(57)【要約】  この発明のチリングユニットは、冷媒が循環する冷媒回路を構成する機器と、冷媒と熱を搬送する媒体となる熱媒体との熱交換を行う複数の熱媒体熱交換器と、直流モータを有し、熱媒体に圧力を加えて送り出すポンプと、直流電力により駆動し、ポンプの駆動および制御を行う電気機器を有するポンプ用制御箱とを機械室に備えるものである。
2021024410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷媒回路を構成する機器と、
前記冷媒と熱を搬送する媒体となる熱媒体との熱交換を行う複数の熱媒体熱交換器と、
直流モータを有し、前記熱媒体に圧力を加えて送り出すポンプと、
直流電力により駆動し、前記ポンプの駆動および制御を行う電気機器を有するポンプ用制御箱と
を機械室に備えるチリングユニット。
【請求項２】
前記ポンプ用制御箱は、前記電気機器が発する熱を放熱させるヒートシンクが箱外部に設置される請求項１に記載のチリングユニット。
【請求項３】
前記機械室は、
直流モータで駆動する圧縮機を前記冷媒回路を構成する機器として有し、
直流電力により駆動し、前記圧縮機を含む前記冷媒回路を構成する機器の駆動および制御を行う電気機器を有する冷媒回路側制御箱を備える請求項１または請求項２に記載のチリングユニット。
【請求項４】
複数の前記熱媒体熱交換器が前記熱媒体の流路に対して前記ポンプと直列に接続される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のチリングユニット。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のチリングユニットと、
空気調和対象の室内空気と熱媒体とを熱交換する室内熱交換器および前記室内熱交換器に対応して設置され、前記室内熱交換器を通過する前記熱媒体の流量を調整する流量調整装置を有する室内ユニットと
を配管接続して前記熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を構成する空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、チリングユニットおよび空気調和装置に係るものである。特に、チリングユニットに用いる電源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱源ユニットとなるチリングユニットと負荷側に設置された室内ユニットとの間で、水またはブラインを含む熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を構成して、空気調和などを行うシステムがある。チリングユニットは、冷媒を循環させる冷媒回路を有し、冷媒との熱交換により、熱媒体を加熱または冷却して、室内ユニットに熱を供給する。室内ユニットは、熱媒体により供給された熱を、熱負荷に対して供給する。空気調和システムの場合には、室内ユニットは、室内の空気を加熱または冷却して空気調和を行う。ここで、熱媒体に圧力を加えて熱媒体循環回路を循環させるためのポンプを有するチリングユニットがある（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４０１５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、商用電源などの交流電源だけでなく、太陽光発電電源などの直流電源と配線接続し、直流電圧の電力供給を受けて運転が可能な空気調和装置がある。したがって、冷媒回路を有するチリングユニットにおいて、直流電源と配線接続して電力供給を受けることは可能である。しかしながら、チリングユニットが有するポンプおよびポンプを駆動などする電気機器は、直流電源による電力供給には対応していなかった。【０００５】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するため、直流電源からの電力供給に対応したチリングユニットおよび空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るチリングユニットは、冷媒が循環する冷媒回路を構成する機器と、冷媒と熱を搬送する媒体となる熱媒体との熱交換を行う複数の熱媒体熱交換器と、直流モータを有し、熱媒体に圧力を加えて送り出すポンプと、直流電力により駆動し、ポンプの駆動および制御を行う電気機器を有するポンプ用制御箱とを機械室に備えるものである。【０００７】
また、この発明に係る空気調和装置は、上記のチリングユニットと、空気調和対象の室内空気と熱媒体とを熱交換する室内熱交換器および室内熱交換器に対応して設置され、室内熱交換器を通過する熱媒体の流量を調整する流量調整装置を有する室内ユニットとを配管接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を構成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明においては、ポンプに直流モータを適用し、また、ポンプ用制御箱が有する電気機器に直流電力を供給できるようにして、駆動および制御などを行うようにした。このため、ポンプおよびポンプを駆動および制御する電気機器の小型化および軽量化をはかることができる。したがって、機械室内における熱媒体循環回路の配管の取り回しを行う空間を広くし、熱媒体循環回路系の機器の配置設計を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るチリングユニットの外観を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るチリングユニットを中心とする空気調和装置の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係るチリングユニットの機械室内における機器の配置について説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る冷媒回路側制御箱について説明する図である。
【図５】実施の形態１に係るポンプ用制御箱について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態に係るチリングユニットおよび空気調和装置について、図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、圧力および温度の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態および動作などにおいて相対的に定まるものとする。また、添字で区別などしている複数の同種の機器などについて、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字などを省略して記載する場合がある。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るチリングユニットの外観を示す図である。図１は、後述する負荷側装置となる室内ユニット２００に対し、熱の供給を行う熱源ユニットの代表として、チリングユニット１００について説明する。また、実施の形態１では、チリングユニット１００から供給された熱を搬送して、室内ユニット２００に熱を供給する熱媒体が水であるものとする。ただし、これに限定するものではなく、熱媒体がブラインなどを含む流体であってもよい。
【００１２】
チリングユニット１００は、機械室１、空気熱交換器２および室外ファン３を有する。機械室１は、冷媒回路を構成する機器などが収容される筐体である。実施の形態１の機械室１は、直方体形状の筐体であるものとする。ここで、機械室１の筐体において、長手側に延びる方向を長手方向とする。また、短手側に延びる方向を短手方向とする。そして、長手方向と短手方向とに直交する方向を高さ方向とする。機械室１については後述する。
【００１３】
空気熱交換器２は、冷媒回路を構成する機器の１つであり、冷媒と室外の空気とを熱交換するフィンアンドチューブ式の熱交換器である。後述するように、実施の形態１のチリングユニット１００は、４系統の冷媒回路を有する。このため、実施の形態１のチリングユニット１００では、機械室１の上部に、４つの空気熱交換器２Ａ〜空気熱交換器２Ｄが設置される。空気熱交換器２Ａと空気熱交換器２Ｂおよび空気熱交換器２Ｃと空気熱交換器２Ｄとがそれぞれ対をなす。そして、矢印Ａで示す機械室１の短手側から見たときに、一対の空気熱交換器２がＶ字状になるように、上部側の間隔を広げて対向配置される。また、実施の形態１のチリングユニット１００では、二対の空気熱交換器２が機械室１の長手方向に並んで配置される。
【００１４】
室外ファン３は、空気熱交換器２に室外の空気を通過させるプロペラファンである。室外ファン３は、一対の空気熱交換器２の上部側であって、一対の空気熱交換器２のＶ字状の間となる位置に配置される。実施の形態１のチリングユニット１００は、４つの室外ファン３Ａ〜室外ファン３Ｄを有する。
【００１５】
図２は、実施の形態１に係るチリングユニットを中心とする空気調和装置の構成を示す図である。図２に示すように、実施の形態１のチリングユニット１００は、４系統の冷媒回路を有する。そして、２系統の冷媒回路がグループとなって、１台の水熱交換器６０を共有する。チリングユニット１００は、２系統の冷媒回路を２グループ有する。そして、熱媒体循環回路では、２台の水熱交換器６０を直列に配管接続し、熱媒体である水を２段階で冷却または加熱する。
【００１６】
図２に示すように、実施の形態１のチリングユニット１００の各系統の冷媒回路は、圧縮機３０、四方弁５０、空気熱交換器２、膨張弁７０、水熱交換器６０およびアキュムレータ４０を配管接続し、冷媒回路を構成する。冷媒としては、たとえば、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａなどの単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａなどの擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃなどの非共沸混合冷媒を用いることができる。また、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２などの地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒、その混合物またはＣＯ２、プロパンなどの自然冷媒などを用いることができる。
【００１７】
圧縮機３０（圧縮機３０Ａ〜圧縮機３０Ｄ）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。実施の形態１の圧縮機３０は、圧縮機直流モータ３１（圧縮機直流モータ３１Ａ〜圧縮機直流モータ３１Ｄ）を有し、後述する圧縮機用インバータ装置１３を介して駆動される。圧縮機３０は、後述する冷媒回路側制御装置１５からの指示に基づいて、モータの回転数を任意に変化させることにより、単位時間あたりの冷媒を送り出す量となる圧縮機３０の容量を変化させることができる。ここで、圧縮機用インバータ装置１３および冷媒回路側制御装置１５は、後述する冷媒回路側制御箱１０に収容されている制御系電気機器である。
【００１８】
また、流路切替装置となる四方弁５０（四方弁５０Ａ〜四方弁５０Ｄ）は、冷媒回路側制御装置１５からの指示に基づいて、実行する運転によって冷媒の流れを切り替える。たとえば、冷房運転などのときには、四方弁５０は、圧縮機３０が吐出した高温高圧の冷媒が空気熱交換器２に流入するようにする。また、暖房運転などのときには、圧縮機３０の吐出した高温高圧の冷媒が水熱交換器６０に流入するようにする。
【００１９】
空気熱交換器２（空気熱交換器２Ａ〜空気熱交換器２Ｄ）は、前述したように、冷媒と外部の空気との熱交換を行う。空気熱交換器２は、水を加熱する加熱運転においては、蒸発器として機能し、膨張弁７０側から流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させて気化させる。また、水を冷却する冷却運転においては、凝縮器として機能し、圧縮機３０側から流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させる。また、室外ファン３（室外ファン３Ａ〜室外ファン３Ｄ）は、前述したように、空気熱交換器２に空気を送り込み、冷媒と空気との熱交換を促す。ここで、室外ファン３は、ファン直流モータ４（ファン直流モータ４Ａ〜ファン直流モータ４Ｄ）を有し、後述するファン用インバータ装置１４を介して駆動される。室外ファン３は、冷媒回路側制御装置１５からの指示に基づいて、モータの回転数を任意に変化させることにより、風量を変化させることができる。図２では、空気熱交換器２と室外ファン３とを１対１で対応させているが、特に限定するものではない。
【００２０】
熱媒体熱交換器となる水熱交換器６０（水熱交換器６０Ａおよび水熱交換器６０Ｂ）は、熱媒体となる水と冷媒との熱交換を行う。水熱交換器６０は、２系統の冷媒回路の流路および熱媒体循環回路の流路となる。したがって、冷媒回路を構成する機器および熱媒体循環回路を構成する機器となる。水熱交換器６０は、たとえば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、圧縮機３０側から流入した冷媒と水との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化または気液二相化させ、水を加熱する。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、膨張弁７０側から流入した冷媒と水との熱交換を行い、冷媒を蒸発させて気化させ、水を冷却する。
【００２１】
絞り装置となる膨張弁７０（膨張弁７０Ａ〜膨張弁７０Ｄ）は、たとえば、開度を変化させることで、水熱交換器６０を通過する冷媒の圧力などを調整する。実施の形態１の膨張弁７０は、前述した冷媒回路側制御装置からの指示に基づいて開度を変化させる電子式膨張弁で構成する。ただし、これに限定するものではない。たとえば、冷媒の温度に基づいて開度を変化する感温式膨張弁などであってもよいが、
【００２２】
アキュムレータ４０（アキュムレータ４０Ａ〜アキュムレータ４０Ｄ）は、それぞれ圧縮機３０の吸入側に設けられており、冷媒回路において余剰となる冷媒を貯留する。
【００２３】
ポンプ８０は、熱媒体循環回路を構成する機器の１つである。実施の形態１のポンプ８０は、ポンプ直流モータ８１を有し、熱媒体循環回路において、水を吸引し、圧力を加えて送り出して循環させる。実施の形態１のポンプ８０は、熱媒体循環回路において、２台の水熱交換器６０と直列に接続されることになるため、容量が大きくなる。また、後述するポンプ用インバータ装置９３は、ポンプ側制御装置９４からの指示に基づいて、モータの回転数を任意に変化させることにより、ポンプ８０の容量を変化させることができる。ここで、ポンプ用インバータ装置９３およびポンプ側制御装置９４は、後述するポンプ用制御箱９０に収容されている制御系電気機器である。
【００２４】
室内ユニット２００は、空気調和対象である室内空間に調和した空気を送るユニットである。図２で示す実施の形態１の室内ユニット２００（室内ユニット２００Ａおよび２００Ｂ）は、室内熱交換器２０１（室内熱交換器２０１Ａおよび室内熱交換器２０１Ｂ）、室内流量調整装置２０２（室内流量調整装置２０２Ａ〜室内流量調整装置２０２Ｂ）および室内ファン２０３（室内ファン２０３Ａ〜室内ファン２０３Ｂ）を有する。室内熱交換器２０１および室内流量調整装置２０２は、熱媒体循環回路を構成する機器となる。図２は、２台の室内ユニット２００を有する空気調和装置を示しているが、室内ユニット２００の台数は、特に限定しない。
【００２５】
室内流量調整装置２０２は、たとえば、弁の開度（開口面積）を制御することができる二方弁などで構成されている。室内流量調整装置２０２は、開度を調整することで、室内熱交換器２０１を流入出する水の流量を制御する。そして、室内流量調整装置２０２は、室内ユニット２００へ流入する水の温度および流出する水の温度に基づいて、室内熱交換器２０１を通過させる水の量を調整し、室内熱交換器２０１が、室内の熱負荷に応じた熱量による熱交換を行えるようにする。ここで、室内流量調整装置２０２は、停止、サーモＯＦＦなどのときのように、室内熱交換器２０１が熱負荷との熱交換をする必要がないときは、弁を全閉にして、室内熱交換器２０１に水が流入出しないように供給を止めることができる。図２において、室内流量調整装置２０２は、室内熱交換器２０１の水流出側の配管に設置されているが、これに限定するものではない。たとえば、室内流量調整装置２０２が、室内熱交換器２０１の水流入側に設置されてもよい。
【００２６】
また、室内熱交換器２０１は、室内ファン２０３から供給される室内空間における室内空気と水との間で熱交換を行う。空気よりも冷たい水が伝熱管内を通過すれば、空気は冷却され、室内空間は冷房される。室内ファン２０３は、室内空間の空気を室内熱交換器２０１に通過させ、室内空間に戻す空気の流れを生成する。
【００２７】
図３は、実施の形態１に係るチリングユニットの機械室内における機器の配置について説明する図である。図３は、機械室１内を上面側から見た図である。実施の形態１のチリングユニット１００の機械室１は、前述したように、冷媒回路を構成する機器および熱媒体循環回路を構成する機器およびこれらの機器を制御する制御系機器などを有する。図３では、４つの圧縮機３０（圧縮機３０Ａ〜圧縮機３０Ｄ）、４つのアキュムレータ４０（アキュムレータ４０Ａ〜アキュムレータ４０Ｄ）、４つの四方弁５０（四方弁５０Ａ〜四方弁５０Ｄ）が示されている。また、２つの水熱交換器６０（水熱交換器６０Ａおよび水熱交換器６０Ｂ）が示されている。ここで、図３には示されていないが、４つの膨張弁７０（膨張弁７０Ａ〜膨張弁７０Ｄ）も有する。
【００２８】
さらに、機械室１は、熱媒体である水が循環する熱媒体循環回路を構成する機器となるポンプ８０を有する。そして、機械室１は、制御系電気機器などを収容する２つの冷媒回路側制御箱１０（冷媒回路側制御箱１０Ａおよび冷媒回路側制御箱１０Ｂ）、ポンプ用制御箱９０および電源端子箱２０を有する。
【００２９】
実施の形態１のチリングユニット１００における機械室１は、図１および図３に示す矢印Ａ側から最も手前に、電源端子箱２０が配置される。次に、機械室１の長手方向に延びる一方の側面に沿って、複数の冷媒回路側制御箱１０が、機械室１の長手方向に並んで配置される。実施の形態１では、１つの冷媒回路側制御箱１０内には、グループとなった２系統の冷媒回路の駆動および制御を行う電気機器が収容されている。したがって、実施の形態１のチリングユニット１００は、機械室１内に、２つの冷媒回路側制御箱１０Ａおよび冷媒回路側制御箱１０Ｂが収容される。そして、電源端子箱２０から直流電力を供給するための配線（図示せず）が、各冷媒回路側制御箱１０に接続される。
【００３０】
また、複数の冷媒回路側制御箱１０の配置側とは反対となる他方の側面には、冷媒回路を構成する機器が配置される。実施の形態１の機械室１内では、圧縮機３０、アキュムレータ４０、四方弁５０および膨張弁７０が、系統毎にまとまって、長手方向に並んで配置される。圧縮機３０とアキュムレータ４０とは、容積が大きいため、他方の側面に沿って順に並んで配置される。さらに、複数の冷媒回路側制御箱１０並びに圧縮機３０およびアキュムレータ４０の隣には、冷媒回路を構成する機器および熱媒体循環回路を構成する機器となる複数の水熱交換器６０が配置される。そして、矢印Ａ側から最も遠い位置に、熱媒体循環回路を構成するポンプ８０およびポンプ用制御箱９０が配置される。したがって、冷媒回路系の機器と熱媒体循環回路系の機器とが、水熱交換器６０を境界として分かれて配置される。
【００３１】
電源端子箱２０は、電源端子（図示せず）が収容される箱である。冷媒回路側制御箱１０内およびポンプ用制御箱９０内において、機器を駆動させるパワーモジュールを有するインバータ装置、制御装置を有する制御基板などの電気機器は、外部の配線と接続される電源端子を介して、電力供給される。たとえば、実施の形態１では、直流用の電源端子を有し、１２Ｖの直流電圧による電力が供給されるものとする。そして、後述するように、ポンプ用制御箱９０内の装置に対して、直流電力を供給することができる。このため、実施の形態１の電源端子箱２０は、交流電力用の電源端子を備える必要はない。ここで、複数のチリングユニット１００が短手方向に並んで設置される場合、外部の配線と電源端子とを接続しやすいように、電源端子箱２０は、機械室１の短手側の面から電源端子が見えるように、矢印Ａ側から最も手前側の端部に収容される。
【００３２】
一方、矢印Ａ側から最も遠い位置にある、電源端子箱２０が収容された端部とは反対側となる他方の端部には、熱媒体循環回路を構成する機器の１つであるポンプ８０が収容される。そして、その隣には、冷媒回路および熱媒体循環回路を構成する機器となる複数の水熱交換器６０が配置される。たとえば、チリングユニット１００の機械室１内に収容されたポンプ８０および複数の水熱交換器６０は、熱媒体循環回路を構成する機器を有する他の装置と配管接続する必要がある。このため、短手側の面からポンプ８０および複数の水熱交換器６０と接続された熱媒体配管が見えるようにし、配管接続しやすいように、ポンプ８０は、矢印Ａ側から最も遠くに位置する機械室１内の他方の端部に収容される。そして、ポンプ用制御箱９０は、ポンプ８０に隣接する位置であって、長手方向に延びる一方の側面において、複数の冷媒回路側制御箱１０が配置された側と同じ側に配置される。
【００３３】
実施の形態１では、１つの冷媒回路側制御箱１０内には、グループとなった２系統の冷媒回路の駆動および制御を行う電気機器が収容されている。したがって、実施の形態１のチリングユニット１００は、機械室１内に、２つの冷媒回路側制御箱１０Ａおよび冷媒回路側制御箱１０Ｂが収容される。そして、電源端子箱２０からの電力供給線（図示せず）が、各冷媒回路側制御箱１０と接続される。
【００３４】
図４は、実施の形態１に係る冷媒回路側制御箱について説明する図である。図４（ａ）は、冷媒回路側制御箱１０の箱内部の基板に配置された機器について示す図である。図４（ａ）に示すように、冷媒回路側制御箱１０は、２つの冷媒回路側直流リアクトル１１（冷媒回路側直流リアクトル１１Ａおよび冷媒回路側直流リアクトル１１Ｂ）を有する。また、冷媒回路側制御箱１０は、２つの冷媒回路側ノイズフィルタ１２（冷媒回路側ノイズフィルタ１２Ａおよび冷媒回路側ノイズフィルタ１２Ｂ）を有する。さらに、冷媒回路側制御箱１０は、２つの圧縮機用インバータ装置１３（圧縮機用インバータ装置１３Ａおよび圧縮機用インバータ装置１３Ｂ）を有する。また、冷媒回路側制御箱１０は、ファン用インバータ装置１４を有する。そして、冷媒回路側制御箱１０は、冷媒回路側制御装置１５を有する。
【００３５】
冷媒回路側直流リアクトル１１は、インダクタを有し、昇圧、力率改善、高調波低減などを行う。冷媒回路側制御箱１０内の装置は、電源端子箱２０から直流電力の供給を受けるため、直流に係るリアクトルであるものとする。また、冷媒回路側ノイズフィルタ１２は、コンデンサなどを有し、インバータ装置に発生するノイズ成分を抑えるフィルタである。ここで、実施の形態１では、冷媒回路側直流リアクトル１１および冷媒回路側ノイズフィルタ１２は、圧縮機用インバータ装置１３Ａおよび圧縮機用インバータ装置１３Ｂに対応して、それぞれ設置されている。
【００３６】
圧縮機用インバータ装置１３は、スイッチング素子などを有するパワーモジュールなどを備え、電圧変換などを行って、変換に係る電力を圧縮機３０に供給する装置である。実施の形態１では、前述したように、グループとなった２系統の冷媒回路における圧縮機３０の駆動が行われるため、２つの圧縮機用インバータ装置１３を有する。また、ファン用インバータ装置１４は、スイッチング素子などを有するパワーモジュールなどを備え、電圧変換などを行って、変換に係る電力を室外ファン３に供給する装置である。ここで、出力の小さいファン用インバータ装置１４は、直流リアクトルおよびノイズフィルタを含んでいる。本実施の形態では、ファン用インバータ装置１４により、２つの室外ファン３を駆動させる。冷媒回路側制御装置１５は、冷媒回路全体の制御を行う。実施の形態１では、冷媒回路側制御装置１５は、グループとなった２系統の冷媒回路における制御を行う。
【００３７】
図４（ｂ）は、冷媒回路側制御箱１０の箱外部に配置された機器について説明する図である。図４（ｂ）に示すように、各冷媒回路側制御箱１０は、箱外部に、圧縮機用ヒートシンク１６（圧縮機用ヒートシンク１６Ａおよび圧縮機用ヒートシンク１６Ｂ）およびファン用ヒートシンク１７を有する。
【００３８】
圧縮機用ヒートシンク１６（圧縮機用ヒートシンク１６Ａおよび圧縮機用ヒートシンク１６Ｂ）は、冷媒回路側制御箱１０内に収容された、圧縮機用インバータ装置１３が有するパワーモジュールなどと接触し、パワーモジュールが駆動して発する熱を放熱する。また、ファン用ヒートシンク１７は、冷媒回路側制御箱１０内に収容された、前述したファン用インバータ装置１４が有するパワーモジュールなどと接触し、パワーモジュールが駆動して発する熱を放熱する。これらのヒートシンクは、ヒートシンク下部に設置された冷却ファン（図示せず）により、空冷される。
【００３９】
図５は、実施の形態１に係るポンプ用制御箱について説明する図である。図５（ａ）は、ポンプ用制御箱９０の箱内部に配置された機器について示す図である。ポンプ用制御箱９０は、直流電源端子９０Ａを有し、電源端子箱２０を介して、直流電力の供給を受け、駆動および制御を行う電気機器を有する。図５（ａ）に示すように、ポンプ用制御箱９０は、ポンプ側直流リアクトル９１、ポンプ側ノイズフィルタ９２、ポンプ用インバータ装置９３およびポンプ側制御装置９４を有する。
【００４０】
ポンプ側直流リアクトル９１は、冷媒回路側直流リアクトル１１と同様に、インダクタを有し、昇圧、力率改善、高調波低減などを行う。実施の形態１のチリングユニット１００では、ポンプ用制御箱９０内の装置についても、電源端子箱２０から直流電力の供給を受ける。このため、ポンプ側直流リアクトル９１は、直流に係るリアクトルであるものとする。直流リアクトルは、交流リアクトルと比較して、力率改善効果および高調波低減効果が高い。また、直流リアクトルを採用する方が、交流リアクトルよりも装置のサイズを小さくすることができる。このため、ポンプ用制御箱９０内の省スペース化をはかり、ポンプ用制御箱９０を小型化および軽量化することができる。ポンプ用制御箱９０の容積が少なくなることで、機械室１内において、水熱交換器６０およびポンプ８０と接続される熱媒体循環回路の配管の取り回しを行う空間が広くなる。したがって、特に、機械室１において、熱媒体循環回路系の機器の配置設計を容易に行うことができる。また、直流電力の供給を直接受けることで、ポンプ用制御箱９０内において、トランスなどの素子が削減され、素子の配置スペースおよびコストの低減をはかることができる。
【００４１】
また、ポンプ側ノイズフィルタ９２は、コンデンサなどを有し、ポンプ用インバータ装置９３に発生するノイズ成分を抑えるフィルタである。ポンプ用インバータ装置９３は、スイッチング素子などを有するパワーモジュールなどを備え、電圧変換などを行って、変換に係る電力をポンプ８０に供給する装置である。ここで、実施の形態１のポンプ用インバータ装置９３は、ポンプ側直流リアクトル９１を接続する端子を有する。ポンプ側制御装置９４は、ポンプ用インバータ装置９３を駆動させてポンプ８０の制御を行う。
【００４２】
図５（ｂ）は、ポンプ用制御箱９０の箱外部に配置された機器について説明する図である。図５（ｂ）に示すように、ポンプ用制御箱９０は、箱外部に、ポンプ用ヒートシンク９５を有する。ポンプ用ヒートシンク９５は、ポンプ用インバータ装置９３が有するパワーモジュールなどと接触し、パワーモジュールが駆動して発する熱を放熱する。ここで、ポンプ用制御箱９０内の電気機器は、直流電力の供給を直接受けることで、発熱量が少なくなる。このため、ポンプ用ヒートシンク９５は、従来のヒートシンクよりも構成が簡単になり、容積が少なくなる。容積が少なくなることで、ポンプ用制御箱９０の小型化および軽量化と同様に、熱媒体循環回路の配管の取り回しを行う空間が広くなる。そして、熱媒体循環回路系の機器の配置設計を容易に行うことができる。
【００４３】
以上のように、実施の形態１のチリングユニット１００においては、ポンプ８０がポンプ直流モータ８１を有するようにし、ポンプ用制御箱９０が有する装置に、直流電力を直接供給できるように構成して、駆動および制御などを行うようにした。このため、ポンプ用制御箱９０内に、力率改善効果および高調波低減効果が高いポンプ側直流リアクトル９１を配置することができる。ポンプ側直流リアクトル９１は、交流リアクトルよりも装置のサイズが小さい。また、トランスなどの部品を設置しなくてもよい。このため、ポンプ用制御箱９０を小型化することができる。ポンプ用制御箱９０を小型化することで容積が少なくなり、機械室１内において、水熱交換器６０およびポンプ８０と接続する熱媒体循環回路の配管の取り回しを行う空間が広くなる。したがって、特に、機械室１において、熱媒体循環回路系の機器の配置設計を容易に行うことができる。また、ポンプ８０およびポンプ用制御箱９０を直流電力対応することで、軽量化をはかることができる。このため、ポンプ用制御箱９０に脚を付する場合に要求される頑丈度合を緩和することができる。
【００４４】
また、ポンプ用制御箱９０における発熱量が少なくなるため、ポンプ用ヒートシンク９５の容積を減らすことができる。このため、機械室１内において、熱媒体循環回路側の配管の取り回しを行うことができる空間を広くすることができ、熱媒体循環回路系の機器の配置設計を容易に行うことができる。特に、ポンプ用ヒートシンク９５の水熱交換器６０への干渉を抑えることができる。また、機械室１内全体の配置などを容易にすることにもつながる。そして、電源端子箱２０において、交流電力用の電源端子などを備える必要がない。
【００４５】
実施の形態２．
前述した実施の形態１では、２系統の冷媒回路をグループとし、１台の水熱交換器６０を共有する、いわゆるデュアル構成のチリングユニット１００について説明したが、これに限定するものではない。１系統の冷媒回路で冷媒を循環させ、１台の水熱交換器６０において熱媒体との熱交換を行う、いわゆるシングル構成のチリングユニット１００であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  機械室、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  空気熱交換器、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ  室外ファン、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ  ファン直流モータ、１０，１０Ａ，１０Ｂ  冷媒回路側制御箱、１１，１１Ａ，１１Ｂ  冷媒回路側直流リアクトル、１２，１２Ａ，１２Ｂ  冷媒回路側ノイズフィルタ、１３，１３Ａ，１３Ｂ  圧縮機用インバータ装置、１４，１４Ａ，１４Ｂ  ファン用インバータ装置、１５，１５Ａ，１５Ｂ  冷媒回路側制御装置、１６，１６Ａ，１６Ｂ  圧縮機用ヒートシンク、１７  ファン用ヒートシンク、２０  電源端子箱、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ  圧縮機、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ  圧縮機直流モータ、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ  アキュムレータ、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ  四方弁、６０，６０Ａ，６０Ｂ  水熱交換器、７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ  膨張弁、８０  ポンプ、８１  ポンプ直流モータ、９０  ポンプ用制御箱、９０Ａ  直流電源端子、９１  ポンプ側直流リアクトル、９２  ポンプ側ノイズフィルタ、９３  ポンプ用インバータ装置、９４  ポンプ側制御装置、９５  ポンプ用ヒートシンク、１００  チリングユニット、２００，２００Ａ，２００Ｂ  室内ユニット、２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ  室内熱交換器、２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ  室内流量調整装置、２０３，２０３Ａ，２０３Ｂ  室内ファン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2021024410.tif 000006
【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年8月23日(2021.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係るチリングユニットは、冷媒が循環する冷媒回路を構成する機器と、冷媒と熱を搬送する媒体となる熱媒体との熱交換を行う複数の熱媒体熱交換器と、直流モータを有し、熱媒体に圧力を加えて送り出すポンプと、直流電力により駆動し、ポンプの駆動および制御を行う電気機器を有し、直流電力が供給されるポンプ用制御箱とを機械室に備えるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷媒回路を構成する機器と、
前記冷媒と熱を搬送する媒体となる熱媒体との熱交換を行う複数の熱媒体熱交換器と、
直流モータを有し、前記熱媒体に圧力を加えて送り出すポンプと、
直流電力により駆動し、前記ポンプの駆動および制御を行う電気機器を有し、前記直流電力が供給されるポンプ用制御箱と
を機械室に備えるチリングユニット。
【請求項２】
前記ポンプ用制御箱は、前記電気機器が発する熱を放熱させるヒートシンクが箱外部に設置される請求項１に記載のチリングユニット。
【請求項３】
前記機械室は、
直流モータで駆動する圧縮機を前記冷媒回路を構成する機器として有し、
直流電力により駆動し、前記圧縮機を含む前記冷媒回路を構成する機器の駆動および制御を行う電気機器を有し、前記直流電力が供給される冷媒回路側制御箱を備える請求項１または請求項２に記載のチリングユニット。
【請求項４】
複数の前記熱媒体熱交換器が前記熱媒体の流路に対して前記ポンプと直列に接続される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のチリングユニット。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のチリングユニットと、
空気調和対象の室内空気と熱媒体とを熱交換する室内熱交換器および前記室内熱交換器に対応して設置され、前記室内熱交換器を通過する前記熱媒体の流量を調整する流量調整装置を有する室内ユニットと
を配管接続して前記熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を構成する空気調和装置。
【国際調査報告】
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