JP2023088652A - ダクトシステム - Google Patents

Abstract

【課題】室内の局所的な空調空間毎に温度調整を可能としながら、室内全体の空調時のエネルギー損失及び消費電力を低減し、空調空間を含む室内全体の快適性を保つ。【解決手段】室内の局所的な空調空間に冷風又は温風を供給するダクトユニットと、ダクトユニットからの温風又は冷風を屋外に導出する排気流路とを備え、ダクトユニットは、空調空間に冷風を供給する冷風吹出口及び排気流路と連通する冷風排気口を有する冷風流路と、空調空間に温風を供給する温風吹出口及び排気流路と連通する温風排気口を有する温風流路と、冷風吹出口、温風吹出口、冷風排気口、温風排気口の開閉を切換える切換部とを含み、空調空間への冷風供給時に冷風吹出口から冷風を吹出すと共に温風排気口を介して温風を排気流路に排気し、空調空間への温風供給時に温風吹出口から温風を吹出すと共に冷風排気口を介して冷風を排気流路に排気するように切換える、ダクトシステム。【選択図】図１

Description

本発明は、可搬型空調装置を接続可能に構成されたダクトシステムに関するものである。

住宅や建物の室内に対する空調装置として、室内全体に対して一様に冷暖房、除湿等の温度調整を行うものが知られている。近年、リモートワークなど多様なワークスタイルが取り入れられ、オフィスに滞在する人数が日毎、時間毎に異なるようになりつつある。また、嗜好や温冷感はひとりひとり異なるため、室内全域の一様な空調では各人の温冷感に対応することができない。このため、オフィスに滞在するひとりひとりが、自身の体調や温冷感に合わせて個別に温度調整できるような空調システムが求められている。

例えば、装置本体内に、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ及び蒸発器が設けられ、蒸発器の周囲を通過して冷却された低温空気を、冷気として吹出すとともに、凝縮器の周囲を通過して加温された高温空気を、冷気の吹出方向から離間する方向に吹出して室内の上方へ排気する持ち運び可能な空調装置が開示されている（特許文献１参照）。

特許第４１２０８７０号公報

しかしながら、上述した持ち運び可能な空調装置は、専ら冷房を行うものであり、暖房を行うことができない。また、冷房時に凝縮器の周囲を通過して加温された高温の空気は、持ち運び可能な空調装置を設置した室内に排気されるので、室内の当該空調装置の冷風の吹出口から離れた空間の温度が上昇してしまい、室内全体の快適性が損なわれる。さらに、室内全体の空調装置を併用している場合にはエネルギーの損失及び消費電力が大きくなる。

本発明は、このような事情に対処することを課題としている。すなわち、室内の局所的な空調空間毎に温度調整を可能としながら、室内全体の空調におけるエネルギーの損失及び消費電力を低減すること、空調空間を含む室内全体の快適性を保つこと、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明の一態様は、以下の構成を具備するものである。
すなわち、本発明の一態様は、室内の局所的な空調空間に冷風又は温風を送風するダクトユニットと、前記ダクトユニットからの温風又は冷風を屋外に導出する排気流路と、を備え、前記ダクトユニットは、前記空調空間に冷風を供給する冷風吹出口及び前記排気流路と連通する冷風排気口を有する冷風流路と、前記空調空間に温風を供給する温風吹出口及び前記排気流路と連通する温風排気口を有する温風流路と、前記冷風吹出口、前記温風吹出口、前記冷風排気口及び前記温風排気口の開閉を切換える切換部と、を含み、前記切換部は、前記空調空間への冷風供給時に、前記冷風吹出口及び前記温風排気口を開状態とすると共に、前記冷風排気口及び前記温風吹出口を閉状態とするように切換え、前記空調空間への温風供給時に、前記温風吹出口及び前記冷風排気口を開状態とすると共に、前記温風排気口及び前記冷風吹出口を閉状態とするように切換える、ダクトシステムである。

このような特徴を備えたダクトシステムは、室内の局所的な空調空間毎に温度調整を可能としながら、室内全体の空調におけるエネルギーの損失及び消費電力を低減することができる。

本発明の実施形態に係るダクトシステムの全体構成を示した説明図である。 本発明の実施形態に係るダクトシステムにおける、ダクトユニットの構成を示す説明図であり、（Ａ）は、空調空間に冷風を供給する場合の説明図であり、（Ｂ）は、空調空間に温風を供給する場合の説明図である。 図２に示すダクトユニットのＡ－Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係るダクトシステムの変形例におけるダクトユニットの構成を示し、（Ａ）は、空調空間に冷風を供給する場合の説明図であり、（Ｂ）は、空調空間に温風を供給する場合の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るダクトシステム１の上面から観た全体構成を示す説明図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係るダクトシステム１は、室内の局所的な空調空間に冷風又は温風を送風するダクトユニット１０と、ダクトユニット１０からの温風又は冷風を屋外に導出する排気流路５０と、を備えている。
なお、ダクトユニット１０は、ダクトシステム１が設置される環境に応じて複数設けることができ、図１では、ダクトユニット１０が３つ設けられた例を示している。

ダクトユニット１０には、例えば、可搬型の空調装置等の冷熱ユニット２０が着脱可能となっている。冷熱ユニット２０は、圧縮機、凝縮器、及び蒸発器が熱媒体を循環させる配管により接続され、冷熱ユニットに取り込まれた空気を蒸発器５により冷却して冷風として吹き出すと共に、凝縮器により加熱して温風として吹き出す。

図２は、ダクトユニット１０の構成を示す説明図であり、図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。図２及び図３に示すように、ダクトユニット１０は、冷風流路１１と、温風流路１２とを備えている。
冷風流路１１の一端側には、冷熱ユニット２０の冷風吹出口と接続される冷風吸込口２２が設けられ、他端側には、室内の局所的な空調空間３０に冷風を供給する冷風吹出口１４が設けられている。空調空間３０の広さは、冷熱ユニット２０の能力に応じて適宜定めることができる。図１には、例えば、オフィスなどにおいて一人が執務を行う程度の広さを想定し「ひとりスペース」として示している。

また、冷風流路１１には、冷風吸込口２２と冷風吹出口１４との間に排気流路５０と連通する冷風排気口１３が設けられている。冷風排気口１３は、冷風排気管２１により排気流路５０と接続されている。冷風吹出口１４及び冷風排気口１３には、冷風吹出口１４及び冷風排気口１３の開閉を切換える切換部としての第１ダンパ１７が設けられている。
第１ダンパ１７は、図示しない制御部によって切り替え制御が行われる。制御部では、冷熱ユニット２０が冷房運転を行う場合に、冷房モードとして、冷風吹出口１４を開状態として冷風排気口１３と閉状態とするように第１ダンパ１７を切換える。一方、制御部は、冷熱ユニット２０が暖房運転を行う場合に、暖房モードとして、冷風吹出口１４を閉状態として冷風排気口１３を開状態とするように第１ダンパ１７を切換える。

同様に、温風流路の一端側には、冷熱ユニット２０の温風吹出口と接続される温風吸込口２３が設けられ、他端側には、空調空間３０に温風を供給する温風吹出口１６が設けられている。

また、温風流路１２には、温風吸込口２３と温風吹出口１６との間に排気流路５０と連通する温風排気口１５が設けられている。温風排気口１５は、温風排気管１９により排気流路５０と接続されている。温風吹出口１６及び温風排気口１５には、温風吹出口１６及び温風排気口１５の開閉を切換える切換部としての第２ダンパ１８が設けられている。

第２ダンパ１８は、図示しない制御部によって切換え制御が行われる。制御部では、冷熱ユニット２０が冷房運転を行う場合に、暖房モードとして、温風吹出口１６を開状態として温風排気口１５と閉状態とするように第２ダンパ１８を切換える。一方、制御部は、冷熱ユニット２０が暖房運転を行う場合に、暖房モードとして、温風吹出口１６を閉状態として温風排気口１５を開状態とするように第２ダンパ１８を切換える。

冷風流路１１と温風流路１２との間には、断熱材５１が設けられ、冷風流路１１を通過する冷風と温風流路１２を通過する温風との間で熱交換が行われないようになっている。

以下、このように設けられたダクトシステム１に接続された冷熱ユニット２０によって、空調空間３０の空調を行う場合の、ダクトシステム１における冷風及び温風の流れについて説明する。

（冷房時の第１ダンパ及び第２ダンパの動作）
冷熱ユニット２０によって、空調空間３０の冷房を行う場合、制御部は、第１ダンパ１７と第２ダンパ１８とを冷房モード（冷風供給時）となるように開閉制御する。すなわち、制御部は、冷風吹出口１４を開状態として冷風排気口１３を閉状態とするように第１ダンパ１７を切換えると共に、温風吹出口１６を閉状態として温風排気口１５と開状態とするように第２ダンパ１８を切換える（図２（Ａ）参照）。

（冷房時の冷風及び温風の流れ）
これにより、冷熱ユニット２０から、冷風吸込口２２を介して取り込まれた冷風が冷風流路１１を通過して冷風吹出口１４から空調空間３０に送風される。この時、冷熱ユニット２０からの排熱が、温風吸込口２３を介して温風流路１２に取り込まれ、温風流路１２から温風排気口１５を介して温風排気管１９に送風される。温風排気管１９を通過した温風は、排気流路５０を通過し、屋外へ排気される。

従って、冷熱ユニット２０の冷房運転時に空調空間３０に冷風が供給されると共に、温風は屋外に排気され、温風が空調空間３０を含む室内に排気されないので、空調空間３０だけでなく室内全体の快適性を保つことができる。

（暖房時の第１ダンパ及び第２ダンパの動作）
冷熱ユニット２０によって、空調空間３０の暖房を行う場合、制御部は、第１ダンパ１７と第２ダンパ１８とを暖房モード（暖房供給時）となるように開閉制御する。すなわち、制御部は、冷風吹出口１４を閉状態として冷風排気口１３を開状態とするように第１ダンパ１７を切換えると共に、温風吹出口１６を開状態として温風排気口１５を閉状態とするように第２ダンパ１８を切換える（図２（Ｂ）参照）。

（暖房時の冷風及び温風の流れ）
これにより、冷熱ユニット２０から、温風吸込口２３を介して取り込まれた温風が温風流路１２を通過して温風吹出口１６から空調空間３０に送風される。この時、冷熱ユニット２０からの冷風が、冷風吸込口２２を介して冷風流路１１に取り込まれ、冷風流路１１から冷風排気口１３を介して冷風排気管２１に送風される。冷風排気管２１を通過した温風は、排気流路５０を通過し、屋外へ排気される。

従って、冷熱ユニット２０の暖房運転時に空調空間３０に温風が供給されると共に、冷風は屋外に排気され、冷風が空調空間３０を含む室内に排気されないので、空調空間３０だけでなく室内全体の快適性を保つことができる。

［変形例］
以下、本実施形態の変形例に係るダクトシステムのダクトユニット６０について図４を用いて説明する。
図４に示すダクトユニット６０は、切換部が上述した図２及び図３に示すダクトユニット１０と異なっている。すなわち、図４に示すダクトユニット６０は、切換部として、冷風排気口１３の開閉を切換える第３ダンパ４１と、温風排気口１５の開閉を切換える第４ダンパ４２と、冷風吹出口１４又は温風吹出口１６の開閉を切換える第５ダンパ４３と、を有している。

（冷房時の第３ダンパ、第４ダンパ及び第５ダンパの動作）
ダクトユニット６０において、制御部は、冷房モードとして、冷風吹出口１４が開状態となるようにすると共に温風吹出口１６を閉状態となるように第５ダンパを制御し、冷風排気口１３が閉状態となるように第３ダンパ４１を制御し、温風排気口１５を開状態となるように第４ダンパ４２を制御する（図４（Ａ）参照）。

（暖房時の第３ダンパ、第４ダンパ及び第５ダンパの動作）
また、制御部は、暖房モードとして、温風吹出口１６が開状態となるようにすると共に冷風吹出口１４が閉状態となるように第５ダンパを制御し、温風排気口１５を閉状態となるように第４ダンパ４２を制御し、冷風排気口１３が開状態となるように第３ダンパ４１を制御する（図４（Ｂ）参照）。

なお、冷房時及び暖房時における、冷風及び温風の流れは上述した実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本変形例においても、冷熱ユニット２０の冷房運転時又は暖房運転時に、空調空間３０に冷風又は温風が供給されると共に、排気である温風又は冷風は屋外に排気されて空調空間３０を含む室内に送風されないので、空調空間３０だけでなく室内全体の快適性を保つことができる。
上述した、各ダンパには、一端部に設けられた回転軸周りに蓋部を回転させることにより開閉を行う回転式のダンパ、回転軸の両側に可動式羽根を有し可動式羽根によって開閉を行うバタフライ式のダンパ、蓋部をスライドさせることで開閉を行うスライド式のダンパ等を吹出口、排気口の大きさ及び形状に合わせて適宜採用することができる。

このように本実施形態及びその変形例では、目標温度に応じて温調した空気を室内の局所的な空調空間に供給すると共に、空気の温調に伴って生じた排気を室外に排出するので、室内の局所的な空調空間毎に温度調整を可能としながら、室内全体の空調におけるエネルギーの損失及び消費電力を低減することができ、空調空間を含む室内全体の快適性を保つことができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：ダクトシステム、１０：ダクトユニット、１１：冷風流路、１２：温風流路、
１３：冷風排気口、１４：冷風吹出口、１５：温風排気口、１６：温風吹出口、
１９：温風排気管、２０：冷熱ユニット、２１：冷風排気管、
２２：冷風吸込口、２３：温風吸込口、３０：空調空間、５０：排気流路、
５１：断熱材、６０：ダクトユニット

Claims (6)

1. 室内の局所的な空調空間に冷風又は温風を送風するダクトユニットと、前記ダクトユニットからの温風又は冷風を屋外に導出する排気流路と、を備え、
   前記ダクトユニットは、
   前記空調空間に冷風を供給する冷風吹出口及び前記排気流路と連通する冷風排気口を有する冷風流路と、
   前記空調空間に温風を供給する温風吹出口及び前記排気流路と連通する温風排気口を有する温風流路と、
   前記冷風吹出口、前記温風吹出口、前記冷風排気口及び前記温風排気口の開閉を切換える切換部と、を含み、
   前記切換部は、
   前記空調空間への冷風供給時に、前記冷風吹出口及び前記温風排気口を開状態とすると共に、前記冷風排気口及び前記温風吹出口を閉状態とするように切換え、
   前記空調空間への温風供給時に、前記温風吹出口及び前記冷風排気口を開状態とすると共に、前記温風排気口及び前記冷風吹出口を閉状態とするように切換える、ダクトシステム。
2. 前記冷風流路と前記温風流路との間に断熱材が設けられている請求項１記載のダクトシステム。
3. 前記ダクトユニットを複数備えた、請求項１又は請求項２に記載のダクトシステム。
4. 前記排気流路は、冷風又は温風を供給する室内の天井、床又は壁面に設置される請求項１から請求項３の何れか１項に記載のダクトシステム。
5. 前記切換部は、
   前記冷風吹出口又は前記冷風排気口との開閉を切換える第１ダンパと、
   前記温風吹出口又は前記温風排気口との開閉を切換える第２ダンパと、を有し、
   前記空調空間への冷風供給時に、前記第１ダンパにより前記冷風吹出口を開状態として前記冷風排気口を閉状態とし、前記第２ダンパにより前記温風排気口を開状態とすると共に前記温風吹出口を閉状態とするように切換え、
   前記空調空間への温風供給時に、前記第１ダンパにより前記冷風吹出口を閉状態として前記冷風排気口を開状態とし、前記第２ダンパにより前記温風排気口を閉状態とすると共に前記温風吹出口を開状態とするように切換える、請求項１から請求項４の何れか１項に記載のダクトシステム。
6. 前記切換部は、
   前記冷風排気口の開閉を切換える第３ダンパと、
   前記温風排気口の開閉を切換える第４ダンパと、
   前記冷風吹出口又は前記温風吹出口の開閉を切換える第５ダンパと、を有し、
   前記空調空間への冷風供給時に、前記第３ダンパにより前記冷風排気口を閉状態とし、前記第４ダンパにより前記温風排気口を開状態とし、前記第５ダンパにより前記冷風吹出口を開状態とすると共に前記温風吹出口を閉状態とするように切換え、
   前記空調空間への温風供給時に、前記第３ダンパにより前記冷風排気口を開状態とし、前記第４ダンパにより前記温風排気口を閉状態とし、前記第５ダンパにより前記温風吹出口を開状態とすると共に前記冷風吹出口を閉状態とするように切換える、請求項１から請求項４の何れか１項に記載のダクトシステム。

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