説明

ヒートポンプ空調装置

【課題】機器の連続設置による設置スペースの縮減とメンテナンス性および工場内での組立生産性の向上とを同時に実現し、また、機器の設置自由度を拡大できるヒートポンプ空調装置を提供する。
【解決手段】複数の送風機12および複数の空気熱交換器13が設置された送風機室1と、送風機室1に密接して設置される機械室2と、を備え、機械室2は、空気熱交換器13に接続される冷凍回路を構成するのに必要な一部の機器類、配管類、配線類を具備するエレメント3を構成単位として、複数のエレメント3の組み合わせで構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空冷式のヒートポンプ空調装置に関し、特に、メンテナンス性向上と工場生産性、設置方法の自由度を拡大した技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の空冷式のヒートポンプ空調装置の設置例を図8に示す。(a)はヒートポンプ空調装置の外観図で、(b)は機械室の上面図である。図において、200は送風機室201と機械室202とで構成されたモジュール、203は送風機、204は空気熱交換器、205は圧縮機、206は水熱交換器、207は制御装置、208は冷温水配管、209は冷凍回路部品設置スペースである。
図8に示すように、複数台の機器(モジュール200)を設置する場合、周囲に空気の吸込みスペースやメンテナンススペース210を確保する必要があり、複数台設置の場合は機器設置スペースが大きくなるという課題があった。
【0003】
一方、図9に示すように機器を連続して設置した場合、中間部にある機器のメンテナンスを行う際に、非常に狭いスペースに作業者が入る必要があり、メンテナンス性が悪いという課題があった。
【0004】
上記のような課題に鑑みて、例えば、特許文献1では、大型の空調機において機械室のみを小型化して引き出す構造が提案されているが、ユニット本体の大きさの縮小には貢献できていず、機器の設置場所の制約や搬入が困難であるという課題があった。また、特許文献2においては、機械室を送風機の下部に設置された構造のユニットが提案されているが、機器のメンテナンスは周囲から行う必要があり、連続して設置ができず複数台設置の場合は機器設置スペースが大きくなるという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−139262号公報
【特許文献2】特開2008−267720号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述したように、空冷式のヒートポンプ空調装置の機器設置スペースを縮減するためには、空気熱交換器の吸込みスペースを確保しながら連結して複数台設置することが必要であるが、機器を連続して設置した場合、メンテナンス時においてモジュール間の狭い空間に入って作業を行う必要があり、作業性が非常に悪いという課題があった。中に入らずにメンテナンスを行う場合はモジュール全体を前面に引き出す必要があり、機器を引き出すスペースを事前に確保する必要があることから、機器の設置スペースが大きくなるという課題があった。また、1モジュールは約1500kg程度の重量物であるため、引き出すための段取りおよび工事が大掛かりとなり、迅速なメンテナンスが困難という課題があった。
また、従来のヒートポンプ空調装置は工場内での組立生産において、必要な部品を組み込む際に、上側から台枠上に設置された機械室枠の上に直接順次部品を取り付けて作業をすすめていくため、枠を取り付ける組立作業と冷媒配管をロウ付けで水熱交換器等に接続する作業とが混在し、それぞれの作業の段取りがその都度必要となるため、作業性が悪いという課題があった。
また、特許文献1、2においても上記同様、機器の設置スペースが大きくなり、メンテナンス性や組立作業性が悪くなるという課題があった。
【0007】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、機器の連続設置による設置スペースの縮減とメンテナンス性および工場内での組立生産性の向上とを同時に実現し、また、機器の設置自由度を拡大できるヒートポンプ空調装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るヒートポンプ空調装置は、複数の送風機および複数の空気熱交換器が設置された送風機室と、前記送風機室に密接して設置される機械室と、を備え、
前記機械室は、前記空気熱交換器に接続される冷凍回路を構成するのに必要な一部の機器類、配管類、配線類を具備するエレメントを構成単位として、複数のエレメントの組み合わせで構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
上記のように構成することで、機器の連続設置による設置スペースの縮減とメンテナンス性および工場内での組立生産性の向上とを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態におけるヒートポンプ空調装置の外観図である。
【図2】本発明の実施の形態におけるエレメントの概略構成図である。
【図3】本発明の実施の形態における機械室の概略構成図で、(a)は側面図、(b)は上面図、(c)は背面図である。
【図4】本発明の実施の形態におけるモジュールの組み合わせによるヒートポンプ空調装置の設置例を示すイメージ図である。
【図5】本発明の実施の形態におけるモジュールの組み合わせによるヒートポンプ空調装置の他の設置例を示すイメージ図である。
【図6】本発明の実施の形態におけるヒートポンプ空調装置のメンテナンス時のイメージ図である。
【図7】本発明の実施の形態におけるヒートポンプ空調装置の組立手順を示す図である。
【図8】従来のヒートポンプ空調装置の設置例を示す概略図で、(a)はヒートポンプ空調装置の外観図、(b)は機械室の上面図である。
【図9】従来のヒートポンプ空調装置の機器連続設置の場合の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
【0012】
図1は、本発明の実施の形態におけるヒートポンプ空調装置の概略構成を示す外観図である。
このヒートポンプ空調装置は、上部に送風機室1、下部に冷凍回路を構成するように接続される機械室2を設置した構造となっており、機械室2内に後述するエレメント3が複数設置された構成となっている。送風機室1と機械室2と複数のエレメント3とでヒートポンプ空調装置を構成する1つのモジュール100が構成される。
【0013】
送風機室1は、直方体形状のケーシング11の内部に、複数の送風機12と、複数の空気熱交換器13とを備えている。ケーシング11の一方の側面(前面)には吹出口14が、前面以外の3方の側面には吸込口(図示せず)が設けられている。空気と冷媒との間で熱交換を行う空気熱交換器13は、上下に配置された2台の送風機12の背面および側面に対向するようにコの字状に形成されている。このように上下2台の送風機12と1台の空気熱交換器13とからなる一式を横方向に2式並べて送風機室1が構成されている。なお、送風機12および空気熱交換器13の個数や配置、形態等については上述の図示の例に限られるものではない。
【0014】
下部の機械室2内には複数のエレメント3が個々に引き抜き可能に設置されている。ここで、エレメントというのは、モジュールを構成する最小単位の構成要素をいう。例えば、冷却能力が10馬力(30kW)相当の能力単位で構成される機器類、配管類、配線類の集合体である。また、モジュールとは、機械室2内に設置された各エレメント3と送風機室1内に設置された送風機12および空気熱交換器13とを組み合わせて冷凍回路を形成するように構成されたユニットをいうものとする。なお、エレメント3と送風機12および空気熱交換器13とは必ずしも1対1で対応させる必要はない。
【0015】
図2は、上記エレメント3の概略構成図である。
エレメント3は、冷媒を圧縮する圧縮機31、水(冷温水)と冷媒との間で熱交換を行い水を加熱または冷却する水熱交換器32、冷媒量を制御する膨張弁(図示せず)、制御装置33、制御に必要な温度と圧力を検知するセンサー類(図示せず)、配管類(図示せず)、配線類(図示せず)等の冷凍回路を構成するのに必要な一部の機器類、配管類、配線類がエレメント支持台30上にまとめて設置されている。なお、図2において、34は冷温水導入管、35は冷温水排出管、36は冷凍回路部品設置スペースである。
【0016】
図3は、機械室2の概略構成を示すもので、(a)は機械室2の側面図、(b)は機械室2の上面図、(c)は機械室2の背面図である。
機械室2は、図3に示すように、台枠21、柱22、および横枠23により複数の分室2a、2b、2cを有する枠体20により構成されている。そして、各分室2a、2b、2cには両側の下部に引き抜き用のガイド部材24が取り付けられている。この両側のガイド部材24の上に前述のエレメント支持台30を載せ、このエレメント支持台30をある特定の方向(例えば、制御装置33の方向である前方)へ摺動自在に引き抜き可能になっている。なお図中、25はガイド部材24を固定するボルト、26は配管ジョイント、27は客先配管である。
【0017】
図4、図5は、モジュールを組み合わせたヒートポンプ空調装置の設置例のイメージをあらわしたものである。
図4では、2つのモジュール101、102を連続して設置した機械室と、を備え、前記機械室は、前記空気熱交換器に接続される機械室と、を備え、前記機械室は、前記空気熱交換器に接続される場合のヒートポンプ空調装置をあらわしている。2つのモジュール101、102は、本例では同一の構成および同一の冷凍能力のものとなっており、それぞれ、前述した送風機室1と、構成単位としてのエレメント3を複数備えた機械室2とから構成されている。
図5では、同様の構成を持つ5つのモジュール101〜105を連続して設置した場合のヒートポンプ空調装置である。なお、50は建物である。
また、異なる構成および異なる冷凍能力のモジュールを組み合わせて連続設置とすることもできる。また、設置スペースによっては複数のモジュールを背中合わせで連続設置とすることもできる。
【0018】
図6は、ヒートポンプ空調装置のメンテナンス時のイメージ図である。
ヒートポンプ空調装置のメンテナンスを行う際には、各エレメント3を機械室2より前方に引き出すことで対応することができる。したがって、従来のような重量物の取り扱いが不要となるため、メンテナンス作業のための準備や時間、労力が削減可能となる。また、メンテナンス作業のための広いスペースも必要としない。
【0019】
図7は、冷凍空調装置の組立手順を示す図である。
まず手順1にて、エレメント支持台30の上に、ヒートポンプ空調装置を構成する主要機器(圧縮機31、水熱交換器32、制御装置33等)をまとめて設置することによって、各機器を接続する配管のロウ付け作業および配線作業をまとめて実施する。
一方、送風機室1および機械室2は別作業で手順2において組立を実施し、枠体20の組立とエレメント引き抜き用のガイド部材24を取り付けたのち、送風機室1を設置する。
次に手順3において、複数台のエレメント3を枠体20の分室2a、2b、2cにそれぞれのガイド部材24に沿って順次挿入する。そして、送風機室1内の空気熱交換器13と各エレメント3の冷媒配管とを接続することによってモジュールが組立完了となる。なお、空気熱交換器13とエレメント3とは着脱可能なジョイント(図示せず)を介して冷媒配管同士が接続される。
【0020】
以上の手順で組み立てることにより、各エレメント3の組立時に必要な冷媒配管のロウ付け作業および制御装置取付時の配線作業と、モジュールを構成する送風機室1および機械室2、エレメント3を設置する機械室2の枠体20の組立作業を分割して行うことで、組立作業を並行して実施することができるため、生産効率が向上し、安価にこのヒートポンプ空調装置を生産することが可能となる。
【0021】
以上のように、モジュールを構成する最小単位であるエレメント3がエレメント支持台30の上に設置されていることで、エレメント3ごと機械室2の前面に引き出すことができ、モジュールの連続設置においてもメンテナンス作業が容易である。また、モジュールの連続設置が可能でありかつメンテナンス時にモジュール全体を引き抜くことが不要となることで機器設置に必要な設置スペースの縮減が可能となる。
また、軽量であるエレメント単位でのメンテナンスが可能となり、メンテナンス時間および費用が大幅に削減できる効果が見込める。
また、エレメント支持台30は枠体20に対して引き出し可能な構造となっていることにより、送風機室1を含めたモジュール全体の枠部品を組み立てた後に、エレメント3を内部に挿入することでモジュールとして組み立てることができ、例えば10馬力エレメント3台を横方向に3台組み合わせた30馬力モジュールを効率よく容易に組み立てることが可能である。
また、エレメント支持台30への機器取り付け時にロウ付け等の配管組立、配線組立作業をまとめて実施することができ、枠の組立作業と分離して生産を行うことができることにより、組立作業の高効率化が可能となり、安価に機器を生産することができる。
また、エレメント支持台30に機器を高密度に設置することでモジュールの機器スペース及び重量の低減が可能となる。
また、壁際などの、従来はメンテスペースや吸込みスペースが確保できないために機器の設置ができなかった場所へも機器の設置が可能となり、機器の設置自由度が拡大し、敷地スペースの有効活用を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【0022】
1 送風機室、2 機械室、2a、2b、2c 分室、3 エレメント、11 ケーシング、12 送風機、13 空気熱交換器、14 吹出口、20 枠体、21 台枠、22 柱、23 横枠、24 ガイド部材、25 ボルト、26 配管ジョイント、27 客先配管、30 エレメント支持台、31 圧縮機、32 水熱交換器、33 制御装置、34 冷温水導入管、35 冷温水排出管、36 冷凍回路部品設置スペース、50 建物、100〜105 モジュール。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の送風機および複数の空気熱交換器が設置された送風機室と、
前記送風機室に密接して設置される機械室と、を備え、
前記機械室は、前記空気熱交換器に接続される冷凍回路を構成するのに必要な一部の機器類、配管類、配線類を具備するエレメントを構成単位として、複数のエレメントの組み合わせで構成されていることを特徴とするヒートポンプ空調装置。
【請求項2】
前記複数のエレメントは、前記機械室より個々に引き抜き可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ空調装置。
【請求項3】
前記機械室は下部に、前記送風機室はその上部に、設置されていることを特徴とする請求項1または2記載のヒートポンプ空調装置。
【請求項4】
前記エレメントは、支持台上に設置されており、
前記機械室を構成する枠体の下部に前記支持台を摺動自在に支持するガイド部材を設けたことを特徴とする請求項2記載のヒートポンプ空調装置。
【請求項5】
前記送風機室および前記機械室を1つのモジュールとして構成され、
前記モジュールが複数連結されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のヒートポンプ空調装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−247155(P2012−247155A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−120537(P2011−120537)
【出願日】平成23年5月30日(2011.5.30)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)