特開 2023-90599 エアコン室外機、及びそれを用いた空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023090599

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】エアコン室外機、及びそれを用いた空調システム

(51)【国際特許分類】

   F25B 5/02 20060101AFI20230622BHJP

   F24F 1/16 20110101ALI20230622BHJP

   F25B 6/02 20060101ALI20230622BHJP

【ＦＩ】

F25B5/02 C

F24F1/16

F25B6/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021215545

(22)【出願日】2021-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】521170419

【氏名又は名称】隅田 宜洋

(72)【発明者】

【氏名】隅田 宜洋

【テーマコード（参考）】

3L054

【Ｆターム（参考）】

3L054BA05

(57)【要約】

【課題】熱交換機を効率よく冷却することで、熱交換効率を高め、省エネルギー化、ひいては地球温暖化防止を図る技術を提供する。
【解決手段】本発明は、エアコン室内機及び第２の熱交換機の出力側の配管が第１の熱交換機内部の配管の入力に接続され、第１の熱交換機内部の配管が前面から見たときに左右に交互に折り返しながら延びるように配置されており、減圧器からの冷媒が、エアコン室内機、及び第２の熱交換機にそれぞれ導かれ、送風フィンの送気により第２の熱交換機において熱交換がなされ、第２の熱交換機を介して冷風が送出され、冷風により第１の熱交換機が冷却されつつ第１の熱交換機による熱交換がなされるエアコン室内機である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアコン室内機と接続されるエアコン室外機であって、
第１の熱交換機と、
前記第１の熱交換機の背面に平行に設置された第２の熱交換機と、
前記第２の熱交換機の背面に設置された送風フィンと、
入力に前記第１の熱交換機内部の配管の出力が接続され、出力に前記エアコン室内機及び前記第２の熱交換機内部に続く配管の入力がそれぞれ接続された減圧器と、
入力に前記エアコン室内機の出力及び前記第２の熱交換機の内部の配管の出力が接続され、出力に前記第１の熱交換機の内部に続く配管の入力が接続された圧縮器と、
を備え、
前記エアコン室内機及び前記第２の熱交換機の出力側の配管は、前記第１の熱交換機内部の配管の入力に接続され、前記第１の熱交換機内部の配管は、前面から見たときに左右に交互に折り返しながら延びるように配置されており、
前記減圧器からの冷媒が、前記エアコン室内機、及び前記第２の熱交換機にそれぞれ導かれ、前記送風フィンの送気により前記第２の熱交換機において熱交換がなされ、前記第２の熱交換機を介して冷風が送出され、前記冷風により前記第１の熱交換機が冷却されつつ前記第１の熱交換機による熱交換がなされる
エアコン室内機。

【請求項2】

エアコン室内機と接続されるエアコン室外機であって、
第１の熱交換機と、
前記第１の熱交換機の前面に平行に設置された第２の熱交換機と、
前記第１の熱交換機の背面に平行に設置された第３の熱交換機と、
前記第３の熱交換機の背面に設置された送風フィンと、
入力に前記第１の熱交換機内部の配管の出力が接続され、出力に前記エアコン室内機、前記第２の熱交換機、及び前記第３の熱交換機内部に続く配管の入力がそれぞれ接続された減圧器と、
入力に前記エアコン室内機の出力、前記第２の熱交換機の内部の配管の出力、及び前記第３の熱交換機の内部の配管の出力が接続され、出力に前記第１の熱交換機の内部に続く配管の入力が接続された圧縮器と、
を備え、
前記エアコン室内機、前記第２の熱交換機、及び前記第３の熱交換機の出力側の配管は、前記第１の熱交換機内部の配管の入力に接続され、前記第１の熱交換機内部の配管は、前面から見たときに左右に交互に折り返しながら延びるように配置されており、
前記減圧器からの冷媒が前記エアコン室内機、前記第２の熱交換機、及び前記第３の熱交換機にそれぞれ導かれ、前記送風フィンの送気により前記第３の熱交換機において熱交換がなされ、前記第３の熱交換機を介して冷風が送出され、前記冷風により前記第１の熱交換機が冷却されつつ前記第１の熱交換機による熱交換がなされ、、前記第１の熱交換機を介した送気により前記第２の熱交換機において熱交換がなされ、前記第３の熱交換機を介して冷風が送出される
エアコン室内機。

【請求項3】

第４の熱交換機と、第２の送風フィンを少なくとも有するエアコン室内機と、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエアコン室外機と、からなる
空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷風の送風により熱交換効率を高めたエアコン室外機、及びそれを用いた空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エアコンの室外機は、屋外に設置されることから、直射日光の照射等により内部に熱が蓄積され、その結果、筐体内部の熱交換機による熱交換効率が低下することが問題となっていた。さらに、地球温暖化を抑止することはＳＤＧｓでも掲げられた課題であるが、室外機の熱交換効率を高めることができれば、省エネルギー化、ひいては地球温暖化の抑止に繋がることから、その解決が嘱望されている。ここで、直射日光照射の影響を軽減する技術としては、以下のようなものがある。

【0003】

例えば、特許文献１では、エアコン室外機の天板上に設置された水槽と、エアコン室外機の放熱フィンの吸気側にほぼ密着して配置された給水部材と給水部材を保持するフレームから構成され、給水部材上端の形状による毛細管現象とサイフォンの原理により給水速度をコントロールされた冷却水が給水部材を経由してエアコン室外機の放熱フィンへ供給されるエアコン室外機冷却装置が開示されている。

【0004】

一方、特許文献２では、ノズルにより水道水からミストを発生させて、そのミストを２枚の多数の穴を開けたアルミ板からなる冷却ヒートシンクに当てることでアルミ板を冷やし、アルミ板周辺に冷たい空気を発生させ、その冷却ヒートシンクを室外機の空気取り入れ口に備え付けて、室外機の吸引フィンの気流に乗せて室内機熱交換フィンを通過させ、エアコン室外機の冷房運転時の熱効率を上げる装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－４４８４４号公報

【特許文献2】実用新案登録第３２００４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１では、放熱フィンの冷却を目的としたものであり、熱交換機を冷却することで熱交換効率を直接的に高めることは開示されていない。さらに、特許文献２では、水道水との接続、更にはミスト発生のために、特別な構成を採用しなければならず、構成が煩雑であった。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換機を効率よく冷却することで、熱交換効率を高め、省エネルギー化、ひいては地球温暖化防止を図る技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るエアコン室外機は、エアコン室内機と接続されるエアコン室外機であって、第１の熱交換機と、前記第１の熱交換機の背面に平行に設置された第２の熱交換機と、前記第２の熱交換機の背面に設置された送風フィンと、入力に前記第１の熱交換機内部の配管の出力が接続され、出力に前記エアコン室内機及び前記第２の熱交換機内部に続く配管の入力がそれぞれ接続された減圧器と、入力に前記エアコン室内機の出力及び前記第２の熱交換機の内部の配管の出力が接続され、出力に前記第１の熱交換機の内部に続く配管の入力が接続された圧縮器と、を備え、前記エアコン室内機及び前記第２の熱交換機の出力側の配管は、前記第１の熱交換機内部の配管の入力に接続され、前記第１の熱交換機内部の配管は、前面から見たときに左右に交互に折り返しながら延びるように配置されており、前記減圧器からの冷媒が、前記エアコン室内機、及び前記第２の熱交換機にそれぞれ導かれ、前記送風フィンの送気により前記第２の熱交換機において熱交換がなされ、前記第２の熱交換機を介して冷風が送出され、前記冷風により前記第１の熱交換機が冷却されつつ前記第１の熱交換機による熱交換がなされる。

【0009】

そして、本発明の第２の態様に係るエアコン室外機は、エアコン室内機と接続されるエアコン室外機であって、第１の熱交換機と、前記第１の熱交換機の前面に平行に設置された第２の熱交換機と、前記第１の熱交換機の背面に平行に設置された第３の熱交換機と、前記第３の熱交換機の背面に設置された送風フィンと、入力に前記第１の熱交換機内部の配管の出力が接続され、出力に前記エアコン室内機、前記第２の熱交換機、及び前記第３の熱交換機内部に続く配管の入力がそれぞれ接続された減圧器と、入力に前記エアコン室内機の出力、前記第２の熱交換機の内部の配管の出力、及び前記第３の熱交換機の内部の配管の出力が接続され、出力に前記第１の熱交換機の内部に続く配管の入力が接続された圧縮器と、を備え、前記エアコン室内機、前記第２の熱交換機、及び前記第３の熱交換機の出力側の配管は、前記第１の熱交換機内部の配管の入力に接続され、前記第１の熱交換機内部の配管は、前面から見たときに左右に交互に折り返しながら延びるように配置されており、前記減圧器からの冷媒が前記エアコン室内機、前記第２の熱交換機、及び前記第３の熱交換機にそれぞれ導かれ、前記送風フィンの送気により前記第３の熱交換機において熱交換がなされ、前記第３の熱交換機を介して冷風が送出され、前記冷風により前記第１の熱交換機が冷却されつつ前記第１の熱交換機による熱交換がなされ、、前記第１の熱交換機を介した送気により前記第２の熱交換機において熱交換がなされ、前記第３の熱交換機を介して冷風が送出される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、熱交換機を効率よく冷却することで、熱交換効率を高め、省エネルギー化、ひいては地球温暖化防止を図る技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係るエアコン室外機、及びそれを用いた空調システムの構成図である。

【図2】同室外機の熱交換器内部の配管の詳細なレイアウトを示す図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係るエアコン室外機、及びそれを用いた空調システムの構成図である。

【図4】同室外機の熱交換器内部の配管の詳細なレイアウトを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

【0013】

＜第１実施形態＞

【0014】

図１には、本発明の第１実施形態に係るエアコン室外機及びそれを用いた空調システムの構成を示し説明する。尚、ここでは、説明の便宜上、熱交換機２Ａ，２Ｂの内部の配管が曲折している様子は、簡略化して示している。

【0015】

同図に示されるように、空調システムは、エアコン室外機１と、エアコン室内機２０とが接続され、構成されており、それぞれマイコン等の制御部１０、制御部２４により全体の制御が司られている。

【0016】

エアコン室外機１は、熱交換機２Ａと、熱交換機２Ａの背面に当該熱交換機２Ａの平面と平行に設置された熱交換機２Ｂと、熱交換機２Ｂの背面に設置された送風フィン４及びその駆動部５とを備える。更に、その入力に熱交換機２Ａ内部の配管６Ａ、７Ａの出力が接続され、その出力にエアコン室内機２０に続く配管９Ａ、及び熱交換機２Ｂの内部に続く配管７Ｂの入力がそれぞれ接続された減圧器３と、その入力にエアコン室内機２０からの配管９Ｂの出力、及び熱交換機２Ｂの内部の配管７Ｂの出力が接続され、その出力に熱交換機２Ａの内部に続く配管６Ａ，７Ａの入力が接続された圧縮器８とを備えている。圧縮器８は不図示の四方弁等を介して入力および出力がなされる。

【0017】

エアコン室内機２０及び熱交換機２Ｂの出力側の配管は、圧縮機８を介して、熱交換機２Ａ内部の配管６Ａ，７Ａの入力にそれぞれ接続され、熱交換機２Ａ内部の配管６Ａ，７Ａは、前面から見たときに左右に交互に折り返しながら延びるように配置されている。その様子は、図２（ａ）に示される通りである。

【0018】

図２（ａ）は、熱交換機２Ａを前面から見た様子を示している。エアコン室内機２０及び熱交換機２Ｂの出力側の配管７Ｂは、圧縮器８を介して、熱交換機２Ａ内部の配管６Ａ，７Ａの入力に接続され、熱交換機２Ａ内部の配管６Ａ，７Ａは、熱交換機２Ａの平面の左右両端近傍で折り返し、左右方向に向きを変えながら、並行するようにそれぞれ延びており、熱交換機２Ａの平面を埋めるように敷き詰められている。

【0019】

図２（ｂ）は、熱交換機２Ｂを前面から見た様子を示している。減圧器３の出力側の配管の一方は、熱交換機２Ｂ内部の配管７Ｂの入力に接続され、熱交換機２Ｂ内部の配管７Ｂは、熱交換機２Ｂの平面の左右両端近傍で折り返し、左右方向に向きを変えながら、並行するように延びており、熱交換機２Ｂの平面を埋めるように敷き詰められている。

【0020】

一方、エアコン室内機２０は、熱交換機２１と、その背面に配置された送風フィン２２及びその駆動部２３を備えている。熱交換機２１の入力は、エアコン室外機１の減圧器３の出力に配管９Ａを介して接続されており、熱交換機１１の出力は、エアコン室外機１の圧縮器８の入力に配管９Ｂを介して接続されている。

【0021】

このような構成において、エアコン室外機１の減圧器３で液体になった冷媒は減圧され低温の液体になり、エアコン室内機２０及び熱交換機２Ｂに導かれる。エアコン室内機２０では、熱交換機２１に送風フィン２２より送風がなされることで、低温の液体になった冷媒が、部屋の熱を奪いながら気体となり、熱交換機２１により冷却された部屋の空気が冷風として放出される。エアコン室内機２０の熱交換機２１の出力は、エアコン室外機１の圧縮器８に接続されており、圧縮機８で冷媒は圧力がかけられて高温の気体となる。

【0022】

熱交換機２Ｂでは、送風フィン４の送気により熱交換がなされ、熱交換機２Ｂを介して熱交換機２Ａに向けて冷風が送出される。熱交換機２Ａでは、圧縮器８の出力、即ち高温且つ高圧の冷媒を受けて熱交換を行うことになるが、熱交換機２Ｂを介した冷風により熱交換機２Ａが冷却されつつ熱交換が効率よく実施される。熱交換機２Ａからは、冷媒（高温の液体）が再び減圧器３に入力され、上記同様の処理を繰り返す。

【0023】

したがって、本発明の第１実施形態によれば、熱交換機２Ｂを介して冷風が熱交換機２Ａへと送出されるので、熱交換機２Ａによる熱交換効率は高まり、省エネルギー化をもたらすことができる。更に、エアコン室外機１より外部に放出される風の温度が低くなるので、地球温暖化、ヒートアイランド化を抑止することが可能となる。

【0024】

＜第２実施形態＞

【0025】

図３には、本発明の第２実施形態に係るエアコン室外機及びそれを用いた空調システムの構成を示し説明する。尚、ここでは、説明の便宜上、熱交換機２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの内部の配管が曲折している様子は、簡略化して示している。

【0026】

同図に示されるように、空調システムは、エアコン室外機３１と、エアコン室内機５０とが接続され、構成されている。それぞれ、制御部４１、制御部５４により、全体の制御が司られている。

【0027】

エアコン室外機３１は、熱交換機３２Ａと、熱交換機３２Ａの前面に当該熱交換機３２Ａの平面と平行に設置された熱交換機３２Ｂと、熱交換機３２Ａの背面に当該熱交換機３２Ａの平面と平行に設置された熱交換機３２Ｃと、熱交換機３２Ｃの背面に設置された送風フィン３４及びその駆動部３５を備える。さらに、その入力に熱交換機３２Ａ内部の配管３６Ａ，３７Ａ，３８Ａの出力が接続され、その出力にエアコン室内機１０に続く配管４０Ａ、熱交換機３２Ｂ内部に続く配管３７Ｂ、及び熱交換機３２Ｃの内部に続く配管３８Ｂの入力がそれぞれ接続された減圧器３３と、その入力にエアコン室内機５０からの配管４０Ｂの出力、熱交換機３２Ｂの内部の配管３７Ｂの出力、及び熱交換機３２Ｃの内部の配管３８Ｂの出力が接続され、その出力に熱交換機３２Ａの内部に続く配管３６Ａ，３７Ａ，３８Ａの入力が接続された圧縮器３９とを備える。圧縮器３９は不図示の四方弁等を介して入力及び出力がなされる。

【0028】

エアコン室内機５０からの配管４０Ｂの出力、熱交換機３２Ｂ、３２Ｃの出力側の配管３７Ｂ，３８Ｂは、圧縮機３９を介して、熱交換機２２Ａ内部の配管３６Ａ，３７Ａ，３８Ａの入力に接続され、熱交換機２２Ａ内部の配管３６Ａ，３７Ａ，３８Ａは、前面から見たときに左右に交互に折り返しながら延びるように配置されている。熱交換機３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにおける配管のレイアウトは、図４に示される通りである。

【0029】

図４（ａ）は、熱交換機３２Ｂを前面から見た様子を示している。減圧器３３の出力側の配管は、熱交換機３２Ｂ内部の配管３７Ｂの入力に接続され、熱交換機３２Ｂ内部の配管３７Ｂは、平面の左右両端近傍で折り返し、左右方向に交互に向きを変えながら、並行するように延びており、熱交換機３２Ｂの平面を埋めるように敷き詰められている。

【0030】

図４（ｂ）は、熱交換機３２Ａを前面から見た様子を示している。エアコン室内機５０からの配管４０Ｂ及び熱交換機３２Ｂ、３２Ｃの出力側の配管３７Ｂ，３８Ｂは、圧縮機３９を介して、熱交換機３２Ａ内部の配管３６Ａ，３７Ａ，３８Ａの入力に接続され、熱交換機３２Ａ内部の配管３６Ａ，３７Ａ，３８Ａは、平面の左右両端近傍で折り返し、左右方向に交互に向きを変えながら、並行するように延びており、熱交換機３２Ａの平面を埋めるように敷き詰められている。

【0031】

図４（ｃ）は、熱交換機３２Ｃを前面から見た様子を示している。減圧器３３の出力側の配管は、熱交換機３２Ｃ内部の配管３８Ｂの入力に接続され、熱交換機３２Ｃ内部の配管３８Ｂは、平面の左右両端近傍で折り返し、左右方向に交互に向きを変えながら、並行するように延びており、熱交換機３２Ｂの平面を埋めるように敷き詰められている。

【0032】

一方、エアコン室内機５０は、熱交換機５１と、その背面に配置された送風フィン５２及びその駆動部５３を備えている。熱交換機５１の入力は、エアコン室外機３１の減圧器３３の出力に配管４０Ａを介して接続されており、熱交換機５１の出力は、エアコン室外機３１の圧縮器３９の入力に配管４０Ｂを介して接続されている。

【0033】

このような構成において、エアコン室外機３１の減圧器３３で液体になった冷媒は減圧され低温の液体になり、エアコン室内機５０及び熱交換機３２Ｂ、３２Ｃに導かれる。エアコン室内機５０では、熱交換機５１に送風フィン５２より送風がなされることで、低温の液体になった冷媒が、部屋の熱を奪い、気体となり、熱交換機５１により冷却された部屋の空気が冷風として放出される。エアコン室内機５０の熱交換機５１の出力は、配管４０Ｂを介して、エアコン室外機３１の圧縮器３９に接続されているので、冷媒は圧力がかけられて高温の気体となる。

【0034】

熱交換機３２Ｃでは、送風フィン３４の送気により熱交換がなされ、熱交換機３２Ｃを介して熱交換機３２Ａに向けて冷風が送出される。熱交換機３２Ａでは、圧縮器３９の出力、即ち高温且つ高圧の冷媒を受けて熱交換を行うことになるが、熱交換機３２Ｃを介した冷風により熱交換機３２Ａが冷却されつつ熱交換が効率よく実施される。さらに、熱交換機３２Ｂでは、熱交換機３２Ａを介した送風を受け、熱交換がなされ、熱交換機３２Ｂを介して外部には冷めた風が送出される。熱交換機３２Ａからは、冷媒（高温の液体）が再び減圧器２３に入力され、上記同様の処理を繰り返す。

【0035】

したがって、本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、熱交換機３２Ｂが熱交換機３２Ａの前面（送風側）に配置されているので、外部に送出される風は熱交換機３２Ｂにより更に低温にされるので、より一層、地球温暖化、ヒートアイランド化を抑止することが可能となる。

【0036】

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、熱交換機を効率よく冷却することで熱交換効率を高め、省エネルギー化、ひいては地球温暖化防止を図る技術を提供することができる。

【0037】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。

【0038】

例えば、各熱交換機における内部の配管のレイアウトは、前述した者には限定されることはなく、各種のレイアウトを採用することができる。

【符号の説明】

【0039】

１…エアコン室外機、２Ａ…熱交換機、２Ｂ…熱交換機、３…圧縮器、４…送風フィン、５…駆動部、６Ａ…配管、７Ａ，７Ｂ…配管、８…圧縮器、９Ａ，９Ｂ…配管、１０…制御部、２０…エアコン室内機、２１…熱交換機、２２…送風フィン、２３…駆動部、３１…エアコン室外機、３２Ａ…熱交換機、３２Ｂ…熱交換機、３２Ｃ…熱交換機、３３…圧縮器、３４…送風フィン、３５…駆動部、３６Ａ…配管、３７Ａ，３７Ｂ…配管、３８Ａ，３８Ｂ…配管、３９…圧縮器、４０Ａ，４０Ｂ…配管、４１…制御部、５０…エアコン室内機、５１…熱交換機、５２…送風フィン、５３…駆動部、５４…制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】