(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を有する空気清浄部と、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、前記センサーからの情報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源機の運転を制御する空気清浄機能付き空調機。
【請求項２】
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、第一の吸込口は、熱源機もしくは冷熱源機よりも上方の位置で、かつ空調機本体の正面もしくは側面に設けた請求項１記載の空気清浄機能付き空調機。
【請求項３】
室内の雰囲気温度または建材の表面温度の少なくとも一方の温度が２５℃から５０℃の温度に達すると、空気清浄部の運転を開始させる請求項１記載の空気清浄機能付き空調機。
【請求項４】
空調機の運転によって２５℃から５０℃の温度に達する請求項３記載の空気清浄機能付き空調機。
【請求項５】
空気清浄部を所定の一定時間運転する請求項４記載の空気清浄機能付き空調機。
【請求項６】
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、熱源機もしくは冷熱源機を停止させ、空気清浄部は所定の一定時間運転するとともに、前記空気清浄を定期的に運転する請求項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空気清浄機能付き空調機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い。
【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る。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る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１記載に係わる発明は、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、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。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。その結果室内に生じたVOCsを短時間で効率的に行える。
【０００９】
請求項２記載に係わる発明は、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たものである。この構成によって、前面もしくは側面から室内空気を吸引することができるので、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。
【００１０】
請求項３記載に係わる発明は、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、空気清浄部の運転を開始させる運転シーケンスを熱源機側に設けられた制御回路もしくは空気清浄部の制御回路に組み込んでいる。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。
【００１１】
請求項４記載に係わる発明は、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、空気清浄部の運転を開始させる運転シーケンスを熱源機側に設けられた制御回路もしくは空気清浄部の制御回路に組み込んだものである。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。
【００１２】
請求項５記載に係わる発明は、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、空気清浄部の運転を一定時間だけ行わせる運転シーケンスを熱源機側に設けられた制御回路もしくは空気清浄部の制御回路に組み込んだものである。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】
請求項６記載に係わる発明は、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とともに、同空気清浄部の運転を定期的に行わせる運転シーケンスを熱源機側に設けられた制御回路もしくは空気清浄部の制御回路に組み込んだものである。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、空気清浄部を定期的に運転させることができるので、効率的にVOCsを除去できる。
【００１４】
【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。
【００１５】
（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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
一方、１０は空調機本体である。この空調機本体１０のケーシングは金属を用いている。空気清浄部６はこの空調機本体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。
【００１９】
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。
【００２０】
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℃を越えて、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。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。
【００２１】
次に空調機本体１０の動作について説明する。送風機１５が作動と、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度に加熱される。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。
【００２２】
以上の説明から明らかのように空調機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。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、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構成をしている。その結果、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することによって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。
【００２４】
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。これによって、前面もしくは側面から室内空気を吸引することができるので、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。
【００２５】
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、空気清浄部の運転を開始させたり、一定時間運転させること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になるので、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。
【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】
0003804193.tif 000002