JP4520960B2 - 換気システム - Google Patents

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Description

本発明は、換気システム、特に、複数の部屋と共用スペースとが設けられた建物の換気システムに関する。
従来より、一般的な換気システムとして、所定の空間内に屋外の空気(外気)を取り込んで換気を行うために、外気ダクトを設けられて、所定空間と屋外とが通じるように構成されたものが知られている。
このような換気システムでは、例えば、以下に示す特許文献1に記載の換気システムにように、部屋とトイレとの間の空間に対して外気を導入することで換気を行っているものがある。この換気システムによると、部屋とトイレとの間の空間に導入された外気によって、部屋側に向かう空気流れと、トイレ側に向かう空気流れとが形成され、部屋およびトイレの換気を行っている。そして、このような部屋とトイレ等の複数の部屋を換気する場合に、特定の部屋の汚染空気(例えば、トイレの臭気)等が他の換気対象となる部屋に流れていくことがないようにしている。
特開2004−239568号公報
ところが、特許文献1に示された換気システムでは、部屋やトイレ等の換気を行うことで各部屋における快適性の向上を図っているが、単に換気を行うだけでは快適性を充分に得られないことがある。
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、複数の空間および複数の空間それぞれに隣接した空間を対象として換気を行う場合において各空間の快適性を効率的に向上させることが可能な換気システムを提供することにある。
第1発明に係る換気システムは、複数の対象空間と、複数の対象空間それぞれに対して仕切板を介して接しており、外壁を介して屋外と仕切られており、少なくとも廊下、ロビーおよび吹き抜け空間のいずれかを含んでおり人間が滞在しうる共用空間と、を対象として屋外の空気を用いて換気を行う換気システムであって、外気処理ユニットと、複数の対象空間ユニットとを備えている。外気処理ユニットは、外壁に設置されており、屋外の空気を共用空間に取り込む。複数の対象空間ユニットは、対象空間毎に対応して設けられており、共用空間の空気を対象空間に送る。そして、これらの対象空間ユニットは、少なくとも対象空間に送られる共用空間の空気を調和させる対象空間空調部を有している。ここで、対象空間空調部が対象として空調する空気には、共用空間の空気だけに限られず、他の空間の空気を混ぜて空調する場合も含まれる。また、調和としては、例えば、空気の温度調節や、花粉や粉塵等を除去することによる清浄化等が含まれる。
従来の換気システムでは、屋外の空気を導入する空間を介して、隣接する複数の空間の換気を行っているが、各隣接空間の快適性を充分に向上させることができない場合がある。
これに対して、第1発明の換気システムでは、複数の対象空間それぞれに隣接している共用空間を対象として外気処理ユニットが屋外の新鮮な空気を取り込んでいる。そして、各対象空間に対応して設けられている対象空間ユニットでは、各対象空間それぞれの換気および対象空間空調部による空調を行うに際して、外気処理ユニットによって共用空間に取り込まれた新鮮な空気を利用することができる。
これにより、共用空間に対して取り込まれて新鮮な空気を、複数の対象空間の換気および空調に利用することができ、共用空間に隣接している複数の対象空間それぞれの快適性を向上させることが可能になる。
また、複数の対象空間は、隣接した空間である共用空間に取り込まれた新鮮な外気を利用して換気を行うことが可能になるため、換気を行うために屋外まで伸びた長いダクト等を別個に設ける必要をなくすることが可能になる。
第2発明に係る換気システムは、第1発明の換気システムであって、外気処理ユニットの数は、対象空間ユニットの数よりも少ない。
ここでは、例えば、1台の外気処理ユニットによって共用空間の換気を行い、複数の対象空間の換気や空調は、この1台の外気処理ユニットによって共用空間に供給された新鮮な空気を利用して行うことができる。
このため、複数の対象空間のそれぞれの換気や空調のために利用される共用空間の空気を少ない台数の外気処理ユニットによって提供することが可能になる。
第3発明に係る換気システムは、第1発明または第2発明の換気システムであって、対象空間ユニットは、共用空間の空気および対象空間の空気のみを対象として調和を行う。
ここでは、対象空間ユニットは、共用空間の空気および対象空間の空気のみを対象として用いることで対象空間の換気および空調を行う。
これにより、対象空間において調和されて回収されてくる空気を循環させて再度空調することにより空調負荷を低減させつつ、共用空間における新鮮な空気によって対象空間を新鮮な空気で換気することが可能になる。
第4発明に係る換気システムは、第1発明から第3発明のいずれかの換気システムであって、対象空間ユニットとの間で冷媒が循環するように接続された少なくとも2つ以上の室外機をさらに備えている。
ここでは、複数の対象空間ユニットと伴に用いられる場合であっても、1台当たりの容量が小さい室外機を採用することが可能になる。
第5発明に係る換気システムは、第1発明から第4発明のいずれかの換気システムであって、外気処理ユニットは、複数台設けられている。そして、外気処理ユニットとの間で冷媒が循環するように接続された少なくとも2つ以上の室外機または熱源ユニットをさらに備えている。ここでの室外機または熱源ユニットとしては、例えば、外気処理ユニットだけでなく対象空間ユニットをも含めてマルチ接続されているものも含まれる。
ここでは、複数の外気処理ユニットと伴に用いられる場合であっても、1台当たりの容量が小さい室外機または熱源ユニットを採用することが可能になる。
第6発明に係る換気システムは、第1発明から第5発明のいずれかの換気システムであって、対象空間ユニットは、ケーシングと、熱交換器とを有している。ここで、ケーシングは、対象空間に向けて開口している第1対象側通気口および第2対象側通気口と共用空間に向けて開口している共用側通気口とが形成されている。熱交換器は、少なくとも共用側通気口および第1対象側通気口のいずれか一方からケーシング内部に取り込まれる空気との間で熱交換を行う。
ここでは、熱交換器が、共用側通気口および第1対象側通気口のいずれか一方からケーシング内部に取り込まれる空気との間で熱交換を行うことで、温度が調和された空気を対象空間に送ることが可能になる。なお、ここで、熱交換器が熱交換を行う対象となる空気としては、共用側通気口からケーシング内部に取り込まれた空気と、第1対象側通気口からケーシング内部に取り込まれた空気との両方としてもよい。この場合は、これら両方の空気を対象として対象空間に吹き出す空気の温度調整を行うことが可能になる。
第7発明に係る換気システムは、第6発明の換気システムであって、対象空間ユニットは、熱交換器と第2対象側通気口との間に配置され、回転駆動することにより熱交換器側を負圧にする送風ファンをさらに有している。
ここでは、送風ファンは、熱交換器側が負圧になり、第2対象側通気口近傍空間を正圧とする。
これにより、共用側通気口および第1対象側通気口のいずれか一方もしくは両方からケーシング内部に取り込まれた空気の、熱交換器による温度調節をより確実に行うことが可能となる。
また、共用側通気口からケーシング内部に取り込まれた空気および第1対象側通気口からケーシング内部に取り込まれた空気の両方がより確実に熱交換器を通過するようにした場合には、共用空間からの空気が熱交換器側に向かうことなく第1対象側通気口を介して対象空間に吹き出されることを抑えたり、対象空間からの循環空気が共用空間に流れ出てしまうことを抑えることが可能になる。
第8発明に係る換気システムは、第6発明または第7発明のいずれかの換気システムであって、熱交換器は、ケーシング内部を第1対象側通気口近傍の空間と第2対象側通気口近傍の空間とを仕切る位置に配置されている。そして、前記ケーシングの第1対象側通気口は、略鉛直方向に開口しており、第2対象側通気口は、略水平方向に開口している。
ここでは、ケーシングに設けられた、第1対象側通気口が略鉛直方向に向けて開口していることにより、対象空間からの循環空気を下方からケーシング内に取り込むことができる。そして、ケーシングに設けられた、第2対象側通気口が略水平方向に向けて開口していることにより、熱交換器を通じて温度調節された空気を対象空間に向けて略水平方向に吹き出すことができる。
これにより、ケーシングの設置位置が共用空間との仕切板近傍となる場合であっても、対象空間側に向けて調和空気を吹き出すことで、対象空間の効率的な空調が可能になる。
第9発明に係る換気システムは、第1発明から第8発明のいずれかの換気システムであって、対象空間ユニットは、共用空間と複数の対象空間との間の各仕切板をまたぐ天井近傍に設置されている。
ここでは、対象空間ユニットが天井近傍に設けられているため、共用空間と対象空間とを仕切っている仕切板をスッキリとさせることが可能になる。
第10発明に係る換気システムは、第1発明から第8発明のいずれかの換気システムであって、対象空間ユニットは、各仕切板と伴に共用空間と複数の対象空間とを仕切っている。
ここでは、対象空間ユニットは、仕切板を介して隣接している共用空間の空気を利用する場合に、コンパクトな設計とすることが可能になる。
第11発明に係る換気システムは、第1発明から第10発明のいずれかの換気システムであって、外気処理ユニットは、屋外から共用空間に取り込まれる空気を調和させる共用空間空調部をさらに有している。なお、ここでの空気調和としては、例えば、被調和空気に対する熱交換器による熱交換だけでなく、被調和空気の清浄化等も含まれる。
ここでは、複数の各対象空間ユニットは、外気処理ユニットの共用空間空調部によって一端調和されておりなおかつ新鮮な空気を利用して各対象空間の空調を行うことが可能になり、空調負荷を低減させることが可能になる。
第12発明に係る換気システムは、第11発明のいずれかの換気システムであって、共用空間空調部は、複数の対象空間において略共通して要求されている共通空気調和データ、もしくは、平均して要求されている平均空気調和データを取得し、取得したデータに応じて調和空気を共用空間に吹き出す制御を行う。
ここでは、外気処理ユニットが外気を共用空間に供給する場合に、取得される共通空気調和データもしくは平均空気調和データを用いることで、複数の対象空間それぞれにおいて必要とされる調和空気を提供することができる。
これにより、対象空間ユニットでは、各対象空間において要求されている空気質に近い空気を利用して空気調和を行うことが可能になるため、空調負荷を全体として低減させることが可能になる。
第13発明に係る換気システムは、第1発明から第12発明のいずれかの換気システムであって、冷媒が外気処理ユニットを含んで循環することで冷凍サイクルを構成する冷媒回路をさらに備えている。そして、外気処理ユニットは、冷媒回路を流れる冷媒の温度によって冷却または加熱されることで空気中の水分の吸着または再生を行う吸着部をさらに有している。
ここでは、外気処理ユニットが共用空間に対して供給する空気に含まれる水分を吸着部によって調節することができる。
これにより、複数の対象空間ユニットの熱交換器としては、被調和空気として、湿度が調整された空気を利用することができるため、顕熱熱交換のみを行う簡易な構成のものを採用しつつ、対象空間の湿度調節を行うことが可能になる。
第14発明に係る換気システムは、第1発明から第13発明のいずれかの換気システムであって、対象空間ユニットは、空気の温度、湿度および鮮度から選ばれる少なくとも1つの値に関する所定条件を満たすか否かを判定する判定部をさらに有している。そして、対象空間ユニットは、判定部の判定結果により得られる所定条件の値との差異に応じて定まる量の共用空間の空気を対象空間に送る。
ここでは、対象空間ユニットには、共用空間の空気を対象空間に送るか否かを判定するための判定部が設けられている。この判定部は、所定条件を満たすか否かによって対象空間への空気の送り出しを行うか否かを決定している。
これにより、所定条件として対象空間の空調負荷、設定空調状態や間欠的なタイミング等に応じた条件を選択することで、共用空間の空気が過度に対象空間に対して取り込まれることを抑えて省エネ効果を得ることが可能になる。
第15発明に係る換気システムは、第1発明から第14発明のいずれかの換気システムであって、共用空間の温度を検知する共用空間温度センサと、対象空間の温度を検知する対象空間温度センサ、もしくは、対象空間の目標温度を設定する設定温度検知部の少なくともいずれか一方と、取込量調節部とを備えている。ここで、取込量調節部は、対象空間温度センサによる検知温度もしくは対象空間の設定温度と、共用空間温度センサによる検知温度と、の差異または比率に応じて空調負荷を抑えるように共用空間から対象空間への空気の取込量を調節する。ここでの、取込量を可変させる手段としては、開口の開度が変更可能なスライドシャッタや、切り替えダンパ等であってもよい。
ここでは、対象空間温度センサによる検知温度もしくは対象空間の設定温度と、共用空間温度センサによる検知温度と、の差異または比率によって、冷やしたい場合に暖かい空気を取り込んでしまうロス等のように、対象空間における換気がエネルギロスになるか否かを判断することができる。
これにより、共用空間から対象空間への不必要な空気の取込を抑えて、空調負荷を抑えることで省エネを図ることができる。
第1発明に係る換気システムでは、共用空間に対して取り込まれて新鮮な空気を、複数の対象空間の換気および空調に利用することができ、共用空間に隣接している複数の対象空間それぞれの快適性を向上させることが可能になる。
第2発明に係る換気システムでは、複数の対象空間のそれぞれの換気や空調のために利用される共用空間の空気を少ない台数の外気処理ユニットによって提供することが可能になる。
第3発明に係る換気システムでは、対象空間において調和されて回収されてくる空気を循環させて再度空調することにより空調負荷を低減させつつ、共用空間における新鮮な空気によって対象空間を新鮮な空気で換気することが可能になる。
第4発明に係る換気システムでは、複数の対象空間ユニットと伴に用いられる場合であっても、1台当たりの容量が小さい室外機を採用することが可能になる。
第5発明に係る換気システムでは、複数の外気処理ユニットと伴に用いられる場合であっても、1台当たりの容量が小さい室外機または熱源ユニットを採用することが可能になる。
第6発明に係る換気システムでは、熱交換器が、共用側通気口および第1対象側通気口のいずれか一方からケーシング内部に取り込まれる空気との間で熱交換を行うことで、温度が調和された空気を対象空間に送ることが可能になる。
第7発明に係る換気システムでは、共用側通気口および第1対象側通気口のいずれか一方もしくは両方からケーシング内部に取り込まれた空気の、熱交換器による温度調節をより確実に行うことが可能となる。
第8発明に係る換気システムでは、ケーシングの設置位置が共用空間との仕切板近傍となる場合であっても、対象空間側に向けて調和空気を吹き出すことで、対象空間の効率的な空調が可能になる。
第9発明に係る換気システムでは、共用空間と対象空間とを仕切っている仕切板をスッキリとさせることが可能になる。
第10発明に係る換気システムでは、対象空間ユニットは、仕切板を介して隣接している共用空間の空気を利用する場合に、コンパクトな設計とすることが可能になる。
第11発明に係る換気システムでは、複数の各対象空間ユニットは、外気処理ユニットの共用空間空調部によって一端調和されておりなおかつ新鮮な空気を利用して各対象空間の空調を行うことが可能になり、空調負荷を低減させることが可能になる。
第12発明に係る換気システムでは、対象空間ユニットでは、各対象空間において要求されている空気質に近い空気を利用して空気調和を行うことが可能になるため、空調負荷を全体として低減させることが可能になる。
第13発明に係る換気システムでは、複数の対象空間ユニットの熱交換器としては、被調和空気として、湿度が調整された空気を利用することができるため、顕熱熱交換のみを行う簡易な構成のものを採用しつつ、対象空間の湿度調節を行うことが可能になる。
第14発明に係る換気システムでは、所定条件として対象空間の空調負荷や設定空調状態等に応じた条件を選択することで、共用空間の空気が過度に対象空間に対して取り込まれることを抑えることが可能になる。
第15発明に係る換気システムでは、共用空間から対象空間への不必要な空気の取込を抑えて、空調負荷を抑えることで省エネを図ることができる。
<共用スペース媒介空調システム100の概略構成>
図1に、本発明の一実施の形態が採用された共用スペース媒介空調システム100の概略構成を示す。また、図2に共用スペース媒介空調システム100の冷媒回路の概略構成図を示す。
この共用スペース媒介空調システム100は、図1について、複数の部屋(室内)Ra〜Rfを対象として空調を行う場合に各部屋に共通して隣接する共用スペース(廊下、ロビー、吹き抜け空間等)が設けられているホテル、オフィス、マンションもしくはアパート等の建物に対して採用されるシステムである。そして、この共用スペース媒介空調システム100では、これらの複数の部屋Ra〜Rfそれぞれに対して仕切板Da〜Df越しに隣接している共用スペースCSを介して複数の部屋Ra〜Rfの換気・空調を行うシステムである。
この共用スペース媒介空調システム100は、主として、共用スペース空調装置10と、複数の部屋Ra〜Rfそれぞれに設けられている複数の天井埋込型空調室内機20と、複数台が互いに直列もしくは並列に接続されて共用スペース空調装置10および天井埋込型空調室内機20とともに冷媒回路を構成するマルチ室外機30と、を備えている。
共用スペース媒介空調システム100は、2台(もしくはそれ以上)の室外機30a、30bに対して複数の共用スペース空調装置10a、10bおよび複数の天井埋込型空調室内機20a〜20fが接続される、いわゆる室内マルチ型空気調和機であり、室外マルチ空調装置でもある。
この共用スペース媒介空調システム100では、図2に示すように、2台の室外機30a、30bに対して、2台の共用スペース空調装置10(10a、10b)と、6台の天井埋込型空調室内機20(20a〜20f)と、が冷媒配管により接続されている。
(マルチ室外機)
マルチ室外機30は、2台の室外機30a、30bから構成されている。これら2台の室外機30aおよび30bは、同様の構成であるため、以下、室外機30aについて説明し、室外機30bについては説明を省略する。
室外機30aは、図2に示すように、圧縮機37a、四路切換弁31a、室外熱交換器32a、アキュムレータ33a、複数の開閉弁38などを備えている。また、圧縮機37aの吐出側には、圧縮機37aの吐出側の吐出管温度を検知するための吐出管サーミスタ34aが取り付けられている。室外機30aには外気温度を検知するための外気サーミスタ35aと、室外熱交換器32aの温度を検知するための室外熱交サーミスタ36aとを備えている。
これらの2台の室外機30a、30bは、冷媒配管を介して上述した共用スペース空調装置10や天井埋込型空調室内機20と接続されることで構成される冷媒回路の一部を担っている。ここでの共用スペース空調装置10と天井埋込型空調室内機20と室外機30a、30bとを接続する冷媒配管の接続形態は、各所に設けられている開閉弁38の開閉を切り替えることにより、室外機30a、30bが互いに並列に接続されたり、直列に接続されたり切り替える。これより、マルチ室内機30に対して接続されることで多くの容量が必要になる場合であってもマルチ室外機30を直列に接続して同時に運転させることで対応でき、いずれかの室外機30a、30bが故障した場合であっても並列に接続した他の室外機30b、30aによって運転状態を維持することができる。
(共用スペース空調装置)
共用スペース空調装置10(10a、10b)は、図1に示すように、廊下等の共用スペースCSと屋外とを仕切る壁面等に設置されており、2台の共用スペース空調装置10a、10bとから構成されている。これらの共用スペース空調装置10a、10bについては同様な構成であるため、以下、共用スペース空調装置10aについて説明し、共用スペース空調装置10bについては説明を省略する。
共用スペース空調装置10aは、図2に示すように、共用吸着熱交換器16aと電動弁13aとを備えており、共用吸着熱交換器16aと電動弁13aとは、直列に接続されている。共用吸着熱交換器16aは、表面に水分を吸着させる吸湿材が設けられたアルミ積層熱交換器であって、内部を流れる冷媒温度が調節されて潜熱負荷を処理することで、共用スペースCSに対して加湿された調和空気や、除湿された調和空気を供給する。電動弁13aは、共用吸着熱交換器16aの出口側に設けられており共用吸着熱交換器16aに流れる冷媒量を調整する。また、この共用スペース空調装置10aは、共用スペースCSの温度を検知するための共用スペース温度センサ11aと、共用吸着熱交換器16aの温度を検知するための共用吸着熱交サーミスタ12aとをそれぞれ備えている。共用吸着熱交換器16aと電動弁13aとの間の配管には、共用吸着熱交換器16aと電動弁13aとの間の液管温度を検知するための液管サーミスタ14が設けられている。共用吸着熱交換器16aのガス管側には、内部を通過する冷媒温度を検知するガス管サーミスタ15が設けられている。また、共用吸着熱交換器16aの近傍には、図示しない給気ファンと、排気ファンと、これらをそれぞれ回転駆動させるためのファンモータと、が設けられている。
そして、上述した各種センサなどから検知されたデータは、共用空調制御部17a、17bにおいて取得される。共用空調制御部17a、17bでは、このようにして取得された各種データに基づいて、給気ファン、排気ファンの回転数を調節し、共用吸着熱交換器16a、16bを流れる冷媒温度を調節することで、共用スペースCSに供給される屋外OSの新鮮な空気の湿度を調節する。また、後述する各部屋Ra〜Rf毎に設けられている室内温度センサ21やコントローラ27において設定入力された室内設定温度等と、上述した共用スペース温度センサ11aによる検知温度と、に基づいて、給気ファンや排気ファンの回転量を制御して共用スペースCSの換気量を制御したり、共用吸着熱交換器16を流れる冷媒温度を制御して、水分を再生させたり、共用スペースCSに対して供給される温度を調節したりする。
なお、上述した共用スペース空調装置10は、共用スペースCSに面して設けられている6台の天井埋込型空調室内機20a〜30fよりも少ない2台によって共用スペースCSを換気・空調することができる。このため、少数の共用スペース空調装置10a、10bによって、より多くの天井埋込型空調室内機20a〜10fが空調に利用する新鮮な調和空気を提供することができるため効率的なシステムとなっている。
(壁面設置型空調室内機)
天井埋込型空調室内機20(20a〜20f)は、図1および図3に示されているように、複数の部屋Ra〜Rfに対してそれぞれ設けられた天井埋込型空調室内機20a〜20fから構成されている。これらの天井埋込型空調室内機20a〜20fは、部屋Ra〜Rf毎に設置されており、各部屋の空調を行う。これらの天井埋込型空調室内機20a〜20fについては同様な構成であるため、以下、天井埋込型空調室内機20aについて説明し、天井埋込型空調室内機2020b〜20fについては説明を省略する。
天井埋込型空調室内機20aは、共用スペースCSと各部屋Raとを仕切る各壁面Daの上方の天井部分に埋め込まれるようにして設けられており、共用スペースCSおよび部屋Raをまたぐようにして、共用スペースCSおよび部屋Raの両方の空間に面している。
6台の天井埋込型空調室内機20a〜20fは、図1に示すように、それぞれ別々の部屋R1〜R6に配置されている。これらの天井埋込型空調室内機20a〜20fについては同様な構成であるため、以下、天井埋込型空調室内機20aについて説明し、天井埋込型空調室内機20b〜20fについては、説明を省略する。
天井埋込型空調室内機20aは、図2に示すように(図2では、天井埋込型空調室内機20c〜20fについては図示を省略している)、室内熱交換器26aと電動弁23aとを備えており、室内熱交換器26aと電動弁23aとは、直列に接続されている。電動弁23aは、室内熱交換器26aの出口側に設けられており室内熱交換器26aに流れる冷媒量を調整する。また、この天井埋込型空調室内機20aは、室内Raの温度を検知するための室内温度センサ21aと、室内熱交換器26aの温度を検知するための室内熱交サーミスタ22aとをそれぞれ備えている。室内熱交換器26aと電動弁23aとの間の配管には、室内熱交換器26aと電動弁23aとの間の液管温度を検知するための液管サーミスタ24が設けられている。室内熱交換器26aのガス管側には、内部を通過する冷媒温度を検知するガス管サーミスタ25が設けられている。また、室内熱交換器26aの近傍には、後述する室内ファン29aと、これらをそれぞれ回転駆動させるためのファンモータ(図示せず)と、が設けられて、後述する室内機ケーシング28に収納されている。
そして、上述した各種センサなどから検知されたデータは、コントローラ27a、27bにおいて取得される。コントローラ27a、27bでは、このようにして取得された各種データに基づいて、室内ファン29aの回転数を調節し、室内熱交換器26a、26bを流れる冷媒温度を調節することで、共用スペースCSから取り込む空気量と、室内から取り込んで循環させる空気量とを調節して、部屋Raに供給される新鮮な調和空気の量を調節したり、室内熱交換器26aに流れる冷媒温度を調節して顕熱熱交換によって温度を調節する。
以下、天井埋込型空調室内機20aを例に挙げて、設置状態および内部構成の詳細について説明する。
<天井埋込型空調室内機の設置>
天井埋込型空調室内機20の室内機ケーシング28aは、図3に示すように、部屋Raの天井に埋め込まれるようにして、共用スペースCSとの間を仕切る仕切板Daに対して設けられている。室内機ケーシング28aは、循環空気を吸い込む室内吸込口81aと、調和空気を部屋Raに対して吹き出す室内吹出口82aと、共用スペースCS側に開口した共用スペース吸込口83aと、の3つの開口が設けられている。
そして、室内機ケーシング28aの内部には、室内熱交換器26aおよび室内ファン29aが収容されている。この室内熱交換器26aは、アルミ積層熱交換器である。この室内ファン29aは、図3に示すように、室内熱交換器26aと、室内吹出口82aとの間に配置されている。そして、室内ファン29aが回転駆動することにより、室内吸込口81aと共用スペース吸込口83の近傍部分が負圧になるように配置されている。ここで、室内機ケーシング28aに設けられた室内吸込口81は、略鉛直方向に向けて開口している。これにより、部屋Raからの循環空気を下方から室内機ケーシング28a内に取り込む際に下から上向きの空気流れが生じる。また、室内機ケーシング28aに設けられた共用スペース吸込口83aは、略水平方向に開口している。これにより共用スペースCSからの空気を室内機ケーシング28a内に取り込む際に水平方向の空気流れが生じる。そして、これらの室内吸込口81aから吸い込まれる上方向の空気流れと、共用スペース吸込口83aから吸い込まれる水平方向空気流れと、が合流することで、略斜め上方向への空気流れが生じる部分がある。
室内熱交換器26aは、室内機ケーシング28a内において、この合流した空気流れ方向に対して垂直になるように配置されている。これにより、空気流れが室内熱交換器26aの平面部分に対して効率よく接することができ、熱交換効率を向上させることができている。
また、室内ファン29aは、この合流した空気流れを、より確実に室内熱交換器26aを通過させるように室内ファン29aを回転駆動させることで、共用スペースCSから共用スペース吸込口83aを介して室内機ケーシング28a内に取り込まれた空気が室内熱交換器26a側に向かうことなく室内吸込口81aを介して部屋Raに流れてしまうことを抑えることができる。また、同様にして、部屋Raから室内吸込口81aを介して室内機ケーシング28内に取り込まれた室内空気RAaが室内熱交換器26a側に向かうことなく共用スペース吸込口83aを介して共用スペースCSに流れ出てしまうことを抑えることができる。
なお、共用スペース吸込口83aには、図示しないスライドシャッタや、切り替えダンパ等が設けられ、共用スペースCSからの空気を取り込まない時は、これらのスライドシャッタや切り替えダンパが共用スペース吸込口を閉鎖して共用空気CSの取込を停止して、室内空気RAの循環だけによって部屋Raの空調を行っている。
<共用スペース媒介空調システム100の空調動作>
(共用スペースの換気・空調)
まず、共用スペース空調装置10によって、共用スペースCSに対して、屋外OSの新鮮な空気OAが取り込まれる。そして、この際に、共用吸着熱交換器16によって、新鮮な外気OAは、湿度が調節されるとともに、温度も調節される。ここでの温度や湿度の調節は、共用空調制御部17は、複数の部屋Ra〜Rfでどのような空調環境がコントローラ27a〜27fに設定入力要求されているのかを取得することで、共通している空調内容を把握する。また、共通した空調内容がある場合には、各空調内容毎に平均化されたデータを算出する。例えば、共用空調制御部17は、複数の部屋Ra〜Rfの全ての部屋において「冷房運転」が要求されている場合には、この「冷房運転」を共通した空調内容として認識する。そして、共用空調制御部17は、共通している「冷房運転」において、さらに詳細に、「冷房運転における設定温度・湿度は何度か?」という点について、各部屋Ra〜Rfの設定温度・湿度から平均を算出する。これにより、算出された平均温度・湿度を共用スペースに対して吹き出すことができるように、共用吸着熱交換器16を流れる冷媒温度の温度を制御したり、給気ファンや排気ファンの回転数を制御したりする。
(各部屋の換気・空調)
上述した共用スペース空調装置10によって共用スペースCSに取り込まれた新鮮で温度・湿度が調和された空気を利用して、それぞれの天井埋込型空調室内機20a〜20fが各部屋Ra〜Rfの空調を行う。ここで、各天井埋込型空調室内機20a〜20fは、まず、共用スペースCSに取り込まれた新鮮で調和された空気を室内機ケーシング28a内部に取り込む。ここで、共用スペースCSから各部屋Ra〜Rfへの空気の取込量は、コントローラ27が、共用スペース温度センサ11による検知温度と室内温度センサ21による検知温度との差異に応じて室内ファン29のファンモータの回転数を制御することで調節する。
<本実施形態の共用スペース媒介空調システム100の特徴>
(1)
本実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、共用スペース空調装置10が、複数の部屋Ra〜Rfそれぞれに隣接している共用スペースCSを対象として屋外OSの新鮮な空気を湿度調節の調和をさせて、取り込んでいる。そして、各部屋Ra〜Rfに対応して設けられている天井埋込型空調室内機20a〜20fでは、各部屋Ra〜Rfそれぞれの換気および空調を行う際に、共用スペースCSに取り込まれた新鮮な湿度が調節等された空気を利用することができる。これにより、共用スペースCSに対して取り込まれて新鮮な湿度調節等された空気を、複数の部屋Ra〜Rfの換気や空調に利用することができ、共用スペースCSに隣接している複数の部屋Rs〜Rfそれぞれの空間の快適性を向上できる。また、各部屋Ra〜Rfは、隣接した空間である共用スペースCSに取り込まれた新鮮な外気を利用して換気されるため、壁面設置型空調室内機としては、換気を行うために屋外OSまで伸びた長いダクト等を空調装置とは別個に設ける必要がなく、設備のイニシャルコストを削減できる。そして、従来のような長いダクトを用いて換気を行う場合に問題となっていた圧力損失について、上記実施形態の共用スペース媒介空調システム100では、単に薄い仕切板Da〜Dfを介しただけの短い流路を通過させるだけで換気を行うことができるので、このような圧力損失を低減できる。これにより、室内ファン29を回転駆動させるために必要とされていたファンモータの省エネ化が可能になり、ランニングコストを削減できる。
また、従来の空気調和装置のような各部屋だけを対象とした換気・空調では、これらの複数の部屋Ra〜Rfを利用している複数の人間が共用する共用スペースCSについても、共用スペース空調装置10による空調で快適性を向上できる。
(2)
また、上記実施形態の共用スペース媒介空調システム100では、天井埋込型空調室内機20の室内機ケーシング29は、共用スペースCS側に開口した共用スペース吸込口83と、室内側に開口した室内吸込口81と、の2つが吸込口として設けられている。そして、天井埋込型空調室内機20は、室内の循環空気RAだけでなく共用空気CAをも利用した空調を行うことで各部屋Ra〜Rfの空調を行っている。このように、天井埋込型空調室内機20の空調において、各部屋Ra〜Rfにおいて調和されて回収されてくる空気を循環させて循環空気RAを再度空調することにより空調負荷を低減させつつ、共用スペースCSにおける新鮮な共用空気CAによって各部屋Ra〜Rfを換気できる。さらに、共用スペースCSにおける湿度調節された共用空気CAによって、各部屋Ra〜Rf毎に設けられた天井埋込型空調室内機20a〜20fでは、室内熱交換器26において顕熱熱交換を行うだけで、湿度調節された調和空気を各部屋Ra〜Rfに対して供給することができる。
(3)
本実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、複数の室外機30a、30bからなるマルチ室外機30によって冷媒回路が構成されている。ここで、これらの室外機30a、30bは、互いに直列に接続したり、互いに並列に接続したり、相互に切り替えることができる。このため、複数の共用スペース空調装置10a、10bや複数の天井埋込型空調室内機20a〜20fと伴に冷媒回路を構成する場合であっても、室外機30a、30bの1台当たりの容量を低く抑えることができる。また、複数の室外機30a、30bのいずれかが故障した場合であっても、複数の室外機30a、30bを互いに並列に接続させることで、故障時に対応することが可能になる。
(4)
本実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、天井埋込型空調室内機20は、仕切板Da〜Dfを介して隣接している共用スペースCSの空気を利用するので、室内機ケーシング28の設計において、設計薄型化、コンパクト化が容易になっている。
(5)
本実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、各部屋Ra〜Rfに対してそれぞれ天井埋込型空調室内機20a〜20fから供給される調和空気SAa〜SAfは、共用スペース空調装置10によって一端調和され、なおかつ、この調和された新鮮な空気を利用して各天井埋込型空調室内機20a〜20fにおいてさらに空調処理を施した空気である。このため、各部屋Ra〜Rfに対して十分に調和された調和空気SAを供給でき、各部屋Ra〜Rfをより快適にすることができ、各天井埋込型空調室内機20a〜20fにおける空調負荷も低減される。
(6)
本実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、共用スペース空調装置10は、複数の部屋Ra〜Rfにおいて共通して要求されている共通空気調和データ、もしくは、平均して要求されている平均空気調和データを取得し、取得したデータに応じた調和制御を行って、得られる空気を共用スペースCSに吹き出している。このため、共用スペース空調装置10が共用スペースCSに供給するために外気OAを空調する場合に、複数の部屋Ra〜Rfそれぞれにおいて必要とされる調和空気を提供することができる。これにより、各天井埋込型空調室内機20a〜20fでは、空調処理に際して、各部屋Ra〜Rfにおいて要求されている空気質に近い空気を利用できるため、空調負荷を全体として低減させることができる。
(7)
本実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、適切な湿度の空気に調節できるようにするため、共用スペース空調装置10でのみ共用吸着熱交換器16が採用されて、潜熱熱交換が行われている。このため、各天井埋込型空調室内機20の室内熱交換器26では、顕熱熱交換を行うだけで足りる。
(8)
本実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、各天井埋込型空調室内機20a〜20fのコントローラ27による空調制御によって、共用スペースCSから各部屋Ra〜Rfへの必要以上の共用空気CAの取り込みを抑えることができる。これにより、調和状態を維持された状態の部屋に対して、調和状態を害するような空気の過度な取り込みを抑えて、空調負荷を抑えることで省エネを図ることができる。
<他の実施形態>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、複数の共用スペース空調装置10a、10bと、複数の天井埋込型空調室内機20a〜20fと、マルチ室外機30と、が冷媒配管によって接続されて冷媒回路が構成されている場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、マルチ室外機30は、必ずしも共用スペース空調装置10に対して接続されている必要はない。共用スペース空調装置10a〜10fは、外部に設けられた温水ボイラや冷凍機等の他の熱源機器等と接続されることで、例えば冷温水が循環するように構成される等して冷凍サイクルを構成するようにしてもよい。
(B)
上記実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、複数の室外機30a、30bからなるマルチ室外機30に対して複数の共用スペース空調装置10a、10bおよび複数の天井埋込型空調室内機20a〜20fが接続されたマルチタイプのシステムを例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、各共用スペース空調装置10a、10bや天井埋込型空調室内機20a〜20fが各室外機30a、30bに対して1対1に接続されたペア型システムであってもよい。
(C)
上記実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、除湿・加湿は、共用スペース空調装置10においてのみ行う場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、共用スペース空調装置10だけでなく、各天井埋込型空調室内機20a〜20fにおいても、例えば吸着室内熱交換器を採用する等して、除湿・加湿を行うことができる構成を採用してもよい。
(D)
上記実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、共用スペース空調装置10が共用スペースCSの換気・空調を行い、各天井埋込型空調室内機20a〜20fが各部屋Ra〜Rfの換気・空調を行う場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、共用スペースCSから各部屋Ra〜Rfに共用空気CAを取り込む場合において温度調節や湿度調節等の処理が不要であり、単に共用スペースに取り込まれた新鮮な空気を各部屋に送るだけで足りる場合には、室内熱交換器26を上述した天井埋込型空調室内機20a〜20fが備えさせる代わりに、単なるサーキュレータを採用するようにしてもよい。
(E)
上記実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、空調室内機として天井埋込型空調室内機20を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、共用スペース媒介空調システム100に採用される空調室内機としては、図4に示すように、仕切板Da〜Dfと伴に共用スペースCSと各部屋Ra〜Rfとを仕切るようにして壁面に設置され、共用スペースCSと部屋Ra〜Rfとをまたぐようにして配置される壁面設置型空調室内機220aであってもよい。この壁面設置型空調室内機220aの場合であっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。また、壁面設置型空調室内機220aを採用した場合には、部屋に居るユーザの視界に入り易い壁面をスッキリとさせることができる。
ここで、壁面設置型空調室内機220aでは、室内ファン29として両吸込型のシロッコファンを採用することで、薄型化しつつ、共用スペースCS側からの吸い込みおよび部屋Raからの吸い込みの両方を可能にしている。そして、共用スペースCS側の吹出口84aは、スライドシャッタ284(もしくはスライドダンパ等)が設けられ、コントローラ27によって開閉制御されることで、開度を調節できるように構成されている。これにより、共用スペースCS側から部屋Ra側に流れる空気の量を調節することができる。
(F)
上記実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、各部屋Ra〜Rfに共通して要求されている共通空調データや、各部屋Ra〜Rfにおいて要求されている空調条件の平均である平均空調データ等を利用して共用スペース空調装置10が空調制御を行う場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、共用スペース空調装置10の制御の基準となる要素としては、例えば、各部屋Ra〜Rfの空調負荷、設定空調状態、もしくは、共用空気CAの部屋Ra〜Rfへの取り込みを間欠的とする、等の条件に基づく制御としてもよい。
(G)
上記実施形態における共用スペース媒介空調システム100では、共用スペース空調装置10において湿度調節を行う場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、湿度調節に限られず、共用スペースCSに屋外OSの空気を取り込む際に、花粉や塵埃等を除去したり、空気中のカビ菌等の各種菌を駆除するような空気清浄機能をさらに備えさせてもよい。これにより、複数の天井埋込型空調室内機20a〜20fでは、特に空気清浄化処理をするまでもなく、各部屋Ra〜Rfに対して、新鮮で、温度調節され、粉塵除去、除菌等の処理が施された調和空気を供給することができる。これにより、各部屋Ra〜Rfをより一層快適な状態にすることができる。
本発明によれば、複数の空間および複数の空間それぞれに隣接した空間を対象として換気を行う場合において各空間の快適性を効率的に向上させることが可能になるため、複数の空間を対象として空調を行う場合に各空間に共通して隣接する共用空間が設けられている建物の空調システムとして利用することが特に有用である。
本発明の一実施形態に係る共用スペース媒介空調システムの概略構成。 共用スペース媒介空調システムの冷媒回路図。 天井埋込型空調室内機の設置状況および内部構造を示す図。 他の実施形態(E)に係る壁面設置型空調室内機の設置状況および内部構造を示す図。
符号の説明
10 共用スペース空調装置(外気処理ユニット)
11 共用スペース温度センサ(共用空間温度センサ)
16 共用吸着熱交換器(吸着部)
17 共用空調制御部(共用空間空調部)
20 天井埋型壁空調室内機(対象空間ユニット)
21 室内温度センサ(対象空間温度センサ)
26 室内熱交換器(熱交換器)
27 コントローラ(対象空間空調部、設定温度検知部、取込量調節部)
28 室内機ケーシング(ケーシング)
29 室内ファン
30 マルチ室外機(室外機)
81a 室内吸込口(第1対象側通気口)
82a 室内吹出口(第2対象側通気口)
83a 共用スペース吸込口(共用側通気口)
100 共用スペース媒介空調システム(換気システム)
CA 共用空気(共用空間の空気)
Da〜Df 仕切板
CS 共用スペース(共用空間)
OA 外気
OS 屋外
Ra〜Rf 部屋(対象空間)
RAa〜RAf 循環空気(対象空間の空気)
SAa〜SAf 調和空気

Claims (15)

  1. 複数の対象空間(Ra、Rb・・・)と、前記複数の対象空間(Ra、Rb・・・)それぞれに対して仕切板(Da、Db・・・)を介して接しており、外壁を介して屋外と仕切られており、少なくとも廊下、ロビーおよび吹き抜け空間のいずれかを含んでおり人間が滞在しうる共用空間(CS)と、を対象として屋外(OS)の空気(OA)を用いて換気を行う換気システム(100)であって、
    前記外壁に設置されており、前記屋外の空気(OA)を前記共用空間(CS)に取り込む外気処理ユニット(10)と、
    前記対象空間(Ra、Rb・・・)毎に対応して設けられ、前記共用空間(CS)の空気(CA)を前記対象空間(Ra、Rb・・・)に送る複数の対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)と、
    を備え
    前記対象空間ユニット(20)は、少なくとも前記対象空間(Ra、Rb・・・)に送られる前記共用空間(CS)の空気を調和させる対象空間空調部を有している、
    換気システム(100)。
  2. 前記外気処理ユニット(10)の数は、前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)の数よりも少ない、
    請求項1に記載の換気システム(100)。
  3. 前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)は、前記共用空間(CS)の空気(CA)および前記対象空間(RA1、RA2・・・)の空気のみを対象として調和を行う、
    請求項1または2に記載の換気システム(100)。
  4. 前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)との間で冷媒が循環するように接続された少なくとも2つ以上の室外機(30、30a、30b)をさらに備えた、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
  5. 前記外気処理ユニット(10、10a、10b)は、複数台設けられ、
    前記外気処理ユニット(10、10a、10b)との間で冷媒が循環するように接続された少なくとも2つ以上の室外機(30、30a、30b)または熱源ユニットをさらに備えた、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
  6. 前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)は、前記対象空間(Ra、Rb・・・)に向けて開口している第1対象側通気口(81)および第2対象側通気口(82)と前記共用空間(CS)に向けて開口している共用側通気口(83)とが形成されたケーシング(28)と、少なくとも前記共用側通気口(83)および前記第1対象側通気口(81)のいずれか一方から前記ケーシング(28)内部に取り込まれる空気との間で熱交換を行う熱交換器(26)と、を有している、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
  7. 前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)は、前記熱交換器(26)と前記第2対象側通気口(82)との間に配置され、回転駆動することにより前記熱交換器(26)側を負圧にする送風ファン(29)をさらに有している、
    請求項6に記載の換気システム(100)。
  8. 前記熱交換器(26)は、前記ケーシング(28)内部を前記第1対象側通気口(81)近傍の空間と前記第2対象側通気口(82)近傍の空間とを仕切る位置に配置され、
    前記第1対象側通気口(81)は、略鉛直方向に開口しており、
    前記第2対象側通気口(82)は、略水平方向に開口している、
    請求項6または7に記載の換気システム(100)。
  9. 前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)は、前記共用空間(CS)と前記複数の対象空間(Ra、Rb・・・)との間の前記各仕切板(Da、Db・・・)をまたぐ天井近傍に設置されている、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
  10. 前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)は、前記各仕切板(Da、Db・・・)と伴に、前記共用空間(CS)と前記複数の対象空間(Ra、Rb・・・)とを仕切っている、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
  11. 前記外気処理ユニット(10)は、前記屋外から前記共用空間(CS)に取り込まれる空気を調和させる共用空間空調部をさらに有している、
    請求項1から10のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
  12. 前記共用空間空調部は、前記複数の対象空間(Ra、Rb・・・)において略共通して要求されている共通空気調和データ、もしくは、平均して要求されている平均空気調和データを取得し、前記取得したデータに応じて調和空気を前記共用空間に吹き出す制御を行う、
    請求項11に記載の換気システム(100)。
  13. 冷媒が前記外気処理ユニット(10)を含んで循環することで冷凍サイクルを構成する冷媒回路をさらに備え、
    前記外気処理ユニット(10)は、前記冷媒回路を流れる冷媒の温度によって冷却または加熱されることで空気中の水分の吸着または再生を行う吸着部(16)をさらに有している、
    請求項1から12のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
  14. 前記対象空間ユニット(20、20a、20b・・・)は、空気の温度、湿度および鮮度から選ばれる少なくとも1つの値に関する所定条件を満たすか否かを判定する判定部をさらに有し、前記判定部の判定結果により得られる前記所定条件の値との差異に応じて定まる量の前記共用空間(CS)の空気(CA)を前記対象空間(Ra、Rb・・・)に送る、
    請求項1から13のいずれか1項に記載の換気システム。
  15. 前記共用空間の温度を検知する共用空間温度センサ(11)と、
    前記対象空間の温度を検知する対象空間温度センサ(21)、もしくは、対象空間の目標温度を設定する設定温度検知部(27)の少なくともいずれか一方と、
    前記対象空間温度センサ(21)による検知温度もしくは前記対象空間の設定温度と、前記共用空間温度センサ(11)による検知温度と、の差異または比率に応じて空調負荷を抑えるように前記共用空間から前記対象空間への空気の取込量を調節する取込量調節部(27)と、
    をさらに備えた、
    請求項1から14のいずれか1項に記載の換気システム(100)。
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