JP6612228B2 - 空調システム、その周辺空調ユニットおよび加熱目的のための水パイプライン改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、建造物の空調システムおよびその周辺空調ユニットに関し、特に、本発明は、革新的な設備および空調ユニットに依拠して、夏季の空調をも得るための、水循環加熱システムの改修方法にも関する。

一般的に小規模および大規模建造物の室内の、室内空調のためのシステムは、集中システム（冷却ユニット、発熱体など）によって生成される冷水（夏季）または温水（冬季）によって供給される、環境空気との熱交換を実施するように意図されている、基本的に一連の末端デバイス（ファンコイルまたはファンコイルユニット）から構成されることが既知である。

最初から構築するとき、これらのシステムは、この目的のために特に着想された水循環ネットワークを取り付けられ、それゆえ、その外面上での水蒸気からの結露を防止することが可能な、断熱および蒸気バリア製品をコーティングされる。このコーティングは、散逸を低減する明白な理由に加えて、以下のために必要不可欠である。

− 上記水蒸気凝縮現象によって発生する水が周囲の建造物構造に対する浸透および損傷を引き起こすことを防止する。
− 金属パイプを経時的に保護し、さびの発生によって引き起こされる腐食効果を最小限に抑える。

その上、より重要でより利用しやすいソリューションとして、夏季空調に適したシステムはまた、末端ユニットの熱交換の冷たい表面上に凝集する結露水を除去するように意図された統合パイプシステムをも有する。

対照的に、人間が居住するように意図された既存の建造物（住宅、オフィス、学校など）の大部分に関連するもののために、流体分配のための相対給水系統は、加熱流体を輸送するためにのみ設計されており、審美的要件に起因して、流体輸送パイプは一般的に壁に埋め込まれており、それゆえ、解体措置がとられないかぎり、ほとんど手が届かない。

従来の加熱のためのこれらの給水系統は一般的に、上述した断熱および水蒸気バリア要件を満たさず、それゆえ、夏季空調レジメンのための冷却流体の移送に転換するには適していない。そのような理由から、元のシステムの再構築、または、不快感が引き起こされることおよび関連コストが特に高いことに起因して許容可能でない選択肢であることが多い並列空調システムの設置に寄与することが望むべくもない場合、集中空調システムを設置することは不可能であり、一定数の個々の独立ユニット（外部空気冷却ユニット、廃棄可能な飲用冷水を通じて凝結が達成される水冷器を取り付けられている空調スプリットまたはマルチスプリットユニットなど）を設置するという妥協案を受け入れることが必要である。

また、これらの独立ユニットは、一般的に以下の理由のために、明白な欠点を含む。

− 購入および設置費用が著しく高い。
− エネルギー効率および保守管理要件の両方に関して運転費用が顕著に高い。
− 資産ユニットの電気系統に分配される電気的負荷が増大する。
− 周囲の地域に対する高温空気の排出によって判定される、外部への機能的影響の可能性がある。また、
− 建造物の建築学的外観に対して有害な、客観的な視覚環境的影響を及ぼす。

代わりに、独立ユニットに関連する欠点を回避するために、一方で、建造物の既存の流体循環ネットワークに対する作業の必要性を可能な限り低減する、集中システムを開発することが望ましい。

英国公開特許第２２４７０７２号明細書は、中央ユニットと環境空気との熱交換のための複数の周辺ユニットとの間の一次熱交換流体の分配パイプラインを備えた加熱システムを有する空調システムを開示している。しかしながら、このシステムは、特別な分配パイプラインに依拠しており、流体を加熱するための既存の従来の循環ネットワークに適合することができない。

英国公開特許第２２４７０７２号明細書

それゆえ、本発明の基本的な目的は、断熱および蒸気バリア発生の欠如に関連する問題なしに、冬季および夏季の両方において有効な空調システムを構成するために、適切に隔離されていないパイプラインを備えた建造物内の加熱システムの既存の水循環ネットワークを「そのまま」の状態で再使用することに関する。

より詳細には、本発明の目的は、記載されている問題を克服し、特に以下を行う技術的ソリューションを提案することである。

− 制限された費用で、たとえ技術的に設備が整っていなくとも、人間が居住する建造物内のより良好な環境気候条件を拡散することを遂行する必要性を促進する。
− 抜本的で、面倒で侵襲的な解体および交換を回避して、既存のシステム構造（水循環ネットワーク）を再使用および改修することを可能にする。
− 要件の異なる領域間の熱補償原則および／または再生可能エネルギー（たとえば、地熱ヒートポンプ）の使用に依拠してエネルギー節約を達成することを可能にする。

これらの目的は、本明細書に添付されている独立請求項において言及されている特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい特徴を記載している。

特に、本発明の第１の態様によれば、中央ユニットと、環境空気と熱交換する複数の周辺ユニットとの間の一次熱交換流体の循環ネットワークを備えた、すでに設置されている加熱システムに適用される空調システムが提供され、
上記中央ユニットは、上記一次熱交換流体を高温と低温との間の範囲内で調整するための熱源／熱井を備え、上記低温は現在の露点温度の上方にあり、
上記熱交換周辺ユニットは、少なくとも、第１の流体／空気熱交換器バッチが挿入されている閉回路を有する冷却流体区画、および、第２の流体／空気熱交換器バッチを有する加熱区画を備える能動ファンコイルユニットから構成されており、
上記一次熱交換流体が循環する上記循環ネットワークの供給部分および戻り部分は上記第２の熱交換器バッチ、および、上記冷却流体区画の閉回路に接続されている第３の流体／流体熱交換器に接続されている。

さらなる態様によれば、上記第２の熱交換器バッチにおける上記一次熱交換流体の循環を可能にしまたは阻害するように配置されている弁がさらに提供される。

加えて、冷却流体区画の上記閉回路は、順に、少なくともラミネーション弁と、上記第３の流体／流体熱交換器と、圧縮機とをさらに備える。

好ましくは、上記冷却流体区画は、それぞれヒートポンプ加熱サイクルまたは冷却サイクルを実施するように、冷却流体の上記ラミネーション弁の上流または下流で二者択一的に、閉回路内の冷却流体が、上記第１の熱交換器バッチへと流れるようにするために、当該流体の方向を切り替えるのに適した切り替え弁をさらに備える。

上記能動ファンコイルユニットへの上記供給部分の供給端と、上記能動ファンコイルユニットへの上記戻り部分の戻り端との間に配置されている熱量計数デバイスがさらに提供される。

好ましくは、上記第１の熱交換器バッチおよび上記第２の熱交換器バッチの近傍において環境空気との熱交換を増大させる傾向にある補助ファンが、さらに提供される。

本発明のオリジナルの態様によれば、上記一次熱交換流体の低温が現在の露点温度を上回ったままにされるように連続的に調整されるように、上記中央ユニットの熱調整動作を制御する傾向にある、環境空気における露点温度の検出デバイスが提供される。

本発明の別の態様によれば、少なくとも、
順に、第１の流体／空気熱交換器バッチ、少なくとも１つのラミネーション弁、第３の流体／流体熱交換器および圧縮機が挿入されている閉回路を有する冷却流体区画と、
第２の流体／空気熱交換器の第２のバッチを有する加熱区画とを備える、上記のようなシステムにおける環境空気との熱交換のためのファンコイルユニットユニットが提供され、
当該ファンコイルユニットは、上記第２の熱交換器バッチ、および、上記冷却流体区画の閉回路に接続されている上記第３の流体／流体熱交換器に接続されている、一次熱交換流体の入口および出口をさらに備え、一次熱交換流体は、動作計画に応じて高温および低温において循環し、低温は環境の露点温度を上回る。

好ましくは、上記第１の熱交換器バッチおよび上記第２の熱交換器バッチの近傍において環境空気との熱交換を増大させる傾向にある補助ファンが、上記ユニット内にさらに提供される。

本発明のさらなる態様によれば、少なくとも、熱源を有する中央ユニットと、環境空気との熱交換のための複数の周辺ユニットとの間の一次熱交換流体の循環ネットワークを設けられている、すでに設置されている加熱システムを改修するステップを含む空調システムの構築方法であって、
上記周辺ユニットの少なくとも一部分を除去し、それらの部分を上記のような能動ファンコイルユニットに置き換えるステップと、
上記中央ユニットにまた、上記一次熱交換流体を、高温と低温との間の範囲内で熱調整するための熱井をも設けるステップであって、上記低温は現在の露点温度を上回る、設けるステップとを含む、方法が提供される。

冬季加熱サイクルの使用条件における本発明のシステム図である。 ヒートポンプと一体化されている、冬季加熱サイクルの使用条件における図１の同じシステム図である。 夏季冷却サイクルの使用条件における図１の同じシステム図である。 冷却段階における中間サイクルの使用条件における図１の同じシステム図である。 加熱段階における中間サイクルの使用条件における図１の同じシステム図である。

本発明のさらなる特徴および利点が、任意の事例において、純粋に非限定として与えられ添付の図面に示されている好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかとなる。

最初に、本発明の基本的な目的が、経済的影響および解体作業の影響を最小限にまで低減するように、温水循環パイプを用いるものである既存の従来の（すなわち、特別な断熱または蒸気バリア構成要素を有しない）加熱システムのほとんどを利用する空調システムの設置を可能にすることであることを指摘しておく。事実として、従来の加熱システムはすでに、少なくとも、中央温水発生器（建造物全体の、またはさらにはシングルフラットの中央発生器）および複数のラジエータまたは可能性としてファンコイル（液体／空気交換器）からの温水供給回路およびそれらへの戻り回路を画定する、コンクリートおよび石工工事において設置され埋め込まれる供給パイプのネットワークを提供している。

加熱システムにおける既存の従来の温水分配ネットワークは、一般的に、従来の夏季空調システムに一般的に利用される冷媒の循環のために使用されることを可能にするための適切な断熱または蒸気遮蔽を設けられていない。

本発明によれば、単純に以下によりよく説明されているように、末端ユニットおよび少数の他の制御部材を単純に交換することによって、中央温水発生器を可能性として変化しないままにするために、元の供給パイプネットワークを完全に変化しないままにするのに適したレイアウトが代わりに提供される。

本発明のオリジナルの特徴は、一般的には水であるが他の適切な流体であってもよい一次熱交換流体が、中央熱発生器／熱井（すなわち、作動流体に熱を伝達することと、作動流体から熱を引き出すことの両方の機能を有する装置）と、適切に構成されており、同様に二次熱交換流体のための独立回路を設けられている能動ファンコイルユニット（液体／空気交換器）の形態の複数の周辺ユニットとの間を、２５〜３０℃の最小温度で循環するようにするために、水循環ネットワークを利用することである。

添付の図面に示す概略回路に依拠して、構成要素の一般的なレイアウトを以下に提示する。その様々な動作モードを後に説明する。

ボイラー室または平屋根の大きな部屋のような、建造物の適切な位置に、既存の循環パイプラインネットワーク内を循環する一次熱交換液を冷却（水冷却器または熱井）または加熱（熱発生器または熱源）することが可能な中央熱処理ユニットが設置される（図面には示されていない）。たとえば、中央ユニットは、従来のヒートポンプのように動作する。この中央熱ユニットは、循環ネットワークの端部、特に、設備の供給側Ｍおよび戻り側Ｒに接続されている。

ガスバーナを有するボイラータイプなどの、効率的な中央温水発生器がすでに利用可能であるときはいつでも、熱交換液（システムの一次流体）の中央冷却器はそれに隣り合って配置されなければならない。この場合、中央温水発生器または中央液体冷却器をそれぞれ一次流体の循環ネットワークに二者択一的に接続するために、中央分配弁も設置されなければならない。しかしながら、中央発生器がヒートポンプシステムである場合、上記ポンプはすでに、それぞれ温水または冷水を供給することが可能であり、それゆえ、緊急動作機能または熱統合機能を実施するために、さらなる発生器は必要であるが十分ではない。

そのように配置されたそのような加熱および冷却ユニットは、循環ネットワーク内に、高温流体（たとえば、水）（中温システムにおけるものとしての３７℃と高温ラジエータを有するシステムにおけるものとしては少なくとも６０℃との間に及ぶ温度を有する）または実質的に低温の流体（一般的に水）のいずれかであり、いずれにしても２０℃は下回らない（または環境露点温度は下回らない）温度の流体を導入することが可能である。
建造物の選択された冷却／加熱箇所に応じて、周辺熱交換ユニットが設置される。すでに設置されている既存のシステムが複数のラジエータを有する場合、それらは周辺熱交換ユニットに置き換えられ、すでに設置されている既存のシステムが中温放射パネルである場合、周辺熱交換ユニットの接続先に、適切な露出した分岐が配置されなければならない。

本発明によれば、周辺熱交換ユニットは、本明細書において以下によりよく説明されているような、能動ファンコイルユニットの形態である。

図１の図解に示すように、本発明による能動ファンコイルユニットは、以下を備える。

− ２つの熱交換バッチ１および２、より厳密には、気体／空気（または、より正確に言えば流体／空気）直接膨張交換バッチ１、および、水／空気（または、より正確に言えば液体／空気）交換のための温水循環式バッチ２。これら２つの交換器に、下層トレー３、または、結露水を収集および／もしくは排出するための他の均等な既知のデバイスが関連付けられており、交換バッチと環境空気との間の熱交換は単純な対流を通じて実行することができるため、「ファンコイルユニット」の従来の定義にかかわらずファンが厳密には必要とされないが、好ましくは、熱交換を容易にするための換気システム４、たとえば、横流ファンも設けられる。
− 少なくとも温度調節ラミネーション弁７および冷却気体の圧縮機１０を備える、流体／空気交換器１と連通している冷却流体の処理ユニット、
− 冷却流体のサイクルを逆転させるための４方弁１１、
− 一次熱交換液と冷却流体（気体または一般的には流体状態）との間の熱交換に適した液体／気液平板熱交換器８。

有利には、（これ以降より良好に示されるような）夏季空調のための動作レジメンにおいて液体／空気交換器２の動作を除外するのに適した電気制御式液圧弁２１も設けられる。

さらに、気体を冷却するためのフィルタ６、ならびに、収集デバイス３から入来する結露水を収集するためのタンク９、および熱量計数デバイス５も、可能性として設けられてもよい。

これらすべての構成要素は、図１〜図５の各々において同一である能動ファンコイルユニットの図面に示されており、第１の気体／空気熱交換器バッチ１は冷却流体（二次熱交換流体）の回路に属し、一方で、第２の液体／空気熱交換バッチ２は一次熱交換流体の回路に属することが留意され得る。これら２つの一次熱交換流体および二次熱交換流体は、第３の（平板）熱交換器８を通じて相互に熱交換することができる。

与えられている種々のサイクル条件を参照して、そのような末端ユニットの動作をここで説明する。

冬季局面における加熱

図１は、冬季局面に一般的な動作条件における能動ファンコイルユニットを示す。

この場合、サービスは、熱エネルギーを生成するための中央ユニットによって（従来通りまたは再生可能エネルギーから）生成される一次熱交換流体によって完全かつ排他的に保証される。中央ユニットにおいて、高温流体生成のためのシステム（たとえば、ガスボイラーのバーナ）のみがアクティブなままにされ、中央システムが循環ネットワークに高温一次熱交換流体を供給することを可能にする。「高温」とは、建造物の元の機器を構成する末端周辺ユニット（たとえば、ラジエータ、放射パネル、従来のファンコイルユニットなど）のための計画において確立されているものとしての動作温度として理解されるべきであり、それゆえ、末端のタイプおよび既存の気候条件に応じて約２５℃〜約７０℃に及ぶ温度である。

一次流体の循環ネットワークは、たとえば、それ自体既知である以下のようなシステムを有する、中央熱発生ユニットまたは従来のものでない温水発生システムによって供給することができる。

− １つ（または複数）の高効率および／または凝縮熱発生器、
− １つ（または複数の）地熱または熱気ヒートポンプ（または同様のデバイス）、
− １つ（または複数の）地域暖房システム。

このタイプの冬季局面温度のために特定的に計画されている、すでに設置されている既存の循環ネットワークは、たとえば、選択される時間窓に従って、２つの異なる温度レベルで動作することができ、快適レジメンおよび低減減衰レジメンを保証することが可能である。この二重温度レジメンは、それ自体既知である電子温度調整ユニット（一般的な補償気候調整器）によって管理することができる。

各個々の部屋の中の環境条件（１つまたは複数の周辺サーマルユニットが強いる）の制御は、既存の周辺ユニット（加熱のみのためのファンコイル、従来のラジエータなど）の置換として設置されるべき本発明による能動ファンコイルユニットにのみ、または、共同で能動ファンコイルユニットおよび既存のデバイス（従来のファンコイルユニット、放射パネル、ラジエータなど）に委ねられ得る。

冬季動作条件および快適レジメンにおける、図１に示す本発明によるシステムの「能動ファンコイルユニット」は、一次熱交換流体および第２の熱交換器バッチ２の排他的使用に依拠する。特に、循環ネットワークの供給パイプＡから入来する高温流体が交換器２の入口２ａから入り、その中を循環し、循環ネットワークの戻り分岐Ｒに接続されている出口２ｂから出る。交換器２は、環境空気と熱を交換し、熱交換の有効性は、それ自体既知のモードによって、換気ユニット４によって制御および改善される。

第２の液体／空気交換器２と、循環ネットワークの供給分岐Ｍおよび戻り分岐Ｒとの間に、能動ファンコイルユニットの調整システムによって自動的に制御される開閉弁２１が設けられている。

見て取れるように、好ましい実施形態によれば、動作費用を計算し、システムの個々のユーザ間で時間を区切って共有する目的で、循環ネットワークの供給端Ｍおよび戻り端に、単一の能動ファンコイルユニットに伝達され、または、単一の能動ファンコイルユニットによって受け取られる熱量を判定するのに適した熱量計数デバイス５が設置される。言い換えれば、熱量計数デバイス５によって、循環ネットワークにおいて送達される一次熱交換流体と単一の能動ファンコイルユニットとの間でどれだけ多くの熱量が局所的に交換されたかを検出することが可能である。

本発明の本質的な特徴によれば、供給Ｍと戻りＲとの間の一次流体の回路はまた、好ましくは流体／流体熱交換のための平板タイプのものである第３の熱交換器８をも通過する。特に、一次熱交換流体は、第３の熱交換器８の一次入口８ａから入り、一次出口８ｂから出た後、循環ネットワークの戻り分岐Ｒに向けてそれ自体を誘導する。第３の熱交換器を通じて、一次流体および二次流体は互いに熱を交換する。

この動作条件において、結露水回収のためのデバイス３および９を含む任意の他のデバイス区画は、機能サイクルから除外および隔離されている。

それゆえ、この動作条件において、定期保守管理活動に寄与するために、気体回路の完全性を保護する、第１の気体／空気熱交換器１と協働している冷却区画／ヒートポンプ（すなわち、部品１、６、７、８、９、１０および１１のアセンブリ）全体を除外して完全に取り除くことが可能であることを指摘しておくことは興味深い。第１の熱交換器１を含むこれらのデバイスを、一次熱交換流体の回路（循環ネットワーク）へ物理的に接続される温水循環式加熱区画（少なくとも第２の熱交換器２、相対弁２１、ファン４および熱量計数デバイス５から構成される）から独立した独自の固定部材上に配置することによって、通常または臨時の保守管理のための非アクティブ区画を容易に分解することが可能である。

減衰レジメンにおける冬季局面の加熱

図２は再び冬季局面に一般的な動作条件を示すが、ヒートポンプと一体化されている加熱サイクルの条件にある。

すでに言及したように中央熱発生ユニットが、低減減衰レジメンにおける調整値を用いて動作するとき、建造物の少なくともいくつかの領域において、周辺レベルにおいて、すなわち、能動ファンコイルユニットをヒートポンプモードで使用して熱統合サイクルを続行することが有用であり得る。このサイクルは、中央熱発生ユニットが減衰または不完全レジメンにおいて動作しているときだけでなく、中央熱発生ユニットが元々、本発明の能動ファンコイルユニットを使用することに依拠して放射デバイスが完全にまたは部分的に廃棄および置換されている中温システム（たとえば、床に放射パネルが埋め込まれている）に熱を伝達するように設計されているときにも有用である。

これら両方の事例（または他の同様の事例）において、熱エネルギーの発生および分配のための中央ユニットは、完全で快適な冬季空調を保証するには不十分な中温レジメンによって動作する。

この動作モードにおいて、第１の気体／空気熱交換器１によって提供される冷却流体が循環する区画がヒートポンプとして機能し、それゆえ、補完的要件のカバーに寄与する。そのような状況において、重量、割合および費用が明白に異なることによって、ユーザは、一方では、（図１を参照して上記で見た加熱モードにおける）能動ファンコイルユニットの温水循環区画２を通じて中央ユニットによって提供されるエネルギー供給から受益することができるとともに、他方では、ヒートポンプレジメンにおいて冷却流体を利用する区画を使用することに依拠することによって、さらなる必要な熱部分を統合するが可能である。

冷却流体を利用する区画は、ヒートポンプレジメンにおいて、同じ中温一次流体によって加熱される閉回路内を循環する冷却流体によって供給を受ける第１の気体／空気熱交換バッチ１を含む。特に、この条件において、４方弁１１は、冷却流体が、最初に第１の熱交換バッチ１内、その後、ラミネーション弁７内で圧縮機１０の下流で循環するようにするように設定される。

冷却流体は、フィルタ６を通過した後、ラミネーション弁７を通って流れ、二次入口８ｃから入って、第３の熱交換器８の内部で気体状態に達し、二次出口８ｄから出る。このように、冷却気体は、一次熱交換流体の温度（効率が有限であることに起因して交換器損失が差し引かれる）において加熱され、この条件において、熱交換器８は、冷却サイクルの蒸発器として機能する。冷却流体はその後、（ファン４によって補助されるように）環境空気との熱交換が行われる第１の熱交換バッチ１に入る前に液体状態までさらに加熱されるまで、冷却圧縮機１０によって圧縮される。第１の熱交換バッチ１から出てきて、液体状態の冷却流体は弁７によって層流化され、第３の熱交換器８からの除熱によって再び気体状態に戻り、以下繰り返す。

このヒートポンプとしての動作条件は、第３の熱交換器８を通じて一次流体から熱を取り除き、第１の熱交換器バッチ１を通じて環境へとこの熱を供給する。（露点を上回る温度にある）一次熱交換流体から得ることができる熱量が豊富に利用可能であることは、露点温度を下回る熱交換器８（蒸発器として機能する）の温度低下をもたらさず、それによって、結露が生じず、結露水の収集装置は必要ない。

夏季局面における冷却

図３は、冷却サイクルの使用の条件における、夏季局面に一般的な動作条件を示す。本発明による能動ファンコイルユニットの冷却流体を用いる区画によってサービスは完全に保証され、第３の平板熱交換器８内を循環する一次熱交換流体から構成される熱井が利用される。

事実として、この動作モードにおいて、一次熱交換流体は低温で循環するようにされ、そのような用語は、室内露点のすぐ上の温度、たとえば、２５℃以上を示す。本明細書のコンテストにおいて、「露点温度のすぐ上」という用語は、環境の実際の露点の１〜１５℃、好ましくは２〜８℃上である温度を意味する。それゆえ、循環ネットワークは、流体が、第３の熱交換器８内をこの低い温度で循環するようにするために使用され、図３に示すように、弁２１が閉じられ、それによって、一次流体が、第２の熱交換バッチ２（冬季レジメンにおいてのみ有用である）に入ることなく供給Ｍと戻りＲとの間で循環する。中央ユニットに関して、記載されている動作条件において、低温流体の発生システム（水冷却器／ヒートポンプ）のみがアクティブなままにされ、それによって、中央ユニットが適切な温度（露点を上回る）において熱井として機能することを可能にする。

所望に応じて、コンクリート工事（壁および床）に関する関連する欠点によって室内水蒸気の凝結が発生するのを完全に防止するために、一次流体の温度はさほど低くないが、それにもかかわらず、流体の流量が、これを熱井として構成する高い熱量除去能力を保証する。

好ましくは、これらの条件において、一次熱交換流体は、２５〜３５℃に及ぶ温度、好ましくは３０℃に維持される。一次熱交換流体が常に、現在の環境条件に適合して可能な最低温度になるようにするために、システムは好ましくは、その動作を駆動し、正確な温度で一次流体の循環ネットワーク内での送達を得るように、中央ユニットに接続されている露点温度検出器（図示せず）を設けられる。

冷却レジメンにおいて、冷却流体区画の４方弁１１は、流体移動方向に沿って、第１の熱交換器バッチ１がラミネーション弁７の下流に配置されるように設定され、それによって、交換器１は蒸発器として機能し、それゆえ、それと接している環境空気から熱を取り除く。

特に、図３に関連して、平板熱交換器８は、一次流体を循環させることによって（いずれにせよ露点を上回る）低温に維持される。冷却流体は圧縮機１０によって液体状態にされて二次出口ポート８ｄへと押し出され、より低い温度で、二次入口ポート８ｃから出てくる。流体はその後、ラミネーション弁７を通じて流れ、第１の熱交換器バッチ１内で膨張するように誘導される。気相までの膨張中、冷却流体は従来の冷却サイクルにおけるように、熱交換器１から熱を取り除く。交換器１を包む空気は、ファン４によって補助されて冷却し、凝縮される傾向にあり、結露水が収集ボウル３によって収集され、したがって、タンク９に送られる。上記タンクは、動作条件において生成される結露水の収集／廃棄に寄与し、より正確には、このシステムは、適性に応じて、重力によって排水ネットワーク、最も近い廃棄ネットワークへの結露水再発射ポンプ、熱水力ネットワークへの結露水を噴射する噴射ポンプ、または、一杯になると動作を停止する傾向にある、水位検出デバイスを設けられている手動排出による結露水収集タンクから構成され得る。

気体状態の冷却流体は、第１の熱交換器バッチ１から出てきて、弁１１を通じて、圧縮機１０によって圧縮されて、また第３の熱交換器８へと再導入されて、冷却サイクルを継続する。

中間サイクルにおける冷却／加熱

図４および図５は、冷却または加熱に対する様々な要求が、同時にさえ発生し得る、秋季および春季に一般的な動作条件を示す。

両方の事例において、一次熱交換流体は、低温において、開閉弁２１によって第２の熱交換器バッチ２を除外して循環するようにされる。

中央ユニットの動作は、適切に緩和された温度において実行される。

能動ファンコイルユニットとの相互作用によって、建造物の部屋に位置する装置の各々について独立した様式で、各部屋の個々の特定の要件に応じて加熱および／または冷却を発生させることが可能である。

各周辺ユニットの戻り分岐Ｒを通じて中央ユニットに戻される一次熱交換流体は、事例に応じて、中央ユニットによって受け取られる流体よりも高温または低温になり、理論的に完全な平衡状態（５０％のユーザが暖房を使用し、５０％のユーザが冷房を使用する）において、中央ユニットはバランサとしてのみ機能し（循環ネットワークの損失が差し引かれる）、これは明らかに経済的利点があれば、熱を統合するために必要とされなくなる。

上記で報告した記述に基づいて、今や提案されるソリューションの重大な利点は明白である。

まず、一次熱交換流体は決して露点温度を下回ることはないため、中央熱源ユニット／熱井と能動ファンコイルユニットの個々の周辺ユニットとの間で、すでに設置されている既存の水循環ネットワークを使用することが可能である。これによって、既存のコンクリート工事に対して大きな措置をとることなく、空調システムの改装措置をとることが可能になる。

一次流体の温度は２５〜３０℃程度の温度を下回らないが、この流体の質量および循環ネットワークにおけるその流量が、高い熱量除去能力を保証し、冷却レジメンにおける周辺ユニットの動作を効果的かつエネルギー効率的にする。周辺ユニットのエネルギー効率は、必要とされる局所的なエネルギー（圧縮機の動作エネルギーに等しい）を最小限にし、これによって、空調されるべき種々の部屋における電気的負荷の影響が最小限に抑えられる。

建造物全体の中でのみならず、個々の不動産物件内でも、能動ファンコイルユニットの適用は「あちこち」でも、すなわち、すでに設置されている既存の温水循環式システムのすべての末端点を配備する義務なしに行うことができる。既存の末端ユニットは、種々の気候レジメンにおいて動作する画期的な柔軟性を有する新規の能動ファンコイルユニットは別にして、元のシステムにおけるように（一般的に、冬季レジメンの間はラジエータまたは放射パネルとして）動作し続けることができる。

単一のハウジングユニット内の、ただし、特に建造物（コンドミニアム）全体または複数の建造物内の一次熱交換流体の単一の循環ネットワークが、中間気候時季の間、個々の周辺ユニット間で違いがある加熱／冷却要件を補償することを可能にする。事実として、循環する低温一次流体は、特定の周辺ユニット上で設定されている動作モードに応じて熱量を除去または供給することを可能にする。中央ユニットは、これらの要求のバランスを取り、可能性として不足しているエネルギー部分のために動作する（事例に応じて一次流体を冷却または加熱する）。

中間時季であるかにかかわらず、本発明によるシステムはそれにもかかわらずエネルギー回収を可能にし、システムが、ヒートポンプによって作動される逆転可能な冷却および加熱ユニットの使用を可能にする中央流体発生システム、低温および高温両方の流体を備えるとき、夏季冷却レジメンの動作期間（図３の条件）において、熱回収サイクルを達成することが可能である。たとえば、そのようなレジメンにおいて、能動ファンコイルユニットによって除去される高温熱エネルギーは適切に、
− 高温洗浄水の加熱のための直接サイクル（存在する場合）、または他の均等なサービスに使用することができ、
− 後続の冬季加熱期間のために利用可能になるように、地熱プローブを通じて地中に貯蔵することができる。

動作費用は、実際の個々の消費に基づいて容易に分割することができる。中央ユニットによって生成され、各能動ファンコイルユニットに供給される熱エネルギーは、熱量カウンタ５によって実施される直接測定によって計上され、共有部のサービス／経費の管理運営に有用で必要な要素を収集するために、高温エネルギーおよび低温エネルギーの伝達を明瞭に考慮にいれることによって、計上は時間を区切って行われる。

能動ファンコイルユニットの動作に起因するエネルギー消費（ファン、圧縮機および任意の結露水ポンプの電気エネルギー）は代わりに、空調される部屋の所有者によって直接負担され、それゆえ、それらが共通の管理運営において計上される必要はない。

しかしながら、本発明は、その例示的な実施形態を構成するに過ぎない、上記で示した特定の構成に限定されるものと考えられてはならず、添付の特許請求の範囲によって規定されるような、本発明の保護範囲から逸脱することなく、すべて当業者の到達可能範囲内にある、異なる変形形態が可能である。

たとえば、たとえば、排他的に温水循環式加熱および夏季冷却レジメンを保証することは可能であるが、ヒートポンプの補助はない（それゆえ、４方弁、液圧流れ反転回路および他の調整器のような、ヒートポンプによる冷却サイクルの反転に必要な部品が省かれている）、構成要素がより少なく、対応して性能の劣る能動ファンコイルユニットを想定することができる。

Claims (9)

1. 中央ユニットと、環境空気と熱交換する複数の周辺ユニットとの間の一次熱交換流体の循環ネットワークを備えた、すでに設置されている加熱システムに適用される空調システムであって、
   前記中央ユニットは、前記一次熱交換流体を高温と低温との間の範囲内で調整するための熱源／熱井を備え、前記低温は現在の露点温度の上方にあり、
   前記熱交換周辺ユニットは、少なくとも、第１の流体／空気熱交換器バッチ（１）が挿入されている閉回路を有する冷却流体区画、および、第２の流体／空気熱交換器バッチ（２）を有する加熱区画を備える能動ファンコイルユニットから構成されていることを特徴とし、
   前記一次熱交換流体が循環する前記循環ネットワークの供給部分（Ｍ）および戻り部分（Ｒ）は、前記第２の熱交換器バッチ（２）、および、前記冷却流体区画の閉回路に接続されている第３の流体／流体熱交換器（８）に接続されているとともに、前記第２の熱交換器バッチ（２）における前記一次熱交換流体の循環を可能にしまたは阻害するように配置されている弁（２１）が設けられ、
   前記一次熱交換流体の温度が前記現在の露点温度の１〜１５℃上である間では、前記弁（２１）が閉じられることで、前記一次熱交換流体は、前記第２の熱交換器バッチ（２）に入らないで、前記第３の流体／流体熱交換器（８）に流れることを特徴とする、空調システム。
2. 前記冷却流体区画の前記閉回路は、順に、少なくともラミネーション弁（７）と、前記第３の流体／流体熱交換器（８）と、圧縮機（１０）とをさらに備える、請求項１に記載の空調システム。
3. 前記冷却流体区画は、それぞれヒートポンプ加熱サイクルまたは冷却サイクルを実施するように、前記冷却流体の前記ラミネーション弁（７）の上流または下流で二者択一的に、前記閉回路内の前記冷却流体が、前記第１の熱交換器バッチ（１）へと流れるようにするために、前記流体の方向を切り替えるのに適した切り替え弁（１１）をさらに備える、請求項２に記載の空調システム。
4. 前記能動ファンコイルユニットへの前記供給部分（Ｍ）の供給端（Ｍ）と、前記能動ファンコイルユニットからの前記戻り部分（Ｒ）の戻り端（Ｒ）との間に配置されている熱量計数デバイス（５）をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調システム。
5. 前記第１の熱交換器バッチ（１）および前記第２の熱交換器バッチ（２）の近傍において前記環境空気との熱交換を増大させる傾向にある補助ファン（４）がさらに設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空調システム。
6. 前記一次熱交換流体の低温が現在の露点温度を上回ったままにされるように連続的に調整されるように、前記中央ユニットの熱調整動作を制御する傾向にある、環境空気における露点温度の検出デバイスが設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空調システム。
7. 少なくとも、
   順に、第１の流体／空気熱交換器バッチ（１）、少なくとも１つのラミネーション弁（７）、第３の流体／流体熱交換器（８）および圧縮機（１０）が挿入されている閉回路を有する冷却流体区画と、
   第２の流体／空気熱交換器（２）の第２のバッチを有する加熱区画とを備える、請求項１〜６に記載の空調システムにおける環境空気との熱交換のためのファンコイルユニットであって、
   前記ファンコイルユニットは、前記第２の熱交換器バッチ（２）、および、前記冷却流体区画の閉回路に接続されている前記第３の流体／流体熱交換器（８）に接続されている、一次熱交換流体の入口および出口をさらに備え、前記一次熱交換流体は、動作計画に応じて高温および低温において循環し、前記低温は環境の露点温度を上回り、
   前記一次熱交換流体の温度が前記現在の露点温度の１〜１５℃上である間では、前記弁（２１）が閉じられることで、前記一次熱交換流体は、前記第２の熱交換器バッチ（２）に入らないで、前記第３の流体／流体熱交換器（８）に流れることを特徴とする、ファンコイルユニット。
8. 前記第１の熱交換器バッチ（１）および前記第２の熱交換器バッチ（２）の近傍において環境空気との熱交換を増大させる傾向にある補助ファン（４）がさらに設けられている、請求項７に記載のファンコイルユニット。
9. 少なくとも、熱源を有する中央ユニットと、環境空気との熱交換のための複数の周辺ユニットとの間の一次熱交換流体の循環ネットワークを設けられている、すでに設置されている加熱システムを改修するステップを含む空調システムの構築方法であって、
   前記周辺ユニットの少なくとも一部分を除去し、前記部分を請求項７または８に記載のファンコイルユニットに置き換えるステップと、 前記中央ユニットにまた、前記一次熱交換流体を、高温と低温との間の範囲内で熱調整するための熱井をも設けるステップであって、前記低温は現在の露点温度を上回る、設けるステップとを含むことを特徴とする、方法。

Images