JP6783610B2 - Indoor cooling device - Google Patents

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Description

本発明は、建物の床下空間の冷熱を利用して室内空間の空気の温度を低下させるための室内冷却装置に関する。 The present invention relates to an indoor cooling device for lowering the temperature of air in an indoor space by utilizing the cold heat of the underfloor space of a building.

夏期における床下空間の空気の温度は室内空間の空気の温度よりも低いため、床下空間の空気を室内空間に取り込んで室内空間を冷却する技術が知られている。 Since the temperature of the air in the underfloor space in summer is lower than the temperature of the air in the indoor space, a technique for taking in the air in the underfloor space into the indoor space and cooling the indoor space is known.

たとえば特開2015−224485号公報(特許文献1)には、床下空間に外気を導入するための基礎換気口と、床下空間の土間側に配され、かつ、土間との間に空気が通過可能な土間側空間を形成するための仕切部と、土間側空間を通過することにより土間の表面と熱交換した空気を居室空間に供給するための供給手段とを含む住宅構造が開示されている。 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-224485 (Patent Document 1), a basic ventilation port for introducing outside air into an underfloor space is arranged on the soil side of the underfloor space, and air can pass between the soil. A housing structure including a partition for forming a space on the soil side and a supply means for supplying air that has exchanged heat with the surface of the soil by passing through the space on the soil side to a living room space is disclosed.

特開2015−224485号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-224485

床下空間は、鉄筋コンクリートで形成された基礎により取り囲まれた空間である。特許文献1のように、床下空間の空気を直接室内空間に供給する構成の場合、床下空間の不快な臭い(たとえばコンクリート臭)まで室内空間に送り込まれてしまう。そのため、このような構成の場合、給気される空気の臭いを低減させるための措置を別途採用しなくてはならない。 The underfloor space is a space surrounded by a foundation made of reinforced concrete. In the case of a configuration in which the air in the underfloor space is directly supplied to the indoor space as in Patent Document 1, even an unpleasant odor (for example, concrete odor) in the underfloor space is sent into the indoor space. Therefore, in the case of such a configuration, it is necessary to separately adopt measures for reducing the odor of the supplied air.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、床下空間の不快な臭いを室内空間に送り込むことなく、床下空間の冷熱を利用して室内空間の温度を低下させることのできる室内冷却装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to utilize the cold heat of the underfloor space without sending the unpleasant odor of the underfloor space into the indoor space. It is to provide an indoor cooling device which can lower a temperature.

この発明のある局面に従う室内冷却装置は、建物の床下空間の冷熱を利用して室内空間の空気の温度を低下させるための室内冷却装置であって、室内空間の空気を取り込み、取り込んだ空気を室内空間に戻す室内循環経路と、建物の床下空間の空気を取り込み、取り込んだ空気を床下空間に戻す床下循環経路と、室内循環経路を循環する室内空間の空気と床下循環経路を循環する床下空間の空気とを熱交換させる熱交換部とを備える。 The indoor cooling device according to a certain aspect of the present invention is an indoor cooling device for lowering the temperature of the air in the indoor space by utilizing the cold heat of the underfloor space of the building, and takes in the air in the indoor space and takes in the air taken in. An indoor circulation path that returns to the indoor space, an underfloor circulation path that takes in the air in the underfloor space of the building and returns the taken-in air to the underfloor space, and an underfloor space that circulates the air in the indoor space that circulates in the indoor circulation path and the underfloor circulation path. It is provided with a heat exchange unit that exchanges heat with the air.

好ましくは、室内冷却装置は、室内循環経路上に空気を流動させるためのファンを備え、ファンの風量は、空調対象の室内空間の容積(単位:m)に係数kを乗算した値以下の風量(単位:m/h)である。係数kは2.70であることが望ましい。 Preferably, the indoor cooling device includes a fan for flowing air on the indoor circulation path, and the air volume of the fan is equal to or less than the volume (unit: m 3 ) of the indoor space to be air-conditioned multiplied by a coefficient k. The air volume (unit: m 3 / h). The coefficient k is preferably 2.70.

より好ましくは、室内冷却装置は、床下空間の温度と室内空間の温度との差に応じて、ファンの風量を制御するための風量制御部をさらに備える。 More preferably, the indoor cooling device further includes an air volume control unit for controlling the air volume of the fan according to the difference between the temperature of the underfloor space and the temperature of the indoor space.

好ましくは、床下循環経路は、熱交換部よりも下流側に位置し、熱交換後の床下空間の空気を床下空間に戻す下流経路と、下流経路から分岐し、熱交換後の床下空間の空気を屋外に排気する排気経路と、熱交換後の床下空間の空気の吐出先を切り替える切替部とを含む。この場合、室内冷却装置は、所定の条件を満たした場合に吐出先が屋外となるように切替部の切り替え制御を行う切替制御部をさらに備えることが望ましい。 Preferably, the underfloor circulation path is located downstream of the heat exchange section and branches from the downstream path for returning the air in the underfloor space after heat exchange to the underfloor space and the air in the underfloor space after heat exchange. Includes an exhaust path for exhausting air to the outside and a switching unit for switching the discharge destination of air in the underfloor space after heat exchange. In this case, it is desirable that the indoor cooling device further includes a switching control unit that controls switching of the switching unit so that the discharge destination is outdoors when a predetermined condition is satisfied.

あるいは、床下循環経路は、熱交換部よりも上流側に位置し、床下空間の空気を吸気する吸気口に一端が接続された上流経路と、屋外の空気を吸気する屋外吸気口に一端が接続され、かつ、他端が上流経路に接続された外気吸込み経路と、熱交換部に送り込む空気の吸気先を切り替える切替部とを含んでもよい。この場合においても、室内冷却装置は、所定の条件を満たした場合に吸気先が屋外となるように切替部の切り替え制御を行う切替制御部をさらに備えることが望ましい。 Alternatively, the underfloor circulation path is located upstream of the heat exchange section, and one end is connected to the upstream path connected to the air intake port that takes in the air in the underfloor space and one end to the outdoor air intake port that takes in the outdoor air. It may also include an outside air suction path whose other end is connected to the upstream path and a switching section for switching the intake destination of the air sent to the heat exchange section. Even in this case, it is desirable that the indoor cooling device further includes a switching control unit that controls switching of the switching unit so that the intake destination is outdoors when a predetermined condition is satisfied.

好ましくは、切替制御部は、時間帯に応じて切替部の切り替え制御を行う。 Preferably, the switching control unit performs switching control of the switching unit according to the time zone.

あるいは、切替制御部は、床下空間の温度と屋外の温度とを比較することによって切替部の切り替え制御を行う。 Alternatively, the switching control unit performs switching control of the switching unit by comparing the temperature of the underfloor space with the outdoor temperature.

本発明によれば、床下空間の不快な臭いを室内空間に送り込むことなく、床下空間の冷熱を利用して室内空間の温度を低下させることができる。 According to the present invention, the temperature of the indoor space can be lowered by utilizing the cold heat of the underfloor space without sending the unpleasant odor of the underfloor space into the indoor space.

本発明の実施の形態に係る熱交換システムの概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the schematic structure of the heat exchange system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において、住宅の床下空間に設置された室内冷却装置を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an indoor cooling device installed in an underfloor space of a house in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る室内冷却装置の機能構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the functional structure of the room cooling apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における風量制御方法を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the air volume control method in embodiment of this invention. 初夏における床下空間の温度および外気温度の推移を示すグラフである。It is a graph which shows the transition of the temperature of the underfloor space and the outside air temperature in early summer. 本発明の実施の形態の変形例において床下空間に配置される配管構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the piping structure arranged in the underfloor space in the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例における室内冷却装置の機能構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the functional structure of the room cooling apparatus in the modification of embodiment of this invention.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

(概略構成について)
はじめに、図1および図2を参照して、本実施の形態に係る室内冷却装置10の概略構成について説明する。
(About the outline configuration)
First, a schematic configuration of the indoor cooling device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1を参照して、住宅9に搭載された熱交換システム1は、室内冷却装置10を含む。室内冷却装置10は、夏期に住宅9の床下空間80の冷熱を利用して、室内空間92を冷却する。床下空間80は、住宅9の外壁91の下に位置する外周基礎81により囲まれた空間である。外壁91と外周基礎81との間には、床下空間80の換気のための通気口81a(図2)が設けられている。 With reference to FIG. 1, the heat exchange system 1 mounted on the house 9 includes an indoor cooling device 10. The indoor cooling device 10 cools the indoor space 92 by utilizing the cold heat of the underfloor space 80 of the house 9 in the summer. The underfloor space 80 is a space surrounded by an outer peripheral foundation 81 located under the outer wall 91 of the house 9. A vent 81a (FIG. 2) for ventilation of the underfloor space 80 is provided between the outer wall 91 and the outer peripheral foundation 81.

図2に示されるように、室内冷却装置10は、室内空間92の空気を取り込んで室内空間92に戻す室内循環経路20と、床下空間80の空気を取り込んで床下空間80に戻す床下循環経路30と、室内循環経路20上を流れる空気と床下循環経路30上を流れる空気とを熱交換する熱交換部40とを備える。 As shown in FIG. 2, the indoor cooling device 10 takes in the air in the indoor space 92 and returns it to the indoor space 92, and the underfloor circulation path 30 which takes in the air in the underfloor space 80 and returns it to the underfloor space 80. A heat exchange unit 40 that exchanges heat between the air flowing on the indoor circulation path 20 and the air flowing on the underfloor circulation path 30 is provided.

室内冷却装置10は、典型的には床下空間80に配置され、熱交換部40を内蔵する。室内冷却装置10は、室内循環経路20を構成する第1空気通路21と、床下循環経路30を構成する第2空気通路31とを筐体内部に含み、第1空気通路21と第2空気通路31とに跨って熱交換部40が配置されている。熱交換部40の構成は、公知の構成が採用され得る。室内冷却装置10は、第1空気通路21に設けられた第1ファン22と、第2空気通路31に設けられた第2ファン32とを含んでいる。 The indoor cooling device 10 is typically arranged in the underfloor space 80 and incorporates a heat exchange unit 40. The indoor cooling device 10 includes a first air passage 21 constituting the indoor circulation path 20 and a second air passage 31 forming the underfloor circulation path 30 inside the housing, and the first air passage 21 and the second air passage 21. The heat exchange unit 40 is arranged so as to straddle the 31. As the configuration of the heat exchange unit 40, a known configuration can be adopted. The indoor cooling device 10 includes a first fan 22 provided in the first air passage 21 and a second fan 32 provided in the second air passage 31.

室内循環経路20は、室内空間92に配置された吸気口23から、室内空間92に配置された吹出し口24に至る、室内空間92の空気の循環経路である。室内循環経路20は、典型的には、吸気口23と第1空気通路21の一端とを接続する吸気ダクト25と、第1空気通路21の他端と吹出し口24とを接続する吹出しダクト26とを含む。吸気口23および吹出し口24は、たとえば室内空間92の床に設けられる。 The indoor circulation path 20 is an air circulation path of the indoor space 92 from the intake port 23 arranged in the indoor space 92 to the outlet 24 arranged in the indoor space 92. The indoor circulation path 20 typically includes an intake duct 25 that connects the intake port 23 and one end of the first air passage 21, and an outlet duct 26 that connects the other end of the first air passage 21 and the outlet 24. And include. The intake port 23 and the outlet port 24 are provided, for example, on the floor of the indoor space 92.

なお、吸気ダクト25および吹出しダクト26を、室内冷却装置10本体に着脱可能に構成するような場合には、室内冷却装置10の構成としての室内循環経路は、第1空気通路21のみで構成されてもよい。また、室内冷却装置10の第1空気通路21の一端部および他端部が室内空間92の床を向くように配置することで、吸気ダクト25および吹出しダクト26の両方を省いてもよい。この場合、室内冷却装置10の第1空気通路21の一端部および他端部に吸気口23および吹出し口24が形成される。 When the intake duct 25 and the outlet duct 26 are detachably attached to the main body of the indoor cooling device 10, the indoor circulation path as the configuration of the indoor cooling device 10 is composed of only the first air passage 21. You may. Further, both the intake duct 25 and the outlet duct 26 may be omitted by arranging the one end and the other end of the first air passage 21 of the indoor cooling device 10 so as to face the floor of the indoor space 92. In this case, the intake port 23 and the outlet port 24 are formed at one end and the other end of the first air passage 21 of the indoor cooling device 10.

床下循環経路30は、床下空間80に配置された吸気口33から床下空間80に配置された吹出し口34に至る、床下空間80の空気の循環経路である。床下循環経路30も同様に、吸気口33と第2空気通路31の一端とを接続する吸気ダクト35と、第2空気通路31の他端と吹出し口24とを接続する吹出しダクト36とを含んでもよい。 The underfloor circulation path 30 is an air circulation path of the underfloor space 80 from the intake port 33 arranged in the underfloor space 80 to the outlet 34 arranged in the underfloor space 80. Similarly, the underfloor circulation path 30 includes an intake duct 35 that connects the intake port 33 and one end of the second air passage 31, and an outlet duct 36 that connects the other end of the second air passage 31 and the outlet 24. It may be.

なお、本実施の形態では室内冷却装置10が床下空間80に配置されるため、吸気ダクト35および吹出しダクト36の両方を省くことができる。この場合、室内冷却装置10の第2空気通路31の一端部および他端部に吸気口33および吹出し口34が形成される。あるいは、室内循環経路20と同様に、吸気ダクト35および吹出しダクト36を、室内冷却装置10本体に着脱可能に構成してもよい。このような場合には、室内冷却装置10の構成としての床下循環経路は、第2空気通路31のみで構成されてもよい。 In the present embodiment, since the indoor cooling device 10 is arranged in the underfloor space 80, both the intake duct 35 and the outlet duct 36 can be omitted. In this case, the intake port 33 and the outlet port 34 are formed at one end and the other end of the second air passage 31 of the indoor cooling device 10. Alternatively, similarly to the indoor circulation path 20, the intake duct 35 and the outlet duct 36 may be detachably configured to be attached to and detached from the main body of the indoor cooling device 10. In such a case, the underfloor circulation path as a configuration of the indoor cooling device 10 may be composed of only the second air passage 31.

室内冷却装置10(熱交換システム1)がこのように構成されるため、室内空間92の比較的高温の空気を床下空間80の空気との熱交換により冷却し、冷却後の空気を室内空間92に供給することができる。これにより、夏期における室内空間92の温度を低減させることができる。その結果、冷房負荷の削減に寄与することができる。 Since the indoor cooling device 10 (heat exchange system 1) is configured in this way, the relatively high temperature air in the indoor space 92 is cooled by heat exchange with the air in the underfloor space 80, and the cooled air is cooled in the indoor space 92. Can be supplied to. Thereby, the temperature of the indoor space 92 in the summer can be reduced. As a result, it can contribute to the reduction of the cooling load.

また、本実施の形態では、室内循環経路20と床下循環経路30とが個別に設けられており、室内空間92の空気をそのまま(温度だけ低下させて)戻す構成であるため、不快な床下空間80の臭いを室内空間92に供給しなくて済む。したがって、室内空間92において居住者は快適に過ごすことができる。 Further, in the present embodiment, the indoor circulation path 20 and the underfloor circulation path 30 are individually provided, and the air in the indoor space 92 is returned as it is (by lowering the temperature), which is an unpleasant underfloor space. It is not necessary to supply the odor of 80 to the indoor space 92. Therefore, the resident can spend comfortably in the indoor space 92.

なお、室内循環経路20の吸気口23と吹出し口24とは、共通の室内空間92に配置される例に限定されず、吸気口23と吹出し口24とが異なる室内空間に配置されてもよい。吹出し口24が配置される室内空間92は、空調対象(冷却対象)の室内空間であり、典型的にはリビング、ダイニング、個室(寝室、子供部屋)、などの居室である。吸気口23と吹出し口24とが異なる室内空間に配置される場合、吸気口23が配置される室内空間は、廊下、階段室などの非居室の室内空間93であってもよい。 The intake port 23 and the outlet 24 of the indoor circulation path 20 are not limited to the example of being arranged in the common indoor space 92, and the intake port 23 and the outlet 24 may be arranged in different indoor spaces. .. The indoor space 92 in which the outlet 24 is arranged is an indoor space to be air-conditioned (cooled), and is typically a living room, a dining room, a private room (bedroom, a children's room), or the like. When the air intake port 23 and the air outlet port 24 are arranged in different indoor spaces, the indoor space in which the air intake port 23 is arranged may be an indoor space 93 of a non-living room such as a corridor or a staircase.

また、室内循環経路20の吸気口23および吹出し口24の個数は、1個に限定されず、複数個であってもよい。図1に示されるように、たとえば2個の吹出し口24が1階の室内空間92と2階の室内空間92とに設けられる場合、上述の吹出しダクト26を、吹出し口24の個数に応じて分岐させてもよい。なお、2階の室内空間92の吹出し口24にまで延びるダクト26aは、1階の間仕切壁の空気層および天井裏空間(いずれも図示せず)を通るように配設される。 Further, the number of the intake port 23 and the outlet 24 of the indoor circulation path 20 is not limited to one, and may be a plurality. As shown in FIG. 1, for example, when two outlets 24 are provided in the indoor space 92 on the first floor and the indoor space 92 on the second floor, the above-mentioned outlet ducts 26 are provided according to the number of outlets 24. It may be branched. The duct 26a extending to the outlet 24 of the indoor space 92 on the second floor is arranged so as to pass through the air layer of the partition wall on the first floor and the attic space (neither shown).

(目標採熱量について)
本実施の形態において、1台の室内冷却装置10による目標採熱量は300Wである。これは、一般的な住宅の三室分(約20畳)相当である。なお、室内空間92の床面から天井面までの高さを2.4mとすると、20畳分の室内空間92の容積は、約79.44m(33.1m×2.4m=79.44m)である。
(About target heat collection amount)
In the present embodiment, the target heat collection amount by one indoor cooling device 10 is 300 W. This is equivalent to three rooms (about 20 tatami mats) in a typical house. Assuming that the height of the indoor space 92 from the floor surface to the ceiling surface is 2.4 m, the volume of the indoor space 92 for 20 tatami mats is about 79.44 m 3 (33.1 m 2 × 2.4 m = 79. It is 44m 3 ).

過去の実測結果より、夏期における床下空間80と室内空間92との温度差(室内温度−床下温度)Δtは、平均3.5〜5.0℃程度である。床下循環経路30側の第2ファン32の風量を一定とした場合、室内循環経路20側の第1ファン22の風量Vは、次式により求められる。なお、空気の容積比率は0.33〜0.35程度である。 From the past actual measurement results, the temperature difference (indoor temperature-underfloor temperature) Δt between the underfloor space 80 and the indoor space 92 in summer is about 3.5 to 5.0 ° C. on average. When the air volume of the second fan 32 on the underfloor circulation path 30 side is constant, the air volume V of the first fan 22 on the indoor circulation path 20 side is calculated by the following equation. The volume ratio of air is about 0.33 to 0.35.

風量V=目標採熱量/(Δt×空気の容積比率) Air volume V = target heat collection volume / (Δt x air volume ratio)

温度差Δtを上記平均温度(3.5〜5.0℃)として計算すると、風量Vは、210〜240m/hとなる。したがって、室内冷却装置10が目標採熱量300Wを達成するためには、第1ファン22は210m/h以上の能力を有するファンである必要がある。本実施の形態では、省エネルギー化を考慮し、第1ファン22として、最大風量(とり得る風量の上限値)が210m/hであるファンを採用する。これにより、室内空間92の温度を1〜3℃程度低減させることができる。なお、第2ファン32は第1ファン22よりも低い能力(風量)のファンであってよい。 When the temperature difference Δt is calculated as the average temperature (3.5 to 5.0 ° C.), the air volume V is 210 to 240 m 3 / h. Therefore, in order for the indoor cooling device 10 to achieve the target heat collection amount of 300 W, the first fan 22 needs to be a fan having a capacity of 210 m 3 / h or more. In the present embodiment, in consideration of energy saving, a fan having a maximum air volume (upper limit value of possible air volume) of 210 m 3 / h is adopted as the first fan 22. As a result, the temperature of the indoor space 92 can be reduced by about 1 to 3 ° C. The second fan 32 may be a fan having a lower capacity (air volume) than the first fan 22.

ただし、実際の空調対象の室内空間92の大きさ(容積)は個々の住宅により異なるため、第1ファン22の最大風量は、空調対象の室内空間92の容積に応じて定められていることが望ましい。具体的には、第1ファン22の風量(とり得る風量の範囲)は、次の条件式により定められる。 However, since the actual size (volume) of the indoor space 92 to be air-conditioned differs depending on each house, the maximum air volume of the first fan 22 may be determined according to the volume of the indoor space 92 to be air-conditioned. desirable. Specifically, the air volume (range of possible air volume) of the first fan 22 is determined by the following conditional expression.

風量(m/h)≦k×室容積(mAir volume (m 3 / h) ≤ k x room volume (m 3 )

すなわち、第1ファン22の風量は、空調対象の室内空間92の容積(室容積)に係数kを乗算した値以下である。なお、室容積は、空調対象の室内空間92が複数ある場合には複数の室内空間92の容積を足した値である。ここで、係数kは、床下空間80と室内空間92との温度差を考慮した必要採熱量を算出するための係数である。 That is, the air volume of the first fan 22 is equal to or less than the value obtained by multiplying the volume (room volume) of the indoor space 92 to be air-conditioned by the coefficient k. The room volume is a value obtained by adding the volumes of the plurality of indoor spaces 92 when there are a plurality of indoor spaces 92 to be air-conditioned. Here, the coefficient k is a coefficient for calculating the required heat collection amount in consideration of the temperature difference between the underfloor space 80 and the indoor space 92.

上述のように、空調対象の室内空間92の容積が20畳分の約79.44mであるとした場合の第1ファン22の必要風量が210m/hであることから、係数kは、210/79.44=2.6435として計算できる。この計算結果から、係数kは2.70として定められる。 As described above, assuming that the volume of the indoor space 92 to be air-conditioned is about 79.44 m 3 for 20 tatami mats, the required air volume of the first fan 22 is 210 m 3 / h, so that the coefficient k is It can be calculated as 210 / 79.44 = 2.6435. From this calculation result, the coefficient k is determined as 2.70.

なお、この場合の第1ファン22の最大風量(風量の上限値)は、「k(2.70)×室容積(m)」となるが、第1ファン22の選定においては、最大風量が次の条件式を満たすファンを採用してもよい。 In this case, the maximum air volume (upper limit value of the air volume) of the first fan 22 is "k (2.70) x chamber volume (m 3 )", but when selecting the first fan 22, the maximum air volume is selected. May employ a fan that satisfies the following conditional expression.

l×室容積(m)<最大風量(m/h)≦k×室容積(ml × chamber volume (m 3 ) <maximum air volume (m 3 / h) ≦ k × chamber volume (m 3 )

ただし、係数lは、上記計算結果(210/79.44=2.6435)から、たとえば2.40として定めることができる。このような能力を有するファンを採用することにより、床下空間80と室内空間92との温度差が比較的小さい場合であっても、床下空間80の冷熱を利用して室内空間92を効果的に冷却することができる。 However, the coefficient l can be determined as, for example, 2.40 from the above calculation result (210 / 79.44 = 2.6435). By adopting a fan having such a capability, even when the temperature difference between the underfloor space 80 and the indoor space 92 is relatively small, the indoor space 92 can be effectively used by utilizing the cooling heat of the underfloor space 80. Can be cooled.

上述のように、床下空間80と室内空間92との温度差Δtの平均は、3.5〜5.0℃程度であるが、実際には温度差Δtが10℃以上になる時間帯もある。そのため、第1ファン22の風量を、固定とせず、可変としてもよい。この場合の室内冷却装置10の機能構成および風量制御方法について、以下に説明する。 As described above, the average temperature difference Δt between the underfloor space 80 and the indoor space 92 is about 3.5 to 5.0 ° C., but in reality, there are times when the temperature difference Δt becomes 10 ° C. or more. .. Therefore, the air volume of the first fan 22 may be variable instead of fixed. The functional configuration of the indoor cooling device 10 and the air volume control method in this case will be described below.

(機能構成および風量制御方法について)
図3は、室内冷却装置10の機能構成を示す機能ブロック図である。図3を参照して、室内冷却装置10は、ファン22,32および熱交換部40の運転を制御する制御部51と、各種情報およびプログラムを記録する記憶部52と、計時動作を行う計時部53と、床下空間80の温度を検知する床下温度センサ61と、空調対象の室内空間92の温度を検知する室内温度センサ62とを備える。
(About functional configuration and air volume control method)
FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of the indoor cooling device 10. With reference to FIG. 3, the indoor cooling device 10 includes a control unit 51 that controls the operation of the fans 22, 32 and the heat exchange unit 40, a storage unit 52 that records various information and programs, and a timekeeping unit that performs a timekeeping operation. 53, an underfloor temperature sensor 61 that detects the temperature of the underfloor space 80, and an indoor temperature sensor 62 that detects the temperature of the indoor space 92 to be air-conditioned are provided.

制御部51は、夏期にのみファン22,32および熱交換部40の運転、すなわち熱交換システム1の運転を行う。制御部51は、ユーザからの指示に応じて熱交換システム1の運転/停止を判断してもよいし、室内空間92の温度と床下空間80の温度との差に応じて熱交換システム1の運転/停止を判断してもよい。あるいは、制御部51は、計時部53により計測された月日に応じて熱交換システム1の運転/停止を判断してもよい。 The control unit 51 operates the fans 22, 32 and the heat exchange unit 40, that is, the heat exchange system 1 only in the summer. The control unit 51 may determine the start / stop of the heat exchange system 1 according to the instruction from the user, or the heat exchange system 1 may determine the start / stop of the heat exchange system 1 according to the difference between the temperature of the indoor space 92 and the temperature of the underfloor space 80. You may decide to start / stop. Alternatively, the control unit 51 may determine the start / stop of the heat exchange system 1 according to the date measured by the time measuring unit 53.

図2に示されるように、床下温度センサ61は、たとえば、床下循環経路30のうちの熱交換部40よりも上流側部分に配置される。室内温度センサ62は、たとえば、室内循環経路20のうちの熱交換部40よりも上流側部分に配置される。 As shown in FIG. 2, the underfloor temperature sensor 61 is arranged, for example, in a portion of the underfloor circulation path 30 upstream of the heat exchange portion 40. The indoor temperature sensor 62 is arranged, for example, in a portion of the indoor circulation path 20 upstream of the heat exchange section 40.

制御部51は、その機能として風量制御部54を含む。風量制御部54は、床下空間80の温度と室内空間92の温度との差に応じて、第1ファン22の風量を制御する。風量制御部54の具体的な風量制御方法は、たとえば次の通りである。 The control unit 51 includes an air volume control unit 54 as its function. The air volume control unit 54 controls the air volume of the first fan 22 according to the difference between the temperature of the underfloor space 80 and the temperature of the indoor space 92. The specific air volume control method of the air volume control unit 54 is as follows, for example.

風量制御部54は、床下温度センサ61および室内温度センサ62からの信号に基づいて、床下空間80と室内空間92との温度差Δtを検出する。風量制御部54は、検出した温度差Δtが、夏期平均の最大値である5.0℃以下か否かを判断する。 The air volume control unit 54 detects the temperature difference Δt between the underfloor space 80 and the indoor space 92 based on the signals from the underfloor temperature sensor 61 and the indoor temperature sensor 62. The air volume control unit 54 determines whether or not the detected temperature difference Δt is 5.0 ° C. or less, which is the maximum value of the summer average.

検出した温度差Δtが5.0℃以下であれば、風量制御部54は、風量が最大風量の210m/hとなるよう第1ファン22の回転数を制御する。これに対し、検出した温度差Δtが5.0℃を超えている場合、風量制御部54は、風量が最大風量(210m/h)よりも小さい風量となるよう第1ファン22の回転数を制御する。 If the detected temperature difference Δt is 5.0 ° C. or less, the air volume control unit 54 controls the rotation speed of the first fan 22 so that the air volume reaches the maximum air volume of 210 m 3 / h. On the other hand, when the detected temperature difference Δt exceeds 5.0 ° C., the air volume control unit 54 rotates the first fan 22 so that the air volume is smaller than the maximum air volume (210 m 3 / h). To control.

たとえば、風量制御部54は、検出した温度差Δtが5.0℃以下の場合に、第1ファン22を強運転モードで駆動し、検出した温度差Δtが5.0℃を超えている場合に、第1ファン22を弱運転モードで駆動してもよい。 For example, when the detected temperature difference Δt is 5.0 ° C. or less, the air volume control unit 54 drives the first fan 22 in the strong operation mode, and the detected temperature difference Δt exceeds 5.0 ° C. In addition, the first fan 22 may be driven in the weak operation mode.

あるいは、風量制御部54は、温度差Δtが5.0℃を超えている場合には、温度差Δtに応じて、第1ファン22の風量Vを細かく調整してもよい。このような制御方法における、温度差Δtと第1ファン22の風量Vとの関係を図4のグラフに示す。 Alternatively, when the temperature difference Δt exceeds 5.0 ° C., the air volume control unit 54 may finely adjust the air volume V of the first fan 22 according to the temperature difference Δt. The relationship between the temperature difference Δt and the air volume V of the first fan 22 in such a control method is shown in the graph of FIG.

図4のグラフは、上記計算式により温度差Δtが7.0℃、10.0℃、15.0℃、20.0℃のときの風量Vの値をプロットし、これらのプロット値を線で繋いだグラフである。このグラフに基づくと、風量制御部54は、温度差Δtが10℃のとき、風量Vが約80m/hとなるよう第1ファン22を制御し、温度差Δtが15℃のとき、風量Vが約60m/hとなるよう第1ファン22を制御する。 The graph of FIG. 4 plots the value of the air volume V when the temperature difference Δt is 7.0 ° C., 10.0 ° C., 15.0 ° C., and 20.0 ° C. by the above formula, and draws these plotted values. It is a graph connected by. Based on this graph, the air volume control unit 54 controls the first fan 22 so that the air volume V becomes about 80 m 3 / h when the temperature difference Δt is 10 ° C., and the air volume when the temperature difference Δt is 15 ° C. The first fan 22 is controlled so that V becomes about 60 m 3 / h.

このように、温度差Δtが比較的大きい場合に第1ファン22の風量を小さく設定することで、第1ファン22の消費電力を抑えることができる。 As described above, when the temperature difference Δt is relatively large, the power consumption of the first fan 22 can be suppressed by setting the air volume of the first fan 22 to be small.

なお、風量制御部54の動作は、記憶部52に格納されたソフトウェアを実行することで実現されるものとするが、ハードウェアで実現されてもよい。 The operation of the air volume control unit 54 is realized by executing the software stored in the storage unit 52, but it may be realized by hardware.

また、風量制御部54は、温度差Δtに応じて第2ファン32の風量も同様に制御してもよい。 Further, the air volume control unit 54 may similarly control the air volume of the second fan 32 according to the temperature difference Δt.

(変形例)
図5に示されるように、初夏の夜間(朝方)など、時間帯によっては、床下空間80の空気の温度よりも外気の温度の方が低くなる場合がある。そのため、さらに室内空間92の冷却効果を向上させるためには、熱交換システムが外気を取り入れ可能な機構を備えてもよい。
(Modification example)
As shown in FIG. 5, the temperature of the outside air may be lower than the temperature of the air in the underfloor space 80 depending on the time zone such as the nighttime (morning) in early summer. Therefore, in order to further improve the cooling effect of the indoor space 92, the heat exchange system may be provided with a mechanism capable of taking in outside air.

図6は、本実施の形態の変形例において床下空間80に配置される配管構成を模式的に示す平面図であり、本変形例における熱交換システム1Aの概略構成を示す。 FIG. 6 is a plan view schematically showing a piping configuration arranged in the underfloor space 80 in the modified example of the present embodiment, and shows a schematic configuration of the heat exchange system 1A in the modified example.

床下循環経路30の吹出しダクト36は、熱交換部40よりも下流側に位置し、熱交換後の床下空間80の空気を床下空間80に戻す下流経路36aを構成する。本変形例では、床下循環経路30は、この下流経路36aから分岐し、熱交換後の空気を屋外に排気する排気経路37aと、熱交換後の空気の吐出先を切り替える切替部38とを有している。 The outlet duct 36 of the underfloor circulation path 30 is located downstream of the heat exchange section 40, and constitutes a downstream path 36a that returns the air in the underfloor space 80 after heat exchange to the underfloor space 80. In this modification, the underfloor circulation path 30 has an exhaust path 37a that branches from the downstream path 36a and exhausts the air after heat exchange to the outside, and a switching unit 38 that switches the discharge destination of the air after heat exchange. doing.

排気経路37aは、吹出しダクト36から分岐する排気ダクト37により形成される。排気ダクト37は、たとえば、外周基礎81と外壁91との間の通気口81aに挿通される。切替部38は、たとえば、各経路を開放および閉鎖するダンパにより構成される。あるいは、切替部38は、下流経路36aと排気経路37aとの分岐点に配置される三方弁により構成されてもよい。 The exhaust path 37a is formed by an exhaust duct 37 branching from the outlet duct 36. The exhaust duct 37 is inserted into, for example, a vent 81a between the outer peripheral foundation 81 and the outer wall 91. The switching unit 38 is composed of, for example, dampers that open and close each path. Alternatively, the switching unit 38 may be composed of a three-way valve arranged at a branch point between the downstream path 36a and the exhaust path 37a.

図7は、本変形例における室内冷却装置10Aの機能構成を示す機能ブロック図である。図7に示されるように、室内冷却装置10Aの制御部51は、切替制御部55を含む。なお、本変形例においても、図3に示した風量制御部54が制御部51に含まれてもよい。 FIG. 7 is a functional block diagram showing a functional configuration of the indoor cooling device 10A in this modified example. As shown in FIG. 7, the control unit 51 of the indoor cooling device 10A includes a switching control unit 55. In this modification as well, the air volume control unit 54 shown in FIG. 3 may be included in the control unit 51.

切替制御部55と切替部38とは電気的に接続されており、切替制御部55は、夜間の所定の時間帯のみ熱交換後の空気の吐出先が屋外となるように切替部38の切り替え制御を行う。具体的には、切替制御部55は、計時部53からの信号に基づき現在時刻を判断し、夜間の所定の時間帯(たとえば午前0時〜6時)において、排気経路37aを開状態、下流経路36aを閉状態とするよう切替部38を制御する。切替制御部55は、昼間を含む、残りの時間帯(たとえば午前7時〜夜中の1時)において、排気経路37aを閉状態、下流経路36aを開状態とするよう切替部38を制御する。 The switching control unit 55 and the switching unit 38 are electrically connected, and the switching control unit 55 switches the switching unit 38 so that the air discharge destination after heat exchange is outdoors only at a predetermined time at night. Take control. Specifically, the switching control unit 55 determines the current time based on the signal from the time measuring unit 53, opens the exhaust path 37a in a predetermined time zone at night (for example, from 0:00 to 6:00 am), and downstream. The switching unit 38 is controlled so that the path 36a is closed. The switching control unit 55 controls the switching unit 38 so that the exhaust path 37a is in the closed state and the downstream path 36a is in the open state in the remaining time zone (for example, from 7:00 am to 1:00 am) including the daytime.

このように、切替制御部55は、熱交換後の床下空間80の空気の吐出先を選択的に切り替える。なお、切替制御部55は、夏期のうち初夏(6月〜7月前半)および晩夏(9月後半〜10月)にのみ作動してもよい。 In this way, the switching control unit 55 selectively switches the air discharge destination of the underfloor space 80 after heat exchange. The switching control unit 55 may be operated only in early summer (June to early July) and late summer (late September to October) in the summer.

床下循環経路30を通る熱交換後の空気が排気経路37aを介して屋外に吐出される場合、床下空間80は負圧となる。床下空間80が負圧となることで、通気口81aを介して外気が床下空間80に取り込まれる。初夏および晩夏の夜間は、床下空間80の空気よりも外気の方が温度が低いため、外気を積極的に取り入れることで、床下空間80の温度を下げることができる。これにより、吸気口33から低温の空気が床下循環経路30に取り入れられるため、室内空間92を効率良く冷却することができる。 When the air after heat exchange passing through the underfloor circulation path 30 is discharged to the outside through the exhaust path 37a, the underfloor space 80 becomes a negative pressure. When the underfloor space 80 becomes a negative pressure, the outside air is taken into the underfloor space 80 through the vent 81a. Since the temperature of the outside air is lower than that of the air in the underfloor space 80 at night in early summer and late summer, the temperature of the underfloor space 80 can be lowered by actively taking in the outside air. As a result, low-temperature air is taken into the underfloor circulation path 30 from the intake port 33, so that the indoor space 92 can be efficiently cooled.

一方で、夏期の日中には、床下空間80内に空気を循環させるだけであるため、相対的に温度の高い外気が必要以上に床下空間80に取り込まれることを防止する。これにより、床下空間80の温度上昇を防止することができるため、室内空間92の冷却効果を維持することができる。 On the other hand, during the daytime in summer, only air is circulated in the underfloor space 80, so that it is possible to prevent the relatively high temperature outside air from being taken into the underfloor space 80 more than necessary. As a result, it is possible to prevent the temperature of the underfloor space 80 from rising, so that the cooling effect of the indoor space 92 can be maintained.

なお、図7に示した切替制御部55の動作もまた、記憶部52に格納されたソフトウェアを実行することで実現されるものとするが、ハードウェアで実現されてもよい。 The operation of the switching control unit 55 shown in FIG. 7 is also realized by executing the software stored in the storage unit 52, but it may also be realized by hardware.

本変形例では、切替制御部55は、時間帯に応じて切替部38の切り替え制御を行うこととしたが、このような例に限定されない。つまり、切替制御部55が熱交換後の空気の吐出先を屋外に決定するための条件は、時間帯以外の条件であってもよい。たとえば、切替制御部55は、床下空間80の温度と屋外の温度とを比較することによって切替部38の切り替え制御を行ってもよい。 In this modification, the switching control unit 55 performs switching control of the switching unit 38 according to the time zone, but the present invention is not limited to such an example. That is, the condition for the switching control unit 55 to determine the discharge destination of the air after heat exchange to the outside may be a condition other than the time zone. For example, the switching control unit 55 may perform switching control of the switching unit 38 by comparing the temperature of the underfloor space 80 with the outdoor temperature.

この場合、図7に示されるように、切替制御部55は、床下温度センサ61により検知される床下空間80の温度が外気温センサ63により検知される外気温よりも高いか否かを判断し、その判断結果に応じて、切替部38の切り替え制御を行う。具体的には、切替制御部55は、床下空間80の温度が外気温よりも高いと判断した場合に(のみ)、熱交換後の空気の吐出先が屋外となるように切替部38を制御する。なお、外気温センサ63は、たとえば外周基礎81の外側面など屋外に配置されるため、室内冷却装置10Aの構成外であってもよい。この場合、外気温センサ63からの検知信号を入力する入力部が室内冷却装置10Aに備えられればよい。 In this case, as shown in FIG. 7, the switching control unit 55 determines whether or not the temperature of the underfloor space 80 detected by the underfloor temperature sensor 61 is higher than the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 63. , The switching control of the switching unit 38 is performed according to the determination result. Specifically, when the switching control unit 55 determines that the temperature of the underfloor space 80 is higher than the outside air temperature (only), the switching control unit 55 controls the switching unit 38 so that the air discharge destination after heat exchange is outdoors. To do. Since the outside air temperature sensor 63 is arranged outdoors, for example, on the outer surface of the outer peripheral foundation 81, it may be outside the configuration of the indoor cooling device 10A. In this case, the indoor cooling device 10A may be provided with an input unit for inputting a detection signal from the outside air temperature sensor 63.

あるいは、本変形例では、熱交換後の空気の吐出先を屋外にすることで、床下空間80を負圧にして外気を床下空間80に取り込む構成としたが、熱交換対象の空気の吸気先を屋外にすることで、直接外気を熱交換部40に送り込む構成としてもよい。 Alternatively, in this modification, the air discharge destination after heat exchange is set to the outside so that the underfloor space 80 is made a negative pressure and the outside air is taken into the underfloor space 80. However, the air intake destination of the heat exchange target air is taken in. May be configured to directly send the outside air to the heat exchange unit 40 by making the outside air.

この場合、床下循環経路30は、吸気ダクト35により構成される上流経路に合流する外気吸込み経路(図示せず)を含む。この外気吸込み経路は、屋外の空気を吸気する屋外吸気口(図示せず)に一端が接続され、かつ、他端がこの上流経路に接続される経路である。外気吸込み経路は、吸気ダクト35に接続される外気吸込み用ダクト(図示せず)により形成される。この場合、切替制御部55は、上記変形例と同様の条件に基づいて、たとえば上流経路と外気吸込み経路との分岐点に配置される切替部(図示せず)の切り替え制御を行う。 In this case, the underfloor circulation path 30 includes an outside air suction path (not shown) that joins the upstream path formed by the intake duct 35. This outside air suction path is a path in which one end is connected to an outdoor intake port (not shown) for sucking outdoor air and the other end is connected to this upstream path. The outside air suction path is formed by an outside air suction duct (not shown) connected to the intake duct 35. In this case, the switching control unit 55 performs switching control of the switching unit (not shown) arranged at the branch point between the upstream path and the outside air suction path, for example, based on the same conditions as the above modification.

なお、以上説明した実施の形態およびその変形例では、室内冷却装置10(10A)が床下空間80に配置されることとしたが、少なくとも、床下循環経路30の吸気口33と吹出し口34とが床下空間80に配置されていれば、1階の天井裏空間など他の空間に配置されてもよい。 In the above-described embodiment and its modification, the indoor cooling device 10 (10A) is arranged in the underfloor space 80, but at least the intake port 33 and the outlet 34 of the underfloor circulation path 30 are provided. If it is arranged in the underfloor space 80, it may be arranged in another space such as the attic space on the first floor.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1,1A 熱交換システム、9 住宅、10,10A 室内冷却装置、20 室内循環経路、21 第1空気通路、22,32 ファン、23,33 吸気口、24,34 吹出し口、25,35 吸気ダクト、26,26a,36 吹出しダクト、30 床下循環経路、31 第2空気通路、36a 下流経路、37 排気ダクト、37a 排気経路、38 切替部、40 熱交換部、51 制御部、52 記憶部、53 計時部、54 風量制御部、55 切替制御部、61 床下温度センサ、62 室内温度センサ、63 外気温センサ、80 床下空間、81 外周基礎、81a 通気口、91 外壁、92,93 室内空間。 1,1A heat exchange system, 9 housing, 10,10A indoor cooling device, 20 indoor circulation path, 21 first air passage, 22,32 fan, 23,33 intake port, 24,34 outlet, 25,35 intake duct , 26, 26a, 36 outlet duct, 30 underfloor circulation path, 31 second air passage, 36a downstream path, 37 exhaust duct, 37a exhaust path, 38 switching section, 40 heat exchange section, 51 control section, 52 storage section, 53 Measuring unit, 54 air volume control unit, 55 switching control unit, 61 underfloor temperature sensor, 62 indoor temperature sensor, 63 outdoor temperature sensor, 80 underfloor space, 81 outer peripheral foundation, 81a vent, 91 outer wall, 92,93 indoor space.

Claims (7)

建物の床下空間の冷熱を利用して室内空間の空気の温度を低下させるための室内冷却装置であって、
前記室内空間の空気を取り込み、取り込んだ空気を前記室内空間に戻す室内循環経路と、
前記建物の床下空間の空気を取り込み、取り込んだ空気を前記床下空間に戻す床下循環経路と、
前記室内循環経路を循環する前記室内空間の空気と前記床下循環経路を循環する前記床下空間の空気とを熱交換させる熱交換部とを備えた、室内冷却装置。
An indoor cooling device that uses the cold heat of the underfloor space of a building to lower the temperature of the air in the indoor space.
An indoor circulation path that takes in the air in the indoor space and returns the taken-in air to the indoor space.
An underfloor circulation path that takes in the air in the underfloor space of the building and returns the taken-in air to the underfloor space.
An indoor cooling device including a heat exchange unit that exchanges heat between the air in the indoor space that circulates in the indoor circulation path and the air in the underfloor space that circulates in the underfloor circulation path.
前記室内循環経路上に空気を流動させるためのファンを備え、
前記ファンの風量は、空調対象の前記室内空間の容積に係数kを乗算した値以下であり、
前記係数kは2.70である、請求項1に記載の室内冷却装置。
A fan for flowing air on the indoor circulation path is provided.
The air volume of the fan is equal to or less than the value obtained by multiplying the volume of the indoor space to be air-conditioned by a coefficient k.
The indoor cooling device according to claim 1, wherein the coefficient k is 2.70.
前記床下空間の温度と前記室内空間の温度との差に応じて、前記ファンの風量を制御するための風量制御部をさらに備える、請求項2に記載の室内冷却装置。 The indoor cooling device according to claim 2, further comprising an air volume control unit for controlling the air volume of the fan according to the difference between the temperature of the underfloor space and the temperature of the indoor space. 前記床下循環経路は、前記熱交換部よりも下流側に位置し、熱交換後の床下空間の空気を前記床下空間に戻す下流経路と、前記下流経路から分岐し、前記熱交換後の床下空間の空気を屋外に排気する排気経路と、熱交換後の床下空間の空気の吐出先を切り替える切替部とを含み、
所定の条件を満たした場合に前記吐出先が屋外となるように前記切替部の切り替え制御を行う切替制御部をさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載の室内冷却装置。
The underfloor circulation path is located on the downstream side of the heat exchange portion, and branches from the downstream path to return the air in the underfloor space after heat exchange to the underfloor space and the underfloor space after the heat exchange. Includes an exhaust path that exhausts the air to the outside and a switching unit that switches the air discharge destination in the underfloor space after heat exchange.
The indoor cooling device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a switching control unit that controls switching of the switching unit so that the discharge destination is outdoors when a predetermined condition is satisfied.
前記床下循環経路は、前記熱交換部よりも上流側に位置し、前記床下空間の空気を吸気する吸気口に一端が接続された上流経路と、屋外の空気を吸気する屋外吸気口に一端が接続され、かつ、他端が前記上流経路に接続された外気吸込み経路と、前記熱交換部に送り込む空気の吸気先を切り替える切替部とを含み、
所定の条件を満たした場合に前記吸気先が屋外となるように前記切替部の切り替え制御を行う切替制御部をさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載の室内冷却装置。
The underfloor circulation path is located on the upstream side of the heat exchange section, and one end is connected to an intake port for sucking air in the underfloor space, and one end is connected to an outdoor intake port for sucking outdoor air. Includes an outside air suction path that is connected and the other end of which is connected to the upstream path, and a switching section that switches the intake destination of the air sent to the heat exchange section.
The indoor cooling device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a switching control unit that controls switching of the switching unit so that the intake destination becomes outdoors when a predetermined condition is satisfied.
前記切替制御部は、時間帯に応じて前記切替部の切り替え制御を行う、請求項4または5に記載の室内冷却装置。 The indoor cooling device according to claim 4 or 5, wherein the switching control unit performs switching control of the switching unit according to a time zone. 前記切替制御部は、前記床下空間の温度と屋外の温度とを比較することによって前記切替部の切り替え制御を行う、請求項4または5に記載の室内冷却装置。 The indoor cooling device according to claim 4 or 5, wherein the switching control unit controls switching of the switching unit by comparing the temperature of the underfloor space with the outdoor temperature.
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