JP2009133521A - 空気調和システム及びチャンバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2階の室内機2の吹出口3aと住宅200の各室に設けた調和空気の吹出開口部35とを2階分岐ダクト33により繋ぎ、2階分岐ダクト33を通じて各室に供給された調和空気を2階の室内機2の吸込口に戻して冷暖房する空気調和システム100において、吹出口3aと吹出開口部35とを繋ぐ2階分岐ダクト33には、2階の室内機2により調和された調和空気を分岐させて吹出開口部35に送出する2階分岐チャンバ32が介設され、2階分岐チャンバ32は、水を電気分解して生成した電解水と調和空気とを接触させて該空気を除菌する空気除菌部を有した空気除菌装置60を備えた。
【選択図】図1
Description
このため、この種の空気調和システムにおいても、住宅の各室に除菌された清浄な空気を供給することが望ましい。
この構成によれば、室内機の吹出口と住宅の各室の吹出開口部とを繋ぐダクトに介設されたチャンバが、空気除菌装置を備え、室内熱交換器で熱交換されてチャンバを通る調和空気が空気除菌装置により除菌される。すなわち、住宅の各室に調和空気を分岐させるために用いられるチャンバ内のスペースを利用して空気除菌装置を設置したため、限られた住宅内のスペースを効率良く利用でき、さらに、各室に空気除菌装置が露出しないため見栄えが良く、簡単な構成で、住宅の各室に除菌された清浄な空気を供給できる。
また、調和空気の流れにおいて室内機の下流にあたるチャンバ内に空気除菌装置が配設されているため、空気除菌装置の電解水が室内機に影響して室内機を腐食させるおそれがないという利点がある。
この構成によれば、チャンバが入側チャンバと出側チャンバとに分割可能に構成されているため、チャンバを分割すれば空気除菌装置が露出するので、空気除菌装置のメンテナンスが容易である。また、空気除菌装置は入側チャンバに設けられており、一方、出側チャンバ側には空気除菌装置が設けられておらず容易に移動させることができるため、出側チャンバは、出側チャンバごと移動でき、メンテナンスの作業のためのスペースを確保し易いという効果がある。
この構成によれば、チャンバが有する調和空気の流入口と流出口との面積が等しいため、調和空気の流れがチャンバにより大きく妨げられることがなく、効率良く調和空気を供給できる。
この構成によれば、空気除菌装置が備える平板状の気液接触部材が水平面に対し傾斜しているため、空気除菌装置が収容されるチャンバの高さを低くすることができ、狭い場所にもチャンバを設置できる。例えば、高さ方向のスペースに制約がある天井裏や床下にチャンバを容易に設置できる。
この構成によれば、複数のチャンバを経由して調和空気が分配される場合でも、室内機に最も近い位置にあるチャンバが空気除菌装置を備えているため、空気除菌装置の必要台数を削減でき、簡単な構成で、住宅の各室に除菌された清浄な空気を供給できる。
この構成によれば、室内機の吹出口と住宅の各室の吹出開口部とを繋ぐダクトに介設されたチャンバが、空気除菌装置を備え、室内熱交換器で熱交換されてチャンバを通る調和空気が空気除菌装置により除菌される。すなわち、住宅の各室に調和空気を分岐させるために用いられるチャンバ内のスペースを利用して空気除菌装置を設置したため、限られた住宅内のスペースを効率良く利用でき、さらに、各室に空気除菌装置が露出しないため見栄えが良く、簡単な構成で、住宅の各室に除菌された清浄な空気を供給できる。
また、調和空気の流れにおいて室内機の下流にあたるチャンバ内に空気除菌装置が配設されているため、空気除菌装置の電解水が室内機に影響して室内機を腐食させるおそれがないという利点がある。
図1は、2階建ての住宅200の全館を冷暖房する空気調和システム100及び空気調和システム110の概略構成を示す概略図であり、図2は、空気調和システム100の冷媒配管の構成図である。
2階を空調する空気調和システム100は、図1に示すように、住宅200の外部に配置される一方の室外機1と、住宅200の内部において2階に配置される室内機2と、調和空気を分岐させる2階分岐チャンバ32と、調和空気を各室に供給する2階分岐ダクト33と調和空気を除菌する空気除菌装置60とを備えて構成されている。
1階を空調する空気調和システム110は、住宅200の外部に配置される他方の室外機1と、住宅200の内部において1階に配置される室内機2と、調和空気を分岐させる1階分岐チャンバ92と、調和空気を各室に供給する1階分岐ダクト43と調和空気を除菌する空気除菌装置160とを備えて構成されている。
室外機1は、図2に示すように、冷媒配管10に設けられた圧縮機11を備え、この圧縮機11の吸込側に、アキュムレータ12が接続され、その吐出側には四方弁13と室外熱交換器14と電動膨張弁15とが順に接続されている。また、室外機1には、室外熱交換器14へ向かって送風する室外送風機17が配設されている。
一方、室内機2は、室内熱交換器21と、冷媒配管10と、室内熱交換器21へ向かって送風する室内送風機23とを備えて構成されている。室内熱交換器21は、冷媒配管10を介して上記四方弁13に接続されている。
また、暖房運転時には、図2に示す破線矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁13が切り換えられる。圧縮機11から吐出された高圧の冷媒は、室内熱交換器21に送られ、室内熱交換器21において凝縮することにより、室内機2内に導入された空気を加温する。室内熱交換器21で凝縮した冷媒は、電動膨張弁15で膨張して室外熱交換器14に流入し、室外熱交換器14で蒸発した後、アキュムレータ12を経て圧縮機11の吸込側に戻る。
室内熱交換器21により熱交換された調和空気は、2階の室内機2に形成された吹出し口3a及び1階の室内機2に形成された吹出し口3bから吹き出し、吹出し口3a、3bにそれぞれ接続された2階主ダクト31及び1階主ダクト41を流れる。
室内機2は、その内部の上部に配置された室内送風機23と、室内送風機23の下方に筋交い状に配置された室内熱交換器21とを備える。室内熱交換器21の下部には、この室内熱交換器21から流下したドレン水を受けるドレンパン(図示略)が設けられている。
また、2階の室内機2の吸込み口としての吸込チャンバ4は、吸込チャンバ4を通過する空気を清浄化するフィルタ(図示略)を備え、その吸込口を室内側に向けて2階の天井裏に配設されている。吸込チャンバ4は、2階の室内機2へ空気を送る吸込ダクト5により、2階の室内機2と接続されている。また、1階の室内機2の側面には、室内送風機23に対向して吸込口2aが形成され、この吸込口2aは、吸込口2aを通過する空気を清浄化するフィルタ(図示略)を備えている。
一方、1階の室内機2の底面には、吹出口3bを介して1階主ダクト41が接続され、調和空気が床下に向けて送られる。1階主ダクト41の終端には、調和空気を1階の各室に分岐させる1階分岐チャンバ92が接続されている。1階分岐チャンバ92には、1階の各室の床面に設けられて調和空気を各室に供給する吹出開口部45と1階分岐チャンバ92とを繋ぐ1階分岐ダクト43が接続されている。
また、2階分岐ダクト33及び1階分岐ダクト43は、その内部を流れる調和空気の音を低減するサイレンサ(図示略)を備えている。
2階の室内機2により供給される調和空気は、2階主ダクト31を通って2階分岐チャンバ32に流れ込み、空気除菌装置60により除菌される。次いで、この調和空気は、2階分岐チャンバ32で分流され、その後、2本に分岐する2階分岐ダクト33をそれぞれ流れる。そして、調和空気は、2階分岐ダクト33の各々の終端部に設けられた吹出開口部35を通じて各室に供給される。
また、1階の室内機2により供給される調和空気は、1階主ダクト41を通って1階分岐チャンバ92に流れ込み、空気除菌装置160により除菌され、次いで、この調和空気は、1階分岐チャンバ92で分流されて1階分岐ダクト43をそれぞれ流れる。そして、調和空気は、1階分岐ダクト43各々の終端部に設けられた吹出開口部45を通じて各室に供給される。
このように、各室に調和空気が供給され、各室の空気は冷房もしくは暖房されると共に除菌される。各室に供給された調和空気は、各室を繋ぐ通気孔37や、廊下、階段等の空間を通じて1階及び2階の室内機2に戻る。これにより、住宅200の全体を均一な空間とした全館空調(冷暖房)が実現される。
住宅200の1階及び2階の天井には、住宅200の内部の空気の一部が外部に流れる排気口39が設けられ、一方、住宅200の1階及び2階の外壁面には、外気を住宅200の内部に取り入れる給気口29が設けられている。室内送風機23が運転されると、調和空気の一部が排気口39を通じて外部に排出され、これに伴い、給気口29を通じて、排気口39から排出された空気と略同量の外気が室内に流れ込み、室内空間の換気が行われる。さらに、排気口39の排気経路には、外部に排出される排気の熱を回収する冷媒熱回収ユニット38が配設されている。冷媒熱回収ユニット38は、その内部の冷媒で排気の熱の一部を回収し、空気調和システム100、110にその熱を返還するため、空気調和システム100、110は効率の良い空調ができる。
図3は、2階分岐チャンバ32の斜視図である。図4は、2階分岐チャンバ32の断面図である。
2階分岐チャンバ32は、2階主ダクト31が接続される入側チャンバ34と、2階分岐ダクト33が接続される出側チャンバ36とを備えて構成されている。入側チャンバ34及び出側チャンバ36は、略箱型の一面が開口したものであり、互いの開口面を対向させて入側チャンバ34と出側チャンバ36とを接合することで2階分岐チャンバ32が形成されている。入側チャンバ34及び出側チャンバ36の開口面の端部には、入側チャンバ34及び出側チャンバ36の底面を除く左右の側面及び上面に略垂直にフランジ34a、36aが立設されている。フランジ34a、36aには、入側チャンバ34と出側チャンバ36とを接合するためのボルト・ナット32bが通る貫通孔32aが、略等間隔で複数箇所に穿設されている。
2階分岐チャンバ32は、入側チャンバ34と出側チャンバ36とがボルト・ナット32bにより固定されているため、ボルト・ナット32bを外せば容易に2階分岐チャンバ32を分割できる。
さらに、流入側の開口面積(主ダクト接合部34bの開口面の面積A1)と、流出側の開口面積(分岐ダクト接合部36bの開口面の面積A2の2つ分(A2+A2))とは、等しく形成されているため、調和空気の流れが2階分岐チャンバ32で大きく妨げられることがない。
出側チャンバ36の内部は空洞であり、かつ、出側チャンバ36から吹出開口部35へ延びる2階分岐ダクト33は伸縮が可能であるため、分割された出側チャンバ36は、2階分岐ダクト33が繋がったまま容易に移動することができ、メンテナンスの作業のためのスペースを確保し易いという利点がある。
また、水受皿72は、気液接触部材71から流下する電解水を一時的に貯留するために十分な深さ及び面積を有し、その底部には、除菌に使用された電解水を排水する排水管73が取り付けられている。排水管73の終端は、2階の室内機2のドレン水を排水するドレン管(図示略)や、住宅200が備える排水管(図示略)に接続されている。
エレメント部には、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、PET(ポリエチレン・テレフタレート)樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂(PTFE、PFA、ETFE等)又はセラミックス系材料等の素材が使用され、本構成では、PET樹脂を用いるものとする。また、エレメント部には親水性処理が施され、電解水に対する親和性が高められており、これによって、気液接触部材71の電解水の保水性(湿潤性)が保たれ、後述する活性酸素種(活性酸素物質)と空気との接触が長時間持続される。
また、気液接触部材71の上面には、散水ボックス(図示略)から滴下される電解水をエレメント部に効率よく分散させるため、分流シート(図示略)が配設されている。この分流シートは、液体の浸透性を有する繊維材料からなるシート(織物、不織布等)であり、気液接触部材71の厚み方向断面に沿って一または複数設けられる。
給水源から供給された水は、減圧弁84及び水道水制御弁85により流量を制御され、次いで、電解ユニット81により電解されて電解水となり、その後、気液接触部材71に浸潤し、2階分岐チャンバ32を通過する調和空気を除菌する。気液接触部材71から流下する電解水は、水受皿72が備える排水管73を通って外部に排水される。
本実施の形態では、電解水を循環させないため、水使用量は増加するものの、水が濃縮する前に排水するため、気液接触部材71や電解ユニット81のメンテナンス周期を延ばすことができる。
図5は、1階分岐チャンバ92の断面図である。
1階分岐チャンバ92は、2階分岐チャンバ32とほとんどの構成を同一としているが、床下に1階分岐チャンバ92を配設するために、主に調和空気の流入口の位置及び気液接触部材171が傾斜して構成された点が異なる。
1階分岐チャンバ92は、1階主ダクト41が接続される入側チャンバ94と、1階分岐ダクト43が接続される出側チャンバ96とを備えて構成されている。入側チャンバ94及び出側チャンバ96は、略箱型の一面が開口したものであり、互いの開口面を対向させて入側チャンバ94と出側チャンバ96とを接合することで1階分岐チャンバ92が形成されている。入側チャンバ94及び出側チャンバ96の開口面の端部には、入側チャンバ94及び出側チャンバ96の底面を除く左右の側面及び上面に略垂直にフランジ94a、96aが立設されている。フランジ94a、96aには、入側チャンバ94と出側チャンバ96とを接合するためのボルト・ナット92bが通る貫通孔92aが、略等間隔で複数箇所に穿設されている。
さらに、流入側の開口面積(主ダクト接合部44bの開口面の面積A1)と、流出側の開口面積(分岐ダクト接合部96bの開口面の面積A2の2つ分(A2+A2))とは、等しく形成されているため、調和空気の流れが1階分岐チャンバ92で大きく妨げられることがない。
出側チャンバ96の内部は空洞であり、かつ、出側チャンバ96から吹出開口部45へ延びる1階分岐ダクト43は伸縮が可能であるため、分割された出側チャンバ96は、1階分岐ダクト43が繋がったまま移動することができ、メンテナンスの作業のためのスペースを確保し易いという利点がある。
1階分岐チャンバ92においては、1階分岐チャンバ92の内部で気液接触部材171が所定の角度だけ水平面に対し傾いているため、1階分岐チャンバ92の高さを低くすることができ、例えば床下のスペースが低い場合にも1階分岐チャンバ92を床下に設置することができる。
給水源から供給された水は、減圧弁184及び水道水制御弁185により流量を制御され、次いで、電解ユニット181により電解されて電解水となり、その後、気液接触部材171に浸潤し、1階分岐チャンバ92を通過する調和空気を除菌する。
また、空気除菌装置60、160に供給される空気は、2階の室内機2及び1階の室内機2が備えるフィルタにより浄化されているため、気液接触部材71、171のフィルタ部材に汚れ等が付着しにくく、メンテナンスが容易になる利点がある。
また、2階と1階にそれぞれ室内機2が配設されているため、例えば、1台の室内機で全館を空調する場合に比べ、室内機と調和空気が供給される各室との距離が離れていてもより確実に送風でき、全館空調を実現できる。さらに、空気調和システム100、110が、2階と1階とにそれぞれ配設されているため、必要に応じて2階または1階のみを空調することができ、効率の良い空調運転ができる。
また、除菌された空気が2階分岐ダクト33及び1階分岐ダクト43を流れるため、これら各ダクト内が除菌され、当該ダクト内を清潔な状態に保つことができる。
さらに、例えば、空気除菌装置60、160を冬期に使用した場合、空気除菌部70、170では、空気の除菌とともに加湿がなされ、この加湿された空気が吹出開口部35、36を通じて各室に供給される。これによれば、室内機2に加湿機能を別途設ける必要がなくなるため、室内機2の構成を簡素化することができる。
電解ユニット81、181の内部には、少なくとも一対の電極54、55が配設され、これら電極54、55間に電圧を印加することにより、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成させる。
ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素分子と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次亜ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。
上記電極54、55間に電圧を印加すると、カソード電極(陰極)では、下記式(1)に示すように反応する。
2H2O+2e-→H2+2OH- ・・・(1)
アノード電極(陽極)では、下記式(2)に示すように反応する。
2H2O→O2+4H++4e- ・・・(2)
これらカソード電極及びアノード電極での反応を合わせると、下記式(3)に示すように水が電気分解される。
2H2O→2H2+O2 ・・・(3)
この反応とともに、アノード電極においては、水に含まれる塩素イオン(塩化物イオン:Cl-)が下記式(4)に示すように反応し、塩素(Cl2)が発生する。
2Cl-→Cl2+2e- ・・・(4)
さらに、この塩素は下記式(5)に示すように水と反応し、次亜塩素酸(HClO)と塩化水素(HCl)が発生する。
Cl2+H2O→HClO+HCl ・・・(5)
例えば、電極54に正の電位を与えて、電極54、55間に流れる電流値を、電流密度で20mA(ミリアンペア)/cm2(平方センチメートル)とすると、所定の遊離残留塩素濃度(例えば1mg(ミリグラム)/l(リットル))を発生させる。また、電極54、55間に印加する電圧を変更して、電流値を高くすることで、電解水中の次亜塩素酸の濃度を高い濃度に調整できる。
また、調和空気の流れにおいて2階及び1階の室内機2の下流にあたる2階分岐チャンバ32及び1階分岐チャンバ92内に空気除菌装置60、160が配設されているため、空気除菌装置60、160の電解水が2階及び1階の室内機2に影響して室内機2を腐食させるおそれがない。また、2階分岐チャンバ32及び1階分岐チャンバ92の内部には、空気除菌装置60、160以外の部材は収容されていないため、他の部材を腐食させるおそれがない。さらに、空気除菌装置を備えていない空気調和システムを有する住宅においても、空気除菌装置60、160を備えた2階分岐チャンバ32及び1階分岐チャンバ92を追加すれば、空気調和システムに容易に空気除菌機能を追加できる。
また、空気除菌装置160が備える平板状の気液接触部材171が水平面に対し傾斜しているため、空気除菌装置160が収容される1階分岐チャンバ92の高さを低くすることができ、狭い場所にも1階分岐チャンバ92を設置できる。これによれば、例えば、高さ方向のスペースに制約がある天井裏や床下においても、空気除菌装置を備えたチャンバを容易に設置できる。
また、2階及び1階の室内機2に対し、それぞれ最も近い位置にある2階分岐チャンバ32及び1階分岐チャンバ92が空気除菌装置60、160を備えているため、2階分岐チャンバ32及び1階分岐チャンバ92の下流において他のチャンバにより調和空気が分配される場合においても、各階に空気除菌装置は1台あれば良く、簡単な構成で、住宅200の各室に除菌された清浄な空気を供給できる。
2H2O→4H++O2+4e- ・・・(6)
3H2O→O3+6H++6e- ・・・(7)
2H2O→O3+4H++4e- ・・・(8)
一方、カソード電極では、下記式(9)及び(10)に示す反応が起こり、この(10)式では、電極反応により生成したO2 -と溶液中のH+とが結合して、過酸化水素(H2O2)が生成される。
2H2O+2e-→H2+2OH- ・・・(9)
O2 -+e-+2H+→H2O2 ・・・(10)
この場合、電解ユニット81、181に導入される水に、薬剤(ハロゲン化合物等)が供給される構成とすればよい。例えば、上記薬剤を供給する薬剤供給装置を給水管87、187に設けてもよく、この薬剤供給装置は、給水管87、187から電解ユニット81、181に至る経路上において薬剤を注入するものであってもよいし、電解ユニット81、181に直接薬剤を注入する構成としてもよい。
ここで、薬剤としては食塩または食塩水を用いることができる。例えば、電解ユニット81、181中の食塩水の濃度を2〜3%(重量パーセント)程度に調整すれば、電解ユニット81、181において食塩水を電気分解することにより次亜塩素酸もしくは過酸化水素を含んだ電解水(0.5〜1%)を生成できる。この構成によれば、電解ユニット81、181に導入される水中のイオン種が希薄な場合でも、食塩または食塩水を添加することにより、イオン種を増加させて、水の電気分解時に、高効率に安定して活性酸素種を生成できる。
2 室内機
2a 吸込口
3a、3b 吹出口
4 吸込チャンバ
21 室内熱交換器
23 室内送風機
25、26 リモコン
31 2階主ダクト
32 2階分岐チャンバ(チャンバ)
33 2階分岐ダクト
34 入側チャンバ
35、45 吹出開口部
36 出側チャンバ
41 1階主ダクト
43 1階分岐ダクト
54、55 電極
60、160 空気除菌装置
70、170 空気除菌部
71、171 気液接触部材
72、172 水受皿
80、180 電解水生成部
81、181 電解ユニット
92 1階分岐チャンバ(チャンバ)
93 1階分岐ダクト
94 入側チャンバ
96 出側チャンバ
100、110 空気調和システム
200 住宅
Claims (6)
- 室内機の吹出口と住宅の各室に設けた調和空気の吹出開口部とをダクトにより繋ぎ、該ダクトを通じて各室に供給された調和空気を前記室内機の吸込口に戻して冷暖房する空気調和システムにおいて、
前記吹出口と前記吹出開口部とを繋ぐダクトには、前記室内機により調和された調和空気を分岐させて前記吹出開口部に送出するチャンバが介設され、
前記チャンバは、水を電気分解して生成した電解水と調和空気とを接触させて該空気を除菌する空気除菌部を有した空気除菌装置を備えたこと、
を特徴とする空気調和システム。 - 前記チャンバは、前記室内機の前記吹出口から延びるダクトが接続される入側チャンバと、前記吹出開口部へ接続されるダクトが接続される出側チャンバと、に分割可能に構成され、
前記空気除菌装置は、前記入側チャンバに設けられたこと、
を特徴とする請求項1に記載の空気調和システム。 - 前記入側チャンバは、調和空気が流入する流入口を有し、前記出側チャンバは、調和空気が流出する流出口を有し、
前記流入口の開口面積と前記流出口の開口面積とが等しいこと、
を特徴とする請求項2または3に記載の空気調和システム。 - 前記空気除菌装置は、水平面に対して傾斜して配設された平板状の気液接触部材を備えたこと、
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の空気調和システム。 - 前記吹出口と前記吹出開口部とを繋ぐダクトには複数のチャンバが介設され、前記空気除菌装置を備えたチャンバが、他のチャンバよりも前記室内機の近くに位置すること、
を特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の空気調和システム。 - 空気調和システムが備える室内機の吹出口と、住宅の各室に設けた調和空気の吹出開口部と、を繋ぐダクトに介設され、前記室内機により調和された調和空気を分岐させて前記吹出開口部に送出するチャンバにおいて、
水を電気分解して生成した電解水と調和空気とを接触させて該空気を除菌する空気除菌部を有した空気除菌装置を備えたこと、
を特徴とするチャンバ。
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