【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するために本発明の外気調和機は、機外にある空気調和機の熱媒体回路に組み込み可能なフィンチューブ式の熱交換器と、熱交換器を格納し、所定位置に導出口が形成されたベース部、ベース部と対向配置され、第1の断熱構造部を含む正面壁部、正面壁部とベース部の間に設けられると共に、導出口から遠位となる位置に外気を導入可能な導入口が形成され、第2の断熱構造部を含む周壁部、熱交換器のフィンの長手方向と導入口から導出口に向かう方向とが略一致する態様で熱交換器が取り付けられると共に、正面壁部、ベース部および周壁部の各内面と熱交換器との間に所定間隔が空くように保持する熱交換器保持構造部、および、熱交換器と導入口の間に配設された水受け部を有する筐体とを備える。
【0010】
ここで、本発明の外気調和機は、ルームエアコンの熱媒体(例えば、フロンガスや代替ガス等の冷媒、温水または冷水、加熱または冷却用のガス等が含まれる。以下同じ)回路に熱交換器を組み込むことができる。そして、ルームエアコンの熱媒体回路に組み込まれた熱交換器は、ルームエアコンの運転と連動して供給される熱媒体によって、導入された外気との間で熱交換して加熱あるいは冷却し、熱交換後の空気をルームエアコンの運転目的(暖房または冷房)に応じた温度に調和(以下「温調」という)することができる(温調された空気を以下「調和空気」という)。
【0011】
この熱交換器による熱交換は、ルームエアコンから供給される熱媒体を利用するものであって、ルームエアコンの運転と連動するので、ルームエアコンの室内機が設置された領域(室内)は、供給される調和空気によって、ルームエアコンの目的温度との温度差が小さくなる。この結果、設定した目的温度に達する迄のルームエアコンの稼動時間(以下「ルームエアコンの立ち上がり時間」という)が短くて済むので、ルームエアコンの運転負荷を低減することができる。
【0012】
更に、前述したように、熱交換器は、ルームエアコンの運転と連動するものであるため、それ自体は電力を使用しない構造であり、このような構造および前述のルームエアコンの立ち上がり時間の短縮によって、省エネルギーに貢献することができる。
【0013】
加えて、本発明の外気調和機は、熱交換器が、小型軽量で熱交換効率の良いフィンチューブ式であるため、外気調和機の機体全体を小型軽量化することができる。この結果、例えば、建物の壁面に設置した際に、壁面に加わる負荷を少なくすることができる。
【0014】
そして、本発明の外気調和機は、筐体がベース部を有することにより、設置対象(例えば、建物の壁面)に取り付けることができる。そして、ベース部が導出口を有することにより、調和空気を外部へ導出することができる。また、導出口は、設置対象に設けられた換気口と位置合わせすることで、連通させることができる。なお、導出口が形成される。なお、「所定位置」とは、例えば、設置状態においてベース部の上側となる位置が挙げられるが、これに限定するものではない。
【0015】
更に、本発明の外気調和機は、筐体が正面壁部と周壁部を有することにより、これらの中に熱交換器等が囲まれる(格納される)ので、熱交換器等を外力による変形や汚れの付着から保護することができ、また、耐候性が向上し、製品寿命の延長化を図ることができる。そして、正面壁部と周壁部で機体の内外が区切られるので、調和空気が熱交換前の機外の空気と混じったり、調和空気が機外へ拡散したりしないようにすることができる。
【0016】
更にまた、周壁部に導入口を有することにより、導入口から外気を導入することができる。また、導入口が導出口から遠位となる位置に形成されているので、導入口から入った外気が、ほとんど熱交換されずに導出口から直接出ることを抑制することができる。
【0017】
そして、本発明の外気調和機は、筐体に第1の断熱構造部および第2の断熱構造部を有することによって、外気の熱交換時における機外からの熱による影響を低減することができる。例えば、外気調和機を屋外に設置した際に、夏期に当たる直射日光で正面壁部等の外表面が高温になったり、あるいは、冬期に当たる風雪等で正面壁部等の外表面が低温になったりしたとしても、これらの熱が機内(例えば、正面壁部等の内表面)に直接伝わらないか、または、伝わりにくいようにすることができる。これによって、調和空気が機外の環境に起因する熱の影響を受けることを抑制することができる。
【0018】
更に、本発明の外気調和機は、熱交換器保持構造部を有することによって、熱交換器が正面壁部、ベース部および周壁部の各内面に接触しないように保持し、正面壁部等からの熱移動が熱交換器に直接及ばないか、または及びにくいようにすることができる。また、保持された熱交換器のフィンの長手方向と導入口から導出口に向かう方向とが略一致しているため、導入口から入った外気がフィンの長手方向に沿って流れ、導出口から出ることになる。この結果、外気とフィンが触れる時間が長くなって、熱交換効率を向上させることができる。
【0019】
更にまた、本発明の外気調和機は、水受け部を有することによって、冷房運転時に熱交換器から生じる結露水を受けることができるようにしてある。例えば、導入口が下方を向く状態で外気調和機を設置することで、熱交換器の位置は導入口よりも上方向となり、熱交換器で生じて滴下する結露水は、導入口との間にある水受け部で受けることができる。これによって、結露水が導入口の下方へ直接滴下せず、結露水で外気調和機の下方が汚れることを抑制することができる。また、導入口が下方を向く状態で外気調和機を設置した場合、熱交換器のフィンの長手方向の延長上に水受け部があるので、フィンの表面に生じた結露はフィンに沿って滴下するので、効率よく結露水を集めることができる。
【0020】
加えて、水受け部が熱交換器と導入口の間に位置しているので、例えば、強風を伴う雨天時に、導入口から外気と共に巻き込まれた雨水が水受け部に当たって弾かれ、熱交換器に直接付着しにくいようにすることができる。
【0021】
また、熱交換器とベース部の間に設けられて内外を区画する枠状の区画部を有し、区画部の枠内の領域に導出口が位置すると共に、所定広さの空間が形成されている場合は、前述の区画部によって、機内に入った外気が熱交換器を通らずにそのまま排気口に至ることはなく、即ち、機内に入った外気のほぼ全量を熱交換器に通過させることができる。
【0022】
そして、前述の区画部は、筐体内を更に内外に区画するので、調和空気(熱交換後の空気)が筐体内に拡散しないようにすることができ、これによって、調和空気のほぼ全量が導出口を通過することができる。このため、例えば、調和空気は、導出口と連通した換気口を経て室内に供給され、この結果、筐体内での熱損失量が低下すると共に、室内に供給される調和空気の量が増える。これにより、室内温度とルームエアコンの設定温度の差が小さくなる時間が短縮され、ルームエアコンの立ち上がり時間も短縮することができるので、ルームエアコンの運転負荷軽減の効果を更に高めることができる。
【0023】
また、筐体が、ベース部、熱交換器保持構造部および水受け部が配置された基体と、正面壁部、周壁部および断熱構造部が配置されたカバー体とに分割可能な構造で、基体とカバー体とが着脱可能に構成されている場合は、基体とカバー体とが分割できることによって、最初に基体を壁面に設置し、次にカバー体を取り付けるだけで済むので、設置時の作業性が良い。
【0024】
そして、設置後は、基体とカバー体とが着脱できることによって、カバー体を取り外すだけ(基体は壁面に取り付けた状態のまま)で、熱交換器や水受け部の清掃等の分解メンテナンスを行いやすい。つまり、従来の外気調和機と比較して、メンテナンス等における作業性が向上している。なお、カバー体には正面壁部、周壁部および断熱構造部しか配置されていない構造で、比較的軽量にすることができることによって、取り外す際の肉体的負担を軽減することができる。
【0025】
一方、基体は、ベース部等が配置され、更に熱交換器保持構造部に熱交換器が取り付けられる構成であるため比較的重量が重いが、メンテナンスの際に取り外しが不要で、カバー体を外すだけで作業が開始できると共に、メンテナンスを要する部分が集中配置されているため、作業時間を短縮でき、作業者の負担を軽減することができる。
【0026】
また、第1の断熱構造部を含む正面壁部および第2の断熱構造部を含む周壁部が、外面板、外面板との間に空隙が生じるように所定間隔を空けて配置され、熱反射可能な内面板、および、空隙内において外面板との間に所定間隔の隙間である断熱領域が形成されるように配設された断熱材を有する構造である場合は、筐体の断熱性能を更に向上させることができる。
【0027】
通常、直射日光が当たる外面板(特に金属板)は高温になり、断熱材を直接貼設等すると熱による劣化が起きやすい。しかしながら、本発明では、外面板と断熱材の間の空気層が断熱領域となって断熱効果を発揮し、かつ、外面板に断熱材を直接貼設等されていないため、外面板からの直接伝熱による劣化を起きにくくすることができる。また、内面板が熱反射するので、熱交換器から放射された熱が正面壁部および周壁部に伝熱せずに反射し、熱交換器を通過する前の筐体内の空気へ熱が移動するので、熱交換の効率を更に向上させることができる。
【0028】
そして、断熱材は、外面板と内面板で覆われていることにより、日光や風雨に直接曝露されることによる劣化、および、機内に生じる結露の付着等による劣化を抑制すると共に、表面にカビが発生することも抑制することができる。これにより、室内に導入される調和空気が、断熱材に付着したカビや埃等によって汚染されない。
【0029】
また、ベース部の外面に、導出口の口縁に沿って形成された筒状の接続管部を有する場合は、設置対象(例えば、換気口が設けられた建物の壁面)への取り付けの際に、接続管部を換気口等に嵌着させるだけで位置決めができるため、施工作業の効率を高めることができる。そして、接続管部は、換気口等に嵌着させることで、取り付け後の壁面に加わる重力方向への荷重の一部を支えることができるので、取り付けた壁面に加わる負荷を軽減することができる。なお、換気口のサイズは規格で決まっているため、接続管部も規格に応じた数タイプを準備すれば足りる。
【0030】
また、水受け部が、ベース部に設けられた水受け支持部、水受け支持部に着脱可能に支持され、熱交換器に向けて開口すると共に、開口領域が対向する熱交換器の端面と同じ広さであるか、または、該端面よりも広く設けられ、底方向に向かうにつれて幅が徐々に窄まる形状のドレンパン、ドレンパン内の溜まり水を機外に排水可能な排水経路、および、ドレンパン外面に配設されたドレンパン用断熱材を有する構造である場合は、水受け部に溜まった結露水が排水経路を介して機外に自然排出されるため、機内を衛生的に保つことができると共に、排水のみを目的とした短期間でのメンテナンスが不要になる。
【0031】
前述の水受け支持部を有することにより、ドレンパンを支持して水受け部を構成することができる。また、例えば、基体とカバー体とが分割可能な構造の場合、水受け支持部がベース部に設けられていることで、カバー体の重量を軽減することができ、設置時やメンテナンス時にカバー体を着脱する際の作業負担を軽減することができる。
【0032】
ところで、仮に、矩形箱状で広く平坦な底面を有するドレンパンを本願発明に適用した場合、この底面に導入口から入った外気が当たって乱流が生じる等して、外気の円滑な流れが阻害されることがある。しかしながら、本発明で使用するドレンパンは、底方向に向かうにつれて幅が徐々に窄まる形状であるため、底面に当たる外気を分流し、導入口から熱交換器に至る外気がドレンパンの外表面を円滑に流れるようにすることができる。
【0033】
更に、ドレンパンは、その外面にドレンパン用断熱材が配設されていることによって、ドレンパンの外表面に結露が生じることを防止することができ、機内および機外を結露水で汚したり、垂れた結露水によって機体下方の周辺を汚したりしにくくすることができる。
【0034】
また、筐体は、少なくとも導入口を覆うようにフィルタ部材が取り付けられている場合は、フィルタ部材によって、小鳥や虫の侵入、ゴミが入って来ることを防止することができる。なお、フィルタ部材にHEPAフィルタのような高性能フィルタを使用することで、花粉やPM2.5のような粉塵等の室内への進入も防止することができる。
【0035】
また、筐体は、正面壁部がベース部と反対方向に膨出する形状に設けられている場合は、当該形状の採用により、正面壁部が平坦面のみにより構成されている場合と比較して、外部から加わる応力に対する強度を向上させることができる。そして、例えば、屋外に設置した場合には、風雨を逸らして正面壁部に加わる負荷を軽減することができる。
【0036】
更に、正面壁部が平坦面のみにより構成されている場合と比較して、熱交換器と正面壁部の内面側との間の間隔を広く取ることができるので、仮に屋外に設置した場合に、直射日光等により正面壁部等が熱を持ったとしても、熱の影響が熱交換器に及ばないか、あるいは及びにくいようにすることができる。
【0037】
上記の目的を達成するために本発明の換気システムは、換気口が形成され、換気口と室内空間を接続する導入経路を有する建物の外壁と、機外にある空気調和機の熱媒体回路に組み込まれたフィンチューブ式の熱交換器、および、熱交換器を格納し、換気口と連通する導出口が形成されると共に、外壁の屋外側に取り付けられたベース部、ベース部と対向配置され、第1の断熱構造部を含む正面壁部、正面壁部とベース部の間に設けられると共に、導出口から遠位となる位置に外気を導入可能な導入口が形成され、第2の断熱構造部を含む周壁部、熱交換器のフィンの長手方向と導入口から導出口に向かう方向とが略一致する態様で熱交換器が取り付けられると共に、正面壁部、ベース部および周壁部の各内面と熱交換器との間に所定間隔が空くように保持する熱交換器保持構造部、および、熱交換器と導入口の間に配設された水受け部を含む筐体を有する外気調和機とを備える。
【0038】
ここで、本発明の換気システムは、建物の外壁が換気口および導入経路を有することによって、外気を導入して室内の換気をすることができる。また、外壁に外気調和機を取り付けることができることによって、換気口および導入経路を通じて、未処理の外気そのものではなく、外気調和機により温調された調和空気として導入することができる。
【0039】
加えて、本発明の換気システムは、外気調和機の熱交換器が空気調和機(以下「ルームエアコン」)の熱媒体回路に熱交換器を組み込まれていることによって、熱交換器が、ルームエアコンの運転と連動して供給される熱媒体を用いて、導入された外気との間で熱交換して加熱あるいは冷却し、熱交換後の空気をルームエアコンの運転目的(暖房または冷房)に応じた温度に温調することができる。
【0040】
そして、このルームエアコンと熱交換器の連動によって、建物の室内(例えば、ルームエアコンの室内機が設置された室内は、供給される調和空気によって、ルームエアコンの目的温度との温度差が小さくなる。この結果、ルームエアコンの立ち上がり時間が短くて済むので、ルームエアコンの運転負荷を低減することができる。
【0041】
更に、前述したように、熱交換器は、ルームエアコンの運転と連動するものであるため、それ自体は電力を使用しない構造であり、このような構造および前述のルームエアコンの立ち上がり時間の短縮によって、省エネルギーに貢献することができる。
【0042】
更にまた、熱交換器が、小型軽量で熱交換効率の良いフィンチューブ式であるため、外気調和機の機体全体を小型軽量化することができる。この結果、設置状態で、壁面に加わる負荷を少なくすることができる。
【0043】
そして、本発明の換気システムでは、外気調和機の筐体がベース部を有することによって、建物の壁面の換気口とベース部の導出口とが連通した状態で建物の壁面に沿うように取り付けることができる。また、導出口を有することにより、調和空気を外部へ導出することができる。
【0044】
更に、筐体が正面壁部と周壁部を有することにより、これらの中に熱交換器等が囲まれる(格納される)ので、熱交換器等を外力による変形や汚れの付着から保護することができ、また、耐候性が向上し、製品寿命の延長化を図ることができる。そして、正面壁部と周壁部で機体の内外が区切られるので、調和空気が熱交換前の機外の空気と混じったり、調和空気が機外へ拡散したりしないようにすることができる。
【0045】
更にまた、筐体は、周壁部に導入口を有することにより、導入口から外気を導入することができる。また、導入口が導出口から遠位となる位置に形成されているので、導入口から入った外気が、ほとんど熱交換されずに導出口から直接出ることを抑制することができる。
【0046】
更にまた、外気調和機は、第1の断熱構造部および第2の断熱構造部を有することによって、外気の熱交換時における機外からの熱による影響を低減することができる。これにより、外気調和機が、夏期に当たる直射日光で正面壁部等の外表面が高温になったり、あるいは、冬期に当たる風雪等で正面壁部等の外表面が低温になったりしたとしても、これらの熱が機内(例えば、正面壁部等の内表面)に直接伝わらないか、または、伝わりにくいようにすることができる。これによって、調和空気が機外の環境に起因する熱の影響を受けることを抑制することができる。
【0047】
そして、外気調和機は、熱交換器保持構造部を有することによって、熱交換器が正面壁部、ベース部および周壁部の各内面に接触しないように保持し、正面壁部等からの熱移動が熱交換器に直接及ばないか、または及びにくいようにすることができる。また、保持された熱交換器のフィンの長手方向と導入口から導出口に向かう方向とが略一致しているため、導入口から入った外気がフィンの長手方向に沿って流れ、導出口から出ることになる。この結果、外気とフィンが触れる時間が長くなって、熱交換効率を向上させることができる。
【0048】
更に、外気調和機は、水受け部を有することによって、冷房運転時に熱交換器から生じる結露水を受けることができるようにしてある。例えば、導入口が下方を向く状態で外気調和機を設置することで、熱交換器の位置は導入口よりも上方向となり、熱交換器で生じて滴下する結露水は、導入口との間にある水受け部で受けることができる。これによって、結露水が導入口の下方へ直接滴下せず、結露水で外気調和機の下方が汚れることを抑制することができる。また、導入口が下方を向く状態で外気調和機を設置した場合、熱交換器のフィンの長手方向の延長上に水受け部があるので、フィンの表面に生じた結露はフィンに沿って滴下するので、効率よく結露水を集めることができる。
【0049】
加えて、水受け部が熱交換器と導入口の間に位置しているので、例えば、強風を伴う雨天時に、導入口から外気と共に巻き込まれた雨水が水受け部に当たって弾かれ、熱交換器に直接付着しにくいようにすることができる。
【0050】
また、建物の室内を空調する室内機、建物の外に設置される室外機、および室外機と室内機の接続配管である熱媒体回路を有し、外気調和機と連動するルームエアコンを備える場合は、外気調和機が稼動しているルームエアコンと連動するので、換気のために導入される調和空気が加温または冷却されたものであり、室内の空気の温度の上昇(暖房時)、あるいは、温度の下降(冷房時)を助けることができるので、より短い時間での室内における空気の調和が可能になる。この結果、ルームエアコンの立ち上がり時間を短縮することができるので、室内の空気調和を行うルームエアコンの運転負荷軽減の効果が更に高まり、ひいては省エネルギーに貢献することができる。