JP2970272B2 - 空調システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調システムに係り、
特にオフィスオートメーション機器等の発熱体からの熱
で年間冷房を必要とする事務室等における空調システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピューターやワー
クステーション等のオートメーション機器（以下ＯＡ機
器という）を多数設置するインテリジェントビル等で
は、床をフリーアクセスフロア等で二重床に形成し、Ｏ
Ａ機器用の動力配線やローカルエリアネットワーク（Ｌ
ＡＮ）等の通信ケーブルをこの二重床の間に配線してい
る。これに伴い、二重床を床吹き出し空調システムのチ
ャンバとして利用することが多くなってきた。即ち、空
調機から二重床に供給された空調空気を、二重床に形成
された吹出口から室内に吹き出し、天井チヤンバに形成
された還気口から吸い込んで空調機に戻す方式である。

【０００３】また、このように多数のＯＡ機器が設置さ
れた事務室では、ＯＡ機器等からの発熱により室内顕熱
が増加して事務室内の温度が高くなるので、年間を通じ
て冷房空調を行う傾向がある。しかし、冬期に事務室内
を冷房する場合、インテリアゾーンを適温に調節すると
外気の冷たい輻射冷熱で冷やされるぺリメータゾーンで
は冷え過ぎるという欠点がある。この欠点を解消する
為、従来の空調システムでは、図５に示すように、事務
室１を年間を通じて冷房する図示しない空調機とは別
に、冬期にぺリメータゾーン２を暖房する為に、熱交換
器３、ファン４から成るファンコイルユニット５を設け
て、天井チヤンバ６のぺリメータゾーン２側に形成され
た吹出口７から暖気を吹き出してぺリメータゾーン２を
暖房していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空調システムは、冬期にぺリメータゾーン２に暖気を直
接吹き出してぺリメータゾーン２を暖房する方式であ
る。この為、インテリアゾーン８とぺリメータゾーン２
との境界域においてインテリアゾーン８の冷気とぺリメ
ータゾーン２の暖気が混合されるので熱エネルギーロス
が大きくなる。この結果、ぺリメータゾーン２の暖房効
率が悪くなるばかりでなくインテリアゾーン８が冷えに
くくなるので、空調機からの空調空気９の温度を下げざ
るをえなくなり電力費が嵩むという問題がある。

【０００５】このような背景から冬期にペリメータゾー
ン２を効率的に暖房できる省エネタイプの空調システム
が要望されている。また、夏期には外気の高温輻射熱の
影響によりペリメータゾーン２が冷えにくくなるという
問題もあり、この対策についても要望されている。本発
明は、このうような事情に鑑みてなされたもので、ぺリ
メータゾーンの暖気とインテリアゾーンの冷気との混合
による熱エネルギーロスがないようにぺリメータゾーン
の温度管理を行うことができるので、空調機の負荷が減
り省エネ空調のできる空調システムを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、空調機から床下チヤンバを介して、インテリ
アゾーンとぺリメータゾーンとから成る空調ゾーンに空
調空気を吹き出し、天井チヤンバから吸気して再び前記
空調機に戻して循環する空調システムに於いて、前記ぺ
リメータゾーンの壁及び／又は窓を二重構造に形成して
通路を形成し、前記天井チヤンバ又は前記空調ゾーンの
上部に連通させると共に、前記天井チヤンバに吸気され
た空気の一部又は前記空調ゾーンの上部の空気の一部を
前記通路に送気する送気手段を設けて成ることを特徴と
することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明によれば、前記ぺリメータゾーンの壁及
び窓を二重構造に形成して通路を形成し、天井チヤンバ
又は空調ゾーン上部に連通させると共に、前記天井チャ
ンバに吸気された空気の一部又は前記空調ゾーン上部の
空気の一部を送気手段で前記通路に送気するようにし
た。即ち、空調機から床下チャンバに供給された冷房用
空調空気は空調ゾーンに吹き出されてＯＡ機器等で温め
られた後、天井チヤンバから吸気されて空調機に戻る。
この時、前記送気手段を作動させると、前記天井チャン
バに吸気された空気の一部又は前記空調ゾーン上部の空
気の一部は前記通路に送気される。

【０００８】これにより、冬期にぺリメータゾーンの暖
房が必要な場合は、冬の低温輻射熱で冷えたぺリメータ
ゾーンの壁や窓を温めることができるので、外気の低温
輻射熱の影響を低減することができると共に、温められ
た壁や窓の温熱によりぺリメータゾーンを輻射暖房する
ことができる。また、夏期に外気の高温輻射熱で熱せら
れてぺリメータゾーンの壁や窓の温度が天井チャンバに
吸気された空気又は前記空調ゾーン上部の空気の温度よ
り高くなった場合、天井チヤンバ又は空調ゾーン上部の
空気を前記通路に送気することにより前記壁や窓を送気
する空気の温度まで冷やすことができるので、高温輻射
熱の影響を低減できると共に、冷やされた壁や窓の冷熱
によりぺリメータゾーンを輻射冷房することができる。
仮に、天井チャンバに吸気された空気又は前記空調ゾー
ン上部の空気温度が高すぎて、二重構造内に送気すると
かえって壁や窓を温めてしまう場合は、送気手段の作動
を停止して二重構造内の送気を中止する。

【０００９】このように、本発明の空調システムは、天
井チャンバに吸気された空気の一部又は前記空調ゾーン
上部の空気の一部を前記通路に送気してぺリメータゾー
ンの温度管理をするようにしたので、従来の空調システ
ムのように、インテリアゾーンの冷気とぺリメータゾー
ンの暖気とが混合することによる熱エネルギーロスがな
くなり省エネ空調を行うことができる。

【００１０】更に、本発明では、前記通路の入口近傍に
空気量を調整するダンパを設けると共に、前記窓近傍に
ぺリメータゾーンの温度と輻射温度とを検出する検出手
段を設けた。そして、制御手段により前記温度と輻射温
度の算術平均値である作用温度（人間が体感温度として
感じる温度）を算出し、この算出値が予め設定した設定
温度になるように前記ダンパの開度を制御するようにし
た。これにより、ペリメータゾーンの温度変化が少なく
なり、空調機から供給する空調空気の温度を安定化させ
ることができので、更に省エネ空調を行うことができる
と共に、輻射熱を加味してぺリメータゾーンの温度を管
理できるので、ぺリメータゾーンの快適性を向上させる
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る空調シス
テムの好ましい実施例について詳説する。尚、本発明の
空調システムは、オフィスオートメーション機器等の発
熱体からの熱で年間冷房を必要とする事務室等における
空調システムに関するもので、ぺリメータゾーンの温度
管理を効率的に行うものである。

【００１２】図１に示すように、インテリアゾーンと１
２ぺリメータゾーン１４とから成る事務室１６の床１８
には主として送気ファン２０Ａから成る複数の吹出しユ
ニット２０が設けられ、天井２２には複数の吸気口２
４、２４…が形成されている。また、事務室１６の床下
には床下チヤンバ２６が形成され天井裏には天井チヤン
バ２８が形成され、床下チヤンバ２６は送気ダクト３０
を介して空調機３２の送気側に連通し、天井チヤンバ２
８は還気ダクト３４を介して空調機３２の吸気側に連通
している。また、還気ダクト３４の入口には還気用ダン
パ３６が設けられ天井チャンバ２８から空調機３２に還
気される空気量を調整できるようになっている。また、
還気ダクト３４には外気取入ダクト３８が分岐し、外気
取入ダクト３８に設けられた外気用ダンパ４０により外
気の取り入れ量を調節できるようになっている。また、
空調機３２は冷却器４２及び送風機４４から構成され天
井チャンバ２８から還気される空気を冷却して再び床下
チャンバ２６に送気するようになっている。

【００１３】次に、本発明の改良部分を説明すると、事
務室１６のペリメータゾーン１４の壁４６や窓４８は二
重構造に形成されており、空気の通路４９を形成してい
る。そして、前記通路４９の上端は天井チャンバ２８に
連通し、下部は下部排出口５０を介して外部に連通して
いる。また、天井チヤンバ２８内のぺリメータゾーン１
４側にはぺリメータ用送風機５２が設けられ、ぺリメー
タ用送風機５２の送気口５２Ａが二方に分岐され、一方
は送気用ダンパ５４を介して前記通路４９に送気できる
ようになっており、他方は排気用ダンパ５６を介して外
部に連通する上部排出口５８に繋がっている。また、ぺ
リメータゾーン１４の窓４８にはペリメータゾーン１４
の温度と輻射温度を検出する温度センサ６０が設けら
れ、ケーブル６２を介して作用温度（人間が体感温度と
して感じる温度）算出する作用温度演算器６４に接続さ
れている。また、作用温度演算器６４はケーブル６６を
介してコントローラ６８に接続され、コントローラ６８
は夫々のケーブル７０、７２を介して送気用ダンパ５４
と排気用ダンパ５６の駆動部に接続されている。

【００１４】次に、上記の如く構成された本発明の空調
システム１０の作用を以下に説明する。空調機３２で空
調された略２０℃の冷房用空調空気７４は、送気ダクト
３０、床下チヤンバ２６を通り、吹出しユニット２０に
より事務室１６に吹き出される。事務室１６に吹き出さ
れた冷房用空調空気７４は、事務室１６のＯＡ機器７６
照明器具７８、人体８０等の発熱体からの熱を吸収し、
略３０℃程度まで温められて軽くなり上昇する。上昇し
た空気８２は、天井２２面の吸気口２４を介して天井チ
ヤンバ２８へ吸気される。天井チヤンバ２８へ吸気され
た空気８２は天井チヤンバ２８及び還気ダクト３４を通
り外気取入ダクト３８から新鮮な外気を補充して空調機
４０に戻る。この時、前記ぺリメータ用送風機５２を作
動させると、ぺリメータ用送風機５２に吸気された天井
チヤンバ２８の空気は、一部が前記通路４９に送気され
て下部排出口５０から外部に放出され、残りの空気は上
部排出口５８から外部に排出される。そして、前記通路
に送気される空気量は送気用ダンパ５４と排気用ダンパ
５６との開度により調節され、これらダンパ５４、５６
の開度は次のように制御される。即ち、ペリメータゾー
ン１４の窓４８に設けられた温度センサー６０によりペ
リメータゾーン１４の温度と輻射温度が検出され、作用
温度演算器６４に入力される。作用温度演算器６４では
ペリメータゾーン１４の温度及び輻射温度の算術平均値
を算出すると共に、前記算出値と予め作用温度演算器６
４に入力された設定温度との比較演算が行れ、その比較
演算値がコントローラ６８に入力される。そして、コン
トローラ６８により前記算定値が前記設定温度に収束す
るように送気用ダンパ５４及び排気用ダンパ５６の開度
が夫々制御される。

【００１５】例えば、冬期に外気の低温輻射熱でぺリメ
ータゾーン１４の壁４６や窓４８が冷やされて前記作用
温度が低くなっている場合、図２に示すように送気用ダ
ンパ５４が全開、排気用ダンパ５６が全閉になり、ぺリ
メータ用送風機５２から送気される天井チヤンバの空気
は全て前記通路４９に送気される。そして、前記作用温
度が設定温度になったら送気用ダンパ５４及び排気用ダ
ンパ５６の開度が調節されて作用温度を設定温度を維持
する。これにより、冬の低温輻射熱で冷えたぺリメータ
ゾーン１４の壁４６や窓４８を温めることができるの
で、外気の低温輻射熱の影響を低減することができると
共に、温められた壁４６や窓４８の温熱によりぺリメー
タゾーン１４を輻射暖房することができる。

【００１６】また、夏期に外気の高温輻射熱の影響が小
さくペリメータゾーン１４の壁４６や窓４８が熱くなら
ない場合、即ち天井チャンバ２８に吸気された空気温度
が作用温度より高く、前記通路４９に送気するとかえっ
て壁４６や窓４８を温めてしまう為に作用温度が設定温
度から離れてしまう場合は、図３に示すように送気用ダ
ンパ５４が全閉、排気用ダンパ５６が全開になり、ぺリ
メータ用送風機５２から送気される天井チヤンバ２８の
空気は全て上部排出口５８から外部に排気されて事務室
内の換気だけを行う。しかし、外気の高温輻射熱の影響
が大きくペリメータゾーン１４の壁４６や窓４８が熱く
なっている場合、即ち天井チャンバ２８に吸気された空
気温度が作用温度より低い場合は、図２に示したと同じ
ように送気用ダンパ５４が開、排気用ダンパが閉にな
り、天井チヤンバ２８の空気は前記通路４９に送気され
る。これにより、外気の高温輻射熱で熱くなったペリメ
ータゾーン２８の壁４６や窓４８を送気する空気温度ま
で冷やすことができるので、高温輻射熱の影響を低減で
きると共に、冷やされた壁４６や窓４８の冷熱によりぺ
リメータゾーンを輻射冷房することができる。

【００１７】このように、本発明の空調システム１０は
ぺリメータゾーン２８の壁４６や窓４８を二重構造にし
て通路４９を形成し、この通路４９に天井チャンバ２８
に吸気された空気を送気するようにしたので、従来の空
調システムのように、インテリアゾーンの冷気とペリメ
ータゾーンの暖気とが混合することによる熱エネルギー
ロスがない。これにより、冬期にはぺリメータゾーンの
暖房効率を良くできるばかりでなく、混合によりインテ
リアゾーンが冷えにくくなるという弊害がないので、空
調機３２からの空調空気７４の温度を必要以上に下げる
必要がなくなり省エネ空調を行うことができる。また、
夏期においても高温輻射熱の影響が低減されてぺリメー
タゾーン１４が冷え易くなるので、ぺリメータゾーンを
冷やす為に空調機３２からの空調空気７４の温度を必要
以上に下げる必要がないので、省エネ空調を行うことが
できる。

【００１８】また、送気用ダンパ５４及び排気用ダンパ
５６の開度を制御できるようにして、ぺリメータゾーン
１４を設定温度に収束させるようにした。これにより、
ペリメータゾーン１４の温度変化が少なくなり、空調機
３２から供給する空調空気７４の温度を安定化させるこ
とができので、省エネ空調を行うことができると共に、
輻射熱を加味してぺリメータゾーン１４の温度を管理で
きるので、ぺリメータゾーン１４の快適性を向上させる
ことができる。

【００１９】尚、本実施例ではぺリメータ用送風機５２
を設けて前記通路４９内に強制的に送気するようにした
が、送気量を特に問題にしなくてよい場合には、図４の
ようにぺリメータ用送風機５２を省略することもでき
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空調
システムによれば、ぺリメータゾーンの壁及び窓を二重
構造に形成して通路を形成し、天井チヤンバ又は空調ゾ
ーン上部に連通させると共に、前記天井チャンバに吸気
された空気の一部又は前記空調ゾーン上部の空気の一部
を送気手段で前記通路に送気するようにした。これによ
り、冬期及び夏期のぺリメータゾーンの温度管理を効率
的に行うことができると共に、従来の空調システムのよ
うに、インテリアゾーンの冷気とぺリメータゾーンの暖
気とが混合することによる熱エネルギーロスがなくなり
省エネ空調を行うことができる。

【００２１】更に、本発明では、ぺリメータゾーンの温
度と輻射温度と算術平均値として算出される作用温度を
設定温度に収束させるようにした。これにより、ペリメ
ータゾーンの温度変化が少なくなり、空調機から供給す
る空調空気の温度を安定化させることができので、更に
省エネ空調を行うことができると共に、輻射熱を加味し
てぺリメータゾーンの温度を管理できるので、ぺリメー
タゾーンの快適性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空調システムの構成を示した断面
図

【図２】本発明に係る空調システムの作用をを説明する
要部断面図

【図３】本発明に係る空調システムの作用をを説明する
要部断面図

【図４】本発明の空調システムの別の実施例を示した断
面図

【図５】従来の空調システムの要部断面図

【符号の説明】

１０…空調システム １２…インテリアゾーン １４…ペリメータゾーン １６…事務室 ２６…床下チヤンバ ２８…天井チヤンバ ３２…空調機 ４６…壁 ４８…窓 ４９…二重構造 ５２…ぺリメータ用送風機 ５４…送気用ダンパ ５６…排気用ダンパ ６０…温度センサ ６４…作用温度演算器 ６８…コントローラ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調機から床下チヤンバを介して、イン
   テリアゾーンとぺリメータゾーンとから成る空調ゾーン
   に空調空気を吹き出し、天井チヤンバから吸気して再び
   前記空調機に戻して循環する空調システムに於いて、 前記ぺリメータゾーンの壁及び／又は窓を二重構造に形
   成して通路を形成し、前記天井チヤンバ又は前記空調ゾ
   ーンの上部に連通させると共に、前記天井チヤンバに吸
   気された空気の一部又は前記空調ゾーンの上部の空気の
   一部を前記通路に送気する送気手段を設けて成ることを
   特徴とする空調システム。
2. 【請求項２】 前記二重構造の通路の入口近傍に空気量
   を調整するダンパを設け、 前記窓近傍に前記ペリメータゾーンの温度と輻射熱を検
   出する検出手段を設け、 前記検出手段の検出する温度と輻射温度との算術平均値
   を算出すると共に、前記算出値が予め設定された設定温
   度になるように前記ダンパの開度を制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする請求項１の空調システム。