JPH01208631A - 躯体蓄熱型空気調和システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、床スラブ下面と天井板との間を閉空間に形成
し、前記天井板の所定箇所に温調空気の吹き出し口を設
けるとともに、前記閉空間内に温調空気を送風するよう
に構成した躯体蓄熱型空気調和システムに関する。

〈従来の技術〉 上述の躯体蓄熱型空気調和システムは、例えば、運転開
始に際し、室内に温調空気を吹き出す前に、床スラブ下
面と天井板との間に形成された閉空間内に温調空気を送
って床スラブなどに蓄熱し、所定の蓄熱を完了してから
温調空気を室内に吹き出すように構成され、これにより
、運転初期において、躯体に熱を奪われ、暖房の場合に
は低温空気が、そして、冷房の場合には高温空気がそれ
ぞれ室内に吹き出されて不快になることを回避できるよ
うになっている。

そして、従来では、躯体に蓄熱するために、運転開始後
の所定時間を設定し、その設定時間だけ閉空間内にのみ
温調空気を吹き出し、設定時間経過に伴い、躯体への蓄
熱が完了したとして、温調空気を室内側に吹き出させる
ようにしていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来のシステムでは、例えば、暖房の場
合で説明すれば、寒さが厳しい時には躯体の温度も低下
しているために、蓄熱が完了する前に温調空気を室内に
吹き出す状態に切り替わってしまい、不測に低温空気が
吹き出されるという欠点があり、また、さほど寒くない
ような時には、蓄熱が完了しているにもかかわらず蓄熱
運転状態が継続され、温調空気を室内に吹き出すまでに
必要以上に時間がかかり、無駄な運転を行うことになっ
て不経済になる欠点があった。

そこで、床スラブ内の所定箇所に温度センサを設け、そ
の温度センサによって測定した温度が設定温度になった
かどうかを判断し、設定温度になったことに基づいて所
定量の蓄熱が完了したこと、ならびに、放熱が完了した
ことそれぞれを判断するように構成することが考えられ
たが、その放熱完了状態を判断することが困難であった
。

即ち、躯体蓄熱骨を利用して暖房を行う場合で説明すれ
ば、寒さが厳しい時には、床スラブ内の温度が設定温度
に低下する前に躯体表面の温度が急速に低下し、床スラ
ブ内の温度が設定温度に低下する前に低温空気が吹き出
される状態になってしまい、不快になる欠点があった。

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、躯体の蓄熱状態を適切に判断し、躯体に過不足なく
蓄熱するとか、送風ファンのみの運転による空調を適切
に行うなど、躯体への蓄熱やそれに付随する運転制御な
どを経済的かつ良好に行うことができるようにすること
を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、冒頭に記
載した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、床スラブ
の厚み方向に検知位置を異ならせた状態で設けられて躯
体温度を測定する温度センサと、前記温度センサ間の測
定温度差の変化に基づいて蓄熱状態信号を出力する蓄熱
状態判別手段とを備えて構成する。

〈作用〉 上記構成によれば、躯体に蓄熱される場合に、閉空間側
から順に蓄熱されていき、最初は、温度センサそれぞれ
によって測定される温度が互いに等しいかあるいはほぼ
等しくなっているが、蓄熱の進行に伴ってそれらの測定
温度間に差を生していき、蓄熱の完了時に近くなるに伴
って測定温度間の差が減少していくことになり、一方、
放熱時には、床スラブの表面側の温度が床スラブの奥側
の温度よりも速く低下していき、所定の放熱が行われる
に伴ってその温度差が大きくなる。これらの測定温度差
の変化に着目し、蓄熱の開始後に測定温度差が無くなっ
た時とか、蓄熱骨の放熱時に所定の差になった時などに
、蓄熱完了信号とか、あるいは、送風ファンのみの駆動
による空調運転を停止するファン停止信号などの蓄熱状
態信号を出力するように構成できる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の躯体蓄熱型空気調和システムに係る
実施例の装置構成図を示し、床スラブｌの下面と天井板
２との間に閉空間Ｓが形成されるとともに、天井板２の
所定箇所に温調空気の吹き出し口３が設けられている。

閉空間Ｓ内に空気調和機４が設けられ、その空気調和機
４に、室内側に連通された第１吸い込み口５と、閉空間
Ｓに連通された第２吸い込み口６とが連通接続されてい
る。

吹き出し口３それぞれには、電磁操作式の開閉弁７が付
設され、また、第１吸い込み口５には室内側開閉弁８が
付設され、一方、第２吸い込み口６には閉空間側開閉弁
９が付設され、空気調和機４の送風ファン１０、および
、熱交換器１）に冷媒を供給するポンプ１２（第２図参
照）を作動するとともに、開閉弁７，８．９の内の所定
のものを開くことにより、閉空間Ｓ内にのみ温調空気を
送風する蓄熱運転状態と、温調空気を室内に吹き出す通
常運転状態とが択一的に得られるように構成されている
。

床スラブ１の所定箇所には、その厚み方向に所定間隔を
隔てて、躯体温度を測定する、それぞれ熱電対型の第１
ないし第４温度センサＴ１．Ｔ２゜Ｔ３．Ｔ４が設けら
れている。これら第１ないし第４温度センサＴｌ、Ｔ２
．Ｔ３．Ｔ４は、床スラブｌと等しい熱伝導率のケーシ
ング１３で被覆されており、床スラブ１の厚み方向にお
ける各点の温度と等しい温度を測定できるように構成さ
れている。

前記第１ないし第４温度センサＴｌ、Ｔ２．Ｔ３、Ｔ４
からの温度信号、温度差を設定する設定器１４からの温
度差信号、ならびに、運転スイッチ１５による運転信号
それぞれは、第２図のブロック図に示すように、入力イ
ンターフェイス２０を介して、ＣＰＵ１６とＲＯＭ１７
とＲＡＭ１Ｂとから構成されるマイクロコンピュータ１
９に入力され、それらの信号に応じて、マイクロコンピ
ュータ１９から出力インターフェイス２１を介して開閉
弁７，８，９、送風ファン１０およびポンプ１２それぞ
れに指令信号を出力し、所定の運転状態が得られるよう
に構成されている。

ＣＰＵ１６には、第３図に示すように、蓄熱状態判別手
段２２が備えられ、そして、この蓄熱状態判別手段２２
には、第１４度センサＴｌの測定温度１＋　と第２温度
センサＴ２の測定温度Ｌ２との差ｔ１□（＝ｔｌ　　　
ｔ２）を算出する第１減算手段２３、第２温度センサＴ
２の測定温度ｔ２と第３温度センサＴ３の測定温度ｔ、
との差Ｌ０（＝Ｌｘ　　Ｌｓ　）を算出する第２ｆｌｉ
算手段２４、第３温度センサＴ３の測定温度ｔ、と第４
温度センサＴ４の測定温度ｔ４との差Ｌｉａ　Ｃ＝ｔｚ
　　ｔ４）を算出する第３減算手段２５、第１減算手段
２３で得られた温度差ｔ１２と上限側設定温度差ΔＬ１
および下限側設定温度差Δｔ４それぞれとを比較して、
温度差ｔ＋ｚが上限側設定温度差ΔＬｕよりも大きくな
ったときにファン停止信号を出力するとともに温度差ｔ
＋ｚが零またはそれに近い下限側設定温度差ΔＬ、より
も小さくなったときに蓄熱完了信号を出力する第１比較
手段２６、第２減算手段２４で得られた温度差ｔｚ３と
上限側設定温度差Δ１ｕおよび下限側設定温度差ΔＬ４
それぞれとを比較して、温度差ＬｔＪが上限側設定温度
差Δ１ｕよりも大きくなったときにファン停止信号を出
力するとともに温度差ｔｚｘが下限側設定温度差Δｔ４
よりも小さくなったときに蓄熱完了信号を出力する第２
比較手段２７、第３減算手段２５で得られた温度差ｔ３
４と上限側設定温度差ΔＬ９および下限側設定温度差Δ
Ｌ６それぞれとを比較して、温度差ｔ’＋４が上限側設
定温度差Δ１ｕよりも大きくなったときにファン停止信
号を出力するとともに温度差ｔ３４が下限側設定温度差
ΔＬ４よりも小さくなったときに蓄熱完了信号を出力す
る第３比較手段２８、ならびに、運転スイッチ１５から
の運転信号と第１ないし第３比較手段２６，２７．２８
からのファン停止信号に応答して駆動回路２９に所定の
指令信号を出力する運転制御手段３０を備えて構成され
ている。

次に、上記ＣＰＵ１６の動作につき、第４図のフローチ
ャートを用いて説明する。

先ず、運転制御手段３０では、運転スイッチ１５の入り
操作に伴い、暖房運転状態か冷房運転状態かを判断する
（ステップＳ１およびステップＳ２）。

暖房運転状態の時には、ステップＳ３に移行して、第４
温度センサＴ４の温度Ｌ４が設定温度ｔ□以上である蓄
熱状態かを判断する。そして、暖房運転状態で無い時、
即ち、冷房運転状態の時には、ステップＳ４に移行して
、第４温度センサＴ４の温度が設定温度ｔ、以下である
蓄熱状態かを判断する。

前記ステップＳ３またはステップＳ４において蓄熱状態
でないと判断したときには、駆動回路３０を介して、送
風ファン１０およびポンプ１２に駆動信号を、開閉弁７
．７および室内側開閉弁８には閉じ信号を、そして、閉
空間側開閉弁９には開き信号をそれぞれ出力し、開閉弁
７．７および室内側開閉弁８を閉じるとともに閉空間側
開閉弁９のみを開いて床スラブ１に蓄熱するようになっ
ている（ステンブＳ５〜ステッフ゛Ｓ９）。

その後、第３減算手段２５で得られた温度差Ｌ３４が下
限側設定温度差ΔＬ、よりも小さいかどうかを比較判断
しくステップ５１０）、温度差ｔｆｆ４が下限側設定温
度差Δｔ４よりも小さくなったときには、第３比較手段
２８から蓄熱完了信号を出力する（ステップ３１））。

次いで、第２減算手段２４で得られた温度差ｔ２、が下
限側設定温度差Δｔ、よりも小さいかどうかを比較判断
しくステップ５１２）、温度差ｔｚｓが下限側設定温度
差Δｔ４よりも小さくなったときには、第２比較手段２
７から蓄熱完了信号を出力する（ステップ５１３）。

更に、第１減算手段２３で得られた温度差ｔ＋ｚが下限
側設定温度差ΔＬ４よりも小さいかどうかを比較判断し
くステップ５１４）、温度差ｔｉｔが下限側設定温度差
ΔＬ、よりも小さくなったときには、第１比較手段２６
から蓄熱完了信号を出力する（ステップ５１５）。

上述のようにして、第１ないし第３比較手段２６．２７
．２８の全てから蓄熱完了信号が出力されると、それに
応答して開閉弁７．７および室内側開閉弁８には開き信
号を、そして、閉空間側開閉弁９には閉じ信号をそれぞ
れ出力し、開閉弁７゜７および室内側開閉弁８を開くと
ともに閉空間側開閉弁９を閉じ、床スラブ１へのＮ熱を
完了するとともに、温調空気を室内側に吹き出すように
なっている（ステップＳ１６〜ステツプ５１Ｂ）。

一方、ステップＳ３またはステップＳ４において蓄熱状
態であると判断したときには、ステップＳ１９に移行し
て、例えば、午前８時から午後８時などの設定時間外か
どうかを判断する。ここにおいて、設定時間外で無けれ
ば、ステップＳ１に戻り、通常の運転を継続する。

一方、設定時間外であると判断したときには、送風ファ
ン１０に駆動信号を、ポンプ１２に駆動停止信号を、開
閉弁７．７および室内側開閉弁８には開き信号を、そし
て、閉空間側開閉弁９には閉じ信号をそれぞれ出力し、
開閉弁７．７および室内側開閉弁８を開くとともに閉空
間側開閉弁９を閉じ、送風ファン１０のみの駆動により
、床スラブ１に蓄熱された熱を利用して温調空気を室内
側に吹き出すようになっている（ステップＳ２０〜ステ
ツプ５２４）。

次いで、第１減算手段２３で得られた温度差し、２が上
限側設定温度差ΔＬ１よりも大きいかどうかを比較判断
しくステップ５２５）、温度差ｔａｇが上１ｌＩｌ＠設
定温度差ΔＬ１よりも大きくなったときには、第１比較
手段２６からファン停止信号を出力する（ステップ３２
６）。

その後、第２減算手段２４で得られた温度差Ｌ２、が上
限側設定温度差Δ１ｕよりも大きいがどうかを比較判断
しくステップ５２７）、温度差ｔｚｉが上限側設定温度
差Δ１ｕよりも大きくなったときには、第２比較手段２
７からファン停止信号を出力する（ステップ５２８）。

更に、第３減算手段２５で得られた温度差シ、４が上限
側設定温度差Δｔｕよりも大きいかどうかを比較判断し
くステップ３２９）、温度差ｔ２４が上限側設定温度差
ΔＬ工よりも大きくなったときには、第３比較手段２８
からファン停止信号を出力する（ステップ５３０）。

このようにして、第１ないし第３比較手段２６゜２７．
２８それぞれからファン停止信号が出力されると、それ
に応答して送風ファンＩＯに駆動停止信号を出力し、温
調空気の吹き出しを停止する（ステップ５３１）。

上記実施例では、温度センサＴｌ、Ｔ２．Ｔ３゜Ｔ４そ
れぞれとして熱電対型のものを用いているが、例えば、
サーミスタなど各種の温度センサが適用できる。

また、本発明としては、温度センサを複数箇所に設けて
、その温度差から蓄熱状態信号を出力するように構成す
るものであれば良い。

〈発明の効果〉 本発明によれば、床スラブの厚み方向に検知位置を異な
らせて設けた複数の温度センサによる測定温度の差に基
づいて蓄熱状態信号を出力するから、運転初期における
躯体の温度のいかんにかかわらず、蓄熱状態を適切に感
知でき、蓄熱状態判別手段から蓄熱完了信号とかファン
停止信号といった蓄熱状態信号を適切なタイミングで出
力させ、躯体に過不足なく蓄熱するとか、送風ファンの
みの運転による空調を適切に行うなど、躯体への蓄熱や
蓄熱骨の放熱やそれらに付随する運転制御などを経済的
かつ良好に行うことができ、快適な空調を行う上で極め
て存用な躯体蓄熱型空気調和システムを堤供できるよう
になった。

【図面の簡単な説明】 図面は、本発明に係る躯体蓄熱型空気調和システムの実
施例を示し、第１図は装置構成図、第２図はブロック図
、第３図は、ＣＰＵの概略構成を示すブロック図、第４
図は、ＣＰＵの動作を説明するフローチャートである。 １・・・床スラブ ２・・・天井板 ３・・・吹き出し口 ２２・・・蓄熱状態判別手段 Ｓ・・・閉空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）床スラブ下面と天井板との間を閉空間に形成し、
   前記天井板の所定箇所に温調空気の吹き出し口を設ける
   とともに、前記閉空間内に温調空気を送風するように構
   成した躯体蓄熱型空気調和システムにおいて、 前記床スラブの厚み方向に検知位置を異ならせた状態で
   設けられて躯体温度を測定する温度センサと、 前記温度センサ間の測定温度差の変化に基づいて蓄熱状
   態信号を出力する蓄熱状態判別手段と、を備えたことを
   特徴とする躯体蓄熱型空気調和システム。