JPH035786Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、空気調和システムにおける混合ロス
防止のため、特に中規模以上の事務所建物等の室
内外周部であるペリメータ域における室内環境の
制御を行なうのに最適なパツケージ空調機の改良
に関する。

（従来技術とその問題点） 近年、中規模以上の事務所建物では、建築のシ
ステム化により、空気調和設備もシステム化して
きており、第７図に示す如く、建物内外周部であ
るペリメータ域Ｐと建物内中核部であるインテリ
ア域Ｉに夫々異なる空気調和システムを採用する
例が多い。例えば、ペリメータ域Ｐではフアンコ
イルユニツト１を採用し、インテリア域Ｉでは通
常の天井吹出口２を採用するのである。

この場合、冬期においては、ペリメータ域Ｐで
は建物の外壁、窓ガラス３等からの伝熱損失に見
合う熱量の温風（例えば35℃）をフアンコイルユ
ニツト１から供給し、一方、ペリメータ域Ｐに連
続するインテリア域Ｉでは、室内照明、在室者、
事務器等による室内発生熱が存在して冬期におい
ても冷熱供給を必要とし、空気吹出口２から冷風
（例えば16〜18℃）を供給するので、１つの連続
する空間内に夫々別個に制御される２つの熱供給
システムが併存することになる。

ところで、ペリメータ域Ｐの快適度を高めるに
は、ペリメータ域Ｐの温度θ_P（℃）をインテリア
域Ｉの温度θ_I（℃）より高く設定する。

しかし、ペリメータ域Ｐおよびインテリア域Ｉ
とは隔絶されていない為、図に示す如く、両域
Ｐ，Ｉの気流又は空気の混合が起こり、供給され
る冷温熱が相互に干渉し合い、夫々両域Ｐ，Ｉの
熱負荷を増大させる結果、室内空気の混合熱損失
が生じ、必要以上の冷温風が供給され、無駄なエ
ネルギーが消費されていた。

ここで、ペリメータ域Ｐの設定温度をインテリ
ア域Ｉのそれに比べて高くするほど混合ロスが非
常に大きくなり、逆に低くするほどかなりのロス
を防ぐことになるので、ペリメータ域Ｐの設定温
度を低くするほどエネルギー的には好ましいので
あるが、冬期においては当然、外壁、窓ガラス３
等の表面温度が低くなるため、ペリメータ域Ｐで
はその冷輻射を強く受け、またコールドドラフト
が生起するために床面や床付近が冷やされやすく
なる。こうして、ペリメータ域Ｐでは冷感がより
助長されるため、インテリア域Ｉよりも設定温度
を高くして快適度を一定に保とうとするのが従来
の考え方であつた。

こうしたことから、ペリメータ域Ｐとインテリ
ア域Ｉの設定温度差は混合ロスに非常に大きな影
響を及ぼすのであるが、単にペリメータ域Ｐの設
定温度をインテリア域Ｉと同じか又は低くすると
いうことは上述の如く環境的に問題があり、また
逆に高くするのも上述の如く混合ロスを甚々しく
増大させるという問題がある。

ところで、フアンコイルユニツトの前面に輻射
パネルを設ける技術としては、電気パネルを設け
るもの（実公昭52−33091号参照）、パネル型熱交
換器を設けるもの（実公昭52−13151号参照）が
提案されているが、両者とも別体の電気パネルや
熱交換器を必要とするので取付けが煩わしく高価
になり、また、断線や水漏れの恐れも大きいとい
う問題がある。

そこで本出願人は、特願昭58−139915号（特開
昭60−30926号）において、建物の室内のペリメ
ータ域とインテリア域で供給される冷・温熱の混
合ロスを防止するとともに、室内環境の快適さの
維持を図ることを目的として、暖房時に、上記ペ
リメータ域の設定温度を上記インテリア域の設定
温度とほぼ同じかそれ以下に制御する一方、上記
ペリメータ域のフアンコイルユニツトの前面に設
けられた輻射パネルの表面温度を、ペリメータ域
の設定温度よりも高く制御するように構成した空
気調和システムにおける混合ロス防止方法を提案
した。

当該方法によれば、混合ロスの問題は、ペリメ
ータ域の設定温度をインテリア域の設定温度とほ
ぼ同じかそれ以下に制御することにより改善を図
る一方、環境的問題は、フアンコイルユニツトの
輻射パネルの表面温度をペリメータ域の設定温度
よりも高く制御することにより、熱輻射を強くし
て、熱感を助長し快適度の改善を図ることができ
る。

（考案の目的） 本考案は上記のような空気調和システムにおけ
る混合ロス防止方法において、フアンコイルユニ
ツトに代えて最適に用いることができるパツケー
ジ空調機を新規に提供することを目摘とするもの
である。

（考案の構成） このため本考案は、ユニツト本体内に、少なく
とも冷凍機と熱交換器とフアンとが組込まれ、上
記冷凍機により冷却または加熱された媒体を熱交
換器に循環させるとともに、フアンにより吸込口
から吸込まれた室内空気を熱交換器を通して吹出
口から室内に吹出すよにしたパツケージ空調機に
おいて、上記ユニツト本体の前面は、熱放射の良
好な素材で輻射パネルとして形成され、該ユニツ
ト本体内には前面との間に温風通路を形成する隔
壁材が設けられ、該隔壁材には熱交換器で加熱さ
れた空気を温風通路に導入す温風導入口が設けら
れ、該温風導入口には冷房時に閉じ暖房時に開く
ダンパが設けられていることを特徴とするもので
ある。

本考案に係るパツケージ空調機が室内外周部で
あるペリメータ域と室内中核部であるインテリア
域とで夫々異なる空気調和システムに用いられる
場合には、暖房時に、上記ペリメータ域の設定温
度が上記インテリア域の設定温度とほぼ同じかそ
れ以下に制御されたとき、上記ペリメータ域に配
置されたパツケージ空調機の前面輻射パネルの表
面温度が、ペリメータ域の設定温度よりも高くな
るように制御されるように構成することができ
る。

（考案の作用・効果） 本考案は、パツケージ本体の体面と隔壁材との
間の温風通路に、ダンパの切換えにより、暖房時
に加熱空気を導入して、前面を輻射パネルとして
作用させるようにしたものである。

したがつて、従来のようにフアンコイルユニツ
トを用いる場合には、ユニツト本体内のコイルに
対して外部からの配管設備が必要であつたが、本
案のようにパツケージ空調機を用いる場合には、
該コイルに対しては外部からの配管設備が不要で
あり、施工が容易かつコスト安に行なえるととも
に、配管途中でのエネルギーロスが少ないのでラ
ンニングコストも安価となる。

また、パツケージ空調機であるから、フアンコ
イルユニツトと異なり、設備スペース毎に効率の
良い冷・暖房運転を行なうことができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面について詳細
に説明する。

第１図、第２図及び第６図に示すように、ペリ
メータ域Ｐの外壁４、窓ガラス３に沿つて配置さ
れる第１実施例のパツケージ空調機２０は、輻射
パネル併用型空冷ヒートポンプパツケージユニツ
トであり、該空調機２０は、四角箱状のユニツト
本体２１を備え、該本体２１内は、前後方向の中
間に設けられた中間間仕切板２２により、前側に
第１室２３、後側に第２室２４を形成するように
仕切られている。

上記第１室２３の底面には空気吸込口２５が明
けられ、上面には空気吹出口２６が明けられてい
て、空気吹出口２５の上部にはフイルタ２７が取
付けられ、空気吹出口２６の下方には流量調整板
２８が取付けられている。

該第１室２３の下部には送風機（フアン）２９
が配置されるとともに、上部には熱交換器（コイ
ル）３０が配置されている。

該第１室２３の前側隔壁材（断熱材）３１とユ
ニツト本体２１の体面３２との間には温風通路３
３が形成され、上記前側隔壁材３１の上部には、
熱交換器３０の上流側で第１室２３に通じる温風
導入口３４が明けられ、下部には送風機２９の下
流側で第１室２３に通じる温風排出口３５が明け
られている。

上記前側隔壁材３１の温風導入口３４には、冷
房時には閉じ、暖房時には開くように制御される
ダンパ３６が設けられている。

上記ユニツト本体２１の前面３２は、熱放射の
良好な金属材料等で形成されていて、温風通路３
３を通る加熱空気で加熱されて輻射パネルとして
作用する。

上記第２室２４内は、上下方向に設けられた仕
切り板３７，３８により、上段室３９、中段室４
０、下段室４１を形成するように仕切られてい
る。

該第２室２４の背面には、上段室３９に対応し
て上記外壁４を貫通し室外に通じる外気取入口４
２が明けられ、中、下段室４０，４１に対応して
上記外壁４を貫通し室外に通じる外気排出口４３
が明けられている。

上記上段室３９には外気用送風機（フアン）４
４が配置され、中段室４０には外気用熱交換器４
５が配置され、下段室４１には圧縮機（ヒートポ
ンプ）４６が配置されている。

そして、外気用送風機４４により外気取入口４
２から上段室３９に導入された外気ａは中段室４
０の熱交換器４５を通つて外気排出口４３から外
部に排出される一方、外気と熱交換されて冷却ま
たは加熱された熱交換器４５内の媒体は、圧縮機
４６により上記第１室２３の熱交換器３０に循環
されるようになる。

上記のようにパツケージ空調機２０を構成すれ
ば、第１図に示した暖房時にはダンパ３６で温風
導入口３４を開く。

そして、送風機２９により、空気吸込口２５か
ら第１室２３に吸込まれた室内空気ｂは熱交換器
３０を通つて加熱された後に空気吹出口２６から
室内に吹出される一方、熱交換器３０を通つた加
熱空気ｃの一部が温風導入口３４から温風通路３
３に導入され、ユニツト本体２１の前面（輻射パ
ネル）３２を加熱しつつ温風排出口３５から再び
送風機２９に吸引される。

これにより、前面（輻射パネル）３２から輻射
熱がペリメータ域Ｐに輻射されるようになる。

例えば、熱交換器３０の媒体が60℃であると、
熱交換器３０から出た温風が50℃前後に加熱さ
れ、この温風により前面（輻射パネル）３２が40
〜50℃に加熱されて、吹出口２６からは30℃前後
の温風が吹出される。

ペリメータ域Ｐに吹出されたこの温風は、外壁
４、窓ガラス３等による伝熱損失の影響で約21〜
22℃となつて対流し、一方、通常の空気吹出口２
からインテリア域Ｉに吹出された冷風（16〜18
℃）は、室内発熱の影響で約22℃となつて対流す
るので、第６図のように、両域Ｐ，Ｉの気流又は
空気が混合しても、両域空気温度が等しいため、
混合により熱損失はなくなる。又、両域の空気温
度に差があつても、それぞれの空気は両域の設定
温度に近く、混合しても各域の熱負荷を処理する
方向に作用し、混合による熱利得となる。

また、外壁４、窓ガラス３等からの冷輻射は、
パツケージ空調機２０の前面（輻射パネル）３２
からの熱輻射と相殺されるので、冷感が大幅に緩
和されて温感が生じるようになり、ペリメータ設
定温度を従来のように高く設定しなくても快適度
が向上するのである。

第５図は、快適な温熱環境の事務所での作業を
考慮した場合の環境条件と、着衣表面温度との関
係を示すデータで、室温22℃、外気温0.4℃の場
合、暖房時の事務所の作業性を考慮した着衣の表
面温度がおよそ27〜28℃の範囲が快適感〔インテ
リア域Ｉは着衣の表面温度が一定温度ｄ（27.46
℃）とすると、輻射パネル３２が室温と同じ温度
ａ（22℃→輻射パネルがない従来方法と同じ）の
ときは、窓際から４〜５ｍ以上離れないと快適域
にならないが、輻射パネル３２が温度ｂ（40℃）
のときは、窓際から１ｍであつても快適域であ
り、温度ｃ（70℃）のときは逆に窓際から１ｍま
では少し暑くなりすぎ、２ｍから快適域となるの
がわかる。

一方、第２図に示した冷房時にはダンパ３６で
温風導入口３４を閉じる。

そして送風機２９により、空気吸込口２５から
第１室２３に吸込まれた室内空気ｂは熱交換器３
０を通つて冷却された後に冷却空気ｄとして空気
吹出口２６から室内に吹出される。

この場合、冷却空気ｄは温風通路３３を通らな
いので、前面（輻射パネル）３２が不要に冷却さ
れて結露等を生じることはない。又、輻射パネル
３２と前側隔壁材３１との間の温風通路３３は、
停留空気層となり、断熱層としての機能をもつこ
とにもなる。

また、パツケージ空調機２０は、次のように制
御することもできる。

暖房負荷の変動が少ない場合、パツケージ空調
機２０からの送風温度と設定室温との差が少ない
ので、送風量又は媒体の制御によつて送風温度を
制御することができる。この結果、輻射パネル３
２の表面温度も送風温度の制御に追従して変動す
る。

ところで、居室の温熱環境に占める輻射、対流
成分の各構成比率は、その負荷の変動にかかわら
ずほぼ一定であると考えられ（対流50％、輻射50
％）、従来どおりの室内空気温度の制御により、
容易に輻射成分となるパネルの表面温度もコント
ロールできる。

つまり、従来の前面パネルに電気ヒータを貼り
つけたフアンコイルユニツトでは、輻射系と対流
系は並列で各々はそれ自体では相互関係をもつて
いないので、室内検知サーモにより対流成分をコ
ントロールし、この対流成分の吹出し温度を別の
サーモにより検知し、さらにコントロール用変換
器を介して輻射成分をコントロールする必要があ
り、コストアツプとなる。

これに対して本案のパツケージ空調機２０で
は、輻射系と対流系は直列で各々はそれ自体で相
互関係をもつているので、室温検知サーモにより
対流成分をコントロールすると、自動的に輻射成
分もコントロールされるようになるので、別のセ
ンサーやコントロール用変換器等が不要である。

上記第１実施例のパツケージ空調機２０は、輻
射パネル併用型“空冷”ヒートポンプパツケージ
ユニツトであつたが、第３図（暖房時）及び第４
図（冷房時）に示す第２実施例のパツケージ空調
機５０のように、輻射パネル併用型“水冷”ヒー
トポンプパツケージユニツトであつもよい。

この場合には、外気用送風機４４、外気取入口
４２、外気排出口４３等が不要であり、熱交換器
４５には配管４７，４８により熱源水を給排する
構成となる。

上記各実施例では、水冷式（水熱源式）と空冷
式（空気熱源式）のヒートポンプを例にとつた
が、その他の型式のパツケージユニツトであつて
もよいことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る第１実施例のパツケージ
空調機の暖房時の断面図、第２図は第１図の冷房
時の断面図、第３図は第２実施例のパツケージ空
調機の暖房時の断面図、第４図は第３図の冷房時
の断面図、第５図は環境条件と着衣の表面温度と
の関係を示すグラフ、第６図は本考案に係る空気
調和システムを示す側面図、第７図は従来の空気
調和システムを示す側面図である。 ２０，５０……パツケージ空調機、２１……ユ
ニツト本体、２３……第１室、２４……第２室、
２５……空気吸込口、２６……空気吹出口、２９
……送風機（フアン）、３０……熱交換器（コイ
ル）、３１……前側隔壁材、３２……前面（輻射
パネル）、３３……温風通路、３４……温風導入
口、３６……ダンパ、４６……圧縮機、Ｐ……ペ
リメータ域、Ｉ……インテリア域。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ユニツト本体内に、少なくとも冷凍機と熱交
   換器とフアンとが組込まれ、上記冷凍機により
   冷却または加熱された媒体を熱交換器に循環さ
   せるとともに、フアンにより吸込口から吸込ま
   れた室内空気を熱交換器を通して吹出口から室
   内に吹出すようにしたパツケージ空調機におい
   て、 上記ユニツト本体の前面は、熱放射の良好な
   素材で輻射パネルとして形成され、該ユニツト
   本体内には前面との間に温風通路を形成する隔
   壁材が設けられ、該隔壁材には熱交換器で加熱
   された空気を温風通路に導入する温風導入口が
   設けられ、該温風導入口には冷房時に閉じ暖房
   時に開くダンパが設けられていることを特徴と
   するパツケージ空調機。 (2) 上記パツケージ空調機が、暖房時に室内外周
   部であるペリメータ域に配置されたパツケージ
   空調機の前面輻射パネルの表面温度が、ペリメ
   ータ域の設定温度よりも高くなるように制御さ
   れるようになつていることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のパツケージ空調
   機。