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発明の名称 直近空調システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−330270(P2001−330270A)
公開日 平成13年11月30日(2001.11.30)
出願番号 特願2000−152182(P2000−152182)
出願日 平成12年5月23日(2000.5.23)
代理人
発明者 木村 恵一 / 清滝 多門
要約 目的
コンパクトで設置とメンテナンスが容易な空調システムを得る。

構成
還気と外気の熱交換を行う全熱交換器1を備えた全熱交換ユニット2と、全熱交換ユニット2の外気と排気の送風を行うファンユニット3と、還気とファンユニット3の外気処理空気を熱交換する熱交換コイル4を備えた空調ユニット6と、をダクト7を介して連通連結する。これらを機械室の壁面と天井面に設置し、空調ユニット6の給気用ダクト35を介して空調ゾーンへ空気を送るファン30を、給気用ダクト35の先端側に設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】 還気と外気の熱交換を行う全熱交換器1を備えた全熱交換ユニット2と、全熱交換ユニット2の外気と排気の送風を行うファンユニット3と、還気とファンユニット3の外気処理空気を熱交換する熱交換コイル4を備えた空調ユニット6と、をダクト7を介して連通連結し、これらを機械室の壁面と天井面、又は、機械室の壁面に設置し、空調ユニット6の給気用ダクト35を介して空調ゾーンへ空気を送るファン30を、給気用ダクト35の先端側に設けたことを特徴とする直近空調システム。
【請求項2】 還気と外気の熱交換を行う全熱交換器1を備えた全熱交換ユニット2と、全熱交換ユニット2の外気と排気の送風を行うファンユニット3と、還気とファンユニット3の外気処理空気を熱交換する熱交換コイル4と熱交換コイル4を通った空気を空調ゾーンへ送るファン5を備えた空調ユニット6と、をダクト7を介して連通連結し、これらを機械室の壁面と天井面、又は、機械室の壁面に設置したことを特徴とする直近空調システム。
【請求項3】 全熱交換ユニット2とファンユニット3と空調ユニット6を下から上に順に配置し、全熱交換ユニット2とファンユニット3を壁面に設置し、空調ユニット6を天井面に設置した請求項1又は2記載の直近空調システム。
【請求項4】 熱交換コイル4が複数の分岐ヘッダ25を備え、所定の分岐ヘッダ25の熱媒を流通・停止させることによりコイル全体の熱媒流量を調整するように構成した請求項1、2又は3記載の直近空調システム。
【請求項5】 熱交換コイル4の伝熱管24を楕円管にした請求項1、2、3又は4記載の直近空調システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直近空調システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】室内などの空調ゾーンに複数の吹出口を設け、それに空気を送風する外気処理可能な空調システムは、従来、空調機に全熱交換器やファン、熱交換コイルが一体に設けられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのため、空調機が大型化し、機械室に設置する場合、床面積を大きくとり、メンテナンスのための広いスペースが必要であった。
【0004】
【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、還気と外気の熱交換を行う全熱交換器を備えた全熱交換ユニットと、全熱交換ユニットの外気と排気の送風を行うファンユニットと、還気とファンユニットの外気処理空気を熱交換する熱交換コイルを備えた空調ユニットと、をダクトを介して連通連結し、これらを機械室の壁面と天井面、又は、機械室の壁面に設置し、空調ユニットの給気用ダクトを介して空調ゾーンへ空気を送るファンを、給気用ダクトの先端側に設けたものである。また、還気と外気の熱交換を行う全熱交換器を備えた全熱交換ユニットと、全熱交換ユニットの外気と排気の送風を行うファンユニットと、還気とファンユニットの外気処理空気を熱交換する熱交換コイルと熱交換コイルを通った空気を空調ゾーンへ送るファンを備えた空調ユニットと、をダクトを介して連通連結し、これらを機械室の壁面と天井面、又は、機械室の壁面に設置した。さらに、全熱交換ユニットとファンユニットと空調ユニットを下から上に順に配置し、全熱交換ユニットとファンユニットを壁面に設置し、空調ユニットを天井面に設置した。さらに、熱交換コイルが複数の分岐ヘッダを備え、所定の分岐ヘッダの熱媒を流通・停止させることによりコイル全体の熱媒流量を調整するように構成した。さらに、熱交換コイルの伝熱管を楕円管にした。
【0005】
【実施例】図1〜図4は、本発明の直近空調システムの一例を示し、このシステムは、還気と外気の熱交換を行う全熱交換器1を備えた全熱交換ユニット2と、全熱交換ユニット2の外気と排気の送風を行うファンユニット3と、還気とファンユニット3の外気処理空気を熱交換する熱交換コイル4を備えた空調ユニット6と、をダクト7を介して連通連結し、これらを空調ゾーンと隔てられた機械室の壁面と天井面に設置し、空調ユニット6の複数の給気用ダクト35を介して空調ゾーンへ空気を送るファン30を、各給気用ダクト35の先端側に設けたものである。
【0006】具体的には、全熱交換ユニット2とファンユニット3と空調ユニット6を下から上に順に配置し、全熱交換ユニット2とファンユニット3を床面乃至壁面に沿って設置し、空調ユニット6を天井面に沿って設置する。空調ユニット6にはドレンパン10を設け、この空調ユニット6と、空調ユニット6の空気を空調ゾーンへ送るファン30を備えた複数の吹出ユニットFと、をダクト35を介して連通連結し、吹出ユニットFを空調ゾーン側の天井内等に分散配置する。全熱交換ユニット2とファンユニット3は横方向に扁平状に形成し、空調ユニット6は縦方向に扁平状に形成する。なお、機械室の縦横の広さに応じて、各ユニットを縦横任意の位置に変更するも自由であり、吹出ユニットFとダクト35の数の増減変更は自由である。
【0007】吹出ユニットFは、風量制御自在なファン30を備える。吹出ユニットFの吹出口9は、ケーシングに一体に設ける、又は、複数のダクトを介して連通連結する。吹出口9は、空調ゾーンの天井板に設置する。ファン30は回転速度制御自在なモータを備え、この各モータに図示省略の制御器から別個に回転速度の指令を出して風量を無段階又は段階的に制御する。これにより、VAVユニットを用いずにファン自体で風量調節してきめ細かく空調でき、圧力損失がなくファンの小型化を図れ低騒音となる。さらに、無段階で回転制御する場合は、風量や湿度の調節、間欠運転、極微風運転なども容易となる。また、風量変化や熱負荷変化に応じて熱媒流量が自動的に変化するように制御する制御とすることにより、さらに省エネ化を図り得る。
【0008】ファンユニット3は、外気入口17と外気出口15を連通連結する第一の風路と、排気入口16と排気出口18を連通連結する第二の風路と、その各風路に設けたファン19と、を備え、外気入口17と排気出口18をダクト7を介して屋外に連通する。なお、図示省略するが、ファンユニット3は、外気専用のものと、排気専用のものと、を別個に設けてもよい。
【0009】全熱交換ユニット2の上面には、還気入口11と、ダクト7を夫々接続する外気入口12、排気出口13及び外気出口14を、形成して、ダクトなど施工が容易なようにする。全熱交換ユニット2の内部には、還気入口11と排気出口13に連通する還排気風路Aと、外気入口12と外気出口14に連通する外気風路Bと、を形成し、全熱交換ユニット2に、全熱交換器1を、その内部において還排気風路Aの還気と外気風路Bの外気が交叉状に通過して熱交換すべく、還排気風路Aと外気風路Bにまたがるように設ける。外気入口12はファンユニット3の外気出口15に、排気出口13はファンユニット3の排気入口16に、外気出口14は空調ユニット6の外気入口20に、夫々ダクト7を介して連通連結する。全熱交換器1は、外周四面が通気面22を成す直方体状に形成し、水平方向に引出し・収納自在なように構成する。図例では、還排気風路Aと外気風路Bを夫々分岐させ、その各分岐路に全熱交換器1を設けているが、その分岐数及び全熱交換器1の増減は自由で、分岐させずともよい。なお、全熱交換ユニット2の側面、又は、上面と側面に、還気入口11、外気入口12、排気出口13及び外気出口14を形成してもよい。
【0010】還気は、室内などの空調ゾーンから全熱交換ユニット2の還気入口11と、空調ユニット6の還気入口21に吸込まれる。全熱交換ユニット2に入った還気は、全熱交換器1を通り、全熱交換ユニット2の排気出口13からファンユニット3を介して室外に排出される。外気は、室外からファンユニット3を介して全熱交換ユニット2の外気入口12に送られて、全熱交換器1を通り、全熱交換ユニット2の外気出口14から空調ユニット6の外気入口20に吸込まれる。空調ユニット6から分岐して出た空気は吹出ユニットFを介して吹出口9へ送られる。
【0011】図5〜図7に示すように、熱交換コイル4は、複数の分岐ヘッダ25を備え、所定の分岐ヘッダ25の熱媒を流通・停止させることによりコイル全体の熱媒流量を調整するように構成したもので、熱負荷の変化に応じて、適宜のバルブ27を止めることにより、流通している熱媒流速を落とさずに、コイル全体の熱媒流量を増減調整できる。
【0012】熱交換コイル4は、多数のプレートフィン28を所定間隔で平行に並設して成るフィン群23と、途中の管部29が複数段・複数列でこのフィン群23に挿着され通風方向たる管部列方向へ向かいつつ蛇行する多数の伝熱管24と、これら伝熱管24の一端部に連通連結される複数の熱媒流入側の分岐ヘッダ25と、これら伝熱管24の他端部に連通連結される1つ又は複数の熱媒流出側の合流ヘッダ26と、を備える。なお、図5〜図8の白抜き矢印はプレートフィンの間を通るコイル通風空気の風向を示している。冷水や温水その他各種の熱媒は、分岐ヘッダ25から入って分流し、多数の伝熱管24を通って、合流ヘッダ26に合流して出るが、その際、コイル通風空気と熱媒は、フィン群23と伝熱管24を介して熱交換される。
【0013】図7は、フィン群23の伝熱管挿着面方向(管部の軸心方向)から見たもので、白丸で示す管部29、29の間の線は、管部29、29を連通連結する反転部を示し、実線が手前側、点線が奥側のもので、熱交換コイル4の各伝熱管24を、熱媒が水平乃至上向きに流れるように設ける。この例では、さらに、フィン群23の伝熱管挿着面方向から見て、伝熱管24がその途中で管部段方向乃至熱媒上流側に(好ましくは複数回)向かうように、かつ互いに異なる分岐ヘッダ25に連結された伝熱管24の管部29が少なくとも1つずつ(図7の二点鎖線で囲んだゾーンの如く)一段乃至二段毎に含まれるように、構成する。これにより、コイルのパスが増して伝熱管有効長を長くとることができ、一つの分岐ヘッダ25の熱媒流通のみでもほぼ全段にわたって熱媒の流れる管部29が含まれるので、バイパス空気が少なくてコイル通風空気との交換熱量を多くとれ、熱交換能力が高い。さらに、互いに異なる分岐ヘッダ25に連結された伝熱管24の管部29が少なくとも1つずつ、管部段方向の端部近傍段を除いて、一段毎に含まれるように構成することにより、コイル内の風量・風速分布に合わせた無駄の少ない一層効率的な熱交換を行える。
【0014】なお、前記実施例において熱媒が下向きにも流れるようにしてもよい。分岐ヘッダ25の数は図例に限定されるものではなく変更自由であり、1本とするも自由である。また、前記各実施例において、伝熱管24は、図8のように楕円管に形成し楕円長軸を風向と略平行にするのが好ましいが、円形管でもよい。フィン群23の伝熱管挿着面方向から見て管部29の配列を千鳥状や格子状等に変更するも自由であり、風向の変更も自由である。また、熱媒とコイル通風空気が向流でなく並流となるようにしてもよい。
【0015】図9は、他の実施例で、還気と外気の熱交換を行う全熱交換器1を備えた全熱交換ユニット2と、全熱交換ユニット2の外気と排気の送風を行うファンユニット3と、還気とファンユニット3の外気処理空気を熱交換する熱交換コイル4と熱交換コイル4を通った空気を空調ゾーンへ送るファン5を備えた空調ユニット6と、をダクト7を介して連通連結し、これらを空調ゾーンと隔てられた機械室の壁面と天井面に設置したものである。天井内には分岐チャンバ8などを設けて、空調ゾーンの天井板面に設置された複数の吹出口9に、ダクトを介して連通連結する。空調ユニット6と分岐チャンバ8はダクト35を介して連通連結する。なお、図示省略するが、図2の実施例と図9の実施例において、全熱交換ユニット2、ファンユニット3及び空調ユニット6を、すべて壁面のみに設置してもよく、さらに、ファンユニット3を室外に配置してもよい。
【0016】
【発明の効果】請求項1、2の発明では、空調機を全熱交換ユニット2や空調ユニット6などの各ユニットに分割してあるので、各ユニットがコンパクトとなり、これらを機械室に立体的に自由に分散配置してデッドスペースを活用でき、大型の機械室が不要となる。個別管理とメンテナンスが楽である。機械室で熱交換コイル4のドレンなどの水処理ができ、室内などの空調ゾーンに水漏れする虞がない。請求項1の発明では、ファン(騒音源)の分散化により、空調ユニットの騒音がなくなり、かつコンパクトとなって設置スペースをとらず、空調ゾーン直近に容易に設置できる。空調ゾーン直近設置により大型で複雑なダクト工事が不要となりコストダウンを図れる。請求項3の発明では、全熱交換ユニット2、ファンユニット3、空調ユニット6を壁と天井に沿って倒立L字状に設置することによりユニットの床設置面積の最狭小化を図れる。したがって、床面積の小さな機械室にも容易に設置でき、メンテナンススペースを広くとる必要が無く保守も容易である。請求項4の発明では、微少な流量制御が可能で、大温度差少水量運転での少負荷時の温度差を保証でき、省水量、省エネを図れる。請求項5の発明では、圧力損失が減少して小型のファンを用いることができ騒音低減とコンパクト化を図れる。




 

 


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