JP2010038402A - 空気調和除菌システム - Google Patents

Abstract

【課題】大空間に供給される空気を簡単な構成で除菌できる除菌システム及び空気調和除菌システムを提供すること。
【解決手段】ロビー１００の天井部１０４に開口した複数の吹出口１０６に給気ダクト１０５を介して接続され、この給気ダクト１０５を介して各吹出口１０６に調和空気を供給する空気調和装置１１０を備え、この空気調和装置１１０から複数の吹出口１０６に向かう送風路に除菌室１２０を設け、この除菌室１２０内に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当該空気を除菌する空気除菌部４を備え、この空気除菌部４を通って除菌された調和空気を、複数の吹出口１０６からロビー１００内に吹き出し、この吹き出した空気をロビー１００の床部１０１に開口した複数の貫通孔１０８を通じてエアチャンバ１０７に吸込み、このエアチャンバ１０７を通じて空気調和装置１１０に環流自在とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、大空間に供給される空気を除菌する空気調除菌システムに関する。

従来、例えばビル等の建屋の屋上に配置されたルーフトップ型空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のルーフトップ型空気調和装置は、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源側ユニットと、送風機及び利用側熱交換器を有する利用側ユニットとを一体に備え、この利用側ユニット内にビル内の空気を吸い込み、この吸い込んだ空気を利用側熱交換器で熱交換した後、再び当該ビル内に供給するようになっている。
特開２０００−７４４１４号公報

ところで、ルーフトップ型空気調和装置は、例えば、劇場やホテルなどのロビー、病院、または、ショッピングセンタ等、不特定多数の人が長時間滞在する大空間を有する大空間施設に設けられるため、この大空間に清浄化（除菌）した空気を供給することが望まれている。
しかしながら、ルーフトップ型空気調和装置からビル内へは大量の空気が供給されるため、この大量の空気を除菌することは難しかった。

そこで、本発明の目的は、大空間施設内に供給される空気を簡単な構成で除菌できる空気調和除菌システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、大空間施設の天井部に開口した複数の吹出口に給気ダクトを介して接続され、この給気ダクトを介して各吹出口に調和空気を供給する空気調和装置を備え、この空気調和装置から前記複数の吹出口に向かう送風路にチャンバを設け、このチャンバ内に水を電気分解して生成した電解水と前記調和空気とを接触させて当該空気を除菌する空気除菌部を備え、この空気除菌部を通って除菌された調和空気を、前記複数の吹出口から大空間に吹き出し、この吹き出した空気を前記大空間施設の床部に開口した複数の吸込口を通じて床下空間に吸込み、この床下空間を通じて前記空気調和装置に環流自在としたことを特徴とする。

この構成によれば、空気調和装置に連動して生成された電解水がチャンバ内に配置された空気除菌部に供給されることにより、送風路を通過する空気が空気除菌部で除菌されるため、この除菌された空気を大空間施設内に広く行き渡らせることができる。
大空間施設は、天井部に開口した複数の吹出口を備え、空気除菌部を通って除菌された調和空気を、複数の吹出口から大空間に吹き出し、この吹き出した空気を大空間施設の床部に開口した複数の吸込口を通じて床下空間に吸込み、この床下空間を通じて前記空気調和装置に環流自在としたため、大空間施設での空気除菌を簡単な構成で行うことができる。更に、吹出口から大空間に吹き出される除菌された空気は、天井部から床部に向けて一様に流れるため、大空間内で除菌に作用した空気はそのまま床部の吸込口から床下空間に吸い込まれる。このため、大空間内で除菌に作用した空気が当該空間内に長時間滞留することが防止され、大空間を清浄化された状態に保持することができる。

この構成において、前記空気調和装置がルーフトップ型空気調和装置であり、該ルーフトップ型空気調和装置の筐体内を分割し、一室に熱交換器及び送風機を収納した熱交換室を設け、別の室に圧縮機を収納した機械室を設け、また別の室に前記チャンバを設け、該チャンバを介して調和空気を環流する構成としても良い。この構成によれば、ルーフトップ型空気調和装置の筐体内に形成されたチャンバに容易に空気除菌部を配置することができるため、装置の大型化を図ることなく、簡単な構成で大空間に供給される大量の調和空気を除菌することができる。

また、前記空気除菌部は、前記チャンバ内の送風路のほぼ全面を覆って、前記電解水がそれぞれ供給される複数の気液接触部材を配列した構成としても良い。この構成によれば、チャンバ内の送風路を通過する空気は、当該送風路のほぼ全面を覆って配列される複数の気液接触部材によって一様に除菌されるため、吹出し口を通じて大空間に供給される大量の調和空気を一様に除菌することができる。

また、前記気液接触部材が上下に配列され、送風路の下方領域を覆う気液接触部材を、上方領域を覆う気液接触部材よりも該送風路の上流側にずらして配列した構成としても良い。この構成によれば、送風路の開口面積よりも総面積が広い複数の気液接触部材を、送風路にまとまりよく配列することができ、送風路に配列された気液接触部材の除菌能力の向上を図ることができる。

本発明によれば、吹出口を通じて大空間に供給される大量の調和空気を簡単な構成で除菌することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、ルーフトップ型空気調和装置（以下、空気調和装置という）１１０が配置されるホテルや劇場等のロビー１００を示す概略図である。
この図１に示すように、構造物（ビル）２００の内部には、大空間施設としてのホテルや劇場等のロビー１００が形成されている。このロビー１００には、床部１０１上に複数のソファ１０２及びテーブル１０３が配置され、これらソファ１０２に人々が座って寛ぐことができるようになっている。一方、ロビー１００の天井部１０４には、空気調和装置１１０と、この空気調和装置１１０の供給口１１１に連結された給気ダクト１０５とが設けられ、この給気ダクト１０５は、メイン給気ダクト１０５Ａと、このメイン給気ダクト１０５Ａから分岐した分岐ダクト１０５Ｂとを有し、それぞれの分岐ダクト１０５Ｂには、空気調和装置１１０から室内に調和空気を吹き出す吹出口１０６が設けられている。

ロビー１００の床部１０１は、上床１０１Ａと下床１０１Ｂとを備えた二重床に構成されており、これら上床１０１Ａと下床１０１Ｂとの間には、床下空間としてのエアチャンバ１０７が形成されている。上床１０１Ａは、複数の貫通孔（吸込口）１０８が形成された板材で構成されている。この貫通孔１０８は、略同一の大きさで所定の間隔をあけて上床１０１Ａの略全面に形成されており、これら貫通孔１０８を通じてエアチャンバ１０７とロビー１００の室内空間とが連通している。
また、本実施形態では、上床１０１Ａの上には、通気性を有するカーペット１０８Ａが敷かれている。これにより、上床１０１Ａ及び貫通孔１０８が露出しないため、ロビー１００の高級感が低下することが防止される。さらに、このカーペット１０８Ａは、通気性を有するため、このカーペット１０８Ａにより、エアチャンバ１０７とロビー１００の室内空間との連通が阻害されることはない。
エアチャンバ１０７には内気循環ダクト１０９が接続され、この内気循環ダクト１０９は、ロビー１００の壁内もしくは壁面に沿って上方に延び、空気調和装置１１０の内気導入口１１２に連結されている。また、空気調和装置１１０には、この空気調和装置１１０内に屋外の空気（外気）を導入するための外気導入口１１３が形成されている。
ロビー１００内の空気（内気）は、矢印Ｘで示すように、カーペット１０８Ａを通じた後、上床１０１Ａの貫通孔１０８からエアチャンバ１０７内に吸い込まれ、内気循環ダクト１０９及び内気導入口１１２を通じて、空気調和装置１１０内に導かれる。ここで、空気調和装置１１０内には、外気導入口１１３を通じて外気が導かれているため、この外気と上記内気とが当該空気調和装置１１０内で混合される。この混合された空気は、利用側熱交換器（後述する）で熱交換された後、供給口１１１及び給気ダクト１０５を通じて、吹出口１０６から調和空気としてロビー１００内に供給される。

空気調和装置１１０は、例えば、ホテルや劇場等のロビー、病院、または、ショッピングセンタ等、不特定多数の人が長時間滞在する大空間施設を有するビル２００の屋上に配置されるものであり、図２に示すように、１つの筐体１１４内に熱源側ユニット１と利用側ユニット２とを一体に備えて構成されている。
具体的には、筐体１１４内は、図３に示すように、仕切板１１５によって区分けされており、一方の室（機械室）１１６に熱源側ユニット１が配置され、他方の室１１７に利用側ユニット２が配置されている。これら熱源側ユニット１及び利用側ユニット２は、冷媒配管１０で連結されて冷媒回路を形成している。
熱源側ユニット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と熱源側熱交換器１４と電動膨張弁１５とが順に接続されている。また、熱源側ユニット１には、熱源側熱交換器１４へ向かって送風する熱源側送風機１６が配設されている。
一方、利用側ユニット２は、上記冷媒配管１０を介して電動膨張弁１５に接続される利用側熱交換器２１と、この利用側熱交換器２１へ向かって送風する利用側送風機２２とを備えて構成され、当該利用側熱交換器２１は、上記冷媒配管１０を介して上記四方弁１３に接続されている。

冷房運転時には、図２に示す実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、アキュムレータ１２を経て熱源側熱交換器１４に達し、この熱源側熱交換器１４において凝縮されて電動膨張弁１５に送られる。この高圧の冷媒は電動膨張弁１５で膨張して利用側熱交換器２１に流入し、この利用側熱交換器２１において蒸発することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を冷却する。利用側熱交換器２１で蒸発した冷媒は圧縮機１１の吸込側に戻る。
また、暖房運転時には、図中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、利用側熱交換器２１に送られ、この利用側熱交換器２１において凝縮することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を加温する。利用側熱交換器２１で凝縮した冷媒は、電動膨張弁１５で膨張して熱源側熱交換器１４に流入し、この熱源側熱交換器１４で蒸発した後、四方弁１３を介してアキュムレータ１２に送られ、圧縮機１１の吸込側に戻る。

本実施形態では、空気調和装置１１０には、利用側送風機２２の運転により、大空間施設としてのホテルや劇場のロビー１００内に供給される調和空気を除菌する除菌ユニット１５０が設けられている。本実施形態では、空気調和装置１１０と、この空気調和装置１１０内に設けられた除菌ユニット１５０とを備えて空気調和除菌システム３００が構成され、この除菌ユニット１５０は、空気調和装置１１０の動作に連動するようになっている。
除菌ユニット１５０は、図２に示すように、利用側ユニット２に導入された空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて空気の除菌を行う空気除菌部４と、所定のイオン種を含む水を電気分解して活性酸素種を含む当該電解水を生成し、この電解水を上記空気除菌部４に循環供給する電解水循環供給部５とを備えている。
詳述すると、利用側ユニット２が設けられる他方の室１１７は、図３に示すように、仕切板１１８によって、さらに熱交換室１１９とチャンバとしての除菌室１２０とに区分けされている。この熱交換室１１９には、上記した内気導入口１１２及び外気導入口１１３が形成され、これら内気導入口１１２及び外気導入口１１３の下流側に利用側熱交換器２１が筋交い状に配置されている。また、仕切板１１８には、熱交換室１１９と除菌室１２０とを連通する開口１１８Ａが形成され、この開口１１８Ａに利用側送風機２２が取り付けられている。この利用側送風機２２の運転により、熱交換室１１９内の空気が除菌室１２０に送風されるようになっている。この除菌室１２０には利用側送風機２２の下流側に空気除菌部４が配置され、この空気除菌部４の下流側に供給口１１１が形成されている。これにより、利用側ユニット２に導入された空気は、除菌室１２０を通過する際に、この除菌室１２０に配置された空気除菌部４で電解水と接触することにより除菌され、この除菌された空気が供給口１１１及び給気ダクト１０５を通じて、吹出口１０６からロビー１００内に循環供給される。

次に、除菌ユニット１５０の各構成について説明する。
除菌ユニット１５０は、図４に示すように、除菌室１２０内に配置される空気除菌部４と上記除菌室１２０に隣接して配置される電解水循環供給部５とを備える。
空気除菌部４は、除菌室１２０内の送風路のほぼ全面を覆って配列される複数（本実施形態では１２枚）の気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２を備え、本実施形態では、除菌室１２０の送風路１２０Ａの略幅一杯に横並びに配置された一対の気液接触部材（例えば、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２）を、当該除菌室１２０の高さ方向に複数段（例えば６段）並べて配列することにより構成されている。

気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、送風路１２０Ａを通過する空気に電解水を接触させるための部材であり、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２において送風路１２０Ａを流れる空気が所定の活性酸素種を含む電解水に接触することにより、空気中に含まれるウイルス等が不活化されて空気の除菌が行われる。
気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、ハニカム構造に似た３次元構造を持ったフィルタ部材であり、気体に接触するエレメント部をフレームにより支持する構造を有する。エレメント部は、図示を省略するが、波板状の波板部材と平板状の平板部材とが積層されて構成され、これら波板部材と平板部材との間に略三角状の多数の開口が形成されている。従って、エレメント部に空気を通過させる際の気体接触面積が広く確保され、電解水の滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。
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４１Ａ１〜４１Ｆ２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。

気液接触部材の数は、除菌室１２０を通過する空気量に応じて決定されるものであり、本実施形態では、除菌室１２０の送風路１２０Ａを通過する空気量と１枚あたりの気液接触部材の除菌能力（気体接触面積）とから算出され、当該空気を十分に除菌できる数の気液接触部材が除菌室１２０に配置される。また、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２の下方には、当該気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２から排出された水を受けるドレンパン４４が配置されている。

気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の上部には、図５に示すように、この気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２に均一に電解水を分散させるための散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２が組み付けられている。この散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２は、電解水を一時的に貯留するトレー部材を備え、このトレー部材の側面に複数の散水孔（図示略）が開口し、この散水孔から気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２に対して電解水を滴下するようになっている。
また、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の上面には、散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２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４１Ａ１、４１Ａ２の厚み方向断面に沿って一または複数設けられる。
また、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の下部には、これら気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２から流下した水を受ける電解水トレー４３Ａが取り付けられている。この電解水トレー４３Ａの底面には、当該電解水トレー４３Ａで受けた水をドレンパン４４（図４）に導くドレンホース４５Ａが取り付けられている。各段に配置される気液接触部材は略同一の構成を有するものであるため、最上段の気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の構成について説明し、これより下方に位置する気液接触部材４１Ｂ１、４１Ｂ２〜４１Ｆ１、Ｆ２については同種の符号を付して説明を省略する。

次に、気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２の配置構成について説明する。気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２は、図６に示すように、上下に並べて配列され、送風路１２０Ａの下方領域Ａを覆う気液接触部材（例えば、気液接触部材４１Ｆ１、Ｆ２）は、上方領域Ｂを覆う気液接触部材（例えば、気液接触部材４１Ａ１、Ａ２）よりも送風路１２０Ａの上流側に順次ずらして配列されている。さらに、本実施形態では、上下に隣接する気液接触部材同士は、側面視で上下に重なるように配置するとともに、上方に位置する気液接触部材（例えば、気液接触部材４１Ａ１、Ａ２）の下端部と、その直近下方に位置する気液接触部材（例えば、気液接触部材４１Ｂ１、Ｂ２）の上端部との間は、導風板４７Ａ〜４７Ｅによりそれぞれ閉塞されている。
この構成によれば、送風路１２０Ａの面積よりも総面積が広い複数の気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２を、送風路１２０Ａにまとまりよく配列することができ、送風路１２０Ａに配列された当該気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２の除菌能力の向上を図ることができる。さらに、上方に位置する気液接触部材の下端部と、その直近下方に位置する気液接触部材の上端部との間は導風板で閉塞されているため、気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２を通過せずに送風路１２０Ａ内に空気が流れることが防止される。

電解水循環供給部５は、図４に示すように、貯水タンク５１（水槽）と、この貯水タンク５１内の水を電気分解して電解水を生成する電解ユニット５２と、当該貯水タンク５１内の電解水を上記空気除菌部４の各気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ供給するための電解水供給管（供給管）５６と、この電解水供給管５６上に設けられた送水ポンプ５３と、この送水ポンプ５３の下流側で上記電解水供給管５６から分岐して電解ユニット５２に接続される分岐管５４と、上記ドレンパン４４に流下した水を貯水タンク５１に導く循環路５５と、上記電解ユニット５２、送水ポンプ５３等の動作を制御する制御部６５とを備える。

貯水タンク５１には、この貯水タンク５１に市水（水道水）等を供給する給水管５７と、給水弁５８とが接続され、この給水弁５８は、貯水タンク５１内に設けられるフロートスイッチＦＳの動作に応じて、制御部６５によって開閉制御される。ここで、給水管５７に接続されて、貯水タンク５１に水を供給する給水源は、市水（水道水）或いは給水槽等に貯留された水等のいずれであってもよい。この給水槽等に貯留される水とは、水道水等のように塩化物イオン等のイオン種が予め含有されている水であってもよいし、井戸水等の塩化物イオンの濃度の希薄な水を使う場合には、この水に塩化物イオンを添加して水道水相当に調整された水であってもよい。本実施形態では、これらを総称して水という。
本構成では、貯水タンク５１には、井戸水等の塩化物イオン濃度の希薄な水を使用した場合であっても、この水に塩化物イオンを添加するために、予め所定の濃度に調整された食塩水タンク５９が設けられ、この食塩水タンク５９に接続される食塩水供給管６０には、供給ポンプ６１と逆止弁６２とを介して貯水タンク５１に接続されている。この供給ポンプ６１は、例えば、電解ユニット５２で検出される導電率に基づいて制御部６５の制御によって動作するように構成されている。

また、本実施形態では、貯水タンク５１の接続口５１Ｂに接続される電解水供給管５６は、図４に示すように、６本の電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆにそれぞれ分岐され、送水ポンプ５３から送られた電解水が各電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆに略均等に分流されるようになっている。また、例えば、電解水供給管５６Ａは、図５に示すように、下流側端部で２つの分岐管５６Ａ１、５６Ａ２に分岐され、これら分岐管５６Ａ１、５６Ａ２は、それぞれ気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２の散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２に接続され、これら散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２を介して、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２に電解水を供給する。他の電解水供給管５６Ｂ〜５６Ｆについても同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

電解ユニット５２は、図４に示すように、貯水タンク５１の側面に固定配置されている。具体的には、電解ユニット５２は、有底円筒形状のケース体７１と、このケース体７１内に収納される少なくとも一対の電極７２、７３とを備え、これら電極７２、７３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。

電極７２、７３は、例えば、ベースがチタン（Ｔｉ）で皮膜層がイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）から構成された２枚の電極板である。
上記電極７２、７３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）

アノード電極で発生した次亜塩素酸（広義の活性酸素種）は、強力な酸化作用や漂白作用を有する。次亜塩素酸が溶解した水溶液、すなわち電解ユニット５２により生成される電解水は、ウイルス等の不活化、殺菌、有機化合物の分解等、種々の空気清浄効果を発揮する。このように、次亜塩素酸を含む電解水が電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆを流れ、散水ボックス４２Ａ１、４２Ａ２〜４２Ｆ１、４２Ｆ２を介して気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２〜４１Ｆ１、４１Ｆ２に滴下されると、利用側送風機２２により吹出された空気が気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２〜４１Ｆ１、４１Ｆ２において次亜塩素酸と接触する。これにより、空気中に浮遊するウイルス等が不活化されるとともに、当該空気に含まれる臭気物質が次亜塩素酸と反応して分解され、或いはイオン化して溶解する。従って、空気の除菌及び脱臭がなされ、清浄化された空気が気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２〜４１Ｆ１、４１Ｆ２から排出される。

活性酸素種によるウイルス等の不活化の作用機序として、インフルエンザウイルスの例を挙げる。上述した活性酸素種は、インフルエンザウイルスの感染に必須とされるウイルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）する作用を有する。この表面蛋白が破壊された場合、インフルエンザウイルスと、インフルエンザウイルスが感染するのに必要な受容体（レセプタ）とが結合しなくなり、感染が阻止される。このため、空気中に浮遊するインフルエンザウイルスは、気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２〜４１Ｆ１、４１Ｆ２において活性酸素種を含む電解水に接触することにより、感染力を失うこととなり、感染が阻止される。

従って、ルーフトップ型空気調和装置１１０の除菌室１２０に気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２を配置することにより、この除菌室１２０を通過する空気が気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２で除菌され、図１に示すように、この除菌された空気をロビー１００内で広く行き渡らせることができ、ロビー１００内での空気除菌及び脱臭を容易に、効率良く行うことができる。

一方、電解ユニット５２内の電極７２、７３のうち任意の側に正電位を与えるための電極の切り替えは、電極の極性を反転させることで行うことができ、本実施形態では、制御部６５によって電極７２、７３に印加する電圧を変化（反転）させることにより、実行可能である。
また、電解水中の活性酸素種の濃度は、制御部６５の制御下、除菌するウイルス等を不活化させる濃度となるように調整される。活性酸素種の濃度の調整は、電極７２、７３間に印加する電圧を調整して、電極７２、７３間に流す電流値を調整することにより行われる。
例えば、電極７２に正の電位を与えて、電極７２、７３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７２、７３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、本構成では、貯水タンク５１は、図４に示すように、電解ユニット５２が直付けされる開口部５１Ａと、電解水供給管５６が接続される接続口５１Ｂとの間に、当該貯水タンク５１内を区画するスケールフィルタ６６が設けられている。この構成によれば、開口部５１Ａを通じて貯水タンク５１内に堆積したスケール類は、このスケールフィルタ６６で捕集されることにより、上記接続口５１Ｂを通じて貯水タンク５１の外部に流出することがない。
また、貯水タンク５１には、サイホン方式で排水できる排水管６７が設けられている。この排水管６７は、貯水タンク５１の底部から上方に延びる第１鉛直部６７Ａと、この第１鉛直部６７Ａに連なり略水平方向に延びる水平部６７Ｂと、この水平部６７Ｂに連なりタンク外で下方に延びる第２鉛直部６７Ｃとを備える。この水平部６７Ｂは、通常の貯水タンク５１内の制御水位よりも若干高い位置に設けられており、この高さ位置まで水を供給することにより、排水管６７内は真空となるため、サイホンの原理によって貯水タンク５１内の水が排出される。この構成では、排水バルブが不要となるためコストダウンが図れるとともに、サイホン方式によって排水速度を向上させることができる。

以上、本実施形態によれば、空気調和装置１１０に連動して、電解ユニット５２で電解水が生成される。そして、この電解水が除菌室１２０内に配置された空気除菌部４の気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２〜４１Ｆ１、４１Ｆ２に供給されることにより、除菌室１２０の送風路１２０Ａを通過する空気が気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２〜４１Ｆ１、４１Ｆ２で除菌されるため、この除菌された空気をロビー１００内に広く行き渡らせることができる。
特に、本実施形態によれば、ロビー１００は、天井部１０４に開口した複数の吹出口１０６を備え、空気除菌部４の気液接触部材４１Ａ１、４１Ａ２〜４１Ｆ１、４１Ｆ２を通って除菌された調和空気を、複数の吹出口１０６からロビー１００の室内空間に吹き出し、この吹き出した空気をロビー１００の床部１０１の上床１０１Ａに開口した複数の貫通孔１０８を通じて、上床１０１Ａと下床１０Ｂとの間のエアチャンバ１０７に吸込み、このエアチャンバ１０７を通じて空気調和装置１１０に環流自在としたため、ロビー１００内での空気除菌及び脱臭を容易に、効率良く行うことができる。
更に、吹出口１０６からロビー１００内に吹き出される除菌された空気は、天井部１０４から床部１０１に向けて層流状態で一様に流れるため、ロビー１００内で除菌に作用した空気はそのまま床部１０１の貫通孔１０８からエアチャンバ１０７に吸い込まれる。このため、ロビー１００内で人や物と接触して除菌に作用した空気は、当該ロビー１００の室内空間に長時間滞留することが防止され、ロビー１００内を清浄化された状態に保持することができる。また、除菌室１２０内に気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２が集中して設けられたため、この気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２のメンテナンスを容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、空気調和装置１１０の筐体１１４内を三分割し、一方に利用側熱交換器２１及び利用側送風機２２を収納した熱交換室１１９を設け、他方に圧縮機１１を収納した機械室１１６を設け、残りに除菌室１２０を設け、この除菌室１２０を介して調和空気を環流する構成としたため、空気調和装置１１０の筐体１１４内に形成された除菌室１２０に容易に空気除菌部４を配置することができるため、装置の大型化を図ることなく、簡単な構成でロビー１００に供給される大量の調和空気を除菌することができる。

また、空気除菌部４は、除菌室１２０内の送風路１２０Ａのほぼ全面を覆って配列される複数の気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２を備えるため、除菌室１２０内の送風路１２０Ａを通過する空気は、当該気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２によって一様に除菌されるため、吹出口１０６を通じてロビー１００に供給される大量の調和空気を一様に除菌することができる。

また、本実施形態によれば、気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２が上下に配列され、送風路１２０Ａの下方領域Ａを覆う気液接触部材４１Ｆ１、Ｆ２を、上方領域Ｂを覆う気液接触部材４１Ａ１、Ａ２よりも該送風路１２０Ａの上流側にずらして配列したため、送風路１２０Ａの開口面積よりも総面積が広い複数の気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２を、送風路１２０Ａにまとまりよく配列することができ、送風路１２０Ａに配列された気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２の除菌能力の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ドレンパン４４で受けた水を循環路５５を通じて貯水タンク５１に戻す水循環方式を採用しており、少量の水を有効に利用することで、長時間にわたって効率よく空気の除菌を行うことができる。また、蒸発により貯水タンク５１内の水位が減少するので、フロートスイッチＦＳの動作によって給水弁５８が開いて給水口より水道水が適量供給される。このように、水を循環させることにより、ドレンパン４４で受けた水をそのまま排出する方式に比べて、水使用量を低減することができ、除菌ユニット１５０を運転する際のランニングコストの低減を図ることができる。特に、本実施形態のようなルーフトップ型の空気調和装置１１０では、ビル２００内に送風される空気量が多いため、この空気を除菌するために上記気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２に供給される水量は、上記空気量に応じて多くなる。従って、ルーフトップ型の空気調和装置１１０において、ドレンパン４４で受けた水を循環路５５を通じて貯水タンク５１に戻すことによる節水効果はより大きい。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、ルーフトップ型の空気調和装置１１０内に形成された除菌室１２０に気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２を配置した構成としたが、これに限るものではなく、例えば、空気調和装置１１０とロビー１００の天井部１０４に形成された吹出口１０６とを接続する給気ダクト１０５にチャンバを設け、このチャンバ内に配置する構成としても良いことは勿論である。
また、本実施形態では、ドレンパン４４で受けた水を循環路５５を通じて貯水タンク５１に戻す水循環方式としているが、このドレンパン４４で受けた水をそのまま排出する構成としても良い。この構成では、水使用量が水循環方式に比べて増加するものの、循環路６３を設ける必要がなくなるため、設備コストの低減を図ることが可能となる。
また、本実施形態では、気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２は、上下に並べて配列され、送風路１２０Ａの下方領域Ａを覆う気液接触部材４１Ｆ１、Ｆ２は、上方領域Ｂを覆う気液接触部材４１Ａ１、Ａ２よりも送風路１２０Ａの上流側に順次ずらして配列されている構成としたが、これに限るものではなく、送風路１２０Ａの下方領域Ａを覆う気液接触部材４１Ｆ１、Ｆ２を、上方領域Ｂを覆う気液接触部材４１Ａ１、Ａ２よりも送風路１２０Ａの下流側に順次ずらして配列する構成としても良いことは勿論である。

本実施形態にかかるルーフトップ型空気調和機が建屋に設置された状態を示す断面図である。 空気調和機の概略構成を示す図である。 空気調和機の内部構成を上方から見た図である。 空気調和機に設けられた除菌ユニットの概略構成を示す図である。 気液接触部材の構成を示す斜視図である。 気液接触部材の配置構成を示す側面図である。

符号の説明

１ 熱源側ユニット
２ 利用側ユニット
４ 空気除菌部
５ 電解水循環供給部
１１ 圧縮機
１４ 熱源側熱交換器
２１ 利用側熱交換器
２２ 利用側送風機
４１Ａ１、４１Ａ２、４１Ｂ１、４１Ｂ２、４１Ｃ１、４１Ｃ２、４１Ｄ１、４１Ｄ２、４１Ｅ１、４１Ｅ２、４１Ｆ１、４１Ｆ２ 気液接触部材
５１ 貯水タンク（水槽）
５１Ａ 開口部
５２ 電解ユニット
５４ 分岐管
５６ 電解水供給管（供給管）
７１ ケース体
７２ 電極
７４ フランジ
１００ ロビー（大空間施設）
１０１ 床部
１０１Ａ 上床
１０１Ｂ 下床
１０５ 給気ダクト
１０６ 吹出口
１０７ 床下空間
１０８ 貫通孔（吸込口）
１０９ 内気循環ダクト
１１０ ルーフトップ型空気調和装置（空気調和装置）
１１６ 一方の室（機械室）
１１９ 熱交換室
１２０ 除菌室（チャンバ）
１２０Ａ 送風路
１５０ 除菌ユニット
２００ ビル
Ａ 下方領域
Ｂ 上方領域

Claims (4)

1. 大空間施設の天井部に開口した複数の吹出口に給気ダクトを介して接続され、この給気ダクトを介して各吹出口に調和空気を供給する空気調和装置を備え、この空気調和装置から前記複数の吹出口に向かう送風路にチャンバを設け、このチャンバ内に水を電気分解して生成した電解水と前記調和空気とを接触させて当該空気を除菌する空気除菌部を備え、この空気除菌部を通って除菌された調和空気を、前記複数の吹出口から大空間に吹き出し、この吹き出した空気を前記大空間施設の床部に開口した複数の吸込口を通じて床下空間に吸込み、この床下空間を通じて前記空気調和装置に環流自在としたことを特徴とする空気調和除菌システム。
2. 前記空気調和装置がルーフトップ型空気調和装置であり、該ルーフトップ型空気調和装置の筐体内を分割し、一室に熱交換器及び送風機を収納した熱交換室を設け、別の室に圧縮機を収納した機械室を設け、また別の室に前記チャンバを設け、該チャンバを介して調和空気を環流することを特徴とする請求項１に記載の空気調和除菌システム。
3. 前記空気除菌部は、前記チャンバ内の送風路のほぼ全面を覆って、前記電解水がそれぞれ供給される複数の気液接触部材を配列したことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和除菌システム。
4. 前記気液接触部材が上下に配列され、送風路の下方領域を覆う気液接触部材を、上方領域を覆う気液接触部材よりも該送風路の上流側にずらして配列したことを特徴とする請求項３に記載の空気調和除菌システム。

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