JP4196329B2 - 冷風換気システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場などの建物内を冷房しながら換気する冷風換気システムに係り、より詳しくは、冷却ユニットで冷却した冷風空気によって建物内を冷房する一方、建物内上部の熱気を換気装置によって外部に排出するようにした冷風換気システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製造工場等の建物の屋根や壁の断熱が悪いと、日射の影響を受けて特に夏期において建物内部の温度が異常に高くなり、作業者の作業能率や安全性が大きく低下する場合がある。
このため、建物内の空気を冷却する室内換気システムがあるが、従来は、一方の壁や窓に設置した冷却ユニットの冷水エレメントに上部から散水し、水の蒸発潜熱によって外気から流入した空気の温度を低下させて、建物内部に冷風を送り、建物内を通過した空気は、天井または他方の壁や窓から排出させていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３９５８５号（第２〜３頁、図１，図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の冷却ユニットでは、蒸発した水分が工場等の建物内に入り込むため、建物内の湿度が外気よりも上昇し、建物内の生産品種が特に湿気を嫌うものである場合は、その使用に制限があり、また、散水の中に雑菌が混入することを想定して水質管理を十分に行う必要もあった。さらに、冷却空気は床下付近の作業者空間にのみ供給され、屋根または壁や窓から排気するため、特に日射によって高温となる天井面はほとんど冷却されずに天井面の温度が高くなり、建物の屋根が低い場合などには屋根面からの輻射熱によって作業者は不快感を感じ、また輻射熱は壁面や床面の温度を上昇させようとするため冷却ユニットの能力を大きくしなければならず、冷却ユニットが高価になる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、工場内の湿気を上昇させずに、屋根面の温度を低下させて輻射熱を低減させ、輻射による作業者の不快感をなくすと共に壁面や床面の温度上昇を少なくするもので、冷却ユニットの能力は小さくても安価に構成することができる冷風換気システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明に係る冷風換気システムは、建物内に冷却ユニットを設けて、冷水発生装置で作られた冷水と冷却ユニットに取り入れた空気を顕熱交換して冷風空気を形成し、冷風空気を建物内の下部付近に循環させて外部に排出すると共に、建物内に換気用給気ファンと換気用排気ファンがほぼ同じ高さに設けられた換気装置を設けて換気空気を形成し、建物内の上部付近を循環させて外部に排出するようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る冷風換気システムを備えた工場を示す側面図、図２は図１の正面図、図３は図２の要部の正面図、図４は図３の側面図である。図において、工場の建物１は、屋根２及び側壁３（対向配置された第１の側壁３ａ及び第２の側壁３ｂ等）を備え、第１の側壁３ａには冷却ユニット４を取付けてある。
冷却ユニット４は、図３、図４に詳述するように、外気を吸引する吸込み口５を有し、その吸込み口５の下流側に向かって、フィルター６、送風機７、冷却用熱交換機８が順次配設されており、冷却用熱交換８の下流側には吹出し口９が設けられている。吹出し口９は蛇腹状のダクト１０によって構成されており、支点１１を軸として矢印イ方向に動かすことによって、吹出し方向を水平方向から垂直方向にまで自在に変えることができるようになっている。
【０００８】
建物１の外部には冷却塔を利用して冷水を作る冷却水発生装置１２が配設されており、この冷却水発生装置１２と冷却ユニット４とは、配管１３によって接続されている。そして、配管１３には冷水循環ポンプ１４が取付けられており、冷却水発生装置１２で作られた冷水を冷却ユニット４の冷却用熱交換器８に搬送すると共に、冷却用熱交換器８によって外気と熱交換された水を再び冷水発生装置１２に戻すようにしてある。
冷却ユニット４が取付けられた第１の側壁３ａと対向する側の第２の側壁３ｂには、冷却ユニット４とほぼ同じ高さ位置に、冷気用排気ファン１５が取付けられている。
また、第１の側壁３ａの冷却ユニット４の上部には換気用給気ファン１６が取付けられ、第２の側壁３ｂの冷気用排気ファン１５の上部には、換気用給気ファン１６の高さ位置とほぼ同じ高さ位置に、換気用排気ファン１７が設けられている。
【０００９】
上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。冷水発生装置１２で作られた冷水は、冷水循環ポンプ１４によって、冷水発生装置１２から配管１３を通って冷却ユニット４の冷却用熱交換機８まで送られる。一方、外気は、冷却ユニット４の送風機７によって吸込み口５からロ方向に吸引され、フィルター６によって塵埃を除去されたのち冷却用熱交換機８に至り、ここで冷水発生装置１２から送られてきた冷水と熱交換され、冷風となって、吹出し口９から建物１内に吹出す。この際、冷却ユニット４の蛇腹状の吹出し口９の吹出し方向を、作業者１８の位置に応じて、水平方向から垂直方向まで変化させる。こうして、建物１内に吹出した冷風空気ａは、作業者１８を通過しながら、冷気用排気ファン１５によって外部のハ方向に排出される。
【００１０】
この際、屋根２付近の上部に位置する換気空気ｂと比較して、冷却ユニット４から吹出した冷風空気ａは、温度が低く、密度が大きいため、作業者１８のいる床面付近を這うようにして通過していく。このとき、冷風空気ａは、作業空間に塵埃や臭気の発生があってもこれを換気して、作業空間を常に清浄化する。
一方、外気は換気用給気ファン１６によってもニ方向から吸引され、換気空気ｂとなって建物１内に供給され、屋根２や側壁３の上部を冷却しながら、換気用排気ファン１７によって外部ホ方向には排出される。
【００１１】
本実施の形態によれば、床面付近の作業空間にのみ冷風空気ａを流し、上部の屋根面付近は換気空気ｂによって冷却するため、輻射による作業者１８の不快感を低減することができ、また冷却ユニット４の冷却能力が小さくてすみ、安価に構成することができる。また、冷風空気ａは顕熱交換のみであるから、外気と比べて絶対湿度の増加はない。
【００１２】
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図、図６は図５の正面図である。なお、実施の形態１と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する（以下、同様）。
本実施の形態では、実施の形態１で示した冷気用排気ファン１５を省略し、冷風空気ａの排気は換気用排気ファン１７によって行うようにしたものである。
【００１３】
上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。冷却ユニット４の吹出し口９から吹出した冷風空気ａは、作業者１８を通過し、第２の側壁３ｂを上昇して、換気用排気ファン１７から外部ホ方向に排出される。
このように、本実施の形態では、冷気用排気ファン１５を省略して冷風空気ａの排気も換気用排気ファン１７に兼用させるようにしたので、換気用排気ファン１７の排気風量は、冷風空気ａの風量と換気空気ｂの風量との合計となるために、換気用排気ファン１７は大型のものが必要となるが、送風機の台数が少なくてすむのでシステムはシンプル化し、システム全体を安価に構成することができる。また、建物１内を通過した冷気が側壁３に沿って上昇するときに側壁３を冷却するため、側壁３の温度が低下し、作業者１８への輻射熱の影響を軽減することができる。
【００１４】
［実施の形態３］
図７は本発明に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図、図８は図７の正面図である。
本実施の形態では、冷却ユニット４を側壁３の数箇所に設置したもので、作業者１８が建物１内の数カ所で集団で作業をしている場合に、冷風空気ａを作業者１８の集団に集中的に当てるようしたものである。
冷却ユニット４は第３の側壁３ｃの例えば２箇所に取付けられ、ここから冷風空気ａを吹出すようにしてある。
上記のように構成した本実施の形態においては、作業者１８の集団付近に設置した冷却ユニット４の吹出し口９から冷風空気ａが吹出して作業者１８に当たり、換気用排気ファン１７を通って外部に放出される。
【００１５】
作業者１８が建物１内に個々に点在している場合や、建物１内を動き回る作業に従事している場合は、建物１内の作業者空間、例えば床上２ｍ以内のすべての空間を冷却する必要があり、このため能力の大きい冷却ユニット４が必要とされるが、本実施の形態によれば、作業者１８が集団で作業している空間に集中的に冷風空気ａを当てて冷却すればよく、このため冷却ユニット４の能力が小さくて済み、冷却効率の向上を図ることができる。
【００１６】
［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る冷風換気システムを備えた工場の正面図である。本実施の形態では、換気用給気ファン１６にガイド板１９を取付けたものである。
図において、換気用給気ファン１６の建物１側に、屋根２側に向けて傾斜するガイド板１９を取付けて、換気用給気ファン１６から吸入された直後の換気空気ｂを屋根２面に直接に当てて、屋根２面を冷却させるようにしたものである。
本実施の形態によれば、屋根２面を積極的に冷却するようにしたので、屋根２面が日射によっても異常高温にならず、屋根２面の温度が低下するので、輻射量を減少させて作業者の不快感を低下させることができ、冷却ユニット４の能力が小さくてすみ、冷却効率の向上を図ることができる。
【００１７】
［実施の形態５］
図１０は本発明の実施の形態５に係る冷風換気システムを備えた工場の要部の正面図、図１１は図１０の側面図である。実施の形態１，２，３，４では、冷却ユニット４の空気吸込み口は外気取り入れ用の吸込み口５のみであったが、本実施の形態では、外気側と建物１内側の２箇所に設けたものである。
図に示すように、冷却ユニット４の外気側（Ａ側）には冷却空気を外部から吸引する第１の吸込み口５ａが設けられ、建物１内側（Ｂ側）には冷却空気を室内から吸引する第２の吸込み口５ｂが設けられており、これらの吸込み口５ａ，５ｂを選択的に塞ぐ切換えダンパー２０が取付けられて、回動軸２１を支点としてへ方向に自在に回動できるようになっている。
【００１８】
上記のように構成した本実施の形態においては、切換えダンパー２０が建物１内側（Ｂ側）に位置するときは、外気側（Ａ側）の吸込み口５ａから外気をロ方向に吸引するが、この場合の以後の動作は、実施の形態１〜４に述べた場合と同様である。
切換えダンパー２０が外気側（Ａ側）に位置するときは、建物１内側（Ｂ側）の吸込み口５ｂから室内空気をト方向に取り込み、冷却ユニット４内で冷却されたのち、吹出し口９から冷風空気ａとして吹出し、冷風空気ａの循環流れとなり、作業者１８を通過しながら、室内循環流れとなる。
本実施の形態によれば、冷却ユニット４の吸込み口５に切換えダンパー２０を設けて、冷却用の空気を外部から吸引する場合と建物１内から吸引する場合のいずれの場合も選択できるようにしたので、建物１内を敢えて換気するまでもなく、また、外気温度が高い場合は、空気を外部から吸込むよりも建物１内の空気を吸引してこれを建物内で循環させた方が、冷却効果は増大する。こうして、作業環境および外気状態に応じた最適な冷却ユニット４の運転を行うことができる。
【００１９】
［実施の形態６］
図１２は、本発明の実施の形態６に係る冷風換気システムを備えた工場の要部の側面図、図１３は図１２の正面図である。本実施の形態では、冷却ユニット４にスイングルーバーを取付けたものである。
図に示すように、冷却ユニット４の吹出し口９には複数のスイングルーバー２２が設けられ、その一端が第１の支点２３ａによって支点支持棒２３に支持され、他端が第２の支点２５ａによって往復動装置２４に取付けられた往復動支持棒２５にスライド可能に支持されている。
【００２０】
上記のように構成した本実施の形態において、往復動装置２４を駆動して往復動支持棒２５がト方向に往復運動を行うと、スイングルーバー２２は支点支持棒２３に設けた第１の支点２３ａを軸にしてト方向に往復動し、スイングルーバー２２の向きによって、すなわち、図１２の実線から点線の範囲で示されるスイングルーバー２２の位置によって、冷却ユニット４内の空気はト方向に吹出される。
本実施の形態によれば、スイングルーバー２２を設けたので、冷風吹出し範囲が広がり、広く点在している作業者１８に対しても冷風を与えることができる。この場合、作業者１８に対しては間欠風となるが、間欠風は連続風よりも涼感が増大して、不快性をより軽減することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の発明から明らかなように、本発明によれば、冷水発生装置で作られた冷水を工場内に設置した冷却ユニットに通し、ここで外気を冷却して冷風空気とし工場等の建物内に供給するようにしたので、建物内の湿度が上昇することはなく、さらに、屋根面付近に設けた換気用の吸気ファンや排気ファンによって屋根面を冷却するようにしたので、輻射熱を低減させることができ、冷却ユニットの冷却能力を小さくして、システム全体を安価に構成することができる。
こうして、建物内の特に夏期における異常な温度上昇を抑制することができ、しかも、建物内において絶対湿度の上昇はないので、生産品種の制限を受けることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図である。
【図２】 図１の正面図である。
【図３】 図２の要部を拡大した正面図である。
【図４】 図３の側面図である。
【図５】 本発明の実施の形態２に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図である。
【図６】 図５の正面図である。
【図７】 本発明の実施の形態３に係る冷風換気システムを備えた工場の側面図である。
【図８】 図７の正面図である。
【図９】 本発明の実施の形態４に係る冷風換気システムを備えた工場の正面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態５に係る冷風換気システムを備えた工場のの要部の正面図である。
【図１１】 図１０の側面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態６に係る冷風喚起システムを備えた工場の要部の側面図である。
【図１３】 図１２の正面図である。
【符号の説明】
１ 建物、２ 屋根、４ 冷却ユニット、５，５ａ，５ｂ 吸込み口、６ フィルター、７ 送風機、８ 冷却用熱交換器、９ 吹出し口、１０ ダクト、１２ 冷水発生装置、１５ 冷気用排気ファン、１６ 換気用給気ファン、１７ 換気用排気ファン、１９ ガイド板、２０ 切換えダンパー、２２ スイングルーバー、ａ 冷風空気、ｂ 換気空気。

Claims (10)

1. 建物内に冷却ユニットを設けて、冷水発生装置で作られた冷水と前記冷却ユニットに取り入れた空気を顕熱交換して冷風空気を形成し、該冷風空気を建物内の下部付近に循環させて外部に排出すると共に、前記建物内に換気用給気ファンと換気用排気ファンがほぼ同じ高さに設けられた換気装置を設けて換気空気を形成し、前記建物内の上部付近を循環させて外部に排出することを特徴とする冷風換気システム。
2. 前記冷風空気をそれぞれ床側に位置する冷却ユニットから吸入して冷気用排気装置から排出し、前記換気空気をそれぞれ屋根側に位置する換気用給気ファンから吸入して換気用排気ファンから排出することを特徴とする請求項１記載の冷風換気システム。
3. 前記冷風空気を床側に位置する冷却ユニットから吸入すると共に、前記換気空気を屋根側に位置する換気用給気ファンから吸入して、これらの冷風空気及び換気空気をともに屋根側に位置する換気用排気ファンから排出することを特徴とする請求項１記載の冷風換気システム。
4. 冷却ユニットを複数設け、複数のゾーンに冷風空気を吹き付けるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷風換気システム。
5. 換気空気を屋根側に案内するガイド板を、換気用給気ファンの前面に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷風換気システム。
6. 冷却ユニットの吸込み口から吹出し口に至る経路中に、フィルター、送風機、冷水発生装置と連通する冷却用熱交換器を順次配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷風換気システム。
7. 冷却ユニットの吸込み口の室外側と室内側に開口部を設け、該開口部を切換えダンパーによって選択的に開閉するようにしたことを特徴とする請求項６記載の冷風換気システム。
8. 冷却ユニットの吹出し口がほぼ水平方向から垂直方向に変化するようにしたことを特徴とする請求項６記載の冷風換気システム。
9. 冷却ユニットの吹出し口にスイングルーバーを設けたことを特徴とする請求項６記載の冷風換気システム。
10. 冷却塔によって循環水の一部を蒸発して冷水を作る冷水発生装置を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の冷風換気システム。

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