JP2011002104A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】個々人の快適感にも対応可能にするとともに、新鮮な空気を居室内部に取り込むこともできる空調システムを提供すること。
【解決手段】天井に配設され、冷媒を循環させることにより、居室環境を全体的に調整する輻射パネル２によるアンビエント空調設備と、外部から導入した空気を調整した後に、床に設けられた吹出口３１のうち、任意の吹出口３１から吹き出させることにより、居室環境を局所的に調整するタスク空調設備３とを備えたので、温度分布のムラ、ドラフト感を抑制するとともに、個々人の快適感に対応可能であって、新鮮な空気を居室内部に取り込むこともできる。
【選択図】図２

Description

本発明は、居室の環境を全体的に調整するとともに、局所的な調整も可能にした空調システムに関するものである。

従来から採用されている対流式空調システムは、熱交換され、温められた空気（温風）を吹出口から吹き出すことにより居室を暖め、あるいは、熱交換され、冷やされた空気（冷風）を吹出口から吹き出すことにより居室を冷やしていた。しかしながら、対流式空調システムは、温風あるいは冷風の空気対流を前提とするものであるために、温度分布にムラが生じるとともに、人体に気流が当たってドラフト感（過度の温冷感）を与えることがあった。

このような問題を解決するべく、床下空間あるいは天井空間に不燃性樹脂フィルムダクトを敷設して、空気調和機や蓄熱暖房機で生成された温風あるいは冷風を、床材の下面あるいは天井材の上面に噴流させる輻射式空調システムが提案されている。この輻射式空調システムによれば、床材あるいは天井材を加熱あるいは冷却した後の温風あるいは冷風は、居室内部に吹き出されて、居室内部の空気を加熱あるいは冷却し、再び空気調和機や蓄熱暖房機に循環利用されるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

また、輻射パネルを天井に配設した輻射式空調システムが提案されている。輻射パネルは、冷水あるいは温水（冷媒）が循環可能であって、輻射パネルに冷水あるいは温水を循環させることによって、居室全体を冷やしたり、暖めたりすることができるようになっている。

特開２００５−３３７６９０号公報

しかしながら、快適感は個々人によって異なるため、居室全体の環境を調整することができても、個々人の快適感には対応することができなかった。また、空気を取り込むことを前提としない輻射式空調システムにおいても、新鮮な空気を居室内部に取り込む必要があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、個々人の快適感にも対応可能にするとともに、新鮮な空気を居室内部に取り込むこともできる空調システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、天井に配設され、冷媒を循環させることにより、居室環境を全体的に調整する輻射パネルによるアンビエント空調設備と、外部から導入した空気を調整した後に、床に設けられた吹出口のうち、任意の吹出口から吹き出させることにより、居室環境を局所的に調整するタスク空調設備とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記タスク空調設備が、任意の吹出口を開放あるいは閉塞させる吹出口開閉手段または吹き出し空気量を調整する機能を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記タスク空調設備が、デシカント空調機を用いて吹き出す空気の湿度を調整する機能を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる空調システムは、天井に配設され、冷媒を循環させることにより、居室環境を全体的に調整する輻射パネルによるアンビエント空調設備と、外部から導入した空気を調整した後に、床に設けられた吹出口のうち、任意の吹出口から吹き出させることにより、居室環境を局所的に調整するタスク空調設備とを備えたので、温度分布のムラ、ドラフト感を抑制するとともに、個々人の快適感に対応可能であって、新鮮な空気を居室内部に取り込むこともできる。

なお、当技術では、輻射パネルを構成する部材およびパネル自体の形状については限定されず、また、輻射パネルからの放熱には輻射成分と対流成分があるが、その成分も限定されないものである。

図１は、本発明の実施の形態である空調システムを示す概略構成図である。 図２は、図１に示した空調システムの構成を示す冷媒回路図であって、中間期から夏期にかけての稼働状態を示したものである。 図３は、図１に示した空調システムの構成を示す冷媒回路図であって、中間期から冬期にかけての稼働状態を示したものである。

以下に、本発明にかかる空調システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態である空調システムを示す概略構成図である。図２および図３は、図１に示した空調システムの構成を示す冷媒回路図であって、図２は、中間期から夏期にかけての稼働状態を示したものであり、図３は、中間期から冬期にかけての稼働状態を示したものである。なお、図示されている温度は一例であり、この発明が限定されるものではない。

図１に示すように、本実施の形態である空調システムは、内部負荷が大きいオフィスのような常時冷房が必要となるインテリア（内部空間）に好適な空調システムであって、熱源１（図２および図３参照）、輻射パネル２によるアビエント空調設備、タスク空調設備３を備えている。

熱源１は、冷凍機（図示せず）と冷却塔（図示せず）とを備え、図２に示すように、中間期から夏期にかけて冷凍機を稼働することにより冷水を供給し（熱源通常運転モード）、図３に示すように、中間期から冬期にかけて冷却塔を利用することにより、外気を用いて冷水を供給するようになっている（熱源フリークーリングモード）。

図２および図３に示すように、熱源１から供給された冷水は、タスク空調設備３との間で熱交換した後、輻射パネル２に冷水を供給する熱交換器２１との間で熱交換するようになっている。

輻射パネル２によるアンビエント空調設備は、居室環境（アビエント域）を全体的に調節するもので、図１に示すように、天井に配設してある。輻射パネル２には、水（冷媒）を循環させるためのパイプ（図示せず）が張り巡らせてあり、水を循環させると、輻射パネル２から熱が奪われるようになっている。また、図２および図３に示すように、輻射パネル２は熱交換器２１に接続してあり、熱交換器２１によって熱交換され、冷却された水は、輻射パネル２を循環するようになっている。

具体的には、熱交換器２１において熱交換され、たとえば１８°Ｃ程度にまで冷却された水は、輻射パネル２に供給され、輻射パネル２から熱が奪われることになる。そして、たとえば２０°Ｃ程度にまで温められた水は熱交換器２１に排出され、熱交換器２１において再び熱交換されることになる。

一方、熱交換器２１において熱交換され、たとえば１９°Ｃ程度にまで温められた水は、再び熱源１に供給されるようになっている。

タスク空調設備３は、居室環境を局所的に調整するもので、外部から導入した空気（外気）ＯＡを調整した後に、床に設けられた吹出口３１から吹き出させるものである。本実施の形態である空調システムを適用する床には、所定領域（たとえば、一人が占有する領域）ごとに吹出口３１が設けてある。また、必要に応じて床のペリメータ側（外壁からの熱的影響を受けやすい部分）にスリット（図示せず）が設けてある。

各吹出口３１には、吹出口３１を任意に開放あるいは開閉させる吹出口開閉手段（図示せず）が設けてある。吹出口開閉手段は、人感センサと連動するもの、ＰＣと連動するもの、手動で開閉するもの等から任意に選択することができる。たとえば、人感センサと連動する吹出口開閉手段は、所定領域内に人間の存在を検知した場合に吹出口３１を開放し、所定領域内に人間の存在を検知できない場合に吹出口３１を閉塞するようになっている。また、ＰＣと連動する吹出口開閉手段は、ＰＣからの操作によって吹出口３１を開放したり、閉塞したりすることと、場合によっては各人の好みの周囲環境になるように、吹出口３１を任意の開度で開放することができるようになっている。さらに、手動で開閉する吹出口開閉手段は、吹出口３１を任意の開度で開放することができ、手あるいは足によって操作可能となっている。

図２および図３に示すように、タスク空調設備３は、デシカント空調機４を備えている。デシカント空調機４は、デシカントロータ（図示せず）を用いて外部から取り入れた外気を除湿するもので、外気を除湿する除湿通路４１と、デシカントロータを再生させる再生通路４２とを有している。そして、外部からデシカント空調機４に導入された外気ＯＡは、除湿通路４１を通過することにより、除湿され、熱交換器３２に供給させることになる。そして、熱交換器３２に供給された空気は、熱交換器３２において熱交換され、冷却された空気（給気）ＳＡは、床下を通って開放された吹出口３１から吹き出されることになる。本説明では、デシカント空調機にて湿度調整を行っているが、当技術の実施にあたっては、デシカント空調機に限定されるものではない。

また、デシカント空調機４は、ブロア３３を介して居室の天井裏と繋がっており、ブロア３３を稼働すると、居室内部の空気（還気）ＲＡがデシカント空調機４に供給されるようになっている。そして、デシカント空調機４に供給された還気ＲＡは、再生通路４２を通過することにより、デシカントロータを再生した後、排気ＥＡとなって外部に排出されることになる。

一方、熱交換器３２において熱交換され、温められた水は、輻射パネル２に冷水を供給する熱交換器２１に供給されることになる。

上述した実施の形態である空調システムは、居室内のアンビエント域については空気温度を２８度に保ちつつ、天井面の輻射パネル２の冷輻射により体感温度を約２５°Ｃに保ち、タスク空調設備３を用いることにより、所定領域については個々人の快適感に対応させる。

また、タスク空調設備３は、外部から導入した空気（外気）ＯＡを調整した後に、床に設けられた吹出口３１から吹き出すので、新鮮な空気を居室に供給できる。なお、吹出口３１からの空気の吹き出し量が少ない場合には、床のペリメータ側に設けたスリットから空気が吹き出されることになる。

さらに、タスク空調設備３は、デシカント空調機４を備えるので、中間期から夏期にかけて除湿した空気を居室に供給する。

上述した実施の形態である空調システムによれば、温度分布のムラ、ドラフト感を抑制するとともに、個々人の快適感に対応可能であって、新鮮な空気を居室内部に取り込むこともできる。また、デシカント空調機４が除湿した空気（給気）ＳＡを吹出口３１から吹き出すので、居室内部は除湿され、輻射パネルが温度差によって結露する事態も防止できる。

また、輻射パネル２を用いて居室環境を全体的に調整するので、従来の空調システム（対流式空調システムを主とする空調システム）に比べて熱源１からの冷水供給温度を高くすることができるため、熱源１の高効率運転が可能となる。また、冷却塔を利用することにより、外気を用いて冷水を供給できる期間が対流型の空調システムより長くなり、冷凍機の稼働期間を短くすることもできる（省エネルギー）。

さらに、タスク空調設備３を構成する熱交換器３２から排出された冷水はカスケード利用され、輻射パネル２に冷水を供給する熱交換器２１に供給される。このため、成績係数（ＣＯＰ）が向上する。

１ 熱源
２ 輻射パネル
２１ 熱交換器
３ タスク空調設備
３１ 吹出口
３２ 熱交換器
３３ ブロア
４１ 除湿通路
４２ 再生通路
４ デシカント空調機
ＯＡ 外気
ＳＡ 給気
ＲＡ 還気
ＥＡ 排気

Claims (3)

1. 天井に配設され、冷媒を循環させることにより、居室環境を全体的に調整する輻射パネルによるアンビエント空調設備と、
   外部から導入した空気を調整した後に、床に設けられた吹出口のうち、任意の吹出口から吹き出させることにより、居室環境を局所的に調整するタスク空調設備と
   を備えたことを特徴とする空調システム。
2. 前記タスク空調設備は、任意の吹出口を開放あるいは閉塞させる吹出口開閉手段または吹き出し空気量を調整する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 前記タスク空調設備は、デシカント空調機を用いて吹き出す空気の湿度を調整する機能を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の空調システム。

Images