(57)【要約】【課題】全館空調システムにおいて、エアコンの動作状態を問わず、良好な計画換気を行う技術を提供する。【解決手段】外気を各エリアに対応する換気給気ダクトに送り出し換気給気とする換気給気装置と、吸い込んだ空気をエアコン給気として各エリアに対応するエアコン給気ダクトに送り出すエアコンと、エアコン給気ダクトに送り出されるエアコン給気量を個別制御する風量制御ダンパーと、換気給気とエアコン給気を合流させて空調給気として空調給気ダクトを介して居住空間に供給する合流部であって、上流側には換気給気ダクトとエアコン給気ダクトが接続され、下流側には空調給気ダクトが接続される合流部とを備え、合流部におけるエアコン給気の流れを主流れとしたとき、合流部において、主流れの向きに対して換気給気の流れの向きが後方から合流する空調システムを用いる。【選択図】図１
2020079665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
居住空間に含まれる複数のエリアのそれぞれに、換気給気とエアコン給気が合流した空調給気を供給する空調システムであって、
取り込んだ外気を前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数の換気給気ダクトに送り出して前記換気給気とする換気給気装置と、
前記居住空間から吸い込んだ空気を調整して前記エアコン給気とするエアコンであって、前記エアコン給気を、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数のエアコン給気ダクトに送り出すエアコンと、
前記複数のエアコン給気ダクトに送り出される前記エアコン給気の風量を個別に制御する複数の風量制御ダンパーと、
前記換気給気と前記エアコン給気を合流させて前記空調給気とし、空調給気ダクトを介して前記空調給気を前記居住空間に供給する、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数の合流部であって、
上流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである前記換気給気ダクトおよび前記エアコン給気ダクトが接続され、
下流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである、前記空調給気を前記居住空間に供給する空調給気ダクトが接続される、合流部と、
を備えており、
前記エアコン給気ダクトから前記空調給気ダクトへ向かう前記合流部における前記エアコン給気の流れを主流れとしたとき、前記合流部において、前記主流れの向きに対して前記換気給気の流れの向きが後方から合流している
ことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記合流部において、前記主流れの向きと前記換気給気の流れの向きが鋭角で合流している
ことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
居住空間に含まれる複数のエリアのそれぞれに、換気給気とエアコン給気が合流した空調給気を供給する空調システムであって、
取り込んだ外気を前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数の換気給気ダクトに送り出して前記換気給気とする換気給気装置と、
前記居住空間から吸い込んだ空気を調整して前記エアコン給気とするエアコンであって、前記エアコン給気を、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数のエアコン給気ダクトに送り出すエアコンと、
前記複数のエアコン給気ダクトに送り出される前記エアコン給気の風量を個別に制御する複数の風量制御ダンパーと、
前記換気給気と前記エアコン給気を合流させて前記空調給気とし、空調給気ダクトを介して前記空調給気を前記居住空間に供給する、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数の合流部であって、
上流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである前記換気給気ダクトおよび前記エアコン給気ダクトが接続され、
下流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである、前記空調給気を前記居住空間に供給する空調給気ダクトが接続される、合流部と、
を備えており、
前記換気給気ダクトは、前記エアコンが停止しており、かつ、前記換気給気装置が動作している場合に、前記換気給気の略全量が前記空調給気ダクトの側に送り出されるように、前記合流部に接続される
ことを特徴とする空調システム。
【請求項４】
前記風量制御ダンパーは、全閉防止機構を備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記複数のエリアの環境を個別に調整するための遠隔指示器をさらに備え、
前記遠隔指示器からの指示情報に基づいて、前記風量制御ダンパーを個別に制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記換気給気装置、前記エアコン、前記複数の風量制御ダンパー、および前記複数の合流部は、天井空間に配置され、
前記複数の空調給気ダクトはそれぞれ、前記天井空間から床下空間の複数のエリアに前記空調給気を送り出し、
前記床下空間を経て床吹出口から前記居住空間に空調給気が送り出される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空調システム。
【請求項７】
差圧ダンパーをさらに備え、
前記差圧ダンパーの一方は、前記エアコン給気ダクトにおいて前記風量制御ダンパーよりも前記エアコン寄りの位置に接続され、前記差圧ダンパーのもう一方は前記エアコンの吸込み側に接続されている
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅や建物の空調において、全館空調システムを実現するために様々な構成が考案されている。全館空調システムを用いることで、計画換気、冷暖房や空気清浄等の様々な処理を統合的に運用し、２４時間快適な環境を維持することが期待されている。
【０００３】
図８に、全館空調システムの一例を示す。全館空調システム１は、換気給気ファン２１２により外気５０１を建物内に取り込み、エアコン２４０によって温度や湿度等を調整してエアコン給気５０３とし、空調給気ダクト２４５に送り込む。空調給気ダクト２４５のエアコン給気５０３は、各室に分岐した分岐空調給気ダクト２４５ａ〜２４５ｃを介して居住空間３０のうち空調が行われる部屋（個室３１ａ、ＬＤ３１ｃ）に送り込まれ、吹出口３１０ａ〜３１０ｃから空調給気５０６ａ〜５０６ｃとして吹き出す。各部屋の空気はアンダーカット３６ａ、３６ｂやパスガラリ等を介して移動し、部屋（廊下３１ｂ）にあるエアコンの吸込口３２０からエアコン２４０に吸い込まれて循環し、再利用される。
【０００４】
このような構成における部屋毎の空調制御は、例えば、吹出口３１０の内部に配置された風量制御ダンパーにより実施できる。また、空調給気用の分岐空調給気ダクト２４５ａ〜２４５ｃの根元等に同様の風量制御ダンパーを配置してもよい。そして、ユーザが風量制御ダンパーの開度やエアコンの風量を調整したり、各室に設けられた温度検出器の出力に応じてダンパー開度やエアコン風量を自動的に制御したりすることで、環境を部屋毎に調節できる。
図８の構成においては、全館空調システムを運用できると共に、空調装置に係る機器やダクトなどの構成物が主として天井空間に配置されており、インテリア性が向上するといった効果が得られる。
【０００５】
また、特許文献１（特許第２７３４２８０号公報）にも、吸気ファンにより吸い込んだ外気をエアコンユニットにより調整して室内に供給するタイプの空調装置が開示されている。
【０００６】
一方、上記のような換気給気をエアコン吸込側に供給する方式ではなく、換気給気をエアコン吹出側に供給する方法が考案されている。
例えば、特許文献２（特開平１１−２９４８３９号公報）に記載の全館空調システムでは、各部屋へ繋がる部屋数の分の換気空調サブダクトに室内空調用と換気用のメインダクトを接続する構成を採っている。また、接続部には流量調整機構を設けている。その結果、空調装置で調整された空気と換気用空気がサブダクト内で所望の割合で混合して各部屋に供給される。
【０００７】
また、特許文献３（特許第５７６２３１７号公報）にも、室外から吸い込まれて室内側に送り出される換気給気と、室内から取り込まれてエアコンにより調整されたのち室内に循環する給気とが合流する、風路合流部を備える空調装置が開示されている。特許文献３では、風路合流部に各風路のダクトが接続される部分に、非電動式で重力利用型のシャッターを用いることで、エアコンの特殊な風量制御や中間期ファン運転を不要としている。
【０００８】
なお、全館空調システムは、二重床構造を持つ建物に好適に利用できる。例えば特許文献４（特許第５１３７５９９号公報）は、二重床の床下空間を給気経路とし、各部屋の床
に設けられた床吹出口から室内に給気が吹き出す床吹出し方式の空調システムを開示している。このように床下空間をエアコンの給気経路として利用することで、一般的な床暖房よりエネルギー効率を向上させつつ、床からの輻射熱により上下の温度差が少ない快適性を生むことができる。とりわけ、天井空間が狭くまた梁によりダクト敷設に制約が多い集合住宅では、床下空間を活用することで各室への空調給気ダクトを省略できる点で効果が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２７３４２８０号公報
【特許文献２】特開平１１−２９４８３９号公報
【特許文献３】特許第５７６２３１７号公報
【特許文献４】特許第５１３７５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の、特許文献１や図８に示すような、換気給気をエアコン吸込側に供給する方式で全館空調システムを構成した場合、いくつかの問題点が指摘されていた。まず、冷暖房が不要な中間期の計画換気のために、エアコン内のファンの風量を換気給気ファンの風量以上となるようにする特殊な制御が必要である。また、冷暖房を行う時には、風量制御ダンパーの開度に応じエアコン内のファンを調節する特殊な制御が必要である。
これらの要因により、全館空調システムの構成要素として、専用の装置や部品を用いる必要が生じる（例えば、換気給気ファン、エアコン、メインリモコン、温度調節器、風量制御ダンパーなど）。その結果、設計自由度の低下や、コストの上昇を招くという問題があった。また、エアコン内のファンを年中運転する必要があるため、余分な空気搬送エネルギーを消費する問題があった。
特に図８のような構成の場合、各部屋の吹出口が天井付近にあるため、暖房時に足元が寒いことや、気流のみによる空調であるため体にあたる風が不快といった課題があった。さらに、上述したように、図８の構成では各部屋の空調給気ダクトを天井内に設置するため、天井空間が狭くまた梁によりダクト敷設に制約が多い集合住宅への適用が困難という問題があった。
【００１１】
また、換気給気をエアコン吹出側に供給するタイプの技術についても、問題点が指摘されている。
例えば、特許文献２に示すように、部屋数分の換気空調サブダクトにメインダクトを接続し、流量調整機構を設ける場合、給気ダクト量が相当に増加する。また、「部屋数×２個」の流量調整機構が必要となる。また、流量調整機構の調整度合に応じてファン風量を増減する特殊な自動制御機能を付した専用エアコンもしくは制御ユニットが必要となる。
そのため、部材数の増加や専用部品の製造に起因してコストの上昇を招いてしまう。また、天井内スペースを圧迫するという課題が解決されず、特に集合住宅への適用において問題となる。
【００１２】
また、特許文献３に示す、換気給気とエアコン給気が合流する風路合流部を備える空調装置においては、合流部分に風力により開閉する可動式のシャッターを用いているため、故障の懸念がある。また、かかる部品を保守や修理、交換する際に、部品の設置位置までアクセスして作業することを可能とするために、天井点検口を設置したり、天井内等に点検空間を確保したりする措置が必要である。その結果、天井内スペースが圧迫されることや、天井点検口が天井照明計画を制約することが問題となる。
また、重力利用型のシャッターには天地設置の制約があることから、施工時の器具取付けミスを誘発する可能性がある。また、特に集合住宅における狭い天井内スペースでは、
風路合流管とこれに取付けるダクトのダクト設計が困難になったり、ダクトの曲がりが増えて圧損が増えたり、施工時のダクト取付けミスを起こしたりする可能性がある。また、計画換気やエアコンの風量は住宅毎に異なることが想定されるので、メーカーは、接続ダクト径の組合せが多様な風路合流管を製造する必要があり、コスト上昇を招く。
また特許文献３の方式は、部屋別やエリア別の空調能力の調節に対応していない。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、全館空調システムにおいて、エアコンの動作状態を問わず、良好な計画換気を行う技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明は以下のような構成を採用する。すなわち、
居住空間に含まれる複数のエリアのそれぞれに、換気給気とエアコン給気が合流した空調給気を供給する空調システムであって、
取り込んだ外気を前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数の換気給気ダクトに送り出して前記換気給気とする換気給気装置と、
前記居住空間から吸い込んだ空気を調整して前記エアコン給気とするエアコンであって、前記エアコン給気を、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数のエアコン給気ダクトに送り出すエアコンと、
前記複数のエアコン給気ダクトに送り出される前記エアコン給気の風量を個別に制御する複数の風量制御ダンパーと、
前記換気給気と前記エアコン給気を合流させて前記空調給気とし、空調給気ダクトを介して前記空調給気を前記居住空間に供給する、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数の合流部であって、
上流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである前記換気給気ダクトおよび前記エアコン給気ダクトが接続され、
下流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである、前記空調給気を前記居住空間に供給する空調給気ダクトが接続される、合流部と、
を備えており、
前記エアコン給気ダクトから前記空調給気ダクトへ向かう前記合流部における前記エアコン給気の流れを主流れとしたとき、前記合流部において、前記主流れの向きに対して前記換気給気の流れの向きが後方から合流している
ことを特徴とする空調システムである。
【００１５】
このような構成によれば、全館空調システムの計画換気と空気調和をエリア毎に好適に行えるとともに、エアコン停止時でも十分な計画換気が可能になる。
なお上記構成において、前記合流部において、前記主流れの向きと前記換気給気の流れの向きが鋭角で合流していてもよい。
【００１６】
本発明は、また、以下のような構成を採用する。すなわち、
居住空間に含まれる複数のエリアのそれぞれに、換気給気とエアコン給気が合流した空調給気を供給する空調システムであって、
取り込んだ外気を前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数の換気給気ダクトに送り出して前記換気給気とする換気給気装置と、
前記居住空間から吸い込んだ空気を調整して前記エアコン給気とするエアコンであって、前記エアコン給気を、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複数のエアコン給気ダクトに送り出すエアコンと、
前記複数のエアコン給気ダクトに送り出される前記エアコン給気の風量を個別に制御する複数の風量制御ダンパーと、
前記換気給気と前記エアコン給気を合流させて前記空調給気とし、空調給気ダクトを介して前記空調給気を前記居住空間に供給する、前記複数のエリアのそれぞれに対応する複
数の合流部であって、
上流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである前記換気給気ダクトおよび前記エアコン給気ダクトが接続され、
下流側には、対応する前記エリアが前記合流部と同じである、前記空調給気を前記居住空間に供給する空調給気ダクトが接続される、合流部と、
を備えており、
前記換気給気ダクトは、前記エアコンが停止しており、かつ、前記換気給気装置が動作している場合に、前記換気給気の略全量が前記空調給気ダクトの側に送り出されるように、前記合流部に接続される
ことを特徴とする空調システムである。
【００１７】
かかる構成によっても、全館空調システムの計画換気と空気調和をエリア毎に好適に行えるとともに、エアコン停止時でも十分な換気が可能になる。
【００１８】
さらに、前記風量制御ダンパーは、全閉防止機構を備えるような構成を採用してもよい。これにより、汎用のエアコンを利用してコストを低減することができる。
また、遠隔指示器をさらに備え、前記遠隔指示器からの指示情報に基づいて、前記風量制御ダンパーを個別に制御する構成を採用してもよい。これにより、エリア毎や部屋毎の制御を良好に行うことができる。あるいは、風量調整ダンパーの開度を調節する手動の遠隔操作器を備えていてもよい。
また、前記換気給気装置、前記エアコンおよび前記合流部は、天井空間に配置され、前記空調給気ダクトは、前記天井空間から床下空間に前記空調給気を送り出すような構成を採用してもよい。これにより、床吹出し方式による空調システムの様々な利点を享受できる。
また、差圧ダンパーをさらに備え、前記差圧ダンパーの一方は、前記エアコン給気ダクトにおいて前記風量制御ダンパーよりも前記エアコン寄りの位置に接続され、前記差圧ダンパーのもう一方は前記エアコンの吸込み側に接続されているような構成を採用してもよい。これにより、空調システムをより安定的に継続運転できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、全館空調システムにおいて、エアコンの動作状態を問わず、良好な計画換気を行う技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】空調システムを備える建物の構成を示す図である。
【図２】換気給気の合流について説明する図である。
【図３Ａ】換気給気合流管で空気が合流する様子を示す模式図である。
【図３Ｂ】換気給気合流管で空気が合流する様子を示す模式図である。
【図３Ｃ】換気給気合流管で空気が合流する様子を示す模式図である。
【図４】換気給気合流管での空気の合流の比較例を示す模式図である。
【図５】換気給気合流管への換気給気の合流角度と空調給気率の関係を示すグラフである。
【図６】実施形態２における制御を説明するブロック図である。
【図７】実施形態３の空調システムの部分拡大図である。
【図８】背景技術にかかる空調システムを備える建物の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、以下に記載されている構成ブロックやそれらの相対配置などは、発明が適用されるシステムの各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨の
ものではない。
【００２２】
本発明は、空調装置および空調システム、それらを備える建物、ならびに、それらの制御方法に好ましく適用できる。本発明はまた、情報処理装置の演算資源を利用して動作し、制御方法の各工程を情報処理装置に実行させるプログラムや、かかるプログラムが格納されたコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、非一時的な記憶媒体であっても良い。
【００２３】
［実施形態１］
図１は、本実施形態の構成と配置の一例を説明するための模式図であり、建物の１つの階層にある、集合住宅の一住戸を想定した一区画の断面を示す。なお本実施形態の技術は、集合住宅だけでなく、オフィスや公共施設、戸建住宅など様々な建物に適用できる。
【００２４】
（全体構造）
図１において、空調対象の区画は概略、下の階層との境界である下部境界面２１、上の階層との境界である上部境界面１１、隣の部屋または建物外との境界である壁面３３によって区切られた領域である。下部境界面２１は、床スラブなどの構造体の上面や、その上に敷設された断熱材等である。上部境界面１１は、天井スラブなどの構造体の下面や、その下に設置された断熱材等である。壁面３３は壁材などの構造体からなり、該壁材は隣接する部屋の壁面や建物の外壁を兼ねていてもよい。
【００２５】
部屋の内部は、高さ方向において、天井１２より上部の天井空間１０、二重床２２より下部の床下空間２０、天井１２と二重床２２の間の居住空間３０に区画されている。居住空間３０は居住者が活動する領域であり、温度等の環境を調整する対象空間である。天井空間１０には、全館空調システム１の様々な構成要素が配置される。
天井１２、二重床２２および壁面３３は、水平または垂直でなくてもよい。例えば居住者が主に活動する個室３１ａやＬＤ３１ｃの天井を比較的高くし、廊下３１ｂの天井を比較的低くしてもよい。これにより、廊下の天井裏に空調装置やダクトを配置するスペースを広く確保できる。また天井１２、二重床２２および壁面３３は、一部に段差や出っ張り、引っ込み等があってもよい。例えば天井空間１０から床下空間２０に空調給気ダクト２４９を配する場合、ダクトを隠すような覆いを設けてもよい。
【００２６】
本実施形態では床吹出し方式の空調システムを利用している。そのため、天井空間１０内のエアコン２４０他で調整された空気は、ダクトを介して床下空間２０に移動したのち、床吹出口３４０から各部屋に送り出される。床下空間２０は、下部境界面２１と、その上部に支持脚などを用いて設置された二重床２２の間に形成される。床下空間２０の下部境界面２１や壁面３３には断熱材を敷設するとよい。
本実施形態では、仕切り２０ｃを設けて床下空間を２つのエリアに分割している（床下空間２０ａ、２０ｂ）。これにより、各部屋や各エリアを個別に空調能力が制御可能になる。
本実施形態のように床吹出し方式の空調システムを用いることで、床下空間２０を移動する空調給気の熱が二重床２２に伝わることによる床面からの放射空調（輻射空調）が可能になる。放射空調を用いることで、例えば暖房時の足元の寒さを軽減したり、温度むらの少ない空調環境を作れたり、気流が体に当たる不快感を低減したりできる。
また、床吹出口の開口面積を調節可能とすることも好ましい。これにより空調給気の量を調節できるため、部屋毎やエリア毎、もしくは部屋内やエリア内で異なる冷暖房需要に柔軟に対応できる。特に、室内に吹出口が複数ある場合のパーソナル空調を実現できる。
ただし、床吹出し方式の空調システムの利用や部屋毎の制御は、必ずしも必須ではない。
【００２７】
（換気および空調）
全館空調システム１は計画換気に関して、外気５０１を建物内に取り込み、換気給気装置２１０の換気給気ファン２１２により換気給気ダクト２４３に送り出し、図２における換気給気５０２とする。本実施形態では、下流において換気給気ダクト２４３が分岐して、換気給気ダクト２４３ａ、２４３ｂとなる。分岐したそれぞれの換気給気ダクト２４３ａ、２４３ｂは、床下空間２０ａ、２０ｂの各エリアに対応している。なお、図１の分岐構成は一例であり、空調エリアの数に応じて適切な分割数を採用できる。また、空調エリアを区分する必要がない場合は、分岐を設けなくてもよい。さらに、換気給気ファンは、同一ユニット内に換気排気ファンを備え一体化した同時給排気型の換気ユニットであっても、さらにこれに熱交換構造を備え一体化した熱交換型換気ユニットであっても良く、熱交換構造としては静止型の熱交換素子や回転型の熱交換ローターに加え、ヒートパイプ、ヒートポンプ、吸放湿素材を用いた熱交換方式でも良い。
【００２８】
全館空調システム１はエアコン２４０を用いて空調を行う。エアコン２４０は通常はエアコン室内機と呼ばれ、典型的には、エアコン２４０内に図示したエアコンファン２４２や熱交換器のほか、図示していない制御装置等を備える。さらに、エアコン２４０に接続するダクトの他に、圧縮機、膨張弁、熱交換器などを内包する室外機と、該室外機とエアコン２４０を結ぶ冷媒管を備え、建物内の温度や湿度の環境を調整する空調装置である。エアコン２４０はさらに、除塵や空気浄化等の空気の状態を調整する機能も持ち得る。エアコン２４０は、廊下３１ｂにある吸込口３２０から空気を吸い込み、温度等を調整してエアコン給気５０３とし、エアコンファン２４２によって後続のエアコン給気ダクト２４７に送り出し循環させる。エアコン給気ダクト２４７に関しても、床下空間２０のエリア数や部屋数に応じて下流側で分岐させて、エアコン給気ダクト２４７ａ、２４７ｂとする。
【００２９】
それぞれのエアコン給気ダクト２４７ａ、２４７ｂには、開度に応じて風量が変化する風量制御ダンパー３５０ａ、３５０ｂが設けられている。風量制御ダンパー３５０は、コントローラからの制御信号に従って、あるいは手動制御によって開度を変化させる。風量制御ダンパーの開度に応じて、各分岐ダクトに送られるエアコン給気の量を調整できる。そして、風量制御済みのエアコン給気が換気給気と合流した後に、各エリアに送り出される。すなわち本実施形態では、エアコンファンの細かな制御を行わなくてもエリア毎のエアコン給気の風量の割合が変えられ、エリア毎の環境調整が実行される。なお、ダンパーの開度制御と共にエアコンファンの風量を調節しても構わない。風量制御ダンパーはエアコン給気ダクトの何れかの位置に、例えば端部（換気給気合流管に近い位置）や中間部に配置される。
【００３０】
好ましくは、風量制御ダンパー３５０は、ストッパー等を用いた全閉防止機能を備えるとよい。これにより、エアコン給気の出口が詰まってエアコンの安定的な運転にとって最低限必要な風量を確保できない状態を防止できる。その結果、エアコンの冷暖房運転時にエアコン出口が閉塞することがなくなり、エアコン２４０として汎用的な空調装置を利用できるので、コストの低減につながる。
【００３１】
そして、換気給気およびエアコン給気の下流側に、換気給気合流管２４８ａ、２４８ｂが配置される。換気給気ダクト２４３ａとエアコン給気ダクト２４７ａ、換気給気ダクト２４３ｂと分岐エアコン給気ダクト２４７ｂがそれぞれ、換気給気合流管２４８ａ、２４８ｂに接続され、該換気給気合流管内において各々の給気が合流する。換気給気合流管２４８ａ、２４８ｂで換気給気５０２とエアコン給気５０３が合流し、空調給気５０６ａ、５０６ｂとなる。空調給気５０６ａ、５０６ｂは、エリア毎に設けられた空調給気ダクト２４９ａ、２４９ｂを通って床下空間２０の各エリアに到達し、床吹出口３４０ａ〜３４０ｃから室内に送り込まれる。このとき、床下空間２０ａを仕切り２０ｃにより床下空間
２０ａ、２０ｂの２つのエリアに分割する方法以外に、空調給気ダクト２４９ａ、２４９ｂそれぞれの空調給気の過半がそれぞれが対象とするエリアの床吹出口３４０ａ、３４０ｂ＋３４０ｃに送り込まれるように、空調給気ダクト２４９の出口部分に風向き調整板を設けてもよい。また、複数の空調給気ダクト２４９ａ、２４９ｂを束ねて壁沿いに配置し、全体を覆うカバーを設けてもよい。換気給気合流管は、本発明の合流部に相当する。
【００３２】
各部屋に吹き出した空調給気は、アンダーカット３６ａ、３６ｂやパスガラリ等を介して移動し、吸込口３２０からエアコン２４０に吸い込まれる。
【００３３】
このように本実施形態では、空調装置のエアコン給気ダクト２４７には、エアコン２４０の側（エアコン給気の上流側）から順に、風量制御ダンパー３５０と換気給気合流管２４８が設けられる。また、換気給気ファン２１２の側から見ると、換気給気ダクト２４３の下流側（換気給気が進行する方向）に、換気給気合流管２４８が設置されている。また、換気給気合流管２４８の下流側（エアコン給気と換気給気が合流した空調給気が進行する方向）には、空調給気ダクト２４９が接続される。
【００３４】
（エアコン給気と換気給気の合流方法）
続いて、エアコン２４０が停止している場合でも十分な計画換気が行われるような、エアコン給気と換気給気の合流方法について述べる。
エアコン２４０から送り出されて下流側（空調給気側）に向かうエアコン給気の換気給気合流管２４８内における流れを「主流れ」とする。すなわち主流れとは、エアコン給気ダクト２４７から換気給気合流管２４８を経て空調給気ダクト２４９に向かう、換気給気合流管内のエアコン給気流れである。換気給気合流管２４８内におけるエアコン給気流れの向きが、主流れの向きに当たる。
以下に詳述するように、本発明では、換気給気合流管内で換気給気がエアコン給気に合流する際に、換気給気流れを主流れに対して後方から合流させる。ここで、「後方からの合流」とは、主流れと換気給気流れが合流する角度が直角より小さいことを指す。すなわち、主流れの向きと換気給気合流管に入る換気給気流れの向きに３次元的に正負逆向きの成分が無く、換気給気合流管内で二つの流れが合流する第１の場合か、主流れと換気給気流れがなす合流角度が鋭角である第２の場合のいずれかを指す。このような合流角度となるように換気給気合流管のダクト接続部を構成することで、エアコン停止時でも換気給気合流管に入った換気給気がエアコン給気流れの上流側に逆流せず、換気給気の大部分（好ましくは略全量）を空調給気側に送ることができる。
【００３５】
図２に、上記のような気流の合流を実現するための換気給気合流管２４８の構成例を示す。なお、本図では換気給気が合流位置に達する前に、換気給気ダクト２４３から換気給気合流管２４８に入っているが、換気給気ダクト２４３が合流位置まで延びていても構わない。
図２（ａ）は、主流れ５３２が略直線状の場合である。換気給気ダクト２４３が換気給気合流管２４８に接続される向きが鋭角であるために、換気給気が鋭角で主流れに合流できている。
【００３６】
図２（ｂ）は別のダクト配管の例を示しており、換気給気合流管が屈曲しているために、エアコン給気ダクト２４７から空調給気ダクト２４９に向かう主流れ５３２も曲がっている。この場合でも、合流位置におけるエアコン給気流れの向きと換気給気流れの向きは、鋭角で合流している。
【００３７】
続いて、図２（ｃ）〜図２（ｅ）を参照して、様々なダクト形状を題材として、気流の合流角度の条件について述べる。
図２（ｃ）は、図２（ａ）と同様に、エアコン給気から空調給気への向きが略直線の場
合である。図中、符号２５２ａは、換気給気合流管における換気給気の合流位置を示す。すなわち、換気給気５０２は、合流位置２５２ａにおいて主流れ５３２と合流する。符号５０２ａで示される向きで換気給気５０２が主流れに合流する場合、後方からの合流に該当するため、エアコン停止時でも空調換気対象の部屋に換気給気の大部分を送れ、空調換気対象の部屋は十分な計画換気が行われる（以後、換気に問題がないことを、符号の上の「○」で示す）。符号５０２ｂの向きで合流する場合も、合流角度が鋭角となるため、エアコン停止時でも十分な計画換気が行われる。一方、符号５０２ｃの向きで合流する場合、エアコン停止時にある程度の換気給気が上流側（エアコン給気ダクト側）に逆流し（以後、換気に問題があることを、符号の上の「×」で示す）、十分な計画換気が行われない。
【００３８】
したがって図２（ｃ）の場合、好ましい合流の向きは符号５０２ａから符号５０２ｂの間である。このように、後方から合流した場合または鋭角で合流した場合、言い換えると直角よりも小さい角度で合流した場合、エアコン停止時でも十分な計画換気が行われる。なお、本図の場合、換気給気合流管の下流側の空調給気ダクトの接続部の管断面を想定したとき、その鉛直面よりも上流側から換気給気が合流することで、エアコン停止時の十分な換気を実現できる。
【００３９】
図２（ｄ）の場合、換気給気合流管２４８が屈曲しており、その角度は直角よりも小さい。換気給気合流管内の主流れ５３２の進路は、近似的に直線的であると考える。
図中、符号２５２ｂは一つの合流位置を示し、符号５０２ｄ〜５０２ｆは、合流位置２５２ｂにおける換気給気５０２の向きの例を示す。また、符号２５２ｃは別の合流位置を示し、符号５０２ｇ〜５０２ｉは、合流位置２５２ｃにおける換気給気５０２の向きの例を示す。
合流位置２５２ｂに関しては、好ましい合流の向きは、符号５０２ｄから符号５０２ｅの間である。また合流位置２５２ｃに関しては、好ましい合流の向きは、符号５０２ｇから符号５０２ｈの間である。一方、向きが符号５０２ｆや符号５０２ｉの場合は、エアコン停止時に換気給気の逆流が起きるおそれがある。
【００４０】
図２（ｅ）の場合、換気給気合流管２４８が略直角で屈曲している。換気給気合流管内の主流れ５３２は、屈曲に沿って進行する。
図中、符号２５２ｄは一つの合流位置を示し、符号５０２ｊ〜５０２ｌは、合流位置２５２ｄにおける換気給気５０２の向きの例を示す。また、符号２５２ｅは別の合流位置を示し、符号５０２ｍ〜５０２ｏは、合流位置２５２ｅにおける換気給気５０２の向きの例を示す。
合流位置２５２ｄに関しては、好ましい合流の向きは、符号５０２ｊから符号５０２ｋの間である。また合流位置２５２ｅに関しては、好ましい合流の向きは、符号５０２ｍから符号５０２ｎの間である。一方、向きが符号５０２ｌや符号５０２ｏの場合は、エアコン停止時に換気給気の逆流が起きるおそれがある。
【００４１】
（換気給気合流管における気流の模式図）
換気給気合流管２４８における空気の流れについて、図３Ａ〜図３Ｃの模式図を参照してさらに述べる。図３Ａ〜図３Ｃにおいて、換気給気のエアコン給気に対する合流角度は４５°であり、後方からまたは鋭角で合流していると言える。図３Ａ〜図３Ｃはそれぞれ、換気給気ファン２１２とエアコン２４０それぞれの運転状態を変えたときの、換気給気合流管回りの管中央断面流れを数値流体解析した結果を示す模式図であり、空気の流量を矢印の太さと長さで表している。
【００４２】
図３Ａは、エアコンファン２４２および換気給気ファン２１２の両機が運転している状態であり、冷暖房を運転する時期の運用に該当する。このとき、エアコン給気ダクト２４
７と換気給気ダクト２４３は共に機械給気であり、両者の合計が空調給気ダクト風量となっている。例えばこのシミュレーションにおける各々の流れの風量比は、換気給気の１に対し、エアコン給気が６．２５であり、空調給気が７．２５となる。したがって、両機運転時においては給気合流管に入った気流の全ては下流側（空調給気ダクト側）から出るため、計画換気とエアコンによる空気調和を行った空調給気が居住空間に適切に供給される。
【００４３】
図３Ｂは、エアコンファン２４２が停止し、換気給気ファン２１２のみが運転している状態であり、中間期等で冷暖房が不要でありエアコンファン２４２が停止した時に相当する。合流角度が鋭角であるため、換気給気５０２は、合流位置で吹き出したときに下流側（空調給気ダクト側）に進む。その結果、換気給気の略全量が空調給気ダクト側に進行する。
このとき、エアコン給気ダクト内には換気給気合流管内の換気給気の流れに誘引されて順流が発生する。例えばこのシミュレーションにおける各々の流れの風量比は、換気給気の１に対し、エアコン給気は順流で０．６６であり、空調給気は下流側に１．６６となる。誘引による順流は、量が少なく、かつ居住空間内のエアコン吸込空気が部屋に供給されるものであるため、換気空調上の問題は殆ど無い。したがって、計画換気を適切に実施できる。
【００４４】
図３Ｃは、換気給気ファン２１２が停止し、エアコンファン２４２が運転している状態である。通常はこのような運用はなされないが、一時的に行われる可能性はある。接続角度が鋭角となっているため、エアコン給気の略全量が空調給気ダクト側に順流する。そのため、居住空間を適切に冷暖房できる。なお、エアコン給気のごく一部が換気給気ダクト２４３を逆流して漏れ出すものの、全館空調の機能上の問題は殆ど無く、空調後の給気が屋外側に出る無駄は起こらない。例えばこのシミュレーションにおける各々の流れの風量比は、エアコン給気の１に対し、略全量の０．９８８が空調給気ダクト内側に進む。換気給気ダクトに逆流する量は僅か−０．０１２である。
【００４５】
図４に、合流角度が異なる比較例を示す。図４での換気給気ダクト２４３と換気給気合流管の主流れ方向との接続の角度は略直角である。したがって、一定量のエアコン給気ある場合のエアコン給気の流れが、換気合流管内で空調給気側に向かう主流れの向きと、換気給気の合流出口での換気給気の流れの向きも、９０°で合流している。図４は、図３Ｂと同様、エアコンファン２４２が停止し換気給気ファン２１２のみが運転している状態である。本図の場合、図３Ｂとは異なり、換気給気のうち多くがエアコン給気ダクト側に逆流して漏れ出す。このシミュレーションにおける各々の流れの風量比は、換気給気の１に対し、空調給気ダクト側への順流は０．４０であり、エアコン給気ダクト側への逆流は−０．６０である。したがって、図４の接続方法ではエアコン停止時の計画換気が上手く機能しない。
【００４６】
図５（ａ）は、換気給気合流管における換気給気の様々な合流角度における「空調給気率（対換気給気）」を示すグラフである。「空調給気率（対換気給気）」とは、換気給気ファンのみが動作してエアコンファンが停止している場合の、換気給気の風量に対する合流後の空調給気の風量の比である。すなわち、空調給気率（対換気給気）が１を超える場合は、空調給気風量が換気給気風量より多く、計画換気が順調に機能することを示している。また、図５（ａ）は中間期等のエアコン停止状態を想定しており、角度が４５°の場合は図３Ｂに、９０°の場合は図４に対応する。
空調給気率（対換気給気）は、以下の式（１）で表される。
空調給気率（対換気給気）＝空調給気ダクト風量／換気給気ダクト風量  …（１）
図５（ａ）より、合流角度が直角より小さい鋭角であれば、計画換気が十分に機能することが分かった。
【００４７】
図５（ｂ）は、換気給気合流管における換気給気の様々な合流角度における「空調給気率（対エアコン給気）」を示すグラフである。「空調給気率（対エアコン給気）」とは、エアコンファンのみが動作して換気給気ファンが停止している場合の、エアコン給気の風量に対する合流後の空調給気の風量の比である。したがって、角度が４５°の場合は図３Ｃに対応する。空調給気率（対エアコン給気）は、以下の式（２）で表される。
空調給気率（対エアコン給気）＝空調給気ダクト風量／エアコン給気ダクト風量  …（２）
【００４８】
図５（ｂ）より、合流角度を問わず、エアコン給気の略全量が空調給気ダクト側に順流し、空調対象の冷暖房を十分な機能で行えることが分かる。なお、エアコン給気のごく一部は換気給気ダクト側に逆流するものの、計画換気や冷暖房に影響を与える程ではない。
【００４９】
これらのシミュレーションにより、換気給気ダクトから換気給気合流管への接続管内の空気の流れ方向が、換気給気合流管内においてエアコン給気が空調給気に向かう主流れの方向に順流方向であれば、換気給気ファンとエアコンファンの運転または停止状態を問わず、計画通りまたは計画以上の換気給気風量やエアコン給気風量を空調給気ダクトに送り込める。その結果、計画換気と冷暖房が適切に行われる。
【００５０】
（効果）
本実施形態の構成によれば、冷暖房を行わない中間期においては、エアコンファンの運転を必要とせずに計画換気を実現できる。そのため運用コストの低減や故障防止が期待できる。また冷暖房を行う時期においても、エアコン給気側に設けた風量制御ダンパーを操作することにより、エアコン用ファンの複雑な制御なしでも、計画換気とエアコン処理とを統合した空調給気を居住空間に送り出し、空調能力を調節して好適な環境を居住者に提供できる。
さらに、エアコン給気ダクト、換気給気ダクトおよび空調給気ダクトをエリア毎に設けることで、複数のエリアへの空調給気を個別に容易に制御できる。
さらに、風量制御ダンパーが全閉防止機能を備える構成であれば、エアコン給気を閉塞することなく、エアコンの安定的な運転にとって最低限必要な風量を確保できるため、全館空調システムに汎用的なエアコンを利用できるので、コストの低減につながる。
【００５１】
さらに、本実施形態の構成では換気給気合流管に可動部がない。そのため、自重式のシャッターを用いる場合とは異なり、故障が発生することが無い上、部品の点検、保守または交換のための天井点検口や天井内外の保守点検スペースを必要としない。その結果、特に集合住宅など天井空間内のスペースが限られる状況でも施工が可能もしくは容易になる上、ダクト配置の自由度が高まる。また、合流部分の構成部材が異径のダクトのみにできるので、製造が容易である。
【００５２】
さらに、本実施形態のように二重床構造を設け、天井空間内のエアコン２４０他で生成した空調給気を床下空間経由で床吹出口から室内に供給することで、床輻射と気流を併用した温熱快適性が優れる全館空調を実現できる。
【００５３】
［実施形態２］
本実施形態では、全館空調システムの制御に関する構成例を説明する。実施形態１と同じ部分については説明を簡略化する。
【００５４】
図１に示すように、個室３１ａとＬＤ３１ｃには、風量調整ダンパー３５０ａ、３５０ｂのダンパー開度を制御するための、遠隔指示器６０１ａ、６０１ｂがそれぞれ配置されている。遠隔指示器６０１は、制御線を介して、または無線通信によって、コントローラ
６０５と通信可能である。遠隔指示器６０１として例えば、壁に埋め込み式の操作パネルや、赤外線等を用いて室内に配置された受信部と通信可能なリモコン操作器が利用される。
【００５５】
図６は、本実施形態の制御を説明するための機能ブロック図である。かかる構成において、居住者５は遠隔指示器６０１を操作して所望の環境を設定する。設定項目は例えば室内の温度や風量である。遠隔指示器６０１は、指示内容に基づいて温度や風量に関する指示情報を生成し、コントローラ６０５に送信する。また各部屋には、温度センサ６０８が配置されている。コントローラ６０５は、温度センサとの通信によって温度検出値を取得する。なお、部屋の温度などの環境を測定する方法はこれに限られず、例えば熱画像認識処理等を行ってもよい。また、コントローラ６０５は、居住者５からの指示を受けて動作するのではなく、予めプログラムされた温度や風量を維持するように動作してもよい。
【００５６】
コントローラ６０５としては、ＣＰＵやメモリ等の演算資源を有し、メモリ上に展開されたプログラムの指令に従って動作する情報処理装置、例えばコンピュータ、ワークステーションや、ホームオートメーション用ゲートウェイ等が考えられる。また、遠隔指示器と温度センサは一体化していると好適であり、さらにはコントローラもこれに一体化していると好適である。建物が集合住宅やビルディングである場合、その建物の集中管理システムを用いてもよい。
コントローラ６０５は、温度や風量に関する指示情報と、温度検出値を取得する。またコントローラ６０５は、風量制御ダンパー３５０から現在の開度情報を、エアコン２４０から現在のエアコン動作情報を取得する。そしてコントローラ６０５は、居住者５の指示を実現させるためのダンパー開度およびエアコン動作の制御情報を算出し、風量制御ダンパー３５０に対して開度の制御情報を、エアコン２４０に対して動作の制御情報を送信する。
【００５７】
本実施形態によれば、エリア毎や部屋毎の制御を好適に実現できる。
なお、上記の説明においては、コントローラ６０５が風量制御ダンパー３５０とエアコン２４０の二つの装置を制御した。しかし、居住者５からの指示内容や現在の温度にもよるが、少なくとも風量制御ダンパー３５０の開度制御を行うことで、計画換気を含む全館空調を実行可能である。また逆にコントローラ６０５は、エアコン２４０と風量制御ダンパー３５０だけでなく、換気給気ファンの動作を制御してもよい。
また、遠隔指示器６０１は、回転ダイヤル等からの電気信号で電動の風量制御ダンパーの開度を直接調節する方式でもよい。
【００５８】
［実施形態３］
本実施形態では、全館空調システムの制御に関する別の構成例を説明する。実施形態１、２と同じ部分については説明を簡略化する。
【００５９】
図７は、差圧ダンパー７０１を備える本実施形態の全館空調システムにおける、エアコン２４０周辺の構成を示す部分拡大図である。差圧ダンパー７０１の一方は、エアコン給気ダクト２４７において、風量制御ダンパー３５０の設置箇所よりもエアコン寄りの位置に、第１ダクト７０３によって接続されている。エアコン給気ダクト２４７以外にも、エアコン出口側に設けたチャンバーボックスに第１ダクト７０３を設けても良い。差圧ダンパー７０１の他方は、エアコン吸込み部分に配置された吸込み側チャンバー７２０に、第２ダクト７０５によって接続されている。差圧ダンパー７０１には、接続先の空間それぞれの圧力差が設定値を超えると開口が大きくなるような、既往の圧力逃しダンパーを始めとする圧力調整ダンパーを利用できる。
【００６０】
このような構成を持つ全館空調システムにおいて、風量制御ダンパー３５０が閉塞した
場合、または風量制御ダンパー３５０の閉塞度合いが高まった場合、差圧ダンパー７０１前後の差圧が大きくなり、差圧ダンパー７０１が開く。その結果、エアコン２４０からのエアコン給気５０３がエアコン吸込み側に流れていき、エアコン吸込温度がエアコン給気温度に近づく。すると、汎用エアコンが通常備える自動制御により、エアコンの冷暖房出力や風量が抑制されるため、エアコンに過度な負荷をかけてしまうことを回避できる。したがって、全館空調システムを安定的に継続運転できる。
【符号の説明】
【００６１】
１：全館空調システム、２１０：換気給気装置、２４３：換気給気ダクト、２４０：エアコン、２４７：エアコン給気ダクト、３５０：風量制御ダンパー、２４８：換気給気合流管、２４９：空調給気ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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