JP6296934B2 - ヒートポンプ式冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ式冷凍装置に関し、より詳しくは、筐体と、筐体の上部に設けられ、筐体の側部から内部に導入される導入空気を筐体の上部を介して外部空間に排出する送風ファンと、圧縮機を備えた冷凍回路と、冷凍回路のチューブ内を通流する冷媒と導入空気とを熱交換させるフィンチューブ式の冷媒用熱交換器と、圧縮機を駆動する機器を冷却する冷却水が通流する冷却水用循環路と、冷却水用循環路を通流する冷却水と導入空気とを熱交換させる冷却水用熱交換部と、を備えたヒートポンプ式冷凍装置に関する。

かかるヒートポンプ式冷凍装置では、例えば特許文献１に示すように、室外機内において、上方側に送風ファンが配設され、送風ファンを挟んだ両側部には、フィンチューブ式の冷却水用熱交換器（冷却水用熱交換部の一例）が配設され、各冷却水用熱交換器の外方側には、フィンチューブ式の冷媒用熱交換器が配設されている。そして、送風ファンを回転駆動させることにより、外部空気を、冷媒用熱交換器、冷却水用熱交換器の順に通過させて室外機内に導入し、送風ファンを介して上方側から外部空間に排出する構成とされている。これにより、外部空気と冷媒及び冷却水とを間接的に熱交換させることができる。

特開２００４−１１６９３１号公報

ここで、圧縮機を駆動する機器としては、発電した電力により圧縮機を駆動する燃料電池等やエンジンの駆動力に連動して圧縮機を駆動するガスエンジン等を例示することができる。そして、例えば、ガスエンジンは、用途に応じて定格出力や最高出力が設定されており、それら出力での発熱量に応じて、ガスエンジンを確実に冷却できるように冷却水用熱交換器の容量、形状及び配置等が決定されている。このため、ガスエンジンの冷却を確実に行うことができる範囲内であれば、上述の特許文献１に記載の構成を、例えば、各冷媒用熱交換器の内方側のうちの一方側のみに、フィンチューブ式の冷却水用熱交換器を設ける構成とする等、種々に改変することができる。

しかしながら、このように構成を変更した場合、ガスエンジンの冷却は確実に行えるものの、外部空気が室外機内に導入される際の圧力損失に偏りが発生する場合がある。
例えば、上述のように、各冷媒用熱交換器の内方側のうちの一方側にフィンチューブ式の冷却水用熱交換器を設け、他方側には冷却水用熱交換器を設けない構成の場合、外部空気が冷媒用熱交換器及び冷却水用熱交換器の両方が設けられた一方側部位と冷媒用熱交換器のみが設けられた他方側部位とを通流する際の各圧力損失は、一方側部位が大きく他方側部位が小さくなってしまい偏りが生じる虞がある。このような場合、各冷媒用熱交換器を通流する外部空気の圧力損失を調整する必要が生じ、当該調整のための労力やコストが必要となり好ましいとはいえない。
また、このような調整が適切になされていない場合、室外機内に導入される外部空気の風量に偏りが生じると共に、各冷媒用熱交換器の熱交換能力にも偏りが生じる虞がある。

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、冷媒用熱交換器及び冷却水用熱交換部を介して筐体内に導入される導入空気の流れの偏り防止及び風量の均等化を、簡便な構成で実現できるヒートポンプ式冷凍装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るヒートポンプ式冷凍装置は、
筐体と、
前記筐体の上部に設けられ、前記筐体の側部から内部に導入される導入空気を前記筐体の上部を介して外部空間に排出する送風ファンと、
圧縮機を備えた冷凍回路と、
前記冷凍回路のチューブ内を通流する冷媒と前記導入空気とを熱交換させるフィンチューブ式の冷媒用熱交換器と、
前記圧縮機を駆動する機器を冷却する冷却水が通流する冷却水用循環路と、
前記冷却水用循環路を通流する冷却水と前記導入空気とを熱交換させる冷却水用熱交換部と、を備えたヒートポンプ式冷凍装置であって、その特徴構成は、
少なくとも一対の前記冷媒用熱交換器が、前記筐体の側部のうち対向する両側部の夫々に配置され、
前記冷却水用熱交換部が、前記冷却水が通流する伝熱管を複数回巻回して円筒状に形成されたコイル状熱交換器により構成されると共に、前記筐体の内部において、前記導入空気の通流方向における前記一対の冷媒用熱交換器の下流側で且つ軸芯方向が上下方向に沿うように配置されている点にある。

上記構成によれば、筐体の上部に設けられた送風ファンが回転することにより、筐体の側部から内部に導入される導入空気は、冷媒用熱交換器及び冷却水用熱交換部を通過した後、筐体の上部を介して外部空間に排出される。これにより、冷媒用熱交換器にて導入空気と冷媒との熱交換が行われ、冷却水用熱交換部にて導入空気と冷却水との熱交換が行われる。
具体的には、筐体内に導入される導入空気は、まず、筐体の側部のうち対向する両側部の夫々に配設されたフィンチューブ式の冷媒用熱交換器を通過して、圧縮機を備えた冷凍回路のチューブ内を通流する冷媒と間接的に熱交換する。この際、各冷媒用熱交換器は、筐体の側部のうち対向する両側部の夫々に相互に対向する状態で配置されているので、両位置間で導入空気の流れの偏りが生じにくくなる。

続いて、各冷媒用熱交換器を通過した後の導入空気は、各冷媒用熱交換器の下流側に位置する冷却水用熱交換部を通過して、冷却水用循環路を通流して圧縮機を駆動する機器（燃料電池やガスエンジン等）を冷却する冷却水と間接的に熱交換する。この際、冷却水用熱交換部は、冷却水が通流する伝熱管を複数回巻回して円筒状に形成されたコイル状熱交換器により構成されると共に、軸芯方向が上下方向に沿うように配置されている。このため、冷媒用熱交換器を通流した後の導入空気は、上下方向において伝熱管同士の隣接間に形成され且つ周方向において螺旋状に連続的に形成される各間隙を通過して、当該円筒状のコイル状熱交換器の内部から送風ファンを介して外部空間に排出されることとなる。従って、導入空気が上下方向を除く何れの方向から各隙間を介して円筒状のコイル状熱交換器を通過する際であっても、上記の導入空気の流れの偏りの問題を発生することがない。
従って、冷却水用熱交換部として円筒状のコイル状熱交換器を採用することにより、各冷媒用熱交換器の形状や構造等を略同一の構成とすることができ、このように構成しても、導入空気の流れの偏り防止及び風量の均等化を、簡便な装置構成で実現することができる。

よって、ヒートポンプ式冷凍装置において、冷媒用熱交換器及び冷却水用熱交換部を介して筐体内に導入される導入空気の流れの偏り防止及び風量の均等化を簡便な装置構成で実現できた。

本発明に係るヒートポンプ式冷凍装置の更なる特徴構成は、前記円筒状のコイル状熱交換器の軸芯方向において隣接する前記伝熱管の隣接間に形成される各間隙のうち、少なくとも一部の間隙が基準となる他部の間隙に対して上下方向で異なるように形成されている点にある。

上記構成によれば、円筒状のコイル状熱交換器の軸芯方向において隣接する伝熱管の隣接間に形成される各間隙のうち、少なくとも一部の間隙が基準となる他部の間隙に対して上下方向で異なる大きさ（間隔）に形成されているので、筐体の上部に設けられた送風ファンの回転により円筒状のコイル状熱交換器を通過する導入空気の抵抗を、上下方向において異なるものとなるように調整できる。これにより、筐体の内部に導入された導入空気の風速を上下方向において適宜調整することができ、各冷媒用熱交換器の熱交換能力を上下方向において適宜調整することができる。

具体的には、ヒートポンプ式冷凍装置は、筐体の上部に設けられた送風ファンの回転により、筐体の側部から内部に導入された導入空気が冷媒用熱交換器及び冷却水用熱交換部を介して筐体の上部から排出される構成である。このため、筐体の内部に導入された導入空気は、上方側の風速が速く下方側の風速が遅くなる傾向にあり、各冷媒用熱交換器の部位により熱交換能力にも偏りが生じる虞がある。
このような場合、例えば、円筒状のコイル状熱交換器の軸芯方向において、隣接する伝熱管の隣接間に形成される各間隙が、下方側から上方側に行くにつれて狭くなるように上下方向において相互に異なる大きさ（間隔）に形成されていると、筐体の上部に設けられた送風ファンの回転により円筒状のコイル状熱交換器を通過する導入空気の抵抗を、上方側を相対的に大きくし且つ下方側を相対的に小さくするようにバランスを取ることができる。これにより、筐体の内部に導入された導入空気は、上方側及び下方側とも風速の均一化を図ることができ、各冷媒用熱交換器の各部位において熱交換能力の均一化を図ることもできる。

また、必要に応じて、例えば、円筒状のコイル状熱交換器の軸芯方向において隣接する伝熱管の隣接間に形成される各間隙のうち、少なくとも一部の間隙を基準となる他部の間隙に対して上下方向で異なる大きさ（間隔）に形成する際、上方側部位に位置する各間隙を、基準となる他部（例えば、上方側部位と下方側部位との間に位置する各間隙）の間隔に対して下方側から上方側に行くにつれて順次狭くなるように形成し、下方側部位に位置する各間隙を、基準となる他部の間隔に対して狭く形成することもできる。

本発明に係るヒートポンプ式冷凍装置の更なる特徴構成は、前記円筒状のコイル状熱交換器が、その軸芯方向が前記送風ファンの回転軸芯と同芯状態で前記送風ファンの下方側に配設されると共に、各々が同一構造で形成される前記一対の冷媒用熱交換器間に配設されている点にある。

上記構成によれば、円筒状のコイル状熱交換器が、その軸芯方向が送風ファンの回転軸芯と同芯状態で送風ファンの下方側に配設されると共に、各々が同一構造で形成される一対の冷媒用熱交換器間に配設されているので、各冷媒用熱交換器を介して筐体内に導入された導入空気が、略同様の風量で円筒状のコイル状熱交換器の各隙間を通過して当該コイル状熱交換器内に導入され、その後、上方側に上昇するだけで送風ファンを介して外部空間に排出されることとなる。
これにより、送風ファンにより筐体の側部から導入される導入空気の風量の均一化を図ることできる。

本発明に係るヒートポンプ式冷凍装置の更なる特徴構成は、前記円筒状のコイル状熱交換器を構成する前記伝熱管が蛇腹形状に形成されている点にある。

上記構成によれば、コイル状熱交換器を構成する伝熱管自体が蛇腹形状に構成されているので、伝熱管の表面積を増加させて、筐体の外部から導入される導入空気との熱交換効率を向上させることができる。

ガスヒートポンプ式冷凍装置の概略構成を示す回路図 ガスヒートポンプ式冷凍装置の室外機の概略構成を示す斜視図 ガスヒートポンプ式冷凍装置の室外機の概略構成を示す側断面図 円筒状のコイル式熱交換器の概略構成を示す側断面図

図１〜図４に基づいて、本発明に係るヒートポンプ式冷凍装置の実施形態について説明する。
図１に示すように、ガスヒートポンプ式冷凍装置（ヒートポンプ式冷凍装置の一例）５０は、空調対象空間（図示せず）を空調（冷暖房）可能に構成されており、主として、ガスエンジン（圧縮機を駆動する機器の一例）１により駆動される圧縮機２を備えた冷凍回路Ｒと、空調対象空間内に配設される室内機１０と、空調対象空間外に配設される室外機２０とを備えている。

冷凍回路Ｒは、冷媒Ｂが循環可能な循環回路により構成され、その循環回路に、蒸発した冷媒Ｂを圧縮する圧縮機２と、圧縮機２にて圧縮された冷媒Ｂを凝縮させる凝縮器３と、凝縮器３にて凝縮された後の冷媒Ｂを膨張させる膨張弁４と、膨張弁４にて膨張された後の冷媒Ｂ（凝縮冷媒）を蒸発させる蒸発器５と、圧縮機２と蒸発器５との間に設けられるアキュムレータ８とを備えている。なお、図１では、空調対象空間を冷房する場合の回路構成を示している。

室内機１０は、冷凍回路Ｒの一部を構成するチューブ（図示せず）内を通流する冷媒Ｂを膨張させる膨張弁４と、当該冷媒Ｂと空調対象空間内の空気（図示せず）とを熱交換させる板状でフィンチューブ式の室内側冷媒用熱交換器１１と、送風ファン１２とを備えている。図１に示すように、冷房運転時には、室内機１０の室内側冷媒用熱交換器１１は蒸発器５として機能しているが、暖房運転時には凝縮器３として機能するように構成されている。なお、本実施形態では、ガスヒートポンプ式冷凍装置５０に室内機１０を３つ設けたが、室内機１０の設置数は必要に応じて増減することができる。

図１〜図３に示すように、室外機２０は、概略長方形状の箱状の筐体２１と、ガスエンジン１と、ベルト１ａ（伝達部材の一例）を介してガスエンジン１により駆動される圧縮機２と、冷凍回路Ｒの一部を構成するチューブ３ａ内を通流する冷媒Ｂと導入空気Ａとを熱交換させ当該冷媒Ｂを蒸発させる板状でフィンチューブ式の室外側冷媒用熱交換器（冷媒用熱交換器の一例）３Ａと、ガスエンジン１を冷却する冷却水Ｃが通流する冷却水用循環路Ｐと、冷却水用循環路Ｐを通流する冷却水Ｃと導入空気Ａとを熱交換させる冷却水用熱交換部２３と、筐体２１の上部に設けられ、筐体２１の側部から内部に導入される導入空気Ａを筐体２１の上部を介して外部空間（図示せず）に排出する送風ファン２４とを備える。図１に示すように、冷房運転時には、室外機２０の室外側冷媒用熱交換器３Ａは凝縮器３として機能しているが、暖房運転時には蒸発器５として機能するように構成されている。なお、板状でフィンチューブ式の室外側冷媒用熱交換器（冷媒用熱交換器の一例）３Ａは、形状や構造等が略同一の構成とされている。

筐体２１は、筐体２１の内部に板状の仕切底部材２１ａによって上下２分割された上部空間２０Ａと下部空間２０Ｂとを備えている。
下部空間２０Ｂの周囲四面は、板状の壁部材２１ｂにより閉鎖され、下部空間２０Ｂ内には、上述のガスエンジン１、圧縮機２及びアキュムレータ８等が収納されている。

上部空間２０Ａの上部は天井壁部材２１ｃにより閉鎖され、上部空間２０Ａの周囲四面のうち、対向する二面（短手面）の夫々には板状の壁部材２１ｅが設けられ、その他の対向する二面（長手面）の夫々には室外側冷媒用熱交換器（冷媒用熱交換器の一例）３Ａが設けられている。即ち、一対の室外側冷媒用熱交換器３Ａは、筐体２１の上部空間２０Ａの側部に設けられ、当該上部空間２０Ａ内に導入される導入空気Ａの通流方向（水平方向）に対して略直交するように配置されている。

また、天井壁部材２１ｃには、上部空間２０Ａと外部空間とを連通する円形状で一対の開口部２１ｄが貫通形成されている。一対の開口部２１ｄは、平面視で、一対の室外側冷媒用熱交換器３Ａの対向面間の中央部位において、当該室外側冷媒用熱交換器３Ａの対向面に沿って並設されている。
さらに、天井壁部材２１ｃにおける各開口部２１ｄには、各開口部２１ｄと同芯の回転軸芯を備えた送風ファン２４が設けられている。

図１〜図４に示すように、冷却水用循環路Ｐは、冷却水Ｃが循環可能な循環回路により構成され、その循環回路に、送出ポンプ６と、ガスエンジン１と、冷却水Ｃと上部空間２０Ａの側部から内部に導入される導入空気Ａとを熱交換させて、当該冷却水Ｃを冷却する冷却水用熱交換部２３とを備えている。

冷却水用熱交換部２３は、冷却水Ｃが通流する伝熱管２３ａを複数回（図４では、１１回）巻回して円筒状に形成（即ち、螺旋状に形成）されたコイル状熱交換器２３Ａにより構成され、コイル状熱交換器２３Ａの円筒の内部、及び、軸芯方向（上下方向）において隣接する伝熱管２３ａの隣接間に形成される各間隙Ｄを、上部空間２０Ａ内に導入された導入空気Ａが通流可能に構成されている。また、複数の伝熱管２３ａは、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの外径及び内径の夫々が、軸芯方向に亘って略同径となるように巻回されている。さらに、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの内径は、各開口部２１ｄの内径よりも若干大径となるように構成されている。
また、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａは、各間隙Ｄが、下方側から上方側に行くにつれて狭くなるように形成されている。具体的には、各間隙Ｄのうち、下方側のＤ１から順次、Ｄ２、Ｄ３、・・・Ｄｎと、上方側に向かうにつれて一つずつ順次間隔が狭くなるように形成されている。
つまり、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａは、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの軸芯方向において隣接する伝熱管２３ａの隣接間に形成される各間隙Ｄのうち、少なくとも一部の間隙Ｄが基準となる他部の間隙Ｄに対して上下方向で異なるように形成されている。なお、本実施形態では、各間隙Ｄの全てが、他の間隙Ｄ（基準となる他部の間隙Ｄ）に対して上下方向で異なる大きさ（間隔）となるように形成されている。

そして、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａは、その軸芯方向が上下方向に沿うように上部ケーシング２０Ａ内に配置されていると共に、送風ファン２４の回転軸芯と同芯状態で当該送風ファン２４の下部に配置されている。即ち、各送風ファン２４の下方側のそれぞれに、同芯状態でコイル状熱交換器２３Ａが配置されている。また、各コイル状熱交換器２３Ａは、導入空気の通流方向において一対の室外側冷媒用熱交換器３Ａ間における中間部位に配設されている。なお、中間部位とは、一対の室外側冷媒用熱交換器３Ａ間の中央（各室外側冷媒用熱交換器３Ａからの距離が完全に一致した位置）に位置しているものに限らず、当該中央から各室外側冷媒用熱交換器３Ａ側に若干程度ずれた位置に位置しているものも含まれる概念である。

ガスヒートポンプ式冷凍装置５０の運転動作について説明する。
ガスエンジン１の運転が開始されると、ベルト１ａを介して圧縮機２が駆動して、冷凍回路Ｒ内を冷媒Ｂが循環通流する。また、冷却水用循環路Ｐにおける送出ポンプ６が駆動して、当該冷却水用循環路Ｐ内を冷却水Ｃが循環通流する。さらに、送風ファン２４が回転駆動して、導入空気Ａが、外部空間から筐体２１の上部空間２０Ａの側部を介して当該上部空間２０Ａ内に導入され、外部空間に排出される。以下に、具体的に説明する。

冷凍回路Ｒ内の冷媒Ｂは、圧縮機２にて圧縮された後、各室外側冷媒用熱交換器３Ａ（凝縮器３）のチューブ３ａ内を通流し、筐体２１の上部空間２０Ａ内に導入された導入空気Ａと間接的に熱交換して冷却されて凝縮する。凝縮された冷媒Ｂは、各膨張弁４にて減圧された後、各室内側冷媒用熱交換器１１（蒸発器５）内に流入し、空調対象空間内の空気と間接的に熱交換して加熱されて蒸発するとともに、当該空気が冷却されて空調対象空間を冷房する。蒸発した冷媒Ｂは、アキュムレータ８に流入し、その後圧縮機２に戻される。

一方で、冷却水用循環路Ｐ内の冷却水Ｃは、送出ポンプ６にてガスエンジン１に供給されて当該ガスエンジン１を冷却した後、各コイル状熱交換器２３Ａ内に流入し、筐体２１２の上部空間２０Ａ内において室外側冷媒用熱交換器３Ａを通過した後の導入空気Ａと間接的に熱交換して冷却される。冷却された冷却水Ｃは、送出ポンプ６に戻される。

他方、送風ファン２４の回転駆動により、導入空気Ａが、筐体２１の側部から略水平方向に沿って上部空間２０Ａ内に導入され、各室外側冷媒用熱交換器３Ａを通過する。この際、各室外側冷媒用熱交換器３Ａは、形状や構造等が略同一の構成とされており、導入空気Ａの通流方向に対して略直交する状態で相互に対向する位置に配置されているので、各室外側冷媒用熱交換器３Ａを通過した両位置間で導入空気Ａの流れの偏りが生じにくくなる。

続いて、各室外側冷媒用熱交換器５Ａを通過した後の導入空気Ａは、上下方向において伝熱管２３ａ同士の隣接間に形成され且つ周方向において螺旋状に連続的に形成される各間隙Ｄを略水平方向に通過し、当該円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの内部を上下方向に通過して、当該内部から送風ファン２４及び開口部２１ｄを介して外部空間に排出されることとなる。従って、導入空気Ａが上下方向を除く何れの方向から各隙間Ｄを介して円筒状のコイル状熱交換器２３Ａを通過する際であっても、導入空気Ａの流れの偏りの問題を発生することがなくなる。
従って、冷却水用熱交換部２３として円筒状のコイル状熱交換器２３Ａを採用することにより、各室外側冷媒用熱交換器３Ａの形状や構造等を略同一の構成とすることができ、このように構成しても、導入空気Ａの流れの偏り防止及び風量の均等化を、簡便な装置構成で実現することができる。

さらに、筐体２１の天井壁部材２１ｃに設けられた送風ファン２４の回転により筐体２１の上部空間２０Ａの内部に導入された導入空気Ａが、上方側の風速が速く下方側の風速が遅くなる傾向であっても、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの伝熱管２３ａの隣接間に形成される各間隙Ｄが、下方側から上方側に行くにつれて狭くなるように上下方向において相互に異なる大きさ（間隔）に形成されているので、上方側の抵抗を相対的に大きくし且つ下方側の抵抗を相対的に小さくするようにバランスを取ることができる。これにより、筐体２１の内部に導入された導入空気Ａは、上方側及び下方側とも風速の均一化を図ることができ、各室外側冷媒用熱交換器３Ａの各部位において熱交換能力の均一化を図ることもできる。
つまり、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの軸芯方向において隣接する伝熱管２３ａの隣接間に形成される各間隙Ｄのうち、少なくとも一部の間隙Ｄが基準となる他部の間隙Ｄに対して上下方向で異なる大きさ（間隔）に形成されているので、筐体２１の上部に設けられた送風ファン２４の回転により円筒状のコイル状熱交換器２３Ａを通過する導入空気Ａの抵抗を、上下方向において異なるものとなるように調整できる。これにより、筐体２１の内部に導入された導入空気Ａの風速を上下方向において適宜調整することができ、各冷媒用熱交換器３Ａの熱交換能力を上下方向において適宜調整することができる。

よって、ガスヒートポンプ式冷凍装置において、冷媒用熱交換器５Ａ及び冷却水用熱交換部２３を介して筐体２１内に導入される導入空気Ａの流れの偏り防止、風量の均等化及び風速の均一化を実現できた。

〔その他の実施形態〕
（１）上述の実施形態では、一対の送風ファン２４に対応して円筒状のコイル状熱交換器２３Ａ（冷却水用熱交換部の一例）を一対設けたが、各送風ファン２４に対応する状態であれば、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの設置数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。なお、各送風ファン２４に対応する状態で円筒状のコイル状熱交換器２３Ａを３つ以上設置する場合は、各コイル状熱交換器２３Ａを一対の室外側冷媒用熱交換器３Ａの対向面に沿って並設することが好ましい。

（２）上述の実施形態では、各送風ファン２４の下方側に位置する円筒状のコイル状熱交換器２３Ａ（冷却水用熱交換部の一例）の夫々を、平面視で対向配置される一対の室外側冷媒用熱交換器５Ａの中間部位に設ける構成としたが、各送風ファン２４の下方側に位置する状態で円筒状のコイル状熱交換器２３Ａを何れかの室外側冷媒用熱交換器３Ａに近接或いは離間した側に設ける構成としてもよい。

（３）上述の実施形態では、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの内径を、天井壁部材２１ｃにおける開口部２１ｄの内径よりも若干大径に構成したが、コイル状熱交換器２３Ａの内径及び外径は適宜変更することができる。
また、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの構成、即ち、伝熱管の径、巻き数等は、適宜変更することができる。
さらに、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの伝熱管２３ａを、蛇腹形状に形成する構成としてもよい。この場合、伝熱管２３ａの表面積を増加させて、筐体２１の外部から導入される導入空気Ａとの熱交換効率を向上させることができる。

（４）上述の実施形態では、図１に示すように、冷凍回路Ｒにおいて冷媒Ｂを、圧縮機２、室外側冷媒用熱交換器３Ａ、膨張弁４、室内側冷媒用熱交換器１１、アキュムレータ８、圧縮機２の順に循環通流させる構成とし、室外側冷媒用熱交換器３Ａを凝縮器３として機能させ、室内側冷媒用熱交換器１１を蒸発器５として機能させて、空調対象空間内の冷房運転を行う構成について説明した。
これに対して、図示しないが、四方弁や補助蒸発器等を適宜設けて、冷凍回路Ｒにおいて冷媒Ｂを、圧縮機２、アキュムレータ８、室内側冷媒用熱交換器１１、膨張弁４、室外側冷媒用熱交換器３Ａ、圧縮機２の順に循環通流させる構成とし、室内側冷媒用熱交換器１１を凝縮器３として機能させ、室外側冷媒用熱交換器３Ａを蒸発器５として機能させて、空調対象空間内を暖房運転する構成としてもよい。

（５）上述の実施形態では、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの軸芯方向において隣接する伝熱管２３ａの隣接間に形成される各間隙Ｄのうち、少なくとも一部の間隙Ｄを基準となる他部の間隙Ｄに対して上下方向で異なる大きさ（間隔）に形成する際、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａを、各間隙Ｄが、下方側から上方側に行くにつれて狭くなるように形成し、各間隙Ｄのうち、下方側のＤ１から順次、Ｄ２、Ｄ３、・・・Ｄｎと、上方側に向かうにつれて一つずつ順次間隔が狭くなるように形成して、各間隙Ｄを上下方向において相互に異なる大きさ（間隔）に形成したが、各間隙Ｄは適宜間隔に設定することができる。
例えば、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの軸芯方向において隣接する伝熱管２３ａの隣接間に形成される各間隙Ｄのうち、少なくとも一部の間隙Ｄを基準となる他部の間隙Ｄに対して上下方向で異なる大きさ（間隔）に形成する際、各間隙Ｄの間隔を下方側から上方側に行くにつれて複数間隔ごとに狭くなるように形成し、上下方向において、これら複数の間隔を形成する間隙Ｄ群に対して他の複数の間隔を形成する間隙Ｄ群を、相互に異なる大きさ（間隔）に形成する構成としてもよい。
また、例えば、円筒状のコイル状熱交換器２３Ａの軸芯方向において隣接する伝熱管２３ａの隣接間に形成される各間隙Ｄのうち、少なくとも一部の間隙Ｄを基準となる他部の間隙Ｄに対して上下方向で異なる大きさ（間隔）に形成する際、上方側部位に位置する各間隙Ｄを、基準となる他部（例えば、上方側部位と下方側部位との間に位置する各間隙Ｄ）の間隔に対して下方側から上方側に行くにつれて順次狭くなるように形成し、下方側部位に位置する各間隙Ｄを、基準となる他部の間隔に対して狭く形成することもできる。
さらに、例えば、各間隙Ｄの間隔を一定の間隔にすることもできる。

（６）上記実施形態では、筐体２１の側部のうち対向する両側部の夫々に室外側冷媒用熱交換器３Ａを設けたが、これに加えて、筐体２１の側部のうちの他の側部に板状のフィンチューブ式の室外側冷媒用熱交換器３Ａを設ける構成としてもよい。

（７）上記実施形態では、冷凍回路Ｒを構成する圧縮機２をガスエンジン（圧縮機を駆動する機器の一例）１によりベルト１ａを介して機械的に起動する構成としたが、圧縮機２を駆動する機器としては、当該圧縮機２を良好に駆動させることができ、当該駆動により排熱を発生する機器であれば、燃料電池等とすることもできる。この場合、燃料電池等から発生した電力により圧縮機２を駆動することとなる。

以上説明したように、冷媒用熱交換器及び冷却水用熱交換器を介して筐体内に導入される導入空気の圧力損失の偏り防止及び風量の均一化を、簡便な構成で実現できるヒートポンプ式冷凍装置を提供することができる。

１ ガスエンジン（圧縮機を駆動する機器）
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 膨張弁
５ 蒸発器
３Ａ 室外側冷媒用熱交換器（冷媒用熱交換器）
３ａ チューブ
２１ 筐体
２１ｃ 天井壁部材（筐体の上部）
２１ｄ 開口部
２３ 冷却水用熱交換部
２３Ａ 円筒状のコイル状熱交換器（冷却水用熱交換部）
２３ａ 伝熱管
２４ 送風ファン
５０ ガスヒートポンプ式冷凍装置（ヒートポンプ式冷凍装置）
Ａ 導入空気
Ｂ 冷媒
Ｃ 冷却水
Ｒ 冷凍回路
Ｐ 冷却水用循環路
Ｄ 間隙

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体の上部に設けられ、前記筐体の側部から内部に導入される導入空気を前記筐体の上部を介して外部空間に排出する送風ファンと、
   圧縮機を備えた冷凍回路と、
   前記冷凍回路のチューブ内を通流する冷媒と前記導入空気とを熱交換させるフィンチューブ式の冷媒用熱交換器と、
   前記圧縮機を駆動する機器を冷却する冷却水が通流する冷却水用循環路と、
   前記冷却水用循環路を通流する冷却水と前記導入空気とを熱交換させる冷却水用熱交換部と、を備えたヒートポンプ式冷凍装置であって、
   少なくとも一対の前記冷媒用熱交換器が、前記筐体の側部のうち対向する両側部の夫々に配置され、
   前記冷却水用熱交換部が、前記冷却水が通流する伝熱管を複数回巻回して円筒状に形成されたコイル状熱交換器により構成されると共に、前記筐体の内部において、前記導入空気の通流方向における前記一対の冷媒用熱交換器の下流側で且つ軸芯方向が上下方向に沿うように配置されているヒートポンプ式冷凍装置。
2. 前記円筒状のコイル状熱交換器の軸芯方向において隣接する前記伝熱管の隣接間に形成される各間隙のうち、少なくとも一部の間隙が基準となる他部の間隙に対して上下方向で異なるように形成されている請求項１に記載のヒートポンプ式冷凍装置。
3. 前記円筒状のコイル状熱交換器が、その軸芯方向が前記送風ファンの回転軸芯と同芯状態で前記送風ファンの下方側に配設されると共に、各々が同一構造で形成される前記一対の冷媒用熱交換器間に配設されている請求項１又は２に記載のヒートポンプ式冷凍装置。
4. 前記円筒状のコイル状熱交換器を構成する前記伝熱管が蛇腹形状に形成されている請求項１から３の何れか一項に記載のヒートポンプ式冷凍装置。

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