JPWO2002077535A1 - 空気調和装置及びその設置方法 - Google Patents
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Abstract
一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路２３を有する筐体２１と、この筐体２１の一端部、及び他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられそれぞれ上記室内側通風路２３に連通する第１の通風口２４、及び第２の通風口２５と、上記室内側通風路２３内にそれぞれ設けられた室内熱交換器２６、室内側送風機２７と、上記筐体２１内の室内側通風路２３の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器２６に対し上記第１及び第２の２つの通風口２４、２５を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器２８と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機２９とを備え、発熱機器を収容した室内に対し気流の乱れなく効率的に空気調和を行えるようにしたものである。
Description
技術分野
本発明は、空気調和装置、特に発熱機器類を収容した無人の室内を空気調和するのに好適な空気調和装置及びその設置方法に関するものである。
背景技術
従来の技術として、例えば実開昭６２−１４２２７号公報に記載された冷・暖房装置を第９図及び第１０図に示す。なお、第９図は冷房時の取付け状態を示す断面図、第１０図は暖房時の取付け状態を示す断面図である。
図において、１は筐体、２は筐体１の上部に区画され、第９図の姿勢では室内Ａの側が開口している第１の部屋、３は筐体１の中央部に区画され、上記第１の部屋２とは反対方向の室外Ｂの側が開口している第２の部屋、４は筐体１の下部に区画された第３の部屋である。５は第３の部屋４に設けられた圧縮機、６は第２の部屋３に設けられた凝縮器、７は第１の部屋２に設けられた蒸発器、８は凝縮器用の送風機、９は蒸発器用の送風機である。１０は室内側ルーバー、１１は室外側ルーバーであり、これらのルーバー１０、１１は何れも着脱可能、上下方向に反転可能、かつ吹出し角度を調整可能になっている。なお、絞り装置、冷媒の配管等は図示を省略しているが、良く知られているように圧縮機５、凝縮器６、図示を省略した絞り装置、蒸発器７、及び圧縮機５の順に冷媒配管で接続され、冷凍サイクルが構成されている。
また、１２及び１３は筐体１の上端面及び下端面に垂直軸線上にそれぞれ同軸に設けられたシャフトであり、筐体１をこのシャフト１２、１３のまわりに回動できるようになっている。１４は室外Ｂに面した側壁、１５は側壁１４の開口部である。かくして筺体１は、シャフト１２、１３のまわりに回動することにより第９図の姿勢と第１０図の姿勢とを任意に選択することができるように側壁１４の開口部１５に組み込まれる。
なお、各図を通して同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
まず、室内Ａを冷房する場合には第９図の姿勢とすることで、蒸発器７を収容した第１の部屋２の開口部が室内側に向き、凝縮器６を収容した第２の部屋３の開口部が室外側に向く。圧縮機５によって圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器６で送風機８により取り入れられた外気と熱交換して冷却され、室外Ｂへ放熱し凝縮される。そして凝縮された冷媒は膨張弁（図示せず）を通って蒸発器７に入り、室内Ａの空気から熱を奪う結果、室内Ａは冷房される。
この場合、室内空気は蒸発器７用の送風機９により、第９図中の矢印ａで示すように筐体１上部に位置する第１の部屋２において室内空気を吸い込み、第１の部屋２の下部から矢印ｂに示すように室内Ａの斜め下方へ向けて冷気が吹き出される。
一方、室内Ａを暖房する場合には筐体１をシャフト１２、１３を軸に半回転させることで第１０図の姿勢にする。なお、この例では室内ルーバー１０、及び室外ルーバー１１は何れも回転させる前に一旦取り外す。筐体１を半回転させた後、室内ルーバー１０は天地を変えて室内側に取付け、凝縮器６に対し、室内空気が第１０図の矢印ｃの方向に吸込まれ、凝縮器６により暖められた空気が第２の部屋３の下方から下に向けて矢印ｄの向きに吹出されるようにルーバーの角度を変える。また、室外ルーバー１１は室外側に取り付けて、第１の部屋２に対向する部分のルーバーを蒸発器７に対して室外Ｂの空気が流通するように角度を変える。
第１１図は上記のように構成された従来の空気調和装置を、発熱密度の大きい通信機等の機器を収容した室内の空気調和に用いる場合の空気の流れを示す図であり、第１１図（ａ）は空気調和装置を側壁上部に取り付けた場合、第１１図（ｂ）は側壁下部に取り付けた場合を示す。
図において、１６は上記第９図、第１０図に示すように構成された従来の空気調和装置、１７は空気調和装置１６の室内空気の吸込口、１８は空気調和装置１６の吹出口、１９は冷却対象機器２０を収容する空調対象室、２０ａは冷却対象機器２０の頂部に設けられ、機器２０の内部で発生する熱を該機器２０の外部に強制的に排出する機器送風機である。
第１１図（ａ）に示すように、空気調和装置１６が空調室側壁１４の上方に設置され、室１９内に設置された冷却対象機器２０を冷却する場合、吹出口１８から吹出された冷気の一部が矢印ｅに示すように冷却対象機器２０の発熱による上昇気流、もしくは冷却ファン２０ａによる気流による影響を受けて吹き上げられてしまうため、機器２０から排出された高温空気の一部が矢印ｆの方向にそのまま室１９内下方に流され、機器２０の下部から吸い込まれる空気温度が次第に上昇して機器の故障等、信頼性を低下させるという問題点があった。
また、吹出口１８から吹出された冷気の一部は矢印ｇに示すようにそのまま空気調和装置１６の吸込口１７に吸い込まれるので、吸込み空気は、機器２０から排出された高温空気と空気調和装置が吹き出した冷気との混合空気となり、温度が比較的低くなるため、冷凍サイクルの効率が低下して消費電力の増大を招くという問題点があった。また、冷気の一部は室１９内の空気調和装置１６を設置した側の底部Ｃ付近に留まり、低温空気の溜まり込みが生じるという問題もあった。
一方、第１１図（ｂ）に示すように、空気調和装置１６が空調室側壁１４の下方に設置された場合、吹出口１８と吸込口１７が近接していることから矢印ｈに示すように吹出口１８から吹出された冷気の一部がそのまま吸込口１７に吸い込まれてしまうので、空気調和装置１６の能力が低下して室内温度が上昇してしまい、同様に機器２０の信頼性を低下させるという問題点があった。
さらにまた、室内上方のＤ部付近に機器２０の排熱に伴う高温空気が溜まりこんでしまうため、室内天井面に温度異常を検出する温度センサが設置されている場合には、異常高温を検出して室１９内に、図示しない換気扇により不必要に外気を導入して、ちり、ほこり等によって機器２０の信頼性を低下させるという問題点があった。
また、従来の空気調和装置は対人空調を目的として、室内空気をある程度除湿して吹き出すため、吹き出し空気温度が低く、機器２０を効率的に冷却しようとして機器に直接冷気を吹きつけるように空気調和装置１６を設置すると、機器の冷気が当たる部分に結露が発生し、機器２０の動作に不具合が生じる恐れがあるという問題点もあった。
発明の開示
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、吹出口から吹出された冷気がそのまま吸込口に吸込まれたり、対象室内に低温空気の吹き溜まりや高温空気の吹き溜まりが生じるのを抑制し、対象室内に収容された発熱機器を効率的に冷却することができる空気調和装置、及びその設置方法を提供することを目的とするものである。
この発明に係る空気調和装置は、冷凍サイクルを用いる空気調和装置において、一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えたものである。
また、筐体と室内側通風路を縦長に形成し、冷房時に上部の通風口から空気を吸込み、下部の通風口から冷却風を排出するようにしたものである。
また、筐体の一端部側内部を室内側と室外側に仕切るセパレート部材を備え、このセパレート部材の室内側に室内側通風路とこの室内側通風路に連通する一方の通風口が配設され、上記セパレート部材の室外側に室外熱交換器が配設されてなるものである。
さらに、セパレート部材に設けられ、室内側通風路と室外を連通し得る第１の連通部、この第１の連通部に設けられ、第１の状態では上記第１の連通部を遮蔽すると共に上記室内側通風路を開き、第２の状態では上記室内側通風路を遮蔽すると共に上記第１の連通部を開いて一方の通風口から吸い込まれた室内空気が第１の連通部を経て室外側送風機により室外に排気されるようにする第１のダンパ、上記室内側通風路における上記第１の連通部及び室内側送風機の間に設けられ、上記室内側通風路内と外気を連通し得る第２の連通部、この第２の連通部を開閉し得るように設けられ、第１の状態では上記第２の連通部を遮蔽し、第２の状態では上記第２の連通部を開いて上記室内側送風機により上記第２の連通部から吸い込まれた外気を他方の通風口から室内に吹き出されるようにする第２のダンパを備えたものである。
また、室温に応じた信号を出力する温度センサと、第１の温度レベル及びこの第１の温度レベルよりも低い第２の温度レベルをそれぞれ設定し得る温度設定手段と、上記温度センサによる出力信号が上記温度設定手段により設定された第１の温度レベルを超えたときには第１のダンパ及び第２のダンパを開け、第２の温度レベルを下回ったときに第１のダンパ及び第２のダンパを閉じるように制御する制御回路とを備えたものである。
また、取り付け時に筐体が室内面よりも室外側に位置するようにしてなるものである。
また、室内熱交換器を上方に、室外熱交換器を下方にそれぞれ配設すると共に、上記室内熱交換器を蒸発器として用いたときに生じるドレン水が上記室外熱交換器に滴下されるように構成してなるものである。
また、圧縮機の吐出側の冷媒配管と該圧縮機の吸入側の冷媒配管とを接続するバイパス路と、このバイパス路内に設けられ上記圧縮機の吐出側から上記圧縮機の吸入側への冷媒の通流を阻止する逆止弁とを備えたものである。
またこの発明のよる空気調和装置の設置方法は、一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えた冷凍サイクルを利用した空気調和装置を用いて、発熱機器により対流を生じる室内に対し、上記対流が助長される方向に該空気調和装置の室内空気の吸込口及び冷却風の吹出口を配向して取り付けるものである。
また、室内空気の吸込口を室内の上方に配設し、冷却風の吹出口を室内の下方に配向するようにした設置方法である。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の実施例について、以下図を用いて説明する。
実施例１．
第１図は、本発明の実施例１による空気調和装置の要部を示す断面構成図、第２図は、第１図に示す空気調和装置の設置例を説明する図である。
図において、２１は縦長に形成され、図の右方の面を空調対象室の側壁に密着して取り付けられるように構成された筐体、２２は筐体２１内の一端部側空間を室内側と室外側に仕切るように設けられたセパレート部材、２３は筐体２１内の一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路であり、この室内側通風路２３の一端部側は上記セパレート部材２２によって仕切られた筐体２１の室内側の空間によって形成されている。２４は筐体２１の一端部に室内側に開口するように設けられ上記室内側通風路２３に連通する第１の通風口、２５は上記筐体２１の他端部に室内側に開口するように設けられ上記室内側通風路２３に連通する第２の通風口、２６は筐体２１の他端部側における室内側通風路２３内に設けられた室内熱交換器、２７は室内側通風路２３内に設けられ、上記第１及び第２の通風口２４、２５の一方の通風口から空気を流入させ、室内熱交換器２６を通流させた空気を他方の通風口から排出させる室内側送風機、２８は上記筐体２１内部におけるセパレート部材２１の室外側の空間に外気を通流するように設けられた室外熱交換器であり、この室外熱交換器２８は室内熱交換器２６に対し上記第１及び第２の２つの通風口２４、２５を結ぶ方向に互いに異なる位置にずらして配設されている。２９は室外熱交換器２８に対して外気を通風させる室外側送風機、３０は筐体１の他端部側に設けられた圧縮機、３１は室外熱交換器２８と室内熱交換器２６とを接続する配管中に設けられた減圧装置、３２は室内熱交換器２６の表面に結露した水滴を溜め、筐体２１の外部へ排出するドレンパンおよびドレンの排出口である。
上記圧縮機３０、室外熱交換器２８、減圧装置３１、室内熱交換器２６、及び圧縮機３０は第１図に示すように冷媒配管で順次接続されており、該冷媒配管内部には作動流体を密閉して蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成している。第１図の例では、室外熱交換器２８は凝縮器として、また室内熱交換器２６は蒸発器として機能させ、第１の通風口２４は室内空気の吸込口、第２の通風口２５は冷却風の吹出口として動作させている。また上記蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、塩素を含まない弗化炭素水素（ＨＦＣ）系冷媒である例えばＲ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２等、あるいはＣＯ２、炭化水素（ＨＣ）等オゾン破壊係数０の物質を作動流体としており、さらに、図示しない冷凍機油としてＨＦＣ系冷媒に相溶性のある例えばポリオールエステル油、あるいはポリビニルエーテル油や、ＨＦＣ系冷媒とは非相溶性の例えばハードアルキルベンゼン油などを使用している。
上記のように構成されたこの発明の実施例１による空気調和装置３３は各構成部材が筐体２１内に一体に収納されている。また、セパレート部材２２は、筐体２１の一端部側内部を室外熱交換器２３および室外側送風機２９が収容されている部分と、室内熱交換器２６および室内側送風機２７が収容されている部分とに分けており、室内空気と室外空気との混合を防いでいる。なお、第１図において、筐体２１を図の左側から見たときの前面上部には室外側送風機２９の吹出し口である第３の通風口が開口し、また同様に筐体２１の上面部及び／又は側面上部には、室外熱交換器２３に対する吸込み口である第４の通風口がそれぞれ開口しているが何れも図示を省略している。室外側送風機２９を運転すると、筐体の上面及び／又は側面に設けられた第４の通風口から取り込まれた外気は、筐体２１内部のセパレート部材２２の室外側に設けられた室外熱交換器２８で冷媒と熱交換して高温となり、室外側送風機２９を経由して筐体２１上部前面の第３の通風口から吹出される。
なお、圧縮機３０および減圧装置３１は、第１図に示すように室内熱交換器２６が収容されている筐体２１の他端部側に収容されていても良いし、室外熱交換器２８が収容されている筐体２１の一端部側の室内側に収容されていても良い。
一方、第２図において、１９は発熱機器２０を収納した空調対象室、１９ａは室１９内に緊急時外気を導入する換気扇、１９ｂは緊急時室１９内の空気を排出する換気扇、２０ａは機器２０に付属している強制排気用の機器送風機である。第１図に示すように構成された空気調和装置３３は縦長に形成されており、吸込口２４が室１９の内部上方を臨み、吹出口２５が室１９内部の下方を臨むように、室１９の側壁外部から取り付けられている。なお、冷却対象の発熱機器２０としては、例えば通信機、無線機、計算機等の発熱量の大きな機器が挙げられるが、特にこれらのみに限定されるものではなく、要するに冷却、加熱等、空気調和の必要な機器類であればよい。このような機器２０は、一般に発熱密度が極めて高く、機器内部に局部的な高温を生じやすいため、送風機２０ａは室１９内部下方に溜まりやすい比較的低温の空気を機器２０の内部に吸い込み、機器２０の上方へ吹き出すことによって、機器２０に室１９内部の空気を供給、排出して機器を強制的に冷却している。さらに、このような機器は空気中のちりやほこりを嫌うため、室１９は一般に密閉性を高めて作られている場合が多い。
以上のように構成された実施例１に係る空気調和装置について、次に、動作を説明する。
本発明では、室１９内部の機器２０は通信機、無線機、計算機等の発熱量が大きな機器を想定しているため、室１９内部の空気を冷却する冷房運転を例に説明する。
圧縮機３０で高温高圧に圧縮された冷媒は、室外熱交換器２８へ流入し、ここで、室外側送風機２９によって送り込まれる室外空気へ放熱して凝縮、液化する。この液冷媒は、減圧装置３１で低温、低圧の気液二相冷媒となって室内熱交換器２６へ流入し、ここで、室内側送風機２７によって送り込まれる室１９内部の空気から吸熱して蒸発、ガス化した後、圧縮機３０に戻る。
室内側送風機２７によって吸込口２４から室内熱交換器２６に送り込まれた室１９内上方の空気は、第２図の破線矢印で示す方向に進み、室内熱交換器２６内部の冷媒の蒸発潜熱によって冷却されて吹出口２５から室１９内の下方へ吹き出される。この冷却空気は、室１９内部に収納された機器２０に付属の機器送風機２０ａによって、下方から上方へ吹き出されるとともに機器２０を冷却する。このとき、冷却空気は機器２０の発生する熱によって加熱され、この加熱空気が機器送風機２０ａによって第２図中の実線矢印で示すように、室１９上方へ吹き出される。
本発明が主に冷却対象としている通信機、無線機、計算機等の電子機器は、空気中のちりやほこりを嫌うので、通常、第２図に示すような機器室１９は密閉性が高くなるように設計されており、室１９内には室外の空気が混入しないようにし、また、人間の出入りを制限したりして運用されている。ただし、万が一の空調機３３の故障により室１９内部の空気温度が異常に上昇してしまった場合に備え、室１９には排気用と吸気用の換気扇１９ａおよび１９ｂが設置されている。室１９内部の空気温度が設定値以上となった場合には、これら換気扇を同期して運転することにより外気を室１９内に導入して室温を下げ、異常高温による機器２０の不具合を防ぐ。
以上のように、この発明の実施例１によれば、吸込口２４と吹出口２５を縦長に形成した筐体２１の一端部側及び他端部側に互いに離間して設けるとともに、対象室内の上方の空気を吸込むように吸込口を上方に、対象室内の下方に冷気を吹出すように吹出口を下方にそれぞれ配設し、対象室１９の側壁に対象室１９内の対流の方向に順じて対流を助ける方向に取り付けたので、機器送風機２０ａによって上方に排出された排熱を室１９の側壁面上方に開口した吸込口２４から空気調和装置３３に吸い込み、冷却された空気を室１９の側壁面下方に開口した吹出口２５から吹き出すことによって、機器送風機２０ａが作り出す室１９内部の空気の流れを乱すことがなく、発熱密度の高い通信機等の機器２０を効率的に冷却することができる効果がある。
合わせて、室１９内部の空気によどみが発生しにくくなるので、室１９内部空気の局所的な温度上昇によって機器の動作に異常を来すことを未然に防ぐことができる。
さらに、室内天井面近傍に室内の温度異常を検出する温度センサが設置されている場合でも、天井面近傍に高温の空気が溜まり込みにくいので、異常高温を検出して室内に不必要に外気を導入することなく、ちり、ほこり等による機器の信頼性低下を未然に防ぐこともできる。
さらにまた、空気調和装置の吸い込み空気温度を高く維持できるので、空気調和装置を効率的に運転することができ、空気調和装置の消費電力を抑制することができる。
また、室外空気と室内空気とが筐体２１内部で混合しないように仕切るセパレート部材２２を用いて、筐体２１の一端部側を室内側と室外側に区分し、その室内側に室内側通風路２３を形成すると共に、該室内側通風路２３端部に第１の通風口２４を配設し、セパレート部材２２を介した室外側に室外熱交換器２８を配設するように構成したことにより、空気調和装置を薄型にし、安価にすることができる。
また、上記実施例の空気調和装置は、第２図に示すように、冷却対象の機器を収容した室１９の側壁面の室外側に一体型で設置される。したがって、現在の空気調和装置で主流となっているセパレート型空気調和装置を設置する場合に比較して、室１９内部に室内機の設置スペースを確保する必要がなくスペース効率が上がると共に、室１９を小型化することができる。また、室外機と室内機とを接続する冷媒配管の設置に伴う工事の手間および費用を削減することができる。さらに、配管工事の不良に伴う冷凍サイクルの真空引き不足、サイクル中への異物混入、冷媒充填量の過不足、冷媒漏れや接続バルブの開け忘れ等といった空調不良を招く原因を未然に排除することができ、冷却対象物の動作信頼性を向上させることができる。
さらにまた、本実施例１による空気調和装置は、第１図および第２図に示すように筐体２１の室内側の面を機器室１９の側壁面に密着させて設置することができるので、筐体２１およびその内部部品のメンテナンスは全て室外側から行うようにすることが可能となる。したがって、空気調和装置のメンテナンス時に室１９内部に人間が立ち入る必要がないので、室１９への出入に伴うちりやほこりの進入を抑制することができ、機器２０の信頼性を向上させることができる。
また上記本実施例による空気調和装置を構成する蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、塩素を含まない弗化炭素水素ＨＦＣ系冷媒であるＲ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２等、あるいはＣＯ２、ＨＣ等オゾン破壊係数０の物質を作動流体とし、冷凍機油としてＨＦＣ系冷媒に相溶のポリオールエステル油あるいはポリビニルエーテル油や、ＨＦＣ系冷媒とは非相溶のハードアルキルベンゼン油などを使用しているので、オゾン層を破壊することなく地球環境に配慮した空気調和装置を得ることができる。
また、本実施例による空気調和装置は、比較的密閉性の高い室１９に収納された機器の冷却を目的としているため、冷房運転時の潜熱負荷（除湿負荷）は通常の対人空調に比較して小さい。そのため、顕熱比（全空調負荷に占める顕熱負荷の割合）が、例えば０．９以上という高顕熱運転となるので、効率的に負荷を処理するために、同容量の通常の空気調和装置よりも室内熱交換器２６の容量、または／ならびに室内側送風機２７の容量が大きくなっている。このように構成することにより、機器発熱負荷を効率良く処理することができると共に、冷却空気の吹き出し温度が通常の空気調和装置よりも高くなるので、直接機器に冷気が当たっても機器が結露して不具合を生じることはない。
実施例２．
上記実施例１では、室外熱交換器２８を筐体２１の上方に配設し、室内熱交換器２６を筐体２１の下方に配設したが、これを逆にしても実施例１と同様に薄型の空気調和装置を得ることができる。以下、具体的に説明する。
第３図はこの発明の実施例２による空気調和装置を示す断面構成図である。図において、室外熱交換器２８および室外側送風機２９が筐体２１の他端部側の下方に配設され、室内熱交換器２６および室内側送風機２７が筐体２１の一端部側である上方に配設されていることが、上記実施例１と大きく異なっている。なお、室内空気の吸込口２４は実施例１と同様、室内上方の高温空気を吸い込むように空気調和装置３３の上方に配設され、吹出口２５はやはり実施例１と同様、室内の冷却対象機器送風機の吸い込み側に冷気を吹き出すよう空気調和装置３３の下方に配設されている。また、吸込口２４は、室内熱交換器２６の室内側（室１９側）に位置し、吹出口２５は、室外熱交換器２８の室内側（室１９側）に位置している。
一方、室外空気と室内空気とが空気調和装置内部で混合しないように筐体２１内部を仕切るセパレート部材２２は、筐体１の他端部側（図の下方）に設けられている。そして、セパレート部材２２の室内側には室内側通風路２３の他端部側が形成され、さらにこの室内側通風路２３に連通する吹出口２５が配設されており、またセパレート部材２２の室外側には室外熱交換器２８、室外送風機２９、圧縮機３０及び減圧装置３１が設置されている。
さらに、上方に設置されている室内熱交換器２６で室内空気を冷却した結果生じる結露水（ドレン）は、ドレンパンおよびドレン排出口３２を経て室外熱交換器２８に散布されるよう、ドレン排出口３２が室外熱交換器２８の上部に配置されている。
上記のように構成することにより、実施例１の場合と同様に図示を省略する対象室に取り付けられたときに、室内送風機２７によって筐体２１上部の吸込口２４から吸込まれた対象室内の高温の空気は室内側通風路２３内を破線矢印で示すように進み、蒸発器２６で冷却されて筐体２１下方の吹出口２５から対象室内に吹出され、対象室内の機器を効果的に冷却することができる。さらにこの発明の実施例２では、室内空気から凝縮したドレン水がドレン排出口３２から室外熱交換器２８に滴下、散布されるので、特に夏場で外気温度が高い場合にドレン水の蒸発潜熱を利用することができるので、凝縮温度の上昇を押さえることができ、冷凍サイクルの運転効率が向上するという効果もある。
実施例３．
実施例１では、冷却対象の機器が冷却風を上向きに排出する送風機を有している場合に空気調和装置３３を室１９の側壁面に設置することによって、機器送風機が作り出す室１９内部の空気の流れを乱すことなく、発熱密度の高い機器を効率的に冷却する例を示したが、本実施例３では、冷却対象の機器が横向きの送風機を有している場合の設置方法について説明する。
第４図はこの発明の実施例３による空気調和装置の設置方法を示す取付け時の側面構成図である。
図に示すように、通信機、無線機、計算機等の冷却対象機器２０は、前面部（第４図では左側の面）から実線矢印のように空気を吸込み、背面部（第４図では右側の面）へ吹き出す冷却用送風機２０ａを有している。また、空気調和装置３３は、室１９の天井部分に吸込口２４及び吹出口２５を下方向に向けて設置されている。この場合、吸込口２４は機器送風機２０ａによる実線矢印方向の空気の流れに見合って、室１９天井面の右方（機器背面側）に配設し、一方、吹出口２５は室１９天井面の左方（機器前面側）に開口するように配設して取り付けられている。
上記のように空気調和装置３３の吸込口２４及び吹出口２５の向きを室１９内の機器２０による対流の方向に合わせて設置する設置方法をとることにより、機器２０の内部で発生した熱を処理して高温になった室内空気は機器送風機２０ａによって図の右上に進み、空気調和装置３３の右端部に設けられた吸込口２４から破線矢印で示すように空気調和装置３３内部の室内側送風機２７によって吸込まれ、室内熱交換器２６によって冷却された後、吹出口２５から室内左側下方へ向けて吹き出される。この冷気は機器送風機２０ａによって機器前面（第４図では左側の面）から吸い込まれ、機器２０を冷却する。
以上のように、この発明の実施例３によれば、機器送風機２０ａが排熱を吹き出す側の天井面に空気調和装置３３の吸込口２４を向け、機器送風機２０ａが冷気を吸い込む側である図の左側の天井面に空気調和装置３３の吹出口２５を向けて配設するように設置したので、機器送風機２０ａが作り出す室１９内部の空気の流れを乱すことなく、発熱密度の高い機器を効率的に冷却することができるとともに、機器の信頼性を向上させることができる。さらには、空気調和装置３３の吸い込み空気温度を高く維持できるので、空気調和装置を効率的に運転することができ、空気調和装置の消費電力を抑制することができる効果がある。
実施例４．
実施例３では、横吹きの送風機２０ａを有する機器２０を冷却するために空気調和装置３３を室１９の屋根に横方向に設置する例を示したが、設置位置は屋根部や天井部に限定されるものではい。
第５図はこの発明の実施例４に係る空気調和装置の設置方法を示す取付け時の側面構成図である。
図に示す空気調和装置としては、実施例１の第１図に示すものと同様の構成例が用いられ、室１９の側壁面に、機器送風機２０の吸い込み側である室１９の下方に空気調和装置３３の吹出口２５が開口し、室１９の同じ面上方に空気調和装置３３の吸込口２４が開口するように設置されている。
この実施例４においては、空気調和装置３３の吹出口２５を機器送風機２０ａの吸い込み側に向けて配置すると共に、機器送風機２０ａにより機器２０の後方（図の右側）に排出され室１９の上方に移動した高温空気を吸い込む位置に吸込口２４を配設して取り付けたことにより、空気調和装置３３内部を破線矢印で示すように空気が通流し、機器送風機２０ａに空気調和装置３３から吹き出した冷気が吸い込まれて実線矢印で示す方向に空気が流れ、第４図に示す実施例３と同様に全体として機器２０による対流を助長する方向に空気を流すことになり、室１９内に空気の吹溜りが発生するのを防ぐことができる。従って、機器２０を効率的に冷却することができるので、機器の信頼性を向上させることができるとともに、空気調和装置の消費電力を抑制することもできる。
実施例５．
第６図はこの発明の実施例５に係る空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
図において、３４は圧縮機３０の吐出側と凝縮器２８とを接続する配管、３５は圧縮機３０吸入側と蒸発器２６とを接続する配管、３６は前記２つの配管３４、３５の間をバイパスするように設けられたバイパス配管、３７はこのバイパス配管３６内に設けられ、圧縮機３０の吐出側３４から吸入側３５への冷媒の流れを阻止する逆止弁である。
次に動作について説明する。圧縮機３０を動作させる通常の冷房運転では、圧縮機吐出側配管３４と吸入側配管３５とをつなぐバイパス配管３６は逆止弁３７によって閉止されるので、実施例１と同様の動作となるので説明は省略する。
つぎに、外気温度が室内吸い込み空気温度よりおおよそ５［℃］以上低い場合、圧縮機３３を停止した場合、凝縮器２８で低温の外気によって凝縮した冷媒液は、ほぼ開度が全開となっている減圧装置３１を経て、重力によって下方に設置されている蒸発器２６に流入し、室内空気と熱交換して蒸発ガス化する。このとき、蒸発器２６の圧力は凝縮器２８との高低差に基づく圧力差分だけ凝縮器２８の圧力よりも高くなっているため、バイパス配管３６および逆止弁３７を通過して凝縮器２８に流入する。ここで、再び低温の外気に放熱して凝縮液化して自然循環冷凍サイクルが動作する。
上記自然循環運転時は、室内側送風機２７および室外側送風機２９のみ運転していれば、冷媒は凝縮器２８と蒸発器２６の高低差、および自身の液とガスの密度差によって生じる圧力差で循環するため、圧縮機３０に電力を供給することなくわずかな消費電力で極めて効率的に室１９内を冷房することができるので、空気調和装置３３の消費電力を大幅に抑制することができる。なお、この場合、図示を省略しているが、対象室１９内から吸い込む空気の温度を検知する室内温度センサ、外気温度を検知する外気温センサ、これら２つのセンサの情報に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置など公知の制御技術が付加できることは言うまでもない。
さらに、圧縮機３０を回転数可変、高低圧バイパス等による容量制御型のものとすれば、負荷が小さいが外気温度は室内温度よりも高く自然循環運転が成立しない条件でも、圧縮機の容量を小さくすることにより消費電力をさらに抑制することが可能となる。
実施例６．
第７図及び第８図は本発明の実施例６に係る空気調和装置の要部を示すもので、第７図は空気調和装置の側面構成図、第８図はダンパ制御手段を示す構成図である。図において、３８は第１の通風口２４の下端部より図の下方向のセパレート部材２２に設けられ、室内側通風路２３と室外を連通し得る第１の連通部、３９はこの第１の連通部３８に設けられ、通常時である第１の状態では上記第１の連通部３８を遮蔽すると共に上記室内側通風路２３を開き、異常時など第２の状態では上記室内側通風路２３を遮蔽すると共に上記第１の連通部３８を開いて一方の通風口２４から吸い込まれた室内空気が第１の連通部３８を経て室外側送風機２９により室外に排気されるようにする第１のダンパ、４０は上記室内側通風路２３における上記第１の連通部３８及び室内側送風機２７の間に位置する筐体２１の外壁を開口するように設けられ、上記室内側通風路２３内と外気を連通し得る第２の連通部、４１は、この第２の連通部４０を開閉し得るように設けられ、第１の状態では上記第２の連通部４０を遮蔽し、第２の状態では上記第２の連通部４０を開いて上記室内側送風機２７により上記第２の連通部４０から吸い込まれた外気を他方の通風口２５から室内に吹き出されるようにする第２のダンパである。
４２は室温に応じた信号を出力する温度センサであり、例えば感熱抵抗体などが用いられ、室内側通風路２３内部の吸込口２４の近傍あるいは空気調和装置３３付属のリモートコントローラ（図示せず）の内部に設置される。４３はダンパ３９の開閉手段、４４はダンパ４１の開閉手段であり、これらダンパ開閉手段４３、４４は例えば電磁アクチュエータを有し、制御回路４５からの電気信号に応じてダンパ３９、４１を閉じた状態、または開いた状態にそれぞれ保持することができる。４６は制御回路４５に対し、第１の温度及び第２の温度を予め設定し得る温度設定手段であり、例えば第１の設定温度を空調対象機器の許容周囲温度の最高値に設定し、第２の設定温度をそれよりも低い温度に予め設定される。上記制御回路４５は、温度センサ４２によって検知された室温が温度設定手段４６により設定された第１の設定温度を超えたときにダンパ開閉手段４３、４４に信号を送りダンパ３９、４１を開き、第２の設定温度を下回ったときにダンパ開閉手段４３、４４に信号を送りダンパ３９、４１を閉じるように制御する。
次に動作について説明する。まず、空気調和装置３３内に設置された温度センサ４２によって室１９内部の空気温度を検出する。この検出値があらかじめ設定されている異常設定値である第１の設定温度を越えていない場合には、第１および第２のダンパ３９および４１は閉じられており、実施例１と全く同様に動作する。
つぎに、室１９内部の空気温度検出値があらかじめ設定されている異常設定値を越えた場合には、第１および第２のダンパ３９および４１を開け、室外側送風機２９によって異常高温となった室内空気を第１のダンパ３９を通じて矢印ｉに示すように室外に排出し、室内側送風機２７によって第２のダンパ４１を通して外気を室内に送り込み、室温を低下させる。その後，室内空気温度があらかじめ設定されている通常設定値である第２の設定値（第１の設定値＞第２の設定値）を下回った時点で第１および第２のダンパ３９および４１を閉じ、通常の冷房運転に復帰する。なお、空気調和装置３３が万一故障している場合には、ダンパ３９、４１を開けている間、アラーム信号を図示しない所定の管理サイトに発信するようにしても良い。
以上のように、本実施例６によれば、対象室１９内部の空気温度が異常になった場合には、第１および第２のダンパ３９、４１を開けて室内空気を室外に排出するとともに室外空気を室内に導入することができるので、万が一の空気調和装置の異常に対しても室１９内部の冷却対象を異常高温にさらすことなく動作の信頼性を確保することができる。また、室１９には空気調和装置３３とは別に、第２図に示すような排気用、吸気用の換気扇１９ａ、１９ｂを別途設置する必要がなく、その分、室１９の構造が簡単で換気扇も不要となるので安価なものとすることができる。
なお、連通部３８、４０と、開閉ダンパ３９、４１は室内空気の排出側と吸込み側の何れか１個所とすることもできるが、気密性の良い室に取り付ける場合には、この実施例のように排出側と吸込み側の双方に設けることが好ましい。
また、室外熱交換器２８が筐体２１の上方に配設され、室内熱交換器２６が筐体２１の下方に配設されたものに開閉ダンパを設けるようにしたが、逆の構成のもの、即ち第３図の例のように、室外熱交換器２８が筐体２１の下方に配設され、室内熱交換器２６が筐体２１の上方に配設されたものに開閉ダンパを設ける様にすることも差し支えない。
ところで、上記実施例では筐体２１の一端部側に設けたセパレート部材２２は、筐体２１の一端部側内部を、取り付ける外壁の面と平行な面に沿うように筐体２１の一端部の上下方向に形成したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、取り付ける室内側から見て、左右方向の一方が室外側熱交換器２８、他方が室内側通風路２３となるように、外壁面に直交する面の方向に筐体２１の一端部の上下方向に形成しても同様の効果が期待できる。さらに、室内側熱交換器２６と、送風機２７の位置関係も実施例のものに限定されるものではない。
また、本発明の各実施例１ないし実施例６では、冷却対象機器２０が何れも機器自体の冷却を行うための送風機２０ａを有する場合を例に説明したが、必ずしも送風機を持っていない機器であっても同様の効果が期待できる。特に、実施例１，２，５，及び６については、冷却対象機器が送風機を持っていなくても、発熱密度の高さに応じた上方への自然対流が発生し、第２図に示すような上吹き出しの送風機２０ａと同様な室内気流が形成される。したがって、機器内部の上昇自然対流の上流側（吸い込み側）に冷気を吹きつけ、下流側（噴出し側）の高温空気を吸い込むように、空気調和装置３３の吸込口２４が室１９側壁面上方に位置するように配置し、吹出口２５が室１９側壁面下方となるように、自然対流を助ける方向に配置すれば良い。
また、上記本発明の各実施例では、発熱機器を冷却することを前提に冷凍サイクルは冷房専用として説明したが、図示しない四方弁を用いて室外熱交換器と室内熱交換器との接続を切り替えることにより、所望により冷房及び暖房の何れかに切替えられるように構成したヒートポンプでも良いことは言うまでもない。このようにすれば、例えば厳冬期など外気温度が低い時期に機器のメンテナンス等で室１９内に作業者が入った場合などに室１９内部を暖房することができるので、作業者の作業性を向上できるという効果がある。また、夏季に機器のメンテナンス等で室１９内に作業者が入る場合の作業環境を考慮して、室内側送風機２７の送風方向を逆転させて、下部の第２の通風口２５から室内空気を吸込み、上部に設けられた第１の通風口２４から冷気を室１９内に吹出すように機能を付加して構成することもでき、その場合は作業性を向上させる上でさらに好ましい。
さらに、断熱性能があまり良くない室１９であれば、外気温度が低下する冬季等において機器運転時に温度が低下しすぎることも考えられ、このような場合に暖房して室温をある適当な範囲に一定に維持することができるので、機器の動作信頼性を向上させることができる。
以上のようにこの発明によれば、一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えるように構成したので、吹出口から吹出された冷気がそのまま吸込口に吸込まれたり、対象室内に低温空気の吹き溜まりや高温空気の吹き溜まりが生じるのを抑制し、対象室内に収容された発熱機器を効率的に冷却することができる空気調和装置を提供できる効果がある。
また、上記のように構成された空気調和装置を、発熱機器を収容した室内の対流による空気の流れを助ける方向に吸込口と吹出口の向きを合わせて取り付けることにより、対流を乱すことなく効率的に空気調和を行うことができる効果がある。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明にかかる空気調和装置及びその設置方法は、特に無人で運転される発熱機器を収容した室内の空気調和を行うのに好ましく用いられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例１による空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第２図は、本発明の実施例１による空気調和装置の設置形態を説明する側面構成図である。
第３図は、本発明の実施例２による空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第４図は、本発明の実施例３になる空気調和装置の設置方法を説明する側面構成図である。
第５図は、本発明の実施例４になる空気調和装置の他の設置方法を説明する側面構成図である。
第６図は、本発明の実施例５による空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第７図は、本発明の実施例６に係る空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第８図は、本発明の実施例６に係る空気調和装置に用いるダンパの制御手段を示す構成図である。
第９図は、従来の空気調和装置の冷房時の取付状態例を示す断面図である。
第１０図は、従来の空気調和装置の暖房時の取付状態例を示す断面図である。
第１１図は、従来の空気調和装置を用いて発熱機器収容室の空気調和を行う場合の空気の流れを示す説明図である。
本発明は、空気調和装置、特に発熱機器類を収容した無人の室内を空気調和するのに好適な空気調和装置及びその設置方法に関するものである。
背景技術
従来の技術として、例えば実開昭６２−１４２２７号公報に記載された冷・暖房装置を第９図及び第１０図に示す。なお、第９図は冷房時の取付け状態を示す断面図、第１０図は暖房時の取付け状態を示す断面図である。
図において、１は筐体、２は筐体１の上部に区画され、第９図の姿勢では室内Ａの側が開口している第１の部屋、３は筐体１の中央部に区画され、上記第１の部屋２とは反対方向の室外Ｂの側が開口している第２の部屋、４は筐体１の下部に区画された第３の部屋である。５は第３の部屋４に設けられた圧縮機、６は第２の部屋３に設けられた凝縮器、７は第１の部屋２に設けられた蒸発器、８は凝縮器用の送風機、９は蒸発器用の送風機である。１０は室内側ルーバー、１１は室外側ルーバーであり、これらのルーバー１０、１１は何れも着脱可能、上下方向に反転可能、かつ吹出し角度を調整可能になっている。なお、絞り装置、冷媒の配管等は図示を省略しているが、良く知られているように圧縮機５、凝縮器６、図示を省略した絞り装置、蒸発器７、及び圧縮機５の順に冷媒配管で接続され、冷凍サイクルが構成されている。
また、１２及び１３は筐体１の上端面及び下端面に垂直軸線上にそれぞれ同軸に設けられたシャフトであり、筐体１をこのシャフト１２、１３のまわりに回動できるようになっている。１４は室外Ｂに面した側壁、１５は側壁１４の開口部である。かくして筺体１は、シャフト１２、１３のまわりに回動することにより第９図の姿勢と第１０図の姿勢とを任意に選択することができるように側壁１４の開口部１５に組み込まれる。
なお、各図を通して同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
まず、室内Ａを冷房する場合には第９図の姿勢とすることで、蒸発器７を収容した第１の部屋２の開口部が室内側に向き、凝縮器６を収容した第２の部屋３の開口部が室外側に向く。圧縮機５によって圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮器６で送風機８により取り入れられた外気と熱交換して冷却され、室外Ｂへ放熱し凝縮される。そして凝縮された冷媒は膨張弁（図示せず）を通って蒸発器７に入り、室内Ａの空気から熱を奪う結果、室内Ａは冷房される。
この場合、室内空気は蒸発器７用の送風機９により、第９図中の矢印ａで示すように筐体１上部に位置する第１の部屋２において室内空気を吸い込み、第１の部屋２の下部から矢印ｂに示すように室内Ａの斜め下方へ向けて冷気が吹き出される。
一方、室内Ａを暖房する場合には筐体１をシャフト１２、１３を軸に半回転させることで第１０図の姿勢にする。なお、この例では室内ルーバー１０、及び室外ルーバー１１は何れも回転させる前に一旦取り外す。筐体１を半回転させた後、室内ルーバー１０は天地を変えて室内側に取付け、凝縮器６に対し、室内空気が第１０図の矢印ｃの方向に吸込まれ、凝縮器６により暖められた空気が第２の部屋３の下方から下に向けて矢印ｄの向きに吹出されるようにルーバーの角度を変える。また、室外ルーバー１１は室外側に取り付けて、第１の部屋２に対向する部分のルーバーを蒸発器７に対して室外Ｂの空気が流通するように角度を変える。
第１１図は上記のように構成された従来の空気調和装置を、発熱密度の大きい通信機等の機器を収容した室内の空気調和に用いる場合の空気の流れを示す図であり、第１１図（ａ）は空気調和装置を側壁上部に取り付けた場合、第１１図（ｂ）は側壁下部に取り付けた場合を示す。
図において、１６は上記第９図、第１０図に示すように構成された従来の空気調和装置、１７は空気調和装置１６の室内空気の吸込口、１８は空気調和装置１６の吹出口、１９は冷却対象機器２０を収容する空調対象室、２０ａは冷却対象機器２０の頂部に設けられ、機器２０の内部で発生する熱を該機器２０の外部に強制的に排出する機器送風機である。
第１１図（ａ）に示すように、空気調和装置１６が空調室側壁１４の上方に設置され、室１９内に設置された冷却対象機器２０を冷却する場合、吹出口１８から吹出された冷気の一部が矢印ｅに示すように冷却対象機器２０の発熱による上昇気流、もしくは冷却ファン２０ａによる気流による影響を受けて吹き上げられてしまうため、機器２０から排出された高温空気の一部が矢印ｆの方向にそのまま室１９内下方に流され、機器２０の下部から吸い込まれる空気温度が次第に上昇して機器の故障等、信頼性を低下させるという問題点があった。
また、吹出口１８から吹出された冷気の一部は矢印ｇに示すようにそのまま空気調和装置１６の吸込口１７に吸い込まれるので、吸込み空気は、機器２０から排出された高温空気と空気調和装置が吹き出した冷気との混合空気となり、温度が比較的低くなるため、冷凍サイクルの効率が低下して消費電力の増大を招くという問題点があった。また、冷気の一部は室１９内の空気調和装置１６を設置した側の底部Ｃ付近に留まり、低温空気の溜まり込みが生じるという問題もあった。
一方、第１１図（ｂ）に示すように、空気調和装置１６が空調室側壁１４の下方に設置された場合、吹出口１８と吸込口１７が近接していることから矢印ｈに示すように吹出口１８から吹出された冷気の一部がそのまま吸込口１７に吸い込まれてしまうので、空気調和装置１６の能力が低下して室内温度が上昇してしまい、同様に機器２０の信頼性を低下させるという問題点があった。
さらにまた、室内上方のＤ部付近に機器２０の排熱に伴う高温空気が溜まりこんでしまうため、室内天井面に温度異常を検出する温度センサが設置されている場合には、異常高温を検出して室１９内に、図示しない換気扇により不必要に外気を導入して、ちり、ほこり等によって機器２０の信頼性を低下させるという問題点があった。
また、従来の空気調和装置は対人空調を目的として、室内空気をある程度除湿して吹き出すため、吹き出し空気温度が低く、機器２０を効率的に冷却しようとして機器に直接冷気を吹きつけるように空気調和装置１６を設置すると、機器の冷気が当たる部分に結露が発生し、機器２０の動作に不具合が生じる恐れがあるという問題点もあった。
発明の開示
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、吹出口から吹出された冷気がそのまま吸込口に吸込まれたり、対象室内に低温空気の吹き溜まりや高温空気の吹き溜まりが生じるのを抑制し、対象室内に収容された発熱機器を効率的に冷却することができる空気調和装置、及びその設置方法を提供することを目的とするものである。
この発明に係る空気調和装置は、冷凍サイクルを用いる空気調和装置において、一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えたものである。
また、筐体と室内側通風路を縦長に形成し、冷房時に上部の通風口から空気を吸込み、下部の通風口から冷却風を排出するようにしたものである。
また、筐体の一端部側内部を室内側と室外側に仕切るセパレート部材を備え、このセパレート部材の室内側に室内側通風路とこの室内側通風路に連通する一方の通風口が配設され、上記セパレート部材の室外側に室外熱交換器が配設されてなるものである。
さらに、セパレート部材に設けられ、室内側通風路と室外を連通し得る第１の連通部、この第１の連通部に設けられ、第１の状態では上記第１の連通部を遮蔽すると共に上記室内側通風路を開き、第２の状態では上記室内側通風路を遮蔽すると共に上記第１の連通部を開いて一方の通風口から吸い込まれた室内空気が第１の連通部を経て室外側送風機により室外に排気されるようにする第１のダンパ、上記室内側通風路における上記第１の連通部及び室内側送風機の間に設けられ、上記室内側通風路内と外気を連通し得る第２の連通部、この第２の連通部を開閉し得るように設けられ、第１の状態では上記第２の連通部を遮蔽し、第２の状態では上記第２の連通部を開いて上記室内側送風機により上記第２の連通部から吸い込まれた外気を他方の通風口から室内に吹き出されるようにする第２のダンパを備えたものである。
また、室温に応じた信号を出力する温度センサと、第１の温度レベル及びこの第１の温度レベルよりも低い第２の温度レベルをそれぞれ設定し得る温度設定手段と、上記温度センサによる出力信号が上記温度設定手段により設定された第１の温度レベルを超えたときには第１のダンパ及び第２のダンパを開け、第２の温度レベルを下回ったときに第１のダンパ及び第２のダンパを閉じるように制御する制御回路とを備えたものである。
また、取り付け時に筐体が室内面よりも室外側に位置するようにしてなるものである。
また、室内熱交換器を上方に、室外熱交換器を下方にそれぞれ配設すると共に、上記室内熱交換器を蒸発器として用いたときに生じるドレン水が上記室外熱交換器に滴下されるように構成してなるものである。
また、圧縮機の吐出側の冷媒配管と該圧縮機の吸入側の冷媒配管とを接続するバイパス路と、このバイパス路内に設けられ上記圧縮機の吐出側から上記圧縮機の吸入側への冷媒の通流を阻止する逆止弁とを備えたものである。
またこの発明のよる空気調和装置の設置方法は、一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えた冷凍サイクルを利用した空気調和装置を用いて、発熱機器により対流を生じる室内に対し、上記対流が助長される方向に該空気調和装置の室内空気の吸込口及び冷却風の吹出口を配向して取り付けるものである。
また、室内空気の吸込口を室内の上方に配設し、冷却風の吹出口を室内の下方に配向するようにした設置方法である。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の実施例について、以下図を用いて説明する。
実施例１．
第１図は、本発明の実施例１による空気調和装置の要部を示す断面構成図、第２図は、第１図に示す空気調和装置の設置例を説明する図である。
図において、２１は縦長に形成され、図の右方の面を空調対象室の側壁に密着して取り付けられるように構成された筐体、２２は筐体２１内の一端部側空間を室内側と室外側に仕切るように設けられたセパレート部材、２３は筐体２１内の一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路であり、この室内側通風路２３の一端部側は上記セパレート部材２２によって仕切られた筐体２１の室内側の空間によって形成されている。２４は筐体２１の一端部に室内側に開口するように設けられ上記室内側通風路２３に連通する第１の通風口、２５は上記筐体２１の他端部に室内側に開口するように設けられ上記室内側通風路２３に連通する第２の通風口、２６は筐体２１の他端部側における室内側通風路２３内に設けられた室内熱交換器、２７は室内側通風路２３内に設けられ、上記第１及び第２の通風口２４、２５の一方の通風口から空気を流入させ、室内熱交換器２６を通流させた空気を他方の通風口から排出させる室内側送風機、２８は上記筐体２１内部におけるセパレート部材２１の室外側の空間に外気を通流するように設けられた室外熱交換器であり、この室外熱交換器２８は室内熱交換器２６に対し上記第１及び第２の２つの通風口２４、２５を結ぶ方向に互いに異なる位置にずらして配設されている。２９は室外熱交換器２８に対して外気を通風させる室外側送風機、３０は筐体１の他端部側に設けられた圧縮機、３１は室外熱交換器２８と室内熱交換器２６とを接続する配管中に設けられた減圧装置、３２は室内熱交換器２６の表面に結露した水滴を溜め、筐体２１の外部へ排出するドレンパンおよびドレンの排出口である。
上記圧縮機３０、室外熱交換器２８、減圧装置３１、室内熱交換器２６、及び圧縮機３０は第１図に示すように冷媒配管で順次接続されており、該冷媒配管内部には作動流体を密閉して蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成している。第１図の例では、室外熱交換器２８は凝縮器として、また室内熱交換器２６は蒸発器として機能させ、第１の通風口２４は室内空気の吸込口、第２の通風口２５は冷却風の吹出口として動作させている。また上記蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、塩素を含まない弗化炭素水素（ＨＦＣ）系冷媒である例えばＲ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２等、あるいはＣＯ２、炭化水素（ＨＣ）等オゾン破壊係数０の物質を作動流体としており、さらに、図示しない冷凍機油としてＨＦＣ系冷媒に相溶性のある例えばポリオールエステル油、あるいはポリビニルエーテル油や、ＨＦＣ系冷媒とは非相溶性の例えばハードアルキルベンゼン油などを使用している。
上記のように構成されたこの発明の実施例１による空気調和装置３３は各構成部材が筐体２１内に一体に収納されている。また、セパレート部材２２は、筐体２１の一端部側内部を室外熱交換器２３および室外側送風機２９が収容されている部分と、室内熱交換器２６および室内側送風機２７が収容されている部分とに分けており、室内空気と室外空気との混合を防いでいる。なお、第１図において、筐体２１を図の左側から見たときの前面上部には室外側送風機２９の吹出し口である第３の通風口が開口し、また同様に筐体２１の上面部及び／又は側面上部には、室外熱交換器２３に対する吸込み口である第４の通風口がそれぞれ開口しているが何れも図示を省略している。室外側送風機２９を運転すると、筐体の上面及び／又は側面に設けられた第４の通風口から取り込まれた外気は、筐体２１内部のセパレート部材２２の室外側に設けられた室外熱交換器２８で冷媒と熱交換して高温となり、室外側送風機２９を経由して筐体２１上部前面の第３の通風口から吹出される。
なお、圧縮機３０および減圧装置３１は、第１図に示すように室内熱交換器２６が収容されている筐体２１の他端部側に収容されていても良いし、室外熱交換器２８が収容されている筐体２１の一端部側の室内側に収容されていても良い。
一方、第２図において、１９は発熱機器２０を収納した空調対象室、１９ａは室１９内に緊急時外気を導入する換気扇、１９ｂは緊急時室１９内の空気を排出する換気扇、２０ａは機器２０に付属している強制排気用の機器送風機である。第１図に示すように構成された空気調和装置３３は縦長に形成されており、吸込口２４が室１９の内部上方を臨み、吹出口２５が室１９内部の下方を臨むように、室１９の側壁外部から取り付けられている。なお、冷却対象の発熱機器２０としては、例えば通信機、無線機、計算機等の発熱量の大きな機器が挙げられるが、特にこれらのみに限定されるものではなく、要するに冷却、加熱等、空気調和の必要な機器類であればよい。このような機器２０は、一般に発熱密度が極めて高く、機器内部に局部的な高温を生じやすいため、送風機２０ａは室１９内部下方に溜まりやすい比較的低温の空気を機器２０の内部に吸い込み、機器２０の上方へ吹き出すことによって、機器２０に室１９内部の空気を供給、排出して機器を強制的に冷却している。さらに、このような機器は空気中のちりやほこりを嫌うため、室１９は一般に密閉性を高めて作られている場合が多い。
以上のように構成された実施例１に係る空気調和装置について、次に、動作を説明する。
本発明では、室１９内部の機器２０は通信機、無線機、計算機等の発熱量が大きな機器を想定しているため、室１９内部の空気を冷却する冷房運転を例に説明する。
圧縮機３０で高温高圧に圧縮された冷媒は、室外熱交換器２８へ流入し、ここで、室外側送風機２９によって送り込まれる室外空気へ放熱して凝縮、液化する。この液冷媒は、減圧装置３１で低温、低圧の気液二相冷媒となって室内熱交換器２６へ流入し、ここで、室内側送風機２７によって送り込まれる室１９内部の空気から吸熱して蒸発、ガス化した後、圧縮機３０に戻る。
室内側送風機２７によって吸込口２４から室内熱交換器２６に送り込まれた室１９内上方の空気は、第２図の破線矢印で示す方向に進み、室内熱交換器２６内部の冷媒の蒸発潜熱によって冷却されて吹出口２５から室１９内の下方へ吹き出される。この冷却空気は、室１９内部に収納された機器２０に付属の機器送風機２０ａによって、下方から上方へ吹き出されるとともに機器２０を冷却する。このとき、冷却空気は機器２０の発生する熱によって加熱され、この加熱空気が機器送風機２０ａによって第２図中の実線矢印で示すように、室１９上方へ吹き出される。
本発明が主に冷却対象としている通信機、無線機、計算機等の電子機器は、空気中のちりやほこりを嫌うので、通常、第２図に示すような機器室１９は密閉性が高くなるように設計されており、室１９内には室外の空気が混入しないようにし、また、人間の出入りを制限したりして運用されている。ただし、万が一の空調機３３の故障により室１９内部の空気温度が異常に上昇してしまった場合に備え、室１９には排気用と吸気用の換気扇１９ａおよび１９ｂが設置されている。室１９内部の空気温度が設定値以上となった場合には、これら換気扇を同期して運転することにより外気を室１９内に導入して室温を下げ、異常高温による機器２０の不具合を防ぐ。
以上のように、この発明の実施例１によれば、吸込口２４と吹出口２５を縦長に形成した筐体２１の一端部側及び他端部側に互いに離間して設けるとともに、対象室内の上方の空気を吸込むように吸込口を上方に、対象室内の下方に冷気を吹出すように吹出口を下方にそれぞれ配設し、対象室１９の側壁に対象室１９内の対流の方向に順じて対流を助ける方向に取り付けたので、機器送風機２０ａによって上方に排出された排熱を室１９の側壁面上方に開口した吸込口２４から空気調和装置３３に吸い込み、冷却された空気を室１９の側壁面下方に開口した吹出口２５から吹き出すことによって、機器送風機２０ａが作り出す室１９内部の空気の流れを乱すことがなく、発熱密度の高い通信機等の機器２０を効率的に冷却することができる効果がある。
合わせて、室１９内部の空気によどみが発生しにくくなるので、室１９内部空気の局所的な温度上昇によって機器の動作に異常を来すことを未然に防ぐことができる。
さらに、室内天井面近傍に室内の温度異常を検出する温度センサが設置されている場合でも、天井面近傍に高温の空気が溜まり込みにくいので、異常高温を検出して室内に不必要に外気を導入することなく、ちり、ほこり等による機器の信頼性低下を未然に防ぐこともできる。
さらにまた、空気調和装置の吸い込み空気温度を高く維持できるので、空気調和装置を効率的に運転することができ、空気調和装置の消費電力を抑制することができる。
また、室外空気と室内空気とが筐体２１内部で混合しないように仕切るセパレート部材２２を用いて、筐体２１の一端部側を室内側と室外側に区分し、その室内側に室内側通風路２３を形成すると共に、該室内側通風路２３端部に第１の通風口２４を配設し、セパレート部材２２を介した室外側に室外熱交換器２８を配設するように構成したことにより、空気調和装置を薄型にし、安価にすることができる。
また、上記実施例の空気調和装置は、第２図に示すように、冷却対象の機器を収容した室１９の側壁面の室外側に一体型で設置される。したがって、現在の空気調和装置で主流となっているセパレート型空気調和装置を設置する場合に比較して、室１９内部に室内機の設置スペースを確保する必要がなくスペース効率が上がると共に、室１９を小型化することができる。また、室外機と室内機とを接続する冷媒配管の設置に伴う工事の手間および費用を削減することができる。さらに、配管工事の不良に伴う冷凍サイクルの真空引き不足、サイクル中への異物混入、冷媒充填量の過不足、冷媒漏れや接続バルブの開け忘れ等といった空調不良を招く原因を未然に排除することができ、冷却対象物の動作信頼性を向上させることができる。
さらにまた、本実施例１による空気調和装置は、第１図および第２図に示すように筐体２１の室内側の面を機器室１９の側壁面に密着させて設置することができるので、筐体２１およびその内部部品のメンテナンスは全て室外側から行うようにすることが可能となる。したがって、空気調和装置のメンテナンス時に室１９内部に人間が立ち入る必要がないので、室１９への出入に伴うちりやほこりの進入を抑制することができ、機器２０の信頼性を向上させることができる。
また上記本実施例による空気調和装置を構成する蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいては、塩素を含まない弗化炭素水素ＨＦＣ系冷媒であるＲ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２等、あるいはＣＯ２、ＨＣ等オゾン破壊係数０の物質を作動流体とし、冷凍機油としてＨＦＣ系冷媒に相溶のポリオールエステル油あるいはポリビニルエーテル油や、ＨＦＣ系冷媒とは非相溶のハードアルキルベンゼン油などを使用しているので、オゾン層を破壊することなく地球環境に配慮した空気調和装置を得ることができる。
また、本実施例による空気調和装置は、比較的密閉性の高い室１９に収納された機器の冷却を目的としているため、冷房運転時の潜熱負荷（除湿負荷）は通常の対人空調に比較して小さい。そのため、顕熱比（全空調負荷に占める顕熱負荷の割合）が、例えば０．９以上という高顕熱運転となるので、効率的に負荷を処理するために、同容量の通常の空気調和装置よりも室内熱交換器２６の容量、または／ならびに室内側送風機２７の容量が大きくなっている。このように構成することにより、機器発熱負荷を効率良く処理することができると共に、冷却空気の吹き出し温度が通常の空気調和装置よりも高くなるので、直接機器に冷気が当たっても機器が結露して不具合を生じることはない。
実施例２．
上記実施例１では、室外熱交換器２８を筐体２１の上方に配設し、室内熱交換器２６を筐体２１の下方に配設したが、これを逆にしても実施例１と同様に薄型の空気調和装置を得ることができる。以下、具体的に説明する。
第３図はこの発明の実施例２による空気調和装置を示す断面構成図である。図において、室外熱交換器２８および室外側送風機２９が筐体２１の他端部側の下方に配設され、室内熱交換器２６および室内側送風機２７が筐体２１の一端部側である上方に配設されていることが、上記実施例１と大きく異なっている。なお、室内空気の吸込口２４は実施例１と同様、室内上方の高温空気を吸い込むように空気調和装置３３の上方に配設され、吹出口２５はやはり実施例１と同様、室内の冷却対象機器送風機の吸い込み側に冷気を吹き出すよう空気調和装置３３の下方に配設されている。また、吸込口２４は、室内熱交換器２６の室内側（室１９側）に位置し、吹出口２５は、室外熱交換器２８の室内側（室１９側）に位置している。
一方、室外空気と室内空気とが空気調和装置内部で混合しないように筐体２１内部を仕切るセパレート部材２２は、筐体１の他端部側（図の下方）に設けられている。そして、セパレート部材２２の室内側には室内側通風路２３の他端部側が形成され、さらにこの室内側通風路２３に連通する吹出口２５が配設されており、またセパレート部材２２の室外側には室外熱交換器２８、室外送風機２９、圧縮機３０及び減圧装置３１が設置されている。
さらに、上方に設置されている室内熱交換器２６で室内空気を冷却した結果生じる結露水（ドレン）は、ドレンパンおよびドレン排出口３２を経て室外熱交換器２８に散布されるよう、ドレン排出口３２が室外熱交換器２８の上部に配置されている。
上記のように構成することにより、実施例１の場合と同様に図示を省略する対象室に取り付けられたときに、室内送風機２７によって筐体２１上部の吸込口２４から吸込まれた対象室内の高温の空気は室内側通風路２３内を破線矢印で示すように進み、蒸発器２６で冷却されて筐体２１下方の吹出口２５から対象室内に吹出され、対象室内の機器を効果的に冷却することができる。さらにこの発明の実施例２では、室内空気から凝縮したドレン水がドレン排出口３２から室外熱交換器２８に滴下、散布されるので、特に夏場で外気温度が高い場合にドレン水の蒸発潜熱を利用することができるので、凝縮温度の上昇を押さえることができ、冷凍サイクルの運転効率が向上するという効果もある。
実施例３．
実施例１では、冷却対象の機器が冷却風を上向きに排出する送風機を有している場合に空気調和装置３３を室１９の側壁面に設置することによって、機器送風機が作り出す室１９内部の空気の流れを乱すことなく、発熱密度の高い機器を効率的に冷却する例を示したが、本実施例３では、冷却対象の機器が横向きの送風機を有している場合の設置方法について説明する。
第４図はこの発明の実施例３による空気調和装置の設置方法を示す取付け時の側面構成図である。
図に示すように、通信機、無線機、計算機等の冷却対象機器２０は、前面部（第４図では左側の面）から実線矢印のように空気を吸込み、背面部（第４図では右側の面）へ吹き出す冷却用送風機２０ａを有している。また、空気調和装置３３は、室１９の天井部分に吸込口２４及び吹出口２５を下方向に向けて設置されている。この場合、吸込口２４は機器送風機２０ａによる実線矢印方向の空気の流れに見合って、室１９天井面の右方（機器背面側）に配設し、一方、吹出口２５は室１９天井面の左方（機器前面側）に開口するように配設して取り付けられている。
上記のように空気調和装置３３の吸込口２４及び吹出口２５の向きを室１９内の機器２０による対流の方向に合わせて設置する設置方法をとることにより、機器２０の内部で発生した熱を処理して高温になった室内空気は機器送風機２０ａによって図の右上に進み、空気調和装置３３の右端部に設けられた吸込口２４から破線矢印で示すように空気調和装置３３内部の室内側送風機２７によって吸込まれ、室内熱交換器２６によって冷却された後、吹出口２５から室内左側下方へ向けて吹き出される。この冷気は機器送風機２０ａによって機器前面（第４図では左側の面）から吸い込まれ、機器２０を冷却する。
以上のように、この発明の実施例３によれば、機器送風機２０ａが排熱を吹き出す側の天井面に空気調和装置３３の吸込口２４を向け、機器送風機２０ａが冷気を吸い込む側である図の左側の天井面に空気調和装置３３の吹出口２５を向けて配設するように設置したので、機器送風機２０ａが作り出す室１９内部の空気の流れを乱すことなく、発熱密度の高い機器を効率的に冷却することができるとともに、機器の信頼性を向上させることができる。さらには、空気調和装置３３の吸い込み空気温度を高く維持できるので、空気調和装置を効率的に運転することができ、空気調和装置の消費電力を抑制することができる効果がある。
実施例４．
実施例３では、横吹きの送風機２０ａを有する機器２０を冷却するために空気調和装置３３を室１９の屋根に横方向に設置する例を示したが、設置位置は屋根部や天井部に限定されるものではい。
第５図はこの発明の実施例４に係る空気調和装置の設置方法を示す取付け時の側面構成図である。
図に示す空気調和装置としては、実施例１の第１図に示すものと同様の構成例が用いられ、室１９の側壁面に、機器送風機２０の吸い込み側である室１９の下方に空気調和装置３３の吹出口２５が開口し、室１９の同じ面上方に空気調和装置３３の吸込口２４が開口するように設置されている。
この実施例４においては、空気調和装置３３の吹出口２５を機器送風機２０ａの吸い込み側に向けて配置すると共に、機器送風機２０ａにより機器２０の後方（図の右側）に排出され室１９の上方に移動した高温空気を吸い込む位置に吸込口２４を配設して取り付けたことにより、空気調和装置３３内部を破線矢印で示すように空気が通流し、機器送風機２０ａに空気調和装置３３から吹き出した冷気が吸い込まれて実線矢印で示す方向に空気が流れ、第４図に示す実施例３と同様に全体として機器２０による対流を助長する方向に空気を流すことになり、室１９内に空気の吹溜りが発生するのを防ぐことができる。従って、機器２０を効率的に冷却することができるので、機器の信頼性を向上させることができるとともに、空気調和装置の消費電力を抑制することもできる。
実施例５．
第６図はこの発明の実施例５に係る空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
図において、３４は圧縮機３０の吐出側と凝縮器２８とを接続する配管、３５は圧縮機３０吸入側と蒸発器２６とを接続する配管、３６は前記２つの配管３４、３５の間をバイパスするように設けられたバイパス配管、３７はこのバイパス配管３６内に設けられ、圧縮機３０の吐出側３４から吸入側３５への冷媒の流れを阻止する逆止弁である。
次に動作について説明する。圧縮機３０を動作させる通常の冷房運転では、圧縮機吐出側配管３４と吸入側配管３５とをつなぐバイパス配管３６は逆止弁３７によって閉止されるので、実施例１と同様の動作となるので説明は省略する。
つぎに、外気温度が室内吸い込み空気温度よりおおよそ５［℃］以上低い場合、圧縮機３３を停止した場合、凝縮器２８で低温の外気によって凝縮した冷媒液は、ほぼ開度が全開となっている減圧装置３１を経て、重力によって下方に設置されている蒸発器２６に流入し、室内空気と熱交換して蒸発ガス化する。このとき、蒸発器２６の圧力は凝縮器２８との高低差に基づく圧力差分だけ凝縮器２８の圧力よりも高くなっているため、バイパス配管３６および逆止弁３７を通過して凝縮器２８に流入する。ここで、再び低温の外気に放熱して凝縮液化して自然循環冷凍サイクルが動作する。
上記自然循環運転時は、室内側送風機２７および室外側送風機２９のみ運転していれば、冷媒は凝縮器２８と蒸発器２６の高低差、および自身の液とガスの密度差によって生じる圧力差で循環するため、圧縮機３０に電力を供給することなくわずかな消費電力で極めて効率的に室１９内を冷房することができるので、空気調和装置３３の消費電力を大幅に抑制することができる。なお、この場合、図示を省略しているが、対象室１９内から吸い込む空気の温度を検知する室内温度センサ、外気温度を検知する外気温センサ、これら２つのセンサの情報に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置など公知の制御技術が付加できることは言うまでもない。
さらに、圧縮機３０を回転数可変、高低圧バイパス等による容量制御型のものとすれば、負荷が小さいが外気温度は室内温度よりも高く自然循環運転が成立しない条件でも、圧縮機の容量を小さくすることにより消費電力をさらに抑制することが可能となる。
実施例６．
第７図及び第８図は本発明の実施例６に係る空気調和装置の要部を示すもので、第７図は空気調和装置の側面構成図、第８図はダンパ制御手段を示す構成図である。図において、３８は第１の通風口２４の下端部より図の下方向のセパレート部材２２に設けられ、室内側通風路２３と室外を連通し得る第１の連通部、３９はこの第１の連通部３８に設けられ、通常時である第１の状態では上記第１の連通部３８を遮蔽すると共に上記室内側通風路２３を開き、異常時など第２の状態では上記室内側通風路２３を遮蔽すると共に上記第１の連通部３８を開いて一方の通風口２４から吸い込まれた室内空気が第１の連通部３８を経て室外側送風機２９により室外に排気されるようにする第１のダンパ、４０は上記室内側通風路２３における上記第１の連通部３８及び室内側送風機２７の間に位置する筐体２１の外壁を開口するように設けられ、上記室内側通風路２３内と外気を連通し得る第２の連通部、４１は、この第２の連通部４０を開閉し得るように設けられ、第１の状態では上記第２の連通部４０を遮蔽し、第２の状態では上記第２の連通部４０を開いて上記室内側送風機２７により上記第２の連通部４０から吸い込まれた外気を他方の通風口２５から室内に吹き出されるようにする第２のダンパである。
４２は室温に応じた信号を出力する温度センサであり、例えば感熱抵抗体などが用いられ、室内側通風路２３内部の吸込口２４の近傍あるいは空気調和装置３３付属のリモートコントローラ（図示せず）の内部に設置される。４３はダンパ３９の開閉手段、４４はダンパ４１の開閉手段であり、これらダンパ開閉手段４３、４４は例えば電磁アクチュエータを有し、制御回路４５からの電気信号に応じてダンパ３９、４１を閉じた状態、または開いた状態にそれぞれ保持することができる。４６は制御回路４５に対し、第１の温度及び第２の温度を予め設定し得る温度設定手段であり、例えば第１の設定温度を空調対象機器の許容周囲温度の最高値に設定し、第２の設定温度をそれよりも低い温度に予め設定される。上記制御回路４５は、温度センサ４２によって検知された室温が温度設定手段４６により設定された第１の設定温度を超えたときにダンパ開閉手段４３、４４に信号を送りダンパ３９、４１を開き、第２の設定温度を下回ったときにダンパ開閉手段４３、４４に信号を送りダンパ３９、４１を閉じるように制御する。
次に動作について説明する。まず、空気調和装置３３内に設置された温度センサ４２によって室１９内部の空気温度を検出する。この検出値があらかじめ設定されている異常設定値である第１の設定温度を越えていない場合には、第１および第２のダンパ３９および４１は閉じられており、実施例１と全く同様に動作する。
つぎに、室１９内部の空気温度検出値があらかじめ設定されている異常設定値を越えた場合には、第１および第２のダンパ３９および４１を開け、室外側送風機２９によって異常高温となった室内空気を第１のダンパ３９を通じて矢印ｉに示すように室外に排出し、室内側送風機２７によって第２のダンパ４１を通して外気を室内に送り込み、室温を低下させる。その後，室内空気温度があらかじめ設定されている通常設定値である第２の設定値（第１の設定値＞第２の設定値）を下回った時点で第１および第２のダンパ３９および４１を閉じ、通常の冷房運転に復帰する。なお、空気調和装置３３が万一故障している場合には、ダンパ３９、４１を開けている間、アラーム信号を図示しない所定の管理サイトに発信するようにしても良い。
以上のように、本実施例６によれば、対象室１９内部の空気温度が異常になった場合には、第１および第２のダンパ３９、４１を開けて室内空気を室外に排出するとともに室外空気を室内に導入することができるので、万が一の空気調和装置の異常に対しても室１９内部の冷却対象を異常高温にさらすことなく動作の信頼性を確保することができる。また、室１９には空気調和装置３３とは別に、第２図に示すような排気用、吸気用の換気扇１９ａ、１９ｂを別途設置する必要がなく、その分、室１９の構造が簡単で換気扇も不要となるので安価なものとすることができる。
なお、連通部３８、４０と、開閉ダンパ３９、４１は室内空気の排出側と吸込み側の何れか１個所とすることもできるが、気密性の良い室に取り付ける場合には、この実施例のように排出側と吸込み側の双方に設けることが好ましい。
また、室外熱交換器２８が筐体２１の上方に配設され、室内熱交換器２６が筐体２１の下方に配設されたものに開閉ダンパを設けるようにしたが、逆の構成のもの、即ち第３図の例のように、室外熱交換器２８が筐体２１の下方に配設され、室内熱交換器２６が筐体２１の上方に配設されたものに開閉ダンパを設ける様にすることも差し支えない。
ところで、上記実施例では筐体２１の一端部側に設けたセパレート部材２２は、筐体２１の一端部側内部を、取り付ける外壁の面と平行な面に沿うように筐体２１の一端部の上下方向に形成したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、取り付ける室内側から見て、左右方向の一方が室外側熱交換器２８、他方が室内側通風路２３となるように、外壁面に直交する面の方向に筐体２１の一端部の上下方向に形成しても同様の効果が期待できる。さらに、室内側熱交換器２６と、送風機２７の位置関係も実施例のものに限定されるものではない。
また、本発明の各実施例１ないし実施例６では、冷却対象機器２０が何れも機器自体の冷却を行うための送風機２０ａを有する場合を例に説明したが、必ずしも送風機を持っていない機器であっても同様の効果が期待できる。特に、実施例１，２，５，及び６については、冷却対象機器が送風機を持っていなくても、発熱密度の高さに応じた上方への自然対流が発生し、第２図に示すような上吹き出しの送風機２０ａと同様な室内気流が形成される。したがって、機器内部の上昇自然対流の上流側（吸い込み側）に冷気を吹きつけ、下流側（噴出し側）の高温空気を吸い込むように、空気調和装置３３の吸込口２４が室１９側壁面上方に位置するように配置し、吹出口２５が室１９側壁面下方となるように、自然対流を助ける方向に配置すれば良い。
また、上記本発明の各実施例では、発熱機器を冷却することを前提に冷凍サイクルは冷房専用として説明したが、図示しない四方弁を用いて室外熱交換器と室内熱交換器との接続を切り替えることにより、所望により冷房及び暖房の何れかに切替えられるように構成したヒートポンプでも良いことは言うまでもない。このようにすれば、例えば厳冬期など外気温度が低い時期に機器のメンテナンス等で室１９内に作業者が入った場合などに室１９内部を暖房することができるので、作業者の作業性を向上できるという効果がある。また、夏季に機器のメンテナンス等で室１９内に作業者が入る場合の作業環境を考慮して、室内側送風機２７の送風方向を逆転させて、下部の第２の通風口２５から室内空気を吸込み、上部に設けられた第１の通風口２４から冷気を室１９内に吹出すように機能を付加して構成することもでき、その場合は作業性を向上させる上でさらに好ましい。
さらに、断熱性能があまり良くない室１９であれば、外気温度が低下する冬季等において機器運転時に温度が低下しすぎることも考えられ、このような場合に暖房して室温をある適当な範囲に一定に維持することができるので、機器の動作信頼性を向上させることができる。
以上のようにこの発明によれば、一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えるように構成したので、吹出口から吹出された冷気がそのまま吸込口に吸込まれたり、対象室内に低温空気の吹き溜まりや高温空気の吹き溜まりが生じるのを抑制し、対象室内に収容された発熱機器を効率的に冷却することができる空気調和装置を提供できる効果がある。
また、上記のように構成された空気調和装置を、発熱機器を収容した室内の対流による空気の流れを助ける方向に吸込口と吹出口の向きを合わせて取り付けることにより、対流を乱すことなく効率的に空気調和を行うことができる効果がある。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明にかかる空気調和装置及びその設置方法は、特に無人で運転される発熱機器を収容した室内の空気調和を行うのに好ましく用いられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例１による空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第２図は、本発明の実施例１による空気調和装置の設置形態を説明する側面構成図である。
第３図は、本発明の実施例２による空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第４図は、本発明の実施例３になる空気調和装置の設置方法を説明する側面構成図である。
第５図は、本発明の実施例４になる空気調和装置の他の設置方法を説明する側面構成図である。
第６図は、本発明の実施例５による空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第７図は、本発明の実施例６に係る空気調和装置の要部を示す側面構成図である。
第８図は、本発明の実施例６に係る空気調和装置に用いるダンパの制御手段を示す構成図である。
第９図は、従来の空気調和装置の冷房時の取付状態例を示す断面図である。
第１０図は、従来の空気調和装置の暖房時の取付状態例を示す断面図である。
第１１図は、従来の空気調和装置を用いて発熱機器収容室の空気調和を行う場合の空気の流れを示す説明図である。
Claims (10)
- 冷凍サイクルを用いる空気調和装置において、
一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 請求の範囲１において、筐体と室内側通風路を縦長に形成し、冷房時に上部の通風口から空気を吸込み、下部の通風口から冷却風を排出するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
- 請求の範囲１において、筐体の一端部側内部を室内側と室外側に仕切るセパレート部材を備え、このセパレート部材の室内側に室内側通風路とこの室内側通風路に連通する一方の通風口が配設され、上記セパレート部材の室外側に室外熱交換器が配設されてなることを特徴とする空気調和装置。
- 請求の範囲３において、セパレート部材に設けられ、室内側通風路と室外を連通し得る第１の連通部、この第１の連通部に設けられ、第１の状態では上記第１の連通部を遮蔽すると共に上記室内側通風路を開き、第２の状態では上記室内側通風路を遮蔽すると共に上記第１の連通部を開いて一方の通風口から吸い込まれた室内空気が第１の連通部を経て室外側送風機により室外に排気されるようにする第１のダンパ、上記室内側通風路における上記第１の連通部及び室内側送風機の間に設けられ、上記室内側通風路内と外気を連通し得る第２の連通部、この第２の連通部を開閉し得るように設けられ、第１の状態では上記第２の連通部を遮蔽し、第２の状態では上記第２の連通部を開いて上記室内側送風機により上記第２の連通部から吸い込まれた外気を他方の通風口から室内に吹き出されるようにする第２のダンパを備えたことを特徴とする空気調和装置。
- 請求の範囲４において、室温に応じた信号を出力する温度センサと、第１の温度レベル及びこの第１の温度レベルよりも低い第２の温度レベルをそれぞれ設定し得る温度設定手段と、上記温度センサによる出力信号が上記温度設定手段により設定された第１の温度レベルを超えたときには第１のダンパ及び第２のダンパを開け、第２の温度レベルを下回ったときに第１のダンパ及び第２のダンパを閉じるように制御する制御回路とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
- 請求の範囲１において、取り付け時に筐体が室内面よりも室外側に位置するようにしてなることを特徴とする空気調和装置。
- 請求の範囲１において、室内熱交換器を上方に、室外熱交換器を下方にそれぞれ配設すると共に、上記室内熱交換器を蒸発器として用いたときに生じるドレン水が上記室外熱交換器に滴下されるように構成してなることを特徴とする空気調和装置。
- 請求の範囲１において、圧縮機の吐出側の冷媒配管と該圧縮機の吸入側の冷媒配管とを接続するバイパス路と、このバイパス路内に設けられ上記圧縮機の吐出側から上記圧縮機の吸入側への冷媒の通流を阻止する逆止弁とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
- 一端部から他端部方向に長く伸びて形成された室内側通風路を有する筐体と、この筐体の一端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第１の通風口と、上記筐体の他端部に使用時室内の向きに開口するように設けられ上記室内側通風路に連通する第２の通風口と、上記室内側通風路内に設けられた室内熱交換器と、上記室内側通風路内に設けられ、上記第１及び第２の通風口の一方の通風口から空気を流入させ、他方の通風口から排出させる室内側送風機と、上記筐体内の室内側通風路の外側に外気を通流するように設けられ、上記室内熱交換器に対し上記第１及び第２の２つの通風口を結ぶ方向に互いに異なる位置に配設された室外熱交換器と、この室外熱交換器に対して外気を通風させる室外側送風機とを備えた冷凍サイクルを利用した空気調和装置を用いて、発熱機器により対流を生じる室内に対し、上記対流が助長される方向に該空気調和装置の室内空気の吸込口及び冷却風の吹出口を配向して取り付けることを特徴とする空気調和装置の設置方法。
- 請求範囲９において、室内空気の吸込口を室内の上方に配設し、冷却風の吹出口を室内の下方に配向するようにしたことを特徴とする空気調和装置の設置方法。
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