(57)【要約】【課題】床裏空間が大きく形成された冷暖房対象室に対して冷房又は暖房を効率よく行うことができる冷暖房システムを提供すること。【解決手段】床材８８の裏側に床裏空間Ｓが形成された冷暖房対象室Ｒに対して冷房又は暖房を行う冷暖房システム１は、床裏空間Ｓを仕切って、床材８８に接する上方空間Ｓ１を形成する区画材２１と、上方空間Ｓ１に、冷暖房対象室Ｒを冷房するときに外気よりも低温の空気ＡＣを供給し、冷暖房対象室Ｒを暖房するときに外気よりも高温の空気ＡＨを供給する床下ダクト１６と、外気温とは異なる温度の空気Ａを床下ダクト１６に供給する送風機３３（３５）とを備える。【選択図】図１
2009115355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床材の裏側に床裏空間が形成された冷暖房対象室に対して冷房又は暖房を行う冷暖房システムであって；
前記床裏空間を仕切って、前記床材に接する上方空間を形成する区画材と；
前記上方空間に、前記冷暖房対象室を冷房するときに外気よりも低温の空気を供給し、前記冷暖房対象室を暖房するときに外気よりも高温の空気を供給する床下ダクトと；
外気温とは異なる温度の前記空気を前記床下ダクトに供給する送風機とを備える；
冷暖房システム。
【請求項２】
地中に埋設された地中熱採熱管であって、空気を通過させて外気温とは異なる温度の前記空気を生成する地中熱採熱管を備える；
請求項１に記載の冷暖房システム。
【請求項３】
前記冷暖房対象室よりも小さな空間に設置された冷却器又は加熱器によって外気温とは異なる温度となった前記空気を、前記床下ダクトに導く機器熱ダクトを備える；
請求項１又は請求項２に記載の冷暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷暖房システムに関し、特に床裏空間が大きく形成された冷暖房対象室に対して冷房又は暖房を効率よく行うことができる冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の我が国においては、１９９５年１月１７日の兵庫県南部地震（阪神淡路大震災）、２００４年１０月２３日の新潟県中越地震、２００７年３月２５日の能登半島地震、２００７年７月１６日の新潟県中越沖地震といった大規模な地震が発生している。このような震災が発生した際、被災者の方々は学校の体育館等の収容避難場所（避難所）での避難生活を強いられる。例えば体育館における避難生活においては、体育館の天井空間が大きいこともあって、夏場は太陽光による屋根面の放射熱で体育館内が蒸し風呂状態となり、冬場は床面が極端に冷え込んで底冷えを感じることが多く、ただでさえ苦痛な避難生活を強いられている被災者はさらなる苦痛を感じることとなっている。このため、体育館等の収容避難場所の冷暖房化の要請が増大している。
【０００３】
他方、災害時以外においても、週休２日制や労働時間の短縮等余暇が増加したことに伴って体育館利用者の多様化や多目的利用化が増加している近年では、体育館の冷暖房化の要請が増大している。体育館等の冷暖房システムの一例として、体育館等の床を二重構造にして床下に流通空間を形成し、空調エリアの両側にダンパーの開閉切換により冷風を屋内側に温風を床下側に給送する空調機を設置した複数の機械室を設け、その機械室のウオール上部に冷風吹出口を設ける一方、ウオール下部にダンパーを備えた温風リターン用のグリルを設け、床下に温風吹出口と冷風のリターンダンパーとを配設してなることを特徴とするものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−３４０５５８号公報（段落０００６、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
収容避難場所として指定される体育館のような天井空間が大きい建物は、構造上、床下空間も大きく形成されていることが多い。その中でも体育館は、日本工業規格（ＪＩＳＡ６５１９）によって床の構成材の基準が定められており、床のたわみ量等を調節するために、床下空間が人の進入が可能な程度の大きさの空間に形成されていることが多い。大きく形成されている床下空間に床材を加熱等するための空気をそのまま供給すると、床材以外にも熱が奪われて床材の加熱等を行う効率が低下することとなる。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、床裏空間が大きく形成された冷暖房対象室に対して冷房又は暖房を効率よく行うことができる冷暖房システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る冷暖房システムは、例えば図１に示すように、床材８８の裏側に床裏空間Ｓが形成された冷暖房対象室Ｒに対して冷房又は暖房を行う冷暖房システム１であって；床裏空間Ｓを仕切って、床材８８に接する上方空間Ｓ１を形成する区画材２１と；上方空間Ｓ１に、冷暖房対象室Ｒを冷房するときに外気よりも低温の空気ＡＣを供給し、冷暖房対象室Ｒを暖房するときに外気よりも高温の空気ＡＨを供給する床下ダクト１６と；外気温とは異なる温度の空気Ａを床下ダクト１６に供給する送風機３３（３５）とを備える。
【０００７】
このように構成すると、床材に接する上方空間を形成する区画材を備えるので、冷暖房対象室の床面からの輻射による冷房又は暖房を行う目的で床材を冷却（冷房時）又は加熱（暖房時）するために上方空間に供給する空気の量を、床裏空間全体に空気を供給する場合に比べて少なくすることができ、床材を効率よく冷却又は加熱することができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る冷暖房システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る冷暖房システム１において、地中Ｇに埋設された地中熱採熱管１８であって、空気を通過させて外気温とは異なる温度の空気Ａを生成する地中熱採熱管１８を備える。
【０００９】
このように構成すると、床材を冷却又は加熱する空気を床材の冷却又は加熱が可能な温度とするために地中の熱を利用することができ、電気エネルギーや化石燃料の使用量を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る冷暖房システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る冷暖房システム１において、冷暖房対象室Ｒよりも小さな空間Ｒｍに設置された冷却器又は加熱器６５によって外気温とは異なる温度となった空気Ａを、床下ダクト１６に導く機器熱ダクト１９を備える。
【００１１】
このように構成すると、冷暖房対象室に冷却器又は加熱器を設置して冷暖房室内の空気を直接冷却又は加熱しようとする場合に比べて、冷暖房対象室よりも小さな空間に設置可能な程度の簡易な手段で冷暖房対象室の冷房又は暖房を効率よく行うことができ、災害時における避難所としての対応が容易になる。
【００１２】
なお、本発明の第４の態様に係る冷暖房システムとして、例えば図４に示すように、本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る冷暖房システムにおいて、空気Ａを導入する導入口１１ａと空気Ａを導出する導出口１１ｂとが形成された風導部１１と；風導部１１における空気Ａの風導導出方向Ｖｓの投影面上で導出口１１ｂを包含する大きさを有し、風導導出方向Ｖｓにある空気Ａの流れ方向を変換する変換部材１２とを備え；変換前の流れ方向Ｖｓと変換後の流れ方向Ｖｃとのなす角θが鋭角であり；風導部１１と変換部材１２との間にスリット１０ｓが形成され；スリット１０ｓは、切り欠きを含んで形成され；風導部１１が筒状に形成されると共に、変換部材１２が錐体状に形成されているように構成してもよい。ここで「風導導出方向」とは、変換部材がないと仮定したときの熱媒体の流れ方向である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、床材に接する上方空間を形成する区画材を備えるので、床面からの輻射による冷房又は暖房を行う目的で床材を冷却（冷房時）又は加熱（暖房時）するために上方空間に供給する空気の量を、床裏空間全体に空気を供給する場合に比べて少なくすることができ、床材を効率よく冷却又は加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１５】
まず図１、図２を参照して、本発明の実施の形態に係る冷暖房システム１を説明する。図１は、冷暖房システム１の模式的系統図である。図２は、冷暖房対象室としての体育館内Ｒの床まわりの構成を示す部分詳細図である。冷暖房システム１は、冷暖房対象室としての体育館内Ｒ（本実施の形態では天井が高いアリーナ部分を指す）を、床面８８ｆからの輻射により冷房及び暖房を行うシステムである。体育館内Ｒは、規格に適合したバスケットボールコート（縦２４ｍ以上２８ｍ以下、横１３ｍ以上１５ｍ以下）を少なくとも１面取れる空間を有しており、好ましくはバスケットボールコートを２面取れる空間を有するが、同コートを３面又は４面あるいは５面以上取れる空間を有していてもよい。体育館内Ｒは、典型的には天井高が５ｍ以上であり、８ｍや１０ｍであってもよい。ここで冷暖房システム１の説明に先立って、主に図２を参照して体育館の床構造について説明する。
【００１６】
体育館の床構造は、組床式が採用されている。体育館内Ｒの床面８８ｆを構成する床材８８は、下地構成材８０に支持されている。下地構成材８０は、床材８８を支える根太８１と、根太８１を受ける大引８２と、大引を受ける緩衝材８３と、緩衝材８３に取り付けられた調整部材８４と、調整部材８４を支える支持台８５とを含んで構成されている。支持台８５は、コンクリートスラブＣＳに取り付けられている。根太８１は、軸直角方向断面の形状が四角形の鋼材で形成されており、複数本が平行に配設されることにより床材８８を支持している。大引８２は、軸直角方向断面の形状が四角形の鋼材で形成されており、複数本が平行にかつ根太８１に対して直角に配設されることにより根太８１を支持している。緩衝材８３は、床材８８を規定に適合するようにたわませることができるように適度な弾力性を有する部材が、大引８２の側面及び底面を包むように形成された受台に取り付けられて構成されており、受台の下面には調整部材８４が取り付けられている。緩衝材８３は、大引８２の加重を分散させるように複数設けられている。調整部材８４は、緩衝材８３と支持台８５とを仲介するボルト８４Ｂと、緩衝材８３及び支持台８５を固定するナット８４Ｎとを有している。ボルト８４Ｂに対するナット８４Ｎの位置を変えることにより、緩衝材８３と支持台８５との距離を変えることができるように構成されている。床材８８を挟んで体育館内Ｒの反対側（床下）には、床裏空間Ｓが形成されている。床裏空間Ｓの高さは、例えば０．５〜１．５ｍ程度（１．０ｍ、１．１ｍ、又は１．２ｍとなる場合も多い）である。
【００１７】
再び図１及び図２に戻って、冷暖房システム１の構成を説明する。冷暖房システム１は、床裏空間Ｓを上方空間Ｓ１と下方空間Ｓ２とに区画する区画材としての断熱材２１と、冷やされた空気ＡＣ（冷房時）又は暖められた空気ＡＨ（暖房時）を上方空間Ｓ１に供給する床下ダクト１６と、空気Ａ（低温の空気ＡＣと高温の空気ＡＨとを特に区別しない場合は「空気Ａ」と総称する）を冷やし又は暖める地中熱採熱管１８と、空気Ａを地中熱採熱管１８に送り込む送風機としての外気ファン３３と、体育館内Ｒに設けられた機器設置室Ｒｍで冷却又は加熱された空気Ａを床下ダクト１６に導く機器熱ダクト１９と、機器設置室Ｒｍで冷却又は加熱された空気Ａを床下ダクト１６に送り込む送風機としての内気ファン３５とを備えている。
【００１８】
断熱材２１は、発泡プラスチック保温板が、隣り合う２つの大引８２の間に嵌る大きさで矩形に形成されて構成されている。発泡プラスチック保温板は、典型的には、日本工業規格（ＪＩＳ９５１１）で規定された特性を有するものであり、ビーズ法ポリスチレンフォーム保温板、押出法ポリスチレンフォーム保温板、硬質ウレタンフォーム保温板、ポリエチレンフォーム保温板、及びフェノールフォーム保温板の総称である。断熱材２１として、典型的には押出法ポリスチレンフォーム保温板が用いられる。断熱材２１は、大引８２に取り付けられた断熱材受プレート２２に載置されている。
【００１９】
ここで図３を参照して、断熱材受プレート２２まわりの構成について説明する。断熱材受プレート２２は、プレート吊り金具２３によって大引８２に取り付けられている。プレート吊り金具２３は、矩形の鋼板が断面コの字状になるように折り曲げられて形成されている。つまり、プレート吊り金具２３は、大引８２に載置される上面２３ｔの対向する一対の両辺から、上面２３ｔに対して直角の２つの側面２３ｓが伸びて形成されている。上面２３ｔに対して直角に伸びる両側面２３ｓ間の長さは、ちょうど大引８２の両側面を挟むことができる長さに形成されている。側面２３ｓの高さ（上面２３ｔから伸びる長さ）は、大引８２の高さよりも大きくなるように形成されている。上面２３ｔの側面２３ｓにつながる辺の長さは、隣り合う根太８１（図２参照）間の長さよりも短く形成されている。両側面２３ｓの、上面２３ｔとつながる辺に対向する辺には、突起２３ｐが形成されている。断熱材受プレート２２は、矩形板状の鋼板の真ん中に、プレート吊り金具２３の突起２３ｐを受け入れる受入孔２２ｈが形成されて構成されている。断熱材受プレート２２は、典型的には、受入孔２２ｈの周囲に、断熱材２１を載置するための、２０〜３０ｍｍ程度の幅の鋼板が存在する大きさに形成されている。
【００２０】
断熱材受プレート２２を大引８２に取り付けるには、まず、突起２３ｐが大引８２の下端よりも下方に出るように上面２３ｔを大引８２の上面に載置して、プレート吊り金具２３を大引８２に取り付ける。そして、突起２３ｐが受入孔２２ｈを貫通するように、大引８２の下方から断熱材受プレート２２をプレート吊り金具２３に嵌め込む。その後、突起２３ｐを外側に折り曲げることにより、断熱材受プレート２２が突起２３ｐ上に載置されるようにする。このように大引８２に取り付けられた断熱材受プレート２２上に断熱材２１が載置される。断熱材２１は、隣り合う２つの大引８２の間に、大引８２の軸方向に分割されて配設されている。したがって、断熱材受プレート２２は、断熱材２１の分割数に応じた数（複数の断熱材２１を支えることができる数）が大引８２に取り付けられている。
【００２１】
再び図１及び図２に戻って、冷暖房システム１の構成の説明を続ける。断熱材２１は、体育館内Ｒの床の下に、床材８８とほぼ平行に敷き詰められている。断熱材２１が敷き詰められることにより、床裏空間Ｓが上方空間Ｓ１と下方空間Ｓ２とに区画されている。つまり、上方空間Ｓ１は床材８８と断熱材２１とに挟まれた空間になっており、下方空間Ｓ２は断熱材２１とコンクリートスラブＣＳとに挟まれた空間になっている。上方空間Ｓ１は、床材８８の裏面８８ｒに接している。上方空間Ｓ１の高さ（裏面８８ｒと断熱材２１の上面との距離）は、例えば５０〜１５０ｍｍ程度となる。上方空間Ｓ１の高さの下限を５０ｍｍより大きい例えば７０ｍｍあるいは８０ｍｍとしてもよく、上限を１００ｍｍあるいは１２０ｍｍとしてもよい。上方空間Ｓ１の高さは、ここに例示した高さ以外でも、空気Ａが上方空間Ｓ１を流れる際の抵抗や、床材８８を冷却又は加熱する際の効率を考慮して適宜決定することができる。
【００２２】
床下ダクト１６は、下方空間Ｓ２内を水平方向に伸びるメインダクト１６ａと、メインダクト１６ａから分岐し断熱材２１を貫通して上方空間Ｓ１内に伸びるサブダクト１６ｂとを含んで構成されている。サブダクト１６ｂが貫通する部分の断熱材２１には、サブダクト１６ｂと断熱材２１との隙間ができるだけ小さくなるように貫通孔２１ｈが形成されている。上方空間Ｓ１内のサブダクト１６ｂの先端には、床材８８の裏面８８ｒに沿って空気Ａを拡散させる放射状噴流ノズル１０が取り付けられている。
【００２３】
ここで図４を参照して、放射状噴流ノズル１０について説明する。図４は放射状噴流ノズル１０を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はスリット１０ｓを説明する部分詳細図、（ｄ）は変換部材１２との接続部分の風導部１１を説明する部分詳細図である。放射状噴流ノズル１０は、風導部１１と変換部材１２とを有している。
【００２４】
風導部１１は筒状に形成されており、典型的には円筒状に形成されているが、円筒状以外に、筒の軸に対して直角方向の断面が三角形あるいは四角形等の多角形の筒状に形成されていてもよい。風導部１１は、筒の両端面が開口しており、一方の開口が空気Ａを導入する導入口１１ａとして形成されており、他方の開口が空気Ａを導出する導出口１１ｂとして形成されている。導出口１１ｂ側の風導部１１の端部には、周方向に間隔をあけて複数の凹部１１ｅが形成されている。凹部１１ｅは、典型的には半円形に形成されるが、四角形等であってもよい。形成される凹部１１ｅの数及び大きさは、風導部１１の直径や導出される空気Ａの流量によって適宜決定されるが、概ね凹部１１ｅが半円形の場合は凹部１１ｅの直径が風導部１１の直径の１／１０以下、隣り合う凹部１１ｅ同士の間隔（半円形の中心間の距離）Ｌｅが凹部１１ｅの直径の２〜３倍程度とするとよい。また、風導部１１の側面には、固定ピース１５が設けられている。
【００２５】
変換部材１２は、錐体状に形成されており、典型的には円錐状に形成されているが、円錐状以外の三角錐あるいは四角錐等の底面部が多角形の錐体状に形成されていてもよい。錐体の底面は開口となっていてもよい。錐体の底面が開口となっていると、変換部材１２の製造が容易になる。他方、錐体の底面を有することとすると、空気Ａから伝わった熱を底面に接触する部材に伝達することができる。変換部材１２の大きさは、変換部材１２がないと仮定した場合に導出口１１ｂから空気Ａが導出される方向である「風導導出方向」の投影面上で、錐体の底面部が少なくとも風導部１１の導出口１１ｂを包含する大きさに形成されている。風導導出方向は、典型的には、風導部１１を形成する筒の軸方向であるが、筒の軸方向以外の成分を含む場合はすべての成分を考慮に入れることが好ましい。すべての成分を考慮に入れると、空気Ａが確実に変換部材１２を形成する錐体の辺に接触することとなり好ましい。しかしながら、簡易的に、主な成分（典型的には筒の軸方向成分）だけを考慮して風導導出方向を決定してもよい。逆に、変換部材１２を形成する錐体の底面部の最大は、風導部１１の軸直角方向の長さの平均の１．６倍以下とするのが好ましい。例えば、風導部１１が円筒状で変換部材１２が円錐状に形成された場合、変換部材１２の底面部の直径が導出口１１ｂの直径より２０ｍｍ程度大きくなるように形成されるのが好ましい。
【００２６】
変換部材１２は、風導部１１に対して、変換部材１２を形成する錐体の頂部が導出口１１ｂから風導部１１の中に入り、錐体の底面部が風導部１１の外側に位置するように取り付けられている。この際、変換部材１２の錐体の頂部が風導部１１を形成する筒の軸上に位置するのが好適である。図４（ｃ）に示すように、風導部１１と変換部材１２とは、その相対位置が、風導部１１の導出口１１ｂ側の端部を延長したと仮定した場合に変換部材１２に接触する位置と導出口１１ｂ側の端部との距離Ｌｓが、ほぼ凹部１１ｅの直径程度になるように配設されているが、距離Ｌｓは適宜決定してもよい。これにより、風導部１１と変換部材１２との間に、導出口１１ｂ側の端部の全周に渡って幅Ｌｓのスリット１０ｓが形成される。導出口１１ｂ側の風導部１１の端部に凹部１１ｅが形成されていることにより、スリット１０ｓは切り欠きを含んで形成されている。なお、凹部１１ｅは、風導部１１ではなく、導出口１１ｂの外周に対向する変換部材１２の錐体の辺に形成されていてもよい。
【００２７】
変換部材１２の風導部１１への取り付けは、図４（ｄ）に示すような突起１３を、その先端をより幅の狭い爪１３ａとして導出口１１ｂ側の端部に３箇所程度設けると共に、突起１３に対向する位置の取付部材１２に爪１３ａを通すが突起１３を通さない大きさの取付孔１２ｈを形成し、爪１３ａを取付孔１２ｈに通した後に折り曲げることにより行われる。なお、爪１３ａや取付孔１２ｈを形成せずに、突起１３を取付部材１２に溶接することにより取り付けてもよい。上記のように構成された放射状噴流ノズル１０は、上方空間Ｓ１内でサブダクト１６ｂに差し込まれ、錐体に形成された変換部材１２の底面が裏面８８ｒ（図２参照）に接触する位置で、鉄板ビス等で固定されて取り付けられる。
【００２８】
上記のように構成された放射状噴流ノズル１０では、導入口１１ａから導入され風導部１１内を流れる空気Ａが、導出口１１ｂ付近から変換部材１２の錐体の辺に略沿った流れとなる。言い換えれば、風導部１１内を流れる空気Ａは、変換部材１２によって流れ方向が変換させられる。放射状噴流ノズル１０では、図４（ｃ）に示すように、方向が変換される前の空気Ａの流れ方向Ｖｓ（風導部１１内を流れる空気Ａの平均の流れ方向Ｖｓ）と変換された後の空気の流れ方向Ｖｃ（スリット１０ｓから流出する空気Ａの平均の流れ方向Ｖｃ）とのなす角θは鋭角となる。ここで、変換された後の空気の流れ方向Ｖｃを説明する際の「スリット１０ｓから流出する空気Ａ」は、典型的には、変換部材１２を形成する錐体の辺の法線が、風導部１１の導出口１１ｂ側の端部外周を通るときの、変換部材１２と風導部１１との間を流れる空気Ａをいう。変換部材１２が錐体状となっており、スリット１０ｓが全周に渡って形成されているので、放射状噴流ノズル１０から導出された空気Ａは、放射状に拡散される。空気Ａが放射状に拡散されるとき、切り欠きが形成された部分のスリット１０ｓから導出される空気Ａの流速が、切り欠きが形成されていない部分のスリット１０ｓから導出される空気Ａの流速よりも速くなっているので、流速の速い空気Ａが流速の遅い空気Ａを誘引し、空気Ａ全体の到達距離が長くなる。なお、切り欠きが形成された部分のスリット１０ｓとは、風導部１１の凹部１１ｅが形成されている部分の筒端面に平行な方向の距離（凹部１１ｅが半円形の場合はその半円の直径）と、風導部１１と変換部材１２との間の筒端面に垂直な方向の距離とで囲まれた部分をいう。また、切り欠きが形成された部分のスリット１０ｓとは、先に述べた凹部１１ｅが形成されている部分の筒端面に平行な方向の距離に相当する凹部１１ｅが形成されていない部分の筒端面に平行な方向の距離と、風導部１１と変換部材１２との間の筒端面に垂直な方向の距離とで囲まれた部分をいう。
【００２９】
再び図１及び図２に戻って、冷暖房システム１の構成の説明を続ける。地中熱採熱管１８は、地中Ｇに埋設されており、典型的には、地中Ｇの帯水層に埋設されている。帯水層は、地層を構成する粒子の間隙が大きく、地下水によって飽和されている透水層である。帯水層は、これよりも上方の地表層及びこれよりも下方の深層に比べると、地中の熱移動速度が速いために地中熱採熱管１８内を流れる空気Ａとの交換熱量が多くなる。地中熱採熱管１８には、典型的には、合成樹脂製の管が用いられる。地中熱採熱管１８を合成樹脂製とすると、耐腐食性が向上することとなる。また、一般に、合成樹脂製のダクトは、金属製、鋳鉄製あるいはコンクリート製のものに比べて軽量、施工が容易、低コストである等の利点がある。さらに、地中熱採熱管１８をコルゲートパイプ（螺旋溝付管）とすると、表面に凹凸が形成されているので、地中熱採熱管１８の表面積を増大させることができる。地中熱採熱管１８の表面積が増大すると、地中からの熱伝達面積が増大し、帯水層（地中Ｇ）と空気Ａとの交換熱量を増加させることができる。他方、地中熱採熱管１８を凹凸のない管とすると、空気Ａが流れる際の圧力損失を低減させることができる。地中熱採熱管１８は、図１中では紙面の都合上、機械室Ｍの幅とほぼ同じ長さに示されているが、その長さは採熱量に応じて適宜決定するとよい。
【００３０】
地中熱採熱管１８は、一端が地中熱ダクト１７を介して床下ダクト１６に接続されている。地中熱ダクト１７には、空気Ａの流通を遮断可能なモーターダンパ３４が挿入配置されている。地中熱採熱管１８の他端には外気ダクト３２が接続されている。外気ダクト３２の他端は、機械室Ｍに設けられたガラリ３１に接続されている。外気ダクト３２には、外気ファン３３が挿入配置されている。
【００３１】
機器熱ダクト１９は、床裏空間Ｓに配設されており、一端が床下ダクト１６に接続されている。つまり、機器熱ダクト１９と床下ダクト１６と地中熱ダクト１７とは、チャンバー等で相互に接続されている。機器熱ダクト１９には、内気ファン３５と、内気ファン３５よりも床下ダクト１６側に空気Ａの流通を遮断可能なモーターダンパ３６とがそれぞれ挿入配置されている。機器熱ダクト１９の他端は、体育館内Ｒに設けられた機器設置室Ｒｍの床に設けられた制気口３８に接続されている。
【００３２】
機器設置室Ｒｍは、パーテーション等で体育館内Ｒを仕切ることにより形成された部屋である。機器設置室Ｒｍは、部屋全体の空気をほぼ一様に冷却又は加熱できる程度の大きさに形成されている。機器設置室Ｒｍの壁面（ドア面を含む）には、体育館内Ｒと機器設置室Ｒｍとの間で空気の流通を可能にする壁ガラリ３９が設けられている。機器設置室Ｒｍ内には、空気Ａを冷却する冷却器及び加熱する加熱器を兼ねるパッケージ形空調機６５（以下、単に「パッケージ６５」という。）が設置されている。
【００３３】
上述の外気ファン３３及び内気ファン３５は、制御装置５にそれぞれ信号ケーブルで接続されており、制御装置５からの信号を受信して発停及び回転速度の調節がされるように構成されている。また、モーターダンパ３４、３６は、制御装置５にそれぞれ信号ケーブルで接続されており、制御装置５からの信号を受信して開閉動作がされるように構成されている。また、パッケージ６５は、制御装置５に信号ケーブルで接続されており、制御装置５からの信号を受信して、発停、出力調節、冷房と暖房の切り換えを行うことができるように構成されている。
【００３４】
引き続き図１及び図２を参照して、冷暖房システム１の作用を説明する。まず、地中Ｇの熱で空気Ａの温度を冷房又は暖房可能な温度に変更する場合を説明する。この場合、制御装置５は、モーターダンパ３４を開に、モーターダンパ３６を閉にし、外気ファン３３を起動する。すると、外気がガラリ３１から外気ダクト３２に導入され、地中熱採熱管１８へと導かれる。地中熱採熱管１８に流入した外気は、地中熱採熱管１８を流れる際に地中Ｇと熱交換を行い、流入した際の温度とは異なる温度の空気Ａとなる。例えば、夏季に外気温が２４℃〜３２℃の場合の地中熱採熱管１８から導出された空気Ａの温度は２０℃〜２３℃程度となり、冬季に外気温が−２℃〜３℃の場合の地中熱採熱管１８から導出された空気Ａの温度は６℃〜８℃程度となる。
【００３５】
地中熱採熱管１８から導出された空気Ａは、地中熱ダクト１７及び床下ダクト１６を介して上方空間Ｓ１に供給される。このとき、空気Ａは、放射状噴流ノズル１０によって、床材８８の裏面８８ｒに沿って拡散されるので、効率よく床材８８の温度を変えることができる。放射状噴流ノズル１０から吹き出された空気Ａは、上方空間Ｓ１内全体に拡散し、余剰分は上方空間Ｓ１から排出される。上方空間Ｓ１内で余剰となった空気Ａは、例えば体育館内Ｒの端部の床材８８に設けられた制気口８９を通って体育館内Ｒに流れる。空気Ａが上方空間Ｓ１内全体に拡散することで床材８８の温度が外気の温度に近づくことを抑制することができる。また、上方空間Ｓ１が断熱材２１で区画されているので、上方空間Ｓ１内の温度が、下方空間Ｓ２からの伝熱やコンクリートスラブＣＳからの輻射に起因して外気の温度に近づくことを抑制することができる。また、上方空間Ｓ１が床裏空間Ｓよりも小さい容積に形成されているので、冷暖房システム１の起動から床材１１の温度が変わるまでの立ち上がりが早くなると共に、余分な空間に空気Ａを供給する必要がなくなるので冷房又は暖房の効率を向上させることができる。また、床材８８を効率よく冷却又は加熱することができることで、地中Ｇからの採熱量が少なくて済み、地中熱採熱管１８を小さくすることができる。
【００３６】
空気Ａが上方空間Ｓ１に供給されることにより、空気Ａが供給されない場合に比べて床材８８の温度が、体育館内Ｒの冷房時に低くなり、暖房時に高くなることにより、床面８８ｆからの輻射熱によって体育館内Ｒの冷房あるいは暖房を行うことができる。床面８８ｆからの輻射による冷房あるいは暖房を行うことで、体育館内Ｒのような大空間中の居住域を重点とした冷房あるいは暖房を行うことができる。夏季に床面８８ｆを冷やすことにより体育館内Ｒの空気温度よりも２℃程度低い体感を得ることができ、冬季に床面８８ｆを暖めることにより体育館内Ｒの空気温度よりも２℃程度高い体感を得ることができる。本実施の形態に係る冷暖房システム１は、大きな空間の体育館内Ｒの冷暖房において、体感を得ることができる２℃差分の消費エネルギーを確実に削減することができる。
【００３７】
次に、機器設置室Ｒｍ内に設置されたパッケージ６５により空気Ａの温度を冷房又は暖房可能な温度に変更する場合を説明する。この場合、制御装置５は、パッケージ６５を起動し、さらにモーターダンパ３４を閉に、モーターダンパ３６を開にし、内気ファン３５を起動する。すると、パッケージ６５により外気の温度とは異なる温度に変更された空気Ａが機器設置室Ｒｍから機器熱ダクト１９及び床下ダクト１６を介して上方空間Ｓ１に供給される。以降は地中Ｇの熱で空気Ａの温度を冷房又は暖房可能な温度に変更する場合と同様に、空気Ａが床材８８を冷却又は加熱し、床面８８ｆからの輻射により体育館内Ｒの冷房又は暖房を行う。なお、床下ダクト１６へ向けて機器設置室Ｒｍから導出された分の空気Ａが、壁ガラリ３９を介して体育館内Ｒから機器設置室Ｒｍに流入する。
【００３８】
機器設置室Ｒｍ内で温度を変更した空気Ａを上方空間Ｓ１に供給して体育館内Ｒの冷房又は暖房を行うことにより、単に大きな空間の体育館内Ｒにパッケージ６５を設置して冷房又は暖房を行うよりも効率よく体育館内Ｒの冷房又は暖房を行うことができる。また、床材８８を効率よく冷却又は加熱することができることで、パッケージ６５の小型化を図ることができる。本実施の形態に係る冷暖房システム１は、通常は体育館内Ｒの冷暖房が必要ない場合であっても、例えば災害時等に体育館内Ｒの冷暖房が必要となったときに機器設置室Ｒｍにパッケージ６５を設けることにより、実効のある体育館内Ｒの冷房又は暖房を行うことができる。
【００３９】
以上の説明では、冷暖房対象室が体育館内Ｒであるとしたが、冷暖房システム１はホール等の空間の大きな場所に対する設置にも適するものである。
【００４０】
以上の説明では、放射状噴流ノズル１０をサブダクト１６ｂの先端に取り付けることとしたが、放射状噴流ノズル１０を取り付けずに、外気温とは異なる温度の空気Ａを上方空間Ｓ１に供給することとしてもよい。この場合は上方空間Ｓ１内に空気Ａが充満することにより床材８８が冷却又は加熱されることになる。この場合も上方空間Ｓ１が断熱材２１で区画されているので、余分な空間に空気Ａを供給する必要がなくなり、断熱材２１を備えていない場合に比べて床材１１の温度が変わるまでの立ち上がりが早くなると共に冷房又は暖房の効率を向上させることができる。しかしながら、放射状噴流ノズル１０を設けることにより、放射状噴流ノズル１０を設けない場合に床材８８の裏面８８ｒと上方空間Ｓ１内の空気Ａとの境膜面に生じ得る空気膜（対流を起こさない空気の膜）を破壊して、空気Ａから床材８８への熱伝達を効率よく行うことができる。
【００４１】
以上の説明では、機器設置室Ｒｍ内には、空気Ａを冷却する冷却器及び加熱する加熱器を兼ねるパッケージ６５が設置されているとしたが、空気Ａを冷却又は加熱することができればファンコイルユニット等の他の機器でもよく、あるいはこれらに代えて又はこれらと共に業務用の石油ストーブのような可搬式の機器（複数台であってもよい）を設けることとしてもよい。また、体育館内Ｒの冷暖房が地中Ｇの熱の採熱で足りる場合は機器設置室Ｒｍもろとも冷却器及び加熱器を設けなくてもよい。逆に、機器設置室Ｒｍに設置された冷却器及び加熱器で足りる場合は地中熱採熱管１８を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷暖房システムの模式的系統図である。
【図２】冷暖房対象室の床まわりの構成を示す部分詳細図である。
【図３】断熱材の支持部材の斜視図である。
【図４】放射状噴流ノズルを説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はスリットを説明する部分詳細図、（ｄ）は変換部材との接続部分の風導部を説明する部分詳細図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    冷暖房システム
１６  床下ダクト
１８  地中熱採熱管
２１  断熱材（区画材）
３３  外気ファン（送風機）
３５  内気ファン（送風機）
８８  床材
Ａ    空気
ＡＣ  低温の空気
ＡＨ  高温の空気
Ｓ    床裏空間
Ｓ１  上方空間
Ｒ    体育館内（冷暖房対象室）
【図１】
2009115355.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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