JP3748494B2 - Housing heat storage air conditioning structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、夜間躯体に蓄熱し、昼間躯体から放熱させて空調負荷を低減させる躯体蓄熱空調構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5に示すように、空調時間帯においては、吹出ファン58から居室62へ空調機50の空調気流を吹き出し、吸気ファン60で空調機50へ還流させて、居室62内を空調する空調方式がある(空気の流れは実線表示)。
【0003】
このような空調方式において、夜間、ダンパ54、56を切替え、空調機50から空調気流を、上階の床スラブ52に吹き付けて蓄熱し、昼間床スラブ52から放熱させることで、昼間の空調負荷を低減させると共に、使用電力のピークを下げる躯体蓄熱空調システムが提案されている(夜間の空気の流れは破線表示)。
【0004】
しかし、放熱される蓄熱エネルギーは、床スラブ52が接する上階の居室内空気及び天井裏空気と、床スラブ52との温度差に依存するため、温度差が最も大きな蓄熱終了時(朝方)に、放熱される蓄熱量がピークとなる(図4に示す実線の曲線Eを参照)。換言すれば、蓄熱エネルギーの放熱は成り行き次第である。
【0005】
このため、夏期において、日中(午後2時頃)の空調負荷のピークを下げることができず、電力会社と契約する使用電力量の上限値を下げて、躯体蓄熱空調システムの運転コストを削減することが難しかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、夏期において、空調負荷のピークをカットでき、また、特別な躯体蓄熱用のスペースを設ける必要がない、躯体蓄熱空調構造を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、フロアパネルと床スラブとの間に形成された床下空間へ空調機で空調された空調気流を送風し、フロアパネルに設けられた吹出口から居室内へ吹き出すアンダーフロア空調方式に用いられている。
【0008】
この構成では、躯体蓄熱手段が、床下空間へ空調機から空調気流を送風し、床スラブに蓄熱する。そして、抑制手段が、蓄熱終了時の床スラブの平均温度より低い空調気流を空調機から床下空間へ送風することにより、昼間の空調負荷のピーク時まで、床スラブに蓄熱した蓄熱エネルギーの放熱を抑え、空調負荷のピーク時に放熱させる。
【0009】
このように、空調負荷のピーク時まで、蓄熱エネルギーの放熱を抑えることで、使用電力量の上限値を下げることができる。また、放熱する蓄熱エネルギーに応じて、空調制御手段が吹出口からの吹出風量を制御することで、居室内が空調される。
【0010】
請求項2に記載の発明では、躯体蓄熱手段が、床下空間内の空気を空調機へ還流させる還流ダクトを備えている。この構成により、夜間、空調気流が、床下空間と空調機の間を循環するので、効率よく床スラブに蓄熱される。
【0011】
請求項3に記載の発明では、空調制御手段が、居室内に設けられた第1温度センサ又は居室内から還流された空気の温度を検出する第2温度センサの検出温度に基づき吹出口で吹出風量を制御し、この吹出風量を満たす風量を空調機から床下空間へ送風させる。このように、吹出口側で吹出風量制御することで、居室が複数ある場合、個別に室温制御が可能となる。
【0012】
請求項4に記載の発明では、空調制御手段が、居室内に設けられた第1温度センサ又は居室内から還流された空気の温度を検出する第2温度センサの検出温度に基づき、空調機を制御して、床下空間へ送る風量を決定する。このように、総量としての風量を制御するだけでよいので、制御機構を簡便化できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1には、本形態に係る躯体蓄熱空調構造を備えた居室10が示されている。
【0014】
居室10の床スラブ12には、支持サポート(図示省略)が配置されており、この支持サポートがフロアパネル14を支持している。これにより、床スラブ12とフロアパネル14との間に、床下空間16が形成されている。
【0015】
また、フロアパネル14には、吹出口18が形成されている。この吹出口18には、吹出ファン20が取付けられ、制御ユニットで回転数が制御されるようになっている。なお、吹出口18には、図示しないシャッターが設けられており、必要に応じて開閉されるようになっている。
【0016】
また、制御ユニットは、ユニット化された複数の吹出ファン20を、壁面に配置されたルームサーモ22からの信号に基づきローカル制御し、所定のゾーンの吹出風量をコントロールするようになっている。
【0017】
一方、居室10の天井部には、吸込口24が形成された天井パネル26が配設され、天井スラブ28との間に排気通路30を構成している。排気通路30には、レタンサーモ38が設けられており、このレタンサーモ38が検出した空気の温度に基づき、空調機34の送風量及び送風温度が制御される。
【0018】
また、排気通路30の排気口44には排気ダクト32が接続されており、排気ダクト32を通じて空気が空調機34へ還流される。さらに、空調機34へ還流された空気は、空調ファンで返り空気として熱交換器へ送られる。ここで、新鮮な外気と混合され熱交換された空気は、給気ダクト36を通じて、床下空間16へ送風される。
【0019】
一方、床下空間16には、レタンダクト40の吸気口42が位置している。レタンダクト40の排気口は、排気ダクト32に接続されており、モーターダンパ70を操作することで、空気の流れが切替られる。
【0020】
次に、本形態に係る躯体蓄熱空調構造の作用を説明する。
【0021】
夜間の蓄熱時間帯には、図1に示すように、モーターダンパ70が切替られ、床下空間16内の空気が、レタンダンパ40に吸い込まれ、排気ダクト32を通じて空調機34に至り、熱交換されて給気ダクト36を通じて、床下空間16へ送られる。このように、居室10内を通さず、床下空間16と空調機34の間を循環させることにより、床スラブ12が効率よく蓄熱される。
【0022】
なお、フロアパネル14の材質等によっては、図3に示す蓄熱時間帯終了時(朝方8時頃)のように、床スラブ12の温度が低下しているとき、放熱によって居住環境を悪化させる可能性もあるので(冷え過ぎる)、フロアパネル14の下面に断熱層を設けることが好ましい。
【0023】
また、蓄熱時間帯には、吹出口18に設けられたシャッターを閉じた方が蓄熱効率を向上させるためには望ましいが、シャッターを閉じなくても、空気を循環させるだけで蓄熱効果は充分に期待できる。
【0024】
次に、本形態では、図2〜図4に示すように、一般空調時間帯を、一例として、午前の8時頃〜13時頃(空調負荷ピーク時)と、午後の13時頃〜18時頃(空調停止時直前)とに別けて制御している。
【0025】
すなわち、午前中は、先ずモーターダンパ70を切替え、床スラブ12の温度を、蓄熱終了時の床スラブ12の平均温度(約21℃)に保つため、空調機34が平均温度より低い空調気流を床下空間16へ送風する。これによって、床スラブ12からの蓄熱量の放熱が制限され(ハッチングは放熱された蓄熱量Bを示す)、空調負荷ピーク時まで、床スラブ12の温度が、蓄熱終了時の温度に保たれる(図3参照)。
【0026】
ここで、居室12内の空調は、ルームサーモ22からの信号に基づき、吹出口18の吹出風量を制御(吹出ファンの回転数制御)することで行われる。そして、吹出口18から吹出された空気は、居室12を上昇して吸込口24を通じて、排気通路30に流入する。
【0027】
排気通路30に流入した空気は、排気ダクト32を通じて空調機34へ還流される。ここで、新鮮な外気と混合され熱交換された空気は、給気ダクト36を通じて、床下空間16へ送風される。ここで、空調機34の送風量は、吹出口18からの吹出風量を満たすように供給される。
【0028】
なお、本形態では、吹出ファンの回転数制御で吹出風量を制御するようにしたが、吹出口の開口面積の大きさを変えてもよく、吹出風量を変える方法は特定されてない。このように、吹出口18側で吹出風量を制御することで、居室12が複数ある場合、個別に室温制御が可能となる。
【0029】
また、本形態では、ルームサーモ22で温度制御する場合を説明したが、ルームサーモ22で制御するか、レタンサーモ38で制御するかは、空調範囲等の要因によって適時変更できるものであり、どちらのサーモでも温度制御は可能で、一方の制御方法に限定されない。
【0030】
例えば、居室12から還流された空気の温度をレタンサーモ38で検出して、床下空間16へ送る送風量を、空調機34側だけで制御してもよい。これより、総量としての送風量を制御するだけでよいので、制御機構を簡便化できる。
【0031】
次に、午後(空調負荷ピーク時)は、床スラブ12に蓄熱された蓄熱量を利用して、上述したルームサーモ22かレタンサーモ38で、居室12内を空調する。
【0032】
このとき、床スラブ12の温度は、午前中の熱放出抑制によって、蓄熱終了時の温度により近くに保たれているので、吹出口18から吹出される空気の吹出温度が低下する。このため、空調機34が処理する熱量が低減し、空調負荷を低減させることができる。また、アンダーフロア空調方式を用いた蓄熱空調は、従来の躯体空調システム(図5参照)と比較すると、空気が強制対流されるため、放熱が促進され、より空調機の負荷が低減される。さらに、特別な蓄熱用のスペースを確保する必要がないので、建築コストが上昇しない。
【0033】
ここで、図3に示すように、床スラブ12の温度上昇カーブ(実線M1で表示)は、従来の床スラブ52(図5参照)の温度上昇カーブ(破線M2で表示)と比較して、急激に上昇し、空調停止時には同じ温度となる。
【0034】
また、図4に示すように、夜間に蓄熱された床スラブ12の蓄熱量Aは、午前中に蓄熱量Bが放熱され、午後に蓄熱量Cが放熱される。そして、空調に必要な熱負荷量を、曲線Dで示すと、空調機34の負荷は、曲線Dと蓄熱量Bの曲線B1、曲線Dと蓄熱量Cの曲線C1との距離で表される。
【0035】
すなわち、床スラブ12に蓄熱された蓄熱量の放熱を制御することで、空調負荷のピーク時(13時頃)において、従来の躯体蓄熱方式の放熱特性を示す曲線Eにおける空調負荷はL1、躯体蓄熱がない場合の空調負荷はL2、本発明の放熱特性を示す曲線C1における空調負荷はL3となり(L3<L1<L2)、空調負荷ピークをカットすることができる。
【0036】
なお、冬期(暖房時)では、一般に空調負荷のピークは、朝方となるため、一日中、上述したルームサーモ22かレタンサーモ38を利用して、空調機34からの送風温度と送風量を制御する。
【0037】
また、放熱量の調節は、床下空間16へ吹き出す送風温度及び吹出風量で調節する。すなわち、吹出温度が床スラブ温度以下ならば放熱は0である。また、床下空間に吹出す空気量が同じであるならば、床スラブ温度に対する吹出空気温度の差が小さければ放熱量は小さく、温度差が同じであるならば、吹出空気量、すなわち、床下空間を通過する空気量によって放熱量が変わる。空気量を変えて制御する手段として、空調ファンの風量制御、吹出口の吹出風量の制御、及び吹出口の開口面積調整、又はこれらの組み合わせが考えられる。
【0038】
さらに、フロアパネルの下面に設ける断熱層の配置例として、以下のレイアウトが考えられる。
【0039】
すなわち、専有面積が大きな居室の場合、窓や壁(ペリメータ部)の近くは、夏期(直射日光や壁等からの放射熱があり暑い)も、冬期(壁等からの放射熱があり寒い)も、快適な住居環境を実現するためには、空調負荷が大きい。
【0040】
以上のような空調環境を考えると、ペリメータ部のフロアパネルには、断熱層を設けない方が、冬期は、床スラブからの輻射熱(暖かい)の恩恵を受けられ、また、夏期も、床スラブからの輻射熱(冷たい)の恩恵を受けられるので、1つの設計例として、インテリア部にだけ断熱層を配置すればよいと言える。
【0041】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、夏期において、空調負荷のピークをカットでき、また、特別な躯体蓄熱用のスペースを設ける必要がなく、建築コストを上昇させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本形態に係る躯体蓄熱空調構造の空気の流れを示す概念図である。
【図2】本形態に係る躯体蓄熱空調構造の空気の流れを示す概念図である。
【図3】本形態に係る躯体蓄熱空調構造の床スラブの温度変化を示したグラフである。
【図4】本形態に係る躯体蓄熱空調構造の床スラブの蓄熱量と空調負荷との関係を示したグラフである。
【図5】従来の躯体蓄熱空調構造を示す概念図である。
【符号の説明】
12 床スラブ
16 床下空間
20 吹出ファン(空調制御手段)
22 ルームサーモ(第1温度センサ)
34 空調機(躯体蓄熱手段、抑制手段、空調制御手段)
38 レタンサーモ(第2温度センサ)
40 レタンダクト(還流ダクト)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frame heat storage air-conditioning structure that stores heat in a night frame and dissipates heat from the day frame to reduce an air conditioning load.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, in the air conditioning time period, there is an air conditioning system in which the air conditioning air flow of the air conditioner 50 is blown from the
[0003]
In such an air conditioning system, the
[0004]
However, the heat storage energy that is dissipated depends on the temperature difference between the indoor air in the upper floor where the
[0005]
For this reason, the peak of air conditioning load during the daytime (around 2 pm) cannot be lowered during the summer, and the upper limit of the amount of energy used with the power company is lowered to reduce the operating cost of the chassis heat storage air conditioning system. It was difficult to do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a housing heat storage air conditioning structure that can cut the peak of the air conditioning load in the summer and does not need to provide a special housing heat storage space.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an air-conditioning airflow conditioned by an air conditioner is blown into an underfloor space formed between a floor panel and a floor slab, and the underflow blows into a living room from an outlet provided in the floor panel. Used for floor air conditioning.
[0008]
In this configuration, the frame heat storage means blows an air-conditioned airflow from the air conditioner to the underfloor space and stores heat in the floor slab. And the suppression means blows the air-conditioning airflow that is lower than the average temperature of the floor slab at the end of heat storage from the air conditioner to the underfloor space, thereby radiating the heat storage energy stored in the floor slab until the peak of the daytime air conditioning load. Reduce heat dissipation during peak air conditioning loads.
[0009]
In this way, the upper limit value of the power consumption can be lowered by suppressing the heat dissipation of the heat storage energy until the peak time of the air conditioning load. Further, the air-conditioning control means controls the amount of air blown from the outlet according to the heat storage energy to radiate heat, whereby the room is air-conditioned.
[0010]
In the invention described in
[0011]
In the invention according to claim 3, the air conditioning control means blows out at the outlet based on the detection temperature of the first temperature sensor provided in the room or the second temperature sensor for detecting the temperature of the air recirculated from the room. The air volume is controlled, and the air volume satisfying the blown air volume is blown from the air conditioner to the underfloor space. In this way, by controlling the blown air volume on the outlet side, when there are a plurality of rooms, the room temperature can be controlled individually.
[0012]
In the invention according to
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a
[0014]
A support support (not shown) is disposed on the
[0015]
The
[0016]
In addition, the control unit locally controls the plurality of
[0017]
On the other hand, a
[0018]
An
[0019]
On the other hand, in the
[0020]
Next, the effect | action of the frame thermal storage air conditioning structure which concerns on this form is demonstrated.
[0021]
As shown in FIG. 1, the
[0022]
Depending on the material of the
[0023]
In addition, it is desirable to close the shutter provided at the
[0024]
Next, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, as an example, the general air-conditioning time zone is around 8:00 am to 13:00 (air conditioning load peak time) and about 13:00 pm to 18 pm. It is controlled separately around the time (just before the air conditioning stops).
[0025]
That is, in the morning, first, the
[0026]
Here, the air conditioning in the
[0027]
The air flowing into the
[0028]
In this embodiment, the blown air volume is controlled by controlling the rotation speed of the blower fan. However, the size of the opening area of the blower outlet may be changed, and the method for changing the blown air volume is not specified. In this way, by controlling the blown air volume on the
[0029]
Further, in the present embodiment, the case where the temperature is controlled by the
[0030]
For example, the temperature of the air recirculated from the
[0031]
Next, in the afternoon (at the time of air conditioning load peak), the
[0032]
At this time, the temperature of the
[0033]
Here, as shown in FIG. 3, the temperature rise curve of the floor slab 12 (indicated by the solid line M1) is compared with the temperature rise curve of the conventional floor slab 52 (see FIG. 5) (indicated by the broken line M2). It rises rapidly and reaches the same temperature when air conditioning is stopped.
[0034]
Moreover, as shown in FIG. 4, the heat storage amount A of the
[0035]
That is, by controlling the heat dissipation of the heat storage amount stored in the
[0036]
In winter (heating), since the peak of the air conditioning load is generally in the morning, the air temperature and the air volume from the
[0037]
Further, the amount of heat radiation is adjusted by the air temperature and the amount of air blown out to the
[0038]
Furthermore, the following layout can be considered as an example of arrangement of the heat insulating layer provided on the lower surface of the floor panel.
[0039]
In other words, in the case of a room with a large exclusive area, near the windows and walls (perimeter part), in the summer (direct sunlight and radiant heat from the walls are hot) and in the winter (radiant heat from the walls etc. is cold) However, in order to realize a comfortable living environment, the air conditioning load is large.
[0040]
Considering the air conditioning environment as described above, the floor panel of the perimeter section can benefit from the radiant heat (warm) from the floor slab in winter, and the floor slab also in summer. As a design example, it can be said that it is only necessary to arrange a heat insulating layer only in the interior part.
[0041]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the peak of the air conditioning load can be cut in the summer, and there is no need to provide a special space for heat storage of the housing, and the construction cost is not increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an air flow of a housing heat storage air-conditioning structure according to the present embodiment.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the air flow of the housing heat storage air-conditioning structure according to the present embodiment.
FIG. 3 is a graph showing a temperature change of the floor slab of the frame heat storage air-conditioning structure according to the present embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the heat storage amount of the floor slab and the air conditioning load of the frame heat storage air conditioning structure according to the present embodiment.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a conventional housing heat storage air conditioning structure.
[Explanation of symbols]
12
22 Room thermo (first temperature sensor)
34 Air conditioner (frame heat storage means, suppression means, air conditioning control means)
38 Retan thermo (second temperature sensor)
40 Retane duct (reflux duct)
Claims (4)
前記床下空間へ前記空調機から空調気流を送風し、前記床スラブに蓄熱する躯体蓄熱手段と、前記蓄熱終了時の前記床スラブの平均温度より低い空調気流を前記空調機から前記床下空間へ送風することにより、日中の空調負荷のピーク時まで前記床スラブに蓄熱した蓄熱エネルギーの放熱を抑え、空調負荷のピーク時に放熱させる抑制手段と、前記床スラブから放熱される蓄熱エネルギーと前記吹出口からの吹出風量で前記居室内を空調する空調制御手段と、を有することを特徴とする躯体蓄熱空調構造。It is used for the underfloor air conditioning system that flows air conditioned by an air conditioner into the underfloor space formed between the floor panel and the floor slab, and blows out into the living room from the outlet provided in the floor panel,
The housing heat storage means for blowing air-conditioned airflow from the air conditioner to the underfloor space and storing heat in the floor slab, and airflow airflow lower than the average temperature of the floor slab at the end of the heat storage from the air conditioner to the underfloor space By suppressing the heat dissipation of the heat storage energy stored in the floor slab until the peak of the air conditioning load during the day, the suppression means for releasing heat at the peak of the air conditioning load, the heat storage energy radiated from the floor slab and the outlet And an air-conditioning control means for air-conditioning the living room with the amount of air blown from the housing.
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