(57)【要約】【課題】一般的な空気調和機の室外機に取り付けて、冷媒を加熱することで低温時の空気調和機の運転の効率化を図るとともに、加熱構造のみで室外機を上方に位置づけることを可能とし、さらに、消費電力量の低減を図る。【解決手段】空気調和機の室外機用架台として、空気調和機の室外機を載せる架台となる、箱状の筐体１０と、前記筐体の内壁を覆う断熱部材からなる断熱層２０と、断熱層の内側に設けられる蓄熱レンガからなる蓄熱層３０と、前記空気調和機の室内機から流れる冷媒を流入させて、前記空気調和機の室外機へ流出させるように、前記室内機及び室外機に接続される長尺のパイプであって、前記蓄熱層内部もしくは内側に設けられる熱交換パイプ５０と、前記蓄熱レンガとを加熱する加熱手段６０とを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和機の室外機を載せる架台となる、箱状の筐体と、
筐体の内壁を覆う断熱部材からなる断熱層と、
断熱層の内側に設けられる蓄熱レンガからなる蓄熱層と、
前記空気調和機の室内機から流れる冷媒を流入させて、前記空気調和機の室外機へ流出させるように、前記室内機及び室外機に接続される長尺のパイプであって、前記蓄熱層内部もしくは内側に設けられる熱交換パイプと、
前記蓄熱レンガを加熱する加熱手段と
を有する空気調和機の室外機用架台。
【請求項２】
前記蓄熱層の内側には不凍液を溜めたタンクが設けられるとともに、当該タンク内に前記熱交換パイプが設けられる請求項１に記載の空気調和機の室外機用架台。
【請求項３】
前記タンクの外周面には複数の熱交換のためのフィンが設けられるとともに、当該フィンは前記蓄熱レンガ内に埋設されるものである請求項２に記載の空気調和機の室外機用架台。
【請求項４】
前記空気調和機用冷媒加熱装置において、前記筐体内部が所定の第１の温度以下の場合に前記加熱手段による加熱を行わせ、前記筐体内部が所定の第２の温度を越えると前記加熱手段による加熱を停させるように制御する制御手段を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機用架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の冷媒を加熱する構造を備えた空気調和機の室外機を載せる架台に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機は、一般に効率がよくクリーンな冷暖房装置であるが、外気と熱交換を行うために外気温によっては効率が低下する。特に、寒冷地において気温が低くなる冬に暖房運転を行う場合は、効率の低下が顕著である。これに対応する方法として、低気温時に暖房運転を行う際に、空気調和機の室外機内部を加熱することで、熱交換効率を上げることが行われている。また、室外機が加熱されると、室外機の霜取り運転をする必要がなくなり暖房を中断しなくてよくなるという利点もある。
しかし、室外機内部を加熱する場合は、専用の室外機が必要であり、室外機内に加熱手段を有さない一般的な空気調和機の場合は対応ができない。これに対して、下記特許文献１、２には、室外機に流入する冷媒を加熱する装置が示されている。このような装置であれば、一般的な室外機であっても後から取り付けが可能であり、便利である。
【特許文献１】特許４０３３２０９号公報
【特許文献２】特開２００２−５５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載の発明は、冷媒の加熱装置を室外機の上部に配置することを特徴とし、特許文献２に記載の発明は、冷媒の加熱装置を室外機の側面に取り付ける構造を有している。このような構造を有する加熱装置を空気調和機の室外機に取り付けた場合、寒冷地では、積雪で室外機が埋まってしまうと使用ができなくなるので、別途、室外機を上方に位置づけるための架台が必要となる。
また、これらの発明は、冷媒が通るパイプを空気調和機の運転時に通電により加熱するものであり、電気代が嵩むという問題もある。
本発明は、このような問題に鑑みて、一般的な空気調和機の室外機に取り付けて、冷媒を加熱することで低温時の空気調和機の運転の効率化を図るとともに、加熱構造のみで室外機を上方に位置づけることを可能とし、さらに、消費電力量の低減を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、空気調和機の室外機を載せる架台となる、箱状の筐体と、  筐体の内壁を覆う断熱部材からなる断熱層と、断熱層の内側に設けられる蓄熱レンガからなる蓄熱層と、前記空気調和機の室内機から流れる冷媒を流入させて、前記空気調和機の室外機へ流出させるように、前記室内機及び室外機に接続される長尺のパイプであって、前記蓄熱層内部もしくは内側に設けられる熱交換パイプと、前記蓄熱レンガとを加熱する加熱手段とを有する空気調和機の室外機用架台である。
請求項２に記載の発明は、前記空気調和機の室外機用架台において、前記蓄熱層の内側には不凍液を溜めたタンクが設けられるとともに、当該タンク内に前記熱交換パイプが設けられるものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の空気調和機の室外機用架台において、前記タンクの外周面には複数の熱交換のためのフィンが設けられるとともに、当該フィンは前記蓄熱レンガ内に埋設されるものである。
請求項４に記載の発明は、前記空気調和機の室外機用架台において、前記筐体内部が所定の第１の温度以下の場合に前記加熱手段により加熱を行わせ、前記筐体内部が所定の第２の温度を越えると前記加熱手段による加熱を停止させるように制御する制御手段を有する。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、空気調和機の室外機の架台を構成する筐体内で空気調和機の冷媒を加熱するので、室外機は上方に位置づけられることとなり、一定以上の高さの積雪でも十分運転が可能となる。また、外部と断熱された蓄熱層を加熱手段により加熱することができるので、空気調和機の運転時に加熱手段で熱交換パイプを加熱しなくても、蓄熱層を予め加熱しておけば、蓄熱層の熱により、熱交換パイプを加熱することができるので、蓄熱層を適度な温度で適度な時間加熱しておくことで、全体としての消費電力を低減させることができる。
請求項２に記載の発明は、不凍液内に熱交換パイプを位置づけ、この不凍液を溜めたタンクを蓄熱層で加熱するので、熱交換パイプの周りを空気層にする場合に比較して、熱伝導効率をよくすることができ、また、不凍液を用いることで低温時の凍結を防ぐこともできる。さらに、夏場に空気調和機を冷房運転する際に冷媒の冷却に資することもできる。
請求項３に記載の発明は、タンクの外周面に熱交換のためのフィンを設け、当該フィンを蓄熱層に埋設することで、タンク内部と蓄熱層との熱交換を促進することができる。
請求項４に記載の発明は、空気調和機が稼動していない一定の時間に加熱手段を稼動して前記蓄熱手段を加熱することを自動的に行うことができるので、使用者の労力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に実施形態に係る冷媒加熱機構がついた空気調和機の室外機用架台Ｘの構造を示す縦断面図を示す。室外機用架台Ｘは、筐体１０、断熱層２０、蓄熱層３０、タンク４０、熱交換パイプ５０、加熱装置６０とから構成される。
筐体１０は、ＦＲＰにより箱状に形成されたもので、上面に所定のエアコンの室外機Ａを載せる大きさが設けられるとともに、室外機Ａを載せるのに十分な強度を有する。筐体１０の底面には、脚１２、１２が設けられている。
断熱層２０は、筐体１０の内壁に貼り付けられる断熱材により形成される。ここでは、断熱材として発泡合成樹脂が用いられる。
蓄熱層３０は、蓄熱レンガにより形成され、断熱層の内側に接するように一定の厚さをもって設けられる。
【０００７】
タンク４０は、蓄熱層３０の内壁に接する形状および大きさを有するアルミ製のタンクであり、内部を液密状態とすることができる。タンク４０の内部には不凍液が満たされている。この不凍液には腐食防止剤が混入されることで、タンク４０および後述する熱交換パイプ５０、加熱装置６０の腐食が防止できるようになっている。タンク４０の外表面は、外方に突出する外部フィン４１を形成するように、一定間隔で折り曲げられている。なお、前述した蓄熱層３０はこの外部フィン４１を狭持するように設けられており、外部フィン４１は蓄熱層３０内部に埋設された状態となる。さらに、タンク４０の内壁には、内側に突出する板状の内部フィン４２が複数立設されている。タンク４０内部は、図示しない蓄熱層３０、断熱層２０、筐体１０を貫通する管体により筐体１０の表面側部上方に設けられた穴に接続され、当該管体の筐体１０の表面側に安全弁を兼ねる蓋付きの供給口４３が形成されている。また、同様に、タンク４０内部と筐体１０の底面とは、図示しない蓄熱層３０、断熱層２０、筐体１０を貫通する管体により接続されており、当該管体の筐体１０の底面部分に不凍液を排出するために蓋付きの排出口４４が形成されている。
【０００８】
熱交換パイプ５０は、長尺の銅製の細いパイプ５１から構成され、両端は筐体１０の外側面に設けられる接続バルブ５１ａ、５１ｂに接続されている。パイプ５１は前記タンク４０内に熱交換を促進するために蛇行するように通っている。また、タンク４０内のパイプ５１の外表面には蛇行した状態のまま、板状のフィン５２が複数枚溶接固定されている。また、接続バルブ５１ａ、５１ｂ近傍に接続されるパイプ同士と、パイプ５１の両端とは四路弁５３により互いに接続されており、四路弁５３の切り替えにより、接続バルブ５１ａ、５１ｂのそれぞれがパイプ５１の両端と接続する状態と、接続バルブ５１ａ、５１ｂ同士が直接接続する状態に切り替えることができる。そして、通常は、図に示すように接続バルブ５１ａ、５１ｂのそれぞれがパイプ５１の両端と接続しているが、パイプ５１の途中に設けられる冷媒のガス圧を検知するガス圧検知器５４により、ガス圧が所定値を越えた場合、自動的に四路弁５３が切り替わり接続バルブ５１ａ、５１ｂ同士が直接接続する状態となる。これは、過剰な冷媒のガス圧によって室外機の保護装置が動作するのを防止するためと、室内が十分に暖房され冷媒が冷却されなくなったときに、筐体１０内部の熱が不必要に奪われることを防止するためである。
加熱装置６０は、電気ヒーターにより構成され、棒状のヒーター部６１がタンク４０内部の底辺近傍のほぼ幅方向すべてに渡って設けられる。また、ヒーター部６１と図示しない電線を介して接続される電源コネクタ６３が筐体１０の側面に設けられている。さらに、タンク４０内のヒーター部６１に電力を供給する電線の途中にはサーマルスイッチ６２が設けられ、不凍液の温度が一定以下になるとスイッチが入ってヒーター部６１に通電し、一定以上の温度になるとスイッチが切れてヒーター部６１への通電を止めるようになっている。
【０００９】
次に、以上のような構成を有する室外機用架台Ｘの使用方法について説明する。まず、設置について説明する。使用者は、空気調和機の室外機Ａを設置しようとする場所に室外機用架台Ｘを設置し、室外機用架台Ｘの上に空気調和機の室外機Ａを載せる。次に、空気調和機Ａの冷媒管を接続する。図２に冷媒管の接続状態を表す側面図を示す。接続に際しては図２に示すような接続アダプタＳを用いる。接続アダプタＳは、内部がＬ字状になった流路を持つ２つの継ぎ手を一方の流路同士が直線状にならび、残りの流路同士は平行に同じ方向を向くように結合したものである。接続アダプタＳの４つの開口部のうち、３つはネジ継ぎ手が形成され、残りのひとつにはフレアナットが固定されている。このような構造をもつ接続アダプタＳのフレアナットを室外機Ａの冷媒が流入する側のバルブに取り付け、フレアナットの反対側に位置するネジ継ぎ手に、室内機から冷媒が送られてくる側の冷媒管を繋ぐ。そして、接続アダプタＳの同方向を向いているネジ継ぎ手を、両端にフレアナットが接続された連結管Ｓ１、Ｓ２を介して、室外機用架台Ｘの熱交換パイプ５０に接続している接続バルブ５１ａ、５１ｂのそれぞれに連結する。このような接続をすることで、空気調和機の室内機から送られる冷媒は図の矢印ｆの流れに沿って、接続アダプタＳを通り、接続管Ｓ１から接続バルブ５１ａを介して室外機用架台Ｘの熱交換パイプ５０内に流入し、熱交換パイプ５０を通って加熱された冷媒は、接続バルブ５１ａから接続管Ｓ２を通って、接続アダプタＳから室外機Ａ内部へと流入することとなる。
【００１０】
以上のように配管を接続し、加熱装置６０の電源コネクタを電源に接続すると、外気温の低下により加熱装置６０のサーマルスイッチ６２が作動し、ヒーター部６１が通電されて、タンク４０内の不凍液が温められ、さらに、タンク４０外部の蓄熱レンガも熱伝導により温められる。不凍液の温度が一定以上になると、サーマルスイッチ６２は切れて、ヒーター部６１への通電は停止する。しかし、断熱層２０に囲まれた蓄熱層３０を構成する蓄熱レンガは比較的長時間、温度が高い状態を保つことができる。サーマルスイッチ６２は空気調和機の運転がなされているか否かにかかわらず作動するが、蓄熱レンガの材質や大きさ、断熱材選択により十数時間、温度を保つことが可能であり、深夜電力が使える深夜の直前に加熱装置６０に通電を開始すれば、深夜電力を用いて加熱することが可能である。
そして、空気調和機の稼動時には、室外機用架台Ｘ内部は常に一定以上の温度に保たれているので、室内機から送られてきた冷媒は、熱交換パイプが暖められた不凍液内を通る際に暖められて、室外機へと送られることとなり、これにより、空気調和機の低温時の効率低下を抑制することが可能となる。
【００１１】
なお、上記実施形態では、加熱装置の熱源として電気ヒーターを用いているが、加熱装置は種々のものが採用でき、マイクロ波加熱装置や、電磁誘導加熱装置、ヒートポンプなどを採用することができる。なお、ヒートポンプを用いる場合は、冷房時に冷媒の冷却に使用することも可能である。
また、加熱装置の熱源への電力の供給は家庭用電源のほかに、太陽光発電や風力発電を用いたり、これらを家庭用電源と併用したりすることもできる。
さらに、上記実施形態では、不凍液内に加熱装置の熱源を設置しているが、蓄熱層に熱源を設置することもできる。
それから、加熱装置６０はサーマルスイッチ６２のみのより制御をしているが、深夜の電力を確実に使うために、タイマーによる稼動を併用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る空気調和機の室外機用架台の構造を示す縦断面図である。
【図２】実施形態に係る空気調和機の室外機用架台と空気調和機との接続状態示す側面図である。
【符号の説明】
【００１３】
Ｘ      室外機用架台
１０    筐体
２０    断熱層
３０    蓄熱層
４０    タンク
４１    外部フィン
４２    内部フィン
５０    熱交換パイプ
５１ａ、５１ｂ  接続バルブ
６０    加熱装置
６１    ヒーター本体
６２    サーマルスイッチ
【図１】
2010065889.tif 000003
【図２】
2010065889.tif 000004