JP2927105B2 - 空調システム - Google Patents

空調システム

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JP2927105B2
JP2927105B2 JP4136360A JP13636092A JP2927105B2 JP 2927105 B2 JP2927105 B2 JP 2927105B2 JP 4136360 A JP4136360 A JP 4136360A JP 13636092 A JP13636092 A JP 13636092A JP 2927105 B2 JP2927105 B2 JP 2927105B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空調システムに係わ
り、特に事務室等の居住ゾーンを対象に効率的な温度制
御を行うアンダーフロアタイプの空調システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、事務用ビル等において、高機能化
が進みオフィスオートメーション機器(以下OA機器と
いう)等の設置密度も増加傾向にある。これに伴い、床
を二重にしてOA機器用の動力配線やローカルエリアネ
ットワーク(LAN)などの通信ケーブルをこの二重床
の間に配線する場合が多くなってきた。
【0003】このような背景から二重床スペースを利用
した空調システムであるアンダーフロア空調、即ち、空
調機から二重床内に暖房用空調空気あるいは冷房用空調
空気を送気し、床面に形成された吹出口から空調空気を
吹き出す空調システムが実施されてきている。図4に示
すように、この種の従来のアンダーフロア空調システム
は、空調機1から二重床2内に供給された空調空気3を
二重床2内に設けられたファン付吹出ユニット4で床面
に形成された吹出口5から吹き出して室内6を空調す
る。室内6を空調した空気は、天井面に形成された吸込
口7から吸い込まれ、空調機1に戻る途中で一部の空気
を外部に排気8し、空調機1に取り込まれた新鮮空気9
と混合されて空調された後、再び二重床2内に供給され
る。また、空調空気3の温度制御は、室内6の壁面に設
置された室内温度センサ10からの出力信号に基づい
て、空調制御装置11で空調機1の空調条件を制御し、
室内6に供給する空調空気3の温度や風量を調節してい
る。
【0004】ところで、アンダーフロア空調システムの
特徴を生かした本来の思想は、室内6全体を目標の温湿
度にすることではなく、人の立った高さ程度を居住ゾー
ン12とし、該居住ゾーン12の上方空間の非居住ゾー
ン14とに区分けし、前記居住ゾーン12を対象に効率
的な空調を行うことである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アンダーフロア空調システムにあっては、室内6全体を
空調する天井吹き出しの空調システムと同様に、室内6
の壁面に設置された室内温度センサ10で測定される温
度を室内6の代表温度としている。そして、この代表温
度に基づいて空調機1から供給される空調空気3の温度
や風量を制御し、前記代表温度が予め設定した設定温度
になるように制御している。この為、前記両ゾーン1
2、14の境界線13まで予め設定した設定温度が確保
されているかを正確に把握できない為、どうしても前記
設定温度を適正な室内6温度より余裕をもたせて設定し
がちになる。即ち、非居住ゾーン14を含めた室内6全
体を空調制御域として空調する空調システムと同様の空
調を行う傾向があり、アンダーフロア空調システムの本
来の思想から効率的な空調とは言えず空調エネルギー損
失が大きい欠点がある。
【0006】また、前記境界線13の高さの壁面に前記
室内温度センサ10を設置したとしても、室内6の空調
空気の気流動向やOA機器15、照明器具16、人17
等の発熱体からの放射熱による室内6の温度分布の偏
在、変動を把握できない。この為、前記居住ゾーン12
の温度分布の偏在、変動に対して対策が取れないので、
居住ゾーン12の温度環境を常に一定に保つことができ
ないという欠点がある。
【0007】このように、従来のアンダーフロア空調シ
ステムにあっては、特に天井の高い事務所等では空調エ
ネルギ損失が大きい為、省エネとなる空調システムが要
望されている。本発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、室内の居住ゾーンを対象に温度制御ができる
ので、省エネになると共に居住ゾーンを対象に快適な温
度環境が得られる空調システムを提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、居住ゾーンと、該居住ゾーンの上方空間の非
居住ゾーンとから成る空調室の温度を測定し、前記測定
温度が設定温度になるように空調機を制御し、前記空調
機で制御された空調空気を前記空調室の床面から吹き出
して前記居住ゾーンの温度環境を管理する空調システム
に於いて、前記居住ゾーン及び前記非居住ゾーンに複数
の温度センサを夫々設け、前記居住ゾーンの温度センサ
と非居住ゾーンの温度センサとの測定値から前記両ゾー
ンの境界線の温度を算出し、前記境界線の温度を設定温
度になるように制御することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、居住ゾーン及び非居住ゾーン
に複数の温度センサを夫々設け、前記居住ゾーン温度セ
ンサと前記非居住ゾーン温度センサとの測定温度から前
記両ゾーンの境界線の温度を算出する。そして、前記境
界線の温度を設定温度になるように空調機を制御する。
これにより、前記両ゾーンの境界線を空調対象域の上限
とし、前記居住ゾーンを対象とした空調制御ができるの
で、室内の空調対象域が低減され空調エネルギ損失を最
小限に抑えることができる。
【0010】また、居住ゾーンと非居住ゾーンに複数の
温度センサを夫々設けので、前記両ゾーンの境界線の水
平温度分布を把握することができる。更に、風量調節手
段を設け空調室の床面から吹き出す空調空気の風量を調
節できるようにしたので、前記水平温度分布を把握し、
空調室の床面の空調空気吹き出し位置ごとに個々に風量
を調節して空調空気を吹き出すことができる。これによ
り、前記居住ゾーンの温度分布の偏在、変動に対して
も、前記両ゾーンの境界線の水平面温度分布が均一にな
るように前記吹き出し位置ごとに空調空気吹き出し風量
を調節することにより、前記温度分布の偏在、変動を低
減できるので、前記居住ゾーンの温度環境を常に一定に
保つことができる。
【0011】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る空調シス
テム20の好ましい実施例について詳説する。図1に示
すように、事務室21の床には複数の吹出口22、22
…が形成され、天井には複数の吸気口24、24…が形
成されている。また、事務室21に隣接して空調機26
が配設され、空調機26と事務室21との間に空気の循
環系路形成する床下チャンバ28と天井チヤンバ30と
が、夫々前記事務室20の床下と天井裏とに配設されて
いる。また、前記床下チャンバ28には前記複数の吹出
口22、22…と個々に連通してファン付吹出ユニット
32が夫々配設されている。
【0012】また、事務室21は、立った人の頭の高さ
程度を居住ゾーン34とし、前記居住ゾーン34の上方
空間の非居住ゾーン38とから成り、前記両ゾーン3
4、38の形式上の境界線36を図1に示している。ま
た、事務室21の居住ゾーン34に設けられたローパー
テーション40や机42等の座った人の頭の高さに居住
ゾーン温度センサ44が複数取付けられ、非居住ゾーン
38である天井面には天井面温度センサ46が複数取付
けられている。
【0013】前記居住ゾーン温度センサ44及び天井面
温度センサ46は夫々ケーブル48、50、52、5
4、56、58、60を介して空調機制御装置62の演
算部64に接続され、更に演算部64は前記空調機制御
装置62の制御部66に接続され、前記制御部66と、
空調機26の冷却器68、加熱器70、送風ファン72
とが夫々のケーブル74、76、78を介して接続され
ている。
【0014】また、前記制御部66は前記ファン付吹出
ユニット32に夫々のケーブル80、82、84を介し
て接続されている。尚、事務室21の上下方向の温度勾
配は、図2に示すように略直線になることを実験的に確
認した。このことから、図3に示すように居住ゾーン3
4と非居住ゾーン38との2点箇所A、Bの温度測定値
を結んで得られる温度勾配から前記両ゾーン34、38
の境界線36の温度を算出することができる。これによ
り、居住ゾーン温度センサ44と天井面温度センサ46
の取付け高さ及び居住ゾーン34の上端36の高さを予
め前記演算部64に入力し、前記居住ゾーン温度センサ
44と前記天井面温度センサ46とで測定された測定温
度を前記演算部64に入力すると前記境界線36の温度
が算出されるようになっている。また、居住ゾーン34
と非居住ゾーン38とに温度センサ44、46が複数取
付けられていることにより、前記境界線36の水平面温
度分布も把握できるようになっている。
【0015】次に、上記構成の空調システム20の作用
について説明すると、事務室21の床面に形成された吹
出口22から吹き出された空調空気86は事務室21内
を空調して天井面に形成された吸込口24から吸気され
る。この空調空調空気の流れにおいて、居住ゾーン温度
センサ44と天井面温度センサ46により居住ゾーン3
4と非居住ゾーン38の温度が測定され、測定温度が前
記空調機制御装置62の演算部64に入力される。前記
演算部64では前記境界線36の温度を算出し、前記空
調機制御装置62の制御部66に入力する。前記制御部
66では前記境界線36の温度が設定温度になるように
空調機26を制御する。即ち、ケーブル78を介して送
風ファン72の回転数を制御し、ケーブル76を介して
加熱器70の温度を制御し、ケーブルを介して冷却器6
8の温度を制御する。前記空調機26で空調された空調
空気86は床下チャンバ28に供給され、床下チャンバ
28に配設されたファン付吹出ユニット32により吹出
口22から吹き出される。
【0016】また、事務室21内に吹き出される空調空
気86の気流動向や事務所21内のOA機器88、照明
器具90、人92等の発熱体からの放射熱により、居住
ゾーン34内の温度分布が不均一になる場合がある。こ
の場合には、複数の居住ゾーン温度センサ44、44…
及び複数の天井面温度センサ46、46…の測定温度か
ら算出される境界線36の水平温度分布も不均一になる
ので、前記演算部64は、前記ファン付吹出ユニット3
2を個々に制御する指示を前記制御部66に入力する。
そして、前記制御部66ではケーブル80、82、84
を介して各ファン付吹出ユニット32、32、32の送
風ファンの回転数を個々に制御し、前記水平面温度分布
が均一になるように吹き出し風量を調節する。
【0017】これにより、前記境界線36を空調対象域
の上限とし、前記居住ゾーン34を対象とした空調制御
ができるので、事務室21の空調対象域が低減され空調
エネルギ損失を最小限に抑えることができる。また、前
記境界線36の水平温度分布が均一になるように前記居
住ゾーンの温度管理を行うことにより、前記居住ゾーン
34の温度分布の偏在、変動を低減することができるの
で、居住ゾーン34の温度環境を常に一定に保つことが
できる。
【0018】尚、本実施例ではファン付吹出ユニットを
用いたが、これに限定されるもではなく、ファンがなく
ても吹出ユニット自体に風量及び吹き出し方向の調節機
能が備わっているものでもよい。この場合には空調機を
制御するだけでなく、吹き出しユニットに設置された調
節機構を操作して室内温度の調節を行ってもよい。ま
た、居住ゾーンに設置される温度センサの設置場所は、
ローパーテーションや机等の座った人の頭の高さに限定
して取付けられるものではなく、任意の場所に設置して
もよい。即ち、吹出ユニットから供給される空調空気の
温度と、吸込口近傍の温度とを測定し、実験から得られ
たデータベース及びシミュレーション結果を基に居住ゾ
ーン上端温度を推定して制御を行ってもよい。更に、両
ゾーンの境界線の温度に基づいて空調空気の温度を制御
するだけでなく、OA機器等の発熱体の稼働状態や近傍
の温度、あるいは事務室内の人の数等のデータを、演算
器に入力し、これらの情報も含めて空調機を制御するよ
うにしてもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空調
システムによれば、居住ゾーン及び非居住ゾーンに複数
の温度センサを設け、前記居住ゾーン温度センサと前記
非居住ゾーン温度センサとの測定温度から前記両ゾーン
の境界線の温度を算出する。そして、前記境界線の温度
を設定温度になるように空調機を制御する。これによ
り、前記境界線を空調対象域の上限とし、前記居住ゾー
ンを対象とした空調制御ができるので、室内の空調対象
域が低減され空調エネルギ損失を最小限に抑えることが
できる。
【0020】また、居住ゾーンと非居住ゾーンに複数の
温度センサを夫々設けので、前記両ゾーンの境界線の水
平温度分布を把握することができる。更に、風量調節手
段を設け空調室の床面から吹き出す空調空気の風量を調
節できるようにしたので、前記水平温度分布を把握し、
空調室の床面の空調空気吹き出し位置ごとに個々に風量
を調節して空調空気を吹き出すことができる。これによ
り、前記居住ゾーンの温度分布の偏在、変動に対して
も、前記両ゾーンの境界線の水平面温度分布が均一にな
るように前記吹き出し位置ごとに空調空気吹き出し風量
を調節することにより、前記温度分布の偏在、変動を低
減できるので、前記居住ゾーンの温度環境を常に一定に
保つことができる。
【0021】従って、本発明の空調システムを用いれ
ば、省エネになると共に居住ゾーンを対象に快適な温度
環境を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空調システムの構成図
【図2】空調室の上下方向の温度分布測定例
【図3】居住ゾーンの上端の温度算出方法の説明図
【図4】従来の空調システムの構成図
【符号の説明】
20…空調システム 21…空調室 26…空調機 32…ファン付吹出ユニット 34…居住ゾーン 36…居住ゾーンの上端 38…非居住ゾーン 44…居住ゾーン温度センサ 46…非居住ゾーン温度センサ 64…演算部 66…制御部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】居住ゾーンと、該居住ゾーンの上方空間の
    非居住ゾーンとから成る空調室の温度を測定し、前記測
    定温度が設定温度になるように空調機を制御し、前記空
    調機で制御された空調空気を前記空調室の床面から吹き
    出して前記居住ゾーンの温度環境を管理する空調システ
    ムに於いて、 前記居住ゾーン及び前記非居住ゾーンに複数の温度セン
    サを夫々設け、 前記居住ゾーンの温度センサと非居住ゾーンの温度セン
    サとの測定値から前記両ゾーンの境界線の温度を算出
    し、前記境界線の温度を設定温度になるように制御する
    ことを特徴とする空調システム。
  2. 【請求項2】前記空調室の床面から吹き出す空調空気の
    風量を前記床面の吹き出し位置で個々に調節する風量調
    節手段を設けたことを特徴とする請求項1の空調システ
    ム。
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