JP5607998B2 - サーキュレーション装置及びサーキュレーション装置の通気構造 - Google Patents

Description

本発明は、部屋内の空気を循環させるサーキュレーション装置に関する。

従来から、室内空間の空気を循環させるサーキュレーション装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に示される装置は、建物の壁の天井近傍に設けられた吸気口と、当該壁の床近傍に設けられた排気口と、吸気口と排気口とを連通し壁内に設けられた連通路と、この連通路内に設けられた送風ファンとを備えている。この特許文献１の装置は、天井近傍の空気を壁内の連通路に取り込み、その取り込んだ空気をそのまま床近傍に吹き出すことで、室内空間の空気を循環させる。

特開２００２−２３９３２６号公報

ところで、この特許文献１の装置は、室内空間の天井近傍に滞留する空気を、床近傍へと移動させ、室内空間の空気をそのままの温度で循環させるものに過ぎない。そのため、特許文献１の装置は、天井近傍に溜まった暖気をそのまま床近傍に移動させ、天井近傍と床近傍の温度差を小さくすることができるだけである。したがって、仮に室温を下げたいときに、たとえ外気の気温が室温よりも低い場合であったとしても、外気の気温を利用できるものではない。また、室温を上げたいとき、外気の気温が室温よりも高い場合であっても、同様に外気の気温を利用できない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、屋外の冷気・暖気を利用して、部屋の温度を下降または上昇させることが可能なサーキュレーション装置およびサーキュレーション装置の通気構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のサーキュレーション装置を以下のように構成する。

本発明は、部屋内の空気を循環させるサーキュレーション装置であって、室内空間の下部に臨む第１の通気開口と室内空間の上部に臨む第２の通気開口とを有する装置本体と、前記装置本体に設けられると共に屋外空間に連通する外気吸気口と、前記装置本体内に設けられ、前記通気開口と前記外気吸気口とを連通した外気取込路及び前記通気開口同士を連通した内気循環路を有する連通路と、前記連通路内に設けられ、外気取込路において前記外気吸気口から前記通気開口へ向かって空気を流通させ、内気循環路において一の通気開口から他の通気開口へ向かって空気を流通させる送風ファンと、前記外気取込路または内気循環路のいずれかを選択する風路選択手段と、前記送風ファンの駆動を制御する制御部とを備え、前記装置本体には、室内空間の高さ方向の温度勾配を測定可能な室内温度測定手段が設けられ、前記制御部は、メモリに記憶されたカレンダーの情報に基づいて季節を判断できるように構成されたものであり、前記室内温度測定手段によって前記温度勾配を検知すると、夏期と判断した場合には、前記第２の通気開口から第１の通気開口へ向かって内気循環路に空気を流通させ、冬期と判断した場合には、前記第１の通気開口から前記第２の通気開口へ向かって内気循環路に空気を流通させるように前記送風ファンを制御することを特徴とする。

また、このサーキュレーション装置は、部屋内の温度を測定する室内温度測定手段と、屋外の温度を測定する屋外温度測定手段と、屋外温度測定手段により測定された温度値と、室内温度測定手段により測定された温度値とを比較し、その比較した結果に基づいて前記風路選択手段を制御する制御部とをさらに備えているのが好ましい。

また、このサーキュレーション装置は、部屋内に壁の一部として取り付けられる内装パネルであるのが好ましい。

また、本発明のサーキュレーション装置の通気構造は、上記のサーキュレーション装置が取り付けられたサーキュレーション装置の通気構造であって、前記外気吸気口に連通し且つ屋外空間に臨む屋外側換気口が、建物の外壁の下部に設けられていることを特徴とする。

本発明のサーキュレーション装置およびサーキュレーション装置の通気構造によれば、屋外の冷気・暖気を利用して、部屋の温度を下降または上昇させることができる。

本発明の一実施形態の内装パネルを、部屋内に取り付けた側断面図であり、（ａ）は室内空気を循環する運転を示し（ｂ）は外気を取り込む運転を示している。 同上の室内空気を循環する運転を示した側断面図であり、図１（ａ）とは逆方向の循環経路による運転を示している。 本実施形態の内装パネルの前面から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。なお図１，２は、本実施形態のサーキュレーション装置１の一例である内装パネル１０を、部屋の側面に取り付けた状態を示している。以下、本実施形態の内装パネルについて、この取り付けられた状態に基づいて説明する。

本実施形態のサーキュレーション装置１は、部屋の壁面の一部を構成する内装パネル１０であり、空気循環機能を有する機能パネルである。本実施形態の内装パネル１０は、サーキュレーション装置本体２に相当するパネル本体２０により主体が構成されている。

パネル本体２０は、内装パネル１０の外郭を形成するものであり、図３に示されるように、偏平な矩形板状となっている。このパネル本体２０は、前面の上下両端部にそれぞれ通気開口２１，２２が設けられており、詳しくは、下端部に第１の通気開口２１が設けられ、上端部に第２の通気開口２２が設けられている。この第１の通気開口２１は、室内空間の下部であって床９４近傍の空間に臨んで開口し、第２の通気開口２２は、室内空間の上部であって天井９３近傍の空間に臨んで開口している。またパネル本体２０は、図１，２に示されるように、その背面の下端部に外気吸気口２３が設けられている。この外気吸気口２３は、屋外側換気口９１に連通している。

この屋外側換気口９１は、屋外空間に臨んでおり、建物の地表９２近くの外壁９の下部に設けられている。屋外側換気口９１は、換気路９０を介して内装パネル１０の外気吸気口２３と連通している。

パネル本体２０は、図１に示されるように、その背面下端部に、外気吸気口２３又は第１の通気開口２１のいずれかを選択的に閉塞する風路切替板６１を有している。この風路切替板６１は、その下端部が、パネル本体２０の外気吸気口２３の下縁部に回動自在に設けられており、モータからなる駆動装置（図示せず）により回動駆動する。この風路切替板６１は、後述の制御部によってその回動駆動が制御される。

パネル本体２０は、その内部に、第１の通気開口２１と第２の通気開口２２と外気吸気口２３とをそれぞれ連通する連通路４を有している。この連通路４は、第２の通気開口２２と前記外気吸気口２３とを連通した外気取込路４１と、第１の通気開口２１と第２の通気開口２２とを連通した内気循環路４２とを有している。本実施形態の内装パネル１０は、図１（ａ）に示されるように、風路切替板６１が外気吸気口２３を閉じると、第１の通気開口２１が開いて内気循環路４２が形成される。また、図１（ｂ）に示されるように、風路切替板６１が第１の通気開口２１を閉じると、外気吸気口２３が開いて外気取込路４１が形成される。つまり、本実施形態の内装パネル１０は、この風路切替板６１が、外気取込路４１または内気循環路４２のいずれかを選択する風路選択手段６を構成する。

連通路４は、その内部に送風ファン５を有しており、この送風ファン５によって内部の空気が流通するようになっている。したがってこの送風ファン５は、風路切替板６１が外気吸気口２３又は第１の通気開口２１のいずれかを閉じることで、内気循環路４２が選択された場合の空気の流れ、及び外気取込路４１が選択された場合の空気の流れのいずれをも形成する。送風ファン５は、外気取込路４１において、外気吸気口２３から第２の通気開口２２へ向かって空気を流通させ、内気循環路４２において一方の通気開口から他方の通気開口へ向かって空気を流通させる。この送風ファン５は、正逆回転が可能となっており、後述の制御部によってその回転方向が制御される。

またパネル本体２０は、図１〜３に示されるように、第１の通気開口２１及び第２の通気開口２２を覆うようにルーバ２５が設けられている。このルーバ２５は、回動自在な複数の羽片により構成されており、各通気開口２１，２２から吹き出される空気の向きを変える。

また本実施形態の内装パネル１０は、パネル本体２０の前面に、部屋内の温度を測定する室内温度測定手段７が設けられている。本実施形態の内装パネル１０における室内温度測定手段７は、パネル本体２０の前面の上端部に設けられた上部温度センサー７１と、パネル本体２０の前面部の下端部に設けられた下部温度センサー７２とを有している。また室内温度測定手段７は、上部温度センサー７１と下部温度センサー７２との間の略中間部分に室内温度センサー７３をさらに有している。上部温度センサー７１は、天井９３近傍に位置するようになっており、部屋の上部の温度を測定する。下部温度センサー７２は、床９４近傍に位置するようになっており、部屋の下部の温度を測定する。したがって内装パネル１０は、上部温度センサー７１と室内温度センサー７３と下部温度センサー７２とにより、室内の高さ方向の温度勾配が測定可能となっている。また、パネル本体２０の背面の下端部（本実施形態では、風路切替板６１の外面）には、屋外の温度を測定する屋外温度測定手段８が設けられている。この屋外温度測定手段８は、外気用温度センサー８１により構成されており、外気温度を測定することができるよう換気路９０内に臨むようにして配置される。

本実施形態の内装パネル１０は、図３に示されるように、その前面に、各種機能の動作を実行させるための操作部２４が設けられている。この操作部２４は、室内の温度制御を自動で行なう自動制御モードを実行させるための自動モード設定ボタンと、室内空気循環運転と外気取込運転とをユーザーに選択させる手動モードを実行させるための手動モード設定ボタンとを備えている。また操作部２４は、自動制御モードにおいてその温度制御を実行させるに当たり、目標となる室内温度（目標温度値）を設定するための目標温度入力部をさらに備えている。また手動モードの各運転は、手動モード設定ボタンにより手動モードが設定された状態で、外気取込運転ボタンと循環運転ボタンとにより設定される。この操作部２４は、内装パネル１０の上端部に設けられた制御部（図示せず）に接続される。

制御部は、マイクロプロセッサーを主構成要素としており、送風ファン５・風路切替板６１の各動作を制御する。この制御部は、上部温度センサー７１・室内温度センサー７３・下部温度センサー７２・外気用温度センサー８１に電気的に接続されている。制御部は、自動モードに設定されると、この各温度センサーの測定温度に基づいて、送風ファン５・風路切替板６１の動作を次のように自動で制御する。なお本実施形態の内装パネル１０は、室内温度センサー７３により測定された温度値を、室内温度として処理して制御を行なう。

ユーザーが自動モードボタンを押すと、操作部２４は制御部に対し、自動モードの開始を指令する開始信号を送信する。この開始信号を受けた制御部は、自動モードによる制御を開始する。制御部は、室内温度センサー７３及び外気用温度センサー８１によって温度測定を開始させ、室内温度センサー７３及び外気用温度センサー８１から温度測定値を取得する。室内温度センサー７３及び外気用温度センサー８１による温度測定値を受け取った制御部は、これらの温度測定値と目標温度値とを比較し、その比較した結果に基づいて風路切替板６１の動作を制御する。

外気温度＜目標温度＜室内温度の関係で、且つ、外気温度と室内温度との差が、予め設定された設定値（例えば１℃）以上の場合、制御部は、風路切替板６１によって第１の通気開口２１を閉じ、送風ファン５を駆動させる（図１（ｂ））。すると、外気吸気口２３を介して内装パネル１０内に取り込まれた外気が、第２の通気開口２２から室内に吹き出される。制御部は、この状態でしばらくファンを駆動させ続け、外気温度と室内温度との差が前記設定値以下となった時点で、風路切替板６１を駆動させて外気吸気口２３を閉じ、室内空気の循環を行わせる（図１（ａ））。

室内温度＜目標温度＜外気温度の関係で、且つ、外気温度と室内温度との差が、予め設定された設定値以上の場合、制御部は、風路切替板６１によって第１の通気開口２１を閉じ、送風ファン５を駆動させる（図１（ｂ））。制御部は、この状態でしばらくファンを駆動させ続け、外気温度と室内温度との差が前記設定値以下となった時点で、風路切替板６１を駆動させて外気吸気口２３を閉じ、室内空気の循環を行わせる（図１（ａ））。

室内温度＜外気温度＜目標温度の関係で、且つ、外気温度と室内温度との差が、予め設定された設定値以上の場合、制御部は、風路切替板６１によって第１の通気開口２１を閉じ、送風ファン５を駆動させる（図１（ｂ））。制御部は、この状態でしばらくファンを駆動させ続け、外気温度と室内温度との差が前記設定値以下となった時点で、風路切替板６１を駆動させて外気吸気口２３を閉じ、室内空気の循環を行わせる（図１（ａ））。

目標温度＜外気温度＜室内温度の関係で、且つ、外気温度と室内温度との差が、予め設定された設定値以上の場合、制御部は、風路切替板６１によって第１の通気開口２１を閉じ、送風ファン５を駆動させる（図１（ｂ））。制御部は、この状態でしばらくファンを駆動させ続け、外気温度と室内温度との差が前記設定値以下となった時点で、風路切替板６１を駆動させて外気吸気口２３を閉じ、室内空気の循環を行わせる（図１（ａ））。

なお、外気温度＜室内温度＜目標温度の関係の場合や、目標温度＜室内温度＜外気温度の関係の場合や、外気温度と室内温度との差が設定値よりも小さい場合には、制御部は、風路切替板６１を駆動させて外気吸気口２３を閉じ、送風ファン５を駆動させる。

上記制御により室内空気循環運転が開始されると、制御部は、上部温度センサー７１及び下部温度センサー７２から温度測定値を取得し、室内の温度分布（温度勾配）の有無を検知する。室内の温度分布が検知されると制御部は、送風ファン５の正逆回転の駆動を制御する。なお本実施形態では、室内の温度を目標温度に近づけるため、内装パネルによる運転とは別に、エアーコンディショナー（以下、エアコンという）による運転を実行する。

例えば、制御部が、高さ方向の温度勾配を検知した場合、現在の季節が冬期（例えば１０月〜３月）であれば、図１（ａ）に示されるように、第１の通気開口２１から第２の通気開口２２へ向かって空気を流通させる。すると室内空間の空気の流れは、上方から下方に向かう流れとなるため、暖気が上方から下方に向けて流通し、室内空間に居るユーザーに温かく感じさせることができる。また、制御部が、高さ方向の温度勾配を検知した場合、現在の季節が夏期（例えば４月〜９月）であれば、図２に示されるように、第２の通気開口２２から第１の通気開口２１へ向かって空気を流通させる。すると、床９４近傍に滞留した冷房の冷気が、第１の通気開口２１から吹き出された空気によって攪拌されると共に、ユーザーにドラフト感を感じさせることができる。

なお、制御部による夏期かあるいは冬期かの判断は、例えば次のようにして行なわれる。高さ方向の温度勾配を検知した制御部は、メモリからなる記憶部（図示せず）に記憶されたカレンダーから、操作時点の月情報を取得する。そしてその月情報に基づいて現時点が夏期か、あるいは冬期かを判断する。

一方、ユーザーが手動モードを選択した場合、初期設定として循環運転による運転が開始される。制御部は、風路切替板６１によって外気吸気口２３を閉じ、送風ファン５を駆動させる。この後、制御部は、温度勾配の検知情報に基づいて送風ファン５の正逆回転駆動を制御する。なお手動モードによる循環運転としては、例えば、空気を吹き出す通気開口をユーザーに指令させ、ユーザーの好みに応じた空気循環経路を選択させるようにしてもよい。

ユーザーが外気取込運転を実行させた場合、制御部は、風路切替板６１によって第１の通気開口２１を閉じ、送風ファン５を駆動させる。すると内装パネル１０は、外気吸気口２３を介して内装パネル１０内に外気を取り込み、その取り込まれた外気を、第２の通気開口２２から室内に向けて吹き出す。

以上のような構成の内装パネル１０は、サーキュレーション機能に加えて外気を取り込むことができるので、例えば、外気温度が室内温度よりも低いときに冷房運転を行なう場合には、冷房運転に先立って外気により室内温度を下げることができる。これにより、エアコンの冷暖房に掛かる負担を軽減させることができる。

また制御部が、室内温度測定手段７と屋外温度測定手段８との両者の測定値を比較し、それに基づいて風路選択手段６を制御するので、エアコンの冷暖房に掛かる負担をできるだけ軽減させることができる。これにより、省エネルギー効果が期待できる。さらに、外気を取り込むのとは別に、サーキュレーション機能も有しているため、効果的に室内温度を快適な温度に近づけることができる。

また、サーキュレーション装置１が内装パネル１０にて構成されているため、部屋内のスペースを新たに必要としない。そのため、ユーザーは、室内の居住スペースを広く確保することができるようになる。

また、外気吸気口２３に連通する屋外側換気口９１が、建物の外壁９の下部に設けられているため、例えば、早朝などの地表９２近くに滞留した温度の低い冷気を、効率よく室内に取り込むことができる。また、日中において太陽により地表９２が熱せられ、その地表９２により温められた暖かい空気を、効率よく室内に取り込むことができる。

また本実施形態の内装パネル１０は、サーキュレーションを行なうに際し、複数の室内温度測定手段７によって室内の温度分布を検知し、それに基づいて、送風ファン５の動作を制御する。このため、部屋内に暖気や冷気が滞留して温度分布に偏りが生じた時点で、空気循環を行ない、快適な温度分布とすることができる。これによりユーザーは快適に過ごすことができるようになる。

また本実施形態の内装パネル１０は、屋外の新鮮な空気を室内に取り込むことができる。このため、部屋の空気の循環を行なうと共に、換気も行なうことができるという利点も有している。

なお、本実施形態の内装パネル１０は、制御部が、目標温度入力部により入力された目標温度に近づけるように制御を行なっていたが、例えば、快適度の指数を当該目標値とするものであってもよい。この快適度の指数とは、室温、湿度、輻射温度、風速、着衣量、及び活動量をパラメータとして決定されるＰＭＶ（Predicted Mean Vote:予測平均温冷感申告）に順ずる快適度の度合いである。また、このＰＭＶ値ではなく設定快適度に応じた室温が用いられたものであってもよい。

また、本実施形態における制御部は、外気温度と室内温度との差が、予め設定された設定値以上であるか否かを判断するが、この予め設定された設定値は、適宜設定変更が可能である。

上記構成の内装パネル１０は、例えば以下のようにして取り付けられる。内装パネル１０は、対向する２つの間柱間に配設される。２つの間柱の対向面間にパネル本体２０の左右方向の中間部が埋設され、パネル本体２０の左右両端部（中間部よりも厚みの薄い部分）が間柱の前方に位置するようにして取り付けられる。この左右両端部は、ねじや釘などの固着具あるいは接着剤などを用いて間柱に固定される。このように取り付けられた内装パネル１０は、厚みのある部分が間柱間に埋め込まれているため、室内側のスペースをほとんど利用しない。これにより室内の居住スペースを広く確保することができるようになる。

以上、本発明のサーキュレーション装置を本実施形態の内装パネル１０に基づいて説明したが、本発明のサーキュレーション装置は、必ずしも内装パネルである必要はない。

また、本実施形態の内装パネル１０は、制御部が、目標温度と部屋内外の温度センサーによる測定値とを比較することにより、各駆動制御を行なうよう構成されていたが、本発明のサーキュレーション装置は、必ずしもこの制御にのみ限定されるものではない。また、本発明のサーキュレーション装置は、手動により外気を取り込むように構成されていてもよく、制御部は必ずしも必要な構成ではない。

また本実施形態の内装パネル１０は、屋外側換気口９１が建物の外壁９の下部に設けられていたが、本発明のサーキュレーション装置は、外気吸気口が屋外空間に連通していればよい。このため本発明のサーキュレーション装置は、屋外側換気口が建物の外壁の下部に設けられている点は必ずしも必要な構成ではない。例えば、屋外側換気口が、建物外壁の屋根近傍に設けられていてもよい。

また、本実施形態の内装パネル１０は、外気吸気口２３から取り込んだ外気を第２の通気開口２２から噴き出すよう構成されていたが、本発明のサーキュレーション装置は、下端部の通気開口から空気を吐出するようにしてもよく、この点も特に限定されない。また、通気開口は、少なくとも上下両端部に設けられていれば、さらに中間部に設けられていてもよく、本実施形態の内装パネルのように上下２箇所に限定されるものではない。なおこの場合、内気循環路における空気流通方向は、任意の通気開口からそれ以外の通気開口へ向かって空気を流通させるものであればよい。

１ サーキュレーション装置
１０ 内装パネル
２ 装置本体
２０ パネル本体
２１ 第１の通気開口
２２ 第２の通気開口
２３ 外気吸気口
２４ 操作部
２５ ルーバ
４ 連通路
４１ 外気取込路
４２ 内気循環路
５ 送風ファン
６ 風路選択手段
６１ 風路切替板
７ 室内温度測定手段
７１ 上部温度センサー
７２ 下部温度センサー
７３ 室内温度センサー
８ 屋外温度測定手段
８１ 外気用温度センサー
９ 外壁
９０ 換気路
９１ 屋外側換気口
９２ 地表
９３ 天井
９４ 床

Claims (4)

1. 部屋内の空気を循環させるサーキュレーション装置であって、
   室内空間の下部に臨む第１の通気開口と室内空間の上部に臨む第２の通気開口とを有する装置本体と、
   前記装置本体に設けられると共に屋外空間に連通する外気吸気口と、
   前記装置本体内に設けられ、前記通気開口と前記外気吸気口とを連通した外気取込路及び前記通気開口同士を連通した内気循環路を有する連通路と、
   前記連通路内に設けられ、外気取込路において前記外気吸気口から前記通気開口へ向かって空気を流通させ、内気循環路において一の通気開口から他の通気開口へ向かって空気を流通させる送風ファンと、
   前記外気取込路または内気循環路のいずれかを選択する風路選択手段と、
   前記送風ファンの駆動を制御する制御部と
   を備え、
   前記装置本体には、室内空間の高さ方向の温度勾配を測定可能な室内温度測定手段が設けられ、
   前記制御部は、メモリに記憶されたカレンダーの情報に基づいて季節を判断できるように構成されたものであり、前記室内温度測定手段によって前記温度勾配を検知すると、夏期と判断した場合には、前記第２の通気開口から第１の通気開口へ向かって内気循環路に空気を流通させ、冬期と判断した場合には、前記第１の通気開口から前記第２の通気開口へ向かって内気循環路に空気を流通させるように前記送風ファンを制御する
   ことを特徴とするサーキュレーション装置。
2. 部屋内の温度を測定する室内温度測定手段と、
   屋外の温度を測定する屋外温度測定手段と、
   屋外温度測定手段により測定された温度値と、室内温度測定手段により測定された温度値とを比較し、その比較した結果に基づいて前記風路選択手段を制御する制御部と
   をさらに備えている、
   請求項１記載のサーキュレーション装置。
3. 前記サーキュレーション装置が、部屋内に壁の一部として取り付けられる内装パネルである、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載のサーキュレーション装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のサーキュレーション装置が取り付けられたサーキュレーション装置の通気構造であって、
   前記外気吸気口に連通し且つ屋外空間に臨む屋外側換気口が、建物の外壁の下部に設けられている
   ことを特徴とするサーキュレーション装置の通気構造。

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