JP2020016426A - 置換空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギー性が高く、コストを低減可能な置換空調システムを提供する。【解決手段】置換空調システムＳは、室内における人の活動域である下層域に、屋外からの空気を給気するときの給気口となる下側吹出部１と、室内において下側吹出部１よりも高い位置に設けられて、屋外からの空気を上層域に給気するときの給気口となる上側吹出部２と、を備える。さらに、置換空調システムＳは、室内から屋外に空気を排気する排気口３と、屋外から下側吹出部１に供給される空気の流路に設けられた空調機８と、下側吹出部１及び上側吹出部２のそれぞれから室内に給気するためのファン１０、１１と、を備える。排気口３は、室内において上側吹出部２よりも高い位置に設けられている。上側ダクト６中の空気に対する熱交換量は、下側ダクト４中の空気に対する空調機８による熱交換量よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、置換空調システムに係り、特に、人の活動域である下層域の空調を重点的に行う置換空調システムに関する。

エネルギー消費を抑制できる空調方式として、置換空調システムが知られている。この置換空調システムは、人の活動域以外の空調を抑制しつつ、人の活動域の空調を行うことで、エネルギー消費を抑制するというものである。
例えば、熱・顕熱が発生する発熱体（調理釜）を有する給食センター等の施設において置換空調が採用されることがあり、調理者のいる下層域のみに行き渡るように空調した空気を給気することが行われている。具体的には、人のいる下層域のみを空調処理した給気で置換空調による顕熱処理を行い、調理釜から生じた湯気をその直上にある排気フードを介して屋外に排気することにより潜熱を処理するというものである。
また、特許文献１には、置換空調による気流の流れによって換気を行う置換換気システムであって、給気用空調機の熱交換器と配管接続された床面冷却ユニットを備えるものが開示されている。

特開２００４−２７０９７１号公報

しかしながら、調理釜から発生する湯気を屋外に排出するため、屋外に繋がる排気フードが設けられていると、排気フードの排気量に対応する大量の給気量が必要となる。この場合に、下層域に給気する空気のすべてを空調した空気とすると消費エネルギーが大きくなってしまう。
そして、排気フードが室内に設けられていない場合には、下層域にある調理釜から発生する湯気によって、作業領域（下層域）の気温を上昇させることがあり、下層域の温湿度環境を損なうことがあった。
特許文献１に係る置換換気システムについては、床面冷却ユニットを設けるための大幅な設備の改良が必要となりコストがかかるため採用しにくいという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、省エネルギー性が高く、コストを低減可能な置換空調システムを提供することを目的とする。

本発明の置換空調システムは、熱を発生させる発熱体が設けられた室内を空調するための置換空調システムであって、前記室内は、下側流路及び上側流路のそれぞれによって屋外と繋がっており、前記下側流路を介して前記屋外に繋がり、前記室内における人の活動域である下層域に、屋外からの空気を給気するときの給気口となる下側吹出部と、前記室内において前記下側吹出部よりも高い位置に設けられて、前記上側流路を介して前記屋外に繋がっており、前記屋外からの空気を上層域に給気するときの給気口となる上側吹出部と、前記室内において前記上側吹出部よりも高い位置に設けられて、前記室内から前記屋外に空気を排気する排気口と、前記下側流路に設けられた空調機と、前記下側吹出部及び前記上側吹出部のそれぞれから前記室内に給気するための送風機と、を備え、前記上側流路中の空気に対する熱交換量は、前記下側流路中の空気に対する前記空調機による熱交換量よりも小さいことを特徴とする。

本発明の置換空調システムによれば、上側吹出部からの空気の気流によって発熱体から発生する熱を誘引することができ、下層域を空調するためのエネルギーの消費を抑制し、コストを低減することができる。

第１実施形態に係る置換空調システムの構成を示す模式的な構成図である。 第１実施形態に係る置換空調システムを採用した給食センターの室内を示す模式的な説明図である。 下側吹出部の吹出孔及び上側吹出部の吹出孔の形状、並びにダクトの構成を説明する模式的な部分断面図である。 第２実施形態に係る置換空調システムの構成を示す模式的な構成図である。 第２実施形態に係る置換空調システムを採用した給食センターの室内を示す模式的な説明図である。 下側吹出部の吹出孔、上側吹出部の吹出孔及び窓用吹出部の吹出孔の形状、並びにダクトの構成を説明する模式的な部分断面図である。 変形例に係る排気フードを備える置換空調システムを採用した給食センターの室内を示す模式的な説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する設備、機器の種類、個数等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
また、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

＜＜本発明の概要＞＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の概要について説明する。図１は、第１実施形態に係る置換空調システムＳの構成を示す模式的な構成図、図２は、第１実施形態に係る置換空調システムＳを採用した給食センターの室内を示す模式的な説明図である。
本実施形態に係る置換空調システムＳは、熱（潜熱及び顕熱）を発生させる発熱体（調理釜２０）が設けられた室内を空調するためのものである。室内は、下側流路（下側ダクト４）及び上側流路（上側ダクト６）のそれぞれによって屋外と繋がっている。置換空調システムＳは、室内における人の活動域である下層域に、屋外からの空気を給気するときの給気口となる下側吹出部１と、室内において下側吹出部１よりも高い位置に設けられており、屋外からの空気を上層域に給気するときの給気口となる上側吹出部２と、を備える。下側吹出部１は、下側流路（下側ダクト４）を介して屋外に繋がっており、上側吹出部２は、上側流路（上側ダクト６）を介して屋外に繋がっている。
さらに、置換空調システムＳは、室内において上側吹出部２よりも高い位置に設けられて、室内から屋外に空気を排気する排気口３と、下側流路（下側ダクト４）に設けられた空調機８と、下側吹出部１及び上側吹出部２のそれぞれから室内に給気するための送風機（ファン１０、１１、１７）と、を備える。
上側流路（上側ダクト６）中の空気に対する熱交換量は、下側流路（下側ダクト４）中の空気に対する空調機８による熱交換量よりも小さいことを特徴とする。

このような構成によれば、上側吹出部２からの空気の気流によって発熱体（調理釜２０）から発生する熱（潜熱及び顕熱を伴う湯気２１）を誘引することができ、この熱が下層域に及ぼす影響（温度及び湿度の上昇）を低減できる。したがって、下層域を空調するためのエネルギーの消費を抑制することができる。
特に、発熱体（調理釜２０）から顕熱とともに潜熱を伴う湯気２１が発生している場合に、上側吹出部２からの気流の誘引によって、湯気２１の拡散を抑制できるため、室内の温熱環境を調整して作業環境を良好にすることができる。

なお、以下に説明する実施形態において、室内と屋外を繋ぐ「流路」を形成するものとしてダクト（通気管の他、壁に形成された通気孔を含むものとする。）を例示しているが、本発明はこのような構成に限定されない。具体的には、ダクトの一部に図示せぬチャンバーを介して接続されている場合には、このチャンバーも当然に流路に含まれる。
また、「下層域」とは、本実施形態においては室内における床面から約１．８ｍ以下の領域をいい、「上層域」とは、室内において下層域よりも上層にある領域をいうものとする。
また、「送風機」は、空調機と別体として設けられていても、空調機に包含されるものであってもよい。

＜＜第１実施形態＞＞
次に、図１及び図２に加え、図３を参照して、第１実施形態に係る置換空調システムＳの各部の構成について説明する。図３は、下側吹出部１の吹出孔１ｂ、及び上側吹出部２の吹出孔２ｂの形状、並びにダクトの構成を説明する模式的な部分断面図である。

＜＜各部の構成＞＞
＜下側吹出部について＞
下側吹出部１は、人のいる下層域に給気するために室内の側壁１２Ａに設けられた吹出部であり、下側ダクト４及び空調機８を介して外気と接続されている。
本実施形態に係る下側吹出部１は、吹出孔１ｂを有するパンチプレート１ａによって構成されている。
吹出孔１ｂは、図３に示すように、積極的に下向きに傾斜しているわけではなく、水平向きに形成されている。夏季においては、空調機８によって冷却されることにより密度の高い空気が室内に供給されるため、後述する上側吹出部２から供給される生外気（空調処理を施さない外気をいう。以下、同じ。）よりも下方に流れ込むこととなる。このようにして、人のいる下層域のみを効果的に空調することができる。

下側吹出部１は、人のいる下層域に給気するものであるため、上層域との熱交換を避けるため、その領域の高さ（床面から約１．８ｍ以下）に配設されていると好ましいが、このような構成に本発明は限定されない。例えば、夏季のみに置換空調システムＳを作動させる場合には、下側吹出部１から給気される空気は、上記のように空調機８によって冷却された空気であり下方に流れ込むため、下側吹出部１は、下層域よりも高い位置に設けられていてもよい。

空調機８は、外気との熱交換に用いられる熱交換器としての空気冷却用の冷却コイル及び空気加熱用の加熱コイル、並びに外気を室内に取り込むためのファン１０を内部に備えている。熱交換器としては、コイル式の他、多管式、フィンチューブが巻回された熱交換器等を用いるようにしてもよい。冷却用の熱交換器内には、冷水、ブライン等の冷却媒体が送液される。加熱コイルは、温水コイル式熱交換器や電気ヒータ等で構成される。
なお、加熱コイルは外気が所定の温度より低いときに作動されるものであるが、例えば気温の高い夏季のみ用いるような場合には、空調機８は、加熱コイルを必ずしも備える必要はない。

＜上側吹出部について＞
上側吹出部２は、熱を帯びた湯気２１を誘引する空気を屋外から室内に給気するために室内の側壁１２Ａに設けられた吹出部であり、上側ダクト６を介して外気と接続されている。本実施形態に係る上側吹出部２は、湯気２１を誘引する空気（生外気）が排気口３に向かうように、生外気を室内に供給するものである。上側ダクト６にはファン１１が設けられており、ファン１１が稼動することによって、外気が上側ダクト６を介して上側吹出部２から室内に給気されることになる。

本実施形態に係る上側吹出部２は、吹出孔２ｂを有するボックス２ａによって構成されており、上記のように下側吹出部１よりも高い位置に設けられており、人の頭よりも十分に高い位置、本実施形態においては床面から約３ｍの高さに設けられている。そして、上側吹出部２は、下側吹出部１よりも高い位置に設けられていれば、下側吹出部１と同じ側壁１２Ａに設けられている必要はなく、他の側壁１２Ｂ、１２Ｃに設けられていてもよい。
吹出孔２ｂは、図３に示すように、室内に向かうに連れて斜め上方に延在するように形成されている。このように、上側吹出部２が構成されていることにより、湯気２１を誘引するための空気を下層域にいる人に向かわせずに、上方にある排気口３に向かわせることができる。

冬季においては、後述するように、上側吹出部２から給気される空気の温度は、下側吹出部１から給気される空気の温度よりも低く設定される。上側吹出部２から給気される空気は、下側吹出部１から給気される空気よりも温度が低いことで、下側吹出部１から給気される空気の密度よりも密度が大きくなるため、沈降しやすい。
しかしながら、上記のように、上側吹出部２が室内に向かうに連れて斜め上方に延在するように形成されていることで相対的に温度の低い空気が下層域にまで沈降することを抑制できる。
「斜め上方に延在する」とは、図３に示す斜めに延在する傾斜面を有する形状に限定されず、円弧状に斜め上方に延在するものや、階段状に斜め上方に延在するものを含む。また、上側吹出部２は、部屋の壁の開口から室内に突出して形成されているものに限定されず、部屋の壁内に形成されるものであってもよく、ルーバーのような形状であってもよい。

下側吹出部１からの給気量は、上側吹出部２からの給気量以上であり、上側吹出部２から吹き出される空気の流速は、下側吹出部から吹き出される空気の流速よりも大きい。具体的には、この給気量は、ファン１０、ファン１１のそれぞれの送風量と、下側吹出部１のすべての吹出孔１ｂの開口面積と、上側吹出部２のすべての吹出孔２ｂの開口面積と、によって決定される。
上記のように、下側吹出部１の給気量を上側吹出部２の給気量よりも確保することで、下層域にいる人にとって快適な環境に調整しやすくなる。さらに、上側吹出部２から吹き出される空気の流速が、下側吹出部１から吹き出される空気の流速よりも大きい。つまり、下側吹出部１から吹き出される空気の流速が小さいことで、下側吹出部１から吹き出される空気による下層域の人の活動領域への影響を抑制することができる。これとともに、上側吹出部２から吹き出される空気の流速が大きいことで、発熱体（調理釜２０）から発生した熱を効果的に排気口３に誘引することができる。
上記のように、冬季においては、後述するように、上側吹出部２から給気される空気の温度は、下側吹出部１から給気される空気の温度よりも低い。温度が低いことで相対的に密度が大きい空気が上側吹出部２から室内に給気されたとしても、上側吹出部２から吹き出される空気の流速が下側吹出部１から吹き出される空気の流速よりも大きいことで、冷たい空気が下層域にまで沈降することを抑制できる。

＜制御装置について＞
また、置換空調システムＳは、ファン１０、１１、後述する排気用ダクト１９にあるファン１７、及び空調機８に電気的に接続されて、これらを制御する制御装置Ｃを備えるものであってもよい。
制御装置Ｃは、人の入力による調理釜２０の大きさ、数、調理対象の水分量又はその加熱量等に係るデータに基づいて、ファン１０、１１の回転量を制御して下側吹出部１及び上側吹出部２からの室内への給気量を調整してもよい。また、制御装置Ｃは、図示せぬ温度センサによって取得された外気温及び室内の温度に係るデータに基づいて空調機８を制御して給気する空気の温度、湿度を自動制御するようにしてもよい。

＜ダクトについて＞
置換空調システムＳは、下側吹出部と屋外に接続された下側ダクト４と、上側吹出部と屋外に接続された上側ダクト６と、後述する排気口３と屋外に接続された排気用ダクト１９と、を備える。本実施形態においては、室内に給気される空気が通る上側ダクト６には、下側ダクト４と異なり、空調機が設けられていない。
つまり、上側ダクト６に接続された上側吹出部２は、空調が施されていない外気（生外気）を屋外から室内に給気可能に構成されている。なお、「外気に空調を施さずに取り込み可能」とは、上記のように空調機が設けられていない構成に限定されず、後述のように、空調機９（図４参照）が設けられているが、空調機９が稼動しない構成を含むものである。そして、空調機９が稼働しない構成については、後述のように夏季においてのみ稼働しないものを含む。
また、「空調」とは、熱交換や加熱・冷却による温度調整、及び乾式・湿式の湿度調整をいう。特に、湿度調整においては、湿式の湿度調整を施さないようにすれば、冷却コイルを備える必要がなく、設備投資にかかるコストを抑制することができる。
このように、湯気２１を誘引するための用いられる上側ダクト６から給気される空気を空調せずに、人のいる下層域に供給される下側ダクト４から給気される空気のみを空調することで、エネルギー消費を抑制できる。

湯気２１の熱を含んだ空気を大量に排気口３から排気する場合には、排気量に見合う分だけの給気をしなければならない。このため、下側ダクト４及び上側ダクト６によって、屋内の空気を循環させるよりも、屋外の外気を取り込むことで、室内の熱の入れ替えを効率的に行えるために好適である。

＜排気口について＞
排気口３は、主に調理釜２０からの湯気２１により、室内に発生した顕熱及び潜熱を含んだ空気を排気するものであり、上側吹出部２が設けられている側壁１２Ａとは異なる壁面、特に本実施形態においては、室内を形成する側壁１２Ｂに設けられている。
このように、排気口３は、上側吹出部２が設けられている側壁１２Ａとは異なる壁面に設けられていることで、上側吹出部２から発熱体（調理釜２０）の近傍を介し排気口３に向けて空気を送り出しやすくなる。
また、例えば、排気口３が天壁１４に設けられていると、上側吹出部２から給気された顕熱及び潜熱を含んだ空気が天壁１４に触れることによって結露し、水滴が天壁１４に生じることがある。このようにして生じた水滴が天壁１４から人の頭上に滴り落ちてくることがある。
一方で、天壁１４ではなく、側壁１２Ｂに排気口３が設けられていると、上側吹出部２から給気された顕熱及び潜熱を含んだ空気は、側壁１２Ｂに触れやすくなり、結露した水滴が人に降りかかることを抑制できる。
しかしながら、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、水滴受け用の樋を設けたり、排気口３の配置を人の活動域ではない部位の上方とすれば、天壁１４に「排気口」が設けられていてもよい。

排気口３は、図１に示すように、上側吹出部２が設けられた側壁１２Ａに対向する（向かいにあり離れた側にある）側壁１２Ｂに設けられていると、側壁１２Ａ近傍にある空気を含めて室内の空気を排気口３に排気しやすいため好適である。つまり、調理釜２０から室内の上部に生じた湯気を、上側吹出部２から給気された空気により網羅的に排気口３側に誘引することができるので好適である。
しかしながらこのような構成に限定されず、排気口３は、上側吹出部２が設けられた側壁１２Ａに隣接する側壁１２Ｃに設けられていてもよい。
さらには、排気口３は、上側吹出部２と同じ側壁１２Ａに設けられてもよい。この場合には、上側吹出部２から給気される空気が排気口３に直接的に排出しないように、敷居となる図示せぬ障壁を設けるようにすればよい。具体的には、上側吹出部２から給気された空気が発熱体（調理釜２０）の上方を通るように迂回して排気口３に向かうように、障壁を設けるようにすれば、発熱体から発生した湯気２１を当該空気により網羅的に誘引することが可能となる。

本実施形態に係る置換空調システムＳは、屋外から下側吹出部１への給気用のファン１０、屋外から上側吹出部２への給気用のファン１１、及び排気口３から屋外への排気用のファン１７を備えているが、このような構成に限定されない。つまり、置換空調システムＳは、置換空調が可能な空気の流れを形成できれば、いくつかファンを備えないものであってもよい。
一方で、湯気２１を誘引させるように、上側吹出部２から供給される空気の流速が、下側吹出部１から供給される空気の流速よりも大きいため、上側ダクト６内にファン１１が設けられていると好ましい。

＜＜第２実施形態＞＞
次に、図４から図６を参照して、第２実施形態に係る置換空調システムＳ１について説明する。図４は、第２実施形態に係る置換空調システムＳ１の構成を示す模式的な構成図、図５は、第２実施形態に係る置換空調システムＳ１を採用した給食センターの室内を示す模式的な説明図である。図６は、下側吹出部１の吹出孔１ｂ、上側吹出部２の吹出孔２ｂ及び窓用吹出部１６の吹出孔１６ｂの形状、並びにダクトの構成を説明する模式的な部分断面図である。

＜窓用吹出部について＞
本実施形態に係る置換空調システムＳ１は、図４〜図６に示すように、室内において上側吹出部２よりも上方に設けられている窓１５と、窓１５の曇りを抑制する空気を窓１５に対して給気する窓用吹出部１６と、を備える。
上側吹出部２から吹き出される空気や、湯気２１からの熱により温められた空気が、窓１５に触れることによって冷やされて結露し、これにより生じた水滴によって窓１５に曇りが生じることがある。
具体的には、窓１５を挟んで隣接する部屋の温度が、調理釜２０のある部屋の上層域の温度よりも低い場合に、窓１５に曇りが生じることがある。
この曇りの発生を抑制するため、隣接する部屋よりも温かい温度の空気を窓用吹出部１６から給気し、その空気を窓１５に触れさせて窓１５の温度を高く保つことで、窓１５の曇りの発生を抑制することができる。

具体的には、窓用吹出部１６は、スリット状の吹出孔１６ｂを有するボックス１６ａによって構成されており、窓１５に沿って設けられている。このように、窓用吹出部１６がスリット状に形成されていることで、窓１５に対して局所的に空気を送り込むができ、曇りの発生を効果的に抑制できる。
窓用吹出部１６から給気される空気は、詳細については後述するが、夏季にあっては生外気でよく、冬季にあっては、空調機９によって加熱された空気であって、空調機８により加熱された空気よりも温度が低い空気であるとよい。このようにすれば、エネルギー消費を抑えることができるため好適である。

また、「空気を窓１５に対して給気する窓用吹出部１６」は、上記のように、窓１５に直接給気をして、窓１５の温度と室内の温度との間の差異が生じることを抑制して結露の発生を抑制するものに限定されない。例えば、窓用吹出部１６は、窓１５に直接触れるように空気を給気するものではなく、窓１５から若干離れた位置からエアカーテンのようにして窓１５に平行（略平行を含む。）に給気するものであってもよい。このように窓１５に平行に給気するものであっても、水分を含んで熱を帯びた周囲の空気から窓１５を遮断できることで結露の発生を抑制することができる。
窓用吹出部１６の配設位置は、窓１５に対して空気を吹き出すことができれば、その位置は任意である。本実施形態においては、窓１５の上方に設けられて、下方に空気を吹き出す例を示しているが、窓１５の側方に設けられていてもよく、窓１５の下方に設けられていてもよい。
さらには、窓用吹出部１６としてスリット状の吹出孔１６ｂを有するものを例に説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。
つまり、「窓用吹出部」は、窓１５の全範囲をカバーできるように空気を送り込むことができれば、円孔等の非長尺断面の不図示のノズルが１基又は複数基並べられて構成されるものであってもよい。

また、本実施形態に係る置換空調システムＳ１は、図４に示すように窓用吹出部１６及び上側吹出部２にダクト（メインダクト５、上側ダクト６及び窓用ダクト７）を介して接続された空調機９を備える。
外気が冷たい冬季において、生外気を室内に給気すると、冷気が沈降し、下層域の温度を低下させるとともに、潜熱により白霧が発生することがある。
本実施形態に係る空調機９は、この霧の発生を抑制するため、室内に取り込まれる外気を加熱して相対湿度を低下させる機能を有する。

空調機９は、メインダクト５及び上側ダクト６を介して上側吹出部２から給気される空気の温度、及びメインダクト５及び窓用ダクト７を介して窓１５に給気される空気の温度を調整するものであり、加熱コイルを備える。本実施形態に係る空調機９は、上層域の空気の空調を行うものであり、人のいる下層域の空調を行う空調機８とは別個に設けられていることから、除湿のための冷却コイルを備えてはいない。しかしながら、このような構成に限定されず、空調機９は、冷却コイルを備えるものであってもよい。
例えば、夏季において、空調処理を行わずに外気を室内に取り込む場合には、空調機９を稼動しなければよい。この場合には、屋外から上側吹出部２に至るまでの流路中の空気に対する熱交換量はゼロとなる。つまり、上側吹出部２から吹き出される空気に係る熱交換量は、ゼロを含むものである。

＜ダクトについて＞
下側吹出部１は、下側流路（下側ダクト４）を介して、上側吹出部２は、上側流路（上側ダクト６）を介して、窓用吹出部１６は、窓用流路（窓用ダクト７）を介して屋外に繋がっている。上記のように、上側ダクト６には、空調機８とは異なる他の空調機９が設けられている。
このように、異なる空調がされた流路（ダクト）を介して下側吹出部１と上側吹出部２から室内に給気できることで、下側吹出部１、上側吹出部２ごとに異なる空調を行うことができる。

特に、上側流路（上側ダクト６）及び窓用流路（窓用ダクト７）は、図４及び図６に示すように、下側流路（下側ダクト４）とは異なる経路で屋外に繋がっている。
そして、上側流路（上側ダクト６）と窓用流路（窓用ダクト７）とは、屋外からの経路において、共通の空調機９が設けられた経路（メインダクト５）から分岐して形成されている。
このような構成によれば、上側吹出部２から給気される空気と同じ空気が窓用吹出部１６から窓１５に給気されることで、窓１５に触れる空気の温度が大きく低下することを抑制でき、水滴によって窓１５に曇りが生じることを抑制できる。また、窓用吹出部１６用と上側吹出部２用とに別個の空調機９を設ける必要がなく、空調管理を容易でき、コストを低減できる。
なお、置換空調システムＳ２においては、第１実施形態に係る置換空調システムＳのように、空調機９を備えない構成を適用することもできる。具体的には、上側流路（上側ダクト６）と窓用流路（窓用ダクト７）とは、屋外からの経路において、空調がされていない経路から分岐して形成されていてもよい。

＜制御装置について＞
本実施形態に係る制御装置Ｃは、人のいる下層域の温度環境に影響を与えず、かつ下層域の空気を誘引させることが可能な高さに設けられた上側吹出部２から夏季は生外気、冬季は外気を加熱したもの（温度１０℃程度）を給気するように制御する。
例えば、本実施形態に係る制御装置Ｃは、記録された日付データが夏季に属する場合や、屋外に設けられた図示せぬ温度センサから屋外の温度が約３０℃以上であることを示すデータを取得したときには、下側吹出部１から給気される空気の温度が約１８℃となるように空調機８を稼働させる。この場合、制御装置Ｃは、空調機９を稼動させず、上側吹出部２から給気される空気の温度は外気温と同じ温度とする。
一方、制御装置Ｃは、記録された日付データが冬季に属する場合や、屋外に設けられた図示せぬ温度センサから屋外の温度が約０〜１０℃であることを示すデータを取得したときには、下側吹出部１から給気される空気の温度が１８℃となるように空調機８を稼働させ、上側吹出部２から給気される空気の温度が約０〜１５℃となるように空調機９を稼動させる。
つまり、いずれの場合においても、空調機９の熱変換量は、空調機８の熱変換量よりも小さく抑えられて、省エネルギーとなるように制御装置Ｃによって制御されている。

本実施形態に係る置換空調システムＳ１は、置換空調システムＳに加えて、空調機９及び窓用吹出部１６を備えるものであるが、双方を必ずしも備えるものに本発明は当然限定されず、いずれか一方のみを備えるものであってもよい。

＜＜変形例＞＞
最後に、変形例に係る排気フード１８を備える置換空調システムＳ２について、図７を参照して説明する。図７は、変形例に係る排気フード１８を備える置換空調システムＳ２を採用した給食センターの室内を示す模式的な説明図である。

上記の実施形態に係る置換空調システムＳ、Ｓ１においては、空調がされた給気量を抑えるべく排気量を抑えるために、排気フードを全く備えない構成であった。一方で、本例に係る置換空調システムＳ２のように、潜熱及び顕熱の発生の大きい調理釜２０Ａ用の排気フード１８を備えるものであってもよい。例えば、調理釜２０Ａは、味噌汁やスープ等の水分を多く含むものを調理するためのものである。

排気フード１８は、排気フード１８の外部と内部とを連通する連通口１８ａを側面に備える。排気フード１８によって覆われる側壁１２Ｂには、別個の排気口３が設けられている。排気口３には、他の排気口３と同様に、排気用ダクト１９に接続されており、排気用ダクト１９にファン１７が設けられている。
排気口３に接続された排気フード１８は、調理釜２０Ａから生じる湯気２１を屋外にガイドするとともに、連通口１８ａにより、上側吹出部２から給気された空気を屋外に通す機能を有する。特に、排気フード１８は、空気の還流の少ない側壁１２Ｂに面して設けられていることで、調理釜２０Ａから生じた湯気２１の顕熱及び潜熱が他の室内の空気に影響を及ぼすことが抑制されている。

上記実施形態においては、置換空調システムＳ、Ｓ１、Ｓ２を採用する施設として給食センターを例に説明したが、本発明に係る置換空調システムＳ、Ｓ１、Ｓ２は、発熱体を内部に備える施設であれば、他の施設に適用されるものであってもよい。例えば、給食センターの他に、発熱体として工作機械を備える工場や、発熱設備を備えるショッピングセンターに適用され得る。

本実施形態は以下の技術思想を包含する。
（１）熱を発生させる発熱体が設けられた室内を空調するための置換空調システムであって、
前記室内は、下側流路及び上側流路のそれぞれによって屋外と繋がっており、
前記下側流路を介して前記屋外に繋がり、前記室内における人の活動域である下層域に、屋外からの空気を給気するときの給気口となる下側吹出部と、
前記室内において前記下側吹出部よりも高い位置に設けられて、前記上側流路を介して前記屋外に繋がっており、前記屋外からの空気を上層域に給気するときの給気口となる上側吹出部と、
前記室内において前記上側吹出部よりも高い位置に設けられて、前記室内から前記屋外に空気を排気する排気口と、
前記下側流路に設けられた空調機と、
前記下側吹出部及び前記上側吹出部のそれぞれから前記室内に給気するための送風機と、を備え、
前記上側流路中の空気に対する熱交換量は、前記下側流路中の空気に対する前記空調機による熱交換量よりも小さいことを特徴とする置換空調システム。
（２）前記上側吹出部は、空調が施されていない外気を前記屋外から前記室内に給気可能に構成されている（１）に記載の置換空調システム。
（３）前記上側流路には、前記空調機とは異なる他の空調機が設けられている（１）に記載の置換空調システム。
（４）前記上側吹出部は、前記室内に向かうに連れて斜め上方に延在するように形成されている（１）から（３）のいずれか一項に記載の置換空調システム。
（５）前記排気口は、前記室内を形成する側壁に設けられている（１）から（４）のいずれか一項に記載の置換空調システム。
（６）前記排気口は、前記上側吹出部が設けられている壁面とは異なる壁面に設けられている（１）から（５）のいずれか一項に記載の置換空調システム。
（７）前記下側吹出部からの給気量は、前記上側吹出部からの給気量以上であり、
前記上側吹出部から吹き出される空気の流速は、前記下側吹出部から吹き出される空気の流速よりも大きい（１）から（６）のいずれか一項に記載の置換空調システム。
（８）前記室内において前記上側吹出部よりも上方に設けられている窓と、
該窓の曇りを抑制する空気を前記窓に対して給気する窓用吹出部と、を更に備える（１）から（７）のいずれか一項に記載の置換空調システム。
（９）前記窓用吹出部は、窓用流路を介して前記屋外に繋がっており、
前記上側流路及び前記窓用流路は、前記下側流路とは異なる経路で前記屋外に繋がっており、
前記上側流路と前記窓用流路とは、前記屋外からの経路において、共通の空調機が設けられた経路、又は空調がされていない経路から分岐して形成されている（８）に記載の置換空調システム。
（１０）前記窓用吹出部は、スリット状の吹出孔を有しており、前記窓に沿って設けられている（８）又は（９）に記載の置換空調システム。

１ 下側吹出部
１ａ パンチプレート
１ｂ 吹出孔
２ 上側吹出部
２ａ ボックス
２ｂ 吹出孔
３ 排気口
４ 下側ダクト（ダクト）
５ メインダクト
６ 上側ダクト
７ 窓用ダクト
８ 空調機
９ 空調機（他の空調機）
１０、１１ ファン（送風機）
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 側壁
１４ 天壁
１５ 窓
１６ 窓用吹出部
１６ａ ボックス
１６ｂ 吹出孔
１７ ファン（送風機）
１８ 排気フード
１８ａ 連通口
１９ 排気用ダクト
２０、２０Ａ 調理釜（発熱体）
２１ 湯気
Ｃ 制御装置
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 置換空調システム

Claims (10)

1. 熱を発生させる発熱体が設けられた室内を空調するための置換空調システムであって、
   前記室内は、下側流路及び上側流路のそれぞれによって屋外と繋がっており、
   前記下側流路を介して前記屋外に繋がり、前記室内における人の活動域である下層域に、屋外からの空気を給気するときの給気口となる下側吹出部と、
   前記室内において前記下側吹出部よりも高い位置に設けられて、前記上側流路を介して前記屋外に繋がっており、前記屋外からの空気を上層域に給気するときの給気口となる上側吹出部と、
   前記室内において前記上側吹出部よりも高い位置に設けられて、前記室内から前記屋外に空気を排気する排気口と、
   前記下側流路に設けられた空調機と、
   前記下側吹出部及び前記上側吹出部のそれぞれから前記室内に給気するための送風機と、を備え、
   前記上側流路中の空気に対する熱交換量は、前記下側流路中の空気に対する前記空調機による熱交換量よりも小さいことを特徴とする置換空調システム。
2. 前記上側吹出部は、空調が施されていない外気を前記屋外から前記室内に給気可能に構成されている請求項１に記載の置換空調システム。
3. 前記上側流路には、前記空調機とは異なる他の空調機が設けられている請求項１に記載の置換空調システム。
4. 前記上側吹出部は、前記室内に向かうに連れて斜め上方に延在するように形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の置換空調システム。
5. 前記排気口は、前記室内を形成する側壁に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の置換空調システム。
6. 前記排気口は、前記上側吹出部が設けられている壁面とは異なる壁面に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の置換空調システム。
7. 前記下側吹出部からの給気量は、前記上側吹出部からの給気量以上であり、
   前記上側吹出部から吹き出される空気の流速は、前記下側吹出部から吹き出される空気の流速よりも大きい請求項１から６のいずれか一項に記載の置換空調システム。
8. 前記室内において前記上側吹出部よりも上方に設けられている窓と、
   該窓の曇りを抑制する空気を前記窓に対して給気する窓用吹出部と、を更に備える請求項１から７のいずれか一項に記載の置換空調システム。
9. 前記窓用吹出部は、窓用流路を介して前記屋外に繋がっており、
   前記上側流路及び前記窓用流路は、前記下側流路とは異なる経路で前記屋外に繋がっており、
   前記上側流路と前記窓用流路とは、前記屋外からの経路において、共通の空調機が設けられた経路、又は空調がされていない経路から分岐して形成されている請求項８に記載の置換空調システム。
10. 前記窓用吹出部は、スリット状の吹出孔を有しており、前記窓に沿って設けられている請求項８又は９に記載の置換空調システム。

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