JP2016509195A - 空気調和ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、吸気が第１の二次空気吸気管（９）と連通する第１のベンチュリ型装置の入口に連結される、調和一次空気吸気管（１）を備える空気調和ユニットに関するものであり、第１のベンチュリ型装置からの出口が、吸気が主熱交換器（８）を備える第２の二次空気吸気管（１１）に連結される第２のベンチュリ型装置の入口と連通する。

Description

本発明は、空気調和装置、および限定された空間の空気調和方法に関するものである。

限定された空間の天井に組み込まれる空気調和装置は周知である。このうち、第１のタイプは、スタティック型冷気流に関するものであり、それらにおいては、空気は冷却された交換器を通過し、空気流は単純な対流によってつくられる。

冷気流の第２のタイプは、ダイナミック型冷気流に関するものであり、それらにおいては、限定された空間の外部から来る新鮮な空気の流れは、空調されている部屋から来る二次空気と混合される。このタイプの装置において、一次空気は高圧でノズルに噴射され、ベンチュリ効果によって二次空気の吸込が生じる。このタイプの装置は、多くの利点を有する。第１の利点は、新鮮な空気の噴射により、限定された空間の空気を新鮮にすることが可能ということである。新鮮な一次空気はさらに、結露現象を回避するように乾燥させてもよい。最後に、二次空気は混合前に、冷却された熱交換器に入り、装置全体の冷却能力を増加させる。

欧州特許出願公開第１，３１９，９０１号明細書

しかし、これらの動的な冷気流は、本発明が軽減しようとするその他の欠点を有する。たとえば、このタイプの装置は一般に騒音が大きい。実際、最適な運転のためには、新鮮な一次空気の吸気と二次空気の再循環との比率は、約１：７でなければならない。しかし、単にベンチュリ効果によってこのような比率を得るため、ノズル内の一次空気の圧力およびその速度によって、耐えることが困難である騒音が連続的に発生する。さらにまた、これらの動的な流れは、一般に１：２〜１：６の間で構成される最適以下の一次空気／二次空気比率で、一般に動作する。この低い比率には、必要以上の媒体の空気更新が含まれ、エネルギー消費量は厳密に必要なものより高くなる。

欧州特許出願公開第１，３１９，９０１号明細書（特許文献１）は、いわゆる新鮮な一次空気をいわゆる二次循環空気と混合することを可能にする、連続して配置される２つのベンチュリ型装置を備える装置を開示している。それにもかかわらず、装置の第２のベンチュリの入口圧力は全く不十分であり、十分な二次空気の吸込を実現することが可能ではなく、二次空気と一次空気との比率は、いまだ不十分である。

本発明は、騒音を減少させると同時に、一次空気／二次（再循環）空気比率を改善する、動的冷気流空気調和装置を提案することを目的とする。

本発明の特定の好ましい実施形態によって、本発明による装置の使用に関連する熱的快適性を改善することも目的とする。

本発明は、吸込が第１の二次空気吸気管（室）と連通する第１のベンチュリ型装置（誘引ユニット）の入口に連結される一次空気吸気管（室）を備える空気調和装置に関するものであり、第１のベンチュリ型装置の出口は、吸込が主熱交換器を備える第２の二次空気吸気管（室）に連結される第２のベンチュリ型装置（誘引ユニット）の入口と連通する。

この装置の出口は、空調されている部屋と直接または間接に連通する。

好ましくは、第１のベンチュリ型装置は、その自由端に口径絞りを備える一次空気入口ノズルを備え、前記自由端は、第１の二次空気吸気管と連通する吸込室に現れ、前記吸込室前は、前記入口ノズルの出口の向かいに出口オリフィスを備え、前記出口オリフィスは、第２のベンチュリ型装置の入口と連通する。

有利には、第２のベンチュリ型装置は、吸気（または混合）室を備え、吸気室は、第１のベンチュリ型装置の吸込室の出口オリフィスの少なくとも２倍大きい断面を有する。

有利には、第２のベンチュリ型装置は、オリフィスに突き通される板を備え、前記板は、第１の混合装置の出口と連通する吸気室と、第２の二次空気吸気管と連通する混合室とを切り離し、前記オリフィスは、使用中、二次空気吸気管から二次空気を吸引するベンチュリ効果を発生させる。

好ましくは、本発明による装置は、第１のベンチュリ型装置の下流で、第２のベンチュリ型装置の入口に直接、一次空気を噴射することを可能とし、それにより、一次空気と二次空気との全体混合比を調整することができる調整可能なゲートまたは弁を備える。

有利には、第１の二次空気吸気管は、使用中、二次空気の冷却を可能とする第２の熱交換器を備える。

好ましくは、熱交換器は縦フィンを備え、装置はその底部で結露を排出する。

本発明の第２の態様は、ファサード、ファサード要素、または先行する請求項のいずれか一項に記載の空気調和装置を備える建物のファサードへのアクセスを可能とする要素に関するものである。

有利には、本発明によるファサードは、通風空間によって切り離される２枚の壁を備え、第１および第２の二次空気吸気管は前記通風空間と連通する。

２枚目の壁はカーテンまたは日光スクリーンタイプでもよく、または好ましくは、ファサードはアクティブファサードタイプである。

本発明の第３の態様は、限定された空間の空気調和方法に関するものであり、
ａ．一次空気と呼ばれる外部の空気を吸い込み、それを所定圧力に導くステップと、
ｂ．前記一次空気をベンチュリ型装置に噴射し、限定された空間からの二次空気と呼ばれる空気を吸引し、一次空気と混合するステップであって、二次空気が混合前に、設定温度に調整された第１の熱交換器に入り、それによって、第１の空気混合物を得るステップと、
ｃ．第１の空気混合物を第２のベンチュリ型装置に噴射し、二次空気を吸引して、前記第１の空気混合物と混合するステップであって、二次空気が混合前に、設定温度に調整された第２の熱交換器に入るステップと、
ｄ．得られた空気混合物を限定された空間に再噴射するステップと
を含む。

本発明の好ましい実施形態によると、本発明による空気調和方法は、以下の特徴の１つまたはいくつかの好適な組合せをさらに備える。
・第１の空気混合物は、吸込室の出口オリフィスと連通する混合室で圧縮され、前記吸気室は、第１の空気混合物を圧縮するように、吸込室の出口オリフィスの少なくとも２倍大きい断面を有する。
・前記所定圧力は、１００〜１，０００Ｐａ、好ましくは３００〜５００Ｐａで構成される。
・第１の混合装置における一次空気の吸気と二次空気との比率は、０．７〜２．５、好ましくは０．９〜２．５、有利には１．６を超えて構成される。
・第２の混合装置における第１の空気混合物の吸気と二次空気との流量比は、２〜４で構成される。
・第２のベンチュリ装置の入口における第１の空気混合物の圧力は、５０〜２００Ｐａ、好ましくは７０〜１５０Ｐａで構成される。
・二次空気は、第１および第２の混合室に運ばれる前に、アクティブファサードの２枚の壁の間の通風空間を流れる。
・ステップ（ａ）において引き抜かれる一次空気は、前記第１のベンチュリ型装置に噴射される前に、所定の温度に導かれる。

本発明による例示的な空気調和装置の必要最低限のものを示した図を示す。 図１の平面ＡＡ”に沿った側断面図を示す。 図１の平面ＢＢ’に沿った側断面図を示す。 図１の平面ＢＢ’に沿った側断面図を示し、装置は開位置にあるバイパスを備える。

本発明は、二次空気の二重誘導モジュールを備え、使用中、空調されている部屋に噴射される外部の一次空気１８、２２の流量と二次循環空気１６、１７の流量との比率を増加させることを可能とする、動的な冷気流タイプの空気調和装置１０に関するものである。連続して配置される２つのベンチュリ型誘導モジュールの使用により、必要な一次空気圧を増加させることなく、騒音を減少させることを可能にし、一方、所定の一次空気流量に対する二次空気流量を増加させることを可能にする。

ベンチュリ型装置または誘導装置は、任意のタイプの装置を指し、それらにおいては、空気の第１の流れは、ベンチュリ効果によって第２の空気流れの吸引を生じる流体通路の断面絞りによって加速される。それは、ノズルまたはダイアフラムの形態のエジェクタまたはエダクタタイプの装置、あるいは、入口ノズルと吸込室と出口ノズルとを備えるより複雑な装置を、一般的に含む。ベンチュリ装置の入口は、空気の第１の流れのための入口を指す。

好ましくは、外部空気調和バッテリから来る空調空気１８が噴射される第１のベンチュリ装置は、その自由端に絞りを備える噴射ノズル３を備える。このノズルは、（空調される部屋から来る）二次空気管９と連通する吸込室２に通じている。吸込室２は、噴射ノズル３の出口の向かいに、出口オリフィス１５も備える。このオリフィス１５は、乱流およびその乱流によって発生する騒音を減少させるように、曲線の排出ノズルにより有利に延在される。

好ましくは、第１のベンチュリ装置によって誘導される一次空気１８と空気１７との流量比が０．７〜１．５で構成されるように、第１のベンチュリ装置は寸法が決められる。

有利には、第２のベンチュリ型装置は吸気室を備え、吸気室は、吸込室の出口オリフィスの少なくとも２倍大きい断面を有する。吸気室の増加断面により、第１の空気混合物の圧縮が可能となり、それにより第２のベンチュリ型装置による空気誘導がかなり向上する。

一次空気１８の温度は、必要な冷却力の関数として、１４〜１８℃で好ましくは構成される。この一次空気１８は、結露現象を防止するために、部屋の相対湿度を減少させるように制御された湿度水準をさらに有する。最後に、一次空気１８の圧力は、好ましくは３００〜５００Ｐａ、理想的には約４００Ｐａで構成される。

この説明で使用される圧力はもちろん、周囲の大気圧に対する相対圧力（大気に対する圧力差）である。

第２の誘導装置は、吸気または混合室４を切り離す壁１４（板）の形態を好ましくは想定し、第１のベンチュリ装置の出口１５に通じ、第２の混合室６から、第２の二次空気吸気管１１に通じる。この第２の吸気管は、第２のベンチュリ装置によって誘導される二次空気流１６を有効に冷却することを可能とする主熱交換器８を備える。

壁１４は、第１の混合室４と第２の混合室６との間で連通するオリフィス５を備える。これらのオリフィス５は、単純なダイアフラムの形態、または、空気の速度を増加させるノズルの形態のいずれかを想定し、したがって、一次熱交換器８を通して二次空気１６を吸引するベンチュリ効果を想定する。

第１の混合室４の圧力は、装置によって発生する騒音を減少させるように、好ましくは５０〜１００Ｐａで構成される。

第２のベンチュリ装置の二次空気１６の吸気と第１の誘導装置の出口１９との流量比は、好ましくは２〜４で構成され、一次空気と２つのベンチュリ装置によって誘導される空気との間の全体の比率を、約４より大きい、好ましくは６より大きい、および有利には７よりさえ大きい値に導く。

有利には、たとえば通常と異なる多数の居住者が部屋にいるとき、一次空気噴射２２（一次空気／二次空気比）を増加させることができるように、一次空気分配管１２と第１の混合室４との間のバイパス弁２０、２１。図４は、弁２１が開位置にあるときの、装置の運転を示す。この場合、一次空気流２２は直接、入口室４に入る。この場合、好ましくは、第１の二次空気吸気管は、たとえば一次空気の逆流を防止するゲートの形態の逆止装置（図示せず）を含む。

二次熱交換器７は、第１のベンチュリ型装置の吸込から上流の二次空気流１７の流体通路に、有利に配置される可能性がある。この二次熱交換器７は、一方では、装置の全体の電力を増加させ、他方では、第１の室４における混合物の湿度を調整することを可能とする。

好ましくは、熱交換器７、８の設定温度は、十分な冷却力を提供している間の結露を回避するように、１４〜２０℃で構成される温度である。この設定温度は、必要な冷却力および二次空気の相対湿度の関数として構成される。

好ましくは、本発明の空気調和モジュール（装置）は、建物の窓によって生じる暑い領域の前に二次空気流を誘導するように、窓より上で、ファサードに組み込まれる。この暑い領域は、カーテンまたは日光スクリーンなどのアクティブファサードを模する装置を使用することによって有利に最適化されてもよい。

有利には、本発明による空気調和モジュールは、２枚の壁の間に構成される通風空間を備えるアクティブファサードに組み込まれ、二次空気のための吸気管９、１１は、前記通風空間に連結される。その場合、２枚の壁の間の空調された二次空気循環により、内壁を冷却することが可能となり、したがって、空調された部屋の快適性を向上させることが可能となり、部屋の壁はより低い温度を有し、快適性が向上する。

ファサードへの配置により、垂直交換器を使用することが可能となり、それらの交換器のフィンにおける結露の容易な回収および排出が可能になる。

本発明の空気調和モジュールのファサードへの組み込みにより、嵩を減らすことも可能となり、設置および整備を困難にする、流れを天井に組み込む必要性が回避されて、一次空気および冷水通路を、前記ファサードに容易に組み込むことができる。

本発明による装置は、１つまたは複数の活性炭フィルタを有利に組み込んでもよい。さらにまた、混合室およびベンチュリ装置の内面は、ＵＶ光源を使用して、部屋に存在する揮発性有機化合物の減少を可能とする、Ａｇイオンを備える触媒塗料または光触媒酸化チタン塗料でおおわれていてもよい。

新鮮な一次空気は、ファンを使用するファサードから直接運ばれる可能性もあり、その次に、熱交換器の下に配置される復水タブを使用して、湿度調整が熱交換器に沿って直接行われる。

［実施例］
本発明による装置１０の１つの例示的な実施形態が、図１〜４に示される。この装置は、空気が２つの窓の間に構成される通風空間において太陽の作用で加熱されるアクティブファサードに組み込まれる。通風空間の空気は、装置によって自然な対流が増加するように、作動する窓の底部によって空調される部屋と連通し、それによって、二次空気流量がさらに改善される。

この装置において、ファサードに配置される分配管１２は、調和される一次空気を導く。この管の空気は、４１０Ｐａの圧力および約１４℃の温度に維持される。この一次空気の湿度は約９０％である。この空気は、建物全体の第１の統合化されたバッテリを使用して調和される。この第１のバッテリのエネルギー消費量は、空気調和モジュールあたり、３２℃の外気温および５０％の相対湿度において、約２８３Ｗである。

この空調された一次空気１８は、分配室１を通って、第１の吸込室２に通じるノズル３に導かれる。各ファサードモジュールの空調された一次空気の流量は、２５ｍ^３／ｈである。

ノズル３の出口の空調された一次空気の流れは、オリフィス１３を通して二次空気１７を吸引する。吸気管９から来るこの二次空気は、吸込室２で一次空気１８と混合される前に、熱交換器７を通過する。この交換器の冷却水の温度は、入口で１２℃および出口で１４℃である。このバッテリで消費される電力は、約１４６Ｗである。二次空気１７の流れは、アクティブファサードから来て、３４℃の温度および３６％の相対湿度で熱交換器に入る。一次空気流によって誘導される、この第１の熱交換器７の二次空気１７の流量は、２５ｍ^３／ｈである。

第１のベンチュリ装置によって誘導される、一次空気１８と二次空気１７との混合物１９は、第２の吸込室６に通じるオリフィス５により穴をあけられる壁１４によって区切られる室４に噴射される。二次空気１６は、第２の熱交換器８を通って、その第２の吸込室６に入る。管１１によって吸引される二次空気は、再度、アクティブファサードから来て、管９によって入った空気と同じ入口特性を有する。この第２のベンチュリ装置で誘導される二次空気の流量は、約１５０ｍ^３／ｈである。

したがって、２５ｍ^３／ｈの一次空気流量に対して、装置の出口で２００ｍ^３／ｈの空気流量を得ることになり、すなわち、増加率は８（つまり、１：７の比率）である。本実施例においては、２６℃の周囲温度に対して、出口空気は１８℃である。この調和された空気は、オリフィス２３を通して排出される。

必要に応じて、ゲート２０、２１により、第１の誘引ユニット（ベンチュリ装置）を迂回することが可能であり、装置の増加率の減少を増加させる。ゲート２１を開けて運転する間、一次空気流量は５０ｍ^３／ｈとなり、一方、第２の誘引ユニットで誘導される二次空気の流量は１５０ｍ^３／ｈで一定のままであり、増加率は８から４となる。

二次空気をアクティブファサードの中空の通風空間に強制的に噴射することにより、建物内壁の温度の過度の増加を回避することが可能であり、それは居住者の快適な感覚を増加させる。

２つの熱交換器７、８は隣接しているが、実際には、２本の管を切り離す壁を有する単一の交換器を使用することが可能である。それにもかかわらず、第１の混合室における結露を回避するように、これらの２つの熱交換器をさまざまに調整することが興味深いこともある。

本実施例のモジュールの寸法は、近い将来の場合において、建物で一般的に使用される窓の寸法と互換性があり、本実施例において、第２の熱交換器の幅は１ｍであり、第１の交換器は２５ｃｍである。第１および第２の熱交換器の高さは２９ｃｍであり、一方、モジュールの（一次空気の分配管１２を含む）全体の高さは６０ｃｍである。

１ 一次空気吸気管
２ 第１の吸込室
３ 一次空気入口ノズル
４ 第１の混合室
５ オリフィス
６ 第２の混合室
７ 第１の熱交換器
８ 第２の熱交換器
９ 第１の二次空気吸気管
１０ 空気調和装置
１１ 第２の二次空気吸気管
１２ 一次空気分配管
１３ オリフィス
１４ 壁
１５ 出口オリフィス
１６ 二次空気流
１７ 二次空気流
１８ 空気
１９ 第１の空気混合物
２０ バイパス弁
２１ バイパス弁
２２ 一次空気流
２３ オリフィス

Claims (14)

1. 吸込が第１の二次空気吸気管（９）と連通する第１のベンチュリ型装置の入口に連結される一次空気吸気管（１）を備える空気調和装置（１０）であって、前記第１のベンチュリ型装置の出口が、前記吸込が主熱交換器（８）を備える第２の二次空気吸気管（１１）に連結される第２のベンチュリ型装置の入口と連通し、前記第１のベンチュリ型装置がその自由端に口径絞りを備える一次空気入口ノズル（３）を備え、前記自由端が前記第１の二次空気吸気管（９）と連通する吸込室（２）に現れ、前記吸込室（２）が前記入口ノズルの出口の向かいに出口オリフィス（１５）を備え、前記出口オリフィス（１５）が前記第２のベンチュリ型装置の入口と連通する、空気調和装置（１０）において、
   前記第２のベンチュリ型装置が吸気室（４）を備え、前記吸気室（４）が、前記吸込室（２）の前記出口オリフィス（１５）の少なくとも２倍大きい断面を有することを特徴とする、空気調和装置（１０）。
2. 前記第２のベンチュリ型装置が、オリフィス（５）に突き通される板（１４）を備え、前記板が、第１の混合装置の前記出口（１５）と連通する前記吸気室（４）と、前記第２の二次空気吸気管（１１）と連通する混合室（６）とを切り離し、前記オリフィス（５）が、使用中、二次空気を吸引するベンチュリ効果を発生させる、請求項１に記載の空気調和装置（１０）。
3. 前記第１の二次空気吸気管（９）が、二次熱交換器（７）を備える、請求項１または２に記載の空気調和装置（１０）。
4. 前記熱交換器が縦フィンを備え、装置がその底部で結露を排出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置（１０）。
5. 調整可能なゲートが、前記第１のベンチュリ型装置の下流で、前記第２のベンチュリ型装置の前記入口に直接、一次空気を噴射することを可能とし、それにより、前記一次空気と前記二次空気との全体混合比を調整することができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置（１０）。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置（１０）を備えるファサード。
7. 通風空間によって切り離される２枚の壁を備え、前記第１および第２の二次空気吸気管が前記通風空間に連結されている、請求項６に記載のファサード。
8. ａ．一次空気と呼ばれる外部の空気（１８）を吸い込み、それを所定圧力に導くステップと、
   ｂ．前記一次空気（１８）をベンチュリ型装置に噴射し、限定された空間からの二次空気（１７）と呼ばれる空気を吸込室（２）から吸引し、前記一次空気と混合するステップであって、前記二次空気が混合前に、設定温度に調整された第１の熱交換器（７）に入り、それによって、第１の空気混合物（１９）を得るステップと、
   ｃ．前記第１の空気混合物（１９）を第２のベンチュリ型装置に噴射し、二次空気（１６）を吸引して、前記第１の空気混合物（１９）と混合するステップであって、前記二次空気が混合前に、設定温度に調整された第２の熱交換器（８）に入るステップと、
   ｄ．前記得られた空気混合物を前記限定された空間に再噴射するステップと
   を含む、限定された空間の空気調和方法において、
   前記第１の空気混合物（１９）が、前記吸込室（２）の出口オリフィス（１５）と連通する混合室（４）で圧縮され、前記吸気室（４）が、前記第１の空気混合物（１９）を圧縮するように、前記吸込室（２）の前記出口オリフィス（１５）の少なくとも２倍大きい断面を有することを特徴とする、限定された空間の空気調和方法。
9. 前記所定圧力が、１００〜１，０００Ｐａで構成される、請求項８に記載の方法。
10. 第１の混合装置における一次空気の吸気と二次空気との比率が、０．７〜２．５で構成される、請求項８または９に記載の方法。
11. 第２の混合装置における前記第１の空気混合物の吸気と二次空気との流量比が、２〜４で構成される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第２のベンチュリ装置の入口における前記第１の空気混合物の圧力が、５０〜１００Ｐａで構成される、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記二次空気が、前記熱交換器（７、８）を通して吸引される前に、アクティブファサードの２枚の壁の間の通風空間を流れる、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. ステップ（ａ）において吸い込まれる前記一次空気が、前記第１のベンチュリ型装置に噴射される前に、所定の温度に導かれる、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。

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