JP4033209B2

JP4033209B2 - 空気調和機の室外機

Info

Publication number: JP4033209B2
Application number: JP2005343893A
Authority: JP
Inventors: 知宏薮
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: WO2007063707A1; JP2007147187A

Description

本発明は、冷媒を加熱するための加熱ユニットを備えた空気調和機の室外機に関する。

空気調和装置の液冷媒を加熱して暖房能力や除霜能力を向上させるために、特許文献１に記載されるように、誘導加熱ヒータを用いた冷媒加熱装置がある。この冷媒加熱装置は、すでに設置されている空気調和機の室外機の側面に隣接する位置に設置されて使用される。冷媒加熱装置の液管およびガス管は、室外機の液管およびガス管にそれぞれ接続されている。
特開２００２―５５３７号公報

しかし、特許文献１に記載された冷媒加熱装置の場合、室外機の横に設置されるため、室外機および冷媒加熱装置を設置するための面積が広くならざるをえなかった。
本発明の課題は、設置面積の増大を抑制することができる空気調和機の室外機を提供することにある。

第１発明の空気調和機の室外機は、空気調和ユニットと、加熱ユニットとを備えている。加熱ユニットは、冷媒を加熱する。加熱ユニットは、空気調和ユニットの上側に設置されている。空気調和ユニットは、機械室と、ファン室とを有している。機械室は、圧縮機を収容する。ファン室は、ファンおよび熱交換器を収容する。加熱ユニットは、第１電源部（９）および配管部を有している。配管部は、機械室の上側に設置されている。配管部で結露等により発生した水を加熱ユニット下側の空気調和ユニットの機械室へ排水することが可能である。第１電源部は、ファン室の上側に配置されている。
ここでは、加熱ユニットが空気調和ユニットの上側に設置されているので、設置面積の増大を抑制することが可能である。それによって設置コストの低減が可能である。
また、空気調和ユニットが、機械室とファン室とを有しているので、ファンおよび熱交換器を有するファン室と隔離して、圧縮機を機械室に配置することが可能である。
さらに、配管部が機械室の上側に設置されており、加熱ユニットの配管部で結露等により発生した水は、加熱ユニット下側の空気調和ユニットの機械室へ落として排水することが可能である。
しかも、配管部が機械室の上側に設置され、第１電源部がファン室の上側に配置されているので、配管の長さが短くてすむとともに配管部で結露等により水が発生しても機械室へ水を排水することが可能である。
また、加熱ユニットが第１電源部を有しているので、空気調和ユニットから独立して電力供給を制御することが可能である。

第２発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、加熱ユニットのケースの下面には、下面側開口が形成されている。
ここでは、加熱ユニットのケースの下面には、下面側開口が形成されているので、配管、配線等の作業がやりやすくなり、かつ、配管長さが短くなり、運転効率が向上する。

第３発明の空気調和機の室外機は、第２発明の室外機であって、配管部と空気調和ユニットとの接続は、下面側開口を通して行われている。
ここでは、配管部と空気調和ユニットとの接続が下面側開口を通して行われているので、加熱ユニットの配管作業が容易であるとともに接続配管が短くてすみ、配管コストと冷媒の圧力損失を少なくすることが可能になる。
第４発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、配管部は、冷媒配管と、ＩＨヒータとを有している。ＩＨヒータは、冷媒配管の内部を流れる冷媒を誘導加熱によって加熱する。
ここでは、配管部は、冷媒配管の内部を流れる冷媒を誘導加熱によって加熱するＩＨヒータを有しているので、冷媒を迅速に加熱することができ、暖房能力および除霜能力を向上することが可能である。

第５発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、加熱ユニットのケースの内部には、第１電源部と配管部が実質的に同一の高さに設置されている。配管部は、水平方向に延びている。
ここでは、加熱ユニットのケースの内部には、第１電源部と配管部が実質的に同一の高さに設置されており、配管部が水平方向に延びているので、加熱ユニットを薄く構成することが可能であり、室外機全体の高さを抑制することが可能である

第６発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、配管部と空気調和ユニットとの接続は、背面側開口を通して行われている。背面側開口は、加熱ユニットの背面側に形成されている。
ここでは、配管部と空気調和ユニットとの接続が背面側開口を通して行われているので、加熱ユニットの配管作業が容易である。

第７発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、下面側開口には、第１電源線が通されている。第１電源線は、第１電源部の電源線である。
ここでは、第１電源部の第１電源線が加熱ユニットの下面側開口に通されているので、第１電源部を空気調和ユニットの電源部に接続しやすい。

第８発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、下面側開口には、制御線が通されている。制御線は、空気調和ユニットから第１電源部へ制御信号を送信する。
ここでは、空気調和ユニットから第１電源部へ制御信号を送信する制御線が加熱ユニットの下面側開口に通されているので、空気調和ユニットと加熱ユニットとの間を制御線で接続しやすい。

第９発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、下面側開口は、空気調和ユニットの電源取出し端子の上方に配置されている。
ここでは、加熱ユニットの第１電源部の第１電源線と空気調和ユニットの電源取出し端子から延びる第２電源線と束ねて、室外機の外部へ引き出すように配線することが可能である。

第１０発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、第１電源部は、放熱板を有している。放熱板は、ファン室に突出するように配置されている。
ここでは、第１電源部の放熱板がファン室に突出するように配置されているので、ファン室で発生する風を利用して第１電源部を効率よく冷却することが可能である。
第１１発明の空気調和機の室外機は、第１０発明の室外機であって、放熱板は、室外熱交換器を通る空気流れの上流側になるように、室外熱交換器におけるファンと反対側の位置に配置されている。
ここでは、放熱板が、室外熱交換器を通る空気流れの上流側になるように室外熱交換器におけるファンと反対側の位置に配置されているので、冷房時において室外熱交換器から放熱されるときでも、放熱板には室外熱交換器からの熱が伝わらないので、放熱板に常に冷たい空気流れを供給することが可能である。
第１２発明の空気調和機の室外機は、第６発明の室外機であって、背面側開口は、斜め下方向に向けられている。
ここでは、背面側開口が斜め下方向に向けられているので、配管作業や配線作業を容易に行うことが可能である。
第１３発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、加熱ユニットの電源部が空気調和ユニットの電源部と共通化されている。
ここでは、加熱ユニットの電源部が空気調和ユニットの電源部と共通化されているので、空気調和ユニットの電源部を加熱ユニットと共用でき、製造コストを低減することが可能である。

第１発明によれば、設置面積の増大を抑制することができる。それによって設置コストを低減することができる。また、ファンおよび熱交換器を有するファン室と隔離して、圧縮機を機械室に配置することができる。さらに、加熱ユニットの配管部で結露等により発生した水を加熱ユニット下側の空気調和ユニットの機械室へ落として排水することができる。
また、配管の長さが短くてすむとともに配管部で結露等により水が発生しても機械室へ水を排水することができる。
さらに、空気調和ユニットから独立して電力供給を制御することができる。
第２発明によれば、配管、配線等の作業を容易に行うことができる。また、配管長さが短くなり、運転効率が向上する。
第３発明によれば、加熱ユニットの配管作業が容易であるとともに接続配管が短くてすみ、配管コストと冷媒の圧力損失を少なくすることが可能になる。
第４発明によれば、冷媒を迅速に加熱することができる。これにより、暖房能力および除霜能力を向上することができる。

第５発明によれば、加熱ユニットを薄く構成することができ、室外機全体の高さを抑制することができる。
第６発明によれば、加熱ユニットの配管作業が容易である。
第７発明によれば、第１電源部を空気調和ユニットの電源部に接続しやすい。

第８発明によれば、空気調和ユニットと加熱ユニットとの間を制御線で接続しやすい。
第９発明によれば、加熱ユニットの第１電源部の第１電源線と空気調和ユニットの電源取出し端子から延びる第２電源線と束ねて、室外機の外部へ引き出すように配線することができる。

第１０発明によれば、ファン室で発生する風を利用して第１電源部を効率よく冷却することができる。
第１１発明によれば、放熱板に常に冷たい空気流れを供給することができる。
第１２発明によれば、配管作業や配線作業を容易に行うことができる。

第１３発明によれば、空気調和ユニットの電源部を加熱ユニットと共用でき、製造コストを低減することができる。

＜第１実施形態＞
図１および図２に示されるように、空気調和機１は、室外機２と、室内機３とを備えている。室外機２は、冷媒配管２３および冷媒配管２４によって、室内機３と接続されている。冷媒配管２３には、液体状態の冷媒が流れ、冷媒配管２４には、ガス状態の冷媒が流れる。

＜室外機２の構成＞
空気調和機１の室外機２は、空気調和ユニット４と、冷媒を加熱する加熱ユニット５とを備えている。
加熱ユニット５は、ケース６と、第１電源部９と、配管部１０とを有している。
配管部１０は、空気調和ユニット４の液冷媒側の冷媒配管２３に通じる接続管２８、２９の間に設置されている。配管部１０は、冷媒配管３０と、その冷媒配管３０の内部を流れる冷媒を誘導加熱によって加熱するＩＨヒータ２１とを有している。
ＩＨヒータ２１は、誘導加熱を利用して、冷媒配管の内部の鉄心を加熱し、それにより、冷媒配管の内部を流れる冷媒を加熱する。ＩＨヒータ２１は、冷媒を迅速に加熱することができ、暖房能力および除霜能力を向上させることができる。第１電源部９は、ＩＨヒータ２１のための交流電源であり、インバータ制御を行ういわゆるインバータ電源である。第１電源部９およびＩＨヒータ２１は、ケース６の内部に収納されている。

加熱ユニット５は、空気調和ユニット４の上側に設置されている。加熱ユニット５が空気調和ユニット４の上側に設置されているので、設置面積の増大を抑制することが可能であり、それによって設置コストの低減が可能である。
加熱ユニット５のケース６の下面７には、下面側開口８が形成されているので、配管、配線等の作業がやりやすくなり、かつ、配管長さが短くなり、運転効率が向上する。

配管部１０と空気調和ユニット４との接続は、下面側開口８を通して（具体的には、接続管２８、２９を下面側開口８に通すことによって）行われているので、加熱ユニット５の配管作業が容易であるとともに接続配管が短くてすみ、配管コストと冷媒の圧力損失を少なくすることが可能になる。
加熱ユニット５のケース６の内部には、第１電源部９と配管部１０が実質的に同一の高さに設置されている。配管部１０は、水平方向に延びている。このため、加熱ユニット５を薄く構成することが可能であり、室外機２全体の高さを抑制することが可能である。

下面側開口８には、制御線１２が通されている。制御線１２は、空気調和ユニット４から第１電源部９へ制御信号を送信する。
下面側開口８は、空気調和ユニット４の第２電源部１９に設けられた電源取出し端子１３の上方に配置されている。したがって、加熱ユニットの第１電源部の第１電源線と空気調和ユニット４の電源取出し端子１３から延びる第２電源線２０と束ねて、電源線取出口３４から室外機２の外部へ引き出すように配線することが可能である。

また、下面側開口８には、第１電源線１１が通されているので、空気調和ユニット４の電源部である第２電源部１９から第１電源部９へ電力を供給する場合に第１電源部９の第１電源線１１を第２電源部１９に接続しやすい。
空気調和ユニット４は、機械室１４と、ファン室１５とを有している。機械室１４は、圧縮機１６を収容する。ファン室１５は、ファン１７および室外熱交換器１８を収容する。したがって、ファン１７および室外熱交換器１８を有するファン室１５と隔離して、圧縮機１６を機械室１４に配置することが可能である。

また、機械室１４には、圧縮機１６の他に、第２電源部１９、四路切換弁２２および膨張弁２７も収納されている。第２電源部１９は、圧縮機１６、ファン１７、室外熱交換器１８、四路切換弁２２、および膨張弁２７を駆動制御するための電源である。第２電源部１９は、圧縮機１６のインバータ制御を行うことにより、圧縮機出力を変更することが可能である。

配管部１０は、機械室１４の上側に設置されている。第１電源部９は、ファン室１５の上側に配置されている。したがって、配管長が短くてすむとともに配管部１０で結露等により水が発生しても機械室１４へ水を排水することが可能である。
第１電源部９は、下面側において、図３に示される放熱板３１を有している。放熱板３１は、ファン室１５に突出するように配置されている（図２参照）ので、ファン室１５で発生する風を利用して第１電源部９を効率よく冷却することが可能である。放熱板３１は、図４に示されるように、室外熱交換器１８を通る空気流れの上流側になるように、室外熱交換器１８におけるファン１７と反対側の位置に配置されている。したがって、冷房時において室外熱交換器１８から放熱されるときでも、放熱板３１には室外熱交換器１８からの熱が伝わらないので、放熱板３１に常に冷たい空気流れを供給することが可能である。

＜室内機３の構成＞
室内機３は、図２に示されるように、室内熱交換器２５と、室内熱交換器２５を通過する空気流れを発生させるクロスフローファン２６とを有している。室内熱交換器２５は、冷媒配管２３、２４を通して室外機２から供給される冷媒と室内空気との間で熱交換を行うことにより、暖房および冷房を行うことが可能である。

＜第１実施形態の特徴＞
（１）
第１実施形態では、加熱ユニット５が空気調和ユニット４の上側に設置されているので、設置面積の増大を抑制することが可能である。それによって設置コストの低減が可能である。

（２）
第１実施形態では、加熱ユニット５のケース６の下面には、下面側開口８が形成されているので、配管、配線等の作業がやりやすくなり、かつ、配管長さが短くなり、運転効率が向上する。
（３）
第１実施形態では、加熱ユニット５のケース６の内部には、第１電源部９と配管部１０が実質的に同一の高さに設置されており、配管部１０が水平方向に延びている。したがって、加熱ユニット５を薄く構成することが可能であり、室外機２全体の高さを抑制することが可能である。

（４）
第１実施形態では、加熱ユニット５が第１電源部９を有しているので、空気調和ユニット４から独立して電力供給を制御することが可能である。
（５）
第１実施形態では、空気調和ユニット４から第１電源部９へ制御信号を送信する制御線１２が加熱ユニット５の下面側開口８に通されているので、空気調和ユニット４と加熱ユニット５との間を制御線１２で接続しやすい。

（６）
第１実施形態では、加熱ユニット５の下面側開口８が空気調和ユニット４の第２電源部１９に設けられた電源取出し端子１３の上方に配置されている。したがって、加熱ユニットの第１電源部９の第１電源線１１と空気調和ユニット４の電源取出し端子１３から延びる第２電源線２０と束ねて、電源線取出口３４から室外機２の外部へ引き出すように配線することが可能である。

（７）
第１実施形態では、空気調和ユニット４が、機械室１４とファン室１５とを有しているので、ファン１７および室外熱交換器１８を有するファン室１５と隔離して、圧縮機１６を機械室１４に配置することが可能である。
（８）
第１実施形態では、配管部１０が機械室１４の上側に設置され、第１電源部９がファン室１５の上側に配置されているので、配管長が短くてすむとともに配管部１０で結露等により水が発生しても、ファン室１５から隔離して機械室１４へ水を排水することが可能である。また、配管長が短いので、配管作業も容易である。

（９）
第１実施形態では、第１電源部９の第１電源線１１が加熱ユニット５の下面側開口８に通されているので、空気調和ユニット４の電源部である第２電源部１９から第１電源部９へ電力を供給する場合には、第１電源部９の第１電源線１１を第２電源部１９に接続しやすい。

（１０）
配管部１０と空気調和ユニット４との接続は、下面側開口８を通して行われているので、加熱ユニット５の配管作業が容易であるとともに接続配管が短くてすみ、配管コストと冷媒の圧力損失を少なくすることが可能になる。

＜第１実施形態の変形例＞
（Ａ）
第１実施形態における室外機２は、加熱ユニット４と空気調和ユニット４とがあらかじめ組み込まれた形で製造されているが、本発明はこれに限定されるものではない。空気調和ユニット４のみからなる室外機が設置場所にすでに設置されている場合に、空気調和ユニット４の上側に、後付けのオプションとして加熱ユニット５を設置してもよい。
（Ｂ）
第１実施形態では、第１電源線１１が前記空気調和ユニット４の電源線である第２電源線２０と束ねて配線されて、室外機２の外部へ引き出されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１電源線１１を室外機２の第２電源部１９へ接続してもよい。この場合、室外機２外部の外部から第２電源線２０を通して空気調和ユニット４の第２電源部１９および加熱ユニット５の第１電源部９へ電力を供給することが可能である。

（Ｃ）
第１実施形態では、空気調和ユニット４および加熱ユニット５がそれぞれ電源部（第２電源部１９および第１電源部９）を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加熱ユニット５の電源部が空気調和ユニット４の電源部と共通化されていてもよい。この場合、加熱ユニット５の電源部が空気調和ユニット４の電源部と共通化されているので、空気調和ユニット４の電源部（第２電源部１９）を加熱ユニット５と共用でき、製造コストを大幅に低減することが可能である。

例えば、空気調和ユニット４のみからなる室外機が設置場所にすでに設置されている場合に、空気調和ユニット４の上側に、後付けのオプションとして加熱ユニット５を設置するときには、空気調和ユニット４の電源部（第２電源部１９）を加熱ユニット５と共用することによって、加熱ユニット５は配管部１０のみを備えておけばよい。この場合には、加熱ユニット５の構成は簡単になり、製造コストを大幅に低減することが可能である。

＜第２実施形態＞
第１実施形態の室外機２では、加熱ユニット５のケース６の下面７に下面側開口８が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加熱ユニット４の配管部１０と空気調和ユニット４との接続は、図５に示されるような背面側開口４１、４２を通して行われていてもよい。背面側開口４１、４２は、加熱ユニット５の背面側に形成されている。

配管部１０が空気調和ユニット４の接続管４６と液冷媒側の冷媒配管４７との間に設置されるように、背面側開口４１には接続管４６が接続され、背面側開口４２には冷媒配管４７が接続されている。
また、背面側開口４１、４２が斜め下方向に向けられるように、加熱ユニット５のケース６の背面に三角形断面の水平方向に延びる凹部６ａが形成され、その凹部６ａを構成する上側斜面６ｂに背面側開口４１、４２が形成されている。

＜第２実施形態の特徴＞
（１）
この第２実施形態の場合、配管部１０と空気調和ユニット４との接続が背面側開口４１、４２を通して行われているので、加熱ユニット５の配管作業が容易である。また、加熱ユニット５をオプションとして現地で空気調和ユニット４の上面に取り付けるときに閉鎖弁を接続しやすい。

（２）
しかも、背面側開口４１、４２が斜め下方向に向けられているので、配管作業や配線作業を容易に行うことが可能である。

本発明は、冷媒を加熱するための加熱ユニット５を備えた空気調和機の室外機に適用することが可能である。

本発明の第１実施形態に係わる空気調和機の室外機の構成図。図１の室外機を含む空気調和機の冷媒回路を示す図。図１の放熱板を有する第１電源部の斜視図。図１の放熱板のファン室内部における配置を示す配置図。本発明の第２実施形態に係わる空気調和機の室外機の構成図。

符号の説明

１空気調和機
２室外機
３室内機
４空気調和ユニット
５加熱ユニット
６ケース
７下面
８下面側開口
９第１電源部
１０配管部
１１第１電源線
１２制御線
１４機械室
１５ファン室
１６圧縮機
３１放熱板
４１、４２背面側開口

Claims

空気調和ユニット（４）と、
冷媒を加熱する加熱ユニット（５）と
を備えており、
前記加熱ユニット（５）は、前記空気調和ユニット（４）の上側に設置されており、
前記空気調和ユニット（４）は、圧縮機（１６）を収容する機械室（１４）と、ファン（１７）および熱交換器（１８）を収容するファン室（１５）とを有しており、
前記加熱ユニット（５）は、第１電源部（９）および配管部（１０）を有しており、
前記配管部（１０）は、前記機械室（１４）の上側に設置されており、前記配管部（１０）で結露等により発生した水を前記加熱ユニット（５）の下側の前記空気調和ユニット（４）の前記機械室（１４）へ排水することが可能であり、
前記第１電源部（９）は、前記ファン室（１５）の上側に配置されている、
空気調和機（１）の室外機（２）。
前記加熱ユニット（５）のケース（６）の下面（７）には、下面側開口（８）が形成されている、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記配管部（１０）と前記空気調和ユニット（４）との接続は、前記下面側開口（８）を通して行われている、
請求項２に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記配管部（１０）は、冷媒配管（３０）と、前記冷媒配管（３０）の内部を流れる冷媒を誘導加熱によって加熱するＩＨヒータ（２１）とを有している、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記加熱ユニット（５）のケース（６）の内部には、前記第１電源部（９）と前記配管部（１０）が実質的に同一の高さに設置され、
前記配管部（１０）は、水平方向に延びている、
請求項４に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記配管部（１０）と前記空気調和ユニット（４）との接続は、前記加熱ユニット（５）の背面側に形成された背面側開口（４１、４２）を通して行われている、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記下面側開口（８）には、前記第１電源部（９）の電源線である第１電源線（１１）が通されている、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記下面側開口（８）には、前記空気調和ユニット（４）から前記第１電源部（９）へ制御信号を送信する制御線（１２）が通されている、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記下面側開口（８）は、前記空気調和ユニット（４）の電源取出し端子（１３）の上方に配置されている、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記第１電源部（９）は、放熱板（３１）を有しており、
前記放熱板（３１）は、前記ファン室（１５）に突出するように配置されている、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記放熱板（３１）は、前記室外熱交換器（１８）を通る空気流れの上流側になるように、前記室外熱交換器（１８）における前記ファン（１７）と反対側の位置に配置されている、
請求項１０に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記背面側開口（４１、４２）は、斜め下方向に向けられている、
請求項６に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。
前記加熱ユニット（５）の電源部は、前記空気調和ユニット（４）の電源部と共通化されている、
請求項１に記載の空気調和機（１）の室外機（２）。