(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の空調時に空調装置本体から供給される冷・暖房空調風を室内に吹き出す一方、該室内の空調停止時に該冷・暖房空調風の冷熱または温熱を床スラブに蓄熱し、この床スラブに蓄熱した熱量を室内の空調に利用する躯体蓄熱式空調システムにおいて、
上記空調装置本体から室内側と床スラブ側とに通ずる空調風供給経路の分岐部分に設けられ、空調装置本体に通ずる空調風の導入口と、室内側に通ずる第１の吹出し口と、床スラブ側に通ずる第２の吹出し口と、これら第１，第２の吹出し口にそれぞれ通ずる通路を空調風の風量差によって切り換えるダンパーとを備え、
上記ダンパーを大風量の空調風を供給する通路に開閉自在に配置すると共に、少風量の空調風を供給する通路に流通抵抗部を設け、
空調装置本体から前記導入口へ少風量の空調風が導入される時は、前記ダンパーが閉止されて空調風が少風量の空調風を供給する通路に供給され、空調装置本体から前記導入口へ大風量の空調風が導入される時は、前記流通抵抗部により少風量の空調風を供給する通路への空調風の流入が阻止されると共に前記ダンパーが開放されて空調風が大風量の空調風を供給する通路に供給されるように構成され、これにより、前記導入口から導入される空調風の供給を第１の吹出し口または第２の吹出し口に自動制御することを特徴とする躯体蓄熱式空調システムの空調風制御装置。
【請求項２】
上記ダンパーの上流に形成される導入口に、該ダンパーに向かって縮径させて縮流部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の躯体蓄熱式空調システムの空調風制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリートなどで形成された床スラブの蓄熱機能を利用した躯体蓄熱式空調システムにあって、室内の空調時に空調風を室内に供給し、室内の空調停止時に空調風を蓄熱のために床スラブ方向に切り換えて供給するようにした空調風制御方法および空調風制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＣ造やＳＲＣ造のビルの空調システムでは、夜間などの室内の空調が停止されている間に、空調機本体から供給される冷・暖房空調風を床スラブに供給して、該床スラブを蓄熱体として冷房風の冷熱または暖房風の温熱を蓄熱し、この床スラブに蓄熱された熱量を昼間などの室内の空調時に利用することにより、電気の夜間料金を有効活用してランニングコストを低下するようにしたものが各種提案されている（例えば、特開平０９−０７９６１３号公報参照）。
【０００３】
つまり、上記空調機本体の冷・暖房空調風は、これの吹出し口が昼間の空調時に室内に吹き出される経路と、夜間の蓄熱時に床スラブに向かって吹き出される経路とに選択的に切り換えられて供給されるようになっており、この経路の分岐部分には電動ダンパーが設けられて空調風の切り換えが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空調風の切り換えが電動ダンパーで行われるため、この電動ダンパーには配線や切り換え作動するための制御装置が必要となり、該電動ダンパーを設置するためのコストが高くなってしまう。また、該電動ダンパーを作動するために電力を必要とし、この電動ダンパーにかかる電力により躯体蓄熱方式によるランニングコストの低減効果が低下してしまうとともに、電動ダンパーの作動を円滑に行うために頻繁なメンテナンス作業が必要になってしまうという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、室内に供給される経路と床スラブに供給される経路とを空調風自体で自動的に切り換えるようにして、ランニングコストやメンテナンスを不要とする躯体蓄熱式空調システムの空調風制御方法およびその空調風制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明は、室内の空調時に空調装置本体から供給される冷・暖房空調風を室内に吹き出す一方、該室内の空調停止時に該冷・暖房空調風の冷熱または温熱を床スラブに蓄熱し、この床スラブに蓄熱した熱量を室内の空調に利用する躯体蓄熱式空調システムにおいて、
上記空調装置本体から室内側と床スラブ側とに通ずる空調風供給経路の分岐部分に設けられ、空調装置本体に通ずる空調風の導入口と、室内側に通ずる第１の吹出し口と、床スラブ側に通ずる第２の吹出し口と、これら第１，第２の吹出し口にそれぞれ通ずる通路を空調風の風量差によって切り換えるダンパーとを備え、
上記ダンパーを大風量の空調風を供給する通路に開閉自在に配置すると共に、少風量の空調風を供給する通路に流通抵抗部を設け、
空調装置本体から前記導入口へ少風量の空調風が導入される時は、前記ダンパーが閉止されて空調風が少風量の空調風を供給する通路に供給され、空調装置本体から前記導入口へ大風量の空調風が導入される時は、前記流通抵抗部により少風量の空調風を供給する通路への空調風の流入が阻止されると共に前記ダンパーが開放されて空調風が大風量の空調風を供給する通路に供給されるように構成され、これにより、前記導入口から導入される空調風の供給を第１の吹出し口または第２の吹出し口に自動制御することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、導入口から導入される空調装置本体の空調風の風量が変化するとダンパーが空調風の風量差で切り換えられて、暖・冷房空調風の供給が、室内側に通ずる第１の吹出し口と床スラブ側に通ずる第２の吹出し口とで自動制御される。このため、空調風の供給経路の切り換えのために電力などの他の動力源を必要とせず、これに伴う配線や制御装置などを不要としてコスト低下を可能とするとともに、これによるランニングコストやメンテナンスが不要となる。
【００１３】
また、少風量の空調風が導入される時はダンパーが閉止されることになり、大風量の空調風が導入される時はダンパーが開放されることになる。この大風量の空調風が導入されるときは、この空調風は第１・第２の吹出し口双方から吹き出し得るが、上記流通抵抗部によって少風量の空調風を供給する通路への流入が阻止されるため、該空調風は大風量の空調風を供給する通路に積極的に供給されて、本来の吹出し口から吹き出すことができる。また、上記ダンパーは大風量の空調風を供給する通路を開閉するのみであるからその構造が簡単になるとともに、その切り換え動作の確実性を高めることができる。勿論、上記流通抵抗部は、少風量の空調風が供給されるときにはダンパーの閉止状態とも相俟って、供給される空調風を円滑に供給できるようになっている。
【００１４】
また、上記ダンパーの上流に形成される導入口に、該ダンパーに向かって縮径させて縮流部を形成することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、ダンパーに対する動圧の効果を高めることができ、当該ダンパーの作動を安定化させることができて通路の切り換え動作を適切かつ確実化でき、送風の無駄をなくすことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の躯体蓄熱式空調システムの空調風制御方法を達成するための空調風制御装置の一実施形態を示す要部断面図である。
【００１７】
本発明の躯体蓄熱式空調システムの空調風制御方法の基本とするところは、空調装置本体１２から供給される空調風の風量差によって、室内１１と床スラブ１４側の天井裏空間１５とに通ずる空調風供給経路１６を切り換え、空調装置本体１２の風量変化によって室内１１の空調状態と床スラブ１４の蓄熱状態とを自動的に選択制御することにある。
【００１８】
本発明が適用される躯体蓄熱式空調システム１０は、図１に示すように室内１１の空調時に空調装置本体１２から供給される冷・暖房空調風を室内１１に吹き出す一方、該室内１１の空調停止時に該冷・暖房空調風を天井１３と床スラブ１４との間の天井裏空間１５に吹き出し、該床スラブ１４に冷房風の冷熱または暖房風の温熱を蓄熱し、この床スラブ１４に蓄熱した熱量を室内の空調に利用するようになっている。
【００１９】
上記空調装置本体１２から室内１１と天井裏空間１４とに通ずる空調風供給経路としてのダクト１６の分岐部分には、空調風制御装置（以下、制御装置と称する）１７が設けられ、該制御装置１７によって室内１１と天井裏空間１５とが切り換えられる。該制御装置１７は、空調装置本体１２に通ずる空調風の導入口１８と、室内１１に通ずる第１の吹出し口１９と、天井裏空間１５に通ずる第２の吹出し口２０と、これら第１，第２の吹出し口１９，２０にそれぞれ通ずる通路１９ａ，２０ａを空調風の風量差によって切り換えるダンパー２１とを備え、導入口１８から導入される空調風を空調装置本体１２の風量変化により第１の吹出し口１９または第２の吹出し口２０に自動的に選択供給する構成となっている。
【００２０】
即ち、上記制御装置１７はハウジングとなる筒部２２を備え、該筒部２２の後方（図中右方）端部が端板２３によって閉止され、この端板２３の下半部には上記ダクト１６を介して導入される冷・暖房空調風の上記導入口１８が設けられる。そしてダンパー２１の上流に形成されるこの導入口１８には、ダンパー２１に向かって縮径させて縮流部１８ａが形成されている。縮流部１８ａの形態としては図示例では導入口１８を形成する板材を折り曲げたものとしているが、ベルマウス様の曲線状に成形してもよい。
【００２１】
上記筒部２２の内部は隔壁２４によって半円状の下通路１９ａおよび上通路２０ａに画成され、下通路１９ａの前方開口部は第１の吹出し口１９となり、上通路２０ａの前方開口部は第２の吹出し口２０となる。上記隔壁２４の後方部分には多孔板等で形成される流通抵抗部２５が設けられ、上記導入口１８から導入された空調風は、上記ダンパー２１の閉止状態で流通抵抗部２５を所定の流通抵抗をもって通過するようになっている。該流通抵抗部２５は多孔の開口率が例えば５０パーセント程度とされ、少風量の空調風を十分に供給できるようになっている。
【００２２】
上記下通路１９ａはダンパー２１によって開閉される。該ダンパー２１は該下通路１９ａの形状に沿った半円形に形成され、その上端となる直線辺部分が流通抵抗部２５の前端部分で筒部２２の中心軸に直角に差し渡される回動軸２６に回動自在に枢着される。該ダンパー２１は鉛直に垂下された状態が下通路１９ａの閉止状態となり、この閉止状態でダンパー２１の下端部はストッパー２７に当接される。
【００２３】
上記ダンパー２１の上端辺中央部には、上通路２０ａに進入するように取付竿２８が突設され、この取付竿２８にカウンターウエイト２９が取り付けられることにより、これら取付竿２８およびカウンターウエイト２９によってダンパー保持機構３０が構成される。該取付竿２８はダンパー２１の閉止状態で前方（図中左方）に傾斜し、上記カウンターウエイト２９の荷重がダンパー２１の閉止補助力として働き、該ダンパー２１には自重とカウンターウエイト２９の荷重とが閉止力として作用する。
【００２４】
上記ダンパー２１は導入口１８から導入される空調風の動圧によって開閉されるようになっており、ダンパー２１に作用する動圧が上記閉止力以上になると図中破線に示すように開放され、該閉止力以下では図中実線に示すように閉止状態となる。つまり、上記動圧は空調風の風量によって決定されるため、空調機本体１２から供給される冷・暖房空調風の風量の大小によってダンパー２１を開閉制御できるようになっており、風量を大きくすることによりダンパー２１が開放される一方、小さくすることにより該ダンパー２１が閉止される。また、ダンパー２１を開閉するための空調風の風量差には、ダンパー２１の上記閉止力を境としてある程度の幅が設けられる。
【００２５】
従って、本実施形態の制御装置１７は、室内１１を冷・暖房するときには空調機本体１２から供給される空調風の風量を大きくすることにより、ダンパー２１は破線に示すように開放されて、冷暖房空調風は下通路１９ａを通って第１の吹出し口１９から室内１１に供給される。一方、夜間などにあって室内１１の空調を停止する場合は、空調機本体１２から供給される空調風の風量を小さくすることにより、ダンパー１２は実線に示すように閉止されて、空調風は流通抵抗部２５を通過した後、上通路２０ａを通って第２の吹出し口２０から天井裏空間１５に供給される。
【００２６】
このように天井裏空間１５に供給された冷・暖房空調風は、これの冷熱または温熱がコンクリート造の床スラブ１４に蓄熱される。従って、本実施形態では床スラブ１４に蓄熱された熱量により天井裏空間１５の雰囲気温度は冷気または暖気状態となっており、次に室内１１を冷・暖房するときに該天井裏空間１５内の空気を空調機本体１２に導入することにより、冷凍サイクルの負荷を低減して冷・暖房コストを低減することができる。勿論、上記床スラブ１５の蓄熱方式はこれに限ることなく、例えば床スラブ１５内に空間部を設けて、この中に冷・暖房空調風を導入して蓄熱するようにしてもよい。
【００２７】
従って、本実施形態の制御装置１７を用いた空調風制御方法では、空調装置本体１２から供給される冷・暖房空調風の風量を単に変化させるのみで、この冷・暖房空調風は制御装置１７を介して室内１１に供給される経路と床スラブ１４に供給される経路が自動的に切り換えられる。このため、空調風の供給経路の切り換えのために電力などの他の動力源を必要とせず、これに伴う配線や制御装置などを不要としてコスト低下を可能とするとともに、これによるランニングコストやメンテナンスが不要となる。また、夜間に床スラブ１４に蓄熱することにより、空調機本体１２を電力の夜間料金で安価に駆動でき、この点からもランニングコストの低下を期待することができる。
【００２８】
ところで、本実施形態の制御装置１７は、暖・冷房空調風の風量差によってダンパー２１の開閉制御が行われるが、該ダンパー２１はダンパー保持機構３０が設けられて、自重とカウンターウエイト２９の荷重とによって風量差による開閉制御が行われるため、該カウンターウエイト２９の重量や取付竿２８に対する位置調整により、ダンパー２１の開閉動作を容易にコントロールすることができる。従って、空調風の風量が小さいときにはダンパー保持機構３０によってダンパー２１の閉止状態が確実に保持されるので、ダンパー２１の開閉挙動が不安定状態になるのを防止することができる。また、空調風の風量の大小設定を異ならせた場合にも、その都度ダンパー２１を交換することなく、カウンターウエイト２９のみの交換や位置調整により簡単かつ確実に対応させることができる。
【００２９】
また、本実施形態ではダンパー保持機構３０をカウンタウエイト２９を用いて構成した場合を開示したが、これ以外にも磁力やスプリングの付勢力などを用いることができる。例えば、磁力を用いた場合にはストッパー２７を磁石で形成する一方、ダンパー２１を鉄板などの磁性体で形成することにより達成される。勿論、この場合の磁石の磁力は、少風量の導入時にダンパー２１の閉止状態が保持され、大風量の導入時に開放されるように設定される。
【００３０】
更に、上記制御装置１７では、ダンパー２１を大風量の空調風を供給する下通路１９ａに開閉自在に配置するとともに、少風量の空調風を供給する上通路２０ａに流通抵抗部２５を設けたので、少風量の空調風が導入される時はダンパー２１が閉止されることになり、大風量の空調風が導入される時はダンパー２１が開放されることになる。この大風量の空調風が導入されるときは、この空調風は第１・第２の吹出し口１９，２０双方から吹き出し得るが、上記流通抵抗部２５によって上通路２０ａへの流入が阻止されるため、該空調風は下通路１９ａに積極的に供給されて、本来の第１の吹出し口１９から吹き出すことができる。また、上記ダンパー２１は大風量の空調風を供給する下通路１９ａを開閉するのみであるからその構造が簡単になるとともに、その切り換え動作の確実性を高めることができる。
【００３１】
更にまた、暖・冷房空調風の導入口１８に、ダンパー２１に向かって縮径される縮流部１８ａを形成したので、該縮流部１８ａを介して導入される空調風はダンパー２１に対する動圧の効果を高めることができ、当該ダンパー２１の作動を安定化させることができて通路１９ａ，２０ａの切り替えを適切かつ確実化でき、送風の無駄をなくすことができる。
【００３２】
図２は他の実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。即ち、この実施形態では図２の要部断面図に示すように、室内１１に通ずる第１の吹出し口１９を上通路２０ａに接続し、天井裏空間１５に通ずる第２の吹出し口２０を下通路１９ａに接続したもので、この場合、空調風の風量を小さくしたときに暖・冷房空調風は室内１１に供給される一方、空調風の風量を大きくしたとき暖・冷房空調風は天井裏空間１５に供給される。
【００３３】
従って、この場合は電力の夜間料金を積極的に使用して床スラブ１４への蓄熱量を増大し、昼間の室内１１の空調のランニングコストをより低く抑える場合に有効である。
【００３４】
ところで、上記各実施形態では流通抵抗部２５を多孔板で形成した場合を開示したが、これに限ることなく該流通抵抗部２５はこれを通過する空調風に抵抗を与える機能を有しておればよく、たとえば１枚のバッフル（じゃま）板を配置した構造や複数枚のバッフル板を用いたラビリンス構造としても良い。
【００３５】
また、上記各実施形態ではダンパー２１を下通路１９ａに配置した場合を開示したが、これに限ることなく導入口１８を上通路２０ａに対応する上方に配置して、該ダンパー２１を当該上通路２０ａに設けることができる。また、流通抵抗部２５は隔壁２４と同一レベルに設けることなく、ダンパー２１が設けられた通路とは反対側の通路に設けておけばよい。
【００３６】
上記実施形態にあっては、天井吹き出し方式を前提として説明したが、床吹き出し方式であっても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の躯体蓄熱式空調システムの空調風制御装置は、空調装置本体から供給される空調風の風量差によって、室内側と床スラブ側とに通ずる空調風供給経路を切り換えることができるので、該空調機本体から供給される冷・暖房空調風の風量を単に変化させるのみで、この冷・暖房空調風の供給を、室内側に供給される経路と床スラブ側に供給される経路とで自動的に制御することができる。このため、空調風の供給経路の切り換えのために電力などの他の動力源を必要とせず、これに伴う配線や制御装置などを不要としてコスト低減を可能にするとともに、この切り換えのためのランニングコストやメンテナンスを不要とすることができる。
【００３９】
また、制御装置は空調風の風量差で開閉されるダンパーによって上記空調風供給経路を自動的に切り換える構成となっており、上記ダンパーを大風量の空調風を供給する通路に開閉自在に配置するとともに、少風量の空調風を供給する通路に流通抵抗部を設けることにより、空調風は大風量の空調風を供給する通路に積極的に供給されて、本来の吹出し口から吹き出すことができる。また、当該ダンパーは大風量の空調風を供給する通路を開閉するのみであるからその構造が簡単であるとともに、その切り換え動作の確実性を高めることができる。
【００４０】
更にまた、上記ダンパーの上流に形成される導入口に、該ダンパーに向かって縮径させて縮流部を形成したので、ダンパーに対する動圧の効果を高めることができ、当該ダンパーの作動を安定化させることができて通路の切り替えを適切かつ確実化でき、送風の無駄をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御装置の一実施形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明の制御装置の他の実施形態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０  躯体蓄熱式空調システム
１１  室内
１２  空調装置本体
１３  天井
１４  床スラブ
１５  天井裏空間
１６  ダクト（空調風供給経路）
１７  制御装置
１８  導入口
１８ａ  縮流部
１９  第１の吹出し口
１９ａ  下通路
２０  第２の吹出し口
２０ａ  上通路
２１  ダンパー
２５  流通抵抗部
３０  ダンパー保持機構
【図１】
0003855572.tif 000002
【図２】
0003855572.tif 000003