JP5743685B2 - 冷凍空調システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の熱交換ユニットと機械室とからなる冷凍空調装置を用いた冷凍空調システムに関するものである。

従来の冷凍空調装置を示す図１０、図１１において、箱状のケーシング２の両側壁及び後壁には室外空気の吸込み口３ａ，３ｂ，３ｃが設けられており、前面側に吹出し口４が設けられた熱交換ユニット１ａ，１ｂ内には、吹出し口４に臨んでファンモータ６で駆動されるプロペラファン５が設置され、プロペラファン５の背面側にはほぼコ字状の熱交換器７が配置されている。８はプロペラファン５を囲むように吹出し口４に設けられたベルマウスである。

このように構成された熱交換ユニット１ａ，１ｂは、図１１に示すように、背面側（熱交換器７側）を対向して組合わされて熱交換ユニット集合体１０が構成され、さらにこの熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂは図１０に示すように上下に積層される。１１は積層された熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂの側面に設けられた通気可能な機械室で、これら４台の熱交換ユニット１ａ〜１ｄ（１ｄは図示してない）と機械室１１とにより、冷凍空調装置１５が構成されている（例えば、特許文献１参照）。

上記のように構成した冷凍空調装置１５において、図１１の熱交換ユニット集合体１０は、２台のプロペラファン５が駆動されると、室外空気Ａ₁，Ａ₂がそれぞれ吸込み口３ａ〜３ｃから熱交換ユニット１ａ，１ｂ内に吸込まれ、熱交換器７を通過して熱交換され、空気流Ｃ₁，Ｃ₂となって吹出し口４から吹出される（図１の冷凍空調装置１５の熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂの作用も同様である）。

特開２００８−２６７７２０号公報（第３−５頁、図１−２）

特許文献１の冷凍空調装置によれば、強い外風が冷凍空調装置１５に向って吹いても、２台の送風機５の吹出し気流Ｃ₁，Ｃ₂が抵抗となり、外風が熱交換ユニット１ａ〜１ｄ内に吹き込むのを防止できるので、凝縮圧力が低下し、冷媒能力が低下するという性能低下や信頼性の低下を防止することができるが、例えば、図１２に示すように冷凍空調装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃを連設すると、両側の冷凍空調装置１５ａ，１５ｃに挟まれた冷凍空調装置１５ｂは外気の吸込み面を確保することができないという問題点があった。

また、図１３に示すように、現地において冷凍空調装置１５の近傍に配管２０が設置されると、配管２０の近傍の熱交換ユニット１の吹出し口４から吹出した空気Ｃが配管２０に当り、吸込み口３側に廻り込む吹出し空気ショートサイクルを生ずるおそれがあった。

さらに、図１４に示すように、複数の熱交換ユニット集合体１０からなる冷凍空調装置１５ａ，１５ｂを複数段（図には２段の場合が示してある）積み重ねてその両側に空気の吐出ダクト２１を設けた場合、吐出ダクト２１が大型になるばかりでなく、配管２０は吐出ダクト２１を貫通して行わなければならないため、吐出ダクト２１の構造が複雑になった。
また、吐出ダクト２１内の配管工事が面倒であるばかりでなく、吐出ダクト２１内に入らないと配管２０の保守や点検ができないため、保守、サービスが困難であった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、連結設置が可能で吹出し空気がショートサイクルを生ずるおそれがなく、また、複数段積み重ねた場合の吐出ダクトの構造が小型かつ簡素化され、配管工事及び保守、サービスが容易な冷凍空調装置を用いた冷凍空調システムを提供することを目的としたものである。

本発明に係る冷凍空調システムは、少なくとも前面側に吸込み口を有し、背面側に吹出し口が設けられた箱状のケーシング内に、前記吹出し口に臨んでプロペラファンを設けると共に、前記前面側に熱交換器が配設された熱交換ユニットを通気路を隔てて前記吹出し口側を対向配置した熱交換ユニット集合体を有した冷凍空調装置が、上下に積み重ねられ、前記冷凍空調装置は、対向配置された各熱交換ユニットの下部に配置された圧縮機を内蔵する機械室が前記通気路を隔てて対向配置されており、上下に積み重ねられた前記冷凍空調装置の各通気路に連通する吐出ダクトが、上側に位置する前記冷凍空調装置を構成する前記機械室が対向している前記通気路と、下側に位置する前記冷凍空調装置を構成する前記吹出し口が対向している前記通気路との間に設けられているものである。

本発明によれば、少なくとも前面側に吸込み口を有し、背面側に設けた吹出し口に臨んでプロペラファンが設けられた熱交換ユニットの吹出し口側を通気路を介して対向配置したので、横方向への連結設置が可能になり、また、熱交換器で熱交換された空気は両熱交換ユニットの間に設けた通気路から流出するので、吹出し空気がショートサイクルを生ずるおそれがなく、さらに複数段積み重ねた場合の吐出ダクトが小型化かつ簡素化され、配管工事及び保守・サービスが容易な冷凍空調システムを得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍空調装置の説明図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 図１の冷凍空調装置を横方向に連設した状態を示す説明図である。 図１の冷凍空調装置の近傍に配管を設けた場合の吹出し空気の作用説明図である。 図２の熱交換ユニット集合体を基本モジュールとして組合わせた本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置の説明図である。 図２の熱交換ユニット集合体を基本モジュールとして組合わせた本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置の他の例の説明図である。 基本モジュールを組合わせた本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置の説明図である。 基本モジュールを組合わせた本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置の他の例の説明図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍空調装置を上下方向に積み重ねた冷凍空調システムの説明図である。 従来の冷凍空調装置の説明図である。 図１０のＹ−Ｙ断面図である。 図１０の冷凍空調装置を横方向に連設した状態を示す説明図である。 図１０の冷凍空調装置の近傍に配管を設けた場合の吹出し空気の作用説明図である。 図１０の冷凍空調装置を上下方向に積み重ねた場合の吐出ダクトの配置説明図である。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る冷凍空調装置の説明図、図２は図１のＸ−Ｘ断面図である。
両図において、１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄは、熱交換ユニット（以下、単に符号１で表わすことがある）で、箱状のケーシング２の前面及び両側面には外気の吸込み口３ａ，３ｂ，３ｃ（以下、単に符号３で表わすことがある）が設けられており、背面には空気の吹出し口４が設けられている。なお、吸込み口３は状況により正面だけに設けてもよい。

５は熱交換ユニット１内において、吹出し口４に臨んで設置され、ファンモータ６によって駆動されるプロペラファンで、その前面側（吸込み口３ａ側）には開口部をプロペラファン５側にしてほぼコ字状の熱交換器７が配設されている。８はプロペラファン５をとり囲むようにして吹出し口４に設けられたベルマウスである。

上記のように構成した熱交換ユニット１は、図２に示すように、一対の熱交換ユニット１ａ，１ｂを、所定の空間部からなる通気路９を隔てて吹出し口４側（プロペラファン５側）を対向配置して熱交換ユニット集合体１０ａを構成し、この熱交換ユニット集合体１０ａと、熱交換ユニット１ｃ，１ｄからなる熱交換ユニット集合体１０ｂとを上下方向に積み重ね、さらにその下部に、圧縮機、水−冷媒熱交換器、電気箱などを内蔵する機械室１１をそれぞれ設置して、冷凍空調装置１５を構成したものである（以下の説明では、熱交換ユニット集合体を単に１０と記すことがある）。

上記の機械室１１の外周はパネルで覆れており、機械室１１から熱交換ユニット１内に空気が流入しないようになっている。なお、熱交換ユニット１の下部が塞がれており、機械室１１から空気が流入しないようになっている場合は、機械室１１の外周をパネルで覆う必要はない。

上記のように構成した本実施の形態において、熱交換ユニット１ａ，１ｂのプロペラファン５がファンモータ６に駆動されて回転すると、図２に示すように、室外空気Ａ₁，Ａ₂は、熱交換ユニット１ａ，１ｂの前面側及び両側面の吸込み口３ａ，３ｂ，３ｃから熱交換ユニット１ａ，１ｂ内に流入し、熱交換器７を通って熱交換された空気Ｂ₁，Ｂ₂は、背面側の吹出し口４から両熱交換ユニット１ａ，１ｂの間に形成された通気路９を通り、矢印Ｃ方向に流出する。

本実施の形態によれば、熱交換ユニット１内の前面側にほぼコ字状の熱交換器７を設置してその背面側にプロペラファン５を配設し、空気の吹出し口４を有する背面側を通気路９を介して対向配置して熱交換ユニット集合体１０を形成し、この熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂを上下に積み重ね、下部に機械室１１を設けて冷凍空調装置１５を構成したので、両熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂの吸込み口３ａ〜３ｃから吸込まれた空気は熱交換されて通気路９からＣ方向に流出する。このため、図３に示すように、複数台の冷凍空調装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（又は、熱交換ユニット集合体１０）を横方向に連結しても、両側の冷凍空調装置１５ａ，１５ｃに挟まれた冷凍空調装置１５ｂも吸込み口３及び吹出し口４を確保できるので、複数台の冷凍空調装置１５（又は熱交換ユニット集合体１０）を支障なく連結設置することができる。

また、図４に示すように、冷凍空調装置１５の近傍に配管２０を設けた場合においても、熱交換ユニット１内で熱交換された空気は、対向配置された熱交換ユニット１ａ，１ｂの間に形成された通気路９から上方へ流出するので、配管２０に当って空気のショートサイクルを生ずることがない。

［実施の形態２］
図５、図６は本発明の実施の形態２に係る冷凍空調装置の斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分には、これと同じ符号を付してある。
図５は、熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂ，１０ｃを上下方向に３段に積み重ねてその下にそれぞれ機械室１１を設け、合計６個の熱交換ユニット１により冷凍空調装置１５を構成したものである。

また、図６は、上下方向に３段に積み重ねた熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、１０ｄ，１０ｅ，１０ｆとを２列に並べ、その下にそれぞれ機械室１１を設けて、合計１２個の熱交換ユニット１により冷凍空調装置１５を構成したものである。
このような実施の形態においては、実施の形態１（図２）で説明した熱交換ユニット集合体１０を基本モジュールとし、これを上下方向に複数段積み重ね、さらに、必要に応じてこれを複数列横方向に連結することにより、複数個の熱交換ユニット１からなる冷凍空調装置１５を効率的に製造することができる。

［実施の形態３］
図７、図８は本発明の実施の形態３に係る冷凍空調装置の斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分には、これと同じ符号を付してある。
図７は、熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂを横方向に２列に連結して、その下にそれぞれ機械室１１を設け、４個の熱交換ユニット１により冷凍空調装置１５を構成したものである。

また、図８は熱交換ユニット集合体１０ａ，１０ｂと、１０ｃ，１０ｄとをそれぞれ上下方向に２段に積み重ね、これを横方向に２列に連結してその下にそれぞれ機械室１１を設け、合計８個の熱交換ユニット１により冷凍空調装置１５を構成したものである。

本実施の形態においても、基本モジュールである熱交換ユニット集合体１０を適宜配設することにより、複数個の熱交換ユニット１からなる冷凍空調装置１５を効率的に製造することができる。なお、実施の形態２，３に係る冷凍空調装置１５はその一例を示すもので、基本モジュールである交換ユニット集合体１０を適宜組合わせることにより、所望の冷凍空調装置１５を構成することができる。

［実施の形態４］
図９は本発明の実施の形態４に係る冷凍空調システムの説明図である。
本実施の形態は、例えば、実施の形態１〜３のいずれかに係る冷凍空調装置１５を上下方向に適宜積み重ねて（図には冷凍空調装置１５ａ，１５ｂを２段に積み重ねた場合を示してある）、上下の冷凍空調装置１５ａ，１５ｂの間に、上下の通気路９ａ，９ｂに連通する吐出ダクト２１を設けて冷凍空調システムを構成したものである。
本実施の形態によれば、吐出ダクト２１を大幅に小型し、簡素化することができ、また、配管工事が簡単になり保守・サービスも容易である。

１ 熱交換ユニット、２ ケーシング、３ 吸込み口、４ 吹出し口、５ プロペラファン、６ ファンモータ、７ 熱交換器、８ ベルマウス、９ 通気路、１０ 熱交換ユニット集合体、１１ 機械室、１５ 冷凍空調装置、２０ 配管、２１ 吐出ダクト。

Claims (2)

1. 少なくとも前面側に吸込み口を有し、背面側に吹出し口が設けられた箱状のケーシング内に、前記吹出し口に臨んでプロペラファンを設けると共に、前記前面側に熱交換器が配設された熱交換ユニットを通気路を隔てて前記吹出し口側を対向配置した熱交換ユニット集合体を有した冷凍空調装置が、上下に積み重ねられ、
   前記冷凍空調装置は、対向配置された各熱交換ユニットの下部に配置された圧縮機を内蔵する機械室が前記通気路を隔てて対向配置されており、
   上下に積み重ねられた前記冷凍空調装置の各通気路に連通する吐出ダクトが、上側に位置する前記冷凍空調装置を構成する前記機械室が対向している前記通気路と、下側に位置する前記冷凍空調装置を構成する前記吹出し口が対向している前記通気路との間に設けられている
   ことを特徴とする冷凍空調システム。
2. 前記熱交換ユニット集合体を基本モジュールとし、該基本モジュールを上下に積み重ね若しくは横方向に連設し、又は上下に積み重ねた基本モジュールを横方向に連接し、これらを構成する最下部の基本モジュールの熱交換ユニットの下部に前記機械室を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調システム。

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