JP3199037U - 冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の場所に設置することが可能な冷暖房装置を提供する。【解決手段】冷房装置は筐体１内に冷媒循環系１０、冷却水循環系２０、冷却フィン３０、熱交換器４０、空冷手段５０、筐体外から空気を取り込んで冷却フィンを通して冷却した後に筐体外に吹き出すための第一のファン手段、及び、筐体外から空気を取り込んで空冷手段を通して冷却水から熱を奪った後に筐体外に排出するための第二のファン手段６０を有する。【選択図】図１

Description

本考案は一時的に設置したり、場所の移動が容易な冷（暖）房装置に関する。

一般にエアコンは、居室に設置される室内機と屋外やベランダ等に設置される室外機からなる。両者の間は冷媒が通る管路で結ばれており、室外機では内蔵されたコンプレッサーによって冷媒が加圧される。冷房時には、高温・高圧になった上記の冷媒ガスが室外機の熱交換器に送られ外気を用いて凝縮され、低温・低圧の冷媒液体が生成される。これは室内機の熱交換器に送られ、室内の空気から熱を奪って蒸発、気化する。生じた冷媒ガス再び室外機のコンプレッサーに送られ、この循環を繰り返す。暖房時にはコンプレッサーによって高温・高圧になった上記の冷媒ガスは室内機の熱交換器に送られ、室内の空気に冷やされて低圧・低温の液体となり、室外機の熱交換器に送られ、外気を用いて気化させることで室外の空気から熱を奪い温度を上げてコンプレッサーに吸入され、この循環を繰り返す。

しかし、このように、室内機と室外機が分離されているため、冷暖房装置の設置には非常に大きな制約が生じている。具体的には、その名の通り、室内機は室内に設置し、室外機は室外に設置し、両者を管路で接続するため、室内機の位置は一般に固定され、室外機の設置スペースも必要になる。コンプレッサー等を一体化した装置も存在するが、大きな効率は望めずコストも高い。また、冷房時には室外機でドレイン水が発生するがこの処理も設置場所の制約となっている。

本考案は、比較的廉価なコストで十分な冷（暖）房効率を有する移動等の設置条件の緩和が可能な冷（暖）房装置の提供を目的とする。

この目的を達成するため、本考案は、以下の冷（暖）房装置を提供する。
［１］筐体内に
冷媒循環系、冷却水循環系、冷却フィン、熱交換器、空冷手段、筐体外から空気を取り込んで冷却フィンを通して冷却した後に筐体外に吹き出すための第一のファン手段、及び、筐体外から空気を取り込んで空冷手段を通して冷却水から熱を奪った後に筐体外に排出するための第二のファン手段を有し、
前記冷媒循環系は、冷媒を加圧することが可能な圧縮機と、圧縮機を経ることによって温度の高められた冷媒を冷却する、冷媒を通すための熱交換器内管路と、冷却された冷媒により空気を冷やすための冷却フィン内管路と、これらの間を循環的に接続する管路及び冷媒を循環させる冷媒用ポンプ手段とを含み、
前記冷却水循環系は、前記熱交換器において前記冷媒用熱交換器内管路と並行または同軸的に設けられて冷媒と冷却水とを熱的に接触させる、冷却水を通すための熱交換器内管路と、熱交換器を経て冷媒から熱を奪った冷却水を空冷するための前記空冷手段と、これらの間を循環的に接続する管路及び冷却水を循環させる冷却水用ポンプ手段とを含み、
前記第一のファン手段による筐体外への吹き出し口を筐体側面に有し、
前記第二のファン手段による筐体外への排出口を前記吹き出し口とは離隔した位置の筐体側面または筐体上部に有し、
前記第一のファン手段による筐体内の空気の流れと前記第二のファン手段による筐体内の空気の流れが実質的に分離されている冷房装置。
［２］前記空冷手段が比表面積の大きな木質材料の多層体を含む［１］に記載の冷房装置。
［３］前記木質材料が波状または鋸歯状に連続的に紆曲または屈曲した薄い木質シートを含む［２］に記載の冷房装置。
［４］前記冷却フィン表面の凝結水の少なくとも一部を溜める貯水手段とこの貯水手段からの水を前記冷却水循環系に流入させる弁手段をさらに有する［１］〜［３］のいずれかに記載の冷房装置。
［５］［１］〜［４］のいずれかに記載の冷房装置において、第二のファン手段からの排出空気を温風として、またはさらにヒーター手段を有してそれにより加熱された空気を温風として吹き出す機能を有する冷暖房装置。

本考案によれば、冷暖房装置を任意の場所に設置することが可能である。

本考案の冷房装置の構成の一例を示す模式図

本考案において「冷房」「暖房」とは、通常、販売されているエアコンで達成されるような機能を含み、その具体的な空調性能は限定されるものではないが、その設置場所としては、例えば、倉庫や工場、体育館、工事現場、屋外等が挙げられる。

図１に示すように、本考案においては、冷房装置は筐体１内に冷媒循環系１０、冷却水循環系２０、冷却フィン３０、熱交換器４０、空冷手段５０、筐体外から空気を取り込んで冷却フィンを通して冷却した後に筐体外に吹き出すための第一のファン手段（図示していない）、及び、筐体外から空気を取り込んで空冷手段を通して冷却水から熱を奪った後に筐体外に排出するための第二のファン手段６０を有する。

筐体の形状は特に限定されないが、典型的には概ね縦長の直方体形状を有し、その側面及び上面に複数の開口部を有する。これらの開口部は空気を筐体内に取り込み、排出するためのものである。

冷媒循環系は、冷媒を加圧することが可能な圧縮機と、圧縮機を経ることによって温度の高められた冷媒を冷却する、冷媒を通すための熱交換器内管路と、冷却された冷媒により空気を冷やすための冷却フィン内管路と、これらの間を循環的に接続する管路及び冷媒を循環させる冷媒用ポンプ手段とを含む。

圧縮機は従来技術の冷暖房装置の室外機等で使用されているものと同様であり、冷媒の圧縮を行う。冷媒も従来技術の冷暖房装置で使用されているものと同様でよい。図に示すように冷媒は圧縮された後、熱交換器内に入る。熱交換器は典型的には冷媒用熱交換器内管路と冷却水用熱交換器内管路が並行または同軸的に設けられたもので（図では同軸的に描かれている）、冷媒と冷却水とを熱的に接触させる。熱交換器の構成も一般的な熱交換器の構成を用いることができる。

熱交換器を経て冷やされた冷媒は筐体内の別の部位に設けられた冷却フィン内の管路に送られる。冷却フィンには筐体外部から取り込まれた空気が吹きあてられる。冷却フィンと冷媒管路は良熱導体で構成されており、冷媒管路内を流れる冷やされた冷媒により冷却フィンは冷やされ、冷却フィンを通る空気は冷やされて外部に吹き出される一方、冷媒は熱を得て再び圧縮機に送られる。このような冷却フィン、空気の取り込み／吹き出し手段も一般的な構成を用いることができる。

冷却水循環系は、熱交換器において冷媒と熱的に接触させられて加熱された後、空冷手段上部に送られる。空冷手段は比表面積の大きな材料で構成されており、ここで、筐体外部から取り込まれた空気と冷却水とを接触させて冷却水を冷却する。比表面積の大きな材料は樹脂ビーズ等の粒体を充填したもの、壁面に孔を有するハニカム構造等でもよいが、好ましくは木質材料の多層体である。特に図に示す波状または鋸歯状に連続的に紆曲または屈曲した薄い木質シートを含むものが好ましい。

ここで、木質材料とは、木材を切削するか木材片・木材粉を圧縮成形・接着して形成した材料またはこれらと同等の材料であり、木質シートは、シート状に形成された木質材料である。ここで「同等の材料」とは、例えば、木材を解砕して取り出されたパルプを圧縮成形したり接着剤や樹脂で結着した厚紙等の材料を含む。

木質であることにより、冷却水を一定時間その表面または構成繊維間に保持しつつ流下させることが可能である。

木質シートは波状または鋸歯状に連続的に紆曲または屈曲した薄いシート形状であることが特に好ましい。「波状に連続的に紆曲」とは図に示すように、シートを垂直に立てたときにその断面が水平方向にうねり曲がる、つまり、横方向に振れる形状を示すものである。これにより単位体積あたりの比表面積を大きくするとともに、冷却水の流下時間を一定時間以上にすることができる。これらの波の周期や振幅は求める冷却水の流下時間により決定する。「波状に連続的に紆曲」させる代わりに鋸歯状に連続的に屈曲させてもよい。空気はその下部から上部に向けて、または一方の側面から他方の側面に向けて吹き込まれる。

冷却水は空気と直接に接触するため、その一部は気化して空気により筐体外に排出されてしまう。そこで、本考案では好ましくは、冷却フィン表面の凝結水の少なくとも一部を溜める貯水手段とこの貯水手段からの水を前記冷却水循環系に流入させる弁手段をさらに有する。例えば、冷却フィンの下に集水孔を有するパンを設け、集水孔を通して凝結水をタンクに集めて貯水する。弁手段は例えば、このタンクにおける水位が一定以上になった場合あるいは冷却水循環系の水量が一定以下になった場合に凝結水を冷却水循環系に送り込むものであり、例えば、タンク内に水位に応じて上下する（具体的には水の浮力によって浮かぶ）水位追従部材を設け、これを一端に有し、他端に弁体を有する天秤型の弁手段により構成される。水位が所定の高さを上回ると弁体が弁座から離れ、水が冷却水循環系に流れ込み、水位が所定の高さまで低下すると弁体が弁座に着座し冷却水循環系への水の流入が停止する。もっとも、これらは電気的に水位を感知するセンサーとその結果に応じて開閉する電磁弁で構成してもよいし、電気的に水位を感知し、一定水位以下に低下したときはポンプで冷却水循環系に送り込むものとしてもよい。あるいは冷却水循環系の水量を物理的または電気的に感知し、一定以下になった場合に弁を開くかポンプを作動して冷却水循環系に水を送り込むものとしてもよい。

この構成の結果、本考案においては、冷却フィン表面の凝結水を外部に排出するドレインが不要であり、電源さえ供給することができれば場所を問わず設置可能である。また、冷却水循環系には必要に応じて筐体外部から冷却水を補充できるようにしてもよいが、上記の構成によりそのような補充が不要になるか最小限にとどめられ、これにより設置場所の制限が低くなる。

また、空冷手段側の空気流と冷却フィン側の空気流との物理的な混合を避けるための隔壁を筐体内に設けてこれらを実質的に分離するが、前記隔壁は熱的な接触を避けるため、その少なくとも一部を断熱壁としてもよい。

なお、冷媒、冷却水それぞれのポンプ及び空気の取り込み・吹き出しに用いるファンは一般的なものでよい。また、冷却水循環系についても貯水タンクを設けてもよいし、凝結水用の貯水タンク自体を冷却水循環系の貯水タンクとしてもよい。さらに、電源は給電線により外部から供給される構成としてもよいし、筐体内部に充電可能な電池等の電源を設けてもよい。

さらに、上記において、空冷手段側のファン手段からの排出空気を温風として、またはさらにヒーター手段を設けてそれにより加熱された空気を温風として吹き出すことにより暖房機能も組み込んだ冷暖房装置とすることも可能である。場合によっては、筐体内から排出される暖気を対象設置エリアの外に排出するためのパイプを設けるようにしてもよく、そのためのパイプ固定手段を備えていてもよい。

本考案の冷（暖）房装置は、任意の場所に設置できるが、例えば、工場、倉庫、屋外等の冷房に特に有用である。

Claims (5)

1. 筐体内に
   冷媒循環系、冷却水循環系、冷却フィン、熱交換器、空冷手段、筐体外から空気を取り込んで冷却フィンを通して冷却した後に筐体外に吹き出すための第一のファン手段、及び、筐体外から空気を取り込んで空冷手段を通して冷却水から熱を奪った後に筐体外に排出するための第二のファン手段を有し、
   前記冷媒循環系は、冷媒を加圧することが可能な圧縮機と、圧縮機を経ることによって温度の高められた冷媒を冷却する、冷媒を通すための熱交換器内管路と、冷却された冷媒により空気を冷やすための冷却フィン内管路と、これらの間を循環的に接続する管路及び冷媒を循環させる冷媒用ポンプ手段とを含み、
   前記冷却水循環系は、前記熱交換器において前記冷媒用熱交換器内管路と並行または同軸的に設けられて冷媒と冷却水とを熱的に接触させる、冷却水を通すための熱交換器内管路と、熱交換器を経て冷媒から熱を奪った冷却水を空冷するための前記空冷手段と、これらの間を循環的に接続する管路及び冷却水を循環させる冷却水用ポンプ手段とを含み、
   前記第一のファン手段による筐体外への吹き出し口を筐体側面に有し、
   前記第二のファン手段による筐体外への排出口を前記吹き出し口とは離隔した位置の筐体側面または筐体上部に有し、
   前記第一のファン手段による筐体内の空気の流れと前記第二のファン手段による筐体内の空気の流れが実質的に分離されている冷房装置。
2. 前記空冷手段が比表面積の大きな木質材料の多層体を含む請求項１に記載の冷房装置。
3. 前記木質材料が波状または鋸歯状に連続的に紆曲または屈曲した薄い木質シートを含む請求項１または請求項２に記載の冷房装置。
4. 前記冷却フィン表面の凝結水の少なくとも一部を溜める貯水手段とこの貯水手段からの水を前記冷却水循環系に流入させる弁手段をさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載の冷房装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の冷房装置において、第二のファン手段からの排出空気を温風として、またはさらにヒーター手段を有してそれにより加熱された空気を温風として吹き出す機能を有する冷暖房装置

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