JP4663290B2 - 室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、機械室と熱交換室とを備えた室外ユニットに関する。

一般に、圧縮機等を収納する機械室と、熱源側熱交換器、送風ファン等を収納する熱交換室とを有し、かつ、外気温度を検出する温度センサを備えた室外ユニットが知られている（例えば、特許文献１）。
この室外ユニットには、例えば、複数の室内ユニットが接続され、冷暖房運転時には、上述の温度センサで検出された外気温度に応じて、例えば、圧縮機や送風ファンの能力を制御し、或いは冷媒回路中の電動膨張弁の弁開度制御等を行って、被調和室内を予め設定した設定温度に維持している。
特開２００１−３２４２２７号公報

上述の温度センサは、熱源側熱交換器の表面に配置されるのが一般的であるが、室外ユニットは直射日光があたる場所に設置されることが多く、この場合、外気温度の検出精度が低下するといった問題がある。
また、温度センサを、熱源側熱交換器の表面に配置する場合、センサの取り付け金具等が必要になるといった問題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、余分な取り付け金具等を必要とすることなく簡単に取り付けられ、しかも、正確な外気温度を検出できるようにした室外ユニットを提供することにある。

上述の課題を解決するため、本発明は、圧縮機等を収納する機械室を下段に、熱源側熱交換器、送風ファン等を収納する熱交換室を上段に有し、かつ、外気温度を検出する温度センサを備えた室外ユニットにおいて、前記機械室内に、電子部品を収納した電装箱と、この電装箱と前記圧縮機との間に設けられ、この電装箱の外側に突出した電子部品の放熱フィンを囲って上下に延び、上端が熱交換室に開口し、下端が機械室の底板の冷却風入口に開口し、放熱フィンを冷却する冷却風の供給風路となる箱体とを設け、この箱体内で放熱フィンの風上で底板の冷却風入口が存在しない部位の直上に前記温度センサを配置したことを特徴とする。

この場合において、前記電装箱に、前記冷却風の供給風路を形成する筒状の箱体を設け、この箱体内に、前記電子部品の放熱フィンを突出させると共に、この放熱フィンの風上に前記温度センサを設けてもよい。また、前記箱体が、前記電装箱の背面に沿って設けられていてもよい。

前記箱体が、室外ユニットの底板に連なり、この底板に、前記供給風路への冷却風入口が形成されていてもよい。前記冷却風入口が、前記底板に設けられた複数の開口部で形成され、これら開口部が存在しない部位の直上に前記温度センサが配置されていてもよい。前記供給風路が、前記底板から直上に延出し、前記機械室の天板に設けられた冷却風出口に終端していてもよい。

本発明では、機械室内に、電子部品を収納した電装箱と、この電装箱の外側に突出した電子部品の放熱フィンを冷却する冷却風の供給風路とを設け、この冷却風の供給風路に外気温度を検出する温度センサを配置したため、例えば直射日光等の影響を受けることがなく、正確な外気温度を検出できる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１において、１は空気調和装置を示す。この空気調和装置１は、複数台（２台）の室外ユニット２Ａ、２Ｂと、複数台（２台）の室内ユニット３Ａ、３Ｂとを備えている。この空気調和装置１では、室外ユニット２Ａ、２Ｂと室内ユニット３Ａ、３Ｂとを接続する冷媒配管５が、低圧ガス管６と、高圧ガス管７と、液管８とから構成され、室内ユニット３Ａ、３Ｂを同時に冷房運転若しくは暖房運転可能とし、または、これらの冷房運転（ドライ運転を含む）と暖房運転とを混在して実施可能としている。

室内ユニット３Ａは、室内熱交換器（利用側熱交換器）１０と膨張弁（減圧装置）１１とを備えて構成され、この室内熱交換器１０の一端は、膨張弁１１を介して液管８に配管接続されている。また、室内熱交換器１０の他端には、分岐管１２が接続され、この分岐管１２は、高圧ガス分岐管１２Ａと低圧ガス分岐管１２Ｂとに分岐し、一方の高圧ガス分岐管１２Ａは第１開閉弁（例えば、電磁弁）１３を介して高圧ガス管７に接続され、他方の低圧ガス分岐管１２Ｂは第２開閉弁（例えば、電磁弁）１４を介して低圧ガス管６に接続されている。また、室内ユニット３Ａには、室外熱交換器２１の出入口温度や室温を検出する温度センサ等が配置される他、これらセンサの検出結果を入力してこの室内ユニット３Ａの制御を行う室内制御装置（図示せず）を備えている。
室内ユニット３Ｂは、室内ユニット３Ａと略同一の構成であるため、同一の部分に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する

図２は、室外ユニット２Ａの構成を拡大して示す回路図である。なお、室外ユニット２Ｂは略同様の構成であり、その説明を省略する。
室外ユニット２Ａは、能力可変型の圧縮機（ＤＣインバータ圧縮機）２０Ａと、能力一定型の圧縮機（ＡＣ圧縮機）２０Ｂ１、２０Ｂ２と、オイルセパレータ２５と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）２１と、膨張弁２６と、レシーバタンク２３等から概略構成されている。以下、各圧縮機２０Ａ、２０Ｂ１、２０Ｂ２を特に区別する必要がない場合は、圧縮機２０と表記する。

各圧縮機２０Ａ、２０Ｂ１、２０Ｂ２は、圧縮動作時に内部が高圧となる高圧容器の圧縮機であり、一の圧縮機２０の高圧部（高圧容器内）と他の圧縮機２０の低圧部（吸込管内）とがオイル管６１で連結され、このオイル管６１にはキャピラリーチューブ（絞り）６２が設けられている。

各圧縮機２０Ａ、２０Ｂ１、２０Ｂ２は、並列接続され、各圧縮機２０Ａ、２０Ｂ１、２０Ｂ２の吸込口に共通接続された吸込管３０が、アキュムレータ２４を介して低圧ガス管６に接続される。また、各圧縮機２０Ａ、２０Ｂ１、２０Ｂ２の吐出口に接続された吐出管３１は、オイルセパレータ２５を経て延出し、２つに分岐し、一方の冷媒吐出分岐管３１Ａが高圧ガス管７に接続され、他方の冷媒吐出分岐管３１Ｂが室外熱交換器２１に接続されている。

ここで、上記冷媒吐出分岐管３１Ｂには、切換弁４０が設けられ、この切換弁４０が開くと、圧縮機２０の吐出冷媒が、室外熱交換器２１に供給される。
上記切換弁４０と室外熱交換器２１の間には、一つのポートＡが塞がれた、四方弁４１が設けられ、この四方弁４１は、室外熱交換器２１の一端と、切換弁４０につながる管路３１Ｂとを連通し、或いは、室外熱交換器２１の一端と、圧縮機２０の吸込管３０につながる管路３２とを連通する。

室外熱交換器２１の他端は、室外熱交換器２１に供給する冷媒流量を調整するための膨張弁２６、レシーバタンク２３、及び補助冷却回路２８を介して液管８と配管接続されている。補助冷却回路２８は、レシーバタンク２３と液管８とを接続する冷媒配管３３を流れる液冷媒を補助冷却するものであり、より具体的には、レシーバタンク２３と液管８との間の液冷媒が通る配管３３の一部と、この配管３３から分岐して膨張弁２９を通過した冷媒が通る分岐管３４の一部とを２重管で構成した、２重管式熱交換器である。膨張弁２９を通過した冷媒が通る分岐管３４は、補助冷却回路２８に接続された冷媒配管３５を介して圧縮機２０の吸込管３０とつながり、この分岐管３４、３５を通過した冷媒は圧縮機２０の吸込口に戻される。

また、オイルセパレータ２５には、オイルセパレータ２５に溜められたオイル量が所定量以上の場合に、余剰のオイル（潤滑油）を圧縮機２０の吸込管３０に戻す冷媒戻し管４５と、当該オイルセパレータ２５と他の室外ユニット２Ｂのオイルセパレータ２５とを接続するためのオイルバランス管４６とが接続される。このオイルバランス管４６は、開閉弁４６Ａを備え、図１に示すように、オイル管４７を介して他の室外ユニット２Ｂのオイルセパレータ２５と接続されると共に、このオイルバランス管４６から分岐する分岐管４５Ａを介して冷媒戻し管４５に接続される。この分岐管４５Ａには、開閉弁４５Ｂが設けられる。このため、開閉弁４６Ａが開き、開閉弁４５Ｂが閉じると、オイルセパレータ２５に貯留されたオイルが他の室外ユニット２Ｂに供給され、開閉弁４６Ａが閉じ、開閉弁４５Ｂが開くと、他の室外ユニット２Ｂから供給されたオイルが分岐管４５Ａを介して冷媒戻し管４５に供給され、これによって、室外ユニット２Ａ、２Ｂ間をオイルが行き来可能に構成されている。

１００は、室外制御装置である。
この空気調和装置１は、図示を省略したリモートコントローラを備え、室外ユニット２Ａ、２Ｂのいずれかの室外制御装置１００が、リモートコントローラを介して入力したユーザ指示等に応じて、他の室外制御装置１００や室内制御装置と通信し、この空気調和装置１全体の運転制御を行う。

全ての室内ユニット３Ａ、３Ｂを同時に冷房運転する場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、切換弁４０が開くと共に四方弁４１が切換制御され、また、各室内ユニット３Ａ、３Ｂでは第１開閉弁１３が閉じ、第２開閉弁１４が開く。この場合、図１に実線矢印で示すように、圧縮機２０の吐出冷媒が、オイルセパレータ２５を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで放熱・凝縮して液冷媒となり、レシーバタンク２３及び補助冷却回路２８を経て液管８に供給される。
そして、室内ユニット３Ａ、３Ｂにおいては、液管８を介して液冷媒が膨張弁１１を介して室内熱交換器１０に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、第２開閉弁１４を介して低圧ガス管６に供給される。
この低圧ガス管６に供給されたガス冷媒は、室外ユニット２Ａ、２Ｂの吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。これによって、全ての室内ユニット３Ａ、３Ｂで同時に冷房運転が可能になる。

一方、全ての室内ユニット３Ａ、３Ｂを同時に暖房運転する場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂでは、切換弁４０が閉じると共に四方弁４１が切換制御され、各室内ユニット３Ａ、３Ｂでは第１開閉弁１３が開き、第２開閉弁１４が閉じる。この場合、図１に破線矢印で示すように、圧縮機２０が吐出した高温高圧のガス冷媒が、オイルセパレータ２５を介して高圧ガス管７に供給される。そして、室内ユニット３Ａ、３Ｂにおいては、高圧ガス管７を介してガス冷媒が室内熱交換器１０に供給され、ここで、放熱・凝縮して液冷媒となった後、膨張弁１１を介して液管８に供給される。この液管８に供給された液冷媒は、室外ユニット２Ａ、２Ｂの冷媒配管３３及びレシーバタンク２３を介して室外熱交換器２１に供給され、ここで、吸熱・蒸発し、ここで低温低圧のガス冷媒となり、吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。これによって、全ての室内ユニット３Ａ、３Ｂで同時に暖房運転が可能になる。

また、暖房運転と冷房運転の混在運転を行う場合、例えば、室内ユニット３Ａを暖房運転し、室内ユニット３Ｂを冷房運転する場合、室外ユニット２Ａ、２Ｂが上記同時暖房運転の場合と同様に制御される一方、室内ユニット３Ａにおいては、第１開閉弁１３が閉じ、第２開閉弁１４が開き、室内ユニット３Ｂにおいては、第１開閉弁１３が開き、第２開閉弁１５が閉じる。この場合、各室外ユニット２Ａ、２Ｂから高温高圧のガス冷媒が高圧ガス管７に供給され、室内ユニット３Ａにおいては、高圧ガス管７を介してガス冷媒が室内熱交換器１０に供給され、ここで放熱・凝縮して液冷媒となった後、膨張弁１１を介して液管８に供給される。この液管８に供給された液冷媒の一部は室外ユニット２Ａ、２Ｂへ戻り、室外熱交換器２１で吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。

一方、液管８に供給された液冷媒の残りは、室内ユニット３Ｂの室内熱交換器１０に供給され、ここで吸熱・蒸発し、低温低圧のガス冷媒となった後、第２開閉弁１４を介して低圧ガス管６に供給される。
そして、低圧ガス管６に供給された冷媒は、室外熱交換器２１を経た上記ガス冷媒と共に、吸込管３０を介して圧縮機２０で再び圧縮される。これによって、室内ユニット３Ａ、３Ｂ毎に暖房運転と冷房運転とが可能になる。

図３及び図４は、室外ユニット２の構造を示す。
この室外ユニット２は、２階建てであり、その上段には熱交換室Ａが形成され、この熱交換室Ａには、上述した室外熱交換器２１が、上段部の略三面全域にわたってコ字状に折り曲げられて延在して配置され、上段の天部には、室外送風ファン２１Ａが配置されている。２１Ｂはファンガードである。
上段と下段の間は、鋼板製のドレンパン５１で仕切られており、その下段には、機械室Ｂが形成され、この機械室Ｂには、上述した能力可変型の圧縮機（ＤＣインバータ圧縮機）２０Ａと、能力一定型の圧縮機（ＡＣ圧縮機）２０Ｂ１、２０Ｂ２と、オイルセパレータ２５と、レシーバタンク２３と、アキュムレータ２４と、その他、配管類、制御弁類Ｇとが配置されている。

上記構成において、機械室Ｂには、空気調和装置の各種の制御を司る電子制御装置が格納された電装箱５３が設置されている。
この電装箱５３は、図５に示すように、室外ユニット２の正面側Ｆに配置され、その奥には、３つの圧縮機２０が配置されている。また、電装箱５３の右隣には、各種配管類Ｇが集約されており、ここには図２に示すサービスバルブ５５が配置されている。この電装箱５３が配置された後、図３に示すように、側面パネル５７が取り付けられ、室外ユニット２の内部が覆われている。

この電装箱５３には、２種の制御基板５９Ａ，５９Ｂが配置され、一方の制御基板５９Ａには、ハイブリッドＩＣ７１が配置されている。
このハイブリッドＩＣ７１は、発熱量が大きく、そこにはヒートシンク７３が取り付けられ、このヒートシンク７３の放熱フィン７３Ａは、電装箱５３の背面を貫通して外部に延出している。この電装箱５３の背面には、図３及び図５に示すように、筒状の箱体７５が取り付けられ、この放熱フィン７３Ａは、箱体７５の内側に延在している。この箱体７５は、機械室Ｂの内部を、機械室Ｂの底板７７からドレンパン（機械室Ｂの天板）５１に向けて略鉛直に延出している。

このドレンパン５１には、図３に示すように、開口５１Ａが形成され、この開口５１Ａに、筒状の箱体７５の上端７５Ａが連続している。また、筒状の箱体７５の下端７５Ｂは、機械室Ｂの底板７７の開口部７７Ａに連続し、この開口部７７Ａは、図６に示すように、楕円状の五つの長孔７９で構成されている。これにより、箱体７５の内部空間（図３）は、冷却風の供給風路Ｃを構成する。

本構成では、冷却風の供給風路Ｃ内であって、放熱フィン７３Ａの上流側に、外気温度を検出する温度センサ８１が配置されている。
この温度センサ８１は、図７に示すように、リード線８１Ａの先端にセンサ部８１Ｂを備えると共に、リード線８１Ａ上に、ブッシュ８１Ｃとクランパ８１Ｄとを備えて構成されている。そして、この温度センサ８１は、箱体７５に設けられた開口７５Ａに、ブッシュ８１Ｃの小径部８１Ｅを嵌合して取り付けられ、その先端のセンサ部８１Ｂを、供給風路Ｃ内に臨ませている。このセンサ部８１Ｂの突出長さを調整するため、リード線８１Ａを把持するクランパ８１Ｄが設けられる。

この温度センサ８１のセンサ部８１Ｂの真下には、図６に示すように、底板７７に設けられた長孔７９が位置していない。
すなわち、長孔７９が存在しない部位の直上に、センサ部８１Ｂが配置され、仮に、メンテナンス時に、長孔７９を通じて箱体７５の内側に手指を入れたとしても、センサ部８１Ｂに直に触れないよう構成されている。

このように構成された室外ユニット２において、運転が開始されると、能力可変型の圧縮機（ＤＣインバータ圧縮機）２０Ａと、能力一定型の圧縮機（ＡＣ圧縮機）２０Ｂ１、２０Ｂ２とが駆動されて、冷媒が、図１に従う冷媒回路を流れ、冷暖房が行われる。この場合、室外ユニット２では、熱交換室Ａに配置された室外熱交換器２１に冷媒が流入し、上段の天部に配置された室外送風ファン２１Ａにより、送風が行われて、室外熱交換器２１にて熱交換が行われる。

室外送風ファン２１Ａによる送風によって、上述した箱体７５の供給風路Ｃ内に、破線矢印で示すように、外気（冷却風）の流れが形成される。
すなわち、この外気は、機械室Ｂの底板７７の開口部７７Ａを通じて、箱体７５内に流入する。そして、この外気の流れは、鉛直上方に延びる供給風路Ｃを通って、ドレンパン５１の開口５１Ａを通じ、熱交換室Ａに流入し、室外送風ファン２１Ａにより、室外ユニット２の外部に排出される。

この外気の流れの過程では、まず、温度センサ８１により外気温度が検出され、この検出温度は、電装箱５３の電子制御装置に送られ、これに基づいて、上述した冷暖房運転時における各種の制御が実行される。つぎに、この外気は、ヒートシンク７３の放熱フィン７３Ａを冷却する。これにより、発熱量の大きいハイブリッドＩＣ７１が効率よく冷却される。そして、この外気は、ドレンパン５１の開口５１Ａを出た後に、熱交換室Ａを通って、室外ユニット２の外部に排出される。

本実施形態では、温度センサ８１が、箱体７５の内側に収納され、外気温度のままの外気が流れる部位に臨んでいるため、直射日光等があたることがなく、外乱因子が排除されるため、外気温度を精度よく検出することができる。また、温度センサ８１を取り付ける場合、箱体７５に設けられた開口７５Ａに、ブッシュ８１Ｃの小径部８１Ｄを嵌合して取り付けるだけでよいため、従来のように、余分な取り付け金具等を要することなく、温度センサ８１を簡単に取り付けることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、変更実施が可能である。

本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。 室外ユニットの回路構成を示す回路図である。 室外ユニットの構造を示す断面図である。 室外ユニットの構造を示す断面図である。 図３のＶ−Ｖ断面図である。 機械室の底板を示す図である。 Ａは温度センサを示す図、Ｂ，Ｃはそれぞれ端面図である。

符号の説明

１ 空気調和装置
２Ａ、２Ｂ 室外ユニット
３Ａ、３Ｂ 室内ユニット
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 圧縮機
２１ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
２３ レシーバタンク
２４ アキュムレータ
２５ オイルセパレータ
５３ 電装箱
７１ ハイブリッドＩＣ
７３Ａ 放熱フィン
７５ 箱体
７７ 底板
８１ 温度センサ
Ａ 熱交換室
Ｂ 機械室
Ｃ 供給風路

Claims (6)

1. 圧縮機等を収納する機械室を下段に、熱源側熱交換器、送風ファン等を収納する熱交換室を上段に有し、かつ、外気温度を検出する温度センサを備えた室外ユニットにおいて、
   前記機械室内に、電子部品を収納した電装箱と、この電装箱と前記圧縮機との間に設けられ、この電装箱の外側に突出した電子部品の放熱フィンを囲って上下に延び、上端が熱交換室に開口し、下端が機械室の底板の冷却風入口に開口し放熱フィンを冷却する冷却風の供給風路となる箱体とを設け、この箱体内で放熱フィンの風上で底板の冷却風入口が存在しない部位の直上に前記温度センサを配置したことを特徴とする室外ユニット。
2. 前記電装箱に、前記冷却風の供給風路を形成する筒状の箱体を設け、
   この箱体内に、前記電子部品の放熱フィンを突出させると共に、この放熱フィンの風上に前記温度センサを設けたことを特徴とする請求項１記載の室外ユニット。
3. 前記箱体が、前記電装箱の背面に沿って設けられていることを特徴とする請求項２記載の室外ユニット。
4. 前記箱体が、室外ユニットの底板に連なり、
   この底板に、前記供給風路への冷却風入口が形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の室外ユニット。
5. 前記冷却風入口が、前記底板に設けられた複数の開口部で形成され、
   これら開口部が存在しない部位の直上に前記温度センサが配置されていることを特徴とする請求項４記載の室外ユニット。
6. 前記供給風路が、前記底板から直上に延出し、
   前記機械室の天板に設けられた冷却風出口に終端することを特徴とする請求項４又は５記載の室外ユニット。

Images