JP5551004B2 - 床吹出し空調システム - Google Patents

Description

本発明は、オフィス空間における床吹出し（アンダーフロア）方式の空調システムに関する。

ＯＡフロアを活用したアンダーフロア空調システムは広く利用されており、夏期のクールビズに対応した温熱環境の向上や個別空調化が求められるようになってきた。

近年のアンダーフロア型空調システムでは、天井内の気密性を高め空調空気を流通させる天井内チャンバー方式が一般的になってきた。天井内チャンバー方式では、空調対象室内の天井面からレターン空気（戻り空気・還気）を吸い込むようにしているが、冷房時期において、室内を冷房した後の還気を天井面から吸い込むため、ＯＡ機器や照明負荷などの室内熱負荷によってさらに温度が高くなっている室内空気の全体を天井チャンバー内から冷房運転中の空調機に還すことになり、余分なエネルギを必要としている。

特開平６−７４４６８「空気調和機および空気調和システム」では、空調すべき室の窓際天井に第１開口を設け、空調すべき室の窓際下部に第２開口を設けて、ダンパで切り替えることにより、窓面で温められた暖気あるいは窓面で冷却された冷気の循環方法を改善し、空調効率を向上させようとしている。

特開２００９−６３２２４「空調システム」では、外気の流量を制御する外吸気ダンパーと、室内天井面近くの壁面に設けた排気シャッターとで空調効率を向上させるように構成している。

本発明の目的は、床吹出し方式のオフィス空調において、余分な熱負荷を調整して省エネルギ運転を可能とすることにある。

本発明は、空調対象室と水平方向に隣接して空調機を収納した空調機械室が配置され、さらに空調対象室と空調機械室の下方に共通の床下空間が配置されて成る一般的な床吹出し方式の空調システムの改良に関する。

本発明の床吹出し方式の空調システムでは、天井から複数の照明器具を吊り下げた空調対象室が設けられ、前記空調対象室と水平方向に隣接して空調機を収納した空調機械室が配置され、さらに空調対象室と空調機械室の下方に共通の床下空間が配置されている。また、この床吹出し方式の空調システムでは、前記照明器具の根元付近の水平面を仮想天井と仮定して、冷房時期には、前記仮想天井より上側の天井付近を熱溜まり領域とし、前記照明器具の水平面を照明負荷領域とし、前記照明負荷領域の下側を空調循環領域と想定一方、暖房時期には、前記仮想天井より上側の天井付近を熱溜まり領域とし、前記仮想天井より下側を空調循環領域と想定している。そして、この空調システムでは、前記照明負荷領域の下端に対応させて前記空調対象室と空調機械室との間の仕切り壁に第１の還気吸込口が形成され、且つ、前記熱溜まり領域に臨ませて前記仕切り壁に第２の還気吸込口が形成され、第１と第２の還気吸込口は前記空調機械室内に設けられた第１還気吸込口用切り替えダンパーと第２還気吸込口用切り替えダンパーとにそれぞれ接続され、空調対象室内の天井付近に排気吸込口が設けられ、当該排気吸込口に供給外気に応じた排気が可能となるような変風量ユニットが接続され、当該変風量ユニットの下流側は排気系統に接続されている。

しかも、本発明の空調システムにおいて、冷房時には前記第１還気吸込口用切り替えダンパーが開放され、前記第２還気吸込口用切り替えダンパーが閉鎖され、前記変風量ユニットが供給外気の風量に応じて制御され、天井よりかなり下方の空調後還気を前記空調機械室へと排出し、天井付近の熱溜まり空気を前記排気吸込口から前記変風量ユニットを通じて前記排気系統へと排出してその熱を逃がす。また、暖房時には前記第１還気吸込口用切り替えダンパーが閉鎖され、前記第２還気吸込口用切り替えダンパーが開放され、前記変風量ユニットが閉鎖されて、天井付近の熱溜まり空気を前記排気系統へ排気することなく前記空調機械室へと排出してその熱を利用するようになっている。

かかる構成に基づき、本発明による空調システムでは、冷房時には天井よりかなり下方の空調後還気を前記空調機械室へと排出し、かつ天井付近の熱溜まり空気を前記空調機械室とは別の方向へと排出してその熱を逃がすようになっているので、空調効率を高めて省エネルギを図ることができる。
また、暖房時には天井付近の熱溜まり空気を前記空調機械室へと排出してその熱を利用するようになっているので、同様に空調効率を高めて省エネルギを図ることができる。
これにより、空調運転費の削減とＣＯ₂ の削減が可能になる、などの利点が得られる。

本発明による空調システムの冷房運転時を表す断面図。 本発明による空調システムの暖房運転時を表す断面図。

図１は本発明に基づく床吹出し方式の空調システムの冷房時を表し、図２は暖房時を表している。この空調システムでは、空調対象室１０と水平方向に隣接して空調機１２を収納した空調機械室１４が配置され、さらに空調対象室１０と空調機械室１２の下方に共通の床下空間１６が配置されている。従来の床吹出し空調システムと同様に、空調機械室１４に供給外気ＳＯＡが導入され、変風量ユニットＶＡＶで調整された空気流量が空調機１２へと送られ、インバータ制御のファン１８によって床下空間１６へと送給され、オフィス空間の床面に設けられた床吹出口２０からオフィス空間内へと流入するように構成されている。

本発明の特徴に基づき、空調対象室１０と空調機械室１４との間の仕切り壁２２に第１と第２の還気吸込口２４，２６がそれぞれ低位置と高位置との２段に形成され、第１と第２の還気吸込口２４，２６は空調機械室１４内に設けられた第１還気吸込口用切り替えダンパー（モーターダンパーＭＤ）２８と第２還気吸込口用切り替えダンパー３０とにそれぞれ接続されている。
また、床吹出口２０にも床面からの給気をＯＮ−ＯＦＦするための切り替えダンパーを設けることができる。

空調対象室内の天井付近には器具ボックスが取り付けられ、その内部に排気吸込口３２が設けられ、排気吸込口３２の下流側には全閉可能な変風量ユニットＶＡＶ３４が接続されている。変風量ユニットＶＡＶ３４の下流側は排気系統へと接続され、排気ファン等を介して屋外へ排気される。この排気吸込口３２での風量は、供給外気ＳＯＡの供給外気風量とほぼ同じ風量となるが、ＶＡＶ特性制御により変化させることができる。最大吸い込み風量はＳＯＡ系統の供給風量と同じになるが、オフィス空間の在室人数によって供給外気量ＳＯＡが制御される場合は、それに応じて排気風量も制御することができる。

冷房時には第１還気吸込口用切り替えダンパー２８が開放され、第２還気吸込口用切り替えダンパー３０が閉鎖され、変風量ユニットＶＡＶ３４が供給外気ＳＯＡの風量に応じて制御される。かくして、天井よりかなり下方の空調後還気を空調機械室１４へと排出し、天井付近の熱溜まり空気は排気吸込口３２から変風量ユニットＶＡＶ３４を通じて排気系統へと排出してその熱を逃がす。

暖房時には第１還気吸込口用切り替えダンパー２８が閉鎖され、第２還気吸込口用切り替えダンパー３０が開放され、変風量ユニットＶＡＶ３４が全閉される。かくして、天井付近の熱溜まり空気は、排気系統へと排出することなく、空調機械室１４へと排出してその熱を暖房に利用するようになっている。

図１及び図２において、照明器具４０の根元付近の水平面を仮想天井４２と仮定すると、冷房時期を表す図１では、右側に示すように、天井付近に熱溜まり領域Ａ、照明器具４０の水平面に照明負荷領域Ｂ、その下側に空調循環領域Ｃが形成されることが想定される。一方、暖房時期を表す図２では、天井付近に熱溜まり領域Ａ、その下側に空調循環領域Ｃが形成されることが想定される。尚、図１，図２から明らかなように、照明器具４０は空調対象室１０の天井から複数吊り下げられている。また、図１から明らかなように、第１の還気吸込口２４は照明具領域Ｂの下端に対応させて仕切り壁２２に形成され、第２の還気吸込２６は熱溜まり領域Ａに臨ませて仕切り壁２２に形成されている。

本発明による効果を確かめるために、数値流体シミュレーション実験を行った。第１の還気吸込口２４の下端を床上２．００ｍ、第２の還気吸込口２６の下端を床上２．４５ｍとし、床上０．１ｍ、１．５ｍ、及び４種類の断面について、温度分布及び風速分布を求めた結果、本発明による一定の効果を確認することができた。

以上詳細に説明した如く、本発明による空調システムによれば、冷房時には天井付近の熱溜まり空気を排出してその熱を逃がし、暖房時には天井付近の熱溜まり空気の熱を利用するようになっているので、空調効率を高めて省エネルギを図ることができ、空調運転費の削減とＣＯ₂ の削減が可能になるなど、前述したような多くの利点が得られ、その技術的価値には極めて顕著なものがある。

１０ 空調対象室 １２ 空調機
１４ 空調機械室 １６ 床下空間
２２ 仕切り壁 ２４，２６ 還気吸込口
２８，３０ ダンパー ３２ 排気吸込口
３４ 変風量ユニットＶＡＶ

Claims (1)

1. 天井から複数の照明器具を吊り下げた空調対象室が設けられ、前記空調対象室と水平方向に隣接して空調機を収納した空調機械室が配置され、さらに空調対象室と空調機械室の下方に共通の床下空間が配置されて成る床吹出し方式の空調システムにおいて、
   前記照明器具の根元付近の水平面を仮想天井と仮定して、冷房時期には、前記仮想天井より上側の天井付近を熱溜まり領域とし、前記照明器具の水平面を照明負荷領域とし、前記照明負荷領域の下側を空調循環領域と想定する一方、暖房時期には、前記仮想天井より上側の天井付近を熱溜まり領域とし、前記仮想天井より下側を空調循環領域と想定すると共に、
   前記照明負荷領域の下端に対応させて前記空調対象室と空調機械室との間の仕切り壁に第１の還気吸込口が形成され、且つ、前記熱溜まり領域に臨ませて前記仕切り壁に第２の還気吸込口が形成され、
   第１と第２の還気吸込口は前記空調機械室内に設けられた第１還気吸込口用切り替えダンパーと第２還気吸込口用切り替えダンパーとにそれぞれ接続され、
   空調対象室内の天井付近に排気吸込口が設けられ、当該排気吸込口に供給外気に応じた排気が可能となるような変風量ユニットが接続され、当該変風量ユニットの下流側は排気系統に接続されており、
   冷房時には前記第１還気吸込口用切り替えダンパーが開放され、前記第２還気吸込口用切り替えダンパーが閉鎖され、前記変風量ユニットが供給外気の風量に応じて制御され、
   天井よりかなり下方の空調後還気を前記空調機械室へと排出し、天井付近の熱溜まり空気を前記排気吸込口から前記変風量ユニットを通じて前記排気系統へと排出してその熱を逃がし、
   暖房時には前記第１還気吸込口用切り替えダンパーが閉鎖され、前記第２還気吸込口用切り替えダンパーが開放され、前記変風量ユニットが閉鎖されて、天井付近の熱溜まり空気を前記排気系統へ排気することなく前記空調機械室へと排出してその熱を利用するようになっていることを特徴とする床吹出し方式の空調システム。

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