(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床スラブ上に敷設され、多数の吹出孔が形成された二重床と、多数の吹出孔が形成された二重床の下面全面、或いは一部に数ｍｍ〜数十ｍｍの厚さで配設して通気性の高い潜熱蓄熱材層を形成する、潜熱蓄熱材料を含浸させ担持させた粒状多孔質体からなる潜熱蓄熱材と、床スラブと下面に潜熱蓄熱材が配設された二重床との間に形成された給気チャンバと、給気チャンバに接続された空調機とを備え、空調機により空調され給気チャンバに給気された空気が潜熱蓄熱材層を通過して多数の吹出孔から室内に流れるようにしたことを特徴とする潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システム。
【請求項２】
給気チャンバには給気ダクト及び還気ダクトが接続され、蓄熱運転時には空調機により空調された空気を給気ダクトを経て給気チャンバ内に給気し還気ダクトを経て空調機に還流させて循環させることを特徴とする請求項１記載の潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフィスビル等の建物に二重床を敷設し、二重床の全面から室内に空調空気を吹き出す空調方式の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物の床スラブ上に二重床を構築し、二重床内にＯＡ機器用の配線を収納する所謂ＯＡフロアが広く採用され、この二重床を利用して二重床の全面から室内に空調空気を吹き出す全面床吹出空調システムが広く知られている。この方式において、夜間等において躯体である床スラブに蓄熱しておき、蓄熱された熱を昼間の高負荷時に放熱する方式がある。
【０００３】
この躯体蓄熱方式を図６により説明すると、床スラブ１上には、多数の吹出孔が形成された二重床２が敷設され、床スラブ１と二重床２の間には給気チャンバ３が形成されている。この給気チャンバ３には給気ダクト４、空調機５および外気吸入ダクト６が接続されている。また、天井スラブ７と多数の排気孔が形成された天井ボード９との間には、排気チャンバ１０が形成され排気チャンバ１０は排気ダクト１１に接続されている。外気吸入ダクト６と排気ダクト１１の間には切替ダンパ１２を介してバイパスダクト１３が接続され、切替ダンパ１２は、還気ダクト１４を介して給気チャンバ３に接続されている。
【０００４】
蓄熱運転時には、図６（Ａ）に示すように、切替ダンパ１２を切り替えて、空調機５により空調された空気を給気チャンバ３内に給気し、還気ダクト１４、バイパスダクト１３を経て空調機５に還流させて床スラブ１に蓄熱させる。放熱運転時には、図６（Ｂ）に示すように、空調機５により空調された空気を給気チャンバ３内に給気し、このとき床スラブ１に蓄熱された熱が放熱され、空気は二重床２の吹出孔から室内に流れ、さらに天井ボード９の排気孔を経て排気チャンバ１０に流れ、排気ダクト１１から排気される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の躯体蓄熱方式においては、蓄熱量が蓄熱必要量の半分程度しか得られず、また、放熱が成り行きとなるため、放熱を必要とする時刻（例えば、ピーク時間調整契約時間帯の１３時〜１６時）に任意に取り出すことができないという問題を有している。そのため、現状では、水・氷蓄熱の組み合わせが電力会社により義務付けられている。
【０００６】
一方、躯体蓄熱のみの観点から見ると、例えば特許第３２２６０９３号に示すように、スラブ躯体内に空気通路を形成しこの空気通路内に、常温レベルで相変化する潜熱蓄熱材を設ける方式が提案されているが、構造が複雑であるとともに施工性も悪く、かつ空気との熱交換性能に劣るという問題を有している。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、蓄熱量を増加させるとともに放熱を必要とする時に任意に取り出すことができる潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システムは、床スラブ上に敷設され、多数の吹出孔が形成された二重床と、多数の吹出孔が形成された二重床の下面全面、或いは一部に数ｍｍ〜数十ｍｍの厚さで配設して通気性の高い潜熱蓄熱材層を形成する、潜熱蓄熱材料を含浸させ担持させた粒状多孔質体からなる潜熱蓄熱材と、床スラブと下面に潜熱蓄熱材が配設された二重床との間に形成された給気チャンバと、給気チャンバに接続された空調機とを備え、空調機により空調され給気チャンバに給気された空気が潜熱蓄熱材層を通過して多数の吹出孔から室内に流れるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は、本発明の潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システムの１実施形態を示し、図１は二重床付近の断面図である。
【００１０】
図１において、床スラブ１上には、多数の吹出孔２ａが形成された二重床２が支持部材１５を介して敷設され、床スラブ１と二重床２の間には給気チャンバ３が形成されている。また、二重床２上には通気性カーペット１６が敷設されている。そして、二重床２の下面全面、或いは一部に、通気性が高く空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材１７が厚さ数ｍｍ〜数十ｍｍで配設されている。
【００１１】
この潜熱蓄熱材１７は、セラミックスや発泡ビーズなどの粒状多孔質体に潜熱蓄熱材料を含浸させ担持させたもので、潜熱蓄熱材料としては、パラフィンなどの芳香族化合物や硫酸ナトリウム１０水塩などの無機含水塩を通常質量分率で３０〜５０の含有率を有している。なお、潜熱蓄熱材料を高分子吸着剤などの網目状分子に封じ込めたものを採用してもよいし、スポンジフィルタなどに潜熱蓄熱材料を担持させたものを採用してもよい。
【００１２】
潜熱蓄熱材１７による蓄熱量は、パラフィン４０％含浸（かさ密度７８０ｋｇ／ｍ3の場合、潜熱４３．７Ｊ／ｇ）の場合、厚さ３０ｍｍ設置すると１０２２ｋＪ／ｍ2となり、これは従来の躯体蓄熱を５時間行った蓄熱量１０６８ｋＪ／ｍ2に匹敵し、蓄熱量が倍増する。代表的なインテリア部（照明２０Ｗ／ｍ2、機器発熱２５Ｗ／ｍ2、人員０．２人／ｍ2、外気導入量５ｍ3／ｍ2程度）の条件では６時間程度の放熱効果が期待できる。
【００１３】
図２ないし図５は、空気の流れを示す模式的断面図であり、図２〜図４は、蓄熱運転時の、図５は放熱運転時の空気の流れを示している。本発明における空気の流れは、図６で説明した全面床吹出空調システムで躯体蓄熱を行うときと基本的には同じで特別な装置、設備を必要としない。
【００１４】
図２〜図５には、図１で説明した床スラブ１、二重床２、給気チャンバ３および潜熱蓄熱材１７が示され、給気チャンバ３には給気ダクト４、空調機５および外気吸入ダクト６が接続されている。また、天井スラブ７と多数の排気孔が形成された天井ボード９との間には、排気チャンバ１０が形成され排気チャンバ１０は排気ダクト１１に接続されている。外気吸入ダクト６と排気ダクト１１の間には切替ダンパ１２を介してバイパスダクト１３が接続され、切替ダンパ１２は、還気ダクト１４を介して給気チャンバ３に接続されている。
【００１５】
夜間等の蓄熱運転時には、図２に示すように、切替ダンパ１２を切り替えて、空調機５により空調された空気を給気ダクト４を経て給気チャンバ３内に給気し、還気ダクト１４、バイパスダクト１３を経て空調機５に還流させて床スラブ１および潜熱蓄熱材１７に蓄熱させる。蓄熱時に相変化温度以下の温度で給気チャンバ３内に吹き込まれた空気は、潜熱蓄熱材料の間を自由に通り、潜熱蓄熱材料と熱交換を行い、相変化することにより蓄熱を行う。
【００１６】
なお、図３に示すように、切替ダンパ１２を切り替えて、空調機５により空調された空気を給気ダクト４を経て給気チャンバ３内に給気し、潜熱蓄熱材１７、二重床２、排気チャンバ１０、排気ダクト１１、バイパスダクト１３を経て空調機５に還流させるようにしてもよい。この場合には室内の什器１９などへの蓄熱も可能となる。
【００１７】
また、外気温度が低い場合は図４に示すように、切替ダンパ１２を切り替えて、外気吸入ダクト６、空調機５、給気ダクト４、給気チャンバ３内に給気し、潜熱蓄熱材１７、二重床２、排気チャンバ１０、排気ダクト１１から外気に排気させるようにしてもよい。この場合には、冷房時で外気温度が低いときに低温外気を導入し、空調機５の冷房機能を停止、或いは併用して蓄熱を行う省エネルギー運転が可能となる。
【００１８】
昼間等の放熱運転時には、図５に示すように、切替ダンパ１２を切り替えて、空調機５により空調された空気を給気ダクト４を経て給気チャンバ３内に給気し、このとき床スラブ１および潜熱蓄熱材１７に蓄熱された熱が放熱され、空気は二重床２の吹出孔から室内に流れ、さらに天井ボード９の排気孔を経て排気チャンバ１０に流れ、排気ダクト１１からバイパスダクト１３を経て空調機５に循環され一部は外気に排気される。
【００１９】
図１に示すように、二重床２に形成された多数の吹出孔２ａを空気が通過するため、潜熱蓄熱材１７の内部を空気が自由に通り抜け放熱が行われる。その際、相変化時は一定温度で放熱するため、吹出温度が均一に保たれる。また、空気と直接熱交換を行うので常に高い熱伝達特性を発揮することができ、毎秒数ｍｍ〜１０数ｍｍという低風速であっても、数ｍｍ〜数１０ｍｍの厚さの潜熱蓄熱材層を通過させることにより、床面からの吹出温度は、潜熱蓄熱材の相変化中であれば融点とほぼ同じの温度に保たれ、穏やかで穏和な空調が行われる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、蓄熱量が増加し、水・氷などの蓄熱槽を削減或いは不要にすることができるとともに、放熱を必要とする時刻まで蓄熱量を保存しておくことが可能となる。また、従来の躯体蓄熱と比べ、室内にもれる冷気が潜熱蓄熱材により吸熱されるため、蓄熱時の室温低下を緩和することができる。また、空調放熱時、空調機の給気温度にかかわらず、室内へ一定温度で給気する安定した空調が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全面床吹出空調システムの１実施形態を示し二重床付近の断面図である。
【図２】本発明の全面床吹出空調システムの１実施形態を示し、蓄熱運転時の空気の流れを示す模式的断面図である。
【図３】図２の他の方式の蓄熱運転時の空気の流れを示す模式的断面図である。
【図４】図２の他の方式の蓄熱運転時の空気の流れを示す模式的断面図である。
【図５】図２における放熱運転時の空気の流れを示す模式的断面図である。
【図６】従来の全面床吹出空調システムの例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１…床スラブ
２…二重床
２ａ…吹出孔
３…給気チャンバ
５…空調機
１７…潜熱蓄熱材
【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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