JP3102527B2 - 鋼管柱列土留壁を利用した空気調和設備用蓄熱装置 - Google Patents

鋼管柱列土留壁を利用した空気調和設備用蓄熱装置

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JP3102527B2 JP04311250A JP31125092A JP3102527B2 JP 3102527 B2 JP3102527 B2 JP 3102527B2 JP 04311250 A JP04311250 A JP 04311250A JP 31125092 A JP31125092 A JP 31125092A JP 3102527 B2 JP3102527 B2 JP 3102527B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼管柱列土留壁の鋼管
を利用した空気調和設備用蓄熱装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
建造物の地下構造部分の構築にあたっては、その建造物
を囲む地盤に土留壁を施設することが行なわれており、
通常は、本体施設後にこれを埋め殺しにしている。土留
壁のうち鋼管を多数連結した鋼管柱列によるものは、耐
力及び止水性に優れているが、仮設土留材としての使用
のあとは埋め殺しにされていることから、その利用が検
討され、建造物の基礎構造物として、あるいは建造物立
設地盤域の液状化対策用地中壁としての活用が試みられ
ている。
【0003】ところで、ビル等の建造物には空調設備が
施されているが、それには大きな熱源を必要とし多額の
経費を要することから、省資源、省エネルギー化のため
各種の熱源方式が考えられ実用化されている。その一つ
として蓄熱方式がある。この蓄熱方式は、一般に、建物
の基礎ばり二重スラブを利用した蓄熱水槽に温水または
冷水を蓄え、これを補助熱源とするもので、熱源容量を
減少でき、安価な深夜電力を利用できるので、イニシャ
ルコスト及びランニングコストの低減が図れる、という
利点がある。しかし、上記の蓄熱源とする地下二重スラ
ブは、現在の建物において構造物に必ずしも設置される
わけではなく、また容量的にも十分の容量を有するわけ
ではない。しかも、蓄熱槽は建設費が高い等多くの問題
がある。
【0004】一方、蓄熱槽として基礎杭を利用しようと
する考えが特開昭54−31905号公報で開示されて
いるが、このようなものでは基礎杭は建築物を支持す
る強度部材として重要なものであり、杭内部を中空空間
とし水を貯めることにより基礎杭としての強度が低下す
る、基礎杭の本数は1つの建築物では少なく蓄熱水槽
として利用するには容量的に不足する等の問題があり、
実用化されていない。
【0005】本発明は、上記の事情にかんがみ、従来建
造物の構築にあたって施設されている鋼管柱列土留壁の
鋼管を蓄熱槽として利用することにより、蓄熱式空調の
ために要する蓄熱槽について、大きな容量のものが安価
なコストで得ることができ、空調設備におけるコストの
低減化を図ろうとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明装置の構成について、実施例に対応する図面
を参照して説明すると、請求項1の空気調和設備用蓄熱
装置は、建造物Bに隣接して地盤中に施設した鋼管柱列
土留壁Aにおける所要数の鋼管1を、有底状の水槽管5
に形成し、各水槽管5には、水を流出入する第1の流通
管6と、水を流出入する第2の流通管7を、同管1内に
開口して設け、第1の流通管6,6どうしを第1の合流
管8に接続するとともに第2の流通管7,7どうしを第
2の合流管9に接続し、それら第1及び第2の合流管
8,9を空気調和設備に接続したことを特徴とするもの
である。
【0007】また、請求項2の空気調和設備用蓄熱装置
は、建造物Bに隣接して地盤中に施設した鋼管柱列土留
壁Aにおける所要数の鋼管1を、有底状の水槽管5に形
成し、各水槽管5には、下端が水槽管5の下部内に開口
する長尺の流通管6と、下端が水槽管5の上部内に開口
する短尺の流通管7とを挿入して、各長尺の流通管6,
6どうしを第1の合流管8に、各短尺の流通管7,7ど
うしを、第2の合流管に接続し、それら第1及び第2の
合流管8,9を空気調和装置に接続したことを特徴とす
るものである。
【0008】
【作用】本発明装置においては、土留用として施設され
た鋼管の所要数が蓄熱の水槽管5として利用される。水
槽管5は、鋼管に底板4,4を設けることにより形成さ
れ、それぞれ送入、流出用の2種の流通管6,7が挿入
され、2本の合流管8,9にまとめられて、空気調和設
備10,11,12,13に接続される。そして、同設
備のヒートポンプ10を利用して冷却水、温熱水を還流
して蓄熱する。また、これを熱源として空調器11,1
2に放出する。
【0009】請求項2の装置では、水槽管5内での開口
位置が大きく離れた2本の流通管により、管内において
水の環流が良好に行われることになり、滞留水の少ない
効率のよい蓄熱及びその使用ができることになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明装置の実施例について、図面を
参照して説明する。図1、図2において、Aは構築する
建物Bの隣接する地盤中に施設された鋼管柱列土留壁
で、建物Bは、土留壁Aに囲まれた地盤を掘削、除去し
て、その中に、土留壁Aの内側面に隣接して構築され
る。
【0011】鋼管柱列土留壁Aは、従来公知のように、
多数鋼管1,1を継手2,2により連結して壁状に形成
されており、一般的には、その鋼管1より大径の掘削孔
を連続させてソイルセメント3を充填し、その中に鋼管
1,1を連結しながら沈設して、鋼管柱列が形成され
る。本発明においては、この鋼管柱列の一部または全部
の鋼管1,1を空気調和設備における蓄熱水槽として利
用する。
【0012】蓄熱水槽として使用される鋼管1,1は、
例えば、その下端に底板4aを設けて有底状の水槽管5
に形成され、また、その上端も必要に応じて蓋板4bに
より閉塞されている。そして、各水槽管5には水の流入
または流出をする第1及び第2の2種の流通管6,7
が、それぞれ蓋板4bを貫通して挿入、開口されてお
り、それらのうち、各第1の流通管6,6は第1の合流
管8に接続され、各第2の流通管7,7は第2の合流管
9に接続されている。上記各水槽管5,5には水が充填
される。なお、各鋼管1はその横断面が必ずしも図示の
ような円形でなくてもよく、例えば角形であってもよ
い。
【0013】上記の第1及び第2の合流管8,9は建物
Bに設置した空気調和設備に接続される。すなわち、第
1の合流管8は、ヒートポンプ(冷房の場合は製氷型ヒ
ートポンプ)10及びエアハンドリングユニット11或
はファンコイルユニット12等の空調器に接続された熱
交換器13の一次コイル15aの入口側と管路14aで
接続され、第2の合流管9はポンプPを介して上記熱
交換器13の一次コイル15aの出口側と管路14bで
接続されている。そして、ポンプPの作用により、各
水槽管5,5の水は長尺流通管6,6から第1の合流管
8に流入、集合されて熱交換器13の一次コイル15a
を通り冷却または加温されて、管路14bから第2の合
流管9に送られ、短尺流通管7,7より各水槽管5,5
に戻されて還流し、蓄熱或は放熱されることになる。
【0014】他方、上記熱交換器13の二次コイル15
bには、ヒートポンプ10と接続する管路16a,16
bが設けられているとともに、それらの管路16a,1
6bから切換弁17a,17bを介して、空調器11,
12回りの管路18a,18bが接続されている。そし
て、水槽管5,5への蓄熱にあたっては、切換弁17
a,17bの切換えにより管路16a,16bをヒート
ポンプ10回りとしてポンプP2により二次コイル15
bに熱源を送り、一次コイルを介して水槽管5,5の水
を冷却または加温する。この蓄熱運転は、低額な深夜電
力を利用して行うのが経済的である。また、冷暖房使用
時には、切換弁17a,17bを切換えて、二次コイル
15bよりの管路16a,16bを空調器11,12回
りの管路18a,18bに連通させ、一次コイル15a
を流れる水槽管5,5の蓄熱水を熱源とする。さらに、
切換弁17a,17bによって、二次コイル15bに接
続の管路16a,16b,18a,18bをすべて連通
させれば、ヒートポンプ10による冷却、加温と併せ
て、水槽管5,5の蓄熱水が熱源として利用できること
になる。
【0015】上記実施例においては、第1及び第2の流
通管6,7は、いずれも水槽管5の下部内に開口されて
いるが、この開口の位置は、例えば図4に示すように、
水槽管5の上部内に開口されるようにしてもよく、ま
た、水槽管5内のどの位置に開口されていてもよい。
【0016】図5は、本発明装置の他の実施例を示した
ものである。この実施例のものは、水槽管5に挿入の第
1の流通管6と第2の流通管7の開口位置が上下にずら
されている。すなわち、第1の流通管6は長尺のものが
使用されて水槽管5の下部内に開口しており、第2の流
通管7の方は短尺のものが使用されて水槽管5の上部内
に開口している。
【0017】上記第1、第2の流通管6,7は、その一
方が流入側となり他方が流出側となって使用されるが、
上記のように、第1、第2の流通管6,7の開口位置が
上部と下部とに大きく離れていると、両流通管6,7の
開口間に短絡を生じることがなくなり、水槽管5内の滞
留水の少ない効率のよいものとなる。
【0018】図6は、本発明装置と空気調和設備との他
の接続例を示したものである。この例では、第1の合流
管8はヒートポンプ10の入口側に至る管路16aと直
通に接続され、第2の合流管9はヒートポンプ10の出
口側よりの管路16bと直通に接続される。それらの管
路16a,16bには、図1の例におけると同様に、切
替弁17a,17bを介して空調器11,12回りの管
路18a,18bが接続されている。また、管路16
a,16bにはそれぞれポンプp1,が設けられて
いる。この例においては、水槽管5,5への蓄熱にあた
っては、切替弁17a,17bの切替えにより管路16
a,16bをヒートポンプ10回りとする。また、冷暖
房使用時には、切替弁17a,17bを切替えて、管路
16a,16bを空調器11,12回りの管路18a,
18bに連通させる。さらに、切替弁17a,17bの
切替えで管路16a,18a及び管路16b,18bを
連通させれば、ヒートポンプ10による蓄熱と空調器1
1,12による放熱とが併用できることになる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の蓄熱装
置は、従来、建造物の構築にあたって施設される鋼管柱
列土留壁の鋼管を利用して、その鋼管の所要数を水槽管
に形成し、各水槽管より水を取出す流通管同志と水を送
入する流通管同志とをそれぞれ別個の合流管で接続した
構成としたので、大きな容量のものが安価なコストで得
ることができ、空気調和設備の構築費の低減化が図れる
ことになる。
【0020】また、請求項2の蓄熱装置では、各水槽管
に挿入した流通管の一方を管内の下部に開口させ、他方
の流通管を管内の上部に開口させたので、各水槽管内は
水が滞留せずに流れ、蓄熱装置ひいては空気調和設備に
おける省エネルギー化が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の概要を示す縦断面図である。
【図2】同概略平断面図である。
【図3】本発明装置の一実施例を示す拡大縦断面図であ
る。
【図4】同他の実施例を示す要部拡大縦断面図である。
【図5】同さらに他の実施例を示す拡大縦断面図であ
る。
【図6】本発明装置と空調設備との関係の他の例を示す
概略縦断面図である。
【符号の説明】
A 鋼管柱列土留壁 B 建物 1 鋼管 2 継手 4a 底板 4b 蓋板 5 水槽管 6 第1の流通管 7 第2の流通管 8 第1の合流管 9 第2の合流管 10 ヒートポンプ 11 エアハンドリングユニット 12 ファンコイルユニット 13 熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 千秋 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島 建設株式会社 東京支店内 (72)発明者 飯田 正人 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島 建設株式会社 東京支店内 (72)発明者 相楽 典泰 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平3−294730(JP,A) 特開 平2−85642(JP,A) 特開 昭55−112968(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00 E02D 5/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建造物に隣接して地盤中に施設した鋼管
    柱列土留壁における所要数の鋼管を、有底状の水槽管に
    形成し、各水槽管には、水を流出入する第1の流通管と
    水を流出入する第2の流通管を、同管内に開口して設
    け、第1の流通管どうしを第1の合流管に接続するとと
    もに第2の流通管どうしを第2の合流管に接続し、それ
    ら第1及び第2の合流管を空気調和設備に接続したこと
    を特徴とする、鋼管柱列土留壁を利用した空気調和設備
    用蓄熱装置。
  2. 【請求項2】 建造物に隣接して地盤中に施設した鋼管
    柱列土留壁における所要数の鋼管を、有底状の水槽管に
    形成し、各水槽管には、下端が水槽管の下部内に開口す
    長尺の流通管と、下端が水槽管の上部内に開口する
    尺の流通管とを挿入して、各長尺の流通管どうしを第1
    の合流管に、各短尺の流通管どうしを、第2の合流管に
    接続し、それら第1及び第2の合流管を空気調和設備に
    接続したことを特徴とする、鋼管柱列土留壁を利用した
    空気調和設備用蓄熱装置。
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