JPH0752026B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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、一個の室外機から
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たない
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）。

このものは、建物内の所定の位置に、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１は、第４図および第５図に示すよう
に、上部に給気用ダクト２が、下部に排気用ダクト３が
それそれ連結され、内部には、該内部を通過する空気に
冷暖房を施す熱源ユニット４と、該空気を外気との間で
換気する換気ユニット５を備えてなる空調機６と、該空
調機６の外部に配設されて、前記熱源ユニット４に冷暖
房用の冷媒を供給する室外機７を有している。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような室外機７は、該室外機７の裏面に
設けられた外気取込口から外気を取り込みこれを所定温
度に調整して冷媒とし、これを前記空調機６の熱源ユニ
ット４に供給するとともに、該熱源ユニット４から排気
された空気を、室外機７の前面に設けられた空気吹出口
から外部へ吹き出して排出するように作動する。よっ
て、この室外機７の設置に際しては、室外機７と空調機
６との間に、外気を取り込むための十分なスペース８を
設ける必要がある。また、室外機７と建物の間には、建
物の側部より外部へ延び出た前記排気用ダクト３の端部
を、室外機７の裏面を通して空調機６下部に接続するた
めのダクトスペース９を設けることも必要となる。よっ
て、室外機７は、空調機６の前部に、外気取り込み用の
スペース８とダクトスペース９とを合わせた分の相当広
い間隔を隔てて、前後に並んだ状態に設置されなければ
ならない。

また、室外機７前面から吹き出される吹出風の影響を考
慮して、室外機７前方の隣地との間にも、十分なスペー
スを設けておく必要がある。

しかしながら、地価の急騰、住宅の密集化等に伴い、隣
地との距離を十分に確保ることが難しく、土地や空間の
有効利用が叫ばれている今日では、前記のようなスペー
スは無駄であり非合理的であって、このようなスペース
を確保することは非常に困難でもある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、狭い土地にも合理的に設置できて、土地や空間の有
効利用が可能な空気調和装置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、上部には建物の各室内に空気を供給する給気
用ダクトを連結し、下部には各室からの排気を行う排気
用ダクトを連結し、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
す換気ユニットとを備えてなる空調機と、該空調機の外
部に配設され、前記熱源ユニットに冷暖房用の冷媒を供
給する室外気を有してなる空気調和装置であって、該空
気調和装置を前記室外機の上部に位置せしめるととも
に、前記排気用ダクトの端部を、室外機の下部を通し該
室外機の前部あるいは側部に回り込むようにして配設し
たことを解決手段とした。

［作用］ 本発明の空気調和装置によれば、室外機と空調機とが上
下に並んで設けられ、しかも室外機が排気用ダクトの上
部に設けられた状態とされるので、従来のように室外機
と空調機が前後に並んだ状態に配設されていた構成に比
べ、両者の間に外気取り込み用のスペースやダクト配設
用のスペース等のスペースを設ける必要が無くなり、装
置のコンパクト化が図れ、その設置性が向上する。

［実施例］ 以下、一実施例を示して、図示に基づき、本発明を詳し
く説明する。

第１図は、本実施例の空気調和装置を用いた一体型集中
空調シ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10は、一階および二階
にそれぞれ建物を縦断する廊下11と、その両側に配列さ
れた複数の室12,12…を備えている。一階と二階との間
は、二階床パネル13によって仕切られており、該二階床
パネル13内部には、給気用ダクト14が配設されている。
給気用ダクト14は、概ね二階床パネル13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15と、該メ
インダクト15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16,16…より
構成されている。サブダクト16,16…の先端部（メイン
ダクト15には接合された側と反対側の端部）には、建物
10の一階あるいは二階の各室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17,17…とさ
れている。また前記メインダクト15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。

また一階床パネル18の内部には、パネル式あるいはホー
ス式の排気用ダクト19が、その先端部を一階床付近の人
目につきにくい場所（第１図では階段下の三角スペー
ス）に開口して配設されている。該排気用ダクト19の先
端部は建物10全体の空気を吸い込んで排気する排気口20
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10の外部には、建物10の外壁面に所
定の隙間を残して沿うようにして、架台21が設置されて
いる。該架台21は、縦方向数段（第１図では３段21a,21
b,21c）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22を構成する各機器が載置されるように
なっている。

この架台の中段21bには後述の室外機23が、また最上段2
1aには後述の空調機24がそれぞれ載置されて収められて
いる。また最下段21cには、建物10の一階床18付近の側
部から外部へ延び出た排気用ダクト19の一部が収められ
ている。該排気用ダクト19は、その基端部側の端部が、
前記架台21の最下段21cを抜けて室外機23の前面に回り
込むようにして上方へ湾曲せしめられ、さらに室外機23
の前面を、該面に設けられた後述の空気吹出口23bを避
けながら覆うようにして上方へ延ばされ、この基端部が
空調機24の下部に連結されている。

空調機24は、第２図および第３図に示すように、その上
部には、先に述べた給気用ダクト14のメインダクト15の
基端部が連結されており、また下部には前記排気用ダク
ト19の基端部が連結されている。

該空調機24は、下部の熱源ユニット25と上部の換気ユニ
ット26とから構成され、前記排気用ダクト19側（下側）
から給気用ダクト14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25,26を貫通して設けられて
いる。

熱源ユニット25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19の基端部に連結するように設けら
れて、該排気用ダクト19か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27と、該吹上ファン27の近
傍に設けられて、該空気を所定温度に調整するための熱
交換機28とを有してなる。熱交換機28は、この空調機24
の下部に配設された室外機23に、配管29を介して連結さ
れている。

室外機23は、いわゆるヒートポンプ式のエアコンの室外
機に相当するもので、室外機23の裏面には、外気を取り
込む外気取込口23aが、また前面には排気用の空気吹出
口23bが設けられている。そして、外気取込口23aから取
り込んだ外気を、内部の熱源機によって所定温度に調整
して冷媒とし、この冷媒を前記配管29を通して前記熱源
ユニット25に供給するとともに、熱源ユニット25から排
気された不要な空気を、前記空気吹出口23bから外部に
吹き出して排気するようになっている。

そして前記熱交換機28では、該熱交換機28を通過する空
気を、前記室外機23から供給された冷媒の熱によって温
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26は、前記熱源ユニット25の上部
に設けられている。換気ユニット26は、前記熱源ユニッ
ト25からの空気の一部がそのまま上方へ移動する通風部
30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31とを有している。

熱交換型の換気扇31には、外部からの新鮮な空気を取り
入れる吸気路32と、前記熱源ユニット25を通過して上昇
してきた空気を外部へ排気する排気路33と、該吸気路32
および排気路33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34が設けられている。吸気路32
の一端は、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32aに連通し、また他端部は該換気
扇31内を通過して換気ユニット26内へ抜ける抜け口32b
に連通している。また排気路33は、その一端が該換気ユ
ニット26内に通じて換気ユニット26内の空気の一部を取
り入れる取入口33aに連通し、また他端は該換気扇31内
を通って外部に抜ける排気口33bに連通している。この
ような熱交換型換気扇31では、前記熱源ユニット25内の
空気の一部が取入口33aより排気路33内に導入されると
同時に、外気取入口32aから外部の新鮮な空気が吸気路3
2内に取り入れられ、両者の交差する熱交換部34におい
て、排気路33内を通る空気の熱の一部が吸気路32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33bより外気へ排気され、熱を回収した新気は、換気
扇31の抜け口32bより抜けて、換気ユニット26上方へ移
動する。

また、これらの各ユニット25,26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27を駆動
するモータ、熱交換機28、室外機23、および熱交換型の
換気扇31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。

このような各機器を備えた本実施例の空気調和装置22に
よれば、まず制御装置の指令に基づいて、熱源ユニット
25内の吹上ファン27が運転開始とされ、建物全体の空気
が、一階床18付近に開口した排気口20より一括して排気
用ダクト19内に負圧吸入される。

空気は、排気用ダクト19内を通って、室外機23の上部に
配設された空調機24内に導入される。空調機24内に導入
された空気は、熱源ユニット25の熱交換機28を通過し、
ここで室外機23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。この時室外機23では、外
気取込口23aより取り込んだ外気を順次所定温度に調整
して前記熱交換機28に供給するとともに、熱交換機28か
ら送られてきた不要の空気を順次吹出口23bから、外部
へ排出する。熱交換機28によって所定温度に調整された
空気の一部は、通風部30を抜けて換気ユニット26の上方
へ移動する。また空気の残りは、換気ユニット26内の熱
交換型換気扇31内へ供給され、排気路33内を流れる。ま
た同時に該換気扇31内には外気取入口32aより新鮮な外
気が取り入れられて、吸気路32内を流れる。この時両者
が交差する熱交換部34において、排気路33内を通過する
空気の熱が吸気路32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鮮空気
が、吸気路32を通って抜け口32bより換気ユニット26の
上方へ送り出される。換気ユニット26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25
から直接換気ユニット26に送られた空気とが、所定割合
で混合され、これによって換気が施される。

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24の上部より給気用ダクト14内に送り
込まれて、前記メインダクト15、サブダクト16内の流路
を通って所定方向に分配され、建物10の各室12,12…に
供給されて、室内を冷暖房および換気する。

一方、各室12,12…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、一階床18付近に開口した排
気口20より一括して前記排気用ダクト19に吸い込まれ、
繰り返し、空調機24内に導入されて循環する。これによ
って、前記一体型集中調システムの運転の経過に伴っ
て、各室12,12…内は調和空気で満たされ、各室を含む
建物10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、前述のような架台の中
段21bに室外機23が載置され、さらにその上の最上段21a
に空調機24が配置されていることから、室外機23と空調
機24とが上下に並んで設置された構成となるので、両者
が広い間隔を空けて前後に並んで設けられていた従来の
構成に比べ、両者の間の空気取り込み用のスペースが不
要となり、装置が格段にコンパクト化され、その設置性
が大幅に向上する。

さらに、架台21の最下段21cには、この最下段21cから室
外機23の前面に回り込むようにして前記排気用ダクト19
が配設された構成であるので、排気用ダクト19を建物外
壁に沿わせることなく排気用ダクト19を空調機24に連結
することができる。したがって、従来空調機24と室外機
23との間に設けられていたダクト配設用のスペースが要
らず、この空気調和装置22と建物10との間の間隔を不要
に広くしてしまうことがない。

したがって、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、前記実施例の空気調和装値22によれ
ば、十分に設置可能であり、貴重な土地を無駄に使うこ
とがなく、土地や空間の有効利用を図ることが可能であ
る。

また本実施例の構成によれば、架台21の最上段21aの上
に空調機24が載置され、しかもこの最上段21aの上に吹
上ファン27が置かれて固定された状態となっているの
で、該吹上ファン27の回転による振動がこの架台21によ
って抑制され、建物内部に伝わりにくいという利点も得
られる。

また、排気用ダクト19から吸入された空気に、空調機24
内で冷暖房および換気を含む集中的な空調を施し、この
調和された空気を給気用ダクト14から各室内に供給する
ようにしたので、建物10の空調を集中的にかつ総括的に
行うことができる。

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、室内の局所的温度部分布が解消され、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22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
される各ユニット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、排気用ダクト19、室外機23お
よび空調機24を上下に並べて収納する架台21を設置し、
この架台21に各機器を収めるようにしたが、この架台21
の形状は適宜変更可能であるし、またこれらの各機器に
十分な耐力があれば、前記架台21を省略することもでき
る。

また本実施例では、排気用ダクト19の基端部側の端部を
室外機23の前部に回り込むように配設した例を示した
が、これ以外にも、室外機23の側部に回り込むように配
設し、その基端部を空調機24下部の側部に連結した構成
とすることも可能である。

また、換気ユニット26として、熱源ユニット25から空気
が直接換気ユニット26内へ上昇する通風部30を一部残し
て、熱交換型の換気部31が設けられた構成のものを示し
たが、この通風部30を残さずに熱交換型換気扇31を設け
た構成としてもよく、この場合には、熱源ユニット25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、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30の大きさ
を変更可能とし、熱源ユニット25からの空気が新気と交
換される割合（換気の度合）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26の換気扇31内には、吸気路32と排気
路33とが交差する部分に熱交換部34を設けた構成を示し
たが、この熱交換部34は省略することもできる。

また前記実施例の空気調和装置22では、空調機24内に熱
源ユニット25および換気ユニット26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、
室外機と空調機とが上下に並べられて設置された構成で
あるので、室外機と空調機とが前後に並べられていた従
来の構成に比べて、両者の間に空気取り込み用の広いス
ペースを設ける必要がなくなり、装置のコンパクト化が
図れ、その設置性も向上する。またさらに、排気用ダク
トが、前記室外機の下部から前部あるいは側部に回り込
むようにして配設されているので、排気用ダクトを建物
外壁面に沿わせて設置するためのダクトスペースが不要
となり、その分、無駄なスペースが解消される。したが
って、住宅の密集化に伴って隣地との間に十分はスペー
スを設けることが難しくなってきている今日の住宅事情
においても、本発明の空気調和装置によれば、十分設置
可能であり、貴重な土地や空間の有効利用を図ることが
できる。

【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、
それぞれ正面および側面から見た断面図であり、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。 10……建物、12……室、 14……給気用ダクト、19……排気用ダクト、 22……空気調和装置、23……室外機、 24……空調機、25……熱源ユニット、 26……換気ユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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てなり、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備えてなる空調機と、該
   空調機の外部に配設されて、前記熱源ユニットに冷暖房
   用の冷媒を供給する室外機を有してなる空気調和装置で
   あって、 該空調機を前記室外機の上部に位置せしめるとともに、
   前記排気用ダクトの端部を、室外機の下部を通して該室
   外機の前部あるいは側部に回り込むようにして配設した
   ことを特徴とする空気調和装置。