JPH07104016B2 - ビル空気調和システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ビル空気調和システムに関する。

＜従来の技術＞ ビル空気調和システムとしては、従来一般に、ガスエネ
ルギー等による大型熱源、あるいは、地域冷暖房プラン
トからの冷温水を用いたセントラル空調方式が知られて
いる。

即ち、第４図に示すように、ビルの地下室等に、地域冷
暖房プラントからの冷水または温水との熱交換を行う水
−水熱交換器01が設置され、一方、各階それぞれの機械
室に空気調和機02…が設置されるとともに、所定箇所に
ファンコイルユニット03…が設置され、水−水熱交換器
01と各階の空気調和機02…およびファンコイルユニット
03…それぞれとがポンプ04,05を介して並列接続され、
更に、空気調和機02の送風ファン06と、各階の所定箇所
や各部屋に設けられた吹き出し口07…それぞれとがダク
ト08を介して連通接続されるとともに、吸い込み口09と
空気調和機02とがダクト010を介して連通接続され、水
−水熱交換器01を介して得られた冷水または温水と熱交
換するとともに、送風ファン06の駆動により冷風または
温風を吹き出し、各階全体に対する冷房または暖房を行
うように構成されている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、各階でいくつかの部屋に区画されている
ような場合でも、それらの部屋ごとに空調を行うことが
できず、例えば、南向きの部屋と北向きの部屋といった
ような温度条件の違いに対応できず、快適性が損なわれ
る欠点があった。

また、各階それぞれにおいて一台の空気調和機02により
空調を行うため、空気調和機02として大型の送風ファン
06を備えたものが必要になるとともにダクト08,010も大
型になり、イニシャルコストが増大する欠点があり、ま
た、前述したように、各部屋ごとの空調を行うことがで
きないために、わずかな部屋だけで済む場合でも全体を
行う場合とコスト的に差がなく、ランニングコストが高
くなる欠点があった。

そこで、各部屋ごとの空調を行うために、フロンガス等
の冷媒を用いた空気調和機を各階の各部屋に設置する、
いわゆる個別分散方式が採用され、この方式が主流にな
りつつあるが、このようなフロンガス等の冷媒による空
気調和機は、同一の熱量を得る上で、水−水熱交換器01
を用いる場合に比べて高価になるとともに、その電力消
費量が大であり、ビル全体で見た場合に、イニシャルコ
ストが高くつくとともに、その電気容量が増大して契約
電力が増大し、電気基本料金も高くついてランニングコ
ストが増大する欠点があった。

殊に、近年では、地域冷暖房プラントが設けられるよう
になってきており、電力需要増大に伴うピークシフトの
面からも、水−水熱交換器01によるビル空調システムが
見直されてきている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、冷水または温水を用いてビルの空調を行うシステム
でありながら、簡単な改良によって各階の各部屋それぞ
れを個別に空調して快適性を向上できるようにすること
を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明のビル空気調和システムは、このような目的を達
成するために、各階に水−水熱交換器を設置し、その水
−水熱交換器の一次側配管に、熱源に対する冷水入出用
配管または温水入出用配管それぞれを連通接続するとと
もに、前記水−水熱交換器の二次側配管の両端それぞれ
にヘッダーを連通接続し、かつ、前記ヘッダーそれぞれ
に、個別の空気調和機に対する冷水入出用配管または温
水入出用配管それぞれを連通接続する複数の二次側配管
接続部を備えて構成する。

＜作用＞ 上記構成によれば、ヘッダーそれぞれの二次側配管接続
部に、各階それぞれに設けられた空気調和機に対する冷
水入出用配管または温水入出用配管それぞれを連通接続
し、これによって、水−水熱交換器と個別の空気調和機
それぞれとを連通接続し、熱源からの冷水または温水に
よる熱エネルギーによって各部屋を個別に空調できる。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

＜第１実施例＞ 第１図は、本発明のビル空気調和システムに係る第１実
施例のシステム構成図であり、ビル（第４図参照）の各
階それぞれにおいて、冷水用ユニットを構成する第１本
体ケーシング１と温水用ユニットを構成する第２本体ケ
ーシング２とが機械室などに設置されている。

一方、ビルの地下室等に、地域冷暖房プラントなどから
の冷水および温水との熱交換を行う熱源側冷水用水−水
熱交換器３および熱源側温水用水−水熱交換器４が設置
されている。

前記第１本体ケーシング１内には、冷水用水−水熱交換
器５が設けられ、その冷水用水−水熱交換器５の一次側
配管６の両端それぞれに対し、一方には熱源側冷水用水
−水熱交換器３からの冷水を供給する冷水搬入用配管７
が、そして、他方には、熱交換後の冷水を戻す冷水搬出
用配管８がそれぞれ電動操作型の開閉弁９…を介して連
通接続されている。

また、冷水用水−水熱交換器５の二次側配管10の両端の
一方に冷水搬入用ヘッダー11が連通接続されるととも
に、他方に冷水搬出用ヘッダー12が連通接続されてい
る。

二次側配管10には循環ポンプ13が介装されている。

冷水搬入用ヘッダー11には、それぞれ電動操作型の開閉
弁14を付設した２個の二次側配管接続部15,15が備えら
れている。

また、冷水搬出用ヘッダー12には、それぞれ電動操作型
の流量制御弁16を付設した２個の二次側配管接続部17,1
7が備えられている。

前記冷水搬入用ヘッダー11の二次側配管接続部15,15そ
れぞれに、各部屋に個別に設けられる空気調和機18の熱
交換器19に対する冷水搬入用配管20が連通接続され、一
方、冷水搬出用ヘッダー12の二次側配管接続部17,17そ
れぞれに、上記熱交換器19に対する冷水搬出用配管21が
連通接続され、前記開閉弁14および流量調整弁16それぞ
れを操作することにより、地域冷暖房プラントなどから
の冷水を熱源としながら、個別の空気調和機18の熱交換
器19に送る冷水量を調整し、各部屋それぞれに適した冷
房を個別に行うように構成されている。

図中、22はフィルターを、23は送風ファンをそれぞれ示
している。

また、温水用ユニットを構成する第２本体ケーシング２
にも、前述した冷水用ユニットを構成する第１本体ケー
シング１におけると同一構成の温水用水−水熱交換器5
a、一次側配管6a、二次側配管10a、温水搬入用ヘッダー
11a、温水搬出用ヘッダー12a、循環ポンプ13a、開閉弁1
4a、流量調整弁16aおよび二次側配管接続部15a,15a,17
a,17aが備えられ、一次側配管6aに、熱源側温水用水−
水熱交換器４からの温水を供給する温水搬入用配管24と
熱交換後の温水を戻す温水搬出用配管25とがそれぞれ電
動操作型の開閉弁26…を介して連通接続され、かつ、二
次側配管接続部15a,15a,17a,17aに、空気調和機18の熱
交換器19に対する冷水（温水用ユニットを使用する場合
は温水になる）搬入用配管20および冷水（温水用ユニッ
トを使用する場合は温水になる）搬出用配管21が連通接
続され、この温水用ユニットを使用することにより、前
記開閉弁14aおよび流量調整弁16aそれぞれを操作するこ
とにより、地域冷暖房プラントなどからの温水を熱源と
しながら、個別の空気調和機18の熱交換器19に送る温水
量を調整し、各部屋それぞれに適した暖房を個別に行う
ように構成されている。

前記冷水用ユニットを構成する第１本体ケーシング１に
は、冷水搬入用ヘッダー11に近い箇所において、二次側
配管10にドレン水を散布するドレンスプレー器27が設け
られ、個別空気調和機18,18それぞれから回収したドレ
ン水を利用して、冷水搬入用ヘッダー11に供給される冷
水を冷却し、省エネルギー化を図るように構成されてい
る。

前記熱源側の冷水用水−水熱交換器３からの冷水搬入用
配管７および冷水搬出用配管８をして冷水入出用配管と
総称し、また、熱源側の温水用水−水熱交換器４からの
温水搬入用配管24および冷水搬出用配管25をして温水入
出用配管と総称する。

また、個別の空気調和機18の熱交換器19からの冷水搬入
用配管20および冷水搬出用配管21をして冷水入出用配管
と総称し、また、それらが温水用ユニットに接続された
場合に温水入出用配管と総称する。

この第１実施例では、冷水用および温水用それぞれ専用
のユニットを使用しているが、例えば、第１図に破線で
示すように、温水用水−水熱交換器5aの一次側配管6a
に、冷水搬入用配管７と冷水搬出用配管８とを、それぞ
れ電動操作型の開閉弁26aを介して連通接続し、その開
閉弁26,26,26a,26aを切り換え操作して、冷房および暖
房のいずれをも行なえるように構成しても良い。

＜第２実施例＞ 第２図は、第２実施例のシステム構成図であり、次の点
において、第１実施例と異なっている。

即ち、冷水搬入用ヘッダー11に、それぞれ開閉弁14を備
えた４個の二次側配管接続部15…が設けられ、一方、冷
水搬出用ヘッダー12に、それぞれ流量調整弁16を備えた
３個の二次側配管接続部17…と開閉弁を備えた予備の１
個の二次側配管接続部17とが設けられ、それらに、個別
の空気調和機18の熱交換器19からの冷水搬入用配管20お
よび冷水搬出用配管21の３本が接続されている。

そして、１本の冷水搬入用配管20および冷水搬出用配管
21それぞれに対しては、２台の空気調和機18,18それぞ
れの熱交換器19が互いに並列に連通接続されている。

また、熱源側の水−水熱交換器からの冷水搬入用配管７
および冷水搬出用配管８それぞれに、それぞれ開閉弁2
8,29を備えた予備の配管30,31が連通接続され、そこ
に、冷水用ユニットを連通接続するなど、増設を容易に
行うことができるように構成されている。

また、第１本体ケーシング１内には、１階分全体の空調
制御や、その第１本体ケーシング１内に備えた漏水セン
サ32による漏水検知に基づく開閉弁9,9の開閉制御など
を行う制御盤33が設けられている。

また、第１本体ケーシング１の上部には、分電盤用ユニ
ット34が備えられている。

図中、35は熱量計を示している。

＜第３実施例＞ 第３図は、第３実施例のシステム構成図であり、次の点
において、第２実施例と異なっている。

即ち、冷水搬出用ヘッダー12に回収タンク36が連通接続
されるとともに、その回収タンク36と、熱源側冷水用水
−水熱交換器３に対する冷水搬出用配管８とがポンプ37
を介して連通接続されており、漏水発生時にポンプ37を
駆動し、二次側配管10、ならびに、個別空気調和機18に
対する冷水搬入用配管20および冷水搬出用配管21内の水
を回収タンク36に回収し、漏水による被害を必要最小限
に抑えることができるように構成されている。図示しな
いが、回収タンク36内にはレベル計が設けられ、そのレ
ベルが設定以下になったときには、ポンプ37の駆動を停
止してポンプ37内に空気を吸い込むことを防止し、キャ
ビテーションによる耐久性低下を回避できるように構成
されている。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、水−水熱交換器の設置と、その一次側
配管接続部に対する熱源側の冷水入出用配管または温水
入出用配管の接続作業、ならびに、二次側配管接続部に
対する空気調和機側の冷水入出用配管または温水入出用
配管の接続作業それぞれを行うことによって、各階それ
ぞれにおける複数の空気調和機に個別に冷水または温水
を送って空調を行うことができるから、空気調和機の数
に合わせた水−水熱交換器を設置する場合に比べてコン
パクトにでき、設置する水−水熱交換器の数が各階それ
ぞれにおいて１個で済むために設置の手間を軽減できる
とともに、一次側配管接続部に対しては１箇所接続する
だけで良く、設置スペースが小さくて済むとともに設置
作業を容易に行うことができるようになった。

また、部屋数が増えるなど、空気調和機の増設が必要に
なったときでも、その空気調和機の冷水入出用配管また
は温水入出用配管を二次側配管接続部に接続しさえすれ
ば良く、増設を容易に行うことができるようになった。

更に、水−水熱交換器によってビルの空調を行うシステ
ムでありながら、個別空調を行うことができるから、フ
ロンガス等の冷媒を用いる場合に比べて、そのイニシャ
ルコストおよびランニングコストのいずれをも大幅に軽
減できるようになった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係るビル空気調和システムの実施例を
示し、第１図は第１実施例のシステム構成図、第２図は
第２実施例のシステム構成図、第３図は第３実施例のシ
ステム構成図、第４図は、従来例のシステム構成図であ
る。 ５……冷水用水−水熱交換器 5a……温水用水−水熱交換器 ６……冷水用水−水熱交換器の一次側配管 6a……温水用水−水熱交換器の一次側配管 ７……冷水搬入用配管 ８……冷水搬出用配管 10……冷水用水−水熱交換器の二次側配管 10a……温水用水−水熱交換器の二次側配管 11……冷水搬入用ヘッダー 11a……温水搬入用ヘッダー 12……冷水搬出用ヘッダー 12a……温水搬出用ヘッダー 15……冷水搬入用ヘッダーの二次側配管接続部 15a……温水搬入用ヘッダーの二次側配管接続部 17……冷水搬出用ヘッダーの二次側配管接続部 17a……温水搬出用ヘッダーの二次側配管接続部 18……空気調和機 20……空気調和機の冷水（温水）搬入用配管 21……空気調和機の冷水（温水）搬出用配管 24……温水搬入用配管 25……温水搬出用配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小宮山 研二 大阪府大阪市東区本町４丁目27番地 株式 会社竹中工務店大阪本店内 (56)参考文献 実開 昭58−93713（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各階に水−水熱交換器を設置し、その水−
   水熱交換器の一次側配管に、熱源に対する冷水入出用配
   管または温水入出用配管それぞれを連通接続するととも
   に、前記水−水熱交換器の二次側配管の両端それぞれに
   ヘッダーを連通接続し、かつ、前記ヘッダーそれぞれ
   に、個別空気調和機に対する冷水入出用配管または温水
   入出用配管それぞれを連通接続する複数の二次側配管接
   続部を備えたことを特徴とするビル空気調和システム。