JPH109614A - 躯体蓄熱を利用した床吹き出し空調方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空調機からの空調空気を、床と床躯体との間に
構成した床下空間部を介して床側の吹き出し部から室内
に供給する従来の床吹き出し空調方式では、設備の始動
直後からしばらくの間は、空調された空気の熱の一部が
床躯体によって失われるため、すぐに快適な室内環境と
することが困難である。 【解決手段】床躯体１はボイドスラブ等の、中空部２を
有する構成とし、適所に中空部と床下空間部４との連通
口５を設ける。このような構成では、空調が必要な時間
外に空調機７を蓄熱運転して床躯体に予め熱（冷熱を含
む）を蓄熱しておき、この熱を、空調が必要な時間に空
調機を始動した際に利用するので、夏期、冬期にかかわ
らず、空調機始動直後から所定の空調空気を室内に供給
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は躯体蓄熱を利用した
床吹き出し空調方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】床吹き出し空調方式は、空調機からの空
調空気を、床と床躯体との間に構成した床下空間部を介
して床側からの吹き出し部から室内に供給する空調方式
であり、基本的には図７に示すような構成である。

【０００３】図７において符号ａは床躯体、ｂは室内の
床、例えばフリ−アクセス床であり、床ｂと床躯体ａ間
には床下空間部ｃが構成されている。室外には空調機ｄ
が設置され、空調空気の吹き出し側のダクトｅが床下
側、吸い込み側のダクトｆが天井側に対応している。そ
してフリーアクセス床ｂには、空調空気の吹き出し部と
して、床面の吹き出し口ｇとペリメ−タの吹き出し口ｈ
を設けている。

【０００４】以上の構成において、空調機ｄの吹き出し
ダクトｅから吹き出した空調空気は床下空間部ｃを介し
て吹き出し口ｇ，ｈから室内に供給され、空調に供され
た後、天井ｉの上方空間ｊを介して吸入側ダクトｆから
空調機ｄに還流する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来の床吹き出
し空調方式では、設備の始動直後からしばらくの間は、
空調された空気の熱の一部が床躯体ａによって失われる
ため、快適な室内環境とすることが困難である。

【０００６】このため、従来の床吹き出し空調方式にお
いて、最初から室内環境を良好なものとするためには、
空調が必要な時間が始まる前、例えば事務所等では、就
業時間が始まる少し前に空調設備を始動したり、または
空調機の能力を大きくすることが必要となり、この結
果、余分なコストが必要になっている。

【０００７】また室内から空調機への空調空気の還流
は、天井の上方に構成した空間を介して行うので、天井
ふところが大きい。そこで、本発明は、このような課題
を解決することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、空調機からの空調空気を、床と床躯
体との間に構成した床下空間部を介して床側の吹き出し
部から室内に供給する床吹き出し空調方式において、床
躯体は中空部を有する構成とし、適所に中空部と上記床
下空間部との連通口を設けた躯体蓄熱を利用した床吹き
出し空調方式を提案する。

【０００９】上記構成において、例えば、床躯体はボイ
ドスラブ、また床はフリーアクセス床を適用することが
できる。そして床躯体をボイドスラブとした場合におい
て、空調を行う室に隣接して空調機の格納空間を設置
し、格納空間の上部に、室内の上部天井下空間との連通
口を設けることを提案する。

【００１０】また本発明では、上記構成において、室内
のペリメ−タに床下空間部を経た空調空気の吹き出し部
を兼用するファンヒーターを設置し、このファンヒータ
ーには床下空間部との間にダンパーを設けることを提案
する。

【００１１】以上の本発明によれば、空調が必要な時間
外、特に、電力料金の単価が安い夜間において必要な時
間だけ空調機を運転して、空調空気を主として床躯体の
中空部に供給することにより、空調機の運転により発生
した熱（冷熱を含む）を床躯体に蓄熱することができ
る。このため、空調に必要な時間が始まる際に空調機を
始動した直後から所定の空調空気を室内に供給すること
ができる。

【００１２】また室内のペリメ−タに、床下空間部を経
た空調空気の吹き出し部を兼用するファンヒーターを設
置すれば、このファンヒーターは、冬期においては、空
調が必要な時間内と時間外のいずれにおいても空調機と
は独立して必要に応じて運転して、ペリメ−タゾーンか
らの熱負荷に対応させることができ、また夏期において
は、床面等に設けた他の空気吹き出し部と同様に、空調
機の空調空気を室内に供給することができる。

【００１３】室内の空調に供された空気は室内の上部
で、天井下の空間から空調機に還流するように構成すれ
ば、天井ふところを小さくすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を添付図
面を参照して説明する。図１〜図６は本発明の床吹き出
し空調方式の実施の形態を概念的に表した図であり、図
において、符号１は床躯体であり、この床躯体１は中空
部２を有する構成、例えばボイドスラブにより構成して
いる。符号３は床躯体１の上方に床下空間部４を隔てて
構成した床で、例えばフリーアクセス床により構成して
おり、その上方が室内となる。この床下空間４は、ＯＡ
機器や通信のための配線用空間として使用することがで
きる。

【００１５】そして床躯体１には中空部２と床下空間部
４との連通口５を設けている。図の構成において、床躯
体１は、その中空部２が図中左右方向に向くように配置
しており、その左右側に連通口５を設けている。

【００１６】床躯体１の図中右側に対応する室外の格納
空間６には空調機７を設置しており、この空調機７の吹
き出し側ダクト８は床下空間部４に位置させている。一
方、空調機７の吸い込み側は上方に構成しており、格納
空間６の上部には上記室内の上部と連通する連通口９を
設けている。

【００１７】床３には、適所に適数の吹き出し口１０を
設置しており、これらの吹き出し口１０にはダンパー等
の風量調整装置（図示省略）を設けている。これらの吹
き出し口１０の構成は、従来の床吹き出し空調方式のも
のと同様で良く、これらの位置は家具レイアウトに応じ
て配置を変更することで、空調上、効果的な室内空間と
することができる。

【００１８】符号１１は室内のペリメ−タ、この例の場
合、窓の近傍を示すもので、このペリメ−タ１１にファ
ンヒーター１２を設置している。このファンヒーター１
２はファン１３とヒーター１４を備えると共に、底部に
床下空間部４との連通口を設けており、この連通口には
ダンパー１５を設けている。

【００１９】以上の構成の空調方式につき、その運転方
法を季節毎に説明する。 ［夏期］図１、図４は夏期の運転状態、即ち、図１は空
調時間外における蓄熱運転状態、図４は空調時間内の空
調運転状態を示すものである。図１に示すように、空調
時間外、特に、電力料金の単価が安くなる夜間におい
て、ファンヒーター１２のダンパー１５を閉とすると共
に、吹き出し口１０の風量調整装置を絞った状態として
空調機７を冷房運転する。

【００２０】この運転状態においては、吹き出し側ダク
ト８からの冷たい空気は図中矢印で示すように床下空間
部４を流れ、連通口５から床躯体１の中空部２内に供給
されて床躯体１を冷やす。即ち、床躯体１には、いわゆ
る冷熱が蓄積される。一方、吹き出し側ダクト８からの
冷たい空気の一部は、吹き出し口１０から室内に流出し
て僅かではあるが室内の冷房に供される。

【００２１】このような蓄熱運転は、上述したように電
力料金の単価が安くなる夜間において、予め設定した所
定の時間だけ行うようにしたり、床躯体１の適所に設置
した温度センサを用いて、設定温度となるように制御し
て運転することができる。

【００２２】そしてこのような蓄熱運転では、空調機７
における空気の吹き出し温度を、空調時の設定温度より
も低く、例えば空調時の設定温度が18℃である場合、12
℃等に設定することにより、より効率的に蓄熱を行うこ
とができる。

【００２３】またこのような蓄熱運転において、吹き出
し側ダクト８からの冷たい空気が効率的に床躯体１の中
空部２内に流入するようにするために、図示の構成に加
えて、例えば図中右側の連通口５に導風板（図示省略）
を設置する等、冷たい空気が中空部２を継続して流れる
ようにするための手段を講ずることができる。そして、
このような構成においては、導風板の動作は後述する冬
期の運転における温かい空気に対しても行われる。

【００２４】以上のようにして必要な時間だけ空調機７
を運転して待機し、空調が必要な時間が始まった時点で
再び空調機７を冷房運転する。図４に示すように、この
空調運転では吹き出し口１０の風量調整装置を開いて風
量を多くし、またファンヒーター１２はダンパー１５を
開としてファン１３のみを運転する。

【００２５】従って、空調機７からの冷気は床下空間部
４を介して吹き出し口１０及びファンヒーター１２から
室内に供給され、室内を流れて上部の連通口９から格納
空間６内の空調機７に還流する。

【００２６】以上のような冷房運転の開始時点において
は、その時点までになされた蓄熱運転により床躯体１が
冷やされた状態にあるため、空調機７の冷房運転を開始
した直後から、所定の空調空気を室内に供給することが
できる。このため、空調が必要な時間が始まる前に空調
設備を始動しておくことは必要でなくなる。

【００２７】［冬期］次に、図５、図６は冬期の運転状
態、即ち、図５は空調時間外における蓄熱運転状態、図
６は空調時間内の空調運転状態を示すものである。図５
に示すように、上述と同様に、空調時間外、特に、電力
料金の単価が安くなる夜間において、ファンヒーター１
２のダンパー１５を閉とすると共に、吹き出し口１０の
風量調整装置を絞った状態として空調機７を暖房運転す
る。

【００２８】この運転状態においては、吹き出し側ダク
ト８からの温かい空気は図中矢印で示すように床下空間
部４を流れ、連通口５から床躯体１の中空部２内に供給
されて床躯体１を温める。即ち、床躯体１に蓄熱が行わ
れる。一方、吹き出し側ダクト８からの温かい空気の一
部は、吹き出し口１０から室内に流出して僅かではある
が室内の暖房に供される。この運転に際して、ペリメ−
タゾーンからの熱負荷が大きい場合にはファンヒーター
１２を暖房運転することにより、これを低減することが
できる。

【００２９】以上のような蓄熱運転は、上述と同様に電
力料金の単価が安くなる夜間において、予め設定した所
定の時間だけ行うようにしたり、床躯体１等の適所に設
置した温度センサを用いて、設定温度となるように制御
して運転することができる。そしてこのような蓄熱運転
では、空調機７における空気の吹き出し温度を、空調時
の設定温度よりも高く、例えば空調時の設定温度が24℃
である場合、30℃等に設定することにより、より効率的
に蓄熱を行うことができる。

【００３０】以上のようにして必要な時間だけ空調機７
を運転したのち停止して待機し、空調が必要な時間が始
まった時点で再び空調機７を暖房運転し、図６に示すよ
うに吹き出し口１０の風量調整装置を開いて風量を多く
して空調運転を行う。そしてこの際、ペリメ−タゾーン
からの熱負荷が大きい場合には、上記蓄熱運転と同様に
ダンパー１５を閉とした状態でファンヒーター１２を運
転してペリメ−タゾーンからの熱負荷を緩和する。ま
た、ペリメ−タゾーンからの熱負荷がさほど大きくない
場合には、ダンパー１５を開としてファンヒーター１２
を、単に床下空間部４を流れる温かい空気の吹き出し口
として動作させることもできる。

【００３１】以上のような暖房運転の開始時点において
は、それまでの蓄熱運転により床躯体１が温められた状
態にあるため、空調機７の暖房運転を開始した直後か
ら、所定の空調空気を室内に供給することができる。こ
のため、空調が必要な時間が始まる前に空調設備を始動
しておくことは必要でなくなる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、以下
に示すような効果がある。 ａ．空調が必要な時間外に空調機を蓄熱運転して床の躯
体部分に予め熱（冷熱を含む）を蓄熱しておき、この熱
を、空調が必要な時間に空調機を始動した際に利用する
ので、夏期、冬期にかかわらず、空調機始動直後から所
定の空調空気を室内に供給することができる。 ｂ．従って、就業時間等の、空調が必要な時間が始まる
前に空調機の運転を行ったり、空調機の空調能力を、始
動直後の熱負荷に対応して、大きくする必要もなく、コ
ストの低減を計ることができる。 ｃ．蓄熱運転は電力料金の安い時間帯（夜間）を利用し
て行うことができ、さらにランニングコストの低減が可
能となる。 ｄ．床躯体として比熱の高い材質を適用することによ
り、蓄熱効果を高めることができる。 ｅ．床躯体として、梁の出ないボイドスラブを使用する
ことにより、余分な天井ふところが発生せず、最小限の
天井下地材とすることができる。このことからビル等の
階高を最小限に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の構成を夏期蓄熱運転の状態と共に概
念的に示す説明的断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】 本発明の構成を夏期空調運転の状態と共に概
念的に示す説明的断面図である。

【図５】 本発明の構成を冬期蓄熱運転の状態と共に概
念的に示す説明的断面図である。

【図６】 本発明の構成を冬期空調運転の状態と共に概
念的に示す説明的断面図である。

【図７】 従来の空調方式の構成を概念的に示す説明
的断面図である。

【符号の説明】

１ 床躯体（ボイドスラブ） ２ 中空部 ３ 床（フリーアクセス床） ４ 床下空間 ５ 連通口 ６ 格納空間 ７ 空調機 ８ 吹き出し側ダクト ９ 連通口 １０ 吹き出し口 １１ ペリメ−タ １２ ファンヒーター １３ ファン １４ ヒーター １５ ダンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 布川 安彦 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調機からの空調空気を、床と床躯体と
   の間に構成した床下空間部を介して床側の吹き出し部か
   ら室内に供給する床吹き出し空調方式において、床躯体
   は中空部を有する構成とし、適所に中空部と上記床下空
   間部との連通口を設けたことを特徴とする躯体蓄熱を利
   用した床吹き出し空調方式。
2. 【請求項２】 床躯体はボイドスラブであることを特徴
   とする請求項１記載の躯体蓄熱を利用した床吹き出し空
   調方式。
3. 【請求項３】 空調を行う室に隣接して空調機の格納空
   間を設置し、格納空間の上部に、室内の上部天井下空間
   との連通口を設けたことを特徴とする請求項２記載の躯
   体蓄熱を利用した床吹き出し空調方式。
4. 【請求項４】 床はフリーアクセス床であることを特徴
   とする請求項１記載の躯体蓄熱を利用した床吹き出し空
   調方式。
5. 【請求項５】 室内のペリメ−タに、床下空間部を経た
   空調空気の吹き出し部を兼用するファンヒーターを設置
   し、このファンヒーターには床下空間部との間にダンパ
   ーを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項に記載の躯体蓄熱を利用した床吹き出し空調方式。