JP6223269B2 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

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本発明は、空気調和機の室外機に関するものである。
一般に、ヒートポンプ式空気調和機は室内機と室外機とから構成され、暖房運転時には室外機に設置された熱交換器で室外空気から熱を吸収するため、空気中の水分が熱交換器の表面にて凝縮(結露)することがある。このようにして発生した凝縮水は熱交換器から流れ落ち、熱交換器が設置されている室外機底板上にドレン水となって溜まる。そして、このドレン水は、室外機底板の最下部に形成されたドレン穴を経由して機外へ排水されるようになっている。
また、空気調和機の運転中に室外温度が下がると、熱交換器の表面温度も下がり凍結し始める。そうすると、熱交換器は氷で覆われて室外空気との熱交換ができなくなり、吸熱効果が減少し、暖房能力も低下する。この暖房能力の低下を防止するため、霜取り運転に入り、熱交換器表面の氷を融かすようにしている。そして、氷を融かした水(融解水)は室外機底板上へと流れ落ちてドレン穴から排水されるようになっている。
しかし、寒冷地等で外気温が非常に低い場合、発生した凝縮水や融解水はドレン穴から排水される前に熱交換器底面や室外機底板上にて凍結してしまう。そして、一度凍結すると凍結は進行し、熱交換器が氷で覆われてしまい暖房能力が低下したり、氷の成長によって熱交換器を構成する配管が潰れたり、熱交換器に対峙して配置されたプロペラファンが氷との接触によって破壊したりする。
このため、室外機底板上に凍結防止ヒーターを設置して凝縮水や融解水の凍結を防止している(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−71514号公報
一般に、室外機底板には、凝縮水や融解水の排水を促すため、テーパ部および最下部が設けられている。従来の空気調和機の室外機では、ヒーターは室外機底板上の起伏に沿うように形成されていたため、特に熱交換器とヒーターとの間隔が広がるテーパ部または最下部において、熱交換器底面近傍を起点に発生した氷が成長し、熱交換器を構成する配管を破壊する等の問題点があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱交換器底面近傍を起点に発生する氷結を抑制し、外気温度が低い環境においても信頼性の高い空気調和機の室外機を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和機の室外機は、周囲よりも低く形成された排水領域を一部に有する室外機底板と、前記排水領域をまたぐようにして前記室外機底板上に設置された熱交換器と、前記室外機底板と前記熱交換器との間に配置され、互いに並列する線状の第1および第2のヒーター部を有する凍結防止用のヒーターと、を備え、前記排水領域の少なくとも一部では、前記第1のヒーター部は室外機底板側に配置され、前記第2のヒーター部は前記第1のヒーター部よりも上方に位置して熱交換機側に配置されることを特徴とする。
本実施の形態によれば、熱交換器底面近傍を起点に発生する氷結を抑制し、外気温度が低い環境においても信頼性の高い空気調和機の室外機を提供することができる。
図1は、実施の形態に係る空気調和機の室外機の分解斜視図である。 図2は、実施の形態に係る空気調和機の室外機の断面図である。
以下に、本発明に係る空気調和機の室外機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1は、本実施の形態に係る空気調和機の室外機の分解斜視図、図2は、本実施の形態に係る空気調和機の室外機の断面図である。図1および図2に示すように、本実施の形態に係る空気調和機の室外機は、熱交換器2、ヒーター3、および室外機底板1等を備えている。室外機の構成要素のうち図1に示したもの以外のもの(例えば、圧縮機)は、図示を省略している。空気調和機は、室外機と、室外機に接続された室内機(図示せず)とを備えて構成される。
熱交換器2は、室外機底板1上に設置される。熱交換器2は、上方から平面視で例えば略L字状であり、その幅は略一定である。
室外機底板1は、平底部1dと、平底部1dと一体に形成され平底部1dに対して傾斜したテーパ部1aと、平底部1dと平行でテーパ部1aを介して平底部1dにつながる最下部1bと、テーパ部1aおよび最下部1bと併せて例えば長方形状に構成された平底部1dの周囲を囲むように立設された縁部1eとを備えて構成される。ここで、テーパ部1aは、例えば最下部1bを挟んで傾斜した一対の傾斜面から成り、これらの傾斜面は最下部1bに向かって下るように構成される。テーパ部1aおよび最下部1bは、例えば縁部1eに沿って形成されている。室外機底板1は、縁部1eにより浅い容器状の形状となる。
テーパ部1aおよび最下部1bは、熱交換器2から発生する凝縮水または融解水の排水を促すために設けられ、最下部1bには排水用のドレン穴4が設けられている。熱交換器2は、テーパ部1aおよび最下部1bをまたがるようにして平底部1d上に設置され、ドレン穴4は熱交換器底面2aの下方に位置している。このため、テーパ部1aおよび最下部1bでは、室外機底板1と熱交換器底面2aとの距離が、平底部1dにおける場合と比較して大きくなる。また、最下部1bには、例えば2個のネジ穴1cが設けられている。
熱交換器2と室外機底板1との間には、管状のヒーター3が配置される。ヒーター3は、例えばシーズヒーターである。ヒーター3は、両端部にそれぞれ端子8が設けられた線状のものを熱交換器底面2aの外周形状に沿ってループ状にして構成されている。ここで、熱交換器底面2aの外周形状は平面視したときの外周形状である。従って、ヒーター3は、熱交換器底面2aの外周形状と略同形状で略同じ大きさである。この場合、ヒーター3は、熱交換器底面2aの外周形状よりも小さくてもよく、もしくは、熱交換器底面2aの外周形状よりも大きくてもよく、または、その一部が熱交換器底面2aの外周形状よりも小さくかつ残部が熱交換器底面2aの外周形状よりも大きくてもよい。また、この場合、ヒーター3は、端子8間で不連続となるループを成している。
ヒーター3は、室外機底板1と熱交換器底面2aとの距離が平底部1dにおける場合と比較して大きくなるテーパ部1aもしくは最下部1bまたはこれらの双方において、互いに並列する室外機底板側ヒーター部3a(第1のヒータ部)と熱交換器側ヒーター部3b(第2のヒータ部)を含んでいる。ここで、室外機底板側ヒーター部3aは、室外機底板1側に配置され、具体的には室外機底板1に接触または近接して配置される。また、熱交換器側ヒーター部3bは、室外機底板側ヒーター部3aよりも上方に位置して、熱交換器2側に配置され、具体的には熱交換器底面2aに接触または近接して配置されている。室外機底板側ヒーター部3aおよび熱交換器側ヒーター部3bは、それぞれヒーター3の一部を構成することからいずれも線状である。室外機底板側ヒーター部3aおよび熱交換器側ヒーター部3bは、平面視で熱交換器2の幅方向に対向している。また、図示例では、室外機底板側ヒーター部3aおよび熱交換器側ヒーター部3bは、テーパ部1aおよび最下部1bにわたって形成されている。
また、ヒーター3は、室外機底板側ヒーター部3aおよび熱交換器側ヒーター部3bの配置を保持するように、固定具5により室外機底板1に固定されている。具体的には、固定具5には凹溝5aが形成されており、室外機底板1上のヒーター3の一部が凹溝5a内に配置され固定具5で上から覆われるようにし、固定具5を挿通した固定ネジ6をネジ穴1cにねじ込むことにより固定具5を介してヒーター3を室外機底板1に固定している。図示例では、ヒーター3は、室外機底板側ヒーター部3aの一部が固定具5で最下部1bに固定されることにより、室外機底板1に固定されている。この場合、ヒーター3の固定が容易である。
このように、本実施の形態では、2本の線状のヒーター部(室外機底板側ヒーター部3a、熱交換器側ヒーター部3b)がテーパ部1aもしくは最下部1bまたはこれらの双方にて並列して配置され、2本のうちの1本(室外機底板側ヒーター部3a)が室外機底板側に配置され、2本のうちのもう1本(熱交換器側ヒーター部3b)がより上方で熱交換器側に配置されている。
次に、本実施の形態の動作および効果について説明する。このように構成された空気調和機の室外機においては、暖房運転によって空気中の水分が凝縮すると、熱交換器2表面には凝縮水が発生する。また、霜取り運転によって熱交換器2表面の氷を融解すると、熱交換器2表面には融解水が発生する。
ヒーター3は、外気温が非常に低い場合に通電され、発熱して高温となる。上記のように熱交換器側ヒーター部3bが設置されていることにより、熱交換器底面2a近傍での凝縮水や融解水の凍結を抑制することができる。また、上記のように室外機底板側ヒーター部3aが設置されていることにより、熱交換器2から室外機底板1上に流れ落ちた凝縮水や融解水の凍結を抑制することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、室外機底板1と熱交換器底面2aとの距離が大きくなる室外機底板1のテーパ部1aもしくは最下部1bまたはこれら双方において、並列する2本のうちの1本(熱交換器側ヒーター部3b)はもう1本(室外機底板側ヒーター部3a)よりも上方に位置して熱交換器底面2aに接触または近接する形状に成形した凍結防止用のヒーター3を設けるようにしたので、熱交換器底面2a近傍を起点に発生する氷結を抑制する効果を奏する。これにより、従来のように、熱交換器底面2aの近傍を起点に発生した氷が成長し、熱交換器2を構成する配管10(図2)が破壊されることを防止することが可能になる。
さらに、本実施の形態によれば、熱交換器側ヒーター部3bを設けることにより、ヒーター3の余熱が熱交換器2で吸熱され、エアコンシステムとしての消費電力を低減させる効果も奏する。
また、本実施の形態によれば、室外機底板1と熱交換器底面2aとの距離が大きくなる室外機底板1のテーパ部1aもしくは最下部1bまたはこれら双方において、並列する2本のうちの1本(室外機底板側ヒーター部3a)はもう1本(熱交換器側ヒーター部3b)よりも下方に位置して室外機底板1に接触または近接する形状に成形した凍結防止用のヒーター3を設けるようにしたので、従来技術通り、室外機底板1を起点に発生する氷結を抑制する効果も奏する。
なお、室外機底板側ヒーター部3aおよび熱交換器側ヒーター部3bは、テーパ部1aおよび最下部1bの双方にわたって設けることが好ましいが、上記したようにテーパ部1aまたは最下部1bにわたって設ける構成でもよく、さらにテーパ部1aおよび最下部1bの少なくとも一部に設ける構成も可能である。いずれの場合でも程度の差はあれ、同様の効果を奏する。
また、テーパ部1aおよび最下部1bの形状は図示例に限定されない。さらにまた、テーパ部1aおよび最下部1bは、より一般に、平底部1dよりも低く形成された排水領域に置き換えることが可能である。つまり、室外機底板1の一部に周囲よりも低く形成された排水領域を設け、当該排水領域をまたぐようにして熱交換器2を平底部1d上に設置し、当該排水領域の少なくとも一部では、室外機底板側ヒーター部3aと熱交換器側ヒーター部3bを設けるようにすることで、上記と同様の効果が得られる。排水領域の形状は特に限定されない。
また、本実施の形態では、室外機底板側ヒーター部3aおよび熱交換器側ヒーター部3bは、ループ状のヒーター3の一部として実現されているが、これに限らず、例えば二つの独立な線状のヒーターの一部として実現することもできる。
また、本実施の形態によれば、上記した室外機とこれに接続される室内機(図示せず)とを備えた空気調和機を提供することができる。本実施の形態に係る空気調和機は、上記した室外機を備えることにより、外気温度が低い環境においても信頼性を向上させることができる。
本発明は、空気調和機の室外機として有用である。
1 室外機底板、1a テーパ部、1b 最下部、1c ネジ穴、1d 平底部、1e 縁部、2 熱交換器、2a 熱交換器底面、3 ヒーター、3a 室外機底板側ヒーター部、3b 熱交換器側ヒーター部、4 ドレン穴、5 固定具、5a 凹溝、6 固定ネジ、8 端子、10 配管。

Claims (6)

  1. 周囲よりも低く形成された排水領域を一部に有する室外機底板と、
    前記排水領域をまたぐようにして前記室外機底板上に設置された熱交換器と、
    前記室外機底板と前記熱交換器との間に配置され、互いに並列する線状の第1および第2のヒーター部を有する凍結防止用のヒーターと、
    を備え、
    前記排水領域の少なくとも一部では、前記第1のヒーター部は室外機底板側に配置され、前記第2のヒーター部は前記第1のヒーター部よりも上方に位置して熱交換機側に配置され
    前記ヒーターのうち前記第1のヒーター部のみを上から覆って前記室外機底板に固定する固定具をさらに備えることを特徴とする空気調和機の室外機。
  2. 前記室外機底板は、平底部と、この平底部よりも低く形成された前記排水領域とを有し、
    前記排水領域は、前記平底部に対して傾斜したテーパ部と、このテーパ部を介して前記平底部につながると共にドレン穴が設けられた最下部とを有し、
    前記熱交換器は、前記テーパ部および前記最下部をまたぐようにして前記平底部上に設置され、
    前記テーパ部および前記最下部では、前記第1のヒーター部は室外機底板側に配置され、前記第2のヒーター部は前記第1のヒーター部よりも上方に位置して熱交換機側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室外機。
  3. 前記ヒーターは、線状のものを熱交換器底面の外周形状に沿ってループ状にして構成され、
    前記第1および第2のヒーター部は、それぞれ前記ヒーターの一部でありかつ平面視で前記熱交換器の幅方向に対向することを特徴とする請求項2に記載の空気調和機の室外機。
  4. 前記ヒーターは、前記第1のヒーター部の一部が前記固定具で前記最下部に固定されることを特徴とする請求項3に記載の空気調和機の室外機。
  5. 前記第1のヒーター部は、前記室外機底板に接触することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和機の室外機。
  6. 前記第2のヒーター部は、前記熱交換器底面に接触することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の空気調和機の室外機。
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