JP2007225145A - 外気取入型空調方法、及び、外気取入型空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
戸外からの外気と室内からの環気との空気を調和する空調装置において、空気調和装置を小型にし、制作費用を少なくし、調整や保守を簡単にして、装置を運転するランニングコストも小さくする外気取入型空調装置方法及び装置を提供する。
【解決手段】
吸気室と分配排気室と給気室とからなる外気取入型空気調和装置において、吸気室には外気口と還気口とファンとを設けて戸外からの外気と室内からの還気とを該ファンによって混合して吸気室に取り入れて分配排気室に送り、分配排気室には排気口と熱交換器および熱交換器の供給開口とを設けて前記混合空気の一部を該ファンによって排気口から排気するとともに、他の空気を熱交換器の供給開口に供給し空気調和して後に給気室に送り、給気室には熱交換器の排出開口と室内への給気口を設けて熱交換器によって空気調和した空気を前記ファンの正圧によって室内に給気する空気調和方法及び装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、戸外からの外気取り入れ、室内からの環気と混合して空気を調和する外気取入型空調装置に関する。

従来より、外気取入型空調装置(特許文献１)は、図６に示すように、空調装置の全体枠体a内は、還気取入室b・排気分配室c・外気取入室ｄ・空調室ｅ・給気室ｆから構成され、給気室ｆからファンＦ１で熱交換器Cで空気調和した給気ＳＡを室内に送風し、室内を空気調和した還気ＲＡはファンＦ２によって還気取入室bに吸引して排気分配室ｃに送風し、排気分配室ｃでは還気ＲＡの一部を排気ＥＡして、他を再び空調して室内にされ、他の還気ＲＡの一部を可変ダンパＤＭによって調整して空調室ｄに取り入れるとともに、この空調室では外気ＯＡを取り入れ、調整して取り入れた還気ＲＡと混合し、熱交換器Ｃや加湿器等で空気調和してファンＦ１で再び室内に給気ＳＡしていた。
なお、図６の数値は、後述する本発明の作用効果のためのものである。

また、外気と還気とを混合して熱交換器で空気調和して、室内に給気する空気調和機も、例えば、特許文献２の特開２００４−１２５３１６号公報等で知られているが、給気側が過度に正圧となり排気する必要があり、このためファンが供給先の室内、或いは、還気ダクトの途中にファンを設ける必要があった。
特開昭６３−９１４４９号公報 特開２００４−１２５３１６号公報

ところで、従来の外気と室内からの環気との空気を調和する空調装置は、通常、還気を取り入れるためのファンと、外気を取り入れて還気と混合して熱交換器や加湿器等で調和した給気空気を室内に給気するためのファンの合計で２機のファンを設ける必要があった。
このため、中央空気調和装置が大型になり、ファンが２機必要であるため制作費用も多く必要とし、これに対応して調整や保守もやっかいであり、２機のファンを運転するランニングコストも大きくなるといった問題点があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、戸外からの外気取り入れ、室内からの環気とを混合して空気を調和する空調装置において、通常、還気を取り入れるためのファンと、外気を取り入れて還気と混合して熱交換器や加湿器等で調和した給気空気を室内に給気するためのファンとを兼用し、中央空気調和装置を小型にすることが可能であり、制作費用を少なくし、調整や保守を簡単にすことが出来、装置を運転するランニングコストも小さくする空調装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、戸外からの外気と室内からの還気とをファンによって混合して取り入れ、該取り入れた混合空気の一部を該ファンによって排気するとともに、他の空気を熱交換に供給して空気調和した後に、空気調和した空気を該ファンによって室内に給気することを特徴とする外気取入型空気調和方法である。
請求項２の発明は、吸気室と分配排気室と給気室とからなる外気取入型空気調和装置において、吸気室には外気口と還気口とファンとを設けて戸外からの外気と室内から還気とを該ファンによって混合して吸気室に取り入れて分配排気室に送り、分配排気室には排気口と熱交換器および熱交換器の供給開口とを設けて前記混合空気の一部を該ファンによって排気口から排気するとともに、他の空気を熱交換器の供給開口に供給した後に空気調和して給気室に送り、給気室には熱交換器の排出開口と室内への給気口を設け熱交換器によって空気調和した空気を前記ファンの正圧によって室内に給気することを特徴とする外気取入型空気調和装置である。
請求項３の発明は、前記外気口には、空気取り入れ量を調整制御するダンパを設けたことを特徴とする請求項２に記載の外気取入型空気調和装置である。
請求項４の発明は、前記排気口には、空気排出量を調整制御するダンパを設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の外気取入型空気調和装置である。

本発明によれば、戸外からの外気を取り入れ、室内からの環気との空気を調和する外気取入型空調装置において、ファンを１機とすることにより、中央空気調和装置を小型にでき、ファンが１機であることから制作費用を少なくすることが可能となり、１機のファンを制御するだけで良いので調整や保守を簡単にでき、ファンの１機だけを駆動するので装置を運転するランニングコストも少なくすることができる。

本発明の好適な実施例を図面に沿って説明するが、図１を用いて本発明の概念を説明する。
図１において、エアハンＡ内に設置される外気取入型空調装置の全体枠体１の内部は、吸気室２・分配排気室３・空調給気室４に区分され、各室間は隔壁１１、１２が設けられ、吸気室２と分配排気室３との間の隔壁１１には送風ファン５が設けられ、分配排気室３と空調給気室４との隔壁１１には送風ファン５が配置され、分配排気室３と空調給気室４との隔壁１２には熱交換器６と気化式加湿器７とが配置されている。
前記吸気室２には、室内の還気（ＲＡ）取入口２１と外気（ＯＡ）取入口２２とが設けられ、室内の還気（ＲＡ）取入口２１は室内に開放された大面積の開口を有しており、外気取入口２２はダクトを介して外気に連なっており、この外気取入口２２の通路中には空気通過量調整用のダンパ２３が設けられ、ダンパ２３はダンパモータ２４で駆動され、ダンパモータ２４は空調制御装置８とこれに連なる室内コントローラ８１によって制御され、外気ＯＡの取入量を調整している。
この取入量を調整した外気（ＯＡ)と、室内からの還気（ＲＡ）とを吸気室２内で混合して、この混合空気を吸気室２に開口したファン５の吸込口５１から吸い込み、分配排気室３に開口した排出口５２から分配排気室３内に排出する。
この分配排気室３には、戸外にダクトを介して連通した排出口３１と、熱交換器（コイル）６とこれに連通した加湿器７の空気取り入れ側の開口が配備され、ファン５から送風されてくる空気の一部を排出口３１から戸外に排気(ＥＡ)として放出するとともに、他の大部分の空気を空気調和すべく熱交換器６と加湿器７の空気取入側の開口に供給する。

前記排出口３１の通路中には空気通過量調整用のダンパ３２が設けられ、ダンパ３２はダンパモータ３３で駆動され、ダンパモータ３３は空調制御装置８とこれに連なる室内コントローラ８１によって制御され、排気ＥＡの排出量を調整し、熱交換器６と気化式加湿器７との空気取入側の開口に供給する分配空気量を調整する。
また、分配排気室３はファン５によって正圧となっており、これにより、熱交換器６と気化式加湿器７とを通過した空気は空調給気室４の給気口４１から、直接、或いは、ダクトを介して室内に給気（ＳＡ）され、前記ファン５の駆動モータ５３も商用（AC100V）電源Ｂが供給され、空調制御装置８とこれに連なる室内コントローラ８１によって制御され、室内への給気量を制御する。

[作動]
上記の構成の作動を従来の空調機と対比して説明すると、前述した図６の従来の２ファン型の空気調和機においては、例えば、外気（ＯＡ）の空気量２０の全量をファンＦ１によって給気（ＳＡ）の為に供給され、したがって、ファンＦ１は無駄なく駆動されることになる。
このように、本発明の空気調和装置では、戸外の外気（ＯＡ）と室内の還気（ＲＡ）を取り入れ、この際に外気（ＯＡ）と室内の還気（ＲＡ）が混合されて分配排気室３に送られ、一部が排気（ＥＡ）され、他の空気が空調されて給気（ＳＡ）されるが、例えば、還気（ＲＡ）の空気量１００、外気の空気量２５（なお、本発明の空調機では、外気（ＯＡ）の一部がそのまま排気（ＥＡ）されるので、取り入れる空気量を従来の２０よりは多めに設定する必要があり、仮に、２５とした。）を取り入れると、せっかく取り込んだ外気(ＯＡ)の一部である空気量２５が、そのままファン５によって排気(ＥＡ)として戸外に排出され、その他の空気量１００が熱交換器７等で空気調和されて、給気（ＳＡ）として室内に給気される。

したがって、本発明の外気取入型気調和装置は従来の外気取入型空気調和装置に比較すると、外気(ＯＡ)の一部がそのまま排気（ＥＡ）されファン５が一見無駄な動作をすることになり、また、ダンパ２３とダンパ３２の２台を駆動しなければならない。
しかしながら、本空気調和装置においては、取り入れる空気量が比較的少ない場合は、従来の空気調和装置の還気（ＲＡ）のためのファンＦ２が不要となるため、総合的には次のような利点がある。
（１）外気取入型空気調和装置の全体としてファン５が１台であるので制作費が安くできる。
（２）ファン５が１台であるので中央空気調和装置の全体を小型にできる。
（３）１機のファンを制御するだけで良いので調整や保守を簡単にでき、また、ダンパ２３とダンパ３２の２台の調整は比較的に簡単で稼働コストも安価である。
（４）以上の（１）〜（３）から、従来の空気調和装置に比べてイニシャルコストを低減できる。
（５）主に、１機のファンの駆動するだけなので、空気調和装置の全体としての電力消費等のランニングコストも低減することができる。

次に、上記の本発明の概念の具体的な実施例の構成を、図２から図５を用いて説明する。
図２〜図５に示す外気取入型空気調和装置は、床置きの給気上下吹き出しタイプの実施例であるが、図２の平面図に示すように、全体枠体１は薄型で、図２の枠体１の側枠１３a側（図２の右側）の下側の半分以上が吸気室２であり、上側はこれに続く分配排気室３の空気受け入れ空間３aである。この分配排気室３の空間３bは、大きな体積を占める枠体１の中央部に配置され、更に、熱交換器６のコイルに開口部に連なる空間３cが図２の左側の背面に延びており、この背面空間の前面は、熱交換器６や気化式加湿器７を介して空調給気室４が配置され、この空調給気室４から給気を室内に供給しており、右側枠には空調制御装置８とこれと一体の室内コントローラ８１が配備されている。なお、熱交換器６のコイルへの冷媒は側枠１３ｂの外部から冷媒入り口６１に供給され、冷媒出口６２は排出されて循環する。
空気の流れに伴って、実施例装置の構成を説明すると、枠体１の側枠１３aには吸気室２の外気（ＯＡ）口２２が設けられ、吸気室２の外気口２２の室内側にはシロッコファン５の側部の吸込口５１に対向して配備されて外気を吸い込むとともに、枠体１の右側前面の下半分以上の広い面積でグリル付きの還気(ＲＡ)の還気取入口２１が形成され、室内からの還気（ＲＡ）を吸い込み吸込口５１に供給している（図４）。

吸気室２と次の分配排気室３とのシロッコファン５と排気開口５２以外は平面隔壁１１aと垂直隔壁１１ｂによって隔てられ、外気（ＯＡ）と還気（ＲＡ）とはシロッコファン５によって混合され、シロッコファン５の上面に開放された排気開口５２から吸気室２の上面の分配排気室３の空間３aに送風される。
この排気開口５２からの空気は、枠体１の中央部に配置された分配排気室３の中央空間３bに移動し、この分配排気室３の中央空間３bには下方背面に排気口３１が設けられ、混合された外気（ＯＡ）と還気（ＲＡ）の一部が排気（ＥＡ）されるとともに、他の大部分の空気は空調給気室４に供給する。
この空調給気室４は側枠１３ｂ側の全体枠体１の半分（図２，３の左側）の前面側に配置されるが、この空調給気室４の壁側の背面側が分配排気室３の一部の空間３ｃが延びており、この分配排気室３の空間３ｃと空調給気室４との間には、熱交換器６と気化式加湿器７とが隔壁１２とともに設けられ、大部分の空気を空気調和して空調給気室４に供給する。
そして、空調給気室４は、室内の頂部の上部給気口４１aからダクトに、また、底部の下部給気口４１bから直接床面に給気される。

本実施例では、特に、ダンパやファン駆動については述べていないが、外気取入口２２に空気通過量調整用のダンパ２３及びこれを駆動するダンパモータ２４を設けても、排気口３１にも空気通過量調整用のダンパ３２及びこれを駆動するダンパモータ３３を設けてもよく、このダンパ２３，３２は換気運転時の静圧コントロール用に設けたもので常時稼働するものではなく、ファン５の駆動モータ５１の制御は空調風量を常時適切に送風するために、可変速ドライバーである。いずれにしても、空調制御装置８によって本外気取入型空気調和装置は適切に制御運転され、その作用も本発明の概略で説明した利点を有する。
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。

本発明の外気取入型空気調和装置の概略を説明する系統図である。 本発明の１実施例の平面図ある。 図２の前面図である。 図２の右側面図である。 図２の左側面図である。 従来の外気取入型空気調和装置の概略を説明する系統図である。

符号の説明

ＯＡ…外気、ＲＡ…還気、ＥＡ…排気、ＳＡ,SA1,SA2…給気、
１…全体枠体、１１、１１a、１１b、１２…隔壁、１３a,１３b…側枠、
２…吸気室、２１…還気取入口、２２…外気取入口
２３、３２…ダンパ、２４、３３…ダンパモータ
３…分配排気室、３a,３b、３c…分配排気室の空間、
４…空調給気室、４１,41a,41b…給気口
５…ファン（シロッコファン）、５１…ファンの吸込口、
５２…ファンの排出口、５３…ファンの駆動モータ、
６…熱交換器、６１…冷媒出口、６２…冷媒入口、７…（気化式）加湿器、
８…空調制御装置、８１…室内コントローラ、

Claims (4)

1. 戸外からの外気と室内からの還気とをファンによって混合して取り入れ、該取り入れた混合空気の一部を該ファンによって排気するとともに、他の空気を熱交換に供給して空気調和した後に、空気調和した空気を該ファンによって室内に給気することを特徴とする外気取入型空気調和方法。
2. 吸気室と分配排気室と給気室とからなる外気取入型空気調和装置において、吸気室には外気口と還気口とファンとを設けて戸外からの外気と室内からの還気とを該ファンによって混合して吸気室に取り入れて分配排気室に送り、分配排気室には排気口と熱交換器および熱交換器の供給開口とを設けて前記混合空気の一部を該ファンによって排気口から排気するとともに、他の空気を熱交換器の供給開口に供給して空気調和した後に給気室に送り、給気室には熱交換器の排出開口と室内への給気口を設け熱交換器によって空気調和した空気を前記ファンの正圧によって室内に給気することを特徴とする外気取入型空気調和装置。
3. 前記外気口には、空気取り入れ量を調整制御するダンパを設けたことを特徴とする請求項２に記載の外気取入型空気調和装置。
4. 前記排気口には、空気排出量を調整制御するダンパを設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の外気取入型空気調和装置。
   

Images