JP3087485B2 - アンダーフロアー空調システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調方法及びその装置
に係り、特に、ＯＡ機器等の発熱機器からの熱負荷によ
り事務室内の熱負荷に偏りが生ずる場合のアンダーフロ
アー空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】空調システムを吹き出し方法で分けた場
合、事務室の天井から空調空気を吹き出す天井吹き出し
空調システムと、床から空調空気を吹き出す床吹き出し
空調、所謂アンダーフロアー空調システムとがある。そ
して、パーソナルコンピューターやワークステーション
等のオートメーション機器（以下ＯＡ機器という）が多
数設置されたインテリジェントビルでは、ＯＡ機器の動
力配線やローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の通
信ケーブルを配線した二重床を、空調機からの空調空気
を供給するチャンバとして利用したアンダーフロアー空
調システムを採用することが多くなってきた。

【０００３】また、近年の傾向として、ＯＡ機器等の設
置密度の増加に伴い、ＯＡ機器等の発熱機器からの発熱
により熱負荷が増加しており、年間を通して冷房空調す
る傾向にある。また、一層の快適性向上が求められるな
かで空調空気の循環量の増加による送風動力が上昇して
おり、空調エネルギーが飛躍的に増加している。図４に
ファンユニットを備えた従来のアンダーフロアー空調シ
ステムを示すように、空調機１から二重床で形成された
床下チャンバ２に供給された空調空気３は、床下チャン
バ２に取付けられた複数のファンユニット４、４…（空
調機１から床下チヤンバ２に供給された空調空気３を各
吹出口５、５…に付帯してあるファン４により事務室６
内に吹き出す）に取り込まれ、ファンユニット４から事
務室６内に吹き出される。事務室６内に吹き出された空
調空気３はＯＡ機器７、７、７等の発熱体からの熱を吸
収して温まり、事務室６内を上昇して天井に形成された
複数の吸気口８、８…から天井チヤンバ９に吸気され
る。天井チヤンバ９に吸気された還気空気１０は、還気
ダクト１１を介して一部が系外に排気されると共に、導
入された新鮮な外気１２と混合されて空調機１に戻る。
空調機１ではフィルター１Ａ、冷却コイル１Ｂ、加熱コ
イル１Ｃ、加湿器１Ｄにより温湿度が調整され送風機１
Ｅにより給気ダクト１３を介して再び床下チャンバ２に
供給される。また、事務室６内に供給される空調空気３
の温湿度の制御は、事務室６内に一方の壁に設けられた
温湿度センサー１４により事務室６内の温湿度が検知さ
れ、その検知結果が空調機コントローラ１５に入力され
る。そして、空調機コントローラ１５に予め設定された
温湿度に事務室６内の温湿度がなるように、空調機コン
トローラ１５により冷却コイル１Ｂ、加熱コイル１Ｃ及
び加湿器が制御される。

【０００４】上記したアンダーフロアー空調システム
は、事務室６内の人間が移動したり、事務したりする居
住空間１６を対象とした空調を行うことができると共
に、ＯＡ機器７等により温まった空気を天井方向に上昇
させて居住空間１６から除くことができるので、天井吹
き出し空調システムに比べて省エネ性及び快適性に優れ
た空調システムといえる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アンダーフロアー空調システムは、温湿度センサー１４
により事務室６内の温湿度を検知し、その検知結果に基
づいて空調機コントローラ１５が空調機１を制御するこ
とにより空調空気３を予め設定された温湿度に制御して
いるものの、図５に示すように個々のファンユニット４
から吹き出される空調空気３の吹出量の制御は行われて
おらず、事務室６内に形成された全ての吹出口５からは
常に一定量の空調空気３が吹き出されていた。

【０００６】この為、近年のように事務室内にＯＡ機器
７等の発熱機器が多数設置されている場合には以下のよ
うな欠点が生じる。 （１）事務室６内には前記発熱機器７による高熱負荷領
域１７とそれ以外の低熱負荷領域１８が形成されるにも
かかわらず、全ての吹出口５からは一定の空調空気３が
吹き出される為、高熱負荷領域１７を基準として空調空
気３の吹出量を設定すると、低熱負荷領域１８では寒す
ぎ、低熱負荷領域１８を基準として空調空気３の吹出量
を設定すると、高熱負荷領域１７では熱すぎる為、快適
性の点で欠点がある。 （２）また、ＯＡ機器７等の発熱機器は一日中運転され
ていることはなく、必要に応じて運転されるのが通常で
ある。この為、発熱機器７からの熱負荷は、前記発熱機
器７の運転・停止により常に変動しているにもかかわら
ず、高熱負荷領域１７の各吹出口５からは一定の空調空
気３が吹き出されており空調空気３の無駄が大きくなる
と共に、空調空気３の送風動力が上昇し、空調エネルギ
ーが増加するという欠点がある。

【０００７】本発明は、このうような事情に鑑みてなさ
れたもので、事務室内の高熱負荷領域及び低熱負荷領域
の熱負荷の偏り、更にはＯＡ機器等の発熱機器からの熱
負荷の変動に対応させてＯＡ機器近傍の吹出口から吹き
出す空調空気の吹出量を制御するようにしたので省エネ
になると共に快適性を向上できるアンダーフロアー空調
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、空調機からの空調空気を空調室の床面に形成
された複数の吹出口から前記空調室に吹き出すアンダー
フロアー空調システムに於いて、前記空調室をＯＡ機器
等の発熱機器が設置された高熱負荷領域とそれ以外の低
熱負荷領域とに区分けして前記高熱負荷領域に人の存在
情報を検知する人検知手段を設け、前記複数の吹出口の
うち前記高熱負荷領域にある各吹出口には吹出量調整手
段を夫々設け、前記人検知手段の検知結果に基づいて前
記吹出量調整手段の作動及び風量を制御する制御手段を
設け、前記複数の吹出口からの空調空気の吹き出しを低
熱負荷領域の常時吹き出しと高熱負荷領域の個別吹き出
しに分けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明は空調室内に設置されたＯＡ機器等の発
熱機器の増加により、空調室内に前記発熱機器周囲の高
熱負荷領域とそれ以外の低熱負荷領域とが形成されるこ
と、及びＯＡ機器等の発熱機器が一日中運転されている
ことはなく、必要に応じて運転されるのが通常であり、
この為に前記発熱機器からの熱負荷も変動することに着
目して成されたものである。

【００１０】本発明によれば、空調室をＯＡ機器等の発
熱機器が設置された高熱負荷領域とそれ以外の低熱負荷
領域とに区分けして前記高熱負荷領域に人の存在情報を
検知する人検知手段を設けた。また、前記高熱負荷領域
の各吹出口には吹出量調整手段を設け、前記人検知手段
の検知結果に基づいて制御手段により前記吹出量調整手
段の作動及び風量を制御するようにした。これにより、
低熱負荷領域の吹出口からは空調空気が常時一定風量で
吹き出される一方、高熱負荷領域の吹出口からは、高熱
負荷領域の人の存在情報に基づいて吹出量調整手段の作
動及び風量が制御されて吹出口ごとに個別に空調空気を
吹き出すことがでる。即ち、高熱負荷領域に人が居ない
時には空調空気の事務室内への吹き出しを停止したり又
は吹き出す風量を小さくしたりすることができる。ま
た、高熱負荷領域に人が居る時には空調空気の事務室内
への吹き出しを開始したり又は風量を大きくしたりする
ことができる。

【００１１】また、前記人検知手段の代わりに、ＯＡ機
器等の発熱機器の運転・停止を検知する作動検知手段、
例えば、発熱機器の運転音を検知するセンサーマイクや
発熱機器の運転振動を検知する振動検知器を設け、これ
らの作動検知手段の検知結果に基づいて前記制御手段に
より前記吹出量調整手段を制御するようにしてもよい。
これにより、ＯＡ機器等の発熱機器の運転・停止に対応
させて前記吹出量調整手段を制御することができる。即
ち、発熱機器が停止している時には空調空気の吹き出し
を停止したり又は風量を小さくしたりすると共に、前記
発熱機器が運転されている時には空調空気の吹き出しを
開始したり又は風量を大きくしたりすることができる。

【００１２】このように、本発明のアンダーフロアー空
調システムは、事務室内の低熱負荷領域、高熱負荷領域
の熱負荷の偏り、及び高熱負荷領域での熱負荷の変化に
対応させて効率的に空調することができるので省エネ空
調を行うことができると共に、低熱負荷領域、高熱負荷
領域ともに寒すぎたり、熱すぎたりすることがなくなる
ので快適性を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係るアンダー
フロアー空調システム３０の好ましい実施例について詳
説する。図１に本発明のアンダーフロアー空調システム
３０の第１実施例を示すように、事務室３２は上部の非
居住空間３４と下部の居住空間３６とに想定的に区分け
され、居住空間３６は、更にＯＡ機器３８等の発熱機器
を設置した高熱負荷領域４０と、それ以外の低熱負荷領
域４２とに想定的に区分けされている。また、事務室３
２の床面４４には複数の吹出口４６、４６…が形成され
ると共に床下には床下チャンバ４８が設けられている。
また、床下チャンバ４８内には複数のファンユニット５
０、５０…が設けられ、ファンユニット５０の送気口が
前記吹出口４６に連通している。また、事務室３２の天
井面５２には複数の吸気口５４、５４…が形成されると
共に、天井裏には天井チヤンバ５６が設けられている。
また、前記床下チャンバ４８から延びた給気ダクト５８
は空調機６０の送気側に繋がり、天井チヤンバ５６から
延びた還気ダクト６２は前記空調機６０の吸気側に繋が
っている。

【００１４】また、空調機６０は送気側から順に送風機
６０Ａ、加湿器６０Ｂ、加熱コイル６０Ｃ、冷却コイル
６０Ｄ及びフィルター６０Ｅで構成され、加熱コイル６
０Ｃは温水配管６４を介して図示しないボイラーに繋が
り、温水を循環するようになっている。また、冷却コイ
ル６０Ｄは冷水配管６６を介して図示しない冷凍機に繋
がり、冷水を循環するようになっている。また、加湿器
６０Ｂは水供給配管６８を介して図示しない給水機に繋
がっている。

【００１５】また、事務室３２内の一方側の壁には温湿
度センサー７０が取付けられ、信号回線７２を介して空
調機コントローラ７４に繋がり、空調機コントローラ７
４から更に夫々の信号回線７６、７８、８０、８２を介
して送風機６０Ａ、加湿器６０Ｂの水供給配管６８に設
けられた水量調整弁８４、温水配管６４に設けられた冷
水量調整弁８６、冷水配管６６に設けられた温水量調整
弁８８に夫々繋がっている。これにより、温湿度センサ
ー７０により検知された事務室３２内の温湿度に基づい
て、空調機コントローラ７４に予め設定した設定温湿度
になるように送風機６０Ａ、加湿器６０Ｂ、加熱コイル
６０Ｃ、冷却コイル６０Ｄ、が夫々制御されるようにな
っている。

【００１６】また、前記還気ダクト６２は還気空気９０
の一部を系外に排出する排気ダクト９２と新鮮な外気９
４を導入する外気導入ダクト９６に接続し、還気ダクト
６２、排気ダクト９２、外気導入ダクト９６には夫々ダ
ンパ９８、１００、１０２が設けられている。次に、本
発明の改良部分を説明すると、事務室３２内の前記高熱
負荷領域４０には夫々デスク１０４が配置され、デスク
１０４上にはＯＡ機器３８が置かれている。また、各デ
スク１０４には光センサー１０６が夫々設けられ、夫々
の光センサー１０６は信号回線１１０、１１２、１１
４、１１６を介してファンユニットコントローラ１０８
に接続されている。また、ファンユニットコントローラ
１０８からは更に夫々の信号回線１１８、１２０、１２
２、１２４、１２５を介して高熱負荷領域の前記光セン
サー１０６に対応するファンユニット５０及び前記空調
機コントローラ７４に繋がっている。

【００１７】次に、上記の如く構成された本発明のアン
ダーフロアー空調システム３０の作用を以下に説明す
る。空調機６０で温湿度が調整された空調空気１２６
は、給気ダクト５８を介して床下チャンバ４８に給気さ
れ、床下チャンバ４８内に設けられたファンユニット５
０に取り込まれる。ファンユニット５０に取り込まれた
空調空気１２６はファンユニット５０から事務室３２の
床４４に形成された吹出口４６から事務室３２内に吹き
出される。事務室３２内に吹き出された空調空気１２６
は、ＯＡ機器３８や照明１２８の熱を吸収して温めら
れ、天井に形成された吸気口５４から天井チヤンバ５６
に吸気される。天井チヤンバ５６に吸気された還気空気
９０は還気ダクト６２を介して空調機６０にもどる途中
で排気ダクト９２から一部の空気を排気する一方、外気
導入ダクト９６から新鮮な外気９４を導入する。そし
て、外気９４と混合した還気空気９０は空調機６０のフ
ィルター６０Ｅ、冷却コイル６０Ｄ、加熱コイル６０
Ｃ、加湿器６０Ｂを通って温湿度が調整され送風機６０
Ａにより再び床下チャンバ４８に供給される循環を行
う。

【００１８】また、事務室３２内に供給される空調空気
１２６の温湿度の制御は、事務室３２内に一方の壁に設
けられた温湿度センサー７０により事務室３２内の温湿
度が検知され、その検知結果が空調機コントローラ７４
に入力される。そして、空調機コントローラ７４に予め
設定された温湿度に事務室３２内の温湿度がなるよう
に、空調機６０の加熱コイル６０Ｃの温水配管６４及び
冷却コイル６０Ｄの冷水配管６６の夫々の流量バルブ８
６、８８の開度が調節されると共に、加湿器６０Ｂの水
供給配管６８の流量バルブ８４の開度が調節される。

【００１９】上記した空調空気の循環及温湿度制御は従
来のアンダーフロア空調システムの作用と同様である。
ところで、事務室３２内の熱負荷分布状態をみると、事
務室３２に設置されたＯＡ機器３８の増加により、事務
室３２内にはＯＡ機器３８周囲の高熱負荷領域４０とそ
れ以外の低熱負荷領域４２とが形成される。また、ＯＡ
機器３８は一日中運転されていることはなく、必要に応
じて運転されるのが通常であり、ＯＡ機器３８の運転・
停止により高熱負荷領域４０の熱負荷は大きく変動す
る。

【００２０】そこで、本発明のアンダーフロアー空調シ
ステム３０では、低熱負荷領域４２のファンユニット５
０は従来どおり一定の風量を事務室３２内に吹き出す一
方、高熱負荷領域４０のファンユニット５０を以下のよ
うに制御するようにした。即ち、ＯＡ機器３８を使用す
る為にＯＡ機器３８の椅子１３０に人が座ると、光セン
サー１０６により人の存在情報が検知され、検知信号が
ファンユニットコントローラ１０８に入力される。ファ
ンユニットコントローラ１０８では、どの光センサー１
０６からの信号であるかを認識し、前記光センサー１０
６に対応するファンユニット５０を作動して床下チヤン
バ４８に供給された空調空気１２６を前記ファンユニッ
ト５０に取り込み吹出口４６から事務室３２内に送風す
る。この場合、光センサー１０６により人の存在情報が
検知される前はファンユニット５０から送風する空調空
気の風量を小さくしておいて、人の存在情報が検知され
たらファンユニット５０の風量が大きくなるようにファ
ンユニットコントローラ１０８を制御してもよい。ま
た、ＯＡ機器３８の運転を停止し、ＯＡ機器３８の椅子
１３０から人が離れると、光センサー１０６によりその
情報がファンユニットコントローラ１０８に入力され、
ファンユニット５０の作動を停止する。この場合もファ
ンユニット５０の作動を停止しないでファンユニット５
０の風量を小さくするようにしてもよい。

【００２１】これにより、ＯＡ機器３８の運転・停止に
伴う熱負荷の変化に応じてファンユニット５０を制御
し、事務室３２内に送風する空調空気の風量を制御する
ことができる。従って、空調空気１２６の無駄がなくな
り効率的な空調を行うことができると共に、送風機６０
Ａやファンユニット５０の送風動力も低減されるので、
省エネ空調を行うことができる。また、ＯＡ機器３８の
熱負荷の変化に対応して空調されるので、低熱負荷領域
４２及び高熱負荷領域４０が寒すぎたり、熱すぎたりす
ることがなく快適性を向上させることができる。

【００２２】また、ファンユニットコントローラ１０８
からは、運転されているＯＡ機器３８の台数情報が空調
機コントローラ７４に入力される。そして、空調機コン
トローラ７４では温湿度センサー７０からの事務室３２
内の温湿度の情報と合わせて空調機６０の制御条件を決
め、空調機６０を制御して供給する空調空気１２６の温
湿度を調整する。

【００２３】尚、第１実施例ではＯＡ機器デスク１０４
の下部に取り付けた検知センサーとして光センサー１０
６を用いたが、用いるセンサーは高熱負荷領域４０に人
の存在・非存在が判断できればどのようなセンサーでも
よい。次に、図２に本発明のアンダーフロア空調システ
ムの第２実施例を示し、第１実施例と同じ部材には同符
号を付して説明する。図２に要部構成図に示すように、
第１実施例で用いた人の存在の有無を検知する光センサ
ー１０６の代わりに、ＯＡ機器デスク１０４にセンサー
マイク１３２を取付け、センサーマイク１３２によりＯ
Ａ機器３８の運転音を検知するようにした。そして、セ
ンサーマイク１３２で検知された音信号が信号回線１３
４を介してファンユニットコントローラ１０８に入力さ
れる。ファンユニットコントローラ１０８に入力された
信号はファンユニットコントローラ１０８の増幅部１０
８Ａで信号が増幅され制御部１０８Ｂに入る。制御部１
０８Ｂではどのセンサーマイク１３２からの信号である
かを認識して、そのセンサーマイク１３２に対応するフ
ァンユニット５０を作動させて空調空気を吹出口４６か
ら事務室３２内に吹き出す。また、ＯＡ機器３８の運転
が止まりセンサーマイク１３２からの音信号がファンユ
ニットコントローラ１０８に入力されなくなると、ファ
ンユニットコントローラ１０８はファンユニット５０の
作動を停止する。この場合も、ファンユニット５０を作
動させたり停止させたりしないで、ファンユニット５０
の風量を調整するようにしてもよい。

【００２４】尚、ＯＡ機器３８の運転・停止を判断する
検知手段としてはＯＡ機器３８の運転振動を検知する振
動ピックアップを用いることもできる。また、これらの
センサーマイク１３２や振動ピックアップに限定される
ものではなく、要はＯＡ機器３８の運転・停止を検知で
きる手段であればどのような検知手段でもよい。このよ
うに、本発明のアンダーフロアー空調システム３０は、
事務室３２内の低熱負荷領域４２、高熱負荷領域４０の
熱負荷の偏り及び高熱負荷領域４０での熱負荷の変化に
対応させて空調することができるので、省エネ空調を行
うことができると共に、快適性を向上させることができ
る。

【００２５】尚、第１及び第２実施例ではファンユニッ
ト５０を用いたアンダーフロアー空調システム３０で説
明したが、図３に示すようにファンユニット５０を用い
ずに、空調機６０からの空調空気１２６を床下チャンバ
４８の静圧プレッシャーにより床面の吹出口４６から吹
き出す場合にも適用することができる。この場合は高熱
負荷領域４０の吹出口にダンパ形式の吹出量調整器１３
６が設けられる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアン
ダーフロアー空調システムによれば、空調室をＯＡ機器
等の発熱機器が設置された高熱負荷領域とそれ以外の低
熱負荷領域とに区分けし、高熱負荷領域には人の存在の
有無、又は、ＯＡ機器等の発熱機器の運転・停止を検知
する検知手段を設けた。また、高熱負荷領域の各吹出口
には吹出量調整手段を設け、前記検知手段の検知結果に
基づいて制御手段により前記吹出量調整手段の作動及び
風量を制御するようにした。これにより、低熱負荷領域
の吹出口からは空調空気が常時一定風量で吹き出される
一方、高熱負荷領域の吹出口からは、高熱負荷領域の人
の存在情報に基づいて吹出量調整手段の作動及び風量が
制御されて吹出口ごとに個別に空調空気を吹き出すこと
がでる。

【００２７】従って、空調室内の低熱負荷領域、高熱負
荷領域の熱負荷の偏り及び高熱負荷領域での熱負荷の変
化に対応させて空調するこができるので、空調空気の無
駄がなくなり効率的な空調を行うことができると共に、
空調空気の送風動力も低減されるので、省エネ空調を行
うことができる。また、ＯＡ機器等の発熱機器の熱負荷
の有無に対応して前記熱負荷が除去されるように空調空
気の吹出量が制御されるので、高熱負荷領域が寒すぎた
り、熱すぎたりすることがなく快適性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアンダーフロアー空調システムの
第１実施例の構成図

【図２】本発明に係るアンダーフロアー空調システムの
第２実施例の要部構成図

【図３】本発明に係るアンダーフロアー空調システムの
ファンユニットを使用しない場合の構成図

【図４】従来のアンダーフロアー空調システムの構成図

【図５】従来のアンダーフロアー空調システムの空調状
態を示す状態図

【符号の説明】

３０…アンダーフロアー空調システム ３２…事務室 ３８…ＯＡ機器 ４０…高熱負荷領域 ４２…低熱負荷領域 ４６…吹出口 ５０…ファンユニット ６０…空調機 １０６…光センサー １０８…ファンユニットコントローラ １３２…センサーマイク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗 林 卓 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日立プラント建設株式会社内 (72)発明者 山 崎 俊 彦 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日立プラント建設株式会社内 審査官 石川 好文 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/04 F24F 11/02 F24F 13/068

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調機からの空調空気を空調室の床面に
   形成された複数の吹出口から前記空調室に吹き出すアン
   ダーフロアー空調システムに於いて、 前記空調室をＯＡ機器等の発熱機器が設置された高熱負
   荷領域とそれ以外の低熱負荷領域とに区分けして前記高
   熱負荷領域に人の存在情報を検知する人検知手段を設
   け、 前記複数の吹出口のうち前記高熱負荷領域にある各吹出
   口には吹出量調整手段を夫々設け、 前記人検知手段の検知結果に基づいて前記吹出量調整手
   段の作動及び風量を制御する制御手段を設け、前記複数
   の吹出口からの空調空気の吹き出しを低熱負荷領域の常
   時吹き出しと高熱負荷領域の個別吹き出しに分けたこと
   を特徴とするアンダーフロアー空調システム。
2. 【請求項２】 空調機からの空調空気を空調室の床面に
   形成された複数の吹出口から前記空調室に吹き出すアン
   ダーフロアー空調システムに於いて、 前記空調室をＯＡ機器等の発熱機器が設置された高熱負
   荷領域とそれ以外の低熱負荷領域とに区分けして前記高
   熱負荷領域に前記発熱機器の運転・停止を検知する作動
   検知手段を設け、 前記複数の吹出口のうち前記高熱負荷領域にある各吹出
   口には吹出量調整手段を夫々設け、 前記作動検知手段の検知結果に基づいて前記吹出量調整
   手段の作動及び風量を制御する制御手段を設け、前記複
   数の吹出口からの空調空気の吹き出しを低熱負荷領域の
   常時吹き出しと高熱負荷領域の個別吹き出しに分けたこ
   とを特徴とするアンダーフロアー空調システム。
3. 【請求項３】 前記作動検知手段は前記発熱機器の運転
   音を検知するセンサーマイクであることを特徴とする請
   求項２のアンダーフロアー空調システム。
4. 【請求項４】 前記作動検知手段は前記発熱機器の運転
   振動を検知する振動検知器であることを特徴とする請求
   項２のアンダーフロアー空調システム。