JP5887577B2 - Air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、板状パネルからの冷熱あるいは温熱の輻射による躯体蓄熱機能と、この板状パネルからの冷熱あるいは温熱の輻射並びにスラブ下に形成される流通経路及び冷暖房空間における対流による冷暖房機能とを併有する空気調和システムに関する。 The present invention has a housing heat storage function by cooling or heating radiation from a plate-like panel, and a cooling or heating function by convection in the flow path and heating / cooling space formed under the slab. The present invention relates to a combined air conditioning system.
従来、躯体蓄熱空調システムとして、居室の一側の窓の下方にエアバリア吹出ファンを設け、天井空間内の一側にエアバリア天井吸込ファンを設けて、その吸込側に接続した吸込口を天井面に設けると共に、天井空間内の一側に天井隠蔽型空調機を設置して、その吹出側に接続した空調空気吹出口を床躯体に近接して設け、空調機の吸込側には上記吸込ファンの吹出側を接続すると共に、逆流防止ダンパーを介して連通口により天井空間と連通させ、天井面には、ダクトレス方式のアネモファン型吹出口を設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この躯体蓄熱空調システムによれば、空調空気は、建物の躯体の壁面に沿って流れる際に熱交換して、建物の躯体に蓄熱を行うことができる、とされている。 Conventionally, as a housing heat storage air conditioning system, an air barrier blowout fan is provided below the window on one side of the living room, an air barrier ceiling suction fan is provided on one side of the ceiling space, and the suction port connected to the suction side is provided on the ceiling surface. In addition, a concealed ceiling air conditioner is installed on one side of the ceiling space, and an air-conditioning air outlet connected to the outlet side is provided close to the floor frame. It is known that the blowout side is connected and communicated with the ceiling space through a backflow prevention damper through a communication opening, and a ductless type anemofan blowout is provided on the ceiling surface (for example, Patent Document 1). reference). According to this housing heat storage air conditioning system, the conditioned air can exchange heat when flowing along the wall surface of the building housing, and can store heat in the building housing.
一方、本願発明者は、流体によって冷却あるいは加熱された金属パネルからの輻射熱を利用して室内の温度を調節する天井式冷暖房方式を提案している(例えば、特許文献2参照)。この天井部からの冷暖房方式は、冷熱あるいは温熱を輻射する金属パネルと、金属パネルの裏面に配置された金属製の保持部材と、保持部材に保持された樹脂製の熱交換パイプが設けられ、熱交換パイプを流通する流体により金属パネルの温度を制御している。 On the other hand, the inventor of the present application has proposed a ceiling-type air conditioning system that adjusts the indoor temperature using radiant heat from a metal panel cooled or heated by a fluid (see, for example, Patent Document 2). This cooling and heating system from the ceiling portion is provided with a metal panel that radiates cold or heat, a metal holding member disposed on the back surface of the metal panel, and a resin heat exchange pipe held by the holding member, The temperature of the metal panel is controlled by the fluid flowing through the heat exchange pipe.
ところが、特許文献1に記載された躯体蓄熱空調システムは、夜間に空調機を運転させて空調空気を天井空間内に循環させるので効率が悪く、運転コストが嵩むとともに、運転時のCO2排出量の削減も困難となり、社会の要請に応じるものとすることができない。However, the housing heat storage air conditioning system described in
一方、特許文献2に記載された輻射を利用した天井輻射パネル空調方式では、冷房時にパイプに流通する熱媒体としての冷水の温度を下げすぎると、パイプに結露が生じるおそれがあるため、冷水の温度を所定温度より低くすることができず、冷暖房能力には自ずと限界がある。
On the other hand, in the ceiling radiant panel air conditioning system using radiation described in
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運転コストの低減及びCO2排出量の削減を図りつつ、冷暖房能力を確保することのできる空気調和システムを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air-conditioning system capable of ensuring cooling and heating capacity while reducing operating costs and CO 2 emissions. There is.
本発明によれば、蓄熱体との間に空気の流通経路が形成されるように配置されて表面が室内の壁面の一部をなす熱媒体式パネルと、前記熱媒体式パネルの裏面に設けられ熱媒体が流通するパイプと、を有し、前記熱媒体式パネルからの輻射熱により前記室内の冷暖房を行うとともに、前記輻射熱を前記蓄熱体に蓄熱させる熱媒体式モジュールと、前記流通経路で前記蓄熱体と熱交換された空気を前記室内へ循環させる循環手段と、複数の通気孔を有して表面が前記室内の壁面の一部をなす空気式パネルと、前記空気式パネルの裏面側に流入する空気の温度を制御する前記循環手段としての空気調節部と、を有し、前記空気式パネルの裏面側から前記複数の通気孔を介して前記室内側へ流出する空気により前記室内の冷暖房を行う空気式モジュールと、前記流通経路は、前記熱媒体式パネル及び前記空気式パネルと、前記蓄熱体と、の間に形成され、前記空気式モジュールは、前記空気式パネルと前記蓄熱体の間に配置されるダクトと、前記ダクトに接続され前記流通経路へ向けて空気を吐出するノズルと、前記ダクトに形成され前記空気式パネル側へ空気を流出させる流出孔と、を有する空気調和システムが提供される。 According to the present invention, the heat medium panel disposed so that an air flow path is formed between the heat accumulator and the surface forming a part of the wall surface of the room, and provided on the back surface of the heat medium panel And a pipe through which the heat medium circulates, heats and cools the room by radiant heat from the heat medium type panel, and stores the radiant heat in the heat storage body, Circulating means for circulating the air heat-exchanged with the heat storage body into the room, a pneumatic panel having a plurality of vent holes and the surface forming part of the wall surface of the room, and on the back side of the pneumatic panel And an air conditioning unit as the circulation means for controlling the temperature of the air flowing in, and cooling and heating the room by air flowing out from the back side of the pneumatic panel to the room side through the plurality of vent holes Do pneumatic module Le and the flow path, and the heat medium type panel and the pneumatic panel, wherein the heat storage body, formed between the pneumatic module is disposed between the regenerator and the pneumatic panel a duct that includes a nozzle for discharging the air are connected to the duct toward the flow path, the air conditioning system of perforated with outlet holes, the to be formed in the duct to flow out air to the pneumatic panel side are provided The
本発明によれば、冷暖房のピーク時の負荷を蓄熱で補うことができ、空気調和システムの小型化を図ることができる。また、深夜に効率的に蓄熱体へ蓄熱することにより、運転コストの低減及びCO2排出量の削減を図りつつ、冷暖房能力を確保することができる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the load at the time of the peak of air conditioning can be supplemented with heat storage, and size reduction of an air conditioning system can be achieved. Further, by efficiently storing heat in the heat storage body at midnight, it is possible to ensure the cooling / heating capacity while reducing the operating cost and the CO 2 emission amount.
図1から図7は本発明の一実施形態を示し、図1は懸架天井方式における本発明の一実施形態を示すビルの平面図である。 1 to 7 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a plan view of a building showing an embodiment of the present invention in a suspended ceiling system.
図1に示すように、ビルの室1は、上下(紙面に対して垂直)方向へ延びる複数の柱部2を有し、平面視にて下側(屋外に面して)には窓3が配置されている。本実施形態においては、柱部2は、縦方向及び横方向に等間隔に並べられ、全体として、例えば、正方格子状に配置されている。縦方向及び横方向に配置される複数の柱部2は、縦及び横方向へ延びる梁部4により連結される。柱部2及び梁部4は、例えば主材料としてコンクリートを含み、例えば断面矩形状に形成される。本実施形態においては、窓部3はガラスからなり、室1の一面は、ほぼ全面的にガラス張りとなっている。
As shown in FIG. 1, a
室1には、室内の温度を調節する空気調和システム10の空気調和ユニット11が島状に設けられる。空気調和システム10は、室1の天井面をなす熱媒体式パネル20及び空気式パネル30の組み合わせからなる空気調和ユニット11の他に、後述するように、熱媒体式パネル20の裏側に配置され、熱媒体式パネル20の輻射熱を蓄熱可能なスラブ5(図1中不図示)と、熱媒体式パネル20とスラブ5との間に形成された空気の流通経路40(図1中不図示)と、流通経路40でスラブ5と熱交換された空気を室内へ循環させる循環手段と、を有している。
The
熱媒体式パネル20の裏面(天井コンクリートスラブ5側)には熱媒体としての水が流通するパイプ(図1中不図示)が配置されており、熱媒体式パネル20からの輻射・対流による熱伝達により、室内の冷暖房が行われる。ここでいう対流は、熱媒体式パネル20の表面における空気の流れを指す。また、ここで、熱媒体とは、水にあっては冷水と温水の両方を含むものとする。
A pipe (not shown in FIG. 1) through which water as a heat medium flows is arranged on the back surface (ceiling concrete slab 5 side) of the
また、空気式パネル30の裏面には温度及び湿度が調節された空気が流入し、空気式パネル30からの輻射・対流による熱交換によっても、室内の冷暖房が行われる。ここでいう対流は、空気式パネル20の表面における空気の流れを指す。さらにまた、空気式パネル30の裏面側から室内側へ空気が流入することによっても、対流による熱交換による冷暖房が行われる。本実施形態の空気調和システム10は、夜間に熱媒体式パネル20により躯体蓄熱を行うとともに、日中には、熱媒体式パネル20及び空気式パネル30の輻射・対流による熱交換に加えて、空気式パネル30においては、多孔板から室内に吹き出すことにより冷暖房が行われるとともに、吹出口表面からの輻射と対流による熱伝達によっても冷暖房が行われる。
In addition, air whose temperature and humidity are adjusted flows into the back surface of the
図1に示すように、平面視にて柱部2及び梁部4に仕切られた室1の、例えば、正方形状の窓側の領域1a,内側の領域1bごとに、熱媒体式パネル20と空気式パネル30を組み合わせて構成される空気調和ユニット11が島状に配置される。熱媒体式パネル20と空気式パネル30は、例えば、平面視にて同面積であり、互いに入れ替え可能となっている。本実施形態においては、熱媒体式パネル20及び空気式パネル30は、長方形状に形成され、室内側の表面形状が同じとなっている。そして、空気調和ユニット11は、梁部4によって仕切られた領域1a,1bごとに、熱媒体式パネル20又は空気式パネル3
0を、横方向に2列、縦方向に8列並べることにより構成されている。As shown in FIG. 1, for example, a square window-
0 is arranged by arranging two rows in the horizontal direction and eight rows in the vertical direction.
空気調和ユニット11は、窓側の領域1aと内側の領域1bとで異なる構成とされ、窓側に配置される空気調和ユニット11の方が空気式パネル30の数が多くなっている。これは、窓側の領域1aの方が内側の領域1bよりも通常高い冷暖房能力が要求されるので、本実施形態においては、空気式パネル30が熱媒体式パネル20より冷暖房能力が高いことによる。
The
図2は、ビルの室内を示す断面図である。図2に示すように、窓側の領域1aでは、熱媒体式パネル20が窓側に連続的に配置され、空気式パネル30が窓3と反対側に連続的に配置される。各パネル20,30は、室1の上部をなす蓄熱体としてのスラブ5と間隔を置いて配置される。これにより、各パネル20,30とスラブ5の間に空気の流通経路40が形成され、図2中Aの矢印で示すように、この流通経路を空気が流れるようになっている。本実施形態においては、空気式パネル30の後述するノズル32から吐出される空気により、各パネル20,30とスラブ5の間の流通経路40に空気の流れを生じさせ、図2中Bの矢印で示すように、空気が室
内を循環するようになっている。本実施形態においては、室1の窓側にて空気が上昇するように、空気式パネル30側から空気が吐出されるので、例えば冷房時に窓側で加熱された空気を速やかに流通経路40へ排出することができる。ノズル32の周囲の空気が誘引され、A部を矢印の方向に空気が循環する。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the interior of the building. As shown in FIG. 2, in the window-
図2を参考に、本実施形態の空気調和システム10における冷暖房機能を説明する。冷暖房時の第1機能は、図2中のCの矢印で示すように、熱媒体式パネル20により輻射と対流によって吸放熱することにより、室内を冷暖房する機能である。図2は冷房状態であり、熱媒体式パネル20に対し、輻射と対流によって室内から温熱の吸熱が行われている状態を示している。
With reference to FIG. 2, the air conditioning function in the
冷暖房時の第2機能は、例えば冷房の場合、図2中のDの矢印で示すように、熱媒体式パネル20に対して、輻射によってスラブ5より熱を吸収して冷却する、いわゆる冷熱の蓄熱を行い、スラブ5の蓄熱を利用して、室内を冷房する機能である。具体的には、スラブ5の下側の流通経路40を流通する空気とスラブ5との間で熱交換を行い、この空気を室内に循環させることで冷房が実現される。これにより、熱媒体式パネル20によってスラブ5に蓄積された冷熱を効率良く空気の対流で回収することができる。また、スラブ5に対し、室内より輻射によって吸熱も行われる。室1の熱負荷の少ない夜間に、スラブ5に蓄熱しておき、室1の熱負荷が大きくなる昼間に、蓄熱を利用すると効果的である。当然、スラブ5に温熱の蓄熱を行って、室内を暖房することも可能である。
The second function at the time of air conditioning is, for example, in the case of cooling, as shown by the arrow D in FIG. 2, the heat
冷暖房時の第3機能は、図2中のBの矢印で示すように、空気式パネル30の裏面側の流通経路40に予め温度及び湿度が調節された空気を導入し、これを室内側に流通させることにより、室内を冷暖房する機能である。空気式パネル30の裏面側に導入される空気は、スラブ5と熱交換する。
As shown by the arrow B in FIG. 2, the third function at the time of cooling and heating introduces air whose temperature and humidity have been adjusted in advance into the
冷暖房時の第4機能は、図2中のEの矢印で示すように、空気式パネル30の通気孔(図5)を通じて、微弱な空気の流れを利用して室内の温度を調節するものである。対流を積極的に利用するものとは異なり、居住者は空気が流れていることを殆ど認識することはできない。
The fourth function at the time of cooling and heating is to adjust the indoor temperature using a weak air flow through the vent hole (FIG. 5) of the
冷暖房時の第5機能は、空気式パネル30から発せられる輻射熱により、室内を冷暖房する機能である。空気式パネル30の裏側には、温度及び湿度が調節された空気が流入することから、当該空気により空気式パネル30の温度が制御された状態となっている。空気調和システム10は、主として、以上の5つの機能を利用することにより、室内の温度を調節する。
The 5th function at the time of air-conditioning is a function which air-conditions and cools a room with the radiant heat emitted from
図3は、室の熱媒体式パネル付近の模式断面図である。図3に示すように、各熱媒体式パネル20は、スラブ5から吊り下げられて使用される。本実施形態においては、スラブ5にアンカーボルト41を打ち込み、アンカーボルト41から吊りボルト42を吊り下げ、吊りボルト42に水平方向へ延びる補助枠体42a及び第1枠体43を取り付ける。補助枠体42a及び第1枠体43は互いに直交しており、補助枠体42aの下側に第1枠体43が配置される。尚、熱媒体式パネル20の取り付け構造は、上記構造に限定されず、例えば、適宜な接続具を用いて熱媒体式パネル20を直接第1枠体43に取り付けることもできる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the heat medium panel in the chamber. As shown in FIG. 3, each heat
また、第1枠体43には、下方へ延びる複数の接続具44が設けられ、接続具44の下端側に水平方向へ延びる第2枠体45が取り付けられる。第1枠体43は、熱媒体式パネル20が連続的に設けられる領域全体に延びるよう形成され、第2枠体45は、各熱媒体式パネル20ごとに分割して設けられている。そして、第2枠体45に、熱媒体式パネル20を係止することにより、熱媒体式パネル20が浮いた状態でスラブ5に取り付けられる。
The
図3に示すように、熱媒体式パネル20は、室1の天井面をなすパネル本体20aと、パネル本体20aの端部から上方へ延びる、必要に応じて設けられるフランジ部20bと、フランジ部20bの上端から内側へ折り返して形成された折り返し部20cと、を有している。本実施形態においては、横寸法aの複数の熱媒体式パネル20が、フランジ部20b同士を当接させた状態で並べられている。また、パネル本体20aには、表裏を連通する吸音孔20dが形成されている。吸音孔20dの直径は、例えば、0.5mmから3.0mmであれば、室内の吸音効果を得ることができる。本実施形態においては、熱媒体式パネル20のフランジ部20bの内側が第2枠体45の外縁と当接し、熱媒体式パネル20の折り返し部20cが第2枠体45の上面外縁側と当接するよう構成されている。尚、室内の吸音が不要であれば吸音孔を形成する必要はない。また、吸音孔を省けば、輻射面が大きくなり、熱媒体式パネル20の冷暖房能力が高くなる。
As shown in FIG. 3, the
図4は、熱媒体式パネルの一部拡大図である。また、図4に示すように、熱媒体式パネル20の裏面には、熱媒体式パネル20と熱交換を行うパイプ21を固定する保持部材22が設けられている。保持部材22は、パネル本体20aの裏面と密着する板状部23と、板状部23の上側に設けられパイプ21を保持する断面半円状の湾曲部24と、を有する。パイプ21は、可撓性を有し、湾曲部24の開口24aに弾性変形させつつ嵌め込むことにより、湾曲部24に密着して固定される。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the heat medium panel. Further, as shown in FIG. 4, a holding
パイプ21には、温度、圧力、流量等が制御された熱媒体が流通する。本実施形態においては、パイプ21に流通する熱媒体は水である。パイプ21は、例えば3層構造のガスバリア性(酸素不透過)を有するチューブである。このチューブは、ポリウレタンからなる第1層、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる第2層、ポリウレタンからなる第3層を、内側からこの順に有している。EVOHは、ガスバリア性が高く、パイプ21中の流体に空気中の酸素が溶け込むことを防ぐ。これにより、後述する熱媒体式モジュールにおける錆の発生を防止している。
A heat medium whose temperature, pressure, flow rate, and the like are controlled flows through the
図5は、室の空気式パネル付近の模式断面図である。
図5に示すように、各空気式パネル30は、スラブ5から吊り下げられて使用される。本実施形態においては、スラブ5にアンカーボルト41を打ち込み、アンカーボルト41から吊りボルト42を吊り下げ、吊りボルト42に水平方向へ延びる補助枠体42a及び第1枠体43を取り付ける。補助枠体42a及び第1枠体43は互いに直交しており、補助枠体42aの下側に第1枠体43が配置される。ここで、空気式パネル30用の吊りボルト42は、熱媒体式パネル20用の吊りボルト42よりも短く形成されている。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the pneumatic panel in the chamber.
As shown in FIG. 5, each
また、第1枠体43には、下方へ延びる複数の接続具44が設けられ、接続具44の下端に空気式パネル30と一体的に形成される箱部31が係止され、空気式パネル30が浮いた状態でスラブ5に取り付けられる。第1枠体43は、空気式パネル30が連続的に設けられる領域全体に延びるよう形成される。尚、空気式パネル30の取り付け構造も、上記構造に限定されず、適宜設計を変更することができる。
Further, the
箱部31は、例えば下面をなす空気式パネル30と、空気式パネル30の外縁から上方へ延びる側部31aと、側部31aの上端を連結する上部31bと、を有する。上部31bは、中央側が上方へ凸となるドーム状に形成される。尚、上部31bは、ドーム状に限定されず、例えば断面矩形状に形成することもできる。箱部31内には、ビルの空調ダクトから空気が供給されるダクト32が配置される。ダクト32には、内外を連通する流出孔32aが形成され、ダクト32内を流通する空気が箱部31内へ流出するよう構成されている。また、ダクト32の上部には、箱部31の外側へダクト32内の空気をスラブ5側へ吐出するノズル32bが接続されている。
The
図5に示すように、空気式パネル30は、室1の天井面をなすパネル本体30aと、パネル本体30aの端部から上方へ延びるフランジ部30bと、フランジ部30bの上端から内側へ折り返して形成された折り返し部30cと、を有している。また、横寸法aの複数の空気式パネル30が、フランジ部30b同士を当接させた状態で並べられている。空気式パネル30には、表裏を連通する通気孔30dが形成されており、箱部31内へ流出した空気は、各通気孔30dを通じて室内へ流入する。本実施形態においては、空気式パネル30の通気孔30dは、熱媒体式パネル20の吸音孔20dと同形状であり、吸音作用を有している。
As shown in FIG. 5, the
これにより、ダクト32内へ空気が流入すると、図5中のFの矢印で示すように、流出孔32aを通じて箱部31内へ空気が流出する一方、図5中のGの矢印で示すように、ノズル32bを通じてスラブ5側へ空気が吐出される。本実施形態においては、図5中のEの矢印で示すように、空気式パネル30の通気孔30dを通じて空気式パネル30側から室内へ緩やかに流れ出してゆく。
As a result, when air flows into the
図6は、空気調和システム10の水及び空気の配管を示す模式図である。図6に示すように、建物内には、熱媒体(本実施形態においては水)の温度、圧力、流量等を制御する熱媒体制御部50が設けられ、この熱媒体制御部50に、温度調節された冷水が流通する冷水フィードライン51と、熱媒体式パネル20で熱交換された冷水が流通する冷水リターンライン52と、温度調節された温水が流通する温水フィードライン53と、熱媒体式パネル20で熱交換された温水が流通する温水リターンライン54と、が接続される。すなわち、輻射熱により室内の温度調節を行う熱媒体式モジュール12は、熱媒体が流通するパイプ21が設けられる熱媒体式パネル20と、当該熱媒体の温度を制御する熱媒体制御部50と、を有している。本実施形態においては、窓側の領域1aの熱媒体式パネル20では、冷房と暖房の両方の運転ができ、内側の領域1bの熱媒体式パネル20では、冷房の運転のみができるようになっている。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating water and air piping of the
本実施形態においては、各空気調和ユニット11ごとに冷水又は温水が一括して供給されるように構成され、各空気調和ユニット11に対応した図1の領域1a,1bごとに室温の調節が行われる。窓側の領域1aについては冷水又は温水が流通する窓側フィードライン55及び窓側リターンライン56が設けられ、内側の領域1bについては冷水が流通する内側フィードライン57及び内側リターンライン58が設けられている。
In the present embodiment, cold water or hot water is supplied to each
窓側フィードライン55は、冷水フィードライン51からの冷水の流入量を調整するフィード側冷水調整弁55aと、温水フィードライン53からの温水の流入量を調整するフィード側温水調整弁55bと、を有している。図6に示すように、窓側フィードライン55は、冷水フィードライン51及び温水フィードライン53の側で二股に分かれて形成されている。
The window-
また、窓側リターンライン56は、冷水リターンライン52への冷水の流入量を調整するリターン側冷水調整弁56aと、温水リターンライン54への温水の流入量を調整するリターン側温水調整弁56bと、を有している。図6に示すように、窓側リターンライン56は、冷水リターンライン52及び温水リターンライン54の側で二股に分かれて形成されている。温水フィードライン53は、例えば、冬期に比較的寒い窓側を暖房するために利用される。
The window-
また、図6に示すように、建物内には、空気の温度と湿度を制御する空気調節部60が設けられ、この空気調節部60に、温度及び湿度が調節された空気が流通する空調フィードライン61と、室内から排出される空気が流通する空調リターンライン62と、が接続される。空調フィードライン61は、各空気式パネル30のダクト32に接続されており、各空気式パネル30のダクト32へ調節された空気が直接供給される。また、空調リターンライン62を通じて、室内を循環した空気の一部が排出される。すなわち、空気により室内の温度及び湿度の調節を行う空気式モジュール13は、空気式パネル30と、空気式パネル30の裏面側に流入する空気の温度及び湿度を調節する空気調節部60と、を有している。本実施形態においては、空気調節部60、空調フィードライン61、空調リターンライン62、及び流通経路40等の空気流路に設けた図示しないファン等が、流通経路40でスラブ5と熱交換された空気を室内へ循環させる循環手段をなしている。
In addition, as shown in FIG. 6, an
図7は、室内と外部の間に配置される空気調節部60を示す系統図である。図7に示すように、空気調節部60は、外部から室内へ向けて空気が流通する空気取り込み通路79aと、室内から外部へ向けて空気が流通する空気排出通路79bとを有する。空気取り込み通路79aにおいては、外部9から取り入れられた空気が、流量調整弁71及び第1フィルタ70aを通じて全熱交換器72へ流入し、外部へ排出される空気と熱交換が行われる。全熱交換器72を通過した空気は、第2フィルタ70bを通じて、冷却器73及び加熱器74へ続けて流入する。外気を冷却する必要があれば冷却器73を利用して冷却し、加熱する必要があれば加熱器74を利用して加熱する。そして、給気ファン70cを通過した後、加湿器75により湿度の調整がされ、流量調整弁76を通じて室1側の空調フィードライン61へ供給される。
FIG. 7 is a system diagram showing the
また、空気排出通路79bにおいては、図6の空調リターンライン62から排出された空気が、還気ファン70dを通過した後、全熱交換器72に流入し、流量調整ダンパー77を通じて外部9へ排気される。本実施形態においては、全熱交換器72よりも室1側で、空気取り込み通路79aと空気排出通路79bを接続する循環通路79cが設けられている。循環通路79cには、流量調整弁78が設けられており、他の流量調整弁71,76,77と協動させることにより、空気排出通路79bの空気の一部を空気取り込み通路79a側へ流入させて省エネを図ることができる。
In the
以上のように構成された空気調和システム10によれば、熱媒体式パネル20の輻射による室内の冷暖房機能と、熱媒体式パネル20の輻射により熱が蓄積されたスラブ5を利用した冷暖房機能とを利用することにより、室内の空気調和を効率良く行うことができる。さらに、これらの機能に加えて、空気式パネル30による冷暖房機能を利用することにより、室内の冷暖房を理想的な状態で行うことができる。
According to the
具体的に、夜間モードでは、空気調節部60を停止し、熱媒体制御部50を運転させてスラブ5へ蓄熱を行う。そして、昼間モードでは、熱媒体制御部50及び空気調節部60を定常的に運転する。尚、熱媒体制御部50を必要に応じて停止してもよい。
Specifically, in the night mode, the
ここで、昼間モードにおける制御は要求仕様に応じて適宜変更できるが、例えば、次のようにすることも可能である。すなわち、朝方のようにスラブ5の蓄熱が十分である場合は、スラブ5の蓄熱を利用した前述の第2機能による冷暖房と、空気を利用した前述の第3機能、第4機能及び第5機能による冷暖房と、を行う。そして、スラブ5の蓄熱量が減少してきたら、熱媒体制御部50を運転して、パイプ21と熱媒体式パネル20の熱交換を行って輻射を利用した前述の第1機能による冷暖房を開始すればよい。さらに、夕方のようにスラブ5の蓄熱が殆どなくなった場合は、パイプ21と熱媒体式パネル20の熱交換による第1機能による冷暖房と、空気を利用した第3機能、第4機能及び第5機能による冷暖房と、を行う。
Here, the control in the daytime mode can be appropriately changed according to the required specifications, but for example, it can be performed as follows. That is, when the heat storage of the
また、熱媒体式パネル20は、冷房時においてパイプ21に流通する冷水の温度を下げすぎると、パイプ21に結露が生じるおそれがあるため、冷水の温度を所定温度より低くすることができず、第1機能による空気調和には限界がある。本実施形態では、熱媒体式パネル20にて不足する冷房能力を空気式パネル30側の輻射等で補うことにより、輻射を用いた冷暖房の利点を活かしつつ、比較的大きな冷房能力が要求される場合であっても、対応が可能である。夜間に躯体蓄熱を行うことで負荷が平準化され、装置の小型化を図ることができる。特に、ビル等の建物においては、昼間に室内の空気を少なくとも所定量は換気しなければならず、空気調節部60で換気に必要な量の空気を利用して冷暖房を行うようにすることにより、無駄の少ない冷暖房の仕組みを実現することができる。従って、運転コストの低減及びCO2排出量の削減を図りつつ、冷房能力を確保することができる。本実施形態においては、熱媒体として安全な水を用いており、パイプ21内が高圧となることもなく、水による効率的な蓄熱運転が可能となる。すなわち、本実施形態では、快適性、保健、衛生面に優れた省エネルギーな空気調和システム10となり、CO2排出量の削減及び運転コストの低減を図ることができる。Moreover, since the
また、換気が不要な夜間には、空気式パネル30側から流入する空気を停止して、パイプ21へ冷水又は温水を供給して熱媒体式パネル20による輻射のみを行ってスラブ5に蓄熱させることができる。そして、昼間にスラブ5に蓄積された熱を利用して室内の冷暖房を行うことにより、昼間の熱媒体式パネル20・空気式パネル30に要求される熱負荷を低減することができる。従って、冷暖房のピーク時の負荷を蓄熱で補うことができ、空気調和システム10の小型化を図ることができる。また、電力コストの比較的安価な夜間に蓄熱することで、電力コストの低減を図ることもできる。さらに、水が流通する熱媒体式パネル20で、空気を介さない躯体蓄熱を行うので、運転コストの低減及びCO2排出量を削減することができる。Further, at night when ventilation is not required, the air flowing in from the
さらに、熱媒体及び空気により、天井面の表面温度をコントロールすることにより、室1全体の放射温度をコントロールすることが可能となる。また、空調負荷対応が、従来の対流伝熱のみでなく、輻射伝熱においても対応できるため、対流伝熱の比率を少なくすることが可能となる。これにより、室内環境の質を向上させて、居住者の健康に配慮した空気調和システム10とすることができる。また、熱媒体として水を使用することにより、従来のような空気と比べて搬送動力の軽減を図ることができ、熱媒体の設定温度を空気等と比べて1〜3℃程度緩和することにより、冷・温水供給装置の省エネ化を図ることができる。さらにまた、スラブ5の内部に蓄熱用の熱を伝える部材等を敷設する必要がないので、新築の建物のみならず、既存の建物にも空気調和システム10を簡単容易に設置することができる。
Furthermore, by controlling the surface temperature of the ceiling surface with the heat medium and air, the radiation temperature of the
また、空気式パネル30と熱媒体式パネル20は、互いに入れ替え可能に構成されているため、窓側の領域1aと内側の領域1bで各空気調和ユニット11の構成を変更することができ、実用に際して極めて有利である。さらに、空気式パネル30と熱媒体式パネル20は、室内側から見ると同じデザインであるため、両者を区別することができない。これにより、室1の利用者は、各空気調和ユニット11で空気式パネル30と熱媒体式パネル20の枚数や配置が異なっていることを認識することができず、ビル等の天井面の統一感が損なわれることはない。
In addition, since the
特に、空気式パネル30の通気孔30dが、熱媒体式パネル20の吸音孔20dと同一であるので、同一のデザインとしながらも、吸音作用を得つつ空気式パネル30側から空気を室内側へ流出させることができる。また、熱媒体式パネル20及び空気式パネル30をスラブ5から吊り下げて空気流通経路40を形成し、空気式パネル30のノズル32bから吐出される空気を駆動力として、空気流通経路40内に空気の流れを生じさせているので、天井面の裏側を利用して室内の空気の循環流を生じさせることができる。また、夜間にスラブ5に蓄えた熱を、この空気の循環流で効率良く回収することができる。従って、従来のように天井面から室内側へ循環流を直接送出するもののように、室1の利用者に直接的に空気が吹き付けられるようなことはなく、快適な室内空間を提供することができる。
In particular, since the
また、熱媒体式パネル20及び空気式パネル30をスラブ5から吊り下げて空気調和システム10を構成しているので、従来のように天井面の裏側に大型の空調装置等を配置する必要がなくなり、室1のスペースを上方へ拡大することができる。これにより、室1のスペースを有効に利用することができるし、室1の利用者に対して開放感を与えることができる。すなわち、両パネル20,30を懸架して天井を形成するだけでなく、両パネル20,30とスラグ5との間に空気流通経路40を形成するスペースがあればよい。そして、わずかなスペースがあれば、パイプ21及びダクト32を配置することができる。
Moreover, since the air-
尚、前記実施形態においては、熱媒体式パネル20及び空気式パネル30が室1の天井面をなすものを示したが、例えば熱媒体式パネル20及び空気式パネル30が側壁面をなすものであってもよい。要は熱媒体式パネル20及び空気式パネル30が室1の壁面をなすものであればよい。また、室1に適当な蓄熱体が存在しない場合は、例えば、熱媒体式パネル20及び空気式パネル30の裏側に流通経路40を形成した上で、別途スラブ5などの蓄熱材の代替として蓄熱板を室1に取り付けるようにしてもよい。また、パイプ21内の熱媒体として水を用いたものを示したが、例えば不凍液等の他の熱媒体を用いてもよいことは勿論である。また、パイプ21の材質は樹脂の他に金属等を用いることもできる。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態においては、空気式パネル30に通気孔30dを形成したものを示したが、通気孔30dを形成せずとも空気を利用した冷暖房は可能である。また、熱媒体式パネル20及び空気式パネル30の形状も任意であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
Moreover, in the said embodiment, what formed the
さらに、前記実施形態においては、流通経路40にて蓄熱体と熱交換された空気を室内へ循環させる循環手段として空気式パネル30のノズル32を利用したものを示したが、例えば、空気式パネル30や空気調節部60とは別個に、流通経路40にファンを設けたものであってもよく、循環手段の構成は任意である。
Furthermore, in the said embodiment, although the thing using the
以上の通り、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は実施の形態によって限定されるものではなく、特許請求の範囲から定まる技術的思想において、上記実施の形態の変形、修正、拡張等が可能であることは説明するまでもない。最後に、本発明の要点を整理すると以下の通りである。
(1)構成
(i)熱媒体式パネル
・輻射(冷暖房能力):室内側
・輻射(スラブへの蓄熱能力):スラブ
(ii)空気式パネル
・対流(室内への新鮮空気=換気):室内側
・対流(冷暖房能力):室内側
・対流(冷暖房能力):スラブ側で対流を起こし部屋全体を撹拌する
・輻射(冷暖房能力):室内側
(iii)蓄熱部
・スラブ(スラブがない場合は蓄熱材で代替できる):パネルの上に設ける
(2)作用
(i)これまでは空気で、または冷温水を躯体(スラブ)とし埋め込んだ配管などで蓄熱をしていたのを、今回は水を熱媒体とし、「輻射」で蓄熱させる。
(ii)また輻射だけでは能力に限りがあるため、パネルを使いながら、「対流」で補う。
(3)効果
(i)運転エネルギーの低減=CO2排出量低減
(ii)冷暖房能力の確保
(iii)負荷の平準化=機器の小型化
(iv)輻射メインの空調により居住者の快適の空間の創造As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and modifications and corrections of the above embodiments can be made within the technical idea defined by the claims. Needless to say, expansion and the like are possible. Finally, the main points of the present invention are summarized as follows.
(1) Configuration (i) Heat-medium panel / radiation (cooling / heating capacity): Indoor side / Radiation (heat storage capacity to slab): Slab (ii) Pneumatic panel / convection (fresh air into the room = ventilation): Room Inside, convection (cooling / heating capacity): indoor side, convection (cooling / heating capacity): convection is generated on the slab side and the whole room is stirred (It can be replaced with a heat storage material): Installed on the panel (2) Action (i) Up to now, the heat storage was done with air or piping embedded with cold / hot water as a slab, this time Is used as a heat medium, and heat is stored by "radiation".
(Ii) Since radiation alone has limited capacity, it is supplemented by “convection” while using the panel.
(3) Effects (i) Reduction of operating energy = Reduction of CO 2 emissions (ii) Ensuring air conditioning capacity (iii) Leveling of load = Miniaturization of equipment (iv) Radiant main air conditioning makes the space comfortable for residents The creation of
本発明は、ビル、住宅、体育館、工場、倉庫、車庫等の建物の室内の冷暖房に適用することができる。 The present invention can be applied to air conditioning in buildings such as buildings, houses, gymnasiums, factories, warehouses, and garages.
1 室
2 柱部
3 窓
4 梁部
5 スラブ
10 空気調和システム
11 空気調和ユニット
12 熱媒体式モジュール
13 空気式モジュール
20 熱媒体式パネル
30 空気式パネル
40 空気流通経路
50 熱媒体制御部
60 空気調節部1
Claims (1)
前記流通経路で前記蓄熱体と熱交換された空気を前記室内へ循環させる循環手段と、
複数の通気孔を有して表面が前記室内の壁面の一部をなす空気式パネルと、前記空気式パネルの裏面側に流入する空気の温度を制御する前記循環手段としての空気調節部と、を有し、前記空気式パネルの裏面側から前記複数の通気孔を介して前記室内側へ流出する空
気により前記室内の冷暖房を行う空気式モジュールと、
前記流通経路は、前記熱媒体式パネル及び前記空気式パネルと、前記蓄熱体と、の間に形成され、
前記空気式モジュールは、前記空気式パネルと前記蓄熱体の間に配置されるダクトと、前記ダクトに接続され前記流通経路へ向けて空気を吐出するノズルと、前記ダクトに形成され前記空気式パネル側へ空気を流出させる流出孔と、を有する空気調和システム。 A heat medium panel that is arranged so that an air flow path is formed between the heat storage body and the surface forms a part of the wall surface of the room, and the heat medium that is provided on the back surface of the heat medium panel flows. And a heat medium module that heats and cools the room by radiant heat from the heat medium panel, and stores the radiant heat in the heat storage body,
A circulation means for circulating the air heat-exchanged with the heat storage body in the circulation path into the room;
A pneumatic panel having a plurality of ventilation holes, the surface of which is a part of the wall surface of the room, and an air conditioning unit as the circulation means for controlling the temperature of the air flowing into the back side of the pneumatic panel; A pneumatic module that cools and heats the room with air that flows out from the back side of the pneumatic panel to the indoor side through the plurality of vent holes;
The distribution path is formed between the heat medium panel and the pneumatic panel, and the heat storage body,
The pneumatic module includes a duct disposed between the pneumatic panel and the heat storage body, a nozzle connected to the duct and discharging air toward the flow path, and the pneumatic panel formed in the duct. An air conditioning system having an outflow hole for allowing air to flow out to the side.
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