(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井チャンバＦの天井内空気で室内Ｅの室内空気を熱交換するヒートポンプ式の室内用空調機Ａを、複数台設け、前記天井内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの天井内空気の一部で外気を熱交換して前記天井チャンバＦへ給気するヒートポンプ式の外調機Ｃを、設け、前記外調機Ｃを、天井内空気の一部と室内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの天井内・室内空気の一部で外気を熱交換して天井チャンバＦと室内Ｅへ給気するように構成したことを特徴とするヒートポンプ空調システム。
【請求項２】
室内用空調機Ａを、熱交換する室内空気に天井内空気の一部を混合するように構成した請求項１記載のヒートポンプ空調システム。
【請求項３】
室内用空調機Ａが、ケーシング１に対して取出・収納自在な室内用冷媒循環回路２０を一体に備え、外調機Ｃが、ケーシング２４に対して取出・収納自在な外調用冷媒循環回路２２を一体に備えた請求項１又は２記載のヒートポンプ空調システム。
【請求項４】
容量と風量の一方又は両方を制御自在な室内用空調機Ａとしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のヒートポンプ空調システム。
【請求項５】
室内用冷媒循環回路２０と外調用冷媒循環回路２２とのそれぞれの蒸発器２、２５と凝縮器３、２６のフィンチューブ１９を楕円管で構成した請求項３記載のヒートポンプ空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建物の高断熱化により屋内に熱がこもりやすく、ＯＡ機器などによる内部発熱が多い場合、冬季でも冷房が必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、余分にランニングコストがかかる問題があった。そこで、これらの問題点を解決するヒートポンプ空調システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、天井チャンバの天井内空気で室内の室内空気を熱交換するヒートポンプ式の室内用空調機を、複数台設け、外気で前記天井内空気を熱交換するヒートポンプ式の天井用空調機を、設けた。また、天井チャンバの天井内空気で室内の室内空気を熱交換するヒートポンプ式の室内用空調機を、複数台設け、前記天井内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの天井内空気の一部で外気を熱交換して前記天井チャンバへ給気するヒートポンプ式の外調機を、設けた。さらに、外調機を、天井内空気の一部と室内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの天井内・室内空気の一部で外気を熱交換して天井チャンバと室内へ給気するように構成した。さらに、室内用空調機を、熱交換する室内空気に天井内空気の一部を混合するように構成した。さらに、室内用空調機が、ケーシングに対して取出・収納自在な室内用冷媒循環回路を一体に備え、天井用空調機が、ケーシングに対して取出・収納自在な天井用冷媒循環回路を一体に備えた。さらに、室内用空調機が、ケーシングに対して取出・収納自在な室内用冷媒循環回路を一体に備え、外調機が、ケーシングに対して取出・収納自在な外調用冷媒循環回路を一体に備えた。さらに、容量と風量の一方又は両方を制御自在な室内用空調機とした。さらに、室内用冷媒循環回路と天井用冷媒循環回路のそれぞれの蒸発器と凝縮器のフィンチューブを楕円管で構成した。さらに、室内用冷媒循環回路と外調用冷媒循環回路とのそれぞれの蒸発器と凝縮器のフィンチューブを楕円管で構成した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明のヒートポンプ空調システムの一実施例を示しており、このヒートポンプ空調システムは、天井チャンバＦの天井内空気で室内Ｅの室内空気を熱交換するヒートポンプ式の室内用空調機Ａを、複数台設け、外気で天井内空気を熱交換するヒートポンプ式の天井用空調機Ｂと、室内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの室内空気の一部で外気を熱交換して室内Ｅへ給気するヒートポンプ式の室内用外調機Ｄと、を設けてある。実線及び点線の白抜き矢印は風向を示す。
【０００６】
室内用空調機Ａは、ケーシング１に対して取出・収納自在な室内用冷媒循環回路２０を一体に備え、天井用空調機Ｂは、ケーシング８に対して取出・収納自在な天井用冷媒循環回路２１を一体に備え、室内用外調機Ｄは、ケーシング２９に対して取出・収納自在な室内外調用冷媒循環回路２３を一体に備えている。例えば、室内用空調機Ａでは、冷媒循環回路付のフレーム１８を、ケーシング１内部に設けた伸縮自在なダンパーにて、吊持状として着脱自在に連結し、ケーシング１の底面に、冷媒循環回路付のフレーム１８を上下に出し入れする開口部を、形成し、この開口部を、着脱又は開閉自在な外装板にて施蓋し、冷媒循環回路付フレーム１８を取出・収納自在に構成する。天井用空調機Ｂでは、ケーシング８内に着脱自在に取付けられるフレーム１３に、冷媒循環回路２１を固定して一体化し、ケーシング８の一面に開口部を形成し、この開口部に対して冷媒循環回路付フレーム１３を取出・収納自在に構成する。開口部には、着脱又は開閉自在な外装板を設ける。室内用外調機Ｄについてもフレーム３３に室内外調用冷媒循環回路２３を固定して一体化し、天井用空調機Ｂと同様にしてケーシング２９に対して取出・収納自在に構成する。なお、前述以外の構成で冷媒循環回路２０、２１、２３を取出・収納自在に設けるも自由である。
【０００７】
室内用空調機Ａの冷媒循環回路２０は、蒸発器２、凝縮器３、圧縮機４、図示省略の受液器、膨張弁及び冷媒循環方向の切換弁等を配管接続して成り、蒸発器２及び凝縮器３の吸熱と放熱を切換自在に構成する。天井用外調機Ｂの冷媒循環回路２１は、蒸発器５、凝縮器６、圧縮機７、図示省略の受液器、膨張弁及び冷媒循環方向の切換弁等を配管接続して成り、蒸発器５及び凝縮器６の吸熱と放熱を切換自在に構成する。室内用外調機Ｄの冷媒循環回路２３は、蒸発器３０、凝縮器３１、圧縮機３２、図示省略の受液器、膨張弁及び冷媒循環方向の切換弁等を配管接続して成り、蒸発器３０及び凝縮器３１の吸熱と放熱を切換自在に構成する。蒸発器２、５、３０と凝縮器３、６、３１のフィンチューブ１９は低圧損の楕円管で構成する（図５参照）のが好ましいが円形管でもよい。
【０００８】
室内用空調機Ａは、ケーシング１内に、送風機１１と蒸発器２を設けた蒸発送風路１４と、送風機１２と凝縮器３を設けた凝縮送風路１５と、を備えている。この蒸発送風路１４の空気入口と空気出口に、室内吸込口と室内吹出口を、それぞれ接続する。凝縮送風路１５の空気入口と空気出口は、天井チャンバＦに通じさせる。天井用空調機Ｂは、ケーシング８内に、送風機９と蒸発器５を設けた蒸発送風路１６と、送風機１０と凝縮器６を設けた凝縮送風路１７と、を備えている。この蒸発送風路１６の空気入口と空気出口を天井チャンバＦに通じさせ、凝縮送風路１７の空気入口と空気出口は屋外に通じさせる。室内用外調機Ｄは、ケーシング２９内に、送風機４０と蒸発器３０を設けた蒸発送風路３６と、送風機４１と凝縮器３１を設けた凝縮送風路３７と、を備えている。この蒸発送風路３６の空気出口を室内Ｅに通じさせ、蒸発送風路３６の空気入口を屋外に通じさせる。凝縮送風路３７の空気入口は室内Ｅに通じさせ、凝縮送風路３７の空気出口は屋外に通じさせる。室内用空調機Ａの圧縮機４を容量制御自在又は送風機１１、１２を風量制御自在に構成したり、その両方を制御自在に構成して、容量と風量の一方又は両方を制御自在な室内用空調機Ａとする。
【０００９】
室内用空調機Ａでは、蒸発送風路１４に取入れた室内空気を蒸発器２の流通冷媒で熱交換し、蒸発送風路１４と室内Ｅとの間で空気循環させ、同時に凝縮送風路１５に取入れた天井内空気で凝縮器３の流通冷媒を熱交換して吸熱又は放熱し、凝縮送風路１５と天井チャンバＦとの間で空気循環させる。天井用空調機Ｂでは、蒸発送風路１６に取入れた天井内空気を蒸発器５の流通冷媒で熱交換し、蒸発送風路１６と天井チャンバＦとの間で空気循環させ、同時に凝縮送風路１７に取入れた外気で凝縮器６の流通冷媒を熱交換して吸熱又は放熱し、凝縮送風路１７と屋外との間で空気循環させる。室内用外調機Ｄは、蒸発送風路３６に取入れた外気を蒸発器３０の流通冷媒で熱交換して室内Ｅへ給気し、同時に凝縮送風路３７に取入れた室内空気で凝縮器３１の流通冷媒を熱交換して吸熱又は放熱し、屋外に排気する。室内用空調機Ａは、ゾーン毎に循環空調を行ったり室毎に循環空調を行う。天井用空調機Ｂは、天井チャンバＦの空気温度制御を行う。室内用外調機Ｄは熱回収しながら室内Ｅの換気を行う。なお、室内用空調機Ａの台数の増減は自由である。
【００１０】
図６と図７は他の実施例で、前記実施例において天井用空調機Ｂを外調機Ｃに代えたもので、他の構成は同様である。すなわち、天井チャンバＦの天井内空気で室内Ｅの室内空気を熱交換するヒートポンプ式の室内用空調機Ａを、複数台設け、天井内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの天井内空気の一部で外気を熱交換して天井チャンバＦへ給気するヒートポンプ式の外調機Ｃと、室内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの室内空気の一部で外気を熱交換して室内Ｅへ給気するヒートポンプ式の室内用外調機Ｄと、を設ける。外調機Ｃは、ケーシング２４に対して取出・収納自在な外調用冷媒循環回路２２を一体に備える。
【００１１】
天井用外調機Ｃは、ケーシング２４内に、送風機３８と蒸発器２５を設けた蒸発送風路３４と、送風機３９と凝縮器２６を設けた凝縮送風路３５と、を備えている。この蒸発送風路３４の空気出口を天井チャンバＦに通じさせ、蒸発送風路３４の空気入口を屋外に通じさせる。凝縮送風路３５の空気入口は天井チャンバＦに通じさせ、凝縮送風路３５の空気出口は屋外に通じさせる。外調機Ｃの冷媒循環回路２２は、蒸発器２５、凝縮器２６、圧縮機２７、図示省略の受液器、膨張弁及び冷媒循環方向の切換弁等を配管接続して成り、蒸発器２５及び凝縮器２６の吸熱と放熱を切換自在に構成する。凝縮器２６と蒸発器２５のフィンチューブ１９は低圧損の楕円管で構成する（図５参照）のが好ましいが円形管でもよい。前述の天井用空調機Ｂと同様にして外調用冷媒循環回路２２は、ケーシング２４に対して取出・収納自在に構成するが、前述以外の構成で外調用冷媒循環回路２２を取出・収納自在に設けるも自由である。
【００１２】
この場合、外調機Ｃは、蒸発送風路３４に取入れた外気を蒸発器２５の流通冷媒で熱交換して天井チャンバＦへ給気し、同時に凝縮送風路３５に取入れた天井内空気で凝縮器２６の流通冷媒を熱交換して吸熱又は放熱し、屋外へ排気する。天井用外調機Ｃは、天井チャンバＦの空気温度制御及び換気、又は、天井チャンバＦの換気のみを行う。なお、室内用空調機Ａにおいて、図２において仮想線で示すように蒸発送風路１４に連通する外気取入口４２を設けて、室内用空調機Ａを、熱交換する室内空気に天井内空気の一部を混合するように構成し、室内用外調機Ｄの代わりに排気用のファンや換気扇を設けて、室内Ｅの換気を行ってもよい。
【００１３】
図８は別の実施例で、図６の実施例において室内用外調機Ｄを省略し、外調機Ｃを、天井内空気の一部と室内空気の一部を屋外へ排気すると共にこの天井内・室内空気の一部で外気を熱交換して天井チャンバＦと室内Ｅへ給気するように構成したもので、他の構成は同様である。外調機Ｃの蒸発送風路３４の空気出口は天井チャンバＦと室内Ｅに通じさせ、凝縮送風路３５の空気入口は天井チャンバＦと室内Ｅに通じさせる。この場合の外調機Ｃは、天井チャンバＦの空気温度制御及び／又は換気と、室内Ｅの換気と、を行う。
【００１４】
なお、前記各実施例において、室内用外調機Ｄとしては本実施例以外に、生外気を室内給気し、室内空気を排気するだけの機能をもったものや、換気ユニットなど、構成の変更は自由である。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明では、熱がこもりやすい天井内から排熱し、その温度調整された天井内空気にて室内を空調することにより、冬季に冷房するような無駄を無くすことができる。また天井内の熱を利用して暖房運転開始時では外気で室内空気を熱交換するより早く設定温度にすることができる。室内用空調機ごとに給排気温度が異なる場合、ミキシングにより天井内空気の温度が平準化され、天井内の温度調整のための空調機・外調機負荷を減らすことができ省エネとなる。ヒートポンプ式なので別個に熱源機などの付帯設備が不要で設備コストの低減を図れる。送風ダクトが短かくてすみ、送風動力費を削減できる。外気温に応じて天井内空気の換気のみで熱交換せずに天井内の温度調整を行うこともでき、省エネ化を図れる。室内用の外調機が不要となり、１台の外調機で天井内と室内を換気して温度制御でき、設備コストの削減を図れる。室内用空調機と外調機により外気処理・換気・冷暖房などの全ての空調が行える。
請求項２の発明では、室内用の外調機が不要となり、室内排気用の換気扇などを設けるだけで室内を換気して温度制御でき、設備コストの削減を図れる。
請求項３の発明では、冷媒循環回路を一体に設けたヒートポンプ式の空調機と外調機なので、設置後の冷媒配管工事が不要となり施工が簡単で屋内設置も容易である。ケーシング全体を取り外すことなく冷媒循環回路のみをケーシングから取出して冷媒回収作業やメンテナンスを容易に行え、取付け収納にも手間がかからない。また、冷媒循環回路だけ交換することにより、リニューアル時のコストダウンも図れる。
請求項４の発明では、室内用空調機ごとに給気温度が異なるようなゾーン空調や個別空調などの各種方式に対応でき、送風ダクトやＶＡＶが不要で、施工が容易となる。
請求項５の発明では、高風速で使用しても圧力損失が増加せずかつ熱交換能力も低下しないので小型の蒸発器と凝縮器を使用でき空調機と外調機をコンパクト化できる。また、通常風速では圧力損失が減少して熱交換効率が向上するので小型の送風機を用いることができ騒音低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を一部を破断して示す斜視図である。
【図２】室内用空調機の平面図である。
【図３】天井用空調機の正面断面図である。
【図４】室内用外調機の正面断面図である。
【図５】フィンチューブの断面図である。
【図６】他の実施例を一部を破断して示す斜視図である。
【図７】外調機の正面断面図である。
【図８】別の実施例を一部を破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
２    蒸発器
３    凝縮器
５    蒸発器
６    凝縮器
１９  フィンチューブ
２０  冷媒循環回路
２１  冷媒循環回路
２２  冷媒循環回路
２５  蒸発器
２６  凝縮器
Ａ    室内用空調機
Ｂ    天井用空調機
Ｃ    外調機
Ｅ    室内
Ｆ    天井チャンバ
【図１】
0003709862.tif 000002
【図２】
0003709862.tif 000003
【図３】
0003709862.tif 000004
【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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