JP2008082632A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置スペースを省スペース化することのできる空気調和装置を提供する。
【解決手段】圧縮機２１、室外熱交換器２２、蓄熱コイル３２が設けられた蓄熱槽３４および室内熱交換器６１を有する冷媒回路を備えた空気調和装置１において、筐体４０内に室外熱交換器２２が配置される熱交換室４２を備え、熱交換室４２は、空気の吸込口および吹出口４６ａ、４６ｂと、吸込口から室外熱交換器２２を介して吹出口４６ａ、４６ｂに向けて送風する送風機２４ａ、２４ｂとを備え、室外熱交換器２２と吹出口４６ａ、４６ｂとの間に形成される送風空間Ａ内に蓄熱槽３４を備える構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気調和装置に係り、特に蓄熱槽を備えた空気調和装置に関する。

従来、空気調和装置の中には、室外機の筐体を上下二室に仕切り、下の室は圧縮機およびこの圧縮機を駆動するガスヒートポンプ式エンジン、アキュムレータ等の機械要素を収容する機械室とし、上の室には室外熱交換器と送風機等を収容する熱交換室としたものがある（特許文献１参照）。この種のガスヒートポンプ式空気調和装置では、室外機の熱交換器と冷媒配管を介して接続される蓄熱コイルを有する蓄熱槽を備え、蓄熱槽において製氷することなどにより蓄熱することができるようにしたものがある。そして、夏季の電力ピーク時などにこの蓄熱分を利用して冷房運転を行うことにより、電力消費量を低減することなどが行われている。
特開２００１−２０８４４５号公報

しかしながら、従来においては、上記室外機と蓄熱槽とが別体となっていたため、蓄熱槽を備えた空気調和装置を設置するには、室外機を設置するスペースに加えて蓄熱槽を設置するスペースが必要となっていた。
本発明の課題は、設置スペースを省スペース化することのできる空気調和装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、蓄熱コイルが設けられた蓄熱槽および室内熱交換器を有する冷媒回路を備えた空気調和装置において、筐体内に前記室外熱交換器が配置される熱交換室を備え、前記熱交換室は、空気の吸込口および吹出口と、前記吸込口から前記室外熱交換器を介して前記吹出口に向けて送風する送風機とを備え、前記室外熱交換器と前記吹出口との間に形成される送風空間内に前記蓄熱槽を備えること、を特徴とする。
上記構成によれば、室外熱交換器と送風機とが配置される熱交換室内の送風空間に蓄熱槽を設置する構成としたので、設置スペースの省スペース化が図られる。

また、上記構成において、前記筐体は床置き式であって、筐体内を上下に仕切った上段に前記熱交換室が配置されており、前記熱交換室の少なくとも一の側面に前記吸込口が形成されるとともに、上面に前記吹出口が形成されており、前記室外熱交換器は前記吸込口が形成された側面に対向して配置され、前記蓄熱槽は前記室外熱交換器の内側に配置されるとともに、当該蓄熱槽の室外熱交換器と対向する壁面は吹出口側に向かうに連れて室外熱交換器から離間する方向に傾斜していること、が好ましい。
この構成によれば、蓄熱槽の室外熱交換器と対向する壁面は吹出口側に向かうに連れて室外熱交換器から離間する方向に傾斜しているので、蓄熱槽の壁面がエアガイドとなり、吸込口から吸い込まれた空気は室外熱交換器を経由し、熱交換後の空気は蓄熱槽の壁面に沿って吹出口から吹き出される。

また、上記構成において、前記筐体の下段は、前記圧縮機が配置される機械室を構成し、前記筐体内を上下に仕切る仕切板の上部には前記蓄熱槽が配置され、当該蓄熱槽が配置されていない仕切板の板部には、前記機械室の空気を前記熱交換室内に導入する空気孔と、この空気孔の周囲に立設して設けられる防水壁と、前記防水壁および前記空気孔の上部を覆う防水カバーとを備えていること、が好ましい。
上記構成によれば、蓄熱槽を仕切板の上部に配置しても、仕切板の蓄熱槽が配置されていない板部には空気孔が形成されているので、機械室の空気は空気孔を介して熱交換室に導入し、機械室内部の熱を熱交換室側において放熱することができる。また、熱交換室には空気の吸込口や吹出口を介して外部から雨水等が入る場合がある。しかしながら、空気孔の周囲には防水壁が立設して設けられているため、空気孔を介して水を嫌う機械室内に雨水等が侵入するのが防止される。また、防水壁および空気孔の上部は防水カバーにより覆われているので、空気孔の上部から雨水等が機械室に侵入することが防止される。

本発明によれば、室外熱交換器と送風機とが配置される熱交換室内の送風空間を蓄熱槽の設置スペースとしたので、蓄熱槽を有する空気調和装置を設置する際に、室外機と蓄熱槽とを別体として設置する必要がなく、空気調和装置設置のためのスペースの省スペース化が図られる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１に、本実施形態に係る空気調和装置１における冷媒回路図を示す。空気調和装置１は、室外機２と室内機６とを備えており、この室外機２と室内機６とがユニット間配管７０によって接続されている。

室外機２は、冷媒を圧縮する圧縮機２１と、この圧縮機２１の吐出側には圧縮機２１で圧縮された冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器２２とが冷媒配管７１により四方弁２３を介して接続されている。但し、本実施の形態では、室外熱交換器２２は二つの熱交換パネル２２ａ、２２ｂを有し、送風機２４（２４ａ、２４ｂ）により外気が供給されて、熱交換を行う。

一方、圧縮機２１の吸込側にはアキュムレータ２５が接続されている。この室外熱交換器２２には冷媒配管７１を介して室外電動弁２６が接続され、室外電動弁２６には冷媒配管７２を介してレシーバタンク２７が接続され、このレシーバタンク２７には冷媒配管７３を介して蓄熱槽電動弁２８、サブクール弁２９、逆止弁３０および電動弁３１が接続され、この電動弁３１はユニット間配管７０を介して室内機６の室内熱交換器６１に接続されている。この室内機６の室内熱交換器６１はユニット間配管７０を介して四方弁２３に接続されている。

本実施の形態の空気調和装置１では、上述したサブクール弁２９、逆止弁３０、電動弁３１および室内機６をバイパスするように冷媒配管７４が接続され、この冷媒配管７４には蓄熱コイル３２および二方弁３３が接続されている。上述した蓄熱コイル３２は蓄熱槽３４中に水没状態で設置されている。このように、本実施の形態の空気調和装置１は、蓄熱コイル３２を有する蓄熱槽３４を備えることにより、後述するように製氷運転を行うことができ、製氷運転を行うことにより氷として蓄熱した蓄熱分を例えば夏季などの冷房運転時に蓄熱冷房運転を行うことにより電力ピーク時の電力消費量を低減することができるようになっている。

レシーバタンク２７は、解氷弁３５および逆止弁３６を有した冷媒配管７５を介して、蓄熱コイル３２と二方弁３３を接続する冷媒配管７４に接続され、また、レシーバタンク２７は液ライン弁３７を有した冷媒配管７６を介して逆止弁３０と電動弁３１を接続する冷媒配管７３に接続されている。

次に、上記冷媒回路における冷媒の流れを製氷運転時、通常冷房運転時、蓄熱冷房運転時、暖房運転時に分けて説明する。但し、製氷運転時、通常冷房運転時、蓄熱冷房運転時において、四方弁２３は実線位置に切り替えられ、暖房運転時には破線位置に切り替えられる。以下、製氷運転時から順に説明する。

製氷運転時には、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３の実線位置を通って、室外熱交換器２２、室外電動弁２６の順に冷媒配管７１、７２を流れてレシーバタンク２７に入る。そして、冷媒は、レシーバタンク２７から冷媒配管７３、７４を流れて蓄熱槽電動弁２８を経て蓄熱槽３４中の蓄熱コイル３２に流入し、ここで冷媒が蒸発して蓄熱槽３４中に貯留された水が氷となる。次いで、冷媒配管７４により二方弁３３、四方弁２３、アキュムレータ２５を経て冷媒が圧縮機２１に戻される。

通常冷房運転時には、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３の実線位置を通って、室外熱交換器２２、室外電動弁２６の順に冷媒配管７１、７２を流れてレシーバタンク２７に入る。そして、冷媒は、レシーバタンク２７から冷媒配管７６、７３により液ライン弁３７、電動弁３１を順に経て、ユニット間配管７０により室内機６の室内熱交換器６１に流入し、ここで蒸発して気化し、ユニット間配管７０、四方弁２３、アキュムレータ２５を経て圧縮機２１に戻される。

蓄熱冷房運転時には、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３の実線位置を通って、室外熱交換器２２、室外電動弁２６の順に冷媒配管７１、７２を流れてレシーバタンク２７に入る。そして、レシーバタンク２７から冷媒配管７５、７４により、解氷弁３５、逆止弁３６を経て、蓄熱槽３４中の蓄熱コイル３２に冷媒が流入し、ここで冷却され氷から冷熱を得る。そして、冷熱を得た冷媒は冷媒配管７４により、サブクール弁２９、逆止弁３０に至り、さらに電動弁３１を経て、室内機６の室内熱交換器６１に流入し、ここで蒸発して気化し、ユニット間配管７０により四方弁２３、並びにアキュムレータ２５を経て圧縮機２１に戻される。

暖房運転時には、四方弁２３が破線位置に切り替わり、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３を介して、ユニット間配管７０により室内機６の室内熱交換器６１に流入し、ここで凝縮した後に、電動弁３１、液ライン弁３７を経て冷媒配管７６によりレシーバタンク２７に入り、ここから冷媒配管７２、７１により室外電動弁２６を経て、室外熱交換器２２に流入し、ここで蒸発して気化した後、四方弁２３、アキュムレータ２５を経て圧縮機２１に戻される。

上記説明した室外機２の筐体４０内部の構成を説明する。ここで、図２は室外機２の外観構成例を示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。室外機２は、図２に示すに、床置き式であって略箱形形状を呈している。筐体４０の内部は後述するようにドレンパン４１（仕切板）（図３および４参照）により上下二段に仕切られ、上段は熱交換室４２、下段は機械室４３となっており、機械室４３の下端にはベース部材４４が設置され、このベース部材４４により機械室４３が支持されている。

図示は省略するが、機械室４３は、圧縮機２１の他、圧縮機２１を駆動するガスヒートポンプ式エンジン、レシーバタンク２７、アキュムレータ２５等の機械要素が配置される。また、機械室４３には、上記室外機２の各構成要素を制御する制御基板等を収容した電装ボックス等が配置される。

一方、熱交換室４２には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、上述した室外熱交換器２２と、蓄熱コイル３２が水没された蓄熱槽３４とがドレンパン４１に載置されており、機械室４３から延びる冷媒配管７１、７４（図１参照）がそれぞれ室外熱交換器２２、蓄熱槽３４内の蓄熱コイル３２に接続されている。

熱交換室４２の正面（側面）４５ａおよび背面（側面）４５ｂには空気の吸込口（図示略）が形成されている。この吸込口が形成される正面４５ａおよび背面４５ｂには図示しない吸込グリルが配設される。また、熱交換室４２の天面（上面）４６には二つの吹出口４６ａ、４６ｂが形成されており、この吹出口４６ａ、４６ｂに吹出側が面するように送風機２４ａ、２４ｂが支持枠４６ｃにより天面４６に支持されている。このように、本実施の形態の室外機２は、図４に矢印で空気の流れを示すように、正面４５ａおよび背面４５ｂにそれぞれ形成された吸込口から吸い込んだ空気を天面４６から吹き出す、いわゆる横吸い込み上吹き出しタイプのものとなっている。なお、図３（ａ）は、室外機２において正面側に配設された吸込グリル、室外熱交換器２２を取り外した状態を模式的に示す正面図であり、図３（ｂ）は、室外機２において、室外機２の側方に設けられた外装パネル４５ｃを取り外した状態を模式的に示す側面図である。また、図４は、熱交換室４２内部の主要な構成要素を模式的に示す側面図である。

室外熱交換器２２を構成する２枚の熱交換パネル２２ａ、２２ｂは、図３および図４に示すように、吸込口が形成された熱交換室４２の正面４５ａおよび背面４５ｂにそれぞれ対向するように熱交換室４２の内部に配置される。この２枚の熱交換パネル２２ａ、２２ｂの内側には蓄熱槽３４が配置されており、この蓄熱槽３４の室外熱交換器２２と対向する壁面３４ａ、３４ｂは吹出口４６ａ、４６ｂの側に向かうに連れて室外熱交換器２２の熱交換パネル２２ａ、２２ｂから離間する方向にそれぞれ傾斜している。すなわち、蓄熱槽３４は、室外熱交換器２２と吹出口４６ａ、４６ｂとの間に形成される送風空間Ａ内に配置されており、側面視において、蓄熱槽３４は斜辺としての壁面３４ａ、３４ｂを有する略台形形状を呈し、室外熱交換器２２の熱交換パネル２２ａ、２２ｂはこの蓄熱槽３４を挟んで両側に配置されている。

また、図３（ｂ）および図４に示すように、ドレンパン４１には、室外熱交換器２２と蓄熱槽３４との間であって、蓄熱槽３４が配置されていない板部４１ｂに室外熱交換器２２および蓄熱槽３４に沿って二本の長尺な空気孔４７が形成されている。これらの各空気孔４７を介して、機械室４３と熱交換室４２は連通しており、図４に示すように、この空気孔４７を介して機械室４３の空気が送風機２４により吸い込まれて熱交換室４２内に導入される。このため、ガスヒートポンプエンジンの駆動時に発生する熱や電装ボックスから発生する熱等を放熱することができるようになっている。

ドレンパン４１は板金で形成されており、図４に示すように、端部４１ａが上方に折り曲げられており、室外熱交換器２２から滴下される結露水（ドレン水）等が貯留されるようになっている。また、図５に詳細に示すように、空気孔４７の周囲には防水壁４８が立設して設けられている。この防水壁４８は、ドレンパン４１内に貯留したドレン水や、吸込口や吹出口４６ａを介して熱交換室４２内に侵入した雨水が水を嫌う機械室４３の側に流入することを防止するためのものである。防水壁４８および空気孔４７の上部には、板金を略コの字状に折り曲げた防水カバー４９が防水壁４８に形成された支持片４８ａ上に下端４９ａを載せた状態で被されており、空気孔４７の上部が覆われている。この防水カバー４９により、空気孔４７の内部に雨水が直接侵入することが更に防止されている。

また、冷媒配管７１、７４はドレンパン４１に形成された配管挿入孔７７（図３参照）を介して機械室４３側から熱交換室４２内に挿通されており、配管挿入孔７７の周囲には、配管挿入孔７７の周囲を囲むように上記の防水壁４８と同様の防水壁７７ａ、７７ｂが立設して設けられ、図３（ｂ）に示すように、配管挿入孔７７の上部および配管挿入孔７７の周囲に立設して設けられた防水壁７７ａ、７７ｂは空気孔４７と同様に配管防水カバー７８により覆われて、配管挿入孔７７から機械室４３の内部に雨水等が侵入することが防止されている。

以上説明した上記実施の形態によれば、通常、室外熱交換器２２と送風機２４とが配置される熱交換室４２の送風空間Ａ（図４参照）に、蓄熱槽３４を配置して、送風空間Ａを有効活用する構成としたので、室外機２とは別体に蓄熱槽３４を配置する必要がなく、蓄熱槽３４を備えた空気調和装置１を設置する際に、蓄熱槽３４を設置するためのスペースを省スペース化することができる。さらに、送風空間Ａ内に蓄熱槽３４を配置する構成としているが、蓄熱槽３４の室外熱交換器２２と対向する壁面３４ａは吹出口４６ａ側に向かうに連れて室外熱交換器２２から離間する方向に傾斜しているので、蓄熱槽３４の壁面３４ａがエアガイドとなり、吸込口から吸い込まれた空気は室外熱交換器２２を経由し、熱交換後の空気は蓄熱槽３４の壁面３４ａに沿って吹出口４６ａから吹き出す際の送風スペースを確保することができるとともに、蓄熱槽３４内に貯留する水の貯留量を確保することができる。具体的には、熱交換室４２内の空間が９００ｍ³程度であった場合に、６３０リットル程度の水を蓄熱槽３４内に貯留することができる。

また、筐体４０を上下に仕切るドレンパン４１には、空気孔４７が形成され、この空気孔４７の周囲には防水壁４８が立設されるとともに、防水カバー４９により防水壁４８および空気孔４７の上方が覆われている。このため、機械室４３の空気は空気孔４７を介して熱交換室４２に導入されるので、機械室４３内部の熱を熱交換室４２側において放熱することができる。また、熱交換室４２には空気の吸込口や吹出口４６ａを介して外部から雨水等が入る場合がある。しかしながら、空気孔４７の周囲には防水壁４８が立設して設けられているため、空気孔４７を介して水を嫌う機械室４３内に雨水等が侵入するのが防止することができる。また、防水壁４８および空気孔４７の上部は防水カバー４９により覆われているので、空気孔４７の上部から雨水等が機械室４３に侵入することが防止される。

以上説明した上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、ガスヒートポンプ式エンジンにより圧縮機２１を駆動するガスヒートポンプ式の空気調和装置１について説明したが、本発明に係る空気調和装置１はガスヒートポンプ式のエンジンにより駆動するものに限定されるものではない。
また、上記実施の形態では、蓄熱槽３４と熱交換パネル２２ａ、２２ｂに沿って長尺な空気孔４７を設ける構成としたが、空気孔４７の形状が限定されるものではなく、防水壁４８や防水カバー４９についても空気孔４７の形状に応じて適宜変更可能であるのは勿論である。

また、上記実施の形態では、室外熱交換器２２は２枚の熱交換パネル２２ａ、２２ｂを有し、蓄熱槽３４はこの２枚の熱交換パネル２２ａ、２２ｂの内側に配置される構成としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、室外熱交換器２２を構成する熱交換パネルは１枚であってもよいし、例えば、熱交換室４２の正面４５ａ側又は背面４５ｂ側にのみ設ける構成としてもよいのは勿論であるし、１枚の熱交換パネルをコの字状等に折り曲げて、その内部に蓄熱槽３４を配置する構成としてもよいし、コの字状に折り曲げた２枚の熱交換パネルを用いて、熱交換パネルの内部に略矩形状の送風空間を設け、この送風空間内に蓄熱槽３４を配置する構成としてもよい。この場合も、上記実施の形態と同様に、蓄熱槽３４の熱交換パネル（室外熱交換器２２）と対向する壁面を吹出口４６ａ、４６ｂに向かうに連れて、熱交換パネルから離間する方向に傾斜させることが好ましい。

本発明に係る空気調和装置の冷媒回路の一例を示す回路図である。 本発明に係る室外機の外観構成例を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 本発明に係る室外機の熱交換室の内部構成例を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 本発明に係る室外機の熱交換室の内部の空気の流れ等を示す側面図である。 本発明に係る空気孔、防水壁、防水カバーを示す斜視図である。

符号の説明

１ 空気調和装置
２ 室外機
６ 室内機
２１ 圧縮機
２２ 室外熱交換器
２３ 四方弁
２４ 送風機
２５ アキュムレータ
３２ 蓄熱コイル
３４ 蓄熱槽
３４ａ、３４ｂ 壁面
４０ （室外機の）筐体
４１ ドレンパン（仕切板）
４２ 熱交換室
４３ 機械室
４５ａ 正面（側面）
４５ｂ 背面（側面）
４６ 天面（上面）
４６ａ 吹出口
４７ 空気孔
４８ 防水壁
４９ 防水カバー
Ａ 送風空間

Claims (3)

1. 圧縮機、室外熱交換器、蓄熱コイルが設けられた蓄熱槽および室内熱交換器を有する冷媒回路を備えた空気調和装置において、
   筐体内に前記室外熱交換器が配置される熱交換室を備え、
   前記熱交換室は、空気の吸込口および吹出口と、前記吸込口から前記室外熱交換器を介して前記吹出口に向けて送風する送風機とを備え、
   前記室外熱交換器と前記吹出口との間に形成される送風空間内に前記蓄熱槽を備えること、
   を特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１記載の空気調和装置において、
   前記筐体は床置き式であって、筐体内を上下に仕切った上段に前記熱交換室が配置されており、
   前記熱交換室の少なくとも一の側面に前記吸込口が形成されるとともに、上面に前記吹出口が形成されており、
   前記室外熱交換器は前記吸込口が形成された側面に対向して配置され、
   前記蓄熱槽は前記室外熱交換器の内側に配置されるとともに、当該蓄熱槽の室外熱交換器と対向する壁面は吹出口側に向かうに連れて室外熱交換器から離間する方向に傾斜していること、
   を特徴とする空気調和装置。
3. 請求項２記載の空気調和装置において、
   前記筐体の下段は、前記圧縮機が配置される機械室を構成し、
   前記筐体内を上下に仕切る仕切板の上部には前記蓄熱槽が配置され、当該蓄熱槽が配置されていない仕切板の板部には、前記機械室の空気を前記熱交換室内に導入する空気孔と、この空気孔の周囲に立設して設けられる防水壁と、前記防水壁および前記空気孔の上部を覆う防水カバーとを備えていること、
   を特徴とする空気調和装置。

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