JP2019200000A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】室内の温度勾配を緩和させる。【解決手段】空調システム５０は、上側スラブ２６と天井パネル２７との間に形成された天井裏空間２８の屋内空気を吸い込み、外気を吸い込み、吸い込んだ屋内空気と外気の間で熱交換し、天井裏空間２８から吸い込んだ屋内空気を屋外に排出し、天井パネル２７と床パネル２２との間の室３１に外気を排出する供給する換気装置６１と、天井裏空間２８の空気を吸い込んで送風する送風機７１と、送風機７１から、床パネル２２と下側スラブ２１との間に形成された床下空間２３までダクティングされ、送風機７１によって送風される空気を床下空間２３まで送るサプライダクト７３と、を備える。室３１と天井裏空間２８を連通する通気口４２が天井パネル２７に設けられている。室３１と床下空間２３を連通する吹出口４５が床パネル２２に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、天井パネルとその下方の床パネルとの間の室を空調する空調システムに関する。

特許文献１〜３には、床下吹き出し空調システムが開示されている。具体的には、天井裏の空気が空調機に吸い込まれ、吸い込まれた空気が空調機によって調和され、調和された空気が空調機から床下空間まで送られて、床の吹出口から室内に吹き出される。天井には通気口が設けられ、室内の空気が通気口を通って天井裏に流入する。

特開２０００−２１３７７７号公報 特開２０００−２６６３６４号公報 特開２０１１−８０７３９号公報

ところで、室内では、温かい空気が上昇し、冷たい空気が下降する。そのため、室内には温度勾配が生じて、室の温度は上から下に向かって次第に低下する。従って、床近傍の温度が低く、室内にいる者は足下で寒く感じる。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は室内の温度勾配を緩和させることである。

以上の課題を解決するために、空調システムは、上側スラブとその下方に設置された天井パネルとの間に形成された天井裏空間内の屋内空気を吸い込み、屋外の外気を吸い込み、吸い込んだ屋内空気と外気の間で熱交換し、前記屋内空気を前記屋外に排出し、前記天井パネルとその下方に敷設された床パネルとの間に形成された室に前記外気を供給する換気装置と、前記天井裏空間内の屋内空気を吸い込んで送風する送風機と、前記送風機から、前記床パネルとその下方に設けられた下側スラブとの間に形成された床下空間までダクティングされ、前記送風機によって送風される空気を前記床下空間まで送るサプライダクトと、を備え、前記室と前記天井裏空間を連通する通気口が前記天井パネルに設けられ、前記室と前記床下空間を連通する吹出口が前記床パネルに設けられている。

以上によれば、天井裏空間内の空気が送風機及びサプライダクトによって床パネルの吹出口へ送風されて、吹出口から室に吹き出される。そのため、冷気が床パネル近傍に滞留しにくい。
また、室内の空気が通気口を通って天井裏空間に流れ込む。それゆえ、空気が天井裏空間から床下空間、室の順に床下空間及び室を経由して、天井裏空間へ流れるように循環する。そのため、室内の温度勾配が緩和される。
外気が換気装置によって室内に供給され、天井裏空間内の空気が換気装置によって吸い込まれると、天井裏空間と室との間で気圧差が生じる。そのため、天井パネル近傍の温かい空気が天井裏空間に流れ込み、その空気が送風機によって吹出口から室へ吹き出される。それゆえ、空気の循環が生じやすく、室内の温度勾配がより緩和される。

好ましくは、前記空調システムが、前記吹出口に設けられ、前記吹出口から吹き出される気流の向きを調整する気流制御器を更に備える。

以上によれば、室内の温度環境に応じて気流の向きを調整することができる。

好ましくは、前記通気口が前記天井パネルに設けられた照明器具に近接して設けられている。

以上によれば、通気口が目立たず、室のデザイン性が向上する。

好ましくは、前記送風機が前記天井裏空間に設置され、前記サプライダクトが前記天井裏空間から前記室の柱に沿って前記床下空間までダクティングされている。

以上によれば、サプライダクトが障害物とならない。

本発明によれば、室内の温度勾配が緩和される。

建物の所定の階の断面図である。 前記所定の階の天井裏の平面図である。

図１は、建物１０の断面図である。図２は、階１１の天井裏空間２８を図１の矢印Ａの方向に見て示した平面図である。本実施形態では、建物１０は多層建物であるものとして、図１には或る階１１の断面を示す。この階１１は下側のスラブ２１と上側のスラブ２６との間に設けられており、階１１と下階１２が下側スラブ２１によって仕切られ、階１１と上階１３が上側スラブ２６によって仕切られている。下側スラブ２１の上方には床パネル２２が敷設されており、下側スラブ２１と床パネル２２との間に床下空間２３が形成されている。上側スラブ２６の下方には天井パネル２７が設置されており、上側スラブ２６と天井パネル２７との間には天井裏空間２８が形成されている。床パネル２２上には壁パネル３９が立設されており、床パネル２２と天井パネル２７との間の空間が壁パネル３９によって室３１と機械室３２と廊下と便所等に区画されている。

室３１内の天井パネル２７には、複数の照明器具４１及び複数の吹出口４３が設けられている。照明器具４１は天井パネル２７に沿って格子状又は千鳥格子状に配列されている。吹出口４３は天井パネル２７に沿って格子状又は千鳥格子状に配列されている。室３１内の天井パネル２７には、特に各照明器具４１の近傍には、室３１と天井裏空間２８を連通する通気口４２が設けられている。通気口４２が照明器具４１の近傍に設けられていることで、通気口４２が目立たないため、高いデザイン性の室３１を提供することができる。

室３１内の床パネル２２には、室３１と床下空間２３を連通する複数の吹出口４５が設けられている。これら吹出口４５は床パネル２２に沿って格子状又は千鳥格子状に配列されている。各吹出口４５には手動調整型の気流制御器４５ａが設けられ、吹出口４５から吹き出される気流の向きを気流制御器４５ａによって調整できる。例えば、気流を上昇気流に調整したり、放射状気流に調整したりできる。放射状気流とは、吹出口４５を中心として放射状に水平方向に広がる気流をいう。上昇気流とは、吹出口４５から上方に流れる気流をいう。なお、床パネル２２は、室３１内の者の好みに応じて吹出口４５の位置を変更できるように設けられていてもよい。また、吹出口４５は個別に開閉できるように設けられていてもよい。

この階１１には、空調システム５０が設置されている。空調システム５０は、上述の気流制御器４５ａに加えて、複数の空調機５１、換気装置６１、ダクト６２〜６５、送風機７１、リターンダクト７２及びサプライダクト７３を備える。

空調機５１は天井埋込カセット型の空調機である。つまり、空調機５１は、天井パネル２７の開口から天井裏空間２８に埋め込まれた状態で天井パネル２７に取り付けられているとともに、上側スラブ２６から吊り下げられている。これら空調機５１は天井パネル２７に沿って格子状又は千鳥格子状に配列されている。
空調機５１は、空調した空気、つまり冷房空気又は暖房空気を室３１に吹き出す。空調機５１によって室３１内が冷房又は暖房される。なお例えば空調機５１の設定温度は、冷房時に２６℃であり、暖房時に２２℃であるが、これに限るものではない。

空調機５１の冷房運転、暖房運転及び停止に関わらず、室３１及び天井裏空間２８には温度勾配が生じる。つまり、室３１内及び天井裏空間２８内の温度は下から上に向かって次第に高くなる。また、天井裏空間２８内の温度は室３１内の温度よりも高く、天井裏空間２８と室３１の温度差は例えば２℃程度ある。また、空調機５１が運転中に発熱するので、天井裏空間２８内の温度は室３１内の床パネル２２付近の気温よりも一層高くなる。

なお、空調機５１は天井埋込カセット型に限るものではなく、例えば天井吊型空調機又はビルトイン型空調機に変更してもよい。天井吊型空調機とは、天井パネル２７に吊り下げられた空調機をいう。ビルトイン型空調機とは、吹出口及び吸込口が天井パネル２７に設けられ、空調機本体が別の箇所（例えば天井裏空間２８内）に設置され、ダクトが空調機本体から天井裏空間２８を通じて吹出口及び吸込口までダクティングされているものをいう。天井吊型空調機又はビルトイン型空調機であっても、天井裏空間２８内の温度は室３１内の温度よりも高い。

換気装置６１は機械室３２に設置されている。
換気装置６１の外気取入口６１ａにダクト６２の一端が接続され、ダクト６２が換気装置６１から屋外までダクティングされて、他端が屋外にて開口する。
換気装置６１の新鮮空気吐出口６１ｂにダクト６３の一端が接続されている。ダクト６３は、換気装置６１から天井裏空間２８を経由して、天井裏空間２８にて分岐し、天井パネル２７の吹出口４３までダクティングされている。
換気装置６１の屋内空気取入口６１ｃにダクト６４の一端が接続され、そのダクト６４が換気装置６１から天井裏空間２８までダクティングされて、他端が天井裏空間２８にて開口する。
換気装置６１の屋内空気吐出口６１ｄにダクト６５の一端が接続され、そのダクト６５が換気装置６１から屋外までダクティングされて、他端が屋外にて開口する。

換気装置６１は、ダクト６２を通じて屋外の新鮮空気を吸い込むとともに、ダクト６４を通じて天井裏空間２８内の空気（以下、屋内空気という。）を吸い込む。換気装置６１は、吸い込んだ新鮮空気と屋内空気との間で熱交換を行うとともに、吸い込んだ新鮮空気を濾過する。換気装置６１は、ダクト６３及び吹出口４３を通じて熱交換済みの新鮮空気を室３１に供給するとともに、ダクト６５を通じて熱交換済みの屋内空気を屋外に排出する。換気装置６１によって新鮮空気と屋内空気との間の熱交換が行われるため、つまり冷房時には新鮮な外気が冷やされて室３１内に供給されるため、また暖房時には新鮮な外気が温められて室３１内に供給されるため、空調機５１の消費電力を抑えることができる。

新鮮空気が換気装置６１によって室３１に供給され、天井裏空間２８内の空気が換気装置６１によって吸い込まれると、天井裏空間２８が室３１よりも低圧となる。そのため、室３１内の空気が通気口４２を通じて天井裏空間２８に流れ込む。このような気流が生じるため、季節に関わらず、更に空調機５１の運転・停止に関わらず、天井裏空間２８が室３１よりも高温となるような温度勾配が生じる。

送風機７１は例えばシロッコファンであるが、他の種類のファンであってもよい。送風機７１は、上側スラブ２６から吊り下げられた状態で天井裏空間２８に設置されている。図２に示すように、これら送風機７１は、建物１０の１スパンの間隔に等しいピッチで配列されている。建物１０の１スパンとは、建物１０の隣り合う柱１４の間隔のことをいう。隣り合う柱１４の間隔は例えば７．２ｍであるので、送風機７１が７．２ｍのピッチで配列されている。

送風機７１の風量は特に限定するものではないが、全ての送風機７１の風量が等しくてもよいし、送風機７１は個別に風量が設定されてもよい。また、送風機７１は季節・時間に関わらず一定風量で運転される。例えば建物１０のスパンが7.2 mである場合には、送風機７１の風量は500 m³/hである。なお、室３１内の温度、特に床パネル２２近傍の温度が温度センサによって検出され、送風機７１が検出温度に基づいて制御機器によってフィードバック制御されてもよい。

天井裏空間２８にはリターンダクト７２が設置されており、リターンダクト７２の一端が天井裏空間２８にて開放され、リターンダクト７２の他端が送風機７１に接続されている。リターンダクト７２の一端には、金網等のフィルタ７２ａが設けられている。
送風機７１にはサプライダクト７３の一端が接続されている。サプライダクト７３は、隣り合う２本の柱１４に向けて２方向に分岐し（図２に示す符号７３ａ，７３ｂ参照）、天井裏空間２８から柱１４に沿って床下空間２３までダクティングされている。床下空間２３では、サプライダクト７３の他端が吹出ユニット７４に接続されている。１本の柱１４につき、１台の送風機７１からダクティングされたサプライダクト７３の分岐した部分７３ａと、その隣りの送風機７１からダクティングされたサプライダクト７３の分岐した部分７３ｂが設置される。

送風機７１は、リターンダクト７２を通じて天井裏空間２８内の空気を吸い込むとともに、吸い込んだ空気をサプライダクト７３へ送風する。その空気がサプライダクト７３によって送風機７１から吹出ユニット７４まで送られて、吹出ユニット７４から床下空間２３に吹き出される。吹出ユニット７４から吹き出された空気は比較的温度の高い天井裏空間２８内の空気であるため、その空気によって床下空間２３が温められる。更に、吹出ユニット７４から吹き出された空気は、床下空間２３中で流動して、床下空間２３から吹出口４５を通って室３１内に吹き出される。

送風機７１の運転によって空気が天井裏空間２８から床下空間２３、室３１の順に床下空間２３及び室３１を経由して、天井裏空間２８へ流れるように循環する。

ここで、床パネル２２近傍を効率的に昇温させる場合には、気流制御器４５ａを手動で操作して、吹出口４５から吹き出された気流を放射状気流に調整する。一方、室３１内の空気を拡散させる場合には、吹出口４５から吹き出された気流を上昇気流に調整する。

以上の実施の形態は、以下のような有利な効果をもたらす。
送風機７１による空気の循環が生じることによって、室３１内の温度勾配が緩和されるとともに、冷気が床パネル２２近傍に滞留しにくい。そのため、夏季の冷房時及び冬季の暖房時の何れであっても、冷房や寒さの苦手な者でも快適に感じるとともに、足下の冷えを感じにくい。

吹出口４５から吹き出された空気によって吹出口４５近傍が温められる。そのため、冷房や寒さの苦手な者が吹出口４５の近くに居ると、その者が寒さを感じにくい。

冷房や寒さの苦手な者が寒さを感じにくい一方で、暑さの苦手な者が吹出口４５からの気流を直接浴びると、快適な涼しさを感じる。これは、吹出口４５から吹き出された空気と室３１内の空気の温度差が例えば２℃程度であることから、吹出口４５から吹き出された空気とそれを直接浴びた者との間で対流熱伝達が生じるためである。

換気装置６１の運転によって天井裏空間２８と室３１の間で気圧差が生じ、天井パネル２７近傍の温かい空気が通気口４２を介して天井裏空間２８に流れ込み、その空気が送風機７１によって吹出口４５から吹き出される。それゆえ、空気の循環が生じやすく、室３１内の温度勾配がより緩和される。

サプライダクト７３が柱１４に沿ってダクティングされているので、サプライダクト７３が障害物とならない。

２１…下側スラブ
２２…床パネル
２３…床下空間
２６…上側スラブ
２７…天井パネル
２８…天井裏空間
３１…室
４１…照明器具
４２…通気口
４５…吹出口
４５ａ…気流制御器
５０…空調システム
６１…換気装置
７１…送風機
７３…サプライダクト

Claims (4)

1. 上側スラブとその下方に設置された天井パネルとの間に形成された天井裏空間内の屋内空気を吸い込み、屋外の外気を吸い込み、前記屋内空気と前記外気の間で熱交換し、前記屋内空気を前記屋外に排出し、前記天井パネルとその下方に敷設された床パネルとの間に形成された室に前記外気を供給する換気装置と、
   前記天井裏空間内の屋内空気を吸い込んで送風する送風機と、
   前記送風機から、前記床パネルとその下方に設けられた下側スラブとの間に形成された床下空間までダクティングされ、前記送風機によって送風される空気を前記床下空間まで送るサプライダクトと、を備え、
   前記室と前記天井裏空間を連通する通気口が前記天井パネルに設けられ、
   前記室と前記床下空間を連通する吹出口が前記床パネルに設けられている
   空調システム。
2. 前記吹出口に設けられ、前記吹出口から吹き出される気流の向きを調整する気流制御器を更に備える請求項１に記載の空調システム。
3. 前記通気口が、前記天井パネルに設けられた照明器具に近接して設けられている
   請求項１又は２に記載の空調システム。
4. 前記送風機が前記天井裏空間内に設置され、
   前記サプライダクトが前記天井裏空間から前記室の柱に沿って前記床下空間までダクティングされている
   請求項１から３の何れか一項に記載の空調システム。

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