JPH11248239A - 空調システムにおける床置き式空気循環装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内の上下方向の温度差を解消することによ
り、特に、床面近傍の足下温度環境を改善するととも
に、室内の空気を浄化することができる空調システムに
おける床置き式空気循環装置を提供すること。 【解決手段】 ４方向の側面の下部に空気吸込口７を、
上面に空気吹出口８をそれぞれ形成したケーシング１
と、このケーシング１の内部に、空気吸込口７側から順
に配設した、プレフィルタ２、中性能フィルタ３及び光
触媒フィルタ４，４と、光触媒フィルタ４，４間に挟み
込むように配設した冷陰極管５，５と、光触媒フィルタ
４の下流位置に配設した送風機６とで以て空調システム
における床置き式空気循環装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調システムにお
ける床置き式空気循環装置に関し、特に、室内の塵埃や
臭気成分を除去しつつ、室内の温度環境を快適に保ち、
省エネルギを実現できるようにした空調システムにおけ
る床置き式空気循環装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空調システムは、床スペースの有
効利用等の観点から、室内空調機を天井近傍に据付け
て、冷風又は暖風を吹き下ろすようにして冷暖房を行う
ようにした天井据付型空調システムが主流となってい
る。この空調システムにおいては、特に、冬季の暖房時
に、暖気が室内上方に停滞することにより室内の上下方
向の温度差が大きくなり、頭部が熱く、足下が寒くなる
という問題点があった。また、室内の上下方向の温度差
が大きいまま温度環境が安定し、特に、足下の温度が高
まらないために、通常、室内の設定温度を高めに設定す
ることが行われ、この結果、室内全体の平均温度は高く
なり、空調エネルギが多く使用されるという問題点があ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来の空調
システムにおいては、温度検出値と温度設定値との間
に、室内の上下方向の温度差があることを見込んだ温度
制御を採用しているが、この温度制御は、室内全体の平
均温度に対する幅値に基づくものであって、実際には、
足下の温度は、温度検出値や室内全体の平均温度よりも
低く、満足する結果を得られないことが多かった。そこ
で、室内空調機において、室内温度の制御を行うため
に、一般に、室内空調機の空気吸込口近傍に設ける温度
検出器を、室内空調機の空気吸込み口より低い位置に設
置することも試みられているが、この方法は、室内の上
下方向の温度差を解消するものではないことから、上記
問題点を抜本的に解決するものではなかった。

【０００４】また、室内の上下方向の温度差を解消する
ために、室内に空気循環装置を設置することも提案され
ているが、この空気循環装置は、床スペースの有効利用
等の観点から、室内空調機と同様、天井近傍に据付ける
ものが一般的で、機能としては、下方に下がりにくい暖
気を吹き降ろす天井据付型室内空調機の送風量を補助す
るだけで、床面近傍の足下温度環境の改善効果は小さい
ものであった。

【０００５】また、室内の空気を循環させながら空気中
の塵埃、臭気成分などの除去を行うものに空気清浄機が
あるが、空気清浄機は、空気中の塵埃、臭気成分などの
除去を行うことを主目的とするもので、室内の空気を循
環させる能力が極めて小さく、室内の上下方向の温度差
の問題点を抜本的に解決するものではなかった。

【０００６】本発明は、上記従来の空調システムの有す
る問題点に鑑み、室内の上下方向の温度差を解消するこ
とにより、特に、床面近傍の足下温度環境を改善すると
ともに、室内の空気を浄化することができる空調システ
ムにおける床置き式空気循環装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空調システムにおける床置き式空気循環装
置は、少なくとも２方向の側面の下部に空気吸込口を、
上面に空気吹出口をそれぞれ形成したケーシングと、こ
のケーシングの内部に配設したフィルタと、該フィルタ
の下流位置に配設した送風機とより構成したことを特徴
とする。

【０００８】この空調システムにおける床置き式空気循
環装置は、ケーシングの少なくとも２方向の側面の下部
に形成した空気吸込口から床面近傍に停滞する冷気をケ
ーシング内に吸い込み、ケーシングの内部に配設したフ
ィルタにより空気中の塵埃を除去した後、浄化した空気
をケーシングの上面に形成した空気吹出口から室内上方
へ吹き上げることにより、室内の空気を強制的に循環さ
せ、室内の上下方向の温度差を解消することにより、特
に、床面近傍の足下温度環境を改善するとともに、室内
の空気を浄化する。この場合、ケーシングの少なくとも
２方向の側面の下部に空気吸込口を形成するようにして
いるので、この空気循環装置の設置場所の制約が少な
く、このため、床スペースの有効利用を図ることができ
る。

【０００９】この場合において、フィルタを、空気吸込
口側から、プレフィルタ、中・高性能フィルタ、光触媒
フィルタ等の脱臭フィルタの順に配設して構成すること
ができる。脱臭フィルタに光触媒フィルタを用いる場
合、２枚の光触媒フィルタ間に光触媒フィルタの励起光
源を配設することができる。

【００１０】これにより、ケーシング内に吸い込んだ空
気中の塵埃を、プレフィルタ及び中性能あるいは高性能
フィルタにより、フィルタの性能を長期間に亘って維持
できるようにしながら、花粉等の細かい塵埃を含めて、
効率的に、かつ、確実に除去した後、空気中の臭気成分
を、光触媒フィルタ等の脱臭フィルタにより、確実に除
去することができる。特に、２枚の光触媒フィルタ間に
光触媒フィルタの励起光源を配設することにより、活性
炭に代表されるような従来の吸着脱臭剤と異なり、吸着
と同時に、常に光触媒フィルタの吸着能力の回復を行う
ことができるので、フィルタの性能を長期間に亘って維
持することができ、ランニングコストを低廉にすること
ができる。

【００１１】また、送風機の出力を調整する風量調整器
を配設することができる。

【００１２】これにより、室内の容積に見合った風量を
設定することができるとともに、静寂を要する場合に
は、送風機による騒音を許容範囲内に調整することがで
きる。

【００１３】また、空気吸込口の近傍に温度検出器及び
該温度検出器の出力を室内空調機へ送信する送信装置を
配設することができる。

【００１４】これにより、室内の上下方向の温度差を正
確に検出して、これに基づいて、室内空調機により室内
温度の制御を行うことができ、床面近傍の足下温度環境
を確実に改善することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の空調システムにお
ける床置き式空気循環装置の実施の形態を図面に基づい
て説明する。

【００１６】図１〜図２は、本発明の空調システムにお
ける床置き式空気循環装置の第１実施例を示す。この空
調システムにおける床置き式空気循環装置１１は、この
空気循環装置１１を床面に設置したとき、床面近傍に開
口するように、４方向の側面の下部に、例えば、スリッ
ト形状、矩形状、円形状、網状等の任意の形状の空気吸
込口７を、上面に空気吹出口８をそれぞれ形成したケー
シング１と、このケーシング１の内部に、空気吸込口７
側から順に配設した、プレフィルタ２、比色法６５％の
薄型中性能フィルタ３及び２枚の光触媒フィルタ４，４
と、２枚の光触媒フィルタ４，４間に挟み込むように配
設した紫外線を発する２本の冷陰極管５，５と、光触媒
フィルタ４の下流位置に配設した、例えば、軸流ファン
からなる送風機６とで以て構成するようにする。

【００１７】この場合において、ケーシング１の内部に
配設するフィルタ群のうち、少なくとも、プレフィルタ
２及び薄型中性能フィルタ３は、ユーザーによって容易
に着脱、交換できるように構成するようにする。

【００１８】なお、ケーシング１の内部に配設するフィ
ルタ群のうち、塵埃の除去を行うフィルタは、本実施例
のプレフィルタ２及び比色法６５％の薄型中性能フィル
タ３に限定されず、比色法９０％の高性能フィルタ、超
高性能のＨＥＰＡフィルタ、重量法で評価されるロング
ライフフィルタ等の任意のフィルタを、その用途に応じ
て、任意に選択して使用することができる。また、光触
媒フィルタ４，４の光触媒を励起させる光源には、本実
施例の冷陰極管５のほか、紫外線域の波長である２５０
〜４００ｎｍの光を発するブラックランプや殺菌灯を用
いることができる。また、臭気成分の除去を行うフィル
タは、本実施例の光触媒フィルタ４のほか、活性炭、ゼ
オライトなど、有機系又は無機系の任意の脱臭剤を、単
体、あるいは複合体として用いることができる。また、
フィルタの形状は、通風抵抗を考慮して、ハニカム状や
段ボール状のほか、不織布状とすることもできる。ま
た、送風機６には、本実施例の軸流ファンのほか、クロ
スフローファンやシロッコファンを用いることができ
る。

【００１９】また、ケーシング１には、風量調整器（図
示省略）を配設するようにし、送風機６による風量を任
意に調整できるようにする。これにより、例えば、室内
容積に見合った風量を設定することができるとともに、
病室、寝室、応接室、会議室などで、特に静寂を要する
場合には、送風機６による騒音を許容範囲内に調整する
ことができる。

【００２０】次に、この空調システムにおける床置き式
空気循環装置１１の作用を説明する。軸流ファンからな
る送風機６を回転し、ケーシング１の４方向の側面の下
部に形成した空気吸込口７から床面近傍に停滞する冷気
をケーシング１内に吸い込むようにする。ケーシング１
内に吸い込まれた空気は、ケーシング１の内部に配設し
たプレフィルタ２によって粗塵を除去した後、中性能フ
イルタ３によってさらに細かい花粉等を除去することに
より浄化される。さらに、空気は、冷陰極管５の発する
紫外線により励起状態となっている光触媒フィルタ４に
よって空気中に含まれる臭気成分が吸着、分解されるこ
とにより浄化される。このように、フィルタ２，３，４
により空気中の塵埃及び臭気成分を除去した後、浄化し
た空気を送風機６を介してケーシング１の上面に形成し
た空気吹出口８から室内上方へ吹き上げるようにする。
これにより、室内の空気を強制的に循環させ、室内の上
下方向の温度差を解消することにより、特に、床面近傍
の足下温度環境を改善するとともに、室内の空気を浄化
することができる。また、この空調システムにおける床
置き式空気循環装置１１は、ケーシング１の４方向の側
面の下部に空気吸込口７を形成するようにしているの
で、後述のとおり、この空気循環装置１１の設置場所の
制約が少なく、このため、床スペースの有効利用を図る
ことができる。

【００２１】この空調システムにおける床置き式空気循
環装置１１による室内における温度環境の改善効果の具
体例を図３に示す。ここでは、幅３６００ｍｍ、奥行き
５３１０ｍｍ、高さ２４８０ｍｍの直方体の室内の天井
中央に４方向吹出型の天井据付型室内空調機を設置し、
短幅側壁近傍の中央位置の床面に空気循環装置１１を１
台設置するようにした。そして、室内の長手方向に９
点、鉛直方向に７点の計６３点の温度分布を測定し、室
内全体の平均温度と、室内の高さ毎の平均温度との差を
グラフに示した。なお、図３は、天井据付型室内空調機
による暖房運転開始後、温度環境が安定した後の温度デ
ータである。図３において、□は、通常の天井据付型室
内空調機による温度環境を示したものであるが、床面近
傍の足下温度が低く、頭部温度が高い温度環境ができて
おり、室内の上下方向に最大で４．９℃の温度差になっ
ている。一方、○は、上記の上下方向の温度差が大きい
環境において、床置き式空気循環装置１１を稼動して温
度環境が安定した後の温度データを示したものである
が、室内の上下方向の温度差が減少し、室内の上下方向
に最大で１．５℃の温度差（３．４℃の改善）になって
いる。

【００２２】次に、この空調システムにおける床置き式
空気循環装置１１による脱臭効果の具体例を図４〜図５
に示す。図４は臭気成分として硫化水素を、図５は臭気
成分としてメチルメルカプタンを用い、これらの臭気成
分に対する床置き式空気循環装置１１による脱臭能力を
測定した結果を示す。図４〜図５において、■は、自然
減衰データを示したものであるが、２時間経過後も臭気
成分は８０％以上の残存率であった。一方、●は、床置
き式空気循環装置１１を稼動した減衰データを示したも
のであるが、いずれの臭気成分に対しても、空気循環開
始から１時間前後で、高濃度の臭気成分の残存率はＯ％
となった。

【００２３】次に、この空調システムにおける床置き式
空気循環装置１１による省エネ効果の具体例を図６に示
す。室内全体の平均温度（以下、「室内平均温度」とい
う。）を外気温度と１５℃差に空調したときの空調熱量
を１００％とした場合に、床面近傍の足下温度として床
面から６００ｍｍ高さの平均温度（以下、「足下平均温
度」という。）を外気温度と１５℃差に空調するのに要
する空調熱量を比較したものである。室内平均温度を外
気温度と１５℃差に空調した場合（例えば、外気温度が
１０℃の時に室内平均温度を２５℃に空調した場合）の
空調熱量は、天井据付型室内空調機による通常暖房時も
床置き式空気循環装置１１を運転した場合も同じである
が、通常暖房時に足下平均温度を外気温度と１５℃差に
空調するには、空調熱量を１３％増加する必要があるの
に対して、床置き式空気循環装置１１を運転すると、室
内の上下方向の温度分布が改善されて足下平均温度が上
昇するために４％の増加で済み、通常暖房時の１／３以
下の追加投入熱量で同等の床面近傍の足下温度環境を得
ることができることが確認できた。

【００２４】図７は、本発明の空調システムにおける床
置き式空気循環装置の第２実施例を示す。この空調シス
テムにおける床置き式空気循環装置１１は、上記第１実
施例の床置き式空気循環装置１１と同じ基本構成を有す
るとともに、さらに、空気循環装置１１の空気吸込口７
の近傍に温度検出器９と、室内空調機への送信装置１０
を設けるようにしたものである。このように、床置き式
空気循環装置１１の空気吸込口７の近傍に温度検出器９
を備えることにより、この温度検出器９により検出した
空気吸込口７の近傍の温度を送信装置１０を介して室内
空調機へ送信することにより、室内の上下方向の温度差
を正確に検出することができる。そして、これに基づい
て、室内空調機により室内温度の制御を行うことがで
き、床面近傍の足下温度環境を確実に改善することがで
きるものとなる。なお、本実施例の床置き式空気循環装
置１１のその他の構成及び作用は、上記第１実施例の床
置き式空気循環装置１１と同様である。

【００２５】図８は、本発明の空調システムにおける床
置き式空気循環装置の第３実施例を示す。この空調シス
テムにおける床置き式空気循環装置１１は、上記第１実
施例の床置き式空気循環装置１１と同じ基本構成を有す
るとともに、ケーシング１の形状を薄型に形成するとと
もに、送風機６にクロスフローファンを用いたものであ
る。なお、本実施例の床置き式空気循環装置１１のその
他の構成及び作用は、上記第１実施例の床置き式空気循
環装置１１と同様である。

【００２６】以上、本発明の空調システムにおける床置
き式空気循環装置１１を、床面近傍に開口するように、
ケーシング１の４方向に空気吸込口７を形成した実施例
に基づいて説明したが、ケーシング１の４方向に空気吸
込口７を形成することにより、図９（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示す床置き式空気循環装置１１の設置例のよう
に、図１０に示す従来の空気清浄機１２の場合と比較し
て、空気循環装置１１の設置場所の制約が少なく、この
ため、床スペースの有効利用を図ることができるととも
に、室内Ｒの空気を強制的に循環させ、室内の上下方向
の温度差を解消するために十分な量の空気を空気吸込口
７から吸い込み、空気吹出口８から室内Ｒの上方へ吹き
上げることができるものとなる。なお、空気吸込口７を
形成する方向は、実施例の４方向に限定されず、ケーシ
ング１の少なくとも２方向に空気吸込口７を形成するよ
うにすれば、本発明の空調システムにおける床置き式空
気循環装置の目的を達成することができるものとなる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の空調システムにおける床置き式
空気循環装置によれば、ケーシングの少なくとも２方向
の側面の下部に形成した空気吸込口から床面近傍に停滞
する冷気をケーシング内に吸い込み、ケーシングの内部
に配設したフィルタにより空気中の塵埃を除去した後、
浄化した空気をケーシングの上面に形成した空気吹出口
から室内上方へ吹き上げることにより、室内の空気を強
制的に循環させ、室内の上下方向の温度差を解消するこ
とにより、特に、床面近傍の足下温度環境を改善すると
ともに、室内の空気を浄化することができ、必要以上に
空調機の設定温度を上げる必要がなくなり、空調機の消
費電力を低減することができる。この場合、ケーシング
の少なくとも２方向の側面の下部に空気吸込口を形成す
るようにしているので、この空気循環装置の設置場所の
制約が少なく、このため、床スペースの有効利用を図る
ことができる。

【００２８】また、フィルタを、空気吸込口側から、プ
レフィルタ、中・高性能フィルタ、光触媒フィルタ等の
脱臭フィルタの順に配設して構成することにより、ケー
シング内に吸い込んだ空気中の塵埃を、プレフィルタ及
び中性能あるいは高性能フィルタにより、フィルタの性
能を長期間に亘って維持できるようにしながら、花粉等
の細かい塵埃を含めて、効率的に、かつ、確実に除去し
た後、空気中の臭気成分を、光触媒フィルタ等の脱臭フ
ィルタにより、確実に除去することができる。

【００２９】特に、脱臭フィルタに光触媒フィルタを用
い、この２枚の光触媒フィルタ間に光触媒フィルタの励
起光源を配設することにより、活性炭に代表されるよう
な従来の吸着脱臭剤と異なり、吸着と同時に、常に光触
媒フィルタの吸着能力の回復を行うことができるので、
フィルタの性能を長期間に亘って維持することができ、
ランニングコストを低廉にすることができる。

【００３０】また、送風機の出力を調整する風量調整器
を配設することにより、室内の容積に見合った風量を設
定することができるとともに、静寂を要する場合には、
ファンによる騒音を許容範囲内に調整することができ
る。

【００３１】また、空気吸込口の近傍に温度検出器及び
温度検出器の出力を室内空調機へ送信する送信装置を配
設することにより、室内の上下方向の温度差を正確に検
出して、これに基づいて、室内空調機により室内温度の
制御を行うことができ、床面近傍の足下温度環境を確実
に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置の第１実施例を示す透視図である。

【図２】同断面図である。

【図３】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置の室内全体平均温度と各高さ温度との温度差の改
善効果を示すグラフ図である。

【図４】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置の硫化水素に対する脱臭効果を示すグラフ図であ
る。

【図５】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置のメチルメルカプタンに対する脱臭効果を示すグ
ラフ図である。

【図６】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置の省エネ効果を示すグラフ図である。

【図７】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置の第２実施例を示す断面図である。

【図８】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置の第３実施例を示す斜視断面図である。

【図９】本発明の空調システムにおける床置き式空気循
環装置の設置例を示す平面図である。

【図１０】従来の空気清浄機の設置例を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ プレフィルタ ３ 中性能フィルタ ４ 光触媒フィルタ ５ 冷陰極管 ６ 送風機 ７ 空気吸込口 ８ 空気吹出口 ９ 温度検出器 １０ 室内空調機への送信装置 １１ 床置き式空気循環装置 １２ 空気清浄機 Ｒ 室内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２方向の側面の下部に空気吸
   込口を、上面に空気吹出口をそれぞれ形成したケーシン
   グと、このケーシングの内部に配設したフィルタと、該
   フィルタの下流位置に配設した送風機とより構成したこ
   とを特徴とする空調システムにおける床置き式空気循環
   装置。
2. 【請求項２】 フィルタを、空気吸込口側から、プレフ
   ィルタ、中・高性能フィルタ、光触媒フィルタ等の脱臭
   フィルタの順に配設して構成したことを特徴とする請求
   項１記載の空調システムにおける床置き式空気循環装
   置。
3. 【請求項３】 ２枚の光触媒フィルタ間に光触媒フィル
   タの励起光源を配設したことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の空調システムにおける床置き式空気循環装置。
4. 【請求項４】 送風機の出力を調整する風量調整器を配
   設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の空調
   システムにおける床置き式空気循環装置。
5. 【請求項５】 空気吸込口の近傍に温度検出器及び該温
   度検出器の出力を室内空調機へ送信する送信装置を配設
   したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の空
   調システムにおける床置き式空気循環装置。