JP4961371B2 - 空気調和機の熱源機 - Google Patents

Description

本発明は、筐体内部にファン，熱交換器，圧縮機を配置し、建物内部の天井裏に設置される空気調和機の熱源機に関する。

空気調和機の熱源機を、通行の邪魔にならないようにしたり、街の景観を損ねないように目立たなくするため、建物内部の天井裏などに設置することが考えられており、この種従来技術としては特許文献１や特許文献２に記載のものがあった。

特許文献１のものでは、建物外壁にあらかじめ凹部を設け、そこに空気調和機の熱源機を設置し、ルーバで凹部を塞ぐことで、通行の邪魔にならず且つ目立たなくしている。

特許文献２のものでは、空気調和機の熱源機を建物軒天井直上の天井裏に埋設し、軒下天井面に空気吸込口と吹出口を設けること、或いは天井裏に室外機（熱源機）を設置することが記載され、これらにより熱源機が通行等の邪魔にならず、また目立たなくしている。

特開２０００−５４５３０号公報 特許第３６９４５１８号公報

店舗用空気調和機の熱源機の場合には、一般に、建物の壁面近傍や、建物と建物の間に置かれることが多い。そのため、熱源機を置くスペースを確保する必要あるが、熱源機を置くことによって通行の邪魔となる場合がある。

また、歴史的風情のある街などの景観を守るため、ビル等の高さ規制，電飾看板の禁止等の制約も増えており、建物の外や屋上などに設置されていた空気調和機の熱源機（室外機）も目立たなく設置することが望まれて来ている。

上記課題を解決するため、上記特許文献のものを採用した場合、以下の問題がある。即ち、特許文献１のように建物外壁に凹部を設けるものでは、建物に熱源機を設置するための特別の凹部を設ける必要があり、既存の建築物に採用する場合には建物に凹部を設けるという大幅改造が必要になる。

また、特許文献２のように軒下天井に熱源機を埋設するものでは、建物に軒下（ベランダ）が必要であり、一般のオフィスビルには軒下がないため採用できない。ダクトを介して給排気を行う天井埋込形のものでは、高価で大形のファンが必要であり、また天井裏のスペースが十分にないことも多く大形の熱源機を設置することは困難であったり、メンテナンス作業についての考慮も為されていないという問題があった。

本発明の目的は、小形，コンパクトな熱源機とすることで、天井裏に容易に設置できる空気調和機の熱源機を得ることにある。

本発明の他の目的は、天井裏に設置してもメンテナンスを容易に行うことができる空気調和機の熱源機を得ることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、筐体内部に、ファン，熱交換器，圧縮機を配置し、室外の空気を前記熱交換器に通過させて熱交換させる空気調和機の熱源機において、前記熱源機は、建物内部の天井裏に設置されると共に、前記熱源機に給気するための吸込口及び前記熱源機から排気するための吹出口が前記筐体に設けられ、これら吸込口及び吹出口は建物外壁部に形成した開口に接続されるものであって、前記ファンは前記筐体内部の前記吹出口側に設置され、前記圧縮機は前記筐体内部の前記吹出口とは反対側に設置され、更に前記熱交換器は前記ファンと前記圧縮機との間に設置されていることを特徴とする。

ここで、前記熱源機の空気吸込口と吹出口を前記筐体の一面に設け、この一面が建物外壁面に位置するように配置するのが良い。また、前記熱源機筐体内部に設置された前記熱交換器は前記ファンの吸込側に配置されていることが望ましい。更に、前記熱源機筐体内部に設置された前記熱交換器はファンを囲うようにコ字状又はＬ字状に設置されていると熱交換器の伝熱面積をよい多くすることができる。

前記熱源機の空気吸込口は、前記筐体一面の両端側にそれぞれ設けられ、前記吹出口は前記吸込口の間に配置される構成とすると上下方向を小さくしつつ空気（外気）の給排気口面積をより大きくできる。また、前記圧縮機を横型のスクロール圧縮機とすることで、熱源機の高さを低く抑えることができる。更に、前記熱交換器の上流側の前記筐体内部には前記圧縮機の他に、電気箱及び円筒タンク状のレシーバが、前記熱交換器に沿って配設される構成とすると全体をコンパクトにまとめることができると共に、熱源機の筐体背面側から圧縮機や電気部品を容易にメンテナンスをすることが可能になる。

前記ファンは両吸込形の多翼ファンであって、この両吸込形多翼ファンが前記熱交換器に沿って２台設置され、この２台の両吸込形多翼ファンの間に両軸形のモータが設置され、この両軸形モータで前記２台の多翼ファンが駆動される構成とするとファンの高さを低く抑えて大風量を得ることが可能となり、大容量の熱源機を天井裏に設置できる程度に薄型コンパクト化できる。また、前記両軸形のモータは前記筐体の長手方向中央部付近に配置され、かつ前記レシーバも前記筐体の長手方向中央部付近に配置される構成にすると、吸込空気で圧縮機や電気箱を冷却できるだけでなく、円筒タンク状のレシーバが吸込空気のガイドとなって、スムーズに熱交換器からファン吸込側に吸込空気を導くことができる。

本発明によれば、筐体内部の吹出口側にはファンが設置され、圧縮機は前記筐体内部の前記吹出口とは反対側に設置され、更に熱交換器は前記ファンと前記圧縮機との間に設置されるようにして空気調和機の熱源機を構成しているので、小形，コンパクトな熱源機とすることができ、建物内部の天井裏に容易に設置できる空気調和機の熱源機を得ることができる。

また、熱源機の空気吸込口と吹出口を筐体の一面に設け、この一面が建物外壁部に位置するように配置し、圧縮機や電気箱を前記筐体の建物内部側に配置することにより、熱源機を天井裏に設置しても、建物内部から圧縮機や電気部品などのメンテナンスを容易に行うことができる効果が得られる。

本発明は、筐体内部に、ファン，熱交換器，圧縮機等を配置し、空気を熱交換器に通過させて熱交換する空気調和機の熱源機であって、前記熱源機を、建物内部天井裏の懐に設置したり天井裏に吊り下げて設置するものである。なお、ここで天井裏とは下の部屋と上の部屋との間に設けられている空間で天井裏の他に、上の部屋の床下も含まれるものとして使用している。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づき説明する。

図１は、建物１内部の天井裏（天井裏懐）１０５に設置された実施例１の空気調和機の熱源機を示す側断面図、図２は図１に示す熱源機の平面図である。

図１に示すように、熱源機２の筐体１０１内部には、ファン１０２，熱交換器１０３，圧縮機１１４（図２参照）等が配置されている。この熱源機２は、建物内部天井裏１０５に設置されている例を示しているが、天井板が無いような場合には天井（或いは床下）に吊り下げて設置されることもある。また、熱源機２が設置される部分における建物外壁１０７には熱源機への給排気を行うための開口（吸込口及び吹出口）１０８が形成されている。熱源機の筐体１０１に設けられた吸込口１１５及び吹出口１１６は、建物外壁に形成された前記開口（吸込口及び吹出口）１０８側に形成されている。この実施例では、筐体１０１に形成した吸込口１１５及び吹出口１１６の開口は建物に形成した前記開口１０８と一致するように、即ち建物外壁の部分に位置するように構成されている。前記ファン１０２は筐体１０１内部の前記吸込口１１５及び吹出口１１６側（正面側）に設置され、圧縮機１１４は筐体内部の前記吸込口及び吹出口とは反対側（背面側）に設置され、また前記熱交換器は前記ファンと圧縮機との間に設置され、ファンの吸込側（上流側）に位置するようにしている。

前記空気の吸込口１１５は前記筐体一面（正面側）の両端側にそれぞれ設けられ、前記吹出口１１６は前記吸込口１１５間に配置される構成とし、吸込口及び吹出口は全て筐体の一面側（正面側）に形成されている。また、熱交換器１０３の背面側の筐体内部には前記圧縮機１１４の他に図２に示すように電気箱１１２や円筒タンク状のレシーバ１１３などが、前記熱交換器１０３に沿って配設されている。なお、前記圧縮機１１としては横型のスクロール圧縮機を使用し、熱源機の高さが圧縮機の高さのために大きくならないようにしている。

前記ファン１０２は両吸込形の多翼ファンを使用しており、この両吸込形の多翼ファン１０２が前記熱交換器１０３に沿って２台設置され、この２台の両吸込形多翼ファンの間に両軸形のモータ１１１が設置され、この両軸形モータ１１１で前記２台の多翼ファンが駆動される構成としている。ファン１０２の径は熱源機２の高さに大きく影響するが、この実施例のようにファンを構成することにより、ファンの高さを低く抑えつつ大風量を得ることが可能となり、大容量の熱源機を天井裏に設置できる程度に薄型コンパクト化することが可能となる。

前記両軸形のモータ１１１は前記筐体１０１の長手方向中央部付近に配置され、かつ前記レシーバ１１３も前記筐体の長手方向中央部付近に配置される構成にしている。このように構成すると、吸込空気で圧縮機１１４や電気箱１１２を冷却できるだけでなく、円筒タンク状のレシーバ１１３が吸込空気のガイドとなって、スムーズに熱交換器からファン吸込側に空気を導くことができる。

なお、図において、１０４は室内の天井、１０６は室内空間、１２１は熱源機の正面である。また、１３１は熱源機内部を通過する空気の流れを示す矢印である。一般に、天井裏１０５の懐に設置する空気調和機の熱源機の場合、熱源機の吸込口１１５及び吹出口１１６と建物外壁に設けた開口１０８とをダクトで接続して外気を給排気する場合が多いが、本実施例では、熱源機正面に吸込口と吹出口を設けることで、図１に示すように、熱源機の吸込口と吹出口を建物外壁の開口１０８に直接接続すれば良く、ダクトを不要にすると共に、給排気のための流路損失を低減でき、その分ファンを小形化できる。

空気調和機の省エネ化のためには、熱交換器の伝熱面積を大きくすること、熱交換器を通過する空気の風速分布を均一化することで熱交換性能の向上を図れる。熱交換器を通過する空気の風速分布を均一化するため、本実施例では、ファン吸込側に熱交換器を配置することで実現している。しかし、熱交換器の伝熱面積を大きくするためには、熱源機の寸法を大きくすることが考えられるが、熱源機は天井裏に設置されるものであるため、天井裏のスペースはかなり制限される。このため、熱源機の高さや平面寸法を大きくすることはできないので、限られた筐体寸法で熱交換器面積を大きくするための例を図３及び図４に示す。これらの図において図１及び図２と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示す。

図３に示す例では、熱源機内部に設置された熱交換器１０３は、ファン１０２の吸込側に設置され且つファンを囲うようにＬ字形（Ｌ字状）に構成している。これにより図２で示した例と比較し、大きさが同一の筐体でも熱交換器の伝熱面積を大きくすることができる。

図４の例は、熱交換器１０３が、ファン１０２の吸込側に設置されると共に、ファンを囲うようにコ字形（コ字状）に設置したものである。この例では、図２及び図３に示す例よりも同一筐体で、更に熱交換器の伝熱面積を大きくすることができる。

なお、上記実施例において、熱源機の空気吸込口１１５と吹出口１１６とを、熱源機正面１２１に設けると共に、前記吸込口１１５を、熱源機筐体正面の両端側にそれぞれ設け、前記吹出口１１６を前記吸込口の間に挟まれる位置に配置し、且つ熱交換器１０３をファン１０２の吸込側に配置することにより、熱交換器をファンの吹出側に設置した場合と比較し、熱交換器の風速分布を更に均一化できる。即ち、空気吸込口１１５を正面側の両端にそれぞれ１箇所で合計２箇所設けているので、熱交換器を通過する風速分布をより均一化できる。吸込口を１箇所のみとした場合、吸込口から遠い部分と近い部分で熱交換器における風速分布の不均一は大きくなる。

上述した本実施例によれば、以下の効果がある。
（１）建物外部の空気と熱交換する空気調和機の熱源機を建物の天井裏に設置し、更に熱源機に給排気する空気の吸込口と吹出口を、建物外壁部に、即ち吸込口及び吹出口を建物外壁の同一面に設けるように構成しているので、外部空気と熱交換する熱源機を目立たなく設置でき、街，建物の景観を損なうことを防止できる。また、熱源機の空気吸込口と吹出口を、筐体の一面（正面）に設けているので、ダクトレスで建物に熱源機を設置することができる。
（２）熱源機内部に設置された熱交換器はファンの吸込み側に配置しているので、熱交換器の風速分布を均一化でき、その分省エネ化を図れる。また、前記熱交換器を、ファンの吸込側に設置すると共にファンを囲うように構成することで、筐体を大きくすることなく熱交換器の伝熱面積を大きくすることができ、より省エネ化を図れる。
（３）熱源機筐体の一面（正面）で且つその両端側にそれぞれ外気の吸込口を設け、吹出口を前記吸込口の間に挟まれるように配置しているので、熱交換器の風速分布をより均一化でき、更に省エネ化を図れる。

本発明の空気調和機の熱源機の実施例を示す側断面図。 図１に示す熱源機の平面図。 熱源機の他の例を示すもので、図２に相当する図。 熱源機の更に他の例を示すもので、図２に相当する図。

符号の説明

１ 建物
２ 熱源機
１０１ 熱源機の筐体
１０２ ファン（両吸込形の多翼ファン）
１０３ 熱交換器
１０４ 室内天井
１０５ 天井裏
１０６ 室内空間
１０７ 建物外壁
１０８ 開口（吸込口，吹出口）
１１１ モータ（両軸形モータ）
１１２ 電気箱
１１３ レシーバ
１１４ 圧縮機（横型スクロール圧縮機）
１１５ 吸込口
１１６ 吹出口
１２１ 熱源機の正面
１２２ 熱源機の背面
１３１ 熱源機内部を通過する空気の流れ

Claims (5)

1. 筐体内部に、ファン、熱交換器、圧縮機を配置し、室外の空気を前記熱交換器に通過させて熱交換させる空気調和機の熱源機において、
   前記熱源機は、建物内部の天井裏に設置されると共に、前記熱源機に給気するための吸込口が前記筐体の一面の両端側にそれぞれ設けられ、前記熱源機から排気するための吹出口が前記吸込口が設けられた一面と同一面で前記２つの吹出口の間に設けられ、これらの吸込口及び吹出口は建物外壁部に形成した開口に接続されるものであって、
   前記ファンは前記筐体内部の前記吹出口側に設置され、
   前記圧縮機は、横型であり前記熱交換器と沿うように、かつ、前記筐体内部の前記吹出口とは前記熱交換器と反対側に設置され、
   前記熱交換器は、前記ファンと前記圧縮機との間で前記ファンの吸込側に前記筐体の長手方向と沿うように設置され、
   前記熱交換器の上流側に電気箱が前記熱交換器と沿うように設置され、さらに、
   前記両端側のそれぞれの吸込口から給気された空気は前記筐体の長手方向中央部へ流れるとともに、前記熱交換器へ流れ、その後前記吹出口から排気されるように構成されたことを特徴とする空気調和機の熱源機。
2. 請求項１において、
   前記熱交換器は前記ファンを囲うようにコ字状又はＬ字状に設置されていることを特徴とする空気調和機の熱源機。
3. 請求項１又は２において、
   前記熱交換器の上流側の前記筐体内部には前記圧縮機の他に、円筒タンク状のレシーバが、前記熱交換器に沿って配設されていることを特徴とする空気調和機の熱源機。
4. 請求項３において、
   前記ファンは両吸込形の多翼ファンであって、この両吸込形多翼ファンが前記熱交換器に沿って２台設置され、この２台の両吸込形多翼ファンの間に両軸形のモータが設置され、この両軸形モータで前記２台の多翼ファンが駆動される構成としたことを特徴とする空気調和機の熱源機。
5. 請求項４において、
   前記両軸形のモータは前記筐体の長手方向中央部付近に配置され、かつ前記レシーバも前記筐体の長手方向中央部付近に配置されていることを特徴とする空気調和機の熱源機。

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