JP2007192505A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】任意の室を任意に温度設定し、任意に空調するといった多室制御を行うことができる空調システムを提供する。
【解決手段】空調ユニット６によって空調された空気が床下の給気経路を通って床２に設けられた吹出し口３０から空調域４に吹出され、該空調域４から空調ユニット６に還気する空調システムである。空調ユニット６は、床下空間３に送風する床下送気ファン１７と、静圧差検出器２３と、これによって検出された差圧に基づいて床下送気ファン１７の回転数を制御するファン回転数制御器２４とを備え、吹出し口３０を開閉する開閉ダンパ３２と、空調域４の温度を検出し、この検出温度と設定温度との差に基づいて開閉ダンパ３２を開閉制御する温度調節器３５とを有し、開閉ダンパ３２の制御に伴って、床下送気ファン１７の回転数を前記床下空間３と空調域４との差圧が所定値となるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の空調システムに係り、特に、乾式二重床の床下空間を給気経路として利用しながら、１台の空調機で全室を個別に温度制御することができるものに関する。

住宅用の空調設備は、入居者自身により室毎に購入設置されるルームエアコンを代表とする冷暖房設備と、浴室天井に設けた換気設備と各室外壁に設けられる自然給気口で構成される２４時間換気設備で構成されることが多い。
この場合、１住戸に複数台のエアコン室内機と、屋外やバルコニーに同数のエアコン室外機が設けられることになる。そのため特に室外スペース不足や美観上の問題があった。
これに加えて床暖房設備が設けられることは珍しくなく、暖房設備が二重に設けられる不経済性があった。そして、換気に伴う自然給気口からの冬期冷気は非常に不快で、さらに暖房エネルギーが増大するため、入居者が２４時間換気設備を停止したり自然給気口の内部ダンパを閉鎖したりすることは珍しくなかった。

これらに対して、美観やスペース上のニーズと、建設段階で建物にエアコンがビルトインされていることのスマート性や先進性に対するニーズから、１台のエアコン室外機を用いて数台の室内機を個別(室別)に運転できるマルチエアコンが普及し、天井内にエアコン室内機が設置される事例も増え始めている。一方で1台の大容量のエアコン室内機から各室に送風ダクトを配し、全館を冷暖房するセントラル空調システムも、導入数は少ないが実用化されている。換気装置においては、第一種熱交換換気装置を設けて、各室へダクトを配する方式とすることで、給排気間での熱交換を行い省エネルギーと快適性向上を図る事例が増えつつある。

マルチエアコンは、1台の室外機で2〜4台の室内機を作動できるが、各室の冷暖房負荷が大きく異なる場合に対応する必要があるために制御システムが複雑となり、複雑な制御がなされる条件で運転された場合には、冷暖房効率(成績係数)が低下する問題があった。 そして室毎にエアコンユニットを必要数設置する場合に比べて割高となる問題があった。
またこのマルチエアコンを採用した場合、リビング等の大きな空間では均質な室内環境の実現、美観性向上のため、天井裏に室内機を設置する天井カセット式が採用されることが多いが、階高が必用となり施工費が向上したり、下がり天井により室内空間に圧迫感が生まれる問題があった。
一方で、近年の住宅にはエアコンとは別に床暖房設備も併せて設けられることが多く、暖房設備初期費用が過大となり、省資源面での問題もあった。また近年のエアコンは省エネルギーの観点から冷房運転時の室内機内部蒸発器（熱交換器）の蒸発温度を高めることで機器効率向上が図られており、これに伴い特に梅雨時期に除湿が十分になされない問題も顕在化しつつある。

従来セントラル空調システムでは、多室制御の煩雑さを避けるため全室24時間冷暖房を前提とした方式が殆どであり、この方式では任意に室の冷暖房を停止したり、室別に設定温度を変更したりが出来ないため、不要な光熱費を低減したいといったニーズからあまり普及は進んでいない。
一方で、セントラル空調システムや第一種熱交換換気設備では、各室へ直径75〜150mm程度の空気搬送ダクトが必用なため、特に集合住宅では下がり天井の下がり厚みや下がり部面積が大きくなるため、階高が必用となり躯体施工費が向上したり、室内空間に圧迫感が生まれたりする問題があり普及が進まない。このような問題に対し、集合住宅での乾式二重床の床下空間を冷暖房や換気の搬送路として利用し、天井高さへの影響を低減するアイデアはこれまでに見られ、オフィスでは床吹出し空調システムとして実施例も多い。

このような床吹出し空調システムの一例として特許文献１に記載の技術が知られている。この床吹出し空調システムでは、空調域の床下に二重床チャンバが形成され、天井上に天井還気チャンバが形成されている。また、室の一側面には，空調機械室が形成されている。空調機械室には、フィルタ、熱交換器、ファン、その他加湿器などを備える空調機が装置されている。そして、この空調機には還気ダクトと外気取入ダクトが接続されている。そしてこの空調機の稼動により，天井還気チャンバから取込んだ還気と外気を混ぜて、塵埃のろ過、温度調節及び湿度調節を行い、作り出した給気を二重床チャンバに送り、床吹出し口から室に供給するようになっている。
特開２００３−３２２３５６号公報

ところで、特に住宅用システムでは光熱費低減の観点から任意の室を任意に温度設定し、任意に空調停止するといった多室制御が求められる場合が多いが、上記特許文献１を始めとし、これまでの床吹出し空調システムでは、このような多室の細かな制御をするための具体的な機器構成や制御方法についての発明はなされておらず、住宅で採用するには実用面で不十分であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、任意の室を任意に温度設定し、任意に空調するといった多室制御を行うことができる空調システムを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図３に示すように、空調域４の床下空間３が給気経路とされ、空調ユニット６によって空調された空気が前記給気経路を通って床２に設けられた吹出し口３０から前記空調域４に吹出され、該空調域４から前記空調ユニット６に還気する空調システムであって、
前記空調ユニット６は、これによって空調された空気を床下空間３に送風する床下送気ファン１７と、床下空間３と空調域４との差圧を検出する静圧差検出器２３と、この静圧差検出器２３によって検出された差圧に基づいて前記床下送気ファン１７の回転数を制御するファン回転数制御器２４とを備え、
前記吹出し口３０を開閉する開閉ダンパ３２と、前記空調域４の温度を検出し、この検出した温度と設定温度との差に基づいて前記開閉ダンパ３２を開閉制御する温度調節器３５とを有し、
前記温度調節器３５による開閉ダンパ３２の制御に伴って、前記ファン回転数制御器２４によって前記床下送気ファン１７の回転数を前記床下空間３と空調域４との差圧が所定値となるように制御するとともに、一定制御する差圧設定値を床下送気ファン１７の回転数に基づき可変制御することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、まず、空調ユニットにおける冷暖房は、空調ユニットのメインスイッチおよび開閉ダンパの作動状況に伴って変化する床下空間と空調域間の差圧と床下送気ファンの送風量の関係にて、発停・制御される。
開閉ダンパは、温度調節器での検知温度と設定温度の偏差比較にのみより開閉制御され、空調ユニットとは配置、電気信号的に独立している。そして、この開閉ダンパが、温度調節器によって開放されると、これに伴って、床下空間と空調域（床上空間）の上下差圧が所定の値で一定となるようにする床下送気ファンのファン回転数制御器によって、床下送気ファン風量が増大するようにファン回転数を制御する。
これにより吹出し口部での床下空間と空調域との間の床上下差圧も概ね一定値で制御されるため、開閉ダンパの開閉に伴う床上下連通開口面積変化に伴い、床上空間（空調域）への送気量が自然に適切に決定される。したがって、複数のそれぞれの室に、吹出し口および開閉ダンパ等を備えた吹出しユニットと温度調節器を設けることによって、一つの空調ユニットによって全室を個別に、任意の温度に設定し、任意に空調できる、すなわち多室制御を行うことができる。
また、一定制御する差圧設定値を床下送気ファンの回転数に基づき可変制御するので、全室で冷暖房設定温度が満たされる若しくは冷暖房が停止されており、全開閉ダンパが閉鎖された時に、床上下差圧制御の設定値を低下させることができるので、換気の所要風量のみを空調域（室）へ給気でき送気エネルギーの無駄を省ける。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空調システムにおいて、
前記空調域内の複数の室の開閉ダンパがひとつでも開となっている場合は、いずれかの室に冷暖房負荷があると判断して、前記差圧設定値を所定の差圧Ａとし、
前記開閉ダンパが全て閉鎖されている場合は、いずれの室にも冷暖房が必要でないと判断して、前記差圧設定値を前記差圧Ａより低い所定の差圧Ｂと変更させる２段制御とすることを特徴とする

例えば、差圧Ａは、冷暖房に必要となる風量Ａ（200〜300ｍ³/h）が開状態の開閉ダン
パと床換気開口（開閉ダンパによって開閉される開口以外の開口で、床下空間と空調域とを連通する連通口）の両者を経て床下空間から空調域（室）へ供給されるように１５Pa程度に制御され、差圧Ｂは、２４時間換気に必要となる風量Ｂ(２０ｍ³/h程度)が床換気開
口から供給されるように、３Pa程度に制御すればよい。
なお、床吹出しユニットの、床換気開口（開閉ダンパによって開閉される開口以外の開口で、床下空間と空調域とを連通する連通口）を、換気対象室床面積が目盛られたスライド式開口とすれば、設置工事終了後に換気用の所要開口面積を適切に容易に調整できる。ここでの調整機能により全室の開閉ダンパが閉となり、床上下差圧制御が差圧Ｂとなった時に全室において法定換気回数0.5回/h丁度を満足する風量が空調域（室）へ適切に吹き出される。なお、多室の吹出し口部開閉ダンパが全閉となったかは、自動回転数制御される床下送気ファンの回転数により検知すればよい。その他に当該ファン部に流量センサを設ける方法や、全吹出し口部ダンパへ検知配線を行う方法でももちろん機能するが、配線手間が無い点や、センサが不要な点で床下送気ファン部にて回転数を検知する方法が経済的である。

請求項２に記載の発明によれば、全室で冷暖房設定温度が満たされる若しくは冷暖房が停止されており、全開閉ダンパが閉鎖された時に、床上下の差圧設定値ＡをＢに低下させることで、例えば２４時間換気の所要風量のみを室へ給気でき送気エネルギーの無駄を省ける。(住戸全体の床下空間と床上空間（空調域）の床吹出し口以外の開口や建材間の隙間は、通常１cm²/m²(床面積)前後であり、常に床上下差圧を差圧Ａで一定制御した場合に、送風量が過剰となる場合が多い。またこの面積は建付け精度により大きく変わるため、この機能が有効となる)。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の空調システムにおいて、
前記空調ユニット６は、空気を加温または冷却する冷暖房ユニット１５と換気ユニット８とを備えており、
前記換気ユニット８は、前記還気の一部を外部に放出するとともに、外部の新鮮な空気を、この新鮮な空気と前記還気の一部と熱交換したうえで、前記冷暖房ユニット１５に供給することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、換気ユニットが、還気の一部を外部に放出するとともに、外部の新鮮な空気を、この新鮮な空気と前記還気の一部と熱交換したうえで、冷暖房ユニットに供給するので、上述したような多室制御を行いつつ、換気を効率的にかつ容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調システムにおいて、
前記冷暖房ユニット１５はその還気口１５ａとエアコン室内機１６とを連通する第１空気経路１９と、
前記エアコン室内機１６と前記床下送気ファン１７とを連通する第２空気経路２０と、
前記第１空気経路１９に対向して配置され、前記第２空気経路２０に連通する第３空気経路２１と、
前記第１空気経路１９と前記第３空気経路２１との間に介在され、空気が前記第１空気経路１９と第３空気経路２１との間で通過可能な蓄熱材１８と、
前記第２空気経路２０を前記エアコン室内機１６がＯＮのときに開放し、ＯＦＦのときに閉鎖する流路切替ダンパ２２と、
前記蓄熱材１８の温度を検出しこの検出値に基づいて前記エアコン室内機１６をＯＮ・ＯＦＦ制御する温度センサとを備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、まず、エアコン室内機運転時は一定の送風温度と送風量で定格運転させるとともに、流路切替ダンパを開放とし、停止時には同ダンパを閉鎖する。これにより、エアコン室内機停止時には、還気口から流入してきた室内還気はエアコン室内機を通過せずに、第１空気経路から蓄熱材のみを通過し、第３空気経路から第２空気経路を経て、床下送気ファンによって床下空間に送気される。
一方、エアコン室内機運転時には還気口から流入してきた室内還気は第１空気経路を経てエアコン室内機を通るが、吹出し口の開閉ダンパの開閉状況に伴い変化する床下送気ファンの風量とエアコン室内機の風量（定格風量）のバランスによって、蓄熱材での空気通過方向とその量が自然に変更される。

つまり、床下送気ファン風量がエアコン室内機風量に対して少ない時は、前記蓄熱材にエアコン室内機通過後で冷暖房後の空気が第３空気経路を経て自然に流れ、逆に床下送気ファン風量がエアコン室内機風量より多い時には、第１空気経路を経て還気は第１空気経路を経てエアコン室内機と蓄熱材の両方を通過する作動をする。例えば、エアコン室内機が暖房運転されその時の室内機風量が７００ｍ³/hで一定運転され、開閉ダンパは２箇所開放され床下送気ファン風量が６００ｍ³/hの時は、蓄熱材を１００ｍ³/hの暖房後空気が通過する自然現象が起こり、蓄熱がなされる。この状態が継続し、蓄熱材温度が例えば４５℃と高温になった時には、これを温度センサが検出して、この検出値（４５℃）に基づいてエアコン室内機は停止（ＯＦＦ）され、連携する流路切替えダンパが閉鎖されることで、６００ｍ³/hの室内還気は蓄熱材を通過し蓄熱材の温熱を吸熱して暖められた後に床下空間へ送気される。その後この状態が継続し、蓄熱材が例えば３０℃になり放熱された時には、これを温度センサが検出して、再びエアコン室内機を運転（ＯＮ）させる。したがって、エアコン室内機を効率的に制御できる。

本発明によれば、吹出し口の開閉ダンパが、温度調節器によって検出された温度と設定温度との差に基づいて温度調節器によって開放されると、これに伴って、床下空間と空調域（床上空間）の上下差圧が所定の値で一定となるようにする床下送気ファンのファン回転数制御器によって、床下送気ファン風量が増大するようにファン回転数を制御するので、吹出し口部での床下空間と空調域間の床上下差圧も概ね一定値で制御されるため、開閉ダンパの開閉に伴う床上下連通開口面積変化に伴い、床上空間（空調域）への送気量が自然に適切に決定される。したがって、複数のそれぞれの室に、吹出し口および開閉ダンパ等を備えた吹出しユニットと温度調節器を設けることによって、一つの空調ユニットによって全室を個別に、任意の温度に設定し、任意に空調できる、すなわち多室制御を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本実施の形態の空調システム全体の概略を示している。図１に示すように、本実施の形態では、本空調システムを、マンション等の鉄筋コンクリート造りの建物の住戸に適用している。
住戸の躯体床（コンクリートスラブ）１の上方には、所定の間隔をもって床２が設けられている。なお、床２は図示しない支持脚等によって支持されている。このような乾式二重床構造は、床先行工法（従来は、住戸内に間仕切壁を構築してから、二重床を構築する壁先行工法で住戸内装は構築されてきた。）で構築されており、住戸内の床２の下方に住戸内で仕切りが無い床下空間３が形成されている。また、床２の上方は住人の生活空間であり、空調域４とされている。この空調域４内には、図示しない間仕切り壁が複数設けられており、これら間仕切り壁によって、空調域４内を所定の室に区画している。なお、間仕切り壁によって区画された各室どうしは密閉されているのではなくて、例えばドア等に設けられた換気孔、ドアの上下端とドア枠の上下枠との間の隙間、間仕切り壁に設けられた欄間等によって空気が流通可能となっている。

コンクリートスラブ１の上面には厚さ２５mm程度の樹脂被覆断熱材１ａ（図２参照）が敷設されており、また床下空間３の外壁に面する部分は十分な断熱が行われている。
前記床２のうち、居室窓際、外壁付近、キッチンユニット足元等の冷暖房や換気の給気が必要な空間（室）の床２には、床吹出しユニット５が設けられている。一方、住戸側には、空調ユニット６がコンクリートスラブ１に設置されており、この空調ユニット６が設置された空間と空調域４とは間仕切壁４ａによって仕切られている。
空調域４の床下空間３は給気経路とされており、空調ユニット６によって空調された空気が給気経路を通って床２に設けられた吹出し口を備えた床吹出しユニット５から空調域４に吹出されるようになっている。なお、空調ユニット６によって空調された空気は床吹出しユニット５から行う他に、内装ボードとコンクリート壁の空間を床下空間３と連通させ当該空間３を介して壁に設けた壁吹出し口ユニットより吹き出す方法でもよい。
床下空間３を通る給気（空気）は、床下空間３を通過する間に、暖房時には床２を暖めた後に空調域４へ給気されるため、床２上の表面温度は室温より２〜４℃程度高くなり、足元から暖かい快適な環境を実現する効果がある。

床吹出しユニット５から吹出されて、所定(法定)換気風量(０．５回/h)に相当する一部の空気は、トイレやバス等を経て天井排気口７から換気ユニット８により屋外へ排出され、残りの空気は空調ユニット６に還気されるようになっている。なお、天井９の上方には、天井懐１０が設けられており、この天井懐１０に排気管１１が配管され、この排気管１１の一端部が前記天井排気口７に接続され、他端部が換気ユニット８に接続されている。

前記換気ユニット８は図２にも示すように、熱交換エレメント８ａを備えており、排気管８ｃによって屋外へ排出する量と同量の外気を吸入管８ｂによって取り込み、この取り込んだ外気と、前記排気管１１を通ってきた排気すべき室内空気とを熱交換エレメント８ａによって熱交換を行った後に、熱交換された外気を供給管８ｄによって空調ユニット６に供給するようになっている。
そして、空調ユニット６に供給された外気と、空調域４からの還気は自然にミキシングされ床下空間３へ送気されるようになっている。なお、空調ユニット６が設置された空間と空調域４とを仕切る間仕切壁４ａには、還気口４ｂが形成されており、空調域４からの還気は還気口４ｂを通って、空調ユニット６に供給されるようになっている。

次に、前記空調ユニット６について、図２を参照して説明する。
空調ユニット６は、前記換気ユニット８と冷暖房ユニット１５とを備えている。
冷暖房ユニット１５は、エアコン室内機１６、床下送気ファン１７、空気熱媒式の蓄熱材１８、第１空気経路１９、第２空気経路２０、第３空気経路２１、流路切替ダンパ２２、静圧差検出器２３、ファン回転数制御器２４、蓄熱材１８の２ヶ所に設けられた温度センサ（図示略）、エアコン発停制御装置（図示略）等を備えている。

エアコン室内機１６は熱交換器１６ａとファン１６ｂとを備えており、エアコン室外機１６ｃ（図１参照）との協働によって、熱交換器１６ａを介して空気を加温または冷却するものである。また、加温または冷却された空気はファン１６ｂによって、第２空気経路２０や第３空気経路２１側に排出されるようになっている。
床下送気ファン１７は第２空気経路２０を通ってきた空気を床下空間３に供給するものである。
空気熱媒式の蓄熱材１８は、これを通る空気の熱を蓄熱したり、または蓄熱した熱を放熱できるものである。

第１空気経路１９は、冷暖房ユニット１５の還気口１５ａとエアコン室内機１６とを連通するものである。また、還気口１５ａの前部には空気から埃や塵等を取り除くフィルター１５ｂが設けられている。
第２空気経路２０は、エアコン室内機１６と床下送気ファン１７とを連通するものである。
第３空気経路２１は、第１空気経路１９に蓄熱材１８を介して対向して配置され、第２空気経路２０に連通するものである。したがって、空気は第１空気経路１９と第３空気経路２１との間で蓄熱材１８を通して行き来可能となっている。

流路切替ダンパ２２は、エアコン室内機１６がＯＮのときに開放し、ＯＦＦのときに閉鎖するように制御されるものである。
静圧差検出器２３は、床下空間３と空調域４との差圧を検出するものである。
ファン回転数制御器２４は、静圧差検出器２３によって検出された差圧に基づいて床下送気ファン１７の回転数を制御するものである。

また、換気ユニット８は、還気の一部を外部に放出するとともに、外部の新鮮な空気を、この新鮮な空気と前記還気の一部と熱交換したうえで、冷暖房ユニット１５の第１空気経路１９に供給するようになっている。なお、換気ユニット８は、２４時間換気用給排気ファン（図示略）、熱交換エレメント８ａを備えている。

次に、前記床吹出しユニット５について、図２および図３を参照して説明する。
床吹出しユニット５は、床２に形成された吹出し口３０と、この吹出し口３０の出口に設けられた保護ガラリ３１と、吹出し口３０の入り口の一部に設けられて、空調域（室）４への空気の給気量を制御するための電動式の開閉ダンパ３２と、前記吹出し口３０の入り口の他部（連通口）に設けられたスライド式換気開口部３３と、吹出し口３０の下方に設けられた受け皿３４とを備えている。
保護ガラリ３１は、帯板３１ａに多数の矩形状のスリット３１ｂを所定間隔で形成したものであり、これらスリット３１ｂから空気が吹出されるようになっている。
開閉ダンパ３２は中央部を軸として回動することによって、吹出し口３０の入り口を開閉するものであり、温度調節器３５によって開閉制御されるようになっている。
温度調節器３５は、空調域４の温度を検出し、この検出した温度とエアコン室内機１６の設定温度との差に基づいて開閉ダンパ３２を開閉制御するようになっている。また、温度調節器３５には、開閉ダンパ３２を手動で開閉操作できる操作スイッチが設けられている。また、開閉ダンパ３２の自動制御が不要な空調域４では手動で開閉ダンパ３２を制御するスイッチを設けてもよい。
スライド式換気開口部３３は、その連通口３３ａを、スライダ３３ｂを左右に（図３（ｃ）において左右）スライドさせることよって開閉して、連通口３３ａの面積調整を手動で可能としたものである。
受け皿３４は、住人の過失などで吹出し口３０から侵入した水分やゴミが床下空間３へ飛散しないように、これら水分やゴミを受けるものである。

前記温度調節器３５は、床吹出しユニット５付近の空間温度が検知できればよく、市販される気温センサを内包した壁付け型温度調節器としても、床吹出し口部に放射温度センサを内包させ、室の天井表面温度を検知する温度調整器としてもよく、後者は建築・設備工事の手間を大きく低減できるメリットを有する。
なお、図４に示すように、放射型温度センサ３６を使用する場合は、検知温度出力に移動平均処理や所定時間内(１分間程度)の最小値を検出する機能(ボトムホルダ)を設ける。温度検出範囲がφ３００mm程度の放射温度センサ３６をゆっくりスイングさせることで温度検出する天井部分を移動させ、所定時間内(１分間程度)の最小値を検出する機構がより望ましい。これら機構により、人体や天井照明３７といった高温部が検知され開閉ダンパが誤作動することが防げるようになる。なお、図４において、符号３６ａは温度設定ダイヤル、３６ｂ，３６ｃは冷暖切替スイッチ、３６ｄはカバーである。

次に、上記構成の空調システムの作動・制御について説明する。なお、図１および図２において矢印は空気の流れを示している。
まず、冷暖房は、空調ユニット６のメインスイッチ及び開閉ダンパ３２の作動状況に伴って変化する床下空間３と空調域４間の差圧と床下送気ファン１７の送風量の関係にて、発停・制御される。
開閉ダンパ３２は、温度調節器３５での検知温度と設定温度の偏差比較にのみより開閉制御され、空調ユニット６とは配置、電気信号的に独立している。開閉ダンパ３２の作動は、開閉の２段階のほか、設定温度と検知温度の偏差に伴い３段階、４段階とするのが有効である。この時、床上下差圧（床下空間３と空調域４との間の静圧差）が所定の値で一定となるように、床下送気ファン１７の回転数をファン回転数制御器２４によって制御する。
これにより床吹出しユニット５の床下空間３と吹出口上部空間の床上下差圧も概ね一定値で制御されるため、開閉ダンパ３２の開閉に伴う床上下連通開口面積変化に伴い、床上空間（空調域）４への送気量が自然に適切に決定される。

そして、この床上下差圧の制御設定値は、次のように２段階に変更させるものとした。すなわち、多室の開閉ダンパ３２が一つでも開となっている場合は、いずれかの空間（室）に冷暖房負荷があると判断し、制御差圧設定値を差圧Ａとし、全て閉鎖されている場合は、いずれの空間（室）も冷暖房が必要でないと判断し、床上下差圧制御設定値を差圧Ｂと変更させる。ちなみに、差圧Ａは、冷暖房に必要となる風量Ａ（２００〜３００ｍ³/h）が開状態の開閉ダンパ３２と床換気開口（連通口）３３ａから供給されるように１５Ｐa程度に制御され、差圧Ｂは、２４時間換気に必要となる風量Ｂ(２０ｍ³/h程度)が床換気開口から供給されるように、３Ｐa程度に制御する。
なお、スライド式換気開口部３３の床換気開口（連通口）３３ａは、換気対象室床面積が目盛られたスライド式開口であるので、設置工事終了後に換気用の所要開口面積を適切に容易に調整できる。ここでの調整機能により全室の開閉ダンパ３２が閉となり、床上下差圧制御が差圧Ｂとなった時に全室において法定換気回数０．５回/h丁度を満足する風量が住戸へ適切に吹き出される。なお、多室の吹出し口３０の開閉ダンパ３２が全閉となったかは、自動回転数制御される床下送気ファン１７の回転数により検知する。その他に当該ファン部に流量センサを設ける方法の他に全吹出し口の開閉ダンパ３２へ検知配線を行う方法でももちろん機能するが、配線手間が無い点や、センサが不要な点で床下送気ファン１７にて回転数を検知する方法が経済的である。

一方、エアコン室内機１６は前述したメインスイッチや開閉ダンパ３２の作動状況に加えて、蓄熱材１８に設けた温度センサの検知温にも基づき発停制御する。蓄熱材１８が暖房熱もしくは冷房熱で満たされればエアコン室内機１６を停止させ、それら熱が放熱されればエアコン室内機１６を運転させるように制御する。
そして、エアコン室内機運転時は一定の送風温度と送風量でエアコン室内機１６を定格運転させ、エアコン室内機１６の運転時には流路切替ダンパ２２を開とし、停止時には同ダンパ２２を閉とする。これにより、エアコン室内機停止時には室内還気はエアコン室内機１６を通過せずに蓄熱材１８のみを通過する。
そして、エアコン室内機運転時には室内還気はエアコン室内機１６を通るが、開閉ダンパ３２の開閉状況に伴い変化する床下送気ファン１７の風量とエアコン室内機風量（定格風量）のバランスによって、蓄熱材１８での空気通過方向とその量が自然に変更される。つまり、床下送気ファン風量がエアコン室内機風量に対して少ない時は、蓄熱材１８にエアコン室内機１６の熱交換器１６ａ通過後で冷暖房後の空気が自然に流れ、逆に床下送気ファン風量がエアコン室内機風量より多い時には、還気はエアコン室内機１６と蓄熱材１８の両方を通過する作動をする。

例えば、エアコン室内機１６が暖房運転されその時の室内機風量が７００ｍ³/hで一定運転され、開閉ダンパ３２は２箇所開放され床下送気ファン風量が６００ｍ³/hの時は、蓄熱材１８を１００ｍ³/hの暖房後空気が通過する自然現象が起こり、蓄熱がなされる。この状態が継続し、蓄熱材１８の温度が例えば４５℃と高温になった時には、エアコン室内機１６は停止され、連携する流路切替ダンパ２２が閉鎖されることで、６００ｍ³/hの室内還気は蓄熱材１８を通過し蓄熱材１８の温熱を吸熱して暖められた後に床下空間３へ送気される。その後この状態が継続し、蓄熱材１８が例えば３０℃になり放熱された時には、再びエアコン室内機１６を運転させる。

以上のように、本実施の形態によれば、開閉ダンパ３２が、温度調節器３５での検知温度と設定温度の偏差比較にのみより開閉制御され、空調ユニット６とは配置、電気信号的に独立している。そして、この開閉ダンパ３２が、温度調節器３５によって開放されると、これに伴って、床下空間３と空調域（床上空間）４の上下差圧が所定の値で一定となるように、床下送気ファン１７の回転数をファン回転数制御器２４によって制御する。
これにより吹出しユニット５での床下空間３と空調域４との間の床上下差圧も概ね一定値で制御されるため、開閉ダンパ３２の開閉に伴う床上下連通開口面積変化に伴い、床上空間（空調域）への送気量が自然に適切に決定される。
したがって、複数のそれぞれの室に、吹出し口３０や開閉ダンパ３２等を備えた床吹出しユニット５と温度調節器３５を設けることによって、一つの空調ユニット６によって全室を個別に、任意の温度に設定し、任意に空調できる、すなわち多室制御を行うことができる。

このように１台の空調ユニット６を使いながら、単純な制御方法と機器構成にて多室制御が可能な全館冷暖房を実現できるため、室外機に要するスペースを縮小できバルコニーや室内の美観向上と省資源が図れる。
また、安定したエアコン室内機１６の運転がなされるため機器効率が高まり、エアコンの定格容量ダウンによる低コスト化、耐久性向上、省エネルギーが実現できる。
また床下空間３を給気経路に利用したため、従来のセントラル型空調設備で必要であった給気ダクト及びダクト取付工事が不要となり、初期設備費の低減が可能となり、さらに階高への影響や、下がり天井や機器による室内空間の美観低減を少なくできる。
また、多室の冷暖房自動運転制御を実現し、床吹出しユニット５と温度調節器３５が空調ユニット６と完全に独立しているので、設置工事、メンテナンス、制御方法が簡素化でき、費用低減が図れる。

さらに冬期には暖房送風にて床２が加熱されるため床暖房効果を保有し、高価な床暖房設備を削減できるとともに、住戸全室でこの効果を得ることができ、さらにはこの床暖房効果も多室制御できる大きなメリットがある。
また、床下送気ファン１７での床上下差圧の所定値制御機構により、多室の開閉ダンパ３２の開閉状況の種々組み合わせによらず、自然現象に伴って最適風量を送気できる。この機構により空調ユニット６と床吹出しユニット５間に配線を行わず独立して配しても、多室制御がなされるため建築・設備工事費を低減できる。
また、全空調域（室）で冷暖房設定温度が満たされる若しくは冷暖房が停止されており、全開閉ダンパ３２が閉鎖された時に、床上下差圧制御の設定値を低下させることで、２４時間換気の所要風量のみを空間（室）へ給気でき送気エネルギーの無駄を省け、床吹出ユニットの吹出し面積を大きくする必要がない(住戸全体の床下空間と床上空間の床吹出し口以外の開口や建材間の隙間は、通常1cm²/m²(床面積)前後であり、常に床上下差圧を差圧Ａで一定制御した場合に、送風量が過剰となる場合が多い。またこの面積は建付け精度により大きく変わるため、この機能が有効となる)。

また、床吹出しユニット５にスライド換気開口部３３と受け皿３４を設けたことで、対象空間の法定換気回数０．５回/hを住戸間取りによらず精度よく確保でき、また使用者の過失などで吹出し口３０から侵入した水分やゴミが床下に拡散せず、清掃が可能となる。
また、換気ユニット８が、還気の一部を外部に放出するとともに、外部の新鮮な空気を、前記還気の一部と熱交換したうえで、冷暖房ユニット１５に供給するので、上述したような多室制御を行いつつ、換気を効率的にかつ容易に行うことができる。
さらに、コンクリートスラブ１の上面に樹脂被覆断熱材１ａを敷設し、床下空間３の外壁に面する部分に十分な断熱を施したので、コンクリートスラブへの熱流を低減し、さらに断熱材表面の放射率を高めたことで特に暖房効率が高まり、エアコン定格容量を低減できる。さらには、冬期には暖房送風にて床２が加熱されるため床２から暖かくなり、全室で床暖房効果が得られるため、住戸環境性能が高まると共に、床暖房設備を不要とできる。

図５は、空調ユニットの他の例を示すものである。
この空調ユニット４０が、前記空調ユニット６と異なる点は、蓄熱材１８を省略した点である。したがって、以下の説明では空調ユニット６と同様の構成要素には、同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

空調ユニット４０は、換気ユニット８と、冷暖房ユニット４１とを備えている。
冷暖房ユニット４１は、エアコン室内機(熱交換器１６ａ)１６、床下送気ファン１７、床下空間３と空調域４との差圧を検出する静圧差検出器２３、当該差圧を一定制御する床下送気ファン回転数制御器２４、エアコン発停制御装置（図示略）等を備えている。
床下送気ファン１７は前記空調ユニット６と同様に床上下差圧が所定の制御値となるように床下送気ファン回転数制御器２４によって風量が可変制御される。エアコン室内機（熱交換器１６ａ）１６は、いずれかの開閉ダンパ３２が開の状況で運転させ、全てが閉鎖しているときは停止させる。
この開閉ダンパ３２の開閉状況は、前述のように、床下送気ファン１７の回転数にて検知することとし、これにより空調ユニット４０と床吹出しユニット５は電気的、制御的に独立している。

そして、前記風量可変状況や冷暖房ユニットへの環気温度によらず、冷暖房時それぞれ一定値の空気温度となるように（例えば暖房時：４５℃、冷房時：１５℃）作動させる。これにより単純な制御にて多室制御が実現する。前記空調ユニット６に比べて蓄熱材１８がない分、エアコン室内機１６の発停が頻繁となり機器安定運転ができないことや、冬期暖房時の除霜運転時に冷気が床吹出しユニット５から供給されるデメリットがあるが、後者については、床下空間を経由する間に冷気が昇温されるため、影響は大きくない。反面、空調ユニット６をコンパクトとすることができ、当ユニット６の上部を物入れなどに使用できるメリットがある。また、エアコン室内機１６の熱交換器通過後の空気温度を一定制御する方式とした結果、冷房時に十分に除湿がなされる効果も得られている。

本発明に係る空調システムの一例を示すもので、その概略構成を示す図である。 同、空調ユニットを示す断面図である。 同、床吹出しユニットを示すもので、（ａ）は床吹出しユニットを示す断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はスライド式換気開口部を示す平面図である。 同、床吹出しユニットの他の例を示すもので、（ａ）は床吹出しユニットを示す断面図、（ｂ）は平面図である。 同、空調ユニットの他の例を示す断面図である。

符号の説明

２ 床
３ 床下空間
４ 空調域
５ 床吹出しユニット
６，４０ 空調ユニット
８ 換気ユニット
１５，４１ 冷暖房ユニット
１５ａ 還気口
１６ エアコン室内機
１７ 床下送気ファン
１８ 蓄熱材
１９ 第１空気経路
２０ 第２空気経路
２１ 第３空気経路
２２ 流路切替ダンパ
２３ 静圧差検出器
２４ ファン回転数制御器
３０ 吹出し口
３２ 開閉ダンパ
３５ 温度制御器

Claims (4)

1. 空調域の床下空間が給気経路とされ、空調ユニットによって空調された空気が前記給気経路を通って床に設けられた吹出し口から前記空調域に吹出され、該空調域から前記空調ユニットに還気する空調システムであって、
   前記空調ユニットは、これによって空調された空気を床下空間に送風する床下送気ファンと、床下空間と空調域との差圧を検出する静圧差検出器と、この静圧差検出器によって検出された差圧に基づいて前記床下送気ファンの回転数を制御するファン回転数制御器とを備え、
   前記吹出し口を開閉する開閉ダンパと、前記空調域の温度を検出し、この検出した温度と設定温度との差に基づいて前記開閉ダンパを開閉制御する温度調節器とを有し、
   前記温度調節器による開閉ダンパの制御に伴って、前記ファン回転数制御器によって前記床下送気ファンの回転数を前記床下空間と空調域との差圧が所定の差圧設定値となるように制御するとともに、この差圧設定値を床下送気ファンの回転数に基づき可変制御することを特徴とする空調システム。
2. 請求項１に記載の空調システムにおいて、
   前記空調域内の複数の室の開閉ダンパがひとつでも開となっている場合は、いずれかの室に冷暖房負荷があると判断して、前記差圧設定値を所定の差圧Ａとし、
   前記開閉ダンパが全て閉鎖されている場合は、いずれの室にも冷暖房が必要でないと判断して、前記差圧設定値を前記差圧Ａより低い所定の差圧Ｂと変更させる２段制御とすることを特徴とする空調システム。
3. 請求項１または２に記載の空調システムにおいて、
   前記空調ユニットは、空気を加温または冷却する冷暖房ユニットと換気ユニットとを備えており、
   前記換気ユニットは、前記還気の一部を外部に放出するとともに、外部の新鮮な空気を、この新鮮な空気と前記還気の一部と熱交換したうえで、前記冷暖房ユニットに供給することを特徴とする空調システム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調システムにおいて、
   前記冷暖房ユニットはその還気口とエアコン室内機とを連通する第１空気経路と、
   前記エアコン室内機と前記床下送気ファンとを連通する第２空気経路と、
   前記第１空気経路に対向して配置され、前記第２空気経路に連通する第３空気経路と、
   前記第１空気経路と前記第３空気経路との間に介在され、空気が前記第１空気経路と第３空気経路との間で通過可能な蓄熱材と、
   前記第２空気経路を前記エアコン室内機がＯＮのときに開放し、ＯＦＦのときに閉鎖する流路切替ダンパと、
   前記蓄熱材の温度を検出しこの検出値に基づいて前記エアコン室内機をＯＮ・ＯＦＦ制御する温度センサとを備えていることを特徴とする空調システム。

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