JP3667908B2 - 空気調和システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の一階と二階の部屋の空調が、室内機との熱交換後の調和空気を、ダクトを通して各部屋に送ることにより行われる方式の空気調和システムに関し、特に室内機から吹き出た調和空気をダクトへ分岐供給するために設けられる分岐チャンバの取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物内における複数の部屋の空気調和は、部屋の広さに応じた能力を持つ分離型空気調和装置を使用し、それぞれの室外機を屋外に設置すると共に各部屋ごとに室内機を設置することで行っていた。しかしこの方式であると、部屋と同数台の分離型空気調和装置を必要とし不経済であると共に、また室内機を部屋ごとに設置する手間や１台ごとに室外機と室内機とを冷媒配管で接続する不便な施工性などの問題があるため、近年、１台の室外機から分配冷媒管で、各部屋の室内機へ冷媒を分配供給して空気調和を行うマルチ方式の空気調和装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このマルチ方式の空気調和装置でも、室内機は部屋数と同じ台数を必要とし、また部屋数が多かったりすると、冷媒配管の総配管距離が増えて冷媒を循環させるのに能力の大きい大型の室外機を使用したり、また複雑な冷媒配管経路となって、施工性の点、メンテナンスの面で悪いなどの問題がある。
【０００４】
そこで、本発明では、室内機で熱交換した調和空気を、１階側、２階側の各部屋に通じるダクトで導き、各部屋の空気調和を行うような空気調和システムを採用し、特に１階側の室内機から、それの調和空気を床下へと下向きに吹き出させ、次いで床下のダクトを通して各部屋方向へ分岐し、各部屋の床面から吐出させるという調和空気の供給路を確実かつ簡易に形成できるようにした空気調和システムを提供することを目的とする。
【０００５】
また、室内機と床下のダクトとは、室内機から吹き出た調和空気を複数本の床下ダクトに分岐して流すことのできる分岐チャンバで中継し、かつこの分岐チャンバが空気の取り入れ方向と吐出方向を変更自在な構造として、床下ダクトの配設方向に自由度を与え、調和空気の供給路の形成を容易にし、その施工性を高めることのできるようにした空気調和システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、圧縮機および熱源側熱交換器等を搭載した室外機と、減圧装置、利用側熱交換器および送風装置等を搭載した室内機とを冷媒配管により接続して冷凍サイクルを構成し、前記利用側熱交換器と熱交換後の調和空気をダクトおよびその先の吹出部により複数の部屋に導入し、屋内の空気調和を行うようにした空気調和システムにおいて、床につながる床面開口部を設けた床下に、上面に通風管を有すると共に側面に複数の通風ダクト接続孔部を有する分岐チャンバを配置し、前記開口部上に、前記通風管に嵌合させるＴカラーを介挿するための孔を設けた断熱材付の設置板を設置し、前記Ｔカラーは、設置板を挾んで分岐チャンバの通風管に内嵌め固定し、前記設置板上には、下部吹出孔を備えた室内機を据え付ける構成としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の空気調和システムにおいて、前記分岐チャンバの通風管を円筒形状に形成し、この通風管の嵌合相手であるＴカラーに対して分岐チャンバの設置方向を自在とし、床下ダクトの接続方向を任意位置に設定可能としたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、２基の別々の空気調和装置で、１階の部屋と２階の部屋を別々に空調を行う空調システムを示す説明図である。
【００１０】
この図において、１は１階側空調用の室外機であり、２は２階側空調用の室外機であり、共に内部に圧縮機と熱源側熱交換器などを搭載し、通常屋外に設置される。３は前記１階側空調用の室外機１と床下４６Ｓに配した冷媒配管４でつながる１階側空調用の室内機であり、そして、５は同じく前記２階側空調用の室外機２と冷媒配管６でつながる２階側空調用の室内機で、共に内部に減圧装置を含む利用側熱交換器と送風装置とを搭載している。
【００１１】
そして、これら室内機３および室内機５では、その利用側熱交換器で屋内の被調和空気を冷媒との間で熱交換を行わせ、この熱交換器で冷却又は加熱された空気を送風装置により被調和室または屋内に戻している。ここで、２階側空調用の室内機５は、屋根裏７の空間を利用してそこに設置している。
【００１２】
これに対して１階側では、室内機３の設置場所として階段４０を利用し、その階段下４１Ｓの空間部に収納設置している。
【００１３】
さて、ここで１階側および２階側の空調装置は共に同一の構成であり、図２に示すように、圧縮機１０、熱源側熱交換器１１、減圧装置１２、利用側熱交換器１３を順に冷媒配管４で環状に接続して圧縮機１０により冷媒が循環すると共に、屋内から屋外に排気される空気（排気）中から熱を回収する熱回収機１４を、図１に示すように冷媒配管４の途中に介挿配置して形成した冷凍サイクルとなっている。
【００１４】
また、前記熱回収機１４は、１台のユニット物であるが、内部に１階用と２階用の熱回収熱交換器を２台内蔵した構成で、かつ屋内空気を熱回収熱交換器に送風し熱交換を促進させる１台の共用の排気ファン１８を備えている。詳しくは、符号１４Ａは１階用の熱回収熱交換器であり、１６ａは１階の隅にある浴室、トイレなどの部屋Ｒ７を通じて、主として１階側の屋内空気を排気させるように設けた排気路である。
【００１５】
符号１４Ｂは２階用の熱回収熱交換器、また、１６ｂは２階の隅にあるトイレなどの部屋Ｒ１を通じて主として２階側の屋内空気を排気させるように設けた排気路であり、前記排気路１６Ａと排気路１６Ｂは、それぞれ前記熱回収器機１４に繋がっている。
【００１６】
このような構成の冷凍サイクルでは、前記熱回収機１４による熱交換作用で排気空気中の熱を回収することにより、冷凍サイクルの蒸発能力、凝縮能力がプラスされるものとしている。
【００１７】
なおこの冷凍サイクル中には、アキュームレータ、レシーバタンク、ストレーナ、マフラー、さらに四方弁等を設けた構成とすることもできる。また図２で熱源側熱交換器１３、熱回収熱交換器１４Ａ、利用側熱交換器１１に示す矢印は、それぞれ熱交換促進用のために送風される外気などを示す。
【００１８】
さて、前記各室内機３、５で熱交換して得た調和空気を１階側の各部屋Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７および共通の部屋Ｒ４に、また２階側の各部屋Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３および共通の部屋Ｒ４に供給するために、室内機３および室内機５からの調和空気を流入させかつ分岐吐出させるための分岐チャンバ５０と分岐チャンバ２３と、各部屋に通じるように配した調和空気供給ダクト５７、５８、２４、２５とおよび調和空気供給ダクトの先端に設けられる吹出チャンバ５９、６０、２６、２７などから成る同一構成の吹出供給路が設けられている。
【００１９】
ここで、分岐チャンバ５０、２３および吹出チャンバ５９、６０、２６、２７は、図３の１階側の分岐チャンバ５０に示すように、発砲スチロールなどよりなる２分割成形品５０Ａ、５０Ｂより形成した内部が空胴のものである。
【００２０】
さて、２階側では屋根裏７に分岐チャンバ２３と、調和空気供給ダクト２４、２５と、吹出口を下にした吹出チャンバ２６、２７を設置する。分岐チャンバ２３と室内機５とは吹出ダクト２２で連結されると共に、分岐チャンバ２３の片側面には前記各調和空気供給ダクト２４、２５を接続するための複数のダクト接続口が形成されている。
【００２１】
よって室内機５から吹き出し分岐チャンバ２３、調和空気供給ダクト２４、２５を経て吹出チャンバ２６、２７から各部屋Ｒ２、Ｒ３に吐出した調和空気は、互いの部屋がそれぞれ下部の連通孔２９、３０、３１で通じているので、各部屋を廻って空調を行う。廻った後の空気は、部屋Ｒ４の天井裏に設置した内部が空胴の吸込チャンバ２０と連絡ダクト２１を介して室内機５に戻り、その利用側熱交換器で熱交換され再び送風装置で吹出し、循環する。
【００２２】
また、この吸込チャンバ２０には、屋根裏７に配した外気導入管３４が連通し、ひさし部の外気取入口３３から外気を導入し、排気路１６ｂからの屋内空気の排気とにより換気をも行わせ、室内を清浄空気が循環するようにしている。
【００２３】
一方１階側では、室内機３は、階段４０を利用してその階段下４１Ｓの空間に設置する。この時、室内機３はその吹出口を下向きにして床部４６に設置する。また、階段４０の廊下側に面する壁面の上部に空気の戻り口４２を設けている。このようにすると、階段下４１Ｓの空間は、室内機３に吸い込まれる空気の戻り空間として機能し、２階側の吸込チャンバ２０と同じ働きをさせることが、別途の吸込チャンバを設けることなく行える。そして床部４６には開口部８５を形成し、そこに後述するＴカラー９２を嵌合し、このＴカラー９２に分岐チャンバ５０の通風管５５を外嵌めする。
【００２４】
５０は分岐チャンバで、室内機３に対応させて床下４６Ｓに設置する。また、分岐チャンバ５０から吐出する調和空気を各部屋Ｒ５、Ｒ６に供給するための調和空気供給ダクト５７、５８を配設する。そして、各調和空気供給ダクト５７、５８の先端に吹出チャンバ５９、６０をその吹出口を上に向けて各部屋の床４６中に設置する。
【００２５】
ここで、図３に示すように、分岐チャンバ５０にはその通風管５５と直交する位置関係で、側面に前記各調和空気供給ダクト５７、５８を接続するための複数のダクト接続口７０、７１が形成されている。
【００２６】
よって室内機３から吹き出し、分岐チャンバ５０、調和空気供給ダクト５７、５８を経て吹出チャンバ５９、６０から各部屋Ｒ５、Ｒ６に吐出した調和空気は、互いの部屋Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ４がそれぞれ下部の連通孔６２、６３、６４で通じているので、各部屋を廻って空調を行う。廻った後の空気は、階段下４１Ｓの戻り口４２から室内機３に戻り、その利用側熱交換器で熱交換され再び送風装置で吹き出し循環する。
【００２７】
また、外気を導入し室内を清浄空気が循環するように、建物外壁の下部の外気取入口６７から外気を取り入れるための外気導入管６６を床下４６Ｓに配し、その給気口６８を階段下の空間に開口するように床面に設けて、排気路１６ａとにより換気も行わせている。
【００２８】
室内機３の構造は、図５に示すように、利用側熱交換器１３を内蔵し、かつ戻り空気の取り入れ口４３を側面に向けた上函３Ａと、この上函３Ａの下部に、送風装置４４を内蔵した下函３Ｂとを結合した構造となっている。
【００２９】
また、調和空気の吹き出し方向を変更できるように、下函３Ｂは上函３Ａに対し結合方向を変えられるようになっている。すなわち、下函３Ｂを今、連通口としての開口４８ｂを塞いでいるカバー４９を一時外して反時計方向に４５度回動し、左側面に来る開口４８ａをカバー４９で塞げば、今までカバー４９で塞がれていた開口４８ｂが上向きになり空気の連通口となり、図６に示すように空気の取り入れ口４３と吹出口４５が同じ側にきて、空気を横から取り入れ横に吹き出す室内機３とすることができる。すなわちこのケースの室内機は、図１に示す２階側空調用の室内機５に対応するものとなる。
【００３０】
次に、図３、および図４に基づいて、前述した１階側の室内機３と分岐チャンバ５０とを接続して、組み立てる構造について説明する。
【００３１】
室内機３が設置される床部４６には矩形状の開口部８１が形成されている。８２は室内機３を取付け設置するための設置板であり、この設置板８２は、板金８３を基材としその表側と裏側に断熱材８４ａ、８４ｂを貼った構造であって、それの中央部には円形の嵌合孔８５が設けられ、床部の開口部８１を蓋うように置かれた後、その周縁部がネジや固定ビスにより床部４６に取付け固定される。
【００３２】
室内機３はその吹出口３Ｆを設置板８２の円形の嵌合孔８５と一致させて載置される。そして、設置板８２上の位置合わせ金具８６、８６により位置決めされた後で、室内機固定金具８７、８７を取付け溝８９、８９に嵌め、ビス９０、９０で固定することにより室内機３は、確実に据付け固定されるようになっている。
【００３３】
この時、室内機３と設置板８２との間には、分岐チャンバ５０から立設する通風管５５との接続機能を果たすＴカラー９２が介在設置される。Ｔカラー９２は金属製部材又は樹脂製部材などで形成され、方形の板部９２ｂの下に筒部９２ｃが突設し、該筒部９２ｃが設置板８２の円形の嵌合孔８５にきつく嵌合して取付け固定され、その筒部９２ｃは、設置板８２の下に抜け出る。
【００３４】
一方、床下４６Ｓには分岐チャンバ５０が配設される。この分岐チャンバ５０は、２分割の発砲スチロール製成形品５０Ａ、５０Ｂを合体固定したもので、それの上面に室内機３の吹出口３Ｆに連絡する通風管５５が突設し、片側の側面に調和空気供給ダクト５７、５８を嵌合接続させるための２個のダクト接続孔７０、７１が形設されている。
【００３５】
次に、上記したＴカラー９２を用いて、室内機３と分岐チャンバ５０とを固定する方法について述べると、図３に示すように、先ず、設置板８２に設けられた円形の嵌合孔８５に、上方からＴカラー９２の筒部９２ｃを嵌合して装着する。次いで、床下４６Ｓに置く分岐チャンバ５０の通風管５５を、床部の開口部８１に置いたまま、載置板８２の下に抜け出ているＴカラー９２の筒部９２ｃの外側に嵌合させる。
【００３６】
この結果、Ｔカラー９２の筒部９２ｃと分岐チャンバ５０の通風管５５とはきつく嵌合し、設置板８２を挾んでＴカラー９２と分岐チャンバ５０とは一体化する。この後、設置板８２を床部４６に固定し、その上に室内機３を載せた後、固定金具８７、８７で据付け固定すれば、床部上の室内機３と床下の分岐チャンバ５０とを接続固定することができる。
【００３７】
こうして室内機３と分岐チャンバ５０とは接続固定される。この場合、室内機３は、断熱材８４ａ、８４ｂを表裏に貼った板金８３の基材から成る設置板８２の上に据え付けているので、断熱材８４ａ、８４ｂが気密パッキンとして働き、Ｔカラー９２と分岐チャンバ５０の通風管５５とのつなぎ目のシールを果たし、調和空気が漏れないように機能している。
【００３８】
図４は、室内機３と分岐チャンバ５０を接続する施工を終えた要部の構造図であり、３は室内機の一部であり、９２はＴカラー、そして５５は分岐チャンバの通風管を示す。また、８２は床部４６に載置した室内機設置用の設置板である。ここで、設置板８２は、実際は下引き９６の上に組んだ根太９７の上に合板９８を介して支えられて床部４６上に設けられている。また分岐チャンバ５０の内径部に嵌合（内嵌め）するＴカラー９２の筒部９２ｃには、その外周面に気密パッキン９９が環状に嵌着されたものとなっている。
【００３９】
このように、室内機３と分岐チャンバ５０とは、その間に置くＴカラー９２と室内機設置用の設置板８２を使用し、Ｔカラー９２と、設置板８２に設けた嵌合孔８５と、分岐チャンバ５０の通風管５５とを互いに嵌合し合うことにより、ネジやビスなどの固定手段を用いずとも、それらを簡単に組立て結合することができる。これによって、調和空気の供給路を床下という作業のし難い場所であっても、それほどの困難性もなく施工することができる。また、床断熱工法（内断熱工法）の場合でも容易に床開口部８１の気密シールが可能である。
【００４０】
また、分岐チャンバ５０とＴカラー９２は、通風管５５と筒部９２ｃという互いの結合相手が円筒状物なので、結合方向が３６０度自由自在となり、そのため調和空気の吹出方向をどの方向にも向けられるように分岐チャンバ５０を設置できるようになり、よって床下に配するダクト５７、５８も任意の位置、方向に配設可能となり、部屋により近いルートや、また簡単に配設できるルートを選んで付設できるなど、施工を有利とすることができる。
【００４１】
そして、このように構成された空気調和システムでは、２階側の部屋Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４等は屋根裏７に設置した室内機５および分岐して配設した供給ダクト２４、２５等により各部屋の天井面から吹出チャンバ２６、２７によって十分な量の冷気又は暖気が供給されて空調が行われ、一方１階側の部屋Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ４等は、１階の床下４６Ｓの空間に設置した室内機３および分岐して配設した供給ダクト５７、５８等により各部屋の床面から吹出チャンバ５９、６０によって十分な量の冷気又は暖気が供給されて空調が行われる。
【００４２】
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明によれば、圧縮機および熱源側熱交換器等を搭載した室外機と、減圧装置、利用側熱交換器および送風装置等を搭載した室内機とを冷媒配管により接続して冷凍サイクルを構成し、前記利用側熱交換器と熱交換後の調和空気をダクトおよびその先の吹出部により複数の部屋に導入し、屋内の空気調和を行うようにした空気調和システムにおいて、床につながる床面開口部を設けた床下に、上面に通風管を有すると共に側面に複数の通風ダクト接続孔部を有する分岐チャンバを配置し、前記開口部上に、前記通風管に嵌合させるＴカラーを介挿するための孔を設けた断熱材付の設置板を設置し、前記Ｔカラーは、設置板を挾んで分岐チャンバの通風管に内嵌め固定し、前記設置板上には、下部吹出孔を備えた室内機を据え付ける構成としたから、室内機と分岐チャンバとは、その間に介在するＴカラーおよび嵌合孔を持つ断熱材付の設置板を使用して、それらを互いに嵌合させるだけで確実に固定することができ、ネジやビスなどの固定手段を用いずに接続固定できるようになり、ダクトの形成が簡単に達成できると共に、施工性の改善や工期の短縮化が図れる上、コスト削減の効果が得られる。
【００４４】
また、請求項２に記載の本発明によれば、分岐チャンバの通風管を円筒形状に形成し、この通風管の嵌合相手であるＴカラーに対して分岐チャンバの設置方向を自在とし、床下ダクトの接続方向を任意位置に設定可能としたから、分岐チャンバは結合方向が３６０度自由自在となり、調和空気を任意な方向に吹き出せるようになり、床下のダクトの設置に自由度が生まれ、設計が容易となり、そしてダクトを無駄に長くさせない短いルートで配設できるようになる。またその布設作業も効率的に行えると共に、工事コストも安価とすることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の２階建て家屋の空気調和を行う空気調和システムの説明図。
【図２】 上記空気調和システムの冷凍サイクルの概略図。
【図３】 室内機と分岐チャンバとを結合して組み立てる様相を示す構成要素の分解斜視図。
【図４】 上記室内機と分岐チャンバとを結合して組み立てたその要部の構造を示す断面図。
【図５】 利用側熱交換器を内装する上函と送風装置を内装する下函とが結合してなる室内機の内部構造を概略的に示す縦断側面図。
【図６】 上記上函と下函との結合方向の変更により、吹き出し方向が変えられる仕様とした場合の室内機の内部構造を概略的に示す縦断側面図。
【符号の説明】
１、２ 室外機
３、５ 室内機
４、６ 冷媒配管
７ 屋根裏
５０ 分岐チャンバ
２４、２５、５７、５８ 調和空気供給ダクト
４６ 床部
４６Ｓ 床下
５５ 通風管
７０、７１ ダクト接続孔
８１ 開口部
８２ 設置板
８４ａ、８４ｂ 断熱材
８５ 嵌合孔（孔）
９２ Ｔカラー
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７ 部屋

Claims (2)

1. 圧縮機および熱源側熱交換器等を搭載した室外機と、減圧装置、利用側熱交換器および送風装置等を搭載した室内機とを冷媒配管により接続して冷凍サイクルを構成し、前記利用側熱交換器と熱交換後の調和空気をダクトおよびその先の吹出部により複数の部屋に導入し、屋内の空気調和を行うようにした空気調和システムにおいて、
   床につながる床面開口部を設けた床下に、上面に通風管を有すると共に側面に複数の通風ダクト接続孔部を有する分岐チャンバを配置し、前記開口部上に、前記通風管に嵌合させるＴカラーを介挿するための孔を設けた断熱材付の設置板を設置し、前記Ｔカラーは、設置板を挾んで分岐チャンバの通風管に内嵌め固定し、前記設置板上には、下部吹出孔を備えた室内機を据え付ける構成としたことを特徴とする空気調和システム。
2. 前記分岐チャンバの通風管を円筒形状に形成し、この通風管の嵌合相手であるＴカラーに対して分岐チャンバの設置方向を自在とし、床下ダクトの接続方向を任意位置に設定可能としたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。

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