JP3748309B2 - 躯体蓄熱型空気調和システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は躯体蓄熱型空気調和システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
躯体蓄熱型空気調和システムとしては、従来一般に次のようなものが知られていた。
【０００３】
Ａ．第１従来例（空気式蓄熱システム）
図８の要部の断面図に示すように、スラブ０１の下面と天井板０２との間に形成された閉空間Ｓ内にファンコイルユニット０３が設けられている。天井板０２の所定箇所に吸い込み口０４と吹き出し口０５とが設けられている。ファンコイルユニット０３に接続されたダクト０６に、閉空間Ｓ内に温調空気を吹き出す蓄熱ダクト０７と、室内空間Ｒ側に温調空気を吹き出す空調ダクト０８とが接続され、空調ダクト０８が吹き出し口０５に接続されている。蓄熱ダクト０７および空調ダクト０８それぞれに開閉ダンパー０９，０１０が付設されている。
夜間において、蓄熱側の開閉ダンパー０９を開くとともに空調側の開閉ダンパー０１０を閉じ、ファンコイルユニット０３を所定時間駆動し、温調空気を閉空間Ｓ内に送ってスラブ０１に蓄熱する。
一方、始業後や昼間などに、蓄熱された熱を取り出すときには、すべての開閉ダンパー０９，０１０を開き、ファンコイルユニット０３を駆動するか、そのファン０３ａのみを駆動し、空気を閉空間Ｓ内に送り、スラブ０１との接触によって得られる温調空気を吹き出し口０５から室内空間Ｒに送るとともに吸い込み口０４から戻し、放熱する。
蓄熱および放熱のいずれをも行わない場合は、蓄熱側の開閉ダンパー０９を閉じるとともに空調側の開閉ダンパー０１０を開き、ファンコイルユニット０３を駆動して通常の空調を行う。なお、複数個の蓄熱側の開閉ダンパー０９のうちの一部を開き、通常の空調と並行して放熱を行う場合もある。
【０００４】
Ｂ．第２従来例（水式蓄熱システム）
図９の要部の断面図に示すように、スラブ０１内に、温水または冷水を循環流動するチューブ０１１を埋設し、チューブ０１１を通じての伝熱によりスラブ０１内に蓄熱する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の場合には、次のような欠点があった。
【０００６】
ａ．第１従来例の欠点
蓄熱ダクト０７に近い箇所と、そこから離れた箇所とで蓄熱温度に差を生じやすく、スラブ０１全体に均一に蓄熱するためには、一部の箇所で飽和温度に達しているにもかかわらず、蓄熱運転を継続しなければならず、蓄熱に時間がかかって不経済になる欠点があった。また、放熱においても、蓄熱ダクト０７に近い箇所から集中して熱が取り出されることになり、放熱効率が低下する欠点があった。
蓄熱ダクト０７を多数分散して設けることにより、均一な蓄熱を行いやすくできるが、イニシャルコストが増大する欠点があった。
【０００７】
ｂ．第２従来例の欠点
チューブ０１１に近い箇所と、そこから離れた箇所とで蓄熱温度に差を生じやすく、スラブ０１全体に均一に蓄熱するために時間がかかって不経済になる欠点があった。また、放熱においても、チューブ０１１に近い箇所から集中して熱が取り出されることになり、放熱効率が低下する欠点があった。
チューブ０１１を広い領域にわたるように埋設することにより、均一な蓄熱を行いやすくできるが、躯体強度の面から限界があるとともにイニシャルコストが増大する欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブ全体への均一な蓄熱あるいは／およびスラブ全体からの放熱を、安価な構成で効率良く行えるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整できるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、送風装置の個数を少なくしてイニシャルコストを低減できるようにすることを目的とし、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、熱交換器を蓄熱用と空調用とに兼用してイニシャルコストを低減できるようにすることを目的とする。
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブ全体からの放熱を、安価な構成で効率良く行えるようにすることを目的とし、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブから取り出す熱量を調整できるようにすることを目的とし、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、放熱のための送風装置の個数を少なくしてイニシャルコストを低減できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、上述のような目的を達成するために、スラブと天井板との間に閉空間を形成し、熱交換によって温調空気を得る熱交換器を設けるとともに、熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給してスラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、熱交換器とは別に、蓄熱あるいは／および放熱のための空気を閉空間内のスラブの表面全面に流す気流を発生する送風装置を設けて構成する。
【００１０】
また、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置に、空気の流れ状態を変更する制御手段を備えて構成する。
【００１１】
また、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項１または請求項２のいずれかに係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置を、送風方向を変更する風向変更手段を備えて構成する。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給する状態と室内に供給する状態とに切り換える切り換え手段を設けて構成する。
【００１３】
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、蓄熱手段によってスラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、スラブに蓄えられた熱を放出させる空気をスラブの表面全面に流す気流を発生する送風装置を設けて構成する。
蓄熱手段としては、熱交換器によって得られた温調空気をスラブの表面に供給して蓄熱する空気式の蓄熱構成とか、あるいは、スラブ内に冷水あるいは温水のチューブを埋設し、チューブを通じての伝熱により蓄熱する水式の蓄熱構成などが採用できる。
【００１４】
また、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置に、空気の流れ状態を変更する制御手段を備えて構成する。
【００１５】
また、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項５または請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置を、送風方向を変更する風向変更手段を備えて構成する。
【００１６】
【作用】
請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給するときに、送風装置を起動して気流を発生させ、表面境界空気層の熱伝達抵抗を小さくすることにより熱伝達効率を良くし、さらに、温調空気を閉空間内のスラブの表面全面に流し、温調空気の熱をスラブの表面全面に伝えてスラブに蓄熱することができる。
また、送風装置を起動して気流を発生することにより、蓄熱されたスラブの表面全面に空気を流し、スラブの表面全面から熱を取り出して放熱することができる。
【００１７】
また、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、制御手段により、空気の流速を変えるとか、送風と送風停止を繰り返すといったようにして空気の流れ状態を変更し、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整することができる。
【００１８】
また、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、風向変更手段により送風方向を変更し、広範囲にわたってスラブの表面全面に空気を流すことができる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、熱交換器からの温調空気の供給状態を切り換えることにより、同一の熱交換器で得られる温調空気を用い、閉空間側に供給してスラブに蓄熱する状態と、室内側に供給して通常の空調を行う状態とを得ることができる。
【００２０】
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、送風装置を起動して気流を発生することにより、蓄熱手段によって蓄熱されたスラブの表面全面に空気を流し、スラブの表面全面から熱を取り出して放熱することができる。
【００２１】
また、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、制御手段により、空気の流速を変えるとか、送風と送風停止を繰り返すといったようにして空気の流れ状態を変更し、スラブから取り出す熱量を調整することができる。
【００２２】
また、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、風向変更手段により送風方向を変更し、広範囲にわたってスラブの表面全面に空気を流すことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第１実施例の装置構成図を示し、スラブ１の下面と天井板２との間に閉空間Ｓが形成されるとともに、閉空間Ｓ内に、ファンコイルユニットやパッケージエアコンなどの熱交換器としての空気調和機３が設けられている。
【００２５】
天井板２の所定箇所に温調空気の室内空間Ｒ側への吹き出し口４と室内空間Ｒ側からの吸い込み口５とが設けられ、空気調和機３と吹き出し口４とが給気ダクト６を介して接続され、一方、空気調和機３と吸い込み口５とが還気ダクト７を介して接続されている。
【００２６】
給気ダクト６に第１の開閉ダンパー６ａが設けられている。第１の開閉ダンパー６ａと空気調和機３との間において、閉空間Ｓと連通する第１の分岐ダクト８が給気ダクト６に接続されるとともに、第１の分岐ダクト８に第２の開閉ダンパー８ａが設けられている。
【００２７】
還気ダクト７に第３の開閉ダンパー７ａが設けられている。第３の開閉ダンパー７ａと空気調和機３との間において、閉空間Ｓと連通する第２の分岐ダクト９が還気ダクト７に接続されるとともに、第２の分岐ダクト９に第４の開閉ダンパー９ａが設けられている。
天井板２の所定箇所に、閉空間Ｓと室内空間Ｒとを連通するチャンバー１０が設けられている。
上述の第１、第２、第３および第４の開閉ダンパー６ａ，８ａ，７ａ，９ａをして、熱交換器としての空気調和機３からの温調空気を閉空間Ｓ内に供給する状態と室内に供給する状態とに切り換える切り換え手段と総称する。
【００２８】
スラブ１の下面の隅部に、スラブ１の表面全面に向かって、かつ、それに沿う状態で吹き出すように送風装置１１が設けられ、蓄熱や放熱のための空気をスラブ１の表面全面に流す気流を発生するように構成されている。
【００２９】
前記第１、第２、第３および第４の開閉ダンパー６ａ，８ａ，７ａ，９ａは電磁操作式に構成されている。空気調和機３、第１、第２、第３および第４の開閉ダンパー６ａ，８ａ，７ａ，９ａ、ならびに、送風装置１１は、図示しないが、コントローラに接続され、タイマー制御によって、スラブ１への蓄熱とスラブ１からの放熱とを行いながら自動的に冷房運転および暖房運転を行うように構成されており、その制御形態の一例を次に示す。
【００３０】
（１）冷房運転時
このとき、空気調和機３の冷房コイル（図示せず）に冷媒を流す。
(1) 夜間(22:00〜8:00) ［蓄熱］
第１および第３の開閉ダンパー６ａ，７ａを閉じて第２および第４の開閉ダンパー８ａ，９ａを開き、その状態で、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、第１および第２の分岐ダクト８，９を通じて空気調和機３と閉空間Ｓとにわたって冷風を循環流動させるとともに、その冷風をスラブ１の表面全面に流し、スラブ１全体を均一に冷却し、スラブ１に冷熱を蓄える。
ここでの蓄熱は、春と真夏といったように要求される蓄熱量の違いに応じ、それらに合った蓄熱時間を適宜設定して行うようにすれば良い。
【００３１】
(2) 昼間 (8:00〜13:00)［消極的放熱］
第１および第３の開閉ダンパー６ａ，７ａを開いて第２および第４の開閉ダンパー８ａ，９ａを閉じ、送風装置１１の駆動を停止した状態で、空気調和機３を駆動する。これにより、給気ダクト６および還気ダクト７を通じて空気調和機３と室内空間Ｒとにわたって冷風を循環流動させ、冷房を行う。このとき、スラブ１に蓄えられた冷熱の一部が閉空間Ｓから室内空間Ｒに自然的に放熱される。
【００３２】
(3) 昼間(13:00〜16:00)［積極的放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに冷風を流し、送風装置１１によりスラブ１に蓄えられた冷熱をスラブ１の表面全体から均一に強制的に放熱させて冷房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
このように、スラブ１に蓄えられた冷熱を空気調和機３に供給できるため、空気調和機３の負荷を低減してピークカットやピークシフトを行うことができる。より積極的にピークカットやピークシフトを行う場合は、空気調和機３での冷媒の循環運転や室外側熱交換器の駆動を停止して空気調和機３のファン（図示せず）のみを駆動し、スラブ１に蓄えられた冷熱の放熱のみによって冷房を行うようにすれば良い。
【００３３】
(4) 昼間から夜間(16:00〜22:00)［放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、送風装置１１の駆動を停止した状態で、空気調和機３を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに冷風を流し、スラブ１に蓄えられた冷熱を放熱させて冷房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
【００３４】
（２）暖房運転時
このとき、空気調和機３の暖房コイル（図示せず）に冷媒を流す。
(1) 夜間(22:00〜8:00) ［蓄熱］
第１および第３の開閉ダンパー６ａ，７ａを閉じて第２および第４の開閉ダンパー８ａ，９ａを開き、その状態で、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、第１および第２の分岐ダクト８，９を通じて空気調和機３と閉空間Ｓとにわたって温風を循環流動させるとともに、その温風をスラブ１の表面全面に流し、スラブ１全体を均一に加熱し、スラブ１に温熱を蓄える。
ここでの蓄熱は、秋と真冬といったように要求される蓄熱量の違いに応じ、それらに合った蓄熱時間を適宜設定して行うようにすれば良い。
【００３５】
(2) 昼間 (8:00〜10:00)［積極的放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに温風を流し、送風装置１１によりスラブ１に蓄えられた温熱をスラブ１の表面全体から均一に強制的に放熱させて暖房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
このように、スラブ１に蓄えられた冷熱を空気調和機３に供給できるため、空気調和機３の負荷を低減してピークカットやピークシフトを行うことができる。暖房の場合には、昼間の使用が少ないためにさほど問題にはならないが、厳寒時などで朝方に集中し、より積極的にピークカットやピークシフトを行う必要がある場合は、空気調和機３での冷媒の循環運転や室外側熱交換器の駆動を停止して空気調和機３のファン（図示せず）のみを駆動し、スラブ１に蓄えられた温熱の放熱のみによって暖房を行うようにすれば良い。
【００３６】
(3) 昼間から夜間(10:00〜22:00)［放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、送風装置１１の駆動を停止した状態で、空気調和機３を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに温風を流し、スラブ１に蓄えられた温熱を放熱させて暖房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
【００３７】
上記実施例では、蓄熱運転をタイマー制御によって行っているが、例えば、図２の要部の断面図に示すような躯体温度を測定する温度センサを用い、所定の蓄熱量に達したかどうかを検知して蓄熱を自動的に停止させるように構成しても良い。（特公平７−１１３４６８号公報参照）
【００３８】
すなわち、スラブ１の所定箇所に、その厚み方向に所定間隔を隔てて、躯体温度を測定する、それぞれ熱電対型の第１ないし第４温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４が設けられている。これら第１ないし第４温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、スラブ１と等しい熱伝導率のケーシング１２で被覆されており、スラブ１の厚み方向における各点の温度と等しい温度を測定できるように構成されている。
【００３９】
第１ないし第４温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４からの温度信号がマイクロコンピュータ（図示せず）に入力され、第１温度センサＴ１の測定温度ｔ1 と第２温度センサＴ２の測定温度ｔ2 との差ｔ12（＝ｔ1 −ｔ2 ）、第２温度センサＴ２の測定温度ｔ2 と第３温度センサＴ３の測定温度ｔ3 との差ｔ23( ＝ｔ2 −ｔ3 ）、第３温度センサＴ３の測定温度ｔ3 と第４温度センサＴ４の測定温度ｔ4 との差ｔ34 (＝ｔ3 −ｔ4 ）それぞれを算出し、それらの温度差がいずれも設定温度範囲内になったことに基づいてスラブ１内に所定量の蓄熱が行われたことを判別するように構成されている。
この温度センサを用いれば、スラブ１内への蓄熱を過不足無く行うことができ、経済的である。
【００４０】
図３は、本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第２実施例を示す全体側面図、図４は第２実施例の平面図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
【００４１】
すなわち、スラブ１の梁１ａによって囲まれた閉空間Ｓ内の一側方に設けられた空気調和機３に、長い給気ダクト１３が接続され、その給気ダクト１３と、天井板２の所定箇所に設けられた吹き出し口１４とが接続ダクト１５を介して接続されている。
【００４２】
給気ダクト１３の空気調和機３に近い箇所に、上方に開口した分岐ダクト１６が接続されている。分岐ダクト１６に第５の開閉ダンパー１６ａが設けられている。分岐ダクト１６との接続箇所よりも接続ダクト１５側において、給気ダクト１３に第６の開閉ダンパー１３ａが設けられている。
上述の第５および第６の開閉ダンパー１６ａ，１３ａをして、熱交換器としての空気調和機３からの温調空気を閉空間Ｓ内に供給する状態と室内に供給する状態とに切り換える切り換え手段と総称する。
【００４３】
天井板２の空気調和機３に近い箇所に室内空間Ｒから空気を吸い込む吸い込み口１７が設けられている。閉空間Ｓに、一対の送風装置１８，１８が設けられている。
【００４４】
この第２実施例においても、空気調和機３、第５および第６の開閉ダンパー１６ａ，１３ａ、送風装置１８，１８が、図示しないコントローラに接続され、第１実施例と同様に、タイマー制御によって、スラブ１への蓄熱とスラブ１からの放熱とを行いながら自動的に冷房運転および暖房運転を行うように構成されている。冷房運転および暖房運転それぞれにおける蓄熱時および放熱時の動作形態は次の通りである。
【００４５】
［蓄熱］
第５の開閉ダンパー１６ａを開いて第６の開閉ダンパー１３ａを閉じ、空気調和機３および送風装置１８，１８を駆動し、空気調和機３での熱交換によって得られた温調空気（冷房の場合は冷風、暖房の場合は温風）を閉空間Ｓ内に吹き出し、その温調空気を送風装置１８，１８によりスラブ１の表面全面に流し、スラブ１全体に均一に蓄熱する。
【００４６】
［消極的放熱］
第５の開閉ダンパー１６ａを閉じて第６の開閉ダンパー１３ａを開き、送風装置１８，１８の駆動を停止した状態で空気調和機３を駆動する。これにより、スラブ１に蓄えられた熱の一部が自然的に放熱され、その温調空気と吸い込み口１７からの空気とが混じって空気調和機３に供給され、空気調和機３での熱交換によって得られた温調空気を室内空間Ｒ内に吹き出し、冷房または暖房を行う。
【００４７】
［積極的放熱］
第５の開閉ダンパー１６ａを閉じて第６の開閉ダンパー１３ａを開き、空気調和機３および送風装置１８，１８を駆動する。これにより、送風装置１８，１８によりスラブ１に蓄えられた熱をスラブ１の表面全体から均一に強制的に放熱させ、その温調空気と吸い込み口１７からの空気とが混じって空気調和機３に供給され、空気調和機３での熱交換によって得られた温調空気を室内空間Ｒ内に吹き出し、冷房または暖房を行う。
このように、スラブ１に蓄えられた熱を空気調和機３に供給できるため、空気調和機３の負荷を低減してピークカットやピークシフトを行うことができるが、より積極的にピークカットやピークシフトを行う場合は、空気調和機３での冷媒の循環運転や室外側熱交換器の駆動を停止し、スラブ１に蓄えられた熱の放熱のみによって冷房または暖房を行うようにすれば良い。
【００４８】
この第２実施例でも、前述したような躯体温度を測定する温度センサを用い、所定の蓄熱量に達したかどうかを検知して蓄熱を自動的に停止させるように構成しても良い。
【００４９】
図５は、本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第３実施例を示す全体平面図であり、第２実施例と異なるところは次の通りである。
【００５０】
すなわち、閉空間Ｓ内の１箇所の隅部に送風装置１９が設けられている。図６の（ａ）の平面図、および、図６の（ｂ）の側面図に示すように、送風装置１９の支持軸２０が鉛直方向の軸芯Ｐ周りで回転可能にスラブ１に取り付けられ、その支持軸２０にアーム２１が一体的に取り付けられている。
【００５１】
スラブ１に電動モータ２２が設けられ、その電動モータ２２のモータ軸２２ａに円盤２３が一体的に取り付けられるとともに、円盤２３の周部の１箇所とアーム２１がリンク２４を介して連結され、電動モータ２２の回転により、送風装置１９を揺動させ、送風装置１９による風の吹き出し方向を90°の範囲で変更するように風向変更手段２５が構成されている。他の構成は第２実施例と同じであり、同一番号を付してその説明は省略する。
【００５２】
この第３実施例によれば、１個の送風装置１９で、広範囲にわたってスラブ１の表面全面に温調空気を流すことができ、送風装置１９の使用個数を少なくできる利点を有している。
【００５３】
図７は、本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第４実施例を示す一部省略全体平面図であり、第２実施例と異なるところは次の通りである。
【００５４】
すなわち、送風装置２６が、ファン２７と、スラブ１の表面全面に分散配置したノズル２８とを空気配管２９を介して接続して構成されている。これにより、スラブ１の表面全面に均一に温調空気を流すことができるようになっている。
空気調和機等については図示していないが、第２実施例と同様の構成のものが使用できる。
【００５５】
本発明としては、第１、第２、第３および第４実施例における送風装置１１，１８，１９，２６の構成を、蓄熱手段として、スラブ１内に温水あるいは冷水配管を埋設して蓄熱させるように構成したものに適用し、放熱専用に適用するようにしても良い。
【００５６】
また、本発明としては、空気調和機３によって得た温調空気を送風装置１１，１８，１９，２６でスラブ１に蓄熱するように構成しているが、例えば、送風装置１１，１８，１９，２６に熱交換器を付設し、空気調和機３とは別に、蓄熱専用に構成しても良い。ただし、放熱時には、熱交換器に冷媒を供給せずに送風のみ行うように構成する。
【００５７】
また、上記第１、第２、第３および第４実施例における送風装置１１，１８，１９，２６それぞれにおいて、そのファンモータの回転数を変更できるようにするとか、あるいは、回転と回転停止とを、すなわち、送風と送風停止とを所定時間ごとに繰り返すなど、空気の流れ状態を変更するように構成した制御手段を備えるようにしても良い。このように構成すれば、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整することができ、蓄熱の場合には必要な蓄熱量を容易に確保できて経済的であり、かつ、放熱の場合にはピークシフトやピークカットに良好に対応できる利点がある。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風装置を設けて、空気を閉空間内のスラブの表面全面に流す気流を発生させるだけの構成でありながら、空気を媒体としてスラブの表面全面との間で熱を授受できるから、蓄熱ダクトとか、冷水や温水を流すチューブを多数分散させて設けるといったことをせずに済み、スラブ全体への均一な蓄熱あるいは／およびスラブ全体からの放熱を安価な構成で効率良く行えるようになった。
しかも、例えば、冷房の場合に、スラブ表面の一部が局部的に冷却され、一旦結露を生じるとそれ以降は結露を助長する状態になって蓄熱に要する熱量が増大するばかりか蓄熱量が減少してしまうが、本発明によれば、このような局部的な冷却を回避でき、蓄熱量を極力増大できる。
【００５９】
また、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、制御手段によって、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整することができるから、蓄熱の場合には必要な蓄熱量を容易に確保できて経済的であり、かつ、放熱の場合にはピークシフトやピークカットに良好に対応できて実用性に優れている。
【００６０】
また、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風方向の変更により、ひとつの送風装置から流す範囲を拡大できるから、送風装置の個数を少なくでき、イニシャルコストを低減できるようになった。
【００６１】
また、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、温調空気の供給状態を切り換えることにより、同一の熱交換器で得られる温調空気を用いて、蓄熱状態と、通常の空調を行う状態とを得ることができるから、すなわち、熱交換器を蓄熱用と空調用とに兼用するから、イニシャルコストを低減できるようになった。
【００６２】
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風装置を設けて、空気を閉空間内のスラブの表面全面に流す気流を発生させるだけの構成でありながら、空気を媒体としてスラブの表面全面から熱を取り出せるから、スラブ全体からの放熱を安価な構成で効率良く行えるようになった。
【００６３】
また、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、制御手段によって、スラブから取り出す熱量を調整することができるから、ピークシフトやピークカットに良好に対応できて実用性に優れている。
【００６４】
また、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風方向の変更により、ひとつの送風装置から流す範囲を拡大できるから、放熱のための送風装置の個数を少なくしてイニシャルコストを低減できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第１実施例を示す全体システム構成図である。
【図２】温度センサを示す要部の断面図である。
【図３】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第２実施例を示す全体側面図である。
【図４】第２実施例の全体平面図である。
【図５】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第３実施例を示す全体平面図である。
【図６】（ａ）は送風装置の平面図、（ｂ）は送風装置の側面図である。
【図７】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第４実施例を示す一部省略全体平面図である。
【図８】第１従来例を示す要部の断面図である。
【図９】第２従来例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１…スラブ
２…天井板
３…熱交換器としての空気調和機
６ａ…第１の開閉ダンパー（切り換え手段）
７ａ…第３の開閉ダンパー（切り換え手段）
８ａ…第２の開閉ダンパー（切り換え手段）
９ａ…第４の開閉ダンパー（切り換え手段）
１３ａ…第６の開閉ダンパー（切り換え手段）
１６ａ…第５の開閉ダンパー（切り換え手段）
１１…送風装置
１８…送風装置
１９…送風装置
２５…風向変更手段
２６…送風装置
Ｒ…室内空間
Ｓ…閉空間
【発明の属する技術分野】
本発明は躯体蓄熱型空気調和システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
躯体蓄熱型空気調和システムとしては、従来一般に次のようなものが知られていた。
【０００３】
Ａ．第１従来例（空気式蓄熱システム）
図８の要部の断面図に示すように、スラブ０１の下面と天井板０２との間に形成された閉空間Ｓ内にファンコイルユニット０３が設けられている。天井板０２の所定箇所に吸い込み口０４と吹き出し口０５とが設けられている。ファンコイルユニット０３に接続されたダクト０６に、閉空間Ｓ内に温調空気を吹き出す蓄熱ダクト０７と、室内空間Ｒ側に温調空気を吹き出す空調ダクト０８とが接続され、空調ダクト０８が吹き出し口０５に接続されている。蓄熱ダクト０７および空調ダクト０８それぞれに開閉ダンパー０９，０１０が付設されている。
夜間において、蓄熱側の開閉ダンパー０９を開くとともに空調側の開閉ダンパー０１０を閉じ、ファンコイルユニット０３を所定時間駆動し、温調空気を閉空間Ｓ内に送ってスラブ０１に蓄熱する。
一方、始業後や昼間などに、蓄熱された熱を取り出すときには、すべての開閉ダンパー０９，０１０を開き、ファンコイルユニット０３を駆動するか、そのファン０３ａのみを駆動し、空気を閉空間Ｓ内に送り、スラブ０１との接触によって得られる温調空気を吹き出し口０５から室内空間Ｒに送るとともに吸い込み口０４から戻し、放熱する。
蓄熱および放熱のいずれをも行わない場合は、蓄熱側の開閉ダンパー０９を閉じるとともに空調側の開閉ダンパー０１０を開き、ファンコイルユニット０３を駆動して通常の空調を行う。なお、複数個の蓄熱側の開閉ダンパー０９のうちの一部を開き、通常の空調と並行して放熱を行う場合もある。
【０００４】
Ｂ．第２従来例（水式蓄熱システム）
図９の要部の断面図に示すように、スラブ０１内に、温水または冷水を循環流動するチューブ０１１を埋設し、チューブ０１１を通じての伝熱によりスラブ０１内に蓄熱する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の場合には、次のような欠点があった。
【０００６】
ａ．第１従来例の欠点
蓄熱ダクト０７に近い箇所と、そこから離れた箇所とで蓄熱温度に差を生じやすく、スラブ０１全体に均一に蓄熱するためには、一部の箇所で飽和温度に達しているにもかかわらず、蓄熱運転を継続しなければならず、蓄熱に時間がかかって不経済になる欠点があった。また、放熱においても、蓄熱ダクト０７に近い箇所から集中して熱が取り出されることになり、放熱効率が低下する欠点があった。
蓄熱ダクト０７を多数分散して設けることにより、均一な蓄熱を行いやすくできるが、イニシャルコストが増大する欠点があった。
【０００７】
ｂ．第２従来例の欠点
チューブ０１１に近い箇所と、そこから離れた箇所とで蓄熱温度に差を生じやすく、スラブ０１全体に均一に蓄熱するために時間がかかって不経済になる欠点があった。また、放熱においても、チューブ０１１に近い箇所から集中して熱が取り出されることになり、放熱効率が低下する欠点があった。
チューブ０１１を広い領域にわたるように埋設することにより、均一な蓄熱を行いやすくできるが、躯体強度の面から限界があるとともにイニシャルコストが増大する欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブ全体への均一な蓄熱あるいは／およびスラブ全体からの放熱を、安価な構成で効率良く行えるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整できるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、送風装置の個数を少なくしてイニシャルコストを低減できるようにすることを目的とし、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、熱交換器を蓄熱用と空調用とに兼用してイニシャルコストを低減できるようにすることを目的とする。
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブ全体からの放熱を、安価な構成で効率良く行えるようにすることを目的とし、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブから取り出す熱量を調整できるようにすることを目的とし、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、放熱のための送風装置の個数を少なくしてイニシャルコストを低減できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、上述のような目的を達成するために、スラブと天井板との間に閉空間を形成し、熱交換によって温調空気を得る熱交換器を設けるとともに、熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給してスラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、熱交換器とは別に、蓄熱あるいは／および放熱のための空気を閉空間内のスラブの表面全面に流す気流を発生する送風装置を設けて構成する。
【００１０】
また、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置に、空気の流れ状態を変更する制御手段を備えて構成する。
【００１１】
また、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項１または請求項２のいずれかに係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置を、送風方向を変更する風向変更手段を備えて構成する。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給する状態と室内に供給する状態とに切り換える切り換え手段を設けて構成する。
【００１３】
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、蓄熱手段によってスラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、スラブに蓄えられた熱を放出させる空気をスラブの表面全面に流す気流を発生する送風装置を設けて構成する。
蓄熱手段としては、熱交換器によって得られた温調空気をスラブの表面に供給して蓄熱する空気式の蓄熱構成とか、あるいは、スラブ内に冷水あるいは温水のチューブを埋設し、チューブを通じての伝熱により蓄熱する水式の蓄熱構成などが採用できる。
【００１４】
また、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置に、空気の流れ状態を変更する制御手段を備えて構成する。
【００１５】
また、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、前述のような目的を達成するために、請求項５または請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムにおける送風装置を、送風方向を変更する風向変更手段を備えて構成する。
【００１６】
【作用】
請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給するときに、送風装置を起動して気流を発生させ、表面境界空気層の熱伝達抵抗を小さくすることにより熱伝達効率を良くし、さらに、温調空気を閉空間内のスラブの表面全面に流し、温調空気の熱をスラブの表面全面に伝えてスラブに蓄熱することができる。
また、送風装置を起動して気流を発生することにより、蓄熱されたスラブの表面全面に空気を流し、スラブの表面全面から熱を取り出して放熱することができる。
【００１７】
また、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、制御手段により、空気の流速を変えるとか、送風と送風停止を繰り返すといったようにして空気の流れ状態を変更し、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整することができる。
【００１８】
また、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、風向変更手段により送風方向を変更し、広範囲にわたってスラブの表面全面に空気を流すことができる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、熱交換器からの温調空気の供給状態を切り換えることにより、同一の熱交換器で得られる温調空気を用い、閉空間側に供給してスラブに蓄熱する状態と、室内側に供給して通常の空調を行う状態とを得ることができる。
【００２０】
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、送風装置を起動して気流を発生することにより、蓄熱手段によって蓄熱されたスラブの表面全面に空気を流し、スラブの表面全面から熱を取り出して放熱することができる。
【００２１】
また、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、制御手段により、空気の流速を変えるとか、送風と送風停止を繰り返すといったようにして空気の流れ状態を変更し、スラブから取り出す熱量を調整することができる。
【００２２】
また、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムの構成によれば、風向変更手段により送風方向を変更し、広範囲にわたってスラブの表面全面に空気を流すことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第１実施例の装置構成図を示し、スラブ１の下面と天井板２との間に閉空間Ｓが形成されるとともに、閉空間Ｓ内に、ファンコイルユニットやパッケージエアコンなどの熱交換器としての空気調和機３が設けられている。
【００２５】
天井板２の所定箇所に温調空気の室内空間Ｒ側への吹き出し口４と室内空間Ｒ側からの吸い込み口５とが設けられ、空気調和機３と吹き出し口４とが給気ダクト６を介して接続され、一方、空気調和機３と吸い込み口５とが還気ダクト７を介して接続されている。
【００２６】
給気ダクト６に第１の開閉ダンパー６ａが設けられている。第１の開閉ダンパー６ａと空気調和機３との間において、閉空間Ｓと連通する第１の分岐ダクト８が給気ダクト６に接続されるとともに、第１の分岐ダクト８に第２の開閉ダンパー８ａが設けられている。
【００２７】
還気ダクト７に第３の開閉ダンパー７ａが設けられている。第３の開閉ダンパー７ａと空気調和機３との間において、閉空間Ｓと連通する第２の分岐ダクト９が還気ダクト７に接続されるとともに、第２の分岐ダクト９に第４の開閉ダンパー９ａが設けられている。
天井板２の所定箇所に、閉空間Ｓと室内空間Ｒとを連通するチャンバー１０が設けられている。
上述の第１、第２、第３および第４の開閉ダンパー６ａ，８ａ，７ａ，９ａをして、熱交換器としての空気調和機３からの温調空気を閉空間Ｓ内に供給する状態と室内に供給する状態とに切り換える切り換え手段と総称する。
【００２８】
スラブ１の下面の隅部に、スラブ１の表面全面に向かって、かつ、それに沿う状態で吹き出すように送風装置１１が設けられ、蓄熱や放熱のための空気をスラブ１の表面全面に流す気流を発生するように構成されている。
【００２９】
前記第１、第２、第３および第４の開閉ダンパー６ａ，８ａ，７ａ，９ａは電磁操作式に構成されている。空気調和機３、第１、第２、第３および第４の開閉ダンパー６ａ，８ａ，７ａ，９ａ、ならびに、送風装置１１は、図示しないが、コントローラに接続され、タイマー制御によって、スラブ１への蓄熱とスラブ１からの放熱とを行いながら自動的に冷房運転および暖房運転を行うように構成されており、その制御形態の一例を次に示す。
【００３０】
（１）冷房運転時
このとき、空気調和機３の冷房コイル（図示せず）に冷媒を流す。
(1) 夜間(22:00〜8:00) ［蓄熱］
第１および第３の開閉ダンパー６ａ，７ａを閉じて第２および第４の開閉ダンパー８ａ，９ａを開き、その状態で、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、第１および第２の分岐ダクト８，９を通じて空気調和機３と閉空間Ｓとにわたって冷風を循環流動させるとともに、その冷風をスラブ１の表面全面に流し、スラブ１全体を均一に冷却し、スラブ１に冷熱を蓄える。
ここでの蓄熱は、春と真夏といったように要求される蓄熱量の違いに応じ、それらに合った蓄熱時間を適宜設定して行うようにすれば良い。
【００３１】
(2) 昼間 (8:00〜13:00)［消極的放熱］
第１および第３の開閉ダンパー６ａ，７ａを開いて第２および第４の開閉ダンパー８ａ，９ａを閉じ、送風装置１１の駆動を停止した状態で、空気調和機３を駆動する。これにより、給気ダクト６および還気ダクト７を通じて空気調和機３と室内空間Ｒとにわたって冷風を循環流動させ、冷房を行う。このとき、スラブ１に蓄えられた冷熱の一部が閉空間Ｓから室内空間Ｒに自然的に放熱される。
【００３２】
(3) 昼間(13:00〜16:00)［積極的放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに冷風を流し、送風装置１１によりスラブ１に蓄えられた冷熱をスラブ１の表面全体から均一に強制的に放熱させて冷房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
このように、スラブ１に蓄えられた冷熱を空気調和機３に供給できるため、空気調和機３の負荷を低減してピークカットやピークシフトを行うことができる。より積極的にピークカットやピークシフトを行う場合は、空気調和機３での冷媒の循環運転や室外側熱交換器の駆動を停止して空気調和機３のファン（図示せず）のみを駆動し、スラブ１に蓄えられた冷熱の放熱のみによって冷房を行うようにすれば良い。
【００３３】
(4) 昼間から夜間(16:00〜22:00)［放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、送風装置１１の駆動を停止した状態で、空気調和機３を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに冷風を流し、スラブ１に蓄えられた冷熱を放熱させて冷房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
【００３４】
（２）暖房運転時
このとき、空気調和機３の暖房コイル（図示せず）に冷媒を流す。
(1) 夜間(22:00〜8:00) ［蓄熱］
第１および第３の開閉ダンパー６ａ，７ａを閉じて第２および第４の開閉ダンパー８ａ，９ａを開き、その状態で、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、第１および第２の分岐ダクト８，９を通じて空気調和機３と閉空間Ｓとにわたって温風を循環流動させるとともに、その温風をスラブ１の表面全面に流し、スラブ１全体を均一に加熱し、スラブ１に温熱を蓄える。
ここでの蓄熱は、秋と真冬といったように要求される蓄熱量の違いに応じ、それらに合った蓄熱時間を適宜設定して行うようにすれば良い。
【００３５】
(2) 昼間 (8:00〜10:00)［積極的放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、空気調和機３および送風装置１１を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに温風を流し、送風装置１１によりスラブ１に蓄えられた温熱をスラブ１の表面全体から均一に強制的に放熱させて暖房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
このように、スラブ１に蓄えられた冷熱を空気調和機３に供給できるため、空気調和機３の負荷を低減してピークカットやピークシフトを行うことができる。暖房の場合には、昼間の使用が少ないためにさほど問題にはならないが、厳寒時などで朝方に集中し、より積極的にピークカットやピークシフトを行う必要がある場合は、空気調和機３での冷媒の循環運転や室外側熱交換器の駆動を停止して空気調和機３のファン（図示せず）のみを駆動し、スラブ１に蓄えられた温熱の放熱のみによって暖房を行うようにすれば良い。
【００３６】
(3) 昼間から夜間(10:00〜22:00)［放熱］
第１および第４の開閉ダンパー６ａ，９ａを開いて第２および第３の開閉ダンパー８ａ，７ａを閉じ、送風装置１１の駆動を停止した状態で、空気調和機３を駆動する。これにより、閉空間Ｓから第２の分岐ダクト９、空気調和機３、給気ダクト６を通じて室内空間Ｒに温風を流し、スラブ１に蓄えられた温熱を放熱させて暖房を行う。このとき、室内空間Ｒから閉空間Ｓへの還気はチャンバー１０を通じて行われる。
【００３７】
上記実施例では、蓄熱運転をタイマー制御によって行っているが、例えば、図２の要部の断面図に示すような躯体温度を測定する温度センサを用い、所定の蓄熱量に達したかどうかを検知して蓄熱を自動的に停止させるように構成しても良い。（特公平７−１１３４６８号公報参照）
【００３８】
すなわち、スラブ１の所定箇所に、その厚み方向に所定間隔を隔てて、躯体温度を測定する、それぞれ熱電対型の第１ないし第４温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４が設けられている。これら第１ないし第４温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、スラブ１と等しい熱伝導率のケーシング１２で被覆されており、スラブ１の厚み方向における各点の温度と等しい温度を測定できるように構成されている。
【００３９】
第１ないし第４温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４からの温度信号がマイクロコンピュータ（図示せず）に入力され、第１温度センサＴ１の測定温度ｔ1 と第２温度センサＴ２の測定温度ｔ2 との差ｔ12（＝ｔ1 −ｔ2 ）、第２温度センサＴ２の測定温度ｔ2 と第３温度センサＴ３の測定温度ｔ3 との差ｔ23( ＝ｔ2 −ｔ3 ）、第３温度センサＴ３の測定温度ｔ3 と第４温度センサＴ４の測定温度ｔ4 との差ｔ34 (＝ｔ3 −ｔ4 ）それぞれを算出し、それらの温度差がいずれも設定温度範囲内になったことに基づいてスラブ１内に所定量の蓄熱が行われたことを判別するように構成されている。
この温度センサを用いれば、スラブ１内への蓄熱を過不足無く行うことができ、経済的である。
【００４０】
図３は、本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第２実施例を示す全体側面図、図４は第２実施例の平面図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
【００４１】
すなわち、スラブ１の梁１ａによって囲まれた閉空間Ｓ内の一側方に設けられた空気調和機３に、長い給気ダクト１３が接続され、その給気ダクト１３と、天井板２の所定箇所に設けられた吹き出し口１４とが接続ダクト１５を介して接続されている。
【００４２】
給気ダクト１３の空気調和機３に近い箇所に、上方に開口した分岐ダクト１６が接続されている。分岐ダクト１６に第５の開閉ダンパー１６ａが設けられている。分岐ダクト１６との接続箇所よりも接続ダクト１５側において、給気ダクト１３に第６の開閉ダンパー１３ａが設けられている。
上述の第５および第６の開閉ダンパー１６ａ，１３ａをして、熱交換器としての空気調和機３からの温調空気を閉空間Ｓ内に供給する状態と室内に供給する状態とに切り換える切り換え手段と総称する。
【００４３】
天井板２の空気調和機３に近い箇所に室内空間Ｒから空気を吸い込む吸い込み口１７が設けられている。閉空間Ｓに、一対の送風装置１８，１８が設けられている。
【００４４】
この第２実施例においても、空気調和機３、第５および第６の開閉ダンパー１６ａ，１３ａ、送風装置１８，１８が、図示しないコントローラに接続され、第１実施例と同様に、タイマー制御によって、スラブ１への蓄熱とスラブ１からの放熱とを行いながら自動的に冷房運転および暖房運転を行うように構成されている。冷房運転および暖房運転それぞれにおける蓄熱時および放熱時の動作形態は次の通りである。
【００４５】
［蓄熱］
第５の開閉ダンパー１６ａを開いて第６の開閉ダンパー１３ａを閉じ、空気調和機３および送風装置１８，１８を駆動し、空気調和機３での熱交換によって得られた温調空気（冷房の場合は冷風、暖房の場合は温風）を閉空間Ｓ内に吹き出し、その温調空気を送風装置１８，１８によりスラブ１の表面全面に流し、スラブ１全体に均一に蓄熱する。
【００４６】
［消極的放熱］
第５の開閉ダンパー１６ａを閉じて第６の開閉ダンパー１３ａを開き、送風装置１８，１８の駆動を停止した状態で空気調和機３を駆動する。これにより、スラブ１に蓄えられた熱の一部が自然的に放熱され、その温調空気と吸い込み口１７からの空気とが混じって空気調和機３に供給され、空気調和機３での熱交換によって得られた温調空気を室内空間Ｒ内に吹き出し、冷房または暖房を行う。
【００４７】
［積極的放熱］
第５の開閉ダンパー１６ａを閉じて第６の開閉ダンパー１３ａを開き、空気調和機３および送風装置１８，１８を駆動する。これにより、送風装置１８，１８によりスラブ１に蓄えられた熱をスラブ１の表面全体から均一に強制的に放熱させ、その温調空気と吸い込み口１７からの空気とが混じって空気調和機３に供給され、空気調和機３での熱交換によって得られた温調空気を室内空間Ｒ内に吹き出し、冷房または暖房を行う。
このように、スラブ１に蓄えられた熱を空気調和機３に供給できるため、空気調和機３の負荷を低減してピークカットやピークシフトを行うことができるが、より積極的にピークカットやピークシフトを行う場合は、空気調和機３での冷媒の循環運転や室外側熱交換器の駆動を停止し、スラブ１に蓄えられた熱の放熱のみによって冷房または暖房を行うようにすれば良い。
【００４８】
この第２実施例でも、前述したような躯体温度を測定する温度センサを用い、所定の蓄熱量に達したかどうかを検知して蓄熱を自動的に停止させるように構成しても良い。
【００４９】
図５は、本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第３実施例を示す全体平面図であり、第２実施例と異なるところは次の通りである。
【００５０】
すなわち、閉空間Ｓ内の１箇所の隅部に送風装置１９が設けられている。図６の（ａ）の平面図、および、図６の（ｂ）の側面図に示すように、送風装置１９の支持軸２０が鉛直方向の軸芯Ｐ周りで回転可能にスラブ１に取り付けられ、その支持軸２０にアーム２１が一体的に取り付けられている。
【００５１】
スラブ１に電動モータ２２が設けられ、その電動モータ２２のモータ軸２２ａに円盤２３が一体的に取り付けられるとともに、円盤２３の周部の１箇所とアーム２１がリンク２４を介して連結され、電動モータ２２の回転により、送風装置１９を揺動させ、送風装置１９による風の吹き出し方向を90°の範囲で変更するように風向変更手段２５が構成されている。他の構成は第２実施例と同じであり、同一番号を付してその説明は省略する。
【００５２】
この第３実施例によれば、１個の送風装置１９で、広範囲にわたってスラブ１の表面全面に温調空気を流すことができ、送風装置１９の使用個数を少なくできる利点を有している。
【００５３】
図７は、本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第４実施例を示す一部省略全体平面図であり、第２実施例と異なるところは次の通りである。
【００５４】
すなわち、送風装置２６が、ファン２７と、スラブ１の表面全面に分散配置したノズル２８とを空気配管２９を介して接続して構成されている。これにより、スラブ１の表面全面に均一に温調空気を流すことができるようになっている。
空気調和機等については図示していないが、第２実施例と同様の構成のものが使用できる。
【００５５】
本発明としては、第１、第２、第３および第４実施例における送風装置１１，１８，１９，２６の構成を、蓄熱手段として、スラブ１内に温水あるいは冷水配管を埋設して蓄熱させるように構成したものに適用し、放熱専用に適用するようにしても良い。
【００５６】
また、本発明としては、空気調和機３によって得た温調空気を送風装置１１，１８，１９，２６でスラブ１に蓄熱するように構成しているが、例えば、送風装置１１，１８，１９，２６に熱交換器を付設し、空気調和機３とは別に、蓄熱専用に構成しても良い。ただし、放熱時には、熱交換器に冷媒を供給せずに送風のみ行うように構成する。
【００５７】
また、上記第１、第２、第３および第４実施例における送風装置１１，１８，１９，２６それぞれにおいて、そのファンモータの回転数を変更できるようにするとか、あるいは、回転と回転停止とを、すなわち、送風と送風停止とを所定時間ごとに繰り返すなど、空気の流れ状態を変更するように構成した制御手段を備えるようにしても良い。このように構成すれば、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整することができ、蓄熱の場合には必要な蓄熱量を容易に確保できて経済的であり、かつ、放熱の場合にはピークシフトやピークカットに良好に対応できる利点がある。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風装置を設けて、空気を閉空間内のスラブの表面全面に流す気流を発生させるだけの構成でありながら、空気を媒体としてスラブの表面全面との間で熱を授受できるから、蓄熱ダクトとか、冷水や温水を流すチューブを多数分散させて設けるといったことをせずに済み、スラブ全体への均一な蓄熱あるいは／およびスラブ全体からの放熱を安価な構成で効率良く行えるようになった。
しかも、例えば、冷房の場合に、スラブ表面の一部が局部的に冷却され、一旦結露を生じるとそれ以降は結露を助長する状態になって蓄熱に要する熱量が増大するばかりか蓄熱量が減少してしまうが、本発明によれば、このような局部的な冷却を回避でき、蓄熱量を極力増大できる。
【００５９】
また、請求項２に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、制御手段によって、スラブに与える熱量やスラブから取り出す熱量を調整することができるから、蓄熱の場合には必要な蓄熱量を容易に確保できて経済的であり、かつ、放熱の場合にはピークシフトやピークカットに良好に対応できて実用性に優れている。
【００６０】
また、請求項３に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風方向の変更により、ひとつの送風装置から流す範囲を拡大できるから、送風装置の個数を少なくでき、イニシャルコストを低減できるようになった。
【００６１】
また、請求項４に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、温調空気の供給状態を切り換えることにより、同一の熱交換器で得られる温調空気を用いて、蓄熱状態と、通常の空調を行う状態とを得ることができるから、すなわち、熱交換器を蓄熱用と空調用とに兼用するから、イニシャルコストを低減できるようになった。
【００６２】
そして、請求項５に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風装置を設けて、空気を閉空間内のスラブの表面全面に流す気流を発生させるだけの構成でありながら、空気を媒体としてスラブの表面全面から熱を取り出せるから、スラブ全体からの放熱を安価な構成で効率良く行えるようになった。
【００６３】
また、請求項６に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、制御手段によって、スラブから取り出す熱量を調整することができるから、ピークシフトやピークカットに良好に対応できて実用性に優れている。
【００６４】
また、請求項７に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムによれば、送風方向の変更により、ひとつの送風装置から流す範囲を拡大できるから、放熱のための送風装置の個数を少なくしてイニシャルコストを低減できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第１実施例を示す全体システム構成図である。
【図２】温度センサを示す要部の断面図である。
【図３】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第２実施例を示す全体側面図である。
【図４】第２実施例の全体平面図である。
【図５】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第３実施例を示す全体平面図である。
【図６】（ａ）は送風装置の平面図、（ｂ）は送風装置の側面図である。
【図７】本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第４実施例を示す一部省略全体平面図である。
【図８】第１従来例を示す要部の断面図である。
【図９】第２従来例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１…スラブ
２…天井板
３…熱交換器としての空気調和機
６ａ…第１の開閉ダンパー（切り換え手段）
７ａ…第３の開閉ダンパー（切り換え手段）
８ａ…第２の開閉ダンパー（切り換え手段）
９ａ…第４の開閉ダンパー（切り換え手段）
１３ａ…第６の開閉ダンパー（切り換え手段）
１６ａ…第５の開閉ダンパー（切り換え手段）
１１…送風装置
１８…送風装置
１９…送風装置
２５…風向変更手段
２６…送風装置
Ｒ…室内空間
Ｓ…閉空間
Claims (7)
- スラブと天井板との間に閉空間を形成し、熱交換によって温調空気を得る熱交換器を設けるとともに、前記熱交換器からの温調空気を前記閉空間内に供給して前記スラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
前記熱交換器とは別に、蓄熱あるいは／および放熱のための空気を前記閉空間内の前記スラブの表面全面に流す気流を発生する送風装置を設けたことを特徴とする躯体蓄熱型空気調和システム。 - 請求項１に記載の送風装置に、空気の流れ状態を変更する制御手段を備えてある躯体蓄熱型空気調和システム。
- 請求項１または請求項２に記載の送風装置が、送風方向を変更する風向変更手段を備える躯体蓄熱型空気調和システム。
- 請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給する状態と室内に供給する状態とに切り換える切り換え手段を設けてある躯体蓄熱型空気調和システム。
- 蓄熱手段によってスラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
前記スラブに蓄えられた熱を放出させる空気を前記スラブの表面全面に流す気流を発生する送風装置を設けたことを特徴とする躯体蓄熱型空気調和システム。 - 請求項５に記載の送風装置に、空気の流れ状態を変更する制御手段を備えてある躯体蓄熱型空気調和システム。
- 請求項５または請求項６に記載の送風装置が、送風方向を変更する風向変更手段を備える躯体蓄熱型空気調和システム。
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