JP4049602B2 - 温水加熱機能付き冷暖房用エアコン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷暖房用エアコンであって、暖房使用時において冷媒で熱媒水（温水）を加熱すると共に、この温水を外部温水暖房装置等に利用できるようにした温水加熱機能付き冷暖房用エアコンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷暖房用エアコンは、冷凍サイクルにおいて、圧縮機からの冷媒を室内熱交換器側に送る暖房運転系と、圧縮機からの冷媒を室外熱交換器側に送る冷房運転系とに切り替えられるようになっている。
このような冷暖房用エアコンに温水回路を組み込み、この温水回路に外部温水暖房装置（例えば、温水床暖房やファンコイルユニット等）を接続して、温水回路の熱媒水（温水）を前記外部温水暖房装置の熱源に利用できるようにした温水加熱機能付き冷暖房用エアコンを本件出願人が提案している（例えば、特願２００１−２６８３４５号）。
【０００３】
前記温水回路は、熱媒水を冷凍サイクルの冷媒との間で熱交換させて加熱させる温水／冷媒熱交換器と、熱媒水を収容する給水タンクと、この給水タンクと温水／冷媒熱交換器の間で熱媒水を循環ポンプにより循環させる温水配管とを備えている。
従来、これら温水回路の構成部品となる温水／冷媒熱交換器、給水タンク、循環ポンプ、温水配管は、全て室外機の室外ケーシング内に収容されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の温水加熱機能付き冷暖房用エアコンにあっては、室外ケーシング内に、冷凍サイクルの室外機側の構成部品である圧縮機、膨張弁、室外熱交換器、それに送風ファン等が収容され、更に加えて、温水回路の全ての構成部品、即ち、温水／冷媒熱交換器、給水タンク、循環ポンプ、温水配管が収容される。
したがって、室外ケーシングをコンパクトに形成した場合、上記の部品を狭いスペースに配設しなければならず、レイアウト自由度が狭くなると共に、部品の組付け作業にも手間がかかり、メンテナンス、特に、温水回路の給水タンクに熱媒水を補給する場合に、その作業に手間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、冷凍サイクル以外の構成部品であって、電気部品や駆動部品でもなく、またサイズが比較的に大きく、しかも熱媒水の補給というメンテナンスが必要となる温水回路の給水タンクに着目し、この給水タンクを室外ケーシングの外部に配設することで、室外ケーシングをコンパクトに形成しながら、室外ケーシング内のレイアウト自由度を広くでき、又、室外ケーシング内への部品の組付作業性を向上できる温水加熱機能付き冷暖房用エアコンを提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明（請求項１）の温水加熱機能付き冷暖房用エアコンは、
冷媒を圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器等に循環させる冷凍サイクルが構成され、前記圧縮機、膨張弁、室外熱交換器、送風ファン等が室外ケーシング内に収容された室外機と、室内熱交換器、送風ファン等が室内ケーシング内に収容された室内機とを備え、
前記室外機には、熱媒水を冷媒との間で熱交換させて加熱させる温水／冷媒熱交換器と、熱媒水を収容する給水タンクと、この給水タンクと温水／冷媒熱交換器の間で熱媒水を循環ポンプにより循環させる温水配管とを備えた温水回路が設けられている温水加熱機能付き冷暖房用エアコンにおいて、
前記室外ケーシングの背面壁に吸気グリルが設けられ、この吸気グリルが設けられた室外ケーシングの背面壁の外面にユニットボックスが設けられ、このユニットボックス内に前記給水タンクが収容されている構成とした。
【０００７】
本発明（請求項１）において、前記ユニットボックスは、蓋体により開閉する開口部が上面に形成されたボックス形状に形成されている態様（請求項２）がある。
【０００８】
本発明（請求項１又は２）において、前記給水タンクにリザーブタンクが接続され、このリザーブタンクを含めて給水タンクがユニットボックス内に収容されている態様（請求項３）がある。
【０００９】
本発明（請求項１〜３のいずれか）において、前記温水回路の温水配管端末に設けた外部配管用接続ヘッダがユニットボックスから外部に突出する状態で取り付けられている態様（請求項４）がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例により説明する。尚、本発明の具体的な構成は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
図１は本発明の実施例である温水加熱機能付き冷暖房用エアコンの室外機を背後から見た概略斜視図、図２はその室外機の概略正面図、図３は温水加熱機能付き冷暖房用エアコンの回路図である。
【００１１】
温水加熱機能付き冷暖房用エアコンは、図３に示すように、室外機Ｍに設けた圧縮機１０、膨張弁１１、室外熱交換器１２と、冷媒管１３と、室内機Ｎに設けた室内熱交換器２０とを有する冷凍サイクルＳを備え、この冷凍サイクルＳに、圧縮機１０からの冷媒を室内熱交換器２０側に送る暖房運転系と、圧縮機１０からの冷媒を室外熱交換器１２側に送る冷房運転系とに切り替える四方弁１４が設けられている。
その他、前記冷凍サイクルＳには、キャピラリ１５、逆止弁１６ａ，１６ｂ、マフラー１７、ストレーナ１８が設けられている。
又、室内熱交換器２０に対向して送風ファン３０としてのクロスフローファンが設けられ、室外熱交換器１２に対向して送風ファン４０としてのプロペラファンが設けられている。
【００１２】
即ち、暖房運転時には、冷媒が実線矢印のように流動して暖房運転系を構成し、このとき、室内熱交換器２０が凝縮器として機能し、室外熱交換器１２が蒸発器として機能し、更に、圧縮機１０からの高温高圧の冷媒が逆止弁１６ａ，１６ｂの１方向性によって冷媒管に１３に送られる。
又、冷房運転時には、冷媒が破線矢印のように流動して冷房運転系を構成し、このとき、室内熱交換器２０が蒸発器として機能し、室外熱交換器１２が凝縮器として機能し、この場合には、逆止弁１６ａ，１６ｂの１方向性によって冷媒は冷媒管１３に送られない。
【００１３】
室外機Ｍには、前記冷凍サイクルＳとは別回路を構成する温水回路Ｈが設けられている。
この温水回路Ｈは、前記冷媒管１３の外周をジャケット部５０によって覆うことにより熱媒水を冷媒との間で熱交換させて加熱させる温水／冷媒熱交換器５１と、熱媒水を収容する給水タンク５２と、後述の外部温水暖房装置６を経由して給水タンク５２と温水／冷媒熱交換器５１の間で熱媒水を循環ポンプ５３により循環させる温水配管５４とを備えている。
【００１４】
前記給水タンク５２には補助タンクとなるリザーブタンク５２ａが水管５２ｂで接続され、給水タンク５２の水位が低下すると、負圧によりリザーブタンク５２ａから自動的に給水タンク５２に水が補充されるようになっている。
【００１５】
前記温水配管５４は、給水タンク５２から循環ポンプ５３を経て一方の端末に設けた往側ヘッダ５５（外部配管用接続ヘッダ）に至る往側温水配管５４ａと、他方の端末に設けた戻側ヘッダ５６（外部配管用接続ヘッダ）から温水／冷媒熱交換器５１のジャケット部５０を経て給水タンク５２に至る戻側温水配管５４ｂを備え、前記往側温水配管５４ａに循環ポンプ５３が設けられている。
【００１６】
前記温水回路Ｈには外部温水暖房装置６（例えば、温水床暖房やファンコイルユニット等）が接続されるもので、この場合、外部温水暖房装置６の往管６０が前記往側ヘッダ５５に接続され、戻管６１が前記戻側ヘッダ５６に接続される。
なお、外部温水暖房装置６の往管６０と戻管６１とは、細管によるバイパス回路６２によって接続されている。
したがって、熱媒水は温水／冷媒熱交換器５１で加熱され、給水タンク５２から循環ポンプ５３によって往側温水配管５４ａ及び往管６０を経て外部温水暖房装置６に導入され、戻管６１から戻側温水配管５４ｂを経て温水／冷媒熱交換器５１に戻るという循環を行なう。これにより、外部温水暖房装置６による暖房ができる。
【００１７】
室外機Ｍの室外ケーシング７内には、圧縮機１０、室外熱交換器１２、温水／冷媒熱交換器５１、そのほか膨張弁１１、四方弁１４等、冷凍サイクルＳの室外機Ｍ側の全ての構成部品、及び送風ファン４０が収容されている。
又、電気部品や温水回路Ｈの構成部品のうち、循環ポンプ５３は室外ケーシング７内に収容され、駆動部品でない給水タンク５２及びリザーブタンク５２ａは、図１に示すように室外ケーシング７の外面に設けたユニットボックス８内に収容され、また、前記往側ヘッダ５５及び戻側ヘッダ５６がユニットボックス８に取り付けられている。
【００１８】
前記室外ケーシング７は、図２に示すように、内部が仕切壁７０によって送風室７１と機械室７２に区画され、正面壁７３の送風室７１前面部分に排気グリル７４が設けられ、背面壁７５の送風室７１後面部分に吸気グリル７６が設けられている。
前記送風室７１内には、送風ファン４０が配設されると共に、送風室７１の内壁に室外熱交換器１２が取り付けられ、機械室７２の内部には、圧縮機１０、膨張弁１１、四方弁１４、温水／冷媒熱交換器５１、循環ポンプ５３等が収容され、また、機械室７２の上部に制御基板等を収容した電気部品ボックス７７が設けられている。
【００１９】
前記ユニットボックス８は、蓋体８０により開閉する開口部８１が上面に形成されたボックス形状に形成され、室外ケーシング７の背面壁７５における機械室７２後面部分の上部外面に、室外ケーシング７と一体に取り付けられている。
ユニットボックス８の内部には、給水タンク５２が上部の開閉蓋５７が開口部８１から臨めるように収容されると共に、この給水タンク５２に隣接してリザーブタンク５２ａが上部の開閉蓋５８が開口部８１から臨めるように収容されている。
また、ユニットボックス８には、往側ヘッダ５５及び戻側ヘッダ５６がユニットボックス８の底面から外部に突出する状態で取り付けられている。
【００２０】
以上のように、室外ケーシング７の外面（背面壁外面）にユニットボックス８を取り付け、このユニットボックス８に給水タンク５２及びリザーブタンク５２ａを収容しているため、この給水タンク５２及びリザーブタンク５２ａの配設スペースを室外ケーシング７内に確保する必要がない。
その分だけ室外ケーシング７の内部スペースに空きが生じるので、室外ケーシング７内のレイアウト自由度を広くできるし、室外ケーシング７内への部品の組付作業性を向上できる。言いかえれば、室外ケーシング７をコンパクトに形成できる。
【００２１】
また、ユニットボックス８に収容する給水タンク５２及びリザーブタンク５２ａは、冷凍サイクルＳ以外の構成部品であるため、冷凍サイクルＳの配管系にユニットボックス８に至る管路を形成する必要がないし、また、サイズが比較的に大きいため、室外ケーシング７の内部にスペースを広く空けることができる。
【００２２】
又、ユニットボックス８の開口部８１から給水タンク５２及びリザーブタンク５２ａの開閉蓋５７，５８を臨めるので、蓋体８０を開放すれば、開口部８１から開閉蓋５７，５８を開閉することができ、給水タンク５２及びリザーブタンク５２ａ内の水位の確認、水の補給が容易にできる。
【００２３】
又、ユニットボックス８には、往側ヘッダ５５及び戻側ヘッダ５６がユニットボックス８の底面から外部に突出する状態で取り付けられているため、外部温水暖房装置６の往管６０及び戻管６１の接続作業をユニットボックス８の外部から行なうことができ、作業性を向上できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明（請求項１）の温水加熱機能付き冷暖房用エアコンにあっては、冷凍サイクル以外の構成部品であって、電気部品や駆動部品でもなく、またサイズが比較的に大きく、しかも水の補給というメンテナンスが必要となる温水回路の給水タンクに着目し、この給水タンクを室外ケーシングの外面に取り付けたユニットボックスの内部に収容したので、室外ケーシングをコンパクトに形成しながら、室外ケーシング内のレイアウト自由度を広くできるし、室外ケーシング内への部品の組付作業性を向上することができる。
又、本発明では、ユニットボックスが室外ケーシングの背壁外面に設けられているため、ユニットボックスが室外ケーシングによって隠され、見栄えを損なうことがない。
又、室外機を建物に近接して設置する場合でも吸気グリルと建物の間には空気通路としての距離が必要であり、ユニットボックスの大きさを前記距離より小さく設計すれば、設置スペースを変えることなく室外機を設置することができる。
【００２５】
本発明（請求項２）の温水加熱機能付き冷暖房用エアコンにあっては、ユニットボックスが、蓋体により開閉する開口部が上面に形成されたボックス形状に形成されているため、ユニットボックスの内部を開口部から確認でき、給水タンク内の水位の確認、水の補給が容易にできる。
【００２６】
本発明（請求項３）の温水加熱機能付き冷暖房用エアコンにあっては、リザーブタンクを含めて給水タンクがユニットボックス内に収容されているため、その分だけ室外ケーシングの内部に空きスペースを確保できる。
【００２７】
本発明（請求項４）の温水加熱機能付き冷暖房用エアコンにあっては、外部配管用接続ヘッダがユニットボックスから外部に突出する状態で取り付けられているため、外部温水暖房装置の接続作業をユニットボックスの外部から行なうことができ、作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例である温水加熱機能付き冷暖房用エアコンの室外機を背後から見た概略斜視図である。
【図２】 その室外機の概略正面図である。
【図３】 温水加熱機能付き冷暖房用エアコンの回路図である。
【符号の説明】
１０ 圧縮機
１１ 膨張弁
１２ 室外熱交換器
１３ 冷媒管
１４ 四方弁
１５ キャピラリ
１６ａ 逆止弁
１６ｂ 逆止弁
１７ マフラー
１８ ストレーナ
２０ 室内熱交換器
３０ 送風ファン
４０ 送風ファン
５０ ジャケット部
５１ 温水／冷媒熱交換器
５２ 給水タンク
５２ａ リザーブタンク
５２ｂ 水管
５３ 循環ポンプ
５４ 温水配管
５４ａ 往側温水配管
５４ｂ 戻側温水配管
５５ 往側ヘッダ
５６ 戻側ヘッダ
５７ 開閉蓋
５８ 開閉蓋
６ 外部温水暖房装置
６０ 往管
６１ 戻管
６２ バイパス回路
７ 室外ケーシング
７０ 仕切壁
７１ 送風室
７２ 機械室
７３ 正面壁
７４ 排気グリル
７５ 背面壁
７６ 吸気グリル
７７ 電気部品ボックス
８ ユニットボックス
８０ 蓋体
８１ 開口部
Ｈ 温水回路
Ｍ 室外機
Ｎ 室内機
Ｓ 冷凍サイクル

Claims (4)

1. 冷媒を圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器等に循環させる冷凍サイクルが構成され、前記圧縮機、膨張弁、室外熱交換器、送風ファン等が室外ケーシング内に収容された室外機と、室内熱交換器、送風ファン等が室内ケーシング内に収容された室内機とを備え、
   前記室外機には、熱媒水を冷媒との間で熱交換させて加熱させる温水／冷媒熱交換器と、熱媒水を収容する給水タンクと、この給水タンクと温水／冷媒熱交換器の間で熱媒水を循環ポンプにより循環させる温水配管とを備えた温水回路が設けられている温水加熱機能付き冷暖房用エアコンにおいて、
   前記室外ケーシングの背面壁に吸気グリルが設けられ、この吸気グリルが設けられた室外ケーシングの背面壁の外面にユニットボックスが設けられ、このユニットボックス内に前記給水タンクが収容されていることを特徴とした温水加熱機能付き冷暖房用エアコン。
2. 請求項１記載の冷暖房用エアコンにおいて、前記ユニットボックスは、蓋体により開閉する開口部が上面に形成されたボックス形状に形成されている温水加熱機能付き冷暖房用エアコン。
3. 請求項１〜２のいずれかに記載の冷暖房用エアコンにおいて、前記給水タンクにリザーブタンクが接続され、このリザーブタンクを含めて給水タンクがユニットボックス内に収容されている温水加熱機能付き冷暖房用エアコン。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の冷暖房用エアコンにおいて、前記温水回路の温水配管端末に設けた外部配管用接続ヘッダがユニットボックスから外部に突出する状態で取り付けられている温水加熱機能付き冷暖房用エアコン。

Images