JP7224936B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、空調を必要とする場所に移動可能な空気調和装置に関する。
例えば大規模な工場あるいは物流倉庫のように全体空調が困難な建物では、被空調空間である建物内の作業スペース等を局所的に空調する空気調和装置が用いられている。
この種の空気調和装置は、作業スペースの床面に据え付けられる台座を備え、当該台座の上に利用側ユニットが設置されている。利用側ユニットは、作業スペース等の被空調空間を指向する吹出口を有し、当該吹出口から空調された空気が被空調空間に向けて局所的に送風されるようになっている。
一方、従来では、利用側ユニットおよび利用側ユニットとの間で冷媒を循環させる熱源ユニットを共通の台座の上に設置した空気調和装置が知られている。さらに、当該空気調和装置の台座に車輪を設け、建物内で自由に移動可能とする空気調和装置が開発されている。
実用新案登録第3195145号公報
従来の空気調和装置では、空調された空気を作業スペースに吹き出す利用側ユニットは、枠組みされた台座の上に置かれている。言い換えると、利用側ユニットは、下方から台座によって支えられているので、利用側モジュールの据え付け高さが台座の形態によって自ずと制限されてしまう。
この結果、空調された空気の吹出し高さを作業スペース毎に設定することができず、作業スペースの環境に適した局所的な空調を実現する上で改善の余地が残されている。
本発明の目的は、局所的な空調を必要とする場所に自由に移動して使用でき、しかも、空調された空気を吹き出す利用側ユニットの据え付け高さを設定する際の自由度が向上する空気調和装置を得ることにある。
実施形態によれば、空気調和装置は、架台、利用側ユニットおよび熱源ユニットを備えている。架台は、固定部を有する本体と、前記固定部の前方側において前記本体の上方へ立ち上がるユニット支持部と、を有するとともに、任意な場所に移動可能である。前記利用側ユニットは、冷媒と空気との間で熱交換を行なう空気熱交換器と、羽根車を有する送風機と、を含む。前記利用側ユニットは、少なくとも前記ユニット支持部の側面に取り付けられ、前記空気熱交換器を通過した空気を吹き出す。前記熱源ユニットは、前記本体の前記固定部に取り付けられ、前記利用側ユニットとの間で前記冷媒を循環させる。前記本体は、四角い枠形に組立てられた枠体と、前記枠体の内部に架け渡された第1のクロスメンバと、前記第1のクロスメンバの一方側と前記枠体との間に平行に架け渡された第2のクロスメンバと、前記第2のクロスメンバから起立し固定された支柱と、を有し、前記ユニット支持部は、少なくとも前記支柱を有している。
図1は、第1の実施形態に係る空気調和装置を概略的に示す斜視図である。 図2は、第1の実施形態に係る空気調和装置の側面図である。 図3は、第1の実施形態に係る空気調和装置の正面図である。 図4は、第1の実施形態に係る空気調和装置の背面図である。 図5は、第1の実施形態に係る空気調和装置の平面図である。 図6は、第1の実施形態の空気調和装置が有する架台の平面図である。 図7は、第1の実施形態の利用側モジュールを正面の方向から見た斜視図である。 図8は、利用側モジュールを背後から見た斜視図である。 図9は、利用側モジュールの内部構造を分解して示す斜視図である。 図10は、利用側モジュールの断面図である。 図11は、架台のユニット支持部に利用側モジュールを取り付けた状態を示す平面図である。 図12は、第1の実施形態に係る空気調和装置の配管系統を示す冷媒サイクル回路図である。 図13は、第2の実施形態に係る空気調和装置を概略的に示す斜視図である。 図14は、第3の実施形態に係る空気調和装置を概略的に示す正面図である。 図15は、第4の実施形態に係る空気調和装置を概略的に示す平面図である。 図16は、第5の実施形態に係る空気調和装置を概略的に示す平面図である。
[第1の実施形態]
以下、第1の実施形態について、図1ないし図12を参照して説明する。
図1は、例えば工場あるいは物流倉庫のような大規模な建物内の局所的な空調に用いる空気調和装置1を概略的に示す斜視図、図2は、空気調和装置1の側面図、図3は、空気調和装置1の正面図、図4は、空気調和装置1の背面図、図5は、空気調和装置1の平面図である。
図1ないし図5に示すように、空気調和装置1は、架台2、利用側ユニット3および熱源ユニット4を主要な要素として備えている。架台2は、本体5と、本体5から立ち上がるユニット支持部6と、で構成されている。
架台2の本体5は、例えば第1ないし第4の枠体5a,5b,5c,5dを用いて四角い枠形に組み立てられている。第1ないし第4の枠体5a,5b,5c,5dとしては、例えばL形の断面形状を有する山形鋼を用いている。第1の枠体5aおよび第2の枠体5bは、符号Dで示す本体5の奥行き方向に延びるとともに、符号Wで示す本体5の幅方向に間隔を存して平行に配置されている。第3の枠体5cは、第1の枠体5aの前端と第2の枠体5bの前端との間に跨っている。第4の枠体5dは、第1の枠体5aの後端と第2の枠体5bの後端との間に跨っている。
第1のクロスメンバ5eが第1の枠体5aの中間部と第2の枠体5bの中間部との間に亘って掛け渡されている。一対の第2のクロスメンバ5fが第3の枠体5cの中間部と第1のクロスメンバ5eの中間部との間に亘って掛け渡されている。一対の第2のクロスメンバ5fは、本体5の奥行き方向に延びるとともに、本体5の幅方向に僅かな間隔を存して平行に配置されている。
さらに、一対の第3のクロスメンバ5gが第1のクロスメンバ5eと第4の枠体5dとの間に掛け渡されている。第3のクロスメンバ5gは、本体5の後半部に固定部を形成する要素であって、夫々第1の枠体5aおよび第2の枠体5bと隣り合うように本体5の奥行き方向に延びている。
本実施形態では、第1ないし第3のクロスメンバ5e,5f,5gは、例えばL形の断面形状を有する山形鋼で構成されている。
図1および図2に示すように、ユニット支持部6は、本体5の奥行き方向に沿う中間部に位置するように、前記第3のクロスメンバ5gの前方に設けられている。ユニット支持部6は、第1ないし第6の支柱6a,6b,6c,6d,6e,6fを有している。第1ないし第6の支柱6a,6b,6c,6d,6e,6fは、例えばL形の断面形状を有する山形鋼で構成されている。
第1の支柱6aは、第1の枠体5aの前半部の上面に溶接等の手段で固定され、第1の枠体5aから垂直に起立されている。第2の支柱6bは、第2の枠体5bの前半部の上面に溶接等の手段で固定され、第2の枠体5bから垂直に起立されている。第1の支柱6aおよび第2の支柱6bは、第3の枠体5cと第1のクロスメンバ5eとの間に位置されている。
第3の支柱6cは、第1のクロスメンバ5eの一端に対応する位置で第1の枠体5aの上面に溶接等の手段で固定され、第1の枠体5aから垂直に起立されている。第4の支柱6dは、第1のクロスメンバ5eの他端に対応する位置で第2の枠体5bの上面に溶接等の手段で固定され、第2の枠体5bから垂直に起立されている。
第5の支柱6eは、一方の第2のクロスメンバ5fの中間部の上面に溶接等の手段で固定され、一方の第2のクロスメンバ5fから垂直に起立されている。第6の支柱6fは、他方の第2のクロスメンバ5fの中間部の上面に溶接等の手段で固定され、他方の第2のクロスメンバ5fから垂直に起立されている。
第5の支柱6eおよび第6の支柱6fは、第1の支柱6aと第2の支柱6bとの間に位置されている。このため、第1の支柱6a,第2の支柱6b,第5の支柱6eおよび第6の支柱6fは、本体5の幅方向に一列に並んでいる。
さらに、第1ないし第6の支柱6a,6b,6c,6d,6e,6fの上端部は、連結具7で一体的に結合されている。
本実施形態によると、ユニット支持部6は、図2に示されるように、本体5の奥行き方向の中央部よりも本体5の前方側に位置されている。すなわち、第1の支柱6a、第2の支柱6b、第5の支柱6eおよび第6の支柱6fの夫々の下端から第3の枠体5cに至る本体5の奥行き方向に沿う距離よりも、第3の支柱6cおよび第4の支柱6dの夫々の下端から第4の枠体5dに至る本体5の奥行き方向に沿う距離の方が長くなっている。
図2ないし図4に示すように、本体5は、四つのキャスター8を有している。キャスター8は、移動用部品の一例であって、本体5の四つの角部に垂直軸Vを中心に回転可能に支持されている。キャスター8が有する車輪9は、据付け面としての建物の床面Fに接している。このため、架台2は、床面Fに沿って建物内の任意な場所に自由に移動可能である。
本実施形態のキャスター8は、垂直軸Vを中心にいずれの方向に回転した場合でも、車輪9の外周縁が架台2の周囲に突出することがない位置に設けられている。加えて、各キャスター8は、車輪9の自由な回転を制限するストッパ(図示せず)を備えている。
図1ないし図3に示すように、空気調和装置1の利用側ユニット3は、架台2のユニット支持部6の前側の側面に取り付けられている。本実施形態の利用側ユニット3は、四台の利用側モジュール11を備えている。四台の利用側モジュール11は、建物内の被空調空間である作業スペースに向けて空調された空気を吹き出す要素であって、例えば架台2の幅方向におよび符号Hで示す架台2の高さ方向に沿って二列二段の位置関係に配置されている。
利用側モジュール11は、互いに共通の構成を有するため、一つの利用側モジュール11を代表して説明する。図7ないし図10に示すように、利用側モジュール11は、筐体12、空気熱交換器13、電動送風機14、制御回路部15およびダクト部16を主要な要素として備えている。
筐体12は、奥行き寸法が幅寸法および高さ寸法よりも格段に小さな偏平な箱形の形状を有している。図8に示すように、筐体12の背面17には、四角い吸込口18およびドレン口19が設けられている。吸込口18は、背面17の略中央部に位置されている。ドレン口19は、背面17の下端の角部に位置されるとともに、筐体12の背面側に向けて突出されている。
図10に示すように、円形の通孔21が筐体12の前面20に開口されている。通孔21は、吸込口18の前方に位置されている。さらに、筐体12の内部は、仕切り板22により第1の収容室23と第2の収容室24とに上下に仕切られている。筐体12の吸込口18、ドレン口19および通孔21は、仕切り板22の下の第1の収容室23に開口されている。
さらに、ブラケット25a,25bが筐体12の背面17の右側部および左側部に固定されている。ブラケット25a,25bは、筐体12の高さ方向に延びるとともに、筐体12の右側および左側に向けてフランジ状に張り出している。
図9および図10に示すように、空気熱交換器13は、筐体12の第1の収容室23に収容されている。空気熱交換器13は、複数の伝熱管27と、伝熱管27に熱的に接続された複数の放熱フィン28と、を備えている。伝熱管27は、互いに直列に接続されて、冷媒が流れる複数のパスを規定している。
空気熱交換器13は、第1の収容室23の内部で筐体12の背面17に沿うように起立されている。これにより、空気熱交換器13の背面が吸込口18を通じて筐体12の背後に露出されている。
さらに、利用側モジュール11は、空気熱交換器13の伝熱管27に接続された液側接続口29aおよびガス側接続口29bを有している。液側接続口29aおよびガス側接続口29bは、筐体12の背面17の上部から筐体12の背面側に突出されている。液側接続口29aが接続された伝熱管27には、開度調整が可能な利用側膨張弁67aが設けられている。
電動送風機14は、筐体12の前面20の中央部に支持されている。電動送風機14は、円筒状のケーシング31と、ケーシング31に収容された羽根車32と、を備えている。ケーシング31の一端は、通孔21を囲むように筐体12の前面20に固定されている。
羽根車32は、空気熱交換13の中心部の延長線上に位置するようにケーシング31に収容されている。羽根車32の回転軸線O1は、水平方向に沿うように横置きされている。
制御回路部15は、空気熱交換器13および電動送風機14を制御するための要素であって、筐体12の第2の収容室24に収容されている。制御回路部15は、例えば制御基板、リアクタおよび端子台のような各種の電装部品を含んでいる。
円筒状のアタッチメント34が電動送風機14のケーシング31の先端に同軸状に連結されている。円筒状の通気レジスター35がアタッチメント34に嵌め込まれている。通気レジスター35は、電動送風機14から送風される空気を整流したり、送風方向を変更するための要素であって、アタッチメント34から筐体12の前方に突出されている。
図9および図10に示すように、ダクト部16は、円筒状の外筒36を有している。外筒36は、電動送風機14、アタッチメント34および通気レジスター35を同軸状に取り囲むように筐体12の前面20に支持されている。
さらに、外筒36の突出端は、通気レジスター35よりも筐体12の前方に位置されている。吹出し口37が外筒36の突出端に形成されている。吹出し口37は、通気レジスター35を介して電動送風機14の羽根車32と向かい合っている。
図1および図3に示すように、四台の利用側モジュール11は、本体5の幅方向に一列に並んだ第1の支柱6a,第2の支柱6b、第5の支柱6eおよび第6の支柱6fに取り付けられている。本実施形態では、四台の利用側モジュール11のうち、上段に位置する二台の利用側モジュール11をユニット支持部6に取り付ける構造を代表して説明する。
図11は、上段に位置する二台の利用側モジュール11をユニット支持部6に取り付けた状態を示している。一方の利用側モジュール11にあっては、筐体12の左右両側に張り出すブラケット部25a,25bが第1の支柱6aの上端部の前側の側面および第5の支柱6eの上端部の前側の側面に夫々ボルトあるいはねじのような締結具を介して固定されている。
そのため、一方の利用側モジュール11は、羽根車32の回転軸線O1が水平となる起立した姿勢で第1の支柱6aと第5の支柱6eとの間に跨って保持されており、外筒36が筐体12の前方に向けて水平に突出されている。
他方の利用側モジュール11にあっては、筐体12の左右両側に張り出すブラケット部25a,25bが第6の支柱6fの上端部の前側の側面および第2の支柱6bの上端部の前側の側面に夫々ボルトあるいはねじのような締結具を介して固定されている。そのため、他方の利用側モジュール11は、羽根車32の回転軸線O1が水平となる起立した姿勢で第6の支柱6fと第2の支柱6bとの間に跨って保持されており、外筒36が筐体12の前方に向けて水平に突出されている。
したがって、図5に示すように、上段に位置する二台の利用側モジュール11は、水平方向に延びる羽根車32の回転軸線O1が本体5の幅方向に互いに間隔を存して平行となるように並んでいる。同様に、下段に位置する二台の利用側モジュール11にしても、水平方向に延びる羽根車32の回転軸線O1が本体5の幅方向に互いに間隔を存して平行となるように並んでいる。
この結果、四台の利用側モジュール11は、ユニット支持部6の上に置かれることなく、ユニット支持部6の直前に位置され、各利用側モジュール11の吹出し口37がユニット支持部6の周囲に位置されている。
四台の利用側モジュール11をユニット支持部6に取り付けた状態では、利用側モジュール11の空気熱交換器13がユニット支持部6の第1の支柱6a,第2の支柱6b、第5の支柱6eおよび第6の支柱6fの間からユニット支持部6の背後に露出されている。
さらに、下段に位置する二台の利用側モジュール11は、ユニット支持部6の高さ方向に沿う中間部に位置されている。これにより、下段に位置する二台の利用側モジュール11の下端は、架台2の本体5から上方に離れており、二台の利用側モジュール11の下端と架台2の本体5との間にスペースS1が確保されている。
図2および図3に示すように、四台の利用側モジュール11が有するドレン口19は、上下に並んだ二台の利用側モジュール11を一組として共通のドレンホース38に接続されている。ドレンホース38は、利用側モジュール11の下方に向けて引き回されるとともに、本体5の上に置かれた一対のドレンタンク39に導かれている。ドレンタンク39は、利用側モジュール11の下のスペースS1を通じて架台2の前方に出し入れが可能である。
図1および図2に示すように、利用側ユニット3は、四台の利用側モジュール11に対応した四つのコントローラ40a,40b,40c,40dを備えている。コントローラ40a,40b,40c,40dは、制御部の一例であって、例えば第1の支柱6aと第3の支柱6cとに跨るコントロールパネル41に保持されている。
コントローラ40a,40b,40c,40dは、四台の利用側モジュール11の制御回路部15に電気的に接続されている。そのため、四台の利用側モジュール11は、作業者がコントローラ40a,40b,40c,40dを操作することで、例えば運転/停止、温度設定、送風量の増減等を個別に制御し得るようになっている。
図1および図2に示すように、熱源ユニット4は、利用側ユニット3が取り付けられたユニット支持部6の背後で架台2の本体5の上に取り付けられている。熱源ユニット4は、ハウジング50を備えている。ハウジング50は、奥行き寸法が幅寸法および高さ寸法よりも格段に小さな偏平な箱形の形状を有している。ハウジング50は、例えば利用側ユニット3と同等の幅寸法を有するとともに、その幅方向を本体5の幅方向に沿わせた縦置きの姿勢で固定部として機能する第3のクロスメンバ5gの上にボルト等で固定されている。
言い換えると、熱源ユニット4のハウジング50は、ユニット支持部6を間に挟んで利用側ユニット3と向かい合っている。
図12に概略的に示すように、ハウジング50の内部は、仕切り板51により熱交換室52と機械室53とに仕切られている。図4に示すように、空気調和装置1を背後から見た時に、熱交換室52は仕切り板51の左側に位置され、機械室53は仕切り板51の右側に位置されている。機械室53は、ハウジング50の一側方に偏っている。このため、熱交換室52がハウジング50の内部の多くの領域を占有している。
ハウジング50の背面54には、熱交換室52に開口する一対の排気口55a,55bが形成されている。排気口55a,55bは、ハウジング50の高さ方向に並んでいるとともに、夫々ファンガード56a,56bで覆われている。さらに、ハウジング50は、熱交換室52に開口する吸気口57を有している。吸気口57は、ハウジング50の前面58および側面59に開口されている。
図5および図12に示すように、空気熱交換器61および熱源側送風機である二台の電動送風機62a,62bが熱交換室52に収容されている。空気熱交換器61は、熱交換室52の内部で起立されているとともに、吸気口57を通じてハウジング50の外に露出されている。空気熱交換器61は、ハウジング50の前面58の多くの領域を占有しているとともに、架台2の本体5の上でユニット支持部6に面している。
したがって、四台の利用側モジュール11の背面17に露出された空気熱交換器13と、熱源ユニット4の前面58に露出された空気熱交換器61とは、ユニット支持部6を間に挟んで互いに向かい合っている。
電動送風機62a,62bが有する羽根車63a,63bは、空気熱交換機61と排気口55a,55bとの間に介在されている。羽根車63a,63bは、排気口55a,55bと合致するようにハウジング50の高さ方向に並んでいるとともに、水平方向に沿うように横置きされた回転軸線O2を有している。
図5に示すように、空気調和装置1を平面的に見た時に、羽根車63a,63bの回転軸線O2は、ハウジング50の高さ方向に互いに重なり合うとともに、当該回転軸線O2の延長線が二列に並んだ利用側モジュール11が有する羽根車32の回転軸線O1の間に位置されている。
図12に概略的に示すように、圧縮機65、四方弁66、熱源側膨張弁67bおよびアキュームレータ68のような各種の冷凍サイクル構成部品がハウジング50の機械室53に収容されている。圧縮機65の吐出口は、高圧配管70を介して四方弁66の第1ポート66aおよび第2ポート66b、空気熱交換器61、熱源側膨張弁67に接続されている。高圧配管70の下流端は、液側主配管71に接続されている。
圧縮機65の吸込側に付設されたサクションカップ72は、低圧配管73を介してアキュームレータ68、四方弁66の第3ポート66cおよび第4ポート66dに接続されている。低圧配管73の上流端は、ガス側主配管74に接続されている。
液側主配管71およびガス側主配管74は、熱源ユニット4のハウジング50の下部から利用側ユニット3に向けて引き回されている。液側主配管71は、第1の分岐ヘッダ76を介して第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dに分岐されている。第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dは、四台の利用側モジュール11の液側接続口29aに個々に接続されている。
ガス側主配管74は、第2の分岐ヘッダ78を介して第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79dに分岐されている。第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79dは、四台の利用側モジュール11のガス側接続口29bに個々に接続されている。
したがって、高圧配管70、液側主配管74、第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77d、第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79d、ガス側主配管74および低圧配管73は、互いに協働して利用側ユニット3と熱源ユニット4との間で冷媒を循環させる循環回路80を構成している。
液側主配管71、ガス側主配管74、第1の分岐ヘッダ76、第2の分岐ヘッダ78、第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dおよび第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79dは、利用側ユニット3と熱源側ユニット4との間に生じた配管スペースS2に収められている。
配管スペースS2は、略全域がユニット支持部6の内側に形成されており、液側主配管71を始めとする前記配管部品の大部分がユニット支持部6の内側に収められている。本実施形態では、第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dおよび第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79dは、例えば銅管を所定の形状に湾曲させた要素であって、利用側モジュール11の高さ方向の位置を調節した後、当該利用側モジュール11の高さに合わせて接続作業が行われる。
図5に概略的に示すように、液側主配管71およびガス側主配管74は、熱源ユニット4の機械室53の直前を通して熱源ユニット53の高さ方向に真っ直ぐに引き回されている。さらに、第1の分岐ヘッダ76および第2の分岐ヘッダ78は、機械室53の上端部の直前において、熱源ユニット4のハウジング50の幅方向に沿うように略水平に配置されている。
すなわち、図12に概略的に示すように、第1の分岐ヘッダ76、第2の分岐ヘッダ78は、四台の利用側モジュール11よりも高い位置に配置されており、四台の利用側モジュール11により均等に冷媒が供給されるようになっている。
熱源ユニット4の機械室53から引き出された液側主配管71およびガス側主配管74は、ユニット支持部6の内側に引き出されるとともに、夫々第4の支柱6dに沿ってユニット支持部6の上端付近に位置された第1の分岐ヘッダ76および第2の分岐ヘッダ78に接続されている。
第1の分岐ヘッダ76から分岐された第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dは、利用側モジュール11の空気熱交換器13の背後から外れた位置を通して利用側モジュール11の液側接続口29aに導かれている。
同様に、第2の分岐ヘッダ78から分岐された第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79dにしても、利用側モジュール11の空気熱交換器13の背後から外れた位置を通して利用側モジュール11のガス側接続口29bに導かれている。
このような構成を採用することで、ユニット支持部6の内側では、その下方空間から高さ方向の中央空間にかけての領域に前記配管部品が介在されることはない。このため、ユニット支持部6の下方空間を利用して、ドレンタンク39やその他の構造物を容易に配置することができる。
加えて、ドレンタンク39に溜まったドレン水の排水作業や、その他の構造物のメンテナンス作業を実行する際に、配管部品が作業の妨げとなることはない。それとともに、作業者や工具等が配管部品と干渉し合うのを回避でき、配管部品の破損等を未然に防止することができる。
本実施形態では、利用側ユニット3および熱源ユニット4は、図示しない電源コードを介して商用電源のような外部電源に電気的に接続され、外部電源からの電力供給により駆動される。しかしながら、架台2に搭載したバッテリから利用側ユニット3および熱源ユニット4に電力を供給したり、あるいはバッテリを搭載した移動可能な電源ユニットを準備し、当該電源ユニットから利用側ユニット3および熱源ユニット4に電力を供給するようにしてもよい。
このような構成の空気調和装置1において、冷房モードで空気調和装置1の運転が開始されると、熱源ユニット4の圧縮機65で圧縮された高温・高圧の気相冷媒が、高圧配管70および四方弁66を経由して放熱器(凝縮機)として機能する空気熱交換器61に導かれる。熱源ユニット4の電動送風機62a,62bは、ハウジング50の吸気口57から建物内の空気を吸い込むので、当該空気が空気熱交換器61を通過する。これにより、空気熱交換器61に導かれた気相冷媒が空気との熱交換により凝縮する。空気熱交換器61を通過した空気は、ハウジング50の排気口55a,55bから図2に矢印Aで示すように、熱源ユニット4の背後に排出される。
空気熱交換器61での熱交換により凝縮した高圧の液相冷媒は、熱源側膨張弁67bおよび利用側膨張弁67aで減圧されて低圧の気液二相冷媒に変化する。ここで、熱源側膨張弁67bは、液相冷媒の流量を変化させることで過冷却度を調整し、利用側膨張弁67bは、液相冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒に変化させる。
低圧の気液二相冷媒は、液側主配管71から第1の分岐ヘッダ76および第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dを介して四台の利用側モジュール11の空気熱交換器13に導かれる。利用側モジュール11の電動送風機14は、筐体12の吸込口18から建物内の空気を吸い込むので、当該空気が吸熱器(蒸発器)として機能する空気熱交換器13を通過する。
この結果、気液二相冷媒は、空気から熱を奪って蒸発し、低温・低圧の気相冷媒に変化する。空気熱交換器13を通過する空気は、液相冷媒の蒸発潜熱により冷やされ、図2に矢印Bで示すように、冷風となってダクト部16の吹出し口37から建物内の作業スペースに向けて吹き出す。
空気熱交換器13を通過した低温・低圧の気相冷媒は、第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79d、第2の分岐ヘッダ78、ガス側主配管74、四方弁66および低圧配管73を介してアキュームレータ68に導かれる。アキュームレータ68で液相冷媒が分離された気相冷媒は、サクションカップ72を介して圧縮機65に吸い込まれる。
一方、空気調和装置1が暖房モードで運転を行う場合、四方弁66の第1ポート66aが第4ポート66dに連通し、第2ポード66bが第3ポート66cに連通するように四方弁66が切り換わる。
これにより、圧縮機65で圧縮された高温・高圧の気相冷媒が四方弁66を経由して冷房モードでの運転時とは逆方向に流れ、利用側モジュール11の空気熱交換器13が凝縮器として機能する。空気熱交換器13を通過する空気は、気相冷媒との熱交換により加熱され、温風となってダクト部16の吹出し口37から建物内の作業スペースに向けて吹き出す。
本実施形態では、四台の利用側モジュール11毎に、電動送風機14や利用側膨張弁67aのようなアクチュエータを制御している。すなわち、電動送風機14の運転/停止および回転数の変更が可能であるとともに、利用側膨張弁67aの開度調節が可能となっている。これにより、四台の利用側モジュール11毎に、運転/停止、空調された空気の吹出し温度の変更および送風量の変更が可能となっている。
第1の実施形態の空気調和装置1では、独立した冷凍サイクルを構成する利用側ユニット3および熱源ユニット4が、床面Fの上を任意な方向に移動可能な架台2の上に一体的に固定されている。
このため、空調を必要とする作業スペース又は限定された作業者の付近に架台2を移動させることで、利用側ユニット3が有する四つの吹出し口37から空調された空気(冷風又は温風)を作業スペース又は作業者に局所的に供給することができる。したがって、全体空調が困難な建物であっても、作業環境を改善することができる。
さらに、空気調和装置1を作業スペースに据え付ける格別な工事が不要となり、施工の手間およびコストの低減が可能となる。それとともに、架台2のユニット支持部6は、利用側ユニット3と熱源ユニット4との間で本体5から立ち上がっているので、空気調和装置1を移動させる際に、作業者は、ユニット支持部6の特定の支柱を手で掴んで空気調和装置1を所望の方向に押すことができる。このため、空気調和装置1の移動作業を容易に行うことができ、例えば作業スペースのレイアウトが変更された場合でも無理なく対応することができる。
本実施形態の空気調和装置1では、空気調和装置1の重心位置が本体5の奥行き方向に沿う長さの1/3~2/3の範囲内に設定されている。このため、空気調和装置1を建物内の任意な場所に設置した場合、あるいは空気調和装置1を移動させる際においても空気調和装置1の姿勢が不安定となることはない。
なお、本実施形態では、空気調和装置1を床面Fに沿って移動させる際に作業者が手を掛けるハンドルやグリップ等は図示していないが、必要に応じて架台2に適宜設けてもよい。
ハンドルやグリップ等を架台2に設ける場合には、空気調和装置1の重心位置の高さと略同一の位置あるいは重心位置よりも高い位置に設けることが望ましい。これにより、空気調和装置1を移動させる際の空気調和装置1の姿勢が安定し、移動作業を容易に行うことができる。
本実施形態の空気調和装置1では、利用側ユニット3は、ユニット支持部6の前面に取り付けられ、当該ユニット支持部6の周囲から作業スペース又は作業者に向けて空調された空気を吹き出すようになっている。すなわち、利用側ユニット3が有する四台の利用側モジュール11は、本体5から立ち上がる第1の支柱6a、第2の支柱6b、第5の支柱6eおよび第6の支柱6fの前面に支持されているので、利用側モジュール11の取り付け位置を各支柱6a,6b,6e,6fの高さ方向に自由に調整することができる。
この結果、利用側モジュール11の吹出し口37から吹き出す空気の吹出し高さを、例えば空調すべき作業スペースの広さあるいは高さ等に応じて適宜設定することができ、作業スペースの環境に適した局所的な空調を実現することができる。
なお、本実施形態では、第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dおよび第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79dを構成する銅管は、予め所定の形状に湾曲させた状態で、利用側モジュール11に接続したが、これに限定されない。
例えば、銅管の耐久性が損なわれない範囲内で銅管の曲げ形状が調整可能であれば、一旦、銅管を利用側モジュール11に接続した後、架台2に対する利用側モジュール11の位置を変更してもよい。
加えて、第1ないし第4の液管77a,77b,77c,77dおよび第1ないし第4のガス管79a,79b,79c,79dのような配管部品を、自由に曲げ変形あるいは伸縮可能なフレキシブルな配管部品で構成してもよい。
さらに、本実施形態のユニット支持部6は、第1の支柱6aの背後に第3の支柱6cが間隔を存して配置され、第2の支柱6bの背後に第4の支柱6dが間隔を存して配置されている。このため、利用側モジュール11を第1の支柱6aと第3の支柱6cとの間に跨るように取り付けたり、あるいは第2の支柱6bと第4の支柱6dとの間に跨るように取り付けることで、利用側モジュール11の吹出し口37から空調された空気を架台2の幅方向に吹き出すことができる。
したがって、空調したい場所あるいは作業者の位置に合わせて空気の吹出し方向を分散化することができ、一台の空気調和装置1で複数の作業者や空調すべき複数の場所に空調された空気を供給することができる。
本実施形態の空気調和装置1では、四台の利用側モジュール11は、コントローラ40a,40b,40c,40dにより、個別に運転/停止、および空調された空気の温度や風量等の調整が可能である。このため、作業者が必要に応じて運転すべき利用側モジュール11を選択して操作することができ、空気調和装置1の無駄な電力消費を抑えて、効率的な運用が可能となる。
コントローラ40a,40b,40c,40dは、利用側モジュール11を個別に制御することに限らず、例えば一台のコントローラで複数台の利用側モジュール11を同時に制御するようにしてもよい。
加えて、図5に示すように空気調和装置1を平面的に見た時に、熱源ユニット4が有する電動送風機62a,62bの回転軸線O2は、架台2の幅方向に並んだ二台の利用側モジュール11が有する電動送風機14の回転軸線O1の間に位置されている。言い換えると、電動送風機62a,62bの回転軸線O2の延長線が、二台の利用側モジュール11が有する電動送風機14の回転軸線O1の間を通過している。
この構成を採用することで、利用側モジュール11の吸込口18および熱源ユニット4の吸気口57が架台2の本体5の上で向かい合っているにも関わらず、吸込口18および吸気口57に吸い込まれる空気が互いに干渉し合うのを回避できる。したがって、利用側モジュール11および熱源ユニット4の空気の吸い込み効率の低下を防止できる。
第1の実施形態において、利用側ユニット3が有する利用側モジュール11は四台に限らず、一台ないし三台あるいは五台以上であってもよく、利用側モジュール11の数に特に制約はない。
さらに、ドレンタンク39に溜まったドレン水をポンプで汲み上げるとともに、汲み上げたドレン水をユニット支持部6の上端に取り付けたノズルを用いて熱源ユニット4の空気熱交換器61に散布するようにしてもよい。
加えて、熱源ユニット4は、空気熱交換器61を通過した空気をハウジング50の背後に排出する、いわゆる横吹きタイプに限定されない。例えば、複数の空気熱交換器を収容した四角い筒形のハウジングの上部に電動送風機を配置し、空気熱交換器を通過した空気をハウジングの上方に排出する、いわゆる上吹きタイプの熱源ユニットを用いてもよい。
[第2の実施形態]
図13は、第2の実施形態を開示している。第2の実施形態は、例えば上段に位置する二台の利用側モジュール11の吹出し口37にフレキシブルな送風ダクト90を接続した点が第1の実施形態と相違している。それ以外の空気調和装置1の構成は、基本的に第1の実施形態と同様である。したがって、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
図13に示すように、送風ダクト90は、その下流端に位置する吐出口91が任意な方向を指向するように自由に曲げ変形が可能となっている。送風ダクト90を利用側モジュール11に接続するに当たっては、利用側モジュール11から通気レジスター35を取り外すとともに、既存の外筒36を、吹出し口37にリング状のフランジ部が形成された専用の外筒36と交換する。フランジ部は、吹出し口から外筒36の前方に向けて突出された形状を有し、当該フランジ部の外側に送風ダクト90の吐出口91とは反対側の開口端を嵌め込んで、締結バンドで締め付け固定する。
第2の実施形態によれば、利用側モジュール11にフレキシブルな送風ダクト90を接続することで、利用側モジュール11から吹き出す空調された空気の風向きを自由に変更することができる。
このため、作業スペースの中の特定の場所、あるいは限定された作業者に向けて空調された空気を確実に供給することができ、スポット的な空調性能をより一層強化することができる。
[第3の実施形態]
図14は、第3の実施形態を開示している。第3の実施形態は、利用側ユニット3の構成が第1の実施形態と相違している。それ以外の空気調和装置1の構成は、基本的に第1の実施形態と同様である。したがって、第3の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
図14に示すように、利用側ユニット3は、単一の筐体100を備えている。筐体100は、奥行き寸法が幅寸法および高さ寸法よりも小さい偏平な箱形の要素であって、筐体100の背面の右側部および左側部にブラケット101a,101bが固定されている。ブラケット101a,101bは、筐体100の高さ方向に延びるとともに、筐体100の右側および左側に向けてフランジ状に張り出している。さらに、ブラケット101a,101bは、第1の支柱6aの上端部の前面および第2の支柱6bの上端部の前面に夫々ボルトあるいはねじのような締結具を介して固定されている。
このため、筐体100は、略垂直に起立した姿勢で第1の支柱6aと第2の支柱6bとの間に跨って保持されている。
筐体100の内部は、仕切り壁102によって四つの収容室103a,103b,103c,103dに仕切られている。収容室103a,103b,103c,103dは、架台2の幅方向および高さ方向に沿って二列二段の位置関係に配置されている。
筐体100の四つの収容室103a,103b,103c,103dには、夫々空気熱交換器105が収容されている。さらに、筐体100の前面には、空気熱交換器105に対応する四つの電動送風機106および四つの通気レジスター107が配置されている。電動送風機106は、夫々空気熱交換器105の直前に位置されている。通気レジスター107は、電動送風機106の下流端に位置されている。
電動送風機106および通気レジスター107は、夫々外筒108で覆われている。外筒108は、筐体100の前面から突出するとともに、その突出端に空気熱交換器106を通過した空気を吹き出す吹出し口109を有している。
四つの収容室103a,103b,103c,103dに収容された空気熱交換器105および四つの電動送風機106は、図示しないコントローラにより個別に運転/停止、および空調された空気の温度や風量等の調整が可能となっている。
第3の実施形態によれば、空調を必要とする作業スペース又は限定された作業者の付近に架台2を移動させることで、利用側ユニット3が有する四つの吹出し口109から空調された空気(冷風又は温風)を作業スペース又は作業者に局所的に供給することができる。
さらに、利用側ユニット3は、略垂直に起立した姿勢で第1の支柱6aの前面と第2の支柱6bの前面との間に跨って取り付けられているので、利用側ユニット3の取り付け位置を各支柱6a,6bの高さ方向に沿って自由に調整することができる。
このため、利用側ユニット3の吹出し口109から吹き出す空気の吹出し高さを、例えば空調すべき作業スペースの広さあるいは高さ等に応じて適宜設定することができ、作業スペースの環境に適した局所的な空調を実現することができる。
加えて、筐体100の第1ないし第4の収容室103a,103b,103c,103dに収容された四つの空気熱交換器105および空気熱交換器105に対応する四台の電動送風機106は、コントローラにより個別に運転/停止、および空調された空気の温度や風量等の調整が可能である。
したがって、作業者が必要に応じて運転すべき空気熱交換器105および電動送風機106を選択して操作することができ、空気調和装置1の無駄な電力消費を抑えて、効率的な運用が可能となる。
第3の実施形態において、筐体100が有する四つの吹出し口109の少なくとも一つに、第2の実施形態で開示したフレキシブルな送風ダクト90を選択的に接続してもよい。これにより、筐体100の四つの吹出し口109から吹き出す空気の風向きを個別に変更することができる。
[第4の実施形態]
図15は、第4の実施形態を開示している。第4の実施形態は、空調された空気の吹出し方向が第1の実施形態と相違している。
具体的に述べると、図15は、空気調和装置1を概略的に示す平面図であって、架台2の本体5の前半部にユニット支持部6が設けられている。ユニット支持部6は、第1ないし第3の支柱201a,201b,201cを有している。第1ないし第3の支柱201a,201b,201cは、例えばL形の断面形状を有する山形鋼で構成されている。
図15に示すように、第1の支柱201aは、本体5の前端部において、本体5の幅方向に沿う中央部に位置されるとともに、本体5から起立されている。さらに、第1の支柱201aは、一対の支持面202a,202bを有している。支持面202a,202bは、本体5の背後の方向に進むに従い本体5の幅方向に遠ざかるようにV形に傾斜されている。
第2の支柱201bは、第1の支柱201aの背後で本体5の右側部から起立されている。第2の支柱201bは、第1の支柱201aの一方の支持面202aの延長線上に位置された支持面203を有している。
第3の支柱201cは、第1の支柱201aの背後で本体5の左側部から起立されている。第3の支柱201cは、第1の支柱201aの他方の支持面202bの延長線上に位置された支持面204を有している。
利用側ユニット3は、例えば二台の利用側モジュール11を有している。二台の利用側モジュール11は、本体5の幅方向に並んでいる。一方の利用側モジュール11にあっては、筐体12のブラケット部25a,25bが第2の支柱201bの支持面203および第1の支柱201aの一方の支持面202aに夫々ボルトあるいはねじのような締結具を介して固定されている。
そのため、一方の利用側モジュール11は、羽根車32の回転軸線O1が水平となる起立した姿勢で第1の支柱201aと第2の支柱201bとの間に跨って保持されており、外筒36が本体5の斜め前方に向けて水平に突出されている。
他方の利用側モジュール11にあっては、筐体12のブラケット部25a,25bが第1の支柱201aの他方の支持面202bおよび第3の支柱201cの支持面204に夫々ボルトあるいはねじのような締結具を介して固定されている。
そのため、他方の利用側モジュール11は、羽根車32の回転軸線O1が水平となる起立した姿勢で第1の支柱201aと第3の支柱201cとの間に跨って保持されており、外筒36が本体5の斜め前方に向けて水平に突出されている。
したがって、図15に示すように、二台の利用側モジュール11は、水平方向に延びる羽根車32の回転軸線O1が本体5の前方に進むに従い互いに遠ざかる方向に傾斜するような姿勢で並んでいる。
さらに、熱源ユニット4は、利用側ユニット3の背後に位置するとともに、本体5の幅方向に沿う横置きの姿勢で本体5の上に固定されている。
第4の実施形態によると、二台の利用側モジュール11は、図15に矢印Bで示すように、空調された空気を互いに異なる方向に吹き出す。したがって、空調したい場所あるいは作業者の位置に合わせて空気の吹出し方向を分散化することができ、一台の空気調和装置1で複数の作業者や空調すべき複数の場所に空調された空気を供給することができる。
第4の実施形態では、二台の利用側モジュール11の間に本体5の後方に向けて拡開するようなスペースS3が形成される。このため、図15に二点鎖線で示すように、熱源ユニット4は、本体5の奥行き方向に沿う縦置きの姿勢で本体5の上に固定し、熱源ユニット4の前端部を利用側モジュール11の間のスペースS3に対向させるようにしてもよい。
[第5の実施形態]
図16は、第5の実施形態を開示している。第5の実施形態は、空調された空気の吹出し方向が第4の実施形態と相違している。
具体的に述べると、図16は、空気調和装置1を概略的に示す平面図であって、架台2の本体5の前半部にユニット支持部6が設けられている。ユニット支持部6は、第1ないし第4の支柱301a,301b,301c,301dを有している。第1ないし第4の支柱301a,301b,301c,301dは、例えばL形の断面形状を有する山形鋼で構成されている。第1ないし第4の支柱301a,301b,301c,301dは、丁度四角形の角部に対応するような位置関係に配置されているとともに、本体5から起立されている。
利用側ユニット3は、例えば二台の利用側モジュール11を有している。二台の利用側モジュール11は、本体5の幅方向に並んでいる。一方の利用側モジュール11にあっては、筐体12のブラケット部25a,25bが第2の支柱301bの側面および第1の支柱301aの側面に夫々ボルトあるいはねじのような締結具を介して固定されている。
そのため、一方の利用側モジュール11は、羽根車32の回転軸線O1が水平となる起立した姿勢で第1の支柱301aと第2の支柱301bとの間に跨って保持されており、外筒36が筐体12の右側方に向けて水平に突出されている。
他方の利用側モジュール11にあっては、筐体12のブラケット部25a,25bが第3の支柱301cの側面および第4の支柱301dの側面に夫々ボルトあるいはねじのような締結具を介して固定されている。そのため、他方の利用側モジュール11は、羽根車32の回転軸線O1が水平となる起立した姿勢で第3の支柱301cと第4の支柱301dとの間に跨って保持されており、外筒36が筐体12の左側方に向けて水平に突出されている。
したがって、図16に示すように、二台の利用側モジュール11は、水平方向に延びる羽根車32の回転軸線O1が本体5の幅方向に沿うような姿勢で並んでいる。
さらに、熱源ユニット4は、利用側ユニット3の背後に位置するとともに、本体5の幅方向に沿う横置きの姿勢で本体5の上に固定されている。
第5の実施形態によると、二台の利用側モジュール11は、図16に矢印Bで示すように、空調された空気を架台2の幅方向に沿って互いに逆方向に吹き出す。したがって、空調したい場所あるいは作業者の位置に合わせて空気の吹出し方向を分散化することができ、一台の空気調和装置1で複数の作業者や空調すべき複数の場所に空調された空気を供給することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…空気調和装置、2…架台、3…利用側ユニット、4…熱源ユニット、5…本体、5g…固定部(第3のクロスメンバー)、6…ユニット支持部、13…空気熱交換器、14…送風機(電動送風機)、32…羽根車。

Claims (6)

  1. 固定部を有する本体と、前記固定部の前方側において前記本体の上方へ立ち上がるユニット支持部と、を有し、任意な場所に移動可能な架台と、
    冷媒と空気との間で熱交換を行なう空気熱交換器と、羽根車を有する送風機と、を含み、少なくとも前記ユニット支持部の側面に取り付けられるとともに、前記空気熱交換器を通過した空気を吹き出す利用側ユニットと、
    前記本体の前記固定部に取り付けられ、前記利用側ユニットとの間で前記冷媒を循環させる熱源ユニットと、
    を備え
    前記本体は、
    四角い枠形に組立てられた枠体と、
    前記枠体の内部に架け渡された第1のクロスメンバと、
    前記第1のクロスメンバの一方側と前記枠体との間に平行に架け渡された第2のクロスメンバと、
    前記第2のクロスメンバから起立し固定された支柱と、を有し、
    前記ユニット支持部は、少なくとも前記支柱を有している空気調和装置。
  2. 前記利用側ユニットは、前記空気熱交換器および前記送風機を内蔵した複数の利用側モジュールからなり、前記利用側モジュールが前記架台の前記ユニット支持部に個別に取り付けられた請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 前記ユニット支持部に対する複数の前記利用側モジュールの取り付け位置が調整可能である請求項2に記載の空気調和装置。
  4. 複数の前記利用側モジュールの運転を個別に制御する制御部をさらに備えた請求項2又は請求項3に記載の空気調和装置。
  5. 複数の前記利用側モジュールは、前記送風機の回転軸線が水平方向を指向するように並べて配置され、
    前記熱源ユニットは、前記冷媒と空気との間で熱交換を行なう空気熱交換器と、羽根車を有する送風機と、を含み、
    前記架台を平面的に見た時に、前記熱源ユニットの前記羽根車の回転軸線の延長線が、少なくとも二つの前記利用側モジュールの前記羽根車の前記回転軸線の間に位置された請求項2に記載の空気調和装置。
  6. 前記利用側ユニットは、前記空気熱交換器および前記送風機を内蔵した単一のハウジングを有し、当該ハウジングに前記空気熱交換器を通過した空気を空調すべき場所に吹き出す複数の吹出し口が形成された請求項1に記載の空気調和装置。
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