JP3066307B2 - 熱交換ユニット - Google Patents

熱交換ユニット

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JP3066307B2
JP3066307B2 JP8035027A JP3502796A JP3066307B2 JP 3066307 B2 JP3066307 B2 JP 3066307B2 JP 8035027 A JP8035027 A JP 8035027A JP 3502796 A JP3502796 A JP 3502796A JP 3066307 B2 JP3066307 B2 JP 3066307B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気熱源の第1熱
交換器と冷媒を加熱するための第2の熱交換器とを一つ
の筐体内に備えた熱交換ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】北海道のような寒冷地では、暖房時に空
気熱源を使用したいわゆる「ヒートポンプ式の空気調和
機」では、十分な暖房効果が得られないことがある。そ
のため、この「ヒートポンプ式の空気調和機」にボイラ
等で冷媒を加熱して暖房時の熱源とする装置を組み込ん
だ空気調和機(熱交換ユニット)が提案されている(特
公平6−50752号公報参照)。
【0003】従って、この熱交換ユニットの外装面に
は、空気熱源の第1熱交換器から延びた冷媒管の接続具
と、温水等の流体を流し込んで冷媒を加熱する第2の熱
交換器から延びた水配管の接続具とが配置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、熱交換ユ
ニットの外装面に、流体の種類の異なる複数の接続具が
配置されるため、その外装面においては、構造が複雑に
なりコストアップはさけられなかった。そこで、本発明
は、流体の種類の異なる複数の接続具が、熱交換ユニッ
トの外装面に配置された場合において、構造の簡略化を
図り、コストアップを抑えることを目的としたものであ
る。
【0005】
【0006】
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、第1の発明は、空気熱源の第1熱交換器と、温水を
流し込んで冷媒を加熱する第2の熱交換器とを筐体に収
納した熱交換ユニットにおいて、この筐体の外装体を構
成する一枚のパネルは垂直面と水平面とからなる断面L
字状となっており、それぞれの面には、前記第1熱交換
器から延びた冷媒管の接続具と前記第2熱交換器から延
びた温水管の接続具とを個々に取り付けたものである。
この第1の発明によれば、第1熱交換器から延びた冷媒
管の接続具と第2熱交換器から延びた温水管の接続具と
が取り付けられる一枚のパネルを断面L字状としたこと
により、パネルの強度アップ並びに構造の簡略化を図る
ことができる。
【0008】第2の発明は、請求項1に記載の熱交換ユ
ニットにおいて、断面L字状の一枚のパネルの少なくと
も一面には、接続具が挿入されて仮固定させる孔を形成
し、且つこの接続具が仮固定状態から外れるのを防止す
る外れ防止具を備えたものである。この第2の発明によ
れば、熱交換器から延びた接続具が確実に固定される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の実施の形態の熱交換
ユニットを備えた空気調和システムを示し、このシステ
ムの機器は、1台の室外ユニット1と、2台(複数台)
の室内ユニット2a、2bと、ボイラ3と、循環ポンプ4と
から構成されている。5はこれらユニット1、2a、2b
をつなぐユニット間配管、6は循環ポンプ7が設けられ
たブライン配管である。
【0010】室内ユニット2a、2bには、室内熱交換器
(図示せず)、暖房時にこの室内熱交換器の温度(凝縮
温度)を検出するための温度センサ(図示せず)、室内
の空調負荷を検出するための室内センサ7a、7bが夫々
配置されている。ボイラ3には、ブラインを加熱するた
めの加熱器(図示せず)が内蔵されており、加熱された
ブラインは循環ポンプ4の運転によって実線矢印のよう
に流れる。
【0011】室外ユニット1には、以下に述べる機器が
内蔵されている。8は圧縮装置で、並列につながれた2
つの圧縮機9a、9bとから構成されている。ここで、圧
縮機9aは6馬力の能力一定型、圧縮機9bは4馬力の能
力可変型である。10は圧縮機9bにつながれ高圧開閉
弁11を備えた高圧管で、高圧開閉弁11の開放によっ
て冷凍サイクル中の高圧圧力をこの圧縮機9bへ掛けて
の能力を4馬力に設定するものである。
【0012】12も圧縮機9bつながれ低圧開閉弁13
を備えた低圧管で、低圧開閉弁13の開放によって冷凍
サイクル中の低圧圧力をこの圧縮機9bへ掛けて能力を
2馬力に設定するものである。14はオイルセパレ−タ
で、吐出管15に設けられており、ここで分離されたオ
イルはオイル管16を介して圧縮機9bの吸込管17に
戻される。18はバイパス弁19を備えたバイパス管
で、吐出管15とアキュムレ−タ20の手前の吸込管2
1とをつないでいる。そして、このバイパス弁19の開
放によって冷凍サイクル中の高圧側の冷媒を冷凍サイク
ル中の低圧側へ戻すことによって圧縮装置8の能力を1
馬力低下させるものである。22は4方弁で、暖房時に
破線状態に設定し、冷房時に実線状態に設定する。
【0013】23は室外熱交換器である。24は冷媒加
熱器(第2の熱交換器)で、ヒートポンプによらない暖
房運転時に冷媒がボイラ3からの温水で冷媒を加熱する
ようになっている。この冷媒加熱器24の冷媒管25の
入口管26は開閉弁27を介して冷凍サイクルの高圧管
28に、出口管29はアキュムレ−タ20の手前の吸込
管21につながれている。100、101はサービスバ
ルブ(接続具)で、室外ユニット1内の冷媒管と室内ユ
ニット2a、2bからのユニット間配管5とをつなぐもの
である。
【0014】30はブラインの入口管、即ち第2の熱交
換器24に流体を流す入口管で、その流体の流し込む量
を調整するための制御弁(第1並びに第2の定流量弁3
1、32)が複数個並列に設けられている。33はブラ
インの出口管である。34は第2の定流量弁32の出口
側に設けられた開閉弁で、空調負荷によってその開閉が
制御される。この開閉弁34の開閉状態は、室内ユニッ
トの運転台数と運転中の室内ユニットの室内熱交換器で
の冷媒の凝縮温度に応じて図3で示すように設定されて
いる。102、103は接続具で、室外ユニット1内の
水配管45とボイラ3からのブライン配管6とをつなぐ
ものである。
【0015】35はこの空気調和システムの制御器で、
夫々の室内ユニット2a、2bの温度センサや室内センサ
7a、7bからの信号を入力して、空気調和システムとし
ての運転馬力を設定する。この設定運転馬力に応じて、
図2で示すような圧縮装置8の能力設定並びにバイパス
管18のバイパス弁19の開閉状態に設定することによ
り、1馬力刻みの能力設定となる。
【0016】ここで、冷房運転時は、圧縮装置8から吐
出された冷媒は図1の実線矢印のように流れて、室内熱
交換器が蒸発器として作用する。この時、高圧管28の
開閉弁36は全開状態に、開閉弁27は全閉状態に設定
され、第2の熱交換器24の使用を中止している。一
方、暖房運転時は、圧縮装置8から吐出された冷媒は図
1の破線矢印のように流れて、室内熱交換器が凝縮器と
して作用する。この時、外気温が所定温度以上で、ヒー
トポンプ運転でも十分な暖房能力が得られると制御器3
5が判断したら、冷房運転時と同様に開閉弁36は全開
状態に、開閉弁27は全閉状態に設定され、第2の熱交
換器24の使用を中止する。しかし外気温が所定温度以
下で、ヒートポンプ運転では十分な暖房能力が得られな
いと制御器35が判断したら、開閉弁36は全閉状態
に、開閉弁27は全開状態に設定する。そして、ボイラ
3、循環ポンプ4の運転を行って温水をこの熱交換器2
4に流して、冷媒を加熱する。
【0017】図4ないし図7はこの室外ユニット1を示
すもので、図4は平面図、図5は立面図、図6は同ユニ
ットの内部構造を示すためにプロペラファン(後述す
る)並びに圧縮装置8を収納した機械室39の上板を外
した平面図、図7は同ユニットの側面パネルを外して内
部構造を示す立面図である。図4を参照して、この室外
ユニット1は略直方体形状で、その上面には吹出グリル
40が取り付けられている。そして、室外ユニット1内
の上部の中央に配置されたプロペラファン(送風機)4
1の運転で、外気は、室外ユニット1の3つの側面42
から吸い込まれ吹出グリル40から吐出される。空気熱
源の第1熱交換器23は、この送風機41の周りの少な
くとも一方を開放するように配置されている。温水等の
流体を流し込んで冷媒を加熱する第2の熱交換器24
は、第1熱交換器23と送風機41とで形成される余空
間43に配置されている。
【0018】そして、図6を参照して、第2の熱交換器
24につながれた水配管45(ブラインの入口管30、
出口管33)は図4で示すように、その開放部44に沿
って配置されている。これら水配管45の接続具10
2、103は、バルブ台47の垂直面105に導かれて
いる。このバルブ台47の垂直面105は、熱交換ユニ
ット1の筐体の外装体を構成する一枚のパネルとなって
いる。又、このバルブ台47の水平面104には、前述
のサービスバルブ(接続具)100、101が取り付け
られており、この部分が本発明の要旨であるので、詳細
は後述する。一方、第2の熱交換器24につながれた冷
媒管25の入口管26、出口管27は第1熱交換器23
の断面略コ字状の一片49に沿ってその途中まで配置さ
れている。
【0019】図5を参照して、50は大サービスパネル
で、51は小サービスパネルで、いずれもこの室外ユニ
ット1の側部に対して着脱自在に取り付けられており、
両サービスパネル50、51を外した状態が図7であ
る。特に、大サービスパネル50を外すと、2つの定流
量弁31、32が設けられた水配管45や機械室39の
前面に跨って配置され電装板52が臨める。
【0020】尚、図4ないし図7において、図1に示し
た機器と同一の機器には同一符号を記して、その説明を
省略した。図8ないし図11はバルブ台47ならびにバ
ルブ台47に関する機器を示すもので、図8はバルブ台
47と接続具102、103と外れ防止具106との関
係を示す斜視図、図9は図8の要部断面図、図10は外
れ防止具106の平面図、図11は外れ防止具106の
立面図、図12はバルブ台47の平面図、図13はバル
ブ台47の立面図である。
【0021】図8を参照して、107はバルブ台47の
垂直面105に設けた六角形の孔で、ボイラ3からのブ
ライン配管6がつながれる接続具102、103の奥側
の六角部分108が挿入され仮固定される。外れ防止具
106は、一枚の板金を折り曲げて形成すると共にその
下部を略U字状に切り欠いてある。そして外れ防止具1
06を垂直面105に沿って下方へスライドさせると、
外れ防止具106の切欠部120が接続具102、10
3の溝109にはまりこんで、この接続具102、10
3が仮固定状態から外れるのを防止する。図9はこの状
態の要部断面図であり、接続具102、103の溝10
9の幅寸法Aは3.6mm、外れ防止具106の折り返し部
の厚さ寸法Bは4.0mm、外れ防止具106の先端の厚さ
寸法C(一枚部)は2.0mmである。従って、外れ防止具
106を垂直面105に取り付けることにより、接続具
102、103の溝109の幅寸法Aが、外れ防止具1
06の先端の厚さ寸法C以上であっても、この溝109
に空間110を形成して、垂直面105から接続具10
2、103の奥側の六角部分108が外れないようにし
ている。
【0022】図12、13を参照して、バルブ台47は
その奥側111と下側112とが開放状態に形成されて
おり、垂直面105と隣り合う水平面106には、2つ
の切欠部113が形成されている。この2つの切欠部1
13は、前述のサービスバルブ(接続具)100、10
1を取り付けるためのものである。このサービスバルブ
(接続具)100、101は室外ユニット1内の冷媒管
と室内ユニット2a、2bからのユニット間配管5とをつ
なぐものである。114はバルブ台47を室外ユニット
1の底部に固定するためのフランジ片である。
【0023】このようにバルブ台47の水平面106に
サービスバルブ(接続具)100、101を、垂直面1
05に接続具102、103を取り付けると、これら接
続具100、101、102、103の接続部(接続ポ
ート)115はいずれも同一方向となるので(図6にお
いては下方向、図7においては手前方向)、これらの接
続部(接続ポート)115につながれるユニット間配管
5やブライン配管6の配置方向は図4で示すように同一
となる。
【0024】
【0025】
【0026】
【発明の効果】第1の発明は、空気熱源の第1熱交換器
と、温水を流し込んで冷媒を加熱する第2の熱交換器と
を筐体に収納した熱交換ユニットにおいて、この筐体の
外装体を構成する一枚のパネルは垂直面と水平面とから
なる断面L字状となっており、それぞれの面には、前記
第1熱交換器から延びた冷媒管の接続具と前記第2熱交
換器から延びた温水管の接続具とを個々に取り付けたも
のである。従って、複数組の接続具が取り付けられるパ
ネルの強度アップ並びに構造の簡略化を図ることがで
き、又、室外ユニットのコストアップを抑えることがで
きる。
【0027】第2の発明は、請求項1に記載の熱交換ユ
ニットにおいて、断面L字状の一枚のパネルの少なくと
も一面には、接続具が挿入されて仮固定させる孔を形成
し、且つこの接続具が仮固定状態から外れるのを防止す
る外れ防止具を備えたものである。この第2の発明によ
れば、熱交換器から延びた接続具を確実に固定すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換ユニットを備えた空調システム
の冷媒回路図である。
【図2】図1に示した圧縮装置の運転状態を示す説明図
である。
【図3】図1に示した開閉弁の開閉状態を示す説明図で
ある。
【図4】本発明の熱交換ユニットの平面図である。
【図5】同熱交換ユニットの立面図である。
【図6】同熱交換ユニットの内部構造を示す平面図であ
る。
【図7】同熱交換ユニットの内部構造を示す立面図であ
る。
【図8】本発明の熱交換ユニットのバルブ台と接続具と
外れ防止具との関係を示す斜視図である。
【図9】図8の要部断面図である。
【図10】図8に示した外れ防止具の平面図である。
【図11】図10の11ー11断面図である。
【図12】図8に示したバルブ台の平面図である。
【図13】このバルブ台の立面図である。
【符号の説明】
1 熱交換ユニット 23 第1熱交換器 24 第2熱交換器 47 バルブ台(パネル) 100、101、102、103 接続具 106 外れ防止具 107 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空気熱源の第1熱交換器と、温水を流し込
    んで冷媒を加熱する第2の熱交換器とを筐体に収納した
    熱交換ユニットにおいて、この筐体の外装体を構成する
    一枚のパネルは垂直面と水平面とからなる断面L字状と
    なっており、それぞれの面には、前記第1熱交換器から
    延びた冷媒管の接続具と前記第2熱交換器から延びた温
    水管の接続具とを個々に取り付けたことを特徴とする熱
    交換ユニット。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の熱交換ユニットにおい
    て、断面L字状の一枚のパネルの少なくとも一面には、
    接続具が挿入されて仮固定させる孔を形成し、且つこの
    接続具が仮固定状態から外れるのを防止する外れ防止具
    を備えたことを特徴とする熱交換ユニット。
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