JP2004257621A - 局所空調方法及び局所空調装置,吹出しユニット - Google Patents

局所空調方法及び局所空調装置,吹出しユニット Download PDF

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Tomio Ogata
富夫 緒方
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Abstract

【課題】室内の雰囲気をなるべく誘引混合せずに局所を効率良く空調する。
【解決手段】空調対象となる室内の局所に給気するにあたり,局所に向けて空調空気流を吹出すと共に,局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を,この空調空気流と平行な室内空気流として,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出す。局所に向かって吹出された空調空気流と室内雰囲気との間に,空調空気流と平行な室内空気流を流すことにより,一種のバリア層を形成し,空調空気流が室内雰囲気によって拡散されるのを妨げることができる。空調空気流は室内雰囲気をなるべく誘引混合せずに局所まで到達でき,局所を効率良く空調できるようになる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,室内の一部分を局所的に空調する方法と装置に関し,更にこれら方法と装置に最適な吹出しユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より,省エネの観点から室内の全部ではなく一部分を局所的に空調するいわゆる局所空調(スポット空調)が行われている。この局所空調は,空調対象となる局所に,所望の温度,清浄度,湿度等に適宜調節した空調空気を給気することにより行われるのが一般である。このように,広い室内において居住者などの周りに局所的な空調空間を形成することにより,余分な空調負荷を排除することで省エネを達成することができる。例えば特公平3−79618号公報の第16図には,塗装ブース内に空気流を形成することにより空調する例が示されている。また,特開2000−18663号公報の図1には,クリーンルームにおいて壁やカーテンなどのパーテションで仕切ることによりゾーンを形成し,その内部を局所的に空調する例が示されている。
【0003】
【特許文献1】特公平3−79618号公報
【特許文献2】特開2000−18663号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
例えば大空間の室内において一部分を局所的に冷房するような場合,パンカルーバーなどのノズルや格子付吹出口から局所に向けて低温の空気を吹出す方法が一般的である。しかしながら,局所に向けて吹出された低温空気流は,相対速度の差によって室内において周囲の雰囲気を誘引混合して局所に到達することになる。このため,空調対象である局所に到達した時点では,温度が高くなったりして冷房効果が低下するおそれがある。また,このような冷房効果の低下を防ぐために,吐出面積を大きくし,局所の周りにも余分に低温空気を給気することも考えられる。しかしそうすると,余分に冷房能力を大きくしなければならず,エネルギーが無駄に使われてしまう。
【0005】
一方,パーテションで局所を仕切る方策も採られているが,室内が壁などのパーテションで仕切られているのは邪魔であり,作業の自由度が失われる。作業性の面からはそのようなパーテションはなるべく省略したい。
【0006】
従って本発明の目的は,室内の雰囲気をなるべく誘引混合せずに局所を効率良く空調することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために,本発明によれば,室内の局所に給気して空調する局所空調方法であって,前記局所に向けて,冷却手段で冷却された空調空気流もしくは除湿手段で除湿された空調空気流を吹出すと共に,前記局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を,前記空調空気流と平行な室内空気流として,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出すことを特徴とする,局所空調方法が提供される。また,本発明によれば,室内の局所に給気して空調する局所空調方法であって,前記局所に向けて空調空気流を吹出すと共に,この空調空気流と同じ速度の空気流を,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出すことを特徴とする,局所空調方法が提供される。この場合,前記局所を通過した空調空気流を,前記局所を挟んで空調空気流の吹出し位置と反対側の位置で吸引するように構成しても良い。
【0008】
また本発明によれば,空調対象となる室内の局所に給気する局所空調装置であって,前記局所に向って空調空気流を吹出す空調空気流吹出口を設け,前記空調空気流と平行な室内空気流を吹出す室内空気流吹出口を,前記空調空気流吹出口の周りに沿って設け,前記空調空気流吹出口に空調空気を供給する空調手段を設け,前記室内空気流吹出口に,前記局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を供給する送風手段を設けたことを特徴とする,局所空調装置が提供される。この場合,前記空調空気流吹出口から吹出される空調空気流と,前記室内空気流吹出口から吹出される室内空気流を同じ速度にさせる等速化機構を備えていても良い。また,前記局所を挟んで,空調空気流吹出口の反対側に吸気口を設け,この吸気口から吸い込んだ空気を,空調後,再び前記空調空気流吹出口に給気する空調機を設け前記局所を挟んで,空調空気流吹出口の反対側に吸気口を設けても良い。
【0009】
また本発明によれば,空調対象となる室内の局所に向って給気する吹出しユニットであって,ケーシングの吹出口に,局所に向って空調空気流を吹出す空調空気流吹出口を設け,前記局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を,前記空調空気流と平行な室内空気流として吹出す室内空気流吹出口を,前記空調空気流吹出口の周りに沿って設け,前記ケーシング内に室内空気を給気するファンを設け,前記空調空気流吹出口に空調空気を供給する空調空気流路を設けたことを特徴とする,吹出しユニットが提供される。この場合,前記吹出口に整流格子を取り付けても良い。また,前記吹出口において空調空気流吹出口を複数箇所に開口させ,それら空調空気流吹出口同士の間にも室内空気流を吹出すように構成しても良い。
【0010】
本発明は,局所を冷暖房する場合の他,クリーンブースのような局所に清浄な空気を給気する場合や,局所を所定の湿度に保つ場合等,種々の場合に適用される。本発明によれば,局所に向かって吹出された空調空気流と室内雰囲気との間に,空調空気流と平行な室内空気流を流すことにより,一種のバリア層を形成し,空調空気流が室内雰囲気によって拡散されるのを妨げることができる。空調空気流は室内雰囲気をなるべく誘引混合せずに局所まで到達でき,局所を効率良く空調できるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の好ましい実施の形態を図面を参考にして説明する。なお,この形態では,空調の一例として高温雰囲気の室2内において局所4を冷房空調する場合を想定して説明する。
【0012】
図1に示すように,この局所空調装置1は,空調対象となる室2の内部において,熱負荷としての人3が存在している執務空間,作業空間などの局所4に給気し,部分的な空調を行うものとして構成されている。室2の内部には,局所4に向って空調空気流を吹出す吹出しユニット10と,局所4を挟んで吹出しユニット10と反対側に位置する吸気ユニット11が配置してある。吹出しユニット10と吸気ユニット11は対向して配置されている。吹出しユニット10の前面(局所4に向っている面)には吹出口12が開口しており,吸気ユニット11の前面(局所4に向っている面)には吸気口13が開口している。
【0013】
室2の天井には,室内機15が配置されている。室内機15と吹出しユニット10の間に給気ダクト16が接続され,室内機15と吸気ユニット11の間に還気ダクト17が接続されている。この実施の形態では,室内機15によって冷却された空調空気が給気ダクト16を経て吹出しユニット10に供給され,吹出しユニット10の吹出口12から局所4に向って空調空気流が給気されるようになっている。また,こうして局所4を通過した空調空気流は,吸気口13から吸気ユニット11内に吸引され,還気ダクト17を経て室内機15に戻されるようになっている。
【0014】
室2の外部上方には室外機20が設けてある。この実施の形態では,室外機20は,図示しないコンクリートスラブを隔てて室内機15の直近上部に設置してある。これら室内機15と室外機20の間には,冷媒往管21,冷媒還管22及びドレン管23が接続してある。また,ドレン管23の途中には,ポンプ24が設けてある。
【0015】
図2に示すように,室内機15は熱交換器30とファン31を備えている。また,室内機15の底面にはドレンパン32が取付けてある。ファン31の稼動により,還気ダクト17から室内機15内に吸い込んだ空気を給気ダクト16に送風するようになっている。また,こうして室内機15内を通過する際に,熱交換器30に熱的に接触することにより空気が冷却されて空調空気が作り出される。なお,冷却によって熱交換器30の表面に凝縮したドレン水は,落下してドレンパン32に受取られるようになっている。
【0016】
室外機20は,熱交換器35とファン36を備えている。室外機20の上流側(図2において,室外機20の左側)には蒸発ユニット37が接続してあり,室外機20の下流側(図2において,室外機20の右側)には排気ユニット38が接続してある。室内機15においてドレンパン32に受取られたドレン水は,ポンプ24の稼動によってドレン管23を通ってドレンパン32から蒸発ユニット37の上部に送水されるようになっている。こうして蒸発ユニット37の上部に送水されたドレン水は,蒸発ユニット37の上部において噴霧されるようになっている。排気ユニット38の内部には,送風方向を横向から上向きに変えるためのベーン39が取付けてある。
【0017】
室外機20においては,ファン36の稼動により,蒸発ユニット37を経て室外機20内に外気を吸い込み,排気ユニット38に送風するようになっている。こうして室外機20内を通過させた外気を熱交換器35に熱的に接触させることにより,熱交換器35内の冷媒を冷却するようになっている。そして,熱交換器35にて冷却された冷媒は,冷媒還管22を通って,室内機15の熱交換器30に送られるようになっている。また,室内機15の熱交換器30にて空気を冷却することにより温度上昇した冷媒が,冷媒往管21を通って,室外機20の熱交換器35に送られるようになっている。図示はしないが,冷媒往管21には,室内機15の熱交換器30から室外機20の熱交換器35に冷媒を汲み上げるためのポンプ又は圧縮機が設けてある。また,室外機20においてファン36の稼動で排気ユニット38に送風された外気は,排気ユニット38を通過する際にベーン39によって送風方向を横向から上向きに変え,その後,排気ユニット38の上面から上向きに排気されるようになっている。
【0018】
図3,4に示すように,吹出しユニット10は,前面(図3において,左側面)が開口した吹出口12に形成されたケーシング51を備えている。ケーシング51の前面から見ると,吹出口12の中央に局所負荷用の空調空気流を吹出すための空調空気流吹出口52が設けてあり,この空調空気流吹出口52の周りに隣接して,室2の内部における空調空気流の外の空気を,空調空気流と平行な室内空気流として吹出す室内空気流吹出口53が設けてある。この例では,吹出口12の中央に配置された空調空気流吹出口52の周り全体を室内空気流吹出口53によって囲んでいる。
【0019】
ケーシング51の背面には,前述の空調空気流吹出口52から吹出される空調空気流の外において室2の内部空気を吸い込んでケーシング51内に給気するファン55が取り付けてある。このファン55の稼動により,室2内の空気がケーシング51内に給気され,前述の室内空気流吹出口53から,空調空気流と平行な室内空気流となって,局所4の周囲に向って吹出されるようになっている。こうして室内空気流吹出口53から吹出される室内空気流はケーシング51の周囲の空気であり,前述の空調空気流吹出口52から吹出される空調空気流とは温度が異なる。室2内には図示しないが新鮮外気が取り入れられている。この外気は,場合により全熱交換器や熱交換器を介して若干冷却(加熱)されることもある。しかし,いずれにせよ,ケーシング51に取入れられる室内空気流の用の空気はそのために温調されるものではない。
【0020】
空調空気流吹出口52には,給気ダクト16を経て給気された空調空気を供給する空調空気流路56が接続してある。空調空気流路56の内部には,送風方向を上向きから横向に変えるためのベーン57が設けてある。そして,先に説明した室内機15から給気ダクト16を経て送風された空調空気が,空調空気流路56に下向きに給気され,ベーン57によって送風方向を上向きから横向に変えた後,空調空気流となって空調空気流吹出口52から吹出すようになっている。なお,ケーシング51と給気ダクト16の下部は一体とされていても良いし,別体とされて組み立てられていてもよい。。
【0021】
吹出しユニット10の前面(吹出口12)には,平板を縦横に格子状に組合わせた構成の整流格子60が取り付けられている。前述のように室内空気流吹出口53から吹出される室内空気流と空調空気流吹出口52から吹出される空調空気流は,各々この整流格子60を通過する際に,局所4に向かう互いに平行な流れに整流されるようになっている。吹出しユニット10の前面から整流格子60を取外すと,中央部に空調空気流吹出口52が配置され,その周囲を取り巻いて室内空気流吹出口53が配置された形となっている。但し,室内空気流吹出口53は,必ずしも空調空気流吹出口52の全周囲を取り巻いて配置されていなくても良い。例えば局所4が室2の床面に近い位置にあるような場合は,床面と接する面においては空調空気流の拡散が生じないので,床面と空調空気流の間には室内空気流を吹出す必要が無く,空調空気流吹出口52の下部には室内空気流吹出口53が形成されていなくても良い。また例えば,局所4が室2の壁面に近い位置にあるような場合は,壁面と接する面においては空調空気流の拡散が生じないので,同様に空調空気流吹出口52の側方には室内空気流吹出口53が形成されていなくても良い。空調空気流吹出口52の上方についても同様である。
【0022】
吹出しユニット10の前面において,互いに平行流として吹出される室内空気流と空調空気流は,等速になっている。ここで,室内空気流と空調空気流を等速にするために,次のような等速化機構が有効である。
【0023】
先ず,図5に示す例では,室内機15と吹出しユニット10(空調空気流路56)を接続している給気ダクト16に風量調整ダンパ65を設けている。また,吹出しユニット10において,ケーシング51とファン55の間に風量調整ダンパ66を設けている。そして,これら風量調整ダンパ65と風量調整ダンパ66の開度を調整することによって,室内空気流吹出口53から吹出される室内空気流の風速V1と空調空気流吹出口52から吹出される空調空気流の風速V2がほぼ等しくなるように設定している。
【0024】
この図5に示した例は,室内機15に設けられているファン36の送風量と吹出しユニット10に設けられているファン55の送風量がいずれも一定の場合に有効である。なお,吹出口12から吹出される際の室内空気流の風速V1と空調空気流の風速V2を等しくさせるには,適当な風速計等を用いて風速V1と風速V2の初速度(吹出口12から吹出される際の風速V1と風速V2)を計測し,風量調整ダンパ65,66の開度を例えば試運転時にそれぞれ調整すれば良い。
【0025】
一方,室内機15に設けられているファン36の送風量と吹出しユニット10に設けられているファン55の送風量がいずれも可変の場合は,図6に示す例が有効である。即ち,室内機15のファン36の送風量と吹出しユニット10のファン55の送風量をコントローラ70によって制御し,吹出口12から吹出される際の室内空気流の風速V1と空調空気流の風速V2を等しくさせる方法である。各送風量は,例えばファン36,55の駆動モータの回転数をインバータ制御することによって調整する。
【0026】
この場合,ファン36,55の駆動モータの回転数N36,N55が温度条件等で変動するときは,風速V1と風速V2を等しくさせるために,次式(1)となるように制御すれば良い。
N36×Vmax/N36max=N55×Vmax/N55max (1)
【0027】
つまり,次式(2)となるように制御すればよい。
N55=N36×N55max/N36max (2)
【0028】
なお,Vmax,N36max,N55maxは,試験を行って測定し,コントローラ70に入力する。
【0029】
また例えば,室内機15のファン36の送風量が温度サーモによって変動するような場合は,その変動に追随して室内空気流の風速V1を空調空気流の風速V2に等しくさせることが必要となる。そのような場合は,例えば微差圧発振器等によって空調空気流路56内の圧力とケーシング51内の圧力の差を検知し,それらの圧力差がなくなるようにファン55の駆動モータの回転数をインバータ制御すればよい。その他,風速検知センサによって吹出口12から吹出される際の風速V1と風速V2を計測し,風速差がなくなるようにファン55を制御してもよい。更に,例えば吹出口12から吹出される室内空気流と空調空気流をU字管路の両端からそれぞれ導入し,そのU字管路内において流れが生じないようにファン55を制御する方法も考えられる。
【0030】
また,室内機15のファン36の送風量の代りに,給気ダクト16に設けられたVAVによって送風量が変動させられるような場合は,VAVによる風量変動に基いて風速差がなくなるようにファン55を制御してもよい。なお,風速差をなくすために,給気ダクト16に逃し管を設け,余剰空気を逃すことも有益である。
【0031】
なお,いずれの場合も,室内空気流吹出口53から吹出される室内空気流の風速V1は室内空気流吹出口53の全体において均一になっていることが望ましく,同様に,空調空気流吹出口52から吹出される空調空気流の風速V2も空調空気流吹出口52の全体において均一になっていることが望ましい。そのためには,速度を均一化させるメッシュやパンチングメタル等を,前述の整流格子60に加えて,あるいは代替して室内空気流吹出口53や空調空気流吹出口52の内方に配置することが有効である。
【0032】
さて,以上のように構成された局所空調装置1にあっては,室内機15において熱交換器3で冷却された空調空気が,ファン31の稼動によって給気ダクト16を経て吹出しユニット10に送風される。こうして吹出しユニット10に送風された空調空気は,吹出しユニット10のケーシング51内部に形成された空調空気流路56を通過し,空調空気流吹出口52から局所4に向かう空調空気流となって吹出す。また,このように吹出しユニット10前面に吹出口12の中央に配置された空調空気流吹出口52から空調空気流が吹出すと同時に,ファン55の稼動によって,室2内の空気(但し,空調空気流の外にあり,空調空気流を乱さない箇所において吸引される室内空気)がケーシング51内に吸引され,室内空気流となって室内空気流吹出口53から吹出される。
【0033】
こうして空調空気流吹出口52から吹出される空調空気流と室内空気流吹出口53から吹出される室内空気流は,整流格子60で整流されることにより互いに平行な流れとして吹出される。しかも,先に図5,6などで説明した制御が行われることにより,室内空気流と空調空気流は吹出しユニット10から等しい速さで吹出される。これによって,吹出しユニット10前面の吹出口12から吹出される際には,図7に示すように,空調空気流吹出口52から局所4に向って送風される空調空気流Aの周りを,室内空気流吹出口53から吹出された空調空気流Aと同じ速度を有する室内空気流Bで包み込んだ状態が形成されることになる。
【0034】
ここで,図8に示すように,従来一般に行われてる方法により吹出口80から局所4に向って空調空気流Aを給気した場合,室内の雰囲気は静止しているので,空調空気流Aの周囲において相対速度の差によって室内雰囲気を誘引混合して局所4に到達することになる。このため,空調対象である局所4に到達した時点では,空調空気流Aの温度が高くなったりして冷房効果が低下してしまう。また,このような冷房効果の低下を防ぐためには,余分に冷房能力を大きくしなければならず,エネルギーが無駄に使われてしまう。このような空調空気流Aの拡散は,室内雰囲気と接する面積が大きくなるほど多く生じ,吹出口80の開口面積が大口径である程拡散する比率は小さい。即ち,小口径ノズルの給気ほど混合・拡散しやすく,大口径の吹出口ほど,混合・拡散しにくいと言える。
【0035】
図7に示したように,この実施の形態の場合も,室内空気流Bの周囲においては,室2内の雰囲気との混合・拡散は避けられない。しかしながら,この実施の形態の場合,空調空気流Aと室内空気流Bの間では相対速度の差が無いので,混合・拡散は極めて少なくなる。このように,空調空気流Aと室2内の雰囲気との間を流れる室内空気流Bは,空調空気流Aの周りを囲んだ一種のバリア層の役割をはたし,空調空気流Aが室2内の雰囲気によって拡散されるのを妨げる。こうして,空調空気流Aは室2内の雰囲気をなるべく誘引混合せずに局所4まで到達でき,局所4を効率良く空調できるようになる。また,空調空気流Aの到達距離も長くすることが可能である。しかも,空調空気流Aを混合・拡散なく局所4に供給できるので,温度維持もしやすい。また,空調空気流Aを局所4まで混合・拡散させずに給気できるので,給気温度を室内設定温度へ近づけることが可能となる。例えば,室内設定25℃の場合,従来は15℃で給気していたものを22℃程度まで高くすることができ,熱交換器30,35の冷却負荷を低減でき,熱交換性能の向上,効率向上も期待できる。
【0036】
一方,このように局所4に到達した空調空気流Aは,局所4を通過した後,ファン31の稼動によって吸気口13から吸気ユニット11内に吸引される。そして,還気ダクト17を経て室内機15に戻され,熱交換器3で冷却されて空調空気流Aは再び局所4に循環供給される。先と同様の理由により,空調空気流Aが室2内の雰囲気となるべく混合しない状態で吸気ユニット11内に吸引されるので,過度の温度上昇をしない状態で室内機15に戻されることとなり,熱交換器30,35の冷却負荷を更に低減できるようになる。これにより,冷凍機成績係数を大幅に上昇させることができ,省エネ化がはかれる。例えば,室内機15と室外機20を空冷式セパレート式パッケージ型空調機で構成した場合について,冷媒R−22を用いるとすれば,高圧側は28kg.w/cm.Gを25kg.w/cm.G程度に低下させ,低圧側は12kg.w/cm.Gを18kg.w/cm.G程度に上昇させて(連続)運転するように冷媒圧力を設定すれば良くなる。なお,吸気ユニット11は吹出しユニット10と同じ大きさで,外観もほぼ同じである。但し,吸気口13は,空調空気流吹出口52と室内空気流吹出口53をあわせた開口面積を有し,メッシュやフィルタなどの均一吸い込み手段を備えていても良い。なお,この実施の形態では,吸気ユニット11はファンを内蔵せず,局所4を通過した空気は,室内機15のファン31によって吸引される。
【0037】
また,室内機15において熱交換器30の表面に凝縮したドレン水が,ドレンパン32に溜まると,ポンプ24の稼動によってドレン水はドレン管23を通って蒸発ユニット37の上部に送水される。こうして蒸発ユニット37の上部に送水されたドレン水は,蒸発ユニット37の上部において噴霧され,室外機20に吸込まれる外気によって蒸発させられる。これにより,室外機20に吸込まれる外気の乾球温度を低下させることができる。このように,室内機15で生じたドレン水を室外機20の吸込み側(上流側)で蒸発させることにより,室外機15の吸込温度を低下させ,成績係数向上による省エネ性向上が期待できるが,室外機15の出口側(排気)でドレン水を蒸発させた場合は,高温低湿度の排気によって,ドレン水を確実に蒸発でき,ドレン水処理の信頼性が向上するといったメリットがある。いずれにしても,室内機15で生じたドレン水を室外機20にて蒸発処理することにより,ドレン水を外部排出することを省略でき,ドレン配管なども不要となる。なお,ドレン水を蒸発させる方法としては,この実施の形態で示したような蒸発ユニット37での噴霧処理の他,滴下式加湿器を用いる方法や,超音波発生器による水の微粒子化による方法も可能である。但し,ドレン水自身はミネラル成分がなくスケール生成がない反面,空気中のホコリを多く含むため,フィルタでろ過することが望ましい。
【0038】
この実施の形態では,室外機20が室内機15の直近上部に設置されているので,両者の間に設けられる冷媒往管21,冷媒還管22及びドレン管23などを短くでき,工事費を低減できる。また,局所空調装置1の移動や設置も容易となる。
【0039】
次に,本発明の他の実施の形態にかかる局所空調装置100を説明する。図9に示す局所空調装置100は,室101の内部に点在する複数の局所102に対してそれぞれ局所空調を施すものとして構成されている。
【0040】
この実施の形態では室内機105は室101の床上に設置されている。室内機105で冷却された空調空気(冷風)を搬送する主ダクト106が,室101の天井に設けてある。主ダクト106には枝ダクト107が複数箇所に分岐して接続されており,これら複数の枝ダクト107の先端に,各局所102に対して空調空気流を吹出すための吹出しユニット108がそれぞれ取り付けてある。
【0041】
図10,11に示すように,この実施の形態の吹出しユニット108も,前面(図11において,左側面)が開口した吹出口110に形成されたケーシング111を備えている。ケーシング111の前面から見ると,吹出口110の中央には,適当な間隔で平行に配置された複数のスリット状の開口部112で構成される空調空気流吹出口113が配置されている。
【0042】
ケーシング111の内部には,空調空気流路115が設けてあり,前述の枝ダクト107の先端が,開閉ダンパ116を介してこの空調空気流路115に接続されている。空調空気流路115の前面には,先に説明した多段のスリット状の開口部112を備えた空調空気流吹出口113が形成されている。そして,開閉ダンパ116が開かれた際には,先に説明した室内機105から主ダクト106及び枝ダクト107を経て送風された空調空気が,吹出口110の中央に配置された空調空気流吹出口113の各開口部112から層状の空調空気流となって,局所102に向ってそれぞれ吹出されるようになっている。
【0043】
また,ケーシング111前面の吹出口110において,空調空気流吹出口113の周りと多段に配置されたスリット状の開口部112同士の間には,室内空気流吹出口120が開口している。ケーシング111の側面には,室101内の空気をケーシング111内に給気するファン121が取り付けてある。このファン121の稼動により,室2内の空気がケーシング111内に給気され,室内空気流となって室内空気流吹出口120から吹出されるようになっている。
【0044】
この実施の形態においても,吹出しユニット108の前面(吹出口110)には,平板を縦横に格子状に組合わせた構成の整流格子125が取り付けられている。なお説明のため,図10では,整流格子125を吹出しユニット108から前方に取外した状態を示している。空調空気流吹出口113から吹出される空調空気流と室内空気流吹出口120から吹出される室内空気流は,この整流格子125を通過する際に,互いに平行な流れに整流されるようになっている。
【0045】
図9に示すように,各局所102の下方には,局所102に人126がいることを検出するセンサ127がそれぞれ設けてある。各センサ127は,そのセンサ127が設置されている局所102に対応する吹出しユニット108(そのセンサ127が設置されている局所102に給気する吹出しユニット108)に設けられた開閉ダンパ116とファン121の稼動を制御している。人126が存在している局所102(図9でいえば,一番左側の局所102と右から二番目の局所102)については,センサ127が人126の存在を検出することにより,開閉ダンパ116を開くと共にファン121を稼動させる信号を発する。これにより,人126が存在している局所102に対しては,対応する吹出しユニット108から,空調空気流と室内空気流が一緒に供給されるようになる。一方,人126が存在していない局所102(図9でいえば,一番右側の局所102と左から二番目の局所102)については,センサ127は人126が存在していないことを検出し,開閉ダンパ116を閉じると共にファン121の稼動を停止する信号を発する。これにより,人126が存在していない局所102に対しては,対応する吹出しユニット108から,空調空気流と室内空気流が供給されないことになる。
【0046】
なお,この実施の形態においても,先に図5,6などで説明した場合と同様の制御が行われることにより,各吹出しユニット108の前面において,互いに平行流として吹出される室内空気流と空調空気流は等速にされている。
【0047】
その他,図9に示した室内機105も,先と同様に,熱交換器やファンなどを内蔵しており,図示しない室外機との間で冷媒が循環されている。また,この実施の形態では,室内機105の近傍において,主ダクト106にパロメトリックダンパ(差圧調整ダンパ)130が接続してある。
【0048】
さて,この実施の形態の局所空調装置100にあっては,室内機105で冷却された空調空気が主ダクト106内に給気される。そして,人126が存在している局所102については,センサ127の検出により,開閉ダンパ116が開かれると共にファン121が稼動を開始し,対応する吹出しユニット108から空調空気と室内空気が一緒に給気される。
【0049】
ここで,この実施の形態の局所空調装置100にあっては,図11に示すように,空調空気流吹出口113において多段のスリット状の開口部112から層状に吹出された空調空気は,各開口部112の間において室内空気流吹出口120から吹出された室内空気と混合され,局所102に向って送風される空調空気流Cを形成する。また,こうして形成された空調空気流Cの周りには,空調空気流吹出口113の周りにおいて室内空気流吹出口120から吹出された室内空気流Dが形成される。
【0050】
そして,これら空調空気流Cと室内空気流Dは,吹出しユニット108前面に取付けられた整流格子125で整流されることにより,互いに平行な等速の流れとなり,局所102に向って送風される空調空気流Cの周りを,空調空気流Cと同じ速度を有する室内空気流Dで包み込んだ状態が形成されることになる。これにより,空調空気流Cは室101内の雰囲気をなるべく誘引混合せずに局所102まで到達でき,効率良く空調できるようになる。
【0051】
一方,人126が存在していない局所102については,センサ127は人126が存在していないことを検出し,対応する吹出しユニット108について,開閉ダンパ116を閉じると共にファン121の稼動を停止する信号を発する。これにより,人126が存在していない局所102に対しては,空調空気流と室内空気流が供給されない。
【0052】
このような吹出しユニット108における給気の開始と停止に伴って主ダクト106内の圧が変動するが,そのような圧の変動は,室内機105の近傍において主ダクト106に接続されているパロメトリックダンパ130で吸収することができる。即ち,人126の存在している局所102が少なく,空調負荷が少ないときは,主ダクト106内の圧力上昇によってバロメトリックダンパ130が開き,空調空気が排出される。この場合,パロメトリックダンパ130は室内機105の近傍にあるため,バロメトリックダンパ130から排出された空調空気は,すぐに室内機105に戻されることとなる。このため,ほとんど温度上昇しない状態で空調空気を室内機105に戻すことができ,室内機105の冷却負荷を低減できる。
【0053】
この実施の形態の局所空調装置100によれば,先に図1等で説明した実施の形態の局所空調装置1と同様の効果を奏することに加え,室101内に点在する複数の局所102を必要に応じて空調できるといった利点がある。なお,この実施の形態の局所空調装置100のように,空調空気と室内空気を混合して空調空気流Cを形成する場合は,室内空気の混合による温度上昇を考慮し,局所102への給気温度よりも低温の空調空気を室内機105において作ると良い。この実施の形態のように室101内に複数の局所102が点在する場合は,大型の室内機105から各吹出しユニット108に空調空気(冷風)を送風し,空調空気流吹出口113において室内空気と混合して空調空気流Cを形成する方法が好ましい。このように空調空気と室内空気を混合すると,熱ロスは発生するが,ダクト内風量を低減できるため,イニシャルコストの低減が可能である。なお,各局所102において人126を検出するセンサ127は,踏台スイッチや人感センサー等,種々のものが利用できる。
【0054】
以上,本発明の好適な実施の形態を例示して説明したが,本発明はここに示した形態に限定されない。本発明において局所に向けて吹出される空調空気流と,この空調空気流と室内雰囲気との間に吹出される室内空気流は,互いに同じ速度(即ち,互いに平行で速さが同じ)であることが最も望ましいが,空調空気流と室内空気流は,厳密な平行流で無くても良く,また,速さもほぼ等しければ足りる。要するに,局所に給気される空調空気の拡散を許容できる範囲において防げられれば良い。また,パッケージ型空調機で空調空気を作る場合の他,他の形式の空調機によって空調空気を作る場合にも本発明を適用できる。
【0055】
また,図1等で説明した実施の形態と図9等で説明した実施の形態のいずれにおいても,空調空気流の周り全部を室内空気流で包み込む例を説明したが,室内空気流は,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出せば良く,必ずしも空調空気流の周り全部を包み込む必要は無い。例えば図12に示すように,壁130と壁131に挟まれたコーナー部分に局所132が存在している場合であれば,吹出しユニット135から局所132に向って壁130と壁131に沿いながら空調空気流Eを供給すれば,壁130と壁131に接する面側においては空調空気流Eは拡散しない。従って,この図12に示す場合は,壁130と壁131に接していない面側にのみ室内空気流Fを形成すれば良い。いずれにしても,空調空気流と室内雰囲気との間を仕切る位置に,室内空気流を形成させれば良い。
【0056】
実施の形態で説明したような冷房運転を行う場合,室の内部に発熱体があると,その発熱体の近辺では上昇気流が発生し,その室内では,発熱体に向かう横向の気流が自然に発生する。そのような場合は,発熱体に向かう気流と同じ方向に空調空気流と室内空気流を給気するようなレイアウトとすることが望ましい。
【0057】
また,図9等で説明した実施の形態の局所空調装置100においても,図1等で説明した実施の形態の局所空調装置1と同様に,局所102を挟んで,空調空気流吹出口113の反対側に吸気口を設けても良い。また,図1等で説明した実施の形態の局所空調装置1と同様のドレン水処理を行うことも可能である。なお,空調空気流の吸引は,必ずしも局所を挟んで空調空気流の吹出し位置と反対側の位置でする必要は無い。図9等で説明した局所空調装置100のように,空調空気流と関係の無い位置で取りこんだ空気を冷却等し,空調空気流を局所に給気するようにしても良い。
【0058】
また,図1等で説明した実施の形態と図9等で説明した実施の形態のいずれにおいても,室2や室101全体を空調する別の(あるいは共通の)図示しない空調手段を備えていても良い。通常,本発明の如き局所空調は,別の(あるいは共通の)図示しない空調手段によって空調されている室2や室101の内部において,限られた執務空間や作業空間などの局所4,102に給気するものとして構成される。そして,そのような室2や室101の内部空気が,空調空気流の流れを乱さない位置において吸引され,空調空気流と平行な室内空気流となって,局所の周囲に向って吹出される。
【0059】
空調空気流の周り全部を室内空気流で包み込む例を説明したが,室内空気流は,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出せば良く,必ずしも空調空気流の周り全部を包み込む必要は無い。例えば図12に示すように,壁130と壁131に挟まれたコーナー部分に局所132が存在している場合であれば,吹出しユニット135から局所132に向って壁130と壁131に沿いながら空調空気流Eを供給すれば,壁130と壁131に接する面側においては空調空気流Eは拡散しない。従って,この図12に示す場合は,壁130と壁131に接していない面側にのみ室内空気流Fを形成すれば良い。いずれにしても,空調空気流と室内雰囲気との間を仕切る位置に,室内空気流を形成させれば良い。
【0060】
更に,図1等で説明した実施の形態と図9等で説明した実施の形態のいずれにおいても空調の一例として局所を冷房空調する場合を想定して説明したが,本発明は,局所を冷暖房する場合の他,クリーンブースのような局所に清浄な空気を給気する場合や,局所を所定の湿度に保つ場合等,局所を種々の条件に空調する場合に適用できる。そのような場合についても,離れた場所・エリア(局所)に対して,清浄な空気や所定の湿度にした空気を拡散なく到達させることにより,空調効率を向上させ,省エネ化を達成することができる。なお,クリーンブースのような局所に清浄な空気を給気する場合であれば,前述の実施の形態における室内機に設けた熱交換器の代りに塵埃除去フィルタを用いれば良く,局所を所定の湿度に保つ場合であれば,同様に,熱交換器の代りに加湿器あるいは除湿器を用いれば良い。その場合,例えば除湿機には乾式除湿機,湿式除湿機,圧力スイング除湿機など種々のものが利用できる。
【0061】
なお,本発明を実施するためには,室内空気流の吹出しのためのファン動力が余計に必要となる。従って,空調空気流吹出口から局所までの距離が短く拡散ロスが小さい場合は,従来方法のように空調空気流だけを局所に供給する方が設備コストも安くでき,室内空気流を吹出すためのファン動力も省略できることになる。本発明は,空調空気流吹出口から局所までの距離があるため拡散ロスが無視できないような場合や,非常に高温な環境下で局所を冷房する場合など空調条件が厳しいような場合に特に有効である。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば,室内の雰囲気をなるべく誘引混合せずに局所を効率良く空調できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる局所空調装置を室に設置した状態を示す斜視図である。
【図2】室内機と室外機の説明図である。
【図3】吹出しユニットの縦断面図である。
【図4】吹出しユニットの正面図である。
【図5】室内空気流と空調空気流を等速にするための機構の説明図である。
【図6】室内空気流と空調空気流を等速にするための他の機構の説明図である。
【図7】周りを室内空気流で包み込みながら空調空気流を局所に供給する状態の説明図である。
【図8】従来技術において,空調空気流が拡散してしまう状態の説明図である。
【図9】本発明の他の実施の形態にかかる局所空調装置の説明図である。
【図10】本発明の他の実施の形態にかかる吹出しユニットの斜視図である。
【図11】図10と同じ吹出しユニットの縦断面図である。
【図12】空調空気流の周りの一部に室内空気流を形成する本発明の他の実施の形態の説明図である。
【符号の説明】
A,C 空調空気流
B,D 室内空気流
1,100 局所空調装置
2,101 室
3,126 人
4,102 局所
10,108 吹出しユニット
11 吸気ユニット
15,105 室内機
16 給気ダクト
17 還気ダクト
20 室外機
52,113 空調空気流吹出口
53,120 室内空気流吹出口
55,107,121 ファン
56,115 空調空気流路
60,125 整流格子
106 主ダクト
107 枝ダクト
116 開閉ダンパ
127 センサ
130 パロメトリックダンパ

Claims (9)

  1. 室内の局所に給気して空調する局所空調方法であって,
    前記局所に向けて,冷却手段で冷却された空調空気流を吹出すと共に,
    前記局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を,前記空調空気流と平行な室内空気流として,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出すことを特徴とする,局所空調方法。
  2. 室内の局所に給気して空調する局所空調方法であって,
    前記局所に向けて,除湿手段で除湿された空調空気流を吹出すと共に,
    前記局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を,前記空調空気流と平行な室内空気流として,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出すことを特徴とする,局所空調方法。
  3. 室内の局所に給気して空調する局所空調方法であって,
    前記局所に向けて空調空気流を吹出すと共に,この空調空気流と同じ速度の空気流を,空調空気流と室内雰囲気との間に吹出すことを特徴とする,局所空調方法。
  4. 前記局所を通過した空調空気流を,前記局所を挟んで空調空気流の吹出し位置と反対側の位置で吸引することを特徴とする,請求項1,2又は3に記載の局所空調方法。
  5. 空調対象となる室内の局所に給気する局所空調装置であって,
    前記局所に向って空調空気流を吹出す空調空気流吹出口を設け,
    前記空調空気流と平行な室内空気流を吹出す室内空気流吹出口を,前記空調空気流吹出口の周りに沿って設け,
    前記空調空気流吹出口に空調空気を供給する空調手段を設け,
    前記室内空気流吹出口に,前記局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を供給する送風手段を設けたことを特徴とする,局所空調装置。
  6. 前記空調空気流吹出口から吹出される空調空気流と,前記室内空気流吹出口から吹出される室内空気流を同じ速度にさせる等速化機構を備えることを特徴とする,請求項5に記載の局所空調装置。
  7. 前記局所を挟んで,空調空気流吹出口の反対側に吸気口を設け,この吸気口から吸い込んだ空気を,空調後,再び前記空調空気流吹出口に給気する空調機を設けたことを特徴とする,請求項5又は6に記載の局所空調装置。
  8. 空調対象となる室内の局所に向って給気する吹出しユニットであって,
    ケーシングの吹出口に,局所に向って空調空気流を吹出す空調空気流吹出口を設け,前記局所が存在する室の室内における前記空調空気流の外の空気を,前記空調空気流と平行な室内空気流として吹出す室内空気流吹出口を,前記空調空気流吹出口の周りに沿って設け,
    前記ケーシング内に室内空気を給気するファンを設け,
    前記空調空気流吹出口に空調空気を供給する空調空気流路を設けたことを特徴とする,吹出しユニット。
  9. 前記吹出口において空調空気流吹出口を複数箇所に開口させ,それら空調空気流吹出口同士の間にも室内空気流を吹出すように構成したことを特徴とする,請求項8に記載の吹出しユニット。
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