JPH0547730U

JPH0547730U - 無動力空調装置

Info

Publication number: JPH0547730U
Application number: JP9742791U
Authority: JP
Inventors: 讓川名
Original assignee: Shin Nippon Air Technologies Co Ltd
Current assignee: Shin Nippon Air Technologies Co Ltd
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1993-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】非常時の空調設備として多くの機器を必要とせ
ず、潜熱蓄熱を行うことで単位重量当たりの蓄熱容量を
大きくし、設置スペースおよび重量を最小限にする。【構成】空調機３により空調される部屋１内に、前記空
調機による通常冷房温度で氷結状態を維持し、通常冷房
温度より高い温度で、氷結状態の蓄熱剤が状態変化する
カプセル状の蓄熱媒体40を多数設置した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば原子力施設に設置される空調設備に関するもので、プラント停電時等の非常時などにおいても無動力で所要の時間、室内の温度をある範囲内に維持できる空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

原子力施設などにおいては、停電等の非常時においても、施設や環境に対する安全確保に必要な機器類を正常に運転するために、非常用の電源設備が設けられており、停電時等にはこれら設備からの電力により諸機器類を正常に継続運転できるように構成されていた。

【０００３】かかる場合、設備を正常に運転するには室内の温度が適正でなければならないため、空調設備も所定期間正常に運転できる必要がある。従来、上記空調設備は、これら機器類を運転する目的で設置した非常用電源設備からの電力によって運転する空調システムを設けていた。しかし近年、これら機器類を運転するに多くの動力を必要としない原子力施設が考えられており、このような施設では上述のような非常用電源設備も省略することが考えられている。

【０００４】一方、施設や環境に対する安全確保のため制御室や計算機室などの一部の部屋は、相変わらずある時間温度を維持することを要求され、空調の対応要求がある。

【０００５】ところで、上記のように非常用電源設備のない場合の非常用の空調システムとしては、従来次のようなものが知られている。図２に示すような、部屋１の壁に給気口１Ａと排気口１Ｂを形成し、部屋１内の機器類２による室内発熱による熱のドラフトを利用した自然換気システム。図３に示すように、通常空調時に部屋１の周囲の建物の躯体コンクリート10 0 に溜まった蓄熱を利用した空調システム。非常時には、この躯体コンクリート 100 に溜まった熱を自然放出させ、温度維持を図るもの。図４に示すような、部屋１内に水あるいは氷を利用した蓄熱装置７を設置し、室外に冷却装置等８を配置して、通常時に予め蓄熱装置７の中の水を氷結させておき、非常時にその潜熱蓄熱を放出させるもの。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来装置には次の課題があった。法の自然換気システムは、外気の温度や風の影響で冷却能力が変わり、室内の温度条件を常に一定に維持することは困難である。

【０００７】また、上記法におけるような建物の蓄熱効果の利用は、躯体コンクリート10 0 の熱容量を利用するのであるが、蓄熱される熱は顕熱であり、蓄熱された熱を利用するためには部屋１内温度を徐々に上昇していかなければならない。また、蓄熱される熱量は躯体コンクリート100 の熱容量に依存し、通常は充分でない。

【０００８】さらに、上記法では、氷などの蓄熱装置７に予め熱を蓄えておく目的で専用の冷却装置８を必要とし、電源が正常な時に運転するため、建設費、運転費ともに過大なものとなる。

【０００９】そこで、本考案の課題は、非常時の空調設備として多くの機器を必要とせず、潜熱蓄熱を行うことで単位重量当たりの蓄熱容量を大きくし、設置スペースおよび重量を最小限にすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、空調機により空調される部屋内に、前記空調機による通常冷房温度で氷結状態を維持し、通常冷房温度より高い温度で、氷結状態の蓄熱剤が状態変化する蓄熱媒体を多数設置し、前記空調機の停止時において前記状態変化が始まるようにしたことで解決できる。

【００１１】

【作用】

本考案では、対象の部屋内に設置した空調機による冷房温度で氷結するので、別途冷却駆動電力を必要とせず、消費電力が低減する。また、電源の停止時においては、部屋内の温度の上昇によって、蓄熱媒体の状態が変化して、その潜熱が冷却用熱源となるので、蓄熱量が大きく、長時間、対象の部屋を冷却できる。

【００１２】室内許容温度範囲内に設定することのできる所定の温度で、均一な氷結反応を促す各種化学物質を混合溶解させた蓄熱剤室内の発熱源の上部などに設置し、通常通電時に通常の空調設備により室内を空調するとともに、蓄熱剤に潜熱蓄熱を行う。

【００１３】また、非常時（電源喪失時）に蓄熱剤の潜熱蓄熱を室内空気中に放出することによって室内温度を適正に維持できる。このように、発熱による対流によって蓄熱剤と室内空気とを熱交換させるものであるから、非常時の熱交換用に特別な電源設備等を必要としない。

【００１４】なお、蓄熱剤が状態変化し、液状になる物質の場合は、カプセル等に封入して設置し、塑弾性物質の場合には、任意の形状に成形して設置することができる。

【００１５】

【実施例】

次に実施例により本考案を具体的に説明する。図１は本考案の模式的説明図である。図中、１は電子計算機などの発熱を生じる機器類２を設置した空調対象の部屋であり、停電時などの非常時であっても、前記機器類２の正常運転のため温度維持が要求される。３は部屋１の外部に設置された冷房装置である。この冷房装置３からの冷気は、ダクト30を通じて発熱源である各種機器類２の真上等に設置された吹出口31から給気され、部屋１内を冷房するように構成されている。

【００１６】４は本考案にかかる蓄熱装置であり、好ましくは吹出口31の近傍に設置される。蓄熱装置４は、多数の透孔を有する保持体41内に多数の球状蓄熱媒体（カプセル）40を充填したものである。

【００１７】上記カプセルは、均一な氷結反応を促進する各種化学物質を混合溶解させた蓄熱剤を密封したカプセルで、密封した蓄熱剤を氷結させることでカプセルの潜熱蓄熱を行い、非常時において、対象の部屋の温度の上昇により、密封した氷結蓄熱剤を状態変化させることで、カプセルに密封された蓄熱剤の潜熱を対象の部屋に放出させて、その部屋の温度上昇を抑制するものである。

【００１８】上記蓄熱装置４内の蓄熱剤の選定に際しては、通常時の冷房温度（例えば２５ ℃）よりやや高い温度（例えば２７℃）においても氷結するような物質を選択するのが好ましい。また、非常時の冷房許容温度は、蓄熱装置４の氷結蓄熱剤の溶ける温度よりやや高い温度（例えば３０℃）とするのが好ましい。

【００１９】以上のような構成とすれば、通常時に通常の冷房装置３により部屋１内を空調するとともに、その過程で蓄熱装置４に潜熱蓄熱を行うことができ、停電等の非常時に通常の冷房装置３が停止した状態において、蓄熱装置４の潜熱蓄熱を室内１空気中に放出することで温度維持を行うことができる。

【００２０】蓄熱装置４の蓄熱容量は、室内１の機器類２などの発熱量と温度維持を要求される時間とから算出する。また、蓄熱装置４は、部屋１内の機器類２などの発熱源の上部などに設置し、発熱による対流によって蓄熱装置４と室内空気とを熱交換させる。

【００２１】次に上述のような潜熱蓄熱を行う蓄熱装置４について更に具体的に説明する。この装置は、上記のように規定された各種の無機物・有機物等の各種化学物質（蓄熱物質）を混合溶解した蓄熱剤を、例えばテニスボール大のカプセル40に注入してなる球状蓄熱媒体を保持体内に充填したものである。カプセルとしたのは熱交換の効率を良くするためである。かかる蓄熱装置４の中を低温の気体がこのカプセル40に接触しながら流れると、カプセル40内部の蓄熱物質が液体から固体へと相変化する。そのときに発生する潜熱を利用することによって、大量の熱を蓄えるものである。

【００２２】本考案にかかる蓄熱物質の具体例を表１に記載する。

【００２３】

【表１】

【００２４】実際の使用に際しては、表１中の蓄熱物質を適宜組み合わせて、所望の温度範囲内で氷結、融解が可能な構成とすることができる。しかし、本考案が対象とする空調温度との関係では、三菱油化株式会社によって提供される「ノジュール」を用いるのが特に好適である。

【００２５】次に本考案の主要な効果を具体的に列挙すると以下のようになる。 (1) 伝熱係数が大きい。すなわち、熱交換能力が大きく、短時間に大量の熱を蓄熱放熱できる。最密充填による球状のカプセルの総表面積は、１ｍ³当たり約 50ｍ²もあるため、短時間に大量の熱を蓄熱放熱できる。

【００２６】 (2) 蓄熱剤の種類配合量等の調整により、広い温度範囲（例えば、−20℃〜＋ 65℃）で蓄熱できるので、建物の冷房に限らず、食品・化学の生産プロセス等の非常時の空調や冷蔵・冷凍設備にも対応できる。

【００２７】 (3) 蓄熱時には深夜電力等の割安なエネルギーが利用でき、ランニングコストが大幅に節減できる。また装置構造が単純なため、保守費が低廉であるなど、経済性に富む。

【００２８】次に、表２に本考案の蓄熱装置の性能データを従来装置と比較して示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２から明らかなように、本考案装置によれば、蓄熱密度（単位重量当たりの蓄熱容量）を従来より大幅に向上でき、装置のコンパクト化が可能である。

【００３１】

【考案の効果】

以上の通り、本考案によれば、非常時の空調設備として多くの機器を必要とせず、潜熱蓄熱を行うことで単位重量当たりの蓄熱容量を大きくし、設置スペースおよび重量を最小限にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる空調装置の概要説明図である。

【図２】従来装置の概要説明図である。

【図３】他の従来装置の概要説明図である。

【図４】さらに他の従来装置の概要説明図である。

【符号の説明】

１…（空調を要する）部屋、２…機器（類）、３…冷房
装置、４…蓄熱装置、40…球状蓄熱媒体（カプセル）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】空調機により空調される部屋内に、前記空
調機による通常冷房温度で氷結状態を維持し、通常冷房
温度より高い温度で、氷結状態の蓄熱剤が状態変化する
蓄熱媒体を多数設置し、前記空調機の停止時において前
記状態変化が始まるようにしたことを特徴とする無動力
空調装置。