(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内の複数の室内空間を一括して空調するセントラル空調装置であって、
室内外の換気を行う装置本体と、一端がこの装置本体に接続されて他端が各室内空間の天井に設けた給排気口に接続される給排気用ダクトと、一端が前記装置本体に接続されて他端が室外空間に開口された室外側給気ダクトおよび室外側排気ダクトと、前記装置本体に設けられた熱交換器と、前記装置本体に設けられて廊下やホールに開口された給排気口とを有し、
前記室内空間の冷房時には、前記給排気口から当該室内空間の空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記各室内空間からの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記各室内空間からの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を当該装置本体の給排気口から廊下やホールに給気し、
前記室内空間の暖房時には、前記装置本体の給排気口を介して廊下やホールの空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記廊下やホールからの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記廊下やホールからの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を前記給排気口から当該室内空間に給気するように設定されていることを特徴とするセントラル空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセントラル空調装置において、
当該セントラル空調装置は、建物のフロア毎に、独立設置可能に構成されていることを特徴とするセントラル空調装置。
【請求項３】
建物内の複数の室内空間を一括して空調するセントラル空調装置を備えたセントラル空調式建物であって、
前記セントラル空調装置は、室内外の換気を行う装置本体と、一端がこの装置本体に接続されて他端が各室内空間の天井に設けた給排気口に接続される給排気用ダクトと、一端が前記装置本体に接続されて他端が室外空間に開口された室外側給気ダクトおよび室外側排気ダクトと、前記装置本体に設けられた熱交換器と、前記装置本体に設けられて廊下やホールに開口された給排気口とを有し、
前記セントラル空調装置は、前記室内空間の冷房時には、前記給排気口から当該室内空間の空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記各室内空間からの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記各室内空間からの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を当該装置本体の給排気口から廊下やホールに給気し、
前記室内空間の暖房時には、前記装置本体の給排気口を介して廊下やホールの空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記廊下やホールからの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記廊下やホールからの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を前記給排気口から当該室内空間に給気するように設定されていることを特徴とするセントラル空調式建物。
【請求項４】
請求項３に記載のセントラル空調式建物において、
前記セントラル空調装置は、フロア毎に独立設置されていることを特徴とするセントラル空調式建物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物内の複数の室内空間を一括して空調するセントラル空調装置、およびこのセントラル空調装置を備えたセントラル空調式建物に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来より、室内外の空気の出入りを遮断し、室内の熱が屋外に漏れないようにし、建物の内部の空調におけるエネルギー損失を少なくするために、室内の気密性および断熱性を高くした高断熱・高気密建物が利用されている。
このような高断熱・高気密建物では、不確定な部位の漏気がないため、計画的な機械換気が可能になる。
そこで、高断熱・高気密建物の換気を行うために、当該建物内における居室等の仕切られた複数の室内空間をまとめて空調するセントラル空調装置が利用されている（特開平１１−３４４２５３号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなセントラル空調装置を利用した建物の換気回数（量）は、内部にいる居住者が快適に生活することができるように、炭酸ガスの濃度が常に所定値以下となるように設定されている。この際、換気回数（量）を増やすと、空調を行った空気が屋外に排出され、当該空調におけるエネルギー損失が生じてしまうので、換気回数（量）を必要最低限とする必要がある。
一方、室内には、室内空気汚染物質として、ＶＯＣ（Volatile Organic Compound：揮発性有機化合物）等の放散物質が少なからず存在している。この放散物質の濃度が高いと、居住者の健康が損なわれるおそれがあるので、換気により、放散物質濃度の上昇を抑制する必要がある。
【０００４】
しかしながら、炭酸ガス濃度、放散物質濃度、省エネルギー化の三つの観点から、換気回数（量）を決定しなければならないが、三つの要素を最適化する換気回数（量）の設定は困難であるという問題がある。
そこで、近年では、炭酸ガス濃度および放散物質濃度の抑制、省エネルギー化が達成可能なセントラル空調装置およびセントラル空調式建物の研究開発が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、炭酸ガス濃度および放散物質濃度の抑制、省エネルギー化が達成可能なセントラル空調装置およびセントラル空調式建物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図面を参照して説明すると、建物（例えば、ユニット式建物１）内の複数の室内空間を一括して空調するセントラル空調装置６であって、室内外の換気を行う装置本体６１と、一端がこの装置本体６１に接続されて他端が各室内空間の天井に設けた給排気口６４Ａに接続される給排気用ダクト６４と、一端が前記装置本体に接続されて他端が室外空間に開口された室外側給気ダクトおよび室外側排気ダクトと、前記装置本体に設けられた熱交換器と、前記装置本体に設けられて廊下やホールに開口された給排気口とを有し、室内空間の冷房時には、給排気口６４Ａから当該室内空間の空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記各室内空間からの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記各室内空間からの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を当該装置本体の給排気口から廊下やホールに給気し、室内空間の暖房時には、前記装置本体の給排気口を介して廊下やホールの空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記廊下やホールからの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記廊下やホールからの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を前記給排気口から当該室内空間に給気するように設定されていることが好ましい。
ここで、各室内空間の冷房時は、各室内空間の給排気口から、当該各室内空間の温度の高い空気を排気し、装置本体に形成された給排気口から廊下やホールに熱交換された空気を給気することで、この熱交換された空気が循環するので、当該各室内空間における、高温による放散物質濃度の上昇を抑制することが可能となる。
同様に、各室内空間の暖房時は、装置本体に形成された給排気口から廊下やホール等の温度の低い空気を排気し、各室内空間の給排気口から、当該各室内空間に熱交換された空気を給気することで、この熱交換された空気が循環するので、廊下やホール等の非暖房空間の温度低下を抑制することが可能となる。なお、各室内空間における、高温による放散物質濃度の上昇の抑制や、非暖房空間の温度低下の抑制は、本空調装置が冷房・暖房機能を有している場合に限らず、例えば、各室内空間にエア・コンディショナ等の冷房・暖房装置等を設置しておき、当該冷房・暖房装置から吹き出す冷気、暖気を空調装置で循環させることで、同様に行うことが可能である。
従って、各室内空間の温度が高い場合、給排気用ダクトに流れる風の向きを、装置本体に向かって流れる向きに設定すれば、各室内空間の高温化による放散物質濃度の上昇を抑制することが可能となり、各室内空間の温度が低い場合、給排気用ダクトに流れる風の向きを、各室内空間の給排気口に向かって流れる向きに設定すれば、各室内空間の低温化を抑制することが可能となる。これにより、炭酸ガス濃度および放散物質濃度の抑制、省エネルギー化が達成可能となる。
【０００７】
以上において、当該セントラル空調装置６は、建物のフロア（例えば、２階部３Ｂ）毎に、独立設置可能に構成されていることが望ましい。
ここで、例えば、１台のセントラル空調装置で、複数のフロアを有する１つの建物を空調しようとすると、上下方向に接続用の給排気用ダクトが必要となり、設置作業に手間がかかるが、このように、セントラル空調装置をフロア毎に独立設置可能に構成すれば、上下方向に給排気用ダクトを設置する作業が不要となるので、当該セントラル空調装置の設置作業が容易となる。
【０００８】
本発明は、前記のような装置だけでなく、室内外の換気を行う装置本体６１と、一端がこの装置本体６１に接続されて他端が各室内空間の天井に設けた給排気口６４Ａに接続される給排気用ダクト６４と、一端が前記装置本体に接続されて他端が室外空間に開口された室外側給気ダクトおよび室外側排気ダクトと、前記装置本体に設けられた熱交換器と、前記装置本体に設けられて廊下やホールに開口された給排気口とを有し、室内空間の冷房時には、給排気口から当該室内空間の空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記各室内空間からの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記各室内空間からの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を当該装置本体の給排気口から廊下やホールに給気し、室内空間の暖房時には、前記装置本体の給排気口を介して廊下やホールの空気を前記装置本体に吸い込むとともに、前記室外側給気ダクトを介して室外の空気を前記装置本体に吸い込み、当該装置本体の前記熱交換器にて前記廊下やホールからの空気と前記室外からの空気との間で熱交換してから、前記廊下やホールからの空気を前記室外側排気ダクトを介して室外に排気するとともに、前記熱交換された室外からの空気を前記給排気口から当該室内空間に給気するように設定されているセントラル空調装置６を備えたセントラル空調式建物（例えば、ユニット式建物１）としても成立し、同様な作用効果が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態におけるユニット式建物１が示されている。
このユニット式建物１は、室内外の空気の出入りを遮断し、室内の熱が室外に漏れないようにし、建物の内部の空調におけるエネルギー損失を少なくするために、室内の気密性および断熱性を高くした高断熱・高気密建物であり、炭酸ガス濃度および放散物質濃度の抑制、省エネルギー化の全てを達成するように、設計・建築されている。
ユニット式建物１は、基礎２上に設けられた建物本体３と、この建物本体３上に設けられる屋根４とを備えて構成されている。
【００１０】
建物本体３は、基礎２上に並設された複数の建物ユニット１０からなる１階部３Ａと、この１階部３Ａ上に並設された複数の建物ユニット２０からなる２階部３Ｂとを含んで構成されている。
この建物本体３と屋根４との間に形成されている小屋裏空間５には、２階部３Ｂを換気するセントラル空調装置６が設けられている。
【００１１】
セントラル空調装置６は、ユニット式建物１内の２階部３Ｂにおける複数の室内空間を一括して空調するものであり、室内外の換気を行う装置本体６１と、一端が外壁に形成されている給気口６２Ａおよび排気口６３Ａにそれぞれ接続され、他端が装置本体６１にそれぞれ接続されている室外側給気用ダクト６２および室外側排気用ダクト６３と、一端が装置本体６１に接続され、他端が後述する給排気口に接続される室内側給排気用ダクト６４とを備えて構成されている。
【００１２】
装置本体６１は、室外から取り入れる空気、および室内から室外へ捨てられる空気を互いに熱交換するための熱交換器と、換気を行うために各ダクト６２〜６４に応じて設けられている送風機と、温度制御手段６７と、風量調節手段６８とを備えて構成されている。
【００１３】
２階部３Ｂは、図２に示されるように、間仕切り壁等の仕切りに２１よって、内部が複数の室内空間となっており、主寝室２２と、２つの副寝室２３、２４と、トイレ２５と、ホールである廊下２６とに区画されている。
各主寝室２２、副寝室２３、２４、トイレ２５と、廊下２６とのそれぞれ隣り合う空間の境界となる仕切り２１には、開口２１Ａが形成され、この開口２１Ａには、ドア２７が設けられている。このドア２７を開閉することで各室内空間を行き来できるようになっている。また、主寝室２２には、寝具等を収納する押入れ４０が設けられている。
【００１４】
各主寝室２２、副寝室２３、２４、および押入れ４０の天井には、天井裏に配設された前述の室内側給排気用ダクト６４の他端が接続される給排気口６４Ａが形成されている。
また、廊下２６の天井には、装置本体６１の下面に形成されているとともに、当該廊下２６の空気の給排気を行うための給排気口６１Ａが露出している。
【００１５】
各給排気口６４Ａ、６１Ａにおける空気の給排気の設定は、各主寝室２２、副寝室２３、２４、および押入れ４０の温度に基づいて、前述の温度制御手段６７で制御されている。
詳しくは、温度制御手段６７は、各主寝室２２、副寝室２３、２４および廊下２６に配置され、図示しないケーブル等で装置本体６１に接続されている温度センサ６５と、装置本体６１に内蔵され、温度センサ６５からのセンサ信号に応じて送風機の風向きを制御し、各主寝室２２、副寝室２３、２４、および廊下２６の給排気口６４Ａ、６１Ａにおける給排気を制御する風向き制御部６６とを備えて構成されている。
【００１６】
そして、図２に示されるように、温度センサ６５で、各主寝室２２、副寝室２３、２４の温度が所定値以下と検出すると、風向き制御部６６は、当該温度センサ６５からの信号を受け、装置本体６１に形成された給排気口６１Ａから廊下２６の温度の低い空気を排気し、各主寝室２２、副寝室２３、２４および押入れ４０の給排気口６４Ａから、当該各主寝室２２、副寝室２３、２４および押入れ４０に熱交換された空気を給気するように各送風機の風向きを制御する。これにより、各主寝室２２、副寝室２３、２４および押入れ４０に熱交換された空気が循環するようになっている。
なお、給排気口６１Ａで吸い込まれた空気は、熱交換器で熱交換され、室外側排気用ダクト６３および排気口６３Ａを介して室外に排出され、給排気口６４Ａには、給気口６２Ａおよび室外側給気用ダクト６２を介して給気された空気を熱交換器で熱交換したものが給気されるようになっている。
【００１７】
逆に、図３に示されるように、温度センサ６５で、各主寝室２２、副寝室２３、２４の温度が所定値以上と検出すると、風向き制御部６６は、当該温度センサ６５からの信号を受け、各主寝室２２、副寝室２３、２４および押入れ４０の給排気口６４Ａから、当該各主寝室２２、副寝室２３、２４および押入れ４０の温度の高い空気を給排気口６４Ａで排気し、装置本体６１に形成された給排気口６１Ａから廊下２６に熱交換された空気を給気するように各送風機の風向きを制御する。これにより、各主寝室２２、副寝室２３、２４および押入れ４０に熱交換された空気が循環するようになっている。
なお、給排気口６４Ａで吸い込まれた空気は、熱交換器で熱交換され、室外側排気用ダクト６３および排気口６３Ａを介して室外に排出され、給排気口６１Ａには、給気口６２Ａおよび室外側給気用ダクト６２を介して給気された空気を熱交換器で熱交換したものが給気されるようになっている。
【００１８】
この際、各主寝室２２、副寝室２３、２４および押入れ４０の給排気口６４Ａから給排気される空気の風量、および廊下２６の給排気口６１Ａから給排気される空気の風量は、実験の結果より、各主寝室２２、副寝室２３、２４、押入れ４０および廊下２６において、１ｍ2当たり、０．９ｍ3／ｈ以上１．５ｍ3／ｈ以下となるように、前述の風量調節手段６８で設定・制御されていることが好ましい。
【００１９】
風量調節手段６８は、各主寝室２２、副寝室２３、２４、押入れ４０、および廊下２６の各給排気口６４Ａ、６１Ａに設けられ、図示しないケーブル等で装置本体６１に接続されている風量センサと、装置本体６１に内蔵され、風量センサからのセンサ信号に応じて送風機の送風量を制御し、各主寝室２２、副寝室２３、２４、押入れ４０および廊下２６の給排気口６４Ａ、６１Ａにおける風量を制御する風量制御部６９とを備えて構成されている。
【００２０】
また、各主寝室２２、副寝室２３、２４の壁には、前記セントラル空調装置６とは別に、当該各主寝室２２、副寝室２３、２４の冷房、暖房、および送風を行う空調機であるエア・コンディショナ３１が設けられている。
さらに、トイレ２５には、当該トイレ２５専用の局所強制換気装置である換気扇３２が別途設けられている。これにより、トイレ２５では、単独で排気が行われるようになっている。
【００２１】
１階部３Ａは、図４に示されるように、間仕切り壁等の仕切り１１によって、内部が複数の空間であるリビング・ダイニング・キッチン１２、和室１３、浴室１４、洗面室１５、トイレ１６、玄関１７、廊下１８に区画されている。
各リビング・ダイニング・キッチン１２、和室１３、浴室１４、洗面室１５、トイレ１６、玄関１７と、廊下１８とのそれぞれ隣り合う空間の境界となる仕切り１１には、開口１１Ａが形成され、この開口１１Ａには、ドア１９が設けられているこのドア１９を開閉することで各空間を行き来できるようになっている。
【００２２】
この１階部３Ａには、その天井裏に、２階部３Ｂに設置されたものと同様のセントラル空調装置６が設けられ、当該２階部３Ｂと同様に、セントラル空調装置６で１階部３Ａが空調されている。つまり、セントラル空調装置６は、ユニット式建物１のフロア毎に独立設置されている。
各リビング・ダイニング・キッチン１２、和室１３の天井には、天井裏に配設された室内側給排気用ダクト６４の他端が接続される給排気口６４Ａが形成されている。
また、廊下１８の天井には、装置本体６１の下面に形成されているとともに、当該廊下１８の空気の給排気を行うための給排気口６１Ａが露出している。
【００２３】
また、各リビング・ダイニング・キッチン１２、和室１３の壁には、セントラル空調装置６とは別に、当該各リビング・ダイニング・キッチン１２、和室１３の冷房、暖房、および送風を行う空調機であるエア・コンディショナ３１が設けられている。
さらに、浴室１４、トイレ１６には、当該浴室１４、トイレ１６専用の局所強制換気装置である換気扇３２が別途設けられている。これにより、浴室１４、トイレ１６では、単独で排気が行われるようになっている。
【００２４】
なお、各給排気口６４Ａ、６１Ａにおける空気の給排気の設定は、前述と同様に設定され、図４、５に示されるように、各主寝室２２、副寝室２３、２４の温度に基づいて温度制御手段６７で制御されている。また、給排気口６４Ａ、６１Ａから給排気される空気の風量は、前述と同様に、実験の結果より、１ｍ2当たり、０．９ｍ3／ｈ以上１．５ｍ3／ｈ以下となるように、風量調節手段６８で設定・制御されていることが好ましい。
【００２５】
次に、このような２階部３Ｂに設けられているセントラル空調装置６の動作手順を以下に説明する。
まず、温度センサ６５で各主寝室２２、副寝室２３、２４の温度を検出し、風向き制御部６６は、この温度に応じて給排気口６４Ａ、６１Ａでの空気の給排気の設定を行う。
また、各給排気口６４Ａ、６１Ａに設けられている風量センサの検出値に応じて風量制御部６９で送風機の送風量を調節する。
これにより、各主寝室２２、副寝室２３、２４の冷房、暖房、風量調節を行えるようになっている。
なお、１階部３Ａに設けられているセントラル空調装置６も同様の動作手順であるので、ここでは説明を省略する。
【００２６】
このような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、冷房時は、各主寝室２２、副寝室２３、２４等の給排気口６４Ａから、当該各主寝室２２、副寝室２３、２４等の温度の高い空気を排気し、装置本体６１に形成された給排気口６１Ａから廊下２６に熱交換された空気を給気するようにしたので、この熱交換された空気が循環することができる。これにより、当該各主寝室２２、副寝室２３、２４等における、高温による放散物質濃度の上昇を抑制することができる。
【００２７】
さらに、暖房時は、装置本体６１に形成された給排気口６１Ａから廊下２６の温度の低い空気を排気し、各主寝室２２、副寝室２３、２４等の給排気口６４Ａから、当該各主寝室２２、副寝室２３、２４等に熱交換された空気を給気するようにしたので、この熱交換された空気が循環することができる。これにより、廊下２６等の非暖房空間の温度低下を抑制することができる。
従って、これらにより、炭酸ガス濃度および放散物質濃度の抑制、省エネルギー化を達成することができる。
【００２８】
また、セントラル空調装置６をユニット式建物１の１階部３Ａ、２階部３Ｂ毎に、独立設置したので、上下方向に給排気用ダクトを設置する作業が不要となり、これにより、セントラル空調装置６の設置作業を容易にできる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、セントラル空調装置は、ユニット式建物１の１階部３Ａ、２階部３Ｂ毎に、独立設置したが、これに限らず、例えば、複数のフロアを有する１つの建物を１台のセントラル空調装置で換気してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明のセントラル空調装置およびセントラル空調式建物によれば、次のような効果がある。
すなわち、請求項１、３に記載のセントラル空調装置およびセントラル空調式建物によれば、各室内空間の温度を低くすることができ、当該各室内空間における、高温による放散物質濃度の上昇を抑制することができるととものに、各室内空間の温度を高くすることができ、廊下やホール等の非暖房空間の温度低下を抑制することができ、これにより、炭酸ガス濃度および放散物質濃度の抑制、省エネルギー化を達成できる。
【００３１】
また、請求項２、４に記載のセントラル空調装置およびセントラル空調式建物によれば、上下方向に給排気用ダクトを設置する作業が不要となるので、当該セントラル空調装置の設置作業を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるユニット式建物を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態における２階部を示す平面図である。
【図３】前記実施形態における２階部を示す平面図である。
【図４】前記実施形態における１階部を示す平面図である。
【図５】前記実施形態における１階部を示す平面図である。
【符号の説明】
６  セントラル空調装置
２２  主寝室
２３、２４  副寝室
２６  廊下
４０  押入れ
６１  装置本体
６１Ａ、６４Ａ  給排気口
６４  室内側給排気用ダクト
【図１】
0003831601.tif 000002
【図２】
0003831601.tif 000003
【図３】
0003831601.tif 000004
【図４】
0003831601.tif 000005
【図５】
0003831601.tif 000006