JPH043871A - 個別冷却システム - 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、ビル等のフロアか間仕切て仕切られこの仕切
られた空間にｏＡｊａ器等の発熱機器が設置されている
場合において、これ等の発熱機器て暖められた空気を仕
切空間毎に個別的に冷却し、これを当該仕切空間に戻す
ようにした個別冷却システムに関するものである。

「従来の技術」 最近インテリジェントビル等のように、間仕切で仕切ら
れたフロアては２４時間稼動の情報機器やＯＡ機器等の
発熱機器が室内に多く点在するようになり、これ等の機
器の常時発熱を一般的な室内冷房ないし空調のみて処理
するのは、中央の空調機が大型化し、ランニングコスト
も高くなる。

しかも、このような環境下では仕切られた各部の温度差
が大きくなるので、そこに働く個人の体感温度に適した
空調を行なうパーソナル空調方式％式％ このような要請に応えるものとして、例えば実開平１−
１４４７０９号公報には、特に同公報の第１図及び第２
図のように、中空パネル状の匣体内の下方部分に熱電素
子とファンを設け、この熱電素子の設置位置において前
記匣体の前面に空気の吸入口を設け、前記匣体内の熱電
素子より上方部分を温風通路と冷風通路とに区分し、フ
ァンを作動させて、吸入口から吸入した空気の一部を熱
電素子の吸熱面で冷却して国体前面上方部分に設けた冷
風吹出口から吹出し、熱電素子の放熱面て暖められた温
風を前記温風通路を経て国体上部の温風吹出口から吹出
すようにした補助空調装置か提案されている。

この補助空調装置によれば、前記匣体を間仕切に使用す
ることによって仕切空間毎の個別冷却か可能となる。

「発明か解決しようとする課題」 前記補助空調装置は１本質的には熱交換か行なわれない
ので冷風のほかに温風を発生し、温風をを排出するため
の排出ダクトのように、温風の処理設備か必要になって
結果的に設置費か高価になるとともに、天井へのダクト
の設置なとて外観を損なうほか、発熱機器による発熱量
か大きいときは対応てきないおそれかある。

本発明の目的は、前述のような欠点を解消できる個別冷
却システムを提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明に係る個別冷却システムは前述の目的を達成する
ため、中空の間仕切て仕切られた部分に設置されている
デスク等（テーブル、キャビネット等を含む）にＯＡ機
器その他の発熱機器が設置されているフロアにおいて、
前記デスク等に発熱機器の近傍から前記中空の間仕切内
に通じる通風スペースを設けるとともに、この通風スペ
ースの途中には送風ファンと冷却ユニットとを備え、前
記冷却ユニットを床スラブ内又は二重床内に設けられた
液相冷媒の配管と気相冷媒の配管に連通させ、前記液相
冷媒の配管と気相冷媒の配管とをターミナル熱交換器に
連通させ、前記液相冷媒の配管中に液面調節器を設け、
前記間仕切には前記デスク等が設置されている空間に面
する部分に吹出口を設け、前記発熱機器て暖められた空
気を前記送風ファンにより前記通風スペース内に導いて
前記冷却ユニットで適温に冷却し、冷却された空気を前
記間仕切内を通じて前記吹出口から前記デスク等設置さ
れている側の空間に微風状態て戻すように構成したもの
である。

前記冷却ユニットは、外管内の作動液の液位な含む蒸発
部分に当該外管の内壁と狭い流通間隙を介して内管か挿
入された所定間隔て複数並立する二重管と、各二重管の
両端に連通された上部ヘッダー管及び下部ヘッダー管に
よって構成し、下部ヘッダー管を液相冷媒の配管に連通
させるとともに、上部ヘッダー管を気相冷媒の配管に連
通させるのか望ましい。

前記二重管には、多数のフィンを取付けるのかさらに好
ましい。

「作用」 本発明の個別冷却システムは、送風ファンを作動させる
ことにより、発熱機器で暖まった空気は通風スペースに
導かれて前記冷却ユニットて適温に冷却され、冷却され
た空気は前記間仕切内を通じて前記吹出口からデスク等
が設置されている側の空間に戻される。

冷却ユニットて蒸発した作動液は、気相冷媒の配管を通
ってターミナル熱交換器内て凝縮し、凝縮した作動液は
重力て液相冷媒の配管に流れ、前記冷却ユニットに達し
て再び沸騰するように循環する。

冷却ユニットの蒸発部を前述のように二重管の構造にす
ると、低熱流束下ては、作動液か二重構造の管の内管と
外管との流通間隙内て沸騰し、この沸騰によって生した
気泡か急速に膨張しなから前記間隙内を上昇する。この
気泡の膨張上昇によって未清騰の作動液を押し上げ、当
該間隙内ては気相と液相の上昇乱流を生ずる。内管の上
端に押し上げられるまてに浣凰しなかった作動液は、当
該内管の上端から内管内に落下する。

内管と外管との流通間隙内て発生した気泡は、当該流通
間隙をより狭くすれば、未清騰の作動液をより高く押し
上げる。

したかって、低熱流束下においても効率的に熱交換が行
なわれる。

「実施例」 以下図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明する
。

第１図のように、フロアａは中空の間仕切１て仕切られ
ており、この仕切られたコーナーにはＯＡ機器等の発熱
機器２０を備えたデスク２か設置されている。

第２図のように、デスク２における天板２１のｆ方には
、発熱機器２０の近傍から中空の間仕切ｌ内に通じるよ
うに仕切られた通風スペース３が設けられており、この
通風スペース３内には、空気取入れ口３０の近傍にファ
ン４か、通風スペース３と間仕切ｌ内への連通口３１の
近傍に冷却ユニット５かそれぞれ設置されている。

間仕切ｌの比較的上方の部分においては、発熱機器２０
か設置されている方向に向く面に多数の小孔からなる吹
出口１０か設けられており、ファン４の作動により１発
熱機器２０か設置されている部分の空気は前記通風スペ
ース３内に導かれ、内部の冷却ユニット５て適切な温度
に冷却され、間仕切１を経て上方の吹出口ｌＯからデス
ク２のある側へ微風状態（この実施例では、０．８ｍｍ
／　ｓ　ｅ　ｃ以下の速度）て戻されるようになってい
この実施例における冷却ユニット５は、第２図〜第５図
のように、所定間隔て複数傾斜状に並立した二重管５ａ
と、各二重管５ａの上下に連通された上下のヘッダー管
５ｂ、５ｃとによって構成され、各二重管５ａには多数
のフィン５２か取り付けてあり、上下のヘッダー管５ｂ
、５ｃは両側の板状の支持枠５ｄに貫通した状態て支持
されている。

第４図及び第５図のように、二重管５ａは、鋼管やアル
ミニウム合金管よりなる外管５０と、同様な材質て外管
５０内に狭い流通間隙５４を介して挿入された内管５１
とから構成され、内ｖ５１は外管５０内において作動液
の液位を含む蒸発部ｂ（第５図）の部分をカバーできる
範囲に挿入されており、適当な部分に外周方向へ突き出
した突部５３を外管５０の内壁へ突き当てた状態て外管
５０内に保持されている。

内管５１に前記のような突部５３を形成することに代え
て、外管５０へ内向きの同様な突部を形成して外管５０
内に内管５１を支持させてもよく、外管５０と内管５１
の間に所定間隔に図示しないスペーサを介在させて外管
５０内に内管５１を保持させることもできる。

冷却ユニット５の上部ヘッダー管５ｂと下部ヘッダー管
５ｃは、第１図のフロアａの床スラブ６内又は二重床内
に設けた気相冷媒配管７．液相冷媒配管８へそれぞれ連
通され、気相冷媒配管７と液相冷媒配管８は冷却ユニッ
ト５より高レベルにあるターミナル熱交換器９と連通じ
ている。

液相冷媒配管８中には適切なレベルに液面調節器８０か
設けてあり一１冷却ユニット５内の作動液Ｃの液位はフ
ロアａの面から数十ｃｍ上位に保たれるように設定され
ている。

上部ヘッダー管５ｂの一端部の上部には、第３図のよう
に気液分離機構を構成する小径な管５ｅを連通させ、こ
の管５ｅを気相冷媒配管７へ連通させるのが好ましい。

同一のフロアａに複数の冷却ユニット５を設置した場合
は、各冷却ユニット５の上下のヘッダー管５ｂ、５ｃを
気相冷媒配管７と液相冷媒配管８へそれぞれ連通させる
とともに、各冷却ユニット５と液相冷媒配管８との間を
図示しないハルツ等により適宜遮断てきるように構成す
るのか好ましい。

ビルの適所には冷熱源装置９０を設置し、この冷熱源装
置９０からターミナル熱交換器９を経て冷熱源装置ｉ９
０に戻るように循環する冷水配管９１を設けている。こ
の冷熱源装置９０には、深夜電力を有効利用できるよう
に、あるいは非常時におけるバックアップ熱源として利
用てきるように、氷蓄熱ユニットを使用するのか望まし
い。

ビルの各階のフロアに冷却ユニット５を設けるような場
合は、各階にターミナル熱交換器９を設置し、前記冷熱
源装置９０を冷水配管９１によりそれぞれのターミナル
熱交換器９に連通させる。

冷却ユニット５は、作動液Ｃの液位が内管５１の下端部
から上端部の間に位置する状態て作動させるが、好まし
くは前記液位が内管５１の全長の１／２以下にある状態
で作動させるように構成するのか望ましい。

前記実施例のシステムの冷却ユニットにおいて、管５ａ
か−１である場合には、高熱流束のときは蒸発部の内部
て作動液の′ｓ騰か定常的に起り、したかって熱伝達率
も高いか、熱流束か低くなるに従って管内の作動液の液
面に８騰によって生した気泡か溜るようになり、基発部
分における作動液には温度分布を生して熱伝達率か著し
く低下する。

そして、時間の経過により作動液の沸騰は間欠的になり
、熱伝達率はさらに低下して作動も不安定になる。

しかしなから、この実施例の個別冷却システムにおける
冷却ユニット５の管５ａは、蒸発部か前述のように二重
構造になっているのて、低熱流束のときても、第５図の
ように外管５０と内管５１との流通間隙５４内て作動液
Ｃか沸騰し、沸騰によって発生した気＠ｄは、急速に膨
張しなから流通間隙５４内を上昇し、それに伴なって気
化していない作動液Ｃを押し上げるのて、当該間隙５４
内て気相と液相の乱流を生ずる。このようにして、作動
液Ｃは間隙５４内を上昇しながら沸騰し、流通間隙５４
の上端に達するまでに８騰しなかった作動液Ｃは内管５
１内に落下する。

このように、低熱流束ても狭い間隙５４内て蒸発部すに
おける作動液Ｃか常に沸騰し、気泡ｄの動きによって当
該部分の作動液Ｃが乱流状態になるので、熱伝達率は低
下せず安定して作動する。

外管５０と内管５１の間隙５４をより狭くすれば、作動
液Ｃの液位から内管５１の上端まての距離が長くても、
流通間隙５４内での沸騰によって生ずる気泡ｄは、気化
していない作動液Ｃを押上げる力が強くなるのて、液位
の部分から内管５１の上端までの間て前述のような作動
ｍｃの沸騰か繰り返される。

沸騰した作動液Ｃの蒸気は、第３図における上部ヘッダ
ー管５ｂの気液分＃機構を構成する小径な管５ｅによっ
て作動液Ｃと完全に分離され、第１図の気相冷媒配管７
を経てターミナル熱交換器９に達し、＊ｍｔ、て自重て
液相冷媒の配管８に流れ込み、当該配管８を経て冷却ユ
ニット５に戻るよう循環する。

前記冷却ユニットは、発熱機器２０をデスク２に収容し
た例であるか、デスク２に代えて図示しないテーブルな
いしキャビネットである場合も好適に実施てきる。

「発明の効果」 本発明に係る個別冷却システムは、室内の美観を損なわ
ないで設置することかてきるとともに、情報機器やＯＡ
機器からの発熱を個別に冷却してこれらの機器類を常に
好ましい状態に維持することかてきる。

また、仕切られた空間をそこで作業をする者の体感温度
に適した温度に保つことかてき、さらに、発熱機器の発
熱量か大きい場合にも十分に対応てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る個別冷却システムの一例を示す概
略構成図、第２図は第１図における要部の断面図、＄３
図は前記実施例における冷却ユニットの部分拡大正面図
、第４図は前記冷却ユニットの拡大断面図、第５図は前
記冷却ユニットの要部の拡大断面図である。 主要図中符号の説明 １・・・中空の間仕切　　１０ ２・・・デスク　　　　　２０ ３・・・通風スペース　　３０ ３１・・・連通口　　　　４・ ５・・・冷却ユニット　　５ａ ５ｂ、５ｃ・・・上下のヘッダ ５ｄ・・・支持枠　　　　５０ ５１・−−内ｔｒＦａ・ ｂ・・・Ｅ発部　　　　　Ｃ・ ６・・・床スラブ　　　　７・ ８・・・液相冷媒配管 ８０−−−液面ｙＡｒ６１器 ９・・・ターミナル熱交換器 特許出願人代理人　弁理士　河　野　茂回　　　　　　
　　弁理士　鎌　１）入夫 男 ・・・吹出口 ・・・発熱機器 ・・・取入れ口 ・・送風ファン ・・・二重管 管 ・・・外管 ・・フロア ・・作動液 ・気相冷媒配管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、中空の間仕切で仕切られた部分に設置されてい
   るデスク等にＯＡ機器その他の発熱機器が設置されてい
   るフロアにおいて、前記デスク等に発熱機器の近傍から
   前記中空の間仕切内に通じる通風スペースを設けるとと
   もに、この通風スペースの途中には送風ファンと冷却ユ
   ニットとを備え、前記冷却ユニットを床スラブ内又は二
   重床内に設けられた液相冷媒の配管と気相冷媒の配管に
   連通させ、前記液相冷媒の配管と気相冷媒の配管とをタ
   ーミナル熱交換器に連通させ、前記液相冷媒の配管中に
   液面調節器を設け、前記間仕切には前デスク等が設置さ
   れている空間に面する部分に吹出口を設け、前記発熱機
   器で暖められた空気を前記送風ファンにより前記通風ス
   ペース内に導いて前記冷却ユニットで適温に冷却し、冷
   却された空気を前記間仕切内を通じて前記吹出口から前
   記デスク等が設置されている側の空間に微風状態で戻す
   ように構成したことを特徴とする、個別冷却システム。
2. （２）、前記冷却ユニットは、外管内の作動液の液位を
   含む蒸発部分に当該外管の内壁と狭い流通間隙を介して
   内管が挿入された所定間隔で複数並立する二重管と、各
   二重管の両端に連通された上部ヘッダー管及び下部ヘッ
   ダー管から構成され、下部ヘッダー管を液相冷媒の配管
   に連通させるとともに、上部ヘッダー管を気相冷媒の配
   管に連通させたことを特徴とする、請求項１に記載の個
   別冷却システム。
3. （３）、前記二重管には多数のフィンが設けられている
   、請求項２に記載の個別冷却システム。