JPH04106333A - 一体型集中空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、建物内の空気調和を集中的に行う一体型集中
空調システムに関する。

［従来の技術］ 近年では、多数の室内機で１個の室外機を共用する、い
わゆるセントラルヒーティングと呼ばれる集中式のエア
コンが利用されている。このものは、１個の室外機から
建物の各室に設置された室内機まで、配管を介して、所
定の温度条件に設定された冷媒を流すことにより、各室
内を個別に冷暖房するものである。

しかしながら、このようなセントラルヒーティングは基
本的に冷媒を介して熱交換を行うものであって、単に冷
暖房を行うにすぎず、室内の換気は全く行わない。よっ
て、室内の空気汚染の問題や結露の問題などが発生する
。また各室毎に室内機を設置するスペースを確保する必
要があるうえ、これらの取付作業や、室内機と室外機と
を結ぶ冷媒用の配管の施工にあっては、煩雑な作業を避
けることができず、熟練した専門職に任せるしかないの
が実状であった。

そこで本出願人は、先に、現場での配管施工が簡単にで
き、冷暖房と換気を含む集中式の空席が行える一体型集
中空調ンステムを提案した（特願平１−１０９９９９号
）。

この一体型集中空調システムは、第６図に示すように、
建物の二階床パネルあるいは一階天井バネル１内に配設
され、建物の各室２．２・・・に通じる枝状に分岐した
ダクト３を介して各室２，２・・の空調を行うものであ
って、ダクト３の各室に通じる先端部が各室２，２・・
・に向けて開口して、空気吹出口４．４・・・とされて
いる。また各室２，２・・・の壁面には、前記ダクト３
が配設された二階床パネルあるいは一階天井バネル１内
部に連通するようにして開口した排気口５，５・・・が
設けられている。また図中符号６は空調機であり、該空
調機６は、第７図に示すように、その内部を空気がＵ字
状に循環する空気循環路７を有し、該空気循環路７の一
端部が、前記ダクト３の基端部に連結されるとともに、
他端部か前記二階床パネルあるいは一階天井バネルｌの
内部に連通ずるように配設されている。そしてこの空調
機６の空気循環路７には、建物内の空気を吸入しかつ吸
入された空気を前記ダクト３を通して各室２．２　・に
送出する送風ユニット８と、空気循環路７内の空気を所
定温度に調整する熱源ユニット９と、該空気を外気との
間で換気する換気ユニット１０が設けられている。

前記ダクト３は、予め二階床パネルあるいは一階天井パ
ネル１内に配設されたパネルユニット式構造とされてお
り、現場では、各二階床パネルあるいは一階天井バネル
Ｉを接合するだけの施工によって、この一体型集中空席
システムの配設が行なわれ、配管施工は省略できるよう
に配慮されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような一体型集中空調システムでは、前
記空調機６により冷暖房および換気されて生成した調和
空気がダクト３内へ送られ、該ダクト３を経て各室２，
２・・・に調和空気が供給される。一方各室２．２・・
・内に有った未調和の空気は、同室内の排気口５，５・
・・からパネルｌ内に吸い込まれて、空調機６に吸入さ
れる。空調機６内では、空気は空気循環路７内をＵ字状
に循環しながら、冷暖房および換気され、これによって
所望の条件に調和された空気が生成され、再びダクト３
に送り込まれる。

ところが、このような一体型集中空席システムによれば
、各室２内には空気吹出口４と排気口５とがそれぞれ設
けられて、両者の間を調和空気が流れるので、各室２内
はこの調和空気によって個別に冷暖房および換気される
ので、各室２．２・・の間に配置された廊下などには空
気が流れず、冷暖房も換気もなされないのである。また
この一体型集中空調システムによれば、吹出口４と排気
口５がともに前記二階床パネルあるいは一階天井パネル
１付近に近接して設けられているため、各室２内に空気
の流れないデッドスペースが生じ易く、室２内に局所的
な温度分布が生じる可能性も大きい。

またさらに、空調機６への給気、排気がともに空調機６
の上部にて行なわれ、空調機６の空気循環路７内には空
気がＵ字状に流れることとなるので、空調機６の下部に
設けられている熱源４１１９を空気が通過する際、熱源
機９の両側にデッドスペースが生じて風当たりが悪くな
るなどの不都合が発生する。よって、風量大にするとと
もに、ダクト径を大きくしないと、所望の冷暖房効果が
得られ難く、効率が悪い。

またこの空調機６の上部では、空気を強制的に循環させ
るために送風ファン１１．１１が回転しているので、該
送風ファン１１．１１の回転に伴う騒音や振動が建物上
部から室内に伝わり易く、住む人に不快を与えるなどの
不満もある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、現場
での配管施工が簡単で、しがも風量を小にして効率良く
均一に建物全体を集中的に冷暖房および換気することが
できる一体型集中空調システムを提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、枝状に分岐して建物の各室に開口するように
して建物の二階床パネルあるいは一階天井パネル内に配
設され、各室に空気を供給するパネルユニット式の給気
用ダクトと、建物の一階床付近の一箇所に建物内に開口
して設けられ、建物内の空気を一括して排気する排気用
ダクトと、前記給気用ダクトと排気用ダクトとを連結し
て、排気用ダクト側から給気用ダクト側へ空気を循環せ
しめる循環路を備えるとともに、該循環路には、排気用
ダクトにより該循環路内に吸入された空気を所定温度に
調節する熱源ユニットと、該空気を外気との間で換気す
る換気ユニットとを備えた空調機を有してなることを解
決手段とした。

［作用　］ 本発明の一体型集中空調システムによれば、空調機内で
所望の温度条件に調和された調和空気が、給気用ダクト
を介して各室内に供給され、該調和空気により各室内が
冷暖房および換気される一方、建物内の空気は、建物の
一階の床付近に開口して設けられている排気用ダクトか
ら一括して排気されて空調機内に送り込まれるので、各
部屋毎ではなく、建物全体か総括的かつ均一に冷暖房お
よび換気されるようになって、建物全体が一定の温度、
湿度に維持され、真に快適な空間か実現される。

［実施例］ 以下、一実施例を示して、図面に基づき、本発明の詳細
な説明する。

第１図は、本発明の一体型集中空調ンステムの一実施例
を示すものである。

第１図において、住宅となる建物２０は、−階および二
階にそれぞれ建物を横断する廊下２１およびその両側に
配列された複数の室２２．２２・・・を備えている。−
階と二階との間は、二階床パネル２３によって仕切られ
ており、該二階床パネル２３内部には、本実施例におけ
る給気用ダクト２４が配設されている。

給気用ダクト２４は、概ね、二階床パネル２３内のほぼ
中央部に配設されたメインダクト２５と該メインダクト
２５の側面から各室２２．２２・・・に通じる枝状に分
岐して配設されたサブダクト２６２６・・・とより構成
されている。メインダクト２５は、第２図に示すように
、矩形輪郭に組まれた枠体２５ａの内部に、該枠体内部
を二つの区画に仕切るとともに枠体２５ａを補強する補
強用芯材２５ｂを配設し、その両側から合板２５ｃ、２
５ｃを貼設してなるパネルユニット式のものであり、前
記二つに仕切られた区画が空気の流路となるものである
。また前記サブダクト２６も、これと同様に、矩形輪郭
に組まれてなる枠体２６ａの両面に合板２６ｃ、２６ｃ
が貼設されてなるパネルユニット式構造を有しており、
その内部が空気の流路とされている。そして、該メイン
ダクト２５の側面とサブダクト２６．２６・・・の端面
にはそれぞれ孔か設けられて、両者が接合された際には
両者の流路が連通して、中央から左右に枝状に別れて流
れる二つの流路が形成されるように構成されている。

メインダクト２５の一端面には、該メインダクト２５内
の二つの流路に連通ずる二つの孔が設けられており、そ
れぞれ後述の空調機の上部に連結され空調機からの空気
を該給気用ダクト２４内の流路に吸入する吸入口２５ｄ
とされている。

サブダクト２６の先端部（前記メインダクトに連結され
た側と反対側の端部）付近には、該サブダクト２６を構
成する枠体に貼設された合板２６ｃ、２６ｃの片面に、
建物の一階あるいは二階の各室２２へ向くように開口す
る孔が設けられて、前記流路より空気を各室２２へ吹き
出す吹出口２６ｄとされている。第１図では、前記合板
２６ｃの下面に一階の室に向く吹出口２６ｄの設けられ
たサブダクト２６と、合板の上面に二階の室に向く吹出
口２６ｄの設けられたサブダクト２６とが、交互に並設
されている。また該吹出口２６ｄには、それぞれ吹出ス
リット２６ｅが開閉度調節自在に設けられ、この吹出ス
リット２６ｅの開口面積を調整することにより、各室へ
の空気の吹出量を加減できるように配慮されている。

また符号２７は、排気用ダクトである。該排気用ダクト
２７は、パネル式あるいはホース式などのもので、その
先端部を、−階階段２８下の三角スペース２９に出して
、建物の一階床パネル３０内部に配設されている。この
排気用ダクト２７の先端部にはダンパが取り付けられて
、排気口２７ａとされている。また該排気用ダクト２７
の基端部は、後述の空調機の下部に接続されている。

階段２８は、第３図に示すように、下部数段に対応する
部分には蹴り込み板２８ａ、２８ａ・・・を取り付けず
、その代わりに複数の通風孔の設けられたルーパー２８
ｂ、２８ｂ・・・を取り付けたものである。そして階段
２８下に形成される三角形のスペース２９には、該スペ
ース２９のうちの特に前記ルーパー２８ｂを取り付けた
下部数段に対応する部分を３方向より囲むようにして、
３枚の仕切板（石膏ボード貼りパネル等）３１，３１．
３１がそれぞれ鉛直に設けられている。そして該仕切板
３１゜３１．３１によって隔絶された階段下のスペース
２９に、前記排気用ダクト２７が、その排気口２７ａを
出して配設されている。そして建物内を循環する空気が
階段の下部数段に取り付けられたルー／（−２８ｂの通
風孔を通ってこの階段下のスペース２９内に導入され、
ここで排気口２７ａから排気用ダクト２７内に吸い込ま
れるようになっている。

また符号３１は、空調機である。該空調機３１は建物の
外部に置かれ、その上部は、先に述べた給気用ダクト２
４のメインダクト２５基端部に連結されており、また下
部は、前記排気用ダクト２７の基端部に連結されている
。

該空調機３１は、第４図および第５図に示すように、該
略、下部の熱源ユニット３２と、上部の換気ユニット３
７とから構成され、前記排気用ダクト２７側（下側）か
ら給気用ダクト２４側（上側）へ空気を循環させる空気
循環路が、前記両ユニット３２．３７を貫通して設けら
れている。

熱源ユニット３２は、概ね、その下部に配置されるとと
もに前記排気用ダクト２７の基端部に連結するようＪこ
設けられて、該排気用ダクト２７がら送り込まれた空気
を上方へ吹き上げるための吹上ファン３３と、該吹上フ
ァン３３の上方に設けられて、該空気を所定温度に調整
するための熱交換機３４とを有してなる。

熱交換機３４は、該熱源ユニット３２の外部に配置され
た室外機３５に連結されている。室外機３５は、いわゆ
るヒートポンプ式エアコンの室外機に相当するもので、
該室外機３５にて所定温度に調整された冷媒を、配管３
６を介して熱交換機３４に供給するようになっている。

そして熱交換機３４では、該熱交換機３４を通過する空
気を、前記室外機３５からの冷媒によって温度調整し、
所望に応じた冷暖房を施すように作用する。

また前記換気ユニット３７は、前記熱源ユニット３２の
上部に設けられている。換気ユニット３７は、前記熱源
ユニット３２からの空気の一部がそのまま上方へ移動す
る通風部３８と、他の一部が外気との間で熱交換して換
気される熱交換型の換気扇３９とを有している。

熱交換型の換気扇３９には、外部からの新鮮な空気を取
り入れる吸気路４０と、前記熱源ユニット３２を通過し
て上昇してきた空気を外部へ排気する排気路４１と、該
吸気路４０および排気路４１が互いに交差する位置に設
けられて両者の熱を交換する熱交換部４２が設けられて
いる。吸気路４０の一端は、換気扇３つの上部に外部に
開口するようにして設けられ外気を取り入れる外気取入
口４３に連通し、また他端部は前記換気扇３９内を通過
して換気ユニット３７内へ抜けるようになっている。ま
た排気路４１は、その一端が前記熱源ユニット３２の上
部に連通し、また他端は前記換気扇３９内を通って換気
ユニット３７の下部から外部に抜ける排気口４５に連通
している。このような熱交換型換気扇３９では、前記熱
源ユニット３２がら空気が排気路４１内に導入されると
同時に、外気取入口４３から外部の新鮮な空気が吸気路
内に取り入れられ、両者の交差する熱交換部４２におい
て、排気路４１内を通る空気の熱の一部が吸気路４０内
を通る新気に回収され、熱を奪われた前記空気は排気口
４５より外部へ排気され、熱を回収した新気は、換気扇
３９より抜けて、換気ユニット３７上方へ上昇する。

また、これらの各ユニット３２．３７の制御は、図示し
ない制御装置によって一括して行なわれるようになって
いる。すなわちこの制御装置は、前記吹上ファン３３を
駆動するモータ、熱交換機３４と該熱交換機３４に冷媒
を流す室外機３５、および熱交換型換気扇３９を作動す
るモータ等に接続されており、図示しないワイヤレスリ
モコン等によりこれらを駆動、制御せしめることができ
るようになっている。また、この制御装置には、室２２
．２２・・・内への送風量の調整および送風温度の調整
などが可能なように配慮がなされている。

次に、本実施例の一体型集中空調システムの動作につい
て説明する。

まず、制御装置の指令に基づいて、熱源ユニット３２内
の吹上ファン３３が所定回数で運転され、建物内の空気
は、−階階段２８下のスペース２９に導入されて、該ス
ペース２９に開口して設けられた排気口２７ｇから、順
次排気用ダクト２７内に負圧吸入される。

空気は、排気用ダクト２７を経て空調機３１下部の熱源
ユニット３２内に導入され、吹上ファン３３によって上
方へ吹き上げられる。空気は、熱交換機３４を通過しこ
こで所定温度に調整され、冷暖房が施される。熱交換機
３４によって所定温度に調整された空気の一部は、通風
部３８を抜けて換気ユニット３７の上方へ移動する。ま
た空気の残りは、換気ユニット３７内の換気扇３９内へ
供給され、排気路４Ｉ内を流れる。また同時に、該換気
扇３９内には外気取入口４３より新鮮な外気か取り入れ
られて、吸気路４０内を流れる。この時、両者が交差す
る熱交換部４２において、排気路４１内を通る空気の熱
が吸気路４０内を通過する新鮮空気に一部回収されて熱
交換か行なわれる。そして、熱を奪われた空気が排気口
４５より外部に排気されるとともに、所定温度に調整さ
れた新鮮空気は、吸気路４０を通って換気部３９より換
気ユニット３７内へ向けて上昇する。換気ユニット３７
では、このようにして所定温度に調整された新気と、先
に熱源ユニット３２を通った後直接該換気ユニット３７
に供給された空気とが、所定割合で以て混合されること
となり、換気が施される。

このようにして冷暖房および換気がなされて生成した調
和空気は、空調機３１の上部より給気用ダクト２４内に
送り込まれて、前記メインダクト２５に供給される。そ
してメインダクト２５およびサブダクト２６．２６・・
・内の流路を通って所定方向に分配され、建物の各室２
２．２２・・に供給されて、室２２．２２・・・内を冷
暖房および換気する。

一方、各室２２．２２・・・では、室内に有った未調和
の空気および冷暖房、換気後の汚れた空気が、各室２２
．２２・・・から抜は出して一階階段２８下のスペース
２９へ流れ込み、該スペース２９に開口した排気口２７
ａより一括して前記排気用ダクト２７に吸い込まれる。

この空気は、繰り返し、空調機３１内に導入されて循環
する。これによって、一体型集中空調システムの運転の
経過に伴い、各室２２．２２・・・内は調和空気で満た
され、各室２２．２２・・・内を含む建物全体は、所望
の調和状態に維持される。

このように、本実施例の一体型集中空調システムによれ
ば、各室２２．２２・・・に開口して配置された給気用
ダクト２４により、所定温度に調和された調和空気を供
給し、また−階階段２８下の排気口２７ａから建物全体
の未調和の空気を一括して排出するようにしたので、各
室２２．２２・・・内だけでなく廊下２１等をも含む建
物全体が、調和空気によって満たされ、住宅の空調が集
中的にかつ総括的に行なわれるようになる。

また、前記構成の換気ユニット３７を設けたことにより
、冷暖房だけでなく換気の機能を一体化して付与するこ
とができ、このため、各機能を住宅の各部に分散するこ
となく、システムのコンパクト化および設置性などが大
幅に向上する。

また換気の機能を付与したことによって、室２２．２２
・・内の空気汚染が防止され、住む人の健康に対する配
慮がなされるとともに、前述のように建物全体の空調を
総括的に均一に行なうようにしたことによって、室内の
局所的温度分布が解消され、結露防止やカビ、ダニの発
生防止、住宅の長寿命化などを図ることができるように
なる。

そのうえ、各室２２．２２・・・に設けられた吹出ロ２
６ｄ２６ｄ・には、前述のように開閉度調節の可能な吹
出スリット２６ｅ、２６ｅ・が嵌着されているので、各
室の吹出口２６ｄ、２６ｄ・・の開口面積を調整するこ
とによって、各室２２．２２・・・毎の温度の微調整を
独立して行うことも可能である。

また、空調機３１により調和された空気を各室２２．２
２・・に供給する給気用ダクト２４をパネルユニット式
構造としたことによって、予め工場等で、二階床パネル
２３内に配設した構成としておくことができる。このた
め、現場では、配管施工等の作業を要せず、単に二階床
パネル２３を配設する作業を行うだけで、同時に前記給
気用ダクト２４の配設をも行うことができ、作業の簡略
化、省力化が可能となり、工期の短縮が図れる。

また排気用ダクト２７の排気口２７ａを一階階段２８下
のスペース２９に開口して設けたことにより、従来のよ
うに各室２２．２２・・・毎に排気口を設ける手間が要
らないうえに、建物内の無駄に空いたスペースを有効利
用できる利点がある。

また本実施例では、前記給気用ダクト２４を空調機３１
の上部に、排気用ダクト２７を空調機３１の下部に取り
付けた構成としたので、両者が空調機の上部に取り付け
られ空気が空調機内をＵ字状に循環するようにした従来
の一体型集中空調ノステムに比べ、常に空気が下から上
へと流れる空気循環路を有することから、特に風量大と
しなくても熱交換機３４に十分空気を導入することがで
きるようになる。したがって効率向上およびエネルギー
の削減が図れ、ダクトの寸法（径）を小さくすることも
可能となる。

また本実施例では、空調機３１の下部に吹上ファン３３
が１つ設けられている構成であるので、空調機上部に２
つの送風ファンが設けられた従来の構成に比べて、空調
機上部から建物内に伝わるファン１１．ＩＩの回転音に
よる騒音や振動が軽減され、より快適な住まいを提供す
ることができる。

また換気ユニット３７内では、前述のように熱交換型の
換気扇３９を設けて、吸気路４０と排気路４１との間で
熱交換を行うことができるようにされているので、たと
え建物内の空気を全換気した場合でも、建物内の熱また
は冷熱が無駄になることがなく、省エネルギー化が可能
である。

なお、本発明の一体型集中空調システムは、前記実施例
の構成に限定されるものではなく、外観や寸法および内
部に配置される各機器の具体的構成などは、実施に当た
って適宜変更可能とされるものである。

例えば、前記実施例では、給気用ダクト２４のメインダ
クト２５として、これを構成する枠体２５ａの内部を２
つに仕切り、左右２つの流路を設けた構成のものを用い
たが、１つの流路を有するものであってもよい。

また排気用ダクト２７の排気口２７ａを一階階段２８下
のスペース２９に配置せしめた構成としたが、排気口２
７ａを設ける箇所は一階階段２８下のスペース２９に限
られず、空間の有効利用ができるような箇所であれば、
これ以外にも、建物内の無駄に空いたスペースや、人目
に付きにくいスペースなどを利用することができる。

また、換気ユニット３７として、熱源ユニット３２がら
空気が直接換気ユニット３７内へ上昇する通風部３８を
一部残して、熱交換型の換気扇３９が設けられた構成の
ものを示したが、この通風部３８を残さずに換気扇３９
を設けた構成としてもよく、この場合には、熱源ユニッ
ト３２からの空気の全部を新気と交換することができる
ようになり、たとえ建物内で臭気等が発生しても全換気
することにより臭気等を室外に排気して建物全体に臭気
が分散されることを未然に防げるなどの利点が得られる
。またこの通風部３８の大きさ（開口面積）を変更自在
とし、熱源ユニット３２からの空気が新気と交換される
割合（換気の程度）を自在に変更できるように考慮して
もよい。

また換気ユニット３７の換気扇３９内には、吸気路４０
と排気路４１とが交差する部分に熱交換部４２を設けた
構成を示したが、この熱交換部４２は省略することもで
きる。

また前記実施例の一体型集中空調システムでは、空調機
３１内に熱源ユニット３２および換気ユニツト３７を備
えて、冷暖房および換気の機能を付与した構成としたが
、これ以外にも例えば、必要に応じて、空気清浄化の機
能、除湿あるいは加湿の機能、酸素混合の機能あるは炭
酸ガス除去の機能などの種々の機能を備えた多機能ユニ
ットを付加することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の一体型集中空調システム
によれば、冷暖房および換気を含む種々の空調機能を一
体化して行うことができる。しかも予め所定状態に調和
された空気を、建物の各室に向けて分岐したパネルユニ
ット式の給気用ダクトにより各室に供給するとともに、
建物内の空気を、建物内の一箇所から総括的に排気する
ようにしたので、建物内の随所に、新鮮で暖かい（冷た
い）空気が常に均一に供給されるようになり、住む人の
健康維持や結露防止、また結露防止に伴うカビ、ダニの
発生防止、建物の長寿命化などといった種々の効果を奏
して、真に快適空間を実現することができる。

また本発明の一体型集中空調ノステムでは、各室内に空
気を供給する送気ダクトを、パネルユニット式構造とし
たので、現場での配管施工を省略することができ、作業
の簡略化、省力化および工期の短縮等の効果が望める。

また排気用ダクトの排気口を、建物内の無駄に空いたス
ペース等を利用して設けることができるので、各室毎に
排気口を設ける手間が要らないうえに居住空間の有効利
用が図れる。

また、本発明の一体型集中空調ソステムでは、空調機内
の空気の流れを常に下から上への一方向としたので、風
量を特に大きくせずとも十分な熱交換および換気効果を
発現することができ、熱効率の向上が図れ、費用削減の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一体型集中空調システムの一実施例
を示す斜視図、第２図はこの実施例において使用される
給気用ダクトの構成を示す分解斜視図、第３図は排気用
ダクトの配設状態を示す斜視図、第４図および第５図は
空調機の構成を示すそれぞれ斜視図および側断面図であ
り、第６図および第７図は従来の一体型集中空調システ
ムの一例を示すもので、第６図はこの一体型集中空調ン
ステムの全体の構成を示す斜視図、第７図は空調機の内
部構造を示す断面図である。 ０・・・・・住宅、２２・・・・・室、３・・・・・二
階床パネルあるいは一階天井パネル、４・・・・・・給
気用ダクト、２７・・・・・・排気用ダクト、１・・・
・・・空調機、３２・・・・・・熱源ユニット、７・・
・・・・換気ユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　枝状に分岐して建物の各室に開口するようにして建物
   の二階床パネルあるいは一階天井パネル内に配設され、
   各室に空気を供給するパネルユニット式の給気用ダクト
   と、建物の一階床付近の一箇所に建物内に開口して設け
   られ、建物内の空気を一括して排気する排気用ダクトと
   、前記給気用ダクトと排気用ダクトとを連結して、排気
   用ダクト側から給気用ダクト側へ空気を循環せしめる循
   環路を備えるとともに、該循環路に、排気用ダクトによ
   り該循環路内に吸入された空気を所定温度に調節する熱
   源ユニットと、該空気を外気との間で換気する換気ユニ
   ットとを備えた空調機を有してなることを特徴とする一
   体型集中空調システム。