JPH0752027B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、建物内の空気調和を行う空気調和装置に関す
る。

［従来の技術］ 近年では、多数の室内機で一個の室外機と共用する、い
わゆるセントラルヒーティングと呼ばれる集中式のエア
コンが利用されている。このものは、一個の室外機から
建物の各室に設置された室内機まで、配管を介して、所
定の温度条件に設定された冷媒を流すことにより、各室
内を個別に冷暖房するものである。

しかしながら、このようなセントラルヒーティングは基
本的に冷媒を介して熱交換を行うものであって、単に冷
暖房を行うにすぎず、室内の換気は全く行わない。よっ
て、室内の空気汚染の問題や結露の問題などが発生す
る。

また各室毎に室内機を設置するスペースを確保する必要
があるうえ、これらの取付作業や、室内機と室外機とを
結ぶ冷媒用の配管の施工にあっては、煩雑な作業を避け
ることができず、熟練した専門職に任せるしかないのが
実状である。

そこで本出願人は、先に、現場での配管施工が簡単にで
き、冷暖房と換気を含む集中式の空調が行える一体型集
中空調システムを提案した（特願平１−109999号）。

この一体型集中空調システムは、建物の所定の位置に、
建物の各室に空気を供給する給気用ダクトと、建物内の
空気を外部へ排気する排気用ダクトとを備えるととも
に、建物外部には、前記排気用ダクトから建物内の空気
を吸入してこれに冷暖房および換気を施し、この冷暖房
および換気によって所定状態に調和された調和空気を前
記給気用ダクト内へ送出する空気調和装置を有してなる
ものである。

この空気調和装置は、第４図および第５図に示すよう
に、上部に、前記給気用ダクト１と排気用ダクト２のそ
れぞれの基端部が連結されるとともに、内部には、該内
部を前記排気用ダクト２側から給気用ダクト１側へＵ字
状に循環する空気循環路３を有し、前記排気用ダクト２
から該空気循環路３内へ空気を取り入れてこれを給気用
ダクト１内に送出する送風ユニット４と、該空気循環路
３内を通過する空気に冷暖房を施す熱源ユニット５と、
該空気を外気との間で換気する換気ユニット６とを備え
てなる空調機７と、該空気機７の外部に配設されて、前
記熱源ユニット５に冷暖房用の冷媒を供給する室外機８
とを有している。

送風ユニット４には、建物内の空気を、前記排気用ダク
ト２を通して該空調機７内に取り入れるためのファン９
と、空調機７内の空気を、給気用ダクト１を通して建物
に供給するためのファン10との２つの送風ファン9,10が
設けられている。

熱源ユニット５には、熱交換機11が設けられている。該
熱交換機11は、前記室外機８に配管12を介して接続され
ており、該室外機８との間に冷暖房用の冷媒が循環され
ることによって、該熱交換機11を通過する空気が所定温
度に調整されるようになっている。

また換気ユニット６には、熱交換型の換気扇13が用いら
れている。このものは、具体的には、外部からの空気を
取り入れる吸気路14と、内部の不要な空気を排気する排
気路15と、該空気の吸排気を行うためのファン16と、吸
気路14と排気路15とが互いに交差する部位に設けられて
両者の熱を交換する熱交換部17とを有してなるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の一体型集中空調ユニットでは、前述の
ように、送風ユニット内に２つの送風ファンが、また換
気ユニット内に１つのファンが設けられている。したが
って、空調機を作動して建物内の空気に冷暖房および換
気を含む空調を施す際には、これらのすべてのファンを
同時に運転する必要がある。よって、それぞれのファン
の運転にかかるエネルギーが大きく、不経済であるなど
の問題がある。

またこのように複数機のファンが同時に回転することに
より、騒音が大きくなり、またファンの回転による振動
が建物内部に伝わり易くなる。よって、建物内に居る人
に不快感を与えてしまうといった不都合もある。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上部には建物の各室内に空気を供給する給
気用ダクトが連結され、下部には各室からの排気を行う
排気用ダクトが連結され、また内部には、前記排気用ダ
クト側から給気用ダクト側へ空気を循環せしめるととも
に、該空気に冷暖房を施す熱源ユニットと、該空気に換
気を施す換気ユニットを有する空調機とを備えてなる空
気調和装置であって、 前記換気ユニットには、外気を取り入れる吸気路と、不
要な空気を排気する排気路と、該吸気路と排気路との間
で熱交換を行なう熱交換部とを有してなる熱交換型の換
気装置が設け、 該換気ユニットと熱源ユニットの間には、該熱源ユニッ
ト側から換気ユニット側へ空気を送るファンが設置し、 該ファンの吹出側には、前記給気用ダクトに連通する流
路と、前記熱交換型換気装置の排気路に連通する流路と
を設け、また該ファンの吸込側には、前記熱交換型換気
装置の吸気路に連通する流路が設けたことを解決手段と
した。

［作用］ 本発明によれば、空調機内に設けられた１機のファンに
よって、建物から空気の空調機への吸排気、および外部
からの外気の熱交換型換気装置への吸排気を、すべて一
括して行い、ファンの回転に伴う騒音や振動等の不快な
現象を軽減することができる。

［実施例］ 以下、実施例を示し、図面を参照して本発明を説明す
る。

第１図は、本発明の空気調和装置を用いた一体型集中空
調システムの一例を示すものである。

第１図において、住宅となる建物20は、一階および二階
にそれぞれ建物20を遮断する廊下21と、その両側に配列
された複数の室22,22…を備えている。一階と二階との
間は、二階床パネル23によって仕切られており、該二階
床パネル23内部には、給気用ダクト24が配設されてい
る。給気用ダクト24は、概ね、二階床パネル23のほぼ中
央部に配設されたパネルユニット式のメインダクト25
と、該メインダクト25の両側面から各室に通じる枝状に
分岐して配設されたパネルユニッオ式のサブダクト26,2
6…より構成されている。サブダクト26,26…の先端部
（メインダクト25に接合された側と反対側の端部）に
は、建物20の一階あるいは二階の各室22,22…へ向くよ
うに開口する孔が設けられて、空気を各室へ供給する給
気口27,27…とされている。また、前記メインダクト25
の基端部は、後述の空気調和装置の上部に接続されてい
る。

また一階床パネル28の内部には、パネル式あるいはホー
ス式の排気用ダクト29が、その先端部を一階床付近の人
目につきにくい場所（第１図では階段下のスペース）に
開口して配設されている。該排気用ダクト29の先端部
は、建物全体の空気を吸い込んで排気する排気口30とさ
れ、また基端部は、後述の空気調和装置の下部に接続さ
れている。

また住宅となる建物20の外部には、建物20の外壁面に所
定の隙間を残して沿うようにして、架台31が設置されて
いる。該架台31は、縦方向数段（第１図では２段）に仕
切られており、それぞれの段に、本実施例の空気調和装
置32を構成する各機器が設置されている。

この架台31の上段31aには、後述の空調機33が、また下
段31bには後述の室外機34が、それぞれ載置されてい
る。室外機34は、該架台31の下段31bの前部半分に設置
されており、その後部半分には、建物20の一階床付近の
側部より外部へ延び出た排気用ダクト29の基端部側の端
部が、前記室外機34と所定の間隔をあけた状態に、建物
20の外壁に沿って上方へ延び、架台31の上段31aに載置
された空調機33の下部に接続されている。

該空調機33は、第２図および第３図に示すように、その
下部には、前記排気用ダクト29の基端部が連結されると
ともに、上部には、前記給気用ダクト24のメインダクト
25の基端部が連結されてなり、また、その内部には、下
部の熱源ユニット35と上部の換気ユニット36とを備えて
いる。

熱源ユニット35内には、前記排気用ダクト29から送り込
まれた空気を所定温度に調整するための熱交換機37が設
けられている。熱交換機37は、この空調機33の下部に配
設された前記室外機34に、配管38を介して連結されてい
る。

室外機34は、いわゆるヒートポンプ式のエアコン装置に
相当するもので、前記熱交換機37との間に、配管38を介
して冷媒を循環させることができるようになっている。
そして熱交換機37では、該熱交換機37を通過する空気
を、前記室外機34から供給された冷媒の熱によって温度
調整し、該空気に所望に応じた冷暖房を施すように作用
する。

また前記換気ユニット36は、前記熱源ユニット35の上部
に設けられており、その上部には、熱交換型の換気装置
39が設けられている。

この熱交換型の換気装置39は、外部からの新鮮な外気を
取り入れる吸気路40と、内部の不要な空気を外部へ排気
するための排気路41と、該吸気路40および排気路41が交
差する位置に設けられて両者の熱を交換する熱交換部42
とを備えたものであって、通常の熱交換型の換気扇にお
けるファンが省略されたものに相当する。吸気路40の一
端は、該熱交換型換気装置39の側部に、外部に開口する
ようにして設けられて外気を取り入れる外気取入口40a
に連通し、他端部は、前記換気ユニット36内に設けられ
た後述のパイプ（流路）に連通している。また排気路41
は、その一端が、この換気ユニット36内に設けられた後
述のパイプ（流路）に連通し、他端部は、この熱交換型
換気装置39の側部に、外部に開口するようにして設けら
れて、不要な空気を外部へ排気する排気口41aに連通し
ている。

また、換気ユニット36の下部、すなわち換気ユニット36
と熱源ユニット35との間には、熱源ユニット35からの空
気を換気ユニット36上方へ吹き上げるファン43が設けら
れている。

このファン43の吹出側には、該ファン39によって上方へ
吹き上げられた空気を、該空気ユニット36内を経て、該
換気ユニット36上部に接続された前記給気用ダクト24に
送り込むために、該給気用ダクト24に連通する排気パイ
プ（流路）44が連結されている。また、この排気パイプ
（流路）44は途中で分岐しており、この分岐した分岐路
（流路）45の端部は、前記熱交換型換気装置39の排気路
41に連通している。

また前記ファン43の吸込側には、前記熱交換型換気装置
39の吸気路40に連通するようにして設けられた吸気パイ
プ（流路）46が連結されている。

このような熱交換型換気装置39を備えた換気ユニット36
では、前記ファン43の回転によって、前記熱源ユニット
35からの空気が排気パイプ（流路）44およびその分岐路
（流路）45を通って熱交換型換気装置39の排気路41内に
導入されると同時に、外気取入口40aから外部の新鮮な
空気が吸気路40内に取り入れられ、両者の交差する熱交
換部42において、排気路41内を通る空気の熱の一部が吸
気路40内を通る新気に回収される。そして、熱を奪われ
た空気は排気口41aより外部へ排気され、熱を回収した
新気は、換気装置39下部から換気ユニット36内の吸気パ
イプ（流路）46内に入り、前記ファン43の回転によっ
て、再び排気パイプ（流路）44内へ送られて、該排気パ
イプ（流路）44を通り、前記給気用ダクト24内に供給さ
れる。

また、これらの各ユニット35,36の制御は、図示しない
制御装置によって一括して行なわれるようになってい
る。すなわちこの制御装置は、前記ファン43を駆動する
モータ、熱交換機37および室外機34を作動するモータ等
に接続されており、図示しないワイヤレスリモコン等に
よりこれらを駆動、制御せしめることができるようにな
っている。またこの制御装置には、室内への送風量の調
整および送風温度の調整などが可能なように配慮がなさ
れている。

次に、本実施例の空気調和装置32の動作について説明す
る。

まず制御装置の指令に基づいて、熱源ユニット35と換気
ユニット36との間に設置されたファン43が運転開始とさ
れ、建物全体の空気が、一階床付近に開口した排気口30
より一括して排気用ダクト29内に負圧吸入される。

空気は、排気用ダクト29内を通って、空調機33内に導入
される。空調機33内に導入された空気は、熱源ユニット
35の熱交換機37を通過し、ここで室外機34から供給され
た冷媒によって所定温度に調整され、冷暖房が施され
る。熱交換機37によって所定温度に調整された空気は、
前記ファン43によって、排気パイプ（流路）44内に導入
され、該排気パイプ（流路）44を通って上昇する。この
空気のうちの一部は、該排気パイプ44の一部から分岐し
た分岐路（流路）45へ分配されて、該分岐路（流路）45
を通って、熱交換型換気装置39の排気路41内に導入され
る。これと同時に、該熱交換型換気装置39内には、前記
ファン39の回転に伴って、外気取入口40aより新鮮な外
気が取り入れられ、吸気路40内を流れる。この時、吸気
路40と排気路41とが交差する熱交換部42において、排気
路41内を通過する空気の熱が吸気路40内を通る新鮮空気
に一部回収されて熱交換が行われる。そして熱を奪われ
た空気が外部へ排気されるとともに、所定温度に調整さ
れた新気が、吸気路40を通って換気装置39の下部から換
気ユニット36内に設けられた前記吸気パイプ（流路）46
内へ送り込まれる。吸気パイプ（流路）46内の空気は、
前記ファン43の回転によって、再び排気パイプ（流路）
44内に導入される。よって、該排気パイプ（流路）44内
では、このようにして所定温度に調整された新鮮空気
と、前記熱源ユニット35から直に送り込まれた空気と
が、所定割合で以て混合されることとなり、換気が施さ
れる。

こうして冷暖房および換気がなされて生成した調和空気
は、空調機33の上部より給気用ダクト24内に送り込まれ
て、前記メインダクト25、サブダクト26,26…内を通っ
て、所定方向に分配され、建物の各室22,22…に供給さ
れて、室内を冷暖房および換気する。

一方、各室22,22…内に有った未調和の空気および冷暖
房、換気後の汚れた空気は、一階床付近に開口した排気
口30より、一括して前記排気用ダクト29内に吸い込ま
れ、繰り返し、空調機33内に導入されて、循環する。こ
れによって、前記一体型集中空調システムの運転の経過
に伴って、各室22,22…を含む建物全体は、所望の調和
状態に維持される。

このようにして、本実施例によれば、熱源ユニット35と
換気ユニット36の間に、該熱源ユニット35側から換気ユ
ニット36側へ空気を送るファン43か設置され、該ファン
43の吹出側には、前記給気用ダクト24に連通する排気パ
イプ（流路）44と、前記熱交換型換気装置39の排気路41
に連通する分岐路（流路）45が設けられ、また該ファン
43の吸込側には、前記熱交換型換気装置39の吸気路40に
連通する吸気パイプ（流路）46が設けられているので、
前記１機のファン43によって、建物20から空調機33内へ
の吸排気、および外部から換気ユニット36内への吸排気
をすべて一括して行うことができる。したがって、空調
機33内に２機の送風ファンと、熱交換型換気扇内に１機
のファンが設けられていた従来の空気調和装置に比べ、
熱交換型換気装置39内のファンを省略することができる
とともに、２機の送風ファンを１機に減らすことができ
る。したがって、ファン43の回転に要するエネルギーを
削減することができて、経済的に有利となるうえ、ファ
ン43の回転に伴う振動や騒音を軽減することができて、
住む人に不快感や違和感を与えることも少なくなる。ま
たファン43を１機としたことにより、空調機33内の各機
器の配置性が向上し、これに伴って、空気調和装置32全
体のコンパクト化を図ることもできる。

また前記ファン43の回転数を調節することによって、熱
交換型換気装置39への空気の給排気の度合（風量、風圧
等）を適宜調整することができる。

また本実施例では、建物20の外部に架台31を設け、該架
台31のそれぞれの段31a,31bの上に、空気調和装置32の
各機器（空調機33と室外機34）を配設した構成としたの
で、各機器が上下に並んだ状態となり、これらの機器の
設置にかかるスペースが小さくて済む。よって、住宅の
密集化なとに伴い隣地との間に十分なスペースを設ける
ことが難しくなっている今日の住宅事情においても、貴
重な土地を無駄に使うことなく、土地や空間の有効利用
を図ることができる。

また排気用ダクト29から吸入された空気に、空調機33内
で冷暖房および換気を含む集中的な空調を施し、この調
和空気を給気用ダクト24から各室22,22…内に供給する
ようにしたので、建物20の空調を集中的かつ総括的に行
なうことができる。

また換気の機能を付与したことによって、室内の空気汚
染が防止され、住む人の健康に対する配慮がなされると
ともに、室内の局所的温度分布が解消され、結露防止や
カビ、ダニ等の発生防止、住宅の長寿命化などを図るこ
とがでるようになる。

なお、本発明の空気調和装置32は、前記実施例の構成に
限定されるものではなく、外観や寸法および内部に配置
される各ユニット35,36の具体的構成などは、実施に当
たって適宜変更可能とされるものである。

例えば、前記実施例では、換気ユニット36内の排気パイ
プ（流路）44を、途中で分岐してこれを分岐路（流路）
45とし、該分岐路（流路）45と、熱交換型換気装置39の
排気路41とを連通せしめた構成としたが、この排気路41
に連通せしめる流路45としては、前記実施例のような分
岐路に限定されず、前記ファン43の吹出側に、前記排気
路41に連通する流路となるようなパイプ（流路）を直接
連結した構成としてもよい。

また、排気パイプ44から給気用ダクト24へ連通する箇
所、および排気パイプ44から分岐路45へ連通する箇所な
どに、それぞれシャッタを開閉度調整可能に取り付け、
これらのシャッタの開閉を適宜行うようにしてもよく、
これによって、建物内から回収された空気と外部からの
新鮮空気との混合比、すなわち換気の度合を調節するこ
とができるようになる。

また前記実施例では、建物20の外部に架台31を配し、架
台31の各段31a,31bに、本実施例の空気調和装置32を構
成する各機器（空調機33および室外機34）を載置した例
を示したが、この架台31は適宜省略することもできる。
また、この架台31を縦に３段の構成とするとともに、前
記空調機33を、熱源ユニット35と換気ユニット36とをそ
れぞれ切り離した構成とし、架台31の最下段に室外機34
を、中段に熱源ユニット35を、そして最上段に換気ユニ
ット36を、それぞれ載置するようにしてもよい。この場
合には、換気ユニット36の下部に設けられた前記ファン
43が、架台31の最上段に直に載せられて、実質的に固定
されたような構成となるので、ファン43の回転に伴う振
動が該架台31によって制止され、あるいは軽減されると
いった利点が得られる。

また前記実施例では、空調機33内に熱源ユニット35およ
び換気ユニット36を備えて、冷暖房および換気の機能を
付与した構成としたが、これ以外にも例えば、必要に応
じて、空気清浄化の機能、除湿あるいは加湿の機能、酸
素混合の機能あるいは炭酸ガス除去の機能などの種々の
機能を備えた多機能ユニットを付加することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の空気調和装置によれば、
空調機の換気ユニットに、外気を取り入れる吸気路と、
不要な空気を排気する排気路と、該吸気路と排気路との
間で熱交換を行なう熱交換部とを備えた熱交換型換気装
置が設けられ、また換気ユニットと熱源ユニットとの間
には、該熱源ユニット側から換気ユニット側へ空気を送
るファンが設置され、該ファンの吹出側には、前記給気
用ダクトに連通する流路と、前記熱交換型換気装置の排
気路に連通する流路が設けられ、またファンの吸込側に
は、前記熱交換型換気装置の吸気路に連通する流路が設
けられているので、前記１機のファンによって、建物か
ら空調機内への空気の吸排気、および外部から熱交換型
排気装置内への吸排気を、すべて一括して行うことがで
きる。よって、空調機内に複数機のファンが設けられて
いた従来の空気調和装置に比べ、そのファンの数を減ら
すことができるとともに、熱交換型換気装置内のファン
を省略することができる。したがって、ファンの回転に
要するエネルギーを削減することができて、経済的に有
利となるうえ、ファンの回転に伴う振動や騒音を軽減す
ることができて、住む人に不快感や違和感を与えること
もなくなる。またファンを１機としたことにより、空調
機内の各機器の配置性が向上し、これに伴って、空気調
和装置全体のコンパクト化を図ることもできる。

また前記構成のファンが設けられたことによって、ファ
ンの回転数を変更するだけの簡単な操作で、熱交換型換
気装置内への空気の吸排気の度合を適宜調整でき、また
同時に換気の度合等の調整も行なうことができるという
優れた操作性をも有するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の空気調和装置を利用した一体型集中
空調システムの全体構成を示す斜視図、第２図および第
３図は本発明の空気調和装置の一実施例を示すもので、
第２図は斜視図、第３図は側断面図であり、第４図およ
び第５図は従来の空気調和装置の一例を示すもので、そ
れぞれ正面および側面から見た断面図である。 20……建物、22……室、 24……給気用ダクト、29……排気用ダクト、 32……空気調和装置、33……空調機、 35……熱源ユニット、36……換気ユニット、 39……熱交換型の換気装置、 40……吸気路、41……排気路、 42……熱交換部、43……ファン、 44……排気パイプ（流路）、 45……分岐路（流路）、 46……吸気パイプ（流路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部には建物の各室内に空気を供給する給
   気用ダクトが連結され、下部には各室からの排気を行う
   排気用ダクトが連結され、また内部には、前記排気用ダ
   クト側から給気用ダクト側へ空気を循環せしめるととも
   に、該空気に冷暖房を施す熱源ユニットと、該空気に換
   気を施す換気ユニットを有する空調機とを備えてなる空
   気調和装置であって、 前記換気ユニットには、外気を取り入れる吸気路と、不
   要な空気を排気する排気路と、該吸気路と排気路との間
   で熱交換を行なう熱交換部とを有してなる熱交換型の換
   気装置が設けられ、 該換気ユニットと熱源ユニットの間には、該熱源ユニッ
   ト側から換気ユニット側へ空気を送るファンが設けら
   れ、 該ファンの吹出側には、前記給気用ダクトに連通する流
   路と、前記熱交換型換気装置の排気路に連通する流路と
   が設けられ、また該ファンの吸込側には、前記熱交換型
   換気装置の吸気路に連通する流路が設けられてなること
   を特徴とする空気調和装置。