(57)【要約】【課題】  高効率の空調ができ施工が簡単な住宅用空気調和装置を得る。【解決手段】  給気用熱交換器（１４）と熱源用熱交換器（１５）と圧縮機（１６）とを有する空気熱源のヒートポンプ（１７）をケーシング（２０）内に設けた一体形の空調機（１）と、空調機（１）を設置する床下収納部（２）と、空調機（１）の給気用熱交換器（１４）で熱交換した空調用空気を居住空間に送る給気ダクト（３）と、空調機（１）の熱源用熱交換器（１５）で熱交換する熱源用空気として利用するように居住空間の空気を床下収納部（２）に送る還気ダクト（４）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気用熱交換器（１４）と熱源用熱交換器（１５）と圧縮機（１６）とを有する空気熱源のヒートポンプ（１７）をケーシング（２０）内に設けた一体形の空調機（１）と、前記空調機（１）を設置する床下収納部（２）と、前記空調機（１）の前記給気用熱交換器（１４）で熱交換した空調用空気を居住空間（Ｓ）に送る給気ダクト（３）と、前記空調機（１）の前記熱源用熱交換器（１５）で熱交換する熱源用空気として利用するように前記居住空間（Ｓ）の空気を前記床下収納部（２）に送る還気ダクト（４）と、を備えたことを特徴とする住宅用空気調和装置。
【請求項２】
前記床下収納部（２）が、住宅基礎の一部の縦壁（２１）で囲まれた仕切部（２２）と、前記仕切部（２２）の上の床部（２３）と、前記床部（２３）に設けられて前記床下収納部（２）の前記空調機（１）を保守点検するために開閉する蓋部（２４）と、を備えた請求項１に記載の住宅用空気調和装置。
【請求項３】
前記空調機（１）の前記熱源用熱交換器（１５）で熱交換した空気を前記床下収納部（２）から床下（２７）を介して前記屋外に出す排気路（８）を、備えた請求項１又は２に記載の住宅用空気調和装置。
【請求項４】
屋外から前記床下収納部（２）に外気を取り入れる外気路（７）と、前記給気用熱交換器（１４）で熱交換する前記空調用空気として前記床下収納部（２）の前記外気を利用するように構成した前記空調機（１）と、を備えた請求項１から３のいずれかに記載の住宅用空気調和装置。
【請求項５】
前記給気ダクト（３）を介して前記居住空間（Ｓ）に前記空調用空気を出しつつ前記空調用空気の熱を放射する放射ユニット（１１）を、備えた請求項１から４のいずれかに記載の住宅用空気調和装置。
【請求項６】
前記給気ダクト（３）の前記空調用空気の通風量を調整する給気用ダンパ（１２）と、前記給気用ダンパ（１２）を稼働させて前記通風量を増減させる制御器（１３）と、を備えた請求項１から５のいずれかに記載の住宅用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は住宅用空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に住宅では、各部屋にエアーコンディショナー（エアコン）を設置して空調している。このエアコンはセパレートタイプが主流で、分離した室内機と室外機を冷媒配管で接続する構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４８３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのため、部屋毎にエアコンが複数必要で、設置スペースを取り、冷媒配管の施工にも手間がかかる問題があった。また、室外機は、エクセルギー（ある系が周囲と平衡状態に達するまでに取り出すことのできる最大エネルギー）が低い外気を熱源としているためエネルギー消費効率が悪く、騒音発生の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、給気用熱交換器と熱源用熱交換器と圧縮機とを有する空気熱源のヒートポンプをケーシング内に設けた一体形の空調機と、前記空調機を設置する床下収納部と、前記空調機の前記給気用熱交換器で熱交換した空調用空気を居住空間に送る給気ダクトと、前記空調機の前記熱源用熱交換器で熱交換する熱源用空気として利用するように前記居住空間の空気を前記床下収納部に送る還気ダクトと、を備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、一体形の空調機から各部屋へ給気ダクトを用いて空調用空気を送る方式なので、部屋毎のエアコン設置と冷媒配管の施工が不要となる。床下のデッドスペースに空調機を収納するので、生活スペースが無駄に制限されない。床下収納なので空調機の騒音漏れを防ぐことができ、近隣に迷惑がかからない。エクセルギーの高い居住空間の空気を熱源として利用するので、デフロスト運転の軽減と空調能力の高効率化を図れる。
請求項２の発明によれば、床下収納部は、住宅基礎と部屋の床を利用しているので施工が簡単でコストダウンできる。蓋部を開閉して空調機を容易に保守点検でき便利である。
【０００７】
請求項３の発明によれば、熱源用熱交換器で熱交換した空気を排気路を介して屋外に排気することで床下の換気を行える。しかも、別個に換気装置を設置せずに済みコストダウンできる。
請求項４の発明によれば、空調機を使って居住空間の外気冷房ができ、外気と還気を混合した空気を空調用空気として空調機の給気用熱交換器で熱交換して居住空間の空調ができる。外気を屋外から外気路、空調機及び給気ダクトを介して居住空間に送り、居住空間の空気を還気ダクト、空調機及び排気路を介して屋外に排気することで居住空間と床下の換気を同時に行える。しかも、別個に換気装置を設置せずに済みコストダウンできる。
【０００８】
請求項５の発明によれば、放射ユニットの熱放射の作用によりドラフト感や温度ムラのない快適空調を行える。
請求項６の発明によれば、制御器の操作で、空調用空気を増減させて複数の居住空間を個別に空調できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の住宅用空気調和装置の簡略説明図である。
【図２】図１に示す空調機の平面図と住宅基礎部分の断面図である。
【図３】図１に示す別の空調機の平面図と住宅基礎部分の断面図である。
【図４】放射ユニットの底面側斜視図である。
【図５】図４に示す放射ユニットの底面図である。
【図６】図５に示す放射ユニットのＡ−Ａ断面図である。
【図７】図６に示す住宅用空気調和装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図６に示す住宅用空気調和装置のＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
図１から図３は、本発明の住宅用空気調和装置の一実施例を示している。この住宅用空気調和装置は、空調機１、床下収納部２、給気ダクト３、還気ダクト４、排気ダクト５、還気用ファン６、外気路７、排気路８、吹出口９、吸込口１０、放射ユニット１１、給気用ダンパ１２及び制御器１３を、備えている。図１において各ダクトは太い実線で簡略化して示す。また、各図の太い点線の矢印は空調用空気の流れを示す。
【００１１】
空調機１は、給気用熱交換器１４と熱源用熱交換器１５と圧縮機１６とを有する空気熱源のヒートポンプ１７と、給気用ファン１８と、排気用ファン１９と、空気除塵用のフィルタ２９と、をケーシング２０内に設けた一体形で、冷房運転と暖房運転の切換えができるようになっている。給気用ファン１８は、給気用熱交換器１４を空気が通過するように送風して空調機１から吹出させる。排気用ファン１９は、熱源用熱交換器１５を空気が通過するように送風して空調機１から吹出させる。
【００１２】
ヒートポンプ１７は、冷媒に対して圧縮・凝縮・膨張・蒸発の工程順を繰返し、この冷媒と熱交換する空気に対して冷媒蒸発工程で吸熱を冷媒凝縮工程で放熱を各々行うものである。ヒートポンプ１７は、冷媒の蒸発工程と凝縮工程であって互いに異なる工程を担う給気用熱交換器１４及び熱源用熱交換器１５と、冷媒を圧縮して搬送する圧縮機１６と、冷媒を膨張させる膨張弁等の減圧機構（図示省略）と、給気用熱交換器１４及び熱源用熱交換器１５の蒸発工程と凝縮工程を切換えるバルブ等の切換機構（図示省略）と、を少なくとも備え、これらを冷媒が循環するように配管接続して成る。
【００１３】
図示省略するが、給気用熱交換器１４及び熱源用熱交換器１５は、公知のプレートフィンコイルと同様に、空気が通過する多数のプレート状の伝熱板の群と、伝熱板に接続された多数の冷媒流通用伝熱管の群と、を備える。この伝熱管内を流れる冷媒と通過空気が伝熱管及び伝熱板を介して熱交換する。伝熱管は、外周が楕円形にするのが好ましいが円形でもよい。
【００１４】
床下収納部２には空調機１を設置する。床下収納部２は、住宅基礎の一部の縦壁２１で囲まれた仕切部２２と、仕切部２２の上のキッチンその他の部屋の床部２３と、床部２３に設けられて床下収納部２の空調機１を保守点検するために開閉する蓋部２４と、を備えている。
【００１５】
吹出口９、吸込口１０及び放射ユニット１１は居住空間Ｓに設置する。図例では、吹出口９、吸込口１０及び放射ユニット１１は天井部２５に設置しているが、部屋の壁や床に設置してもよい。給気ダクト３は、空調機１の給気用熱交換器１４で熱交換した空調用空気（給気）を居住空間Ｓに送るように設ける。具体的には、吹出口９及び放射ユニット１１の一方又は両方と空調機１の給気出口とを空気が通るように給気ダクト３でつないで、吹出口９及び放射ユニット１１の一方又は両方から寝室、リビングやキッチンなどの居住空間Ｓに空調用空気を送っている。
【００１６】
還気ダクト４は、廊下や階段、室内などの居住空間Ｓの空気を床下収納部２に送るように設け、空調機１の熱源用熱交換器１５で熱交換する熱源用空気として利用する。具体的には、空気が通るように吸込口１０と床下収納部２を還気ダクト４でつないで、還気用ファン６にて居住空間Ｓの空気（還気）を床下収納部２に送っている。還気用ファン６は保守点検のために床下収納部２に設置する。還気用ファン６は空調機１の運転と連動運転させ、制御器１３によって操作する。
【００１７】
外気路７は、屋外から床下収納部２に外気を取り入れるように設ける。図例では、床下収納部２を構成する住宅基礎のうち屋外と隣接する縦壁２１に空気が通るように外気穴２６を貫通させて、外気路７としている。図示省略するが、外気穴２６に替えてダクトを設けて外気路７としてもよい。
【００１８】
図２の空調機１（図１の右側の空調機１）は、給気用熱交換器１４で熱交換する空調用空気として床下収納部２の外気を利用するように構成している。空調機１の給気用ファン１８と排気用ファン１９にて送風することにより、空調機１の給気入口と排気入口から空気を吸い込み、還気ダクト４と床下収納部２を介して居住空間Ｓの還気が空調機１に取り入れられつつ、屋外から床下収納部２を介して外気が空調機１に取り入れられる。この外気と還気が、給気用熱交換器１４と熱源用熱交換器１５にて熱交換される。
【００１９】
図３の空調機１（図１の左側の空調機１）は、給気用熱交換器１４で熱交換する空調用空気として居住空間Ｓの還気を利用するように構成している。図例では、還気ダクト４を分岐させて、そのうちの一方を空調機１とつないで給気用熱交換器１４に還気が通過するようにし、他方から還気が床下収納部２に出るように構成している。
【００２０】
排気路８は、空調機１の熱源用熱交換器１５で熱交換した空気（排気）を床下収納部２から床下２７を介して屋外に出すように設ける。図例では、住宅基礎のうち屋外と隣接する縦壁２１と、床下２７を仕切っている住宅基礎の縦壁２１と、床下収納部２を構成する住宅基礎の縦壁２１と、にそれぞれ排気穴２８を貫通させて空気が通るようにつなぐと共に、空調機１の排気出口と床下収納部２の排気穴２８を空気が通るように排気ダクト５でつないで、排気路８としている。空調機１の排気用ファン１９で送風することにより、空調機１の排気入口から空気を吸い込み、屋外から床下収納部２に外気が取り入れられる。
【００２１】
給気用ダンパ１２は、給気ダクト３に設けて空調用空気の通風量を調整する。制御器１３は、図示省略のマイコンや操作スイッチを備えており、給気用ダンパ１２を個々に稼働させて通風量を増減させたり、空調機１と還気用ファン６を運転させたりする。制御器１３は、部屋毎又は一部屋にまとめて設ける。
【００２２】
放射ユニット１１は、給気ダクト３を介して空調用空気が流れる第１チャンバ部３０と、第１チャンバ部３０から入った空調用空気を居住空間Ｓに出しつつ空調用空気の熱を放射する第２チャンバ部３１と、第１チャンバ部３０から第２チャンバ部３１に出る空調用空気の風速及び分布を調節する気流調節部３２と、を備えている。放射ユニット１１は、第２チャンバ部３１の底面を居住空間Ｓに向けた状態で設置する。
【００２３】
気流調節部３２は、空調用空気を第２チャンバ部３１に出す第１貫孔３３の群を備え、第２チャンバ部３１は、空調用空気を居住空間Ｓに出す第２貫孔３４の群を備えている。第１チャンバ部３０は、第２チャンバ部３１に接して第２チャンバ部３１に空調用空気を出す平板形状の第１通気部３６を、備えている。この第１通気部３６に第１貫孔３３の群を形成する。この気流調節部３２によって空調用空気の風速及び分布を調節して、第２チャンバ部３１の空調用空気の風量分布を均等化する。第１チャンバ部３０の空調用空気が通過する断面積は、風上側から風下側に向かって狭めることで、空間全体に空調用空気を行き渡らせる。
【００２４】
第２チャンバ部３１は、居住空間Ｓに接して居住空間Ｓに空調用空気を出す平板形状の第２通気部３７と、蓄熱部３８と、第２通気部３７及び蓄熱部３８を取付ける鍔付の枠体３９と、を備えている。この第２通気部３７に第２貫孔３４の群を形成する。第２貫孔３４の群の開口面積は第１貫孔３３の群の開口面積よりも大きく設定する。これにより、２段階で静圧を高めながら徐々に風速を落として、第１チャンバ部３０と第２チャンバ部３１の空間全体に空調用空気を行き渡らせることができる。そのため、被空調空間Ｓへの空調用空気の放出と放射を均等化でき、ドラフト感や温度ムラのない快適空調を行える。第１貫孔３３と第２貫孔３４の形状は、真円、楕円、長穴、細溝など各種の形状に変更するも自由である。
【００２５】
蓄熱部３８は、空調用空気が通る隙間をあけて配置されると共に空調用空気の熱を蓄めて放射するプレート３５の群にて構成する。プレート３５と第２通気部３７は、熱伝達及び熱放射率が高いアルミ等を用いる。このプレート３５の群を空調用空気が分流拡散しながら整流状に通過して第２通気部３７の第２貫孔３４から居住空間Ｓへ出る。空調用空気の熱はプレート３５の群と第２通気部３７に熱伝達し、第２貫孔３４の群を通してプレート３５の群から、及び、第２通気部か３７から、居住空間Ｓへ放射される。
【符号の説明】
【００２６】
１  空調機
２  床下収納部
３  給気ダクト
４  還気ダクト
７  外気路
８  排気路
１１  放射ユニット
１２  給気用ダンパ
１３  制御器
１４  給気用熱交換器
１５  熱源用熱交換器
１６  圧縮機
１７  ヒートポンプ
２０  ケーシング
２１  縦壁
２２  仕切部
２３  床部
２４  蓋部
２７  床下
Ｓ  居住空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月31日(2019.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気用熱交換器（１４）と熱源用熱交換器（１５）と圧縮機（１６）とを有する空気熱源のヒートポンプ（１７）をケーシング（２０）内に設けた一体形の空調機（１）と、前記空調機（１）を設置する床下収納部（２）と、前記給気用熱交換器（１４）で熱交換した空気を空調用空気として居住空間（Ｓ）に送る給気ダクト（３）と、前記居住空間（Ｓ）の空気である還気を前記床下収納部（２）に送る還気ダクト（４）と、を備え、
前記空調機（１）が、前記還気ダクト（４）と前記床下収納部（２）を介して前記還気を取り入れかつ屋外から前記床下収納部（２）を介して外気を取り入れて前記熱源用熱交換器（１５）に熱源用空気として送風する排気用ファン（１９）を、備えたことを特徴とする住宅用空気調和装置。
【請求項２】
前記床下収納部（２）が、住宅基礎の一部の縦壁（２１）で囲まれた仕切部（２２）と、前記仕切部（２２）の上の床部（２３）と、前記床部（２３）に設けられて前記床下収納部（２）の前記空調機（１）を保守点検するために開閉する蓋部（２４）と、を備えた請求項１に記載の住宅用空気調和装置。
【請求項３】
住宅基礎の縦壁（２１）に空気が通る排気穴（２８）を貫通させて前記空調機（１）の前記排気用ファン（１９）から送風された空気を床下（２７）を介して前記屋外に出す排気路（８）を、設けた請求項１又は２に記載の住宅用空気調和装置。
【請求項４】
前記空調機（１）が、前記屋外から前記床下収納部（２）を介して前記外気を取り入れて前記給気用熱交換器（１４）に送風する給気用ファン（１８）を、備えた請求項１から３のいずれかに記載の住宅用空気調和装置。
【請求項５】
前記給気ダクト（３）を介して前記居住空間（Ｓ）に前記空調用空気を出しつつ前記空調用空気の熱を放射する放射ユニット（１１）を、備え、
前記放射ユニット（１１）が、前記空調用空気が流れる第１チャンバ部（３０）と、前記第１チャンバ部（３０）を重ねるように隣り合わせて設けた第２チャンバ部（３１）と、を備え、
前記第１チャンバ部（３０）が、前記空調用空気を前記第２チャンバ部（３１）に出す第１貫孔（３３）の群を備え、
前記第２チャンバ部（３１）が、前記空調用空気を前記居住空間（Ｓ）に出す第２貫孔（３４）の群と、蓄熱部（３８）と、を備え、
前記第２貫孔（３４）の群の開口面積を前記第１貫孔（３３）の群の開口面積よりも大きく設定し、
前記蓄熱部（３８）が、前記空調用空気が通る隙間をあけて配置されると共に前記空調用空気を分流拡散させながら整流状に通過させて前記第２貫孔（３４）から前記居住空間（Ｓ）へ出させかつ前記空調用空気の熱を蓄めて前記第２貫孔（３４）から前記居住空間（Ｓ）へ放射するプレート（３５）の群を、備えた請求項１から４のいずれかに記載の住宅用空気調和装置。
【請求項６】
前記給気ダクト（３）の前記空調用空気の通風量を調整する給気用ダンパ（１２）と、前記給気用ダンパ（１２）を稼働させて前記通風量を増減させる制御器（１３）と、を備えた請求項１から５のいずれかに記載の住宅用空気調和装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項３の発明によれば、空調機から送風された空気を床下を介して前記屋外に排気することで床下の換気を行える。しかも、別個に換気装置を設置せずに済みコストダウンできる。
請求項４の発明によれば、空調機を使って居住空間の外気冷房ができ、外気と還気を混合した空気を空調用空気として空調機の給気用熱交換器で熱交換して居住空間の空調ができる。空調機によって、外気を屋外から居住空間に送り、居住空間の空気を屋外に排気することで居住空間と床下の換気を同時に行える。しかも、別個に換気装置を設置せずに済みコストダウンできる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項５の発明によれば、放射ユニットの第２貫孔群の開口面積を第１貫孔群の開口面積よりも大きくすることで、２段階で静圧を高めながら徐々に風速を落として、第１チャンバ部と第２チャンバ部の空間全体に空調用空気を行き渡らせることができる。そのため、居住空間への空調用空気の放出と放射を均等化でき、ドラフト感や温度ムラのない快適空調を行える。
請求項６の発明によれば、制御器の操作で、空調用空気を増減させて複数の居住空間を個別に空調できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図１から図８は、本発明の住宅用空気調和装置の一実施例を示している。この住宅用空気調和装置は、空調機１、床下収納部２、給気ダクト３、還気ダクト４、排気ダクト５、還気用ファン６、外気路７、排気路８、吹出口９、吸込口１０、放射ユニット１１、給気用ダンパ１２及び制御器１３を、備えている。図１において各ダクトは太い実線で簡略化して示す。また、各図の太い点線の矢印は空調用空気の流れを示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
第２チャンバ部３１は、居住空間Ｓに接して居住空間Ｓに空調用空気を出す平板形状の第２通気部３７と、蓄熱部３８と、第２通気部３７及び蓄熱部３８を取付ける鍔付の枠体３９と、を備えている。この第２通気部３７に第２貫孔３４の群を形成する。第２貫孔３４の群の開口面積は第１貫孔３３の群の開口面積よりも大きく設定する。これにより、２段階で静圧を高めながら徐々に風速を落として、第１チャンバ部３０と第２チャンバ部３１の空間全体に空調用空気を行き渡らせることができる。そのため、居住空間Ｓへの空調用空気の放出と放射を均等化でき、ドラフト感や温度ムラのない快適空調を行える。第１貫孔３３と第２貫孔３４の形状は、真円、楕円、長穴、細溝など各種の形状に変更するも自由である。