JP2023012453A - エアコンシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】外部から空気を導入する機能を持つエアコンシステムの提供。【解決手段】外壁８００の内側に囲まれる室内空間９００に対して気体を供給するエアコンシステムであって、温度調整管路２０を有し、室内空間９００から空気を温度調整管路２０内に吸い込み、該温度調整管路２０内において温度を調整した空気を室内空間９００に送り返す温度調整装置２と、外壁８００の外側にある外部空間に直接に連通する第１の空気入口３１４と、温度調整管路２０に直接に連通する第２の空気入口３１６と、室内空間９００に連通する空気出口３１２と、第１の空気入口３１４と第２の空気入口３１６からの空気を空気出口３１２を経由して室内空間９００に送り込む送気ファン３４と、を有するように構成された送気装置３と、を備えたことを特徴とするエアコンシステム。【選択図】図１

Description

本発明はエアコンシステムに関し、特に、外部から空気を導入する機能を持つエアコンシステムに関する。
現在、例えば特許文献１に記載されたもののように、多くのエアコンディショナー、略してエアコン装置は室内（車内を含む）の空気を熱交換して循環させるのみであり、外気との入れ替えは行われていなく、また通常、エアコン装置の稼働中は室内を密閉にする。従って、長時間の使用により、室内の酸素の濃度が低下し、室内にいる人間の脳の働きが鈍ってしまって、注意力散漫や仕事の能率が落ちる問題点がある。
中国特許出願公開第ＣＮ１１１３３６６７３Ａ号明細書
上記問題点に鑑みて、本発明は外部から空気を導入する機能を持つエアコンシステムの提供を目的とする。
上記目的に達成すべく、本発明は、外壁の内側に囲まれる室内空間に対して気体を供給するエアコンシステムであって、
温度調整管路を有し、前記室内空間から空気を前記温度調整管路内に吸い込み、該温度調整管路内において温度を調整した空気を前記室内空間に送り返す温度調整装置と、
前記外壁の外側にある外部空間に直接に連通する第１の空気入口と、前記温度調整管路に直接に連通する第２の空気入口と、前記室内空間に連通する空気出口と、前記第１の空気入口と前記第２の空気入口からの空気を前記空気出口を経由して前記室内空間に送り込む送気ファンと、を有するように構成された送気装置と、を備えたことを特徴とするエアコンシステムを提供する。
上記構成により、本発明のエアコンシステムは、送気装置を備えることにより、外壁の外側にある外部空間から空気を取り込み空気出口を経由して室内空間に送り込むことができる。
本発明のエアコンシステムの第１の実施形態の一部の構成が示される説明図である。 本発明のエアコンシステムの第１の実施形態において、制御を行う制御ユニットの各部品に対する制御関係が示されるブロック図である。 本発明のエアコンシステムの第２の実施形態の一部構成が示される説明図である。 本発明のエアコンシステムの第３の実施形態の一部構成が示される説明図である。 本発明のエアコンシステムの第４の実施形態の一部構成が示される説明図である。 本発明のエアコンシステムの第５の実施形態の一部構成が示される説明図である。 本発明のエアコンシステムの第５の実施形態において、制御を行う制御ユニットの各部品に対する制御関係が示されるブロック図である。 本発明のエアコンシステムの第６の実施形態の一部構成が示される説明図である。
以下は図面を参照して本発明のエアコンシステム１００の各実施形態について詳しく説明する。
図１に本発明のエアコンシステム１００の第１の実施形態の構成の一部が示されている。図示のように、本発明のエアコンシステム１００の第１の実施形態は、外壁８００の内側（図中の右側）に囲まれる室内空間９００に対して気体を供給するエアコンシステム１００である。
ちなみに、室内空間９００は建物内部に限らず、例えば自動車の車内空間も室内空間９００として適用可能であり、この場合での外壁８００は車体となる。
本発明のエアコンシステム１００の第１の実施形態は、温度調整装置２と、送気装置３と、外部環境センサー４と、制御ユニット５（図２参照）と、温度センサー６（図２参照）を備えているが、制御ユニット５及び温度センサー６を配置する場所については特に限定されていないので、図１では省略されている。
図示のように、温度調整装置２は温度調整管路２０を有し、この第１の実施形態において、温度調整装置２が有する温度調整管路２０は中空に形成されたパイプであり、該中空のパイプには室内空間９００に向かって開口する供給開口２１が形成されている。そして、温度調整装置２は、室内空間９００から空気を温度調整管路２０内に吸い込み、該温度調整管路２０内において温度を調整した空気を室内空間９００に送り返すためのものである。
なお、空調設備における温度調整装置は本発明における重点ではないので、ここでは詳述を省く。
送気装置３はサポートウィンドパイプ３１を有する。サポートウィンドパイプ３１は、外壁８００の外側（図中の上側）にある外部空間に直接に連通する第１の空気入口３１４と、温度調整管路２０に直接に連通する第２の空気入口３１６と、室内空間９００に連通する空気出口３１２と、第１の空気入口３１４と第２の空気入口３１６からの空気を空気出口３１２を経由して室内空間９００に送り込む送気ファン３４と、を有するように構成され、具体的には、この第１の実施形態では、サポートウィンドパイプ３１は、第１の空気入口３１４を有し、且つ、温度調整管路２０内に延伸する第１の管部３１３と、第２の空気入口３１６を有し、且つ、温度調整管路２０内に延伸して第１の管部３１３に連通する第２の管部３１５と、空気出口３１２を有し、且つ、温度調整管路２０内に延伸して第１の管部３１３及び第２の管部３１５に連通する第３の管部３１１と、を有している。
この第１の実施形態において、送気装置３の第３の管部３１１の空気出口３１２は、供給開口２１に隣接するように配置されており、そして送気装置３の第２の空気入口３１６は、温度調整装置２の温度調整管路２０内において空気の流れる方向とは反対の方向に向かって開口するように配置されている。
また、送気装置３は、サポートウィンドパイプ３１及び第３の管部３１１に配置される上述の送気ファン３４の他に、第１の管部３１３内に配置される温度調整手段３２及びフィルタ３３と、制御ユニット５からの制御を受けて空気出口３１２を遮断できるように第３の管部３１１内に配置される第１のバルブ３５と、制御ユニット５からの制御を受けて第２の空気入口３１６を遮断できるように第２の管部３１５内に配置される第２のバルブ３６と、室内空間９００内に配置されて室内空間９００内に人間が居るか否かを感知する人感センサー３７（図２参照）と、室内空間９００に配置されて室内空間９００内の酸素濃度を検知する酸素センサー３８とを更に有している。
温度調整手段３２としては、例えばペルティエ素子を用いて、第１の空気入口３１４から第１の管部３１３に進入した空気の温度を調整するものであり、フィルタ３３はＰＭ２.５とも称される微小粒子状物質などの進入を阻止するために用いられるものである。
送気ファン３４は第１の空気入口３１４または第２の空気入口３１６からの空気を空気出口３１２を経由して室内空間９００に送り込む空気の流れを作るためのものである。第１のバルブ３５と第２のバルブ３６を設けることにより、送気装置３が作動しないときに空気の流れを遮断することができる。また、第２のバルブ３６は、開口幅を段階的に調整可能、且つ、開口幅が最小になると第２の空気入口３１６を遮断するように構成されることによって、制御ユニット５は、温度センサー６により検知される外部空間の温度データに基づいて、第２のバルブ３６の開口幅を段階的に制御することが可能となる。
具体的には、制御ユニット５は、温度センサー６により検知される外部空間の温度データの上昇に伴い、第２のバルブ３６の開口幅を段階的に大きくするよう制御する。
人感センサー３７と酸素センサー３８とを設けることにより、制御ユニット５は人感センサー３７や酸素センサー３８の検知結果に基づいて、温度調整装置２もしくは送気装置３の各部品を適切に制御することができる。人感センサー３７としては、例えば赤外線センサーや温度センサーを用いることができる。
なお、上記温度調整手段３２、フィルタ３３、送気ファン３４、第１のバルブ３５、第２のバルブ３６、人感センサー３７、酸素センサー３８に関する具体的構成については、いずれも従来技術を適用することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。
図２には制御ユニット５の各部品に対する制御関係がブロック図で示されている。図示のように、制御ユニット５は、外部環境センサー４や送気装置３が有する人感センサー３７と酸素センサー３８、及び温度センサー６の感知結果に基づいて、温度調整装置２のインペラ２８、送気装置３が有する温度調整手段３２、送気ファン３４、第１のバルブ３５、第２のバルブ３６などの各部品を制御する。
例えば、制御ユニット５は、室内空間９００内に人間が居るとの人感センサー３７の感知結果に基づいて、温度調整装置２及び送気装置３が有する送気ファン３４を起動し、且つ第１のバルブ３５を開かせるように制御する。
具体的には、人感センサー３７は室内空間９００内に人間が居ると感知すると、人間が居ることを意味する信号を生成し、制御ユニット５は該信号の受信により、送気ファン３４を起動する。
あるいは、室内空間９００に配置される酸素センサー３８により室内空間９００内の酸素濃度が低下したと検知されると、制御ユニット５は送気ファン３４を起動し、もしくは送気ファン３４の回転数を上げるように制御することなどができる。
なお、制御ユニット５の温度調整装置２や送気装置３、外部環境センサー４などとの接続は電線による電気的に接続に限らず、無線通信による信号的通信に基づく制御も可能である。
外部環境センサー４及び温度センサー６は外部空間に配置され、外部空間の温度や湿度、微小粒子状物質の濃度、二酸化炭素の濃度、一酸化炭素の濃度、そのほか毒性物質の濃度などの環境パラメータを検知するためのものであり、外部環境センサー４及び温度センサー６に関する具体的構成については、従来技術を適用することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。
具体的には、外部環境センサー４により検知される環境パラメータがある空気利用条件に満たさないと判断すると、送気ファン３４の作動を停止する。
図３は本発明のエアコンシステム１００の第２の実施形態の一部の構成が示される説明図である。
図示のように、この第２の実施形態において、送気装置３が有するサポートウィンドパイプ３１は、第１の空気入口３１４及び空気出口３１２を有し、且つ、外壁８００を貫通するように配置されて前記外部空間と室内空間９００の両方を連通し、且つ、温度調整管路２０外に延伸するメイン管部３１７と、第２の空気入口３１６を有し、且つ、温度調整管路２０に連通するようにメイン管部３１７に連通する第２の管部３１５と、を有し、送気ファン３４はメイン管部３１７内に配置されている。
すなわち、送気装置３が有するサポートウィンドパイプ３１は、温度調整装置２の温度調整管路２０を通過するように構成する必要はなく、温度調整装置２から離れた場所を通過するように配置する構成も可能であるので、適用される室内空間９００や外壁８００の実際の状況に応じて設計できることが示されている。
図４は本発明のエアコンシステムの第３の実施形態の一部構成が示される説明図である。図示のように、この第３の実施形態において、温度調整装置２は、温度調整管路２０を囲む筐体２６と、温度調整管路２０内に配置されるインペラ２８とを有し、筐体２６には空気取込み口２７と供給開口２１とが形成されている。
制御ユニット５により制御されるインペラ２８の回転により空気の流れが作られ、この空気の流れによって、室内空間９００から空気は筐体２６に形成されている空気取込み口２７を経由して温度調整管路２０内に吸い込まれ、そして該温度調整管路２０内において温度を調整した空気を供給開口２１を経由して室内空間９００に送り返す構成になっている。
また、この第３の実施形態において、送気装置３が有するサポートウィンドパイプ３１は、第１の実施形態と類似する構成を有しており、すなわち、この第３の実施形態において、送気装置３が有するサポートウィンドパイプ３１は、第１の空気入口３１４を有し、且つ、温度調整管路２０内に延伸する第１の管部３１３と、第２の空気入口３１６を有し、且つ、温度調整管路２０内に延伸して第１の管部３１３に連通する第２の管部３１５と、空気出口３１２を有し、且つ、温度調整管路２０内に延伸して第１の管部３１３及び第２の管部３１５に連通する第３の管部３１１と、を有している。
この第３の実施形態において、送気装置３の第３の管部３１１の空気出口３１２は、温度調整装置２の供給開口２１に隣接するように配置されており、そして送気装置３の第２の空気入口３１６は、温度調整装置２の温度調整管路２０内においてインペラ２８により作られる空気の流れる方向とは反対の方向に向かって開口し、インペラ２８により作られる空気を受け入れるように配置されている。
図５は本発明のエアコンシステムの第４の実施形態の一部構成が示される説明図である。図示のように、この第４の実施形態において、送気装置３のサポートウィンドパイプ３１は第２の実施形態と類似する構成を有しており、すなわち、この第４の実施形態において、送気装置３が有するサポートウィンドパイプ３１は、第１の空気入口３１４及び空気出口３１２を有し、且つ、外壁８００を貫通するように配置されて前記外部空間と室内空間９００の両方を連通し、且つ、温度調整管路２０外に延伸するメイン管部３１７と、第２の空気入口３１６を有し、且つ、温度調整管路２０に連通するようにメイン管部３１７に連通する第２の管部３１５と、を有し、送気ファン３４はメイン管部３１７内に配置されている。
この構成により、送気装置３はサポートウィンドパイプ３１が第２の管部３１５は第２の空気入口３１６から空気を取り入れて第１の空気入口３１４からの外部の空気と共にメイン管部３１７の空気出口３１２を経由して９００に送り込む構成になっている。
図６は本発明のエアコンシステム１００の第５の実施形態の構成が示される説明図であり、図７は本発明のエアコンシステム１００の第５の実施形態において、制御を行う制御ユニット５の各部品に対する制御関係が示されるブロック図である。
図６及び図７に示されているように、本発明のエアコンシステム１００は複数の室内空間（部屋）９００にも対応可能である。
すなわち、本発明のエアコンシステム１００の第５の実施形態において、温度調整装置２は、温度調整管路２０と、温度調整管路２０と連通するように設けられているエアコン本体２５と、を有する。
温度調整管路２０は、複数の室内空間９００に対して、エアコン本体２５において温度を調整した空気をそれぞれ送り込むことができる複数の供給管２３と、各室内空間９００からそれぞれ空気を温度調整管路２０に取り込む複数の空気取込み管２２と、各供給管２３とエアコン本体２５との間、及び各空気取込み管２２とエアコン本体２５との間に介在するように構成される連通管２４と、を有するように構成されている。この構成により、温度調整装置２はエアコン本体２５により冷却もしくは加熱した空気を、各連通管２４及び各供給管２３を経由して各室内空間９００に供給することができる。
また、各室内空間９００に対応して、各供給管２３にそれぞれ１つの送気装置３が配置されている。
なお、図６は温度調整管路２０と各室内空間９００との空気の連通関係が示される説明図であり、実際の場合での各部の大きさの関係を精確に示すものではない。
また、図７に示されているように、制御ユニット５は、各室内空間９００にそれぞれ配置される外部環境センサー４や送気装置３が有する人感センサー３７と酸素センサー３８の感知結果に基づいて、各室内空間９００にそれぞれ対応する送気装置３が有する温度調整手段３２、送気ファン３４、第１のバルブ３５、第２のバルブ３６などの各部品を制御する。
なお、図示のように、この第５の実施形態において、各室内空間９００にそれぞれ対応する供給管２３内には、それぞれ１つの第１の実施形態の送気装置３が配置されており、各送気装置３は、いずれも、第１の空気入口３１４を有し、且つ、対応する供給管２３内に延伸する第１の管部３１３と、第２の空気入口３１６を有し、且つ、対応する供給管２３内に延伸して第１の管部３１３に連通する第２の管部３１５と、空気出口３１２を有し、且つ、対応する供給管２３内に延伸して第１の管部３１３及び第２の管部３１５に連通する第３の管部３１１と、を有し、送気ファン３４は第３の管部３１１内に配置されている。
図８は本発明のエアコンシステム１００の第６の実施形態の構成が示される説明図である。
図示のように、本発明のエアコンシステム１００の第６の実施形態は第５の実施形態とほぼ同じ構成を有しながら、各室内空間９００にそれぞれ対応する送気装置３は、対応する供給管２３内ではなく、供給管２３から離れた場所を通過するように第２の実施形態のエアコンシステムが有する送気装置３を配置する構成も可能であるので、適用される室内空間９００や外壁８００の実際の状況に応じて設計できることが示されている。
以上をまとめると、本発明のエアコンシステムは、温度調整装置２の温度調整管路２０に連通する送気装置３を配置することにより、外壁８００の外側にある外部空間から空気を取り込み空気出口３１２を経由して室内空間９００に送り込むことができるので、密閉状態でのエアコンシステムの長時間の使用により室内空間９００の酸素の濃度が低下する問題点を解決することができる。
特に、送気装置３は温度調整装置２の温度調整管路２０に連通していることにより、外部から取り込む空気の温度は温度調整装置２の調整を受けられるので、室内空間９００の温度が送気装置３の作動により急激に上下するような状況を回避することができる。
また、制御ユニット５を外部環境センサー４、温度センサー６、人感センサー３７や酸素センサー３８などのセンサーの検知結果に基づいて温度調整装置２もしくは送気装置３の各部品を適切に制御するように構成することにより、より適切に温度調整装置２もしくは送気装置３を制御することができる。
なお、制御ユニット５により行われる制御に関しては、各部品のＯＮ／ＯＦＦに限らず、例えば第１のバルブ３５や第２のバルブ３６の開口幅、もしくはインペラ２８や送気ファン３４の回転数の調整なども制御の対象とし得る。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。
本発明は、特に換気を必要とする空間において用いられる空調設備として有用である。
１００ エアコンシステム
２ 温度調整装置
２０ 温度調整管路
２１ 供給開口
２２ 空気取込み管
２３ 供給管
２４ 連通管
２５ エアコン本体
２６ 筐体
２７ 空気取込み口
２８ インペラ
３ 送気装置
３１ サポートウィンドパイプ
３１１ 第３の管部
３１２ 空気出口
３１３ 第１の管部
３１４ 第１の空気入口
３１５ 第２の管部
３１６ 第２の空気入口
３１７ メイン管部
３２ 温度調整手段
３３ フィルタ
３４ 送気ファン
３５ 第１のバルブ
３６ 第２のバルブ
３７ 人感センサー
３８ 酸素センサー
４ 外部環境センサー
５ 制御ユニット
６ 温度センサー
７００ 外部空間
８００ 外壁
９００ 室内空間

Claims (16)

  1. 外壁の内側に囲まれる室内空間に対して気体を供給するエアコンシステムであって、
    温度調整管路を有し、前記室内空間から空気を前記温度調整管路内に吸い込み、該温度調整管路内において温度を調整した空気を前記室内空間に送り返す温度調整装置と、
    前記外壁の外側にある外部空間に直接に連通する第１の空気入口と前記温度調整管路に直接に連通する第２の空気入口と前記室内空間に連通する空気出口とを有するように構成されたサポートウィンドパイプと、前記第１の空気入口と前記第２の空気入口からの空気を前記空気出口を経由して前記室内空間に送り込む送気ファンと、を有するように構成された少なくとも１つの送気装置と、を備えたことを特徴とするエアコンシステム。
  2. 前記サポートウィンドパイプは、
    前記第１の空気入口を有し、且つ、前記温度調整管路内に延伸する第１の管部と、
    前記第２の空気入口を有し、且つ、前記温度調整管路内に延伸して前記第１の管部に連通する第２の管部と、
    前記空気出口を有し、且つ、前記温度調整管路内に延伸して前記第１の管部及び前記第２の管部に連通する第３の管部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステム。
  3. 前記温度調整装置は、前記温度調整管路から温度を調整した空気を前記室内空間に送り返す供給開口を有し、
    前記第３の管部の前記空気出口は、前記供給開口に隣接するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のエアコンシステム。
  4. 前記第２の空気入口は、前記温度調整装置の前記温度調整管路内において空気が流れる方向とは反対の方向に向かって開口するように配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエアコンシステム。
  5. 前記少なくとも１つの送気装置は、制御を受けて前記空気出口を遮断できるように前記第３の管部内に配置される第１のバルブを更に有することを特徴とする請求項２に記載のエアコンシステム。
  6. 前記サポートウィンドパイプは、
    前記外壁を貫通するように配置されて前記外部空間と前記室内空間の両方を連通し、且つ、前記第１の空気入口及び前記空気出口を有するメイン管部と、
    前記第２の空気入口を有し且つ前記温度調整管路に連通すると共に、前記第１の管部に延伸して前記第１の管部に連通する第２の管部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステム。
  7. 前記少なくとも１つの送気装置は、制御を受けて前記空気出口を遮断できるように前記メイン管部内に配置される第１のバルブを更に有することを特徴とする請求項６に記載のエアコンシステム。
  8. 前記エアコンシステムは、前記送気ファン及び前記第１のバルブをそれぞれ制御可能に構成されている制御ユニットを更に備えたことを特徴とする請求項５または請求項７に記載のエアコンシステム。
  9. 前記少なくとも１つの送気装置は、前記室内空間内に人間が居るか否かを感知する人感センサーを更に有し、
    前記制御ユニットは、前記人感センサーの感知結果に基づいて前記送気ファン及び前記第１のバルブをそれぞれ制御することを特徴とする請求項８に記載のエアコンシステム。
  10. 前記温度調整装置の前記温度調整管路は、複数の前記室内空間に対して、温度を調整した空気をそれぞれ送り込むことができる複数の供給管を有しており、
    また、各前記室内空間に対応して、それぞれ１つの前記送気装置が前記供給管に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のエアコンシステム。
  11. 各前記少なくとも１つの送気装置は、各前記室内空間内に人間が居るか否かを感知する人感センサーを更に有し、
    前記制御ユニットは、各前記人感センサーの感知結果に基づいて、各前記送気装置がそれぞれ有する前記送気ファン及び前記第１のバルブをそれぞれ制御することを特徴とする請求項１０に記載のエアコンシステム。
  12. 前記少なくとも１つの送気装置は、前記制御ユニットからの制御を受けて前記第２の空気入口を遮断できるように前記第２の管部内に配置される第２のバルブを更に有することを特徴とする請求項８に記載のエアコンシステム。
  13. 前記エアコンシステムは、前記外部空間に配置されて環境パラメータを検知する外部環境センサーを更に備えており、
    前記制御ユニットは、前記外部環境センサーの感知結果に基づいて、前記少なくとも１つの送気装置の前記送気ファンを制御することを特徴とする請求項８に記載のエアコンシステム。
  14. 前記温度調整装置の前記温度調整管路は、複数の前記室内空間に対して、温度を調整した空気をそれぞれ送り込むことができる複数の供給管を有しており、
    また、各前記室内空間に空気を送り込む各前記供給管内に、それぞれ１つの前記送気装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステム。
  15. 前記少なくとも１つの送気装置は、前記室内空間に配置されて前記室内空間内の酸素濃度を検知する酸素センサーを更に有し、
    前記エアコンシステムは、前記酸素センサーの検知結果に基づいて前記送気ファンを制御する制御ユニットを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステム。
  16. 前記少なくとも１つの送気装置は、制御を受けて前記第２の空気入口を遮断できるように前記第２の管部内に配置される第２のバルブを更に有し、前記第２のバルブは、開口幅を段階的に調整可能、且つ、開口幅が最小になると前記第２の空気入口を遮断するように構成されており、
    前記エアコンシステムは、前記外部空間に配置されて前記外部空間の温度を検知する温度センサーを更に備えており、
    前記エアコンシステムは、前記温度センサーにより検知される前記外部空間の温度データに基づいて、前記第２のバルブの前記開口幅を段階的に制御する制御ユニットを更に備えたことを特徴とする請求項２または請求項６に記載のエアコンシステム。
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