JP2018017431A - 排気対応型床置ウォールスルー空調機及びこの空調機を備えた空調システム - Google Patents
排気対応型床置ウォールスルー空調機及びこの空調機を備えた空調システム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ウォールスルーユニット1は、冷凍サイクルを構成し、空調対象と熱交換を行う空調対象熱交換器103及び外部熱源と熱交換を行う外部熱源熱交換器102と、室内から還流空気を取り入れ、空調対象熱交換器103に対して送風し、熱交換後の空気を室内に供給する室内側送風機105と、室内の空気又は室外の空気を取り入れ、外部熱源熱交換器102に対して送風し、熱交換後の空気を室外に排気する室外側送風機104と、室外側送風機104に取り入れる空気の流路を切り替える流路切り替え手段112〜114とを備える。
【選択図】図2
Description
季には外気より冷たく、冬季には外気より暖かい)を室外機の熱交換器によって回収する
とともに、熱回収された空気を室外機の排気口より屋外に排気する。外壁のルーバーは、室外機の排気口近傍に設ける。
図1は、本実施形態に係るウォールスルーユニット1の内部構造の一例を模式的に示す斜視図である。また、図2は、ウォールスルーユニット1の内部に形成される通気路の一例を模式的に示す図である。ウォールスルーユニット1は、建物2の壁面(外壁の内側)に設けられた室外給気口21及び室外排気口22とそれぞれ連通し、給気及び排気を行う、床置型の空冷式ヒートポンプ空気調和機である。なお、室外給気口21及び室外排気口22は、建物2の壁面に設けられたスリットやガラリ等の開口部である。また、図2に示すウォールスルーユニット1内の破線は、形成され得る通気路を表している。
ファン104へ取り入れる通気路にモータダンパ112(図2に図示)を配設し、外気を室外側ファン104へ取り入れる通気路にモータダンパ113(図2に図示)を配設している。
器102を介して室外排気口22へ排気する排気口111へ空気を送出する。また、外気導入口109から外気を取り入れる流路の延長上に、ウォールスルーユニット1の室内側側面に設けられる室内給気口110へ連通する外気導入路を設け、当該外気導入路にモータダンパ114(図2に図示)を配設している。なお、図2では室内に取り入れられる外気をFA(Fresh Air)と示し、排気をEA(Exhaust Air)と示している。
図3は、本実施形態に係る建物2の空調システム全体の一例を示す図である。ウォールスルーユニット1は、建物2のペリメーターゾーン(図2における破線内の領域)に設けられる。すなわち、ウォールスルーユニット1は、外界からの影響を受け易い、室内と室外との境界部分に配置され、室内外の状況に応じた運転を行う。また、建物2の各フロアは、主としてインテリアゾーン(図2における一点鎖線内の領域)の空気調和を行うメインの空調機3(インテリア側空気調和機とも呼ぶ)を備える。空調機3は、可変風量(VAV:Variable Air Volume)方式の空調機であり、室内負荷等に応じて送風量を変更す
ることができる。また、図2の例では、いわゆるセントラル空調方式が採用されている。本実施形態に係るウォールスルーユニット1は、空調システム全体の中で監視制御部(図示せず)によって運転の制御がなされ、当該空調システムにおける排気口の役割も担う。
図4は、ウォールスルーユニット1の排気モードを説明するための図である。排気モードにおいては、第2の還気を室外側ファン104へ取り入れる通気路に設けられたモータダンパ112を開き、室外給気口21から外気を取り入れる外気導入口109から室外側ファン104への通気路に設けられたモータダンパ113を閉じ、外気導入口109から取り入れた外気を室内へ通過させる室内給気口110への通気路に設けられたモータダンパ114を閉じている。なお、室外側ファン104の送風量は、システム全体の中で制御してもよい。
図5は、ウォールスルーユニット1の循環モードを説明するための図である。循環モードにおいては、第2の還気を室外側ファン104へ取り入れる通気路に設けられたモータダンパ112を閉じ、室外給気口21から外気を取り入れる外気導入口109から室外側ファン104への通気路に設けられたモータダンパ113を開き、外気導入口109から取り入れた外気を室内へ通過させる室内給気口110への通気路に設けられたモータダンパ114を閉じている。循環モードにおいても、室外側ファン104の送風量は、システム全体の中で制御してもよい。
図6は、ウォールスルーユニット1の外気冷房モードを説明するための図である。外気冷房モードは、例えば室内温度よりも外気温度の方が低いような場合に、室内側ファン105及び圧縮器101を停止させ、外気の導入のみにより空調を行うモードである。
<災害時給気モード>
図7は、ウォールスルーユニット1の災害時給気モードを説明するための図である。災害時給気モードは、例えば地震の発生後、空調システムへの電力の供給が止まるおそれがある場合に、ダンパを開くことによりウォールスルーユニット1を壁面の通気口として機能させるモードである。
上述した排気モードにおいては、ウォールスルーユニット1の室外側ファン104は室内の空気を排気する。よって、室外において建物2の室外排気口22に向かってある程度の風速の風を受ける場合、排気口111に風が逆流して室外側ファン104が十分に機能しないおそれがある。そこで、例えば排気口111に圧力センサ又は流量センサを設け、所定の閾値以上の風速を検知した場合、排気モードから循環モードに移行させる。特にこのような保護運転を便宜上、耐風圧モードと呼ぶ。なお、循環モードにおいては、建物2の同一の壁面に設けられた外気導入口109から排気口111へ外気を循環させるため、
仮に外気導入口109と排気口111とに同じ風速の風を受けた場合であっても、排気口111へ逆方向に流れ込む風と外気導入口109へ順方向に流れ込む風とが均衡するため、室外側ファン104は無風の場合と同程度の負荷で動作することができる。
図8は、建物2のある階における空調システムの通常運転を説明するための模式的な図である。図8の例では2台のウォールスルーユニット1を示しているが、台数は特に限定されない。通常運転においては、例えば室内の二酸化炭素濃度を測定するセンサを設け、二酸化炭素濃度が所定の目標値に近づくよう、ウォールスルーユニット1のファンの送風量を変更したり、複数のウォールスルーユニット1のうち、「排気モード」で運転する台数を変更したりする。なお、複数のウォールスルーユニット1は、「排気モード」又は「循環モード」で動作するが、一部は停止していてもよい。また、例えばウォールスルーユニット1の一部が上述した「耐風圧モード」に移行した場合、他のウォールスルーユニット1において、「排気モード」で動作する台数を増加させる。すなわち、建物の外壁のうちある面に沿って設けられたウォールスルーユニット1が所定の閾値以上の風速を検知した場合、「耐風圧モード」に移行する。この場合であっても、他の面に沿って設けられたウォールスルーユニット1を「排気モード」で動作させることにより、居室全体でウォールスルーユニット1の運転台数を調整することができる。
図9は、建物2のある階における空調システムのインテリア側空調による運転を説明するための模式的な図である。図9の例でも2台のウォールスルーユニット1を示しているが、台数は特に限定されない。本例では、インテリア側の空調機3が外気を取り込みつつ空気調和を行う。一方、ウォールスルーユニット1は上述した「外気冷房モード」で動作し、排気量を制御すると共に、圧縮器101や室内側ファン105を停止することで消費電力を低減させる。例えば、通常運転よりも空調負荷が軽い場合にこのような運転を採用することができる。
図10は、建物2のある階における空調システムのウォールスルーユニット1による運転を説明するための模式的な図である。図10の例でも2台のウォールスルーユニット1を示しているが、台数は特に限定されない。本例では、インテリア側の空調機を停止し、ウォールスルーユニット1のみを「循環モード」で稼働させる。居室内において少人数が作業をしている場合等、例えばインテリア側空調による運転よりも空調負荷が軽い場合にこのような運転を採用することができる。
図11は、建物2のある階における空調システムの外気冷房運転を説明するための模式的な図である。図11の例でも2台のウォールスルーユニット1を示しているが、台数は特に限定されない。本例でも、インテリア側の空調機3を停止し、ウォールスルーユニット1の室外側ファン104のみを稼働させる「外気冷房モード」で動作する。例えば夏場
の夜間において室内よりも室外の方が温度が低いようなとき、このような運転を採用することができる。また、室内よりも室外の方が温度が低いことをセンサで検知した場合、空調システムにおいてユーザに通知し、外気冷房運転を選択できるようにしてもよい。
図12は、建物2のある階における空調システムの災害時給気運転を説明するための模式的な図である。図12の例でも2台のウォールスルーユニット1を示しているが、台数は特に限定されない。災害時給気運転は、例えば所定の規模以上の地震を検知した場合に実施される。災害時給気運転では、インテリア側の空調機3を停止し、ウォールスルーユニット1は「災害時給気モード」で動作する。すなわち、ウォールスルーユニット1は、圧縮器101、室外側ファン104、室内側ファン105は駆動させず、モータダンパ113及びモータダンパ114を開く。このようにすれば、ウォールスルーユニット1を通気口として機能させることができる。例えば、すべてのウォールスルーユニット1を通気口として機能させることで、居室内に自然な空気の流れを発生させ、換気することができる。
本実施形態に係るウォールスルーユニット1の空気条件は以下の通りである。
(冷房時)
室内側吸込空気:27℃DB、19℃WB
室外側吸込空気:27℃DB、19℃WB
(暖房時)
室内側吸込空気:20℃DB、15℃WB
室外側吸込空気:20℃DB、15℃WB
(暖房(低温)時)
室内側吸込空気:20℃DB、15℃WB
室外側吸込空気:20℃DB、15℃WB
室内側吸込空気:27℃DB、19℃WB
室外側吸込空気:35℃DB、24℃WB
(暖房時)
室内側吸込空気:20℃DB、15℃WB以下
室外側吸込空気:7℃DB、6℃WB
(暖房(低温)時)
室内側吸込空気:20℃DB、15℃WB以下
室外側吸込空気:2℃DB、1℃WB
運転が期待できる。
101 圧縮器
102 室外側熱交換器
103 室内側熱交換器
104 室外側ファン
105 室内側ファン
106 第1の還気導入口
107 給気吹出口
108 第2の還気導入口
109 外気導入口
110 室内給気口
111 排気口
112〜114 モータダンパ
2 建物
21 室外給気口
22 室外排気口
3 空調機
Claims (4)
- 冷凍サイクルを構成し、空調対象と熱交換を行う空調対象熱交換器及び外部熱源と熱交換を行う外部熱源熱交換器と、
室内から還流空気を取り入れ、前記空調対象熱交換器に対して送風し、熱交換後の空気を室内に供給する室内側送風機と、
室内の空気又は室外の空気を取り入れ、前記外部熱源熱交換器に対して送風し、熱交換後の空気を室外に排気する室外側送風機と、
前記室外側送風機に取り入れる空気の流路を切り替える流路切り替え手段と、
を備えるウォールスルー型空気調和機。 - 前記室外側送風機の排気側に逆流する外風の大きさを測定するセンサをさらに備え、
前記センサが所定の閾値以上の風圧を検知した場合、前記流路切り替え手段は外気を前記室外側送風機に取り入れるよう流路を変更する
請求項1に記載のウォールスルー型空気調和機。 - 前記室外側送風機へ外気を取り入れる流路の延長上に、室内へ連通する外気導入路を備え、
前記外気導入路は、当該外気導入路を開閉する開閉手段を有する
請求項1又は2に記載のウォールスルー型空気調和機。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のウォールスルー型空気調和機と、
主に室内のインテリアゾーンに対して空気調和を行うインテリア側空気調和機と、
を備え、
インテリア側空気調和機による給気量と連動して、前記ウォールスルー型空気調和機による排気量を変更する
空気調和システム。
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