JP2010133637A - 床パネル一体型ダクト部材 - Google Patents

Abstract

【課題】情報通信機械室等における二重床による床吹き出し空調システムに好適な床パネル一体型ダクト部材を提供する。
【解決手段】ダクト部材本体１は、冷気吹き出しのための複数の孔部２ａを有する床パネル（床パネル）２と、下側パネル３と、床パネル２と下側パネル３とを一定間隔を確保して支持する複数の支持部材４と、を主要構成として備えている。これらの構成により、床パネル２と下側パネル３間に気流流路５が形成されている。なお、後述するように、床パネル２が架台フレーム１５ａに載置された状態で、全体として二重床空間１７内に収まるように、床パネル２の幅ｄ１は下側パネル３の幅ｄ２より大きく構成されている。また、全体高さｈは、躯体スラブ面との間に十分な空間を確保する高さに構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明はダクト部材に係り、特に、情報通信機械室等における二重床による床吹き出し空調システムに好適な床パネル一体型ダクト部材に関する。

従来、ＩＣＴ機器・装置（以下、ＩＣＴ機器という）を収容する情報通信機械室（データセンタ）の空調方式として、二重床空調方式が広く採用されている（例えば特許文献１）。図１１は、このような二重床空調システム１００を示し、空調対象室内を躯体スラブ１０１と穴あき床パネル１０２間に二重床空間１０３を形成し、空調機１０４から二重床空間１０３に冷気を供給して、さらに穴あき床パネル１０２から冷気を吹き出し、室内のＩＣＴ機器１０５を冷却するものである。
しかしながら、この空調方式では空調機１０４からの低温吹き出し時に冷気が躯体スラブ１０１に直接当たるため、低温吹き出し時に下階天井部に結露が発生するという問題がある。また、スラブ面に断熱材が簡易に施工されている場合、空調からの高速の吹出し空気が断熱材に直接当ることにより、断熱材がスラブ面から剥離し、高度な空気洗浄度が要求される機械室内に飛散して障害が生じるという場合がある。これらのことは、機械室内の熱負荷増大に伴う空調機の大型化に伴い、近年より深刻な問題となってきている。
また、二重床空間に電源ケーブル１０６等が過推積されている場合には、通気抵抗により想定外の気流分配となり、室内ＩＣＴ機器への均等な冷気供給に支障をきたすという問題がある。
さらに、空調機吹き出し部近傍の通気抵抗が殆どない箇所では、気流の動圧成分が高くなりすぎその分静圧が低下するため、当該箇所において想定吹き出し風量を確保できないケースが生じるという問題がある。
特開２００３−１６６７２９号公報

このような弊害を解消するためには、二重床下空間内に独立の冷気流路を設けて三重床構造にすることが有効であるが、そのためには既存の二重床架台構造体の大規模な改修工事を要するという問題がある。また、発熱装置（ＩＣＴ機器）の配置換えや増設などが行われた場合に、簡易に対応できないという問題がある。さらに、空調機吹き出し部近傍の動圧成分の問題については、独立の冷気流路を設けただけでは解消できない。
本発明は、このような課題を解決するためのものであって、既存の二重床構造を変更することなく、また、発熱装置の配置換えや増設など、室内の負荷状況の変化に柔軟に対応可能な床パネル一体型ダクト部材を提供するものである。

本発明は以下の内容をその要旨とする。すなわち、本発明に係る床パネル一体型ダクト部材は、
（１）二重床による床吹き出し空調システムに用いるダクト部材であって、二重床面に配置される床パネルと、二重床下空間内に配置され、該床パネルの下側面に付設して冷気流路空間を形成する流路形成部材と、を備えて成ることを特徴とする。
（２）前記床パネルは、複数の冷気吹き出し孔を有することを特徴とする。
（３）前記流路形成部材は、所望の断面形状に変形可能とする材料を用いて成ることを特徴とする。
本発明において「断面」とは流路に垂直な断面をいい、また断面形状は一様なものであってもよく、また、断面位置とともに変化するものであってもよい。
（４）上記発明において、前記流路形成部材は、下側パネルと、前記床パネルと該下側パネルとを、所定の間隔を設けて支持する複数の支持部材と、を含んで成ることを特徴とする。
（５）上記（４）の発明において、前記流路形成部材は、さらに、前記床パネル、前記下側パネル及び前記支持部材により囲まれる面のうち、流路以外の任意の面を閉塞するための側面パネルを含んで成ることを特徴とする
（６）上記各発明において、少なくとも一部の前記支持部材は、前記床パネルと前記下側パネルとの間隔を調整可能とする伸縮調整手段を備えて成ることを特徴とする。
（７）上記各発明において、前記冷気流路空間内の冷気流速を減速するための気流調整部材を、さらに備えて成ることを特徴とする。
また、本発明に係る空調気流の供給方法は、
（８）上記（１）乃至（７）に記載の床パネル一体型ダクト部材を複数組み合わせて、二重床下に所望の冷気流路空間を形成することを特徴とする。

本発明によれば、架台構造体の大規模な改修工事を伴うことなく、床パネルの交換のみで容易に三重床構造に変更することが可能となる。
また、二重床空間内に独立の冷気流路が形成されるため、冷気が直接床スラブにあたることを防止でき、階下の天井部の結露発生や、断熱材の剥離発生を防止できるという効果がある。
また、ケーブルが敷設された空間から離隔された流路を用いて冷気を供給する事により、堆積したケーブルに空調からの供給気流が衝突することによって生じる不測の気流障害を防止することができる。
また、発熱装置の配置換えや増設などが行われた場合にも、容易に対応可能という効果がある。
また、室内が空調エリアと非空調エリアに区画されている場合、本発明の床パネルを複数用いて二重床下に任意の流路空間を形成することにより、空調エリアのみに冷気を供給できるため、効率的な冷気供給が可能という効果がある。特に、供給冷気と排熱空気を切り分ける形で、空調エリアと非空調エリアの区画が行われている場合に、顕著な効果を示す。
また、支持部材を伸縮自在に構成したタイプにあっては、ケーブル等の障害物が敷設されていても、状況に合わせて流路形状を変更でき、該ダクト部材の敷設を容易にすると言う効果がある。
流路内に気流調整体を設けたタイプにあっては、空調機近傍の吹き出し部における風量を確保することができる。

以下、本発明の各実施形態について、図１乃至１０を参照してさらに詳細に説明する。重複説明を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る床パネル一体型ダクト部材（以下ダクト部材と略称することがある）本体１の構成を示す図である。図２は、本体１に側面パネル６を取り付けた、ダクト部材１ａの構成を示す図である。図３は、本体１に側面パネル６、端面パネル７を取り付けた、ダクト部材１ｂの構成を示す図である。図４は、本実施形態に係る二重床空調システム１０の断面構成を示す図である。図５は、同平面構成を示す図である。図６は、図５のＡ−Ａ‘矢視図である。
図１を参照して、ダクト部材本体１は、冷気吹き出しのための複数の孔部２ａを有する床パネル（床パネル）２と、下側パネル３と、床パネル２と下側パネル３とを一定間隔を確保して支持する複数の支持部材４と、を主要構成として備えている。これらの構成により、床パネル２と下側パネル３間に気流流路５が形成されている。なお、後述するように、床パネル２が架台フレーム１５ａに載置された状態で、全体として二重床空間１７内に収まるように、床パネル２の幅ｄ１は下側パネル３の幅ｄ２より大きく構成されている。また、全体高さｈは、躯体スラブ面との間に十分な空間を確保する高さに構成されている。

次に図２を参照して、ダクト部材１ａはダクト部材本体１に加え、両側面部に側面パネル６を備えている。かかる構成により、気流流路５内の冷気の流れを可能としている。また図３を参照して、ダクト部材１ｂは、ダクト部材本体１に加え、両側面部及び端面部に側面パネル６、端面パネル７を備えている。かかる構成により、ダクト部材１ｂを気流ルートの端末に配置することにより、この位置で流れをストップさせることができる。
なお、ダクト部材１ａ、１ｂの端部８は、互いに接続したときに必要な気密が確保されるように構成されている。
また、本実施形態では支持部材４として棒状剛体の例を示したが、上下のパネルを所定の間隔を保持して支持可能なものであればよく、例えば針金のような非剛体であってもよい。

次に図４乃至６を参照して、ダクト部材１ａ、１ｂを用いた空調システム１０の構成について説明する。空調システム１０の空調対象ゾーンは、空調エリア１２と非空調エリア１３に区画されており、空調エリア１２にはＩＣＴ機器１２ａが、非空調エリア１３には整流器（ＦＲ）、分岐架（ＡＣ−ＤＳＰ）等の電源供給装置１３ａが配設されている。これらの機器類はコールドアイル空間１１を挟んで２列に配置されている。各装置類は、架台フレーム１５ａ、床パネル１５ｂ、脚部１５ｃにより構成される架台構造体１５上に配置されている。床パネル１５ｂと躯体スラブ１６により二重床空間１７が形成されている。
コールドアイル空間１１において、空調エリア１２部分の二重床空間には、連結ダクト１４ａ及びダクト部材１ａ、１ｂにより気流ダクト１８が構成されている。ダクト部材１ａ、１ｂは、いずれも床パネル２が床パネル１５ｂ上面と同レベルとなるように架台フレーム１５ａに載置され、床パネルを除く部分が二重床空間１７内に収まるように配置されている。なお、下側パネル３と躯体スラブ１６とは接触せず、またケーブル等敷設を可能とする十分な距離が確保されている。
空調エリア１２の一端側には空調機１４が配置されており、気流ダクト１８に冷気を供給するように構成されている。

以上の構成により、空調機１４から供給される冷気は気流ダクト１８を経由し、ダクト部材１ｂ、１ｃの床パネル２の孔部２ａから空調エリア１２に吹き出される。一方、非空調エリア１３については、ダクトが設けられていないため冷気は供給されない。このように空調エリア１２のみに効率的に冷気が供給されることとなる。
さらに、上述のように下側パネル３と躯体スラブ１６間には十分な距離が確保されているため、冷気が直接躯体スラブ１６にあたることはなく、またケーブルの敷設も可能となる。

なお、本実施形態では直線的な気流ルートを構成するダクト例を示したが、曲がり部を有する気流ルートの組み合わせも可能である。図７はこのような例を示すものであり、同図（ａ）に示すように、ダクト部材１ｃは片側側面及び端面のみにパネルが取り付けられている。このようなダクト部材１ｃと上述のダクト部材１ａ、１ｂとを組み合わせることにより、同図（ｂ）に示すように、直角方向に曲がる流路を形成することも可能になる。
さらに、下側パネルや支持部材の数及び取り付け方法を種々変化させることにより、任意の気流ルートの形成が可能となる。

（第二の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図８は、本実施形態に係る床パネルダクト部材２０本体の構成を示す図である。ダクト部材２０の構成が上述のダクト部材１本体と異なる点は、支持部材２１ａ、２１ｂが伸縮自在に構成されていることである。かかる構成により、右側支持部材２１ａを左側支持部材２１ｂより長くし、対応する形状の下側パネル２２を用意して取り付けることにより、下側パネル面と躯体スラブ１６面との距離を調整することができる。これにより、躯体スラブ１６上にケーブル２３等の障害物が敷設されていても、上述の実施形態と同様に冷気の供給が可能となる。なお、側面パネル、端面パネルの取り付けや架台構造体への配置等は上述の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。

（第三の実施形態）
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。
図９は、本実施形態に係る床パネル一体型ダクト部材３０の構成を示す図である。ダクト部材３０の構成がダクト部材１ａと異なる点は、下側パネル３の上側面に通気抵抗増大のための邪魔板（気流調整部材）３１が設けられていることである。
ダクト部材３０を空調機直近の気流通路に配置することにより、邪魔板３１により気流の動圧成分を小さくすることができ、その分静圧成分が増加するため、吹き出し風量の均等化を図ることが可能となる。

（第四の実施形態）
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る床パネル一体型ダクト部材４０の構成を示す図である。ダクト部材４０の構成がダクト部材１ｂと異なる点は、下側パネル３及び支持部材４に替えて、これらを一体に構成した流路形成部材４１を備えていることである。流路形成部材４１は、床パネル２の下面側に固定されており、床パネル２と流路形成部材４１により形成される空間４２に気流が通過可能に構成されている。
流路形成部材４１の形状、寸法を上述の各ダクト部材の対応部分と同一にすることにより、同一機能のダクトを構成することができる。これにより、ダクト部材４０は上述の各ダクト部材と比較して部品点数を減らせるという効果がある。

（第五の実施形態）
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、より複雑な冷気流路空間を備えた二重床空調システムに係る。
図１１は、本実施形態に係る二重床空調システム５０の平面構成を示す図である。図１２は、図１１のＢ−Ｂ’矢視図である。
空調システム５０において、機械室５１内は一部が二重床構造５２ａ、残りの部分が直床構造５２ｂに構成されている。二重床空間５７内はさらに、形状の異なる複数の床パネル一体型ダクト部材５３により、空調エリア５７ａと非空調エリア５７ｂに区画されている。室内壁面には複数の空調機５６が配設されており、空調エリア５７ａに冷気供給するように構成されている。また、室内空間５１ａの空調エリア５７ａ上部近傍には発熱体（ＩＣＴ機器）５４が、非空調エリア５７ｂ上部には非発熱体５５が配置されている。発熱体５４から排出される高温排気は天井パネル５１ｄに設けられた吸込口５１ｅから天井空間５１ｂに導かれ、さらに空調機５６に戻される。

空調エリア５７ａを構成するダクト部材５３は、第一の実施形態のダクト部材本体１をベースとし、下側パネルは共通に有し、また配設位置により側面部又は端面部の構成が異なる複数のタイプによりなる。すなわち、床パネル部分についは、空調機５６近傍には冷気吹出孔を有しないダクト部材５３ｅが、また、発熱体５４近傍には冷気吹出孔を有するタイプ５３ａ乃至５３ｄが用いられている。また、非空調エリア５７ｂとの区画部分には、場所に応じて側面及び／又は端面パネルを備えたダクト部材が用いられている。例えばＢ−Ｂ’断面についてみると、ダクト部材５３ａは底面・側面・端面、ダクト部材５３ｂは底面・側面・端面、ダクト部材５３ｃは底面のみ、ダクト部材５３ｄは底面・左側面、にそれぞれパネルを有するタイプが用いられている。

以上の構成により、空調機５６から供給される冷気は空調エリア５７ａを介して、各ダクト部材の床パネル孔部から室内の発熱体５４部分に吹き出される。一方、非発熱体５５が配置されている非空調エリア５７ｂについては、冷気の供給はない。このように、各種ダクト部材を適切に組み合わせることにより、室内がいかなる配置であっても空調エリアのみに効率的に冷気供給することができる。

第一の実施形態に係るダクト部材本体１の構成を示す図である。 本体１に側面パネル６を取り付けたダクト部材１ａの構成を示す図である。 本体１に側面パネル６、端面パネル７を取り付けたダクト部材１ｂの構成を示す図である。 第一の実施形態に係る二重床空調システム１０の断面構成を示す図である。 二重床空調システム１０の平面構成を示す図である。 図５のＡ−Ａ’矢視図である。 ダクト部材１ｃの構成を示す図である。 第二の実施形態に係るダクト部材２０の構成を示す図である。 第三の実施形態に係るダクト部材３０の構成を示す図である。 第四の実施形態に係るダクト部材４０の構成を示す図である。 二重床空調システム５０の平面構成を示す図である。 図１１のＢ−Ｂ’矢視図である。 従来の二重床空調システム１００の構成を示す図である。

符号の説明

１・・・・ダクト部材本体
１ａ、１ｂ、１ｃ、２０、３０、４０、５３ａ〜５３ｅ・・・・一体型ダクト部材
２・・・・床パネル
３、２２・・・・下側パネル
４、２１ａ、２１ｂ・・・・支持部材
５・・・・気流流路
６・・・・側面パネル
７・・・・端面パネル
１０、５０・・・・二重床空調システム
１１・・・・コールドアイル空間
１２・・・・空調エリア
１２ａ ・・・・ＩＣＴ機器
１３・・・・非空調エリア
１４、５６・・・・空調機
１５・・・・架台構造体
１６・・・・躯体スラブ
１７・・・・二重床空間
１８・・・・気流ダクト
３１・・・・邪魔板
４１・・・・流路形成部材
５４・・・・発熱体
５５・・・・非発熱体
５７ａ・・・・空調エリア
５７ｂ・・・・非空調エリア

Claims (8)

1. 二重床による床吹き出し空調システムに用いるダクト部材であって、
   二重床面に配置される床パネルと、
   二重床下空間内に配置され、該床パネルの下面に付設して冷気流路空間を形成する流路形成部材と、
   を備えて成ることを特徴とする床パネル一体型ダクト部材。
2. 前記床パネルは、複数の冷気吹き出し孔を有することを特徴とする床パネル一体型ダクト部材。
3. 前記流路形成部材は、所望の断面形状に変形可能とする材料を用いて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の床パネル一体型ダクト部材。
4. 前記流路形成部材は、下側パネルと、前記床パネルと該下側パネルとを、所定の間隔を設けて支持する複数の支持部材と、を含んで成ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の床パネル一体型ダクト部材。
5. 請求項４において、前記流路形成部材は、さらに、前記床パネル、前記下側パネル及び前記支持部材により囲まれる面のうち、流路以外の任意の面を閉塞するための側面パネルを含んで成ることを特徴とする床パネル一体型ダクト部材。
6. 少なくとも一部の前記支持部材は、前記床パネルと前記下側パネルとの間隔を調整可能とする伸縮調整手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至５に記載の床パネル一体型ダクト部材。
7. 前記冷気流路空間内の冷気の動圧成分を減ずるための気流調整部材を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項１乃至６に記載の床パネル一体型ダクト部材。
8. 請求項１乃至７に記載の床パネル一体型ダクト部材を複数組み合わせて、二重床下に所望の冷気流路空間を形成することを特徴とする空調気流の供給方法。

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