JP5205172B2 - 農事用空調機 - Google Patents

Description

本発明は、植物等の栽培に用いられる植物栽培用ハウス（ビニールハウス等）内を空調するための農事用空調機に関する。

従来、農業用の植物栽培用ハウス内を暖めるためのものとして、温室ボイラーを用いたものが知られている。この温室ボイラーは、重油を燃焼させて植物栽培用ハウス内を暖めるものである。
また、ボイラーを用いずに暖める方法としては、電気を用いて空調運転を行う農事用空調機がある。この農事用空調機は、重油を燃焼させることがないため、重油の価格が高騰する昨今ではコスト低減を図ることができる。また、地球環境にも優しい。

上述した植物栽培用ハウス内では、農作物に散水したり、農薬を散布する必要がある。そのため、農事用空調機の室内機に相当する部分を植物栽培用ハウス外に配置して散水した水がかからないようにするとともに、室内空気及び空調後の空気をダクトを介してハウス内から吸込／放出するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２６７２８３号公報

室内機を植物栽培用ハウス外に配置する場合、ダクト等のコストが必要となるため、室内機をハウス内に配置することが望まれる。また、ハウス内に室内機を設置しようとする場合、共通部品化を図るために一般的な居室空間に設置する室内機を改造して、散水等に対応可能な防水構造にすることが考えられる。
しかしながら、居室内に設置する室内機は室内機前面に空気取込口と吹出口を有する構造であり、熱交換器の熱交換面積が小さい。そのため、広い植物栽培用ハウス内を空調する場合には複数の室内機が必要となり、農事用空調機としてのトータルコストを低減することが困難である。かと言って、農事用という限られた用途のために熱交換面積の大きな室内機を別途設計・製作することはコスト高となる。

そこで、本発明の目的は、植物栽培用ハウス内に室内機を設置することができ、かつ、空調機全体としてのコストを低減することができる農事用空調機を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、植物栽培用ハウス内に設置された室内機と、前記植物栽培用ハウス外に設置され前記室内機に冷媒配管で接続された室外機とを備え、前記室外機は圧縮機、室外熱交換器、プロペラファン、ファンモータを収容するケースを備え、該ケース、プロペラファンおよびファンモータが防水構造となっており、前記室内機は、前記室外機の主要部品である室外熱交換器、プロペラファン、ファンモータおよびケースと共通化された、室内熱交換器、プロペラファン、ファンモータおよびケースを備え、このケースの背面には、前記室内熱交換器を露出させる背面開口部が形成され、当該背面を前記植物栽培用ハウスの外壁に沿わせて配置され、前記ケースの前面には、前記プロペラファンにより前記背面開口部を介して前記植物栽培用ハウスの外壁と前記背面との間の隙間から吸い込んで前記室内熱交換器を通過した調和空気を吹き出す前面開口部が設けられたことを特徴とする。

また、前記室内機の幅方向の長さを、奥行き方向の長さよりも長くしてもよい。
この構成によれば、室内機後面の面積が大きくなり、室内熱交換器の熱交換面積を広くすることができる。

本発明は、植物等の栽培に用いられる植物栽培用ハウスの内側を空調するための農事用空調機であって、前記植物栽培用ハウスの外側に設置され、室外熱交換器及び圧縮機を収容する室外機と、前記植物栽培用ハウスの内側に設置され、前記室外機と冷媒配管によって空調運転可能に接続され、防水構造を有するファンモータで駆動されるプロペラファン型の送風ファンを有し、この送風ファンを駆動して、少なくとも本体後面のほぼ全面に亘って表出する室内熱交換器を介して本体後面から空気を吸い込み、本体前面から空調後の空気を放出させる室内機とを備えているので、居室空間に設置する室内機のように前面から空気を吸い込んで前面から空調後の空気を吹き出すものと比較して、室内熱交換器の熱交換面積を広く確保することができる。そのため、より高い空調能力を発揮することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、植物等の栽培に用いられるビニールハウス１（植物栽培用ハウス）内に本発明の実施の形態に係る農事用空調機６を設置した状態を示す概要図である。
ビニールハウス１は、外側空間２と内側空間３とを仕切る外壁４によって温室として区画されており、その内部を所定の温度に維持することで植物５の栽培を促進させる。この外壁４には、断熱性に優れた合成樹脂等が使用される。

このビニールハウス１には、内側空間３内を所定の温度に維持するために、農事用空調機６（本実施例では２台）が設置されている。この農事用空調機６は、図１に示すように、ビニールハウス１の外側空間２に室外機１０が設置され、内側空間３内に室内機５０が設置される。室外機１０及び室内機５０は、ビニールハウス１の外壁４を貫通する態様で配管された冷媒配管７によってそれぞれ接続されている。

図２は、農事用空調機６に使用される室外機１０の外観を示す斜視図である。また、図３は、室外機１０のユニットケース１１内に収容される機器の構成を示す分解斜視図である。
この室外機１０は、図２に示すように、略直方体箱形状のユニットケース１１を備えている。このユニットケース１１は、底板１２、天板１３、左側前面パネル１４ａ、右側前面パネル１４ｂ、及び、外板１５によって構成されている。左側前面パネル１４ａには、詳細は後述する２つの送風ファン３４、３４が上下に並設されており、これらの送風ファン３４、３４は、ユニットケース１１の前側からファンガード１７、１７によってそれぞれ覆われている。

ユニットケース１１の内部は、図３に示す仕切板３１によって左右の室に画成されている。その左側の室は、室外熱交換器３２が収容された熱交換室３５として使用され、右側の室は機械室４０として使用される。機械室４０には、その下側に配置される圧縮機４１と、この圧縮機４１の近傍に配置されるアキュムレータ４４等の冷媒回路を構成する機器が収容されている。また、機械室４０の下方には、電装ボックス４７が配設されている。この電装ボックス４７には、室外機１０の各部に電源を供給する電源トランス４８等が収容されている。さらに、機械室４０には、室外熱交換器３２から延在し、冷媒配管を接続するための配管接続部３８が配設されている。

室外熱交換器３２は、図３に示すように、平面視で略Ｌ字形状に屈曲する態様で形成されており、室外熱交換器３２がユニットケース１１に組み付けられた状態で、室外熱交換器３２の外面がユニットケース１１の左側面の全面及び後面の全面（詳細には、熱交換室３５の後面の全面）に表出する。また、ユニットケース１１には、室外熱交換器３２に近接して、モータ台４６が取り付けられており、このモータ台４６に室外機１０内の空気を強制的に排気する２個の送風ファン３４が取り付けられている。これらの送風ファン３４は、プロペラファン型のものであり、モータ容量が同一の場合のシロッコファンと比較して送風能力が高いものである。また、送風ファン３４、３４を駆動するファンモータ３３、３３は、電源トランス４８から電源供給を受けて回転する。
これら２個の送風ファン３４、３４が排気を行うことで、室外熱交換器３２における熱交換が強制的に促進され、さらに、機械室４０に収容される圧縮機４１や電源トランス４８等から発せられる熱が、室外機１０の外部へ放出される。

また、この室外機１０は屋外に設置される仕様であるため、ユニットケース１１は雨水等に曝されても運転に影響が生じない防水構造になっている。また、内部に収容されるファンモータ３３、３３や電装ボックス４７も防水構造になっている。

この室外機１０の外形状は、空気を取り込む後面の面積をできるだけ広く確保するために、室外機１０の奥行き方向の長さよりも幅方向の長さが長くなるように構成されている。また、後面の全面を室外熱交換器３２で構成（後面から表出）しているので、室外熱交換器３２を室外機１０の内部に内包させる構造と比較して、奥行き方向を短くしており、奥行き方向での設置面積が大きくならないように構成されている。

また、本実施の形態に使用されている室外機１０は、居室空間を空調する汎用の空調機に使用される室外機と略同一（少なくとも主要部品である、室外熱交換器３２、ユニットケース１１、圧縮機４１、アキュムレータ４４、ファンモータ３３、送風ファン３４、及び電装ボックス４７が同一）のものが使用されている。すなわち、この室外機１０は、汎用の空調機にも、農事用空調機６にも同じ構成で使用することが可能であり、汎用の室外機と共通化することで、農事用空調機６としてのトータルコストを抑えることができるようにしている。

図４は、農事用空調機６に使用される室内機５０であって、そのファンガード１７、１７、右側前面パネル１４ｂおよび天板１３を取り外した状態を示す斜視図である。また、図５は、図４の平面図である。
この室内機５０は、上述した室外機１０（すなわち、汎用の空調機に使用される室外機と同一の室外機）と使用可能な部品の共通化（少なくとも主要部品である、室内熱交換器５２（室外熱交換器３２と同一）、ユニットケース１１、ファンモータ３３、送風ファン３４が同一）が図られたものであり、その外観構成及び外観形状は室外機１０（図２参照）と同じである。以下の説明では、室内機５０に使用される部品であって室外機１０の部品と同じ部品については同一の符号を付して説明する。

室内機５０は、防水構造を備えたユニットケース１１を備え、その内部は、室外機１０と同様に仕切板３１によって左右の室に画成されている。左側の室は、室内熱交換器５２（室外熱交換器３２と同じ用品）が収容された熱交換室５３であり、右側の室は機械室５４である。機械室５４の上部には、防水構造の電装ボックス５６が配設されている。また、機械室５４には、室内熱交換器５２から延在し、冷媒配管を接続するための配管接続部５８が配設されている。

室内熱交換器５２は、室外熱交換器３２と同様に、平面視略Ｌ字形状に屈曲する態様で形成されており、室内熱交換器５２がユニットケース１１に組み付けられた状態で、その外面がユニットケース１１の左側面の全面及び後面の全面（詳細には、熱交換室５３の後面の全面）に表出している。すなわち、この室内熱交換器５２の全面（図５において符号Ｓで示す）が、室内機５０の空気吸込口を構成している。また、ユニットケース１１の前面には、空気吹出口５７、５７が設けられている。
また、ユニットケース１１には、室内機５０の室内熱交換器５２に近接して設けられたファンモータ３３、３３、プロペラファン型の送風ファン３４、３４がモータ台４６を介して室外機１０と同じ構造で取り付けられている。これら２個のファンモータ３３、３３は、それぞれ、電装ボックス５６から電源供給を受け回転し、送風ファン３４、３４を駆動している。送風ファン３４、３４は、空気吹出口５７、５７の位置に対応して取り付けられている、

これら２個の送風ファン３４、３４は、ユニットケース１１の左側面の全面及び後面の全面（すなわち、室内熱交換器５２の全面）からビニールハウス１の内側空間３の空気を取り込み、室内熱交換器５２を通過した空調後の空気を空気吹出口５７、５７から吹き出させることで、空調後の空気を内側空間３へ放出する。

ところで、農事用空調機が対象とするビニールハウス１は、作付面積を広く確保することでより多くの植物５を栽培することが望まれており、通常の空調機が対象とする居室空間の床面積と比較して広い。ゆえに、農事用空調機６は、できるだけ大きな空調能力を有するものが必要となる。一方、農事用空調機６の室内機５０は、居室空間に設置する室内機と比較して、その外観性や運転音の大きさは問題にならない。さらに、居室空間に設置する室内機と異なり、ハウス内で行われる散水等によって水がかかるため、防水構造にする必要がある。

そのため、居室空間に設置する室内機のように、前面から室内空気を吸い込んで前面から吹き出す構造にして外観性を高める必要がない。
また、前面から空気を吸い込んで前面から吹き出す構造では、室内熱交換器の熱交換面積を大きくすることが困難である。すなわち、ユニットケースの外側に熱交換器を表出させる構造と異なり、ユニットケース内に室内熱交換器を内包するようにしなければならないため、熱交換器が小さくなってしまう。換言すれば、同一の熱交換面積を確保するためには、ユニットケースの外形状を大きくしなければならず、かつ、大きくするために農事用空調機６としての専用設計が必要となる。
さらに、送風ファンも、居室空間に設置するシロッコファンのように静音のものを使用する必要がなく、音が多少大きくても多くの空気を吸い込み／吹き出すことのできる送風ファン３４を使用することが得策である。
さらにまた、室外機は防水構造で構成されているため、防水構造にするための専用設計を必要とせず、散水等によって室内機５０に水がかかっても問題はない。

そのため、室内機５０は、室外機１０の用品と可能な限り共通化することによって、後面の全面から吸い込んで前面から吹き出させる構造にして熱交換面積を広く確保することができ、プロペラファン型の送風ファン３４を用いて送風能力を高めることができ、ユニットケース１１、電装ボックス５６、ファンモータ３３が元来の室外機１０で構成されている防水構造を有することができ、かつ、農事用空調機６の室内機５０に適用するために部品配置や防水構造等に関する専用設計を不要にすることができる。

また、室内機５０は、室外機１０とユニットケース１１が共通化され、空気を取り込む後面の面積ができるだけ広くなるように確保されているために、室外機１０と同様に、幅方向の長さが長い。すなわち、室内機５０の奥行き方向の長さよりも幅方向の長さが長くなるように構成されている。また、後面の全面が室内熱交換器５２で構成されているので、居室空間に設置する室内機のように室内熱交換器５２を室内機５０の内部に収容する構造と比較して、室内機５０の奥行き方向が短くなるように構成されている。

なお、この室内機５０は室外機１０をベースにして共通化しているが、図４に示すように、室外機１０と異なり、圧縮機４１及びアキュムレータ４４は設けられていない。この圧縮機４１及びアキュムレータ４４は室外機１０内に設置されており、冷媒回路として室内機５０にさらに設ける必要がないためである。この場合、室内機５０は、圧縮機４１及びアキュムレータ４４を設置しない分だけ小型化することができるが、室外機１０と室内機５０との他の部品の共通化を図るために、同一のユニットケース１１を用いて同一の外側形状にしている。

また、この室内機５０の内部には、例えば、室内機５０と室外機１０との設置位置が近い場合には、これらの圧縮機４１及びアキュムレータ４４が設置されていないスペースに図示しないレシーバータンクを設置している。これにより、この空きスペースを有効に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る農事用空調機６によれば、室内機５０は、ビニールハウス１の内側に設置され、室外機１０と冷媒配管によって空調運転可能に接続され、防水構造を有するファンモータ３３で駆動されるプロペラファン型の送風ファン３４を有し、この送風ファン３４を駆動して、少なくとも本体後面のほぼ全面に亘って表出する室内熱交換器５２を介してこの室内機の後側から空気を吸い込み、ユニットケース１１の前面から空調後の空気を放出させているので、前面から空気を吸い込んで前面から吹き出す構造と比較して、室内熱交換器５２の熱交換面積を広く確保し、より高い空調能力を発揮することができる。

また、プロペラファン型の送風ファン３４を使用することにより、シロッコファンを使用する場合と比較して、より多くの空気を吸い込み／吹き出すことができ、空調能力を高めることができる。

さらに、室外機１０と同じユニットケース１１、熱交換器５２、ファンモータ３３及び送風ファン３４を室内機５０に使用することにより、ハウス内で散水が行われることによって水がかかっても運転に問題が生じない。また、室内機５０の専用設計が必要とならず、農事用空調機６としてのトータルコストを抑制することができる。

他方、室内機５０の幅方向の長さが、奥行き方向の長さよりも長ため、室内機５０の後面の全面を構成する熱交換器の熱交換面積を広く確保することができ、より高い空調能力を発揮することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
本実施の形態では、植物栽培用ハウスとしてビニールハウス１を用いているが、ビニールハウス１以外のものであっても、区画された室内を所定の温度に維持し、その室内で植物５を栽培するようなものであれば、本発明を適用することができる。

また、本実施の形態では、圧縮機４１及びアキュムレータ４４を室外機１０側に設置し、室内機５０には設置しないように構成しているが、逆であってあってもかまわない。すなわち、図６に示す農事用空調機６００のように、室内機５００側に圧縮機４１及びアキュムレータ４４を配置し、室外機１００側には設置しないように構成することができる。本来、圧縮機４１は、動作音が発生するため、居室空間ではない外側に配置される室外機に設置するものである。しかし、農事用空調機６００の場合には、内側空間３の静音性は要求されず、かえって夜間の運転中の外側空間２の音を小さくしたい場合があり、このような場合に優れた効果を奏する。
なお、この変形例において図示しないレシーバータンクを設置する場合には、圧縮機４１及びアキュムレータ４４が設置されていない室内機５００側に配置することで、室内機５００内のスペースを有効に利用することができる。

さらに、本実施の形態では、内側空間３の空気を室内機５０で取り込んでいるが、外側空間２の空気を室内機で取り込むようにして、強制的に内側空間３に空調後の空気を送り込むようにすることもできる。

植物等の栽培に用いられるビニールハウス内に農事用空調機を設置した状態を示す概要図である。 農事用空調機に使用される室外機の外観斜視図である。 室外機のユニットケース内に収容される機器の構成を示す分解斜視図である。 農事用空調機に使用される室内機であって、そのファンガード、右側前面パネルおよび天板を取り外した状態を示す斜視図である。 図４の平面図である。 第１実施例の変形例であって、ビニールハウス内に農事用空調機を設置した状態を示す概要図である。

符号の説明

１ ビニールハウス（植物栽培用ハウス）
２ 外側空間
３ 内側空間
４ 外壁
５ 植物
６ 農事用空調機
７ 冷媒配管
１０ 室外機
１１ ユニットケース
１２ 底板
１３ 天板
１４ａ 左側前面パネル
１４ｂ 右側前面パネル
１５ 外板
１７ ファンガード
３１ 仕切板
３２ 室外熱交換器
３３ ファンモータ
３４ 送風ファン
３５、５３ 熱交換室
３８、５８ 配管接続部
４０、５４ 機械室
４１ 圧縮機
４４ アキュムレータ
４５ レシーバータンク
４６ モータ台
４７、５６ 電装ボックス
４８ 電源トランス
５０ 室内機
５２ 室内熱交換器
５７ 空気吹出口
１００ 室外機
５００ 室内機
６００ 農事用空調機

Claims (2)

1. 植物栽培用ハウス内に設置された室内機と、
   前記植物栽培用ハウス外に設置され前記室内機に冷媒配管で接続された室外機とを備え、
   前記室外機は圧縮機、室外熱交換器、プロペラファン、ファンモータを収容するケースを備え、該ケース、プロペラファンおよびファンモータが防水構造となっており、
   前記室内機は、前記室外機の主要部品である室外熱交換器、プロペラファン、ファンモータおよびケースと共通化された、室内熱交換器、プロペラファン、ファンモータおよびケースを備え、このケースの背面には、前記室内熱交換器を露出させる背面開口部が形成され、当該背面を前記植物栽培用ハウスの外壁に沿わせて配置され、前記ケースの前面には、前記プロペラファンにより前記背面開口部を介して前記植物栽培用ハウスの外壁と前記背面との間の隙間から吸い込んで前記室内熱交換器を通過した調和空気を吹き出す前面開口部が設けられた
   ことを特徴とする農事用空調機。
2. 前記室内機の幅方向の長さが、奥行き方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の農事用空調機。

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