JP3142190B2

JP3142190B2 - 鋼管柱列土留壁を利用した空気調和設備用蓄熱装置

Info

Publication number: JP3142190B2
Application number: JP05106159A
Authority: JP
Inventors: 宣夫坂本; 正幸土谷; 龍二柿本; 千秋金子; 正人飯田; 昌彦花村; 典泰相楽; 浩郎泉山
Original assignee: Kajima Corp; Kubota Corp
Current assignee: Kajima Corp; Kubota Corp
Priority date: 1993-04-08
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JPH06300323A

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の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】他方、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】そこで、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、本発明は、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
２，２を、有底状の水槽管１，１に形成するとともに、
それら水槽管１，１を互いに連通し、各水槽管１には、
水槽管１内に開口する２種類の流通管11, 12を挿入し
て、各別に合流管13, 14により接続したことを特徴とす
るものである。

【０００７】

【作用】本発明装置では、水槽管１，１は互いに連通管
10, 10により接続される。各水槽管には送入、流出用の
２種の流通管11, 12が挿入され、それらは各別に２本の
合流管13, 14にまとめられて、空気調和設備20, 21，2
2，23に接続される。そして、同設備のヒートポンプ20
を利用して冷却水または温熱水を還流して蓄熱し、ま
た、これを熱源として空調器21，22に放熱する。この場
合、水は１本の合流管より各水槽管１，１に分岐して送
入されることから、各水槽管１，１への送入量に差が生
じることになるが、各水槽管１，１は連通されているた
め、水位差が生じても短時間で解消され、効率よく稼動
される。

【０００８】

【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３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の内側面と所要の間隔を存して
構築される。

【０００９】鋼管柱列土留壁Ａは、従来公知のように、
多数の鋼管２，２を継手３，３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２より大径の掘削
孔を連続させてソイルセメント４を充填し、その中に鋼
管２，２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
の連結された鋼管２，２を空気調和設備における蓄熱装
置の蓄熱用水槽として利用する。

【００１０】蓄熱水槽として使用される鋼管２は、図３
に示すように、例えば、その下端に底板５等を設けて有
底状の水槽管１に形成され、また、その上端も必要に応
じて蓋板６が取り付けられる。この場合、蓋板６には通
気管７が貫通し、水槽管１は大気に開放される。さら
に、水槽管１の上端部にはオーバーフロー管８が設けら
れる。そして、上記の各水槽管１，１どうしは、互いに
それら上部間において連通管10により流通自在にされて
いる。なお、各水槽管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。

【００１１】各水槽管１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11，12が、それぞれ蓋板
６を貫通して挿入、開口されており、そのうち、水の流
出をする流通管11の開口端にはフート弁16が設けられて
いる。そして、各第１の流通管11，11は第１の合流管13
に接続され、各第２の流通管12，12は第２の合流管14に
接続され、それら第１、第２の合流管13，14は、後述す
る空気調和設備に接続される。各水槽管１，１には水が
充填され、例えば第１の流通管11より流出して第２の流
通管より流入して環流される。その際、各水槽管１，１
ごとの流出、流入量が異なる等により、各水槽管１，１
の水位差が生じることがあっても、連通管10が設けられ
ていることにより、水位差は短時間で解消されることに
なる。また、水の供給が過大となった場合は、オーバー
フロー管８より排出される。なお、水槽管１に挿入され
た各流通管11，12の深さ位置は、図の実施例に限ること
はなく、水位より低い位置であれば深さは適宜定めるこ
とができ、また、両流通管11，12の深さ位置を異ならせ
ることもできる。

【００１２】図４は、連通管10による各水槽管１，１の
接続の具体例を示したもので、鋼管２，２にはあらかじ
めその上部に短尺の引出管15を突設しておき、鋼管２の
沈設後に各引出管15，15を連通管10により接続する。図
５は同じく他の具体例を示したもので、鋼管２，２にあ
らかじめ２個の引出管15，15（端末の鋼管２には１個の
引出管）を突設しておき、隣接する鋼管２，２の引出管
15，15どうしをそれぞれ連通管10，10により接続するの
である。

【００１３】上記第１及び第２の合流管13，14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13は、ヒートポンプ（冷房の場合は製氷型ヒー
トポンプ）20及びエアハンドリングユニット21或はファ
ンコイルユニット22等の空調器に接続された熱交換器23
の一次コイル24ａの出口側と管路25ａで接続され、第２
の合流管14はポンプP₁を介して上記熱交換器23の一次コ
イル24ａの入口側と管路25ｂで接続されている。そし
て、ポンプP₁の作用により、各水槽管１，１の水は第１
の流通管11，11から第１の合流管13に流入、集合されて
熱交換器23の一次コイル24ａを通り冷却または加温され
て、管24ｂから第２の合流管14に送られ、第２の流通管
12，12より各水槽管１，１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23の二次コイル24ｂに
は、ヒートポンプ20と接続する管路26ａ, 26ｂが設けら
れているとともに、それらの管路26ａ, 26ｂから切換弁
27ａ, 27ｂを介して、空調器21, 22回りの管路28ａ, 28
ｂが接続されている。そして、水槽管１，１への蓄熱に
あたっては、切換弁27ａ, 27ｂの切換えにより管路26
ａ, 26ｂをヒートポンプ20回りとしてポンプP₂により二
次コイル24ｂに熱源を送り、一次コイルを介して水槽管
１，１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27ａ, 27ｂを切換えて、二次
コイル24ｂよりの管路26ａ，26ｂを空調器21，22回りの
管路28ａ, 28ｂに連通させ、一次コイル24ａを流れる水
槽管１，１の蓄熱水を熱源とする。さらに、切換弁27
ａ, 27ｂによって、二次コイル24ｂに接続の管路26ａ，
26ｂ, 28ａ, 28ｂをすべて連通させれば、ヒートポンプ
20による冷却、加温と併せて、水槽管１，１の蓄熱水が
熱源として利用できることになる。

【００１５】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13はヒ−トポンプ20の入口側に至る管路26ａと直通に
接続され、第２の合流管14はヒ−トポンプ20の出口側よ
りの管路26ｂと直通に接続される。それらの管路26ａ,
26ｂには、図１の例におけると同様に、切替弁27ａ,27
ｂを介して空調器21, 22回りの管路28ａ, 28ｂが接続さ
れている。また、管路26ａ, 26ｂにはそれぞれポンプp
_1,p₂ が設けられている。この例においては、水槽管
１，１への蓄熱にあたっては、切替弁27ａ, 27ｂの切替
えにより管路26ａ,26ｂをヒ−トポンプ20回りとする。
また、冷暖房使用時には、切替弁27ａ, 27ｂを切替え
て、管路26ａ, 26ｂを空調器21, 22回りの管路28ａ, 28
ｂに連通させる。さらに、切替弁27ａ, 27ｂの切替えで
管路26ａ, 28ａ及び管路26ｂ, 28ｂを連通させれば、ヒ
−トポンプ20による蓄熱と空調器21, 22による放熱とが
併用できることになる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄熱装置
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、水槽管を互いに連通管により接続するととも
に、各水槽管よりの水を取出す流通管どうしと、水を送
入する流通管どうしとを、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。また、各水槽管への水の送入量に差違
が生じても、流通管の存在によって各水槽管の水位差は
短時間で解消されることになり、稼動効率は良好に保た
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の概要及び空調設備との関係を示す
縦断面図である。

【図２】同平断面図である。

【図３】本発明装置の基本的構成を示す拡大縦断面図で
ある。

【図４】同具体例を示す平面図である。

【図５】同他の具体例を示す平面図である。

【図６】本発明装置と空調設備との関係の他の例を示す
概要縦断面図である。

【符号の説明】

Ａ鋼管柱列土留壁Ｂ建物Ｃ蓄熱水槽ユニット１水槽管２鋼管５底板６蓋板７通気管８オーバーフロー管 10 連通管 11 第１の流通管 12 第２の流通管 13 第１の合流管 14 第２の合流管 20 ヒ−トポンプ 21 エアハンドリングユニット 22 ファンコイルユニット 23 熱交換器

フロントページの続き (72)発明者柿本龍二千葉県市川市高谷新町４株式会社クボタ市川工場内 (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)発明者花村昌彦東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (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 (72)発明者泉山浩郎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)参考文献特開昭54−31905（ＪＰ，Ａ) 特開平４−356636（ＪＰ，Ａ) 特開平２−85642（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00 102 F24D 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、底板と蓋板を設け
て密閉状の水槽管に形成するとともに、上部にオーバー
フロー管及び通気管を設け、それら水槽管どうしを互い
にそれらの上部間において連通管により流通自在とし、
そして、各水槽管には、管内の水を流出する第１の流通
管と、管内に水を流入する第２の流通管とを、蓋板を貫
通して開口位置の深さを異にして挿入し、各水槽管に挿
入の第１の流通管どうし、及び第２の流通管どうしを各
別に合流管により接続し、それら合流管を、空気調和設
備の熱交換器またはヒートポンプ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。