WO2016199235A1

WO2016199235A1 - 空調用室内機

Info

Publication number: WO2016199235A1
Application number: PCT/JP2015/066663
Authority: WO
Inventors: 雄明岡部
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2016-12-15
Also published as: CN107636398A; CN107636398B; JPWO2016199235A1; JP6537607B2

Abstract

筐体ケーシング外面の結露発生を抑制でき、また筐体ケーシング内に配備されている風路構成部品の外面と筐体ケーシングの内面との隙間での結露発生を抑制することのできる空調用室内機が望まれている。この空調用室内機は、第１の側面部の空気吸込口および第２の側面部の空気吹出口を有する筐体ケーシングと、筐体ケーシング内で空気吸込口と空気吹出口とを連通する主風路と、主風路内に配備された室内熱交換器と、室内熱交換器からの結露水を収受するドレンパンと、室内熱交換器よりも通風方向下流側の主風路内に配備された送風機とを有して成り、送風機の吸込み側空間に合流していて、室内熱交換器よりも上流側の空気を室内熱交換器から迂回させて吸込み側空間に導くための迂回風路を更に備え、迂回風路がドレンパンの底面または側面と接して形成されているものである。

Description

空調用室内機

　この発明は、冷媒回路の室内熱交換器とドレンパンを備えた空調用室内機に関するものである。

　従来、例えば食品の加工工場などにおいて空調を行う場合に、空気調和装置の室内機を工場内に設置し、その室内機の空気吹出口から冷気を工場内に直接吹き出すようにすると、冷気が食品などに直接当たることで食品などが部分的に乾燥して品質が低下したり、冷気が直接作業者などに当たって作業者の快適性を損ねてしまったりする場合がある。そこで、通気性を有する布などで構成されるソックダクト（ソックスダクトとも云われる）を室内機の空気吹出口に接続し、冷気を工場内に供給するようにした空調用室内機が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

　特許文献１に記載の技術は、合成繊維や難燃性繊維などで形成された通気性のある袋状のソックダクトを室内機の吹出口に接続し、ソックダクトの表面から冷気を工場内などの空調対象空間に供給するようにしたものである。すなわち、室内機からソックダクトに送り込まれた冷気は、ソックダクトを透過して空調対象空間に染み出すように供給される。このソックダクトを介して冷気を供給する構成を採用することにより、空気吹出口から直接冷気を吹き出す構成の室内機よりも低速な冷気を吹き出すことができるとともに、工場内の空間に均一に冷気を供給することができるとされている。

特開２００９-４１８３６号公報（例えば図１および図４参照）特開２００１-２８９４５７号公報特願２０１３-２４０２４９号の明細書

特許文献１～３に記載の技術では、冷房運転時において室内熱交換器の表面温度が０℃より低くなると、表面に霜が付着する。付着した霜を除霜する際に生じたドレン水を捕集するためのドレンパンを室内熱交換器の下方に設けており、これによってドレン水を機外へ排出するようになっている。一方、室内熱交換器を通過した冷風が機内を通過するために伝熱が生じ、ドレンパンを含む風路構成部品が冷却される。特許文献１および特許文献２に記載の技術によると、ドレンパンは筐体ケーシングの最も外面に位置している。その結果、着霜が進行するなどして蒸発温度が低下すると、機内と空調対象空間との温度差が大きくなり、特に空調対象空間が高湿の場合は、ドレンパン外面に結露を生じるという問題があった。

空気をはじめとする流体と、板金や断熱材をはじめとする固形物体間の伝熱様式は、対流熱伝達である。対流熱伝達における熱移動量を計る係数として熱伝達率があるが、これは流体の流速の１/２乗に比例する。例えば、冷却されたドレンパンの外面が空調対象空間の空気と接触するとき、その空気が静止している場合よりは流れているほうが熱伝達率が高いので、ドレンパン外面の表面温度が上昇しやすい。特許文献１～３に記載の技術のように、機外にソックダクトを装着することを前提とした場合、設置状況における室内機周囲は風速が低いため、ドレンパン外面の温度が低くなりやすい。そして、特許文献３に記載の技術はドレンパンが筐体ケーシング内部に備えられており、ドレンパンと筐体ケーシング間の隙間部が無風に近く、ドレンパン下面と筐体ケーシング間の隙間部に結露を生じるという課題があった。

　一方で、結露が生じるには、対象箇所表面の温度が、周囲空気の露点温度以下であることが必要である。つまり、対象箇所表面の温度を空調対象空間空気の露点温度以上に保つことができれば、筐体ケーシングは結露しない。
　この発明は、このことを利用して、結露対象部へ空調対象空間の空気を高い流速で接触させ、結露対象部を空調対象空間空気の露点以上に温度を上昇させることで結露を抑制するものである。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、筐体ケーシング外面における結露発生を抑制することのできる空調用室内機を得ることである。
　また、第２の目的は、筐体ケーシング内に配備されている風路構成部品の外面と筐体ケーシングの内面との隙間における結露発生を抑制することのできる空調用室内機を得ることである。

この発明に係る空調用室内機は、筐体一端側に形成された空気吸込口および筐体他端側に形成された空気吹出口を有する筐体ケーシングと、筐体ケーシング内に形成されていて空気吸込口と空気吹出口とを連通する主風路と、主風路内に配備された冷媒回路の室内熱交換器と、室内熱交換器の下方に配置されて室内熱交換器からの結露水を収受するドレンパンと、室内熱交換器よりも通風方向下流側の主風路内に配備された送風機と、を有して成り、主風路内における送風機の吸込み側空間に合流していて、室内熱交換器よりも通風方向上流側の空気を室内熱交換器から迂回させて吸込み側空間に導くための迂回風路を更に備え、迂回風路がドレンパンの底面または側面と接して形成されていることを特徴とするものである。

　この発明に係る空調用室内機は、上記構成を有しているため、着霜が進行するなどして機内温度および筐体ケーシングの外面温度が低下し、空調対象空間との温度差が大きくなっても、筐体ケーシング外面または筐体ケーシング内の風路構成部品と筐体ケーシング内面との隙間に結露が生じることを抑制できるという効果が得られる。

この発明の実施の形態１における空調用室内機の内部を示す側面構成図である。前記空調用室内機の内部を示す平面構成図である。前記空調用室内機を斜め下から見上げた斜視図である。前記空調用室内機を空気吸込口側から見た正面図である。前記空調用室内機を一方の側面から見た側面図である。前記空調用室内機を他方の側面から見た側面図である。前記空調用室内機を上から見た平面図である。前記空調用室内機を下から見た底面図である。前記空調用室内機の運転時における空気の流れを示す説明図である。この発明の実施の形態２における空調用室内機を空気吸込口側から見た正面図である。前記空調用室内機の運転時における空気の流れを示す説明図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。
図１～８において、この実施形態に係る空調用室内機は、冷媒回路の冷媒配管を介して室外機（図示省略）と接続されたものである。そして、空調用室内機は、箱状の外郭を成す筐体ケーシング１を有している。筐体ケーシング１は箱状に形成されているものであり、４つの横側面、上面部１Ｂおよび下面部１Ａを有している。前記した４つの横側面とは、空調対象空間の空気を筐体ケーシング１内に取り込む空気吸込口１１が形成されている第１の側面部１ａ（筐体一端側面）と、筐体ケーシング１内の空気を機外へ吹き出す３つの空気吹出口１０，１０Ｂ１，１０Ｂ２が形成された第２の側面部１ｂ（筐体他端側面）と、第１の側面部１ａおよび第２の側面部１ｂと交差する第３の側面部１ｃおよび第４の側面部１ｄと、である。

　尚、第１の側面部１ａと第２の側面部１ｂとは対向するように設けられ、第３の側面部１ｃと第４の側面部１ｄも対向するように設けられている。また、上面部１Ｂと下面部１Ａも対向するように設けられている。下面部１Ａにおける第２の傾斜面１Ａ２の上面は、第２の側面部１ｂから第１の側面部１ａに向けて下り勾配の傾斜を持つ傾斜面６となっている。この傾斜面６の傾斜角度は、ドレンパン４の下面とほぼ平行になるように設定されている。ここで、例えば第２の側面部１ｂを正面と定義すると、正面から筐体ケーシング１を見た場合に、左側が第３の側面部１ｃであり、右側が第４の側面部１ｄであり、背面が第１の側面部１ａである。

そして、この空調用室内機は、前記の筐体ケーシング１と、筐体ケーシング１内に形成されていて空気吸込口１１と空気吹出口１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２とを連通する主風路２１と、冷媒回路の構成の一部分を成していて主風路２１内に配備された室内熱交換器２と、室内熱交換器２の下方に配置されて室内熱交換器２からの結露水を収受するドレンパン４と、室内熱交換器２よりも通風方向（矢印Ｆ方向）下流側の主風路２１内に配備された送風機３と、を有している。送風機３はモータ３Ａにより駆動される。吸込み側空間２６の下方には迂回風路２２が形成されている。この迂回風路２２は、室内熱交換器２上流側の空間２７の空気を室内熱交換器２から迂回させて吸込み側空間２６に導くための風路であり、主風路内２１における送風機３の吸込み側空間２６に合流している。

尚、迂回風路２２は、ドレンパン４の底面４Ａと接して形成されている。そして、筐体ケーシング１の空気吸込口１１は、エアフィルタ１２で通気自由に被われている。エアフィルタ１２と室内熱交換器２との間の室内熱交換器２上流側の空間２７には、迂回風路２２の空気取入口２３が開口して形成されている。また、ドレンパン４の空気吸込口１１側の上面４Ｃと、室内熱交換器２の下辺部２Ａとの間は、遮蔽板８により密閉されている。更に、主風路２１内の送風機３の吸込み側空間２６における迂回風路２２の合流部２４の上方位置には、合流部２２を通気可能に被う露受け板２５が設けられている。この露受け板２５は、ドレンパン４の最上流部（第２の側面部側）へドレン水が侵入するのを防ぐようになっており、室内熱交換器２から飛散してきたドレン水をドレンパンに導くための傾斜面２５Ａを備えている。

　そして、室内熱交換器２は、冷媒回路による冷房運転時において蒸発器として機能し、暖房運転時においては凝縮器（放熱器）として機能する。下面部１Ａは、第２の側面部１ｂ側より、第１の傾斜面１Ａ１、第２の傾斜面１Ａ２、および水平面１Ａ３から構成されている。下面部１Ａにおける第２の傾斜面１Ａ２は、その途中に点検用開口（符号付け省略）が形成されており、この点検用開口は開放用パネル１ＡＡで開閉可能に蓋止されている。筐体ケーシング１の上部の四隅には、この空調用室内機を天井などに吊り下げるための吊下金具７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが取り付けられている。第３の側面部１ｃの上部の第１の側面部１ａ寄りには、制御装置５０を内蔵した電装箱５が配備されている。この電装箱５は、その上面５０Ａが筐体ケーシング１の上面部１Ｂとほぼ面一となる配置で、第３の側面部１ｃに取り付けられている。

次に，図１と図９を主に用いて、動作の説明を行なう。
　上記のように構成された空調用室内機において、空調対象空間の空気は筐体ケーシング１における第１の側面部１ａの空気吸込口１１およびエアフィルタ１２を通過して機内へ導入される。エアフィルタ１２を通過して導入された空気は、大部分の空気が室内熱交換器２を通過して冷却される。その際、遮蔽板８が在るために、空気は室内熱交換器２をバイパスすることなく主風路２１を通って送風機３へ吸入される。一方、エアフィルタ１２を通過後の一部の空気は、第１の側面部１ａおよびドレンパン４の近傍に在る空気取入口２３から、ドレンパン４の下面を露点温度以上に保つための空気として分れ、筐体ケーシング１の下面部１Ａとドレンパン４との間に在る迂回風路２２へ案内される。案内された空気はドレンパン４の下面の表面温度を露点以上に上昇させながら第２の側面部１ｂの方向へ進行し、露受板２５を経由して合流部２４で主風路２１の空気と合流する。主風路２１の内部は、室内熱交換器２とエアフィルタ１２にて発生する静圧差により負圧になっている。すなわち、主風路２１内の負圧と大気圧との差圧を利用して、迂回風路２２へ空気を導入するようになっている。

以上のように、この実施形態１の空調用室内機は上記構成を有しているため、着霜が進行するなどして機内温度および筐体ケーシング１の外面温度が低下し、空調対象空間との温度差が大きくなっても、筐体ケーシング１の外面、または筐体ケーシング１の内部風路構成部品と筐体ケーシング１の内面との間の隙間が結露することを抑制するという効果が得られる。

因みに、特許文献１および特許文献２に記載の技術によると、ドレンパンは内面が冷却され、外面は空調対象空間空気に接していて温度差が大きく、ドレンパンの外面が露点温度より低い場合がある。また、特許文献３に記載の技術によると、ドレンパンは筐体ケーシングを構成する外装板金の内部に配備されており、ドレンパンの周囲の空気流速は極めて低く無風に近い。これらに対し、実施形態１の空調用室内機は空調対象空間の空気を高い速度で接触させることで、結露を抑制するようにしている。具体的な温度例として、空調対象空間の温度が５℃で湿度が８０％であった場合に、露点温度は１．８℃であるため、ドレンパン４の外面が１．８℃を超えるような風路構成を採用している。

また、迂回風路２２へはエアフィルタ１２を経由した空気を導入するようにしているので、迂回風路２２内に埃が堆積するのを抑制する効果がある。また、遮蔽板８を設けているため、主風路２１の空気は必ず室内熱交換器２を通過する。その結果、冷却能力を低下させない効果と、室内熱交換器２の通風方向下流側における主風路２１の負圧を高く保つ効果と、を奏する。更に、露受板２５を備えたことで、室内熱交換器２に付着した霜が融けて発生する露飛びを露受板２５が受け止めて、ドレンパン４へ導くという効果がある。

　ドレンパン４は水を流すために傾斜配置されているが、下面部１Ａの第２の傾斜面１Ａ２の上面にも、第２の側面部１ｂから第１の側面部１ａに向けて同様の下り勾配の傾斜面６を設けているため、迂回風路２２内の風路断面積が急に拡大するということはなく、圧力損失を最小限に保つことができる。

ところで、上記の説明では、主風路２１から分岐した迂回風路２２がドレンパン４の下面４Ａと接して送風機３の手前で合流するとしているが、下面４Ａのみならずドレンパン４の側面４Ｂとも接するようにすることで、筐体ケーシング１の側面部１ｃまたは側面部１ｄと側面４Ｂとの間における結露も抑制できることは言うまでもない。

因みに、従来技術においては、上記のような結露の問題に対し、断熱材を配置することで対象箇所を露点以上に保つことが行われているが、この発明を採用することにより、必要な断熱材の厚さを減少させることができる。

実施の形態２．
この発明の実施形態２における空調用室内機を、図１０および図１１を用いて説明する。
この空調用室内機では、実施形態１のような空気取入口２３が無く、その代わり、筐体ケーシング１の第１の側面部１ａにおける迂回風路２２の前方位置に、迂回風路２２の空気取入口２３Ａが開口して形成されている。空気取入口２３Ａの開口面積は、主風路２１用の空気吸込口１１に対する開口面積比が１：∞から１：３の間となるように設定されている。この空調用室内機において、空気取入口２３Ａの開口位置以外の構成および動作は、実施形態１の空調用室内機と同じであるから、それらの説明は省略する。
　前記のように構成された空調用室内機によれば、冷媒回路の冷房運転時における空気の流れは図１１に示すような態様となる。すなわち、迂回風路２２を流れる空気は、第１の側面部１ａの空気取入口２３Ａから取り入れられた空調対象空間の空気である。

　以上のように、実施形態２の空調用室内機では、筐体ケーシング１の第１の側面部１ａに迂回風路２２の空気取入口２３Ａが開口して形成されているので、空気は空気吸込口１１のエアフィルタ１２を通過しないし、空気取入口２３Ａから迂回風路２２に入る空気も直進するので、実施形態１の空気取入口２３と比べて、空調対象空間の空気を導入しやすくなる。従って、迂回風路２２を通過する風量が不足してドレンパン４の外面の温度が露点以上に達しないといった不具合を回避できる。これにより、ドレンパン４の底面４Ａまたは側面４Ｂと筐体ケーシング１の下面部１Ａとの隙間における結露発生、ひいては筐体ケーシング１の外面における結露発生を、より確実に抑制することが可能となる。

　１　筐体ケーシング、１Ａ　下面部、１Ａ２　第２の傾斜面、１Ａ３　水平面、１ａ　第１の側面部（筐体一端側面）、１ｂ　第２の側面部（筐体他端側面）、２　室内熱交換器、２Ａ　下辺部、３　送風機、４　ドレンパン、４Ａ　底面、４Ｂ　側面、４Ｃ　上面、６　傾斜面、８　遮蔽板、１０Ａ　空気吹出口、１０Ｂ１　空気吹出口、１０Ｂ２　空気吹出口、１１　空気吸込口、１２　エアフィルタ、２１　主風路、２２　迂回風路、２３　空気取入口、２３Ａ　空気取入口、２４　合流部、２５　露受け板、２５Ａ　傾斜面、２６　吸込み側空間、Ｆ　矢印。

Claims

筐体一端側に形成された空気吸込口および筐体他端側に形成された空気吹出口を有する筐体ケーシングと、前記筐体ケーシング内に形成されていて前記空気吸込口と前記空気吹出口とを連通する主風路と、前記主風路内に配備された冷媒回路の室内熱交換器と、前記室内熱交換器の下方に配置されて前記室内熱交換器からの結露水を収受するドレンパンと、前記室内熱交換器よりも通風方向下流側の前記主風路内に配備された送風機と、を有して成り、
前記主風路内における前記送風機の吸込み側空間に合流していて、前記室内熱交換器よりも通風方向上流側の空気を前記室内熱交換器から迂回させて前記吸込み側空間に導くための迂回風路を更に備え、
前記迂回風路が前記ドレンパンの底面または側面と接して形成されていることを特徴とする空調用室内機。
筐体ケーシングの空気吸込口がエアフィルタで通気可能に蓋われ、前記エアフィルタと室内熱交換器との間の主風路に迂回風路の空気取入口が開口していることを特徴とする請求項１に記載の空調用室内機。
迂回風路の空気取入口が、筐体ケーシングの筐体一端側の面に開口していることを特徴とする請求項１に記載の空調用室内機。
ドレンパンの空気吸込口側の上面と室内熱交換器の下辺部との間が遮蔽板により密閉されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の空調用室内機。
主風路内の送風機の吸込み側空間における迂回風路の合流部の上方位置に、前記合流部を通気可能に被うとともに飛散してきたドレン水をドレンパンに導く露受け板が設けられていることを特徴とする請求項１から請求　項４までのいずれか一項に記載の空調用室内機。
筐体ケーシングの下面に、筐体他端側から筐体一端側に向かって下る傾斜が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の空気調和装置の室内機。