JPS62210333A

JPS62210333A - ダクト式空調方式

Info

Publication number: JPS62210333A
Application number: JP5152986A
Authority: JP
Inventors: Michinori Kaizaki; 甲斐崎　充典; Shigeo Tanaka; 田中　重夫
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1986-03-11
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1987-09-16
Also published as: JPH0554013B2

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）本発明は空調工事の簡素化、股漏費の低減、個別制御の
簡易化、空調の快適性を追及したダクト式空調方式に関
するものである。

（従来技術）従来、ビルや店舗の空調は相当進んでいるものの家庭の
空調はこれからという現状である。従来の家庭用空調方
式としては、各部屋ごとに冷房および暖房器具を備え付
ける方法とか、セントラル冷暖房と呼ばれている方式で
は、暖房専用熱源機で加熱して得た温水を配管により各
部屋に導き各部屋に設けた放熱器で放熱して暖房しくた
とえば実開昭５８−１８５７４号）、冷房については戸
外に設けた冷房用室外機から冷媒配管を介して冷媒を各
部屋に設けた蒸発器に導きそこで蒸発させて部屋の空気
を冷却する方式が採用されている。

このようなセントラル冷暖房方式においては、各部屋ご
とに冷暖房のための放熱器や蒸発器のような室内機を備
え付けなければならないし、その上暖房専用熱源機およ
び冷房用室外機から各室内′　　　渫へ温水循環用およ
び冷媒循環用の各２本の導管を配設し、ざらに冷房運転
時各部屋の室内機から生ずる空気の；疑縮水を排出する
ための配管を付設しなければならず、設備と配管の両面
で問題があり、設備費高騰の原因になっていた。

特に部屋数の多い戸建住宅にセントラル空調方式を導入
する場合には、温水循環用、冷媒循環用および排水管の
配管工事が大変であり、その上排水管はやや傾斜させて
付設しなければならず、工事が非常に厄介で手間と時間
がかがっていた。ざらに家具や書画用として有効な壁面
を室内機により占有されてしまっていた。

一方、換気については、各部屋の換気をするために、各
部屋にそれぞれ換気口を設置する必要があった。

一方、欧米で現在実施されている家庭用のダクト空調方
式は、吹出口は各部屋に設置されているが、吸込口は階
段至等に１〜２個所設けられているだけで、しかも閉止
ダンパがないため省エネルギーの観点から要求される個
別制御を実施するのが難しいという問題があった。

（発明の目的および構成）本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、空調工
事を簡素化でき、個別制御が可能で快適性を追求したダ
クト式空調方式を提供することを目的とし、この目的を
達成するために、２本のダクトを用い、冷房モードにお
いては一方のダクトに冷風を送風して各部屋に吹出させ
他方のダクトから部屋の空気を吸込み、暖房モードにお
いては他方のダクトに温風を送風して各部屋に吹出させ
一方のダクトから部屋の空気を吸込むようにするととも
にこのダクトを利用して全部屋の換気を行えるよう構成
したものである。

（実施例）以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明によるダクト式空調方式を２階建戸建住
宅に付設した状態を示しており、この例は、１階の大部
屋Ｒ１と、２階の洋室Ｒ２と、和Ｗ　Ｒ３の３部屋を空
調するものである。１は戸外に据付けられたヒートポン
プで、エンジンまたは電動モータにより駆動される圧縮
機１ａを内蔵している。２はヒートポンプ１に出入する
冷媒用配管、３はヒートポンプ１に出入する温水配管で
、たとえばガスエンジンで圧縮機１ａを駆動する場合は
、冷媒用配管２は圧縮機１ａに接続され、温水配管３は
ガスエンジンの排熱を利用した温水器に接続されている
。

４は熱交換ユニットで、内部に冷媒と空気との間で熱交
換する冷媒空気熱交換器４ａと、温水ヒータ４ｂと、風
路切換ダンパ４Ｃとがハウジング内に内蔵されており、
ヒートポンプ１からの冷媒用配管２は冷媒空気熱交換器
４ａに接続され、温水配管３は温水ヒータ４ｂに接続さ
れている。５は１階から２階への立上がりと、１階天井
裏および２階天井裏に配設された二層ダクトで、第２図
かられかるように、２本のダクト５ａ、５ｂで構成ξれ
ており、各部屋ごとに各ダクトに連通した開口が設けら
れている。６は送風ユニットで第３図かられかるように
、冷風、温風の送風をする送風ファン６ａと、風路切換
ダンパ６ｂおよび６Ｃとがハウジング内に内蔵されてい
る。１階の大部屋Ｒ７には開口Ｐ１、部屋Ｒ２には開口
Ｐ２、部屋Ｒ３には開口Ｐ３がそれぞれ設けられている
。

各開口は第４図に示すように２つの開口から成り、例示
した開口Ｐ２は、一方のダクト５ａに連通した開口Ｐ２
Ｕと他方のダクト５ｂに連通した開口Ｐ２Ｌとから成り
、開口Ｐ２Ｕは下向きに開口し、開口Ｐ２Ｌは水平向き
に開口している。これらの開口Ｐ２ＵおよびＰ２Ｌの通
路７および８にはダンパ９が設けられており、各ダンパ
９は第８図に詳細に示すように手動つまみ１０を回転さ
せることにより、同軸に取り付けられたウオームギア１
１が回転し、ざらにウオームギア１１と噛合する歯車１
２が回転する。その結果歯車１２と同軸に取り付けられ
たダンパ９が回動し、開口Ｐ２ＵおよびＰ２Ｌが全開か
ら全開までの間で任意の開度に調整される。なお、１３
は開ロＰ２−前面に設けられた風向板である。第８図で
はダンパ９の全開時の状態を実線、全開時の状態を破線
で示す。全開時にはダンパ９がストッパ１４に当接して
締め切りが完全に行われる。

ダンパ９は手動で開閉するほかに、自動車用等に量産さ
れている小型アクチュエータ等を利用することにより自
動開閉することも可能である。さらに、ダンパはサーモ
スタットと連動させ、部屋の温度変化に応じて自動的に
開閉することも可能である。

第１０図は開口Ｐ２ＵおよびＰ２Ｌを第８図に示したよ
うな位置関係で取り付け、暖房をした場合の部屋の各部
における温度の変化する状態を示す。

図中実線Ａは吹出温風の温度、短い破線Ｂは吸込風の温
度、二点鎖線Ｃは天井面近傍の平均湿度、一点鎖線りは
部屋中央の平均温度、長い破線Ｅは底面近傍の平均温度
を示す。この図かられかるように、部屋の温度は１６〜
２０分後にほぼどこも均一になる。

また、第１１図は部屋の天井と壁に対する開口Ｐ２Ｕお
よびＰ２Ｌの取付は位置の様々な例と冷風（実線矢印）
と温風（破線矢印）の吹出し、吹込み方向を示す。

次に第１２図および第１３図を参照して本発明のダクト
式空調方式による冷暖房動作を説明する。

第１２図および第１３図かられかるように、熱交換ユニ
ット４の内部には冷媒を蒸発または凝縮させて空気を冷
却または加熱する冷媒空気熱交換器４ａと、温水ヒータ
４ｂと、風路切換ダンパ４Ｃとが設けられており、二層
ダクト５の途中に設置された送風ユニット６の内部には
、冷風、温風を送風する送風ファン６ａと、風路切換ダ
ンパ６ｂおよび６Ｃとが設けられている。

冷房モードにおいては、風路切換ダンパ４Ｇ。

６ｂおよび６Ｃが第１２図のように切り換えられ、冷媒
空気熱交換器４ａにはヒートポンプ１から冷媒用配管２
を介して低温低圧の冷媒が供給される。

この冷媒が冷媒空気熱交換器４ａで蒸発する際空気を冷
却し、冷風を生成する。この冷風は送風ファン６ａによ
り実線矢印の方向に手前ダクト５ａに送風される。手前
ダクト５ａには各部屋Ｒ１〜Ｒ３の開口が連通している
ので、各部屋の開口（たとえば部屋Ｒ２においては開口
Ｐ２Ｌ）から第４図および第５図に破線矢印で示すよう
に冷風が吹出す。冷風は開口の向きに従い水平方向に吹
き出し、部屋の冷房が有効に行われる。一方、各部屋の
もう一方の開口（たとえば部屋Ｒ２においては開口Ｐ２
８）からは部屋内の空気が吸引され、奥ダクト５ｂを介
して熱交換ユニット４にもどり、ここで冷媒空気熱交換
器４ａによりふたたび冷却されて送風ファン６ａにより
手前ダクト５ａに送り出される。他の部屋Ｒ１，Ｒ３に
ついても全く同じであるので説明を省略する。

冷房をする必要のない部屋があるときはその部屋のダン
パ９（第８図参照）を閉じておけば、その部屋への冷風
の吹出しは行われず、無駄なエネルギーは消費されない
こととなる。

なお、冷房モードにおいては、ヒートポンプ１から温水
ヒータ４ｂに温水が供給されないように供給弁を閉じて
おくことはもちろんである。

次に、暖房モードにおいては、風路切換ダンパ４Ｃ１６
ｂおよび６Ｃが第１３図のように切り換えられる。ヒー
トポンプ１の圧縮機１ａにより圧縮された高温高圧の冷
媒ガスは冷媒用配管２を介して凝縮器として作用する冷
媒空気熱交換器４ａに供給され、そこで冷媒ガスは液化
されるが、その際空気を加熱して温風を生成する。この
温風は温水ヒータ４ｂによりざらに加熱されて、実線矢
印の方向に奥ダクト５ｂに送風される。奥ダクト５ｂに
は各部屋Ｒ１〜Ｒ３の開口が連通しているので、各部屋
の開口（たとえば部屋Ｒ２においては開口Ｐ２ｕ）から
第４図および第５図に実線矢印で示すように温風が吹き
出す。温風は開口の向きに従い下向きに吹き出し部屋の
暖房が有効に行われる。

一方、各部屋のもう一方の開口（たとえば部屋Ｒ２にお
いては開口Ｐ２［）からは部屋内の空気が吸引され、手
前ダクト５ａを介して熱交換ユニット４にもどり、ここ
で冷媒空気熱交換器４ａにより再び加熱されて送風ファ
ン６ａにより奥ダクト５ｂに送り出される。他の部屋Ｒ
１，Ｒ３についても全く同じであるので説明を省略する
。

暖房をする必要のない部屋はダンパ９を閉じればよいし
、暖房の程度を弱くしたい場合はダンパ９の位置を加減
すればよい。

本発明においては、暖房モードで用いる温水ヒータは必
須のものではないし、電気ヒータに代えてもよい。

また上記実施例は冷暖房を行う空調方式について説明し
たが、本発明は冷房のみまたは暖房のみの空調の場合で
も期待する同様の効果が得られる。

従って、熱交換ユニットに循環させる熱媒体としては例
示した冷媒のほかに温水も含まれる。

ざらに、各部屋の開口は２本のダクトに連通した開口ど
うしを実施例のように左右に並べて配置するのが実用的
でおるが、これに限らず冷風吹出し用の開口を壁面の上
部に、温風吹出し用の開口を壁面の下部に離して設けて
もよい。

また、温水ヒータは熱交換ユニットの内部に設けても外
部に設けてもよいし、熱交換ユニットは屋内に設けても
屋外に設けてもよい。

また、各開口のダンパの開閉は手動でも電動でもよく、
風路切換ダンパは冷房モード、暖房モードの選択操作に
連動して切り換えるようにしてもよい。

次に、第１図の１階および第６図を参照して換気動作を
説明する。

換気運転モードにおいては、ヒートポンプ１は作動せず
、送風ファン６ａのみを作動させることになる。この場
合、換気用ダンパ１５Ｇは第６図かられかるように全開
となっており、風路切換ダンパ４Ｇ、６ｂおよび６Ｇは
冷房モード、暖房モードのどちらにおっても差し支えな
い。

給気口Ｐｋ２より導入された新鮮な空気Ａは、換気用ダ
クト５ｄを通り、各部屋の室内空気といっしょになり熱
交換ユニット４に導びかれた俊、送風ファン６ａにより
各部屋に新鮮な空気を供給する。このとき同時に、室内
の汚れた空気Ｂは、換気用ダクト５Ｇを通って排気口Ｐ
ｋｌより排出される。

次に第１図の２階および第７図を参照して冷暖房運転を
しながらの換気動作を説明する。

冷暖房動作については第１２図および第１３図で説明し
た内容と同様であるが、ここでは、暖房運転時の換気運
転モードについて説明する。

換気運転モード時は、換気用ダンパ１５ｂは第７図から
れかるように全開となっており、給気口Ｐｋ２より導入
された温度の低い新鮮な空気Ａは全熱交換器１５に導び
かれ、全熱交換器１５内に設けられた熱交換素子１５ａ
により、排気口Ｐｋ１に向う空気と熱交換され、温度を
上げられて、各部屋の室内空気といっしょになり、熱交
換ユニット４に導びかれた後、送風ファン６ａにより、
各部屋に新鮮な空気を取り入れた温風を供給する。

同時に、室内の汚れた空気は全熱交換器１５に導びかれ
、熱交換素子１５ａにより、前述した給気口Ｐｋ２から
の新鮮な空気Ａと熱交換され、温度を下げられて排気口
ＰｋｌよりＢとして排出される。

（発明の効果）以上説明したように、本発明においては、２本のダクト
を用い、冷房モードにおいては一方のダクトに冷風を送
風して各部屋に吹出させ他方のダクトから部屋の空気を
吸込み、暖房モードにおいては他方のダクトに温ＦＡを
）ス風して各部屋に吹出させ一方のダクトから部屋の空
気を吸込むようにしたので、天井裏に２本のダクトを付
設し、各部屋にはそのダクトに連通した開口を設けるだ
けで冷暖房ができる。従って、部屋数の多い戸建住宅の
場合に空調設備の付設作業が非常に簡単になりコストの
低減に貢献する。ざらに従来のように室内機を部屋ごと
に設ける必要がなく、１つの熱交換ユニットと各分枝ダ
クトごとに送風ユニットおよび各部屋ごとに開口を設け
るだけでよいので、設備コストの低減になる。同時に、
換気運転も簡単にでき、全熱交換器を組み合わせた換気
運転では省エネ冷暖房が可能となる。また、ダクトは従
来利用されていなかった天井裏に設置できるので、従来
方式において各室内機が占有していた壁面を本発明にお
いては家具や書画用とし有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明によるダクト式空調方式を２階建の戸建
住宅に付設した状態を示す立面図、第２図は第１図のＡ
−Ａ’断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ’断面図、第４
図は第１図のｃ−ｃ’断面図、第５図は第１図のＤ−Ｄ
’断面図、第６図は第１図のＥ−Ｅ’断面図、第７図は
第１図のＦ−Ｆ′断面図、第８図および第９図は各部屋
に設ける開口の一実施例の平面断面図および側面図、第
１０図は本発明空調方式により暖房をした場合の部屋の
温度変化を示す図、第１１図は部屋における開口の取付
位置の様々な例を示す図、第１２図は本発明によるダク
ト式空調方式の冷房モードにおける動作を示す図、第１
３図は同空調方式の暖房モードにおける動作を示す図で
ある。１・・・ヒートポンプ、１ａ・・・圧縮機、２・・・冷
媒用配管、３・・・温水配管、４・・・熱交換ユニット
、４ａ・・・冷媒空気熱交換器、４ｂ・・・温水ヒータ
、４ｃ、６ｂ、６ｃ・・・風路切換ダンパ、５・・・２
層ダクト、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ−ｆクト、６・・・
送風ユニット、６ａ・・・送風ファン、７．８・・・通
路、９・・・ダンパ、１０・・・手動開閉ツマミ、１１
・・・ウオームギア、１２・・・歯車、１３・・・風向
板、１４・・・ストッパー、１５・・・全熱交換器、１
５ａ・・・熱交換素子、１５ｂ、１５ｃ・・・換気用ダ
ンパ、Ｒ１−Ｒ３・・・部屋、Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３・・・開口、Ｐｋｌ・・・排気口、Ｐ
ｋ２・・・給気口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱媒体と空気との熱交換により空気を冷却または
加熱して冷風または温風を発生する熱交換ユニットと、
一端が前記熱交換ユニットに接続され且つ途中で送風ユ
ニットを介して各部屋に開口する第１の開口に接続され
た第１のダクトと、一端が前記熱交換ユニットに接続さ
れ且つ途中で前記送風ユニットを介して各部屋に開口す
る第２の開口に接続された第２のダクトと、前記熱交換
ユニットにより発生される冷風又は温風の送風路を前記
第１のダクトと第２のダクトとの間で切換える風路切換
ダンパとを備え、冷房モードにおいては、前記送風ユニ
ットおよび風路切換ダンパにより冷風を前記第１のダク
トに送風して各部屋の第１の開口から放出し、各部屋の
第２の開口から空気を吸引し前記第２のダクトを介して
前記熱交換ユニットにもどし、暖房モードにおいては、
前記送風ユニットおよび風路切換ダンパにより温風を前
記第２のダクトに送風して各部屋の第２の開口から放出
し、各部屋の第１の開口から空気を吸引して前記第１の
ダクトを介して前記熱交換ユニットにもどすように前記
風路切換ダンパを切換えるように構成したことを特徴と
するダクト式空調方式。
（２）前記風路切換ダンパが前記熱交換ユニット内に設
けられている特許請求の範囲第１項に記載のダクト式空
調方式。
（３）前記第１のダクトおよび第２のダクトが分枝ダク
トを有し、該分枝ダクトごとに前記送風ユニットが設け
られている特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
ダクト式空調方式。
（４）前記風路切換ダンパが前記送風ユニット内に設け
られている特許請求の範囲第１項から第３項に記載のダ
クト式空調方式。
（５）前記熱交換ユニットは前記第２のダクトとの接続
口またはその近傍で暖房モードにおける温風の流路中に
加熱器を有する特許請求の範囲第１項または第２項に記
載のダクト式空調方式。
（６）前記第２のダクトは前記熱交換ユニットの接続端
側に加熱器を有する特許請求の範囲第１項または第２項
に記載のダクト式空調方式。
（７）前記加熱器が温水を利用した加熱器である特許請
求の範囲第５項または第６項に記載のダクト式空調方式
。
（８）前記加熱器が電熱を利用した加熱器である特許請
求の範囲第５項または第６項に記載のダクト式空調方式
。
（９）前記第１の開口および第２の開口が開閉可能であ
る特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか１項に記
載のダクト式空調方式。
（１０）前記第１の開口と第２の開口とが各部屋の天井
面に左右に並んで設けられ且つ第１の開口と第２の開口
の部屋への吹出し方向が異なる特許請求の範囲第１項か
ら第９項のいずれか１項に記載のダクト空調方式。
（１１）前記加熱器の作動、非作動が前記風路切換ダン
パの切換動作に連動して切換えられる特許請求の範囲第
５項から第８項のいずれかに記載のダクト式空調方式。
（１２）前記第１のダクトおよび第２のダクトと外気と
を連通するダクトを有し、換気運転を可能とした特許請
求の範囲第１項から第１０項のいずれか１項に記載のダ
クト式空調方式。
（１３）前記第１のダクトおよび第２のダクトと全熱交
換器を介して外気に連通するダクトを有し、冷暖房運転
をしながら換気運転を可能とした特許請求の範囲第１項
から第１０項のいずれか１項に記載のダクト式空調方式
。
（１４）前記第１のダクトおよび第２のダクト内に換気
用ダンパが設けられている特許請求の範囲第１項から第
１０項のいずれか１項に記載のダクト式空調方式。