WO2011122653A1 - 空気調和システム - Google Patents

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WO2011122653A1
WO2011122653A1 PCT/JP2011/057967 JP2011057967W WO2011122653A1 WO 2011122653 A1 WO2011122653 A1 WO 2011122653A1 JP 2011057967 W JP2011057967 W JP 2011057967W WO 2011122653 A1 WO2011122653 A1 WO 2011122653A1
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WO
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air
panel
heat
heat medium
pneumatic
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Application number
PCT/JP2011/057967
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English (en)
French (fr)
Inventor
宮村　正司
Original Assignee
株式会社トヨックス
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Publication date
Application filed by 株式会社トヨックス filed Critical 株式会社トヨックス
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels
    • F24F5/0092—Systems using radiation from walls or panels ceilings, e.g. cool ceilings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/12—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating
    • F24D3/16—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating mounted on, or adjacent to, a ceiling, wall or floor
    • F24D3/165—Suspended radiant heating ceiling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/01—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station in which secondary air is induced by injector action of the primary air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • 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.
  • 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
  • the suction port connected to the suction side is provided on the ceiling surface.
  • 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).
  • the conditioned air can exchange heat when flowing along the wall surface of the building housing, and can store heat in the building housing.
  • 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.
  • Patent Document 1 the housing heat storage air conditioning system described in Patent Document 1 is not efficient because the air conditioner is operated at night to circulate the conditioned air in the ceiling space, so that the operation cost is increased and the CO 2 emission during operation is increased. It becomes difficult to meet the demands of society.
  • 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.
  • 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 panel, and stores the radiant heat in the heat accumulator, and the heat storage in the distribution path.
  • an air conditioning system including circulation means for circulating air exchanged with a body into a room.
  • a pneumatic panel having a plurality of ventilation holes and a surface forming a part of an indoor wall surface, and the circulation means for controlling the temperature of air flowing into the back side of the pneumatic panel
  • An air control unit and 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 heat medium panel and the air panel may have the same surface shape on the indoor side.
  • the heat medium panel may have a sound absorbing hole having the same shape as the vent hole of the air panel. This vent hole also functions as a sound absorbing hole.
  • the flow path is formed between the heat medium panel, the air panel, and the heat storage body, and the air module is between the air panel and the heat storage body.
  • a duct disposed in the duct, a nozzle that is connected to the duct and discharges air toward the flow path, and an outflow hole that is formed in the duct and allows the air to flow out to the pneumatic panel side.
  • the flow path is formed between the heat medium panel, the air panel, and the heat storage body, and the air module is between the air panel and the heat storage body.
  • the air adjusting unit may cause the temperature-controlled air to flow out from the duct to the indoor side through the plurality of air holes of the pneumatic panel.
  • 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.
  • FIG. 1 is a plan view of a building showing an embodiment of the present invention in a suspended ceiling system.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the interior of the building.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the heat medium panel in the chamber.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of the heat medium panel.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the pneumatic panel in the chamber.
  • FIG. 6 is a system diagram showing water and air piping.
  • FIG. 7 is a system diagram showing an air conditioning unit disposed between the room and the outside.
  • FIG. 1 to 7 show an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a plan view of a building showing an embodiment of the present invention in a suspended ceiling system.
  • a building room 1 has a plurality of pillars 2 extending in the vertical direction (perpendicular to the paper surface), and a window 3 on the lower side (facing the outdoors) in plan view.
  • the column parts 2 are arranged at equal intervals in the vertical direction and the horizontal direction, and are arranged in a square lattice shape as a whole, for example.
  • the plurality of column portions 2 arranged in the vertical direction and the horizontal direction are connected by a beam portion 4 extending in the vertical and horizontal directions.
  • the column part 2 and the beam part 4 contain concrete as a main material, for example, and are formed in cross-sectional rectangular shape, for example.
  • the window portion 3 is made of glass, and one surface of the chamber 1 is almost entirely glazed.
  • an air conditioning unit 11 of an air conditioning system 10 for adjusting the temperature in the room is provided in an island shape.
  • the air conditioning system 10 is arranged on the back side of the heat medium panel 20 as will be described later, in addition to the air conditioner unit 11 including a combination of the heat medium panel 20 and the air panel 30 forming the ceiling surface of the chamber 1.
  • the slab 5 (not shown in FIG. 1) capable of storing the radiant heat of the heat medium panel 20 and the air flow path 40 (not shown in FIG. 1) formed between the heat medium panel 20 and the slab 5.
  • 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 heat medium panel 20, and heat from the heat medium panel 20 due to radiation and convection.
  • the convection here refers to the flow of air on the surface of the heat medium panel 20.
  • the heat medium includes both cold water and hot water in the case of water.
  • air whose temperature and humidity are adjusted flows into the back surface of the pneumatic panel 30, and the indoor air conditioning is also performed by heat exchange by radiation and convection from the pneumatic panel 30.
  • the convection here refers to the flow of air on the surface of the pneumatic panel 20.
  • the air-conditioning by the heat exchange by a convection is performed also when air flows in into the room
  • the air conditioning system 10 of the present embodiment performs housing heat storage by the heat medium type panel 20 at night, and in addition to heat exchange by radiation and convection of the heat medium type panel 20 and the air type panel 30 during the day, In the pneumatic panel 30, air conditioning is performed by blowing out from the perforated plate into the room, and air conditioning is also performed by radiation from the air outlet surface and heat transfer by convection.
  • a square window-side region 1 a and an inner region 1 b of a chamber 1 partitioned into a column part 2 and a beam part 4 in a plan view are each provided with a heat medium panel 20 and air.
  • the air conditioning unit 11 configured by combining the expression panels 30 is arranged in an island shape.
  • the heat medium panel 20 and the pneumatic panel 30 have, for example, the same area in plan view and can be interchanged with each other.
  • the heat medium panel 20 and the pneumatic panel 30 are formed in a rectangular shape and have the same indoor surface shape.
  • the air conditioning unit 11 is the heat-medium type panel 20 or the air type panel 3 for every area
  • FIG. 0 is arranged by arranging two rows in the horizontal direction and eight rows in the vertical direction.
  • the air conditioning unit 11 is configured differently in the window-side region 1a and the inner region 1b, and the air-conditioning unit 11 disposed on the window side has a larger number of pneumatic panels 30. This is because the window-side region 1a normally requires higher air-conditioning capability than the inner region 1b. Therefore, in the present embodiment, the pneumatic panel 30 has higher air-conditioning capability than the heat medium panel 20.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the interior of the building.
  • the heat medium panel 20 is continuously disposed on the window side
  • the pneumatic panel 30 is continuously disposed on the side opposite to the window 3.
  • Each of the panels 20 and 30 is disposed at a distance from the slab 5 as a heat storage body that forms the upper portion of the chamber 1.
  • an air circulation path 40 is formed between the panels 20 and 30 and the slab 5, and air flows through the circulation path as indicated by arrows A in FIG.
  • air discharged from a nozzle 32 (to be described later) of the pneumatic panel 30 causes an air flow in the flow path 40 between the panels 20 and 30 and the slab 5, and an arrow B in FIG.
  • air since air is discharged from the pneumatic panel 30 side so that air rises on the window side of the chamber 1, for example, air heated on the window side during cooling is quickly discharged to the distribution path 40. be able to.
  • the air around the nozzle 32 is attracted, and the air circulates through the part A in the direction of the arrow.
  • the first function at the time of cooling and heating is a function of cooling and heating the room by absorbing and releasing heat by radiation and convection by the heat medium panel 20, as indicated by an arrow C in FIG.
  • FIG. 2 shows a cooling state and shows a state in which heat is absorbed from the room by radiation and convection to the heat medium panel 20.
  • 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 medium type panel 20 absorbs heat from the slab 5 by radiation and cools it.
  • This is a function of storing heat and cooling the room using the heat stored in the slab 5.
  • cooling is realized by exchanging heat between the air flowing through the lower flow path 40 of the slab 5 and the slab 5 and circulating this air indoors.
  • the slab 5 also absorbs heat from the room by radiation. It is effective to store heat in the slab 5 at night when the heat load of the chamber 1 is small and to use the heat storage during the daytime when the heat load of the chamber 1 becomes large.
  • it is also possible to heat the room by storing heat in the slab 5.
  • the third function at the time of cooling and heating introduces air whose temperature and humidity have been adjusted in advance into the flow path 40 on the back side of the pneumatic panel 30, and this is introduced indoors. This is a function of cooling and heating the room by distributing it.
  • the air introduced into the back side of the pneumatic panel 30 exchanges heat with the slab 5.
  • 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 pneumatic panel 30 as shown by the arrow E in FIG. is there. Unlike those who actively use convection, the occupants can hardly recognize that air is flowing.
  • the fifth function at the time of cooling and heating is a function of cooling and heating the room by radiant heat emitted from the pneumatic panel 30. Since air whose temperature and humidity are adjusted flows into the back side of the pneumatic panel 30, the temperature of the pneumatic panel 30 is controlled by the air.
  • the air conditioning system 10 mainly adjusts the room temperature by using the above five functions.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the heat transfer panel in the room.
  • each heat medium type panel 20 is suspended from the slab 5 and used.
  • the anchor bolt 41 is driven into the slab 5
  • the suspension bolt 42 is suspended from the anchor bolt 41
  • the auxiliary frame body 42 a and the first frame body 43 extending in the horizontal direction are attached to the suspension bolt 42.
  • the auxiliary frame body 42a and the first frame body 43 are orthogonal to each other, and the first frame body 43 is disposed below the auxiliary frame body 42a.
  • mold panel 20 is not limited to the said structure,
  • mold panel 20 can also be directly attached to the 1st frame 43 using a suitable connection tool.
  • the first frame body 43 is provided with a plurality of connection tools 44 extending downward, and a second frame body 45 extending in the horizontal direction is attached to the lower end side of the connection tool 44.
  • the first frame body 43 is formed so as to extend over the entire region where the heat medium panel 20 is continuously provided, and the second frame body 45 is provided separately for each heat medium panel 20. Then, by engaging the heat medium type panel 20 with the second frame body 45, the heat medium type panel 20 is attached to the slab 5 in a floating state.
  • the heat medium panel 20 includes a panel body 20 a that forms the ceiling surface of the chamber 1, a flange portion 20 b that extends upward from an end of the panel body 20 a, and a flange portion that is provided as necessary. And a folded portion 20c formed by folding inward from the upper end of 20b.
  • a plurality of heat medium panels 20 having a horizontal dimension a are arranged in a state where the flange portions 20b are in contact with each other.
  • the panel body 20a is formed with a sound absorbing hole 20d that communicates the front and back. If the diameter of the sound absorbing hole 20d is, for example, 0.5 mm to 3.0 mm, an indoor sound absorbing effect can be obtained.
  • the inner side of the flange portion 20b of the heat medium type panel 20 contacts the outer edge of the second frame body 45, and the folded portion 20c of the heat medium type panel 20 contacts the outer edge side of the upper surface of the second frame body 45. It is configured to touch. If sound absorption in the room is unnecessary, it is not necessary to form a sound absorption hole. Further, if the sound absorption holes are omitted, the radiation surface is increased, and the heating and cooling capacity of the heat medium panel 20 is increased.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of the heat medium panel. Further, as shown in FIG. 4, a holding member 22 that fixes a pipe 21 that performs heat exchange with the heat medium type panel 20 is provided on the back surface of the heat medium type panel 20.
  • the holding member 22 includes a plate-like portion 23 that is in close contact with the back surface of the panel body 20 a and a curved portion 24 that is provided on the upper side of the plate-like portion 23 and has a semicircular cross section that holds the pipe 21.
  • the pipe 21 has flexibility and is fixed in close contact with the bending portion 24 by being fitted into the opening 24a of the bending portion 24 while being elastically deformed.
  • the heat medium whose temperature, pressure, flow rate, etc. are controlled flows through the pipe 21.
  • the heat medium flowing through the pipe 21 is water.
  • the pipe 21 is, for example, a tube having a gas barrier property (oxygen-impermeable) with a three-layer structure.
  • This tube has a first layer made of polyurethane, a second layer made of ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), and a third layer made of polyurethane in this order from the inside.
  • EVOH has a high gas barrier property and prevents oxygen in the air from being dissolved in the fluid in the pipe 21. Thereby, generation
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the pneumatic panel in the chamber.
  • each pneumatic panel 30 is suspended from the slab 5 and used.
  • the anchor bolt 41 is driven into the slab 5
  • the suspension bolt 42 is suspended from the anchor bolt 41
  • the auxiliary frame body 42 a and the first frame body 43 extending in the horizontal direction are attached to the suspension bolt 42.
  • the auxiliary frame body 42a and the first frame body 43 are orthogonal to each other, and the first frame body 43 is disposed below the auxiliary frame body 42a.
  • the suspension bolt 42 for the pneumatic panel 30 is formed shorter than the suspension bolt 42 for the heat medium panel 20.
  • first frame body 43 is provided with a plurality of connecting tools 44 extending downward, and a box portion 31 formed integrally with the pneumatic panel 30 is locked to the lower end of the connecting tool 44 so that the pneumatic panel. 30 is attached to the slab 5 in a floating state.
  • the first frame body 43 is formed to extend over the entire area where the pneumatic panel 30 is continuously provided.
  • the mounting structure of the pneumatic panel 30 is not limited to the above structure, and the design can be changed as appropriate.
  • the box part 31 includes, for example, a pneumatic panel 30 that forms a lower surface, a side part 31a that extends upward from the outer edge of the pneumatic panel 30, and an upper part 31b that connects the upper ends of the side parts 31a.
  • the upper part 31b is formed in a dome shape with the center side protruding upward.
  • the upper part 31b is not limited to a dome shape, For example, it can also be formed in a cross-sectional rectangular shape.
  • a duct 32 to which air is supplied from an air conditioning duct of a building is arranged.
  • the duct 32 is formed with an outflow hole 32 a that communicates inside and outside, and the air that flows through the duct 32 flows out into the box portion 31.
  • a nozzle 32 b that discharges the air in the duct 32 to the slab 5 side is connected to the upper portion of the duct 32 to the outside of the box portion 31.
  • the pneumatic panel 30 is folded back inward from the panel main body 30a that forms the ceiling surface of the chamber 1, the flange part 30b that extends upward from the end of the panel main body 30a, and the upper end of the flange part 30b. And a formed folded portion 30c. Moreover, the several pneumatic panel 30 of the horizontal dimension a is arranged in the state which contacted the flange parts 30b.
  • the pneumatic panel 30 is formed with vent holes 30d communicating with the front and back, and the air that has flowed into the box portion 31 flows into the room through the vent holes 30d.
  • the vent hole 30d of the pneumatic panel 30 has the same shape as the sound absorbing hole 20d of the heat medium panel 20, and has a sound absorbing action.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing water and air piping of the air conditioning system 10.
  • a heat medium control unit 50 that controls the temperature, pressure, flow rate, and the like of the heat medium (water in the present embodiment) is provided in the building.
  • a chilled water feed line 51 through which adjusted chilled water flows
  • a chilled water return line 52 through which chilled water heat-exchanged by the heat medium type panel 20 circulates
  • a hot water feed line 53 through which temperature-controlled hot water circulates
  • a heat medium type A hot water return line 54 through which the hot water heat-exchanged in the panel 20 circulates is connected.
  • the heat medium type module 12 that adjusts the indoor temperature by radiant heat includes a heat medium type panel 20 provided with a pipe 21 through which the heat medium flows, and a heat medium control unit 50 that controls the temperature of the heat medium.
  • the heating medium type panel 20 in the window-side region 1a can perform both cooling and heating operations, and the heating medium type panel 20 in the inner region 1b can perform only cooling operation. Yes.
  • cold water or hot water is supplied to each air conditioning unit 11 at a time, and the room temperature is adjusted for each of the regions 1 a and 1 b in FIG. 1 corresponding to each air conditioning unit 11. Is called.
  • a window-side feed line 55 and a window-side return line 56 through which cold water or hot water flows are provided for the window-side area 1a, and an inner feed line 57 and an inner return line 58 through which cold water flows are provided for the inner area 1b.
  • the window-side feed line 55 includes a feed-side cold water adjustment valve 55 a that adjusts the inflow amount of cold water from the cold water feed line 51 and a feed-side hot water adjustment valve 55 b that adjusts the inflow amount of hot water from the hot water feed line 53. is doing. As shown in FIG. 6, the window-side feed line 55 is formed in a bifurcated manner on the cold water feed line 51 and the hot water feed line 53 side.
  • the window-side return line 56 includes a return-side cold water adjustment valve 56a that adjusts the inflow amount of cold water to the cold water return line 52, a return-side hot water adjustment valve 56b that adjusts the inflow amount of hot water to the hot water return line 54, have.
  • the window-side return line 56 is formed to be bifurcated on the cold water return line 52 and the hot water return line 54 side.
  • the hot water feed line 53 is used, for example, for heating a relatively cold window side in winter.
  • an air conditioning unit 60 for controlling the temperature and humidity of air is provided in the building, and the air conditioning feed through which the air whose temperature and humidity are regulated flows to the air conditioning unit 60.
  • the line 61 is connected to an air conditioning return line 62 through which air discharged from the room flows.
  • the air conditioning feed line 61 is connected to the duct 32 of each pneumatic panel 30, and the adjusted air is directly supplied to the duct 32 of each pneumatic panel 30. Further, part of the air circulated through the room is discharged through the air conditioning return line 62. That is, the pneumatic module 13 that adjusts the indoor temperature and humidity with air includes the pneumatic panel 30 and an air conditioning unit 60 that regulates the temperature and humidity of the air flowing into the back side of the pneumatic panel 30.
  • the air adjusting unit 60, the air conditioning feed line 61, the air conditioning return line 62, and a fan (not shown) provided in the air flow path such as the distribution path 40 are heat-exchanged with the slab 5 through the distribution path 40. It provides a circulation means for circulating air into the room.
  • FIG. 7 is a system diagram showing the air conditioning unit 60 disposed between the room and the outside.
  • the air adjusting unit 60 includes an air intake passage 79a through which air flows from outside to the room and an air discharge passage 79b through which air flows from the room to the outside.
  • the air intake passage 79a the air taken in from the outside 9 flows into the total heat exchanger 72 through the flow rate adjusting valve 71 and the first filter 70a, and heat exchange is performed with the air discharged to the outside.
  • the air that has passed through the total heat exchanger 72 continuously flows into the cooler 73 and the heater 74 through the second filter 70b. If it is necessary to cool the outside air, it is cooled using the cooler 73, and if necessary, it is heated using the heater 74.
  • the humidity is adjusted by the humidifier 75 and supplied to the air conditioning feed line 61 on the chamber 1 side through the flow rate adjusting valve 76.
  • the air discharged from the air conditioning return line 62 in FIG. 6 passes through the return air fan 70 d and then flows into the total heat exchanger 72 and exhausts to the outside 9 through the flow rate adjustment damper 77. Is done.
  • a circulation passage 79c that connects the air intake passage 79a and the air discharge passage 79b is provided closer to the chamber 1 than the total heat exchanger 72 is.
  • the circulation passage 79c is provided with a flow rate adjustment valve 78.
  • an indoor air conditioning function by radiation of the heat medium panel 20 and an air conditioning function using the slab 5 in which heat is accumulated by the radiation of the heat medium panel 20 are provided.
  • indoor air conditioning can be performed efficiently.
  • indoor air-conditioning can be performed in an ideal state.
  • the air conditioning unit 60 is stopped and the heat medium control unit 50 is operated to store heat in the slab 5.
  • the heat medium control unit 50 and the air conditioning unit 60 are steadily operated.
  • the heat medium control unit 50 may be stopped as necessary.
  • the control in the daytime mode can be appropriately changed according to the required specifications, but for example, the following can also be performed. That is, when the heat storage of the slab 5 is sufficient as in the morning, the cooling / heating by the second function using the heat storage of the slab 5 and the third function, the fourth function and the fifth function using the air are used. Air conditioning and heating. When the amount of heat stored in the slab 5 has decreased, the heat medium control unit 50 is operated to perform heat exchange between the pipe 21 and the heat medium panel 20 to start cooling and heating by the first function using radiation. That's fine. Further, when there is almost no heat storage in the slab 5 as in the evening, the cooling / heating by the first function by heat exchange between the pipe 21 and the heat medium panel 20, the third function, the fourth function, and the fifth function using the air. Air conditioning by function.
  • the heat medium panel 20 may cause condensation in the pipe 21 if the temperature of the cold water flowing through the pipe 21 is excessively lowered during cooling, the temperature of the cold water cannot be lowered below a predetermined temperature.
  • air conditioning by the first function There is a limit to air conditioning by the first function.
  • a relatively large cooling capacity is required while making use of the advantages of cooling and heating using radiation by supplementing the cooling capacity deficient in the heat medium panel 20 with radiation on the pneumatic panel 30 side or the like. Even if it is a case, it is possible to cope. By storing the housing heat at night, the load is leveled and the device can be downsized.
  • the air conditioning unit 60 performs air conditioning using the amount of air necessary for ventilation. It is possible to realize a cooling and heating mechanism with little waste. Accordingly, it is possible to ensure the cooling capacity while reducing the operating cost and the CO 2 emission amount.
  • safe water is used as the heat medium, and the inside of the pipe 21 does not become a high pressure, and an efficient heat storage operation using water becomes possible. That is, in this embodiment, it becomes the energy-saving air conditioning system 10 excellent in comfort, health, and hygiene, and it is possible to reduce the CO 2 emission amount and the operation cost.
  • the air flowing in from the pneumatic panel 30 side is stopped, cold water or hot water is supplied to the pipe 21, and only radiation by the heat medium panel 20 is performed to store heat in the slab 5. be able to.
  • required of the heat-medium type panel 20 and the air-type panel 30 by daytime can be reduced by performing the indoor air conditioning using the heat
  • the power cost can be reduced.
  • the heat storage panel 20 through which water circulates is used to store the housing without air, the operating cost can be reduced and the CO 2 emission can be reduced.
  • the radiation temperature of the entire chamber 1 can be controlled by controlling the surface temperature of the ceiling surface with a heat medium and air.
  • the air conditioning load can be handled not only in the conventional convection heat transfer but also in the radiant heat transfer, the ratio of the convection heat transfer can be reduced.
  • the quality of an indoor environment can be improved and it can be set as the air conditioning system 10 in consideration of the health of the resident.
  • by using water as the heat medium it is possible to reduce the conveyance power compared to conventional air, and by relaxing the set temperature of the heat medium by about 1 to 3 ° C. compared to air or the like. It is possible to save energy in the cold / hot water supply device.
  • the air conditioning system 10 can be easily and easily installed not only in a new building but also in an existing building.
  • the configuration of each air conditioning unit 11 can be changed in the window side region 1a and the inner region 1b.
  • the pneumatic panel 30 and the heat medium panel 20 have the same design when viewed from the indoor side, they cannot be distinguished from each other. Thereby, the user of the room 1 cannot recognize that the number and arrangement of the pneumatic panel 30 and the heat medium panel 20 are different in each air conditioning unit 11, and unify the ceiling surface of a building or the like. A feeling is not spoiled.
  • the air holes 30d of the pneumatic panel 30 are the same as the sound absorbing holes 20d of the heat medium type panel 20, the air is supplied from the pneumatic panel 30 side to the indoor side while obtaining the sound absorbing effect while having the same design. Can be drained. Further, the heat medium panel 20 and the pneumatic panel 30 are suspended from the slab 5 to form the air circulation path 40, and the air discharged from the nozzles 32 b of the pneumatic panel 30 is used as a driving force in the air circulation path 40. Since the air flow is generated, a circulating air flow in the room can be generated using the back side of the ceiling surface. Moreover, the heat stored in the slab 5 at night can be efficiently recovered by the circulating flow of air. Therefore, unlike the conventional case in which a circulating flow is directly sent from the ceiling surface to the room side, air is not directly blown to the user of the room 1, and a comfortable indoor space can be provided. it can.
  • the air-conditioning system 10 is configured by suspending the heat medium panel 20 and the pneumatic panel 30 from the slab 5, there is no need to arrange a large air conditioner or the like on the back side of the ceiling surface as in the past.
  • the space of the chamber 1 can be expanded upward. Thereby, the space of the room 1 can be used effectively and a feeling of opening can be given to the user of the room 1. That is, it is only necessary to provide a space for forming the air flow path 40 between the panels 20 and 30 and the slag 5 in addition to forming the ceiling by suspending the panels 20 and 30. And if there is little space, the pipe 21 and the duct 32 can be arrange
  • the heat medium panel 20 and the pneumatic panel 30 form the ceiling surface of the chamber 1, but the heat medium panel 20 and the air panel 30 form the side wall surface, for example. There may be.
  • the heat medium panel 20 and the pneumatic panel 30 form the wall surface of the chamber 1.
  • the heat storage is separately performed as an alternative to the heat storage material such as the slab 5.
  • a plate may be attached to the chamber 1.
  • the material of the pipe 21 can be a metal or the like in addition to the resin.
  • the air panel 30 is formed with the air holes 30d.
  • the air heating and cooling can be performed without forming the air holes 30d.
  • the shape of the heat-medium type panel 20 and the air type panel 30 is also arbitrary, and it is needless to say that specific detailed structures and the like can be appropriately changed.
  • the thing using the nozzle 32 of the pneumatic panel 30 was shown as a circulation means to circulate the air heat-exchanged with the thermal storage body in the distribution channel 40 indoors, for example, an pneumatic panel 30 and the air conditioner 60 may be provided with a fan in the flow path 40, and the configuration of the circulation means is arbitrary.
  • the present invention can be applied to air conditioning in buildings such as buildings, houses, gymnasiums, factories, warehouses, and garages.
  • Air Conditioning Part 1 Room 2 Column 3 Window 4 Beam 5 Slab 10 Air Conditioning System 11 Air Conditioning Unit 12 Heat Medium Module 13 Air Type Module 20 Heat Medium Type Panel 30 Air Type Panel 40 Air Flow Path 50 Heat Medium Control Unit 60 Air Conditioning Part

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Abstract

　空気調和システム１０は、蓄熱体５との間に空気の流通経路４０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２０と、熱媒体式パネル２０の裏面に設けられ熱媒体が流通するパイプと、を有し、熱媒体式パネル２０からの輻射熱により室内の冷暖房を行うとともに、前記輻射熱を蓄熱体５に蓄熱させる熱媒体式モジュール１２と、流通経路４０で蓄熱体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備える。

Description

空気調和システム
　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。
　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。
　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。
特開２００５－３２６１０６号公報 特開２００９－１７４８２６号公報
　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。
　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。
　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。
　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室内へ循環させる循環手段と、を備える空気調和システムが提供される。
　上記空気調和システムにおいて、複数の通気孔を有して表面が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制御部と、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室内側へ流出する空気により室内の冷暖房を行う空気式モジュールと、を備えてもよい。
　上記空気調和システムにおいて、前記熱媒体式パネル及び前記空気式パネルは、室内側の表面形状が同じであってもよい。
　上記空気調和システムにおいて、前記熱媒体式パネルは、前記空気式パネルに有する前記通気孔と同じ形状の吸音孔を有してもよい。尚、この通気孔は、吸音孔としても機能する。
　上記空気調和システムにおいて、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、を有してもよい。
　上記空気調和システムにおいて、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を備え、前記空気調節部は、温度を制御した空気を前記ダクトから前記空気式パネルの前記複数の通気孔を介して室内側に流出させるものでもよい。
　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。
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。 図２は、ビルの室内を示す断面図である。 図３は、室の熱媒体式パネル付近の模式断面図である。 図４は、熱媒体式パネルの一部拡大図である。 図５は、室の空気式パネル付近の模式断面図である。 図６は、水及び空気配管を示す系統図である。 図７は、室内と外部の間に配置される空気調節部を示す系統図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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
　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。
　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

Claims (6)

  1. 　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室内へ循環させる循環手段と、を備える空気調和システム。
  2. 　複数の通気孔を有して表面が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室内側へ流出する空気により室内の冷暖房を行う空気式モジュールと、を備える請求項１に記載の空気調和システム。
  3. 　前記熱媒体式パネル及び前記空気式パネルは、室内側の表面形状が同じである請求項２に記載の空気調和システム。
  4. 　前記熱媒体式パネルは、前記空気式パネルに有する前記通気孔と同じ形状の吸音孔を有する請求項３に記載の空気調和システム。
  5. 　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、を有する請求項４に記載の空気調和システム。
  6. 　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を備え、
    　前記空気調節部は、温度を制御した空気を前記ダクトから前記空気式パネルの前記複数の通気孔を介して室内側に流出させる請求項４に記載の空気調和システム。
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