(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の天井の上側の床躯体において、梁によって囲まれた空間に、床下面から適宜間隔を隔てて支持板を設置して、床躯体と支持板により蓄熱空気通路を構成すると共に、この蓄熱空気通路と外部とを連通させる第１、第２の連通部を支持板の離れた位置の夫々に構成し、支持板の下側には、空調機本体と、空調機本体の吹出側を、第１の連通部と天井吹出口側に切換機構を介して接続する吹出空気経路と、空調機本体の吸込側を、第１の連通部と天井内空間に切換機構を介して接続する吸込空気経路から成る空調機要素を設置したことを特徴とする躯体蓄熱を利用した空調システム
【請求項２】
支持板は梁によって囲まれた空間の開口部よりも小さく構成し、空間の一方側に偏倚して設置することにより、他方側に隙間を構成し、支持板の一方側に第１の連通部を穿設すると共に、他方側の隙間を第２の連通部とすることを特徴とする請求項１記載の躯体蓄熱を利用した空調システム
【請求項３】
支持板は梁によって囲まれた空間の開口部と同等に構成し、支持板の離れた位置に第１、第２の連通部を穿設することを特徴とする請求項１記載の躯体蓄熱を利用した空調システム
【請求項４】
空調機要素を支持板に予め設置して躯体蓄熱ユニットとして構成することを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の躯体蓄熱を利用した空調システム
【請求項５】
支持板は蓄熱性能を有するコンクリート系のトラス床板を使用することを特徴とする請求項１〜４までのいずれか１項に記載の躯体蓄熱を利用した空調システム
【請求項６】
一端側に偏倚させて連通口を穿設した支持板の一面側に、空調機本体と、空調機本体の吹出側を、連通口と天井吹出口側に切換機構を介して接続するための吹出空気経路と、空調機本体の吸込側を、連通口と天井内空間に切換機構を介して接続するための吸込空気経路から成る空調機要素を設置したことを特徴とする躯体蓄熱ユニット
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は躯体蓄熱を利用した空調システム及び躯体蓄熱ユニットに関するものである。
【０００２】
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９−２８２０９号等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、例えば中空スラブを蓄熱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上記中空スラブの蓄熱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８に示すものは、空調機１０１の吐出側１０２からの空調空気を、二重床１０３とスラブ１０４との間に構成した床下空間部１０５を介して床１０３に設けた吹出口１０６から居室空間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と天井側のスラブ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、スラブ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により蓄熱用空気通路を構成して、上記空調空気を必要に応じてこの蓄熱用空気通路に流すようにしたものである。
【０００５】
このような構成においては、空調が必要な時間外、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蓄熱用空気通路に流す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に蓄熱することができ、そして空調時において空調空気を蓄熱用空気通路に流すことにより、蓄えた熱を空調空気により回収して利用する空調運転を行うことにより、上述した目的の達成を計るものである。例えば従来では、夜２２時から翌朝８時までの１０時間に蓄熱運転を行って躯体に蓄熱し、昼間にその大半を放熱して利用する。
尚、図中実線矢印は蓄熱運転時の空調空気の流れ、２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あり、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のみを流して空調機１０１の吸込側１１１に還流する経路と、天井内空間１１０から蓄熱用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であり、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、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】
このような従来の躯体蓄熱を利用した空調システムでは、蓄熱用空気通路は、中空スラブを利用して構成するので、中空スラブを使用しない建物に適用することはできず、適用は新築物件に限られてしまう。
そのため、中空スラブを使用していない既存の建物でも、改修することにより適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望まれている。
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、建物の天井の上側の床躯体において、梁によって囲まれた空間に、床下面から適宜間隔を隔てて支持板を設置して、床躯体と支持板により蓄熱空気通路を構成すると共に、この蓄熱空気通路と外部とを連通させる第１、第２の連通部を支持板の離れた位置の夫々に構成し、支持板の下側には、空調機本体と、空調機本体の吹出側を、第１の連通部と天井吹出口側に切換機構を介して接続する吹出空気経路と、空調機の吸込側を、第１の連通部と天井内空間に切換機構を介して接続する吸込空気経路から成る空調機要素を設置して成る空調システムを提案する。
【０００８】
そして本発明では、上記の構成において、支持板は梁によって囲まれた空間の開口部よりも小さく構成し、空間の一方側に偏倚して設置することにより、他方側に隙間を構成し、支持板の一方側に第１の連通部を穿設すると共に、他方側の隙間を第２の連通部とすることを提案する。
【０００９】
又は、本発明では、上記の構成において、支持板は梁によって囲まれた空間の開口部と同等に構成し、支持板の離れた位置に第１、第２の連通部を穿設することを提案する。
【００１０】
また本発明では、一端側に偏倚させて連通口を穿設した支持板の一面側に、空調機本体と、空調機本体の吹出側を、連通口と天井吹出口側に切換機構を介して接続するための吹出空気経路と、空調機本体の吸込側を、連通口と天井内空間に切換機構を介して接続するための吸込空気経路から成る空調機要素を設置した躯体蓄熱ユニットを提案する。
【００１１】
以上の構成において、本発明では、上記支持板は蓄熱性能を有する例えばオムニア板等のコンクリート系のトラス床板を使用することができる。
【００１２】
以上の本発明によれば、中空スラブを使用していない新築又は既存の建物であっても、建物の天井の上側の床躯体において、梁によって囲まれた空間を有するものであればその空間に、床下面から適宜間隔を隔てて支持板を設置することにより、床躯体と支持板間に蓄熱空気通路を構成することができ、そして支持体の下側に設置した空調機要素とにより躯体蓄熱を利用した空調システムを構成することができる。
【００１３】
【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５は本発明の第１の実施の形態に関するもので、図１〜図３は、本発明に係る構成を、夫々の動作において表した断面図、図４は本発明に係る構成を下方から見上げた説明図、図５は図１〜図４の構成中の蓄熱空調ユニットを示す斜視図である。
これらの図において、符号１は建物の天井２の上側のコンクリート床躯体であり、この床躯体１は梁３により囲まれた空間Ｓを有している。図４に示すように、この床躯体１では、大梁３ａと小梁３ｂとに囲まれた空間Ｓを有している。
【００１４】
符号ｕは蓄熱空調ユニットであり、この蓄熱空調ユニットｕは、一端側に偏倚させて連通口４を穿設した支持板５の一面側、即ち下面側に空調機要素を設置して構成したものである。
この空調機要素は、空調機本体６と、空調機本体６の吹出側７を、上記連通口４と、天井２に構成した天井吹出口８側に切換機構９を介して接続するための吹出空気経路１０と、空調機本体６の吸込側１１を、連通口４と天井内空間１２に切換機構１３を介して接続するための吸込空気経路１４から構成されるものである。具体的には、切換機構９，１３は、図に示すような切換ダンパーや、複数の個別のダンパーを組み合せて構成することができ、また各空気経路１０，１４は空調機本体６と、連通口４や天井吹出口８等の要素をダクトにより接続して構成される。
また空調機本体６は、パッケージ形空調機（ＰＡＣ）又はファンコイルユニット（ＦＣＵ）を適用することができる。
そして以上のような空調機要素を設置して支持する支持板５は、例えばオムニア板等のコンクリート系のトラス床板を使用することができ、この場合にはこの支持板５自体にも蓄熱を行うことができる。
【００１５】
以上の構成において、蓄熱空調ユニットｕの支持板５を、床下面から適宜間隔、例えば１５０〜２００ｍｍ程度の間隔を隔て、そして上記空間Ｓの一方側に偏倚して設置する。この場合、支持板５の連通口４は空間Ｓの一方側に位置するようにする。支持板５は、適宜の取付部材２１を用いて梁３（３ａ，３ｂ）に取り付けることにより設置することができ、この設置方法は適宜である。
以上のように空間Ｓに支持板５を設置すると、空間Ｓの他方側に、支持板５と梁３、この場合、大梁３ａとの間に隙間１５が形成され、従って床躯体１と支持板５間に、上記連通口４と隙間１５を夫々連通部とする空気通路、即ち蓄熱空気通路１６が構成される。
この際、例えば、支持板５としてオムニア板を使用する場合には、支持板５は、空間Ｓのスパンサイズ、特に図中左右側の長さに応じて加工して長さを調節することにより、所定の幅の隙間１５を形成することができる。
【００１６】
この実施の形態では、以上のとおり、空調機要素を予め設置している支持板５を床躯体１の空間部Ｓに設置することにより、蓄熱空気通路１６を備えた空調システムを構成することができる。
尚、図中の他の構成要素を説明すると、符号１７は天井吹出口８に至るダクト、１８は天井内空間１２から切換機構１３への吸込口、１９は天井２に設けた吸込口、２０は連通ダクトである。
そこで次に、このようにして構成した空調システムの運転動作を説明する。
【００１７】
図１は例えば冷房期の空調時間外、特に、電力料金の単価が安くなる夜間における蓄熱運転状態を示すもので、吹出空気経路１０においては切換機構９を連通口４側と連通するように切換えると共に、吸込空気経路１４においては切換機構１３を吸込口１８側と連通するように切換える。
この蓄熱運転では、空調機本体６の吹出側７からの空調空気、即ち冷風は、切換機構９により吹出空気経路１０を通って連通口４から蓄熱空気通路１６内に流入し、これを図中右方向に流れる。そして蓄熱空気通路１６の右側において隙間１５を通って天井内空間１２に流出する。このように蓄熱空気通路１６を流れる際、冷風は床躯体１及び支持板５を冷やし、即ち、床躯体１及び支持板５には、いわゆる冷熱が蓄積される。
このように床躯体１及び支持板５を冷やした後、天井内空間１２内に流出した冷風は、吸込口１８から切換機構１３を経て吸込空気経路１４を流れて空調機本体６に還流して循環に供される。
【００１８】
このような蓄熱運転は、上述したように電力料金の単価が安くなる夜間において、予め設定した所定の時間だけ行うようにしたり、床躯体１の適所に設置した温度センサを用いて、設定温度となるように制御して運転することができる。また、このような蓄熱運転では、空調機本体６における空気の吹き出し温度を、空調時の設定温度よりも低く、例えば空調時の設定温度が18℃である場合、12℃等に設定することにより、より効率的に床躯体１及び支持板５に蓄熱を行うことができる。
【００１９】
以上のようにして必要な時間だけ空調機本体６を運転して待機し、空調が必要な時点において空調機本体６を冷房運転する。
まず、冷房が必要な時点において、躯体に蓄熱した熱を利用する場合には、蓄熱運転とは異なり、図２に示すように、吹出空気経路１０においては切換機構９を天井吹出口８側と連通するように切換えると共に、吸込空気経路１４においては切換機構１３を連通口４側と連通するように切換えて空調機本体６を運転する。
この状態では、空調機本体６の吹出側からの冷風は、切換機構９により吹出空気経路１０を通って天井吹出口８から居室空間２２内に流入すると共に、居室空間２２内の空気が吸込口１９から天井内空間１２内に流入し、次いで隙間１５から蓄熱空気通路１６内に流入する。
蓄熱空気通路１６内に流入した空気は、蓄熱空気通路１６を図１とは逆に図中左方向に流れ、この際、床躯体１及び支持板５に蓄熱されている冷熱により冷やされる。即ち、蓄熱空気通路１６を流れる空気により、それまでに蓄熱されている冷熱が回収される。
次いで、このように冷やされた空気は、連通口４を経て連通ダクト２０を流れ、切換機構１３を経て空調機本体６の吸込側に還流する。そして空調機本体６により更に冷やされて、上述したように吹出空気経路１０を経て天井吹出口８から居室空間２２に吹き出し、こうして蓄熱運転時に床躯体１及び支持板５に蓄熱された冷熱は、放熱されて居室空間２２の冷房に供される。
このように、空調運転において、床躯体１及び支持板５に蓄熱されている熱を利用する場合には、蓄熱空気通路１６に天井内空間１２の空気を流して蓄熱の回収を行うので、その効率が高く、熱回収を均一に、そして確実に行え、有効利用を計ることができる。
【００２０】
次に、冷房が必要な時点において、床躯体１及び支持板５に蓄熱された熱を利用する必要がない場合又は床躯体１及び支持板５に蓄熱した熱を保存しておきたい場合には、図３に示すように、吹出空気経路１０においては切換機構９を天井吹出口８側と連通するように切換えると共に、吸込空気経路１４においては切換機構１３を吸込口１８側と連通するように切換えて空調機本体６を運転する。
この状態では、空調機本体６の吹出側からの冷風は、切換機構９により吹出空気経路１０を通って天井吹出口８から居室空間２２内に流入すると共に、居室空間２２内の空気が吸込口１９から天井内空間１２内に流入し、次いで天井内空間１２内に流入した居室空間２２からの空気は、吸込口１８から切換機構１３を経て吸込空気経路１４を流れて空調機本体６に還流して循環に供される。
以上のようにして床躯体１及び支持板５に蓄熱されている熱を保存し、必要に応じて上記図２に示す冷房運転を行うことにより、蓄熱の有効利用を計ることができる。
【００２１】
以上は本発明を冷房期の運転について説明しているが、暖房期の運転においても同様な動作で、蓄熱運転において温風を蓄熱空気通路１６に流して床躯体１及び支持板５に蓄熱を行うと共に、暖房運転において蓄熱されている熱を回収して、居室空間５の暖房に供することができる。尚、この暖房期における蓄熱運転では、空調機本体６の空気の吹き出し温度を、空調時の設定温度よりも高く、例えば空調時の設定温度が24℃である場合、30℃等に設定することにより、より効率的に蓄熱を行うことができる。
【００２２】
即ち、上述したような蓄熱を利用する空調運転は、ピーク時間調整契約時間帯（午後１時〜４時）内で行うように設定すれば、ピークカットにより熱源・空調機器の容量低減を計れると共に、有利な電力料金体系によりランニングコストの低減を計ることができる。
【００２３】
また床躯体１及び支持板５の蓄熱量、従って放熱量に余裕がある場合には、上述したピーク時間調整契約時間帯内の他、空調運転を開始した直後のある設定した時間だけ蓄熱を利用する空調運転を行うことにより、空調運転を開始した直後から、所定の温度の空調空気を居室空間５内に供給することができるようになる。この場合には、空調が必要な時間が始まる前に空調機本体６を始動しておくことは必要でなくなる。
【００２４】
次に図６，図７は本発明を適用した空調システムの第２の実施の形態を示すものである。この実施の形態では支持板５の構成のみが異なるので、第１の実施の形態と共通の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち、この実施の形態では、支持板５は梁３により囲まれた空間Ｓの開口部と同等に構成し、第１の連通部に相当する上記連通口４を一端側に穿設すると共に、第２の連通部に相当する連通口２３を他端側に穿設している。そしてこの実施の形態では、連通口２３は複数設けている。従って、この実施の形態では、蓄熱空気通路１６と天井内空間１２の空気の流通は、第１の実施の形態の隙間１５に代り、連通口２３を通して行われることになる。
その他の運転動作は、第１の実施の形態と同様であるので重複する説明は省略する。
【００２５】
以上の本発明において、梁３によって囲まれた空間Ｓに支持板５を設置する場合、まず第１の実施の形態において隙間１５を形成する端縁以外の端縁と、周囲の梁３間及び第２の実施の形態における全端縁と周囲の梁３間は密封状態としても良いが、必ずしも密封する必要はなく、ある程度の隙間が形成されても構わない。従って、工事が簡単で、低コストである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりであるので、中空スラブを使用しない既存の、又は新築の建物に対して、比較的簡単な工事で、躯体蓄熱を利用した空調システムを構成することができるという効果がある。
従って熱源容量を増大せずに空調負荷の増大に対応することができ、イニシャルコストの増大を抑制すると共に、ランニングコストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の空調システムの第１の実施の形態を蓄熱運転状態により概念的に示す要部断面図である。
【図２】  本発明の空調システムの第１の実施の形態を蓄熱を利用した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】  本発明の空調システムの第１の実施の形態を蓄熱を利用しない空調運転状態により概念的に示す要部断面図である。
【図４】  第１の実施の形態を下方から見上げた説明図である。
【図５】  本発明に適用する蓄熱空調ユニットの斜視図である。
【図６】  本発明の空調システムの第２の実施の形態を蓄熱運転状態により概念的に示す要部断面図である。
【図７】  第２の実施の形態を下方から見上げた説明図である。
【図８】  従来の躯体蓄熱を利用した空調システムの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１                    床躯体
２                    天井
３                    梁
３ａ                  大梁
３ｂ                  小梁
４                    連通口
５                    支持板
６                    空調機本体
７                    吹出側
８                    天井吹出口
９                    切換機構
１０                  吹出空気経路
１１                  吸込側
１２                  天井内空間
１３                  切換機構
１４                  吸込空気経路
１５                  隙間
１６                  蓄熱空気通路
１７                  ダクト
１８                  吸込口
１９                  吸込口
２０                  連通ダクト
２１                  取付部材
２２                  居室空間
Ｓ                    空間
【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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