| 【発明の名称】 |
空調設備及び空調方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】森山 泰行
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| 【要約】 |
【課題】設備費が安価な単一ダクト方式の空調であっても、ペリメータゾーンの環境も改善できる空調設備及び空調方法を提供する。
【解決手段】単一ダクト方式の空調設備で、ペリメータゾーンＰにある吹出し口８を、電磁開閉弁９，１５及びバイパス管１４によって、給気ダクト３及び前記還気ダクト１３の一方に排他的に連通可能とする。また、ペリメータゾーンＰの下部空間に対し吹出し部を上方に向けたファンユニット１６を設置する。そして、暖房時に、上記吹出し口８を還気ダクト１３に接続し、且つファンユニット１６を作動させることで、ペリメータゾーンでの熱負荷を改善する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 単一ダクト方式により、空調機から給気ダクトを通じて送られる調和空気を、各室の上部に設けられた吹出し口から室内に向けて吹出すと共に、還気ダクトを通じて室内の還気を行う空調設備において、ペリメータゾーンにある前記吹出し口を、前記給気ダクト及び前記還気ダクトの一方に排他的に連通させるダクト切換手段を設けると共に、ペリメータゾーンの下部空間に対し、吹出し部又は吸込み部を上方に向けたファンユニットを設置したことを特徴とする空調設備。
【請求項２】 天井裏の空気を前記ファンユニットに圧送、又はファンユニットが吸い込んだ空気を天井裏に排気する吹出し循環設備を備えることを特徴とする請求項１に記載した空調設備。
【請求項３】 前記請求項１又は請求項２に記載の空調設備を使用し、暖房又は換気の際には、ペリメータゾーンにある前記吹出し口を還気ダクトに連通させ、且つ、前記ファンユニットから上方に向けて空気を吹き出すことを特徴とする空調方法。
【請求項４】 前記請求項２に記載の空調設備を使用し、冷房の際には、ペリメータゾーンにある前記吹出し口を給気ダクトに連通させ、且つ、ファンユニットで吸引した空気を天井裏に排気することを特徴とする空調方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単一ダクト方式の空調に係り、特にペリメータゾーンの環境改善に有効な空調設備及び空調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】単一ダクト方式の空調は、ビル内の全空調を、単一のダクト系統で処理する空調方式であって、例えば，中央機械室に空調機を設置し、その空調機から給気ダクトを通じて送られた調和空気を各室の天井面から吹出すと共に、腰壁部等に設けた吸込み口を通じて還気をする。
【０００３】なお、単一ダクト方式の空調設備は、設備費が安価であり、且つ中央で管理するため保守も容易であるので、現在，最も多用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】単一ダクト方式の空調は、室内の熱負荷分布が均一である場合には問題はないが、一般にペリメータゾーンはインテリアゾーンに比べて熱負荷の変動が生じやすいために、室内に部分的な冷し過ぎや暖め過ぎが生じ易く、また、前記従来の単一ダクト方式の空調では、インテリアゾーンの空調環境を良好にしようとすると、前記ペリメータゾーンの環境が良くならないという問題がある。
【０００５】本発明は、前記のような問題点に着目してなされたもので、設備費が安価な単一ダクト方式の空調であっても、ペリメータゾーンの環境も改善できる空調設備及び空調方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、単一ダクト方式により、空調機から給気ダクトを通じて送られる調和空気を、各室の上部に設けられた吹出し口から室内に向けて吹出すと共に、還気ダクトを通じて室内の還気を行う空調設備において、ペリメータゾーンにある前記吹出し口を、前記給気ダクト及び前記還気ダクトの一方に排他的に連通させるダクト切換手段を設けると共に、ペリメータゾーンの下部空間に対し、吹出し部又は吸込み部を上方に向けたファンユニットを設置したことを特徴とする空調設備を提供するものである。
【０００７】本発明によれば、簡易な構成によって、ペリメータゾーンの吹出し口から、調和空気の給気と室内空気の排気とが排他的にできるようになると共に、ファンユニットによって、ペリメータゾーンでは、下側から上方に向かう空気の流れを作ったり、ペリメータゾーンの室内空気を下側に吸引することができるようになる。
【０００８】すなわち、ペリメータゾーンの熱負荷に応じて、ペリメータゾーンでの空気の流れを適宜，変更することが可能となる。次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対して、天井裏の空気を前記ファンユニットに圧送、又はファンユニットが吸い込んだ空気を天井裏に排気する吹出し循環設備を備えることを特徴とするものである。
【０００９】本発明によれば、同一装置で、天井裏の空気をペリメータゾーンの下部から上方に向けて吹出したり、ペリメータゾーンの空気を積極的に排気することができる。
【００１０】なお、暖房時には、給気ダクトからの廃熱等によって天井裏の空気の温度は、室内空気よりも高くなっている。次に、請求項３に記載した発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の空調設備を使用し、暖房又は換気の際には、ペリメータゾーンにある前記吹出し口を還気ダクトに連通させ、且つ、前記ファンユニットから上方に向けて空気を吹き出すことを特徴とする空調方法を提供するものである。
【００１１】本発明によれば、暖房又は換気の際には、ペリメータゾーンでは、温かい空気が下側から上方に向けて流れ、その温かい空気によって外部から侵入した冷気が吸収され、続けて冷気によって冷えた空気が、そのままペリメータゾーンの吹出し口から排気されて、外部からの冷気が効率よく除去できる。このことは、暖房負荷の軽減に繋がる。
【００１２】また、ペリメータゾーンで、空気を下側から上方に流すことで室内空気の対流が促される。このとき、請求項２に記載の設備を使用した場合には、廃熱で室内よりも温かい天井裏の空気を上記ファンユニットから吹き出すので上記外部からの冷気がより効率的に除去することができるようになる。
【００１３】次に、請求項４に記載の発明は、前記請求項２に記載の空調設備を使用し、冷房の際には、ペリメータゾーンにある前記吹出し口を給気ダクトに連通させ、且つ、ファンユニットで吸引した空気を天井裏に送ることを特徴とする空調方法を提供するものである。
【００１４】本発明によれば、冷房時に、外部からの熱によって暖められたペリメータゾーンの室内空気が積極的に吸引・除去されるので、冷房負荷が軽減される。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、本願発明の空調設備を示す構成図であって、中央機械室に空調機１が設置され、その空調機１から送風ファン２を通じて給気ダクトの主管３に調和空気が供給可能となっている。給気ダクトの主管３は上方に延び、各階の高さ位置で、それぞれ当該給気ダクトの主管３から枝管４，５が分岐している。そして、各枝管４，５は、各室６の天井面に設けられた吹出し口７，８に接続されている。
【００１６】但し、本実施形態にあっては、各階における前記枝管４，５は、ペリメータゾーンＰ用の枝管５と、インテリアゾーンＮ用の枝管４とが別系統となっていて、ペリメータゾーンＰ用の枝管５における主管３側位置には、第１電動開閉弁９が介装されている。この第１電動開閉弁９は、コントローラ１０からの指令によって開閉動作を行う。
【００１７】また、各室６の腰壁部等に吸込み口１１が設けられ、その吸込み口１１は、それぞれ還気ダクトの枝管１２を通じて還気ダクトの主管１３に接続している。さらに、前記ペリメータゾーンＰ用の枝管５から、前記第１電動開閉弁９が設けられる位置よりも吹出し口８側位置で、バイパス管１４が分岐している。そのバイパス管１４の他端部は、同一エリアに配置された前記還気ダクトの枝管１２に合流している。
【００１８】そのバイパス管１４の途中には、第２電動開閉弁１５が介装されている。この第２電動開閉弁１５は、コントローラ１０からの指令によって開閉動作を行う。また、各室内におけるペリメータゾーンＰの下部空間、特に窓１７の近くの床にファンユニット１６が設置されている。このファンユニット１６は吹出し口８を上方に向けて配置されていて、室内下部の空気を吸引して上方に吹出すことができる。このファンユニット１６は、コントローラ１０からの指令に基づき作動が制御される。
【００１９】コントローラ１０は、同一エリアにある第１電動開閉弁９と第２電動開閉弁１５とが同時に開となることのないようにインタロック制御を有し、当該同一エリアにある第１電動開閉弁９による開閉動作と第２電動開閉弁１５による開閉動作とを、排他的に作動制御すると共に、前記第１電動開閉弁９が閉（第２電動開閉弁１５が開）となることに同期をとって、同一エリア内にあるファンユニット１６を作動させる。
【００２０】すなわち、前記コントローラ１０は、空調機１が暖房又は換気動作となっていることを検知したら、前記第１電動開閉弁９に閉指令を供給し、第２電動開閉弁１５に開指令を供給すると共に、ファンユニット１６に作動指令を供給する。また、空調機１が冷房動作となっていることを検知したら、前記第１電動開閉弁９に開指令を供給し、第２電動開閉弁１５に閉指令を供給し、ファンユニット１６に停止指令を供給する。
【００２１】そして、前記構成の空調設備にあっては、冷房時には、第１電動開閉弁９が開状態となり且つ第２電動開閉弁１５が閉状態となっているので、従来の場合と同様に、全ての吹出し口７，８から調和空気が室内に吹き出されて室内の冷房が実施される。
【００２２】この冷房時には、ペリメータゾーンＰにある吹出し口８からの冷風が窓１７側に吹き付けられて、ペリメータゾーンＰの冷房がなされる。次に、暖房時及び換気時の動作・作用について説明する。
【００２３】暖房時及び換気時には、第１電動開閉弁９が閉状態となり第２電動開閉弁１５が開状態となっているので、ペリメータゾーンＰにある吹出し口８は、還気ダクト１２，１３に連通した状態となると共に、ファンユニット１６が作動して、下側から上方に向けて流れる温かい気流が形成される。
【００２４】このため、インテリアゾーンＮにある吹出し口７からは、従来と同様に、給気ダクトの主管３を通じて供給された温かい調和空気が、室内に給気されて室内を暖めるが、ペリメータゾーンＰでは、下側から上側に向かう空気の流れができて、室内空気の対流を促すと共に、前記下側から上側に向かう温かい気流が、外部から侵入した冷気に触れて冷え、その冷えた空気は、そのまま上方に位置するペリメータゾーンＰにある吹出し口８から吸引されて還気ダクトを通じて排気されて、ペリメータゾーンＰでの熱負荷変動が抑えられると同時に、外部からの冷気による暖房負荷が軽減する。
【００２５】このように、単一ダクト方式であっても、効率よくペリメータゾーンＰの熱負荷が改善されて、室内の温度分布が均一化すると共に、省エネにも繋がる。ここで、前記実施形態では、コントローラ１０は、空調機１が暖房・換気動作か冷房動作かどうかを検知し、ビル内の全室６で同期をとって同じ制御をしているが、これに限定されるわけではない。
【００２６】例えば、各室６毎に、インテリアゾーンＮとペリメータゾーンＰとにそれぞれ温度センサを設置し、その温度センサによる温度計測に基づき、インテリアゾーンＮの温度よりもペリメータゾーンＰの温度が、所定温度以上低いと判定したら、前記暖房又は換気動作時の制御を行うようにしてもよいし、外気とペリメータゾーンＰの温度差に基づき、外気がペリメータゾーンＰよりも所定温度以上低いと判定したら、前記暖房又は換気動作時の制御を行うようにしてもよい。
【００２７】次に、第２の実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、前記実施形態と同様な装置等をついては同一の符号を付して説明する。この実施形態の基本構成は、前記第１の実施形態と同様であるが、前記ファンユニット１６の上部開口部が、ファンユニット１６の作動状態に応じて吹出し部若しくは吸込み部となる。
【００２８】また、本実施形態では、図３及び図４に示すように、吹出し循環設備２０〜２２を備える。その吹出し循環設備について説明すると、天井裏２３にファン２０が設置されていて、そのファン２０は正転・逆転可能となっている。そのファン２０の一方の吸引・吐出口は、第１誘導ダクト２１を介してインテリアゾーンＮの上方に位置する天井裏２３で開口している。また、前記ファン２０の他方の吸引・吐出口には、第２誘導ダクト２２の一端部が接続され、その第２誘導ダクト２２の他端部は、前記ファンユニット１６に接続されている。
【００２９】この構成によって、ファン２０が正転で作動すると、天井裏２３の空気がファンユニット１６に圧送され、当該ファンユニット１６を通じて上方に吹き出される。また、ファン２０を逆転作動させると、ファンユニット１６で吸引された室内の空気が天井裏２３に排気される。
【００３０】そして、前記ファン２０は、コントローラ１０によって制御される。コントローラ１０は、空調機１が暖房動作と検知した場合に、ファン２０に正転動作指令を供給し、空調機１が冷房動作と検知した場合に、ファン２０に逆転動作指令を供給するようになっている。
【００３１】前記構成の空調設備の動作等について説明する。空調機１が冷房動作の場合には、空調機１からの冷たい調和空気が、従来と同様に、給気ダクト３，４，５を通じて、天井に配置された全吹出し口７，８に送られ、全吹出し口７，８から室内に吹き出されて冷房が行われる。
【００３２】このとき、ファン２０は逆転動作をして、ペリメータゾーンＰの室内空気を下方に吸引しそのまま天井裏２３に排気する。すなわち、外部からの熱によって暖められた，ペリメータゾーンＰの室内空気は、インテリアゾーンＮ側に移動することなく、強制的にファンユニット１６を通じて室外に排気されるので、ペリメータゾーンＰでの冷房時の環境が向上する。また、このようにペリメータゾーンＰでの熱が効率よく除去されることで、冷房負荷が軽減し、省エネに繋がる。
【００３３】また、空調機１が暖房動作時には、前記第１実施形態と同様に、ペリメータゾーンＰでは、ファンユニット１６から上方に吹き出した空気に外部からの冷気を吸収させ、続けて天井部の吹出し口８から吸引して、積極的に外部からの冷気を除去できて、ペリメータゾーンＰでの暖房時の環境が向上すると共に、ペリメータゾーンＰでの熱負荷処理の効率が向上して省エネに繋がる。
【００３４】しかも、本実施形態では、室内空気よりも温かい天井裏２３の空気を使用することで、より効率よく外部からの冷気を除去できて、さらに冷房負荷が軽減される。ここで、天井裏２３の空気は、温かい調和空気が流通する給気ダクトの枝管４等からの廃熱によって暖められている。また、インテリアゾーンＮの上方に位置する天井裏２３の空気を使用することで、安定して温かい空気を吸引可能となる。
【００３５】ここで、前記実施形態では、対象とする室６の天井裏２３にファン２０等を設置した例を説明しているが、対象とする室６の直下の室６の天井裏２３（対象とする室６の床下側）にファン２０等を設置してもよい。
【００３６】また、図３及び図４では、見やすくするために、建物の外側を第２誘導ダクト２２が通っているが、実際には壁部の中など建物内を通っている。また、全てのファンユニット１６と吹出し循環設備とを接続する必要はなく、例えば外部熱負荷を受けやすい窓際のファンユニット１６だけに吹出し循環設備を接続してもよい。
【００３７】また、その吹出し循環設備に接続するファンユニット１６は、ファン２０によって空気の圧送・吸引が可能であるので、送風モータを持たない、単なる，上部が開口した箱体から構成してもよい。
【００３８】また、上記実施形態では、各電動開閉弁９，１５やファンユニット１６の動作をコントローラ１０によって自動制御しているが、これに限定されない。例えば、各室６に操作パネルを設けて、手動で上記動作を行うようにして使用者が空調制御状態を選択可能としてもよい。例えば、冷房状態であっても室内温度と外気温とが小さい場合に、使用者の選択によって、第１電動開閉弁９を閉、第２電動開閉弁１５を開としてペリメータゾーンＰの吹出し口８を還気状態に設定し、且つファンユニット１６によって上方に向けた気流を形成させて、室内空気の対流を促すようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の空調設備においては、単一ダクト方式を採用しても、ペリメータゾーンでの外部からの熱を効率よく除去できてペリメータゾーンの環境改善がなされる。
【００４０】またこのことは、ペリメータゾーンでの熱負荷変動が小さくなって、室内の温度分布が均一化すると共に、ペリメータゾーンでの熱負荷が軽減させて、省エネ効果も有する。
【００４１】このとき、請求項２に記載の設備を採用すると、より効率的に、ペリメータゾーンでの外部からの熱負荷の除去処理ができて、さらに省エネに繋がるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０６２１１
【氏名又は名称】大成建設株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月２８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３３７１１４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１４７２７１ |
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