(57)【要約】【課題】冷房効率を向上させることのできる空調システムを提供する。【解決手段】本発明の空調システムは、装置内に取り込んだ室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換装置４１と、下壁が輻射パネル２０として室内に面するように配設され、熱交換装置４１により冷却された空気を流通させる給気ダクト３０と、輻射パネル２０に形成された吹出口２１とを備え、給気ダクト３０を流通する空気によって輻射パネル２０を冷却するとともに、給気ダクト３０を流通する空気を吹出口２１から室内に向けて吹出させることによって室内の冷房を行うシステムにおいて、輻射パネル２０に室内に連通する収容室５４を設けるとともに、収容室５４を熱交換装置４１に接続する還気ダクト６０を設け、収容室５４内に照明器具５０を収容するようにした。上記構成により、室内空気を還気ダクトに戻す際に、照明器具を通過する空気によって照明器具の熱が還気ダクトに回収される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置内に取り込んだ室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換装置と、
下壁が天井面を構成する輻射パネルとして室内に面するように配設され、前記熱交換装置により冷却された空気を流通させる給気ダクトと、
前記輻射パネルに形成され、前記給気ダクトを流通する空気を室内に放出する吹出口と
を備え、前記給気ダクトを流通する空気によって前記輻射パネルを冷却するとともに、前記給気ダクトを流通する空気を前記吹出口から室内に向けて吹出させることによって、室内の冷房を行うようにした空調システムにおいて、
前記輻射パネルに設けられ、室内に連通する収容室と、
前記収容室を前記熱交換装置に接続する還気ダクトとを設け、
前記収容室内に、室内を照らす照明器具を収容したことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
作業者が作業を行う作業域の直上に前記吹出口を配設し、
前記作業域内に作業者が存在するか否かを非接触に検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて前記吹出口からの吹出し方向を制御する制御手段と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。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記センサによって作業者が作業域内に存在すると検出された場合に、前記吹出口からの吹出し方向を前記作業域方向に制御することを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の室内を空調する空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、天井材と上階の床スラブとの間の天井空間を給気ダクトとして構成し、この給気ダクトに冷気を供給し、給気ダクト内を流通する冷気により天井材を冷却することによって室内の冷房を行う輻射冷房が知られている。また、この天井材に吹出口を設け、給気ダクト内を流通する冷気の一部をこの吹出口から室内に向けて吹出すように構成することで、天井材による輻射冷房と吹出口からの吹出し空気による冷房とを併用した空調システムも提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５１４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した空調システムにおいては、天井材に取付けられた照明器具からの発熱により室内の温度が上昇するとともに、照明器具からの発熱が天井裏の給気ダクトまで伝わるために給気ダクト内を流通する冷気の温度も上昇することになる。このため、天井材の輻射効果が低減し、吹出し空気の温度も上昇することとなり、冷房効率が悪いという問題がある。また、これに対処するために、給気ダクトに供給する冷気の温度を低下させたり、送風量を増加させた場合には、熱交換器等の空調装置により消費されるエネルギーが増加してしまうといった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑み、冷房効率を向上させることのできる空調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】
本発明の空調システムは、装置内に取り込んだ室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換装置と、下壁が天井面を構成する輻射パネルとして室内に面するように配設され、前記熱交換装置により冷却された空気を流通させる給気ダクトと、前記輻射パネルに形成され、前記給気ダクトを流通する空気を室内に放出する吹出口と、を備え、前記給気ダクトを流通する空気によって前記輻射パネルを冷却するとともに、前記給気ダクトを流通する空気を前記吹出口から室内に向けて吹出させることによって、室内の冷房を行うようにした空調システムにおいて、前記輻射パネルに設けられ室内に連通する収容室と、前記収容室を前記熱交換装置に接続する還気ダクトと、を設け、前記収容室内に、室内を照らす照明器具を収容したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２の空調システムは、上記請求項１において、作業者が作業を行う作業域の直上に前記吹出口を配設し、前記作業域内に作業者が存在するか否かを非接触に検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて前記吹出口からの吹出し方向を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３の空調システムは、上記請求項２において、前記制御手段は、前記センサによって作業者が作業域内に存在すると検出された場合に、前記吹出口からの吹出し方向を前記作業域方向に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空調システムによれば、給気ダクトの下壁を構成する輻射パネルに、室内に連通する収容室を設けるとともに、この収容室を熱交換装置に接続する還気ダクトを設け、収容室内に照明器具を収容する構成としたことで、室内空気を熱交換装置に戻す際に、照明器具を通過する空気によって照明器具の発する熱が還気ダクトに回収されることになる。従って、照明器具の熱による室内温度の上昇が抑制されると同時に、照明器具の熱が給気ダクト内にも伝わりにくくなるため、給気ダクト内の給気温度が上昇するといったこともなくなるから、冷房効率を向上させることが可能となる。その結果、給気ダクトに供給する給気の温度を低下させたり、送風量を増加させなくても、作業環境を快適に保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、添付図面を参照して、本発明の空調システムにおける好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態の空調システムの概略的な構成を示す説明図である。本実施の形態の空調システムの適用対象となる室１０は、オフィスビルの１フロアにおいて、床材１２と、天井面を構成する輻射パネル２０と、図示しない側壁とで区画される空間であり、床材１２上には、複数の机１３、椅子１４、パーソナルコンピュータ１５等が設置してある。本実施の形態では、この室１０を、オフィス内の作業者１１がパーソナルコンピュータ１５の操作などを行う作業域（タスク域）と、この作業域以外の空間（アンビエント域）とで構成し、この作業域と作業域以外の空間とを個別に冷房することが可能である（タスクアンビエント空調システム）。なお、本実施の形態における作業域とは、作業者からの半径１ｍ程度以内、且つ、床から高さ１．２ｍ程度までの空間を意味している。
【００１２】
室１０の上部は、輻射パネル２０と上階床スラブ１６との間に天井空間が画成してある。本実施の形態では、この天井空間全体を、後述する熱交換装置によって冷却された空調用空気（給気ＳＡ）を流通させるための給気ダクト３０として構成してある。すなわち、給気ダクト３０は、ダクトの下壁部分である輻射パネル２０が室１０内に面するように配設してある。
【００１３】
給気ダクト３０には、室内熱交換装置４１と送風ファン４２とが設置してある。室内熱交換装置４１は冷凍サイクルの蒸発器であり、屋外に設置された図示しない圧縮機、室外熱交換装置等の室外機と冷媒配管によって接続されている。室内熱交換装置４１は、後述する還気ダクトから戻された空気を装置内に取り込み、取り込んだ空気と冷媒との間で熱交換を行う。送風ファン４２は、室内熱交換装置４１によって冷却された空調用空気（給気ＳＡ）を給気ダクト３０内に流通させるためのものである。
【００１４】
輻射パネル２０は、上述したように給気ダクト３０の下壁を構成するものであり、熱伝導の良好な材質により加工されたものである。輻射パネル２０の材質としては、例えばアルミニウム、ジュラルミン、鉄、ステンレス、銅等の金属を挙げることができる。この輻射パネル２０には、給気ダクト３０を流通する給気ＳＡを室内に放出するための複数の吹出口２１が形成してある。図１に示すように、この吹出口２１は、作業者が作業を行う作業域の直上となる位置に形成してある。この吹出口２１には風向調整板２２（図２を参照）が設けてあり、作業域内に作業者が存在するか否かを検出することによって風向調整板２２の向きを変え、吹出し口２１からの吹出し方向を変化させている。これについては後述する。
【００１５】
また、輻射パネル２０の裏面には、輻射パネル２０に形成した開口２３を介して室１０内に連通する複数の収容室５４が設けてある。この収容室５４は、後述するように給気ダクト３０を流通する給気ＳＡから照明器具を隔離するために設けられるものであり、断熱材によって構成してある。図１に示すように、この収容室５４内には、室１０内を照らす蛍光灯等の照明器具５０が取付けてある。照明器具５０は、輻射パネル２０に形成した開口２３に取付けられており、光源５１と、光源５１の光を室内に向けるための反射板５２とから構成してある。図１に示す例では、照明器具２列を１組として配設してある。また、各照明器具５０の反射板５２の上面部分には、室内の空気を収容室５４に送るための吸込口５３が形成してある。図には明示されていないが、この吸込口５３は、円形又はスリット上の貫通孔である。
【００１６】
また、給気ダクト３０内には、図１に示すように還気ダクト６０が配設してある。この還気ダクト６０は、上述した複数の収容室５４を接続するとともに、これら収容室５４を室内熱交換装置４１へと接続する空気流路であり、収容室５４と同様に断熱材によって構成してある。還気ダクト６０は、各収容室５４内の吸込口５３を介して室１０内と連通しており、各吸込口５３から吸込まれた室内の空気を還気ＲＡとして室内熱交換装置４１へと戻す。
【００１７】
上記構成を有する空調システムでは、以下のように室内を冷房することができる。まず、室内熱交換装置４１によって冷却された給気ＳＡ（１６℃程度）は、送風ファン４２によって給気ダクト３０内を前進し、輻射パネル２０を冷却する。これにより、輻射パネル２０から冷熱が輻射され、室内の輻射冷房が行われる。一方、輻射パネル２０を冷却することによって１９℃程度まで上昇した給気ＳＡは、吹出口２１から吹出され、室内を対流する。これにより、室１０は、給気ダクト３０を流通する給気ＳＡによって冷却された輻射パネル２０からの輻射熱と、吹出口２１から吹出される空気の対流を併用することにより冷房される。
【００１８】
そして、室１０内を循環した空気は、室内に配置されたパーソナルコンピュータ１５等のＯＡ機器等からの熱によって２６℃〜３０℃程度となり、室内を上昇して天井（すなわち輻射パネル２０）に達する。天井に達した空気は、照明器具５０に形成した吸込口５３を介して収容室５４へと送られる。このとき、室内の空気が照明器具５０を通過する際に、通過する空気によって照明器具５０から放出される熱が回収されるため、照明器具５０の熱による室内温度の上昇が抑制される。照明器具を通過した空気は、照明器具５０の熱を回収することによってさらに温度上昇し、収容室５４から還気ダクト６０へと流れ、還気ダクト６０を通って室内熱交換装置４１に戻される。照明器具５０は収容室５４に収容され、給気ダクト３０内の給気ＳＡと隔離した状態にあるから、照明器具５０が発する熱は給気ダクト３０内に伝わりにくい。従って、照明器具５０の熱により給気ダクト３０内の給気ＳＡの温度が上昇するといったこともなくなる。
【００１９】
さらに、本実施の形態の空調システムは、作業域内に作業者１１が存在するか否かを非接触に検出するセンサ７１と、このセンサ７１の検出結果に基づいて吹出口２１からの吹出し方向を制御する制御手段７２とを備えており、作業者１１が作業域にいるか否かによって、吹出口２１の吹出し方向を、作業域に向かう方向と、それ以外の空間に向かう方向とに切り換えるようにしている。センサ７１としては、作業者１１が検出領域（作業域）に存在する場合に作業者１１から自然に放射されている赤外線による温度変化を検出する人感センサ等を適用することができる。このセンサ７１と制御手段７２は、図２に示すように、作業域に配置された各パーソナルコンピュータ１５の内部に設置してある。
【００２０】
図２に示すように、パーソナルコンピュータ１５の電源が入っている状態であり（電源ＯＮ）、且つ、作業者１１が作業域に存在する場合、センサ７１は作業者１１を検出したことを示す検出信号を出力し、センサ７１の検出結果が制御手段７２に送られる。制御手段７２は、作業域に作業者１１がいると判別し、吹出口２１のモータ２４を駆動させて風向調整板２２の向きを吹出口２１直下の作業域方向に制御する（パーソナル対応モード）。このパーソナル対応モードでは、吹出口２１からの吹出し空気は作業域に向けて吹出されるから、作業者１１に冷気が到達することになる。従って、作業域における作業者１１に冷涼感と気流感を与えることができる。
【００２１】
一方、パーソナルコンピュータ１５の電源が切れている場合（電源ＯＦＦ）、又は、パーソナルコンピュータ１５の電源が入っている状態であるが、作業者１１が作業域に存在しない場合、センサ７１は作業者１１を検出しないことを示す信号を出力し、センサ７１の検出結果が制御手段７２に送られる。制御手段７２は、作業域に作業者１１がいないと判別し、吹出口２１のモータ２４を駆動させて風向調整板２２の向きを作業域周辺の方向に制御する（アンビエント対応モード）。このアンビエント対応モードでは、図１に示すように、吹出口２１からの吹出し空気はパーソナル対応モードよりも広い範囲に向けて吹出される。従って、吹出し空気は室内の空気と混合され、室内全体を攪拌しながらアンビエント域を冷房することができる。
【００２２】
なお、上記の例では、センサ７１によって作業者１１が検出された場合にパーソナル対応モードになるように制御したが、作業者１１自身によってパーソナル対応モードとアンビエント対応モードの切り換えを行うように構成してもよい。例えば、各作業域にパーソナル対応モードとアンビエント対応モードの切り換え用のスイッチを設置し、作業者のスイッチ操作によってパーソナル対応モードとアンビエント対応モードの切り換えを行ってもよい。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態の空調システムによれば、給気ダクト３０の下壁を構成する輻射パネル２０に、室内に連通する収容室５４を設けるとともに、この収容室５４を熱交換装置４１に接続する還気ダクト６０を設け、収容室５４内に照明器具５０を収容する構成としたことで、室内空気を熱交換装置４１に戻す際に、照明器具５０を通過する空気によって照明器具５０の発する熱が還気ダクト６０に回収されることになる。従って、照明器具５０の熱による室内温度の上昇が抑制されると同時に、照明器具５０の熱が給気ダクト３０にも伝わりにくくなるため、給気ダクト３０の給気温度が上昇するといったこともなくなるから、冷房効率を向上させることが可能となる。その結果、給気ダクト３０に供給する給気の温度を低下させたり、送風量を増加させなくても、作業環境を快適に保つことが可能となる。
【００２４】
また、本実施の形態の空調システムによれば、作業者１１が作業を行う作業域の直上に吹出し口２１を配設し、作業域内に作業者１１が存在するか否かを非接触に検出するセンサ７１と、センサ７１の検出結果に基づいて吹出し口２１からの吹出し方向を制御する制御手段７２とを備えたことで、作業者個人の温熱感に対応させた作業域の空調を実現することが可能となる。
【００２５】
なお、上記実施の形態では、照明器具５０の反射板５２の上面部分に吸込口５３を形成し、この吸込口から室内空気を吸い込んで還気ダクト６０に送るように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、室内と収容室５４とを連通させる開口２３と、照明器具５０との間に空隙を設け、この空隙から室内の空気を取り込み、還気ダクト６０に送る構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態である空調システムの概略的な構成を示す説明図である。
【図２】本実施の形態である空調システムにおいて、吹出口からの吹出し方向の制御を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    室
１１    作業者
１２    床材
１３    机
１４    椅子
１５    パーソナルコンピュータ
１６    上階床スラブ
２０    輻射パネル
２１    吹出口
２２    風向調整板
２３    開口
２４    モータ
３０    給気ダクト
４１    室内熱交換装置
４２    送風ファン
５０    照明器具
５１    光源
５２    反射板
５３    吸込口
５４    収容室
６０    還気ダクト
７１    センサ
７２    制御手段
ＳＡ    給気
ＲＡ    還気
【図１】
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【図２】
2009047322.tif 000004