JP3027384B1 - 蓄熱型空調システム及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 夜間に蓄熱運転を行いながら必要な被空調エ
リアに対しても随時空調運転ができるようにし、２４時
間稼働の事務所ビル等に対しての蓄熱型空調システムの
導入を可能とし、より一層の電力平準化と空調エネルギ
ーコストの低減化を実現できる蓄熱型空調システム及び
その運転方法を提供する。 【解決手段】 被空調エリアのペリメータゾーン２に非
蓄熱型空気調和装置４を設置し、その他のインテリアゾ
ーン３に蓄熱型空気調和装置５を設置すると共に、それ
ぞれの空気調和装置４、５の室内機９、１５の空気吹き
出しダクト１１、１７に第１ダンパ１９及び第２ダンパ
２０を設け、上記非蓄熱型空気調和装置４の室内機９の
空気吹き出しダクト１１に設けた第１ダンパ１９の上流
側と上記蓄熱型空気調和装置５の室内機１５の空気吹き
出しダクト１７に設けた第２ダンパ２０の下流側との間
に第３ダンパ２１を備えたバイパスダクト２２を設けた
蓄熱型空調システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安価な深夜電力を
利用して夜間に氷蓄熱型、躯体蓄熱型等の蓄熱型空気調
和装置を運転して蓄熱し、この蓄熱を空調負荷の高い昼
間の空調に利用することによって、電力負荷の平準化と
空調エネルギーコストの低減化を図るようにした蓄熱型
空調システム及びその運転方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】氷蓄熱型や躯体蓄熱型等の蓄熱パッケー
ジエアコンと称する蓄熱型空気調和装置を用いた空調シ
ステムの場合、安価な深夜電力を利用して夜間に蓄熱運
転を行い、この熱を利用して空調負荷の高い昼間に蓄熱
空調運転を行うことにより、特に夏場における電力のピ
ークカットを実現し電力負荷の平準化と空調エネルギー
コストの低減化を期待することができる。しかしなが
ら、蓄熱型空気調和装置の場合、蓄熱運転を行う必要が
あることから、夜間の所定時刻例えば２２時になると蓄
熱運転に切替えなければならず、これによって室内機の
運転が強制的に停止されてしまうため、蓄熱型空気調和
装置を設置した被空調エリアでは、同時刻以降は空調が
できなくなる問題がある。

【０００３】一方、近年の経済グローバル化に伴って事
務所ビルでは、深夜においても空調運転ができる空調シ
ステムが導入されていることを入居条件とするテナント
が増加している。このような社会的ニーズに対して、上
記のような蓄熱型空調システムでは十分な対応ができな
いため、深夜の空調が必要な事務所ビルにおいては、随
時空調運転ができる非蓄熱型の空気調和装置を設置して
いるのが実情であり、蓄熱型空調システムにおける上記
のメリットを十分に生かし切れていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
に対処するためになされたものであり、その第一の課題
は、夜間に蓄熱運転時を行いながら必要な被空調エリア
に対しても随時空調運転ができる蓄熱型空調システム及
びその運転方法を提供することにある。また、本発明の
もう一つの課題は、上記によって２４時間稼働の事務所
ビルに対しての蓄熱型空調システムの導入を可能とし、
より一層の電力平準化と空調エネルギーコストの低減化
を実現することにある。本発明の更なる課題は、今後増
加が予測される躯体蓄熱空調にも適用できる蓄熱型空調
システム及びその運転方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明にかかる蓄熱型空調システムは、被空調エ
リアのペリメータゾーンに非蓄熱型空気調和装置を設置
し、その他のインテリアゾーンに蓄熱型空気調和装置を
設置すると共に、それぞれの空気調和装置の室内機の空
気吹き出しダクトに第１ダンパ及び第２ダンパを設け、
上記非蓄熱型空気調和装置の室内機の空気吹き出しダク
トに設けた第１ダンパの上流側と上記蓄熱型空気調和装
置の室内機の空気吹き出しダクトに設けた第２ダンパの
下流側との間に第３ダンパを備えたバイパスダクトを設
けたことを特徴とするもので、かかる蓄熱型空調システ
ムによると、夜間の所定時刻に蓄熱型空気調和装置が蓄
熱運転に入りインテリアゾーン側に設置した蓄熱型空気
調和装置の室内機の運転が停止しても、ペリメータゾー
ンに設置した非蓄熱型空気調和装置の室内機からの吹き
出し空気をバイパスダクトを介してインテリアゾーン側
へ供給することにより、夜間の蓄熱運転中においても必
要に応じてインテリアゾーンを空調することができるよ
うになる。

【０００６】また、本発明にかかる蓄熱型空調システム
は、上記の蓄熱型空調システムにおいて、上記蓄熱型空
気調和装置の室内機の空気吹き出しダクトに設けた上記
第２ダンパの上流側に第４ダンパを介して躯体蓄熱体へ
の空気吹き出しダクトを設けたことを特徴とするもので
あり、かかる空気吹き出しダクトを設けることによっ
て、蓄熱型空気調和装置の蓄熱運転終了後に第４ダンパ
を切替え、蓄熱型空気調和装置の室内機からの吹き出し
空気を躯体蓄熱体への空気吹き出しダクトに導いて躯体
蓄熱運転を行い、躯体蓄熱空調にも利用することができ
るようになる。

【０００７】更に、本発明にかかる蓄熱型空調システム
の運転方法は、上記の蓄熱型空調システムを用い、昼間
の蓄熱空調運転時には、上記第１ダンパ及び第２ダンパ
を開とし、上記第３ダンパを閉としてペリメータゾーン
及びインテリアゾーンの空調運転を行い、深夜の蓄熱運
転時には、上記第２ダンパを閉として上記蓄熱型空気調
和装置の蓄熱運転を行いながら、必要に応じて上記第１
ダンパを閉、第３ダンパを開として上記非蓄熱型空気調
和装置の室内機からの吹き出し空気を上記バイパスダク
トを介してインテリアゾーン側に供給し、同インテリア
ゾーンを空調することを特徴とするものであり、これに
よって夜間蓄熱型空気調和装置が蓄熱運転中の時間帯に
おいても、必要に応じて蓄熱型空気調和装置を設置した
インテリアゾーン側の空調を行うことができ、蓄熱型空
調システムでありながら深夜を含めた２４時間の空調運
転ニーズに十分対応することができるようになる。

【０００８】また、本発明にかかる蓄熱型空調システム
の運転方法は、上記の蓄熱型空調システムの運転方法に
おいて、上記蓄熱運転終了後に上記第４ダンパを切替
え、上記蓄熱型空気調和装置の室内機からの吹き出し空
気を躯体蓄熱体への空気吹き出しダクト側に導き、躯体
蓄熱運転を行うことを特徴とするものであり、これによ
って躯体蓄熱体に対しての蓄熱を行い、この熱を昼間の
躯体蓄熱空調運転にも利用し空調効果を高めることがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図１乃
至図５に基づいて説明する。図１は本発明にかかる蓄熱
型空調システムを設置した事務所ビルの基準階とその被
空調エリアのゾーニングの一例を示す平面図、図２は図
１のＡ部を拡大した平面図、図３は本発明の実施形態に
かかる蓄熱型空調システムの構成とその昼間における蓄
熱空調運転時の状態を示す側面図、図４は同システムの
夜間における蓄熱運転時の状態を示す側面図、図５は同
システムの夜間における躯体蓄熱運転時の状態を示す側
面図である。

【００１０】図中において、１は本発明にかかる蓄熱型
空調システムを設置する事務所ビルの基準階を示し、そ
の被空調エリアを斜線を施したペリメータゾーン２とそ
の他のインテリアゾーン３とにゾーニングしている。そ
して上記のペリメータゾーン２に非蓄熱型の空気調和装
置４を設置し、インテリアゾーン３に氷蓄熱型や躯体蓄
熱型等の蓄熱型空気調和装置５を設置して被空調エリア
全体の蓄熱型空調システムを構成している。

【００１１】非蓄熱型空気調和装置４は、屋上６に設置
された室外機７とスラブ下空間８に設置された室内機９
とからなり、ペリメータゾーン２の被空調エリアから吸
い込み口１０、スラブ下空間８を経て室内機９に吸い込
まれた空気を同室内機９で温度調整し、その吹き出し空
気をダクト１１を介してペリメータゾーン２に配設され
た複数の吹き出し口１２から被空調エリアに吹き出すこ
とによって、ペリメータゾーン２を空調できるように構
成されたものであり、ペリメータゾーン２に沿ってその
全領域をカバーできるよう複数台設置されている。

【００１２】また、蓄熱型空気調和装置５は、屋上６に
設置された室外機１３及び氷蓄熱槽１４とスラブ下空間
８に設置された室内機１５とからなり、夜間の所定時間
帯に室内機１５を停止し、室外機１３を運転して氷蓄熱
槽１４内の水を冷却することによって、氷蓄熱槽１４内
に氷を生成して蓄熱する蓄熱運転と、昼間の任意の時間
帯に室内機１５を運転し、氷蓄熱槽１４に蓄えられた氷
の冷熱を利用して空調する蓄熱空調運転との切替え運転
ができ、昼間の蓄熱空調運転時にインテリアゾーン３の
被空調エリアから吸い込み口１６、スラブ下空間８を経
て室内機１５に吸い込んだ空気を同室内機１５で温度調
整し、その吹き出し空気をダクト１７を介してインテリ
アゾーン３に配設された複数の吹き出し口１８から被空
調エリア内に吹き出すことによって、インテリアゾーン
３を空調できるように構成されたものであり、インテリ
アゾーン３の全領域をカバーできるよう複数台設置され
ている。なお、上記した蓄熱型空気調和装置５として
は、色々な方式のものが提案されているが、本発明の場
合、いずれの方式のものでも使用することができる。

【００１３】一方、上記のように設置した複数台の非蓄
熱型空気調和装置４と蓄熱型空気調和装置５の中の特定
の非蓄熱型空気調和装置４の室内機９と蓄熱型空気調和
装置５の室内機１５とをペアとし、図２に示すように室
内機９の空気吹き出しダクト１１に第１ダンパ１９を設
けると共に、室内機１５の空気吹き出しダクト１７に第
２ダンパ２０を設け、両空気吹き出しダクト１１、１７
の第１ダンパ１９の上流側と第２ダンパ２０の下流側と
の間に第３ダンパ２１を備えたバイパスダクト２２を設
けることによって、非蓄熱型空気調和装置４の室内機９
と蓄熱型空気調和装置５の室内機１５とを接続して構成
し、蓄熱型空気調和装置５が蓄熱運転をしている時間帯
においても、ペリメータゾーン２に設置した非蓄熱型空
気調和装置４を利用してインテリアゾーン３を空調でき
るようにしている。

【００１４】更に、蓄熱型空気調和装置５の室内機１５
の空気吹き出しダクト１７中に設けた第２ダンパ２０の
上流側に第４ダンパ２３を設け、この第４ダンパ２３を
介して空気吹き出しダクト２４を接続し、スラブ等から
なる躯体蓄熱体２５に対しての躯体蓄熱ができるように
構成することによって、躯体蓄熱方式を併用できるよう
にしている。

【００１５】しかして、上記の実施形態において、昼間
の時間帯（ここでは８時から２２時までとする。）は、
図３に示すようにペリメータゾーン２については非蓄熱
型空気調和装置４を運転し、同ペリメータゾーン２の空
気を吸い込み口１０、スラブ下空間８を経て室内機９に
吸い込んで温度調整した後、その吹き出し空気をダクト
１１を介してペリメータゾーン２に配設されている複数
の吹き出し口１２から被空調エリア内に吹き出すことに
よって、ペリメータゾーン２を空調することができる。

【００１６】また、インテリアゾーン３については蓄熱
型空気調和装置５を用い、夜間の蓄熱運転で氷蓄熱槽１
４に蓄えられた氷の冷熱を利用して蓄熱空調運転を行
い、同インテリアゾーン３の空気を吸い込み口１６、ス
ラブ下空間８を経て室内機１５に吸い込んで温度調整し
た後、その吹き出し空気をダクト１７を介してインテリ
アゾーン３に配設された複数の吹き出し口１８から被空
調エリア内に吹き出すことによって、インテリアゾーン
３を空調することができる。

【００１７】なお、この８時から２２時までの時間帯に
おいては、バイパスダクト２２中の第３ダンパ２１は閉
じられており、バイパスダクト２２中を空気が流れるこ
とはない。また、夜間に躯体蓄熱運転が実施され、躯体
蓄熱体２５に対して蓄熱されておれば、その熱が躯体蓄
熱体２５からスラブ下空間８内に放熱されるため、昼間
の蓄熱空調運転時には躯体蓄熱空調運転を併用して空調
することができる。

【００１８】一方、昼間の時間帯である２２時を過ぎる
と、図４に示すように蓄熱型空気調和装置５では安価な
深夜電力を利用した蓄熱運転が開始される。この蓄熱運
転はここでは夜間の２２時から３時まで行われ、この間
は蓄熱型空気調和装置５の室内機９の運転は自動的に停
止され、室外機１３と氷蓄熱槽１４との間で氷蓄熱槽１
４内の水を冷却することにより氷を生成して蓄熱する蓄
熱運転が行われる。このため、蓄熱型空気調和装置５の
室内機９を用いてインテリアゾーン３を空調することが
できなくなる。

【００１９】そこで、蓄熱運転をしている深夜にインテ
リアゾーン３を空調する必要が生じた場合、空気吹き出
しダクト１１、１７に設けられている第１ダンパ１９及
び第２ダンパ２０を閉じ、バイパスダクト２２中の第３
ダンパ２１を開いた状態として、非蓄熱型空気調和装置
４の室内機９で温度調整された空気を空気吹き出しダク
ト１１、バイパスダクト２２及び空気吹き出しダクト１
７を経てインテリアゾーン３に配設された複数の吹き出
し口１８から被空調エリア内に吹き出すことにより、夜
間の蓄熱運転時においても必要に応じてインテリアゾー
ン３を空調することができるようにしているため、２４
時間の空調運転ニーズに対応することができる。

【００２０】なお、上記した第１ダンパ１９、第２ダン
パ２０及び第３ダンパ２１の切替えは、あらかじめ設定
されている遠隔操作装置からの遠隔信号によって自動的
に切り替えるか、あるいは手元のコントローラを手動操
作することにより切り替えるかのいずれであってもよ
い。また、第１ダンパ１９、第３ダンパ２１は常に逆動
作（一方が開の時は他方は閉）となるため、空気の流れ
を１つのダンパで切替が可能な切替ダンパＤとして合体
することが可能である。同じく第２ダンパ２０、第４ダ
ンパ２３も上記切替ダンパＤとしてもよい（図３、４、
５参照）。更に、上記の蓄熱運転は、例えば夜間の２２
時から３時まで行われるが、この氷蓄熱運転終了後の３
時から８時までの間、図５に示すように蓄熱型空気調和
装置５の室内機１５を運転し、空気吹き出しダクト１７
中の第４ダンパ２３を空気吹き出しダクト２４側に切り
替え、室内機１５からの吹き出し空気をダクト２４側に
導き、スラブ等からなる躯体蓄熱体２５に対して吹き付
けることによって躯体蓄熱運転を行うことができ、この
躯体蓄熱を昼間の蓄熱空調運転に併用することによって
空調効果をより高めることができる。

【００２１】また、この躯体蓄熱運転の間も上記と同様
にしてインテリアゾーン３を空調できることは勿論であ
る。従って、上記の実施形態によると、蓄熱型空気調和
装置５を設置した場合において、夜間にその蓄熱運転を
行っている時間帯でも必要に応じて蓄熱型空気調和装置
５を設置したゾーンを随時空調することができるため、
２４時間稼働の事務所ビル等に対しても蓄熱型空調シス
テムを導入し、２４時間の空調運転を行うことができる
ようになる。

【００２２】このため、蓄熱型空調システムのメリット
を十分に発揮させることができ、夏場の電力ピークカツ
ト等による、より一層の電力平準化と空調エネルギーコ
ストの低減化を図ることができる。また、上記のような
蓄熱型空調システムをダクトとダンパを追加するだけの
比較的簡単な構造の変更により容易に実現することがで
きると共に、今後増加が予測される躯体蓄熱空調方式に
ついても、ダクトとダンパの追加によって容易に採用す
ることができ、空調効果の一層の向上に繋げることがで
きる。

【００２３】

【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明に
かかる蓄熱型空調システム及びその運転方法によると、
蓄熱型空気調和装置を設置しても２４時間の空調運転を
実現することができるため、２４時間稼働の事務所ビル
等に対しても蓄熱型空気調和装置の設置が可能となり、
蓄熱型空気調和装置のメリットを十分に生かし、電力の
ピークカツト等による、より一層の電力平準化と空調エ
ネルギーコストの低減化を達成することができると共
に、今後増加が予測される躯体蓄熱空調の採用をも容易
化し、空調効果の一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる蓄熱型空調システムを設置した
事務所ビルの基準階とその被空調エリアのゾーニングの
一例を示す平面図である。

【図２】図１におけるＡ部を拡大した平面図である。

【図３】本発明の実施形態にかかる蓄熱型空調システム
の構成とその昼間における蓄熱空調運転時の状態を示す
側面図である。

【図４】図３に示した蓄熱型空調システムの夜間におけ
る蓄熱運転時の状態を示す側面図である。

【図５】図３に示した蓄熱型空調システムの夜間におけ
る躯体蓄熱運転時の状態を示す側面図である。

【符号の説明】

２…ペリメータゾーン、３…インテリアゾーン、４…非
蓄熱型空気調和装置、５…蓄熱型空気調和装置、７…室
外機、９…室内機、１１…空気吹き出しダクト、１３…
室外機、１４…氷蓄熱槽、１５…室内機、１７…空気吹
き出しダクト、１９…第１ダンパ、２０…第２ダンパ、
２１…第３ダンパ、２２…バイパスダクト、２３…第４
ダンパ、２４…空気吹き出しダクト、２５…躯体蓄熱体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/04 F24F 11/02 102

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被空調エリアのペリメータゾーンに非蓄
   熱型空気調和装置を設置し、その他のインテリアゾーン
   に蓄熱型空気調和装置を設置すると共に、それぞれの空
   気調和装置の室内機の空気吹き出しダクトに第１ダンパ
   及び第２ダンパを設け、上記非蓄熱型空気調和装置の室
   内機の空気吹き出しダクトに設けた第１ダンパの上流側
   と上記蓄熱型空気調和装置の室内機の空気吹き出しダク
   トに設けた第２ダンパの下流側との間に第３ダンパを備
   えたバイパスダクトを設けたことを特徴とする蓄熱型空
   調システム。
2. 【請求項２】 上記蓄熱型空気調和装置の室内機の空気
   吹き出しダクトに設けた上記第２ダンパの上流側に第４
   ダンパを介して躯体蓄熱体への空気吹き出しダクトを設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱型空調シス
   テム。
3. 【請求項３】 昼間の蓄熱空調運転時には、上記第１ダ
   ンパ及び第２ダンパを開とし、上記第３ダンパを閉とし
   てペリメータゾーン及びインテリアゾーンの空調運転を
   行い、深夜の蓄熱運転時には、上記第２ダンパを閉とし
   て上記蓄熱型空気調和装置の蓄熱運転を行いながら、必
   要に応じて上記第１ダンパを閉、第３ダンパを開として
   上記非蓄熱型空気調和装置の室内機からの吹き出し空気
   を上記バイパスダクトを介してインテリアゾーン側に供
   給し、同インテリアゾーンを空調することを特徴とする
   請求項１に記載の蓄熱型空調システムの運転方法。
4. 【請求項４】 上記蓄熱運転終了後に上記第４ダンパを
   切替え、上記蓄熱型空気調和装置の室内機からの吹き出
   し空気を躯体蓄熱体への空気吹き出しダクトに導き、躯
   体蓄熱運転を行うことを特徴とする請求項３に記載の蓄
   熱型空調システムの運転方法。