JPH1183087A - 躯体蓄熱を利用した床吹き出し空調方式 - Google Patents

躯体蓄熱を利用した床吹き出し空調方式

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JPH1183087A
JPH1183087A JP9242819A JP24281997A JPH1183087A JP H1183087 A JPH1183087 A JP H1183087A JP 9242819 A JP9242819 A JP 9242819A JP 24281997 A JP24281997 A JP 24281997A JP H1183087 A JPH1183087 A JP H1183087A
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直樹 森
Yuichiro Sagawa
祐一郎 佐川
Shigeru Ono
茂 大野
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Abstract

(57)【要約】 【課題】床躯体を蓄熱手段として利用し、空調が必要な
時間外に床躯体に蓄熱した熱を、空調が必要な時間に放
熱して空調に利用する躯体蓄熱を利用した躯体蓄熱式床
吹き出し空調方式が近来提案されているが、その従来の
ものでは、床吹出口に自動風量調整機構が必要であるた
め、床の高さの点、制御の困難さ、高コストの点等で課
題があった。 【解決手段】そこで本発明では、床吹出空調方式におい
て、床躯体1は中空部2を有する構成として、中空部に
より空気通路を構成するものとし、空気通路は、その両
端側を連通口により床下空間と連通させ、空気通路の一
端側に対応する床下空間に空調機からの空調空気を吹き
出す構成とすると共に、この一端側の連通口に対応し
て、床下空間から中空部への押込み送風ファンを設置
し、床吹出口は自動風量調整機構を有しない構成とした
躯体蓄熱を利用した床吹き出し空調方式を提案する。送
風ファンに代えて遮風板を適用することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は躯体蓄熱を利用した
床吹き出し空調方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】床吹き出し空調方式は、空調機からの空
調空気を、床と床躯体との間に構成した床下空間を介し
て床側からの吹き出し部から居室空間内に供給する空調
方式であり、基本的には図7に示すような構成である。
【0003】図7において符号aは床躯体、bは居室の
床、例えばフリ−アクセス床であり、床bと床躯体a間
には床下空間cが構成されている。室外には空調機dが
設置され、空調空気の吹き出し側のダクトeが床下側、
吸い込み側のダクトfが天井側に対応している。そして
フリーアクセス床bには、空調空気の吹き出し部とし
て、床面の吹き出し口gとペリメ−タの吹き出し口hを
設けている。
【0004】以上の構成において、空調機dの吹き出し
ダクトeから吹き出した空調空気は床下空間cを介して
吹き出し口g,hから居室空間内に供給され、空調に供
された後、天井iの上方空間jを介して吸入側ダクトf
から空調機dに還流する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来の床吹き出
し空調方式では、設備の始動直後からしばらくの間は、
空調された空気の熱の一部が床躯体aによって失われる
ため、快適な室内環境とすることが困難である。
【0006】このため、従来の床吹き出し空調方式にお
いて、最初から居室空間環境を良好なものとするために
は、空調が必要な時間が始まる前、例えば事務所等で
は、就業時間が始まる少し前に空調設備を始動したり、
または空調機の能力を大きくすることが必要となり、こ
の結果、余分な運転コストが必要になっている。
【0007】そこで、本発明者等は、先に、上述したよ
うな床吹き出し空調方式において、床躯体は中空部を有
する構成とし、空調空気を中空部に供給可能とすること
により、床躯体を蓄熱手段として利用し、空調が必要な
時間外に床躯体に蓄熱した熱を、空調が必要な時間に放
熱して空調に利用する躯体蓄熱を利用した床吹き出し空
調方式を創案した。しかしながら、このような空調方式
は床吹出口に自動風量調整機構を必要とするものであっ
たため、次のような課題があった。 a.高さ方向にスペースをとる自動風量調整機構のため
に、床下空間は、高さ方向の制約を受け、床の高さが高
くなる。 b.自動風量調整機構の制御が大変である。 c.自動風量調整機構のために、床吹出口がコスト高と
なる。本発明は、このような躯体蓄熱を利用した床吹き
出し空調方式において、自動風量調整機構を有しない床
吹出口を使用可能とすることにより、上述した従来の空
調方式の課題を解決すると共に、躯体蓄熱を利用した空
調方式の性能の向上を計ることを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、空調機からの空調空気を、床と床躯
体との間に構成した床下空間を介して、床に設置した床
吹出口から居室空間内に供給する床吹出空調方式におい
て、床躯体は中空部を有する構成として、中空部により
空気通路を構成するものとし、空気通路は、その両端側
を連通口により床下空間と連通させ、空気通路の一端側
に対応する床下空間に空調機からの空調空気を吹き出す
構成とすると共に、この一端側の連通口に対応して、床
下空間から中空部への押込み送風ファンを設置し、床吹
出口は自動風量調整機構を有しない構成とした躯体蓄熱
を利用した床吹き出し空調方式を提案する。
【0009】また本発明では、空調機からの空調空気
を、床と床躯体との間に構成した床下空間を介して、床
に設置した床吹出口から居室空間内に供給する床吹出空
調方式において、床躯体は中空部を有する構成として、
中空部により空気通路を構成するものとし、空気通路
は、その両端側を連通口により床下空間と連通させ、空
気通路の一端側に対応する床下空間に空調機からの空調
空気を吹き出す構成とすると共に、この一端側の連通口
よりも下流側の床下空間に遮風板を設置し、床吹出口は
自動風量調整機構を有しない構成とした躯体蓄熱を利用
した床吹き出し空調方式を提案する。
【0010】以上の本発明によれば、空調機からの空調
空気は、床吹出口が開であっても、床下空間を通って直
接的に床吹出口に至ることがなく、大半又は全て連通口
を経て床躯体の中空部内に流入し、この中空部を空気通
路として上流側から下流側に流れた後に他端側の連通口
から再び床下空間に流入して床吹出口を経て居室空間内
に供給される。
【0011】このため空調が必要な時間外、特に、電力
料金の単価が安い夜間において必要な時間だけ空調機を
運転することにより、床吹出口において自動風量調整を
行わなくとも、空調機からの空調空気を上記空気通路、
即ち床躯体の中空部に流すことができ、こうして空調機
の運転により発生した熱(冷熱を含む)を効率的に床躯
体に蓄熱することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を添付図
面を参照して説明する。まず図1、図2は本発明の床吹
き出し空調方式の第1の実施の形態を運転動作毎に概念
的に表した説明的断面図であり、図3は図1のA−A線
断面図である。符号1は床躯体であり、この床躯体1は
ボイドスラブのように、中空部2を有する中空構造のコ
ンクリート床躯体である。符号3は床躯体1の上方に床
下空間4を隔てて構成した床で、例えばフリーアクセス
床により構成しており、その上方が居室空間5となる。
また符号6は天井スラブ7の下方に天井空間部8を隔て
て構成した天井である。
【0013】符号9は居室空間5の一端側に隣接する格
納空間10に格納した空調機であり、この空調機9の吹
き出し側ダクト11を床下空間4に位置させると共に、
吸込み側ダクト12を天井空間部8に位置させている。
また、床3には適所に適数の床吹出口13を設置してい
るが、この床吹出口13は、ダンパー等の開度を遠隔操
作で自動的に制御可能な自動風量調整機構を有していな
いものを適用している。そして天井6には適所に適数の
天井吸込口14を設置している。
【0014】床躯体1は図に示すように、複数の並列し
た中空部2が、居室空間5の一端側から他端側に、即ち
図中左右方向に向くように配置しており、一端側と他端
側の夫々に床下空間4と連通する連通口15,16を形
成している。そして、一端側、即ち空調機9の吹き出し
側ダクト11が位置している側の連通口15には押込み
送風ファン17を設置している。この実施の形態では図
に示すように押込み送風ファン17は各中空部2の連通
口15毎に設置しているが、図3中に2点鎖線で示すよ
うに、複数の連通口15を共通ダクト18で連通させ、
この共通ダクト18に適数の共通の押込み送風ファン
(図示省略)を設置する構成とすることもできる。
【0015】以上の構成の空調方式につき、その運転方
法を説明する。図1は例えば冷房期の空調時間外、特
に、電力料金の単価が安くなる夜間における蓄熱運転状
態を示すもので、この蓄熱運転状態においては、空調機
9の吹き出し側ダクト11から床下空間4内に吹き出し
た空調空気、即ち、この場合、冷風は、押込み送風ファ
ン17により大半が連通口15から中空部2内に押し込
まれるため、直接的に床下空間4を流れて床吹出口13
に向かう冷風の量は少ない。こうして中空部2内に押し
込まれた大半の冷風は、中空部2を空気通路として連通
口16方向に流れ、この際、床躯体1を冷やす。即ち、
床躯体1には、いわゆる冷熱が蓄積される。
【0016】このように床躯体1を冷やした冷風は、連
通口16から床下空間4内に流出し、開となっている床
吹出口13から居室空間内に流出し、次いで天井吸込口
14から天井空間部8内に流入し、ここを流れて吸込み
側ダクト12から空調機9に還流する。
【0017】このような蓄熱運転は、上述したように電
力料金の単価が安くなる夜間において、予め設定した所
定の時間だけ行うようにしたり、床躯体1の適所に設置
した温度センサを用いて、設定温度となるように制御し
て運転することができる。また、このような蓄熱運転で
は、空調機9における空気の吹き出し温度を、空調時の
設定温度よりも低く、例えば空調時の設定温度が18℃で
ある場合、12℃等に設定することにより、より効率的に
床躯体1に蓄熱を行うことができる。
【0018】以上のようにして必要な時間だけ空調機9
を夜間、蓄熱運転して床躯体1に冷熱を蓄え、空調が必
要な時間が始まった時点で再び空調機9を冷房運転す
る。空調機9からの冷風は、この冷房運転においても上
述した蓄熱運転時と同様に、大半が連通口15から中空
部2内に押し込まれて、中空部2を連通口16方向に流
れて行く。そして連通口16から床下空間4内に流出
し、次いで、開となっている床吹出口13から居室空間
内に流出して居室空間の冷房に供された後、天井吸込口
14から天井空間部8内に流入し、ここを流れて吸込み
側ダクト12から空調機9に還流する。
【0019】以上のような冷房運転の開始時点において
は、空調機9からの空調空気の大半が流れる中空部2の
床躯体1は、それまでの蓄熱運転により蓄熱された状
態、即ち冷やされた状態であるため、昼間の運転開始時
点において空調機9の吹き出し側ダクト11から床下空
間4内に吹き出す冷風の温度が、例えば、従来の空調時
の設定温度18℃よりも高い温度(19℃〜20℃)で設定し
ても、それが床躯体1の中空部を通る際に熱交換が行わ
れて冷やされることになるため、中空部2の出口側の連
通口16を出る際には、空調空気の温度が18℃に下が
り、所定の冷房温度の冷風を居室空間5内に供給するこ
とができる。また、空調が必要な時間が始まる前に空調
機9を始動しておくことは必要でなくなる。
【0020】以上は本発明を冷房期の運転について説明
しているが、暖房期の運転においても同様な動作で、蓄
熱運転において温風を中空部2内に流して床躯体1に蓄
熱を行うと共に、暖房運転において蓄熱されている熱を
空調空気により回収して居室空間の暖房に供することが
できる。尚、この暖房期の運転においては、蓄熱運転で
は、空調機9における空気の吹き出し温度を、空調時の
設定温度よりも高く、例えば空調時の設定温度が24℃で
ある場合、30℃等に設定することにより、より効率的に
蓄熱を行うことができる。
【0021】次に図4、図5は本発明の床吹き出し空調
方式の第2の実施の形態を運転動作毎に概念的に表した
説明的断面図であり、図6は図4のB−B線断面図であ
る。尚、これらの図においては、図1〜図3に示す第1
の実施の形態と同様な構成要素には同一の符号を付して
重複する説明は省略する。この実施の形態では、第1の
実施の形態において空気通路の一端側の連通口15に押
込み送風ファン17を設置することに代えて、一端側の
連通口15よりも空調空気の流れの下流側の床下空間4
に遮風板19を設置したことを特徴としている。
【0022】以上の構成では、空調機9の吹き出し側ダ
クト11から床下空間4内に吹き出した空調空気は、遮
風板19に遮られるため床下空間4を流れて行かず、全
て連通口15から床躯体1の中空部2内に流入する。こ
うして一端側の連通口15から中空部2内に流入した空
調空気は、中空部2を空気通路として、床躯体1と熱交
換しながら他端側の連通口16方向に流れ、連通口16
から床下空間4内に流出して、開となっている床吹出口
13から居室空間内に流出し、次いで天井吸込口14か
ら天井空間部8内に流入し、ここを流れて吸込み側ダク
ト12から空調機9に還流する。
【0023】このような空調空気の流れにより、この実
施の形態においても、空調時間外の蓄熱運転において空
調空気を中空部2内に流して床躯体1に効率的に蓄熱を
行うと共に、空調運転において蓄熱されている熱を空調
空気により回収して居室空間の暖房に供することができ
る。
【0024】このように本発明の上記第1、第2の実施
の形態のいずれにおいても、空調機9の吹き出しダクト
11から床下空間4に吹き出した空調空気は、床躯体1
に形成した中空部2を空気通路として流れた後に、床下
空間4から床吹出口13を経て居室空間5に流れるの
で、床吹出口13は上記蓄熱運転と空調運転とで、そこ
を通る風量を自動調整する必要がない。
【0025】これに対して、上記第1の実施の形態にお
ける押込み送風ファン17や、第2の実施の形態におけ
る遮風板19を備えていない場合において、床吹出口1
3の風量調節が行えず、常時空調時の風量が維持される
ものとすると、空調機9の吹き出しダクト11から床下
空間4に吹き出した空調空気は、床躯体1に形成した中
空部2に流入するよりも、むしろ床下空間4を通って床
吹出口13から居室空間5内に流入し易い。この場合、
居室空間5は外域からの熱的影響が大きいため蓄熱ロス
を生じて効率が悪い。このよう不都合の発生を防ぐため
には、床吹出口を自動風量調整機構を備えたものとし、
蓄熱運転時には空調運転時よりも風量を小さくすること
が必要であるが、自動風量調整機構を備えた床吹出口は
高さ方向にスペースをとるため、床下空間4の高さを低
くして居室空間を広くすることに制約を生じ、またコス
トも高くなるという欠点が生じる。
【0026】しかるに本発明では、上述したように床吹
出口13は上記蓄熱運転と空調運転とで、そこを通る風
量を自動調整する必要がなく、しかも効率的な蓄熱を行
うことができ、以上の問題点、欠点は生じない。
【0027】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、以下
に示すような効果がある。 a.夜間蓄熱して床の躯体部分に熱(冷熱)を蓄え、昼
間の空調運転時に利用することにより、空調機が行う熱
処理の負担を軽減することができる。 b.昼間の空調(冷暖房)負荷のピークカットを行うこ
とができる。 c.蓄熱運転は電力料金の安い時間帯(夜間)を利用し
て行うことができ、さらにランニングコストの低減が可
能となる。 d.床躯体として比熱の高い材質を適用することによ
り、蓄熱効果を高めることができる。 e.床吹出口は自動風量調整機構を有しない構成とする
ので、省スペースで、床の高さを低く抑えることがで
き、その分、居室空間の高さを高くすることができると
共に、低コストである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態を蓄熱運転状態に
より概念的に示す説明的断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施の形態を空調運転状態に
より概念的に示す説明的断面図である。
【図3】 図2のA−A線断面図である。
【図4】 本発明の第2の実施の形態を蓄熱運転状態に
より概念的に示す説明的断面図である。
【図5】 本発明の第2の実施の形態を空調運転状態に
より概念的に示す説明的断面図である。
【図6】 図4のB−B線断面図である。
【図7】 従来の空調方式の構成を概念的に示す説明的
断面図である。
【符号の説明】
1 床躯体 2 中空部(空気通路) 3 床 4 床下空間 5 居室空間 6 天井 7 天井スラブ 8 天井空間部 9 空調機 10 格納空間 11 吹き出し側ダクト 12 吸込み側ダクト 13 床吹出口 14 天井吸込口 15,16 連通口 17 押込み送風ファン 18 共通ダクト 19 遮風板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F28D 20/00 F28D 20/00 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空調機からの空調空気を、床と床躯体と
    の間に構成した床下空間を介して、床に設置した床吹出
    口から居室空間内に供給する床吹出空調方式において、
    床躯体は中空部を有する構成として、中空部により空気
    通路を構成するものとし、空気通路は、その両端側を連
    通口により床下空間と連通させ、空気通路の一端側に対
    応する床下空間に空調機からの空調空気を吹き出す構成
    とすると共に、この一端側の連通口に対応して、床下空
    間から中空部への押込み送風ファンを設置し、床吹出口
    は自動風量調整機構を有しない構成としたことを特徴と
    する躯体蓄熱を利用した床吹き出し空調方式
  2. 【請求項2】 空調機からの空調空気を、床と床躯体と
    の間に構成した床下空間を介して、床に設置した床吹出
    口から居室空間内に供給する床吹出空調方式において、
    床躯体は中空部を有する構成として、中空部により空気
    通路を構成するものとし、空気通路は、その両端側を連
    通口により床下空間と連通させ、空気通路の一端側に対
    応する床下空間に空調機からの空調空気を吹き出す構成
    とすると共に、この一端側の連通口よりも下流側の床下
    空間に遮風板を設置し、床吹出口は自動風量調整機構を
    有しない構成としたことを特徴とする躯体蓄熱を利用し
    た床吹き出し空調方式
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2355518A (en) * 1999-10-22 2001-04-25 William Paul Cowling Thermal storage heaters

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2355518A (en) * 1999-10-22 2001-04-25 William Paul Cowling Thermal storage heaters

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