JP2011112303A

JP2011112303A - 空調室外機

Info

Publication number: JP2011112303A
Application number: JP2009270044A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Iwasaki; 和久岩▲崎▼
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP5581671B2

Abstract

【課題】複数の室外熱交換器を連結させて一体型に構成した空調室外機において、左右の熱交換器間で冷媒分配を不要とし、熱交換効率の高い空気調和機の室外機を提供することを目的とする。
【解決手段】周面に空気吸込口を有するとともに、上面に２つの空気吹出口が並設された筐体と、前記空気吹出口のそれぞれに配置され、前記空気吸込口から空気を吸込み、前記空気吹出口から空気を吹出すファンと、前記筐体内に、それぞれの前記空気吸込口を、平面視にて略コの字型に囲むように設置された熱交換器と、前記筐体内に設置され、前記熱交換器と接続されて冷媒を循環させる冷媒サイクルと、を備えた空調室外機において、それぞれの前記熱交換器における前記冷媒サイクルとの接続箇所は、それぞれの前記熱交換器において他方の熱交換器に近い方の端部に設けられているようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機の室外機に係り、特に、複数の室外熱交換器を連結させて一体型に構成した空調室外機に関するものである。

一般に空気調和装置は、屋外に配置される室外機と、室内に配置される室内機とを備えており、室外機及び室内機のそれぞれの内部に設けられた熱交換器により熱交換を行い、室内の冷暖房を行っている。そして、ビルや工場等に適用される空気調和装置は、大きな空調能力が求められるため、必然的に室外機の規模も大きくなってしまう。

こういった大型の室外機では、プロペラファンを室外ユニット上端に配置し、室外ユニット背面から吸い込んだ空気を上方へ吹出す形態をとることが多いが、このような形態では、効率的な熱交換を実現するためにできる限り、プロペラファン近傍にのみかつプロペラファンに対して水平あるいはそれに準ずる形態で熱交換器を配置していた。しかし、上述の形態では、熱交換性能の向上のために室外ユニット設置面積を拡大させる必要がある。そこで、熱交換器をコの字形形態にすることで、限られた設置スペースの中で熱交換器容量（面積）を拡張することが必要になってくる。

従来技術としては、室外機の大型化を抑制しつつ熱交換性能を向上できる空気調和機の室外機を得ることを目的として、予め複数の室外機を互いに連結させた一体型室外機において、各室外機のプロペラファンをそれぞれ囲うように略コの字形の水平断面を有する熱交換器を、筐体背面に沿って複数個配置し、熱交換器における筐体側面側に位置する部分を筐体中央側に位置する部分よりも筐体正面に向かって長く構成した室外機が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−１３８９５１（［００１０］段落、図１）

しかし、特許文献１に開示された技術では、２台の室外機を隣接させた構成をしている。すなわち、それぞれの室外機にファン、熱交換器、圧縮機やアキュムレータ等の冷媒サイクルを構成する機器が設置され、熱交換器は、それぞれのファンを囲むように、筐体の左右両側面及び背面に沿って、略コの字形の水平断面形状に構成されている。そして、熱交換器と冷媒サイクルとは、一方は筐体の側面側、他方は筐体の中央側にて接続されている。

ところで、複数のファンが並設されている場合、筐体内に流入する空気の風速は、筐体の側面側で速く、２つのファンの中間にあたる筐体の中央側で遅い。また、一般に、熱交換器の熱交換効率は、熱交換器を通過する空気の風速が速い方が高効率となる。

従って、従来技術では、一方の熱交換器では、風速の速い筐体の側面側で冷媒の出入が行われ、他方の熱交換器では、風速の遅い筐体の中央側で冷媒の出入が行われることになってしまい、２つの熱交換器の間で熱交換性能が異なってしまうことになる。このように左右の熱交換器の間で熱交換性能が異なってしまうため、熱交換効率が低下してしまうという問題があり、また、２つの熱交換器の熱交換性能を同一とするためには、冷媒分配を行わなければならないという問題があった。

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、複数の室外熱交換器を連結させて一体型に構成した空調室外機において、左右の熱交換器間で冷媒分配を不要とし、熱交換効率の高い空気調和機の室外機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機の室外機は、周面に空気吸込口を有するとともに、上面に２つの空気吹出口が並設された筐体と、前記空気吹出口のそれぞれに配置され、前記空気吸込口から空気を吸込み、前記空気吹出口から空気を吹出すファンと、前記筐体内に、それぞれの前記空気吸込口を、平面視にて略コの字型に囲むように設置された熱交換器と、前記筐体内に設置され、前記熱交換器と接続されて冷媒を循環させる冷媒サイクルと、を備えた空調室外機において、それぞれの前記熱交換器における前記冷媒サイクルとの接続箇所は、それぞれの前記熱交換器において他方の熱交換器に近い方の端部に設けられているものである。

本発明によれば、複数の室外熱交換器を連結させて一体型に構成した空調室外機において、左右の熱交換器間で冷媒分配を不要とし、熱交換効率の高い空気調和機の室外機を得ることができる。

実施の形態１に係る空調室外機の正面断面図である。実施の形態１に係る空調室外機の上面平面図である。実施の形態１に係る空調室外機の図１のＡ−Ａ線による断面図である。実施の形態２に係る空調室外機の模式平面図である。実施の形態２に係る空調室外機の要部拡大図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空調室外機の正面断面図であり、同じく図２は上面平面図、図３は図１のＡ−Ａ線による断面図である。

図１及び図２において、空調室外機の筐体１の上方には、２つの空気吹出口１０が筐体１の幅方向に並設して開口しており、それぞれの空気吹出口１０には、空気吹出口１０の中心に回転軸を持つ室外ファン２が配設されている。また、筐体１の左右両側面及び背面は、図示していないがほぼ全面にわたって空気吸込口が形成されており、室外ファン２が回転することにより、空気吸込口から空気が吸い込まれ、空気吹出口１０から吹出される空気の流れが発生するように構成されている。

また、図１乃至図３において、それぞれの空気吹出口１０の下方には熱交換器３が設けられている。熱交換器３は、筐体１の左右両側面及び背面に沿うように設けられており、平面視においてそれぞれの空気吹出口１０を略コの字型に囲むように設けられている。なお、熱交換器３は、筐体１の中央側で筐体１の内部に向けて折り曲げられているが、その内部に向けて折り曲げられた部分の長さは、側面側の長さに比べて短くなっている。また、面Ｃは２つの空気吹出口１０の間を２分する面であって、熱交換器３は、面Ｃに対して対称に設けられている。熱交換器３が設けられていない正面側からは、筐体１の内部に設置された機器のメンテナンスを行う。

また、熱交換器３には、図示していないが、冷媒が流れる配管と、熱交換面積を大きくするためのフィンとが設けられており、筐体１の空気吸込口から筐体１内部に流入する空気が熱交換器３を通過することにより、熱交換器３内に配設された配管内を流れる冷媒との間で熱交換が可能な構成になっている。また、この図示しない配管は、熱交換器３内を水平方向に往復するように配設されており、後述するヘッダ管６に接続されている。そして、図示しないフィンは、この配管に対して垂直に形成されている。

また、筐体１内には、圧縮機４、アキュムレータ５、ヘッダ管６及び熱交換器３が、図中実線にて模式的に示した冷媒配管によって接続されて、冷媒回路が構成されている。ヘッダ管６は、熱交換器３ごとに設けられており、熱交換器３の上下方向の冷媒量を適正に分配する。また、ヘッダ管６は、それぞれの熱交換器３において、他方の熱交換器３に近い方の端部（以降、近接端部と略記する）に設けられている。

ヘッダ管６は、熱交換器３の冷媒入口側と冷媒出口側とにそれぞれ設けられている。そして、熱交換器３内の配管は、一端が冷媒入口側のヘッダ管６に接続され、他端が冷媒出口側のヘッダ管６に接続されている。なお、図中Ｂで示したのは、図示しない室内機への接続を意味しており、すなわち、図示しない室内機からの冷媒配管は、ヘッダ管６、及びアキュムレータ５に接続されている。

上記のように構成されているので、冷媒は、圧縮機４から吐出され冷媒入口側のヘッダ管６を経由して熱交換器３に流入し、熱交換器３内の配管を通った冷媒は、冷媒出口側のヘッダ管６から室内機へと流出する。そして、室内機から流入する冷媒は、アキュムレータ５を経由して圧縮機４に流入する。

空調室外機の筐体１内に設けられた制御部７は、圧縮機４の制御や、室外ファン２の制御を行う。また、筐体１内に図示しない温度センサを設け、この温度センサの検出する温度に基づいて、制御部７が圧縮機４や室外ファン２を制御するよう構成しても良い。

なお、図１乃至図３では、冷媒配管を筐体１の中央付近に集約するように配設している。これにより、圧縮機４と熱交換器３との間の配管接続距離を最短とするよう構成することができる。

また、冷媒配管を筐体１の中央付近に集約することによって空きスペースができるので、例えば、メンテナンス頻度の高い部品をその空きスペースである筐体１の正面側（図２及び図３における下方側）に配置することができる。

さらに、圧縮機４及びアキュムレータ５を筐体１の左右どちらか一方の側に設置し、制御部７をその反対側に設置している。このように、これら重量物のバランスを考慮して配置することにより、空調室外機の重心が、筐体１の中央付近にくるので、空調室外機を安定して設置することができる。

次に動作について説明する。
例として、熱交換器３が凝縮器として動作する冷房動作について説明する。圧縮機４から吐出された高圧ガス冷媒は、冷媒配管や図示しない四方弁を通り、ヘッダ管６を経由して、熱交換器３の近接端部から熱交換器３に流入する。

一方、室外ファン２が回転することにより、筐体１の外部から熱交換器３を通過して筐体１の内部に入り、更に、空気吹出口１０から筐体１の外部上方へ吹出される空気の流れが発生する。そして、熱交換器３に流入した高圧ガス冷媒は、この空気と熱交換して凝縮し、高圧液冷媒となって図示しない室内機に流入していくことになる。

ここで、左右それぞれの熱交換器３を流れる冷媒は、熱交換器３の近接端部から反対側の端部へ、そして再び近接端部に戻ってくるという流れとなり、面Ｃに対して左右対称の流れとなる。また、それぞれの熱交換器３の上方に室外ファン２が設けられているので、熱交換器３を通過する空気の風速分布も、面Ｃに対して左右対称となる。

従って、左右それぞれの熱交換器３を通過する冷媒は、同じ風速分布を持つ空気と熱交換するので、左右の熱交換器において、冷媒配分が不要であり、かつ熱交換性能を同一とすることができる。

なお、図示しない室内機に流れた高圧液冷媒は、室内機側熱交換器と熱交換して蒸発し、低圧ガス冷媒となって空調室外機に戻ってくる。そして、アキュムレータ５を経由した後、再び圧縮機４に流入して、以降循環することになる。

なお、例えば冬季など外気温度が低いときには、暖房運転をすることになる。このとき、風速分布の小さい熱交換器３の近接端部付近では、熱交換器３の表面への着霜量が他の部分に比べて多くなってしまう。しかし、本実施の形態によれば、圧縮機４から吐出される高温ガス冷媒を熱交換器３の近接端部から熱交換器３に流入させることができるので、霜取運転を効率的に行うことも可能である。

実施の形態１によれば、左右それぞれの熱交換器３を通過する冷媒は、同じ風速分布を持つ空気と熱交換するので、左右の熱交換器３間で冷媒分配を不要とし、熱交換効率の高い空気調和機の室外機を得ることができるという効果がある。

また、このとき、冷媒配管を筐体１の中央付近に集約するように配設すれば、圧縮機４と熱交換器３との間の配管接続距離を最短とするよう構成することができるので、コスト低減ができるという効果があるとともに、冷媒の圧力損失を抑制することができるので熱交換能力も高まるという効果がある。また、関連する配管部品も中央に集約することができ、筐体１内に空間的な余裕が生ずるので、メンテナンス作業性が向上するという効果がある。

さらに、圧縮機４等の重量物のバランスを考慮して配置することにより、空調室外機の重心が、筐体１の中央付近にくるので、空調室外機を安定して設置することができるという効果がある。

さらに、圧縮機４から吐出される高温ガス冷媒を熱交換器３の近接端部から熱交換器３に流入させることができるので、外気温度が低温である場合の霜取運転を効率的に行うことができるという効果がある。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る空調室外機の模式平面図である。図４では、近接端部にヘッダ管６が設けられている。

図５は、このヘッダ管６付近を拡大した要部拡大図である。一般に、熱交換器３は、複数の板状の熱交換器３が重ね合わされて形成されており、図５では、２枚の熱交換器３が重ね合わされて形成された例を示している。また、重ね合わされた熱交換器３を略コの字型に折り曲げる際には、一方の端部を揃えて折り曲げるが、本実施の形態では、面Ｃに対して対称すなわち、それぞれの熱交換器３の近接端部を揃えて折り曲げている。

そして、塞ぎ板８は、固定具９により熱交換器３に固定されており、双方の熱交換器３の間を塞ぐように配設されている。また、従来例では熱交換器３は左右非対称に形成されているので、塞ぎ板８の形状が複雑になっていたが、本実施の形態では熱交換器３が左右対称に形成されているので、塞ぎ板８の形状を簡素化することができる。

室外ファン２が回転することにより、筐体１の外部から熱交換器３を通過して筐体１の内部に入り、更に、空気吹出口１０から筐体１の外部上方へ吹出される空気の流れが発生するが、熱交換器３を通過せずに熱交換器３の間を通過する空気の流れを塞ぎ板８が遮ることができる。

実施の形態２によれば、簡素化された塞ぎ板８により、熱交換器３を通過せずに室外ファン２から吹出される風量を低減することができるので、熱交換効率を向上することができるという効果がある。

本発明は、空気調和機以外にも、給湯器等のヒートポンプを用いる装置に幅広く適用可能である。

１筐体
２室外ファン
３熱交換器
４圧縮機
５アキュムレータ
６ヘッダ管
７制御部
８塞ぎ板
９固定具
１０空気吹出口

Claims

周面に空気吸込口を有するとともに、上面に２つの空気吹出口が並設された筐体と、
前記空気吹出口のそれぞれに配置され、前記空気吸込口から空気を吸込み、前記空気吹出口から空気を吹出すファンと、
前記筐体内に、それぞれの前記空気吸込口を、平面視にて略コの字型に囲むように設置された熱交換器と、
前記筐体内に設置され、前記熱交換器と接続されて冷媒を循環させる冷媒サイクルと、
を備えた空調室外機において、
それぞれの前記熱交換器における前記冷媒サイクルとの接続箇所は、それぞれの前記熱交換器において他方の熱交換器に近い方の端部に設けられている空調室外機。
前記熱交換器は、２つの前記空気吹出口の間を２分する面に対して互いに対称に形成されている請求項１に記載の空調室外機。
前記熱交換器と前記冷媒サイクルとの接続箇所は、２つの前記空気吹出口の間を２分する面に対して互いに対称な位置に形成されている請求項２に記載の空調室外機。
前記熱交換器において他方の熱交換器に近い方の端部同士の間を塞ぐように配設された塞ぎ板を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の空調室外機。