JP2000073465A - 建物の冷房方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランニングコストを低くして必要な冷房を行
なうことができ、自然破壊につながる冷媒の使用を少な
くすることができるようにした技術の提供。 【解決手段】 室内の空調設備を有する建物１の屋根２
上に適宜間隔で配置された散水用のノズル９と、ノズル
９に連通された自動交互式加圧ポンプ１１と、自動交互
式加圧ポンプ１１に連通された貯留タンク１７と、貯留
タンク１７に補水する受水タンク１６と、ノズル９の散
水による建物室内の温度調整を補助するように前記空調
設備を稼働させる自動制御盤３４と、を備えている構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋根散水と空調設
備の併用による量販店・工場など大型の建物を冷房する
のに適した方法および装置に属し、特に空調設備は屋根
散水による冷房時の室温調整を補助するように適宜稼働
させることにより、ランニングコストの低減を図ること
ができるようにした冷房方法およびその冷房装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の量販店など大型の建物では、一階
床面積を大きく取った平家建てが多く、この場合、その
屋根は金属の折り板やスレートなどと断熱材との組み合
わせで形成されたものが多い。そして、このような量販
店では、生鮮食品や冷凍食品などの取り扱いが多い上
に、人の出入りも多く、従ってその空調設備も必須のも
のとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな一階床面積を大きく取った平家建てで、しかも金属
の折り板などで葺いたような屋根を有する建物では、焼
けた金属板（６０℃内外に達する場合がある）からの輻
射熱が室内へ与える影響は大変に大きなものとなってい
る。また、室外機でその冷媒を冷却するのも外気で行な
うものであるから、外気温度が高ければ高い程冷媒再生
の効率が落ちることになる。このようなことから、前記
のような輻射熱が室内に大きく影響し、また生鮮食品や
冷凍食品などを取り扱い、人の出入りが多いような建物
では、容量の大きい空調設備を使用してその運転を頻繁
に行なう必要があり、このため、この空調設備による消
費電力量も大変大きなものとなっている。従ってそのイ
ニシャルコストやランニングコストにかかる負担が大変
大きいという問題があった。また、その空調設備には揮
発し易い冷媒を使用しているものであるが、その冷媒は
自然破壊の一因になるといわれているものであり、設置
時の検査では発見できない程度の微細な漏洩や古い設備
の廃棄などによって外部に排出される可能性のあるよう
な冷媒を、空調設備の大きな容量の分、多く使用しなけ
ればならないなどの問題もある。

【０００４】本発明はかかる従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的とするところは、
特にランニングコストを低くして必要な冷房を行なうこ
とができ、また、自然破壊につながる冷媒の使用を少な
くし、地球の温暖化防止に役立つことができるようにし
た建物の冷房方法とその冷房装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
の手段として、本発明請求項１記載の建物の冷房方法に
あっては、室内の空調設備を有する建物の屋根にポンプ
で散水して室温の調整を行ない、前記空調設備はこの散
水による室温の調整を補助するように適宜稼働させるこ
とを特徴とする。

【０００６】請求項２記載の建物の冷房方法にあって
は、請求項１記載の建物の冷房方法において、前記屋根
散水した後の排水を回収して不足分を追加しながら循環
使用することを特徴とする。

【０００７】請求項３記載の建物の冷房装置にあって
は、室内の空調設備を有する建物の屋根上に適宜間隔で
配置された散水用のノズルと、前記ノズルに連通された
給水ポンプと、前記給水ポンプに連通された貯留タンク
と、前記貯留タンクに補水する補水手段と、前記ノズル
の散水による建物室内の温度調整を補助するように前記
空調設備を稼働させる制御部と、を備えていることを特
徴とする。

【０００８】請求項４記載の建物の冷房装置にあって
は、請求項３記載の建物の冷房装置において、前記屋根
回りに雨水排水設備を設けると共に、該雨水排水設備と
前記貯留タンクを連通させる回収路を備えていることを
特徴とする。

【０００９】請求項５記載の建物の冷房装置にあって
は、請求項３または請求項４記載の建物の冷房装置にお
いて、前記ノズルは屋根に対し上向き散水するように設
置されていることを特徴とする。

【００１０】請求項６記載の建物の冷房装置にあって
は、請求項３ないし請求項５のうちいずれかの項に記載
の建物の冷房装置において、前記補水手段は地下水の揚
水ポンプと受水タンクおよびこの受水タンクを前記貯留
タンクに連通させる補水ポンプとを有することを特徴と
する。

【００１１】請求項７記載の建物の冷房装置にあって
は、請求項３ないし請求項６のうちいずれかの項に記載
の建物の冷房装置において、前記補水手段が揚水ポンプ
と前記給水ポンプとを連通させるバイパス回路を有する
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１および請求項３記載の発明では、屋根
に散水された水は気化する時の蒸発熱を屋根面から奪っ
て冷却し、あるいは排水されながら屋根面温度と一致す
るまで屋根面を冷却する。従って、屋根面から逆に室内
空気の温度を吸収し室内を冷却することになる。これを
朝、つまり太陽の輻射熱が低い頃からほぼ屋根全面にて
行なうと、散水だけで室内を長時間極めて効率よく冷房
することができる。また、その太陽の輻射熱が大きくな
って散水のみの冷房では不足する時点で空調設備を運転
させると、この空調設備の運転はその不足分だけ補えば
よいことになる。尚、本発明では、散水が蒸発するまで
ポンプを一時停止させるような間欠運転にて冷房させた
り、または散水の全ての蒸発を待たず連続運転させるこ
とにより、冷房させることができる。また、これらを組
み合わせることもできる。

【００１３】請求項２および請求項４記載の発明では、
貴重な水を繰り返し使用し、資源の無駄づかいを防止す
る。また、通常、建物の回りには雨水の排水設備が必要
であり、本発明はそれを利用できるから、新たに必要と
する設備も少なくて済み経済的である。

【００１４】請求項５記載の発明では、ノズルに上向き
散水させると、散水は落下時点で拡散し、屋根全面を少
ないノズルで効率的に散水することができる。このた
め、ノズルはパイプが単に屋根面を這うようにして配置
できるから、取り付け構造は極めて簡単となる。

【００１５】請求項６記載の発明では、散水後蒸発によ
り減少した循環水に必要分のみを補充するから、資源の
無駄使いを防止し、また装置の小型化と消費電力の低減
を達成することができる。

【００１６】請求項７記載の発明では、散水して建物を
冷房中の循環水が時間の経過で温度上昇し、または太陽
の輻射熱が強くなった時、バイパスを経由して地下水を
直接ノズルに供給して散水させることにより、常時１７
〜１８℃程度を維持した地下水温度にて、強力に冷房力
を強化することができる。このため、盛夏であっても空
調設備の運転を短縮させ、ランニングコストを低減させ
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形
態にかかる冷房装置を設置した建物示す正面図、図２は
同平面図、図３は冷房装置の上流側設備を示す説明図、
図４は同下流側設備を示す説明図である。図中１はスー
パーマーケットの建物であり、平屋建ての屋根２はカラ
ートタンの折り板３で葺かれ、室内とは天井板と断熱材
とで仕切られている。

【００１８】また、４は屋根２の周囲に巡らした軒樋、
５は軒樋４と地中に配置した排水路６とを連通させる縦
樋、７は前記排水路６の終端に配置された会所桝であ
る。従って、屋根に降った雨水などは最終的にこの会所
桝７に集合させられる。８は本冷房装置の上流側設備、
９は長尺なパイプにオリフィス１０を略１ｍ間隔で配置
したノズルであり、前記オリフィス１０は、散水時に水
が霧化しない程度の細さで吐出する大きさのものとし、
屋根外に飛散するのを防止する。１１は自動交互式加圧
ポンプであって前記上流側設備８とノズル９とを連通す
る供給路１２の途中に配置されている。このポンプ１１
は前記ノズルが略１．５〜１ｍ程度の高さまで水を噴射
可能な容量のものが適当である。１３は前記供給路１２
の分岐路であって、略１ｍ間隔で平行配置された前記ノ
ズル９を左右から係脱自在にジョイント１４させてい
る。これは後日ノズルが古くなった時、容易に取り換え
補修できるようにしたものである。

【００１９】前記上流側設備８は、ボーリングの井戸１
４に挿入された水中ポンプ１５と、前記水中ポンプ１５
を補水手段とし揚水した地下水を受水するタンク１６
と、略１０ｔｏｎ程度の貯留能力のある貯留タンク１７
と、前記受水タンク１６と貯留タンク１７の間に配置さ
れた給水ポンプ１８と、貯留タンク１７と前記自動交互
式加圧ポンプ１１との間に配置されたろ過機１９と、電
磁弁２０の操作により地下水を前記貯留タンク１７を通
さずに給水ポンプ１８をろ過機１９側に直接連通させる
バイパス２１と、受水タンク１６の入り側に連通された
滅菌器２２とを備えている。前記滅菌器はレジオネラ菌
や一般細菌の滅菌用であり、万一散水の微粒子が飛散し
ても安全を確保するためのものである。尚、４３は前記
水中ポンプ１５の代わりに建物の大きさに応じて配置し
てもよい給水ポンプである。

【００２０】また、２３は本冷房装置の下流側設備であ
り、前記会所桝７に設置された水中ポンプ２４と、ろ過
器２５と、回収タンク２６と、クーリングタワー２７
と、回収用ポンプ２８と、をこの順に接続して設けられ
ている。そして、前記回収用ポンプ２８が回収路２９に
よって前記上流側設備８の貯留タンク１７に連通される
ことにより、循環路が形成されている。前記ろ過器２５
は二台図示しているが、その台数は任意に設定できる。
尚、図中３０は水位検知器、３１は圧力調整バルブであ
る。

【００２１】また、３３は空調設備の室外機、３４はこ
の室外機３３と散水用冷房装置の制御を行なう自動制御
盤、３５はこの自動制御盤３４に接続された空調設備用
温度センサ、３６は散水制御用温度センサ、３７は雨降
センサである。

【００２２】次に、本実施の形態の作用を説明する。ま
ず、スーパーマーケットの開店前、自動制御盤３４は空
調設備の室外機３３を停止させ、太陽の輻射熱が少ない
時に自動交互式加圧ポンプ１１を作動させ、ノズル９に
より屋根２への全面散水を始める。この散水された水は
屋根２を冷却した後、軒樋４と縦樋５および排水路６を
介して会所桝７に集められる。この会所桝７では、水位
検知器３０の指示により水中ポンプ２４が揚水し、ろ過
器２５を介し回収タンク２６にいったん回収し微細なご
みなどを沈殿させた後、回収用ポンプ２８と回収路２９
を介して貯留タンク１７に戻される。尚、この場合、散
水は一定時間を定めて断続的に行ない、屋根を濡らした
水が気化するときの蒸発熱のみで屋根を冷却させるよう
にしてもよい。

【００２３】外気温の上昇により散水の蒸発量が多くな
った結果、貯留タンク１７内の水位が所定位置まで下が
った場合は、給水ポンプ１８で受水タンク１６から供給
させる。尚、この受水タンク１６へは水中ポンプ１５で
地下水を補給させる。

【００２４】太陽の輻射熱が強くなり、循環させている
水の温度が高くなって冷却効果が低下し始めると、電磁
弁２０を切り替え、受水タンク１６の冷たい地下水をバ
イパス２１を介して直接散水させる。この散水による冷
却だけでは室内の冷房設定値を維持できなくなった場
合、制御盤３４は空調設備の室外機３３を運転させる。
散水中に降雨があった場合は、雨降センサ３７が散水を
停止させる。

【００２５】尚、前記散水時、太陽の輻射熱が強くな
り、水の回収率が低下してきた場合、貯留タンクの水位
が低位置になるまで補給せず、その後は循環使用を停止
させると共に、受水タンク１６の直接散水を行なってそ
の分のみを回収させ閉店時に貯留タンクが満水するよう
な制御を行なわせてもよい。

【００２６】

【実施例】容積約３６００ｍ3 （屋根面積約７２０ｍ2
）程度のスーパーマーケットにおいて、自動交互式加
圧ポンプ１．５ｋｗ、貯留タンク１０ｔ、受水タンク１
ｔ，回収タンク０．５ｔの設備を設け実施した。午前８
時３０分（外気温度３３℃）から散水を開始し、空調設
備の停止中にもかかわらず午後０時３０分過ぎまで散水
のみにて室温２５℃を維持できた。 （比較例）図５〜図９は空調設備のみの稼働と、散水と
空調設備との組み合わせ稼働による比較を行なったもの
を示している。この比較においては、晴天が続き気温が
似ている二日に渡って、空調のみの日と散水と空調設備
との組み合わせの日を設け各所の温度を測定したもので
ある。図中気温とあるのは外気温度、室温上、中、下と
あるのはそれぞれ室内の天井側、ひとの高さ程度、床面
に近い所を示す。また、空調Ｄとあるのは空調の吹き出
し口で外気に極めて近い所である。この比較例において
は、空調Ｄの一時期を除き、散水主体の運転が全て空調
のみの冷房効果に勝っており、また午後０時３０分（図
では１２：３０の表示）頃までの外気温では散水のみで
処理することができ、かつこれ以上の外気温度の場合で
も容量の小さな空調設備を備えれていれば十分対応でき
ることが判る。

【００２７】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の具体的な構成は本実施の形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更
等があっても本発明に含まれる。例えば散水は下向き散
水やスプリンクラーによる散水でもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明請求項
１記載の建物の冷房方法および請求項３記載の建物の冷
房装置にあっては、前記構成としたため、散水だけで室
内を長時間極めて効率よく冷房することができる。ま
た、地上のポンプは屋根上まで揚水してノズルから適宜
散水できる容量があればよいから、空調設備に比べ消費
電力を小さくすることができ、ランニングコストを低減
させることができる。また、空調設備の容量も小さなも
ので済むから、自然破壊につながるような冷媒の使用を
少なくし自然環境を保護することができるなどの効果が
得られる。

【００２９】請求項２記載の建物の冷房方法および請求
項４記載の建物の冷房装置にあっては、前記構成とした
ため、貴重な水を繰り返し使用し、資源の無駄づかいを
防止することができる。また、通常、建物の回りには雨
水の排水設備が必要であり、本発明はそれを利用できる
から、新たに必要とする設備も少なくて済み経済的であ
るなどの効果が得られる。

【００３０】請求項５記載の建物の冷房装置にあって
は、前記構成としたため、ノズルに上向き散水させる
と、散水は落下時点で拡散し、屋根全面を少ないノズル
で効率的に散水することができる。また、このため、ノ
ズルはパイプが単に屋根面を這うようにして配置できる
から、取り付け構造は極めて簡単となるなどの効果が得
られる。

【００３１】請求項６記載の建物の冷房装置にあって
は、前記構成としたため、散水後蒸発により減少した循
環水に必要分のみを補充するから、資源の無駄使いを防
止し、また装置の小型化と消費電力の低減を達成するこ
とができるなどの効果が得られる。

【００３２】請求項７記載の建物の冷房装置にあって
は、前記構成としたため、散水して建物を冷房中の循環
水が時間の経過で温度上昇し、または太陽の輻射熱が強
くなった時、バイパスを経由して地下水を直接ノズルに
供給して散水させることにより、常時１７〜１８℃程度
を維持している地下水温度にて強力に冷房力を強化する
ことができる。また、このため、盛夏であっても空調設
備の運転を短縮させ、ランニングコストを低減させるこ
とができるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施の形態の冷房装置を設置した建物
を示す正面図である。

【図２】一実施の形態の冷房装置を設置した建物を示す
平面図である。

【図３】冷房装置の上流側設備を示す説明図である。

【図４】冷房装置の下流側設備を示す説明図である。

【図５】（イ）は測定時間１１時３０分の比較例を示す
グラフ図である。（ロ）は測定時間１２時３０分の比較
例を示すグラフ図である。

【図６】（イ）は測定時間１３時３０分の比較例を示す
グラフ図である。（ロ）は測定時間１４時３０分の比較
例を示すグラフ図である。

【図７】（イ）は測定時間１５時３０分の比較例を示す
グラフ図である。（ロ）は測定時間１６時３０分の比較
例を示すグラフ図である。

【図８】（イ）は測定時間１７時３０分の比較例を示す
グラフ図である。（ロ）は測定時間１８時３０分の比較
例を示すグラフ図である。

【図９】測定時間１９時３０分の比較例を示すグラフ図
である。

【符号の説明】

１ スーパーマーケット（建物） ２ 屋根 ６ 排水路 ８ 上流側設備（冷房装置） ９ ノズル １１ 自動交互式加圧ポンプ（ポンプ） １５ 水中ポンプ（補水手段） １６ 受水タンク（補水手段） １７ 貯留タンク ２１ バイパス ２３ 下流側設備（冷房装置） ２９ 回収路 ３３ 室外機（空調設備） ３４ 自動制御盤（制御部）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内の空調設備を有する建物の屋根にポ
   ンプで散水して室温の調整を行ない、前記空調設備はこ
   の散水による室温の調整を補助するように適宜稼働させ
   ることを特徴とする建物の冷房方法。
2. 【請求項２】 前記屋根散水した後の排水を回収して不
   足分を追加しながら循環使用することを特徴とする請求
   項１記載の建物の冷房方法。
3. 【請求項３】 室内の空調設備を有する建物の屋根上に
   適宜間隔で配置された散水用のノズルと、 前記ノズルに連通された給水ポンプと、 前記給水ポンプに連通された貯留タンクと、 前記貯留タンクに補水する補水手段と、 前記ノズルの散水による建物室内の温度調整を補助する
   ように前記空調設備を稼働させる制御部と、を備えてい
   ることを特徴とする建物の冷房装置。
4. 【請求項４】 前記屋根回りに雨水排水設備を設けると
   共に、該雨水排水設備と前記貯留タンクを連通させる回
   収路を備えていることを特徴とする請求項３記載の建物
   の冷房装置。
5. 【請求項５】 前記ノズルは屋根に対し上向き散水する
   ように設置されていることを特徴とする請求項３または
   請求項４記載の建物の冷房装置。
6. 【請求項６】 前記補水手段は地下水の揚水ポンプと受
   水タンクおよびこの受水タンクを前記貯留タンクに連通
   させる補水ポンプとを有することを特徴とする請求項３
   ないし請求項５のうちいずれかの項に記載の建物の冷房
   装置。
7. 【請求項７】 前記補水手段が揚水ポンプと前記給水ポ
   ンプとを連通させるバイパス回路を有することを特徴と
   する請求項３ないし請求項６のうちいずれかの項に記載
   の建物の冷房装置。