JP4992045B2 - Full floor blowout air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、オフィスビル等のビルディングに二重床を敷設し、二重床から室内に空調空気を吹き出す空調方式において、特に昼間等の放熱運転時に潜熱蓄熱材に蓄熱された熱を放熱し、二重床の吹出孔から室内に給気する全面床吹き出し空調システムに関する。 The present invention lays a double floor in a building such as an office building, and in the air conditioning system that blows air-conditioned air from the double floor to the room, dissipates the heat stored in the latent heat storage material during heat radiation operation such as daytime, The present invention relates to a full-floor floor air-conditioning system for supplying air into a room through a double-floor outlet.
従来、建物の床スラブ上に二重床を構築し、二重床内にOA機器用の配線を収納する所謂OAフロアが広く採用され、また、二重床の全面から室内に空調エアを吹き出す全面床吹き出し空調方式が採用され始めている。 Conventionally, a so-called OA floor in which a double floor is constructed on a floor slab of a building and wiring for OA equipment is accommodated in the double floor is widely adopted, and air-conditioning air is blown into the room from the entire surface of the double floor. Full-floor blowing air conditioning system is beginning to be adopted.
また、この方式において、従来、二重床の下面に潜熱蓄熱材を配設し、夜間等の蓄熱運転時に潜熱蓄熱材に蓄熱させておき、昼間等の放熱運転時に潜熱蓄熱材に蓄熱された熱を放熱し、二重床の吹出孔から室内に給気する提案がなされている。このような蓄熱空調によれば、安価な夜間電力を利用して蓄熱し、これを昼間のオフィスアワーに利用することが可能となる。 In addition, in this method, conventionally, a latent heat storage material is disposed on the lower surface of the double floor, and is stored in the latent heat storage material during heat storage operation such as at night, and is stored in the latent heat storage material during heat dissipation operation such as during the daytime. Proposals have been made to dissipate heat and supply air into the room through a double-floor outlet. According to such a heat storage air conditioner, it is possible to store heat by using inexpensive nighttime electric power and use it for office hours in the daytime.
例えば、特許文献1(特開2003−185373号公報)には、床スラブ上に敷設され、多数の吹出孔が形成された二重床と、床スラブと二重床の間に形成された給気チャンバーと、二重床の下面に配設された、通気性が高く空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材と、給気チャンバーに接続された空調機とを備えたことを特徴とする潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システムが開示されている。
ところが、特許文献1に記載の潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システムでは、粒状の潜熱蓄熱材を二重床内に設置するものである。このような粒状の潜熱蓄熱材は、表面積が大きく熱交換性能は優れるものの、蓄熱材自体の製造コストが高くなってしまう、という問題があった。
However, in the full-surface floor blowing air conditioning system using the latent heat storage material described in
すなわち、従来の全面床吹出空調システムは、蓄熱性能、放熱性能は良好であるが、安価に施工することが困難であり、施工を含めたトータル面においてはバランスに欠けるものであったことは否めない。 In other words, the conventional full-floor air-conditioning system has good heat storage performance and heat dissipation performance, but it is difficult to install at low cost and the total aspect including construction is not balanced. Absent.
この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項1に係る発明は、床スラブと、該床スラブ上に設けられ吹出孔が形成されたフロアパネルと、該床スラブと該フロアパネルとの間に配置されると共に、厚肉部と該厚肉部の周縁に形成された薄肉部とからなり、空気と直接熱交換が可能な板状潜熱蓄熱材と、該板状潜熱蓄熱材を支持する潜熱蓄熱材支持体と、からなり、該板状潜熱蓄熱材の該薄肉部の両端には吊り下げ用穴部が設けられ、該板状潜熱蓄熱材は該吊り下げ用穴部を利用に吊り下げシャフトが挿通されることで、該潜熱蓄熱材支持体によって、該板状潜熱蓄熱材の板状の該厚肉部が該床スラブに対して垂直となるように該フロアパネル側から吊り下げられることを特徴とする全面床吹き出し空調システムである。
This invention solves the said subject, The invention which concerns on
本発明の全面床吹き出し空調システムによれば、蓄熱材自体の製造コストを抑制することができ、蓄熱性能、放熱性能を維持しつつ、かつ安価に全面床吹出空調システムを施工することが可能となる。 According to the entire floor blowing air conditioning system of the present invention, the manufacturing cost of the heat storage material itself can be suppressed, and it is possible to construct the entire floor blowing air conditioning system at low cost while maintaining the heat storage performance and the heat dissipation performance. Become.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施の形態に係る全面床吹き出し空調システムの二重床構造を示す図であり、図2は本発明の実施の形態に係る全面床吹き出し空調システムに用いるフロアパネル単体の平面図であり、図3は本発明の実施の形態に係る全面床吹き出し空調システムに用いる潜熱蓄熱材支持体の斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a double floor structure of an entire floor blowing air conditioning system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a floor panel alone used in the entire floor blowing air conditioning system according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a latent heat storage material support used in the full floor blowout air conditioning system according to the embodiment of the present invention.
図1乃至図3において、1は床スラブ、2は支柱、2aはベース部、2bは下部柱部、2cは上部柱部、2dは支持部、3はフロアパネル、3aは溝、3bは吹出孔、4は給気チャンバー、10は板状潜熱蓄熱材、15は潜熱蓄熱材支持体、16はベース部、17は支柱部、18は吊り下げシャフトをそれぞれ示している。
1 to 3, 1 is a floor slab, 2 is a column, 2a is a base part, 2b is a lower pillar part, 2c is an upper pillar part, 2d is a support part, 3 is a floor panel, 3a is a groove, 3b is blown out
床スラブ1上には支柱2が立設され、支柱2上に多数のフロアパネル3が敷設され、この構成により、フロアパネル3の下部即ち二重床内には給気チャンバー4が形成される。フロアパネル3には、複数の給気拡散用の溝3aが形成され、また、溝3a内に複数の吹出孔3bが形成されている。さらに、フロアパネル3の四隅には嵌合穴3cが形成されている。
A
フロアパネル3を支持する支柱2は、床スラブ1に接着材により固定されるベース部2aと、ベース部2a上に立設された下部柱部2bおよび上部柱部2cと、フランジ状の支持部2dとからなっている。フロアパネル3は、支柱2の支持部2dによって支持される。
The
板状潜熱蓄熱材10は、ベース部16と、このベース部16上に立設する支柱部17、支柱部17との間に渡された吊り下げシャフト18とから構成されており、この吊り下げシャフト18によって、複数の板状潜熱蓄熱材10をフロアパネル3直下に吊り下げられるようになっている。
The plate-like latent
板状潜熱蓄熱材10の高さは、一般的な冷房負荷の事務所ビルで、高さは50〜100mmとし、通常のOAフロア(二重床)の高さ(150mm〜200mm)に設置しても、板状潜熱蓄熱材10の下部に配線スペース、空調スペースを十分に確保することができるようになっている。
The plate-like latent
また、図3に示される一単位の潜熱蓄熱材支持体15に吊り下げる板状潜熱蓄熱材10の枚数は、空調負荷に合わせて4枚から13枚程度設置し(図の例では、11枚)、蓄熱量を調整するようにする。図3に示される一単位の潜熱蓄熱材支持体15は、上部からみたとき、フロアパネル3の大きさ(500mm×500mm)に略相似の形状とすることにより、配線工事時、施工時などに作業性を増すことができる。このような構成によって、本発明の全面床吹き出し空調システムでは、OAフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。
Further, the number of plate-like latent
次に、本発明の全面床吹出空調システムに用いる板状潜熱蓄熱材10について説明する。図4は本発明の実施の形態に係る全面床吹き出し空調システムに用いる板状潜熱蓄熱材を示す図である。図4(a)は板状潜熱蓄熱材10を側面から見た図であり、図4(b)は板状潜熱蓄熱材10を上面から見た図である。図4において、11は薄肉部、12は厚肉部、13は吊り下げ用穴部をそれぞれ示している。
Next, the plate-like latent
本発明に用いる潜熱蓄熱材は、概略、図4に示すような、略板状の潜熱蓄熱材であり、このような板状の潜熱蓄熱材は、ある程度の表面積を確保することでき、適度に蓄放熱を実現することができるために採用されるものである。ただ、本発明は必ずしもこのような潜熱蓄熱材を使用することに限定されるものではない。潜熱蓄熱材の主要素材としては、例えばパラフィンなどの相変化物質(Phase Change Material)が用いられ、このような潜熱蓄熱材によって空気との熱交換が行われる。 The latent heat storage material used in the present invention is roughly a plate-like latent heat storage material as shown in FIG. 4, and such a plate-like latent heat storage material can ensure a certain surface area, It is adopted because it can realize heat storage and heat dissipation. However, the present invention is not necessarily limited to using such a latent heat storage material. As a main material of the latent heat storage material, for example, a phase change material such as paraffin (Phase Change Material) is used, and heat exchange with air is performed by such a latent heat storage material.
上記のような、板状の潜熱蓄熱材は、従来例の粒状の潜熱蓄熱材に比べて、ある程度の大きさのバルクとして製造することが可能であるので、製造コストを下げることができ、蓄熱性能、放熱性能を維持しつつ、かつ安価に全面床吹出空調システムを施工することが可能となる。 Since the plate-like latent heat storage material as described above can be manufactured as a bulk having a certain size as compared with the granular latent heat storage material of the conventional example, the manufacturing cost can be reduced, and the heat storage It is possible to construct a full-floor floor air-conditioning system at low cost while maintaining performance and heat dissipation performance.
例えば、この潜熱蓄熱材は、ゲル剤などのポリマーに潜熱蓄熱材料を含浸させ担持させたものとして、潜熱蓄熱材料としては、上記のようなパラフィンなどの炭化水素化合物、芳香族化合物、有機脂肪酸や硫酸ナトリウム10水塩などの無機含水塩を含有するものとすることができる。なお、潜熱蓄熱材料を高分子吸着剤などの網目状分子に封じ込めたものを採用してもよいし、スポンジフィルタなどに潜熱蓄熱材料を担持させたものを採用してもよい。 For example, the latent heat storage material is obtained by impregnating and supporting a polymer such as a gel agent with a latent heat storage material. Examples of the latent heat storage material include hydrocarbon compounds such as paraffin as described above, aromatic compounds, organic fatty acids, An inorganic hydrate salt such as sodium sulfate decahydrate can be contained. In addition, a material in which a latent heat storage material is encapsulated in a network molecule such as a polymer adsorbent may be used, or a material in which a latent heat storage material is supported on a sponge filter or the like may be used.
潜熱蓄熱材による蓄熱量は、パラフィン70−90%含浸(かさ密度800kg/m3 の場合、潜熱120〜150J/g)の場合、厚さ30mm設置すると2880〜3600kJ/m2 となり、これは床スラブのみの躯体蓄熱を5時間行った蓄熱量1068kJ/m2 の2〜3倍となり、蓄熱量が増加する。 The amount of heat stored by the latent heat storage material is 2880-3600 kJ / m 2 when the thickness is 30 mm in the case of paraffin 70-90% impregnation (when the bulk density is 800 kg / m 3 , latent heat 120-150 J / g). It becomes 2 to 3 times the heat storage amount 1068 kJ / m 2 in which the housing heat storage of only the slab is performed for 5 hours, and the heat storage amount increases.
図4に示すように、板状潜熱蓄熱材10は厚さdの厚肉部12の周縁に、幅w、高さhの薄肉部11が形成される形状をなしており、薄肉部11の両端上方に吊り下げ用穴部13が設けられている。
薄肉部11に形成された吊り下げ用穴部13には、施工の際に吊り下げシャフト18が挿通されて、フロアパネル3直下に吊り下げられるようになっている。
As shown in FIG. 4, the plate-like latent
A
本発明の板状潜熱蓄熱材10は、粒状の潜熱蓄熱材に比べて、ある程度の大きさのバルクとして製造することが可能であり、製造コストを下げることができものであるが、その厚さdをあまり厚くすると熱交換性能が低減するので、その厚さは10mm以上20mm以下とすることが望ましい。
The plate-like latent
図5は本実施形態に用いる板状潜熱蓄熱材と比較例に係る板状潜熱蓄熱材とを比較する図である。図5は、板状潜熱蓄熱材の厚さdを変化に伴う、熱交換性能(K[W/mm2・℃]、放熱量[W])の変化を示す図である。一般的な事務所ビルの空調負荷を処理する範囲としては、放熱量が79.7W〜33.7W程度の潜熱蓄熱材を用いることで十分であることを鑑みて、本発明の全面床吹き出し空調システムに用いる板状潜熱蓄熱材10としては、厚さdを10mm以上20mm以下に設定している。
FIG. 5 is a diagram comparing the plate-like latent heat storage material used in the present embodiment and the plate-like latent heat storage material according to the comparative example. FIG. 5 is a diagram showing changes in heat exchange performance (K [W / mm 2 · ° C.], heat release [W]) accompanying changes in the thickness d of the plate-like latent heat storage material. In view of the fact that it is sufficient to use a latent heat storage material having a heat release amount of about 79.7 W to 33.7 W as a range for processing the air conditioning load of a general office building, the entire floor blowout air conditioning of the present invention. As the plate-like latent
また、板状潜熱蓄熱材10の幅wは400mm以上500mm以下とするのが好適である。これはフロアパネル3の1枚の大きさが500mm×500mmであるので、幅wを400mm以上500mm以下とすることで、設置時に一枚ごとのフロアパネル3に対応するようにして板状潜熱蓄熱材10を納めることが可能となる。これにより、配線工事時にはフロアパネル3単位で取り外すことで配線工事が可能となる。
The width w of the plate-like latent
また、板状潜熱蓄熱材10の高さhは50〜100mmとするのがよい。これは通常の二重床の高さが150mmから200mm程度であり、板状潜熱蓄熱材10を配置してもなお、配線スペース、空地スペースを確保することが可能となるためである。
The height h of the plate-like latent
以上のように構成される板状潜熱蓄熱材10の設置方法では、フロアパネル3を取り外し、床スラブ1上の4隅に潜熱蓄熱材支持体15を設置する。次に、各板状潜熱蓄熱材10の両端に開けられている吊り下げ用穴部13を利用して、必要とする蓄熱量に応じて必要な枚数(4枚から13枚程度)の板状潜熱蓄熱材10を吊り下げシャフト18に取り付ける。吊り下げシャフト18に設けられた板状潜熱蓄熱材10を潜熱蓄熱材支持体15に適当な方法によって取り付けて、これを給気チャンバー4内に収容する。
In the installation method of the plate-like latent
このように板状潜熱蓄熱材10が設置されたフロアでは、昼間空調時は空気が二重床の給気チャンバー4から室内へ流れるので、板状潜熱蓄熱材10を二重床の上部に保持されており、板状潜熱蓄熱材10の間を空気が通過するので、板状潜熱蓄熱材10と空気が効率よく接触して放熱できる。
In this way, on the floor where the plate-like latent
また、夜間も板状潜熱蓄熱材10に冷風を吹き付け蓄熱するので板状潜熱蓄熱材10を通気可能となる。
Moreover, since the plate-like latent
以上のような本発明の全面床吹き出し空調システムによれば、蓄熱材自体の製造コストを抑制することができ、蓄熱性能、放熱性能を維持しつつ、かつ安価に全面床吹出空調システムを施工することが可能となる。 According to the entire floor blowing air conditioning system of the present invention as described above, the manufacturing cost of the heat storage material itself can be suppressed, and the entire floor blowing air conditioning system is constructed at low cost while maintaining the heat storage performance and the heat radiation performance. It becomes possible.
次に、以上のようにして構成される潜熱蓄熱材を収容する板状潜熱蓄熱材10が用いられてなる全面床吹き出し空調システムについて説明する。図6は、本発明の実施の形態に係る全面床吹き出し空調システムの昼間放熱運転の様子を示す図であり、図7は、本発明の実施の形態に係る全面床吹き出し空調システムの夜間蓄熱運転の様子を示す図である。図6及び図7において(A)は全面床吹き出し空調システムであり、(B)全面床吹き出し空調システムの各ダンパによる調節風量比を示している。なお、これまでに説明した符号番号が付された部位は先の説明と同様のものである。
Next, an entire floor blowout air conditioning system using the plate-like latent
本発明の全面床吹き出し空調システムを図6及び図7を参照して説明する。図中符号5は空調対象室、6はその天井面、7は還気チャンバーとしての天井チャンバー、8は空調機である。また、図中MD1乃至MD4は、ダクト中に設けられるダンパである。
The entire floor blowing air conditioning system of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure,
図6の昼間放熱運転においては、空調機8は、内蔵している冷却器、加熱器、加湿器、フィルタ(いずれも図示略)により温湿度調整と粉塵除去などを行い、送風機9により給気ダクト21、吹出口3b(不図示)を通して室内に給気SAを供給し、天井面6に設けた不図示の吸込口から還気RAを天井チャンバー7に吸い込み、主還気口31から排気ダクト22を通して空調機5に戻して循環させるようになっている。
In the daytime heat radiation operation of FIG. 6, the
なお、還気RAの一部は排気EAとして天井還気ダクト22系統により外部に排気し、それに見合う量の外気OAを外気吸入ダクト24から取り入れるようになっている。また、外気吸入ダクト24と排気ダクト22の間には図示するようにバイパスダクト25が接続される。
A part of the return air RA is exhausted to the outside through the ceiling
図6の昼間放熱運転においては、ダンパMD1乃至MD4を通る各ダンパの定格に対する風量比が図6(B)に示されるようになるよう各ダンパが調整される。昼間放熱運転においては、ダンパMD2の風量比は0とさせるように閉じられる。これに対して、図7の夜間蓄熱運転においては、ダンパMD1乃至MD4を通る風量比が図7(B)に示されるようになるよう各ダンパが調整される。 In the daytime heat radiation operation of FIG. 6, each damper is adjusted such that the air volume ratio with respect to the rating of each damper passing through the dampers MD1 to MD4 is as shown in FIG. In the daytime heat radiation operation, the air volume ratio of the damper MD2 is closed so as to be zero. On the other hand, in the night heat storage operation of FIG. 7, each damper is adjusted so that the air volume ratio passing through the dampers MD1 to MD4 is as shown in FIG. 7B.
給気チャンバー4には副還気口32が設けられており、副還気口32から床下還気ダクト23を通して空調機5に戻して循環可能に構成されている。本発明の全面床吹き出し空調システムの夜間蓄熱運転においては、副還気口32から床下還気ダクト23を通して空調機5に戻して循環させると同時に、空調対象室5からも還気RAを天井チャンバー7に吸い込み、主還気口31から天井還気ダクト22を通して空調機5に戻して循環させるようになっている。この時の風量比を図7(B)に示すものとなるように各ダンパをコントロールすると、潜熱蓄熱材が効率的に蓄熱される。
The
次に、本発明の比較例として、床スラブ1の蓄熱のみを用いた全面床吹き出し空調システムについて説明する。図8は、比較例に係る全面床吹き出し空調システムの昼間放熱運転の様子を示す図であり、図9は、比較例に係る全面床吹き出し空調システムの夜間蓄熱運転の様子を示す図である。図8及び図9において、これまでに説明した符号番号が付された部位は先の説明と同様の構成であることを示している。また、図8及び図9において(A)は比較例の全面床吹き出し空調システムであり、(B)全面床吹き出し空調システムの各ダンパによる調節風量比を示している。この比較例においては、潜熱蓄熱材は用いられないので板状潜熱蓄熱材10に係る構成がない。
Next, as a comparative example of the present invention, a full floor blowout air conditioning system using only the heat storage of the
特に比較例に係る全面床吹き出し空調システムでは、図9の夜間蓄熱運転においては、ダンパMD2の風量比が0となることが、潜熱蓄熱材を用いた本発明の全面床吹き出し空調システムと大きく異なる。このため、図示しているものの、比較例に係る全面床吹き出し空調システムでは、副還気口32と床下還気ダクト23とダンパMD2は不要の構成となる。
In particular, in the entire floor blowing air conditioning system according to the comparative example, the air volume ratio of the damper MD2 becomes 0 in the nighttime heat storage operation of FIG. 9, which is greatly different from the entire floor blowing air conditioning system of the present invention using the latent heat storage material. . For this reason, although illustrated, in the full-floor blowing air conditioning system according to the comparative example, the auxiliary
以上、本発明の全面床吹き出し空調システムによれば、OAフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。 As described above, according to the entire floor blowing air-conditioning system of the present invention, it is possible to improve the heat storage performance and the heat radiation performance while maintaining the function as the OA floor and to realize an inexpensive construction.
なお、以上、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇に入るものである。 Although various embodiments have been described above, embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention.
1・・・床スラブ、2・・・支柱、2a・・・ベース部、2b・・・下部柱部、2c・・・上部柱部、2d・・・支持部、3・・・フロアパネル、3a・・・溝、3b・・・吹出孔、4・・・給気チャンバー、10・・・板状潜熱蓄熱材、11・・・薄肉部、12・・・厚肉部、13・・・吊り下げ用穴部、15・・・潜熱蓄熱材支持体、16・・・ベース部、17・・・支柱部、18・・・吊り下げシャフト、21・・・給気ダクト、22・・・天井還気ダクト、23・・・床下還気ダクト、24・・・外気吸入ダクト、25・・・バイパスダクト、31・・・主還気口、32・・・副還気口
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該床スラブ上に設けられ吹出孔が形成されたフロアパネルと、
該床スラブと該フロアパネルとの間に配置されると共に、厚肉部と該厚肉部の周縁に形成された薄肉部とからなり、空気と直接熱交換が可能な板状潜熱蓄熱材と、
該板状潜熱蓄熱材を支持する潜熱蓄熱材支持体と、からなり、
該板状潜熱蓄熱材の該薄肉部の両端には吊り下げ用穴部が設けられ、該板状潜熱蓄熱材は該吊り下げ用穴部を利用に吊り下げシャフトが挿通されることで、該潜熱蓄熱材支持体によって、該板状潜熱蓄熱材の板状の該厚肉部が該床スラブに対して垂直となるように該フロアパネル側から吊り下げられることを特徴とする全面床吹き出し空調システム。 Floor slabs,
A floor panel provided on the floor slab and formed with blowout holes;
A plate-like latent heat storage material which is disposed between the floor slab and the floor panel, and which is composed of a thick part and a thin part formed at the periphery of the thick part, and is capable of directly exchanging heat with air; ,
A latent heat storage material support for supporting the plate-like latent heat storage material,
A suspension hole is provided at both ends of the thin portion of the plate-like latent heat storage material, and the plate-like latent heat storage material is inserted into a suspension shaft using the suspension hole, The entire floor blowout air conditioning system, wherein the plate-like thick portion of the plate-like latent heat storage material is suspended from the floor panel side by the latent heat storage material support so as to be perpendicular to the floor slab. system.
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