JP5414466B2 - イオン送風システム及びそれに用いる天吊カセット形空気調和器 - Google Patents

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本発明は、各種ビル、学校、病院建物等の室内空気環境の改善を図るためのイオン送風システム及びそれに用いる天吊カセット形空気調和器に関するものである。
従来、水分を含有する湿り空気に対する高電圧放電により、マイナスイオン、プラスイオンを発生させる高電圧放電方式によるイオン発生装置が知られている。イオン発生量は、発生装置近傍の空気の保有する水分量に依存し、相対湿度の高低や温度の高低によって、発生量が極端に減少することがある。
一般に、高電圧放電方式によるイオン発生装置は、温度が15〜35℃、相対湿度が30〜85%の範囲内にあれば、安定してイオンを発生するが、この範囲を外れるとイオン発生量は不安定になる。
また、イオン発生量は、イオンを含む空気が流路上にある障害物を通過する場合にも、物理的な衝突によってその内のかなりの数が失われる。
例えば、特許文献1〜6に示すように、空気の加熱あるいは冷却を行う空気調和器にイオン発生装置を組み込んだ装置の場合には、これらのことが起因となって安定したイオン量を得ることが難しくなることがある。すなわち、空気の加熱あるいは冷却を行う熱交換器の手前側にイオン発生装置を設けると、発生させたイオンが熱交換器を通過するときに、衝突によって相当数が失われる。
また、ファンの吸い込み側にイオン発生装置を設けると、発生させたイオンがファンによって送出されるときに、やはりファンブレードへの衝突によって、相当数が失われる。
さらに、空気の加熱あるいは冷却を行う熱交換器の後方側(空気の流れで下流側)にイオン発生装置を設けた場合、熱交換器によって冷却された空気は相対湿度が90%を超える高湿度の状態となり、また、加熱した場合には相対湿度が非常に低い状態となり、共にイオンの発生量が安定しなくなる。
特開2002−286250号公報 特開2004−108726号公報 特開2004−324927号公報 特開2005−134016号公報 特開2005−337611号公報 特開2007−183070号公報
こうしたことから、空気調和器から吹き出される調和空気によるイオン発生量の減少、特に冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができる技術の開発が望まれていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、調和空気、特に冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができるイオン送風システム及びそれに用いる天吊カセット形空気調和器を提供することを目的とする。
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項1に係るイオン送風システムは、天井に設けられ、室内を空調するカセット形の天吊カセット形空気調和器と、空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるイオン発生装置とを備え、前記天吊カセット形空気調和器内に、調和空気用の流路系統と、前記イオン発生装置により発生するイオン用の流路系統とを区分して設け、前記調和空気を室内に吹き出すための調和空気吹き出し口と、前記イオンを室内に吹き出すためのイオン吹き出し口とを並べて配置し、室内および前記イオン発生装置内の湿度を検知するための温湿度センサを有し、前記温湿度センサによる検知湿度に基づいて前記イオン発生装置へ供給する空気を所定の相対湿度に調整し、前記イオン発生装置からのイオン発生量を安定化させるイオン発生量安定化手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係るイオン送風システムは、上述した請求項1において、前記イオン発生装置は、前記天吊カセット形空気調和器の外部に設けられ、前記イオン発生装置により発生するイオンは、ダクトを介して前記天吊カセット形空気調和器内の前記イオン用の流路系統に供給されることを特徴とする。
また、本発明の請求項3に係るイオン送風システムは、上述した請求項1又は2において、前記調和空気用の流路系統の外側に沿うように前記イオン用の流路系統を別途に設け、前記調和空気吹き出し口と前記イオン吹き出し口とを互いに近接した位置に並設したことを特徴とする。
また、本発明の請求項4に係るイオン送風システムは、上述した請求項1〜3のいずれか一つにおいて、前記天吊カセット形空気調和器の天井パネルの長手側の両端部寄りに、長手方向に平行に延びる長孔をそれぞれ配置し、内側の前記長孔を前記調和空気吹き出し口とし、外側の前記長孔を前記イオン吹き出し口としたことを特徴とする。
また、本発明の請求項5に係るイオン送風システムは、上述した請求項1〜4のいずれか一つにおいて、前記天吊カセット形空気調和器の運転状態にかかわらず、前記イオン発生装置により発生するイオンを前記イオン吹き出し口から吹き出す送気手段をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項6に係るイオン送風システムは、上述した請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記イオン発生装置とダクトを介して接続され、外気を空調する外気処理用空調機をさらに備え、前記イオン発生装置は、前記外気処理用空調機の調和空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるものであることを特徴とする。
また、本発明の請求項7に係るイオン送風システムは、上述した請求項1〜6のいずれか一つにおいて、前記イオン発生装置とダクトを介して接続され、室内からの還気および外気を空調するデシカント空調機をさらに備え、前記イオン発生装置は、前記デシカント空調機の調和空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるものであることを特徴とする。
また、本発明の請求項8に係るイオン送風システムは、上述した請求項1〜7のいずれか一つにおいて、室内のイオン濃度を検知するためのイオンセンサを有し、前記イオンセンサによる検知イオン濃度に基づいて前記イオン吹き出し口から吹き出されるイオン濃度の調節を行うイオン濃度調節手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項9に係るイオン送風システムは、上述した請求項1〜8のいずれか一つにおいて、室内のイオン濃度分布を検知するためのイオンセンサを有し、前記イオンセンサによる検知イオン濃度分布に基づいて前記イオン吹き出し口から吹き出されるイオンの吹き出し方向の調節を行うイオン吹き出し方向調節手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項10に係る天吊カセット形空気調和器は、上述した請求項1〜9のいずれか一つに記載のイオン送風システムに用いる天吊カセット形空気調和器である。
本発明のイオン送風システムによれば、天井に設けられ、室内を空調するカセット形の天吊カセット形空気調和器と、空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるイオン発生装置とを備え、前記天吊カセット形空気調和器内に、調和空気用の流路系統と、前記イオン発生装置により発生するイオン用の流路系統とを区分して設け、前記調和空気を室内に吹き出すための調和空気吹き出し口と、前記イオンを室内に吹き出すためのイオン吹き出し口とを並べて配置したので、天吊カセット形空気調和器による空気の冷却や加熱による相対湿度の変化に影響されずに、イオン吹き出し口において安定したイオン量を確保することができる。このため、冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができる。
図1は、本発明の天吊カセット形空気調和器の実施形態を示す見取り図である。 図2は、本発明の天吊カセット形空気調和器を示す断面図である。 図3は、本発明の天吊カセット形空気調和器の内部における空気の流れを示す断面図である。 図4は、本発明の天吊カセット形空気調和器を示す上面図である。 図5は、本発明の天吊カセット形空気調和器を示す下面図である。 図6は、本発明のイオン送風システムの実施の形態1の断面図である。 図7−1は、本発明のイオン送風システムの実施の形態2の断面図である。 図7−2は、本発明のイオン送風システムの実施の形態3の断面図である。 図8は、従来の標準的な天吊カセット形空気調和器を示す見取り図である。 図9は、従来の標準的な天吊カセット形空気調和器にイオン発生素子を内蔵させた例を示す断面図である。 図10は、従来の標準的な天吊カセット形空気調和器にイオン発生素子を内蔵させた例の内部における空気の流れを示す断面図である。 図11は、従来の標準的な天吊カセット形空気調和器を示す下面図である。 図12は、本発明の天吊カセット形空気調和器に、ファンを内蔵したイオン発生装置を接続して使用して、実際に室内に吹き出すイオンの量を測定する状態を示す説明的な断面図である。 図13は、本発明の天吊カセット形空気調和器に用いた室内に吹き出すイオンの量を測定する治具と、測定点を示す見取り図である。 図14は、従来の標準的な天吊カセット形空気調和器に、イオン発生素子を内蔵させたものを使用して、実際に室内に吹き出すイオンの量を測定する状態を示す説明的な断面図である。 図15は、従来の天吊カセット形空気調和器に用いた室内に吹き出すイオンの量を測定する治具と、測定点を示す見取り図である。 図16は、表1の結果を示したグラフ図である。
以下に、本発明に係るイオン送風システム及びそれに用いる天吊カセット形空気調和器の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
[天吊カセット形空気調和器]
図1〜図5に示すように、本発明に係る天吊カセット形空気調和器1は、空調対象とする部屋の天井面に取り付けられるカセット形の室内空調用ユニットである。この天吊カセット形空気調和器1の本体11内には、送風機14、熱交換器12が内蔵してあり、調和空気用の流路系統としての調和空気流路17と、図示しないイオン発生装置により発生するイオン用の流路系統としてのイオン空気流路15とが区分して設けてある。
本体11下面には、点検パネル5を有する天井パネル6が設けられ、この天井パネル6には、調和空気流路17からの調和空気を室内に吹き出すための調和空気吹き出し口18と、イオン空気流路15からのイオンを室内に吹き出すためのイオン吹き出し口16とが並べて配置してある。
イオン吹き出し口16および調和空気吹き出し口18は、天井パネル6の長手側の両端部寄りに長手方向に平行に延びる長孔であり、イオン吹き出し口16は外側に、調和空気吹き出し口18は内側に配置されている。また、調和空気吹き出し口18の内側には、空気吸い込み口19が配置されている。
本体11内の長手側の壁際には、本体11内を流通する調和空気の流路17とイオンとを隔絶するための仕切り20が設けられ、この仕切り20によってイオン空気流路15が形成されている。この流路15は、本体11の長手側の両側面の略中央に設けたイオンダクト接続口2に連通しており、2方向からイオン空気の供給を受け得るようになっている。また、調和空気流路17と調和空気吹き出し口18との間には、調和空気流路17から送られる風量を両側の調和空気吹き出し口18に分配するための風量分配ダクト21が設けてある。
吹き出し口16,18には、可動式のイオン吹き出しルーバー3(イオン吹き出し方向調節手段)と、調和空気吹き出しルーバー4とがそれぞれ設けられ、吹き出し気流の方向をそれぞれ調節できるようにしてある。
本体11の側面には、空気の冷却、加熱を行うための熱交換器12に通ずる配管接続口(冷温水入口)8と配管接続口(冷温水出口)9とドレン配管接続口13とが設けられている。また、内蔵した送風機14を運転するための配線接続用の端子台10が設けられている。本体11の上部には天井に取り付けるための吊り穴7が設けられている。
上記構成の動作及び作用について説明する。
図3に示すように、室内の空気は、空気吸い込み口19を通って送風機14に吸い込まれる。送風機14は、この空気を熱交換器12に送り込み、冷房時は冷却、暖房時は加熱されることで調和空気とする。この調和空気は調和空気流路17と風量分配ダクト21を通り、調和空気吹き出しルーバー4とイオン吹き出しルーバー3とによって仕切られた調和空気吹き出し口18を通って、室内に冷風又は温風として吹き出され、冷房又は暖房を行う。
このとき同時に、イオンダクト接続口2に接続されたイオン空気ダクト22から、イオンを含む空気がイオン空気流路15内に送風され、イオン吹き出し口16を通して、室内に送られる。
このように、長孔状の調和空気吹き出し口18の外側に、これと平行に延びる長孔状のイオン吹き出し口16を別個に設けることにより、調和空気の温度・湿度による影響を受けやすいイオン発生量を安定させるとともに、調和空気と同時並行してイオンを吹き出すことによって調和空気にイオンを載せ、室内の隅々迄イオンを到達させることができる。
また、天吊カセット形空気調和器が運転停止中であっても、図示しないイオン発生装置側に設けたファンでイオン吹き出し口16からイオンを吹き出すことにより、イオンを含む空気だけを室内に吹き出すこともできる。
以上により、天吊カセット形空気調和器1による空気の冷却や加熱による相対湿度の変化に影響されずに、イオン吹き出し口16において安定したイオン量を確保することができる。このため、例えば、冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができる。
[イオン送風システム:実施の形態1]
図6は、本発明のイオン送風システムの実施の形態1を示す断面図である。
図6に示すように、本発明の実施の形態1のイオン送風システム100は、上記の天吊カセット形空気調和器1に、ファン内蔵イオン発生装置23を接続して構成したものである。
天吊カセット形空気調和器1は、点検口28を有する天井ボード27の裏側の天井内に設置され、室内からは、図示しない空気吸い込み口19と、吹き出し口16,18からなる吹き出しグリルとを備えた天井パネル6のみが見えている。
なお、図6には、便宜上、外気を直接取り入れる場合と、室内空気を吸い込んで循環する場合の両方を示している。また、図示していないが、ファン内蔵イオン発生装置23の出口側の接続ダクト22は途中で分岐して、天吊カセット形空気調和器1の図中左側のイオンダクト接続口2にも同様に接続している。
天吊カセット形空気調和器1は、室内から空気Rを吸い込み、送風機14、熱交換器12、風量分配ダクト21を通して調和空気R1を室内に吹き出し、冷暖房を行う。
一方、ファン内蔵イオン発生装置23は、送気手段としてのファン23bとイオン発生素子23aとを内蔵しており、天井ボード27に設けた還気グリル25とダクト24を通して室内空気Sa又は屋外のベントキャップ26を介して外気Sbを吸い込み、この吸い込んだ空気に対してイオン発生素子23aが高電圧放電を行うことで、プラスイオン、マイナスイオンをそれぞれ発生させる。そして、このイオンを含む空気Sを、ダクト22により本発明の天吊カセット形空気調和器1に送風するようになっている。
ファン内蔵イオン発生装置23では、室内空気Saを吸い込む場合、イオン発生素子23aに通風される空気の状態は、室内空気Saそのものであり、温度、湿度ともイオン発生素子23aの動作に最も適した範囲で、安定したイオン量を発生することが可能である。
また、外気Sbを吸い込む場合でも、イオン発生素子23aに通風される空気の状態は、ほとんどの場合、温度、湿度ともイオン発生素子23aの動作許容範囲内に十分に収まるので、安定したイオンの発生が行える。
ダクト22から取り込まれたイオンを含む空気Sは、天吊カセット形空気調和器1のイオン空気流路15を通して、天井パネル6のイオン吹き出し口16から、イオンを含む空気S1として室内に吹き出され、室内空気のイオン濃度を高める。
以上により、本発明の実施の形態1のイオン送風システム100によれば、天吊カセット形空気調和器1による空気の冷却や加熱による相対湿度の変化に影響されずに、イオン吹き出し口16において安定したイオン量を確保することができる。このため、例えば、冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができる。
[イオン送風システム:実施の形態2]
図7−1は、本発明のイオン送風システムの実施の形態2を示す断面図である。
図7−1に示すように、本発明の実施の形態2のイオン送風システム200は、上記の天吊カセット形空気調和器1に、イオン発生素子30aのみを内蔵したイオン発生装置30と、外気処理用コンパクト形空調機34(外気処理用空調機)とを接続して構成したものである。
天吊カセット形空気調和器1は、点検口33を有する天井ボード32の裏側の天井内に設置され、室内からは、図示しない空気吸い込み口19と、吹き出し口16,18からなる吹き出しグリルとを備えた天井パネル6のみが見えている。
なお、図7−1には図示していないが、イオン発生装置30の出口側の接続ダクト29は途中で分岐して、天吊カセット形空気調和器1の図中左側のイオンダクト接続口2にも同様に接続している。また、室内から吸い込んだ空気を冷却、加熱して室内の冷暖房を行うのは、図6と同様である。
イオン発生装置30は、イオン発生素子30aを内蔵しており、ファンを内蔵していない。一方、外気処理用コンパクト形空調機34は送風機35を有し、送風機35からの空気Sdは、ダクト31によりイオン発生装置30に送り込まれるようにしてある。送り込まれた空気Sdに対してイオン発生素子30aが高電圧放電を行うことで、プラスイオン、マイナスイオンをそれぞれ発生させる。そして、このイオンを含む空気Sを、ダクト29により本発明の天吊カセット形空気調和器1に送風するようになっている。
外気処理用コンパクト形空調機34では、内蔵されるエアフィルタ34a、熱交換器34b及び加湿器34cなどにより、ダクト36で取り入れた外気Scを室内の温度、湿度に近い状態に冷却あるいは加熱してから送風するようにしてある。このため、イオン発生素子30aに通風される空気の状態は、温度、湿度ともイオン発生素子30aの動作に最も適した範囲であり、安定したイオンの発生が行える。
ダクト29から取り込まれたイオンを含む空気Sは、天吊カセット形空気調和器1のイオン空気流路15を通して、天井パネル6のイオン吹き出し口16から、イオンを含む空気S1として室内に吹き出され、室内空気のイオン濃度を高める。
以上により、本発明の実施の形態2のイオン送風システム200によれば、天吊カセット形空気調和器1による空気の冷却や加熱による相対湿度の変化に影響されずに、イオン吹き出し口16において安定したイオン量を確保することができる。このため、例えば、冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができる。
[イオン送風システム:実施の形態3]
図7−2は、本発明のイオン送風システムの実施の形態3を示す断面図である。
図7−2に示すように、本発明の実施の形態3のイオン送風システム300は、上記の天吊カセット形空気調和器1に、イオン発生素子30aのみを内蔵したイオン発生装置30と、外気処理を含むコンパクト形のデシカント空調機56とを接続して構成したものである。
天吊カセット形空気調和器1は、点検口33を有する天井ボード32の裏側の天井内に設置され、室内からは、図示しない空気吸い込み口19と、吹き出し口16,18からなる吹き出しグリルとを備えた天井パネル6のみが見えている。
なお、図7−2には図示していないが、イオン発生装置30の出口側の接続ダクト29は途中で分岐して、天吊カセット形空気調和器1の図中左側のイオンダクト接続口2にも同様に接続している。また、室内から吸い込んだ空気を冷却、加熱して室内の冷暖房を行うのは、図6、図7−1と同様である。
イオン発生装置30は、イオン発生素子30aを内蔵しており、ファンを内蔵していない。一方、デシカント空調機56は給気送風機62を有し、給気送風機62からの空気Seは、給気ダクト65によりイオン発生装置30に送り込まれるようにしてある。送り込まれた空気Seに対してイオン発生素子30aが高電圧放電を行うことで、プラスイオン、マイナスイオンをそれぞれ発生させる。そして、このイオンを含む空気Sを、ダクト29により本発明の天吊カセット形空気調和器1に送風するようになっている。
デシカント空調機56では、室内から還気Reを還気ダクト64を通して取り入れ、顕熱交換器59により顕熱交換を行い、再生加熱器58により加熱、さらにデシカントロータ57を通してから、排気送風機61により屋外に排気(図中EAと表記)される。
また、屋外から取り入れた外気(図中OAと表記)は、エアフィルタ63により清浄され、給気送風機62によって送られ、デシカントロータ57により除湿されてから顕熱交換器59を通り、冷却コイル60により所定の温度に調節された後、給気流の空気Seとして、給気ダクト65を通ってイオン発生装置30に送風される。
屋外から取り入れた外気OAは、デシカント空調機56により、除湿してから送風されるので、イオン発生素子30aに通風される空気の状態は、温度、湿度ともイオン発生素子30aの動作に最も適した範囲であり、安定したイオンの発生が行える。
ダクト29から取り込まれたイオンを含む空気Sは、天吊カセット形空気調和器1のイオン空気流路15を通して、天井パネル6のイオン吹き出し口16から、イオンを含む空気S1として室内に吹き出され、室内空気のイオン濃度を高める。
以上により、本発明の実施の形態3のイオン送風システム300によれば、天吊カセット形空気調和器1による空気の冷却や加熱による相対湿度の変化に影響されずに、イオン吹き出し口16において安定したイオン量を確保することができる。このため、例えば、冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができる。
[本発明と従来の効果の比較]
次に、本発明の天吊カセット形空気調和器と、従来の天吊カセット形空気調和器の効果を比較した測定について説明する。
図8〜図11に示すように、従来の天吊カセット形空気調和器37は、本体45内に設けた調和空気流路48の中にイオン発生素子50を組み込んだものであり、室内から吸い込み、熱交換器52により冷却又は加熱された空気(調和空気)に、プラスイオン及びマイナスイオンを与えて、イオンを含む調和空気を送風機47によって室内に吹き出すように構成したものである。
本体45下面には、点検パネル40を有する天井パネル38が設けられ、この天井パネル38には、調和空気流路48からの調和空気を室内に吹き出すための調和空気吹き出し口が配置してある。この調和空気吹き出し口は、天井パネル38の長手側の両端部寄りに長手方向に平行に延びる長孔である。この調和空気吹き出し口には、可動式の調和空気吹き出しルーバー39が設けられ、吹き出し気流の方向を調節できるようにしてある。
また、調和空気流路48と調和空気吹き出し口との間には、調和空気流路48から送られる風量を両側の調和空気吹き出し口に分配するための風量分配ダクト51が設けてある。この調和空気吹き出し口の内側には、空気吸い込み口49が配置されている。
本体45の側面には、空気の冷却、加熱を行うための熱交換器52に通ずる配管接続口(冷温水入口)42と配管接続口(冷温水出口)43とドレン配管接続口46とが設けられている。また、内蔵した送風機47を運転するための配線接続用の端子台44が設けられている。本体45の上部には天井に取り付けるための吊り穴41が設けられている。
ところで、上記の従来の天吊カセット形空気調和器37のように、空気の冷却あるいは加熱を行う熱交換器52の下流側(空気の流れから見ると、熱交換器に先に空気が通るので下流側という。)にイオン発生装置としてのイオン発生素子50を設けた場合、熱交換器52によって冷却された空気は、相対湿度が90%を超える高湿度の状態となり、また、加熱した場合には、相対湿度が非常に低い状態となり、イオンの発生量は安定しない。
上述したように、高電圧放電方式によるイオン発生装置は、温度が15〜35℃、相対湿度が30〜85%の範囲内にあれば、安定してイオンを発生するが、この範囲を外れると発生量は不安定になる。
そこで、本発明の発明者は、このような従来の天吊カセット形空気調和器37にイオン発生素子50だけを組み込んだ構成と、本発明の天吊カセット形空気調和器1のような独立したイオン空気流路15を有する構成とで、室内に実際に吹き出されるイオン量にどれだけ差があるのかを把握するため、冷房運転時の冷風によるマイナスイオン発生数の増減への影響について試験を行い、表1の結果を得た。
表1において、実施例1及び実施例2は、図12及び図13に示すような本発明の天吊カセット形空気調和器1に、ファン23aを内蔵したイオン発生装置23を接続した構成において、室内に吹き出されるイオンの量を実際に測定した結果である。図12及び図13に示すように、天井パネルの空気吹き出し口の下面に、イオン数測定用治具53を設置し、イオンカウンター挿入用開口55から挿入したイオンカウンター54により吹き出し空気に含まれるマイナスイオンの数を測定点1〜8について8カ所測定している。
表1の実施例1は、ファン23aによる通風のみを行い、天吊カセット形空気調和器1(表1中、FCUと表記)を運転停止した場合である。実施例2は、ファン23aによる通風を行いつつFCUを弱で冷房運転した場合である。表1では、実施例1の測定点6におけるイオン数測定値を1として、他の測定点のイオン数を比率で表している。
また、比較例1及び比較例2は、図14及び図15に示すような従来の天吊カセット形空気調和器37に、イオン発生素子50を内蔵させた構成において、室内に吹き出されるイオンの量を実際に測定した結果であり、上記と同様に実施例1の測定点6におけるイオン数測定値を1とした比率で表している。図14及び図15に示すように、従来の天吊カセット形空気調和器37においても、イオン数測定用治具53、イオンカウンター挿入用開口55及びイオンカウンター54を、図12及び図13と同様の位置に設置し、マイナスイオンの数を8カ所測定している。
図16は、表1の結果をグラフ化したものである。
図16及び表1に示すように、実施例1は、天吊カセット形空気調和器1の運転を停止し、ファン内蔵イオン発生装置23からだけの送風をした場合であるが、どの測定点でもイオン数の比率は0.91〜1.07程度の範囲内の安定した値を示している。
また、実施例2は、天吊カセット形空気調和器1をファン弱で冷房運転し、ファン内蔵イオン発生装置23からの送風を行った場合であるが、どの測定点でもイオン数の比率は0.90〜1.04程度の範囲内の安定した値を示している。
一方、比較例1は、従来の天吊カセット形空気調和器37にイオン発生素子50を組み込んだ構成に対し熱交換器52での冷却を行わずファン(送風機)47のみ弱運転した場合であるが、イオン数の比率は、0.27〜1.04と広範囲になり、測定点によるイオン数のばらつきが大きい。比較例2は、熱交換器52で冷却を行った場合であるが、ファン47のみ運転した場合に比べて全体のイオン数が半分程度に減るとともに、イオン数の比率は、0.11〜0.86で測定点ごとのばらつきも大きい。図16のグラフからも明らかなように、比較例に比べて、実施例側に、明確な優位性があることがわかる。
しかして、実施例1、実施例2の試験結果からみて明白なように、本発明によれば、空気の冷却の影響を排除して発生イオン数が安定し、また、イオン発生装置からダクトを通して送風されてくるためイオン数のばらつきも極めて少なく、イオン吹き出しルーバーから、均一にイオンが吹き出されていることがわかる。
なお、室内形の空気調和器は、一般に冷房や暖房運転の立ち上がり時は、室内温度と設定温度との偏差が大きいため、ファンは強運転され、早く所定の温度に達するように自動運転される。設定温度に達した後の定常状態では、ファンは弱での連続運転となり、熱源側の熱媒の量の制御で設定室内温度を一定に保とうとする制御が働く。この試験では、定常状態を想定したファン弱での連続運転を想定した試験を行い、実際の使用状態を再現している。
上記の実施の形態において、室内におけるイオン濃度を一定レベル以上に保とうとする場合、イオンを含む空気を室内の隅々まで行き渡させる必要がある。イオンは、室内に吹き出した瞬間から減少を始める。
一般に、ルーバーなどを有する細長いスリット状の吹き出しグリルから吹き出される空気は、吹き出し風速が一定ならば、その到達距離は、吹き出しグリルの幅によって決まる。
上記の実施の形態では、天吊カセット形空気調和器の調和空気吹き出し口と、イオンを含む空気のイオン吹き出し口とを天井パネルに並べて設けており、空気調和器の冷暖房運転時には、双方の吹き出し口から同時に空気を吹き出すことにより、結果的に上記の吹き出しグリルの幅を広げた場合と同様の効果が得られ、室内における到達距離が伸びる。これによって、イオンを含む空気を、空調の風に載せて、部屋の隅々まで行き渡らせることができる。また、天吊カセット形空気調和器が運転停止中であっても、イオンを含む空気だけを室内に吹き出すことができることはいうまでもない。
ところで、イオン発生装置内のイオン発生素子は、通常、相対湿度80%以上となると放電効率が低下する。そこで、本発明では、天吊カセット形空気調和器内にイオン発生素子を設置するのでなく、外部にイオン発生装置を設置することにより、冷房時の天吊カセット形空気調和器内の結露対策としている。
また、本発明では、外気だけを供給するのでなく、室内の還気やデシカント装置からの乾燥空気を外気に混合することで、イオン発生素子へ供給される空気を相対湿度80%以下に調整し、年間を通じて安定的にイオンを発生させることも提案している。こうすることで、雨期や夏季の高湿度対策とするとともに、暖房時の外気処理用空調機からの加湿空気対策としている。なお、湿度管理は、室内、ダクト内、イオン発生装置内などへ温湿度センサ等を設置することで行うことができる。
この場合、温湿度センサによる検知湿度に基づいてイオン発生装置へ供給する空気を所定の相対湿度に調整し、イオン発生装置からのイオン発生量を安定化させてもよい(イオン発生量安定化手段)。
また、室内イオン濃度管理の方法として、室内に複数のイオンセンサを設置し、室内のイオン濃度分布を把握するようにしてもよい。イオンセンサとしては、コンデンサ形イオン密度測定器などの原理に基づいたプラスイオンとマイナスイオンを測定できるセンサを用いることができる。イオンセンサで検知したイオン濃度に基づいて、室内のイオン濃度やイオン濃度分布を把握することにより、本発明の天吊カセット形空気調和器から放出するイオン濃度(プラスイオンのみ、マイナスイオンのみ、あるいはプラスイオンとマイナスイオンとを同時に)の調節制御を行ってもよい(イオン濃度調節手段)。
このイオン濃度の調節は、本発明のイオン送風システムのイオン発生装置に複数のマイナスイオン発生素子とプラスイオン発生素子とを搭載し、稼動するイオン発生素子の数を調整させたり、稼動するイオン発生素子への印加電圧を変化させることで行うことができる。また、イオンセンサで検知したイオン濃度に基づいて、イオン発生装置のファン回転数を制御し、風速を調節することで、イオンの拡散範囲を調節してもよいし、イオン吹き出しルーバーの角度の調節制御を行い、イオンの放出風向を変えてもよい。
以上説明したように、本発明のイオン送風システムによれば、天井に設けられ、室内を空調するカセット形の天吊カセット形空気調和器と、空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるイオン発生装置とを備え、前記天吊カセット形空気調和器内に、調和空気用の流路系統と、前記イオン発生装置により発生するイオン用の流路系統とを区分して設け、前記調和空気を室内に吹き出すための調和空気吹き出し口と、前記イオンを室内に吹き出すためのイオン吹き出し口とを並べて配置したので、天吊カセット形空気調和器による空気の冷却や加熱による相対湿度の変化に影響されずに、イオン吹き出し口において安定したイオン量を確保することができる。このため、冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給することができる。
以上のように、本発明に係るイオン送風システム及びそれに用いる天吊カセット形空気調和器は、調和空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給するのに有用であり、特に、冷房時の低温、高湿度の冷却空気によるイオン発生量の減少を抑制し、安定したイオン量を室内に供給するのに適している。
1 天吊カセット形空気調和器
2 イオンダクト接続口
3 イオン吹き出しルーバー(イオン吹き出し方向調節手段)
4 調和空気吹き出しルーバー
5 点検パネル
6 天井パネル
7 吊り穴
8 配管接続口(冷温水入口)
9 配管接続口(冷温水出口)
10 端子台
11 天吊カセット形空気調和器本体
12 熱交換器
13 ドレン配管接続口
14 送風機
15 イオン空気流路(イオン用の流路系統)
16 イオン吹き出し口
17 調和空気流路(調和空気用の流路系統)
18 調和空気吹き出し口
19 空気吸い込み口
20 仕切り
21 風量分配ダクト
22 イオン空気ダクト
23 ファン内蔵イオン発生装置(イオン発生装置)
23a イオン発生素子
23b ファン(送気手段)
24 ダクト
25 還気グリル(室内空気吸い込み口)
26 ベントキャップ(外気吸い込み口)
27 天井ボード
28 点検口
S イオン空気流
Sa 室内空気吸い込み流
Sb 外気吸い込み流
Sc 外気流
Sd 給気流
S1 イオン空気吹き出し流
R 室内空気吸い込み流
R1 調和空気吹き出し流
29 イオン空気ダクト
30 イオン発生装置(ファン無しタイプ)
30a イオン発生素子
31 ダクト
32 天井ボード
33 点検口
34 外気処理用コンパクト形空調機(外気処理用空調機、エアハンドリング装置)
34a エアフィルタ
34b 熱交換器
34c 加湿器
35 送風機
36 外気取り入れダクト
37 従来の天吊カセット形空気調和器
38 天井パネル
39 調和空気吹き出しルーバー
40 点検パネル
41 吊り穴
42 配管接続口(冷温水入口)
43 配管接続口(冷温水出口)
44 端子台
45 天吊カセット形空気調和器本体
46 ドレン配管接続口
47 送風機
48 調和空気流路
49 空気吸い込み口
50 イオン発生素子
51 風量分配ダクト
52 熱交換器
53 イオン数測定用治具
54 イオンカウンター(イオン量測定器)
55 イオンカウンター挿入用開口
56 デシカント空調機
57 デシカントロータ
58 再生加熱器
59 顕熱交換器
60 冷却コイル
61 排気送風機
62 給気送風機
63 エアフィルタ
64 還気ダクト
65 給気ダクト
Se 給気流
Re 還気流
100 イオン送風システム(実施の形態1)
200 イオン送風システム(実施の形態2)
300 イオン送風システム(実施の形態3)

Claims (10)

  1. 天井に設けられ、室内を空調するカセット形の天吊カセット形空気調和器と、
    空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるイオン発生装置とを備え、
    前記天吊カセット形空気調和器内に、調和空気用の流路系統と、前記イオン発生装置により発生するイオン用の流路系統とを区分して設け、前記調和空気を室内に吹き出すための調和空気吹き出し口と、前記イオンを室内に吹き出すためのイオン吹き出し口とを並べて配置し
    室内および前記イオン発生装置内の湿度を検知するための温湿度センサを有し、前記温湿度センサによる検知湿度に基づいて前記イオン発生装置へ供給する空気を所定の相対湿度に調整し、前記イオン発生装置からのイオン発生量を安定化させるイオン発生量安定化手段を備えることを特徴とするイオン送風システム。
  2. 前記イオン発生装置は、前記天吊カセット形空気調和器の外部に設けられ、前記イオン発生装置により発生するイオンは、ダクトを介して前記天吊カセット形空気調和器内の前記イオン用の流路系統に供給されることを特徴とする請求項1に記載のイオン送風システム。
  3. 前記調和空気用の流路系統の外側に沿うように前記イオン用の流路系統を別途に設け、前記調和空気吹き出し口と前記イオン吹き出し口とを互いに近接した位置に並設したことを特徴とする請求項1又は2に記載のイオン送風システム。
  4. 前記天吊カセット形空気調和器の天井パネルの長手側の両端部寄りに、長手方向に平行に延びる長孔をそれぞれ配置し、内側の前記長孔を前記調和空気吹き出し口とし、外側の前記長孔を前記イオン吹き出し口としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のイオン送風システム。
  5. 前記天吊カセット形空気調和器の運転状態にかかわらず、前記イオン発生装置により発生するイオンを前記イオン吹き出し口から吹き出す送気手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のイオン送風システム。
  6. 前記イオン発生装置とダクトを介して接続され、外気を空調する外気処理用空調機をさらに備え、前記イオン発生装置は、前記外気処理用空調機の調和空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のイオン送風システム。
  7. 前記イオン発生装置とダクトを介して接続され、室内からの還気および外気を空調するデシカント空調機をさらに備え、前記イオン発生装置は、前記デシカント空調機の調和空気に対する高電圧放電により、イオンを発生させるものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のイオン送風システム。
  8. 室内のイオン濃度を検知するためのイオンセンサを有し、前記イオンセンサによる検知イオン濃度に基づいて前記イオン吹き出し口から吹き出されるイオン濃度の調節を行うイオン濃度調節手段を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のイオン送風システム。
  9. 室内のイオン濃度分布を検知するためのイオンセンサを有し、前記イオンセンサによる検知イオン濃度分布に基づいて前記イオン吹き出し口から吹き出されるイオンの吹き出し方向の調節を行うイオン吹き出し方向調節手段を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のイオン送風システム。
  10. 請求項1〜9のいずれか一つに記載のイオン送風システムに用いる天吊カセット形空気調和器。
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