(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブと天井板または床板との間に閉空間を形成し、熱交換によって温調空気を得る熱交換器を設けるとともに、前記熱交換器からの温調空気を前記閉空間内に供給して前記スラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
温調空気を前記閉空間内の前記スラブの表面にその法線方向に向かって吹き付ける吹き出し口を、前記スラブの表面に沿って分散配置したことを特徴とする躯体蓄熱型空気調和システム。
【請求項２】
請求項１に記載の躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
吹き出し口をスリット状に形成してある躯体蓄熱型空気調和システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
スラブの表面を凹凸面に形成するとともに、吹き出し口からの温調空気を凹部に吹き付けるように構成してある躯体蓄熱型空気調和システム。
【請求項４】
請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
スラブの表面に伝熱促進部材を付設してある躯体蓄熱型空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、深夜電力を利用して夜間などにスラブに冷熱や温熱を蓄え、その蓄えられた熱を昼間の空調に利用し、経済的に空調を行えるようにするとともに空調負荷のピークカットを図る躯体蓄熱型空気調和システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の躯体蓄熱型空気調和システムとしては、図１６の概略構成図に示すようなものがあった。
すなわち、スラブ０１と天井板０２との間に閉空間Ｓが形成されるとともに、閉空間Ｓ内にダクト０３が設けられている。
ダクト０３の所定箇所に、冷風あるいは温風といった温調空気を閉空間Ｓ側に吹き出す第１の吹き出し口０４と、室内空間Ｒ側に吹き出す第２の吹き出し口０５とが設けられている。
【０００３】
熱交換によって温調空気を得るために、機械室などに設置されたヒートポンプなどの熱交換器０６からの配管０７がダクト０３に接続されている。第１の吹き出し口０４と第２の吹き出し口０５との間に切り替えダンパー０８が設けられ、温調空気をダクト０３から閉空間Ｓ内に吹き出して冷熱あるいは温熱をスラブ０１に蓄える蓄熱状態と、蓄熱されたスラブ０１からの自然放熱を利用しながら温調空気を室内空間Ｒ側に吹き出す空調状態とに切り替えることができるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の場合、第１の吹き出し口０４自体の開口面積が大きいものの、閉空間Ｓ内でのスラブ０１の表面積の割に、温調空気が第１の吹き出し口０４から吹き付けられる面積が小さく、スラブ０１に対して局部的（図中Ａ部）に蓄熱されるだけであり、全体の蓄熱量が少ない欠点があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブへの蓄熱量を増大できるようにすることを目的とし、請求項２、請求項３、請求項４それぞれに係る発明の躯体蓄熱型空気調和システムは、スラブへの蓄熱を効率良く行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、スラブと天井板または床板との間に閉空間を形成し、熱交換によって温調空気を得る熱交換器を設けるとともに、その熱交換器からの温調空気を閉空間内に供給してスラブに熱を蓄えるように構成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、温調空気を閉空間内のスラブの表面にその法線方向に向かって吹き付ける吹き出し口を、スラブの表面に沿って分散配置して構成する。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、請求項１に記載の躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
吹き出し口をスリット状に形成する。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、請求項１または請求項２に記載の躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
スラブの表面を凹凸面に形成するとともに、吹き出し口からの温調空気を凹部に吹き付けるように構成する。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、前述のような目的を達成するために、請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、
スラブの表面に伝熱促進部材を付設して構成する。
【００１０】
【作用】
請求項１に係る発明の構成による作用は次の通りである。
すなわち、熱伝達分布について考察した結果、図１の模式図に示すように、吹き出し口１からスラブ２の表面にその法線方向に向かって温調空気を吹き出したときに、熱伝達率（単位面積当り、単位時間当りの熱の移動量）Ｑが衝突箇所Ｔで非常に高くなり、スラブ２の表面に沿って温調空気を流した場合の数倍以上にも及ぶことに着目し、スラブ２の表面の法線方向に向かわせる衝突噴流を利用してスラブ２に伝熱することができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明の構成によれば、スリット状の吹き出し口により、衝突中心を線的に広げ、少ない個数の吹き出し口でスラブ全体にわたって蓄熱できる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明の構成によれば、凹凸面に形成したスラブの表面の凹部に温調空気を吹き付け、更に、反射した温調空気が直接閉空間内に拡がらずに凹部内の周壁面に沿って流れ、スラブに伝熱することができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明の構成によれば、衝突噴流による伝熱に加え、伝熱促進部材を介してスラブに伝熱することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図２は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第１実施例を示す全体システム構成図であり、スラブ２の下面と天井板３との間に閉空間Ｓが形成されるとともに、閉空間Ｓ内にダクト４が設けられている。
【００１６】
ダクト４の所定箇所の上方側に、冷風あるいは温風といった温調空気を閉空間Ｓ側に吹き出す第１の吹き出し口５が設けられ、一方、下方側に、室内空間Ｒ側に吹き出す第２の吹き出し口６が設けられている。
【００１７】
ダクト４には、熱交換によって温調空気を得るヒートポンプなどの熱交換器７からの配管８が接続されている。第１の吹き出し口５と第２の吹き出し口６との間に切り替えダンパー９が設けられ、温調空気をダクト４から閉空間Ｓ内に吹き出して冷熱あるいは温熱をスラブ２に蓄える蓄熱状態（実線で示す）と、スラブ２からの自然放熱を利用しながら温調空気を室内空間Ｒ側に吹き出す空調状態（二点鎖線で示す）とに切り替えることができるように構成されている。
【００１８】
第１の吹き出し口５には、分岐ダクト１０が接続されている。分岐ダクト１０の上方側は、鉛直方向には比較的薄くて平面方向には大きな面積の箱状体に構成され、分岐ダクト１０の上面に、縦横に所定間隔を隔てて、スラブ２の表面にその法線方向に向かって温調空気を吹き付けるように、ノズル状の第３の吹き出し口１（作用で説明した吹き出し口に対応する）が設けられている。
【００１９】
以上の構成により、蓄熱時において、スラブ２の表面に沿って分散配置された第３の吹き出し口１からスラブ２の表面に温調空気を吹き付け、その衝突噴流により伝熱し、冷熱または温熱をスラブ２内に蓄えることができるようになっている。
【００２０】
図３は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第２実施例を示す要部の斜視図、図４は図３の断面図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
【００２１】
すなわち、ダクト４に接続される分岐ダクト１１が直方体形状に構成され、その分岐ダクト１１に、長手方向に所定間隔を隔ててスリット状の第４の吹き出し口１２が設けられている。他の構成は第１実施例と同じである。
この第２実施例によれば、第１実施例に比べ、構成が簡単で組付けも容易になり、システムを安価に構築できる利点がある。
【００２２】
図５は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第３実施例を示す要部の断面図であり、第２実施例と異なるところは次の通りである。
【００２３】
すなわち、スラブ２の表面が波状凹凸面１３に形成され、その所定間隔おきの凹部１３ａに、その法線方向に向かうようにスリット状の第４の吹き出し口１２からの温調空気が吹き付けられるように構成されている。他の構成は第２実施例と同じである。
【００２４】
図６は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第４実施例を示す要部の断面図であり、第２実施例と異なるところは次の通りである。
【００２５】
すなわち、スラブ２の表面が凹部１４ａの断面形状が台形になる凹凸面１４に形成され、各凹部１４ａに、その法線方向に向かうようにスリット状の第４の吹き出し口１２からの温調空気が吹き付けられるように構成されている。
この第４実施例の構成によれば、各凹部１４ａ内に沿って第４の吹き出し口１２を入れ込ませることができるから、分岐ダクト１１を配設するためのスペースを少なくできる利点がある。他の構成は第２実施例と同じである。
【００２６】
上記第３実施例および第４実施例によれば、スラブ２の表面を凹凸面１３，１４に形成することにより、伝熱面積を拡大できている。また、凹部１３ａ，１４ａに温調空気を吹き付けることにより、反射した温調空気が直接閉空間Ｓ内に拡がらずに凹部１３ａ，１４ａ内の周壁面に沿って流れ、スラブ２への熱伝達を向上できるという効果がある。
【００２７】
図７は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第５実施例を示す要部の断面図、図８は、図７を下方から見た図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
【００２８】
すなわち、閉空間Ｓ内のスラブ２の表面に、コンクリートよりも熱伝導率が高い伝熱促進部材としての鋼製のアングル材１５がアンカーボルト１５ａにより格子状に取り付けられている。前述のような分岐ダクト１０が省略され、第１の吹き出し口５からアングル材１５およびスラブ２の表面に温調空気を吹き付けるように構成されている。他の構成は第１実施例と同じである。
【００２９】
この第５実施例によれば、温調空気の熱がスラブ２の表面に伝えられるとともにアングル材１５に伝えられる。アングル材１５の熱伝導率が高いために、スラブ２の表面に沿って流れる温調空気からの熱もアングル材１５およびアンカーボルト１５ａに効率良く伝えられ、更に、アングル材１５およびアンカーボルト１５ａを介して早期に熱をスラブ２に伝えてゆき、効率良くスラブ２に蓄熱できる。
【００３０】
図９は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第６実施例を示す要部の断面図であり、鉄筋コンクリート構造体などにおいてスラブ２内に埋設された鉄筋１６に、その長手方向に所定間隔を隔てて伝熱促進部材としての鋼棒１７が溶接により連接され、その鋼棒１７の下端が閉空間Ｓ内に突出されている。
【００３１】
鋼棒１７の閉空間Ｓ内に突出した部分に、ダクト１８の吹き出し口１９を通じて温調空気を供給するように構成されている。伝熱促進部材としては、鋼棒１７に代えて番線を束ねたものなど、コンクリートよりも熱伝導率が高い材料を用いるものであれば各種のものが適用できる。
【００３２】
この第６実施例によれば、温調空気の熱がスラブ２の表面に伝えられるとともに鋼棒１７に伝えられる。鋼棒１７の熱伝導率が高いために、温調空気の熱が鋼棒１７に効率良く伝えられ、更に、鋼棒１７を介して早期に熱を鉄筋１６に伝えてゆき、鋼棒１７および鉄筋１６を通じて、スラブ２の内部まで伝え、効率良くスラブ２に蓄熱できる。
【００３３】
図１０は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第７実施例を示す要部の断面図であり、鋼棒１７の閉空間Ｓ内に突出した部分に、更に伝熱面積を拡大するための伝熱促進部材としての鍔体２０が付設され、温調空気の熱を鋼棒１７により効率良く伝えられるように構成されている。
【００３４】
伝熱促進部材としては、上述のような鍔体２０に代えて、図１１の（ａ）の側面図に示すように、細い番線２１の複数本を鋼棒１７に付設するとか、図１１の（ｂ）の斜視図に示すように、薄い鋼板２２を付設するとか、あるいは、図１１の（ｃ）の斜視図に示すように、鋼製のスパイラル部材２３を付設するなど各種の構成が採用できる。
【００３５】
図１２は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第８実施例を示す全体システム構成図であり、鉄骨コンクリート構造体などにおいてスラブ２内に埋設された鉄骨２４に、その長手方向に所定間隔を隔てて伝熱促進部材としての鋼製筒体２５が溶接により連接され、その鋼製筒体２５の下端が閉空間Ｓ内に突出されている。
【００３６】
鉄骨２４は、図１３の（ａ）の断面図［図１２のＡ−Ａ線縦断面図］に示すように、Ｈ型鋼で構成されるとともに、そのウェブ２４ａ内に長手方向に連なる中空部２６が形成されている。更に、中空部２６と鋼製筒体２５とにわたり、図１３の（ｂ）の断面図［図１２のＢ−Ｂ線縦断面図］に示すように、閉空間Ｓと中空部２６を連通する中空管路２７が形成されている。
【００３７】
この第８実施例によれば、温調空気の熱がスラブ２の表面に伝えられるとともに鋼製筒体２５に伝えられる。鋼製筒体２５の熱伝導率が高いために、温調空気の熱が鋼製筒体２５に効率良く伝えられ、鋼製筒体２５を介して鉄骨２４に伝えられるとともに、温調空気が中空管路２７から中空部２６に流入されて鉄骨２４に伝えられ、鋼製筒体２５および鉄骨２４を通じて、スラブ２の内部まで伝え、効率良くスラブ２に蓄熱できる。
【００３８】
図１４は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第９実施例を示す全体システム構成図であり、第８実施例と異なるところは次の通りである。
【００３９】
すなわち、図１５の（ａ）の要部の拡大断面図、図１５の（ｂ）の横断面図に示すように、鋼製筒体２５の下端に、網状の保持体２８が取り付けられるとともに、中空部２６および中空管路２７内に、例えば、パラフィンなどの比熱の大きなものを材料とした球状の蓄熱材２９が充填されている。他の構成は第８実施例と同じである。
【００４０】
この第９実施例によれば、流入される温調空気の熱を蓄熱材２９に蓄え、より一層効率良くスラブ２に蓄熱できる。
【００４１】
本発明としては、上述実施例のように、スラブ２と天井板３との間に閉空間Ｓを形成し、そこに温調空気を供給して躯体蓄熱を行うように構成するものに限らず、例えば、スラブ２とその上部の床板との間に閉空間を形成し、その閉空間に温調空気を供給して躯体蓄熱を行うように構成するものでも良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、衝突噴流を利用してスラブに伝熱し、分散配置された吹き出し口それぞれによるスラブへの衝突箇所での熱伝達率を大幅に高くするから、全体として、スラブへの蓄熱量を増大できるようになった。
【００４３】
また、請求項２に係る発明によれば、吹き出し口をスリット状にして、衝突中心を線的に広げるから、例えば、吹き出し口をノズル状にした場合に比べ、吹き出し口の個数を少なくできながらスラブ全体に容易に蓄熱でき、構成的に簡単にできるとともに組付けも簡単になり、スラブへの蓄熱を経済的にかつ効率良く行えるようになった。
【００４４】
また、請求項３に係る発明によれば、凹凸面に形成したスラブの表面の凹部に温調空気を吹き付け、温調空気の拡散を抑えることができ、更に、反射した温調空気が直接閉空間内に拡がらずに凹部内の周壁面に沿って流れるから、スラブへの熱伝達を向上でき、スラブへの蓄熱を効率良く行えるようになった。
【００４５】
また、請求項４に係る発明によれば、衝突噴流による伝熱に加え、伝熱促進部材を介してもスラブに伝熱するから、スラブへの蓄熱を効率良く行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  熱伝達分布を示す模式図である。
【図２】  本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの第１実施例を示す全体システム構成図である。
【図３】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第２実施例を示す要部の斜視図である。
【図４】  図３の断面図である。
【図５】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第３実施例を示す要部の断面図である。
【図６】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第４実施例を示す要部の断面図である。
【図７】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第５実施例を示す要部の断面図である。
【図８】  図７を下方から見た図である。
【図９】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第６実施例を示す要部の断面図である。
【図１０】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第７実施例を示す要部の断面図である。
【図１１】（ａ）は伝熱促進部材の変形例を示す側面図、（ｂ）および（ｃ）は伝熱促進部材の変形例を示す斜視図である。
【図１２】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第８実施例を示す全体システム構成図である。
【図１３】  （ａ）は図１２のＡ−Ａ線縦断面図、（ｂ）は図１２のＢ−Ｂ線縦断面図である。
【図１４】  本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る第９実施例を示す全体システム構成図である。
【図１５】  （ａ）は図１４の要部の拡大断面図、（ｂ）は図１４の（ａ）の横断面図である。
【図１６】  従来例の躯体蓄熱型空気調和システムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…第３の吹き出し口
２…スラブ
３…天井板
５…第１の吹き出し口
７…熱交換器
１３…波状凹凸面
１３ａ…凹部
１４…凹凸面
１４ａ…凹部
Ｓ…閉空間
１５…伝熱促進部材としての鋼製のアングル材
１７…伝熱促進部材としての鋼棒
２０…伝熱促進部材としての鍔体
２１…伝熱促進部材としての番線
２２…伝熱促進部材としての鋼板
２３…伝熱促進部材としてのスパイラル部材
２５…伝熱促進部材としての鋼製筒体
【図１】
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【図２】
0003784919.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
0003784919.tif 000011
【図１１】
0003784919.tif 000012
【図１２】
0003784919.tif 000013
【図１３】
0003784919.tif 000014
【図１４】
0003784919.tif 000015
【図１５】
0003784919.tif 000016
【図１６】
0003784919.tif 000017