JP7228371B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は、空調システムに関する。

住宅や建物の空調において、全館空調システムを実現するために様々な構成が考案されている。全館空調システムを用いることで、計画換気、冷暖房や空気清浄等の様々な処理を統合的に運用し、２４時間快適な環境を維持することが期待されている。

図７に、全館空調システムの一例を示す。全館空調システム１は、換気給気装置２１０の換気給気ファン２１２により外気５０１を建物内に取り込んで計画換気のための換気給気５０２とし、換気給気ダクト２４３を介してチャンバー３２３に送り込む。また、計画換気のための排気は、トイレ等から建物内の空気を換気排気ファンにより取り込み、換気排気ダクトを介して屋外に送り出す。

エアコン２４０は、チャンバー内の空気の温度や湿度等を調整して空調給気５０６とし、空調給気ダクト２４５に送り込む。空調給気ダクト内の空気は、各室に分岐した空調給気ダクト２４５ａ～２４５ｃを介して居住空間３０のうち空調が行われる部屋（個室３１ａ、ＬＤ３１ｃ）に送り込まれ、吹出口３１０ａ～３１０ｃから空調給気５０６ａ～５０６ｃとして吹き出す。各部屋の室内空気は、アンダーカット３６ａ、３６ｂやパスガラリ等を介して移動し、部屋（廊下３１ｂ）にあるエアコンの吸込口３２０に配置された吸込みガラリから、チャンバー３２３を経由してエアコン２４０に吸い込まれて循環する。

このような構成における部屋毎の空調制御は、例えば、吹出口３１０の内部に配置された風量制御ダンパー３１５により実施できる。なお、空調給気ダクト２４５ａ～２４５ｃの根元や中間部に風量制御ダンパーを配置してもよい。そして、ユーザが風量制御ダンパーの開度やエアコンの風量を調整したり、各室に設けられた温度検出器の出力に応じてダンパー開度やエアコン風量を自動的に制御したりすることで、環境を部屋毎に調節できる。
このような構成により全館空調システムを運用できると共に、空調装置に係る機器やダクトなどの構成物が主として天井空間に配置されており、インテリア性が向上するといった効果が得られる。

また、特許文献１（特許第２７３４２８０号公報）にも、吸気ファンにより吸い込んだ外気をエアコンユニットにより調整して室内に供給するタイプの空調装置が開示されている。

一方、上記のような換気給気をエアコン吸込側に供給する方式ではなく、換気給気をエアコン吹出側に供給する方法が考案されている。
例えば、特許文献２（特開平１１－２９４８３９号公報）に記載の全館空調システムでは、各部屋へ繋がる部屋数の分の換気空調サブダクトに室内空調用と換気用のメインダクトを接続する構成を採っている。また、接続部には流量調整機構を設けている。その結果、空調装置で調整された空気と換気用空気がサブダクト内で所望の割合で混合して各部屋に供給される。

また、特許文献３（特許第５７６２３１７号公報）にも、室外から吸い込まれて室内側に送り出される換気給気と、室内から取り込まれてエアコンにより調整されたのち室内に循環する給気とが合流する、風路合流部を備える空調装置が開示されている。特許文献３
では、風路合流部に各風路のダクトが接続される部分に、非電動式で重力利用型のシャッターを用いることで、エアコンの特殊な風量制御や中間期ファン運転を不要としている。

なお、全館空調システムは、二重床構造を持つ建物に好適に利用できる。例えば特許文献４（特許第５１３７５９９号公報）は、二重床の床下空間を給気経路とし、各部屋の床に設けられた床吹出口から室内に給気が吹き出す床吹出し方式の空調システムを開示している。このように床下空間をエアコンの給気経路として利用することで、一般的な床暖房よりエネルギー効率を向上させつつ、床からの輻射熱により上下の温度差が少ない快適性を生むことができる。とりわけ、天井空間が狭くまた梁によりダクト敷設に制約が多い集合住宅では、床下空間を活用することで各室への空調給気ダクトを省略できる点で効果が大きい。

また、特許文献５（特許第４４１８８８５号公報）には、天井に設置されたエアコンを用いて天井空間に蓄熱しておく空調システムが開示されている。特許文献５の空調システムは、蓄熱時には天井から室内へのアネモファン型吹出口を運転させず、空調時には同吹出口が運転して室内の環境を調整する。また同吹出口には、空調時のみ運転するファンと同ファンの運転に伴って開となる逆流防止ダンパーが設けられている。

特許第２７３４２８０号公報 特開平１１－２９４８３９号公報 特許第５７６２３１７号公報 特許第５１３７５９９号公報 特許第４４１８８８５号公報

従来、特許文献１や図７に示すような全館空調システムについての問題点が指摘されていた。まず、冷暖房が不要な中間期の計画換気のために、エアコン内のファンの風量を換気給気ファンの風量以上となるようにする特殊な制御が必要である。また、冷暖房を行う時期には、風量制御ダンパーの開度に応じエアコン内のファンを調節する特殊な制御が必要である。これらの要因により、全館空調システムの構成要素として、専用の装置や部品を用いる必要が生じる（例えば、換気給気ファン、エアコン、メインリモコン、温度調節器、風量制御ダンパーなど）。その結果、設計自由度の低下や、コストの上昇を招くという課題があった。

また、エアコン内のファンを年中運転する必要があるため、余分な空気搬送エネルギーを消費する問題があった。すなわち、中間期にエアコンファン２４２を停止すると、換気給気ファン２１２の動作によりチャンバー３２３に送り出された換気給気５０２が吸込口３２０から居住空間に逆流する可能性がある。これを防ぐためエアコンファン２４２を動作させて空調給気ダクト２４５に給気を送り出す必要があった。

また、図７のような構成の場合、各部屋の吹出口が天井付近にあるため、暖房時に足元が寒いことや、気流のみによる空調であるため体にあたる風が不快といった問題があった。さらに、図７の構成では各部屋の空調給気ダクトを天井内に設置するため、天井空間が狭くまた梁によりダクト敷設に制約が多い集合住宅への適用が困難という課題があった。

また、特許文献２では、部屋数分の換気空調サブダクトにメインダクトを接続し、それぞれに流量調整機構を設けるため、給気ダクト量や流量調整機構が相当増加するのに加え
て、流量調整度合に応じてファン風量を変化させる特殊な自動制御機能が必要となる。そのため、コストの上昇を招いてしまう上、天井スペースの圧迫による集合住宅への適用困難性が課題となる。

また特許文献３では、換気給気とエアコン給気の合流部分に風力により開閉する可動式のシャッターを用いているため、故障の懸念がある。また、かかる部品を保守や修理、交換するために、天井点検口や天井内の点検空間が必要である。その結果、天井スペースが圧迫されることや、天井点検口が天井照明計画を制約することが問題となる。さらに、重力利用型のシャッターには天地設置の制約があることから、施工時のミスを誘発する可能性がある。また、特に集合住宅の狭い天井内スペースにおけるダクト設計の困難性や、ダクトの曲がりが増えることによる圧損の増加や、施工時のダクト取付けミス誘発が課題になる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、全館空調システムにおいて、エアコンの動作状態を問わず、良好な計画換気を行う技術を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は以下のような構成を採用する。すなわち、
外気を取り込み、前記外気を換気給気ファンにより換気給気ダクトを経由してエアコンに送り出して換気給気とする換気給気装置と、
室内から、前記エアコンに送り出される室内空気を吸い込む吸込口と、
前記換気給気および前記室内空気を調整して空調給気とするエアコンであって、前記空調給気を空調給気ダクトに送り出すエアコンファンを有するエアコンと、
前記空調給気を室内に供給して前記室内空気とする吹出口と、
前記吸込口と前記エアコンの間に配置された、前記吸込口の側から前記エアコンの側への空気の移動を可能とし、前記エアコンの側から前記吸込口の側への空気の移動を防止する逆流防止部材と、
を備えることを特徴とする空調システムである。

このような空調システムによれば、比較的簡易な構成で、全館空調システムのエアコンファンが停止している場合でも、通常と異なる経路で換気給気が室内に逆流することなく、好適な計画換気を行うことができる。

上記空調システムにおいて、前記換気給気ダクトに接続して設けられ、前記換気給気ダクトを経由して前記換気給気が送り込まれる第１チャンバーと、
前記吸込口に接続して設けられ、前記吸込口から吸い込まれた前記室内空気が送り込まれる第２チャンバーと、
をさらに備え、
前記第２チャンバーに送り込まれた前記室内空気は、さらに前記第１チャンバーに送り込まれ、前記第１チャンバーにおいて前記換気給気と合流し、前記エアコンに送り込まれるものであり、
前記逆流防止部材は、前記第２チャンバーと前記第１チャンバーの間に配置されている、構成を採用してもよい。
さらに、前記逆流防止部材は、前記第２チャンバーと前記第１チャンバーを接続する還流ダクトに設けられている構成を採用してもよい。
さらに、前記逆流防止部材は、逆流防止ダンパーである構成を採用してもよい。
かかる構成によれば、エアコンファン停止時の計画換気をより好適に実施できる。

上記空調システムにおいて、前記換気給気ダクトおよび前記吸込口に接続して設けられ、前記換気給気ダクトを経由して前記換気給気が送り込まれるとともに、前記吸込口から
吸い込まれた前記室内空気が送り込まれるチャンバーをさらに備え、
前記換気給気と前記室内空気は、前記チャンバーにおいて合流して前記エアコンに送り込まれ、
前記逆流防止部材は、前記吸込口に対応する領域に設けられ、前記吸込口から前記チャンバーへの空気の吸込みを可能とし、前記チャンバーから前記室内への空気の移動を防止する構成を採用してもよい。
さらに、前記逆流防止部材は、前記室内の側から気流を受けると空気を通過させる隙間を形成し、前記チャンバーの内部から気流を受けると平面状になって前記吸込口を覆う構成を採用してもよい。
さらに、前記逆流防止部材は、可とう性のあるシート部材を有する構成を採用してもよい。
かかる構成によれば、エアコンファン停止時の計画換気をより好適に実施できる。

上記空調システムにおいて、前記室内は、複数のエリアに区画されており、
前記複数のエリアにそれぞれ対応する、複数の前記空調給気ダクトおよび複数の前記吹出口と、
前記複数の空調給気ダクトのそれぞれにおいて前記エアコンと前記吹出口の間に配置されており、前記空調給気の風量を個別に制御する複数の風量制御ダンパーと、を備え、
前記複数の風量制御ダンパーは、全閉防止機構を備える構成を採用してもよい。
かかる構成によれば、本発明のメリットを享受しつつ、複数のエリアについて個別に空調制御を実施できるため、居住者の快適性の向上と冷暖房コストの低減を両立させられる。

上記空調システムにおいて、前記換気給気装置、前記エアコンおよび前記複数の風量制御ダンパーは、天井空間に配置され、
前記室内の前記複数のエリアにはそれぞれ、複数の床下空間が対応しており、
前記複数の吹出口は床吹出口であり、
前記複数の空調給気ダクトはそれぞれ、前記天井空間から前記複数の床下空間に前記空調給気を送り出す、構成を採用してもよい。
かかる構成によれば、本発明のメリットを享受しつつ、放射空調による空調と吹出口からの気流による空調を併用して、居住者に好適な環境を提供できるようになる。

上記空調システムにおいて、差圧ダンパーをさらに備え、
前記差圧ダンパーの一方は、前記空調給気ダクトにおいて前記空調給気の風量を制御する風量制御ダンパーよりも前記エアコン寄りの位置に接続され、前記差圧ダンパーのもう一方は前記エアコンの吸込み側に接続されている構成を採用してもよい。
これにより、風量制御ダンパーの閉塞度合いが高まったときに差圧ダンパーが開くことで、エアコンが備える自動制御を活用してエアコンへの負荷を軽減できる。

本発明によれば、全館空調システムにおいて、エアコンの動作状態を問わず、良好な計画換気を行う技術を提供することができる。

実施形態１に係る空調システムを示す図である。 実施形態２に係る空調システムの特徴を示す部分拡大図である。 実施形態２に係る逆流防止部材の構成を示す図である。 実施形態３に係る空調システムを示す図である。 実施形態４に係る空調システムを示す図である。 空調システムの制御を説明するブロック図である。 背景技術にかかる空調システムを備える建物の構成を示す図である。

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、以下に記載されている構成ブロックやそれらの相対配置などは、発明が適用されるシステムの各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

本発明は、空調装置および空調システム、それらを備える建物、ならびに、それらの制御方法に好ましく適用できる。本発明はまた、情報処理装置の演算資源を利用して動作し、制御方法の各工程を情報処理装置に実行させるプログラムや、かかるプログラムが格納されたコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、非一時的な記憶媒体であっても良い。

［実施形態１］
図１は、本実施形態の構成と配置の一例を説明するための模式図であり、建物の１つの階層にある、集合住宅の一住戸を想定した一区画の断面を示す。なお本実施形態の技術は、集合住宅だけでなく、オフィスや公共施設、戸建住宅など様々な建物に適用できる。

（全体構造）
図１において、空調システムに関わる区画は概略、下の階層との境界である下部境界面２１、上の階層との境界である上部境界面１１、隣の部屋または建物外との境界である壁面３３によって区切られた領域である。下部境界面２１は、床スラブなどの構造体の上面や、その上に敷設された断熱材等である。上部境界面１１は、天井スラブなどの構造体の下面や、その下に設置された断熱材等である。壁面３３は壁材などの構造体からなり、該壁材は隣接する部屋の壁面や建物の外壁を兼ねていてもよい。

部屋の内部は、高さ方向において、天井１２より上部の天井空間１０、二重床２２より下部の床下空間２０、天井１２と二重床２２の間の居住空間３０に区画されている。居住空間３０は居住者が活動する領域であり、温度等の環境を調整する対象空間である。天井空間１０には、全館空調システム１の様々な構成要素が配置される。天井１２、二重床２２および壁面３３は、水平または垂直でなくてもよい。例えば居住者が主に活動する個室３１ａやＬＤ３１ｃの天井を比較的高くし、廊下３１ｂの天井を比較的低くしてもよい。これにより、廊下の天井裏に空調装置やダクトを配置するスペースを広く確保できる。また天井１２、二重床２２および壁面３３は、一部に段差や出っ張り、引っ込み等があってもよい。例えば、本発明に床吹出し方式のシステムを組み合わせる場合、天井空間１０から床下空間２０に空調給気ダクトを配する場合、ダクトを隠すような覆いを設けてもよい。

（換気および空調）
全館空調システム１は計画換気に関して、換気給気装置２１０の換気給気ファン２１２により外気５０１を建物内に取り込んで換気給気５０２とし、換気給気ダクト２４３を介して第１チャンバー３２５ａに送り込む。また、計画換気のための排気は、トイレ等から建物内の空気を換気排気ファンにより取り込み、換気排気ダクトを介して屋外に送り出す。換気給気ファンは、同一ユニット内に換気排気ファンを備え一体化した同時給排気型の換気ユニットであっても、さらにこれに熱交換構造を備え一体化した熱交換型換気ユニットであっても良い。熱交換構造としては、静止型の熱交換素子や回転型の熱交換ローターに加え、ヒートパイプ、ヒートポンプ、吸放湿素材を用いた熱交換方式でも良い。

全館空調システム１はエアコン２４０を用いて空調を行う。エアコン２４０は通常はエ
アコン室内機と呼ばれ、典型的には、エアコン２４０内に図示したエアコンファン２４２や熱交換器や、図示していない制御装置等を備える。さらに、エアコン２４０に接続するダクトの他に、圧縮機、膨張弁、熱交換器などを内包する室外機と、該室外機とエアコン２４０を結ぶ冷媒管を備え、建物内の温度や湿度の環境を調整する空調装置である。エアコン２４０は、除塵や空気浄化等の空気の状態を調整する機能も持ち得る。エアコンファン２４２は、第１チャンバー３２５ａから空気を吸い込み、温度等を調整して空調給気５０６とし、後続の空調給気ダクト２４５に送り出す。空調給気は、分岐した空調給気ダクト２４５ａ～２４５ｃを経由し、各部屋の吹出口３１０ａ～３１０ｃによって居住空間に供給される。

第１チャンバー３２５ａには、上述した換気給気５０２のほか、廊下３１ｂにある吸込口３２０に配置された吸込みガラリから吸い込まれた室内空気５０９が流入する。そのため、第１チャンバー３２５ａにおいて取り入れた換気給気と循環した室内空気が合流し、エアコンにより調整される。その結果、換気と空調済みの空調給気を室内に供給できる。なお、第２チャンバー３２５ｂと第１チャンバー３２５ａの間の還流ダクト３２８には、矢印の方向にのみ空気の移動を可能とし、逆方向への移動を防止する逆流防止ダンパー３３０が配置されている。

それぞれの吹出口３１０ａ～３１０ｃには、開度に応じて風量が変化する風量制御ダンパー３１５ａ、３１５ｂが設けられている。風量制御ダンパー３１５が、コントローラからの制御信号に従って開度を変化することにより、各部屋に送られる給気量を調節できる。この時、エアコンファン２４２の風量は、各部屋に送られる給気量の総計を考慮して調節される。
各部屋に吹き出した空調給気は室内空気となって環境を調整したあと、アンダーカット３６ａ、３６ｂやパスガラリ等を介して移動し、吸込口３２０の吸込みガラリから第２チャンバー３２５ｂに吸い込まれる。

このように本実施形態では、空調装置のエアコンの吸込口３２０から吸い込まれた室内空気が、第２チャンバー３２５ｂと逆流防止ダンパー３３０を経由して第１チャンバー３２５ａに入る。また、外部から取り込まれた換気給気も第１チャンバー３２５ａに入る。そして、エアコン２４０が第１チャンバー内の空気を調整して、空調給気ダクト２４５を介して各部屋に供給する。

（エアコン停止時の換気方法）
続いて、エアコン２４０が停止している場合でも十分な計画換気が行われるような、空調システムの構造および動作について述べる。
上述したように、図７のような構成であれば、エアコンファンの動作を止めることで吸込口３２０からの逆流が発生するおそれがあった。一方、本実施形態の構成では、エアコン２４０の上流側に配置された第１チャンバー３２５ａのさらに上流側に逆流防止ダンパー３３０が設けられている。このように構成することで、エアコンファン停止時でも換気給気の移動が逆流防止ダンパーにより防止されるため、エアコン給気経路の上流側に逆流しない。なお、エアコン給気経路（空調給気経路）に関する上流側とは、室内空気を吸い込んでエアコンに送り込み給気する流れにおける上流側を言う。また換気給気経路に関する上流側とは、外気を取り入れて室内に供給する一連の流れにおける上流側を言う。本実施形態では、逆流防止ダンパーが逆流防止部材に相当する。
なお、エアコン停止時には風量制御ダンパー３１５のそれぞれは、全開などの同一開度となり、各部屋に所定の換気給気がなされて計画換気がなされる。

なお、エアコンファン停止時に換気給気ファンが動作したときに、逆流防止ダンパー３３０や還流ダクト３２８の構造や性能によっては、わずかに換気給気が第２チャンバー側
に逆流する可能性がある。しかし、計画換気に影響を与えない程度の逆流防止性能があれば、本発明の目的は達成できる。その結果、換気給気ファンとエアコンファンの運転または停止状態を問わず、計画通りの換気給気風量やエアコン給気風量を空調給気ダクトに送り込めるので、時期を問わずに計画換気と冷暖房が適切に行われる。なお、図１では第１チャンバーと第２チャンバーを用いたが、計画換気を実現する上で問題ない程度の気密性を保てるのであれば、このような構成に限定されない。本実施形態の目的は、室内空気の吸込口から、エアコン給気と換気給気が合流する位置までの間に、空気の逆流を防止する構成を配置すれば、達成できる。

（効果）
本実施形態の構成によれば、冷暖房を行わない中間期においては、エアコンファンの運転を必要とせずに計画換気を実現できる。そのため運用コストの低減が期待できる。また、冷暖房を行う時期においても、吹出口などに設けた風量制御ダンパーを操作することで、エアコン用ファンの複雑な制御なしでも計画換気とエアコン処理とを統合した空調給気を居住空間に送り出して、居住者に好適な環境を提供できる。
さらに、本実施形態では、比較的簡易でかつ可動部が少ない構成で効果を発揮できる。そのため、故障が発生しにくい。また、逆流防止ダンパーの可動部は第２チャンバー側からの点検が可能なため、天井点検口や天井内外の保守点検スペースを必要としない。その結果、集合住宅などスペースが限られる状況でも施工が容易になる上、ダクト配置の自由度が高まる。

［実施形態２］
図２は、本実施形態の構成と配置の一例を説明するための模式図であり、図１と同様の建物に設置されたエアコン２４０の周辺構造を示す部分拡大図である。以下、実施形態１と異なる部分を中心に説明し、共通の部分については説明を簡略化する。

換気給気ファンは、外気を取り込んで換気給気５０２とし、チャンバー３２５に送り込む。またエアコンファン２４２は、チャンバー３２５から空気を吸込み、温度等を調整して空調給気５０６として空調給気ダクト２４５に送り出す。また、チャンバー３２５には、換気給気５０２のほか、廊下３１ｂにある吸込口３２０に配置された吸込みガラリから吸い込まれた室内空気５０９が流入する。チャンバー３２５において取り入れた換気給気と循環した室内空気が合流し、エアコンにより調整されるので、換気と空調済みの空調給気を供給できる。

本実施形態では、還流ダクトにおける逆流防止ダンパーが配置されていない一方、吸込口３２０の吸込みガラリ内部に、室内側からチャンバー側への空気の移動を可能とし、チャンバー側から室内側への空気の移動を防止する、逆流防止部材３３５が配置されている。逆流防止部材３３５は、吸込口３２０の開口部に対応する領域において、当該開口部を覆うように配置される。また、逆流防止部材３３５よりも室内側に粉塵除去フィルター３３３を設けることも好ましい。粉塵除去フィルターによりチャンバー内への粉塵の侵入を防ぐことで、空気浄化や装置の故障防止の効果が得られる。さらに本図の例では、粉塵除去フィルター３３３が、逆流防止部材を室内側に開かせずに形状を維持するための保持部材を兼ねている。ただし、粉塵除去フィルターとは別に、または粉塵除去フィルターを設けずに、保持部材を設けてもよい。保持部材は、エアコン側から気流が発生したときにも逆流防止部材３３５を保持できるような、樹脂製や金属製の骨組みなどの構造体を含むことが好ましい。

図３（ａ）を参照して、空気を一方向だけに通過させる逆流防止部材３３５の構成例を説明する。逆流防止部材３３５は、枠体３３５ａと補強材３３５ｂにより構成される骨組みに、複数のシート部材３３５ｃを配置した構成である。枠体３３５ａをチャンバーと嵌
合させたりチャンバーに係止したりすることで、逆流防止部材を吸込口に対応する領域に設置する。

シート部材３３５ｃは、可とう性があり、通常時は略平面状で、気流の風力等を受けると変形する部材である。材料としては弾性部材が好ましく、シート状の樹脂などを利用できるが、これに限定されない。風力を受けると変形し、風力が無くなると元の形状に戻る部材であればよい。
本例の複数のシート部材３３５ｃはそれぞれ、長辺と短辺を有する短冊状である。シート部材は、一方の長辺が補強材３３５ｂに固定され、他方の長辺が自由な状態となるように、片持ち状に支持されている。本例では、隣接するシート部材３３５ｃが、自由な長辺同士が隙間３３５ｄを隔てて向かい合うように配置される。ただし、シート部材の固定方法はこれに限られず、少なくともシートの一部が固定されていればよい。

図３（ｂ）は、逆流防止部材３３５をチャンバーに嵌合させたときの、チャンバー、吸込口、逆流防止部材および粉塵除去フィルターの断面図である。逆流防止部材については、図３（ａ）のＡ－Ａ’線で示した部分だけを示しており、残余の部分は図と左右対称の構造となる。図３（ｂ）に示したように、室内空気５０９が吹き込んだときに、シート部材３３５ｃがチャンバー側に観音開きに開くように変形して、空気を通過させる隙間が形成される。そして、空気の吹き込みが停止するとシートが元の形状に戻る。

一方、図３（ｃ）は、エアコンファン２４２が停止しているときに、チャンバー３２５に換気給気５０２が流入している様子を示す。図示したように、気流によってシート部材３３５ｃに風圧がおよぶものの、粉塵除去フィルター３３３が保持部材として機能することでシートを平面状に維持する。その結果、開口部が覆われるため、空気が吸込みガラリ３２０ａを介して室内に移動することを防止できる。

本実施形態によれば、冷暖房を行わない中間期において、エアコンファンの運転を必要とせずに計画換気を実現できる。なお、図３（ｃ）のような構成の場合、隙間３３５ｄなどからわずかに空気が室内に流出する可能性がある。しかし、流出量が計画換気の換気量と比べて十分に小さければ、本発明の目的は達成される。逆流防止部材３３５は吸込口３２０から点検が可能なため、天井点検口や天井内外の保守点検スペースを必要としない。その結果、集合住宅などスペースが限られる状況でも施工が容易になる上、ダクト配置の自由度が高まる。

逆流防止部材の構成は、図３に示したものに限られない。一方向からの空気を通過させ、他方からの空気を通過させない部材であれば利用可能である。例えば、シート自体に可とう性を持たせるのではなく、シートとバネ等の弾性部材を組合せてもよい。また、一方向からの気流のみ透過させるような材質を用いてもよい。

［実施形態３］
図４を参照して、本実施形態の構成を説明する。上記各実施形態と同様の構成については説明を簡略化する。本図では、エアコン停止時に換気給気が室内へ逆流することを防ぐために、逆流防止部材３３５を用いている。ただし実施形態１のように、第１チャンバーと第２チャンバーを設け、両者の間に逆流防止ダンパーを用いる構成でも構わない。

本実施形態では、エアコン２４０により調整されてエアコンファン２４２によって送り出された空調給気が、２本の空調給気ダクト（第１空調給気ダクト２５６ａ、第２空調給気ダクト２５６ｂ）に分岐され導入されて、第１空調給気５１２ａ、第２空調給気５１２ｂとなる。なお、分岐数は２本とは限らず、部屋やエリアの数に応じて設定すればよい。第１空調給気５１２ａは吹出口３１０ｂ、３１０ｃからＬＤ３１ｃに送り込まれる。第２
空調給気５１２ｂは吹出口３１０ａから個室３１ａに送り込まれる。

第１空調給気ダクト２５６ａには風量制御ダンパー３５０ａが、第２空調吸気ダクト２５６ｂには風量制御ダンパー３５０ｂが、それぞれ設置される。遠隔操作器や手動制御でダンパーの開度を調整することで、部屋毎やエリア毎の空調制御を容易に実施できる。好ましくは、風量制御ダンパー３５０は、ストッパー等を用いた全閉防止機構を備えるとよい。これにより、エアコン給気の出口が詰まることを防止できるので、エアコンの安定的な運転にとっての最低限必要な風量を確保できる。その結果、エアコンの冷暖房運転時にエアコン出口が閉塞することがなくなり、エアコン２４０として汎用的な空調装置を利用できるので、コストの低減につながる。また、風量制御ダンパー３５０は、エアコン給気側から吹出口までのいずれかの位置に設置する。

そして、本実施形態の全館空調システム１は差圧ダンパー７０１を備える。差圧ダンパー７０１の一方は、第１空調給気ダクト２５６ａにおいて、風量制御ダンパー３５０ａの設置箇所よりも上流側（エアコン寄りの位置）に、第１ダクト７０３によって接続されている。第１ダクト７０３を設ける位置は、第１空調給気ダクト２５６ａ以外の空調給気ダクトや、エアコン出口側に設けたチャンバーボックスでも良い。差圧ダンパー７０１の他方は、エアコン吸込み側に配置されたチャンバー３２５に、第２ダクト７０５によって接続されている。差圧ダンパー７０１としては、接続先の空間それぞれの圧力差が設定値を超えると開口が大きくなるような、既往の圧力逃しダンパーを始めとする圧力調整ダンパーを利用できる。なお、差圧ダンパーを設ける位置は本図の例には限られない。

かかる構成において風量制御ダンパー３５０ａが閉塞した場合、または風量制御ダンパー３５０の閉塞度合いが高まった場合、差圧ダンパー７０１前後の差圧が大きくなり、差圧ダンパー７０１が開く。その結果、エアコン２４０からの第１空調給気５１２ａがエアコン吸込み側に流れていき、エアコン吸込温度がエアコン給気温度に近づく。すると、汎用エアコンが通常備える自動制御により、エアコンの冷暖房出力や風量が抑制されるため、エアコンに過度な負荷をかけてしまうことを回避できる。その結果、全館空調システムを安定的に継続運転できるようになる。

［実施形態４］
図５を参照して、本実施形態の構成を説明する。上記各実施形態と同様の構成については説明を簡略化する。本図では、エアコン停止時に換気給気が室内へ逆流することを防ぐために、逆流防止部材３３５を用いている。ただし実施形態１のように、第１チャンバーと第２チャンバーを設け、両者の間に逆流防止ダンパーを用いる構成でも構わない。

本実施形態では床吹出し方式のシステムを利用している。まず、天井空間１０内のエアコン２４０で調整された空気は、実施形態３と同様に、風量制御ダンパー３５０を備える第１空調給気ダクト２５６ａには第１空調給気５１２ａが、風量制御ダンパー３５０ｂを備える第２空調吸気ダクト２５６ｂには第２空調給気５１２ｂが送り込まれる。第１空調給気５１２ａ、第２空調給気５１２ｂは、それぞれ対応するダクトを通って床下空間２０ａ、２０ｂに到達し、床吹出口３４０ａ～３４０ｃから室内に送り込まれる。
このとき、床下空間２０ａを仕切り２０ｃにより床下空間２０ａ、２０ｂの２つのエリアに分割する方法以外に、第１空調給気ダクト２５６ａ、第２空調給気ダクト２５６ｂそれぞれの空調給気が持つ冷暖房熱量の過半がそれぞれが対象とするエリアの床吹出口３４０ａ、３４０ｂ＋３４０ｃに送り込まれるように、空調給気ダクト２５６の出口部分に風向き調整板を設けてもよい。また、複数の空調給気ダクトを束ねて壁沿いに配置し、全体を覆うカバーを設けてもよい。床下空間２０は、下部境界面２１と、その上部に支持脚などを用いて設置された二重床２２の間に形成される。床下空間２０の下部境界面２１や壁面３３に断熱材を敷設することも好ましい。本実施形態では、仕切り２０ｃを設けて床下
空間を２つのエリアに分割している（床下空間２０ａ、２０ｂ）。これにより、各部屋や各エリアの空調能力を個別に制御可能になる。

本実施形態のように床吹出し方式のシステムを用いることで、床下空間２０を移動する空調給気の熱が二重床２２に伝わることによる床面からの放射空調（輻射空調）が可能になる。放射空調を用いることで、例えば暖房時の足元の寒さを軽減したり、温度むらの少ない空調環境を作れたり、気流が体に当たる不快感を低減したりできる。特に、天井空間が狭い集合住宅では、床下空間を活用することで各室への空調給気ダクトを省略できる効果が大きい。
また、床吹出口の開口面積を調節可能とすることも好ましい。これにより空調給気の量を調節できるため、部屋毎やエリア毎、もしくは部屋内やエリア内で異なる冷暖房需要に柔軟に対応できる。特に、室内に吹出口が複数ある場合のパーソナル空調を実現できる。
また、ダクトごとに設けた風量制御ダンパーを調節することで、部屋毎やエリア毎の個別の空調制御を行うことが好ましい。

［実施形態５］
本実施形態では、全館空調システムの制御に関する構成例を説明する。上記各実施形態と同じ部分については説明を簡略化する。以下の説明では図５を参照しているが、本実施形態の構成及び処理の少なくとも一部は、上記各実施形態に適用可能である。

図５において、個室３１ａとＬＤ３１ｃには、風量制御ダンパー３５０ａ、３５０ｂのダンパー開度を制御するための、遠隔指示器６０１ａ、６０１ｂがそれぞれ配置されている。遠隔指示器６０１は、制御線を介してまたは無線通信によって、コントローラ６０５と通信可能である。遠隔指示器６０１として例えば、壁に埋め込み式の操作パネルや、赤外線等を用いて室内に配置された受信部と通信可能なリモコン操作器が利用される。

図６は、本実施形態の制御を説明するための機能ブロック図である。かかる構成において、居住者５は遠隔指示器６０１を操作して所望の環境を設定する。設定項目は例えば室内の温度や風量である。遠隔指示器６０１は、指示内容に基づいて温度や風量に関する指示情報を生成し、コントローラ６０５に送信する。また各部屋には、温度センサ６０８が配置されている。コントローラ６０５は、温度センサとの通信によって温度検出値を取得する。なお、部屋の温度などの環境を測定する方法はこれに限られず、例えば熱画像認識処理等を行ってもよい。また、コントローラ６０５は、居住者５からの指示を受けて動作するのではなく、予めプログラムされた温度や風量を維持するように動作してもよい。

コントローラ６０５としては、ＣＰＵやメモリ等の演算資源を有し、メモリ上に展開されたプログラムの指令に従って動作する情報処理装置、例えばコンピュータ、ワークステーションや、ホームオートメーション用ゲートウェイ等が考えられる。遠隔指示器と温度センサは一体化していると好適であり、さらにはコントローラもこれに一体化していることが好適である。建物が集合住宅やビルディングである場合、その建物の集中管理システムを用いてもよい。
コントローラ６０５は、温度や風量に関する指示情報と、温度検出値を取得する。またコントローラ６０５は、風量制御ダンパー３５０から現在の開度情報を、エアコン２４０から現在のエアコン動作情報を取得する。そしてコントローラ６０５は、居住者５の指示を実現させるためのダンパー開度およびエアコン動作の制御情報を算出し、風量制御ダンパー３５０に対して開度の制御情報を、エアコン２４０に対して動作の制御情報を送信する。

本実施形態によれば、居住者が容易に環境制御を実施できる。特に、居住空間が複数のエリアや部屋に分かれている場合でも、エリア毎や部屋毎の制御が可能になる。
なお、上記の説明においては、コントローラ６０５が風量制御ダンパー３５０とエアコン２４０の二つの装置を制御した。しかし、居住者５からの指示内容や現在の温度にもよるが、少なくとも風量制御ダンパー３５０の開度制御を行うことで、計画換気を含む全館空調を実行可能である。また逆にコントローラ６０５は、エアコン２４０と風量制御ダンパー３５０だけでなく、換気給気ファンの動作を制御してもよい。また、遠隔指示器６０１は、回転ダイヤル等からの電気信号で電動の風量制御ダンパーの開度を直接調節する方式でもよい。

１：全館空調システム、２１０：換気給気装置、２４３：換気給気ダクト、２４０：エアコン、２４５：空調給気ダクト、３１０：吹出口、３２０：吸込口、３３５：逆流防止部材

Claims (10)

1. 外気を取り込み、前記外気を換気給気ファンにより換気給気ダクトを経由してエアコンに送り出して換気給気とする換気給気装置と、
   室内から、前記エアコンに送り出される室内空気を吸い込む吸込口と、
   前記換気給気および前記室内空気を調整して空調給気とするエアコンであって、前記空調給気を空調給気ダクトに送り出すエアコンファンを有するエアコンと、
   前記空調給気を室内に供給して前記室内空気とする吹出口と、
   前記吸込口と前記エアコンの間に配置された、常に、前記吸込口の側から前記エアコンの側への空気の移動を可能とし、前記エアコンの側から前記吸込口の側への空気の移動を防止する逆流防止部材と、
   を備えることを特徴とする空調システム。
2. 前記換気給気ダクトに接続して設けられ、前記換気給気ダクトを経由して前記換気給気が送り込まれる第１チャンバーと、
   前記吸込口に接続して設けられ、前記吸込口から吸い込まれた前記室内空気が送り込まれる第２チャンバーと、
   をさらに備え、
   前記第２チャンバーに送り込まれた前記室内空気は、さらに前記第１チャンバーに送り込まれ、前記第１チャンバーにおいて前記換気給気と合流し、前記エアコンに送り込まれるものであり、
   前記逆流防止部材は、前記第２チャンバーと前記第１チャンバーの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 前記逆流防止部材は、前記第２チャンバーと前記第１チャンバーを接続する還流ダクトに設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
4. 前記逆流防止部材は、逆流防止ダンパーである
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の空調システム。
5. 前記換気給気ダクトおよび前記吸込口に接続して設けられ、前記換気給気ダクトを経由
   して前記換気給気が送り込まれるとともに、前記吸込口から吸い込まれた前記室内空気が送り込まれるチャンバーをさらに備え、
   前記換気給気と前記室内空気は、前記チャンバーにおいて合流して前記エアコンに送り込まれ、
   前記逆流防止部材は、前記吸込口に対応する領域に設けられ、前記吸込口から前記チャンバーへの空気の吸込みを可能とし、前記チャンバーから前記室内への空気の移動を防止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
6. 前記逆流防止部材は、前記室内の側から気流を受けると空気を通過させる隙間を形成し、前記チャンバーの内部から気流を受けると平面状になって前記吸込口を覆う
   ことを特徴とする請求項５に記載の空調システム。
7. 前記逆流防止部材は、可とう性のあるシート部材を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の空調システム。
8. 前記室内は、複数のエリアに区画されており、
   前記複数のエリアにそれぞれ対応する、複数の前記空調給気ダクトおよび複数の前記吹出口と、
   前記複数の空調給気ダクトのそれぞれにおいて前記エアコンと前記吹出口の間に配置されており、前記空調給気の風量を個別に制御する複数の風量制御ダンパーと、
   を備え、
   前記複数の風量制御ダンパーは、全閉防止機構を備える
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の空調システム。
9. 前記換気給気装置、前記エアコンおよび前記複数の風量制御ダンパーは、天井空間に配置され、
   前記室内の前記複数のエリアにはそれぞれ、複数の床下空間が対応しており、
   前記複数の吹出口は床吹出口であり、
   前記複数の空調給気ダクトはそれぞれ、前記天井空間から前記複数の床下空間に前記空調給気を送り出す
   ことを特徴とする請求項８に記載の空調システム。
10. 差圧ダンパーをさらに備え、
    前記差圧ダンパーの一方は、前記空調給気ダクトにおいて前記空調給気の風量を制御する風量制御ダンパーよりも前記エアコン寄りの位置に接続され、前記差圧ダンパーのもう一方は前記エアコンの吸込み側に接続されている
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の空調システム。

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