JPH06257799A - パーソナル氷蓄熱冷房システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな蓄熱槽スペースを必要とせず、安価な
深夜電力を利用して、必要スペースを必要に応じて冷房
運転できるようにする。 【構成】 断熱箱の内部に氷蓄熱箱を設ける。この氷蓄
熱箱と熱交換する空気を吸排気する開口及び送風ファン
を、断熱箱に設けてパーソナル氷蓄熱冷房ユニット５と
する。このパーソナル氷蓄熱冷房ユニット５を、室内の
各個人ブース１に配置する。それぞれの氷蓄熱箱を、室
外に設けた吸熱機９に配管接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安価な深夜電力を利用
して個別冷房を行うパーソナル氷蓄熱冷房システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般ビルの空調システムとして、比較的
多く用いられるものに、所謂セントラル空調がある。セ
ントラル空調では、建物の一部に機械室を確保し、この
機械室にエアハンドリングユニット等を設け、機械室か
らのダクティングにより、調和空気の配風を行ってい
る。このようなセントラル空調においては、近年、種々
な面で合理化が要求され、なかでも省エネルギーに対す
る要望は大きい。一般ビルの年間電力消費量のうち、エ
アハンドリングユニット及び冷凍機で４０％前後を占め
ることを考えれば、当然のことと言える。ところで、空
調システムの省エネルギーを図るものに、安価な深夜電
力で蓄熱を行い、これを空調システムの熱源として利用
するセントラル蓄熱システムがある。このセントラル蓄
熱システムでは、一般的に建物の地下等に断熱構造の温
水槽、冷水槽を設け、これらに安価な深夜電力で蓄熱を
行い、この蓄熱を昼間、必要に応じて取り出し、空調シ
ステムの省エネルギーを達成している。一方、近年で
は、空調システム自体にも変化がみられ、従来のセント
ラル空調のような中央式から、必要な部屋、必要なスペ
ースだけを必要に応じて運転できるようにした、所謂個
別分散方式の空調システムが増加の傾向にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来一
般ビルの主流となっていたセントラル空調では、機械
室、ダクティングスペース等が必要であるとともに、ダ
クトを介して配風を行うため搬送エネルギーロスが生
じ、さらに、不要部分まで空調（例えば、冷房）を行わ
なければならない無駄があった。一方、従来のセントラ
ル蓄熱システムでは、大きな蓄熱槽スペースを確保しな
ければならず、設備コストが高くなる欠点があった。ま
た、必要スペースを必要に応じ運転する個別分散方式も
提案されていたが、安価な深夜電力を利用する蓄熱シス
テムとの整合が困難であった。本発明は上記状況に鑑み
てなされたもので、大きな占有スペースを必要とせず、
安価な深夜電力が利用でき、かつ、必要スペースを必要
に応じて冷房運転できるパーソナル氷蓄熱冷房システム
を提供し、もって、省スペースの下に、省エネルギー
化、ランニングコストの低減を図ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るパーソナル氷蓄熱冷房システムの構成
は、断熱箱の内部に氷蓄熱箱を設けるとともに、この氷
蓄熱箱と熱交換する空気を吸排気する開口及び送風ファ
ンを断熱箱に設けてパーソナル氷蓄熱冷房ユニットと
し、このパーソナル氷蓄熱冷房ユニットを室内の各個人
ブースに配置し、室外に設けた一つの吸熱機を氷蓄熱箱
にそれぞれ配管接続したことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】安価な深夜電力で吸熱機が運転されて、各個人
ブースにそれぞれ配置されたパーソナル氷蓄熱冷房ユニ
ットの氷蓄熱箱に蓄熱が行われ、昼間、必要な各個人ブ
ースのみで蓄熱が取り出されて冷房が行われ、熱量当た
りの電力料金が安価になるとともに、不要な部分での冷
房運転がなくなる。また、各個人ブースに氷蓄熱箱がそ
れぞれ配置され、セントラル蓄熱槽を設けるための設置
スペースが不要となる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係るパーソナル氷蓄熱冷房シ
ステムの好適な実施例を図面を参照して説明する。図１
は本発明パーソナル氷蓄熱冷房システムの系統図、図２
はパーソナル氷蓄熱冷房ユニットの断面図、図３はパー
ソナル氷蓄熱冷房ユニット設置イメージの斜視図であ
る。オフィス（室）内の各個人ブース１（図３参照）に
は、氷蓄熱箱３（図２参照）と一体化したパーソナル氷
蓄熱冷房ユニット５が配置されている。パーソナル氷蓄
熱冷房ユニット５としては、デスクの上に配置して直吹
きするもの、或いはデスクの下のデッドスペース等に配
置し、ダクティングを施して送風するもの等が考えられ
る。パーソナル氷蓄熱冷房ユニット５にはブライン配管
（配管）７が接続され、配管７は機械室等（室外）に設
置された低温用ブライン冷凍機（以下、「吸熱機」とい
う）９と接続されている。配管７にはブラインポンプ１
１が設けられ、ブラインポンプ１１は吸熱機９で熱交換
した低温ブラインを、パーソナル氷蓄熱冷房ユニット５
へ循環供給する。

【０００７】図２に示すように、パーソナル氷蓄熱冷房
ユニット５の内部にはステンレス鋼等で作られた氷蓄熱
箱３が設けられ、氷蓄熱箱３の上部には水から氷になる
際の膨張量を吸収するダイヤフラム１３が形成されてい
る。なお、氷蓄熱箱３は、箱全体を伸縮性を有する材質
で作ってもよい。氷蓄熱箱３内には製氷用の熱交換コイ
ル１５が設けられ、熱交換コイル１５には熱伝導を高め
る金属フィン１７が取り付けられている。氷蓄熱箱３の
外側には断熱箱１９が設けられ、氷蓄熱箱３と断熱箱１
９との間には空気層２１が形成されている。

【０００８】断熱箱１９の下部には空気取り入れ口（開
口）２３、上部には空気排気口（開口）２５が設けら
れ、空気取り入れ口２３・空気排気口２５には断熱蓋２
７がそれぞれ取り付けられている。断熱蓋２７は、冷房
時には開けられ、冷房停止時には閉じられるようになっ
ている。空気排気口２５には吹出しダクト２９が取り付
けられ、吹出しダクト２９には送風ファン３１が設けら
れている。従って、冷房時には、断熱蓋２７が開けら
れ、送風ファン３１により空気が空気層２１を通過し、
この空気が氷蓄熱箱３と熱交換して冷却され、冷風とな
って吹出しダクト２９から吹き出されこととなる。

【０００９】また、断熱箱１９の下部にはドレン受けタ
ンク３３が設けられ、ドレン受けタンク３３には氷蓄熱
箱３表面に結露したドレン水がパイプ３５を介して導か
れる。なお、近傍にドレン排水管がある場合には、パイ
プ３５を直接ドレン排水管に接続するものであってもよ
い。また、ドレン受けタンク３３を設けた場合には、ド
レン受けタンク３３内に水位レベルスイッチを設け、ド
レン水が満水になると自動的に冷房運転を停止させる機
構を設けるものでもよい。パーソナル氷蓄熱冷房ユニッ
ト５、配管７、吸熱機９を主な部材として、パーソナル
氷蓄熱冷房システム３７が構成されている。

【００１０】このように構成されるパーソナル氷蓄熱冷
房システム３７において、ブライン供給によるパーソナ
ル氷蓄熱冷房ユニット５への蓄熱運転は、安価な深夜電
力により行われる。この夜間蓄熱運転は、各個人がスケ
ジュール設定を行い、自動的に運転を行う。スケジュー
ル設定としては、週間スケジュール設定が適当で、各個
人は、その週の内、冷房が必要と思われる日程を、周知
技術であるスケジュール管理装置等を利用して入力す
る。また、夜間蓄熱運転は、冷房を行う日の前日の夜か
らの深夜電力時間帯で運転を開始し、蓄熱を行う。蓄熱
の完了は、氷蓄熱箱３内に氷厚センサーを設け、氷厚に
より感知するか、或いは水位センサーを設け、氷の膨張
量を感知することにより判断する。

【００１１】上述のパーソナル氷蓄熱冷房システム３７
によれば、オフィス内の各個人ブース１のデッドスペー
ス等にパーソナル氷蓄熱冷房ユニット５を設けたので、
従来のセントラル蓄熱システムと異なり、蓄熱槽が分散
され、メインの大きな蓄熱槽スペースや、それに付随す
る機械室スペースを省くことができ、かつ、安価な深夜
電力を利用して各個人の冷房が行え、しかも、必要な時
に、必要な人にだけ冷房が行えることにより、無駄な冷
房をなくすことができる。

【００１２】図４は冷媒方式によるパーソナル氷蓄熱冷
房システムの系統図である。図に示す、他の実施例であ
るパーソナル氷蓄熱冷房システム４１では、空冷室外機
（以下、「吸熱機」という）４３が冷媒配管（配管）４
５を介してパーソナル氷蓄熱冷房ユニット４７に接続さ
れている。パーソナル氷蓄熱冷房ユニット４７の氷蓄熱
箱３（図２参照）内には製氷用の蒸発器４９が設けら
れ、蒸発器４９は膨張弁等を介して配管４５に接続され
ている。つまり、パーソナル氷蓄熱冷房システム４１で
は、吸熱機４３からの冷媒が膨張弁等で減圧され、蒸発
器４９で蒸発熱を吸収することで、氷蓄熱箱３内に蓄熱
を行うようになっているのである。その他の構造、運転
制御等は、上述のパーソナル氷蓄熱冷房システム３７と
同様である。パーソナル氷蓄熱冷房システム４１によれ
ば、ブラインクーラが不要となるため、吸熱機４３をパ
ーソナル氷蓄熱冷房システム３７のものより小型化する
ことが容易となる。

【００１３】図５は冷却水方式によるパーソナル氷蓄熱
冷房システムの系統図である。図に示す、他の実施例で
あるパーソナル氷蓄熱冷房システム５１では、冷却塔
（以下、「吸熱機」という）５３が冷却水配管（配管）
５５を介してパーソナル氷蓄熱冷房ユニット５７に接続
されている。パーソナル氷蓄熱冷房ユニット５７には水
冷の小型圧縮機（コンプレッサー）が設けられ、この水
冷凝縮器には配管５５が接続されている。氷蓄熱箱３内
には製氷用の蒸発器５９が設けられ、蒸発器５９は膨張
弁等を介して水冷凝縮器、コンプレッサーに接続されて
いる。つまり、パーソナル氷蓄熱冷房システム５１で
は、吸熱機５３からの冷水が水冷凝縮器から熱を奪い、
これにより凝縮された冷媒が更に膨張弁等で減圧され、
蒸発器５９で蒸発熱を吸収することで、氷蓄熱箱３内に
蓄熱を行うようになっているのである。パーソナル氷蓄
熱冷房システム５１によれば、配管５５が冷却水配管で
あるため、ブライン配管、冷媒配管に比べ配管温度が高
温となり、断熱施工等を簡易なもので行うことができ
る。

【００１４】なお、上述のパーソナル氷蓄熱冷房システ
ムの設計例を示せば、氷の蓄熱量は、 氷の潜熱蓄熱量：80 kcal/kg 水の顕熱蓄熱量：13 kcal/kg（冷水利用温度差＝13度ｃ
−０度ｃ＝13 deg） 計 93 kcal/kgであり、各個人当たりの冷房負荷
（ブース内の冷房負荷のみを対象とする場合）は、 タスク照明 ：50 kcal/h ＯＡ機器発熱：200 kcal/h 人体発熱 ：50 kcal/h 計 300 kcal/hであり、氷蓄熱箱蓄熱必要量は、 冷房時間＝8 h/d とすれば、 蓄熱必要量＝300 kcal/h×8 h/d ＝2,400 kcal/dであ
り、氷蓄熱箱の容量は、 容量＝2,400 kcal/d÷93 kcal/kg＝26 kg であり、 氷蓄熱箱寸法＝300W×200D×500H となる。 従って、氷蓄熱箱を内蔵するパーソナル氷蓄熱冷房ユニ
ットは、デスク下のデッドスペース等に、配置可能な寸
法で実現できることが推察される。

【００１５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るパーソナル氷蓄熱冷房システムによれば、各個人ブー
スにパーソナル氷蓄熱冷房ユニットを設けたので、蓄熱
槽が分散され、メインの大きな蓄熱槽スペース等をなく
すことができ、かつ、安価な深夜電力で冷房が行え、し
かも、必要な時に、必要な人だけ冷房が行えるようにな
り、不要な運転を防止することができる。この結果、省
スペースの下に、省エネルギー化、冷房ランニングコス
トの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明パーソナル氷蓄熱冷房システムの系統図
である。

【図２】パーソナル氷蓄熱冷房ユニットの断面図であ
る。

【図３】パーソナル氷蓄熱冷房ユニット設置イメージの
斜視図である。

【図４】冷媒方式によるパーソナル氷蓄熱冷房システム
の系統図である。

【図５】冷却水方式によるパーソナル氷蓄熱冷房システ
ムの系統図である。

【符号の説明】

１ 各個人ブース ３ 氷蓄熱箱 ５、４７、５７ パーソナル氷蓄熱冷房ユニット ７、４５、５５ 配管 ９、４３、５３ 吸熱機 １９ 断熱箱 ２３、２５ 開口 ３１ 送風ファン ３７、４１、５１ パーソナル氷蓄熱冷房システム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱箱の内部に氷蓄熱箱を設けるととも
   に、該氷蓄熱箱と熱交換する空気を吸排気する開口及び
   送風ファンを前記断熱箱に設けてパーソナル氷蓄熱冷房
   ユニットとし、 該パーソナル氷蓄熱冷房ユニットを室内の各個人ブース
   に配置し、 室外に設けた一つの吸熱機を前記氷蓄熱箱に配管接続し
   たことを特徴とするパーソナル氷蓄熱冷房システム。