(57)【要約】【課題】相互に切替え可能な運転モードの一つとして輻射冷房モードを導入してＰＭＶ値を用いてモードを切り替えることで、一般の空調モードの割合を低下させ、エネルギーを節減する。【解決手段】空調領域を含み、空調手段を備えた空気循環路３４と、空調領域を通過しかつ入口及び出口にそれぞれ換気用ダンパーを備えた通気路６と、空気循環路又は通気路内の空気を運搬するための送風手段１４とを有し、送風手段又は自然風を用いて外の冷気を通気路から空調領域内に導く換気モードと、通気路が閉じた状態で空気循環路内の空気を巡回させ、空調手段を作動させる空調モードとを切り替え可能な空調システムにおいて、空調領域内の全体に亘って輻射冷却手段１６を設け、上記換気モードと空調モードとの間に通気路を開いた状態又は閉じた状態の何れか一方で輻射冷却手段を作動させる輻射冷却モードを設定した。【選択図】図１
2010038472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調領域を含み、空調手段を備えた空気循環路と、
空調領域を通過しかつ入口及び出口にそれぞれ換気用ダンパーを備えた通風路と、
空気循環路ないし通風路内の空気を運搬するための送風手段とを有し、
送風手段又は自然風を用いて外の冷気を通風路から空調領域内に導く換気モードと、
通風路が閉じた状態で空気循環路内の空気を巡回させ、空調手段を作動させる空調モードとを切り替え可能な空調システムにおいて、
空調領域の内部のほぼ全体を冷却するための輻射冷却手段を設け、
上記換気モードと空調モードとの間に、通風路を開いた状態又は閉じた状態の何れか一方で輻射冷却手段を作動させる輻射冷却モードを設定し、
外部温度の上昇に伴い、換気モードから輻射冷却モードを経て空調モードへの順番で運転モードを移行するとともに、各モードの切り替えを制御する制御部を設け、
さらに少なくとも空調領域内の気温・湿度を測定する測定手段を設け、
制御部は、測定された空調領域内の気温及び湿分に応じて、冷温感指標であるＰＭＶ値を決定し、このＰＭＶ値が上側基準値に達したときに現在の運転モードから一つ上の順番の運転モードに移行するように構成したことを特徴とする、
換気併用型の輻射空調システム。
【請求項２】
さらに上記制御部は、外気温の下降に伴い、
ＰＭＶ値が下側基準値に達したときに現在の運転モードから一つ下の順番の運転モードに移行させることが可能に構成したことを特徴とする、請求項１記載の換気併用型の輻射空調システム。
【請求項３】
上記輻射冷却手段を、表面温度を露点より高く制御した輻射冷却パネルと冷却エレメントとで形成し、この輻射冷却パネルを、空調領域の天井面に対して、空調領域のほぼ全体をカバーするように設置したことを特徴とする請求項２記載の換気併用型の輻射空調システム。
【請求項４】
上記３つの運転モードのうち、換気モードを省略して、冷房効果の高い輻射冷却モードから始動することが可能とした請求項２から請求項３のいずれかに記載の輻射空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気併用型の輻射空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調エネルギーを節約するために、空調機を利用した一般的な空調モードや外気冷房モードに自然換気モードを組み合わせることが行われている（特許文献１）。
【０００３】
また空調領域内のコンピュータなどの発熱源の周囲に衝立形の輻射冷却パネルを立てること（特許文献２、特許文献３）、及び空調領域のインテリアゾーンの天井部分に輻射冷却パネルを設置すること（特許文献４）も行われている。
またシーリングファン装置において、各運転モードの冷房効果を快適さを表すＰＭＶ値で評価し、この値が理想値から外れたときに理想値に戻すために目標温度を逆算することも行われている（特許文献５の段落０１４４〜０１５０参照）。
【特許文献１】特開２００６−２９７４８
【特許文献２】特開平５−１６４３４２
【特許文献３】特開２００３−２３２５４８号
【特許文献４】特開２００５−１２１２８０号
【特許文献５】特開２００４−２７１０９２
【非特許文献１】空気調和・衛生工学便覧第１３版１基礎編
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシステムは、自然風を利用した自然換気から、外気冷房、循環型の空調（以下「循環空調」という）へと外気温度の上昇に伴ってエネルギーの投入量を増やしていけるので、春や秋の中間期には有効な方法である。しかしながら、夏期に近づくと朝早くから夕方遅くまで循環空調のモードになる可能性が高い。循環空調は、空気循環路内の空気を全て機械力で搬送しなければならず、エネルギー消費が特に大きい。特許文献１のシステムの問題点は、２番目の外気冷房と３番目の循環空調との間でエネルギー消費の差が大きいということである。
特許文献２〜４の輻射冷却は、特許文献１のシステムの運転モードにはない別個の冷却方式である。しかしながら、特許文献２のものは熱源の回りを輻射冷却パネルで遮蔽するという局部的な用い方である。同様に特許文献３はコンピュータなどの熱源の周囲を輻射冷却パネルで処理し、全体的な空調は自然換気によって行っている。特許文献４のものは、空調領域のインテリアゾーンを天井型の輻射冷却パネルで冷却し、ペリメータゾーンを水熱源ヒートポンプ方式の空調機で冷却している。何れの場合にも輻射冷却のモードを他のモードとともに使用するときには、空調領域の全体と一部とで使い分けたり、ゾーン別に使い分けているに過ぎない。ある一つのエリア全体に対して時間的に輻射冷却のモードを他の運転モードに切り替えるということは出願人の知る限り一般的ではない。
切り替え可能な運転モードの一つとして輻射冷却を使いにくい理由は他の運転モードとの特性の相違にあると思われる。自然換気、外気冷却、及び循環空調の三つは、対象とするエリアの気温を下げることを直接の作用としている。従って３つのモードを切り替えるときには、気温が一定の基準値まであがったら現在のモードを冷却効果の強い他のモードへ切り替えれば足りる。しかし輻射冷却の方式は物（人体を含む）の表面の温度を下げることを直接の作用としている。外部からの熱貫流により室温が上昇していても、トータルとしての冷却効果が弱まっているかと言えば必ずしもそうではない。つまり従来と同じ指針では自然換気、外気冷却、循環空調などと同様に輻射冷却の冷房効果を的確に評価しにくいのである。
そこで出願人が室温の代わりに着目したのが、居住空間の快適さを表すＰＭＶ値である。ＰＭＶ値を冷房効果の評価に使用した例として前述の特許文献５があるが、これは単にＰＭＶ値を用いて各モードの目標値を最適化しているだけである。
発明の第１の目的は、相互に切り替え可能な運転モードとして、外部との通気状態における輻射冷房モードを導入し、これにより密閉状態での一般空調モードに頼る割合を低減させ、エネルギーの節減を図ることである。
本発明の第２の目的は、輻射冷房モードと他の運転モードとの切り換えの基準として、ＰＭＶ値を採用することで切り替えがスムーズに行くようにすることである。
本発明の第３の目的は、外部との通気状態で露点温度以上の表面温度での輻射冷房モードを可能とし、空調領域全体から“広く浅く”熱を除去することを可能とすることである。なお、“浅く”とは、程度が軽い、単位面積当たりの排熱量が少ないという程度の意味である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の手段は、
空調領域を含み、空調手段を備えた空気循環路と、
空調領域を通過しかつ入口及び出口にそれぞれ換気用ダンパーを備えた通風路と、
空気循環路ないし通風路内の空気を運搬するための送風手段とを有し、
送風手段又は自然風を用いて外の冷気を通風路から空調領域内に導く換気モードと、
通風路が閉じた状態で空気循環路内の空気を巡回させ、空調手段を作動させる空調モードとを切り替え可能な空調システムにおいて、
空調領域の内部のほぼ全体を冷却するための輻射冷却手段を設け、
上記換気モードと空調モードとの間に、通風路を開いた状態又は閉じた状態の何れか一方で輻射冷却手段を作動させる輻射冷却モードを設定し、
外部温度の上昇に伴い、換気モードから輻射冷却モードを経て空調モードへの順番で運転モードを移行するとともに、各モードの切り替えを制御する制御部を設け、
さらに少なくとも空調領域内の気温・湿度を測定する測定手段を設け、
制御部は、測定された空調領域内の気温及び湿分に応じて、冷温感指標であるＰＭＶ値を決定し、このＰＭＶ値が上側基準値に達したときに現在の運転モードから一つ上の順番の運転モードに移行するように構成している。
【０００６】
本手段では、輻射冷却を含む複数の運転モードの間での切り替え可能な空調システムを提供している。輻射冷房モードは、単なる自然換気や外気冷房のモードに比べて輻射熱を除去するので冷房効果が高く、また、循環型の空調モードに比べて空気の搬送を必要としない点で省エネルギー効果が高い。従って外気冷房ではやや暑いが、空調機を作動させるほどではないというときに好適な運転モードである。とくに大勢の人が働く職場では、冷え性などの人が冷房の効き過ぎによって体調不良を訴えることが多い。輻射冷房によるマイルドな冷房作用と通風とにより程ほどに涼しい環境を省エネルギーで実現することができる。
【０００７】
「送風手段」は、通風路内に設置された送風ファン及び空気循環路内のファンフィルタユニットの一パーツとして組み込まれたファンの一方又は双方とする（※１）。従って送風ファンを有しておらず、外部冷却の機能がないシステムや通風路と空気循環路とで送風ファンを兼用しているシステムも本願の範囲に含まれる。
「輻射冷却手段」は、空調領域の全体を対象として配置される。「空調領域のほぼ全体を冷却する」とは、従来の局所冷却型の輻射冷却手段とは反対に、少なくとも空調領域のほぼ全部を冷却する能力を有するという意味である。具体的には、空調領域の内面（天井面や壁面）に配置する一又は複数の輻射冷却パネルとすることができる。輻射冷却手段は、複数あってもよいが、相互に連携して空調領域全体を冷却することができる機能を備えていることが望まれる。
「ＰＭＶ値」は、快適さを表す指標であり、温度ｔ、湿度ｒ、輻射温度ｔｘ、気流速度ｖ、代謝量ＡＬ、及び着衣量ＣＬを用いて次式で与えられる。これらの複数のパラメータを反映したＰＭＶ値を用いることで、空気の温度・湿度を制御する方式（自然換気・外部冷却・一般空調）と、物体の表面温度を制御する方式との間の切り替えをスムーズに行うことができる。なお、ＰＭＶ値の計算に必要な６つのパラメータの全てを測定する必要はない。気流速度、代謝量、着衣量について過去のデータを集計してデータベース化し、各月毎の平均値を入力してＰＭＶ値を推定することは従来から行われている（特許文献５の段落０１８０〜０１８３）。
［数式１］  ＰＭＶ値＝ｆ（ｔ、ｒ、ｔｘ、ｖ、ＡＬ、ＣＬ）
「制御部」は、順番の定めた一連の運転モードを切り替えることを可能としている。もっとも後述のように外気条件に応じて下位の幾つかの運転モードを省略することは可能であるとする。
「運転モード」は、換気モード、輻射冷却モード、空調モードの順番で実行するように設定してある。これらの順位は、おおよそ通常の運転状態でエネルギー消費が少ない順番と一致する。換気モードとして自然換気及び強制換気を採用するときには、自然換気→強制換気→輻射冷却→空調の順序で運転すればよい。本明細書で、「上の順番」というときには、上記の順番で後の方の、即ち空調よりのものを、また「下の順番」というときには、前の方の、すなわち換気寄りのものを指すものとする。
【０００８】
「換気モード」は、空調領域を外部と連通させた状態で換気により熱を除去する方式である。自然風のみで無動力で換気を行う自然換気と、送風ファンのみを用いて低動力で換気を行う外気冷却とがある。前者は換気用ダンパーの作動などを除いて略無動力で可能である。後者も、もともと風の通り道である通風路内で空気の流れを送風手段で補助するだけであるので、比較的消費エネルギーは小さい。外気温が低い時間帯が比較的長い中間期にあっては、換気モードの中で、自然換気から外気冷却へ切り換えるようにしてもよい。
「空調モード」は、通風路を閉じ、空気を循環させた状態で空調手段を作動する方式である。密閉性の高い空気循環路内に空気を循環させるので、消費エネルギーは大きい。
「輻射冷却モード」は、換気モードと空調モードとの中間のモードである。このモードを実行するときには、換気モードと同様に通風路を開いて行うことも、空調モードと同様に通風路を閉じて行うことも考えられる。一般に輻射冷却では結露防止が課題であり、従って湿度を管理し易い密閉性の高い隔離された空間内で行われることが多い。しかし、常に新鮮な空気が空調領域内に入る点では外部と連通した開放空間の方が快適である。
第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
さらに上記制御部は、外気温の下降に伴い、
ＰＭＶ値が下側基準値に達したときに現在の運転モードから一つ下の順番の運転モードに移行させることが可能に構成している。
【０００９】
本手段では、外気温が下降していく過程に追随して運転モードを上位のモードから下位のモードに下げるための動作を示している。温度が上昇していく過程と逆の動作を採用すればよい。即ち、外気温の低下に連動して空調領域内の気温が低下し、それによりＰＭＶ値が許容範囲の下限値（下方基準値）まで下がったら、冷房効果の弱い下位のモードに切り替えればよい。
【００１０】
第３の手段は、第２の手段を有し、かつ
上記輻射冷却手段を、表面温度を露点より高く制御した輻射冷却パネルと冷却エレメントとで形成し、この輻射冷却パネルを、空調領域の天井面に対して、空調領域のほぼ全体をカバーするように設置している。
【００１１】
本手段では、パネル型の輻射冷却手段を天井面に設置することを提案している。壁付き形とすると、机・本棚・家具・パーティションなどのさまざまな物が置かれたオフィスや住宅などでは、ある発熱源と壁との間に別の物が存在して、遮られてしまう可能性があるからである。天井面の「ほぼ全体」とは言っても、主として空調領域のインテリアゾーンの全体であれば足り、図示例のように窓際の領域（ペリメータゾーン）を除外してもかまわない。パネルに結露させないためにパネル温度を露点以上とすることは既知のことである（例えば特許文献２の段落０００５）。もっとも本発明の場合、換気モードと輻射冷却モードとを切り替えたり、ときには同時に併用することを内容としているので、湿度のコントロールが難しい。そこで天井面全体に亘って表面温度をほぼ一定にすることができる。表面温度にばらつきがあると、低温の部分に結露してしまうおそれがあるからである。また、空調領域を形成する部屋の天井付近に換気用の入口と出口とを設置することが望ましい。これにより、空調領域の上部に外部風を流通させ、湿気を除去し、結露を予防することができる。
「輻射冷却パネル」は、輻射冷却パネルを冷媒用配管やペルチェ素子などの冷却エレメントで冷却するように構成したものである。冷媒用配管を使用するときには、後述の実施形態の如く、配管スペースを空気循環路の一部（好ましくは復路）と共有とするとエネルギーのロスが少ない。輻射冷却パネルは、空調対象の天井面全部に設置してもよいが、対象空間を冷却するのに十分な能力があれば普通のパネルと輻射冷却パネルとを天井面に一列置きに設置してもよい。
第４の手段は、第２の手段から第３の手段のいずれかを有し、かつ
上記３つの運転モードのうち、換気モードを省略して、冷房効果の高い輻射冷却モードから始動することが可能としている。
【００１２】
本発明では、３つの運転モードを利用可能としているが、例えば夏の暑い時期には自然換気及び外気冷却のモードを省略して、輻射冷却モードから始動してもよい。そうした省略は、利用者が制御部を操作することで、或いは、外部に設置した温度センサーで測定した外気温に応じて制御部が判断することで行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
第１の手段に係る発明によれば次の効果を奏する。
○快適さの指標であるＰＭＶ値を用いて運転モードの切り替えを行うから、輻射冷却モードを含めた複数のモードを適正に切り替え、少ないエネルギーで快適な空調を行うことができる。
○第１のモードと第３のモードとの間に輻射冷却モードを導入したから、エネルギー消費量が比較的多い循環空調に依存する比率を低下することができ、省エネルギーに資する。
【００１４】
第２の手段に係る発明によれば、下位の運転モードへの切り替えを可能としたから、外気温度の低下に伴い、エネルギー消費の少ないモードに移行できる。
【００１５】
第３の手段に係る発明によれば、輻射冷却パネルを天井に設置したから、空調領域全体の人や機器からの放射熱を効果的に吸収することができる。
第４の手段に係る発明によれば、自然換気モード及び外気冷房モードを省略して、通気状態での輻射冷房モードから始動することで快適な環境を早く実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１から図９は、本発明の実施形態に係る輻射空調システムを示している。本システム２は、換気手段４と、送風手段１４と、輻射冷却手段１６と、空調設備３０と、計測手段４０と、制御部５０とを有している。
【００１７】
換気手段４は、空調領域１００を区画する部屋の上部を横切る通風路６と、通風路の入口８及び出口１０に付設した換気用ダンパー１２とで構成されている。図示例の通風路６は、外壁１０２に穿設した入口８から天井板１０４の外壁寄り部分を貫通して、天井板の下面から反対側の壁に穿設した出口１０に抜けている。図示例において入口及び出口は部屋の壁の高い位置に設置され、天井板に設置した輻射冷却パネルを沿って通風路が通るようにしている。これによりパネル面の結露防止のために部屋の上部の湿気を排出するようにしている。窓１０３を開いてさらに風通しをよくしてもよい。
【００１８】
送風手段１４は、通風路の内に設置した送風ファン１４ａと、空調手段の内部に組み込まれた内蔵ファン１４ｂとを含む。
【００１９】
輻射冷却手段１６は、図２に示すように輻射冷却パネル１８と、冷却エレメント２０と、輻射冷却パネルの表面温度測定手段２４と、コントローラ２６とを備える。上記輻射冷却パネル１８は、天井板の下面に取り付けられている。この冷却エレメント２２は、天井板の表面に配管した冷媒・温媒兼用の管路であり、この管路を天井板を通過する連結片で熱的に接続している。図示例では、往・復用の２本の主管から蛇腹状の細い分岐管を各輻射冷却パネル毎に延出し、各輻射冷却パネルを均等に冷やせるようにしている。また、図面では各パネル毎に一本の蛇行管を描いているが、輻射冷却パネルに沿って２本の蛇行管を並行して配管し、かつこれら両管を流れる熱媒体の向きを反対にするとよく、これにより輻射冷却パネルの各部分を均一に冷却することができる。また上記熱媒体供給用の管路は天井裏の空間に配管されており、この空間は空気循環路の復路３８と共通している。これにより管路から漏出した冷熱は一旦天井裏空間に溜まり、空調モードが開始されると、ファンフィルタユニット側へ移動する。ファンフィルタユニットでは漏出した冷熱により冷えた還気の温度を測定し、これを目標温度にするように冷却する。従って輻射冷却手段から漏れた熱は空調手段で回収されることになる。従来技術のように自然換気している室内に輻射冷却パネルを設置すると、パネルから生じた冷気は自然風とともに排気口から排出されてしまうのに対して、本発明ではエネルギーの無駄がない。
上記コントローラ２６は、室温を目標温度に近づける主コントローラ２６ａと、輻射冷却パネル２０の表面温度を露点温度以上に保つ副コントローラ２６ｂとからなり、カスケード制御を行っている。コントローラには輻射冷却パネルの近くに設置した湿度センサーを接続し、パネル面状での露点温度を副コントローラが算出するようにしてもよい。図１では、輻射冷却パネルを一枚の部材として描いているが、複数のパネルを適当な間隔を存して、天井板の下面に敷設してもよい。
【００２０】
空調設備３０は、空調手段３２と空気循環路３４とを含む。空調手段３２の内部は内蔵ファン１４ｂが設置されており、空調手段３２と内蔵ファン１４ｂとでファンフィルタユニット（空調機）を構成している。図示例の空気循環路３４は、床側の往路３６と、天井裏の復路３８とで形成しているが、その構成は適宜変更することができる。ファンフィルタユニットは床置きタイプとすることができる。
【００２１】
計測手段４０は、空調領域１００のうち人の居住エリアに設置されている温湿度センサー４２と、外部に設置した温度センサー４４と、部屋の内表面の輻射温度を測定する手段（図示せず）とを含む。輻射温度の測定には放射温度計を使用することができる。しかし放射温度は測定点毎に異なる温度となるので留意が必要である。このため、部屋の内表面のうち代表的な場所で測定をする必要がある。温湿度センサーは温度センサーと湿度センサーとを別々に設置してもよい。温度センサーは空調機制御用の室内サーモと兼用してもよく、また、湿度センサーは空調機制御用の空調レタンヒューミとしてもよい。
【００２２】
制御部５０は、運転モードの切替えを制御する機能を有し、少なくとも図４に示すように記憶セクション５２と、演算セクション５４と、コマンド形成セクション５６とを有する。制御部はマイクロコンピュータなどで形成することができる。
【００２３】
まず記憶セクションは、ＰＭＶ値の制御の目標範囲の上限・下限として上方基準値・下限基準値などの制御条件を記録している。また記憶セクションは、気流速度、着衣量、作業量などの過去の情報をデータベースとし、期間毎（例えば月毎、季節毎）の平均値を抽出することができるようにしている。気流速度については、空調モードについて季節及び天候条件毎に平均値をとる。また、着衣量又は作業量については特許文献５に開示されている通り、通年に亘って本発明を適用する建物と同種の用途の建物を使う人にアンケートをとり、自己申告のデータを集計すればよい。そのデータベースの出力の一形態のイメージを表１に示す。
【００２４】
【表１】
2010038472.tif 000003
【００２５】
同じ季節でも天候条件により作業量及び着衣量を細かく区分している。季節毎だけではなく月毎で出力できることもいうまでもない。本発明に固有の問題は、風速をどう取り扱うかである。本発明では、細かく分ければ自然換気・外気冷却・輻射冷却・空調の４つのモードがある。そのうち輻射冷却は気流速度に影響しないとしても、残る三つのモードは気流速度に影響すると考えるのが自然である。しかしながら、本発明では、自然換気・外気冷却についても空調のデータを援用することで、データ収集の作業を簡略化している。自然換気・外気冷却のモードでの通風量は、自然の通風に左右されるが、実際の空調の現場で一年をかけてデータを収集するのは現実的ではないからである。また空調モードでの風速はできるだけ小さく設計するものなので、これを自然換気などに援用した場合には、実際のＰＭＶ値がＰＭＶ値の予想値よりも高くなり、利用者が不快な思いをすることはないと思われる。もっとも通風路内で風力を計測する手段を設置することができれば、初期の段階で表１で運用しながら風速データを集めて、記憶セクション５２に記憶させることも可能である。そうすると１年後には表２のようなデータができる。なお、数字は省略している。
【００２６】
【表２】
2010038472.tif 000004
【００２７】
次に演算セクション５４は、測定手段から入力された測定値と記憶セクションから入力されたパラメータを、数式［ＰＭＶ値］＝ｆ（ｔ、ｒ、ｔｘ、ｖ、ＡＬ、ＣＬ）に代入し、ＰＭＶ値を求める。この式の具体的な内容については非特許文献１に記載されている。
【００２８】
コマンド形成セクション５６は、演算セクションが算出したＰＭＶ値をもとに換気用ダンパー１２、送風手段１４及び空調手段３２、輻射冷却手段１６に対してコマンドを送信する。まず利用者からシステムのスイッチ（図示せず）が入ると、換気用ダンパー１２を開き、自然換気を開始する。
ＰＭＶ値が０．５から−０．５（より好ましくは０．５から０）の範囲を許容範囲とし、０．５を上方基準値，−０．５（より好ましくは０）を下方基準値とする。朝方から日中へかけて外気温度が上昇するときには、図５に示すように、換気用ダンパーを開として自然換気を行う（Ｍ１）。自然風により空調領域内の熱が排出され、ＰＭＶ値が下がる。
ＰＭＶ値が０．５に達したときには、送風ファン１４ａを起動させて外気冷却を行う（Ｍ２）。外気の強制導入により気温を低下させる。
再びＰＭＶ値が０．５になったときには、換気用ダンパーを開いたまま、送風ファン１４ａを停止させるとともに輻射冷却手段１６を作動させる（Ｍ３）。もっとも温度センサー４４で測定される外気温が設定温度より高いときには、換気用ダンパーを閉じるとよい。また、本発明の一形態として、送風ファン１６を作動させたままで輻射冷却手段１６を作動させることも可能であるが、消費エネルギーが多くなる。
さらにＰＭＶ値が０．５になったときには、換気用ダンパーを閉じて、輻射冷却手段１６を停止するとともに空調手段３２を作動させる。
【００２９】
本実施形態では、図７（１）に示すように室内風速：０．１ｍ／ｓ(固定の設定値)、着衣量：夏期０．５ｃｌｏ、中間期０．７ｃｌｏ、冬期０．９ｃｌｏ(季節毎の設置値)、代謝量：１．２ｍｅｔとなると想定される。なお、［ｃｌｏ］は着衣量を表す単位である。
また輻射温度、即ち周囲の表面温度は、後述のように面積加重平均周壁温度で代用してもよい。
〔実施例１〕
本発明の実施例（１）〜（３）を外気条件毎に説明する。なお、図７は、各実施例での温度、ＭＲＴ平均輻射温度、湿度、風速、作業量、着衣量、ＰＭＶ値をそれぞれ示したものである。
（１）中間期（図１参照）
中間期の実施条件及び制御目標を次に掲げる。
（イ）外気温度１５℃〜２０℃、制御目標のＰＭＶ値を冷房０．５、暖房０
（ロ）外気温度を２０℃〜２６℃、制御目標のＰＭＶ値冷房０
空調領域への日射の熱取得は、外ルーバ（図示せず）によって約９０％削減する。また、窓際の輝度比を抑えて、視環境を維持する。日中の外気温度が１５℃〜２６℃の時は、空調機は、自動停止し、自然換気ダンバーを自動的に開放（または、窓を開放）し、自然換気を行う。自然換気のみでPMV０.５以上となる場合は、（ａ）空調機にて外気冷房を開始し、また（ｂ）輻射冷却パネルの運転を自動的に開始する。天井面温度を２１℃程度（平均２２℃）とし、PMV値を０.５以内に維持する。輻射冷却パネルの最も低い表面温度は約１９．３℃である。従って19度の露点温度以下の外気については、積極的に自然換気を行う。他方、１９℃の露点を越える多湿な外気は、シャットアウトする必要がある。
夜間は、外気温１６℃〜２４℃、０．０１２４ｋｇ／ｋｇ以下の外気条件で、窓上部の自然換気ダンバーを開放し、屋内の熱を自然換気にて除去する。
（２）夏季
夏季の実施条件及び制御目標として、外気温度２６℃以上、制御目標ＰＭＶ値  冷房０．５とする。
外ルーバによって日射の熱取得を約９０％削減すること、窓際の輝度比を抑えて視環境を維持することは、先の（１）のケースと同じである。日中の外気温度は、高温多湿（輻射パネル露点１９℃０．０１３８ｋｇ／ｋｇ）のため、２７℃５５％の湿度（０．０１２４ｋｇ／ｋｇ）まで空調機で除湿する。天井面湿度２１℃（平均２２℃）とすることで、室内温度を２７℃とすることとクールビズによる軽装とにより、PMV＝０.５の快適性を維持する。夜間は、２４℃、０．０１２４ｋｇ／ｋｇ以下の外気条件で、窓上部の自然換気し、換気用ダンパーを開放し、屋内の熱を自然換気にて除去する。
（３）冬季（晴天・低温・低湿）
本発明のシステムの実施形態として冬季にも対応できることが望ましい。冬季の実施条件及び制御目標は、外気温度１５℃以下、制御目標ＰＭＶ値  冷房０．５  暖房０である。冬季でも室内において冷房が要求されることがある。そのようなときには、輻射冷却パネルを停止したままで外気冷房を行う。自然の冷気を有効利用するためである。室内で暖房が要求されるときには、天井面の輻射パネル表面温度を２５℃とすることで、寒さ感をなくし、PMV＝０を維持する。さらに空調機にてPMV＝０となるように送風する。
〔実施例２〕
MRT（平均輻射温度）を、面積加重平均周壁温度（θwm）で代用する例を示す。これらの計算は演算セクションで行う。
MRT(℃)≒θwm
空調領域の内面の面積を、室内壁面及び輻射冷却パネル以外の天井面の面積Ｓ１、輻射パネルの面積Ｓ２、及び、床面の面積Ｓ３に分ける。輻射冷却パネルの表面温度（θ２）をＴｐとし、室内壁面及び輻射冷却パネルの温度（θ１）を室内温度Ｔｒと等しいものとし、さらに床面の温度（θ３）を室温よりも１℃低いものとする。また壁面の面積をｓ１、天井面の面積をｓ２、床面の面積をｓ３とする。そうすると、次式のようになる。
θwm =Σ(θi×Si)／Σsi =｛Ｔｒ×Ｓ１＋Ｔｐ×Ｓ２＋（Ｔｒ−１）×Ｓ３｝／Σsi
空調機が複数あるときには、MRTは空調機受け持ちエリア毎に算出する。例えばTr＝27.5℃、Tp＝22℃の場合、床面表面温度は、(Tr−１)℃として、
MRT（℃）≒θwm=Σ（２７．５℃×８６０ｍ２＋２６．５℃×９２５ｍ２+２２℃×４１５ｍ２）／（天井９２５ｍ２＋壁３５０ｍ２+床面９２５ｍ２＝２２００ｍ２）＝２６℃となる。
図１０は、空調手段３２に開閉ダンパー付きの補助換気路３５を付設した例を示している。通風路６が閉鎖された状態でも外部から補助換気路３５を介して外気を取りいれ、循環空気と混合することで空気の質を一定に保っている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る自然輻射システムの全体構成図である。
【図２】図１のシステムに利用される輻射冷却パネルを真下から見上げた図である。
【図３】図２の輻射冷却パネルの制御原理図である。
【図４】図１のシステムの要部構成図である。
【図５】外気温が上昇しているときの図１のシステム作動中のＰＭＶ値の変化の一例である。
【図６】外気温が下降しているときの図１のシステム作動中のＰＭＶ値の変化の一例である。
【図７】本発明の実施例でのＰＭＶ値及び各種パラメータを示す図である
【図８】図１のシステムの夏季の実施例の動作説明図である。
【図９】図１のシステムの冬季の実施例の動作説明図である。
【図１０】図１のシステムの他の実施例である。
【符号の説明】
【００３１】
２…輻射空調システム  ４…換気手段  ６…通風路  ８…入口  １０…出口
１２…換気用ダンパー  １４…送風手段  １４ａ…送風ファン
１４ｂ…内蔵ファン１６…輻射冷却手段
１８…輻射冷却パネル  ２０…輻射冷却パネル  ２２…冷却エレメント
２４…表面温度測定手段  ２６…コントローラ  ２８…湿度センサ  
３０…空調設備  ３２…空調手段  ３３…コイル  ３４…空気循環路
３５…補助換気路  ３６…往路  ３８…復路
４０…計測手段  ４２…居住エリア用温湿度センサー  ４４…外部用温度センサー
５０…制御部  ５２…記憶セクション  ５４…演算セクション
５６…コマンド形成セクション
１００…空調領域  １０２…外壁  １０３…窓  １０４…天井板  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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