JP2022123026A - 空調ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、空調ユニットに関し、特に、薄型（ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ）で非常に効率的なファン・コイル・ユニットに関する。【解決手段】本発明の空調ユニットは、空気入口部２４及び空気出口部を有した主本体部で、空気入口部２４と空気出口部との間に空気流路を画定している主本体部を備えている。ファン２８は空気流路中に配され、熱エレメント２６は空気流路中のファン２８の上流に配されている。主本体部は、空気出口部が露出した温度管理スペースに露出した第１の面を有しており、空気入口部と熱エレメントは第１の面の周辺に配されている。【選択図】図２

Description

本発明は、空調ユニットに関し、特に、薄型（ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ）で非常に効率的なファン・コイル・ユニットに関する。

ファン・コイル・ユニットは、世界で最も普及している空調ユニットのタイプの１つであり、住宅建物、商業建物及び産業用建物において見られる。ファン・コイル・ユニットは、本質的に、加熱コイル又は冷却コイル及びファンを含むデバイスである。ファン・コイル・ユニットはシンプルであるため、エア・ハンドリング・ユニットを備えるダクト式の冷却加熱システムよりも、据え付けるのに経済的であることが多い。しかし、ファン・コイル・ユニットは、温度制御スペースの中にファンがあるので、騒音が大きい可能性がある。そのうえ、ファン・コイル・ユニット又は「オールエア」システムは、吊り天井の中に据え付けられる場合には、ファン・コイル・ユニットを収容するためのスペースを設けるために、高い階高を必要とする可能性がある。又はファン・コイル・ユニットは、ユニットにアクセスするには吊り天井を取り外す必要があるので、メンテナンスを複雑にする可能性がある。

カセット式空調ユニットは、天井装着型のカセットが、帯板（ｆａｓｃｉａ）だけが見えるように天井空隙（ｃｅｉｌｉｎｇ ｖｏｉｄ）の中に装着される、ファン・コイル・ユニットの一形態である。内部ユニットは、冷却コイル又は加熱コイルを組み込み、方向フラップは、２つ、３つ、又は４つの異なる方向に、空気が室内に分配されることを可能にする。

第１の態様から見ると、本発明は、空調ユニットであって、空気入口部及び空気出口部を含む主本体部であって、空気入口部と空気出口部との間に空気流路を画定している主本体部と、空気流路中に配設されているファンと、空気流路中、ファンの上流に配設されている熱エレメントとを備え、主本体部は、前記空気出口部が配設されている第１の面を有しており、空気入口部及び熱エレメントは、第１の面の周囲に配設されている、空調ユニットを提供する。

空気入口部及び熱エレメントは、好ましくは、第１の面の周囲だけに配設されている。

この配置は、ファンを通る所与の合計エアフローに関して、空気入口部及び熱エレメントがユニット面上の中央／ユニット本体部内の中央にある先行技術の配置と比較して、熱エレメントにおける空気流速が低くなる。より中央の場所においてよりも、第１の面の周囲において、より大きい表面積が利用可能である。

空気入口部及び熱エレメントは、好ましくは、第１の面の周囲の少なくとも５０％に沿って延在しており、より好ましくは、第１の面の周囲の少なくとも７０％に沿って延在している。好適な実施形態では、第１の面の周囲は、電力及び／又は熱エレメントのための流入／流出作動流体などのような建物ユーティリティーへの接続のためのスペースを含んでいてもよい。熱エレメント及び空気入口部は、第１の面の周囲の辺りの、上記のケースでは建物ユーティリティーへの接続に必要とされない利用可能なスペースの全体にわたって延在することが好適である。

好ましくは、空気入口部、空気出口部及び空気流路は、使用時に、熱エレメントにおける空気流路を通る空気流速が、ファンの下流の（たとえば、ファンの放出側における）空気流路を通る空気流速の５０％未満、好ましくは３０％未満となるように、配置されている。これは、ファンによって生じる圧力増加が比較的に小さい場合には、熱エレメントにおける空気流路断面積がファンの放出側における空気流路断面積の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも３倍であるということとおおよそ同等である。

好適な実施形態では、空調ユニットは、ファンが、第１の面において約０．８メートル／秒の空気放出速度を与えるように駆動されるときに、熱エレメントにおける空気流路を通る空気流速が、０．５メートル／秒から１．５メートル／秒の間、好ましくは、約０．５メートル／秒から０．７メートル／秒になるように、構成され得る。これは、ほとんどのファン・コイル・ユニットにおけるものよりもはるかに低く、ほとんどのファン・コイル・ユニットは、冷却コイルにおいておおよそ２．５メートル／秒の空気速度で動作する。

この構成は、上記に説明されている熱エレメントにおいて低減された空気流速を活用しており、熱エレメントの圧力降下を低減させ、かつ、熱エレメントと空気フローとの間の熱転写率を増加させる。したがって、ファンによって行われることが必要な仕事も低減させながら、熱転写効率が増加され得る。

主本体部は、第１の面の周囲から延在する１つ又は複数の第２の面を含んでいてもよく、空気入口部は、第２の面の上に配設されていてもよい。

１つ又は複数の第２の面は、好ましくは、第１の面に対して概して垂直（たとえば、垂直から約３０°以内）になっている。したがって、第１の面が前面である場合、第２の面は、本質的にユニットの側面であってもよい。任意の数の側面が設けられていてもよく、たとえば、主本体部が長方形である場合は、４つの側面が存在することになる。また、他の形状が使用されてもよく、たとえば、三角形の形状を有する空調ユニットは、３つの側面を有することになる。

第１の面は、空調ユニットの前面プレートであってもよい。これに関連して、前面プレートは、温度制御スペースに面する空調ユニットの部分である。したがって、好ましくは、第１の面は、使用時に、温度制御スペースに露出されるように構成されている。

好適な実施形態では、空調ユニットの第１の面は、好ましくは、６００ｍｍ未満の幅及び６００ｍｍ未満の長さを有する長方形である。空調ユニットの主本体部は、好ましくは、概して直方体である。これは、主本体部が標準の天井グリッドの中に都合よく据え付けられることを可能にする。概して直方体形状であれば、第２の面は、長方形の第１の面の側部から離れるように延在し、第１の面の表面に対して概して垂直になっている、直方体の側部であることになる。

好ましくは、空調ユニットの主本体部は、３００ｍｍ未満、より好ましくは２５０ｍｍ未満、最も好ましくは２００ｍｍ以下の厚さを有している。従来のファン・コイル・ユニットは、そのような厚さを実現することができなかった。しかし、本発明の配置は、これらの小さな厚さが実現されるようになっている。

いくつかの実施形態では、熱エレメントは、水冷式コイルなどのようなコイルにわたって流れる空気との熱交換のための熱コイルを含んでいてもよい。これは、冷却専用の（「２管」）コイル構成、又は、冷却加熱用（「４管」）コイル構成のいずれの中に配置されていてもよい。熱エレメントは、コイルと空気との間の熱転写を最大化するために、空気入口部に隣接する熱交換フィンをさらに含むことが可能である。

代替的な実施形態では、熱エレメントは、その代わりに、チルド・ビームを流れる空気と熱交換するためのチルド・ビームであってもよい。

好ましくは、ファンは、ファンの回転軸が第１の面に対して実質的に垂直になるように向けられている。これは、ユニットの主本体部の厚さ（すなわち、主本体部の前面から後面までの距離）を増加させることなく、比較的に大きい直径のファンが使用されることを可能にする。いくつかの実施形態では、ファンの直径は、２００ｍｍよりも大きくなっていてもよい。なお、第１の面の上かつユニットの中央におけるファンの好適な設置は、ファンの周囲にある空気入口部及び熱エレメントのために利用可能なスペースを制限することなく、大きい直径のファンのためのスペースを最大化することができるということに留意されたい。

ファンは、好ましくは、プラグ・ファンである。プラグ・ファンは、ファン・コイル・ユニットで通常使用される横流ファン又は遠心ファンよりも圧力降下及び騒音出力が小さい。

ファンは、好ましくは、温度制御スペースの中へ直接空気を放出する。これは、ファンが、拡散フィン及び二次ダクティングなどのような、さらなる下流コンポーネントを通して空気を放出する、ほとんどの従来のファン・コイル・ユニットの配置と対照的である。

又はファンは、温度制御スペースの中へ放出される空気に、スワール効果（ｓｗｉｒｌｅｆｆｅｃｔ）を提供するように構成されていてもよい。すなわち、空気は、環状に広がるパターンで、ファン・ブレードの先端部から真っ直ぐに排出する。同様の効果が、スワール・ディフューザーを使用する従来のユニットでも実現され得るが、これは、空気フローがブレードによって再方向付けされるときに、エネルギー損失を生じさせる。スワール効果は、高誘導の（ｈｉｇｈ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）空気フローを生じさせる。これは、通風のリスクが少なく、調整されたスペースの中へ低温空気を導入することができるので、望ましい。ブレードによってではなく、スワール効果を提供するファンを使用することは、空気に関する方向の変化を最小化し、エネルギー損失を最小化する。

ファンのインペラーは、排出の直前に空気の下向きの速度を増加させるために、それらの先端部に傾斜を含んでいてもよい。これは、好適な高誘導の空気パターンを実現することを助け得る。いくつかの実施形態では、案内羽根が、空気入口部とファンとの間のベンドにおいて、空気ストリームを滑らかにし、摩擦を低減させ、圧力降下を低減させるように空気流路内のファンよりも上流に含まれていてもよい。

空調ユニットは、上記の記述のいずれかに詳述されているように、垂直方向に装着されるように、すなわち、第１の面が実質的に垂直方向に延在するように配置されてもよい。そのような構成では、第１の面の周囲が、電力及び／又は熱エレメントのための流入／流出作動流体などのような建物ユーティリティーへの接続のためのスペースを含む場合には、このスペースは、第１の面の実質的に水平方向に延在する上側の周囲側部の上に設けられることなる。熱エレメント及び空気入口部は、第１の面の周囲の辺りの利用可能なスペースの実質的に全体にわたって延在することになる。このスペースは、このケースでは、建物ユーティリティーへの接続に必要とされないスペース、すなわち、実質的に水平方向に延在する下側の周囲側部の辺りのスペース及び第１の面の実質的に垂直方向に延在する周囲側部の辺りのスペースである。そのような配置では、第１の面の実質的に水平方向に延在する下側の周囲側部に沿って延在する熱エレメントの部分は、垂直方向／前面に対して斜めの角度で、好ましくは、おおよそ３０度の角度で設けられていてもよい。

１つの好適な実施形態では、熱エレメントは、主本体部の第１のハウジング部に装着されており、ファンは、主本体部の第２のハウジング部に装着されており、第２のハウジング部は、第１のハウジング部に対してヒンジ接続されている。結果として、第２のハウジング部は、ヒンジを介して、第１のハウジング部に対して、第１の位置から第２の位置へ回転可能であってもよく、ファンは、第１の位置において、通常使用のために動作可能であり、第２の位置において、メンテナンスのためにアクセス可能である。好ましくは、第２のハウジング部は、第１の面を含み、使用時に、温度制御スペースに露出されるように構成されている。

したがって、空調ユニットは、「セルフ－アクセス」を可能にすることができる。すなわち、たとえば、ファン及びフィルターなど、（たとえば、メンテナンスのために）アクセスを必要とする空調ユニットのコンポーネントには、たとえば、現状では必要とされているように、天井タイルの取り外し及びファン・コイル・ユニットの分解又は取り外しを必要とするよりもむしろ、単純に、第２のハウジング部の掛け金を外し、第２のハウジング部を回転させることによって、到達され得る。回転可能な第２のハウジング部は、天井又は他のサポートに取り付けられているユニットの残りの部分に取り付けられたままになっているため、メンテナンスは、電源又は加熱／冷却供給源を切り離す必要なしに現場で実施され得る。

空調ユニットは、ファンの上流の空気流路中に、好ましくは、また、熱エレメントの上流に、空気フィルターを含むことが可能である。

フィルターは、第２のハウジング部が第１の位置にあるときには主本体部から取り外されることができないように、また第２のハウジング部が第２の位置にあるときには主本体部から取り外され得るように、好ましくは主本体部中に配置されている。いくつかの配置では、フィルターは、第１のハウジング部の中に解放可能に装着され得る。

空調ユニットは、好ましくは、使用時に、少なくとも熱エレメントの垂直方向下方になるように配置されているドリップ・トレイをさらに含む。複数の熱エレメントが設けられる場合、ドリップ・トレイは、垂直方向のエレメントのすべてに重なることになる。したがって、ドリップ・トレイは、冷却モードで動作しているときに熱エレメントの上に形成される凝結物（結露など）を捕捉するように構成されている。たとえば、空調ユニットが垂直方向に装着されるように配置されているときのように、熱エレメントのいずれかが、垂直方向に対して斜めの角度で設けられているときには、ドリップ・トレイは、角度付きの熱エレメントに部分的にだけ重なり、水平方向に延在する下側の第２の面を通る角度付きの熱エレメントへの外気のフローのために自由スペースを残すことが可能である。凝結物は、角度付きの面を下の方へ流れ、ドリップ・トレイの中に収集されることになる。また、ドリップ・トレイ（又は、１つもしくは複数の追加的なドリップ・トレイ）が、熱エレメントに接続する冷却媒体バルブ及び管などのような、空調ユニットのさらなるチルド・コンポーネントの下に設けられてもよい。

ドリップ・トレイは、好ましくは、親水性の材料から形成されたチューブなどのような、親水性部材を含んでおり、親水性部材は、ドリップ・トレイ中に配設され、ドリップ・トレイによって捕捉された凝結物を収集する。親水性の材料の使用は、水が材料の中へ引き込まれることを可能にし、空調ユニットの厚さを増加させることになる重力排水の必要性を回避する。その代わりに、その長さに沿って実質的に水平方向になっているドリップ・トレイに沿って、又は、空調ユニットが完全に水平には据え付けられない状況では、わずかに上方に傾斜していてもドリップ・トレイに沿って、凝結物が部材を介してかき出され得る。

ドリップ・トレイは、使用時に、凝結物を親水性部材に向けて方向付けするように配置されている傾斜付きの床を有してもよい。これは、ユニットの厚さを著しく増加させることなく、より小さい親水性部材が使用されることを可能にする。好ましくは、ドリップ・トレイは、細長くなっており、傾斜は、トレイの長手方向に対して垂直になっており、すなわち、実質的にドリップ・トレイの長さにわたって連続している細長い親水性部材に向けて凝結物を方向付けするようになっている。好ましくは、ドリップ・トレイは、使用時に、その長手方向において、実質的に水平方向になるように配置されている。空調ユニットは、非常に薄くなっていることが好ましいので、単一の排水場所に凝結物を排出するために、急勾配が、ドリップ・トレイの長さ全体にわたり提供されることはできない。その代わりに、局所的な勾配が、凝結物を親水性部材に方向付けし、親水性部材が凝結物を収集する。

空調ユニットは、親水性部材に沿って凝結物を汲み出すように配置されているポンプをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、湿度検出テープなどのような湿度検出器が、親水性部材に隣接して設けられてもよく、次いで、ポンプが、湿度が湿度検出器によって検出されるときに作動するように配置されてもよい。したがって、親水性部材が凝結物で飽和されているときには、吸収されていない湿分が検出されることになり、ポンプは、たとえば、所定の時間にわたって作動し、親水性部材によって吸収された湿分を排出する。その結果、ポンプが活動している時間を最小化し、ポンプに必要とされるエネルギー及び任意のポンプ騒音を低減させる。ポンプは、稼働しているときに最小騒音を有するように配置されることになる。

空調ユニットは、好ましくは、第１の取付け（ｆｉｘ）の間に天井に装着されるように構成されている据え付けフレームであって、接続されることになる空調ユニットの付帯設備（ｓｅｒｖｉｃｅｓ）のための分離可能な接続部を含む、据え付けフレームをさらに含み、主本体部は、第２の取付けの間に、据え付けフレームに装着されるように構成されている。

この配置によって、据え付けフレームは、第１の取付けの間に据え付けられることができ、電力ライン、制御ライン、及び／又は冷却／加熱媒体配管などのような付帯設備は、分離可能な接続部に接続され得る。次いで、その後、第２の取付けの間に、空調ユニットの主本体部が据え付けられ得る。これは、さまざまな付帯設備が、天井の中に据え付けられるときに、単に据え付けフレームに接続されることを必要とするだけなので、ワークフローが最適化され得るということを意味している。これは、異なる業者が異なるときに接続処理を行うという柔軟性を与えるため、空調ユニットが据え付けられるのと同時に付帯設備すべてをフィットさせるよりも効率的である。

１つの実施形態では、空調ユニットを据え付ける方法は、据え付けフレームを天井に固定するステップと、据え付けフレームの分離可能な接続部において終端する天井付帯設備を据え付けるステップと、吊り天井を据え付けるステップと、空調ユニットの主本体部を据え付けフレームの上に装着するステップとを含む。

いくつかの実施形態では、空気出口部は、発光デバイスを受け入れるように構成されていてもよい。すなわち、空気出口部は、たとえば、挿入されることになるランプのための照明設備を含んでもよい。その結果、放出空気が、ライトの周りに放出され、空調ユニットが二重機能を提供することを可能にする。空気出口部は、発光デバイスのためのライト・ディフューザーとしての役割を果たすようにさらに配置されていてもよい。

いくつかの実施形態では、空調ユニットは、たとえば、ペンダントとして、天井から吊り下げられるように構成されていてもよい。これは、露出された天井を備える、小売店使用（ｒｅｔａｉｌ ｕｓｅ）又はレストランに適し得る。また、オフィス設計においては、吊り天井を取り外し、露出された付帯設備及び吊り下げられたユニットを有することへと向かう動きもある。そのような実施形態では、主本体部は、アクセスを許容するためにヒンジ接続された第２の面を含んでいてもよい。

空調ユニットが吊り下げられるように構成されている場合に、ユニットは、主本体部を取り囲むリム部材をさらに含んでいてもよい。好ましくは、リム部材は、主本体部の厚さの６０％未満の高さを有する外側縁部を有している。リム部材の裏は、下から見ることが難しいことになり、これは、スリムなユニットの錯覚を与える。

リム部材は、ライト、火災検知器、スプリンクラー、及びパブリック・アナウンスメント設備などのような、追加的な付帯設備を含んでいてもよく、したがって、空調ユニットがマルチ・サービス・ユニットとしての役割を果たすことを可能にする。

また、発明の実施形態は、空調ユニットを含む構造体であって、床と、天井と、床と天井との間に画定されている温度制御スペースとを含み、空調ユニットの主本体部は、天井の天井空隙中に配されており、第１の面が温度制御スペースに露出されるようになっている構造体を提供するように見られ得る。

いくつかの実施形態では、空気が、床の床空隙（ｆｌｏｏｒ ｖｏｉｄ）を介して、温度制御スペースの中へ引き込まれるように、構造体が配置されている。

本発明の代替的な実施形態は、空調ユニットを含む構造体であって、床と、天井と、垂直方向の壁部と、床、天井及び壁部の間に画定されている温度制御スペースとを含み、空調ユニットの主本体部は、垂直方向の壁部中に配されており、第１の面が、垂直方向になっており、かつ温度制御スペースに露出されるようになっている、構造体を提供するように見られ得る。垂直方向の壁部は、空調ユニットの空気入口部に隣接する空隙を含んでいてもよく、空洞は、温度制御スペースに気体連通している。

この配置では、垂直方向に装着された空調ユニットが、壁部の中に据え付けられ得る。空調ユニットは、薄型であるため、部屋の中のスペースを過度に制限することなく、壁部の中に据え付けることができる。この構成は、ＳＥＲ（Ｓｍａｌｌ ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲｏｏｍ）又はＳＣＲ（Ｓｕｂ Ｃｏｍｍｓ Ｒｏｏｍ）などのような小さいコンピューター室に、とりわけよく適し得る。

上記に説明されている凝結物除去機構は、それ自体で新規でかつ独創性があると考えられる。したがって、別の態様から見ると、本発明は、空調ユニットのための凝結物除去システムであって、親水性部材と、親水性部材に沿って凝結物を汲み出すように配置されているポンプと、凝結物を収集し、使用時に、親水性部材に向けて凝結物を方向付けするためのドリップ・トレイと、親水性部材に隣接して配置されている湿度検出器であって、ポンプは、湿度が湿度検出器によって検出されるときに作動するように配置されている、湿度検出器とを含む、凝結物除去システムを提供する。

親水性部材の使用は、凝結物が材料の中へ引き込まれることを可能にし、上記に説明されている利点を提供する。

ドリップ・トレイは、上記に説明されているような傾斜付きの床を有し、使用時に、凝結物を親水性部材に向けて方向付けすることが可能である。

凝結物除去システムは、上記に説明されているタイプの空気調和システムと有利に組み合わせられ得るが、他の空気調和システムにも利点を提供する。これは、凝結物除去システムを収容するために必要とされる深さ／高さがこの態様のシステムによって低減されるからである。したがって、いずれの空調ユニットもより薄型になるように再設計されることができ、凝結物除去システムは、スペースが限られているときにも含まれ得る。空調ユニットが「ウェット」モードを有することを可能にすることは、ユニットが動作し得る温度及び湿度の範囲を増加させるため、重要な利点であり得る。それに加えて、凝結物除去システムは、親水性の材料を使用するため、凝結物を集める点においてより効果的であり得る。これは、滴り、漏れ又は溢れのリスクを低減させる。

また、回転可能な第２のハウジング部の使用は、それ自体で、新規でかつ独創的であると考えられる。したがって、さらなる別の態様から見ると、本発明は、空調ユニットであって、第１のハウジング部に装着されている熱エレメントと、第２のハウジング部に装着されているファンであって、第２のハウジング部は、第１のハウジング部に対してヒンジ接続されている、ファンとを含み、第２のハウジング部は、ヒンジを介して、第１のハウジング部に対して、第１の位置から第２の位置へ回転可能であり、ファンは、第１の位置において動作可能であり、第２の位置において、メンテナンスのためにアクセス可能である、空調ユニットを提供する。好ましくは、第２のハウジング部は、第１の面を含み、使用時に、温度制御スペースに露出されるように構成されている。

有利なことには、この空調ユニットは、上記に説明されているように、「セルフ－アクセス」を可能にしている。

この態様又は先行する態様のユニットは、第１の態様自身の特徴の有無にかかわらず、本発明の第１の態様に関連して上記に説明されている特徴のいずれか又はすべてと、一緒に又は単独のいずれかで、組み合わせられ得る。

ここで、本発明の特定の好適な実施形態が、単なる例として、添付の図面を参照し、より詳細に説明される。

空調ユニットからの空気フローを図示した建物を通る横断面図である。 図１の空調ユニットの主本体部の平面断面図である。 図２の中の切断線Ａ－Ａに沿って視た図１の空調ユニットの主本体部の断面図である。 図２の中の切断線Ｂ－Ｂに沿って視た図１の空調ユニットの主本体部の断面図である。 図１の空調ユニットの熱コイルの概略平面図である。 図１の空調ユニットの冷却液体媒体又は加熱液体媒体を供給するための一次配管構成を示す図である。 図１の空調ユニットの凝結物除去システムを示す図である。 図６の凝結物除去システムを通る縦断面図である。 図７の凝結物除去システムを通る横断面図である。 図１の空調ユニットの据え付けフレームの断面図である。 図１の空調ユニットの据え付けフレームの平面図である。 天井の中へ据え付けられている図１の空調ユニットを示す図である。 メンテナンス位置にある図１の空調ユニットを示す図である。 図１の空調ユニットを組み込む例示的な天井レイアウトを示す図である。 図１の空調ユニットを組み込む例示的な天井レイアウトを示す図である。 代替的な空調ユニットの断面図である。 別の代替的な空調ユニットの断面図である。 さらなる空調ユニットの斜視図である。 一層さらなる代替的な空調ユニットの断面図である。 図１８の空調ユニットを組み込む例示的な天井レイアウトを示す図である。 別の空調ユニットの断面図である。 図２０の空調ユニットの斜視図である。 さらなる別の空調ユニットの断面図である。 図２２の空調ユニットの下から見た図である。 垂直方向に装着されるように配置されている、さらなる別の代替的な空調ユニットを通る正面断面図である。 図２４Ａの空調ユニットの側断面図である。 図２４Ａの空調ユニットの平面断面図であり、その中の凝結物除去システムの詳細を示す図である。 図２４の空調ユニットを組み込む例示的なコンピューター室レイアウトを示す図である。

図１は、例示的な建物を通る断面を示しており、空調ユニット２を通る空気フローを図示している。本明細書での詳細な説明は、建物の中でのそのような空調ユニットの使用に焦点を当てているが、そのような空調ユニットは、高さが低いため、長距離バス及び客車などのような輸送用途に等しく適切であり得るということに留意されたい。建物は、外気供給を提供するために、床プレナム４を使用し、また、空気抽出のために天井プレナム６を使用する。外気は、床プレナム４から、上げ床１２の中に形成された床出口部１０を介して、温度制御スペース８に進入する。空気は、スペース８の中を循環し、図１に示されているように、天井開口部１６を介して、たとえば、照明設備などを介して、天井プレナム６の中へ、吊り天井１４を通して、最終的に抽出される。

この配置は、たとえば、排煙管路が必要とされる場合など、いくつかのプロジェクトに適していない可能性があるが、１つの例示的な構成を図示することが意図されている。建物の中核内の空気供給部からプレナム４、６の境界への２０メートルから３０メートルの想定される進行距離に基づいて、２００ｍｍの深さが、供給及び抽出プレナム４、６のそれぞれに適切である。

天井空隙６の浅さは、配管、ケーブル及び他の付帯設備の慎重な調整を必要とすることになる。図示されているように、空調ユニット２のための付帯設備１８は、天井空隙６内の空調ユニット２へ及び天井空隙６の中の空調ユニット２から提供される。そのような付帯設備１８は、たとえば、冷水又は加熱水などの冷却／加熱液体媒体、空調ユニット２に供給される電力及び制御、並びに空調ユニット２からの凝結水及び戻り冷却剤を含む。

空調ユニット２は、２００ｍｍの高さしかないが、たとえば、ファン・コイル・ユニット、チルド・ビーム、チルド天井、ＶＡＶボックスなどの、従来の空気調和システムと同じ快適性品質標準を実現するように設計されている。それにより、典型的に、建物のそれぞれの階の高さについて、３００ｍｍを節減することが可能となる。高さが４５メートルに制限されている建物（階高３．７ｍでおおよそ１２階）に関して、これは、同じ全体的な建物高さの中に、１つのフロアを追加することになる。

そのうえ、空調ユニット２は、アクセス可能な天井を必要とせず、その代わりに、上記に説明された幅の狭い２００ｍｍの天井空隙６にフィットすることが可能である。また、従来のファン・コイルシステムと比較すると、二次的ダクトワークがなく、また、潜在的に遥かに少ない一次的ダクトワークしかない。

下記に説明されるように、空調ユニット２のためのダクトワーク及び配管が、第１の取付けの一部として据え付けられ得て、次いで、吊り天井１４が据え付けられる前又は後に、ファン２８及びコイル２６を含む空調ユニット２の主本体部３が、第２の取付けの間に据え付けられ得る。試運転、メンテナンス、さらにはユニット交換が、天井１４が据え付けられた後に実施され得る。

図２は、図１に示されている空調ユニット２の主本体部３の平面断面図を示している。
図３Ａ及び図３Ｂは、切断線Ａ－Ａ及び切断線Ｂ－Ｂに沿って見た主本体部３の断面図を示している。

空調ユニット２は、前面、後面及び４つの側面を有する主本体部３によって画定されている。主本体部３の前面及び後面は、互いに対して概して平行であり、側面は、前面及び後面に対して概して垂直である。適切な固定手段１は、ねじ山付きのロッドを含むことが可能であり、適切な固定手段１は、好ましくは、空調ユニット２を適切に据え付けるために設けられている。据え付けられているときに、前面は、温度制御スペース８に露出されている。

前面は、約６００ｍｍ×６００ｍｍの寸法を有する実質的に正方形であり、それは、標準天井グリッドにフィットするようにサイズ決めされている（しかし、当然のことながら、他の形状及び／又は寸法も利用され得る）。ユニットは、前面と後面との間に約２００ｍｍの高さを有している。

前面は、空気出口部２２を有するファシア・プレート２０を含み、空気出口部２２を通して、調整された空気が、温度制御スペース８の中へ直接的に吹き込まれる。すなわち、二次的ダクトワークは存在していない。空気出口部２２は、ファシア・プレートの中の穿孔からなることが可能であり、この出口部２２において、ファシア・プレート２０は、好ましくは少なくとも５０％穿孔されている。側面は、空気入口部２４を含み、空気入口部２４を通して、空気が、空調ユニット２の中へ引き込まれる。空気入口部２４は、通常は、通常動作の間には見ることができず、したがって、単に開口部からなるものであってもよいが、望まれる場合には、フィルター３０などが、大きい破片がユニット２に進入することを防止するために使用されてもよい。

空気入口部２４と空気出口部２２との間には、空気流路が存在しており、この空気流路を通して、空気が流れ、調整される。この配置では、空気流路は、ファン・プレート２７ａによって画定されており、ファン・プレート２７ａは、ファン２８の中へ流入する空気を、ファン２８によって放出される空気から分離している。

主本体部３の中には、空気を駆動するように空気流路及びファン２８の中の空気を加熱及び／又は冷却する１つ又は複数の熱エレメント２６が設けられる。熱エレメント２６は、ファン２８の上流に設けられている。また、主本体部３の中には、複数の空気フィルター３０が設けられ得る。空気フィルター３０は、熱エレメント２８の上流に配設されている。空気フィルター３０及び熱エレメント２６は、それぞれの空気入口部２４に隣接して設けられている。空気フィルター３０は、好ましくは、それらの上側縁部及び側方縁部において、それぞれの空気フィルター・ガイド３０ａによって保持されている。空気フィルター３０は、それらの下側縁部において、クリップによって、適切な位置に保持されている。

空気入口部２４は、空調ユニット２の４つの側部のうちの３つに設けられている。熱エレメント２６にわたる空気流速を最小化するために、空気入口面積を最大化することが望ましい。しかし、付帯設備１８がユニットに進入するために、いくらかのスペースが残されなければならない。したがって、入口部２４が側部のうちの約３つ半を超えてカバーすることは可能ではない（空調ユニット２の周囲の約９０％未満）。しかし、空調ユニット２は、当然のことながら、より少ない数の入口部２４で依然として動作する。たとえば、空気入口部２４は、２つの側部のみに、すなわち、空調ユニット２の周囲の少なくとも５０％に沿って設けられ得る。

邪魔板２９ａが、空調ユニットの第４の面に設けられており、邪魔板２９ａは、ファン制御ユニット２９及び凝結ポンプ５２の周りを包んでおり、空気が引き込まれることを防止しており、空気は、熱エレメント２６をバイパスすることになる。

空調ユニット２の周囲の辺りに空気入口部２４を設けることによって、入口面積が最大化され得る。この空調ユニット２では、熱エレメント２６にわたって進行する空気は、おおよそ０．６～１．０メートル／秒で進行する。これは、熱エレメント２６における空気速度が約２．５メートル／秒である従来のファン・コイル・ユニットにおけるものよりも著しく低い。これは、熱エレメント２６への又は熱エレメント２６からの熱転写を改善し、熱エレメント２６の圧力降下を低減させ、より小さいファン２８が使用されることを可能にし、したがって、空調ユニット２が、空気が比較的に高い速度で中心に引き込まれることになる従来のファン・コイル・ユニットよりも薄く作製されることを可能にする。

動作中に、空気は、空気入口部２４を通って、空気流路中へ、実質的に水平方向に空気調和機２に進入する。空気は、空気フィルター３０の１つを通って、熱エレメント２６の領域にわたって、実質的に水平方向に進み続ける。次いで、空気は、ファン２８の中へ垂直方向下向きに引き込まれ、空調ユニット２から、空気出口部２２を介して温度制御スペース８の中へ、直接的に放出される。

空調ユニット２は、空気ストリームを滑らかにし、摩擦を低減させるために、ファン２８へのアプローチにおいて案内羽根（図示せず）を含んでもよい。図２に示されている配置は、プレナムを介する９０度ベンドと同等である。案内羽根をこの場所に据え付けることは、このベンドに関する圧力降下を、プレナム配置（すなわち、案内羽根なし）に関する圧力降下の５０％まで低減させることが可能である。

ファン２８は、プラグ・ファンであり、ファン・コイル・ユニットの中で通常使用される横流ファンよりも低い圧力降下及び騒音を有する公知の性質を有している。ファンは、モーター（図示せず）によって駆動され、モーターは、ＤＣモーターであってもよく、良好なエネルギー性能及び可変速度能力を与えるものであってもよい。

ファン２８のブレードは、環状に広がるパターンで出口部から放出される空気を導くように配置されている。ブレードは、排出の直前に傾斜を含んでもよく、空気の下向きの速度を増加させ、所望の空気パターンを実現するものであってもよい。

この構成の効率を図示するために、１つの例示的で非限定的な具体例をここで説明する。２５Ｐａにおいて０．２３ｍ^３／ｓ、７０％ファン効率、及び９０％モーター効率の選択に基づいて、ファン電力消費は、約９Ｗであることになる。２５ｍ^２の床面積とすれば、これは、０．３６Ｗ／ｍ^２のファン・エネルギー消費である。これは、ファン・コイル・ユニット・ファン・エネルギーに関する通常の「経験則」の概念設計ステージ許容度の５Ｗ／ｍ^２よりもはるかに低い。

英国建築規則Ｐａｒｔ Ｌには、空気の単位流量（リットル／秒）当たりの電力（ワット）として計算される最小のファン電力（ＳＦＰ）を達成すべきとする要求が示されている。ファン・コイル・ユニット及び他のターミナル・ユニットに関して、Ｐａｒｔ Ｌのエネルギー計算から推論される必要ＳＦＰは、０．３以下である。上記の数値を使用すると、ＳＦＰは、０．０３９である。これは、繰り返しになるが、要件よりもはるかに良好である。

代替的な配置では、混流ファンが使用されてもよく、すなわち、湾曲したブレードを中心に有しており、周囲において垂直方向のブレードに変化している。そのようなファンは、幅の狭い空調ユニット２（たとえば、２００ｍｍの高さを有する）の中へフィットしながらも、低い騒音及び低いエネルギー消費の条件を満たすことが可能である。

ファン２８のブレードは、空調ユニット２が、スワール・ディフューザーと同様に、旋回空気フロー・パターンを提供することになるように設計されている。空気は、環状に広がるパターンで、ファン・ブレードの先端部から真っ直ぐに排出する。これは、最小の方向の変化、したがって、最小エネルギー損失に関して、高誘導の空気フローが実現され得るということ意味している。

空調ユニット２の中のファン２８からの振動を最小化し、騒音を最小化することが望ましい。これは、高品質のバランスの取れたファン２８を使用することによって、及び、ファンが支持されているポイントにおいて振動防止マウント２７ｂを使用することによって、実現され得る。たとえば、ファン２８は、ファン・プレート２７によって支持されており、振動防止マウント２７ｂを介して接続されている。

空調ユニット２の前面は、穿孔されているファシア・プレート２０を含み、出口部２２において少なくとも５０％の開口部を備えている。これは、空気フローの性質を変更することなく空気が通過するために十分である。

ファン２８からの空気フロー・パターンは、隣接する天井からのコアンダ効果に依存しないので、空調ユニット２は、（下記に説明されるように）ペンダント式に装着され得、天井の中に装着されるユニット２と同じ空気フロー・パターンを有することになる。また、このファン配置は、空気フローが、低温空気ダンピング（ｃｏｌｄ ａｉｒ ｄｕｍｐｉｎｇ）なしに、ほとんどゼロに低減され得るということを意味している。低温空気ダンピングは、低温空気の流れ（典型的に、天井の下に水平方向に流れ、コアンダ効果に起因して天井に付着する）が、天井から引き離され、それによって、占有されているスペースの中へ降下し（ダンピング）、コールド・ドラフトのリスクを結果として伴うという現象である。

空調ユニットは、主本体部３の側部の周りに画定されている空気入口部２４をさらに含む。

上記に説明されているように、熱エレメント２６は、空調ユニット２の３つの周囲側部に沿って設けられている。この空調ユニット２では、熱エレメント２６は、熱転写を最大化するための熱コイル２６ｂ及び熱交換フィン２６ａを含む。コイル２６ｂは、入口管１８ａを介して、加熱水又は冷水を受け入れ、そして加熱水又は冷水は、再生されるために、戻り管１８ｂを介して戻される前に、コイル２６ａを通してポンプ送られる。凝結ポンプ５２が、切換バルブ及び制御バルブ３２ａ及び３２ｂの下に又は隣接して位置されており、凝結水を凝結物戻り配管１８ｃ”の中へポンプ送りされてもよい。

図４及び図５は、それぞれ、熱コイル２６ｂ及び対応するＨＶＡＣインフラストラクチャーを概略的に示している。本空調ユニット２は、単一のコイル２６ｂを使用しており、単一のコイル２６ｂは、必要に応じて、加熱管１８ａ”、１８ｂ”から冷却管１８ａ’、１８ｂ’への切換をするバルブ３２ａ、３２ｂを有している。これは、回路に複雑さを加えるが、コイル２６ｂを通して空気を駆動するときに、エネルギー損失を低減させる。

図４は、冷却水が低温入口管１８ａ’を介して供給される冷却配置を示している。コイル２６ｂにおいて熱転写を最大化するために、逆流熱交換器が使用されている。１つの例示的で非限定的な具体例が、ここで説明される。１４℃のフロー水が、配管の下流セットに進入し、水平方向にコイルを通過し、１５．５℃まで加熱され、次いで、配管の上流セットを介して戻り、１７℃で低温戻り管１８ｂ’に戻る。冷却モードでは（図４に示されているように）、逆流熱交換器は、（入口管１８ａ’からの）最も低温の水が、冷却コイル２６ｂを（半径方向内側に）離れる空気に隣接しており、（戻り管１８ｂ’への）温かい方の水が、冷却コイル２６ｂに（半径方向外側に）進入する空気に隣接しているということを意味している。これは、熱交換プロセスの最も効率的な使用となり、また、可能な限り低い空気調和機放出温度を与える。

代替的な配置では、切換バルブ３２ａ、３２ｂ及び加熱媒体入口管及び戻り管１８ａ”、１８ｂ”は、コイル２６ｂが冷却専用コイル２６を設けるように省略されてもよい。そのような配置では、別個の加熱ユニットが、必要なときに加熱するために、建物の周囲に設けられ得る。

さらに代替的な配置では、別個の加熱コイルが、冷却専用コイル２６ｂに隣接して設けられていてもよい。これは、従来の冷却加熱（「４管」）ファン・コイル・ユニットと同じ構成である。しかし、これは、コイル圧力降下を増加させ、それによって、エネルギー使用を増加させ、全体的な空調ユニット効率を減少させるという不利益を有している。

本配置は、２列のコイル２６ｂであり、それは、空調ユニット２の３つの側部のそれぞれの上の３つの部分に分割されている。これは、単に、例示的なものであり、他の数の部分及び／又は列も使用され得るものであり、例えば空気入口部２４及び対応するコイル２６ａの部分が、２つの側部だけに設けられていてもよい。また、１列又は３列のコイル２６ａも、負荷に応じて適当となる。

図５は、複数の空調ユニット２に冷却媒体又は加熱媒体を供給するためのＨＶＡＣインフラストラクチャーを示している。インフラストラクチャーにおいて、空調ユニット２のための冷却システム３６は、一般的に、加熱システム３４から独立している。最初に、冷却システム３６が説明される。

冷却システム３６は、冷却塔などのような凝結器３８及びチラー４０を含む。空調ユニット２のための冷却媒体（たとえば、水）は、チラー４０によって冷却され、熱は、凝結器３８によって消散される。

従来のファン・コイルの動作温度は、約６℃のフロー及び約１０℃から１２℃の戻りの領域にある。しかし、これらの温度は、室内条件の大部分の下で凝結（結露）を生じさせることになり、したがって、凝結物除去システムが含まれなければならない。

代替的なアプローチは、凝結を回避するために、より高い水温を使用することであり、典型的には、１０℃から１２℃のフロー及び１４℃から１６℃の戻りを使用することである。これらの温度は、室内条件の大部分の下で、凝結を生じさせない（しかし、凝結物除去システムは、典型的には、依然として含まれている）。

本空調ユニット２は、１４℃のフロー及び１７℃の戻りの温度を伴う、冷蔵されていない低エネルギー源を使用して稼働させるオプションを有するよう選択されたが、他の動作温度も使用され得る。

１つのモードの動作の間に、冷却媒体は、チラー４０を使用してフロー温度まで冷却される。別のモードの動作では、凝結器３８（冷却塔）からの水が、冷蔵された供給源として直接的に使用され得る。英国では、直接的に冷却するために、冷却塔３８からの凝結器水を使用して、１年のうちのかなりの部分にわたって、そのような配置を稼働させることが可能である。１４℃の設計フロー温度を冷却塔から直接的に提供するために、大気湿球温度は、塔サイズに基づいて、１１℃以下でなければならず、湿球温度とフロー温度との間に３℃の差を与えることになる。ロンドンでは、たとえば、大気湿球温度は、１年の時間の少なくとも５０％で１１℃を下回っている。

したがって、冬には、冷却塔３８からの水は、冷却塔フロー・バルブ及びリターン・バルブ４２ａ、４２ｂをそれぞれの冷却回路システム・フロー・バルブ及びリターン・バルブ４４ａ、４４ｂに接続することによって、空調ユニット２に直接的に接続され得る。夏には、冷却塔３８は、例えば３０℃のフロー及び３５℃の戻りの凝結器水温度でチラー４０に接続することになる。及びチラー４０は、所望の温度で冷水を発生させることになる。

また、低エネルギー冷却水の他の供給源も使用されてもよく、例えば冷却塔４０は、例えば河川水及び／もしくは地下水を使用することによって交換又は補完されてもよい。

水冷式チラー４０が、たとえば、３５℃／３０℃の温度で動作する高い室温において、冷却オプションとして使用される場合には、冷蔵回路が、冷却塔フロー・バルブ及びリターン・バルブ４２ａ、４２ｂをそれぞれの加熱回路システム・フロー・バルブ及びリターン・バルブ４６ａ、４６ｂに接続することによって、冷却塔３８から加熱システム３４へ凝結器水を提供するように配置され得る。これは、熱回収のために使用され、加熱を必要とする空調ユニット２に対してフリーヒーティングを提供することが可能である。

上記に説明されているように、比較的に高い動作温度が使用され、凝結を最小化する場合でも、凝結物除去システム５０を含むことが依然として一般的である（しかし、これは、望まれる場合には、省略され得る）。そして、凝結物除去システム５０の使用は、空調ユニット２が、望まれる場合には、より低い温度で動作することを可能にする。またそれは、ユニット２が、混合モード建物の中で、すなわち、自然換気が１年の一時期に使用される場所で、使用されるということを意味している。（封止されたファサード（ｆａｃａｄｅ）を備える完全に空調される建物では、湿度は、凝結を回避するために４０％ＲＨなどのような低い数値に維持されることが可能である。これは、自然換気される建物では可能ではなく、最大で１００％ＲＨの湿度が起こる可能性があり、それは、空調ユニット冷却コイルなどのような低温表面の上での凝結を生じさせることになる。）

図６は、空調ユニット２に関する凝結物除去システム５０を示している。図７は、凝結物除去システム５０を通る縦断面を示しており、図８は、凝結物除去システム５０を通る横断面を示している。

空調ユニット２の浅さに起因して、重力排水は、実現可能でない可能性がある。重力排水が可能でなく、凝結物除去が必要とされるときには、それは、ポンプで排出されなければならない。凝結物除去システムは、凝結ポンプ５２及びドリップ・トレイ５４を含み、ドリップ・トレイ５４は、例えばプラスチック、アルミニウム、又は他の適切な材料から作製され、冷却コイル２６ｂの一部分及び／又は冷却水制御バルブ３２ａ、３２ｂなどのような、ユニット２の１つ又は複数の冷却エレメントの下に設けられている。凝結ポンプ５２は、好ましくは、可変の幾何学形状タイプのものであり、汚水槽又はフロート・スイッチを必要としない。汚水槽を必要とし、十分な量が蓄積された後にのみ凝結物をポンプ送りする遠心ポンプとは対照的に、ポンプ５２は、ゆっくりと稼働し、ドリップ・トレイ５４の中に収集するときに凝結物を除去することになる。

親水性の凝結物収集部材５６（たとえば、親水性のコーティングを備える管の形態）が設けられており、それは、好ましくは、ドリップ・トレイ５４の長さにわたって続いている。親水性のコーティングは、水がコーティングを通過することを可能にするが、空気がコーティングを通過することを可能にしない。これは、部材５６が、その長さに沿って任意のポイントにおいて凝結物を収集することになるということ意味している。

また、湿度センサー５８、例えば感湿導体が設けられており、それも、好ましくは、ドリップ・トレイ５４の長さにわたって続いている。閾値湿度レベルを上回る湿度が検出された場合には、ポンプ５２が作動する。また、凝結物制御システム５０は、例えば不具合が起きた場合など、凝結物が蓄積した場合に、冷水供給及びファン２８のスイッチを切るためのオーバーライドを有していてもよい。

この凝結物制御システム５０を使用することによって、すべての凝結物は、親水性部材５６によって捕捉され、次いで、ポンプ５２によって空調ユニット２から排出される。

空調ユニット２は、第１の取付け及び第２の取付けに対応する、２つの段階において据え付けられるように設計されている。最初に、据え付けフレーム６０が、第１の取付けのときに据え付けられる。据え付けフレーム６０は、図９の断面及び図１０の平面に示されている。次いで、空調ユニット２の主本体部３は、図１１に示されている第２の取付けに据え付けられる。

据え付けフレーム６０は、リジッド本体部分６２は、第１の取付けの間に天井の下端（ｓｏｆｆｉｔ）に装着されるように構成されたリジッド本体部分６２を含んでいる。リジッド本体部分６２は、高くなった部分６４をさらに含み、高くなった部分６４は、好ましくは、本体部分６２の角部に隣接しており、たとえば、雌ねじ付きの貫通穴を介して、寸切ボルト６６を受け入れるように構成されている。寸切ボルト６６は、第２の取付けの間に、空調ユニット２の主本体部３を据え付けフレームに装着するための手段を、フレーム６０に提供する。

据え付けフレーム６０は、据え付けフレーム６０に取り付けられることになる、冷却／加熱媒体管の入口及び出口１８ａ、１８ｂなどのような、特定の付帯設備１８のための流体接続ポイント６８をさらに含んでいてもよい。図１０は、１対の管を図示している。先に記述したように、４管システムが存在する場合には、２対が存在し得る。また、据え付けフレーム６０の中には、それが第２の取付けの間に据え付けられるときに、据え付けフレーム６０の流体接続ポイント６８を空調ユニット２の主本体部３に連結するためのフレキシブル接続部７０が設けられ得る。接続ポイント６８は、遮断バルブ６９をそれぞれ含むべきであり、より大きいネットワークへの付帯設備を閉鎖することなく、個々の空調ユニット２の主本体部３が取り外されることを可能にする。

また、同様に、据え付けフレーム６０は、据え付けフレーム６０に取り付けられることになる、電力ケーブル及び制御ケーブルなどのような、他の付帯設備１８のための電気的な接続ポイント７２を含むことが可能である。電気的な接続ポイント７２は、ヒューズ付きスイッチ（ｆｕｓｅｄ ｓｐｕｒ）及びインターフェース・ボックスをそれぞれ含むことが可能である。

フレキシブル管及びケーブルは、好ましくは、空調ユニットが「セルフ－アクセス」モードで開いているときに、それらが空調ユニットの主本体部を通して下から手でアクセスされるように、十分に短くなるように位置付けされている。

以下のシーケンスが、据え付けに関して推奨される。
第１の取付け
・天井スラブの下側の準備（すなわち、水平になり、乾燥し、及びクリーンになるようにする）。
・天井グリッド及びコンポーネントを設定すること。
・据え付けフレーム６０を天井スラブに固定すること（又は、吊り下げ天井グリッドに関して正しく設定する）。
・据え付けフレーム６０の上の流体接続ポイント６８において終端する付帯設備配管の据え付け。
・据え付けフレーム６０の上の電気的な接続ポイント７２において終端する、電力ケーブル及び制御ケーブルの据え付け。
・他の付帯設備（空調ユニット２のためのものではないもの）に関する電力及びケーブリング及び配管の据え付け。
第２の取付け
・天井グリッドの据え付け。
・ライト及び他の主な天井コンポーネントの据え付け。
・天井タイルの据え付け。
・据え付けフレーム６０の上への空調ユニット２の主本体部３の装着。

典型的な吊り下げ天井の中に多くのコンポーネントが存在しており、いくつかは、他のものよりも多いアクセスを必要とする。典型的に、冷水（ＣＨＷ）及び低温の温水（ＬＴＨＷ）の配管、スプリンクラー配管、ケーブル・トレイ、並びにケーブルは、第１の取付けアイテムとして据え付けられることになり、主要な設備・機器が存在するまで、比較的に変化させられないままであることになる。これらのコンポーネントは、据え付けられると、アクセスを必要とする可能性が低い。

天井が上げられた後の試運転のために、又は、後でメンテナンスをするために、典型的にアクセスを必要とするコンポーネントは、ランプ、煙検出器、及びＨＶＡＣコンポーネント、たとえば、バランシング・ダンパー、バランシング・バルブ、ファン・コイル・フィルター、及び制御ボックスなどを含む。これらのコンポーネントは、アクセス・パネル又はフルアクセス可能な天井のいずれかによって、従来の据え付けにおいてアクセスされる。逆に、本明細書で説明されている空調ユニット２は、図１２に示されているように、セルフ－アクセスを提供するように配置されている。

空調ユニット２の主本体部３は、２つのハウジング部７６、７８から構成されている。第１のハウジング部７６は、例えば据え付けフレーム６０を介して、天井に装着されている。第２のハウジング部７８は、ヒンジを介して第１のハウジング部７６に取り付けられており、それが（図２にあるような）動作位置から（図１２に示されている）メンテナンス位置へ回転し得るようになっている。メンテナンス位置へと移動するときに、主本体部２の前面を含む第２のハウジング部７８は、空調ユニット２のコンポーネントへのアクセスを提供するために熱的に制御されるスペース８の中へ回動（スイング）する。

熱エレメント２６は、第１のハウジング部７６中に装着されている。これは、メンテナンスが空調ユニット２に対して実施されているときに、冷却／加熱媒体供給は、切断される必要がないということ意味している。

ファン２８、ファン・プレート２７及びモーターは、第２のハウジング部７８内に装着されており、第２のハウジング部７８がメンテナンス位置への移動時に、第２のハウジング部７８とともに下へ回動（スイング）するようになっている。これは、メンテナンスを実施する作業員が（はしごを使用するとき）、現場でメンテナンスされ得る従来のファン・コイル・ユニットでよくあったように、作業員の頭の上でユニット２に対して作業するのではなく、作業員の前の目の高さで作業することを可能にする。この作業位置は、より安全であり、より快適である。

ファン２８は、ファン制御ボックス２９を含んでいてもよく、ファン制御ボックス２９も、第２のハウジング部７８の上に装着されていてもよい。そして、ファン制御ボックス２９のディスプレイは、メンテナンス又は試運転を行う作業員によって容易に読み取られるように配置され得る。繰り返しになるが、これは、作業するときに作業員が上向きに見ることを必要とするのではなく、目の高さで容易に読み取られ得る。

メンテナンス位置では、空調ユニット２のさまざまな電動バルブ（たとえば、切換バルブ３２ａ、３２ｂ及び遮断バルブ６９など）は、ファンが第２のハウジング部７８とともに邪魔にならない場所へ移動しているので、容易にアクセス可能である。凝結ポンプ５２及びドリップ・トレイ５４は、また、第１のハウジング部７６に装着されており、同様に容易にアクセス可能である。

フィルター３０は、メンテナンス位置においてクリーニング又は取り換えるために、それらが垂直方向下向きにスライドすることができるように位置決めされている。

図１１に示されているように、空調ユニット２は、必要な場合には、天井から切り離されて降ろされ得る。これを行うために、第２のハウジング部７８は、メンテナンス位置へと下方にスイングし、電力、冷却／加熱媒体、及び凝結物への接続が（バルブ６９を介して）遮断され、フレキシブル接続７０が切断され、４角の固定ボルト６８が、第１のハウジング部７６から外され、それを据え付けフレーム６０から切り離される。次いで、空調ユニット２全体が、天井から慎重に降ろされ得る。

図１３及び図１４は、空調ユニット２を組み込む例示的な天井レイアウトを示している。

図１３のレイアウトでは、照明設備１６は、９ｍ^２当たり１つの照明設備１６を提供するように配置されており、空調ユニット２は、２４ｍ^２当たり１つの空調ユニット２を提供するように配置されている。

図１４のレイアウトでは、照明設備１６は、図１３のレイアウトのものと同じ照明密度を提供するように配置されているが、空調ユニット２は、７．２ｍ^２当たり１つの空調ユニット２を提供するように配置されている。そのうえ、より大きい密度の空調ユニット２が、建物の周囲（図１４の右手側）に提供され、構造荷重（ｆａｂｒｉｃ ｌｏａｄ）を考慮している（外部条件）。

図１５から図２５は、図１から図１４を参照して上記に説明されている空調ユニット２のさまざまな代替的な配置を図示している。下記に説明されている差を除いて、以下の代替的な空調ユニットの構成は、上記に説明されている空調ユニット２のものと同じである。

図１５は、空調ユニット１０２を示しており、空調ユニット１０２の主本体部１０３は、図１から図１４に示されている第１の空調ユニット２の主本体部３と同じである。

図１５では、空調ユニット１０２は、おおよそ５００ｍｍのより従来式の天井深さを有する天井の中に据え付けられている。これの主な利点は、それが、図１から図１４に示されている空調ユニット２によって使用されているようなプレナム床供給部４を使用するのではなく、ダクト式の外気供給部１１８ａの使用を可能にするということである。

図１６は、空調ユニット２０２を示しており、熱エレメント２２６は、チルド・ビーム２２６からなる。チルド・ビーム２２６の使用は、非常に大きい領域の熱エレメントを提供する。これは、空気フローと熱エレメント２２６との間の熱伝導を増加させ、また、熱エレメント２２６の圧力降下を低減させる。

この構成は、図１５のものと同様に、より厚いユニット２０２を必要とするが、その結果、ダクト式の外気供給部２１８ａの使用を可能にする。

この配置では、空気入口部２２４は、依然として、空調ユニット２０２の側面に、その周囲の辺りに配置されている。空気は、空気入口部２２４を介して空調ユニット２０２の中へ水平方向に引き込まれ、次いで、空気フィルター２３０を通して垂直方向下向きに、次いで、ファン２２８によって、チルド・ビーム２２６を通して引き込まれる。次いで、それは、ファン２２８によって、温度制御スペース８の中へ、スワール・パターンで放出される。

冷却コイル２６ｂの代わりにチルド・ビーム２２６が使用される場合に、特定の修正が、凝結物除去システムに対して行われ得る。この空調ユニット２０２では、凝結物がファン２２８の中へ落下することを防止するように凝結物シールド２５４ａがファン２２８の上に設けられている。凝結物トレイ２５４は、チルド・ビーム２２６の垂直方向下方に、すなわち、前面の裏にわたってチルド・ビーム２２６からの凝結物を収集するように配置されている。凝結物シールド２５４ａは、ファン２２８の中へ落下することになる凝結物を、凝結物トレイ２５４の中へ導くように配置されている。

上記のように、親水性部材が、凝結物を収集するために凝結物トレイ２５４の中に設けられ、凝結ポンプ２５２が、親水性部材に沿って、空調ユニット２０２から凝結物を汲み出すために使用される。

図１７は、ペンダント・サスペンションの構成を示しており、空調ユニット３０２の主本体部３０３は、天井から吊り下げられている。これは、露出された天井を備える、リテール使用、又はレストランに適当であり得る。また、オフィス設計においては、吊り下げ式天井を取り外し、露出された付帯設備及び吊り下げられたユニットを有することへと向かう動きもある。

この構成では、主本体部３０３の側面は、穿孔されているファシア・パネル３２５を含み、ファシア・パネル３２５は、主本体部３０３の前面の周囲の辺りでのフィルターへのアクセスを可能にするようにヒンジ接続され得る。

空調ユニットの主本体部３０３の内部構造は、図１から図１４に示されている空調ユニット２の主本体部３のものから変化させられていない。とりわけ、上記に説明されているように、空気は、環状に広がるパターンで、ファン・ブレードの先端部から真っ直ぐに排出する。空気フロー・パターンは、隣接する天井からのコアンダ効果に依存しないので、空調ユニット３０２は、天井に装着されているユニット２と同じ空気フロー・パターンを依然として実現しながら、ペンダント式に装着され得る。

図１８は、本明細書で説明されているいずれの空調ユニットにも組み込まれ得る修正例を図示している。

この配置では、ファン・プレート４２７の傾斜面が、ＬＥＤ供給源４８０からの強い光を跳ね返すためのディフューザーとして、下のスペースの中に拡散照明効果を作り出すために使用される。空調ユニットの下側を完全にカバーする、穿孔プレート２２は、この配置では存在しておらず、プレートは中実であり、ファンをカバーしてＬＥＤ供給源４８０を支持するために必要とされる最小まで幅が低減されている。空調ユニット３０２の露出されたペンダント・バージョンに適用されるときの一体型照明の利点は、ユニット３０２が、点灯されていない吊り下げられた形状としてではなく、照明設備として認識され得るということである。

図１９は、この空調ユニット４０２を組み込むさらなる例示的な天井レイアウトを示している。所望の照明密度を提供するために、９ｍ^２当たり１つの空調ユニット４０２が設けられている。しかし、空調ユニット４０２はそういうものとして認識されないので、これは、視覚的に目立たない。

図２０及び図２１は、図１７に示されているペンダント式空調ユニット３０２の変形例である空調ユニット５０２を図示している。

空調ユニット５０２の主本体部５０３は、天井から吊り下げられている。空調ユニット５０２は、リム部材５８２をさらに含む。リム部材は、下向きに方向付けされたライト５８４及び／又は上向きに方向付けされたライト５８６を含むことが可能である。

空調ユニット５０２は、スリム型（ｓｌｉｍ ｐｒｏｆｉｌｅ）で比較的に幅の広いユニット５０２を有することによって、視覚的に魅力的になるように配置されている。その意図は、視覚的な深さ、すなわち、リム部材５８２のサイド・パネル５８８の高さが、空調ユニット５０２の幅の約１０％となるということである。図２０において見ることができるように、リム部材５８２の後面は、傾斜したバック・パネルが下から見難くなるように傾斜が付けられている。この例では、リム部材５８２のサイド・パネル５８８は、約１００ｍｍの高さを有しており、リム部材５８２は、２００ｍｍの幅を有している。これは、約１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×１００ｍｍの見掛けの寸法を有する空調ユニット５０２を結果として生じさせる。

サイド・パネル５８８及びファシア・プレート５２０は、好ましくは、ステンレス鋼などのような高品質の仕上げを有している。「クリーン」な見た目を提供するために、リム部材５８２のバック・パネルは、目に見えない上側において、リム部材５８２を通して主本体部５０３の空気入口部５２４の中へ空気が引き込まれることを可能にするために、穿孔されている空気入口部５９０を含んでいてもよい。

図２２及び図２３は、マルチ・サービス空調ユニット６０２を図示しており、マルチ・サービス空調ユニット６０２は、図２０及び図２１に示されているペンダント式空調ユニット５０２の変形例である。

単一のユニットの中に必要とされるＭＥＰコンポーネントのすべてを組み込むマルチ・サービス・ユニット６０２をオフィスの中で使用する傾向が存在している。マルチ・サービス空調ユニット６０２は、リム部材６８２を有しており、リム部材６８２は、ライティング６８４、並びに、煙検出器もしくは熱検出器、スプリンクラー、パブリック・アナウンスメント／ボイス・アラーム・ラウドスピーカー、及び／又はＰＩＲ検出器などのような、さまざまな他の付帯設備６９２を提供する。

図２４Ａから図２４Ｃは、垂直方向の空調ユニットを示している。空調ユニットは、凝結物除去システム５０が、熱エレメントの下方に垂直方向に間隔を置いて配置されたドリップ・トレイと、斜めの角度で設けられたコイルとを提供するように修正されているということを除いて、図１から図４に示されている空調ユニット２と同じである。

コイル２６は、さらに、３つの側部に設けられている。コイル２６は、凝結物がこの３つのコイルのそれぞれから収集され得るように配置されている。ユニットの上部は、ファン制御、制御バルブ、及び凝結ポンプを含んでいる。この部分の下方に、上側の小さいドリップ・トレイが、親水性のドレン管の支流とともに設けられていてもよい。

実質的に垂直方向に延在する２つのサイド・コイル２６は、図１から図４に示されている空調ユニット２におけるものと同じサイズ及び負荷を有している。実質的に水平方向に延在する、３つのコイルのうちの最も下のものは、それとは対照的に、長さ及び高さがより小さくなっており、また、図２４Ｂにおいて最も明確に見られるように、垂直方向からおおよそ３０度の角度でフィットしている。空気フローは、フィルター３０の幅全体にわたって、空調ユニットの下側表面に進入し、これは、圧力降下が低いままになることを可能にする。空気は、図２４Ｂの中の矢印によって示されているように、コイルの下方のドリップ・トレイの側部へ通り、コイルを通り、次いで、ユニットの中へ上昇する。コイルは、垂直方向からおおよそ３０度に角度を付けられており、ドリップ・トレイによってカバーされていない領域において、空気がユニットの中へある角度で流れることを可能にする。図２４Ｃにおいて見られるように、ドリップ・トレイ５４は、（垂直方向に突き出ている側壁部を除いて）実質的に平面状であり、ドリップ・トレイ５４は、角度付きのコイル２６の幅全体にわたって延在する細長い中央部分と、垂直方向に延在するサイド・コイル２６の下に全体的に置かれるように、中央部分の端部から突き出ている端部部分とを有している。角度付きのコイル２６の面の上で形成される凝結物は、角度付きのコイルの面を下の方へ流れ、ドリップ・トレイの中へ入ることになり、その中央部分によって捕捉されることになる。垂直方向に延在するサイド・コイルの面の上で形成するいずれの凝結物も、端部部分によって収集されることになる。ここでは、３０度の角度が、角度付きのコイル２６に関して述べられているが、さまざまな代替的な斜めの角度が、所望の効果を提供することになる。

サイド・コイルと角度付きの下側コイルとの間の冷却コイル配管接続部は、入り組んでいる。垂直方向に延在するサイド・コイルの上流面の管は、水平方向の角度付きのコイルの上流面の管に接続されており、次いで、反対側の垂直方向に延在するサイド・コイルの上流面に戻る。同じことが、下流管にも当てはまる。これは、配管接続配置を、図１から図４の配置に示されているものと同じになるように維持している。

親水性のドレン管の支流が、ユニットの上部における凝結ポンプから下の方へ流れ、下側トレイから凝結物を除去する。代替的な配置では、重力配置が、その代わりに、２つのドリップ・トレイから凝結物を除去するために使用され得る。

空隙は、戻り空気経路を可能にするために、ユニットの上方、下方、又は側部に設けられてもよい。外気は、別々の手段によって、ダクトに通され、又は供給され得る。

角度付きのコイル及び代替的な凝結物収集配置を可能にしつつも、上記に説明されている実施形態に関して述べられている任意の適応例又は代替例が、図２４Ａから図２４Ｃを参照して説明されている垂直方向の配置に適用され得るということが認識されるべきである。

垂直方向の空調ユニットは、ホテルもしくはコンファレンス・センターのファンクション・ルーム、住宅建物、オフィス、又は学校の中で使用され得る。垂直方向の空調ユニットは、窓の下枠の下方に位置付けされ得、地下交通の駅／プラットフォームにおいて、また、コンピューター室を冷却するために、さらに使用され得る。

１つのオプションは、天井ベースの空調ユニット２と同様に、２００ｍｍ深さのゾーンを使用するということである。０．２ｍ^３／秒及び６００×６００ディフューザーに基づく場合には、面速度は、いくつかの用途では高すぎる０．５５ｍ／ｓの面速度になることになる。しかし、ユニット７０２の深さが２５０～３００ｍｍまで増加し、ディフューザー・プレート７２３が使用される場合には、面速度は、０．２５ｍ／ｓまで低減され得る。また、供給温度が、１８℃に設定された場合には、ユニット７０２は、ディフューザーの近くの居住者に関して許容可能な快適性を与えるということが知られている変位ディフューザー（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｉｆｆｕｓｅｒ）の供給条件を再現することになる。

垂直方向の空調ユニット７０２のアレイが壁部の中に据え付けられる場合には、たとえば、単一の列のラック７９４を伴う、ＳＥＲ（Ｓｍａｌｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｒｏｏｍ）又はＳＣＲ（Ｓｕｂ Ｃｏｍｍｓ Ｒｏｏｍ）などのような小さいコンピューター室を冷却するために必要とされる冷却負荷を実現することが可能である。この配置は、図２５に示されている。

図示されている例では、１．５ｋＷの従来の冷却負荷をそれぞれ備える３つのコンピューター・ラック７９４を有しており、負荷及び冷却能力は、以下のようになる。
負荷
３ラック＠１．５ｋＷ＝４．５ｋＷ
必要とされるレジリエンス（Resilience）：Ｎ＋１
冷却能力
冷却負荷：１０ユニット＠１．９ｋＷ＝１９ｋＷ
レジリエンス：２ユニット＠１．９ｋＷ＝Ｎ＋２

冷却能力は、標準ラックの要件をはるかに超えており、６．３ｋＷの高密度のラックが、それぞれ収容され得る。

機器及び配管のすべては、冷却壁部の中に収容されており、電気機器の上には配管はまったく走っていない。

Claims (18)

1. 空気入口部及び空気出口部を含む主本体部であって、前記空気入口部と前記空気出口部との間に空気流路を画定している主本体部と、
   前記空気流路中に配設されているファンと、
   前記空気流路中、前記ファンの上流に配設されている熱エレメントとを備え、
   前記主本体部は、前記空気出口部が配設されている第１の面を有しており、
   前記空気入口部及び前記熱エレメントは、前記第１の面の周囲に配設され、
   前記ファンは、前記ファンの回転軸が前記第１の面に対して実質的に垂直になるように向けられ、
   前記第１の面は、使用時に温度制御スペースに露出するように構成され、
   前記ファンは、空気が環状に広がるパターンで、前記ファンから生じる空気の流動先に空気の方向を変化させる部材を設けずに、ファン・ブレードの先端部から温度制御スペースに直接的に排出する旋回気流となるように配されている空調ユニット。
   
2. 前記熱エレメントは、前記主本体部の第１のハウジング部に装着されており、前記ファンは、前記主本体部の第２のハウジング部に装着されており、前記第２のハウジング部は、前記第１のハウジング部に対してヒンジ接続され、
   前記第２のハウジング部は、前記第１のハウジング部に対して、前記ヒンジを介して、第１の位置から第２の位置へ回転可能であり、前記ファンは、前記第１の位置において、通常使用のために動作可能であり、前記第２の位置において、メンテナンスのためにアクセス可能である請求項１に記載の空調ユニット。
   
3. 前記ファンの前記回転軸は、実質的に前記第１の面の中央にある請求項１又は２に記載の空調ユニット。
   
4. 前記空気入口部及び熱エレメントは、前記第１の面の前記周囲の少なくとも５０％に沿って延在している請求項１から３のいずれか一項に記載の空調ユニット。
   
5. 使用時に、前記熱エレメントにおける前記空気流路を通る空気流速が、前記ファンの下流の前記空気流路を通る空気流速の５０％未満となるように、前記空気出口部及び前記空気流路が配置されている請求項１から４のいずれか一項に記載の空調ユニット。
   
6. 前記ファンが、前記第１の面において約０．８メートル／秒の面速度を与えるように駆動されるときに、前記熱エレメントにおける前記空気流路を通る空気流速が、０．５メートル／秒から１．５メートル／秒の間になるように、前記空調ユニットが構成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の空調ユニット。
   
7. 使用時に、少なくとも前記熱エレメントの垂直方向下方になるように配置されているドリップ・トレイであって、親水性部材が、前記ドリップ・トレイ中に配設され、前記ドリップ・トレイによって捕捉された凝結物を収集する、ドリップ・トレイと、
   前記親水性部材に沿って前記凝結物を汲み出すように配置されているポンプとをさらに含む請求項１から６のいずれか一項に記載の空調ユニット。
   
8. 前記親水性部材に隣接する水分検出器をさらに含み、
   前記ポンプは、水分が前記水分検出器によって検出されるときに作動するように配置されている請求項７に記載の空調ユニット。
   
9. 前記空調ユニットの前記主本体部は、３００ｍｍ未満の厚さを有している請求項１から８のいずれか一項に記載の空調ユニット。
   
10. 前記熱エレメントは、熱コイルを含む請求項１から９のいずれか一項に記載の空調ユニット。
    
11. 第１の取付けの間に前記天井に装着されるように構成されている据え付けフレームであって、接続されることになる前記空調ユニットの付帯設備のための分離可能な接続部を含む、据え付けフレームをさらに含み、
    前記主本体部は、第２の取付けの間に、前記据え付けフレームに装着されるように構成されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の空調ユニット。
    
12. 前記空調ユニットは、天井から吊り下げられるように構成されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の空調ユニット。
    
13. 前記主本体部を取り囲むリム部材であって、前記主本体部の前記厚さの６０％未満の外側縁部高さを有しているリム部材をさらに含む請求項１２に記載の空調ユニット。
    
14. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の前記空調ユニットを含む構造体であって、床と、天井と、前記床と前記天井との間に画定されている温度制御スペースとを含み、前記空調ユニットの前記主本体部は、前記天井の天井空隙中に配設されており、前記第１の面が前記温度制御スペースに露出されるようになっている構造体。
    
15. 空気が、前記床の床空隙を介して、前記温度制御スペースの中へ供給されるように、前記構造体が配置されている請求項１４に記載の構造体。
    
16. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の前記空調ユニットを含む構造体であって、床と、天井と、垂直方向の壁部と、前記床、前記天井、及び前記壁部の間に画定されている温度制御スペースとを含み、
    前記空調ユニットの前記主本体部は、前記垂直方向の壁部中に配設されており、前記第１の面が、垂直方向に向けられ、かつ前記温度制御スペースに露出されるようになっている構造体。
    
17. 前記垂直方向の壁部は、前記空調ユニットの前記空気入口部に隣接する空隙を含み、空洞は、前記温度制御スペースに気体連通している請求項１６に記載の構造体。
    
18. 前記据え付けフレームを天井に固定するステップと、
    前記据え付けフレームの分離可能な接続部において終端する天井付帯設備を据え付けるステップと、
    吊り下げ式天井を据え付けるステップと、
    前記空調ユニットの前記主本体部を前記据え付けフレームの上に装着するステップとを含む、請求項１１に記載の空調ユニットを据え付ける方法。
    
    
    
    

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