JP2003065559A

JP2003065559A - スポット空調システム

Info

Publication number: JP2003065559A
Application number: JP2001256532A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujishige; 達也藤重; Shoji Matsumoto; 祥二松本; Jiro Maeyama; 二郎前山; Kazuhisa Yokota; 和久横田
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: JP4756791B2

Abstract

(57)【要約】【課題】各エアコンの運転条件を満たしながら、風量
および送風温度の調整範囲を拡大し、スポット空調の運
転の使用エネルギを少なくし、空調環境を一層快適にし
うるスポット空調システムを提供する。【解決手段】複数台のエアコンＡ１、Ａ２と、それら
のエアコンに接続されている送風ダクト１１、１２と、
それらの送風ダクト同士を連通すると共に、空調対象ゾ
ーンＺ１、Ｚ２への吹き出し口を備えている連通ダクト
１３とを備えている空調システム１０。連通ダクト１３
には、各送風ダクト１１、１２からの風量を調節または
遮断するための風量ダンパＤ１が介在されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスポット空調システ
ムに関する。さらに詳しくは、複数台の空気調和機（エ
アコン）の吹き出し口を、広い空気調和対象ゾーンに分
散して配置して、各吹き出し口からスポット的に空気調
和を行うのに適するスポット空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】地下鉄構内や工場の作業エリアなど、密
閉しにくい広い空間に対して冷房や暖房などの空気調和
を行う場合、全体を空気調和するには大規模な空調機が
必要で、効率が低い。そのため従来より、たとえば図７
に示すように、いわゆるパッケージ型のエアコン１０１
の吹き出し口１０２を対象領域内に複数個所に分散して
配置し、比較的狭い対象ゾーンＺ１、Ｚ２ごとに空調を
行うという、スポット空調（局所空調）の方法が採用さ
れている。それにより必要な小領域のみの空調を行い、
省エネルギ効果を図ることができる。なお、符号１０３
はエアコン１０１と対象ゾーンの間を連結する送風ダク
トであり、符号１０４はエアコン１０１の空気吸い込み
ダクトである。

【０００３】他方、特開平４−６３３９号公報には、図
８に示すような副流路（戻り流路）１１０を備えたヒー
トポンプ式空調装置が開示されている。このものは吸気
口１１１から熱交換機１１２を経て送風口１１３へ至る
主流路１１４と、熱交換機１１２の下流に設けた送風機
１１５と、前記主流路の送風口１１３に近い部位と吸気
口１１１に近い部位と連結する副流路１１０とを備えて
いる。そして主・副流路への送風を切り換えるダンパ１
１６と、冷媒圧力／空気温度検出手段１１７とを設け、
空気温度の上昇に伴って副流路１１０の開度を小さくし
ていく切り換えダンパの制御装置を採用している。この
ものは、ヒートポンプ式の空調機の立ち上がり時、とく
に暖房時に冷風が出て強風で吹き出すと人体に不快感を
与えるという問題を解決しようとするものであり、上記
構成により、温度が低いときには主流路１１４からの吹
き出しを抑制し、副流路１１０で空気を還流させ、それ
によって冷媒温度を速やかに上昇させて、暖房能力を最
大限に発揮させることができるとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のスポット空
調の方法は、必要な領域にスポット的に空気調和を行う
ため、ある程度省エネルギ効果がある。しかし個々のエ
アコンは個別に運転するため、エアコンの運転条件の制
限によって、風量の調整幅や、温度の調整幅に限界があ
る。たとえば一般には定格風量の６５〜１００％の風量
で運転する必要があり、風量を絞りすぎるとファンがサ
ージングを起こし、急激に能力が低下する。また、冷房
の場合、冷却コイル面に霜が発生する可能性がある。そ
のため、要求される風量以上の風量にする必要があり、
エネルギが無駄に使用される。さらに各ゾーンごとにエ
アコンが独立しているため、たとえば２台運転の場合
で、全体として５０％の負荷の場合でも、スポット給気
の要求エリアが２ゾーンにまたがる場合は、１台のエア
コンを止めるとそのゾーンの空調環境が低下するため、
２台共運転する必要があり、エネルギが無駄になる。

【０００５】また、１台のエアコンの冷房能力や暖房能
力には限界があり、夏期で対象ゾーンの温度が高い場合
は、充分な低温度送風ができない場合がある。そして暖
房時にも充分な高温度送風ができない。たとえば、吸い
込み空気が温度３５℃（夏期）、相対湿度５５％、湿球
温度２７℃の場合、１００％風量時には、冷房時下限が
約２３℃である。また、吸い込み温度が５℃（冬期、室
内）の場合、１００％風量時には、暖房上限が約２４℃
である。そのため、吹き出し口の周辺の人に対して充分
に冷風、温風を吹き出すことができない。

【０００６】本発明は、従来独立的に運転していた複数
台のスポット空調用エアコンをシステムとして総合的に
運転し、それにより、各エアコンの運転条件を満たしな
がら風量の調整範囲を拡大することを技術課題としてい
る。さらに本発明は、上記のヒートポンプ式空調装置の
バイパスダクトの考え方を採用し、吸い込み空気環境が
不充分な場合でも、送風温度の下限を下げ、上限を上げ
ることができ、それによりによりスポット空調を一層快
適にしうるスポット空調システムを提供することを技術
課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のスポット空調シ
ステムは、複数台の空気調和機と、それらの空気調和機
に接続されている送風ダクトと、それらの送風ダクト同
士を連通すると共に、空調対象ゾーンへの吹き出し口を
備えている連通ダクトとを備えていることを特徴として
いる。このようなスポット空調システムにおいては、連
通ダクトに、各送風ダクトからの風量を調節または遮断
するための風量ダンパが介在されているものが好まし
い。また、少なくとも１個の吹き出し口に、風量を調節
または遮断するための風量ダンパが設けられているもの
が好ましい。さらに少なくとも１台の空気調和機に、そ
の送風ダクトの途中から吸気側に空気の一部を戻すため
の戻りダクトを設けているスポット空調システムが好ま
しい。

【０００８】

【作用および発明の効果】本発明の空調システムでは、
複数台の空気調和機の送風ダクトが連通ダクトによって
連結されているので、全体の負荷が少ないときは、その
一部の運転だけで、全体の対象ゾーンに対して空調を行
うことができる。その場合、運転している空気調和機の
運転条件を満たしながら、要求風量に応じて風量を大き
く低下させることができる。したがって風量の調整範囲
が広がる。

【０００９】前記連通ダクトに、各送風ダクトからの風
量を調節または遮断するための風量ダンパが介在されて
いる空調システムにおいては、風量ダンパを遮断するこ
とにより、必要なゾーンのみを空調の対象とすることが
できる。そのため負荷に応じて必要最小限の台数のみの
運転で済み、必要とされる送風量を維持しながら、省エ
ネルギ運転を行うことができる。

【００１０】少なくとも１個の吹き出し口に、風量を調
節または遮断するための風量ダンパが設けられているス
ポット空調システムでは、その吹き出し口の近辺に人が
居ないとき、あるいは少ないときは、その吹き出し口の
風量ダンパを遮断することにより、省エネルギ効果が向
上する。

【００１１】少なくとも１台の空気調和機に、その送風
ダクトの途中から吸気側に空気の一部を戻すための戻り
ダクトを設けているスポット空調システムにおいては、
戻りダクトにより戻された温風（あるいは冷風）により
空気調和機の吸い込み温度を高く（あるいは低く）する
ことができる。そのため、周囲の吸い込み温度が低い
（あるいは高い）場合でも、空調効果を高くすることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
のスポット空調システムの実施の形態を説明する。図１
は本発明の空調システムの基本的な実施形態を示すダク
ト系統図、図２はその空調システムの運転パターンを示
すタイムチャート、図３は本発明の空調システムの他の
実施形態を示すダクト系統図、図４はその空調システム
の運転パターンを示すタイムチャート、図５および図６
はそれぞれ本発明の空調システムのさらに他の実施形態
を示すダクト系統図である。

【００１３】図１の空調システム１０は、第１エアコン
Ａ１と第２エアコンＡ２の２台のエアコン（空気調和
機）を用いる場合を示している。各エアコンＡ１、Ａ２
からは送風ダクト１１、１２が延びており、それらの先
端は連通ダクト１３の途中に連結されている。そして各
送風ダクト１１、１２と連通ダクト１３との連結点１１
ａ、１２ａの間に、風量ダンパＤ１が介在している。連
通ダクト１３の両端は、それぞれ第１の空調対象ゾーン
（第１ゾーン）Ｚ１および第２の空調対象ゾーン（第２
ゾーン）Ｚ２に向かって開口している。なお符号１４、
１５はエアコンＡ１、Ａ２の吸い込みダクトである。連
通ダクト１３は通常は各送風ダクト１１、１２との連結
点１１ａ、１２ａの間でできるだけ背圧の差を生じない
ように、ある程度広い断面積のダクトを用いる。

【００１４】各エアコンＡ１、Ａ２としては、通常はコ
ンプレッサと熱交換機とが一体化されたパッケージ型の
エアコンが用いられ、送風ダクト１１、１２に空気を送
るための送風ファンを内蔵している。送風ファンによる
送風量は、メーカー、機種によりバラツキがあるが、一
般的には定格風量の６５〜１００％の範囲で調節するこ
とができる。コンプレッサはＯＮ／ＯＦＦの切り換えの
みが行えるものである。ただしインバータ制御により、
コンプレッサの回転数を調節するようにしてもよい。前
記風量ダンパＤ１は、たとえばダクトを遮る遮蔽板を軸
によって回動自在に設け、ダクトを遮断する状態と、送
風する状態とをとることができるものである。そしてダ
クトの遮断と送風の切り換えは、軸に連結したモータな
どで行い、そのモータを制御器によって遠隔操作するこ
とができるようにしている。

【００１５】上記のように構成される空調システム１０
は、風量ダンパＤ１、各エアコンＡ１、Ａ２の送風ファ
ンの風量をダンパにて調節することにより、以下のよう
な種々のパターンで運転することができる。

【００１６】［独立運転モード］風量ダンパＤ１を閉じ
ると、従来のエアコン同士が独立の場合と同様に、各エ
アコンＡ１、Ａ２を個別的に運転することができる。そ
のため、たとえば第２ゾーンＺ２の空調が不要である場
合は、風量ダンパＤ１を閉じた上で、第２エアコンＡ２
を停止し、第１エアコンＡ１のみを運転して第１ゾーン
Ｚ１を空調すればよい。逆の場合も同様である。

【００１７】［単独運転モード］全体の負荷が少ない場
合は、風量ダンパＤ１を開いた上で、第１エアコンＡ１
のみを運転する。その場合、第１エアコンＡ１の風量を
定格風量の６５％に絞れば、両方のゾーンＺ１、Ｚ２へ
はその１／２の３２．５％の風量で送風することができ
る。そして第１エアコンＡ１の風量を１００％まで増加
していくことにより、各ゾーンＺ１、Ｚ２の風量を５０
％まで増加させていくことができる（図２の「１台運
転」の欄の想像線Ｐ参照）。それにより省エネルギ効果
が達せられる。

【００１８】［両方運転モード］各ゾーンＺ１、Ｚ２で
要求される風量が全風量の５０％以上の場合は、第１エ
アコンＡ１と第２エアコンＡ２の両方を運転する。その
場合、両方のエアコンＡ１、Ａ２の送風量を６５％に絞
れば、各ゾーンＺ１、Ｚ２に対して６５％の風量で送風
することができる。風量をそれ以上増加させたい場合
は、両方のエアコンＡ１、Ａ２の送風量を増加させてい
けばよく、それにより各ゾーン共１００％の風量まで上
げることができる（図２の「２台運転」の欄の想像線Ｐ
参照）。

【００１９】つぎに図３を参照して、さらに発展させた
空調システム２０を説明する。図３に示す空調システム
２０は、各エアコンＡ１、Ａ２の送風ダクト１１、１２
の途中から吸い込みダクト１４、１５への戻りダクト
（バイパス）１７、１８を設けた点に特徴がある。そし
てこの実施形態では、各戻りダクト１７、１８の効果を
一層発揮させるべく、送風ダクト１１、１２における戻
りダクト１７、１８の分岐点１７ａ、１８ａと、送風ダ
クト１１、１２の連通ダクト１３への連結点１１ａ、１
２ａとの間に、それぞれ第２風量ダンパＤ２を介在させ
ると共に、戻りダクト１７、１８の途中にも第３風量ダ
ンパＤ３を介在させている。第２風量ダンパＤ２は風量
の調節ができればよく、遮断する機能を有しなくてもよ
い。ただし遮断する機能を設けてもよく、その場合は、
対応するエアコンを運転しない場合に遮断させるのが好
ましい。

【００２０】この空調システム２０では、第２風量ダン
パＤ２を全開にし、第３風量ダンパＤ３を閉じれば図１
の空調システム１０と同じになる。そのため、前述と同
じ作用効果を奏する。なお戻りダクトによる戻り風量の
割合は、吸い込み温度などの条件によって変化するが、
目安として０〜５０％程度にすることができる。その場
合、各エアコンについて、第２風量ダンパＤ２をある程
度絞り、第３風量ダンパＤ３をある程度開くことによ
り、たとえば０〜５０％の範囲で一旦、冷却あるいは加
熱した空気を再び戻りダクト１７、１８を通じて吸い込
み側に戻して周囲の空気と混合させることができる。そ
れにより、周囲空気温度より吸い込み空気温度が高く、
あるいは低くなり、送風ダクト１１、１２から連通ダク
ト１３へ送風する空気は、図１の空調システム１０の場
合よりも、さらに冷却された、あるいは加熱された空気
とすることができる。

【００２１】たとえば吸い込み空気（周囲空気）が温度
３５℃（夏期）、相対湿度５５％、湿球温度２７℃の場
合、１００％風量時には、冷房時下限が約２３℃であ
る。しかしこの実施形態では、冷却あるいは加熱空気を
一部戻すことにより、冷房時下限を約１７〜１８℃（吸
い込み、湿球温度２３℃）とすることができる。また、
同様に、室内温度が５℃（冬期、室内）の場合、１００
％風量時には、暖房上限が約２４℃であるが、この実施
形態では、暖房時の上限を約４３℃（吸い込み、乾球温
度２４℃）とすることができる。このように冷却あるい
は加熱空気を戻すことにより、連通ダクト１３から吹き
出す空気の温度の調節範囲を、戻しダクトがない場合に
比して大幅に拡げることができる。

【００２２】さらに戻しダクト１７、１８で送風ダクト
１１、１２の空気をエアコンＡ１、Ａ２側に戻すことに
より、送風ダクト１１、１２から連通ダクト１３に送る
風量が減り、たとえば５０〜１００％の範囲となる。こ
のことは、エアコンＡ１、Ａ２の送風ファンの風量を６
５％に絞った場合、送風ダクト１１、１２から連通ダク
ト１３への送風量を３２．５〜６５％まで絞ることがで
きることを意味する（図４の１台運転の欄の実線参
照）。そのため、１台運転の場合、片方のゾーンには、
その５０％、すなわち１６．５〜３２．５％まで絞れる
ことになる（図４の１台運転の欄の想像線Ｐ参照）。し
たがって図３の空調システム２０では、温度の調節範囲
だけでなく、風量の調整範囲も大幅に拡げることができ
る。

【００２３】前記実施形態では、いずれも２台のエアコ
ンを用いているが、本発明の空調システムでは３台以上
を用いることもでき、その方が一層、風量および温度の
調節範囲を広げることができる。図５に示す空調システ
ム３０では、３台以上のエアコンＡ１、Ａ２、Ａ３・・
・を用いている。各エアコンＡ１・・から連通ダクト１
３までの管路構成は図３の場合と同じである。各エアコ
ンの送風ダクト１１、１２、３１と連通ダクト１３との
連結点１１ａ、１２ａ、３１ａとそれぞれの対応するゾ
ーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３とは連通しており、隣接する連結
点１１ａ、１２ａ、３１ａ同士の間に、連通ダクト１３
を遮断し、あるいは風量を調節する第１風量ダンパＤ１
を介在させている。

【００２４】エアコンＡ１、Ａ２・・・は一般的には、
一個所に設置する方がメンテナンスや制御器との配線な
どが簡単になるので好ましい。しかし分散配置すること
もできる。分散配置する場合は、たとえば連通ダクト１
３の左端と右端を送風ダンパを介在させて連結し、連通
ダクト１３をループ状に設けてもよい。

【００２５】上記の空調システム３０の作用について
は、図３の空調システム２０と実質的に同じである。た
だしエアコンの台数が多い分、風量の下限をさらに下げ
ることができる。すなわち１台だけで運転すれば、各ゾ
ーンには、その台数分の１の風量で供給できる。そして
負荷が大きくなれば、それに応じて運転するエアコンの
台数を増加すればよい。また、１個所のゾーンＺ１で要
求される送風温度が低く、他のゾーンではそれほど低い
送風温度が求められない場合は、左端の第１風量ダンパ
Ｄ１を閉じ、あるいは絞り量を多くした上で、そのエア
コンＡ１の戻りダクト１７を活用して送風温度を低下さ
せればよい。このように空調システム３０では、省エネ
ルギ効果と空調効果の向上を両立させることができる。

【００２６】また、連通ダクト１３から各ゾーンＺ１、
Ｚ２・・まで空気を送る吹き出しダクト１９の途中に、
第４風量ダンパＤ４を設けて、吹き出し空気の遮断およ
び風量調節を行い、出口側で風量を絞ることもできる。
その場合も、省エネルギ効果が発揮される。この点は前
記いずれの空調システム１０、２０においても同じであ
る。

【００２７】前記図１や図３の実施形態では、第１ダン
パＤ１は単に遮断・送風を切り換えるダンパであるが、
遮蔽板の角度を調節して送風量を調節する風量ダンパを
用いることもできる。その場合は、風量ダンパＤ１の絞
り量を変えることにより、各ゾーンに配分する給気量を
変えることができる。ただし各エアコンＡ１、Ａ２の送
風ダクトと連通ダクトの連結点１１ａ、１２ａ同士の圧
力に差が生ずるため、実際には送風ダクト１１、１２を
通る風量の制御が難しくなる。したがって第１ダンパＤ
１を通る風量を制御するには、たとえば図６に示すよう
に、各送風ダクト１１、１２に、風量ダンパ（比例ダン
パ）４１、４２、風量センサ４３、４４およびそれらの
風量センサ４３、４４の出力に基づいて風量ダンパ４
１、４２の開度を調節するダンパ開度調節用コントロー
ラ４５を設け、そのコントローラ４５により各ダクト１
１、１２を通る風量を同じに、あるいは所定の比率に維
持しながら、第１ダンパＤ１の絞り量を調節するように
するなどの対策をとることが望ましい。

【００２８】このようにして第１ダンパＤ１の絞り量を
変化させることにより、第１ゾーンＺ１と第２ゾーンＺ
２への風量に差を設ける場合は、一層、風量調節の範囲
および温度調節の範囲を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調システムの基本的な実施形態を
示すダクト系統図である。

【図２】図１の空調システムの運転パターンを示すタ
イムチャートである。

【図３】本発明の空調システムの他の実施形態を示す
ダクト系統図である。

【図４】図３の空調システムの運転パターンを示すタ
イムチャートである。

【図５】本発明の空調システムのさらに他の実施形態
を示すダクト系統図である。

【図６】本発明の空調システムのさらに他の実施形態
を示すダクト系統図である。

【図７】従来の独立型の空調設備の一例を示すダクト
系統図である。

【図８】従来の空気装置の他の例を示す系統図であ
る。

【符号の説明】

１０空調システムＡ１第１エアコンＡ２第２エアコン１１、１２送風ダクト１３連通ダクト１１ａ、１２ａ連結点Ｄ１（第１）風量ダンパＺ１第１ゾーンＺ２第２ゾーン１４、１５吸い込みダクト２０空調システム１７、１８戻りダクト１７ａ、１８ａ分岐点Ｄ２第２風量ダンパＤ３第３風量ダンパ３０空調システムＡ３エアコン３１送風ダクトＺ３ゾーン３１ａ連結点Ｄ４第４風量ダンパ１９吹き出しダクト４１、４２風量ダンパ４３、４４風量センサ４５ダンパ開度調節用コントローラ

フロントページの続き (72)発明者松本祥二大阪府池田市ダイハツ町１番１号ダイハツ工業株式会社内 (72)発明者前山二郎東京都千代田区有楽町１丁目４番１号三機工業株式会社内 (72)発明者横田和久東京都千代田区有楽町１丁目４番１号三機工業株式会社内Ｆターム(参考） 3L080 AA04 BD04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数台の空気調和機と、それらの空気調
和機に接続されている送風ダクトと、それらの送風ダク
ト同士を連通すると共に、空調対象ゾーンへの吹き出し
口を備えている連通ダクトとを備えているスポット空調
システム。
【請求項２】前記連通ダクトに、各送風ダクトからの
風量を調節または遮断するための風量ダンパが介在され
ている、請求項１記載のスポット空調システム。
【請求項３】少なくとも１個の吹き出し口に、風量を
調節または遮断するための風量ダンパが設けられている
請求項１記載のスポット空調システム。
【請求項４】少なくとも１台の空気調和機に、その送
風ダクトの途中から吸気側に空気の一部を戻すための戻
りダクトを設けている請求項１または２記載のエアコン
空調システム。