WO2013118381A1 - 熱交換ユニット及び熱交換装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
- F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
- F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
- F24F1/16—Arrangement or mounting thereof
Definitions
- the present invention relates to a heat exchange unit and a heat exchange device used as a heat source unit for air conditioning and industrial refrigeration units.
- Patent Document 1 describes a heat exchange unit provided with a plurality of (four in this conventional example) air heat exchangers (hereinafter, also simply referred to as heat exchangers) in a unit body.
- a machine room partitioned by a machine room cover is provided in the lower part of the air heat exchanger, and a compressor, a four-way valve, a water heat exchanger, a refrigerant pipe, etc. are provided in the machine room.
- the cycle equipment etc. which comprise a refrigerating cycle are stored.
- a blower is disposed on the upper side of the heat exchanger, that is, on the upper surface of the unit body, and the inside of the heat exchanger is made to pass outside air to the four heat exchangers by this blower.
- Heat exchange is performed with the flowing refrigerant, and the heat-exchanged air is configured to be discharged above the unit body. That is, air is introduced from the outside of the unit body and discharged upward from the blower above to the outer heat exchangers disposed vertically on the both side surfaces, and the inside of the unit body is inclined and disposed.
- air is once introduced into the machine room from the outside of the unit body, and after this air passes through the inner heat exchanger, it is discharged upward from the blower Is configured.
- a plurality of heat exchange units as described in Patent Document 1 may be arranged side by side and continuously installed. In the case of continuous installation, in order to reduce the installation area as much as possible, a plurality of heat exchange units are often installed close to each other. In the case where the heat exchange units are placed in close proximity and continuously installed, conventionally, the heat exchange units as described in Patent Document 1 were arranged side by side with the surfaces on which the air heat exchangers are not disposed facing each other. .
- the service valve, solenoid valve coil, and other devices with high maintenance frequency can be easily accessed from the outside of the heat exchange unit.
- the heat exchange unit is often arranged as close as possible to the outside.
- the devices are placed near the outside of the heat exchange unit in this way, those devices become an obstacle, making it difficult for workers to get into the heat exchange unit, and the compression that constitutes the heat exchanger and the refrigeration cycle
- maintenance of the cycle equipment such as a machine becomes difficult.
- An object of the present invention is to obtain a heat exchange unit which can be easily maintained. Another object of the present invention is to provide a heat exchange apparatus which can be easily maintained even when a plurality of heat exchange units are installed in series.
- a unit body a machine room provided in the unit body and accommodating a compressor, etc., and a plurality of air heat exchanges installed in the upper part of the machine room And a plurality of air heat exchangers each formed in a substantially U-shape, and the plurality of air heat exchangers having a plurality of substantially U-shaped air heat exchangers.
- the air conditioners are spaced apart and disposed to face each other, and the inside of the substantially U-shaped air heat exchanger is used as a device installation space communicating with the machine chamber, and the space between the plurality of air heat exchangers A work space communicating with the machine room is formed at the center side, and the blower is installed at an upper portion between the plurality of air heat exchangers.
- Another feature of the present invention is that, in the heat exchange device including a plurality of the above-mentioned heat exchange units, the plurality of heat exchange units are arranged such that the heat exchangers of the heat exchange units are not facing each other. It is in being continuously installed.
- the plurality of heat exchange units are continuous so that the heat exchangers of the heat exchange units are disposed facing each other. It is in being installed.
- the heat exchange unit of the present invention an effect that maintenance can be easily performed can be obtained. Moreover, according to the heat exchange apparatus of the present invention including a plurality of the heat exchange units, even when the heat exchange units are continuously installed, an effect that maintenance can be easily performed can be obtained.
- cycle equipment such as a compressor disposed in the machine room, refrigerant piping, etc. are also lower than the height of the lower end of the outer air heat exchanger installed in the unit main body, or the inner side air heat exchange It can only be placed at a lower position than the slope of the vessel. For this reason, the size (size) of the cycle devices, the space for arranging them, and the degree of freedom of the refrigerant pipe route become small.
- the first embodiment solves these problems as well.
- the space surrounded by the outer air heat exchanger vertically disposed on the side of the unit body, the inner heat exchanger obliquely disposed on the inner side, and the blower disposed on the upper portion of the unit body None is placed and not used. Therefore, in the first embodiment, the space can be effectively used, and thereby a work space for maintenance can be secured.
- the air heat exchangers arranged in an inverted M shape in the conventional heat exchange unit are abolished, and the outside is eliminated.
- the outer air heat exchanger is formed to be bent in a substantially U-shape.
- the "substantially U-shaped” may be simply referred to as "U-shaped” hereinafter, but the U-shaped also includes a substantially U-shaped. Further, the “substantially U-shaped” and “U-shaped” are not limited to the U-shaped heat exchanger, and may be concave, curved, semicircular, arc, C, etc.
- the equipment installation space is formed inside the heat exchanger, and includes one having a shape in which one side (part) is open.
- a heat exchanger configured by combining a plurality of L-shaped or flat heat exchangers and arranged in a U-shape is also included in the concept of the U-shaped heat exchanger in the present invention.
- a plurality of the substantially U-shaped air heat exchangers (hereinafter, may be simply referred to as heat exchangers) are arranged to be spaced apart and to face each other.
- no partition is provided between the machine room and the air heat exchanger, and cycle equipment such as a compressor is disposed in a space inside the heat exchanger which is bent in a substantially U shape.
- cycle equipment such as a compressor is disposed in a space inside the heat exchanger which is bent in a substantially U shape.
- a work space is formed between the plurality of U-shaped heat exchangers so that a worker can enter and work.
- the size (size) of the cycle devices constituting the refrigeration cycle such as the compressor, four-way valve, accumulator, water heat exchanger, etc., provided in the machine room, their installation positions, and refrigerant piping
- the work space in which the cycle device is not disposed can be secured at the center of the plurality of heat exchangers, a worker performing maintenance or the like can easily enter the heat exchange unit and work easily. be able to. That is, the operator can easily access the heat exchanger and the cycle equipment, and can take an upright work posture, and can easily perform maintenance work.
- FIG. 1 is a compressor comprising a screw compressor, a scroll compressor, etc.
- 2 is a compressed refrigerant gas discharged from the compressor 1 and is allowed to flow through an air heat exchanger (heat exchanger) 3 or
- a four-way valve for switching whether to flow to the water heat exchanger 5 is a pressure reducing device 4 composed of an electronic expansion valve, a capillary tube and the like.
- the water heat exchanger 5 cools or heats water such as cold water or hot water circulated and supplied from an indoor unit or the like.
- the refrigerant flows as indicated by solid arrows in the cooling operation. That is, the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 1 flows to the heat exchanger 3 by the four-way valve 2 and is condensed by heat exchange with the external air, and after being decompressed and expanded by the decompressor 4 , Flows into the water heat exchanger 5.
- the water (cold water) circulated and supplied from the indoor unit such as the air conditioning unit exchanges heat with the decompressed refrigerant, and the water is cooled and returned to the indoor unit to perform air conditioning and the like.
- the refrigerant takes heat from the water supplied to the water heat exchanger 5, evaporates, and is sucked into the suction side of the compressor via the four-way valve 2.
- the refrigerant flows as indicated by the broken arrow. That is, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 1 flows to the water heat exchanger 5 by the four-way valve 2, and heats the water (hot water) circulated and supplied to the water heat exchanger 5 To condense.
- the refrigerant condensed by the water heat exchanger 5 is expanded under reduced pressure by the pressure reducer 4 and then flows into the air heat exchanger 3 to exchange heat with external air and evaporate.
- the evaporated refrigerant is then drawn into the suction side of the compressor via the four-way valve 2 to form a refrigeration cycle.
- the heat exchange unit of this embodiment is constituted by the compressor 1, the four-way valve 2, the heat exchanger 3, the pressure reducer 4, the water heat exchanger 5, and refrigerant pipes connecting them.
- the heat exchanger 3 is composed of a fin-tube type heat exchanger or the like, and air is blown between the fins by the blower 6 to exchange heat between the refrigerant and the outside air.
- a brine may be used instead of water.
- FIG. 2 is a schematic horizontal sectional view for explaining the embodiment 1 of the heat exchange unit according to the present invention
- FIG. 3 is a schematic sectional view of the heat exchange unit according to this embodiment viewed from the front
- FIG. 4 is the heat exchange unit shown in FIG. It is a perspective view for demonstrating the whole structure of.
- two air heat exchangers (heat exchangers) 3 (heat exchangers) 3 (3a to 3d) formed in a substantially U shape are provided respectively on the left and right of the unit main body A.
- the heat exchangers 3a and 3b on the left side are disposed so as to face each other at a distance from the heat exchangers 3c and 3d on the right side. That is, all the four U-shaped heat exchangers 3a to 3d are installed so as to face inward.
- the cycle devices such as the compressor 1, the four-way valve 2, the pressure reducer 4 and the water heat exchanger 5 are disposed in the device installation space 7 inside the U-shaped heat exchanger 3 and the center of the unit main body A
- the work space 8 is formed so that a worker can perform maintenance work and the like without installing cycle equipment and the like.
- the work space 8 is provided to penetrate the front and back sides of the unit body A, and can be used as a passage and work space for maintenance work and the like.
- the heat exchangers 3 (3a to 3d) disposed on the left and right of the unit main body A are installed so as to be inclined outward toward the upper side in the present embodiment.
- the heat exchanger 3 is not necessarily inclined and installed, and may be installed substantially vertically.
- Reference numerals 12 (12 a and 12 b) denote machine room covers, which are respectively provided on the lower left and right of the unit body A, and the heat exchangers 3 a to 3 d are provided on the machine room cover 12.
- a machine room 11 for installing a cycle device or the like is formed in the lower part inside the machine room cover 12.
- a plurality of blowers 6 are installed on the unit body A at the upper inside of the heat exchanger 3.
- the machine room cover 12 may or may not be provided with a slit so that more air can be introduced into the inner heat exchanger, but in the present embodiment, the machine room cover 12 is not provided. It must be possible to install the heat exchanger 3 and to prevent the air sucked from the side surface of the unit body A from flowing to the blower 6 without passing through the heat exchanger 3. Therefore, the machine room cover 12a installed on the left side and the machine room cover 12b installed on the right side are not connected, and a space is provided between them.
- the tall accumulator 9 is disposed from the lower portion (base portion) of the unit body A to the equipment installation space 7 inside the U-shaped heat exchanger 3a above the machine room cover 12a. Moreover, the compressor 1 is installed in the lower part side of the said U-shaped heat exchanger 3c installed in the right side.
- the tall water heat exchanger 5 is, like the accumulator 9, from the lower part of the unit main body A, the equipment installation space inside the U-shaped heat exchanger 3b at the top of the machine room cover 12a. 7 (see FIG. 2).
- a tall refrigerant amount controller 10 is also provided, and the refrigerant amount controller 10 is also U-shaped from the lower part of the unit main body A like the accumulator 9 and the water heat exchanger 5. It is arrange
- cycle devices such as the four-way valve 2 and the pressure reducer 4 are also installed in the device installation space 7 (see FIG. 2) of the machine room 11, as shown in FIG. Therefore, the work space 8 can be secured at the center of the unit body A, and maintenance work can be easily performed from the work space 8.
- positioning of the cycle apparatus shown in FIG.3 and FIG.4 is an example, and the kind and installation position of the apparatus to arrange
- the machine chamber 11 and the heat exchanger chamber 13 in the upper part thereof are not partitioned, and the inside of the unit main body A is one communicating space.
- the front side and the back side of the unit body A so that the air sucked into the unit body A by the blower 6 does not flow into the heat exchanger chamber 13 without passing through the heat exchanger 3.
- the front cover A1 and the back cover A2 are respectively detachably attached to the (see FIG. 2).
- external air is sucked by the blower 6 from both side surfaces A3 and A4 of the unit main body A, passes through the heat exchanger 3, and exchanges heat with the refrigerant flowing in the heat transfer pipe of the heat exchanger 3. After that, the air is discharged upward by the blower 6.
- the plurality of heat exchangers 3 are respectively formed in a substantially U-shape, and the plurality of U-shaped heat exchangers 3 are disposed so as to be spaced apart and face each other. Since the inside of the H-shaped heat exchanger is the equipment installation space 7 communicating with the machine chamber 11, the height of the equipment installation space 7 is not limited. Therefore, it is possible to easily install the water heat exchanger 5, the accumulator 9, the refrigerant amount regulator 10, and the like taller than the lower end of the heat exchanger 3 in the device installation space 7 in the unit main body A. . Moreover, in the case of the apparatus whose height is shorter than the lower end of the heat exchanger 3, it is also possible to stack those apparatuses in the apparatus installation space 7 in two stages. Furthermore, refrigerant piping and the like can be installed at a high position in the unit main body A. According to this embodiment, the size (size) of cycle devices, their installation positions, and the degree of freedom of piping layout growing.
- a work space 8 communicating with the machine room 11 is formed at the center side between the plurality of U-shaped heat exchangers 3, and in the work space 8 part, particularly in the height direction, There is no need to install an obstacle, other than the blower 6 at the upper part of the unit body A. Therefore, a worker can enter the working space 8 in the unit body for maintenance work and the like, and can easily perform maintenance work etc. If the heat exchange unit is tall, work in an upright posture is also possible. .
- the heat exchangers 3 of the respective heat exchange units use those installed substantially vertically.
- the heat exchange unit in which the heat exchanger 3 is installed substantially vertically is continuously installed, as shown in FIG. 5, the surface of the heat exchange unit where the heat exchanger is not installed (front cover A1 and A plurality of heat exchange units are continuously installed with the back cover A2 facing each other.
- the plurality of heat exchange units are continuously installed so that the work spaces 8 respectively formed in the plurality of heat exchange units can communicate with each other.
- the work space 8 can be formed as a single passage connecting the centers of the plurality of heat exchange units.
- the one passage (working space 8) formed in the heat exchange unit maintenance work and the like of a plurality of heat exchange units can be efficiently performed.
- the front cover A1 of the leftmost heat exchange unit and the back cover A2 of the rightmost heat exchange unit are shorted without the external air passing through the heat exchanger 3 It is necessary to install it in order to prevent it from flowing to the blower, but other front cover and back cover may or may not be installed, and in case of installation, it can be passed by workers.
- the front cover and the back cover may be configured to be removable or openable.
- FIG. 6 shows another example of the heat exchange device in which a plurality of the heat exchange units are continuously installed.
- the heat exchangers 3 of the respective heat exchange units use those installed so as to be inclined outward toward the upper side.
- the surfaces of the heat exchangers 3 of the plurality of heat exchange units are close to each other (that is, the surfaces on which the heat exchangers are disposed face each other)
- a passage through which the external air passes is formed outside the surface of each heat exchanger 3. Therefore, external air can be easily taken in from the surface of each heat exchanger 3. That is, in the example of FIG. 6, the plurality of heat exchange units are continuously installed so that the work spaces 8 respectively formed in the plurality of heat exchange units are parallel to each other.
- the work space 8 of each heat exchange unit is a passage connecting the front side and the back side of each heat exchange unit.
- any one of the cycle equipment may be provided on either the back side (back side) or the front side (front side) of the work space 8 of each heat exchange unit. You may set up a blockage to block the passage. Even in this case, since the operator can easily enter the heat exchange unit from the other end of the work space 8, the workability such as maintenance work is hardly deteriorated. For example, as shown in FIG.
- the present embodiment it is possible to obtain a heat exchange unit which can enter the heat exchange unit and perform maintenance easily, and a plurality of heat exchange units are continuously installed. In such a case, a heat exchange device that can be easily maintained can be obtained. In addition, the effect is obtained that the size (size) and arrangement of the cycle device, and the degree of freedom of the refrigerant pipe path can be increased.
- A Heat exchange unit, A1: Front cover, A2: Back cover, A3, A4: Side, 1: Compressor, 2: Four-way valve, 3, 3a to 3d: air heat exchanger (heat exchanger), 4: Depressurizer, 5: Water heat exchanger, 6: Blower, 7: Equipment installation space, 8: Work space, 9: Accumulator, 10: Refrigerant amount regulator, 11: machine room 12, 12a, 12b: machine room cover 13: heat exchanger room.
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Abstract
容易にメンテナンスを行うことのできる熱交換ユニットを得ることを課題とする。熱交換ユニットは、ユニット本体Ａと、このユニット本体内に設けられ圧縮機などを収納する機械室と、前記ユニット本体内の前記機械室上部に設置された複数の空気熱交換器３と、前記ユニット本体の上部に設けられた送風機を備える。前記複数の空気熱交換器はそれぞれ略Ｕ字状に形成されると共に、この略Ｕ字状の複数の空気熱交換器は離間して互いに対向するように配置され、前記略Ｕ字状に形成された空気熱交換器の内側を前記機械室に連通する機器設置スペース７とし、前記複数の空気熱交換器の間の中央側には前記機械室と連通する作業スペース８が形成され、更に前記複数の空気熱交換器の間の上部には前記送風機が設置されている。
Description
本発明は、空調用や産業用冷凍装置などの熱源機として使用される熱交換ユニット及び熱交換装置に関する。
空調用や産業用冷凍装置などの熱源機として使用される熱交換ユニットとしては、例えば特開２００３－２２２３５１号公報（特許文献１）に記載のものがある。この特許文献１には、ユニット本体内に複数（この従来例では４枚）の空気熱交換器（以下、単に熱交換器ということもある）を備えている熱交換ユニットが記載されている。
即ち、上記特許文献１に記載された熱交換ユニットは、２枚の熱交換器がユニット本体の右側面と左側面に１枚ずつ垂直に配設され、前記２枚の熱交換器の間には、中央から右側面の下端に向かって傾斜する１枚の熱交換器と、中央から左側面の下端に向かって傾斜する１枚の熱交換器で構成され、正面から見ると前記４枚の熱交換器が逆Ｍ字型に配置されているものである。
上記熱交換ユニットにおいて、前記空気熱交換器の下部には機械室カバーで仕切られた機械室が設けられており、この機械室内には圧縮機、四方弁、水熱交換器、冷媒配管等の冷凍サイクルを構成するサイクル機器等が収納されている。
また、前記熱交換器の上部側、即ちユニット本体の上面には送風機が配置されており、この送風機により外部の空気を前記４枚の熱交換器に通過させることで、該熱交換器内を流れる冷媒との間で熱交換させ、熱交換した空気はユニット本体の上方に排出されるように構成されている。即ち、前記両側面に垂直に配設された外側の熱交換器には、ユニット本体の外側から空気が導入されて上方の前記送風機から上方へ排出され、ユニット本体内側に傾斜して配設された内側の空気熱交換器に対しては、ユニット本体の外側から空気が一旦前記機械室内に導入され、この空気が前記内側の熱交換器を通過した後、前記送風機から上方へ排出されるように構成されている。
特許文献１に記載されたような熱交換ユニットは、複数台が並べられて連続設置される場合がある。この連続設置をする場合、設置面積をできるだけ小さくするため、複数台の熱交換ユニットを互いに近接させて設置することも多い。熱交換ユニットを近接させて連続設置する場合、従来は、特許文献１に記載のような熱交換ユニットを、空気熱交換器を配設していない面同士を互いに向かい合わせて並設していた。
しかし、前述したように複数台の熱交換ユニットを並設すると、熱交換ユニットのメンテナンスの際は、熱交換ユニットの熱交換器を配設していない面からメンテナンス作業をすることは困難になる。このため、メンテナンス作業を行う作業員は、熱交換ユニットの熱交換器を配設している側から、前記機械室に入り込み、ここからユニット内部の前記内側の熱交換器同士で形成されている空間に入り込み、作業する必要があった。
また、熱交換ユニットを単独で、或いは複数の熱交換ユニットを近接させないで離して設置する場合に、サービスバルブや電磁弁コイル等、メンテナンス頻度の高い機器については、熱交換ユニットの外部から容易にメンテナンスや操作ができるように、熱交換ユニットのなるべく外側に近い位置に配置されることも多い。しかし、このように熱交換ユニットの外側近くに機器を配置すると、それらの機器が障害となって作業員は熱交換ユニット内部に入り込むことが困難になり、熱交換器や冷凍サイクルを構成する圧縮機等の前記サイクル機器のメンテナンスが難しなるという課題がある。
本発明の目的は、容易にメンテナンスを行うことのできる熱交換ユニットを得ることにある。
本発明の他の目的は、複数台の熱交換ユニットが連続設置される場合でも、容易にメンテナンスを行うことのできる熱交換装置を得ることにある。
本発明の他の目的は、複数台の熱交換ユニットが連続設置される場合でも、容易にメンテナンスを行うことのできる熱交換装置を得ることにある。
上記目的を達成するため、本発明は、ユニット本体と、このユニット本体内に設けられ圧縮機などを収納する機械室と、前記ユニット本体内の前記機械室上部に設置された複数の空気熱交換器と、前記ユニット本体の上部に設けられた送風機を備える熱交換ユニットにおいて、前記複数の空気熱交換器はそれぞれ略Ｕ字状に形成されると共に、この略Ｕ字状の複数の空気熱交換器は離間して互いに対向するように配置され、前記略Ｕ字状に形成された空気熱交換器の内側を前記機械室に連通する機器設置スペースとし、前記複数の空気熱交換器の間の中央側には前記機械室と連通する作業スペースが形成され、更に前記複数の空気熱交換器の間の上部には前記送風機が設置されていることを特徴とする。
本発明の他の特徴は、上記の熱交換ユニットを複数台備える熱交換装置において、前記熱交換ユニットの熱交換器を設置していない面を向かい合わせるようにして前記複数台の熱交換ユニットが連続設置されていることにある。
本発明の更に他の特徴は、上記の熱交換ユニットを複数台備える熱交換装置において、前記熱交換ユニットの熱交換器を配設した面が互いに向い合うように複数台の熱交換ユニットが連続設置されていることにある。
本発明の熱交換ユニットによれば、容易にメンテナンスを行うことのできるという効果を得ることができる。
また、上記熱交換ユニットを複数台備える本発明の熱交換装置によれば、熱交換ユニットが連続設置される場合でも、容易にメンテナンスを行うことのできるという効果が得られる。
また、上記熱交換ユニットを複数台備える本発明の熱交換装置によれば、熱交換ユニットが連続設置される場合でも、容易にメンテナンスを行うことのできるという効果が得られる。
以下、本発明の熱交換ユニット及び熱交換装置の具体的実施例を図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示す。
本発明の実施例１を説明する前に、上記特許文献１に記載されているような従来の熱交換ユニットについて更に説明する。即ち、従来の熱交換ユニットにおいては、上述した課題の他に以下のような課題もある。
即ち、従来の熱交換ユニットでは、中央からユニット本体両側面の下端側へ傾斜している内側の空気熱交換器があるため、作業員が熱交換ユニット内に入り込むことができたとしても、作業空間が狭く、また直立して作業することも困難になり、メンテナンス作業などを実施し難い。
また、機械室に配置されている圧縮機等のサイクル機器や冷媒配管なども、ユニット本体内に設置されている前記外側の空気熱交換器の下端の高さ以下、或いは前記内側の空気熱交換器の傾斜面より低い位置にしか配置することができない。このため、サイクル機器の大きさ（サイズ）や、それらの配置スペース、及び冷媒配管経路の自由度が小さくなってしまう。
本実施例１はこれらの課題も解決するものである。従来の熱交換ユニットでは、ユニット本体側面に垂直配置された外側空気熱交換器と、内側に傾斜配置された内側熱交換器と、ユニット本体上部に配置された送風機とで囲まれた空間内には何も配置されておらず、使用されていない。そこで、本実施例１では、前記空間を有効活用できるようにし、それによってメンテナンスのための作業空間も確保できるようにしたものである。
即ち、本実施例においては、従来の熱交換ユニットにおいて、逆Ｍ字型に配設されている空気熱交換器のうち、内側に傾斜して配置している空気熱交換器を廃止して外側の空気熱交換器だけとし、更に前記空気熱交換器の伝熱面積を確保するため、前記外側空気熱交換器を、略Ｕ字状に曲げて形成するようにしている。
ここで、前記「略Ｕ字状」を以下単に「Ｕ字状」ということもあるが、前記Ｕ字状は略Ｕ字状も含むものである。また、前記「略Ｕ字状」や「Ｕ字状」はＵ字形状の熱交換器に限定しているものではなく、凹形状、湾曲形状、半円状、円弧状、Ｃ字状など、熱交換器の内側に機器設置スペースが形成され、一辺（一部）が開口している形状のものも含むものである。また、Ｌ字状や平たい形状の熱交換器を複数組み合わせてＵ字状に配置して構成した熱交換器も本発明におけるＵ字状の熱交換器の概念に含まれるものである。
そして、前記略Ｕ字状の複数の空気熱交換器（以下、単に熱交換器ということもある）を離間して互いに対向するように配置する。また、機械室と空気熱交換器の間には仕切りを設けず、圧縮機等のサイクル機器類を略Ｕ字状に曲げた前記熱交換器の内側のスペースに配置する。更に、前記複数のＵ字状熱交換器の間には、作業員が入って作業できるように作業スペースが形成されるように構成する。
このように構成することにより、機械室に設けている圧縮機、四方弁、アキュームレータ、水熱交換器等の冷凍サイクルを構成するサイクル機器の大きさ（サイズ）やそれらの設置位置、及び冷媒配管の配管経路の自由度を上げることができる。また、前記複数の熱交換器の中央には、サイクル機器が配置されていない前記作業スペースを確保できるから、メンテナンスなどを行う作業員は、熱交換ユニット内に容易に入り込んで、容易に作業することができる。即ち、作業員は、熱交換器やサイクル機器へ容易にアクセスできると共に、直立した作業姿勢をとることも可能になり、メンテナンス作業を容易に行うことができる。
以下、本発明の熱交換ユニット及び熱交換装置の具体的実施例を図面に基づいて説明する。
まず、本実施例の熱交換ユニットが適用される冷凍サイクル装置の一例を、図１に示す冷凍サイクル構成図で説明する。
図１において、１はスクリュー圧縮機やスクロール圧縮機などで構成された圧縮機、２は前記圧縮機１から吐出された圧縮冷媒ガスを、空気熱交換器（熱交換器）３に流すか或いは水熱交換器５に流すかを切り替える四方弁、４は電子膨張弁やキャピラリーチューブなどで構成されている減圧器である。前記水熱交換器５は、室内ユニットなどから循環供給される冷水或いは温水などの水を冷却または加熱するものある。
まず、本実施例の熱交換ユニットが適用される冷凍サイクル装置の一例を、図１に示す冷凍サイクル構成図で説明する。
図１において、１はスクリュー圧縮機やスクロール圧縮機などで構成された圧縮機、２は前記圧縮機１から吐出された圧縮冷媒ガスを、空気熱交換器（熱交換器）３に流すか或いは水熱交換器５に流すかを切り替える四方弁、４は電子膨張弁やキャピラリーチューブなどで構成されている減圧器である。前記水熱交換器５は、室内ユニットなどから循環供給される冷水或いは温水などの水を冷却または加熱するものある。
まず、冷房運転について説明すると、冷房運転時には冷媒が実線矢印のように流れる。即ち、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方弁２により、熱交換器３に流れて、外部空気と熱交換されることにより凝縮し、前記減圧器４で減圧膨張された後、前記水熱交換器５に流入する。この水熱交換器５では、空調ユニットなどの室内ユニットから循環供給される水（冷水）と減圧された冷媒とが熱交換し、水は冷却されて前記室内ユニットに戻され、空調などを行う。また、前記冷媒は前記水熱交換器５に供給される水から熱を奪って蒸発し、前記四方弁２を経由して前記圧縮機の吸込側に吸入される。
暖房運転時には、冷媒は破線矢印のように流れる。即ち、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方弁２により、水熱交換器５に流れて、この水熱交換器５に循環供給される水（温水）を加熱すると共に自らは凝縮する。水熱交換器５で凝縮した冷媒は、前記減圧器４で減圧膨張された後、前記空気熱交換器３に流入し、外部空気と熱交換して蒸発する。この蒸発した冷媒はその後前記四方弁２を経由して前記圧縮機の吸込側に吸入される、という冷凍サイクルを構成する。
本実施例の熱交換ユニットは、上記圧縮機１、四方弁２、熱交換器３、減圧器４、水熱交換器５、及びそれらを接続する冷媒配管などで構成されている。前記熱交換器３は、フィンチューブ型の熱交換器などで構成されており、送風機６によりフィン間に風を流し、冷媒と外気との間で熱交換を行う。また、本実施例では、前記水熱交換器５に水が供給されるもので説明したが、水の代わりにブラインを使用しても良い。
次に、図２～図４に基づき、本実施例の熱交換ユニットについて説明する。
図２は本発明の熱交換ユニットの実施例１を説明する水平断面概略図、図３は本実施例の熱交換ユニットを正面から見た断面模式図、図４は図３に示す熱交換ユニットの全体構成を説明するための斜視図である。
図２は本発明の熱交換ユニットの実施例１を説明する水平断面概略図、図３は本実施例の熱交換ユニットを正面から見た断面模式図、図４は図３に示す熱交換ユニットの全体構成を説明するための斜視図である。
図２に示すように、本実施例の熱交換ユニットは、略Ｕ字状に形成された空気熱交換器（熱交換器）３（３ａ～３ｄ）が、ユニット本体Ａの左右にそれぞれ２枚づつ、合計４枚設けられ、左側の熱交換器３ａ，３ｂは右側の熱交換器３ｃ，３ｄとは離間して互いに対向するように配置されている。即ち、前記４枚のＵ字状熱交換器３ａ～３ｄの全てが内側を向くように設置されている。そして、前記圧縮機１、四方弁２、減圧器４、水熱交換器５などのサイクル機器は、前記Ｕ字状熱交換器３の内側の機器設置スペース７に配置され、ユニット本体Ａの中央にはサイクル機器類を設置しないで、作業員がメンテナンス作業などを行えるように作業スペース８を形成している。本実施例では、この作業スペース８は、ユニット本体Ａの正面側と背面側を貫通するように設けられ、メンテナンス作業時などの通路兼作業スペースとすることが可能な構成としている。
本実施例の具体的構成を図３に示す正面から見た断面模式図と図４に示す斜視図により説明する。
図３に示すように、ユニット本体Ａの左右に配置された前記熱交換器３（３ａ～３ｄ）は、本実施例では上方に向って外側に傾斜するように設置されている。なお、前記熱交換器３は、必ずしも傾斜させて設置しなければならないものではなく、略垂直に設置するようにしても良い。１２（１２ａ，１２ｂ）は機械室カバーで、ユニット本体Ａの左右の下部にそれぞれ設けられており、この機械室カバー１２の上に前記各熱交換器３ａ～３ｄが設置されている。また、前記機械室カバー１２の内側下部にはサイクル機器などを設置するための機械室１１が形成されている。更に、前記熱交換器３の内側上部の前記ユニット本体Ａには複数の送風機６が設置されている。
図３に示すように、ユニット本体Ａの左右に配置された前記熱交換器３（３ａ～３ｄ）は、本実施例では上方に向って外側に傾斜するように設置されている。なお、前記熱交換器３は、必ずしも傾斜させて設置しなければならないものではなく、略垂直に設置するようにしても良い。１２（１２ａ，１２ｂ）は機械室カバーで、ユニット本体Ａの左右の下部にそれぞれ設けられており、この機械室カバー１２の上に前記各熱交換器３ａ～３ｄが設置されている。また、前記機械室カバー１２の内側下部にはサイクル機器などを設置するための機械室１１が形成されている。更に、前記熱交換器３の内側上部の前記ユニット本体Ａには複数の送風機６が設置されている。
前記機械室カバー１２は、従来の熱交換ユニットでは、内側の熱交換器へより多くの空気を導入できるようスリットを設けていたり、設置されていないことがあったが、本実施例では、前記熱交換器３を設置でき、且つユニット本体Ａの側面から吸い込まれた空気が前記熱交換器３を通過せずに前記送風機６に流れてしまうのを防止できるものでなければならない。従って、左側に設置された前記機械室カバー１２ａと右側に設置された前記機械室カバー１２ｂとは接続されず、それらの間は空間となっている。
従って、背の高いアキュームレータ９は、ユニット本体Ａの下部（ベース部）から、前記機械室カバー１２ａ上部の前記Ｕ字状熱交換器３ａ内側の機器設置スペース７にまで亘って配置されている。また、圧縮機１は、右側に設置されている前記Ｕ字状熱交換器３ｃの下部側に設置されている。
図４に示すように、背の高い水熱交換器５は、前記アキュームレータ９と同様、ユニット本体Ａの下部から、前記機械室カバー１２ａ上部の前記Ｕ字状熱交換器３ｂ内側の機器設置スペース７（図２参照）にまで亘って配置されている。本実施例では、背の高い冷媒量調節器１０も設けられており、この冷媒量調節器１０も前記アキュームレータ９や水熱交換器５と同様に、ユニット本体Ａの下部から、前記Ｕ字状熱交換器３ｄ内側の機器設置スペース７にまで亘って配置されている。
また、四方弁２や減圧器４などのサイクル機器も、図４に示すように、機械室１１の機器設置スペース７（図２参照）に設置されている。従って、ユニット本体Ａの中央には前記作業スペース８を確保することができ、この作業スペース８から容易にメンテナンス作業などが行えるようになっている。
なお、図３や図４に示したサイクル機器の配置は一例であり、配置する機器の種類や設置位置はこれらの図に示したものに限定されるものではない。
なお、図３や図４に示したサイクル機器の配置は一例であり、配置する機器の種類や設置位置はこれらの図に示したものに限定されるものではない。
また、本実施例では、前記機械室１１とその上部の熱交換器室１３との間は仕切られておらず、ユニット本体Ａ内は１つの連通した空間となっている。このため、前記送風機６によってユニット本体Ａ内に吸い込まれる空気が前記熱交換器３を通過せずに熱交換器室１３に流入して排出されないように、前記ユニット本体Ａの前面側と背面側にはそれぞれ前面カバーＡ１と背面カバーＡ２がそれぞれ着脱自在に取り付けられている（図２参照）。また、前記ユニット本体Ａの両側面Ａ３，Ａ４からは外部の空気が前記送風機６によって吸入され、前記熱交換器３を通過して、該熱交換器３の伝熱管内を流れる冷媒と熱交換した後、前記送風機６により上方に排出される。
本実施例によれば、複数の熱交換器３はそれぞれ略Ｕ字状に形成されると共に、このＵ字状の複数の熱交換器３は離間して互いに対向するように配置され、前記Ｕ字状に形成された熱交換器の内側を機械室１１に連通する機器設置スペース７としているので、前記機器設置スペース７の部分には高さを制限するものがない。従って、熱交換器３の下端よりも背の高い水熱交換器５、アキュームレータ９、冷媒量調節器１０などを、ユニット本体Ａ内の前記機器設置スペース７に容易に設置することが可能となる。また、熱交換器３の下端よりも背の低い機器の場合には、それらの機器を前記機器設置スペース７に二段積みすることも可能となる。更に、冷媒配管などは、ユニット本体Ａ内の高い位置に設置することもできるなど、本実施例によれば、サイクル機器の大きさ（サイズ）やそれらの設置位置、及び配管レイアウトの自由度が大きくなる。
また、前記複数のＵ字状熱交換器３の間の中央側には前記機械室１１と連通する作業スペース８が形成され、この作業スペース８の部分には、特にその高さ方向には、ユニット本体Ａ上部の送風機６以外には障害物となるものを設置する必要がない。従って、メンテナンス作業などで作業員がユニット本体内の作業スペース８に入って、メンテナンス作業などを容易に行うことができ、背の高い熱交換ユニットであれば直立した姿勢での作業も可能となる。
なお、前記作業スペース８を挟んでサイクル機器同士を接続する冷媒配管の渡り配管や、サイクル機器を構成する電磁弁のコイル或いは温度を検出するサーミスタ等の電気配線など、作業性を大幅に阻害するものでなければ、前記作業スペース８内にこれらのものを設けても問題はない。
次に、図５により、上述した熱交換ユニットを複数台連続設置した熱交換装置の一例を説明する。この例では、各熱交換ユニットのそれぞれの熱交換器３は略垂直に設置されているものを使用している。このような熱交換ユニットの場合、熱交換器の面同士が近接するように複数の熱交換ユニットを設置すると、その近接した熱交換器の面からは外部空気が吸入され難くなる。そこで、熱交換器３が略垂直に設置されている熱交換ユニットを連続設置する場合には、図５に示すように、熱交換ユニットの熱交換器を設置していない面（前面カバーＡ１と背面カバーＡ２が設けられている面）を向かい合わせるようにして複数台の熱交換ユニットを連続設置する。言い換えれば複数の熱交換ユニット内にそれぞれ形成されている前記作業スペース８が互いに連通可能なように、複数の熱交換ユニットを連続設置する。
このように複数の熱交換ユニットを連続設置することにより、前記作業スペース８は複数の熱交換ユニットの中央を連通する１本の通路とすることができるから、メンテナンス作業時に、作業員は複数の熱交換ユニット内に形成された前記１本の通路（作業スペース８）を移動して、複数の熱交換ユニットのメンテナンス作業などを効率良く行うことが可能となる。
なお、連続設置されている熱交換ユニットのうち、最も左端の熱交換ユニットの前面カバーＡ１と、最も右側の熱交換ユニットの背面カバーＡ２は、外部の空気が熱交換器３を通らずに短絡して送風機に流れないようにするために取り付けておく必要があるが、それ以外の前面カバーや背面カバーは設置してもしなくても良く、設置する場合には作業員が通過できるように、前面カバーや背面カバーを着脱自在或いは開閉自在に構成しておくと良い。
図６は、上記熱交換ユニットを複数台連続設置した熱交換装置の他の例を示している。この例では、各熱交換ユニットのそれぞれの熱交換器３は、図３に示したように、上方に向って外側に傾斜するように設置されているものを使用している。このように熱交換器３を傾斜するように設置した場合、複数の熱交換ユニットの熱交換器３の面同士が近接するように（即ち、熱交換器を配設した面が向い合うように）熱交換ユニットを連続設置しても、各熱交換器３の面の外側には外部空気が通過する通路が形成される。従って、各熱交換器３の面から外部空気を容易に取り込むことができる。即ち、図６の例では複数の熱交換ユニット内にそれぞれ形成されている前記作業スペース８が互いに平行になるように、前記複数の熱交換ユニットは連続設置されている。
この図６に示した熱交換装置とすれば、各熱交換ユニットの前記作業スペース８は、各熱交換ユニットの正面側と背面側を連絡する通路となる。このように複数の熱交換ユニットを連続設置した場合、各熱交換ユニットの前記作業スペース８の背面側（奥側）或いは正面側（手前側）のいずれか一方の端には、サイクル機器の何れかを設置して通路を塞いでも良い。このようにしても、前記作業スペース８の他の端から熱交換ユニット内に作業員は容易に入ることができるから、メンテナンス作業などの作業性はほとんど悪くはならない。例えば、図６に示すように、圧縮機１を作業スペース８の背面側（奥側）に配置した場合、圧縮機のメンテナンス作業は正面側から作業スペース８を使用して行うことも、背面側から行うこともできる。また、その他のサイクル機器などは正面側から作業員が熱交換ユニット内に入り込んでメンテナンス作業などを行うことができる。
この図６に示す例によれば、サイクル機器などの設置の自由度を更に高めることができ、メンテナンス作業などの作業性を更に向上することも可能になる。
この図６に示す例によれば、サイクル機器などの設置の自由度を更に高めることができ、メンテナンス作業などの作業性を更に向上することも可能になる。
以上説明したように、本実施例によれば、熱交換ユニット内に入って容易にメンテナンス作業などを行うことのできる熱交換ユニットを得ることができると共に、複数台の熱交換ユニットが連続設置される場合でも、容易にメンテナンスを行うことのできる熱交換装置を得ることができる。
また、サイクル機器の大きさ（サイズ）や配置、冷媒配管の径路の自由度を上げることもできる効果が得られる。
また、サイクル機器の大きさ（サイズ）や配置、冷媒配管の径路の自由度を上げることもできる効果が得られる。
Ａ：熱交換ユニット、Ａ１：前面カバー、Ａ２：背面カバー、Ａ３，Ａ４：側面、
１：圧縮機、２：四方弁、
３，３ａ～３ｄ：空気熱交換器（熱交換器）、
４：減圧器、５：水熱交換器、６：送風機、
７：機器設置スペース、８：作業スペース、
９：アキュームレータ、１０：冷媒量調節器、
１１：機械室、１２，１２ａ，１２ｂ：機械室カバー
１３：熱交換器室。
１：圧縮機、２：四方弁、
３，３ａ～３ｄ：空気熱交換器（熱交換器）、
４：減圧器、５：水熱交換器、６：送風機、
７：機器設置スペース、８：作業スペース、
９：アキュームレータ、１０：冷媒量調節器、
１１：機械室、１２，１２ａ，１２ｂ：機械室カバー
１３：熱交換器室。
Claims (8)
- ユニット本体と、このユニット本体内に設けられ圧縮機などを収納する機械室と、前記ユニット本体内の前記機械室上部に設置された複数の空気熱交換器と、前記ユニット本体の上部に設けられた送風機を備える熱交換ユニットにおいて、
前記複数の空気熱交換器はそれぞれ略Ｕ字状に形成されると共に、この略Ｕ字状の複数の空気熱交換器は離間して互いに対向するように配置され、前記略Ｕ字状に形成された空気熱交換器の内側を前記機械室に連通する機器設置スペースとし、前記複数の空気熱交換器の間の中央側には前記機械室と連通する作業スペースが形成され、更に前記複数の空気熱交換器の間の上部には前記送風機が設置されていることを特徴とする熱交換ユニット。 - 請求項１に記載の熱交換ユニットにおいて、略Ｕ字状に形成されている前記空気熱交換器内側に、前記圧縮機が配置されていることを特徴とする熱交換ユニット。
- 請求項１に記載の熱交換ユニットにおいて、前記熱交換ユニットは、アキュームレータ、冷媒量調節器及び水熱交換器の少なくとも何れかを備えており、これらの機器の少なくとも何れかが、略Ｕ字状に形成されている前記空気熱交換器内側の機器設置スペースに配置されていることを特徴とする熱交換ユニット。
- 請求項１に記載の熱交換ユニットを複数台備える熱交換装置において、前記熱交換ユニットの熱交換器を設置していない面を向かい合わせるようにして前記複数台の熱交換ユニットが連続設置されていることを特徴とする熱交換装置。
- 請求項４に記載の熱交換装置において、各熱交換ユニットのそれぞれの熱交換器は略垂直に設置されていることを特徴とする熱交換装置。
- 請求項１に記載の熱交換ユニットを複数台備える熱交換装置において、前記熱交換ユニットの熱交換器を配設した面が互いに向い合うように複数台の熱交換ユニットが連続設置されていることを特徴とする熱交換装置。
- 請求項６に記載の熱交換装置において、各熱交換ユニットのそれぞれの熱交換器は上方に向って外側に傾斜するように設置されていることを特徴とする熱交換装置。
- 請求項６に記載の熱交換装置において、それぞれの熱交換ユニットにおける前記作業スペースの奥側となる位置には、それぞれの熱交換ユニットの圧縮機が配置されていることを特徴とする熱交換装置。
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