(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機から空調空間に至り、空調空間から空調機に還流する空調空気経路の適所に、コンクリート床躯体の中空部により構成した蓄熱空気通路を配置する構成とすると共に、空調空間と蓄熱空気通路を夫々バイパス可能なバイパス手段を構成した床躯体蓄熱を利用した空調システムにおいて、空調時の運転に先立って、空調空気を空調空間には流さずに蓄熱空気通路に流してコンクリート床躯体を予熱する予熱運転過程を設けると共に、空調時の運転においては空調空気を蓄熱空気通路に流さずに空調空間に流す構成としたことを特徴とする床躯体蓄熱を利用した空調システムの運転方法
【請求項２】
空調システムは天井吹出式の構成として、天井と床躯体間の天井空間内に空調機を設置し、空調空間の天井に吹出口と吸込口を構成すると共に、床躯体は中空部を有する構成として、中空部により蓄熱空気通路を構成すると共に、蓄熱空気通路は、その両端側において天井空間側に連通口を構成し、空調機の吹出側を、切換機構を備えた吹出空気経路を介して一端側の連通口と吹出口に選択的に連通させる構成とすると共に、空調機の吸込側を、切換機構を備えた吸込空気経路を介して一端側の連通口と天井空間に選択的に連通させる構成とし、他端側の連通口は天井空間と連通させたことを特徴とする請求項１記載の床躯体蓄熱を利用した空調システムの運転方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は床躯体蓄熱を利用した空調システムの運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、空調機の始動直後から室内環境を良好にすることを目的としたり、または空調負荷のピークカットによる熱源・空調機器の容量低減を計る目的で、空調が必要な時間外に空調機を蓄熱運転してコンクリートスラブ躯体に予め熱（冷熱を含む）を蓄熱しておき、この熱を、空調が必要な時間に利用することができる躯体蓄熱を利用した空調システムが提案されている。例えば特願平９−２６０４６９号の願書に添付した明細書及び図面参照。
【０００３】
この空調システムは、建築物の構造体により構成された閉鎖空間、例えば中空スラブにより構成した床躯体の中空部を蓄熱、そして放熱用の空気通路として構成し、空調機から空調空間を経て空調機に還流する空調空気経路の適所に前記床躯体の空気通路を配置した構成を基本構成としている。
【０００４】
このような空調システムの一例を説明すると、例えば図３に示すものは、空調機１０１の吐出側１０２から吐出する空調空気を、ＯＡフロア等の二重床１０３と床躯体１０４との間に構成した床下空間部１０５に流し、床１０３に設けた吹出口１０６から部屋の居室空間１０７に供給すると共に、天井パネル１０８に設けた吸込口１０９から、この天井パネル１０８と天井側の床躯体１０４との間の天井内空間１１０に流入させ、ここを通過させて空調機１０１の吸込側１１１に還流させる床吹き出し式の空調システムにおいて、床躯体１０４は中空部１１２を有する中空スラブにより構成し、この中空部１１２により蓄熱、そして放熱用の蓄熱空気通路を構成して、前記空調空気を必要に応じてこの蓄熱空気通路に流すようにしたものである。
そして、多数の並列した中空部１１２は、隣接するもの同士を図中右端側において連通させて直列経路を構成し、これによって蓄熱空気通路の両端側の空気の出入部を床躯体１０４の一端側、即ち図中左端側に配置している。
即ち、空調機１０１の吐出側１０２からの空調空気を蓄熱空気通路に供給するために、天井内空間１１０の床躯体１０４の下方に、前記中空部１１２と直角の方向に空気ダクト１１３を配置しており、この空気ダクト１１３から各直列経路の一端側に枝ダクト１１４を設置している。一方、直列経路の他端側は開口部１１５により天井内空間１１０と連通させている。
【０００５】
このような構成において、居室空間１０７で空調が不必要な時間帯で、特に、電力料金の単価が安い夜間において必要な時間だけ空調機１０１を運転し、空調空気を主として前記蓄熱空気通路に流して循環させる蓄熱運転を行うことにより、空調機１０１の運転により発生した熱（冷熱を含む）を中空部１１２を構成した床躯体１０４に蓄熱する。
そして空調時においては、居室空間１０７に流す空調空気を、その上流側又は下流側において前記蓄熱空気通路に流す運転を行うことにより、床躯体１０４に蓄えた熱を空調空気により回収して空調機１０１の負荷を減らすことができる。例えば、夜１０時から翌朝８時までの１０時間の間に蓄熱運転を行って床躯体１０４に蓄熱し、昼間に放熱して利用する。
尚、図中実線及び破線の矢印は蓄熱運転時の空調空気の流れ、１点鎖線の矢印は空調運転時の空調空気の流れを示すもので、後者の空調運転においては、空調空気の経路は、天井内空間１１０のみに流れて空調機１０１の吸込側１１１に還流する経路と、天井内空間１１０から前記蓄熱空気通路を流れて空調機１０１の吸込側１１１に還流する経路とを選択できる構成としており、このような運転を行うためのダクト配置、切替機構等を適宜に構成している。尚、以上の例は床吹き出し方式であるが、上記特願平９−２６０４６９号の願書に添付した明細書及び図面に記載されているような天井吹き出し方式にも適用できることは勿論である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような空調システムにおいて、例えば暖房期において、空調時に床躯体から熱を回収するためには、床躯体の温度を室内設定温度（レタン空気温度）よりも高くする必要がある。
このような蓄熱運転を行おうとすると、多大な加熱能力が必要になり、床躯体と外部との温度差も大きくなり、熱損失も大きくなる。
一方、床躯体に蓄熱を行わない構成の非蓄熱空調システムでは、空調時には、空調エネルギーの一部が空調に利用されずに床躯体を暖めることに消費されることになる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明では、空調機から空調空間に至り、空調空間から空調機に還流する空調空気経路の適所に、コンクリート床躯体の中空部により構成した蓄熱空気通路を配置する構成とすると共に、空調空間と蓄熱空気通路を夫々バイパス可能なバイパス手段を構成した床躯体蓄熱を利用した空調システムにおいて、空調時の運転に先立って、空調空気を空調空間には流さずに蓄熱空気通路に流して床躯体を予熱する予熱運転過程を設けると共に、空調時の運転においては空調空気を蓄熱空気通路に流さずに空調空間に流す構成とした床躯体蓄熱を利用した空調システムの運転方法を提案するものである。
【０００８】
そして本発明では、上記の方法を適用する空調システムは天井吹出式の構成として、天井と床躯体間の天井空間内に空調機を設置し、空調空間の天井に吹出口と吸込口を構成すると共に、床躯体は中空部を有する構成として、中空部により蓄熱空気通路を構成すると共に、蓄熱空気通路は、その両端側において天井空間側に連通口を構成し、空調機の吹出側を、切換機構を備えた吹出空気経路を介して一端側の連通口と吹出口に選択的に連通させる構成とすると共に、空調機の吸込側を、切換機構を備えた吸込空気経路を介して一端側の連通口と天井空間に選択的に連通させる構成とし、他端側の連通口は天井空間と連通させることを提案するものである。
【０００９】
本発明においては、空調時の運転に先立ち、夜間電力を利用して予熱運転を行って空調空気通路の床躯体を予熱（暖房期）又は予冷（冷房期）しておけば、空調時に空調空気通路を流れる空調空気（レタン空気）が床躯体により冷却又は加熱されるのを防止することができ、こうして夜間電力の有効利用を計ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。
まず、図１、図２は本発明を適用した空調システムの実施の形態として、天井吹出方式の空調システムを運転動作毎に概念的に表した要部断面図である。
符号１はコンクリート床躯体であり、この床躯体１はボイドスラブのように、中空部２を有する中空構造のコンクリート床躯体である。符号３は床躯体１の下方に天井空間４を隔てて構成した天井で、その下方が居室空間５となる。天井３には吹出口６と吸込口７を適数、適所に構成する。
【００１１】
符号８は天井空間４内に設置した空調機であり、この空調機８は、パッケージ形空調機（ＰＡＣ）又はファンコイルユニット（ＦＣＵ）であり、これ以外の他の必要な空調機の要素は適所に設置することができる。
【００１２】
床躯体１は複数のダクト状の中空部２が並列に構成されているもので、この実施の形態では、並列の夫々の中空部２を蓄熱空気通路として使用し、それらの一端側と他端側の夫々において、天井空間４側に連通口９ａ，９ｂを構成している。そして複数の中空部２の夫々一端側の連通口９ａは連通ダクト（図示省略）により連通させており、複数の中空部２の夫々他端側の連通口９ｂはそのままで、天井空間４内に連通させている。
【００１３】
空調機８の吹出側は、切換機構１０を備えた吹出空気経路を介して一端側の連通口９ａと吹出口６に選択的に連通させる構成としている。即ち、吹出空気経路は、空調機８の吹出側からの共通のダクト１１ｃと、それから分岐したダクト１１ａ，１１ｂから成り、夫々のダクト１１ａ，１１ｂにモータダンパ１２ａ，１２ｂを設置して、これらのモータダンパ１２ａ，１２ｂにより切換機構１０を構成している。そして一方側のダクト１１ａを上記連通口９ａの連通ダクトに接続すると共に、他方側のダクト１１ｂを吹出口６に接続している。また空調機８の吸込側を、切換機構１３を備えた吸込空気経路を介して一端側の連通口９ａと天井空間４に選択的に連通させる構成としている。即ち、吸込空気経路は、空調機８の吸込側への共通のダクト１４ｃに合流するダクト１４ａ，１４ｂから成り、夫々のダクト１４ａ，１４ｂにモータダンパ１５ａ，１５ｂを設置して、これらのモータダンパ１５ａ，１５ｂにより切換機構１３を構成している。そして一方側のダクト１４ａを上記連通口９ａの連通ダクトに接続すると共に、他方側のダクト１４ｂは吸込口１６を介して天井空間４と連通させている。尚、図において、符号１７は外断熱部、１８は上階の床、１９は窓である。
【００１４】
以上の構成の空調システムにつき、本発明に係る運転方法を説明する。
図１は予熱運転状態を示すもので、この予熱運転では、吹出空気経路においてはダンパ１２ａを開、ダンパ１２ｂを閉とすると共に、吸込空気経路においてはダンパ１５ａを閉、ダンパ１５ｂを開として空調機８を運転する。尚、以降、閉状態のダンパは図において黒塗りで表示する。
この蓄熱運転では、空調機８の吹出側からの空調空気、即ち温風は、ダクト１１ｃ，１１ａ、ダンパ１２ａを通り、連通ダクトを経て連通口９ａから中空部２内に流入する。
こうして中空部２内に流入した温風は、中空部２を連通口９ｂ方向に流れ、この際、床躯体１を暖めて、破線で模式的に示すように熱が蓄積される。
このように床躯体１を暖めた温風は、連通口９ｂから天井空間４内に流出し、天井空間４から吸込口１６、ダクト１４ｂ，１４ｃ、ダンパ１５ｂを経て空調機８の吸込側に還流して循環に供される。
【００１５】
以上の予熱運転は、空調時の運転に先立ち、夜間電力時間内において所定時間、例えば居室空間５の使用開始前の約２時間（午前６：００〜８：００）行うもので、この際、床躯体１の目標温度は、後述する空調運転時において熱を回収できる温度、即ち、室内設定温度よりも高い温度として設定するのではなく、例えば空調運転終了時点の床躯体１の平均温度、従って室内設定温度よりも低い温度に設定する。
このため、前者の設定温度の場合に必要な多大な加熱能力は必要なく、床躯体１と外部との温度差がより小さくなるので熱損失も低減する。
【００１６】
次に図２は空調運転状態を示すもので、この空調運転では、吹出空気経路においてはダンパ１２ａを閉、ダンパ１２ｂを開とすると共に、吸込空気経路においてはダンパ１５ａを閉、ダンパ１５ｂを開として空調機８を運転する。
この状態では、空調機８の吹出側からの温風は、ダクト１１ｃ，１１ｂ、ダンパ１２ｂを通り、天井３の吹出口６から居室空間５内に流入すると共に、居室空間５内の空気が吸込口７から天井空間４内に流入し、次いで、天井空間４から吸込口１６、ダクト１４ｂ，１４ｃ、ダンパ１５ｂを経て空調機８の吸込側に還流して循環に供される。
以上の空調運転の開始時点では、上記予熱運転により床躯体１の温度は、室内設定温度よりは低いものの、空調運転終了時点の床躯体１の平均温度程度に維持されているので、居室空間５から天井空間４に流入したレタン空気は左程冷却されない。このようにして空調時にはレタン空気が床躯体１の加熱に供されないので、予熱運転において床躯体１に蓄えられた熱を空調運転において有効利用することができる。
居室空間５から天井空間４に流入したレタン空気の流れは、吸込口１６の構成、位置等を調節して床躯体１に接触しないように制御することにより、レタン空気の冷却を更に効果的に防止することができる。
【００１７】
以上は、本発明を暖房期につき説明しているが、冷房期の運転についても同様に、予熱運転における床躯体の予冷を空調時に利用することができる。また、以上は、本発明を適用する空調システムを天井吹き出し方式として説明しているが、従来例として説明した図３に示すように床吹き出し方式の空調システムにも利用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりであるので、夜間電力により床躯体に蓄えた熱を、空調時に有効利用することにより、昼間のベース負荷のカットと、ランニングコストの低減が可能な床躯体蓄熱を利用した空調システムにおいて、次のような効果がある。
ａ．予熱運転において多大な加熱（又は冷却）能力が必要でなくなる。
ｂ．予熱による床躯体と外部との温度差を小さくすることができるので、熱損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の運転方法を適用する空調システムの実施の形態を予熱運転状態により概念的に示す要部断面図である。
【図２】  本発明の運転方法を適用する空調システムの実施の形態を空調運転状態により概念的に示す要部断面図である。
【図３】  床躯体蓄熱を利用した空調システムの一例を概念的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１                        床躯体
２                        中空部
３                        天井
４                        天井空間
５                        居室空間
６                        吹出口
７                        吸込口
８                        空調機
９ａ，９ｂ                連通口
１０，１３                切換機構
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ    ダクト
１２ａ，１２ｂ            モータダンパ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ    ダクト
１５ａ，１５ｂ            モータダンパ
１６                      吸込口
１７                      外断熱部
１８                      上階の床
１９                      窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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