JPH10259931A - 熱交換器ユニット及び空調用水冷却器ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｖ字状に熱交換器を配置したものにおいて、各
熱交換器における空気の通過風速と冷媒循環量との関係
を適切にして熱交換効率の向上をはかる。 【解決手段】複数個の熱交換器２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ
をＶ字状に配置し、空気導入路Ａ，Ｂ，Ｃから吸気し送
風機により排出するように構成し、両側に配置した熱交
換器２ａ，３ａの伝熱管内を流れる冷媒流量より、中央
側に配置した熱交換器２ｂ，３ｂの伝熱管内を流れる冷
媒流量の方が多くなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特に空気調和機に使
用して好適な熱交換器ユニット及び空調用水冷却器ユニ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種ユニットは例えば特公平７
−７４６９９号公報に記載のように、空調機の熱交換器
ユニットは、隣り合う熱交換器の下辺を互いに近接さ
せ、それらの上辺を離間させてＶ字状に組み合わせ、前
側熱交換器及び後側熱交換器を構成し、Ｖ字状の熱交換
器の上方に各上辺をまたぐように配設された送風機を備
えている。

【０００３】上記Ｖ字状に配置された熱交換器の上方の
送風機により、前記熱交換器を通して空気を吸い込む。
このように送風機が上部に配設されているため、各熱交
換器の各部分から吸い込まれる空気は、送風機に向かい
直線的に流れ、熱交換器下部ではその上部に比べ、熱交
換器面に対し垂直に流れ込む風速が小さくなり、熱交換
器の上下で風速分布が不均一となる。本発明に関する空
気調和機では，Ｖ字状に組み合わせた熱交換器を二対配
設しているため、前面・後面カバー近傍に配設された熱
交換器と中央側に配設された熱交換器とでは平均風速が
異なるものになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のものでは、
熱交換器ユニットの前面カバー及び後面カバー近傍に配
設した熱交換器と、中央に配設した熱交換器とで平均風
速が不均一になることを考慮しておらず、このため各熱
交換器を通過する空気の風速に対して最適な熱交換がさ
れておらず、効率の良い運転がなされていなかった。そ
れにより、吐出圧力が上昇し、消費電力が増加する問題
があった。

【０００５】本発明は、上記課題に基づきなされたもの
で、Ｖ字状に熱交換器を配置した熱交換ユニットあるい
は空調用水冷却器ユニットにおいて、各熱交換器におけ
る空気の通過風速と冷媒循環量との関係を適切にして、
全体として熱交換効率の向上を図ることにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、各熱交換器に
おける空気の通過風速と冷媒循環量との関係を最適化す
ることにより、高圧圧力を低下させ、これにより消費電
力の低減を図り、経済的な運転を可能とすることにあ
る。

【０００７】本発明のさらに他の目的は、熱交換器の共
用化を図ることのできるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、複数個の熱交換器をＶ字状
に配置し、空気導入路から吸気し前記熱交換器を通過後
の空気を排風側に配置した送風機により排出するように
構成した熱交換ユニットにおいて、前記複数個の熱交換
器のうち両側に配置した熱交換器の伝熱管内を流れる冷
媒流量より、中央側に配置した熱交換器の伝熱管内を流
れる冷媒流量の方が多くなるように構成したことにあ
る。

【０００９】本発明の第２の特徴は、ユニットを構成す
る前面カバーと後面カバー間に複数個の熱交換器をＶ字
状に配置し、これらカバーと前記熱交換器によって形成
される断面略三角形状の空気導入路から吸気し前記熱交
換器の上部に配置した送風機により排出するように構成
した熱交換ユニットにおいて、前記前面・後面カバー側
に配置した熱交換器より、中央側に配置した熱交換器の
側面幅を大きくして伝熱管のパス数を多くしたことにあ
る。

【００１０】本発明の第３の特徴は、上記熱交換ユニッ
トにおいて、前記前面・後面カバー側に配置した熱交換
器の前記ユニットに対する傾きを、中央側に配置した熱
交換器の傾きよりも大きくしたことにある。

【００１１】本発明の第４の特徴は、上記熱交換ユニッ
トにおいて、前面・後面カバー側に配置した熱交換器の
長さよりも、中央側に配設した熱交換器の長さを大きく
し伝熱管の配設本数も増加させたことにある。

【００１２】本発明の第５の特徴は、上記熱交換ユニッ
トにおいて、中央側に配設した熱交換器よりも前記前面
・後面カバー側に配置した熱交換器におけるフィンピッ
チを小さくし、風速の低下分に相当する分だけ空気との
接触面積を増加させたことにある。

【００１３】本発明の第６の特徴は、上記熱交換ユニッ
トにおいて、中央側に配設した熱交換器の伝熱管径を前
面・後面カバー側に配置した熱交換器における伝熱管径
よりも大きくしたことにある。

【００１４】本発明の第７の特徴は、圧縮機、凝縮器、
蒸発器、減圧装置を備え、前記凝縮器はユニットを構成
する全面カバーと後面カバー間にＶ字状に配置された複
数個の熱交換器により構成されている熱交換ユニットに
おいて、前記隣り合う２基の熱交換器を互いにその下辺
を近接させ上辺を離間させて組み合わせ、この熱交換器
の離間させた側にそれぞれ送風機を配置し、前記前後の
カバーと熱交換器によって形成される断面略三角形状の
外気導入路から吸気し前記送風機により排出するように
構成し、かつ各熱交換器の送風機側に形成される断面略
逆三角形状の排風路の側面を覆う側面カバーと、各熱交
換器の下部に配置され前記熱交換器及び前後カバーと共
に前記外気導入路を形成するための仕切り部材とを備
え、前記前後カバー近傍に配設した熱交換器に対し、中
央に配設した熱交換器の冷媒循環量を増加させる構成と
したことにある。

【００１５】本発明の第８の特徴は、圧縮機、凝縮器、
減圧装置及び水冷却器を冷媒配管で接続し、前記凝縮器
はユニットを構成する前面カバーと後面カバー間にＶ字
状に配置された複数個の熱交換器により構成され、ベー
スフレーム上に前記圧縮機と水冷却器を設置し、それら
の上方には仕切り部材を介して前記凝縮器を構成する熱
交換器を設けた構成の空調用水冷却器ユニットにおい
て、前記隣り合う２基の熱交換器を互いにその下辺を近
接させ上辺を離間させて組み合わせ、この熱交換器の離
間させた側にそれぞれ配置された送風機と、前記前後の
カバー，熱交換器及び前記仕切り部材によって形成され
た断面略三角形状の外気導入路と、前記各熱交換器の送
風機側に形成される断面略逆三角形状の排風路の側面を
覆う側面カバーとを備え、前記前後カバー近傍に配設し
た熱交換器に対し、中央に配設した熱交換器の冷媒循環
量を増加させる構成としたことにある。

【００１６】なお、この特徴を有する例において、前面
カバー及び後面カバー近傍に配設した熱交換器よりも中
央側に配設した熱交換器の側面幅の方を大きくし、該中
央側熱交換器の伝熱管の配設本数を増加させることによ
りその冷媒循環量を増加させることができる。また、前
面カバー及び後面カバー近傍に配設した熱交換器よりも
中央側に配設した熱交換器の高さ方向に全長を大きく
し、その伝熱管本数を増加させることによっても、中央
側熱交換器の冷媒循環量を増加させることができる。

【００１７】本発明の第９の特徴は、圧縮機、凝縮器、
減圧装置及び水冷却器を冷媒配管で接続し、前記凝縮器
はユニットを構成する前面カバーと後面カバー間にＶ字
状に配置された複数個の熱交換器により構成され、ベー
スフレーム上に前記圧縮機と水冷却器を設置し、それら
の上方には仕切り部材を介して前記凝縮器を構成する熱
交換器を設けた構成の空調用水冷却器ユニットにおい
て、前記隣り合う２基の熱交換器を互いにその下辺を近
接させ上辺を離間させて組み合わせ、この熱交換器の離
間させた側にそれぞれ配置された送風機と、前記前後の
カバー、熱交換器及び前記仕切り部材によって形成され
た断面略三角形状の外気導入路と、前記各熱交換器の送
風機側に形成される断面略逆三角形状の排風路の側面を
覆う側面カバーとを備え、前面カバー及び後面カバー近
傍に配設した熱交換器よりも中央側に配設した熱交換器
の側面幅の方を大きくし、該中央側熱交換器の伝熱管の
配設本数を増加させてその冷媒循環量を増加させ、それ
ぞれの熱交換器における空気の通過風速とその熱交換器
の伝熱管内を流れる冷媒循環量との比が前記複数の熱交
換器で略同一としたことにある。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜図５により本発明の第１の
実施形態を、空調用水冷却器ユニット（チラーユニッ
ト）を例に説明する。図１は空調用水冷却器の全体斜視
図で、その上部は空気側熱交換器室、その下部には機械
室となっている。空気側熱交換器室には、Ｖ字状に組み
合わされた一対の熱交換器２（２ａ，２ｂ）と他の一対
の熱交換器３（３ａ，３ｂ）の２組が前後（図では左
右）に並べられ、さらに各一対のＶ字状の熱交換器２，
３上には送風機５がそれぞれ配置されており、一方、機
械室にはスクロールタイプなどの圧縮機１、減圧装置１
３（図２参照）、水冷却器４及び電気品箱６等が設置さ
れている。そして空気側熱交換器室と機械室とはドレン
パン（仕切り部材）７により上下に分割されている。Ｖ
字状に配置された熱交換器２，３における熱交換器２ａ
と２ｂ、３ａと３ｂはそれぞれ互いに下辺を近接させ、
上辺を離間させて組み合わされ、側面（図では手前側）
からみてＶ字状となり、送風機５は一対の熱交換器２と
３の各上辺をまたぐようにそれぞれ横方向に２基づつ配
置されている。

【００１９】空気側熱交換器室は前後にはカバー９ａ，
９ｂが、また各Ｖ字状の熱交換器２，３の側面（図では
正面と背面）には断面略逆三角形状の排風路を覆う側面
カバー（ふさぎ板）１０を有している。前側カバー９ａ
と、２組のうち前側に位置するＶ字状の熱交換器２との
間に形成される三角形断面の空間Ａと、２組のＶ字状の
熱交換器２，３間に形成される三角形の空間Ｂと、２組
のうち後側に位置するＶ字状の熱交換器３と後側カバー
９ｂの間に形成される三角形断面の空間Ｃとを、それぞ
れ前側、中間、後側の外気導入路としている。さらに、
前面カバー９ａ及び後面カバー９ｂの近傍に配設された
熱交換器２ａ，３ａに流す冷媒流量よりも中央に配設さ
れた２基の熱交換器２ｂ，３ｂの冷媒流量の方を増加さ
せている。

【００２０】上記のように構成された空調用水冷却器の
冷凍サイクルを図２に示す。圧縮機１により圧縮された
高温・高圧のガス冷媒はＶ字状の空気側の熱交換器（凝
縮器）２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂに分流され、送風機５に
より導かれた空気と熱交換し、高温・高圧の液冷媒とな
り、そしてこの高温高圧液冷媒は減圧装置１３により減
圧され、水冷却器（蒸発器）４により水と熱交換し、低
温・低圧ガス冷媒となり、圧縮機１に戻る冷凍サイクル
を構成している。

【００２１】図３は本実施形態に係る空気側熱交換器
２，３の構造の一例を示す図である。すなわちそれぞれ
の熱交換器２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは長手方向に複数の
伝熱管１１を有し、前記伝熱管１１には空気との熱交換
性能を向上させるフィン１２が垂直方向（伝熱管に対し
直交する方向）に複数枚配設されている。伝熱管１１は
複数本を接続して１流路となるように隣り合う伝熱管を
接続し、伝熱管１１の内部は圧縮機で圧縮された高圧ガ
ス冷媒が流れ、ガス冷媒はフィン１２により空気と熱交
換され液冷媒となる。

【００２２】本実施形態ではこの伝熱管１１を複数本接
続した１つの流路を１パスとし、同一長さのパスが複数
パス配設されている。

【００２３】図４に本発明の空気調和機の風速分布を示
す。前記外気導入路Ａ，Ｂ，Ｃから導かれた空気は各熱
交換器２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを通過して伝熱管１１内
部を流れる冷媒と熱交換し、送風機５から上方に排出さ
れるが、その風速は、前面・後面カバー９ａ，９ｂ近傍
に配設された熱交換器２ａ，３ａへ流入する流速に比
べ、中央に配設された２基の熱交換器２ｂ，３ｂへ流入
する流速の方が速くなる。熱交換器の熱通過率は風速が
速いほど良くなるため、冷媒循環量を増減させることに
より風速に即した熱交換が可能となり、より効率の良い
運転が可能となる。

【００２４】図５は本実施形態に係る空気側の熱交換器
室の断面構造を示す図である。図に示すように、各熱交
換器２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの鉛直線に対する配置角度
αはそれぞれ同一としており、前面・後面カバー９ａ，
９ｂ近傍の熱交換器２２ａ，３ａの側面幅Ｔ１に対し中
央に配設した２基の熱交換器２ｂ，３ｂの側面幅Ｔ２を
大きく構成し、熱交換器２ｂ，３ｂにおけるパス数を増
加させている。これにより、熱交換器２ｂ，３ｂにおけ
る冷媒循環量を熱交換器２ａ，３ａにおける冷媒循環量
よりも増加させる構造としている。各熱交換器２ａ，２
ｂ、３ａ，３ｂの側面幅Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ各熱交換
器の空気吸い込み面の風速（すなわち各熱交換器を通過
する空気の流速）に比例させており、前面・後面カバー
近傍の熱交換器２ａ，３ａを通過する風速をＶ１、熱交
換器側面幅をＴ１とし、中央面に配設した２基の熱交換
器２ｂ，３ｂを通過する風速をＶ２、熱交換器側面幅を
Ｔ２とすると、 Ｔ２＝Ｖ２／Ｖ１×Ｔ１ となるように構成している。このように、前面・後面カ
バー９ａ，９ｂ近傍の熱交換器２ａ，３ａの冷媒循環量
を少なく（例えば伝熱管列数を２列とする）、中央に配
設された２基の熱交換器２ｂ，３ｂの冷媒循環量を多く
する（例えば伝熱管列数を３列とする）ことで、各熱交
換器における熱交換量を最適化させることができ、吐出
圧力の低下による消費電力を低減した経済的な運転が可
能となる。

【００２５】従来技術である各熱交換器２ａ，３ａと２
ｂ，３ｂとの冷媒循環量を同一とした場合を考えると、
前面・後面カバー９ａ，９ｂ近傍の熱交換器２ａ，３ａ
に対して、中央に配設した２基の熱交換器２ｂ，３ｂは
風速大により熱交換量が大きくなる。従って、熱交換量
と冷媒循環量の関係から、冷媒循環量の増加を図ること
が可能である。つまり、中央に配設した２基の熱交換器
２ｂ，３ｂは、前面・後面カバー９ａ，９ｂ近傍に配設
した熱交換器２ａ，３ａより多くの熱交換が可能にもか
かわらず、冷媒循環量を同一としていたことから、中央
に配設した２基の熱交換器２ｂ，３ｂに無駄が生じてい
ることになる。本発明は、この問題を解消し、効率の良
い熱交換をさせることができるようにしたものである。

【００２６】また、製品をシリーズ化するに当たり、な
るべく種類を少なくしてロット数を増やすことは安価に
製作するためには重要である。従来の空調用水冷却器ユ
ニットでは、適正な伝熱面積を得るために、それぞれの
製品の種類（容量）に応じて専用設計をしなければなら
なかった。また、従来のものでは性能（容量）の異なる
他の種類の製品には使用できず、共用化を図ることはで
きなかった。

【００２７】これに対し、本発明では、熱交換器の上部
と下部で伝熱管列数は同一とし、前面・後面カバー９
ａ，９ｂ近傍の熱交換器２ａ，３ａと、中央に配設され
た２基の熱交換器２ｂ，３ｂの伝熱管列数を変えるよう
にすることにより、他機種の熱交換器を使用することが
容易にできるから、熱交換器の種類を増やすことなく製
品の種類を低減して他機種との共用化を図ることがで
き、この結果原価低減の効果もある。

【００２８】図６は本発明の第２実施形態を示す図で、
図５に相当する図である。図に示すように、この実施形
態では、各熱交換器２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの鉛直方向
（一点鎖線）に対しての配置角度α°や幅は同一とし、
前面・後面カバー９ａ，９ｂ近傍の熱交換器２ａ，３ａ
の長さ（高さ方向の全長）ｈ１に対し、中央に配設した
２基の熱交換器２ｂ，３ｂの長さｈ２を大きくし、それ
によって熱交換器２ｂ，３ｂにおける伝熱管の配設本数
を増加し、熱交換器のパス数を増加させることで、冷媒
循環量を増加させるようにしている。このように熱交換
器の高さ方向の全長をカバー側と中央側の熱交換器で変
えることににより、各熱交換器における風速と冷媒循環
量との関係が最適化され、熱交換効率を向上できる。

【００２９】図７は本発明の第３実施形態を示す図であ
る。本実施形態は、空気側熱交換器の構造が第１実施形
態のものと相違する点を除き、他の部分は同じである。
本実施形態における熱交換器２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの
配置及び構造は図に示すように、前面・後面カバー９
ａ，９ｂ近傍の熱交換器２ａ，３ａの配置は、鉛直方向
（一点鎖線）に対して前面・後面カバー側にα°傾斜し
ている。また、中央に配設された２基の熱交換器２ｂ，
３ｂは鉛直方向に対して中央側へβ°傾斜している。前
述したように、中央に配置した２基の熱交換器２ｂ，３
ｂを通過する風速の方が両側に配置したの熱交換器２
ａ，３ａを通過する風速よりも速いので、各熱交換器の
傾斜角度を α＜β とする。すなわち、中央の熱交換
器の傾斜角を両側熱交換器の傾斜角より大とすることに
より、中央に配設した２基の熱交換器２ｂ，３ｂの高さ
方向全長ｈ２を、前面・後面カバー近傍の熱交換器２
ａ，３ａの高さ方向全長ｈ１よりも拡大でき、中央の熱
交換器の伝熱管配設本数を増加させることで熱交換器の
パス数を増加することができる。なお、この実施形態で
は、各熱交換器の上部の取付位置高さを同一とし、前面
・後面カバー近傍の熱交換器２ａ，３ａと中央に配設す
る熱交換器２ｂ，３ｂの各下辺を近接した位置は、前期
第１実施形態の場合よりも前面・後面カバー９ａ，９ｂ
側に移動させている。これにより、中央に配設した２基
の熱交換器２ｂ，３ｂの高さ方向全長ｈ２を、前面・後
面カバー近傍の熱交換器２ａ，３ａの高さ方向全長ｈ１
よりも拡大でき、中央の熱交換器の伝熱管配設本数を増
加させることができ、熱交換器のパス数を増加させ、冷
媒流量が多くなるようにしている。各熱交換器の高さ方
向の全長ｈ１，ｈ２は各熱交換器を通過する空気の風速
に比例させており、前面・後面カバー近傍の熱交換器２
ａ，３ａを通過する空気の風速Ｖ１、熱交換器２ａ，３
ａの長手方向の全長ｈ１、中央面に配設された２基の熱
交換器２ｂ，３ｂを通過する空気の風速Ｖ２、熱交換器
２ｂ，３ｂの長手方向の全長ｈ２とすると、 ｈ２＝Ｖ２／Ｖ１×ｈ１ となる。このように各熱交換器の高さ方向の全長を変え
ることにより、各熱交換器における風速と冷媒循環量と
の関係を最適化でき、効率の良い熱交換が可能となる。
なお、第３実施形態のものの方が第２実施形態のものよ
りも熱交換器２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ全体としての全長
（ｈ１×２＋ｈ２×２）は大きくでき、全体としての熱
交換量を大きくできる。

【００３０】第２，３の実施形態はユニット外形寸法が
制限される場合に有効である。すなわち、上記第２実施
形態は据付面積に影響する前後方向の寸法を変えず、ユ
ニットの高さ方向を変えることにより、各熱交換器にお
ける風速と冷媒循環量のバランスを向上できる。上記第
３実施形態は、ユニット高さ方向に制限がある場合、高
さ方向の寸法を変更することなくユニット前後方向の寸
法を変えることにより、各熱交換器における風速と冷媒
循環量のバランスを向上させることができるものであ
る。

【００３１】図７の実施形態において、熱交換器の幅、
全長、配置角度の全てを変えるようにすることも可能で
ある。

【００３２】また、図７の実施形態において、熱交換器
の配置角度α、βと外気導入路Ａ，Ｂ，Ｃの面積は、α
＝βの場合は同一（Ｂ＝Ａ＋Ｃ）、α＜βの場合には中
央に配設した熱交換器の外気導入路面積Ｂが前後面カバ
ー近傍の熱交換器の外気導入路面積Ａ＋Ｃに対し大きく
なり、中央に配設した熱交換器を通過する風速はより増
加する。逆にα＞βの場合、中央に配設した熱交換器の
外気導入路面積Ｂに対し、前後面カバー近傍の熱交換器
の外気導入路面積Ａ＋Ｃは大きくなり、この場合前後面
カバー近傍の熱交換器２ａ，３ａを通過する風速を熱交
換器２ｂ，３ｂを通過する風速と同等またはより増加さ
せることも可能となる。

【００３３】以上のように、熱交換器配置角度がα＝β
の場合やα＜βの場合、前後面カバー近傍の熱交換器に
対し中央に配設した熱交換器を通過する風速は大きくな
るため、熱交換器配置角度を α＞β とし、前後面カ
バー近傍の熱交換器の外気導入路面積を増加させること
により、それらの風速を中央に配設した熱交換器の通過
風速と同等に向上させ、全体として効率のよい熱交換を
実現することも可能である。

【００３４】図８は本発明の第４実施形態を説明する空
気側熱交換器の空気吸い込み面を示す図である。空気側
熱交換器は、図に示すように冷媒が内側を流れる伝熱管
１１を複数本水平方向に配列し、空気との熱交換面積を
増加させるフィン１２を伝熱管１１に対して垂直に複数
枚配設している。隣り合うフィン間の隙間（フィンピッ
チ）Ｐを外気導入路から導かれた空気が通過し、空気と
伝熱管内の冷媒とが熱交換される構造となっている。フ
ィンピッチＰが大きくなると空気との接触面積が減少
し、空気とフィンとの熱伝達率は低下する。また、フィ
ンピッチＰが小さくなると空気との接触面積は増加し、
熱伝達率は増加する。

【００３５】本実施形態では、空気側熱交換器の側面幅
が第１実施形態のそれと相違することを除き、他は同じ
で、この例では図５の前面・後面カバー近傍の熱交換器
２ａ，３ａの側面幅Ｔ１と中央面に配設した熱交換器２
ｂ，３ｂの側面幅Ｔ２とを同一にしている。風速は、前
面・後面カバー近傍の熱交換器２ａ，３ａを通過する風
速に対して、中央に配設した熱交換器２ｂ，３ｂを通過
する風速の方が大きいので、中央に配設した２基の熱交
換器は前後面カバー近傍の熱交換器に対して熱交換性能
は高い。そして、各熱交換器の冷媒循環量は同一である
ことから、中央に配設した熱交換器は熱交換性能が余剰
であり、前後面カバー近傍の熱交換器は熱交換性能が不
足していることになる。そこで、本例では、各熱交換器
の熱交換性能を同等とするため、中央に配設した熱交換
器よりも前後面カバー近傍に配設した熱交換器のフィン
ピッチＰの方を狭く（小さく）し、風速の低下分に相当
する分だけ空気との接触面積を増加させ、全体としてバ
ランスがとれた効率の良い熱交換器としたものである。

【００３６】なお、上記第４実施形態の代わりに、前・
後面カバー近傍の熱交換器２ａ，３ａのフィンピッチＰ
と中央に配設した熱交換器２ｂ，３ｂのフィンピッチＰ
は同一とし、中央に配設した２基の熱交換器２ｂ，３ｂ
よりも、前面・後面カバー近傍の熱交換器２ａ，３ａは
より伝熱性能の良いフィンを使用し、風速の低下分を空
気との熱伝達率を向上させることにより補うようにして
も良い。また、熱交換器２ａ，３ａに対しては、風速低
下分をフィンピッチＰを小さくすると共に熱性能の良い
フィンも使用しても良い。

【００３７】図９は本発明の第５実施形態を説明する図
である。この例では、空気側熱交換器の側面幅が、第１
実施形態のそれと相違することを除いて他は同じであ
る。また、本例では各熱交換器２ａ，３ａ、２ｂ，３ｂ
の外観や外形寸法は同じであり、さらに各熱交換器の伝
熱管本数も同一としている。前述の実施形態と異なる点
は、前面・後面カバー近傍の熱交換器２ａ，３ａを通過
する空気の風速は遅いので、その分伝熱管径を細くして
冷媒循環量を少なくし、中央に配設した熱交換器２ｂ，
３ｂを通過する空気風速は速いので、その分伝熱管径を
大きくし、冷媒循環量を増大して全体として熱伝達効率
を向上させている。

【００３８】上述した本発明の各実施形態は、熱交換器
が４基である場合について説明したが、図１０に示すよ
うに、熱交換器が６基、８基など偶数基とした場合も同
様に、前後カバー９ａ，９ｂ近傍に配設した２基の熱交
換器２ａ，３ａについては前期実施形態と同じであり、
中央側に配設した熱交換器２ｂ，３ｂ，１４，１５につ
いては、基数が増加するだけで、前期実施形態の熱交換
器２ｂ，３ｂと同様の考え方で実施すれば同様の効果が
得られる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、Ｖ字状に熱交換器を配
置した熱交換ユニットあるいは水冷却器ユニットにおい
て、各熱交換器における空気の通過風速と冷媒循環量と
の関係を適切にできるので、全体として熱交換効率の向
上をはかることができる。

【００４０】また、中央側熱交換器での空気の通過風速
が両側熱交換器のそれより大きいが、本発明では中央に
配設された熱交換器の冷媒循環量を、前面・後面カバー
近傍に配置した熱交換器の冷媒循環量よりも増加させる
ことにより、全体としてバランスのとれた効率の良い運
転を可能とし、熱交換性能を向上させることができる。

【００４１】さらに、両側熱交換器に対する外気導入路
の通路断面積が大きくなるように両側熱交換器の配置角
度を中央側熱交換器の配置角度よりも大きくすることに
より、各熱交換器における空気通過速度を同等にするこ
とができ、バランスのとれた効率の良い運転を可能とす
る効果がある。

【００４２】また、各熱交換器における空気の通過風速
と冷媒循環量との関係を最適化することにより、高圧圧
力を低下でき、これに伴い消費電力の低減が図れ、経済
的運転が可能となる。さらに、本発明では両側熱交換器
と中央熱交換器の伝熱管列数を変えることにより冷媒循
環量を変化させることができるから、種種の容量の熱交
換器を容易に実現でき、これにより熱交換器の共用化を
図ることも可能になり、この点からも原価低減が図れる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す空調機用水冷却器
ユニット（熱交換ユニット）の構成を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の第１実施形態の冷凍サイクル構成を説
明する図である。

【図３】図１，図２の空気側熱交換器の構成を示す簡略
平面図である。

【図４】図１の空気側熱交換器における風速分布を説明
する線図である。

【図５】図１のユニットの断面構造を説明する図であ
る。

【図６】本発明の第２実施形態を説明する図で、図５に
相当する図である。

【図７】本発明の第３の実施形態を説明する図である。

【図８】本発明の第４実施形態を説明する空気側熱交換
器の空気吸い込み面を示す平面図である。

【図９】本発明の第５実施形態を説明する空気側熱交換
器の側断面図である。

【図１０】熱交換器を多数基配設した場合の実施形態を
説明する図で、図５に相当する図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２，３…空気側熱交換器（２ａ，３ａ…前
面・後面カバー近傍の熱交換器、２ｂ，３ｂ，１４，１
５…中央側に配設した側熱交換器）、４…水冷却器、５
…送風機、６…電気品箱、７…ドレンパン（仕切り部
材）、８…ベ−スフレーム、９ａ…前面カバー、９ｂ…
後面カバー、１０…側面カバー（ふさぎ板）、１１…伝
熱管、１２…フィン、１３…減圧装置、Ａ，Ｂ，Ｃ…外
気導入路、Ｔ１，Ｔ２…熱交換器側面幅、Ｖ１，Ｖ２…
風速。

フロントページの続き (72)発明者 上倉 正教 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 小松 満 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 石木 良和 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 茂田 孝治 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の熱交換器をＶ字状に配置し、空気
   導入路から吸気し前記熱交換器を通過後の空気を排風側
   に配置した送風機により排出するように構成した熱交換
   ユニットにおいて、前記複数個の熱交換器のうち両側に
   配置した熱交換器の伝熱管内を流れる冷媒流量より、中
   央側に配置した熱交換器の伝熱管内を流れる冷媒流量の
   方が多くなるように構成したことを特徴とする熱交換器
   ユニット。
2. 【請求項２】ユニットを構成する前面カバーと後面カバ
   ー間に複数個の熱交換器をＶ字状に配置し、これらカバ
   ーと前記熱交換器によって形成される断面略三角形状の
   空気導入路から吸気し前記熱交換器の上部に配置した送
   風機により排出するように構成した熱交換ユニットにお
   いて、前記前面・後面カバー側に配置した熱交換器よ
   り、中央側に配置した熱交換器の側面幅を大きくして伝
   熱管のパス数を多くしたことを特徴とする熱交換器ユニ
   ット。
3. 【請求項３】ユニットを構成する前面カバーと後面カバ
   ー間に複数個の熱交換器をＶ字状に配置し、これらカバ
   ーと前記熱交換器によって形成される断面略三角形状の
   空気導入路から吸気し前記熱交換器の上部に配置した送
   風機により排出するように構成した熱交換ユニットにお
   いて、前記前面・後面カバー側に配置した熱交換器の前
   記ユニットに対する傾きを、中央側に配置した熱交換器
   の傾きよりも大きくしたことを特徴とする熱交換器ユニ
   ット。
4. 【請求項４】ユニットを構成する前面カバーと後面カバ
   ー間に複数個の熱交換器をＶ字状に配置し、これらカバ
   ーと前記熱交換器によって形成される断面略三角形状の
   空気導入路から吸気し前記熱交換器の上部に配置した送
   風機により排出するように構成した熱交換ユニットにお
   いて、前記前面・後面カバー側に配置した熱交換器の長
   さｈ１よりも、中央側に配設した熱交換器の長さｈ２を
   大きくし伝熱管の配設本数も増加させたことを特徴とす
   る熱交換器ユニット。
5. 【請求項５】ユニットを構成する前面カバーと後面カバ
   ー間に複数個の熱交換器をＶ字状に配置し、これらカバ
   ーと前記熱交換器によって形成される断面略三角形状の
   空気導入路から吸気し前記熱交換器の上部に配置した送
   風機により排出するように構成した熱交換ユニットにお
   いて、中央側に配設した熱交換器よりも前記前面・後面
   カバー側に配置した熱交換器におけるフィンピッチＰを
   小さくし、風速の低下分に相当する分だけ空気との接触
   面積を増加させたことを特徴とする熱交換器ユニット。
6. 【請求項６】ユニットを構成する前面カバーと後面カバ
   ー間に複数個の熱交換器をＶ字状に配置し、これらカバ
   ーと前記熱交換器によって形成される断面略三角形状の
   空気導入路から吸気し前記熱交換器の上部に配置した送
   風機により排出するように構成した熱交換ユニットにお
   いて、中央側に配設した熱交換器の伝熱管径を前面・後
   面カバー側に配置した熱交換器における伝熱管径よりも
   大きくしたことを特徴とする熱交換器ユニット。
7. 【請求項７】圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置を備
   え、前記凝縮器はユニットを構成する全面カバーと後面
   カバー間にＶ字状に配置された複数個の熱交換器により
   構成されている熱交換ユニットにおいて、前記隣り合う
   ２基の熱交換器を互いにその下辺を近接させ上辺を離間
   させて組み合わせ、この熱交換器の離間させた側にそれ
   ぞれ送風機を配置し、前記前後のカバーと熱交換器によ
   って形成される断面略三角形状の外気導入路から吸気し
   前記送風機により排出するように構成し、かつ各熱交換
   器の送風機側に形成される断面略逆三角形状の排風路の
   側面を覆う側面カバーと、各熱交換器の下部に配置され
   前記熱交換器及び前後カバーと共に前記外気導入路を形
   成するための仕切り部材とを備え、前記前後カバー近傍
   に配設した熱交換器に対し、中央に配設した熱交換器の
   冷媒循環量を増加させる構成としたことを特徴とする熱
   交換器ユニット。
8. 【請求項８】圧縮機、凝縮器、減圧装置及び水冷却器を
   冷媒配管で接続し、前記凝縮器はユニットを構成する前
   面カバーと後面カバー間にＶ字状に配置された複数個の
   熱交換器により構成され、ベースフレーム上に前記圧縮
   機と水冷却器を設置し、それらの上方には仕切り部材を
   介して前記凝縮器を構成する熱交換器を設けた構成の空
   調用水冷却器ユニットにおいて、 前記隣り合う２基の熱交換器を互いにその下辺を近接さ
   せ上辺を離間させて組み合わせ、この熱交換器の離間さ
   せた側にそれぞれ配置された送風機と、 前記前後のカバー、熱交換器及び前記仕切り部材によっ
   て形成された断面略三角形状の外気導入路と、 前記各熱交換器の送風機側に形成される断面略逆三角形
   状の排風路の側面を覆う側面カバーとを備え、 前記前後カバー近傍に配設した熱交換器に対し、中央に
   配設した熱交換器の冷媒循環量を増加させる構成とした
   ことを特徴とする空調用水冷却器ユニット。
9. 【請求項９】請求項８において、前面カバー及び後面カ
   バー近傍に配設した熱交換器よりも中央側に配設した熱
   交換器の側面幅の方を大きくし、該中央側熱交換器の伝
   熱管の配設本数を増加させてその冷媒循環量を増加させ
   たことを特徴とする空調用水冷却器ユニット。
10. 【請求項１０】請求項８において、前面カバー及び後面
    カバー近傍に配設した熱交換器よりも中央側に配設した
    熱交換器の高さ方向に全長を大きくし、その伝熱管本数
    を増加させることにより、中央側熱交換器の冷媒循環量
    を増加させたことを特徴とする空調用水冷却器ユニッ
    ト。
11. 【請求項１１】請求項８において、前後カバー近傍に配
    設した熱交換器よりも中央側に配設した熱交換器の傾斜
    角度を大きくすることにより、その中央側熱交換器の全
    長を前後カバー側の熱交換器全長よりも大きくし、その
    伝熱管本数を増加させることにより、中央側熱交換器の
    冷媒循環量を増加させたことを特徴とする空調用水冷却
    器ユニット。
12. 【請求項１２】圧縮機、凝縮器、減圧装置及び水冷却器
    を冷媒配管で接続し、前記凝縮器はユニットを構成する
    前面カバーと後面カバー間にＶ字状に配置された複数個
    の熱交換器により構成され、ベースフレーム上に前記圧
    縮機と水冷却器を設置し、それらの上方には仕切り部材
    を介して前記凝縮器を構成する熱交換器を設けた構成の
    空調用水冷却器ユニットにおいて、 前記隣り合う２基の熱交換器を互いにその下辺を近接さ
    せ上辺を離間させて組み合わせ、この熱交換器の離間さ
    せた側にそれぞれ配置された送風機と、 前記前後のカバー、熱交換器及び前記仕切り部材によっ
    て形成された断面略三角形状の外気導入路と、 前記各熱交換器の送風機側に形成される断面略逆三角形
    状の排風路の側面を覆う側面カバーとを備え、 前面カバー及び後面カバー近傍に配設した熱交換器より
    も中央側に配設した熱交換器の側面幅の方を大きくし、
    該中央側熱交換器の伝熱管の配設本数を増加させてその
    冷媒循環量を増加させ、 それぞれの熱交換器における空気の通過風速とその熱交
    換器の伝熱管内を流れる冷媒循環量との比が前記複数の
    熱交換器で略同一としたことを特徴とする空調用水冷却
    器ユニット。