JP7057222B2 - 床吹出器具用の環状熱交換器及びその環状熱交換器が装備された床吹出器具 - Google Patents

Description

本発明は、床吹出器具用の環状熱交換器及びその環状熱交換器が装備された床吹出器具に関する。
詳しくは、床吹出器具における吹出口部に対する背面視で前記吹出口部に向かう放射状の空気流動経路に配置される床吹出器具用の環状熱交換器、及び、その環状熱交換器が装備された床吹出器具に関する。

床吹出器具は、床に設置されて、床下空間に供給された調整空気を床上空間に吹き出すことで、その設置箇所の近傍における床上空間の快適性を確保しようとするものであるが、暑さ寒さの感覚には個人差があることから、対策として、床吹出器具に風量調整ダンパが装備されて、この風量調整ダンパの開度を調整することで床吹出器具の吹出口部から床上空間に吹き出される調整空気の吹出風量が調整されるようにし、このダンパ開度調整による吹出風量の調整により、暑さ寒さの感覚の個人差に対して対応するようにした床吹出器具がある。（特許文献１）

また、送風ファンを装備した床吹出器具では、送風ファンの出力を調整することで床吹出器具の吹出口部から床上空間に吹き出される調整空気の吹出風量が調整されるようにし、このファン出力調整による吹出風量の調整により、暑さ寒さの感覚の個人差に対して対応するようにした床吹出器具もある。（特許文献２）

特開２００４－２０５０８０号公報 特開２００５－２８２９１７号公報

しかし、床吹出器具では、居者の足元近くに調整空気が吹き出されることから、天井吹出器具などに比べて居者が気流ドラフトを感じ易く、そのため吹出風速に制約があることで吹出風量の調整範囲が小さく制限されてしまう。

これが原因で、床下空間の空気がそのまま床上空間に吹き出される従来の床吹出器具では、吹出風量を調整するにしても、暑さ寒さの感覚の個人差に対して十分に対応できない場合が生じ易い問題、換言すれば、個別空調の機能性が未だ低い問題があった。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、床吹出器具に対する合理的な改良により上記問題が効果的に解消されるようにする点にある。

本発明の第１特徴構成は、床吹出器具用の環状熱交換器に係り、その特徴は、
床吹出器具における吹出口部に対する背面視で前記吹出口部に向かう放射状の空気流動経路に配置される床吹出器具用の環状熱交換器であって、
環状の屈曲形状に形成された伝熱管が設けられるとともに、前記伝熱管に接続されたタッピングユニットが設けられ、
前記伝熱管は、前記吹出口部に対する背面視において前記吹出口部を囲む状態で前記放射状の空気流動経路に配置され、
前記伝熱管の熱媒入口側の端部と前記伝熱管の熱媒出口側の端部とが前記タッピングユニットに接続され、
前記タッピングユニットの外面部には、熱媒往き管が接続される入口側の管接続具と熱媒還り管が接続される出口側の管接続具とが設けられ、
前記タッピングユニットの内部には、前記伝熱管の熱媒入口と前記入口側の管接続具とを連通させる入口側連通路、及び、前記伝熱管の熱媒出口と前記出口側の管接続具とを連通させる出口側連通路が形成され、
環状形状に形成された複数の板状基材が設けられ、
複数の前記板状基材は、それら板状基材の各々が前記吹出口部に対する背面視において前記吹出口部を囲む状態で、かつ、それら板状基材どうしの間が前記放射状の空気流動経路になる状態に間隔を開けて配置され、
多数の伝熱フィンが前記吹出口部に対する背面視で放射状に配置されて、前記伝熱フィンの夫々が、隣り合う前記板状基材どうしの間に亘る状態で、それら隣り合う前記板状基材の夫々に連結され、
前記伝熱管は、放射状に配置された多数の前記伝熱フィンの夫々に対する貫通状態で、前記放射状の空気流動経路に配置されている点にある。

この環状熱交換器では、入口側の管接続具に接続された熱媒往き管を通じて熱媒が伝熱管に供給され、熱媒往き管から供給された熱媒は、入口側の管接続具－タッピングユニット内部の入口連通路－環状屈曲形状の伝熱管－タッピングユニット内部の出口側連通路－出口側の管接続具－熱媒還り管の順に通過する。

この為、この環状熱交換器を装備した床吹出器具では、床下空間から上記の放射状の空気流動経路を通じ吹出口部に送られて、吹出口部から床上空間に吹き出される空気が、放射状の空気流動経路を通過する過程において、その放射状の空気流動経路に配置された伝熱管の管内を流れる熱媒と熱交換することで冷却又は加熱される。

したがって、床下空間における空気がそのまま床上空間に吹き出される従来の床吹出器具に比べて、床吹出器具の設置箇所近傍の床上空間における居者が感じる暑さや寒さを、環状熱交換器による吹出空気の加熱又は冷却により一層効果的に解消することができ、そのことから、床上空間における居者の暑さ寒さの感覚の個人差に対しても、環状熱交換器による冷却量又は加熱量を変化させることで一層効果的に対応することができ、これにより、個別空調の機能性を効果的に向上させることができる。

また、上記第１特徴構成では、
環状形状に形成された複数の板状基材が設けられ、
複数の前記板状基材は、それら板状基材の各々が前記吹出口部に対する背面視において前記吹出口部を囲む状態で、かつ、それら板状基材どうしの間が前記放射状の空気流動経路になる状態に間隔を開けて配置され、
多数の伝熱フィンが前記吹出口部に対する背面視で放射状に配置されて、前記伝熱フィンの夫々が、隣り合う前記板状基材どうしの間に亘る状態で、それら隣り合う前記板状基材の夫々に連結され、
前記伝熱管は、放射状に配置された多数の前記伝熱フィンの夫々に対する貫通状態で、前記放射状の空気流動経路に配置されているから、次の効果も併せて得ることができる。

つまり、この構成では、放射状の空気流動経路を通過する空気と伝熱管の管内を通過する熱媒との間の伝熱面積が多数の伝熱フィンにより大きく確保される。

この為、放射状の空気流動経路を通過する空気と伝熱管の管内を流れる熱媒との熱交換が大きな伝熱面積を介して効率良く行われる。

したがって、吹出口部から床上空間に吹き出される空気をさらに効率良く冷却又は加熱することができ、その分、床上空間における居者の暑さ寒さの感覚の個人差に対する対応性を一層高めることができる。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
複数の前記板状基材のうち前記吹出口に対する直交方向において前記吹出口部から最も離れた板状基材である底部板状基材は、その底部板状基材における環状形状の中央孔部分が閉塞板により閉塞されている点にある。

この構成によれば、底部板状基材における環状形状の中央孔部分を通じて吹出口部に向う床下空気の流れを上記閉塞板により阻止することができる。

したがって、吹出口部から床上空間に吹き出させる空気は、そのほぼ全量について確実に放射状の空気流動経路を通過させて、伝熱管の管内を流れる熱媒と熱交換させることができ、これにより、吹出口部から床上空間に吹き出させる空気を一層効率良く冷却又は加熱することができる。
なお、本発明の第３特徴構成として、前記底部板状基材と前記閉塞板とは、それら底部板状基材と閉塞板とが一体化された一枚の円板状材として形成されていてもよい。

本発明の第４特徴構成は、第１～第３特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
複数の前記伝熱管が、前記吹出口部に対する直交方向に分散された状態で前記空気流動経路に配置され、
前記タッピングユニットの内部には、複数の前記伝熱管を直列に連通させる渡り連通路と、
その直列連通において最も上流側に位置する前記伝熱管の前記熱媒入口と前記入口側の管接続具とを連通させる前記入口側連通路と、
前記直列連通において最も下流側に位置する前記伝熱管の前記熱媒出口と前記出口側の管接続具とを連通させる前記出口側連通路とが形成されている点にある。

この構成では、例えば２本の伝熱管が放射状の空気流動経路に配置されている場合、入口側の管接続具に接続された熱媒往き管を通じて供給される熱媒は、入口側の管接続具－タッピングユニット内部の入口側連通路－上流側の伝熱管－タッピングユニット内部の渡り連通路－下流側の伝熱管－タッピングユニット内部の出口側連通路－出口側の管接続具－熱媒還り管の順に通過する。

この為、床下空間から放射状の空気流動経路を通じ吹出口部に送られて、吹出口部から床上空間に吹き出される空気は、放射状の空気流動経路を通過する過程において、複数本の伝熱管夫々の管内を流れる熱媒との熱交換により冷却又は加熱される。

したがって、吹出口部から床上空間に吹き出される空気を複数本の伝熱管により一層効率良く冷却又は加熱することができ、その分、床上空間における居者の暑さ寒さの感覚の個人差に対する対応性を一層高めることができる。

本発明の第５特徴構成は、第４特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記タッピングユニットは、箱状のケースと前記ケースの内部に設けられた仕切板とにより形成され、
前記渡り連通路と前記入口側連通路と前記出口側連通路とは、前記ケースの内部において前記仕切板により区画されている点にある。

この構成では、箱状ケースの内部を仕切板により区画することで、渡り連通路と入口側連通路と出口側連通路との夫々を形成するから、例えばタッピングユニットを形成するブロック状の鋼材に穿孔することで、それら連通路の夫々を形成するのに比べて、タッピングユニットの製作を容易にするとともに、タッピングユニットを軽量化することができ、これにより、環状熱交換器の製作コストを安価にすることができ、また、床吹出器具に対する環状熱交換器の装備も容易にすることができる。

本発明の第６特徴構成は、第１～第５特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記タッピングユニットは、前記板状基材の環状形状における環状方向の一部箇所において、隣り合う前記板状基材どうしの間に亘る状態で、それら隣り合う前記板状基材の夫々に連結されている点にある。

この構成によれば、タッピングユニットが板状基材どうしの間に挟まれた状態で、それら板状基材に連結されるから、環状熱交換器におけるタッピングユニットの取り付け強度を大きく確保することができ、これにより、熱媒往き管及び熱媒還り管が接続されるタッピングユニットに対する支持強度を効果的に高めることができる。

本発明の第７特徴構成は、第１～第６特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
複数の前記板状基材のうち、前記吹出口部に対する直交方向において前記吹出口部から最も離れた板状基材である底部板状基材と、その下方に位置する支持体との間に介在させるジャッキ機構が設けられている点にある。

この構成では、底部板状基材と下方の支持体との間の離間寸法が種々異なることに対しても、底部板状基材と支持体との間に介在させたジャッキ機構の伸長寸法を調整することで、このジャッキ機構を介して環状熱交換器を支持体により十分な支持強度で支持することができる。

本発明の第８特徴構成は、第１～第７特徴構成のいずれかの環状熱交換器が装備された床吹出器具に係り、その特徴は、
前記放射状の空気流動経路を通じ器具外周囲の空気を吸入して、吸入した空気を前記吹出口部に送風するファンが設けられ、
前記ファンが前記伝熱管の環状屈曲形状における内方部に配置されている点にある。

この構成によれば、器具外周囲の床下空気がファンの吸引機能により放射状の空気流動経路を通じて伝熱管の環状屈曲形状における内方側に吸入され、そして、吸入された空気がファンの送風機能により吹出口部を通じて床上空間に吹き出される。

したがって、伝熱管の環状屈曲形状における内方部を利用してファンを装備したコンパクトな構造にしながらも、通風抵抗となる伝熱管の存在にかかわらず所要風量の空気を吹出口部から床上空間へ確実に吹き出させることができる。

本発明の第９特徴構成は、第８特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ファンにより送風された空気の一部が前記ファンと前記吹出口部との間から分流する分流路が設けられるとともに、ダクト接続部が設けられ、
前記分流路を通じて分流された空気が前記ダクト接続部を通じて、前記ダクト接続部に接続された送風ダクトに送出される点にある。

この構成では、伝熱管の管内を流れる熱媒との熱交換により冷却又は加熱された空気を、床吹出器具の吹出口部から床上空間に吹き出させるのに併行して、冷却又は加熱された空気の一部（即ち、分流された空気）を、ダクト接続部に接続された送風ダクトを通じて床上空間における適当箇所に吹き出させることができる。

したがって、床吹出器具における吹出口部からの調整空気の吹き出しだけで床上空間における調整対象域の状態を調整するのに比べ、床上空間における調整対象域の状態を一層効果的に調整することができ、また、そのことで床上空間における調整対象域の快適性も一層効果的に高めることができる。

空調システムの構成図 床吹出器具の平面図 床吹出器具に装備した環状熱交換器の横断面図 環状熱交換器の斜視図 タッピングユニットの構造図 配管システムにおける冷房期の熱媒流れ状態を示す図 配管システムにおける暖房期の熱媒流れ状態を示す図 別実施形態を示す配管システムの構成図 別実施形態を示す環状熱交換器の横断面図 別実施形態を示す空調システムの構成図

図１は空調対象室１における空調システムを示し、空調対象室１には複数の机２が設置されており、複数の人員（居者）が在室する。

空調対象室１の天井３には、複数の天井吹出器具４が照明器具などと共に分散状態で設置されており、空調対象室１の天井裏空間５は、複数の天井吹出器具４に対する共通の給気チャンバとして利用されている。

即ち、別置の空調機６において温湿度が調整された調整空気ＳＡは、給気ファン７により給気ダクト８を通じて天井裏空間利用の給気チャンバ５に供給され、この給気チャンバ５に供給された調整空気ＳＡが、各天井吹出器具４から空調対象室１の室内に吹き出される。

なお、各天井吹出器具４に対して空調機６からの給気ダクト８が分岐ダクトを介してダクト接続される方式が採用されてもよい。

空調対象室１の室壁９には壁吸込器具１０が設置されており、この壁吸込器具１０から延設された還気ダクト１１が空調機６の還気口に接続されている。

即ち、天井吹出器具４から調整空気ＳＡが吹き出されるのに併行して、空調対象室１における室内の空気ＲＡは壁吸込器具１０に吸い込まれ、壁吸込器具１０に吸い込まれた空気ＲＡは、還気ファン１２により還気ダクト１１を通じて空調機６に戻される。

また、壁吸込器具１０に吸い込まれた空気ＲＡのうちの一部は、空調対象室１に対する換気を目的として、還気ダクト１１から分岐された排気ダクト１３を通じ排出空気ＥＡとして屋外に排出される。

空調機６の還気口に戻された空気ＲＡは、外気取入ダクト１４を通じて屋外から空調機６に取り入れられた換気用の新鮮空気ＯＡ（即ち、外気）と空調機６の内部で混合され、この混合空気ＲＡ・ＯＡの温湿度が、空調機６における冷却コイル６ａ，加熱コイル６ｂ，加湿器６Ｃなどにより調整される。

空調機６において温湿度が調整された混合空気ＲＡ・ＯＡは、調整空気ＳＡとして給気ダクト８を通じ再び給気チャンバ５に給送されて、天井吹出器具４から空調対象室１に吹き出される。

空調対象室１の床１５は、躯体スラブ１６との間に間隔を空けて設置された所謂二重床構造になっており、床１５と躯体スラブ１６との間の床下空間１７は床下チャンバとして利用されている。

床１５における通路部分１５ａには、複数の床吸込器具１８が分散状態で設置されており、一方、床１５における各机２の机下部分１５ｂには、床吹出器具１９が設置されている。

これら床吸込器具１８及び床吹出器具１９の夫々は、それらの上面部が床１５の上面と同一面状になる状態で床１５に設置されており、各床吹出器具１９には吹出ファン２０が装備されている。

即ち、各床吹出器具１９における吹出ファン２０の運転により、床下空間１７における空気ＲＡ′が床吹出器具１９を通じて各机２の机下空間に吹き出される。

また、各床吹出器具１９における吹出ファン２０の運転に伴い、空調対象室１の室内空気ＲＡが通路部分１５ａの各床吸込器具１８を通じて床下空間１７に取り入れられる。

図２及び図３に示されるように、床吹出器具１９には環状熱交換器２２が装備されており、吹出ファン２０の運転により床下空間１７から各床吹出器具１９に吸入された空気ＲＡ′は、この環状熱交換器１９により冷却又は加熱されて温度が再調整され、この温度調整された空気ＲＡ′が、床吹出空気ＦＡとして、床吹出器具１９の上面吹出口部１９ａから床上の机下空間に吹き出される。

床吹出器具１９は籠状ケース１９ｂを備えており、この籠状ケース１９ｂの上面側の開口部に、多数の吹出孔ａが形成された円盤状の吹出口部１９ａが取り付けられている。そして、吹出ファン２０は、この籠状ケース１９ｂの内部に装備されている。

籠状ケース１９ｂの周面部には、ケース周方向に並ぶ複数の空気取入口２３が形成されており、ケース内の吹出ファン２０が運転されると、床下空間１７における周囲の空気ＲＡ′が、吹出ファン２０の吸引機能により空気取入口２３を通じて籠状ケース１９ｂ内に吸入され、この吸入空気ＲＡ′が床吹出空気ＦＡとして吹出ファン２０の送風機能により、吹出口部１９における複数の吹出孔ａを通じて上方の机下空間に吹き出される。

図４は、床吹出器具１９に装備される環状熱交換器２２を示し、この環状熱交換器２２は、床吹出器具１９において籠状ケース１９ｂの外周囲（即ち、吹出口部１９ａに対する背面視で吹出口部１９ａに向かう放射状の空気流動経路Ｋ）に配置される。

環状熱交換器２２は、２本の伝熱管２４ａ，２４ｂ、及び、これら伝熱管２４ａ，２４ｂが接続されたタッピングユニット２５を備えており、各伝熱管２４ａ，２４ｂは、吹出口部１９ａに対する背面視において籠状ケース１９ｂを囲む環状の屈曲形状に形成されている。

２本の伝熱管２４ａ，２４ｂは、上下方向（即ち、吹出口部１９ａに対する直交方向）に分散されて配置されており、これら伝熱管２４ａ，２４ｂ夫々の熱媒入口側の端部と熱媒出口側の端部とが、タッピングユニット２５の各側面部に接続されている。

また、タッピングユニット２５の正面部には、熱媒往き管２６ａが接続される入口側の管接続具２７ａと、熱媒還り管２６ｂが接続される出口側の管接続具２７ｂとが設けられている。

図５に示されるように、タッピングユニット２５の内部には、渡り連通路ｒｍと入口側連通路ｒｉと出口側連通路ｒｏとが形成されており、２本の伝熱管２４ａ，２４ｂは渡り連通路ｒｍにより直列に連通されている。

また、それらの伝熱管２４ａ，２４ｂの直列連通において、上流側に位置する伝熱管２４ａの熱媒入口ｉは、入口側連通路ｒｉを通じて入口側の管接続具２７ａに連通し、下流側に位置する伝熱管２７ｂの熱媒出口ｏは、出口側連通路ｒｏを通じて出口側の管接続具２７ｂに連通する。

タッピングユニット２５は、箱状ケース２５ａと、この箱状ケース２５ａの内部に設けられた仕切板２５ｂとにより形成されており、タッピングユニット２５の内部における渡り連通路ｒｍと入口側連通路ｒｉと出口側連通路ｒｏとは、箱状ケース２５ａの内部を仕切板２５ｂにより区画することで形成されている。

環状熱交換器２２は２枚の板状基材２８ａ，２８ｂを備えており、これら板状基材２８ａ，２８ｂは、床吹出器具１９の吹出口部１９ａに対する背面視において吹出口部１９ａを囲む環状形状に形成されるとともに、これら２枚の板状基材２８ａ，２８ｂどうしの間が籠状ケース１９ｂ外周囲の放射状の空気流動経路Ｋになる状態に間隔を開けて配置されている。

２枚の板状基材２８ａ，２８ｂの間には、多数の伝熱フィン２９が設けられており、これら伝熱フィン２９は、床吹出器具１９の吹出口部１９ａに対する背面視で放射状に配置されており、これら伝熱フィン２９の夫々が、板状基材２８ａ，２８ｂどうしの間に亘る状態で、それら板状基材２８ａ，２８ｂに連結されている。

そして、環状屈曲形状の伝熱管２４ａ，２４ｂの夫々は、放射状に配置された多数の伝熱フィン２９の夫々に対する貫通状態で、環状熱交換器２２に装備されており、タッピングユニット２５は、板状基材２８ａ，２８ｂの環状形状における環状方向の一部箇所において、板状基材２８ａ，２８ｂどうしの間に亘る状態で、それら板状基材２８ａ，２８ｂの夫々に連結されている。

また、板状基材２８ａ，２８ｂのうち床吹出器具１９の吹出口部１９ａに対する直交方向において吹出口部１９ａから離れた側（即ち、下側）の板状基材である底部板状基材２８ｂは、その底部板状基材２８ｂにおける環状形状の中央孔部分が閉塞板２８ｃにより閉塞されている。

したがって、床下空間１７における空気ＲＡ′が底部板状基材２８ｂの中央孔部分を通じて籠状ケース１９ｂの内部に吸入されることが閉塞板２８ｃにより阻止され、これにより、籠状ケース１９ｂの内部に吸入される床下空間１７の空気ＲＡ′は、そのほぼ全量が板状基材２８ａ，２８ｂどうしの間の放射状の空気流動経路Ｋを通じて籠状ケース１９ｂの内部に吸入される形態になる。

なお、底部板状基材２８ｂは、閉塞板２８ｃとは別材として形成されるのに代えて、当初から一枚の円板状材として形成されていてもよい。

床吹出器具１９が空調対象室１の床１５に設置された状態において、環状熱交換器２２は、底部板状基材２８と躯体スラブ１６との間に介装されたジャッキ機構３０を介して躯体スラブ１６により支持される。

図６は、床吹出器具１９に装備された環状熱交換器２２に対する配管システムを示し、空調機６には、冷却コイル６ａに冷水Ｃを供給する冷水往き管３１ａ、及び、冷却コイル６ａから送出される戻り冷水ＣＲ（即ち、冷却コイル６ａにおいて冷却対象の空気と熱交換することで昇温した冷水）を導く冷水還り管３１ｂが接続されている。

また同様に、空調機６には、加熱コイル６ｂに温水Ｈを供給する温水往き管３２ａ、及び、加熱コイル６ｂから送出される戻り温水ＨＲ（即ち、加熱コイル６ｂにおいて加熱対象の空気と熱交換することで降温した温水）を導く温水還り管３２ｂが接続されている。

床下空間１７には、複数の床吹出器具１９に対する共通の中継熱交換器３３が設置されており、この中継熱交換器３３における一次側の熱媒入口３４ａには、一次側の熱媒給送管３５ａが接続されており、この一次側の熱媒給送管３５ａには、冷水往き管３１ａから分岐された冷水取出管３６ａと温水往き管３２ａから分岐された温水取出管３６ｂとが接
続されている。

また、中継熱交換器３３における一次側の熱媒出口３４ｂには、一次側の熱媒返送管３５ｂが接続されており、この一次側の熱媒返送管３５ｂには、冷水還り管３１ｂから分岐された冷水戻し管３７ａと温水還り管３２ｂから分岐された温水戻し管３７ｂとが接続されている。

一次側の熱媒返送管３５ｂの途中からは短絡管３８が分岐されており、この短絡管３８は一次側の熱媒給送管３５ａの途中箇所に接続されている。

冷水取出管３６ａ，温水取出管３６ｂ，冷水戻し管３７ａ，温水戻し管３７ｂの夫々には、冷暖房切換用の開閉弁ｖｋが介装されており、短絡管３８と一次側の熱媒給送管３５ａとの接続箇所には、熱媒温度調整用の合流三方弁ｖｔが介装され、この合流三方弁ｖｔよりも下流側において一次側の熱媒給送管３５ａには、一次側の熱媒給送ポンプｐ１が介装されている。

中継熱交換器３３における二次側の熱媒出口３９ａには、往き側の熱媒主管４０ａが接続されており、この往き側の熱媒主管４０ａからは複数の熱媒往き管２６ａが分岐され、これら熱媒往き管２６ａが、複数の床吹出器具１９の夫々に装備された環状熱交換器２２におけるタッピングユニット２５の入口側管接続部２７ａに対して各別に接続されている。

同様に、中継熱交換器３３における二次側の熱媒入口３９ｂには、還り側の熱媒主管４０ｂが接続されており、この還り側の熱媒主管４０ｂからは複数の熱媒還り管２６ｂが分岐され、これら熱媒還り管２６ｂが、複数の床吹出器具１９の夫々に装備された環状熱交換器２２におけるタッピングユニット２５の出口側管接続部２７ｂに対して各別に接続されている。

往き側の熱媒主管４０ａには、二次側の熱媒給送ポンプｐ２が介装されるとともに、熱媒温度センサ４１が装備されている。

この熱媒温度センサ４１は、中継熱交換器３３における二次側の熱媒出口３９ａから送出される二次側熱媒ｎの温度ｔを計測し、熱媒温度調整用の合流三方弁ｖｔは、冷水取出管３６ａ又は温水取出管３６ｂを通じて取り出される冷水Ｃ又は温水Ｈと、短絡管３８を通じて還流する戻り冷水Ｃ′又は戻り温水Ｈ′とを合流させて混合するとともに、その混合比を熱媒温度センサ４１の計測温度ｔに応じて自動調整する。

この配管システムでは、冷房期には、同図６に示されるように、冷水取出管３６ａ及び冷水戻し管３７ａの夫々に介装された開閉弁ｖｋが開弁されるとともに、温水取出管３６ｂ及び温水戻し管３７ｂの夫々に介装された開閉弁ｖｋが閉弁され、これにより、一次側の熱媒給送ポンプｐ１が運転されることで、冷水往き管３１ａにおける冷水Ｃが一次側の熱媒として冷水取出管３６ａを通じて取り出される。

冷水取出管３６ａを通じて取り出された冷水Ｃは、短絡管３８を通じて還送された戻り冷水Ｃ′と合流三方弁ｖｔで混合され、この混合された冷水Ｃが一次側の熱媒給送管３５ａを通じて中継熱交換器３３における一次側の熱媒入口３４ａに供給される。

中継熱交換器３３における一次側の熱媒入口３４ａに供給された冷水Ｃは、中継熱交換器３３において、二次側の熱媒入口３９ｂから中継熱交換器３３に流入した二次側の熱媒ｎ（本例では水）と熱交換し、そして、この熱交換により二次側の熱媒ｎを冷却するのに伴い自身は昇温した状態で、中継熱交換器３３における一次側の熱媒出口３４ｂから戻り冷水Ｃ′として一次側の熱媒返送路３５ｂに送出される。

また、合流三方弁ｖｔにおいて冷水Ｃ，Ｃ′の混合比が熱媒温度センサ４１の計測温度ｔに応じ自動調整されて、中継熱交換器３３に供給される冷水Ｃの温度が調整されることにより、二次側の熱媒入口３９ｂから中継熱交換器３３に流入した二次側の熱媒ｎは、冷水Ｃとの熱交換において冷房期の設定熱媒温度ｔｓまで冷却されて、往き側の熱媒主管４０ａに送出される。

したがって、冷房期には、冷房期の設定熱媒温度ｔｓまで冷却された低温の二次側熱媒ｎが、二次側の熱媒給送ポンプｐ２の運転により、各熱媒往き管２６ａを通じて各床吹出器具１９の環状熱交換器２２に供給される。

そして、各床吹出器具１９の環状熱交換器２２に供給された低温の二次側熱媒ｎは、机下空間に吹き出される床下空気ＲＡ′との熱交換で空気ＲＡ′を冷却して自身は昇温した状態で、戻り熱媒ｎとして各熱媒還り管２６ｂ及び還り側の熱媒主管４０ｂを通じて中継熱交換器３３の二次側の熱媒入口３９ｂに戻される。

また、中継熱交換器３３における一次側の熱媒出口３４ｂから一次側の熱媒返送路３５ｂに送出された戻り冷水Ｃ′は、その一部が短絡管３８を通じ合流三方弁ｖｔに還送され、戻り冷水Ｃ′の他部は、冷水戻し管３７ａを通じて冷水還り管３１ｂに戻される。

一方、この配管システムでは、暖房期には、図７に示されるように、温水取出管３６ｂ及び温水戻し管３７ｂの夫々に介装された開閉弁ｖｋが開弁されるとともに、冷水取出管３６ａ及び冷水戻し管３７ａの夫々に介装された開閉弁ｖｋが閉弁され、これにより、一次側の熱媒給送ポンプｐ１が運転されることで、温水往き管３２ａにおける温水Ｈが一次側の熱媒として温水取出管３６ｂを通じて取り出される。

温水取出管３６ｂを通じて取り出された温水Ｈは、短絡管３８を通じて還送された戻り温水Ｈ′と合流三方弁ｖｔで混合され、この混合された温水Ｈが一次側の熱媒給送管３５ａを通じて中継熱交換器３３における一次側の熱媒入口３４ａに供給される。

中継熱交換器３３における一次側の熱媒入口３４ａに供給された温水Ｈは、中継熱交換器３３において、二次側の熱媒入口３９ｂから中継熱交換器３３に流入した二次側の熱媒ｎ（水）と熱交換し、そして、この熱交換により二次側の熱媒ｎを加熱するのに伴い自身は降温した状態で、中継熱交換器３３における一次側の熱媒出口３４ｂから戻り温水Ｈ′として一次側の熱媒返送路３５ｂに送出される。

また、合流三方弁ｖｔにおいて温水Ｈ，Ｈ′の混合比が熱媒温度センサ４１の計測温度ｔに応じ自動調整されて、中継熱交換器３３に供給される温水Ｈの温度が調整されることにより、二次側の熱媒入口３９ｂから中継熱交換器３３に流入した二次側の熱媒ｎは、温水Ｈとの熱交換において暖房期の設定熱媒温度ｔｓまで加熱されて、往き側の熱媒主管４０ａに送出される。

したがって、暖房期には、暖房期の設定熱媒温度ｔｓまで加熱された高温の二次側熱媒ｎが、二次側の熱媒給送ポンプｐ２の運転により、各熱媒往き管２６ａを通じて各床吹出器具１９の環状熱交換器２２に供給される。

そして、各床吹出器具１９の環状熱交換器２２に供給された高温の二次側熱媒ｎは、机下空間に吹き出される床下空気ＲＡ′との熱交換で空気ＲＡ′を加熱して自身は降温した状態で、戻り熱媒ｎとして各熱媒還り管２６ｂ及び還り側の熱媒主管４０ｂを通じて中継熱交換器３３の二次側の熱媒入口３９ｂに戻される。

また、中継熱交換器３３における一次側の熱媒出口３４ｂから一次側の熱媒返送路３５ｂに送出された戻り温水Ｈ′は、その一部が短絡管３８を通じ合流三方弁ｖｔに還送され、戻り温水Ｈ′の他部は、温水戻し管３７ｂを通じて温水還り管３２ｂに戻される。

空調対象室１における各机２には、空調状態に関する“暑い”又は“寒い”の申告を受け付ける申告器４２が設置されており、その机２を使用している居者は、この申告器４２に対して“暑い”又は“寒い”の申告を択一的に行うことができる。

空調対象室１における全ての床吹出器具１９を統括的に制御する制御器４３が設けられており、この制御器４３は、各机２の申告器４２に対して“暑い”の申告がある毎に、対応する机下の床吹出器具１９における吹出ファン２０の出力を所定の調整幅だけ冷房期には上昇させ、また暖房期に低下させて、対応する床吹出器具１９から机下空間に吹き出される床吹出空気ＦＡの風量Ｑを所定の調整風量ΔＱだけ冷房期には増大させ、また暖房期には減少させる。

また、制御器４３は、各机２の申告器４２に対して“寒い”の申告がある毎に、対応する机下の床吹出器具１９における吹出ファン２０の出力を所定の調整幅だけ冷房期には低下させ、また暖房期には上昇させて、対応する床吹出器具１９から机下空間に吹き出される床吹出空気ＦＡの風量Ｑを所定の調整風量ΔＱだけ冷房期には減少させ、また暖房期には増大させる。

即ち、冷房期には、床下空間１７における空気ＲＡ′を環状熱交換器２２で更に冷却した空気が、床吹出空気ＦＡとして床吹出器具１９から机下空間に吹き出されることから、床下空間１７における空気ＲＡ′をそのまま机下空間に吹き出すのに比べて、各机２を使用している居者の各々に対する冷房効果を効果的に高めることができる。

そして、このように居者の各々に対する冷房効果が効果的に高められることで、居者の“暑い”又は“寒い”の自己申告による吹出風量Ｑの増減調整において風量Ｑの調整範囲が限られるとしても、床下空間１７おける空気ＲＡ′をそのまま吹き出す場合で、その吹出風量を単に増減調整するのに比べて、吹出風量Ｑの増減に伴い、対応する環状熱交換器２２での単位時間当たりの空気冷却量も追随的に増減する分、居者に対する冷房効果を効果的に調整することができる。

同様に、暖房期には、床下空間１７における空気ＲＡ′を環状熱交換器２２で更に加熱した空気が、床吹出空気ＦＡとして床吹出器具１９から机下空間に吹き出されることから、床下空間１７における空気ＲＡ′をそのまま机下空間に吹き出すのに比べて、各机２を使用している居者の各々に対する暖房効果を効果的に高めることができる。

そして、このように居者の各々に対する暖房効果が効果的に高められることで、居者の“暑い”又は“寒い”の自己申告による吹出風量Ｑの増減調整において風量Ｑの調整範囲が限られるとしても、床下空間１７おける空気ＲＡ′をそのまま吹き出す場合で、その吹出風量を単に増減調整するのに比べて、吹出風量Ｑの増減に伴い、対応する環状熱交換器２２での単位時間当たりの空気加熱量も追随的に増減する分、居者に対する暖房効果を効果的に調整することができる。

したがって、本例の空調システムによれば、暑さや寒さの感覚の個人差に対応することを目的とする個別空調の機能を効果的に向上させることができる。

〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。

前述の実施形態では、環状熱交換器２２に対する配管システムにおいて中継熱交換器３３が設けられる例を示したが、これに代え、中継熱交換器３３を省略して、図８に示されるように、合流三方弁ｖｔで混合された冷水Ｃ又は温水Ｈが、熱媒ｒとして、熱媒給送管３５ａから分岐した複数の熱媒往き管２６ａを通じて、環状熱交換器２２の各々に直接に供給されるようにしてもよい。

また、環状熱交換器２２に供給される熱媒ｒは、空調機６などの冷温水使用機器に供給される冷水Ｃや温水Ｈに限らず、空調機６などの冷温水使用機器から送出される戻り冷水ＣＲや戻り温水ＨＲ、あるいは、環状熱交換器２２において蒸発気化させる凝縮冷媒など、どのような熱媒であってもよい。

図９に示されるように、ダクト接続部４５ａを備える環状チャンバ４５を設けて、この環状チャンバ４５を、床吹出器具１９における吹出口部１９ａの周部に配置するとともに、環状熱交換器２２で冷却又は加熱された空気ＲＡ′のうちの一部を環状チャンバ４５の内部に対して送出させる側部吹出口４７を、床吹出器具１９の外周部に形成するようにしてもよい。

このようにすれば、例えば図１０に示されるように、環状チャンバ４５を装備した床吹出器具１９を机下空間において床１５に設置するとともに、環状チャンバ４５のダクト接続部４５ａに接続したホース状の送風ダクト４８を、机２おけるパーテーション部分４９に接続し、これにより、環状熱交換器２２で冷却又は加熱された床下空気ＲＡ′の一部が、床吹出空気ＦＡとして床吹出器具１９における上面吹出口部１９ａから机下空間に吹き出されるのに伴い、環状熱交換器２２で冷却又は加熱された床下空気ＲＡ′の他部が、送風ダクト４８及びパーテーション部分４９の内部風路４９ａを通じてパーテーション部分４９の個別吹出口４９ｂからも吹き出されるようにすることができる。

前述の実施形態では、床吹出器具１９から吹き出される床吹出空気ＦＡの風量Ｑが調整されることに伴って、環状熱交換器２２での単位時間当たりの空気加熱量が成り行き変化するようにしたが、環状熱交換器２２に供給する熱媒ｎの流量や温度を調整して環状熱交換器２２での単位時間当たりの空気加熱量を調整することで、床吹出器具１９から吹き出される床吹出空気ＦＡの温度を調整するようにしてもよい。

また、環状熱交換器２２での単位時間当たりの空気加熱量を調整することで、床吹出器具１９から吹き出される床吹出空気ＦＡの温度を調整する場合、床吹出器具１９から吹き出される床吹出空気ＦＡの風量は可変又は固定のいずれにしてもよい。

前述の実施形態では、環状熱交換器２２で冷却又は加熱された空気ＲＡ′を吹出ファン２０により床吹出器具１９の吹出口部１９ａから吹き出させるようにしたが、床下空間１７に対する空気の供給圧力により、床下空間１７における空気ＲＡ′を環状熱交換器２２を通じて床吹出器具１９の吹出口部１９ａから吹き出されるようにしてもよい。

床吹出器具１９を通じて床上空間に吹き出させるために床下空間１７に供給する空気は、空調対象室１からの還気空気ＲＡに限らず、外調機や空調機で湿度や温度を調整した調整外気あるいは調整空気であってもよい。
一例としては、外調機で湿度調整した空気を天井部から空調対象室に吹き出し供給するのに併行して、空調対象室から床下空間に供給される還気空気を環状熱交換器２２で温度調整して床吹出器具１９から床上の空調対象室に吹き出し供給してもよく、
あるいは、外調機で湿度調整した空気を床下空間に供給するのに併行して、床下空間に供給された空気を環状熱交換器２２で温度調整して床吹出器具１９から床上の空調対象室に吹き出し供給するようにしてもよい。

また、床下空間１７に空気を供給するのに、前述の実施形態で示したように空調対象室１のおける空気ＲＡを床吸込口１８を通じて床下空間１７に供給するのに代えて、ダクトを通じて床下空間１７に供給するようにしてもよい。

本発明による環状熱交換器及び床吹出器具は、種々の用途の居室に対する床吹出式空調に利用することができる。

１９ 床吹出器具
１９ａ 吹出口部
Ｋ 放射状の空気流動経路
２２ 環状熱交換器
２４ａ，２４ｂ 伝熱管
２５ タッピングユニット
ｉ 熱媒入口
ｏ 熱媒出口
２６ａ 熱媒往き管
２６ｂ 熱媒還り管
２７ａ 入口側管接続部
２７ｂ 出口側管接続部
ｒｉ 入口側連通路
ｒｏ 出口側連通路
ｒｍ 渡り連通路
２５ａ 箱状ケース
２５ｂ 仕切板
２８ａ，２８ｂ 板状基材
２９ 伝熱フィン
２８ｃ 閉塞板
１６ 躯体スラブ（支持体）
３０ ジャッキ機構
ＲＡ′ 空気
２０ 吹出ファン
４７ 周部吹出口（分流路）
４５ａ ダクト接続部
４８ 送風ダクト

Claims (9)

1. 床吹出器具における吹出口部に対する背面視で前記吹出口部に向かう放射状の空気流動経路に配置される床吹出器具用の環状熱交換器であって、
   環状の屈曲形状に形成された伝熱管が設けられるとともに、前記伝熱管に接続されたタッピングユニットが設けられ、
   前記伝熱管は、前記吹出口部に対する背面視において前記吹出口部を囲む状態で前記放射状の空気流動経路に配置され、
   前記伝熱管の熱媒入口側の端部と前記伝熱管の熱媒出口側の端部とが前記タッピングユニットに接続され、
   前記タッピングユニットの外面部には、熱媒往き管が接続される入口側の管接続具と熱媒還り管が接続される出口側の管接続具とが設けられ、
   前記タッピングユニットの内部には、前記伝熱管の熱媒入口と前記入口側の管接続具とを連通させる入口側連通路、及び、前記伝熱管の熱媒出口と前記出口側の管接続具とを連通させる出口側連通路が形成され、
   環状形状に形成された複数の板状基材が設けられ、
   複数の前記板状基材は、それら板状基材の各々が前記吹出口部に対する背面視において前記吹出口部を囲む状態で、かつ、それら板状基材どうしの間が前記放射状の空気流動経路になる状態に間隔を開けて配置され、
   多数の伝熱フィンが前記吹出口部に対する背面視で放射状に配置されて、前記伝熱フィンの夫々が、隣り合う前記板状基材どうしの間に亘る状態で、それら隣り合う前記板状基材の夫々に連結され、
   前記伝熱管は、放射状に配置された多数の前記伝熱フィンの夫々に対する貫通状態で、前記放射状の空気流動経路に配置されている、床吹出器具用の環状熱交換器。
2. 複数の前記板状基材のうち前記吹出口部に対する直交方向において前記吹出口部から最も離れた板状基材である底部板状基材は、その底部板状基材における環状形状の中央孔部分が閉塞板により閉塞されている、請求項１に記載した床吹出器具用の環状熱交換器。
3. 前記底部板状基材と前記閉塞板とは、それら底部板状基材と閉塞板とが一体化された一枚の円板状材として形成されている、請求項２に記載した床吹出器具用の環状熱交換器。
4. 複数の前記伝熱管が、前記吹出口部に対する直交方向に分散された状態で前記空気流動経路に配置され、
   前記タッピングユニットの内部には、複数の前記伝熱管を直列に連通させる渡り連通路と、
   その直列連通において最も上流側に位置する前記伝熱管の前記熱媒入口と前記入口側の管接続具とを連通させる前記入口側連通路と、
   前記直列連通において最も下流側に位置する前記伝熱管の前記熱媒出口と前記出口側の管接続具とを連通させる前記出口側連通路とが形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載した床吹出器具用の環状熱交換器。
5. 前記タッピングユニットは、箱状のケースと前記ケースの内部に設けられた仕切板とにより形成され、
   前記渡り連通路と前記入口側連通路と前記出口側連通路とは、前記ケースの内部において前記仕切板により区画されている請求項４に記載した床吹出器具用の環状熱交換器。
6. 前記タッピングユニットは、前記板状基材の環状形状における環状方向の一部箇所において、隣り合う前記板状基材どうしの間に亘る状態で、それら隣り合う前記板状基材の夫々に連結されている請求項1～５のいずれか1項に記載した床吹出器具用の環状熱交換器。
7. 複数の前記板状基材のうち、前記吹出口部に対する直交方向において前記吹出口部から最も離れた板状基材である底部板状基材と、その下方に位置する支持体と、の間に介在させるジャッキ機構が設けられている請求項１～６のいずれか１項に記載した床吹出器具用の環状熱交換器。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載した環状熱交換器が装備された床吹出器具であって、
   前記放射状の空気流動経路を通じ器具外周囲の空気を吸入して、吸入した空気を前記吹出口部に送風するファンが設けられ、
   前記ファンが前記伝熱管の環状屈曲形状における内方部に配置されている床吹出器具。
9. 前記ファンにより送風された空気の一部が前記ファンと前記吹出口部との間から分流する分流路が設けられるとともに、ダクト接続部が設けられ、
   前記分流路を通じて分流された空気が前記ダクト接続部を通じて、前記ダクト接続部に接続された送風ダクトに送出される請求項８に記載した床吹出器具。

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