JP2021009009A - 給気システム - Google Patents

Abstract

【課題】対象室の内部に対する外部空気の流入による負荷の増大化を抑制して、省エネルギー化を図ること。【解決手段】店舗（対象室）１の内部に外部空気を供給する給気装置４０を備え、店舗１の内部と外部との差圧に応じて給気装置４０を駆動させる給気システムであって、給気装置４０は、外部空気の温度を調整する温度調整ユニット（４５，４６）を備えている。また給気装置４０は、外部空気を店舗１の内部に吹き出させる給気口４３が、店舗１の内部空気の空気調節を行う空調装置１０の近傍に配設されていることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、給気システムに関するものである。

従来、例えば店舗のような室には、排気手段及び給気システムが設けられている。排気手段は、店舗の内部空気を外部に排出するものである。給気システムは、給気手段と差圧検知手段とを備えている。給気手段は、店舗の内部に外部空気を供給するものである。差圧検知手段は、店舗の内部と外部との差圧を検知するものである。

このような給気システムでは、差圧検知手段の検知結果により、店舗の内部の圧力が店舗の外部の圧力（大気圧）と同等になるよう、若しくは店舗の内部の圧力が店舗の外部の圧力（大気圧）よりも大きくなるよう、給気手段を駆動させている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１５３４４１号公報

ところで、上述した給気システムにおいて、給気手段により外部空気を店舗の内部に吹き出させる給気口は任意の個所に設置することができる。そのため、外部空気が店舗の内部に吹き出されることにより、外部空気のエンタルピが店舗の内部に流入され、店舗の内部空気の空気調節を行う空調装置や、店舗の内部に配設されたショーケース等の商品収納装置の負荷の増大化を招来し、結果的に、消費エネルギーが増大する虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、対象室の内部に対する外部空気の流入による負荷の増大化を抑制して、省エネルギー化を図ることができる給気システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る給気システムは、対象室の内部に外部空気を供給する給気手段を備え、前記対象室の内部と外部との差圧に応じて前記給気手段を駆動させる給気システムであって、前記給気手段は、前記外部空気の温度を調整する温度調整ユニットを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記給気システムにおいて、前記給気手段は、前記外部空気を前記対象室の内部に吹き出させる給気口が、前記対象室の内部空気の空気調節を行う空調装置の近傍に配設されたことを特徴とする。

また本発明は、上記給気システムにおいて、前記対象室には、該対象室の内部空気を外部に排出する排気手段が設けられており、前記排気手段による前記対象室の内部空気を導入する導入口の近傍に、前記対象室の外部空気を吹き出させる補助給気手段を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記給気システムにおいて、前記補助給気手段は、前記対象室の外部空気を吹き出させる補助給気口が、前記対象室の内部空気の空気調節を行う空調装置の空気吹出口よりも前記導入口に近接する態様で配設されたことを特徴とする。

本発明によれば、対象室の内部に外部空気を供給する給気手段が、外部空気の温度を調整する温度調整ユニットを備えているので、対象室における各機器の熱負荷を減少させることができ、対象室の内部に対する外部空気の流入による負荷の増大化を抑制して、省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である給気システムを模式的に示す模式図である。 図２は、図１に示した四方弁が第１送出状態となる場合を示す模式図である。 図３は、図１に示した四方弁が第２送出状態となる場合を示す模式図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る給気システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である給気システムを模式的に示す模式図である。ここで例示する給気システムは、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗１を対象室とするものである。かかる店舗１には、空調装置１０及び排気装置（排気手段）２０が設けられている。

空調装置１０は、店舗１の内部（以下、店内ともいう）の空気（以下、内部空気ともいう）の温度・湿度や清浄度などを調節し、快適な状態に保つものであり、空調室内機１１を備えている。空調室内機１１は、店内の天井等に設置されており、店舗１の外部（以下、店外ともいう）に設置された空調室外機１２と冷媒管路１３を通じて接続されている。このような空調装置１０では、空調室内機１１と空調室外機１２との間で冷媒が、圧縮、凝縮、断熱膨張及び蒸発を繰り返しながら循環することにより、内部空気の温度等を調整している。尚、ここでは、空調装置１０は、内部空気を冷却するものであり、空調室内機１１には、複数（例えば４つ）の空気吹出口１１ａが設けられている。

また上記店舗１には、図には明示しないが、外壁２の一部には顧客等のための出入口が形成されており、店内には、食物の調理を行う調理領域や、例えばショーケース等の商品収納装置が設置されている。

排気装置２０は、排気流路２１を備えている。排気流路２１は、店内と店外とを連通する態様で設けられており、その途中に排気ファン２２が配設されている。排気ファン２２は、店舗１の換気や臭気等の排出を目的として店舗１に設置された操作部（図示せず）が操作されることにより、駆動するものである。このような排気装置２０は、排気ファン２２が駆動する場合に、排気流路２１の導入口２３より内部空気を導入し、排気流路２１を通過させた後に店外に排出させるものである。

尚、上記排気装置２０は、店内と店外とを連通する排気流路２１を備えるものとして説明したが、排気装置２０は、店舗（対象室）１の外壁２に形成された排気孔に対し、換気扇と称される排気ファンを設置して構成されるものであってもよい。この場合、排気孔における店内を臨む開口が導入口となり、排気ファンの駆動により、導入口より内部空気を導入し、店外に排出することになる。

給気システムは、差圧検知装置３０、給気装置（給気手段）４０、補助給気装置（補助給気手段）５０及び制御部６０を備えて構成されている。

差圧検知装置３０は、差圧検知用ダクト３１及び差圧検知部３２を備えている。差圧検知用ダクト３１は、店内と店外とを連通する態様で設置されている。この差圧検知用ダクト３１は、一端の開口３３が店内を臨み、他端の開口３４が店外を臨んでいる。かかる差圧検知用ダクト３１は、自身の軸方向に沿って空気を流通させるものである。

差圧検知部３２は、差圧検知用ダクト３１の任意の個所に配設してあり、店内と店外との差圧を検知するものである。この差圧検知部３２は、検知結果を差圧信号として制御部６０に与えるものである。

給気装置４０は、給気流路４１を備えている。給気流路４１は、店内と店外とを連通する態様で設けられており、一端が店外を臨んで外気導入口４２が設けられており、他端が店内を臨んで給気口４３が設けられている。また給気流路４１において、その途中に給気ファン４４及び室内熱交換器４５が配設されている。給気ファン４４は、制御部６０から与えられる指令に応じて駆動するものである。

このような給気装置４０は、給気ファン４４が駆動する場合に、外気導入口４２より外部空気を導入し、給気流路４１を通過させた後に給気口４３より店内に吹き出させるものである。そして、給気装置４０においては、給気口４３は、空調装置１０の近傍、より詳細には、空調装置１０を構成する空調室内機１１の近傍に配設されている。

室内熱交換器４５は、給気流路４１において、給気ファン４４の下流側、すなわち給気ファン４４よりも給気口４３に近接した個所に設けられている。この室内熱交換器４５は、店外に設置された室外機４６と冷媒流路４７を通じて接続されている。

室外機４６は、圧縮機４６ａ、室外熱交換器４６ｂ、膨張機構４６ｃ及び四方弁４６ｄを備えている。圧縮機４６ａは、冷媒を圧縮して高温高圧の状態で吐出するものである。室外熱交換器４６ｂは、通過する冷媒と周囲空気とを熱交換させるものである。膨張機構４６ｃは、通過する冷媒を断熱膨張させて低温低圧の状態にさせるものである。

四方弁４６ｄは、図２に示すように、圧縮機４６ａで圧縮された冷媒を室外熱交換器４６ｂに送出するとともに、室内熱交換器４５を通過した冷媒を圧縮機４６ａに送出する第１送出状態と、図３に示すように、圧縮機４６ａで圧縮された冷媒を室内熱交換器４５に送出するとともに、室外熱交換器４６ｂを通過した冷媒を圧縮機４６ａに送出する第２送出状態とのいずれかに切り替わる切替手段である。

四方弁４６ｄが第１送出状態となる場合、圧縮機４６ａで圧縮された冷媒は、室外熱交換器４６ｂ、膨張機構４６ｃ及び室内熱交換器４５の順に循環する。つまり、圧縮機４６ａで圧縮された冷媒は、室外熱交換器４６ｂで周囲空気と熱交換を行って凝縮し、膨張機構４６ｃで断熱膨張して低温低圧の状態となり、室内熱交換器４５で給気流路４１を通過する外部空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、給気流路４１を通過する外部空気が冷却される。

一方、四方弁４６ｄが第２送出状態となる場合、圧縮機４６ａで圧縮された冷媒は、室内熱交換器４５、膨張機構４６ｃ及び室外熱交換器４６ｂの順に循環する。つまり、圧縮機４６ａで圧縮された冷媒は、室内熱交換器４５で給気流路４１を通過する外部空気と熱交換を行って凝縮し、膨張機構４６ｃで断熱膨張して低温低圧の状態となり、室外熱交換器４６ｂで周囲空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、給気流路４１を通過する外部空気が加熱される。

このように室内熱交換器４５は、室外機４６とともに、外部空気の温度を調整する温度調整ユニットを構成している。

補助給気装置５０は、補助給気流路５１を備えている。補助給気流路５１は、店内と店外とを連通する態様で設けられており、一端が店外を臨んで補助導入口５２が設けられており、他端が店内を臨んで補助給気口５３が設けられている。また補助給気流路５１において、その途中に補助給気ファン５４が配設されている。補助給気ファン５４は、制御部６０から与えられる指令に応じて駆動するものである。

このような補助給気装置５０は、補助給気ファン５４が駆動する場合に、補助導入口５２より外部空気を導入し、補助給気流路５１を通過させた後に補助給気口５３より店内に吹き出させるものである。そして、補助給気装置５０においては、補助給気口５３は、排気装置２０の導入口２３の近傍に配設されている。

制御部６０は、図示せぬ記憶部に記憶されたプログラムやデータにしたがって給気システムの各部の動作を統括的に制御するものである。より詳細には、制御部６０は、差圧検知部３２から与えられた差圧信号により、店内の圧力が店外の圧力（大気圧）と同等となるよう、あるいは店内の圧力が店外の圧力よりも大きくなるよう、給気装置４０（給気ファン４４、圧縮機４６ａ、四方弁４６ｄ）及び補助給気装置５０（補助給気ファン５４）を駆動させるものである。

尚、制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

以上のような構成を有する給気システムにおいては、店舗１の外部空気が内部空気よりも温度が高くて排気装置２０が駆動している条件下にて、制御部６０が、差圧検知部３２から与えられた差圧信号により、店内の圧力が店外の圧力（大気圧）と同等となるよう、あるいは店内の圧力が店外の圧力よりも大きくなるよう、給気ファン４４及び補助給気ファン５４を駆動させることにより、外気導入口４２より導入された店外の外部空気は給気流路４１を通過し、補助導入口５２より導入された店外の外部空気は補助給気流路５１を通過する。

また制御部６０は、四方弁４６ｄを第１送出状態にさせつつ圧縮機４６ａを駆動させる。これにより給気流路４１を通過する外部空気は、室内熱交換器４５の周囲を通過する際に該室内熱交換器４５を通過する冷媒と熱交換を行って冷却される。このとき外部空気に含有される水分の一部が結露し、給気流路４１を通過する外部空気は、冷却されるとともに除湿され、その後に給気口４３より店内に吹き出される。

本実施の形態である給気システムによれば、給気口４３から店内に吹き出される外部空気は、冷却されるとともに除湿されることで、店内へのエンタルピの流入量を低減することができ、空調装置１０による空調の熱負荷、並びに商品収納装置による熱負荷を減少させることができる。その結果、店内に対する外部空気の流入による負荷の増大化を抑制して、省エネルギー化を図ることができる。

また補助給気口５３が、空調装置１０の空気吹出口１１ａよりも導入口２３に近接する態様で配設されているので、補助給気口５３より吹き出された外部空気は、その大部分が店内を循環することなく、導入口２３を通じて排気流路２１に導入されて店外に排出される。つまり、補助給気装置５０を通じて店内に吹き出され、該店内を循環する空気量を低減させることができ、店内における外部空気の侵入量を低減することができる。

よって、本発明の実施の形態である給気システムによれば、店内における外部空気の侵入量を低減することができるので、外部空気のエンタルピの流入量を低減することができる。これにより、内部空気の安定化を図ることができ、空調装置１０による空調の熱負荷、並びに商品収納装置による熱負荷を減少させることができる。具体的には、外部空気の侵入削減量に、外部空気と内部空気とのエンタルピ差を乗算した分だけ空調の熱負荷を減少させることができるとともに、商品収納装置が冷却運転時に巻き込んでしまう巻き込み量の削減量に、外部空気と内部空気とのエンタルピ差を乗算した分だけ熱負荷を減少させることができる。その結果、店内に対する外部空気の流入による負荷の増大化を抑制して、省エネルギー化を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、給気システムが補助給気装置５０を備えていたが、本発明においては、給気システムが補助給気手段を備えていなくてもよい。

上述した実施の形態では、店舗１の外部空気が内部空気よりも温度が高いものとして説明したが、外部空気が内部空気よりも温度が低い場合、制御部６０は、四方弁４６ｄを第２送出状態にさせつつ圧縮機４６ａを駆動させることにより、給気流路４１を通過する外部空気を室内熱交換器４５で加熱すればよい。これによっても、空調装置１０の空調の熱負荷等を低減でき、店内に対する外部空気の流入による負荷の増大化を抑制して、省エネルギー化を図ることができる。

上述した実施の形態では特に言及していないが、本発明においては、給気装置（給気手段）４０と補助給気装置（補助給気手段）５０とを同時に駆動する必要はない。店舗１の環境に応じて、給気装置４０及び補助給気装置５０を個別に駆動及び駆動停止させるようにすることができる。例えば、温度の変化が小さく給気が少ない場合に補助給気装置５０のみが駆動するようにし、給気温度を下げて給気が少ない場合に給気装置４０のみが駆動するようにしてもよく、給気量と温度とにより駆動形態を変更するようにしてもよい。

１…店舗、１０…空調装置、１１…空調室内機、１１ａ…空気吹出口、１２…空調室外機、１３…冷媒管路、２０…排気装置、２１…排気流路、２２…排気ファン、２３…導入口、３０…差圧検知装置、３１…差圧検知用ダクト、３２…差圧検知部、４０…給気装置、４１…給気流路、４２…外気導入口、４３…給気口、４４…給気ファン、４５…室内熱交換器、４６…室外機、４６ａ…圧縮機、４６ｂ…室外熱交換器、４６ｃ…膨張機構、４６ｄ…四方弁、５０…補助給気装置、５１…補助給気流路、５２…補助導入口、５３…補助給気口、５４…補助給気ファン、６０…制御部。

Claims (4)

1. 対象室の内部に外部空気を供給する給気手段を備え、前記対象室の内部と外部との差圧に応じて前記給気手段を駆動させる給気システムであって、
   前記給気手段は、前記外部空気の温度を調整する温度調整ユニットを備えたことを特徴とする給気システム。
2. 前記給気手段は、前記外部空気を前記対象室の内部に吹き出させる給気口が、前記対象室の内部空気の空気調節を行う空調装置の近傍に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の給気システム。
3. 前記対象室には、該対象室の内部空気を外部に排出する排気手段が設けられており、
   前記排気手段による前記対象室の内部空気を導入する導入口の近傍に、前記対象室の外部空気を吹き出させる補助給気手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給気システム。
4. 前記補助給気手段は、前記対象室の外部空気を吹き出させる補助給気口が、前記対象室の内部空気の空気調節を行う空調装置の空気吹出口よりも前記導入口に近接する態様で配設されたことを特徴とする請求項３に記載の給気システム。

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