JP2829346B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシングの一つの面
に、温調対象気の受入口及び送出口が設けられ、前記ケ
ーシング内に、前記受入口から温調対象気を導入する導
入側風路部と前記送出口へ温調対象気を排出する排出側
風路部とを備えるＵ字状の流路が、前記両風路部を壁状
体にて仕切る状態で形成され、前記排出側風路部に、温
調用熱交換器が、前記両風路部の並置方向視において左
右に傾斜し、且つ、前記排出側風路部を横断した姿勢で
設置された空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記この種の空調装置においては、従
来、中間期（例えば、梅雨時等）における除湿運転や中
間期（例えば、冬から春にかけての期間等）における外
気冷房運転を可能とするために、以下のように構成して
いた。除湿運転では、温調対象気を例えば全量外気（例
えば梅雨時では、湿度が極めて高い）にすると共に、そ
の外気の一部を受入口から導入側風路部に導入して排出
側風路部の温調用熱交換器に通風させて除湿及び冷却温
調し、残りの外気は受入口の手前の上流側で装置外部に
設けたダクト等の風路手段によってバイパスさせ、この
バイパスされた湿度が極めて高い外気と上記除湿及び冷
却温調された外気の一部とを混合して湿度及び温度が適
度に調整された調整空気を作り、この調整空気を空調対
象域に対する給気として供給していた。又、外気冷房運
転では、同様に温調対象気を例えば全量外気（例えば、
冬から春にかけての期間では、比較的温度が低く湿度も
適度な値である）にすると共に、温調用熱交換器の作動
は停止させ、前記外気を上記バイパス用のダクト等の風
路手段を通風させてから空調対象域に対する給気として
そのまま供給し冷房を行っていた。即ち、従来では、上
記両運転を可能とするために、装置外部にダクト等のバ
イパス用の風路手段を設けていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、中間期における除湿運転及び外気冷房運転
を可能とするために、空調装置の設置に加えて、空調装
置の外部にバイパス用のダクト等の風路手段を設ける必
要があったので、空調設備設置時における施工の手間が
増大するという問題点があった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、バイパス用の風路手段を装置内
部に合理的に配置することにより、空調設備設置時の施
工の手間を少なくする点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による空調装置の
特徴構成は、前記壁状体に、前記導入側風路部と、前記
排出側風路部の前記温調用熱交換器の下流側部分であっ
て、且つ、前記温調用熱交換器の最下流側端部よりも上
流側の風路部分とを連通する開口が形成され、前記開口
に、その開口を開閉する開閉手段が設けられている点に
ある。

【０００６】

【作用】本発明の特徴構成によれば、冷房、暖房等の通
常の温調運転では、ケーシングの一つの面に設けられた
受入口から温調対象気をケーシング内の導入側風路部に
導入し、排出側風路部との間の壁状体に形成した開口の
開閉手段を全閉状態に操作して、導入した温調対象気の
全量をＵ字状の流路に沿って排出側風路部に通風させ
る。そして、温調用熱交換器にて温調状態を調整した温
調対象気を、同じくケーシングの一つの面に設けられた
送出口から温調対象域に対して供給する。

【０００７】又、中間期（例えば、梅雨時等）における
除湿運転では、壁状体に形成した開口の開閉手段を全閉
と全開の中間状態に操作し、上記受入口からケーシング
内の導入側風路部に導入した温調対象気（例えば全量高
湿状態の外気である）の一部を、上記開口を通過させて
排出側風路部の温調用熱交換器の下流側部分であって且
つ温調用熱交換器の最下流側端部よりも上流側の風路部
分に通風させる。一方、残りの温調対象気をＵ字状の流
路に沿って排出側風路部に通風させて温調用熱交換器に
て除湿及び冷却温調させる。そして、上記開口を通過し
て排出側風路部に通風させた高湿状態の温調対象気と、
温調用熱交換器にて除湿及び冷却温調された温調対象気
とを混合して低湿度且つ適温に調整し、その調整された
温調対象気を送出口から温調対象域に対して供給する。

【０００８】又、中間期（例えば、冬から春にかけての
期間等）における外気冷房運転では、壁状体に形成した
開口の開閉手段を全開状態に操作し、上記受入口からケ
ーシング内の導入側風路部に導入した温調対象気（例え
ば全量低温状態の外気である）を、上記開口を通過させ
て排出側風路部の温調用熱交換器の下流側部分であって
且つ温調用熱交換器の最下流側端部よりも上流側の風路
部分に通風させる。そして、上記開口を通過して排出側
風路部に通風させた低温状態の温調対象気を送出口から
空調対象域に対して供給する。

【０００９】

【発明の効果】本発明の特徴構成によれば、中間期にお
ける除湿運転及び外気冷房運転を可能とするために必要
なバイパス用の風路手段を装置内部に配置しているの
で、従来のように装置外部に設けるものに比べて、空調
設備設置時における施工の手間を少なくすることができ
る。同時に、上記バイパス用の風路手段が温調用熱交換
器の最下流側端部よりも上流側の風路部分に設けられる
ので、例えば、温調用熱交換器が設置される排出側風路
部を下流側に延長してその延長部に設けるもの（例え
ば、排出側風路部が上向きに配置されている場合にケー
シングの上部側に形成した別の風路部に上記バイパス用
の風路手段を設けるもの）では装置の大きさが大きくな
るのに対して、装置の大きさはバイパス用の風路手段を
設けたことによって増加せず、従って、空調装置の大型
化も回避できるものとなる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明をセパレート型のヒートポンプ
式空調装置に適用した場合の実施例について説明する。

【００１１】上記空調装置は、例えば、インテリジェン
トビル等における空調設備として使用されるものであっ
て、図５に示すように、渡り冷媒配管１ａ，１ｂ，１ｃ
により互いに接続する室内ユニット２ａと室外ユニット
２ｂとに機体を分割して配置してある。そして、空調対
象域であるインテリアゾーンＩ及びペリメータゾーンＰ
からの還気Ｒｉ，Ｒｐと、外部より取り入れた外気ＯＡ
とを混合した後、その混合気を温調対象気として室内ユ
ニット２ａ内に取り入れ、その温調対象気を各ゾーン
Ｉ，Ｐに対する給気Ｓｉ，Ｓｐとして各別に温度調整し
て各ゾーンＩ，Ｐに供給している。尚、上記還気Ｒｉ，
Ｒｐの一部は排気ＥＡとして外部に排出され、外気混合
及び一部還気排出により冷暖房と併せて各ゾーンＩ，Ｐ
に換気を施すようにしている。

【００１２】室内ユニット２ａには、インテリアゾーン
Ｉへの給気Ｓｉを温度調整する第１温調用熱交換器８ａ
及びペリメータゾーンＰへの給気Ｓｐを温度調整する第
２温調用熱交換器８ｂの２つの温調用熱交換器が、温調
対象気の温調状態を各別に調整できるように装備され、
又、各ゾーンＩ，Ｐへの給気Ｓｉ，Ｓｐを夫々加湿する
第１及び第２加湿器１７ａ，１７ｂ、各ゾーンＩ，Ｐへ
の給気Ｓｉ，Ｓｐを送出する通風用の給気ファン９ａ，
９ｂ、第１及び第２電子膨張弁ｅｘ１，ｅｘ２、及び、
第２電磁弁ｖ２が設けられている。一方、室外ユニット
２ｂには、室内ユニット２ａ側の温調用熱交換機８ａ，
８ｂとの間で冷媒循環させる圧縮機Ｃｍ、及び室外用熱
交換器８ｃが装備され、又、第１電磁弁ｖ１、逆止弁ｖ
ｓ、四方弁ｖｃ、アキュムレータａｃ、及び、室外用熱
交換器８ｃに対して放・吸熱対象となる屋外気を通風す
るファン９ｃが設けられている。

【００１３】前記圧縮機Ｃｍ、室内ユニット側及び室外
ユニット側の各熱交換器８ａ，８ｂ，８ｃ、第１及び第
２電子膨張弁ｅｘ１，ｅｘ２、並びに、アキュムレータ
ａｃを主要構成装置とするヒートポンプ回路Ｈは、上記
の四方弁ｖｃと第１及び第２電磁弁ｖ１，ｖ２との切り
換えをもって、暖房運転、冷房運転、冷暖並列運転を選
択実施できるようにしてあり、暖房運転では両ゾーン
Ｉ，Ｐに暖房を施し、又、冷房運転では両ゾーンＩ，Ｐ
に冷房を施すのに対し、冷暖並列運転ではインテリアゾ
ーンＩに対する冷房とペリメータゾーンＰに対する暖房
とを同時に行えるようにしてある。又、後述のように、
中間期（例えば、梅雨時等）における除湿運転及び中間
期（例えば、冬から春にかけての期間等）における外気
冷房を行うこともできるようになっている。

【００１４】前記室内ユニット２ａは、図１〜図４
（尚、図２、図３は、夫々図１のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断
面を示す）に示すように、直方体形状のケーシング３を
外壁体にして構成され、そのケーシング３の一つの面で
ある上面側に、前記温調対象気の受入口４ａ及び送出口
５ａが設けられている。ケーシング３内に、前記受入口
４ａからの温調対象気を導入する導入側風路部４と前記
送出口５ａへ温調対象気を排出する排出側風路部６ａと
を備えるＵ字状の流路Ｍが、前記両風路部４，６ａを壁
状体３ａにて仕切る状態で形成されている。そして、前
記排出側風路部６ａに、前記第１温調用熱交換器８ａ
が、前記両風路部４，６ａの並置方向（図１の左右方
向）視において左右に傾斜し、且つ、排出側風路部６ａ
を横断した姿勢で配置されている（図３参照）。

【００１５】前記壁状体３ａの下部側位置には、前記流
路Ｍを形成するための第２開口１１ｂが設けられてい
る。又、前記壁状体３ａの上部側位置には、前記導入側
風路部４と、前記排出側風路部６ａの前記第１温調用熱
交換器８ａの下流側部分であって、且つ、前記第１温調
用熱交換器８ａの最下流側端部よりも上流側の風路部分
とを連通する第１開口１１ａが形成され、その第１開口
１１ａに、その開口１１ａを開閉する開閉手段としての
風量調節用のダンパ１２が設けられている。

【００１６】又、前記第１温調用熱交換器８ａに隣接し
て前記第２温調用熱交換器８ｂが配置され、この第２温
調用熱交換器８ｂに前記流路Ｍから分流された温調対象
気を通風させるように第２排出側風路部６ｂが形成さ
れ、その温調された温調対象気を送出する送出口５ｂが
ケーシング３の上面側に設けられている。尚、第２排出
側風路部６ｂの下方側空間は、前記排出側風路部６ｂの
下方側空間と連通状態になっている。又、前記第１開口
１１ａ及び第２開口１１ｂの前面側には、夫々除塵用の
フィルター７ａ，７ｂが配置され、前記排出側風路部６
ｂと第２排出側風路部６ｂの上部側には、前記給気ファ
ン９ａ，９ｂ、及び、駆動用のモータ１０ａ，１０ｂが
設置されている。

【００１７】次に、暖房運転、冷房運転、冷暖並列運転
の運転状態の切り換え制御について、冷房運転を一例と
して図５に基づいて説明する。尚、これらの運転時に
は、前記ダンパ１２は全閉状態に調節されて、前記受入
口４ａから導入された温調対象気の全量が下側の第２開
口１１ｂを通過して前記排出側風路部６ａ及び第２排出
側風路部６ｂに通風され、各別に温湿度調整された調整
空気が、夫々の送出口５ａ，５ｂよりインテリアゾーン
Ｉに対する給気Ｓｉ及びペリメータゾーンＰに対する給
気Ｓｐとして排出される。

【００１８】（冷房運転）冷房運転では、図５に示すよ
うに、第１電磁弁ｖ１を閉弁し、かつ、第２電磁弁ｖ２
を開弁するとともに、四方弁ｖｃを冷房側切り換え状態
（図の状態）として圧縮機Ｃｍを運転し、圧縮機Ｃｍか
ら吐出される高圧冷媒ガス（図中、黒塗りの太線で示
す）を室外用熱交換器８ｃに供給することで、室外用熱
交換器８ｃを凝縮器機能させて屋外気に対して放熱させ
る。

【００１９】室外用熱交換器８ｃから送出される凝縮冷
媒液（図中、ハッチングを施した太線で示す）は渡り冷
媒配管１ａを介して室内ユニット２ａに戻し、この戻り
冷媒液を分流して、前記第１及び第２電子膨張弁ｅｘ
１，ｅｘ２を通過させたのち各分流を前記第１及び第２
温調用熱交換器８ａ，８ｂに供給することで、前記第１
及び第２温調用熱交換器８ａ，８ｂの両方を蒸発器機能
させて各給気Ｓｉ，Ｓｐを冷却温調する。そして、第１
及び第２温調用熱交換器８ａ，８ｂの夫々から送出され
る低圧冷媒ガス（図中、白抜きの太線で示す）を合流さ
せて、アキュムレータａｃを介して圧縮機Ｃｍに吸入さ
せる。

【００２０】尚、詳述はしないが、暖房運転では、第１
及び第２温調用熱交換器８ａ，８ｂの両方を凝縮器機能
させて各給気Ｓｉ，Ｓｐを加熱温調する一方、室外用熱
交換器８ｃを蒸発器機能させて屋外気から吸熱する。
又、冷暖並列運転では、例えば、第１温調用熱交換器８
ａを蒸発器機能させてインテリアゾーンＩへの給気Ｓｉ
を冷却温調するとともに、第２温調用熱交換器８ｂを凝
縮器機能させてペリメータゾーンＰへの給気Ｓｐを加熱
温調し、同時に、室外用熱交換器８ｃを凝縮器機能させ
て屋外気に対し放熱させる。

【００２１】次に、前記中間期における除湿運転及び外
気冷房運転について説明する。 （中間期における除湿運転）中間期における除湿運転で
は、前記第１温調用熱交換器８ａを蒸発器機能させるよ
うにヒートポンプ回路Ｈを切り換える。又、前記受入口
４ａから導入される温調対象気の全量が外気ＯＡとなる
ように外部の風路切り換え手段（図示しない）を操作し
（従って、インテリアゾーンＩ及びペリメータゾーンＰ
からの還気Ｒｉ，Ｒｐは全量排気ＥＡとして外部に排出
される）、且つ、この導入温調対象気の一部が下側の第
２開口１１ｂを通過して前記第１温調用熱交換器８ａに
て冷却温調されるとともに、導入温調対象気の残りが前
記ダンパ１２を通過して第１温調用熱交換器８ａの下流
側風路部分に通風するように、前記ダンパ１２を全閉と
全開の中間状態に調節する。尚、第２温調用熱交換器８
ｂは、ペリメータゾーンＰ側の温調条件に応じて、蒸発
器機能あるいは凝縮器機能させる。以上により、第１温
調用熱交換器８ａにて冷却温調された低湿度の温調対象
気と、第１温調用熱交換器８ａの下流側風路部分に直接
通風された温調対象気（中間期、例えば梅雨時の外気Ｏ
Ａそのものであり、湿度が極めて高い）とが混合され
て、湿度及び温度が適度に調整された調整空気が得ら
れ、この調整空気がインテリアゾーンＩに対する給気Ｓ
ｉとして排出される。

【００２２】（中間期における外気冷房運転）中間期に
おける外気冷房運転では、前記第１温調用熱交換器８ａ
の熱交換機能を停止する、即ち、ヒートポンプ回路Ｈを
作動しない。そして、上記中間期における除湿運転の場
合と同様に前記受入口４ａから導入される温調対象気の
全量が外気ＯＡとなるように外部の風路切り換え手段
（図示しない）を操作し、且つ、この導入温調対象気が
前記ダンパ１２を通過して第１温調用熱交換器８ａの下
流側風路部分に通風するように、前記ダンパ１２を全開
状態に調節する。以上により、例えば、冬から春にかけ
ての中間期においては外気ＯＡは比較的温度が低い（湿
度も適度な値である）が、その温度が低い外気ＯＡを直
接インテリアゾーンＩに対する給気Ｓｉとして排出する
ことで冷房を行うことができる。

【００２３】〔別実施例〕上記実施例では、本発明を、
ヒートポンプ回路Ｈが、室内ユニット２ａ側の２つの温
調用熱交換器８ａ，８ｂ及び室外ユニット２ｂ側の室外
用熱交換器８ｃにわたって冷媒を循環させる１個のヒー
トポンプ回路を使用した空調装置に適用した場合につい
て例示したが、これ以外に、例えば、室内ユニット２ａ
側の２つの温調用熱交換器８ａ，８ｂに夫々対応させて
室外ユニット２ｂ側に２つの室外用熱交換器を設け、各
温調用熱交換器８ａ，８ｂと各室外用熱交換器の間で各
別に冷媒循環させる２個のヒートポンプ回路を使用した
空調装置に適用するものでもよい。

【００２４】又、温調対象気を温調させる熱交換器は、
ヒートポンプ回路Ｈによるもの以外に、例えば、加熱し
た湯を配管を通して循環させるようにしたものでもよ
い。

【００２５】上記実施例では、温調対象気の受入口４ａ
及び送出口５ａを設けるケーシング３の一つの面を、ケ
ーシング３の上面側に構成したものを例示したが、ケー
シング３の上面側ではなく、例えば、ケーシング３の下
面側や左右の側面側に構成してもよい。

【００２６】上記実施例では、導入側風路部４から２つ
の温調用熱交換器のうちの１つの温調用熱交換器（第１
温調用熱交換器８ａ）の下流側風路部分に開口１１ａに
よって直接温調対象気を通風させるものについて例示し
たが、同様に、もう１つの温調用熱交換器（第２温調用
熱交換器８ｂ）の排出側風路部６ｂを壁状体によって導
入側風路部４と仕切り、この壁状体に設けた開口によっ
てもう１つの温調用熱交換器（第２温調用熱交換器８
ｂ）の下流側風路部分にも直接温調対象気を通風させ
て、その空調対象域（ペリメータゾーンＰ）に対して
も、前述の中間期における除湿運転及び外気冷房運転が
行えるように構成してもよい。

【００２７】上記実施例では、排出側風路部６ａに設置
される温調用熱交換器８ａが、前記両風路部４，６ａの
並置方向視において、温調用熱交換器８ａの上部側が装
置正面から見て奥側に位置する状態で左右に傾斜した姿
勢となるものを例示したが、逆に、温調用熱交換器８ａ
の上部側が装置正面から見て手前側に位置する状態で左
右に傾斜した姿勢となるものでもよい。

【００２８】上記実施例では、開口１１ａを開閉する開
閉手段を、風量調節用のダンパ１２にて構成したものを
例示したが、開閉手段１２の構成はこれに限らない。

【００２９】上記実施例では、開口１１ａを矩形形状に
構成したものを例示したが、開口１１ａの形状はこれに
限らず、例えば、台形形状や三角形状に構成してもよ
い。

【００３０】上記実施例では、温調対象気として、室内
側の空調対象域へ供給する温湿度調整された室内気を対
象とするものを例示したが、温調対象気としては、これ
に限らず、例えば、室外側の熱交換器が放吸熱対象とす
る屋外気を温調対象気とするものにも適用できる。

【００３１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】室内ユニットの正面構造図

【図２】室内ユニットの左側面構造図

【図３】室内ユニットの右側面構造図

【図４】室内ユニットの平面図

【図５】冷房運転及び中間期における除湿運転状態を示
す冷媒回路図

【符号の説明】

３ ケーシング ４ａ 受入口 ５ａ 送出口 ４ 導入側風路部 ６ａ 排出側風路部 Ｍ 流路 ３ａ 壁状体 ８ａ 温調用熱交換器 １１ａ 開口 １２ 開閉手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 正明 栃木県宇都宮市平出工業団地28 クボタ トレーン株式会社 栃木工場内 審査官 冨岡 和人 (56)参考文献 特開 平５−306802（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32635（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 3/00 F24F 3/044

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（３）の一つの面に、温調対
   象気の受入口（４ａ）及び送出口（５ａ）が設けられ、
   前記ケーシング（３）内に、前記受入口（４ａ）から温
   調対象気を導入する導入側風路部（４）と前記送出口
   （５ａ）へ温調対象気を排出する排出側風路部（６ａ）
   とを備えるＵ字状の流路（Ｍ）が、前記両風路部（４，
   ６ａ）を壁状体（３ａ）にて仕切る状態で形成され、前
   記排出側風路部（６ａ）に、温調用熱交換器（８ａ）
   が、前記両風路部（４，６ａ）の並置方向視において左
   右に傾斜し、且つ、前記排出側風路部（６ａ）を横断し
   た姿勢で設置された空調装置であって、 前記壁状体（３ａ）に、前記導入側風路部（４）と、前
   記排出側風路部（６ａ）の前記温調用熱交換器（８ａ）
   の下流側部分であって、且つ、前記温調用熱交換器（８
   ａ）の最下流側端部よりも上流側の風路部分とを連通す
   る開口（１１ａ）が形成され、 前記開口（１１ａ）に、その開口（１１ａ）を開閉する
   開閉手段（１２）が設けられている空調装置。