JP3148538B2

JP3148538B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP3148538B2
Application number: JP29263194A
Authority: JP
Inventors: 敏隆二村; 典雄葛岡; 忠内山; 州三秋田; 知明堀尾; 正明篠原; 謙中野
Original assignee: Kajima Corp; Kubota Corp; Kubota Air Conditioner Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Kubota Corp; Kubota Air Conditioner Ltd
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1994-11-28
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH08152160A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和機に関し、特
にたとえば屋外から取り込んだ空気を加熱または冷却し
て空調すべき部屋内へ供給する、空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すこの種の従来の空気調和機１
は室内機２および室外機３を含む。室内機２の内部に
は、エアフィルタ４，室内コイル５および給気ファン６
等が設けられ、室内機２の外部には、給気ファン６の出
口とエアフィルタ４の入口とを連通するバイパスダクト
７が設けられる。そして、給気ファン６の出口と空調す
べき部屋８とが給気ダクト９を介して連通される。した
がって、給気ファン６から送出された空気の一部が、バ
イパスダクト７を通してエアフィルタ４の入口に戻さ
れ、再びエアフィルタ４を通して除塵され、室内コイル
５を通して加熱または冷却される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、室内機
２の外部にバイパスダクト７を別途設けていたため、施
工性が悪いという問題点があった。また、図５からよく
わかるように、給気ファン６から送出された空気の一部
をバイパスダクト７，エアフィルタ４および室内コイル
５を通して給気ファン６で吸引するようにしていたの
で、給気ファン６の送風動力を高くしなければならず、
したがって、省エネルギに反するという問題点もあっ
た。また、送風動力を高くすると、その分空気の温度上
昇があり、冷房時の冷却能力を低下させるという問題点
もあった。

【０００４】さらに、室内コイル５を通過する風量が給
気ファン６の送風量に依存するので、可変風量システム
には適用できないという問題点もあった。すなわち、可
変風量システムに適用した場合には、空調すべき室内で
要求する風量が少ない場合には給気ファン６の送風量が
少なくされ、それに伴って室内コイル５を通過する風量
が少なくなるので、冷媒回路の低圧側が過低圧になった
り、冷房時の室内コイル５に部分的に霜が付く恐れがあ
った。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、施
工性を向上でき、しかも送風動力を低減できる、空気調
和機を提供することである。この発明の他の目的は、可
変風量システムにも適用できる、空気調和機を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、少なくとも
１つのガス器具を設けた部屋を外気だけで空調する、か
つ、ハウジング、屋外からハウジング内に取り込んだ空
気を加熱または冷却する熱交換器および熱交換器で加熱
または冷却された空気を空調すべき部屋内へ供給する給
気ファンを備えるヒートポンプ式の空気調和機であっ
て、ハウジング内に設けられるかつ熱交換器の出口と入
口とを連通するバイパス通風路、出口からバイパス通風
路を通して入口へ空気を送風するバイパスファン、ガス
器具によるガス使用量に応じて給気ファンの送風能力を
制御する給気ファン制御手段、および部屋に設置したル
ームサーモの信号に応じて熱交換機と冷媒回路を介して
連結されたコンプレッサの能力を制御するコンプレッサ
制御手段を備える、空気調和機である。

【０００７】

【作用】熱交換器の出口から送出された空気の一部がバ
イパスファンによってハウジング内に設けられたバイパ
ス通風路を通して熱交換器の入口に戻される。したがっ
て、給気ファンから送出された空気の一部をバイパスダ
クト，エアフィルタおよび熱交換器（室内コイル）を通
して給気ファンで吸引していた従来技術に比べて送風抵
抗を低減できるとともに給気ファンの送風動力を大幅に
低減できる。したがって、全体（給気ファンおよびバイ
パスファン）の送風動力を低減できる。

【０００８】熱交換器にはバイパスファンによって常に
一定量の空気が供給され得るので、給気ファンの送風量
が少なくなっても熱交換器を通過する総風量の低下が少
なく冷媒回路の低圧側が過低圧になったり、熱交換器に
部分的に霜が付くのを防止できる。そして、ガス器具に
よるガス使用量に応じてインバータを制御して給気ファ
ンの送風能力を制御するとともに、部屋に設けたルーム
サーモからの信号に応じて、インバータを制御して、コ
ンプレッサの能力を制御する。したがって、送風量と温
度とを独立して個別に制御することができる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、空気調和機（室内
機）の送風動力を低減できる。また、バイパスダクトを
別途設ける必要がないので、施工性を向上できるととも
に、コン給気ファン制御手段およびコンプレッサ制御手
段によって、風量制御と温度制御とを独立して行うこと
ができる。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【実施例】図１に示すこの実施例の空気調和機１０は、
たとえば厨房等のような外気のみで空調される部屋１２
に適用されるものであり、屋内に設置される室内機１４
および屋外に設置される室外機１６を含む。室内機１４
はハウジング１８を含む。ハウジング１８の上面および
下部側面には開口２０および２２が形成され、ハウジン
グ１８の内部には開口２０および２２のそれぞれに関連
して給気ファン２４およびエアフィルタ２６が設けられ
る。また、ハウジング１８の下部中央部には室内コイル
（熱交換器）２８が設けられ、室内コイル２８の上方に
は室内コイル２８を通過した空気を再び室内コイル２８
の入口に戻すためのバイパスファン３０が設けられる。
したがって、室内機１４の内部には、図２の模式図に示
すように、エアフィルタ２６および室内コイル２８を経
て給気ファン２４に至るメイン通風路Ａと室内コイル２
８の出口からバイパスファン３０を経て室内コイル２８
の入口へ戻るバイパス通風路Ｂとが形成される。そし
て、ハウジング１８の外部には給気ファン２４の回転数
を制御して風量を調整するためのインバータ３２等が設
けられる。

【００１２】室外機１６はハウジング３４を含み、ハウ
ジング３４の上面および側面にはそれぞれ開口３６およ
び３８が形成される。ハウジング３４の内部には室外コ
イル（熱交換器）４０，コンプレッサ４２および四方弁
４４が設けられ、また、開口３６に関連して排気ファン
４６が設けられる。室内コイル２８，室外コイル４０，
コンプレッサ４２および四方弁４４は冷媒を通すパイプ
４８を介して相互に連結され、それによって冷媒回路が
構成される。また、ハウジング３４の外部にはコンプレ
ッサ４２の能力を制御するためのインバータ５０等が設
けられる。

【００１３】そして、インバータ３２および５０がコン
トローラ５２のＡＯ（アナログアウトプット）端子５４
に接続され、バイパスファン３０と四方弁４４と排気フ
ァン４６とがＤＯ（ディジタルアウトプット）端子５６
に接続される。一方、空調すべき部屋１２には、３つの
給気口５８ａ，５８ｂおよび５８ｃならびに４つの排気
口６０ａ，６０ｂ，６０ｃおよび６０ｄが形成され、給
気口５８ａ〜５８ｃのそれぞれと空気調和機１０（室内
機１４）の開口２０とが給気ダクト６２を介して連通さ
れ、排気口６０ａ〜６０ｄのそれぞれと屋外に向けて開
口された排気口６４とが排気ダクト６６を介して連通さ
れる。そして、給気ダクト６２には給気ファン２４との
接合部近傍に温度センサ６８が設けられ、排気ダクト６
６には、排気口６０ａ〜６０ｄのそれぞれに関連してダ
ンパ制御部７０ａ，７０ｂ，７０ｃおよび７０ｄによっ
て開度が制御されるダンパ７２ａ，７２ｂ，７２ｃおよ
び７２ｄが設けられ、また、排気口６４に関連してイン
バータ７４によって回転数が制御される排気ファン７６
が設けられる。

【００１４】また、部屋１２の内部には、所定の排気口
６０ａ，６０ｂおよび６０ｃのそれぞれに関連して、排
気フード７８ａ，７８ｂおよび７８ｃ、ガスレンジ等の
ようなガス器具８０ａ，８０ｂおよび８０ｃならびにス
イッチ８２ａ，８２ｂおよび８２ｃが設けられ、各ガス
器具８０ａ〜８０ｃにガスを供給するためのガス供給管
８４にはガスの流量を検出するためのガス流量計８６が
設けられる。スイッチ８２ａ〜８２ｃは、給気ファン２
４および排気ファン７６の回転数ならびにダンパ７２ａ
〜７２ｃの開度を段階的に切り換えるためのものであ
る。また、部屋１２の所定個所には、空気調和機１０を
オン／オフしたり、運転モードを選択するためのスイッ
チ８８および図示しない温度検出器と温度設定器とを備
えるルームサーモ９０が設けられる。

【００１５】そして、温度センサ６８とガス流量計８６
とルームサーモ９０とがコントローラ５２のＡＩ（アナ
ログインプット）端子９２に接続され、インバータ７４
とダンパ制御部７０ａ，７０ｂおよび７０ｃとがＡＯ
（アナログアウトプット）端子５４に接続され、スイッ
チ８２ａ，８２ｂおよび８２ｃとスイッチ８８とがＤＩ
（ディジタルインプット）端子９４に接続され、ダンパ
制御部７０ｄがＤＯ（ディジタルアウトプット）端子５
６に接続される。

【００１６】なお、給気口５８，排気口６０，ガス器具
８０およびスイッチ８２等の数は必要に応じて増減され
てもよく、また、ルームサーモ９０としては、給気温度
を設定する給気温度設定器を備えるものが用いられても
よい。動作において、スイッチ８８によって空気調和機
１０がオンされ、暖房運転モードが選択されると、給気
ファン２４，バイパスファン３０，排気ファン４６およ
び排気ファン７６が駆動され、ダンパ制御部７０ｄによ
りダンパ７２ｄが開かれるとともに空気調和機１０の冷
媒回路が暖房サイクル運転される。すると、空気調和機
１０の室内機１４においては、屋外からの空気（外気）
が開口２２を通してハウジング１８内に取り込まれ、エ
アフィルタ２６を通して除塵された後、室内コイル２８
を通して加熱される。そして、室内コイル２８を通過し
た空気が給気ファン２４に吸引され、給気ダクト６２を
通して各給気口５８ａ〜５８ｃから部屋１２内へ供給さ
れる。このとき、室内コイル２８を通過した空気の一部
がバイパスファン３０によってバイパス通風路Ｂ（図
２）を通して再び室内コイル２８の入口に戻され、室内
コイル２８を通してさらに加熱される。

【００１７】一方、室外機１６においては、屋外からの
空気（外気）が開口３８を通してハウジング３４内に取
り込まれ、室外コイル４０を通して熱交換（冷却）され
た後、排気ファン４６によって開口３６から屋外へ排出
される。室外コイル４０において外気から汲み上げられ
た熱が室内コイル２８で空気を暖めるのに使われる。そ
して、ルームサーモ９０が検知する部屋１２の温度がル
ームサーモ９０で設定された設定温度と等しくなるよう
にインバータ５０によってコンプレッサ４２の能力が制
御される。

【００１８】そして、ガス器具８０ａ〜８０ｃの使用状
態により切り換えられる各スイッチ８２ａ〜８２ｃの操
作に連動して各ダンパ制御部７０ａ〜７０ｃで各ダンパ
７２ａ〜７２ｃの開度が調整されるとともに、各スイッ
チ８２ａ〜８２ｃの操作全体に対応した給気量および排
気量となるように給気ファン２４および排気ファン７６
のインバータ３２および７４に指令が与えられる。ガス
器具８０ａ〜８０ｃを使用していないときは、各スイッ
チ８２ａ〜８２ｃの切り換えによってダンパ７２ａ〜７
２ｃが閉鎖され、かつダンパ７２ｄが開かれ、空気調和
機１０が最小風量で運転される。ただし、ガス流量計８
６の出力が所定値以上になると、各スイッチ８２ａ〜８
２ｃの状態に拘わらず、ガス使用量に応じた外気量を確
保し得るように、各ダンパ７２ａ〜７２ｃの開度が大き
くされるとともに給気ファン２４および排気ファン７６
の風量が増大される。また、図示しない火災検知スイッ
チ等からの火災信号がコントローラ５２に入力される
と、空気調和機１０が停止されるとともにダンパ７２ａ
〜７２ｄが閉鎖され、煙や炎が遮断される。

【００１９】一方、冷房運転が選択された場合には、四
方弁４４が切り換えられることによって冷媒回路が逆サ
イクル（冷房サイクル）運転され、エアフィルタ２６で
除塵され、かつ室内コイル２８で冷却された空気が給気
ファン２４によって部屋１２内へ供給される。この実施
例によれば、室内機１４のハウジング１８内にバイパス
通風路Ｂ（図２）を形成するようにしているので、バイ
パスダクトを別途設ける手間を省くことができる。ま
た、室内コイル２８の出口と入口とを最短距離で連通す
るようにバイパス通風路Ｂを形成しているので、バイパ
ス通風路Ｂにおける空気抵抗を低減できる。そして、室
内コイル２８を通過した空気の一部を給気ファン２４で
はなくバイパスファン３０を用いて室内コイル２８の入
口に戻すようにしているので、従来技術（図４，図５）
に比べて給気ファン２４の送風動力を大幅に低減でき、
バイパス通風路Ｂの空気抵抗が小さいことと相俟って、
全体の送風動力を低減できる。したがって、送風動力に
よる温度上昇を小さく抑えることができる。

【００２０】さらに、バイパスファン３０によって常に
一定量の空気を室内コイル２８に通すことができるの
で、給気ファン２４の送風能力が小さくなっても室内コ
イル２８を通過する風量が不足することによる弊害（霜
付き等）は生じない。図３に示す他の実施例の空気調和
機１００では、１つのハウジング１０２内に室内機１０
４と室外機１０６とが一体に組み込まれ、ハウジング１
０２の側面に形成された開口１０８から空気（外気）が
取り込まれる。この空気の一部がエアフィルタ２６およ
び室内コイル２８を通して給気ファン２４またはバイパ
スファン３０に吸引され、残りが室外コイル４０を通し
て排気ファン４６に吸引される。そして、給気ファン２
４に吸引された空気が、給気ダクト６２を通して空調す
べき部屋１２に供給される。

【００２１】この実施例によれば、先の実施例のように
室内機と室外機とを個別に設置する必要がないので施工
性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】図１実施例の室内機に設けられた通風路を示す
模式図である。

【図３】この発明の他の実施例を示す図解図である。

【図４】従来技術を示す図解図である。

【図５】従来技術における室内機に設けられた通風路を
示す模式図である。

【符号の説明】

１０，１００ …空気調和機１２ …部屋１４ …室内機１６ …室外機２４ …給気ファン２６ …エアフィルタ２８ …室内コイル３０ …バイパスファン４０ …室外コイル４２ …コンプレッサ４４ …四方弁４６ …排気ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者葛岡典雄東京都港区赤坂６−５−30 鹿島建設株式会社内 (72)発明者内山忠東京都港区赤坂６−５−30 鹿島建設株式会社内 (72)発明者秋田州三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 (72)発明者堀尾知明東京都台東区元浅草２−６−６東京日産台東ビルクボタトレーン株式会社内 (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 (72)発明者中野謙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 (56)参考文献特開平２−302536（ＪＰ，Ａ) 特開平５−26474（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 3/044 F24F 11/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つのガス器具を設けた部屋を
外気だけで空調する、かつ、ハウジング、屋外から前記
ハウジング内に取り込んだ空気を加熱または冷却する熱
交換器および前記熱交換器で加熱または冷却された前記
空気を空調すべき前記部屋内へ供給する給気ファンを備
えるヒートポンプ式の空気調和機であって、前記ハウジング内に設けられるかつ前記熱交換器の出口
と入口とを連通するバイパス通風路、前記出口から前記バイパス通風路を通して前記入口へ前
記空気を送風するバイパスファン、前記ガス器具によるガス使用量に応じて前記給気ファン
の送風能力を制御する給気ファン制御手段、および前記
部屋に設置したルームサーモの信号に応じて前記熱交換
機と冷媒回路を介して連結されたコンプレッサの能力を
制御するコンプレッサ制御手段を備える、空気調和機。