JP2005140384A - 空気調和機および空気調和システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 空気調和機は、室内機2aと、輻射パネル4aとを備える。室内機2aは、室内Rの空気を吸込む吸込み口24aと、温度調整された空気を吹き出す吹出し口25aとを有する。輻射パネル4aは、吹出し口25aから吹き出された空気が送られる圧力発生空間PSを有し、室内Rの天井面CL近傍に配置され、空気の吹出しと輻射とによって室内の温度調整を行う。そして、吸込み口24aは、下方向から空気を吸込むように下向きに設けられる。
【選択図】 図4
Description
そこで、本願発明者は、特願2003−042805号特許出願明細書に記載された輻射パネル構造体を案出している。この輻射パネル構造体は、温度調整された空気によって大気圧より大きな圧力が生じる圧力発生空間を有し、空気の吹出しと輻射とによって室内の温度調整を行う。これにより、輻射と穏やかな空気の吹出しとによって、ドラフトを抑えた穏やかな温度調整を行うことができる。
請求項2に記載の空気調和機は、請求項1に記載の空気調和機であって、吸込み口は、輻射パネルより下方に配置される。
請求項3に記載の空気調和機は、請求項1または2に記載の空気調和機であって、吸込み口は、吹出し口よりも下方に配置される。
請求項4に記載の空気調和機は、請求項1から3のいずれかに記載の空気調和機であって、吸込み口は、室内の下部から空気を吸込むように設けられる。
請求項5に記載の空気調和機は、請求項4に記載の空気調和機であって、吸込み口は、室内の下部に配置される。
請求項6に記載の空気調和機は、請求項4に記載の空気調和機であって、吸込み口は、室内の下部から空気を搬送する搬送経路を介して、室内の下部から空気を吸込む。
請求項7に記載の空気調和システムは、送風装置と、輻射パネルと、搬送装置とを備える。送風装置は、室内の空気を吸込む吸込み口と、温度調整された空気を吹き出す吹出し口とを有する。輻射パネルは、吹出し口から吹き出された空気が送られる内部空間を有し、室内の天井面近傍に配置され、空気の吹出しと輻射とによって室内の温度調整を行う。搬送経路は、室内に隣接し且つ室内の下部と連通する。吸込み口は、搬送経路の上部に対して下向きに設けられ、搬送経路の上部から空気を吸込む。
請求項2に記載の空気調和機では、送風装置は、輻射パネルより低い位置から空気を吸込むことができる。このため、この空気調和機では、より効果的なサーキュレーションを確保することができる。
請求項4に記載の空気調和機では、室内の下部から空気が吸込まれるため、天井面近傍からの空気の吹出しと室内の下部からの空気の吸い込みとが行われる。このため、この空気調和機では、より効果的なサーキュレーションを確保することができる。
請求項6に記載の空気調和機では、搬送経路を介して室内の下部から空気が吸込まれる。従って、天井面近傍からの空気の吹出しと室内の下部からの空気の吸い込みとが行われる。このため、この空気調和機では、より効果的なサーキュレーションを確保することができる。
[全体構成]
本発明の第1実施形態にかかる空気調和システムS1を図1および図2に示す。図1は、空気調和システムS1および空気調和システムS1が配置された室内Rの側面図であり、図2は、図1におけるII−II断面図である。この空気調和システムS1は、搬送経路SP1と空気調和機100とを備えている。
[搬送経路]
搬送経路SP1は、図1に示すように、室内Rに隣接し且つ室内Rの下部と連通している空間である。搬送経路SP1は、室内Rの側方に隣接し、室内機2aを収納する。室内Rと搬送経路SP1とは仕切り部材Wによって仕切られている。仕切り部材Wは、室内Rの床面Fから天井面CLまでに亘って設けられているが、室内Rと搬送経路SP1との間で空気の出入りが可能となっている。搬送経路SP1は、室内Rの下部から空気を取り込んで室内機2aへと搬送することができる。
[空気調和機]
空気調和機100は、輻射パネル構造体1aと室内機2aと室外機3(図8参照)とを備えており、輻射と、温度調整された空気の吹き出しとによって冷暖房等の室内Rの空気調和を行うことができる。
輻射パネル構造体1aは、図1に示すように、天井面CLの近傍に天井面CLに沿って配置され、温度調整された空気の温度を利用した輻射と、温度調整された空気の吹出しとによって冷暖房等の空気調和を行う。輻射パネル構造体1aは、図1および図2に示すように、全体として薄い板状の外形を有しており、平面的な形状となっている。輻射パネル構造体1aの側面の一つは、仕切り部材Wに近接しており、搬送経路SP1内の室内機2aと接続されている。輻射パネル構造体1aは、輻射パネル4aと外部フレーム5aとを有している。
輻射パネル4aは、輻射と空気の吹出しとを行う部分である。輻射パネル4aの外観図を図3に示す。図3(a)は輻射パネル4aの平面図であり、図3(b)は輻射パネル4aの側面図である。なお、図3(a)の輻射パネル4aの平面図は、天井面CLに設置された輻射パネル4aを下方から見上げた図である。輻射パネル4aは、薄い板状の外形であり平坦な形状を有している。輻射パネル4aは、室内Rの天井面CLに近接して配置されており、平面視において長方形の外形を有する。輻射パネル4aは、寝具Bを平面的に略覆う大きさを有しており、寝具Bの直上に配置される。輻射パネル4aは、袋部40aと内部フレーム41a(図5および図6参照)と断熱材42とを有する。
袋部40aは、天井面CLの近傍に天井面CLに略平行に寝具Bの直上に配置されており、寝具Bを平面的に略覆う大きさを有している。袋部40aは、織布や不織布等の繊維系材料から袋状に形成され、図4に示すように、圧力発生空間PS(内部空間)を内部に構成する。なお、図4は、袋部40aの側面断面図を示しているが、内部フレーム41a等は省略している。圧力発生空間PSには、室内機2aから温度調整された空気が送られることによって、大気圧より大きな圧力が生じる。また、袋部40aを形成する繊維系材料は、柔軟且つ空気が透過可能であると共に約0.9の輻射率を有する。このため、圧力発生空間PSに送られた空気は、袋部40aの繊維の目の隙間から穏やかに吹出される。また、圧力発生空間PSに送られた空気によって袋部40aの温度が調整されることにより、袋部40aから輻射が生じる。これにより、穏やかな空気の吹出しと輻射とによって室内Rの温度調整を行うことができる。なお、繊維系材料は伸縮性を有している。
袋部40aの上面43は、室内Rの天井面CLに沿って天井面CLに略平行に配置されている。また、袋部40aの上面43は、天井面CLに近接して配置される。
袋部40aの下面44は、室内Rに面する位置に天井面CLと略平行に配置されている。袋部40aの下面44は、図3(a)に示すように、下方の室内Rに対して長方形の投影形状を有しており、例えば、室内Rに配置される寝具Bを平面的に覆う程度の大きさを有している。
さらに、袋部40aの側面45の一つには、空気取入れ口48が設けられている。空気取入れ口48は、温度調整された空気を取り入れる部分であり、空気取入れ口48は、図4に示すように、一端が室内機2aの吹出し口25aに取り付けられたダクト9の他端に接続され、室内機2aから圧力発生空間PSへと送られる空気が通過する。
内部フレーム41aは、袋部40aの内部に配置され袋部40aを上記のような薄い板状の形状に保持する部材である。内部フレーム41aの外観図を図5に示す。図5(a)は、内部フレーム41aの平面図であり、天井面CL側から内部フレーム41aを見た図である。内部フレーム41aは、平坦な形状に組み合わされた複数の線状部材L1−L6から構成される。複数の線状部材L1−L6は、例えば、ステンレスなどの金属や樹脂等の所定の剛性を有する材料によって形成されている。
内部フレーム41aは、図3(a)に示す袋部40aの内部フレーム挿入口46から袋部40aの内部へと挿入される。袋部40aと内部フレーム41aとは、内部フレーム41aが袋部40aの内部に配置された状態で開閉部47のファスナーを閉めることにより袋部40aに所定のテンションが作用するように寸法が設計されている。
断熱材42は、図3(b)および図4に示すように、輻射パネル4aの天井面CL側に位置する上面、すなわち、袋部40aの上面43に固定されており、圧力発生空間PSの天井面CL側に設けられている。袋部40aの上面43と天井面CLとの間には、約6mmの隙間が設けられており、断熱材42は袋部40aの上面43に固定されて、この隙間に面している。断熱材42は、約5mmの厚さを有するシート状の形状であり、断熱材42と天井面CLとの間隔は極僅かとなっている。従って、断熱材42は天井面CLに近接している。断熱材42は、袋部40aの上面43の略全体を覆っている。
外部フレーム5aは、図2に示すように、外形が長方形の短辺の一つが欠けた形状となるように組み合わされた木製の枠であり、袋部40aの外部において輻射パネル4aの側面、すなわち袋部40aの側面45を囲む。なお、外部フレーム5aを構成する材料は木に限らず輻射パネル4aを支持できる所定の剛性を有するものであればよい。外部フレーム5aは、袋部40aの空気取入れ口48が設けられる側面45すなわち仕切り部材Wに面する側面45を除く他の全ての側面45を囲んでいる。従って、外部フレーム5aは、輻射パネル4aの室内Rに面する側面45の全体を囲んでいる。外部フレーム5aは、図1に示すように、上端が天井面CLに隙間なく固定されており、下端は袋部40aの下面44と略同じ高さとなっている。外部フレーム5aの高さ方向寸法は約60mmであり、輻射パネル構造体1aは、非常に薄型な形状となっている。従って、輻射パネル構造体1aでは、室内Rの居住者等へと与える圧迫感が低減されている。なお、袋部40aは自重や内圧等によって下面44が下方へ凸に膨らんだ形状となるが、外部フレーム5aは、膨らみの基端となる下面44と側面45との接続位置と略同じ高さとなっている。
室内機2aは、輻射パネル4aの圧力発生空間PSへと温度調整された空気を送る。室内機2aは、上述したように、室内Rから仕切られた搬送経路SP1に配置されており、搬送経路SP1の上部であって、室内Rの輻射パネル構造体1aの近傍に配置される。室内機2aは、図8に示すように、室内熱交換器20、室内ファン21、室内ファンモータ22、室内機ケーシング23(図1参照)などを備えている。
吸込み口24aは、室内Rから室内機ケーシング23a内へと取り入れられる空気が通る開口である。吸込み口24aは、室内機ケーシング23aの下面に設けられており、下方から空気を吸込むように下向きに設けられている。吸込み口24aは、輻射パネル4aより下方に配置されており、吹出し口25aよりも下方に配置されている。室内機2aは搬送経路SP1に配置されており、吸込み口24aは、搬送経路SP1を介して室内Rの下部から空気を吸込むように設けられている。搬送経路SP1としてクローゼット等の収納空間が利用される場合には、室内の空気は、収納空間の隙間から吸込まれて、室内機2aの吸込み口24aから室内機2a内へと吸込まれる。
室内熱交換器20は、図8に示すように、室外熱交換器30や圧縮機32等と冷媒配管26,27を介して接続されている。室内熱交換器20は、通過する空気との間で熱交換を行うことによって、空気の温度調整を行う。室内ファン21は、室内ファンモータ22によって回転駆動され、室内Rから取り込まれ輻射パネル構造体1aへと送られる空気流を生成する。この空気流は、吸込み口24aから室内機ケーシング23aの内部に取り込まれ、室内熱交換器20、吹出し口25aおよび空気取入れ口48を通って輻射パネル4aの内部の圧力発生空間PSへと到る空気の流れである。
室外機3は、室外に配置され、図8に示すように、アキュムレータ31、圧縮機32、四路切換弁33、電動弁34、室外ファン38、室外ファンモータ39、室外熱交換器30等を備えている。圧縮機32、電動弁34、四路切換弁33、室外熱交換器30等は、室内熱交換器20と共に冷媒回路を構成している。室外ファン38は、室外ファンモータ39によって回転駆動され、室外熱交換器30を通る空気の流れを生成する。
次に、この空気調和システムS1によって室内Rの空気調和を行う場合の運転動作について説明する。
冷房運転時には、室内熱交換器20が、蒸発器として機能して、通過する空気から熱を奪う。図9に示すように、室内ファン21によって搬送経路SP1を経て吸込み口24aから室内機ケーシング23a内に取り込まれた室内Rの空気(実線矢印A4参照)は、室内熱交換器20を通過する際に熱を奪われて冷却される。
これらの穏やかな空気の吹出しや輻射による冷気は、袋部40aの直下に位置する寝具Bに到達し、寝具Bの周辺の冷房が行われる。
また、室内Rの空気は、室内Rの下部から搬送経路SP1内へと吸込まれ、室内機2aの吸込み口24aから再び室内機2a内へと吸込まれる。
暖房運転時には、室内熱交換器20が凝縮器として機能して、通過する空気を加熱する。加熱された空気は、冷房運転時と同様に、袋部40a内の圧力発生空間PSへと送られる。そして、加熱された空気が、袋部40aの繊維の隙間から押し出され、室内Rへと穏やかに吹き出される。また、袋部40aが加熱された空気と接触することによって、袋部40aが加熱される。そして、袋部40aによる熱輻射が生じる。
[特徴]
(1)
この空気調和システムS1では、上記のように、室内機2aから天井面CL近傍の輻射パネル4aへと送られた空気が室内Rから吹き出され、室内Rを循環して室内機2aへと戻り、再び輻射パネル4aから吹き出される。このため、この空気調和システムS1では、室内Rを循環する空気のサーキュレーションを確保することができる。
この空気調和システムS1では、室内機2aの吹出し口25aが吸込み口24aよりも上方に設けられている。吹出し口25aは天井面CL近傍に設けられた輻射パネル4aに接続されるが、この室内機2aでは、吹出し口25aが上方に設けられているために、天井面CL近傍に設けられた輻射パネル4aへの室内機2aの接続が容易である。
<第2実施形態>
[構成]
上記の第1実施形態では、室内機2aは、室内Rの側方に設けられた搬送経路SP1に配置されているが、図10に示す空気調和システムS2のように、室内機2bが室内Rの床面Fに配置されてもよい。室内機2bでは、吸込み口24bが室内機ケーシング23bの側面に設けられており、室内の床面F近傍から空気を吸込む。室内機2bに吸込まれた空気は、吹出し口25bから吹き出され、吹出し口25bと輻射パネル4aの空気取入れ口48とを繋ぐダクト91を通って輻射パネル4aへと送られる。
[特徴]
この空気調和システムS2によれば、天井面CL近傍から吹き出された空気を室内機2bが床面F近傍から吸込んで再び天井面CL近傍から吹き出させることができる。このため、この空気調和システムS2によれば、より良好なサーキュレーションを確保することができ、より効果的な温度調整を行うことができる。
[構成]
上記の第1実施形態では、室内機2aは、室内Rの側方に設けられた搬送経路SP1の上部に配置されているが、図11に示す空気調和システムS3ように、室内Rの天井面CL近傍に設けられた室内機収容部SP2に室内機2cが収容されてもよい。この室内機収容部SP2は、室内機2cを覆うように天井面CLから室内Rへと張り出しており、室内Rの側壁の上部に隣接して設けられている。室内機2cは、第1実施形態にかかる室内機2aと同様の構成であり、吸込み口24cと吹出し口25cとを有する。
[特徴]
このような空気調和システムS3によっても、第1実施形態と同様に室内機2cの設置が容易である。特に、室内機収容部SP2を比較的小さく形成することができるので、室内への設置工事が容易であり、室内Rの空間をより多く居住空間として利用することができる。また、室内R全体のインテリア性に対して悪影響を与える恐れも少ない。
<第4実施形態>
[構成]
上記の第1実施形態では、室内機2aは、室内Rの側方に設けられた搬送経路SP1に配置されているが、図12に示す空気調和システムS4のように、室内機2dが室外に設けられてもよい。室内機2dは室外の空気を吸い込んで輻射パネル4aへと送る。室内機2dは、第1実施形態にかかる室内機2aと同様の構成であり、吸込み口24dと吹出し口25dとを有する。
[特徴]
このような空気調和システムS4によっても、第1実施形態にかかる空気調和システムSと同様に、室内機2dの設置が容易である。すなわち、吹出し口25dが上方に設けられているため、輻射パネル4aから伸びるダクト92と吹出し口25dとの接続が容易である。このため、室内機2dの設置が容易である。
<第5実施形態>
[構成]
第1実施形態では、室内機2aは、室内Rの側方に設けられた搬送経路SP1に配置されているが、図13に示す空気調和システムS5のように、室内機2eが天井裏に収容されてもよい。室内機2eは下面に設けられた吸込み口24eから室内Rの空気を吸い込み、吹出し口25eから略水平方向へと温度調整された空気を吹き出す。吹出し口25eから吹き出された空気は、ダクト93を通って輻射パネル4aへと送られる。
このような空気調和システムS5においても、第1実施形態にかかる空気調和システムS1と同様に、室内Rにおいて空気のサーキュレーションを確保する効果が得られる。
また、室内機2eが天井裏に設けられるため、室内Rの居住者等の視野から室内機2eを隠すことができる。これにより、室内Rの美観を向上させることができる。
(1)
上記の実施形態では、袋部40aが繊維系材料によって形成されているが、所定の輻射率を有し空気が透過可能な他の材料が使用されてもよい。例えば、多孔質性の樹脂フィルムなどが使用されもよい。
袋部40aを形成する材料は必ずしも1種類である必要はなく、複数の異なる伸縮性を有する材料で袋部40aを形成してもよい。例えば、袋部40aの下面の中央部分は比較的伸縮性の低い材料で形成し、袋部40aの下面の周辺部分は比較的伸縮性の高い材料で形成することが考えられる。この場合、圧力発生空間PSに空気が送られると、静圧によって袋部40aが膨らむ程度が部分によって異なる。従って、複数の異なる伸縮性を有する材料で袋部40aを形成することによって、膨らんだ状態の袋部40aを所望の形状にすることができる。
上記の第1実施形態にかかる空気調和システムS1において、輻射パネル4aの周囲や外部フレーム5aの周囲を覆い下方へと伸びるカーテンがさらに備えられてもよい。このカーテンは、空気の吹出しや輻射を下方の特定空間へと集中させたり、他の空間への影響を和らげたりするものであり、例えば繊維系材料などで形成されたカーテンやエアカーテンなどである。
(4)
輻射パネル4aの大きさは、寝具Bと略同じ大きさや、寝具Bより若干小さい大きさや、寝具Bよりも大きく天井面CLの広範囲を覆う大きさなどであってもよい。
外部フレーム5aなどに輻射温度センサーを設け、室内機に吸込み温度センサーを設けて、制御部(図示せず)による室内の温度制御を行ってもよい。輻射温度センサーは、対象となる人や寝具等の輻射温度を測定する。吸込み温度センサーは、室内機に吸込まれる空気の温度を測定することによって、室内Rの温度を測定する。制御部は、輻射温度と吸込み温度とに基づいて、吹出される空気の温度や風量などを制御する。これにより、より適切な室内Rの温度制御が可能である。
さらに、輻射温度センサーが人検知センサーを兼ねてもよい。輻射温度センサーによって室内Rへの人の出入りを検知することによって、人の出入りにあわせて空気調和機100のオン・オフを自動的に行う制御を行うことができる。
上記の第1実施形態にかかる空気調和システムS1では、袋部40aに断熱材42が固定されているが、内部フレーム41aに断熱材42が固定されてもよい。また、外部フレーム5aに断熱材42が固定されてもよい。このような構成によっても、上記と同様に天井面CLでの結露の発生を抑えることができる。
上記の第1実施形態にかかる空気調和システムS1では、室内Rの空気を室内機ケーシング23aに取り込んで輻射パネル構造体1aへと送っているが、室外から取り込んだ空気を輻射パネル構造体1aへと送ってもよい。また、室内機2aと室外機3とが一体となった送風装置が用いられてもよい。
上記の第1実施形態にかかる空気調和システムS1では、輻射パネル4aは平面視において長方形の形状を有しているが、他の形状を有するものでもよい。例えば、正方形や6角形のなどの他の多角形や円形のものであってもよい。
(9)
上記の実施形態では、輻射パネル4aと室内機2aとは、ダクト9を介して接続されているが、輻射パネル4aが室内機2aに固定されており、輻射パネル4aと室内機2aとが一体とされていてもよい。
4a 輻射パネル
24a−24e 吸込み口
25a−25e 吹出し口
100 空気調和機
CL 天井面
PS 圧力発生空間(内部空間)
R 室内
S1−S5 空気調和システム
SP1 搬送経路
Claims (7)
- 室内(R)の空気を吸込む吸込み口(24a−24e)と、温度調整された前記空気を吹き出す吹出し口(25a−25e)とを有する送風装置(2a−2e)と、
前記吹出し口(25a−25e)から吹き出された前記空気が送られる内部空間(PS)を有し、前記室内(R)の天井面(CL)近傍に配置され、前記空気の吹出しと輻射とによって前記室内(R)の温度調整を行う輻射パネル(4a)と、
を備え、
前記吸込み口(24a−24e)は、下方向から空気を吸込むように下向きに設けられる、
空気調和機(100)。 - 前記吸込み口(24a−24d)は、前記輻射パネル(4a)より下方に配置される、
請求項1に記載の空気調和機(100)。 - 前記吸込み口(24a−24e)は、前記吹出し口(25a−25e)よりも下方に配置される、
請求項1または2に記載の空気調和機(100)。 - 前記吸込み口(24a,24b)は、前記室内(R)の下部から前記空気を吸込むように設けられる、
請求項1から3のいずれかに記載の空気調和機(100)。 - 前記吸込み口(24b)は、前記室内(R)の下部に配置される、
請求項4に記載の空気調和機(100)。 - 前記吸込み口(24a)は、前記室内(R)の下部から前記空気を搬送する搬送経路(SP1)を介して、前記室内(R)の下部から前記空気を吸込む、
請求項4に記載の空気調和機(100)。 - 室内(R)の空気を吸込む吸込み口(24a)と、温度調整された前記空気を吹き出す吹出し口(25a)とを有する送風装置(2a)と、
前記吹出し口(25a)から吹き出された前記空気が送られる内部空間(PS)を有し、前記室内(R)の天井面(CL)近傍に配置され、前記空気の吹出しと輻射とによって前記室内(R)の温度調整を行う輻射パネル(4a)と、
前記室内(R)に隣接し且つ前記室内(R)の下部と連通する搬送経路(SP1)と、
を備え、
前記吸込み口(24a)は、前記搬送経路(SP1)の上部に対して下向きに設けられ、前記搬送経路(SP1)の上部から空気を吸込む、
空気調和システム(S1)。
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