JPS6154146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、天井裏に設置する空気熱源ヒートポ
ンプユニツトに係り、詳しくは、室外側機器も室
内側機器と共に１つのケーシング内に収めてこれ
をそつくり天井裏に設置できるようにすると共に
冷暖房運転、外気冷房運転、排熱回収運転、換気
運転などの多種運転が選択的に行ない得るように
した空気熱源ヒートポンプユニツトに関する。

従来より天井裏空間を利用した空気調和方式が
種々提案され、天井裏内に水熱源または空気熱源
の空調機を収納する方式が採用されている。この
うち、空気熱源空調機の場合には、室内機だけを
天井裏内に設置し、室外機はベランダや屋上等に
設置し、両者間を冷媒配管してヒートポンプを形
成する場合が多い。

しかし、建物によつては室外機を建物外側に設
置するスペースがなかつたり、また建物の美感上
好ましくなかつたりする場合がある。また、建物
外側に室外機の設置スペースが確保された場合に
あつても、室外機と天井裏室内機の間に冷媒ガス
配管工事を必要とし、この冷媒ガス配管用のパイ
プシヤフト等のスペースが必要となつたり、建物
外周部の梁に大きな開口（給排気用）を設けるこ
とを要したり、デフロスト装置を室外機に内蔵さ
せねばならなかつたりして、工事が繁雑化し、建
物との取合いや美感面で難点が生じる場合が多か
つた。

本発明は、天井裏を利用した場合の従来のセパ
レート型式の空気熱源空調機に代えて、室外機も
室内機と共に１体化して天井裏空間内に収納でき
かつ冷暖房運転、外気冷房運転などを適宜選択で
きるようにした新しい天井隠蔽型空気熱源ヒート
ポンプユニツトを提供するものである。

本発明の天井隠蔽型空気熱源ヒートポンプユニ
ツトは、第１〜５図に示したように、一つのケー
シング１内を仕切板２によつて室外側空気通路Ａ
と室内側空気通路Ｂとに区分し、室外側空気通路
Ａに配置された室外側熱交換器３と室内側空気通
路Ｂに配置された室内側熱交換器４とを冷媒配管
してヒートポンプを形成すると共に両通路ＡとＢ
のフアン５と６を同軸駆動とし、両通路ＡとＢと
を連通する開口７を設けると共に室外側空気通路
Ａにおいて室外側熱交換器３の迂回通路８を設
け、室外側空気通路Ａにおける空気流れを室外側
熱交換器３を経る流路と迂回通路８を経て開口７
から室内側空気通路Ｂに入る流路とに切換えるダ
ンパ９を設置した構成を有している。なお、図に
おいて、１０はモーター、１１は圧縮器であり、
このモーター１０と圧縮器１１は室内側空気通路
Ｂの側に設置してある。

図の実施例において、横に延びた直方形のケー
シング１を垂直な仕切板２によつて長手方向に２
分（途中で折れ曲つている）して横方向に延びた
室外側空気通路Ａと室内側空気通路Ｂを設けた例
が示され、フアン５と６はこの仕切板２を挾んだ
フアンケース１２と１３の中にそれぞれ収められ
ている。そして、このフアンケース１２と１３の
下方に両通路ＡとＢを連通する開口７が設けられ
ている。

室外側と室内側の機器配置を以下に順を追つて
説明する。説明の便宜上、直方形のケーシングの
６面について、図示のように、上面をａ、下面を
ｂ、室外側の側面をｃ、室内側の側面をｄ、残り
の両端面をｅとｆと呼ぶことにする（第３〜５
図）。

室外側において、側面ｃには外気取入口１５が
端面ｅに近い方に設けられ、またこの側面ｃの端
面ｆに近い方には還気取入口１６が設けられてい
る。外気取入口１５は後述のように外気取入ダク
トに接続され、還気取入口１６は開口したままで
あり、天井裏空間の空気を取入れるようになつて
いる。

外気取入口１５は側面ｃの下方に設けられてい
てこの外気取入口１５より上の部分に平板１７
（第１図）が設けてある。この平板１７はほぼ水
平な板であり室外側空気通路Ａを上下に２分する
が、その長さは端面ｅからフアンケース１２の前
までであり、このフアンケース１２の前の平板１
７の端縁にダンパ９が回転可能に接続してある
（このダンパ９の詳細は後述する）。そして、この
平板１７と仕切板２との取付部分には隙間１８
（第３図）が設けてある。より詳しくは、仕切板
２は端面ｅに向うにつれて室外側の方に傾斜して
いるが、この傾斜している部分の仕切板２と平板
１７との間には隙間１８が設けてある。そして、
この平板１７の上には室外側熱交換器３が設置し
てあり、外気取入口１５から平板１７の下の空間
（これは迂回通路８でもある）に入つた外気が隙
間１８を経て平板１７の上に出てから室外側熱交
換器３を通過するようにしてある。なお、図には
現われていないが、この室外側熱交換器３の下部
には、ドレンパンが設けてある。

ダンパ９は平板１７の端縁１９（第３図）に沿
つて設けられた水平軸２０の回りに回転するもの
で、第６〜７図は第１〜５図に示した態様のダン
パ９を、また第８〜９図は別の態様のダンパ９′
を、それぞれ視角を変えて斜視的に示したもので
ある。

第６〜７図に示したダンパ９は、水平な回転軸
２０の回りに回転する翼２２と、回転軸２０の１
方の端部に回転可能に取付けられた扇形板２３
と、固定板２４とからなり、翼２２と扇形板２３
とは１体的に回転軸２０の回りに回転するように
なつている。すなわち、固定板２４に対して翼２
２と扇形板２３は１体となつて相対的に回転する
ものである。扇形板２３には孔２５があけてあ
り、扇形板２３の回転位置によつて、この孔２５
がｃ面の還気取入口１６に整合する開成位置と、
扇形板２３が還気取入口１６を塞ぐ閉成位置と、
を選択できるようにしてある。一方、この扇形板
２３と同時に回転する翼２２は、平板１７の下の
空間（迂回通路８）とフアンケーシング下の連通
開口７とを遮断したり連通させたりする。

第８〜９図に示した別の態様のダンパ９′は、
水平な回転軸２０の回りに、翼２２と扇形板２
３′が１体的に回転することは先述のダンパ９と
同様であるが、さらに、先述のダンパ９の固定板
２４に対応する翼２６も、翼２２および扇形板２
３′と共に１体的に回転するようにしたものであ
る。この場合、扇形板２３′は先述の扇形板２３
より小さくしてあり孔は設けてないが、この扇形
板２３が還気取入口１６から外れた位置にまで回
転したときに還気取入口１６が開き、還気取入口
１６を塞いでいる位置ではこれを閉成することに
なる。翼２２の機能は先述のダンパ９と同様であ
るが、これと共に翼２６が回転することによつ
て、第１図に見えるフアン吸込口２７と仕切板１
７の下の空間（迂回通路８）とを遮断したり連通
させたりすることができるようにしたものであ
る。ダンパの回転位置と空気流れの関係について
は後述する。これらのダンパ９または９′は図示
しないが電磁コイルによつてその回転位置を選択
的に切換えられるようになつており、遠隔操作に
よつて運転態様を自動的に選別できるようにして
ある。しかし場合によつては、このダンパの回転
量は手動で調節できるようにすることもできる。

室外側フアン５は室内側フアン６と同軸回転す
るものであるが、室外側フアン５の方が室内側フ
アン６よりも容量を大きくしてあり、同じ回転数
でも前者の方が大きな風量が得られるようにして
ある。この室外側フアン５の吸込口２７から吸込
まれた空気はｆ面に設けられた排気口２８から吐
出される。この排気口２８には排気ダクトが接続
される。

次に、室内側機器配置について説明する。

第２図は室内側を斜視的に示したものである
が、この図に見られるように、水平方向の平板３
０の下方に吹出チヤンバー３１が設けてあり、こ
の平板３０の上に室内側熱交換器４が設置してあ
る。吹出チヤンバー３１には室内側フアンの吐出
口３２が開口している。室内側熱交換器４の下に
は図示しないがドレンパンが取付けられている。

先述のように、仕切板２はケーシング１のｅ面
に近づくほど室外側の方に傾斜していて室内側に
空間３４が作られており、この空間３４に圧縮器
１１並びに図示しないが四方弁その他の制御機を
収納してある。この空間３４は還気取入チヤンバ
ーでもあり、この空間３４のｅ面に面する側にフ
イルターボツクス３５が設置されていて、天井裏
内に導かれた室内空気（還気）がフイルターを経
て空間３４内に入り、室内側熱交換器４を通過し
たあと、室内側フアン６のフアン吸込口３６（第
２図）に吸込まれ、フアン吐出口３２から吹出チ
ヤンバー３１内に吐出される。この吹出チヤンバ
ー３１のｄ面に面する側に給気口３８，３８′が
設けられている。この給気口３８，３８′には給
気ダクトが接続され天井面に設けられた吹出口に
給気を送気する。なお、このｄ面に代えて、吹出
チヤンバー３１のｂ面（底面）に面する側に給気
口を設け、その下の天井面から室内に給気するこ
ともできる。

このようにして構成された本発明の天井隠蔽型
空気熱源ヒートポンプユニツトは、ダンパ９の切
換えによつて、冷暖房運転と外気冷房運転が次の
ようにして効果的に行なわれる。

まず冷暖房運転について説明すると、第６〜７
図の構造のダンパを使用した場合、第１図に示す
ような位置に設定する。すなわち、迂回通路８と
連通開口７とが翼２２によつて遮断されかつ還気
取入口１６が扇形板２３によつて閉塞されるよう
なダンパ位置に設定する。これによつて、室外側
空気通路Ａにおいて、外気取入口１５（ダクトに
よつて外気に通じている）から平板１７の下の空
間に入つた外気は、隙間１８から平板１７の上に
抜け、室外側熱交換器３を経たあと、室外側フア
ンの吸込口２７からフアン５内に入り、フアン吐
出口（排気口）２８からケーシング外に排出さ
れ、排気ダクトによつて建物外に出される。他
方、室内側空気通路Ｂにおいては、天井裏内の還
気（室内から導入された空気）がフイルターボツ
クス３５を経てユニツト内の空間３４に入り、室
内側熱交換器４を通過して室内側フアン６の吸込
口３６に吸込まれ、吐出口３２から吹出チヤンバ
ー３１に吐出されたあと、給気口３８から給気ダ
クトによつて吹出口に導かれる。なお、冷房運転
時は室外側熱交換器３を凝縮器、室内側熱交換器
４を蒸発器として機能させ、暖房運転時は四方弁
により冷媒流れを切替えて、その逆に機能させ
る。

また、この冷房もしくは暖房運転において、ダ
ンパ９を第１図の位置から若干時計回りの方向に
（第４図では反時計回りの方向に）回転させ、還
気取入口１６は扇形板２３で閉塞したままで、迂
回通路８と開口７とを連通させると、外気の全部
または１部は迂回通路８から開口７を経て室内側
に入り、室内フアンの吸込口３６に還気系統と共
に吸込まれ、新鮮な外気の混合した給気が得られ
る。

さらに、仕切板２のｅ面に近い位置にダンパ４
０（第３図）を設けておき、このダンパ４０を若
干開口し、ダンパ９を第１図の位置に設定して冷
暖房運転すると排熱回収が図れる。

以上の冷暖房運転は第６〜７図のダンパ９を使
用した例で説明したが、第８〜９図のダンパ９′
を使用した場合も全く同様の空気通路が形成され
る。

次に、外気冷房運転について説明する。これは
冬期または中間期などにおいて、建物内発生熱な
どによつて外気温度より室内温度が高くなつてい
る場合などに適用される。この外気冷房運転（圧
縮機１１は停止状態）は第６〜７図のダンパ９と
第８〜９図のダンパ９′とでは若干空気流れが異
なる場合がある。

まず、第６〜７図のダンパ９を使用する場合に
ついて述べると、還気取入口１６と扇形板２３の
孔２５が整合する位置にまでダンパ９を回転する
（翼２２と扇形板２３を１体的に回転するが、固
定板２４は非回転）。この回転は、第１図では時
計回り、第４図では反時計回りに現われる。これ
によつて、還気取入口１６は室外側に開口し、天
井裏内の空気は室外側フアンの吸込口２７に吸込
まれ、排気口２８から建物外に排出される。ま
た、翼２２が固定板２４の裏側にほぼ接する位置
まではね上げられることから、迂回通路８と開口
７が完全に連通する。これによつて、外気取入口
１５からの外気は、そのほぼ全量が室外側熱交換
器３を経ずして（この熱交換器が風の抵抗体とな
る）迂回通路８から開口７を経て室内側フアンの
吸込口３６に入り、吐出口３２、吹出チヤンバ３
１を経て室内に給気される。そのさい、フイルタ
ーボツクス３５、室内側熱交換器４の経路の還気
はこれらが風の抵抗体となるためにほとんど流れ
ない。したがつて、両フアン５と６が同時回転し
ながら、外気が給気として取入れられる。

第８〜９図のダンパ９′の場合は、やはり第６
〜７図のダンパ９の場合と同様に一ぱいに回転さ
せ、扇形板２３′を還気取入口１６から外れる位
置にして還気取入口１６を開口すると共に翼２２
もはね上げるが、同時に翼２６も回転し、この翼
２６の下方に室外側フアンの吸込口２７が現われ
ることになる。これによつて、還気取入口１６か
ら入つた天井裏の空気（還気）は直接室外側フア
ンの吸込口２７に入り、排気口２８からダクトを
経て建物外に排出される。そのさい、迂回通路８
と開口７とは連通しているので、迂回通路８から
外気が開口７を経て室内側に入り、室内側フアン
の吸込口３６、吐出口３２、吹出チヤンバー３１
を経て室内に給気される。また、迂回通路８と室
外側フアンの吸込口２７とも連通するので、この
外気の１部は排気口２８に向かうことになる。こ
の吸込口２７に吸込まれる還気と外気の割合は、
ダンパ９′の回転角度の微調整によつて調節でき
る。なお、このダンパ９′を用いる場合は、ダン
パ９の場合よりも、還気取入口１６の位置を高め
に設定しておくとよい。

このようにしてダンパ９または９′を用いるこ
とによつて、冷暖房運転と外気冷房運転または排
熱回収運転が簡単かつ効果的に選択できる。

次に、本発明の天井隠蔽型空気熱源ヒートポン
プユニツトを用いてビル空調を行なう例を第１０
〜１２図に従つて説明する。

第１０図は、本発明のヒートポンプユニツトＵ
を天井スラブ４２から吊り下げて天井面４３の内
側に設置し、天井部外梁４４との取合いを工夫し
て外気と排気を簡単に行なえるようにした設置方
式を示している。通常の建物において天井面４３
と天井スラブ４２との間の外壁面には外梁４４が
存在する。この外梁４４を開口することは強度面
でもまた作業上および外観上にも問題がある。本
発明においては、天井面４３と外梁４４の下面４
５とはほぼ同レベルにあることに着目し、この外
梁４４の下面４５と内面４６にフード４７を被着
し、この下面４５、内面４６およびフード４７に
よつて風道４８を形成することによつて、外梁４
４の直下から外気と排気の出入を行なわせるよう
にしたものである。すなわち、外梁４４の直下の
外壁４９に開口５０を設け、この開口５０にフー
ド４７を接続する。この開口５０はそと下りの傾
斜をつけ、この開口の下面にフード４７の端を接
続し、外梁４４の下面４５に沿つて水平方向に延
ばしたあと内面４６に沿つて天井内に立上げるこ
とによつて風道４８を形成する。実際上は、窓５
１のある外壁４９に開口５０を形成すると、第１
１図のように美感上も良好である。そのさい、ブ
ラインドボツクス５２をフード４７に取付けるこ
とができる。窓上に開口５０を形成する場合は、
この開口５０を窓幅一ぱいに作り、サツシと一体
化することもできる。

ユニツトＵは外梁４６の近くの天井裏に吊り下
げ、風道４８とダクトで接続する。この風道４８
と接続するダクトは、第１２図に示すように、外
気ダクト５５と排気ダクト５６とからなり、外気
ダクト５５はユニツトの外気取入口１５に、また
排気ダクトはユニツトの排気口２８に接続する。
一方、ユニツトの給気口３８，３８′には給気ダ
クト５７，５７′を接続し、天井面に設置した各
所の吹出口５８にこの給気ダクト５７，５７′の
他端を接続する。天井面には還気吸込口６０を適
当な個所に設け、室内の空気を天井裏空間６１内
に導き入れる。この天井裏空間に取入れられた還
気は、ユニツトのフイルターボツクス３５または
還気取入口１６からユニツト内に入つて処理され
る。なお、ユニツトの給気口をユニツト底面に設
けておけばユニツト直下の天井面吹出口から給気
を室内に送気することもできる。

以上のように、本発明の天井隠蔽型空気熱源ヒ
ートポンプユニツトによると冒頭に述べた従来の
問題が合理的に解決される。そして、次に列挙す
るような数々の特徴的な効果が奏される。

(1) 外気冷房が可能である。

(2) 完全個別空調が可能である。

(3) 外気を遮断して朝のウオーミングアツプ運転
ができる。

(4) フアンモーターが１台ですむ。

(5) フイルターボツクスの取外しにより圧縮機や
ドレンパンその他の機器のメインテナンス作業
が容易にできる。

(6) 還気が圧縮機を通過するので結露が防げる。

(7) モーターが室内側にあるので砂じんによる汚
れがなく、またその発熱が冬期に回収できる。

(8) 圧縮機が室内側にあるのでクランクケースヒ
ータが不要である。

(9) 冬期において、室内空気を室外側熱交換器を
通して排気することができるのでデフロスト装
置が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のユニツトの内部を室外側につ
いて見た斜視略図、第２図は同じく室内側につい
て見た斜視略図、第３図は同じく平面図、第４図
は同じく正面図、第５図は同じく右側面図、第６
図と第７図はダンパ９の斜視図、第８図と第９図
はダンパの他の例を示した斜視図、第１０図は本
発明のユニツトを天井裏に設置した状態を示す略
断面図、第１１図は第１０図の建物の外側を示し
た建物外面図、第１２図は本発明ユニツトの配置
例を示した天井裏概観図である。 １……ケーシング、２……仕切板、３……室外
側熱交換器、４……室内側熱交換器、５……室外
側フアン、６……室内側フアン、７……開口、８
……迂回通路、９……ダンパ、１０……モータ
ー、１１……圧縮機、１５……外気取入口、１６
……還気取入口、２８……排気口、３５……フイ
ルターボツクス、３８……給気口、４４……外
梁、４７……フード、４８……風道。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一つのケーシング１内を仕切板２によつて室
   外側空気通路Ａと室内側空気通路Ｂとに区分し、
   室外側空気通路Ａに配置された室外側熱交換器３
   と室内側空気通路Ｂに配置された室内側熱交換器
   ４とを冷媒配管してヒートポンプを形成すると共
   に両通路ＡとＢのフアン５と６を同軸駆動とし、
   両通路ＡとＢとを連通する開口７を設けると共に
   室外側空気通路Ａにおいて室外側熱交換器３の迂
   回通路８を設け、室外側空気通路Ａにおける空気
   流れを室外側熱交換器３を経る流路と迂回通路８
   を経て前記開口７から室内側空気通路Ｂに入る流
   路とに切換えるダンパ９を設置した天井隠蔽型空
   気熱源ヒートポンプユニツト。 ２ ダンパ９が天井裏空間の空気を室外側空気通
   路Ｂに選択的に取入れる機能を果たすものである
   特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプユニツ
   ト。 ３ フアン５と６は室内側空気通路に配置された
   モーター１０によつて同軸駆動されるものである
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のヒート
   ポンプユニツト。