JP2004116837A - 空気調和方法および該方法にて居室を空気調和する住宅 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和機で空気調和した空気を吹出口から居室内に吹出すと共に、居室内の空気を吸込口から吸込んで居室内の空気を調和する空気調和方法であって、居室の側壁上部に空気調和機を設置し吹出口から居室の天井壁に向けて斜め上方に吹出し、吹出口から天井壁までの距離をb(m)、調和空気の吹出す方向が水平と成す角をθ(deg)として、設置関数F(b,θ)=b×b/(2tanθ)が0.05≦F(b,θ)≦0.7を満たすように空気調和機を設置する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は居室内の空気を調和する空気調和方法および該方法にて居室を空気調和する住宅に関する。
【0002】
【従来の技術】
住宅において空気調和機が設置されるのは、一般にリビングルームや寝室などの比較的長時間滞在しているような居室(以下、部屋と称する)であって、そのような部屋には一般的に外光を取り入れるための大きい窓が設けられている。しかるに、空気調和機は一般に窓の横、窓の上、あるいは窓の斜め上の側壁面に設置されることが多い。
【0003】
そのため、一般的な空気調和機は冷房運転や除湿運転時に水平方向に調和空気を送出することで使用者に風が当たりにくいように工夫されている。図4は、上記一般的な空気調和機が一般的な設置位置に設置された部屋33における、室内機1から送出される気流の挙動を示す図である。図4の場合、室内機1の吹出口5と天井Sとの距離は小さくなるように設置されている。この場合、図に示すように、吹出口5から水平方向に吹出された調和空気(C)はコアンダ効果により天井Sに沿って流れるため、居住者に直接風は当たるものの、その量は減少する。
【0004】
しかしながら、吹出口5と天井Sとの距離が大きくなるように室内機1を設置した場合には、図5に示すように、吹出口5から前方上方に吹出された調和空気は、吹出し直後、粘性により部屋33全体に拡散せずに室内機1内に流入する所謂ショートサーキットする気流(E)と、温度が低く密度が大きいため下降し部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(G)とが生ずる。
【0005】
居住空間の快適性を向上すべく、例えば出願人の出願である特願2002−029903号に記載されているように、冷房運転や除湿運転時に上方に調和空気を送出することで使用者に直接風が当たらないようにし、快適性と健康面での安全性を確保するとともに、部屋33全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる空気調和機が研究開発されている。
【0006】
上記の空気調和機によると、冷房運転や除湿運転時には上方に調和空気が送出送風される。図6は、このときに室内機1から送出される気流の挙動を示す図である。即ち、室内機1の吹出口5から前方上方に吹出された調和空気(B)は高速の噴流となって部屋33の天井Sに到達し、室内機1に対向する壁面、床面、室内機1取付け側の壁面を順次伝って室内機1に戻る。従って、部屋33の隅々にまで気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌し、部屋33の上方の一部を除く居住領域全体の温度分布を均一化して使用者に直接風を感じさせない快適空間を得ることができる。
【0007】
上記の空気調和機によると、室内機1の吹出口5と天井Sとの距離がある程度隔てられている場合には上記の効果が得られる。しかしながら、吹出口5と天井Sとの距離が極めて小さい場合には、図7に示すように、吹出口5から前方上方に吹出された調和空気は、室内機1の吸込口に比較的近いところで天井に衝突し、部屋全体に拡散せずに室内機1内に流入する所謂ショートサーキットする気流(E)と、天井に衝突して跳ね返り部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(F)とが生ずる。
【0008】
【特許文献1】
特開平5−60365号公報(図4)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
冷房運転や除湿運転時において、上記のショートサーキットとなった気流(E)は、空気調和効率の低下を引き起こすだけでなく、吸込口から吸引する空気の温度を低下させるため、部屋33の温度を正確に把握できなくなるといった問題がある。また、温度が低く密度が大きいため下降し部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(G)や、天井に衝突して跳ね返り部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(F)は、使用者に不快感を与えるだけでなく局所的に使用者の体温を低下させ健康を害してしまうといった問題がある。また、部屋の快適性は空気調和機の吹出方向,設置位置に大きく依存するにもかかわらず、従来においては空気調和機の設置位置を決定する良好な手法が開発されていなかった。本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、居住空間の快適性を向上できる空気調和機の設置位置決定方法を提供することにある。そして、該方法にて空気調和機を設置する住宅の提供を目的とする。
【0010】
【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、居室(部屋)の側壁上部に空気調和機を設置し吹出口から居室の天井壁に向けて斜め上方に吹出して空気調和することを特徴としている。この構成によると、冷房運転や除湿運転時において、居住者に直接風を当てることなく、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる。
【0011】
また、吹出口から天井壁までの距離をb(m)、調和空気の吹出す方向が水平と成す角をθ(deg)として、設置関数F(b,θ)=b×b/(2tanθ)が0.05≦F(b,θ)≦0.7を満たすように空気調和機を設置することにより、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流は若干生ずるものの、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる。
【0012】
望ましくは、設置関数F(b,θ)の値を、0.15≦F(b,θ)≦0.4に定めれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流が抑制され、更に望ましくは設置関数F(b,θ)の値を、0.25≦F(b,θ)≦0.35に定めれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流を大幅に抑制でき、上記の効果を大幅に向上できる。更に、0.25≦F(b,θ)≦0.35且つ10≦θ≦35に定めれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流をほとんど防止でき、上記の効果を最大限に得ることができる。
【0013】
そして、上記の空気調和方法により居室を空気調和する住宅とすることにより、健康住宅、快適住宅などと銘打った住宅販売が可能となり、販売促進効果が向上する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図4〜図7と同じ部分については同一の符号を付している。
【0015】
ここで、本明細書の記載に用いる気流の吹き出し方向の定義について説明する。吹出口5から水平面に対して平行に送出される場合を水平方向吹出し、水平方向吹出しに対して上方に正の角をなして送出される場合を上方吹出し、水平方向吹出しに対して下方に正の角をなして送出される場合を下方吹出しと称する。これら方向的記載は室内機1のみに限らず使用する場合がある。
【0016】
図1は本発明の空気調和方法を示す概略側断面図である。部屋33の側壁上部の特定設置位置に、機体の上部に空気調和した空気を吸込む吸込口4を、下部に斜め上方に調和空気を送出する吹出口5を設けて成る空気調和機室内機1を取り付けている。この室内機1は、冷房運転や除湿運転時には図中の矢印の方向(前方上方)に調和空気を送出する。
【0017】
いま、室内機1の吹出口5の上端から天井壁Sまでの距離をb(m)、調和空気の上方への吹出方向と水平面との成す角をθ(deg)とし、設置関数F(b,θ)=b×b/(2tanθ)と定義したとき、設置関数F(b,θ)は、図中の三角形34の面積を表す。この設置関数F(b,θ)の値と部屋33の快適性の間には密接な関係が存在する。
【0018】
図2は、本発明の実施形態の部屋33において、冷房運転や除湿運転時に、θ=20(deg)に固定したときの設置関数F(b,θ)と、調和空気の送出量に対する天井Sへの到達風量の割合(%)、及び調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合(%)を示す関係図、そして、図3は本発明の実施形態の部屋33において、冷房運転や除湿運転時に、設置関数F(b,θ)=0.3に固定したときのθと、調和空気の送出量に対する天井Sへの到達風量の割合(%)、および、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合(%)を示す関係図である。
【0019】
ここで、調和空気の送出量に対する天井Sへの到達風量の割合(%)、及び調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合(%)と、部屋33の快適性の関係について述べる。吹出口5から前方上方に吹出された調和空気は高速の噴流となって部屋33の天井Sに向かい、一部は天井Sに到達し、他は図5に示すように、ショートサーキットする気流(E)となるか、または温度が低く密度が大きいため下降し部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(G)となる。また、天井Sに到達した調和空気は、図7に示すように、天井壁から室内機1に対向する壁面、床面、室内機1取付け側の壁面を順次伝って室内機1に戻る気流(B)となるか、又はショートサーキットする気流(E)となるか、もしくは天井壁に衝突し跳ね返って部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(F)となる。
【0020】
即ち、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合も大きい場合は、吹出口5から送出された調和空気の大部分はショートサーキットする気流(E)となるか、もしくは天井壁に衝突し跳ね返って部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(F)となり、ショートサーキットのため空気調和効率が低下するとともに、居住者に直接風が当たり居住者に不快感を与えてしまう。
【0021】
また、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が小さく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合が大きい場合は、吹出口5から送出された調和空気の大部分はショートサーキットする気流(E)となるか、または温度が低く密度が大きいため下降し部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(G)となり、居住者に直接風が当たり居住者に不快感を与えてしまう。
【0022】
更に、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が小さく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合が小さい場合は、吹出口5から送出された調和空気の大部分は温度が低く密度が大きいため下降し部屋33の居住空間に降り注ぐ気流(G)となり、この場合も居住者に直接風が当たり居住者に不快感を与えてしまう。
【0023】
そして、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合が小さい場合、吹出口5から送出された調和空気の大部分は気流(B)となり、部屋の隅々にまで気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌し、部屋の上方の一部を除く居住領域全体の温度分布やイオン濃度分布を均一化して、使用者に直接風を感じさせない快適空間を得ることができる。
【0024】
図2より、空気調和機の設置位置を、0.05≦F(b,θ)≦0.7の範囲に定めれば、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合は比較的大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を比較的小さくすることができる。
【0025】
また、空気調和機の設置位置を、0.15≦F(b,θ)≦0.4の範囲に定めれば、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合をさらに大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合をさらに小さくすることができ、部屋33の快適性を増すことができる。
【0026】
更に、空気調和機の設置位置を、0.25≦F(b,θ)≦0.35の範囲に定めれば、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合を略100%にし、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を最小限に抑えることができるため、部屋33の快適性を大幅に高めることができる。
【0027】
また、図2において設置関数F(b,θ)の値を最適値0.3にとったときの、吹出し角θと、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合、および、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を示す関係図が図3であるが、吹出し角θの範囲が10≦θ≦35のとき、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合を略100%に、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を最小限に抑えることができるため、部屋33の快適性を最も高めることができる。
【0028】
なお、吹出し角θ=20(deg)における、F(b,θ)≦0.2の領域、又は、設置関数F(b,θ)=0.3におけるθ≧35の領域において、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を低減させるには、空気調和機に以下の工夫を施せばよい、即ち、室内機1の前面部に突設した凸部の壁面や、室内機1の前面部に凹設した溝部の壁面によって案内面の前端から後方に延びた平面または曲面を形成すると、空気調和機の前面に沿ってショートサーキットする流れを防止することができる。
【0029】
更に、吹出口に臨む空気流通経路の上壁が前方へ行くほど上方になるように傾斜する案内面を形成すると、該案内面によって空気を容易に上方向に導くことができるため、吹出口5から前方上方に送出する風量を増加することができる。なお、案内面は吹出口から突出して設けても良いし、吹出口の内方に設けても良い。
【0030】
そして、上記の空気調和方法により居室を空気調和する住宅とし、該住宅の施工説明書や販売促進パンフレットに上記空気調和方法およびその作用効果を掲載することにより、健康住宅、快適住宅などと銘打った住宅販売が可能となり、販売促進効果が向上する。
【0031】
以上、本発明に係る空気調和機の実施形態を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定される訳ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を加えて実施される。
【0032】
【発明の効果】
本発明によると、居室の側壁上部に空気調和機を設置し吹出口から居室の天井壁に向けて斜め上方に吹出して空気調和するため、居住者に直接風が当たることがなく、使用者の不快感防止による快適性向上及び健康上の安全性向上を図ることができる。又、空気調和機から送出された調和空気は部屋の天井に到達し、空気調和機に対向する壁面、床面、空気調和機側の壁面を順次伝う。従って、部屋の隅々にまで気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌し、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる。
【0033】
また、吹出口から天井壁までの距離をb(m)、調和空気の吹出す方向が水平と成す角をθ(deg)として、設置関数F(b,θ)=b×b/(2tanθ)が0.05≦F(b,θ)≦0.7を満たすように空気調和機を設置することにより、ショートサーキットする気流(E)や部屋の居住空間に降り注ぐ気流(G)は若干生ずるものの、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布をある程度均一にすることができる。
【0034】
望ましくは、設置関数F(b,θ)が0.15≦F(b,θ)≦0.4を満たすように空気調和機を設置することにより、ショートサーキットする気流(E)や部屋の居住空間に降り注ぐ気流(G)は抑制される。
【0035】
更に、設置関数F(b,θ)が0.25≦F(b,θ)≦0.35を満たすように空気調和機を設置すれば、ショートサーキットする気流(E)や部屋の居住空間に降り注ぐ気流(G)を大幅に抑制でき、上記の効果を大幅に向上できる。そして、0.25≦F(b,θ)≦0.35 且つ10≦θ≦35にすれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流をほとんど防止でき、上記の効果を最大限に得ることができる。
【0036】
そして、上記の空気調和方法により居室を空気調和する住宅とすることにより、健康住宅、快適住宅などと銘打った住宅販売が可能となり、販売促進効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気調和方法を示す概略側面断面図である。
【図2】本発明の空気調和方法における風量の割合を示す関係図である。
【図3】本発明の空気調和方法における風量の割合を示す関係図である。
【図4】従来の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図である。
【図5】従来の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図である。
【図6】従来の他の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図で、
【図7】従来の更に他の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図である。
【符号の説明】
1 室内機
2 キャビネット
3 フロントパネル
4 吸込口
5 吹出口
33 居室(部屋)
S 天井
Claims (6)
- 空気調和機で空気調和した空気を吹出口から居室内に吹出すと共に、居室内の空気を吸込口から吸込んで居室内の空気を調和する空気調和方法であって、
居室の側壁上部に空気調和機を設置し吹出口から居室の天井壁に向けて斜め上方に吹出して空気調和することを特徴とする空気調和方法。 - 吹出口から天井壁までの距離をb(m)、調和空気の吹出す方向が水平と成す角をθ(deg)として、
設置関数F(b,θ)=b×b/(2tanθ)が0.05≦F(b,θ)≦0.7を満たすように空気調和機を設置することを特徴とする請求項1に記載の空気調和方法。 - 設置関数F(b,θ)が0.15≦F(b,θ)≦0.4を満たすように空気調和機を設置する請求項2に記載の空気調和方法。
- 設置関数F(b,θ)が0.25≦F(b,θ)≦0.35を満たすように空気調和機を設置する請求項2に記載の空気調和方法。
- 調和空気の吹出す方向が水平と成す角θが10≦θ≦35を満たすように空気調和機を設置する請求項4に記載の空気調和方法。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の空気調和方法により居室を空気調和する住宅。
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