JPH04261673A - 空調装置兼用消火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空調装置の配管にスプリンクラーヘッドを設
けた空調装置兼用消火装置に関する。

［従来の技術］ 従来、空調装置の熱源水を供給する配管にスプリンクラ
ーヘッドを設け、火災時に空調装置の熱源水を火災消火
に使用する装置としては、例えば実公昭６０−２２２４
８号の「空気調和兼防火装置」が知られている。

この空気調和兼防火装置では、建物の主要構造体である
柱を送水側配管として兼用し、送水側配管から各階毎に
天井側と床面側に分けて分岐配管を行い、天井側の分岐
配管にスプリンクラーヘッドを設け、床面側の分岐配管
を室内の空調ユニットに接続している。火災によりスプ
リンクラーヘッドが作動すると、スプリンクラーヘッド
の作動で不足した水は水道管から補充され、この水道管
に設けている流れ検出器の検出信号で火災警報を出す。

また水道管以外に外部接続口からも消火水を供給できる
。

このような空気調和兼防火装置にあっては、建物内の配
管設備を平常時は空気調和用の熱源水の循環用配管とし
て使用し、火災発生時にはスプリンクラーヘッドから消
火水を散水する消火用配管として使用でき、常用設備と
平素は使用されない消火用設備とを兼用させたことで、
２つの設備の配管を１つにまとめることができ、設備コ
ストの低減するという経済的効果がきわめて大きい。

また熱源水は常に配管内を流動しており、一般的に設置
されるスプリンクラー消火設備における配管内の消火用
水の滞留状態、所謂死水に比べ、設備維持の面から見て
もきわめて有効である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の空調装置兼用消火装置
にあっては、配管設備を兼用したことによる配管設備の
経済性及び保守性の向上にとどまっており、火災監視、
避難誘導等を含めた消火装置としての機能は不十分であ
り、常時、熱源水を循環している空調装置の特徴を生か
した消火装置の開発と実用化が望まれる。

また、消火装置側のメリットばかりでなく、同時に空調
装置においても消火装置と兼用したことで従来得られな
かったメリットがなければ兼用装置としての普及は望め
ない。

更に、消火設備にあっては法的に点検が義務付けられて
おり、空調装置の機能を損うことなく、消火設備が有効
に動作するか否かの点検を行う必要がある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、空調装置の運転状態を損うことなく消火装置の点
検ができる空調装置兼用消火装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため本発明は、次のように構成する
。尚、実施例図面中の符号を併せて示す。

即ち、本発明の空調装置兼用消火装置は、屋外等に設置
され、ポンプ装置１を介して一定温度に保たれた熱源水
を１次側送り配管２に供給するセンターヒートポンプユ
ニット３と、１次側送り配管２から各エリアに分岐され
た２次側送り配管４と； ２次側送り配管４に接続され、熱源水を利用してエリア
内の温度を調整する室内ヒートポンプユニット５と、 室内ヒートポンプユニット５から引き出された２次側戻
し配管６と； ２次側戻し配管６を集合接続してセンターヒートポンプ
ユニット３にループバック配管する１次側戻し配管７と
； 各エリアに分岐された２次側送り配管４及び又は２次側
戻し配管６に接続されたスプリンクラーヘッド８と； 各エリアに分岐された２次側送り配管４の送り流量Ｑ１
及び２次側戻し配管６の戻し流量Ｑ２を検出する流量検
知装置９と； 各エリアに分岐された２次側送り配管４を吸込み側とし
２次側戻り配管６を吐出側として接続し、スプリンクラ
ーヘッド８が１台作動した流量に相当する流量を流す点
検ポンプ装置１１と；流量検知装置９で検出している送
り流量Ｑ１と戻し流量Ｑ２との差流量ΔＱが規定流量を
越えた時にスプリンクラーヘッド８が作動したと判別し
て消火ポンプ装置１０を駆動し、点検時には点検ポンプ
装置１１を駆動して流量検出装置９の検出流量の増加に
基づいて消火ポンプ装置１０を駆動すると共に弁制御に
より消火ポンプ装置１０からの消火用水を水源水槽１３
に戻す試験ループを形成する制御手段１２と； を設けたことを特徴とする。

［作用］ このような構成を備えた本発明の空調装置兼用消火装置
によれば、室内ヒートポンプユニット５が設けられたエ
リア毎、例えば階別毎に流量検知装置９を設け、２次側
送り配管４の送り流量Ｑ１と２次側戻し配管６の戻し流
量Ｑ２の差流量ΔＱからスプリンクラーヘッドの作動を
判断し、通常で生ずる差流量の範囲を越える放水量をス
プリンクラーヘッドに設定しておくことで、火災による
スプリンクラー作動を確実に検知できる。

また消火設備の点検時には、２次側送り配管４から２次
側戻し配管６にループ接続した点検ポンプ装置１１を駆
動してスプリンクラーヘッド８が１つ作動した流量分を
増加させ、この流量増加を流量検知装置９で検出流量か
ら判断して弁制御により試験配管ループを形成した状態
で消火ポンプ装置１０を駆動し、空調装置の運転状態に
影響を及ぼすことなく火災時と同様な作動試験を擬似的
に行うこができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した実施例構成図であり
、地下１階、地上３階の建物を例にとっている。

第１図において、まず空調装置側を説明する。

建物の屋上に設置されたポンプ装置１によりセンターヒ
ートポンプユニット３から一定温度、例えば２０℃〜３
００Ｃの範囲の２５℃程度に保たれた熱源水が１次側送
り配管２に供給される。１次側送り配管２は建物の垂直
方向に配置され、各階毎に２次側送り配管４を分岐接続
している。建物の各階のエリア毎には室内ヒートポンプ
ユニット５か設置される。室内ヒートポンプユニット５
に対しては２次側送り配管４が接続され、センターヒー
トポンプユニット３からの熱源水を供給している。室内
ヒートポンプユニット５から排出された熱源水は２次側
戻し配管６に送り出され、２次側戻し配管６は建物の垂
直方向に設置した１次側戻し配管７に収納接続され、最
終的にセンターヒートポンプユニット３にループバック
される。

次に本発明の消火装置側を説明すると、まず各階に分岐
された２次側送り配管４に複数のスプリンクラーヘッド
８を設置している。また、建物の地階Ｂ１には消火ポン
プ装置１０が設置され、水源水槽１３の消火用水を加圧
して建物の垂直方向に設置された空調装置側の１次側送
り配管２に供給するようにしている。消火ポンプ装置１
０の吐出側には制御弁１４、弁１５が設けられ、定常監
視状態で弁１５は開かれており、火災検出により消火ポ
ンプ１０を駆動する際に制御弁１４を開くようにしてい
る。また、制御弁１４と弁１５の間から水源水槽１３に
戻す管路が設けられ、この管路に弁１６を設けている。

弁１６は消火ポンプ装置１０の試験時に使用されるもの
で、試験時には弁１５を閉じ弁１６を開いた状態で消火
ポンプ装置１０を駆動して制御弁１４の開放状態で消火
ポンプ１０からの吐出水を水源水槽１３に戻す試験ルー
プを形成する。

更に、建物の屋上には高架水槽１７が設置される。高架
水槽１７からの消火用水はチャッキ弁１８及び弁１９を
介してポンプ装置１の吐出側の１次側送り配管２に接続
される。また、チャッキ弁１８と弁１９の間から分岐配
管を引き出し、この分岐配管に弁２０を設けている。高
架水槽１７はスプリンクラーヘッド８に消火用水を放水
するための放水水頭を与えるもので、最低１ｋｇｆ／ｃ
ｍ２を保持する必要があるため、最上階となる３階に設
置したスプリンクラーヘッド８に対し高架水槽１７は１
０ｍ以上の高さをもって設置されている。

定常監視状態で弁１９は開放、弁２０は閉鎖となってお
り、消火ポンプ装置１０を駆動する火災検出時にチャッ
キ弁１８を介してスプリンクラーヘッド８に対する放水
水頭を与えるようにしている。

また、点検時にあっては、弁１９を閉じ弁２０を開いて
放水水頭を確認できるようにしている。

更に、空調装置の運転状態で擬似的にスプリンクラーヘ
ッド８が作動したと同じ火災検出条件を作り出して消火
ポンプ装置１０の駆動により点検動作を行なうため、各
階に設けた２次側送り配管４と２次側戻し配管６の間に
、この実施例にあっては管末に点検ポンプ装置１１を設
置している。

即ち、点検ポンプ装置１１は２次側送り配管４を吸込側
に接続し、吐出側を２次側戻し配管６に接続している。

点検ポンプ装置１１はスプリンクラーヘッド８が１台作
動した場合の放出流量と同程度の流量を供給する能力を
有する。このため、点検時に点検ポンプ装置１１を駆動
すると２次側送り配管４及び２次側戻し配管６の流量は
スプリンクラーヘッド８が１台作動した分だけ増加する
ことになる。

各階に分岐接続された２次側送り配管４及び２次側戻し
配管６を流れる流量を検出するため流量検知装置９が設
置される。流量検知装置９は２次側送り配管４に設けた
送り側流量計９ａと２次側戻し配管６に設けた戻し側流
量計９ｂとを備え、送り流量Ｑ１と戻し流量Ｑ２を検出
する。流量検知装置９で検出された送り流量Ｑ１及び戻
し流量Ｑ２は第４図に示す制御盤１２に与えられ、通常
時にあっては火災判断に、また点検時にあっては擬似的
な火災発生判断に用いられる。

更に、各階に設けた室内ヒートポンプユニット５に対す
る２次側送り配管４には定流量装置２１が設けられ、室
内ヒートポンプユニット５に供給する熱源水を例えば２
０ｌ／分の一定流量に制御している。

第２図は第１図の定流量装置２１の実施例説明図であり
、同図（ａ）に示すように２次側送り配管４内に設けた
開口穴を備えた仕切り２２の流入側にドーナツ状のゴム
で作られた弁部材２３を設置している。この定流量装置
は流入増加で流入側の圧力が上昇すると、第２図（ｂ）
に示すように弁部材２３が円錐状にすぼんで開放面積を
絞り込み、流量増加を抑えて一定流量を流すようになる
。

勿論、第２図の定流量装置に限定されず適宜の定流量装
置を使用することができる。

再び第１図を参照するに、この実施例にあっては建物の
３階に消火栓３１が設置されており、消火栓３１に対し
ては２次側送り配管４及び２次側戻し配管６から配管接
続が行なわれている。

第３図は第１図の実施例に用いられる空調装置を取り出
して示した説明図である。

第３図において、この実施例にあってはセンターヒート
ポンプユニット３を２台設け、室内ヒートポンプユニッ
ト５を２台設けた場合を示しており、センターヒートポ
ンプユニット３及び室内ヒートポンプユニット５には吸
熱部（低温部）２４、ファン２５、コンプレッサ２６、
放熱部（高温部）２７、キャピラリー２８が設けられて
いる。

このような空調装置におけるヒートポンプとは冷凍サイ
クルを用いて低温領域から高温領域へ熱を移動させる装
置であり、冷房時には室内の熱を室外に汲み上げ、暖房
時には室外の熱を室内に汲み上げて空調を行なう。この
暖冷房の際に消費するエネルギー（通常は電力）は冷暖
房の熱としては直接使われず、熱を移動させる動力とし
て使われる。一般にヒートポンプのエネルギー効率は非
常に高く、消費エネルギーの数倍もの冷暖房エネルギー
を得ることができる。

通常のヒートポンプ装置は単一の冷凍サイクルにより構
成されているが、本発明の空調装置にあっては、第３図
に示すように熱移動を２段階の冷凍サイクルを用いて行
ない、２段階の冷凍サイクルの間に熱の中間搬送媒体と
して熱源水を設けることにより各冷凍サイクルを独立に
作動させることができる。

即ち、暖房時にはセンターヒートポンプユニット３の室
内からの吸熱により熱源水を加熱し、この熱源水を熱源
として室内ヒートポンプユニット５が暖房運転を行なう
。冷房時には逆に室内ヒートポンプユニット５から吸熱
して熱源水に放出し、この熱源水をセンターヒートポン
プユニット３により冷却する。

熱源水は通常２５℃前後の中温となるようにセンターヒ
ートポンプユニット３により温度調整されるが、エネル
ギーコスト、外気条件等に応じて暖房時にはボイラーを
併設してバックアップあるいは切替使用することもでき
る。センターヒートポンプユニット３は通常複数台を連
立設置し、ユニットの運転台数を制御することにより能
力をコントロールする。

センターヒートポンプユニット３で温度調整された熱源
水は室内ヒートポンプユニット５に搬送され、この熱源
水を冷熱源として室内ヒートポンプユニット５により各
室の冷暖房を行なう。熱源水は冷暖房共通の熱源（冷熱
源）となるため、室内ヒートポンプユニット５における
冷房、暖房の自由選択、更に特定のユニットを冷房とし
残りのユニットを暖房とするような同時使用ができる。

更に熱源水に回収された冷房排熱はセンターヒートポン
プユニット３により建物内の給湯系への予熱として利用
することもできる。

第４図は第１図の設備構成を対象として設けられる本発
明における消火制御部の実施例構成図である。

第４図において、１２は制御盤であり、制御盤１２に対
しては流量検出装置９に設けている送り流量計９ａから
の送り流量Ｑ１及び戻し流量計９ｂの戻し流量Ｑ２が与
えられる。また制御盤１２は制御対象として消火ポンプ
装置１０を制御するポンプ制御部３０、制御弁１４を制
御する弁制御部３２、更に点検ポンプ装置１１を制御す
る点検ポンプ制御部３３を備える。

制御部１２の制御機能は通常の火災監視時と点検時の制
御に分かれている。まず通常の火災監視時にあっては、
流量検出装置９から得られた送り流量Ｑ１と戻し流量Ｑ
２の差流量ΔＱ ΔＱ＝Ｑ１−Ｑ２ を求め、この差流量ΔＱをスプリンクラーヘッド８の１
台が作動したときの放水流量に基づく閾値流量Ｑｔｈと
比較し、差流量が閾値流量Ｑｔｈ以上となったときにス
プリンクラーヘッド８の作動による火災と判断し、ポン
プ制御部３０及び弁制御部３２に制御信号を与え、消火
ポンプ装置１０を駆動すると同時に制御弁１４を開制御
する。

一方、点検時にあっては、まず点検ポンプ制御部３３に
制御信号を出力して点検ポンプ装置１１を駆動し、点検
ポンプ装置１１の駆動後に流量検出装置９から得られる
送り流量Ｑ１及びまたは戻し流量Ｑ２を監視し、点検開
始前の流量と点検後の点検ポンプ１１の駆動状態におけ
る流量との差から増加分を判断し、例えば閾値流量Ｑｔ
ｈ以上となる流量増加が得られたときに擬似的なスプリ
ンクラーヘッドの作動と判断し、ポンプ制御部３０に制
御信号を出力して消火ポンプ装置１０を試験駆動するよ
うにしている。

次に本発明の点検制御を説明する。

第４図の制御盤１２に対し点検モードを設定すると、制
御盤１２から点検ポンプ制御部３３に制御信号が出力さ
れ、強制的に点検が指定された階の点検ポンプ装置１１
が駆動される。この点検ポンプ装置１１の駆動により強
制的に２次側送り配管４から２次側戻し配管６にスプリ
ンクラーヘッド８が１台作動したときと同じ流量が流さ
れる。

このため、流量検出装置９からは点検ポンプ装置１１が
流した流量分が増加した送り流量Ｑ１及び戻し流量Ｑ２
が得られ、増加分が閾値流量Ｑｔｈ以上となったことで
擬似的な火災発生と判断する。

制御盤１２はポンプ制御部３０及び弁制御部３２に制御
信号を出力し、弁制御部３２により消火ポンプ装置１０
の吐出側に設けた制御弁１４を開き、この状態で消火ポ
ンプ装置１０を駆動する。

ここで点検時にあっては、消火ポンプ装置１０側につい
ては弁１５を閉鎖、弁１６を開いているため、消火ポン
プ装置１０の駆動で吐出された消火用水は制御弁１４及
び弁１６を介して水源水槽１３に戻り、熱源水を循環し
ている空調装置側に何ら影響を及ぼさない。また高架水
槽１７側についても試験時には弁１９を閉じ、弁２０を
開いているため、熱源水を循環している空調装置側に影
響を及ぼすことはない。尚、制御盤１２における擬似火
災の判断としては、増加分と閾値流量Ｑｔｈとの比較に
よらず、点検ポンプ装置１１の駆動で得られた送り流量
Ｑ１及びまたは戻し流量Ｑ２が通常の空調装置の流量に
スプリンクラーヘッド１台作動分の流量を加えた所定値
以上となったときに擬似火災と判断するようにしてもよ
い。

次に点検状態で火災が発生した場合の動作を説明する。

点検ポンプ装置１１及び消火ポンプ装置１０を駆動した
点検中に火災が発生してスプリンクラーヘッド８が作動
したとすると、作動したスプリンクラーヘッド８を設置
している配管の流量検知装置９から検出される送り流量
Ｑ１に対し戻し流量Ｑ２がスプリンクラーヘッド１台作
動分少ない流量となる。即ち、送り流量Ｑ１と戻し流量
Ｑ２との差流量ΔＱが閾値流量Ｑｔｈ以上となることで
実火災と判断して点検モードを強制的に解除して火災モ
ードに入れることができる。

尚、点検中の火災検出で火災モードに戻すためには、第
１図の実施例では手動の弁１５、１６、１９、２０を使
用しているが、これらを遠隔的な制御弁とすることで自
動的に点検モードから火災消火モードに切り替えること
もできる。また、高架水槽１７にチャッキ弁１８を接続
しているが、他の適宜の弁、例えば遠隔で開閉制御可能
な電動制御弁を用いても勿論よい。

更に、火災時の放水初期にあっては２５℃前後の水が放
水されることから、老人や子供等に対しヒートショック
を与えることがなく、より安全な消火活動が行なえる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、運転状態にあ
る空調設備側に影響を及ぼすことなく消火装置側のスプ
リンクラーの擬似作動による消火ポンプ装置の実運転を
伴う点検を行なうことができ、消火装置の維持管理を適
切に行なうことができる。

また、点検中に発生した実火災も確実に判断できること
から、高い信頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空調兼用消火装置の設備構成を示した
実施例構成図； 第２図は本発明で用いる定流量装置の説明図；第３図は
本発明で用いる２段階の冷凍サイクルをもつ空調装置の
説明図； 第４図は本発明の制御部の実施例構成図である。 ［符号の説明］ １：ポンプ装置 ２：１次側送り配管 ３：センターヒートポンプユニット ４：２次側送り配管 ５：室内ヒートポンプユニット ６：２次側戻し配管 ７：１次側戻し配管 ８：スプリンクラーヘッド ９：流量検知装置 ９ａ：送り側流量計 ９ｂ：戻し側流量計 １０：消火ポンプ装置 １１：点検ポンプ装置 １２：消火制御盤（消火制御手段） １３：水源水槽 １４：制御弁 １５、１６、１９、２０：弁 １８：チャッキ弁 ２１：定流量装置 ２２：仕切り ２３：弁部材 ２４：吸熱部（低温部） ２５：ファン ２６：コンプレッサ ２７：放熱部（高温部） ２８：キャピラリー ３０：ポンプ制御部 ３１：消火栓 特許出願人　ホーチキ株式会社 特許出願人　サンデン株式会社 代理人弁理士　竹内　進 代理人弁理士　宮内　佐一郎

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】屋外等に設置され、ポンプ装置を介して一
   定温度に保たれた熱源水を１次側送り配管に供給するセ
   ンターヒートポンプユニットと；前記１次側送り配管か
   ら各エリアに分岐された２次側送り配管と； 該２次側送り配管に接続され、前記熱源水を利用して前
   記エリア内の温度を調整する室内ヒートポンプユニット
   と； 該室内ヒートポンプユニットから引き出された２次側戻
   し配管と； 該２次側戻し配管を集合接続して前記センターヒートポ
   ンプユニットにループバック配管する１次側戻し配管と
   ； 前記各エリアに分岐された２次側送り配管及び又は２次
   側戻し配管に接続されたスプリンクラーヘッドと； 前記各エリアに分岐された２次側送り配管の送り流量及
   び２次側戻し配管の戻し流量を検出する流量検知装置と
   ； 前記各エリアに分岐された２次側送り配管を吸込み側と
   し２次側戻り配管を吐出側として接続し、前記スプリン
   クラーヘッド１台作動分の作動流量を流す点検ポンプ装
   置と； 前記流量検知装置で検出している送り流量と戻し流量と
   の差流量が規定流量を越えた時に前記スプリンクラーヘ
   ッドが作動したと判別して消火ポンプを駆動し、点検時
   には前記点検ポンプ装置を駆動して前記流量検出装置の
   検出流量の増加に基づいて消火ポンプ装置を駆動すると
   共に弁制御により消火ポンプ装置からの消火用水を水源
   水槽に戻す試験ループを形成する制御手段と；を備えた
   ことを特徴とする空調装置兼用消火装置。