JPH0914689A - 下部吹出空調機の改良と空調設計・運転の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】下部吹出空調機に外気供給部とファンコイル部
を設け両者を各々独立して運転可能にし、かつ両者が補
完し合うことによって従来にも増した快適でエネルギー
の消費の少ない空調設備の実現を目的とする。 【構成】下部吹出空調機１には外気調和器３１からの換
気用外気を供給するとともに必要に応じて熱源供給配管
３０によりファンコイル部に熱源を供給して両者補完し
合って居住域のみ快適空間にする下吹出し空調方式で、
設計・運転に際しては換気優先の空調を行う省エネルギ
ー実現の空調方式。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、下部吹出空調方式にお
ける空調機の改良とその空調設計・運転の方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】空調方式には従来から種々の方式が知ら
れているが、どの方式も基本的には快適空間、すなわち
温度的に均一で、空気質において汚染物質が許容量以下
の空間を形成させることを主目的とし、これらを建設費
を安く、エネルギ−消費が少なくなるように様々な工夫
を凝らせて目的を達成しようとしている。 【０００３】近年、その方式の１つとして床吹出し空調
方式とか下吹出し空調方式が提案され快適性、省エネル
ギー性に威力を発揮している。既に本発明者も「下吹出
し、上吸込み空調方法」（特開平６ー２７２８９０）お
よび「新鮮空気導入による下部吹出空調方式」（特願６
ー３９３１６）を提案している。 【０００４】これら下吹出し空調方式においては、吹出
し空気が直接人体に当たることから冷房時の吹出し空気
温度を21〜24℃と高くし、快適性と省エネルギーを確保
している。このことは吹出し空気温度が高いために冷却
による除湿ができないなどの欠点がある。そのために空
調において必要とする換気のため外気を利用して冷却除
湿して供給する方法が用いられている。 【０００５】空調の設計としては室内の空気環境条件に
対する熱負荷計算中心に行なわれている。空気環境条件
としては建築物における衛生的環境の確保に関する法律
（略称ビル衛生管理法）のビル環境衛生管理基準に室内
空気環境基準が６要素示されている。その内の温度、湿
度条件を見ると温度条件は17℃以上28℃以下、湿度条件
は湿度404％以上70％以下となっている。しかし幅が大
き過ぎるので、設計では省エネルギーのことも配慮して
冷房時は温度26℃・湿度60％、暖房時は温度22℃・湿度
40％を用いることが多い。熱負荷は室内負荷と空調装置
負荷とに大別され、室内負荷としてはもっぱら建物の外
壁からの熱の流入出を中心として負荷計算をする方法が
用いられている。これに冷房の場合は人、照明、事務用
機器など室内で発生する熱を加え熱負荷とし、これを打
ち消す熱量を供給して冷房している。暖房の場合は建物
の外壁からの熱の流出のみを熱負荷とし室内で発生する
熱を無視して装置を設計している。 【０００６】空調装置負荷としてはこの室内負荷に換気
用外気の負荷を加えたものである。換気用外気の量とし
ては室内の在室者の数によって決定しており、一人当た
り一時間約２５立法メートル程度を採用することが多
い。 【０００７】空調システムとしては建物の外周部のペリ
メーター部と内部のインテリヤ部に区別する場合もある
が負荷計算と装置の関係などが確立されておらずもっぱ
ら設計者の裁量で設計されている。下部吹出空調方式の
設計法も従来の方法を利用しているのが現状である。 【０００８】空調装置の運転方法に関しては各機器の運
転を運転者管理者の経験で行なう方法が採られている。
夏が来て暑くなると冷房運転を行ない、冬が来て寒くな
ると暖房運転を行なう。夏冬の冷暖切り替えに際しては
自動機器の設定温湿度の変更と動作の変更、吹出し口の
方向の変更など合わせ行なっている。後の室内環境につ
いてはもっぱら自動制御の作動に任せているのが現状で
ある。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】下部吹出空調機に対
し、換気のための外気を専用空調機において冷却除湿な
ど処理して供給することのみによって室の快適環境を実
現するものにおいては、負荷の多い場合に外気処理風量
が過大となり省エネルギーの面で問題がある場合や供給
ダクトが大きくなり過ぎて建設コストがかさみ不経済に
なる欠点があった。 【００１０】ファンコイルユニット式下部吹出空調機の
場合において、外気専用空調機で冷却除湿など処理した
外気を室内空気と同様に吸込み側で供給する方法におい
ては、ファンコイルユニットの能力が削減されるため空
調機を大きくする必要があり不経済になる欠点がある。 【００１１】下部吹出空調方式と従来の空調方式では負
荷に対する考え方が根本的に違うので従来の設計方法で
は空調機の容量決定ができないなどの問題がある。また
従来の設計方法では省エネルギー設計の指針が建築外壁
の断熱特性のみに帰結し、空調負荷として大きな割合で
ある外気の扱いが省エネルギーの指針から外されてお
り、運転時においての省エネルギーはもっぱら外気量の
削減に向かうことからシックビルの原因にもなるなど欠
点があった。 【００１２】空調装置の運転方法に関しても運転者管理
者の経験で行なう方法が採られているため運転に際して
の判断基準が不明確となり空調の質が運転管理者の経験
の優劣になってしまう欠点があった。また従来の空調で
は室内における平面温度分布に偏りが生ずることから室
内サーモ取り付け位置によっては室温制御が適切に行わ
れず空調の欠点として苦情の原因になることもあった。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明は、従来の下吹出
し空調設備において湿度の除去が出来ないことや負荷が
多い場合に設備が過大となること・省エネルギー対策が
難しいなどの欠点に鑑みなされたものである。 【００１４】本発明者が既に発明している「下吹出し、
上吸込み空調方法」（特開平６ー２７２８９０）および
「新鮮空気導入による下部吹出空調方式」（特願６ー３
９３１６）を組み合わせることによって両者の欠点を補
足し合い、より多くの効果が期待できる。すなわち空調
設備の適正化、運転の簡素化、エネルギーの削減などで
ある。 【００１５】つまり下部吹出空調機に対し換気のための
外気を導入するに当たり、外気処理専用空調機において
冷却除湿など処理した外気を下部吹出空調機に設けた外
気専用流路に供給することによって問題を解決する。 【００１６】 【作用】外気処理空調機において冷房時には冷却除湿、
暖房時には加熱加湿、中間期には除塵処理した空気を給
気ダクトを用いて室内の下部吹出空調機の外気専用流路
に供給することによって下部吹出空調機のみでは解決で
きない除湿を達成できると同時に空調機のファンとコイ
ルを供給外気量に相当する大きさだけ縮小できる。これ
は下部吹出空調機の吸込み口部に供給する場合にファン
とコイルが増大することとの比較において彼我の差は誠
に大きいと言える。もちろん下部吹出空調機においては
冷却除湿しないからドレンは発生しないのでドレン配管
は不要である。 【００１７】中間期には除塵処理した空気を下部吹出空
調機の外気専用流路に供給することによって外気冷房が
可能となるので下部吹出空調機のファンの運転は休止す
ることも可能であり、それに伴って下部吹出空調機に熱
源を供給するヒートポンプと冷温水ポンプも休止できる
からエネルギー消費の面で経済的となる。 【００１８】吹出し空気が直接居住者に当たる下部吹出
空調方式においては、従来の冷却除湿方法の吹出し空気
温度の18℃以下では低過ぎるので、外気処理空調機にお
いて冷却除湿した空気を下部吹出空調機の外気専用流路
に供給する際に誘引機構によって室内空気と混合し居住
者が快適に感ずる21〜24℃の範囲にする。外気専用空調
機において冷却除湿した後再加熱する方法もあるが省エ
ネルギーの面で不利である。 【００１９】以上のように下部吹出空調機を改良するこ
とによって各々が単独では達成できない特徴のある空調
方式が実現できる。まず下部吹出空調方式の設計に際し
ては居住域の考えがある［下吹出し、上吸込み空調方法
（特開平６ー２７２８９０）参照］からこれに則した熱
負荷計算法が可能となる。また換気に関しても単独で供
給できるシステムであることから人に対する必要換気量
の考えから１歩進めて省エネルギーを考慮した外気の導
入を計ることが可能となる。 【００２０】運転に際しても外気の導入と熱負荷の除去
を分離していることから外気温度、室内温度を積極的に
指標として利用することが可能となり、運転管理者の経
験から温度（湿度を含む）を指標とした全自動運転が可
能になる。下吹出し空調方式は室内において温度成層を
なすから室内サーモの取り付け位置による平面温度分布
の偏りがなくなるので快適空調が約束される。 【００２１】 【実施例】図１は外気供給機能を有する下部吹出空調機
の正面図ある。下部吹出空調機１はケーシング２によっ
て形成され表面には、上部より室内空気の吸込み口３、
室内への吹出し口４および外気供給ダクト接続部５が配
設されている。機器運転用スイッチなどは図示を省略す
る。ケーシング２の内部は、外気供給部（外気専用流
路）とファンコイル部の隔壁６が設けられている。隔壁
６を境として外気供給部には誘引ノズル７があり、ファ
ンコイル部には除塵用フィルター８、室内空気循環用フ
ァン９、ファン駆動用モーター１０、ファン架台１１、
室内空気と熱源の熱交換用コイル１２、凝縮水を受ける
ドレンパン１３が配設されている。コイル１２へ熱源を
供給する配管は図示を省略している。 【００２２】図２はＡーＡ断面図で吸込口３、吹出し口
４、外気供給ダクト接続部５、誘引ノズル７および外気
と室内空気との混合部が示されている。 【００２３】図３はＢーＢ断面図で吸込口３、吹出し口
４、フィルター８、ファン９、ファン架台１１、コイル
１２、ドレンパン１３が配設されている。コイル１２へ
熱源を供給する配管は図示が省略されている。 【００２４】図４は空調機器の設置状況を示す建築物の
縦断面図である。改良した下吹出し空調方式の構成と機
能の説明に特に必要でない部分、重複する部分は省略し
ている。建物本体１４は外壁１５、窓１６、床１７、天
井１８、シャフト１９などにより構成されている。 【００２５】室内２０には下部吹出空調機１などが設置
され、下吹出し空調方式で重要な居住域２１は２点鎖線
で表されている。その他室内には窓１６にブラインド２
２、天井１８に排気口２３、室内サーモ２４、室内ヒュ
ーミディー２５が設置され、天井内２６は、外気給気ダ
クト２７、排気ダクト２８、排気吸込み口２９、下部吹
出空調機１への熱源供給配管３０の設置場所となってい
る。本下吹出し空調方式では冷房時の除湿は外気空調機
にて行うので下部吹出空調機１はドレン配管を必要とし
ない。ドレンパン１３は緊急時対策用である。ドレン配
管が不必要なことは建設コストの削減、運転管理の簡素
化に大いに役立つ。なお下部吹出空調機１、室内温度計
測・制御用室内サーモ２４、室内温度計測・制御用室内
ヒューミディー２５などへの電力配線は図示を省略して
いる。 【００２６】屋上には下吹出し空調方式を構成する各種
空調機器、すなわち外気空調機３１、外気空調機３１へ
の熱源ヒートポンプ３２、外気空調機３１への熱源供給
配管（冷温水配管または冷媒配管）３３、下部吹出空調
機１への熱源ヒートポンプ３４、熱源ヒートポンプ３４
用冷温水ポンプ３５、下部吹出空調機１への熱源供給配
管３６（図示は冷温水であるが冷媒配管でも同じであ
る。）、ヘッダー３７、下部吹出空調機への熱源供給用
冷温水ポンプ３８、水温調整三方弁３９、加湿用の水配
管４０、外気温計測・制御発信用の外気サーモ４１、下
部吹出空調機への供給水温計測・制御発信用水温サーモ
４２などが設置されている。 【００２７】外気空調機３１の構成を見るとケーシング
４３の内部には外気と排気の隔壁４４、外気供給送風機
４４５加湿器４６、熱交換器４７、除塵用フィルター４
８、隔壁４３にはバイパスダンパー４９、排気と外気の
全熱交換器（フィルター付）５０、外気取り入れ口（ダ
ンパー付）５１、排風幾５２、排気口（ダンパー付）５
３などである。 【００２８】シャフト１９内は各室への外気給気ダクト
２７、排気ダクト２８、下部吹出空調機１への熱源供給
配管３０の設置場所となっている。外気給気ダクト２７
には外気給気計測・制御発信用外気給気サーモ５４が取
り付けられている。なお各種空調機器の駆動用・制御用
の電気配線は図示省略されている。 【００２９】本下部吹出空調機１の運転方法は室内空気
環境に対し外気供給部へ外気を導入しての換気によるも
のとファンコイル部のファン９を運転するとともにコイ
ル１２へ熱源を供給して冷却・加熱してのものとで行な
われる。 【００３０】外気供給部に外気を導入しての換気による
運転に際しては、外気空調機３１を運転して行なわれ
る。この運転は空調の省エネルギーを考える上で特に重
要である。下部吹出空調機１が外気供給部とファンコイ
ル部によって構成されているから、外気導入空調を省エ
ネルギーのために室温を満足出来ない状態で供給する場
合においてもファンコイル部の運転によって補完できる
から外気空調機３１の運転は大胆な省エネルギー運転を
することが出来る。換気はビルが稼働する時は必ず必要
であるから温度調整よりも優先順位は上位に位置する。
本下吹出し空調方式は換気優先を積極的に利用したこと
に特徴がある。 【００３１】空調の負荷としては外壁を通しての熱の
流入出、人体、照明、事務機器などの内部発生熱、
換気に伴う外気負荷である。この中で内部発生熱は常
時冷房負荷であり他のととは根本的に異なる負荷で
ある。これをシステム設計の基本にすることで運転は簡
単になり省エネルギーにも寄与するものとなる。 【００３２】下吹出し空調方式においては床面から上部
に向かって押し出し気流が生じている。また人体、事務
機器などからは放熱に伴う対流による上昇気流が発生す
る。両者相互に作用して下から上に向かって温度勾配の
ある空間を形成する。これは温度的に層を成すから成層
空調方式（下吹吹出し空調方式と成層空調方式は同じで
ある）とも呼ばれている。成層空調における室温とは床
上1,100mmの温度を基準にしている。 【００３３】内部発生熱は居住域（一般には床上1,70
0mmまでを言う）内での発生熱とそれ以外の空間での発
生熱とに区別して考える。成層空調方式は居住域を快適
空間にすることを目的にする空調方式で居住域外の温度
は特には問題にしない。しかし床を通して下の階の熱が
流入して居住域負荷となる。両者を加えたものが居住域
負荷となる。成層空調方式の特徴である温度勾配により
上部が高温になることから下階上部からの熱がスラブを
通して移動する。天井に取り付けられている機器からの
発生熱の負荷をどの程度にするかは換気量に掛かってい
る。従来の天井内換気のない場合には全て空調熱負荷に
なっていた。空調負荷にしないためにはスラブの断熱性
能の向上が必要であるとともに天井内換気風量の決定が
重要である。したがって省エネルギーを考慮した空調を
考える場合は外気負荷とのバランスを考えて決定する必
要がある。換気風量決定の目安としては居住域負荷の３
℃〜８℃温度差の風量と居住域外発生熱のバランスで決
定するとともに必要最低新鮮空気量の確保も忘れてはな
らない。本実施例では居住域外発生熱の約１／３程度の
熱移動で計画する。また外気そのまま導入時と熱源必要
時では風量を調整することが必要である。このように成
層空調方式は従来の空調方式（混合空調方式と言う）と
比較して負荷の少ない省エネルギー空調方式となる。 【００３４】成層空調方式の設計法の説明に空気調和・
衛生工学便覧（第１２版）３空気調和設備設計編６４頁
２・４・３冷暖房熱負荷簡易計算法（HASS112)を参考に
して行なう。 【００３５】設計条件として東京地方の事務所ビルとす
る。空調は年間通じて冷房期・中間期・暖房期・中間期
の循環である。各期間の温湿度条件は人の着衣条件を入
れて冷房期温度26℃湿度60％、暖房期温度22℃湿度40
％、中間期は両者の間で運転することが、快適性と省エ
ネルギーを考慮した運転条件である。通産省では省エネ
ルギーの運転条件として冷房期温度28℃、暖房期温度20
℃を発表しているが快適性からは十分とは言えない。 【００３６】成層空調方式の設計に際しては、まず居住
域での発熱量を計算する。居住域の発熱としては人体で
10Kcal/m²h(0.2人/m²)、事務機械など12Kcal/m²hとして
計22Kcal/m²hとなる。居住域外の発熱としては天井照明
の発熱・蛍光灯として20Kcal/m²h、電気配線などは無視
して内部発熱は合計42Kcal/m²hとなる。床の熱貫流率を
2.12Kcal/hm²℃として居住域への流入熱を約1/3程度と
すると居住域の熱負荷は28.6Kcal/m²h、排気熱量は13.4
Kcal/m²hとなる。 【００３７】この条件で換気風量を求めると15.0m³/m
²h、温度上昇は3.1℃となる。必要最低換気量4.0m³/m²h
（必要新鮮空気量）にすると6.1℃の温度上昇となり、
床面からの流入熱量は13.0Kcal/m²hとなり居住域での負
荷が増大する。同様に排気熱量は、7.0Kcal/m²hとなり
6.4Kcal/m²h減少する。この面から考えると風量の減少
が排出熱量の減少を来し省エネルギー面からは推奨でき
ない。しかし外気熱負荷の面から考えると室内温湿度条
件、冷房期温度26℃湿度60％、暖房期温度22℃湿度40％
から離れるに従って負荷は増大するから両方のバランス
を考慮して換気風量を決定する。外気量を減少させるこ
とが省エネルギーになるとする従来の考え方は見直す必
要がある。風量減少が省エネルギーにつながるとする考
え方にはスラブの断熱特性が問題となる。 【００３８】前述の考察から外気のみの風量15.0m³/m²h
の換気運転を冷房期の場合は温湿度条件を考慮して室温
26.0 ℃より1.0℃低い25.0℃まで熱源を使用しない運転
を行う。東京地方の昼間（午前８時から１２時間：年間
4,380時間）25.0℃以上になる時間は空気調和工学会発
行の標準気象によると年間897時間（20.5%)である。こ
の25.0℃以上になる時は外気調和機３１に冷房熱源を供
給する。この時の供給風量と供給温度は外気温度によっ
て決定する。風量の最低は必要新鮮空気量の4.0m3/m2h
であり、供給温度の最低は17.0℃とし両者ともこれを下
回ることにはしない。 【００３９】外気の供給温度が25.0℃では室温が26.0℃
より高くなる期間が生ずるがこの期間は下部吹出空調機
本体１のファンコイル部の運転により温度調節を行う。
室温より低温の空気を積極的に利用して省エネを計るの
である。 【００４０】暖房期の室温は22.0℃であり内部発熱は通
過熱量を加えて28.6Kcal/m²h、外風量15.0m³/m²hとする
と温度差は6.7℃となるから供給温度は15.3℃となる。
外気温度が15.0℃を下回る時間は、冷房期の条件とする
と年間1,852時間（42.4%)である。天井内発熱により排
気は3.1℃温度上昇するから暖房期においては排気温度
は25.1℃になる。供給温度つまり外気温度が15.3℃を下
回るようになると外気空調機３１において外気給気サー
モ５４の信号によりバイパスダンパー４９を開けて排気
をバイパスして供給温度15.3℃を保つよう調整する。外
気温度が-1.0℃となった時、供給温度15.3℃を保つ外気
風量は9.5m³/m²hとなり必要新鮮空気量の4.0m³/m²hを上
回るので問題とならない。これは暖房時には外気調和機
３１に暖房熱源を供給する必要のないことを意味する。
したがって熱源供給は冷房期の897時間（20.5%)であ
る。従来換気量がエネルギー消費の増大を来すので換気
量を絞ってシックビルの原因になったことを考えると彼
我のさは大きい。 【００４１】内部発熱と換気量と換気負荷について述べ
たが残る外壁負荷について述べる。空調負荷３個のうち
最も空調技術者が注力するのが外壁負荷である。建物の
諸元として階高3.5m、天井高2.7m、腰0.8m、窓1.7m*4.8
m、スパン6.0mの外壁として外壁負荷を検討する。成層
空調においては冷房と暖房では負荷の扱いが異なったも
のになる。冷房の負荷は下部吹出空調機１の吸込み口上
端に300mmを加えた高さを負荷計算の面積算出に用い
る。上記建物の場合では、冷房外壁面積は6.0m*2.2m=1
3.2m2、窓面積は4.8m*1.3m=6.2m2、窓面積比は47%とな
る。従来の空調方式では天井高さを用いていたから冷房
負荷外壁面積は16.2m2、,窓面積8.2m2、窓面積比は51%
となる。南面基準で比較すると成層空調では57*13.2=75
3Kcal/h（126Kcal/hm）であり、従来空調方式では59*1
6.2=956Kcal/h（160Kcal/hm）となる（成層空調の27%ア
ップ）。成層空調負荷計算高さ2.2m超部分の負荷は外壁
近くの天井に設ける排気口２３から排出される。また計
算に用いた2.2m部分からも対流による上昇流が発生して
おり１部は排気口２３から排出される。ふかの軽減とな
る。 【００４２】暖房の負荷は従来空調方式と同様に考えて
よい。外壁面積16.2m2、,窓面積8.2m2、窓面積比は51%
であるから82*16.2=1,328Kcal/h（222Kcal/hm）であ
る。この熱量は下部吹出空調機１のファンコイル部の負
荷と考える。 【００４３】室内２０の熱負荷は冷房期場合は外壁負荷
と内部負荷とも冷却負荷であり、暖房期の場合は外壁負
荷は加熱負荷、内部負荷は冷却負荷と相反する負荷が存
在する。冷房期の時は積極的に換気を利用して室内を冷
却する方法を用い熱源負荷の軽減を計り、暖房期の場合
も同様に換気を利用して内部発熱の負荷を除去する。こ
こで考えられるのは暖房期に更に内部発生熱を外壁負荷
に利用できないかと言うことである。これは外気調和機
３１における外気供給温度をどのようにするかによって
決定される。室内２０においてペリペーターとインテリ
ヤとの関係から外気調和機３１をペリメーター用とイン
テリヤ用に分割して換気のために供給する外気供給を外
壁負荷を分担させるような温度とすることは建設コスト
の面から重要である。つまり下部吹出空調機１の外気供
給部の負荷とするかファンコイル部の負荷とするかであ
るが、基本的には下部吹出空調機１が最小になるよう計
画する。それには居住域内部発熱量によって決定する換
気風量との関係において決定する。冷房期に外気導入に
よる空調を省エネルギーのために室温を満足出来ない状
態で供給する場合にはファンコイル部の運転によって補
完する方法など運転方法によって対処する。 【００４４】排熱回収機器として全熱交換器５０が設置
されているが冷房期期には排気温度が外気温度以上にな
ることもあり使用しなくてよい。暖房期において使用す
るのは外壁からの熱損失が内部発熱を上回る場合であ
る。外気給気サーモ５３の設定温度を給気温度が下回る
場合には全熱交換器５０を運転する。更に下回る場合に
は外気空調機熱源ヒートポンプ３２を運転し給気温度を
確保する。これらのことは建物の熱的性質すなわち外壁
からの熱損失と内部発熱との関係を考慮した空調計画を
する必要がある。 【００４５】実際の運転方法を考察するとまず換気の運
転になる。換気の運転は管理者またはタイマーによる運
転司令によって外気空調機３１が運転に入り連動して排
風幾５２が運転に入る。外気空調機３１が運転に入ると
下部吹出空調機１の外気供給部の誘引ノズル７から新鮮
空気が供給される。その時上部吸込口３から室内空気が
吸い込まれ新鮮空気と室内空気は混合して吹出し口４か
ら室内に供給される。外気空調機用ヒートポンプ３２は
外気用サーモ４１との司令によって運転される。外気用
サーモ４１で25.0℃以上になると外気空調機用ヒートポ
ンプ３２が運転され、外気給気ダクト２６に取り付けら
れている外気給気用サーモ５４の信号により予め設定さ
れている給気温度になるよう運転される。更に風量につ
いても予め設定されている換気風量になるよう運転され
る。排風幾５２も連動して変更される。バイパスダンパ
ー４９は閉じられたままである。これらの風量の変更は
ダンパーによる場合とインバーターによる回転数制御に
よる場合がある。 【００４６】外気用サーモ４１が16.0℃未満になると外
気給気ダクト２６に取り付けられている外気給気用サー
モ５４の信号によりバイパスダンパー４９が徐々に開か
れ15.3℃になるよう制御される。この状態は必要新鮮空
気量の4m3/m2hになるまで行なわれる。更に外気温度が
下がり必要新鮮空気量の4m3/m2hしても15.3℃が維持で
きない場合は全熱交換器５０を運転して排気から熱回収
を計って15.3℃を維持する。更に外気温度が下がり全熱
交換器５０を運転して排気から熱回収を計っても15.3℃
が維持できない場合は外気空調機用ヒートポンプ３２を
運転する。これらは内部発熱の大きさと外壁からの熱損
失の大きさの関係から決定される。構造体からの熱損失
に比較して内部発熱の大きい建物、つまり外壁面積に比
べて床面積の大きな建物では全熱交換器５０が省略出来
たり、外気空調機用ヒートポンプ３２の暖房運転を必要
としない場合もある。これらは建物の熱的性質に掛かっ
ている。 【００４７】換気運転に加えて室内２０に対する空調運
転がある。まず冷房運転は室内２０の室温が26℃を上回
ると管理者または室内サーモ２４の信号により下部吹出
空調機１のファンコイル部、下部吹出空調機用ヒートポ
ンプ３４、同冷温水ポンプ３５、下部吹出空調機用冷温
水ポンプ３８が冷房運転を開始する。室温調整は室内サ
ーモ２４によって水温調整用三方弁３９にて下部吹出空
調機１への供給水温を調整して行う。図示は一系統であ
るが室数が多い場合にはゾーンを設定してゾーン毎に下
部吹出空調機用冷温水ポンプ３８、水温調整用三方弁３
９にて供給水温を調整して行う場合と各室の室内サーモ
２４の信号の内、最も室温の高い部屋の信号によって水
温調整用三方弁３９が作動し適温になるよう制御する場
合がある。この水温は最も低い水温になるので各室は室
内サーモ２４で下部吹出空調機１への冷水の供給を制御
して室温調整を行なうかファンコイルの風量を調整して
室温制御を行なう。建設コストの関係から各室の室内サ
ーモ２４の信号で水温調整を行なわず供給水温サーモ４
２にて一定水温を設定供給する場合もある。各室の温度
調整は室内サーモ２４で水量または風量を調整して行な
う。あまり行われないが代表室に取り付けた室内ヒュー
ミディ２５の信号により除湿運転を行うことも出来る設
備になっているが説明は省略する。 【００４８】冷房運転と同様暖房運転について見ると、
室内２０の室温が22℃を下回ると管理者または室内サー
モ２４の信号により下部吹出空調機１のファンコイル
部、下部吹出空調機用ヒートポンプ３４、同冷温水ポン
プ３５、下部吹出空調機用冷温水ポンプ３８は暖房運転
を開始する。運転方法は冷房の場合と同様にするが温度
の上下は逆になる。暖房の場合は温度調整に加えて湿度
調整を必要とする場合がありこの時は代表室に取り付け
た室内ヒューミディ２５の信号により加湿用の水配管４
０から加湿器４６に水を供給して行う。 【００４９】室内サーモ２４と室内ヒューミディー２５
の取付位置を検討すると下吹出し空調方式は成層を成す
から平面的には取り付け場所を選ばないが、高さ方向に
は温度勾配があるので注意が必要である。主に生活する
高さを中心に考えればよい。高さとしては1,100mmが一
般的に用いられている。寝室、病院など生活の場が低い
場合は取付高さを700mmから900mm程度に低くすることに
よって省エネルギー運転が可能となる。 【００５０】説明において温度基準で説明しているもの
については温湿度基準としても同じである。同様に下部
吹出空調機１においては外気供給時に誘引を用いて説明
しているがそれは誘引装置を用いた方が省エネルギーと
しての効果が優れているからで外気を再熱法によって処
理して直接供給場合も同等である。また外気空調機熱源
ヒートポンプと下部吹出空調機用ヒートポンプと熱源系
統を分割して説明したが１台で両方に供給する場合もあ
る。 【００５１】 【発明の効果】本発明は下吹出し空調方式の特徴に加え
て従来の熱負荷中心の空気調和の考え方を換気の考え方
に改めた点に特徴があり、次のような効果が期待でき
る。 １）下部吹出空調機を外気供給部とファンコイル部に隔
壁を設け区分することによって、各々の特徴を生かすと
同時に相互補完し合って新規の運転ができる。 ２）換気中心の空調はシックビルに見られる室内環境の
悪化を防止できる。 ３）導入外気による外気冷房が空調エネルギーの省エネ
ルギーに寄与する。 ４）設計法として内部発熱と換気量を関係ずけて省エネ
ルギーを達成できる設計手法を確立した。 ５）外気温度と室内温度を指標にした運転法を確立し無
人運転を可能にした。 ６）換気中心の空調方式であるから夜間外気が低温にな
った時、深夜電力を使った換気運転を行い構造物に畜熱
されている熱を放熱させることによる畜熱装置として運
転が可能になった。 【００５２】従来の設計法が外壁からの熱流出入中心の
考え方であったから省エネルギーと言えば外壁の断熱性
能向上と換気風量の削減であったものが下吹出し空調方
式を採用することによって換気による省エネルギーの達
成、床断熱による省エネルギーの達成など省エネルギー
を考える範囲を拡大し、更に換気風量を増加させること
による健康な室内環境を実現できる効果は大きいもので
ある。

【図面の簡単な説明】 【図１】外気供給機能を有する下部吹出空調機の正面
図。 【図２】図１のＡーＡ断面図。 【図３】図１のＢーＢ断面図。 【図４】空調機器の設置状況を示す建築物の縦断面図。 【符号の説明】 １ 下部吹出空調機 ２ ケーシング ３ 吸込み口 ４ 吹出し口 ５ 外気供給ダクト接続部 ６ 隔壁 ７ 誘引ノズル ８ フィルター ９ ファン １０ モーター １１ ファン架台 １２ コイル １３ ドレンパン １４ 建物本体 １５ 外壁 １６ 窓 １７ 床 １８ 天井 １９ シャフト ２０ 室内 ２１ 居住域 ２２ ブラインド ２３ 排気口 ２４ 室内サーモ ２５ 室内ヒューミディー ２６ 天井内 ２７ 外気給気ダクト ２８ 排気ダクト ２９ 排気吸込み口 ３０ 熱源供給配管 ３１ 外気空調機 ３２ 外気空調機熱源ヒートポンプ ３３ 外気空調機配管 ３４ 下部吹出空調機熱源ヒートポンプ ３５ 熱源ヒートポンプ用冷温水ポンプ ３６ 下部吹出空調機熱源配管 ３７ ヘッダー ３８ 下部吹出空調機用冷温水ポンプ ３９ 水温調整三方弁 ４０ 加湿用の水配管 ４１ 外気サーモ４１ ４２ 供給水温サーモ ４３ ケーシング ４４ 隔壁 ４５ 外気供給送風機 ４６ 加湿器 ４７ 熱交換器 ４８ フィルター ４９ バイパスダンパー ５０ 全熱交換器（フィルター付） ５１ 外気取り入れ口（ダンパー付） ５２ 排風幾 ５３ 排気口（ダンパー付） ５４ 外気給気サーモ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 下吹出し空調方式において、外気供給部
   とファンコイル部を隔壁６で区分し、外気供給部のダク
   ト接続部５に外気空調機３１で所定の条件に処理した外
   気を供給するとともにファンコイル部には室内サーモ２
   ４の信号により設定室温を超えた場合は冷房熱源をまた
   設定室温を下回った場合は暖房熱源を供給することによ
   って空調することが出来る下部吹出空調機。 【請求項２】 下吹出し空調方式において、換気風量決
   定に際して内部発熱を居住域と居住域外に区分して計算
   し、居住域の熱負荷には人体など居住域内で発生する熱
   量に床を通して流入する熱量を加えた値を３℃〜８℃の
   温度差とする風量と居住域外で発生する熱の除去とのバ
   ランスを考慮して決定する換気風量の決定法。 【請求項３】 下吹出し空調方式において、設定室温と
   外気温度を指標に下部吹出空調機１への供給温度を決定
   して行う換気の運転の方法。 【請求項４】 【請求項３】を優先しての運転に加えて室温を指標に下
   部吹出空調機１のファンコイル部に必要熱源を供給する
   ことを特徴とする運転の方法。