JPS63701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和システムにおける混合ロス
防止のため、特に大規模事務所建物等の室内外周
部であるペリメータ域における室内環境の制御を
行なうのに最適な制御方法に関する。

（従来技術） 近年、中規模以上の事務所建物では、建築のシ
ステム化により、空気調和設備もシステム化して
きており、第１図に示す如く、建物内外周部であ
るペリメータ域Ｐと建物内中核部であるインテリ
ア域Ｉに夫々異なる空気調和システムを採用する
例が多い。例えば、ペリメータ域Ｐではフアンコ
イルユニツト１を採用し、インテリア域Ｉでは通
常の天井吹出口２を採用するのである。

この場合、冬期においては、ペリメータ域Ｐで
は建物の外壁、窓ガラス３等からの伝熱損失に見
合う熱量の温風（例えば35℃）をフアンコイルユ
ニツト１から供給し、一方、ペリメータ域Ｐに連
続するインテリア域Ｉでは、室内照明、在室者、
事務器等による室内発生熱が存在して冬期におい
ても冷熱供給を必要とし、空気吹出口２から冷風
（例えば16〜18℃）を供給するので、１つの連続
する空間内に夫々別個に制御される２つの熱供給
システムが併存することになる。

ところで、ペリメータ域Ｐの快適度を高めるに
は、ペリメータ域Ｐの温度θ_P（℃）をインテリア
域Ｉの温度θ_I（℃）より高く設定する。

しかし、ペリメータ域Ｐおよびインテリア域Ｉ
とは隔絶されていない為、図に示す如く、両域
Ｐ，Ｉの気流又は空気の混合が起こり、供給され
る冷温熱が相互に干渉し合い、夫々両域Ｐ，Ｉの
熱負荷を増大させる結果、室内空気の混合熱損失
が生じ、必要以上の冷温風が供給され、無駄なエ
ネルギーが消費されていた。

ここで、ペリメータ域Ｐの設定温度をインテリ
ア域Ｉのそれに比べて高くするほど混合ロスが非
常に大きくなり、逆に低くするほどかなりのロス
を防ぐことになるので、ペリメータ域Ｐの設定温
度を低くするほどエネルギー的には好ましいので
あるが、冬期においては当然、外壁、窓ガラス３
等の表面温度が低くなるため、ペリメータ域Ｐで
はその冷輻射を強く受け、またコールドドラフト
が生起するためには床面や床付近が冷やされやす
くなる。こうして、ペリメータ域Ｐでは冷感がよ
り助長されるため、インテリア域Ｉよりも設定温
度を高くして快適度を一定に保とうとするのが従
来の考え方であつた。

こうしたことから、ペリメータ域Ｐとインテリ
ア域Ｉの設定温度差は混合ロスに非常に大きな影
響を及ぼすのであるが、単にペリメータ域Ｐの設
定温度をインテリア域Ｉと同じか又は低くすると
いうことは上述の如く環境的に問題があり、また
逆に高くするのも上述の如く混合ロスを甚々しく
増大させるという問題がある。

ところで、空気調和システムにおける混合ロス
防止を目的としたものではなく、またそのための
構成，作用・効果も相異するが、フアンコイルユ
ニツト１の前面に輻射パネルを設ける技術として
は、第３図ａに示す如く、電気パネル４を設ける
もの（実公昭52―33091号参照）、第３図ｂに示す
如く、パネル型熱交換器５を設けるもの（実公昭
52―13151号参照）が提案されているが、両者と
も別体の電気パネル４や熱交換器５を必要とする
ので取付けが煩わしく高価になり、また、断線や
水漏れの恐れも大きいという問題がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、建物の室内のペリメータ域と
インテリア域で供給される冷・温熱の混合ロスを
防止するとともに、室内環境の快適さの維持を図
ることである。

（発明の構成） このため、本発明は、暖房時に、上記ペリメー
タ域の設定温度を上記インテリア域の設定温度と
ほぼ同じかそれ以下に制御する一方、上記ペリメ
ータ域のフアンコイルユニツトの前面に設けられ
た輻射パネルの表面温度を、ペリメータ域の設定
温度よりも高く制御するように構成したものであ
る。

即ち、混合ロスの問題は、ペリメータ域の設定
温度をインテリア域の設定温度とほぼ同じかそれ
以下に制御することにより改善を図る一方、環境
的問題は、フアンコイルユニツトの輻射パネルの
表面温度をペリメータ域の設定温度よりも高く制
御することにより、熱輻射を強くして、熱感を助
長し快適度の改善を図るのである。

（発明の効果） 本発明によれば、インテリア域の設定温度がペ
リメータ域の設定温度と同等かそれ以下であるか
ら、混合ロスが改善されて省エネルギー化を図れ
るようになり、合わせて、フアンコイルユニツト
による熱輻射がペリメータ域の設定温度よりも強
い（高い）から、ペリメータ域の設定温度を低く
することに起因する温熱環境の悪化が改善されて
快適度が向上するようになる。

（実施例） 第２図、第４図ａ及び第５図に示すように、ペ
リメータ域Ｐの外壁、窓ガラス３に沿つて配置さ
れるフアンコイルユニツト２０は、横長四角箱状
のユニツト本体２１を備え、該本体２１内は、上
下方向の中間に設けられた中間間仕切板２２によ
り前部側に冷風通路２３、後部側にバイパス通路
２８を残して上下段室２４，２５に仕切られ、上
段室２４には送風機（フアン）２６が配置される
とともに、下段室２５には熱交換器（コイル）２
７が配置される。

上段室２４の上部は、吹出口２９が形成された
上面３０と送風機２６の吐出口３１との間で上仕
切板３２で仕切られる。

また、上下段室２４，２５の後部は、後面３３
との間の後仕切板３４で仕切られてバイパス通路
２８が形成され、上段室２４に対応する壁面には
吹出温度制御用のバイパスダンパ３５が設けられ
る。

さらに、上下段室２４，２５の前部は、前面３
６との間の前保温材３７で仕切られて、前面３６
との間に温風通路３８が形成されるとともに、中
間間仕切板２２との間に冷風通路２３が形成され
る。前面３６は、熱放射の良好な金属材料等で形
成されていて、輻射パネルとしての作用をする。
前保温材３７には、下段室２５に対応して、下段
室２５を冷風通路２３と温風通路３８とに切替え
る流路切替ダンパ３９が設けられる（第３図ｂ参
照）。なお、４０は下部間仕切板、４１はドレン
パンである。

上記本体の前面３６の下部には吸込口４２，４
２が形成され、送風機２６の回転により吸込口４
２から吸込まれた室内空気は、バイパス通路２８
側から熱交換器２７を介して流路切替ダンパ３９
の手動又は自動切替えにより、送風機２６を介し
て吹出口２９から室内へ吹出されるようになる。

しかして、上記のようにフアンコイルユニツト
２０を構成すれば、暖房時には、流路切替ダンパ
３９により冷風通路２３を閉じて温風通路３８を
開く。

そうすると、熱交換器２７で昇温された室内空
気（温風）が温風通路３８を通るので、前面（輻
射パネル）３６を加熱しつつ送風機２６に至るよ
うになる。

従つて、前面（輻射パネル）３６から輻射熱が
ペリメータ域Ｐに輻射されるようになる。

例えば、熱交換器２７の温水が60℃であると、
熱交換器２７から出た温風が50℃前後に加熱さ
れ、この温風により前面（輻射パネル）３６が40
〜50℃に加熱されて、吹出口３１からはバイパス
ダンパ３５の開度調節により30℃前後の温風が吹
出される。

ペリメータ域Ｐに吹出されたこの温風は、外
壁，窓ガラス３等による伝熱損失の影響で約21〜
22℃となつて対流し、一方、通常の空気吹出口２
からインテリア域Ｉに吹出された冷風（16〜18
℃）は、室内発生熱の影響で約22℃となつて対流
するので、第２図のように、両域Ｐ，Ｉの気流又
は空気が混合しても、両域空気温度が等しいた
め、混合による熱損失はなくなる。又、両域空気
温度に差があつても、それぞれの空気は両域の設
定温度に近く、混合しても各域の熱負荷を処理す
る方向に作用し、混合による熱利得となる。

また、外壁，窓ガラス３等からの冷輻射は、フ
アンコイルユニツト２０の前面（輻射パネル）３
６からの熱輻射と相殺されるので、冷感が大幅に
緩和されて温感が生じるようになり、ペリメータ
設定温度を従来のように高く設定しなくても快適
度が向上するのである。

第６図は、快適な温熱環境の事務所での作業を
考慮した場合の環境条件と、着衣表面温度との関
係を示すデータで、室温22℃、外気温0.4℃の場
合、暖房時の事務所の作業性を考慮した着衣の表
面温度がおよそ27〜28℃の範囲が快適感〔インテ
リア域Ｉは着衣の表面温度が一定温度ｄ（27.46
℃）〕とすると、輻射パネル３６が室温と同じ温
度ａ（22℃→輻射パネルがない従来方法と同じ）
のときは、窓際から４〜5m以上離れないと快適
域にならないが、輻射パネル３６が温度ｂ（40℃）
のときは、窓際から1mであつても快適域であり、
温度ｃ（70℃）のときは逆に窓際から1mまでは少
し暑くなりすぎ、2mから快適域となるのがわか
る。

一方、冷房時には、流路切替ダンパ３９によ
り、温風通路３８を閉じて冷風通路２３を開く。

そうすると、熱交換器２７で降温された室内空
気（冷風）が冷風通路２３を通つて送風機２６に
至るようになる。この場合、冷風は温風通路３８
を通らないので、前面（輻射パネル）３６が不要
に冷却されて結露等を生じることはない。又、輻
射パネル３６と前保温材３７との間の温風通路３
８は、停留空気層となり、断熱層としての機能を
もつことにもなる。

また、フアンコイルユニツト２０は、次のよう
に制御することもできる。

暖房負荷の変動が少ない場合、フアンコイルユ
ニツト２０からの送風温度と設定室温との差が少
ないので、送風量を一定とすれば、温水量の制御
によつて送風温度を制御することができる。この
結果、輻射パネルの表面温度も送風温度の制御に
追従して変動する。

ところで、居室の温熱環境に占める輻射，対流
成分の各構成比率は、その負荷の変動にかかわら
ずほぼ一定であると考えられ（対流50％、輻射50
％）、従来どおりの室内空気温度の制御により、
容易に輻射成分となるパネルの表面温度もコント
ロールできる。

つまり、従来の前面パネルに電気ヒータを貼り
つけたフアンコイルユニツトでは、輻射系と対流
系は並列で各々はそれ自体では相互関係をもつて
いないので、室内検知サーモにより対流成分をコ
ントロールし、この対流成分の吹出し温度を別の
サーモにより検知し、さらにコントロール用変換
器を介して輻射成分をコントロールする必要があ
り、コストアツプとなる。

これに対して本案のフアンコイルユニツト２０
では、輻射系と対流系は直列で各々はそれ自体で
相互関係をもつているので、室温検知サーモによ
り対流成分をコントロールすると、自動的に輻射
成分もコントロールされるようになるので、別の
センサーやコントロール用変換器等が不要であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和システムを示す側面
図、第２図は本発明に係る空気調和システムを示
す側面図、第３図及び第４図は従来のフアンコイ
ルユニツトの断面図、第５図ａは本発明に係る暖
房時のフアンコイルユニツトの断面図、第５図ｂ
は冷房時のフアンコイルユニツトの断面図、第６
図は第５図ａの平面図、第７図は環境条件と着衣
の表面温度との関係を示すグラフである。 ２０……フアンコイルユニツト、２１……ユニ
ツト本体、２２……中間間仕切板、２３……冷風
通路、２６……送風機、２７……熱交換器、２８
……バイパス通路、２９……吹出口、３５……バ
イパスダンパ、３６……前面（輻射パネル）、３
７……前保温材、３８……温風通路、３９……流
路切替ダンパ、４２……吸込口、Ｐ……ペリメー
タ域、Ｉ……インテリア域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 室内外周部であるペリメータ域と室内中核部
   であるインテリア域とで夫々異なる空気調和シス
   テムを採用するものにおいて、 暖房時に、上記ペリメータ域の設定温度を上記
   インテリア域の設定温度とほぼ同じかそれ以下に
   制御する一方、上記ペリメータ域のフアンコイル
   ユニツトの前面に設けられた輻射パネルの表面温
   度を、ペリメータ域の設定温度よりも高く制御す
   ることを特徴とする空気調和システムにおける混
   合ロス防止方法。