JP7404458B1 - タスク空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて消費エネルギーを低減しうるタスク空調装置を実現する。【解決手段】所定の作業領域Ｄを空調するタスク空調装置３であって、作業領域Ｄにおいて作業を行う作業者Ｐに正対して設置される冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３と、冷却用輻射パネル３２に室温より温度が低い冷冷媒を供給し、加熱用輻射パネル３３に室温より温度が高い温冷媒を供給する熱源部５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、タスク空調装置に関する。

事務室などの空間の空調方式として、アンビエント空調とタスク空調とが存在する。アンビエント空調が空間全体を空調するものであるのに対し、タスク空調は、個々の作業領域を個別に空調するものである。近年、アンビエント空調とタスク空調とを組み合わせたタスク・アンビエント空調システムが着目されている。アンビエント空調装置によってその空間に対する大まかな空調を提供するとともに、タスク空調装置によって各作業領域の作業者の個別の要望に合わせた空調を提供することで、快適性と省エネルギーとを実現しうる。

タスク空調装置として、特に、机などの作業領域を空調対象とする装置が検討されている。たとえば特開平６－６６４４６号公報（特許文献１）には、作業机の周りを区画するパーティション状のタスク空調装置が開示されている。また、特開平５－７９６７５号公報（特許文献２）には、赤外線放射温度計の検出値に基づいて面状輻射体の出力を制御するタスク空調装置が開示されている。

特開平６－６６４４６号公報 特開平５－７９６７５号公報

この種のタスク空調装置の分野では、比較的実装が容易であることから、冷房機能を実現するべく冷却された冷媒が供給されるとともに、暖房機能を実現するべく冷媒を加熱する電気抵抗ヒータが搭載される、という仕様が汎用されており、この仕様は特許文献１および２の発明にも見られる。しかし、エネルギーを投じて冷却された冷媒に、再びエネルギーを投じてこれを加熱するという仕様は、消費エネルギーを削減する観点から改善の余地があった。

そこで、従来に比べて消費エネルギーを低減しうるタスク空調装置の実現が求められる。

本発明に係るタスク空調装置は、机で作業する作業者の上半身と正対する位置に設けられ室温より温度が低い冷冷媒が供給される冷却用輻射パネルと、前記冷却用輻射パネルと水平方向において隣接する位置に設けられ温度を検出する第一の温度センサと、前記作業者の下半身と正対する位置に設けられ室温より温度が高い温冷媒が供給される加熱用輻射パネルと、前記加熱用輻射パネルと水平方向において隣接する位置に設けられ温度を検出する第二の温度センサと、を備えるタスク空調装置において、前記第一の温度センサの検出結果に基づいて前記冷却用輻射パネルに供給する冷冷媒の流量を制御する第一の制御弁と、前記第二の温度センサの検出結果に基づいて前記加熱用輻射パネルに供給する温冷媒の流量を制御する第二の制御弁と、前記机に設けられ、前記作業者が感じる温冷感の入力を受け付ける温冷感申告装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、冷暖房の双方を冷媒との熱交換により実現できるので、電気抵抗ヒータを用いる従来技術に比べて消費エネルギーを低減しうる。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係る空調システムの構成を示す図である。 実施形態に係る直膨式外調機の構成を示す図である。 実施形態に係る空調システムの冷媒回路を示す図である。 実施形態に係るタスク空調装置を示す図である。

本発明に係るタスク空調装置の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るタスク空調装置を、アンビエント空調装置２とともに空調システム１を構成するタスク空調装置３に適用した例について説明する。

〔空調システムの構成〕
本実施形態に係る空調システム１は、事務室Ｒの全体を空調するアンビエント空調装置２と、事務室Ｒに設置された複数の事務机Ｄの周辺（作業領域の一例である。）を空調する複数のタスク空調装置３と、検出手段４と、が協調して動作して、事務室Ｒの事務机Ｄで作業を行う作業者Ｐに快適な作業環境を提供するものである（図１）。事務室Ｒは複数の区域を含み、空調システム１は、検出手段４として、各区域の作業者Ｐを検出する人感センサ４１、事務室Ｒの室温を検出する温度センサ４２、事務室Ｒの湿度を検出する湿度センサ４３、ならびに、タスク空調装置３に設けられたタスク第一センサ４４およびタスク第二センサ４５、を備える。また、アンビエント空調装置２およびタスク空調装置３が共用する装置として、室外機５および制御盤６（制御手段の一例である。）が設けられている。なお、制御盤６は、制御対象の各構成要素および各種センサと電気的に接続されているが、当該接続について図示を省略している。

（アンビエント空調装置の構成）
まず、アンビエント空調装置２の構成を説明する。アンビエント空調装置２は、送風式空調機７と、輻射式空調機８と、を有する。

送風式空調機７は、外気取入口７１から取り入れた空気に対して、直膨式外調機７２によって温度および湿度の調節を施し、これを吹出口７３から事務室Ｒに吹き出すことによって、事務室Ｒを空調する。なお、事務室Ｒに設けられた吸気口７４から、屋外に向けて開口する排出口７５へ空気を案内する。

直膨式外調機７２は、蒸発器７２１、凝縮器７２２、加湿器７２３、および送風機７２４を有する（図２）。外気取入口７１から取り入れられた空気は、送風機７２４の動力によって、蒸発器７２１、凝縮器７２２、加湿器７２３、および送風機７２４をこの順に通過して温度および湿度が調節されたのちに、吹出口７３に供給される。なお、蒸発器７２１の上流に、外気に含まれる塵埃を取り除くフィルタユニットＦが設けられている。

蒸発器７２１は、冷冷媒と空気とを熱交換させて空気を冷却し、これによって空気中の水分を凝縮させて空気を除湿する装置である。蒸発器７２１の冷媒回路Ｃ１は室外機５に供給されている。蒸発器７２１には液状態の冷媒が供給され、これを蒸発器７２１において蒸発させる際の気化熱を利用して空気から熱を奪う。冷媒回路Ｃ１の蒸発器７２１への入口には弁７２１ａが設けられており、弁７２１ａの開度を調整することで蒸発器７２１の温度を制御できる。なお、冷媒回路Ｃ１には蒸発器７２１から室外機５に冷冷媒を戻す戻り配管が存在するが、簡単のため図示していない。他の構成要素の戻り配管についても同様に図示を省略してある。また、戻り配管に制御弁（不図示）が設けられており、この制御弁の開度によって蒸発器７２１を流通する冷冷媒の温度を制御できる。

凝縮器７２２は、温冷媒と空気とを熱交換させることによって空気を加熱する装置である。蒸発器７２１を通過した空気は一般的に、事務室Ｒへの供給に適した温度より低い温度になっているので、これを凝縮器７２２によって再加熱して事務室Ｒへの供給に適した温度に調節する。凝縮器７２２の冷媒回路Ｃ２は室外機５に接続されている。凝縮器７２２には気化状態の冷媒が供給され、これを凝縮器７２２において凝縮する際の凝縮熱を利用して空気に熱を与える。冷媒回路Ｃ２の凝縮器７２２への入口には弁７２２ａが設けられており、弁７２２ａの開度を調整することで凝縮器７２２の温度を制御できる。なお、冷媒回路Ｃ１、Ｃ２は結合されていてもよいし、互いに独立していてもよい。

加湿器７２３は、加湿器７２３を通過する空気に対して水蒸気を噴霧して、当該空気の湿度を上昇させる装置である。加湿器７２３の運転の有無および出力は、制御盤６によって制御される。

直膨式外調機７２から送出される空気の温度は、蒸発器７２１による冷却と凝縮器７２２による加熱とのバランスによって調節される。また、直膨式外調機７２から送出される空気の湿度は、蒸発器７２１による除湿と加湿器７２３による加湿とのバランスによって調節される。

蒸発器７２１の出力は、弁７２１ａの開度（冷冷媒の流量）によって決定づけられる。弁７２１ａの開度は、直膨式外調機７２から送出される空気の湿度が所望の湿度になるように決定され、たとえば、事務室Ｒの室内の湿度センサ４３の検出値に基づいて弁７２１ａの開度がフィードバック制御される。なお、戻り配管の制御弁（不図示）の開度も、送出される空気の温度および湿度を考慮して決定される。また、加湿器７２３の出力も同様にフィードバック制御されうる。

凝縮器７２２の出力は、弁７２２ａの開度（温冷媒の流量）によって決定づけられる。弁７２２ａの開度は、直膨式外調機７２から送出される空気の温度が所望の温度になるように決定され、たとえば、直膨式外調機７２の出口に設けられた温度センサ（不図示）や、事務室Ｒの室内の温度センサ４２などの検出値に基づいてフィードバック制御される。なお、外気の湿度が高いほど蒸発器７２１の出力（必要な除湿量）が大きくなるので、凝縮器７２２の必要出力（必要な再加熱量）が大きくなる。

これらの制御は、制御盤６により実行される。すなわち、蒸発器７２１、凝縮器７２２、室外機５、および制御盤６が、事務室Ｒに供給する空気の温度を調節する温度調節部を構成し、蒸発器７２１、加湿器７２３，および制御盤６が、事務室Ｒに供給する空気の湿度を調節する湿度調節部を構成している。

送風機７２４は、公知の送風機であり、温度および湿度が調節された空気を吹出口７３を通じて事務室Ｒに供給する。送風機７２４の出力は、制御盤６によって、制御盤６に入力される人感センサ４１の検出結果に基づいて制御される。なお、送風機７２４と吹出口７３との間に流量調整弁７６が設けられている。

吹出口７３は、直膨式外調機７２によって温度および湿度が調節された空気（送風機７２４から供給された空気）を事務室Ｒに吹き出す役割を果たすものであり、事務室Ｒに複数開口している。前述の通り事務室Ｒは複数の区域を含み、それぞれの吹出口７３はいずれかの区域に関連付けられている。図１では、説明のため二つの区域Ａ、Ｂを示し、区域Ａに関連付けられている構成要素に添字Ａを付し、区域Ｂに関連付けられている構成要素に添字Ｂを付している。したがって図１では、吹出口７３について吹出口７３Ａおよび吹出口７３Ｂを図示している。

また、各吹出口７３には、制御弁７３１（７３１Ａ、７３１Ｂ）が設けられており、吹出口７３のそれぞれの空気の吹出量を個別に制御できる。制御弁７３１は、それぞれの制御弁７３１が設けられている区域の人感センサ４１（４１Ａ、４１Ｂ）と電気的に接続されており、それぞれが接続されている人感センサ４１の検出結果に基づいて制御される。また、各吹出口７３には、空気の吹出し方向を制御可能な配向板（不図示）が設けられている。

事務室Ｒに空気が供給されることによって、事務室Ｒと屋外とに差圧が生じると、この差圧を駆動力として事務室Ｒから屋外に空気が流出する。この空気の流れは、事務室Ｒに設けられた吸気口７４から、屋外に向けて開口する排出口７５へ至る経路を通る。なお、外気取入口７１から取り入れられた空気と排出口７５から排出される空気との間で熱交換が行われる全熱交換器７７が設けられている。

輻射式空調機８は、事務室Ｒに存在する熱源（作業者Ｐなど）から輻射される熱を、事務室Ｒの上部に設けられた上部輻射パネル８１に吸収させることによって、事務室Ｒを空調（冷却）する。上部輻射パネル８１は、上部輻射パネル８１は室外機５に接続されており、直膨式外調機７２の蒸発器７２１と冷媒回路Ｃ１を共有している（図３）。

上部輻射パネル８１は複数設けられており、それぞれの上部輻射パネル８１（８１Ａ、８１Ｂ）はいずれかの区域に関連付けられている。また、それぞれの上部輻射パネル８１（８１Ａ、８１Ｂ）に流入する冷媒の流量を制御する制御弁８２（８２Ａ、８２Ｂ）が設けられており、これによってそれぞれの上部輻射パネル８１（８１Ａ、８１Ｂ）の出力を制御できる。さらに、戻り配管に制御弁（不図示）が設けられており、この制御弁の開度によって上部輻射パネル８１を流通する冷冷媒の温度を制御できる。なお、上部輻射パネル８１（８１Ａ、８１Ｂ）の表面温度を検出する表面温度センサ８３（８３Ａ、８３Ｂ）が設けられている。

制御弁８２の開度（上部輻射パネル８１の出力）は、原則的には、温度センサ４２の検出値が設定温度になるように、制御盤６によって制御される。ただし、室温と湿度との関係によっては、上部輻射パネル８１を過度に冷却すると結露するおそれがある。そこで、温度センサ４２の検出値（室温）および湿度センサ４３の検出値（湿度）から露点温度を決定するとともに、表面温度センサ８３の検出値が決定された露点温度より大きくなる限度で制御弁８２の開度を制御して、上部輻射パネル８１の表面温度が露点温度を下回る（すなわち結露する）ことを避ける。

（タスク空調装置の構成）
次に、タスク空調装置３の構成を説明する。タスク空調装置３は、向かい合わせに設置された二つの事務机Ｄの間に立設された衝立状の装置であり、事務机Ｄに正対して設置される正面部３１に、冷却用輻射パネル３２（輻射パネルの一例である。）、加熱用輻射パネル３３（輻射パネルの一例である。）、および温冷感申告装置３４（受付手段の一例である。）が設けられている（図１、図３、図４）。また、検出手段４としてのタスク第一センサ４４（第一温度測定手段の一例である。）およびタスク第二センサ４５（第二温度測定手段の一例である。）も、正面部３１に装着されている。タスク空調装置３は輻射式空調機の一種である。なお、タスク空調装置３二つの事務机Ｄの間に立設されることに対応して、二つの事務机Ｄに正対する二つの面に正面部３１が設けられている。

冷却用輻射パネル３２は、事務室Ｒに存在する熱源（作業者Ｐなど）から輻射される熱を吸収することによって、事務机Ｄの周辺を空調（冷却）する。冷却用輻射パネル３２は正面部３１の上半分の領域に設けられており、使用状態において事務机Ｄの天板より上側において作業者Ｐの上半身と正対する。この構成により、作業者Ｐが暑さを感じやすい頭部付近を重点的に冷却できるので、作業者が冷感を感じやすく、快適性の向上に寄与する。

冷却用輻射パネル３２は室外機５（熱源部の一例である。）に接続されている。冷却用輻射パネル３２は、蒸発器７２１および上部輻射パネル８１と冷媒回路Ｃ１を共有しており（図３）、冷却用輻射パネル３２対して室温より温度が低い冷媒（冷冷媒）が供給される。また、冷却用輻射パネル３２に流入する冷媒の流量を制御する制御弁３６が設けられており、これによって冷却用輻射パネル３２の出力を制御できる。さらに、戻り配管に制御弁（不図示）が設けられており、この制御弁の開度によって冷却用輻射パネル３２を流通する冷冷媒の温度を制御できる。なお、冷却用輻射パネル３２の表面温度を検出する表面温度センサ３５が設けられており、表面温度センサ３５の検出値が露点温度より大きくなる限度で制御弁３６の開度が制御される。

加熱用輻射パネル３３は、事務室Ｒに存在する加熱対象（作業者Ｐなど）に対して熱を輻射することによって、事務机Ｄの周辺を空調（加熱）する。加熱用輻射パネル３３は、正面部３１の下半分の領域に設けられており、使用状態において事務机Ｄの天板より下側において作業者Ｐの下半身と正対する。この構成により、作業者が冷えを感じやすい足元付近を重点的に加熱できるので、作業者が温感を感じやすく、快適性の向上に寄与する。なお、加熱用輻射パネル３３にも、表面温度センサ（不図示）を設けてもよい。

加熱用輻射パネル３３は室外機５に接続されている。加熱用輻射パネル３３は、凝縮器７２２と冷媒回路Ｃ２を共有しており（図３）、加熱用輻射パネル３３に対して室温より温度が高い冷媒（温冷媒）が供給される。また、加熱用輻射パネル３３に流入する冷媒の流量を制御する制御弁３７が設けられており、これによって加熱用輻射パネル３３の出力を制御できる。

冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３が事務机Ｄに正対して設置される正面部３１に設けられているので、使用状態において、冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３が作業者Ｐと正対することになる。輻射により移動する熱の量は、熱を授受する二つの物体の間の幾何学的位置関係を表す形態係数を含む関数であるところ、冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３と作業者Ｐとが正対することによって形態係数が大きくなるので、輻射により移動する熱の量が大きくなる。したがって冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３と作業者Ｐとの間の輻射による熱の授受が起こりやすく、空調の効率がよい。

なお、冷却用輻射パネル３２と加熱用輻射パネル３３とを比較すると、作業者Ｐから見て左右方向の幅が、冷却用輻射パネル３２の方が広い。冷却用輻射パネル３２は、作業者Ｐに加えて事務机Ｄ上の熱源（たとえば、パソコン、ディスプレイなど）から輻射される熱を吸収するべく作業者Ｐの体の幅より広い寸法で設けられている。これに対し、加熱用輻射パネル３３は多くの場合、作業者Ｐの足元に熱を輻射すれば足りるため、作業者Ｐの体の幅と同程度の寸法で設けられている。

タスク第一センサ４４は、正面部３１の冷却用輻射パネル３２と水平方向に隣接する位置に設けられており、本実施形態では少なくとも温度を検出できるセンサである。また、タスク第一センサ４４は、制御弁３６と電気的に接続されており、制御弁３６の開度はタスク第一センサ４４の検出結果（たとえば環境温度）に基づいて制御される。タスク第一センサ４４の検出結果は、事務机Ｄにおける空調状態の指標となりうる。

より詳細には、冷却用輻射パネル３２が正面部３１の左右方向中央に設けられており、タスク第一センサ４４は向かって右側に設けられている。作業者Ｐは、正面部３１の左右方向中央に正対する位置（すなわち冷却用輻射パネル３２と正対する位置）で作業を行うことが多いため、上記の位置に設けられているタスク第一センサ４４は作業者Ｐと正対しにくい。そのため、タスク第一センサ４４が作業者Ｐの体表面温度よりも、作業者Ｐの周囲にある物体の表面温度の影響を受けやすい。作業者Ｐの体表面が空調状態のみではなく作業者Ｐの体温の影響を受けて決定づけられるのに対し、作業者Ｐの周囲にある物体の表面温度は空調状態が支配的な要因となって決定づけられるので、この構成によれば、タスク第一センサ４４が空調状態を反映した温度を検出しやすく、制御の安定性と快適性を両立しやすい。

タスク第二センサ４５は、正面部３１の加熱用輻射パネル３３と水平方向に隣接する位置に設けられており、少なくとも温度を検出できるセンサである。また、タスク第二センサ４５は、制御弁３７と電気的に接続されており、制御弁３７の開度はタスク第二センサ４５の検出結果（たとえば環境温度）に基づいて制御される。タスク第二センサ４５の検出結果も、事務机Ｄにおける空調状態の指標となりうる。

加熱用輻射パネル３３とタスク第二センサ４５との位置関係、および当該位置関係により生ずる作用効果について、冷却用輻射パネル３２とタスク第一センサ４４との関係と同様である。すなわち、通常の位置で作業を行う作業者Ｐと正対しにくい位置にタスク第二センサ４５が設けられていることによって、制御の安定性と快適性を両立しやすい。

タスク第一センサ４４およびタスク第二センサ４５は、公知の温度センサでありうるが、第一の例として、放射温度検出器でありうる。放射温度検出器を用いて温度を測定する場合、熱源等からの熱の輻射や測定対象領域に生じる空気の対流が正確な測定の妨げになりうるところ、本実施形態では放射温度検出器が冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３の正面にあたる領域（熱の輻射や空気の対流などが生じやすい領域である。）に正対しないので、環境温度を正確に測定しやすい。

また、タスク第一センサ４４およびタスク第二センサ４５は、公知の温度センサを含む複合的なセンサ装置であってもよく、第二の例として、ＰＭＶ値（平均予測温冷感申告）を算出するＰＭＶ計でありうる。典型的なＰＭＶ計は、気温計、グローブ温度計、風速計、および湿度計を有し、個別のセンサの検出値を総合してＰＭＶを算出する。ＰＭＶ計を用いる場合、温度に加えて気流および湿度を測定するので、作業者Ｐが置かれている環境における空調の必要性をより詳細に評価でき、作業者Ｐが一層快適になるように冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３の出力を制御できる。なお、熱の輻射や空気の対流などの影響を受けにくいという第一の例の利点は、第二の例においても同様である。

なお、第二の例のように、タスク第一センサ４４およびタスク第二センサ４５は、風速計や湿度計などの温度以外の物理量を検出できる複合的なセンサ装置でありうる。また、タスク第一センサ４４とタスク第二センサ４５との構成は、同一であっても異なっていてもよい。たとえば、タスク第一センサ４４をＰＭＶ計として、タスク第二センサ４５を放射温度検出器とする、といった構成が採用されうる。なお、タスク第一センサ４４およびタスク第二センサ４５が温度以外の物理量を検出できる単数または複数のセンサ装置であってもよい。

温冷感申告装置３４は、それぞれの事務机Ｄの作業者Ｐが感じる温冷感の入力を受け付ける装置である。温冷感申告装置３４は、たとえば、各作業者Ｐ自身の好みに基づくＰＭＶ設定値を受け付ける装置、各作業者が希望する設定温度を受け付ける装置、より大まかな温冷感の入力（たとえば「暑い」、「快適」、「寒い」の三段階）を受け付ける装置、などでありうる。いずれの例であっても、温冷感申告装置３４は各作業者が希望する空調の設定値を受け付けているといえる。

〔空調システムの制御〕
続いて、空調システム１の制御について説明する。

（１）アンビエント空調装置の制御
（ａ）送風式空調機の制御
アンビエント空調装置２のうちの送風式空調機７の制御として、概して、人感センサ４１の検出結果（作業者Ｐの有無および人数）に基づいて、送風機７２４の出力および各吹出口７３の吹出量の制御（制御弁７３１の開度の制御）が行われる。

それぞれの人感センサ４１は、自身が関連付けられている区域における作業者Ｐの人数を検出する。このとき検出した人数に基づいて、次の二つの制御が行われる。

第一に、送風機７２４の出力が制御される。それぞれの人感センサ４１が検出した作業者Ｐの人数が制御盤６において合算され、事務室Ｒに存在する作業者Ｐの総人数が特定される。特定した総人数が所定の閾値以上のときは、制御盤６は、当該総人数に所定の係数を乗じた値に送風機７２４の出力を制御する。すなわち、送風機７２４の出力が作業者Ｐの人数に基づいて制御される。

一方、特定した総人数が所定の閾値未満のときは、制御盤６は、総人数と無関係に、送風機７２４の出力を所定の出力に制御する。この所定の出力は、たとえば、送風機７２４を安定に運転しうる最低限の出力である。

第二に、各吹出口７３の吹出量が制御される。たとえば図１には、区域Ａに一人の作業者Ｐが存在し、区域Ｂには作業者Ｐが存在しない状況を示している。この状況を例として説明すると、区域Ａには作業者Ｐが存在するので、当該作業者Ｐが快適に感じることを念頭に吹出口７３Ａの吹出量が制御される必要があるが、区域Ｂには作業者Ｐが存在しないので、区域Ｂにおける快適性は重要ではない。そこで、吹出口７３Ａの吹出量を吹出口７３Ｂの吹出量に比べて大きくして、送風機７２４から事務室Ｒに供給される空気を作業者Ｐが存在する区域に多く分配する。具体的には、制御弁７３１Ａの開度が、制御弁７３１Ｂの開度より大きくなるように制御する。ただし、作業者Ｐが存在しない領域における吹出量が過度に小さいと、事務室Ｒ内に温度勾配が生じるおそれがあるので、吹出口７３Ｂの吹出量が所定の最低値になるように制御する。

これによって、直膨式外調機７２において温度および湿度が調節された空気が作業者Ｐの周囲に多く供給されるので、作業者Ｐが快適に感じやすい。また、作業者Ｐが快適に感じやすい条件で運転できることから、直膨式外調機７２の負荷を下げた（温度および湿度の調節量を小さくした）としても作業者Ｐの快適性を損ないにくい。すなわち、作業者Ｐの快適性を損なうことなく直膨式外調機７２の消費電力を小さくでき、省エネルギーに資する。

（ｂ）輻射式空調機の制御
アンビエント空調装置２のうちの輻射式空調機８の制御として、温度センサ４２の検出結果（室温）に基づいて、上部輻射パネル８１の出力の制御（制御弁８２の開度の制御）が行われる。すなわち、室温が高いときは制御弁８２の開度を大きくして上部輻射パネル８１の出力を上げ、室温が低いときには制御弁８２の開度を小さくして上部輻射パネル８１の出力を下げる。上部輻射パネル８１の出力を上げることはすなわち、上部輻射パネル８１に分配される冷媒の流量が増えることを意味するので、室外機５の負荷が大きくなる。

（２）タスク空調装置の制御
タスク空調装置３の制御として、タスク第一センサ４４の検出結果（環境温度）に基づく冷却用輻射パネル３２の出力の制御（制御弁３６の開度の制御）と、タスク第二センサ４５の検出結果（環境温度）に基づく加熱用輻射パネル３３の出力の制御（制御弁３７の開度の制御）と、が行われる。

温度センサの検出結果に基づいて輻射パネルの制御が行われる、という点で、輻射式空調機８の制御とタスク空調装置３の制御とは類似する。しかし、前者で検出される温度が事務室Ｒの室温であるのに対し、後者で検出される温度が、それぞれのタスク空調装置３が設置されている作業領域の環境温度である点で異なる。すなわち、輻射式空調機８は事務室Ｒの全体的な環境を考慮して制御されるのに対し、タスク空調装置３は各基が置かれてる局所的な環境を考慮してそれぞれ個別に制御される。

タスク第一センサ４４が検出する環境温度が高いときは、制御弁３６の開度を大きくして冷却用輻射パネル３２の出力を上げ、タスク第一センサ４４が検出する環境温度が低いときは、制御弁３６の開度を小さくして冷却用輻射パネル３２の出力を下げる。また、人感センサ４１の検出結果に基づいて作業者Ｐの有無を判断し、作業者Ｐが存在しない場合には冷却用輻射パネル３２の出力を所定の最低値にする。

タスク第二センサ４５が検出する環境温度が低いときは、制御弁３７の開度を大きくして加熱用輻射パネル３３の出力を上げ、タスク第二センサ４５が検出する環境温度が高いときは、制御弁３７の開度を小さくして加熱用輻射パネル３３の出力を下げる。また、人感センサ４１の検出結果に基づいて作業者Ｐの有無を判断し、作業者Ｐが存在しない場合には加熱用輻射パネル３３の出力を所定の最低値にする。

なお、それぞれの作業領域における適切な空調は、作業者Ｐ個人の好みにも左右される。そこで、冷却用輻射パネル３２および加熱用輻射パネル３３の制御を、タスク第一センサ４４およびタスク第二センサ４５の検出結果に基づく自動的な制御に加えて、作業者Ｐの人為的な制御によっても行えるようにしておけば、個人の好みに応じた制御を実現しやすい。

（３）連動制御（第一の例）
空調システム１では、アンビエント空調装置２とタスク空調装置３との連動制御も実施される。ここでは、連動制御の第一の例について説明する。

（ａ）作業者Ｐが閾値未満のとき
前述の通り事務室Ｒに存在する作業者Ｐの総人数が所定の閾値未満のときは、総人数と無関係に、送風機７２４の出力が所定の出力に制御される。たとえば、シックハウス対策等の目的で最低限要求される換気回数（たとえば毎時０．５回以上）を実現できるように、送風機７２４の出力が制御される。このとき、アンビエント空調装置２の出力が過剰になり、事務室Ｒの室内が過剰に空調される（冷房運転において冷えすぎる、または、暖房運転において暑すぎる）おそれがある。

この状況において、タスク空調装置３の出力を上げる制御を行って、アンビエント空調装置２における余剰の負荷をタスク空調装置３において処理する。たとえば、冷房運転において冷えすぎる状況であれば、加熱用輻射パネル３３の出力を上げて、余剰の冷却負荷を吸収する。反対に、暖房運転において暑すぎる状況であれば、冷却用輻射パネル３２の出力を上げて、余剰の加熱負荷を吸収する。このような制御を行うことによって、負荷のばらつきがエリア内で解消するので、アンビエント空調装置２による負荷の過処理がなく快適性および省エネルギー性を確保できる。

（ｂ）作業者Ｐが多いとき
反対に、作業者Ｐの総人数が所定の閾値を大きく超え、事務室Ｒの定員に対する総人数の割合が所定の基準値を超える場合は、作業者Ｐのうち空調強度に対する要求が小さい人（空調負荷量が小さい運転を希望する人）が快適に感じられるようにアンビエント空調装置２を運転するとともに、そのように制御されるアンビエント空調装置２の運転によって実現される空調強度に対して不足を感じる作業者Ｐに対しては、タスク空調装置３によって個別に空調強度を調節する、という考え方で制御を行う。

具体的には、まず、区域ごとに、複数の温冷感申告装置３４が受け付けた温冷感（換言すれば、空調の設定値である。）のうち最も空調負荷量が小さい温冷感を、当該区域の代表設定値として決定する。たとえば冷房運転時であれば、区域内の作業者Ｐのうち最も寒がりな人（作業者Ｐｘ（不図示）とする。）の温冷感が、最も空調負荷量が小さい温冷感になる。

次に、作業者Ｐｘが快適に感じるように、代表温冷感に基づいて当該区域の設定室温を決定し、この設定室温に基づいて当該区域のアンビエント空調装置２の出力（直膨式外調機７２の各部、ならびに、制御弁７３１（７３１Ａ、７３１Ｂ）および制御弁８２（８２Ａ、８２Ｂ）の制御量）が制御される。

ここまでに説明した制御により、作業者Ｐｘが快適に感じる室温が実現されることになる。しかし、作業者Ｐｘは区域内の作業者Ｐのうち最も寒がりな人であるので、ここで実現されている室温は他の作業者Ｐにとっては暑く感じられる室温である。そこで、それぞれの温冷感申告装置３４が受け付けた温冷感に基づいて、それぞれのタスク空調装置３の出力（制御弁３６、３７の開度）を制御して、全ての作業者Ｐが快適に感じられるようにする。ただし、タスク空調装置３の出力を最大にしても快適に感じられない作業者Ｐ（作業者Ｐｙとする。不図示。）が存在する場合は、アンビエント空調装置２の出力を大きくして、作業者Ｐｙが快適に感じられるようにする。この場合は、作業者Ｐｘのタスク空調装置３の加熱用輻射パネル３３を動作させて作業者Ｐｘの周囲における冷房を緩和し、作業者Ｐｘの快適性を維持する。

これによって、アンビエント空調装置２の容量を過剰に大きくすることなく、作業者Ｐが多いときであっても快適性を確保できる。また、負荷のばらつきがエリア内で解消するので、アンビエント空調装置２による負荷の過処理がなく快適性および省エネルギー性を確保できる。

（４）連動制御（第二の例）
続いて、連動制御の第二の例について説明する。なお、この例では、タスク第一センサ４４がＰＭＶ計として実装され、かつ、温冷感申告装置３４がＰＭＶ設定値を受け付ける装置として実装されている場合について説明する。

この例では、吹出口７３がいずれかの事務机Ｄに向けられている。事務机Ｄ（すなわち作業者Ｐの周囲）に対して直接に空気を吹き付けることによって、作業者Ｐが空気の温度自体により感じる温冷感より高い感度で温冷感を感じる。この現象は、タスク第一センサ４４の検出値（ＰＭＶ値）を通じて検出可能である。この構成により、温度調整の出力を小さくしながら作業者Ｐの快適性を損ないにくい制御を実現できるので、快適性と省エネルギー性を両立しやすい。

また、作業者Ｐの周囲に空気を吹き付けることによって、作業者Ｐが空調を過度に感じる場合は、タスク空調装置３の出力を調整して作業者Ｐが快適に感じる空調状態を実現する。

すなわち、一連の制御としては、まず、温冷感申告装置３４が受け付けた各作業者ＰのＰＭＶ設定値に基づいて、各吹出口７３の向きおよび風量を決定する。吹出口７３の向きおよび風量により、それぞれの事務机Ｄの空調状態に差異が生まれ、その差異がタスク第一センサ４４によって特定される。そして、それぞれのタスク空調装置３におけるタスク第一センサ４４の検出値（ＰＭＶ値）および温冷感申告装置３４が受け付けたＰＭＶ設定値に基づいて、それぞれのタスク空調装置３の出力が制御される。

また、この例では、事務机Ｄに向けて空気が吹き付けられるので、事務机Ｄ上の熱源からの除熱が行われやすい。この点も、作業者Ｐの快適性の向上に寄与する。加えて、作業者Ｐの周囲に常に新しい空気が供給されることになるので、作業者Ｐの近傍の清浄性が向上しうる。さらに、吹出口７３から吐出される空気は蒸発器７２１を経て除湿されているので、冷却用輻射パネル３２の周囲に湿度が低い空気を供給でき、冷却用輻射パネル３２の結露を防ぎやすくなる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るタスク空調装置のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の実施形態では、アンビエント空調装置２とともに空調システム１を構成するタスク空調装置３を例として説明したが、本発明に係るタスク空調装置を単独で用いることも可能である。

上記の実施形態では、正面部３１にタスク第一センサ４４およびタスク第二センサ４５が設けられている構成を例として説明した。しかし、タスク空調装置が検出手段を備えない構成も可能である。たとえば、タスク空調装置と別体で設けられた検出手段の検出結果に基づいてタスク空調装置を制御する構成も採用されうる。

上記の実施形態では、検出手段（温度センサ）の例として放射温度検出器およびＰＭＶ計（グローブ温度検出器）を例示したが、検出手段の仕様は限定されない。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

１ ：空調システム
２ ：アンビエント空調装置
３ ：タスク空調装置
３１ ：正面部
３２ ：冷却用輻射パネル
３３ ：加熱用輻射パネル
４ ：検出手段
４４ ：タスク第一センサ
４５ ：タスク第二センサ
５ ：室外機
Ｃ１ ：冷媒回路
Ｃ２ ：冷媒回路
Ｒ ：事務室
Ｄ ：事務机
Ｐ ：作業者

Claims (7)

1. 机で作業する作業者の上半身と正対する位置に設けられ室温より温度が低い冷冷媒が供給される冷却用輻射パネルと、前記冷却用輻射パネルと水平方向において隣接する位置に設けられ温度を検出する第一の温度センサと、前記作業者の下半身と正対する位置に設けられ室温より温度が高い温冷媒が供給される加熱用輻射パネルと、前記加熱用輻射パネルと水平方向において隣接する位置に設けられ温度を検出する第二の温度センサと、を備えるタスク空調装置において、
   前記第一の温度センサの検出結果に基づいて前記冷却用輻射パネルに供給する冷冷媒の流量を制御する第一の制御弁と、
   前記第二の温度センサの検出結果に基づいて前記加熱用輻射パネルに供給する温冷媒の流量を制御する第二の制御弁と、
   前記机に設けられ、前記作業者が感じる温冷感の入力を受け付ける温冷感申告装置と、を備えることを特徴とするタスク空調装置。
2. 前記加熱用輻射パネルの水平方向の大きさと比較して、前記冷却用輻射パネルの水平方向の大きさが大きいことを特徴とする請求項１に記載のタスク空調装置。
3. 前記第一の温度センサは、前記作業者と正対しない位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載のタスク空調装置。
4. 前記第二の温度センサは、前記作業者と正対しない位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載のタスク空調装置。
5. 前記第一の温度センサ及び前記第二の温度センサは、放射温度検出器であることを特徴とする請求項１に記載のタスク空調装置。
6. 前記第一の温度センサ及び前記第二の温度センサは、グローブ温度検出器であることを特徴とする請求項１に記載のタスク空調装置。
7. 前記冷却用輻射パネルの表面温度を検出する表面温度センサを備えることを特徴とする請求項１に記載のタスク空調装置。

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