JP4446536B2 - Temperature stratified cooling system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場等天井が高い室内や天井裏のある室内を冷房する温度成層冷房システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷房システムは、室内に配置した室内機と室外に配置した室外機を冷媒配管や冷水配管で接続し、室内機で、冷媒や冷水で受熱した室内の熱を室外機で排熱して再度室内に戻して冷房するものである。
【0003】
図5は、平屋の工場等、天井高さが5m以上ある室内の冷房システムを示し、図において、室内50に室内機51が設置され、室外に室外機52が設置され、室内外機51,52が冷媒又は冷水配管53,54で接続され、室外機52側で排熱で冷却した冷媒や冷水を、冷媒又は配管53を介して室内機51に流して室内空気と熱交換させて、冷媒又は冷水配管54を介して室外機52に戻し、室内機51で生じた冷気は、ダクト55にて室内50の適宜箇所に案内し、吹出口56から吹き出すようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この冷房システムは、室内全体を冷房するには、大容量の室内外機51,52を設置し、冷風をダクト55にて室内全体に案内して冷房を行うようにし、またダクト55は、床上から約2.5mの高さに保持して配置するようにしている。
【0005】
しかしながら、ダクト55の取付工事や冷媒又は冷水配管などの設備が必要となるため、設備費用が高くなるほか、長期の工事が必要となる問題がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ダクトや冷媒配管の取付工事を必要とすることなく工場等の室内を冷房できる温度成層冷房システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、天井高さが5m以上ある室内の冷房システムにおいて、冷房機本体内に、圧縮機と凝縮器と減圧装置と蒸発器からなる冷凍サイクルを一体に組み込み、その冷房機本体の上部に凝縮器とコンデンサファンを、下部に蒸発器とサプライファンを配置し、その凝縮器と蒸発器間の冷房機本体に空気吸込口を設け、凝縮器の冷房機本体の上方に排熱空気排出口を設け、蒸発器の冷房機本体の下方に冷気吹出口を設けて冷房機を構成し、その冷房機の空気吸込口が、床上から約2.5mの高さになるよう冷房機を、天吊り等にて多数配置し、上記空気吸込口より空気を、冷房機本体の熱交換部の凝縮器と蒸発器間に流入させ、その空気の一方をコンデンサファンにて凝縮器を通して排熱空気排出口から上方に排気し、他方の空気をサプライファンにて蒸発器を通して冷気として冷気吹出口より下方に吹き出して、上記空気吸込口より下部の室内を低温領域、上部を高温領域となるように温度成層を形成すると共に天井にベンチュレータ又はルーフファンを設けて高温領域の空気を排気して冷房するようにした温度成層冷房システムである。
【0008】
請求項2の発明は、コンデンサファンは、凝縮器の上方に形成された排熱空気排気口に設けられ、サプライファンは、蒸発器の下方に形成された冷気吹出口に設けられる請求項1記載の温度成層冷房システムである。
【0009】
請求項3の発明は、冷房機本体の空気吸込口と冷気吹出口を、凝縮器と蒸発器から十分下方に延出して形成し、その空気吸込口が床上から約2.5mの高さになるよう冷房機を天吊りした請求項1又は2記載の温度成層冷房システムである。
【0010】
請求項4の発明は、高温領域に滞留した高温空気を天井から室外に排気する請求項1〜3いずれかに記載の温度成層冷房システムである。
【0011】
請求項5の発明は、室内の壁面上部に換気口を設け、高温領域を換気しながら冷房する請求項1〜4のいずれかに記載の温度成層冷房システムである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0013】
先ず、図2により本発明に用いる冷房機10の構成を説明する。
【0014】
冷房機本体11は、凝縮器12と蒸発器13とが設置される熱交換部14と、圧縮機15と減圧装置16が設置される機械室部17とからなり、圧縮機15の吐出側より吸込側にかけて、凝縮器12、減圧装置16、蒸発器13が順に接続されて冷房機本体11に一体に組み込まれた冷凍サイクル18が構成される。
【0015】
この冷房機本体11の熱交換部14の上部に凝縮器12が配置され、下部に蒸発器13が配置される。この蒸発器13は、機械室部17側が高くなるように斜めに配置され、その最下部には、発生したドレン水を受けるドレン皿19が設けられる。
【0016】
ドレン皿19には、ドレン配管21が接続され、そのドレン配管21にてドレン皿19に溜まったドレン水を室外に排水するようになっている。
【0017】
凝縮器12と傾斜した蒸発器13間の冷房機本体11の熱交換部14の周囲には、空気吸込口20が形成されると共にフィルタ22が設けられ、凝縮器12の上方には、排熱空気排出口23が設けられ、その排熱空気排出口23にコンデンサファン24が設けられ、蒸発器13の下方には冷気吹出口25が設けられ、その冷気吹出口25にサプライファン26が設けられる。
【0018】
この排熱空気排出口23と冷気吹出口25とは、凝縮器12と蒸発器13が配置される熱交換部14の胴部14aの口径より面積が約1/2の口径に絞られた絞り部14b、14cに形成する。またサプライファン26の下方の冷気吹出口25には、吹き出される冷風が、矢印A25で示すように斜め下方に吹き出されるようにガイドベーン28が設けられる。
【0019】
この図2に示した冷房機10を、図1に示すように天井31の高さが5m以上の平屋の工場などの室内30に、ワイヤやロッド32等で吊り下げて多数設置する。
【0020】
この場合、冷房機10の空気吸込口20の床Fからの高さHが約2.5mとなる位置になるように冷房機10が取り付けられる。
【0021】
この天井31には、室内30の空気を排気するベンチュレータやルーフファン33が設けられると共に壁面34の上部に換気口35が設けられる。
【0022】
以上において、冷房機10の空気吸込口20から矢印A20のように吸い込まれた空気は、冷房機本体11の熱交換部14の凝縮器12と蒸発器13間に流入し、一方は、コンデンサファン24にて凝縮器12を通って排熱空気排出口23から矢印A23のように排気され、他方はサプライファン26にて蒸発器13を通って冷気とされ、冷気吹出口25から矢印A25のように吹き出される。
【0023】
このように、矢印A20のように空気吸込口20に吸い込まれた空気の一方を凝縮器12に流し、他方を蒸発器13に流すことで、空気吸込口20を境界線Lとしてその上方に高温領域36が形成され、下方に低温領域37が形成される。
【0024】
冷房は、一般に人間を対象とする場合には、床Fから2〜2.5m以下の低温領域37が、24〜27℃程度の適温になっていればよいので、それより高い高温領域36が高温になっていても構わない。
【0025】
この場合、冷風は、密度が大きいので、冷気吹出口25から矢印A25のように吹き出されると低温領域37に滞留し、排熱空気排出口23から矢印A23のように排気される温風は、密度が小さく天井31まで上昇して滞留する性質があるため、冷房機20で、室内30の空気を、高温領域36の空気(暖気)と低温領域37の空気(冷気)に分離することで、換言すれば室内30を温度成層を形成することで、冷房負荷を低減できると共に冷房機器の容量を減らし、かつ運転電力費の削減も可能となる。
【0026】
この場合、圧縮機15の仕事量分、室内30の熱は上昇するため、ルーフファン33から高温領域36の空気(暖気)を排気して換気口35から外気を導入することで低温領域37を適温(24〜27℃)に保つことができる。
【0027】
また、排熱空気排出口23と冷気吹出口27とは、その熱交換部14の胴部14aより絞られた絞り部14b,14cに形成することで、各吹き出し風で高温領域36の空気が巻き込まれて低温領域37に、低温領域37の空気が巻き込まれて高温領域36に、それぞれ流れて高温領域36と低温領域37の空気が対流を起こさないようにしている。また、冷気吹出口25から吹き出す冷風を矢印A25のように斜め下方に流すことで、冷気吹出口25の直下で作業等をしている作業者にコールドドラフトを与えず、冷気を広範囲拡散させることができる。また、より対流を防止して温度成層を保つことが可能となる。
【0028】
図3は、本発明における冷房機10の他の実施の形態を示したものである。
【0029】
この図3の形態においては、冷房機本体11の熱交換部14の胴部14aの下部にサプライダクト40を接続し、そのサプライダクト40の下部に絞り部14cを介して冷気吹出口27を形成し、その冷気吹出口27にサプライファン26とリターンベンド28を設け、更に胴部14aの吸入口41に、サプライダクト40と一体に下方に延びる吸込ダクト42を接続し、その下端に空気吸込口43を形成したものである。この場合、吸い込み流が矢印A43のように流入するように空気吸込口43を斜めに切り欠いて形成される。また、胴部14aの吸入口43には、フィルタ44が設けられる。
【0030】
この図3の形態においては、低温領域37は、床から2.5mもあれば十分であるので、冷気吹出口25と空気吸込口43は、その高さになるようにし、排熱空気排出口23は、逆に天井31の近くにあればより都合がよいため、熱交換部14の胴部14aにサプライダクト40と吸込ダクト42を立ち下げて接続することで、排熱空気排出口23の位置を天井の近くに配置することが可能となり、高温領域と低温領域間の対流を防止して温度成層を確実に形成できる。
【0031】
なお、上述実施の形態では、冷房機10を天井31からワイヤやロッド32で吊り下げる例で説明したが、冷房機10の空気吸込口20,43を床から約2.5mの高さに設置できるのであれば、室内30に配置してある柱や梁などに取り付けて設置してもよいことは勿論である。
【0032】
また、排熱空気排出口23と冷気吹出口25に、それぞれコンデンサファン24とサプライファン26を設ける例で説明したが、空気吸込口20,42側にファンを設けても、或いはファンを省略して、凝縮器12での熱交換による温風と、蒸発器13での熱交換による冷風による空気循環で、高温領域と低温領域を形成するようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、冷凍サイクルを一体に組み込んだ冷房機で室内に高温領域と低温領域を形成して床面から約2.5mの高さを冷房することで、冷房負荷を低減できると共に、冷房機器の容量を減らし、しかも運転電力費の削減が可能となり、さらに冷房設備費用の低減と工期短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を示す全体図である。
【図2】 図1の冷房機の詳細を示す図である。
【図3】 図2の冷房機の他の例を示す図である。
【図4】 従来例を示す図である。
【符号の説明】
10 冷房機
11 冷房機本体
12 凝縮器
13 蒸発器
15 圧縮機
16 減圧装置
18 冷凍サイクル
20 空気吸込口
23 排熱空気排出口
25 冷気吹出口
30 室内
36 高温領域
37 低温領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature stratified cooling system for cooling a room with a high ceiling or a room with a ceiling behind such as a factory.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a cooling system, an indoor unit arranged indoors and an outdoor unit arranged outside are connected by refrigerant pipes or chilled water pipes. It is returned to the room and cooled.
[0003]
FIG. 5 shows an indoor cooling system having a ceiling height of 5 m or more such as a one-story factory. In the figure, an
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this cooling system, in order to cool the entire room, large-capacity indoor /
[0005]
However, since installation work of the
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a temperature stratified cooling system that solves the above-described problems and can cool a room in a factory or the like without requiring installation work of ducts and refrigerant pipes.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of
[0008]
According to a second aspect of the present invention, the condenser fan is provided at an exhaust hot air exhaust port formed above the condenser, and the supply fan is provided at a cold air outlet formed below the evaporator. This is a temperature stratified cooling system.
[0009]
In the third aspect of the present invention, the air inlet and the cold air outlet of the main body of the air conditioner are formed by extending sufficiently downward from the condenser and the evaporator, and the air inlet is about 2.5 m above the floor. The temperature stratified cooling system according to claim 1 or 2, wherein the air conditioner is suspended from the ceiling.
[0010]
Invention of
[0011]
A fifth aspect of the present invention is the temperature stratified cooling system according to any one of the first to fourth aspects, wherein a ventilation port is provided in the upper part of the wall surface of the room and the high temperature region is cooled while being ventilated .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
First, the configuration of the
[0014]
The air conditioner main body 11 includes a
[0015]
The
[0016]
A drain pipe 21 is connected to the
[0017]
An
[0018]
The exhaust
[0019]
A large number of the
[0020]
In this case, the
[0021]
The
[0022]
In the above, the air sucked from the
[0023]
In this way, by flowing one of the air sucked into the
[0024]
In general, when cooling is intended for a human, the
[0025]
In this case, since the cold air has a high density, the hot air stays in the
[0026]
In this case, since the heat in the
[0027]
Further, the
[0028]
FIG. 3 shows another embodiment of the
[0029]
3, the
[0030]
In the embodiment of FIG. 3, it is sufficient that the
[0031]
In the above-described embodiment, the example in which the
[0032]
Further, the example in which the
[0038]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the cooling load can be reduced by forming a high-temperature region and a low-temperature region in a room with a cooling unit in which a refrigeration cycle is integrated, and cooling a height of about 2.5 m from the floor surface. At the same time, the capacity of the cooling device can be reduced, and the operating power cost can be reduced. Further, the cooling equipment cost can be reduced and the construction period can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing details of the air conditioner of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing another example of the air conditioner of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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