JP6388734B2 - 冷凍サイクル装置の室外機 - Google Patents

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Description

本発明は、建物等の建造物の外壁の内部に据え付けられる壁埋込型の冷凍サイクル装置の室外機に関する。
特許文献1には、従来の壁埋込型の冷凍サイクル装置の室外機の一例として、空気の吸入口と吹出口とを本体の同一面に有し、吹出口が吸込口の上方に配置された空気調和用の室外機が開示されている。特許文献1の室外機は、熱交換器の上方に送風機が配置されており、送風機の駆動により吸込口から吸い込まれた空気は、熱交換器で熱交換された後に、送風機を介して吹出口から吹き出されるように構成されている。すなわち、特許文献1の室外機は、吹出口から吹き出される空気の流れが、吸込口から吸い込まれる空気の流れと逆方向となるように構成されている。
特開平3−213928号公報
しかしながら、特許文献1の室外機の内部の風路は、吸込口から吸い込まれた空気を逆方向に方向転換して吹出口から吹き出すように構成されるため、内部を流れる空気の空力抵抗が大きくなる。したがって、特許文献1の室外機では、空力抵抗が大きくなることにより内部からの騒音が大きくなり、静音性を確保できないという課題があった。また、特許文献1の室外機では、送風機の送風性能を向上させるためには送風機を大きくする必要があり、熱交換器の熱交換性能を向上させるためには熱交換器を大きくする必要がある。したがって、室外機の小型化及び性能向上の両立を確保するのが困難であるという課題があった。
本発明は、上述の課題を解決するものであり、室外機の静音性を確保し、室外機の小型化及び性能向上の両立を確保することが可能な冷凍サイクル装置の室外機を提供することを目的とする。
本発明に係る冷凍サイクル装置の室外機は、建造物の外壁内部空間に据え付けられる冷凍サイクル装置の室外機であって、筐体と、前記筐体に収容される熱交換器と、前記熱交換器を通過する空気を誘引し、前記外壁内部空間に排出する第1の送風機と、前記第1の送風機により前記外壁内部空間に排出された空気を吸入して前記建造物の外側に排出する第2の送風機と、前記熱交換器及び前記第1の送風機が配置された第1の風路と、前記第2の送風機が配置された第2の風路とを前記筐体の内部で区画する仕切部材とを備える。
本発明によれば、熱交換された空気の流れを逆方向に変える風路を室外機の内部に設ける必要がないため、室外機の静音性が確保できるとともに、室外機の小型化が可能となる。また、室外機の内部で熱交換された空気の流れが滞留しないため、室外機の性能向上を図ることができる。したがって、本発明によれば、室外機の静音性を確保し、室外機の小型化及び性能改善の両立を確保することが可能な冷凍サイクル装置の室外機を提供することができる。
本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した正面図である。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した背面図である。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の建築物の外壁25への設置態様を示す概略図である。 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の建築物の外壁25への設置態様と、室外機1と冷媒配管45により配管接続された室内機50の設置態様とを示す概略図である。 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した正面図である。 本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した背面図である。
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1について説明する。図1は、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した正面図である。図1に示すように、室外機1は、薄型で立方体形状の外観を有する壁埋込型室外機として構成されている。
なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係及び形状は、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。また、以下の説明では、室外機1の各々の構成部材同士の前後、左右、若しくは上下の位置関係は、原則として、室外機1を使用可能な状態に設置したときの位置関係とする。また、室外機1の「正面」又は「前面」とは、室外機1を建造物の壁面に使用可能な状態に設置したときに室内側に位置する外郭面をいい、室外機1の「背面」とは、室外機1を建造物の壁面に使用可能な状態に設置したときに室外側に位置する外郭面をいう。また、室外機1の「左面」又は「右面」とは、室外機1を前面側から視たときの左側の外郭面又は右側の外郭面とする。
図1に示すように、室外機1の筐体1aの正面側には、第1の前面パネル3及び第2の前面パネル5が設けられており、これらによって、室外機1の筐体1aにおける正面側の外郭面が構成されている。室外機1の内部空間は、第1の仕切部材7によって左右に区画されており、第1の前面パネル3は、左側の区画を覆うパネルとして構成されている。また、第2の前面パネル5は、右側の区画の前面を覆うパネルとして構成されている。第1の前面パネル3及び第2の前面パネル5は、例えばネジ止めにより固定され、室外機1の内部のメンテナンスが可能なようにサービスパネルとして構成できる。第1の前面パネル3及び第2の前面パネル5は、例えば板金パネルとして構成される。
第1の前面パネル3には、第1の通気口9aと、第2の通気口9bが設けられている。第1の通気口9aは、室外機1の内部の空気を第1の送風機11aの回転駆動により外部に排出できるように配置されている。第2の通気口9bは、室外機1の外部の空気を第2の送風機11bの回転駆動により吸入できるように配置されている。図1では、第1の通気口9aが第1の前面パネル3の下方に1つ設けられており、第1の通気口9aの上方には、第2の通気口9bが水平方向に整列して2つ設けられている。第1の通気口9a及び第2の通気口9bの形状は、例えば、第1の送風機11a又は第2の送風機11bの周りを取り囲む整流ベルマウスの開口部の形状と同一になるように円形形状とすることができる。また、第1の通気口9a及び第2の通気口9bは、例えば、通気カバーで覆われた構成にできる。なお、整流ベルマウス及び通気カバーについては、図1を含む以下の図面では図示していない。
第1の送風機11a及び第2の送風機11bは、室外機1の内部において、第1の仕切部材7によって分割された左側の区画に配置され、当該左側の区画は送風機室として構成されている。第1の送風機11a及び第2の送風機11bが配置される室外機1の内部の空間、すなわち、第1の仕切部材7によって分割された左側の区画を送風機室と称する。第1の送風機11a及び第2の送風機11bは、例えば、プロペラファン等の軸流ファンとして構成されている。第1の送風機11a及び第2の送風機11bは、第1の送風機11aの駆動により生成される空気流の向きが、室外機1の内部において、第2の送風機11bの駆動により生成される空気流の向きと逆向きとなるように配置されている。
室外機1の内部において、第1の仕切部材7によって分割された右側の区画は、機械室として構成されている。機械室には、例えば図1に示すように、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である圧縮機13が収容されている。圧縮機13は、例えばロータリ圧縮機、スクロール圧縮機等として構成される。機械室は、例えば、室外機1を構成する他の構成要素、例えば、アキュムレータ、油分離器、冷媒流路切替装置、受液器、減圧装置等を収容できるように構成してもよい。
図2は、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した背面図である。図2に示すように、室外機1の筐体1aの背面側には、第1の背面パネル15、第2の背面パネル17、及び熱交換器19が設けられており、これらによって、室外機1の筐体1aにおける背面側の外郭面が構成されている。室外機1の送風機室は、第2の仕切部材21によって上下に区画されており、第1の背面パネル15は、上側の送風機室を覆うパネルとして構成されている。また、下側の送風機室には第1の送風機11aと、第1の送風機11aと水平方向に対向する熱交換器19とが配置されている。また、第2の背面パネル17は、室外機1の機械室を覆っている。第1の背面パネル15及び第2の背面パネル17は、例えばネジ止め又ははんだ付け等により固定される板金パネルとして構成される。
第1の背面パネル15には、複数の排気口23が設けられている。排気口23は、第2の送風機11bの回転駆動により、第2の通気口9bから室外機1の内部に吸入した空気を外部に排出できるように配置されている。図2では、排気口23は水平方向に整列して2つ設けられている。排気口23の形状は第2の通気口9bの形状と同様に、例えば、第2の送風機11bの周りを取り囲む整流ベルマウスの開口部の形状と同一になるように円形形状とすることができる。また、排気口23は、例えば、排気カバーで覆われた構成にできる。
熱交換器19は、例えば、並列に配置された複数のフィンと、複数のフィンを貫通する伝熱管とを備えるフィンアンドチューブ型熱交換器として構成できる。熱交換器19の形状は、平板形状に構成されたものであっても、上面視においてU字形状又はL字形状に構成されたものであってもよい。熱交換器19は、室外機1に接続された室内機等に冷熱を提供する冷房運転時においては、凝縮器として機能し、室内機等に温熱を提供する暖房運転時においては、蒸発器として機能する。なお、冷凍サイクル装置が空気調和機である場合においては、凝縮器が放熱器と称され、蒸発器が冷却器と称される場合もある。
なお、第1の送風機11aは、熱交換器19の外寸等を考慮してファン径が決定される。また、第2の送風機11bは、熱交換器19で熱交換された空気を外部に排出する風量を確保できるように、ファン径又は設置個数が決定される。
次に、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の設置態様について、図3及び図4を用いて説明する。
図3は、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の建築物の外壁25への設置態様を示す概略図である。図4は、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の室外機1の建物の外壁25への設置態様と、室外機1と冷媒配管45により配管接続された室内機50の設置態様とを示す概略図である。図3及び図4では、室外機1の左面側から視た室外機1の内部構造が概略的に示されている。
図3に示すように、建物の外壁25には、建物の外側に向けて開口した凹形状の外壁内部空間27が形成されている。すなわち、外壁内部空間27は、少なくとも室内空間29との間に壁面31を有するように、建物の外壁25に形成されている。外壁内部空間27の開口部には、グリル33が取り付けられており、建物の外観を良くするとともに通気が可能となるように構成されている。
図3及び図4に示すように、室外機1は、室外機1の筐体1aの正面側が室内空間29側を向くように外壁内部空間27に配置されている。また、図4に示すように、建物の外壁25に形成された壁面31には、メンテナンス扉35を設け、室外機1の保守点検者が外壁内部空間27に出入りできるように構成できる。前述したように、室外機1の筐体1aの正面側に配置された第1の前面パネル3又は第2の前面パネル5は、サービスパネルとして構成できる。第1の前面パネル3又は第2の前面パネル5をサービスパネルとして構成することにより、室外機1の保守点検者は、室内空間29からメンテナンス扉35を開けて室外機1に近づき、サービスパネルを取り外して室外機1の内部にアクセスできる。サービスパネルは、室内空間29側を向くように配置されているため、室外機1の保守点検者は、冷媒量の追加調整、制御基板の部品交換、配管接続部又は配線接続部の保守点検等のメンテナンス作業を室内空間29側から容易にすることができ、建物の外側からの危険な作業は回避することができる。
また、図3及び図4に示すように、室外機1の内部の送風機室は、前述したように第2の仕切部材21によって上下に区画されている。第2の仕切部材21の下方には、熱交換器19及び第1の送風機11aが配置された第1の風路37が形成されている。第2の仕切部材21の上方には、第2の送風機11bが配置された第2の風路39が形成されている。
また、図4に示すように、室外機1は、室内空間29に冷熱又は温熱を供給する室内機50が、冷媒配管45を介して配管接続されている。例えば、冷凍サイクル装置が空気調和機である場合、冷房運転時においては、室内機50には、室外機1から冷媒配管45を介して低温低圧の二相冷媒が供給されて、室内機50の室内側熱交換器において室内空気との間で熱交換が行われ、室内空間29に冷熱が供給される。また、暖房運転時においては、室内機50には、室外機1から冷媒配管45を介して高温高圧の気相冷媒が供給されて、室内機50の室内側熱交換器において室内空気との間で熱交換が行われ、室内空間29に温熱が供給される。なお、図4においては、室内機50は天井埋込型の室内ユニットとして構成されているが、例えば、床置型の室内ユニットとして構成してもよい。また、室内機50は、室内空間29に複数配置する構成としてもよい。
次に、冷凍サイクル装置の室外機1の駆動時における、室外機1で熱交換される空気の流れを説明する。図3及び図4では、冷凍サイクル装置の室外機1の駆動時の空気の流れが、符号A〜Cの白抜きのブロック矢印で示されている。
室外機1が駆動されると、第1の送風機11aの回転駆動により、符号Aに示すように、外気が室外機1の第1の風路37に誘引され、熱交換器19を通過する。熱交換器19を通過した外気は、熱交換器19の内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器19で熱交換された空気は、第1の前面パネル3に設けられた第1の通気口9aから外壁内部空間27に排出される。外壁内部空間27に排出された空気は、第2の送風機11bの回転駆動により、符号Bに示すように外壁内部空間27を還流し、第1の前面パネル3に設けられた第2の通気口9bから室外機1の第2の風路39に吸入される。第2の通気口9bから吸入された空気は、第2の送風機11bの回転駆動により、符号Cに示すように第1の背面パネル15に設けられた排気口23から排出される。
以上に説明したように、本実施の形態1の冷凍サイクル装置の室外機1は、建物等の建造物の外壁内部空間27に据え付けられる冷凍サイクル装置の室外機1であって、筐体1aと、筐体1aに収容される熱交換器19と、熱交換器19を通過する空気を誘引し、外壁内部空間27に排出する第1の送風機11aと、第1の送風機11aにより外壁内部空間27に排出された空気を吸入して建造物の外側に排出する第2の送風機11bと、熱交換器19及び第1の送風機11aが配置された第1の風路37と、第2の送風機11bが配置された第2の風路39とを筐体1aの内部で区画する仕切部材、すなわち、第2の仕切部材21とを備える。
本実施の形態1では、室外機1で熱交換された空気は、第1の風路37を介して外壁内部空間27に排出されている。また、外壁内部空間27に排出された空気は、第2の仕切部材21によって第1の風路37と区画された第2の風路39を介して建造物の外側に排出される。本実施の形態1では、熱交換された空気の流れを逆方向に変える風路を室外機1の内部に設ける必要がないため、室外機1の静音性が確保できるとともに、室外機1の小型化が可能となる。また、室外機1の内部で熱交換された空気の流れが滞留しないため、室外機1の性能向上を図り、室外機1の運転時の安定性及び信頼性を確保することができる。したがって、本実施の形態1の構成によれば、室外機1の静音性を確保し、室外機1の小型化及び性能向上の両立を確保することが可能な冷凍サイクル装置の室外機1を提供することができる。
また、本実施の形態1の冷凍サイクル装置の室外機1では、室外機1の内部で熱交換された空気の流れが滞留しないため、第1の送風機11aの回転駆動数を抑制することができ、室外機1におけるエネルギー消費量を削減することができる。
また、本実施の形態1の冷凍サイクル装置の室外機1では、第2の風路39が第1の風路37の上方に位置するように構成できる。この構成によれば、第2の風路39から建造物の外側に排出された空気が、再度第1の風路37に吸入されるいわゆるショートサーキットを抑制することができる。
また、本実施の形態1の冷凍サイクル装置の室外機1においては、筐体1aは、建造物の室内側に配置された、第1の前面パネル3又は第2の前面パネル5の一例であるサービスパネルを備えるように構成できる。室外機1を設置する際には、室外機1の設置場所が確保できないため、室内空間29と室外とを仕切る外壁25の外壁内部空間27に、室外機1を設置しなければならない場合がある。また、建造物の外観上の理由から、室内空間29と室外とを仕切る外壁25の外壁内部空間27に、室外機1を設置しなければならない場合がある。この構成によれば、室内空間29と室外とを仕切る外壁25の外壁内部空間27に、室外機1を設置しなければならない場合であっても、室内空間29側からアクセスして室外機1の据え付け又は保守点検等のメンテナンス作業をすることができる。したがって、この構成によれば、室外機1のメンテナンスにおける作業効率を向上させることができる。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2について、図5及び図6を用いて説明する。図5は、本実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した正面図である。図6は、本実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の室外機1の構造の一例を概略的に示した背面図である。
本実施の形態2は、上述の実施の形態1の変形例である。図5に示すように、室外機1の内部空間は、第2の仕切部材21によって上下に区画されている。室外機1の内部空間の下側の区画は、第1の仕切部材7によって更に左右に区画されている。
室外機1の内部空間の右下側の区画は、第2の前面パネル5で覆われており、圧縮機等が収容される機械室として構成されている。図6に示すように、機械室の背面側は、第2の背面パネル17で覆われている。
室外機1の内部空間の左下側の区画は、第1の通気口9aが設けられた第3の前面パネル55で覆われており、第1の送風機11aが配置されている。室外機1の内部空間の左下側の区画は、上述の実施の形態1における第1の風路37に対応するものであり、図5では、第1の送風機11aが1つ配置されている。また、図6に示すように、室外機1の内部空間の左下側の区画の背面側には熱交換器19が配置されている。
室外機1の内部空間の上側の区画は、第2の通気口9bが設けられた第4の前面パネル60で覆われており、第2の送風機11bが収容されている。室外機1の内部空間の上側の区画は、上述の実施の形態1における第2の風路39に対応するものであり、図5においては、第2の送風機11bが3つ収容されている。また、図6に示すように、室外機1の内部空間の上側の区画の背面側は、複数の排気口23が設けられた第1の背面パネル15で覆われている。
以上に説明したように、本実施の形態2の冷凍サイクル装置の室外機1において、筐体1aには、圧縮機13を収容する空間である機械室が設けられており、前記第2の風路は、前記機械室の上方に位置するように構成されている。この構成によれば、第2の風路39に配置可能な第2の送風機11bの個数を増加させることができるため、熱交換された空気の排出効率を向上させることができる。
その他の実施の形態.
本発明は、上述の実施の形態1に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態は、空気調和機以外の冷凍サイクル装置、例えばヒートポンプ式給湯器にも適用可能である。
1 室外機、1a 筐体、3 第1の前面パネル、5 第2の前面パネル、7 第1の仕切部材、9a 第1の通気口、9b 第2の通気口、11a 第1の送風機、11b 第2の送風機、13 圧縮機、15 第1の背面パネル、17 第2の背面パネル、19 熱交換器、21 第2の仕切部材、23 排気口、25 外壁、27 外壁内部空間、29 室内空間、31 壁面、33 グリル、35 メンテナンス扉、37 第1の風路、39 第2の風路、45 冷媒配管、50 室内機、55 第3の前面パネル、60 第4の前面パネル。

Claims (4)

  1. 建造物の外壁内部空間に据え付けられる冷凍サイクル装置の室外機であって、
    筐体と、
    前記筐体に収容される熱交換器と、
    前記熱交換器を通過する空気を誘引し、前記外壁内部空間に排出する第1の送風機と、
    前記第1の送風機により前記外壁内部空間に排出された空気を吸入して前記建造物の外側に排出する第2の送風機と、
    前記熱交換器及び前記第1の送風機が配置された第1の風路と、前記第2の送風機が配置された第2の風路とを前記筐体の内部で区画する仕切部材と
    を備える冷凍サイクル装置の室外機。
  2. 前記第2の風路は、前記第1の風路の上方に位置する
    請求項1に記載の冷凍サイクル装置の室外機。
  3. 前記筐体には、圧縮機を収容する空間である機械室が設けられており、
    前記第2の風路は、前記機械室の上方に位置する
    請求項2に記載の冷凍サイクル装置の室外機。
  4. 前記筐体は、前記建造物の室内側に配置されたサービスパネルを備える
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置の室外機。
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