空气调节系统的制作方法

本发明涉及设置于办公室或酒店等的房顶并进行空气调节的系统。

背景技术：

在使用蒸汽对空气调节用空气进行加湿时，蒸汽被空调用空气吸收为止所需的蒸发吸收距离较长，因此需要较长较大的加湿空间。

专利文献1：日本特开2004-245538号公报。

技术实现要素：

发明要解决的问题：

因此，仅仅通过在房顶板内狭小空间里使用的、如风机盘管机组（fan coil unit）这样的小型空气调节器是难以进行蒸汽加湿的。因此，需要有另一个进行蒸汽加湿的空气调节器，存在空调系统成本升高的问题。

解决问题的手段：

本发明为了解决上述问题，具备：吹出空调用空气的空气调节器；在内部使空调用空气与蒸汽混合而对所述空调用空气进行加湿的加湿用腔室箱体；和以使所述空调用空气包围所述蒸汽同时使所述空调用空气产生两条旋流并与所述蒸汽混合的形式、设置于所述加湿用腔室箱体的内部的混合机构。

又，也可以是混合机构具备：设置为使所述空调用空气分叉为第一分流空气、第二分流空气和第三分流空气，且通过所述第一分流空气产生第一旋流的分叉构件；设置为使所述第三分流空气朝向流至所述第一旋流的下游区域的所述第一分流空气并流入的第一引导部；和设置为使所述第二分流空气与流至所述第一旋流的下游区域的所述第三分流空气相错开且相向地流动，从而产生第二旋流的第二引导部。

根据上述结构的发明，使空调用空气包围蒸汽同时使空调用空气产生两条旋流而与蒸汽混合，因此可促进空调用空气对蒸汽的吸收而增大单位时间的蒸汽吸收量。因此，蒸发吸收距离缩短而实现加湿空间的缩小和加湿用腔室箱体的小型化。又，蒸汽由空调用空气包围而不与加湿用腔室箱体的内表面直接接触，因此不会发生冷凝或结露等，加湿用腔室箱体无需隔热，降低成本。只要将本发明的加湿单元设置于办公室或酒店等狭小空间的房顶板内，并与风机盘管机组等小型空气调节器直接连接或者通过风道连接，便可以进行蒸汽加湿。此外，如果已设有空气调节器，则只需增设加湿单元便可以以低廉的价格进行更新。又，即便是温度和湿度较低的外气，只要进行蒸汽加湿就不存在加湿不足的担忧，通过将外气直接导入至风机盘管机组等小型的空气调节器，则无需另一个进行外气加湿的空气调节器，谋求成本降低。借助于加湿用腔室箱体，使空调用空气的噪声能量通过扩散和反射大幅度衰减，因此最适合酒店等要求静音性的场所，能够进行舒适性优异的空气调节。

又，也可以是分叉构件具备：与所述加湿用腔室箱体的内表面部隔着距离设置，并形成了使所述空调用空气通过而分别产生所述第二分流空气、所述第三分流空气、第四分流空气和第五分流空气的四个间隙部的挡壁部；和以使所述空调用空气穿过所述挡壁部而产生所述第一分流空气和所述第一旋流的形式设置于所述挡壁部的开口部。

根据上述结构的发明，借助于开口部，可增加通过开口部的空调用空气的风速而提高雷诺数，在开口部的下游区域确实地产生第一旋流，可以将空调用空气与蒸汽混合而进行加湿。此外，仅仅是在挡壁部上设置开口部的简单结构，因此能够以低成本进行制造。

又，也可以是第一引导部由与所述第三分流空气碰撞从而使所述第三分流空气的行进方向朝向所述第一旋流的下游区域的第一风向调节板构成；第二引导部由与所述第二分流空气碰撞从而使所述第二分流空气的行进方向朝向与所述第三分流空气相错开且相向的方向的第二风向调节板构成。

根据上述结构的发明，通过第一风向调节板和第二风向调节板，可使第二分流空气与第三分流空气相错开且相向从而使空调用空气旋转，从而确实地产生第二旋流，可以将空调用空气与蒸汽混合并进行加湿。此外，仅仅是设置第一风向调节板和第二风向调节板的简单结构，因此无需通过多个构件将加湿用腔室箱体的内部复杂地进行分隔，能够以低成本进行制造。

又，也可以是具备以在产生第一旋流的区域排放所述蒸汽的形式设置于所述加湿用腔室箱体的内部的喷雾管。

根据上述结构的发明，在产生第一旋流的区域排放蒸汽，因此使空调用空气高效且迅速地吸收蒸汽，增大有效加湿量。

又，也可以是还具备向所述喷雾管输送所述蒸汽的电极式蒸汽发生器；所述蒸汽发生器具备使电极间的电压升压的升压变压器。

根据上述结构的发明，在电极式蒸汽发生器中例如可以使用100V的电源且400V的电极，因此电极面积大幅度缩小，加湿能力保持不变但谋求加湿器的小型化。因此，也可以设置于办公室或酒店等的房顶板等狭小空间内，可以容易进行蒸汽加湿。

又，也可以是还具备在所述喷雾管的上风侧进行加湿的汽化式加湿器；将所述汽化式加湿器的加湿不足部分由所述喷雾管加湿以补充。

根据上述结构的发明，主要通过运行成本较少的汽化式加湿器进行加湿并仅将不足部分由蒸汽进行加湿，因此加湿成本极少，而且在低空调负荷时通过蒸汽进行加湿制暖以及低温加湿，从而可以同时实现节能性和舒适性。

又，也可以是还具备使作为所述空调用空气导入的外气与回风混合的混合用腔室箱体，所述混合用腔室箱体具备设置为使回风流入的回风通路、和设置为使所述外气从与所述回风的气流交叉的方向流入所述回风通路的外气通路。

根据上述结构的发明，通过混合用腔室箱体使外气与回风交叉而强制地产生湍流，可以促进具有温差的外气与回风的混合。因此，在短距离内实现温度平均的混合空气。因此，混合用腔室箱体变得紧凑，可以防止热交换不均和加湿不均，从而消除空气调节不均的情况而改善舒适性。使用混合用腔室箱体将外气与回风导入至空气调节器中，以此即便是风机盘管机组等小型空气调节器，也能够进行和大型空气处理单元相当的空气调节，从而谋求成本的降低。

又，也可以是所述混合用腔室箱体具备阶梯部，所述阶梯部设置为在比所述外气与所述回风交叉的区域靠近上游侧的位置上使所述外气碰撞而扩大所述外气的气流宽度。

根据上述结构的发明，通过阶梯部，以扩大外气的气流宽度的状态与回风交叉，从而甚至在混合用腔室箱体的各个角落也都能强制地产生湍流，可以进一步促进外气与回风的混合。因此，可以在更短的距离内形成温度平均的混合空气。因此，进一步使混合用腔室箱体变得紧凑，可以确实地防止热交换不均和加湿不均，从而消除空气调节不均的情况而进一步改善舒适性。此外，混合空气的噪声能量通过阶梯部进行扩散并反射而大幅度衰减。因此，最适合使用于酒店等要求静音性的场所，能够进行舒适性优异的空气调节。

又，也可以是具备控制装置，所述控制装置形成为如下结构：在空调负荷最大时，使多台所述空气调节器以最大空调能力同时运行，且所述空调负荷每减少相当于一台所述空气调节器的最大空调能力的量，就使一台所述空气调节器停止运行。

根据上述结构的发明，根据空调负荷的减少，完全停止不需要运行的空气调节器，因此不存在运行能量的浪费而实现节能。此外，在过渡期间等空调负荷较少时，能够实现空调能力无过量或不足的适温空气调节，能够改善舒适性和节能性。

又，也可以是具备通过被供给的所述空调用空气诱导并混合被空调空间的空气后向所述被空调空间吹出的格栅型诱导吹出口。

又，也可以是具备通过被供给的所述空调用空气诱导并混合被空调空间的空气后向所述被空调空间吹出的恒速式诱导吹出口。

又，也可以是具备通过被供给的所述空调用空气诱导并混合被空调空间的空气后向所述被空调空间吹出，且将诱导混合空气的热向所述被空调空间辐射的诱导辐射单元。

根据上述结构的发明，将被空调空间的空气进行诱导并与空调用空气混合，以此可以使向被空调空间吹出的空气温度接近被空调空间的温度。因此，可以防止冷气或被空调空间的温度不均、结露等，谋求舒适性的改善。此外，可以使空调用空气的单位风量的冷却能量或加热能量增大而减少供给风量，通过送风动力削减和风道等设备的小型化而谋求成本的降低。

而且，根据上述结构的发明，通过冷风或暖风的强制对流与热辐射的相乘效果，甚至在被空调空间的各个角落都能够实现温度的均一化，进一步改善舒适性。

又，也可以是在所述加湿用腔室箱体的上游具有热交换器，该热交换器的传热管由椭圆管构成。

根据上述结构的发明，传热管为椭圆管因此压力损失小，可谋求风机或热交换器乃至空气调节器的小型化，从而使房顶板内部等狭小空间内的设置变得更容易。

附图说明

图1是从侧方观察本发明的空气调节系统的要部的图；

图2是从上方观察图1的图；

图3是从斜上方观察加湿用腔室箱体的立体图；

图4是图2的X-X截面的要部放大图；

图5是从斜上方观察混合用腔室箱体的立体图；

图6是从图1的方向观察混合用腔室箱体的剖视图；

图7是从上方观察空调系统的整体结构的简略图；

图8是从侧方观察空调系统的整体结构的简略图；

图9是从斜下方观察恒速式诱导吹出口（anemostat type difuser）的立体图；

图10是从图8的方向观察恒速式诱导吹出口内部的剖视图；

图11是从斜下方观察诱导辐射单元的立体图；

图12是从空调用空气入口的方向观察诱导辐射单元的剖视图；

图13是从侧方观察本发明的其他实施形态的图；

图14是从斜上方观察其他实施形态的混合用腔室箱体的立体图；

图15是从图13的方向观察其他实施形态的混合用腔室箱体的剖视图；

图16是从斜下方观察格栅型诱导吹出口的立体图；

图17是从图13的方向观察格栅型诱导吹出口的剖视图；

符号说明：

1 加湿用腔室箱体；

2 混合机构；

3 分叉构件；

4 第一引导部；

5 第二引导部；

6 间隙部；

7 内表面部；

8 外表面部；

9 挡壁部；

10 开口部；

11 第一风向调节板；

12 第二风向调节板；

13 喷雾管；

14 蒸汽发生器；

15 升压变压器；

16 汽化式加湿器；

17 电极；

21 热交换器；

23 空气调节器；

26 传热管；

28 混合用腔室箱体；

29 回风通路；

30 外气通路；

31 阶梯部；

32 控制装置；

33 格栅型诱导吹出口；

34 恒速式诱导吹出口；

35 诱导辐射单元；

A 第一分流空气；

B 第二分流空气；

C 第三分流空气；

D 第四分流空气；

E 第五分流空气；

F 第一旋流；

G 第二旋流；

S 被空调空间。

具体实施方式

图1至图8示出本发明的空气调节系统的一种实施形态。各图中的粗点线箭头表示空调用空气的流动方向。该空气调节系统具备：吹出空调用空气的空气调节器23；在内部使空调用空气与蒸汽混合，以此使空调用空气吸收蒸汽的水分的加湿用腔室箱体1；汽化式加湿器16；蒸汽加湿器18；使作为空调用空气导入的外气与回风混合的混合用腔室箱体28；通过被供给的空调用空气诱导并混合被空调空间S的空气后向被空调空间S吹出的恒速式诱导吹出口34（图8）；通过被供给的空调用空气诱导并混合被空调空间S的空气后向被空调空间S以整流状态吹出、且将诱导混合空气的热向被空调空间S进行辐射的诱导辐射单元35（图8）；和控制空气调节器23的运行的控制装置32（图7）。

加湿用腔室箱体1具备：设置于加湿用腔室箱体1的内部、并使空调用空气包围蒸汽同时使空调用空气产生两个旋流F、G而与蒸汽混合的混合机构2。混合机构2具备分叉构件3、第一引导部4和第二引导部5。分叉构件3以如下形式设置于加湿用腔室箱体1的内部：使空调用空气分叉为第一分流空气A、第二分流空气B和第三分流空气C，且通过第一分流空气A产生第一旋流F，并且使第一分流空气A以夹在第二分流空气B和第三分流空气C之间的状态流动。

分叉构件3具备挡壁部9和开口部10。加湿用腔室箱体1的内部的空气流通通路由加湿用腔室箱体1的内表面部7构成。挡壁部9的外表面部8与该内表面部7隔着距离设置，从而形成四个间隙部6（图示的挡壁部9的上方、下方、左侧、右侧这四个）。使空调用空气通过四个间隙部6，从而分别产生第二分流空气B、第三分流空气C、第四分流空气D和第五分流空气E。分叉构件3通过未图示的构件支持于加湿用腔室箱体1。

开口部10沿着横穿空调用空气的气流且在水平方向上延伸的线设置于挡壁部9。使空调用空气穿过挡壁部9而产生第一分流空气A。开口部10在由四个间隙部6包围的位置上设置于挡壁部9，以使第一分流空气A以被第二分流空气B、第三分流空气C、第四分流空气D和第五分流空气E包围的状态流动。

对于开口部10，空调用空气通过开口部10时与开口部10的边缘接触，从而在其下游区域产生第一旋流F。开口部10的空气通过截面积小于加湿用腔室箱体1的内部的空气流通通路的空气通过截面积，因此使空调用空气通过开口部10，以此增加空调用空气的风速，提高雷诺数。因此，在开口部10的下游区域产生卡门涡街或湍流等的第一旋流F。

第一引导部4以使第三分流空气C朝向流至第一旋流F的下游区域的第一分流空气A并向上方流入的形式设置于加湿用腔室箱体1的内部。第二引导部5以如下形式设置于加湿用腔室箱体1的内部：使第二分流空气B与流至第一旋流F的下游区域的第三分流空气C相错开且相向地向下方流动，从而产生第二旋流G。即，在与第三分流空气C和第一分流空气A合流位置相比靠近下游侧处，第二分流空气B与第三分流空气C相错开且相向流动地合流，通过这些第三分流空气C和第二分流空气B使空调用空气旋转，从而产生第二旋流G。

第一引导部4由与第三分流空气C碰撞从而使第三分流空气C的行进方向朝向第一旋流F的下游区域的第一风向调节板11构成。第二引导部5由与第二分流空气B碰撞从而使第二分流空气B的行进方向折返而朝向与第三分流空气C相错开且相向的方向的第二风向调节板12构成。

由平坦的薄板形成的第一风向调节板11沿着横穿空调用空气的气流且在水平方向上延伸的线设置于加湿用腔室箱体1的内部。第一风向调节板11以朝向第一旋流F的下游区域向斜上方突出的形式配置于第三分流空气C的流路的中途。

由平坦的薄板形成的第二风向调节板12沿着横穿空调用空气的气流且在水平方向上延伸的线设置于加湿用腔室箱体1的内部。第二风向调节板12以相对于第一旋流F的下游区域与第一风向调节板11呈线对称，且朝向第一旋流F的下游区域向斜下方突出的形式配置于第二分流空气B的流路的中途。

蒸汽加湿器18由如下部件构成：以在产生第一旋流F的区域排放蒸汽的形式设置于加湿用腔室箱体1的内部的喷雾管13；和向喷雾管13输送蒸汽的电极式蒸汽发生器14。电极式蒸汽发生器14，向浸渍于水容器19内部的水中的电极17、17之间施加电压而使电流流通，并且通过焦耳热使水沸腾，从而产生蒸汽。蒸汽发生器14具备使电极17、17之间的电压升压的升压变压器15。通过水的供给和排出增减接触水的电极17表面积，以此改变电流值，从而控制蒸汽发生量。

喷雾管13具有在管的轴方向上相互隔着距离设置的多个喷雾孔20。蒸汽发生器14通过软管（hose）使加湿用蒸汽从喷雾管13的喷雾孔20向斜上方（下游上方）排放。喷雾管13沿着横穿空调用空气的气流且在水平方向上延伸的线设置于挡壁部9的内部。挡壁部9的下部形成为托盘形状并接住从喷雾管13排出的排液（drain），将该排液通过软管（图4的粗线）排出至接水盘（drain pan）27。在该喷雾管13的上风侧通过汽化式加湿器16进行加湿，将汽化式加湿器16的加湿不足部分由喷雾管13加湿以补充。

加湿用腔室箱体1形成为使构成所述空气流通通路的内表面部7的一部分向上方凸出的形状。借助于此，防止因试图上升的蒸汽与加湿用腔室箱体1的内表面部7接触而生成的结露。又，通过该形状，将空调用空气的噪声能量进行扩散并反射从而衰减。

空调用空气由具有热交换器21和风机22的空气调节器23送入至加湿用腔室箱体1的内部。使该空气调节器23的空气吹出部与加湿用腔室箱体1的空气入口连接，并且使该空气调节器23与蒸汽发生器14一起悬吊设置于房顶板49内。加湿用腔室箱体1的空气出口与分流用腔室箱体24连接。

热交换器21是将多个传热管26插入于多个传热板25而形成的，在传热管26的内部流动的热交换介质与通过热交换器21的空调用空气借助于传热管26以及传热板25进行热交换。作为该热交换介质，可以使用水或水溶液等的热源水，或者可以使用氟利昂等制冷剂或其他各种介质等。通过使风机22旋转，以此使外气或回风等空调用空气通过热交换器21而变成温风或冷风，并且借助于加湿用腔室箱体1、分流用腔室箱体24、风道等向室内等被空调用空间进行供气。如果使传热管26形成为椭圆管，则压力损失减少而谋求风机22和热交换器21乃至空气调节器23的小型化，更容易设置于房顶板49内等狭小空间。

在加湿用腔室箱体1的内部，被送入的空调用空气与分叉构件3的挡壁部9碰撞，从开口部10和四个间隙部6流出，从而分叉为第一分流空气A、第二分流空气B、第三分流空气C、第四分流空气D和第五分流空气E。空调用空气通过开口部10，以此在开口部10的下游区域产生第一旋流F。在产生该第一旋流F的区域中排放蒸汽，通过第一旋流F使空调用空气吸收蒸汽，从而进行第一次加湿。加湿的空调用空气与剩余的蒸汽一起流至第一旋流F的下游区域。

第三分流空气C与第一引导部4碰撞而流至第一旋流F的下游区域。第二分流空气B与第二引导部5碰撞而与第三分流空气C相错开且相向地流至第一旋流F的下游区域。第二分流空气B与第三分流空气C相错开且相向流动，以此使空调用空气旋转而产生第二旋流G。通过该第二旋流G使空调用空气吸收剩余的蒸汽，进行第二次加湿。进行第二次加湿的空调用空气流向加湿用腔室箱体1的空气出口。另外，从喷雾管13排放的蒸汽由第二分流空气B、第三分流空气C、第四分流空气D和第五分流空气E包围，且通过第二次加湿完全被空调用空气吸收，因此不会与加湿用腔室箱体1的内表面接触。

如图7和图8所示，分流用腔室箱体24的空气出口与恒速式（anemo）诱导吹出口34以及诱导辐射单元35以通过风道36相连通的形式连接。混合用腔室箱体28的外气入口与送入外气的风道36以连通的形式连接。房顶上部空间37作为房顶腔室而利用，并且通过回风口38向混合用腔室箱体28导入回风。使该回风和外气在混合用腔室箱体28内混合，并且通过热交换器21变成温风或冷风的空调用空气。对于空调用空气，根据需要在加湿用腔室箱体1中加湿，并且通过分流用腔室箱体24和风道36向室内等被空调空间S供气。

控制装置32由微型处理器或各种传感器等构成。控制装置32在空调负荷最大时，可以使多台空气调节器23以最大空调能力同时运行。又，形成为如下结构：空调负荷每减少相当于一台空气调节器23的最大空调能力的量，就使一台空气调节器23停止运行，且空调负荷每增加相当于一台空气调节器23的最大空调能力的量，就使一台空气调节器23开启运行。

如图5和图6所示，混合用腔室箱体28具备：以使回风流入的形式设置于混合用腔室箱体28的内部的回风通路29；以使外气从与回风的气流交叉的方向朝向回风通路29流入的形式设置于混合用腔室箱体28的内部的外气通路30；和设置于混合用腔室箱体28的内部，且设置为在比外气与回风交叉的区域靠近上游侧的位置上使外气碰撞而扩大外气的气流宽度以接近回风的气流宽度的阶梯部31。外气通路30的通风截面积设定为小于回风通路29的通风截面积。以使外气的气流与回风的气流倾斜地交叉的形式倾斜地设置阶梯部31。

如图9和图10所示，恒速式诱导吹出口34具备空气喷出口39、诱导口40、混合空气吹出风通路41以及诱导风通路42。流入恒速式诱导吹出口34内部的空调用空气通过空气喷出口39并朝向诱导口40喷出。此时，空气喷出口39和诱导口40之间的间隙变成负压，从而通过诱导风通路42诱导被空调空间S的空气。该诱导空气与空调用空气混合后，作为诱导混合空气通过混合空气吹出风通路41朝向被空调空间S吹出。

如图11以及图12所示，诱导辐射单元35具备吹出口43、诱导口44、诱导通路45、辐射整流器46以及诱导混合辐射壳体47。在流入诱导辐射单元35的空调用空气从吹出口43吹出时，吹出口43和诱导口44之间的间隙变成负压，从而通过诱导通路45诱导被空调空间S的空气。该诱导空气与空调用空气在诱导混合辐射壳体47内混合并扩散从而变成整流气体，并且作为诱导混合空气从孔部48向被空调空间S流出。此时，诱导混合空气的热传递至辐射整流器46和诱导混合辐射壳体47，向被空调空间S进行热辐射。

图13至图17示出变更上述实施形态的一部分以能够设置在酒店等的房顶板49内的结构。混合用腔室箱体28具备：以使回风流入的形式设置于混合用腔室箱体28内部的回风通路29；和以使外气从与回风气流直角交叉的方向流入回风通路29的形式、设置于混合用腔室箱体28内部的外气通路30。外气通路30的通风截面积设定为小于回风通路29的通风截面积。回风通路29的空气入口与回风吸入板50以相连通的形式连接，并且从室内等被空调空间S导入回风。加湿用腔室箱体1的空气出口与格栅型诱导吹出口33以相连通的形式连接而向被空调空间S供气，该格栅型诱导吹出口33通过被供给的空调用空气诱导并混合被空调空间S的空气后向被空调空间S吹出。其他结构与上述实施形态相同，因此省略说明。

如图16和图17所示，格栅型诱导吹出口33具备空气喷出口51、诱导口52a、诱导口52b、混合空气吹出风通路53以及诱导风通路54。流入格栅型诱导吹出口33内部的空调用空气通过空气喷出口51后向上风侧的诱导口52a喷出。此时，空气喷出口51与上风侧的诱导口52a之间的间隙变成负压，从而通过诱导风通路54诱导被空调空间S的空气。该诱导空气与空调用空气混合并吹入至下风侧的诱导口52b，从而进一步将被空调空间S的空气通过诱导风通路54进行诱导。该诱导空气与空调用空气混合后，作为诱导混合空气通过混合空气吹出风通路53向被空调空间S吹出。

另外，本发明不限于上述实施形态，如以下记载在不脱离本发明主旨的范围内可以自由变更设计。空气调节器23与加湿用腔室箱体1直接连接，但是也可以通过风道连接。蒸汽加湿器18除了电极式以外还可以是其他公知的电热式等各种蒸汽加湿器。汽化式加湿器16不仅可以设置于空气调节器23的内部，而且还可以设置于加湿用腔室箱体1的内部。也可以省略汽化式加湿器16，仅执行通过蒸汽加湿器18的蒸汽加湿。与此相反地，如果省略蒸汽加湿器18，而仅将汽化式加湿器16设置于加湿用腔室箱体1的内部，则可以设置饱和效率（加湿能力）较大的汽化式加湿器。在混合用腔室箱体28的回风通路29的空气入口和外气通路30的空气入口处，可以设置风量调节用风门。也可以省略混合用腔室箱体28，仅将外气或回风导入至空气调节器23。