JPH07139768A - 空調システムおよび空調パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】空気対流方式による空調と輻射方式による空調
の各欠点を解消し、両方式を併用した空調を行なえるよ
うにする。 【構成】冷房運転開始時は空気対流方式で空調を行な
い、その後は輻射方式で空調を行なう。この際、室内に
設けられた温度検出器３１と湿度検出器３２の検出出力
を制御装置となる演算装置３３に入力し、この演算装置
３３において温度検出値３１と湿度検出値３２とから室
内空気の露点温度を算出し、算出した室内露点温度と空
調パネル１Ａ、１Ｂに供給されるブライン温度とを比較
し、空調パネル１Ａ、１Ｂに供給されるブライン温度が
室内露点温度よりも常に高くなるように空調機１１から
の冷風温度を演算装置３３によって制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は環境試験用としても使用
できる空気対流空調方式と輻射空調方式を併用した空調
システムおよび空調パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般のオフィスビルなどにおける従来の
空気調和装置では、空調機から冷房時なら冷風を、暖房
時なら温風を給気ダクトの吹出口を介して室内に吹き出
している。このため、吹出口の直下などでは周囲に比べ
て冬期では暖かくなり過ぎ、夏期では冷風が直に吹き降
りてくるコールドドラフトが生じて、室温よりも低く、
流れの速い気流に人体がさらされる傾向にあり、必ずし
も快適な熱的環境とはいえなかった。

【０００３】このような室内の温度分布の不均一を解消
する一つの方法としては、天井面や壁面を加熱または冷
却してその輻射効果により冷暖房を行なう輻射空調方式
がある。この空調方式によれば、室内の垂直温度分布が
緩和され、温感的に理想的な環境が得られるようにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように冷温風
を給気ダクトの吹出口から吹き出す空気対流方式による
空調では、気流によるドラフト感があったり、室温に上
下のばらつきが生じたり、気流騒音が生じるなどの問題
を有している。

【０００５】一方、輻射方式による空調では、対流方式
の持つ欠点は解消されるものの、室内を所定の温度に直
ちに設定したい場合のような熱的急変に速やかに対応で
きなかったり、新鮮空気の導入が困難であったり、輻射
面に結露が生じるなどの問題がある。

【０００６】本発明はこのような従来の技術が有する課
題を解決するために提案されたものであり、空気対流方
式による空調および輻射方式による空調の欠点を解消し
た空調システムおよび空調パネルを提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る空調システムはブラインチラーによ
って冷却したブラインをブラインタンクに貯溜し、この
ブラインタンクのブラインを空調機と輻射空調パネルと
に供給し、冷房運転開始時には上記空調機からの冷風に
よる空気対流式空調を行ない、室内の冷房負荷が定常状
態になった時点で上記輻射空調パネルによる輻射空調を
主に、上記空調機からの冷風による空気対流方式による
空調を従として行なう空調システムにおいて、室内に温
度検出器と湿度検出器を設け、これら検出器の検出出力
を制御装置に入力し、この制御装置において温度検出値
と湿度検出値とから室内空気の露点温度を算出し、算出
した室内露点温度と輻射空調パネルに供給されるブライ
ン温度とを比較し、輻射空調パネルに供給されるブライ
ン温度が室内露点温度よりも常に高くなるように空調機
からの冷風温度が制御装置によって制御される構成のも
のとしてある。

【０００８】また、本発明に係る空調パネルは空調機か
らの空調ダクトが接続される空調チャンバの前面部に輻
射板を取り付け、冷温水が通される熱源パイプをこの輻
射板の裏面にコイル状に接合し、この熱源パイプの間隙
の輻射板面に空調チャンバからの空調風の吹出口または
還気の吸込口となるノズル口を開口し、輻射板の裏面に
このノズル口を除いて、熱源パイプ覆うように断熱材を
施し、さらに輻射板面のノズル口の周囲にシール材兼用
の熱遮断材を設けた構成のものとしてある。

【０００９】

【作用】上述した構成の空調システムによれば、建物躯
体に蓄積された熱があり、空調負荷が大きい冷房運転開
始時には、急速冷却に適した空気対流空調方式によって
一気に空調設定温度まで冷却する。ついで、冷房初期の
大きな熱負荷を除去し、空調負荷が定常状態になった
ら、輻射空調方式を主とした人体に対して理想的な空調
を行ない、人体からの潜熱負荷および新鮮空気取り入れ
に伴う外気の潜熱負荷を空調機からの冷風で賄う。この
際、常に室内空気の露点温度よりも高い温度の冷水（ブ
ライン）を空調パネルに流すようにしているので、空調
パネル表面への結露が防止される。

【００１０】また、上述した構成の空調パネルは輻射板
裏面にノズル口開口部分を除き、熱源パイプを覆うよう
に断熱材を施したものとしてあるので、空調機からの空
調風と熱源パイプとに温度差があっても、冷房初期の空
調負荷の大きい場合にノズル口を対流空調用の吹出口と
して使用することができ、さらに空調負荷が定常状態に
なった場合には輻射空調を主とした空調に切り替えられ
る。

【００１１】また、空調パネル面のノズル口周囲にはシ
ール材兼用の熱遮断材を設けてあるので、空調風が吹き
出されるノズル口の温度と輻射板の温度に差があっても
互いに熱伝導の影響を受けることがなく、空気対流式空
調および輻射式空調における双方の効果が有効に発揮さ
れる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る空調システムおよび空調
パネルの具体例を図面に基づき詳細に説明する。図１に
空調パネル１の正面図を示し、図２に縦断面図を示す。
これらの図で、箱型の空調チャンバ２の前面部には、金
属その他熱輻射作用に優れた輻射板３が取り付けられて
おり、この輻射板３の裏面には輻射用熱源通路となる熱
源パイプ４が溶接によって横方向へコイル状に接合され
ている。なお、本実施例では熱源パイプ４に角パイプを
使用しているが、丸パイプを用いてもよい。空調パネル
１の一側上部に突出する熱源パイプ４の一端部は、冷温
水入口４ａとなっており、空調パネル１の他側下部に突
出する熱源パイプ４の他端部は、冷温水出口４ｂとなっ
ている。

【００１３】コイル状に配された上下それぞれの熱源パ
イプ４の間隙には、チャンバ３からの空調風の吹出口ま
たは室内の還気の吸込口となるスリット状の空調風ノズ
ル口５が輻射板３に横方向に複数本開口されている。な
お、このノズル口５をスリット状ではなく、孔状に開口
してもよい。

【００１４】また、輻射板３の裏面にはノズル口５の開
口部分を除き、熱源パイプ４を覆うように断熱材６が施
されている。さらに、輻射板３前面のノズル口５の周囲
には、図３に示すように輻射板３からの熱伝導の影響を
空調風が受けないようにするためにシール材兼用の熱遮
断材７が設けられている。

【００１５】また、空調チャンバ２の上部には、チャン
バ２内に空調機から空調風を吹き込むか、または室内の
還気を空調機に循環させるための空調ダクト８が接続さ
れている。したがって、この空調ダクト８は供給ダクト
１２と還気ダクト１３を構成する。

【００１６】つぎに、このように構成される空調パネル
を用いた空調システムの構成を図４に基づき説明する。
この図で、部屋１０には相対する壁面に上述した空調パ
ネル１Ａ、１Ｂが設けられ、一方の空調パネル１Ａの裏
面の空調チャンバ２には空調機１１からの供給ダクト１
２が接続され、他方の空調パネル１Ｂの裏面の空調チャ
ンバ２には部屋１０の還気を空調機１１へと導く還気ダ
クト１３が接続されており、これにより空調空気の循環
経路を形成している。なお、空調パネル１Ａ、１Ｂは室
内の天井と床に設けることもできる。

【００１７】空調機１１内には、冷却コイル１４、温水
または蒸気が通される加温コイル１５、蒸気が供給され
る加湿器１６および送風機１７が設けられている。この
空調機１１内の冷却コイル１４には、冷却塔１８が接続
されるブラインチラー１９によって冷却された冷水がブ
ラインタンク２０から冷水ポンプ２１により供給され、
空気と熱交換した冷水が冷却コイル１４から第一流量調
整弁２２を経てブラインタンク２０へと戻されるように
なっており、第一の冷水回路２３を構成している。な
お、冷却塔１８からの熱交換用の冷却水はポンプ２４を
介してブラインチラー１９に送られる。また、ブライン
タンク２０からの戻りブラインはポンプ２５によってブ
ラインチラー１９へと循環される。

【００１８】一方、ブラインタンク２０からの冷水は電
気ヒータ２６により所定の温度に調整されて熱源水とな
り、ポンプ２７により空調パネル１Ａ、１Ｂの冷温水入
口４ａから熱源パイプ４に供給され、空調パネル１Ａ、
１Ｂの冷温水出口４ｂから出た還水が第二流量調整弁２
８を経てブラインタンク２０に戻されるようになってお
り、第二の冷水回路２９を構成している。ここで、電気
ヒータ２６はサイリスタを用いた制御回路３０により所
定の設定温度に調整されるようになっている。

【００１９】また、部屋１０内には温度検出器３１と湿
度検出器３２が設けられており、検出信号が演算装置３
３に送られる。また、空調パネルの冷温水入口４ａに
は、パネル冷水温度検知器３４が設けられており、検出
信号が演算装置３３に送られる。制御装置となるこの演
算装置３３では、部屋１０内の２つの検出器３１、３２
の検出値に基づき室内空気の露点温度を算出し、この露
点温度と空調パネル１Ａ、１Ｂに供給される冷水温度と
を比較する演算を行なって、常に室内空気の露点温度よ
りもパネル冷水温度が高くなるように、第一および第二
流量調整弁２２、２８を制御する。

【００２０】つぎに、このように構成される空調システ
ムの動作を説明する。まず、始業時などの冷房運転開始
時に建物躯体に蓄積された大きな熱負荷を除去する場合
あるいは熱的急変があった場合には、空調機１１で冷却
された冷風が供給ダクト１２から一方の壁に設置された
空調パネル１Ａに供給され、パネル表面のノズル口５か
ら吹き出された冷風によって室内を一気に冷却する。そ
して、他方の壁に設けられた空調パネル１Ｂのパネル面
に設けられたノズル口５から室内の還気が吸い込まれ、
還気ダクト１３を通って空調機１１へと循環される。

【００２１】ついで、空気対流式の冷房により建物躯体
に蓄積された大きな熱負荷が除去されて定常負荷状態に
なったなら、第二の冷水回路２９から冷水を空調パネル
１Ａ、１Ｂに供給して輻射冷房を主体とした冷房方式に
切り替えるとともに、人体からの潜熱および新鮮空気導
入による潜熱除去分を空気対流式の冷房で賄うようにす
る。

【００２２】この際、室内に設けた温度検出器３１と湿
度検出器３２からの検出値に基づき室内空気の露点温度
を算出して、この露点温度と空調パネル１Ａ、１Ｂに供
給される冷水温度（ブライン温度）とを比較し、常に
「室内空気露点温度＜パネル冷水温度」となるように空
調機１から供給される冷風温度を制御する。これによ
り、空調パネル１Ａ、１Ｂの表面の結露が防止される。

【００２３】暖房運転開始時には空調機１１の加温コイ
ル１５を動作させ、一方の空調パネル１Ａのノズル口５
から温風を室内に吹き出して室内を暖房し、他方の空調
パネル１Ｂのノズル口５から室内の還気を吸い込んで空
調機１１に循環させる。

【００２４】空気対流式の暖房により短時間に室内が所
定温度になったら、電気ヒータ２６で加温した温水を空
調パネル１Ａ、１Ｂの熱源パイプ４に供給して輻射板３
から放熱される輻射熱により室内の暖房を行なうように
する。

【００２５】このように、本発明の空調システムでは空
気対流式空調と輻射式空調の長所を取り入れた理想的な
空調を行なわれる。なお、本発明に係る空調パネルは住
宅および建材用の環境試験装置や居住性評価試験装置と
しても使用することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る空調システムおよび空調パ
ネルは上述した構成のものであるので、対流式空調と輻
射式空調の長所を取り入れた空調システムを実現するこ
とができる。

【００２７】すなわち、空気対流空調方式の持つ気流に
よるドラフト感や室温の上下のばらつき、気流騒音など
が改良され、輻射空調方式の持つ室内の熱的急変に速や
かに対応できない欠点や、新鮮空気の不足、輻射面の結
露などの欠点が改良された空調システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空調パネルの実施例を示す正面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】上記空調パネルのノズル口周辺を拡大して示す
断面図。

【図４】本発明に係る空調システムの構成図。

【符号の説明】

１ 空調パネル ２ 空調チャンバ ３ 輻射板 ４ 熱源パイプ ４ａ 冷温水入口 ４ｂ 冷温水出口 ５ ノズル口 ６ 断熱材 ７ 熱遮断材 ８ 空調ダクト １０ 部屋 １１ 空調機 １２ 供給ダクト １３ 還気ダクト １４ 冷却コイル １５ 加温コイル １６ 加湿器 １７ 送風機 １８ 冷却塔 １９ ブラインチラー ２０ ブラインタンク ２１ 冷水ポンプ ２２ 第一流量調整弁 ２３ 第一の冷水回路 ２６ 電気ヒータ ２８ 第二流量調整弁 ２９ 第二の冷水回路 ３０ 制御回路 ３１ 温度検出器 ３２ 湿度検出器 ３３ 演算装置 ３４ 冷水温度検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブラインチラーによって冷却したブライン
   をブラインタンクに貯溜し、このブラインタンクのブラ
   インを空調機と輻射空調パネルとに供給し、冷房運転開
   始時には上記空調機からの冷風による空気対流式空調を
   行ない、室内の冷房負荷が定常状態になった時点で上記
   輻射空調パネルによる輻射空調を主に、上記空調機から
   の冷風による空気対流方式による空調を従として行なう
   空調システムにおいて、室内に温度検出器と湿度検出器
   を設け、これら検出器の検出出力を制御装置に入力し、
   この制御装置において温度検出値と湿度検出値とから室
   内空気の露点温度を算出し、算出した室内露点温度と輻
   射空調パネルに供給されるブライン温度とを比較し、輻
   射空調パネルに供給されるブライン温度が室内露点温度
   よりも常に高くなるように空調機からの冷風温度が制御
   装置によって制御されることを特徴とする空調システ
   ム。
2. 【請求項２】空調機からの空調ダクトが接続される空調
   チャンバの前面部に輻射板を取り付け、冷温水が通され
   る熱源パイプをこの輻射板の裏面にコイル状に接合し、
   この熱源パイプの間隙の輻射板面に空調チャンバからの
   空調風の吹出口または還気の吸込口となるノズル口を開
   口し、輻射板の裏面にこのノズル口を除いて、熱源パイ
   プ覆うように断熱材を施し、さらに輻射板面のノズル口
   の周囲にシール材兼用の熱遮断材を設けたことを特徴と
   する空調パネル。