JPH04106335A - 空気調和装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、建物内の空気調和を行う空気調和装置に関す
る。

［従来の技術］ 近年では、多数の室内機で一個の室外機と共用する、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、−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
実状である。

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調が行える一体型集
中空調システムを提案した（特願平１−１０９９９９号
）。

この一体型集中空調システムは、建物の所定の位置に、
建物の各室に空気を供給する給気用ダクトと、建物内の
空気を外部へ排気する排気用ダクトとを備えるとともに
、建物外部には、前記排気用ダクトから建物内の空気を
吸入してこれに冷暖房および換気を施し、この冷暖房お
よび換気によって所定状態に調和された調和空気を前記
給気用ダクト内へ送出する空気調和装置を有してなるも
のである。

この空気調和装置は、第４図および第５図１こ示すよう
に、上部に、前記給気用ダクトｌと排気用ダクト２のそ
れぞれの基端部が連結されるとともに、内部には、該内
部を前記排気用ダクト２側力１ら給気用ダクト１側へＵ
字状に循環する空気循環路３を有し、前記排気用ダクト
２から該空気循環路３内へ空気を取り入れてこれを給気
用ダクｌ−１内に送出する送風ユニット４と、該空気循
環路３内を通過する空気に冷暖房を施す熱源ユニット５
と、該空気を外気との間で換気する換気ユニ・ソト６と
を備えてなる空調機７と、該空調機７の外部に配設され
て、前記熱源ユニット５に冷暖房用の冷媒を供給する室
外機８とを有している。

送風ユニット４には、建物内の空気を、前記排気用ダク
ト２を通して該空調機７内に取り入れるためのファン９
と、空調機７内の空気を、給気用ダクトｌを通して建物
に供給するためのファン１０との２つの送風ファン９．
ＩＯが設けられている。

熱源ユニット５には、熱交換機ＩＩが設けられている。

該熱交換機１１は、前記室外機８に配管１２を介して接
続されており、該室外機８との間に冷暖房用の冷媒が循
環されることによって、該熱交換機１１を通過する空気
が所定温度に調整されるようになっている。

また換気ユニット６には、熱交換型の換気扇１３が用い
られている。このものは、具体的には、外部からの空気
を取り入れる吸気路１４と、内部の不要な空気を排気す
る排気路１５と、該空気の吸排気を行うためのファン１
６と、吸気路１４と排気路１５とが互いに交差する部位
に設けられて両者の熱を交換する熱交換部１７とを有し
てなるものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の一体型集中空調ユニットでは、前述の
ように、送風ユニット内に２つの送風ファンが、また換
気ユニット内に１つのファンが設けられている。したが
って、空調機を作動して建物内の空気に冷暖房および換
気を含む空調を施す際には、これらのすべてのファンを
同時に運転する必要がある。よって、それぞれのファン
の運転にかかるエネルギーが大きく、不経済であるなど
の問題がある。

またこのように複数機のファンが同時に回転することに
より、騒音が大きくなり、またファンの回転による振動
が建物内部に伝わり易くなる。よって、建物内に居る人
に不快感を与えてしまうといった不都合もある。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上部には建物の各室内に空気を供給する給
気用ダクトが連結され、下部には各室からの排気を行う
排気用ダクトが連結され、また内部には、前記排気用ダ
クト側から給気用ダクト側へ空気を循環せしめるととも
に、該空気に冷暖房を施す熱源ユニットと、該空気に換
気を施す換気ユニットを有する空調機とを備えてなる空
気調和装置であって、 前記換気ユニットには、外気を取り入れる吸気路と、不
要な空気を排気する排気路と、該吸気路と排気路との間
で熱交換を行なう熱交換部とを有してなる熱交換型の換
気装置を設け、 該換気ユニットと熱源ユニットの間には、該熱源ユニッ
ト側から換気ユニット側へ空気を送るファンを設置し、 該ファンの吹出側には、前記給気用ダクトに連通する流
路と、前記熱交換型換気装置の排気路に連通ずる流路と
を設け、また該ファンの吸込側には、府記熱交換型換気
装置の吸気路に連通ずる流路を設けたことを解決手段と
した。

［作用］ 本発明によれば、空謂機内に設けられた１機のファンに
よって、建物からの空気の空調機への吸排気、および外
部からの外気の熱交換型換気装置への吸排気を、すべて
−括して行い、ファンの回転に伴う騒音や振動等の不快
な現象を軽減することができる。

［実施例コ 以下、実施例を示し、図面を参照して本発明を説明する
。

第１図は、本発明の空気調和装置を用いた一体型集中空
調ンステムの一例を示すものである。

第１図において、住宅となる建物２ｏは、−階および二
階にそれぞれ建物２０を縦断する廊下２１と、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、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のほぼ中央部に配設されたパネルユニット式
のメインダクト２５と、該メインダクト２５の両側面か
ら各室に通じる枝状に分岐して配設されたパネルユニッ
ト式のサブダクト２６．２６・・・より構成されている
。サブダクト２６．２６・・の先端部（メインダクト２
５に接合された側と反対側の端部）には、建物２０の一
階あるいは二階の各室２２．２２・・・へ向くように開
口する孔が設けられて、空気を各室へ供給する給気口２
７．２７・・・とされている。また、前記メインダクト
２５の基端部は、後述の空気調和装置の上部に接続され
ている。

また−階床パネル２８の内部には、パネル式あるいはホ
ース式の排気用ダクト２９が、その先端部を一階床付近
の人目のつきにくい場所（第１図では階段下のスペース
）に開口して配設されている。該排気用ダクト２９の先
端部は、建物全体の空気を吸い込んで排気する排気口３
０とされ、また基端部は、後述の空気調和装置の下部に
接続されている。

また住宅となる建物２０の外部には、建物２０の外壁面
に所定の隙間を残して沿うようにして、架台３１が設置
されている。該架台３１は、縦方向数段（第１図では２
段）に仕切られており、それぞれの段に、本実施例の空
気調和装置３２を構成する各機器が設置されている。

この架台３１の上段３１ａには、後述の空調機３３が、
また下段３１ｂには後述の室外機３４が、それぞれ載置
されている。室外機３４は、該架台３Ｉの下段３１ｂの
前部半分に設置されており、その後部半分には、建物２
０の一階床付近の側部より外部へ延び出た排気用ダクト
２９の基端部側の端部が、前記室外機３４と所定の間隔
をあけた状態に、建物２０の外壁に沿って上方へ延び、
架台３１の上段３１ａに載置された空調機３３の下部に
接続されている。

該空調機３３は、第２図および第３図に示すように、そ
の下部には、前記排気用ダクト２９の基端部が連結され
るとともに、上部には、前記給気用ダクト２４のメイン
ダクト２５の基端部が連結されてなり、また、その内部
には、下部の熱源ユニット３５と上部の換気ユニット３
６とを備えている。

熱源ユニット３５内には、前記排気用ダクト２９から送
り込まれた空気を所定温度に調整するための熱交換機３
７が設けられている。熱交換機３７は、この空調機３３
の下部に配設された前記室外機３４に、配管３８を介し
て連結されている。

室外機３４は、いわゆるヒートポンプ式のエアコン装置
に相当するもので、前記熱交換機３７との間に、配管３
８を介して冷媒を循環させることができるようになって
いる。そして熱交換機３７では、該熱交換機３７を通過
する空気を、前記室外機３４から供給された冷媒の熱に
よって温度調整し、該空気に所望に応じ乙冷暖房を施す
ように作用する。

また前記換気ユニット３６は、前記熱源ユニット３５の
上部に設けられており、その上部には、熱交換型の換気
装置３９が設けられている。

この熱交換型の換気装置３９は、外部からの新鮮な外気
を取り入れる吸気路４０と、内部の不要な空気を外部へ
排気するための排気路４１と、該吸気路４０および排気
路４１が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とを備えたものであって、通常の熱交換型
の換気扇におけるファンが省略されたものに相当する。

吸気路４０の一端は、該熱交換型換気装置３９の側部に
、外部に開口するようにして設けられて外気を取り入れ
る外気取入口４０ａに連通し、他端部は、前記換気ユニ
ット３６内に設けられた後述のバイブ（流路）に連通し
ている。また排気路４１は、その一端が、この換気ユニ
ット３６内に設けられた後述のパイプ（流路）に連通し
、他端部は、この熱交換型換気装置３９の側部に、外部
に開口するようにして設けられて、不要な空気を外部へ
排気する排気口４１ａに連通している。

また、換気ユニット３６の下部、すなわち換気ユニット
３６と熱源ユニット３５との間には、熱源ユニット３５
からの空気を換気ユニット３６上方へ吹き上げるファン
４３が設けられている。

このファン４３の吹出側には、該ファン３９によって上
方へ吹き上げられた空気を、該換気ユニット３６内を経
て、該換気ユニット３６上部に接続された前記給気用ダ
クト２４に送り込むために、該給気用ダクト２４に連通
する排気パイプ（流路）４４が連結されている。また、
この排気パイプ（流路）４４は途中で分岐しており、こ
の分岐した分岐路（流路）４５の端部は、前記熱交換型
換気装置３９の排気路４１に連通している。

また前記ファン４３の吸込側には、前記熱交換型換気装
置３９の吸気路４０に連通ずるようにして設けられた吸
気バイブ（流路）４６が連結されている。

このような熱交換型換気装置３９を備えた換気ユニット
３６では、前記ファン４３の回転によって、前記熱源ユ
ニット３５からの空気が排気パイプ（流路）４４および
その分岐路（流路）４５を通って熱交換型換気装置３９
の排気路４１内に導入されると同時に、外気取入口４０
ａから外部の新鮮な空気が吸気路４０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
される。そして、熱を奪われた空気は排気口４１ａより
外部へ排気され、熱を回収した新気は、換気装置３９下
部から換気ユニット３６内の吸気パイプ（流路）４６内
に入り、前記ファン４３の回転によって、再び排気パイ
プ（流路）４４内へ送られて、該排気パイプ（流路）４
４を通り、前記給気用ダクト２４内に供給される。

また、これらの各ユニット３５．３６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、前記ファン４３を駆動
するモータ、熱交換機３７および室外機３４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、本実施例の空気調和装置３２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３５と換
気ユニット３６との間に設置されたファン４３が運転開
始とされ、建物全体の空気が、階床付近に開口した排気
口３０より一括して排気用ダクト２９内に負圧吸入され
る。

空気は、排気用ダクト２９内を通って、空調機３３内に
導入される。空調機３３内に導入された空気は、熱源ユ
ニット３５の熱交換機３７を通過し、ここで室外機３４
から供給された冷媒によって所定温度に調整され、冷暖
房が施される。熱交換機３７によって所定温度に調整さ
れた空気は、前記ファン４３によって、排気ｌ（イブ（
流路）４４内に導入され、該排気パイプ（流路）４４を
通って上昇する。この空気のうちの一部は、該排気７く
イブ４４の一部から分岐した分岐路（流路）４５へ分配
されて、該分岐路（流路）４５を通って、熱交換型換気
装置３９の排気路４１内に導入される。これと同時に、
該熱交換型換気装置３９内には、前記ファン３９の回転
に伴って、外気取入口４０ａより新鮮な外気が取り入れ
られ、吸気路４０内を流れる。この時、吸気路４０と排
気路４１とが交差する熱交換部４２において、排気路４
Ｉ内を通過する空気の熱が吸気路４０内を通る新鮮空気
に一部回収されて熱交換が行なわれる。そして熱を奪わ
れた空気が外部へ排気されるとともに、所定温度に調整
された新気が、吸気路４０を通って換気装置３９の下部
から換気ユニット３６内に設けられた前記吸気バイブ（
流路）４６内へ送り込まれる。吸気バイブ（流路）４６
内の空気は、前記ファン４３の回転によって、再び排気
バイブ（流路）４４内に導入される。よって、該排気パ
イプ（流路）４４内では、このようにして所定温度に調
整された新鮮空気と、前記熱源ユニット３５から直に送
り込まれた空気とが、所定割合で以て混合されることと
なり、換気か施される。

こう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３３の上部より給気用ダクト２４内に送り込
まれて、Ｍ　５２メインダクト２５、サブダクト２６．
２６・・内を通って、所定方向に分配され、建物の各室
２２．２２・・に供給されて、室内を冷暖房および換気
する。

一方、各室２２．２２・・・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は、−階床付近に開口
した排気口３０より、−括して前記排気用ダクト２９内
に吸い込まれ、繰り返し、空調機３３内に導入されて、
循環する。これによって、前記一体型集中空調ンステム
の運転の経過に伴って、各室２２．２２・・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、本実施例によれば、熱源ユニット３５と換
気ユニット３６の間に、該熱源ユニット３５側から換気
ユニット３６側へ空気を送るファン４３が設置され、該
ファン４３の吹出側１こ（よ、前記給気用ダクト２４に
連通する排気！くイブ（流路）４４と、前記熱交換型換
気装置３９の排気路４１に連通する分岐路（流路）４５
が設けられ、また該ファン４３の吸込側には、前記熱交
換型換気装置３９の吸気路４０に連通する吸気ｌくイブ
（流路）４６が設けられているので、前記１機のファン
４３によって、建物２０から空調＠３３内への吸排気、
および外部から換気ユニット３６内への吸排気をすべて
一括して行うことができる。したがって、空調機３３内
に２機の送風ファンと、熱交換型換気扇内に１機のファ
ンが設けられてし）た従来の空気調和装置に比べ、熱交
換型換気装置３９内のファンを省略することができると
ともに、２機の送風ファンを１機に減らすことができる
。

したがって、ファン４３の回転に要するエネルギーを削
減することができて、経済的に有利となるうえ、ファン
４３の回転に伴う振動や騒音を軽減することができて、
住む人に不快感や違和感を与えることも少なくなる。ま
たファン４３を１機としたことにより、空調機３３内の
各機器の配置性が向上し、これに伴って、空気調和装置
３２全体のコンパクト化を図ることもできる。

また前記ファン４３の回転数を調節することによって、
熱交換型換気装置３９への空気の給排気の度合（風量、
風圧等）を適宜調整することができる。

また本実施例では、建物２０の外部に架台３１を設け、
該架台３１のそれぞれの段３１ａ、３１ｂの上に、空気
調和装置３２の各機器（空調機３３と室外機３４）を配
設した構成としたので、各機器が上下に並んだ状轄とな
り、これらの機器の設置にかかるスペースが小さくて済
む。よって、住宅の密集化などに伴い隣地との間に十分
なスペースを設けることが難しくなっている今日の住宅
事情においても、貴重な土地を無駄に使うことなく、土
地や空間の有効利用を図ることができる。

また排気用ダクト２９から吸入された空気に、空調機３
３内で冷暖房および換気を含む集中的な空調を施し、こ
の調和空気を給気用ダクト２４から各室２２．２２・・
内に供給するようにしたので、建物２０の空調を集中的
かつ総括的に行なうことができる。

また換気の機能を付与したことによって、室内の空気汚
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、室内の局所的温度分布が解消され、結露防止や
カビ、ダニ等の発生防止、住宅の長寿命化などを図るこ
とができるようになる。

なお、本発明の空気調和装置３２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
置される各ユニッ）３５．３６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、換気ユニット３６内の排気パ
イプ（流路）４４を、途中で分岐してこれを分岐路（流
路）４５とし、該分岐路（流路）４５と、熱交換型換気
装置３９の排気路４１とを連通せしめた構成としたが、
この排気路４１に連通仕しめる流路４５としては、前記
実施例のような分岐路に限定されず、前記ファン４３の
吹出側に、前記排気路４Ｉに連通する流路となるような
パイプ（流路）を直接連結した構成としてもよい。

また、排気パイプ４４から給気用ダクト２４へ連通する
箇所、および排気パイプ４４から分岐路４５へ連通する
箇所などに、それぞれシャッタを開閉度調整可能に取り
付け、これらのツヤツタの開閉を適宜行うようにしても
よく、これによって、建物内から回収された空気と外部
からの新鮮空気との混合比、すなわち換気の度合を調節
することかできるようになる。

また前記実施例では、建物２０の外部に架台３１を配し
、架台３１の各段３１ａ、３１ｂに、本実施例の空気調
和装置３２を構成する各機器（空調機３３および室外機
３４）を載置した例を示したが、この架台３１は適宜省
略することもできる。

また、この架台３１を縦に３段の構成とするとともに、
前記空調機３３を、熱源ユニット３５と換気ユニット３
６とをそれぞれ切り離した構成とし、架台３１の最下段
に室外機３４を、中段に熱源ユニット３５を、そして最
上段に換気ユニット３６を、それぞれ載置するようにし
てもよい。この場合には、換気ユニット３６の下部に設
けられた前記ファン４３が、架台３１の最上段に直に載
せられて、実質的に固定されたような構成となるので、
ファン４３の回転に伴う振動が該架台３Ｉによって制止
され、あるいは軽減されるといった利点か得られる。

また前記実施例では、空調機３３内に熱源ユニット３５
および換気ユニット３６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い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、本発明の空気調和装置によれば、
空調機の換気ユニットに、外気を取り入れる吸気路と、
不要な空気を排気する排気路と、該吸気路と排気路との
間で熱交換を行なう熱交換部とを備えた熱交換型換気装
置が設けられ、また換気ユニットと熱源ユニットとの間
には、該熱源ユニット側から換気ユニット側へ空気を送
るファンが設置され、該ファンの吹出側には、前記給気
用ダクトに連通ずる流路と、前記熱交換型換気装置の排
気路に連通ずる流路が設けられ、またファンの吸込側に
は、航記熱交換型換気装置の吸気路に連通ずる流路が設
けられているので、前記１機のファンによって、建物か
ら空調機内への空気の吸排気、および外部から熱交換型
換気装置内への吸排気を、すべて−括して行うことがで
きる。よって、空調機内に複数機のファンか設けられて
いた従来の空気調和装置に比べ、そのファンの数を減ら
すことができるとともに、熱交換型換気装置内のファン
を省略することができる。したがって、ファンの回転に
要するエネルギーを削減することができて、経済的に有
利となるうえ、ファンの回転に伴う振動や騒音を軽減す
ることができて、住む人に不快感や違和感を与えること
もなくなる。

ま１ニフアンを１機とし１こことにより、空調機内の各
機器の配置性が向上し、これに伴って、空気調和装置全
体のコンパクト化を図ることもできる。

ま１こ前記構成のファンが設けられたことによって、フ
ァンの回転数を変更するだけの簡単な操作で、熱交換型
換気装置内への空気の吸排気の度合を適宜調整でき、ま
た同時に換気の度合等の調整も行なうことができるとい
う優れた操作性をも有するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の空気調和装置を利用した一体型集中
空調システムの全体構成を示す斜視図、第２図および第
３図は本発明の空気調和装置の一実施例を示すもので、
第２図は斜視図、第３図は側断面図であり、第４図およ
び第５図は従来の空気調和装置の一例を示すもので、そ
れぞれ正面および側面から見た断面図である。 ２　・・・空気調和装置、３３・・　・空調機、５・・
・・熱源ユニット、３６　・換気ユニット、９　・熱交
換型の換気装置、 ０　・・・・吸気路、４１・・・・・排気路、２・　・
熱交換部、４３−・・・・ファン、４・・・・・・排気
パイプ（流路）、 ５・・・・分岐路（流路）、 ６・・・・・・吸気パイプ（流路）。 出願人　　ミサワホーム株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　上部には建物の各室内に空気を供給する給気用ダクト
   が連結され、下部には各室からの排気を行う排気用ダク
   トが連結され、また内部には、前記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とともに、該空気
   に冷暖房を施す熱源ユニットと、該空気に換気を施す換
   気ユニットを有する空調機とを備えてなる空気調和装置
   であって、前記換気ユニットには、外気を取り入れる吸
   気路と、不要な空気を排気する排気路と、該吸気路と排
   気路との間で熱交換を行なう熱交換部とを有してなる熱
   交換型の換気装置が設けられ、 該換気ユニットと熱源ユニットの間には、該熱源ユニッ
   ト側から換気ユニット側へ空気を送るファンが設けられ
   、 該ファンの吹出側には、前記給気用ダクトに連通する流
   路と、前記熱交換型換気装置の排気路に連通する流路と
   が設けられ、また該ファンの吸込側には、前記熱交換型
   換気装置の吸気路に連通する流路が設けられてなること
   を特徴とする空気調和装置。