JP3061433B2 - Ceiling cooling system - Google Patents

Ceiling cooling system

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JP3061433B2
JP3061433B2 JP3052835A JP5283591A JP3061433B2 JP 3061433 B2 JP3061433 B2 JP 3061433B2 JP 3052835 A JP3052835 A JP 3052835A JP 5283591 A JP5283591 A JP 5283591A JP 3061433 B2 JP3061433 B2 JP 3061433B2
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  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、冷房機能として輻射と
対流冷却を併用し、除湿機能も有する天井に設けられた
冷房システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system provided on a ceiling which uses both radiation and convection cooling as a cooling function and also has a dehumidifying function.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、冷房システムはその発達によって
室内の生活環境が向上されている。これによって、快適
に生活や仕事をすることができ、事務所や作業場或いは
学校等では作業能率が向上し、また、商店や飲食店等で
は顧客サービスのためにも欠かせないものになってい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, indoor living environments have been improved due to the development of cooling systems. As a result, it is possible to comfortably live and work, work efficiency is improved in offices, workplaces, schools, and the like, and it is indispensable for customer service in shops and restaurants. .

【0003】この様な冷房システムは、室内から熱量を
取り除いて快適な室内状態を得ようとするものである。
この室内から取り除くべき熱量(以下冷房負荷という)
には、大きく分けると、次の4つとなる。
[0003] Such a cooling system aims to obtain a comfortable indoor state by removing heat from the room.
The amount of heat to be removed from this room (hereinafter referred to as cooling load)
Can be roughly divided into the following four.

【0004】(1)太陽からの日射によって入ってくる
熱 (2)室内より室外の温度が高いので、壁や屋根を伝わ
って入る熱 (3)照明や人体或いは機器等からの室内で発生する熱 (4)取り入れる新鮮空気を冷却するための熱量 また、これらの熱には、周囲の温度を高める熱である顕
熱と、空気中に水分として与えられる熱である潜熱とが
ある。室内からこれらの顕熱と潜熱の両方を除去するこ
と、即ち、冷却と除湿を行うことによって、快適な状態
が得られる。
[0004] (1) Heat entering by solar radiation from the sun (2) Heat entering through walls and roofs because the temperature outside is higher than indoors; (3) Heat coming from indoors due to lighting, human body or equipment, etc. Heat (4) Amount of heat for cooling fresh air to be taken. These heats include sensible heat, which is heat for increasing the ambient temperature, and latent heat, which is heat given to the air as moisture. By removing both the sensible heat and the latent heat from the room, that is, by performing cooling and dehumidification, a comfortable state is obtained.

【0005】このような冷房負荷を取り除くための冷房
システムとしては、以下に述べるシステムが知られてい
る。
The following system is known as a cooling system for removing such a cooling load.

【0006】即ち、室内の適所に送風機を設置するファ
ンコイルユニット等のシステムでは、室内空気を吸い込
み、その空気中の熱を冷媒で吸収して冷却を行い、更に
この冷却された空気を強制送風することによって冷房を
行っている。
That is, in a system such as a fan coil unit in which a blower is installed at an appropriate place in a room, the room air is sucked in, the heat in the air is absorbed by a refrigerant to perform cooling, and the cooled air is further forced to blow air. Cooling is done by doing.

【0007】しかしながら、このシステムでは、室内に
送風機を設置するために室内空間の一部を占有すること
になり、生活空間が狭められるという問題がある。更
に、送風機による強制送風では、騒音が発生し、また不
快な冷感を感じる気流の発生、更に室内上部に比べて床
面が過冷却になるといった人体に対する不快感が問題に
なっている。これは健康面にも影響があり、近年冷房病
として問題になっている。
[0007] However, in this system, a part of the indoor space is occupied to install the blower in the room, and there is a problem that the living space is narrowed. Further, forced air blowing by a blower causes noise, generates an airflow that gives an unpleasant feeling of cooling, and further causes discomfort to the human body such that the floor surface is overcooled compared to the upper part of the room. This has an effect on health and has recently become a problem as cooling disease.

【0008】このため、天井に設けられた強制送風する
ことのない、冷輻射による冷房システムが提供されてい
る。このシステムとしては、以下に述べる2種のシステ
ムが知られている。
For this reason, there has been provided a cooling system provided on the ceiling, which does not perform forced air blowing and uses cold radiation. As this system, the following two types of systems are known.

【0009】その第1のシステムは、天井パネルに埋め
込まれた冷房用配管が天井面に水平に設置されている。
この冷房用配管には、冷凍機によって約18℃に冷却さ
れた水が通される。この冷却水によって天井パネルの表
面温度が低下し、冷輻射されることによって室内の冷却
が行われる。この時の天井パネルの表面温度は、夏季の
室内露点よりも高い温度であるため、天井パネルに結露
が生じることはない。
In the first system, a cooling pipe embedded in a ceiling panel is horizontally installed on a ceiling surface.
Water cooled to about 18 ° C. by the refrigerator is passed through the cooling pipe. This cooling water lowers the surface temperature of the ceiling panel and cools the room to cool the room. At this time, since the surface temperature of the ceiling panel is higher than the indoor dew point in summer, dew condensation does not occur on the ceiling panel.

【0010】一方、第2のシステムとして、特開昭63
−315844に示されるようなものが提案されてい
る。
On the other hand, a second system is disclosed in
One such as shown in US Pat.

【0011】即ち、このシステムは、室内の天井位置
に、両端が冷凍機に接続されたコイルが水平方向に設置
されたものである。このコイルの内部には、冷凍機によ
って約7℃に冷却された水が通される。この冷却水で冷
やされたコイルによって、その周囲の空気が熱交換さ
れ、冷却空気となる。この冷却空気と室内下方の空気と
の温度差によって対流が起こり、この対流冷却及び天井
コイル表面による冷輻射によって室内が冷房される。天
井コイルにより冷却された空気は露点温度よりも下がっ
た時には、空気中の水蒸気はそこで凝縮され、結露が生
じる。従って、第2のシステムの冷却されたコイルの表
面温度が室内空気の露点温度より低いため、その冷却空
気中に含まれる水蒸気は凝縮され結露となり、絶対湿度
が低下する。しかも、コイル周囲の空気は対流により流
動するので、室内の空気中に含まれる水蒸気が序々に凝
縮されることになる。即ち、このシステムでは冷却を行
うときに、除湿も併せ行うことができる。
That is, in this system, a coil whose both ends are connected to a refrigerator is installed horizontally at a ceiling position in a room. Water cooled to about 7 ° C. by a refrigerator is passed through the inside of the coil. With the coil cooled by the cooling water, the air around the coil exchanges heat and becomes cooling air. Convection occurs due to the temperature difference between the cooling air and the air below the room, and the room is cooled by the convection cooling and the cooling radiation from the ceiling coil surface. When the air cooled by the ceiling coil falls below the dew point temperature, the water vapor in the air is condensed there and condensation occurs. Therefore, since the surface temperature of the cooled coil of the second system is lower than the dew point temperature of the room air, the water vapor contained in the cooled air is condensed to form dew, and the absolute humidity decreases. In addition, since the air around the coil flows by convection, the water vapor contained in the indoor air is gradually condensed. That is, in this system, when cooling, dehumidification can also be performed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のシステムではそれぞれに解決を要する問題がある。
However, each of these systems has a problem that needs to be solved.

【0013】即ち、第1のシステムでは、結露が生じな
いために空気中の湿度、即ち潜熱は低下せず、従って除
湿装置を別途に設けなければならない。また、結露を避
けるために冷却温度を下げることができないため、室内
天井部分の限られたスペースでは冷房能力が不足するこ
とが多い。
That is, in the first system, the humidity in the air, that is, the latent heat does not decrease because dew condensation does not occur, and therefore, a dehumidifier must be provided separately. Further, since the cooling temperature cannot be lowered in order to avoid dew condensation, the cooling capacity is often insufficient in a limited space of the indoor ceiling.

【0014】一方、第2のシステムでは、結露が生じる
ことによって除湿が行われるのであるが、その除湿され
た水分を回収する必要がある。このために、冷却コイル
の下方には排水管に接続されるドレンパンを設けなけれ
ばならない。これを設けることは、天井の外観にとって
は良いとはいえず、室内の美観を損ねることになる。
On the other hand, in the second system, dehumidification is performed by the formation of dew. However, it is necessary to collect the dehumidified water. For this purpose, a drain pan connected to a drain pipe must be provided below the cooling coil. Providing this is not good for the appearance of the ceiling, and impairs the aesthetics of the room.

【0015】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提供されたもので、その目的は、天井に
取り付けられた冷房システムで、対流冷却と冷輻射とを
組み合わせることによって、人体に対して不快感の無
い、しかも複雑な冷房負荷に対して適切な冷房能力を発
揮し、室内の温度及び湿度を調節することができ、ま
た、天井面の外観を損ねることのない冷房システムを提
供することである。
The present invention has been provided to solve the above-mentioned problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a ceiling-mounted cooling system by combining convection cooling and cooling radiation. A cooling system that does not cause any discomfort to the human body and that exerts appropriate cooling capacity against complicated cooling loads, can adjust indoor temperature and humidity, and does not impair the appearance of the ceiling surface It is to provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
天井に設けられた冷房システムにおいて、天井面上方に
設けられ、その周囲に結露を生じさせる低温の冷却水を
通す冷却パイプと、前記冷却パイプの下部に設けられた
結露を受けるためのドレンパンと、天井面に設けられ、
結露を生じさせない温度の冷却水を通す冷却管を内部に
備えた天井パネルと、冷却された空気を室内で対流させ
るために天井パネルに設けられた通風口とを備えたこと
を特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
In a cooling system provided on the ceiling, a cooling pipe that is provided above the ceiling surface and passes low-temperature cooling water that causes dew condensation around the cooling pipe, and a drain pan that is provided under the cooling pipe for receiving dew condensation, Installed on the ceiling surface,
A ceiling panel provided with a cooling pipe through which cooling water having a temperature that does not cause condensation is provided, and a ventilation port provided in the ceiling panel for convection of cooled air in the room.

【0017】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の天井冷房システムに設けられた天井パネルを冷却パ
イプのドレンパンを兼用する形に形成したことを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, a ceiling panel provided in the ceiling cooling system according to the first aspect is formed so as to double as a drain pan of a cooling pipe.

【0018】[0018]

【作用】以上のような構成を有する本請求項1記載の天
井冷房システムは、天井面の上方に設けられた冷却パイ
プに室内の露点温度よりも低い水温の冷却水を通し、そ
の熱交換によって空気を冷却し、対流冷却によって室内
の冷房を行い、同時に結露によって除湿も行う。この結
露は、冷却パイプの下部に設けられたドレンパンによっ
て排水される。一方、ドレンパン下部の天井面には天井
パネルが設けられ、その内部に備えられた冷却管に、室
内の露点温度よりもわずかに高い水温の冷却水を通して
天井パネルの温度を下げ、この天井パネルから冷輻射さ
れることによって室内の冷却が行われる。
In the ceiling cooling system according to the first aspect of the present invention, cooling water having a water temperature lower than the indoor dew point is passed through a cooling pipe provided above the ceiling surface, and the heat is exchanged. The air is cooled and the room is cooled by convection cooling, and at the same time, dehumidification is also performed by condensation. This condensation is drained by a drain pan provided below the cooling pipe. On the other hand, a ceiling panel is provided on the ceiling surface below the drain pan, and the temperature of the ceiling panel is lowered by passing cooling water with a water temperature slightly higher than the indoor dew point temperature through a cooling pipe provided inside the ceiling panel. The room is cooled by the cool radiation.

【0019】請求項2記載の天井冷房システムは、前記
天井パネルをコ字形に形成することによって、天井パネ
ルは冷却パイプの結露を排水するドレンパンも兼ねる。
In the ceiling cooling system according to the second aspect, the ceiling panel is formed in a U-shape, so that the ceiling panel also serves as a drain pan for draining condensation of the cooling pipe.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の天井冷房システムの一実施例
を図1及び図2に従って説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a ceiling cooling system according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0021】即ち、図1に示すように冷房される室内の
天井の上方には、冷却水の通される冷却パイプ1が水平
方向に一定間隔に設置されている。その下部の天井とな
る位置には、内部に冷却管3を備える天井パネル2が設
けられ、これは上方に解放されたコ字形に形成されてい
る。この天井パネル2は耐水部材で形成され、冷却パイ
プ1の直下部に冷却パイプ1に沿って一定間隔で配設さ
れ、その上面はドレンパンとして図示しない排水管に接
続されている。天井パネル2,2間の空間には、取り外
し可能なルーバ4が取り付けられている。これらの冷却
パイプ1と天井パネル2の冷却管3は、図2に示すよう
な冷水機5と熱交換器6が設けられ、ポンプ7,8によ
って冷却水の循環される冷水機システムに並列に接続さ
れている。
That is, as shown in FIG. 1, cooling pipes 1 through which cooling water flows are provided at predetermined intervals in a horizontal direction above a ceiling in a room to be cooled. A ceiling panel 2 having a cooling pipe 3 therein is provided at a position serving as a ceiling below the ceiling panel, and is formed in a U-shape which is opened upward. The ceiling panel 2 is formed of a water-resistant member, is disposed immediately below the cooling pipe 1 at regular intervals along the cooling pipe 1, and has an upper surface connected to a drain pipe (not shown) as a drain pan. A removable louver 4 is mounted in the space between the ceiling panels 2. The cooling pipe 1 and the cooling pipe 3 of the ceiling panel 2 are provided in parallel with a chiller system provided with a chiller 5 and a heat exchanger 6 as shown in FIG. It is connected.

【0022】以上のように構成される本発明の天井冷房
システムの作用は次の通りである。即ち、冷水機5で約
7℃に冷却された冷却水がポンプ7によって冷却パイプ
1に送られ、その冷却水の熱交換によって冷却パイプ1
周囲の空気が冷却される。この冷却空気は、冷却パイプ
1の下部に設けられた天井パネル2,2間のルーバ4か
ら流出し、室内下方の空気との温度差によって自然対流
が起こり、この対流によって室内が冷房されている。こ
の時、冷却パイプ1周囲の空気中に含まれる水蒸気が凝
縮されて結露を生じ除湿される。この時の結露は、冷却
パイプ1の下部に設けられた天井パネル2上に落下す
る。この天井パネル2は耐水部材でコ字形に形成され、
更にこの上面は排水管に連結されているため、ドレンパ
ンとしての作用も持ち合わせることになる。
The operation of the ceiling cooling system of the present invention configured as described above is as follows. That is, the cooling water cooled to about 7 ° C. by the water cooler 5 is sent to the cooling pipe 1 by the pump 7, and heat exchange of the cooling water causes the cooling pipe 1 to cool.
The surrounding air is cooled. This cooling air flows out of the louver 4 between the ceiling panels 2 provided at the lower portion of the cooling pipe 1, and natural convection occurs due to a temperature difference with air below the room, and the room is cooled by the convection. . At this time, the water vapor contained in the air around the cooling pipe 1 is condensed to form dew and dehumidify. The condensation at this time falls on a ceiling panel 2 provided below the cooling pipe 1. This ceiling panel 2 is formed in a U-shape with a waterproof member,
Further, since this upper surface is connected to a drain pipe, it also has a function as a drain pan.

【0023】一方、天井パネル2の冷却管3には冷水機
システムで約7℃の冷却水と熱交換器6を介して約18
℃に調整された冷却水がポンプ8によって流される。こ
の冷却水によって天井パネル2の表面温度が低下し、冷
輻射による室内冷房が行われる。
On the other hand, the cooling pipe 3 of the ceiling panel 2 is connected to a cooling water system of about 7 ° C. and cooling water of about 18 ° C. through a heat exchanger 6.
Cooling water adjusted to ° C. is flowed by the pump 8. This cooling water lowers the surface temperature of the ceiling panel 2 and performs indoor cooling by cool radiation.

【0024】ところで、ルーバ4が取り外し可能に設け
られているため、天井パネル2のドレンパンとして使用
される上面を清掃することができ、更に、冷房システム
の点検等にも利用することができる。
By the way, since the louver 4 is detachably provided, the upper surface used as a drain pan of the ceiling panel 2 can be cleaned, and can also be used for checking a cooling system.

【0025】以上のような本実施例の天井冷房システム
によれば、天井面の天井パネル2からの冷輻射と、冷却
パイプ1の熱交換によって起こる対流冷却の冷風とによ
って室内が冷房され、一方、冷却パイプ1で結露が起こ
ることによって室内の除湿が行われる。即ち、充分な冷
房能力と除湿機能の他に冷輻射効果により快適な環境を
作ることができる。特に、上部からの自然対流による冷
風によって上下の温度差が小さく、強制送風による不快
な冷感を感じる気流を防ぐことができ、従来に比べ人体
に感じる快適度がかなり高くなる。
According to the ceiling cooling system of the present embodiment as described above, the room is cooled by the cold radiation from the ceiling panel 2 on the ceiling surface and the convective cooling air generated by the heat exchange of the cooling pipe 1. When dew condensation occurs in the cooling pipe 1, indoor dehumidification is performed. That is, a comfortable environment can be created by a cooling radiation effect in addition to a sufficient cooling capacity and a dehumidifying function. In particular, the temperature difference between the upper and lower parts is small due to the cool air due to natural convection from the upper part, and an airflow that gives an unpleasant cool feeling due to forced air blowing can be prevented, and the degree of comfort felt by the human body is considerably higher than before.

【0026】また、天井パネル2が冷却パイプ1のドレ
ンパンの作用を兼ね備えるので、ドレンパンを設置する
必要が無く、また、冷却パイプ1は天井パネル2とルー
バ4によって目に入らないため、室内の美観を保つこと
ができる。
Further, since the ceiling panel 2 also functions as a drain pan of the cooling pipe 1, there is no need to install a drain pan. Further, since the cooling pipe 1 is not seen by the ceiling panel 2 and the louver 4, the indoor beauty can be improved. Can be kept.

【0027】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、具体的な各部材の形状、或いは各々の
取付け位置及び方法等は適宜変更可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and specific shapes of the respective members, or respective mounting positions and methods can be appropriately changed.

【0028】例えば、冷却水の水温は約7℃と約18℃
に限定されず、冷房負荷によって変化させることができ
る。また、冷房負荷をセンサーによって検知して、例え
ば天井パネルの冷却管に通される水温を、その時の室内
露点温度よりも約2度程度高い温度に設定することによ
って、結露すること無く適度な冷輻射を得ることができ
る。
For example, the cooling water temperature is about 7 ° C. and about 18 ° C.
It is not limited to this, and can be changed by the cooling load. Also, by detecting the cooling load with a sensor, for example, by setting the temperature of the water passed through the cooling pipe of the ceiling panel to a temperature that is about 2 degrees higher than the room dew point temperature at that time, an appropriate cooling without dew condensation can be achieved. Radiation can be obtained.

【0029】また、冷却パイプと天井パネルの冷却管と
を並列に接続することに限定されず、適当な温度制御装
置を介して、直列に使用することも可能である。更に、
その時の冷房負荷によって対流冷却、或いは冷輻射の一
方でも使用が可能となる。
The cooling pipe and the cooling pipe of the ceiling panel are not limited to being connected in parallel, but may be used in series via an appropriate temperature control device. Furthermore,
Depending on the cooling load at that time, either convection cooling or cooling radiation can be used.

【0030】また、冷却パイプにスパイラルフィンやプ
レートフィン等のフィンを設けることも可能である。こ
れによって伝導面を大きくすることができ、熱交換を効
率よく行うことができる。
Further, fins such as spiral fins and plate fins can be provided on the cooling pipe. As a result, the conduction surface can be enlarged, and heat exchange can be performed efficiently.

【0031】また、冷却パイプの下部に別途ドレンパン
を設けることによって、天井パネルの形状はコ字形に限
定されない。これによって、ドレンパン設置のための費
用はかかるが、天井パネルの耐久性を延ばすことができ
る。
By providing a separate drain pan below the cooling pipe, the shape of the ceiling panel is not limited to a U-shape. This can increase the durability of the ceiling panel, although it costs more for installing the drain pan.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の天井冷房システムによれば、強
制送風を行うことなく冷輻射と対流冷却を併せ持ち、充
分な冷房能力と除湿機能を持ち、更に、冷輻射効果によ
り従来方式よりも室温を高くしても快適感を得ることが
できるので、人間にとって健康的で快適な環境を作るこ
とができる。
According to the ceiling cooling system of the present invention, it has both cooling radiation and convection cooling without forcibly blowing air, has sufficient cooling capacity and dehumidifying function, and has a room temperature lower than that of the conventional system due to the cooling radiation effect. A comfortable feeling can be obtained even if the height is increased, so that a healthy and comfortable environment for humans can be created.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の天井冷房システムの実施例を示す模式
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a ceiling cooling system of the present invention.

【図2】図1の天井冷房システムの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the ceiling cooling system of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷却パイプ 2 天井パネル 3 冷却管 4 ルーバ 5 冷水機 6 熱交換器 7,8 ポンプ Reference Signs List 1 cooling pipe 2 ceiling panel 3 cooling pipe 4 louver 5 water cooler 6 heat exchanger 7, 8 pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00 F24F 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F24F 5/00 F24F 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 天井に設けられた冷房システムにおい
て、天井面上方に設けられ、その周囲に結露を生じさせ
る低温の冷却水を通す冷却パイプと、前記冷却パイプの
下部に設けられた結露を受けるためのドレンパンと、天
井面に設けられ、結露を生じさせない温度の冷却水を通
す冷却管を内部に備えた天井パネルと、冷却された空気
を室内で対流させるために天井パネルに設けられた通風
口と、を備えたことを特徴とする天井冷房システム。
In a cooling system provided on a ceiling, a cooling pipe is provided above a ceiling surface and through which low-temperature cooling water causing condensation is formed, and a condensation pipe provided below the cooling pipe is provided. Panel, and a ceiling panel provided on the ceiling surface with a cooling pipe through which cooling water with a temperature that does not cause condensation is provided inside the ceiling panel, and ventilation provided on the ceiling panel to convect the cooled air indoors A ceiling cooling system, comprising: a mouth;
【請求項2】 特許請求の範囲第1項記載の天井冷房シ
ステムに設けられた天井パネルを冷却パイプのドレンパ
ンを兼用する形に形成したことを特徴とする天井冷房シ
ステム。
2. A ceiling cooling system according to claim 1, wherein a ceiling panel provided in the ceiling cooling system according to claim 1 is formed so as to also serve as a drain pan of a cooling pipe.
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