WO2016170629A1

WO2016170629A1 - 空気調和機の室内機

Info

Publication number: WO2016170629A1
Application number: PCT/JP2015/062284
Authority: WO
Inventors: 功瑛 ▲高▼栖
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2016-10-27

Abstract

空気調和機の室内機は、箱状に形成され、周囲を形成するパネルが着脱自在に取り付けられた筐体と、筐体内に収容され、空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器とを有する。筐体の前面には、空気を吸い込む前面吸込口を有する前面吸込パネルもしくは前面側の開口を閉塞する前面閉塞パネルのいずれか一方が取り付けられている。筐体の背面には、前面閉塞パネルを取り付けた場合の方が前面吸込パネルを取り付けた場合より吸込面積が大きい背面吸込口を有する背面吸込パネルが取り付けられる。

Description

空気調和機の室内機

　本発明は、筐体の前面及び背面に空気の吸込口が設けられた空気調和機の室内機に関するものである。

　従来から、空気調和機の床置き形の室内機において、筐体の前面（前パネル）及び背面（後パネル）に熱交換器に吸気するための空気吸込口が形成されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１のように、前面及び背面の双方に吸込口が形成された床置き形の室内機において、前面側と背面側との双方から空気が吸い込まれることを前提に、吸込口の形状及び熱交換器の位置等が最適化されている。

特開２０１４－１２６３３１号公報

　ところで、空気吸込口が前面及び背面の双方に形成されている場合、前面及び背面の双方から空気の吸込を行う両側吸込と、背面からのみ吸込を行う片側吸込とのいずれで使用するかが受注または現地に設置される際に選択することができる。片側吸込が選択された場合、筐体の前パネルが吸込口を有するパネルから前面に吸込口がないパネルに交換される。そして、前面吸込口が塞がれた状態で背面吸込口のみで吸気が行われる。

　前面が閉塞されている場合、吸込口の面積が減少することから、吸込口の形状等が最適化された状態とは異なる状態になる。このため、吸込による圧力損失が増加し風量が低下する。一般的に、ファンの回転数を変更することにより風量が目標値に設定されるため、モータの入力値が増加しファン効率が低下する。また、熱交換器を通過する空気の風速分布も変化することから熱交換器の熱交換効率が低下する。そこで、両側吸込仕様の室内機から片側吸込仕様の室内機に変更した場合であっても、良好な風速分布が得られることが望まれている。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、片側吸込仕様であっても両側吸込仕様であっても良好な風速分布を得ることができる空気調和機の室内機を提供することを目的とする。

　本発明の空気調和機の室内機は、箱状に形成され、周囲を形成するパネルが着脱自在に取り付けられた筐体と、筐体内に収容され、空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器とを有する空気調和機の室内機であって、筐体の前面には、空気を吸い込む前面吸込口を有する前面吸込パネルもしくは前面側の開口を閉塞する前面閉塞パネルのいずれか一方が取り付けられるものであり、筐体の背面には、前面閉塞パネルを取り付けた場合の方が前面吸込パネルを取り付けた場合より吸込面積が大きい背面吸込口を有する背面吸込パネルが取り付けられるものである。

　本発明の空気調和機の室内機によれば、筐体の背面には、前面閉塞パネルを取り付けた場合の方が前面吸込パネルを取り付けた場合より吸込面積が大きい背面吸込口を有する背面吸込パネルが取り付けられることにより、前面が塞がれた状態で使用された場合であっても、背面吸込口が拡張された状態に変更されているため、片側吸込であっても両側吸込であっても良好な風速分布を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の一例を示す正面図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の一例を示す背面図である。図１の空気調和機の室内機の内部構造を示す模式図である。図１の空気調和機の室内機を側面から見た構造を示す模式図である。図１の空気調和機の室内機において片側吸込仕様のパネルが取り付けられた状態を示す模式図である。図４の空気調和機の室内機における両側吸込仕様の風速分布の解析結果を示す模式図である。背面吸込口を変更せずに前面閉塞パネルが取り付けられ片側吸込仕様にした場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。片側吸込仕様に合わせて背面吸込口の吸込面積を変更した場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機を示す模式図である。図９の室内機が両側吸込仕様から片側吸込仕様に変更された状態を示す模式図である。図９の空気調和機の室内機における両側吸込仕様の風速分布の解析結果を示す模式図である。背面吸込口を変更せずに前面閉塞パネルに変更して片側吸込仕様にした場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。前面閉塞パネルへの変更に合わせて背面吸込口を変更して片側吸込仕様にした場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。

実施の形態１．
　以下、図面を参照しながら本発明の空気調和機の室内機の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の一例を示す正面図、図２は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の一例を示す背面図、図３は図１の空気調和機の室内機の内部構造を示す模式図、図４は図１の空気調和機の室内機を側面から見た構造を示す模式図である。図１～図４の空気調和機の室内機１は、いわゆるパッケージエアコンの床置き形の室内機であり床上に据え付けられるものである。そして、室内機１は、図示しない室外機に例えば冷媒配管を介して接続されており、室外機との間で冷媒を流通させて冷房運転及び暖房運転を行う。

　室内機１は、筐体２、送風機３、熱交換器４を備えており、室内機１の動作はリモートコントローラ６により操作可能になっている。筐体２は、箱状に形成されており、内部に送風機３及び熱交換器４が収容されている。また、筐体２の下部にはドレンパン５が配置されている。筐体２の前面（正面）には前面吸込口ｆｓが設けられており、筐体２の背面には背面吸込口ｂｓが設けられている。また、筐体２の上面には吹出口２ｘが設けられている。そして、前面吸込口ｆｓ及び背面吸込口ｂｓから吸い込まれた空気は、筐体２内を通り吹出口２ｘから吹き出される。

　送風機３は、熱交換器４へ空気を送風するものであり、筐体２内の上部に配置されている。送風機３は、モータ３ａと、例えばシロッコファン等からなり、モータ３ａにプーリ及びベルトを介して接続されたファン３ｂとを有している。モータ３ａが駆動することによりファン３ｂが回転し、空気が前面吸込口ｆｓ及び背面吸込口ｂｓから吸い込まれ、吹出口２ｘから排出される。

　熱交換器４は、例えば１枚のフィンチューブ式の熱交換器からなっており、送風機３により送風される空気と冷媒との熱交換を行うものである。熱交換器４は、筐体２の前面から背面に向かって下方に傾斜するように配置されている。そして、熱交換器４は前面吸込口ｆｓ及び背面吸込口ｂｓから吸い込まれた空気と冷媒との熱交換を行い、熱交換器４において熱交換された空気は吹出口２ｘから供給される。

　上述した筐体２は、例えば周囲を形成するパネルが枠体に取り付けられた構造を有している。具体的には、図１に示す筐体２の前面側において、上側には化粧パネルが設けられており、下側には前面吸込パネル２Ｆａが取り付けられている。前面吸込パネル２Ｆａは、例えば鉄、ステンレス、アルミニウムまたはプラスチック等からなっている。前面吸込パネル２Ｆａは、板状に形成されているとともに、グリル穴、パンチ穴もしくはスリットなどからなる前面吸込口ｆｓが形成されている。前面吸込口ｆｓは、例えば高さ方向（矢印Ｚ方向）の高さＬ１＝３００～１５００［ｍｍ］の範囲に形成されており、吸込み空気の圧力損失を低減し風量を確保し、風速分布を決定している。なお、図１において、前面吸込パネル２Ｆａに複数の前面吸込口ｆｓがマトリクス状に配列されている場合について例示しているが、これに限らず、網もしくは格子等の公知の構造を有するものでもよい。

　図２に示す筐体２の背面側において、上側には化粧パネルが設けられており、下側には背面吸込パネル２Ｂａが着脱自在に取り付けられている。背面吸込パネル２Ｂａは、例えばフィルター、鉄、アルミ、プラスチック製等の格子状の部材にフィルターが設置された構造を有し、筐体２内に空気を吸い込む背面吸込口ｂｓを有している。背面吸込口ｂｓは、例えば幅方向（矢印Ｘ方向）の幅Ｗ１＝５００～２５００［ｍｍ］であり、高さ方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１＝５０～５００［ｍｍ］に形成されている。そして、背面吸込口ｂｓは、前面側の前面吸込口ｆｓおよび背面側の背面吸込口ｂｓの双方を使用する場合の風量を確保し、最適な風速分布が得られるように設定されている。また、背面吸込口ｂｓの下端はドレンパン５の上縁から上方に５～２００［ｍｍ］の位置している。これにより、前面側および背面側の両吸込口を使用する場合に風量を確保し、風速分布を設定している。

　前面吸込パネル２Ｆａ及び背面吸込パネル２Ｂａは、例えばはめ合い、ねじ留め、磁石、接着剤、マジックテープ（登録商標）、両面テープ、チャック、パッキン、シリコンシール材、ゴムシール材、粘土シール材、熱溶着、スポット溶接等で着脱自在に固定されている。そして、前面吸込パネル２Ｆａを交換することにより、前面吸込口ｆｓ及び背面吸込口ｂｓの双方で空気の吸込を行う両側吸込仕様から、背面吸込口ｂｓのみで空気の吸込を行う片側吸込仕様に変更することができる。

　図５は図１の空気調和機の室内機において片側吸込仕様のパネルが取り付けられた状態を示す模式図である。図５に示すように、筐体２として前面吸込口ｆｓが形成されていない板状の前面閉塞パネル２Ｆｂが取り付けられる。この前面閉塞パネル２Ｆｂは、例えばステンレス製またはアルミ製またはプラスチック製等からなっている。

　前面吸込パネル２Ｆａが取り付けられた場合と、前面閉塞パネル２Ｆｂが取り付けられた場合とでは、両面吸込仕様と片側吸込仕様とは筐体２内での風速分布は異なるものになる。上述のように、室内機１においては、両面吸込仕様で使用されたときを前提として筐体２内の風速分布が最適化されている。したがって、単に前面閉塞パネル２Ｆｂが取り付けられただけでは、所望の風速分布を得ることができない。そこで、筐体２に前面閉塞パネル２Ｆｂが取り付けられたときには、上述した背面吸込パネル２Ｂａとは異なる吸込面積を有する背面吸込口ｂｓが形成された背面吸込パネル２Ｂｂが取り付けられる。

　背面吸込パネル２Ｂｂは、例えばダクトに接続するために外方に突出したフランジを有するフランジダクトからなっており、前面閉塞パネル２Ｆｂの交換とともに背面吸込パネル２Ｂｂも交換される。背面吸込パネル２Ｂｂは、高さ方向（矢印Ｚ方向）の寸法が、上述した背面吸込パネル２Ｂａの背面吸込口ｂｓの高さＨ１に加えて高さＨ２＝１０～３００［ｍｍ］だけ拡張された背面吸込口ｂｓを有している。すると、背面吸込口ｂｓのみ使用する仕様となる場合に吸込み空気の圧力損失を低減することができる。

　なお、背面吸込パネル２Ｂｂがフランジダクトに交換する場合について例示しているが、背面吸込パネル２Ｂａは交換せず、シャッター又はノックアウト等の構造により背面吸込口ｂｓの吸込面積および位置を変更するようにしてもよい。すなわち、前面吸込パネル２Ｆａが取り付けられる両面吸込仕様の場合には、背面吸込パネル２Ｂｂのシャッターが下方に降り、背面吸込口ｂｓが高さＨ１になるようにする。一方、前面閉塞パネル２Ｆｂが取り付けられる片面吸込仕様の場合には、背面吸込パネル２Ｂｂのシャッターが上方に上がり背面吸込口ｂｓが高さＨ１＋Ｈ２になるようにする。このように、背面吸込パネル２Ｂａ（２Ｂｂ）がシャッター等の吸込面積が変更自在な構成を有することで吸込口面積および位置の変更が容易になる。

　図６は図４の空気調和機の室内機における両側吸込仕様の風速分布の解析結果を示す模式図である。図６に示すように、前面吸込口ｆｓ及び背面吸込口ｂｓから筐体２に流入した空気は、熱交換器４全体を通るような最適化された風速分布を有している。

　図７は背面吸込口を変更せずに前面閉塞パネルが取り付けられ片側吸込仕様にした場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。図７の場合、背面吸込口ｂｓから吸い込まれた空気は、前面側まで吸い込まれて前面に沿って上昇する空気が集中しているとともに、熱交換器４を通過する風量が図６の場合に比べて少なくなっている。このため、熱交換器４の前面側（上側）での熱交換が行われるが、熱交換器４の背面側（下側）での熱交換が行われにくく、熱交換効率が低下した状態になっている。

　図８は片側吸込仕様に合わせて背面吸込口の吸込面積を変更した場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。図８の場合、図７に比べて熱交換器４全体において空気が通るように改善されている。このように、両面吸込仕様から片側吸込仕様に変更した際、両側吸込仕様もしくは片側吸込仕様に合わせて風速分布の最適化を図ることができる。

　上記実施の形態１によれば、両側吸込仕様を片側吸込仕様に変更した場合に、背面吸込口ｂｓの吸込面積を増加させることにより、吸気における空気の圧力損失を低減することができる。このため、片側吸込であっても両側吸込であっても良好な風速分布を得ることができる。すなわち、従来であれば発生していた風量の低下を抑制し、ファン効率を改善することで省エネ性能を改善できる。また、吸込み空気の圧力損失が増加すると、空調用室内機の騒音値も増加することから、吸込み空気の圧力損失を低減することで風切り音の増加を抑制することができる。さらに、風速分布変更により熱交換器へ流れる冷媒を制御するためのセンサー類も影響を受けるが、吸込仕様が変更された場合であってもセンサーの位置等を変更する必要をなくすことができる。

　特に、図８に示すように、両側吸込仕様を片側吸込仕様に変更した場合に背面吸込口ｂｓが上方に拡張することにより、風速分布の最適化を図ることができる。また、背面吸込パネル２Ｂａが、シャッター等の吸込面積が変更自在な構成を有する場合、背面吸込パネル２Ｂａの取替作業を行うことなく、簡単に片側吸込仕様での風速分布の最適化を行うことができる。

実施の形態２．
　図９は本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機を示す模式図であり、図９を参照して空気調和機の室内機１００について説明する。なお、図９の室内機１００において図４の室内機１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図９の室内機１００が図４の室内機１と異なる点は、熱交換器１０４の構造である。

　図９の熱交換器１０４は、前面側及び背面側のそれぞれから筐体２の内側へ下方に傾斜したＶ字型の熱交換器からなっている。これに合わせて、前面吸込口ｆｓは、高さ方向（矢印Ｚ方向）の高さＬ１０＝３００～１５００［ｍｍ］の範囲に形成されている。背面吸込口ｂｓは、高さ方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１０＝３０～１０００［ｍｍ］の範囲に設定されている。これにより、前面側および背面側の両吸込口を使用する場合に吸込み空気の圧力損失を低減し風量を確保し、風量を最適化するような風速分布が設定されている。また、背面吸込口ｂｓの下端はドレンパン５の上縁から３０～１０００［ｍｍ］の位置にすることで前面側および背面側の両吸込口を使用する場合に吸込み空気の圧力損失を低減し風量を確保し、風速分布を決定するよう設定している。

　図１０は、図９の室内機が両側吸込仕様から片側吸込仕様に変更された状態を示す模式図である。図１０に示すように、片側吸込仕様の場合には、前面閉塞パネル２Ｆｂが取り付けられるとともに、両側吸込仕様の背面吸込パネル１０２Ｂａとは異なる吸込面積の背面吸込口ｂｓを有する背面吸込パネル１０２Ｂｂが取り付けられる。この際、背面吸込パネル１０２Ｂｂにおいて、背面吸込口ｂｓは、高さ方向（矢印Ｚ方向）の寸法が上述した高さＨ１０に加えて下側にＨ１１＝１０～３００［ｍｍ］又は上側にＨ１２＝１０～３００［ｍｍ］だけ拡張されている。なお、図１０のように、背面吸込パネル１０２Ｂｂは、高さＨ１０に加えて高さＨ１１および高さＨ１２の両方を拡張してもよいし、下方もしくは上方のいずれか一方だけ拡張するようにしてもよい。なお、背面吸込パネル１０２Ｂａについても、実施の形態１と同様、シャッター等により吸込面積及び位置が変更自在な構成であってもよい。これにより、両側吸込仕様から片側吸込仕様に変更した場合であっても、吸込み空気の圧力損失を低減し、風速分布を改善させることができる。

　図１１は、図９の空気調和機の室内機における両側吸込仕様の風速分布の解析結果を示す模式図である。図１１に示すように、前面吸込口ｆｓ及び背面吸込口ｂｓから筐体２に流入した空気は、熱交換器４の前面側及び背面側の双方を通るような最適化された風路分布を有している。

　図１２は背面吸込口を変更せずに前面閉塞パネルに変更して片側吸込仕様にした場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。図１２の場合、背面吸込口ｂｓから吸い込まれた空気は、前面側まで吸い込まれて前面に沿って上昇する空気が集中している。このため、Ｖ字型の熱交換器１０４のうち背面側を通過する風量が図１１の場合に比べて少なくなっている。その結果、熱交換器４の前面側（上側）での熱交換が行われるが、熱交換器４の背面側（下側）での熱交換が行われにくく、熱交換効率が低下した状態になっている。

　図１３は前面閉塞パネルへの変更に合わせて背面吸込口を変更して片側吸込仕様にした場合の風速分布の解析結果を示す模式図である。図１３のように、背面吸込口ｂｓの高さ方向（矢印Ｚ方向）の寸法が下側に高さＨ１２だけ拡張されている場合、背面吸込口ｂｓのみ使用する仕様となる場合であっても、図１２の場合に比べて吸込み空気の圧力損失が低減されており、風速分布も改善されている。

　上記実施の形態２によれば、熱交換器がＶ字型熱交換器の場合であっても、実施の形態１と同様、両側吸込仕様から片側吸込仕様に変更した場合に、背面吸込口ｂｓの吸込面積を増加させることにより、吸気における空気の圧力損失を低減することができる。このため、片側吸込仕様であっても両側吸込仕様であっても良好な風速分布を得ることができる。特に、Ｖ字型熱交換器１０４の場合、両側吸込仕様を片側吸込仕様に変更した場合に背面吸込口ｂｓが上方又は下方に拡張することにより、風速分布の最適化を図ることができる。

　本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。例えば、実施の形態２において、熱交換器１０４がいわゆるＶ字型の熱交換器である場合について例示しているが、一方が高さ方向（矢印Ｚ方向）に延び、他方が水平方向（矢印Ｙ方向）に延びるいわゆるＬ字型の熱交換器であってもよい。あるいは、熱交換器は一方が高さ方向（矢印Ｚ方向）に延び、他方が水平方向（矢印Ｙ方向）に対し傾斜した形状を有するものでもよい。

　また、前面吸込口ｆｓ及び背面吸込口ｂｓの位置及び形状は、上記実施の形態に限定されず、どのような位置及び形状であってもよい。すなわち、筐体２の風速分布が両側吸込仕様において最適化されており、片側吸込仕様に変更された際に、背面吸込口ｂｓの吸込面積が拡張されて、片側吸込仕様での風速分布の最適化がなされるものであればよい。

　１、１００　空気調和機の室内機、２　筐体、２Ｂａ、２Ｂｂ、１０２Ｂａ、１０２Ｂｂ　背面吸込パネル、２Ｆａ　前面吸込パネル、２Ｆｂ　前面閉塞パネル、２ｘ　吹出口、３　送風機、３ａ　モータ、３ｂ　ファン、４　熱交換器、５　ドレンパン、６　リモートコントローラ、１０４　熱交換器、ｂｓ　背面吸込口、ｆｓ　前面吸込口。

Claims

　箱状に形成され、周囲を形成するパネルが着脱自在に取り付けられた筐体と、前記筐体内に収容され、空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器とを有する空気調和機の室内機であって、
　前記筐体の前面には、空気を吸い込む前面吸込口を有する前面吸込パネルもしくは前面側の開口を閉塞する前面閉塞パネルのいずれか一方が取り付けられるものであり、
　前記筐体の背面には、前記前面閉塞パネルを取り付けた場合の方が前記前面吸込パネルを取り付けた場合より吸込面積が大きい背面吸込口を有する背面吸込パネルが取り付けられる空気調和機の室内機。
　前記熱交換器は、板状に形成され、前面側から背面側へ下方に傾斜し、下端が背面側の開口の上部に位置するように前記筐体内に配置されたものである請求項１に記載の空気調和機の室内機。
　前記熱交換器は、前面側及び背面側のそれぞれから前記筐体の内側へ下方に傾斜したＶ字形状を有する請求項１に記載の空気調和機の室内機。
　前記背面吸込パネルは、前記前面閉塞パネルを取り付けた場合の方が前記前面吸込パネルを取り付けた場合より下方へ吸込面積が拡大した背面吸込口を有する請求項３に記載の空気調和機の室内機。
　前記背面吸込パネルは、前記前面閉塞パネルを取り付けた場合の方が前記前面吸込パネルを取り付けた場合より上方へ吸込面積が拡大した背面吸込口を有する請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機。
　前記背面吸込パネルは、背面側の開口から外方へ突出するように設けられ、前記前面吸込口が閉塞された際にダクトが接続されるフランジダクトである請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機。
　前記背面吸込パネルは、吸込面積が変更自在な構成を有する請求項１～６のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機。