JPH04143538A

JPH04143538A - 換気方法

Info

Publication number: JPH04143538A
Application number: JP26317290A
Authority: JP
Inventors: Masatomi Ikeda; 池田　正富; Takehisa Tanaka; 田中　武久
Original assignee: NIPPON FLAEKT KK
Current assignee: NIPPON FLAEKT KK
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-05-18
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2862149B2

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、室内で発生する熱や汚染物質を室内に拡散す
ることなく且つ人間の居住域を快適環境に維持する省エ
ネルギー的な換気方法に関する。

〔従来の技術〕

オフィスビルや作業場等の居住者が存在する一般空間の
空気を新鮮な空気で置き換えるいわゆる換気は、空調と
一体的な考え方のもとで、これまで混合希釈方式が普通
に採用されている。その最も代表的な例は空調機を利用
した方式であり、室内空気を運気として空！１１１ｇに
取入れこれを冷却または加熱して給気するさいに、外気
も運気に混合して空調機に取入れ１新たに系内に取入れ
る外気量に相当する量の室内空気を系外に排気する方式
である。これによれば、調和空気中に外気も混合されて
室内に希釈拡散し徐々に換気が進行する。

また、外気を外国機で適正な温湿層に調整しこれをダク
トを経て空調された室内に送気し、他方室内空気の一部
を排気ダクトを経て系外に排出する方式もあるが、この
場合でも外気は室内の調和空気に混合希釈されることに
は変わりはない。

換気の目的は、室内にこもった臭気や煙さらには炭酸ガ
スや水蒸気等の各種分子成分や微粒子塵芥等を系外に排
出し、これに代えて新しい新鮮空気を導入することにあ
るが、冷房・暖房といった空調との兼ね合いから、従来
においては、前記のような混合・希釈方式が採用されて
きた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記のように、快適な空間を作りだすためには空気温湿
度の調整（空！ｗ）と換気を同時に行うことが重要とな
るが、従来の新鮮空気の混合・希釈方式では、室内空気
と供給空気をいかにムラなく混合できるかがポイントと
なり、温度分布や汚染物質の濃度分布を均一にすればす
るだけその効果が上がる。したがって、この方式では汚
染物質を発生源から室内全体にバラマク結果となり、居
住環境上は好ましくないこともある。したがってはやく
汚染物質濃度を低くするには、大量の新鮮空気を供給し
て汚染物質濃度を低減することが必要となる。これは設
備費および運転費用の増加をもたらす。大人数が居住す
る会議室１作業場、ＯＡｌ！器類が多数存在するオフィ
ス等では、空気の汚れを出来るだけ速やかに解消するこ
とが必要とされるが、換気量を多くすれば設備が大型化
し。

設備費用が嵩むのみならず、大量の空気を居住空間に供
給することはそれだけ風速の大きな部分も生じて必ずし
も快適環境に維持されるとは限らない。

本発明はこのような従来の換気に基づく問題の解決を目
的としたものであり、少ない風量をゆっくりとした風速
で室内の空気を乱さないように供給して、室内空気を新
鮮な空気と置き換える全く新しい換気方式を提供しよう
とするものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明による換気方法は、床、壁および天井によって区
画された空間のうち１人間の身長を基準とした床からの
高さをもつ下方空間に、空気流出面を縦方向とした空気
放散口から、室内の空気温度よりも所定温度だけ低い温
度に制御された新鮮空気を０．６ｍ／ｓｅｅ以下の低風
速で、該下部空間の実質上全域にゆきわたるようにゆっ
くりと流出させこの下方空間に導入する空気量に相当す
る空気量を天井部から排出することを特徴とする。

（作用〕人間が居住する下方空間に室内温度より僅かに低い温度
の新鮮空気をゆっくりと流し込むと、空気の温度差によ
って下方空間がこの新鮮空気で満たされる。この場合、
室内空気を出来るだけ乱さないように流し込むことが必
要である。このためには、　０．６ｗ／ｓｅｃ以下の低
風速としなければならない。

また、この新鮮空気を流し込むにあたっては下部空間に
存在した室内空気がこの新鮮空気で置換されるように、
下部空間の実質上全域にゆきわたるようにしなければな
らない、このためには空気流出面を縦方向とした空気放
散口を用い、これからできるだけ広い方位をもって新鮮
空気を流出させることが重要である。例えば１部屋のコ
ーナ部に空気放散口を設ける場合には、１７４円筒のデ
イフユーザ面をもつ放散口を使用して９０’の拡がり角
範囲に流出させ、壁に空気放散口を設ける場合には１／
２円筒のデイフユーザ面をもつ放散口を使用して１８０
０の拡がり角範囲に流出させ、また部屋の中央部に空気
放散口を設ける場合には。

真円筒のデイフユーザ面をもつ放散口を使用して３６０
°全方位に流出させるのがよい、もっとも。

平板的デイフユーザ面をもつ放散口を壁面に沿って或い
は壁内に設置しても、風速と風量を低くすればほぼ１８
０６方位に流出させることができる。

本発明が対象とする換気空間には１発熱源としての在室
者と各種の発熱機器類が存在する０発熱機器類としては
照明器具、ＯＡ機器類、各種の作業機械等がある。かよ
うな内部発生熱によって昇温した空気は、その比重差に
よって天井部に自然に上昇する。この自然な上昇気流を
形成するためにも、下方空間に流出させる低温の新鮮空
気は。

室内空気を大きく乱さないような低速低風量であること
が必要である。“室内の空気温度より低温の新鮮空気“
における室内の空気温度とは１本発明に従う換気を実施
している場合には、かような内部発生熱によって昇温し
た空気の温度を言う。

本発明の実施にあたり、一般には下部空間に流出させる
新鮮空気の温度を所定の温度例えば２３℃に制御し、こ
の温度より高い室温が検出されたら。

該放散口から室内にこの新鮮空気を流出させる。

この室温の検出位置は、下部空間より僅かに高いところ
に設定すれば、換気の発停制御を効率よ〈実施できる。

室内に流出させた新鮮空気量に相当する空気量を室内か
ら排出させることも本発明の重要な要件である。これは
オーバーフローとして自然に排気することもできるが、
ファンを用いて機械排気を行なうのが好ましい、これに
よって、塵埃等も排気に同伴させることができる。

また、排気の一部を外気に混入して下部空間に流出させ
る所定温度の新鮮空気を作ることもできる。これは室内
空気がそれほど汚れていない場合に限られるが、排気温
度が外気温度よりかなり低い場合に有益である。したが
って１本発明において「新鮮空気」とは外気だけから作
るほか、排気の一部を外気に混入して作ることも意味す
る。

さらに、排気温度が外気温度よりかなり低い場合には、
排気と外気とを熱交換して外気を冷却したうえで、さら
に外気を温度調整することも有益である。

いずれにしても３本発明においては新鮮空気を所定の温
度に制御してから下部空間に流出させることが肝要であ
り、この温度制御は空気冷却器と空気加熱器を用いて行
う、外気環境が良くない場合には、それに見合う高級な
エアフィルターを用いて空気を清浄にしてから空気冷却
加熱器に導くようにする。このような空気処理設備は、
換気対象とする空間の外に設置され、この空気処理設備
から下部空間まではダクトを経て送気する。このダクト
は壁内や床下に配設することができる。この設備によれ
ば、低風速であることもあって、送気騒音は全く聴き取
れないほど、静寂な換気が実現できる。

本発明による換気は、内部発生熱のある空間に好適であ
り、特に冷房を必要とする空間に最適である。最近のオ
フィスビルや百貨店等では冬期でも冷房を必要とするほ
ど内部発生熱が多い０発熱源のある作業場などもしかり
である。かような空間に対して本発明の換気法は冷房を
兼ねて人員の居住域を新鮮空気による最適環境に形成す
ることができる。

〔実施例〕

第１図は、オフィスビル内のうち、床、壁および天井に
よって区画された成る独立した部屋に本発明を適用した
例を示したもので１人間の身長を基準とした床からの高
さをもつ下方空間Ａ（破線で示す範囲）に、空気流出面
を縦方向とした空気放散口１から、室内の空気温度より
も所定温度だけ低い温度に制御された新鮮空気２を、０
．６−へｅｃ以下の低風速で下部空間Ａの実質上全域に
ゆきわたるようにゆっくりと流出させ、この下方空間Ａ
に導入する空気量に相当する空気量を天井部の排気口３
から排出する状態を示している。

第２図も第１図と同様の換気方法を示しているが、室内
の熱発生源である照明器具４．大間５゜ＯＡ機器１［６
等によって昇温した室内空気が下部空間Δよりも上方の
空間Ｂに上昇する状態を図解的に示している０本発明に
おいては、新鮮空気２を室内に導入しているときも、こ
の新鮮空気によって部屋内の空気状態を乱さないような
低風速低風量で供給する。

第３図も第１図と同様の換気方法を示しているが、この
例では、空気流出面を縦方向とした空気放散口１ａは一
方の壁に取付けられ、その空気流出面も平板状であるも
のが使用されている。そしてこの平板状の空気流出面を
有しても、室内空気より僅かに低い温度の新鮮空気を低
風速低風量で吹き出すので、空気流出面と直角方向のみ
ならず横波がりに広がった新鮮空気２の流れが形成され
ることを示している。しかも、この新鮮空気２の流れは
床面を這うようにして流れ込む。

第４図は、独立した比較的広い作業空間に本発明の換気
方法を適用した場合の新鮮空気の導入例を示したもので
、この場合には、空気流出面が半円筒形状をした空気放
散口１ｂが使用されている。

すなわち、１７２円筒のデイフユーザ面をもつ放散口１
ｂを使用して１８０°の拡がり角範囲に新鮮空気２を流
出させる例を示している。いずれの放散口１ｂもデイフ
ユーザ面を前にして壁に接して設けられ、各放散口１ｂ
にはダクト７を経て温度制御された新鮮空気が送気され
る。

第５図は、下部空間Ａに流出させる新鮮空気２の取入れ
とその温度制御の設備例を図解して示したものである。

外気取入口９からフィルタ８を介して外気が送気ダクト
７にファン１０の駆動によって送入されるが、その過程
で空気冷却ＨＨと空気加熱器１２を経ることによって所
定の設定温度に制御される。この温度制御は室温よりも
若干低い温度２例えば室温より１〜７°Ｃ低い温度であ
ってこの範囲において換気対象空間の使用形態や大きさ
によって決定される成る温度となるように行う。

一方、天井部の排気口３からは排気ダクト】３を通して
排気されるが、この排気を排気ファン１４の駆動によっ
て機械排気とし、排気窓１５から大気に放出する。その
さい、排気の一部を取入れ外気に混入するための通路１
６を設けておき、ダンパ１７と１８の開度制御によって
その混入量を調整する。この排気の混入は排気がそれほ
ど汚れていない場合に限られるが、排気温度が外気温度
よりかなり低い場合に実施することにより空気冷却器１
１の負荷を軽減できる。また、排気と取入外気とを熱交
換するための熱交換器１９を設置し、この熱交換器１９
への排気の通流をダンパ１７，１８．２０の開度調整に
よって制御し、またこの熱交換器１９への外気の通流を
ダンパ２１　、２２の開度調整によって制御する。この
熱交換器１９は排気温度と外気温度の差が大きい場合に
使用し、排気のもつ廃熱を回収したうえでさらに外気を
空気冷却器１１および空気加熱器１２を通じて温度調整
する。この熱交換器１９としては排気通路と外気通路に
跨がって回転するロータを使用した回転式熱交換器の使
用が便宜であり、場合によってはこのロータに吸湿剤を
含浸させた全熱交換器を使用することもできる。

第５図の設備を用いて、夏期、冬期および中間期におけ
る本発明の換気を実施する場合の例を説明すると、夏期
の冷房時には、空気冷却器１１だけを稼働して外気を冷
却し、室内の設定温度（例えば２２〜２６°Ｃの範囲の
うちの成る温度）より僅かに低い温度として空気放散口
２から室内に０．６ｍ／ｓｅｃ以下１例えば０．２ｍ／
ｓｅｃの非常に低風速で流出させる。この新鮮空気は下
部空間Ａに溜まったあと上部空間Ｂに移動するが、室内
の熱発生源や発塵源の回りでは上昇気流が生して天井面
に汚れた昇温した空気が移動する。これは天井部の排気
口３から室外に排出されるが、外気温度が排気温度より
高温である場合には、熱交換器１９で排気と外気を熱交
換する。また、場合によっては低温の排気の一部を外気
に混入する。

冬期において始動時に暖房を必要とする場合には、空気
加熱器１２並びにファン１０と１４を稼働して室内温度
を上げ、やがて部屋が使用され始めたらダンパ２０．２
２を開き、ダンパ１８を閉して熱交換器を稼働したうえ
、空気加熱器１２によって室内設定温度より僅かに低い
温度に調整して空気放散口２から０．６■／ｓｅｅ以下
の低風速でゆっくりと換気運転を実施する。中間期にお
いては、室内温度、外気温度および排気温度から熱交換
器の使用の是非と空気冷却器１１と空気加熱器１２の使
用の是非を判断して本発明に従う換気運転を行う。いず
れにしても熱交換器１９は全熱交換器とすることによっ
て良好な熱回収を図ることができる。

第６図は、第３図に示したディフュザー面が平板状の空
気放散口１ａの具体例を示す壁取付は分解図である。こ
の例では平板状の多孔板からなるディフュザー板２５が
壁面とほぼ整合するように取付けられる。このディフュ
ザー板２５は壁内に設置されたカラ（空洞）のボックス
２６に部材２７を用いて固定される。壁内のボックス２
６の上部には、やはり壁内に設置された立ち上がり風道
２８が接続されこの風道２８の上部背後に送気ダクト７
が接続される。またこの送気ダクト７には風量調整ダン
パ２９が介装される。ボックス２６と風道２８の両サイ
ドは壁の間柱と間柱の間に接するようにして納めると収
まりがよい。

第７図は、その流出空気の室内への流れ状態を図解した
もので２図示のように空気はディフュザー板２５から吹
き出されるというよりは、冷たい空気のかたまりが自然
に流れ出すといった状態となる。

第８図は、第４図で示した半円筒形状の空気放散口を用
いた場合の流出空気の流れ状態を示したもので、この場
合には第７図のような形態で１８０・の拡がり方向をも
って室内にゆっくり流出することになる。このような望
ましい空気流出形態を得るにはディフュザー面の内側に
空気抵抗手段や均圧手段を設けるのが好ましい。

第９図（ａ）は、第８図のような半円筒形状をした空気
放散口の断面を、また第９図ら）はその分解図を示した
ものであり、前述の空気抵抗手段や均圧手段として、バ
グフィルタ３０および空気抵抗材３１を内部に装着させ
である。すなわち、この半円筒の空気放散口は、ダクト
接続口３２をもつ半円状の天板３３と同形の下板３４と
の間に、平板状の後板３５と半円筒状のデイフユーザ−
板３６を挟むことによって半円筒としたものであるが、
この組み立てにさいして、天板３３から内部空洞３８内
にバグフィルタ３０を吊るし且つデイフユーザ−板３６
の背面に半円筒状の空気抵抗材３１を積層したものであ
る。バグフィルタ３０は、一端開口の細長い袋形状を有
しており、その開口端がダクト接続口３２の下端に止め
リング３７で接続されることによって、空洞３８内に中
量りにされる。このバグフィルタ３０はフィルタとして
の機能を有することは勿論であるが、ダクト７ａを通じ
て空気放散口の空洞３８内に導入される空気流流の抵抗
体として作用する。またデイフユーザ−板３６の背面の
空気抵抗材３１は、孔の分布が均一な例えばモルトプレ
ーン等の空気透過性の抵抗板であり、バグフィルタ３０
を通過して空洞３８内全体に導入された等圧空気のゆっ
くりとした流れがこの抵抗材３１によって再び風速を抑
えられなからデイフユーザ−板３６から均等にふんわり
と吹き出されることになる。

第１０は１７４円筒のディフュザー面をもつ空気放散口
２ｃの例を示したもので、これは部屋のコーナ部に設置
される。　７ｃは送気ダクトである。また第１１図は円
筒形のディフュザー面をもつ空気放散口２ｄの例を示し
たもので、これは部屋の中央部に設置される。　７ｄは
送気ダクトである。これら１７４円筒形や円筒形の空気
放散口の場合にも、その内部には第８図で説明したよう
な空気抵抗手段や均圧手段が設けられる。なお、送気ダ
ク）　７ｂ、　７ｃ、　７６等が部屋内に露出するのが
不都合な場合には、第１２図に示したように、ディフュ
ザー面とほぼ同じような曲面をもつダクトカバー４０を
取付けることができる。また、第１３図のように、送気
ダクト７を床下空間に施設することもできるし、場合に
よっては壁内に施設することもできる。

〔効果〕

本発明の換気方法によれば１人間が居住する床面高さの
領域が新鮮且つ温度調節された快適環境に維持され、そ
の上部空間には臭気や塵芥を含む汚れた空気が移動し、
下層の新鮮空気層と上層の汚れた空気層との層構造が形
成され、上層の汚れた空気が排出されるから、換気効率
が極めて良好となる。そして、一般空調のような送気騒
音は皆無とすることができる。また無風に近い状態に室
内が維持されるのでコールドドラフトの問題もない。さ
らに従来の拡散・希釈型の換気に比べて内剖発生熱は系
外に排出されるのでこれを冷やすための熱源設備は極め
て少なくてすみ、省設備、省エネルギーが達成され、全
く新しい換気方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の換気方法を説明するための換気対象室
の略断面図、第２図は同しく換気対象室の略断面図、第
３図は本発明に従う平板状のディフュザー面をもつ空気
放散口を使用して換気を行う状態を示す斜視図、第４図
は同じ（半円筒状のディフュザー面をもつ空気放散口を
使用して換気を行う状態を示す斜視図、第５図は本発明
に従う新鮮空気を作るための設備例を示す略断面図、第
６図は平板状のディフュザー面をもつ空気放散口の壁取
付は分解図、第７図は空気放散口からの新鮮空気の流出
状態を示した図、第８閏は半円筒状の空気放散口からの
空気の流出状態を示した斜視図、第９図ｆａ）は半円筒
形空気放散口の断面図、第９図０））は半円筒形空気放
散口の分解図、第１０図は１７４円筒状の空気放散口の
例を示す斜視図、第１１図は円筒状の空気放散口の例を
示す斜視図、第１２図は空気放散口の送気ダクトにダク
トカバーを取り付けた例を示す切欠斜視図、第１３図は
空気放散口の送気ダクトを床下に配設した例を示す切欠
斜視図である。工・・空気放散口、　　　２・・新鮮空気。３・・排気口、　　　　４〜６・・発熱源。７・・送気ダクト、　　　８・・フィルタ９・・外気取
入口、　　　１０．１４・・ファン１１・・空気冷却器
、１２・・空気加熱器】９・・熱交換器。第１図第２図第３図第４図第６図フｑ第７図第８図第９図（ａ）第９図（ｂ）第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）床、壁および天井によって区画された空間のうち
、人間の身長を基準とした床からの高さをもつ下方空間
に、空気流出面を縦方向とした空気放散口から、室内の
空気温度よりも所定温度だけ低い温度に制御された新鮮
空気を、０．６ｍ／ｓｅｃ以下の低風速で該下部空間の
実質上全域にゆきわたるようにゆっくりと流出させ、こ
の下方空間に導入する空気量に相当する空気量を天井部
から排出することを特徴とする換気方法。
（２）該新鮮空気は壁内または床下に施設されたダクト
を経て前記放散口に導かれる請求項１に記載の換気方法
。
（３）空気放散口は、壁面にほぼ整合する平板状のディ
フュザー面をもち、このディフュザー面の背後に空洞ボ
ックスが取付けられたものである請求項１または２に記
載の換気方法。
（４）空気放散口は、半円筒、１／４円筒、または円筒
状のディフュザー面をもつ筒体である請求項１または２
に記載の換気方法。
（５）新鮮空気は、外気をフィルタを経て浄化したあと
室内の空気温度よりも低い温度に調整されたものである
請求項１、２、３または４に記載の換気方法。
（６）新鮮空気は、フィルタを経て浄化した空気に排気
の一部を混入したあと、室内の空気温度より低い温度に
調整されたものである請求項１、２、３または４に記載
の換気方法。
（７）取入外気と排気とは熱交換される請求項１、２、
３、４、５または６に記載の換気方法。
（８）新鮮空気は、室内の設定温度より１〜７℃低い温
度に制御される請求項１、２、３、４、５、６または７
に記載の換気方法。