JP2016142470A - 空調システム及び空調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部への排気量に関わらず、浴室を空調するために十分な風量を確保することができる空調システム及び空調方法を提供する。
【解決手段】空調システム１は、熱交換ユニット１００と、熱交換ユニット１００にそれぞれ連結される往きダクト３００と戻りダクト４００とを備える。熱交換ユニット１００は、脱衣所Ｈの空気を吸い込むと共に、戻りダクト４００を介して浴室Ｂの空気を吸い込む。熱交換ユニット１００は、吸い込んだ脱衣所Ｈの空気及び浴室Ｂの空気に熱を与えた後、それぞれ吸い込んだ空気を、脱衣所Ｈに送り出すと共に、往きダクト３００を介して浴室Ｂに送り出す。
【選択図】図１

Description

本発明は、浴室の空調に関する。

浴室と脱衣所とを１台の空調機器で空調する技術が知られている。例えば、特許文献１には、脱衣所内の空気を取り込み、暖房し、暖房した空気を脱衣所及び浴室に供給することによって、脱衣所と浴室とを暖房、乾燥し、浴室側の排気ダクトから高湿度の空気を排出する装置が開示されている。

特開平８−２９１９１９号公報

一般的な住宅においては、換気装置が既に浴室に設けられており、建築時の設計により予め換気量が定められている。このように、既存の換気装置を流用して特許文献１の技術を採用した場合、排気量を超える空気を浴室へ送風することができず、脱衣所から浴室への給気量と、浴室から屋外への排気量とがほぼ同等となる。このため、浴室の換気のための十分な風量を確保することができず、浴室の乾燥に長時間を要してしまうという課題がある。

また、上記の場合、仮に、排気量を超える空気を浴室へ送風すると、浴室の気圧が脱衣所の気圧よりも高くなることにより、浴室の湿度の高い空気がドアの隙間などを介して脱衣所に漏れ出し、結露やカビの発生要因となってしまう虞がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、外部への排気量に関わらず、浴室を空調するために十分な風量を確保することができる空調システム及び空調方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空調システムは、
空調ユニットと、前記空調ユニットとそれぞれ連結される往路ダクト及び復路ダクトとを備えた空調システムであって、
前記空調ユニットは、
脱衣所の空気を吸い込むと共に、前記復路ダクトを介して浴室の空気を吸い込み、それぞれ吸い込んだ空気を、前記脱衣所に送り出すと共に、前記往路ダクトを介して前記浴室に送り出す送風手段と、
吸い込んだ前記脱衣所の空気及び前記浴室の空気を空調する空調手段と、を備える。

本発明によれば、外部への排気量に関わらず、浴室を空調するために十分な風量を確保することができる。

空調システムの平面図である。 空調システムの側面図である。 浴室ユニットの構成図である。 制御装置、熱交換ユニット、輻射パネル、熱源器の接続例を示す図である。 湯張り連動暖房処理のフローチャートである。 ダクト乾燥処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係る空調システムについて、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る空調システムは、浴室と脱衣所とを総合的に暖房、乾燥するシステムであって、熱交換ユニット等の空調機器が浴室の空気を取り込むための戻りダクトを備えることにより、効率的に暖房、乾燥するために十分な風量を確保するようにしたシステムである。

図１は、空調システム１の平面図であり、図２は側面図である。図１、図２に示すように、空調システム１は、脱衣所Ｈの天井裏に設置された熱交換ユニット１００（空調ユニット）と、浴室Ｂの天井裏に設置された浴室ユニット２００と、熱交換ユニット１００が供給する空気を浴室Ｂに送り出すための往きダクト３００（往路ダクト）と、浴室Ｂの空気を熱交換ユニット１００に送り出すための戻りダクト４００（復路ダクト）と、浴室Ｂの空気を屋外に排気するための排気ダクト５００と、空調システム１に供給する熱を発生させる熱源器６００と、浴槽Ｔに備えられた浴槽アダプタ７００と、脱衣所Ｈに設置された輻射パネル８００と、を備える。

熱交換ユニット１００は、吸込口１１０と、吹出口１２０と、ファン１３０（送風手段）と、熱交換器１４０（空調手段）と、を備える。

吸込口１１０は、脱衣所Ｈの空気を熱交換ユニット１００に取り込むための開口である。

吹出口１２０は、熱交換ユニット１００によって暖房された空気を脱衣所Ｈに吹き出させるための開口である。吹出口１２０には、開閉ダンパ１２１が設けられており、脱衣所Ｈへの空気の吹出路を適宜開閉できるようになっている。

ファン１３０は、熱交換ユニット１００に空気を取り込ませ、また、熱交換ユニット１００から空調した空気（より詳細には、暖めた空気）を送り出すための電動式のファンである。

熱交換器１４０は、熱交換ユニット１００に取り込まれた空気に熱を与えるための機器である。熱交換器１４０は、熱源器６００から配管ｐを通じて温水、ブライン等の熱媒体を取り込み、取り込んだ熱媒体により空気を暖める。

また、熱交換ユニット１００には、往きダクト３００が連結されており、熱交換器１４０によって熱を与えられ、暖められた空気が、脱衣所Ｈだけでなく浴室Ｂにも送り込まれる。さらに、熱交換ユニット１００には、戻りダクト４００が連結されており、脱衣所Ｈの空気だけでなく、浴室Ｂの空気も熱交換ユニット１００に取り込まれる。

浴室ユニット２００は、図１、図２に示すように、吸込口２１０と、吹出口２２０と、ファン２３０と、を備える。

吸込口２１０は、浴室Ｂの空気を取り込むための開口である。吸込口２１０には、戻りダクト４００と、排気ダクト５００と、が連結されている。吸込口２１０は、戻りダクト４００を通じて熱交換ユニット１００の戻り連絡口（図示せず）と連結されている。吸込口２１０から取り込まれた空気は、熱交換ユニット１００に送り出されると共に、後述するように、排気ダクト５００を通じて屋外に排気される。

吹出口２２０は、熱交換ユニット１００によって暖められた空気の一部を浴室Ｂに吹き出させるための開口である。吹出口２２０には、往きダクト３００が連結されている。

ファン２３０は、熱交換ユニット１００から供給された空気を吹出口２２０から吹き出させるための風力を発生させる。

また、吹出口２２０には、ベーン２２１（風向変更手段）が備えられており、吹出口２２０から吹き出される空気の風向を任意の角度に調節することができる。

戻りダクト４００、往きダクト３００、排気ダクト５００（排気手段）は、それぞれ、空気を通すダクトであり、主に、天井裏に設置される。排気ダクト５００には、ファン５１０（排気手段）が設置されている。ファン５１０は、一般的に浴室に設置される換気扇（換気装置）であり、吸込口２１０から取り込まれた浴室Ｂの空気を屋外に排出するための電動式のファンである。

図１、２に戻り、熱源器６００（給湯器）は、熱交換器１４０、輻射パネル８００に熱媒体を供給すると共に、浴室Ｂの浴槽Ｔ等に温水を供給する。

浴槽アダプタ７００は、浴槽Ｔにおける温水が供給される孔に取り付けられたアダプタである。

輻射パネル８００は、気流を発生させずに室内（ここでは、脱衣所Ｈ）を空調する装置である。輻射パネル８００は、その内部に熱源器６００から供給された熱媒体を通す機構を備える。輻射パネル８００を室内の壁面に設置し、壁の温度を調節することによって、人の肌の表面からの熱放射量を調整する。

次に、空調システム１が、浴室Ｂと脱衣所Ｈとを暖房、乾燥する方法を説明しながら、空調システム１を構成する各機器の動作や機能を説明する。

まず、ユーザによる操作等によって熱交換ユニット１００の電源がＯＮになると、ファン１３０と、熱交換器１４０と、が動作を開始する。ファン１３０が動作を開始すると、脱衣所Ｈの空気が吸込口１１０から熱交換ユニット１００に取り込まれると共に、戻りダクト４００を介して浴室Ｂの空気が熱交換ユニット１００に取り込まれる。

熱交換器１４０は、熱源器６００から熱媒体の供給を受け、取り込まれた空気に熱を与える。熱を与えられた空気は、ファン１３０による風力によって、吹出口１２０から脱衣所Ｈに吹き出されると共に、往きダクト３００を介して浴室Ｂに送り出される。

一方、浴室Ｂ側では、熱交換ユニット１００で熱を与えられ、往きダクト３００を通って送り出された空気が吹出口２２０から吹き出される。これにより、浴室Ｂが暖房される。

浴室Ｂ内の空気は、一部が戻りダクト４００を通じて脱衣所Ｈ側に戻され、一部が排気ダクト５００を通じて屋外に排気される。戻りダクト４００を通じて脱衣所Ｈ側に空気の一部を戻すことにより、排気量とは独立して、浴室Ｂを暖房、乾燥するために十分な風量を確保することができる。標準的な住宅の排気風量は１００〜２００ｍ^３／ｈであるが、本実施の形態の空調システム１によれば、浴室内に循環させる空気の風量を４〜５倍にすることができる。

また、吹出口２２０から吹き出される空気の風向は、ベーン２２１によって調節することができる。図３に示すように、ベーン２２１によって風向を天井とほぼ平行にし、さらにファン２３０を制御し吹出口２２０から吹き出される空気の風量を１０ｍ／ｓ程度にすることにより、天井に付着した大きな水滴を吹き飛ばすことができる。従来は、送風による対流促進効果や、温度差による蒸発促進効果を利用して大きな水滴を除去していたが、これらの方法では除去するのに多くの時間がかかっていた。本実施の形態では、天井の大きな水滴を直接除去することができ、除去にかかる時間を短縮することができる。特に、乾燥運転を開始した直後の壁面に付着した水分が多い状態において、大きな水滴を吹き飛ばすことにより、壁面の乾燥を短期に行うことが可能となる効果がある。天井から落下した水滴がユーザに当たるようなことを回避することができ、ひいてはユーザの感じる不快感を抑制することができる。

空調システム１は、さらに、図４に示すように、ネットワークＮを介して空調システム１内の各機器と接続し、接続された各機器の動作を監視し、その動作に応じて各機器の制御を行う制御装置９００を備えてもよい。

制御装置９００は、制御装置９００が備える各構成部の統括制御を行う制御部９１０と、種々のプログラムやこれらのプログラムの実行時に使用されるデータ等を記憶する記憶部９２０と、有線又は無線のネットワークＮを介して接続された空調システム１内の各機器と通信する通信部９３０と、を備え、これらの構成部はバス９４０を介して互いに接続されている。

制御部９１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成される。制御部９１０は、ＲＡＭを作業領域として記憶部９２０に記憶されているプログラムを実行することにより、後述の図５、６に示す処理を実行する。

記憶部９２０は、例えば、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等から構成される。記憶部９２０は、種々のプログラムを記憶し、さらに制御部９１０の処理に用いられる種々のデータを記憶する。

通信部９３０は、空調システム１内の各機器と通信するための通信インタフェース等を含んで構成される。通信部９３０は、空調システム１内の各機器から動作状態を示す情報を受信し、受信した情報に応じた制御を指示する情報を各機器に送信する。

以下では、制御装置９００が、図４に示すように、熱交換ユニット１００と熱源器６００と輻射パネル８００とに接続している場合を例に、制御装置９００の制御動作及びこれらの各機器の連動動作を説明する。

（湯張り連動暖房処理）
制御装置９００は、例えば、浴槽Ｔへ湯張りが開始されたことを検知して、脱衣所Ｈと浴室Ｂとを暖房する湯張り連動暖房処理を行う。湯張り連動暖房処理について、図５を参照して詳細に説明する。

まず、ユーザは、熱源器６００に湯張りを開始することを指示する。熱源器６００への指示は、熱源器６００のリモコンの操作や、スマートフォン等からの遠隔操作によって行われてもよいし、タイマー設定により行われるようにしてもよい。湯張り連動暖房処理は、制御装置９００が、熱源器６００から、浴槽Ｔへの湯張りが開始されたことを示す情報を受信するとスタートする。

制御装置９００の通信部９３０が、熱源器６００から湯張りが開始されたことを示す情報を受信すると、制御部９１０は、暖房運転することを指示する情報を生成し、通信部９３０を介して、熱交換ユニット１００及び輻射パネル８００に送信する（ステップＳ１１）。熱交換ユニット１００と輻射パネル８００は、制御装置９００から暖房運転することを指示する情報を受信すると、それぞれ暖房運転を開始する。

熱源器６００は、予め定められた量の温水を浴槽Ｔに供給し、湯張りが完了すると、湯張りが完了したことを示す情報を制御装置９００に送信する。

制御装置９００の制御部９１０は、ステップＳ１１で暖房運転を指示する情報を送信した後、通信部９３０が熱源器６００から湯張りが完了したことを示す情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１２）。なお、制御部９１０は、通信部９３０が情報を受信するまでは、待機状態となる（ステップＳ１２；Ｎｏ）。

熱源器６００から湯張りが完了したことを示す情報を受信すると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、制御部９１０は、暖房運転を停止することを指示する情報を作成し、通信部９３０を介して、熱交換ユニット１００のみに送信する（ステップＳ１３）。

熱交換ユニット１００は、制御装置９００から暖房運転を停止することを指示する情報を受信すると、熱交換器１４０に熱源器６００から熱媒体の供給を受けることを停止させ、ファン１３０の動作を停止させ、暖房運転を停止する。熱交換ユニット１００が暖房運転を停止することにより、空調システム１の暖房は、輻射パネル８００のみによる暖房に切り替えられる。

制御装置９００は、熱交換ユニット１００に暖房運転を停止することを示す情報を送信すると、湯張り連動暖房処理を終了する。

上述した湯張り連動暖房処理によって、空調システム１は、湯張り中に、脱衣所Ｈと浴室Ｂとを暖房し、リビングルーム等との温度差を小さくしておくことができる。これにより、部屋の温度差により生じるヒートショック現象等を防止することができる。

また、熱交換ユニット１００による送風を伴う暖房によって、脱衣所Ｈ及び浴室Ｂの温度を効率的に上げることができる。そして、湯張り完了後は、輻射パネル８００による暖房のみに切り替え、送風を伴わない、即ち、肌寒さを感じさせない暖房運転により、人の体感温度を下げずに暖房することができる。

なお、ステップＳ１３において、制御部９１０は、暖房能力を小さくする（例えば、風量や設定温度を下げる）ことを指示する情報を作成し、熱交換ユニット１００に送信してもよい。

（ダクト乾燥処理）
また、制御装置９００は、例えば、脱衣所Ｈと浴室Ｂの乾燥運転や、浴室Ｂにおける衣類乾燥運転が停止したことを検知して、ダクト内を乾燥するダクト乾燥処理を行う。ダクト乾燥処理について、図６を参照して詳細に説明する。ダクト乾燥処理は、制御装置９００が、熱交換ユニット１００から乾燥運転または衣類乾燥運転が終了したことを示す情報を受信すると、スタートする。

制御装置９００の通信部９３０が、熱交換ユニット１００から乾燥運転または衣類乾燥運転が終了したことを示す情報を受信すると、制御部９１０は、一定時間ダクト送風運転をすることを指示する情報を作成し、通信部９３０を介して、熱交換ユニット１００に送信する（ステップＳ２１）。熱交換ユニット１００にダクト送風運転することを指示する情報を送信すると、制御装置９００は、ダクト乾燥処理を終了する。

熱交換ユニット１００は、制御装置９００からダクト送風運転することを指示する情報を受信すると、熱交換器１４０を動作させずに、ファン１３０を一定時間（例えば、３０分間）、動作させる。ファン１３０のみを一定時間動作させることで、戻りダクト４００と往きダクト３００とに空気を送風し、乾燥運転または衣類乾燥運転によってダクト内に発生した結露を除去することができる。

以上説明したように、この実施の形態によれば、浴室Ｂを暖房、乾燥する空調システム１に、浴室Ｂの空気を熱交換ユニット１００に送る戻りダクト４００を設けた。これにより、浴室Ｂから屋外への排気量の上限の制約を受けず、浴室Ｂを暖房、乾燥するために十分な風量を確保することができ、浴室や、浴室に掛けられた衣類等を乾燥する時間を短縮することができる。

また、浴室ユニット２００の吹出口２２０から吹き出される空気の風向を、ベーン２２１によって天井面に対してほぼ平行にし（例えば、天井面に対して０〜５°）、ファン２３０の動力を上げることにより、天井に付着した水滴を吹き飛ばすことができる。

また、制御装置９００による制御によって、湯張り中に、脱衣所Ｈと浴室Ｂとを暖房し、リビングルーム等との温度差を小さくすることによって、部屋の温度差により生じるヒートショック現象等を防止することができる。

さらに、制御装置９００による制御によって、乾燥運転または衣類乾燥運転の終了後に、ダクト内に送風するダクト送風運転をすることによって、ダクト内に発生した結露を除去することができる。乾燥運転等によってダクト内に発生した結露を除去することにより、ダクト内にカビが発生することを防ぎ、清潔に保つことができる。

また、浴室Ｂの天井裏に比べてスペースに余裕がある脱衣所Ｈの天井裏に熱交換ユニット１００を設置するように設計することで、風量の大きい大型のファン１３０を有した熱交換ユニット１００を設置することができる。

上述した実施形態では、空調システム１が、空調機器として、暖房、乾燥機能を有する熱交換ユニット１００を備える構成を記載したが、熱交換ユニット１００の機能はこれに限られない。熱交換ユニット１００は例えば、冷房機能、除湿機能を備えてもよい。この場合、熱交換ユニット１００は、熱源器６００の代わりに室外機と接続し、室外機との間で熱を交換するようにしてもよい。

上述した実施形態では、輻射パネル８００は、暖房機能を有することを記載したが、輻射パネル８００の機能についてもこれに限られず、例えば、冷房機能を有してもよい。

また、往きダクト３００に開閉ダンパを設置し、浴室Ｂと脱衣所Ｈに選択的に送風することができるようにしてもよい。

上述した実施形態では、熱交換ユニット１００の設置場所は、脱衣所Ｈの天井裏であることを記載したが、これに限られず、屋外等であってもよい。

上述した実施形態では、ファン２３０が熱交換ユニット１００から供給された空気を吹出口２２０から吹き出させるための風力を発生させることを記載したが、浴室ユニット２００がファン２３０を備えず、熱交換ユニット１００のみによって、風力を発生させてもよい。脱衣所Ｈに輻射パネル８００を備えることを記載したが、輻射パネル８００を備えず熱交換ユニット１００のみによって暖房してもよい。また、浴室Ｂ側に排気ダクト５００が備えられていなくてもよく、ファン５１０のみによって浴室Ｂから屋外に排気してもよい。

上述した実施形態では、戻りダクト４００と排気ダクト５００とが、浴室ユニット２００の吸込口２１０に連結されていることを記載したが、これらは、独立して浴室Ｂ内に連結されていてもよい。例えば、戻りダクト４００のみが吸込口２１０に連結されており、排気ダクト５００が浴室Ｂの壁面に設けられた排気口に接続されていてもよい。

なお、この発明は上記実施の形態及び図面によって限定されるものではない。この発明の要旨を変更しない範囲で実施の形態及び図面に変更を加えることができるのはもちろんである。

１ 空調システム、１００ 熱交換ユニット、１１０ 吸込口、１２０ 吹出口、１２１ 開閉ダンパ、１３０ ファン、１４０ 熱交換器、２００ 浴室ユニット、２１０ 吸込口、２２０ 吹出口、２２１ ベーン、２３０ ファン、３００ 往きダクト、４００ 戻りダクト、５００ 排気ダクト、５１０ ファン、６００ 熱源器、７００ 浴槽アダプタ、８００ 輻射パネル、９００ 制御装置、９１０ 制御部、９２０ 記憶部、９３０ 通信部、９４０ バス、ｐ 配管、Ｎ ネットワーク

Claims (8)

1. 空調ユニットと、前記空調ユニットとそれぞれ連結される往路ダクト及び復路ダクトとを備えた空調システムであって、
   前記空調ユニットは、
   脱衣所の空気を吸い込むと共に、前記復路ダクトを介して浴室の空気を吸い込み、それぞれ吸い込んだ空気を、前記脱衣所に送り出すと共に、前記往路ダクトを介して前記浴室に送り出す送風手段と、
   吸い込んだ前記脱衣所の空気及び前記浴室の空気を空調する空調手段と、を備える、
   空調システム。
2. 前記浴室の空気を屋外に排気する排気手段をさらに備える、
   請求項１に記載の空調システム。
3. 前記往路ダクトの吹出口に、前記空調ユニットから送り出された空気の風向を変更する風向変更手段をさらに備える、
   請求項１または２に記載の空調システム。
4. 前記風向変更手段は、前記浴室の天井に設けられ、前記空調ユニットから送り出された空気の風向を予め設定された角度に制御する、
   請求項３に記載の空調システム。
5. 前記空調ユニット及び給湯器の動作を監視し、前記動作に応じて、前記空調ユニットを制御する制御装置をさらに備える、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の空調システム。
6. 前記制御装置は、
   前記給湯器から湯張り動作を開始したことを示す通知を受けると、前記空調ユニットに暖房運転する指示を送信し、前記浴室及び前記脱衣所を暖房させ、
   前記給湯器から湯張り動作を終了したことを示す通知を受けると、前記空調ユニットに、前記暖房運転を停止する指示または暖房能力を小さくする指示を送信する、
   請求項５に記載の空調システム。
7. 前記制御装置は、前記空調ユニットから、乾燥運転を停止したことを示す通知を受けると、前記空調ユニットにダクト送風運転する指示を送信する、
   請求項５または６に記載の空調システム。
8. 空調ユニットと、前記空調ユニットとそれぞれ連結される往路ダクト及び復路ダクトとを備えた空調システムにおいて、
   前記空調ユニットが、
   脱衣所の空気を吸い込むと共に、前記復路ダクトを介して浴室の空気を吸い込み、それぞれ吸い込んだ空気を、前記脱衣所に送り出すと共に、前記往路ダクトを介して前記浴室に送り出し、
   吸い込んだ前記脱衣所の空気及び前記浴室の空気を空調する、
   空調方法。

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