JPH04135A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０，００１１

【産業上の利用分野］ 本発明は室内空気を冷却して室内を冷房状態に空調する
分離型の空気調和装置に係り、特に凝縮手段ぽよび圧縮
手段を外気に面した壁等の放熱手段内に配設することに
よりその製作性と設置性を容易にした空気調和装置に関
する。 ［０００２］ 【従来の技術】 一般に、冷房用空気調和装置は大きく分けて一体型と分
離型に大別される。 ［０００３］ 先ず、一体型のものは機器本体に圧縮手段、凝縮手段お
よび蒸発手段のすべてを設けている。 ［０００４］ この一体型の空気調和装置の代表的な例としては米国特
許第４，５０５，３２８号明細書に記載されている如く
、住宅やビルディングにおいて外気に面した壁に、所定
の大きさのキャビネットの設置が可能となるように事前
に（すなわち、住宅やビルディングを立てる際に）壁に
開口部を設けておく必要がある。 ［０００５］ 蒸発手段、凝縮手段、圧縮手段、送風手段、モータ等で
構成される空気調和装置は、前記キャビネットの中に設
けられ、そのキャビネットは前記外部に面した壁に設置
される。 ［０００６］

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、このような一体型の空気調和装置では、
その外形が大きくなってしまうことに加えて、駆動の際
に圧縮手段、凝縮手段およびモータより発生する騒音が
そのまま室内に伝達されてしまうという問題点がある。 ［０００７］ そのため、その解決策として蒸発手段と凝縮手段とを分
離して、室内および室外に分離して設置する分離型が開
発されている。 ［０００８］ しかし、このような分離型の空気調和装置では、機器本
体の外形としては小さくなるがその設置作業が容易でな
く、また、建築物の外部に露出して設置されることにな
るため外観上よくないし、また、外部に設置に必要な空
間を確保することが必要になるという新たな問題が発生
している。 ［０００９］ 本発明は前記の問題点を解決するためのものであり、本
発明の目的は、装置本体より発生する騒音が室内に伝達
されるのを防止するとともにその外形を小さくすること
が可能な空気調和装置を提供することにある。 ［００１０］ また、本発明の他の目的は、本体において分離された部
分を外部に設置するための空間の確保を不要にした空気
調和装置を提供することにある。 ［００１１］

【課題を解決するための手段】

前記した目的を達成するために、請求項１に記載の本発
明による空気調和装置は、圧縮、凝縮、膨張、蒸発のサ
イクルを繰返すことにより、空調を行なう空気調和装置
において、蒸発手段、圧縮手段、膨張手段と、室内の空
気を前記蒸発手段を介して強制対流させる送風手段を内
蔵した本体と、前記凝縮手段を埋設して該凝縮手段より
発生される熱を吸収放熱するための放熱手段と、前記凝
縮手段と前記圧縮手段、前記凝縮手段と前記膨張手段を
それぞれ着脱可能に連結する連結部材とをもって形成さ
れている。 ［００１２］ 請求項２に記載の空気調和装置は、前記放熱手段を建築
物の壁の一部としたことを特徴とする。 ［００１３］ 請求項３に記載の空気調和機は、前記放熱手段を凝縮手
段と接触すべく配置された上下水道の配管部としたこと
を特徴とする。 ［００１４］ 請求項４に記載の空気調和装置は、本体を前記放熱手段
に固定するための手段？８開平４−１３５　　（５） を設けたことを特徴とする。 ［００１５］ 請求項５に記載の空気調和装置は、圧縮、凝縮、膨張、
蒸発のサイクルを繰返すことにより一空調を行なう空気
調和装置において、蒸発手段、膨張手段と室内の空気を
前記蒸発手段を介して強制対流させる送風手段を内蔵し
た本体と、前記凝縮手段と前記圧縮手段とを埋設して、
前記凝縮手段および圧縮手段において発生される熱を吸
収放熱するための放熱手段と、前記蒸発手段と前記圧縮
手段、前記凝縮手段と、前記膨張手段をそれぞれ着脱可
能に連結する連結部材とをもって形成したことを特徴と
する。 ［００１６］

【作用】

請求項１から５に記載の本発明の空気調和装置によれば
、凝縮手段、あるいは凝縮手段と圧縮手段とをこれらの
各手段より発する熱を吸収・放熱するための放熱手段に
埋設しであるので、そこから発生する騒音が室内に伝達
されることが防止できるとともにこれら各手段を設置す
るための空間の確保が不要となる。 ［００１７］

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 図１は本発明の空気調和装置の一実施例を示したもので
ある。 ［００１８］ 本体１はその外形が薄型の長方形状であり、その前面に
は室内空気を吸入するための吸入部１２が設けられてお
り、室内側の壁面に設置されている。また、本体１内に
は蒸発手段２が前記吸入部１２から吸入された空気を吐
出するための吐出部１１の後方に配設され、前孔蒸発手
段２の後方には送風手段７が配置され、また、その底部
の水平面上には圧縮手段３がネジにより固定されて配置
されている。 ［００１９］ 蒸発手段２と圧縮手段３とはパイプで連結され、冷凍サ
イクルの部分を構成する。蒸発手段２と圧縮手段３から
は、それぞれパイプが本体１の後面の上部まで１１開平
４−１３５　（６） 所定の長さに延長して設けられており、その端部は連結
部材６により連結が可能となるように構成されている。 また、本体１の後面上部の左、右側角部分には、それぞ
れ固定手段が取付けられていて、本体１を壁に固定して
取付けられるように形成されており、また、−本体１の
後面の下部分左、右側角部分には間隔維持部材が取付け
られている。 ［００２０］ 一方、凝縮手段４は、連結部材６により圧縮手段３およ
び蒸発手段２との連結が可能となるようにネジが形成さ
れた端部を有し、その端部は室内側に所定の長さだけ露
出されて配置されるとともに、それ以外の部分は壁面５
に埋設されている。また、壁面５には所定の長さおよび
直径を有するパイプ（図示せず）が所定間隔にて、また
、外部面において、所定の深さで壁面５に対し平行に埋
設されており、圧縮手段３より流入する高圧高温の気体
冷媒が前記構造を有する凝縮手段４を通過しながら、大
気に熱を放出して、常温、高圧の液体冷媒となる。 ［００２１］ この常温、高圧の液体冷媒いは直径が小さい膨張手段１
０を通じて直径が大きい蒸発手段２に移動しながら膨張
し、過冷却状態により周囲から熱を吸収するようになる
。 ［００２２］ ここで、凝縮手段４はコンクリートによって形成されて
いる壁面５に熱を伝達し、その壁面５はその吸収した熱
を室外側壁面、室内側壁面および上下左、右壁に沿って
３方向へ伝達するようになるが、室内側壁面方向には断
熱材で構成される内蔵材により熱を放出することが出来
ないために、その熱は再び室外側壁面と上下、左右壁に
沿って伝導される。 ［００２３］ ところが、上下、左右壁に沿って伝導される熱はコンク
リート自体は熱伝導率が２×１Ｏ−４ｋＣａｌ／ＳｅＣ
−ｍ・℃であり、甚だ小さいので伝達される熱の量はご
くわずかであり、凝縮手段４より放出される熱は、外気
面と接触している壁面を通して輻射および対流により放
出される。 ［００２４］ 通常の分離型の空気調和装置の冷房能力は２２４０ｋｃ
ａｌ／ｈであるが、凝縮手段４から室外側壁面に沿って
放出される熱が通常の空気調和機冷房能力と同じになる
ために必要となる放出壁面績を概略計算して見れば次の
通りである。 ［００２５］ コンクリート壁面にパイプを埋設する場合の放熱は、埋
設の深さと配管の間隔等に依存する。埋設の深さは配管
の熱応力で底がひびわれるのを考慮して、パイプ外径の
１．５〜２．０倍以上とすることが望ましいので、配管
の間隔は本実施例においては３ｃｍにする。 ［００２６］ 実験的解釈により得られた式は、 Ｑ＝ＫＸＡＸ（ｔｐ−ｔ）（ｋｃａｌ／ｈ）１／に＝（
ａ＋ｂ）／λ。（ｋｃａｌ／ｈ）である。 ［００２７］ ここで、ｔｐ：パイプ表面温度、ｔ：外部面温度（通常
、ｔｐ−ｔ＝５℃）Ａ：放熱面積、ａ：外壁とパイプ外
径までの距離、ｂ：配管間隔、λ０　：コンクリートノ
熱伝導率（１，１ｋｃ　ａ　ｌ　７ｍ−ｈ　・’Ｃ）で
ある。 ［００２８］ 冷房能力２２４０ｋｃａｌ／ｈである空気調和装置に対
し、前記式を用いて１／２インチの銅パイプを使用する
と仮定して計算すれば、１７に＝　（３ｘｌＯ（ｍ）　
＋３Ｘ１０−２（ｍ）　）　÷（１，１（ｋｃａ　１７
ｍ・ｈ・℃）） ＝１÷（１８，３（ｋｃ　ａ　ｌ　７ｍ２−　ｈ　・’
Ｃ）　’ｒ、、に＝１８．３　（ｋｃａｌ／ｍ２−ｈ−
’Ｃ）２２４０　（ｋｃａ　ｌ／ｈ）　＝１８．３　（
ｋｃａ　ｌ／ｍ２−ｈ　・’Ｃ）　ＸＡＸ５（℃） 、、Ａ＝２５ｍ２ である。 ［００２９］ 従って、冷房能力が２２４０　ｋ　ｃ　ａ　１　／　ｈ
である空気調和装置の凝縮手段は、外部壁面と配管パイ
プまでの深さを３ｃｍ、パイプ配管間隔を３ｃｍとした
ときには、横５ｍ、縦５ｍの壁面に埋設すればよい。 ［００３０１ 熱放熱能力をより良くするためには、前記計算面積より
更に広い壁面に埋設すべき必要があるということは、言
うまでもない。 ［００３１］ 図２は、本発明の空気調和装置の第２の実施例を示した
ものであり、本実施例においては凝縮手段４を前記埋設
すべき壁面５中の構造物（例えば、水道管、鉄筋等）を
ぐるりと取り巻くように配置したものであり、構造物（
水道管、鉄筋等）を通じて熱を放出することにより、壁
を通じた熱放出効率をより一層高めることができる。 ［００３２］ このように構成された本発明に係る空気調和装置は、本
体１に内蔵された膨張手段１０、蒸発手段２、圧縮手段
３、壁面５に埋設された凝縮手段４、前記本体１と、凝
縮手段４を連結する連結部材６で構成され、前記各手段
および部材は通常の冷媒サイクルと同様に、蒸発手段２
、圧縮手段３、凝縮手段４および膨張手段１０が前記の
如き順序で連結され、冷媒が膨張手段１０において膨張
されるとともに、低温、高圧液体となり、蒸発手段２に
おいて熱を吸収して液体状態から気体状態に変化し、過
冷却状態となって周囲の空気より熱を導いて、周囲の空
気の温度が降下し、更に、本体の蒸発手段２の後方に設
置された送風手段７により室内の空気を吸入部１２を通
じて本体１内に吸入し、この吸入された室内空気を蒸発
手段２に通過させ、熱交換をなした後、吐出部１１を通
じて室内に送風する。 ［００３３］ このような手順に従って、室内空気が強制対流式に循環
され空調が行なわれるようになる。 １５開平４−１３５　　（９） ［００３４］ 蒸発手段２において気体となった冷媒は圧縮手段３のポ
ンプ作用により、圧縮手段３内に流入し、圧縮手段３に
よって圧縮され高温、高圧の気体になる。 ［００３５］ この高温、高圧の気体は、凝縮手段４において壁面５に
熱を伝導して、熱を放出することにより凝結されて常温
、高圧の液体になる。 ［００３６］ この常温、高圧の液体は、直径が小さい膨張手段１０を
通じ、直径が大きい蒸発手段２に移動しながら膨張し、
過冷却状態により周囲から熱を吸入するようになる。 ［００３７］ また、前記連結部材６はソケット６２とニップル６１の
２組の分割体で構成されており、ソケット６２は六角形
のナツトにて室内側壁面５に、所定の長さだけ露出され
た凝縮手段４の端部に取付けられており、ニップル６１
はソケット６２に挿入可能な外径にネジが削られて挿入
されているので、ソケット６２とニップル６１は互いに
ネジ締め式にて結合される。 ［００３８］ このように凝縮手段４と本体１が連結され、冷凍サイク
ルが構成される。 ［００３９］ 更に、前記本体１は後面に壁掛は部材８を設け、壁掛は
部材８は断面が“コ字形である鋼鉄であり、壁掛は部材
８の一方の辺は、本体１の後面上部にボルト等で固定さ
れ、ボルトの締め具合により本体１と壁面５との間隔を
調節することができる。また、他方の辺はその中心部に
孔が設けられている。また、壁５には壁中にその一部が
埋設され、残りの部分が室内側に突出した掛は部材８２
が前記孔と結合部材（ナツト等）とにより結合されるよ
うに設けられている。 ［００４０］ また、前記本体１の後面下部には、壁掛は部材８と同一
なる幅を有する間隔維持部材９が本体１の後面に取付け
られており、本体１の後面と室内壁面５との間の間隔を
調整、維持することができるようになっている。 ２１７一 ［００４１］ また、図３は本発明の第３の実施例を示したものであり
、前述した第１および第２の実施例において、本体１内
に配置されていた圧縮機手段を抜き取り、壁面５中に更
に圧縮手段３を凝縮手段４とともに埋設したものである
。 ［００４２］ 圧縮手段３は壁面の厚さぐらい厚いので、凝縮手段４の
ように薄い壁面５内に埋設することができない。従って
、壁面５に室外側はおいているが、室内側は塞がってい
る状態の開口部を適当な大きさに形成し、その中に圧縮
手段３を配置するようにするとよい。 ［００４３］ そして、外部壁面の外観をきれいにし、悪天候に耐えら
れるようにするために蓋を被せて壁面５を仕上げる。こ
のとき、本体１内の蒸発手段２に連結されるパイプ端部
は、本体１の後面の上部と下部とにおいて突出されるよ
うになり、上部にあるパイプ端部ば凝縮手段４と連結さ
れ、下部にあるパイプ端部は圧縮手段３と連結される。 ［００４４］ このように本実施例の空気調和装置では本体１から圧縮
手段３と凝縮手段４との両者が取り除かれているので、
本体１の外形を更に小さくすることができ、また圧縮手
段３において発生する騒音加熱が壁面５により塞がり、
室内における騒音を更に減らし、空気調和装置の効率も
高めることが出来る。 ［００４５］ なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、必要に応じて種々に変更することができる。 ［００４６］

【効果】

以上のように本発明の空気調和装置によれば、凝縮手段
、あるいは凝縮手段と圧縮手段とをこれら各手段より発
生する熱を吸収・放熱するための放熱手段に埋設しであ
るので、そこから発生する騒音が室内に伝達されること
が防止されるとともに、これら各手段を設置するための
空間が不要となり、装置本体の小型化および省スペース
化が可能になるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による空気調和装置の第１の実施例を示す縦断図
面

【図２】 本発明による空気調和装置の第２の実施例を示した縦断
図面

【図３】 本発明による空気調和装置の第３の実施例を示した縦断
図面

【符号の説明】

１　本体 ２　蒸発手段 ３　圧縮手段 ４　凝縮手段 ５　壁面 ６　連結部材 ７　送風手段 １０　膨張手段 １１　吐出部

【書類基】

図面

【図１】

【図２】