JP2000205593A - 空気調和機の換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】換気機能を空調機に追加するにあたり、下記課
題があった。 （１）設置場所の確保、即ち、換気装置を取り付けるた
めの室内の設置壁の確保と換気空気を通過させるための
壁貫通孔の確保。 【解決手段】換気用送風手段３１を室外機２に組み込む
ことで、設置場所や見栄えの問題を解決した。また、換
気用送風手段３１をユニット化し、現地で室外機２に積
み重ねる構造とすることにより、オプション対応を可能
とした。この結果、室外機２は従来構造でよく、市場競
争力を損なうことなく換気機能要求に対応ができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内機と室外機に
分離されているセパレートタイプの空気調和機により空
調する、空調空間の換気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のセパレートタイプの空気調和機の
設置状態を図１０に示す。１は空調する部屋４の壁面に
設置した空気調和機の室内機、２は空気調和機の室外
機、３は室内機と室外機の間の冷媒を運ぶ冷媒配管及び
配線類、６は外壁５に設けた冷媒配管３のための貫通
孔、７は室内機１からの吐出気流、８は吸い込み気流を
示す。

【０００３】図１１は室内機１の断面構成を示す。室内
機キャビネット１１内には、少なくとも室内側熱交換器
１２，送風ファン１３とファンモータ（図示せず）とフ
ァンケーシング１４からなる室内側送風手段が配置され
ている。また室内機キャビネット１１の前面下部には吐
出口１５、前面及び上面には吸込口１６がそれぞれ開口
している。

【０００４】図１２は室外機２の水平断面構成を示す。
室外側熱交換器２２，送風ファン２３とファンモータ２
４とファンケーシング２５からなる室外側送風手段，圧
縮機２６，制御用の電気部品２７などからなり、それら
が室外機キャビネット２１に納められている。２８は室
外機の風の流れを示す。

【０００５】かかるセパレートタイプの空気調和機は、
一台で効率良く冷房，暖房，除湿，送風運転が出来る，
価格が手頃，室内への収まりが良い，操作が容易である
ことなどから一般家庭を中心に広く普及している。

【０００６】しかしながら、かかるセパレートタイプの
空気調和機は、一般的には換気機能、即ち、室外空気を
室内へ導入する機能若しくは室内空気を室外へ排出する
機能は持っていない。このため、通常の空調機運転時に
は、熱ロスを防ぎ効率良く空調するため部屋を閉め切っ
て使用される現状から、高気密化が進んだ現代の住宅で
は、在室時間が長い場合や在室人員が多い場合には、換
気不足ぎみとなり、新鮮空気の不足や空気の汚れなどの
問題があった。

【０００７】かかる問題を解決すべく、換気機能を有す
る空気調和機が販売されている。かかる換気機能を送風
手段の基本構成で分類すると下記３タイプがある。

【０００８】１つは、換気のための送風手段を独立ユニ
ットにまとめ、室内壁に空調機とは独立して設置するタ
イプのものである。代表例として株式会社日立製作所の
ＫＫユニットＳＰ−ＫＵ−Ｇ１(日立ルームエアコン総
合カタログ９８年５月,Ｐ１０参照）がある。図１３に
基本構成を示す。

【０００９】室内機１と同一空調室の壁に該換気用送風
手段３１を取り付け、室内機１と信号線３２でつなぎ、
運転制御をする構成である。図１４に該換気用送風手段
３１の断面を示す。送風ファン２３，ファンモータ２
４，ファンケーシング２５からなり、専用の換気孔３２
を通して室内の汚れた空気３３を室外へ排出３４する構
成である。かかる構成の換気方式の問題点としては、独
立した専用の換気孔３２を外壁５に新たに開口する必要
がある点や設置スペースとして室内壁を確保する必要が
ある点などが挙げられる。なお、送風ファン２３はプロ
ペラファンを図示しているが、プロペラファンはあくま
で代表例であり、貫流ファン，シロッコファンなどファ
ンの種類は特に問わない。以下本明細書中のたの実施例
の記載はすべて同じである。

【００１０】２つめは、室内機と換気用送風手段を一体
化したタイプである。代表例としてシャープ株式会社の
ルームエアコンＡＹ−Ｊ２８ＦＸ（シャープエアコン総
合カタログ９８年３月，ｐ５参照）がある。図１５に基
本構成を示す。室内機１のキャビネット１１を長さ方向
に大きくし、該換気用送風手段３１を大きくした空間に
組み込んだ構成である。図１６に該換気用送風手段３１
の断面を示す。少なくとも送風ファン２３，ファンモー
タ２４，ファンケーシング２５とからなり、室内空気３
３を壁貫通孔６を利用して室外へ排出３４する。基本構
成はすでに述べた初めのタイプと同じである。但し換気
のための貫通孔は、空調機用の外壁５の貫通孔６と共用
としている違いがある。

【００１１】かかる構成では、貫通孔６を共用できるメ
リットはあるが、換気用送風手段３１を室内機１内部に
内蔵するため、室内機１の容積が必然的に大きくなり、
据付け作業性の低下や室内空間の圧迫，設置スペースの
制限などの支障が生じる欠点がある。また室内機と一体
構造であるため、必然的に部品点数が増え、空調機のセ
ット価格が高くなり、換気機能に魅力を感じない人の選
択から外されるなどの欠点もある。

【００１２】３つめは、換気用送風手段３１を外壁貫通
孔の位置でかつ室外側に設置するタイプである。代表例
としてダイキン工業株式会社の換気ユニット（ダイキン
ルームエアコン新製品発表資料９８年９月参照）があ
る。図１７に基本構成を示す。外壁５を挟んで室内機１
と反対側即ち室外側に換気用送風手段３１を設置してい
る。該換気用送風手段３１は、少なくとも送風ファン２
３，ファンモータ２４，ファンケーシング２５からな
り、室内空気３３を室外へ排出３４する。基本構成は他
のタイプと同じである。また配管孔は空調機用の貫通孔
６と共用している。

【００１３】かかる、換気ユニットを外壁に固定する構
成とする構成は、室内空間が広く使える、外壁貫通孔が
共用できるメリットはあるが、異質なものが壁中間に取
り付き、住宅の外観を損なう。場合によっては高所作業
となり作業性が悪い。送風ファンの回転振動が壁を伝わ
り、騒音・振動源となる恐れがある。固定に際し、外壁
に加工を施すため、雨漏りなどの原因となるおそれがあ
る。外で日射や風雨に晒されるのに耐える機器構造が要
求されるため、コストが高くなる。などの問題がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したごとく、
空調機に換気機能を付加するにあたっては、下記４つの
課題がある。

【００１５】（１）換気用送風手段設置場所の確保 少なくとも、換気用の送風手段は送風ファン，ファンモ
ータ，ファンケーシングで構成される。かかる機器をど
こに設置するか、場所の選択が重要となる。また、換気
のためには外壁を貫通して換気空気を排出若しくは吸入
させる必要がある。外壁への孔加工は建築駆体強度低下
や水漏れ原因などの問題を伴う。このため、壁孔処理も
大きな問題である。

【００１６】（２）換気性能の確保 換気により室内空気を清潔に保つには、必要換気量を確
保すると共に効率よく室内空気を新鮮外気と入れ替える
必要がある。即ち、一般に換気装置は部屋壁に取り付け
られるが、この状態で運転して居住空間である室中央部
の空気をきれいにする必要があり、この換気性能の向上
も大きな問題である。

【００１７】（３）オプション対応可能な構成とする 室内空気の汚れは住宅環境や、生活様式で大きく異な
る。このため、換気機能に価値を認める人と認めない人
に分かれる。いずれの顧客にも空調機を買って頂くに
は、該換気機能のオプション対応を可能とする必要があ
る。また、室内空気の汚れは目に見えづらく、わかりに
くい。このため換気機能を付加することで空調機の価格
が大きく上昇すれば、かかる機能のない他の商品に販売
競争で負ける可能性が高い。このため、換気機能付加に
伴うコストアップを極力押さえる工夫が重要である。

【００１８】（４）見栄えを確保する 換気装置は住宅に固定して長期間使う設備機器であり、
室内側のインテリアとのマッチングのみでなく、室外に
おいても住宅外観を損なわない点や住宅の外壁に不要な
負担をかけないなどの配慮も重要である。

【００１９】

【課題を解決するための手段】換気に必要な送風手段一
式、即ち少なくとも送風ファン，ファンモータ，ファン
ケーシングを室外機２の内部に配置する構成とし、設置
場所と見栄えの問題を解決した。また、室外機２の構成
において、該換気用送風手段一式を室外機外形に合わせ
た形状でユニット化し、室外機２の上部に積み重ねるこ
とで容易に現場で追加できる構成とした。かかる構成と
することにより、オプション対応が可能となり、幅広い
顧客への対応と価格低減も図れた。

【００２０】また、換気用送風手段の運転と室内機１の
送風ファンの運転を連動させる制御構成とした。かかる
運転制御により、室内機１の送風ファンで室内空気を撹
拌しながら、該換気用送風手段で汚れた室内空気を効率
良く室外へ排出することが可能になり、換気性能の向上
が図れた。

【００２１】更に換気通路は、空調機の壁貫通孔を共用
することとした。即ち、空調機用の壁貫通孔を２分し、
半分を空調機用に、残りの半分を換気用とした。該壁貫
通孔を通して一端を該換気用送風手段に接続し、他端を
室内に開口することにより、専用の貫通孔が不要とな
り、貫通孔の問題を解決した。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の基本構成を示す。
従来のセパレートタイプ空気調和機の室外機２内部に換
気用送風手段を組み込んだ構造である。１は空調機の室
内機、２は空調機の室外機、３は室内機と室外機の間の
冷媒を運ぶ冷媒配管及び配線類を示す。３１は室外機キ
ャビネット２１内に組み込まれた換気用送風手段で、少
なくとも送風ファン２３，ファンモータ２４，ファンケ
ーシング２５から構成されている。３３は室内側排気気
流、３４は室外側排気気流、３５はかかる換気空気のた
めのダクトを示す。該換気ダクト３５は一端をファンケ
ーシング２５に接続し、他端を外壁５の貫通孔６を利用
して空調する部屋４に開口している。なお、図１では壁
５と室内機１の間を大きく開けているが、実際には換気
風量は２０〜100立方メートル毎時程度であり、室内機
１の取り付け用金具を若干凹凸状に加工する程度で対応
可能である。

【００２３】かかる構成とすることにより、室内に換気
用送風手段の設置スペースが不要となる、外壁取り付け
タイプに比べ室外の美観が保たれると共に施工が安全で
容易となる、室外機の電源がそのまま換気用送風手段の
電源として容易に利用できるなど多くのメリットが生じ
る。

【００２４】図２は本発明の室外機キャビネット構成例
である。室外機２のキャビネット２１は施工性やサービ
ス性から上部フタ２９が分離し、着脱可能な構成となっ
ている。また、該換気用送風手段３１は室外機外形と同
一寸法の換気用送風手段キャビネット３０内に納められ
て仕上げてある。このため、該上部フタ２９を外し、室
外機キャビネット２１との間に該換気用送風手段キャビ
ネット３０を挿入することで容易に換気機能が追加でき
る構成とした。かかる構成とすることにより、現場で容
易に追加施工が可能となる。更に室外機２構造は従来と
同一構造でよく、必要な人にのみ換気機能のオプション
対応が可能となる。また、室外機２のキャビネットの一
部を活用するため、換気用送風手段３１の価格低減にも
寄与するメリットも生じる。

【００２５】図３は市販されている換気装置２０で、空
調空間４の空気を排出する場合の一般的な室内気流を示
す。即ち、かかる換気装置２０による排気では、吸い込
み空気３３は流速が遅いため、換気装置２０の直ぐ近く
の空気しか排出されない。このため、肝心の居住空間の
空気はなかなかきれいにならない。即ち、換気装置２０
を運転しても汚れた空気をきれいにするのに時間がかか
り、効率が悪いという問題があった。この問題を解決す
るには、図４に示す如く、換気装置２０の運転に連動し
て空調機の室内機１の送風機を運転し、室内空気を該送
風機で撹拌しながら換気装置２０で汚れが混合された空
気を排出すればよい。

【００２６】かかる考えから、効率のよい換気を行うた
め、必要に応じて換気用送風手段３１と室内機１の送風
機を連動運転させることとした。

【００２７】図５に本発明の換気用送風手段３１と室内
機１の送風運転の連動運転制御例を示す。即ち、空調機
が停止中で、かつ換気用送風手段３１が運転を開始した
時には、室内機１の送風運転を開始し、換気用送風手段
３１が運転を停止した時には、室内機１の送風運転を停
止する制御である。かかる制御の採用により、前述の理
屈で室内空気の効率のよい排出が期待できる。

【００２８】この場合、換気用送風手段３１若しくは空
調機１の通風路に空気汚れに対応して出力を出す汚れセ
ンサを備え、空調室の汚れを常にセンシングし、該汚れ
センサ出力に応じて換気用送風手段３１及び空調機１の
運転を制御すれば更に効率よく換気運転が可能となる。
この場合の制御例を図６に示す。即ち、室内空気の汚れ
が一定値以上の場合に、該汚れセンサからの出力に基づ
き運転信号を出し、換気用送風手段３１と空調機１の運
転を開始し、室内空気の汚れが一定値以下に低下すれば
換気用送風手段３１と空調機１の運転を停止する制御で
ある。かかる構成とすることにより、自動的に常にきれ
いな空気環境が保たれるメリットが生じる。

【００２９】図７は本発明の他の実施例を示す。室内機
１のキャビネット１１内部に換気用の開口部１０を開口
し、該開口部１０に換気用ダクト３５の室内側端を接続
した構成である。かかる構成とすることにより、例えば
新鮮外気を導入した場合には、空調した空気と混合して
吐出することとなり、温度差のある外気導入時の不快感
除去などのメリットがある。更に室内機１の送風ファン
１３を換気用ファンとしても活用できるなどのメリット
もある。

【００３０】図８は本発明の他の実施例である吸気タイ
プの構成を示す。即ち、外気を換気手段２０で室内に導
入する方式である。かかる構成とすることにより直接新
鮮外気を導入できるメリットがある。このため、例えば
夏期の夕方、外気が涼しくなった場合には、該換気用送
風手段３１を運転すれば、涼しい外気が導入されるため
冷暖房代わりに室内を冷やすことができる。かかる空調
機の補助利用できるメリットも生じる。この場合吸気口
の上流側にフィルタ４０を取り付ければ、外気からのホ
コリや花粉などの侵入を防ぎ、きれいな空気を導入する
ことができる。

【００３１】なお、図には示していないが、例えば、換
気用送風手段３１の送風ファン２３を回転方向を正・逆
いずれにも可能な送風ファンとすることにより、室内空
気の排出と外気導入を同一換気用送風手段３１でまかな
うことができる。この結果、外気を室内に導入する方式
と室外へ排気する方式の両方を任意に選択し、用途に応
じて使い分けると両方のメリットを享受する事ができ
る。

【００３２】図９は本発明の他の実施例であるソーラー
パネル４１との組み合わせを示す。直射日光を受ける室
外機２の一部にソーラーパネル４１を張り付ける構成で
ある。かかる構成とすることで晴天日日中は、換気用送
風手段の運転をソーラーパネルで発電した電源で賄うこ
とができ、電気代ゼロで換気運転が可能となるメリット
がある。

【００３３】

【発明の効果】（１）換気用送風手段３１を室外機２に
組み込むことで、下記効果が期待できる。

【００３４】先ず、室内空間４を占有しないで換気機能
の提供が可能となる。この結果ユーザが設置場所にわず
らわされずに、室内を有効に活用する効果が生じる。他
に、図１７に示す外壁の途中に固定するタイプで予想さ
れる見栄えの悪さ、施工の困難さ、配管孔からの水漏れ
の恐れなどの問題点が解消する。更に電源確保が容易と
なるなどの効果も生じる。

【００３５】次に、換気用送風手段３１をそのまま室外
機２の上フタ２９との間に現地で組み込む構成とするこ
とで、オプション対応が容易となる。この結果、室外機
２は従来構造のままでよく、コスト上有利である。また
換気用送風手段３１は室外機との上フタ２９の共用が図
れ、安価となる。

【００３６】（２）室内機１との組合せ運転制御とする
ことで、下記効果が期待できる。

【００３７】換気用送風手段３１の運転と室内機１の送
風運転とを組み合わせ、連動させることで、室内空気を
撹拌しながら換気することが可能となり、効率のよい換
気性能が確保される。この結果、ユーザにとっては、タ
バコの煙や室内浮遊塵埃等の効果的な排出が可能とな
り、空気清浄効果の向上が期待できる。更に、室内にこ
もった湿気の排出、同じく室内で発生したニオイの排出
なども効率よく運転できることとなり、これらのメリッ
トを享受できる。

【００３８】なおこの場合、外気導入方式においては、
通風路に空気清浄フィルターを配置することにより、室
内に新鮮外気を導入することが可能となり、外気を利用
した省エネでかつ快適な室内環境の確保などのメリット
も生じる。

【００３９】送風ファン２３を吸排両用にすることで、
室内空気の排出、外気導入のいずれにも対応可能な構成
が可能となる。即ち任意に吸気と排気の使い分けを行
い、それぞれのメリットを得ることも可能である。

【００４０】（３）空調機用の壁貫通孔６を共用する換
気ダクト構造とすることで、下記効果が期待できる。

【００４１】新たに壁貫通孔を開けることは住宅の駆体
構造・外観等から問題である。一般に空調用の貫通孔は
建築終了時点で既に開口しており、かかる空調機用の壁
貫通孔を２分割して共用することで上記問題の対応の他
に、施工の手間，シール不良による水漏れの恐れの解消
などのメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成である空気調和機の換気装置
を示す断面図。

【図２】本発明の室外機構成を示す斜視図。

【図３】換気装置運転時の気流を示す図。

【図４】換気装置と室内機ファン運転時の気流を示す
図。

【図５】本発明の運転制御を示す特性図。

【図６】本発明の他の運転制御を示す特性図。

【図７】本発明の他の実施例を示す図。

【図８】本発明の他の実施例を示す側断面図。

【図９】本発明の他の実施例を示す斜視図。

【図１０】従来空調機の基本構成を示す図。

【図１１】従来空調機の室内機構成を示す図。

【図１２】従来空調機の室外機構成を示す断面図。

【図１３】従来の換気機能付空調機構成を示す図。

【図１４】従来の換気装置断面を示す断面図。

【図１５】従来の他の換気機能付空調機構成を示す図。

【図１６】従来の他の換気装置断面を示す断面図。

【図１７】従来の他の換気機能付空調機構成を示す断面
図。

【符号の説明】

１…室内機、２…室外機、３…冷媒配管、４…空調空
間、５…外壁、６…貫通孔、７…吐出気流、８…吸い込
み気流、１０…キャビネット開口部、１１…室内機キャ
ビネット、１２…室内機熱交換器、１３…送風ファン、
１４…ファンケーシング、１５…吐出口、１６…吸い込
み口、２０…換気装置、２１…室外機キャビネット、２
２…室外機熱交換器、２３…室外機送風ファン、２４…
ファンモータ、２５…ファンケーシング、２６…圧縮
機、２７…電気部品、２８…気流、２９…室外機キャビ
ネットフタ、３０…換気手段用キャビネット、３１…換
気用送風手段、３２…貫通孔、３３…室内側排気気流、
３４…室外側排気気流、３５…換気用ダクト、４０…フ
ィルター、４１…太陽電池パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 邦之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 (72)発明者 森本 素生 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 3L054 BA02 BA03 BB02 BB03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内機，室外機及び住宅外壁の貫通孔を通
   してそれらを結ぶ冷媒配管からなる空気調和機に於い
   て、少なくとも送風ファン，ファンモータ，ケーシング
   からなる換気用送風手段と、換気空気を搬送する換気用
   ダクトから構成される換気装置のうち、該換気用送風手
   段を室外機内部に配置し、換気用ダクトの一端を該換気
   用送風手段に接続し、他端を該住宅外壁の冷媒配管と同
   一貫通孔を通して空調室内に開口したことを特徴とする
   空気調和機の換気装置。