JP2016211760A

JP2016211760A - 空気調和機の室外機

Info

Publication number: JP2016211760A
Application number: JP2015093105A
Authority: JP
Inventors: 誠新居; Makoto Arai; 貴宏渡邉; Takahiro Watanabe
Original assignee: Murakumo Corp
Current assignee: Murakumo Corp
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-12-15

Abstract

【課題】屋外に情報処理装置を設置する場合の設置場所の確保を容易にし、更に情報処理装置の冷却を効率的に行える空気調和機の室外機を提供する。
【解決手段】空気調和機１の室外機２０に、圧縮機２１と、冷媒と外気の間での熱交換を促進する熱交換器２２と、膨張弁２３と、情報処理装置３０を格納可能な格納容器２５と、配管のうち、室内機１０または熱交換器２２から圧縮機２１に導入される直前の冷媒が通過する箇所であって、格納容器２５に接して、または格納容器２５の近傍に設けられた、情報処理装置冷却部２６と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の室外機に関する。

従来、空気調和機において、室外機の電装品を冷却するための技術が種々提案されている（特許文献１および２を参照）。

また、空気調和機の室内機と室外機とを繋ぐ複合管に通信路を内包する技術（特許文献３を参照）や、空気調和機の室外機にアンテナを設け、当該アンテナによって受信された情報を室内機へ送信する技術（特許文献４および５を参照）等が提案されている。

特開平１０−２４６４７２号公報特開２０１２−１３７２２９号公報特開２００７−１３４９１４号公報特開２００５−００９６８６号公報特開２００２−０１３７６１号公報

従来、携帯電話網の通信に用いられる基地局等、その用途から、屋外に設置されることが好ましい情報処理装置がある。しかし、情報処理装置を屋外に設置する場合には、電柱や建造物等に専用の設置場所を確保する必要がある。また、情報処理装置を屋外に設置する場合、情報処理装置内の温度が太陽光や外気等の影響を受け易くなるため、情報処理装置とは別に、当該情報処理装置を効果的に冷却する設備が必要である。

本発明は、上記した問題に鑑み、屋外に情報処理装置を設置する場合の設置場所の確保を容易にし、更に情報処理装置の冷却を効率的に行うことを課題とする。

本発明は、上記した課題を解決するために、以下の手段を採用した。即ち、本開示の一例は、少なくとも冷房運転または暖房運転の何れかが可能な空気調和機の室外機であって、該空気調和機の室内機に配管を介して接続された圧縮機と、前記圧縮機に配管を介して接続され、該配管内の冷媒と外気の間での熱交換を促進する熱交換器と、前記熱交換器と前記室内機とを繋ぐ配管の途中に設けられた膨張弁と、情報処理装置を格納可能な格納容器と、前記配管のうち、前記室内機または前記熱交換器から前記圧縮機に導入される直前の前記冷媒が通過する箇所であって、前記格納容器に接して、または該格納容器の近傍に設けられた、情報処理装置冷却部と、を備える室外機である。

本発明によれば、屋外に情報処理装置を設置する場合の設置場所の確保を容易にし、更に情報処理装置の冷却を効率的に行うことが可能となる。

実施形態に係る空気調和機の概略を示す図である。実施形態に係る空気調和機が暖房運転を行う場合の、冷媒の流れを示す図である。実施形態に係る空気調和機のバリエーションを示す図である。

以下、本開示に係る空気調和機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。但し、以下に説明する実施の形態は例示であって、本開示に係る空気調和機を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。実施にあたっては、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用され、また、種々の改良や変形が行われてよい。

＜システム構成＞
図１は、本実施形態に係る空気調和機１の概略を示す図である。本実施形態に係る空気調和機１は、冷房運転と暖房運転とを切り替え可能な空気調和機１であり、室内空気と冷媒との間での熱交換を行うための室内機１０と、外気と冷媒との間での熱交換を行うための室外機２０と、室内機１０と室外機２０とを繋ぐ複合管２９と、を備える。複合管２９は、室外機２０と室内機１０との間で冷媒を循環させるための流路としての配管を内包する。なお、本開示に係る技術を適用可能な空気調和機は、冷房運転および暖房運転の双方が可能なものに限定されない。本開示に係る技術は、冷房装置および暖房装置の何れにも適用可能である。

室外機２０は、圧縮機２１、熱交換器２２、膨張弁２３、切替部（四方弁）２４、格納容器２５および情報処理装置冷却部２６を備える。

圧縮機２１は、空気調和機１の室内機１０に配管を介して接続されており、導入された冷媒を断熱圧縮することで、冷媒の温度を、一般的な室温または外気温よりも大幅に高い温度（例えば、摂氏８０度）とする。以下、説明を簡単にするため、圧縮機２１による圧縮直後の冷媒の温度を、単に「高温」と称する。

熱交換器２２は、圧縮機２１に配管を介して接続され、冷媒と外気の間での熱交換を促進する。本実施形態において、熱交換器２２は、コイル状の形状を有する配管（室外コイル）および当該配管に設けられたフィンを有するラジエーターと、当該コイルの周囲を外気が通過するように送風を行う送風機とを備える。但し、熱交換器２２の具体的な構成は本実施形態に係る開示に限定されない。

膨張弁２３は、熱交換器２２と室内機１０とを繋ぐ配管の途中に設けられ、通過する冷媒を断熱膨張させることで、冷媒の温度を、一般的な室温または外気温より低い温度（例えば、摂氏−１０度）とする。以下、説明を簡単にするため、膨張弁２３による膨張直後の冷媒の温度を、単に「低温」と称する。

切替部２４は、配管の途中に設けられ、冷媒の行先を切り替え可能な四方弁である。但し、切替部２４として採用可能な機構は、四方弁に限定されない。本実施形態では、四方弁を用いて、室内機１０からの戻り冷媒を圧縮機２１に導入し、圧縮機２１からの圧縮冷媒を熱交換器２２に導く冷房運転モードと、熱交換器２２からの冷媒を圧縮機２１に導入し、圧縮機２１からの圧縮冷媒を室内機１０に導く暖房運転モードと、を切り替え可能である。

格納容器２５は、情報処理装置が着脱可能に格納される容器である。本実施形態では、情報処理装置として、携帯電話網の通信に用いられる基地局モジュール３０が格納される例について説明する。基地局モジュール（情報処理装置）３０が着脱可能であるため、本開示に係る技術によれば、基地局モジュール３０のモジュール性を高め、設置時またはメンテナンス時の作業を容易にすることが出来る。また、格納容器２５の上面には、扉が設けられており、基地局の通常の運用時には閉じられている。扉は、基地局のメンテナンスを行う際に開放されることで、基地局モジュール３０が格納される格納容器２５内部へのアクセスを可能とする。また、扉は、閉じられることで格納容器２５内部の防塵性および耐候性を高め、格納容器２５内部への風雨等の侵入による基地局モジュール３０の故障を防ぐ。

情報処理装置冷却部２６は、格納容器２５を取り囲むラジエーター（例えば、コイル状の配管）を有することで、格納容器２５に格納された基地局モジュール３０を冷却する。ここで、情報処理装置冷却部２６は、配管のうち、冷房運転モードにおいて室内機１０からの戻り冷媒が通過し、且つ暖房運転モードにおいて熱交換器２２からの冷媒が通過する箇所に設けられる。

このようにすることで、冷房運転モードにおいては、室内の空気との熱交換後で温度が上昇しているものの、基地局モジュール３０等の情報処理装置を冷却するためには十分に低い温度（例えば、摂氏１０度）の冷媒を用いて基地局モジュール３０を冷却することが出来、また、暖房運転モードにおいては、外気との熱交換後で温度が上昇しているものの、情報処理装置を冷却するためには十分に低い温度（例えば、摂氏１０度）の冷媒を用いて基地局モジュール３０を冷却することが出来る。

但し、情報処理装置冷却部２６は、配管のうち、室内機１０または熱交換器２２から圧縮機２１に導入される直前の冷媒が通過する箇所であって、格納容器２５に接して、または格納容器２５の近傍に設けられていればよく、具体的な配置は、本実施形態に示した例に限定されない。また、情報処理装置冷却部２６は、格納容器２５に格納される情報処理装置と冷媒との間での熱交換を促進する形状を有していればよく、具体的な形状は、本実施形態に示した例に限定されない。

また、室外機２０の格納容器２５には、携帯電話網における通信に用いられる基地局モジュール３０が格納される。本実施形態に係る基地局は、基地局モジュール（情報処理装置）３０、アンテナ３１、アンテナ用配線３２、通信線３３および電源線３４を備える。

基地局モジュール３０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、および補助記憶装置等の熱源（図示は省略する）、通信線接続インターフェースおよびアンテナ接続インターフェースを備える情報処理装置（コンピュータ）であり、格納容器２５に格納される。

アンテナ３１は、アンテナ用配線３２およびアンテナ接続インターフェースを介して基地局モジュール３０に接続されており、基地局モジュール３０によって処理される信号の送受信に用いられる。また、信号の送受信の効率を向上させるため、アンテナ３１は、格納容器２５の外、室外機２０上部に設けられる。

また、基地局モジュール３０は、通信線３３を介して屋内の通信設備（ブロードバンドルーター等）４０に接続されている。更に、基地局モジュール３０は、電源線３４を介して電源５０に接続されている。

室外機２０と室内機１０との間の配管、通信線３３および電源線３４は、複合管２９に内包される。複合管２９は、家屋壁に設けられた空気調和機１設置用の孔に通され、室外機２０は、この複合管２９を介して、室内機１０、屋内の通信設備４０、および電源５０に接続される。

＜基地局モジュールの冷却＞
次に、本実施形態における、空気調和機１の運転時における、基地局モジュール３０が冷却される際の冷媒の流れを説明する。

図１における矢印は、本実施形態に係る空気調和機１が冷房運転を行う場合の、冷媒の流れを示している。冷房運転において、圧縮機２１を通った冷媒の温度は、断熱圧縮によって「高温」（一般的な外気温よりも大幅に高い温度）まで上昇する。そして、断熱圧縮された冷媒は、熱交換器２２を通過する間に、外気によって冷却される。外気によって冷却された冷媒は、膨張弁２３を通過する際に断熱膨張し、温度が「低温」（一般的な室温より低い温度）まで下がる。その後、断熱膨張した冷媒は室内機１０へ導入されて室内の空気を冷却し、再び室外機２０へ送られる。

ここで、本開示に係る室外機２０において、室外機２０へ戻った冷媒は、圧縮機２１に入る前に、情報処理装置冷却部２６を通過する。即ち、本開示に係る室外機２０では、冷房運転において室内機１０から戻った冷媒が基地局モジュール３０を冷却する。冷房運転において室内機１０から戻った冷媒の温度は、室内の空気の冷却に用いられているため、膨張弁２３の通過直後に比べて上昇しているが、基地局モジュール３０の冷却に用いるには、十分に低い温度である。

図２は、本実施形態に係る空気調和機１が暖房運転を行う場合の、冷媒の流れを示す図である。図中の矢印は、冷媒の流れる方向を示す。暖房運転において、圧縮機２１を通った冷媒の温度は、断熱圧縮によって「高温」（一般的な室温よりも高い温度）まで上昇する。そして、断熱圧縮された冷媒は、室内機１０へ導入されて室内の空気を温め、再び室外機２０へ送られる。室内機１０から戻った冷媒は、膨張弁２３を通過する際に断熱膨張し、温度が「低温」（一般的な外気温より低い温度）まで下がる。その後、断熱膨張した冷媒は、熱交換器２２を通過する間に、外気によって温められる。

ここで、本開示に係る室外機２０において、外気によって温められた冷媒は、圧縮機２１に入る前に、情報処理装置冷却部２６を通過する。即ち、本開示に係る室外機２０では、膨張弁２３で冷却後、外気によって温度上昇した冷媒が基地局モジュール３０を冷却する。暖房運転において熱交換器２２から戻った冷媒の温度は、外気によって温められているため、膨張弁２３の通過直後に比べて上昇しているが、基地局モジュール３０の冷却に用いるには、十分に低い温度である。

＜バリエーション＞
上記説明した実施形態では、基地局モジュール３０等の情報処理装置に接続される通信設備４０および電源５０が、室内機１０とは異なる装置として提供される例について説明したが、室外機２０に格納される情報処理装置３０は、通信設備および商用電源を、室内機１０と共有してもよい。

図３は、本実施形態に係る空気調和機のバリエーションを示す図である。図３に示す空気調和機１Ｂでは、室外機２０に格納される情報処理装置３０は、室内機１０Ｂが内蔵する通信設備４０Ｂに接続され、また、室内機１０Ｂの電源５０Ｂから電力の供給を受ける。このようにすることで、近年普及しているインターネット家電のような機能を室内機１０Ｂが備える場合に、情報処理装置３０は、通信線３３を複合管２９の外に引き出すことなく、室内機１０Ｂの通信機能を利用することが出来る。また、情報処理装置３０は、電源線３４を複合管２９の外に引き出すことなく、電力の供給を受けることが出来る。

＜効果＞
本実施形態によれば、屋外に基地局モジュール３０等の情報処理装置を設置する場合の設置場所の確保を容易にし、更に情報処理装置の冷却を効率的に行うことが可能となる。

また、屋外に基地局モジュール３０等の情報処理装置を設置する場合に、室外機２０の工事と同時に設置することで、室外機２０の配管と併せて通信線３３および電力線を配線することが可能となり、設置が容易となる。

１空気調和機

Claims

少なくとも冷房運転または暖房運転の何れかが可能な空気調和機の室外機であって、
該空気調和機の室内機に配管を介して接続された圧縮機と、
前記圧縮機に配管を介して接続され、該配管内の冷媒と外気の間での熱交換を促進する熱交換器と、
前記熱交換器と前記室内機とを繋ぐ配管の途中に設けられた膨張弁と、
情報処理装置を格納可能な格納容器と、
前記配管のうち、前記室内機または前記熱交換器から前記圧縮機に導入される直前の前記冷媒が通過する箇所であって、前記格納容器に接して、または該格納容器の近傍に設けられた、情報処理装置冷却部と、
を備える室外機。
前記情報処理装置冷却部は、前記格納容器に格納される前記情報処理装置と前記冷媒との間での熱交換を促進するラジエーターを有する、
請求項１に記載の室外機。
前記情報処理装置冷却部は、コイル状の配管を有する、
請求項１または２に記載の室外機。
前記情報処理装置冷却部は、前記格納容器を取り囲むコイル状の配管を有する、
請求項３に記載の室外機。
前記空気調和機は、冷房運転と暖房運転とを切り替え可能な空気調和機であり、
前記配管の途中に設けられ、前記冷媒の行先を切り替え可能な切替部であって、前記室内機からの戻り冷媒を前記圧縮機に導入し、該圧縮機からの圧縮冷媒を前記熱交換器に導く冷房運転モードと、前記熱交換器からの冷媒を前記圧縮機に導入し、該圧縮機からの圧縮冷媒を前記室内機に導く暖房運転モードと、を切り替え可能な切替部を更に備える、
請求項１から４の何れか一項に記載の室外機。
前記情報処理装置冷却部は、前記配管のうち、前記冷房運転モードにおいて前記室内機からの戻り冷媒が通過し、且つ前記暖房運転モードにおいて前記熱交換器からの冷媒が通過する箇所に設けられる、
請求項５に記載の室外機。
前記格納容器は、前記情報処理装置を着脱可能な格納容器である、
請求項１から６の何れか一項に記載の室外機。
前記格納容器に格納される情報処理装置と、
前記格納容器の外に設けられ、前記情報処理装置によって処理される信号の送受信に用いられるアンテナと、
を更に備える、請求項１から７の何れか一項に記載の室外機。
前記情報処理装置を室内の通信装置に接続する通信線と、
前記室外機と前記室内機との間の配管および前記通信線を内包する複合管と、
を更に備える、請求項８に記載の室外機。