JP3146864U - Waste heat recovery type residential indoor and 1st floor space air conditioning system - Google Patents
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Abstract
【課題】24時間換気システムによる室内の換気排熱を利用し、多湿の1階床下空間を乾燥することができるイニシャルコストやランニングコストが低廉な住宅用の空調システムを提供する。
【解決手段】送風ファンおよび空気・冷媒間で熱交換する空気熱交換器が収納される空気熱交換ユニット10を住宅の1階床下空間に設置する一方、圧縮機、四方弁、冷温水・冷媒間で熱交換する水熱交換器および減圧弁が収納される水熱交換ユニット20を住宅の屋外に設置し、24時間換気する換気ファン31の排気と1階床下空間内の空気を空気熱交換ユニット10に取り込み、取り込んだ排気および空気を該送風ファンで付勢して該空気熱交換器に送るようにし、水熱交換器による熱交換後の温水を床に布設した温水管64を介して室内を暖房し、熱交換後の冷水を天井裏に設置したファンコイルユニット74を介して室内を冷房する。
【選択図】図1The present invention provides an air conditioning system for a house that can use a ventilation exhaust heat in a room by a 24-hour ventilation system to dry a humid first floor space and has low initial cost and low running cost.
An air heat exchange unit (10) in which an air heat exchanger for exchanging heat between a blower fan and air / refrigerant is installed in a space below the first floor of a house, while a compressor, a four-way valve, cold / hot water / refrigerant is installed. A water heat exchanger that exchanges heat between them and a water heat exchange unit 20 in which a pressure reducing valve is housed are installed outside the house. The exhaust and air taken in the unit 10 are energized by the blower fan and sent to the air heat exchanger, and hot water after heat exchange by the water heat exchanger is passed through a hot water pipe 64 laid on the floor. The room is heated, and the room is cooled via a fan coil unit 74 in which cold water after heat exchange is installed on the back of the ceiling.
[Selection] Figure 1
Description
本願考案は、住宅用の空調システムに関し、より詳しくは住宅の室内の廃熱を熱交換に利用する住宅室内の空調及び1階床下空間の換気をする空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system for a house, and more particularly to an air conditioning system in a residential room that uses waste heat in the house for heat exchange and an air conditioning system that ventilates the space under the first floor.
住宅に設置される冷暖房設備において、住宅室内の廃熱の有効利用を図る廃熱回収型の空調システムが特開2000−18764号公報や特開2004−317080号公報に開示されている。 Japanese Laid-Open Patent Publication Nos. 2000-18764 and 2004-31080 disclose a waste heat recovery type air conditioning system for effectively using waste heat in a residential room in an air conditioning system installed in a house.
特開2000−18764号公報に開示の空調システムは、「捨てられる換気排熱を外気温度の低い時の、ヒートポンプ用の熱源として活用し、冷房、暖房、給湯、換気の機能を持たせる事を目的」としていて、空調システムを「換気排熱を取り込むダクトと床下の低温空気を引き込むダクト、エアコンの室外器を囲うエアーチャンバー、断熱保温された貯湯タンクと、従来のエアコン冷暖房機能に各分岐調整弁を組み合わせた」構成とすることにより、上記の目的を達成するとしている。 The air conditioning system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1876 is “uses exhausted exhaust heat that is discarded as a heat source for a heat pump when the outside air temperature is low, and has functions of cooling, heating, hot water supply, and ventilation. The purpose of the air conditioning system is to divide the air conditioning system into a duct that takes in ventilation exhaust heat and a duct that draws low-temperature air under the floor, an air chamber that surrounds the outdoor unit of the air conditioner, an insulated hot water storage tank, and a conventional air conditioner air conditioning function The above-mentioned object is achieved by adopting a “combined valve” configuration.
また、特開2004−317080号公報に開示の空調システムは、「比較的小さなスペースを利用して設置することができる換気排熱回収装置を提供する」ことを目的としていて、空調システムを「屋内の空気を屋外に排出する換気扇の排気口と密接して一体に設けられて、換気配管を流通する換気排気から吸熱して冷媒配管中を循環する冷媒を加熱する換気熱交換器と、換気熱交換器と別体に冷媒配管と接続して設けられて換気熱交換器により加熱された冷媒から熱を回収するヒートポンプユニットとを備え、ヒートポンプユニットに備えられたヒートポンプ熱交換器により加熱された温水を循環ポンプにより温水配管中に循環させて、コンベクターから温風を送出する」構成とすることにより、上記の目的を達成するとしている。 In addition, the air conditioning system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-31080 is intended to “provide a ventilation exhaust heat recovery device that can be installed using a relatively small space”. A ventilation heat exchanger that heats the refrigerant circulating in the refrigerant pipe by absorbing heat from the ventilation exhaust flowing through the ventilation pipe, and a ventilation heat exchanger A heat pump unit provided separately from the exchanger and connected to the refrigerant pipe and recovering heat from the refrigerant heated by the ventilation heat exchanger, and heated by the heat pump heat exchanger provided in the heat pump unit Is circulated in the hot water piping by a circulation pump and the hot air is sent out from the convector.
ところで、近年の住宅では、アルミサッシの採用により室内の密閉度が高くなっている一方で、建材や家具、日用品等にはホルムアルデヒドやVOC(室内化学物質)等の揮発性の有機化合物が使用されていることから、ホルムアルデヒドやVOC等の有機化合物による「シックハウス」対策として、平成15年7月の建築基準法の改正により、内装仕上げの制限や換気設備設置が義務付けられている。そして、換気設備設置の義務付けとしては、換気回数が0.5回/h以上の機械換気設備(いわゆる24時間換気システム)の設置が必要になっている。
しかしながら、特開2000−18764号公報に開示の空調システムでは、「公知のエアコン室外器に室内からの換気排熱用ダクトを引き込み、外気を取り込む外部用開閉蓋と床下と連通した床下用開閉蓋があり、断熱保温されたエアーチャンバーで、該室外器の排熱部分を外部に露出させて囲う構造」としていて、単に、断熱保温されたエアーチャンバー内に換気排熱用ダクトを引き込むとし、どのような手段で室内の換気廃熱を送り込むのかが開示されておらず、また、床下用開閉蓋を設けるのみでは、床下を強制換気するまでには至らないものと考えられる。
そして、出願人の知見に拠れば、特開2004−317080号公報に開示の空調システムでは、換気扇の排気口と密接して換気熱交換器を一体に設けているため、圧力損失が大きくなり、このシステムで使用する換気扇の能力を、前述した24時間換気システムで使用する換気扇よりも大きなものとしなければならない、という課題を有している。また、当該空調システムは「暖房」を対象としたものであるが、仮に「冷房」に使用する場合、冷房時における外気と室内の温度差は高々10℃程度であり、換気排気のみを換気熱交換器で使用する冷媒の冷却媒体とするには交換熱の絶対量が不足する、という課題を有している。
However, in the air conditioning system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1876, “an open / close lid for an underfloor communicating with the underfloor and an external open / close lid that draws a ventilation exhaust heat duct from the room into a known air conditioner outdoor unit and takes in outside air” There is an air chamber that is insulated and kept warm, and the exhaust heat part of the outdoor unit is exposed to the outside and surrounded by the air chamber, and the ventilation exhaust heat duct is simply drawn into the insulated and insulated air chamber. It is not disclosed whether indoor ventilation waste heat is sent by such means, and it is considered that simply providing an underfloor opening / closing lid does not lead to forced ventilation under the floor.
And according to the applicant's knowledge, in the air conditioning system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-317080, the ventilation heat exchanger is integrally provided in close contact with the exhaust port of the ventilation fan, so the pressure loss increases, There is a problem that the capacity of the ventilation fan used in this system must be larger than that of the ventilation fan used in the 24-hour ventilation system described above. The air conditioning system is intended for “heating”, but if used for “cooling”, the temperature difference between the outside air and the room at the time of cooling is at most about 10 ° C. There is a problem that the absolute amount of exchange heat is insufficient to make a cooling medium for the refrigerant used in the exchanger.
そこで、本願考案は、24時間換気システムによる室内の換気排熱を有効に利用し、多湿の1階床下空間を強制換気することができるイニシャルコストやランニングコストが低廉な住宅用の冷暖房に使用でき、住宅の長寿命化を図ることができる空調システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can be used for air conditioning for homes where the initial cost and running cost are low, which can effectively utilize the ventilation heat exhausted by the 24-hour ventilation system and forcibly ventilate the humid first floor space. An object of the present invention is to provide an air conditioning system capable of extending the life of a house.
上記課題を達成するために、本願請求項1に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムは、シロッコファンおよび空気熱交換器が収納され住宅の1階床下空間に設置される空気熱交換ユニットと、圧縮機、四方弁、水熱交換器および減圧弁が収納され該住宅の屋外に設置される水熱交換ユニットと、該住宅内に設置され室内の空気を24時間換気する換気ファンと、該換気ファンの排気側と該シロッコファンの吸気側とを接続する排気ダクトと、該四方弁と該空気熱交換器とを接続する第1の冷媒循環管路と、該減圧弁を介して該空気熱交換器と該水熱交換器とを接続する第2の冷媒循環管路と、該水熱交換器と該四方弁とを連結する第1の連絡管と、該圧縮機の吸引側と該四方弁とを連結する第2の連絡管と、該圧縮機の吐出側と該四方弁とを連結する第3の連絡管と、該水熱交換器と該住宅の室内に設置される室内暖房器および/または室内冷房器とを接続する往き管と戻り管からなる循環管路であって、該循環管路に介装される循環ポンプにより冷水および/または温水が循環する冷温水循環管路と、からなり、該シロッコファンの吸気側は空気室で囲繞され、該排気ダクトは該空気室内に開口するとともに該空気室の壁面には該1階床下空間に開口する電動シャッターが嵌設されて、該空気室は該排気ダクトから送られる室内廃熱と床下空間内空気、または該室内廃熱のみで満たされ、該空気熱交換器は該シロッコファンの送気側に設置されるとともに、該空気熱交換器の該シロッコファンの反対側には該住宅の屋外に連通する排気通路が接続され、該四方弁の切り替えにより、暖房運転時には第1の冷媒循環管路と第2の連絡管、および第1の連絡管と第3の連絡管が接続されることにより、該圧縮機、該水熱交換器、該減圧弁、該空気熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、冷房運転時には第1の冷媒循環管路と第3の連絡管、および第1の連絡管と第2の連絡管とが接続されることにより、該圧縮機、該空気熱交換器、該減圧弁、該水熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、前記冷温水循環管路はそれぞれ別系統の冷水循環管路および温水循環管路であり、前記室内冷房器は該住宅の天井裏に設置されるファンコイルユニットと、基端部が該ファンコイルユニットに接続され先端部が各室内に開口する給気ダクトとからなり、該ファンコイルユニットは該冷水循環管路に接続され、前記室内暖房器は前記住宅の床内に蛇行して布設される温水管であって、該温水管は該温水循環管路に接続される、ことを特徴としている。
また、本願請求項2に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムは、請求項1に記載の廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムであって、前記室内冷房器および前記室内暖房器による空調は前記住宅の全室を対象としている、ことを特徴としている。
そして、本願請求項3に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムは、請求項1または請求項2に記載の廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムであって、前記排気ダクトの中間部には電動三路シャッターが介装され、該電動三路シャッターからは前記住宅の外部に開口する換気ダクトが分岐している、ことを特徴としている。
さらに、本願請求項4に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムは、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムであって、
また、本願請求項5に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムは、請求項4に記載の廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムであって、前記所定温度は略+2℃である、ことを特徴としている。
To achieve the above object, a waste heat recovery type residential room and first floor underfloor air conditioning system according to claim 1 of the present application is installed in a first floor underfloor space in which a sirocco fan and an air heat exchanger are accommodated. An air heat exchange unit, a compressor, a four-way valve, a water heat exchanger, and a pressure reducing valve are housed in the water heat exchange unit installed outside the house, and the indoor air installed in the house is ventilated for 24 hours. A ventilation fan, an exhaust duct connecting the exhaust side of the ventilation fan and the intake side of the sirocco fan, a first refrigerant circulation line connecting the four-way valve and the air heat exchanger, and the pressure reducing valve A second refrigerant circulation line connecting the air heat exchanger and the water heat exchanger via the first communication pipe, a first communication pipe connecting the water heat exchanger and the four-way valve, and the compressor A second communication pipe connecting the suction side of the compressor and the four-way valve, and a discharge of the compressor A third connecting pipe connecting the side and the four-way valve, and a forward pipe and a return pipe connecting the water heat exchanger and an indoor heater and / or an indoor cooler installed in the house. And a cold / hot water circulation pipe through which cold water and / or hot water circulates by a circulation pump interposed in the circulation pipe, and an intake side of the sirocco fan is surrounded by an air chamber, The exhaust duct opens into the air chamber, and an electric shutter that opens into the first floor floor space is fitted on the wall surface of the air chamber. The air heat exchanger is installed on the air supply side of the sirocco fan, and the air heat exchanger is located outside the house on the opposite side of the sirocco fan. A communicating exhaust passage is connected, By switching, the compressor, the water heat exchanger, the first refrigerant circulation line and the second communication pipe, and the first communication pipe and the third communication pipe are connected during the heating operation. The pressure reducing valve, the air heat exchanger and the compressor are connected in this order to form a refrigerant circulation line through which the refrigerant circulates, and during the cooling operation, the first refrigerant circulation line and the third communication pipe, and By connecting the first connecting pipe and the second connecting pipe, the compressor, the air heat exchanger, the pressure reducing valve, the water heat exchanger, and the compressor are connected in this order to form a refrigerant. A refrigerant circulation pipe is circulated, and the cold / hot water circulation pipes are a separate system of a cold water circulation pipe and a hot water circulation pipe, respectively, and the indoor air conditioner is installed on the ceiling of the house. The base end is connected to the fan coil unit and the tip is opened in each room. The fan coil unit is connected to the cold water circulation pipe, and the indoor heater is a hot water pipe meanderingly installed in the floor of the house, the hot water pipe being It is connected to the hot water circulation conduit.
Further, the waste heat recovery type residential room and the first floor underfloor air conditioning system according to claim 2 of the present application are the waste heat recovery type residential room and the first floor underfloor space air conditioning system according to claim 1, Air conditioning by the air conditioner and the indoor heater is intended for all rooms in the house.
The waste heat recovery type residential room and first floor underfloor air conditioning system according to claim 3 of the present application is the waste heat recovery type residential room and first floor underfloor space air conditioning system according to claim 1 or 2. An electric three-way shutter is interposed in the middle of the exhaust duct, and a ventilation duct that opens to the outside of the house branches off from the electric three-way shutter.
Furthermore, the waste heat recovery type residential indoor and first floor underfloor air conditioning system according to claim 4 of the present application is the waste heat recovery type residential indoor and first floor underfloor air conditioning according to any one of claims 1 to 3. A system,
Further, the waste heat recovery type residential room and the first floor underfloor air conditioning system according to claim 5 of the present application are the waste heat recovery type residential room and the first floor underfloor space air conditioning system according to claim 4, wherein The temperature is approximately + 2 ° C.
本願考案は、上記構成により以下の効果を奏する。
(1)本考案では、いわゆる室外機を、送風ファンおよび空気熱交換器が収納される空気熱交換ユニットと、圧縮機、四方弁、水熱交換器および減圧弁が収納される水熱交換ユニットとに分け、空気熱交換ユニットを1階床下空間に設置し、水熱交換ユニットを住宅の屋外に設置することとしている。このため、空気熱交換ユニットおよび水熱交換ユニットともにコンパクトに纏め上げることができ、空気熱交換ユニットを極めて狭い1階床下空間に設置可能な形状とすることができる。
(2)1階床下空間に設置される空気熱交換ユニットは、送風ファンを囲繞する空気室、送風ファン、空気熱交換器および排気通路の順に構成され、この空気室に換気ファンに連通する排気ダクトが開口するとともに、空気室の壁面には1階床下空間に開口する電動シャッターが嵌設されている。このため、設置が義務付けられている換気回数が0.5回/h以上の機械換気設備である「24時間換気する換気ファン」から送られる室内の廃熱は、送風ファンにより強制的に空気熱交換器に送られるので、換気ファンの負荷となる排気ダクト内の圧力損失が少なく、24時間換気システムで使用する換気ファンをそのまま使用することができ、イニシャルコストが低廉となる。
(3)そして、この送風ファンをシロッコファンとした場合には、軸流ファンと異なり空気室内での空気の対流が生ぜず、空気室内の空気は無駄なく空気熱交換器に送られて効率よく冷媒との熱交換に使用される。
(4)空気室の壁面に嵌設された電動シャッターを介して1階床下空間内の空気が空気室に強制的に取り込まれ、さらに排気通路を介して屋外に排出されるようになっている。概して、1階床下空間内の空気は外気よりも温度変化が少なく、冬場は外気よりも暖かく、夏場は外気よりも冷たいので、外気を空気熱交換器の熱交換媒体と使用するよりも冷媒を気化や液化する熱交換の効率が高い。ことに、暖房時においては、たとえば宇都宮市の平均気温は、1月は−4.5℃、2月は−3.4℃となっているように、平均して室内の廃熱は外気よりも略20℃よりも高いことから、冷媒の気化効率が高く、ランニングコストが低廉となる。
さらに、1階床下空間内の空気を空気室に取り込むことにより、1階床下空間内の空気が対流して1階床下空間を乾燥させることができる。
(5)冷温水循環管路をそれぞれ別系統の冷水循環管路および温水循環管路とし、天井裏または室内に設置されるファンコイルユニットとファンコイルユニットに接続される給気ダクトとから構成される室内冷房器に冷水循環管路を接続し、住宅の床内に蛇行して布設される温水管から構成される室内暖房器に温水循環管路を接続することにより、効率よく室内の冷房や暖房を行うことができる。ことに、室内暖房器の温水管には、水熱交換で熱交換されて温水をそのまま使用するので、暖房効率が高い。
(6)排気ダクトの中間部に介装された電動三路シャッターからは住宅の外部に開口する換気ダクトが分岐しているため、本考案に係る空調システムを冷房や暖房に使用しない場合や1階床下空間の換気に使用しない場合は、単に、24時間換気システムとして換気ファンを使用することができる。
(7)1階床下空間に温度センサーを設置し、暖房運転時において、温度センサーにより1階床下空間温度が略+2℃となった場合には、室内の廃熱のみを冷媒との熱交換に使用することになるため、効率よく冷媒の気化を行うことができる。なお、「略+2℃」は、後述する実証実験を通して得た出願人の知見によるものであり、設置環境により多少は前後するが、概ね(+2±0.4)℃の範囲の数値である。
(8)本考案は、排気を換気ファンの動力により行い、給気を自然給気としていて、強制給俳気方式(第1種換気)ではなく、集中排気方式(第3種換気)である。そのため、アレルギーの原因となる外気中の埃やカビが室内に放出されることはなく、第1種換気で採用される熱交換システムのデメリットとされる排気から熱と一緒に臭いや化学物質まで取り出し新鮮空気に汚染空気を混ぜてしまう虞はない。また、コストの面においても、出願人の試算に拠れば、設置当初にかかるコストは第1種換気の略0.7倍であり、ランニングコストに該当する消費電力も第1種換気は熱を回収する電力も必要になるため第3種換気より大きくなる。
(9)また、本考案は、住宅の全室内を暖房や冷房の対象としているため、住宅内に非暖房室や単独換気扇が設置されているような場合の住宅内の部分結露が生ずることがなく住宅の長寿命が図れるとともに、廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムの運転を制御するコントローラーの設置も略1箇所で済むことからシステム自体の機器構成も簡便となる。また、室内暖房器は住宅の床内に布設される温水管であり、室内冷房器のファンコイルユニットと給気ダクトとを天井裏に埋設した場合には、室内に暖房器や冷房器が突設されず、室内は広々とすっきりした空間となる。
The present invention has the following effects by the above configuration.
(1) In the present invention, a so-called outdoor unit includes an air heat exchange unit that houses a blower fan and an air heat exchanger, and a water heat exchange unit that houses a compressor, a four-way valve, a water heat exchanger, and a pressure reducing valve. The air heat exchange unit is installed in the space under the first floor, and the water heat exchange unit is installed outside the house. For this reason, both an air heat exchange unit and a water heat exchange unit can be collected compactly, and it can be set as the shape which can install an air heat exchange unit in a very narrow 1st floor underfloor space.
(2) The air heat exchange unit installed in the space under the first floor is configured in the order of an air chamber surrounding the blower fan, a blower fan, an air heat exchanger, and an exhaust passage, and the exhaust communicating with the ventilation fan in this air chamber While the duct opens, an electric shutter that opens into the first floor floor space is fitted on the wall surface of the air chamber. For this reason, the indoor waste heat sent from the “ventilating fan that ventilates for 24 hours”, which is a mechanical ventilation facility with a ventilation rate of 0.5 times / h or more, which is obligated to be installed, is Since it is sent to the exchanger, there is little pressure loss in the exhaust duct as a load of the ventilation fan, and the ventilation fan used in the 24-hour ventilation system can be used as it is, and the initial cost is low.
(3) When this blower fan is a sirocco fan, unlike the axial fan, air convection does not occur in the air chamber, and the air in the air chamber is efficiently sent to the air heat exchanger without waste. Used for heat exchange with refrigerant.
(4) The air in the space below the first floor is forcibly taken into the air chamber via an electric shutter fitted to the wall surface of the air chamber, and is further discharged to the outdoors via the exhaust passage. . In general, the air in the first floor floor space changes less than the outside air, is warmer than the outside air in the winter, and cooler than the outside air in the summer, so refrigerant is used rather than using the outside air as the heat exchange medium of the air heat exchanger. High efficiency of heat exchange for vaporization and liquefaction. In particular, during heating, the average temperature in Utsunomiya City, for example, is -4.5 ° C in January and -3.4 ° C in February. Since it is higher than about 20 ° C., the vaporization efficiency of the refrigerant is high and the running cost is low.
Furthermore, by taking the air in the first floor underfloor space into the air chamber, the air in the first floor underfloor space is convected and the first floor underfloor space can be dried.
(5) The chilled / hot water circulation pipes are made into separate chilled water circulation pipes and hot water circulation pipes, respectively, and are composed of a fan coil unit installed behind the ceiling or indoors and an air supply duct connected to the fan coil unit. By connecting a cold water circulation line to the indoor air conditioner and connecting the hot water circulation line to an indoor heater consisting of hot water pipes meandering in the floor of the house, it is possible to efficiently cool and heat the room. It can be performed. In particular, since the hot water pipe of the indoor heater is heat-exchanged by water heat exchange and uses the hot water as it is, the heating efficiency is high.
(6) Since the ventilation duct that opens to the outside of the house branches off from the electric three-way shutter interposed in the middle part of the exhaust duct, the air conditioning system according to the present invention is not used for cooling or heating. If not used for ventilating the underfloor space, the ventilation fan can simply be used as a 24-hour ventilation system.
(7) If a temperature sensor is installed in the first floor underfloor space, and the temperature sensor causes the temperature of the first floor underfloor space to be approximately + 2 ° C during heating operation, only the waste heat in the room is used for heat exchange with the refrigerant. Since it is used, the refrigerant can be efficiently vaporized. The “substantially + 2 ° C.” is based on the applicant's knowledge obtained through a verification experiment described later, and is a numerical value in the range of (+ 2 ± 0.4) ° C., although it varies somewhat depending on the installation environment.
(8) The present invention performs exhaust by the power of a ventilation fan and uses natural ventilation as the supply air. Instead of the forced air supply method (first type ventilation), it is a centralized exhaust method (third type ventilation). . Therefore, dust and mold in the open air that cause allergies are not released indoors, from exhaust gas, which is considered a demerit of the heat exchange system used in Type 1 ventilation, to odors and chemical substances along with heat. There is no risk of mixing contaminated air with fresh air. Also, in terms of cost, according to the applicant's estimation, the cost at the beginning of installation is approximately 0.7 times the first type ventilation, and the power consumption corresponding to the running cost is also the first type ventilation. Since the electric power to collect is also required, it becomes larger than the third type ventilation.
(9) In addition, since the present invention is intended for heating and cooling the entire interior of the house, partial condensation in the house may occur when a non-heating room or a single ventilation fan is installed in the house. In addition, a long life of the house can be achieved, and since the controller for controlling the operation of the waste heat recovery type house interior and the first floor underfloor space air conditioning system can be installed in approximately one place, the equipment configuration of the system itself is simplified. An indoor heater is a hot water pipe laid on the floor of a house. If the fan coil unit and the air supply duct of the indoor air conditioner are embedded in the ceiling, the heater or air conditioner will protrude into the room. It is not installed, and the room is spacious and clean.
本考案を実施するための最良の形態に係る実施例について、図1および図2に基づいて説明する。
なお、図1は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムの配置図であり、図2は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムの構成図であって、図2(a)は暖房時における実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムの構成図、図2(b)は冷房時における実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムの構成図、である。
An embodiment according to the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a layout diagram of the waste heat recovery type residential room and the first floor under-floor air conditioning system according to the embodiment, and FIG. 2 is a waste heat recovery type residential room and the first floor under floor space according to the example. FIG. 2A is a configuration diagram of an air conditioning system, FIG. 2A is a configuration diagram of a waste heat recovery type residential room and a first-floor space air conditioning system according to an embodiment during heating, and FIG. 2B is an implementation during cooling. It is a block diagram of the waste heat recovery type | mold house room which concerns on an example, and a 1st-floor space air conditioning system.
図1および図2において、符号10は空気熱交換ユニット、符号11は送風ファン、符号12は空気熱交換器、符号13は空気室、符号14は電動シャッター、符号15は排気通路、符号20は水熱交換ユニット、符号21は圧縮機、符号22は四方弁、符号23は水熱交換器、符号24は減圧弁、符号26は循環ポンプ、符号31は換気ファン、符号32は排気ダクト、符号33は吸気ダクト、符号34は換気ダクト、符号35は電動三路シャッター、符号36は吸気孔、符号41は第1の連絡管、符号42は第2の連絡管、符号43は第3の連絡管、符号51は第1の冷媒循環管路、符号52は第2の冷媒循環管路、符号61は冷温水共用循環管路、符号62は温水循環管路、符号64は温水管、符号71は冷水循環管路、符号72は三方弁、符号74はファンコイルユニット、符号75は給気ダクト、符号76は給気孔、符号80は住宅、符号81は1階床下空間、符号82a、82b、82c、82d、82e、82fは室、符号831は1階天井、符号832は2階天井、符号841は1階床、符号842は2階床、である。
1 and 2,
まず、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムの構成について説明する。なお、図1に示すように、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムは説明の都合上、2階建ての住宅80に設置された場合を想定しているが、必ずしも2階建て住宅に限定されるわけではなく、平屋住宅であっても3階建て住宅であっても適用することができることは勿論である。
First, the configurations of the waste heat recovery type residential room and the first-floor space air conditioning system according to the embodiment will be described. In addition, as shown in FIG. 1, although the waste heat recovery type | mold house room and 1st-floor space air conditioning system which concern on an Example assume the case where it installs in the 2-
実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムは、大別して、住宅80の1階床下空間81に設置される空気熱交換ユニット10と、住宅80の屋外に設置される水熱交換ユニット20と、1階天井831裏に設置される換気ファン31と、これらを連結する配管やダクト等から構成されている。
The waste heat recovery type residential room and the first floor underfloor space air conditioning system according to the embodiment are roughly classified into the air
空気熱交換ユニット10は略直方体の筐体であって、その内部には幅方向の全断面に亘って空気熱交換器12が収納されている。そして、この空気熱交換器12の前面には空気室13が形成されていて、空気室13には空気室13内の空気を空気熱交換器12に送り込む2台の送風ファン11が空気熱交換器12の面に平行に設置されている。なお、2台の送風ファン11は、いずれも多数の小型の前向き羽根をもった多翼ファンであるシロッコファンを使用している。
さらに、空気室13には後述する換気ファン31に連通する排気ダクト32の先端が開口するとともに、三方の壁面には電動シャッター14が嵌設されている。また、空気熱交換器12の後面には、その先端が屋外に連通する排気通路15が設置されていて、2台の送風ファン11により送り込まれた空気は、空気熱交換器12で冷媒と熱交換した後に排気通路15から屋外に排出されるようになっている。
そして、実施例における空気熱交換ユニット10の寸法は、幅900mm×長さ790mm×高さ380mmである。なお、空気熱交換ユニット10の幅とは、空気熱交換器12の面と平行な方向をいう。
The air
Further, the
And the dimension of the air
水熱交換ユニット20も空気熱交換ユニット10と同様に略直方体の筐体であって、その内部には圧縮機21、四方弁22、水熱交換器23および減圧弁24が収納されている。そして、水熱交換器23と四方弁22とは第1の連絡管41で連結され、圧縮機21の吸引側と四方弁22とは第2の連絡管42で連結され、圧縮機21の吐出側と四方弁22とは第3の連絡管43で連結されている。さらに、空気熱交換器12と四方弁22とは第1の冷媒循環管路51で連結されるとともに、水熱交換器23と空気熱交換器12とは第2の冷媒循環管路52で連結されていて、第2の冷媒循環管路52には減圧弁24が介装されている。
そして、四方弁22の切り替えにより、暖房運転時には第1の冷媒循環管路51と第2の連絡管42、および第1の連絡管41と第3の連絡管43が接続され、冷房運転時には第1の冷媒循環管路51と第3の連絡管43、および第1の連絡管41と第2の連絡管42とが接続されるようになっている。
なお、実施例における水熱交換ユニット20の寸法は、幅550mm×長さ250mm×高さ1,010mmとしている。
Similarly to the air
By switching the four-way valve 22, the first
In addition, the dimension of the water
24時間を通して室82aないし82fを換気する換気ファン31は、前述したように、すべての室82aないし82fを対象に0.5回/h以上の換気回数を確保するために設置される機械換気設備であって、1階天井831と2階床842との間の空間に設置されている。そして、換気ファン31の吸気側には吸気ダクト33が連設され、換気ファン31の排気側には排気ダクト32が連設されていて、排気ダクト32は水平方向から垂直方向に延伸して空気熱交換ユニット10の空気室13に開口している。また、吸気ダクト33からは分岐した枝管が室82aないし82f内に貫設される吸気孔36に連設している。
そして、排気ダクト32が水平方向から垂直方向に向きを変える部分には電動三路シャッター35が介装されていて、電動三路シャッター35から分岐された換気ダクト34が水平方向に延伸してその先端は住宅80の外部に開口している。
As described above, the
An electric three-
実施例に使用する室内暖房器は、1階床841および2階床842に蛇行するようにして布設された温水管64から構成されていて、この温水管64に往き管と戻り管からなる温水循環管路62が接続されている。さらに、温水循環管路62は三方弁72を介して冷温水共用循環管路61に接続され、冷温水共用循環管路61は水熱交換器23に連設されるとともに、冷温水共用循環管路61には循環ポンプ26が介装されている。
The indoor heater used in the embodiment is composed of a
実施例に使用する室内冷房器は、1階天井831および2階天井832内に設置されるファンコイルユニット74と、このファンコイルユニット74から延伸して各室82aないし82fの天井に穿設される給気孔76に接続する給気ダクト75とから構成されている。そして、ファンコイルユニット74には室内の空気を循環させる送風機、室内の空気を冷やす冷水コイルおよび防塵装置が収納されていて、この冷水コイルに往き管と戻り管からなる冷水循環管路71が接続されている。さらに、冷水循環管路71は三方弁72を介して冷温水共用循環管路61に接続され、冷温水共用循環管路61には水熱交換器23および循環ポンプ26が介装されている。
The indoor air conditioner used in the embodiment is provided with a
つぎに、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムが行うことのできる暖房システム、冷房システム、1階床下空間乾燥システムおよび24時間換気システムについて説明する。 Next, a heating system, a cooling system, a first-floor space drying system, and a 24-hour ventilation system that can be performed by the waste heat recovery type residential room and the first-floor space air conditioning system according to the embodiment will be described.
まず、暖房システムについて、主に、図2(a)を基に説明する。
前述したように、四方弁22の切り替えにより、暖房運転時には第1の冷媒循環管路51と第2の連絡管42、および第1の連絡管41と第3の連絡管43が接続されて、冷媒の流れ方向に沿って、圧縮機21→第3の連絡管43→第1の連絡管41→水熱交換器23→第2の冷媒循環管路52→減圧弁24→第2の冷媒循環管路52→空気熱交換器12→第1の冷媒循環管路51→第2の連絡管42→圧縮機21、からなる冷媒の循環管路が形成される。
このように形成された冷媒の循環管路では、冷媒は、圧縮機21により高温(略90℃)高圧のガス体となって水熱交換器23に送られ、この水熱交換器23により冷温水共用循環管路61を流れる略40℃の温水と熱交換して略45℃〜50℃の温水とされる一方で、冷媒自身は略40℃の液体となる。略40℃の液体となった冷媒は減圧弁24により減圧されて−14℃の液・ガス混合体となって空気熱交換器12に送られる。さらに、冷媒は、空気熱交換器12で略23℃の空気と熱交換して暖められ、略−4℃のガスとなって圧縮機21に送られる。
First, the heating system will be described mainly based on FIG.
As described above, by switching the four-way valve 22, the first
In the refrigerant circulation line thus formed, the refrigerant is sent to the
ところで、24時間を通して新鮮な外気と換気する換気ファン31は、略常時稼動していて、各室82aないし82f内の暖められた空気は、排気ダクト32を通って空気熱交換ユニット10の空気室13に送られる。空気室13では電動シャッター14を「開」として1階床下空間81内の空気を取り込み、空気室13で各室内の暖められた空気と1階床下空間81内の空気とが混ざり合った空気は、送風ファン11で付勢されて空気熱交換器12に送られる。そして、空気熱交換器12で冷媒と熱交換して略−4℃まで冷やされた空気は排気通路15を通って屋外に排出される。
なお、1階床下空間81には図示外の温度センサーが設置されていて、この温度センサーが略2℃以下の1階床下空間温度を感知すると、常時「開」の電動シャッター14が温度センサーに連動して「閉」となって1階床下空間81内の空気を遮断し、各室内の暖められた空気のみを空気熱交換器12に送るようになっている。
By the way, the
In addition, a temperature sensor (not shown) is installed in the first
三方弁72の操作により、冷温水共用循環管路61、温水循環管路62および温水管64が接続されて、温水の流れ方向に沿って、循環ポンプ26→冷温水共用循環管路61(往き管)→水熱交換器23→冷温水共用循環管路61(往き管)→三方弁72→温水循環管路62(往き管)→1階床841および2階床842の温水管64→温水循環管路62(戻り管)→三方弁72→冷温水共用循環管路61(戻り管)→循環ポンプ26、からなる温水の循環管路が形成される。
そして、循環ポンプ26の稼動により温水が上記の温水の循環管路内を流れ、略40℃の温水は、水熱交換器23により略45℃〜50℃まで暖められて、1階床841および2階床842の温水管64に送られる。温水管64により各室内82aないし82fの室内を暖めた温水は、略40℃となって、再び、水熱交換器23に送られる。
以上が、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムが行う暖房システムの仕組みである。
By operating the three-
Then, the hot water flows through the hot water circulation line by the operation of the
The above is the structure of the heating system performed by the waste heat recovery type residential room and the first floor underfloor space air conditioning system according to the embodiment.
つぎに、冷房システムについて、主に、図2(b)を基に説明する。
前述したように、四方弁22の切り替えにより、冷房運転時には第1の冷媒循環管路51と第3の連絡管43、および第1の連絡管41と第2の連絡管42とが接続されて、冷媒の流れ方向に沿って、圧縮機21→第3の連絡管43→第1の冷媒循環管路51→空気熱交換器12→第2の冷媒循環管路52→減圧弁24→第2の冷媒循環管路52→水熱交換器23→第1の連絡管41→第2の連絡管42→圧縮機21、からなる冷媒の循環管路が形成される。
このように形成された冷媒の循環管路では、冷媒は、圧縮機21により高温(略73℃)高圧のガス体となって空気熱交換器12に送られ、この空気熱交換器12で略30℃の空気により冷やされて略40℃の液体となる。略40℃の液体となった冷媒は減圧弁24により減圧されて略0℃の液体となって水熱交換器23に送られる。水熱交換器23により冷温水共用循環管路61を流れる略12℃の冷水と熱交換して略7℃の冷水とする一方で、冷媒自身は略12℃のガス体となって圧縮機21に送られる。
Next, the cooling system will be described mainly based on FIG.
As described above, the switching of the four-way valve 22 connects the first
In the refrigerant circulation line formed in this way, the refrigerant becomes a high-temperature (approximately 73 ° C.) high-pressure gas body by the
「暖房システム」で説明したように、略常時稼動の換気ファン31は、各室82aないし82f内の冷やされた空気を、排気ダクト32を介して空気熱交換ユニット10の空気室13に送る。空気室13では電動シャッターを「開」として1階床下空間81内の空気を取り込み、空気室13で各室内の冷やされた空気と1階床下空間81内の外気よりも低温の空気とが混ざり合った空気は、送風ファン11で付勢されて空気熱交換器12に送られる。そして、空気熱交換器12で冷媒と熱交換した空気は排気通路15を通って屋外に排出される。
As described in the “heating system”, the
三方弁72の操作により、冷温水共用循環管路61、冷水循環管路71およびファンコイルユニット74が接続されて、冷水の流れ方向に沿って、循環ポンプ26→冷温水共用循環管路61(往き管)→水熱交換器23→冷温水共用循環管路61(往き管)→三方弁72→冷水循環管路71(往き管)→1階天井831および2階天井832内のファンコイルユニット74→冷水循環管路71(戻り管)→三方弁72→冷温水共用循環管路61(戻り管)→循環ポンプ26、からなる冷水の循環管路が形成される。
循環ポンプ26の稼動により冷水が上記の冷水の循環管路内を流れ、略12℃の冷水は、水熱交換器23により略7℃まで冷やされて、1階天井831および2階天井832内のファンコイルユニット74に送られる。ファンコイルユニット74に送られた冷水はファンコイルユニット74内の冷水コイルを通った後、再び、水熱交換器23に送られる。一方で、ファンコイルユニット74内の送風機で吸引された室内の空気は、冷水コイルにより冷やされて、再び、給気孔76を介して各室内に戻り、各室内を冷却する。
以上が、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システムが行う冷房システムの仕組みである。
By operating the three-
When the
The above is the mechanism of the cooling system performed by the waste heat recovery type residential room and the first-floor space air conditioning system according to the embodiment.
つぎに、1階床下空間乾燥システムおよび24時間換気システムについて説明する。
1階床下空間乾燥システムは、空気熱交換ユニット10の空気室13に嵌設されている電動シャッター14が「開」となり、送風ファン11が稼動することにより1階床下空間81内の空気が吸引されて、排気通路15を通って屋外に排出されることにより行われる。したがって、1階床下空間81に設置された図示外の温度センサーが略2℃以下の1階床下空間温度を感知した場合を除く暖房時、および冷房時においては、空気熱交換ユニット10の電動シャッター14が自動的に「開」となって、1階床下空間81内に空気の流れを作り、1階床下空間81内を乾燥させる。
なお、冷暖房時以外においては、電動シャッター14を「開」として送風ファン11を単独稼動させることにより1階床下空間81内の乾燥を促進させる。
Next, the first floor underfloor space drying system and the 24-hour ventilation system will be described.
In the first floor underfloor space drying system, the
In addition, during the time other than air conditioning, drying in the first floor
24時間換気システムは換気ファン31が稼動することにより行われるが、前述したように、冷暖房時には換気ファン31が常時稼動しているため、24時間換気システムは有効に機能する。また、冷暖房時以外においては、排気ダクト32の中間部に介装された電動三路シャッター35の操作により、換気ファン31の排気側に換気ダクト34が接続されて、換気ファン31から直接的に各室82aないし82f内の空気が排出され換気される。
The 24-hour ventilation system is performed by operating the
ここで、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システム(以下、「廃熱回収型空調システム」という。)の実証実験について説明する。
(1)廃熱回収型空調システムの主要構成部品の仕様
空気熱交換器の仕様(サンライズ工業株式会社製)
冷暖用コイル:3列×12段×有効長720mm×有効高270mm
回路数:4回路
パス数:12パス/1回路
回路長:8.6m/1回路
水熱交換器の仕様(アルファ・ラバル株式会社製)
型式:CB26−42H
伝熱板:幅112mm×高さ311mm×厚110mm
伝熱板枚数:42H
伝熱面積:1.0m2
シロッコファンの仕様(株式会社ソーワテクニカ製)
型式:BFD−18WS1
定格電圧:単相100V
公称出力:300W
圧縮機の仕様(三菱電機株式会社製)
型式:TE338SEAM2
圧縮機の形式:ローリングピストン形回転式全密封電動圧縮機
圧縮機のシリンダ数:2
圧縮機の押しのけ量:33.8cm3
電動機の定格出力:1,500W
冷媒種類:R407C
性能電圧:200定格V
Here, a demonstration experiment of the waste heat recovery type indoor room and the first floor underfloor space air conditioning system (hereinafter referred to as “waste heat recovery type air conditioning system”) according to the embodiment will be described.
(1) Specifications of main components of waste heat recovery type air conditioning system Specifications of air heat exchanger (manufactured by Sunrise Kogyo Co., Ltd.)
Cooling / heating coil: 3 rows x 12 stages x effective length 720 mm x effective height 270 mm
Number of circuits: 4 circuits Number of paths: 12 paths / 1 circuit Circuit length: 8.6 m / 1 circuit Specifications of water heat exchanger (manufactured by Alfa Laval)
Model: CB26-42H
Heat transfer plate: width 112mm x height 311mm x thickness 110mm
Number of heat transfer plates: 42H
Heat transfer area: 1.0m 2
Sirocco fan specifications (manufactured by Sowa Technica Co., Ltd.)
Model: BFD-18WS 1
Rated voltage: Single phase 100V
Nominal output: 300W
Compressor specifications (Mitsubishi Electric Corporation)
Model: TE338SEAM2
Compressor type: Rolling piston type rotary fully sealed electric compressor Number of compressor cylinders: 2
Compressor displacement: 33.8 cm 3
Rated output of motor: 1,500W
Refrigerant type: R407C
Performance voltage: 200 rated V
(2)暖房システムの実証実験について
東京都調布市内の住宅に廃熱回収型空調システムを設置して平成19年11月に一連の実証実験を行った。そのデーターの一部を図3に示す。
なお、図3に示すデーターは、平成19年11月29日の22時から23時までのものであり、横軸を測定時刻(時・分・秒)とし、縦軸を温度(℃)および熱量(Kcal/h)としている。また、温水入口および温水出口とは、それぞれ水熱交換器の入口および出口における循環温水の温度(℃)であり、室内温度を20℃に設定した。
(2) Demonstration experiment of heating system A series of demonstration experiments were conducted in November 2007 with a waste heat recovery air conditioning system installed in a house in Chofu City, Tokyo. A part of the data is shown in FIG.
The data shown in FIG. 3 is from November 2nd, 2007, from 22:00 to 23:00, the horizontal axis is the measurement time (hours / minutes / seconds), and the vertical axis is the temperature (° C.) and The amount of heat (Kcal / h) is used. The hot water inlet and the hot water outlet are the temperatures (° C.) of the circulating hot water at the inlet and outlet of the water heat exchanger, respectively, and the room temperature was set to 20 ° C.
(3)冷房システムの実証実験について
栃木県宇都宮市内の住宅に廃熱回収型空調システムを設置して平成19年8月に一連の実証実験を行った。そのデーターの一部を図4に示す。
なお、図4に示すデーターは、平成19年8月16日の13時から14時までのものであり、横軸を測定時刻(時・分・秒)とし、縦軸を温度(℃)および熱量(Kcal/h)としている。また、冷水入口および冷水出口とは、それぞれ水熱交換器の入口および出口における循環冷水の温度(℃)であり、室内温度を26℃に設定した。
(3) About demonstration experiment of cooling system A series of demonstration experiments were conducted in August 2007 with a waste heat recovery type air conditioning system installed in a house in Utsunomiya City, Tochigi Prefecture. A part of the data is shown in FIG.
The data shown in FIG. 4 is from 16:00 to 14:00 on August 16, 2007, the horizontal axis is the measurement time (hours / minutes / seconds), and the vertical axis is the temperature (° C.) and The amount of heat (Kcal / h) is used. The cold water inlet and the cold water outlet are the temperature (° C.) of the circulating cold water at the inlet and the outlet of the water heat exchanger, respectively, and the room temperature was set to 26 ° C.
また、上記実証実験に基づき、「年間暖房費および年間冷房費」、「エネルギー消費量およびCO2排出量」について、廃熱回収型空調システム、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムのそれぞれの試算をした。
(1)比較対象システムの型式
灯油ボイラーシステムの型式:DB−1200F(屋内用密閉式強制給排気形:株式会社長府製作所製)
ガスボイラーシステムの型式:FS−1201BRSW2UN(屋外設置型暖房専用熱源機:東京ガス株式会社製)
In addition, based on the above demonstration experiment, “Annual heating and cooling costs” and “Energy consumption and CO 2 emissions” were calculated for waste heat recovery air conditioning system, kerosene boiler system and gas boiler system, respectively. .
(1) Type of system to be compared Type of kerosene boiler system: DB-1200F (indoor sealed forced supply / exhaust type: manufactured by Nagafu Seisakusho Co., Ltd.)
Model of gas boiler system: FS-1201BRSW 2 UN (Outdoor installation type heat source dedicated to heating: manufactured by Tokyo Gas Co., Ltd.)
(2)年間暖房費および年間冷房費の試算
年間の暖房費は、熱損失係数(ここでは略関東以西の次世代省エネルギー基準値である2.7W/m2K(=2.322kcal/m2K)を採用)に暖房対称面積(120m2)を乗じて総熱損失係数を算出し(2.322kcal/m2K×120m2≒279kcal/K)、これに暖房デグリーディー(1416℃・日)を乗じて年間暖房負荷を算出した(279kcal/K×24h×1416℃・日=9,481,536kcal/年)。さらに、この年間暖房負荷から各燃料の消費量を算出し、これに各燃料代(東京電力:22.31円/kwh、灯油:84円、東京ガス:112.97円/m3)を乗じて求めた。
また、年間の冷房費は、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムが冷房には使用されないため、廃熱回収型空調システムについて、気温が27.8℃以上となる7月の12日間および気温が29.9℃以上となる8月の31日間について算出した。算出に際しては、外壁に拠る伝導負荷および窓ガラスに拠る輻射負荷を合計して冷房負荷を求め、これから電力の消費量を算出し、これに電気代(東京電力:22.31円/kwh)を乗じて求めた。
なお、年間暖房費および年間冷房費の計算結果を表1に示すが、前述したように、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムは冷房に使用されないため、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムについては、廃熱回収型空調システムで試算した数値をそのまま流用した。
(2) Annual heating costs estimates annual heating costs and annual cooling costs, heat loss coefficient (in this case the next generation energy saving standard value of approximately Kanto west 2.7W / m 2 K (= 2.322kcal / m 2 K) is multiplied by the heating symmetry area (120 m 2 ) to calculate the total heat loss coefficient (2.322 kcal / m 2 K × 120 m 2 ≈279 kcal / K), and this is the heating degree (1416 ° C / day) ) To calculate the annual heating load (279 kcal / K × 24 h × 1416 ° C./day=9,481,536 kcal / year). Furthermore, the consumption of each fuel is calculated from this annual heating load, and this is multiplied by each fuel cost (Tokyo Electric Power: 22.31 yen / kwh, kerosene: 84 yen, Tokyo Gas: 112.97 yen / m 3 ). Asked.
In addition, since the kerosene boiler system and the gas boiler system are not used for cooling, the annual cooling costs for the waste heat recovery type air conditioning system are 12 days in July when the temperature is 27.8 ° C. or more and the temperature is 29. Calculations were made for 31 days in August at 9 ° C or higher. In the calculation, the cooling load is obtained by adding the conduction load due to the outer wall and the radiation load due to the window glass, and the electric power consumption is calculated from this, and the electricity bill (Tokyo Electric Power: 22.31 yen / kwh) is calculated. It was calculated by multiplying.
The calculation results of the annual heating cost and the annual cooling cost are shown in Table 1. As described above, the kerosene boiler system and the gas boiler system are not used for cooling. The values calculated by the recovery air conditioning system were used as they were.
(3)暖房時におけるエネルギー消費量およびCO2排出量の試算
エネルギー消費量およびCO2排出量は、上記の「年間暖房費および年間冷房費の試算」で求めた冷暖房時における各燃料の消費量に、エネルギー消費量については各燃料の熱量換算値(電気:3.6MJ/kwh、灯油:37MJ/L、ガス(LNG):45MJ/m3)を乗じ、CO2排出量については各燃料のCO2排出量(電気=0.368kg・CO2/kwh、灯油=2.51kg・CO2/L、ガス(LNG)=2.21kg・CO2/m3)を乗じて求めた。
なお、暖房時におけるエネルギー消費量およびCO2排出量の計算結果を表2に示すが、表1と同様に、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムは冷房に使用されないため、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムについては、廃熱回収型空調システムで試算した数値をそのまま流用した。
(3) Estimation energy consumption and CO 2 emissions from energy consumption and CO 2 emissions in the heating, the consumption of each fuel during cooling and heating obtained in "estimates annual heating costs and annual cooling expenses" of the In addition, the energy consumption is multiplied by the calorific value of each fuel (electricity: 3.6 MJ / kwh, kerosene: 37 MJ / L, gas (LNG): 45 MJ / m 3 ), and CO 2 emissions are calculated for each fuel. CO 2 emission (electricity = 0.368 kg · CO 2 / kwh, kerosene = 2.51 kg · CO 2 / L, gas (LNG) = 2.21 kg · CO 2 / m 3 ) was used for multiplication.
The calculation results of energy consumption and CO 2 emissions during heating are shown in Table 2. As in Table 1, the kerosene boiler system and the gas boiler system are not used for cooling, so the kerosene boiler system and the gas boiler system As for, the values calculated by the waste heat recovery type air conditioning system were used as they were.
表1に示すように、本考案の廃熱回収型空調システムの年間冷暖房費については、灯油ボイラーシステムの73.3%であり、ガスボイラーシステムの56.0%となっている。
そして、表2に示すように、本考案の廃熱回収型空調システムのエネルギー消費量については、灯油ボイラーシステムに対して70.0%の削減効果を奏し、ガスボイラーシステムに対して68.0%の削減効果を奏する。また、本考案の廃熱回収型空調システムのCO2排出量については、灯油ボイラーシステムに対して56.3%の削減効果を奏し、ガスボイラーシステムに対して38.2%の削減効果を奏する。
As shown in Table 1, the annual heating and cooling cost of the waste heat recovery type air conditioning system of the present invention is 73.3% of the kerosene boiler system and 56.0% of the gas boiler system.
As shown in Table 2, the energy consumption of the waste heat recovery type air conditioning system of the present invention was reduced by 70.0% compared to the kerosene boiler system, and 68.0% compared to the gas boiler system. % Reduction effect. In addition, the CO 2 emission amount of the waste heat recovery type air conditioning system of the present invention has a 56.3% reduction effect with respect to the kerosene boiler system and a 38.2% reduction effect with respect to the gas boiler system. .
10 空気熱交換ユニット
11 送風ファン
12 空気熱交換器
13 空気室
14 電動シャッター
15 排気通路
20 水熱交換ユニット
21 圧縮機
22 四方弁
23 水熱交換器
24 減圧弁
26 循環ポンプ
31 換気ファン
32 排気ダクト
34 換気ダクト
35 電動三路シャッター
41 第1の連絡管
42 第2の連絡管
43 第3の連絡管
51 第1の冷媒循環管路
52 第2の冷媒循環管路
62 温水循環管路
64 温水管
71 冷水循環管路
74 ファンコイルユニット
75 給気ダクト
80 住宅
81 1階床下空間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
圧縮機、四方弁、水熱交換器および減圧弁が収納され該住宅の屋外に設置される水熱交換ユニットと、
該住宅内に設置され室内の空気を24時間換気する換気ファンと、
該換気ファンの排気側と該シロッコファンの吸気側とを接続する排気ダクトと、
該四方弁と該空気熱交換器とを接続する第1の冷媒循環管路と、
該減圧弁を介して該空気熱交換器と該水熱交換器とを接続する第2の冷媒循環管路と、
該水熱交換器と該四方弁とを連結する第1の連絡管と、
該圧縮機の吸引側と該四方弁とを連結する第2の連絡管と、
該圧縮機の吐出側と該四方弁とを連結する第3の連絡管と、
該水熱交換器と該住宅の室内に設置される室内暖房器および/または室内冷房器とを接続する往き管と戻り管からなる循環管路であって、該循環管路に介装される循環ポンプにより冷水および/または温水が循環する冷温水循環管路と、からなり、
該シロッコファンの吸気側は空気室で囲繞され、該排気ダクトは該空気室内に開口するとともに該空気室の壁面には該1階床下空間に開口する電動シャッターが嵌設されて、該空気室は該排気ダクトから送られる室内廃熱と床下空間内空気、または該室内廃熱のみで満たされ、
該空気熱交換器は該シロッコファンの送気側に設置されるとともに、該空気熱交換器の該シロッコファンの反対側には該住宅の屋外に連通する排気通路が接続され、
該四方弁の切り替えにより、暖房運転時には第1の冷媒循環管路と第2の連絡管、および第1の連絡管と第3の連絡管が接続されることにより、該圧縮機、該水熱交換器、該減圧弁、該空気熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、
冷房運転時には第1の冷媒循環管路と第3の連絡管、および第1の連絡管と第2の連絡管とが接続されることにより、該圧縮機、該空気熱交換器、該減圧弁、該水熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、
前記冷温水循環管路はそれぞれ別系統の冷水循環管路および温水循環管路であり、
前記室内冷房器は該住宅の天井裏に設置されるファンコイルユニットと、基端部が該ファンコイルユニットに接続され先端部が各室内に開口する給気ダクトとからなり、該ファンコイルユニットは該冷水循環管路に接続され、
前記室内暖房器は前記住宅の床内に蛇行して布設される温水管であって、該温水管は該温水循環管路に接続される、ことを特徴とする廃熱回収型住宅用室内及び1階床下空間空調システム。 An air heat exchange unit in which a sirocco fan and an air heat exchanger are housed and installed in the space below the first floor of the house;
A water heat exchange unit in which a compressor, a four-way valve, a water heat exchanger and a pressure reducing valve are housed and installed outside the house;
A ventilation fan installed in the house and ventilating the indoor air for 24 hours;
An exhaust duct connecting the exhaust side of the ventilation fan and the intake side of the sirocco fan;
A first refrigerant circulation line connecting the four-way valve and the air heat exchanger;
A second refrigerant circulation line connecting the air heat exchanger and the water heat exchanger via the pressure reducing valve;
A first connecting pipe connecting the water heat exchanger and the four-way valve;
A second connecting pipe connecting the suction side of the compressor and the four-way valve;
A third connecting pipe connecting the discharge side of the compressor and the four-way valve;
A circulation line composed of an outgoing pipe and a return pipe that connect the water heat exchanger to an indoor heater and / or an indoor cooler installed in the room of the house, and is interposed in the circulation pipe A cold / hot water circulation pipe through which cold water and / or hot water circulates by a circulation pump,
The air intake side of the sirocco fan is surrounded by an air chamber, the exhaust duct opens into the air chamber, and an electric shutter that opens into the space below the first floor is fitted on the wall surface of the air chamber. Is filled only with indoor waste heat and air in the underfloor space sent from the exhaust duct, or the indoor waste heat,
The air heat exchanger is installed on the air supply side of the sirocco fan, and an exhaust passage communicating with the outside of the house is connected to the opposite side of the air heat exchanger to the sirocco fan,
By switching the four-way valve, the first refrigerant circulation line and the second communication pipe, and the first communication pipe and the third communication pipe are connected during heating operation, so that the compressor, the water heat An exchanger, the pressure reducing valve, the air heat exchanger and the compressor are connected in this order to form a refrigerant circulation line through which the refrigerant circulates,
During the cooling operation, the first refrigerant circulation line and the third communication pipe, and the first communication pipe and the second communication pipe are connected, so that the compressor, the air heat exchanger, and the pressure reducing valve are connected. , The water heat exchanger and the compressor are connected in this order to form a refrigerant circulation line through which the refrigerant circulates,
The cold / hot water circulation pipes are respectively different systems of cold water circulation pipes and hot water circulation pipes,
The indoor air conditioner includes a fan coil unit installed behind the ceiling of the house, and an air supply duct whose base end is connected to the fan coil unit and whose front end opens into each room. Connected to the cold water circulation line,
The indoor heater is a hot water pipe meanderingly installed in the floor of the house, and the hot water pipe is connected to the hot water circulation pipe, 1st floor underfloor space air conditioning system.
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