JP2022054581A - Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の空間を空調する空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system that air-conditions a plurality of spaces.
従来、住居に対して全館空調機での空調が行なわれている。また、省エネルギー住宅需要の高まりと規制強化に伴い、高断熱・高気密住宅が増加していくことが予想されており、その特徴に適した空調システムが要望されている。 Conventionally, air conditioning is performed in the entire building with an air conditioner in the entire building. In addition, it is expected that the number of highly insulated and airtight houses will increase with the increase in demand for energy-saving houses and the tightening of regulations, and there is a demand for air conditioning systems suitable for these characteristics.
こうした空調システムとして、複数の空間(居室)等における空気の温湿度が目標温湿度となるように、複数の空間等から空調室に搬送されてくる空気を、空調室内において所定の温湿度に空調した上で、複数の空間等のそれぞれに搬送する全館空調システムが知られている(例えば、特許文献1)。 As such an air-conditioning system, the air transported from a plurality of spaces or the like to the air-conditioning room is air-conditioned to a predetermined temperature and humidity in the air-conditioning room so that the temperature and humidity of the air in the plurality of spaces (living rooms) become the target temperature and humidity. Then, there is known a whole-building air-conditioning system that transports air to each of a plurality of spaces (for example, Patent Document 1).
従来の全館空調システムでは、空調室内に設置された空調機(エアコンディショナー)によって空調室内の空気の温度を温調制御し、同じく空調室内に設置された加湿装置によって空調室内の空気の湿度を加湿制御している。そして、空調室内の空間を分割してそれぞれの空間で温調制御と加湿制御とを効率的に行っている。しかしながら、従来の全館空調システムでは、空調機で温調するための風量とは別に、加湿装置で風量を発生させて加湿していた。空調機の風量は大きく、居室を空調するための風量以上に余力をもっているが、加湿装置は、小型のファンを搭載しているだけのため、風量に余裕がなく、エネルギー効率も悪いという課題があった。 In the conventional whole building air conditioning system, the temperature of the air in the air conditioning room is controlled by the air conditioner (air conditioning conditioner) installed in the air conditioning room, and the humidity of the air in the air conditioning room is humidified by the humidifying device also installed in the air conditioning room. I am in control. Then, the space in the air-conditioning room is divided, and temperature control and humidification control are efficiently performed in each space. However, in the conventional air-conditioning system for the entire building, a humidifying device is used to generate an air volume in addition to the air volume for controlling the temperature with the air conditioner for humidification. The air volume of the air conditioner is large and has more power than the air volume for air-conditioning the living room, but since the humidifier is only equipped with a small fan, there is a problem that the air volume is not enough and the energy efficiency is poor. there were.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、省エネルギー化に寄与することが可能な加湿装置を用いた空調システムを提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides an air conditioning system using a humidifying device capable of contributing to energy saving.
この目的を達成するため、本発明に係る空調システムは、屋内外から空気を導入可能に構成された空調室と、空調室に設置され、空調室の空気を温調する空調機と、空調室に設置され、空調機によって温調された空気を加湿する加湿装置と、空調室の空気を空調室とは独立した複数の屋内空間に搬送する複数の搬送ファンと、を備える。そして、加湿装置は、空調機によって温調された空気が装置内に流入する流路に配置され、装置内に流入する空気によって回転する風車と、風車に固定され、風車の回転とともに回転する回転軸と、鉛直方向下方に揚水口を有し、回転軸に固定され、回転軸とともに回転することにより揚水口から揚水し、揚水した水を遠心方向に放出する筒状の揚水管と、揚水管より放出された水が衝突することにより、その水を微細化するとともに、微細化された水滴の一部を捕集するエリミネータと、揚水管の鉛直方向下方に設けられ、揚水口より揚水される水を貯水する貯水部と、を有して構成されることを特徴とするものである。 In order to achieve this object, the air conditioning system according to the present invention includes an air conditioning room configured to allow air to be introduced from indoors and outdoors, an air conditioner installed in the air conditioning room to control the temperature of the air in the air conditioning room, and an air conditioning room. It is equipped with a humidifying device that humidifies the air temperature-controlled by the air conditioner, and a plurality of transport fans that transport the air in the air-conditioned room to a plurality of indoor spaces independent of the air-conditioned room. The humidifying device is arranged in a flow path where the air temperature controlled by the air conditioner flows into the device, and is fixed to a wind turbine that is rotated by the air that flows into the device and a rotation that rotates with the rotation of the wind turbine. A tubular pumping pipe and a pumping pipe that have a shaft and a pumping port vertically downward and are fixed to the rotating shaft, pump water from the pumping port by rotating with the rotating shaft, and discharge the pumped water in the centrifugal direction. When the discharged water collides, the water is refined, and an eliminator that collects a part of the atomized water droplets and a water pump are installed vertically below the pumping pipe and are pumped from the pumping port. It is characterized by having a water storage unit for storing water and a water storage unit.
本発明によれば、省エネルギー化に寄与することが可能な加湿装置を用いた空調システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an air conditioning system using a humidifying device that can contribute to energy saving.
本発明に係る空調システムは、屋内外から空気を導入可能に構成された空調室と、空調室に設置され、空調室の空気を温調する空調機と、空調室に設置され、空調機によって温調された空気を加湿する加湿装置と、空調室の空気を空調室とは独立した複数の屋内空間に搬送する複数の搬送ファンと、を備える。そして、加湿装置は、空調機によって温調された空気が装置内に流入する流路に配置され、装置内に流入する空気によって回転する風車と、風車に固定され、風車の回転とともに回転する回転軸と、鉛直方向下方に揚水口を有し、回転軸に固定され、回転軸とともに回転することにより揚水口から揚水し、揚水した水を遠心方向に放出する筒状の揚水管と、揚水管より放出された水が衝突することにより、その水を微細化するとともに、微細化された水滴の一部を捕集するエリミネータと、揚水管の鉛直方向下方に設けられ、揚水口より揚水される水を貯水する貯水部と、を有して構成されることを特徴とするものである。 The air-conditioning system according to the present invention is installed in an air-conditioning room configured to allow air to be introduced from indoors and outdoors, an air-conditioner installed in the air-conditioning room to control the temperature of the air in the air-conditioning room, and an air-conditioning room installed in the air-conditioning room. It is provided with a humidifying device that humidifies the temperature-controlled air, and a plurality of transport fans that transport the air in the air-conditioned room to a plurality of indoor spaces independent of the air-conditioned room. The humidifying device is arranged in a flow path where the air temperature controlled by the air conditioner flows into the device, and is fixed to a wind turbine that is rotated by the air that flows into the device and a rotation that rotates with the rotation of the wind turbine. A tubular pumping pipe and a pumping pipe that have a shaft and a pumping port vertically downward and are fixed to the rotating shaft, pump water from the pumping port by rotating with the rotating shaft, and discharge the pumped water in the centrifugal direction. When the discharged water collides, the water is refined, and an eliminator that collects a part of the atomized water droplets and a water pump are installed vertically below the pumping pipe and are pumped from the pumping port. It is characterized by having a water storage unit for storing water and a water storage unit.
こうした構成によれば、風車が空調機からの空気の送風量に応じた風圧を受けて回転軸を回転させ、この回転軸の回転によって揚水管を回転させるので、従来の加湿装置のように回転モータの動力によって回転軸を回転させる場合と比較して、加湿装置によるエネルギー消費を抑制することができる。このため、加湿装置のエネルギー効率を向上させることができる。つまり、省エネルギー化に寄与することが可能な加湿装置を用いた空調システムとすることができる。 According to such a configuration, the wind turbine receives the wind pressure according to the amount of air blown from the air conditioner to rotate the rotating shaft, and the rotation of the rotating shaft rotates the pumping pipe, so that the wind turbine rotates like a conventional humidifier. Compared with the case where the rotating shaft is rotated by the power of the motor, the energy consumption by the humidifying device can be suppressed. Therefore, the energy efficiency of the humidifier can be improved. That is, it is possible to make an air conditioning system using a humidifying device that can contribute to energy saving.
また、本発明に係る空調システムは、回転軸を回転可能に取り付けられた回転モータをさらに備える。そして、回転モータは、風車による揚水管の回転数が設定回転数となるように回転数を調整する。これにより、空調機からの空気の送風量(風圧)にバラツキが生じたとしても、回転軸の回転数が設定回転数に維持されるので、揚水管を設定回転数で回転させることができる。このため、加湿装置による加湿能力を安定化させることができる。 Further, the air conditioning system according to the present invention further includes a rotary motor to which a rotary shaft is rotatably attached. Then, the rotary motor adjusts the rotation speed so that the rotation speed of the pumping pipe by the wind turbine becomes the set rotation speed. As a result, even if the amount of air blown from the air conditioner (wind pressure) varies, the rotation speed of the rotating shaft is maintained at the set rotation speed, so that the pumping pipe can be rotated at the set rotation speed. Therefore, the humidifying capacity of the humidifying device can be stabilized.
また、本発明に係る空調システムでは、回転モータは、空調機の送風量に関する情報に基づいて、風車による揚水管の回転数が不足する場合に回転数を増加させるように動作し、回転数が過剰となる場合に回転数を減少させるように動作することが好ましい。このようにすることで、空調機からの空気の送風量(風圧)にバラツキが生じたとしても、回転モータの最小限の動力によって、回転軸の回転数をより高精度に設定回転数に維持することができる。 Further, in the air conditioning system according to the present invention, the rotary motor operates so as to increase the rotation speed when the rotation speed of the pumping pipe by the wind turbine is insufficient, based on the information regarding the amount of air blown by the air conditioner. It is preferable to operate so as to reduce the number of revolutions when the amount becomes excessive. By doing so, even if the amount of air blown from the air conditioner (wind pressure) varies, the rotation speed of the rotating shaft can be maintained at the set rotation speed with higher accuracy by the minimum power of the rotating motor. can do.
また、本発明に係る空調システムでは、風車は、回転軸を中心にして遠心方向に沿って設けられた複数の固定羽根を有し、風車では、鉛直方向上方から装置内に導入された空気は、固定羽根に当たることによってエリミネータに向かって遠心方向に吹き出すように構成されている。これにより、遠心方向に吹き出された空気と、遠心方向に放出された水滴とをエリミネータにおいて混ざり合させ、エリミネータを流通する空気に対して微細化された水を含ませることができる。このため、加湿装置の加湿性能を向上させることができ、空調室の空気に対する加湿量を増加させることができる。 Further, in the air conditioning system according to the present invention, the wind turbine has a plurality of fixed blades provided along the centrifugal direction about the axis of rotation, and in the wind turbine, the air introduced into the apparatus from above in the vertical direction is introduced. , It is configured to blow out toward the eliminator in the centrifugal direction by hitting the fixed blade. As a result, the air blown out in the centrifugal direction and the water droplets discharged in the centrifugal direction can be mixed in the eliminator, and the air flowing through the eliminator can be contained with finely divided water. Therefore, the humidifying performance of the humidifying device can be improved, and the amount of humidification for the air in the air conditioning chamber can be increased.
また、本発明の空調システムでは、揚水管には、回転軸の軸方向に互いに所定間隔を有して配置され、揚水管の外周面から遠心方向に突出して形成された複数の回転板が形成されていることが好ましい。これにより、揚水管では、揚水された水を、揚水管から回転板を伝って遠心方向に放出し、水滴としてエリミネータに向かって確実に飛散させることができる。 Further, in the air conditioning system of the present invention, the pumping pipes are arranged at predetermined intervals in the axial direction of the rotating shaft, and a plurality of rotating plates formed so as to project in the centrifugal direction from the outer peripheral surface of the pumping pipe are formed. It is preferable that it is. As a result, in the pumping pipe, the pumped water can be discharged from the pumping pipe in the centrifugal direction through the rotating plate and surely scattered toward the eliminator as water droplets.
また、本発明に係る空調システムでは、風車は、回転板の鉛直方向上方において揚水管と重畳して配置されていることが好ましい。これにより、風車と回転板とが実質的に一体化して構成できるので、加湿装置を小型化することができる。このため、こうした加湿装置を用いた空調システムでは、空調室を小型化することができる。 Further, in the air conditioning system according to the present invention, it is preferable that the wind turbine is arranged so as to be superimposed on the pumping pipe in the vertical direction above the rotating plate. As a result, the wind turbine and the rotating plate can be substantially integrated, so that the humidifying device can be miniaturized. Therefore, in an air conditioning system using such a humidifying device, the air conditioning chamber can be miniaturized.
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。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are examples that embody the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention. Further, each figure described in the embodiment is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in each figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. ..
(実施の形態1)
まず、図1を参照して、本実施の形態1に係る空調システム20について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る空調システム20の接続概略図である。
(Embodiment 1)
First, the
空調システム20は、複数の搬送ファン3(搬送ファン3a,3b)と、熱交換気扇4と、複数のダンパー5(ダンパー5a,5b)と、複数の循環口6(循環口6a,6b,6c,6d)と、複数の居室排気口7(居室排気口7a,7b,7c,7d)と、複数の居室給気口8(居室給気口8a,8b,8c,8d)と、居室温度センサ11(居室温度センサ11a,11b,11c,11d)と、居室湿度センサ12(居室湿度センサ12a,12b,12c,12d)と、エアコンディショナー(空調機)13と、加湿装置16と、集塵フィルタ17と、入出力端末19と、システムコントローラ14(空調システムコントローラに該当)と、を備えて構成される。
The
空調システム20は、建物の一例である一般住宅1内に設置される。一般住宅1は、複数(本実施の形態では4つ)の居室2(居室2a,2b,2c,2d)に加え、居室2と独立した少なくとも1つの空調室18を有している。ここで一般住宅1(住宅)とは、居住者がプライベートな生活を営む場として提供された住居であり、一般的な構成として居室2にはリビング、ダイニング、寝室、個室、子供部屋等が含まれる。また空調システム20が提供する居室にトイレ、浴室、洗面所、脱衣所等を含んでもよい。
The
ここで居室2aには、循環口6a、居室排気口7a、居室給気口8a、居室温度センサ11a、居室湿度センサ12a、システムコントローラ14、及び入出力端末19が設置されている。また、居室2bには、循環口6b、居室排気口7b、居室給気口8b、居室温度センサ11b、及び居室湿度センサ12bが設置されている。また、居室2cには、循環口6c、居室排気口7c、居室給気口8c、居室温度センサ11c、及び居室湿度センサ12cが設置されている。また、居室2dには、循環口6d、居室排気口7d、居室給気口8d、居室温度センサ11d、及び居室湿度センサ12dが設置されている。
Here, in the living room 2a, a
一方、空調室18には、搬送ファン3a、搬送ファン3b、ダンパー5a、ダンパー5b、エアコンディショナー13、集塵フィルタ17、及び加湿装置16が設置されている。より詳細には、空調室18内を流れる空気の流通経路の上流側から、エアコンディショナー13、集塵フィルタ17、加湿装置16、搬送ファン3(搬送ファン3a、3b)、ダンパー5(ダンパー5a、5b)の順にそれぞれ配置されている。
On the other hand, in the
空調室18では、各居室2から循環口6を通って搬送された空気(屋内の空気)と、熱交換気扇4により取り込まれて熱交換された外気(屋外の空気)とが混合される。空調室18の空気は、空調室18内に設けられたエアコンディショナー13及び加湿装置16によって温度及び湿度がそれぞれ制御され、すなわち空調されて、居室2に搬送すべき空気が生成される。空調室18にて空調された空気は、搬送ファン3により、各居室2に搬送される。ここで、空調室18は、エアコンディショナー13、加湿装置16、及び集塵フィルタ17などが配置でき、各居室2の空調をコントロールできる一定の広さを備えた空間を意味するが、居住空間を意図するものではなく、基本的に居住者が滞在する部屋を意味するものではない。
In the air-
各居室2の空気は、循環口6により空調室18へ搬送される他、居室排気口7により熱交換気扇4を通して熱交換された後、屋外へ排出される。空調システム20は、熱交換気扇4によって各居室2から内気(屋内の空気)を排出しつつ、屋内に外気(屋外の空気)を取り込むことで、第1種換気方式の換気が行われる。熱交換気扇4の換気風量は、複数段階で設定可能に構成されており、その換気風量は、法令で定められた必要換気量を満たすように設定される。
The air in each living room 2 is conveyed to the
熱交換気扇4は、内部に給気ファン及び排気ファン(図示せず)を有して構成され、各ファンを動作させることによって、内気(屋内の空気)と外気(屋外の空気)との間で熱交換しながら換気する。この際、熱交換気扇4は、熱交換した外気を空調室18に搬送する。
The heat exchange air fan 4 is configured to have an air supply fan and an exhaust fan (not shown) inside, and by operating each fan, between the inside air (indoor air) and the outside air (outdoor air). Ventilate while exchanging heat with. At this time, the heat exchange air fan 4 conveys the heat exchanged outside air to the
搬送ファン3は、空調室18の壁面(底面側の壁面)に設けられている。そして、空調室18の空気は、搬送ファン3によって搬送ダクトを介して居室給気口8から居室2に搬送される。より詳細には、空調室18の空気は、搬送ファン3aによって一般住宅1の一階に位置する居室2a及び居室2bにそれぞれ搬送されるとともに、搬送ファン3bによって一般住宅1の二階に位置する居室2c及び居室2dにそれぞれ搬送される。なお、各居室2の居室給気口8に接続される搬送ダクトは、それぞれ独立して設けられる。
The transfer fan 3 is provided on the wall surface (wall surface on the bottom surface side) of the
ダンパー5は、搬送ファン3から各居室2に空気を搬送する際、ダンパー5の開度を調整することによって各居室2への送風量を調節する。より詳細には、ダンパー5aは、一階に位置する居室2a及び居室2bへの送風量を調整するとともに、ダンパー5bは、二階に位置する居室2c及び居室2dへの送風量を調整する。
The damper 5 adjusts the amount of air blown to each living room 2 by adjusting the opening degree of the damper 5 when the air is conveyed from the transport fan 3 to each living room 2. More specifically, the
各居室2(居室2a~2d)の空気の一部は、それぞれ対応する循環口6(循環口6a~6d)によって、循環ダクトを介して空調室18に搬送される。ここで、循環口6により搬送される空気は、搬送ファン3によって空調室18から各居室2に搬送される風量(給気風量)と、熱交換気扇4によって居室排気口7から屋外に排気される風量(排気風量)の差分だけ、循環空気として自然に空調室18に搬送される。なお、空調室18と各居室2とを接続する循環ダクトは、それぞれ独立して設けられてもよいが、循環ダクトの一部である複数の支流ダクトを途中より合流させて1つの循環ダクトに統合した後、空調室18に接続するようにしてもよい。
A part of the air in each living room 2 (living rooms 2a to 2d) is conveyed to the
各循環口6(循環口6a~6d)は、上述の通り、各居室2(居室2a~2d)から空調室18に屋内の空気を搬送するための開口である。
As described above, each circulation port 6 (
各居室排気口7(居室排気口7a~7d)は、上述の通り、各居室2(居室2a~2d)から熱交換気扇4に屋内の空気を搬送するための開口である。
As described above, each living room exhaust port 7 (living
各居室給気口8(居室給気口8a~8d)は、上述の通り、空調室18から各居室2(居室2a~2d)に空調室18内の空気を搬送するための開口である。
As described above, each living room air supply port 8 (living room
居室温度センサ11(居室温度センサ11a~11d)は、対応する居室2(居室2a~2d)それぞれの居室温度(室内温度)を取得して、システムコントローラ14に送信するセンサである。
The living room temperature sensors 11 (living room temperature sensors 11a to 11d) are sensors that acquire the living room temperature (room temperature) of each of the corresponding living room 2 (living room 2a to 2d) and transmit it to the
居室湿度センサ12(居室湿度センサ12a~12d)は、対応する居室2(居室2a~2dそれぞれの居室湿度(室内湿度)を取得して、システムコントローラ14に送信するセンサである。
The living room humidity sensor 12 (living
エアコンディショナー13は、空調機に該当するものであり、空調室18の空調を制御する。エアコンディショナー13は、空調室18の空気の温度が設定温度(空調室目標温度)となるように、空調室18の空気を冷却又は加熱する。ここで、設定温度には、ユーザによって設定された目標温度(居室目標温度)と居室温度との温度差から必要熱量を算出して、その結果に基づいた温度に設定される。
The
加湿装置16は、空調室18内のエアコンディショナー13の下流側に位置しており、各居室2の空気の湿度(居室湿度)が、ユーザによって設定された目標湿度(居室目標湿度)よりも低い場合に、その湿度が目標湿度となるように、空調室18の空気を加湿する。また、ここで扱う湿度は、それぞれ相対湿度で示されるが、所定の変換処理にて絶対湿度として扱ってもよい。この場合、居室2の湿度を含めて空調システム20での取り扱い全体を絶対湿度として取り扱うのが好ましい。
The
集塵フィルタ17は、空調室18内に導入される空気中に浮遊する粒子を捕集する集塵フィルタである。集塵フィルタ17は、循環口6を通して空調室18内に搬送された空気中に含まれる粒子を捕集することで、搬送ファン3によって屋内に供給する空気を清浄な空気にする。
The
システムコントローラ14は、空調システム20全体を制御するコントローラである。システムコントローラ14は、熱交換気扇4、搬送ファン3、ダンパー5、居室温度センサ11、居室湿度センサ12、エアコンディショナー13、加湿装置16のそれぞれと、無線通信により通信可能に接続されている。
The
また、システムコントローラ14は、居室温度センサ11及び居室湿度センサ12により取得された各居室2それぞれの居室温度及び居室湿度と、居室2a~2d毎に設定された目標温度(居室目標温度)及び目標湿度(居室目標湿度)等に応じて、空調機としてのエアコンディショナー13、加湿装置16、搬送ファン3の風量、及びダンパー5の開度を制御する。なお、搬送ファン3の風量は、ファンごとに個別に制御してもよい。
Further, the
これにより、空調室18にて空調された空気が、各搬送ファン3及び各ダンパー5に設定された風量で各居室2に搬送される。よって、各居室2の居室温度及び居室湿度が、目標温度(居室目標温度)及び目標湿度(居室目標湿度)となるように制御される。
As a result, the air conditioned in the air-conditioned
ここで、システムコントローラ14と、熱交換気扇4、搬送ファン3、ダンパー5、居室温度センサ11、居室湿度センサ12、エアコンディショナー13、及び加湿装置16とが、無線通信で接続されることにより、複雑な配線工事を不要とすることができる。ただし、これら全体を、又は、システムコントローラ14とこれらの一部を、有線通信により通信可能に構成してもよい。
Here, the
入出力端末19は、システムコントローラ14と無線通信により通信可能に接続され、空調システム20を構築する上で必要な情報の入力を受け付けてシステムコントローラ14に記憶させたり、空調システム20の状態をシステムコントローラ14から取得して表示したりするものである。入出力端末19は、携帯電話、スマートフォン、タブレットといった携帯情報端末が例として挙げられる。
The input /
なお、入出力端末19は、必ずしも無線通信によりシステムコントローラ14と接続される必要はなく、有線通信により通信可能にシステムコントローラ14と接続されてもよい。この場合、入出力端末19は、例えば、壁掛のリモートコントローラにより実現されるものであってもよい。
The input /
次に、図2を参照して、加湿装置16の構成について説明する。図2は、空調システム20を構成する加湿装置16の概略断面図である。
Next, the configuration of the
加湿装置16は、空調室18内のエアコンディショナー13の下流側に位置しており、空調室18内の空気を遠心水破砕によって加湿するための装置である。加湿装置16は、図2示すように、空調室18内の空気を吸い込む吸込口31と、加湿した空気を空調室18内に吹き出す吹出口32と、吸込口31と吹出口32との間に設けられた風路と、この風路に設けられた液体微細化室33と、を備えている。
The
吸込口31は、加湿装置16の外枠を構成する筐体の上面に設けられ、エアコンディショナー13から送風される空気(気流)が流入する。吹出口32は、筐体の側面に設けられている。液体微細化室33は、加湿装置16の主要部であり、遠心水破砕方式によって水の微細化を行うところである。
The
具体的には、加湿装置16は、風車36と、風車36によって回転する回転軸35と、回転軸35に取り付けられた回転モータ34と、筒状の揚水管37と、貯水部40と、第一エリミネータ41と、第二エリミネータ42と、を備えている。
Specifically, the
風車36は、後述する揚水管37(より正確には回転板38)の鉛直方向上方に重畳して配置され、空調室18(エアコンディショナー13)から装置内に流入する空気によって回転するファンである。風車36は、回転軸35に固定されており、風車36の回転に合わせて回転軸35を回転させるとともに、装置内に流入した空気を液体微細化室33内に導入する。さらに、風車36は、回転軸35を介して揚水管37と一体的に回転するように構成されている。詳細は後述する。
The
回転軸35は、風車36の回転に合わせて回転する鉛直方向に沿った軸である。回転軸35には、軸の鉛直方向下方において揚水管37が固定され、軸の鉛直方向上方において回転モータ34が固定されている。そして、回転軸35には、揚水管37と回転モータ34とに挟まれる位置に風車36が固定されている。
The
回転モータ34は、回転軸35を回転可能に取り付けられたモータであり、電力によって回転軸35を回転させたり、回転軸35の回転を制限したりする。そして、回転モータ34は、風車36による揚水管37の回転数が設定回転数となるように回転数を調整する。より詳細には、回転モータ34は、システムコントローラ14からの制御信号に含まれるエアコンディショナー13の風量(送風量)に関する情報に基づいて、風車36による揚水管37の回転数が不足する場合に回転数を増加させるように動作し、回転数が過剰となる場合に回転数を減少させるように動作する。つまり、回転モータ34は、風車36の回転が適正な回転数となるように補助する役割を有する。
The
揚水管37は、液体微細化室33の内側において回転軸35に固定され、風車36(回転軸35)の回転に合わせて回転しながら、鉛直方向下方に備えた円形状の揚水口から水を汲み上げる。より詳細には、揚水管37は、逆円錐形の中空構造となっており、鉛直方向下方に円形状の揚水口を備えるとともに、揚水管37の上方であって逆円錐形の天面中心に、鉛直方向に向けて配置された回転軸35が固定されている。回転軸35が、液体微細化室33の鉛直方向上方に位置する風車36と接続されることで、風車36の回転運動が回転軸35を通じて揚水管37に伝導され、揚水管37が回転する。
The pumping
揚水管37は、逆円錐形の天面側に、揚水管37の外面から外側に突出するように形成された複数の回転板38を備えている。複数の回転板38は、上下で隣接する回転板38との間に、回転軸35の軸方向に所定間隔を設けて、揚水管37の外面から外側に突出するように形成されている。回転板38は、揚水管37とともに回転するため、回転軸35と同軸の水平な円盤形状が好ましい。なお、回転板38の枚数は、目標とする性能あるいは揚水管37の寸法に合わせて適宜設定されるものである。
The pumping
また、揚水管37の壁面には、揚水管37の壁面を貫通する複数の開口39が設けられている。複数の開口39のそれぞれは、揚水管37の内部と、揚水管37の外面から外側に突出するように形成された回転板38の上面とを連通する位置に設けられている。
Further, the wall surface of the pumping
貯水部40は、揚水管37の鉛直方向下方において、揚水管37が揚水口より揚水する水を貯水する。貯水部40の深さは、揚水管37の下部の一部、例えば揚水管37の円錐高さの三分の一から百分の一程度の長さが浸るような深さに設計されている。この深さは、必要な揚水量に合わせて設計できる。また、貯水部40の底面は、揚水口に向けてすり鉢状に形成されている。貯水部40への水の供給は、給水部(図示せず)により行われる。
The
第一エリミネータ41は、空気が流通可能な多孔体であり、液体微細化室33の側方(遠心方向の外周部)に設けられ、遠心方向に空気が流通するように配置されている。第一エリミネータ41では、揚水管37の開口39から放出された水滴が衝突することで、水滴を微細化させるとともに、液体微細化室33を通過する空気に含められた水のうち水滴を捕集する。これにより、加湿装置16内を流れる空気には、気化された水のみが含まれるようになる。
The
第二エリミネータ42は、第一エリミネータ41の下流側に設けられ、鉛直方向上方に空気が流通するように配置されている。第一エリミネータ41もまた、空気が流通可能な多孔体であり、第一エリミネータ41を通過した空気が衝突することで、第一エリミネータ41を通過する空気に含められた水のうち水滴を捕集する。これにより、微細化された水滴を二つのエリミネータによって二重に捕集することで、粒径の大きな水滴をより精度よく捕集することができる。
The
次に、図3及び図4を参照して、加湿装置16を構成する風車36について説明する。図3は、加湿装置16を構成する風車36及び揚水管37の断面図である。図4(a)は、加湿装置16を構成する風車36の上面図であり、図4(b)は、風車36の固定羽根36aの断面図である。なお、図4(b)は、図4(a)のA-A線に沿った断面を外周側から回転軸35側を見た状態を示す。
Next, the
図3に示すように、加湿装置16では、エアコンディショナー13からの空気(気流)は、吸込口31(図2参照)と連通する吸込口31aから液体微細化室33内に流入し、風車36の固定羽根36aに衝突しつつ回転板36bに沿って外周側方へ流れる。この際、エアコンディショナー13からの空気が固定羽根36aに衝突することで、風車36に推進力(回転力)が加わり、風車36が回転する。
As shown in FIG. 3, in the
具体的には、風車36は、複数の固定羽根36aと、複数の固定羽根36aが取り付けられた回転板36bとを備える。
Specifically, the
回転板36bは、略円板状の形状であり、回転軸35側に位置する第一回転板部36b1と、第一回転板部36b1の外周側に位置する第二回転板部36b2と連結して構成される。第一回転板部36b1は、水平な円盤形状を有して形成され、第二回転板部36b2は、第一回転板部36b1の水平位置から外縁側に向かって下る緩やかな傾斜面を有して形成されている。そして、回転板36bでは、第一回転板部36b1の上面側に複数の固定羽根36aが設置されている。
The
複数の固定羽根36aは、エアコンディショナー13からの空気(気流)が衝突する部材である。複数の固定羽根36aは、図4(a)に示すように、回転板36bの上面側において、回転軸35を中心にして遠心方向に沿って、等間隔で放射状に設けられている。本実施の形態では、固定羽根36aは、10枚形成されている。
The plurality of fixed
複数の固定羽根36aのそれぞれは、図4(b)に示すように、その断面形状において、固定羽根36aの上流端P1が回転軸35に対して回転させる方向(回転方向)の上流側に位置し、下流端P2が回転軸35に対して回転させる方向と反対側の下流側に位置することで、回転軸35に対して回転させる方向に傾斜している。
As shown in FIG. 4B, each of the plurality of fixed
そして、風車36では、固定羽根36aが傾斜しているため、鉛直方向上方(上流側)からエアコンディショナー13からの空気が流入して固定羽根36aに衝突すると、エアコンディショナー13からの空気の風圧による力が回転方向に力を発生させるので、固定羽根36aが取り付けられた回転板36bが回転を始める。このようにして、上流から流入するエアコンディショナー13からの空気によって風車36が回転方向(反時計回りの方向)に回転する。図3に戻る。
In the
風車36は、図3に示すように、回転軸35の外周に位置する筐体管35aを介して回転軸35に固定されている。そして、回転軸35には、風車36の鉛直方向下方において揚水管37が接続されるとともに、風車36の鉛直方向上方において回転モータ34が接続される。
As shown in FIG. 3, the
より詳細には、揚水管37には、上述した通り、揚水管37の外面から外側に突出するように複数の回転板38が所定間隔を有して接続されている。一方、風車36は、回転板36bの上面に、風車36が回転した際に旋回流を生じさせる固定羽根36aを有して構成される。つまり、風車36(風車36の回転板36b)は、揚水管37に接続された回転板38の鉛直方向上方に重畳して配置されている。
More specifically, as described above, a plurality of
以上のように、風車36の回転板36bと揚水管37を構成する回転板38とは、回転軸35の回転に合わせて回転することで、一体的に回転するようになっている。
As described above, the
次に、図2を参照して、加湿装置16における加湿(水の微細化)の動作原理を説明する。なお、図2では、装置内での空気の流れと水の流れをそれぞれ矢印で示している。
Next, with reference to FIG. 2, the operating principle of humidification (miniaturization of water) in the
まず、加湿装置16の動作を開始すると、吸込口31からエアコンディショナー13の空気が流入し、風車36の固定羽根36aに衝突し、固定羽根36aに衝突する空気に押されて、風車36が回転するようになる。この際、回転モータ34による回転軸35の回転制限が解除される。
First, when the operation of the
そして、風車36は、設定回転数である第一回転数R1で回転軸35を回転させると、この回転に合わせて揚水管37が回転する。ここで、回転モータ34は、システムコントローラ14からの制御信号により、設定回転数となるように必要に応じて風車36による回転軸35の回転を補助する。つまり、回転モータ34は、上述した通り、エアコンディショナー13の風量(送風量)に関する情報に基づいて、風車36による揚水管37の回転数が不足する場合に回転数を増加させ、回転数が過剰となる場合に回転数を減少させる。そして、破線矢印で示す水の流れのように、風車36(回転軸35)の回転によって生じる遠心力により、貯水部40に貯水された水が揚水管37によって汲み上げられる。ここで、設定回転数である第一回転数R1は、例えば、加湿装置16からの空気の送風量及び空気への加湿量に応じて、2000rpm~5000rpmの間に設定される。
Then, when the
揚水管37は、逆円錐形の中空構造となっているため、回転によって汲み上げられた水は、揚水管37の内壁を伝って上部へ揚水される。そして、揚水された水は、揚水管37の開口39から回転板38を伝って遠心方向に放出され、水滴として飛散する。回転板38から飛散した水滴は、第一エリミネータ41に囲まれた空間(液体微細化室33)を飛翔し、第一エリミネータ41に衝突し、微細化される。一方、風車36を経由して液体微細化室33を通過する空気は、実線矢印で示す空気の流れのように、第一エリミネータ41によって破砕(微細化)された水を含みながら第一エリミネータ41の外周部へ移動する。そして、第一エリミネータ41から第二エリミネータ42に至る風路内を空気が流れる過程で、気流の渦が生じ、水と空気とが混合する。そして、水を含んだ空気は、第二エリミネータ42を通過する。これにより、加湿装置16は、吸込口31より吸い込んだ空気に対して加湿を行い、吹出口32より加湿された空気を吹き出すことができる。
Since the pumping
なお、微細化される液体は水以外でもよく、例えば、殺菌性あるいは消臭性を備えた次亜塩素酸水等の液体であってもよい。 The liquid to be refined may be other than water, and may be, for example, a liquid such as hypochlorite water having bactericidal or deodorant properties.
以上、実施の形態1に係る空調システム20によれば、以下の効果を享受することができる。
As described above, according to the
(1)空調システム20は、屋内外から空気を導入可能に構成された空調室18と、空調室18に設置され、空調室18の空気を温調するエアコンディショナー13と、空調室18に設置され、エアコンディショナー13によって温調された空気を加湿する加湿装置16と、空調室18の空気を空調室18とは独立した複数の屋内空間に搬送する複数の搬送ファン3と、を備える。そして、加湿装置16は、エアコンディショナー13によって温調された空気が装置内に流入する流路に配置され、装置内に流入する空気によって回転する風車36と、風車36に固定され、風車36の回転とともに回転する回転軸35と、鉛直方向下方に揚水口を有し、回転軸35に固定され、回転軸35とともに回転することにより揚水口から揚水し、揚水した水を遠心方向に放出する筒状の揚水管37と、揚水管37より放出された水が衝突することにより、その水を微細化するとともに、微細化された水滴の一部を捕集する第一エリミネータ41と、揚水管37の鉛直方向下方に設けられ、揚水口より揚水される水を貯水する貯水部40と、を有して構成した。
(1) The
こうした構成によれば、風車36がエアコンディショナー13からの空気の送風量に応じた風圧を受けて回転軸35を回転させ、この回転軸35の回転によって揚水管37を回転させるので、従来の加湿装置のように回転モータの動力によって回転軸を回転させる場合と比較して、加湿装置16によるエネルギー消費を抑制することができる。このため、加湿装置16のエネルギー効率を向上させることができる。つまり、省エネルギー化に寄与することが可能な加湿装置16を用いた空調システム20とすることができる。
According to such a configuration, the
(2)空調システム20は、回転軸35を回転可能に取り付けられた回転モータ34をさらに備える。そして、回転モータ34は、風車36による揚水管37の回転数が設定回転数となるように回転数を調整する。これにより、エアコンディショナー13からの空気の送風量(風圧)にバラツキが生じたとしても、回転軸35の回転数が設定回転数に維持されるので、揚水管37を設定回転数で回転させることができる。このため、加湿装置16による加湿能力を安定化させることができる。
(2) The
(3)空調システム20では、回転モータ34は、エアコンディショナー13の送風量に関する情報に基づいて、風車36による揚水管37の回転数が不足する場合に回転数を増加させるように動作し、回転数が過剰となる場合に回転数を減少させるように動作するようにした。これにより、エアコンディショナー13からの空気の送風量(風圧)にバラツキが生じたとしても、回転モータ34の最小限の動力によって、回転軸35の回転数をより高精度に設定回転数に維持することができる。
(3) In the
(4)空調システム20では、風車36は、回転軸35を中心にして遠心方向に沿って設けられた複数の固定羽根36aを有し、風車36では、鉛直方向上方から装置内に導入された空気は、固定羽根36aに当たることによって第一エリミネータ41に向かって遠心方向に吹き出すように構成した。これにより、遠心方向に吹き出された空気と、遠心方向に放出された水滴とを第一エリミネータ41において混ざり合させ、第一エリミネータ41を流通する空気に対して微細化された水を含ませることができる。このため、加湿装置16の加湿性能を向上させることができ、空調室18の空気に対する加湿量を増加させることができる。
(4) In the
(5)空調システム20では、揚水管37には、回転軸35の軸方向に互いに所定間隔を有して配置され、揚水管37の外周面から遠心方向に突出して形成された複数の回転板38を形成した。これにより、揚水管37では、揚水された水を、揚水管37から回転板38を伝って遠心方向に放出し、水滴として第一エリミネータ41に向かって確実に飛散させることができる。
(5) In the
(6)空調システム20では、風車36は、回転板38の鉛直方向上方において揚水管37と重畳して配置した。これにより、風車36と回転板38とが実質的に一体化して構成できるので、加湿装置16を小型化することができる。このため、こうした加湿装置16を用いた空調システム20では、空調室18を小型化することができる。
(6) In the
(7)空調システム20では、エアコンディショナー13の空気(気流)によって駆動する風車36の回転軸35を揚水管37と共有することで、エアコンディショナー13からの空気が流入し、風車36の固定羽根36aが流入した空気に押されて、回転方向に力を発生させて回転するようにした。これにより、加湿装置16として使用する消費電力は、回転の安定化のための回転モータ34の消費電力を使用するだけなので、加湿装置16の省エネルギー化を実現することができる。
(7) In the
(8)空調システム20では、加湿装置16を、エアコンディショナー13によって温調された空気を装置内に導入する風路に風車36があり、風車36を通過する空気に対して遠心破砕によって微細化した水を含ませて放出する構成とした。これにより、風車36によって加湿装置16内に空気を導入するので、搬送ファン3によって空調室18から搬送される空気量に依存せず、空調室18内の空気に対する加湿量を調整することができる。
(8) In the
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is easy to guess. For example, the numerical values given in the above embodiment are examples, and it is naturally possible to adopt other numerical values.
本実施の形態に係る空調システム20では、回転モータ34は、エアコンディショナー13の風量(送風量)に関する情報に基づいて、風車36の回転が目標回転数となるように制御したが、これに限られない。例えば、回転モータ34が風車36による回転数を検知し、検知した回転数に関する情報に基づいて、風車36の回転を目標回転数となるように制御してもよい。このようにしても同様の効果を享受することができる。
In the
また、本実施の形態に係る空調システム20では、空調室18内に、空調室18の空気の温度を検出する空調室温度センサを設けてもよい。これにより、空調室18内の湿度の調湿制御をより高精度に、且つ、確実に行うことができる。
Further, in the
また、本実施の形態では、居室として示しているが、居室は必ずしも人が居る必要はなく、一つの空間として捉えることができる。つまり、廊下あるいはキッチンもある程度区切られているのであれば1つの空間として捉えることができ、1つの居室に該当する。 Further, in the present embodiment, although it is shown as a living room, the living room does not necessarily have to have a person and can be regarded as one space. In other words, if the corridor or kitchen is also divided to some extent, it can be regarded as one space, and corresponds to one living room.
また、本実施の形態に係る空調システム20は、戸建て住宅あるいはマンション等の複合住宅に適用可能である。ただし、空調システム20を複合住宅に適用する場合には、1つのシステムが世帯単位に対応するものであり、各世帯を1つの居室とするものではない。
Further, the
本発明に係る空調システムは、省エネルギー化に寄与することが可能な加湿装置を用いた全館空調システムとして有用である。 The air-conditioning system according to the present invention is useful as a whole-building air-conditioning system using a humidifying device that can contribute to energy saving.
1 一般住宅
2、2a、2b、2c、2d 居室
3、3a、3b 搬送ファン
4 熱交換気扇
5、5a、5b ダンパー
6、6a、6b、6c、6d 循環口
7、7a、7b、7c、7d 居室排気口
8、8a、8b、8c、8d 居室給気口
11、11a、11b、11c、11d 居室温度センサ
12、12a、12b、12c、12d 居室湿度センサ
13 エアコンディショナー
14 システムコントローラ
16 加湿装置
17 集塵フィルタ
18 空調室
19 入出力端末
20 空調システム
31 吸込口
31a 吸込口
32 吹出口
33 液体微細化室
34 回転モータ
35 回転軸
35a 筐体管
36 風車
36a 固定羽根
36b 回転板
37 揚水管
38 回転板
39 開口
40 貯水部
41 第一エリミネータ
42 第二エリミネータ
P1 上流端
P2 下流端
1
Claims (6)
前記加湿装置は、
前記空調機によって温調された空気が装置内に流入する流路に配置され、装置内に流入する前記空気によって回転する風車と、
前記風車に固定され、前記風車の回転とともに回転する回転軸と、
鉛直方向下方に揚水口を有し、前記回転軸に固定され、前記回転軸とともに回転することにより前記揚水口から揚水し、揚水した水を遠心方向に放出する筒状の揚水管と、
前記揚水管より放出された水が衝突することにより、その水を微細化するとともに、微細化された水滴の一部を捕集するエリミネータと、
前記揚水管の鉛直方向下方に設けられ、前記揚水口より揚水される水を貯水する貯水部と、
を有して構成されることを特徴とする空調システム。 An air conditioning room configured to allow air to be introduced from the outside, an air conditioner installed in the air conditioning room to control the temperature of the air in the air conditioning room, and air installed in the air conditioning room and controlled by the air conditioner. An air conditioning system including a humidifying device for humidifying and a plurality of transport fans for transporting air in the air conditioning chamber to a plurality of indoor spaces independent of the air conditioning chamber.
The humidifier is
A wind turbine that is arranged in a flow path through which the air temperature-controlled by the air conditioner flows into the device and is rotated by the air that flows into the device.
A rotating shaft fixed to the wind turbine and rotating with the rotation of the wind turbine,
A cylindrical pumping pipe that has a pumping port downward in the vertical direction, is fixed to the rotating shaft, pumps water from the pumping port by rotating with the rotating shaft, and discharges the pumped water in the centrifugal direction.
When the water discharged from the pumping pipe collides with the water, the water is miniaturized and the eliminator that collects a part of the finely divided water droplets.
A water storage unit provided vertically below the pumping pipe and storing water pumped from the pumping port, and a water storage unit.
An air conditioning system characterized by having.
前記回転モータは、前記風車による前記揚水管の回転数が設定回転数となるように前記回転数を調整することを特徴とする請求項1に記載の空調システム。 Further equipped with a rotary motor rotatably attached to the rotary shaft,
The air conditioning system according to claim 1, wherein the rotary motor adjusts the rotation speed so that the rotation speed of the pumping pipe by the wind turbine becomes a set rotation speed.
前記風車では、鉛直方向上方から装置内に導入された空気は、前記固定羽根に当たることによって前記エリミネータに向かって遠心方向に吹き出すように構成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の空調システム。 The wind turbine has a plurality of fixed blades provided along the centrifugal direction about the axis of rotation.
The wind turbine has any one of claims 1 to 3, wherein the air introduced into the apparatus from above in the vertical direction is configured to blow out toward the eliminator in the centrifugal direction by hitting the fixed blades. The air conditioning system described in item 1.
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