JP2015055455A - 室外機及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】環境面を考慮しつつ、安全性、信頼性、及び快適性の高い室外機及び空気調和機を得る。
【解決手段】底板１６を有し、少なくとも一部が金属で構成された筐体５０Ａと、筐体５０Ａの内部に設けられ、可燃性の冷媒を圧縮する圧縮機１と、筐体５０Ａの内部に設けられ、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器３と、底板１６の上面に設けられた電熱装置３２と、を備え、電熱装置３２の消費電力が２５０Ｗ以下である。
【選択図】図８

Description

本発明は、室外機及び空気調和機に関する。

従来の空気調和機においては、ＨＣＦＣ系のＲ２２冷媒又はＨＦＣ系のＲ４１０Ａ冷媒が用いられてきたが、オゾン層保護や地球温暖化を抑制する観点から、近年、ＨＦＣ系のＲ３２冷媒やＨＣ系のＲ２９０（プロパン）冷媒への代替化が注目されている。ＨＦＣ系のＲ３２冷媒やＨＣ系のＲ２９０（プロパン）冷媒は、大気放出による地球温暖化係数（以下、ＧＷＰ）がＲ２２、Ｒ４１０Ａ等と比べて非常に小さくなっていることが特徴である。

これらＲ３２冷媒、Ｒ２９０冷媒等は可燃性を有する冷媒であるため、安全性に対して十分に配慮して製品を設計する必要がある。また、Ｒ３２冷媒はＲ２９０冷媒に比べて可燃性は小さく、Ｒ２２、Ｒ４１０Ａの不燃性冷媒と比較的類似の製品設計が行えるが、可燃性を有するため、安全性を考慮して設計する必要がある。このため、可燃性冷媒を用いる場合には、安全性を向上するためにコストを投入する必要がある。

ここで一般に、空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、減圧器等を冷媒配管で接続した圧縮式冷凍サイクルを構成しており、冷媒として地球温暖化係数の小さい冷媒を用いることで、冷凍サイクルの特徴である高いエネルギー消費効率を活用し、使用時に加えて製品の廃棄時を含め、地球温暖化を抑制する試みが行われている。

ところで、寒冷地、降雪地域のように外気温度が低い環境下で暖房運転を行う場合には、暖房能力を高めた運転が継続されることで、室外熱交換器に着霜して熱交換性能が著しく低下する。このため、室外機に付着した霜を溶かす霜取り運転が定期的に行われる。しかしながら、外気温度が氷点下以下である場合には、霜取り時のドレン水が、室外機底板の排水口を通じて外部に排水される前に凍結し、排水を正常に行えない場合がある。また、暖房能力を高めた運転を続けると、霜取り時のドレン水の量も多くなる傾向がある。

このような状態が長時間繰り返されると、ドレン水が凍結する範囲が拡大し、凍結したドレン水が室外熱交換器の下部を覆う。さらに進行すると、室外熱交換器下部のドレン水が凍る際の体積膨張作用で冷媒配管が破損し、冷媒漏れが生じる可能性がある。このため、寒冷地や降雪地域のように外気温度が低い地域においては、外気温度が低い空気調和機の普及率が低く、地球温暖化を促進する燃焼系暖房機器が使用される傾向があった。

従来、室外機の底板の凍結を抑制するために、底板に電熱装置を設けた空気調和機の室外機が提案されていた（例えば特許文献１）。

特開２０１１−５２９４１号公報（第６頁、図１）

しかしながら、特許文献１記載の空気調和機に可燃性冷媒を用いた場合には、何らかの要因で冷媒が漏れたとき、電熱装置が発火源になり冷媒に引火する可能性がある。特に、冷媒は空気より重いため、室外熱交換器の冷媒配管が破損した場合には、冷媒が電熱装置を収納している箇所に滞留する可能性がある。そして、このような状態で電熱装置に通電すると、冷媒が可燃温度に到達して発火する可能性がある。また、電熱装置は底板上に設けられているため、発火した場合に外部へ延焼しやすい。

ここで、電熱装置を板金で覆って電熱装置と室外熱交換器とを隔離することで、可燃性冷媒を用いた場合でも、電熱装置が発火源となることを抑制することが考えられる。しかしながら、電熱装置を板金で覆うと底板の凍結を抑制できなくなるため、別の安全対策が必要となる。

また、室外機が外部からのもらい火で焼損した場合には、仮に電熱装置が発火源ではなくとも、電熱装置が発火源になり冷媒が引火したことを疑われる心配がある。この場合は、室外機の焼損がもらい火に起因することを立証するのは極めて困難である。仮にこのような誤判定が行われると、製造業者の信頼は大きく損なわれ、また、損益の多大な悪化を招くことになりかねない。

このように、地球温暖化を抑制するために、ＧＷＰの低い可燃性を有した冷媒を用いた空気調和機を寒冷地を含めて広く普及させるとき、特に寒冷地や降雪地域で生じやすい室外熱交換器の凍結に起因して冷媒配管が破損し、可燃性冷媒が漏れる可能性がある。このため、地球温暖化係数の小さい可燃性冷媒を用いた空気調和機において、寒冷地や降雪地域でも十分使用できる暖房能力を確保すると共に、安全性や信頼性を高めることにより、空気調和機の寒冷地域、降雪地域への普及を促進し、地球温暖化を一層抑制することが求められていた。

本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、環境面を考慮しつつ、安全性、信頼性、及び快適性の高い室外機及び空気調和機を得ることを目的とする。

本発明に係る室外機は、底板を有し、少なくとも一部が金属で構成された筐体と、前記筐体の内部に設けられ、可燃性の冷媒を圧縮する圧縮機と、前記筐体の内部に設けられ、前記冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、前記底板の上面に設けられた電熱装置と、を備え、前記電熱装置の消費電力が２５０Ｗ以下である。

本発明に係る空気調和機は、室内機と、本発明の室外機と、前記室内機と前記室外機とを接続する冷媒配管と、を備えたものである。

本発明によれば、電熱装置を備えているため、ドレン水の凍結を抑制することができ、電熱装置のヒータ容量が２５０Ｗ以下であるため、仮に可燃性冷媒が漏れた場合でも、電熱装置が発火源になることを抑制できる。したがって、環境面を考慮しつつ、安全性、信頼性、及び快適性の高い室外機及び空気調和機を得ることができる。

実施の形態に係る空気調和機１００の構成を示す図である。 実施の形態に係る空気調和機１００の冷房運転時の冷凍サイクルを示す図である。 実施の形態に係る空気調和機１００の暖房運転時の冷凍サイクルを示す図である。 実施の形態に係る空気調和機１００の室外機５０の分解斜視図である。 実施の形態に係る空気調和機１００の電気品箱１８の内部を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る空気調和機１００の底板１６を示す斜視図である。 実施の形態に係る空気調和機１００の底板１６に電熱装置３２を示す斜視図である。 実施の形態に係る空気調和機１００の室外熱交換器３及び底板１６を示す斜視図である。 実施の形態に係る空気調和機１００のフード３３の斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

本発明は、冷媒圧縮サイクルを有し、圧縮機の回転数をインバータ制御による能力可変可能な空気調和機１００を例に挙げて説明する。図１は実施の形態に係る空気調和機１００の構成を示す図である。

図１に示されるように、空気調和機１００は、可燃性の冷媒を圧縮する圧縮機１と、冷媒流路を切り替える四方弁２と、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器３と、減圧装置４と、室内熱交換器５と、室内送風機６と、室外送風機７と、室温センサ９と、室内側制御装置１１と、室外側制御装置１２と、受光基板１３と、室外熱交換器側温度センサ４３，５３と、室内熱交換器側温度センサ４５，５５と、を備える。

室外熱交換器側温度センサ４３は室外熱交換器３の内部に設けられ、室外熱交換器側温度センサ５３は室外熱交換器３の減圧装置４側に設けられる。室内熱交換器側温度センサ４５は室内熱交換器５の内部に設けられ、室内熱交換器側温度センサ５５は室内熱交換器５の減圧装置４側に設けられる。

空気調和機１００の冷媒圧縮サイクルは、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、減圧装置４、室内熱交換器５を順次接続することで構成される。室外熱交換器３に対応して室外送風機７が設けられる。また、室内熱交換器５に対応して室内送風機６が設けられる。室外送風機７が運転されると、風が、室外機５０の背面側から前面側に向かって流れて室外熱交換器３を通過する。

本実施の形態では、例えば、ＨＦＣ冷媒であるＲ３２が用いられる。また、本発明の空気調和機１００は、ＪＩＳＣ９６１２の測定条件で、定格冷房能力は４．０ｋＷであり、定格暖房標準能力は５．０ｋＷであり、定格暖房低温能力は、６．７ｋＷである。

室温センサ９は、室内の温度を検知するセンサである。受光基板１３は、外部操作リモコン１０から出力された信号を室内側制御装置１１に伝えるための部材である。外部操作リモコン１０は、例えば複数の操作部（図示省略）を備え、操作された操作部に対応した温度設定に関する信号を出力する機器である。

室内側制御装置１１は、室温センサ９の検知温度と外部操作リモコン１０で設定された設定温度との差を算出することで建物負荷を検知するものである。室内側制御装置１１は、室内側に設けられ、受光基板１３と電気的に接続されている。室内側制御装置１１は、検知した建物負荷に応じて、圧縮機１の回転数を制御するための信号、四方弁２を制御するための信号、室外送風機７を制御するための信号、及び電熱装置３２を制御するための信号を室外側制御装置１２に出力する。また、室内側制御装置１１は、室内送風機６を制御する。

室外側制御装置１２には、室内側制御装置１１から出力された冷房運転、暖房運転等に関する情報が入力される。室外側制御装置１２は、室内側制御装置１１から出力された情報に基づいて、圧縮機１（圧縮機１の回転数）、四方弁２、室外送風機７、及び電熱装置３２（後述する）を制御する信号を出力する。

室内側制御装置１１及び室外側制御装置１２は、例えば、この機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア、又はマイコン若しくはＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアで構成される。

なお、圧縮機１の回転数を制御するインバータ制御装置及び室外送風機７を制御する室外送風機制御装置を設け、室外側制御装置１２が、インバータ制御装置に対して圧縮機１の回転数を制御するための情報を送信し、室外送風機制御装置に対して室外送風機７を制御するための情報を送信してもよい。また、室内送風機６を制御する室内送風機制御装置を設け、室内側制御装置１１が、室内送風機６に対して室内送風機６を制御するための情報を送信してもよい。

また、圧縮機１の回転数は、通常、最大１２０Ｈｚまで運転可能になっており、運転時の電流を検出することで最大１７Ａまで運転が可能になっている。運転時の電流が１７Ａを超える状態になった場合は、室外側制御装置１２は、圧縮機１の回転数を低下させるように圧縮機１を制御する。

図２は実施の形態に係る空気調和機１００の冷房運転時の冷凍サイクルを示す図である。図３は実施の形態に係る空気調和機１００の暖房運転時の冷凍サイクルを示す図である。図２，図３は、冷凍サイクル部分のみを抽出して示したものである。冷房運転時には、室外側制御装置１２は、室外熱交換器３を凝縮器として用い、室内熱交換器５を蒸発器として用いるように四方弁２を制御し、図２のように冷媒の流れを切り換える。一方、暖房運転時には、室外側制御装置１２は、室内熱交換器５を凝縮器として用い、室外熱交換器３を蒸発器として用いるように四方弁２を制御し、図３のように冷媒の流れを切り替える。

図４は実施の形態に係る空気調和機１００の室外機５０の分解斜視図である。図５は実施の形態に係る空気調和機１００の電気品箱１８の内部を示す分解斜視図である。
図４に示されるように、室外機５０の外郭は、底板１６、正面パネル１９、天面パネル２０、右側面パネル２１、及び背面パネル（図示省略）で構成され、これらを総称したものが筐体５０Ａである。筐体５０Ａは、その少なくとも一部が、例えば板金で構成される。底板１６の構成については後述する。

正面パネル１９は、例えばＬ字形状のパネルであり、室外機５０の外郭の前面側及び左側面側を構成している。正面パネル１９には、例えば円形状の正面吹出口１９ａが形成されている。正面吹出口１９ａは、室外送風機７を運転することで室外機５０の内部に取り込まれた風を、室外機５０の外部に排出するための開口部である。正面吹出口１９ａには、格子状のグリル２２が取り付けられる。

右側面パネル２１には、電気品箱１８の端子台部分に配線を接続するための開口部２１ａが形成されている。右側面パネル２１には、開口部２１ａを塞ぐように遮蔽金属板２８が取り付けられる。配管化粧カバー２３は、遮蔽金属板２８を覆う部材であり、例えば難燃材の樹脂で構成される。このようにして、電気部品は製品外部に対して全方向において不燃材である板金部品によって遮蔽される構造となる。

グリル２２は、例えば、鉄線を基材として縦横の線材を溶接して格子状に組み立て、樹脂コーティングを施したグリルで構成される。このため、グリル２２を難燃性の樹脂製のもので構成した場合と比較して、外部からのもらい火による延焼対策を強化することができる。

室外機５０の内部には仕切板１７が設けられる。仕切板１７が設けられることで、室外機５０内部が区画され、送風機室６０及び機械室７０が形成される。送風機室６０には、室外送風機７が設けられる。機械室７０には、圧縮機１、四方弁２、及び減圧装置４等が設けられる。仕切板１７の上部には、機械室７０と送風機室６０の両方に跨って電気品箱１８が設置されている。室外送風機７の背面側には、室外熱交換器３が設置されている。圧縮機１は、底板１６の上に搭載される。四方弁２及び減圧装置４は、圧縮機１の周辺に配設される。

図５に示されるように、電気品箱１８は、各種電気品等を収容するものであり、例えば室外側制御装置１２及びヒートシンク２７を収容している。ヒートシンク２７は、例えばアルミ製のものであり、室外側制御装置１２に取り付けられている。ヒートシンク２７は、下面カバー２６に開口する穴部（図示省略）に内部から貫通し、送風機室６０側に直接露出している。

電気品箱１８は、送風機室６０側においては、天面カバー２５及び下面カバー２６で覆われている。電気品箱１８は、機械室７０側においては、正面パネル１９、天面パネル２０、及び右側面パネル２１で覆われている。

以下に、空気調和機１００の暖房運転時の動作について説明する。
空気調和機１００が暖房運転を行うと、室外熱交換器３は蒸発器として機能し、このとき、冷媒は低圧となり室外熱交換器３の温度が低下する。室外送風機７により送り込まれた空気は室外熱交換器３で冷却され、結露水が室外熱交換器３に付着する。

外気温度が約５℃以下になると、室外熱交換器３の温度は負になるため、室外熱交換器３に付着した結露水は氷結して霜となり、室外熱交換器３は着霜状態になる。この状態で暖房運転を継続すると、室外熱交換器３が霜で充満し、熱交換性能（暖房運転時は蒸発性能）が著しく低下する。

室外側制御装置１２は、例えば、低外気温度条件で暖房運転を約４５分運転した後に、室外熱交換器３に付着した霜を溶かすために、霜取り運転を行う。なお、室外側制御装置１２は、室外熱交換器側温度センサ５３（図１）が、例えば外気温度が−３℃以下であると検出したときに、低外気温度条件であると判断する。

なお、本実施の形態においては、室外側制御装置１２が、四方弁２を冷房運転側に切り換えることで、図２のように圧縮機１からの熱を室外熱交換器３に送り込み、霜取り運転を行うリバース方式を用いている。

以下に、霜取り運転時に発生するドレン水の排水経路について説明する。
まず、室外側制御装置１２は、低外気温度で暖房運転を行った後、四方弁２を冷房運転側に切り換え、室外熱交換器３のアルミフィンに付着した霜を溶かす。なお、霜取り運転が行われている間、暖房運転が行われていないため、室内送風機６及び室外送風機７は停止している。

この状態で圧縮機１の運転を行うと、冷媒は、圧縮機１で圧縮されて高温状態及び高圧状態となることで熱量が高まり、室外熱交換器３に付着した霜を溶かす。ここで、室外熱交換器３のアルミフィンには、浸水コーティングが施され、底板１６には、排水口３０に向かう一定の勾配が形成されている。このため、霜が溶けて発生した水は、室外熱交換器３のアルミフィンの表面を伝わり、室外熱交換器３の下部から室外機５０の底板１６へ導かれ、排水口３０を通って室外機５０の外へ排出される。

室外側制御装置１２は、室外熱交換器３の管温センサ３１が３℃以上上昇すると、霜取り運転は完了したと判断し、霜取り運転を終了させる。霜取り運転は、着霜量にもよるが、通常約３〜５分程度で終了する。室外側制御装置１２は、霜取り運転の終了後、四方弁２を再び暖房運転側に切り換え、図３に示されるような暖房運転を行う。

ここで、外気温度が頻繁に０℃以下となる寒冷地域においては、霜取り運転で発生したドレン水は、室外熱交換器３の下部から底板１６の排水口３０に至る間に凍結し、排水不良になる場合がある。この状態で霜取り運転が繰り返されると、ドレン水が凍結して生成された氷が、室外熱交換器３の下部から底板１６に堆積する。そして最終的には、ドレン水が凍結して生成された氷が、室外熱交換器３の下部の冷媒配管部分に形成され、この氷が、室外熱交換器３の下部数センチを覆うこととなる。

このような状態で霜取り運転を行うと、冷媒配管の周囲の氷のみが融解し、室外熱交換器３の下部を覆った氷全体は融けない。このため、配管周囲の狭い範囲で氷から水、水から氷になることが繰り返されて、冷媒配管は、水から氷になるときの体積膨張作用により押しつぶされ、最終的には破損する。

冷媒配管が破損すると、冷媒回路に封入されていた可燃性冷媒が大気に放出される。大気に放出された可燃性冷媒は、可燃濃度の状態で周囲に発火源があると燃焼する場合がある。このため、寒冷地域で空気調和機を運転することは、安全面で問題がある。

特に家庭用の空気調和機（エアコン）の場合は、販売先や据付先を制限することが難しく、寒冷地では使用しないように制限することができないために、可燃性冷媒を用いた空気調和機を広く普及させることが難しい。そこで、霜取り運転を行うことで生じるドレン水の凍結を抑制するために、本実施の形態においては、図７以降で説明するような電熱装置３２を用いる。

図６は実施の形態に係る空気調和機１００の底板１６を示す斜視図である。図７は実施の形態に係る空気調和機１００の底板１６に電熱装置３２を示す斜視図である。図８は実施の形態に係る空気調和機１００の室外熱交換器３及び底板１６を示す斜視図である。

図６に示されるように、底板１６には排水口３０が形成されている。図７，図８に示されるように、底板１６の上面には電熱装置３２が設けられている。電熱装置３２は、室外熱交換器３を沿わすようにＵ字に屈曲して設けられている。このため、電熱装置３２の全長は室外熱交換器３の長さ以上となるように設計されることが望ましい。電熱装置３２は、ドレン水の凍結を抑制するためのものであり、例えば、比較的ヒータ容量の小さいシーズヒータで構成される。このように、電熱装置３２を設けることで、ドレン水が凍結して生成された氷が、底板１６から排水口３０に至る経路に形成されることがなくなる。

なお、ドレン水が室外熱交換器３の下部で凍結しないように、室外熱交換器３から５ｃｍ以内の範囲に電熱装置３２を設けることが望ましい。また、電熱装置３２の長さは、室外熱交換器３の長さの１／２以上に構成することが望ましい。これにより、室外熱交換器３の下部の凍結を一層抑制することができる。

暖房運転時に霜取り運転を行い、室外熱交換器側温度センサ５３が低外気温度であると検知すると、室外側制御装置１２は、霜取り運転を含む暖房運転時において、電熱装置３２に通電させる。外気温度が約３℃以下になった場合に霜取り運転を行うため、電熱装置３２に通電する時間が限定され、使用者の電力消費量を抑制することができる。また、外気温度が高い状態からの温度上昇による電熱装置３２の過熱を抑制することができる。

また、電熱装置３２の通電率が低くなるため、異常時の冷媒漏れ時に発火源となる可能性を抑えることができる。さらに、特に微燃性の冷媒の場合は、室外送風機７が回転すると、室外熱交換器３から漏れた冷媒は外部に拡散するため、冷媒が可燃濃度に達することは少なく、冷媒が滞留している可能性が高い状態は、室外送風機７が停止した状態が継続する空気調和機１００の停止時である。同様な条件として、空気調和機１００の据付時に、据付作業者がサービス用の冷媒ボンベを用いて、冷媒を追加で封入するような場合など、誤って冷媒を漏らした場合も考えられる。

このような状況を考慮して、室外側制御装置１２は、空気調和機１００の運転を開始し、室外送風機７が一定時間運転した後に電熱装置３２の通電を行うように制御する。ここで、一定時間は例えば１０秒である。

なお、本実施の形態では、電熱装置３２として、比較的ヒータ容量の小さい、消費電力２５０Ｗ以下のものを用いている。そして、電熱装置３２の異常時を想定し、室外熱交換器３の下部に沿わすように、消費電力２５０Ｗの電熱装置３２を配置し、底板１６の温度上昇に関する試験を行ったところ、底板１６の上昇温度の上限は２００℃以下であった。

ここで、空気調和機１００で用いられるＲ３２冷媒の場合の発火温度は、７００℃以上の熱エネルギーが必要である。また、その他プロパンの場合の発火点は約４３０℃である。また、仮に室外機５０の内部に木材等が混入した場合を想定すると、木材の発火温度は約２６０℃である。

このように、消費電力２５０Ｗの電熱装置３２を用いたとき、室外機５０の底部の温度は約２００℃以下となる。このため、Ｒ３２冷媒を用いたり、室外機５０の内部に木材等が混入した場合であっても、電熱装置３２が発火源となることを抑制できる。すなわち、消費電力２５０Ｗの電熱装置３２は、十分に安全性を備えているといえる。

また、電熱装置３２としてシーズヒータを用いることで、形状をある程度自由に屈曲することができ、形状が固定されて指定した位置への収納性が高まり、空気調和機１００の生産性を高めることができる。

次に、暖房能力について説明する。様々な暖房機器は、空気調和機も含めて定格能力に応じて適用する部屋の広さを選定する。例えば燃焼暖房機の場合は、外気に影響されずに暖房能力を発揮できるが、冷凍サイクルを用いた空気調和機は、室外の空気の熱を室内に運ぶヒートポンプ方式であるため、原理的に外気温が低くなるほど最大に発揮できる機器の能力は低下する。このため、空気調和機は、特に寒冷地域において普及しない。しかしながら、可燃性冷媒を用いた空気調和機１００を広い地域で展開することが可能になれば、燃焼暖房機に代わる暖房装置として活用され、地球温暖化の抑制に大きく貢献することができる。そのためには、暖房能力は寒冷地までも含めた能力設定が必要となる。

近年、回転数制御形（インバータ駆動式）の圧縮機を用いることで、暖房能力については定格能力以上の最大能力を発揮できるようになっている。このため、外気温度による能力低下分を予め考慮し、最大暖房能力を設定することで、燃焼暖房機と同様に外気温度に左右されない、空気調和機を得ることができる。すなわち、寒冷地でも十分に使用可能な空気調和機を構成することができる。以下に、外気温度に左右されない空気調和機を構成するために必要な最大暖房能力について説明する。

外気温度−７℃以下となる時間は、日本国の全国平均気温を例に挙げると、暖房シーズンにおいて５％以下の発生時間であり、非常に少ない。これは、ＪＩＳＣ９６１２でも暖房極低温条件を−７℃と設定している理由でもある。また、国際規格でも暖房極低温条件を−７℃以下と設定している。これらを背景として、外気温度が−７℃まで定格暖房能力を発揮できる機器であれば、ほぼ外気温度に左右されない空気調和機であると言える。

また、ＪＩＳＣ９６１２（ルームエアコンディショナのＪＩＳ）では、定格暖房能力は外気温度７℃（暖房標準条件）で考えているが、圧縮機１の回転数や送風ファン回転数等がこの状態のままで外気温度が−７℃まで低下すると、定格暖房能力の６４％まで能力が低下するのが一般的である。したがって、外気７℃の暖房標準条件で、最大暖房能力が定格能力の約１．５６倍の尤度をもっていれば、寒冷地でも外気温度に左右されない空気調和機であると言える。

また、これと同様のことを、ＪＩＳＣ９６１２の測定条件である外気温度２℃における暖房低温能力で表現すると、暖房低温能力を、定格能力の約１．３倍に設定しておけばよい。このため、本発明の空気調和機の暖房低温能力は、定格能力の１．３倍以上に設定されている。したがって、空気調和機は、高い暖房能力を発揮することができる。

このように、可燃性冷媒を用いた空気調和機を広く寒冷地まで適用するためには、高い暖房能力を発揮する必要があるが、高い暖房能力を発揮するほど、霜取り運転時のドレン水量が増加し、低外気温時にドレン水が凍結して排出不良になりやすい。

これに対して、本実施の形態１に係る室外機５０は、底板１６を有し、少なくとも一部が金属で構成された筐体５０Ａと、筐体５０Ａの内部に設けられ、可燃性の冷媒を圧縮する圧縮機１と、筐体５０Ａの内部に設けられ、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器３と、底板１６の上面に設けられた電熱装置３２と、を備え、電熱装置３２の消費電力が２５０Ｗ以下である。このため、仮に可燃性冷媒が漏れた場合でも、電熱装置３２のヒータ容量を２５０Ｗ以下としているため、電熱装置３２が発火源になることを抑制できる。したがって、環境面を考慮しつつ、安全性、信頼性、及び快適性の高い室外機及び空気調和機を得ることができる。

また、電熱装置３２を設けることで、ドレン水の凍結を抑制することができる。また、筐体５０Ａの少なくとも一部を金属で構成することで、外郭部品を樹脂性で構成した場合に比べて、熱変形、樹脂劣化を加速する可能性を低減できる。また、後から発火原因を調査したときも、空気調和機１００自体から出火していないことを立証することが容易となる。特に、例えば外気温度が低い条件でも、外気湿度が低い場合に、ドレン水が底板１６に溜まらず、電熱装置３２の熱が、冷却されずに外郭部品に伝わるような場合に有効である。

また、電気品箱１８を金属製の仕切板で外部と遮蔽することで、空気調和機以外の外部からのもらい火で延焼した場合でも、室外機５０自体が全焼することを抑制することができる。このため、後から発火原因を調査するとき、空気調和機１００自体から出火していないことを立証することができる。

また、室外側制御装置１２は、空気調和機１００が起動して室外送風機７が回転し、堆積した冷媒を送風して外部に放出した後に、電熱装置３２を通電させる。このため、冷媒が高濃度に堆積し可燃濃度に達している可能性が高い空気調和機１００の起動時において、室外熱交換器３が破損して冷媒漏れが発生しても、電熱装置３２へ通電されていないために発火することがない。このため、発火を低減することができる。

なお、寒冷地、降雪地において、空気調和機を暖房機器として使用するための目安として、ＪＩＳＢ８６１５、ＪＩＳＣ９６１２で定める暖房極低温条件である外気温度−７℃において、外気温度７℃における、機器の定格暖房能力と同等の能力以上の能力を発揮するとよい。

例えば日本国では、外気温度が−７℃以下になる発生時間は、暖房シーズンで５％にも満たない。このため、外気温度−７℃の条件で機器の能力を保証する暖房定格能力以上が発揮できる機器であれば、寒冷地を含めて広い地域で使用できるといえる。また、これと同様の趣旨において、外気温度２℃における能力に代替すると、外気温度２℃における定格暖房低温能力は、外気温度７℃の定格暖房標準能力の１．３倍以上であればよい。

なお、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）系冷媒であるＲ２２、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒であるＲ４１０Ａの代替冷媒としては、例えば、地球温暖化係数が低く可燃性を有するＨＦＣ系冷媒のＲ３２（ジフルオロメタン）、ハイドロフルオロオレフィン系の冷媒（ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ等）、Ｒ３２とＨＦＯ系との混合冷媒がある。

これらの冷媒は、例えば可燃性を有するが微燃性の冷媒であり、例えばＨＣ系のＲ２９０（プロパン）などの冷媒に比べて、濃度が高く、且つ、着火エネルギーが高くないと発火しないため、従来のＲ２２冷媒やＲ４１０Ａ冷媒を用いた空気調和機に、一定の安全対策を施すことで、本発明と同様の機器構成を図ることができる。このため、投入コストを比較的抑えた安全対策を施すことができ、広く普及させることができる。

図９は、実施の形態に係る空気調和機１００のフード３３の斜視図である。なお、図９に示されるように、正面吹出口１９ａに防雪用のフード３３を設けてもよい。また、図示省略の背面パネルに形成される背面吸込口（図示省略）に防雪用のフードを設けてもよい。また、正面吹出口１９ａ及び背面吸込口の少なくともいずれかに防雪用のフードを設けるようにしてもよい。

このように、実施の形態に係る空気調和機１００は、特に降雪地域において降雪量が多い場合、正面吹出口１９ａから雪が進入して底板１６の凍結を加速することや、室外熱交換器３への着霜量が多くなって霜取り能力不足になることを抑制できる。すなわち、室外熱交換器３の凍結を抑制する耐力が高まる。したがって、電熱装置３２の効果をさらに高めることができる。

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外熱交換器、４ 減圧装置、５ 室内熱交換器、６ 室内送風機、７ 室外送風機、９ 室温センサ、１０ 外部操作リモコン、１１ 室内側制御装置、１２ 室外側制御装置、１３ 受光基板、１６ 底板、１７ 仕切板、１８ 電気品箱、１９ 正面パネル、１９ａ 正面吹出口、２０ 天面パネル、２１ 右側面パネル、２１ａ 開口部、２２ グリル、２３ 配管化粧カバー、２５ 天面カバー、２６ 下面カバー、２７ ヒートシンク、２８ 遮蔽金属板、３０ 排水口、３１ 管温センサ、３２ 電熱装置、３３ フード、４３，５３ 室外熱交換器側温度センサ、４５，５５ 室内熱交換器側温度センサ、５０ 室外機、５０Ａ 筐体、６０ 送風機室、７０ 機械室、１００ 空気調和機。

Claims (7)

1. 底板を有し、少なくとも一部が金属で構成された筐体と、
   前記筐体の内部に設けられ、可燃性の冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記筐体の内部に設けられ、前記冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器と、
   前記底板の上面に設けられた電熱装置と、を備え、
   前記電熱装置の消費電力が２５０Ｗ以下である
   ことを特徴とする室外機。
2. 前記筐体の内部には、金属で構成され、端子台及び電子基板を収納する電気品箱が設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載の室外機。
3. 室外送風機を備え、
   前記室外送風機の回転後に前記電熱装置への通電が行われる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の室外機。
4. 前記電熱装置はシーズヒータである
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の室外機。
5. 外気温度２℃における定格暖房低温能力は、外気温度７℃の定格暖房標準能力の１．３倍以上である
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の室外機。
6. 前記筐体の前面側には正面吹出口が形成され、
   前記筐体の背面側には背面吸込口が形成され、
   前記正面吹出口及び前記背面吸込口の少なくとも一方を覆うフードが設けられた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の室外機。
7. 室内機と、
   請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の室外機と、
   前記室内機と前記室外機とを接続する冷媒配管と、を備えた
   ことを特徴とする空気調和機。

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