JP2022009518A - 空調システムの施工方法及び空調システムの設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空調機を設置するための部屋が不要であり、空調機、排気口、給気口を離して配置しやすく、空調機からの吹出気流がショートサーキットしにくい空調システムの施工方法及び空調システムの設計方法を提供すること。【解決手段】本発明の空調システムの施工方法及び空調システムの設計方法は、建物１には、複数の部屋に隣接するリターン区画を形成し、部屋には、送風機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄから送られる空気を吹き出す吸気部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを設け、部屋とリターン区画との間には、部屋からリターン区画に向けた排出気流を形成する排気部５２を設け、リターン区画に、複数台の送風機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと少なくとも１台の空調機３０ａとを設置することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、建物内の複数の部屋を１つのエアコンディショナーと、送風機で空調する空調システムの施工方法及び空調システムの設計方法に関する。

従来、この種の空調システムは、建物内部に空調機室を設け、この空調機室に吸い込んだ空気をエアコンディショナーで温度調節し、送風機で複数の部屋に送風するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
以下、その空調システムについて図８を参照しながら説明する。
図８に示すように、建物の屋根裏に空調機室１０１が設置されており、この空調機室１０１は床面１１６との間に開口部を設けた垂れ壁１０６を垂下することで、混合部１３３と分散室２００の二部屋に区切られている。
空調機室１０１の一方の部屋である混合部１３３の一側壁１１１には、外部空気吸込口としての屋根裏空気吸込口４００と外気導入口３１１とを設け、また通風口としてのガラリ１１５が床面１１６に設けられている。また一側壁１１１にはエアコン１０２が設置されている。ガラリ１１５は空調機室１０１から住宅内に送風された空気を再び空調機室１０１に戻すために住宅内の空間に連通している。
空調機室１０１の他方の部屋である分散室２００には、垂れ壁１０６と並行になる格子状の給気送風機取り付け壁１４４が設けられている。給気送風機取り付け壁１４４には、給気送風機１０４が取り付けられている。給気送風機取り付け壁１４４に対して垂れ壁１０６のある側と反対の側、すなわち給気送風機取り付け壁１４４と壁面１１２ｂとの間は、給気送風機１０４に接続され室内の各部屋へと配設される給気ダクト（図示せず）の配管スペース２０２となり、空調機室１０１の壁面１１２ｂや床面１１６には、空調対象の居室の数だけ給気ダクトの通る通し孔（図示せず）が形成されている。
給気送風機１０４は直流モータで駆動され、給気送風機１０４のファン吸気口である吸気口１４１から空調機室１０１内の空気が吸引されて住宅の複数の部屋に送風される。空調機室１０１と部屋との間では空気が循環する。エアコン１０２が駆動されることで、エアコンからの空気は混合部１３３に流出する。給気送風機１０４が駆動されることで、屋根裏空気吸込口４００からは屋根裏からの空気が空調機室１０１に流出し、外気導入口３１１からは外気が空調機室１０１に流出する。このようにして、住宅の複数の部屋は、一つのエアコン１０２と複数の給気送風機１０４とを用いて空調している。

特開２０１２－５７８８０号公報

このような従来の空調システムでは、エアコン即ち空調機を設置するために、専用の部屋として空調機室を設けることが必要である。また空調機室への吸込空気即ち吸込気流と空調機の吹出空気即ち吹出気流を混合するために空調室内に混合部を設ける必要があり、さらに、（先行特許文献でも段落番号００４６に記述されている通り）エアコン、排気口、給気口の位置が近すぎて、狭い範囲で空気が循環してしまう現象であるショートサーキットを防止するため、空調機、排気口、給気口の設置位置をできるだけ離す工夫が必要になる。このように、空調機室にはある程度の大きさの容積が必要で、施工も容易ではない。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、空調機を設置するための部屋が不要であり、空調機、排気口、給気口を離して配置しやすく、空調機からの吹出気流がショートサーキットしにくい空調システムの施工方法及び空調システムの設計方法を提供することを目的としている。

本発明の空調システムの施工方法は上記目的を達成するために、建物には、複数の部屋に隣接するリターン区画を形成し、部屋には、送風機から送られる空気を吹き出す吸気部を設け、部屋とリターン区画との間には、部屋からリターン区画に向けた排出気流を形成する排気部を設け、リターン区画に、複数台の送風機と少なくとも１台の空調機とを設置するものである。
この手段により、リターン区画に設置された空調機で複数の部屋を空調することができ、また、空調機を設置するために専用の空調機室を設けることが不要な空調システムが得られる。
また他の手段は、建物内の階段室や廊下をリターン区画としたものである。
これにより、リターン区画は空調機を設置するためのある程度の容積が確保されているので、リターン区画に空調機、排気口、吸気口を離して配置しやすい空調システムが得られる。
また他の手段は、空調機からの吹出気流の吹出方向を避けて送風機の吸込口を設けたものである。
これにより、空調機からの吹出気流がショートサーキットしにくい空調システムが得られる。
また他の手段は、空調機からの吹出気流の吹出口の下方に送風機を設置するとともに、空調機からの吹出気流の吹出方向を略水平としたものである。
これにより、空調機からの吹出空気がショートサーキットしにくい空調システムが得られる。
また他の手段は、空調機の上方に少なくとも１つ以上の排気部を設けたものである。
これにより、空調機からの吹出気流がショートサーキットしにくい空調システムが得られる。
また他の手段は、複数の送風機の合計送風量を空調機の空調風量よりも多くしたものである。
これより、専用の空調機室が不要で、リターン区画に空調機、排気口、吸気口を離して配置しやすい空調システムが得られる。
本発明の空調システムの設計方法は上記目的を達成するために、建物についての空調負荷計算によって空調機の空調能力を決定する空調能力決定ステップと、部屋のそれぞれの容積から、それぞれの部屋に送風する送風量を決定する送風量決定ステップと、送風量決定ステップで決定したそれぞれの部屋への送風量を合算した合計送風量を算出する合計送風量算出ステップと、合計送風量算出ステップで決定した合計送風量から、空調機の最適空調風量を決定する空調風量決定ステップとを有し、送風量決定ステップで決定した送風量から、それぞれの部屋に送風する送風機を選定し、空調能力決定ステップで決定した空調能力を備え、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量以下の空調風量を風量設定できる空調機を選定するものである。
この手段により、建物内には、複数の部屋と、リターン区画とを有し、部屋には、送風機から送られる空気を吹き出す吸気部を設け、部屋には、部屋からリターン区画に向けた排出気流を形成する排気部を設け、リターン区画に、複数台の送風機と少なくとも１台の空調機とを設置し、リターン区画の空気を、吸気部から部屋に導き、部屋の空気を、排気部からリターン区画に導く空調システムに用いる送風機と空調機とを最適に選定できる。
また、他の手段は、空調能力決定ステップで決定した空調能力を備えた空調機が、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量以下の空調風量を風量設定できない場合には、空調機で設定できる最少空調風量が合計送風量の７０％以下となるように送風機を選定するものである。
この手段により、建物内には、複数の部屋と、リターン区画とを有し、部屋には、送風機から送られる空気を吹き出す吸気部を設け、部屋には、部屋からリターン区画に向けた排出気流を形成する排気部を設け、リターン区画に、複数台の送風機と少なくとも１台の空調機とを設置し、リターン区画の空気を、吸気部から部屋に導き、部屋の空気を、排気部からリターン区画に導く空調システムに用いる送風機と空調機との選定において、特に部屋の合計容積が小さいために送風機が必要とする合計送風量が小さい場合に、空調風量と合計送風量とを最適に設計できる。
また他の手段は、風量を調整できる風量調整手段を備えた送風機を選定するものである。
この手段により、空調システムの施工後においては、風量調整手段を用いて風量を増加しまたは減少させて部屋毎の空調負荷の変動に対応して空調能力を調整することができる。

本発明によれば空調機室を設けることが不要で施工を簡単に行うことができ、空調機、排気口、吸気口が配置しやすく、これらの施工工事がしやすいという効果のある空調システムを提供できる。
また、空調機からの吹出気流がショートサーキットしにくく、拡散・混合されて、複数の部屋に均等な温湿度の空調空気を供給でき、部屋ごとの温湿度の差が少ないという効果のある空調システムを提供できる。

本発明の実施の形態１における空調システムの構成を示す建物の１階平面図 同建物の２階平面図 同建物の２階階段室部分の拡大平面図 同建物の２階階段室部分のＡ－Ａ断面図 同建物の２階階段室部分のＢ－Ｂ断面図 本発明の実施の形態２における空調システムの構成を示す建物の平面図 同建物の廊下部分のＣ－Ｃ断面図 従来の空調システムの空調室を示す斜視図

本発明の第１の実施の形態による空調システムの施工方法は、建物には、複数の部屋に隣接するリターン区画を形成し、部屋には、送風機から送られる空気を吹き出す吸気部を設け、部屋とリターン区画との間には、部屋からリターン区画に向けた排出気流を形成する排気部を設け、リターン区画に、複数台の送風機と少なくとも１台の空調機とを設置するものであり、リターン区画で運転される空調機によって建物内の複数の部屋から排出された空気がリターン区画内で温湿度を調整されて建物内の複数の部屋へ送風機で送風されることで、建物内の空調を行うことができる。

本発明の第２および第３の実施の形態による空調システムの施工方法は、建物内の階段室や廊下をリターン区画としたものであり、リターン区画で建物内の空気調和を行うことができるので、専用の空調機室を設けることが不要であり、空調機を設置するためのある程度の容積を確保することができる。

本発明の第４の実施の形態による空調システムの施工方法は、空調機からの吹出気流の吹出方向を避けて上記送風機の吸込口を設けたものであり、空調機からの吹出気流が直接送風機に吸引されず、ショートサーキットしにくく、リターン区画内で拡散・混合することができる。

本発明の第５の実施の形態による空調システムの施工方法は、空調機からの吹出気流の吹出口の下方に送風機を設置するとともに、空調機からの吹出気流の吹出方向を略水平としたものであり、空調機からの吹出空気が直接送風機に吸引されず、ショートサーキットしにくく、リターン区画内で拡散・混合することができる。

本発明の第６の実施の形態による空調システムの施工方法は、空調機の上方に少なくとも１つ以上の排気部を設けたもので、建物内から排気された空気が空調機に吸引されるので、空調機の運転制御を室温に近い温度を検出して行わせることができる。

本発明の第７の実施の形態による空調システムの施工方法は、複数の送風機の合計送風量を空調機の空調風量よりも多くしたものであり、リターン区画には空調機の空調風量以上の送風量が建物内の部屋から排出され流入するので、ショートサーキットが起こりにくく、空調機からの吹出空気と部屋からの流入空気をリターン区画内で混合することができる。

本発明の第８の実施の形態による空調システムの設計方法は、建物についての空調負荷計算によって空調機の空調能力を決定する空調能力決定ステップと、部屋のそれぞれの容積から、それぞれの部屋に送風する送風量を決定する送風量決定ステップと、送風量決定ステップで決定したそれぞれの部屋への送風量を合算した合計送風量を算出する合計送風量算出ステップと、合計送風量算出ステップで決定した合計送風量から、空調機の最適空調風量を決定する空調風量決定ステップとを有し、送風量決定ステップで決定した送風量から、それぞれの部屋に送風する送風機を選定し、空調能力決定ステップで決定した空調能力を備え、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量以下の空調風量を風量設定できる空調機を選定するものであり、送風機と空調機とを最適に選定できる。

本発明の第９の実施の形態による空調システムの設計方法は、空調能力決定ステップで決定した空調能力を備えた空調機が、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量以下の空調風量を風量設定できない場合には、空調機で設定できる最少空調風量が合計送風量の７０％以下となるように送風機を選定するものであり、特に部屋の合計容積が小さいために送風機が必要とする合計送風量が小さい場合に、空調風量と合計送風量とを最適に設計できる。

本発明の第１０の実施の形態による空調システムの設計方法は、風量を調整できる風量調整手段を備えた送風機を選定するものであり、空調システムの施工後においては、風量調整手段を用いて風量を増加しまたは減少させて部屋毎の空調負荷の変動に対応して空調能力を調整することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態における空調システムの構成を示す建物の１階平面図、図２は同建物の２階平面図である。
図１に示すように、建物１の１階には玄関２、リビング３、キッチン４が配置され、トイレ５、浴室６、洗面脱衣室７等が設けられている。リビング３には、２階に上がる階段８が設けられている。そして、建物１の１階天井には、１階の室内に送風する吹出グリル（吸気部）９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられている。吹出グリル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄには、１階用送風ダクト１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの一端がそれぞれ接続されている。１階用送風ダクト１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの他端は２階に配設されている。なお、吹出グリル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、天井に代えて床に設けてもよい。吹出グリル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを床に設ける場合には、１階用送風ダクト１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは床下に配設する。

図２に示すように、建物１の２階には、１階からの階段８と廊下１１とで構成される階段室１２が配置されている。建物１の２階の部屋Ａ１３、部屋Ｂ１４、及び部屋Ｃ１５は、階段室１２に隣接して配置される。部屋Ａ１３には納戸Ａ１６が設けられている。部屋Ｂ１４には納戸Ｂ１７が設けられている。そして、建物１の２階天井６２には、２階の室内に送風する吹出グリル（吸気部）１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄが設けられている。吹出グリル（吸気部）１８ａ、１８ｂは、２階の部屋Ａ１３の天井６２に設けられている。吹出グリル（吸気部）１８ｃは、２階の部屋Ｂ１４の天井６２に設けられている。吹出グリル（吸気部）１８ｄは２階の部屋Ｃ１５の天井６２に設けられている。
吹出グリル（吸気部）１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄには、２階用送風ダクト１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの一端がそれぞれ接続されている。なお、吹出グリル１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、天井６２に代えて床に設けてもよい。吹出グリル１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを床に設ける場合には、２階用送風ダクト１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは２階の床下に配設する。

図３は本実施の形態における空調システムの建物の２階の階段室部分の拡大平面図、図４は図３のＡ－Ａ矢視図、図５は図３のＢ－Ｂ矢視図である。
図３～図５に示すように、階段室１２は、階段８の側壁２０と、階段８を１階から上がったところの壁Ａ２１と、２階の各部屋Ａ１３、Ｂ１４、Ｃ１５との間の仕切壁２２と、及び壁Ａ２１に対向して設けられた壁Ｂ２３と、で囲われている。壁Ａ２１と壁Ｂ２３の間隔は約３．８ｍであり、階段８及び廊下１１の幅は約０．９ｍである。なお、建築設計図面における柱の中心寸法を用い、壁の厚みを考慮しない寸法を記載したため、寸法に“約”を追記している。以下の寸法表示でも同様である。
廊下１１の階段８側には手摺２４が取り付けられている。手摺２４は、横桟２５と縦桟２６とで構成されている。縦桟２６と縦桟２６との間は、スリット２７になっている。階段８の１階空間側にも同様の手摺２８が取り付けられている。

階段室１２の壁Ｂ２３の上方には、側壁２０に寄せて空調機３０ａが設置されている。この空調機３０ａは室外機（図示せず）と接続されるセパレート型のエアコンディショナーの壁掛型室内機である。この空調機３０ａには空調風量として、強風、中風、弱風のように室内機の送風量を設定する機能がある。空調機３０ａの上面３１には、吸込気流３２ａが吸入される吸入口を設けている。また、空調機３０ａの前面下部には、吹出気流３３ａを吹き出す吹出口を設けている。吹出口には、上下方向風向制御板３４を設けている。上下方向風向制御板３４は、吹出気流３３ａを略水平方向に吹き出すように設定する。ここで、略水平方向とは、水平方向から１５度以内の下向きを含む。また、吹出口には、水平方向風向制御板（図示せず）を設けている。水平方向風向制御板は、吹出気流３３ａを側壁２０と略並行に壁Ａ２１に向かって吹き出すように設定する。

壁Ｂ２３には、１階用送風機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと２階用送風機４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄとが取り付けられている。１階用送風機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと２階用送風機４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄとは空調機３０ａの下方に配置している。１階用送風機４０は４台、２階用送風機４１は４台設置され、１台の１階用送風機４０には１本の１階用送風ダクト１０を接続し、１台の２階用送風機４１には１本の２階用送風ダクト１９を接続している。
１階用送風機４０及び２階用送風機４１の内部には、シロッコファン４２が設けられており、階段室１２から空気を吸い込み、吸い込まれた空気は、１階用送風ダクト１０および２階用送風ダクト１９内を流れて建物１内の各部屋に吹き出している。階段室１２から空気を吸い込むことで、吸込気流４３が発生する。吸い込まれた空気は、吹出気流４４として１階用送風ダクト１０および２階用送風ダクト１９内を流れる。
１階用送風機４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと２階用送風機４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは風量調整手段を備えている。風量調整手段は、例えばファンの回転数を変えるノッチ切換スイッチや吹出グリル９ａ～９ｄの吹出口の開口面積を調整するシャッター（図示省略）である。

２階の各部屋Ａ１３、Ｂ１４、Ｃ１５には、階段室１２からの入り口となるドアー５０の下側隙間５１とともに、仕切壁２２の空調機３０ａよりも高い天井６２付近に排気部５２が設けられている。下側隙間５１や排気部５２には、２階の排出気流５３が形成される。１階の各部屋には、階段室１２と連通する開口部が設けられている。この開口部が階段室１２への排出部５５に相当し、この開口部には、１階の排出気流５６が形成される。
よって、階段室１２は、リビング３、キッチン４、部屋Ａ１３、部屋Ｂ１４、部屋Ｃ１５で構成される建物１内の複数の部屋から排出された空気が合流するリターン区画となる。すなわち、リターン区画となる階段室１２は、リビング３、キッチン４、部屋Ａ１３、部屋Ｂ１４、及び部屋Ｃ１５と隣接している。

リビング３、キッチン４、部屋Ａ１３、部屋Ｂ１４、及び部屋Ｃ１５それぞれに送風する送風量は、リビング３、キッチン４、部屋Ａ１３、部屋Ｂ１４、及び部屋Ｃ１５のそれぞれの容積から決定する（送風量決定ステップ）。そして、送風量決定ステップで決定したリビング３、キッチン４、部屋Ａ１３、部屋Ｂ１４、及び部屋Ｃ１５へのそれぞれの送風量を合算した合計送風量（以下合計送風量：Ｖｈという）を算出する（合計送風量算出ステップ）。送風量決定ステップで決定した送風量から、リビング３、キッチン４、部屋Ａ１３、部屋Ｂ１４、及び部屋Ｃ１５のそれぞれに送風する送風機の送風能力及び台数を選定する。なお、本実施の形態では、送風用ダクトは送風機の一部を構成する。すなわち、送風機の選定に用いる送風量は、送風用ダクトを経由し吹出グリル（吸気部）から吹き出される送風量である。空調のために必要な送風量は、部屋２．５ｍ^３あたり少なくとも１３ｍ^３／ｈ以上、理想的には２０ｍ^３／ｈ程度が望ましく、部屋の大きさや負荷に応じて送風量を調整する。本実施の形態では、部屋Ａ１３は部屋Ｂ１４より大きいため、２つの吹出グリル１８ａ、１８ｂを設け、送風機４１ａ、４１ｂで送風している。なお、送風機には送風調整手段を設けるので、１部屋に１台以上の送風機を設ける方が使い勝手がよくなる。

空調機３０ａの空調能力は、建物１についての空調負荷計算によって決定する（空調能力決定ステップ）。
すなわち、空調負荷計算は、壁・窓・天井等から侵入する伝達熱、窓ガラスを透過する日射の輻射熱、在室者からの発生熱と水分、照明や機械器具からの発生熱、取入れ外気や隙間風による熱量や水分を空調負荷として計算する（山田治夫，“冷凍および空気調和”，日本，株式会社養賢堂，１９７５年３月２０日，ｐ．２４０－２４７）。そして、この負荷計算結果に余裕をもたせ、能力でラインアップされている空調機の中から、建物１全体の空調機３０ａを選択し、建物１全体を空調する。
空調機３０ａの最適空調風量（以下最適空調風量：Ｖｑという）は、合計送風量算出ステップで算出した合計送風量：Ｖｈから決定する（空調風量決定ステップ）。
最適空調風量：Ｖｑは、合計送風量：Ｖｈの５０％以下の風量であり、多くても７０％以下の風量であり、空調機３０ａが空調負荷に対応して能力を発揮できる風量である。
空調機３０ａは、空調能力決定ステップで決定した空調能力を備え、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量：Ｖｑ以下の空調風量を風量設定できる機種を選定する。
空調対象とする部屋の合計容積が小さい場合は、空調機３０ａで設定できる最少空調風量が、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量：Ｖｑより多い場合がある。この場合には、合計送風量：Ｖｈの７０％以下の風量を空調機３０ａで設定できるように送風機の合計送風量：Ｖｈを増やす。
すなわち、空調機３０ａの空調能力を維持するため、空調機３０ａの空調風量を必要以上に下げるのではなく、合計送風量：Ｖｈが空調機３０ａで設定できる最少空調風量が合計送風量：Ｖｈの５０％以下となるよう建物１内への送風量を部屋２．５ｍ^３あたり２０ｍ^３／ｈ以上に増やして対応するものである。
なお、建物内部への送風量を増やす方法として、各部屋への送風量を増やすだけでなく、室外との気密断熱性を確保した床下空間や屋根裏空間にも送風し、床下空間や屋根裏空間からリターン区画との間に開口部を設けて空調した空気を循環させることも有効である。建物内の通風箇所や送風機の送風量が多すぎても建物自体の空調負荷が変動するわけではないので空調能力に影響することは程んどない。

本実施の形態では、建物１の床面積は約９７．７ｍ^２、天井高さは２．５ｍであり、４ｋＷ相当の冷房能力をもつ空調機３０ａを設置しており、弱風モードでは冷房運転時７００ｍ^３／ｈが貫流ファンによって送風される。各室に送風する１階用送風機４０、２階用送風機４１とも、１台あたりの送風量２が中ノッチで１５０ｍ^３／ｈ程度のものを設定する。本実施の形態での建物１内へ送風される合計送風量：Ｖｈは１２００ｍ^３／ｈ程度になり、空調機３０ａの空調風量よりも多い。すなわち、本実施の形態では合計送風量：Ｖｈの５８％の風量が空調機３０ａで設定できる空調風量（弱風モード）として設計している。なお、本実施の形態では説明していないが、例えば床下への３００ｍ^３／ｈ程度の送風を追加すると、合計送風量：Ｖｈは１５００ｍ^３／ｈ程度になるので、空調機３０ａの空調風量７００ｍ^３／ｈは合計送風量：Ｖｈの４６％に低下する。

上記構成において、空調機３０ａを建物１の内部の温度を設定して運転すると、吸込気流３２ａの温度を検出して冷房または暖房の空調運転を行う。空調された空気は空調機３０ａの吹出気流３３ａとなり、略水平方向に、そして側壁２０と略並行に壁Ａ２１に向かって吹き出す。また、１階用送風機４０及び２階用送風機４１が運転されると、送風機の吸込気流４３と吹出気流４４が発生する。

空調機３０ａの吹出気流３３ａの風速３～５ｍ／ｓに対し、送風機（換気扇）の吸込気流４３の風速は０．４ｍ／ｓ程度であり、送風機（換気扇）の吸込気流４３は、空調機３０ａの吹出気流３３ａの風速より遅い。さらに、空調機３０ａの吹出気流３３ａは貫流ファンで送風されるため気流が遠くまで到達しやすく、シロッコファン４２の運転により周囲の空気が吸い込まれて発生する送風機の吸込気流４３には吸い込まれにくい。従って、空調機３０ａの吹出気流３３ａの大半は、拡散しながら壁Ａ２１付近に到達し、反転して階段８に沿って壁Ｂ２３の方向に戻り、送風量の多い送風機の吸込気流４３に合流して混合される。よって、空調機３０ａからの吹出気流３３ａの吹出方向を避けて１階用送風機４０、２階用送風機４１の吸込口を設けると、階段室１２内をほぼ循環して拡散していく空調循環気流４５が形成され、ショートサーキットが起こりにくくなる。
なお、冷房時よりも暖房時の方が吹出気流３３ａの比重が軽く上昇しやすいので、吹出気流３３ａが略水平方向に送風されるように、暖房時の吹出気流３３ａの方向は、冷房時の吹出気流３３ａの方向よりも下向きにしておくことが望ましい。

建物１の複数の部屋に送風されると、２階の部屋Ａ１３、Ｂ１４、Ｃ１５からの一部は２階の排出気流５３として、また１階の各部屋からは１階の排出気流５６として階段室１２に戻る。このとき、排気部５２は天井６２付近に開口しているので、２階の排出気流５３の大半は天井６２に沿って空調機３０ａに向かって流れる空調戻り気流５７を形成し、空調機３０ａの吸込気流３２ａに合流する。よって、空調機３０ａは各部屋の温度に近い空気温度を検出して運転制御される。排気部５２は階段室１２に導通しておればどこに設けても構わないが、階段室１２の天井６２に近く空調機３０ａに近いところに設ける方が、排出気流５３がより多く空調機３０ａに吸い込まれ、吸込気流３２ａの温度が室温に近くなるので、空調機３０ａを運転するときの設定温度と建物１内の実温度の差が少なく運転制御される。

空調循環気流４５は反転するまでは排出気流５３や吸込気流４３に対向して流れ、周囲の空気を巻き込み拡散していく。従って、空調循環気流４５の温度は、流れていくにつれて、冷房時は空調機３０ａの吹出気流３３ａ温度より上がり、暖房時は吹出気流３３ａ温度より下がる。
空調循環気流４５は、主に階段室１２の階段８側に形成され、空調戻り気流５７は主に階段室１２の２階の廊下１１側に形成される。さらに、建物１の部屋に送風される送風量が空調風量より多いので、階段室１２内では空調機３０ａの吹出気流３３ａと、１階の排出気流５６と２階の排出気流５３とが混合される。混合されることで、空調循環気流４５の温度と各部屋の温度差はさらに少なくなる。
手摺２４また手摺２８のスリット２７を空気が流通して、この混合を助ける。１階の排出気流５６の一部は、階段８と廊下１１の境から空調戻り気流５７にも合流する。また、廊下１１に１階からの気流が合流しやすくするために、建物１の１階と２階を導通する通気スリットを設けてもよい（図示省略）。

本実施の形態の空調システムでは、各部屋に吹き出す吹出気流４４の温度と各部屋の室温との温度差は、空調機３０ａの吹出気流３３ａの温度と各部屋との温度差より少なくなるので、部屋内にいる人は吹出気流４４の室温との温度差によるストレスを感じにくくなるので快適性が高まる。
なお、インバーターで圧縮機の回転数を制御するエアコンは、室内の送風量が一定のときは空調負荷が少ない場合に吹出温度と室温との差が少なくなるように運転する。よって、空調機３０ａの圧縮機がインバーター式の場合、夏冬以外の中間期など空調負荷の少ない場合には部屋への送風量を少なくしても快適性は損なわれないので、合計送風量：Vｈを少なくし、空調風量が合計送風量：Ｖｈ７０％以上となっても構わない。

空調機３０ａと１階用送風機４０、２階用送風機４１全てが壁Ｂ２３に設置されていなくてもよい。送風機の一部を階段室１２の１階部分に設けることもできるし、仕切り壁２２に設けることもできる。
空調機３０ａの水平方向風向制御板により吹出気流３３ａの向きを調整し、送風機の吸込気流４３に合流する空調循環気流４５を形成でき、空調循環気流４５を形成する空間以外の空間に空調戻り気流５７の風路を形成すればよく、空調機３０ａを仕切壁２２に設けてもよい。平面視すると長方形のリターン区画の長辺方向に空調循環気流４５が形成されればよい。
なお、空調機３０ａを、壁Ｂ２３と仕切壁２２とにそれぞれ設けてもよく、空調機３０ａ以外にも温水放熱機などの暖房時の熱源を設けてもよい。２台の機器からの吹出気流が合流して階段室１２内を循環し、１階用送風機４０、２階用送風機４１に吸い込まれればよいので、例えば太陽熱で温水を作り熱源とするような発展した空調システムにも、本設計・施工方法は応用できる。
本実施の形態の空調システムでは、空調風量より各部屋への合計送風量：Ｖｈが多いので、各部屋からリターン区画へ戻った空気の一部は、空調機３０ａに吸い込まれ、残りの空気は空調機３０ａの吹出空気とリターン区画で十分に混合されて空調され各部屋に戻る。
送風機の風量調整手段で送風量を調節すれば、部屋の空調負荷の変動に送風機ごとに対応することができる。

階段室１２の容積は約１６．２ｍ^３であり、空調機３０ａが空調循環気流４５を形成して空調するので、専用の空調機室を設けることが不要となる。空調循環気流４５が形成されれば、リターン区画の容積はこれ以下であっても構わないが、普通の階段室の容積はリターン区画の容積としても充分であり、空調機３０ａと１階用送風機４０、２階用送風機４１および排気部５２、排出部５５を構成しやすい。
（実施の形態２）

図６は本発明の実施の形態２における空調システムの構成を示す建物の平面図、図７は同建物の廊下部分のＣ－Ｃ断面図である。
図６及び図７に示すように、建物６１は玄関２を有する平屋建てであり、リビング３、キッチン４が配置され、トイレ５、浴室６、洗面脱衣室７が設けられている。また、建物６１には、部屋Ａ６３及び部屋Ｂ６４が配置されている。部屋Ａ６３には納戸Ａ６５が設けられている。建物６１のそれぞれの部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３は、廊下６６でつながっている。
各部屋Ａ６３及び部屋Ｂ６４の天井６２または床６３には、室内に送風する吹出グリル（吸気部）６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆが設けられている。吹出グリル６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆには、送風ダクト６３ａ、６３ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ、６３ｆの一端がそれぞれ接続されている。送風ダクト６３ａ、６３ｂ、６３ｆは天井用送風ダクト８２として天井６２に配設され、送風ダクト６４ｃ、６４ｄ、６４ｅは床下用送風ダクト８３として床下に配設されている。
廊下６６は、天井６２、床６３、玄関ドアー７０を取り付ける玄関壁７１、リビング３との仕切壁Ａ７２、キッチン４との仕切壁Ｂ７３、トイレ５との仕切壁Ｃ７４、空調機３０ｂを取り付ける壁Ｄ７５、部屋Ａ６３との仕切壁Ｅ７６、および部屋Ｂ６４との仕切壁Ｆ７７で囲われた空間である。

廊下６６の壁Ｄ７５の上方には、仕切壁Ｅ７６に寄せて空調機３０ｂが設置されている。この空調機３０ｂは室外機（図示せず）と接続されるセパレート型のエアコンディショナーの壁掛型室内機である。空調機３０ｂの上面には、吸込気流３２ａが吸入される吸入口を設けている。また、空調機３０ｂの前面下部には、吹出気流３３ｂを吹き出す吹出口を設けている。吹出口には、上下方向風向制御板３４を設けている。上下方向風向制御板３４は、吹出気流３３ｂを略水平方向に吹き出すように設定する。また、吹出口には、水平方向風向制御板（図示せず）を設けている。水平方向風向制御板は、吹出気流３３ｂを仕切壁Ｅ７６と略並行に玄関壁７１に向かって吹き出すように設定する。

天井用送風機８０と床下用送風機８１とは空調機３０ｂの下方に配置している。天井用送風機８０は３台、床下用送風機８１は３台設置されている。１台の天井用送風機８０には１本の天井用送風ダクト８２を接続し、１台の床下用送風機８１には１本の床下用送風ダクト８３を接続している。天井用送風機８０及び床下用送風機８１の内部には、シロッコファン（図示せず）が設けられており、廊下６６から空気を吸い込み、吸い込まれた空気は、天井用ダクト８２と床下用ダクト８３内を流れて建物６１内の各部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、リビング３、及びキッチン４に吹き出している。廊下６６から空気を吸い込むことで、吸込気流４３が発生する。吸い込まれた空気は、吹出気流４４として天井用送風ダクト８２および床下用送風ダクト８３を流れる。
天井用送風機８０と床下用送風機８１は風量調整手段を備えている。風量調整手段は、例えばファンの回転数を変えるノッチ切換スイッチや吹出グリル６８ａ～６８ｆの吹出口の開口面積を調整するシャッター（図示省略）である。

天井用送風機８０及び床下用送風機８１は、壁Ｄ７５と並行な仕切壁Ｇ８４に設けている。つまり、壁Ｄ７５と仕切壁Ｇ８４との間は送風用区画部８５であり、壁Ｄ７５の下方には廊下６６から送風用区画部８５に連通する送風用開口部８６を形成している。この送風用開口部８６が実質天井用送風機８０及び床下用送風機８１の廊下６６からの空気吸入部に相当するので、このような構成にすれば、空調機３０ｂの下方に天井用送風機８０、床下用送風機８１に設けてなくても構わない。また、送風用区画部８５の内壁には吸音材を設ける。

廊下６６から部屋Ａ６３及び部屋Ｂ６４への入り口となるドアー８７の下側隙間８８とともに、仕切壁Ｅ７６と仕切壁Ｆ７７の空調機３０ｂよりも高い天井６２付近に排気部５２が設けられている。下側隙間８８や排気部５２には、排出気流８９が形成される。リビング３と連通する開口部が廊下６６への排出部９０に相当し、この開口部には、リビング３からの排出気流９１が形成される。
よって、廊下６６は、複数の部屋すなわちリビング３、キッチン４、部屋Ａ６３及び部屋Ｂ６４からの排出された空気が合流するリターン区画となる。また、リターン区画となる廊下６６は、リビング３、キッチン４、部屋Ａ６３、及び部屋Ｂ６４と隣接している。

リビング３、キッチン４、部屋Ａ６３、及び部屋Ｂ６４それぞれに送風する送風量は、リビング３、キッチン４、部屋Ａ６３、及び部屋Ｂ６４のそれぞれの容積から決定する（送風量決定ステップ）。そして、送風量決定ステップで決定したリビング３、キッチン４、部屋Ａ６３、及び部屋Ｂ６４へのそれぞれの送風量を合算した合計送風量：Ｖｈを算出する（合計送風量算出ステップ）。送風量決定ステップで決定した送風量から、リビング３、キッチン４、部屋Ａ６３、及び部屋Ｂ６４のそれぞれに送風する送風機の送風能力及び台数を選定する。なお、本実施の形態では、送風用ダクトは送風機の一部を構成する。すなわち、送風機の選定に用いる送風量は、ダクトを経由し吹出グリル（吸気部）から吹き出される送風量である。空調のために必要な送風量は、部屋２．５ｍ^３あたり少なくとも１３ｍ^３／ｈ以上、理想的には２０ｍ^３／ｈ程度が望ましく、部屋の大きさや負荷に応じて送風量を調整し、部屋が大きい場合は送風機を２台以上設置即ち吹出グリルを２か所以上設けることもある。

空調機３０ｂの空調能力は、建物６１についての空調負荷計算によって決定する（空調能力決定ステップ）。
空調機３０ｂの最適空調風量：Ｖｑは、合計送風量算出ステップで算出した合計送風量：Ｖｈから決定する（空調風量決定ステップ）。
空調機３０ｂは、空調能力決定ステップで決定した空調能力を備え、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量：Ｖｑ以下の空調風量を風量設定できる機種を選定する。
空調対象とする部屋の合計容積が小さい場合は、空調機３０ｂで設定できる最少空調風量が、空調風量決定ステップで決定した最適空調風量：Ｖｑより多い場合がある。この場合には、合計送風量：Ｖｈの７０％以下の風量を空調機３０ｂで設定できるように送風機の合計送風量：Ｖｈを増やす。
すなわち、空調機３０ｂの空調能力を維持するため、空調機３０ｂの空調風量を必要以上に下げるのではなく、空調機３０ｂで設定できる最少空調風量が合計送風量：Ｖｈの５０％以下となるよう建物６１内への送風量を部屋２．５^３あたり２０ｍ^３／ｈ以上に増やして対応するものである。送風機の送風量が多すぎても空調能力に影響することはない。

本実施の形態の高気密高断熱住宅では、建物６１の床面積は約７９．３ｍ^２、天井高さ２．５ｍであり、３．６ｋＷ相当の冷房能力をもつ空調機３０ｂを設置しており、弱風モードでは冷房運転時５１０ｍ^３／ｈが貫流ファンによって送風される。各室に送風する天井用送風機８０と床下用送風機８１とも、１台あたりの送風量が中ノッチで１５０ｍ^３／ｈ程度のものを設定する。本実施の形態での建物６１内へ送風される合計送風量：Ｖｈは９００ｍ^３／ｈ程度になり、空調機３０ｂの空調風量よりも多い。
すなわち、本実施の形態では合計送風量：Ｖｈの５７％の風量が空調機３０ｂで設定できる空調風量（弱風モード）として設計している。

上記構成において、空調機３０ｂの空調温度を設定して運転すると、吸込気流３２ａの温度を検出して冷房または暖房の空調運転を行う。空調された空気は空調機３０ｂの吹出気流３３ｂとなり、略水平方向に、そして仕切壁Ｅ７６と略並行に玄関壁７１に向かって吹き出す。また、天井用送風機８０、床下用送風機８１が運転され、送風機の吸込気流４３と吹出気流４４が発生する。
本実施の形態においては、天井用送風機８０、床下用送風機８１を送風用区画部８５の奥に設置し、送風用区画部８５には吸音材が設けてあるので、天井用送風機８０、床下用送風機８１の運転音が廊下６６に漏れにくい。なお、送風ダクト６３ａ、６３ｂ、６３ｆ、送風ダクト６４ｃ、６４ｄ、６４ｅも吸音ダクトを用いる。

空調機３０ｂの吹出気流３３ｂの風速３～５ｍ／ｓに対し、送風機（換気扇）の吸込気流４３の風速は０．４ｍ／ｓ程度であり、送風機（換気扇）の吸込気流４３は、空調機３０ｂの吹出気流３３ｂの風速より遅い。
よって、空調機３０ｂの吹出気流３３ｂの大半は玄関壁７１付近に到達し、反転して床６３に沿って壁Ｄ７５の方向に戻り、送風機の吸込気流４３に合流する。よって、空調機３０ｂからの吹出気流３３ｂの吹出方向を避けて送風用開口部８６を設けると、廊下６６内には空調循環気流９２が形成され、ショートサーキットが起こりにくくなる。
なお、空調機３０ｂと玄関壁７１との距離と空調機３０ｂの空調風量の設定によっては、吹出気流３３ｂのほんどが玄関壁７１に到達せずに拡散し、送風機の吸込気流４３に合流して空調循環気流９２を形成することもあり得る。

建物６１の部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、リビング３、及びキッチン４に送風されると、排出気流８９、排出気流９１として廊下６６に戻る。このとき、排気部５２は天井６２付近に開口しているので、排出気流８９の大半は天井６２に沿って空調機３０ｂに向かって流れる空調戻り気流９３を形成し、空調機３０ｂの吸込気流３２ａに合流する。空調戻り気流９３の一部はリビング３から天井６２付近を流れる排出気流９１よっても形成される。そして、空調機３０ｂは部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３の温度に近い空気温度を検出して運転制御される。

空調循環気流９２は反転するまでは排出気流８９や空調戻り気流９３に対向して流れ、周囲の空気を巻き込み拡散していく。従って、空調循環気流９２の温度は、流れる距離が長くなるにつれて、冷房時は空調機３０ｂの吹出気流３３ｂの温度より上がり、暖房時は吹出気流３３ｂの温度より下がる。
空調機３０ｂの吹出気流３３ｂと周囲の空気との混合により、部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３に吹き出す吹出気流４４の温度と、部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３の室温との差は、空調機３０ｂの吹出気流３３ｂの温度と、部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３の室温との差より小さくなるので、室内にいる人は吹出気流４４の温度差によるストレスを感じにくくなるので快適性が高まる。

また、建物６１の外から玄関ドアー７０を開けて室内に入った時に、冷房時には部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３の温度よりも低く、暖房時には部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３の温度よりも高い温度の空調循環気流９２に触れるので、屋外で感じていた暑さや寒さを玄関２で和らげることができ、また玄関ドアー７０から侵入する外気が直接に部屋Ａ６３、部屋Ｂ６４、及びリビング３に侵入することを防ぐこともできる。

また、高気密高断熱住宅等では、常時換気のために熱交換換気装置が設置されるが、この換気装置の室外空気吹出口も玄関２の天井６２に設ければ、空調循環気流９２と混合して部屋Ａ６３及び部屋Ｂ６４に送られ、玄関ドアー７０が開いたときは熱交換換気装置から吹き出す室外空気は静圧が高く、玄関ドアー７０の開口部から室外に流出しやすいので、外気の侵入をより少なくすることができる。

なお、建物が大きい場合は、建物内を分割してゾーンに分け、上記実施の形態１と上記実施の形態２を組み合わせて使うこともできる。
実施の形態１、実施の形態２ともに、建物内で人の移動空間を利用している。これらの空間は居住者が長く居るところではないので、空調機や送風機の性能を発揮しやすいように機器を配置できるし、これらの機器の運転音も居住者に影響しにくい場所である。さらに、送風機も収納しやすい。
さらに、空調機３０ａは階段室１２の廊下１１の上方に設置され、略水平方向へ吹き出すので、階段室１２を行き来する人が吹出気流３３ａに直接当たることもない。

階段室や廊下などの居住者の移動空間を用いて容易に室内すべてを空調することができ、また建物内を空調機の能力に合わせて複数のゾーンに分け空調できるので、床面積の大きい商業施設や病院などの建物の空調にも適用できる。

１ 建物
１２ 階段室
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 吹出グリル（吸気部）
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 吹出グリル（吸気部）
３０ａ 空調機
３３ 空調機の吹出気流
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ ２階用送風機
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ １階用送風機
５２ 排気部
５５ 排出部
６１ 建物
６６ 廊下
６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ 吹出グリル
３０ｂ 空調機
８０ 天井用送風機
８１ 床下用送風機
９０ 排出部

Claims (10)

1. 建物には、複数の部屋に隣接するリターン区画を形成し、
   前記部屋には、送風機から送られる空気を吹き出す吸気部を設け、
   前記部屋と前記リターン区画との間には、前記部屋から前記リターン区画に向けた排出気流を形成する排気部を設け、
   前記リターン区画に、複数台の前記送風機と少なくとも１台の空調機とを設置する
   ことを特徴とする空調システムの施工方法。
2. 前記建物内の階段室を前記リターン区画としたことを特徴とする請求項１に記載の空調システムの施工方法。
3. 前記建物内の廊下を前記リターン区画としたことを特徴とする請求項１に記載の空調システムの施工方法。
4. 前記空調機からの吹出気流の吹出方向を避けて前記送風機の吸込口を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空調システムの施工方法。
5. 前記空調機からの吹出気流の吹出口の下方に前記送風機の吸込口を設置するとともに、前記空調機からの前記吹出気流の吹出方向が略水平であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空調システムの施工方法。
6. 前記空調機の上方に少なくとも１つ以上の排気部を設けたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の空調システムの施工方法。
7. 複数の前記送風機の合計送風量が前記空調機の空調風量よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の空調システムの施工方法。
8. 建物内には、
   複数の部屋と、リターン区画とを有し、
   前記部屋には、送風機から送られる空気を吹き出す吸気部を設け、
   前記部屋には、前記部屋から前記リターン区画に向けた排出気流を形成する排気部を設け、
   前記リターン区画に、複数台の前記送風機と少なくとも１台の空調機とを設置し、
   前記リターン区画の前記空気を、前記吸気部から前記部屋に導き、
   前記部屋の前記空気を、前記排気部から前記リターン区画に導く
   空調システムの設計方法であって、
   前記建物についての空調負荷計算によって前記空調機の空調能力を決定する空調能力決定ステップと、
   前記部屋のそれぞれの容積から、それぞれの前記部屋に送風する送風量を決定する送風量決定ステップと、
   前記送風量決定ステップで決定したそれぞれの前記部屋への前記送風量を合算した合計送風量を算出する合計送風量算出ステップと、
   前記合計送風量算出ステップで決定した前記合計送風量から、前記空調機の最適空調風量を決定する空調風量決定ステップと
   を有し、
   前記送風量決定ステップで決定した前記送風量から、それぞれの前記部屋に送風する前記送風機を選定し、
   前記空調能力決定ステップで決定した前記空調能力を備え、前記空調風量決定ステップで決定した前記最適空調風量以下の空調風量を風量設定できる前記空調機を選定する
   ことを特徴とする空調システムの設計方法。
9. 前記空調能力決定ステップで決定した前記空調能力を備えた前記空調機が、前記空調風量決定ステップで決定した前記最適空調風量以下の前記空調風量を風量設定できない場合には、前記空調機で設定できる最少空調風量が前記合計送風量の７０％以下となるように前記送風機を選定する
   ことを特徴とする請求項８に記載の空調システムの設計方法。
10. 風量を調整できる風量調整手段を備えた前記送風機を選定する
    ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の空調システムの設計方法。

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