JP2007127366A - 半開放空間用空調装置及びその空調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】天井面における各器具の設置スペースを十分に確保して、各器具を容易に設置することができるだけでなく、熱ロスを小さくすることができる半開放空間用空調装置及びその空調方法を提供すること。
【解決手段】開放された開放部１１ａを有する開放壁面２３と非開放壁面２４とによって周囲が区画された半開放空間１１に設けられる半開放空間用空調装置１０であって、前記半開放空間１１の天井部２５に配設された室内機１２と、前記室内機１２に送風ダクト１３を介して接続されるとともに、前記非開放壁面２４に沿って床面２６まで延設された空調吹出部１４と、前記室内機１２に吸気ダクト１５を介して接続されるとともに、天井部２５から開口した還気口１６と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、駅構内の改札口近傍などの半開放空間に設置される半開放空間用空調装置及びその空調方法に関するものである。

今日、駅構内の改札口近傍に設置される兼掌室の兼掌窓口を大きく開放し、兼掌室を半開放空間とすることにより、明るく、親しみやすい駅作りが進められている。しかし、駅は、例えば、列車からの排熱の影響を受け易くなっていたり、改札口のように多数の乗客が密集するようになっていたりというように、他では見られないような特殊な建築構造を有している。そのため、半開放空間とされた兼掌室を適切に空調するのは、極めて困難であった。特に、夏は暑くてジメジメし、冬は寒くて乾燥する環境のもとでは、既存の空調装置あるいは空調方法によって、大きく開放した兼掌窓口を有する兼掌室内を空調するのは難しかった。

図７は、従来の半開放空間用空調装置の一例を示す平面図、図８は、その縦断面図である。ここで、半開放空間である兼掌室１においてパッケージ型空調機の室内機２を天井内に設置するとともに、空調吹出口３を兼掌窓口側の天井面に設置し、還気口４を奥の天井面に設置している。また、送風ダクト５を介して室内機２と空調吹出口３とを接続しており、同様に、送風ダクト５を介して室内機２と還気口４とを接続している。
更に、別の従来例として特許文献１に開示されたように空調の吹出方向を上下に変更可能とした空調付きカウンターテーブルを兼掌窓口に配置するものが提案されている。
特開２００４−２６３９０６号公報

しかしながら、上記のように天井面に空調吹出口３及び還気口４が設けられた構成では、以下のような問題が存在する。
すなわち、兼掌室１の形態は、床面積が８ｍ^２程度の矩形であり、一般的に大変狭い場所となる。そのため、天井のスペースも小さく、天井に配される空調吹出口３や還気口４の他、灯具、監視カメラ、点検口などの設置が困難となる。
また、作業環境と安全性の観点から灯具と監視カメラを配置した後に空調吹出口３や還気口４の配置を検討するため、吹出口３の配置には制約条件が多く、吹出口形状とサイズの選定に大変な労力を費やしている。
また、空調吹出口３の位置と兼掌窓口が近接しているため、兼掌窓口外の外気が流入し（熱ロス大）、兼掌窓口内の空調快適性は低下してしまう。その防止策として、通常の事務室等よりも空調機の能力を高くすることが考えられるが、空調機の能力を高くすると、設備が増大してしまい、兼掌室１のような狭い場所に設置するには不向きとなる。

さらに、鉄道駅特有の建築躯体構造により、天井が高くなることがあり、この場合、空調吹出口３を天井に配置すると到達距離が稼げない。そのため、風量を大きくして到達距離を稼ぐことになるが、この際、在室者はドラフト感を感じてしまう。
また、兼掌室１内に外気が流入してくるため、冷房運転時に吹出口器具表面が結露してしまう。この時、直下で作業している執務者に落水した場合、不快感を与えてしまうだけでなく、パソコン等の電子機器に落水した場合、機器が破損するおそれがある。
また、特許文献１に記載された空調装置では、空調付きカウンターテーブルを兼掌室に配置するものにあっては、吹出位置と兼掌窓口との距離が近く、熱ロスが大きいものであった。更に、風量の増加による設備の大型化およびドラフトによる倦怠感があった。

この発明は上記問題に鑑みてなされたもので、天井面における各器具の設置スペースを十分に確保して、各器具を容易に設置することができるだけでなく、熱ロスを小さくすることができる半開放空間用空調装置及びその空調方法を提供することを目的とする。また、吐出速度を遅くすることができるので、ドラフトによる倦怠感を防止することができ、さらに吹出孔が外気と離隔したために結露がなくなり、落水による不快感等を解消することができる半開放空間用空調装置及びその空調方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明における半開放空間用空調装置は、開放された開放部を有する開放壁面と非開放壁面とによって周囲が区画された半開放空間に設けられる半開放空間用空調装置であって、前記半開放空間の天井部に配設された室内機と、前記室内機に送風ダクトを介して接続されるとともに、前記非開放壁面に沿って床面まで延設された空調吹出部と、前記室内機に吸気ダクトを介して接続されるとともに、天井部から開口した還気口と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明における半開放空間用空調装置は、前記半開放空間内の温度を検出する検出センサーと、前記検出センサーの検出結果に基づいて、前記室内機のＯＮ・ＯＦＦ制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明における半開放空間用空調装置は、前記空調吹出部が、前記開放壁面と対向する非開放壁面に配設されたことを特徴とする。

また、本発明における半開放空間用空調装置は、前記空調吹出部が、複数の吹出孔を有するとともに、鉛直方向に複数に区画されており、前記区画ごとに前記吹出孔の開孔率が変更可能になっていることを特徴とする。

また、本発明における半開放空間用空調装置は、前記空調吹出部が、前記区画ごとに沿ったスライドレールを備え、このスライドレールに多孔板を着脱自在に配設したことを特徴とする。

また、本発明における半開放空間用空調装置は、前記空調吹出部が、鉛直方向に３等分され、冷房運転時に前記区画ごとの前記開孔率を上から５０％、３０％、２０％に設定し、または、暖房運転時に前記区画ごとの前記開孔率を上から２０％、３０％、５０％に設定することを特徴とする。

また、本発明における半開放空間用空調装置は、前記送風ダクトまたは前記吸気ダクトの少なくともいずれか一方は、矩形断面に形成されており、長辺と短辺の長さ比が４以下であることを特徴とする。

また、本発明の半開放空間における空調方法は、開放された開放部を有する開放壁面と非開放壁面とによって周囲が区画された半開放空間における空調方法であって、半開放空間の天井部に設置された室内機によって、前記非開放壁面に沿って床面まで延設された空調吹出部から、送風ダクトを介して前記半開放空間に空気を吹き出し、この吹き出された空気を、前記天井部に開口した還気口から、吸気ダクトを介して、室内機に循環させることを特徴とする。

この発明は前記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。

本発明では、開放された開放部を有する開放壁面と非開放壁面とによって周囲が区画された半開放空間に設けられる半開放空間用空調装置であって、前記半開放空間の天井部に配設された室内機と、前記室内機に送風ダクトを介して接続されるとともに、前記非開放壁面に沿って床面まで延設された空調吹出部と、前記室内機に吸気ダクトを介して接続されるとともに、天井部から開口した還気口と、を備えたので、天井部における各器具の設置スペースを充分確保することができ、各器具を容易に設置することができる。また、空調吹出口と兼掌窓口との距離が大きくなり、兼掌窓口からの熱ロスを小さくすることができ、空調快適性が改善することができる。また、空調吹出部が非開放壁面に配設されるので、外気と離隔され、結露の発生がなくなり、落水による不快感や機器破損の虞がない。

また、本発明では、前記半開放空間内の温度を検出する検出センサーと、前記検出センサーの検出結果に基づいて、前記室内機のＯＮ・ＯＦＦ制御を行う制御部と、を備えたので、半開放空間内の温度を迅速かつ高精度に調整することができる。

また、本発明では、前記空調吹出部が、前記開放壁面と対向する非開放壁面に配設されたので、半開放空間において開放部近傍に居る者までの到達距離を短くすることができる。そのため、風量を小さく抑えることができ、装置を小型化することができる。

また、本発明では、前記空調吹出部が、複数の吹出孔を有するとともに、鉛直方向に複数に区画されており、前記区画ごとに前記吹出孔の開孔率が変更可能になっているので、半開放空間に吹き出す高さ方向の空気の量を調整することができる。そのため、半開放空間内の温度を均一にすることができる。

また、本発明では、前記空調吹出部が、前記区画ごとに沿ったスライドレールを備え、このスライドレールに多孔板を着脱自在に配設したので、区画ごとの開口率を容易に変更することができる。

また、本発明では、前記空調吹出部が、鉛直方向に３等分され、冷房運転時に前記区画ごとの前記開孔率を上から５０％、３０％、２０％に設定し、または、暖房運転時に前記区画ごとの前記開孔率を上から２０％、３０％、５０％に設定するので、冷房時の吹き出し空気量を高さ方向において均一にすることで室内の温度分布を均一にすることができる。また、足元に空調空気を多く供給することにより暖房効果を向上させることができる。

また、本発明では、前記送風ダクトまたは前記吸気ダクトの少なくともいずれか一方が、矩形断面に形成されており、長辺と短辺の長さ比が４以下であるので、ダクト内を通過する内部流の通風抵抗を抑制することができる。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態として半開放空間における空調装置について、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る半開放空間における空調装置の一例を示す平面図、図２は半開放空間における空調装置の一例を示す縦断面図である。
ここでは、半開放空間の一例である兼掌室１１を例に説明する。
兼掌室１１は、兼掌窓口（開放部）１１ａを有する開放壁面２３と、開放部を有さない非開放壁面２４とによって周囲が区画され、さらに、天井部２５の天井面２５ａと床面２６とによって上下が区画されてなるものである。

本発明における空調装置１０は、兼掌室１１に設置されるものである。
空調装置１０は、天井部２５に配設された室内機１２と、この室内機１２に送風ダクト１３を介して接続されるとともに、非開放壁面２４に沿って床面２６まで延設された空調吹出部１４と、を備えている。また、空調装置１０は、室内機１２に吸気ダクト１５を介して接続されるとともに、天井面２５ａに開口した還気口１６と、兼掌室１１内の温度を検出する検出センサー１７と、室内機１２のＯＮ・ＯＦＦ制御を行う制御部１８と、を備えている。

室内機１２は、機外静圧を有する送風機を内蔵したパッケージ型空調機の室内機であり、例えば、兼掌室１１の天井部２５内に設置する。送風ダクト１３および空調吹出部１４は、図３及び図４に拡大して示すように断面が矩形状に形成されている。非空調空間に半開放状態で接する床面積８ｍ^２程度の空間において、本発明の空調装置１０を適用する場合、室内機１２からの供給空気量は、１分間あたり１５ｍ^３から２０ｍ^３程度必要である。

また、一般にダクト内を通過する内部流体の通風抵抗を許容範囲内に抑えるためには、ダクト長辺と短辺の比であるアスペクト比が４以下とされている。そこで、アスペクト比を４以下とするためにダクトの長辺は、８００〜１０００ｍｍ、短辺は２００〜２５０ｍｍ程度となるように送風ダクト１３及び吸気ダクト１５を選定する。

なお、図１または図２に示すように、送風ダクト１３および空調吹出部１４は、非開放壁面２４のうち、開放壁面２３と対向する背面２４ａに配設するのが好ましい。この背面２４ａは、兼掌室１１内で執務する執務者１９が兼掌窓口１１ａを向いているときのその執務者１９の背後に位置するものである。また、送風ダクト１３および空調吹出部１４を、非開放壁面２４のうちの側面２４ｂに配設してもよい。空調吹出部１４は、送風ダクト１３に接続されており、室内側に複数の吹出孔２０を有している。吹出孔２０としては、例えば、パンチングメタル（多数の孔の配列で形成される孔あき板）を使用することができる。また、空調吹出部１４は、執務者１９の背丈程度までの高さ１，８００ｍｍ程度とし、これを吹出口として利用する。
また、開放壁面２３には、上記の検出センサー１７が設けられている。この検出センサー１７には、上記の制御部１８が電気的に接続されている。

このような構成のもと、検出センサー１７によって兼掌室１１内の温度が検出され、この検出結果に基づいて、制御部１８によって室内機１２がＯＮ・ＯＦＦ制御される。すなわち、検出センサー１７から検出信号が出力され、制御部１８に入力される。すると、制御部１８は、検出センサー１７の検出結果と、あらかじめ入力された閾値とを比較し、その検出結果が閾値よりも高い場合、または低い場合に、室内機１２をＯＮする。これによって室内機１２が駆動させられ、送風ダクト１３を介して、吹出孔２０から空気が吹き出される。この吹き出された空気は、兼掌室１１内を通って還気口１６から吸気ダクト１５を介して室内機１２に循環する。

ここで、吹出孔２０から空気が吹き出されるとき、パンチングメタルの孔が小さいことから、上部よりもフロアレベルに近い下部の方がより多くの空気が吹き出される虞がある（図５（ａ）参照）。
図６（ａ）は、空調装置１０の吹出口の構成を示す説明図、（ｂ）はそのＡ方向から視た説明図である。
本実施形態においては、空調吹出部１４は、鉛直方向に複数に区画されており、区画ごとに水平方向に沿ってスライドレール２１が配設されている。本実施形態では、空調吹出部１４が３等分されている。このスライドレール２１に多孔板２２が挿脱自在に配設されている。すなわち、スライドレール２１に多孔板２２を嵌め込んで、スライドレール２１に沿ってその多孔板２２をスライドさせることにより、多孔板２２が設置されるようになっている。多孔板２２には、複数の孔が形成されており、これら複数の孔が吹出口２０となる。また、多孔板２２は、それぞれ異なる開孔率を有している。開孔率は、０％（孔なし）、２０％、３０％、５０％等に設定することができる。なお、開効率とは、多孔板２２の主面の全面積に対する吹出口２０の開口面積の割合をいう。

このように構成された空調吹出部１４においては、兼掌室１１内の温度分布に偏りが生じ、快適性が低下するおそれがある場合に、吹き出し空気量を高さ方向において均一にするために、多孔板２２の開孔率を高さ方向で段階的に変化させる。例えば、１，８００ｍｍを３等分した場所、６００ｍｍピッチで開孔率を変化させる。この時、開孔率が高いと意匠性が低下し、開孔率が低いと吹き出し抵抗が増加し、所定の風量を確保できなくなる。そこで、多孔板２２の開孔率を５０％、３０％、２０％とし、吹き出し空気量を高さ方向で均一にしたい場合は、吹き出し空気の上流から下流に向けて開孔率が小さくなるような配列とする。すなわち、図５（ｂ）に示す冷房運転時には、高さ方向に３等分された区画の上部から５０％、３０％、２０％の順に配列する。なお、低温空気は密度が大きいため、兼掌室１１内下部の床面２６付近に滞留する。そこで、最下部に配される開口率２０％の多孔板２２を、開口率０％の無開口の板と交換することにより（開口率は、上部より５０％、３０％、０％となる）、室内の温度分布の均一性を向上させることができる。

また、逆に図５（ｃ）に示す暖房運転時には、足元に空調空気を多く供給することにより空調効果が高くなると判断できる場合は、吹き出し空気の上流から下流に向けて開孔率が大きくなるような配列とする。すなわち、高さ方向に３等分された空調吹出部１４の多孔板２２を上部から２０％、３０％、５０％の順に配列する。なお、執務者１９が開孔率の異なる多孔板２２の配置を任意に変更できるよう、多孔板２２は、空調吹出部１４本体の横からスライドして交換できる構造とする。

また、本発明では、空気が多孔板２２の狭窄部分を通過するため、吹出孔２０において音が発生することが懸念される。そこで、音を発生させないために、供給空気量の基、多孔板２２の通過速度を小さく抑えることが必要である。上述した多孔板２２の開孔率、供給空気量、ダクト形状とすることで、吹き出し速度は０．５〜０．７ｍ・ｓ程度となり、空調吹出部１４からの音は発生しない。

次に、本発明の半開放空間における空調方法について説明する。
検出センサー１７によって兼掌室１１内の温度を検出し、検出センサー１７の検出結果に基づいて、室内機１２をＯＮ・ＯＦＦ制御する。すなわち、検出センサー１７からの検出信号を制御部１８に入力し、検出センサー１７の検出結果と、あらかじめ入力された閾値とを制御部１８に比較させ、その検出結果が閾値よりも高い場合、または低い場合に、制御部１８によって室内機１２をＯＮする。これによって室内機１２を駆動し、送風ダクト１３を介して、吹出孔２０から空気を吹き出す。この吹き出された空気を、兼掌室１１内を通って還気口１６から吸気ダクト１５を介して室内機１２に循環させる。

以上より、本実施形態における空調装置１０によれば、空調吹出部１４を背面２４ａに配設することにより、天井面２５ａにおける各器具の設置スペースを充分確保することができ、各器具を容易に設置することができる。
また、空調吹出部１４と兼掌窓口１１ａとの離隔距離が大きくなるため、兼掌窓口１１ａからの熱ロスは従来と比較して小さくなり、空調快適性が改善される。
また、執務者１９の背後である背面２４ａに空調吹出部１４を設置したことで執務者１９までの到達距離が小さくなり、風量を増加させる必要がなく、設備の大規模化を防ぐことができる。
また、多孔板２２が吹き出し抵抗となり、吹き出し速度が遅くなるため、空調空気のドラフトによる倦怠感は感じない。吹出口配置が兼掌室１１内の側壁面になり、外気と離隔されたため、結露は発生しなくなり、落水による不快感や機器破損の問題を解消できる。

さらに、開口率を変更することにより、兼掌室１１内に吹き出す高さ方向の空気の量を調整することができる。そのため、兼掌室１１内の温度を均一にすることができる。
また、スライドレール２１を設け、開口率の異なる多孔板２２をスライドレール２１に嵌め込むようにしたので、区画ごとの開口率を容易に変更することができる。
また、冷房運転時に区画ごとの開孔率を上から５０％、３０％、２０％に設定するので、冷房時の吹き出し空気量を高さ方向において均一にすることで室内の温度分布を均一にすることができる。また、暖房運転時に開孔率を上から２０％、３０％、５０％に設定するので、足元に空調空気を多く供給することにより暖房効果を向上させることができる。
また、送風ダクト１３及び吸気ダクト１５の長辺と短辺の長さ比を４以下としたので、ダクト内を通過する内部流の通風抵抗を抑制することができる。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

図１は、本発明に係る半開放空間における空調装置の一例を示す平面図である。 図２は、本発明に係る半開放空間における空調装置の一例を示す縦断面図である。 図３は、同空調装置の部材構成を示す説明図である。 図４は、同空調装置における空気の流れを示す説明図である。 図５（ａ）は、同空調装置の吹出口における開孔率を一定にした場合の空気の流れを示す説明図、（ｂ）は冷房運転時の空気の流れを示す説明図、（ｃ）は、暖房運転時の空気の流れを示す説明図である。 図６（ａ）は、同空調装置の吹出口の構成を示す説明図、（ｂ）はそのＡ方向から視た説明図である。 図７は、従来の半開放空間における空調装置の一例を示す平面図である。 図８は、従来の空調装置の一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ 空調装置
１１ 兼掌室（半開放空間）
１１ａ 兼掌窓口（開放部）
１２ 室内機
１３ 送風ダクト
１４ 空調吹出部
１５ 吸気ダクト
１６ 還気口
１７ 検出センサー
１８ 制御部
２０ 吹出孔
２１ スライドレール
２２ 多孔板
２３ 開放壁面
２４ 非開放壁面
２５ 天井部
２６ 床面

Claims (8)

1. 開放された開放部を有する開放壁面と非開放壁面とによって周囲が区画された半開放空間に設けられる半開放空間用空調装置であって、
   前記半開放空間の天井部に配設された室内機と、
   前記室内機に送風ダクトを介して接続されるとともに、前記非開放壁面に沿って床面まで延設された空調吹出部と、
   前記室内機に吸気ダクトを介して接続されるとともに、天井部から開口した還気口と、を備えたことを特徴とする半開放空間用空調装置。
2. 前記半開放空間内の温度を検出する検出センサーと、
   前記検出センサーの検出結果に基づいて、前記室内機のＯＮ・ＯＦＦ制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半開放空間用空調装置。
3. 前記空調吹出部は、前記開放壁面と対向する非開放壁面に配設されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半開放空間用空調装置。
4. 前記空調吹出部は、複数の吹出孔を有するとともに、鉛直方向に複数に区画されており、前記区画ごとに前記吹出孔の開孔率が変更可能になっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半開放空間用空調装置。
5. 前記空調吹出部は、前記区画ごとに沿ったスライドレールを備え、このスライドレールに多孔板を着脱自在に配設したことを特徴とする請求項４に記載の半開放空間用空調装置。
6. 前記空調吹出部は、鉛直方向に３等分され、冷房運転時に前記区画ごとの前記開孔率を上から５０％、３０％、２０％に設定し、または、暖房運転時に前記区画ごとの前記開孔率を上から２０％、３０％、５０％に設定することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の半開放空間用空調装置。
7. 前記送風ダクトまたは前記吸気ダクトの少なくともいずれか一方は、矩形断面に形成されており、長辺と短辺の長さ比が４以下であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半開放空間用空調装置。
8. 開放された開放部を有する開放壁面と非開放壁面とによって周囲が区画された半開放空間における空調方法であって、
   半開放空間の天井部に設置された室内機によって、前記非開放壁面に沿って床面まで延設された空調吹出部から、送風ダクトを介して前記半開放空間に空気を吹き出し、この吹き出された空気を、前記天井部に開口した還気口から、吸気ダクトを介して、室内機に循環させることを特徴とする半開放空間における空調方法。
   

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