JP2019158179A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】快適性を向上させるとともに、暖房効率の上昇による省エネルギー効果が得られる空調システムを提供すること。【解決手段】南側居室空間２と、北側居室空間３と、非居室空間４と、からなるマンションの一室に設けられる空調システム１であって、南側居室空間２の壁面または天井面に設けられる少なくとも一つの南側居室空間給排気口２１と、北側居室空間３の壁面または床面に設けられる少なくとも一つの北側居室空間給排気口３１と、非居室空間４に設けられる少なくとも一つの非居室空間給排気口４０と、天井裏、壁面内および床下内に設けられ、南側居室空間給排気口２１、北側居室空間給排気口３１および非居室空間給排気口４０を連結するダクト５と、天井裏におけるダクト５内に設けられる循環ファン６と、を備え、循環ファン６は、ダクト５内を通じて南側居室空間２の空気を北側居室空間３へ送気する空調システム１である。【選択図】図３

Description

本発明は、マンションの一室に設けられる空調システムに関する。

家やマンション等の居住空間では、冬季において日当たりの良い南側居室は暖房の効きも良く温まりやすいが、日照効果が得られない北側居室は暖房が効き難く、北面外壁、開口部では結露も発生しやすい。外壁、開口部の断熱リフォームを行うと改善はみられるが、南側ゾーンと北側ゾーンの温熱状態の相対差は残る。

このような状況では、北側居室は南側居室と比較して低温となり、北側室内の暖房設備は南側よりも低い暖房効率での稼動を必要とする。北側居室では暖房が稼動しても、外気が低温であることから、放熱量が大きく室温の上昇に時間がかかり、また北面外壁側の窓開口部においては結露の発生が避けられない。

さらに、非居室空間においては日照効果が得られないが、暖房設備が導入されていない場合も多い。特に、浴室等の水回りゾーンにおいては湿度が高くなりやすく、通常はカビ防止のために換気設備が設けられているため、暖房されていることは少ない。換気設備としては、ファンを利用して室内の空気を外部と交換する空調システムが一般的に用いられる。

上記空調システムには、湿度の低い空気を室内へ給気し、湿度の高い空気を屋外に排気するような湿度調整システム（例えば、特許文献１参照）や、気温の異なる空間同士で空気を導入し、あるいは排出するような温度調整システム等（例えば、特許文献２参照）がある。

居住空間において、空調システムを用いて空気の温度・湿度を調節することで、居住快適性を向上させうるほか、従来の暖房設備と合わせて適切な箇所で熱交換を行うことで、省エネルギー効果を発揮することができるとされている。

特許４８１８６９０号公報 特開２０１７−１７２９４３号公報

しかしながら、近年では、さらなる快適性の向上および暖房効率の上昇による省エネルギー効果が得られる空調システムが求められている。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、居住空間内の温湿度の相対差を小さくすることで、快適性を向上させるとともに、暖房効率の上昇による省エネルギー効果が得られる空調システムの提供を目的とする。

本発明は、南側居室空間（例えば、後述の南側居室空間２）と、北側居室空間（例えば、後述の北側居室空間３）と、非居室空間（例えば、後述の非居室空間４）と、からなるマンションの一室に設けられる空調システム（例えば、後述の空調システム１）であって、前記南側居室空間の壁面または天井面に設けられる少なくとも一つの南側居室空間給排気口（例えば、後述の南側居室空間給排気口２１）と、前記北側居室空間の壁面または床面に設けられる少なくとも一つの北側居室空間給排気口（例えば、後述の北側居室空間給排気口３１）と、前記非居室空間に設けられる少なくとも一つの非居室空間給排気口（例えば、後述の非居室空間給排気口４１）と、天井裏、壁面内および床下内に設けられ、前記南側居室空間給排気口、前記北側居室空間給排気口および前記非居室空間給排気口を連結するダクト（例えば、後述のダクト５）と、天井裏における前記ダクト内に設けられる循環ファン（例えば、後述の循環ファン６）と、を備え、前記ダクトは少なくとも一部に断熱仕様を有し（例えば、後述の断熱材７）、前記循環ファンは、前記ダクト内を通じて前記南側居室空間の空気を前記北側居室空間へ送気する空調システムを提供する。

前記北側居室空間給排気口は、前記北側居室空間における北側壁面の窓開口部近傍に設けられることが好ましい。

前記ダクトは、前記北側居室空間および非居室空間の床下内および壁面内において、少なくとも一部が放熱機能を有し、蛇行して設けられることが好ましい。

前記ダクト、前記循環ファン、前記南側居室空間給排気口、前記北側居室空間給排気口および前記非居室空間給排気口のうち少なくとも一つが、内通する空気に対して浄化機能を有することが好ましい。

前記ダクトは、流路切り替えにより、前記南側居室空間の空気を、前記北側居室空間に加えて前記非居室空間の少なくとも一部にも送気が可能であることが好ましい。

前記循環ファンは、前記循環ファンの逆回転または流路の切り替えにより、前記北側居室空間の空気を、前記南側居室空間および前記非居室空間に送気することが可能であることが好ましい。

前記ダクトは、前記マンションの屋内の空気を屋外に排気する排気口と、屋外の空気を前記マンションの屋内に給気する給気口と、を有する換気部（例えば、後述の換気部８）を備えることが好ましい。

前記換気部は、前記マンションの屋内の空気と屋外の空気との間で熱交換を行う熱交換換気部（例えば、後述の熱交換換気部９）であることが好ましい。

本発明によれば、日照効果が得られない北側居室および、両居室空間以外の非居室空間に、暖まりやすい南側居室空間の空気を送り込むことによって、冬季における北側居室空間の室温の低下および結露の発生を緩和し、居住空間の快適性を向上させるとともに、暖房効率の上昇による省エネルギー効果が得られる。
また、例えば夏季において、同様の空気の輸送により南側居室空間に発揮された冷房効果を北側居室空間や非居室空間へと拡張することができ、冷房効率の向上も合わせて期待できる。

本発明の一実施形態に係る空調システムを備える居住空間の間取りを示す図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムによる暖気の輸送を表す概略図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムの概要を示す図である。 窓開口部近傍での送風によるエアカーテン作用を示す図である。 内窓と外窓の間への送風による結露防止作用を示す図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムの、無断熱ダクトの蛇行配置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムの、夏季における逆向き運転を示す図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムのうち、屋外の空気と屋内の空気との換気を行う換気部を備える空調システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る空調システムのうち、屋外の空気と屋内の空気との熱交換を行う熱交換換気部を備える空調システムを示す図である。

以下、本発明の実施形態を例に基づいて説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る空調システム１を備える居住空間１０の間取りを示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係る空調システム１による暖気の輸送を表す概略図である。図３は、本発明の一実施形態に係る空調システム１の概要を示す図である。

空調システム１は、例えば図１に示すような、マンションの一室である居住空間に適用される。この居住空間は、南側居室空間２と、北側居室空間３と、主として両居室空間の中間緯度にある、両居室空間以外の非居室空間４と、からなる居住空間において使用される。

居住空間において、空調システム１は、南側居室空間２の壁面または天井面に設けられる少なくとも一つの南側居室空間給排気口２１と、北側居室空間３の壁面または床面に設けられる少なくとも一つの北側居室空間給排気口３１と、非居室空間４に設けられる少なくとも一つの非居室空間給排気口４１と、天井裏、壁面内および床下内に設けられ、南側居室空間給排気口２１、北側居室空間給排気口３１および非居室空間給排気口４１を連結するダクト５と、天井裏におけるダクト５内に設けられる循環ファン６と、を備える。

南側居室空間２は、例えば、南側のバルコニーに面するリビングや和室で構成される。北側居室空間３は、例えば、北側の外部の共用廊下に面する２つの洋室で構成される。非居室空間４は、例えば、浴室４２、洗面所４３、廊下４４、トイレ４５、玄関４６、キッチン４７で構成される。

南側居室空間給排気口２１、北側居室空間給排気口３１、非居室空間給排気口４１はそれぞれ、空調効果を高めるために、複数箇所設けられていてもよい。

ダクト５は、その管周の少なくとも一部に断熱材７を有する。循環ファン６は、ダクト５内を通じて南側居室空間２の空気を北側居室空間３へ送気する。

ここで、ダクト５および断熱材７の材質としては特に限定されず、通常の断熱仕様または非断熱仕様の住宅用配管に用いられるものを使用することができる。

また、上記のダクト５、循環ファン６、各給排気口は、内通する空気に対して浄化機能を有することが好ましい。ここで、本明細書において浄化機能とは、内通する空気に対して消臭、除菌、抗菌の少なくともいずれかの効果を発揮できる機能を意味する。これらの消臭、除菌、抗菌の各効果は、例えばダクト５、循環ファン６および各給排気口のうち少なくともいずれかに、消臭剤、除菌剤および抗菌剤のうち少なくともいずれかが配置されることにより奏される。

本発明の空調システムは新築物件に搭載されるものに限らず、リフォームによって既存の物件に備え付けられてもよい。例えば、マンションリフォームの際、従来の天井位置よりわずかに低い位置に新たな天井を設け、従来の天井と新たな天井の間にダクト５および循環ファン６を設置することで、建物の構造を変えるような大きな工事を行うことなく、本システムを比較的簡便に導入することができる。

なお、循環ファン６がどの部屋の天井裏に設置されるかは特に限定されないが、居住空間の快適性を考慮し、天井高さが低くて天井裏が広いうえ、比較的滞在時間の短い非居室空間の上部に設けることが好ましい。居室空間の上部に循環ファン６を設けた場合、循環ファン６の筐体の高さに依って、天井の高さが低くなると、居住者が空間に閉塞感を覚えうるし、ファンの稼動音が騒音となりうるためである。

例えば循環ファン６は、浴室４２の上部に備えられることが好ましい。上述の理由に加え、循環ファン６の筐体を設置するための空間が広く、導入が容易だからである。

次に、本実施形態の空調システム１について、図を用いて詳細に説明する。

図３は本実施形態の空調システム１の概要を示す図である。空調システム１は循環ファン６を作動させることで、南側居室空間２の空気を、ダクト５を通じて北側居室空間３および両居室空間以外の非居室空間４へ移送する。一般に、南側居室空間の空気は日照効果により暖まりやすく、北側居室空間および非居室空間の空気よりも高温であることが多い。

循環ファン６は、例えば冬季に南側居室空間２において暖房空調を行っているとき、温暖な南側居室空間２の空気を給排気口２１より吸入する。吸入された空気はダクト５を通じ、日照効果の低い北側居室空間３へ輸送され、これにより北側居室空間３への暖房効果が発揮される（図２参照）。ダクト５の管周には、暖気の熱を輸送中に失わないよう、断熱材７が設けられている。
また、例えば夏季に南側居室空間２において冷房空調を行っているときには、同様の空気の輸送により南側居室空間２に発揮された冷房効果を北側居室空間３や非居室空間４へと拡張することができ、冷房効率も向上する。

ここで、図４は、窓開口部近傍での送風によるエアカーテン作用を示す図である。図４に示すように、空調システム１では、北側居室空間給排気口３１が結露の発生しやすい北面窓開口部付近に設けられている。より詳しくは、北側居室空間給排気口３１が腰窓の窓台上面に形成され、カーテン・ブラインド３２と内窓３３との間に暖気が排気される。暖気を窓開口部付近から排気し、窓付近の空気温度を上昇させることで飽和水蒸気量が増加し、結露の発生が緩和される。加えて、窓付近で噴き出した空気がエアカーテンとして作用することで、図４に示すように室内空気から北面窓への熱３５の伝達が遮断され、保温効果も得ることができるため、暖房効率が向上する。

また、上記の北側居室空間給排気口３１は、二重窓の内窓３３と外窓３４の間に送風できるように設けられていてもよい。図５は、二重窓の内窓３３と外窓３４の間への送風を示す図である。二重窓の間の空気を暖めることで内窓ガラスの温度が低下しにくくなるため、内窓ガラスの室内側の面における室内空気の冷却を抑えられ、より効果的に室内での結露の発生を防止できる。

図６は、空調システム１における無断熱ダクトの蛇行配置を示す平面図である。図５に示すように、空調システム１では、ダクト５が北側居室空間３の床下を通過しており、北側居室空間３に隣接する部分のみ無断熱仕様となっている。そのため、北側居室空間３に向けて放熱が可能である。さらにダクト５は、北側居室空間３の床面との接触面積が大きくなるよう蛇行して配置されているため、放熱効率が高められている。

これにより、北側居室空間３に、床面、壁面からの暖房効果が発揮されるため、給排気口を備えていない空間をも加熱でき、また送風のみで暖気が行き渡らない部屋の下隅からも加熱を行うことで、空間を効率よく暖めることができる。また、加熱したい空間との接触面積を広く採ることで伝熱量が増加し、前記の暖房効果がより向上する。

また、ダクト５、循環ファン６および各給排気口は、その内部が浄化機能を有することが好ましい。これにより、南側居室空間２中の生活臭や、キッチン等で発生する雑菌等が他空間へ運ばれることを防ぎ、送気先の空間の快適性をさらに向上させることができる。

本発明によれば、例えば、就寝前までエアコン等の空調設備により空調をして過ごすＬＤＫの快適な室温空気を、就寝前、就寝中に北側居室空間３内の寝室に送り込み、就寝時の空調、予備空調を行える。寝室に空調設備が備わっている場合であっても、既に空調済みであるＬＤＫの空気を使うことで、熱効率を改善し、寝室の空調設備の使用頻度や負荷を下げることができる。

また、空調システム１は、送気先を切り替える機能を有しており、北側居室空間３に加え、非居室空間４中の、浴室４２、洗面所４３、廊下４４、トイレ４５、玄関４６、キッチン４７のうち、少なくとも一箇所の空間にも送気することができる。送気先切り替えの方法としては、例えば、ダクト５の流路の切り替えにより可能である。あるいは、全ての給排気口および給排気口は吸気・送気先に応じて個別に開閉可能に構成することで、同一の循環ファン６にて所望の部屋に送気が可能である。

これにより例えば、北側居室空間３と浴室４２へ送気することで、北側居室空間３に在室する居住者の快適性を高めつつ、居住者が後に向かう予定である浴室を暖めておくことができる。このように複数箇所で同時に、あるいは逐次に暖気を送り込むことが可能であるため、さらなる快適性の向上が期待できる。

図７は、空調システム１の夏季における逆向き運転を示す図である。図６に示すように、空調システム１は、循環ファン６の逆回転または流路の切り替えにより、北側居室空間３の空気を、南側居室空間２および非居室空間４に送気することが可能である。

例えば夏季に、比較的低温である北側居室空間３の空気を給排気口３１から吸入し、ダクト５を通じて南側居室空間２へと輸送し、給排気口２１より放出することで、南側居室空間２に冷房効果を発揮することができる。これにより、南側居室空間２の快適性および冷房効率が向上し、省エネルギー効果が発揮される。この時、給排気口３１および給排気口２１はダクト５に直結しており、送風通路はダクト５を用いることができる。

図８は、本発明の一実施形態に係る空調システム１のうち、屋外の空気と屋内の空気との換気を行う換気部８を備える空調システム１を示す図である。図８に示すように、この空調システム１は、南側に配置された南側換気部８１と、北側に配置された北側換気部８２と、を有する換気部８を備える。各換気部は、マンションの屋内の空気を屋外に排気する排気口と、屋外の空気をマンションの屋内に給気する給気口と、を有する。北側換気部８２は、ダクト５の一部である換気ダクト５１を介して循環ファン６に接続されている。なお、南側換気部８１が換気ダクトを介して循環ファン６に接続されていてもよい。

本空調システム１によれば、ダクト５の一部が換気部８を介して居住空間外部に通じており、送風経路の一部を居住空間の外部とし、新設または既設の給気口により外部からの給気経路も合わせて備えることで、外気との換気が可能である。従って、本空調システム１は２４時間計画換気を行うことも可能となる。

図９は、本発明の一実施形態に係る空調システム１のうち、屋外の空気と屋内の空気との熱交換を行う熱交換換気部９を備える空調システム１を示す図である。図９に示すように、この空調システム１は、南側に配置された南側熱交換換気部９１と、北側に配置された北側熱交換換気部９２と、を有する換気部９を備える。各換気部は、屋外側に配置される排気口（フード）と、屋内側に配置される熱交換換気装置と、を有する。

本空調システム１によれば、外部より取り込んだ空気を、排気する居住空間内の空気との熱交換により、室温に近づけてから居住空間内へ給気することで、本循環ファンの効果を維持したまま換気を行うことができる。これにより、さらに居住空間内の快適性が向上する。

１ …空調システム
２ …南側居室空間
２１…南側居室空間給排気口
２２…エアコン
３ …北側居室空間
３１…北側居室空間給排気口
３２…カーテン・ブラインド
３３…内窓
３４…既存窓
３５…熱
４ …非居室空間
４１…非居室空間給排気口
４２…浴室
４３…洗面所
４４…廊下
４５…トイレ
４６…玄関
４７…キッチン
５ …ダクト
６ …循環ファン
７ …断熱材
８ …換気部
８１…南側換気部
８２…北側換気部
９ …熱交換換気部
９１…南側熱交換換気部
９２…北側熱交換換気部

Claims (8)

1. 南側居室空間と、北側居室空間と、非居室空間と、からなるマンションの一室に設けられる空調システムであって、
   前記南側居室空間の壁面または天井面に設けられる少なくとも一つの南側居室空間給排気口と、
   前記北側居室空間の壁面または床面に設けられる少なくとも一つの北側居室空間給排気口と、
   前記非居室空間に設けられる少なくとも一つの非居室空間給排気口と、
   天井裏、壁面内および床下内に設けられ、前記南側居室空間給排気口、前記北側居室空間給排気口および前記非居室空間給排気口を連結するダクトと、
   天井裏における前記ダクト内に設けられる循環ファンと、を備え、
   前記循環ファンは、前記ダクト内を通じて前記南側居室空間の空気を前記北側居室空間へ送気する空調システム。
2. 前記北側居室空間給排気口は、前記北側居室空間における北側壁面の窓開口部近傍に設けられる、請求項１に記載の空調システム。
3. 前記ダクトは、前記北側居室空間および非居室空間の床下内および壁面内において、少なくとも一部が放熱機能を有し、蛇行して設けられる、請求項１または２に記載の空調システム。
4. 前記ダクト、前記循環ファン、前記南側居室空間給排気口、前記北側居室空間給排気口および前記非居室空間給排気口のうち少なくとも一つが、内通する空気に対して浄化機能を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の空調システム。
5. 前記ダクトの流路切り替えにより、前記南側居室空間の空気を、前記北側居室空間に加えて前記非居室空間の少なくとも一部に送気する、請求項１〜４のいずれかに記載の空調システム。
6. 前記循環ファンの逆回転または流路の切り替えにより、前記北側居室空間の空気を、前記南側居室空間および前記非居室空間に送気する、請求項１〜５のいずれかに記載の空調システム。
7. 前記ダクトは、
   前記マンションの屋内の空気を屋外に排気する排気口と、
   屋外の空気を前記マンションの屋内に給気する給気口と、を有する換気部を備える、請求項１〜６のいずれかに記載の空調システム。
8. 前記換気部は、前記マンションの屋内の空気と屋外の空気との間で熱交換を行う熱交換換気部である、請求項７に記載の空調システム。

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