JPH0210353B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、室内側熱交換器を非居室ゾーンに設
置することによつて、効率良くしかも安価に設置
できるようにした住宅用空調システムに関するも
のである。

「従来の技術」 住宅における全室冷暖房の手法として一時期主
流を占めていたのは、熱源を住宅の所要位置に設
け、この熱源からの熱を各室に設けられたフアン
コイルユニツト等の室内側熱交換器に搬送するよ
うに連結して構成されたセントラル空調システム
である。ところが、この種のセントラル空調シス
テムにあつては、温冷水等を輪送するための長い
配管を住宅内に施す必要があつて配管施工が大掛
かりになり、イニシヤルコストが高くなる欠点が
ある上に、人のいない居室まで空調するために、
不経済なシステムであつた。そこで、近年では、
室外側熱交換器を各居室に設けた室内側熱交換器
に連結して構成された個室対応型冷暖房システム
が提供されている。

「発明が解決しようとする問題点」 この種の個室対応型冷暖房システムは、各居室
において、必要に応じて個々の室内側熱交換器の
出力調節を行うことにより各居室の冷暖房を自由
に行うことができるために、効率の良い冷暖房操
作が可能であるものの、各居室ごとに室内側熱交
換器を設ける必要があるために設備費が相当に高
くなる問題を有していた。また、前記個室対応型
冷暖房システムに用いる各室内側熱交換器は、各
居室の冷暖房を余裕をもつてなしうるように、そ
の居室に見合つた容量より若干大きめの容量のも
のを設置する必要があるが、これでは、住宅全体
としての容量に換算した場合、その住宅に必要な
容量より、はるかに大きな容量の機器を備えるこ
とになり、住宅の契約電力を不要に大きくして、
冷暖房システム用の専用電気回路を設ける必要等
を生じる問題を有しており、全室冷暖房は実現し
難いものであつた。

なお、諸外国で普及している全室冷暖房システ
ムとして、地下室等に設けた機械室に熱源と大型
の送風機を設置し、住宅の全室に配管したダクト
によつて温風や冷風を各居室に吹き出すように構
成した、いわゆるエアハンドリング方式の全室冷
暖房システムが知られているが、この方式にあつ
ては、各居室ごとのきめ細かな温度調節は困難で
あるばかりか、全室に送風するために使用する大
型の送風機が大きな電力を消費して不経済である
上に、送風機の騒音が大きいために、国内の一般
家庭における使用には不具合であるといつた問題
を有していた。

「発明の目的」 本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、
設備コストが安く、しかも各室の冷暖房を効率良
くなしうる空調システムを提供することを目的と
する。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、室外
側熱交換器に連結されるとともに送風機に接続さ
れ、送風口と吸気口を有する室内側熱交換器を廊
下やホールの天井裏、場合によつては床下といつ
た住宅内の非居室ゾーンに設置し、この室内側熱
交換器の送風口と吸気口の各々を室内側熱交換器
に隣接する複数の居室の各々に送気ダクトと吸気
ダクトによつて連絡したものである。

「作用」 一つの室内側熱交換器によつて複数の居室の冷
暖房が可能になるとともに、室内側熱交換器と各
居室とを連結するダクトの距離を極力短くでき、
設備コストの低減化をなしえ施工性も向上し、更
に、ドレン配管や冷媒配管等、リークが問題とな
る箇所を全て非居室ゾーンにまとめて施工でき
る。

「実施例」 第１図ないし第４図は、本発明の一実施例の空
調システムを２階建ての住宅Ａに適用した例を示
すものである。

第１図において、住宅Ａには、１階に廊下（非
居室ゾーン）２を挟んで左右２つずつ、計４つの
居室３，４，５，６が、また、２階に廊下（非居
室ゾーン）７を挟んで左右２つずつ、計４つの居
室８，９，１０，１１が設けられ、廊下２を挾ん
で対向する居室３，５の各々の出入口と、廊下２
を挾んで対向する居室４，６の各々の出入口と、
廊下７を挾んで対向する居室８，１０の出入口
と、廊下７を挾んで対向する居室９，１１の出入
口とは各々対向して形成され、各出入口には、扉
１２が設置され、各扉１２の上には欄間状の吸排
気ユニツト１３が設置されている。

そして、前記廊下２，７を挾んで対向する吸排
気ユニツト１３，１３の間の上方であつて、廊下
２，７の各々の天井裏には、プレナムチヤンバ
（室内側熱交換器）１５が設置され、１階の天井
裏のプレナムチヤンバ１５は１階の廊下２の床下
に設置された室外側熱交換器１６に連結管１７，
１７によつて接続されるとともに、２階の天井裏
のプレナムチヤンバ１５は１階の居室３の床下に
設置された室外側熱交換器１８に連結管１９，１
９によつて接続されている。なお、これら室外側
熱交換器１６，１８は、各々の能力が、例えば、
内部に設けられたコンプレツサーの高速運転と、
中速運転と、低速運転に応じて「強」、「中」、
「弱」の３段階に切換自在になつている。

前記各プレナムチヤンバ１５は、第２図にも示
すように、平面多角形状のケーシング２０と、こ
のケーシング２０の内部に設けられた熱交換機２
１Ａと送風機２１Ｂとを主体として構成されてい
る。前記ケーシング２０の一側には送風口２２，
２３が形成され、その他側には吸気口２４，２５
が形成されている。前記熱交換機２１Ａは前記室
外側熱交換器１６に連結した熱媒移動用連結管１
７が、あるいは室外側熱交換器１８に連結した熱
媒移動用連結管１９が連結されたものである。

前記送風機２１Ｂは、ケーシング２０の内部で
あつて、熱交換機２１Ａと吸気口２４，２５との
間に設けられたもので、２つのフアン２７，２８
を有し、フアン２７によつて吸気口２４から空気
を吸入し、熱交換機２１Ａと送風口２２を介して
外部に送風できるように、また、フアン２８によ
つて吸気口２５から空気を吸入し、熱交換機２１
Ａと前記送風口２３を介して外部に送風できるよ
うになつていて、その送風能力は例えば「強」、
「中」、「弱」の３段階に切換自在になつている。

前記吸排気ユニツト１３は、第２図ないし第４
図にも示すように、各居室の扉１２の上方に、そ
の背面部を廊下２（あるいは廊下７）側に向ける
とともに、その正面部を居室に露出させ、その上
部を廊下２の天井裏（あるいは廊下７の天井裏）
に露出させて設置された箱状のものである。

この吸排気ユニツト１３は、中空の箱体３０
と、この箱体３０の内部に設けられた仕切り体３
１とからなり、箱体３０の背面側の上部には、左
右に隣接して各々天井裏に開口した吸気孔３２と
吐出孔３３が形成されている。前記仕切り体３１
は、底板３４と側板３５，３５からなる正面Ｕ字
状をなし、箱体３０の内部に平行に取り付けられ
た図示略のレール部材に沿つて左右方向に移動自
在に設けられていて、仕切り体３１は、底板３４
を吸気孔３２の下方に第３図に示すように位置さ
せた場合に、一方の側板３５が吸気孔３２と吐出
孔３３との間に位置することにより、箱体３０の
内部を、吸気ゾーン３６と排気ゾーン３７とに区
画する一方、底板３４を吐出孔３３の下方に、第
４図に示すように位置させた場合に、他方の側板
３５が吸気孔３２と吐出孔３３の間に位置するこ
とにより、箱体３０の内部を、吸気ゾーン３８と
排気ゾーン３９とに区画するようになつている。
なお、前記仕切り体３１は矩形枠状でも良い。

そして、箱体３０の室内側の面には、各吸排気
ゾーン３６，３７，３８，３９を室内に連通させ
るための透孔が形成されていて、各透孔にはがら
り５０が取り付けられている。このがらり５０
は、排気ゾーン３７（または排気ゾーン３９）か
ら排出された空気が吸気ゾーン３６（または吸気
ゾーン３７）に直接流入するシヨートサーキツト
現象が生じないように、送風方向を調節して、居
室の空気が吸気ゾーン３６，３７に確実に吸入さ
れるようにするものである。

なお、前記箱体３０の内部では、仕切り体３１
が、第３図に示す位置と第４図に示す位置の２通
りに設置可能になつているが、これは、居室５，
６，１０，１１に吸排気ユニツト１３を設置する
場合には、第３図に示すように仕切り体３１を位
置させ、居室３，４，８，９に吸排気ユニツト１
３を設置する場合には第４図に示すように仕切り
体３１を位置させることによつて、左右どちらに
吸気孔３２と吐出孔３３が位置した場合であつて
も、設置できるようにするためである。

また、前記プレナムチヤンバ１５において、送
風口２２はプレナムチヤンバ１５の一側側方の吸
排気ユニツト１３の吐出孔３３に送気ダクト４０
によつて、また、送風口２３は他側側方の吸排気
ユニツト１３の吐出孔３３に送気ダクト４１によ
つて各々連結されるとともに、吸気口２４はその
一側側方の吸排気ユニツト１３の吸気孔３２に吸
気ダクト４２によつて、また、吸気口２５はその
他側側方の吸排気ユニツト１３の吸気孔３２に吸
気ダクト４３によつて各々連結されるている。

また、前記各吸排気ユニツト１３の各々の吸気
孔３２の内部と吐出孔３３の内部には、開閉ダン
パ４５が設けられるとともに、各吸排気ユニツト
１３の背面部には前記開閉ダンパ４５を操作して
吸気孔３２と吐出孔３３を各々開閉させる開閉モ
ータ４６が取り付けられ、これらの各開閉モータ
４６は吸排気ユニツト１３の室内側に設けられた
図示略の操作スイツチにより作動されるようにな
つていて、この操作スイツチにより室内側から吸
気孔３２と吐出口３３を開閉できるようになつて
いる。

次に前記のように構成された冷暖房システムの
作用について説明する。

居室３，４，５，６あるいは８，９，１０，１
１において空調の必要を生じた場合には、室外側
熱交換器１６（または、室外側熱交換器１８）と
プレナムチヤンバ１５…を作動させ、空調が必要
な居室の吸排気ユニツト１３の操作スイツチによ
り吸気孔３２と吐出孔３３とを開口させる。この
操作により、プレナムチヤンバ１５は、その送風
機２１Ｂによつて居室内の空気を吸気孔３２と吸
気ダクト４３（または吸気ダクト４２）を介して
ケーシング２０内に吸入し、熱交換機２１Ａに送
り、熱交換して、送気ダクト４１（または送気ダ
クト４０）と吐出孔３３を介して居室内に戻し、
居室の空調を行う。なお、この空調の際に、空調
の不要な居室にあつては、その居室の吸排気ユニ
ツト１３の操作スイツチにより開閉ダンパ４５を
閉じて吸気孔３２と吐出孔３３を閉じておけば良
い。この操作によつて、空調の不要な居室の空調
を行わなくても良くなり経済的な空調操作をなす
ことができるようになる。

なお、以下に、空調対象が居室３と居室５の場
合であつて、寒冷期等に居室３の気温が15℃、居
室５の気温が10℃であつた場合において、居室
３，５の暖房操作における本実施例作用の一例に
ついて、第５図を基に説明する。

この場合に、まず、運転当初は、プレナムチヤ
ンバ１５の送風機２１Ｂの送風能力を「強」に、
室外側熱交換器１６のコンプレツサの回転数を高
速にして各々作動させ、居室３の各開閉ダンパ４
５，４５を全開に、居室５の各開閉ダンパ４５，
４５を全開状態にする。この操作により居室３，
５の温度が各々第５図の実線と点線に示すように
上昇して居室３の温度がほぼ20℃に、また、居室
５の温度がほぼ15℃になつたならば、プレナムチ
ヤンバ１５の送風機２１Ｂの送風能力を「中」
に、室外側熱交換器１６のコンプレツサの回転数
を中速にして各々作動させ、居室３の各開閉ダン
パ４５，４５を半開状態に、居室５の各開閉ダン
パ４５，４５を全開状態にする。この状態で居室
３には、その室温を維持する程度の暖房が施さ
れ、居室３の室温を維持されるとともに、居室５
にはその室温を上昇させる暖房が施され、居室５
の温度は第５図の点線に示すように上昇する。次
に、居室５の温度がほぼ20℃になつたならば、プ
レナムチヤンバ１５の送風機２１Ｂの送風能力を
「弱」に、室外側熱交換器１６のコンプレツサの
回転数を低速にして各々作動させ、居室３，５の
各開閉ダンパ４５…はいずれも全開状態にする。
この操作によつて、居室３，５はいずれも室温を
保持する状態に暖房される。なお、空調の必要が
無い場合には、その居室の各開閉ダンパ４５を閉
じておけば良いのは勿論である。

以上の操作によつて、居室３，５の暖房を行う
ならば、居室３の温度が20℃に到達した後には、
この居室３の温度を維持するのに必要な熱量以外
の熱は居室３に送らないようにできるために、各
居室３，５ごとに、必要に応じた分の熱を供給す
ることができ、プレナムチヤンバ１５と室外側熱
交換器１６をエネルギーロスの無い状態で効率良
く運転することができる。

なお、前記のような細かい温度コントロール
は、送風機２１Ｂと室外側熱交換器１６と開閉モ
ータ４６を所要の制御装置に接続し、この制御装
置に各居室の温度に応じたエネルギーロスの少な
い操作手順を記憶させておき、この制御装置によ
つて、送風機２１Ｂの送風能力の切換と、室外側
熱交換器１６，１８のコンプレツサの回転数切換
と、各開閉ダンパ４５…の開放状態制御とを行う
ようにすれば、自動的に行うことができる。な
お、前記送風機２１Ｂと室外側熱交換器１６，１
８は無段階に出力調節可能な構成にしても良く、
その場合は前記制御装置の記憶内容を更に細かい
温度変化に対応させて設定することによつて、一
層細かい空調操作が可能になる。

また、前記プレナムチヤンバ１５は廊下２，７
の天井裏に設置されている関係から、プレナムチ
ヤンバ１５の厚みにより廊下２，７の天井高さが
若干低くなることも考えられるが、廊下２，７の
天井高さの低下は、廊下２，７が非居室ゾーンで
あるために、居住者の生活には影響はほとんど無
い。この点、居室の天井裏にプレナムチヤンバを
設置するようであると、天井高さの低下は居住者
に圧迫感として影響を与えるために好ましくな
い。

更に、前記構成の空調システムにあつては、送
気ダクト４０，４１と吸気ダクト４２，４３の配
管施工は、廊下２，７の天井裏から居室の扉１２
の上部まで行うと良いために、住宅の全体にわた
りダクトの配管施工が必要であつたセントラル空
調方式の従来システムに比較して配管距離が短く
なり、断熱処理等の配管施工が容易になる。ま
た、天井裏等の非居室ゾーンにプレナムチヤンバ
１５を設置した場合には、ドレン配管や冷媒配管
等のリークが問題となる箇所を非居室ゾーンにま
とめて設置できる特徴があり、居室にプレナムチ
ヤンバ１５を設置した場合よりも、ドレン水の排
出処理等が簡単であり、メンテナンスの面で有利
な構成であり、設置位置が居室から離れているた
めに、居室において送風機２１Ｂの騒音も気にな
らない効果がある。なお、この点、従来の個室対
応方式のシステムにおいては、居室にプレナムチ
ヤンバを設けると、ドレン水が室内に排出される
虞があるが、前記構成を採用した場合にはこのよ
うな問題は生じない。

なお、前述の構成において、プレナムチヤンバ
１５の容量が十分大きい場合には、３つ以上の居
室に接続しても良い。これは、近年の優秀な断熱
処理を施した住宅にあつては、８畳間においては
暖房負荷が1000Kcal／Ｈ程度であることを考慮
すると、2500〜3000Kcal／Ｈ程度の暖房能力を
有するプレナムチヤンバ１５を使用すれば、２〜
３室への接続が可能になるためであり、当然
3000Kcal／Ｈより大きな暖房能力を有するプレ
ナムチヤンバ１５であれば、３室以上の居室に接
続可能になるのである。また送風機２１Ｂの設置
場所は、送気ダクト４０，４１の内部や吸気ダク
ト４２，４３の内部、あるいは、吸排気ユニツト
１３の内部等、プレナムチヤンバ１５の外部であ
つても良いが、騒音面から考慮すれば、吸排気ユ
ニツト１３には送風機２１Ｂを設けない方が好ま
しい。更に、吸排気ユニツト１３はその内部に特
別な装置を有していないために、薄型化が容易で
ある。なおまた、吸排気ユニツト１３の設置場所
は、扉１２の上方に限るものではなく、壁の内部
でも差し支えないし、プレナムチヤンバ１５を設
置する場所は、廊下２，７の天井裏の他に、玄関
やホール等の天井裏、あるいは床下でも良い。

一方、前記プレナムチヤンバ１５の内部であつ
て、送風口２２，２３の開口部と吸気口２４，２
５の開口部の各々に開閉ダンパを設ける構成とし
たり、送風口２２，２３の間の部分に、送風口２
２か送風口２３のどちらか一方を閉じる切換ダン
パを設け、更に、吸気口２４，２５の間の部分に
吸気口２４，２５のどちらか一方を閉じる切換ダ
ンパを設けて構成することによつて、空調の不要
な居室の空気のプレナムチヤンバ１５への吸入を
阻止して空調の不要な居室が負圧にならないよう
に、かつ、空調の不要な居室側のダクトへの空気
の搬送を防止してエネルギーロスを少なくするよ
うにもできる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、室外側熱交換器
に連結されるとともに送風機に接続され、送風口
と吸気口を有する室内側熱交換器を非居室ゾーン
に設置し、室内側熱交換器の送風口と吸気口の
各々を室内側熱交換器に隣接する複数の居室の
各々に送気ダクトと吸気ダクトによつて連絡した
ものであるため、１つの室内側熱交換器で複数の
居室の空調をなしえ、設備コストの低減化をなし
うるとともに効率の良い空調操作をなしうる効果
がある。また、室内側熱交換器を非居室ゾーンに
設置したために、居室内に設置した場合に比較し
て室内側熱交換器のメンテナンスも容易になると
ともに、室内側熱交換器の発する騒音が居室にほ
とんど伝わらないために、騒音の少ない状態で居
室を空調できる効果がある。更に、非居室ゾーン
と居室との間の距離が各ダクトの配管距離になる
が、これは従来のセントラル空調方式の空調シス
テムの配管距離に比較して短いために、配管施工
が容易になる効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を示
すもので、第１図はシステム全体の構成を示す透
視図、第２図は非居室空間に設置された送風機を
示す断面図、第３図は吸排気ユニツトの一部を破
断にした透視図、第４図は吸排気ユニツトの他の
状態を示す斜視図、第５図は本発明の一実施例を
用いて行う効率的な暖房操作を説明するための線
図である。 ２，７……廊下（非居室ゾーン）、３，４，５，
６，８，９，１０，１１……居室、１３……吸排
気ユニツト、１５……プレナムチヤンバ（室内側
熱交換器）、１６……室外側熱交換器、２１Ａ…
…熱交換機、２１Ｂ……送風機、２２，２３……
送風口、２４，２５……吸気口、４０，４１……
送気ダクト、４２，４３……吸気ダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 室外側熱交換器に連結されるとともに送風機
   が接続され、送風口と吸気口を有する室内側熱交
   換器を住宅内の非居室ゾーンに設置し、この室内
   側熱交換器の送風口と吸気口の各々を室内側熱交
   換器に隣接する複数の居室の各々に送気ダクトと
   吸気ダクトによつて連絡してなることを特徴とす
   る住宅用空調システム。 ２ 送風機を各居室における送気ダクトの吹出口
   近傍に設けた特許請求の範囲第１項記載の住宅用
   空調システム。 ３ 送風機を室内側熱交換器の送風口近傍または
   吸気口近傍に設けた特許請求の範囲第１項記載の
   住宅用空調システム。 ４ 送気ダクトと吸気ダクトに開閉ダンパを設け
   た特許請求の範囲第１項記載の住宅用空調システ
   ム。 ５ 室内側熱交換器内に送風機を設け、室内側熱
   交換器の送風口近傍または吸気口近傍にダンパを
   設けた特許請求の範囲第１項記載の住宅用空調シ
   ステム。 ６ 送気ダクトと吸気ダクトの居室側の開口部を
   欄間部に設けた特許請求の範囲第１項記載の住宅
   用空調システム。