JP3567459B2 - ヒートポンプ式空調機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ式空調機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプ式空調機は、１つの冷媒回路にて運転していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、大風量で大能力を得ようとすると、嵩高な大型の冷媒回路が必要となるため、屋内設置の場合、狭小な通路などでは組立状態での搬入・搬出が困難で、冷媒回路の現場での分解・組立作業が必要となり、空調機の設置や保守などが面倒であった。そこで、これらの問題点を解決するヒートポンプ式空調機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のヒートポンプ式空調機は、ケーシング内に、凝縮器用送風路と、蒸発器用送風路と、を備え、凝縮器と蒸発器を有しこれらに冷媒循環させる圧縮式の冷媒回路ユニットを、個別運転自在かつケーシングに対して取出・収納自在として、複数設けた。さらに、冷媒回路ユニットを並列に収納し、所定の冷媒回路ユニットに個別に対応させて風量調整ダンパを、設けた。さらに、凝縮器用送風路に凝縮器への風量を補助する空気導入ダンパを設けた。さらに、冷媒回路ユニットに個別に対応させて凝縮器・蒸発器通風用の送風機ユニットを、ケーシング１に対して取出・収納自在として複数設けた。さらに、冷媒回路ユニットをケーシングに対して出し入れするためのスライド機構を、設けた。さらに、凝縮器及び蒸発器のフィンチューブを楕円管にした。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明のヒートポンプ式空調機の一実施例を示しており、この空調機は、ケーシング１内に、還気が通風される凝縮器用送風路Ａと、外気が通風される蒸発器用送風路Ｂと、を備え、凝縮器２と蒸発器３を有しこれらに冷媒循環させる圧縮式の冷媒回路ユニットＣを、個別運転自在かつケーシング１に対して取出・収納自在として、凝縮器用送風路Ａと蒸発器用送風路Ｂにまたがって複数設けたものである。凝縮器用送風路Ａと蒸発器用送風路Ｂには凝縮器用送風機１４と蒸発器用送風機１５を設ける。なお、実線及び点線の白抜き矢印で風向き（送風方向）を示す。
【０００６】
ケーシング１内には、複数の冷媒回路ユニットＣをケーシング１に対して取出・収納自在な冷媒回路収納室１６を、凝縮器用送風路Ａと蒸発器用送風路Ｂにまたがって形成する。冷媒回路ユニットＣは、圧縮機４と図示省略の受液器と膨張弁と冷媒循環方向の切換弁等も有すると共に、ケーシング１内に着脱自在に取付けられるフレーム５に固定されて成り、凝縮器２及び蒸発器３の吸熱と放熱を切換自在に構成される。９は加湿器である。凝縮器用送風路Ａと蒸発器用送風路Ｂは仕切板などで区画形成し、冷媒回路ユニットＣを凝縮器用送風路連通側と蒸発器用送風路連通側に区画する仕切板はフレーム５に設ける。
【０００７】
冷媒回路ユニットＣは、冷媒回路収納室１６に並列（風向きと平行）に収納・配置し、所定（全部又は一部）の冷媒回路ユニットＣに個別に対応させて風量調整ダンパＤを、設ける。図例では、送風機１４、１５の気流分布中心軸（Ｌ）上に配した冷媒回路ユニットＣ以外のユニットに対して風量調整ダンパＤを、設けて、面風速（風量）低下及び送風機負荷増加を防止し省エネを図る。凝縮器２と蒸発器３のフィンチューブ８は楕円管（図４参照）にするのが好ましいが円形管でもよい。
【０００８】
ケーシング１には、冷媒回路ユニットＣを出し入れする開口部６を形成し、この開口部６を、着脱又は開閉自在な外装板７にて施蓋し、冷媒回路ユニットＣをケーシング１に対して出し入れするためのスライド機構を、設ける。図例では組立や保守作業が容易なように複数の冷媒回路ユニットＣを側方から順次押込んで収納する構造としてあるが、それ以外の方向から収納可能に構成するも自由である。スライド機構は、図示省略するが例えばフレーム５に車輪を複数設け、この車輪を走行案内するレールをケーシング１に設けて構成すればよく、その構成は変更自由である。また、前述以外の構成で冷媒回路ユニットＣを取出・収納自在に設けるも自由である。
【０００９】
ケーシング１には、外気取入口１０、給気口１１、空気取入口１２及び排気口１３を形成し、外気取入口１０と給気口１１を蒸発器用送風路Ｂにて連通連結し、空気取入口１２と排気口１３を凝縮器用送風路Ａにて連通連結する。空気取入口１２はダクトや吸込口等を介して屋内と連通連結し、給気口１１はダクトや吹出口等を介して屋内と連通連結する。外気取入口１０と排気口１３は、屋外設置の場合などではダクトの代わりにフードなどを設ける。
【００１０】
このヒートポンプ式空調機では、外気取入口１０から取入れた外気を蒸発器３で熱交換し、必要に応じて加湿器９を作動させて給気口１１から給気し、同時に空気取入口１２から取入れた還気（屋内からの排気）で凝縮器２の循環冷媒を熱交換して吸熱又は放熱しつつ排気口１３から屋外へ排気する。このようにして排気熱を利用して凝縮器２の熱交換負荷を下げることができ、あたかも全熱交換器を用いたような効果を凝縮器２で得ることができる。なお、外気冷房運転や換気運転する場合は圧縮機４を止めればよい。能力（熱量）を下げたいときは、適宜の冷媒回路ユニットＣの運転を停止し風量調整ダンパＤにて、その停止したユニットの通風を遮断又は少なくすることにより、段階的に能力調整できる。その場合の風量調整は例えば送風機１４、１５の回転制御で行う。また、空気取入口１２から還気の代わりに外気を取入れて凝縮器２に通風させ熱交換するも自由である。
【００１１】
図５は、前記実施例において、凝縮器用送風路Ａに凝縮器３への風量を補助する空気導入ダンパ１７を設けたものである。図例では、凝縮器用送風路Ａと蒸発器用送風路Ｂにまたがって連通する外気取入口１０を形成し、凝縮器用送風路側の外気取入口１０に空気導入ダンパ１７を設けて補助的に外気を取入れ可能とし、空気取入口１２からは主に還気を取入れて、この還気と（必要に応じて）外気を凝縮器２に通風させるように構成している。なお、この場合も空気取入口１２から還気の代わりに外気を取入れるようにするも自由である。
【００１２】
図６は、前記各実施例において、冷媒回路ユニットＣに個別に対応させて凝縮器・蒸発器通風用の送風機ユニットＥを、ケーシング１に対して取出・収納自在として凝縮器用送風路Ａと蒸発器用送風路Ｂにまたがって複数設けたものであり、各送風機ユニットＥに凝縮器用送風機１４と蒸発器用送風機１５を設ける。この場合の能力と風量の調整は、各々セットになった冷媒回路ユニットＣと送風機ユニットＥの運転・停止により行えばよく、前述の風量調整ダンパＤは省略も可能である。
【００１３】
なお、前記各実施例において、冷媒回路ユニットＣの数の増減や風量調整ダンパＤの省略は自由である。さらに、空調機を外気処理空調機として使用するも自由である。また、空調機の設置場所は屋内や屋外など特に限定されるものではない。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明では、複数のコンパクトな冷媒回路ユニットを合せることにより大風量・大能力を得ることができ、狭小な通路でも冷媒回路ユニットを分解せずに搬入・搬出が可能で、空調機の設置や冷媒回路の修理、取替、冷媒回収作業などの保守を迅速かつ容易に行えて手間がかからない。万一１つの冷媒回路ユニットが故障しても残りのユニットで空調機を応急的に運転することもできる。任意の冷媒回路ユニットを個別に運転・停止するだけで能力調整できて制御が容易である。冷媒回路ユニットだけ交換することにより、リニューアル時のコストダウンも図れる。送風機の気流分布中心軸上に配した冷媒回路ユニット以外のユニットに対して風量調整ダンパを、設けて、面風速（風量）低下及び送風機負荷増加を防止し省エネを図ることができ、かつ非運転の冷媒回路ユニットを通るバイパス空気を無くして、運転している冷媒回路ユニットのみに風（コンタクト空気）を通すことができ、熱交換効率の低下を防止し得る。
請求項２の発明では、凝縮器の熱交換に必要な風量に不足が生じても空気導入ダンパで容易に風量アップでき、トラブルのない安定した運転を行える。
請求項３の発明では、複数のコンパクトな送風機ユニットを合せることにより大風量を得ることができ、狭小な通路でも送風機ユニットを分解せずに搬入・搬出が可能で、空調機の設置や送風機の修理、取替などの保守を迅速かつ容易に行えて手間がかからない。万一１つの送風機ユニットが故障しても残りのユニットで空調機を応急的に運転することもできる。任意の送風機ユニットを個別に運転・停止するだけで風量調整できて制御が容易である。
請求項４の発明では、スライド機構で冷媒回路ユニットを楽に取出し・収納できて手間がかからず作業性が良い。
請求項５の発明では、高風速で使用しても圧力損失が増加せずかつ熱交換能力も低下しないので小型の蒸発器と凝縮器を使用でき空調機を大幅にコンパクト化できる。また、通常風速では圧力損失が減少して熱交換効率が向上するので小型の送風機を用いることができ騒音低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す側面断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の簡略斜視図である。
【図４】フィンチューブ群の断面図である。
【図５】他の実施例を示す側面断面図である。
【図６】別の実施例を示す簡略斜視図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ 凝縮器
３ 蒸発器
８ フィンチューブ
Ａ 凝縮器用送風路
Ｂ 蒸発器用送風路
Ｃ 冷媒回路ユニット
Ｄ 風量調整ダンパ
Ｅ 送風機ユニット

Claims (5)

1. ケーシング１内に、凝縮器用送風路Ａと、蒸発器用送風路Ｂと、を備え、凝縮器２と蒸発器３を有しこれらに冷媒循環させる圧縮式の冷媒回路ユニットＣを、個別運転自在かつケーシング１に対して取出・収納自在として、前記凝縮器用送風路Ａと前記蒸発器用送風路Ｂにまたがって複数設け、これらの冷媒回路ユニットＣを並列に収納し、前記凝縮器用送風路Ａと前記蒸発器用送風路Ｂの送風機の気流分布中心軸（Ｌ）上に配した前記冷媒回路ユニットＣ以外のユニットに対して風量調整ダンパＤを、設けたことを特徴とするヒートポンプ式空調機。
2. 凝縮器用送風路Ａに凝縮器３への風量を補助する空気導入ダンパ１７を設けた請求項１記載のヒートポンプ式空調機。
3. 冷媒回路ユニットＣに個別に対応させて凝縮器・蒸発器通風用の送風機ユニットＥを、ケーシング１に対して取出・収納自在として複数設けた請求項１又は２記載のヒートポンプ式空調機。
4. 冷媒回路ユニットＣをケーシング１に対して出し入れするためのスライド機構を、設けた請求項１、２又は３記載のヒートポンプ式空調機。
5. 凝縮器２及び蒸発器３のフィンチューブ８を楕円管にした請求項１、２、３又は４記載のヒートポンプ式空調機。

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