JP2017190904A

JP2017190904A - 空調システム

Info

Publication number: JP2017190904A
Application number: JP2016080158A
Authority: JP
Inventors: 靖佳天田; Yasuyoshi Amada
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2017-10-19

Abstract

【課題】暖房運転の立ち上げピーク時に温熱源が不足することを防止でき、空調効率を向上させることができる空調システムを提供する。【解決手段】ピット１１の外部からピット１１の内部に空気を取り込む外調機（空気供給部）２と、ピット１１の内部の温度を所定温度に調整する空調機（空調部）３と、大空間室１２の床１４に設けられピット１１の内部と大空間室１２とを連通させる吹出口４と、を有する。外調機２は、ピット１１の内部に外気１６を取り込み可能な外気供給部２２と、ピット１１の内部に大空間室１２の上部に滞留する室内上部空気１７を取り込み可能な室内上部空気供給部２３と、外気供給部２２によるピット１１の内部への外気の取り込みと室内上部空気供給部２３によるピット１１の内部への室内上部空気１７の取り込みとを切り替える取り込み空気切替部２４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、床下にピットが形成され、床上に大空間室が設けられた建物に設置される空調システムに関する。

従来、床下に給気通路を設けた空調方法として、例えば特許文献１に記載のような、什器等が設置されていない床面の一部に吹き出しパネルを配置し、この吹き出しパネルから給気通路を通じて給気された空気を床面と略平行に吹き出し、床面から居住域にわたって温度成層を形成する空調方法が知られている。
また、大空間室を有する大型の工場などの空調方法として、床下に形成されたピットに空調機および外調機を設置し、床下のピットの内部に蓄積された空調空気を床に設けられた吹き出しより床上に吹き出し、大空間室に温度成層を形成する空調方法が知られている。

特開平１０−１１５４３９号公報

冬期に暖房運転を行う場合、暖房運転の立ち上げ時には外調機および空調機の両方を運転させピットの内部に空調空気を蓄積し、ピットの内部を加圧してピットの内部の空気を大空間室へ吹き出している。しかしながら、暖房運転の立ち上げ時に外調機および空調機の両方が全て運転してしまうと、ピーク時に温熱源が不足する虞がある。

そこで本発明は、暖房運転の立ち上げピーク時に温熱源が不足することを防止でき、空調効率を向上させることができる空調システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空調システムは、床下にピットが形成され、床上に大空間室が設けられた建物に設置される空調システムにおいて、前記ピットの外部から前記ピットの内部に空気を取り込む空気供給部と、前記ピットの内部の温度を所定温度に調整する空調部と、前記大空間室の床に設けられ前記ピットの内部と前記大空間室とを連通させる吹出口と、を有し、前記空気供給部は、前記ピットの内部に外気を取り込み可能な外気供給部と、前記ピットの内部に前記大空間室の上部に滞留する室内上部空気を取り込み可能な室内上部空気供給部と、前記外気供給部による前記ピットの内部への外気の取り込みと前記室内上部空気供給部による前記ピットの内部への前記室内上部空気の取り込みとを切り替える取り込み空気切替部と、を有することを特徴とする。

本発明では、空気供給部は、ピットの内部に外気を取り込み可能な外気供給部と、ピットの内部に大空間室の上部に滞留する室内上部空気を取り込み可能な室内上部空気供給部と、を有することにより、ピットの内部に外気および室内上部空気の少なくともいずれか一方を取り込み可能に構成されている。
そして、本発明では、取り込み空気切替部によって外気をピットの内部に取り込むように設定し、ピットの内部に取り込まれた外気を空調部で所定の温度に調整して、吹出口から大空間室に吹き上げる運転と、取り込み空気切替部によって室内上部空気をピットの内部に取り込むように設定し、ピットの内部に取り込まれた室内上部空気を空調部で所定の温度に調整して、吹出口から大空間室に吹き上げる運転と、の両方の運転が可能となる。

このため、大空間室の空調立ち上げ時（暖房開始時）には、外気よりも高温の室内上部空気をピットの内部に取り込んで所定の温度に調整することで、外気をピットの内部に取り込んで所定の温度に調整する場合と比べて空気供給部および空調部の温熱源消費量を軽減させることができる。その結果、暖房運転の立ち上げピーク時に温熱源が不足することを防止でき、空調効率を向上させることができる。特に、大空間室が工場などに使用されている場合、暖房運転の立ち上げピーク時に工場排熱を利用して空調効率を向上させることができる。

また、大空間室の室内上部空気をピットの内部に取り込むことにより、大空間室が負圧となるため、ピットの内部の空気を効率よく大空間室に引き上げることができる。
また、空気供給部および空調部の暖房能力を低減させても大空間室を暖房可能であるため、空調システムの設置コストを抑えることができる。

また、本発明に係る空調システムでは、前記取り込み空気切替部は、暖房運転開始時には前記室内上部空気供給部によって前記ピットの内部への前記室内上部空気のみが取り込まれるように切り替え、前記大空間室が所定の温度となると前記外気供給部によって前記ピットの内部への外気のみが取り込まれるように切り替えることが好ましい。
このような構成とすることにより、大空間室が所定の温度となり暖房運転の立ち上げピーク時が過ぎると大空間室に外気を供給することができる。

本発明によれば、暖房運転の立ち上げピーク時に温熱源が不足することを防止でき、空調効率を向上させることができる。

本発明の実施形態による空調システムの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態による空調システムについて、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による空調システム１は、床下にピット１１が形成され、床上に大空間室１２が設けられた工場などの建物１３に設置されている。ピット１１と大空間室１２を仕切る床１４は、例えば配列された複数のＰＣ床版で構築されていて、ピット１１に設けられた柱材や梁材（不図示）に支持されている。

ピット１１は、地中に構築され、例えば深さ３ｍ程度で床１４の略全面の下側に構築されている。このため、ピット１１の内部の空気は、周囲の地盤から躯体（側壁１１ｂ及びピット底盤１１ａ）に伝わる地中熱によって冷却または加熱されるように構成されている。
大空間室１２は、地上に位置し、例えば天井高が８ｍ程度で床１４の略全面の上側に構築されている。大空間室１２には、工場の生産ラインが配置されていて、ピット１１には生産ラインのケーブルやユーティリティなどが配置されている。
本実施形態では、建物１３の天井部分１５は、排気口（不図示）が設けられており、大空間室１２の空気が自然排気されるように構成されている。なお、排気口の構成（開口の大きさ、形状、開閉方式、数量など）は特に限定されることはない。

空調システム１は、ピット１１の外部からピット１１の内部に空気を供給する外調機（空気供給部）２と、ピット１１の内部の温度を所定温度に調整する空調機（空調部）３と、大空間室１２の床１４に設けられピット１１の内部と大空間室１２とを連通させる複数の吹出口４，４…と、複数の吹出口４，４…の一部に設けられて所定温度に調整されたピット１１の内部のピット内空調空気１８を大空間室１２に吹き上げる複数のファン５，５…と、外調機２、空調機３および複数のファン５，５…を制御する制御部（不図示）とを有している。
本実施形態による空調システム１は、大空間室１２の床１４から２ｍ程度の高さまでの居住域１２１に所定温度の温度成層を形成する空調を行っている。

外調機２は、ピット１１の内部に外気１６を取り込み可能な外気供給部２２と、ピット１１の内部に大空間室１２の上部に滞留する室内上部空気１７を取り込み可能な室内上部空気供給部２３と、外気供給部２２および室内上部空気供給部２３と接続され外気供給部２２および室内上部空気供給部２３の選択されたいずれか一方が取り込んだ空気をピット１１の内部に送風する送風部２１と、外気供給部２２によるピット１１の内部への外気の取り込みと室内上部空気供給部２３によるピット１１の内部への室内上部空気１７の取り込みとを切り替える取り込み空気切替部２４と、を有している。

外気供給部２２は、建物１３の外壁１３１に設けられた開口に接続されたダクトで、外気を取り込み可能に構成されている。
室内上部空気供給部２３は、大空間室１２の床上５ｍ以上の高さに滞留する室内上部空気１７を取り込み可能に構成されている。室内上部空気供給部２３は、建物１３の外壁１３１と内壁１３２との間に設けられた空間を通るダクトで、内壁の床上５ｍ以上に形成された開口に接続されている。

取り込み空気切替部２４は、二方弁を有し、ピット１１の内部に外気１６および室内上部空気１７のいずれか一方を送風部２１に供給するように構成され、送風部２１への外気供給部２２の接続と、送風部２１への室内上部空気供給部２３の接続とを切り替えている。
取り込み空気切替部２４が行うピット１１の内部へ取り込まれる空気（外気１６または室内上部空気１７）の切り替えは、大空間室１２の温度を検知する温度センサ（不図示）が検知した値によって自動的に行われるように構成されていてもよいし、使用者が任意に切り替えるように構成されていてもよい。
送風部２１および空調機３は、ピット１１の内部に配置されている。

複数の吹出口４，４…は、床１４に形成された開口部で、本実施形態ではグレーチングなどが設けられている。複数の吹出口４，４…は、床１４の全面にわたって互いに所定間隔をあけるように点在している。
ファン５，５…は、複数の吹出口４，４…のうちの例えば１つおきや２つおきの吹出口４，４…のグレーチングの下に配置されている。ファン５，５…は、稼働することによってピット１１の内部のピット内空調空気１８を大空間室１２のより高い位置まで吹き上げることが可能に構成されている。

次に、上述した本実施形態による空調システム１の動作について説明する。
大空間室１２を暖房する場合は、ピット１１の内部に室内上部空気１７を取り込み、ピット１１の内部に取り込まれた室内上部空気１７を所定の温度に調整してピット内空調空気１８とし、大空間室１２に吹き上げる運転を行う。
このとき、ピット１１の内部に室内上部空気１７が取りこまれるように、取り込み空気切替部２４によって室内上部空気供給部２３を送風部２１に接続する。そして、送風部２１からピット１１の内部に取り込まれた室内上部空気１７を空調機３で所定の温度のピット内空調空気１８とし、複数のファン５，５…を駆動させて複数の吹出口４，４…から大空間室１２の居住域１２１に所定の温度成層を形成する。

大空間室１２を冷房する場合は、ピット１１の内部に外気１６を取り込み、ピット１１の内部に取り込まれた外気１６を所定の温度に調整してピット内空調空気１８とし、大空間室１２に吹き上げる運転を行う。
このとき、ピット１１の内部に外気１６が取りこまれるように、取り込み空気切替部２４によって外気供給部２２を送風部２１に接続する。そして、送風部２１からピット１１の内部に取り込まれた室内上部空気１７を複数の吹出口４，４…から大空間室１２の居住域１２１に所定の温度成層を形成する。

次に、上述した空調システム１の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態による空調システム１では、外調機２がピット１１の内部に外気１６を取り込み可能な外気供給部２２と、ピット１１の内部に大空間室１２の上部に滞留する室内上部空気１７を取り込み可能な室内上部空気供給部２３とを有することにより、ピット１１の内部に外気１６および室内上部空気１７のいずれか一方を取り込み可能に構成されている。
そして、本実施形態による空調システム１では、取り込み空気切替部２４によって外気１６をピット１１の内部に取り込むように設定し、ピット１１の内部に取り込まれた外気１６を空調機３で所定の温度に調整して、ファン５で大空間室１２に吹き上げる運転と、取り込み空気切替部２４によって室内上部空気１７をピット１１の内部に取り込むように設定し、ピット１１の内部に取り込まれた室内上部空気１７を空調機３で所定の温度に調整し、ファン５で大空間室１２に吹き上げる運転と、の両方の運転が可能となる。

このため、大空間室１２の暖房を行う場合には、外気１６よりも高温の室内上部空気１７をピット１１の内部に取り込んで所定の温度に調整することで、外気１６をピット１１の内部に取り込んで所定の温度に調整する場合と比べて外調機２および空調機３の温熱源消費量を軽減させることができる。その結果、暖房運転の立ち上げピーク時に温熱源が不足することを防止でき、空調効率を向上させることができる。特に、大空間室１２が工場などに使用されている場合、暖房運転の立ち上げピーク時に工場排熱を利用して空調効率を向上させることができる。

また、大空間室１２の室内上部空気１７をピット１１の内部に取り込むことにより、大空間室１２が負圧となるため、ピット１１の内部の空気が効率よく大空間室１２に引き上げられてファン５，５…の負荷を抑えることができる。
また、外調機２および空調機３の暖房能力を低減させても大空間室１２を暖房可能であるため、空調システム１の設置コストを抑えることができる。

また、本実施形態による空調システム１では、室内上部空気供給部２３は、大空間室１２の床上５ｍ以上の高さに滞留する室内上部空気１７を取り込み可能に構成されていることにより、より高温の室内上部空気１７をピット１１の内部に取り込むことができるため、外調機２および空調機３の温熱源消費量をより軽減させることができる。

以上、本発明による空調システム１の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、室内上部空気供給部２３は、大空間室１２の床上５ｍ以上の高さに滞留する室内上部空気１７を取り込み可能に構成されているが、室内上部空気供給部２３が取り込む空気が滞留している高さは適宜設定されてよい。

また、上記の実施形態では、取り込み空気切替部２４は、二方弁を有し、ピット１１の内部に外気１６および室内上部空気１７のいずれか一方を送風部２１に供給するように構成されているが、三方弁を有し、ピット１１の内部に外気１６および室内上部空気１７の少なくともいずれか一方を送風部２１に供給するように構成されていてもよい。このようにすることにより、取り込み空気切替部２４は、外気１６と室内上部空気１７とを混合した空気を送風部２１に供給することができる。
また、上記の実施形態では、室内上部空気供給部２３は、建物１３の外壁１３１と内壁１３２との間に設けられた空間を通るダクトで、内壁の床上５ｍ以上に形成された開口に接続されているが、建物１３の外壁１３１と内壁１３２との間に設けられず大空間室１２に露出していてもよい。また、室内上部空気供給部２３は、大空間室１２の上部に設けられたダクトの複数の箇所から室内上部空気１７を取り込むように構成されていてもよい。

また、上記の実施形態では、ファン５，５…は、複数の吹出口４，４…の一部に設けられているがすべての吹出口４，４…に対して設けられていてもよい。また、ファン５，５…は、ピット内空調空気１８を大空間室１２に吹出口４，４…を介して吹き上げ可能であれば、吹出口４，４…と離間した位置に配置されていてもよい。また、外調機２および空調機３によって温度調整されたピット内空調空気１８が大空間室１２に吹出口４，４…を介して吹き出すように構成されていれば、ファン５，５…が設けられていなくてもよい。
また、上記の実施形態では、ピット１１は、地中に構築されているが、地上に構築されていてもよいし、一部が地中に構築され一部以外が地上に構築されていてもよい。

１空調システム
２外調機（空気供給部）
３空調機（空調部）
４吹出口
５ファン
１１ピット
１２大空間室
１３建物
１４床
１６外気
１７室内上部空気
１８ピット内空調空気
２１送風部
２２外気供給部
２３室内上部空気供給部
２４取り込み空気切替部

Claims

床下にピットが形成され、床上に大空間室が設けられた建物に設置される空調システムにおいて、
前記ピットの外部から前記ピットの内部に空気を取り込む空気供給部と、
前記ピットの内部の温度を所定温度に調整する空調部と、
前記大空間室の床に設けられ前記ピットの内部と前記大空間室とを連通させる吹出口と、を有し、
前記空気供給部は、前記ピットの内部に外気を取り込み可能な外気供給部と、
前記ピットの内部に前記大空間室の上部に滞留する室内上部空気を取り込み可能な室内上部空気供給部と、
前記外気供給部による前記ピットの内部への外気の取り込みと前記室内上部空気供給部による前記ピットの内部への前記室内上部空気の取り込みとを切り替える取り込み空気切替部と、を有することを特徴とする空調システム。
前記取り込み空気切替部は、暖房運転開始時には前記室内上部空気供給部によって前記ピットの内部への前記室内上部空気のみが取り込まれるように切り替え、前記大空間室が所定の温度となると前記外気供給部によって前記ピットの内部への外気のみが取り込まれるように切り替えることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。