(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気清浄部と、断熱手段を介して設けられた熱源機もしくは冷熱源機とからなり、前記空気清浄部は、第一の吸込口の近傍に設けられ主として粒子状物質を捕捉する第一のフィルターと、主として化学物資を吸着する第二のフィルターと、前記二つのフィルターの下流に設けた第一の送風機と、前記第一の吸込口から吸引される物質を検出するセンサーと、室内温度を検出する温度センサーと、前記第一の送風機の下流に設けた吹出口と、前記センサーからの情報に基づいて前記第一の送風機の風量や運転時間を制御する制御回路とを備え、前記熱原機は、風路中に設けられ無機系材料からなる整流帯と、前記整流帯の下流に設けた第二の送風機とを備え、前記空調機本体もしくは前記空気清浄部に、前記温度センサーからの情報とは独立して一定時間強制的に前記空調機の空調能力を最高で行わせるベイクアウトスイッチを設けた空気清浄機能付き空調機。
【請求項２】
ベイクアウトスイッチの作動に基づいて、一定時間強制的に空調機の空調能力を最高で運転させ、室内温度が５０℃を超える場合には、空気清浄部の運転を一定時間行わせ、空調機の空調能力を減少させる請求項１記載の空気清浄機能付き空調機。
【請求項３】
一定時間強制的に空調機の空調能力を最高で行わせた後に、空気清浄部の運転を最高能力で行わせる請求項１記載の空気清浄機能付き空調機。
【請求項４】
一定時間強制的に空調機の空調能力を最高で行わせた後に、空気清浄部を最高能力で運転させる制御をサイクリックに行わせる請求項１記載の空気清浄機能付き空調機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は室内の温湿度を制御しながら、室内空気中の粒子状物質や化学物質を除去する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室内空調を行いながら尚かつ空気清浄を目的とした空調機はエアコン、ファンヒーター等に１９９０年から見られる。空調機に空気清浄機能を付けることによって、室内のハウスダストを低減したり、熱源機・冷熱源機・熱交換機や送風機にハウスダストが付着しにくくすることによって、空調機の効率維持・安全の確保や保守の簡便さに役立っていた。
【０００３】
一方、新建材の使用や住宅の気密性の向上によって、揮発性有機化合物（VOCs）による室内空気汚染が話題となってきている。その対策は、建材の改善・施工方法の改良・換気や一部ベイクアウト（bake-out）と呼ばれる低減技術があげられる。
【０００４】
従来、ベイクアウト(bake-out)技術は、海外の文献に数件見られる程度である。例えば、Girman（Building bakeout Studies. Proceedings of Indoor Air'90, 5th Int. Conf. on Indoor Air Quality and Climate 1990,Vol3, p349-354）やFrancis（Indoor Contaminant Emission rates Before and After a building bake-out. Proceeding of Indoor Air*93, 6th Int. Conf. on Indoor Air Quality and Climate 1993,Vol.6, p687-691）がある。これらのベイクアウトに関する論文は、最初に商業用ビルにおけるベイクアウトを取り扱った。ベイクアウトの内容は、ビル既設の暖房装置を用いて居室内の温度を１日から数日かけて上げることによって、建材中のVOCsの揮発速度をあげて、迅速に建材中のVOCsを室内に放散させるというものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のベイクアウト技術は、室内温度あるいは建材温度を何度にするかについては明確に規定しておらず、どのくらいの期間維持する必要があるかも示していない。そのために、建材等に影響を与えずに経済的にかつ効果的にベイクアウトを行う技術については未だ確立されていなかった。また、ベイクアウトによって発生したVOCsを除去する方法は、換気による方法しか提案されていなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、第一の吸込口の近傍に設けられ主として粒子状物質を捕捉する第一のフィルター、主として化学物資を吸着する第二のフィルター、前記二つのフィルターの下流に設けた送風機、前記第一の吸込口から吸引される物質を検出するセンサーおよび室内温度を検出するセンサー、前記送風機の下流に設けた吹出口および前記センサーからの情報に基づいて前記送風機の風量や運転時間を制御する制御回路とからる空気清浄部と、前記空気清浄部と、断熱手段を介して設けられた熱源機もしくは冷熱源機とからなり、前記制御回路もしくは熱源機側に設けられた制御回路が前記センサーからの情報に基づいて空気清浄部、熱源もしくは冷熱熱源の運転を制御する空調機の運転によって室内雰囲気温度か建材表面温度のいずれかの温度が２５℃から５０℃の温度に達すると、空調機運転を停止させ、空気清浄部の運転を一定時間だけ行わせるようにしたものである。
【０００７】
本発明によれば空調機の運転によるベイクアウトによって室内に発生した数百μgから数万μg／ｍ３のVOCsは、換気をせずに空気清浄部によって除去することが可能となった。加えて、空調用の吹出および空気清浄の吹出の位置と方向の組み合わせによって室内温度のゾーンコトロールが可能となり、さらに加えて、空調用の吹き出し及び空気清浄の吹き出しの位置と方向の組み合わせによって室内温度のゾーンコントロールが可能となり、従って経済的な空調機の運転にも寄与できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本願発明は、吸込口の近傍に設けられ主として粒子状物質を捕捉する第一のフィルター、主として化学物資を吸着する第二のフィルター、前記二つのフィルターの下流に設けた第一の送風機と、この送風機の風量や運転時間を制御する制御回路とを備え、また熱原機は、風路中に設けられ無機系整流帯と、前記整流帯の下流に設けた第二の送風機とを備え、前記制御回路もしくは熱源機側に設けられた制御回路がセンサーからの情報に基づいて空気清浄部、熱源機もしくは冷熱源機の運転を制御するものである。従って、空調機の運転によってベイクアウトが行われた場合、空気清浄用の第一の送風機を設けることによって、圧力損失は大きくなるが空気清浄部の浄化効率を高めることが可能となる。また、整流帯によって、化学物質および生物粒子を分解することが可能となる。その結果両者の相乗効果によって室内に生じたVOCsを短時間で効率的処理できる。
【０００９】
また、本願発明は、整流帯を風路中の温度が１５０℃から７００℃の間にある位置とするものである。この温度に整流帯を置くことよって化学物質および生物粒子を分解・焼失させることができる。
【００１０】
また、本願発明は、整流帯の構成に関するものである。複数の通風路を有すると共に複数のフィンを平行に配置する構成とし、前記フィン表面はショットブラスト等の表面処理を施す。これによって表面積を広くとることができるようになり、効率的に化学物質および生物粒子を分解・焼失させることができる。
【００１１】
また、本願発明は、室内雰囲気温度又は建材表面温度のいずれかの温度が２５℃から５０℃の温度に達すると、第一の吸込口から吸引される物質を検出するセンサーの出力値が一定値以下になるまで空気清浄部の運転を行わせるものである。この構成によって、室内温度が上昇することによって室内に高濃度のVOCsを生じた場合のみ、空気清浄部を運転させることができるので、効率的にVOCsを除去できる。また、フィルターの寿命を長くさせることができる。
【００１２】
また、本願発明は、室内雰囲気温度又は建材表面温度のいずれかの温度が２５℃から５０℃の温度に達すると、第一の吸込口から吸引される物質を検出するセンサーの出力値が一定値以下になるまで空気清浄部の運転を行わせるとともに、室内温度が空気清浄部の運転後も前記値以内にある場合、空気清浄部の運転は一定時間以降に行わせるものである。この構成によって、空調機を運転させてベイクアウトによって室内に高濃度のVOCsを生じさせた場合のみ、空気清浄部を運転させることができるので、効率的にVOCsを除去できる。また、一定時間運転して室内のVOCsが低下すると空気清浄の運転を停止させるので、ランニングコストを低下できる。
【００１３】
また、本願発明は、室内雰囲気温度又は建材表面温度のいずれかの温度が２５℃から５０℃の温度に達すると、第一の吸込口から吸引される物質を検出するセンサーの出力値が一定値以下になるまで空気清浄部の運転を行わせるとともに、室内温度が空気清浄部の運転後も前記値以内にある場合、空気清浄部の運転は第一の送風機の風量を減少させるものである。この構成によって、効率的にVOCsを除去できる。
【００１４】
また、本願発明は、空調機と空気清浄部が同時に運転される場合、前記空調機の空調機本体の空調能力を減少させる運転になると、前記空気清浄部の運転も能力を減少させる運転とするものである。空調機を運転させてベイクアウトによって室内に高濃度のVOCsを生じさせた場合のみ、空気清浄部を運転させることができるので、効率的にVOCsを除去できる。
【００１５】
また、本願発明は、空調機本体もしくは空気清浄部に設けたベイクアウトスイッチの作動に基づいて前記空気清浄部、前記熱源機もしくは前記冷熱熱源を制御するものである。これによって、ベイクアウトだけを行うことができる。
【００１６】
また、本願発明は、ベイクアウトスイッチの作動に基づいて、一定時間強制的に空調機の空調機本体もしくは空気清浄部に設けたベイクアウトスイッチの作動に基づいて前記空気清浄部、前記熱源機もしくは前記冷熱熱源が運転制御され能力を最高で行わせるものである。これによって、効果的にベイクアウトができる。
【００１７】
また、本願発明は、ベイクアウトスイッチの作動に基づいて、一定時間強制的に空調機の空調能力を最高で運転させ、室内温度が５０℃を超える場合には、空気清浄部の運転を一定時間行わせ、空調機の空調能力を減少させるものである。これによって、建材等に悪影響を与えることなく安全にベイクアウトができる。
【００１８】
また、本願発明は、一定時間強制的に空調機の空調能力を最高で行わせた後に、空気清浄部の運転を最高能力で行わせるものである。これによって、室内に生じたVOCsを短時間で効率的処理できる。
【００１９】
また、本願発明は、一定時間強制的に空調機の空調能力を最高で行わせた後に、空気清浄部を最高能力で運転させる制御をサイクリックに行わせるものである。これによって、効率的にVOCsを除去できる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１を用いて説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の空気清浄機能付き空調機を示す縦断面図である。１は第一の吸込口である。２は同吸込口１の直後に設けた粒子状物質を除去する帯電フィルターである。圧力損失を抑え、尚かつ接触面積を増すためにプリート状に加工している。３は化学物質などのガス状物質は活性炭と金属錯体からなるフィルターであり、帯電フィルター２の下流に設けている。４はシロッコタイプの送風機である。プリート状に帯電フィルター２を加工しているので送風機はクロスフロータイプでもかまない。５は発光素子と受光素子を備えた粒子状物質を検出するセンサーである。センサー５は帯電フィルターの上部に設けているが、帯電フィルター２の直後もしくは下流でなければこの位置である必要はない。６は第一の吹出口である。以上第一の吸込口１から第一の吹出口６までが基本的な空気清浄の構成要素である。以降これらを空気清浄部７と記す。
【００２２】
８はセンサー５によて検出された粒子状物質の濃度表示部である。表示位置は、空気清浄部７の上部とする。表示方法は、デジタルあるいはアナログでもかまわない。空気清浄部７のケーシングの材料は樹脂を基本にしている。
【００２３】
９は空気清浄および空調機の制御回路である。センサー５からの出力に基づいて空気清浄部７および空調機本体１０の運転を制御したり、濃度表示部８を制御する。
【００２４】
一方、１０は空調機本体である。本体１０のケーシングは金属を用いている。空気清浄部６はこの空調機１０の上部に設けている。ここでは空調機としてガスファンヒーターを用いている。むろん電気ファンヒーターあるいは石油ファンヒーターであってもかまわない。１１はガスファンヒーターの空気の取り入れ口である第二の吸込口である。１２は第二の帯電フィルターもしくは電気集塵部である。この帯電フィルター１２は前記の帯電フィルター２に比べて圧力損失が極めて小さい構成としている。また、第二の吸込口１１の上部に当たる部分の帯電フィルター１２部の一部を切り欠いている。１３はガス燃焼装置である。ガス燃焼装置は低NOxおよび低炭化水素対策をしている。
【００２５】
１４は遷移系金属を母材に、表面にゼオライトを坦持したサーマルリアクターである。ガス燃焼装置１３から生じた温風が通る風路内に設けている。その位置は、酸素濃度の低下や、第二の吸込口１１の閉塞に伴ってガス燃焼装置１３の火炎が伸長してもあたらない位置としている。サーマルリアクター１４は表面にショットブラス等の処理してもよい。１５はクロスフロータイプの送風機である。１６は第二の吹出口である。１７は空気清浄部７と空調機本体１０を隔離する断熱材である。１８は第一の吸込口と第一のフィルターの間に設けた電気集塵部である。１９は風路である。そして、２０は温度センサーであり、室内温度を検出する。
【００２６】
以上の構成に基づいてその動作を説明する。空調機本体１０が暖房運転を開始し、室内温度もしくは建材表面温度が２５℃以上になると建材等に含まれるVOCsおよびホルムアルデヒドは揮発して室内に出てくる。その濃度は、温度が１０℃上がると室内濃度は初期濃度のほぼ２倍になる。ここで、温度センサー２０によって室内温度を検知して、２５℃を越え、一定時間が過ぎると、制御回路９は空気清浄部７を運転させる。そして、空気清浄部７の運転が開始されると、室内空気の一部は第一の吸込口１を通り、帯電フィルター２を通過する。このとき、帯電フィルター２によって粒子状物質が除去される。次に微量の化学物質を含む空気はフィルター３によってその微量な化学物質が吸着される。揮発性有機化合物（VOC）、ホルムアルデヒドは活性炭で吸着される。NOxは金属錯体で吸着される。こうして清浄になった空気は第一の吹出口６から室内に戻される。一定時間運転した空気清浄部７は、運転を停止する。
【００２７】
次に空調機本体１０の動作について説明する。送風機１５の作動とともに、ガス燃焼装置１３も作動を開始する。室内空気の一部は第二の吸込口１１から帯電フィルター１２を通過して、粒子状物質が除去された後、ガス燃焼装置１３で温風となる。一方、この温風とガス燃焼装置１３からの伝熱によってサーマルリアクター１４は４００−６５０℃に加熱される。このサーマルリアクター１４を通過する真菌及び一般細菌はここで消滅する。また、VOC及びホルムアルデヒドは遷移系金属上でNOxから酸素を取り、酸化され炭酸ガスと水蒸気になる。NOxはNO2がNOに還元される。このように、帯電フィルター１１とサーマルリアクター１４によって粒子状物質および化学物質が除去され、生物粒子は消滅する。
【００２８】
以上のように空調機１０の暖房運転によって、建材等から室内に生じたホルムアルデヒド・VOCsは空気清浄部７によって除去される。この過程を新築住宅あるいは増改築した住宅で行えば、建材等に含まれるホルムアルデヒドおよびVOCsを短期間で追い出すことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の空気清浄機能付き空調機によれば次の効果が得られる。
【００３０】
空気清浄部と、断熱手段を介して設けられた熱源機もしくは冷熱源機とからなり、空気清浄部は、第一の吸込口の近傍に設けられ主として粒子状物質を捕捉する第一のフィルター、主として化学物資を吸着する第二のフィルター、二つのフィルターの下流に設けた第一の送風機、第一の吸込口から吸引される物質を検出するセンサーおよび室内温度を検出する温度センサー、第一の送風機の下流に設けた吹出口およびセンサーからの情報に基づいて送風機の風量や運転時間を制御する制御回路とを備え、熱原機は、風路中に設けられ無機系整流帯と、整流帯の下流に設けた第二の送風機とを備え、センサーからの情報に基づいて空気清浄部、熱源機もしくは冷熱熱源が運転を制御する構成としているので、空調機の暖房運転によって、建材等から室内に生じたホルムアルデヒド・VOCsを空気清浄部が除去し建材等に含まれるホルムアルデヒドおよびVOCsを短期間で追い出すことができる。
【００３１】
また、第一のフィルターを第二のフィルターの上流に設けると共に、第一の吸口は、熱源もしくは冷熱熱源よりも上方の位置であり、かつ空調機本体の正面もしくは側面に設ける構成をしているので、前面もしくは側面から室内空気を吸引することができ、背面に吸込口を設けた場合に比べて、室内空気を効率的に取り込むことができる。また、熱源機の運転のみを停止した場合、空気清浄部のが前面にあった方が熱源機の廃熱が吸込口に入らないので安全上好ましい。
【００３２】
また空調機の運転によって室内雰囲気温度か建材表面温度のいずれかの温度が２５℃から５０℃の温度に達すると、空気清浄部の運転が開始され、一定時間運転したり、また空調機を運転させてベイクアウトによって室内に高濃度のVOCsを生じさせた場合のみ、空気清浄部を運転させることができ、効率的にVOCsを除去できる。
【００３３】
また、一定時間運転して室内のVOCsが低下すると空気清浄の運転を停止させるので、ランニングコストを低下できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の空気清浄機能付き空調機の縦断面図
【符号の説明】
１  第一の吸込口
２  第一のフィルター
３  第二のフィルター
４  第一の送風機
７  空気清浄部
９  制御回路
１１  第二の吸込口
１２  第三のフィルター
１３  ガス燃焼装置
１４  サーマルリアクター
１５  第二に送風機
２１  温度センサー
【図１】
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