JP6976407B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒と熱媒体との間で熱交換させる媒体間熱交換器を備えた空気調和装置に関する。

従来から、冷媒を循環させるヒートポンプにより外気から取り込んだ熱を用いて冷房又は暖房などを行うヒートポンプ式の空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の空気調和装置は、室外機と、室内機と、媒体間熱交換器を備えた熱媒体変換機と、により構成されている。

こうした空気調和装置において、冷媒が循環する冷媒回路は、室外機と熱媒体変換機とが直列に配管接続されて形成され、熱媒体が循環する熱媒体回路は、室内機と熱媒体変換機とが直列に接続されて形成される。室内機は、人が居る部屋などの室内に設けられ、室外機は、建物などの外である屋外に設けられる。また、従来の空気調和装置において、熱媒体変換機は、熱媒体の凍結を抑制するため、天井裏などの屋内に設けられる。

ここで、冷媒回路内の圧力は熱媒体回路内の圧力に比べて高いため、媒体間熱交換器が破損し、冷媒回路を循環する冷媒が熱媒体回路側へ漏洩すると、その冷媒が室内に配置された室内機へ流れ込んでしまう。そのため、特許文献１の熱媒体回路には、冷媒が熱媒体回路に流入した際に作動し、冷媒と熱媒体とを熱媒体変換機の内部へ排出するリリーフ弁が設けられている。

特開平５−３２２２２４号公報

しかしながら、現在、地球温暖化抑制及びオゾン層破壊抑制の要求の高まりから、地球温暖化係数及びオゾン層破壊係数の低いＲ３２冷媒又はプロパンガス冷媒への移行が進んでいる。そして、これらの冷媒は可燃性をもつため、安全性等の観点から、室内だけでなく、天井裏などの他の屋内空間への冷媒漏洩も抑制する必要がある。この点、特許文献１の構成では、屋内への冷媒漏洩を防ぐことができず、かつ熱媒体変換機から漏れた冷媒の室内への侵入も回避することができない。したがって、熱媒体変換機は、屋外に設置することが望ましい。

ただし、熱媒体変換機を屋外に設置する場合、従来の手法では、室内機と熱媒体変換機とをつなぐ熱媒体回路の配管が屋外に露出し、外気に触れることとなる。そのため、特に外気の冷たい冬季には、熱媒体回路を流れる熱媒体が凍結し、熱媒体の循環不良が生じるという課題がある。さらに、寒冷地では、熱媒体の凍結が頻繁に起こるため、熱媒体の循環不良に起因した故障の発生頻度が高まる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、屋内への冷媒漏洩を抑制すると共に、熱媒体回路を流れる熱媒体の凍結を防止する空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、外気と冷媒との間で熱交換させる熱源熱交換器を備え、空調対象空間を含む建物の外である屋外に設置される室外機と、熱媒体と冷媒との間で熱交換させる媒体間熱交換器、及び前記媒体間熱交換器を収納する筐体を備え、前記屋外に設置される熱媒体変換機と、前記空調対象空間の空気と熱媒体との間で熱交換させる負荷熱交換器を備えた室内機と、を有し、前記筐体は、前記建物の外壁に設置され、前記筐体と前記外壁との間に介在する取り付け部材を有し、前記取り付け部材は、前記外壁に固定される固定部と、前記固定部に接続された突出部と、前記突出部に接続され、前記熱媒体配管が挿入される配管穴が形成された基部と、を有し、前記固定部、前記突出部、および、前記基部は、前記突出部の突出方向に垂直な第１方向に沿って直列に接続され、前記取り付け部材は、前記基部の前記熱媒体変換機と対向する面に、伸縮自在な断熱材である外側断熱材が取り付けられており、前記外側断熱材の取付範囲は、前記第１方向に沿って、前記突出部の突起下部の下面よりも第１設定値だけ低い位置から、前記配管穴の下端よりも少なくとも第２設定値だけ低い位置までで、前記第１方向および前記突出部の突出方向に垂直な第２方向に沿って、前記取り付け部材の横幅の一端から他端までである。

本発明によれば、熱媒体変換機が建物の外壁に設置されることから、媒体間熱交換器が破損した場合の屋内への冷媒の侵入を抑制すると共に、熱媒体配管の屋外への露出を防ぐことができるため、屋内への冷媒漏洩を抑制すると共に、熱媒体回路を流れる熱媒体の凍結を防止することができる。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成を例示した概略図である。 図１の空気調和装置の暖房運転時における冷媒の流れと熱媒体の流れとを示す説明図である。 図１の空気調和装置の冷房運転時における冷媒の流れと熱媒体の流れとを示す説明図である。 図１の媒体間熱交換器において、冷媒が熱媒体回路へ漏洩した場合の冷媒の流れと水の流れとを示す説明図である。 図１の熱媒体変換機の設置状態を例示した斜視図である。 図１の熱媒体変換機の設置状態を例示した概略断面図である。 図５及び図６の取り付け部材の具体的な形状を例示した斜視図である。 図６の熱媒体変換機と外壁との取り付け部分である上部取り付け部についての説明図である。 図６の熱媒体変換機と外壁とに通じている熱媒体配管の周辺部分である配管周辺部の構成を示す説明図である。 図９の配管周辺部の概略断面図である。 図６の熱媒体変換機と外壁との取り付け部分である下部取り付け部についての説明図である。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成を例示した概略図である。図１を参照して、本実施の形態の空気調和装置１００の全体的な構成を説明する。空気調和装置１００は、暖房運転又は冷房運転などを行うことにより、空調対象空間８０の空気調和を行う。また、空気調和装置１００は、暖房運転により熱源熱交換器５に霜が付着した場合、熱源熱交換器５に付着した霜を除去する除霜運転を実行する。

空気調和装置１００は、空調対象空間８０を含む建物５００の外である屋外に設置される室外機１０と、同じく屋外に設置される熱媒体変換機２０と、建物５００の内部である屋内に設置される室内機３０と、を有している。室内機３０は、少なくとも一部が空調対象空間８０内に配置されている。ここで、空調対象空間８０とは、空気調和装置１００により空気調和を行う対象の屋内空間である。以降では、空調対象空間８０内のことを室内ともいう。

図１に示すように、室外機１０は、圧縮機１と四方弁２と熱源熱交換器５と膨張弁４とを備えている。熱媒体変換機２０は、箱状の筐体２１と共に、媒体間熱交換器３と圧力逃がし装置６とを備えている。媒体間熱交換器３及び圧力逃がし装置６は、筐体２１に収納されている。筐体２１は、熱媒体変換機２０の外郭をなし、板金などにより形成されている。筐体２１は、建物５００の外壁５１０に設置されている。室内機３０は、負荷熱交換器７とポンプ８と逆止弁９とを備えている。

また、室外機１０は、圧縮機１及び四方弁２の動作を制御する室外制御装置１５を有している。室内機３０は、ポンプ８の動作を制御する室内制御装置３５を有している。空気調和装置１００は、室外制御装置１５と室内制御装置３５との連携により、空調対象空間８０の空気調和を行う。

空気調和装置１００は、圧縮機１と四方弁２と熱源熱交換器５と膨張弁４と媒体間熱交換器３とが冷媒配管４１により接続され、冷媒が循環する冷媒回路４０を備えている。ここで、媒体間熱交換器３と四方弁２とを連結する冷媒配管４１を冷媒配管４１ａといい、媒体間熱交換器３と膨張弁４とを連結する冷媒配管４１を冷媒配管４１ｂという。本実施の形態では、冷媒回路４０を循環する冷媒が、Ｒ３２冷媒又はプロパンなどの可燃性冷媒であることを想定する。

空気調和装置１００は、媒体間熱交換器３と圧力逃がし装置６と負荷熱交換器７とポンプ８と逆止弁９とが熱媒体配管５１により接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路５０を備えている。つまり、媒体間熱交換器３と負荷熱交換器７とは、熱媒体配管５１により接続されて熱媒体回路５０を形成している。これにより、室内機３０は、媒体間熱交換器３において熱交換された熱媒体を室内に流通させることができる。ここで、媒体間熱交換器３と負荷熱交換器７とを連結する熱媒体配管５１を熱媒体配管５１ａといい、媒体間熱交換器３と逆止弁９とを連結する熱媒体配管５１を熱媒体配管５１ｂという。熱媒体回路５０を循環する熱媒体としては、水又はブラインなどを用いることができる。

圧縮機１は、例えばインバータによって駆動され、冷媒を圧縮する。四方弁２は、圧縮機１に接続されており、室外制御装置１５によって制御され、冷媒の流通方向を切り替える。四方弁２は、室内機３０に温熱を供給する暖房運転時に、室外制御装置１５によって図１の実線の流路に切り替えられる。一方、四方弁２は、室内機３０に冷熱を供給する冷房運転時に、室外制御装置１５によって図１の破線の流路に切り替えられる。熱源熱交換器５は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、冷媒回路４０を流れる冷媒と外気との間で熱交換させる。膨張弁４は、例えば電子膨張弁からなり、冷媒を減圧し膨張させる。

媒体間熱交換器３は、例えばプレート式熱交換器からなり、冷媒回路４０を循環する冷媒と、熱媒体回路５０を循環する熱媒体との間で熱交換させる。負荷熱交換器７は、空調対象空間８０に設置されている。負荷熱交換器７は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、熱媒体回路５０を流れる熱媒体と室内の空気との間で熱交換させる。

ポンプ８は、熱媒体回路５０内で熱媒体を循環させるための圧力を加える。ポンプ８は、インバータによって駆動されるモータ（図示せず）を有しており、モータを動力源として駆動する。逆止弁９は、順方向にだけ流体を流し、逆方向に流体が流れようとすると自動的に閉弁するように構成されている。本実施の形態において、逆止弁９は、ポンプ８から媒体間熱交換器３に向かう方向が順方向となるように取り付けられている。

圧力逃がし装置６は、室内へ通じる熱媒体回路５０が、熱媒体変換機２０の内部で分岐した位置に取り付けられている。すなわち、圧力逃がし装置６は、熱媒体配管５１ａのうち、筐体２１内に配置されている部分から分岐させて設置されている。圧力逃がし装置６は、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値まで上昇した場合に、熱媒体を熱媒体回路５０の外に排出し、熱媒体回路５０内の圧力を調整する。ここで、圧力閾値は、圧力逃がし装置６の構成によって決まる値であり、本実施の形態では、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値未満であることを、空気調和装置１００が正常の状態であることの指標として用いている。

より具体的に、圧力逃がし装置６は、バネと弁と弁座とを含み、その外郭には、熱媒体配管５１側の開口である流入口と、熱媒体を熱媒体回路５０の外部に流出させる流出口とが設けられている。弁座は、流入口に設けられ、熱媒体配管５１側と弁側とがそれぞれ開口している。

圧力逃がし装置６は、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値未満のときは、弁がバネの弾性により弁座に当接した状態となっている。すなわち、弁座の開口が弁により閉じられた状態となっているため、熱媒体が熱媒体回路５０の系外へ放出されることはない。一方、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値以上になると、熱媒体が弁を押す圧力がバネの弾性を上回り、弁座と弁との間に隙間が生じ、熱媒体が流出口から熱媒体回路５０の系外に放出される。

また、室内機３０は、空気抜き弁３１と負荷安全弁３２とを備えている。空気抜き弁３１は、熱媒体回路５０内の空気を排出することにより、熱媒体回路５０内の圧力を調整する。空気抜き弁３１は、空気を効率的に排出するため、最も上部に配置される熱媒体配管５１に設けられる。図１の例において、空気抜き弁３１は、熱媒体配管５１ａの途中から分岐させた配管に設けられている。空気抜き弁３１は、空調対象空間８０の内部であれば、室内機３０の外部に設けられてもよい。

負荷安全弁３２は、熱媒体回路５０内の圧力が所定の圧力まで上昇した場合に、熱媒体回路５０を流れる熱媒体を外部に排出する。負荷安全弁３２は、ポンプ８による昇圧の影響を受けにくくするため、ポンプ８の流入口の近傍から分岐させた配管に設けられる。よって、負荷安全弁３２は、空調対象空間８０に設置される。ここで、空気抜き弁３１及び負荷安全弁３２は、空調対象空間８０の内部であれば、室内機３０の外部に設けられてもよい。

図２は、図１の空気調和装置の暖房運転時における冷媒の流れと熱媒体の流れとを示す説明図である。暖房運転時において、冷媒回路４０では、圧縮機１により高温かつ高圧になった冷媒は、四方弁２を通過し、媒体間熱交換器３へ流入する。媒体間熱交換器３へ流入した冷媒は、熱媒体回路５０を循環する熱媒体との間で熱交換し、液冷媒となる。その際、熱媒体回路５０を循環する熱媒体は、媒体間熱交換器３へ流入した冷媒によって加熱される。媒体間熱交換器３から流出した液冷媒は、膨張弁４を通って膨張され、低温低圧の気液二相冷媒となる。膨張弁４から流出した気液二相冷媒は、熱源熱交換器５へ流入し、外気との間で熱交換して蒸発し、ガス冷媒となる。熱源熱交換器５から流出したガス冷媒は、再び四方弁２を通過し、圧縮機１へ吸入され、高温かつ高圧の冷媒となる。

暖房運転時において、熱媒体回路５０では、媒体間熱交換器３で加熱された高温の熱媒体は、圧力逃がし装置６を通り、負荷熱交換器７へ流入する。ここで、圧力逃がし装置６は、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値以上になると、弁座と弁との間に隙間が生じ、熱媒体が熱媒体回路５０の系外に放出されるような構造となっている。よって、空気調和装置１００が正常の状態であれば、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値以上に上昇することはなく、熱媒体が熱媒体回路５０の系外へ放出されることはない。負荷熱交換器７に流入した高温の熱媒体は、室内の空気と熱交換することにより冷却される。その際、室内の空気は、負荷熱交換器７に流入した熱媒体により加熱される。負荷熱交換器７において冷却された熱媒体は、ポンプ８と逆止弁９とを順に通り、再び媒体間熱交換器３へ流入する。

図３は、図１の空気調和装置の冷房運転時における冷媒の流れと熱媒体の流れとを示す説明図である。冷房運転時において、冷媒回路４０では、圧縮機１により高温・高圧になった冷媒は、四方弁２を通過し、熱源熱交換器５へ流入する。熱源熱交換器５へ流入した冷媒は、外気と熱交換して液冷媒となる。熱源熱交換器５から流出した液冷媒は、膨張弁４を通って膨張され、低温低圧の気液二相冷媒となる。膨張弁４から流出した気液二相冷媒は、媒体間熱交換器３へ流入し、熱媒体回路５０を循環する熱媒体との間で熱交換し、蒸発してガス冷媒となる。その際、熱媒体回路５０を循環する熱媒体は、媒体間熱交換器３へ流入した冷媒によって冷却される。媒体間熱交換器３から流出したガス冷媒は、再び四方弁２を通過し、圧縮機１へ吸入され、高温かつ高圧の冷媒となる。

冷房運転時において、熱媒体回路５０では、媒体間熱交換器３で冷却された低温の熱媒体は、圧力逃がし装置６を通り、負荷熱交換器７へ流入する。ここで、圧力逃がし装置６は、暖房運転時と同様に動作する。つまり、圧力逃がし装置６は、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値以上になると、流入口から流出口に向かう流路が形成され、流入口から流入した熱媒体が流出口より流出する。負荷熱交換器７に流入した高温の熱媒体は、室内の空気と熱交換することにより加熱される。その際、室内の空気は、負荷熱交換器７に流入した熱媒体により冷却される。負荷熱交換器７において加熱された熱媒体は、ポンプ８と逆止弁９とを順に通り、再び媒体間熱交換器３へ流入する。

ここで、空気調和装置１００の除霜運転時における冷媒の流れと熱媒体の流れは、冷房運転時と同様である。すなわち、室外制御装置１５及び室内制御装置３５は、暖房運転によって熱源熱交換器５に霜がついた場合、冷房運転時と同様に各アクチュエータの動作を制御し、除霜運転を実行する。

上記の説明の通り、冷房運転時又は除霜運転時は、媒体間熱交換器３に低温の冷媒が流入し、媒体間熱交換器３に流れる熱媒体を冷却する。そのため、媒体間熱交換器３に流れる熱媒体が凍結し、凍結による熱媒体の体積膨張で媒体間熱交換器３を破損するおそれがある。また、媒体間熱交換器３は、冷媒圧力の異常上昇による破損、又は圧力上昇の繰り返しによる疲労破壊破損が生じるおそれがある。さらに、媒体間熱交換器３の冷媒層と熱媒体層との間のプレートに腐食が生じると、腐食に起因したプレートの薄肉化が強度低下を引き起こし、上記のような破損を促進するおそれがある。

ここで、媒体間熱交換器３が破損すると、冷媒回路４０に流れる冷媒の圧力と、熱媒体回路５０に流れる熱媒体の圧力との差により、冷媒が熱媒体回路５０へ混入する。すると、熱媒体回路５０へ混入した冷媒は、熱媒体回路５０へ混入する際の減圧効果によりガス化し、熱媒体回路５０内の圧力上昇を引き起こす。

ここで、仮に、圧力逃がし装置６が熱媒体変換機２０に設けられていなければ、熱媒体回路５０内の圧力が上昇すると、熱媒体回路５０に搭載された負荷安全弁３２により、熱媒体が室内に排出される。その際、熱媒体と共に、熱媒体回路５０に混入した冷媒が排出されるため、室内に可燃域が形成される可能性がある。同様に、熱媒体回路５０へ混入してガス化した冷媒は、空気抜き弁３１より排出され、室内に可燃域を形成する可能性がある。

この点、本実施の形態の空気調和装置１００は、熱媒体変換機２０に圧力逃がし装置６が設けられている。そのため、熱媒体回路５０内の圧力が上昇すると、屋外の熱媒体変換機２０に設置された圧力逃がし装置６が作動し、熱媒体と冷媒とを屋外の空間へ放出する。よって、媒体間熱交換器３の破損箇所から流入した冷媒が屋内の空間へ到達し、可燃域を生成することを防ぐことができる。

図４は、図１の媒体間熱交換器において、冷媒が熱媒体回路へ漏洩した場合の冷媒の流れと水の流れとを示す説明図である。図４を参照して、暖房運転時に媒体間熱交換器３から冷媒が熱媒体回路５０へ漏洩したときの圧力逃がし装置６の動作について説明する。

媒体間熱交換器３から冷媒が熱媒体回路５０へ漏洩した場合、冷媒回路４０内の圧力が熱媒体回路５０内の圧力に比べて高いため、冷媒が熱媒体回路５０へ流入する。すると、熱媒体回路５０内では、流入した冷媒の影響を受け、急激に圧力が上昇する。熱媒体回路５０内の圧力が上昇し、圧力閾値に到達すると、屋外の熱媒体変換機２０に設置された圧力逃がし装置６が作動し、熱媒体と冷媒とを屋外の空間へ放出する。圧力逃がし装置６は、冷房運転時及び除霜運転時においても上記同様に動作する。

空気調和装置１００は、圧力逃がし装置６が上記のように動作するため、媒体間熱交換器３の破損箇所から流入した冷媒の室内への侵入だけでなく、天井裏などの他の屋内空間への侵入も防ぐことができる。よって、媒体間熱交換器３の破損箇所から流入した冷媒が屋内に可燃域を生成することを防ぐことができるため、安全性を高めることができる。

図５は、図１の熱媒体変換機の設置状態を例示した斜視図である。図６は、図１の熱媒体変換機の設置状態を例示した概略断面図である。図５及び図６に示すように、熱媒体変換機２０は、建物５００の外壁５１０に、取り付け部材６０を介して設置される。すなわち、空気調和装置１００は、筐体２１と外壁５１０との間に介在する取り付け部材６０を有している。取り付け部材６０は、板金などが加工されて形成されたものである。

熱媒体変換機２０は、筐体２１の外壁５１０に対向する側壁から熱媒体配管５１ａ及び５１ｂが突出している。すなわち、媒体間熱交換器３に接続された熱媒体配管５１ａ及び５１ｂは、筐体２１の外壁５１０に対向する側壁に設けられた開口部２１ｍに挿入されている。そして、熱媒体配管５１ａ及び５１ｂは、外壁５１０の貫通穴５３０から室内へと通じている。媒体間熱交換器３に接続された冷媒配管４１ａ及び４１ｂは、筐体２１の外壁５１０とは反対側の側壁に形成された開口部２１ｎから屋外へと通じ、室外機１０に接続されている。

そのため、冷媒配管４１ａ及び４１ｂと室外機１０との接合部の高さと、冷媒配管４１ａ及び４１ｂと媒体間熱交換器３との接合部の高さとが同じになるよう、熱媒体変換機２０の外壁５１０への取り付け高さを設定することが望ましい。併せて、熱媒体配管５１ａ及び５１ｂと室内機３０との接合部の高さと、熱媒体配管５１ａ及び５１ｂと媒体間熱交換器３との接合部の高さとが同じになるよう、熱媒体変換機２０の外壁５１０への取り付け高さを設定することが望ましい。

そして、熱媒体変換機２０は、筐体２１内の空気を外部へ送り出す換気ファン２２を有している。図６では、換気ファン２２が、筐体２１の外壁５１０とは反対側の側壁に設けられている例を示している。したがって、熱媒体回路５０に冷媒が流入した場合は、圧力逃がし装置６により、冷媒が筐体２１の内部に一旦放出され、筐体２１の内部に放出された冷媒は、換気ファン２２によって大気中へ放出される。このように、空気調和装置１００では、圧力逃がし装置６から筐体２１内に排出された冷媒が、換気ファン２２によって屋外へ排出されることから、屋内に可燃域が生成される事態を回避することができるため、安全性を高めることができる。

図７は、図５及び図６の取り付け部材の具体的な形状を例示した斜視図である。本実施の形態における取り付け部材６０は、図７に示すように、外壁５１０に固定される固定部６１と、固定部６１に接続され、上部に切り欠き部６２ｍが形成された突出部６２と、を有している。突出部６２は、断面Ｕ字状に形成されている。また、取り付け部材６０は、突出部６２に接続され、熱媒体配管５１が挿入される配管穴６３ｂが形成された基部６３を有している。さらに、取り付け部材６０は、基部６３に接続され、筐体２１の下部を支持する支持部６４を有している。

固定部６１は、板状の部材であり、２つのネジ穴６１ａが形成されている。突出部６２は、係合部６２ｐと、当接部６２ｑと、突起下部６２ｒと、により構成されている。係合部６２ｐは、固定部６１の長手方向に沿った一方の端部に接続され、固定部６１に対し鉛直方向に延びる板状の部材である。係合部６２ｐには、後述するフック部２５の引っ掛け部２５ｂが挿入される穴である切り欠き部６２ｍが形成されている。

当接部６２ｑは、係合部６２ｐの固定部６１とは反対側の端部に接続され、係合部６２ｐに対し鉛直方向に延びる板状の部材である。突起下部６２ｒは、当接部６２ｑの係合部６２ｐとは反対側の端部に接続され、当接部６２ｑに対し鉛直方向に延びる板状の部材である。

基部６３は、突起下部６２ｒの当接部６２ｑとは反対側の端部に接続され、突起下部６２ｒに対し鉛直方向に延びる板状の部材である。基部６３には、２つのネジ穴６３ａと、熱媒体配管５１ａ及び５１ｂが挿入される配管穴６３ｂと、が形成されている。支持部６４は、基部６３の突起下部６２ｒとは反対側の端部に接続され、基部６３に対し鉛直方向に延びる板状の部材である。支持部６４には、２つのネジ穴６４ａが形成されている。

図８は、図６の熱媒体変換機と外壁との取り付け部分である上部取り付け部についての説明図である。図８を参照して、上部取り付け部Ｒ_Ｕに含まれる各構成部材の具体的な構造について説明する。筐体２１には、切り欠き部６２ｍに対応する形状のフック部２５が設けられている。図８では、逆Ｌ字型に突出した形状のフック部２５を例示している。つまり、フック部２５は、筐体２１の側壁から垂直に延びる延伸部２５ａと、延伸部２５ａに接続され、切り欠き部６２ｍに挿入される引っ掛け部２５ｂと、により構成されている。フック部２５は、筐体２１と一体的に形成されてもよく、ネジなどにより筐体２１に固定される部材であってもよい。

取り付け部材６０は、固定部６１のネジ穴６１ａから挿入されるネジ８１によって外壁５１０に締結され、固定されている。熱媒体変換機２０は、取り付け部材６０が外壁５１０に固定された状態で、フック部２５を突出部６２の切り欠き部６２ｍに引っ掛けることにより、高さ方向の位置が規制される。

取り付け部材６０は、熱媒体変換機２０と対向する側の面に、伸縮自在な断熱材である外側断熱材７１が取り付けられている。外側断熱材７１は、加わる圧力に応じて伸縮することができる。より具体的に、外側断熱材７１は、基部６３の熱媒体変換機２０と対向する面に貼り付けられている。

外側断熱材７１の厚みは、熱媒体変換機２０を外壁５１０に設置する前の状態において、突出部６２の突出方向Ｐｄの高さである突出高さＨよりも厚くなっている。ここで、突出方向Ｐｄとは、取り付け部材６０を外壁５１０に固定した状態において、外壁５１０の取り付け部材６０に対向する面に垂直な方向である。つまり、外側断熱材７１は、圧力をかけていない状態において、突出部６２の突出高さＨ以上の厚みを有している。したがって、熱媒体変換機２０を取り付ける際に、外側断熱材７１は必ず圧縮されるため、取り付け部材６０と熱媒体変換機２０との間を外側断熱材７１で満たすことができる。

そして、外側断熱材７１の貼り付け範囲は、幅方向については、取り付け部材６０の横幅と同じとしている。また、外側断熱材７１の貼り付け範囲は、高さ方向については、突出部６２の突起下部６２ｒの下面よりも上部設定値Ｔ_１だけ低い位置から、配管穴６３ｂの下端よりも下部設定値Ｔ_２以上低い位置までとしている。

上部設定値Ｔ_１は、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定される。これは、室外の温度変動に伴う取り付け部材６０及び外側断熱材７１の熱変形により、突出部６２と外側断熱材７１とが干渉しないためである。下部設定値Ｔ_２は、５０ｍｍ程度に設定される。これは、配管穴６３ｂを通る熱媒体配管５１の断熱効果を確保するためである。もっとも、上部設定値Ｔ_１及び下部設定値Ｔ_２は、熱媒体変換機２０の大きさ及び取り付け部材６０の形状などに応じて変更することができる。

上記のように、熱媒体変換機２０と取り付け部材６０との間を外側断熱材７１で覆うことにより、熱媒体変換機２０と取り付け部材６０との隙間から、屋外の空気が熱媒体変換機２０の内部へ侵入することを防ぐことができる。よって、熱媒体配管５１内の熱媒体の凍結を防止することができる。

取り付け部材６０は、外壁５１０と対向する面に、伸縮自在な断熱材である内側断熱材７２が取り付けられている。本実施の形態では、取り付け部材６０の外壁５１０と対向する面の全面に、内側断熱材７２が貼り付けられている。したがって、取り付け部材６０と外壁５１０との間に生じ得る僅かな隙間さえもなくすことができるため、熱媒体配管５１の凍結防止力を高めることができる。

ところで、熱媒体変換機２０を外壁５１０に設置することにより、冷媒配管４１、熱媒体配管５１、及び媒体間熱交換器３から発生した振動が筐体２１を伝わり、振動音として室内に伝達される可能性がある。この点、取り付け部材６０に内側断熱材７２を貼り付けると、取り付け部材６０と外壁５１０との間において内側断熱材７２が振動を吸収するため、室内の振動音の発生を抑制することができる。

図９は、図６の熱媒体変換機と外壁とに通じている熱媒体配管の周辺部分である配管周辺部の構成を示す説明図である。図１０は、図９の配管周辺部の概略断面図である。図９及び図１０を参照して、配管周辺部Ｒ_Ｍに含まれる各構成部材の具体的な構造について説明する。

外壁５１０には、貫通穴５３０が２つ開いている。熱媒体配管５１ａは一方の貫通穴５３０を通り、熱媒体配管５１ｂは他方の貫通穴５３０を通っている。取り付け部材６０には、２つの貫通穴５３０よりも広い範囲で四角形状の配管穴６３ｂが形成されている。また、熱媒体変換機２０の筐体２１、外側断熱材７１、及び内側断熱材７２は、それぞれ、配管穴６３ｂに対応する位置に、２つの貫通穴５３０よりも広い範囲に形成された四角形状の穴を有している。すなわち、図９に示す開口部２３は、配管穴６３ｂと、熱媒体変換機２０の筐体２１、外側断熱材７１、及び内側断熱材７２に形成された穴とにより形成されている。

もっとも、開口部２３の形状は、四角形状に限らず、２つの貫通穴５３０が占める領域よりも広く、かつ２つの貫通穴５３０が収まる領域であれば、例えば楕円形状など、他の形状にしてもよい。また、開口部２３は、一方の貫通穴５３０と他方の貫通穴５３０とのそれぞれに対応づけて２つ設けてもよい。加えて、開口部２３を構成する配管穴６３ｂ、筐体２１の穴、外側断熱材７１の穴、及び内側断熱材７２の穴は、それぞれ異なる形状であってもよい。

図１１は、図６の熱媒体変換機と外壁との取り付け部分である下部取り付け部についての説明図である。図１１を参照して、下部取り付け部Ｒ_Ｌに含まれる各構成部材の具体的な構造について説明する。

取り付け部材６０の下部は、地面と平行になるよう９０度に折り曲げられている。つまり、図７にも示すように、取り付け部材６０は、基部６３と支持部６４とにより断面Ｌ字状の下部を形成している。取り付け部材６０は、基部６３のネジ穴６３ａから挿入されるネジ８３によって外壁５１０に締結され、より強固に固定されている。熱媒体変換機２０は、筐体２１の下面が支持部６４の上面と対向するように配置される。そして、筐体２１は、支持部６４のネジ穴６４ａから挿入されるネジ８４によって取り付け部材６０に締結される。

熱媒体変換機２０は、上記のように、取り付け部材６０を介して外壁５１０に固定されることにより、地面と平行な方向の位置が規制され、熱媒体変換機２０と取り付け部材６０との隙間が外側断熱材７１によって埋められた状態が保たれる。これにより、熱媒体配管５１ａ及び５１ｂ内の熱媒体が、屋外の空気により冷却されて凍結することを防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態における空気調和装置１００によれば、熱媒体変換機２０が建物の外壁５１０に設置されることから、媒体間熱交換器３が破損した場合の屋内への冷媒の侵入を抑制すると共に、熱媒体配管５１の屋外への露出を防ぐことができる。そのため、屋内への冷媒漏洩を抑制すると共に、熱媒体回路５０を流れる熱媒体の凍結を防止することができる。

また、熱媒体変換機２０は、筐体２１の外壁５１０に対向する側壁から熱媒体配管５１が突出している。すなわち、熱媒体配管５１が筐体２１の側壁と外壁５１０とを貫通するようになっているため、熱媒体配管５１が外気に晒される状況を回避することができ、熱媒体の凍結を防ぐことができる。例えば、寒冷地において、媒体間熱交換器３を備えた熱媒体変換機２０を屋外に設置した場合でも、熱媒体回路５０が外気に触れて凍結するような事態を回避することができる。

さらに、熱媒体変換機２０は、筐体２１の内部に、熱媒体回路５０内の圧力が圧力閾値まで上昇した場合に熱媒体を熱媒体回路５０の外に排出する圧力逃がし装置６を有している。そのため、熱媒体回路５０に冷媒が流入した場合でも、流入した冷媒を圧力逃がし装置６から屋外に排出することができるため、安全性を確保することができる。加えて、熱媒体変換機２０は、筐体２１内の空気を外部へ送り出す換気ファン２２を有している。したがって、圧力逃がし装置６から筐体２１内に排出された冷媒をより確実に屋外へ排出することができるため、更なる安全性の向上を図ることができる。

また、空気調和装置１００は、筐体２１と外壁５１０との間に介在する取り付け部材６０を有している。そして、取り付け部材６０は、上部に切り欠き部６２ｍが形成された突出部６２を有し、熱媒体変換機２０は、フック部２５が切り欠き部６２ｍに引っ掛けられることにより外壁５１０に設置される。したがって、取り付け部材６０によれば、熱媒体変換機２０を外壁５１０に、容易かつ安定的に設置することができる。加えて、取り付け部材６０は、突出部６２に接続され、熱媒体配管５１が挿入される配管穴６３ｂが形成された基部６３を有している。よって、側壁から熱媒体配管５１が突出している熱媒体変換機２０を簡単に配置することができると共に、筐体２１と外壁５１０との隙間を狭めることができる。そして、取り付け部材６０は、基部６３に接続され、筐体２１の下部を支持する支持部６４を有している。よって、熱媒体変換機２０を安定的に設置することができる。

さらに、取り付け部材６０は、基部６３の熱媒体変換機２０と対向する面に、伸縮自在な断熱材である外側断熱材７１が取り付けられている。そして、外側断熱材７１の厚みは、熱媒体変換機２０を外壁５１０に設置する前の状態において、突出部６２の突出方向Ｐｄの高さである突出高さＨよりも厚くなっている。よって、熱媒体配管５１の断熱性を高めると共に、熱媒体変換機２０の内部への屋外の空気の侵入を防ぐことができるため、熱媒体の凍結を防止することができる。

取り付け部材６０は、外壁５１０と対向する面に、伸縮自在な断熱材である内側断熱材７２が取り付けられている。よって、取り付け部材６０と外壁５１０との間の僅かな隙間もなくすことができるため、熱媒体配管５１内の熱媒体の凍結をより精度よく防止することができる。冷媒配管４１、熱媒体配管５１、及び媒体間熱交換器３から発生した振動を、内側断熱材７２に吸収させることができるため、室内への振動音の伝達を抑制することができる。

上述した実施の形態は、空気調和装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、図７及び図８では、突出部６２が断面Ｕ字状に形成された場合を例示したが、これに限らず、突出部６２は、立方体形状の部材であってもよい。この場合、突出部６２の上側の面に、フック部２５が引っ掛けられる切り欠き部６２ｍとしての溝を設けるとよい。また、突出部６２にネジ穴を設けるなどにより、突出部６２と筐体２１とをネジなどの固定部材を用いて固定してもよい。

上記の説明では、固定部６１に２つのネジ穴６１ａが設けられ、基部６３に２つのネジ穴６３ａが設けられ、支持部６４に２つのネジ穴６４ａが設けられている場合を例示したが、これに限定されない。固定部６１、基部６３、及び支持部６４のそれぞれのネジ穴は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。すなわち、支持部６４には、少なくとも１つのネジ穴６４ａが形成されており、筐体２１は、ネジ穴６４ａから挿入されるネジ７４によって取り付け部材６０に締結されている。かかる構成により、熱媒体変換機２０のより安定的な設置が可能となっている。もっとも、ネジ穴６１ａ、ネジ穴６３ａ、及びネジ穴６４ａの数は、それぞれ異なっていてもよい。

また、上記実施の形態では、取り付け部材６０が基部６３と支持部６４とを有する場合を例示したが、これに限らず、取り付け部材６０は、基部６３及び支持部６４を設けず構成してもよい。この場合、筐体２１の外壁５１０と対向する面に外側断熱材７１を取り付けるようにすれば、筐体２１と外壁５１０との隙間が埋まるため、熱媒体変換機２０の内部への外気の侵入を防ぐと共に、熱媒体配管５１の断熱性の向上を図ることができる。ただし、取り付け部材６０は、基部６３を有するように構成した方が、外壁５１０に安定的に取り付けることができる。また、取り付け部材６０は、支持部６４を有するように構成した方が、媒体間熱交換器３をより安定的に保持することができる。

さらに、上記実施の形態では、熱媒体変換機２０と取り付け部材６０とが別体である場合を示したが、これに限定されない。例えば、取り付け部材６０は、筐体２１と一体的に形成されてもよい。この場合は、取り付け部材６０と一体となった熱媒体変換機２０を、取り付け部材６０が外壁５１０に対向するように配置し、ネジなどの固定部材によって外壁５１０に固定するとよい。かかる構成によれば、熱媒体変換機２０の据え付け時に、取り付け部材６０に貼り付けられている外側断熱材７１がはがれ落ちるといった事態を回避することができる。

加えて、上記の説明では、外側断熱材７１及び内側断熱材７２が、取り付け部材６０に取り付けられる場合を例示したが、これに限定されない。外側断熱材７１は、筐体２１に取り付けられてもよく、内側断熱材７２は、外壁５１０に取り付けられてもよい。

また、上記の説明では、熱媒体変換機２０と外壁５１０との間に取り付け部材６０が介在し、熱媒体変換機２０が外壁５１０に近接する場合を例示したが、これに限らず、熱媒体変換機２０は、外壁５１０に接触するように配設してもよい。すなわち、例えば、筐体２１を外壁５１０に接触させた状態で、断面Ｌ字状の金具などを用いて、筐体２１の上部及び下部を外壁５１０に固定するようにしてもよい。

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 媒体間熱交換器、４ 膨張弁、５ 熱源熱交換器、６ 圧力逃がし装置、７ 負荷熱交換器、８ ポンプ、９ 逆止弁、１０ 室外機、１５ 室外制御装置、２０ 熱媒体変換機、２１ 筐体、２１ｍ、２１ｎ、２３ 開口部、２２ 換気ファン、２５ フック部、２５ａ 延伸部、２５ｂ 引っ掛け部、３０ 室内機、３１ 空気抜き弁、３２ 負荷安全弁、３５ 室内制御装置、４０ 冷媒回路、４１、４１ａ、４１ｂ 冷媒配管、５０ 熱媒体回路、５１、５１ａ、５１ｂ 熱媒体配管、６０ 取り付け部材、６１ 固定部、６１ａ ネジ穴、６２ 突出部、６２ｍ 切り欠き部、６２ｐ 係合部、６２ｑ 当接部、６２ｒ 突起下部、６３ 基部、６３ａ ネジ穴、６３ｂ 配管穴、６４ 支持部、６４ａ ネジ穴、７１ 外側断熱材、７２ 内側断熱材、７４ ネジ、８０ 空調対象空間、８１、８３、８４ ネジ、１００ 空気調和装置、５００ 建物、５１０ 外壁、５３０ 貫通穴、Ｈ 突出高さ、Ｐｄ 突出方向、Ｒ_Ｌ 下部取り付け部、Ｒ_Ｍ 配管周辺部、Ｒ_Ｕ 上部取り付け部、Ｔ_１ 上部設定値、Ｔ_２ 下部設定値。

Claims (9)

1. 外気と冷媒との間で熱交換させる熱源熱交換器を備え、空調対象空間を含む建物の外である屋外に設置される室外機と、
   熱媒体と冷媒との間で熱交換させる媒体間熱交換器、及び前記媒体間熱交換器を収納する筐体を備え、前記屋外に設置される熱媒体変換機と、
   前記空調対象空間の空気と熱媒体との間で熱交換させる負荷熱交換器を備えた室内機と、を有し、
   前記筐体は、前記建物の外壁に設置され、
   前記筐体と前記外壁との間に介在する取り付け部材を有し、
   前記取り付け部材は、
   前記外壁に固定される固定部と、
   前記固定部に接続された突出部と、
   前記突出部に接続され、熱媒体配管が挿入される配管穴が形成された基部と、
   を有し、
   前記固定部、前記突出部、および、前記基部は、前記突出部の突出方向に垂直な第１方向に沿って直列に接続され、
   前記取り付け部材は、
   前記基部の前記熱媒体変換機と対向する面に、伸縮自在な断熱材である外側断熱材が取り付けられており、
   前記外側断熱材の取付範囲は、
   前記第１方向に沿って、前記突出部の突起下部の下面よりも第１設定値だけ低い位置から、前記配管穴の下端よりも少なくとも第２設定値だけ低い位置までで、
   前記第１方向および前記突出部の突出方向に垂直な第２方向に沿って、前記取り付け部材の横幅の一端から他端までである、
   空気調和装置。
2. 前記媒体間熱交換器と前記負荷熱交換器とは、前記熱媒体配管により接続されて熱媒体が循環する熱媒体回路を形成しており、
   前記熱媒体変換機は、
   前記筐体の前記外壁に対向する側壁から前記熱媒体配管が突出している、請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記熱媒体変換機は、
   前記熱媒体回路内の圧力が圧力閾値まで上昇した場合に熱媒体を前記熱媒体回路の外に排出する圧力逃がし装置を、前記筐体の内部に有する、請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記熱媒体変換機は、
   前記筐体内の空気を外部へ送り出す換気ファンを有する、請求項３に記載の空気調和装置。
5. 前記突出部は、上部に切り欠き部が形成され、
   前記筐体には、
   前記切り欠き部に対応する形状のフック部が設けられており、
   前記熱媒体変換機は、
   前記フック部が前記切り欠き部に引っ掛けられて前記外壁に設置される、請求項２〜４の何れか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記取り付け部材は、
   前記基部に接続され、前記筐体の下部を支持する支持部を有する、請求項１〜５の何れか一項に記載の空気調和装置。
7. 前記支持部には、
   少なくとも１つのネジ穴が形成されており、
   前記筐体は、
   前記ネジ穴から挿入されるネジによって前記取り付け部材に締結されている、請求項６に記載の空気調和装置。
8. 前記外側断熱材の厚みは、
   前記熱媒体変換機を前記外壁に設置する前の状態において、
   前記突出部の突出方向の高さである突出高さよりも厚くなっており、
   前記外側断熱材の厚みは、前記突出部の突出方向に沿った長さである、請求項１〜７の何れか一項に記載の空気調和装置。
9. 前記取り付け部材は、
   前記外壁と対向する面に、伸縮自在な断熱材である内側断熱材が取り付けられている、請求項１〜８の何れか一項に記載の空気調和装置。

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