JPH0660751B2 - 空気調和設備 - Google Patents

空気調和設備

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JPH0660751B2
JPH0660751B2 JP60175737A JP17573785A JPH0660751B2 JP H0660751 B2 JPH0660751 B2 JP H0660751B2 JP 60175737 A JP60175737 A JP 60175737A JP 17573785 A JP17573785 A JP 17573785A JP H0660751 B2 JPH0660751 B2 JP H0660751B2
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岑生 古澤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,教会,集会場,会議室などのように空調負荷
が不定期にピークを持つような空調空間を省エネルギー
的に空調できるようにした空気調和設備に関する。
〔従来の技術〕
従来より,建物の空調工事は,それがまかなう空調空間
の最大負荷に応じて空調設備の容量を決定するのが通常
である。すなわち,設備容量としては,或る程度の余裕
を見てベース負荷に過剰負荷が更に加わってもこれをこ
なせるだけの設備容量としている。そして,万一の故障
や修理メインテナンス時の休止に備えて予備設備が配置
されることもある。しかし,この予備設備は,あくまで
設備本体の休止に備えるものであり,稼動中の設備本体
の能力アップを意図するものではないのが通常である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
普段のベース負荷はもとより,不定期に発生するピーク
負荷をもクリアできるような空調設備では,ダクト,冷
凍機,空調機などの各設備に余裕を持たせるために設備
費用が多大となり,メインテナンスもそれだけ過大とな
る。また,教会,集会場,会議室などのように,予定し
ているよりも過剰の人員がたまに集まるような建物で
は,最大容量の能力一杯の運転でもその負荷をまかなえ
ないような事態が生じたり,立上りが遅くなったりする
ような問題が発生する。そして,かような過剰の人員が
集まるのは日中時であるのが通常であり,ベース負荷が
存在する上に過剰負荷を吸収しなければならず,その設
備費用および動力費用は非常に多大なものとなる。さら
に,従来の空調設備では,一旦これを設置してしまう
と,その能力アップを図るには設備の入れ換えを通常は
必要とするので,改造費用は非常に多大とならざるを得
なかった。
〔問題点を解決する手段〕
本発明によれば,空調空間のベース負荷をまかなうに十
分な容量を持つ基本空調設備に,該ベース負荷に加えて
不定期に発生する過剰負荷を処理するための過剰負荷処
理設備を付設してなる空気調和設備において, 第一の発明として,該基本空調設備が冷凍機で製造され
た冷水を空調器の冷却コイルに通水し,該冷却コイルを
通過した空気を空調空間に給気するようにした空調設備
からなり,該過剰負荷処理設備が再冷却コイルと氷蓄熱
槽またはブライン蓄熱槽とからなり,この再冷却コイル
を該冷却コイルより下流側の空調器内に配置したうえ,
過剰負荷発生時に氷蓄熱槽またはブライン蓄熱槽から再
冷却コイルに,基本空調設備の冷凍機で製造される冷水
よりも低温の冷水またはブラインを通流するようにした
空気調和設備,また, 第二の発明として,該基本空調設備が冷凍機で製造され
た冷水を空調器の冷却コイルに通水し,該冷却コイルを
通過した空気を分岐ダクトを経て複数の空調空間に給気
するようにした空調設備からなり,該過剰負荷処理設備
が再冷却コイルと氷蓄熱槽またはブライン蓄熱槽とから
なり,この再冷却コイルを前記分岐ダクトのいずれかに
介装したうえ,当該分岐ダクトによって給気される空調
空間の過剰負荷発生時に該再冷却コイルに氷蓄熱槽また
はブライン蓄熱槽から,基本空調設備の冷凍機で製造さ
れる冷却よりも低温の冷水またはブラインを通流するよ
うにした空気調和設備,を提供するものである。
以下に,図面に従って本発明設備の内容を具体的に説明
する。
第1図は,本発明の一つの態様を示す機器配置図であ
り,1は空調器であり,主冷却コイルまたは冷温水コイ
ル2に,冷凍機または熱交換器3から冷水または冷温水
を通水するようにした普通の空気調和器を示している。
この空調器1で得られた調和空気は給気ファン4によっ
て空調空間5に給気され,空調空間5からの還気と外気
が還気ダクト6と外気ダクト7を経て空調器1に送気さ
れる。第1図の本発明設備においては,このような基本
空調設備に,再冷却コイル8と氷蓄熱槽9とからなる過
剰負荷処理設備が付設されている。
再冷却コイル8は,基本空調設備で製造された調和空気
を更に冷却するもので,空調器1のコイル2を通過した
あとの給気管路に挿入される。第1図の例では,主コイ
ル2の下流側の空調器ケーシング内に再冷却コイル8が
設置されている。この再冷却コイル8は氷蓄熱槽9と冷
水往管10および冷水返管11で接続されており,過剰負荷
時にのみ稼動する冷却ポンプ12によって,氷蓄熱槽9内
の冷水が再冷却コイル8に循環される。
氷蓄熱槽9は,水−氷間の潜熱を蓄熱する一種の潜熱蓄
熱槽である。この冷熱の蓄熱のために,冷凍機が備えら
れている。この冷凍機としては通常の圧縮式冷凍機が使
用されており,その蒸発器となる冷媒−水熱交換器13が
氷蓄熱槽9内に設置されている。14は圧縮機,15は凝縮
器,16は膨脹弁である。この冷凍機による冷熱蓄熱運転
は,過剰負荷が発生するであろう以前の夜間において,
夜間電力を利用して行い,氷と水の共存した状態で蓄熱
される。したがって,この氷と氷の共存した蓄熱した状
態で冷水ポンプを稼動すると再冷却コイル8には0℃の
冷水が循環することになる。この場合には,例えば冷房
運転中の主コイル2を通過した空気をさらに3〜6℃程
度降温させるようなことが可能となる。
第2図および第3図は本発明設備の稼動状態を説明する
ための図である。第2図のように,朝7時頃から夕方6
時頃までベース負荷を持つ建物において,このベース負
荷を基本空調設備によって処理する。或る時間帯におい
てだけ人員が異常に増加し冷房負荷がピークに達する場
合に,既述の再冷却コイル8に冷水を通水して処理す
る。このピーク負荷(第2図ではP,第3図ではP
)を処理するに必要な冷熱源は夜間に稼動する冷凍
機によって氷蓄熱槽9に貯えられた冷水によって供給さ
れる。したがって,このピーク負荷に対応するものが夜
間の蓄熱負荷S,Sに分散されることになる。この
ため,蓄熱負荷S,Sを処理する過剰負荷処理設備
はベース負荷を処理する基本空調設備に比べるとその設
備容量は非常に小さいものでよい。
第4図は,建物内の各空調ゾーンに空調器18で製造した
調和空気を,風量可変弁19を介装した分岐ダクトD
,D・・Dを経て送り込む場合に,建物内の或
る室(例えば会議室や食堂など)だけが或る時間帯だけ
に非常に人員が増加してピーク負荷を持つ場合の本発明
設備の例を示している。すなわちこのような室への給気
ダクトDだけに第1図で説明したような再冷却コイル
8を介装し,氷蓄熱槽9との間で冷水往管10と冷水戻り
管12で循環路を形成する。氷蓄熱槽9は第1図は同様に
冷凍機によって夜間電力を利用して冷熱を蓄熱する。こ
れによると,冷房運転時に基本空調設備によって製造さ
れた給気のうち過剰負荷をもつ室だけの給気温度をさら
に降下させることができ,基本空調設備の運転はそのま
まにして特定の室に発生するピーク負荷に対処できるこ
とになる。
第5図は,本発明設備の別の態様を示したもので,基本
空調設備によって製造された調和空気をさらに冷却する
ための再冷却コイル8を給気側に設置し,この再冷却コ
イル8に蓄熱槽20内の冷液を過剰負荷発生時に供給する
冷液管路10,11を構成する点は第1図や第4図のものと
実質上同様であるが,蓄熱槽20を夜間電力によって稼動
する冷凍機ブライン蓄熱槽に構成し,過剰負荷処理設備
をこの再冷却コイル8とブライン蓄熱槽20によって形成
したものである。すなわち夜間電力利用によりブライン
冷凍機21によって低温のブラインを作り,これをブライ
ンポンプ22によって蓄熱槽20に循環して,蓄熱槽20に冷
熱を蓄える。ブライン冷凍機21の冷却水は冷却水ポンプ
によって冷却塔24から循環供給する。この冷却塔24は凝
縮器であってもよい。このようにして,低温のブライン
が貯えられた蓄熱槽20から,第2図や第3図で説明した
のと同様に,ピーク負荷発生時だけ,ブラインポンプ25
によって再冷却コイル8に低温のブラインを循環供給す
ることによって過剰負荷に対処する。この場合,再冷却
コイル8は第1図同様に空調器ケーシング内に設置して
もよいし,第4図のように給気ダクトに設置してもよ
い。
なお,本願発明設備は基本空調設備の能力内におけるベ
ース負荷自身がピーク負荷を持つ場合にも,このベース
負荷のビーク時を再冷却コイル8の利用によって省エネ
ルギー的に処理することができることは言うまでもな
い。
〔作用効果〕
本発明の空調設備によると,冷房運転時において,基本
空調設備で例えば14〜20℃の給気を作りこの給気を過剰
負荷発生時だけ過剰負荷処理設備の再冷却コイル8を稼
動して例えば8〜15℃程度まで温度を降下させることに
よって,給気量は実質上増減させずに,過剰負荷に対処
することができる。そして,本発明設備によると,以下
に列挙するような数々の効果が奏される。
全体としての空調設備(冷凍機,空調器,ダクトその
他)の容量を20〜50%小さくできる。このため,設備費
用が低下すると共に機器容量の減少および高負荷運転に
よる高効率運転によりランニングコストが低下し,且つ
設置スペースも低減する。再冷却コイルに供給する冷水
または冷液を作るための冷凍機の運転は深夜電力により
長時間かけて稼動させればよく,その容量および運転費
用は少なくて済む。氷蓄熱冷凍機やブライン冷凍機は一
般に効率よくないが,本発明ではこれらの冷凍機はピー
ク負荷だけに備えるものであるから効率の悪さが大きな
問題とはならない。ベース負荷に更にピーク負荷が単時
間に発生する昼間はもとより,夜間に突然発生する負荷
に対しても対処することができる。このため,工場空調
などにも適する。実験室などの低温條件を要求される室
が存在する建物に対しても簡単に対応ができる。第4図
のような使用の仕方をすると,特定系統のみの冷房能力
を増加させることができる。そして,既存の設備をその
ままにして,設備の能力アップを低廉にして達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明設備の一つの態様を示す機器配置系統
図,第2図は本発明設備の稼動状態を説明するための時
間帯と負荷との関係図,第3図は本発明設備の稼動状態
の他の例を説明するための時間帯と負荷との関係図,第
4図は本発明設備の他の態様を示す機器配置系統図,第
5図は本発明設備の更に他の態様を示す機器配置系統図
である。 1……空調器,2……主冷却コイル, 3……冷凍機または熱交換器,4……給気ファン,5…
…空調空間,8……再冷却コイル, 9……氷蓄熱槽,10……冷水または冷液往管, 11……冷水または冷液戻り管,12……冷水ポンプ,13…
…冷凍機の蒸発器, 20……ブライン蓄熱槽,21……ブライン冷凍機, 22,25……ブラインポンプ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空調空間のベース負荷をまかなうに十分な
    容量を持つ基本空調設備に,該ベース負荷に加えて不定
    期に発生する過剰負荷を処理するための過剰負荷処理設
    備を付設してなる空気調和設備において,該基本空調設
    備が冷凍機で製造された冷水を空調器の冷却コイルに通
    水し,該冷却コイルを通過した空気を空調空間に給気す
    るようにした空調設備からなり,該過剰負荷処理設備が
    再冷却コイルと氷蓄熱槽またはブライン蓄熱槽とからな
    り,この再冷却コイルを該冷却コイルより下流側の空調
    器内に配置したうえ,過剰負荷発生時に氷蓄熱槽または
    ブライン蓄熱槽から再冷却コイルに,基本空調設備の冷
    凍機で製造される冷水よりも低温の冷水またはブライン
    を通流するようにした空気調和設備。
  2. 【請求項2】空調空間のベース負荷をまかなうに十分な
    容量を持つ基本空調設備に,該ベース負荷に加えて不定
    期に発生する過剰負荷を処理するための過剰負荷処理設
    備を付設してなる空気調和設備において,該基本空調設
    備が冷凍機で製造された冷水を空調器の冷却コイルに通
    水し,該冷却コイルを通過した空気を分岐ダクトを経て
    複数の空調空間に給気するようにした空調設備からな
    り,該過剰負荷処理設備が再冷却コイルと氷蓄熱槽また
    はブライン蓄熱槽とからなり,この再冷却コイルを前記
    分岐ダクトのいずれかに介装したうえ,当該分岐ダクト
    によって給気される空調空間の過剰負荷発生時に該再冷
    却コイルに氷蓄熱槽またはブライン蓄熱槽から,基本空
    調設備の冷凍機で製造される冷水よりも低温の冷水また
    はブラインを通流するようにした空気調和設備。
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