JP2018128232A - ヒートポンプユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一実施形態に係るヒートポンプユニットは、側面の上部領域に空気取込口が形成され、上面に空気流出口が形成された箱形ケーシングと、前記箱形ケーシングの上部を前記空気取込口及び前記空気流出口を含む第1領域とこれらを含まない第2領域とに仕切り、前記第1領域と前記第2領域とを連通させる空気流通口を有する仕切壁と、前記第1領域に設けられたパネル状熱交換器と、前記空気取込口から前記パネル状熱交換器を通過し前記空気流出口に至る第1空気流を形成するファンと、前記箱形ケーシングの下部に設けられたヒートポンプサイクル構成機器と、前記第2領域に設けられ、圧縮機を制御する第1インバータユニットと、を備え、前記ファンの稼働により前記第1空気流と共に、前記第2領域から前記空気流出口に至る第2空気流が形成される。
【選択図】図1
Description
また、本出願人は、ヒートポンプサイクルを構成する給湯装置をユニット化しコンパクト化した給湯ユニットを提案している(特許文献2)。この給湯ユニットは、ファンによって外気が導入され空気流と熱交換する熱交換器が設けられる熱交換室と、該熱交換器以外のヒートポンプサイクル構成機器が収納される機械室とを有する。
特許文献3には、ヒートポンプ給湯器の室外ユニットにおいて、インバータユニットを熱交換室内に配置し、さらに熱交換器より空気流の下流側に配置することで、熱交換器で冷却された空気によってインバータユニットを冷却する方法が開示されている。
一つ以上の側面の上部領域に空気取込口が形成され、上面に空気流出口が形成された箱形ケーシングと、
上下方向に沿って配置され、前記箱形ケーシングの上部を前記空気取込口及び前記空気流出口を含む第1領域と前記空気取込口及び前記空気流出口を含まない第2領域とに仕切ると共に、前記第1領域と前記第2領域とを連通させる空気流通口を有する仕切壁と、
前記第1領域に設けられたパネル状熱交換器と、
前記空気取込口から流入し前記パネル状熱交換器を通過し前記空気流出口から流出する第1空気流を形成するファンと、
前記パネル状熱交換器を除き前記箱形ケーシングの下部に設けられたヒートポンプサイクル構成機器と、
前記第2領域に設けられ、前記ヒートポンプサイクル構成機器に含まれる圧縮機の駆動モータ用インバータを収納する第1インバータユニットと、
を備え、
前記ファンの稼働により前記第1空気流と共に、前記第2領域及び前記空気流通口を通って前記空気流出口に至る第2空気流が形成される。
さらに、1個のファンで第1空気流及び第2空気流を形成できるため、第2空気流を形成するための別なファンを設ける必要がなく、ヒートポンプユニットを簡素化かつ低コスト化できる。
前記第2領域において、前記第1インバータユニットは前記仕切壁に取り付けられる。
上記(2)の構成によれば、第1インバータユニットを仕切壁に取り付けることで、仕切壁に第1インバータユニットの支持部を兼用できる。そのため、第1インバータユニットを取り付けるための特別な支持部が不要となり、ヒートポンプユニットの構成を簡素化かつ低コスト化できる。
前記第2領域に属する前記箱形ケーシングの一部に形成され、前記第2空気流を前記第2領域に取り込むための第1通気口を備える。
上記(3)の構成によれば、第2領域に属する箱形ケーシングに上記第1通気口を形成することで、第2空気流の形成が容易になる。
前記箱形ケーシングの下部に設けられ、前記ヒートポンプサイクル構成機器を制御する制御機器を収納した制御盤と、
前記箱形ケーシングの下部で前記ファンの稼働により前記制御盤を通り前記第2領域に至る第3空気流を形成可能な位置に形成された第2通気口と、
を備える。
上記(4)の構成によれば、箱形ケーシングの下部でファンの稼働により上記制御盤を通り第2領域に至る第3空気流を形成可能な位置に第2通気口を形成することで、制御盤の冷却が可能になる。
前記制御盤に前記ファンの駆動モータ用インバータを収納する第2インバータユニットが設けられ、前記第3空気流で前記第2インバータユニットを冷却する。
上記(5)の構成によれば、上記第3空気流を形成することで、制御盤だけでなく、制御盤に設けられた上記第2インバータユニットの冷却も可能になる。
前記パネル状熱交換器は、少なくとも一方が前記パネル状熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材を夫々上下方向に沿って配置するものであり、
前記空気流通口は前記一対の板状部材の間の空間に連通する位置の前記仕切壁に形成されている。
上記(6)の構成によれば、複数のパネル状熱交換器を配置できるので、ユニット本体の容積を大きくすることなく、熱交換性能を向上できる。また、パネル状熱交換器を箱形ケーシングの表面より内側に配置できるので、パネル状熱交換器を飛び石や他の障害物から守ることができる。
前記空気流通口はルーバを備える。
上記(7)の構成によれば、仕切壁に形成された空気流通口にルーバを設けることで、雨水やほこり等が第1領域から上記空気流通口を経て第2領域に侵入するのを抑制できる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1〜図3に示すように、ヒートポンプユニット10は、箱形ケーシング12の内部にヒートポンプサイクル構成機器が収納される。箱形ケーシング12は、一つ以上の側面(正面12a及び背面12b)の上部領域に空気取込口14及び16が形成され、上面12cに空気流出口18が形成されている。
箱形ケーシング12の内部には仕切壁20が上下方向に沿って配置されている。仕切壁20は、箱形ケーシング12の上部を空気取込口14、16及び空気流出口18を含む第1領域R1と、空気取込口14、16及び空気流出口18を含まない第2領域R2とに仕切る。仕切壁20には、第1領域R1と第2領域R2とを連通させる空気流通口22が形成される。
第2領域R2に設けられ、ヒートポンプサイクル構成機器50に含まれる圧縮機54(図5参照)の駆動モータ用インバータを収納する第1インバータユニット28が設けられる。
ファン26の稼働により第1空気流a1と共に、第2領域R2及び空気流通口22を通って空気流出口18に至る第2空気流a2が形成される。
さらに、1個のファン26で第1空気流a1及び第2空気流a2を形成できるため、第2空気流a2を形成するための別なファンを設ける必要がなく、ヒートポンプユニット10を簡素化かつ低コスト化できる。
なお、図1〜図3では、箱形ケーシング12の内部を図示できるように、箱形ケーシング12の手前側の側面を遮蔽する側面パネルを省略している。
一実施形態では、パネル状熱交換器24は、図6に示すように、支持板80及び82間に複数の伝熱管84(84a、84b、84c、84d、84e、84f、84g、84h、84i,84j)が並列に設けられ、伝熱管84(84a〜84j)の間には空気が流通可能な隙間sが形成される。複数の伝熱管84は入口ヘッダ86と出口ヘッダ88とに接続され、途中曲げ加工され蛇行管として支持板80及び82間に配置される。入口ヘッダ86に流入した熱媒体rは複数の伝熱管84に分流され、隙間sを通る空気流と熱交換した後、出口ヘッダ88から流出する。支持板80及び82間にはフレーム90が架設されている。
なお、図6中、複数の伝熱管84の一部の図示は省略されている。
一実施形態では、仕切壁20は箱形ケーシング12の内部で上部領域を第1領域R1と第2領域R2とに仕切る上下方向に設けられたパネル板で構成される。これによって、仕切壁20の設定スペースをコンパクト化できる。
この実施形態によれば、第1インバータユニット28を仕切壁20に取り付けることで、仕切壁20に第1インバータユニット28の支持部を兼用できる。そのため、第1インバータユニット28を取り付ける別な支持部が不要となり、ヒートポンプユニット10の構成を簡素化かつ低コスト化できる。
この実施形態によれば、第2領域R2に属する箱形ケーシング12に第1通気口30を形成することで、第2空気流a2の形成が容易になる。
これによって、第1通気口30から流入し空気流出口18から流出する第2空気流a2を最短の空気流路とすることができる。従って、第2空気流a2の圧損を抑え、ファン動力を低減できる。
この実施形態によれば、ファン26の稼働により第2通気口38から入り制御盤36を通って第2領域R2に至る第3空気流a3を形成できるので、第3空気流a3によって制御盤36を冷却できる。
これによって、第2通気口38から流入する第3空気流a3によって制御盤36の冷却効果を高めることができる。
一実施形態では、制御盤36は箱形ケーシング12の背面12bの近傍奥側に配置され、第2通気口38は、制御盤36と対面する位置の背面12bに形成される。
これによって、第2通気口38から流入する第3空気流a3によって制御盤36の冷却効果を高めることができる。
この実施形態によれば、第3空気流a3によって制御盤36と共に第2インバータユニット34を冷却できるため、第2インバータユニット34を冷却するための手段を別途設ける必要がない。従って、ヒートポンプユニット10を簡素化かつ低コスト化できる。
また、この実施形態では、1個のファン26によって、第1インバータユニット28及び制御盤36だけでなく、第2インバータユニット34の冷却も可能になるので、ヒートポンプユニット10を簡素化かつ低コスト化できる。
なお、図1及び図2では、第3空気流a3を示す矢印を省略している。
この実施形態によれば、1個以上のパネル状熱交換器24を配置できるので、熱交換性能を向上できると共に、パネル状熱交換器24を箱形ケーシング12の表面より内側に配置できるので、パネル状熱交換器を飛び石や他の障害物から守ることができる。
この実施形態によれば、仕切壁20に形成された空気流通口22にルーバ44を設けることで、雨水やほこり等が第1領域R1から空気流通口22を経て第2領域R2に侵入するのを抑制できる。
この実施形態によれば、第1通気口30及び第2通気口38から箱形ケーシング12の内部に雨水やほこり等が侵入するのを抑制できる。
図5において、熱媒体循環路52に圧縮機54などのヒートポンプサイクル構成機器50が設けられている。ヒートポンプサイクル構成機器は、圧縮機54の外、凝縮器56、膨張弁58及びパネル状熱交換器24を含む。
さらに、熱媒体導入管60が凝縮器56の下流側で高圧域の熱媒体循環路52に接続され、熱媒体排出管62が膨張弁58の下流側で低圧域の熱媒体循環路52に接続され、熱媒体導入管60及び熱媒体排出管62が接続される熱媒体タンク64を備える。
ヒートポンプユニット10では、凝縮器56で加熱された温水を熱源として需要先に供給できる。
12 箱形ケーシング
12a 正面
12b 背面
12c 上面
14、16 空気取込口
18 空気流出口
20 仕切壁
22 空気流通口
24 パネル状熱交換器
26 ファン
28 第1インバータユニット
30 第1通気口
32 駆動モータ
34 第2インバータユニット
36 制御盤
38 第2通気口
40 支持枠体
42 ドレンパン
44 ルーバ
50 ヒートポンプサイクル構成機器
52 熱媒体循環路
54 圧縮機
56 凝縮器
58 膨張弁
60 熱媒体導入管
62 熱媒体排出管
64 熱媒体タンク
66 冷却水路
68 冷却水ポンプ
70 内部熱交換器
72 第1開閉弁
74 第2開閉弁
80、82 支持板
84(84a、84b、84c、84d、84e、84f、84g、84h、84i、84h、84j) 伝熱管
86 入口ヘッダ
88 出口ヘッダ
90 フレーム
R1 第1領域
R2 第2領域
a 空気流
a1 第1空気流
a2 第2空気流
a3 第3空気流
s 隙間
Claims (7)
- 一つ以上の側面の上部領域に空気取込口が形成され、上面に空気流出口が形成された箱形ケーシングと、
上下方向に沿って配置され、前記箱形ケーシングの上部を前記空気取込口及び前記空気流出口を含む第1領域と前記空気取込口及び前記空気流出口を含まない第2領域とに仕切ると共に、前記第1領域と前記第2領域とを連通させる空気流通口を有する仕切壁と、
前記第1領域に設けられたパネル状熱交換器と、
前記空気取込口から流入し前記パネル状熱交換器を通過し前記空気流出口から流出する第1空気流を形成するファンと、
前記パネル状熱交換器を除き前記箱形ケーシングの下部に設けられたヒートポンプサイクル構成機器と、
前記第2領域に設けられ、前記ヒートポンプサイクル構成機器に含まれる圧縮機の駆動モータ用インバータを収納する第1インバータユニットと、
を備え、
前記ファンの稼働により前記第1空気流と共に、前記第2領域及び前記空気流通口を通って前記空気流出口に至る第2空気流が形成されることを特徴とするヒートポンプユニット。 - 前記第2領域において、前記第1インバータユニットは前記仕切壁に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプユニット。
- 前記第2領域に属する前記箱形ケーシングの一部に形成され、前記第2空気流を前記第2領域に取り込むための第1通気口を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のヒートポンプユニット。
- 前記箱形ケーシングの下部に設けられ、前記ヒートポンプサイクル構成機器を制御する制御機器を収納した制御盤と、
前記箱形ケーシングの下部で前記ファンの稼働により前記制御盤を通り前記第2領域に至る第3空気流を形成可能な位置に形成された第2通気口と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のヒートポンプユニット。 - 前記制御盤に前記ファンの駆動モータ用インバータを収納する第2インバータユニットが内蔵され、前記第3空気流で前記第2インバータユニットを冷却することを特徴とする請求項4に記載のヒートポンプユニット。
- 前記パネル状熱交換器は、少なくとも一方が前記パネル状熱交換器である一対の板状部材間の間隔が下方に向かうにつれて小さくなるように、前記一対の板状部材を夫々上下方向に沿って配置するものであり、
前記空気流通口は前記一対の板状部材の間の空間に連通する位置の前記仕切壁に形成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のヒートポンプユニット。 - 前記仕切壁に形成された前記空気流通口はルーバを備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のヒートポンプユニット。
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