JP7040016B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関するものである。

特許文献１には、輻射型の空気調和装置が記載されている。この空気調和装置は、輻射によって空調を行う熱交換パネルを備えている。輻射によって空調を行う熱交換パネルの表面には、結露水が発生しうる。この結露水は、菌の繁殖の要因となりうる。特許文献１に記載の空気調和装置おいては、光、特に紫外光が熱交換パネルに照射されることで、当該熱交換パネルの衛生性が維持される。

特開２００５－１２７６０６号公報

特許文献１においては、紫外光が照射されるタイミングについては言及されていない。このため、特許文献１においては、紫外光が無駄に照射されてしまう可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、紫外光の無駄な照射を抑制しつつ衛生性を維持することができる空気調和装置を提供することである。

本発明に係る空気調和装置は、対象空間の温度を輻射によって調整する輻射部と、輻射部に紫外光を照射する紫外光照射手段と、輻射部の表面温度が露点以下であるかどうかを判定する判定手段と、を備える。輻射部は、床下空間の上面の一部を形成する床板であり、紫外光照射手段は、この輻射部の下面に紫外光を照射する。輻射部の表面温度が露点以下の時間帯には紫外光照射手段が紫外光の照射を実行している時間帯が含まれ、輻射部の表面温度が露点以上の時間帯には紫外光照射手段が紫外光の照射を停止している時間帯が含まれる。
また、本発明に係る空気調和装置は、対象空間の温度を輻射によって調整する輻射部と、輻射部に紫外光を照射する紫外光照射手段と、輻射部の含水率が基準値以上であるかどうかを判定する判定手段と、を備える。輻射部の含水率が基準値以上の時間帯には紫外光照射手段が紫外光の照射を実行している時間帯が含まれ、輻射部の含水率が基準値以下の時間帯には紫外光照射手段が紫外光の照射を停止している時間帯が含まれる。

本発明に係る空気調和装置であれば、紫外光の無駄な照射を抑制しつつ衛生性を維持することができる。

実施の形態１の空気調和システムを構成する各要素の配置の一例を模式的に示す図である。 実施の形態１の天井輻射パネルの周辺の構造を示す拡大図である。 実施の形態１の天井空調の第１の変形例を示す図である。 実施の形態１の天井空調の第２の変形例を示す図である。 実施の形態１の壁掛輻射パネルの周辺の構造を示す側面図である。 実施の形態１の壁掛輻射パネルの周辺の構造を示す上面図である。 実施の形態１の床板の周辺の構造を示す拡大図である。 実施の形態１の床下空調の変形例を示す図である。 実施の形態１の空気調和装置の制御の例を示す図である。 実施の形態１の天井紫外光照射装置の制御系統を示すブロック図である。 実施の形態１の天井紫外光照射装置の照射デューティと天井輻射パネルの表面温度との関係を示す図である。 実施の形態１の照射デューティの設定例を示す図である。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の空気調和システムを構成する各要素の配置の一例を模式的に示す図である。実施の形態１の空気調和システムは、室内等の対象空間１の温度を調整するシステムである。実施の形態１の空気調和システムは、輻射式の空気調和装置を備える。輻射式の空気調和装置とは、熱が電磁波として放射される現象を利用することによる温調を行う装置である。

以下では、原則として、空気調和システムによる冷房が行われる際を前提として、当該空気調和システムの構成および動作を説明する。輻射式の空気調和装置は、輻射以外の手段、例えば熱伝導等によって冷やされた部材を用いて、冷房を行う。

図１に示すように、実施の形態１の空気調和システムは、一例として、天井空調１００、壁掛空調２００および床下空調３００を備える。天井空調１００、壁掛空調２００および床下空調３００は、それぞれ、輻射式の空気調和装置の一例である。なお、天井空調１００、壁掛空調２００および床下空調３００は、任意の組み合わせで併用されてもよいし、いずれか１つが単独で空気調和システムに備えられていてもよい。

図１に示すように、天井空調１００は、室外機１０１、熱交換器１０２、送風機１０３、送風ダクト１０４、天井輻射パネル１０５および天井吹出口１０６等によって構成される。壁掛空調２００は、室外機２０１、壁掛輻射パネル２０２およびドレンパン２０３等によって構成される。また、床下空調３００は、室外機３０１、熱交換器３０２、送風機３０３、床下ダクト部３０４、床板３０５、床吸込口３０６および床吹出口３０７によって構成される。

天井空調１００の構成について、図１を参照してより詳細に説明する。図１に示すように、室外機１０１と熱交換器１０２とは、配管１０７によって接続されている。送風機１０３は、熱交換器１０２および送風ダクト１０４内を経由する気流を発生させるように設けられる。送風ダクト１０４は、対象空間１の天面をなしている天井の上方である天井裏に設けられる。一例として、送風機１０３は、この送風ダクト１０４の上流側に接続される。また、熱交換器１０２は、送風機１０３の上流側に配置される。

送風ダクト１０４の下流側には、天井吹出口１０６が形成されている。天井吹出口１０６は、対象空間１の天面をなしている天井に形成されている。天井吹出口１０６は、対象空間１に向く開口である。天井輻射パネル１０５は、この天井吹出口１０６の近傍に設けられる。天井輻射パネル１０５は、板状の部材である。天井輻射パネル１０５は、下面が対象空間１を向くように配置される。本実施の形態において、天井輻射パネル１０５は、対象空間１に曝露されている。天井輻射パネル１０５の上面は、送風ダクト１０４の内部を向いている。天井吹出口１０６は、一例として、図１に示すように、天井輻射パネル１０５の側方一側と他側とに配置される。

天井空調１００の各部の機能および動作について、説明する。室外機１０１、熱交換器１０２および配管１０７の内部には、冷媒が循環する。空気調和システムによる冷房が行われる際には、冷媒が循環することによって、熱交換器１０２の表面が冷却される。

送風機１０３は、熱交換器１０２および送風ダクト１０４内を経由する気流を発生させる。送風機１０３が気流を発生させることで、天井空調１００へ外気が取り込まれる。取り込まれた外気は、熱交換器１０２の表面との間で熱交換され、冷却される。冷却された外気は、送風ダクト１０４内へ送り出される。

送風ダクト１０４内へ送り出された冷たい空気の少なくとも一部は、天井吹出口１０６へ送られ、冷風が当該天井吹出口１０６から対象空間１へ吹き出される。これにより、対象空間１が冷却される。また、送風ダクト１０４内へ送り出された冷たい空気の少なくとも一部は、天井輻射パネル１０５に接触する。これにより、天井輻射パネル１０５が冷却される。冷却された天井輻射パネル１０５の周囲の空気は、当該天井輻射パネル１０５と熱交換されることで冷却される。

対象空間１に存在する人は、天井輻射パネル１０５からの熱放射を受けている。天井輻射パネル１０５が冷却されることにより、対象空間１に存在する人が受ける熱放射が低減する。また、天井輻射パネル１０５が冷却されることにより、対象空間１に存在する人から天井輻射パネル１０５への熱放射が増大する。まとめると、天井輻射パネル１０５が冷却されることで、対象空間１に存在する人が受ける熱放射が低減されて且つ当該人からの熱放射が増大する。これにより、対象空間１に存在する人は涼しさを感じる。輻射式の空気調和装置の一例である天井空調１００は、上記のようにして、対象空間１に存在する人へ涼感を与える。

なお、天井空調１００の構成は、上記した例に限定されるものではない。天井空調１００を構成する熱交換器１０２および送風ダクト１０４等の位置は、図１に示す例に限定されるものではない。例えば、室外機１０１に接続された配管１０７は、天井輻射パネル１０５に接続されていてもよい。天井輻射パネル１０５は、配管１０７を介して室外機１０１から供給される冷媒によって冷却されてもよい。また、天井空調１００は、対象空間１内の空気を循環させるように構成されていてもよい。

次に、壁掛空調２００の構成について、図１を参照してより詳細に説明する。図１に示すように、室外機２０１と壁掛輻射パネル２０２とは、配管２０４によって接続されている。配管２０４は、例えば、壁掛輻射パネル２０２の表面に接触、または、当該壁掛輻射パネル２０２に内蔵される。

壁掛輻射パネル２０２は、板状の部材である。壁掛輻射パネル２０２は、対象空間１の側面をなしている壁の近傍に設けられる。一例として、壁掛輻射パネル２０２は、上下方向に沿うように設けられる。本実施の形態において、壁掛輻射パネル２０２は、対象空間１に曝露されている。

ドレンパン２０３は、上記のように設けられた壁掛輻射パネル２０２の下方に設けられる。ドレンパン２０３は、壁掛輻射パネル２０２に生じた結露水を対象空間１の外へ排出するためのものである。このように、本実施の形態の壁掛空調２００には、結露水を排出するための排水構造が設けられている。

壁掛空調２００の各部の機能および動作について、説明する。空気調和システムによる冷房が行われる際、配管２０４の内部には、室外機２０１で冷却された冷媒が流れる。この冷媒によって、壁掛輻射パネル２０２の表面が冷却される。壁掛輻射パネル２０２が冷却されると、天井輻射パネル１０５が冷却された場合と同様に、対象空間１に存在する人が受ける熱放射が低減されて且つ当該人からの熱放射が増大する。壁掛空調２００は、このようにして、対象空間１に存在する人へ涼感を与える。

また、冷却された壁掛輻射パネル２０２の周囲の空気は、当該壁掛輻射パネル２０２と熱交換されることで冷却される。これにより、対象空間１が冷却される。さらに、壁掛輻射パネル２０２の表面の温度が低下すると、当該表面の近傍には、熱対流によって下向きの気流が生成される。壁掛空調２００は、上記のようにして生成する気流を利用して、冷風を対象空間１へ供給することもできる。

壁掛空調２００は、例えば、輻射によって冷却する能力と冷風を供給する能力とのバランスを変更可能な機構を有していてもよい。この機構は、例えば、壁掛輻射パネル２０２と当該壁掛輻射パネル２０２の周囲の空気との間での熱交換を促進するための送風機等によって構成される。送風機は、例えば、壁掛輻射パネル２０２の近傍に設置される。

次に、床下空調３００の構成について、図１を参照してより詳細に説明する。図１に示すように、室外機３０１と熱交換器３０２とは、配管３０８によって接続されている。熱交換器３０２は、一例として、対象空間１の底面をなしている床の下方の空間に配置される。この床の下方の空間を、「床下空間」とも称する。

送風機３０３は、一例として、床下空間に設けられる。床下ダクト部３０４は、床下空間の一部として形成される。床吸込口３０６および床吹出口３０７は、対象空間１の底面をなしている床に形成された開口である。送風機３０３は、図１に示すように、床吸込口３０６、熱交換器３０２、床下ダクト部３０４および床吹出口３０７を順に経由する気流を発生させるように設けられる。

送風機３０３は、一例として、図１に示すように、熱交換器３０２と床下ダクト部３０４との間に配置される。本実施の形態における床下ダクト部３０４は、図１に示すように、床下空間のうち送風機３０３よりも下流側の空間である。

床板３０５は、板状の部材である。床板３０５は、図１に示すように、床下ダクト部３０４内に配置されている。床板３０５は、床下空間の上面の一部を形成している。床板３０５の上方には、床の表面を形成するフローリング等の表材３０９が設けられている。床板３０５は、表材３０９によって覆われている。対象空間１の底面をなしている床は、床板３０５および表材３０９によって形成される。

床下空調３００の各部の機能および動作について、説明する。室外機３０１、熱交換器３０２および配管３０８の内部には、冷媒が循環する。空気調和システムによる冷房が行われる際には、冷媒が循環することによって、熱交換器１０２の表面が冷却される。

送風機３０３は、床吸込口３０６、熱交換器３０２、床下ダクト部３０４および床吹出口３０７を順に経由する気流を発生させる。送風機１０３が気流を発生させることで、対象空間１内の空気が、床吸込口３０６から床下空間へ取り込まれる。床下空間へ取り込まれた空気は、熱交換器３０２の表面との間で熱交換され、冷却される。冷却された空気は、床下ダクト部３０４へ送り出される。

床下ダクト部３０４へ送り出された冷たい空気の少なくとも一部は、床吹出口３０７へ送られ、冷風が当該床吹出口３０７から対象空間１へ吹き出される。これにより、対象空間１が冷却される。また、床下ダクト部３０４へ送り出された冷たい空気の少なくとも一部は、床板３０５に接触する。これにより、床板３０５が冷却される。

床板３０５が冷却されると、天井輻射パネル１０５が冷却された場合および壁掛輻射パネル２０２が冷却された場合と同様、対象空間１に存在する人が受ける熱放射が低減されて且つ当該人からの熱放射が増大する。このように、床下空調３００は、輻射によって、対象空間１に存在する人へ涼感を与える。床下空調３００は、輻射と冷風の供給とによって、対象空間の温調を行う。

天井空調１００、壁掛空調２００および床下空調３００は、それぞれ、輻射式の空気調和装置の一例である。輻射式の空気調和装置は、輻射による温調を行う輻射部を備えている。上記のように構成された天井空調１００の天井輻射パネル１０５は、この輻射部の一例である。また、壁掛空調２００の壁掛輻射パネル２０２および床下空調３００の床板３０５も、それぞれ、上記の輻射部の一例である。

空気調和システムによる冷房が行われる際には、輻射部の一例である天井輻射パネル１０５は冷却される。天井輻射パネル１０５が冷却され続けると、当該天井輻射パネル１０５の表面温度はやがて露点に達する。天井輻射パネル１０５の表面温度が露点に達すると、当該天井輻射パネル１０５の表面には結露水が発生する。結露水は、壁掛輻射パネル２０２が冷却された場合および床板３０５が冷却された場合にも発生しうる。

天井空調１００は、この結露水を要因とした菌の繁殖を防止するための殺菌機構を有している。本実施の形態における殺菌機構とは、紫外光を照射することによって殺菌を行う機構である。壁掛空調２００および床下空調３００も、同様に、殺菌機構を有している。図面を更に参照し、この殺菌機構の構造について、説明する。

天井空調１００の殺菌機構は、輻射部の一例である天井輻射パネル１０５の周辺に設けられている。図２は、実施の形態１の天井輻射パネル１０５の周辺の構造を示す拡大図である。天井空調１００は、図２に示すように、天井紫外光照射装置１２０を備える。天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５に対して紫外光を照射する。天井紫外光照射装置１２０は、輻射部に紫外光を照射する紫外光照射手段の一例である。天井空調１００の殺菌機構は、この天井紫外光照射装置１２０等によって構成される。

天井紫外光照射装置１２０は、殺菌を行うためのものである。天井紫外光照射装置１２０は、例えば、紫外光を発する光源と当該光源を保持する部材とによって構成される。紫外光を発する光源は、例えば、深紫外ＬＥＤである。深紫外ＬＥＤから照射される紫外光には、波長域が２００ｎｍから３００ｎｍの深紫外光が含まれる。深紫外光のうち、波長域が２５０ｎｍから２８０ｎｍのものは、殺菌に特に有効である。また、深紫外ＬＥＤは、オゾン等を生成しない光源である。なお、紫外光を発する光源は、ＬＥＤに限定されるものではなく、例えば、水銀ランプ、キセノンフラッシュランプ、プラズマ放電光源等であってもよい。

天井紫外光照射装置１２０は、設置部１２１に設置される。設置部１２１は、天井輻射パネル１０５の側方端部に形成されている。すなわち、本実施の形態において天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の側方端部の近傍に設けられている。

図２に示すように、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の下面に紫外光を照射するように配置される。一例として、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の下面全体に紫外光を照射するように配置される。例えば、図２に示すように、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の側方一側と側方他側とにそれぞれ設けられる。なお、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の下面のうち、結露水が溜まりやすい部位に紫外光を照射するように配置されてもよい。

本実施の形態において、天井紫外光照射装置１２０は、斜め上向きに紫外光を照射するように設けられる。なお、天井紫外光照射装置１２０は、鉛直上向きに紫外光を照射するように設けられてもよい。設置部１２１は、天井紫外光照射装置１２０を囲うように形成される。一例として、設置部１２１は、上向きに紫外光を照射する天井紫外光照射装置１２０の側方から下方に亘って形成される。

天井紫外光照射装置１２０を囲う設置部１２１は、当該天井紫外光照射装置１２０から照射された紫外光を遮蔽する。天井紫外光照射装置１２０を囲う設置部１２１は、天井紫外光照射装置１２０から照射された紫外光が対象空間１へ漏れることを防止するケーシングとしての機能を有している。

天井輻射パネル１０５は、例えば、紫外光を吸収可能に形成されていてもよい。紫外光を吸収可能な天井輻射パネル１０５は、例えば、アルミまたはステンレスで形成されたパネルと当該パネルの表面に形成された金属酸化物の膜とで構成される。金属酸化物は、深紫外光を吸収する材料の一例であり、酸化アルミおよび酸化鉄等が該当する。天井輻射パネル１０５の表面は、紫外光を吸収する材料によってコーティングされていることが望ましい。これにより、天井紫外光照射装置１２０から照射された紫外光が天井輻射パネル１０５で反射されてから対象空間１へ漏れてしまうことが抑制される。なお、天井輻射パネル１０５全体が紫外光を吸収する素材で形成されていてもよい。

天井紫外光照射装置１２０が設置された設置部１２１は、一例として、図２に示すように、天井輻射パネル１０５と一体的に形成される。天井輻射パネル１０５と一体的な設置部１２１は、当該天井輻射パネル１０５と共に冷却される。設置部１２１が冷却されると、当該設置部１２１に設置された天井紫外光照射装置１２０も冷却される。天井紫外光照射装置１２０の寿命は、当該天井紫外光照射装置１２０が冷却されることによって、より長くなる。

天井紫外光照射装置１２０は、図２に示すように、天井吹出口１０６から吹き出される冷風が直接当たらない位置に設置されることが望ましい。これにより、天井吹出口１０６から吹き出される風に含まれる塵埃が天井紫外光照射装置１２０の表面に付着することが防止される。本実施の形態においては、天井紫外光照射装置１２０を囲う設置部１２１が、天井吹出口１０６から吹き出される冷風を遮っている。

天井紫外光照射装置１２０が設けられる位置は、天井輻射パネル１０５が輻射によって温調を行う機能を低下させない位置、例えば、天井輻射パネル１０５の中央よりも端部に寄った位置であると、よりよい。また、天井紫外光照射装置１２０が設けられる位置は、天井輻射パネル１０５の表面に生じた結露水が付着しない位置であると、よりよい。天井空調１００は、例えば、天井輻射パネル１０５の表面に生じた結露水が天井紫外光照射装置１２０に付着することを防止する部材を備えていてもよい。

図３は、実施の形態１の天井空調１００の第１の変形例を示す図である。図４は、実施の形態１の天井空調１００の第２の変形例を示す図である。図３および図４は、それぞれ、図２と対応関係にある。図３および図４を参照して、天井空調１００の変形例について説明する。

図３に示すように、天井輻射パネル１０５は、パンチングメタル状の形状であってもよい。パンチングメタル状の天井輻射パネル１０５には、複数の通風孔１０５ａが形成される。通風孔１０５ａは、上下方向に沿って天井輻射パネル１０５を貫通している。

図３に示す天井空調１００の第１の変形例において、天井吹出口１０６は設けられていなくてもよい。天井輻射パネル１０５に複数の通風孔が形成されている場合、図３に示すように、これらの複数の通風孔１０５ａから冷風が吹き出される。冷風は、複数の通風孔１０５ａから吹き出されることで、対象空間１内のより広範囲に供給される。図３に示す天井空調１００の第１の変形例においては、対象空間１へ供給される冷風の風速が低減されても、当該対象空間１は十分に冷却される。図３に示す天井空調１００の第１の変形例であれば、対象空間１内にいる人へのドラフト感を抑制しつつ当該対象空間１を十分に冷却することが可能である。

また、図４に示すように、天井輻射パネル１０５は、回転可能なディスク状に形成されてもよい。天井空調１００の第２の変形例において、ディスク状の天井輻射パネル１０５は、回転軸１０５ｂによって支持される。回転軸１０５ｂは、天井輻射パネル１０５の中央部分に設けられる。天井輻射パネル１０５は、この回転軸１０５ｂを中心として回転可能である。ディスク状の天井輻射パネル１０５は、例えば、別途設けられたモーター等によって回転する。なお、ディスク状の天井輻射パネル１０５は、例えば、送風機１０３が発生させた気流によって回転するように形成されてもよい。

ディスク状の天井輻射パネル１０５には、複数の通風孔１０５ｃが形成される。複数の通風孔１０５ｃは、それぞれ、図４に示すように、斜め方向に沿って貫通する。図４に示すように、これらの複数の通風孔１０５ｃから、斜め方向に向かって冷風が吹き出される。天井輻射パネル１０５が回転することで、冷風が広範囲に偏りなく供給される。図４に示す天井空調１００の第２の変形例であれば、対象空間１の全体が、偏りなくより均一に冷却される。

図４に示す天井空調１００の第２の変形例において、天井紫外光照射装置１２０は、ディスク状の天井輻射パネル１０５の下面の一部に紫外光を照射するように設けられる。一例として、天井紫外光照射装置１２０は、図４に示すように、天井輻射パネル１０５の側方一側だけに設置される。例えば、天井紫外光照射装置１２０の数が１つだけであっても、天井輻射パネル１０５が回転することで、当該、天井輻射パネル１０５の下面全体に紫外光が当たる。図４に示す天井空調１００の第２の変形例であれば、天井紫外光照射装置１２０の数を少なくしつつ、天井輻射パネル１０５の下面全体を紫外光によって殺菌することができる。

また、壁掛空調２００の殺菌機構は、輻射部の一例である壁掛輻射パネル２０２の周辺に設けられている。図５は、実施の形態１の壁掛輻射パネル２０２の周辺の構造を示す側面図である。図６は、実施の形態１の壁掛輻射パネル２０２の周辺の構造を示す上面図である。図５および図６を参照し、壁掛空調２００の殺菌機構について説明する。

壁掛空調２００は、図５および図６に示すように、壁掛空調用光源２２０と光源ボックス２２１とを備える。壁掛空調用光源２２０は、紫外光を発する光源である。壁掛空調用光源２２０は、例えば、深紫外ＬＥＤ、水銀ランプ、キセノンフラッシュランプ、プラズマ放電光源等である。光源ボックス２２１は、壁掛空調用光源２２０を保持する部材である。壁掛空調２００の殺菌機構は、この壁掛空調用光源２２０および光源ボックス２２１等によって構成される。

壁掛輻射パネル２０２は、例えば、図５および図６に示すように、上下に沿った細長い短冊状のパネルである。本実施の形態の壁掛空調２００は、この壁掛輻射パネル２０２を複数備える。複数の壁掛輻射パネル２０２は、左右に並べて積層される。壁掛空調２００がこのように構成されることで、複数の壁掛輻射パネル２０２を設置するために必要な領域をより小さくしつつ、壁掛輻射パネル２０２全体の表面積がより大きくなる。本実施の形態によれば、コンパクト且つ効果的に輻射による温調が可能な壁掛空調２００が得られる。

壁掛空調用光源２２０および光源ボックス２２１は、壁掛空調用光源２２０からの紫外線が壁掛輻射パネル２０２の表面に照射されるように設けられる。壁掛空調用光源２２０および光源ボックス２２１は、輻射部に紫外光を照射する紫外光照射手段の一例である。

光源ボックス２２１は、図５および図６に示すように、左右に沿った細長い箱状に形成される。壁掛空調用光源２２０は、この光源ボックス２２１内を左右に移動可能に設置される。また、光源ボックス２２１は、上下に移動可能に設置される。壁掛空調用光源２２０および光源ボックス２２１の移動は、電気的に制御される。光源ボックス２２１が上下に動くと、壁掛空調用光源２２０は当該光源ボックス２２１とともに上下に動く。すなわち、本実施の形態の壁掛空調用光源２２０は、上下左右に移動可能である。なお、壁掛空調用光源２２０を上下左右に移動させるための機構は、本実施の形態で示した例に限定されない。

壁掛空調用光源２２０が上下左右に移動することで、壁掛輻射パネル２０２の表面全体に紫外光が照射される。また、上下左右に移動可能な壁掛空調用光源２２０は、壁掛輻射パネル２０２の任意の場所にのみ紫外光を照射することも可能である。

壁掛空調用光源２２０および光源ボックス２２１は、図５に示すように、壁掛輻射パネル２０２に生じた結露水を受けるドレンパン２０３へも紫外光を照射できるように構成されてもよい。壁掛空調用光源２２０および光源ボックス２２１は、紫外光を照射していないときには、壁掛輻射パネル２０２が輻射によって温調を行う機能を低下させない位置、例えば、壁掛輻射パネル２０２の端部の近傍に移動するように構成されてもよい。壁掛輻射パネル２０２は、天井輻射パネル１０５と同様、紫外光を吸収可能に形成されていてもよい。

床下空調３００の殺菌機構は、輻射部の一例である床板３０５の周辺に設けられている。図７は、実施の形態１の床板３０５の周辺の構造を示す拡大図である。図７を参照し、床下空調３００の殺菌機構について説明する。

床下空調３００は、図７に示すように、床下紫外光照射装置３２０を備える。床下紫外光照射装置３２０は、天井紫外光照射装置１２０と同様、紫外光を発する光源と当該光源を保持する部材とによって構成される。床下紫外光照射装置３２０は、床板３０５に対して紫外光を照射する。床下紫外光照射装置３２０は、輻射部に紫外光を照射する紫外光照射手段の一例である。床下空調３００の殺菌機構は、この床下紫外光照射装置３２０等によって構成される。

一例として、床の下方の空間である床下空間の底部は、図７に示すように、シート状の断熱材３１０によって覆われている。この断熱材３１０の上に複数の根太３１１が設けられる。根太３１１は、床板３０５を下方から支持する柱状の部材である。根太３１１は、床下ダクト部３０４内に配置される。柱状の根太３１１は、床下空間および床下ダクト部３０４を完全に分断するものではない。床下ダクト部３０４を流れる冷風は、根太３１１の周りを流れる。根太によって支持された床板３０５は、フローリング等の表材３０９によって覆われている。

床下紫外光照射装置３２０は、根太３１１等が配置された床下ダクト部３０４内に設置される。床下紫外光照射装置３２０は、床板３０５の下面に紫外線を照射するように設けられる。

一例として、床下空調３００は、複数の床下紫外光照射装置３２０を備える。複数の床下紫外光照射装置３２０は、それぞれ、床板３０５の下面のうちの結露水が発生しやすい場所に紫外光を照射するように設置される。床板３０５の下面のうちの結露水が発生しやすい場所は、例えば、熱交換器３０２に近い場所および冷気が淀む場所等の低温になりやすい場所である。

床板３０５の下面が殺菌されることで、床下空間内で細菌、カビ等の微生物が発生することが防止される。本実施の形態の床下空調３００であれば、根太３１１は微生物等によって劣化することが防止される。また、微生物が床吹出口３０７から対象空間１内に侵入することも防止される。また、例えば、対象空間１を含む住宅が解体された際に、床下空間から周辺環境に微生物が放散することも防止される。

床下紫外光照射装置３２０は、床吹出口３０７の近傍の空間に紫外光を照射するように設置されてもよい。これにより、より衛生的な冷風が床吹出口３０７から吹き出される。また、床板３０５は、天井輻射パネル１０５と同様、紫外光を吸収可能に形成されていてもよい。これにより、床板３０５で反射した紫外光によって根太３１１等の部材が劣化してしまうことが抑制される。

なお、床下空調３００の構成は、上記した例に限定されるものではない。図８は、実施の形態１の床下空調３００の変形例を示す図である。図８に示すように、床下空調３００は、送風機３０３を備えていなくてもよい。冷媒が流れる配管３０８は、床板３０５を通るように設けられてもよい。輻射部の一例である床板３０５は、冷風ではなく、配管３０８を流れる冷媒によって直接的に冷却されてもよい。また、床吸込口３０６および床吹出口３０７は、床面に形成されていなくてもよい。対象空間１と床下空間とは、床面によって完全に分断されていてもよい。

図８に示す変形例においては、床板３０５の下面に断熱材３１０が設けられる。図８に示す変形例においては、床板３０５と断熱材３１０とが一体的になっている。一体的な床板３０５と断熱材３１０とは、輻射部の一例である。図８に示す変形例において、根太３１１は、床板３０５および断熱材３１０を支持する。床板３０５の下面に断熱材３１０が設けられている場合には、当該断熱材３１０の下面に結露水が発生しうる。床板３０５の下面に断熱材３１０が設けられている場合、床下紫外光照射装置３２０は、当該断熱材３１０の下面に紫外光を照射するように設置される。これにより、対象空間１から分断された床下空間内で細菌、カビ等の微生物が繁殖することが防止される。

次に、実施の形態１の空調システムが備える空気調和装置の制御について説明する。図９は、実施の形態１の空気調和装置の制御の例を示す図である。図９を参照して、空気調和装置の一例である天井空調１００の制御について説明する。なお、空気調和装置の一例である壁掛空調２００および床下空調３００も、天井空調１００と同様に制御される。壁掛空調２００および床下空調３００の制御については、詳細な説明を省略する。

図９は、天井空調１００の冷房の設定が、ＯＦＦ、弱冷、強冷、ＯＦＦ、という順に時間とともに切り替えられる例を示している。図９（ａ）は、天井輻射パネル１０５の表面温度の時間変化例を示す。図９（ｂ）は、対象空間１の相対湿度の時間変化例を示す。対象空間１の相対湿度は、換気および人の出入り等の影響を受けて変化する。また、図９（ｃ）は、天井輻射パネル１０５の表面の水分量の時間変化例を示す。

天井空調１００の冷房の設定がＯＦＦの状態で一定時間経過すると、図９（ｂ）に示すように、部屋の温度および湿度が上昇する。これにより、相対湿度が上がる。天井空調１００は、相対湿度が一定以上になった時点で、弱冷モードで冷房を開始する。

天井空調１００が冷房を開始すると、図９（ａ）に示すように、天井輻射パネル１０５の表面温度が低下し始める。天井輻射パネル１０５の表面温度は、予め設定された温度まで低下する。また、図９（ｃ）に示すように、天井輻射パネル１０５の表面の水分量が上昇する。天井輻射パネル１０５の表面温度はやがて露点以下になる。これにより、天井輻射パネル１０５の表面に結露水が発生する。図９においては、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下である時間帯を、「結露期間」と表記している。

天井空調１００の冷房の設定が強冷に切り替えられると、天井輻射パネル１０５の表面における結露がさらに進行する。また、対象空間１の相対湿度が低下する。これにより、天井輻射パネル１０５の表面温度は露点以上になる。天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以上になることで、結露の発生が解消される。天井空調１００は、対象空間１の相対湿度が予め設定された湿度になった時点で、冷房を終了する。天井空調１００の冷房の設定がＯＦＦになると、天井輻射パネル１０５の表面温度が上がり始め、結露水は時間経過とともに蒸発する。

ここで、図９（ｄ）を参照し、天井紫外光照射装置１２０のオンオフ制御について説明する。図９（ｄ）は、天井紫外光照射装置１２０が紫外光を照射するタイミングの一例を示すものである。

天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点に到達してから一定時間経過後に、紫外光の照射を開始する。この一定時間を、図９においては、「結露判定待機時間」と表記している。

結露判定待機時間は、天井輻射パネル１０５の表面における結露の誤検知を防止するために設定される。これにより、紫外光の無駄な照射がより確実に抑制される。また、結露判定待機時間が設定されることで、天井輻射パネル１０５の表面に一定以上の結露水が発生する。これにより、天井輻射パネル１０５の表面の汚れが結露水によって洗い流される。天井輻射パネル１０５の表面の汚れは、紫外光を反射する要因になりえる。また、天井輻射パネル１０５の表面に一定以上の結露水が生じることで、当該表面はより殺菌されやすい状態になる。

なお、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下に達すると同時に紫外光の照射を開始してもよい。また、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下になる一定時間前に紫外光の照射を開始してもよい。この場合、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下になる時点は、後述する各種のパラメータによって予測される。

天井輻射パネル１０５の表面での結露が発生する前から予め紫外光が当該表面に照射されることで、当該表面はより強力に殺菌される。また、結露の発生開始とともに微生物の繁殖が開始されることが防止される。これにより、結露水とともに排出される微生物が死滅した状態になる。天井輻射パネル１０５の表面での結露が発生する前から予め紫外光が当該表面に照射された場合、天井空調１００からの排水はより衛生的なものとなる。

また、紫外光を照射している天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点に到達してから一定時間経過後に、紫外光の照射を停止する。この一定時間を、図９においては、「乾燥判定照射残置時間」と表記している。

乾燥判定照射残置時間が設定されることで、天井輻射パネル１０５の表面が乾燥するまで天井輻射パネル１０５の表面に紫外光が照射され続ける。これにより、結露水を原因とした菌の発生がより確実に抑制される。

なお、紫外光を照射している天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点に達した時点で紫外光の照射を停止してもよい。また、紫外光を照射している天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以上になる一定時間前に紫外光の照射を停止してもよい。この場合、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以上になる時点は、後述する各種のパラメータによって予測される。

天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下の時間帯に当該天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を実行している時間帯が含まれるように制御されればよい。また、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以上の時間帯に当該天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を停止している時間帯が含まれるように制御されればよい。上記のように制御される天井紫外光照射装置１２０を備える天井空調１００であれば、紫外光の無駄な照射を抑制しつつ衛生性を維持することができる。本実施の形態であれば、天井紫外光照射装置１２０の光源の寿命をより長くさせることができる。これにより、例えば、天井空調１００のメンテンスの頻度がより低減される。

なお、天井紫外光照射装置１２０の制御は、天井輻射パネル１０５の表面温度および露点に基づくものでなくてもよい。天井紫外光照射装置１２０の制御は、例えば、天井輻射パネル１０５の含水率に基いて行われても良い。天井輻射パネル１０５の含水率が基準値以上になると、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下になった場合と同様、結露水が発生する。天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の含水率が基準値以上の時間帯に当該天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を実行している時間帯が結露期間に含まれるように制御されてもよい。また、天井紫外光照射装置１２０は、天井輻射パネル１０５の含水率が基準値以下の時間帯に当該天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を停止している時間帯が含まれるように制御されてもよい。

上記のように制御される天井紫外光照射装置１２０は、紫外光照射手段の一例である。紫外光照射手段の一例である壁掛空調用光源２２０および光源ボックス２２１は、天井紫外光照射装置１２０と同様に制御される。壁掛空調用光源２２０の明滅は、壁掛輻射パネル２０２の表面温度、露点および含水率等によって制御される。また、紫外光照射手段の一例である床下紫外光照射装置３２０の明滅は、床板３０５および断熱材３１０の表面温度、露点および含水率等によって制御される。本実施の形態の壁掛空調２００および床下空調３００であれば、天井空調１００と同様、紫外光の無駄な照射を抑制しつつ衛生性を維持することができる。

図１０は、実施の形態１の天井紫外光照射装置１２０の制御系統を示すブロック図である。壁掛空調用光源２２０の制御系統および床下紫外光照射装置３２０の制御系統も、天井紫外光照射装置１２０の制御系統と同様に構成される。壁掛空調用光源２２０の制御系統および床下紫外光照射装置３２０の制御系統については、図示および詳細な説明を省略する。

天井紫外光照射装置１２０の動作は、制御装置４００およびセンサ部４１０によって制御される。センサ部４１０は、天井紫外光照射装置１２０の動作を制御するための各種のパラメータを検知するものである。制御装置４００は、センサ部４１０が検知した各種のパラメータに基づき、天井紫外光照射装置１２０の動作を電気的に制御する。

より具体的には、制御装置４００は、センサ部４１０が検知したパラメータに基づいて、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下であるかどうかを判定する。制御装置４００は、判定結果に応じて、天井紫外光照射装置１２０を制御する。なお、制御装置４００は、センサ部４１０が検知したパラメータに基づいて、天井輻射パネル１０５の含水率が基準値以上であるかどうかを判定してもよい。本実施の形態における制御装置４００およびセンサ部４１０は、判定手段の一例である。

センサ部４１０は、例えば、天井輻射パネル１０５の表面の水分量を検知する電界センサまたは天井輻射パネル１０５から反射される赤外線を検知する赤外線センサ等によって構成される。また、センサ部４１０は、例えば、対象空間１の室温および湿度の少なくとも一方を検知してもよい。センサ部４１０は、天井輻射パネル１０５に当たる冷風の温度を検知してもよい。センサ部４１０は、天井輻射パネル１０５の近傍の空気の湿度を検知してもよい。センサ部４１０は、天井輻射パネル１０５表面の温度を実測してもよい。センサ部４１０は、天井輻射パネル１０５の含水率を実測してもよい。

このように、センサ部４１０によって検知されるパラメータは、任意のものでよい。本実施の形態の天井紫外光照射装置１２０の動作は、上記のように、天井輻射パネル１０５の露点または含水率等のパラメータに基づいて制御される。この露点および含水率は、実測値であってもよいし、予測値であってもよい。

一例として、センサ部４１０は、対象空間１の湿度と天井輻射パネル１０５の表面温度とを検知する。制御装置４００は、センサ部４１０によって検知された対象空間１の湿度と天井輻射パネル１０５の表面温度とに基づいて、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下になっているかどうか判定する。

さらに、センサ部４１０は、対象空間１内の空気および外気中の粉塵および微生物の量を検知してもよい。センサ部４１０は、天井輻射パネル１０５に付着している粉塵および微生物の量を検知してもよい。制御装置４００は、センサ部４１０によって検知された粉塵および微生物の量に応じて、天井紫外光照射装置１２０を制御してもよい。また、制御装置４００は、過去にセンサ部４１０によって検知された粉塵および微生物の量のデータを記憶し、記憶したデータに基づく制御を行ってもよい。

また、上記の結露判定待機時間および乾燥判定照射残置時間は、センサ部４１０が検知した各種のパラメータに基づいて変化させられてもよい。結露判定待機時間および乾燥判定照射残置時間は、センサ部４１０が検知した各種のパラメータに基づいて、適切な時間としてリアルタイムで算出されてもよい。

また、制御装置４００は、天井紫外光照射装置１２０から照射される紫外光の強度の変更、当該紫外光の波長の切り替え等を組み合わせた制御を行ってもよい。また、制御装置４００は、天井紫外光照射装置１２０に、紫外光の照射の開始と停止を連続的に繰り返させてもよい。

天井紫外光照射装置１２０から照射される紫外光の強度は、天井紫外光照射装置１２０へ通電する電流が少ないほど小さくなる。天井紫外光照射装置１２０へ通電する電流が少なくなることで、当該天井紫外光照射装置１２０の劣化がより防止される。

また、紫外光の殺菌効果は、その波長によって異なる。例えば、２５０ｎｍから２６０ｎｍの短波長の紫外光の殺菌効果は、２７０ｎｍから３００ｎｍの長波長の紫外光の殺菌効果よりも高い。一方で、天井紫外光照射装置１２０の寿命は、短波長の紫外光が照射される場合の方が、長波長の紫外光が照射される場合よりも短くなる。天井紫外光照射装置１２０は、一定時間だけ短波長の紫外光を照射した後、長波長の紫外光を照射するように制御されてもよい。これにより、紫外光による殺菌効果と天井紫外光照射装置１２０の寿命とが両立される。

また、図１１は、実施の形態１の天井紫外光照射装置１２０の照射デューティと天井輻射パネル１０５の表面温度との関係を示す図である。照射デューティとは、一定時間内において天井紫外光照射装置１２０が紫外光を照射している時間と天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を停止している時間との比率を意味する。例えば、一定時間が５０秒、天井紫外光照射装置１２０が紫外光を照射している時間が１０秒、天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を停止している時間が４０秒である場合、照射デューティは「０．２」になる。

本実施の形態においては、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以下の時間帯に、天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を実行している時間帯が含まれる。すなわち、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点より高い場合には、図１１に斜線で示すように、照射デューティは１未満に設定される。また、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点以上の時間帯には、天井紫外光照射装置１２０が紫外光の照射を停止している時間帯が含まれる。すなわち、天井輻射パネル１０５の表面温度が露点より低い場合には、図１１に斜線で示すように、照射デューティは０以上に設定される。

また、図１２は、実施の形態１の照射デューティの設定例を示す図である。天井紫外光照射装置１２０の寿命をより効果的に長くするためには、天井輻射パネル１０５の表面温度が高温であるほど照射デューティが低いことが望ましい。また、天井輻射パネル１０５の表面温度が低温であるほど照射デューティが高いことが望ましい。例えば、照射デューティを決めるパラメータが天井輻射パネル１０５の表面温度だけである場合、照射デューティは、図１２に実線および斜線で示すような線形性を有するものとして設定されることが望ましい。

照射デューティを決めるパラメータに、粉塵および微生物の量等の検出値が含まれる場合には、天井輻射パネル１０５の表面温度が同一の条件であっても、上記の検出値等によって照射デューティは変化する。例えば、１年間、１ヶ月などの予め設定された期間における照射デューティを通算した場合に、この通算値が図１１中の斜線、図１２中の斜線または実線に示されるような状態になることで、紫外光の無駄な照射が抑制される。

なお、壁掛空調用光源２２０の照射デューティおよび床下紫外光照射装置３２０の照射デューティも、天井紫外光照射装置１２０の照射デューティと同様に設定される。

１ 対象空間、 １００ 天井空調、 １０１ 室外機、 １０２ 熱交換器、 １０３ 送風機、 １０４ 送風ダクト、 １０５ 天井輻射パネル、 １０５ａ 通風孔、 １０５ｂ 回転軸、 １０５ｃ 通風孔、 １０６ 天井吹出口、 １０７ 配管、
１２０ 天井紫外光照射装置、 １２１ 設置部、 ２００ 壁掛空調、 ２０１ 室外機、 ２０２ 壁掛輻射パネル、 ２０３ ドレンパン、 ２０４ 配管、 ２２０ 壁掛空調用光源、 ２２１ 光源ボックス、 ３００ 床下空調、 ３０１ 室外機、 ３０２ 熱交換器、 ３０３ 送風機、 ３０４ 床下ダクト部、 ３０５ 床板、 ３０６ 床吸込口、 ３０７ 床吹出口、 ３０８ 配管、 ３０９ 表材、 ３１０ 断熱材、 ３１１ 根太、 ３２０ 床下紫外光照射装置、 ４００ 制御装置、 ４１０ センサ部

Claims (6)

1. 対象空間の温度を輻射によって調整する輻射部と、
   前記輻射部に紫外光を照射する紫外光照射手段と、
   前記輻射部の表面温度が露点以下であるかどうかを判定する判定手段と、
   を備え、
   前記輻射部は、床下空間の上面の一部を形成する床板であり、
   前記紫外光照射手段は、前記輻射部の下面に紫外光を照射し、
   前記輻射部の表面温度が露点以下の時間帯には前記紫外光照射手段が紫外光の照射を実行している時間帯が含まれ、前記輻射部の表面温度が露点以上の時間帯には前記紫外光照射手段が紫外光の照射を停止している時間帯が含まれる空気調和装置。
2. 対象空間の温度を輻射によって調整する輻射部と、
   前記輻射部に紫外光を照射する紫外光照射手段と、
   前記輻射部の含水率が基準値以上であるかどうかを判定する判定手段と、
   を備え、
   前記輻射部の含水率が基準値以上の時間帯には前記紫外光照射手段が紫外光の照射を実行している時間帯が含まれ、前記輻射部の含水率が基準値以下の時間帯には前記紫外光照射手段が紫外光の照射を停止している時間帯が含まれる空気調和装置。
3. 前記輻射部の表面温度が上昇している際、前記紫外光照射手段は、前記輻射部の表面温度が露点に達してから一定時間経過後に紫外光の照射を停止する請求項１に記載の空気調和装置。
4. 前記輻射部の含水率が低下している際、前記輻射部の含水率が基準値に達してから一定時間経過後に紫外光の照射を停止する請求項２に記載の空気調和装置。
5. 前記輻射部の表面は、紫外光を吸収する素材によって形成されている請求項１から請求項４の何れか１項に記載の空気調和装置。
6. 前記紫外光照射手段は、波長域が２００ｎｍから３００ｎｍの深紫外光を含む紫外光を照射し、当該紫外光を吸収する素材によって前記表面が形成されている請求項５に記載の空気浮き調和装置。

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