(57)【要約】【課題】電気エネルギーの有効利用と維持費用の削減ができる中央方式の空調システム、この空調システムを適用した建築物及びこの建築物の冷暖房に用いられる空調方法を提供する。【解決手段】空調システムは、外気を清浄空気に処理する外気処理ユニット１１と、外気処理ユニット１１に一方の端部が接続された接続ダクト３２と、接続ダクト３２の他方の端部と接続し、外気処理ユニット１１からの清浄空気を受け入れる空調機１３と、空調機１３にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト３３ａ及び還気ダクト３７と、還気ダクト３７の内部の空洞に設置された還気ダクト３７に流れる風量を調節する羽根４５と、空調機１３の動作と羽根４５の動作とを電気的に連動させる連動機構３０とを備える。空調システムは、給気ダクト３３ａに外気処理ユニット１１からの清浄空気のみを流すモードを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を清浄空気に処理する外気処理ユニットと、
前記外気処理ユニットに一方の端部が接続された接続ダクトと、
前記接続ダクトの他方の端部と接続し、前記外気処理ユニットからの前記清浄空気を受け入れる空調機と、
前記空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクトと、
前記還気ダクトの内部の空洞に設置された前記還気ダクトに流れる風量を調節する羽根と、
前記空調機の動作と前記羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構と、
を備え、前記給気ダクトに前記外気処理ユニットからの前記清浄空気のみを流すモードを有することを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記連動機構が、
前記空調機を電気的に制御する制御部と、
前記制御部に電気的に接続された操作回路部と、      
前記操作回路部に電気的に接続され、前記羽根の運動を駆動するダンパ駆動部と
を含む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】
外気を清浄空気に処理する外気処理ユニットと、
前記外気処理ユニットに一方の端部が接続された接続ダクトと、
前記接続ダクトの他方の端部と接続し、前記外気処理ユニットからの前記清浄空気を受け入れる空調機と、
前記空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクトと、
前記還気ダクトの内部の空洞に設置された前記還気ダクトに流れる風量を調節する羽根と、
前記空調機の動作と前記羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構と、
前記外気処理ユニット、前記接続ダクト、前記空調機、前記給気ダクト及び前記還気ダクトを収納するように屋根材及び壁材、床材で箱状に組み立てた構成物と、
を備え、前記給気ダクトに前記外気処理ユニットからの前記清浄空気のみを流すモードを有することを特徴とする建築物。
【請求項４】
前記連動機構が、
前記空調機を電気的に制御する制御部と、
前記制御部に電気的に接続された操作回路部と、
前記操作回路部に電気的に接続され、前記羽根の運動を駆動するダンパ駆動部と
を含むことを特徴とする請求項３に記載の建築物。
【請求項５】
前記建築物の上層と下層を鉛直方向に連結する上下連結ダクトを更に備えることを特徴とする請求項３に記載の建築物。
【請求項６】
前記上下連結ダクトの空洞の内部に設けられた中間ファンを更に備え、
前記空調機の動作と前記中間ファンの動作が電気的に連動することを特徴とする請求項５に記載の建築物。
【請求項７】
前記空調機の動作と前記中間ファンの動作とを電気的に連動させる連動機構が、
前記空調機を電気的に制御する制御部と、
前記制御部に電気的に接続された操作回路部と、
前記操作回路部及び前記中間ファンに電気的に連動させて動作させるファンコントローラと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の建築物。
【請求項８】
外気を清浄空気に処理する外気処理ユニット、前記外気処理ユニットに一方の端部が接続された接続ダクト、前記接続ダクトの他方の端部と接続し前記外気処理ユニットからの前記清浄空気を受け入れる空調機、前記空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクト、前記還気ダクトの内部の空洞に設置された前記還気ダクトに流れる風量を調節する羽根、前記空調機の動作と前記羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構を備える空調システムを用い、
前記空調機を停止し、前記給気ダクトに前記外気処理ユニットからの前記清浄空気のみを流すモードと、
前記空調機を動作させ、前記還気ダクトを流れてきた空気と前記清浄空気との混合空気に対して前記空調機で温度等の調整を行い、調整した空気を前記給気ダクトに流すモードと
のモード切り替えを、前記連動機構によって前記羽根の動作と連動させることを特徴とする空調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中央方式の空調システムに係り、特に温風・冷風を１本のダクトで送り出す単一ダクト方式の空調システム、この空調システムを適用した建築物及びこの建築物の冷暖房に用いられる空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調方式は、中央方式（中央管理方式）と個別方式の２つに大別される。住宅の快適性は室温管理によるところが大きく、その室温管理は各部屋に設置された壁掛けエアコンを用いた個別方式が多い。壁掛けエアコンを各部屋に設置することにより、個別に温度設定等ができる利点があるが、設置台数が増えるのでイニシャルコストやランニングコスト（光熱費等）がかかってしまうのが個別方式の問題点である。光熱費がある程度抑えられるパネルヒーターでは、冬場の快適性を得ることができるが、夏場に必要な冷房機器は別途必要となり、その分、施工費等がかかってしまう。
【０００３】
これらの問題を解決するために、熱源及び冷熱源（冷凍機）となる空調機１台で全館冷暖房を実現する中央方式の空調システムが求められている。かつ、近年の住宅建築の断熱性、気密性の高まりにより、建材や家具などから放散される揮発性有害化学物質の規制を目的に、新築住宅の換気設備の設置の法的義務付けが行われており、換気システムの設置も必須である。
【０００４】
このため、逆流防止ダンパを通して室内から取り入れた空気をパッケージエアコンで温度調整し、熱交換換気扇から取り入れて熱交換された新鮮な空気とパッケージエアコンからの空気をミキシングチャンバーで混合して各部屋へ給気する中央方式の空調システム（セントラル式第１種熱交換型換気方法）の発明が記載されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明では全館でパッケージエアコンは１台なので、設置にかかる施工費等のイニシャルコストは抑えられる。
【０００５】
特許文献１に記載の発明では、パッケージエアコンの後段（吹き出し口側）にミキシングチャンバーが設けられている。パッケージエアコンを使用していない場合には、熱交換換気扇からの空気はパッケージエアコンとは別の装置として後段に設けられたミキシングチャンバーに通風されているが、パッケージエアコンの内部には通風されていない。夜間や季節的事情により、パッケージエアコンの内部に通風されていない時間帯が存在すると、結露等によりパッケージエアコンの内部にカビや微生物、腐食等が発生するリスクが高まる。パッケージエアコンの内部のカビ等は健康に重大な問題となるが、パッケージエアコン内の掃除は容易に実施できない。即ち、従来の中央方式の空調システムでは、パッケージエアコン内部の掃除等のコストと、時間的無駄が発生することとなる。
【０００６】
特許文献１の段落［００５０］〜［００５１］等に記載のように、特許文献１に記載の発明ではミキシングチャンバーへの送風が、パッケージエアコンの室内機及び熱交換換気扇のそれぞれのファンのチャンバー側の全圧がチャンバー内の静圧よりも大きな全圧を有するファンにより行われ、且つ、パッケージエアコン及び熱交換換気扇の個々のファンの送風時の静圧がチャンバー内の静圧に略等しい状態でチャンバー内の通過風量を確保されなければならない。また、特許文献１に記載の発明では、逆流防止ダンパを開くために一定風量が必要である。特許文献１に記載の発明ではパッケージエアコンに供する空気はすべて逆流防止用ダンパを通して得る仕組みであるので、パッケージエアコンの必要風量を確保し続ける場合には電気代がかさんでしまう。本発明者の実験によれば、特許文献１に記載の発明では、風量の関係から逆流防止用ダンパが時折誤動作することが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５８０９６０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題に着目してなされたものであって、電気エネルギーの有効利用と維持費用の削減ができる中央方式の空調システム、この空調システムを適用した建築物及びこの建築物の冷暖房に用いられる空調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、（ａ）外気を清浄空気に処理する外気処理ユニットと、（ｂ）外気処理ユニットに一方の端部が接続された接続ダクトと、（ｃ）接続ダクトの他方の端部と接続し、外気処理ユニットからの清浄空気を受け入れる空調機と、（ｄ）空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクトと、（ｅ）還気ダクトの内部の空洞に設置された還気ダクトに流れる風量を調節する羽根と、（ｆ）空調機の動作と羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構を備える空調システムであることを要旨とする。第１の態様に係る空調システムにおいては、給気ダクトに外気処理ユニットからの清浄空気のみを流すモードを有する。
【００１０】
本発明の第２の態様は、（ａ）外気を清浄空気に処理する外気処理ユニットと、（ｂ）外気処理ユニットに一方の端部が接続された接続ダクトと、（ｃ）接続ダクトの他方の端部と接続し、外気処理ユニットからの清浄空気を受け入れる空調機と、（ｄ）空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクトと、（ｅ）還気ダクトの内部の空洞に設置された還気ダクトに流れる風量を調節する羽根と、（ｆ）空調機の動作と羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構と、（ｇ）外気処理ユニット、接続ダクト、空調機、給気ダクト及び還気ダクトを収納するように屋根材及び壁材、床材で箱状に組み立てた構成物を備える建築物であることを要旨とする。第２の態様に係る建築物においては、給気ダクトに外気処理ユニットからの清浄空気のみを流すモードを有する。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１の態様で述べた空調システムを用いた空調方法に係り、（ａ）空調機を停止し、給気ダクトに外気処理ユニットからの清浄空気のみを流すモードと、（ｂ）空調機を動作させ、還気ダクトを流れてきた空気と清浄空気との混合空気に対して空調機で温度等の調整を行い、調整した空気を給気ダクトに流すモードのモード切り替えを、第１の態様で述べた空調システムの連動機構によって、羽根の動作と連動させることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電気エネルギーの有効利用と維持費用の削減ができる中央方式の空調システム、この空調システムを適用した建築物及びこの建築物の冷暖房に用いられる空調方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る中央方式の空調システムの模式図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＧ部分の拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の状態から羽根４５の位置が変化した図である。
【図３】図３（ａ）は図１のＨ部分の拡大図であり、図３（ｂ）は冬期における上下連結ダクト３９の空気の給排を示す模式図であり、図３（ｃ）は夏期における上下連結ダクト３９の空気の給排を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）は空調機の電源がオフの場合における、空調機と電動ダンパを連動させるための連動機構の回路の一部を説明する模式的なブロック図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）において空調機の電源をオンにした場合の回路の対応図である。
【図５】図５（ａ）は空調機の電源がオフの場合における、空調機と電動ダンパ、中間ファンを連動させるための連動機構の回路の一部を説明する模式的なブロック図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）において空調機の電源をオンにした場合の回路の対応図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る中央方式の空調システムを利用した高気密・高断熱の建築物（住宅）の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る中央方式の空調システムを利用した高気密・高断熱の建築物（住宅）の断面鳥瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明し、電気エネルギーの有効利用と維持費用の削減ができる中央方式の空調システム、この空調システムを適用した建築物及びこの建築物の冷暖房に用いられる空調方法を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部材の大きさの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚み、寸法、大きさ等は以下の説明から理解できる技術的思想の趣旨を参酌してより多様に判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
又、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置等及び方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、本発明の実施の形態で記載された内容に限定されず、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１６】
（空調システムの概略構成）
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る空調システムは、外気を清浄空気に処理する外気処理ユニット１１と、 外気処理ユニット１１に一方の端部が接続された接続ダクト３２と、 接続ダクト３２の他方の端部と接続し、外気処理ユニット１１からの清浄空気を受け入れる空調機（エアハンドリングユニット）１３を備える中央方式の空調システムである。中央方式の空調システムであるので、 空調機１３には、図１に示すように給気（ＳＡ）ダクト３３ａ及び還気（ＲＡ）ダクト３７のそれぞれの一方の端部が接続されている。還気ダクト３７の内部の空洞に還気ダクト３７に流れる風量を調節する羽根４５が設置されている。そして、実施の形態に係る空調システムは、空調機１３の動作と羽根４５の動作とを電気的に連動させる連動機構３０を備える。外気処理ユニット１１は更に、それぞれの一方の端部が接続された外気（ＯＡ）ダクト３１及び排気用吸引ダクト３４、屋外排気（ＥＡ）ダクト３５を有する。羽根４５は電動ダンパの羽根であり、図１に示した空調機１３の制御部１５の電源回路と羽根４５は電気的に連動して動作する。
【００１７】
図１の外気処理ユニット１１は顕熱交換式又は全熱交換式等によって、室内空気と外気を入れ替える換気設備である。外気処理ユニット１１のタイプは、本発明の実施の形態に係る空調システムの設置地域の気候や湿度調整の希望等により、任意に選択することができる。
【００１８】
本明細書において、外気ダクト３１及び接続ダクト３２等の「ダクト」とは、冷暖房や換気、排気、排煙などのための空気の通路となる風導管又は通風管のことであり、建築業界で一般的に使用されるエアダクトのことである。ダクトは角ダクトや丸ダクト等、形状は問わない。素材も問わないが、温度管理や結露防止の観点から、断熱素材が好ましい。ダクトは筒状であるが、異物や埃等の流入・流出を防ぐため、端部に金網やフィルターが設けられていることが好ましい。
【００１９】
ダクトの素材は硬質でもよいし、人力で曲げられるようなフレキシブルなタイプでもよい。ダクトの素材については、一般に使用される亜鉛メッキ鉄材、アルミニウム及び亜鉛合金のメッキ鉄材、ステンレス鋼板等に無機質繊維系の断熱材によって保温処理をしたタイプでもよいし、基材をグラスウールとしてもよい。更に、外側をアルミニウム蒸着等のフィルム加工、内側は合成樹脂等のフィルム加工をし、より断熱性能を高めたタイプでもよい。
【００２０】
図１において、外気処理ユニット１１に接続されていない方の外気ダクト３１の他方の一端は屋外吸気口２１であり、外気処理ユニット１１に接続されていない方の屋外排気ダクト３５の他方の一端は屋外排気口２４である。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４は、図１においてはそれぞれ１つずつ設けているが、複数設けてもかまわない。
【００２１】
図１における接続ダクト３２は一方の端部を外気処理ユニット１１、他方の端部を空調機１３に接続されている。外気処理ユニット１１と空調機１３とを接続するためのダクトである。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る空調システムの給気ダクトとして、図１においては第１給気ダクト（給気ダクト）３３ａ及び第２給気ダクト３３ｂを設けている。第１給気ダクト３３ａ及び第２給気ダクト３３ｂはそれぞれ、空調機１３に一端を接続されている。他方の端部はそれぞれ第１室内給気口２２ａ、第２室内給気口２２ｂであり、居室等複数の部屋に、外気処理ユニット１１のみで調整された空気、又は、外気処理ユニット１１及び空調機１３の両方で調整された空気を２箇所に送風することが可能である。送風する部屋が１つであれば、第２給気ダクト３３ｂは設けなくてもよい。又、中央方式で空調する部屋数等に応じて、給気ダクトは３つ以上設けてもよいし、給気ダクトを途中で分岐させて末端のダクト本数を増やしてもよい。
【００２３】
図１において、外気処理ユニット１１に接続されていない方の排気用吸引ダクト３４の端部は排気採取口２３である。排気採取口２３は１つでもよいし、複数設けても良い。
【００２４】
図１において、空調機１３に接続されていない方の還気ダクト３７の端部は室内吸込口２９を有する。還気ダクト３７の内部の空洞に設置された羽根４５は、閉じると室内吸込口２９から空気は吸い込まれず、開くと室内吸込口２９から空気が吸い込まれるようになる電動機（モータ）駆動の逆流防止ダンパ（空気調整弁）である。羽根４５の設置は還気ダクト３７の端部付近でもよいし、中間付近でもいずれでもかまわない。室内吸込口２９は１つでもよいし、複数設けても良い。室内吸込口２９を複数設けた場合は、それぞれの室内吸込口２９に羽根４５を設置しても良く、分岐ダクトにして複数の室内吸込口にそれぞれ接続されるダクトの集合部分に羽根４５を設置してもよい。
【００２５】
図１において、連動機構３０は、第１配線４６により空調機１３と電気的に接続された制御部１５及び第２配線４７により空調機１３と電気的に接続された操作回路部４１、第３配線４８により操作回路部４１と電気的に接続したダンパ駆動部（アクチュエータ）１７を有する。図１においては、制御部１５及び操作回路部４１が空調機１３の内部回路を介して間接的に電気的接続をされているが、例示に過ぎず、操作回路部４１が直接的に制御部１５に電気的信号を用いて接続をした構成でもかまわない。更に、フォトカプラー等を用いて、制御部１５と操作回路部４１が光学的信号を用いて互いに情報を伝達してもかまわない。
【００２６】
図１における制御部１５で、空調機１３の電源スイッチを操作できる。制御部１５のボタン等の操作により空調機１３の電源状態がオン状態となると、操作回路部４１に電気的に信号が伝えられ、操作回路部４１からダンパ駆動部１７へ電気的に信号が伝えられ、ダンパ駆動部１７の電動機（モータ）が羽根４５が図２（ｂ）に示した全開となる回転位置まで羽根４５を回転させる。反対に、空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態となると、操作回路部４１に電気的に信号が伝えられ、操作回路部４１からダンパ駆動部１７へ電気的に信号が伝えられ、ダンパ駆動部１７の電動機によって、羽根４５が図２（ａ）に示した全閉となる回転位置まで羽根４５を回転させる。
【００２７】
（モード切り替え）
以下に図１を用いて、本発明の実施の形態に係る空調システムを用いた空調管理における空気の流れのモードの概略を説明する。本発明の実施の形態に係る空調システムでは、中央方式のダクト内等にカビ等が発生することを防止するために、空調機１３等の冷暖房を必要としない季節等において、外気処理ユニット１１からの熱交換された清浄空気の空調機１３及びダクト内への通風を常時維持する動作モードによって、電気エネルギーの有効利用を図り、同時に空調機１３及びダクトの内部の清浄管理をする。このため、給気については、まず、外気処理ユニット１１のファンにより、空気が屋外吸気口２１から矢印Ａの流れで外気ダクト３１に取り入れられる。取り入れられた空気は外気処理ユニット１１において適切に熱交換と空気清浄化がされ、接続ダクト３２を通り、空調機１３の内部に取り込まれる。
【００２８】
冷暖房を必要としない季節等において、図１に示した空調機１３を運転せずに外気処理ユニット１１のみを使用して全館の空気清浄処理を行う場合は、空調機１３の制御部１５の電源回路はオフ状態であり、図１に示すように、電動ダンパの羽根４５は還気ダクト３７内部の空気の流れを遮断するような全閉状態である。この場合は室内吸込口２９から空気の吸込みは行われず、還気ダクト３７を通して空調機１３に流入する空気はない。接続ダクト３２を通ってきた空気は空調機１３の内部を通り、第１給気ダクト３３ａ及び第２給気ダクト３３ｂに流入する。流入した空気清浄された空気は第１室内給気口２２ａ及び第２室内給気口２２ｂより、図１の矢印Ｃ及び矢印Ｄの流れの空気として給気されることになる。
【００２９】
一方、冷暖房が必要な夏冬の季節等において、図１に示した空調機１３及び外気処理ユニット１１を両方使用して全館の空調管理を行う場合は、空調機１３の制御部１５の電源回路はオン状態であり、羽根４５は図１に示す閉状態ではなく、図示は省略するが、還気ダクト３７内部に空気を通すような全開状態となる。空調機１３のファンが作動することにより、空気が室内吸込口２９から矢印Ｂの流れで還気ダクト３７に取り入れられる。取り入れられた空気及び外気処理ユニット１１から送られた空気は、空調機１３で適度な温度と湿度に空気調和され、第１給気ダクト３３ａ及び第２給気ダクト３３ｂに流入し、第１室内給気口２２ａ及び第２室内給気口２２ｂより、図１の矢印Ｃ及び矢印Ｄの流れの空気として各部屋に個別に給気（送風）されることになる。
【００３０】
排気については、図１において、空気が矢印Ｅの流れで排気採取口２３から排気用吸引ダクト３４に流入し、外気処理ユニット１１に入り、適切な熱交換がされた後、屋外排気ダクト３５を通り、図１の矢印Ｆの流れの空気として屋外排気口２４から排出される。
【００３１】
図２（ａ）は羽根４５の全閉状態の回転位置を示し、図２（ｂ）は羽根４５の全開状態の回転位置を示す。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、羽根４５は還気ダクト３７の内部の空洞に設置され、ダンパ軸４４を中心に回転可能である。羽根４５の形状は、図２（ａ）のような全閉状態となった際に、還気ダクト３７の内部の空洞を塞ぎ、矢印Ａの流れの空気を遮断することができれば、いかなる形状でもよく、図２（ａ）及び（ｂ）に示した単翼式のバタフライ弁に限定されるものではない。羽根４５が図２（ａ）のＢ及びＣの方向に９０度回転すると図２（ｂ）の全開状態となる。図２（ｂ）においては羽根４５は還気ダクト３７の内部の空洞を塞がず、矢印ＡおよびＢの流れの空気を遮断することなく通すことができる。更に図２（ｂ）のような全開状態の回転位置から、羽根４５がダンパ軸４４を中心に９０度回転すると、図２（ａ）のような全閉状態の回転位置に戻り、再び空気の流れを遮断する。全閉状態の回転位置に戻るには、スプリングリターン等の弾性力を用いた回転を使用することができる。図２（ａ）及び（ｂ）においては羽根４５が９０度回転する２位置制御のチャッキ弁タイプを説明したが、比例制御で任意の角度まで回転し、任意の風量を通すような風量調整用の羽根であってもかまわない。ダンパ軸４４は、図２（ａ）及び（ｂ）のように羽根４５の中心に位置してもよいし、端に位置してもよい。
【００３２】
以上のとおり、実施の形態に係る空調システムによれば、空調機１３等の冷暖房を必要としない季節等において外気処理ユニット１１からの熱交換された清浄空気のみをダクト内へ通風するモードと、冷暖房が必要な夏冬の季節等において、還気ダクトを流れてきた空気と清浄空気との混合空気に対して空調機で温度等の調整を行い、その調整した空気を給気ダクトに流すモードとのモード切り替えの操作を、空調機１３の制御部１５の電源回路のオン/オフによって、電動ダンパの羽根４５の動作と連動するようにして実施できる。
【００３３】
（上下連結ダクトについて）
本発明の実施の形態に係る空調システムは、図１に示すように、この空調システムが適用される建築物の上層と下層を連結する上下連結ダクト３９を更に備えることが可能である。「建築物の上層と下層」のうち、「上層」とは建築物において鉛直方向に相対的に上層のことであり、「下層」とは建築物において鉛直方向に相対的に下層のことである。例えば、建築物の２階とその下に鉛直方向に位置する１階を意味する（図６及び図７参照。）。図１では鉛直方向に直線状に延びる上下連結ダクト３９が示されているが、上下連結ダクト３９はクランク状等のトポロジで途中に曲がりがあっても構わない。上下連結ダクト３９の内部の空洞には第１中間ファン（中間ファン）４３ａ及び第２中間ファン４３ｂが設けられ、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂは、図３（ａ）に示すように、それぞれ中間ファン支持軸４２ａ及び中間ファン回転軸４２ｂによって保持されている。即ち、実施の形態に係る空調システムの連動機構３０は、第４配線４９により操作回路部４１と電気的に接続されたファンコントローラ１９を更に有し、ファンコントローラ１９と第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂが電気的に接続されている。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂは互いに逆回転をするカウンターローテーションファンである。第１中間ファン４３ａがＡ方向に回転する時、第２中間ファン４３ｂはＡ方向とは反対のＢ方向に回転する。第１中間ファン４３ａがＡ方向とは反対方向に回転する時、第２中間ファン４３ｂはＢ方向とは反対方向に回転する。第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂがそれぞれ一定の方向に回転している時は、建築物の上層と下層を連結する上下連結ダクト３９の内部の空洞を一定方向に空気が流れ、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転方向が切り替わると、上下連結ダクト３９の内部の空洞を流れていた空気は逆方向に流れることになる。
【００３５】
図３（ｂ）においては、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの一定方向の継続した回転により、第１給排口２５ａから矢印Ａの流れの空気を上下連結ダクト３９に取り込み、第２給排口２５ｂから矢印Ｂの流れの空気として排出する。図３（ｂ）における第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転とは反対方向の回転にすると、図３（ｃ）に示すように、第２給排口２５ｂから矢印Ｂの流れの空気を上下連結ダクト３９に取り込み、第１給排口２５ａから矢印Ａの流れの空気として排出する。
【００３６】
一般的に、温かい空気は上方に、冷たい空気は下方に溜まりやすい。図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１給排口２５ａを第２給排口２５ｂより高い位置（上層）に設置することで、図３（ｂ）においては相対的に温かい空気を下方（下層）に送ることができ、図３（ｃ）においては相対的に冷たい空気を上方（上層）に送ることができる。
【００３７】
図１並びに図３（ａ）及び（ｂ）、（ｃ）等においては、上下連結ダクト３９の内部に第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂを用いているが、送風機能を有するならば、中間ファンは１つでもよいし、３つ以上でもかまわない。
【００３８】
図１においては、上下連結ダクト３９に設けられた第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの動作は、操作回路部４１を介して空調機１３の動作と連動する。制御部１５のボタン等の操作により空調機１３の電源状態がオン状態となると、操作回路部４１に電気的に信号が伝えられ、操作回路部４１からファンコントローラ１９へ電気的に信号が伝えられ、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転が開始する。反対に、空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態となると、操作回路部４１に電気的に信号が伝えられ、操作回路部４１からファンコントローラ１９へ電気的に信号が伝えられ、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転が停止する。つまり図１においては、空調機１３の制御部１５の電源回路のオン・オフが、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転のオン・オフと連動する。図１の連動機構３０には、季節や室温などの条件によって、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転方向が自動的に切り替わる仕組みを設けてもよい。
【００３９】
図１及び図３（ａ）に示すように、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂが回転していない時であっても、上下連結ダクト３９の内部の流路となるプロペラ構造の間を自在に空気が通ることができる。
【００４０】
（連動機構の電気回路）
図４（ａ）及び（ｂ）は、図１における操作回路部４１が有する第１連動操作回路（連動操作回路）４０と、第１連動操作回路４０に電気的に接続されたダンパ駆動部１７の回路部分を説明する模式的なブロック図である。定電圧源５１は、第１連動操作回路４０の電源であり、例えば直流２４Ｖ等の電圧を出力する。連動スイッチ５３は空調機１３の制御部１５の電源回路と直接的又は間接的に電気的接続がされたスイッチであり、空調機１３の制御部１５の電源回路、例えば制御部１５の操作盤のスイッチに接続された回路のオン状態及びオフ状態と連動する。連動スイッチ５３と回路上で連続する第１コイル５５は、第１常閉（ノーマリークローズ）リレー接点６１と共に第１スイッチを成す。第１コイル５５に電流が流れていない時は第１常閉リレー接点６１が閉じ、第１コイル５５に電流が流れている時は第１常閉リレー接点６１が開く仕組みである。第１常閉リレー接点６１はｂ接点（ブレーク接点）であり、第１コイル５５に電流が流れていない場合に常に閉じた状態となる。第２コイル５７及び第２常閉リレー接点６３の性質については、第１コイル５５及び第１常閉リレー接点６１とそれぞれ同様であり、第２コイル５７及び第２常閉リレー接点６３は第２スイッチを成す。第１スイッチ及び第２スイッチには、一般的な「電磁継電器」「電磁リレー」が使用可能であるが、例示に過ぎず、電磁石により接点を物理的に動かし、接点を開閉する継電器の他絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の半導体スイッチを用いてもよい。半導体スイッチを第１常閉リレー接点６１及び第２常閉リレー接点６３に用いる場合は、第１コイル５５及び第２コイル５７の代わりに電流センサ等を用いればよい。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態の場合は、連動スイッチ５３は開放（オープン）された状態である。従って、第１コイル５５には電流が流れておらず、第１常閉リレー接点６１は閉じた状態である。第１常閉リレー接点６１が閉じているために第２コイル５７には電流が流れ、第２常閉リレー接点６３は開いた状態である。第２常閉リレー接点６３が開いているためにダンパ駆動部１７が有する第３端子台７５には電流が流れていない。ダンパ駆動部１７の有する第１端子台７１から第２端子台７３に至る経路には電流が流れている。
【００４２】
図４（ｂ）に示すように、空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態からオン状態となった場合は、連動スイッチ５３は閉じる。従って、第１コイル５５には電流が流れ、第１常閉リレー接点６１は開く。第１常閉リレー接点６１が開くために第２コイル５７には電流が流れず、第２常閉リレー接点６３は閉じる。第２常閉リレー接点６３が閉じるためにダンパ駆動部１７の有する第３端子台７５には電流が流れる。第３端子台７５に例えばＤＣ２４Ｖの電流が流れることで、ダンパ駆動部１７のブラシレスＤＣモータ等の電動機の回転が駆動され、図１等の羽根４５が回転される。すなわち、図２（ａ）の全閉状態の回転位置から図２（ｂ）の全開状態の回転位置に羽根４５が回転移動する。例えばＤＣモータの場合、ＤＣモータにダンパ駆動部１７から同じ周期の正/負電圧を連続的に印加すると羽根４５は停止状態になる。更に、駆動部１７で羽根４５の回転位置フィードバックを行なうと、羽根４５の停止中でも保持力が発生して、サーボロック状態になる。ＤＣモータの位置制御は停止中のＤＣモータに位置指令を入力して、目的の位置まで移動させて、ＤＣモータを停止させる制御である。又、ダンパ駆動部１７にトルクリミッタ回路を内蔵しておけば、ＤＣモータ等の電動機の過負荷に対する過剰電流を防止できる。
【００４３】
図４（ｂ）の状態において、空調機１３の制御部１５の電源回路がオン状態からオフ状態となった場合は、上記の制御部１５の電源回路がオフ状態からオン状態となった場合の反対方向の回転移動（リターン）が行われ、図４（ａ）の状態に戻る。即ち、図４（ａ）のように、図１等に示す空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態に戻ることにより、連動スイッチ５３は開く。従って、第１コイル５５の電流が遮断され、第１常閉リレー接点６１は閉じる。第１常閉リレー接点６１が閉じるために第２コイル５７には電流が流れ、第２常閉リレー接点６３が開く。第２常閉リレー接点６３が開くためにダンパ駆動部１７の有する第３端子台７５には電流が流れない。第３端子台７５の電流が遮断されることで、サーボロック状態等により停止していた電動機の押圧力がなくなる。
【００４４】
そしてスプリングリターン方式では、電動機の押圧力とは反対向きに弾性体（スプリング）による圧力が働き、羽根４５が図２（ｂ）の全開状態の回転位置から図２（ａ）の全閉状態の回転位置に羽根４５が押し戻される（スプリングリターンする）。図１等に示す空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態からオン状態となった場合及びオン状態からオフ状態となった場合の両方において、回転動作の終了は、図１等におけるダンパ駆動部１７の内部回路に組み込まれた遅延回路により実現してもよいし、回転動作終了地点の物理的なストッパーにより、図２（ａ）及び（ｂ）の羽根４５の回転が強制的に停止するように制御してもよい。図４（ａ）及び（ｂ）において、第１常閉リレー接点６１及び第２常閉リレー接点６３は、ｂ接点と同様の機能を有するならば、ｃ接点等の別のタイプの接点を用いてもかまわない。
【００４５】
図５（ａ）及び（ｂ）においては、図４（ａ）及び（ｂ）における第１連動操作回路４０に更に第３コイル（中間ファンリレーコイル）５９を設けた第２連動操作回路（連動操作回路）５０を示す。第３コイル５９は連動スイッチ５３と回路上で接続されている。図示は省略するが、第３コイル５９に電流が流れると、中間ファン用常開リレー接点が動作し、電気的信号がファンコントローラ１９に伝達され、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転動作を開始させる。第２連動操作回路５０のうち、図４（ａ）及び（ｂ）における第１連動操作回路４０に相当する回路の性質や機能については、図４（ａ）及び（ｂ）における第１連動操作回路４０と同様である。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態の場合は連動スイッチ５３が開いていて、第３コイル５９には電流が流れていない。第３コイル５９に電流が流れていないことにより、中間ファン用常開リレー接点は動作せず、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂは回転動作をせず、停止したままである。
【００４７】
図５（ｂ）に示すように、空調機１３の制御部１５の電源回路がオフ状態からオン状態となった場合は、連動スイッチ５３は閉じる。従って、第３コイル５９には電流が流れ、中間ファン用常開リレー接点（図示省略）が導通状態となり、電気的信号がファンコントローラ１９に伝達され、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転動作を開始させる。
【００４８】
中間ファン用常開リレー接点は、図５（ａ）及び（ｂ）の第３コイル５９と一体となって中間ファン用の第３スイッチを成す。中間ファン用常開リレー接点は、接点が導通状態になることにより発生する電気的信号がファンコントローラ１９に伝達され、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転動作を開始させるものであれば、ａ接点又はｂ接点、それ以外の接点のいずれでもかまわない。
【００４９】
以上のとおり、実施の形態に係る空調システムによれば、図４に示した第１連動操作回路４０や図５に示した第２連動操作回路５０を用いることによって、外気処理ユニット１１からの熱交換された清浄空気のみをダクト内へ通風するモードと、外気処理ユニット１１からの空気と還気ダクト３７からの空気をミキシング（混合）して空調機１３で調整し、調整した空気をダクト内へ通風するモードの切り替えを、空調機１３の制御部１５の電源回路のオン/オフに連動して自動的に実施することができる。
【００５０】
（建築物への利用例１）
以下に、図６及び図７を用いて、本発明の実施の形態に係る中央方式の空調システムを利用した全館冷暖房の建築物の例を説明する。図６において、本発明の実施の形態に係る建築物は、外気を清浄空気に処理する外気処理ユニット１１と、外気処理ユニット１１に一方の端部が接続された接続ダクト３２と、接続ダクト３２の他方の端部と接続し、外気処理ユニット１１からの清浄空気を受け入れる空調機１３を備える中央方式の空調システムを備える。中央方式の空調システムであるので、 空調機１３には、図６に示すように給気ダクト３３ａ及び還気ダクト３７のそれぞれの一方の端部が接続されている。還気ダクト３７の内部の空洞に、還気ダクト３７に流れる風量を調節する羽根４５が設置されている。そして、本発明の実施の形態に係る建築物が有する空調システムは、空調機１３の動作と羽根４５の動作とを電気的に連動させる連動機構を備える。羽根４５は電動ダンパの羽根であり、空調機１３と羽根４５は電気的に連動して動作する。
【００５１】
更に、本発明の実施の形態に係る建築物は、外気処理ユニット１１、接続ダクト３２、空調機１３、給気ダクト３３ａ及び還気ダクト３７を収納するように屋根材１０１、壁材及び床材１０３で箱状に組み立てた構成物を備える。外気処理ユニット１１は更に、それぞれの一方の端部が接続された外気ダクト３１及び排気用吸引ダクト３４、屋外排気ダクト３５を有する。
【００５２】
図６において、外気処理ユニット１１に接続されていない方の外気ダクト３１の他方の一端は屋外吸気口２１であり、外気処理ユニット１１に接続されていない方の屋外排気ダクト３５の他方の一端は屋外排気口２４である。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４は共に、建築物の壁材及び床材１０３を貫通して屋外に通じるように設けられている。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４は、屋外に突出するように設けられていてもよい。図６における白抜き矢印は空気の流れを示す。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４の設置場所に特に制限はないが、屋外排気口２４からの排気が屋外吸気口２１へ流入しないように、屋外吸気口２１及び屋外排気口２４の位置は互いに離れていた方が好ましい。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４は、図６においてはそれぞれ１つずつ設けているが、複数設けてもかまわない。設置費用等を低く抑えるためには、図６のように１つずつ設けることが望ましい。
【００５３】
図６において、外気ダクト３１及び屋外排気ダクト３５を接続している外気処理ユニット１１は室内のいずれの位置でも設置することができる。図６のように１階の生活空間でもよいし、機器室のような非生活空間でもよい。
【００５４】
図６において、第１給気ダクト（給気ダクト）３３ａの他方の端部は第１室内給気口２２ａ及び第４室内給気口２２ｄであり、第２給気ダクト３３ｂの他方の端部は第２室内給気口２２ｂ及び第３室内給気口２２ｃである。第１室内給気口２２ａは２階の寝室８３に通じ、第２室内給気口２２ｂは１階の居間８８に通じ、第４室内給気口２２ｄは２階の広間８４に通じ、それぞれの部屋の天井付近からそれぞれの部屋へ給気する。第３室内給気口２２ｃは床下に通じて給気を行う。室内給気口２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからは温度と湿度が調整されたきれいな空気が中央方式でそれぞれの部屋に供給されるので、室内給気口２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは個別の生活空間に、独立して多く設けるのが好ましい。
【００５５】
図６において、空調機１３に接続されていない方の還気ダクト３７の端部は室内吸込口２９を有する。還気ダクト３７内部の空洞には電動ダンパの羽根４５が設置され、還気ダクト３７の外側に設置されたダンパ駆動部１７によって羽根４５の回転動作が駆動されている。
【００５６】
図６において、ダンパ駆動部１７は、バス及び洗面所９２に設置された操作回路部４１と電気的に接続されている。操作回路部４１は空調機１３の制御部１５の電源回路のオン状態及びオフ状態に連動するような電気的な接続があるが、制御部１５の電源回路は居間８８に設置された制御部１５のボタン等の操作で制御される。連動機構は少なくとも、ダンパ駆動部１７及び操作回路部４１、制御部１５を含む機構である。制御部１５のボタン等を操作することにより、制御部１５の電源回路がオフ状態になると、羽根４５が閉じ、室内吸込口２９から空気は吸い込まれない。制御部１５のボタン等を操作することにより、制御部１５の電源回路がオン状態になると、羽根４５が開き、室内吸込口２９から空気が吸い込まれる。室内吸込口２９は１つでもよいし、複数設けても良い。
【００５７】
図６において、連動機構は更に、操作回路部４１と電気的に接続されたファンコントローラ１９を有する。ファンコントローラ１９は第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂに電気的に接続されている。第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂは、２階天井裏８２から鉛直方向に床下９４まで延びる上下連結ダクト３９の内部の空洞に保持されている。図６においては、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転により、空気を上層の第１給排口２５ａから上下連結ダクト３９に取り込み、下層の第２給排口２５ｂから排出する。又は、空気を下層の第２給排口２５ｂから上下連結ダクト３９に取り込み、上層の第１給排口２５ａから排出する。いずれの給排口から空気を取り込むかは、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転方向で制御する。図６においては、第１給排口２５ａは上層となる２階の広間８４に設置され、第２給排口２５ｂは下層となる床下９４に設置されている。
【００５８】
上層の第１給排口２５ａ及び下層の第２給排口２５ｂは、図６に示すように設置の階が違っても良いが、同じ階でもよい。全館での温度差を無くすためには、互いに異なる層（異なる階）、かつ、上層（例えば２階）の天井部分と下層（例えば１階）の床下部分に設置することが望ましい。又、同じ階の同一部屋内であっても、上層の天井付近と下層の床部分、あるいは上層の天井付近と下層の床下部分に第１給排口２５ａ及び第２給排口２５ｂを設置することで、上下連結ダクト３９を介して、上層と下層が連結され、同一の部屋内の温度差を少なくすることができる。
【００５９】
図６において、外気処理ユニット１１に接続されていない方の排気用吸引ダクト３４の端部は第１排気採取口２３ａ及び第２排気採取口２３ｂ、第３排気採取口２３ｃ、第４排気採取口２３ｄである。第１排気採取口２３ａは２階の第１トイレ８６ａに通じ、第２排気採取口２３ｂは２階のウォークインクローゼット８５に通じ、第３排気採取口２３ｃは１階のキッチン９１に通じ、第４排気採取口２３ｄは１階の第２トイレ８６ｂに通じ、それぞれ天井から排気を行う。いわゆるダーティゾーンと呼ばれる、トイレ、洗面所、キッチンなどの天井に排気採取口を設けるのが好ましい。
【００６０】
空調機１３の本体や、給気ダクト３３ａ，３３ｂや排気用吸引ダクト３４、接続ダクト３２等のダクト類（以下、各種ダクト）は、快適性と居住スペースの確保の観点から、建築物の天井裏等の居住空間ではないスペース又は居住空間から遠いスペースに配置することが好ましい。図６においては、空調機１３及び各種ダクトの大半は１階天井裏８７及び２階天井裏８２に配置されている。各種ダクトの一部はダクト室８９に配置されている。
【００６１】
送風風量が十分に確保されるのならば、各種ダクトは二股以上に分岐させてもよいし、途中から合流させてもよい。各種ダクトの端部の設置箇所には制限はないが、空気が給排される箇所であるので、人体に直接給排気の気流が当たらない箇所に位置させることが、快適性の面では好ましい。
【００６２】
図６において、建築物の全体での断熱効果を高めるために、屋根材１０１、壁材及び床材１０３、基礎材１０５には断熱素材を用いることが好ましい。断熱素材は、屋根材１０１、壁材及び床材１０３、基礎材１０５のそれぞれの基盤材に断熱素材を張り付けたりコーティングしたりする方式でもよいし、屋根材１０１、壁材及び床材１０３、基礎材１０５自体を断熱素材で構成してもよい。又、その組み合わせでもかまわない。図６においては、空気を各部屋間で循環させるためのガラリ３６を１階の居間８８の床に設けているが、他の循環機構等により必要がなければガラリ３６は設けなくてもよい。
【００６３】
あくまで、図６は本発明の実施の形態に係る空調システムを建築物に利用した一例であるので、建築物の各部屋の構成や種類、間取り、空調システムを構成する部品の設置の場所や個数等は、これに限定するものではない。
【００６４】
（建築物への利用例２）
図７に示すように、空調機１３及び各種ダクトを２階天井裏８２に集中させる中央方式の空調システムとすることも可能である。図７における本発明の実施の形態に係る建築物は、外気を清浄空気に処理する外気処理ユニット１１と、外気処理ユニット１１に一方の端部が接続された接続ダクト３２と、接続ダクト３２の他方の端部と接続し、外気処理ユニット１１からの清浄空気を受け入れる空調機１３を備える中央方式の空調システムを備える。中央方式の空調システムであるので、 空調機１３には、図７に示すように給気ダクト３３ａ及び還気ダクト３７のそれぞれの一方の端部が接続されている。還気ダクト３７の内部の空洞に、還気ダクト３７に流れる風量を調節する羽根が設置されている。そして、本発明の実施の形態に係る建築物が有する空調システムは、空調機１３の動作と羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構を備える。羽根は電動ダンパの羽根であり、空調機１３と羽根は電気的に連動して動作する。
【００６５】
更に、本発明の実施の形態に係る建築物は、外気処理ユニット１１、接続ダクト３２、空調機１３、給気ダクト３３ａ及び還気ダクト３７を収納するように屋根材１０１、壁材及び床材１０３で箱状に組み立てた構成物を備える。外気処理ユニット１１は更に、それぞれの一方の端部が接続された外気ダクト３１及び排気用吸引ダクト３４、屋外排気ダクト３５を有する。
【００６６】
図７において、外気処理ユニット１１に接続されていない方の外気ダクト３１の他方の一端は屋外吸気口２１であり、外気処理ユニット１１に接続されていない方の屋外排気ダクト３５の他方の一端は屋外排気口２４である。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４は共に、建築物の壁材及び床材１０３を貫通して屋外に通じるように設けられている。図７における白抜き矢印は空気の流れを示す。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４の設置場所に特に制限はないが、屋外排気口２４からの排気が屋外吸気口２１へ流入しないように、屋外吸気口２１及び屋外排気口２４の位置は互いに離れていた方が好ましい。図７においては、屋外吸気口２１及び屋外排気口２４は互いに建築物を挟んで反対側に設けられている。屋外吸気口２１及び屋外排気口２４は、図７においてはそれぞれ１つずつ設けているが、複数設けてもかまわない。
【００６７】
図７において、外気ダクト３１及び屋外排気ダクト３５を接続している外気処理ユニット１１は室内のいずれの位置でも設置することができる。図７のように２階の納戸９３のような、主たる生活空間から離れた空間でもよい。
【００６８】
図７において、外気処理ユニット１１に一端を接続した接続ダクト３２の他方の一端は空調機１３に接続されている。空調機１３は他に、第１給気ダクト（給気ダクト）３３ａ及び第２給気ダクト３３ｂを接続している。第１給気ダクト３３ａの他方の端部は第１室内給気口２２ａ及び第２室内給気口２２ｂであり、第２給気ダクト３３ｂの他方の端部は第３室内給気口２２ｃ及び第４室内給気口２２ｄ、第５室内給気口２２ｅである。第１室内給気口２２ａは２階の広間８４に通じ、第２室内給気口２２ｂは吹抜け９０に通じ、第３室内給気口２２ｃは１階の居間８８に通じ、第５室内給気口２２ｅは吹抜け９０の１階部分に通じ、それぞれ天井付近から給気する。第４室内給気口２２ｄは床下に通じて給気を行う。
【００６９】
図７において、更に空調機１３は、還気ダクト３７の一端を接続している。空調機１３に接続されていない方の還気ダクト３７の端部は室内吸込口２９を有し、室内吸込口２９は吹抜け９０に設置されている。還気ダクト３７内部の空洞には羽根４５（羽根４５は図１参照）が設置され、還気ダクト３７の外側に設置されたダンパ駆動部１７によって羽根４５の回転移動が駆動されている。
【００７０】
図７において、ダンパ駆動部１７は、納戸９３に設置された操作回路部４１と電気的に接続され、操作回路部４１は制御部１５の電源回路のオン状態及びオフ状態に連動するような電気的な接続があり、制御部１５の電源回路は居間８８に設置された制御部１５のボタン等の操作で制御されている。連動機構は少なくとも、ダンパ駆動部１７及び操作回路部４１、制御部１５を含む機構である。制御部１５のボタン等を操作することにより、制御部１５の電源回路がオフ状態になると、羽根４５が閉じ、室内吸込口２９から空気は吸い込まれない。制御部１５のボタン等を操作することにより、制御部１５の電源回路がオン状態になると、羽根４５が開き、室内吸込口２９から空気が吸い込まれる。室内吸込口２９は１つでもよいし、複数設けても良い。
【００７１】
図７において、連動機構は更に、操作回路部４１と電気的に接続されたファンコントローラ１９を有する。ファンコントローラ１９は第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂ（第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂは図１参照）に電気的に接続されている。第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂは、上下連結ダクト３９の内部の空洞に保持されている。図７においては、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転により、空気を２階のウォークインクローゼット８５に設置された第１給排口２５ａから上下連結ダクト３９に取り込み、床下９４に設置された第２給排口２５ｂから排出する。又は、空気を第２給排口２５ｂから上下連結ダクト３９に取り込み、第１給排口２５ａから排出する。いずれの給排口から空気を取り込むかは、第１中間ファン４３ａ及び第２中間ファン４３ｂの回転方向で制御する。
【００７２】
図７において、外気処理ユニット１１に接続されていない方の排気用吸引ダクト３４の端部は第１排気採取口２３ａ及び第２排気採取口２３ｂ、第３排気採取口２３ｃである。第１排気採取口２３ａは１階のバス及び洗面所９２に通じ、第３排気採取口２３ｃは２階の納戸９３に通じ、それぞれ天井から排気を行う。第２排気採取口２３ｂは床下９４に通じ、排気を行う。
【００７３】
図６と同様、建築物全体での断熱効果を高めるために、図７において、屋根材１０１、壁材及び床材１０３、基礎材１０５、窓及びサッシ９５ａ及び９５ｂには断熱素材を用いることが好ましい。
【００７４】
あくまで、図７は本発明の実施の形態に係る空調システムを建築物に利用した一例であるので、建築物の各部屋の構成や種類、間取り、空調システムを構成する部品の設置の場所や個数等は、これに限定するものではない。
【００７５】
（室温測定）
本発明の実施の形態に係る空調システムを建築物に利用した場合の、１階と２階の室温の測定結果を以下に説明する。秋田県の積雪地帯に建てられ、本発明の実施の形態に係る空調システムが設置された建坪３４坪の２階建て建築物において、本発明の実施の形態に係る空調システムを５日間稼働させ、２日目〜５日目における室温測定を行った。空調機の設定温度は２５℃で継続稼働させ、風量については１日目と２日目は終日「大」、３日目以降は終日「中」と設定した。
【００７６】
建築物の１階については、リビング及びトイレ、洗面所、玄関の室温を測定し、１階の平均室温を算出した。２階については、北側洋室の床上０ｃｍ及び１４０ｃｍの室温を測定し、２階の平均室温を算出した。
（ａ）２日目１４時、外気温４℃における１階の平均室温は２４℃、２階の平均室温は２５℃であり、１階と２階の室温差は１℃であった。
（ｂ）２日目１９時、外気温１℃における１階の平均室温は２３．６℃、２階の平均室温は２４．５℃であり、１階と２階の室温差は０．９℃であった。
（ｃ）３日目１０時、外気温０℃における１階の平均室温は２３．５℃、２階の平均室温は２４．５℃であり、１階と２階の室温差は１℃であった。
（ｄ）３日目２１時３０分、外気温−５℃における１階の平均室温は２４．２℃、２階の平均室温は２５．３℃であり、１階と２階の室温差は１．１℃であった。
（ｅ）４日目９時３０分、外気温−２℃における１階の平均室温は２４．７℃、２階の平均室温は２５．８℃であり、１階と２階の室温差は１．１℃であった。
（ｆ）５日目７時３０分、外気温−６℃における１階の平均室温は２３．９℃、２階の平均室温は２４．５℃であり、１階と２階の室温差は０．６℃であった。
【００７７】
２日目〜５日目の１階と２階の室温差は０．６〜１．１℃であり、極めて小さい結果であった。又、２階の北側洋室における床上０ｃｍ及び１４０ｃｍの室温差についても、１℃以内に収まっていた。更に、空調機の設定温度の２５℃と比較すると、１階及び２階における平均室温は±１．５℃以内に収まっていた。
【００７８】
以上のとおり、本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物によれば、図１における空調機１３等の冷暖房を必要としない季節等において外気処理ユニット１１からの熱交換された清浄空気のみをダクト内へ通風し、冷暖房が必要な夏冬の季節等においては、空調機１３に必要な、外気処理ユニット１１の通風では補えない風量を確保するための還気ダクト３７を流れてきた空気と清浄空気との混合空気に対して、空調機１３で温度等の調整を行い、調整した空気をダクト内へ通風する空気の切り替え操作を、電動ダンパの羽根４５を空調機１３の制御部１５の電源回路のオン/オフに連動して動作させることで実施できる。又、外気処理ユニット１１由来の新鮮な空気と室内の空気とを空調機１３に供してミキシングすることができるので、空調機１３の稼働時に十分な風量を確保することができる。
【００７９】
特に、図１における制御部１５の電源回路がオフ状態の場合であっても、外気ダクト３１及び接続ダクト３２、給気ダクト３３ａ等の内部は年中通気を行っているため、各種ダクトの課題であるカビ等の発生を抑えることができ、衛生面やメンテナンス面でも優れている。更に空調機１３内部も通気する仕組みであるため、空調機１３内部のカビ等の発生も抑えることができる。外気処理ユニット１１を２４時間稼働させておくことで、法規で定められた換気条件は当然満たすことができる。
【００８０】
実施の形態に係る空調システム及び建築物においては、室内から供給する空気は還気ダクト３７の室内吸込口２９から取り込むことができるが、還気ダクト３７に用いるダンパを電動ダンパとしたことで、空調機１３に供する空気を吸込む力でダンパを開閉させる必要がないため、逆流を確実に防止できる。特に、図４に示した第１連動操作回路４０や図５に示した第２連動操作回路５０を用いることによって、外気処理ユニット１１からの熱交換された清浄空気のみをダクト内へ通風するモードと、外気処理ユニット１１からの空気と還気ダクト３７からの空気をミキシング（混合）して空調機１３で調整し、ダクト内へ通風するモードの切り替えを、空調機１３の制御部１５のボタンの操作だけで、簡単に実施することができる。そして、本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物によれば、空調機１３のファンに高負荷をかけなくてもよく、より効率的に空調機１３に空気を送り込むことができる。
【００８１】
特に、還気ダクト３７内の電動ダンパの動作を、制御部１５の電源回路操作と連動させる連動機構２０，３０を設けたことで、空調機１３等の冷暖房を必要としない季節等において、外気処理ユニット１１からの熱交換された清浄空気のみをダクト内へ通風し、ダクト内のカビや微生物等の発生を防止できる。制御部１５の電源回路をオフにした際に還気ダクト３７内のダンパが閉じないと、外気処理ユニット１１から送られてきた空気が空調機１３の内部と還気ダクト３７を通り、室内吸込口２９から逆流してしまう。還気ダクト３７内は空気を吸い込む方向で通気する前提で設計されているため、空気を吐き出す方向へ逆流してしまうと、空調機１３及び還気ダクト３７内の汚れた空気がそのまま室内に排出されてしまうことにつながり、居住者にとって不都合である。又、制御部１５の電源回路をオンにした際に還気ダクト３７のダンパが開かないと、還気ダクト３７から想定された風量を確保できないため、空調機１３や外気処理ユニット１１のファンに負荷がかかりすぎてしまい、空調機１３や外気処理ユニット１１の故障につながるおそれがある。いずれの場合も制御部１５の電源回路と還気ダクト３７のダンパの動作が連動しないことによる影響は大きい。実施の形態に係る空調システム及び建築物においては、連動機構２０，３０を設けているので、これらの不都合を回避することができる。
【００８２】
更に、還気ダクト３７に設けたダンパの羽根４５は電動であるため、制御部１５の電源回路がオフ状態の際に、一時的な気圧の変化によりダンパの羽根４５が不用意に開いてしまう等の不都合も回避することができる。本発明の実施の形態に係る空調システムの制御部１５の電源回路と電動ダンパの動作の連動機構２０，３０においては、制御部１５の電源回路がオン状態のときでも、空調機１３がドライモードで一定温度及び一定湿度に達した場合には羽根４５を閉じる等、居住者が逐一管理をすることが難しいような、応用的な空調調節を自動で行うことも可能とする。
【００８３】
本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物においては、全館の各部屋を通して温度差を極めて小さくすることができる。図１のように空調機１３が建築物の全館で１台の中央方式の場合、各部屋や各階で室温差が生じてしまう問題が頻出する。室温差があるとヒートショックが起こりやすく、身体に負荷がかかる。特に高齢者にとって室温差は、脳卒中や心筋梗塞を引き起こす大きな要因とされている。室温差解消のためには、空調機１３の他、季節等に応じた冷暖房設備が別途必要となり、費用がかかってしまう。本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物では、上下連結ダクト３９内に中間ファン４３ａ、４３ｂを設置することにより、通常３℃以上は生じてしまう温度差を、建築物の全館での温度差を１℃程度にまで小さくすることができる。冬期には、上方に溜まりやすい暖かい空気を、中間ファン４３ａ、４３ｂ付きの上下連結ダクト３９を通して下方に運ぶことで、冷えやすい足元を効率的に温めることができる。夏期には、下方の冷えた空気を、中間ファン４３ａ、４３ｂ付きの上下連結ダクト３９を通して上方に運ぶことで、冷風を効率的に全館に循環させることができる。
【００８４】
又、本発明の実施の形態に係る空調システムの連動機構３０は、中間ファン４３ａ、４３ｂの動作についても連動させることができ、制御部１５の電源回路を操作するだけで、通常の空調管理に加え、空調機１３への効率的な空気の取込み及び全館の温度差緩和等の効果を得ることができる。
【００８５】
本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物は、冷暖房の空気調整をするハードウェアとしては空調機１３と外気処理ユニット１１がそれぞれ１台のみでシステムが構成でき、寒冷地においても他の暖房機器を使わずとも快適な空調を維持できるため、冷暖房空調システムとしてはイニシャルコスト及びランニングコスト共に、従来技術より低く抑えることができる。本発明の実施の形態に係る空調システムを建築物に適用後、増改築の必要性が発生した場合であっても、空調システムの各種ダクトを分岐させたり、配置しなおしたりするだけで空調設備を整えることができる。本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物は、居住者個々に応じたカスタマイズが自在であり、長年にわたって低コストで空調管理を行うことが可能となる。
【００８６】
本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物においては、中央方式の空調システムであるので各部屋に別付けの冷暖房装置を設置する必要がないため、その分スペースを有効利用できる利点がある。本発明の実施の形態に係る空調システムを建築物に用いると、外気処理ユニット１１による換気と空調機１３による空調を別々のシステムに分けた際に、空調機１３で調整した空気が外気処理ユニット１１による排気により外に逃げてしまう等の非効率さが生じていたが、その問題を解消することができる。
【００８７】
本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物においては、効率的なエネルギー利用が容易となるため、「ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス（ＺＥＨ、ゼッチ）」の基盤となる空調システムとなり得る。「ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス」とは、外壁等の断熱性を向上させ、快適な室内環境を維持した上で大幅な省エネルギーを行い、再生可能エネルギーの導入によりエネルギー消費量を正味ゼロ以下とすることを目指した建築物のことである。本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物では、居住者にとって快適な室内環境を維持することができ、かつ、外気処理ユニット１１による換気と空調機１３による空調が一体となった一元管理システムによる省エネルギーが可能という、「ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス」の指向に根本的に沿うシステムである。
【００８８】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、本発明の実施の形態に係る空調システム及び建築物では２階建ての建築物への適用例を説明したが、３階建て以上の建築物や高層ビル等へも応用可能な技術である。
【００８９】
又、実施の形態で説明したそれぞれの技術的思想の一部を適宜、互いに組み合わせることも可能である。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当と解釈しうる、特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００９０】
１１…外気処理ユニット
１３…空調機
１５…制御部
１７…ダンパ駆動部
１９…ファンコントローラ
２０…第１連動機構（連動機構）
２１…屋外吸気口
２２ａ…第１室内給気口
２２ｂ…第２室内給気口
２２ｃ…第３室内給気口
２２ｄ…第４室内給気口
２２ｅ…第５室内給気口
２３…排気採取口
２３ａ…第１排気採取口
２３ｂ…第２排気採取口
２３ｃ…第３排気採取口
２３ｄ…第４排気採取口
２４…屋外排気口
２５ａ…第１給排口
２５ｂ…第２給排口
２９…室内吸込口
３０…連動機構
３１…外気ダクト
３２…接続ダクト
３３ａ…第１給気ダクト（給気ダクト）
３３ｂ…第２給気ダクト
３４…排気用吸引ダクト
３５…屋外排気ダクト
３６…ガラリ
３７…還気ダクト
３９…上下連結ダクト
４０…第１連動操作回路（連動操作回路）
４１…操作回路部
４２ａ…中間ファン支持軸
４２ｂ…中間ファン回転軸
４３ａ…第１中間ファン（中間ファン）
４３ｂ…第２中間ファン
４４…ダンパ軸
４５…羽根
４６…第１配線
４７…第２配線
４８…第３配線
４９…第４配線
５０…第２連動操作回路（連動操作回路）
５１…（連動操作回路の）定電圧源
５３…連動スイッチ
５５…第１コイル
５７…第２コイル
５９…第３コイル
６１…第１常閉リレー接点
６３…第２常閉リレー接点
７１…第１端子台
７３…第２端子台
７５…第３端子台
８１…屋根裏
８２…２階天井裏
８３…寝室
８４…広間
８５…ウォークインクローゼット
８６ａ、８６ｂ…トイレ
８７…１階天井裏
８８…居間
８９…ダクト室
９０…吹抜け
９１…キッチン
９２…バス及び洗面所
９３…納戸
９４…床下
９５ａ、９５ｂ…窓及びサッシ
１０１…屋根材
１０３…壁材及び床材
１０５…基礎材
【図１】
2019168155.tif 000003
【図２】
2019168155.tif 000004
【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】
2019168155.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月13日(2018.9.13)
【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】
空調機と、
前記空調機の一方の端部に接続された接続ダクトと、
前記接続ダクトの前記空調機の側と反対側の端部に接続され、前記空調機の停止時に単独運転し、外気の熱交換と空気清浄化を行う外気処理ユニットと、
前記空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクトと、
前記空調機の停止時に全閉状態となり前記還気ダクトを経由した室内への空気の流出を防止する、前記還気ダクトの内部に設置された羽根と、
前記空調機のオン状態及びオフ状態と前記羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構と、
を備え、前記空調機の停止時に、前記熱交換と前記空気清浄化を行った清浄空気を前記給気ダクトに流すモードを有することを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記連動機構が、
前記空調機を電気的に制御する制御部と、
前記制御部に電気的に接続された操作回路部と、  
前記操作回路部に電気的に接続され、前記羽根の運動を駆動するダンパ駆動部と
を含む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】
空調機と、
前記空調機の一方の端部に接続された接続ダクトと、
前記接続ダクトの前記空調機の側と反対側の端部に接続され、前記空調機の停止時に単独運転し、外気の熱交換と空気清浄化を行う外気処理ユニットと、
前記空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクトと、
前記空調機の停止時に全閉状態となり前記還気ダクトを経由した室内への空気の流出を防止する、前記還気ダクトの内部に設置された羽根と、
前記空調機のオン状態及びオフ状態と前記羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構と、
前記外気処理ユニット、前記接続ダクト、前記空調機、前記給気ダクト及び前記還気ダクトを収納するように屋根材及び壁材、床材で箱状に組み立てた構成物と、
を備え、前記空調機の停止時に、前記熱交換と前記空気清浄化を行った清浄空気を前記給気ダクトに流すモードを有することを特徴とする建築物。
【請求項４】
前記連動機構が、
前記空調機を電気的に制御する制御部と、
前記制御部に電気的に接続された操作回路部と、
前記操作回路部に電気的に接続され、前記羽根の運動を駆動するダンパ駆動部と
を含むことを特徴とする請求項３に記載の建築物。
【請求項５】
前記建築物の上層と下層を鉛直方向に連結する上下連結ダクトを更に備えることを特徴とする請求項３に記載の建築物。
【請求項６】
前記上下連結ダクトの空洞の内部に設けられた中間ファンを更に備え、
前記空調機の動作と前記中間ファンの動作が電気的に連動することを特徴とする請求項５に記載の建築物。
【請求項７】
前記空調機の動作と前記中間ファンの動作とを電気的に連動させる連動機構が、
前記空調機を電気的に制御する制御部と、
前記制御部に電気的に接続された操作回路部と、
前記操作回路部及び前記中間ファンに電気的に連動させて動作させるファンコントローラと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の建築物。
【請求項８】
空調機、前記空調機の一方の端部に接続された接続ダクト、前記接続ダクトの前記空調機の側と反対側の端部に接続され、前記空調機の停止時に単独運転し、外気の熱交換と空気清浄化を行う外気処理ユニット、前記空調機にそれぞれの一方の端部が接続された給気ダクト及び還気ダクト、前記空調機の停止時に全閉状態となり前記還気ダクトを経由した室内への空気の流出を防止する、前記還気ダクトの内部に設置された羽根、前記空調機のオン状態及びオフ状態と前記羽根の動作とを電気的に連動させる連動機構を備える空調システムを用い、
前記空調機を停止し、前記熱交換と前記空気清浄化を行った清浄空気を前記給気ダクトに流すモードと、
前記空調機を動作させ、前記還気ダクトを流れてきた空気と前記清浄空気との混合空気に対して前記空調機で温度の調整を行い、調整した空気を前記給気ダクトに流すモードと
のモード切り替えを、前記連動機構によって前記羽根の動作と連動させて実行することを特徴とする空調方法。