JP2013148300A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内空気調和機と熱交換型換気装置とを別々に運転可能な空気調和装置を得ること。
【解決手段】熱交換後に外気を室内側へ、室内空気を室外側へ送り出す熱交換型換気装置１と、室内から室内空気を取り込んで室内熱交換器９を通過させた後に室内側へ送り出す室内空気調和機８と、熱交換型換気装置１から室内側へ送り出された外気の風路と、室内空気調和機８から室内側へ送り出された室内空気の風路とを合流させて室内へ送り出すチャンバー１３とを備え、チャンバー１３は、室内空気調和機８から室内空気が流入する際に開き、室内空気調和機８から室内空気が流入しない場合に閉じるように、室内空気調和機８との接続部分に設けられたシャッター１５と、熱交換型換気装置１から外気が流入する際に開き、熱交換換気装置１から外気が流入しない場合に閉じるように、熱交換換気装置１との接続部分に設けられたシャッター１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器を有して室内空気と外気との換気を行う熱交換型換気装置と、室内空気を循環させつつ空気調和する室内空気調和機とをダクトで接続した空気調和装置に関する。

従来の空気調和装置は、熱交換型換気装置と室内空気調和機とチャンバーとで構成される。熱交換型換気装置は、熱交換器を通して外気を吸い込む給気ファンと、室内空気を屋外へ排出する排気ファンとを有する。室内空気調和機は、室内熱交換器と循環ファンとを持ち、二つの循環ダクトを介して室内空気を循環させつつ空気調和する（例えば、特許文献１参照）。

動作の方法として例を挙げると、外気ダクトと循環ダクトの一方とを室内空気調和機の後部にあるチャンバーで合流させ、循環ダクトの他方を介して室内へ給気する方法がある。

特開平５−２６４０９２号公報

しかしながら、上記従来の空気調和装置は、室内空気調和機を停止させているとき、熱交換型換気装置を動作させることができないため、室内空気の換気ができない状態となる。つまり、室内空気調和機の故障や機器メンテナンスの時に空気調和装置を停止することになるため、空気調和装置として機能していないという問題があった。

また、冷暖房による空気調和が不要な中間期において、室内空気調和機を運転していなければ、熱交換型換気装置による換気を実行できない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、室内空気調和機と熱交換型換気装置とを別々に運転可能な空気調和装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、室外から吸い込んだ外気と室内から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行い、熱交換後の外気を室内側へ送り出し、熱交換後の室内空気を室外側へ送り出す熱交換型換気装置と、室内から室内空気を取り込んで室内熱交換器を通過させた後に室内側へ送り出す室内空気調和機と、熱交換型換気装置から室内側へ送り出された外気の風路と、室内空気調和機から室内側へ送り出された室内空気の風路とを合流させて室内へ送り出す風路合流部とを備え、風路合流部は、室内空気調和機から室内空気が流入する際に開き、室内空気調和機から室内空気が流入しない場合に閉じるように、室内空気調和機との接続部分に設けられた第１のシャッターと、熱交換型換気装置から外気が流入する際に開き、熱交換換気装置から外気が流入しない場合に閉じるように、熱交換換気装置との接続部分に設けられた第２のシャッターとを備えることを特徴とする。

本発明にかかる空気調和装置は、冷暖房が不要な中間期に室内空気調和機のみを停止させた状態で熱交換換気装置の運転が可能なため、熱交換換気装置のみを運転させた状態で換気が可能であるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる空気調和装置の実施の形態の構成を示す図である。 図２は、室内空気調和機側のシャッター及び熱交換換気装置側のシャッターの動作を示す図である。 図３は、従来の空気調和装置の構成を示す図である。 図４−１は、室内空気調和機と熱交換型換気装置とを共に運転した際のチャンバーの状態を示す図である。 図４−２は、室内空気調和機を運転させ、熱交換型換気装置を停止した際のチャンバーの状態を示す図である。 図４−３は、室内空気調和機を停止させ、熱交換型換気装置のみを運転した際のチャンバーの状態を示す図である。 図５−１は、Ｙ字型チャンバー内でのシャッターの動作を示す図である。 図５−２は、Ｙ字型チャンバー内でのシャッターの動作を示す図である。 図５−３は、Ｙ字型チャンバー内でのシャッターの動作を示す図である。 図６は、シャッターの開閉を電気的に制御する電動機構を有するチャンバーの構成を示す図である。 図７は、チャンバーを複数個並列して使用する際の接続例を示す図である。

以下に、本発明にかかる空気調和装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる空気調和装置の実施の形態の構成を示す図である。実施の形態にかかる空気調和装置は、熱交換型換気装置１と室内空気調和機８とチャンバー１３とを備える。熱交換型換気装置１は、熱交換器２を通して外気を吸い込む給気ファン３と、排気ダクト６を介して室内から吸い込んだ室内空気を屋外へ排出する排気ファン４とを有する。室内空気調和機８は、室内熱交換器９と循環ファン１０とを有し、循環ダクト１１及び循環ダクト１２を介して室内空気を循環させつつ空気調和を行う。熱交換型換気装置１の外気ダクト５を通過した外気と、室内空気調和機８の循環ダクト１２を通過した室内空気とをチャンバー１３で混合し、室内へ給気できる。すなわち、空気調和装置は、熱交換型換気装置１から室内側へ送り出された外気の風路と、室内空気調和機８から室内側へ送り出された室内空気の風路とを合流させて、循環ダクト１６を介して室内へ送り出す風路合流部としてチャンバー１３を備えている。チャンバー１３は、室内空気調和機８側のシャッター（第１のシャッター）１５と熱交換換気装置１側のシャッター（第２のシャッター）１４とを備えている。

室内空気調和機８側のシャッター１５及び熱交換換気装置１側のシャッター１４の動作ついて説明する。図２は、室内空気調和機８側のシャッター１５及び熱交換換気装置１側のシャッター１４の動作を示す図である。チャンバー１３内に備えられたシャッター１４、１５は、順方向の風の流れに対しては風圧で開く。一方、反対方向の風の流れに対してはストッパー１９にシャッター１４、１５が接触することで、風を遮蔽する働きを持つ。また、風が無いときは、シャッター１４、１５が自重でストッパー１９に接触することで、チャンバー１３内の風路を閉塞する。シャッター１４、１５を持つチャンバー１３の構造は、電源電線を必要としない簡易な構成で実現可能である。

比較のため、従来の空気調和装置について説明する。図３は、従来の空気調和装置の構成を示す図である。従来の空気調和装置は、熱交換換気装置３１と室内空気調和機３８とチャンバー３７とを備える。熱交換換気装置３１は、熱交換器３２を介して外気を吸い込む給気ファン３３と、室内空気を屋外へ排出する排気ファン３４とを有する。室内空気調和機３８は、室内熱交換器３９と循環ファン４０とを有し、循環ダクト３６と循環ダクト４１とを介して室内空気を循環させつつ空気調和する。

外気ダクト３５と循環ダクト４１とを室内空気調和機３８の上流側にあるチャンバー３７で合流させ、循環ダクト４２を介して室内へ給気する。

従来の空気調和装置では、室内空気調和機３８を停止させた状態で熱交換型換気装置３１を運転することができず、常時換気が困難となる可能性があった。

本実施の形態にかかる空気調和装置の動作について説明する。図４−１は、室内空気調和機８と熱交換型換気装置１とを共に運転した際のチャンバー１３の状態を示す図である。循環ダクト１２及び外気ダクト５からの風向に対し、室内空気調和機８側のシャッター１５と熱交換型換気装置１側のシャッター１４とは共に開いた状態となる。その結果、循環ダクト１２を通過した室内空気と、外気ダクト５を通過した外気とが混合し、室内へ給気される。

図４−２は、室内空気調和機８を運転させ、熱交換型換気装置１を停止した際のチャンバー１３の状態を示す図である。室内空気調和機８のみが動作しているため、熱交換型換気装置１側のシャッター１４は、循環ダクト１２から外気ダクト５への空気の侵入を防ぐ配置となる。その結果、室内空気調和機８から直接室内へ空気を循環させるため、空気調和のみを実行できる。この運転方法は、冬季の外気温度が低い時、チャンバー１３内で外気と循環空気とを混合することで生じる温度低下を防止し、暖房負荷を低減できる。

図４−３は、室内空気調和機８を停止させ、熱交換型換気装置１のみを運転した際のチャンバー１３の状態を示す図である。熱交換型換気装置１のみが動作しているため、室内空気調和機１側のシャッター１５は外気ダクト５から循環ダクト１２への空気の侵入を防ぐ配置となる。その結果、熱交換型換気装置１から直接室内へ給気されることで換気が可能となる。この運転方法は、冷暖房による空気調和が不要な中間期において、室内空気調和機８を運転していなければ熱交換型換気装置１による換気を実施できないという従来の問題を解決できる。

チャンバー１３は、図４−１〜図４−３に示すＴ字型チャンバーの他、同様の動作をするものとしてＹ字型チャンバーも使用可能である。図５−１〜図５−３は、Ｙ字型チャンバー内でのシャッターの動作を示す図である。図５−１は、室内空気調和機８と熱交換型換気装置１とを共に運転した際のチャンバー１３の状態を示している。図５−２は、室内空気調和機８を運転させ、熱交換型換気装置１を停止した際のチャンバー１３の状態を示している。図５−３は、室内空気調和機８を停止させ、熱交換型換気装置１のみを運転した際のチャンバー１３の状態を示している。チャンバー１３を三叉状とすることにより、シャッター１４、１５が風圧に応じて自然開閉となるため、簡易な構成で実現可能である。

図６は、シャッターの開閉を電気的に制御する電動機構を有するチャンバーの構成を示す図である。チャンバー１３内にある室内空気調和機８側のシャッター１５と熱交換型換気装置１側のシャッター１４とは、電動機構１７と電気的に接続し、シャッター１４、１５の動作を制御できる。

電動機構１７を備えることで、熱交換型換気装置１側のシャッター１４を全開とし、室内空気機調和機８側のシャッター１５を動かして管内の開口面積を小さくしたとき、外気ダクト５からの風量割合を大きくすることが可能である。これは、熱交換型換気装置１による換気を促進したいときに効果のある動作方法である。

また、室内空気調和機８側のシャッター１５を全開にした状態で、熱交換型換気装置１側のシャッター１４を一定時間ごとに開閉することで、換気の間欠運転が可能である。冬季の外気温度が低い時に間欠運転を行うことで、暖房負荷を低減できる。

図７は、チャンバー１３を複数個並列して使用する際の接続例を示す図である。チャンバー１３が複数個並列して接続されることで、循環ダクト１６を介して複数の室内へ給気できる点で図１に示した構成と相違する。各チャンバー１３に電動機構１７を備えることで、各室内の換気量及び空気調和の割合を調整できる。

本実施の形態にかかる空気調和装置は、熱交換器２を通して外気を吸い込む給気ファン３と、屋外へ室内空気を排出する排気ファン４とを有する熱交換型換気装置１と、室内熱交換器９及び循環ファン１０を有し、室内空気を循環ダクト１１を介して循環させつつ空気調和する空気調和機８とを備えた空気調和装置において、熱交換型換気装置１の外気ダクト５を通過した外気と空気調和機８の循環ダクト１２を通過した室内空気とがチャンバー１３で混合し、循環ダクト１６を介して室内へ給気する。室内空気調和機８を停止させ、熱交換型換気装置１を運転した時、外気ダクト５を通過した空気の風圧でチャンバー１３内の室内空気調和機８側のシャッター１５が閉じるため、熱交換型換気装置１側のシャッター１４のみが開いた状態となり、室内空気の換気が可能となる。

また、室内空気調和機８を運転させ、熱交換型換気装置１を停止した時、循環ダクト１２を通過した空気の風圧でチャンバー１３内の熱交換型換気装置１側のシャッター１４が閉じるため、室内空気調和機８側のシャッター１５のみが開いた状態となり、室内の空気調和が可能となる。

以上のように、本発明にかかる空気調和装置は、冷暖房が不要な中間期に室内空気調和機のみを停止させた状態で熱交換換気装置の運転可能である点で有用である。

１、３１ 熱交換型換気装置
２、３２ 熱交換器
３、３３ 給気ファン
４、３４ 排気ファン
５ 外気ダクト
６ 排気ダクト
８、３８ 室内空気調和機
９、３９ 室内熱交換器
１０、４０ 循環ファン
１１、１２、１６、３６、４１、４２ 循環ダクト
１３、３７ チャンバー
１４ シャッター（第２のシャッター）
１５ シャッター（第１のシャッター）
１７ 電動機構
１９ ストッパー

Claims (3)

1. 室外から吸い込んだ外気と室内から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行い、該熱交換後の前記外気を室内側へ送り出し、前記熱交換後の前記室内空気を室外側へ送り出す熱交換型換気装置と、
   前記室内から前記室内空気を取り込んで室内熱交換器を通過させた後に室内側へ送り出す室内空気調和機と、
   前記熱交換型換気装置から室内側へ送り出された前記外気の風路と、前記室内空気調和機から室内側へ送り出された前記室内空気の風路とを合流させて前記室内へ送り出す風路合流部とを備え、
   前記風路合流部は、
   前記室内空気調和機から前記室内空気が流入する際に開き、前記室内空気調和機から前記室内空気が流入しない場合に閉じるように、前記室内空気調和機との接続部分に設けられた第１のシャッターと、
   前記熱交換型換気装置から前記外気が流入する際に開き、前記熱交換換気装置から前記外気が流入しない場合に閉じるように、前記熱交換換気装置との接続部分に設けられた第２のシャッターとを備えることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記第１のシャッターは、自重で垂下することによって閉じ、前記室内熱交換器から室内側へ送り出された室内空気の風圧によって開くように設置され、
   前記第２のシャッターは、自重で垂下することによって閉じ、前記熱交換型換気装置から室内側へ送り出された外気の風圧によって開くように設置されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記風路合流部は、三叉状であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。

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