JP4654922B2

JP4654922B2 - パーソナル空調システム

Info

Publication number: JP4654922B2
Application number: JP2006016103A
Authority: JP
Inventors: 圭介村田; 信郷小林; 光小林
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2026-01-25
Also published as: JP2007198648A

Description

本発明は、局所的な温熱環境の調節に用いて好適なパーソナル空調システムに関するものである。

近年、ＯＡ機器等の普及に伴い、床下空間から室内に空調空気を供給する形式の空調システムが、オフィスビル等を中心に広く導入されている。この形式の空調システムにおいては、床面に複数の吹出し口を有し、その各々の開度を調節することにより、室内各所における送風量を調整して、オフィス全体の温熱環境を制御するようにしている。
しかしながら、居住者が快適と感じる温熱環境には個人差があり、また同一居住者であってもそのときの行動状態や体調等の違いによって随時変化するものであるため、各居住者近傍の床面にある吹出し口の風量を調節する程度では、上記個人差等に対応することは困難であった。

一方、パーソナル空調システムとしては、執務用デスク等に居住者個別空調用の吹出し口を設け、送風量をダンパで調節できるようにしたものが知られている。しかしながら、かようなパーソナル空調システムにおいても、温熱環境を調節できる範囲が、上記と同様、送風量の増減で対応できる範囲に限られてしまうため、当該システムのみでは、すべての居住者が満足するような温熱環境を実現することは難しく、パーソナル空調として必ずしも十分なものとは云えなかった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、各居住者の体感に合わせた温熱環境を提供することができ、しかもエネルギー資源の効率的利用を図ることができるパーソナル空調システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係るパーソナル空調システムは、空調された空気を床下空間に供給する給気設備と、上記床下空間に供給された空気と室内上部に滞留する空気とを混合して当該混合空気を居住者の周囲に吐出する室内ユニットと、を備えたパーソナル空調システムであって、上記室内ユニットは、上記床下空間の空気を取り入れる下部空気取り入れ口と、室内上部の空気を取り入れる上部空気取り入れ口と、上記下部空気取り入れ口から取り入れた空気と上記上部空気取り入れ口から取り入れた空気とを混合するチャンバと、上記チャンバで混合された空気を利用者の周囲に吐出する吹出し口と、上記下部空気取り入れ口から上記チャンバに送り込む空気量を調整する第１空気量調整機構と、上記上部空気取り入れ口から上記チャンバに送り込む空気量を調整する第２空気量調整機構と、上記第１空気量調整機構および上記第２空気量調整機構を制御することにより上記吹出し口から吐出する混合空気の温度および風量を制御するコントローラとを備えることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパーソナル空調システムにおいて、上記下部空気取り入れ口から取り入れた空気の温度を検知する第１温度センサと、上記上部空気取り入れ口から取り入れた空気の温度を検知する第２温度センサとを有し、上記コントローラは、上記第１温度センサおよび上記第２温度センサからの検知信号に基づいて上記第１空気量調整機構および上記第２空気量調整機構を制御することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のパーソナル空調システムにおいて、利用者近傍の温度を検知する第３温度センサを有し、上記コントローラは、上記第３温度センサからの検知信号に基づいて、上記吹出し口から吐出する混合空気の温度および風量を設定し、その設定値を維持すべく上記第１空気量調整機構および上記第２空気量調整機構を制御することを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のパーソナル空調システムにいて、利用者の存在を検知する人感センサを有し、上記コントローラは、上記人感センサからの検知信号に基づいて利用者が不在であることを検知した際に、上記吹出し口からの送風を停止させる制御を行うことを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載のパーソナル空調システムにおいて、上記室内ユニットは、机またはテーブルに併設されるとともに、上記吹出し口として、上記机またはテーブルの天板の下方空間に混合空気を吐出する第１吹出し口と、上方空間に混合空気を吐出する第２吹出し口とを有し、上記第１吹出し口と上記第２吹出し口とで異なる温度または風量の空気を吐出可能となっていることを特徴とするものである。

本発明によれば、室内上部から取り入れた空気（室内で温められた空気）と、床下空間から取り入れた空気（空調された空気）との混合により、温度と風量の調節された空気が、室内ユニットの吹出し口から利用者の周囲に向けて吐出されることとなるので、各利用者（居住者）の周囲に所望の温熱環境、すなわち各利用者の体感に合わせた温熱環境を形成することができる。
しかも、室内で温められた空気を加熱源として使用するため、別のエネルギー源が不要であり、エネルギーの効率的利用を図ることができる。
また、利用者が不在のときには、吹出し口からの送風が自動的に停止されることとなるので、省エネルギー化を図ることができる。

図１は、本発明に係るパーソナル空調システムの一実施形態を示すもので、図中符号１が室内空間、２が床下空間（ＯＡフロア）、３が床面である。
この実施形態のパーソナル空調システムは、図１に示すように、空調された空気を床下空間２に供給する給気設備と、床下空間２に供給された空気（相対的に温度の低い空気）と室内空間１上部に滞留する温められた空気（照明器具３２等の発熱により相対的に温度の高い空気）とを混合して当該混合空気を居住者の周囲に吐出する室内ユニット１０とにより概略構成されている。
給気設備は、図示省略の空調設備と、当該空調設備から吐出された空調空気を床下空間２に導く給気ラインとを有する周知の給気設備により構成されている。

一方、室内ユニット１０は、その上端部が室内上部（天井面近傍）に至る高さに設定された柱状或いは壁状のユニットであって、執務用の机またはテーブル５に隣り合う状態で床面３に立設されている。この室内ユニット１０は、パーティション、家具あるいはインテリアの一部としても機能するように、その外観が構成され、またレイアウト変更等にも容易に対応できるように着脱自在な状態で床面３に取り付けられている。

室内ユニット１０は、その下端に、床下空間２の空気を取り入れる下部空気取り入れ口１１を有し、上端に、室内空間１上部の空気を取り入れる上部空気取り入れ口１２を有している。そして、この室内ユニット１０の内部には、図１および図２に示すように、下部空気取り入れ口１１から取り入れた空気をチャンバ（混気箱）１５に導くための下部ダクト部１３と、上部空気取り入れ口１２から取り入れた空気をチャンバ１５に導くための上部ダクト部１４とが設けられている。チャンバ１５は、下部ダクト部１３を介して下部空気取り入れ口１１から取り入れた空気と上部ダクト部１４を介して上部空気取り入れ口１２から取り入れた空気とを混合するためのもので、隣接する机またはテーブル５の天板とほぼ同じ高さ位置に設置されている。このチャンバ１５の側部には、チャンバ１５で混合された空気を利用者の周囲に吐出する吹出し口１６（第１吹出し口１６ａ、第２吹出し口１６ｂ）が設けられている。また、これら吹出し口１６ａ，１６ｂには複数の可動式ベーンが配設され、それらベーンの傾斜角度を調整することによって混合空気の吹出方向が制御可能となっている。

下部ダクト部１３と上部ダクト部１４には、図２に示すように、各空気取り入れ口１１，１２から取り入れた空気を吸引してチャンバ１５側に吐出するファン１７と、各ダクト部１３，１４の開度を調節する電動ダンパ１８とがそれぞれ介装されており、それらファン１７および電動ダンパ１８により、チャンバ１５に送り込む空気量を調整する第１空気量調整機構および第２空気量調整機構が構成されている。

また、床下空間２には、図１に示すように、床下空間２に供給された空気の温度を検知する第１温度センサ２１が、上部ダクト部１４には、上部空気取り入れ口１２から取り入れた空気の温度を検知する第２温度センサ２２がそれぞれ配設され、室内ユニット１０の周囲（例えば、室内ユニット１０の外周部、室内ユニット１０に隣接する机またはテーブル５、椅子６、パーティション７等）には、利用者近傍の温度を検知する第３温度センサ２３と、利用者の存在を検知する人感センサ（図示省略）がそれぞれ配設されている。そして、チャンバ１５の外周部には、図２に示すように、上述した第１温度センサ２１、第２温度センサ２２、第３温度センサ２３および人感センサ等の各種センサからの検知信号或いはリモートコントローラ（図示省略）からの制御信号に基づいて、第１空気量調整機構および第２空気量調整機構を制御するコントローラ２０が装着されている。本実施形態では、検知信号を発信する送信器が各センサに、各センサから発信された検知信号を受信する受信器がコントローラ２０にそれぞれ取り付けられて、各センサからの検知信号が無線回線を介してコントローラ２０に入力されるようになっている。また、本実施形態では、隣接する机またはテーブル５の天板の下方空間と上方空間の各々に、複数の第３温度センサ２３が設置されている。

コントローラ２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入力装置、表示装置、記憶装置等を備えて構成されている。このコントローラ２０は、第３温度センサ２３からの検知信号に基づいて、吹出し口１６から吐出する混合空気の温度および風量を設定した後、その設定値を記憶装置に記憶する処理を行う。また、入力装置或いはリモートコントローラから、温度或いは風量の入力があった際には、その入力値を設定値として記憶装置に記憶する処理を行う。

その後、コントローラ２０は、吹出し口１６から吐出する混合空気の温度および風量が上記設定値となるように、第１空気量調整機構および第２空気量調整機構を制御する。具体的には、第１温度センサ２１および第２温度センサ２２からの検知信号に基づいて、吹出し口１６から吐出する空気の温度が設定値となるような空気の混合比率を求めて、この空気の混合比率と風量の設定値とから、各空気取り入れ口１１，１２からチャンバ１５に送り込むべき空気量を求めた後、この空気量に応じた開度或いは回転数となるように各電動ダンパ１８或いはファン１７を制御する。その結果、上記設定値に温度および風量が調節された混合空気が、吹出し口１６から利用者の周囲に吐出されることとなる。

また、コントローラ２０は、人感センサからの検知信号に基づいて利用者が不在であることを検知した際、或いはリモートコントローラ等により停止操作がなされた際には、ファン１７を停止させて、吹出し口１６からの送風を停止させる制御を行う。一方、人感センサからの検知信号に基づいて利用者が存在することを検知した際、或いはリモートコントローラ等により開始操作がなされた際には、吹出し口１６から吐出する混合空気の温度および風量が上述した設定値となるように、ファン１７および電動ダンパ１８を作動させて、吹出し口１６からの送風を開始させる制御を行う。

上記構成からなるパーソナル空調システムによれば、コントローラ２０による制御の下、室内空間１上部と床下空間２とからそれぞれ所要量の空気（室内上部と照明発熱で温められた空気、空調された空気）を取り込んで、それら空気をチャンバ１５内で混合して吹出し口１６から吐出することにより、温度と風量が設定値に調整された空気を利用者の周囲に供給するようにしたので、各利用者（居住者）の周囲に所望の温熱環境、すなわち各利用者の体感に合わせた温熱環境を提供することができる。
また、室内で温められた空気を加熱源として使用するとともに、利用者が不在であることを検知した際には、吹出し口１６からの送風を自動的に停止するようにしたので、エネルギーの効率的利用を図ることができる。
また、室内ユニット１０を床面３に着脱自在に取り付ける構成としたので、間仕切り変更や席の配置換え等にも容易に対応することができる。

なお、本実施形態では、第１吹出し口１６ａと第２吹出し口１６ｂとで共通のチャンバ１５を用意して、それぞれの吹出し口１６ａ，１６ｂから吐出する空気の温度および風量が同一となるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１吹出し口１６ａと第２吹出し口１６ｂとで別個のチャンバを用意して、それぞれのチャンバから異なる温度または風量の空気を吐出するように構成すること（例えば、第１吹出し口１６ａから吐出する空気の温度を、第２吹出し口１６ｂから吐出する空気の温度よりも高く設定すること）も可能である。

また、本実施形態のパーソナル空調システムは、これのみを単独で用いることも可能であるが、床下空調と併用したり、或いは室全体の空調システムと併用することも可能である。
また、本発明に係るパーソナル空調システムを、パーティション７に囲まれた執務空間に適用する場合には、例えば、図３に示すように、室内ユニット１０の上部に、在席表示（ＬＥＤやディスプレイなど）３１や照明器具３２を設けて、これら機器３１，３２を、人感センサからの検知信号等に基づいてコントローラ２０が制御するように構成することも可能である。そうすることで、室内ユニット１０を有効に活用することができ、例えば、利用者がパーティション７で隠れた状態となっていても、離れた位置から利用者の在席状況を確認することができる。

また、本実施形態では、利用者近傍の温度を検知する第３温度センサ２３を設け、この第３温度センサ２３からの検知信号に基づいて、吹出し口１６から吐出する混合空気の温度および風量を設定するようにしたが、例えば、上記第３温度センサ２３に加えて、利用者の体表面温度を検知する第４温度センサ２４（図１および図２参照）を設け、これら第３温度センサ２３および第４温度センサ２４からの検知信号と、コントローラ２０の記憶装置に予め格納された利用者の属性情報（例えば、性別、年齢）或いは利用者の携帯機器等から受信した利用者の属性情報とに基づいて、吹出し口１６から吐出する混合空気の温度および風量を設定することも可能である。この場合、利用者の体表面温度と属性情報の様々な組合せについて、利用者が快適と感じる温度および風量を予め求めておき、これを参照用データとしてコントローラ２０の記憶装置等に格納しておくようにすればよい。このような構成によれば、各利用者にとってより快適な温熱環境を提供することが可能となる。

本発明に係るパーソナル空調システムの一実施形態を示す概略構成図である。図１のパーソナル空調システムを構成する室内ユニットの要部構成図である。図１のパーソナル空調システムの変形例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０室内ユニット
１１下部空気取り入れ口
１２上部空気取り入れ口
１５チャンバ
１６吹出し口
２０コントローラ
２１第１温度センサ
２２第２温度センサ
２３第３温度センサ

Claims

空調された空気を床下空間に供給する給気設備と、上記床下空間に供給された空気と室内上部に滞留する空気とを混合して当該混合空気を居住者の周囲に吐出する室内ユニットと、を備えたパーソナル空調システムであって、
上記室内ユニットは、上記床下空間の空気を取り入れる下部空気取り入れ口と、室内上部の空気を取り入れる上部空気取り入れ口と、上記下部空気取り入れ口から取り入れた空気と上記上部空気取り入れ口から取り入れた空気とを混合するチャンバと、上記チャンバで混合された空気を利用者の周囲に吐出する吹出し口と、上記下部空気取り入れ口から上記チャンバに送り込む空気量を調整する第１空気量調整機構と、上記上部空気取り入れ口から上記チャンバに送り込む空気量を調整する第２空気量調整機構と、上記第１空気量調整機構および上記第２空気量調整機構を制御することにより上記吹出し口から吐出する混合空気の温度および風量を制御するコントローラとを備えることを特徴とするパーソナル空調システム。
上記下部空気取り入れ口から取り入れた空気の温度を検知する第１温度センサと、上記上部空気取り入れ口から取り入れた空気の温度を検知する第２温度センサとを有し、
上記コントローラは、上記第１温度センサおよび上記第２温度センサからの検知信号に基づいて上記第１空気量調整機構および上記第２空気量調整機構を制御することを特徴とする請求項１に記載のパーソナル空調システム。
利用者近傍の温度を検知する第３温度センサを有し、
上記コントローラは、上記第３温度センサからの検知信号に基づいて、上記吹出し口から吐出する混合空気の温度および風量を設定し、その設定値を維持すべく上記第１空気量調整機構および上記第２空気量調整機構を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のパーソナル空調システム。
利用者の存在を検知する人感センサを有し、
上記コントローラは、上記人感センサからの検知信号に基づいて利用者が不在であることを検知した際に、上記吹出し口からの送風を停止させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパーソナル空調システム。
上記室内ユニットは、机またはテーブルに併設されるとともに、
上記吹出し口として、上記机またはテーブルの天板の下方空間に混合空気を吐出する第１吹出し口と、上方空間に混合空気を吐出する第２吹出し口とを有し、上記第１吹出し口と上記第２吹出し口とで異なる温度または風量の空気を吐出可能となっていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のパーソナル空調システム。