JP6873988B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、水配管の接続端部が機械室の外に突出された冷凍サイクル装置に関する。

例えば冷水もしくは温水を生成する空冷ヒートポンプ式チリングユニットは、各種の冷凍サイクル構成部品が収容された機械室を有する第１のセクションと、複数の空気熱交換部が一列に並べられた第２のセクションと、を備えている。

第２のセクションは、第１のセクションの上に重ねて配置されている。第１のセクションおよび第２のセクションは、夫々チリングユニットの奥行き方向に延びた細長い形状を有するとともに、その長手方向に沿う全長が略同一に設定されている。

このため、第１のセクションおよび第２のセクションの長手方向に沿う両端部は、チリングユニットの高さ方向に沿うように連続して起立されており、第１のセクションの長手方向に沿う一方の端部から水配管の接続端部が突出されている。

特許第５５５５７０１号

従来の空冷ヒートポンプ式チリングユニットでは、当該チリングユニットが納入される現場において、水配管の接続端部と現場に敷設された現場配管との間を各種のバルブやフレキシブルジョイントを用いて接続することが一般的である。

しかしながら、水配管の接続端部は、第１のセクションの一方の端部からチリングユニットの外に突出しているので、各種のバルブやフレキシブルジョイントがチリングユニットの周囲に大きく張り出すのを否めない。

この結果、現場配管とチリングユニットとの間に少なくとも数百ｍｍ程度の距離が必要となり、チリングユニットを据え付けるスペースが大きくなる一つの要因となっている。

本発明の目的は、据え付けに必要なスペースを削減することができ、狭小なスペースであっても無理なく据え付けることができる冷凍サイクル装置を得ることにある。

実施形態によれば、冷凍サイクル装置は、水配管とポンプを含む水回路が収容された細長い機械室を有し、前記水配管の接続端部が前記機械室の長手方向に沿う一端から前記機械室の外に突出する第１のセクションと；この第１のセクションの上に配置され、前記機械室の長手方向に沿って延びた第２のセクションと；前記第１のセクションに収容され前記機械室の長手方向に沿って配置された複数の第１の圧縮機、前記第１のセクションに収容され前記水回路に接続されるとともに前記複数の第１の圧縮機の配置の列に配置された第１の水熱交換器、および前記第２のセクションに配置され前記機械室の長手方向に沿って一列に並ぶ複数の第１の空気熱交換部を含む第１の冷凍サイクルユニットと；前記第１のセクションに収容され前記機械室の長手方向に沿って配置された複数の第２の圧縮機、前記第１のセクションに収容され前記第１の水熱交換器と直列の状態で前記水回路に接続されるとともに前記複数の第２の圧縮機の配置の列に配置された第２の水熱交換器、および前記第２のセクションに配置され前記機械室の長手方向に沿って前記複数の第１の空気熱交換部の並びと同じ列に一列に並ぶ複数の第２の空気熱交換部を含み、前記複数の第２の圧縮機および前記第２の水熱交換器の配置の列が、前記複数の第１の圧縮機および前記第１の水熱交換器の配置の列と、前記機械室の長手方向と直交する前記機械室の幅方向に並ぶ第２の冷凍サイクルユニットと；前記第１のセクションの前記機械室の長手方向に沿う少なくとも一方の端部の側に、前記第２のセクションの前記機械室の長手方向に沿う少なくとも一方の端部よりも引っ込んだ状態に形成され、前記第２のセクションの下に前記水配管の前記接続端部が入り込むスペースを規定する段差部と；前記第１のセクションに設けられ、前記スペースの上に張り出す前記第２のセクションの端部の重さを支える縦桟と；を備える。前記機械室の長手方向に沿って一列に並ぶ前記複数の第１の空気熱交換部および前記複数の第２の空気熱交換部のうち、前記第２のセクションの前記一方の端部に位置する一つの空気熱交換部は、前記第１のセクションの前記一方の端部から前記機械室の長手方向に沿って突出している。前記縦桟は、前記一つの空気熱交換部の前記機械室の長手方向に沿う中央又は中央よりも前記第２のセクションの前記一方の端部の側に位置している。

図１は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットの斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットにおいて、機械室を開放した状態を左側から見た斜視図である。 図３は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットにおいて、機械室を開放した状態を右側から見た斜視図である。 図４は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットの側面図である。 図５は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットの冷凍サイクルを示す回路図である。 図６は、機械室に収容された第１の冷凍サイクルユニット、第２の冷凍サイクルユニット、水回路および電装ユニットの位置関係を示す平面図である。 図７は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットに用いる空気熱交換部を分解して示す斜視図である。 図８は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットにおいて、機械室とドレンパンとの位置関係を示す斜視図である。 図９は、第１の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットにおいて、電装ユニット、ドレンパンおよび空気熱交換部の位置関係を示す断面図である。 図１０は、第２の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットの側面図である。 図１１は、第３の実施形態に係る空冷ヒートポンプ式チリングユニットの側面図である。

［第１の実施形態］
以下、第１の実施形態について図１ないし図９を参照して説明する。

図１ないし図３は、例えば冷水もしくは温水を生成する空冷ヒートポンプ式チリングユニットの斜視図、図４は、空冷ヒートポンプ式チリングユニットの側面図、図５は、空冷ヒートポンプ式チリングユニットの冷凍サイクルを示す回路図である。

空冷ヒートポンプ式チリングユニットは、例えば冷却モードおよび加熱モードで運転が可能な冷凍サイクル装置の一例であって、空冷ヒートポンプ式熱源機と言い換えることができる。以下の説明では、空冷ヒートポンプ式チリングユニットを単にチリングユニットと称する。

図１ないし図４に示すように、チリングユニット１は、筐体２、第１の冷凍サイクルユニット３、第２の冷凍サイクルユニット４、水回路５および電装ユニット６を主要な要素として備えている。

筐体２は、第１のセクションの一例であって、例えば建屋の屋上のような水平な設置面Ｇの上に据え付けられている。筐体２は、奥行き寸法が幅寸法よりも格段に大きな細長い中空の箱状に形成されている。

図２ないし図４に示すように、筐体２は、メインフレーム７を備えている。メインフレーム７は、下フレーム８、上フレーム９および複数の縦桟１０で構成されている。下フレーム８および上フレーム９は、筐体２の奥行き方向に延びた細長い矩形状である。筐体２の奥行き方向に沿う下フレーム８の長さＬ１は、筐体２の奥行き方向に沿う上フレーム９の長さＬ２よりも短い。さらに、筐体２の幅方向に沿う上フレーム９の長さＬ３は、筐体２の幅方向に沿う下フレーム８の長さＬ４よりも短い。

縦桟１０は、下フレーム８と上フレーム９との間を連結する要素であって、筐体２の奥行き方向に互いに間隔を存して配列されている。筐体２の幅方向に向かい合う縦桟１０は、下フレーム８から上フレーム９の方向に進むに従い互いに近づくように傾いている。

このため、図２および図３に示すように、筐体２を正面の方向Ｆおよび背面の方向Ｒから見た時に、メインフレーム７は、下フレーム８から上フレーム９に向けて筐体２の幅方向に沿う寸法が次第に狭まるような先細り状に形成されている。

メインフレーム７の右側面および左側面は、夫々複数の側板１２で覆われている。メインフレーム７の正面および背面は、夫々図示しない端板で覆われている。さらに、下フレーム８の上に底板１３が固定されている。底板１３は、側板１２および端板と協働して筐体２の内部に機械室１４を規定している。機械室１４は、筐体２の奥行き方向に沿う全長に亘って延びている。

本実施形態によると、筐体２の正面の側に位置された下フレーム８の前端および上フレーム９の前端は、筐体２の高さ方向に並ぶように筐体２の奥行き方向に沿う位置が互いに揃えられている。筐体２の背面の側では、上フレーム８が下フレーム７よりも筐体２の背後に向けて水平に張り出している。このため、筐体２の奥行き方向に沿う全長は、下フレーム８の長さＬ１によって規定されている。筐体２の奥行き方向は、筐体２の長手方向と言い換えることができる。

図５および図６に示すように、第１の冷凍サイクルユニット３は、互いに独立した第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢを備えている。同様に、第２の冷凍サイクルユニット４は、互いに独立した第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤを備えている。

第１ないし第４の冷媒回路ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤは、互いに共通の構成を有するため、第１の冷媒回路ＲＡを代表して説明し、第２ないし第４の冷媒回路ＲＢ，ＲＣ，ＲＤについては同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

第１の冷媒回路ＲＡは、能力可変型の圧縮機２０、四方弁２１、空気熱交換部２２、一対の膨張弁２３ａ，２３ｂ、レシーバ２４、水熱交換器２５および気液分離器２６を主要な要素として備えている。前記複数の要素は、冷凍サイクル構成部品の一例であって、冷媒が循環する循環回路２７を介して接続されている。

具体的に述べると、図５に示すように、圧縮機２０の吐出口は、四方弁２１の第１ポート２１ａに接続されている。四方弁２１の第２ポート２１ｂは、空気熱交換部２２に接続されている。本実施形態の空気熱交換部２２は、一対の空気熱交換器２９ａ，２９ｂおよびファン３０を備えている。

図７に示すように、空気熱交換器２９ａ，２９ｂは、複数のプレートフィンと複数の冷媒配管とを組み合わせて構成され、その水平断面が略Ｃ字状に折り曲げられた形状を有している。空気熱交換器２９ａ，２９ｂは、筐体２の幅方向に間隔を存して向かい合うように起立しているとともに、上方に進むに従い互いに遠ざかる方向に傾いている。空気熱交換器２９ａ，２９ｂの縁部の間の隙間は、一対の遮蔽板３２ａ，３２ｂで閉塞されている。空気熱交換器２９ａ，２９ｂおよび遮蔽板３２ａ，３２ｂで囲まれた筒状の空間は、上下方向に延びた排気通路３３を規定している。

このため、図２および図３に示すように、空気熱交換部２２は、筐体２を正面の方向Ｆおよび背面の方向Ｒから見た時に、筐体２の上方に向かうに従い筐体２の幅方向に拡開するようなＶ字状に形成されている。よって、筐体２の上に空気熱交換部２２が位置されたチリングユニット１は、高さ方向に沿う中間部が括れた鼓形の形状を有している。

ファン３０は、羽根車３４を回転させるファンモータ３５を備えている。ファンモータ３５は、羽根車３４の回転速度を可変制御するためのインバータ基板（図示せず）を内蔵している。ファンモータ３５は、排気通路３３の上端に位置するように空気熱交換器２９ａ，２９ｂの上端部の間にファンベース３６を介して支持されている。

さらに、ファン３０の羽根車３４は、ファンカバー３７で覆われている。ファンカバー３７は、羽根車３４と向かい合う円筒状の排気口３８を有している。

ファン３０が駆動されると、チリングユニット１の周囲の空気が空気熱交換器２９ａ，２９ｂを通過して排気通路３３に吸い込まれる。排気通路３３に吸い込まれた空気は、排気口３８に向けて吸い上げられるとともに、当該排気口３８からチリングユニット１の上方に向けて排出される。

図５に示すように、空気熱交換器２９ａ，２９ｂの入口は、四方弁２１の第２ポート２１ｂに並列に接続されている。空気熱交換器２９ａ，２９ｂの出口は、膨張弁２３ａ，２３ｂ、レシーバ２４および水熱交換器２５を介して四方弁２１の第３ポート２１ｃに接続されている。四方弁２１の第４ポート２１ｄは、気液分離器２６を介して圧縮機２０の吸入側に接続されている。

さらに、気液分離器２６の出口は、バイパス配管４０を介して四方弁２１の第１ポート２１ａに接続されている。常閉形の電磁弁４１がバイパス配管４０の途中に設けられている。

図５に示すように、水熱交換器２５は、第１の冷媒流路２５ａ、第２の冷媒流路２５ｂおよび水流路２５ｃを備えている。水熱交換器２５の第１の冷媒流路２５ａは、レシーバ２４および四方弁２１の第３ポート２１ｃに接続されている。第２の冷媒流路２５ｂは、第２の冷媒回路ＲＢのレシーバ２４および四方弁２１の第３ポート２１ｃに接続されている。このため、第１の冷凍サイクルユニット３では、第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢが一つの水熱交換器２５を共有している。

同様に、第２の冷凍サイクルユニット４においても、一つの水熱交換器２５を共有するように第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤが一つの水熱交換器２５に並列に接続されている。したがって、チリングユニット１は、二台の水熱交換器２５を搭載している。

本実施形態のチリングユニット１は、第１ないし第４の冷媒回路ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤを有するので、四組の空気熱交換部２２が存在する。四組の空気熱交換部２２は、メインフレーム７の上フレーム９の上に起立した姿勢で固定されているとともに、筐体２の奥行き方向に沿って一列に並んでいる。したがって、本実施形態では、機械室１４の真上に位置された四組の空気熱交換部２２がチリングユニット１の第２のセクションを構成している。

さらに、筐体２の奥行き方向に沿う前端部および後端部の上に位置された空気熱交換部２２にあっては、夫々空気熱交換器２９ａ，２９ｂの折り曲げられた一方の端部が筐体２の正面の方向Ｆおよび筐体２の背面の方向Ｒに露出されている。言い換えると、複数の空気熱交換部２２の並び方向に沿う両端部に位置された二組の空気熱交換器２９ａ，２９ｂの一方の端部は、チリングユニット１の周囲に露出された熱交換面となっている。

この構成を採用することで、筐体２の前端部および後端部の上に位置された空気熱交換部２２は、夫々チリングユニット１の幅方向から吸い込まれる空気に加えて、筐体２の正面の方向Ｆおよび背面の方向Ｒから吸い込まれる空気を利用して熱交換を行なうことができる。

図４に最もよく示されるように、メインフレーム７の上フレーム９は、下フレーム８よりも筐体２の背後に向けて水平に張り出している。四組の空気熱交換部２２のうち、筐体２の背後に位置された最後部の空気熱交換部２２は、筐体２の後端部から筐体２の奥行き方向に突出されている。言い換えると、筐体２の奥行き方向に沿う全長は、四組の空気熱交換部２２の並び方向に沿う全長よりも短い。

この結果、第１のセクションとしての筐体２の背後に、最後部の空気熱交換部２２よりも引っ込んだ段差部４３が形成されている。段差部４３は、筐体２の側方および背後に連続して開放されたスペースＳ１を規定しており、当該スペースＳ１の上に最後部の空気熱交換部２２が張り出している。

すなわち、当該空気熱交換部２２の最も背面側に位置する空気熱交換器２９ａ，２９ｂの折り曲げられた端部の下方にスペースＳ１が位置されている。ここで、図４に示すように、筐体２の後端部に配置された縦桟１０は、最後部の空気熱交換部２２を構成する空気熱交換器２９ａ，２９ｂの奥行き方向に沿う中央又は中央よりも筐体２の背面の側に位置されている。これにより、重量物である空気熱交換器２９ａ，２９ｂをメインフレーム７で安定して支持することができる。

図２〜図４および図６に示すように、第１の冷凍サイクルユニット３および第２の冷凍サイクルユニット４のうち、四組の空気熱交換部２２を除いた各種の要素は、筐体２の機械室１４に収容されている。

第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢを備えた第１の冷凍サイクルユニット３は、例えば筐体２を正面Ｆの方向から見た時に、機械室１４の長手方向に沿う右半分の領域に配置されている。同様に、第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤを備えた第２の冷凍サイクルユニット４は、例えば筐体２を正面Ｆの方向から見た時に、機械室１４の長手方向に沿う左半分の領域に配置されている。

具体的に述べると、第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢを構成する二台の圧縮機２０、二台のレシーバ２４および二台の気液分離器２６は、機械室１４の右半分の領域において、筐体２の奥行き方向に沿って一列に並ぶように底板１３の上に据え付けられている。さらに、第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢが共有する一つの水熱交換器２５は、第１の冷凍サイクルユニット３の最後部に位置するように底板１３の上に据え付けられている。

第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤを構成する二台の圧縮機２０、二台のレシーバ２４および二台の気液分離器２６は、機械室１４の左半分の領域において、筐体２の奥行き方向に沿って一列に並ぶように底板１３の上に据え付けられている。さらに、第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤが共有する一つの水熱交換器２５は、第２の冷凍サイクルユニット４の最後部に位置するように底板１３の上に据え付けられている。

したがって、図６に最もよく示されるように、第１の冷凍サイクルユニット３および第２の冷凍サイクルユニット４は、機械室１４内で筐体２の長手方向に延びているとともに、筐体２の幅方向に並んでいる。それとともに、二台の水熱交換器２５は、筐体２の長手方向に沿う中間部よりも段差部４３の方向に偏った位置で筐体２の幅方向に並んでいる。

図２ないし図６に示すように、水回路５は、第１の冷凍サイクルユニット３および第２の冷凍サイクルユニット４と共に機械室１４に収容されている。水回路５は、能力可変型の水循環ポンプ４５および第１ないし第４の水配管４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄを主要な要素として備えている。

水循環ポンプ４５は、機械室１４の後端部に位置するように底板１３の上に据え付けられている。そのため、水循環ポンプ４５は、筐体２の幅方向に並んだ二台の水熱交換器２５と筐体２の背後の段差部４３との間に位置されている。

第１の水配管４６ａは、水循環ポンプ４５の吸入口に接続されている。第２の水配管４６ｂは、水循環ポンプ４５の吐出口と第１の冷凍サイクルユニット３に対応する水熱交換器２５の水流路２５ｃとの間を接続している。第３の水配管４６ｃは、第１の冷凍サイクルユニット３の水熱交換器２５の水流路２５ｃと第２の冷凍サイクルユニット４の水熱交換器２５の水流路２５ｃとの間を直列に接続している。第４の水配管４６ｄは、第２の冷凍サイクルユニット４の水熱交換器２５の水流路２５ｃに接続されている。

本実施形態によると、水回路５の水循環ポンプ４５および二台の水熱交換器２５が機械室１４の後部で互いに隣り合っている。そのため、水回路５の第１ないし第４の水配管４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄが機械室１４の後端部に集中し、第１ないし第４の水配管４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄの配管長が短くなる。

これにより、第１ないし第４の水配管４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄを機械室１４に据え付ける際の作業性が良好となるとともに、第１ないし第４の水配管４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄのメンテナンスを容易に行うことができる。

図４および図６に示すように、第１の水配管４６ａは、第１の接続端部４８を有している。第１の接続端部４８は、例えば第１の水配管４６ａの上流端に形成された水配管入口４９と、水配管入口４９に接続されたストレーナ５０と、を備えている。第１の接続端部４８は、機械室１４の後端部から筐体２の背後の段差部４３に向けて突出されている。

第４の水配管４６ｄは、第２の接続端部５１を有している。第２の接続端部５１は、例えば第４の水配管４６ｄの下流端に形成された水配管出口５２と、水配管出口５２に接続されたチェッキバルブ５３と、を備えている。第２の接続端部５１は、機械室１４の後端部から筐体２の背後の段差部４３に向けて突出されている。

そのため、水回路５の第１の接続端部４８および第２の接続端部５１は、段差部４３が規定するスペースＳ１に収まっている。したがって、第１の接続端部４８および第２の接続端部５１が機械室１４の背後に突出しているにも拘らず、第１の接続端部４８および第２の接続端部５１の大部分は、最後部の空気熱交換部２２の真下に位置されている。

さらに、図４に示すように、第１の水配管４６ａの第１の接続端部４８は、例えば各種のバルブやフレキシブルジョイントのような付属品（図示せず）を介して設置面Ｇの上に敷設された第１の現場配管５５に接続されている。第１の現場配管５５は、例えば空調機のような利用機器側の水出口に接続されている。

第４の水配管４６ｄの第２の接続端部５１は、例えば各種のバルブやフレキシブルジョイントのような付属品（図示せず）を介して設置面Ｇの上に敷設された第２の現場配管５６に接続されている。第２の現場配管５６は、例えば空調機のような利用機器側の水入口に接続されている。

図８および図９に示すように、空気熱交換器２９ａ，２９ｂから滴下する結露水等を受けるドレンパン６０が筐体２の機械室１４と四組の空気熱交換部２２との間に配置されている。本実施形態のドレンパン６０は、一対の樋６１ａ，６１ｂおよびドレン回収盤６２を備えている。

樋６１ａ，６１ｂは、四組の空気熱交換部２２の配列方向に沿って真っ直ぐに延びた要素であって、各空気熱交換部２２の空気熱交換器２９ａ，２９ｂの真下に位置するように筐体２の上フレーム９に支持されている。

樋６１ａ，６１ｂは、筐体２の幅方向に互いに間隔を存して平行に配置されている。樋６１ａ，６１ｂの底は、筐体２の正面から背面の方向に進むに従い下向きに傾斜されている。さらに、樋６１ａ，６１ｂの間に通風路６３が形成されている。通風路６３は、筐体２の奥行き方向に沿って延びており、当該通風路６３を通じて機械室１４と四組の空気熱交換部２２の排気通路３３との間が連通されている。

ドレン回収盤６２は、樋６１ａ，６１ｂの後端部の間に跨るように上フレーム９に支持されている。ドレン回収盤６２の後端部は、筐体２の背後の段差部４３の上方に張り出している。さらに、ドレン回収盤６２は、段差部４３に開口されたドレン配管接続口６４を有している。

図４、図６および図８に示すように、前記電装ユニット６は、筐体２の正面の側である機械室１４の前端部に位置されている。本実施形態の電装ユニット６は、電装ボックス７０およびファン装置７１を備えている。電装ボックス７０は、メインボックス７２、第１のサイドボックス７３ａおよび第２のサイドボックス７３ｂを有している。

図８および図９に示すように、メインボックス７２は、略直方体状の要素であって、機械室１４と同等の高さ寸法を有している。メインボックス７２は、機械室１４の底板１３の上に固定されている。メインボックス７２の左右の側面は、底板１３に近づくに従い筐体２の側板１２から離れている。

第１のサイドボックス７３ａおよび第２のサイドボックス７３ｂは、メインボックス７２よりも高さ寸法が小さい箱形の要素であって、筐体２の奥行き方向に延びた細長い形状を有している。

第１のサイドボックス７３ａは、メインボックス７２の左側面の下部からメインボックス７２の左側方に向けて突出されている。第２のサイドボックス７３ｂは、メインボックス７２の右側面の下部からメインボックス７２の右側方に向けて突出されている。第１のサイドボックス７３ａおよび第２のサイドボックス７３ｂは、夫々機械室１４の底板１３の上に固定されている。

本実施形態によると、筐体２は、下フレーム８から上フレーム９に向けて先細り状に形成されているので、図９に示すように、筐体２の幅方向に沿う機械室１４の長さは、機械室１４の上部から下部に進むに従い拡張されている。そのため、第１のサイドボックス７３ａおよび第２のサイドボックス７３ｂは、幅が拡張された機械室１４の下部に収められている。

この構成を採用することで、機械室１４の前端部を電装ボックス７０の収容スペースとして隅々まで有効に活用することができる。そのため、筐体２の奥行き方向に沿う電装ボックス７０の長さを抑制しつつ、電装ボックス７０の内容積を十分に確保できる。

本実施形態によると、図９に示すような空気通路７４がメインボックス７２の内部に形成されている。空気通路７４は、メインボックス７２の内部を区画する一対の仕切り板７５ａ，７５ｂの間に形成されている。空気通路７４は、メインボックス７２の幅方向に沿う中央部において筐体２の奥行き方向に延びているとともに、メインボックス７２の高さ方向に沿って起立されている。

空気通路７４の下端は、メインボックス７２の底に開口されているとともに、筐体２の底板１３に開けた吸気孔７６に通じている。吸気孔７６は、底板１３と設置面Ｇとの間の隙間ｇに連通されている。空気通路７４の上端は、メインボックス７２の上面に開口されている。

電装ボックス７０は、第１の冷凍サイクルユニット３および第２の冷凍サイクルユニット４の運転を制御する各種の電気部品を収容している。電気部品の一例は、圧縮機２０に印加する電圧および周波数を制御する複数の制御基板、インバータおよびコンバータのような複数のパワーモジュール、複数の平滑コンデンサ、力率改善用の複数のリアクトル、複数のフィルタ基板、複数の端子台および複数の電磁接触器である。

各種の電気部品の中でも例えば複数の制御基板および複数のパワーモジュールは、動作中の発熱量が大きい発熱部品７８と言い換えることができる。発熱部品７８は、積極的な放熱を必要とするので、複数のヒートシンク７９に熱的に接続されている。ヒートシンク７９は、仕切り板７５ａ，７５ｂを貫通して空気通路７４に露出されている。

図６、図８および図９に示すように、電装ユニット６のファン装置７１は、メインボックス７２の上面に取り付けられている。ファン装置７１は、細長い箱状のファンケース８１と、ファンケース８１に収容された複数の電動ファン８２ａ，８２ｂ，８２ｃと、を備えている。

ファンケース８１は、メインボックス７２の上面の中央部において、空気通路７４の上端を取り囲むように筐体２の奥行き方向に延びている。さらにファンケース８１は、メインボックス７２の上面から上向きに突出されている。本実施形態によると、ファンンケース８１の上端部は、ドレンパン６０の樋６１ａ，６１ｂの間を通じて空気熱交換器２９ａ，２９ｂの間の排気通路３３に入り込んでいる。

電動ファン８２ａ，８２ｂ，８２ｃは、筐体２の奥行き方向に間隔を存して一列に並んでいる。電動ファン８２ａ，８２ｂ，８２ｃは、空気通路７４の真上に位置するように、回転軸線を縦置きにした水平の姿勢でファンケース８１に組み込まれている。電動ファン８２ａ，８２ｂ，８２ｃは、いずれもファンケース８１の上方に向けて排気する。

電動ファン８２ａ，８２ｂ，８２ｃが動作すると、メインボックス７２の空気通路７４に負圧が作用する。これにより、図９に矢印で示すように、筐体２の周囲の空気が隙間ｇから吸気孔７６を通じて空気通路７４に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、空気通路７４を下から上に向けて流れるとともに、ファンケース８１に導かれる。

空気通路７４を流れる空気は、発熱部品７８の熱を受けるヒートシンク７９に接触する。この結果、ヒートシンク７９に伝えられた発熱部品７８の熱が空気の流れに乗じて放出され、発熱部品７８が強制的に冷やされる。

空気通路７４を通過した空気は、電動ファン８２ａ，８２ｂ，８２ｃにより吸い上げられるとともに、図９に白抜きの矢印で示すように、ファンケース８１の上端から空気熱交換器２９ａ，２９ｂの間の排気通路３３に直に吐出される。

排気通路３３に吐出された空気は、ファン３０の動作によって空気熱交換器２９ａ，２９ｂを通過した空気と共に排気口３８に向けて吸い上げられるとともに、排気口３８からチリングユニット１の上方に排出される。したがって、電装ユニット６の発熱部品７８を冷却した後の空気が機械室１４に滞留することはない。

具体的に述べると、ヒートシンク７９が露出されたメインボックス７２内の空気通路７４には、吸気孔７６からチリングユニット１の外の空気、つまり外気が導かれる。外気には、塵埃や水分が含まれているので、空気通路７４を通過した外気が機械室１４に排出されてしまうと、機械室１４に早期のうちに塵埃が堆積するのを否めない。

これに対し、本実施形態では、電動ファン８２ａ，８２ｂ，８２ｃを収容したファンケース８１がドレンパン６０の樋６１ａ，６１ｂの間を通して空気熱交換器２９ａ，２９ｂの間の排気通路３３に突出されている。そのため、空気通路７４を通過した外気は、機械室１４を経由することなく空気熱交換部２２の排気口３８からチリングユニット１の外に吐き出される。

よって、空気中に含まれる塵埃が機械室１４に堆積したり、第１の冷凍サイクルユニット３および第２の冷凍サイクルユニット４に付着するのを防止できる。

さらに、本実施形態によると、筐体２内の機械室１４は、筐体２の奥行き方向に延びた一対の樋６１ａ，６１ｂの間の通風路６３を通じて四組の空気熱交換部２２の内側の排気通路３３に通じている。このため、空気熱交換部２２のファン３０を利用して機械室１４内の空気を通風路６３から排気通路３３に向けて強制的に吸い上げることができる。よって、機械室１４の通気性が格段に向上し、機械室１４に熱が籠り難くなる。

加えて、メインボックス７２の上のファン装置７１がドレンパン６０の樋６１ａ，６１ｂの間に入り込むので、樋６１ａ，６１ｂの間に生じた通風路６３をファン装置７１の設置スペースとして活用できる。これにより、メインボックス７２の上面を樋６１ａ，６１ｂに極力近づけることが可能となり、機械室１４の高さ寸法を抑えつつ、メインボックス７２の高さを確保できる。

しかも、メインボックス７２の高さ寸法を増すことで、メインボックス７２の内容積を確保しつつ、筐体２の奥行き方向に沿うメインボックス７２の長さを抑制することができる。よって、機械室１４内でのメインボックス７２の占有面積を減らすことができ、第１のセクションとしての筐体２の奥行き方向に沿う全長を短くする上で好都合となる。

次に、チリングユニット１の動作について説明する。

第１の冷凍サイクルユニット３および第２の冷凍サイクルユニット４が冷却モードで運転を開始すると、第１ないし第４の冷媒回路ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤの四方弁２１は、図５に実線で示すように、第１ポート２１ａが第２ポート２１ｂに連通し、第３ポート２１ｃが第４ポート２１ｄに連通するように切り換わる。

さらに、第１ないし第４の冷媒回路ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤの圧縮機２０から高温・高圧の気相冷媒が循環回路２７に吐出される。圧縮機２０から吐出された高温・高圧の気相冷媒は、四方弁２１を経由して空気熱交換器２９ａ，２９ｂに導かれる。

空気熱交換器２９ａ，２９ｂに導かれた気相冷媒は、ファン３０の作動により空気熱交換器２９ａ，２９ｂを通過する空気との熱交換により凝縮し、高圧の液相冷媒に変化する。高圧の液相冷媒は、膨張弁２３ａ，２３ｂを通過する過程で減圧されて、中間圧の気液二相冷媒に変化する。気液二相冷媒は、レシーバ２４を経由して水熱交換器２５に導かれる。

本実施形態では、第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢが一つの水熱交換器２５を共有し、第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤが他の一つの水熱交換器２５を共有している。このため、第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢでは、水熱交換器２５の第１の冷媒流路２５ａおよび第２の冷媒流路２５ｂに夫々中間圧の気液二相冷媒が導かれ、水流路２５ｃを流れる水と熱交換する。

この結果、第１の冷媒流路２５ａおよび第２の冷媒流路２５ｂを流れる気液二相冷媒は、蒸発して水流路２５ｃ内の水から熱を受け入れ、蒸発潜熱によって低温・低圧の気液二相冷媒に変化する。水流路２５ｃ内の水は、潜熱を奪われることで冷水となる。

第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢが共有する水熱交換器２５の水流路２５ｃは、第３の水配管４６ｃを介して第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤが共有する他の水熱交換器２５の水流路２５ｃに直列に接続されている。

このため、第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢが共有する水熱交換器２５で冷やされた水は、第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤが共有する他の水熱交換器２５の水流路２５ｃを通過する過程で、他の水熱交換器２５の第１の冷媒流路２５ａおよび第２の冷媒流路２５ｂを流れる気液二相冷媒との熱交換により再度冷やされる。二段階に亘って冷やされた水は、第４の水配管４６ｄから第２の現場配管５６を介して利用機器側に供給される。

各水熱交換器２５を通過した低温・低圧の気液二相冷媒は、四方弁２１を経由して気液分離器２６に導かれ、ここで液相冷媒と気相冷媒とに分離される。液相冷媒から分離された気相冷媒は、圧縮機２０に吸い込まれるとともに、再び高温・高圧の気相冷媒となって圧縮機２０から循環回路２７に吐出される。

一方、第１の冷凍サイクルユニット３および第２の冷凍サイクルユニット４が加熱モードで運転を開始すると、第１ないし第４の冷媒回路ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤの四方弁２１は、図５に破線で示すように、第１ポート２１ａが第３ポート２１ｃに連通し、第２ポート２１ｂが第４ポート２１ｄに連通するように切り換わる。

加熱モードでは、圧縮機２０で圧縮された高温・高圧の気相冷媒が四方弁２１を経由して水熱交換器２５に導かれる。加熱モードにおいても、第１の冷媒回路ＲＡおよび第２の冷媒回路ＲＢが共有する一つの水熱交換器２５の水流路２５ｃと、第３の冷媒回路ＲＣおよび第４の冷媒回路ＲＤが共有する他の一つの水熱交換器２５の水流路２５ｃとが直列に接続されているので、水流路２５ｃを流れる水は、第１の冷媒流路２５ａおよび第２の冷媒流路２５ｂを流れる気相冷媒との熱交換により二段階に亘って加熱される。気相冷媒の熱を受けて加熱された水は、第４の水配管４６ｄから第２の現場配管５６を介して利用機器側に供給される。

水熱交換器２５を通過した高圧の液相冷媒は、レシーバ２４および膨張弁２３ａ，２３ｂを通過する過程で中間圧の気液二相冷媒に変化するとともに、空気熱交換器２９ａ，２９ｂに導かれる。空気熱交換器２９ａ，２９ｂに導かれた気液二相冷媒は、ファン３０の作動により空気熱交換器２９ａ，２９ｂを通過する空気との熱交換により蒸発し、低温・低圧の気液二相冷媒に変化する。

空気熱交換器２９ａ，２９ｂを通過した低温・低圧の気液二相冷媒は、四方弁２１を経由して気液分離器２６に導かれ、ここで液相冷媒と気相冷媒とに分離される。液相冷媒から分離された気相冷媒は、圧縮機２０に吸い込まれるとともに、再び高温・高圧の気相冷媒となって圧縮機２０から循環回路２７に吐出される。

第１の実施形態のチリングユニット１によると、水回路５の第１の接続端部４８および第２の接続端部５１は、夫々筐体２の機械室１４から筐体２の背後の段差部４３に向けて突出されている。段差部４３は、第１のセクションとしての筐体２の長さを第２のセクションとしての四組の空気熱交換部２２の長さよりも短くすることで形成され、第２のセクションの後端に位置された一つの空気熱交換部２２よりも引っ込んだスペースＳ１を規定している。

そのため、水回路５の第１の接続端部４８および第２の接続端部５１が機械室１４の背後に突出しているにも拘らず、第１の接続端部４８および第２の接続端部５１は、チリングユニット１の背後に大きく張り出すことなく段差部４３のスペースＳ１に収まる。

したがって、チリングユニット１を第１および第２の現場配管５５，５６が敷設された設置面Ｇの上に据え付けるに当たって、チリングユニット１を第１および第２の現場配管５５，５６に近づけることが可能となる。

この結果、チリングユニット１の据え付けに必要なスペースを削減でき、狭小なスペースであってもチリングユニット１の据え付け作業を無理なく実行することができる。

さらに、第１の実施形態によると、機械室１４に収容されたメインボックス７２の上端部を、一対の樋６１ａ，６１ｂの間を通して空気熱交換部２２の内側の排気通路３３に突出させたので、メインボックス７２の内容積を確保しつつ、筐体２の奥行き方向に沿うメインボックス７２の長さ寸法を短縮することができる。これにより、機械室１４に対するメインボックス７２の占有領域が筐体２の奥行き方向に短くなり、筐体２の奥行き方向に沿う長さ寸法を短縮する上で有効に寄与する。

それとともに、第１の実施形態では、ファン３０の羽根車３４の回転速度を制御するインバータ基板がファンモータ３５に内蔵されている。この結果、電装ボックス７０の内部にインバータ基板を収めるスペースを確保する必要はなく、電装ボックス７０の長さを抑制することができる。

よって、第１のセクションとしての筐体２の長さを第２のセクションとしての空気熱交換部２２の長さよりも十分に短くすることができ、筐体２の背後の側に水回路５の第１の接続端部４８および第２の接続端部５１を収めるスペースＳ１を有した段差部４３を容易に得ることができる。

［第２の実施形態］
図１０は、第２の実施形態を開示している。

第２の実施形態は、ポンプレス仕様のチリングユニット１００を開示している。ポンプレス仕様のチリングユニット１００では、水回路５から水循環ポンプ４５が排除されており、それ以外のチリングユニット１００の構成は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図１０に示すように、ポンプレス仕様のチリングユニット１００によると、水循環ポンプが収められていた機械室１４の後端部に空きスペースが生じるので、当該空きスペースに水回路５の第１の接続端部５１および第２の接続端部５５が収容されている。そのため、本実施形態では、第１の現場配管５５が筐体２の背後の段差部４３に入り込んでいるとともに、第２の現場配管５６が第１の実施形態に比べて段差部４３に近づいている。

第２の実施形態によると、段差部４３が規定するスペースＳ１を利用して第１の現場配管５５を引き回すことができる。言い換えると、第１の現場配管５５が段差部４３に入り込み、第２の現場配管５６が段差部４３により近づく位置まで、チリングユニット１００の筐体２を第１の現場配管５５および第２の現場配管５６の側に寄せることができる。

したがって、チリングユニット１を据え付けるためのスペースをより一層削減することができる。

［第３の実施形態］
図１１は、第３の実施形態を開示している。

第３の実施形態に係るチリングユニット２００によると、第１のセクションとしての筐体２の背後に第１の段差部２０１が形成され、筐体２の前側に第２の段差部２０２が形成されている。

第１の段差部２０１は、筐体２の側方および背後に向けて連続して開放されたスペースＳ２を有し、当該スペースＳ２に水配管５の第１の接続端部４８および第２の接続端部５１が位置されている。同様に第２の段差部２０２は、筐体２の側方および前方に向けて連続して開放されたスペースＳ３を有し、当該スペースＳ３に例えば配管キットのようなオプション部品２０３が位置されている。

第３の実施形態によると、筐体２の前側に位置する第２の段差部２０２をオプション部品２０３の配置スペースとして活用でき、筐体２の周囲を有効に利用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２…第１のセクション（筐体）、１４…機械室、２０，２１，２３ａ，２３ｂ，２４，２５，２６…冷凍サイクル構成部品（圧縮機、四方弁、膨張弁、レシーバ、水熱交換器、気液分離器）、２２…第２のセクション（空気熱交換部）、４３，２０１，２０２…段差部（第１の段差部、第２の段差部）、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ…水配管（第１ないし第４の水配管）、４８，５１…接続端部（第１の接続端部、第２の接続端部）、６０…ドレンパン。

Claims (5)

1. 水配管とポンプを含む水回路が収容された細長い機械室を有し、前記水配管の接続端部が前記機械室の長手方向に沿う一端から前記機械室の外に突出する第１のセクションと、
   前記第１のセクションの上に配置され、前記機械室の長手方向に沿って延びた第２のセクションと、
   前記第１のセクションに収容され前記機械室の長手方向に沿って配置された複数の第１の圧縮機、前記第１のセクションに収容され前記水回路に接続されるとともに前記複数の第１の圧縮機の配置の列に配置された第１の水熱交換器、および前記第２のセクションに配置され前記機械室の長手方向に沿って一列に並ぶ複数の第１の空気熱交換部を含む第１の冷凍サイクルユニットと、
   前記第１のセクションに収容され前記機械室の長手方向に沿って配置された複数の第２の圧縮機、前記第１のセクションに収容され前記第１の水熱交換器と直列の状態で前記水回路に接続されるとともに前記複数の第２の圧縮機の配置の列に配置された第２の水熱交換器、および前記第２のセクションに配置され前記機械室の長手方向に沿って前記複数の第１の空気熱交換部の並びと同じ列に一列に並ぶ複数の第２の空気熱交換部を含み、前記複数の第２の圧縮機および前記第２の水熱交換器の配置の列が、前記複数の第１の圧縮機および前記第１の水熱交換器の配置の列と、前記機械室の長手方向と直交する前記機械室の幅方向に並ぶ第２の冷凍サイクルユニットと、
   前記第１のセクションの前記機械室の長手方向に沿う少なくとも一方の端部の側に、前記第２のセクションの前記機械室の長手方向に沿う少なくとも一方の端部よりも引っ込んだ状態に形成され、前記第２のセクションの下に前記水配管の前記接続端部が入り込むスペースを規定する段差部と、
   前記第１のセクションに設けられ、前記スペースの上に張り出す前記第２のセクションの端部の重さを支える縦桟と、
   を備え、
   前記機械室の長手方向に沿って一列に並ぶ前記複数の第１の空気熱交換部および前記複数の第２の空気熱交換部のうち、前記第２のセクションの前記一方の端部に位置する一つの空気熱交換部は、前記第１のセクションの前記一方の端部から前記機械室の長手方向に沿って突出し、
   前記縦桟は、前記一つの空気熱交換部の前記機械室の長手方向に沿う中央又は中央よりも前記第２のセクションの前記一方の端部の側に位置している
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記水配管の前記接続端部は、前記水配管の入口に接続されたストレーナおよび前記水配管の出口に接続されたチェッキバルブを含む請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記水配管の前記接続端部に接続された現場配管をさらに備え、当該現場配管が前記段差部に入り込んだ請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第１のセクションの前記機械室の長手方向に沿う他方の端部の側に、前記第２のセクションの前記機械室の長手方向に沿う他方の端部よりも引っ込んだ他の段差部が形成され、当該他の段差部にオプション部品が配置された請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第１の水熱交換器および前記第２の水熱交換器は、前記段差部に隣接した位置で前記機械室の幅方向に並ぶ請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

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