JP2020176778A - 全館空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】全館空調システムに設けられた被結露体における結露の発生を抑制する。【解決手段】 全館空調システムは、一つ以上の主ダクト３ａ、３ｂと、被結露体としての加湿器２０と、加湿器２０と主ダクト３ａ、３ｂとを接続するサブダクト３０と、加湿器２０とサブダクト３０との間に設けられ、加湿器２０からサブダクト３０側への空気の流出を可能とする逆流防止ダンパ７０とを備える。【選択図】図２

Description

この発明は、全館空調システムに設けられた被結露体（結露が発生し得る対象）における結露の発生を抑制する技術に関する。

全館空調システムでは、空調装置が作り送出する冷風または温風などの空調空気を、ダクトを通じて各部屋に供給することで、全館空調を行う。このような全館空調システムに対し、加湿された空気を作る加湿ユニットを付加し、加湿ユニットからの加湿空気を空調装置からの空調空気とともに供給する加湿空気搬送システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

この加湿空気搬送システムは、冷暖房機能を有する全館空調システムと、加湿された空気（加湿空気）を作る加湿ユニットとから構成される。ここでは、全館空調システムの室内機の室内空気吸込口近傍に、ダクトを介して加湿ユニットと接続された吹出口が隣接して設置される。そして、加湿ユニットの吹出口から吹き出された加湿空気を、室内空気吸込口から直接吸わせることにより、全館空調システムに加湿空気が供給され、空調空気とともに加湿空気が供給されて全館の温湿度が均一化される。

また、これに関連して、空調装置から送出された空調空気が流れる主ダクトに、加湿ユニットから送出された加湿空気が流れるサブダクトを接続し、空調空気に加湿空気を合流させて全館に供給するタイプの全館空調システムも知られている。

特開２００３−３０２０７５号公報

一般に、例えば夏季などの冷房使用時には加湿ユニット（加湿器）は停止中であることが多い。このとき、上記のように、空調空気が流れる主ダクトに加湿空気が流れるサブダクトを接続するタイプの全館空調システムでは、空調装置から送出された冷風がサブダクトを介して加湿器に逆流する場合がある。加湿器自体は一般的には例えば天井裏などの隠蔽された場所に置かれているため、特に夏季のような気候では加湿器は高温多湿の環境下にある。かかる状況で加湿器に冷風が逆流すると、逆流してきた冷風で加湿器が冷やされ、加湿器周辺の空気の温度が低下して飽和水蒸気量が減少し、加湿器が結露することがある。このような結露の発生は、加湿器をはじめ、結露が発生し得る対象となる被結露体にとって不具合要因になるため、結露の発生を抑制するなどの改善が求められている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、全館空調システムに設けられた被結露体における結露の発生を抑制することを目的としている。

この発明に係る全館空調システムは、一つ以上の主ダクトと、被結露体と、被結露体と主ダクトとを接続するサブダクトと、被結露体とサブダクトとの間に設けられ、被結露体からサブダクト側へ空気を流出可能とする逆流防止ダンパとを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記のように構成したので、全館空調システムに設けられた被結露体における結露の発生を抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係る全館空調システムの構成例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る全館空調システムにおける加湿器周辺の構成を模式的に示した図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る全館空調システムの構成例を示す図である。この全館空調システムは、複数の部屋を対象に空調を行うものであり、ここでは、建物内の１階の部屋１００ａ，１００ｂと２階の部屋２００ｃ，２００ｄの計４つの部屋を対象とした場合を例に示す。また、ここでは、結露が発生する対象となる物体を「被結露体」と称し、被結露体が後述する加湿器２０である場合を例に示す。

全館空調システムは、冷風又は温風を作り送出する空調装置１と、空調装置１が作った風が導入されるサプライチャンバ２と、サプライチャンバ２に一端部が接続する主ダクト３ａ，３ｂと、主ダクト３ａ，３ｂの他端部がそれぞれ接続する分岐チャンバ４ａ，４ｂと、分岐チャンバ４ａ，４ｂと各部屋の吹出口７ａ〜７ｄとをつなぐ分岐ダクト５ａ〜５ｄと、外気の取り入れと室内空気の排出を担う換気装置６と、加湿した空気を作る加湿器２０と、加湿器２０と主ダクト３ａ、３ｂとを接続するサブダクト３０と、加湿器２０に送風する送風ファン４０と、加湿器２０と送風ファン４０とを接続する送風ダクト５０と、を含んで構成される。

空調装置１は、建物内の機械室２００ｅに設置される室内機１１と建物外に設置される室外機１２とで構成され、冷媒、圧縮機、熱交換器、ファン等の働きにより室内機１１で冷風又は温風（以下、空調空気と称する）を作り送出する。室外機１２との協働により室内機１１が作り送出した空調空気は、室内機１１の上部に設置されたサプライチャンバ２内へ導入される。

サプライチャンバ２には２本の主ダクト３ａ，３ｂの一端部が接続されており、室内機１１からサプライチャンバ２内へ導入された空調空気は、主ダクト３ａ，３ｂへと２つに分岐する。主ダクト３ａ，３ｂの他端部は、分岐チャンバ４ａ，４ｂにそれぞれ接続されている。分岐チャンバ４ａ，４ｂは、例えば天井裏の空間に設置されている。
分岐チャンバ４ａには２本の分岐ダクト５ａ，５ｂの一端部が接続されており、主ダクト３ａから分岐チャンバ４ａ内へ導入された空調空気は、分岐ダクト５ａ，５ｂへと２つに分岐する。同様に、分岐チャンバ４ｂには２本の分岐ダクト５ｃ，５ｄの一端部が接続されており、主ダクト３ｂから分岐チャンバ４ｂ内へ導入された空調空気は、分岐ダクト５ｃ，５ｄへと２つに分岐する。

分岐ダクト５ａ〜５ｄの他端部は、部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄの例えば天井に設けられた吹出口７ａ〜７ｄにそれぞれ接続されており、室内機１１が送出した空調空気は、最終的に吹出口７ａ〜７ｄから各部屋内へ吹き出される。なお、図示例では、主ダクト３ａを通じて１階の部屋１００ａ，１００ｂを空調し、主ダクト３ｂを通じて２階の部屋２００ｃ，２００ｄを空調することで、階別に空調ゾーンが設定されるように構成されている。

また、室内空気は、各部屋から廊下等を通って機械室２００ｅへと入り、ファン等を有する換気装置６によって排気ダクト８ａを介して建物外へ排気される。例えば、部屋１００ａ，１００ｂ内の空気であれば、部屋１００ａ，１００ｂの下部に設けられた通風孔を通って１階の廊下１００ｆに入り、階段１００ｇを伝って２階の廊下２００ｈへ抜け、廊下２００ｈと機械室２００ｅとの間の通風孔を通って機械室２００ｅへと入る。さらに換気装置６は、吸気ダクト８ｂを介して外気を取り入れる働きも有し、取り入れた外気は室内機１１へと送られる。

送風ファン４０は、部屋２００ｄの例えば天井に設けられた吸気口６０から部屋２００ｄの空気を取り込み、送風ダクト５０を介して加湿器２０に送風する。加湿器２０は、送風ファン４０から送られた空気を用いて気化式など既知の方法により加湿した空気（以下、加湿空気と称する）を作り、加湿空気をサブダクト３０に送出する。加湿器２０が送出した加湿空気は、サブダクト３０から主ダクト３ａ、３ｂに合流し、主ダクト３ａ、３ｂを流れる空調空気とともに吹出口７ａ〜７ｄから各部屋内へ吹き出される。加湿器２０及び送風ファン４０は分岐チャンバ４ａ、４ｂと同様、天井裏の空間に設置されている。
全館空調システムの上記動作は、全館空調システムを総括的に制御するコントローラ（不図示）により制御される。

一般に、加湿器が設置される天井裏は部屋の外にある隠蔽された空間であり、特に夏季では高温多湿となりやすい。かかる状況において、空調装置が冷房モードで運転され、加湿器及び送風ファンが停止している場合、従来の全館空調システムでは、空調装置から送出した空調空気（冷風）が主ダクトからサブダクト内に逆流し、冷風が加湿器内に流入してしまうことがある。冷風により加湿器が冷やされると、加湿器周辺の空気の温度が低下し、飽和水蒸気量が低下して加湿器が結露することがある。そこで、実施の形態１に係る全館空調システムは、このような冷風の逆流に起因する加湿器の結露の発生を抑制する。

図２は、実施の形態１に係る全館空調システムにおける加湿器２０周辺の構成を模式的に示した図である。加湿器２０は、サブダクト３０を介して主ダクト３ａ、３ｂと接続され、送風ダクト５０を介して送風ファン４０と接続されている。

サブダクト３０は、フレキシブルダクト３２ａ、３２ｂと、Ｙ分岐ダクト３４と、Ｔ分岐ダクト３６とを含んで構成される。フレキシブルダクト３２ａは、一端部が主ダクト３ａに設けられたＴ分岐ダクト３ａ−１に接続され、他端部がＹ分岐ダクト３４の接続口３４ａに接続されている。同様に、フレキシブルダクト３２ｂは、一端部が主ダクト３ｂに設けられたＴ分岐ダクト３ｂ−１に接続され、他端部がＹ分岐ダクト３４の接続口３４ｂに接続されている。

Ｙ分岐ダクト３４の接続口３４ｃは、Ｔ分岐ダクト３６の接続口３６ａに接続されている。また、Ｔ分岐ダクト３６の接続口３６ｂと加湿器２０の加湿空気の送出口２２との間にはダンパ７０が介装されている。

ダンパ７０は、既知の構成からなるいわゆる逆流防止ダンパであり、加湿器２０からサブダクト３０（Ｔ分岐ダクト３６）側へ空気を流出可能とする一方、サブダクト３０（Ｔ分岐ダクト３６）側から加湿器２０内への空気の流入は抑止する。

送風ダクト５０は、フレキシブルダクト５２とＴ分岐ダクト５６とを含んで構成される。フレキシブルダクト５２は、一端部が送風ファン４０に接続され、他端部がＴ分岐ダクト５６の接続口５６ａに接続されている。Ｔ分岐ダクト５６の接続口５６ｂは、加湿器２０の空気取込口２４に接続されている。

Ｔ分岐ダクト３６の接続口３６ｃとＴ分岐ダクト５６の接続口５６ｃとは、バイパスダクト８０で接続されている。バイパスダクト８０は、ダンパ７０で加湿器２０内への流入を抑止された冷風を加湿器２０を迂回して送風ダクト５０側へ流す迂回路を構成する。

なお、各ダクトの直径は図２に示すように、主ダクト３ａ、３ｂが大きく、次にサブダクト３０及び送風ダクト５０、次いでバイパスダクト８０の順で小さくなるように構成される。一例としては、例えば主ダクト３ａ、３ｂは直径２５０ｍｍ、サブダクト３０及び送風ダクト５０は直径１５０ｍｍ、バイパスダクト８０は直径７５ｍｍである。

このように構成された全館空調システムにおいて、空調装置１が冷房モードで運転すると、空調装置１から送出された冷風は主ダクト３ａ、３ｂを図２の白抜矢印の方向へ流れ、分岐チャンバ４ａ、４ｂ、分岐ダクト５ａ〜５ｄを経て吹出口７ａ〜７ｄから各部屋１００ａ、１００ｂ、２００ｃ、２００ｄに供給される。各部屋の温度が低下すると、例えばユーザにより風量を下げる操作が行われ、この操作に応じて、主ダクト３ａ、３ｂの分岐チャンバ４ａ、４ｂ側の端部または分岐ダクト５ａ〜５ｄの吹出口７ａ〜７ｄ側の端部に設けられた風量調整ダンパ（不図示）が閉じる方向に動作する。すると、主ダクト３ａ、３ｂ内には冷風が滞留し、主ダクト３ａ、３ｂ内の圧力が次第に上昇する。

やがて主ダクト３ａ、３ｂ内の圧力がサブダクト３０内の圧力よりも大きくなると、主ダクト３ａ、３ｂ内に滞留していた冷風は図２の点線矢印で示すように、Ｔ分岐ダクト３ａ−１、３ａ−２からサブダクト３０（フレキシブルダクト３２ａ、３２ｂ）内に逆流し、加湿器２０方向へ流れる。

サブダクト３０内を逆流した冷風は、加湿器２０の送出口２２付近まで達する。このとき、冷風はＴ分岐ダクト３６と送出口２２との間に介装されたダンパ７０により加湿器２０内への流入が抑止され、Ｔ分岐ダクト３６の接続口３６ｃからバイパスダクト８０へ流れる。バイパスダクト８０へ流れた冷風は、加湿器２０を迂回してＴ分岐ダクト５４に流れ、フレキシブルダクト５２を経て送風ファン４０を通過し、吸気口６０から部屋２００ｄ内へ流出する。

このように、実施の形態１に係る全館空調システムによれば、主ダクト３ａ、３ｂからサブダクト３０内へ逆流した冷風の加湿器２０内への流入がダンパ７０により抑止される。これにより、全館空調システムでは、サブダクト３０内を逆流した冷風が加湿器２０内へ流入し加湿器２０が冷やされることによる結露の発生が抑制される。特に、加湿器２０は天井裏等の隠蔽された高温多湿の環境下に設置されているため結露が発生しやすい状況にあるが、このような状況においても加湿器２０における結露の発生を抑制することができる。

また、実施の形態１に係る全館空調システムでは、バイパスダクト８０を設けることにより、加湿器２０内への流入を抑止した冷風が加湿器２０を迂回して送風ダクト５０側へ流れる。これにより、全館空調システムでは、加湿器２０内への冷風の流入をより確実に抑止し、加湿器２０における結露の発生をより確実に抑制することができる。また、全館空調システムでは、バイパスダクト８０を設けることにより、冷風を最終的に送風ファン４０の吸気口６０から部屋２００ｄ内へ送出することができる。これにより、全館空調システムでは、加湿器２０を迂回した冷風を屋外等に排出してしまうことによるエネルギーのロスも抑制される。

なお、実施の形態１では、バイパスダクト８０の一端部がＴ分岐ダクト３６の接続口３６ｃに、他端部がＴ分岐ダクト５４の接続口５４ｃにそれぞれ接続された例を説明したが、バイパスダクト８０の接続態様はこれに限られない。例えば、バイパスダクト８０の一端部がフレキシブルダクト３２ａに、他端部がフレキシブルダクト５２にそれぞれ接続されていてもよい。また、バイパスダクト８０は、少なくとも一端部がサブダクト３０のいずれかの箇所に接続されていれば、他端部は加湿器２０から十分離れた位置で天井裏の空間に開放されていてもよい。

また、実施の形態１では、バイパスダクト８０を設けた例を説明したが、バイパスダクト８０は必ずしも設けなくともよく、Ｔ分岐ダクト３６の接続口３６ｃを冷風を逃がす孔として開放してもよい。この場合、冷風はＴ分岐ダクト３６の接続口３６ｃから天井裏の空間に送出されるが、この場合でも冷風は接続口３６ｃから天井裏の空間に逃げるので、冷風が加湿器２０内へ流入して加湿器２０が冷やされることによる結露の発生が抑制される。

また、Ｔ分岐ダクト３６の接続口３６ｃを孔として開放するのに代えて、例えばフレキシブルダクト３２ａ、３２ｂまたはＹ分岐ダクト３４のいずれかに孔を設けるようにしてもよい。すなわち、サブダクト３０内に逆流してきた冷風をダクト外へ逃がす孔がサブダクト３０のいずれかの箇所に設けられていればよい。

また、実施の形態１では、被結露体が加湿器２０である場合を例に説明したが、被結露体はこれに限らず、例えば除湿器やそれ以外の金属体など、結露が発生し得る物体であればよい。また、実施の形態１では主ダクトが２本（３ａ、３ｂ）設けられた場合を例に説明したが、主ダクトは例えば１本でもよく、または３本以上であってもよい。

以上のように、実施の形態１によれば、全館空調システムは、一つ以上の主ダクト３ａ、３ｂと、被結露体としての加湿器２０と、加湿器２０と主ダクト３ａ、３ｂとを接続するサブダクト３０と、加湿器２０とサブダクト３０との間に設けられ、加湿器２０からサブダクト３０側への空気の流出を可能とする逆流防止ダンパ７０とを備える。これにより、全館空調システムは、主ダクト３ａ、３ｂからサブダクト３０内を逆流した冷風の加湿器２０内への流入が抑止され、加湿器２０が冷やされることによる結露の発生が抑制される。

また、全館空調システムは、サブダクト３０に設けられた孔を備える。これにより、全館空調システムは、サブダクト３０に逆流した冷風をサブダクト３０からダクト外へ逃がすことができ、冷風が加湿器２０内に流入することによる結露の発生がさらに抑制される。

また、全館空調システムは、加湿器２０に接続された送風ダクト５０と、一端がサブダクト３０に接続され、他端が送風ダクト５０に接続されたバイパスダクト８０とを備える。これにより、全館空調システムは、サブダクト３０に逆流した冷風を加湿器２０を迂回して送風ダクト５０側へ流すことができ、冷風が加湿器２０内へ流入することによる結露の発生がさらに抑制される。

また、全館空調システムは、被結露体が調湿装置（加湿器、除湿器）で構成される。これにより、全館空調システムに加湿器、除湿器などの調湿装置を設置した場合においてこれらの機器における結露の発生を抑制することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 空調装置
２ サプライチャンバ
３ａ，３ｂ 主ダクト
４ａ，４ｂ 分岐チャンバ
５ａ〜５ｄ 分岐ダクト
６ 換気装置
７ａ〜７ｄ 吹出口
８ａ 排気ダクト
８ｂ 吸気ダクト
１１ 室内機
１２ 室外機
２０ 加湿器（被結露体）
３０ サブダクト
４０ 送風ファン
５０ 送風ダクト
６０ 吸気口
７０ ダンパ（逆流防止ダンパ）
８０ バイパスダクト
１００ａ，１００ｂ 部屋
１００ｆ 廊下
１００ｇ 階段
２００ｃ，２００ｄ 部屋
２００ｅ 機械室
２００ｈ 廊下

Claims (4)

1. 一つ以上の主ダクトと、
   被結露体と、
   前記被結露体と前記主ダクトとを接続するサブダクトと、
   前記被結露体と前記サブダクトとの間に設けられ、前記被結露体から前記サブダクト側へ空気を流出可能とする逆流防止ダンパと、
   を備えたことを特徴とする全館空調システム。
2. 前記サブダクトに設けられた孔を備えたことを特徴とする請求項１記載の全館空調システム。
3. 前記被結露体に接続された送風ダクトと、
   一端が前記サブダクトに接続され、他端が前記送風ダクトに接続されたバイパスダクトと、を備えたことを特徴とする請求項１記載の全館空調システム。
4. 前記被結露体は調湿装置であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の全館空調システム。

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