(57)【要約】【課題】広く高い空間を有する室内では冷凍サイクルに接続される室内機だけでは温度のばらつきなどにより冷暖房の効率化が図れない。【解決手段】室内の天井部もしくは天井付近の壁部に設けられ、内部に熱交換器が設けられ循環する冷媒の凝縮もしくは蒸発により吸い込んだ室内の空気を暖めおよび冷やして暖房および冷房を行う空気を室内に吹き出す空調機と、室内に空調機とは異なる位置の床面に載置され、下部に床面に接する空気を吸い込む吸い込み口を有し下から上へ送風する送風機を内蔵する縦長の通風ダクトと、通風ダクトの上部であって歩行者の頭位置以上に設けられ、暖房時には天井方向に、冷房時には座席者へ気流を吹きかける斜め下方向への送風に切り替え可能な送風ガイドを設けた通風ダクトの吹き出し口と、を備えた空調装置により、簡単な構成で使い勝手が良く、快適な冷暖房が行える。【選択図】        図１
2004225927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱交換器が取り付けられ循環する冷媒の凝縮もしくは蒸発により吸い込んだ室内の空気を暖めたり冷やしたりして暖房や冷房を行う空気をこの室内に吹き出す空調機に対し、前記室内の前記空調機とは異なる位置の床面に載置され、前記室内の空気を循環させる通風ダクトと、前記通風ダクトの下部に床面に接する空気を吸い込む吸い込み口を有し下から上へ送風する前記通風ダクトに内蔵される送風機と、前記通風ダクトの上部であって人が立っている状態の頭位置以上の位置に設けられ、暖房時には天井方向への送風、冷房時には座っている状態へ気流を吹きかける斜め下方向への送風に切り替え可能な送風ガイドを設けた通風ダクト吹き出し口と、を備えたことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
内部に熱交換器が取り付けられ循環する冷媒の凝縮もしくは蒸発により吸い込んだ室内の空気を暖めたり冷やしたりして暖房や冷房を行う空気をこの室内に吹き出す空調機に対し、前記室内の前記空調機とは異なる位置の床面に載置され、前記室内の空気を循環させる通風ダクトと、前記通風ダクトの下部に床面に接する空気を吸い込む吸い込み口を有し下から上へ送風する前記通風ダクトに内蔵される送風機と、前記通風ダクトの上部であって人が立っている状態の頭位置以上の位置に設けられ、上方向と下方向へ吹き出し可能な送風ガイドを設けた通風ダクト吹き出し口と、を備え、前記通風ダクト内に設けられた送風機の回転数は、冷房時より暖房時を高くすることを特徴とする空調装置。
【請求項３】
前記吹き出し口を前記床面から１．８メートル乃至２．４メートル程度に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の空調装置。
【請求項４】
前記吸い込み口は前記床面から３−７ｃｍ程度までの空気を支障なく吸い込み可能に設けられるとともに、前記吹き出し口よりも大きな面積を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空調装置。
【請求項５】
前記通風ダクトの上方もしくは下方に設けられ前記室外に排気可能な排気口と、前記通風ダクト内の前記送風機より下方に配置され、前記通風ダクト内を区分けした風路を介して前記排気口に通風する排気ファンと、を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空調装置。
【請求項６】
前記通風ダクトの下方もしくは上方に設けられ前記室外より吸気可能な吸気口と、前記送風機より下方に配置され前記吸気口より吸気する吸気ファンと、を備え、前記吸気ファンは前記吸気口から空気を吸い込み可能な吸気ガイドを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空調装置。
【請求項７】
前記通風ダクト内の壁面もしくは内蔵機器に、吸音材および殺菌剤もしくは抗菌剤もしく抗酸化剤を塗布もしくは取り付けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空調装置。
【請求項８】
前記通風ダクト内通風路の前記送風機の近傍に除塵を行う除塵装置もしくは空気清浄を行う空気清浄装置もしくは加湿を行う加湿装置を配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空調装置。
【請求項９】
前記通風ダクトの吹き出し口から吹き出す風量は、暖房もしくは冷房を行う前記空調機が室内に吹き出す風量の１／３以上で、かつ、前記通風ダクトの吹き出し口から吹き出す風速は冷房時より暖房時が早いことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の空調装置。
【請求項１０】
室内に設けられた空調機が、吸い込んだ室内の空気を暖めたり冷やしたりして前記室内に吹き出す状態である暖房や冷房のモードを検出するステップと、前記空調機が暖房を行うモードであることを検出した際に、前記室内の床面に載置され、下部に床面に接する空気を吸い込む吸い込み口を有し下から上へ送風する送風機を内蔵する縦長の通風ダクトの上部の吹き出し口から天井方向に気流を吹き出すステップと、前記空調機が冷房を行うモードであることを検出した際には前記吹き出し口から座っている状態へ気流を吹きかける斜め下方向への送風を行うステップと、を備え、冷房時より暖房時の前記吹き出し口からの風速を早くし、かつ、前記空調機よりも前記通風ダクトから吹き出される風量を少なくしたことを特徴とする空調方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷暖房を行う室内の空気の質を向上させ効率の良い空調を行う空調装置および空調方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空調機は、室内機と室外機に冷凍サイクルにて接続された熱交換器を設け、圧縮機で冷媒を循環させ室内機側の熱交換器を凝縮機として高温の冷媒と室内から吸い込んだ空気を熱交換させて室内に吹き出して室内の暖房を行ったり、あるいは室内機側の熱交換器を蒸発器として低温の冷媒に室内から吸い込んだ空気から吸熱させて室内空気の冷房を行ったりしている。更に最近はこの室内機の中で放電させマイナスイオンを発生させたり除塵を行う、あるいは除湿や加湿を行うなど空気質の改善を行っている。このようなヒートポンプ式空調機は冷暖房を効率よく行い空調能力は足りたとしても、多くの用途に使用される広い居間、会議室、教室、ホールのように、広さや高さが大きな空間では室内機だけでは室内空気温度が位置によりはなはだしく不均一になったり、空気の質の改善が十分とは言いがたい。これに対し、ひとつの室内に複数の室内機や送風機を設けたり（たとえば特許文献１）、暖房時に室内上下の温度差対策用ダクトを設ける技術（特許文献２，３）が知られている。更に、暖房時上下温度差対策のダクトの中に脱臭抗菌性光触媒フィルターなどを使用する技術（特許文献４）も知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９０５３６号公報（図１）
【特許文献２】
特開平１０−１０３７００号公報（図１、００１１欄）
【特許文献３】
特開２０００−２３４７７４号公報（００２７欄）
【特許文献４】
特開２０００−７４４３５号公報（００３２欄）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の暖房と空気循環用ダクトを併用する空調装置は床から天井付近までのダクトを壁面や天井面に固定したり、家具や壁内部に設けるなど大掛かりな構造になり、使いにくく、特に後から取り付けに作業が必要という問題があった。また、暖房対策として、主として寒冷地向けの技術であり、冷暖房を行うヒートポンプ式エアコンと組み合わせる場合、冬季以外は無用の長物となり実用化に問題があった。また、暖房時室内で最も低い温度を有する床面の空気を吸い込めない構造であり効果的な温度差対策にならないという問題があった。またダクト内のファンの回転音の問題が残り、静穏が要求される室内に使用しにくい構造であった。また吸い込み口や吹き出し口に特殊な構造を要求され、かつ、全体が大掛かりな構造となり、製造に費用がかかるだけでなく、メインテナンスし難いという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、冷暖房を行う空調機と通風ダクトを併用して冷房と暖房時に快適な空調を可能にし、かつ、空調用のエネルギーを低減できる空調装置、および空調方法を提案するものである。また本発明は簡単な形状の通風ダクトにより安価に、かつ、手軽に快適な冷房と暖房を行える空調装置、および空調方法を提案するものである。更に本発明は音が静かで室内での活動に邪魔にならない効率の良い空調の装置、方法を提案するものである。更に本発明は広さや高さのある空間に対しても、簡単にさまざまな空気室改善が可能な装置を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわる空調装置は、  室内に設けられ、内部に熱交換器が取り付けられ循環する冷媒の凝縮もしくは蒸発により吸い込んだ室内の空気を暖めたり冷やしたりして暖房や冷房を行う空気を室内に吹き出す空調機と室内の異なる位置の床面に載置される通風ダクトと、通風ダクトの下部に床面に接する空気を吸い込む吸い込み口を有し下から上へ送風する通風ダクトに内蔵される送風機と、通風ダクトの上部であって人が立っている状態の頭位置以上の位置に設けられ、暖房時には天井方向への送風、冷房時には座っている状態へ気流を吹きかける斜め下方向への送風に切り替え可能な送風ガイドを設けた通風ダクト吹き出し口と、を備えたものである。
【０００７】
本発明にかかわる空調方法は、室内に設けられた空調機が、吸い込んだ室内の空気を暖めたり冷やしたりして室内に吹き出す状態である暖房や冷房のモードを検出するステップと、空調機が暖房を行うモードを検出した際に、室内の床面に載置され、下部に床面に接する空気を吸い込む吸い込み口を有し下から上へ送風する送風機を内蔵する縦長の通風ダクトの上部の吹き出し口から天井方向に気流を吹き出すステップと、空調機が冷房を行うモードであることを検出した際には吹き出し口から座席者へ気流を吹きかける斜め下方向への送風を行うステップと、を備え、冷房時より暖房時の前記吹き出し口からの風速を早くし、かつ、空調機よりも通風ダクトから吹き出される風量を少なくしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明に関する実施の形態１の構成について図１、図２によりまず全体を説明する。図１は冷房および暖房を行う室内、室外の構成を説明する図で、上記図を上から見た別の例を示す図である。室内７の天井４に近く窓１３より上の壁面１４に空調用の室内機１が固定され屋外９に配置された室外機２と冷媒配管３で接続されて室内７はこの室内機１により暖房や冷房が行なわれる。この状態で室内には机１０と椅子１１が配置され、廊下である室外８から、室内への出入り口６から入ってきた歩行者１２が椅子に向かっている説明図である。室内７の角部には下部に吸い込み口２１と上部に吹き出し口２２を有する通風ダクト２０が床面５の上に置かれている。
【０００９】
空調機の室内機１内には、熱交換器と室内用送風機が設けられ、室外機２には熱交換器、室外用送風機、圧縮機などが設けられ、この空調機は、室内機と室外機に冷媒配管にて接続されたそれぞれの熱交換器が設けられ、圧縮機で冷媒を循環させ室内機側の熱交換器を凝縮器として高温の冷媒と室内から室内用送風機で吸い込んだ空気を熱交換させて室内に吹き出して室内を暖房したり、あるいは室内機側の熱交換器を蒸発器として低温の冷媒に室内から吸い込んだ空気から吸熱させて室内空気を冷房するなど空調を行っている。この室内機から吹き出される空気は室内機の吹き出し口に設けられている風案内板により左右へ動いて広い範囲の空調を行えるようにするとともに、上下方向にも風案内板を設けて、冷房時には水平方向に吹き出して部屋全体の冷房を行い、暖房時には床面に向け、すなわち下方向吹き出しを行うなど運転モードに合せ上下方向への風の吹き出し方向が変えられるようになっている。この風案内板の走査はリモコンの指令によりモーターを運転して行ったり、モードにより自動的に変更できるようにしてある。
【００１０】
通風ダクト２０は、室内の空調機用室内機と若干離れた位置で室内機の吹き出す空調された空気の流れを邪魔しない位置になるように空調機とは異なる位置の床面に載置され、下部に床面に接する空気を床面から直接吸い込む吸い込み口を有し下から上へ送風する送風機を内蔵する縦長の通風ダクトである。更にこの通風ダクトの上部には、立っている状態の人の頭位置以上に吹き出し口が設けられている。この吹き出し口には送風ガイドが設けられており、暖房時には気流を人に当てないように立っている状態の人の頭位置以上に設けた吹き出し口から天井方向に吹き出させ、部屋全体の空気温度を均一化、すなわち暖房時には暖かい空気が上昇して床面付近の空気温度が冷たく天井付近に高い温度の空気が集まるという問題を解決する。一方冷房時には座っている状態の人へ直接気流を吹きかけ、涼風感を与え、すなわち室内機で検出する空気温度より涼しさを与えることができるように斜め下方向への送風を行う。このように暖房は人に当てない気流とし、冷房は人に当てる気流とするように、運転モードで切り替え可能な風案内板である送風ガイドを通風ダクト吹き出し口に設けることにより、室内機の温度コントロールを行う温度設定値を、通風ダクトがない状態から２，３度消費エネルギーを低減する方向に変更させても在室者にとって快適な状態の空調を与えることができる。
【００１１】
なおこの通風ダクトから直接屋外や室外との間で換気や排気を行える構造でも良く、この換気や排気を行う場合、排気を室外の廊下に排気する場合はこの通風ダクトを廊下側の壁面に近い場所において置けばよいし、屋外から新鮮な空気を導入したい場合は屋外に面した部分に置けばよい。また通風ダクトの吹き出し口の位置は暖房時は気流の速度を２乃至３ｍ／ｓ程度と高めるように吹き出させるので、人に直接あたらないような高さでもって、例えば通風ダクトとの側部から吹き出させ、かつ、吹き出し口の高さを１．８乃至２．４メートル程度にしておくと良い。低学年の教室でも子供たち以外、たとえば先生や父兄、その他の大人も教室内にいる機会が多い。真上に吹き出させる構造の場合暖房時は役に立つが冷房時は下方向に吹き出させることが難しくなるし塵埃が多い環境では通風ダクトの停止時に塵埃が上から落ちてきてダクト内に溜まり次の運転時に吹き出すので衛生的でない。また冷房時は人に直接あたるように吹き出させるので、人にあたるときに１５ｃｍ／ｓ以下程度として涼風感を与えるように吹き出し口から１ｍ／ｓ程度の気流吹き出し速度に抑える。
【００１２】
図３乃至図６は通風ダクト２０の構造図である。図３は通風ダクト２０の外観図で、図４乃至図６は内部構造説明図である。図３のＡは床面５から吹き出し口２２のほぼ中心位置までの高さで、大人が立っている状態で頭の位置程度以上、大体１．８乃至２．４メートルくらいあれば、暖房時吹き出し口から上向きの、すなわち天井方向の気流が吹き出した場合、通風ダクト２０に密着して立っていない限り気流が人にあたることはほとんどない。一方この程度の高さの吹き出し口であれば、冷房時下向きにすると広い範囲の据わっている状態の人へ直接気流を吹き出すことができる。Ｂは吸い込み口２１にも受けた集塵用の１次フィルターまでの床面からの高さの開口であって、床面から何の障害もなしに床面に接する空気を吸い込めるように床面から少なくとも３−７ｃｍは何も存在しない開口にして吸い込み口２１の上部とはフィルターの有無により吸い込む風の通風抵抗に差をつけることで床面に接する空気を取り入れやすくしてある。すなわち通風ダクトに強めなどのため横仕切りが床面に接してある場合、室内の最も低い温度の空気である数ｃｍの位置の横仕切りにより最も低い温度の空気を吸い込むのに邪魔になる。例えば開口をふさぐ金網であっても床から３−７ｃｍ程度以上の位置に設けこの金網の下部に横仕切りを取り付けている。通風ダクト２０の下部開口からの吸い込み風量は吸い込み口全体の面積を利用でき、この面積は吹き出し口の面積より大きくしており、人間が座ったりするなどの活動範囲である低い部分に気流の流れを感じさせないようにしてある。
【００１３】
ＣとＤは、横幅と奥行きの寸法であって、図４のようなプロペラファン２３を使う場合には、４０ｃｍ角や６０ｃｍ角のように正方形に近い形状の物となり、シロッコファンなどを使う場合、面積は風量によりプロペラファンを使うものと同じような物になるが細長い形状のものを使用する。室内の角部に配置することを考えればサイズを小さくして２つや３つなどの複数の通風ダクトを設けても良い。これにより室内機の風量に見合った風量を流せるダクトとすることができる。通風ダクトの寸法は冷房や暖房を行う空調機の風量に対し約半分以下程度あれば暖房時の温度均一化や冷房時の人への気流吹きかけによる涼風には送風機に使用するエネルギーに見合う効果、すなわち全体として省エネが達成できるという効果があるが、あまり多すぎたり少な過ぎると、例えば空調機の風量の１／３より少ない場合はこの効果がほとんど得られない。ただしこのような通風ダクトの面積を大きくしたり複数設けるなどスペース的に余裕があれば空調機の風量と同等程度位まで、或いは空調機より大きな風量に増やすことによりいっそう室内空気の質を改善すること等、大きな室内に対し据え付けてある空調機の能力が不足したり、状態の変化に対応して、この通風ダクトを追加設置すれば、空調機を補完して室内をより快適に確保することができる。更に、通風ダクトの通風面積の寸法に余裕を持たせることができれば、屋外との換気対策や、空気清浄機を内部に収納するときの室内全体の空気質への影響などにも都合が良い。通風ダクト２０の床面に接する部分には場所を簡単に移動できるようにキャスター５２が付属し、このキャスター部分を何も設けない開口とすることで床面に接する空気をそのまま通風ダクト２０に取り込むことができる。なおこの通風ダクト２０に設けた電気ボックス内には送風機２３を駆動するモーター２４の電源を入り切りするスイッチを設けてある。また、空調機室内機と信号やり取りして空調機のモードを検出する制御装置などを内蔵する制御装置を設けても良い。
【００１４】
図４は通風ダクトの内部構造を説明する説明図で、開口である吸い込み口２１には金網３５のように内部へ物が入らないようにラフな１次フィルターが設けられている。送風機２３がモーター２４により駆動され回転して吸い込み口２１から吸い込んだ空気は２次フィルターである集塵フィルター３４をとおり、プロペラファン２３の吹き出し室５３に配置された整流板３３および吸音ダクト２５で形成される通風ガイドに導かれて吹き出し口２２から指向性のある気流として吹き出される。モーター２４はモーター支え３２を介して通風回路を仕切る仕切り板３１に固定されている。プロペラファン２３の周囲には通風特性を改善するベルマウス３０が配置され、通風ダクト２０の内部には吸音材２５等により騒音の低減が図られている。なお図４では送風機２３に基づくメインの通風を行う風路と、屋外や室外などにつながる排気口２６や吸気口２７が設けられた通風ダクト２０内の風路を区分けする仕切り板３１により仕切られ排気もしくは吸気用のファンにより通風を行うた補助の風路が設けられている。また図４にはマイナスイオンを発生する空気清浄装置２９がモーター支え３２に固定されている。、
【００１５】
図５、図６は通風ダクト２０の内部のメイン風路と補助風路の空気の流れを説明する図であって、図５は排気もしくは吸気用のファン２８が補助風路側からメイン風路側へ送風する外部から室内へ換気が可能な構造を説明しており、図６は排気もしくは吸気用のファン２８がメイン風路側から補助風路側へ送風する室内空気を外部へ排気可能な構造を説明している。排気口２６と吸気口２７は屋外や廊下などの室外へ排気したり換気として室内へ吸い込む通風ができるダクトを接続できる接続口で、接続しやすいところに設ければよく、プラスチック製の通風ダクト２０の上下や側面など取り付けが想定される位置に後から穴あけが簡単にできるように数箇所部分的な切れ目を設けた穴あけ用の閉鎖部を設けておくと使い勝手が良い構造となる。補助風路はメイン風路の一部を仕切るだけでよく、送風機２３の出口部分に微小穴５０を設けておくと騒音低減対策として効果がある。これは補助風路を使用しないとき、すなわち吸気口や排気口を閉鎖した状態でファン２８を回転させて補助風路の圧力を高くしておけば送風機２３の吹き出しの気流音を下げることができるが、このような微小穴を設けることは騒音を更に低減したいときなどに有効であり、通常は必ずしも必要がない。またファン２８や補助風路を設けることなく、排気穴もしくは吸気穴の配置を送風機２３の吸い込み側或いは吹き出し側に設け、この穴を開閉させることにより室内からの排気や、室外からの吸気による換気を送風機２３の回転を利用して行えることは当然である。
【００１６】
図７は図１にて説明しているヒートポンプ式空調機の冷凍サイクル構成を説明する図で、空調機は、室内機１と室外機２に冷凍サイクルの配管にて接続された熱交換器１７，１６がそれぞれ設けられており、圧縮機１５で冷媒を圧縮して吐出し冷凍サイクル内を循環させ、圧縮機１５から吐出された冷媒を室内機１側の熱交換器１７に循環させて室内熱交換器１７を凝縮機とし高温の冷媒と室内用ファン３６で室内から吸い込んだ空気を熱交換させて室内に吹き出して室内の暖房を行なう。あるいはまず室外側熱交換器１６で凝縮させ、ここで発生する熱を室外用ファン３７で屋外へ排気し膨張弁１３で膨張させて低温になった冷媒を室内機側の熱交換器１７に循環させ、室内機を蒸発器としてこの低温の冷媒に室内から吸い込んだ空気から吸熱させて室内空気の冷房を行ったりしている。圧縮機１５のオンオフや回転数調整、膨張弁１８の開度調整、四方弁１９の冷媒流れ方向の切り替え、室内用ファン３６や室外用ファン３７の回転数調整を制御装置３８で行い冷暖房の切り替えのみならず室内空気の温度状態を、例えばリモコン３９で設定された温度に制御したり、室内空気から除湿を行う運転等が可能である。
【００１７】
図８は本発明の通風ダクト２０の吹き出し口２２に設けた送風ガイドの構造を部分的に説明する送風ガイド構造図である。吹き出し方向を天井方向や下部方向に切り替える送風ガイドベーン４１はベーン駆動軸４４の駆動を回転ギア４３やベーン支軸４２を介して上下方向へ回転させることができる。この駆動軸４４の駆動はモーターや手動などにより駆動させるなど各種駆動方法が使用できる。図９に別の通風ダクト２０の構造説明図を示す。吸い込み口２１を下部に、吹き出し口２２を上部に設ける構造は既に説明している構造と同じであるが吹き出し口２２は可変ダクト４５により吹き出し方向を天井方向に向けたり、下方向に向けたりすることができる。
【００１８】
図１０は暖房特性を説明する図で、歩行者１２がいる室内に空調機１と通風ダクト２０を設け、空調機１は暖房運転を行い、通風ダクト２０は天井に向けて吹き出す送風運転を行っている。この室内での温度分布は空調機１のみを運転しているときは天井面に接する空気の温度と床面に接する空気の温度の差が１０゜Ｃ程度と大きな差となるが、空調機１と通風ダクト２０の両方を運転すると温度差が３゜Ｃ程度のように少ない状態になる。暖房時に室内の人間にとって温度差が大きいときは腰より下が温度が低いため、下半身に寒さを感じより高い室内温度で空調機を運転しようとするが、温度差が少ない場合には比較的低い温度設定値でも居心地よくすごすことができ、通風ダクト２０内の送風機２３を使用していたとしても空調に使用するエネルギーをより低減することができる。暖房時の温度差は室内の位置に関係なく上下方向の温度差でありこれを通風ダクトの運転で解消するものであるが、一方冷房時にはこのような上下での温度分布が発生しないので下方に向けた通風ダクトの送風により空調機では対応できない気流速を供給する。なお直接気流速を受けることを嫌う状態、例えば病室などでは冷房時の吹き出し口の吹き出し方向を真下や上に変えたり、或いは吹き出し方向を拡散させるようにして全体に向けたり、局部に向けて室内の熱源対策など自由に使用できるようにしておけばよい。
【００１９】
図１１は本発明の空調方法を示すフローチャートである。空調を行う運転をスタートさせる場合Ｓ１、換気を行っているかどうか、すなわち換気扇である吸気用ファン２８が運転しているかを確認するＳ２。本発明の空調方法を行う広いスペースの室内は塵埃などが発生しやすくまたしばらく使っていないケースなどが多い可能性があり、この室内を使用するに先立ち室内空気の清浄化を図ることが快適性を得るのに有効でありまず換気を優先する運転を行う。したがって換気扇が運転していなければ換気扇の運転を開始するＳ３。換気扇が回っている状態であれば空調機の運転を確認するＳ４。空調機１が運転しておればモードを確認して暖房Ｓ５なら通風ダクトの吹き出し口を上方に向けるＳ６。冷房Ｓ７なら通風ダクトの吹き出し口を下方に向けるＳ８。また季節や場合によって換気のみの運転を選択しても良いＳ９。また空調機が運転していないときは通風ダクトの吹き出し口の方向をあらかじめ設定した方向、例えば上方へ向けておくＳ６。
【００２０】
通風ダクトと吹き出し口を設定してから通風ダクト内の送風機を運転させるＳ１０。空調機および通風ダクトとの運転が開始された後で換気扇の運転を継続させるかどうか判断するＳ１１。換気扇の運転が不要であればスイッチを手動でまたは自動的に切れるようにしておくＳ１２。もし換気扇の運転を一定時間継続させるなら時間を計測しながら再びこの制御のフローを繰り返す。図１１以外の制御であっても良く、例えば空調機の運転状態を検出して換気扇や通風ダクトの運転、停止を連動させて制御しても良いし、通風ダクトの外部から操作可能なスイッチを設けておき空調機とは無関係に行うようにしても良い。
【００２１】
なお通風ダクトの内壁や集塵フィルター３４にはカテキンフィルターを設けたり、銀などの殺菌効果のある部材を貼り付けたり、ローズマリーなどの抗酸化作用のある徐放材を内蔵した容器を取り付けたり、光触媒作用のある酸化チタン材を設け３８０ｎｍ程度の紫外線を当て酸化チタンを励起させて光触媒による殺菌を行うことも可能である。或いは直接通風ダクト内の空気に２６０ｎｍ程度の殺菌効果のあると紫外線を当てるように発光ダイオードを内蔵させ、光を拡散させて内部の殺菌を行うなどでも良い。或いは通風ダクト内の風路に加湿タンクを取り付け、この加湿タンクの水を加熱蒸発させて加湿を行う構造も簡単に構成できる。
【００２２】
主風路と換気や排気を行う補助風路の間の仕切りを熱伝導性の仕切り板にすることにより室内の空調された空気の熱を無駄に排気することや、室外の冷気を直接室内に吹き込むことを防止できエネルギーの無駄を防ぎ、かつ、室内空調を快適に維持することができる。以上のように本発明の空調機と組み合わせる通風ダクトにより、必要最小限のエネルギーで室内の空気質、空気の温度、湿度状態、気流速の有無とレベルを調整でき、かつ、天井面や床面の都合の悪い温度条件を改善して天井や床からの輻射熱を抑える構造と動作を説明してくるとともに、更に空気質改善対策として除塵や菌の抑制などを行える装置をこの通風ダクト内に収納する説明をしてきた。更に室内の側壁部などにも通風ダクト吹き出し口からの送風の一部を当てて熱発生の大きな壁面の輻射熱を抑えることも可能である。これにより空調機では対応できなかった、室外から壁面を通した熱進入や室内に配置された熱源対策、或いは出入り口開閉や隙間などからの熱進入や窓からの日射など室内空調負荷への外乱対策を直接通風ダクト吹き出し位置を上や下のみならず局部へ集中したり人以外の方向へ向けて調整することによりにて行うことができ、室内の温度分布の乱れのみならず、頻繁に起こる空調負荷の調整を減少させて一層の低エネルギー化を図ることができる。
【００２３】
以上のように本発明により冷房時２６゜Ｃ設定値であった空調機の設定を２８゜Ｃに設定しても気流により体感温度は２６゜Ｃ程度に感じるので空調機のエネルギー節減が可能になる。この場合通風ダクトの送風機のエネルギーを考慮してもより省エネが図れる。また通風ダクトからの風量は空調機より低く抑え、かつ風速を一定に保ち、かつ騒音低減対策を行うため静けさを要求される学校の教室や病院内、ホールなど学習効率や病人対策、音の質追求などの静けさ、例えば３５ｄＢ以下が要求される大きな室内に対し、静穏状態のまま効果的に良好な空気質、例えば加湿、換気、徐塵、殺菌、脱臭などの空気状態から健康的な状態を維持するなどの空調を行うことができる。
【００２４】
本発明は簡単な構造の通風ダクトにさまざまな機能を追加できるようにしたので安価に最適な空気質を得る空調を可能にするのみならず、この通風ダクト側面に開閉可能な蓋体を設けることにより内部の点検やフィルターを取り出し清掃するなどのメンテナンスが簡単に行えるので、使用目的に対応した構造、メインテナンスをフレキシブルに対処でき、いつでもどこでもつかえる使い勝手の良い空調装置、空調方法が得られる。また本発明の制御用に通風ダクト内部、例えば側壁やベルマウス内などに制御基盤を設け、スイッチを設けるなどにより、電源のオンオフのみならず上記で説明したきた換気扇であるファン２８との連動制御や空調機運転モードとの連動制御などが簡単に行える。更に空調機との連動を行わず、吸い込み空気の温度を検出するセンサーを設け、この検出した温度により吹き出し気流の方向を変える制御をしても良い。或いは空調機の運転モード、設定温度、空調機や通風ダクト送風機など空調装置全体の運転タイムスケジュール、外部環境などの情報をあらかじめ設定したり外部からデータとしてもらい送風ガイドベーンの方向を制御し吹き出し方向を変えたり、吸い込み空気温度から通風ダクト内の送風機回転数を変えて吹き出し風量を増減させ、より快適に、より省エネ効果が得られる運転に制御することなども可能である。また外気温度を計測するセンサーから外気温度データを入力しこれを生かした制御も可能である。
【００２５】
以上の制御装置は空調機に設けても良いが、上記通風ダクト内に取り付けた制御基板に配置したマイコンで簡単に行うことができ。空調機とこの制御基板との間の通信は例えば電源線に重畳した信号で行ったり、リモコンで操作可能にすることもできる。以上の制御装置により、本発明は次のような構成が可能になる。空調機により空調される空間に下部に吸い込み口、上部に吹き出し口を有するケーシングである通風ダクトを設け、空調空間の床付近に室内空気を吸い込む吸い込み口付近に吸い込み空気の温度を検出する吸い込み温度検出器を取り付け、このケーシング内に下部から上部に室内空気を循環させる送風機を設置した空調装置に対し、空調在室者数、空間の二酸化炭素濃度、空間の塵埃濃度、外気環境などの少なくともいずれかを検出して換気を行う外部から室内に吸気する換気量をあらかじめ設定された条件に基づいて決定する換気量決定手段を制御装置内に設ける。この決定された換気量を吸気口２７から吸い込むようにファン２８の回転数を調整する換気量制御装置にて制御する。空調在室者数は空調空間を視野とする人口網膜センサーなどから得られるイメージ情報を使用し在室者数を推測しあらかじめ設定されている在室者数に応じた換気量が得られるファン回転数とする。空間の二酸化炭素濃度は吸い込み口付近に設置された二酸化炭素センサーの検出結果に対応した換気量とする回転数を選択する。空間の塵埃濃度は吸い込み口付近に設けた粉塵センサーが検出する粉塵量に応じた回転数とする。或いは外気温度が設定温度より低いか高いかなどの外気環境によって換気量を変えても良い。換気量決定手段はあらかじめ定められている運転タイムスケジュールにより決めても良いし、もしこのような換気量決定手段が複数設けられている場合はその中の最大となる換気量を選択すればよい。この外部からの換気量は室内空気を循環させる送風機２３の風量より少なくしておくと室内空調の室を維持するために役立つ。もし送風機２３の風量が一定であれは換気量はこれよりある程度少ない換気量とすればよいし、換気量決定手段から換気量を決める場合はこの決められた換気量に応じて室内循環風量を増減させる。或いは室内循環風量である送風機２３の回転数を通風ダクト吸い込み口の吸い込み温度と空調機の設定温度との差から制御しても良い。このような制御により快適性を確実に維持でき、しかも空調装置として省エネが図れる。
【００２６】
本発明の消臭、抗菌や殺菌、を通風ダクトの風路内に設ける考えを説明したが、内蔵する部品や機器類の風路に剥き出しの表面に防塵機能を有する表面処理剤でカテキンや他の抗菌剤をコーティングすることでも良い。またマイナスイオンの発生を放電により行う説明をしたがレナード効果、すなわち水のミスト化により行うことも可能である。消臭や脱臭には銅イオンを取り付けたフィルターやオゾンなどの使用が可能である。いずれの空気質改善対策も通風ダクト内の空洞部に簡単な構成で設けることができるので教室や病院、ホールなどの施設を改造することなく必要な装置を必要な個所に設置することができ、使い勝手がよくメインテナンスも容易である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明にかかわる空調装置は、冷暖房を行う空調機と通風ダクトを併用して冷房と暖房時に快適な空調を可能にし、かつ、空調用のエネルギーを低減できる空調装置が得られる。
【００２８】
本発明にかかわる空調方法は、音が静かで室内での活動に邪魔にならない効率の良い空調であって、広さや高さのある空間に対しても、簡単にさまざまな空気室改善が可能なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による横から見た空調装置配置説明図。
【図２】本発明の実施の形態１による上から見た空調装置配置説明図。
【図３】本発明の実施の形態１による通風ダクト外観図。
【図４】本発明の実施の形態１による通風ダクト構造図。
【図５】本発明の実施の形態１による通風ダクトの通風状態説明図。
【図６】本発明の実施の形態１による通風ダクトの別の通風状態説明図。
【図７】本発明の実施の形態１による冷凍サイクル説明図。
【図８】本発明の実施の形態１の通風ダクト吹き出し口の送風ガイド構造図。
【図９】本発明の実施の形態１による別の通風ダクト外観図。
【図１０】本発明の実施の形態１による暖房特性説明図。
【図１１】本発明の実施の形態１による空調方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  室内機、  ２  室外機、  ３  冷媒配管、  ４  天井面、  ５  床面、  ６    出入り口、  ７  室内、  ８  廊下である室外、  ９  屋外、  １０  机、  １１  椅子、  １２  歩行者、  １３  窓、  １４  壁面、  １５  圧縮機、  １６  室外用熱交換器、  １７  室内用熱交換器、  １８  膨張弁、  １９  四方弁、    ２０  通風ダクト、  ２１  吸い込み口、  ２２  吹き出し口、  ２３  送風機、  ２４  モーター、  ２５  吸音ダクト、  ２６  排気口、  ２７吸気口、  ２８排気もしくは吸気用のファン、  ２９  空気清浄装置、  ３０  ベルマウス、  ３１  通風ダクト内の風路を区分けする仕切り板、  ３２  モーター支え、  ３３  清流板、  ３４  集塵フィルター、  ３５  金網、  ３６  室内用ファン、  ３７  室外用ファン、  ３８  制御装置、  ３９  リモコン、  ４１  送風ガイドベーン、  ４２  ベーン支軸、  ４３  回転ギア、  ４４  ベーン駆動軸、  ４５  可変ダクト、  ５０  微小穴、  ５１  圧力風路、  ５２  キャスター、５３  吹き出し室。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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