JP4602957B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は室内空間の空調技術に関する。

事務室等の室内空間の空調システムとして、室内全体を一様な雰囲気とするのではなく、室内空調を２系統とし、一方で室内全体（アンビエント領域）の空調制御を行い、他方で室内の特定の領域（タスク領域）、例えば、個々の作業者の作業領域の空調制御を行うシステムが提案されている（例えば特許文献１）。この種の空調システムでは、室内全体を一様な雰囲気とするシステムよりも省エネルギ化を図りながら室内作業者の快適性を向上でき、また、個々のタスク領域での風量、温度を調節することで、個々の作業者の嗜好に応じた空調制御を行うことができる。

特開平３−１６４６４１号公報

ところで、事務室等の室内空間は一般に省エネルギ化を図るため、外気と循環空気との混合空気により空調されている。このうち外気は、新鮮な空気であり酸素がより多く含まれる。このため、室内の作業者の快適性を向上する効果がある。従って、作業者の快適性を向上するためには循環空気よりも外気で室内空間を満たすことが望ましい。しかし、外気の導入量を増加すれば空調エネルギが多くかかることになり、省エネルギ化が図れない。

従って、本発明の目的は、省エネルギ化を図りつつ、室内作業者の快適性を向上し得る空調システムを提供することにある。

本発明によれば、室内に配設された複数の吹出口と、前記室内の空気を吸入し、空気の流通路を介して前記吹出口に空調空気を送出する空調手段と、を備えた空調システムにおいて、前記流通路が、前記複数の吹出口のうちの第１吹出口に連通した第１流通路と、第２吹出口に連通した第２流通路と、を有し、前記空調手段が、前記第１及び第２流通路の双方に前記室内の空気を送出する送風機と、前記送風機から前記第１及び第２流通路に送出される空気の温度を調節する温度調節手段と、を備え、前記送風機と前記温度調節手段との間に、前記第１流通路に外気を導入する外気導入手段を設けたことを特徴とする空調システムが提供される。

この構成によれば、前記送風機と前記温度調節手段との間に、前記第１流通路に外気を導入する外気導入手段を設けたため、前記第１流通路と連通した前記第１吹出口からは外気の割合が高い空調空気が吹き出され、前記室内に局所的に外気の割合が高い空調空気を供給する。このため、作業者等が存在する領域に他の領域よりも外気をより多く送り込むことができる。また、局所的に空調空気中の外気の割合を高めることにより、前記室内に導入する外気量を増加する必要はなく、前記室内全体に渡って空調空気中の外気の割合を高くする場合に比べて省エネルギ化を図れる。また、一つの前記送風機で前記第１及び前記第２流通路の双方に空調空気を送り込むことができる。

よって、本発明によれば、省エネルギ化を図りつつ、室内作業者の快適性を向上することができる。

本発明においては、前記第１吹出口は、前記室内のうち、作業者毎に設定された複数の各作業領域に個別に割り当てられて複数配設されていてもよい。

この構成によれば、個々の作業者により多くの外気を供給することができる。

また、本発明においては、前記温度調節手段が、前記送風機から前記第１流通路に送出される空気の温度を調節する第１温度調節手段と、前記送風機から前記第２流通路に送出される空気の温度を調節する第２温度調節手段と、を備えた構成を採用できる。

この構成によれば、前記温度調節手段が、前記第１流通路、前記第２流通路のそれぞれに別個に配されるため、前記第１吹出口と前記第２吹出口とからそれぞれ異なる温度の空調空気を送出することができる。このため、省エネルギ化を図りながら作業者等が存在する領域の温度の最適化が図れる。

また、本発明においては、前記複数の第１吹出口毎に、当該第１吹出口から吹き出される空気の風量を調節する風量調節手段をそれぞれ設けてもよい。

この構成によれば、前記複数の第１吹出口毎にそれぞれ前記風量調節手段を設けたため、各作業者の嗜好に応じて風量の調節を行うことができる。

以上述べた通り、本発明によれば、省エネルギ化を図りつつ、室内作業者の快適性を向上し得る空調システムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空調システム１００が設置された事務室１の平面図である。事務室１は、空調上、タスク領域Ｔとアンビエント領域Ａとに仮想的に区分けされている。タスク領域Ｔは、事務室１内の個々の作業者毎に設定された作業領域に対応する領域であり、本実施形態の場合、パーティション２で区切られた複数の作業領域を想定している。なお、各作業領域には各作業者のコンピュータ（パソコン）６が配されている。アンビエント領域Ａは、事務室１内の作業空間以外の残りの、作業者が常駐しない共有空間である。本実施形態の場合、アンビエント領域Ａの一部には、一時的に打ち合わせ等を行うテーブル３、コピー機４等のオフィス機器、飲料水等の自動販売機５等が設置されている。

空調システム１００は事務室１に２つ配備されており、いずれも、空調空気の流通路を形成するダクト１０１、１０２と、ダクト１０１、１０２に設けられた複数の空調空気の吹出口１０３、１０４と、事務室１内の空気を吸入し、ダクト１０１、１０２を介して吹出口１０３、１０４（図には表示していない手動ルーバを有する。）へ空調空気を送出する空調機１０５と、を備える。

本実施形態の場合、ダクト１０１、１０２、吹出口１０３、１０４及び空調機１０５はいずれも事務室１の天井に配設されており、空調空気は事務室１の天井側から吹き出される構成としている。しかし、これらの配置は天井に限られない。例えば、吹出口１０３、１０４は事務室１内の床やパーティション２等に配設することもでき、ダクト１０１、１０２や空調機１０５は、吹出口１０３、１０４の配設部位に応じて配設することができる。

吹出口１０３、１０４のうち、吹出口１０３はダクト１０１に設けられており、吹出口１０４はダクト１０２に設けられている。ダクト１０１は吹出口１０３に連通した、空調空気の流通路を構成し、ダクト１０２は吹出口１０４に連通した、空調空気の流通路を構成している。

ダクト１０１及び１０２はその上流側の端部において空調機１０５に接続されている。ダクト１０１及び１０２の下流側の端部はバイパスダクト１０６により接続され、互いに連通している。その理由については後述する。

吹出口１０３は、タスク領域Ｔに空調空気を供給するためにタスク領域Ｔの上部に設けられ、本実施形態の場合、各タスク領域Ｔ毎（作業者毎の作業領域毎）に個別に割り当てられて一つずつ配設されている。吹出口１０４は、アンビエント領域Ａに空調空気を供給するためにアンビエント領域Ａの上部に配設されている。本実施形態では、発熱を伴うコピー機４、飲料水等の自動販売機５の近傍と、作業者が一時的に存するテーブル３近傍にそれぞれ吹出口１０４が配設されている。このように本実施形態では、ダクト１０１と吹出口１０３はタスク領域Ｔ用の空調系統を構成し、ダクト１０２と吹出口１０４はアンビエント領域Ａ用の空調系統を構成している。

図２（ａ）は図１の線Ｘ−Ｘに沿うダクト１０２の断面図、図２（ｂ）は図１の線Ｙ−Ｙに沿うダクト１０１の断面図である。

ダクト１０１及び１０２は方形筒状をなしており、その底部に吹出口１０３、１０４が形成されている。本実施形態の場合、吹出口１０３には各吹出口１０３毎に、吹出口１０３から吹き出される空調空気の風量等を調整する吹出口ユニット１０７が設けられている。

各吹出口１０３毎に吹出口ユニット１０７を設けたことにより、タスク領域Ｔの各作業者の嗜好に応じて空調空気の風量等の調節を行うことができる。一方、本実施形態の場合、吹出口１０４には吹出口ユニット１０７は設けられていない。アンビエント領域Ａは、作業者が継続的に滞在する領域ではないため、各作業者毎の嗜好に応じた空調空気の調節が必要無いからである。

吹出口ユニット１０７は、吹出口１０３が設けられた位置においてダクト１０１の内部に格納されて配されている。吹出口ユニット１０７は上下が開放した筒状のケース１０７ａと、ケース１０７ａの上部に支持されたファンモータ１０７ｂと、ケース１０７ａの下部に支持された電動ルーバ１０７ｃとを備えている。

ファンモータ１０７ｂは、その上方からダクト１０１内を流れる空調空気を吸入して、ケース１０７ａ内を介して吹出口１０３から事務室内１へ送風する。ファンモータ１０７ｂのファンの回転速度及び回転停止により吹出口１０３から吹き出される空調空気の風量が調節でき、ファンモータ１０７ｂは風量調節手段として機能する。

電動ルーバ１０７ｃは、複数の羽根部１０７ｃ'と羽根部１０７ｃ'を支持する複数の軸部１０７ｃ"と各軸部１０７ｃ"を同期回転する不図示の駆動部と、から構成されており、羽根部１０７ｃ'の傾斜角度を調節することにより、吹出口１０３から吹き出される風向を調節することができる。また、羽根部１０７ｃ'を略水平とすることで吹出口１０３を閉鎖して空調空気が吹き出さないようにすることもできる。

本実施形態の場合、ファンモータ１０７ｂと電動ルーバ１０７ｃとの間に整流板１０７ｄが配設されている。整流板１０７ｄは、多数の貫通孔が設けられた平板であり、ファンモータ１０７ｂから送出された空調空気が整流板１０７ｄを通過することにより、乱流渦を低減させることができる。

ケース１０７ａの側部にはファンモータ１０７ｂや電動ルーバ１０７ｃの駆動回路を収納した回路ボックス１０７ｅが設けられている。

本実施形態の場合、ファンモータ１０７ｂや電動ルーバ１０７ｃによる風量・風向調節を各タスク領域Ｔである各作業領域に配されたコンピュータ６から行なうことができる。これにより、作業者は自己の作業領域に割り当てられた吹出口１０３から吹き出される空調空気の風量・風向を、作業領域に居ながら自由に調節できる。

図４は、事務室１のネットワークのシステム図である。各コンピュータ６はＬＡＮを介してサーバ２００と通信可能に接続されている。サーバ２００はインターフェース２０１を介して各吹出口ユニット１０７の回路ボックス１０７ｅに収納された駆動回路に接続されている。

各コンピュータ６と各吹出口ユニット１０７との対応関係は予め設定されており、各タスク領域Ｔで作業をしている各作業者が、各自のコンピュータ６に風量又は風向をの調節指示を入力すると、その指示がサーバ２００を介して、吹出口ユニット１０７に送信される。これにより、吹出口１０３からの空調空気の風量又は風向が調節される。

なお、本実施形態ではネットワーク経由で吹出口ユニット１０７の制御を行なうようにしたが、例えば、各作業者にリモコンを配布し、個々の吹出口ユニット１０７とリモコンとの無線通信により吹出口ユニット１０７の制御を行なうようにしてもよい。

また、コンピュータ６の電源がＯＦＦにされるとファンモータ１０７ａを自動的に停止し、また、電動ルーバ１０７ｃを自動的に全閉とし、ＯＮにされると電源ＯＦＦ時の条件にてファンモータ１０７ａや電動ルーバ１０７ｃを作動させるようにしてもよい。コンピュータ６の電源がＯＦＦにされる場合、そのタスク領域Ｔの作業者が不在である可能性が高いため、作業者が不在のタスク領域Ｔには空調空気を供給しないようにしたものである。また、コンピュータ６の電源がＯＮにされると電源ＯＦＦ時の条件にてファンモータ１０７ａや電動ルーバ１０７ｃを作動させれば、作業者はコンピュータ６の電源ＯＮ時にその都度、空調空気の風量、風向を設定する手間が省ける。電源ＯＦＦ時の条件はコンピュータ６が保持しておくことができる。

次に、図１に戻り、空調システム１００は外調機１０８を備える。外調機１０８は、事務室１外に設置され、ダクト１０９を介して、空調機１０５に接続されている。外調機１０８は外気を吸入して空調機１０５へ供給する。本実施形態の場合、外調機１０８からの外気は空調機１０５を介してダクト１０１にのみ導入され、ダクト１０２には導入されない。従って、外調機１０８及びダクト１０９はダクト１０１に外気を導入する外気導入手段を構成する。なお、外調機１０８は、取り入れた外気の温度や湿度を調節した後、空調機１０５に送出する構成としてもよい。

次に、空調機１０５について説明する。図２は、空調機１０５の構成を概略的に示す図である。空調機１０５は、室内空気を吸入する吸入口１０５１と、吸入口１０５１を介して室内空気を吸入してダクト１０１及び１０２の双方に送出する送風機１０５２と、送風機１０５２からの送風を二手に分岐する分岐壁１０５３ｃを備えた分岐チャンバ１０５３と、を備える。

吸入口１０５１と送風機１０５２との間には、室内空気に含まれる微細な塵や埃等を除去するエアフィルタ１０５４が設けられており、ダクト１０１、１０２に供給する空調空気を清浄化する。

送風機１０５２は、電動式の送風機であり、駆動源となる不図示のモータの回転数を制御することで送風量を調節することができる。分岐チャンバ１０５３は分岐壁１０５３ｃにより仕切られて、ダクト１０１に接続される第１チャンバ１０５３ａと、ダクト１０２に接続される第２チャンバ１０５３ｂと、を有する。

第１チャンバ１０５３ａ及び第２チャンバ１０５３ｂにはそれぞれ、熱交換器１０５５、１０５６が配設されている。熱交換器１０５５は送風機１０５２からダクト１０１に送出される空気の温度を調節する温度調節手段として機能する。熱交換器１０５６は送風機１０５２からダクト１０２に送出される空気の温度を調節する温度調節手段として機能する。熱交換器１０５５と熱交換器１０５６とはそれぞれ独立して空気温度の調節が可能である。

つまり、ダクト１０１を介してタスク領域Ｔに供給される空調空気の温度と、ダクト１０２を介してアンビエント領域Ａに供給される空調空気の温度と、を別々に調整して異なる温度とすることができる。例えば、夏場であればタスク領域Ｔに供給する空調空気をアンビエント領域Ａに対して相対的に低温に、冬場であればタスク領域Ｔに供給する空調空気をアンビエント領域Ａに対して相対的に高温とすることができ、事務室１内全体に渡って空調空気の温度を一律に設定する場合よりも省エネルギ化が図れる。このため、省エネルギ化を図りながらタスク領域Ｔの温度の最適化が図れる。

第１チャンバ１０５３ａはダクト１０９が接続される接続部１０５３ｄを有しており、外調機１０８からダクト１０９を介して供給される外気は第１チャンバ１０５３ａに供給される。これにより、ダクト１０１へ送出される空調空気には外気が多く含まれることになる。一方、ダクト１０２へ送出される空調空気は室内空気のみとなる。

接続部１０５３ｄは熱交換器１０５５と送風機１０５２との間に設けられており、ダクト１０９からの外気は、送風機１０５２からの室内空気と共に熱交換器１０５５により温度調節がなされることになる。

係る構成からなる空調システム１００では、事務室１内の空気が空調機１００によって循環し、外気と循環空気との混合空気により事務室１内を空調する。そして、外調機１０８及びダクト１０９からの外気を第１チャンバ１０５３ａに供給するようにしたため、ダクト１０１と連通した吹出口１０３からは外気の割合が多い空調空気が吹き出され、事務室１内のうち、タスク領域Ｔに局所的に外気の割合が高い空調空気を供給する。

このため、作業者が存在するタスク領域Ｔにアンビエント領域Ａよりも外気をより多く送り込むことができ、作業者の快適性を向上することができる。また、事務室１内のうち、タスク領域Ｔについて局所的に空調空気中の外気の割合を高めることにより、事務室１内に導入する外気量を増加する必要はなく、事務室１内全体に渡って空調空気中の外気の割合を高くする場合に比べて省エネルギ化を図れる。従って、省エネルギ化を図りつつ、室内作業者の快適性を向上することができる。

本実施形態では、送風機１０５２を一つとしたが、ダクト１０１用（タスク領域Ｔ用）と、ダクト１０２用（アンビエント領域Ａ用）とで、それぞれ送風機を設けてもよい。しかし、本実施形態の構成とすることにより、一つの送風機１０５２でダクト１０１及びダクト１０２に空調空気を送り込むことができる。

また、本実施形態では、図１に示すように、ダクト１０１とダクト１０２とは、下流側の端部においてバイパスダクト１０６により接続されている。これは、例えば、全てのタスク領域Ｔに作業者が存在しなくなり、全ての電動ルーバ１０６が閉じられている場合には、ダクト１０１を流通する外気を多く含む空調空気がタスク領域Ｔに供給されず、無駄となるため、これをアンビエント領域Ａに供給するためのものである。このように構成することで、業務開始前等の全作業者が不在の際に予め事務室１内を空調しておく際、事務室１内に外気を導入しておくことができる。また、ダクト１０１内に空調空気が滞留し、無用に圧力が高くなることを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る空調システム１００が設置された室内１の平面図である。 （ａ）は図１の線Ｘ−Ｘに沿うダクト１０２の断面図、（ｂ）は図１の線Ｙ−Ｙに沿うダクト１０１の断面図である。 空調機１０５の構成を概略的に示す図である。 事務室１のネットワークのシステム図である。

符号の説明

Ａ アンビエント領域
Ｔ タスク領域
１００ 空調システム
１０１、１０２ ダクト
１０３、１０４ 吹出口
１０５ 空調機
１０８ 外調機

Claims (4)

1. 室内に配設された複数の吹出口と、
   前記室内の空気を吸入し、空気の流通路を介して前記吹出口に空調空気を送出する空調手段と、
   を備えた空調システムにおいて、
   前記流通路が、
   前記複数の吹出口のうちの第１吹出口に連通した第１流通路と、第２吹出口に連通した第２流通路と、を有し、
   前記空調手段が、
   前記第１及び第２流通路の双方に前記室内の空気を送出する送風機と、
   前記送風機から前記第１及び第２流通路に送出される空気の温度を調節する温度調節手段と、を備え、
   前記送風機と前記温度調節手段との間に、前記第１流通路に外気を導入する外気導入手段を設けたことを特徴とする空調システム。
2. 前記第１吹出口は、前記室内のうち、作業者毎に設定された複数の各作業領域に個別に割り当てられて複数配設されていることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 前記温度調節手段が、
   前記送風機から前記第１流通路に送出される空気の温度を調節する第１温度調節手段と、
   前記送風機から前記第２流通路に送出される空気の温度を調節する第２温度調節手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空調システム。
4. 前記複数の第１吹出口毎に、当該第１吹出口から吹き出される空気の風量を調節する風量調節手段をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項２に記載の空調システム。

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