JP4097493B2

JP4097493B2 - 空気調和方法および該空気調和方法が採用された空気調和機を備えた居室により構成された住宅

Info

Publication number: JP4097493B2
Application number: JP2002278649A
Authority: JP
Inventors: 雅生大塚; 幸茂白市
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004116837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は居室内の空気を調和する空気調和方法および該方法が採用された空気調和機を備えた居室により構成された住宅に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅において空気調和機が設置されるのは、一般にリビングルームや寝室などの比較的長時間滞在しているような居室（以下、部屋と称する）であって、そのような部屋には一般的に外光を取り入れるための大きい窓が設けられている。しかるに、空気調和機は一般に窓の横、窓の上、あるいは窓の斜め上の側壁面に設置されることが多い。
【０００３】
そのため、一般的な空気調和機は冷房運転や除湿運転時に水平方向に調和空気を送出することで使用者に風が当たりにくいように工夫されている。図４は、上記一般的な空気調和機が一般的な設置位置に設置された部屋３３における、室内機１から送出される気流の挙動を示す図である。図４の場合、室内機１の吹出口５と天井Ｓとの距離は小さくなるように設置されている。この場合、図に示すように、吹出口５から水平方向に吹出された調和空気（Ｃ）はコアンダ効果により天井Ｓに沿って流れるため、居住者に直接風は当たるものの、その量は減少する。
【０００４】
しかしながら、吹出口５と天井Ｓとの距離が大きくなるように室内機１を設置した場合には、図５に示すように、吹出口５から前方上方に吹出された調和空気は、吹出し直後、粘性により部屋３３全体に拡散せずに室内機１内に流入する所謂ショートサーキットする気流（Ｅ）と、温度が低く密度が大きいため下降し部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）とが生ずる。
【０００５】
居住空間の快適性を向上すべく、例えば出願人の出願である特願２００２−０２９９０３号に記載されているように、冷房運転や除湿運転時に上方に調和空気を送出することで使用者に直接風が当たらないようにし、快適性と健康面での安全性を確保するとともに、部屋３３全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる空気調和機が研究開発されている。
【０００６】
上記の空気調和機によると、冷房運転や除湿運転時には上方に調和空気が送出送風される。図６は、このときに室内機１から送出される気流の挙動を示す図である。即ち、室内機１の吹出口５から前方上方に吹出された調和空気（Ｂ）は高速の噴流となって部屋３３の天井Ｓに到達し、室内機１に対向する壁面、床面、室内機１取付け側の壁面を順次伝って室内機１に戻る。従って、部屋３３の隅々にまで気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌し、部屋３３の上方の一部を除く居住領域全体の温度分布を均一化して使用者に直接風を感じさせない快適空間を得ることができる。
【０００７】
上記の空気調和機によると、室内機１の吹出口５と天井Ｓとの距離がある程度隔てられている場合には上記の効果が得られる。しかしながら、吹出口５と天井Ｓとの距離が極めて小さい場合には、図７に示すように、吹出口５から前方上方に吹出された調和空気は、室内機１の吸込口に比較的近いところで天井に衝突し、部屋全体に拡散せずに室内機１内に流入する所謂ショートサーキットする気流（Ｅ）と、天井に衝突して跳ね返り部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｆ）とが生ずる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−６０３６５号公報（図４）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
冷房運転や除湿運転時において、上記のショートサーキットとなった気流（Ｅ）は、空気調和効率の低下を引き起こすだけでなく、吸込口から吸引する空気の温度を低下させるため、部屋３３の温度を正確に把握できなくなるといった問題がある。また、温度が低く密度が大きいため下降し部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）や、天井に衝突して跳ね返り部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｆ）は、使用者に不快感を与えるだけでなく局所的に使用者の体温を低下させ健康を害してしまうといった問題がある。また、部屋の快適性は空気調和機の吹出方向，設置位置に大きく依存するにもかかわらず、従来においては空気調和機の設置位置を決定する良好な手法が開発されていなかった。本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、居住空間の快適性を向上できる空気調和機の設置位置決定方法を提供することにある。そして、該方法にて空気調和機を設置する住宅の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、空気調和機により居室内の空気を吸込口から吸込み、調和した空気を吹出口から居室内に吹出して居室内の空気を調和する空気調和方法であって、
前記吹出口から天井壁までの距離をｂ（ｍ）、調和空気の上方への吹出方向と水平面との成す正の角をθ（ｄｅｇ）として、
設置関数Ｆ（ｂ，θ）＝ｂ×ｂ／（２ｔａｎθ）が０．０５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．７を満たすように空気調和機を居室の側壁上部に設置し、
冷房運転時または除湿運転時に前記吹出口から調和空気を居室の天井壁に向けて斜め上方に吹出して天井壁に調和空気を到達させて空気調和することを特徴としている。
この構成によると、冷房運転や除湿運転時において、居住者に直接風を当てることなく、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる。
【００１１】
また、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流は若干生ずるものの、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる。
【００１２】
望ましくは、設置関数Ｆ（ｂ，θ）の値を、０．１５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．４に定めれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流が抑制され、更に望ましくは設置関数Ｆ（ｂ，θ）の値を、０．２５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．３５に定めれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流を大幅に抑制でき、上記の効果を大幅に向上できる。更に、０．２５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．３５且つ１０≦θ≦３５に定めれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流をほとんど防止でき、上記の効果を最大限に得ることができる。
【００１３】
そして、上記の空気調和方法が採用された空気調和機を備えた居室により構成された住宅とすることにより、健康住宅、快適住宅などと銘打った住宅販売が可能となり、販売促進効果が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図４〜図７と同じ部分については同一の符号を付している。
【００１５】
ここで、本明細書の記載に用いる気流の吹き出し方向の定義について説明する。吹出口５から水平面に対して平行に送出される場合を水平方向吹出し、水平方向吹出しに対して上方に正の角をなして送出される場合を上方吹出し、水平方向吹出しに対して下方に正の角をなして送出される場合を下方吹出しと称する。これら方向的記載は室内機１のみに限らず使用する場合がある。
【００１６】
図１は本発明の空気調和方法を示す概略側断面図である。部屋３３の側壁上部の特定設置位置に、機体の上部に空気調和した空気を吸込む吸込口４を、下部に斜め上方に調和空気を送出する吹出口５を設けて成る空気調和機室内機１を取り付けている。この室内機１は、冷房運転や除湿運転時には図中の矢印の方向（前方上方）に調和空気を送出する。
【００１７】
いま、室内機１の吹出口５の上端から天井壁Ｓまでの距離をｂ（ｍ）、調和空気の上方への吹出方向と水平面との成す角をθ（ｄｅｇ）とし、設置関数Ｆ（ｂ，θ）＝ｂ×ｂ／（２ｔａｎθ）と定義したとき、設置関数Ｆ（ｂ，θ）は、図中の三角形３４の面積を表す。この設置関数Ｆ（ｂ，θ）の値と部屋３３の快適性の間には密接な関係が存在する。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態の部屋３３において、冷房運転や除湿運転時に、θ＝２０（ｄｅｇ）に固定したときの設置関数Ｆ（ｂ，θ）と、調和空気の送出量に対する天井Ｓへの到達風量の割合（％）、及び調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合（％）を示す関係図、そして、図３は本発明の実施形態の部屋３３において、冷房運転や除湿運転時に、設置関数Ｆ（ｂ，θ）＝０．３に固定したときのθと、調和空気の送出量に対する天井Ｓへの到達風量の割合（％）、および、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合（％）を示す関係図である。
【００１９】
ここで、調和空気の送出量に対する天井Ｓへの到達風量の割合（％）、及び調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合（％）と、部屋３３の快適性の関係について述べる。吹出口５から前方上方に吹出された調和空気は高速の噴流となって部屋３３の天井Ｓに向かい、一部は天井Ｓに到達し、他は図５に示すように、ショートサーキットする気流（Ｅ）となるか、または温度が低く密度が大きいため下降し部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）となる。また、天井Ｓに到達した調和空気は、図７に示すように、天井壁から室内機１に対向する壁面、床面、室内機１取付け側の壁面を順次伝って室内機１に戻る気流（Ｂ）となるか、又はショートサーキットする気流（Ｅ）となるか、もしくは天井壁に衝突し跳ね返って部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｆ）となる。
【００２０】
即ち、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合も大きい場合は、吹出口５から送出された調和空気の大部分はショートサーキットする気流（Ｅ）となるか、もしくは天井壁に衝突し跳ね返って部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｆ）となり、ショートサーキットのため空気調和効率が低下するとともに、居住者に直接風が当たり居住者に不快感を与えてしまう。
【００２１】
また、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が小さく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合が大きい場合は、吹出口５から送出された調和空気の大部分はショートサーキットする気流（Ｅ）となるか、または温度が低く密度が大きいため下降し部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）となり、居住者に直接風が当たり居住者に不快感を与えてしまう。
【００２２】
更に、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が小さく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合が小さい場合は、吹出口５から送出された調和空気の大部分は温度が低く密度が大きいため下降し部屋３３の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）となり、この場合も居住者に直接風が当たり居住者に不快感を与えてしまう。
【００２３】
そして、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合が大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合が小さい場合、吹出口５から送出された調和空気の大部分は気流（Ｂ）となり、部屋の隅々にまで気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌し、部屋の上方の一部を除く居住領域全体の温度分布やイオン濃度分布を均一化して、使用者に直接風を感じさせない快適空間を得ることができる。
【００２４】
図２より、空気調和機の設置位置を、０．０５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．７の範囲に定めれば、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合は比較的大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を比較的小さくすることができる。
【００２５】
また、空気調和機の設置位置を、０．１５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．４の範囲に定めれば、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合をさらに大きく、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合をさらに小さくすることができ、部屋３３の快適性を増すことができる。
【００２６】
更に、空気調和機の設置位置を、０．２５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．３５の範囲に定めれば、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合を略１００％にし、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を最小限に抑えることができるため、部屋３３の快適性を大幅に高めることができる。
【００２７】
また、図２において設置関数Ｆ（ｂ，θ）の値を最適値０．３にとったときの、吹出し角θと、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合、および、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を示す関係図が図３であるが、吹出し角θの範囲が１０≦θ≦３５のとき、調和空気の送出量に対する天井への到達風量の割合を略１００％に、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を最小限に抑えることができるため、部屋３３の快適性を最も高めることができる。
【００２８】
なお、吹出し角θ＝２０（ｄｅｇ）における、Ｆ（ｂ，θ）≦０．２の領域、又は、設置関数Ｆ（ｂ，θ）＝０．３におけるθ≧３５の領域において、調和空気の送出量に対するショートサーキット量の割合を低減させるには、空気調和機に以下の工夫を施せばよい、即ち、室内機１の前面部に突設した凸部の壁面や、室内機１の前面部に凹設した溝部の壁面によって案内面の前端から後方に延びた平面または曲面を形成すると、空気調和機の前面に沿ってショートサーキットする流れを防止することができる。
【００２９】
更に、吹出口に臨む空気流通経路の上壁が前方へ行くほど上方になるように傾斜する案内面を形成すると、該案内面によって空気を容易に上方向に導くことができるため、吹出口５から前方上方に送出する風量を増加することができる。なお、案内面は吹出口から突出して設けても良いし、吹出口の内方に設けても良い。
【００３０】
そして、上記の空気調和方法により居室を空気調和する住宅とし、該住宅の施工説明書や販売促進パンフレットに上記空気調和方法およびその作用効果を掲載することにより、健康住宅、快適住宅などと銘打った住宅販売が可能となり、販売促進効果が向上する。
【００３１】
以上、本発明に係る空気調和機の実施形態を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定される訳ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を加えて実施される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によると、居室の側壁上部に空気調和機を設置し、冷房運転時または除湿運転時に吹出口から調和空気を居室の天井壁に向けて斜め上方に吹出して天井壁に調和空気を到達させて空気調和するため、居住者に直接風が当たることがなく、使用者の不快感防止による快適性向上及び健康上の安全性向上を図ることができる。又、空気調和機から送出された調和空気は部屋の天井に到達し、空気調和機に対向する壁面、床面、空気調和機側の壁面を順次伝う。従って、部屋の隅々にまで気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌し、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布を均一にすることができる。
【００３３】
また、吹出口から天井壁までの距離をｂ（ｍ）、調和空気の上方への吹出方向と水平面との成す正の角をθ（ｄｅｇ）として、設置関数Ｆ（ｂ，θ）＝ｂ×ｂ／（２ｔａｎθ）が０．０５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．７を満たすように空気調和機を設置することにより、ショートサーキットする気流（Ｅ）や部屋の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）は若干生ずるものの、部屋全体の温度分布やイオン濃度分布をある程度均一にすることができる。
【００３４】
望ましくは、設置関数Ｆ（ｂ，θ）が０．１５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．４を満たすように空気調和機を設置することにより、ショートサーキットする気流（Ｅ）や部屋の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）は抑制される。
【００３５】
更に、設置関数Ｆ（ｂ，θ）が０．２５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．３５を満たすように空気調和機を設置すれば、ショートサーキットする気流（Ｅ）や部屋の居住空間に降り注ぐ気流（Ｇ）を大幅に抑制でき、上記の効果を大幅に向上できる。そして、０．２５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．３５且つ１０≦θ≦３５にすれば、ショートサーキットする気流や部屋の居住空間に降り注ぐ気流をほとんど防止でき、上記の効果を最大限に得ることができる。
【００３６】
そして、上記の空気調和方法が採用された空気調和機を備えた居室により構成された住宅とすることにより、健康住宅、快適住宅などと銘打った住宅販売が可能となり、販売促進効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気調和方法を示す概略側面断面図である。
【図２】本発明の空気調和方法における風量の割合を示す関係図である。
【図３】本発明の空気調和方法における風量の割合を示す関係図である。
【図４】従来の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図である。
【図５】従来の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図である。
【図６】従来の他の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図で、
【図７】従来の更に他の空気調和方法における吹出し気流の挙動を示す図である。
【符号の説明】
１室内機
２キャビネット
３フロントパネル
４吸込口
５吹出口
３３居室（部屋）
Ｓ天井

Claims

空気調和機により居室内の空気を吸込口から吸込み、調和した空気を吹出口から居室内に吹出して居室内の空気を調和する空気調和方法であって、
前記吹出口から天井壁までの距離をｂ（ｍ）、調和空気の上方への吹出方向と水平面との成す正の角をθ（ｄｅｇ）として、
設置関数Ｆ（ｂ，θ）＝ｂ×ｂ／（２ｔａｎθ）が０．０５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．７を満たすように空気調和機を居室の側壁上部に設置し、
冷房運転時または除湿運転時に前記吹出口から調和空気を居室の天井壁に向けて斜め上方に吹出して天井壁に調和空気を到達させて空気調和することを特徴とする空気調和方法。
設置関数Ｆ（ｂ，θ）が０．１５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．４を満たすように空気調和機を設置する請求項１に記載の空気調和方法。
設置関数Ｆ（ｂ，θ）が０．２５≦Ｆ（ｂ，θ）≦０．３５を満たすように空気調和機を設置する請求項１に記載の空気調和方法。
調和空気の上方への吹出方向と水平面との成す正の角θが１０≦θ≦３５を満たすように空気調和機を設置する請求項３に記載の空気調和方法。
請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和方法が採用された空気調和機を備えた居室により構成された住宅。