JP6170305B2 - エアフィルタユニット、ビル用マルチ空気調和システム、エアハンドリングユニット用空気調和機 - Google Patents
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Description
特許文献1の室内機において、ロールフィルタは、ケーシング内に底面に隣接する領域に配されている。プレフィルタが目詰りを生じ交換が必要となった場合は、一方のロールからプレフィルタの未使用領域が引き出され、使用済み領域が他方のロールに巻き取られる。
プリーツ加工されたメインフィルタを有する主捕集部と、
前記主捕集部に対し、気流の上流側に配され、一部の微粒子を捕集するプレ捕集部と、を備え、
前記プレ捕集部は、互いに離間した1対のローラと、前記1対のローラに巻き回される長尺のシート状のプレフィルタとを有し、前記1対のローラのうち一方のローラから前記プレフィルタの未使用領域を引き出して前記メインフィルタの前面に前記未使用領域を移動させるとともに、前記プレフィルタの使用済み領域を前記1対のローラのうち他方のローラに巻き取らせるように構成され、
前記主捕集部は、前記メインフィルタが接して固定され、前記メインフィルタの外周側端部を保持する枠体と、前記枠体に取り付けられ、前記ローラの軸を支持する取付治具と、をさらに備え、
前記主捕集部は、前記1対のローラの間に挟まれるように設けられ、かつ、前記メインフィルタは、前記主捕集部と前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタとの間の距離が前記1対のローラの直径に比べて小さくなるように、前記プレフィルタに対して対向配置され、
前記ローラの上流側の端は、前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタが前記メインフィルタから離反して配置されるように、前記主捕集部に対し上流側に位置している。
メインフィルタを有する主捕集部と、
前記主捕集部に対し気流の上流側に配され、一部の微粒子を捕集するプレ捕集部と、
互いに嵌め合わされる第1の蓋及び第2の蓋を有するケーシングと、を備え、
前記プレ捕集部は、互いに離間した1対のローラと、前記1対のローラに巻き回される長尺のシート状のプレフィルタとを有し、前記1対のローラのうち一方のローラから前記プレフィルタの未使用領域を引き出して前記メインフィルタの前面に前記未使用領域を移動させるとともに、前記プレフィルタの使用済み領域を前記1対のローラのうち他方のローラに巻き取らせるように構成され、
前記主捕集部は、前記1対のローラの間に挟まれるように設けられ、かつ、前記メインフィルタは、前記主捕集部と前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタとの間の距離が前記1対のローラの直径に比べて小さくなるように、前記プレフィルタに対して対向配置されており、
前記プレ捕集部は前記第1の蓋及び第2の蓋の一方に取り付けられ、前記主捕集部は前記第1の蓋及び第2の蓋の他方に取り付けられ、
前記メインフィルタと前記プレフィルタは、前記第1の蓋と前記第2の蓋が嵌め合わされることで互いに対向して配置される。
前記複数の室内機のそれぞれは、前記エアフィルタユニットと、前記エアフィルタユニットを介して室内から取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、を有し、
前記室外機は、前記複数の室内機との間で冷媒が循環するよう、前記室内機の熱交換器と接続された他の熱交換器を有する。
前記エアフィルタユニットと、
外部熱源を利用して、前記エアフィルタユニットを介して取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、
湿度を調整する加湿器と、
熱交換が行われた空気を前記複数の部屋に向けて送り出すためのファンと、
前記エアフィルタユニット、前記熱交換器、前記加湿器を収納するケーシングと、を備える。
図1は、本発明の一実施形態によるエアフィルタユニット(以降、単にユニットという)1である。図2の(a)は、本実施形態のエアフィルタユニットの側面図であり、(b)は、エアフィルタユニットの底面図であり、(c)は、エアフィルタユニットのプレ捕集部を示す図である。
ユニット1は、気流中の塵埃等の微粒子を捕集する。ユニット1は、主捕集部3と、プレ捕集部5とを備える。
メインフィルタ11は、プレ捕集部5を通過した微小な塵埃を捕集するためのフィルタである。このため、下記の中性能フィルタまたは高性能フィルタが好ましく用いられる。
中性能フィルタは、粒径1μm以上、濃度0.1〜6mg/m3の粉塵の除去に用いられるフィルタである。中性能フィルタとしては、捕集効率が、重量法(質量法)で90〜96%、比色法(光散乱積算法)で50〜80%、計数法で5〜50%のいずれか、圧力損失が79〜247Pa、粉塵保持容量が300〜800g/m3のものが用いられる。捕集効率の測定において、重量法では、JIS Z8901に規定される15種の粉体、又は、米国暖房冷凍空調学会(ASHRAE)に規定される粉塵が用いられる。比色法では、JIS Z8901に規定される11種の粉体が用いられる。計数法では、粒径0.3mmの、大気塵、ポリアルファオレフィン(PAO)、シリカのいずれかの粒子が用いられる。粉塵保持容量は、フィルタが所定の最終圧力損失に達するまでに捕集した粉塵量である。
高性能フィルタは、粒径1μm以下、濃度が0.3mg/m3以下の粉塵の除去に用いられるフィルタである。高性能フィルタとしては、計数法による捕集効率が80%以上、圧力損失が79〜493Pa、粉塵保持容量が200〜800g/m3のものが用いられる。
ローラ21,23は、互いに離間してほぼ平行に配される。具体的に、ローラ21,23は、主捕集部3の横方向(図1の紙面水平方向)長さより僅かに長い距離をあけて配される。1対のローラ21,23のうち、ローラ21は、プレフィルタ25を巻き取るためのローラである。ローラ23にはプレフィルタ25の未使用領域が巻き回される。ローラ21,23の図示されない軸は例えば中空の紙管からなり、ユニット1の交換時に、使用済みのプレフィルタ25と一体に廃棄することができる。ロール21の軸の一方の端部には、回転操作されるハンドル27が取り付けられている。具体的には、ハンドル27には、ローラ21の紙管内にねじ込まれる軸が設けられ、この軸が紙管内で滑って回動しないよう、例えば紙管を貫通するピンで止められる。
さらに、規制部材を用いるのに代えて、または、規制部材を用いるのと併せて、プレフィルタ25を、図3(b)に示すように、ローラ21,23に巻き回してもよい。図3(a)は、本実施形態のエアフィルタユニットのプレ捕集部と主捕集部の位置関係を説明する図であり、(b)は、その変形例を示す図である。本実施形態では、プレフィルタ25は、図3(a)に示されるように、ローラ21,23に巻き回されている。これに代えて、図3(b)に示すように、ローラ21,23に巻き回すことで、プレフィルタ25が枠体13の横方向(図3の左右方向)の両端に接触し、上流側への撓みが抑えられる。
厚さ0.21mm、目付け60g/m2、平均繊維径約50μm、濾材面積0.37m2のポリエステル樹脂製スパンボンド不織布。
捕集効率(質量法):70%
圧力損失(ろ過速度5.3cm/秒):10Pa
粉塵保持量:約500g/m2
平均繊維径約2μmのポリプロピレン樹脂製メルトブローン不織布にエレクトレット処理を施したものを主濾材とし、平均繊維径約30μmのポリエステル樹脂製サーマルボンド不織布を補強材として、主濾材の片側に補強材を熱ラミネートにより接合してなる、厚さ0.63mm、目付け133g/m2、濾材面積8m2の濾材。
捕集効率(比色法):90%
初期圧力損失(風量53m3/分):83Pa
粉塵保持量:約340g/m2
寿命:プレフィルタの寿命の約5倍
(厚さ)
試験サンプルに10mmφで2.5Nの荷重をかけたときの厚さを、ダイヤルシックネスゲージを用いて測定する。
(目付)
試験サンプルから採取した100mm×100mmの試験片の重さを測定し、1m2当たりの重さに換算して求める。
(平均繊維径)
試験サンプルの表面を走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影した画像上で直交した2本の線を引き、これらの線と交わった繊維の像の太さを繊維径として、500本測定し、これらの算術平均を平均繊維径とする。
JIS B9908 形式2に準拠し、JIS Z8901に規定するJIS11種の粉塵含有空気を試験風速2.5m/秒で通過させ、JIS Z8813に準拠する光散乱光量積算方式により、通過前および通過後の粉塵濃度を同時に連続的に測定し、次式により捕集効率を求める。
捕集効率(%)=(通過後の粉塵濃度(個数/L)−通過前の粉塵濃度(個数/L))/(通過前の粉塵濃度(個数/L))×100
(プレフィルタの捕集効率)
JIS B9908 形式3に準拠し、タテ型試験装置を用いて、JIS Z8901に規定するJIS11種の粉塵による、試験風速2.5m/秒での捕集効率を測定する。
JIS B9908 形式2、形式3に準拠し、610mm×610mmの寸法のダクトを用いて、風速2.5m/秒での圧力損失を測定する。
(粉塵保持量)
JIS B9908 形式2、形式3に準拠して、JIS Z8901に規定するJIS11種の粉体による、粉塵濃度70±30mg/m3、試験風速2.5m/秒での圧力損失が最終圧力損失(プレフィルタでは200Pa、メインフィルタでは294Pa)に達するまでの粉塵供給量を測定する。
(寿命)
JIS B9908 形式2、形式3に準拠して、JIS Z8901に規定するJIS11種の粉体による、粉塵濃度70±30mg/m3、試験風速2.5m/秒での圧力損失が最終圧力損失(プレフィルタでは200Pa、メインフィルタでは294Pa)に達するまでの時間を測定する。
次に、本実施形態のビル用マルチ空気調和システムについて説明する。
図4は、本実施形態のビル用マルチ空気調和システム(以降、単にシステムという)31の概略構成を示す図である。
本体ケーシング54には、ファン52、図示されない熱交換器、ドレンパン、制御装置が配されている。ファン52は、回転駆動することで、室内の空気をケーシング53内に取り込み、本体ケーシング54に設けられた、図示されない吹き出し口から室内に供給する。ドレンパンは、熱交換器で結露した水を受け、外部に排出する。制御装置は、リモコン等との通信を行なって、設定温度、風量に応じてファン52の制御等を行う。本体ケーシング54の底面は開口され、グリル55が取り付けられるようになっている。
ユニット1は、グリル55に対し、プレフィルタ25が下方を向くよう取り付けられる。ユニット1とグリル55は、プレフィルタ25が枠体13とグリル55との間に挟まれるよう対向配置されるが、プレフィルタ25が移動することができる程度に僅かに隙間をあけて配置される。ユニット1と本体ケーシング54との間にはガスケットが設けられ、清浄化されていない空気の進入が防止されている。本実施形態のユニット1では、例えば、ハンドル27が取り付けられたローラ21の軸の他方の端部に歯車28が取り付けられている。グリル55には、この歯車28と噛み合う別の歯車58が設けられ、歯車58には、プレフィルタの巻き取りを行うときに作業者によって回転操作される操作棒57を差し込めるようになっている。なお、図5では、説明のため、操作棒57を歯車58に差し込んだ状態で示す。また、歯車28に隣接するユニット1の頂角に取り付けられる取付治具15は、図示を省略する。操作棒57は、歯車58と同軸に回転し、図示されない下方の端部には、回転操作のための円板、ハンドル等が適宜設けられてよい。作業者は、操作棒57を回転操作することで歯車28を回転させてローラ21を回転させ、プレフィルタ25の使用済み領域を巻き取ることができる。
室外機43には、ケーシング内に、ファン、熱交換器が配されている。
このシステム31で用いられるユニット1は、主捕集部3を、プレ捕集部5のローラ21,23間のあいたスペースに配置することでコンパクトになっており、室内機41内に、主捕集部3を配置するためのスペースを別途設けなくて済む。また、室内機41において、プレフィルタ25が寿命に達した場合は、操作棒57を回転操作することでローラ21を回転させ、使用済み領域を巻き取るとともに、未使用領域をローラ23から引き出す。また、メインフィルタ11が寿命に達した場合は、ユニット1をグリル55ごと、本体ケーシング54から取り外し、枠体13ごと新たな主捕集部3と交換することができる。その際、プレフィルタ25の交換も同時に行うことができる。
ここで、室内機41の変形例について説明する。
図6(a)は、図5の室内機41の変形例を示す図であり、(b)は、その変形例のエアフィルタユニットを分解して示す図である。なお、図6において、ユニット1のプレ捕集部5およびケーシング17は、奥行き方向の断面を示す。
なお、上記したケーシング17の態様に代えて、上蓋18が室内機41のグリル55に取り付けられ、下蓋19が本体ケーシング54の底面に取り付けられて、グリル55を本体ケーシング54に取り付けることで、上蓋18と下蓋18を嵌め合わせることができるようになっていてもよい。
次に、AHU用空気調和機61について説明する。
図7は、本実施形態のAHU用空気調和機(以降、単に空気調和機という)61を含むシステムの概略構成を示す図である。
空気調和機61は、ビル、商業施設等、複数の部屋を備える建物の中に設置され、例えば専用の部屋に設置される。空気調和機61は、建物内の各部屋(図7で1つのみ示す)と、還気用ダクト62及び給気用ダクト63を介して接続され、吸込口64から吸い込まれた各部屋の空気が還気用ダクト62を通じて空気調和機61内に運ばれるとともに、空気調和機61で調和空気が吸気用ダクト62を通って供給口65から各室内に供給される。調和空気は、少なくとも温度、湿度が調節された空気である。
空気調和機61は、取り込まれた空気の流路に沿って順に、ユニット1、熱交換器73、加湿器75、ファン77が、ケーシング71内に配されている。ユニット1には、本実施形態では、複数(例えば8個)の主捕集部3が平面方向に並べて互いに連結されたものが用いられる。また、これに応じて、プレ捕集部5も大面積化され、プレフィルタ25、ローラ21,23のサイズが定められる。熱交換器73は、空気調和機61とは別に設けられた冷温水器、ボイラーと接続され、これらから供給される冷水、温水、蒸気が流れるコイルが設けられている。加湿器75は、例えば高圧水スプレー式のものが用いられる。ファン77は、ケーシング71内に空気を取り込み、調和空気を吸気用ダクト63を通じて各部屋へ送り出す。なお、ユニット1の上流側に、主に空気を取り込むための別のファンが設けられてもよい。
ユニット1は、上述のシステム41の変形例で説明したのと同様の、上蓋18及び下蓋19を有するケーシング17によって、主捕集部3及びプレ捕集部5が一体化されている。本実施形態では、歯車28と噛み合う歯車58は、上述のシステム31における歯車58と異なる向きで設けられ、操作棒57は、ユニット1の平面方向に延びるよう取り付けられる。プレフィルタ25の巻き取りは、ケーシング71の外側で操作棒57を回転操作することにより行われる。
従来のAHUでは、主捕集部とロールフィルタ(プレ捕集部)が別々に設置されていたため、交換の際には、それぞれを取り外し、さらに、取り外した各部を新たなフィルタと取り替えた後、フィルタが取り替えられた各部をケーシング内にそれぞれ取り付ける必要があった。特にAHUでは、大面積化された主捕集部、プレ捕集部が用いられているため、この作業に手間がかかっていた。上述の空気調和機61によれば、取り外し、取り付けをそれぞれ一度の作業で行うことができる。
なお、空気調和機61のユニット1は、上蓋18及び下蓋19を有するケーシング17に代えて、取付治具15を用いて、主捕集部3とプレ捕集部5が一体化されてもよい。
3 主捕集部
5 プレ捕集部
11 メインフィルタ
13 枠体
15 取付治具
17 ケーシング
18 上蓋
19 下蓋
21,23 1対のローラ
25 プレフィルタ
26 識別線(印)
31 ビル用マルチ空気調和システム
41 室内機
43 室外機
61 エアハンドリングユニット用空気調和機
Claims (8)
- 気流中の微粒子を捕集するエアフィルタユニットであって、
プリーツ加工されたメインフィルタを有する主捕集部と、
前記主捕集部に対し気流の上流側に配され、一部の微粒子を捕集するプレ捕集部と、を備え、
前記プレ捕集部は、互いに離間した1対のローラと、前記1対のローラに巻き回される長尺のシート状のプレフィルタとを有し、前記1対のローラのうち一方のローラから前記プレフィルタの未使用領域を引き出して前記メインフィルタの前面に前記未使用領域を移動させるとともに、前記プレフィルタの使用済み領域を前記1対のローラのうち他方のローラに巻き取らせるように構成され、
前記主捕集部は、前記メインフィルタが接して固定され、前記メインフィルタの外周側端部を保持する枠体と、前記枠体に取り付けられ、前記ローラの軸を支持する取付治具と、をさらに備え、
前記主捕集部は、前記1対のローラの間に挟まれるように設けられ、かつ、前記メインフィルタは、前記主捕集部と前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタとの間の距離が前記1対のローラの直径に比べて小さくなるように、前記プレフィルタに対して対向配置され、
前記ローラの上流側の端は、前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタが前記メインフィルタから離反して配置されるように、前記主捕集部に対し上流側に位置していることを特徴とするエアフィルタユニット。 - 前記主捕集部は、さらに、前記1対のローラに巻き回されたプレフィルタが前記メインフィルタから離れる側に撓むのを規制する規制部材を備える請求項1に記載のエアフィルタユニット。
- 気流中の微粒子を捕集するエアフィルタユニットであって、
メインフィルタを有する主捕集部と、
前記主捕集部に対し気流の上流側に配され、一部の微粒子を捕集するプレ捕集部と、
互いに嵌め合わされる第1の蓋及び第2の蓋を有するケーシングと、を備え、
前記プレ捕集部は、互いに離間した1対のローラと、前記1対のローラに巻き回される長尺のシート状のプレフィルタとを有し、前記1対のローラのうち一方のローラから前記プレフィルタの未使用領域を引き出して前記メインフィルタの前面に前記未使用領域を移動させるとともに、前記プレフィルタの使用済み領域を前記1対のローラのうち他方のローラに巻き取らせるように構成され、
前記主捕集部は、前記1対のローラの間に挟まれるように設けられ、かつ、前記メインフィルタは、前記主捕集部と前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタとの間の距離が前記1対のローラの直径に比べて小さくなるように、前記プレフィルタに対して対向配置されており、
前記プレ捕集部は前記第1の蓋及び第2の蓋の一方に取り付けられ、前記主捕集部は前記第1の蓋及び第2の蓋の他方に取り付けられ、
前記メインフィルタと前記プレフィルタは、前記第1の蓋と前記第2の蓋が嵌め合わされることで互いに対向して配置されるエアフィルタユニット。 - 前記プレフィルタでは、前記メインフィルタのフィルタ領域に合わせた使用領域が印により区画されている請求項1から3のいずれか1項に記載のエアフィルタユニット。
- 前記プレフィルタは、前記メインフィルタのフィルタ領域に合わせた複数の使用領域を有し、
前記プレフィルタの前記使用領域ごとの寿命の合計量と、前記メインフィルタの寿命が等しい請求項1から3のいずれか1項に記載のエアフィルタユニット。 - 前記プレフィルタの前記使用領域ごとの寿命の合計量と、前記メインフィルタの寿命が等しい請求項4に記載のエアフィルタユニット。
- 複数の室内機と、室外機とを備えたビル用マルチ空気調和システムであって、
前記複数の室内機のそれぞれは、請求項1から6のいずれか1項に記載のエアフィルタユニットと、前記エアフィルタユニットを介して室内から取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、を有し、
前記室外機は、前記複数の室内機との間で冷媒が循環するよう、前記室内機の熱交換器と接続された他の熱交換器を有する、ビル用マルチ空気調和システム。 - 複数の部屋に空気を供給するエアハンドリングユニット用空気調和機であって、
請求項1から6のいずれか1項に記載のエアフィルタユニットと、
外部熱源を利用して、前記エアフィルタユニットを介して取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、
湿度を調整する加湿器と、
熱交換が行われた空気を前記複数の部屋に向けて送り出すためのファンと、
前記エアフィルタユニット、前記熱交換器、前記加湿器を収納するケーシングと、を備えるエアハンドリングユニット用空気調和機。
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