JP7740819B2 - ゾーン空調システム - Google Patents
ゾーン空調システムInfo
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Description
そこで、作業員の移動及び作業を妨げずにゾーニングをする方法として、エアカーテンによるゾーニングが考えられる。エアカーテンを用いたゾーニング技術として、例えば特許文献1には、エアカーテンを用いることで搬入出の障害にならないクリーンブースが開示されている。
請求項2に記載の発明は、上記構成において、ゾーンの上部に、天井部が配置されることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、上記構成において、吹き出し口は、冷気又は暖気の吐出方向を拡散させる拡散手段を備えることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、上記構成において、ゾーンの上部から下方に向けてミストを噴霧する噴霧部を備えることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、上記構成において、エアカーテン形成装置は、下方に延びており、風を下方へ導くエアガイドを備えることを特徴とする。
図1は、本発明のゾーン空調システムを示す説明図である。
ゾーン空調システム1は、工場等の壁を有する構造物の内部の所定区画であるゾーン6に設けられ、図1に示すように、エアカーテン2及び天井部5によりゾーン6と外部とを仕切ることで、ゾーニングされたゾーン6の内部を効果的に空調(冷暖房)するために用いられる。
ゾーン空調システム1は、4つのエアカーテン形成装置3により形成されるエアカーテン2、及びビニールシート等を用いて支持体4の支持部4b内に設けられる天井部5により、直方体状のゾーン6を形成する。
なお、支持部4bを構造物の天井から吊り下げ支持する等の方法で設ける場合、柱部4aを省略しても良い。また、柱部4aによってエアカーテン形成装置3を配置する場合、支持部4bを省略しても良い。また、天井部5は、構造物の天井から吊り下げ支持すること等により、支持体4と別体で設けられても良い。
また、構造物の壁がゾーン6の境界の一部となる場合、エアカーテン形成装置3は、ゾーン6の境界における壁以外の部分に配置される。すなわち、ゾーン6の境界はエアカーテン2と構造物の壁との組み合わせで構成されても良い。
さらに、天井部5の所定箇所には、噴霧部10が設けられる。噴霧部10は、図示しない水供給手段に配管されている。噴霧部10は、下方に向けてミストを任意の噴霧量で噴霧する。
なお、吹き出し口7及び噴霧部10の少なくとも一方は、構造物の天井から吊り下げ支持すること等により、天井部5以外に設けられても良い。また、吹き出し口7及び噴霧部10は、上面視でゾーン6の中に配置されていれば、天井部5と高さが異なっていても良い。例えば、吹き出し口7が地上付近に配置されても良いし、噴霧部10が支持体4に配置されても良い。
以下、ゾーン空調システム1等を模した計算モデル1aを用いた冷房時の計算結果を示し、実施例1(実施例1-1~1-6)及び本発明に属さない比較例1について説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
実施例1及び比較例1の計算モデル1aは、図2に示すように、一辺5m(メートル)、床Fからの高さ3mの四角形状に、各エアカーテン形成装置3が配置され、その内方に吹き出し口7が配置された場合を模している。また、計算では、外気温が温度33℃湿度50%とされた。また、吹き出し口7に設けられたシーリングディフューザ9は、90度ずつ異なる4方向に空気を拡散するものとし、吹き出し口7からは、温度18℃(実施例1-6は15℃)湿度50%の冷気が、各方向に225m3/hの風量で拡散するものとされた。
図3は、本発明のゾーン空調システムを模した計算モデルを用いた温度計算結果を示す説明図であって、(a)は比較例1の計算結果、(b)は実施例1-1の計算結果、(c)は実施例1-2の計算結果、(d)は実施例1-3の計算結果、(e)は実施例1-4の計算結果、(f)は実施例1-5の計算結果、(g)は実施例1-6の計算結果である。なお、温度計算結果で示す温度分布は、床Fからの高さが1mでの水平平面上の温度分布を示す。また、温度分布の下限は22℃であり、上限は33℃である。
図4は、実施例1及び比較例1におけるゾーン6の内部の平均気温を示すグラフである。
また、ゾーン6の上部に、天井部5が配置される。
よって、実施例1は、比較例1と比べ、ゾーニングされたゾーン6の内部全域を効果的に冷房することができる。また、エアカーテン2によるゾーニングは、物理的な壁である間仕切りを構築せず、作業員はエアカーテン2を通過することができる。従って、作業員の作業効率は維持される。
よって、ゾーン6の全域に冷気が拡散され、ゾーン6の内部全域が、より効果的に冷房される。
次に、ゾーン空調システム1等を用いた冷房の実地試験装置1bに係る実施例2(実施例2-1~2-4)及び本発明に属さない比較例2(比較例2-1~2-3)について説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
実施例2及び比較例2の実地試験装置1bは、図5に示すように、一辺4m、吐出部3aまでの高さ2.7mの四角形状に配置された各エアカーテン形成装置3と、当該四角形の中央に配置された吹き出し口7とを備える。
また、実地試験装置1bは、所定広さの試験室内に設置され、試験室への投入熱量は、353W/m2とされた。
図6は、比較例2-1の温度測定結果を示す説明図であって、(a)は高さ1mでの水平平面上の温度分布、(b)は吹き出し口の直下で直交する2方向の垂直断面の温度分布である。図7は、比較例2-2の温度測定結果を示す説明図であって、(a)は高さ1mでの水平平面上の温度分布、(b)は吹き出し口の直下で直交する2方向の垂直断面の温度分布である。図8は、比較例2-3の温度測定結果を示す説明図であって、(a)は高さ1mでの水平平面上の温度分布、(b)は吹き出し口の直下で直交する2方向の垂直断面の温度分布である。図9は、実施例2-1の温度測定結果を示す説明図であって、(a)は高さ1mでの水平平面上の温度分布、(b)は吹き出し口の直下で直交する2方向の垂直断面の温度分布である。図10は、実施例2-2の温度測定結果を示す説明図であって、(a)は高さ1mでの水平平面上の温度分布、(b)は吹き出し口の直下で直交する2方向の垂直断面の温度分布である。図11は、実施例2-3の温度測定結果を示す説明図であって、(a)は高さ1mでの水平平面上の温度分布、(b)は吹き出し口の直下で直交する2方向の垂直断面の温度分布である。図12は、実施例2-4の温度測定結果を示す説明図であって、(a)は高さ1mでの水平平面上の温度分布、(b)は吹き出し口の直下で直交する2方向の垂直断面の温度分布である。
よって、実施例2は、エアカーテン2及び天井部5により外部と仕切られ、ゾーニングされたゾーン6の内部全域を効果的に冷房することができる。また、エアカーテン2によるゾーニングは、物理的な壁である間仕切りを構築せず、作業員はエアカーテン2を通過することができる。従って、作業員の作業効率は維持される。
よって、ゾーン6の全域に冷気が拡散され、ゾーン6の内部全域が、より効果的に冷房される。
よって、冷気による冷却に、ミストの気化による冷却が加わり、ゾーン6の内部の空気の冷却効率が向上したことで、ゾーン6の内部全域がより一層効果的に冷房される。加えて、冷気の吐出がミストの気化を促すことで、ミストによる床Fの結露が抑えられるため、作業員の作業効率は維持される。
よって、エアカーテン2がより高いゾーニング効果を発揮し、ゾーン6の内部の冷房効率を向上できる。
また、天井部を構成する部材は、ビニールシートに限定されず、一般的な建材でも良い。さらに、空間の天井の一部が下方に向けて突出し、当該突出した部分をゾーン空調システムの天井部とする等しても良い。なお、天井部は、設けられなくても良い。
また、空調装置からは、暖気が送られても良い。すなわち、ゾーン空調システムは、暖房に用いられても良い。暖房の効果は冷房の場合と同様である(ミストを除く)。
また、吹き出し口は、ゾーンの内部を効果的に冷暖房できれば、その数及び配置箇所は限定されない。噴霧部についても同様である。
また、吹き出し口は、拡散手段を備えていなくても良い。
また、エアガイドの鉛直方向長さは、作業員の作業効率を維持できる範囲内であれば、任意に設定可能である。
以下、エアカーテンの吹き出し方向が水平方向の発明(以下、変形例)の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図13は、変形例のゾーン空調システムを示す説明図である。なお、図13に示される寸法は、後述する変形例計算モデルの説明のためであり、実際は任意の値を設定可能である。
ゾーン空調システム11は、工場等の壁を有する構造物の内部の所定区画であるゾーン60に設けられ、図13に示すように、エアカーテン20及び天井部50によりゾーン60と外部とを仕切ることで、ゾーニングされたゾーン60の内部を効果的に空調(冷暖房)するために用いられる。
なお、構造物の壁がゾーン60の境界の一部となる場合、エアカーテン形成装置30は、ゾーン60の境界における壁以外の部分に配置される。すなわち、ゾーン60の境界はエアカーテン20と構造物の壁との組み合わせで構成されても良い。この場合、エアカーテン20の風速は、上面視でゾーン60が閉じた境界を形成可能な範囲で任意に設定される。
図14は、変形例のゾーン空調システムを模した変形例計算モデルを用いた温度計算結果を示す説明図であって、(a)は変形比較例1の計算結果、(b)は変形実施例1-1の計算結果、(c)は変形実施例1-2の計算結果、(d)は変形実施例1-3の計算結果である。なお、温度計算結果で示す温度分布は、床からの高さ1mでの水平平面上の温度分布を示す。また、図14(a)及び(b)における温度分布の下限は28℃であり、上限は35℃である。また、図14(c)及び(d)における温度分布の下限は17℃であり、上限は25℃である。加えて、図14では、温度分布を視認し易くするため、天井部の記載を省略している。
また、変形実施例1は、エアカーテン形成装置30は、エアカーテン20の形成方向に延びるエアガイド30bを備える。
よって、変形実施例1は、エアカーテン20、又はエアカーテン20及び天井部50によりゾーニングされたゾーン60の内部全域を効率的に冷房又は暖房することができる。また、エアカーテン20によるゾーニングは、物理的な壁を構築せず、作業員はエアカーテン20を通過することができる。従って、作業員の作業効率は維持される。
よって、天井部50が上方からゾーン60への外気の侵入を防ぎ、ゾーン60の内部全域をより効率的に冷房又は暖房することができる。
また、天井部の大きさは、上面視でのゾーンの境界と同等以上の大きさであれば、任意に設定可能である。
また、天井部を構成する部材は、ビニールシートに限定されず、一般的な建材でも良い。さらに、空間の天井の一部が下方に向けて突出し、当該突出した部分をゾーン空調システムの天井部とする等しても良い。
また、吹き出し口は、ゾーンの内部を効果的に冷暖房できれば、その数及び配置箇所は限定されない。さらに、吹き出し口の先端に吐出される冷気又は暖気を拡散させる拡散手段を備えても良い。
また、エアガイドの水平方向長さは、作業員の作業効率を維持できる範囲内であれば、任意に設定可能である。
また、変形例のゾーン空調装置11は、適宜、上述のゾーン空調システム1と同様の変更例を有する。
(1)壁を有する構造物の内部の所定区画であるゾーンに対し空調するゾーン空調システムであって、
エアカーテン形成装置と、空調装置につながる吹き出し口とを備え、
前記エアカーテン形成装置は、上面視で前記ゾーンの境界に配置され、水平方向に風を吐出することで、前記境界における前記壁以外の部分にエアカーテンを形成し、
前記吹き出し口は、前記空調装置からの冷気又は暖気を前記ゾーン内に吹き出すことを特徴とするゾーン空調システム。
(2)前記ゾーンの上部には、天井部が配置されることを特徴とする上記(1)に記載のゾーン空調システム。
(3)前記エアカーテン形成装置は、前記風の吐出方向に延びるエアガイドを備えることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のゾーン空調システム。
Claims (5)
- 壁を有する構造物の内部の所定区画であるゾーンに対し空調するゾーン空調システムであって、
エアカーテン形成装置と、空調装置に繋がる吹き出し口と、前記エアカーテン形成装置を支持する支持体とを備え、
前記ゾーンの境界は、前記壁を含まず、
前記エアカーテン形成装置は、上面視で前記ゾーンの境界の全域に渡って配置され、下方に向けて風を吐出することでエアカーテンを形成し、
前記吹き出し口は、上面視で、前記ゾーンの中であって前記エアカーテン形成装置から離間する位置に配置されて、前記空調装置からの冷気又は暖気を前記ゾーン内に吹き出し、
前記エアカーテン形成装置による前記風の速度は、1m/s超6m/s以下であることを特徴とするゾーン空調システム。 - 前記ゾーンの上部に、天井部が配置されることを特徴とする請求項1に記載のゾーン空調システム。
- 前記吹き出し口は、前記冷気又は前記暖気の吐出方向を拡散させる拡散手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のゾーン空調システム。
- 前記ゾーンの上部から下方に向けてミストを噴霧する噴霧部を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のゾーン空調システム。
- 前記エアカーテン形成装置は、下方に延びるエアガイドを備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のゾーン空調システム。
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