JPH04161749A - 換気空調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部発生熱をもつ部屋や塵埃を嫌う部屋を快
適且つ清浄な温熱環境に省エネルギー的に維持する換気
空調方法に関する。

〔発明の背景〕

従来の空調システムの最も代表的な方式では。

室内の発生熱を給気空気により吸収させるか（冷房の場
合）、室内で不足する熱を給気空気で供給する　（暖房
の場合）ことを内容としている。この場合、室内空気と
給気空気との完全混合が前提となる、したがりて、冷房
の場合では室内温度より低温の空気を、暖房の場合には
室内空気より高温′の空気を給気することになる。近年
のオフィスビルでは、冬期においても冷房負荷である場
合があり、この場合には冷風が吹き出される。ＯＡ機器
類が多数導入されること等によって内部発生熱が増えた
ことによる。従来の空調システムでは一般に室内の内部
発生熱を内部熱負荷とし、この発生熱を給気空気によっ
て吸収させることを前提として給気の温度と給気量が定
められ、またそのような設計が行われているが、ＯＡ機
器類の増加と偏在化によって内部発生負荷の増大とその
アンバランスな分布を生じさせる結果となり、既存の設
備では対応できない場合も生じている。またパーティシ
ランシステム等のように小区画に仕切るいわゆるニュー
オフィス化も気流を阻害する要因となっている。これら
は、いずれも空調システムの熱負荷針軍の前提であるｒ
完全混合Ｊを崩壊させる方向に作用し、快適性を損なう
室温分布を発生せしめるに至っている。このことは、従
来の床吹き空調システムでも同様であり１足元が冷える
などのクレームの原因はここにある。

また、完全混合方式では熱や塵埃を室内に拡散希釈する
ことになるから、十分な換気を行うという要求とは摺入
れないことになり、臭気・塵埃・煙草の煙等の混入した
汚染空気を新鮮な空気で効率よく置き換えることは出来
難い。

本発明はこのような問題を根本的に改善する換気空調方
法を提供しようとするものであり、床吹きシステムを基
本とするものである。床吹き方式には既に幾つかの実施
例があるが、温熱環境的には冷房時に足元が冷える等の
問題が指摘されており、設備費用上のメリットも特に認
められていないのが実状である。

〔発明の構成〕

本発明によれば、空調対象室の床全面を多孔板としたう
えこの多孔床の床下空間を給気ブレナムに形成し、該室
の天井全面を多孔板としたうえこの多孔天井の天井裏空
間を排気プレナムに形成し。

該給気ブレナムに給気を導入することにより、多孔床全
面から室内に上向きに給気したうえ多孔天井を介して排
気ブレナムに室内空気を排出させる空調方法において、
多孔床の全面から０．２ｍ／ｓｅｃ以下の一様な低風速
で室内に連続的に給気し、この−欅吹出気流によって室
内空気を多孔天井面に向けて一様に押し出すピストンフ
ローを形成すること、給気ブレナムへ導入する空気の温
度を室内設定温度に制御すること、そして、外気温度が
室内設定温度より高いときに該給気の全てを外気でまか
なったうえこの外気を室内設定温度に制御し。

外気温度が室内設定温度より低いときに排気の一部を外
気に混合して室内設定温度に制御することを要件とする
換気空調方法を提供する。

そのさい、多孔床には、一様な層流状の上向き吹出し気
流が得られるように、一様な空気抵抗をもつメツシュま
たはポーラス材料の層を設けておく　。

〔作用〕

室内設定温度の空気を床全面より上向きに一様に低速で
給気してピストンフローを形成させることによって、設
定温度の給気空気だけで作業員のいる床上空間（居住域
）を包むことができるので温熱環境を常時整えることが
できる。また１人体やＯＡ機器等から発生する熱は上昇
流となって上方に移動し、居住域の空気と混合すること
なく排気に同伴して排出される。浮遊塵埃や煙も居住域
に拡散することが回避される。また、外気温度に応して
新鮮な外気を可及的多量に給気の製造に使用するから、
換気が良好に行われる。吹出風速は０．２ＩＩ／ｓｅｃ
以下の気流を感じない程度の低速であり。

これによって層流状の吹出気流が形成され、換気回数は
天井高さとも関係するが１ｏ回／時間程度の範囲で良好
な換気空調成果が得られる。

ピストンフローを形成する技術はクリーンルームにおい
て層流型クリーンルーム或いはダウンフロークリーンル
ームとして天井部より床面に向けて気流を形成する方法
において実用されているが。

この場合には塵埃の除去と温度の均一化のために換気回
数は５００回／時間程度にもなっている。

本発明でもかようなピストンフローを形成する技術を応
用するものであるが、床部より天井面に向けたピストン
フローを形成するものであり、床部近傍の居住域が設定
温度の低迷給気によって温熱的な快適域に形成され且つ
熱の放散が防止されるものである。

〔発明の詳述〕

以下に図面を参照しつつ本発明の内容を具体的に説明す
る。

第１図において１は空調対象室であり、この部屋１の床
全面を多孔板２で形成する。この多孔板２は十分な強度
をもち且つ孔の分布が規則性をもったパンチングボード
、金属や樹脂製の多孔スクリーン板等の装飾性に優れた
ものを使用する。その下方に、一様な空気抵抗をもつメ
ツシュまたはポーラス材料等からなる空気抵抗層３を張
り渡す。

このように構成された多孔床の床下空間を給気プレナム
４とし、ここに室内設定温度の給気５を送入する。一方
、天井部にはその全面に多孔板６を張り渡し、この多孔
板６の上部の天井裏空間を排気ブレナム７とする。この
排気ブレナム７内の空気を排気風道８を経て排気口９に
導く。

給気ブレナム４に送入する給気５は従来の空調システム
とは異なり室内設定温度となるように制御し、この温度
の給気を、外気温度にもよるが殆んど外気を用いて作る
。このため、外気取入口１１から給気プレナム４に通ず
る給気風道１１を施設しこれにフィルタ１２と給気ファ
ン１３を介装させる。

また、空気冷却器１４と空気加熱器１５を設け、これに
外気を通ずることによって必要温度に冷却または加熱す
る。空気冷却器１４は冷水が通水する水対空気熱交換器
、空気加熱器１５は電気ヒータが便宜であるが高温水が
通水するものでもよい、また。

排気風道８から給気風道１１に連結ダクト１６を施設し
、ダンパ１７．１８の開度制御によって外気に排気の一
部を混入できるようにし、また、空気冷却器１４と空気
加熱器１５をバイパスするバイパスダクト１９を設け、
ダンパ２０，２１の開度制御によって場合によっては外
気をそのまま用いて換気が行なえるようにする。

このような給気側の設備によって、外気温度が室内設定
温度より高い場合には、連結ダクト１６のダンパ１７を
閉じ、外気だけをフィルタ１２および空気冷却器１５に
通し、この外気を室内設定温度にまで冷却してから給気
プレナム４に送気する。他方外気温度が室内設定温度よ
り低い場合には、連結ダクト１６の開度制御によって必
要量の排気を外気に混入させ、室内設定温度にしてがら
バイパスダクト１９を経て給気プレナム４に送気するが
、この排気の混合だけで室内設定温度に高めることが無
理なときはこの混合空気を空気加熱器１５でその温度ま
で昇温してから給気プレナム４に送気する。

いずれにしても、多孔床がら室内に上向きに吹き出す空
気の風速は０．２ｍ／ｓｅｃ以下、好ましくは０．１ｍ
／ｓｅｃ以下の微風速とする。この吹出空気流は、空気
抵抗層３によって給気プレナム４が正圧に維持されつつ
多孔床全面から一様な上向き流となって室内にゆっくり
と吹き出される。

以下にこの換気空調をインテリジェントビルの成る部屋
に適用した場合を例として具体的に説明する。このよう
な０ＡＩＩＦｊｌ［が存在する部屋の内部発生熱を７０
にｃａ１１０ｒ／ｓ”であるとする。

先ずこの部屋を従来の完全混合方式で空調する場合につ
いて見ると、必要換気回数（Ｎ）は、天井高さ（Ｈ）、
給気温度と室内設定温度との差（６丁）を考慮しておよ
そ次の式で定まる。

Ｎ　＝　Ｑ／（０，２９Ｘ　Ａ　Ｔ　ｘ　Ｈ）ロー単位
面積当りの内部熱負荷→７０Ｋｃａｌ／Ｈｒ／ｓ”いま
、天井高さ＝２．４ｍ、室内設定温度を２５℃とした場
合、Δ↑をパラメータとして、必要換気回数（Ｎ）と給
気温度（Ｔｓ）を求めると。

１５　　　　６．７　　　１０ となる。

他方３本発明法による場合について見ると、給気温度は
室内設定温度２５℃にほぼ等しい２５℃前後であるから
、必要給気量っまり換気回数を定める指標となる物理量
は温度ではなく、外気導入量。

臭気濃度、塵埃濃度等を指標とすることになる。

この場合、室内発生熱によって室内上部の空気温度（Ｔ
ｕ）は昇温する。この温度上昇を換気回数をパラメータ
として計夏すると次のようになる。但し内部発生負荷や
天井高さは前記と同じ条件とし。

完全なピストンフローが形成され熱の拡散は生じないと
仮定する。　Ｖｓは平均吹出し速度である。

すなわち本発明法によれば、従来方式の標準的な換気回
数と考えられる７回／時間で考えると。

室内上部の空気温度は３９．４℃となり、−船釣な日本
の夏期設計外気温度より高くなる。また室内の潜熱負荷
を考慮するとエンタルピー差も小さい。

したがって、夏期の外気設計条件下においても全外気運
転が可能となる。省エネルギーを優先するのであれば、
エンタルピー差を検出し、全外気運転の採否を判定して
から外気温度を制御すればよい。

いずれにしても、外気取入れ量を全外気（運気なし）と
することによって、空調システムの全熱負荷を低減でき
る。他方、外気温度が室内設定温度より低くなった場合
には、運気を外気と混合させることによって加熱負荷を
低減させることができる。

〔効果〕

このようにして本発明法によれば以下のような優れた効
果が奏される。

■、温熱環境の改善が図れる。すなわち、床全面から微
流速（たぶん多くの人は空気の流れを怒しない）で温熱
的に快適な温度の空気が人が居る床近傍の居住域に給気
されるので、居住域全体が均一で快適な温熱環境となる
。このことは、ピストンフローによって内部発住熱が上
部に移動することとも関係する。

■、熱源負荷が低減する。すなわち、外気の直接的な導
入によって空気冷却器や空気加熱器の負荷は低減する。

■、室内の空気質が向上する。従来の混合方式ではたと
え全外気方式を採用しても、室内に汚染源がある場合に
はそれが室内に拡散希釈し、空気質が低下したが１本発
明法ではこの拡散希釈は抑制される０例えば喫煙等によ
る室内空気の汚染はほぼ完全に防止できる。

■、熱源設備系のイニシャルコストおよびランニングコ
ストが低層である。前記の０項の効果によって熱源設備
容量が低減し、また、給気温度は室内設定温度であるか
ら、従来の混合方式の給気温度に比べてｌＯ℃程度の差
が生じる　（冷房の場合には１０℃程度も高温の空気を
給気すればよい）、これに伴って、空気冷却器の冷水の
温度レベルも高くすることが可能となり、ひいては冷凍
機の成績係数の向上（３割程度向上する）と冷凍機容量
の低減（同じく３割程度低減する）に寄与し、また保冷
仕様も軽減できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する設備の例を示した機器配置
略断面図である。 ｌ・・空調対象室、　　　　２・・法条孔板。 ３・・空気抵抗層、　　　　４・・給気ブレナム。 ５・・室内設定温度の給気。 ６・・多孔天井板、　　　　７・・排気ブレナム。 ８・・排気風道、　　　　　１０・・外気取入口。 １１・・給気風道、１２・・フィルタ。 １３・・給気ファン、１４・・空気冷却器。 １５・・空気加熱器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）空調対象室の床全面を多孔板としたうえこの多孔
   床の床下空間を給気プレナムに形成し、該室の天井全面
   を多孔板としたうえこの多孔天井の天井裏空間を排気プ
   レナムに形成し、該給気プレナムに給気を導入すること
   により、多孔床全面から室内に上向きに給気したうえ多
   孔天井を介して排気プレナムに室内空気を排出させる空
   調方法において、 該多孔床の全面から０．２ｍ／ｓｅｃ以下の一様な低風
   速で室内に連続的に給気し、この一様吹出気流によって
   室内空気を多孔天井面に向けて一様に押し出すピストン
   フローを形成すること。 該給気プレナムへ導入する空気の温度を室内設定温度に
   制御すること、 外気温度が室内設定温度より高いときに該給気の全てを
   外気でまかなったうえこの外気を室内設定温度に制御し
   、外気温度が室内設定温度より低いときに排気の一部を
   外気に混合して室内設定温度に制御すること、 を特徴とする換気空調方法。
2. （２）多孔床は、一様な空気抵抗をもつメッシュまたは
   ポーラス材料を備えている請求項１に記載の換気空調方
   法。
3. （３）換気は、１２回／時間以下の回数で行われる請求
   項１または２に記載の換気空調方法。