JPS591936A - 天井裏空間利用の空気熱源空調設備 - Google Patents

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】 本発明は、天井裏空間を利用した空気熱源空調設備に係
り、詳しくは、室外機も室内機と共に１体的１ｃ／＜ッ
ヶージ化した空気熱源ヒートポンプユニットを天井裏に
収納し、外気の取入れを建物との取合よく行なうと共に
還気、給気および排気も合理的に行なえるようにした空
調設備に関する。

従来より天井裏空間を利用し／こ空気調和方式が種々提
案され、天井裏内に水熱源またげ空気熱源の空調機を収
納する方式が採用されている。このうち、空気熱源空調
機の場合ＶＣは、室内機だけを天井裏内に設置し、室外
機はベランダや屋上等に設置し、両者間を冷媒配管して
ヒートポンプを形成する場合が多い。

し力・し、建物Ｖ？−よっては室外機を建物外側に設置
するスペースがな７）＝つたり、また建物の美感上好ま
しくな力１つたりする場合がある。ｆだ、建物外側に室
外機の設置スペースが確保された場合にあっても、室外
機と天井裏室内機の間に冷媒カス配管工事を必要とし、
この冷媒カス配管用のパイプ／ギフト等のスペースが必
要となったり、建物外周部の梁に大きな開口（給排気用
）を設けることを要したり、デフロスト装置を室外機に
内蔵させねばならなかったりして、工事が繁雑化し、建
物との取合いや美感面で難点が°生ずる場合が多力・つ
グζ。

これ全回避するには室外機も天井裏内に収納すればよい
が、通常の建物では天井部に外柔が存在するので、外気
の取入れや排気の処理に問題が生じ建物との取合いと美
感面でやはり難点が生ずる。

本発明はこれの解決を目的とし、天井裏を利用した空気
熱源による新しい空調方式を開発したものである。すな
わち本発明は、第１〜４図に示したように、外柔５０の
下方であって窓上梓近傍の外側に下向きの開口５１ヲ形
成し、この開口５１から室内天井裏空間５２Ｖｃ設置さ
れた空気熱源ヒー・トポンプユニン）Ｕの室外側に通ず
るダクト５３の空気熱源空調設備を提供するものである
。

第１〜２図において、下向きの開口５１は天井部の外柔
５０の下端と窓６０の上枠との間においてフード５８ヲ
取付けることによって形成されており、窓６０の上枠５
６の外面を外柔５０の外面より若干建物内側に後退させ
、外柔５０の外面に沿ったフード５８ヲ窓の上枠５６の
近傍まで垂下させることによって、このフード５８の下
縁と窓外枠５６の外面との間に横に長く延びた下向きの
開口５１が形成しである。実際上は窓６０のある個所に
おいて、第３図に示したように、窓６０の上枠−ばいに
この下向きの開口５１を形成するようにフード５８′ｆ
ｔ取付けると、外観上も良好である。

このフード５８と窓外枠５６との間で形成された下向開
口５１ハ外梁５６の上方７１１１）ら天井裏内に向って
９０°の角度変更した通路５７ヲ経てダクト５３によっ
てユニン）ｔＪｌｃ連結される。この通路ｓ７＋ｃｌ−
いて、金銅等のフィルター６１を取付けておくと、鳥の
侵入や雨水のミスト浸入防止が図れる。なお、第１〜２
図において、６１はパツキン、６３はカーテンボックス
？示している。図示のように、フード５８、通路５７、
ダクト５３ニよって空気通路全形成すると、天井施工と
は全く切離してこれ全形成でき、天井面のインテリアに
全く影響を与えることがない。なお、この空気通路は外
気の取入通路と排気の排出通路とに区分すΣとよい。こ
れは、縦方向の仕切板を入れることによって簡単に実現
できる。実際！／ｃは、第４図の例に示すように、ダク
ト５３ハ、開口５１カらの外気取入通路の／ζめの外気
ダクト６５と、ユニン）Ｕからの排気を開口５１に導く
１ζめの排気ダクト６６とに分けて施設するとよい。

一万、天井裏空間５２の中には、天井面に設けた室内５
４と連通ずる吸入口５５から室内空気（還気）が取入れ
られ、この還気をユニソ）Ｕが吸込んでこれを空気調和
し、この調和空気は給気ダクト６７．６７′（第１図お
よび第４図）に裏って天井面の任意の個所に取付けた吹
出口６８（第４図）に送られて室内に吹出す。図示しな
いが、ユニットＵの直下に給気口を設けるようＩＣｊる
こともできる。

このようにして、空気熱源ヒートポンプユニットＵを天
井裏内にすっぽり収納しても建物の外観を乱すことなく
合理的に熱源用空気の取入と排気が行なえると共に、空
調のための諸設備によって室内の有効空間に制約を与え
ることは完全回避ができ、しかも工事が独立しかつ簡易
であると共に、空調ゾーンごとの完全個別空調が行ない
得る。

次に、本発明の空調設備に使用するに好適な空気熱源ヒ
ートポンプユニットの例を第５〜１３図に従って説明す
る。このユニットは冷暖房運転、外気冷房運転、排熱回
収運転などに切換え可能に構成されているものである。

すなわち、本発明に従うこの天井隠蔽型空気熱源ヒート
ポンプユニソトニ、第５〜９図に示したように、一つの
ケージング１内を仕切板２ｉＣよって室外側空気通路Ａ
と室内側空気通路Ｂとに区分し、室外側空気通路ＡＩＣ
配置された室外側熱交換器３と室内側空気通路Ｂに配置
された室内側熱交換器４とを冷媒配管してヒートポンプ
を形成すると共に両通路ＡとＢのファ１５と６全同軸駆
動とし、両通路ＡとＢとを連通ずる開口Ｚを設けると共
に室外側空気通路ＡＥおいて室内側熱交換器乙の迂回通
路８を設け、室外側空気通路ＡＶｃおける空気流れを室
外側熱交換器６全経る流路と迂回通路８を経て開口７カ
・ら室内側空気通路Ｂｌ’ｉ：入る流路とに切換えるダ
ンパ９を設置した構成を有している。なお、図において
、１０はモーター、１１は圧縮機であり、このモーター
１０と圧縮機１１げ室内側空気通路Ｂの側に設置しであ
る。

図の実施例において、横范延びた直方形のケーシンク１
を垂直な仕切板２によって長手方向Ｖｃ２分（途中で折
れ曲っている）して横方向に延びた室外側空気通路Ａと
室内側空気通路Ｂ’（ｉ−設けた例が示され、ファン５
と６ｉ１ｔこの仕切板２を挾んだファンケース１２と１
３の中にそれぞれ収められている。そして、このファン
ケース１２と１３の下方に内通路ＡとＢを連通する開ロ
アが設けられている。

室外側と室内側の機器配置を以下に１−ヲ追って説明す
る。説明の便宜上、直方形のケーシングの６面について
、図示のように、上面をａ、下面をｂ、室外側の側ｆｆ
１ｔ：ｃ、室内側の側ｔｆｉ’ｒｄ、残りの両端面をｅ
とｆと呼ぶことにする。（第７〜９図）。

室外側において、側面ｃＶＣは外気取入口１５が端面θ
に近い方に設けられ、またこの側面Ｃの端面ｆＫ近い方
ＶＣは還気取入口１６が設けられている。外気取入口１
５ハ先述のように外気取入ダクト６５Ｖｃ接続され、還
気取入口１６は開口した壕まであり、天井裏空間の空気
を取入れる工うＶｒ−なっている。

外気取入口１５σ側面Ｃの下方に設けられていてこの外
気取入口１５Ｊ：り上の部分に平板１７（第５図）が設
けである。この平板１７ハはぼ水平な板であり室外側空
気通路Ａを上下に２分するが、その長さは端面ｅからフ
ァンケース１２　ノ前Ｉ　Ｔ７７” であり、このケース１２の前の平板１７の端縁にダンパ
９が回転可能に接続しである（このダンパ９の詳細は後
述する）。そして、この平板１７と仕切板２との取付部
分には隙間１８（第５図）が設けである。より詳しく汀
、仕切板２は端面ｅに向うにつれて室外側の方に傾斜し
ているが、この傾斜している部分の仕切板２と平板１７
との間１ｃ［隙間１８が設けである。そして、この平板
１７の上ＩＣは室外側熱交換器５が設置してあり、外気
取入口１５から平柩１７の下の空間（これは迂回通路８
でもある）に入った外気が隙間１８を経て平板１７の上
に出てから室外側熱交換器３を通過するようにしである
。なお、図には現われていないが、この室外側熱交換器
３の下部１ｃＩ−ｊ、ドレンパンが設けである。

ダンパ９は平板１７の端縁１９（第７図）Ｖｃ沿って設
けられた水平軸２０の回りに回転するもので、第１０〜
１１図に第５〜９図に示した態様のダンパ９を、また第
１２〜１３図は別の態様ダンパ９′ヲ、それぞれ視角を
変えて斜視的に示したものである。

第１０〜１１図に示したダンパ９は、水平な回転軸２０
の回りに回転する翼２２と、回転軸２０の１方の端部に
回転可能に取付けられた扇形板２３と、固定板２４とか
らなり、翼２２と扇形板２３とは１体的に回転軸２０の
回りに回転するようＶｒ−なっている。すなわち、固定
板２４Ｖｃ対して翼２２と扇形板２１ｊ１体となって相
対的に回転するものである。扇形板２３には孔２５があ
けてあり、扇形板２６０回転位置１ｃよって、この孔２
５がｃＵｆｌの還気取入口１６に整合する開成位置と、
扇形板２６が還気取入口１６を塞ぐ閉成位置と、を選択
できるようにしである。一方、この扇形板２６と同時に
回転する翼２２ハ、平板１７の下の空間（迂回通路８）
とファンケーシング下の連通間ロアと′ｆｆ：ａ断した
り連通させたりする。

第１２〜１３図に示した別の態様のダンパ９′は、水平
な回転軸２０の回りに、翼２２と扇形板２５′が１体的
に回転することは先述のダンパ９と同様であるが、さら
に、先述のダンパ９の固定板２４Ｖｃ対応する翼２６も
、翼２２および扇形板２３′と共に１体的に回転するよ
うにしたものである。この場合、扇形板２３′ハ先述の
扇形板２３．Ｊ：り小ざくしてあり孔は設けてないが、
この扇形板２６が還気取入口１６から外れた位置にまで
回転したときに還気取入口１６が開き、還気取入口１６
ヲ塞いでいる位置ではこれ全閉成することＶ？−なる。

翼２２０機能は先述のダンパ９と同様であるが、これと
共に翼２６が回転することによって第５図に見えるファ
ン吸入ｃ３２７と仕切板１７の下の空間（迂回通路８）
とを遮断したり連通させたりすることができるようにし
たものである。ダンパの回転位置と空気流れの関係につ
いては後述する。これらのダンパ９または９′は図示し
ないが電磁コイルによってその回転位置を選択的に切換
えられるようＶｃなっており、遠隔操作によって運転態
様を自動的に選別できるようにしである。した（−場合
によっては、このダンパの回転量は手動で調節できるよ
うにすることもできる。

室外側ファン５は室内側ファン６と同軸回転するもので
あるが、室外側ファン５の方が室外側７アン６よりも容
量を太きくしてあり、同じ回転数でも前者の方が大きな
風量が得られるようにしである。この室外側ファン５の
吸込口２７から吸込１れた空気は１面に設けられた排気
口２８から吐出される。この排気口２８１Ｃは排気ダク
ト６６（第４図）が接続される。

次に、室内側の機器配置について説明する。

第６図は室内側を斜視的に示したものであるが、この図
に見られるように、水平方向の平板３０の下方［吹１４
チャンバー６１が設けてあり、この平板３０の上に室内
側熱交換器４が設置しである。

吹出チャンバー３１には室内側ファンの吐出口５２が開
口している。室内側熱交換器４の下ＦＣ［図示しないが
ドレンパンが取付けられている。

先述のように、仕切板２はケーシング１のＱ而に近づく
ほど室外側の方に傾斜していて室内側ファン５４が作ら
れており、この空間５４ＶＣ圧縮機１１並びに図示しな
いが四方弁その他の制御機を収納しである。この空間５
４に還気取入チャンバーでもあり、この空間６４のｅ面
に面する側にフィルターボックス３５が設置されていて
、天井裏内に導かれた室内空気（還気）がフィルターを
経て空間６４内に入り、室内側熱交換器４を通過したあ
と、室内側ファン６のファン吸込１コロ６（第６図）に
吸込１れ、ファン吐出口３２から吹出チャンバー６１内
に吐出される。この吹出チャンバー５１のｄ而に而する
側に給気口３８．３８′が設けられている。この給気口
６８．３８’Ｆｌｊ給気ダク］・６７．６７′が接続さ
れ天井面に設けられた吹出口６８に給気全送気す、る。

なお、この６面に代えて、吹出チャンバー３１のｂ而（
底面ンに面′１−る側に給気口を設け、その下の天井面
から室内に給気することもできる。

このようにして構成された本発明に従う天井隠蔽型空気
熱源ヒートポンプユニットは、ダンパ９の切換えによっ
て、冷暖房運転と外気冷房運転が次のようにして効果的
に行なわれる。

まず冷暖房運転について説明すると、第１０〜１１図の
構造のダンパを使用した場合、＠５図に示すような位置
に設定する。すなわち、迂回通路８と連通間ロアとが翼
２２に裏って遮断されがっ還気取入口１６が扇形板２６
に裏って閉塞される工うｌダンパ位置に設定する。これ
によって、室外側空気通路Ａにおいて、外気取入口１５
（ダクトに裏って外気に通じている）がら平板１７の下
の空間に入った外気は、隙間１８から平板１７の上に抜
け、室外側熱交換器３を経たあと、室外側ファンの吸込
口２７からファン５内に入り、ファン吐出口（排気口）
２８からケーシング外に排出され、排気ダクト６６によ
つτ建物外に出される。他方、室内側空気通路Ｂにおい
ては、天井裏内の還気（室内から導入された空気ンがフ
ィルターボックス３５ヲ経てユニット内の空間５４ＶＣ
入り、室内側熱交換器４を通過して室内側ファン６の吸
込口３６に吸込まれ、吐出口５２から吹出チャンバー５
・１に吐出されたあと、給気口６８から給気ダクト６７
．６７′によって吹出口６８に導力・れる。なお、冷房
運転時は室外側熱交換器３を凝縮器、室内側熱交換器４
を蒸発器として機能させ、暖房運転時は四方弁により冷
媒流れを切替えて、その逆に機能させる。

捷／ζ、この冷房もしくは暖房運転において、ダンパ９
を第５図の位＃から若干時計回りの方向に（第８図では
反時計回りの方向に）回転させ、還気取入口１６は扇形
板２５で閉塞した寸まで、迂回通路８と開ロアとを連通
させると、外気の全部または１部は迂回通路８カ）ら開
ロアを経℃室内側に入り、室内ファンの吸込口６６ニ還
気系統と共に吸込捷れ、新鮮な外気の混合した給気が得
られる。

さらに、仕切板２のｅ面に近い位置にダンパ４０（第７
図）を設けておき、この′ダンパ４０ヲ若干量口し、ダ
ンパ９を第４図の位置に設定して冷暖房運転すると排熱
回収が図れる。したがってまたデフロスト装置も不要と
なる。

以上の冷暖房運転は第１０〜１１図のダンパ９を使用し
た例で説明したが、第１２〜１３図の夕”ンパ９′ヲ使
用した場合も全く同様の空気通路が形成される。

次に、外気冷房運転について説明する。これは冬期また
は中間期などにおいて、建物内発生熱などによって外気
温度エリ室内温度が高くなっている場合などに適用され
る。この外気冷房運転（圧縮機１１ハ停止状態）は第１
０〜１１図のダンパ９と第１２〜１３図のダンパ９′と
では若干空気流れが異なる場合がある。

まず、第１０〜１１図のダンパ９′ｆ：使用する場合に
ついて述べると、還気取入口１６と扇形板２６の孔２５
が整合する位置にまでダンパ９を回転する（翼２２と扇
形板２３を１体的に回転するが、固定板２４ハ非回転）
。この回転は、第５図では時計回り、第８図では反時計
回りに現われる。これによって、還気取入口１６は室外
側に開口し、天井裏内の空気は室外側ファンの吸込口２
７ｖｃ吸込まれ、排気口２８から建物外に排出される。

また、翼２２が固定板２４の裏側にほぼ接する位置まで
はね上げられることから、迂回通路８と開ロアが完全に
連通ずる。これによって、外気取入口１５がらの外気は
、そのほぼ全量が室外側熱交換器６を経ずして（この熱
交換器が風の抵抗体となる）迂回通路８から開ロアを経
て室内側ファンの吸込口３６Ｖｃ入り、吐出口３２、吹
出チャ／パー６１を経て室内に給気される。そのざい、
フィルターボックス３５、室内側熱交換器４の経路の還
気はこれらが風の抵抗体となるためにほとんど流れない
。

したがって、両ファン５と６が同時回転しながら、外気
が給気として取入れられる。

第１２〜１５図のダンパ９′の場合は、やはり第１０〜
１１図のダンパ９の場合と同様に−ばいに回転させ、扇
形板２３′を還気取入口１６カ・ら外れる位置にして還
気取入ロ１６ヲ開口すると共に翼２２もはね上げるが、
同時に翼２６も回転し、この翼２６の下方に室外側ファ
ンの吸込口２７が現われることになる。これによって、
還気取入口１６から入った天井裏の空気（還気）は直接
室外側ファンの吸込口２７１／Ｃ入り、排気口２８から
ダクト６６を経て建物外に排出される。そのごい、迂回
通路８と開ロアとは連通しているので、迂回通路８から
外気が開ロアを経て室内側に入り、室内側ファンの吸込
口３６、吐出口３２、吹出チャンバー６１を経て室内に
給気される。また、迂回通路８と室外側ファンの吸込口
２７とも連通するので、この外気の１部は排気口２８ニ
向かうことＶＣなる。この吸込口２７Ｉ／ｃ吸込まれる
還気と外気の割合は、ダンパ９′の回転角度の微調整に
よって調節できる。

なお、このダンパ９′ヲ用いる場合は、ダンパ９の場合
よりも、還気取入口１６の位置を高めに設定しておくと
よい。

このようにしてダンパ９またハ９′ヲ用いることによっ
て、冷暖房運転と外気冷房運転または排熱回収運転が簡
単かつ効果的に選択でき、第１〜４図に示した本発明の
空調設備による空調力Ｓ好適に実施される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空調設備の略縦断面図、第２図は第１
図の熱源用空気取入排気部分の拡大縦断面図、第６図は
第１図の建物外側面から見た外観図、第４図は天井裏で
の機器配置全平面的に見た機器配置系統図、第５図は本
発明設備に使用するユニットの内部を示す斜視略図、第
６図は第５図と同じく視点を変えた斜視略図、第７図は
同ユニットの平面図、第８図は同じく正面図、第９図は
同じく右側面図、第１０図と第１１図げダンパの斜視図
、第１２図と第１３図はダンパの他の例を示した斜視図
である。 ５０・・・天井部の外柔　　５４・・・室内空間５１・
・・開口　　　　　　５５・・・空気通路５２・・・天
井裏空間 ５３・・・風道 出願人　株式会社竹中工務店 出願人　日本ピーマツク株式会社 手続補正書（方式） 昭和５７年１０月２８日 特許庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年特許　願゛第１０９８６９号２、発明の名称
　天井裏空間利用の空気熱源空調設備３、　補正をする
者 事件との関係　特許出願人 代表者　竹中統− ４、代理人〒１６２ ８　補正の内容　別紙のとおり

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窓の上枠近傍の外側に下向きの開口５１ヲ形成し、この
   開口５１から室内天井裏空間５２ニ設置された空気熱源
   と−トポンプユニットＵの室外側に通ずるダクト５３を
   施設し、該ユニッ）Ｕの室内側給気口６８と室内空間５
   ４との間で給気路を形成した天井裏空間利用の空気熱源
   空調設備。