JP2011027344A

JP2011027344A - 空気温調機

Info

Publication number: JP2011027344A
Application number: JP2009174525A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ishii; 幸雄石井; Hideyuki Masumi; 秀之枡見; Daisuke Asagiri; 大介朝桐; Kei Misumi; 圭三隅; Toru Suzuki; 徹鈴木
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd; Chofu Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd; Chofu Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】送る空気の速度を吹出ダクトごとに制御し、吹出ダクトを介して熱交換された空気を室内に供給する空気温調機を提供する。
【解決手段】室外機１１に接続された熱交換器１３によって、吸引した空気を、熱交換し加熱又は冷却し、あるいは除湿して室内に供給する空気温調機１０であって、熱交換器１３は、室内に空気を送る吹出ダクト３８、３９が連結された筐体１２内に設けられ、筐体１２内には、吹出ダクト３８、３９にそれぞれ対応し、熱交換器１３で熱交換された空気を、吹出ダクト３８、３９を介して室内に送るファン１５、１６が備えられ、しかも、ファン１５、１６はそれぞれ、制御手段３０によって、回転速度が制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸引した空気を熱交換して加熱又は冷却し、あるいは除湿して室内に供給する空気温調機に関する。

従来、室内の冷暖房を行うのに、筐体内に熱交換器を備え、熱交換器で熱交換して加熱又は冷却した空気を室内に送る空気温調機が用いられている。
例えば、特許文献１の空気温調機は、熱交換器（熱交換コイル）で熱交換された空気を、筐体（ケーシング）内に設けられたファンを回転させて、筐体から排出し、ダクトを介して複数の部屋に供給しており、冷暖房対象の各部屋ごとに別個に空気温調機（室内機）を設置する場合に比べて、空気温調機の台数を減らすことができ、導入コストを抑えることができる。

特開２００１−１７３９８０号公報

しかしながら、熱交換された空気は、筐体に設けられた１つの給気口から排出され、その給気口の先にダクトが設けられているので、筐体からダクトへの空気の送出しは、ダクトごとに異なる速度で行うことができず、部屋ごとの風量調整をするためには、給気口から部屋までの空気の供給経路上に風量調整用の機構を設ける必要がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、筐体から吹出ダクトへの熱交換された空気の送出しを、吹出ダクトごとに異なる速度で行う空気温調機の提供を目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る空気温調機は、室外機に接続された熱交換器によって、吸引した空気を、熱交換し加熱又は冷却し、あるいは除湿して複数の室内に供給する空気温調機であって、前記熱交換器は、室内に空気を送る複数の吹出ダクトが連結された筐体内に設けられ、前記筐体内には、該吹出ダクトにそれぞれ対応し、前記熱交換器で熱交換された空気を前記吹出ダクトを介して室内に送るファンが複数備えられ、しかも、前記ファンはそれぞれ制御手段によって、回転速度が制御される。

本発明に係る空気温調機において、該空気温調機は床下に設置され、前記筐体には、前記熱交換器によって加熱された空気を第２のファンにより床下に送る床下ダクトが連結され、該床下ダクトには、床下の異なる方向に加熱された空気を放出する吹出チャンバが取付けられ、前記制御手段は、更に前記第２のファンを制御して、前記床下ダクト及び前記吹出チャンバを介して加熱された空気を床下に放出し、床下を暖房するのが好ましい。

本発明に係る空気温調機において、前記筐体には、空気を吸引する複数の吸引ダクトが並列に連結されているのが好ましい。

請求項１〜３記載の空気温調機は、室内に空気を送る複数の吹出ダクトが筐体に連結され、吹出ダクトにそれぞれ対応し、熱交換された空気を、吹出ダクトを介して室内に送るファンが複数備えられているので、熱交換器で熱交換した空気を複数の室内に供給することができ、室内ごとに空気温調機を設置する必要がなく、空気温調機の初期導入コスト及びメンテナンス費用が抑制可能である。また、ファンはそれぞれ回転速度が制御されるので室内ごとの風量調整が可能である。

特に、請求項２記載の空気温調機は、制御手段は、加熱された空気を床下に放出し、床下を暖房する床下暖房機能を有し、空気温調機は、室内の冷暖房及び床下暖房を行うことができるので、室内の冷暖房をする空気温調機とは別に床下暖房専用の機器を設けるのに比べ、全体に必要とされる部材、部品の点数を減らすことが可能である。

請求項３記載の空気温調機は、筐体に、空気を吸引する複数の吸引ダクトが並列に連結され、吸引ダクトを１つにするのに比べて径を小さくでき、吸引ダクトを容易に曲げられるので、吸引ダクトの配置に手間がかからず、効率的に配置作業を行うことが可能である。

本発明の一実施の形態に係る空気温調機の平断面図である。同空気温調機の側面図である。同空気温調機を用いる空気温調システムの概略説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る空気温調機１０は、床下に設置され、室外機１１に接続された熱交換器１３によって、吸込口１４から吸引した空気を、熱交換し加熱又は冷却し、あるいは除湿して複数の室内に供給する冷暖房運転及び室内の湿度を下げる除湿運転を行う装置である。

また、熱交換器１３は、室内に空気を送る吹出ダクト３８、３９が連結された筐体１２内に設けられ、筐体１２内には、吹出ダクト３８、３９にそれぞれ対応し、熱交換器１３で熱交換された空気を、吹出ダクト３８、３９を介して各室内に送るファンの一例であるシロッコファン１５、１６が備えられ、シロッコファン１５、１６はそれぞれ、シロッコファン１５、１６に接続された制御手段３０によって、回転速度が制御される。
更に、筐体１２内には、第２のファンの一例であるシロッコファン１７が設けられ、筐体１２には、熱交換器１３によって加熱された空気をシロッコファン１７により床下に送る床下ダクト４０が連結され、床下ダクト４０には、床下の異なる方向に加熱された空気を放出する吹出チャンバ４２が取付けられている。そして、制御手段３０は、筐体１２内に設けられ、シロッコファン１７を制御して回転させ、床下ダクト４０及び吹出チャンバ４２を介して加熱された空気を床下に放出し、床下を暖房する。

図３に示すように、空気温調機１０と、冷媒を高温高圧のガスにして、あるいはガス状の冷媒を凝縮し液状にして熱交換器１３に送る室外機１１と、室外機１１に冷媒のガス化及び液状化を要求する入力操作、及びシロッコファン１５、１６、１７の回転を変更する入力操作等が行われる操作盤５０とを有して空気温調システム５１が構成されている。
熱交換器１３と室外機１１とを連結する冷媒ガス配管２３及び冷媒液配管２４が設けられており、暖房運転時、室外機１１によって高温高圧のガスにされた冷媒は、冷媒ガス配管２３を通って熱交換器１３に送られ、熱交換器１３で冷却され液化された後に冷媒液配管２４を通って室外機１１に戻る。そして、この熱交換器１３での冷媒の液化により生じる凝縮熱で室内を暖房することができる。

また、冷房運転時及び除湿運転時、液状の冷媒が、冷媒液配管２４を介して室外機１１から熱交換器１３に送られ、熱交換器１３で加熱されガス状にされた後に、冷媒ガス配管２３を介して室外機１１に戻る。そして、この熱交換器１３で冷媒がガス状になる際に生じる蒸発熱で室内の冷房及び除湿をすることができる。
空気温調機１０の制御手段３０は、操作盤５０及び室外機１１に信号接続されており、操作盤５０で入力操作が行われたとき、各入力操作に対応した信号が、操作盤５０から制御手段３０に送信される。そして、制御手段３０は、操作盤５０から送信されたのが、冷暖房運転開始又は除湿運転開始を要求する信号等、室外機１１の作動に関係する信号の場合、所定の信号を室外機１１に送信する。

図１、図２に示すように、空気温調機１０の筐体１２は、分離可能な箱型の第１、第２のケーシング２１、２２を有し、第１のケーシング２１の一方の側部は、第２のケーシング２２の一方の側部に螺子固定され、第１のケーシング２１の他方の側部は、第２のケーシング２２の他方の側部に蝶番３１で連結されている。第１、第２のケーシング２１、２２は、中央に空気が通過する矩形の開口部と、その開口部の周囲に配置された当接部とを有し、第１、第２のケーシング２１、２２の当接部は、空気漏れを防ぐ図示しないシール材を介して当接されている。
また、第１、第２のケーシング２１、２２は、鉄、アルミ等からなり、外側が図示しない断熱材で覆われているので、第１、第２のケーシング２１、２２に内在する空気が、外気によって大きな温度変化を受けるのを防止している。

第１のケーシング２１には、制御手段３０を収容する収納室２７が形成され、収納室２７には、収納室２７内へのほこり等の侵入を防止する基板カバー２８が装着されている。
また、第１のケーシング２１には、第１のケーシング２１内に空気を取込む複数、例えば４つの吸込口１４が備えられ、各吸込口１４は、第１のケーシング２１の側壁部（第２のケーシング２２との接続部と対向する側）に並んで設けられた空気を取込む円形の開口領域を形成している。そして、筐体１２の第１のケーシング２１には、室内から取込んだ空気を筐体１２内に吸引する複数の例えば４本の吸込ダクト３２が、吸込口１４を介して並列に連結されている。なお、各吸込ダクト３２は、バンド又はアルミテープからなる固定具３３によって各吸込口１４にそれぞれ固定されている。

仮に吸込口及び吸込ダクトをそれぞれ１つにした場合、筐体内に十分な量の空気を取込むために、吸込口及び吸込ダクトの径を大きくする必要があるが、大きい径の吸込ダクトは、曲げるのが容易でなく、設置の際に手間がかかる。
また、複数の吸込口１４が第１のケーシング２１に形成する開口領域の合計面積と同面積の開口領域を有する１つの吸込口を、第１のケーシングに設けた場合、吸込口から第１のケーシング内に流入した空気は、熱交換器を特定部分に偏って通過するので、複数の吸込口１４を設け熱交換器１３全体に万遍なく空気が通過するのに比べて熱交換率が低下する。

更に、空気温調機１０は高さ（例えば３８０ｍｍ）が制限された床下に設置されており、吸込口１４を形成する側壁部の高さは制限されるので、仮に吸込口を１つにした場合、空気を取込む開口領域の面積は小さくなり、十分な量の空気を取込むためには、シロッコファンを容量の大きなものにする必要が生じる。
これに対し、筐体１２に複数（例えば４つ）の吸込口１４を設けた場合は、吸込口を１つにした場合と比較して、限られた高さの側壁部で空気を取込む開口領域の合計面積を大きくでき、容量の小さいシロッコファン１５、１６、１７を用いることが可能である。なお、本実施の形態では、４つの吸込口１４により空気を取込む開口領域の合計面積が最大となるように、隣り合う吸込口１４は、配置高さがずらされており、しかも、吸込口１４は１つ飛びに同じ高さに配置されている。

熱交換器１３は、第１のケーシング２１内に取付けられ、熱交換器１３の下側には、冷房運転及び除湿運転で熱交換器１３の表面に付着した結露が、水滴となり落下するのを受けるドレーン受け１８を設けることができ、更に、ドレーン受け１８には、ドレーン受け１８が受けた水滴を、筐体１２の外に排出するドレーン管１９を取付けることができる。
また、第１のケーシング２１内の熱交換器１３の下側には、吸込口１４から取込まれた空気が熱交換器１３より下側の空間を通り抜け、熱交換器１３を通過しないのを防止する空気遮断部材２０を設けることができる。

第２のケーシング２２内には、熱交換器１３で加熱及び冷却された空気を室内に送出すシロッコファン１５、１６及び、熱交換器１３で加熱された空気を床下に送出すシロッコファン１７が設置されると共に、シロッコファン１５、１６、１７にそれぞれ対応した吹出口３５、３６、３７が設けられている。
ここで、筐体１２内には、空気の流れに沿って、空気を取込む吸込口１４の下流に空気を熱交換する熱交換器１３が配置され、その下流にシロッコファン１５、１６、１７が配置され、更に、その下流に吹出口３５、３６、３７が配置されている。また、筐体１２内には、熱交換器１３から吹出口３５、３６、３７への空気の流れを制限する機構、例えば仕切板等が設けられておらず、吸込口１４から取込まれた空気が、熱交換器１３の表面全体を通過して吹出口３５、３６、３７に流れる構造となっている。従って、空気の流れを制限して吹出口３５、３６、３７それぞれに熱交換器１３の一部の領域を割当て、吹出口３５、３６、３７には、それぞれ割当てられた熱交換器１３の領域を通過した空気のみが送られる構造を有するのに比べ、シロッコファン１５、１６、１７のうち一部を回転させた状態でも、筐体１２から吹出される空気は、熱交換器１３全体を有効に使った熱交換が可能である。

また、シロッコファン１５、１６、１７の代わりに、熱交換器１３の上流にファンを設けた場合、吹出口３５、３６、３７のうち所望の吹出口から空気を吐出すためには、（１）筐体１２内に空気の流れを制限する機構を設けて、吹出口３５、３６、３７に対応したファンを作動させるか、（２）吹出口３５、３６、３７の開閉を制御する制御手段を設ける等が必要となる。そして、（１）の筐体１２内に空気の流れを制限する機構を設ける場合、熱交換器１３全体を有効に使用した熱交換ができず、（２）の制御手段を設けた場合、構成部材、部品の点数が増す。

更に、熱交換器１３の上流にファンを設けた場合には、ファンにより勢いよく吹出された空気が熱交換器１３の表面に当たり、風切り音が生じ得る。
なお、空気温調機１０には、シロッコファン１５、１６、１７が用いられており、斜流ファン、又はプロペラファン等を用いるのに比べ、送風時（空気を送る時）に生じる抵抗による風量の落ち込みが小さく、吹出ダクト３８、３９及び床下ダクト４０を介して空気を送る際に、十分な静圧を確保することが可能である。

また、シロッコファン１５、１６、１７は、筐体１２内に配置されているので、事前に筐体１２に取付けられた状態であり、空気温調システム５１を設置する際、シロッコファン１５、１６、１７の取付け作業を行う必要がなく、吹出ダクト、床下ダクトにシロッコファンを配置すべく、空気温調機の設置時に各ダクトにシロッコファンを取付けるのに比べて、設置時間を短縮することができる。
更に、シロッコファン１５、１６は床下に配置された筐体１２内に設けられているので、シロッコファンが吹出ダクトに取付けられた場合と比較して、室内との距離を遠ざけることができ、シロッコファンの作動音が室内に届くのを防止することが可能である。

吹出口３５、３６には、それぞれ空気温調機１０の冷暖房対象である室内に一端が配置された吹出ダクト３８、３９の他端が、固定具３３によって取付けられており、シロッコファン１５、１６の回転により熱交換された空気は、吹出ダクト３８、３９を通って室内に吹出される。
吹出ダクト３８、３９の一端は、それぞれ異なる室内（部屋）に配置されており、シロッコファン１５、１６は、制御手段３０にケーブル接続され、それぞれ制御手段３０によって回転速度が別個に制御されるので、室内ごとの風量調整が可能である。

筐体１２には、シロッコファン１７に対応した吹出口３７を介して、一端が固定具３３により吹出口３７に固定された床下ダクト４０が連結され、床下ダクト４０の他端には、床下に配置され床下の異なる方向に加熱された空気を放出する吹出チャンバ４２が取付けられている。吹出チャンバ４２には、床下の異なる方向に空気を吹出す空気孔４３が形成され、吹出チャンバ４２は床下の中央で、建屋の基礎部に配置されているので、シロッコファン１７の回転により、加熱された空気が複数の空気孔４３から吹出され、床下空間を満遍なく暖めることができる。なお、シロッコファン１７は、制御手段３０にケーブル接続されており、制御手段３０によって回転速度が制御される。

また、第２のケーシング２２の吹出口３５、３６、３７の配置箇所には、それぞれ吹出口３５、３６、３７を介して筐体１２の外側から内側に空気が流入するのを防止する回動可能な開閉板４５、４６、４７を設けることができる。
開閉板４５は、上部が第２のケーシング２２に取付けられて設けることができ、シロッコファン１５の回転により発生する風によって、上部を軸に回動して、吹出口３５が形成する第２のケーシング２２の開口領域を開き、吹出口３５を介して筐体１２から外へ空気を流出させる。そして、シロッコファン１５が停止しているとき、開閉板４５は垂直配置となり、吹出口３５が形成する第２のケーシング２２の開口領域を閉じ、シロッコファン１６、１７が回転しても、吹出口３５を介して筐体１２内に空気が流入するのを防止する。
開閉板４６、４７についても同様に、それぞれシロッコファン１６、１７が停止しているとき、吹出口３６、３７を介してそれぞれ空気が筐体１２内に流入するのを防止する。

筐体１２の下部の四隅（第１、第２のケーシング２１、２２のそれぞれ２箇所）には、筐体１２と設置面（建屋の基礎部）との間に隙間を設ける高さ調整部材４１が取付けられており、高さ調整部材４１は、１０〜５０ｍｍの範囲で筐体１２と設置面との間の隙間を調整可能である。

操作盤５０で、吹出ダクト３８の一端が配置された室内の冷房を開始する操作が行われたとき、操作盤５０から所定の信号が、制御手段３０に送信される。そして、制御手段３０は、操作盤５０からの信号受信後、室外機１１に対して、液状にした冷媒を熱交換器１３に送らせるための信号を送信すると共に、吹出ダクト３８に対応するシロッコファン１５の回転を開始する。
制御手段３０から信号受信した室外機１１は、ガス状の冷媒を凝縮して液状にし、冷媒液配管２４を介して、熱交換器１３に送り、また、シロッコファン１５の回転により吸込口１４から取込まれた空気は、熱交換器１３で冷却され、吹出ダクト３８を介して、室内に送られる。

そして、制御盤５０で、吹出ダクト３８から室内に吹出される風量を強くする風量変更（風量調整）の操作が行われたとき、制御手段３０は、シロッコファン１５の回転速度を速める。
また、操作盤５０で、室内の暖房を開始する操作が行われたとき、制御手段３０から信号受信した室外機１１は、冷媒を高温高圧のガスにして、熱交換器１３に送り、その室内に対応した例えばシロッコファン１６の回転により吸込口１４から取込まれた空気は、熱交換器１３で加熱され、吹出ダクト３９を介して、室内に送られる。

制御手段３０は、シロッコファン１７の回転制御が可能であり、操作盤５０で、床下暖房を行うための操作が行われたとき、室外機１１は、冷媒を高温高圧のガスにして、熱交換器１３に送り、制御手段３０は、シロッコファン１７を回転して吹出口３７、床下ダクト４０及び吹出チャンバ４２を介して加熱された空気を床下に送り、床下暖房を行う。

なお、操作盤５０は、各室内の設定温度及び風量等を表示する表示部と、各操作が行われるスイッチ等とを有し、制御手段３０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、メモリ等を備え、ＲＯＭには、室外機１１の動作及びシロッコファン１５、１６、１７の回転動作を制御するプログラムが搭載されている。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、空気温調機は天井裏に設置することができる。
また、吹出ダクトを分岐させ、分岐した先端部を異なる室内に配置することもでき、この場合、熱交換され吹出口から排出された空気は、吹出ダクトを経由し、途中で別れて複数の室内に送られる。
更に、操作盤との間で無線による信号の送受信をするリモコンを設け、冷暖房運転、除湿運転及び床下暖房の操作を操作盤で行うのに加えて、リモコンでもそれらの操作を行えるようにし、リモコンから各操作に対応した信号を操作盤に送信することにより空気温調機及び室外機の動作を制御することも可能である。

１０：空気温調機、１１：室外機、１２：筐体、１３：熱交換器、１４：吸込口、１５、１６、１７：シロッコファン、１８：ドレーン受け、１９：ドレーン管、２０：空気遮断部材、２１：第１のケーシング、２２：第２のケーシング、２３：冷媒ガス配管、２４：冷媒液配管、２７：収納室、２８：基板カバー、３０：制御手段、３１：蝶番、３２：吸込ダクト、３３：固定具、３５、３６、３７：吹出口、３８、３９：吹出ダクト、４０：床下ダクト、４１：高さ調整部材、４２：吹出チャンバ、４３：空気孔、４５、４６、４７：開閉板、５０：操作盤、５１：空気温調システム

Claims

室外機に接続された熱交換器によって、吸引した空気を、熱交換し加熱又は冷却し、あるいは除湿して複数の室内に供給する空気温調機であって、
前記熱交換器は、室内に空気を送る複数の吹出ダクトが連結された筐体内に設けられ、前記筐体内には、該吹出ダクトにそれぞれ対応し、前記熱交換器で熱交換された空気を前記吹出ダクトを介して室内に送るファンが複数備えられ、しかも、前記ファンはそれぞれ制御手段によって、回転速度が制御されることを特徴とする空気温調機。
請求項１記載の空気温調機において、該空気温調機は床下に設置され、前記筐体には、前記熱交換器によって加熱された空気を第２のファンにより床下に送る床下ダクトが連結され、該床下ダクトには、床下の異なる方向に加熱された空気を放出する吹出チャンバが取付けられ、前記制御手段は、更に前記第２のファンを制御して、前記床下ダクト及び前記吹出チャンバを介して加熱された空気を床下に放出し、床下を暖房することを特徴とする空気温調機。
請求項１又は２記載の空気温調機において、前記筐体には、空気を吸引する複数の吸引ダクトが並列に連結されていることを特徴とする空気温調機。