(57)【要約】【課題】全体の配管構成をシンプルに構成して施工性や省エネルギー性に優れると共に、室内全体の雰囲気を衛生的かつ効率的に維持させ、しかもその制御性に優れた空調システムを提供する。【解決手段】（ａ）送風ユニット１２や他の空気吹き出しユニットに接続され外部空気が供給される吸気ダクトと取り込まれた外部空気の一部又は全部を他の空気吹き出しユニットに排出する排気ダクトとを備えた分岐型空気吹き出しユニット１３ａ、１３ｂと、（ｂ）送風ユニット１２や他の空気吹き出しユニットから供給される外部空気の全量を吹き出し口から吐出する端末型空気吹き出しユニット１４ａ、１４ｂとを備えて空調システム１０を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内をそれぞれ密閉されることなく仕切部材で簡易区画される複数の区画部にそれぞれ設けられた吹き出し口から外部空気を吐出させる空気吹き出しユニットと、前記各空気吹き出しユニットに風量や温度、湿度などが調整された外部空気を供給する送風ユニットと、を備えた空調システムであって、
前記空気吹き出しユニットには、（ａ）前記送風ユニットや他の空気吹き出しユニットに接続され外部空気が供給される吸気ダクトと取り込まれた外部空気の一部又は全部を他の空気吹き出しユニットに排出する排気ダクトとを備えた分岐型空気吹き出しユニットと、（ｂ）前記送風ユニットや他の空気吹き出しユニットから供給される外部空気の全量を前記吹き出し口から吐出する端末型空気吹き出しユニットと、が含まれて全体が構成されていることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記室内の略中央にその吹き出し口が配置され前記送風ユニットに吸気ダクトを介して直接接続されて外部空気を前記各区画部に向けて吐出させる中央空気吹き出しユニットを備え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】
（ａ）前記空気吹き出しユニットの近傍に配置され前記吹き出し口の開閉度を無段階調整する吹き出し口調整手段と、（ｂ）前記吹き出し口の開閉度を検出する検知手段と、（ｃ）前記検知手段で取得される前記空気吹き出しユニット毎の開閉度を、前記送風ユニットを低中高などの多段階の出力状態で動作させる駆動モードと前記吹き出し口の各開閉度との予め設定された対応関係と比較して前記駆動モードをいずれかに決定して前記送風ユニットを駆動させる制御手段と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は病院やオフィス、住宅などの室内をカーテンや衝立などで仕切られて利用されベッドや机などが配置される区画部に温度や風量などが調整された外部空気を供給するための空調ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
病院やオフィスなどでは、室内に患者用のベッドや個人用の机を複数設置し、それぞれカーテンなどによって完全密閉されることなく簡易的に仕切った区画部を形成して、互いに独立した空間を維持させるようにした構造が知られている。
【０００３】
このように簡易区画された室内の区画部をそれぞれに快適な環境に維持させるための空調ユニットとしては、例えば図５に示した病室のように、室内がカーテンで区画され、かつベッド５１〜５４を有した区画部にそれぞれ空気吹き出しユニット５１ａ〜５４ａを配置して、各空気吹き出しユニット５１ａ〜５４ａに送風ダクト５１ｂ〜５４ｂを介して送風ユニット５１ｃ〜５４ｃからそれぞれ個別に風量や温度が調整された外部空気を供給するようにした空調システム５０が知られている。
【０００４】
また、特許文献１には、複数のベッドが所定の仕切部材で相互に略独立した空間に仕切られてなる空気調和環境において、各ベッドの下方にそれぞれ小型小容量タイプの室内機ユニットを配置し、各ベッドの下部空間を利用して空気調和を行えるようにしたベッド用個別型空気調和機が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４３２６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の空調ユニットなどは、次のような問題点があった。
（１）図５に示される従来の空調ユニットは、各空気吹き出しユニット５１ａ〜５４ａに送風する送風ユニット５１ｃ〜５４ｃを同一のケーシング５５に内蔵させているために、内部構造が複雑になり設備コストが高くなるという課題があった。
（２）空気吹き出しユニット５１ａ〜５４ａに送風ダクト５１ｂ〜５４ｂをそれぞれ独立して配管するため湾曲部分や屈曲部が多くなって施工性が悪い上に、ダクト中を流れる気流の圧力損失が大きくなって省エネルギー性に欠けるという課題があった。
（３）各送風ユニット５１ｃ〜５４ｃが独立して稼動されるので、室内全体の環境をバランスよく維持させるための制御性に欠け、消費電力が多くなるという課題があった。
（４）各空気吹き出しユニット５１ａ〜５４ａの吹き出し口を全て閉止した場合には、外部空気を室内に取り込めないため、ベッド周りの空気が汚れ易く、院内感染などを発生させるおそれがあった。
（５）特許文献１に記載の空気調和機は、各ベッドにそれぞれ独立して動作される室内機ユニットを配置するので、設備コストがかかる上に前記と同様室内全体の使用条件や環境条件に配慮して適正かつ効率的に稼動させるのが困難であるとう課題があった。
【０００７】
本発明は前記従来の課題を解決するためになされたもので、全体の配管構成をシンプルに構成して施工性や省エネルギー性に優れると共に、室内全体の雰囲気を衛生的かつ効率的に維持させ、しかもその制御性に優れた空調システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有している。
（１）本発明の空調システムは、室内をそれぞれ密閉されることなく仕切部材で簡易区画される複数の区画部にそれぞれ設けられた吹き出し口から外部空気を吐出させる空気吹き出しユニットと、前記各空気吹き出しユニットに風量や温度、湿度などが調整された外部空気を供給する送風ユニットと、を備えた空調システムであって、
前記空気吹き出しユニットには、（ａ）前記送風ユニットや他の空気吹き出しユニットに接続され外部空気が供給される吸気ダクトと取り込まれた外部空気の一部又は全部を他の空気吹き出しユニットに排出する排気ダクトとを備えた分岐型空気吹き出しユニットと、（ｂ）前記送風ユニットや他の空気吹き出しユニットから供給される外部空気の全量を前記吹き出し口から吐出する端末型空気吹き出しユニットと、が含まれて全体が構成されている。このように分岐型空気吹き出しユニットと、端末型空気吹き出しユニットを組み合わせて全体の配管系を構成して、一台の送風ユニットから所定条件に調整された外部空気を各吹き出しユニットにそれぞれ供給することができるので、全体構成をシンプルにしてかつシステムを効率的に動作させることができる。また、各ダクトを湾曲部分の少ない直線状にして配置できるので、圧力損失を少なくして外部空気をスムーズに流すことができ、省エネルギー性に優れた空調システムを提供できる。
（２）本発明の空調システムは前記（１）の構成に加えて、前記室内の略中央にその吹き出し口が配置され前記送風ユニットに吸気ダクトを介して直接接続されて外部空気を前記各区画部に向けて吐出させる中央空気吹き出しユニットを備えることもできる。中央空気吹き出しユニットを介して各区画部に満遍なくしかも最低限必要な外部空気を供給できるので、各吹き出しユニットが完全に閉止されても室内の換気が確実に行え病室内などの雰囲気を衛生的に維持できる。
（３）本発明の空調システムは前記（１）又は（２）の構成に加えて、前記空気吹き出しユニットの近傍に配置され前記吹き出し口の開閉度を無段階調整する吹き出し口調整手段と、（ｂ）前記吹き出し口の開閉度を検出する検知手段と、（ｃ）前記検知手段で取得される前記空気吹き出しユニット毎の開閉度を、前記送風ユニットを低中高などの多段階の出力状態で動作させる駆動モードと前記吹き出し口の各開閉度との予め設定された対応関係と比較して前記駆動モードをいずれかに決定して前記送風ユニットを駆動させる制御手段と、を備えることができる。これによって、各区画部における吹き出し口の開閉度に大きな差が生じても、この変動に対応して全体に外部空気を供給する送風ユニットをエネルギーロスの少ない適正状態でシステムを効率的に稼働させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態に係る空調システムは、室内空間を密閉されることなく仕切部材で簡易区画された複数の区画部にそれぞれ設けられた空気吹き出しユニットと、前記空気吹き出しユニットに外部空気を供給する送風ユニットとを備え、前記空気吹き出しユニットには、外部空気が供給される吸気ダクトと取り込まれた外部空気の一部又は全部を他の空気吹き出しユニットに排出する排気ダクトとを備えた分岐型空気吹き出しユニットと、前記送風ユニットや他の空気吹き出しユニットから吸気ダクトを介して供給される外部空気をそのまま吐出させる端末型空気吹き出しユニットと、が含まれて構成されている。さらに、この空調システムは室内の略中央にその吹き出し口が配置され外部空気を各区画部に向けて吐出させる中央空気吹き出しユニットと、前記空気吹き出しユニットの吹き出し口の開閉度を無段階調整する吹き出し口調整手段と、前記吹き出し口の開閉度を検出する検知手段と、前記検知手段で取得される前記空気吹き出しユニット毎の開閉度をもとに前記送風ユニットを低中高（Ｌ、Ｍ、Ｈ）の３段階などの出力状態のいずれかで駆動させる制御手段と、を備えている。
【００１０】
送風ユニットには、送風機及び冷・温水などを利用した熱交換器などが内設され、これらを配管結合することによって冷暖房サイクルを形成して、ダクトを介して取り込まれる外部空気の温度調整や風量調整ができるように構成されている。送風ユニットには複数の排気用ダクトが接続され、所定の温度や風量に調整された外部空気が空気吹き出しユニットに供給できるようになっている。送風ユニットは、例えばＬ（定格出力運転時の４０〜５０％負荷状態）、Ｍ（定格出力運転時の７０〜８０％負荷状態）、Ｈ（定格出力運転状態）などの低中高３段階の駆動モードに手動又はマイクロコンピュータなどを備えた制御部を介して適宜切り換えることができると共に、排出される外部空気の温度や風量を所定値に制御できるようにしている。これによって、１系統からなる単一の送風ユニットでありながら、各空気吹き出しユニットにおける使用状況に応じて、風量や温度を適正に調整して、エネルギーロスの少ない効率的な運転を行うことができる。
【００１１】
空気吹き出しユニットは、その吹き出し口に回転羽状やシャッター状に形成されその吹き出し方向に対して回動自在に配置された遮蔽板などの吹き出し口調整手段を備え、その手元近くに設けられた吹き出し口調整手段の一例であるコントローラなどを介して遮蔽板を所定角度に回動させて、空気吹き出し口の開閉度φを完全閉止状態（開閉度φ＝０）から完全開放状態（開閉度φ＝１）までの無段階で調整できるようになっている。これら遮蔽板の回動軸やコントローラのダイアルボタンなどには位置センサや角度センサなどの検出手段が設けられており、後述する制御手段の一例であるマイクロコンピュータなどを備えた制御部に検出手段から信号が入力されて、例えば４基の各吹き出しユニットにおけるその時点での開閉度φ（φ１、φ２、φ３、φ４）がそれぞれ取得できるようになっている。
【００１２】
空気吹き出しユニットには、外部空気を分配して供給できる分岐型空気吹き出しユニットと、独立して吹き出し口に外部空気を供給する端末型空気吹き出しユニットとが含まれ、これらの相互に結合するダクトを同一室内の天井部などに送風ユニットから略直線状になるようにして配管系を構成させる。
【００１３】
分岐型空気吹き出しユニットは吸気ダクトから供給される外部空気を内蔵されたダンパなどでその吹き出し口と排気ダクトとに所定の分配比率で供給できる。この、分配比率は回動されるダンパの角度や吸気ダクトと排気ダクトの内径比などを設定することで固定値に設定したり変動させたりすることができる。
【００１４】
端末型空気吹き出しユニットには吸気ダクトのみが取り付けられ、吸気ダクトから供給される外部空気の全量がその吹き出し口から排出される。この外部空気の吹き出し量は手元に配置したコントローラなど吹き出し口調整手段を用いて任意の開閉度に設定することで制御されるようになっている。
【００１５】
中央空気吹き出しユニットは室内中央の天井部や床部にその吹き出し口が配置され、前記分岐型空気吹き出しユニットや端末型空気吹き出しユニットとは独立したダクトを用いて同一の送風ユニットに接続される。したがって、その吹き出し口から吐出された外部空気は、室内の共用空間からプライベート空間として簡易区画された区画部に容易に流入して、最低限必要な新鮮な外部空気をそれぞれの区画部に確実に供給できるように構成されている。
【００１６】
制御手段はマイクロコンピュータなどの制御機器からなり、前記吹き出し口の開閉度を検知する検知手段からの信号をもとに駆動モードを低中高の３段階のいずれかに決定して送風ユニットを稼働させ、各空気吹き出しユニットの開閉度（φ１、φ２、φ３、φ４）に対応した、Ｌ、Ｍ、Ｈいずれかの最適条件を満たす駆動モードに維持させることができるようになっている。
【００１７】
例えば、開閉度φ（０、０、０、０）→駆動モード（Ｌ）、開閉度φ（０．５、０．５、０．５、０．５）→駆動モード（Ｍ）、開閉度φ（１、１、１、１）→駆動モード（Ｈ）などのような各開閉度φの範囲及びその可能な組み合わせ毎に設定された対照表を予め作成しておくことで実行できる。また、このよう対照表によらず、各開閉度φ１〜φ４をパラメータとする駆動モード決定関数Ｆ（φ１、φ２、φ３、φ４）を設定してその演算結果を用いて駆動モードを決定するようにしてもよい。
【００１８】
なお、このような各開閉度に対応した駆動モードの対応関係は、各開閉度の組み合わせ及び各駆動モードでシステムを稼働させ、そのときの消費電力量や各区画部における不快度などの体感条件などを評価して実験的に定めたり、または病室配置などの建築学的データに基づいて理論的に設定したりすることができる。
【００１９】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１の空調システムについて図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は実施例１の空調システムの平面配置図である。
【００２１】
図１において、１０は病院などの病室に配置された本実施例の空調システム、１１ａ〜１１ｄはプライベートエリアとして室内をカーテンや衝立などの仕切部材Ｃで区画されたベッドＢ周囲の区画部、１２は３本の排気ダクト１２ａ、１２ｂ、１２ｃと吸気ダクト１２ｄとが接続され吸気ダクト１２ｄを介して取り入れられた外部空気の風量や温度、湿度などを調整して排気ダクト１２ａ〜１２ｃに供給するための送風ユニット、１３ａ、１３ｂは前記区画部１１ａ、１１ｂに設けられ送風ユニット１２の排気ダクト１２ａ、１２ｂがそれぞれ接続されて供給された外部空気の一部又は全部を下流側の空気吹き出しユニットに排出する排気ダクト１３ｃ、１３ｄを備えた分岐型空気吹き出しユニット、１４ａ、１４ｂは分岐型空気吹き出しユニット１３ａ、１３ｂを介してそれぞれ外部空気が供給される端末型空気吹き出しユニット、１５は共用エリアである室内中央にその吹き出し口が設けられ送風ユニット１２の排気ダクト１２ｃから外部空気が供給される中央空気吹き出しユニット、１６は送風ユニット１２に設けられ各吹き出しユニットの開閉度を検知する検知センサＳ（検知手段）の信号などに基づいて内設された図示しない送風機やコンプレッサの出力、各排気ダクト１２ａ〜１２ｃへ供給する外部空気の分配比率などを制御するための制御部（制御手段）である。
【００２２】
図２は分岐型空気吹き出しユニットの模式的な斜視図であり、図３はその内部構成を模式的に示す断面視による説明図である。分岐型の一例である分岐型空気吹き出しユニット１３ａは、その上流側に送風ユニット１２に連接された排気ダクト１２ａが取り付けられ、その下流側（空気吐出側）には、端末型空気吹き出しユニット１４ａに連接される排気ダクト１３ｃが取り付けられている。
【００２３】
なお、吸気側となる排気ダクト１２ａと吐気側となる排気ダクト１３ｃのそれぞれ内径比Ｄｉ、Ｄｏ及びその内径比（Ｄｉ／Ｄｏ）は、平均的な使用状況を設定してその適正風量が得られるように予め実験的に設定しておくことができ、本実施例の場合は４人部屋構成の病室などにおける平均的な利用形態を考慮して、Ｄｉ＝１５０〜２００ｍｍ、Ｄｏ＝１００〜２００ｍｍ、Ｄｉ／Ｄｏ＝１〜２の範囲にしている。
【００２４】
排気ダクト１３ｃはその先端部が縮径した絞り部Ｐが分岐型空気吹き出しユニット１３ａとの接合部より奥に突設されて形成され、この先端部に対向して配置された排気ダクト１２ａから吐出される外部空気の一部または全部を所定比率で取り入れることができるようにしている。なお、前記絞り部Ｐの構造については絞り機能を生起するものであれば、本実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
分岐型空気吹き出しユニット１３ａは排気ダクト１２ａと排気ダクト１３ｃのそれぞれの開口した端部が対向する合流部から略扇状に下方に拡大してその開口した吹き出しルーバー２０が取り付けられて吹き出し口Ａが形成されている。
【００２６】
分岐型空気吹き出しユニット１３ａにおける吹き出し口Ａの内側直上部には軸部２１を介して回動されるダンパ２２が配置され、このダンパ２２の角度はダンパ操作ユニット２３のコントローラ２４をベッドＢ上などで操作することでその開閉度を無段階に調整できるようになっている。また、この調整されたダンパ２２の角度は検知センサＳで取得され、この信号が制御部１６に送られて所定の駆動モードで送風ユニット１２が駆動される。
【００２７】
以上のように構成された実施例１の空調システム１０の作動方法について説明する。
【００２８】
まず、送風ユニット１２の送風機を制御部１６を介して稼働させ室外などにその吸気口が設けられた吸気ダクト１２ｄから外部空気を取り入れる。このとき、送風ユニット１２に内蔵されたダンパなどの風量分配器などを用いて、各排気ダクト１２ａ〜１２ｃに所定比率、例えば、それぞれの供給空気量が３０％、３０％、４０％となるように分配する。この各排気ダクト１２ａ〜１２ｃへの分配比率は各区画部１１ａ〜１１ｄの配置パターンや日当たり方向、日照時間、季節変動などの使用環境に合わせて各区画部における変動範囲を考慮して全体が平均化されるような範囲に設定することができ、これによって、１系統の送風ユニット１２により消費電力を低減させて省エネルギー性に優れた運転操業を行うことができる。
【００２９】
こうして、分岐型空気吹き出しユニット１３ａ，１３ｂに送られた所定量の外部空気はここで再分配され、その一部が吹き出し口Ａから吐出されると共に、残部が下流側の端末型空気吹き出しユニット１４ａ、１４ｂに供給される。なお、分岐型空気吹き出しユニット１３ａ、１３ｂとこの下流側となる端末型空気吹き出しユニット１４ａ、１４ｂとにおける外部空気の分配比率は、それぞれの区画部１１ａ〜１１ｄに設けられたコントローラ２４で操作される空気吹き出しユニットの開閉度φ１〜φ４によって変動するが、全空気量は送風ユニット１２に設けられた制御部１６によって全体が適正化されるように制御される。すなわち、検知センサＳによって取得される各空気吹き出しユニットにおける各開閉度φ１〜φ４のデータと、予め設定される開閉度と駆動モードとの対照関係表などを対照することによって定められるＬ、Ｍ、Ｈいずれかの駆動モードで送風ユニット１２が駆動されて適正運転状態を維持することができる。
【００３０】
なお、各空気吹き出しユニットの開閉度φ１〜φ４のすべてがゼロとなる場合であっても、このときの駆動モードはＬとなる低出力運転状態が維持され、所定量の外部空気が中央空気吹き出しユニット１５から室内に吐出され、その換気状態を衛生的に保持させることができる。こうして、環境衛生性と省エネルギー性とをバランスさせながら空調システム１０を稼働させることができる。
【００３１】
（実施例２）
図４は実施例２の空調システムの平面配置図である。
【００３２】
図４において、３０は４人部屋などの病室に適用される実施例２の空調システム、３１は吸気ダクト３２を介して外部空気を取り入れて調整し各ユニットに供給するための送風ユニット、３３は排気側ダクトを備えた分岐型空気吹き出しユニット、３４はダクト配管系の末端に配置される端末型空気吹き出しユニット、３５は病室中央に配置された中央吹き出しユニット、３６は各ベッドＢの周囲にカーテンで仕切られた４室の区画部３７にそれぞれ配置され吹き出しユニットの吹き出し口の開閉度を調整するコントローラ、３８は各区画部３７において設定された吹き出し口の開閉度を検知センサＳなどを介して取得し送風ユニット３１の駆動モードを制御する制御部である。
【００３３】
図示するように空調システム３０は、分岐型空気吹き出しユニット３３を用いて、そのダクト配管系の圧力損失が少なくなるように略直線状に配列して、これによって省エネルギー性を高めている。
【００３４】
さらに、制御部１６を用いて中央吹き出しユニット３５の吹き出し口の開閉度φ０を、分岐型空気吹き出しユニット３３及び端末型空気吹き出しユニット３４の各開閉度（φ１〜φ４）に対応させて変化させることもできる。
【００３５】
これによって、各区画部３７においてそれぞれ異なる開閉度の設定要求と、病室全体の換気状態や消費電力量などとを適正にバランスさせてシステムを運営することも可能になり、省エネルギー性に優れた空調システムを提供できる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の空調システムによれば、分岐型空気吹き出しユニットと、端末型空気吹き出しユニットを組み合わせて全体の配管系を構成して、一台の送風ユニットから所定条件に調整された外部空気を各吹き出しユニットにそれぞれ供給することができるので、全体構成をシンプルにしてかつ効率的にすることができる。また、各ダクトを湾曲部分の少ない直線状にして配置できるので、外部空気をスムーズに流すことができ、省エネルギー性に優れた空調システムを提供できる。
【００３７】
請求項２に記載の空調システムによれば、請求項１記載の効果に加えて、中央空気吹き出しユニットを介して各区画部に満遍なくしかも最低限必要な外部空気を供給でき、各吹き出しユニットが完全に閉止されても室内の換気が確実に行え環境衛生の保持性に優れている。
【００３８】
請求項３に記載の空調システムによれば、請求項１及び請求項２に記載の効果に加えて、各区画部における吹き出し口の開閉度に大きな差が生じても、この変動に対応して全体に外部空気を供給する送風ユニットをエネルギーロスの少ない適正状態でシステムを効率的に稼働させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の空調システムの平面配置図である。
【図２】分岐型空気吹き出しユニットの模式斜視図である。
【図３】分岐型空気吹き出しユニットの内部構成を模式的に示す断面視による説明図である。
【図４】実施例２の空調システムの平面配置図である。
【図５】従来における空調システムの平面配置図である。
【符号の説明】
１０  実施例１の空調システム
１１ａ〜１１ｄ  区画部
１２  送風ユニット
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  排気ダクト
１２ｄ  吸気ダクト
１３ａ、１３ｂ  分岐型空気吹き出しユニット
１４ａ、１４ｂ  端末型空気吹き出しユニット
１６  制御部
２０  吹き出しルーパー
２１  軸部
２２  ダンパ
２３  ダンパ操作ユニット
２４  コントローラ
３０  実施例２の空調システム
３１  送風ユニット
３２  吸気ダクト
３３  分岐型空気吹き出しユニット
３４  端末型空気吹き出しユニット
３５  中央吹き出しユニット
３６  コントローラ
３７  区画部
３８  制御部
Ａ  吹き出し口
Ｂ  ベッド
Ｃ  仕切部材
Ｓ  検知センサ
Ｐ  絞り部
【図１】
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【図２】
2004286295.tif 000004
【図３】
2004286295.tif 000005
【図４】
2004286295.tif 000006
【図５】
2004286295.tif 000007