JPH02197735A - 冷暖房設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、冷暖房設備に関するものである。

さらに詳しくは、この発明は、冷暖房およびその停止時
に屋内全域の温湿度の均一化を効率的に行ことのできる
新しい冷暖房設備に関するものである。

（従来の技術） 近年、サツシ構造、断熱構造等の進歩にともなって、一
般の住宅建物においてもその気密性、断熱性は大きく向
上してきている。このような状況とあいまって、建物内
部の冷暖房を、屋内全域の空気の対流循環路の形成によ
って効率的に行い、外部との換気も同時に行う換気集中
冷暖房設備が開発されてきてもいる。またこの場合、換
気とともに熱交換を行う設備も提案されている。

たとえばこのような設備のうち、全室冷暖房を空気循環
方式に行うものとして、第９図に例示したものが考えら
れてきている。

この例に示すことができるように、冷暖房装置（ア）の
送風ファン（イ）によって送られた冷温風は、送風ダク
ト（つ）を通じて１階天井および２階床面に設けな吹出
口（工）より各室内に吹出され、室内から、廊下、財段
部などの屋内空間を循環して、再び冷暖房装置（ア）に
戻される。またこの例に示したように、熱交換器（オ）
を設け、トイレ等の空気の汚れの著しい室内から排気し
、同時に外部空気を熱交換して室内もしくは冷暖房装置
（ア）に導くことも考えられてきている。

たとえばこの第９図に示したこれまでの冷暖房設備は、
屋内全域の空気の対流循環を利用して、熱利用の効率化
を図るとともに、配管を少くしなものとして実用的にも
注目されているものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の設備においては、さら
に快適な居住条件を実現するとの観点からは、依然とし
て改善すべき課題が残されていた。

すなわち、たとえばこの第９図に示した例のように、こ
れまでに提案されてきている空気循環冷暖房股Ｏｍにお
いては、吹出口（工）から吹出された冷温風の屋内循環
は自然対流の状態におかれており、多層階の建物の場合
には、この自然対流だけによっては上層部と下部域との
温度差はなかなか解消することができない。それという
のも、通常、暖房時には上層部が暖かく、また冷房時に
は下部域が冷たいという状態にあり、この状態を第９図
に示したリターン空気の自然対流による循環だけで解消
することは容易ではない、特に早朝や急激な外気温の低
下に対応して暖房をすばやく行いない場合などには、こ
れまでの設備では充分に対処することができなかった。

さらにまた、これまでの設備では、冷暖房の停止時、す
なわち非空調時における太陽の日射や、生活熱の発生に
よる屋内の温度のバラツキを解消することもできなかっ
た。冷暖房時の屋内の空気循環には一応の配慮がこれま
でになされてきているものの、非空調時の屋内全域での
温度差の解消についてはほとんど考えられてきていない
。

この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもので
あり、これまでに提案されたきた冷暖房設備の欠点を解
消し、屋内全域での温度差をすみやかにＲギ消し、快適
な居住性を実現するとともに、空気循環の熱利用の効率
を向上させることのできる新しい冷暖房を提供すること
を目的としている。

（課題を解決するための手段） この発明は、上記の課題を解決するものとして、空気対
流循環の屋内冷暖房設備において、屋内上下部に設けた
吸込口をダクトおよび切換弁を介して送風ファンを有す
る冷暖房装置に連通させ、独立作動可能な該送風ファン
と切換弁とによって冷温風の循環と冷暖房停止時の強制
空気循環を形成してなることを特徴とする冷暖房設備を
提供する。

また、この発明は、上記設備の冷暖房装置に換気装置の
吸込口を連通させたもの、および屋内上下部の吸込口を
冷温風もしくは屋内空気の循環吹出口としたものをも新
しい冷暖房設備として提供する。

（作　用） この発明の冷暖房設備においては、屋内の上下部に吸込
口または吹出口を設け、これをダクトおよび切換弁を介
して送風ファンを有する冷暖房装置に連通させている。

これにより、屋内全域で最も室温の差が大きくなる上下
部の空気を、暖房時、冷房時、さらには非空調時という
条件に応じて、屋内空気の吸込口または吹出口を切換え
つつ最も効率的に屋内温度差を解消しえる空気循環路に
導くことができる。たとえば一般的に暖房時には、屋内
空気は上部が暖かく、下部域は温度が低いので、下部吸
込口より冷たい空気を吸込み、これを暖房装置によって
加温して温風を各室に循環する。

こうすることにより、屋内全域の温度のバラツキはすみ
やかに解消される。冷房時には、逆に上部吸込口より選
択的に空気を吸込むことになる。

このような冷暖房の条件に応じての循環路の形成は、こ
の発明においては上下部の吹出口の設置によっても実現
される。

また、冷暖房装置の送風ファンは冷却機、加熱機とは独
立して作動させることができるので、冷暖房装置を停止
した非空調時における屋内温度の上下の不均一さをも、
この送風ファンによる空気循環によってすみやかに解消
することができる。

（実施例） 以下、添付した図面に沿ってこの発明の冷暖房設備につ
いてさらに詳しく説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示した断面図である。

この例においては、屋内上部の２階天井面に設けた上部
吸込口（１）と、下部の１階床面に設けた下部吸込口（
２）とを、各々、ダクト（３）＜４＞および切換弁（５
）を介して冷暖房装置（６）に連通させているやまた冷
暖房装置（６）からの冷温風は、各部屋の吹出口（７）
から吹出すようにし、さらには、熱交換換気装置（８）
の外気吸込口（９）を冷暖房装置（６）に連通させてい
る。

この第１図から明らかなように、冷温風を１階天井面お
よび２階床面の吹出口（７）から吹出すようにしている
点では、第９図に示したこれまでに提案されている設備
と類似している。しかしこの例の設備は、上部吸込口（
１）、下部吸込口（２）をダクトく３ン　（４）および
切換弁（５）を介して送風ファン（１０）を有する冷暖
房装置（６）に連通させている点において本質的に相違
している。

第１図に示した矢印は、この設備の暖房時の空気の流れ
の例を示したものである。暖房時には、たとえば下部吸
込口（２）のみを使用し、切換弁（５）の操作によって
、上部吸込口（１）からの空気の吸込みはない状態とす
る。

暖房時には、冷暖房装置（６）は暖房装置（６ａ）とし
て作動し、ここで加温された温風は吹出口（７）より各
部屋に吹出される。吹出された温風は、図中の実線矢印
に沿って屋内上方へ昇り、対流現象によって冷たい空気
は下方へと移動する。

この自然対流の状態では、上部下部の温度差は容易に解
消しない。そこでこの例においては、暖房装置（６ａ）
の送風ファン（１０）を作動さぜ、下部吸込口（２）よ
り強制的に下部域の冷たい空気を吸込み、ダクト（４）
および切換弁（５）を介して暖房装置　（６ａ　＞に導
く、こうすることにより、屋内には、各部屋から廊下、
階段部等を通じて下部吸込口（２）へ向う点線矢印の空
気の流れが生じる。このようにして、屋内全域に、自然
対流に加えて、強制的に対流を生じさせ、よりすみやか
に屋内全域の温度差を解消させる。

またこの時、熱交換換気装置（８）を介して外部の新鮮
な空気が、ダクト（４）からのリターン空気とともに切
換弁（５）を通じて暖房装置（６ａ）に流れ込む、この
熱交換換気装置（８）では、トイレ等の汚れの著しい部
屋からの空気が熱交換の後に吹出口（１１）より外部へ
の排気される。

屋内全域の温度が所定の温度以上になった状態でサーモ
センサーの作動によって暖房装置（６ａ）での加温が停
止したとする。この場合には、急速に屋内の上下部での
温度差が拡大することになる。

そこでこの発明の第１図に示した例においては、この温
度差を解消するために、暖房装置（６ａ）の加熱ｆｉ（
１２）を停止した状態において、送風ファン（１０）は
独立して作動させ、引続いて空気の循環を行う。

あるいはまた、暖房装置＜６ａ）の運転時、または停止
時には、以上の例とは別に上層部に滞留している暖かい
空気を強制的に循環させてもよい。

この方法を示したものが第２図である。第１図と同一の
設備において、この場合には、切換弁（５）を操作して
、下部吸込口（２）からの吸込みを停止し、上部吸込口
（１）から暖かい空気を吸込む。

これをダクト（３）および切換弁（６）を介して導き、
送風ファン＜１０）によって吹出口（７）より吹出す、
この方法は、特に、上ｆｆ１ｌｌｕへの暖かい空気の滞
留が著しい場合に有効でもある。

このような空気の流れの適宜な切換えのための切換弁（
５）を例示したものが第３図（ａ）（ｂ）である、この
切換弁（５）の構造については特に制限はなく、電磁切
換弁、あるいは、開閉ダンパ方式等とすることができる
。

第３図（ａ）（ｂ）は、三方向切換弁（１３）を例示し
ており、吸込口（２）からの冷たい空気をダクト（４）
より導くときは、第３図（ａ）のように熱交換換気装置
（８）からの外気とともに送風ファン（１０）へ導く、
また吸込口（１）からの暖かい空気を導くときは、第３
図（ｂ）のように、ダクｌ−＜３）を介して外気ととも
に送現フアン（１０）へと導く。

三方向切換弁（１３）の代わりに、開閉ダンパ（１４）
によって切換えを行う例を示したものが第４図である。

この第４図は、第３図（ａ）の状態に対応している。

なお、第１図および第２図に示した設備においても、家
屋の大きさによっては、上Ｎ階と、下層階との温度差の
解消を、各々の階で行った方が効率的であることも考え
られる。この場合には、吸込口（１）（２＞の両方で空
気を吸込み、たとえば第４図に示した開閉ダンパ（１４
）のすべてを開いて空気１ｇＪｙＡを行うこともできる
。

さらにまた、第１図および第２図に示した例においては
熱交換換気装置（８）を備えてもいるが、この発明の冷
暖房設備の場合には、第５図に示したように、暖房装置
（６ａ）の送風ファン（１０）を停止させても、たとえ
ば第４図と同様に開閉ダンパ（１４）を全開して、ダク
ト＜３）（４）および吸込口（１）（２）から、さらに
は各吹出口（７）から、新鮮な外気を吸込口（９）から
導いて給気することができる。開閉ダンパ（１４）の制
御によって、その給気もコントロールできる。

この発明に用いることのできる暖房袋′Ｉｌ（６ａ　）
の−例を示したものが第６図である。この例は、熱源機
（第１図および第２図の（１５））からの熱媒を流通さ
せるコイル（１６）と放熱フィン（１７）を有する加熱
機（１２）と、送風ファン（１０）とを備えている。も
ちろん、暖房装置（６ａ）の’Ｊｉ＊３ａはこれに限ら
れるものではない。

しかしながら、この発明においては、送風ファン（１０
）は、加熱機（１２）の停止状態においても独立して作
動できるようにしている。

これまでの例について、この加熱機（１２）と送風ファ
ン（１０）の作動との関係を例示したものが次の表１で
ある。

表　　１ 第１図と同じ構成の設備において、冷房時の空気循環の
例を示したものが第７図である。この例に示したように
、冷房時には、上部吸込口（１）からのみ比較的暖かい
空気を吸込み、ダクト（３）、切換弁（５）および送風
ファン（ｌＯ）によって、冷房装置（６ｂ）で冷却され
た冷風を、吹出口（７）より吹出す。

これによって、点線矢印に沿って暖かい空気は強制的に
吸込まれて、冷却された後に再度吹出される。屋内の温
度差はすみやかに解消されることになる。切換弁（５）
の操作によって、冷房時、非空調時の空気循環の生成が
様々可能であることは、前述した通りである。たとえば
冷房時に、吸込口（２）より冷たい空気を吸込むように
してもよい。

また、この発明の冷暖房設備は、上下部に吹出口を設け
たものも対象としている。この例を示したものが第８図
である。

この例では、上部吹出口（２１）および下部吹出口（２
２）を有し、また中間部にも吹出口（２３）を有してい
る。これらの吹出口（２１）（２２）（２３）は、ダク
ト（２４＞（２５）および切換弁（２６）を介して冷暖
房装置（２７）に連通している。またこの冷暖房装置に
は、加熱機、冷却機とは独立して移動する送風ファン（
２８）を備えてもいる。

この設備において暖房を行う場合には、温風を上部吹出
口（２１）から吹出す、これにより空気の対流循環を促
す、比較的冷たい空気は、１階天井面および２階床面の
吸込口（２９）より吸込み、天井裏空間から上下階連通
部（３０）を介して床下へ導き、暖房装置（２７ａ）ヘ
リターンさせる。

１階部に冷たい空気が滞留している場合には、この例と
は逆に、下部吹出口（２２）からも温風を吹出すように
してもよい、これらの切換えは、切換弁（２６）によっ
て行う。

暖房を停止した非空調時には、送風ファン（２８）のみ
を作動させて、屋内全域の空気循環を促すことができる
。

以上のように、この発明においては、建物の上下部に吸
込１］もしくは吹出口を設けることおよびこれを送風フ
ァンに連通させることにより、冷暖房時の空気の対流循
環を強化し、すみやかに屋内全域、全室の均一な温度お
よび湿度の条件を形成する。また、非空調時にも送風フ
ァンの作動によって同様に屋内温湿度の不均一さをすみ
やかに解消する。

もちろん、この発明は、以上の例によって限定されるも
のではない、上下部の吸込口、あるいは吹き出口の配置
、ダクトや切換弁、さらには冷暖房装置の配置や各々の
形状、構造については様々な態様が可能であることはい
うまでもない。

（発明の効果） 以上詳しく説明した通り、この発明により、冷暖房時お
よびその停止時に、屋内全域の温湿度の不均一さをすみ
やかに解消し、熱利用効率を大幅に向上させ、快適な居
住条件を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の暖房時および非空調
時の設備と空気循環の例を示した断面図である。第３図
（ａ）（ｂ）は、各々、切換弁の作動例を示した部分断
面図であり、第４図は、切換弁としての開閉ダンパを例
示した部分断面図である。また、第５図は、熱交換換気
装置とダクト系との空気の流れを例示した部分断面図で
ある。 第６図は、暖房装置の一例を示した断面図である。さら
にまた、第７図は、第１図と同様の設備における冷房時
の空気循環の例を示した断面図である。 第８図は、上下の吹出口を有するこの発明の別の設備と
暖房時の空気循環の例を示した断面図である。　第９図
は、従来の冷暖房設備の例を示した断面図である。 １・・・上部吸込口 ３．４・・・ダクト ６・・・冷暖房装置 ６ｂ・・・冷房装置 ８・・・熱交換換気装置 １０・・・送風フ　ァ　ン ２・・・下部吸込口 ５・・・切換弁 ６ａ・・・暖房装置 ７・・・吹　出　口 ９・・・外気吸込口 １１・・・吹　出　口 １２・・・加　熱　機 １４・・・開閉ダンパ １６・・・コ　イ　ル ２１・・・上部吹出口 ２４．２５・・・ダクト ２７・・・冷暖房装置 ２９・・・吸　込　口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気対流循環の屋内冷暖房設備において、屋内上
   下部に設けた吸込口をダクトおよび切換弁を介して送風
   ファンを有する冷暖房装置に連通させ、独立作動可能な
   該送風ファンと切換弁とによつて冷温風の循環と冷暖房
   停止時の空気循環を形成してなることを特徴とする冷暖
   房設備。
2. （２）熱交換換気装置の吸込口を冷暖房装置へ連通させ
   る請求項（１）記載の冷暖房設備。
3. （３）請求項（１）記載の吸込口を吹出口としてなるこ
   とを特徴とする冷暖房設備。