JP2006125754A - Air-conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室内空間を冷房又は暖房する空調機を備える空調システムに関し、特に工場内における空調において、PMV解析手法を活用することで省エネルギー運転を行うことができる空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system including an air conditioner that cools or heats an indoor space, and particularly relates to an air conditioning system that can perform an energy saving operation by utilizing a PMV analysis method in air conditioning in a factory.
一般に工場内等の大規模空間内における空調は、冷房又は暖房を行う空調機の動作と換気動作との組み合わせで専ら空気調和が図られている。前記空調機の動作は、工場内作業者等の温冷感覚によってマニュアル調整されるか、予め空調機の温度設定を行い工場内に設置された温度センサの感温結果に基づいてオート調整されている。また排気動作は、機械給気及び機械排気、或いは自然給排気と機械給気又は機械排気のいずれかとの組み合わせで実行されている。このような工場内空調においては、快適性の評価基準とも言えるPMV(Predicted Mean Vote:予測平均温冷感)値は特段考慮されていない。なおPMVとは、気温、湿度、放射温度、風速、着衣量、代謝量の6要素に依拠する人体と環境の熱方程式に基づいて求められる、「暑い」又は「寒い」といった熱的な主観の平均的な予測評価値である。 In general, air conditioning in a large-scale space such as a factory achieves air conditioning exclusively by combining the operation of an air conditioner that performs cooling or heating and the ventilation operation. The operation of the air conditioner is manually adjusted based on the temperature and cooling sensation of workers in the factory, or is automatically adjusted based on the temperature sensing result of a temperature sensor installed in the factory by setting the temperature of the air conditioner in advance. Yes. The exhaust operation is performed by a combination of mechanical air supply and mechanical exhaust or natural air supply and exhaust and mechanical air supply or mechanical exhaust. In such factory air conditioning, the PMV (Predicted Mean Vote) value, which can be regarded as a comfort evaluation standard, is not particularly considered. PMV is a thermal subjectivity such as “hot” or “cold”, which is obtained based on the heat equation of the human body and the environment, which depends on the six elements of temperature, humidity, radiation temperature, wind speed, amount of clothes, and metabolic rate. Average prediction evaluation value.
一方、オフィス等の比較的狭所空間向けの空調システムとして、空調機自身をPMV値に基づいて制御するシステムが知られている(例えば特許文献1〜4)。このようなPMV制御方式の空調システムは、被空調空間内のPMV値を計測するセンシング要素を設置し、そのセンシング結果に基づいて空調機の動作を制御するものである。
工場等においては、建物や生産ラインの拡張、人員増減により熱環境が変化し、工場建設当初の給排気(換気)バランスが崩れている場合が多い。すなわち、空調機及び換気装置は、工場建設当初の設備・人員レイアウトに基づいて設置されているが、工場内環境は経年変化することから、当初の設計通りの給排気バランスが維持できない状態となることがある。給排気バランスが崩れた場合、本来の換気・空調機能が果たせなくなり、効果的な空調が行えなくなるという不都合がある。この結果、空調機の効率的な運転ができなくなり、作業者等に暑さ又は寒さを強いることでしか、省エネルギーを達成できないという問題があった。 In factories, etc., the thermal environment changes due to the expansion of buildings and production lines and the increase or decrease in personnel, and the supply / exhaust (ventilation) balance at the beginning of factory construction is often lost. In other words, the air conditioners and ventilators are installed based on the equipment and personnel layout at the time of factory construction, but the factory environment changes over time, so the supply / exhaust balance as originally designed cannot be maintained. Sometimes. When the supply / exhaust balance is lost, the original ventilation / air conditioning functions cannot be performed, and there is a disadvantage that effective air conditioning cannot be performed. As a result, the air conditioner cannot be efficiently operated, and there is a problem that energy saving can be achieved only by forcing the worker or the like to be hot or cold.
そこで、特許文献1〜4に開示されているようなPMV制御機能を、工場内に配置されている空調機に具備させた空調システムとすることが考えられる。しかしながら、空調機本体をPMV制御するな空調システムでは、十分な省エネルギー効果を得ることは困難である。すなわち、結局は理想的なPMV値に室内空間が空調されるよう当該空調機が駆動されることとなるので、空調負荷を軽減することにはならないからである。
In view of this, it is conceivable to use an air conditioning system in which the PMV control function disclosed in
従って本発明は、上記問題点に鑑み、被空調環境内(工場内)の快適性(PMV値)を意識しつつ、空調機の運転負荷を可及的に低減可能な空調システムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides an air conditioning system capable of reducing the operating load of an air conditioner as much as possible while being conscious of comfort (PMV value) in an air-conditioned environment (in a factory). With the goal.
本発明の請求項1にかかる空調システムは、室内空間を冷房又は暖房する空調機と、前記室内空間において人が存在する領域へスポット的に空気流を生じさせる送風を行う送風機構とを備える空調システムであって、前記送風機構は、予め把握された前記室内空間におけるPMV値に基づいて、発生する空気流の性質を制御する制御機構を備えていることを特徴とする。
An air conditioning system according to
この構成によれば、冷房又は暖房の直接的な空調動作を行う空調機に、スポット的な空気流を生じさせ補助的な空調動作を行う送風機構を付設したので、空調機による空調能力の不足分を送風機構にて与えられる空気流で補わせることができ、空調機の運転負荷を軽減できるようになる。しかも、前記送風機構が発生する空気流の性質が、予めPMV診断を行う等して把握した、被空調環境である室内空間のPMV値に基づいて制御されるようにしたので、PMV値を意識した快適な空調を提供できるようになる。 According to this configuration, the air conditioner that directly performs the air conditioning operation of cooling or heating is provided with the air blowing mechanism that generates the spot air flow and performs the auxiliary air conditioning operation. Minutes can be supplemented by the air flow provided by the blower mechanism, and the operating load of the air conditioner can be reduced. In addition, the nature of the air flow generated by the air blowing mechanism is controlled based on the PMV value of the indoor space, which is the air-conditioned environment, which has been grasped in advance by performing a PMV diagnosis or the like. Can provide comfortable air conditioning.
本発明の請求項2にかかる空調システムは、室内空間を冷房又は暖房する空調機と、前記室内空間において人が存在する領域へスポット的に空気流を生じさせる送風を行う送風機構とを備える空調システムであって、前記送風機構は、前記室内空間のPMV値を計測するセンサと、前記センサにより計測された前記室内空間におけるPMV値に基づいて、発生する空気流の性質を制御する制御機構とを備えていることを特徴とする。 An air conditioning system according to a second aspect of the present invention includes an air conditioner that cools or heats an indoor space, and a blower mechanism that blows air to generate an air flow in a spot manner in a region where a person exists in the indoor space. The air blowing mechanism includes a sensor that measures a PMV value in the indoor space, and a control mechanism that controls a property of an air flow that is generated based on the PMV value in the indoor space measured by the sensor. It is characterized by having.
この構成によれば、冷房又は暖房の直接的な空調動作を行う空調機に、スポット的な空気流を生じさせ補助的な空調動作を行う送風機構を付設したので、空調機による空調能力の不足分を送風機構にて与えられる空気流で補わせることができ、空調機の運転負荷を軽減できるようになる。しかも、前記送風機構が発生する空気流の性質が、被空調環境である室内空間のPMV値を計測するセンサにより計測された前記室内空間におけるPMV値に基づいて制御されるようにしたので、室内空間における現況PMV値を意識した快適な空調を提供できるようになる。 According to this configuration, the air conditioner that directly performs the air conditioning operation of cooling or heating is provided with the air blowing mechanism that generates the spot air flow and performs the auxiliary air conditioning operation. Minutes can be supplemented by the air flow provided by the blower mechanism, and the operating load of the air conditioner can be reduced. And since the property of the airflow which the said ventilation mechanism generate | occur | produces was made to control based on the PMV value in the said indoor space measured by the sensor which measures the PMV value of the indoor space which is an air-conditioning environment, Comfortable air conditioning can be provided in consideration of the current PMV value in the space.
上記構成において、制御機構は、送風機構が発生する空気流の風速を設定する風速設定部を備え、前記風速設定部は、前記送風機構による送風を考慮しない第1の室内環境条件における第1のPMV値と、人が存在する領域へのスポット的な送風を考慮した第2の室内環境条件における第2のPMV値とを対比し、前記第1のPMV値に対する前記第2のPMV値の改善度合いに基づいて空気流の風速を設定する構成とすることができる(請求項2)。この構成によれば、空調機のみにて空調を行った場合のPMV値である第1のPMV値と、空調機による空調動作に加え、人が存在する領域へのスポット的な送風を考慮した第2のPMV値とを比較し、例えばスポット的な送風によるPMV値の改善効果をシミュレートした上で、風速設定部により最適な空気流の風速を設定することができる。 In the above configuration, the control mechanism includes a wind speed setting unit that sets a wind speed of the air flow generated by the air blowing mechanism, and the wind speed setting unit performs a first operation in a first indoor environment condition that does not consider the air blowing by the air blowing mechanism. The PMV value is compared with the second PMV value in the second indoor environment condition in consideration of spot air blowing to the area where the person exists, and the second PMV value is improved with respect to the first PMV value. It can be set as the structure which sets the wind speed of an airflow based on a degree (Claim 2). According to this configuration, in addition to the first PMV value, which is the PMV value when air conditioning is performed only by the air conditioner, and the air conditioning operation by the air conditioner, spot air blowing to the area where the person exists is considered Compared with the second PMV value and, for example, the effect of improving the PMV value due to spot-like ventilation is simulated, the wind speed of the optimum air flow can be set by the wind speed setting unit.
本発明の請求項4にかかる空調システムは、室内空間を冷房又は暖房する空調機と、前記室内空間において人が存在する領域へスポット的に空気流を生じさせる送風を行う送風機構とを備える空調システムであって、前記送風機構は、少なくとも第1の空気流発生条件で送風を行わせる第1の送風モードと、前記第1の空気流発生条件とは発生条件を異ならせた第2の空気流発生条件で送風を行わせる第2の送風モードとを選択可能とする制御機構を備えていることを特徴とする。 An air conditioning system according to a fourth aspect of the present invention includes an air conditioner that cools or heats an indoor space, and an air-conditioning mechanism that blows air to generate an air flow in a spot manner in a region where a person exists in the indoor space. In the system, the air blowing mechanism includes a second air in which a generation condition is different from a first air blowing mode in which air is blown at least in a first air flow generation condition. A control mechanism is provided that enables selection of a second air blowing mode in which air is blown under a flow generation condition.
この構成によれば、冷房又は暖房の直接的な空調動作を行う空調機に、スポット的な空気流を生じさせ補助的な空調動作を行う送風機構を付設したので、空調機による空調能力の不足分を送風機構にて与えられる空気流で補わせることができ、空調機の運転負荷を軽減できるようになる。しかも、空気流発生条件が互いに異なる第1及び第2の送風モードが少なくとも選択可能にされているので、被空調室内に対してより適合的な空気流発生条件で、送風機構による補助的な空調動作を行わせることができるようになる。 According to this configuration, the air conditioner that directly performs the air conditioning operation of cooling or heating is provided with the air blowing mechanism that generates the spot air flow and performs the auxiliary air conditioning operation. Minutes can be supplemented by the air flow provided by the blower mechanism, and the operating load of the air conditioner can be reduced. In addition, since the first and second air blowing modes having different air flow generation conditions can be selected at least, the auxiliary air conditioning by the air blowing mechanism can be performed under the air flow generation conditions more suitable for the air-conditioned room. It becomes possible to make it operate.
上記構成において、前記第1の送風モードと第2の送風モードとは、季節要因に応じて選択されるものであり、送風機構は、第1の送風モードでの送風を行わせる第1の送風ノズルと、第2の送風モードでの送風を行わせる第2の送風ノズルとを備え、前記第1の送風ノズルと第2の送風ノズルとは、空気吹き出し条件が異なるよう構成することができる(請求項5)。この構成によれば、空気流発生条件を異ならせる態様として、空気吹き出し条件が異なる第1及び第2の送風ノズルを準備し、季節に応じて第1の送風ノズル又は第2の送風ノズルからスポット的な空気流を生じさせるようにしたので、空気流発生条件を簡易に変更でき、制御機構を簡素化することができる。 The said structure WHEREIN: The said 1st ventilation mode and the 2nd ventilation mode are selected according to a seasonal factor, and a ventilation mechanism makes 1st ventilation which performs ventilation in 1st ventilation mode. A nozzle and a second air blowing nozzle that performs air blowing in the second air blowing mode are provided, and the first air blowing nozzle and the second air blowing nozzle can be configured to have different air blowing conditions ( Claim 5). According to this configuration, the first and second air blowing nozzles having different air blowing conditions are prepared as a mode in which the air flow generation conditions are different, and the spot from the first air blowing nozzle or the second air blowing nozzle depending on the season. Therefore, the air flow generation conditions can be easily changed, and the control mechanism can be simplified.
このような構成において、前記第1の送風モードは夏季に、前記第2の送風モードは冬季に選択されるものであって、前記第1の送風ノズルは、スポット的に空気流を生じさせる領域の比較的近傍部から広角的な空気吹き出しを行うノズルとされ、前記第2の送風ノズルは、スポット的に空気流を生じさせる領域の比較的遠隔部から指向性の高い空気吹き出しを行うノズルとする構成を採用することができる(請求項6)。この構成によれば、夏季にあっては暖気が滞留しがちな室内上層部を避けて、人が存在する領域に対して、その近傍部位から拡散的な空気流が供給される。また冬季にあっては比較的遠隔部から指向性の高い空気流が発生されることで、室内上層部に存在する暖気を誘引しつつ、人が存在する領域に対して空気流が供給されるようになる。 In such a configuration, the first air blowing mode is selected in summer, the second air blowing mode is selected in winter, and the first air blowing nozzle is a region in which an air flow is generated in a spot manner. The second blower nozzle is a nozzle that blows air with a high directivity from a relatively remote part of a region where an air flow is generated in a spot manner. It is possible to adopt a configuration that does this (claim 6). According to this configuration, in the summer, a diffusive air flow is supplied from the vicinity of an area where people are present, avoiding the indoor upper layer where the warm air tends to stay. Also, in winter, a highly directional airflow is generated from a relatively remote part, so that airflow is supplied to the area where people are present while attracting warm air existing in the upper layer of the room. It becomes like this.
上記請求項4〜6のいずれかの構成において、第1の空気流発生条件及び第2の空気流発生条件は、前記室内空間において予め把握されたPMV値に基づいて決定される構成とすることが望ましい(請求項7)。この構成によれば、PMV値を意識した快適な空調を提供できるようになる。 The configuration according to any one of claims 4 to 6, wherein the first air flow generation condition and the second air flow generation condition are determined based on a PMV value previously grasped in the indoor space. Is desirable (Claim 7). According to this configuration, it is possible to provide comfortable air conditioning in consideration of the PMV value.
また、上記請求項4〜6のいずれかの構成において、前記第1の空気流発生条件及び第2の空気流発生条件は、前記室内空間に配置されたPMV値を計測するセンサにより計測されたPMV値に基づいて決定される構成とすることが望ましい(請求項8)。この構成によれば、室内空間における現状のPMV値を逐次把握しつつ、そのPMV値を意識した快適な空調を提供できるようになる。 In the configuration according to any one of claims 4 to 6, the first air flow generation condition and the second air flow generation condition are measured by a sensor that measures a PMV value disposed in the indoor space. It is desirable that the configuration is determined based on the PMV value. According to this configuration, it is possible to provide comfortable air conditioning in consideration of the PMV value while sequentially grasping the current PMV value in the indoor space.
請求項1にかかる空調システムによれば、送風機構の付設によりスポット的な空気流を生じさせることで、例えば夏季にあっては被空調室内に存在する人の体感温度を下げ、また冬季にあっては室内上層部に存在する暖気を対流させ暖房効率を向上させ得るので、もって空調機の負荷を軽減させることが可能となり省エネルギー化を図ることができる。また、送風機構により発生される空気流は、予め把握された室内空間のPMV値に基づいて制御されるようにしたので、例えば工場内環境が経年変化したとしてもPMV診断を適宜に実施することで現況にマッチした空調環境を提供できるようになる。また、空調機自身をPMV制御する場合に比べて簡易かつ安価に、PMV値を意識した快適な空調を提供できるようになる。 According to the air conditioning system of the first aspect, by providing a spot-like air flow by installing the air blowing mechanism, for example, in summer, the temperature of a person existing in the air-conditioned room is lowered, and in the winter season. As a result, it is possible to improve the heating efficiency by convection of the warm air existing in the upper layer of the room, so that it is possible to reduce the load on the air conditioner and to save energy. In addition, since the air flow generated by the blower mechanism is controlled based on the PMV value of the indoor space grasped in advance, for example, even if the factory environment changes over time, the PMV diagnosis is appropriately performed. Will be able to provide an air conditioning environment that matches the current situation. In addition, it is possible to provide comfortable air conditioning that is conscious of the PMV value more easily and at a lower cost than when the air conditioner itself is PMV controlled.
請求項2にかかる空調システムによれば、送風機構の付設によりスポット的な空気流を生じさせることで、例えば夏季にあっては被空調室内に存在する人の体感温度を下げ、また冬季にあっては室内上層部に存在する暖気を対流させ暖房効率を向上させ得るので、もって空調機の負荷を軽減させることが可能となり省エネルギー化を図ることができる。また、送風機構により発生される空気流は、被空調環境である室内空間のPMV値を計測するセンサにより計測された前記室内空間におけるPMV値に基づいて制御されるようにしたので、例えば工場内環境が経年変化した場合だけでなく、その日の気象条件により工場内環境が刻々変化した場合でも、現況にマッチした空調環境を提供できるようになる。また、空調機自身をPMV制御する場合に比べて簡易かつ安価に、PMV値を意識した快適な空調を提供できるようになる。 According to the air conditioning system of the second aspect, by providing a spot-like air flow by providing the air blowing mechanism, for example, in summer, the temperature of a person existing in the air-conditioned room is lowered, and in the winter season. As a result, it is possible to improve the heating efficiency by convection of the warm air existing in the upper layer of the room, so that it is possible to reduce the load on the air conditioner and to save energy. In addition, the air flow generated by the blower mechanism is controlled based on the PMV value in the indoor space measured by the sensor that measures the PMV value in the indoor space that is the air-conditioned environment. It is possible to provide an air conditioning environment that matches the current situation not only when the environment changes over time, but also when the factory environment changes every moment due to the weather conditions of the day. In addition, it is possible to provide comfortable air conditioning that is conscious of the PMV value more easily and at a lower cost than when the air conditioner itself is PMV controlled.
請求項3にかかる空調システムによれば、例えばスポット的な送風によるPMV値の改善効果をシミュレートした上で、風速設定部により最適な空気流の風速を設定することができるので、空調機の負荷をより一層効率的に軽減することが可能となり、省エネルギー効果をより高めることが可能となる。 According to the air conditioning system according to the third aspect, for example, after simulating the improvement effect of the PMV value by spot-like air blowing, the wind speed of the optimum air flow can be set by the wind speed setting unit. The load can be reduced more efficiently, and the energy saving effect can be further enhanced.
請求項4にかかる空調システムによれば、送風機構の付設により空調機の運転負荷が軽減されると共に、被空調室内に対してより適合的な空気流発生条件で、送風機構による補助的な空調動作を行わせることができるので、省エネルギー化及び快適な空調空間の提供を図ることができる。 According to the air conditioning system of the fourth aspect of the present invention, the operation load of the air conditioner is reduced by the provision of the air blowing mechanism, and the auxiliary air conditioning by the air blowing mechanism is performed under the air flow generation conditions more suitable for the air-conditioned room. Since the operation can be performed, it is possible to save energy and provide a comfortable air-conditioned space.
請求項5にかかる空調システムによれば、第1の送風ノズル又は第2の送風ノズルから選択的にスポット的な空気流を生じさせ得るようにしたので、空気流発生条件を簡易に変更でき、制御機構を簡素化することができることから、設備費用を抑制することができるようになる。 According to the air conditioning system of the fifth aspect, since the spot-like air flow can be selectively generated from the first air blowing nozzle or the second air blowing nozzle, the air flow generation condition can be easily changed, Since the control mechanism can be simplified, the equipment cost can be reduced.
請求項6にかかる空調システムによれば、夏季にあっては人が存在する領域の近傍部位から拡散的な空気流が供給される構成であるので、暖気が滞留しがちな室内上層部において熱の影響を受けずに空気流を供給でき、効果的に体感温度を低下させることができるようになる。また冬季にあっては、比較的遠隔部から指向性の高い空気流が発生されることで、室内上層部に存在する暖気を誘引しつつ、人が存在する領域に対して空気流が供給されるので、滞留暖気を効果的にスポット領域へ供給できるようになる。従って、いずれの季節においても、極めて効率的に空調機の負荷を軽減させることができる。 According to the air conditioning system of the sixth aspect of the present invention, in the summer, a diffusive air flow is supplied from the vicinity of a region where people are present, and therefore, heat is generated in the indoor upper layer portion where warm air tends to stay. Thus, the air flow can be supplied without being affected by the above, and the sensible temperature can be effectively reduced. Also, in winter, airflow with a relatively high directivity is generated from a relatively remote area, so that airflow is supplied to the area where people are present, while attracting warm air existing in the upper layer of the room. Therefore, the staying warm air can be effectively supplied to the spot region. Therefore, in any season, the load on the air conditioner can be reduced very efficiently.
請求項7にかかる空調システムによれば、PMV値を意識した快適な空調を提供できるので、省エネルギー化及び快適な空調空間の提供を一層効果的に図ることができるという効果を奏する。 According to the air conditioning system according to the seventh aspect, since comfortable air conditioning in consideration of the PMV value can be provided, there is an effect that energy saving and provision of a comfortable air conditioning space can be further effectively achieved.
請求項8にかかる空調システムによれば、室内空間における現状のPMV値を逐次把握しつつ、そのPMV値を意識した空調を提供できるようになるので、一層快適な空調を行うことが可能となる。 According to the air conditioning system according to the eighth aspect, it becomes possible to provide the air conditioning in consideration of the PMV value while sequentially grasping the current PMV value in the indoor space, so that more comfortable air conditioning can be performed. .
(第1実施形態)
以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態にかかる空調システムにつき詳細に説明する。図1は、工場建屋10内における大規模な室内空間100に、本発明にかかる空調システムSを適用する場合の構成を模式的に示す図である。この空調システムSは、工場建屋10内の室内空間100を冷房又は暖房する空調機20と、前記室内空間100において人が存在する領域(スポット領域K)へスポット的に空気流を生じさせる送風を行う送風機構30と、室内空間100の換気を行う換気機構40とを備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, an air conditioning system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration in a case where an air conditioning system S according to the present invention is applied to a large-scale
空調機20は、工場建屋10の床面14上に設置され、暖房用の暖気又は冷房用の冷気を生成して、被空調空間である室内空間100内へ直接的に、或いはダクト等を介して間接的に供給するものである。この空調機20としては、工場内空調機器として市販されている大容量型の各種空調機器を用いることができ、例えば水冷又は空冷ヒートポンプ型空調機などを用いることができる。なお空調機20は、温度センサ21を備えており、室内空間100の温度状況に応じて負荷調整(温度設定)が可能とされている。
The
送風機構30は、送風ファン31,風速制御部(風速設定部)32、吹き出しダクト33,夏用給気ダクト35,冬用給気ダクト36,送気ダクト37及び供給ダクト38等を備えて構成されている。また、吹き出しダクト33は、冷気吹き出しダクト331及びその先端側に配置されたファンネルノズル(第1の送風ノズル)341と、暖気吹き出しダクト332及びその先端に配置された指向性ノズル(第2の送風ノズル)342とを備えている。
The
送風ファン31は、前記スポット領域Kへ供給する空気流の生成源となるもので、回転翼を備えた各種タイプの送風ファンを用いることができる。なお、後述する通り夏季と冬季とでは最適な空気流速度は異なる(夏季は1〜2m/s程度、冬季は0.5m/s程度以下)ため、風量可変式の送風ファン(例えばインバータ制御式の送風ファン)が用いられる。風速制御部32は、このような送風ファン31による発生風量を、後述するPMV診断値や、吹き出しダクト33のノズル形状若しくはノズル配置位置に応じて設定可能とするものである。
The
吹き出しダクト33の冷気吹き出しダクト331は、夏季において室内空間100の床面14付近に沈降している冷気を取り入れて、スポット領域Kへ空気流として供給するためのもので、ロングタイプのダクトが用いられる。そして、この冷気吹き出しダクト331の先端側には、拡散的に気流を放射する(広角的な空気吹き出しを行う)ファンネルノズル341が取り付けられている。前記冷気吹き出しダクト331は、工場建屋10の天井12側から床面14方向に、前記スポット領域Kへ向けて垂直方向に延在する態様で設置されており、また前記ファンネルノズル341は、前記スポット領域Kの比較的近傍部位上方から空気の吹き出しを行うようになっている。
The cool
一方、吹き出しダクト33の暖気吹き出しダクト332は、冬季において室内空間100の天井12に滞留している暖気を取り入れて、スポット領域Kへ空気流として供給するためのもので、ショートタイプのダクトが用いられる。そして、この暖気吹き出しダクト332の先端側には、ジェット気流的な放射を行う(指向性の高い空気吹き出しを行う)指向性ノズル342が取り付けられている。かかる暖気吹き出しダクト332も、工場建屋10の天井12側から床面14方向に、前記スポット領域Kへ向けて垂直方向に延在する態様で設置されているが、前記指向性ノズル342は、前記ファンネルノズル341の設置位置に比べて室内空間100の高層部に配置されており、前記スポット領域Kに対して比較的遠隔部上方から空気の吹き出しを行うようになっている。
On the other hand, the warm
図2に簡易的な断面構造を示すように、冷気吹き出しダクト331と暖気吹き出しダクト332とは、天井12側の端部において、吹出口切替弁344を内部に備えた分岐管343に接続されている。前記吹出口切替弁344は、図2に示すように、例えば回動軸3441にて回動可能に支持された弁体3442からなり、弁体3442の回動動作により冷気吹き出しダクト331若しくは暖気吹き出しダクト332のいずれかを閉止する構成のものを採用することができる。
As shown in a simple cross-sectional structure in FIG. 2, the cold
このように、1つの吹き出しダクト33は、冷気吹き出しダクト331、暖気吹き出しダクト332及び分岐管343から構成され、このような吹き出しダクト33の複数が、人が作業する領域であるスポット領域Kに対応する位置に適宜設けられる。これら吹き出しダクト33(分岐管343の根本部)は、天井12面と水平方向に配置されている供給ダクト38にマニホールド状に取り付けられており、前記供給ダクト38を介して暖気若しくは冷気が各吹き出しダクト33に供給されるよう構成されている。
Thus, one
夏用給気ダクト35は長尺のダクトであって、天井12側から床面14へ向けて垂直方向に延在する態様で設置されている。該夏用給気ダクト35は、その床面14側の端部にエアインテーク352を備え、夏季において空調機20の冷房動作によって冷やされた空気が取り入れ可能とされている。なお、エアインテーク352は、操業の邪魔にならない箇所に配置され、その開口部には騒音防止のためのサイレンサ352が取り付けられている。これに加え、前記開口部には塵埃等をフィルタリングする簡易フィルタを取り付けることが望ましい。
The summer
一方、夏用給気ダクト35の天井12側端部は、送風ファン31の給気側に連通されている。さらに、夏用給気ダクト35の内部には、当該ダクト内部における空気流の遮断を可能とするダンパ353が配置されている。従って、ダンパ353が「開」とされた状態において、送風ファン31を稼働させて給気動作が行われると、前記エアインテーク352を介して、床面14付近の冷気が夏用給気ダクト35内へ取り入れられ、ダンパ353が「閉」とされた状態では夏用給気ダクト35を経由した空気の取り入れは行われないこととなる。
On the other hand, the end of the summer
冬用給気ダクト36は、比較的短尺のダクトであって、天井12付近において垂直方向に延在する態様で設置されている。該冬用給気ダクト36は、天井12側の端部(天井12面の近傍部位に配向されている上側端部)にエアインテーク361を備え、冬季において空調機20の暖房動作や機械熱等によって生じる滞留暖気が取り入れ可能とされている。一方、冬用給気ダクト36の下側端部は、送風ファン31の給気側に連通されている。
The winter
同様に、冬用給気ダクト36の内部には、当該ダクト内部における空気流の遮断を可能とするダンパ362が配置されている。従って、ダンパ362が「開」とされた状態において、送風ファン31を稼働させて給気動作が行われると、前記エアインテーク361を介して、天井12付近に滞留している暖気が冬用給気ダクト36内へ取り入れられ、ダンパ362が「閉」とされた状態では冬用給気ダクト36を経由した空気の取り入れは行われないこととなる。
Similarly, a
送風ファン31の送気側には、送気ダクト37が取り付けられている。該送気ダクト37の他端側は、前記供給ダクト38に連通されており、これにより前記夏用給気ダクト35若しくは冬用給気ダクト36から取り入れられた冷気若しくは暖気が、供給ダクト38を経由して各吹き出しダクト33へ供給可能とされている。この送気ダクト37の内部にもダンパ371が備えられており、該ダンパ371の開閉動作により供給ダクト38へ向けた送気の制御が可能とされている。
An
以上のような送風機構30に加え、当該空調システムSには、室内空間100の換気を行う換気機構40が備えられている。この換気機構40は、換気ダクト41、該換気ダクト41の出口42に配置された自重シャッタ43、及び換気ダクト41内に配置されたダンパ44とから構成されている。
In addition to the
換気ダクト41は、天井12面に対して水平方向に配設され、その一端側が送気ダクト37の中間部に連通されていると共に、他端側(出口42)は工場建屋10の側壁13に至るようなダクト長とされている。自重シャッタ43は、前記側壁13に組み込まれ、換気ダクト41から送られてくる空気流(風圧)によって開放され、空気流が存在しない場合にはその時自由により閉止される如きシャッタである。また、ダンパ44は、その開閉動作により換気ダクト38へ向けた送気の制御を可能とするためのものである。
The
このような換気機構40を設ける理由は、空調機20及び送風機構30の動作のみで快適な室内空間100の空調を行うには限界が有るためである。すなわち、夏季においては換気をしないと天井12付近に熱気が溜まってゆき、いずれ床面14付近(作業域付近)まで到達し、空調機20による冷房効果を減殺してしまう。また冬季においては、作業域付近の温度が著しく低下するため、この低温空気を効率的に換気(排気)しないと、空調機20による暖房効果を減殺することとなるからである。従って、天井12付近若しくは床面14付近の温度をセンシングする等して、間欠的に換気を行うようにすることが望ましい。
The reason for providing such a
動作については後記で詳述するが、前記送風機構30によりスポット領域Kへ向けた送風動作が行われるとき(送風モード)は、送気ダクト37に備えられているダンパ371が「開」とされる一方で、換気ダクト41に備えられているダンパ44が「閉」とされて送気路が形成される。一方、換気を行う場合(換気モード)は、前記ダンパ371が「閉」とされる一方で、ダンパ44が「開」とされて排気路が形成されるものである。
The operation will be described in detail later, but when the air blowing operation toward the spot region K is performed by the air blowing mechanism 30 (air blowing mode), the
なお、工場建屋10の屋根11と天井12との間の天井裏空間101は、工場内設備で発生される廃熱(暖気又は冷気)の流通路とされており、これにより本空調システムSがより効率的に稼働できる構成とされている。かかる天井裏空間101の廃熱は、側壁13の上層部に設置された換気ファン102及び自重シャッタ103を介して屋外に排気されるようになっている。
In addition, the ceiling back
以上の通り構成された空調システムSにおいて、前記送風機構30により発生される空気流の性質は、所定の制御機構により設定・制御される。本実施形態における制御機構は、送風ファン31の風速制御部(風速設定部)32と、暖気又は冷気の吹き出しを行うノズル部(の形状設定)とからなる。具体的には、送風ファン31による発生風量と、ファンネルノズル341及び指向性ノズル342の空気吐出量、吐出方向、吐出領域等の設定とにより、スポット領域Kへ供給する空気流の性質が決定される。
In the air conditioning system S configured as described above, the nature of the air flow generated by the
上記風速制御部32による送風ファン31の発生風量設定、及びファンネルノズル341及び指向性ノズル342の形状設定に際しては、スポット領域KのPMV値が考慮される。すなわち、送風機構30による送風を考慮しない第1の室内環境条件における第1のPMV値と、スポット領域Kへの送風を考慮した第2の室内環境条件における第2のPMV値とを対比し、前記第1のPMV値に対する前記第2のPMV値の改善度合いに基づいて空気流の風速設定(及びノズル形状の設定)がなされる。以下、PMV値を考慮した空気流発生条件設定について説明する。
The PMV value of the spot region K is taken into account when setting the amount of air generated by the
図3は、PMV値を考慮した空気流発生条件設定のプロセスを示すフローチャートである。先ず、被空調空間である室内空間100における所定箇所(送風機構による送風が予定されるスポット領域K)において、PMV値を求めるに際して必要となるPMVパラメータ毎の測定が行われる(ステップS11)。ここで測定対象となるパラメータは、温度、湿度、放射温度、風速、着衣量(クロ値)及び代謝量の6要素である。PMV値は、前記6要素により人体の熱収支が決定付けられ、該6要素を所定の予測式(後述のFangerによる予測式)によって得られる暑さ・寒さの予測値だからである。なお、PMV計(例えば京都電子工業株式会社、ポータブルPMV計AM−101)を用い、PMV値を直接求めるようにしても良い。
FIG. 3 is a flowchart showing a process for setting an air flow generation condition in consideration of the PMV value. First, measurement is performed for each PMV parameter necessary for obtaining the PMV value at a predetermined location in the
上記6要素は、外気温度(日射量を含む)と相関性を有している(特に気温、湿度、放射温度)ことから、6要素の測定に際しては外気温度の測定も並行して行う。また、計測時期については、暑さ若しくは寒さの最大評価が行えるよう、夏季特性については7月下旬から9月上旬、冬季特性については12月下旬から2月上旬に実施することが望ましい。 Since the six elements have a correlation with the outside air temperature (including the amount of solar radiation) (particularly, the temperature, humidity, and radiation temperature), the outside temperature is also measured in parallel with the measurement of the six elements. As for the measurement period, it is desirable to conduct the summer characteristics from the end of July to the beginning of September and the winter characteristics from the end of December to the beginning of February so that the maximum evaluation of heat or cold can be performed.
次に、測定した6要素に基づいて、PMV値が算出される(ステップS12)。かかる算出は、下記のFangerによる予測式に測定値を代入することで求められる。
PMV=f(M)・S
ここで、f(M)=0.303exp(−0.036・M)+0.028
S=M−(C+R+E)−(Cres+Eres)
但し、S:人体の熱収支(W/m2)
M:代謝量(W/m2)
C:対流放熱量(W/m2)=fcl・hc・(tcl-ta)
R:放射放熱量(W/m2)=3.96・10-8・fcl・{(tcl+273.15)4-(tr+273.15)4}
E:蒸発放熱量(W/m2)=3.05・(5.73−0.007・M−Pa) +0.42・(M−58.15)
Cres:呼吸による顕熱放熱量=0.0014・M・(34−ta)
Eres:呼吸による潜熱放熱量=0.0173・M・(5.87−pa・M)
なお、tcl:着衣温度=tsk−0.155・I・(C+R)
tsk:皮膚温度=35.7−0.0275・M
Next, a PMV value is calculated based on the measured six elements (step S12). Such calculation can be obtained by substituting the measured value into the following prediction formula by Fanger.
PMV = f (M) · S
Here, f (M) = 0.303exp (−0.036 · M) +0.028
S = M− (C + R + E) − (Cres + Eres)
S: Heat balance of human body (W / m 2 )
M: Metabolic amount (W / m 2 )
C: Convective heat dissipation (W / m 2 ) = fcl · hc · (tcl-ta)
R: radiation heat radiation amount (W / m 2) = 3.96 · 10 -8 · fcl · {(tcl + 273.15) 4 - (tr + 273.15) 4}
E: Evaporation heat dissipation (W / m 2 ) = 3.05 · (5.73-0.007 · M-Pa) + 0.42 · (M-58.15)
Cres: Sensible heat release by breathing = 0.0014 ・ M ・ (34−ta)
Eres: Latent heat release by breathing = 0.0173 ・ M ・ (5.87−pa ・ M)
In addition, tcl: clothing temperature = tsk−0.155 · I · (C + R)
tsk: Skin temperature = 35.7−0.0275 · M
PMV値は、+3から−3の範囲で表され、プラス側に移行するほど暑さを感じる度合いが大きくなり、マイナス側に移行するほど寒さを感じる度合いが大きくなる。また、PMV値がゼロになると、暑さ・寒さを感じないという「どちらでもない」温冷感領域となる。一般的にPMV値は、±0.5が快適性を感じる理想範囲であり、±0.84程度が暑さ若しくは寒さについて不快感を持つに至らない許容範囲であるとされる。図4は、それぞれのPMV値における温冷感及び予測不満足者率の感度分布を示すものである。 The PMV value is expressed in a range of +3 to -3, and the degree of feeling the heat increases as it shifts to the plus side, and the degree of feeling the cold increases as it shifts to the minus side. Further, when the PMV value becomes zero, it becomes an “neither” thermal sensation region in which heat / coldness is not felt. In general, the PMV value is considered to be an ideal range in which ± 0.5 feels comfortable, and about ± 0.84 is an acceptable range that does not cause discomfort with respect to heat or cold. FIG. 4 shows the sensitivity distribution of the thermal sensation and the predicted unsatisfied person rate at each PMV value.
上記PMV値は、他の温冷感指標とは異なり直接感覚量を示すものであることから、不満足率を容易に予測することができるようPPD(Predicted Percentage Dissatisfied:予測不満足率)値が算出される(ステップS13)。PPD値は、各PMV値における不満足率を予測したもので、PMV値と相関がある。図5に、Fangerによって導かれたPPD値の計算式と、PMV−PPD曲線を示す。当該曲線に示す通り、PMV値が0であっても、5%の不満足者が存在することが予測されている。なお、ISO7730においては、PPD<10%(PMV値=±0.5)が推奨されている。 Unlike the other thermal sensation indicators, the PMV value directly indicates the amount of sensation, so a PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) value is calculated so that the dissatisfaction rate can be easily predicted. (Step S13). The PPD value is a prediction of the unsatisfactory rate at each PMV value, and has a correlation with the PMV value. FIG. 5 shows the calculation formula of the PPD value derived by Fanger and the PMV-PPD curve. As shown in the curve, even if the PMV value is 0, 5% of unsatisfied people are predicted to exist. In ISO7730, PPD <10% (PMV value = ± 0.5) is recommended.
続いて、上記で求められたPMV値及び/又はPPD値に基づいて、PMV評価が実施される(ステップS14)。ここでは、送風機構30による送風を考慮しない第1の室内環境条件における第1のPMV値、すなわちスポット領域Kの現状におけるPMV値と、スポット領域Kへの送風を考慮した第2の室内環境条件における第2のPMV値、すなわち空気流をスポット領域Kへ供給した状況下におけるPMV値とが対比される。前記第1のPMV値は、現況値であるので、上記ステップS12で算出されたPMV値が用いられる。
Subsequently, PMV evaluation is performed based on the PMV value and / or PPD value obtained above (step S14). Here, the 1st PMV value in the 1st indoor environmental condition which does not consider the ventilation by
一方、第2のPMV値は、実際にスポット領域Kへ空気流を供給した状態で求められる(実際には、スポット領域Kへ空気流を供給しつつ、上記ステップS11〜ステップS13を実行する)。この場合、空気流の性質(例えば風速)を変えて、複数のデータを取得することが望ましい。なお、第1のPMV値及び第2のPMV値は、少なくとも夏季及び冬季の両極季節について取得すれば、年間特性が推定可能となる。 On the other hand, the second PMV value is obtained in a state where an air flow is actually supplied to the spot region K (actually, the above steps S11 to S13 are executed while supplying the air flow to the spot region K). . In this case, it is desirable to acquire a plurality of data by changing the property of the air flow (for example, the wind speed). If the first PMV value and the second PMV value are acquired for at least the summer and winter polar seasons, the annual characteristics can be estimated.
このようなPMV評価に加え、スポット領域Kへ空気流を供給している状態において、空調機20による冷房又は暖房の設定温度を変化させた場合のPMV値の変化を確認しておくことが望ましい。例えば夏季においては、所定の空気流をスポット領域Kへ与えつつ、空調機20による空調設定温度を順次変化させて、それぞれの設定温度におけるPMV値を求めるようにする。これにより、例えば空調設定温度が20℃のときのPMV値と、23℃のときのPMV値とに実質的な変化が無いことが判明すれば、当該空気流の供給下にあっては、空調設定温度を+3℃上昇させても同じ空調効果が得られるという診断結果が得られることになる。つまり、所定の条件で空気流を供給すれば、空調機20による空調設定温度を+3℃上昇させることができ、その設定温度上昇分につき空調機20の負荷が軽減でき、省エネルギー化を図ることができることが予測されるものである。
In addition to such PMV evaluation, it is desirable to confirm the change in the PMV value when the set temperature of cooling or heating by the
以上のようなPMV評価のステップを経て、季節に応じた送風機構30による発生空気流の性質が設定される(ステップS15)。この場合、少なくとも第1の空気流発生条件で送風を行わせる第1の送風モード(本実施形態では夏季モード)と、前記第1の空気流発生条件とは発生条件を異ならせた第2の空気流発生条件で送風を行わせる第2の送風モード(本実施形態では冬季モード)とが設定される。この設定条件に基づいて、図1に示した空調システムSの場合は、冷気吹き出しダクト331及び暖気吹き出しダクト332からの空気吹き出し条件が定められる。具体的には、各々の吹き出しダクト33におけるファンネルノズル(第1の送風ノズル)341及び指向性ノズル(第2の送風ノズル)342のノズル形状、ノズル高さ、送風ファン31の運転条件(風速)などが決定され、かかる決定値に基づいて室内空間100内にノズルが設置される。
Through the PMV evaluation step as described above, the nature of the generated air flow by the
このようにして、送風機構30による空気流発生条件の設定がなされたら、季節要因に応じた空調システムSの運転(空調機20の運転、及びファンネルノズル341又は指向性ノズル342のいずれかからの空気流の供給)が実施される(ステップS16)。この動作については、後記で詳述する。その後、工場内レイアウトの変更等、室内空間100において大きな環境変化が生じた場合(ステップS17でyes)、例えば熱源となるような機械装置等が据え付けられたりライン変更が為されたりした場合、PMV値が変化する可能性があるので、再びステップS11〜ステップS15のPMV診断を実行し、必要に応じて吹き出しダクト33の設定が変更される。
When the air flow generation conditions are set by the
続いて季節変化が有ったか否かが確認され(ステップS18)、季節変化がない場合(ステップS18でno)は、そのまま空調システムSの運転が継続される。一方、季節変化が有った場合は(ステップS18でyes)、送風モードの変更が行われる(ステップS19)。具体的には、夏季モードから冬季モードに変更する場合は、空気の吹き出しがファンネルノズル341から指向性ノズル342へ変更される。また、冬季モードから夏季モードに変更する場合は、空気の吹き出しが指向性ノズル342からファンネルノズル341へ変更され、空調システムSの運転が行われる。
Subsequently, it is confirmed whether or not there is a seasonal change (step S18). If there is no seasonal change (no in step S18), the operation of the air conditioning system S is continued. On the other hand, if there is a seasonal change (yes in step S18), the air blowing mode is changed (step S19). Specifically, when changing from the summer mode to the winter mode, the air blowing is changed from the
次に、送風機構30を第1の送風モード(夏季モード)、及び第2の送風モード(冬季モード)でそれぞれ運転する場合の動作について説明する。図6は、当該空調システムSを夏季モードで運転している状態を示す模式図であり、図7は、その運転状態を説明するためのタイムチャートである。
Next, the operation when the
図6に示すように夏季モードにおいては、空調機20は冷房動作を行うと共に、送風機構30は、夏用給気ダクト35が空気(冷気)の取り入れ口となり、各吹き出しダクト33は冷気吹き出しダクト331が空気の吹き出し口となる。従って、夏用給気ダクト35内のダンパ353が「開」とされる一方で、冬用給気ダクト36内のダンパ362は「閉」とされる。そして、送気ダクト37内のダンパ371も「開」とされ、分岐管343内の吹出口切替弁344は暖気吹き出しダクト332側を閉止する状態とされる。
As shown in FIG. 6, in the summer mode, the
このような空気流路形成により、送風ファン31が駆動されると、夏用のエアインテーク352から空気が取り込まれ、順次夏用給気ダクト35、送気ダクト37及び供給ダクト38を経由し、冷気吹き出しダクト331のファンネルノズル341からスポット領域Kの比較的近傍部位上方から広角的な空気吹き出しが行われる。すなわち、空調機20の冷房動作によって床面14付近に生成されている冷気がエアインテーク352から取り込まれ、該冷気はロングタイプの冷気吹き出しダクト331により室内空間100上層部の熱気を避けて床面14近くまで運ばれ、ファンネルノズル341から吹き出されることになる。この吹き出しの風速は、上述したPMV診断により、建物環境を把握した上で決定される。
When the
なお、前記エアインテーク352付近に温度計を設置し、エアインテーク352からの給気温度が30℃を超過した場合には、風速制御部32が送風ファン31の運転を停止するシーケンスを組み込むことが望ましい。これは、30℃を超える温度の空気流を人体に吹き付けた場合、熱気を吹き付けているに等しくなって多くの人が不快感を覚えるようになるからである。
It should be noted that a thermometer is installed near the
換気時においては、冬用給気ダクト36が空気の取り入れ口となり、換気機構40の換気ダクト41が空気の吹き出し口とされる。従って、換気動作を行う場合、冬用給気ダクト36内のダンパ362及び換気ダクト41内のダンパ44は「開」とされる一方、夏用給気ダクト35内のダンパ353及び送気ダクト37内のダンパ371は「閉」とされる。これにより、換気動作時においては、天井12付近に滞留している熱気が冬用インテーク361から取り入れられ、換気ダクト41の出口42から工場建屋10の外部へ排気されるものである。なお、この換気動作は、一定時間毎に前記ダンパ群の開閉状態を自動的に切り替える等して、定期的に行わせることが望ましい。
During ventilation, the winter
続いて図7のタイムチャートに基づいて、夏季における当該空調システムSの運用パターンの一例について説明する。まず当該空調システムSの運転開始時である時刻t11において、送風機構30(送風ファン31)が運転状態とされる。すなわち、送風ファン31が駆動され、夏用のエアインテーク352から空気が取り入れられ、ファンネルノズル341からの空気の吹き出しが開始される。これは、空調機20が稼動する前に、所定の空気流環境を予め形成しておき、効率的に空調機20の運転を行うためである。以後、送風ファン31は継続的に運転される。
Next, an example of an operation pattern of the air conditioning system S in the summer will be described based on the time chart of FIG. First, at time t11 when the operation of the air conditioning system S is started, the air blowing mechanism 30 (the air blowing fan 31) is brought into an operating state. That is, the
その後、時刻t12において空調機20の運転が開始される。該空調機20は所定の設定温度(空調温度)が定められており、この設定温度を中心として冷房が効きすぎると感じられる温度(PMV下限温度)と、冷房効果が弱い(暑い)と感じられる温度(PMV上限温度)とが設定されている。空調機20は、このPMV上限・下限温度範囲内に室内空間100の温度を維持できるよう運転される。
Thereafter, the operation of the
室内温度が設定温度に達した時刻t13において、空調機20の運転が停止される。続く時刻t14において、換気動作が開始される。すなわち、上述の通りダンパ362,44が「開」とされ、ダンパ353,371が「閉」とされる。そして、所定時間経過後(所定の換気時間経過後)、前記ダンパ群の開閉状態が反転される。以後、このようなダンパ群の開閉切り替えが定期的に行われ、換気が実行される。
At time t13 when the room temperature reaches the set temperature, the operation of the
室内温度がPMV上限温度まで上昇した時刻t15において、空調機20の運転が再開される。そして、室内温度が設定温度に達した時刻t16において、空調機20の運転が再び停止される。以後、時刻t17で空調機20の運転再開、時刻t18で運転停止というように、PMV上限・下限温度範囲内に室内空間100が維持されるよう、同様な動作が繰り返される。
At time t15 when the room temperature rises to the PMV upper limit temperature, the operation of the
次に、冬季モードによる運転の動作について説明する。図8は、空調システムSを冬季モードで運転している状態を示す模式図であり、図9は、その運転状態を説明するためのタイムチャートである。 Next, the operation of the operation in the winter mode will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the air conditioning system S is operated in the winter mode, and FIG. 9 is a time chart for explaining the operation state.
図8に示すように冬季モードにおいては、空調機20は暖房動作を行うと共に、送風機構30は、冬用給気ダクト36が空気(暖気)の取り入れ口となり、各吹き出しダクト33は暖気吹き出しダクト332が空気の吹き出し口となる。従って、冬用給気ダクト36内のダンパ362が「開」とされる一方で、夏用給気ダクト35内のダンパ353は「閉」とされる。そして、送気ダクト37内のダンパ371も「開」とされ、分岐管343内の吹出口切替弁344は冷気吹き出しダクト331側を閉止する状態とされる。
As shown in FIG. 8, in the winter mode, the
このような空気流路形成により、送風ファン31が駆動されると、冬用のエアインテーク361から空気が取り込まれ、順次冬用給気ダクト36、送気ダクト37及び供給ダクト38を経由し、暖気吹き出しダクト332の指向性ノズル342からスポット領域Kの比較的遠隔部位上方からジェット気流的な空気吹き出しが行われる。すなわち、空調機20の暖房動作によって天井12付近に滞留している暖気がエアインテーク361から取り込まれ、該暖気は指向性ノズル342から吹き出されることになる。このようなジェット気流的な空気吹き出しを行わせることで、室内空間100上層部に滞留している暖気が前記ジェット気流に誘引されてスポット領域Kへ吹き下ろされることとなり、スポット領域K内の人の体感温度を上昇させることができる。なお、指向性ノズル342からの空気吹き出しの風速は、上述したPMV診断により建物環境を把握した上で決定される。但し、風速を高くする程、人の体温が気流によって放散され寒さを感じさせてしまうことから、微風領域(例えば0.5m/s程度)において風速を選定することが望ましい。
When the
換気時においては、夏用給気ダクト35が空気の取り入れ口となり、換気機構40の換気ダクト41が空気の吹き出し口とされる。従って、換気動作を行う場合、夏用給気ダクト35内のダンパ353及び換気ダクト41内のダンパ44は「開」とされる一方、冬用給気ダクト36内のダンパ362及び送気ダクト37内のダンパ371は「閉」とされる。これにより、換気動作時においては、床面14付近に滞留している冷気が夏用インテーク351から取り入れられ、換気ダクト41の出口42から工場建屋10の外部へ排気されるものである。なお、この換気動作は、一定時間毎に前記ダンパ群の開閉状態を自動的に切り替える等して、定期的に行わせることが望ましい。
During ventilation, the summer
続いて図9のタイムチャートに基づいて、冬季における当該空調システムSの運用パターンの一例について説明する。まず当該空調システムSの運転開始時である時刻t21において、送風機構30(送風ファン31)が運転状態とされる。すなわち、送風ファン31が駆動され、冬用のエアインテーク361から空気が取り入れられ、指向性ノズル342からの空気の吹き出しが開始される。これは、空調機20が稼動する前に、所定の空気流環境を予め形成しておき、効率的に空調機20の運転を行うためである。以後、送風ファン31は継続的に運転される。
Next, an example of an operation pattern of the air conditioning system S in winter will be described based on the time chart of FIG. First, at time t21 when the operation of the air conditioning system S is started, the air blowing mechanism 30 (the air blowing fan 31) is brought into an operating state. That is, the
その後、時刻t22において空調機20の運転が開始される。該空調機20は所定の設定温度(空調温度)が定められており、この設定温度を中心として暖房が効きすぎて暑いと感じられる温度(PMV上限温度)と、暖房効果が弱い(寒い)と感じられる温度(PMV下限温度)とが設定されている。空調機20は、このPMV上限・下限温度範囲内に室内空間100の温度を維持できるよう運転される。
Thereafter, the operation of the
室内温度が設定温度に達した時刻t23において、空調機20の運転が停止される。続く時刻t24において、換気動作が開始される。すなわち、上述の通りダンパ353,44が「開」とされ、ダンパ362,371が「閉」とされる。そして、所定時間経過後(所定の換気時間経過後)、前記ダンパ群の開閉状態が反転される。以後、このようなダンパ群の開閉切り替えが定期的に行われ、換気が実行される。
At time t23 when the room temperature reaches the set temperature, the operation of the
室内温度がPMV下限温度まで上昇した時刻t25において、空調機20の運転が再開される。そして、室内温度が設定温度に達した時刻t26において、空調機20の運転が再び停止される。以後、時刻t27で空調機20の運転再開、時刻t28で運転停止というように、PMV上限・下限温度範囲内に室内空間100が維持されるよう、同様な動作が繰り返される。
At time t25 when the room temperature rises to the PMV lower limit temperature, the operation of the
(第2実施形態)
図10は、本発明の第2実施形態にかかる空調システムSAの構成を模式的に示す図である。なお、図1と同じ符号を付している部分は同一部分を示し、これらの部分については重複を避けるため説明を省略する。この実施形態は、被空調空間である室内空間100にPMV値を計測するセンサを配置すると共に、該センサの計測値に基づいて現状のPMV値を把握するようにし、この計測されたPMV値に基づいて送風機構30の動作を制御するようにした実施形態である。すなわち、第1実施形態にあっては予めPMV評価を行い固定値的なPMV値を設定した上で送風機構30の動作を制御するのではなく、PMV値を常時計測しながら、その時点におけるPMV値に応じて送風機構30の動作を制御するものである。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of an air conditioning system SA according to the second embodiment of the present invention. 1 denote the same parts, and the description of these parts is omitted to avoid duplication. In this embodiment, a sensor for measuring the PMV value is arranged in the
このため、本実施形態では、スポット領域Kの領域内に、PMVパラメータを測定するための温度・湿度センサ51及び放射温度センサ52が配置されている。また、風速制御部32には、前記温度・湿度センサ51及び放射温度センサ52による計測結果や、各種設定値に基づいて現状におけるPMV値を演算により求めると共に、当該PMV値に応じて送風ファン31の風速を決定する演算を行う演算部321が備えられている。なお、スポット領域Kの領域内に、前掲のPMV計を配置するようにし、該PMV計の計測結果に基づいて、前記演算部321が送風ファン31の風速決定のみを行うようにしても良い。
For this reason, in the present embodiment, the temperature /
上記構成において、温度・湿度センサ51及び放射温度センサ52は、スポット領域Kの領域内の温度、放射温度及び湿度を常時計測し、その測定値を風速制御部32の演算部321に所定のサンプリングレートで送信する。なお、PMVパラメータのうちの着衣量及び代謝量については、予め各季節毎の代表的な値を演算部321に備えられているメモリ部に入力しておく。
In the above configuration, the temperature /
そして、演算部321はこれらPMVパラメータに基づいて、現時点における室内空間100(スポット領域K)のPMV値を求める。このPMV値が、空調機20及び送風機構30による空調制御の際の目標PMV値とされる。演算部321は、この目標PMV値に近づくことができるよう、送風機構30の運転条件の決定、具体的には送風ファン31の風速を決定する。その後、このようにして決定された所定の空気流が、スポット領域Kへ供給されることとなる。
And the calculating
また、その後時間が経過し、気象条件が変化したこと等に伴い温度・湿度センサ51及び放射温度センサ52の計測値が変化した場合、新たな目標PMV値が設定され、演算部321は、この新たな目標PMV値に近づくことができるよう、送風ファン31の風速を決定する。そして、この新たに設定された所定の空気流が、スポット領域Kへ供給されるものである。なお、過剰な風速が設定されてしまわないよう、風速についての所定の閾値を演算部321に備えられているメモリ部等に記憶させておくことが望ましい。
Further, when the measured values of the temperature /
以上、本発明の一実施形態にかかる空調システムSについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば下記(1)〜(3)のような態様を採ることができる。
(1)上記実施形態では、ロングタイプの冷気吹き出しダクト331とショートタイプの暖気吹き出しダクト332とを別個に設置した場合につき説明したが、吹き出しダクト33としてダクト長さが伸縮可能なものを採用してダクトを一本化しても良い。この場合、空気吹き出しノズル形状が広角及び指向性に変更できるものとすることが望ましい。
As mentioned above, although air-conditioning system S concerning one embodiment of the present invention was explained, it is not limited to this but can take the following modes (1)-(3), for example.
(1) In the above embodiment, the case where the long type cold
(2)上記実施形態では、夏季モードと冬季モードとの2種について設定を行う場合について例示したが、これに加えて春・秋モードを設定するものとし、同様にPMV診断を行って送風機構30による空気流供給を行うようにしてもよい。また、酷暑期又は厳冬期用のモードを設定し、通常の夏季・冬季モードとは異なる空気流供給を行うようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, the case where the setting is made for two types of the summer mode and the winter mode is exemplified, but in addition to this, the spring / autumn mode is set. Air flow supply by 30 may be performed. In addition, a mode for an extremely hot season or a severe winter season may be set, and air flow supply different from the normal summer / winter mode may be performed.
(3)上記実施形態では、工場建屋10内の室内空間100を被空調空間とした場合について例示したが、オフィス、スーパーマーケット、劇場等の大規模空間を被空調空間とするものであってもよい。
(3) In the above embodiment, the case where the
10 工場建屋
100 室内空間
20 空調機
30 送風機構
31 送風ファン
32 風速制御部(風速設定部/空気流の性質を制御する制御機構)
33 吹き出しダクト
331 冷気吹き出しダクト
332 暖気吹き出しダクト
341 ファンネルノズル(広角的な空気吹き出しを行うノズル)
342 指向性ノズル(指向性の高い空気吹き出しを行うノズル)
35 夏用給気ダクト
36 冬用給気ダクト
37 送気ダクト
38 供給ダクト
40 換気機構
41 換気ダクト
353、362、371、44 ダンパ
S 空調システム
K スポット領域
DESCRIPTION OF
33
342 Directional nozzle (nozzle that blows air with high directivity)
35 Air supply duct for
Claims (8)
前記送風機構は、予め把握された前記室内空間におけるPMV値に基づいて、発生する空気流の性質を制御する制御機構を備えていることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system comprising an air conditioner that cools or heats an indoor space, and a blower mechanism that blows air to generate an air flow in a spot manner in a region where a person exists in the indoor space,
The air-conditioning system characterized in that the air blowing mechanism includes a control mechanism that controls the nature of the air flow that is generated based on the PMV value in the indoor space ascertained in advance.
前記送風機構は、前記室内空間のPMV値を計測するセンサと、前記センサにより計測された前記室内空間におけるPMV値に基づいて、発生する空気流の性質を制御する制御機構とを備えていることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system comprising an air conditioner that cools or heats an indoor space, and a blower mechanism that blows air to generate an air flow in a spot manner in a region where a person exists in the indoor space,
The air blowing mechanism includes a sensor that measures the PMV value in the indoor space, and a control mechanism that controls the nature of the air flow that is generated based on the PMV value in the indoor space measured by the sensor. An air conditioning system characterized by
前記風速設定部は、前記送風機構による送風を考慮しない第1の室内環境条件における第1のPMV値と、人が存在する領域へのスポット的な送風を考慮した第2の室内環境条件における第2のPMV値とを対比し、
前記第1のPMV値に対する前記第2のPMV値の改善度合いに基づいて空気流の風速を設定することを特徴とする請求項1又は2記載の空調システム。 The control mechanism includes a wind speed setting unit that sets a wind speed of an air flow generated by the air blowing mechanism,
The said wind speed setting part is the 1st PMV value in the 1st indoor environmental condition which does not consider the ventilation by the said ventilation mechanism, and the 2nd indoor environmental condition in consideration of the spot-like ventilation to the area | region where a person exists. Contrast with the PMV value of 2.
The air conditioning system according to claim 1 or 2, wherein a wind speed of an air flow is set based on an improvement degree of the second PMV value with respect to the first PMV value.
前記送風機構は、少なくとも第1の空気流発生条件で送風を行わせる第1の送風モードと、前記第1の空気流発生条件とは発生条件を異ならせた第2の空気流発生条件で送風を行わせる第2の送風モードとを選択可能とする制御機構を備えていることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system comprising an air conditioner that cools or heats an indoor space, and a blower mechanism that blows air to generate an air flow in a spot manner in a region where a person exists in the indoor space,
The blower mechanism blows air at a first airflow generation condition in which the airflow is performed at least under a first airflow generation condition and a second airflow generation condition in which the generation condition is different from the first airflow generation condition. An air conditioning system comprising: a control mechanism that enables selection of a second air blowing mode for performing the operation.
送風機構は、第1の送風モードでの送風を行わせる第1の送風ノズルと、第2の送風モードでの送風を行わせる第2の送風ノズルとを備え、
前記第1の送風ノズルと第2の送風ノズルとは、空気吹き出し条件が異なるものとされていることを特徴とする請求項4記載の空調システム。 The first air blowing mode and the second air blowing mode are selected according to seasonal factors,
The blower mechanism includes a first blower nozzle that blows air in the first blower mode, and a second blower nozzle that blows air in the second blower mode,
The air conditioning system according to claim 4, wherein the first blowing nozzle and the second blowing nozzle have different air blowing conditions.
前記第1の送風ノズルは、スポット的に空気流を生じさせる領域の比較的近傍部から広角的な空気吹き出しを行うノズルとされ、
前記第2の送風ノズルは、スポット的に空気流を生じさせる領域の比較的遠隔部から指向性の高い空気吹き出しを行うノズルとされていることを特徴とする請求項5記載の空調システム。 The first air blowing mode is selected in summer, and the second air blowing mode is selected in winter.
The first air blowing nozzle is a nozzle that blows out a wide-angle air from a relatively close part of an area where an air flow is generated in a spot manner,
6. The air conditioning system according to claim 5, wherein the second air blowing nozzle is a nozzle that blows out air with high directivity from a relatively remote part of an area where an air flow is generated in a spot manner.
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