡大のため、設置可能台数が減少し、部屋全体として能力不足となる可能性がある。

よって、空気調和機の能力を維持したまま、空気調和機の寸法を縮小すれば、空気調和機を設置する室内、屋上の設置面積を拡大できない環境においても、設置台数を増加することにより高顕熱化に対して十分な能力を得ることを実現できる。

従来技術は、係る問題を解決するため、ケーシング内に熱交換器をＶ字型に配し、限られた収納スペース内で熱交換器を大型化する技術である。

ただし、一般的には、設置環境により空調機前面からのみサービスが可能なケースが多く、空調機を運転するための電気品や冷凍サイクル部品を、Ｖ字型に配置された熱交換器の片側に集中して設置する必要があるため、左右対称に熱交換器を配置すると、部品を設置しない側にも同じスペースが生じることとなり、スペース効率が低下するという課題があった。 また、特許文献２では、背面側熱交換器を寝かし、前面側熱交換器を垂直に立てた構成が記載されているが、前面側からホースで水をかけて熱交換器を洗浄する際に、背面側熱交換器に水がかかりにくく、メンテナンス性が低下するという課題があった。

本発明は、空気調和機のメンテナンス性を向上させることを主要な目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様では、空気調和機を、ケーシングに下面空気吸込口を有し、ケーシング上部に空気吹出口を有し、かつ前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と、前面側熱交換器と、背面側熱交換器を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器５と前記側背面熱交換器がV字型に配設され、かつ前記背面側熱交換器と水平面との傾斜角度が前記前面側熱交換器と水平面との傾斜角度よりも小さい構成としている。

また、本発明の他の態様では、ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、ケーシング上部に空気吹出口を有し、かつ前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と、前面側熱交換器と、背面側熱交換器を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器の下端と前記背面側熱交換器６の下端との高さが異なる構成としている。

また、本発明の他の態様では、空気調和機を、ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、ケーシング上部に空気吹出口を有し、かつ前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と、前面側熱交換器と、背面側熱交換器を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器を前面から見たときに重ならないように配置する構成としている。

また、本発明の他の態様では、空気調和機を、ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、ケーシング上部に空気吹出口を有し、かつ前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と、前面側熱交換器と、背面側熱交換器とを有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器がｙ字型又は逆ｙ字型に配置された構成としている。

また、本発明の他の態様では、空気調和機を、ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、ケーシング上部に空気吹出口を有し、かつ前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と、前面側熱交換器と、背面側熱交換器を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器を上部から見たときに重なる部分を有する構成とする。

本発明によれば、空気調和機のメンテナンス性を向上させることができる。

（実施の形態１）
図2（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は本願発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成を示している。また、図１(a)(b)は本発明の実施例の特徴を説明するための比較例を示す図である。
図１において、ケーシング１は金属板を組み合わせたことにより形成された直方体形状であり、必要な箇所に必要な加工、例えば前面側空気吸込口２ａや下面側空気吸込口２ｂの形成や、所要部材の取り付け、補強等を施して形成されている。

ケーシング１は前面側空気吸込口２ａ又は下面側空気吸込口２ｂ若しくはその両方を有し、ケーシング１上部に空気吹出口３を有した構成である。
また、ケーシング１底面には、サービススペースとしての機械設置部が設けられており、機械設置部には、圧縮機やアキュームレータ、接続配管、電気品箱等の機械要素が外部から操作しやすいようにスペースファクター良く設置されている。

図２(a),(b),(c)において、前記空気吹出口３の下部には風を送り出すための送風機４を有し、さらに下部にはV字型に配置された前面側熱交換器５と背面側熱交換器６を有し、さらに前記前面側熱交換器５と水平面との傾斜角度と、前記背面側熱交換器６の水平面との傾斜角度が等しくない。

このような構成の場合、前記前面側熱交換器５及び前記背面側熱交換器６の容量を変化させることなく、空気調和機の奥行及び高さを変化させることができる。

また、空気調和機の奥行寸法がそのままとする場合、前記前面側熱交換器５の水平との傾斜角度を、前記背面側熱交換器５の水平との傾斜角度より大きくとることにより、両熱交換器の容量を変化させず、サービススペースを拡大することもできる。

前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の容量は等しくなくてもよい。

図２(b)の構成では、下部２ｂから流入した風が背面側熱交換器６に効果的に当たらないため、熱交換器単位体積あたりの熱交換性能が低下するが、図２(c)の構成では、前面側熱交換器の水平面からの傾斜角度よりも背面側熱交換器の水平面からの傾斜角度の方が小さいため、下部２ｂから流入した風が背面側熱交換器６にほぼ垂直に当たり、熱交換性能が向上する。また、図２(c)の構成は、図２(c)の構成と比較すると背面側熱交換器をホースで水をかけて洗浄する際に洗浄しやすい。
（実施の形態２）
図3（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本願発明の実施の形態２に係る空気調和機の構成を示している。

この実施の形態では、前記実施の形態１の空気調和機が、前記前面側熱交換器５と水平面との傾斜角度と、前記背面側熱交換器６と水平面との傾斜角度が等しくないことが特徴だったのに対し、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の、前記ケーシング１最低部からの距離（以下設置高さ）が等しくないことが特徴である。この構成では、前面側熱交換器と背面側熱交換器が前面から見たときに重なっていない。

このような構成で、特に前記背面側熱交換器６より前記前面側熱交換器５の設置高さが高い場合、前面から見て前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の重なる面積が小さくなるため、室外機の前面（図３(a)の左側）からホースで水をかけて洗浄する際に前記背面側熱交換器６が洗浄しやすく、メンテナンスが容易にできる。

前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の容量は等しくなくてもよい。
（実施の形態３）
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本願発明の実施の形態３に係る空気調和機の構成を示している。

この実施の形態は、前記実施の形態１と同様の構成の空気調和機に対し、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の設置高さが異なる構成である。
このような構成の場合、前記実施の形態１，２と同様の作用を得ることができる。つまり、熱交換器の容量、サービススペース容量を維持したまま、空気調和機の奥行寸法を縮小することが可能であり、前記背面側熱交換器６のメンテナンスが容易となる。

前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の容量は等しくなくてもよい。
（実施の形態４）
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本願発明の実施の形態４に係る空気調和機の構成を示している。

この実施の形態は、前記実施の形態１では、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６がＶ字型に配置されていたのに対し、ｙ字型又は逆ｙ字型（ソ型又は逆ソ型）に配置されている。この構成では、前面側熱交換器と背面側熱交換器が上部から見たときに重なっている部分を有している。

このような構成の場合、前記実施の形態３と同様の作用を、より多く得ることができる。つまり、熱交換器の容量、サービススペース容量を維持したまま、Ｖ字に配置したときよりも、空気調和機の奥行寸法を縮小することができる。

前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の容量は等しくなくてもよい。
（実施の形態５）
図６は、本願発明の実施の形態５に係る空気調和機の構成を示している。

この実施の形態は、前記実施の形態１，２，３，４の空気調和機において、適切な風の流路を得るために、風向誘導装置９
を設けたものである。

この構成によれば、前面側空気吸込口２ａ又は下面側空気吸込口２ｂ、またはその両方より吸込まれた空気を、風向誘導装置９により前記前面側熱交換器５及び前記背面側熱交換器６に導き、効率よく熱交換させることができる。前記風向誘導装置は脱着可能でもよい。前記風向誘導装置は調整可能でもよい。

本発明の実施例の構成とその効果を以下に列挙する。
（１）ケーシング１に前面側空気吸込口２ａ又は下面側空気吸込口２ｂ若しくはその両方を有し、ケーシング上部に空気吹出口３を有し、かつ前記空気吹出口３から風を送り出すための送風機４と、前面側熱交換器５と、背面側熱交換器６を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６がV字型に配設され、かつ水平面との傾斜角度が等しくない前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６を有する構成である。
このような構成により、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の占める奥行、高さを調整することができ、前記前面側熱交換器５及び前記背面側熱交換器６の容量、寸法を変化させることなく、製品寸法を変化させる。
（２）ケーシング１に前面側空気吸込口２ａ又は下面側空気吸込口２ｂ若しくはその両方を有し、ケーシング上部に空気吹出口３を有し、かつ前記空気吹出口３から風を送り出すための送風機４と、前面側熱交換器５と、背面側熱交換器６を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６がV字型に配設され、設置面との高さが等しくない前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６を有する構成である。

このような構成により、製品の奥行寸法及び高さ寸法を変化させることなく、前面下側空間部７ａ及び背面下側空間部７ｂ、上側空間部８の容量を変化させる。
（３）設置面との高さが等しくない前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６を有する構成である。

このような構成により、前記請求項１、２二項の発明と同様に製品寸法製品内部の空間容量を変化させる。
（４）ケーシング１に前面側空気吸込口２ａ又は下面側空気吸込口２ｂ若しくはその両方を有し、ケーシング上部に空気吹出口３を有し、かつ前記空気吹出口３から風を送り出すための送風機４と、前面側熱交換器５と、背面側熱交換器６を有した空気調和機であって、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６がｙ字型又は逆ｙ字型（ソ字型又は逆ソ字型も同様）に配置された構成である。

このような構成により、前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の占める奥行、高さを調整することで、前記前面側熱交換器５及び前記背面側熱交換器６の容量、寸法を変化させることなく、製品の奥行寸法及び高さ寸法を変化させる。
（５）（１）〜（４）の空気調和機に、前記前面側空気吸込口２ａ又は前記下面側空気吸込口２ｂから吸い込んだ空気を、適切な流路へ導くための風向誘導装置７を設けた構成である。

このような構成により、前記（１）〜（４）の発明の作用を実現し、前記前面側空気吸込口２ａ又は前記下面側空気吸込口２ｂから吸い込んだ空気を、適切な流路へ導く。
（６）前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の占める奥行、高さを調整することができ、前記前面側熱交換器５及び前記背面側熱交換器６の容量、寸法を変化させることなく、製品寸法を変化させることが可能である。
（７）製品の奥行寸法及び高さ寸法を変化させることなく、前面上側空間部７ａ及び背面下側空間部７ｂ、上側空間部８の容量を変化させることが可能である。
（８）（６）、（７）の発明の作用を実現することが可能である。
（９）前記前面側熱交換器５と前記背面側熱交換器６の占める奥行、高さを調整することができ、前記前面側熱交換器５及び前記背面側熱交換器６の容量、寸法を変化させることなく、製品の奥行寸法及び高さ寸法を変化させることが可能である。
（１０）（６）〜（９）の作用を実現し、前記前面側空気吸込口２ａ又は前記下面側空気吸込口２ｂから吸い込んだ空気を、適切な流路へ導くことにより、より高効率な性能を実現することが可能である。

以上の結果、本願発明の空気調和機によると、熱交換器の容量を変化させずに、空気調和機の外形寸法を縮小することが可能である。
その結果、熱交換性能を維持したまま、コンパクトな空気調和機を実現することができ、一定の設置面積に対し、設置台数を増加することが可能である。

設置面積あたりの設置台数が増加することにより、空気調和機全体での能力が増大し、インターネットデータセンターやサーバルーム等の高顕熱負荷に対応できる能力を得ることが可能である。

さらに、コンパクトであると設置作業性が向上する。例えば、屋上等高所に設置する場合、エレベータ等への搬入搬出作業が可能、容易となる。

また、本願発明の空気調和機によると、空気調和機の外形寸法を変化させない場合、機械室等サービススペースを拡大することが可能である。
その結果、機械室等の配置自由度が増し、より適切な機器の配置を実現することが可能である。

また、サービススペースの容量拡大により、メンテナンスやサービス等の作業が容易となる上、熱交換器からの作業位置までの距離をとることができるため、安全性向上の効果も得ることが可能である。

また、本願発明の空気調和機によると、熱交換器洗浄の際、従来V字構造では困難であった前面からの背面熱交換器の洗浄が容易にできるため、サービス性向上の効果を得ることが可能である。

比較例のＶ字型の熱交換器を有する空気調和機の斜視図である。 比較例のＶ字型の熱交換器を有する空気調和機の側面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態１を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態１を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態１を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態１を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態2を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態2を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態3を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態3を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態3を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態4を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態4を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。 本発明の空調機の実施の形態5を示す断面図である。矢印は風の流れを示す。

符号の説明

1．ケーシング
2ａ．前面側空気吸込口
2ｂ．下面側空気吸込口
3．空気吹出口
４．送風機
５．前面側熱交換器
６．背面側熱交換器
7ａ．前面下側空間部
7ｂ．背面下側空間部
8．上側空間部
９．風向誘導装置

Claims (8)

1. ケーシングに下面空気吸込口を有し、前記ケーシングの上部に空気吹出口を有し、かつ前記ケーシング内に空気吹出口から風を送り出すための送風機と前面側熱交換器と背面側熱交換器とを有する空気調和機であって、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器がV字型に配設され、かつ前記背面側熱交換器と水平面との傾斜角度が前記前面側熱交換器と水平面との傾斜角度よりも小さいことを特徴とする空気調和機。
2. ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、前記ケーシングの上部に空気吹出口を有し、かつ前記ケーシング内に前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と前面側熱交換器と背面側熱交換器とを有する空気調和機であって、前記前面側熱交換器の下端と前記背面側熱交換器の下端の高さが異なることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１において、前記前面側熱交換器の下端と前記背面側熱交換器の下端との高さが異なる、あるいは前記前面側熱交換器の上端と前記背面側熱交換器の上端の高さが異なることを特徴とする空気調和機。
4. ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、前記ケーシングの上部に空気吹出口を有し、かつ前記ケーシング内に前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と前面側熱交換器と背面側熱交換器とを有する空気調和機であって、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器とが前面から見たときに重ならないように配置されたことを特徴とする空気調和機。
5. ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、前記ケーシングの上部に空気吹出口を有し、かつ前記ケーシング内に前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と前面側熱交換器と背面側熱交換器とを有する空気調和機であって、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器がｙ字型又は逆ｙ字型に配置されたことを特徴とした空気調和機。
6. ケーシングに前面空気吸込口又は下面空気吸込口を有し、前記ケーシングの上部に空気吹出口を有し、かつ前記ケーシング内に前記空気吹出口から風を送り出すための送風機と前面側熱交換器と背面側熱交換器とを有する空気調和機であって、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器とが上部から見たときに重なる部分を有することを特徴とする空気調和機。
7. 請求項１において、前記下面空気吸込口から吸い込んだ空気を導くための風向誘導装置を有することを特徴とする空気調和機。
8. 請求項２〜６のいずれかにおいて、前記前面空気吸込口又は下面空気吸込口から吸い込んだ空気を導くための風向誘導装置を有することを特徴とする空気調和機。
   

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