(57)【要約】      （修正有）【課題】既存の冷却水配管を撤去するための時間と費用を削減でき、且つ、新設する冷温水配管の断熱工事の時間と費用を削減する。この工法を用いることにより熱源設備の取替え工事を建物の大規模な改造をすることなしに低コストで短時間に提供できる。【解決手段】既存の冷却水配管１a,bの内側に新設する冷温水配管２を通しながら敷設し、湾曲部等の通しにくいところは既存冷却水配管を撤去もしくは開口するなどして新設の冷温水配管２を敷設する。さらに、既存の冷却水配管１a,bと新設の冷温水配管２とが２重管構造状に敷設される範囲においては、２重管構造状の隙間の両端を密閉する。総合的に見て建物の大規模な改造をすることなしに低コストで短期間に熱源機の置き換えが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷式の冷凍機もしくは冷温水機の更新工事において、既存の冷却水配管の内側に冷水配管もしくは冷温水配管を新たに敷設することを特徴とする配管工法。
【請求項２】
既存の冷却水配管の湾曲部における新設の冷水配管もしくは冷温水配管の敷設において、既存の冷却水配管の湾曲部の全部もしくは一部を除去して、冷水配管もしくは冷温水配管を新たに敷設することを特徴とする請求項１の配管工法。
【請求項３】
既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管とが２重管構造状に敷設される範囲の両端において、既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管との隙間にフランジ状の鋼板を溶接する、もしくは硬質の断熱材を嵌め込むことで、既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管との２重管構造状の隙間の空間を外気から切り離した密閉空間とすることを特徴とする請求項１の配管工法。
【請求項４】
既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管とが２重管構造状に敷設される範囲の２重管の隙間の密閉された空間において、その空間を真空にすることで熱損失を抑えることを特徴とする請求項３の配管工法。
【請求項５】
既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管とが２重管構造状に敷設される範囲において、新設する冷水配管もしくは冷温水配管の断熱工事を不要とすることを特徴とする請求項１もしくは請求項３の配管工法。
【請求項６】
既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管とが２重管構造状に敷設される範囲において、新設する冷水配管もしくは冷温水配管の外表面にアルミ箔等の放射率の小さい皮膜もしくは塗膜を施すことを特徴とする請求項１もしくは請求項３もしくは請求項４の配管工法。
【請求項７】
既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管とが２重管構造状に敷設される範囲の２重管の隙間の密閉された空間において、空間内に溜まるドレン水を排水することができ、さらにその空間の真空引きができるバルブを具備していることを特徴とする請求項３もしくは請求項４の配管工法。
【請求項８】
既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管とが２重管構造状に敷設される範囲において、既存の冷却水配管の内径よりも細く、新設する冷水配管もしくは冷温水配管の外径よりも太い円筒状のシートに、新設する冷水配管もしくは冷温水配管を通すことを特徴とする請求項３の配管工法。
【請求項９】
既存の冷却水配管と新設する冷水配管もしくは冷温水配管とが２重管構造状に敷設される範囲において、既存の冷却水配管もしくは、新設する冷水配管もしくは冷温水配管の、いずれかのどこかに伸縮継手を接続することを特徴とする請求項３もしくは請求項４の配管工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、既存設備において冷却塔を使用する冷凍機もしくは冷温水機等の熱源設備の取替え工事が容易に行える熱源設備の改修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、空気調和設備の熱源機としてターボ冷凍機、吸収冷温水機等の水冷式の熱源機が用いられてきた。また、大型の冷蔵庫、ショーケース等の冷凍冷蔵設備においても水冷式の熱源機が用いられてきた。そして、これらの熱源機は、１階もしくは地下の機械室に設置されてきた。【０００３】  この種の熱源機が古くなってこれを取り替える場合、従来は該ターボ冷凍機から新たなターボ冷凍機へという様に同種の熱源機への置き換えが行われてきた。【０００４】  しかし、最近では水冷式の熱源機からエネルギー効率の良い空冷式の熱源機への置き換えが増えてきており、空冷式の熱源機は大気に熱を放出するために屋外での設置が基本である。【０００５】  空冷式の熱源機への置き換えを実施するためには、屋外に新設する空冷式の熱源機から既存の熱源機の設置場所の近くにある既存の冷温水２次配管の接続口への、新設の冷水配管もしくは冷温水配管の敷設が必要になる。【０００６】  非特許文献１には、既存の冷却水配管を冷温水配管として再利用する技術が開示されているが、既存の冷却水配管は断熱工事が施されていないことが多い為、そのまま冷温水配管として使用するには外表面を断熱することが必要になるが、壁、床等の貫通部を新たに断熱することが難しいこと、並びに、既存の冷却水配管が腐食している場合には、一般的な耐用年数を満たすことができなくなる等の問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】  特開平６−２４１５０７号公報
【発明の概要】
【０００８】  図７は、一般的なビルの従来の空気調和設備における冷房時の水冷式の熱源機１０と冷却塔１１等を示す要部概略図である。同図に示すように空気調和設備としての冷却塔１１は建物８の屋上に設置され、熱源機１０は地下１階の機械室９内に設置されている。そして冷却塔１１と熱源機１０間は冷却水配管１で結ばれ、冷房時には熱源機１０からの放出熱が冷却水に与えられ、該熱せられた冷却水は冷却水配管１を通って冷却塔１１に至り、冷却塔１１で大気に放熱される。
【０００９】  一方熱源機１０には冷温水配管２２が接続されており、冷温水配管２２内の冷温水は熱源機１０で冷されて建物内の各種空調機器に送り出され、その後再び熱源機１０に戻される。
【００１０】  なお熱源機１０内には冷温水の熱を冷却水に移行するための媒体が循環されている。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  既存の熱源機１０が古くなって置き換えるとき、既存の熱源機１０の置いてある機械室９への搬入が困難、或いは比較的安価で高効率な空冷式の熱源機の導入への要望等、既存の水冷式の熱源機１０から空冷式の熱源機１３への置き換え需要が増している。【００１２】  既存の熱源機１０を置き換える時に既存の冷温水２次配管２２に対して、既存の水冷式の熱源機１０からの接続口２２２に新設の空冷式の熱源機１３からの冷温水配管２を接続することで、既存の冷温水２次側の空調設備をそのまま使用できるので、余計な改修費用を抑えることができる。【００１３】  また、既存の水冷式の熱源機１０から空冷式の熱源機１３へと置き換える場合において、新設する空冷式の熱源機１３の設置場所として新たに設置場所を探すよりも、既存の冷却塔１１を撤去した後に設置することが一番適切な方法である。【００１４】  既存の冷却塔１１と既存の水冷式の熱源機１０とが既存の冷却水配管１で繋がれているので、既存の冷却塔１１を撤去した場所に新設の空冷式の熱源機１３を設置して、既存の冷却水配管１を撤去した後に新設の冷温水配管２を敷設することは適切な方法であるが、実際的には時間とコストがかなり掛かることが多い。【００１５】  そこで、新設する空冷式の熱源機１３から建物の外周部に沿って新設の冷温水配管２を敷設していき、最後に建物内を最短距離で敷設して既存の冷温水２次配管２２の接続口２２２に接続する工法が多く用いられているが、外観上の問題点を抱えているために他に換わる工法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】  上記問題点を解決するために図８の様に、既存の冷却水配管１の内側に新設する冷温水配管２を通しながら敷設し、湾曲部等の通しにくいところは既存冷却水配管１を撤去もしくは開口して新設の冷温水配管２を敷設していくことで、新設の空冷式の熱源機１３から既存の冷温水２次配管２２の接続口２２２までの新設の冷温水配管２を敷設する。【００１７】  さらに、上記の既存の冷却水配管１と新設の冷温水配管２とが２重管構造状に敷設される範囲においては、既存の冷却水配管１と新設の冷温水配管２との隙間の両端をフランジ状の鋼板で溶接、もしくは一方をフランジ状の鋼板で溶接、他方を硬質の断熱材の嵌め込みとして両端を密閉することで、その間の新設の冷温水配管２の断熱工事を不要とすることができる。しかし、新設の冷温水配管２を断熱すれば断熱効果は良くなるので、簡便な断熱工事を施工することは不要としない。【００１８】  上記の既存の冷却水配管１と新設の冷温水配管２とが２重管構造状に敷設される範囲の隙間の密閉された空間は、そのままの状態でも良いが、真空ポンプ等を用いて該隙間の密閉された空間内を真空にすれば、空気の対流による熱伝達が無くなり断熱効果がさらに良くなる。【００１９】  さらに、上記の該隙間の密閉された空間では、たとえ真空であっても放射による熱伝達は起きるので、それを抑えるために新設の冷温水配管２の外表面をアルミ箔等の放射率の小さい皮膜で覆うとか、白色等の放射率の小さい塗料を塗布する等により放射による熱伝達を抑えることができ断熱効果がさらに良くなる。【００２０】  また、上記の該隙間の密閉された空間が真空でない場合には対流による熱伝達が起きるが、新設の冷温水配管２の外径より太くて、既存の冷却水配管の内径より細いサイズの円筒状のシートに新設の冷温水配管２を通した後に両端を封じることにより、該隙間の密閉された空間を２重の円筒空気層構造にすることができ、１重の空気層よりも対流による熱伝達を抑えることができる。【００２１】  上記の該２重管構造状に敷設された範囲の両端を溶接したり、硬質の断熱材を嵌め込んで固定した場合には、既存の冷却水配管１と新設の冷温水配管２とが異なる温度で使用される時の熱膨張量の差異を吸収するために、既存の冷却水配管１もしくは新設の冷温水配管２のどちらかに伸縮継手を接続することが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】  上記の工法により、既存の冷却水配管１を撤去するための時間と費用を削減でき、且つ、新設する冷温水配管２の断熱工事の時間と費用を削減することができる。【００２３】  本発明の目的としては、この工法を用いることにより熱源設備の取替え工事を建物の大規模な改造をすることなしに低コストで短期間に提供できる、熱源設備の改修方法を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  既存冷却水配管内への冷温水配管敷設概要図
【図２】  既存冷却水配管撤去イメージ図
【図３】  既存冷却水配管湾曲部の一部撤去イメージ図
【図４】  既存冷却水配管湾曲部の一部撤去イメージ図２
【図５】  ２重管構造状の末端の断面図１（フランジ溶接によるもの）
【図６】  ２重管構造状の末端の断面図２（硬質の断熱材の嵌め込みのもの）
【図７】  既存の水冷式の熱源機による空調設備の要部概要図
【図８】  空冷の熱源機に置き換えた空調設備の要部概要図
【発明を実施するための形態】
【００２５】  本発明に係る水冷式の熱源機の置き換え工事について、図面に基づいて実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【００２６】  図７は、本発明を用いて空気調和設備用熱源設備を改修する方法を示す既存の空調設備の要部概要図であり、図８は、図７の既存の水冷式の熱源機１０から新設の空冷式の熱源機１３へと置き換えた後の空気調和設備の要部概要図である。
【００２７】  既存の空気調和設備は図７に示すように、建物８の屋上に冷却塔１１を設置し、地下１階にある機械室９内に水冷式の熱源機１０を設置し、両者間を冷却水ポンプ１２を介在させた冷却水配管１で接続している。
【００２８】  一方上記の熱源機には熱源媒体を循環させる冷温水配管２２が接続されており、該冷温水配管２２中には空調機器（ファンコイルユニット２３及びエアハンドリングユニット２４）が取り付けられている。
【００２９】  そして建物８内を冷房する場合は、熱源機１０と冷却塔１１を駆動して、該熱源機１０から冷温水配管２２に熱源媒体を冷温水ポンプ２５を通してファンコイルユニット２３やエアハンドリングユニット２４に供給し、建物内の空気の熱を吸収した熱源媒体を再び熱源機１０に戻して循環させる。
【００３０】  この水冷式の熱源機１０を空冷式の熱源機１３に取り替えるには、まず機械室９内の既存の熱源機１０と冷却水ポンプ１２と屋上の冷却塔１１を撤去し、図８に示すように新たに屋上に空冷式の熱源機１３を設置し、新たに冷温水配管２を接続し、これを機械室９内の既存の冷温水２次配管２２に接続口２２２を介して接続する。
【００３１】  この時、既存の冷却水配管１をすべて撤去するのではなく、撤去しがたい既存の冷却水配管１はそのまま残して、その中に新たな冷温水配管２を敷設していくことで、配管改修工事が容易に行えることとなる。図８では、屋上から地下１階の機械室９まで垂直に建物を貫通している既存の冷却水配管１の垂直管部１ａに新設の冷温水配管２の垂直管部２ａを通した場合を図示している。
【００３２】  図１は、既存の冷却水配管１内に敷設した新設の冷温水配管２の概要図を示し、既存の冷却水配管１を湾曲部の手前で切断して、その内側に新設の冷温水配管２を通した状態の既存の冷却水配管１の端面において、新設の冷温水配管２との隙間にフランジ状の鋼板３を溶接して蓋をした図である。
【００３３】  図２は、上記の既存の冷却水配管１の湾曲部の撤去箇所を破線で示した既存冷却水配管の撤去イメージ図である。
【００３４】  図３及び図４は、上記と同じく既存の冷却水配管１の湾曲部を撤去する時に、既存の冷却水配管１の垂直管部１ａが自重により下がる恐れの有る場合に、既存の冷却水配管１の湾曲部をすべて撤去するのではなく、既存の冷却水配管１の水平管部１ｂに繋がる湾曲部の内側湾曲部１ｃを残して撤去する方法を示すイメージ図である。
【００３５】  図５は、既存の冷却水配管１を湾曲部の手前にて切断した端面において、該冷却水配管１と新設の冷温水配管２の隙間をフランジ状の鋼管を溶接して塞ぐ場合の配管軸に沿った方向の断面図である。
【００３６】  図６は、同じく既存の冷却水配管１を湾曲部の手前にて切断した端面において、該冷却水配管１と新設の冷温水配管２の隙間に硬質の断熱材を嵌め込んで塞ぐ場合の配管軸に沿った方向の断面図である。
【００３７】  以上のように本発明の実施の形態及び実施例について説明を行なったが、今回開示された実施の形態及び実施例は例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての組み合わせが含まれることが意図される。
【００３８】  本発明における既存の配管並びに新設の配管は、鋼管に限定したものではなく、また、使用用途の組み合わせにおいて、冷却水配管と冷水配管もしくは冷温水配管の組み合わせに限定したものではない。
【符号の説明】
【００３９】      １    既存の冷却水配管
１ａ  既存の冷却水配管の垂直管部
１ｂ  既存の冷却水配管の水平管部
１ｃ  既存の冷却水配管の内側湾曲部
２    新設の冷温水配管（又は冷水配管）
２ａ  新設の冷温水配管（又は冷水配管）の垂直管部
２ｂ  新設の冷温水配管（又は冷水配管）の水平管部
３    フランジ状の鋼板
４    既存の冷却水配管とフランジ状鋼板との溶接部
５    既存の冷温水配管（又は冷水配管）とフランジ状鋼板との溶接部
６    硬質の断熱材
８    建物
９    機械室
１０  既存の水冷式の熱源機
１１  既存の冷却塔
１２  既存の冷却水ポンプ
１３  新設の空冷式の熱源機
２２  既存の冷温水２次配管
２３  既存のファンコイルユニット
２４  既存のエアハンドリングユニット
２５  既存の冷温水ポンプ
２２２既存の冷温水２次配管との接続口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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