JP2004324992A - 冷風換気システム - Google Patents

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    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

【課題】工場内の湿気を上昇させずに、屋根面の温度を低下させて輻射熱を低減させ、輻射による作業者の不快感をなくすと共に壁面や床面の温度上昇を少なくして、冷却ユニットの能力は小さくても安価に構成することができる冷風喚起システムを提供すること。
【解決手段】建物1内に冷却ユニット4を設けて、冷水発生装置12で作られた冷水と冷却ユニット4に取り入れた空気を顕熱交換して冷風空気aを形成し、冷風空気aを建物1内の下部付近に循環させて外部に排出すると共に、建物1内に換気装置16,17を設けて喚起空気bを形成し、建物1内の上部付近を循環させて外部に排出する。この場合、冷却ユニット4を複数設け、複数のゾーンに冷風空気を吹き付けるようにしてもよい。また、換気空気bを屋根2側に案内するガイド板19を、換気用吸気ファン16の前面に設けてもよい。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場などの建物内を冷房しながら換気する冷風換気システムに係り、より詳しくは、冷却ユニットで冷却した冷風空気によって建物内を冷房する一方、建物内上部の熱気を換気装置によって外部に排出するようにした冷風換気システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
製造工場等の建物の屋根や壁の断熱が悪いと、日射の影響を受けて特に夏期において建物内部の温度が異常に高くなり、作業者の作業能率や安全性が大きく低下する場合がある。
このため、建物内の空気を冷却する室内換気システムがあるが、従来は、一方の壁や窓に設置した冷却ユニットの冷水エレメントに上部から散水し、水の蒸発潜熱によって外気から流入した空気の温度を低下させて、建物内部に冷風を送り、建物内を通過した空気は、天井または他方の壁や窓から排出させていた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−39585号(第2〜3頁、図1,図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の冷却ユニットでは、蒸発した水分が工場等の建物内に入り込むため、建物内の湿度が外気よりも上昇し、建物内の生産品種が特に湿気を嫌うものである場合は、その使用に制限があり、また、散水の中に雑菌が混入することを想定して水質管理を十分に行う必要もあった。さらに、冷却空気は床下付近の作業者空間にのみ供給され、屋根または壁や窓から排気するため、特に日射によって高温となる天井面はほとんど冷却されずに天井面の温度が高くなり、建物の屋根が低い場合などには屋根面からの輻射熱によって作業者は不快感を感じ、また輻射熱は壁面や床面の温度を上昇させようとするため冷却ユニットの能力を大きくしなければならず、冷却ユニットが高価になる場合があった。
【0005】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、工場内の湿気を上昇させずに、屋根面の温度を低下させて輻射熱を低減させ、輻射による作業者の不快感をなくすと共に壁面や床面の温度上昇を少なくするもので、冷却ユニットの能力は小さくても安価に構成することができる冷風換気システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る冷風換気システムは、建物内に冷却ユニットを設けて、冷水発生装置で作られた冷水と冷却ユニットに取り入れた空気を顕熱交換して冷風空気を形成し、冷風空気を建物内の下部付近に循環させて外部に排出すると共に、建物内に換気装置を設けて換気空気を形成し、建物内の上部付近を循環させて外部に排出するようにしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1に係る冷風換気システムを備えた工場を示す側面図、図2は図1の正面図、図3は図2の要部の正面図、図4は図3の側面図である。図において、工場の建物1は、屋根2及び側壁3(対向配置された第1の側壁3a及び第2の側壁3b等)を備え、第1の側壁3aには冷却ユニット4を取付けてある。
冷却ユニット4は、図3、図4に詳述するように、外気を吸引する吸込み口5を有し、その吸込み口5の下流側に向かって、フィルター6、送風機7、冷却用熱交換機8が順次配設されており、冷却用熱交換8の下流側には吹出し口9が設けられている。吹出し口9は蛇腹状のダクト10によって構成されており、支点11を軸として矢印イ方向に動かすことによって、吹出し方向を水平方向から垂直方向にまで自在に変えることができるようになっている。
【0008】
建物1の外部には冷却塔を利用して冷水を作る冷却水発生装置12が配設されており、この冷却水発生装置12と冷却ユニット4とは、配管13によって接続されている。そして、配管13には冷水循環ポンプ14が取付けられており、冷却水発生装置12で作られた冷水を冷却ユニット4の冷却用熱交換器8に搬送すると共に、冷却用熱交換器8によって外気と熱交換された水を再び冷水発生装置12に戻すようにしてある。
冷却ユニット4が取付けられた第1の側壁3aと対向する側の第2の側壁3bには、冷却ユニット4とほぼ同じ高さ位置に、冷気用排気ファン15が取付けられている。
また、第1の側壁3aの冷却ユニット4の上部には換気用給気ファン16が取付けられ、第2の側壁3bの冷気用排気ファン15の上部には、換気用給気ファン16の高さ位置とほぼ同じ高さ位置に、換気用排気ファン17が設けられている。
【0009】
上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。冷水発生装置12で作られた冷水は、冷水循環ポンプ14によって、冷水発生装置12から配管13を通って冷却ユニット4の冷却用熱交換機8まで送られる。一方、外気は、冷却ユニット4の送風機7によって吸込み口5からロ方向に吸引され、フィルター6によって塵埃を除去されたのち冷却用熱交換機8に至り、ここで冷水発生装置12から送られてきた冷水と熱交換され、冷風となって、吹出し口9から建物1内に吹出す。この際、冷却ユニット4の蛇腹状の吹出し口9の吹出し方向を、作業者18の位置に応じて、水平方向から垂直方向まで変化させる。こうして、建物1内に吹出した冷風空気aは、作業者18を通過しながら、冷気用排気ファン15によって外部のハ方向に排出される。
【0010】
この際、屋根2付近の上部に位置する換気空気bと比較して、冷却ユニット4から吹出した冷風空気aは、温度が低く、密度が大きいため、作業者18のいる床面付近を這うようにして通過していく。このとき、冷風空気aは、作業空間に塵埃や臭気の発生があってもこれを換気して、作業空間を常に清浄化する。
一方、外気は換気用給気ファン16によってもニ方向から吸引され、換気空気bとなって建物1内に供給され、屋根2や側壁3の上部を冷却しながら、換気用排気ファン17によって外部ホ方向には排出される。
【0011】
本実施の形態によれば、床面付近の作業空間にのみ冷風空気aを流し、上部の屋根面付近は換気空気bによって冷却するため、輻射による作業者18の不快感を低減することができ、また冷却ユニット4の冷却能力が小さくてすみ、安価に構成することができる。また、冷風空気aは顕熱交換のみであるから、外気と比べて絶対湿度の増加はない。
【0012】
[実施の形態2]
図5は、本発明の実施の形態2に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図、図6は図5の正面図である。なお、実施の形態1と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する(以下、同様)。
本実施の形態では、実施の形態1で示した冷気用排気ファン15を省略し、冷風空気aの排気は換気用排気ファン17によって行うようにしたものである。
【0013】
上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。冷却ユニット4の吹出し口9から吹出した冷風空気aは、作業者18を通過し、第2の側壁3bを上昇して、換気用排気ファン17から外部ホ方向に排出される。
このように、本実施の形態では、冷気用排気ファン15を省略して冷風空気aの排気も換気用排気ファン17に兼用させるようにしたので、換気用排気ファン17の排気風量は、冷風空気aの風量と換気空気bの風量との合計となるために、換気用排気ファン17は大型のものが必要となるが、送風機の台数が少なくてすむのでシステムはシンプル化し、システム全体を安価に構成することができる。また、建物1内を通過した冷気が側壁3に沿って上昇するときに側壁3を冷却するため、側壁3の温度が低下し、作業者18への輻射熱の影響を軽減することができる。
【0014】
[実施の形態3]
図7は本発明に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図、図8は図7の正面図である。
本実施の形態では、冷却ユニット4を側壁3の数箇所に設置したもので、作業者18が建物1内の数カ所で集団で作業をしている場合に、冷風空気aを作業者18の集団に集中的に当てるようしたものである。
冷却ユニット4は第3の側壁3cの例えば2箇所に取付けられ、ここから冷風空気aを吹出すようにしてある。
上記のように構成した本実施の形態においては、作業者18の集団付近に設置した冷却ユニット4の吹出し口9から冷風空気aが吹出して作業者18に当たり、換気用排気ファン17を通って外部に放出される。
【0015】
作業者18が建物1内に個々に点在している場合や、建物1内を動き回る作業に従事している場合は、建物1内の作業者空間、例えば床上2m以内のすべての空間を冷却する必要があり、このため能力の大きい冷却ユニット4が必要とされるが、本実施の形態によれば、作業者18が集団で作業している空間に集中的に冷風空気aを当てて冷却すればよく、このため冷却ユニット4の能力が小さくて済み、冷却効率の向上を図ることができる。
【0016】
[実施の形態4]
図9は、本発明の実施の形態4に係る冷風換気システムを備えた工場の正面図である。本実施の形態では、換気用給気ファン16にガイド板19を取付けたものである。
図において、換気用給気ファン16の建物1側に、屋根2側に向けて傾斜するガイド板19を取付けて、換気用給気ファン16から吸入された直後の換気空気bを屋根2面に直接に当てて、屋根2面を冷却させるようにしたものである。
本実施の形態によれば、屋根2面を積極的に冷却するようにしたので、屋根2面が日射によっても異常高温にならず、屋根2面の温度が低下するので、輻射量を減少させて作業者の不快感を低下させることができ、冷却ユニット4の能力が小さくてすみ、冷却効率の向上を図ることができる。
【0017】
[実施の形態5]
図10は本発明の実施の形態5に係る冷風換気システムを備えた工場の要部の正面図、図11は図10の側面図である。実施の形態1,2,3,4では、冷却ユニット4の空気吸込み口は外気取り入れ用の吸込み口5のみであったが、本実施の形態では、外気側と建物1内側の2箇所に設けたものである。
図に示すように、冷却ユニット4の外気側(A側)には冷却空気を外部から吸引する第1の吸込み口5aが設けられ、建物1内側(B側)には冷却空気を室内から吸引する第2の吸込み口5bが設けられており、これらの吸込み口5a,5bを選択的に塞ぐ切換えダンパー20が取付けられて、回動軸21を支点としてへ方向に自在に回動できるようになっている。
【0018】
上記のように構成した本実施の形態においては、切換えダンパー20が建物1内側(B側)に位置するときは、外気側(A側)の吸込み口5aから外気をロ方向に吸引するが、この場合の以後の動作は、実施の形態1〜4に述べた場合と同様である。
切換えダンパー20が外気側(A側)に位置するときは、建物1内側(B側)の吸込み口5bから室内空気をト方向に取り込み、冷却ユニット4内で冷却されたのち、吹出し口9から冷風空気aとして吹出し、冷風空気aの循環流れとなり、作業者18を通過しながら、室内循環流れとなる。
本実施の形態によれば、冷却ユニット4の吸込み口5に切換えダンパー20を設けて、冷却用の空気を外部から吸引する場合と建物1内から吸引する場合のいずれの場合も選択できるようにしたので、建物1内を敢えて換気するまでもなく、また、外気温度が高い場合は、空気を外部から吸込むよりも建物1内の空気を吸引してこれを建物内で循環させた方が、冷却効果は増大する。こうして、作業環境および外気状態に応じた最適な冷却ユニット4の運転を行うことができる。
【0019】
[実施の形態6]
図12は、本発明の実施の形態6に係る冷風換気システムを備えた工場の要部の側面図、図13は図12の正面図である。本実施の形態では、冷却ユニット4にスイングルーバーを取付けたものである。
図に示すように、冷却ユニット4の吹出し口9には複数のスイングルーバー22が設けられ、その一端が第1の支点23aによって支点支持棒23に支持され、他端が第2の支点25aによって往復動装置24に取付けられた往復動支持棒25にスライド可能に支持されている。
【0020】
上記のように構成した本実施の形態において、往復動装置24を駆動して往復動支持棒25がト方向に往復運動を行うと、スイングルーバー22は支点支持棒23に設けた第1の支点23aを軸にしてト方向に往復動し、スイングルーバー22の向きによって、すなわち、図12の実線から点線の範囲で示されるスイングルーバー22の位置によって、冷却ユニット4内の空気はト方向に吹出される。
本実施の形態によれば、スイングルーバー22を設けたので、冷風吹出し範囲が広がり、広く点在している作業者18に対しても冷風を与えることができる。この場合、作業者18に対しては間欠風となるが、間欠風は連続風よりも涼感が増大して、不快性をより軽減することができる。
【0021】
【発明の効果】
以上の発明から明らかなように、本発明によれば、冷水発生装置で作られた冷水を工場内に設置した冷却ユニットに通し、ここで外気を冷却して冷風空気とし工場等の建物内に供給するようにしたので、建物内の湿度が上昇することはなく、さらに、屋根面付近に設けた換気用の吸気ファンや排気ファンによって屋根面を冷却するようにしたので、輻射熱を低減させることができ、冷却ユニットの冷却能力を小さくして、システム全体を安価に構成することができる。
こうして、建物内の特に夏期における異常な温度上昇を抑制することができ、しかも、建物内において絶対湿度の上昇はないので、生産品種の制限を受けることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図2の要部を拡大した正面図である。
【図4】図3の側面図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図である。
【図6】図5の正面図である。
【図7】本発明の実施の形態3に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図である。
【図8】図7の正面図である。
【図9】本発明の実施の形態4に係る冷風換気システムを備えた工場の正面図である。
【図10】本発明の実施の形態5に係る冷風換気システムを備えた工場のの要部の正面図である。
【図11】図10の側面図である。
【図12】本発明の実施の形態6に係る冷風喚起システムを備えた工場の要部の側面図である。
【図13】図12の正面図である。
【符号の説明】
1 建物、2 屋根、4 冷却ユニット、5,5a,5b 吸込み口、6 フィルター、7 送風機、8 冷却用熱交換器、9 吹出し口、10 ダクト、12 冷水発生装置、15 冷気用排気ファン、16 換気用給気ファン、17 換気用排気ファン、19 ガイド板、20 切換えダンパー、22 スイングルーバー、a 冷風空気、b 換気空気。

Claims (10)

  1. 建物内に冷却ユニットを設けて、冷水発生装置で作られた冷水と前記冷却ユニットに取り入れた空気を顕熱交換して冷風空気を形成し、該冷風空気を建物内の下部付近に循環させて外部に排出すると共に、前記建物内に換気装置を設けて換気空気を形成し、前記建物内の上部付近を循環させて外部に排出することを特徴とする冷風換気システム。
  2. 前記冷風空気をそれぞれ床側に位置する冷却ユニットから吸入して冷気用排気装置から排出し、前記換気空気をそれぞれ屋根側に位置する換気用給気装置から吸入して換気用排気装置から排出することを特徴とする請求項1記載の冷風換気システム。
  3. 前記冷風空気を床側に位置する冷却ユニットから吸入すると共に、前記換気空気を屋根側に位置する換気用給気装置から吸入して、これらの冷風空気及び換気空気をともに屋根側に位置する換気用排気装置から排出することを特徴とする請求項1記載の冷風換気システム。
  4. 冷却ユニットを複数設け、複数のゾーンに冷風空気を吹き付けるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の冷風換気システム。
  5. 換気空気を屋根側に案内するガイド板を、換気用給気ファンの前面に設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の冷風換気システム。
  6. 冷却ユニットの吸込み口から吹出し口に至る経路中に、フィルター、送風機、冷水発生装置と連通する冷却用熱交換器を順次配設したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の冷風換気システム。
  7. 冷却ユニットの吸込み口の室外側と室内側に開口部を設け、該開口部を切換えダンパーによって選択的に開閉するようにしたことを特徴とする請求項6記載の冷風換気システム。
  8. 冷却ユニットの吹出し口がほぼ水平方向から垂直方向に変化するようにしたことを特徴とする請求項6記載の冷風喚起システム。
  9. 冷却ユニットの吹出し口にスイングルーバーを設けたことを特徴とする請求項6記載の冷風換気システム。
  10. 冷却塔によって循環水の一部を蒸発して冷水を作る冷水発生装置を備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の冷風換気システム。
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