JP3614775B2 - ヒートポンプ式空調機 - Google Patents
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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】
従来の蓄熱式ヒートポンプは、蒸発器の熱源を蓄熱槽と冷凍機で切換えて運転するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため大容量の蓄熱槽が必要で屋内設置困難となり配管が面倒であった。また、除湿のみでよい場合でも蒸発器の運転が必要でランニングコストが高くつく。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、同一本体ケーシング内を、蒸発器用送風機と蒸発器を設けた蒸発器エリアと、屋外排気送風兼用の凝縮器用送風機と凝縮器を設けた凝縮器エリアと、通風外気と熱交換する蓄熱槽を設けた蓄熱エリアと、に区画し、この本体ケーシング内に、蒸発器及び凝縮器と蓄熱槽との冷暖運転切換自在な圧縮機を設け、蒸発器エリアへ混合して送風される蓄熱槽通過外気と生外気と還気との各風量と、凝縮器エリアに流れる生外気と排気の各風量と、を個別に制御するダンパ機構を、備えた。さらに、蒸発器エリアと凝縮器エリアにまたがって連通する還気口を、本体ケーシングに形成した。さらに、蓄熱槽が、槽内蓄熱材と熱交換する複数の空気通風管を備えた。さらに、蒸発器エリアと凝縮器エリアを上下に配列しかつ蓄熱エリアをその一側面に配列し、又は、蒸発器エリアと凝縮器エリアを左右に配列しかつ蓄熱エリアをその上面又は下面に配列した。さらに、蒸発器を風上側と風下側に二分割し、２つの分割蒸発器を各々別冷凍回路の圧縮機に接続し、この２つの冷凍回路の圧縮機を１つの凝縮器に接続してこの凝縮器のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎に各々別冷凍回路の冷媒が流れるように構成した。さらに、蒸発器をその空気入口面を二分する方向に二分割し、２つの分割蒸発器を各々別冷凍回路の圧縮機に接続し、この各々別冷凍回路の圧縮機を１つの凝縮器に接続してこの凝縮器のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎に各々別冷凍回路の冷媒が流れるように構成し、一方の分割蒸発器と冷風給気口を連通連結する冷風路と、他方の分割蒸発器と温風給気口を連通連結する温風路を、本体ケーシング内に形成した。さらに、２つの冷凍回路の圧縮機の能力比を４：６に設定した。さらに、本体ケーシングに連通する複数の室内吹出口の吹出風量信号を数値に置き換えてその合計数値に基づいて給気風量と圧縮機の運転・停止を別個に制御する制御装置を、設けた。さらに、蒸発器及び凝縮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４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、本体ケーシング１を備え、同一本体ケーシング１内を、還気・給気送風兼用にもなる蒸発器用送風機１２と冷媒で空気を冷風又は温風に熱交換する蒸発器５を設けた蒸発器エリア９と、屋外排気送風兼用の凝縮器用送風機２５と凝縮器２２を設けた凝縮器エリア１０と、蓄熱材で通風外気を冷風又は温風に熱交換する蓄熱槽６を設けた蓄熱エリア１９と、に区画し、この本体ケーシング１内に、蒸発器５及び凝縮器２２と蓄熱槽６との冷暖熱交換運転切換自在な圧縮機２を設ける。さらに、本体ケーシング１は、圧縮機２、切換弁３、受液器等から成る冷房・暖房切換自在な２つの冷凍回路４と、蒸発器エリア９へ混合して送風される蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃとの各風量と、凝縮器エリア１０に流れる生外気Ｅと排気Ｄの各風量と、を個別に制御するダンパ機構８を、備えている。ここで生外気Ｂ、Ｅとは、熱交換などの外気処理をせずに屋外から取入れたそのままの新鮮外気のことをいう。なお、送風機１２、２５は本体ケーシング１の外に設けてもよい。
【０００６】
蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０は上下に配列しかつ蓄熱エリア１９をその一側面に配列するが、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０の何れが上であってもよい。または、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０を左右に配列しかつ蓄熱エリア１９をその上面又は下面に配列するが（図７と図８参照）、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０の何れが左であってもよい。蒸発器エリア９には、蒸発器用送風機１２を蒸発器５と加湿器１１よりも風上に設け、蒸発器５を最も風下側に配置し、凝縮器エリア１０には、屋外排気送風兼用の凝縮器用送風機２５を凝縮器２２よりも風上に設け、凝縮器２２と蒸発器５を各エリア９、１０の最も風下側に配置し、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを十分に混合した状態で蒸発器５に送風し、かつ生外気Ｅと排気Ｄを十分に混合した状態で凝縮器２２に送風して、空気と循環冷媒との熱交換効率を良くする。加湿器１１は蒸発器５の風下に設ける。
【０００７】
この本体ケーシング１には、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０の風上側にまたがって連通する還気口１３と、蒸発器エリア９の風下側に連通する給気口１４と、蓄熱エリア１９の風上側に連通する第一の外気口１５と、凝縮器エリア１０の風上側に連通する第二の外気口２３と、凝縮器エリア１０の風下側に連通する排気口２４と、を形成し、蓄熱エリア１９の風上側と蒸発器エリア９の風上側の連通路には蒸発器エリア９への生外気風量を調整する外気バイパスダンパ１６を、蓄熱エリア１９の風下側と蒸発器エリア９の風上側の連通路には蒸発器エリア９への蓄熱槽通過外気風量を調整する第一の外気ダンパ１７を、還気口１３には蒸発器エリア９への還気風量を調整する還気ダンパ１８と凝縮器エリア１０への排気風量を調整する排気ダンパ２６とを、外気口２３には凝縮器エリア１０への外気風量を調整する第二の外気ダンパ３６を、夫々設けて、ダンパ機構８を構成する。還気口１３にはダクトを介して複数の室内吸込口を連通連結し、給気口１４にはダクトを介して複数の室内吹出口を連通連結し、室内を空調する。
【０００８】
この給気口１４に連通する複数の室内吹出口の吹出風量信号を数値（ポイント）に置き換えてその合計数値に基づいて給気風量又は給排気風量と各圧縮機２の運転・停止を別個に制御する制御装置２０を、設ける。制御装置２０はマイコンなどにて構成し、圧縮機２と送風機１２又は送風機１２、２５の回転速度を制御する。制御装置２０は、送風機１２又は送風機１２、２５に別個に回転速度の指令を出して風量を無段階又は段階的に制御しかつ各圧縮機２に別個に回転速度の指令を出して循環冷媒流量を無段階又は段階的に制御する。たとえば、各室内吹出口に図示省略のセンサーを設け、そのセンサーの吹出風量信号の合計数値（ポイント）の変動に応じて、送風機１２又は送風機１２、２５の風量を増減制御し、冷凍回路４の圧縮機２による冷媒流量を増減制御する。なお、本発明において圧縮機２の運転とは、冷媒流量の増減制御を行わないもの（単に起動・停止を行うだけ）と、冷媒流量の増減制御を行うものの両方が含まれるものとする。
【０００９】
蒸発器５は風上側と風下側に距離を隔てて所定割合で二分割し、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂを各々別冷凍回路４の圧縮機２に一対一で接続し、２つの冷凍回路４の圧縮機２を１つの凝縮器２２に共用で接続してこの凝縮器２２のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎（図５参照）に各々別冷凍回路４の冷媒が流れるように構成する。２つの冷凍回路４、４の圧縮機２、２（風下側の分割蒸発器５ｂ：風上側の分割蒸発器５ａ）の能力比は４：６に設定するのが最適であるが、これ以外の割合でもよい。通常、同一の蒸発器で冷房と暖房を切り替えて使用する場合、暖房に要する能力は冷房時の６割程度である。そのため、上述のような分割比にすることにより、暖房時には風上側の分割蒸発器５ａのみ即ち一方の冷凍回路４の圧縮機２のみを使用するだけでよく省エネ化を図れる。蒸発器５と凝縮器２２のフィンチューブは楕円管（図６参照）にするのが好ましいが円形管でもよい。
【００１０】
蓄熱槽６は、温水や氷などの各種の槽内蓄熱材と熱交換する複数の空気通風管２１を、備える。この空気通風管２１内に外気や還気などの空気を通し、空気通風管２１を介して槽内蓄熱材にて空気を熱交換するのに用いる。そのため空調用冷媒の蓄熱槽として使用する場合と比べて蓄熱容量が少なくて済み蓄熱槽６を小型化できる。蓄熱槽６は、各冷凍回路４の圧縮機２に切換弁３を介して接続して、蒸発器５及び凝縮器２２と、蓄熱槽６と、の運転を切換自在に構成する。蓄熱槽６は夜間などに運転し、温水や氷などで蓄熱する。
【００１１】
このヒートポンプ式空調機による運転例を説明する。
▲１▼冷房／暖房運転
外気バイパスダンパ１６、外気ダンパ１７、３６、還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、第一の外気口１５からの外気を蓄熱エリア１９と蒸発器エリア９に分流させ、分流外気の一方を蓄熱エリア１９の蓄熱槽６で冷風又は温風に熱交換し、この蓄熱槽通過外気Ａと、前記分流外気の他方である生外気Ｂと、を蒸発器エリア９へ送り、同時に、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリア９で蓄熱エリア１９からの前述の蓄熱槽通過外気Ａ及び生外気Ｂと所定割合で混合させ、その混気Ａ、Ｂ、Ｃを蒸発器５の循環冷媒で冷風又は温風に熱交換して給気口１４から室内へ給気し、前記分流還気の他方Ｄを、凝縮器エリア１０で第二の外気口２３からの生外気Ｅと所定割合で混合させ、外気温度を冷房時には下げ暖房時には上げた状態で、凝縮器２２の循環冷媒を熱交換して吸熱又は放熱しつつ排気口２４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２２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２２のみで得ることができる。また、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転切換により、次のように冷暖房能力を段階的に制御してきめ細かく温度調整できる。
（１）蒸発器５（圧縮機２、２）の運転を停止し、蓄熱槽６による外気熱交換のみでの運転。
（２）蓄熱槽６と能力比４０％の分割蒸発器５ｂ（圧縮機２）のみの運転。
（３）蓄熱槽６と能力比６０％の分割蒸発器５ａ（圧縮機２）のみの運転。
（４）蓄熱槽６と両方の分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転。
このとき、分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方のみの運転でも、凝縮器２２は２つの冷凍回路４、４を１つのフィン群で共用してあるので（図５参照）伝熱面積が大きくなって熱交換能力が正味の蒸発器分割比よりも高くなる。さらに、外気バイパスダンパ１６と外気ダンパ１７を閉じて、蓄熱槽６を使わずに分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方又は両方の運転切換により、冷暖房能力を段階的に制御して一層きめ細かく温度調整できる。なお、暖房時に加湿する場合は、加湿器１１も作動させ、加湿した温風を室内へ給気し、暖房を行う。
【００１２】
▲２▼外気冷房運転
外気冷房運転する場合、圧縮機２、２を止めて外気ダンパ１７、３６を閉じ、外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリアＡで蓄熱エリア１９からの生外気Ｂと所定割合で混合させて給気口１４から室内へ給気して外気冷房し、前記分流還気の他方の排気Ｄを排気口２４から屋外へ排気する。外気の除湿や加熱などの外気処理が必要な場合には、外気ダンパ１７を開いて蓄熱槽６で外気処理し、この蓄熱槽通過外気Ａと還気Ｃを所定割合で混合させ、給気口１４から室内へ給気し外気冷房を行う。このように多くのエネルギーを消費する圧縮機２、２を運転せずに外気処理でき省エネとなる。なお、必要に応じて、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、外気冷房することもできる。また、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を給気口１４から室内へ給気して冷房し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気することもできる。
【００１３】
▲３▼換気運転
換気運転する場合、圧縮機２、２を止めて、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を給気口１４から室内へ給気し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気する。
【００１４】
▲４▼除湿／再熱運転
除湿／再熱運転する場合、外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８を開いて、生外気Ｂと、還気口１３からの還気Ｃと、を所定割合で混合させ、その混気を風上側分割蒸発器５ａの循環冷媒にて冷却して除湿した後、その除湿空気を風下側分割蒸発器５ｂの循環冷媒にて加熱して給気口１４から室内へ給気し、外気口２３からの生外気Ｅと還気口１３からの分流還気で凝縮器２２の循環冷媒を熱交換し、排気口２４から排気する。このとき、凝縮器２２のフィン群は２つの冷凍回路４、４で共用してあるので冷媒と外気の熱交換だけでなく、それよりも温度差の大きな冷媒同士（加熱用冷媒温度−冷却用冷媒温度）での熱交換も行えて熱交換能力が高まる。なお、必要に応じて外気ダンパ１７を開き、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、除湿／再熱運転することもできる。
【００１５】
図９と図１０は他の実施例で、図１の実施例において、蒸発器５をその空気入口面を二分する方向に二分割し、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂを各々別冷凍回路４の圧縮機２に一対一で接続し、この各々別冷凍回路４の圧縮機２を１つの凝縮器２２に共用で接続してこの凝縮器２２のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎に各々別冷凍回路４の冷媒が流れるように構成し、一方の分割蒸発器５ａと冷風給気口２７を連通連結する冷風路２８と、他方の分割蒸発器５ｂと温風給気口２９を連通連結する温風路３０を、本体ケーシング１内に形成したものである。２つの冷凍回路４、４の圧縮機２、２（分割蒸発器５ｂ：分割蒸発器５ａ）の能力比は４：６に設定するのが最適であるが、これ以外の割合でもよい。分割蒸発器５ａ、５ｂの何れか一方又は両方の風下には加湿器１１を設ける。冷風給気口２７にはダクトを介して複数の冷房ゾーン用室内吹出口を連通連結し、温風給気口２９にはダクトを介して複数の暖房ゾーン用室内吹出口を連通連結する。その他の構成は図１と同じであるので説明を省略する。
【００１６】
このヒートポンプ式空調機による運転例を説明する。
▲１▼冷暖房同時運転
外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８を開いて、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃと、生外気Ｂを所定割合で混合させ、その混気を一方の分割蒸発器５ａの循環冷媒で冷風に熱交換して冷風給気口２７から室内の冷房ゾーンへ給気しかつ他方の分割蒸発器５ｂの循環冷媒で温風に熱交換して温風給気口２９から室内の暖房ゾーンへ給気して空調する。同時に、前記分流還気の他方Ｄを、凝縮器エリア１０で外気口２３からの生外気Ｅと所定割合で混合させ、凝縮器２２の循環冷媒を熱交換して排気口２４から屋外へ排気する。この場合、排気熱を利用して凝縮器２２の熱交換負荷を下げることができ、凝縮器２２のフィン群は２つの冷凍回路４、４で共用してあるので冷媒と外気の熱交換だけでなく、それよりも温度差の大きな冷媒同士（加熱用冷媒温度−冷却用冷媒温度）での熱交換も行えて熱交換能力が高まる。なお、必要に応じて外気ダンパ１７を開き、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、冷暖房同時運転することもできる。
【００１７】
▲２▼冷房／暖房運転
外気バイパスダンパ１６、外気ダンパ１７、３６、還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、第一の外気口１５からの外気を蓄熱エリア１９と蒸発器エリア９に分流させ、分流外気の一方を蓄熱エリア１９の蓄熱槽６で冷風又は温風に熱交換し、この蓄熱槽通過外気Ａと、前記分流外気の他方である生外気Ｂと、を蒸発器エリア９へ送り、同時に、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリア９で蓄熱エリア１９からの前述の蓄熱槽通過外気Ａ及び生外気Ｂと所定割合で混合させ、その混気Ａ、Ｂ、Ｃを蒸発器５の循環冷媒で冷風又は温風に熱交換して冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気し、前記分流還気の他方Ｄを、凝縮器エリア１０で第二の外気口２３からの生外気Ｅと所定割合で混合させ、外気温度を冷房時には下げ暖房時には上げた状態で、凝縮器２２の循環冷媒を熱交換して吸熱又は放熱しつつ排気口２４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２２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２２のみで得ることができる。また、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転切換により、次のように冷暖房能力を段階的に制御してきめ細かく温度調整できる。
（１）蒸発器５（圧縮機２、２）の運転を停止し、蓄熱槽６による外気熱交換のみでの運転。
（２）蓄熱槽６と能力比４０％の分割蒸発器５ｂ（圧縮機２）のみの運転。
（３）蓄熱槽６と能力比６０％の分割蒸発器５ａ（圧縮機２）のみの運転。
（４）蓄熱槽６と両方の分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転。
このとき、分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方のみの運転でも、凝縮器２２は２つの冷凍回路４、４を１つのフィン群で共用してあるので（図５参照）伝熱面積が大きくなって熱交換能力が正味の蒸発器分割比よりも高くなる。さらに、外気バイパスダンパ１６と外気ダンパ１７を閉じて、蓄熱槽６を使わずに分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方又は両方の運転切換により、冷暖房能力を段階的に制御して一層きめ細かく温度調整できる。なお、暖房時に加湿する場合は、加湿器１１も作動させ、加湿した温風を室内へ給気し、暖房を行う。
【００１８】
▲３▼外気冷房運転
外気冷房運転する場合、圧縮機２、２を止めて外気ダンパ１７、３６を閉じ、外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリアＡで蓄熱エリア１９からの生外気Ｂと所定割合で混合させて冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気して外気冷房し、前記分流還気の他方の排気Ｄを排気口２４から屋外へ排気する。外気の除湿や加熱などの外気処理が必要な場合には、外気ダンパ１７を開いて蓄熱槽６で外気処理し、この蓄熱槽通過外気Ａと還気Ｃを所定割合で混合させ、冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気し外気冷房を行う。このように多くのエネルギーを消費する圧縮機２、２を運転せずに外気処理でき省エネとなる。なお、必要に応じて、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、外気冷房することもできる。また、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気して冷房し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気することもできる。
【００１９】
▲３▼換気運転
換気運転する場合、圧縮機２、２を止めて、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気する。
【００２０】
なお、図示省略するが、前記各実施例において、蒸発器５を分割せずに１つとし、冷凍回路４（圧縮機２）も１つとして空調機を構成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、蓄熱槽を外気熱交換処理に用いるのでコンパクトにできる。蓄熱槽を本体ケーシング内に組込んであるので冷媒の配管と回収が容易となり、屋外設置の場合のような熱対策が不要であり、熱交換能力ロスもない。蓄熱槽を除湿などの外気処理に用いることにより蒸発器の運転が不要となりランニングコストを低減できる。蒸発器と蓄熱槽に圧縮機を兼用できるので空調機が一層コンパクトとなりコストダウンを図れる。蓄熱槽の外気出入口の温度差を大きくとることができるのでその蓄熱槽通過外気と生外気と還気を混合するだけで蒸発器を運転せずに温度制御を含めた室内空調ができる。１台のヒートポンプ式空調機で、外気処理冷暖房運転、外気冷房運転、換気運転ができ別個に外気処理用空調機などが不要である。１台の凝縮器用送風機を屋外排気送風に兼用し、１台の蒸発器用送風機を室内給気送風に兼用してあるので、給気専用送風機や排気専用送風機などが不要となり、部品点数の削減ができる。さらに、凝縮器で排気熱を利用して効率良く熱交換でき、全熱交換器などの余分な部品が不要となり、空調機のコンパクト化を図れて、設置スペースが少なくて済み、設備コスト及びランニングコストを削減できる。１台のヒートポンプ式空調機で、外気処理冷暖房同時運転、外気処理冷房運転、外気処理暖房運転、外気冷房運転、換気運転を行える。任意の冷凍回路の圧縮機を運転・停止させるだけで能力調整でき、制御が容易で、制御機構の簡素化を図れ、故障が少なく、無駄の少ない省エネ運転を行える。
請求項２の発明では、空気の圧損が少なくて効率よく熱交換できる。
請求項３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正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】本発明の全体簡略構成図である。
【図５】フィンチューブ群の簡略説明図である。
【図６】フィンチューブ群の断面図である。
【図７】他の実施例を示す正面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】別の実施例を示す正面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【符号の説明】
１ 本体ケーシング
２ 圧縮機
４ 冷凍回路
５ 蒸発器
５ａ 分割蒸発器
５ｂ 分割蒸発器
６ 蓄熱槽
８ ダンパ機構
９ 蒸発エリア
１０ 凝縮エリア
１２ 送風機
１９ 蓄熱エリア
２０ 制御装置
２１ 空気通風管
２５ 送風機
２７ 冷風給気口
２８ 冷風路
２９ 温風給気口
３０ 温風路
Ａ 蓄熱槽通過外気
Ｂ 生外気
Ｃ 還気
Ｄ 排気
Ｅ 生外気
【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】
従来の蓄熱式ヒートポンプは、蒸発器の熱源を蓄熱槽と冷凍機で切換えて運転するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため大容量の蓄熱槽が必要で屋内設置困難となり配管が面倒であった。また、除湿のみでよい場合でも蒸発器の運転が必要でランニングコストが高くつく。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、同一本体ケーシング内を、蒸発器用送風機と蒸発器を設けた蒸発器エリアと、屋外排気送風兼用の凝縮器用送風機と凝縮器を設けた凝縮器エリアと、通風外気と熱交換する蓄熱槽を設けた蓄熱エリアと、に区画し、この本体ケーシング内に、蒸発器及び凝縮器と蓄熱槽との冷暖運転切換自在な圧縮機を設け、蒸発器エリアへ混合して送風される蓄熱槽通過外気と生外気と還気との各風量と、凝縮器エリアに流れる生外気と排気の各風量と、を個別に制御するダンパ機構を、備えた。さらに、蒸発器エリアと凝縮器エリアにまたがって連通する還気口を、本体ケーシングに形成した。さらに、蓄熱槽が、槽内蓄熱材と熱交換する複数の空気通風管を備えた。さらに、蒸発器エリアと凝縮器エリアを上下に配列しかつ蓄熱エリアをその一側面に配列し、又は、蒸発器エリアと凝縮器エリアを左右に配列しかつ蓄熱エリアをその上面又は下面に配列した。さらに、蒸発器を風上側と風下側に二分割し、２つの分割蒸発器を各々別冷凍回路の圧縮機に接続し、この２つの冷凍回路の圧縮機を１つの凝縮器に接続してこの凝縮器のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎に各々別冷凍回路の冷媒が流れるように構成した。さらに、蒸発器をその空気入口面を二分する方向に二分割し、２つの分割蒸発器を各々別冷凍回路の圧縮機に接続し、この各々別冷凍回路の圧縮機を１つの凝縮器に接続してこの凝縮器のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎に各々別冷凍回路の冷媒が流れるように構成し、一方の分割蒸発器と冷風給気口を連通連結する冷風路と、他方の分割蒸発器と温風給気口を連通連結する温風路を、本体ケーシング内に形成した。さらに、２つの冷凍回路の圧縮機の能力比を４：６に設定した。さらに、本体ケーシングに連通する複数の室内吹出口の吹出風量信号を数値に置き換えてその合計数値に基づいて給気風量と圧縮機の運転・停止を別個に制御する制御装置を、設けた。さらに、蒸発器及び凝縮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４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、本体ケーシング１を備え、同一本体ケーシング１内を、還気・給気送風兼用にもなる蒸発器用送風機１２と冷媒で空気を冷風又は温風に熱交換する蒸発器５を設けた蒸発器エリア９と、屋外排気送風兼用の凝縮器用送風機２５と凝縮器２２を設けた凝縮器エリア１０と、蓄熱材で通風外気を冷風又は温風に熱交換する蓄熱槽６を設けた蓄熱エリア１９と、に区画し、この本体ケーシング１内に、蒸発器５及び凝縮器２２と蓄熱槽６との冷暖熱交換運転切換自在な圧縮機２を設ける。さらに、本体ケーシング１は、圧縮機２、切換弁３、受液器等から成る冷房・暖房切換自在な２つの冷凍回路４と、蒸発器エリア９へ混合して送風される蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃとの各風量と、凝縮器エリア１０に流れる生外気Ｅと排気Ｄの各風量と、を個別に制御するダンパ機構８を、備えている。ここで生外気Ｂ、Ｅとは、熱交換などの外気処理をせずに屋外から取入れたそのままの新鮮外気のことをいう。なお、送風機１２、２５は本体ケーシング１の外に設けてもよい。
【０００６】
蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０は上下に配列しかつ蓄熱エリア１９をその一側面に配列するが、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０の何れが上であってもよい。または、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０を左右に配列しかつ蓄熱エリア１９をその上面又は下面に配列するが（図７と図８参照）、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０の何れが左であってもよい。蒸発器エリア９には、蒸発器用送風機１２を蒸発器５と加湿器１１よりも風上に設け、蒸発器５を最も風下側に配置し、凝縮器エリア１０には、屋外排気送風兼用の凝縮器用送風機２５を凝縮器２２よりも風上に設け、凝縮器２２と蒸発器５を各エリア９、１０の最も風下側に配置し、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを十分に混合した状態で蒸発器５に送風し、かつ生外気Ｅと排気Ｄを十分に混合した状態で凝縮器２２に送風して、空気と循環冷媒との熱交換効率を良くする。加湿器１１は蒸発器５の風下に設ける。
【０００７】
この本体ケーシング１には、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０の風上側にまたがって連通する還気口１３と、蒸発器エリア９の風下側に連通する給気口１４と、蓄熱エリア１９の風上側に連通する第一の外気口１５と、凝縮器エリア１０の風上側に連通する第二の外気口２３と、凝縮器エリア１０の風下側に連通する排気口２４と、を形成し、蓄熱エリア１９の風上側と蒸発器エリア９の風上側の連通路には蒸発器エリア９への生外気風量を調整する外気バイパスダンパ１６を、蓄熱エリア１９の風下側と蒸発器エリア９の風上側の連通路には蒸発器エリア９への蓄熱槽通過外気風量を調整する第一の外気ダンパ１７を、還気口１３には蒸発器エリア９への還気風量を調整する還気ダンパ１８と凝縮器エリア１０への排気風量を調整する排気ダンパ２６とを、外気口２３には凝縮器エリア１０への外気風量を調整する第二の外気ダンパ３６を、夫々設けて、ダンパ機構８を構成する。還気口１３にはダクトを介して複数の室内吸込口を連通連結し、給気口１４にはダクトを介して複数の室内吹出口を連通連結し、室内を空調する。
【０００８】
この給気口１４に連通する複数の室内吹出口の吹出風量信号を数値（ポイント）に置き換えてその合計数値に基づいて給気風量又は給排気風量と各圧縮機２の運転・停止を別個に制御する制御装置２０を、設ける。制御装置２０はマイコンなどにて構成し、圧縮機２と送風機１２又は送風機１２、２５の回転速度を制御する。制御装置２０は、送風機１２又は送風機１２、２５に別個に回転速度の指令を出して風量を無段階又は段階的に制御しかつ各圧縮機２に別個に回転速度の指令を出して循環冷媒流量を無段階又は段階的に制御する。たとえば、各室内吹出口に図示省略のセンサーを設け、そのセンサーの吹出風量信号の合計数値（ポイント）の変動に応じて、送風機１２又は送風機１２、２５の風量を増減制御し、冷凍回路４の圧縮機２による冷媒流量を増減制御する。なお、本発明において圧縮機２の運転とは、冷媒流量の増減制御を行わないもの（単に起動・停止を行うだけ）と、冷媒流量の増減制御を行うものの両方が含まれるものとする。
【０００９】
蒸発器５は風上側と風下側に距離を隔てて所定割合で二分割し、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂを各々別冷凍回路４の圧縮機２に一対一で接続し、２つの冷凍回路４の圧縮機２を１つの凝縮器２２に共用で接続してこの凝縮器２２のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎（図５参照）に各々別冷凍回路４の冷媒が流れるように構成する。２つの冷凍回路４、４の圧縮機２、２（風下側の分割蒸発器５ｂ：風上側の分割蒸発器５ａ）の能力比は４：６に設定するのが最適であるが、これ以外の割合でもよい。通常、同一の蒸発器で冷房と暖房を切り替えて使用する場合、暖房に要する能力は冷房時の６割程度である。そのため、上述のような分割比にすることにより、暖房時には風上側の分割蒸発器５ａのみ即ち一方の冷凍回路４の圧縮機２のみを使用するだけでよく省エネ化を図れる。蒸発器５と凝縮器２２のフィンチューブは楕円管（図６参照）にするのが好ましいが円形管でもよい。
【００１０】
蓄熱槽６は、温水や氷などの各種の槽内蓄熱材と熱交換する複数の空気通風管２１を、備える。この空気通風管２１内に外気や還気などの空気を通し、空気通風管２１を介して槽内蓄熱材にて空気を熱交換するのに用いる。そのため空調用冷媒の蓄熱槽として使用する場合と比べて蓄熱容量が少なくて済み蓄熱槽６を小型化できる。蓄熱槽６は、各冷凍回路４の圧縮機２に切換弁３を介して接続して、蒸発器５及び凝縮器２２と、蓄熱槽６と、の運転を切換自在に構成する。蓄熱槽６は夜間などに運転し、温水や氷などで蓄熱する。
【００１１】
このヒートポンプ式空調機による運転例を説明する。
▲１▼冷房／暖房運転
外気バイパスダンパ１６、外気ダンパ１７、３６、還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、第一の外気口１５からの外気を蓄熱エリア１９と蒸発器エリア９に分流させ、分流外気の一方を蓄熱エリア１９の蓄熱槽６で冷風又は温風に熱交換し、この蓄熱槽通過外気Ａと、前記分流外気の他方である生外気Ｂと、を蒸発器エリア９へ送り、同時に、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリア９で蓄熱エリア１９からの前述の蓄熱槽通過外気Ａ及び生外気Ｂと所定割合で混合させ、その混気Ａ、Ｂ、Ｃを蒸発器５の循環冷媒で冷風又は温風に熱交換して給気口１４から室内へ給気し、前記分流還気の他方Ｄを、凝縮器エリア１０で第二の外気口２３からの生外気Ｅと所定割合で混合させ、外気温度を冷房時には下げ暖房時には上げた状態で、凝縮器２２の循環冷媒を熱交換して吸熱又は放熱しつつ排気口２４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２２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２２のみで得ることができる。また、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転切換により、次のように冷暖房能力を段階的に制御してきめ細かく温度調整できる。
（１）蒸発器５（圧縮機２、２）の運転を停止し、蓄熱槽６による外気熱交換のみでの運転。
（２）蓄熱槽６と能力比４０％の分割蒸発器５ｂ（圧縮機２）のみの運転。
（３）蓄熱槽６と能力比６０％の分割蒸発器５ａ（圧縮機２）のみの運転。
（４）蓄熱槽６と両方の分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転。
このとき、分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方のみの運転でも、凝縮器２２は２つの冷凍回路４、４を１つのフィン群で共用してあるので（図５参照）伝熱面積が大きくなって熱交換能力が正味の蒸発器分割比よりも高くなる。さらに、外気バイパスダンパ１６と外気ダンパ１７を閉じて、蓄熱槽６を使わずに分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方又は両方の運転切換により、冷暖房能力を段階的に制御して一層きめ細かく温度調整できる。なお、暖房時に加湿する場合は、加湿器１１も作動させ、加湿した温風を室内へ給気し、暖房を行う。
【００１２】
▲２▼外気冷房運転
外気冷房運転する場合、圧縮機２、２を止めて外気ダンパ１７、３６を閉じ、外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリアＡで蓄熱エリア１９からの生外気Ｂと所定割合で混合させて給気口１４から室内へ給気して外気冷房し、前記分流還気の他方の排気Ｄを排気口２４から屋外へ排気する。外気の除湿や加熱などの外気処理が必要な場合には、外気ダンパ１７を開いて蓄熱槽６で外気処理し、この蓄熱槽通過外気Ａと還気Ｃを所定割合で混合させ、給気口１４から室内へ給気し外気冷房を行う。このように多くのエネルギーを消費する圧縮機２、２を運転せずに外気処理でき省エネとなる。なお、必要に応じて、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、外気冷房することもできる。また、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を給気口１４から室内へ給気して冷房し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気することもできる。
【００１３】
▲３▼換気運転
換気運転する場合、圧縮機２、２を止めて、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を給気口１４から室内へ給気し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気する。
【００１４】
▲４▼除湿／再熱運転
除湿／再熱運転する場合、外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８を開いて、生外気Ｂと、還気口１３からの還気Ｃと、を所定割合で混合させ、その混気を風上側分割蒸発器５ａの循環冷媒にて冷却して除湿した後、その除湿空気を風下側分割蒸発器５ｂの循環冷媒にて加熱して給気口１４から室内へ給気し、外気口２３からの生外気Ｅと還気口１３からの分流還気で凝縮器２２の循環冷媒を熱交換し、排気口２４から排気する。このとき、凝縮器２２のフィン群は２つの冷凍回路４、４で共用してあるので冷媒と外気の熱交換だけでなく、それよりも温度差の大きな冷媒同士（加熱用冷媒温度−冷却用冷媒温度）での熱交換も行えて熱交換能力が高まる。なお、必要に応じて外気ダンパ１７を開き、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、除湿／再熱運転することもできる。
【００１５】
図９と図１０は他の実施例で、図１の実施例において、蒸発器５をその空気入口面を二分する方向に二分割し、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂを各々別冷凍回路４の圧縮機２に一対一で接続し、この各々別冷凍回路４の圧縮機２を１つの凝縮器２２に共用で接続してこの凝縮器２２のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎に各々別冷凍回路４の冷媒が流れるように構成し、一方の分割蒸発器５ａと冷風給気口２７を連通連結する冷風路２８と、他方の分割蒸発器５ｂと温風給気口２９を連通連結する温風路３０を、本体ケーシング１内に形成したものである。２つの冷凍回路４、４の圧縮機２、２（分割蒸発器５ｂ：分割蒸発器５ａ）の能力比は４：６に設定するのが最適であるが、これ以外の割合でもよい。分割蒸発器５ａ、５ｂの何れか一方又は両方の風下には加湿器１１を設ける。冷風給気口２７にはダクトを介して複数の冷房ゾーン用室内吹出口を連通連結し、温風給気口２９にはダクトを介して複数の暖房ゾーン用室内吹出口を連通連結する。その他の構成は図１と同じであるので説明を省略する。
【００１６】
このヒートポンプ式空調機による運転例を説明する。
▲１▼冷暖房同時運転
外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８を開いて、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃと、生外気Ｂを所定割合で混合させ、その混気を一方の分割蒸発器５ａの循環冷媒で冷風に熱交換して冷風給気口２７から室内の冷房ゾーンへ給気しかつ他方の分割蒸発器５ｂの循環冷媒で温風に熱交換して温風給気口２９から室内の暖房ゾーンへ給気して空調する。同時に、前記分流還気の他方Ｄを、凝縮器エリア１０で外気口２３からの生外気Ｅと所定割合で混合させ、凝縮器２２の循環冷媒を熱交換して排気口２４から屋外へ排気する。この場合、排気熱を利用して凝縮器２２の熱交換負荷を下げることができ、凝縮器２２のフィン群は２つの冷凍回路４、４で共用してあるので冷媒と外気の熱交換だけでなく、それよりも温度差の大きな冷媒同士（加熱用冷媒温度−冷却用冷媒温度）での熱交換も行えて熱交換能力が高まる。なお、必要に応じて外気ダンパ１７を開き、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、冷暖房同時運転することもできる。
【００１７】
▲２▼冷房／暖房運転
外気バイパスダンパ１６、外気ダンパ１７、３６、還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、第一の外気口１５からの外気を蓄熱エリア１９と蒸発器エリア９に分流させ、分流外気の一方を蓄熱エリア１９の蓄熱槽６で冷風又は温風に熱交換し、この蓄熱槽通過外気Ａと、前記分流外気の他方である生外気Ｂと、を蒸発器エリア９へ送り、同時に、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリア９で蓄熱エリア１９からの前述の蓄熱槽通過外気Ａ及び生外気Ｂと所定割合で混合させ、その混気Ａ、Ｂ、Ｃを蒸発器５の循環冷媒で冷風又は温風に熱交換して冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気し、前記分流還気の他方Ｄを、凝縮器エリア１０で第二の外気口２３からの生外気Ｅと所定割合で混合させ、外気温度を冷房時には下げ暖房時には上げた状態で、凝縮器２２の循環冷媒を熱交換して吸熱又は放熱しつつ排気口２４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２２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２２のみで得ることができる。また、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転切換により、次のように冷暖房能力を段階的に制御してきめ細かく温度調整できる。
（１）蒸発器５（圧縮機２、２）の運転を停止し、蓄熱槽６による外気熱交換のみでの運転。
（２）蓄熱槽６と能力比４０％の分割蒸発器５ｂ（圧縮機２）のみの運転。
（３）蓄熱槽６と能力比６０％の分割蒸発器５ａ（圧縮機２）のみの運転。
（４）蓄熱槽６と両方の分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の運転。
このとき、分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方のみの運転でも、凝縮器２２は２つの冷凍回路４、４を１つのフィン群で共用してあるので（図５参照）伝熱面積が大きくなって熱交換能力が正味の蒸発器分割比よりも高くなる。さらに、外気バイパスダンパ１６と外気ダンパ１７を閉じて、蓄熱槽６を使わずに分割蒸発器５ａ、５ｂ（圧縮機２、２）の一方又は両方の運転切換により、冷暖房能力を段階的に制御して一層きめ細かく温度調整できる。なお、暖房時に加湿する場合は、加湿器１１も作動させ、加湿した温風を室内へ給気し、暖房を行う。
【００１８】
▲３▼外気冷房運転
外気冷房運転する場合、圧縮機２、２を止めて外気ダンパ１７、３６を閉じ、外気バイパスダンパ１６と還気ダンパ１８、排気ダンパ２６を開き、蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０にまたがった還気口１３から還気を、還気ダンパ１８と排気ダンパ２６にて蒸発器エリア９と凝縮器エリア１０に分流させ、この分流還気の一方Ｃを、蒸発器エリアＡで蓄熱エリア１９からの生外気Ｂと所定割合で混合させて冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気して外気冷房し、前記分流還気の他方の排気Ｄを排気口２４から屋外へ排気する。外気の除湿や加熱などの外気処理が必要な場合には、外気ダンパ１７を開いて蓄熱槽６で外気処理し、この蓄熱槽通過外気Ａと還気Ｃを所定割合で混合させ、冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気し外気冷房を行う。このように多くのエネルギーを消費する圧縮機２、２を運転せずに外気処理でき省エネとなる。なお、必要に応じて、蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃを所定割合で混合させて、外気冷房することもできる。また、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気して冷房し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気することもできる。
【００１９】
▲３▼換気運転
換気運転する場合、圧縮機２、２を止めて、外気バイパスダンパ１６と排気ダンパ２６のみを開き、外気口１５からの外気を冷風給気口２７と温風給気口２９から室内へ給気し、還気口１３からの室内空気を排気口２４から排気する。
【００２０】
なお、図示省略するが、前記各実施例において、蒸発器５を分割せずに１つとし、冷凍回路４（圧縮機２）も１つとして空調機を構成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、蓄熱槽を外気熱交換処理に用いるのでコンパクトにできる。蓄熱槽を本体ケーシング内に組込んであるので冷媒の配管と回収が容易となり、屋外設置の場合のような熱対策が不要であり、熱交換能力ロスもない。蓄熱槽を除湿などの外気処理に用いることにより蒸発器の運転が不要となりランニングコストを低減できる。蒸発器と蓄熱槽に圧縮機を兼用できるので空調機が一層コンパクトとなりコストダウンを図れる。蓄熱槽の外気出入口の温度差を大きくとることができるのでその蓄熱槽通過外気と生外気と還気を混合するだけで蒸発器を運転せずに温度制御を含めた室内空調ができる。１台のヒートポンプ式空調機で、外気処理冷暖房運転、外気冷房運転、換気運転ができ別個に外気処理用空調機などが不要である。１台の凝縮器用送風機を屋外排気送風に兼用し、１台の蒸発器用送風機を室内給気送風に兼用してあるので、給気専用送風機や排気専用送風機などが不要となり、部品点数の削減ができる。さらに、凝縮器で排気熱を利用して効率良く熱交換でき、全熱交換器などの余分な部品が不要となり、空調機のコンパクト化を図れて、設置スペースが少なくて済み、設備コスト及びランニングコストを削減できる。１台のヒートポンプ式空調機で、外気処理冷暖房同時運転、外気処理冷房運転、外気処理暖房運転、外気冷房運転、換気運転を行える。任意の冷凍回路の圧縮機を運転・停止させるだけで能力調整でき、制御が容易で、制御機構の簡素化を図れ、故障が少なく、無駄の少ない省エネ運転を行える。
請求項２の発明では、空気の圧損が少なくて効率よく熱交換できる。
請求項３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正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】本発明の全体簡略構成図である。
【図５】フィンチューブ群の簡略説明図である。
【図６】フィンチューブ群の断面図である。
【図７】他の実施例を示す正面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】別の実施例を示す正面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【符号の説明】
１ 本体ケーシング
２ 圧縮機
４ 冷凍回路
５ 蒸発器
５ａ 分割蒸発器
５ｂ 分割蒸発器
６ 蓄熱槽
８ ダンパ機構
９ 蒸発エリア
１０ 凝縮エリア
１２ 送風機
１９ 蓄熱エリア
２０ 制御装置
２１ 空気通風管
２５ 送風機
２７ 冷風給気口
２８ 冷風路
２９ 温風給気口
３０ 温風路
Ａ 蓄熱槽通過外気
Ｂ 生外気
Ｃ 還気
Ｄ 排気
Ｅ 生外気
Claims (3)
- 同一本体ケーシング１内を、蒸発器用送風機１２と蒸発器５を設けた蒸発器エリア９と、屋外排気送風兼用の凝縮器用送風機２５と凝縮器２２を設けた凝縮器エリア１０と、通風外気と熱交換する蓄熱槽６を設けた蓄熱エリア１９と、に区画し、この本体ケーシング１内に、蒸発器５及び凝縮器２２と蓄熱槽６との冷暖運転切換自在な圧縮機２を設け、蒸発器エリア９へ混合して送風される蓄熱槽通過外気Ａと生外気Ｂと還気Ｃとの各風量と、凝縮器エリア１０に流れる生外気Ｅと排気Ｄの各風量と、を個別に制御するダンパ機構８を、備え、前記蒸発器５をその空気入口面を二分する方向に二分割し、２つの分割蒸発器５ａ、５ｂを各々別冷凍回路４の圧縮機２に接続し、この各々別冷凍回路４の圧縮機２を１つの前記凝縮器２２に接続してこの凝縮器２２のフィンチューブ１列毎、フィンチューブ１段毎又はフィンチューブ１本毎に各々別冷凍回路４の冷媒が流れるように構成し、一方の前記分割蒸発器５ａと冷風給気口２７を連通連結する冷風路２８と、他方の前記分割蒸発器５ｂと温風給気口２９を連通連結する温風路３０を、前記本体ケーシング１内に形成したことを特徴とするヒートポンプ式空調機。
- 蓄熱槽６が、槽内蓄熱材と熱交換する複数の空気通風管２１を備えた請求項１記載のヒートポンプ式空調機。
- 蒸発器５及び凝縮器２２のフィンチューブを楕円管にした請求項１又は２記載のヒートポンプ式空調機。
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