JP2010025516A - 空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】第一に小型化を可能にし、第二に省エネルギー化を可能にした空調機を提供する。
【解決手段】フィルタ３と、冷却コイル及び／又は加熱コイル２と、加湿器とを、直列配置するとともにケーシングに収容することなく露出した状態で、ファン１を収容するファンケーシング４の外側に一体に設ける。または、切替ダンパ、フィルタ、冷却コイルを備えた冷却ユニットと、切替ダンパ、フィルタ、加熱コイル、加湿器を備えた加熱ユニットと、切替ダンパ、フィルタを備えた外気冷房用ユニットとをそれぞれ分離した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調機に関する。

従来、空調機（ＡＨＵ：エアハンドリングユニット）は、ケーシングの内部に、冷却コイル、加熱コイル、加湿器、フィルタ、及びファンを収容して構成され、ダクトや配管などを接続して機械室内に設置される。そして、この種の空調機では、ファンを駆動するとケーシング内に空気（外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡ）が吸引され、この空気が、フィルタでろ過され、冷却コイル及び／又は加熱コイルを通過するとともに温度が調整され、加湿器で加湿されて、ダクトや配管を介して空調室に送気（給気ＳＡ）される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２７９０９６号公報

ところで、機械室の面積はレンタブル比に影響を及ぼし、また、例えばテナントスペース（空調室）と廊下の柱間の壁に空調機を納めて設置する事例も多くなっているため、空調機の小型化が強く求められている。これに対し、コンパクトエアハンなどの省スペースタイプの空調機も多くなっているが、この種の空調機においても、上記のように冷却コイルと加熱コイルの２コイル仕様が標準的になりつつあり、多様な機能が求められることで十分に小型化を図ることが困難になっている。

一方、リニューアル工事では、外気負荷の増加により建物の竣工時よりも多くの室内負荷を処理する必要が生じる場合が多々あり、この場合には、新たに設置する空調機に既存の空調機よりも大きな風量が求められる。これに対し、既存の機械室を拡張できるケースが少なく、既存の機械室内に新たな空調機を設置する際に制約が生じて大型の空調機を設置することができず、既存の空調機と同じ大きさの空調機を設置し、風速を増すことによって対処せざるを得ない場合が多い。しかしながら、このように風速を増加させて対処する場合には、空気抵抗も増加するため、機内圧損が大きくなって省エネルギー上不利になってしまう。

さらに、通常、空調機（ＡＨＵ）は、冷却コイルと加熱コイルを直列に配置してスペースを最小にしている。しかしながら、このように冷却コイルと加熱コイルを直列配置するが故に、再熱が必要なとき以外は一方のコイルのみに通水（冷却コイルに冷水を通水、あるいは加熱コイルに温水を通水）しているにもかかわらず、通水していない他方のコイルの通過抵抗分だけ機内静圧が必要になり、過大なファン搬送動力が必要になる。

本発明は、上記事情に鑑み、第一に小型化を可能にし、第二に省エネルギー化を可能にした空調機を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

請求項１の空調機は、フィルタと、冷却コイル及び／又は加熱コイルと、加湿器とが、直列配置されるとともにケーシングに収容することなく露出した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けられていることを特徴とする。

この発明においては、従来の空調機に対して、フィルタと、冷却コイル及び／又は加熱コイルと、加湿器とを収容し、空気をフィルタ／コイルに導くケーシングをなくすことにより、空調機を小型化することが可能になる。そして、この空調機においては、ファン（ファンケーシング）のみにダクトや配管を接続して例えば機械室に設置し、ファンの駆動とともに機械室内の空気がフィルタ、冷却コイル及び／又は加熱コイル、加湿器を通過してファンケーシング内に吸引される。これにより、フィルタと、冷却コイル及び／又は加熱コイルと、加湿器とを収容し、空気をフィルタ／コイルに導くケーシングをなくして構成した場合においても、機械室内に外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡを導入するようにし、この機械室をチャンバとして利用しながら、外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡをフィルタ、冷却コイル及び／又は加熱コイル、加湿器で処理して、温湿度を調節した空気（給気ＳＡ）を空調室に送気できる。

また、請求項２の空調機は、冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットとがそれぞれ分離した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けられており、前記冷却ユニットは、切替ダンパとフィルタと冷却コイルとを備え、前記加熱ユニットは、切替ダンパとフィルタと加熱コイルと加湿器とを備え、前記外気冷房用ユニットは、切替ダンパとフィルタとを備えていることを特徴とする。

この発明においては、冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットとがそれぞれ分離した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けられているため、すなわち冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットとが並列配置されているため、ファンの駆動とともに空気を冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットとにそれぞれ個別に通過させてファンケーシング内に吸引させることが可能になる。

そして、冷房時には、加熱ユニットと外気冷房用ユニットの切替ダンパを閉じるとともに加熱ユニットの加熱コイルへの温水の通水を停止させ、冷却ユニットの切替ダンパを開いてこの冷却ユニットのみに空気を通過させる。

また、暖房時には、冷却ユニットと外気冷房用ユニットの切替ダンパを閉じるとともに冷却コイルへの冷水の通水を停止させ、加熱ユニットの切替ダンパを開いてこの加熱ユニットのみに空気を通過させる。

さらに、低負荷多湿時（中間負荷時）には、再熱をする場合（除湿制御を行う場合）、冷却ユニットの切替ダンパを開いて冷却ユニットに空気を通過させるとともに、加熱ユニットの切替ダンパを一部開いて加熱ユニットに空気を通過させて、除湿制御を行う。なお、省エネルギーのために、加湿ユニットで再熱しないで除湿制御を行う方法もある。また、再熱をしない場合（除湿制御不要時）には、加熱ユニットと外気冷房用ユニットの切替ダンパを閉じ、冷却ユニットのみに空気を通過させる。

さらに、外気冷房時には、冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットの全ての切替ダンパを開いて空気を通過させる。

このように、各ユニットの切替ダンパを開閉して空気の流通を制御することによって、冷房／暖房時に不要なユニット（不要なコイル）に空気が通過しないため、機内圧損を小さくすることが可能になり、ファン搬送動力を低減し、省エネルギー化を図ることが可能になる。

また、冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットをそれぞれケーシングに収容することなく露出した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けることにより、空調機の小型化を図ることが可能である。

請求項１の空調機によれば、フィルタと、冷却コイル及び／又は加熱コイルと、加湿器とをケーシングに収容することなく露出した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けることにより、ケーシングを省略した分、空調機を小型化することが可能になる。

また、請求項２の空調機によれば、冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットとをそれぞれ分離した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けることにより、ファンの駆動とともに空気を冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットとにそれぞれ個別に通過させてファンケーシング内に吸引させることが可能になる。そして、冷房時、暖房時、中間負荷時、外気冷房時に、各ユニットの切替ダンパを開閉して空気の流路を制御し、冷房／暖房時に不要なユニット（不要なコイル）に空気が通過することをなくすことで、機内圧損を小さくすることができ、ファン搬送動力を低減し、省エネルギー化を図ることが可能になる。さらに、負荷の大きな冷房時には、加熱コイルに冷水を通すことで、両コイルに空気を通過させ、また、外気冷房時には、全てのユニットを開放することで、最も低圧損にすることができ、大幅な省エネルギー化を図ることが可能になる。

以下、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係る空調機について説明する。本実施形態は、外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡを吸引するとともに温湿度を調節して空調室に送気（給気ＳＡ）する空調機（ＡＨＵ）に関するものである。

本実施形態の空調機Ａは、図１に示すように、ファン１と、冷却コイル及び／又は加熱コイルのコイル２と、フィルタ３と、図示せぬ加湿器とを備えて構成されている。また、ファン１がファンケーシング４に収容して設けられているのに対し、コイル２と、フィルタ３と、加湿器とが、直列配置されるとともに露出した状態でファンケーシング４の外側に一体に設けられている。このようにフィルタ３と、冷却コイル及び／又は加熱コイル２と、加湿器とをケーシングに収容することなく露出した状態で、ファン１を収容するファンケーシング４の外側に一体に設け、コイル２とフィルタ３と加湿器とを収容するケーシング（コイル／フィルタケーシング）をなくすことにより、本実施形態の空調機Ａは、従来の空調機よりも例えばコイル／フィルタケーシングの６０ｍｍ程度の寸法分だけその幅を小さくすることができ、小型化することが可能になる。また、コイル／フィルタケーシングをなくし、従来の空調機に対してケーシングの過半を省略することによって、空調機Ａのコストを低減することも可能になる。

そして、このように構成した空調機Ａは、機械室５内に設置した状態でファン１（ファンケーシング４）のみに空調室に繋がるダクト（給気用ダクト６）が接続され、外気ＯＡ及び／又は空調室からの還気ＲＡを機械室５内に取り入れるダクト（空気導入用ダクト７）に接続しない状態で設置される。

この空調機Ａにおいては、ファン１を駆動するとともに、機械室５内の空気（外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡ）がフィルタ３を通過してろ過され、冷却コイル及び／又は加熱コイル２を通過するとともに温度が調整され、さらに加湿器を通過するとともに湿度が調整されてファンケーシング４内に吸引される。これにより、フィルタ３と、冷却コイル及び／又は加熱コイル２と、加湿器とを収容するコイル／フィルタケーシングをなくして構成し、小型化を図った場合においても、機械室５内に外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡを導入するようにし、この機械室５をチャンバとして利用しながら、外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡをフィルタ３、冷却コイル及び／又は加熱コイル２、加湿器で処理して、温湿度を調節した空気（給気ＳＡ）を空調室に送気できる。

また、本実施形態の空調機Ａにおいては、コイル／フィルタケーシングをなくし小型化されているため、機械室５の面積を小さくし、レンタブル比を高くすることを可能にし、さらに、例えばテナントスペース（空調室）と廊下の柱間の壁に空調機Ａを納めて設置するような場合など、狭い空間に設置する場合においても、搬入、設置を容易に行うことができ、柔軟に対応することが可能になる。

また、リニューアル工事などで、外気負荷の増加により竣工時よりも多くの室内負荷を処理する必要が生じた場合においても、省スペースであるため、既存の機械室５を拡張することなく同一の機械室５に、より大風量の空調機Ａを設置することが可能になり、既存空調機の改修にも柔軟に対応することが可能になる。

なお、例えば図２に示すように、間仕切壁８を設けるとともにファン１を架台９に設置するなどして、建築的に処理してファンケーシング４を省略する方法も考え得るが、コイル２−ファン１間の空気は、冷房時に低温高湿度になるため、機械室５の内壁面に結露が生じやすくなる。そして、このような結露を内装材によって建築的に処理するには、耐水性、断熱性、気密性、遮音性を有する部材が必要になる。また、間を仕切るための面積も大きくなるため、本実施形態のようにファンケーシング４を備えて空調機Ａを構成する方が、総合的に低コストであり、且つ品質の確保も容易である。

以上、本発明に係る空調機の第１実施形態について説明したが、本発明は上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

ついで、図３を参照し、本発明の第２実施形態に係る空調機について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様、外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡを吸引するとともに温湿度を調節して空調室に送気する空調機に関するものである。

本実施形態の空調機Ｂは、図３に示すように、冷却ユニット１０と加熱ユニット１１と外気冷房用ユニット１２とがそれぞれ分離した状態で、ファン１を収容するファンケーシング４の外側に一体に設けられている。また、本実施形態においては、ファンケーシング４の互いに対向する両側面にそれぞれ冷却ユニット１０と加熱ユニット１１が設置され、これら冷却ユニット１０と加熱ユニット１１が並列配置されている。また、冷却ユニット１０と加熱ユニット１１を設置したファンケーシング４の両側面に直交する側面に外気冷房用ユニット１２が設置されている。

冷却ユニット１０は、ファン１の駆動とともにこの冷却ユニット１０を通過してファンケーシング４内に流入する空気（外気ＯＡ及び／又は還気ＲＡ）の流通経路を開閉する切替ダンパ（不図示）と、通過する空気をろ過するフィルタ１０ａと、通過する空気を冷却する冷却コイル１０ｂとを備えて構成されている。

加熱ユニット１１は、ファン１の駆動とともにこの加熱ユニット１１を通過してファンケーシング４内に流入する空気の流通経路を開閉する切替ダンパ（不図示）と、通過する空気をろ過するフィルタ１１ａと、通過する空気を加熱する加熱コイル１１ｂとを備えて構成されている。

外気冷房用ユニット１２は、ファン１の駆動とともにこの外気冷房用ユニット１２を通過してファンケーシング４内に流入する空気（外気ＯＡ）の流通経路を開閉する切替ダンパ（不図示）と、通過する空気をろ過するフィルタ１２ａとを備えて構成されている。

ここで、図３に示すように、冷却ユニット１０と加熱ユニット１１と外気冷房用ユニット１２をそれぞれケーシングに収容することなく露出した状態で、ファン１を収容するファンケーシング４の外側に一体に設けることにより、空調機Ｂの小型化を図ることが可能になる。

上記のように構成した本実施形態の空調機Ｂにおいては、冷却ユニット１０と加熱ユニット１１と外気冷房用ユニット１２とがそれぞれ分離した状態で設けられていることで、ファン１の駆動とともに、空気導入用ダクト７から機械室５内に導入した空気を、冷却ユニット１０と加熱ユニット１１と外気冷房用ユニット１２とにそれぞれ個別に通過してファンケーシング４内に吸引させることが可能になる。

そして、冷房時には、加熱ユニット１１と外気冷房用ユニット１２の切替ダンパを閉じるとともに加熱ユニット１１の加熱コイル１１ｂへの温水の通水を停止させ、冷却ユニット１０の切替ダンパを開いてこの冷却ユニット１０のみに空気を通過させる。これにより、空気がフィルタ１０ａでろ過され、冷却コイル１０ｂで冷却されて、ファンケーシング４から給気用ダクト６、空調室に送気される。

また、暖房時には、冷却ユニット１０と外気冷房用ユニット１２の切替ダンパを閉じるとともに冷却コイル１０ｂへの冷水の通水を停止させ、加熱ユニット１１の切替ダンパを開いてこの加熱ユニット１１のみに空気を通過させる。これにより、空気がフィルタ１１ａでろ過され、加熱コイル１１ｂで加熱されて、ファンケーシング４から給気用ダクト６、空調室に送気される。

さらに、低負荷多湿時（中間負荷時）には、再熱をする場合（除湿制御を行う場合）、冷却ユニット１０の切替ダンパを開いて冷却ユニット１０に空気を通過させるとともに、加熱ユニット１１の切替ダンパを一部開いて加熱ユニット１１に空気を通過させて、除湿制御を行う。また、再熱をしない場合（除湿制御不要時）には、加熱ユニット１１と外気冷房用ユニット１２の切替ダンパを閉じ、冷却ユニット１０のみに空気を通過させる。なお、冷却ユニット１０の切替ダンパを開き、加熱ユニット１１の切替ダンパを閉じ、加熱しない加熱ユニット１１または外気冷房用ユニット１２の切替ダンパを一部開いて、冷却ユニット１０を通過した空気と外気冷房用ユニットを通過した空気とを混合させることで、再熱制御を行うようにすることも可能である。

さらに、外気冷房時には、冷却ユニット１０と加熱ユニット１１と外気冷房用ユニット１２の全ての切替ダンパを開いて空気を通過させる。

このように、各ユニット１０、１１、１２の切替ダンパを開閉して空気の流通を制御することによって、冷房／暖房時に不要なユニット（不要なコイル１０ｂ、１１ｂ）に空気が通過しないため、機内圧損を小さくすることが可能になり、ファン搬送動力を低減し、省エネルギー化を図ることが可能になる。さらに、負荷の大きな冷房時には、加熱コイルに冷水を通し、冷却ユニット１０及び加熱ユニット１１を開放、又は、外気冷房時には、全てのユニット１０、１１、１２を開放することで、最も低圧損にすることができ、大幅な省エネルギー化を図ることが可能になる。

以上、本発明に係る空調機の第２実施形態について説明したが、本発明は上記の第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、冷却ユニット１０、加熱ユニット１１、外気冷房用ユニット１２がそれぞれケーシングに収容することなく露出されているものとしたが、省エネルギー化を図る効果のみが必要な場合には、各ユニット１０、１１、１２をそれぞれケーシングに収容して空調機Ｂを構成するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る空調機を示す図である。 建築的に処理してファンケーシングを省略した一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る空調機を示す図である。

符号の説明

１ ファン
２ コイル（冷却コイル及び／又は加熱コイル）
３ フィルタ
４ ファンケーシング
５ 機械室
６ ダクト（給気用ダクト）
７ ダクト（空気導入用ダクト）
１０ 冷却ユニット
１０ａ フィルタ
１０ｂ 冷却コイル
１１ 加熱ユニット
１１ａ フィルタ
１１ｂ 加熱コイル
１２ 外気冷房用ユニット
１２ａ フィルタ
Ａ 空調機
Ｂ 空調機

Claims (2)

1. フィルタと、冷却コイル及び／又は加熱コイルと、加湿器とが、直列配置されるとともにケーシングに収容することなく露出した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けられていることを特徴とする空調機。
2. 冷却ユニットと加熱ユニットと外気冷房用ユニットとがそれぞれ分離した状態で、ファンを収容するファンケーシングの外側に一体に設けられており、
   前記冷却ユニットは、切替ダンパとフィルタと冷却コイルとを備え、
   前記加熱ユニットは、切替ダンパとフィルタと加熱コイルと加湿器とを備え、
   前記外気冷房用ユニットは、切替ダンパとフィルタとを備えていることを特徴とする空調機。

Images