JP2015218937A - 熱交換ユニット及び熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、熱交換ユニットの高さ方向の増大を抑制しつつ熱交換性能を向上させるとともに、複数台の熱交換ユニットを併設した場合でも空気熱交換器の通風への影響を抑制した熱交換ユニットを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の熱交換ユニットは、機械室と送風機と上下方向に配置された上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器を有する空気熱交換器とを備え、空気熱交換器は熱交換ユニットの一方の側面側に配置され、上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器は熱交換ユニット内側に向かって凹部を形成するように配置され、機械室は熱交換ユニットの他方の側面側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調用や産業用冷凍装置等の熱源機として使用される熱交換ユニットに関する。

空調用や産業用冷凍装置等の熱源機として使用される熱交換ユニットとして、例えば特許文献１がある。特許文献１に記載された熱交換ユニットは、両側面に空気熱交換器を設け、両側面を下方に向けて幅が縮小するように傾斜をつけ形成した熱交換室と、熱交換室の下面に連続して設けられ、両側面が下方に向けて幅が拡大するように傾斜して形成された機械室と、空気熱交換を通した空気を熱交換ユニット外に吹き出す３台の送風機から構成される。このような構造により筐体の両側面に空気吸込口を設けることができ、熱交換ユニットを複数台併設した場合でもユニット間にひし形状の空間が形成されるため、通風性が損なわれず熱交換性能の悪化を防止できる。また、保守・点検作業の作業スペースも形成することができるので、作業進行が容易になり作業性が良好となる。

特開２００７−１６３０１７号公報

しかしながら、特許文献１の熱交換ユニットでは、左右両面の熱交換器がユニット内側に凹形状に配置されるとともに機械室が熱交換器の下方に配置されるので、熱交換ユニットの高さが必要となり、上方向への設置スペースが必要となる。据え付け場所によっては、このような高さを有する熱交換ユニットの設置が許容されない場合もある。

本発明は、熱交換ユニットの高さ方向の増大を抑制しつつ熱交換性能を向上させるとともに、複数台の熱交換ユニットを併設した場合でも空気熱交換器の通風への影響を抑制した熱交換ユニットを提供することを課題とする。

本発明の熱交換ユニットは、機械室と送風機と上下方向に配置された上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器を有する空気熱交換器とを備え、空気熱交換器は熱交換ユニットの一方の側面側に配置され、上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器は熱交換ユニット内側に向かって凹部を形成するように配置され、機械室は熱交換ユニットの他方の側面側に配置される。

本発明によれば、熱交換ユニットの高さ方向の増大を抑制しつつ熱交換性能を向上させるとともに、複数台の熱交換ユニットを併設した場合でも空気熱交換器の通風への影響を抑制した熱交換ユニットを提供することができる。

熱交換ユニットを正面から見た断面模式図 熱交換ユニットの平面図 熱交換ユニットが適用される冷凍サイクル装置の構成図 直方体型熱交換ユニットを併設した場合に生じる問題を説明する平面図 併設した熱交換ユニットを示す平面図 併設した熱交換ユニットを示す平面図

本実施例の熱交換ユニットは、機械室と送風機と上下方向に配置された上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器を有する空気熱交換器とを備え、空気熱交換器は熱交換ユニットの一方の側面側に配置され、上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器は熱交換ユニット内側に向かって凹部を形成するように配置され、機械室は熱交換ユニットの他方の側面側に配置される。本実施例の熱交換ユニットでは、上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器は熱交換ユニット内側に向かって凹部を形成するように配置されるので、熱交換ユニット単体での熱交換性能を向上させることができるとともに複数台の熱交換ユニットを併設した場合でも空気熱交換器の通風への影響を抑制することができ、さらに、このような熱交換ユニットにおいて、空気熱交換器は熱交換ユニットの一方の側面側に配置され且つ機械室は熱交換ユニットの他方の側面側に配置されるので、熱交換ユニットの高さ方向の増大を抑制することができる。

以下、本実施例の熱交換ユニットを図面に基づいて説明する。本実施例の熱交換ユニットは、チリングユニットとして構成したもので、図１を参照して説明する。

図１において、本発明の熱交換ユニット１は、外部空気と熱交換する空気熱交換機２、冷凍サイクル機器を収納する機械室３、及び、熱交換器に空気を通風する送風機４を備える。また熱交換ユニット１は、図２の通り、上方から見た時に略正方形の構造となる。

空気熱交換器２はユニット本体１の片側面に上下に設置される。空気熱交換器２ａの上部、空気熱交換器２ｂの下部はそれぞれユニット外側に傾斜するように設置され、空気熱交換器２が熱交換ユニット内側に向かって凹形状を形成する。なお空気熱交換器２を設置する際、空気熱交換器２ａの下部面と空気熱交換器２ｂの上部面は一致していても相違していてもよい。また、空気熱交換器２は必ずしも傾斜させて設置しなければならないものではなく、空気熱交換器２の形状をＬ字型や扇型として互いの端面を合わせるように設置してもよいし、半月型の１つの空気熱交換器２を設置してもよく、空気熱交換器２の形状がユニット内側に向かって凹となる形状のすべてが許容される。

機械室３は機械室周辺全体を覆うカバーと圧縮機５等からなる冷凍サイクル構成機器を収納して構成する。送風機４は熱交換ユニット１の天井部分に設けられ、側面の空気熱交換器２から吸い込んだ空気を上方へ排出する。冷凍サイクル構成機器は圧縮機５、四方弁６、空気熱交換器２、冷媒を膨張させる膨張弁７、水と冷媒間の熱交換を行う水熱交換器８からなりこれらを順次冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、機械室３に組み込まれる。機械室３とユニット上部に設置している送風機４との間の空間には何も配置されていないため、背の高い機器の設置やユニット内部の高い位置に冷凍サイクル構成機器の設置が可能となり、冷凍サイクル構成機器の設置位置・配管レイアウトの自由度が大きくなる。

本実施例の熱交換ユニット１が適用される冷凍サイクル装置の一例を図３に示す冷凍サイクル構成図で説明する。

図３において、５はスクリュー圧縮機やスクロール圧縮機などで構成された圧縮機、６は圧縮機５から吐出された圧縮冷媒ガスを空気熱交換器２又は水熱交換器８への流路を切り替える四方弁、７は電磁膨張弁やキャピラリーチューブなどで構成されて減圧器である。水熱交換器８は室内ユニットなどから循環供給される冷水又は温水を冷却又は加熱する。

まず、冷房運転について説明する。冷房運転時には冷媒が実線矢印のように流れる。圧縮機５から吐出された圧縮冷媒ガスは四方弁６により、空気熱交換器２に流れて外部空気と熱交換することにより凝縮し、減圧器７で減圧膨張された後、水熱交換器８に流入する。水熱交換器８では空調ユニットなどの室内ユニットから循環共有される水(冷水)と減圧された冷媒とが熱交換し、水は冷却されて室内ユニットに戻され、空調などを行う。また、冷媒は水熱交換器８に供給される水から熱を奪って蒸発し、四方弁６を経由して圧縮機５の吸込側に吸入される。

暖房運転時には冷媒は破線矢印のように流れる。圧縮機５から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方弁６により水熱交換器８に流れて、水熱交換器８に循環供給される水(温水)を加熱すると共に、自らは凝縮する。水熱交換器８で凝縮した冷媒は減圧器７で減圧膨張された後、空気熱交換器２に流入し、外部空気と熱交換して蒸発する。この蒸発した冷媒はその後四方弁６を経由して圧縮機５の吸込側に吸収されるという冷凍サイクルを構成する。

本実施例では水熱交換器８に水が供給されるものとして説明したが、水の代わりにブラインを使用してもよい。

次に、熱交換ユニット１の設置について図４を参照して説明する。熱交換ユニット１は片側面に空気熱交換器２を凹形状に設置しているので、外壁と近接しても略三角形状の空間９が形成され、空気吸込口が外壁によって通風性を損なうことがない。そのため熱交換ユニット１を外壁と近接して設置することが可能となり、設置場所の選定に制限を受けることがない。また、複数台の熱交換ユニット１を側面が隣接するように併設しても外壁と近接した場合と同様に各熱交換ユニット間に略三角形状の空間１０が形成されるため通風性を損なうことなく設置することが可能となる。これにより複数台併設する場合の占有設置面積を小さくすることができる。さらに本熱交換ユニット１は上方から見た場合に略正方形となる構造となっているため、図５のように設置場所に既設物１１があり、直方体型ユニット１２では複数台設置が困難な場所でも、本熱交換ユニット１は図６のように限られた設置スペースに複数台の併設設置が可能となる。

本実施例はチリングユニットを構成したが、空気調和装置、ヒートポンプ給湯装置、さらには冷蔵、冷凍装置等を構成してもよい。

以上、本発明の公的な実施例を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

１…熱交換ユニット、２…空気熱交換器、２ａ…上側空気熱交換器、２ｂ…下側空気熱交換器、３…機械室、４…送風機、５…圧縮機、６…四方弁、７…膨張弁、８…水熱交換器、９…外壁とユニット間の通風空間、１０…ユニットとユニット間の通風空間、１１…既設物、１２…直方体型熱交換ユニット

Claims (4)

1. 機械室と、送風機と、上下方向に配置された上側空気熱交換器及び下側空気熱交換器を有する空気熱交換器と、を備えた熱交換ユニットにおいて、
   前記空気熱交換器は前記熱交換ユニットの一方の側面側に配置され、
   前記上側空気熱交換器及び前記下側空気熱交換器は前記熱交換ユニット内側に向かって凹部を形成するように配置され、
   前記機械室は前記熱交換ユニットの他方の側面側に配置されたことを特徴とする熱交換ユニット。
2. 請求項１において、前記上側空気熱交換器の上端が外側に下端が内側に向かうように配置され、前記上側空気熱交換器の上端が内側に下端が外側に向かうように配置されたことを特徴とする熱交換ユニット。
3. 請求項１又は２において、上方から見た際の形状が略正方形であることを特徴とする熱交換ユニット。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の熱交換ユニットの一方の側面と請求項１乃至３の何れかに記載の熱交換ユニットの他方の側面とを隣接して配置したことを特徴とする熱交換ユニット。