JP5352771B1

JP5352771B1 - スマートエコ空調システム

Info

Publication number: JP5352771B1
Application number: JP2012184598A
Authority: JP
Inventors: 敬治井上
Original assignee: 株式会社ワールドルームブリス
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: JP2014035179A

Abstract

【課題】床下蓄熱層を利用したスマートエコ空調システムを提供する。
【解決手段】エアコン装置と埋設管６と風圧弁４と風圧シャッター５と蓄熱層１０４を含むスマートエコ空調システムであって、室外機２の作動により、外気は外気ボックス１０２から、地中埋管６を経由し、予冷暖房空気になり、ボックス１０３内に取り入れられ、ボックス１０３内の空気を大気に排気し、室外機の熱効率を改善向上し、さらに室外機２の吸込み風量不足は、ボックス１０３に設置した風圧シャッター５から外気をボックス１０３内に直接取り込み風量を調整し、一方では、室内機１の作動により、外気は地中埋設した管を経由し、還気と混合され、室内機１により給気となり室内１０１に吹き出し、室内の温度変化を抑制する。一方室内機１のファンの作動により、外気は埋設管６を経由し、還気と混合され、室内機１より給気となり、床下蓄熱送を通過し、さらに蓄熱層から室内に吹出す。
【選択図】図１

Description

本発明はエアコン装置に地中熱交換と２４時間換気システムを取り入れた蓄熱型熱交換空調システムに関する。

従来のエアコンの室外機においては、外気空気を直接取り入れるのが一般である。

従来の地熱利用の熱交換空調システムは、地中熱交換パイプに送風機とドレンポンプと体温センサーなど、多種の装置を組み込み、夏と冬とを使い分けているものがある。

従来の空調システムに於いて、引用文献１の開閉弁はモーターなどで開閉する開閉蓋があって冬季は閉じ、夏季は開くシステムである。

従来の空調システムに於いて、引用文献２の風量調節弁は室外空気を０〜１００％範囲で調節する調節弁であり、室内外空気の混合比をあらかじめ設定するシステムである。

従来の床暖房システムに於いて、引用文献３は、蓄熱層に空気熱を蓄熱するシステムであり、蓄熱層から室内に空気を取入れない床蓄熱装置である。

引用文献１

特開平１−１７４８３３号公報

引用文献２

登録実用新案第３１１４４４８号公報

引用文献３

特開平７−１２００７４号公報

以上に述べた従来の熱交換空調システムの室外機においては、夏は暑い空気、冬は冷たい空気を直接室外機の熱交換フィンに取り込むために、冷暖房の熱効率が低下し、冷暖房費が高額になる。

また、上記の地熱利用の熱交換空調システムは地中に縦に深く管を施工することにより、管内に結露が発生するため、結露対策が必要となる。

さらに、上記の熱交換空調システムは四季を通して２４時間換気冷暖房空調システムと活用するには、送風機や熱交換機やエアコン装置など、多種の装置を組み込み必要があり、施工が複雑になり、施工費が高額になり、修理費も高額になるものである。

本発明は、上記の課題に着目したものであり、四季を通して２４時間換気冷暖房空調を行い、省エネ（エコ）であり、快適な暮らしが実現するための手段として、地熱交換システムや蓄熱システムを採用した安価な施工費と省エネ（エコ）で快適な空調システムを提供することを目的とする。

発明が解決するための手段

上記の課題解決手段は、エアコン装置と埋設管と風圧弁と風圧シャッターを含むスマートエコ空調システムであって、室外機のファンの作動により、外気（ＯＡ）は地中に横に埋設した管を経由し、室外機を覆い建物に隣接した室外機ボックス内に取り入れ、２４時間換気空気は建物に設置した風圧弁から室外機ボックス内に取り入れ、さらに、室外機ボックス内の空気を大気に排気し、室外機の熱効率を改善向上し、室外機のファンによる吸込み風量不足に対しては、室外機ボックスに設置した風圧シャッターから外気を室外機ボックス内に直接取り込み風量を調整し、一方では、室内機のファンの作動により、外気（ＯＡ）は地中に横に埋設した管を経由し、還気（ＲＡ）と混合され、室内機により給気（ＳＡ）となり、床下蓄熱層を通過し、さらに蓄熱層から室内に吹き出し、すべての動力はエアコン（室内機、室外機）装置のみで作動するスマートエコ空調システムである。

発明の効果

上述したように本発明のスマートエコ空調システムは、深夜電力を利用し、室外機のファンを利用し、埋設管の熱交換システムを利用し、熱交換した予冷暖房した空気と、２４時間換気する排気空気を室外機の熱交換に利用し、夏用冬用の使い分け無く、１年中、室外機の熱効率を改善向上する効果と、建物内は、室内機のファンを利用し、埋設管の熱交換システムを利用し、熱交換した予冷暖房した空気を２４時間換気給気とし、さらに室内機で空調した空気は床下蓄熱層を経由して、蓄熱しながら、床冷暖房システムとなり、室内に吹き出し、ヒートショック予防やカビ、白蟻駆除にする効果がある。

本発明の実施形態を示す構成面図である。本発明のブロック形状の形態を示す比較面図である。本発明の穴開きブロックを配置した構成面図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。

本発明は建物１００を図１に示す。建物１００の地下に埋設管６を埋設し、室外機ボックス１０３に室外機２と風圧弁４と風圧シャッター５を施工し、建物１００に室内機１と２４時間換気扇３と床下に蓄熱層１０４を施工した２４時間換気空調システムである。

この発明の室外機ボックス１０３は、室外機２の吸込み側と吹出し側以外を覆い、建物１００に隣接し（又はビルトイン）、室外機２のファンの作動により、外気空気と排気空気を室外機２の吸込み側に取り込み、吹出し側から大気に排気するためのボックスである。

この発明の蓄熱層１０４は土間上部と基礎側面に断熱材を施工し、その土間の断熱材の上に穴開きブロック７（図２−（ｃ））を交互に配置施工（図３）し、さらに鉄筋入りの土間コンクリートを施工することにより、四方八方、給気（ＳＡ）空気が抵抗少なく循環し、均一に蓄熱することが可能となる。従来の蓄熱層に使用するブロックは図２−（ａ）（基本ブロック）や図２−（ｂ）（横筋ブロック）であり、図２−（ａ）の基本ブロックを配置した場合は、交互に配置した面の空気の通過面積がブロック中心の穴に対して５０％なり、空気循環抵抗が大きくなる。また、図２−（ｂ）の横筋ブロックを配置した場合は、交互に配置した面のみの空気通過経路となり、蓄熱する表面積が３０％以下となる。本発明である穴開きブロック７（図２−（ｃ））は、ブロック中心の３個の穴を貫通し、３方向の側面が半円になっているために、交互に配置（図３）した場合に、ブロック中心の３個の穴と側面の穴が同じ大きさになり、均一に蓄熱を蓄えることが可能となる。

この発明の実施形態に示す図１において、上記の様に構成された地熱利用の蓄熱型２４時間空調システムについて説明する。まず建物１００は、屋根や外壁、基礎などは高断熱工法を採用し、窓は２重ガラス（Ｌｏｗ−Ｅ）を採用した高気密高断熱の全館２４時間換気空調システム構造が望ましい。

この発明の全館２４時間換気空調システムが設置した建物１００において、埋設管６は建物１００の地下、又は建物１００の平行に深さ１ｍ以上横長く、外気ボックス１０２から室外機ボックス１０３まで埋設する。室外機２のファンの風力を利用し、まず、外気空気（ＯＡ）Ａは外気ボックス（フィルター付き）１０２から、埋設管６に吸い込まれ、地中熱の熱交換により、予冷暖房空気Ｂになり、室外機ボックス内１０３に取り入れ、室外機ボックス１０３内の空気を排気することにより、室外機２の熱交換率を大幅に改善向上することが可能となる。たとえば真夏の外気空気（ＯＡ）Ａが３２℃の場合において、地下１．５ｍの地中温度は約１９℃前後であり、予冷房空気Ｂは３０℃前後となり、約−２℃前後冷やされた空気により、室外機２の冷房効率を向上することが可能となる。真冬場の外気空気（ＯＡ）Ａが０℃の場合においては、地下１．５ｍの地中温度は約１５℃前後であり、予暖房空気Ｂが約＋２℃前後暖められ、室外機２の暖房効率を向上することが可能となる。

さらに、室外機２のファンの風力により、建物１００に設置した風圧弁４から排気される排気空気（ＥＡ）Ｃは室外機ボックス１０３内に取り入れられ、さらに室外機２は室外機ボックス１０３内の空気を排気することにより、室外機２の熱交換率を大幅に改善向上することが可能となる。たとえば、真夏の外気空気（ＯＡ）Ａが３２℃の場合において、建物内１０１の空調した排気空気（ＥＡ）Ｃは、２７℃前後であり、−５℃前後冷たい空気が排気され、真冬場の外気空気（ＯＡ）Ａが０℃の場合において、建物内１０１の空調した排気空気（ＥＡ）Ｃは、２０℃前後であり、＋２０℃前後暖かい空気が排気され、室外機２内の熱交換機を経由して大気に排気する。排気空気量が１５０Φダクトの場合、外気空気（ＯＡ）Ａに対して約±２℃前後、室外機２の冷暖房効率を向上することが可能となる。なお、室外機２のインバーターによるファンの変動により、室外機ボックス１０３内の吸込み量が不足の場合、室外機ボックス１０３に取り付けた風圧シャッター５が作動し、外気空気（ＯＡ）Ａを直接取り込み、いずれも、すべて室外機２のファンの作動により、室外機ボックス１０３内の気圧が変化し、風圧弁４及び風圧シャッター５がファジーに開閉する。

外気空気（ＯＡ）Ａに対して、地熱利用において、±２℃の温度変化と、排気空気（ＥＡ）Ｃを利用して、±２℃の温度変化との合計±４℃温度が変動することになり、室外機２の熱交換率を大幅に改善向上することが可能となる。従来においては、室外機２は、夏には熱い空気を取り入れ、冬は冷たい空気を取り入れるために、室外機２の冷暖房効率が悪い。特に、冬は室外機２内に熱交換器に霜が附着し、自動霜取装置が作動し、無駄な電力を使用している。

一方、室内機１に於いては、２４時間換気システムとして、室内機１のファンの風力を利用し、外気空気（ＯＡ）Ａは外気ボックス（フィルター付き）１０２から、埋設管６に吸い込まれ、地中熱の熱交換により、予冷暖房空気Ｂになり、室内機１に取り入れ、室内機１から室内１０１の吹出し、室内１０１の温度変化を抑制する。室外機２が停止時には換気扇３が作動し、室外機２が作動時には、２４時間換気扇３を停止することが可能となり、節電なる。たとえば真夏の外気空気（ＯＡ）Ａが３２℃の場合において、地下１．５ｍの地中温度は約１９℃前後であり、予冷房空気Ｂは３０℃前後となり、約−２℃前後冷やされた空気により、室内機１の冷房効率を向上することが可能となる。真冬場の外気空気（ＯＡ）Ａが０℃の場合においては、地下１．５ｍの地中温度は約１５℃前後であり、予暖房空気Ｂが約＋２℃前後暖められる。

さらに、室内機１に於いては、還気空気（ＲＡ）Ｄと上記２４時間換気システム用予冷暖房空気Ｂを室内機１が空調し、給気空気（ＳＡ）Ｅを蓄熱層１０４の下部から吹き出し、敷き詰まられた穴開きブロック７の内部を蓄熱しながら通過し、さらに室内１０１の床から数か所、室内１０１に吹き出す。基本的には、深夜電力を利用し、深夜にエアコン（室内機１、室外機２）運転し、蓄熱層１０４に蓄熱し、日中は送風運転し、蓄熱した熱を活用する。また、蓄熱層１０４により、１階の床がすべて床冷暖房となることにより、エアコンの熱効率が向上する。建物１００の状況により、三相三線式動力電力を必要となり場合がある、深夜電力を利用し、蓄熱をすることにより、大幅な節電効果がある。

さらに、太陽光発電パネルやエコ給湯器などと組合せて施工することにより、より省エネでかつ健康住宅が完成する。

１：室内機
２：室外機
３：２４時間換気扇
４：風圧弁
５：風圧シャッター
６：埋設管
７：穴開きブロック
１００：建物
１０１：建物室内
１０２：外気ボックス
１０３：室外機ボックス
１０４：蓄熱層
Ａ：外気空気（ＯＡ）
Ｂ：予冷暖房空気
Ｃ：排気空気（ＥＡ）
Ｄ：還気（ＲＡ）
Ｄ：還気（ＲＡ）
Ｅ：給気（ＳＡ）

Claims

構成要素は、エアコン（室内機、室外機）装置と埋設管と風圧弁と風圧シャッターと蓄熱層を含む、２４時間換気機能があるスマートエコ空調システムであって、室外機のファンの作動により、外気（ＯＡ）は地中に横に埋設した管を経由し、室外機を覆い建物に隣接した室外機ボックス内に取り入れ、２４時間換気空気は建物に設置した風圧弁から室外機ボックス内に取り入れ、さらに、室外機ボックス内の空気を大気に排気し、室外機の熱効率を改善向上し、室外機のファンによる吸込み風量不足に対しては、室外機ボックスに設置した風圧シャッターから外気を室外機ボックス内に直接取り込み風量を調整し、一方では、室内機のファンの作動により、外気（ＯＡ）は地中に横に埋設した管を経由し、還気（ＲＡ）と混合され、室内機により給気（ＳＡ）となり、床下蓄熱層を通過し、さらに蓄熱層から室内に吹き出し、すべての動力はエアコン（室内機、室外機）装置のみで作動するスマートエコ空調システム。