JP4544456B2 - 空調兼通風システム及び通風路付き空調機 - Google Patents

Description

本発明は、空調兼通風システム及び通風路付き空調機に関する。

従来、ビルディングなどの建築物において、快適な温熱環境を維持するために、夏季には空調設備を用いた冷房や湿度の調整が行なわれている。又、主として春や秋の中間季節には、省エネルギーの観点から、大気の風がそのまま建物内部を通過するようにした通風システムが採用されており（特許文献１）、更に室温が外気温度よりも高い場合に外気を吸込んで室内空気と入替える外気冷房も行なわれている（特許文献２）。

これら一般空調、自然通風、外気冷房の各方式は、一般的には別々に実施されることが多いが、建物の周囲の環境は常に変化しており、例えば後述の図17に示す如くある観測点での地上20ｍ及び30ｍでの平均風速は７時頃に最小であり、かつ17時頃に最大となる。こうした大気の状況の変化を踏まえて、例えば日中は一般空調による冷房を、涼風が吹く夕方どきには自然通風を、更に雨上がりで湿度の高いときには外気冷房をと使い分けすることが望まれる。このような要請に対して各方式のシステムを別々に構築しかつ運用するのは、不経済であるとともに不便である。

これに対して、自然通風を補助的に併用した空調システムも提案されており（特許文献３、特許文献４）、該システムは、図20に示す如く外気導入口90から床側へ延びる送風ダクト91の垂直部分に空調機92を設置するとともに、送風ダクトの水平部分上面に通風口ａを開口し、これら通風口と空調機との間に流路切替ダンパー93を設けたものである。
特開２００３−２３２５４８号 特開２００２−１８１３５３号 特開２０００−２６６３６２号 特開２０００−２６６３６３号

送風ファンを用いて外気を吸込む空調方式とは異なり、自然通風方式は、自然界の風力により外気を建物内に取り入れるものであるが、自然界での風速はそれほど大きくない。例えば前述のある観測点での地上20ｍ及び30ｍでの年間平均風速は図18に示す如く3.7ｍ/s,3.5m/s程度であり、又出現率が最大である風速値は図19に示す如く2.2m/s程度である。従って、自然通風方式では、低風速時に効率的に通風を得ることが重要である。

しかしながら、上記特許文献３及び特許文献４のものは、空調システムの送風路の一部に補助的に通風口を開口したものに過ぎず、該通風口を送風路の水平部分上面に開口しているので、該開口を空気が通過するときに大きな流体抵抗を生じ、自然通風量が減少するという問題点がある。

これに対して上記通風口を、例えば図20に示す如く送風路の垂直部分上端部内面ｂに開口させるように設計変更することも可能であるが、空調システムの送風ダクトは送風ファンの動力や送風距離などを前提に設計されるものであり、その一部を自然通風方式のために兼用しようとすると、様々な問題を生ずる。例えば上記通風口の位置変更により該通風口付近での流路抵抗を低減できたとしても、そもそも外気導入口から通風口まで区間の流路抵抗は同じであり、流路全体としてどの程度自然通風量を増大できるのかは疑問である。又、上記通風口を、上方開口のものから部屋の内方へ開口のものへ変更した場合には、降雨の際に雨水が上記通風口を介して吹き込む可能性がある。

そこで本発明は、自然通風の方式と一般空調乃至外気冷房の方式とを併用したシステムであって、特に自然通風方式の機能を十分発揮できるようにするため、外気導入口から内方突出した通風路の一部から流路切替ダンパーを介して空調機付きの空調流路を突出したものを提案することを目的とする。

第１の手段は、空調兼通風システムであり、空調空間Ａを画成する壁面の適所に外気導入口４と通風流出口16とを設け、その外気導入口４から略横筒形の通風路８を内方突設するとともに、又該通風路一部から分岐９させて、途中部に空調機30を有する送風路22を空調空間への吹出口40へ延設し、更に上記分岐箇所９に流路切替ダンパー14、26を形成している。

「空調空間Ａを画成する壁面の適所」とは、空調空間の対向２面、特に主風向方向の対向２面（主風向側の一面及び主風向と反対側の一面）とすることが望ましいが、建物の構成上よりそうすることができない場合には、例えば主風向方向の一面と反対側の一面及び該主風向と直角方向の他面とのうち一方に、外気導入口４を、かつ他方に通風流出口16をそれぞれ設けても良い。尚、主風向方向の一面とは、主風向と反対側の一面であってもよく、時間帯によっては該面に設置した外気導入口乃至通風流出口を介してでも十分な通風が得られる。

「外気導入口」及び「通風流出口」とあるのは、当該外気導入口に対向する方向から風が吹いた場合の気流の入口及び出口を示すものであり、例えば通風流出口に対向する方向から風が吹いた場合に通風流出口から外気導入口へ通風を生ずるようにした構成を排除する意味ではない。更に後述の図示例で外気導入口として開示した開口部を、例えば建物外周壁内面に沿って間欠的に配置し、風向きによって建物一半部側の開口部から他半部側の開口部へ通風が得られるようにした構成としても良い。

「通風路」は、流路抵抗を低くするため、広口短筒形のものとすることが望ましいが、降雨時の水滴対策の面からはある程度の通路長が必要である。実際には、外気導入口（該外気導入口の外方にガラリを設ける場合にはそのガラリ外面）から空調機接続用の空調ダクトへの分岐箇所９までの距離を30cm以上とることが望ましい。

又、通風路は、流路抵抗の低減のためその長手方向全長に亘って断面積が略一定であること（括れ部・急拡大部・急縮小部がないこと）が望ましい。最も抵抗の少ない形状は直筒形であるが、空調システム以外の建物構造部などの障害物を迂回するために、通風路の途中に、上下乃至左右方向への斜行段差部（或いはクランク形の段差部）を設けることができる。もっともこの場合であっても段差部内外の流路部分がほぼ平行であること、及びこれら流路部分の断面積の少なくとも一部が建物の内外方向から見て重なり合うように設けることが望ましい。

「横筒」とは、水平面に対してある程度の勾配を有するものでも良く、特に降雨時の対水対策として、１／３０程度の勾配をつけても良い。

「外気導入口」と「通風流出口」とは、空調空間の上部に設置することが望ましく、これにより、空調空間の上部の熱溜まりを排除することができる。

「流路切替ダンパー」は、通風路の長手方向中間部に形成すると良く、これにより、通風路の外端部及び内端部に後述のガラリの設置スペースを確保することができる。流路切替ダンパーは、一つで通風路及び空調機側への接続ダクトの各開口を開閉可能な回転板として形成してもよいが、通風路の流路面積に対応して長大で重いものとなってしまうので、通気通路側及び接続ダクト側に、一方が開のときに他方が閉となるように制御された一対の流路切替ダンパーを設けるとよく、かつ通風路側の流路切替ダンパーを複数の回転板で形成すると良い。又、流路切替ダンパーは、各流路内面との接合縁部（及び複数回転板で形成する場合には各回転板相互の接続縁部）との気密性を良くした気密ダンパーとすると良く、具体的には少なくともその接合部分にシリコンゴムなどの弾性材料を使用すると良い。

「分岐箇所」は、流路の分岐点の他、その近傍の流路部分を含む。

第２の手段は、上記第1の手段を有し、かつ上記空調機30を、通風路８の下方に設置している。

この構成は空調機が占有する床面積を有効利用するためであり、換言すれば、おおよそこの占有面積内に通風路８が納まるように、該通風路８の左右巾は空調機のそれと同程度かそれ以下にすると良い。

第３の手段は、上記第1の手段又は第２の手段を有し、かつ上記空調機30は、空調空間Ａを区画する建物外壁Ｂに沿って設置され、又、上記通風路８は、上記外壁Ｂから空調機30の内面31までの距離と同程度に内方突出するとともに、通風路８の内端面で形成する通風流入口10と上記外気導入口４との各開口面の少なくとも一部が内外方向から見て重なり合うようにしている。

第４の手段は、上記第1の手段、第２の手段、又は第３の手段を有し、かつ上記外気導入口４及び通風流入口10にガラリ6、12を設置している。

これらガラリは、雨水及び塵埃の進入を抑制する機能、及び日差しの入射を遮断する機能を有するものとすることが望ましい。尚、更に防塵効果を高めるために通風路内の適所に、防塵フィルター（例えばサランフィルター）を設置することもできる。最も目の粗いフィルターでは、通風面風速１m/sでの圧力損失が２Paであるのに対して、2m/sでの圧力損失は６Paにもなる。本発明では、空調用のダクトとは別に流路抵抗が少なくなるように設計された略横筒形の通風路を設けることで通過風速を小さくできるので、フィルターを設置しても必要風量を確保できる。

尚、上記外気導入口４側に設けるガラリの有効開口面積は、上記通風路の流路面積と一致するように設けることが望ましく、これによりガラリと通風路との間での流路の広さを実質的に一定として流路抵抗を低減することができる。

第５の手段は、上記第1の手段乃至第４の手段の何れかを有し、
屋外から上記通風路８を介して取り入れた涼風を、空調空間Ａを通過させて屋外へ流出させる自然通風モードと、
空調空間内の空気を還気路42を介して、或いは空調空間内の気温よりも高温の少量の外気を外気導入口４と流路切替ダンパー14との間の通風路部分を介してそれぞれ空調機30へ吸引して冷却し、その冷却空気を吹出口40から空調空間Ａ側へ吹き出す通常冷房モードと、
空調空間内の気温よりも低温の外気を、外気導入口４と流路切替ダンパー14との間の通風路部分を介して空調機30へ吸引して、そのままの気温で吹出口40から空調空間側へ吹き出す外気冷房モードと、
の間で、運転状態を自動的に切替え可能としている。

「自然通風モード」は、外気温度が15℃乃至26℃である場合に実施すると良い。尚、自然通風モードだけでは、室内の熱を十分に排除できない場合に自然通風と一般冷却とを併用したモードをとることができる。又、屋外の風速をセンサで感知して全くの無風状態（或いは所定時間内の平均風速が基準値以下である状態）では、後述の制御器がシステムのモードを、下記の通常冷房モード乃至外気冷房モードに切り替えることができるように構成することもできる。

「通常冷房モード」は、省エネルギーのため、外気導入口から空気浄化のために必要最小限の空気量を導入するに留め、室内側から吸込んだ空気を空調機30で冷却して、室内側へ吹出す循環型とすることが望ましい。

「外気冷房モード」を行なう条件は、少なくとも外気温が室温よりも低いことであり、無風の場合にはこれで十分であるが、建物の外部に風がある場合には、外気の含熱量（エンタルピー）が室内空気のそれよりも低いことを条件とした方がより的確である。更に、このモードは、外気温度が11℃乃至26℃である場合に行なうことが望ましく、更に雨季など外気湿度が高い場合には、空調機により除湿をすると良い。

運転状態の自動切換えは、外気の温度及び湿度に基づいて（或いは外気の温度及び湿度に加えて空調空間の温湿度に基づいて）行なうことができる。

具体的には、室温が基準値（例えば26℃）以上のときは、一般的な冷房モードをし、室温が基準値以下であるときには、更に湿度が所定の基準値（例えば70％）以上であれば外気冷房モードを、湿度が基準値以下であれば、自然通風モードを実施する。又、自然通風モードにおいて、空調空間Ａの室温をチェックし、例えば室温が規定値以上であるときに、補助的に空調機30を運転し、室内側から少量の空気を吸引し冷却して室内へ戻す補助冷房を行なってもよい。これらの動作を可能とするために建物の外部と空調空間とにそれぞれ湿温度センサを設置するとともに、空調機30及び流路切替ダンパー14の動作を制御する制御装置を設けると良い。

第６の手段は、上記第５の手段を有し、
かつ上記自然通風モード、通常冷房モード、及び外気冷却モードに加えて、
屋外から上記通風路８を介して取り入れた涼風を、空調空間Ａを通過させて屋外へ流出させながら、空調空間内の空気を還気路42を介して空調機30へ吸引して冷却し、その冷却空気を吹出口40から空調空間Ａ側へ吹出す通風・冷房併用モードを選択可能とし、該選択を制御装置36により自動化している。

第７の手段は、上記第1の手段乃至第６の手段の何れかを有し、かつ上記外気導入口４と通風流出口16とは、建物の外周壁Bに開口しており、かつ上記外気導入口４と直角に導入される通風の風向に対して、通風流出口16と直角に流出する通風の風向の偏向角度θが90°以下としている。

第８の手段は、上記第1の手段乃至第６の手段の何れかを有し、かつ上記空調空間Ａは、中央部に上方への吹抜け空間70を有する建物の外側外壁部Ｂ₁と内側外壁部Ｂ₂との間に形成され、これら両壁部のうち一方に外気導入口４を、他方に通風流出口16をそれぞれ開口している。

第９の手段は、通風路付き空調機であって、ケーシング50と、該ケーシング上方に前後方向に開通する通風路形成用チャンバー64と、該通風路の長手方向中間部とケーシング50とを連通するとともに、通風路形成用チャンバー64を支える分岐ダクト66とを具備し、これら分岐ダクト及び通風路８の各内部に流路切替用ダンパー26,14を設置するとともに、その分岐ダクト側の流路切替ダンパー26から、上記ケーシング50に内蔵する冷却手段32及び送風ファン34を経て送風口62へ至る送風路22を開通するとともに、更にケーシング50の適所に開口した還気口60を上記送風ファン34に連通させている。

上記通風路形成用チャンバー64は、その通風路の開通方向である前後方向に対して左右乃至上下に巾広に形成することができる。

第１０の手段は、上記第９の手段を有し、かつ上記送風口62を、空調給気ダクトへの接続口としている。

第１の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○自然通風システムと空調システムとを一つのシステムとして統合したから、例えば建物外部の環境の変化に応じて、自然通風と空調機を用いた冷房（一般冷房及び外気冷房の何れをも含む）の切替をワンタッチで行なうことができ、便利である。
○外気導入口４から内方へ略横筒形の通風路８の一部から、空調運転時用の送風路22をそれぞれ突出したから、上記通風路８の開口部や長さなどを予め自然通風向けに設計することができるので、自然通風量を十分確保でき、又、一般空調時には、空調機30により外気導入口４から最小必要量の外気を吸入すればよいので、通常の空調システムと同様の運用が可能となる。

第２の発明に係る発明によれば、上記空調機30を通風路８の下方に設置したから、空調機30のメンテナンスが容易であるとともに、空調機30上方の空間を通風路として有効利用し、システム全体の床占有面積を低減することができる。

第３の手段に係る発明によれば、通風路８の突出長を、建物外壁Ｂから該外壁に沿って設置した空調機30の内面までの距離と同程度としたから、通風路の内外両側の通風流入口10と上記外気導入口４とを間近に位置させることができ、更にこれら両口の各開口面が内外方向から見て少なくとも一部が重複するようにしたから、流体抵抗を低減することができる。

第４の手段に係る発明によれば、上記外気導入口４及び通風流入口10にガラリ6、12を設置したから、雨水や塵埃の浸入を抑制することができ、更に自然通風のシステムと空調機を用いた空調システムとで、外部ガラリを共有したから、経済的である。

第５の手段に係る発明によれば、自然通風モードと、通常冷房モードと、外気冷房モードとの間で、運転状態を自動的に切替え可能としたから、外部の環境に応じて最も適したモードを随時自動選択して、快適な温熱環境を実現できる。

第６の手段に係る発明によれば、自然通風モード、一般冷却モード、外気冷却モードに加えて、通風・冷房併用モードを選択可能としたので、ある程度の風があっても自然通風だけでは室内の熱を十分に排除できない場合に、自然の風力と空調機の機械力とを組合わせることで省エネルギーを図ることができる。

第７の手段に係る発明によれば、上記外気導入口４と直角に導入される通風の風向に対して、通風流出口16と直角に流出する通風の風向の偏向角度θを90°以下としたから、風の弱い日であっても十分な自然通風が得られる。

第８の手段に係る発明によれば、中央部に上方への吹抜け空間70を有する建物の外側外壁部Ｂ₁と内側外壁部Ｂ₂とのうち一方に外気導入口４を、他方に通風流出口16をそれぞれ開口したから、上記吹抜け空間70の煙突効果により建物の外側から吹抜け空間側への通風を促進することができる。

第９の手段に係る発明によれば、自然通風と一般的冷房と外気冷房との各方式を統合した本発明のシステムの主要部分を一個の装置としたから、該装置を建物の所要箇所に設置すれば、システムの主要部分の給排気ラインの配管を完成させることができ、便利である。

第１０の手段に係る発明によれば、上記送風口62を、空調給気ダクトへの接続口72としたから、既存の空調空気システムの一部に本願空調機を組み込むことで、簡易に本願の空調兼還気システムを構築することができる。

図１から図６は、本発明に係る空調兼通風システムを示している。

図１において、符号Ａは、本システムを適用した空調空間を表しており、該空間は図示例では、建物の部屋の内部となっている。又、Ｂは建物の外壁である。Ｃは後述の空調機の周囲を囲う上面視コ字形の隔壁であり、該隔壁の正面下部には開閉用扉（図示せず）を付設すると良い。

本システムは、自然通風部２と空調部20とセンサ部46とで形成している。

自然通風部２は、外気導入口４と、通風路８と、通風流出口16とで形成されている。

上記外気導入口４は、建物の外壁Ｂに開口しており、該開口面には外部ガラリ６の上部へ接続してある。該外部ガラリは、日射を遮断する機能と、雨水及び塵埃の侵入を抑制する機能とを有する。図示例では外部ガラリをチャンバーボックス内に形成して該ボックスを後述の通風路に接続している。外部ガラリの開口率は一般に33％程度であるので、この場合にはその開口面積を後述の通風路の流路面積の３倍程度として、該通風路と外部ガラリとの有効開口面積を同じとするとよい。このとき外部ガラリ６の開口部と通風路８の上流部との間の距離が短過ぎると、これら両者間の勾配が急となって流路抵抗を増大するため、風速が弱くても外気がスムーズに流れるような勾配を確保することができる程度の長さが必要である。

上記通風路８は、上記外気導入口４から内方突出した広口で４角筒形の部材であり、該通風路８の内側端面には通風流入口10を開口するとともに、通風流入口内には、内部ガラリ12を付設している。尚、図示例の通風路８の内端は、隔壁Ｃの正面上部を貫通して該貫通孔に係止させている。又、上記通風路８の長手方向中間部には、第１の流路切替ダンパー14を設置しており、該流路切替ダンパーからは後述の如く空調機へ至るダクトを垂下している。上記通風路８は、低風速時でも大きな風量を得られるように直筒形で大開口に形成している。同様の理由から、通風路８の長さは、開口部の大きさに比べて短く形成することが望ましい。もっとも通風路８が短過ぎると、降雨時に外気とともに雨水が侵入し易くなるので、この点を考慮して通路長を定める。又、通風路８の内面には撥水性グラスウール（グラスウールに耐水性クロスを張り合わせたもの）などで形成された吸音材を貼着することが望ましい。

上記通風流出口16は、上記外気導入口４とは反対側の建物の外壁Bに開口している。この通風流出口の開口率は80〜90％程度であり、従って該通風流出口の開口面積は通風路の流路面積の1.1〜1.25倍とすることが望ましい。

空調部20は、送風路22と、還気路42とで形成されている。

上記送風路22は、接続ダクト24と、空調機30と、送風ダクト38とで構成されている。

上記接続ダクト24は、上記第1流路切替ダンパー14の直近上流の通風路部分から分岐して真下に垂下しており、かつ該接続ダクト内には第２の流路切替ダンパー26が形成されている。第1、第２流路切替ダンパー14,26は一方が開のときに他方が閉となるように制御すると良い。上記第２流路切替ダンパーは風量の調整が可能なものとするとよい。

上記空調機30は、建物外壁Bの内面に沿って左右に扁平の箱形のものであり、上記通風路８の真下に配置されている。空調機30は、空調コイルなどの冷却手段32と送風ファン34とを内蔵している。

上記制御装置36は、後述のセンサ部からの外気温湿度及び室内温湿度のデータに基づき、上記各流路切替ダンパー14,26及び送風ファン34を制御して空調処理のモードを変更可能に構成している。

上記送風ダクト38は、空調機30の送風ファン34へ一端部を連通させて空調空間Ａの天井側へ延びており、かつ下方に開口する吹出し口40を有している。

上記還気路42は、上記空調機30に一端部を接続させるとともに、他方端部を上記隔壁Ｃを貫通させて空調空間Ａ内部へ突出している。尚、該還気路42には、開閉用の弁を付設する。

センサ部46は、建物の外壁Ｂと空調空間Ａの適所に設置され、上記制御装置36に付設されている。

上記構成において、外気温度が例えば15℃〜24℃程度であるときには、図２に示す如く、第1流路切替ダンパー14を開、第２流路切替ダンパー26を閉とするとよく（自然通風モード）、これにより外気導入口４から流入した風が通風路８を通って通風流入口10へ入り、その風は空調空間Ａの上部を通過して、該空間上部の熱溜まりとともに通風流出口16から屋外へ排出される。

外気温度が24℃〜28℃であって空調空間よりも低エンタルピーであるときには、図５に示す如く、第1、第2流路切替ダンパー14,26は図２と同じとして空調機30の送風ファン34を作動させ、還気路42を介して空調空間Ａ内の空気を吸引し、空調機30で冷却して、吹出口40から吹き出せばよく、これにより、エネルギー消費量を抑制しながら冷房効果を挙げることができる。

尚、外気温度が24℃〜28℃であっても外気の湿度が高い場合には、図２の状態から図４の如く第1流路切替ダンパー14を閉、第２流路切替ダンパー26を開とするとともに、送風ファン34を作動させて、湿気を含んだ外気を外気導入口４から吸引して、空調機30で除湿して、吹出口40から空調空間Ａへ噴出すれば良い。尚、このときには、還気路42付きの弁を閉鎖しておく。

更に外気温度が28℃以上となったときには、図３に示す如く還気路42を介して空調空間Ａ内の空気を吸い込むとともに、第１流路切替ダンパー14を閉とし、又第２流路切替ダンパー26の開きを絞るなどして空気の浄化のために必要最小限の風量の外気を吸入すれば良い。

図６は、図１の空調兼通風システムの通風路８の構造の変形例を示しており、ブレースなどの建物の構造部分を避けるために通風路８を直筒形に出来ない場合には、通風路の途中部分を図６(Ａ)のようなクランク形の段差部18、或いは図６(Ｂ)のように下内方へ斜行する段差部18に形成することができる。但し、この場合でも段差部の両側の管路部分は、内外方向から見て重複部分ｄが存在するように設ける。

図７及び図８は、上記換気システムの外気導入口４及び通風流出口16のレイアウトの変更例を示している。説明の都合上、これら両口及び建物の外壁B以外の構成は省略している。又建物の外壁Bは簡単のため円形に描いているが、これに限られるものではない。

図７は、建物の外周壁である外壁Bに外気導入口４及び通風流出口16を開口した例であり、この場合には、自然の風力を有効に利用するために、外気導入口４と通風流出口16とは、外気導入口４と直角に導入される通風の風向に対して、通風流出口16と直角に流出する通風の風向の偏向角度θが90°以下となるような位置関係に配置する。ここで偏向角θが90°以下としたのは、外気導入口４の正面から外部の風を受けた場合に、通風流出口16から流出する気流が通風にとって不利となる風圧力を受けないようにするためである。従って上記通風流出口16は、図７に示す如く外気導入口４と対向する位置P₀と外気導入口の開口方向と直角に開口する位置P₁との間の何れかにあれば良い。

図８は、中央部に上方への吹抜け空間70を有する建物の外側外壁部Ｂ₁と内側外壁部Ｂ₂との間に上記空調空間Ａを形成するとともに、それら両壁部のうち一方に外気導入口４を、他方に通風流出口16をそれぞれ開口したものである。この場合には、上記吹抜け空間70の煙突効果により空調空間A内の空気が上記通風流出口16から流出するので、該通風流出口を、外気導入口４と無関係に内部外壁部Ｂ₂の周方向の何れの位置に開口しても十分な通風が得られる。

図９は、図７の図示例の実施例である。本実施例は、建物の片側を、階段やトイレの設備が集中したコア領域Ｄとした場合のものであり、そのコア領域Ｄを通過する空気の流路を確保することが難しいことから、空調空間の外壁のうち主風向側（或いは主風向と反対側）の壁部に外気導入口４、通風路８及び通風流入口10などを、上記主風向と直交する方向の側壁部分に通風流出口16…を開口したものである。尚、図示例とは異なり、上記主風向側（或いは主風向と反対側）の壁部に通風流出口16を、又、主風向と直交する側壁部分に外気導入口４、通風路８及び通風流入口10などを設けることもできる。

図１０は、図８の図示例の実施例を示している。この実施例では、上述の如く建物の中央部分に１階から屋上への吹抜けの空間（光庭）70を設け、建物外壁側に外気導入口４を、光庭側の内壁部分に通風流出口16をそれぞれ開口している。尚、上記外気導入口４の下方には空調機30を設置している。

図１１及び図１２は、本発明の通風路付き空調機を示している。

この空調機は、建物外壁Ｂに沿って左右巾広で扁平な箱形のケーシング50を具備しており、該ケーシングの内部は仕切り板52で左右半部に仕切られている。図示例では、その一方半部（図示例では右半部）の上部を前後方向に貫通する通風路８で貫通するとともに、該通風路の長手方向中間部から分岐させて連通筒53…を垂下している。これら通風路８及び連通筒53には、それぞれ第1、第2流路切替ダンパー14,26を形成する。又、上記仕切り板52の下部には、フィルタ54付きの連通口56を設ける。又、他方半部の下部には、空調コイルなどの冷却手段32及び送風ファン34を配備するとともに、上記他方半部の前壁上部には、送風口62を開口し、第２流路切替ダンパーから、フィルタ54、連通口56、冷却手段32、及び送風ファン34を経て上記送風口62へ至る送風路22を形成している。またケーシング50の適所に開口した還気口60を上記送風ファン34に連通させている。

図示例では、上記通風路８は、上記ケーシング50の一方半部の前後両壁上部に開口した開通口68,68の間に通路形成用チャンバー64を嵌挿し、架設させてなる。この通路形成用チャンバーの外端部分は図示の如く拡開させて建物の外部ガラリ６に接合可能に設けると良い。尚、図示例では、上記拡開部を含む通風路形成用チャンバーの後半部64ｂを、通風路形成用チャンバーの前半部64ａに対して着脱自在に設けている。このこの通路形成用チャンバーの前半部は64ａは直筒形に形成すると良い。

尚、この空調機は、図２のシステムの主要部分を一体化したものであり、その作用は図１のものとと同じであるから、説明を省略する。

図１３及び図１４は、図１１及び図１２に係る通風路付き空調機の変形例を示したものであり、その送風口62を、上記ケーシング50他方半部の前壁に代えて該他方半部の頂板部分に開口し、更に該送風口を、空調給気ダクト72との接続口としたものである。その他の構造は図１２のものと同じであるので同一符号を付することで説明を省略する。

図１５及び図１６は、図１３及び図１４に係る通風路付き空調機の変形例を示したものであり、ケーシング50とは別個に、前後方向に開通する通風路形成チャンバー64をケーシング50の上方に形成するとともに、その通風路形成チャンバー64を支持する分岐ダクト66をケーシング一方半部から起立している。該分岐ダクトは、上記通風路８の長手方向中間部とケーシング一方半部とを連通しており、又、これら分岐ダクト66と通風路８とには、それぞれ第2、第1流路切替ダンパー26,14を設置している。その他の構造は図13のものと同じであるので同一符号を付することで説明を省略する。

図１７から図１９は、本発明の基礎となった風速の観測データを示している。この観測データは東京都水道局が公開しているものであり、その観測箇所は東京都江戸川区の河川河口部である。図17は時間別の平均風量を、図18は月別の平均風速を、図19は各風速の出現率を表したものである。

本発明に係る空調兼通風システムの平面図である。 図１システムの自然通風モードでの要部作用説明図である。 図１システムの一般冷房モードでの要部作用説明図である。 図１システムの外気冷房モードでの要部作用説明図である。 図１システムの自然通風及び外気冷房併用モードでの要部作用説明図である。 図１システムの要部の変形例である。 図１のシステムの外気導入口と通風流出口とのレイアウトの変形例を示す説明図である。 図１システムの外気導入口及び通風流出口とのレイアウトの他の変形例を示す概念図である。 図７の変形例の実施例である。 図８の変形例の実施例である。 本発明に係る通風路付き空調機の正面図である。 図１１のXII−XII線方向に見た縦断面図である。 同空調機の変形例の正面図である。 図１３のXIV−XIV線方向に見た縦断面図である。 同空調機の変形例の正面図である。 図１５のXVI−XVI線方向に見た縦断面図である。 本発明の裏付けとした、ある観測地点での時刻別の平均風速の分布図である。 同観測点での月別平均風速分布図である。 同観測点での風速出現率の分布図である。 従来の自然通風機能付き空調システムの構成図である。

符号の説明

Ａ…空調空間 Ｂ…建物外壁 Ｂ₁…外側外壁部 Ｂ₂…内側外壁部 Ｃ…隔壁
Ｄ…コア領域
２…自然通風部 ４…外気導入口 ６…外部ガラリ ８…通風路 10…通風流入口
12…内部ガラリ 14…流路切替ダンパー 16…通風流出口 18…段差部
20…空調部 22…送風路 24…接続ダクト 26…第２流路ダンパー
28…流路調整弁 30…空調機 31…同内面 32…冷却手段 34…送風ファン
36…制御装置 38…送風ダクト 40…吹出口 42…還気路 44…弁
46…センサ部 50…ケーシング 52…仕切り板 53…連通筒 54…フィルタ
56…連通口 60…還気口 62…送風口 64…通風路形成用チャンバー
64ａ…同前半部 64ｂ…同後半部 66…分岐ダクト
68…開通口 70…光庭 72…空調給気ダクト

Claims (10)

1. 空調空間(Ａ)を画成する壁面の適所に外気導入口(４)と通風流出口(16)とを設け、その外気導入口(４)から略横筒形の通風路(８)を内方突設するとともに、又該通風路一部から分岐(９)させて、途中部に空調機(30)を有する送風路(22)を空調空間への吹出口(40)へ延設し、更に上記分岐箇所(９)に流路切替ダンパー(14、26)を形成したことを特徴とする、空調兼通風システム。
2. 上記空調機(30)を、通風路(８)の下方に設置したことを特徴とする、請求項１記載の空調兼通風システム。
3. 上記空調機(30)は、空調空間(Ａ)を区画する建物外壁(Ｂ)に沿って設置され、又、上記通風路(８)は、上記外壁(Ｂ)から空調機(30)の内面(31)までの距離と同程度に内方突出するとともに、通風路(８)の内端面で形成する通風流入口(10)と上記外気導入口(４)との各開口面の少なくとも一部が内外方向から見て重なり合うように形成したことを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の空調兼通風システム。
4. 上記外気導入口(４)及び通風流入口(10)にガラリ(6、12)を設置したことを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３記載の空調兼通風システム。
5. 屋外から上記通風路(８)を介して取り入れた涼風を、空調空間(Ａ)を通過させて屋外へ流出させる自然通風モードと、
   空調空間内の空気を還気路(42)を介して、或いは空調空間内の気温よりも高温の少量の外気を外気導入口(４)と流路切替ダンパー(14)との間の通風路部分を介してそれぞれ空調機(30)へ吸引して冷却し、その冷却空気を吹出口(40)から空調空間(Ａ)側へ吹き出す通常冷房モードと、
   空調空間内の気温よりも低温の外気を、外気導入口(４)と流路切替ダンパー(14)との間の通風路部分を介して空調機(30)へ吸引して、そのままの気温で吹出口(40)から空調空間側へ吹き出す外気冷房モードと、の間で、運転状態を自動的に切替え可能としたことを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の空調兼通風システム。
6. 上記自然通風モード、通常冷房モード、及び外気冷却モードに加えて、
   屋外から上記通風路(８)を介して取り入れた涼風を、空調空間(Ａ)を通過させて屋外へ流出させながら、空調空間内の空気を還気路(42)を介して空調機(30)へ吸引して冷却し、その冷却空気を吹出口(40)から空調空間Ａ側へ吹出す通風・冷房併用モードを選択可能とし、該選択を制御装置(36)により自動化したことを特徴とする、請求項５記載の空調兼通風システム。
7. 上記外気導入口(４)と通風流出口(16)とは、建物の外周壁(B)に開口しており、かつ上記外気導入口(４)と直角に導入される通風の風向に対して、通風流出口(16)と直角に流出する通風の風向の偏向角度(θ)が90°以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の空調兼通風システム。
8. 上記空調空間(Ａ)は、中央部に上方への吹抜け空間(70)を有する建物の外側外壁部(Ｂ₁ )と内側外壁部(Ｂ₂ )との間に形成され、これら両壁部のうち一方に外気導入口(４)を、他方に通風流出口(16)をそれぞれ開口したことを特徴とする、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の空調兼通風システム。
9. ケーシング(50)と、該ケーシング上方に前後方向に開通する通風路形成用チャンバー(64)と、該通風路の長手方向中間部とケーシング(50)とを連通するとともに、通風路形成用チャンバー(64)を支える分岐ダクト(66)とを具備し、これら分岐ダクト及び通風路(８)の各内部に流路切替用ダンパー(26,14)を設置するとともに、その分岐ダクト側の流路切替ダンパー(26から、上記ケーシング(50)に内蔵する冷却手段(32)及び送風ファン(34を経て送風口(62)へ至る送風路(22)を開通するとともに、更にケーシング(50)の適所に開口した還気口(60)を上記送風ファン(34)に連通させたことを特徴とする、通風路付き空調機。
10. 上記送風口(62)を、空調給気ダクトへの接続口(72)としたことを特徴とする、請求項９記載の通風路付き空調機。

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