JPH08504263A - 室空間を空気調和および暖房する方法および装置 - Google Patents

室空間を空気調和および暖房する方法および装置

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JPH08504263A JP6513828A JP51382894A JPH08504263A JP H08504263 A JPH08504263 A JP H08504263A JP 6513828 A JP6513828 A JP 6513828A JP 51382894 A JP51382894 A JP 51382894A JP H08504263 A JPH08504263 A JP H08504263A
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レスキネン,セッポ
ロリン,イングマル
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エービービー フラクト オサケ ユキチュア
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、室空間を空気調和して暖房する方法および装置に関し、空気は、室空間(1)から吸引されて加熱および冷却のラジエーター(6,7)を経て吸引空気送風機(8)へ導かれ、該送風機によって室空間(1)へ逆に吹き込まれる。地域暖房回路網の不経済な負荷最大値を排除するため、室(1)から吸引される空気の少くとも一部は、最初に熱回収装置の直列の空気出口ラジエーター(12′)と、空気入口ラジエーター(12″)とを経て導かれた後に加熱および冷却のラジエーター(6,7)へ導かれる。

Description

【発明の詳細な説明】 室空間を空気調和および暖房する方法および装置 本発明は、室空間を空気調和および暖房する方法に関し、空気は、室空間から 吸引されて、加熱および冷却のラジエーターを経て吸引空気送風機へ導かれ、該 送風機により、空気は、室空間へ逆に吹き込まれる。また、本発明は、室空間を 空気調和および暖房する装置に関する。 エネルギを節約するため、暖房時期の際に建物が使用されないときの夜間、週 末またはその他のときにおいて営業所、事務所、工場およびその他の類似する空 間における室温を低下させることは、現今一般的である。従って、空気調和系統 は、完全に使用されないか、または非常に低い容量において使用されるかのいづ れかである。 人々がやって来る2時間または3時間前に、暖房系統は、全容量においてスイ ッチを入れられ、建物の温度は、上昇を開始する。空気調和系統は、戻り空気に よって同時に運転するのを開始し、即ち、空気は、室空間から吸引されて、戻り 空気のダンパーを設けられるダクトを経て加熱ラジエーターへ導かれ、入ロダク トを経て建物の室空間へ逆に吹き込まれる。換言すれば、空気は、この時点にお いて再生利用される。建物の空気調和系統の熱回収装置は、まず運転されず、即 ち、空気は、該装置を流通しない。 循環されるべき空気は、通常約35℃から40℃の出来るだけ高い温度に加熱 ラジエーターで加熱されるべきである。この時点では、建物内の温度が通常16 ℃から19℃までであって、該ラジエーターが限られた熱放出面を有するため、 該ラジエーターの液体側での弁は、完全に開放する状態にあり、戻り水の温度は 、少くとも55℃から65℃までである。暖房系統が常態の室温よりも低い温度 における水の最大量による最大容量で同時に作用するため、負荷の最大値は、朝 の暖房の際に到達され、これは、地域暖房プラントの測定において明らかに示す 。全体の地域暖房回路網は、実際上、水の消費と、特に流量との双方に関してこ の負荷の最大値によって設計される。水の流量は、回路網が設計されるとき、主 要 な重要さのものである。上述の状態の際、戻り水の温度は、常態の温度以上であ り、これは、地域暖房回路網の能力伝達容量およびボイラーの効率を低減する。 フィンランド国特許出願第921,034号は、地域暖房水の温度が低下され てもよく、回路網の能力伝達容量が建物の熱伝達系統を空気調和系統の熱交換器 に直列に結合することによって改善されることを教示する。しかしながら、上述 の装置では、これは、加熱ラジエーターが通常よりも5倍から10倍まで大きく なるように同時に設計されなければ、役に立たない。常態の使用の際、この種類 のラジエーターは、も早調節可能ではない。この寸法のラジエーターは、非常に 高い費用を招くので、該費用は、地域暖房回路網の設計によって達成される節約 を越える。該プラントの常態の使用の際、該ラジエーターは、流れの大きな抵抗 をも生じさせ、これにより、空気および液体の側の双方において該系統の動力消 費を著しく増大する。 その他の周知の解決方法の例は、フィンランド国特許第81,440号の暖房 用ポンプの解決方法と、高い温度を有する空間を空気調和するフィンランド国特 許第73,067号の特別な解決方法とを含む。これ等の解決方法の欠点は、こ れ等の効率が空気の如何なる種類の循環によっても増大不能なことである。 本発明の目的は、従来技術の欠点を排除可能な方法および装置を提供すること である。これは、室から吸引される空気の少くとも部分が最初に熱回収装置の空 気出口ラジエーターまたは空気入口ラジエーターまたは直列に結合されるときに 双方を経て導かれた後に加熱および冷却のラジエーターへ導かれ、加熱または冷 却の能力が熱回収装置における液体循環用回路へ供給されることを特徴とする本 発明の方法によって達成される。本発明の装置は、熱回収装置の出口側でのラジ エーターの出口を入口側でのラジエーターの入口に結合して、吹き込まれるべき 空気を加熱または冷却するように該ラジエーターに空気が導かれる以前に、室空 間から吸引される空気または該空気の少くとも一部が直列の該ラジエーターを経 て流れるのを可能にするように配置される第2ダクト部分を備え、該第2ダクト 部分が、所望によって該ダクトを閉鎖可能である朝の暖房用ダンパーを設けられ ることを特徴とする。 本発明の主要な利点は、空気が現在におけるよりもかなり高い温度に加熱可能 であり、これが人々のやって来る前に建物を暖房するのに必要な時間を短縮する ことである。しかしながら、戻り水の温度は、常態の温度に相当する温度、即ち 、約40℃から50℃までにおいて現在におけるよりも低く保持可能である。 代りに、現在のレベル、即ち約35℃から40℃までに戻り空気を加熱して、 地域暖房回路網から導かれる戻り水の温度を20℃から35℃まで低下すること は可能である。これは、朝の暖房によって生じる負荷の最大値を完全に排除する 。地域暖房回路網の能力伝達容量は、著しく改善され、および/または必要な投 資は、従来技術に関して有意に低減される。 上述の利点は、勿論組合わされてもよく、即ち、戻り空気の温度が僅かに上昇 され、一方、地域暖房回路網から導かれる戻り水が或る程度まで、例えば35℃ まで低下されてもよい。 総ての上述の利点は、費用の有意の追加なしに、また、空気調和系統における 流れ抵抗および動力消費を増大することなく達成される。また、常態の使用にお いて、該系統は、容易に調節可能である。 解り易くするため、地域暖房のみが上記で述べられる。同様な利点は、勿論、 建物の内部と、外部との双方で熱エネルギを発生して伝達するのに使用される総 てのその他の装置および配管にも該当し、従って、本発明は、これ等にも関する 。 以下、本発明は、添付図面に示される実施例によって一層詳細に記載され、こ こに、 第1図は、周知の空気調和装置の全体的な概略図を示し、 第2図は、本発明による装置の第1実施例の全体的な概略図を示し、 第3図は、本発明による装置の第2実施例の全体的な概略図を示し、 第4図は、本発明による装置の第3実施例の全体的な概略図を示す。 第1図は、従来技術による空気調和装置を示す。該装置は、次の態様で作用す る。上述のように、人々が到着する2時間前に、暖房系統は、全容量においてス イッチを入れられ、建物の温度は、上昇を始める。また、これは、第1図の空気 調和系統を作動し、送風機4は、室空間1から出口ダクト2および出口フィルタ ー3を経て空気を吸引する。該空気は、第1ダクト部分5aを経て加熱および冷 却のラジエーター6,7へ導かれ、更に空気入口送風機8へ導かれる。第1ダク ト部分5aは、この時点において空気が第1ダクト部分5aを通って流れるのを 可能にするように完全に開放する状態にある戻り空気ダンパー5を備えている。 空気入口送風機8は、室空間1へ戻るように空気入口ダクト9を経て空気を送風 する。この時点では、空気出口および入口のダンパー10,11は、閉鎖される 状態にあり、熱回収装置12は、使用されていない。空気の流れは、矢印によっ て第1図に示される。熱は、水のような熱担体を循環することによって弁13を 経てラジエーター6へ導かれる。 該空気は、出来るだけ高い温度にラジエーター6において加熱されるべきであ る。しかしながら、ラジエーター6の限られた熱放出面は、初めに述べたように 問題を生じる。 第2図は、本発明による装置の有利な一実施例を示す。第2図では、同一の符 号は、適当な場合に第1図におけるように使用される。本発明は、朝の暖房の際 、出口送風機4からの空気を最初に熱回収装置のラジエーター12,12′を経 た後に加熱ラジエーター6へ導いて熱回収装置を空気調和の暖房系統に結合する ことにより、熱回収装置の大きい能力の伝達容量が利用されることの考えに基づ く。これは、該加熱ラジエーターのもののほぼ10倍の大きさの能力の伝達容量 を有する自由な向流の熱交換器を生じる。 該大きい能力の伝達容量は、熱担体が最初に熱を暖房系統へ放出した後に空気 調和系統へ放出するような態様で建物の空気調和系統の加熱回路を直列に結合す ることを可能にする。従って、該暖房系統から導かれる戻りの水の温度は、高く 保持可能であり、大きい加熱効果は、達成可能である。これにもかかわらず、空 気調和系統から地域暖房回路網へ導かれる戻りの水の温度は、所望であれば約2 5℃に低く保持可能であり、地域暖房回路網の設計に関して不経済である負荷の 最高値は、完全に排除可能である。 本発明による方法の肝要な特徴は、室1から吸引される空気の少くとも一部が 最初に空気出口ラジエーター12′または空気入口ラジエーター12″または直 列に結合される際に双方を経て導かれた後に加熱および冷却のラジエーター6, 7へ導かれることである。本発明の基本的な考えによると、系統の現存する熱交 換容量、即ち熱回収装置のラジエーターを必要によって全部または部分的のいづ れかで利用することが可能である。上述の方法が使用される第2図に示される装 置に関して、熱回収装置の出口側をラジエーター12′の出口側に結合して入口 側をラジエーター12″の入口側に結合し、室空間1から吸引される空気または 該空気の少くとも一部が吹き込まれるべき空気を加熱および冷却するラジエータ ー6,7へ導かれる以前に継続して上述のラジエーターを流通するのを可能にす るように配置される第2ダクト部分18aを備え、該第2ダクト部分18aが所 望であれば該ダクトを閉鎖可能な朝の暖房用ダンパー18を設けられることは、 該装置の肝要な特徴である。 第2図の実施例が変更可能であり、所望であれば、空気が例えばラジエーター 12″を通過して直接にラジエーター6へ導かれてもよく、この場合には、熱回 収装置のラジエーターの1つのみが使用されることは、理解されるべきである。 対応するように、空気は、ラジエーター12′を通過してラジエーター12″へ 導かれて更にラジエーター6等へ導かれてもよい。 第2図の実施例では、空気は、ダクト2およびフィルター3を経て送風機4に よって室空間1から除去される。しかしながら、空気は、戻りの空気ダンパー5 を経て戻るように導かれず、該ダンパーは、閉鎖状態にある。該空気は、開放の ダンパー11を経て熱回収装置の出口側でのラジエーター12′へ導かれ、更に 第2ダクト部分18aへ導かれる。このとき、第2ダクト部分内の朝の暖房用ダ ンパー18は、開放状態にある。次に、該空気は、熱回収装置の入口側でのラジ エーター12″へ導かれ、ダンパー10と、加熱ラジエーター6と、冷却ラジエ ーター7とを経て送風機8まで進み、該送風機は、ダクト9を経て室空間1へ戻 るように空気を吹き込む。 上述の態様において、直列に結合される3台の向流ラジエーター12′,12 ″,6は、空気を加熱するのに使用される。熱回収装置の温度効率が60%であ って、加熱ラジエーターに対する対応する値が40%であれば(双方の該値は低 い)、双方の熱回収ラジエーターの効率は、個々に約77%であり、向流の原理 で直列に結合されるときに96%以上である。換言すれば、ラジエーター12′ から導かれる戻り水の温度は、それへ導かれる空気の温度、即ち室温に非常に近 く、および/またはラジエーター6から室空間1へ導かれる空気の温度は、 入口の水の温度に非常に近い。 熱は、例えば次の態様でラジエーター12′,12″へ供給されてもよく、即 ち、ラジエーター6から導かれる戻り水は、弁13を経て戻り水管15へ導かれ るのではなく、熱回収系統の液体循環用回路内に配置される熱交換器17へ三方 弁16および管19へ経て導かれ、更に管19を経て戻り水管15へ導かれる。 該戻り水の温度がラジエーター12′の出口側での戻り水の温度よりも約10℃ 高いように調節されれば、熱交換器は、安価であって寸法がかなり小さい。この とき、戻り水の温度は、室温が16℃から19℃までであれば、30℃以下であ る。 戻り空気ユニットとしての常態の使用の際、第2図の装置は、朝の暖房用ダン パー18が閉鎖されて、熱回収装置の熱交換器17への熱の供給が中断されるよ うに作用する。入口、出口および戻りの空気の割合は、通常の態様でダンパー5 ,10,11によって調節される。該ユニットが戻り空気によって作用されなけ れば、ダンパー5,10,11は、必要ではない。 第3図は、本発明による装置の有利な第2実施例を示す。第3図は、装置の液 体側での結合のみを示し、その他の点の解決は、第2図の実施例に相当する。 第3図の装置は、第3図の実施例では熱回収回路が第2図の実施例のなすよう に別個の熱交換器17を含まないため、幾つかの点で第2図のものよりも一層有 利である。第3図の実施例では、熱回収回路は、、加熱ラジエーター6に直列に 結合され、これにより、ラジエーター6から導かれる加熱用液体は、制御弁16 を経て空気入口ラジエーター12″へ流れ、更に空気出口ラジエーター12′を 経て空気調和系統の熱交換器17′へ流れる。熱交換器17′は、弁25を経て 弁30によって暖房系統の熱交換器26に直列に結合される。熱交換器26は、 地域暖房の入口管28へ結合され、加熱用水は、熱交換器17′からポンプ31 および弁24を経て戻り管29へ導かれる。 上述のように、熱伝達に無関係でありまた第2図に示されるものに類似する総 ての部分は、第3図から省略される。更に、加熱用液体の配管は、単純化された 形状で第3図に示される。符号27は、建物の暖房系統を表示する領域を示し、 該系統は、直列および/または並列に結合される部分を随意に含む。高温水の生 成は、暖房系統27の部分でもよく、またはそれは、熱交換器17′に直列また は並列に結合される別個の熱交換器を有してもよく、または完全に別個のユニッ トである。熱交換器17′は、勿論、直列または並列に結合される何台かの空気 調和装置または空気調和系統の別個の余熱(afterheating)ラジエーターまたは その他のラジエーターに役立ってもよい。該系統は、並列および/または直列に 結合される1台よりも多い熱交換器17′および/または30を有してもよい。 第3図の実施例では、第2図の実施例の熱交換器17に相当する熱交換器は、 必要ではない。更に、地域暖房から導かれる戻り水は、熱回収装置から導かれる 戻り水が地域暖房用水に直接の冷却効果を有するため、第2図の実施例における よりも約10℃冷たい。他方では、通常、水と、グリコールとの混合物の不凍液 は、熱交換器17′と、ラジエーター6と、これ等を結合する配管、弁等とを流 通し、これ等の構造に別の要件を設定する。 第4図は、本発明による装置の有利な第3実施例を示す。第4図では、同様な 符号は、適当な場合に第3図におけるように使用される。第4図の実施例では、 加熱、冷却および熱回収のラジエーターは、1台の熱交換器12Aを与えるよう に組合わされる。第3図と、第4図との比較は、配管および制御装置が第3図の 実施例におけるよりも有意に簡単であって、加熱ラジエーター用戻り水ポンプが 必要ではないことが第4図に示される実施例の利点であることを示す。また、第 4図は、空気調和系統の熱交換器17′に並列の高温水用熱交換器32の結合を 示す。後者の熱交換器は、高温水が使用されるときに地域暖房用水が容易に20 ℃から25℃まで冷却可能なため、或る場合には完全に別個のユニットでもよい 。 上述の実施例は、如何なる態様にも本発明を制限するように意図されず、本発 明は、添付される請求の範囲内で全く自由に変更されてもよい。従って、本発明 による装置は、図示されるものに必ずしも同一でなくてもよく、その他の種類の 解決も可能であることが理解されるべきである。それ自体周知の総ての空気調和 装置と、管、制御装置および電気的の結合は、本発明の範囲内で可能である。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年2月7日 【補正内容】 請求の範囲 (1995年2月3日に補正された) 1.空気が室空間(1)から排出されて加熱および冷却のコイル(6,7)を 経て供給空気ファン(8)へ導かれ、該空気が該ファンによって該室空間(1) 内に逆に供給される室空間を空気調和して暖房する方法において,前記室(1) から排出される前記空気の少くとも一部が、熱回収装置の排出空気コイル(12 ′)または供給空気コイル(12″)または直列に結合されるときに双方を経て 最初に導かれた後に前記加熱および冷却のコイル(6,7)へ導かれ,加熱また は冷却の能力が、該熱回収装置の中間の熱伝達液体回路へ供給されることを特徴 とする方法。 2.室空間を空気調和して暖房し,該室空間(1)から空気を排出して該室空 間内に空気を供給するファン(4,8)と,該供給空気を加熱および冷却するコ イル(6,7)と,前記室空間(1)内に逆に供給される以前に該室空間(1) から排出される空気を該加熱および冷却するコイル(6,7)へ導く第1ダクト 部分(5a)とを備え,該第1ダクト部分(5a)を通過する空気の量が、該ダ クト部分(5a)内に配置される戻り空気ダンパー(5)によって制御可能であ り,更に、排出および供給の側での熱回収コイル(12′,12″)と、該コイ ルを通る前記排出および供給の空気の流量を調節可能なダンパー(10,11, 22,23)とを有する熱回収装置を備える装置において,前記熱回収装置の前 記排出空気コイル(12′)の出口を前記供給空気コイル(12″)の入口に結 合して、前記供給空気を加熱および冷却する前記コイル(6,7)へ空気が導か れる以前に、前記排出空気が直列の該コイルを流通するのを可能にするように配 置される第2ダクト部分(18a)を備え,該第2ダクト部分(18a)が、所 望により該ダクト(18a)を閉鎖可能である朝の暖房用ダンパー(18)を設 けられることを特徴とする装置。 3.請求の範囲第2項に記載の装置において,前記供給空気を加熱および冷却 する前記コイル(6,7)と、前記熱回収コイル(12′,12″)とが、総て の作用に役立つ単一の熱交換器を与えるように配置されることを特徴とする装置 。 4.請求の範囲第2項または第3項に記載の装置において,前記供給空気を加 熱する前記コイル(6)から導かれる戻り水が、前記熱回収装置における中間の 熱伝達液体回路に配置される熱交換器(17)へ供給されるように配置されるこ とを特徴とする装置。 5.請求の範囲第2項から第4項のいづれか1つの項に記載の装置において, 前記供給空気を加熱する前記コイル(6)の液体循環系統が、前記熱回収コイル (12′,12″)に直列に結合され,空気調和のための回路へ熱を供給する熱 交換器(17′)が、前記室空間(1)を暖房する暖房系統の熱交換器(26) に直列に結合されることを特徴とする装置。 6.請求の範囲第2項から第4項のいづれか1つの項に記載の装置において, 高温水用熱交換器(32)が、前記空気調和回路へ熱を供給する前記熱交換器( 17′)に並列に結合されることを特徴とする装置。 7.請求の範囲第6項に記載の装置において,前記高温水用熱交換器(32) が、別個のユニットとして地域暖房回路網またはその他の或る熱源へ直接に結合 されることを特徴とする装置。 8.請求の範囲第5項から第7項のいづれか1つの項に記載の装置において, 冷却装置からの凝縮熱またはその他の廃熱を搬送する加熱用液体が、前記空気調 和回路へ熱を供給する前記熱交換器(17′)の液体循環系統の入口管へ供給さ れるように配置されることを特徴とする装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,H U,JP,KP,KR,KZ,LK,LU,LV,MG ,MN,MW,NL,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SK,UA,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.空気が室空間(1)から吸引されて加熱および冷却のラジエーター(6, 7)を経て吸引空気送風機(8)へ導かれ、空気が該送風機によって該室空間( 1)へ逆に吹き込まれる室空間を空気調和して暖房する方法において,前記室( 1)から吸引される空気の少くとも一部が、熱回収装置の空気出口ラジエーター (12′)または空気入口ラジエーター(12″)または直列に結合されるとき に双方を経て最初に導かれた後に前記加熱および冷却のラジエーター(6,7) へ導かれ,該加熱または冷却の能力が、該熱回収装置の液体循環用回路へ供給さ れることを特徴とする方法。 2.室空間を空気調和して暖房し,該室空間(1)から空気を吸引して該室空 間へ該空気を吹き込む送風機(4,8)と,吹き込まれるべき該空気を加熱およ び冷却するラジエーター(6,7)と,前記室空間(1)内に逆に導かれる以前 に該室空間(1)から吸引される空気を該加熱および冷却するラジエーター(6 ,7)へ導く第1ダクト部分(5a)とを備え,該第1ダクト部分(5a)を通 過する空気の量が、該ダクト部分(5a)内に配置される戻り空気ダンパー(5 )によって制御可能であり,更に、出口および入口の側での熱回収ラジエーター (12′,12″)と、該ラジエーターを通る出口および入口の空気の流れを調 節可能なダンパー(10,11,22,23)とを有する熱回収装置を備える装 置において,前記熱回収装置の前記出口側でのラジエーター(12′)の出口を 前記入口側でのラジエーター(12″)の入口に結合して、吹き込まれるべき空 気を加熱および冷却する前記ラジエーター(6,7)へ空気が導かれる以前に、 前記室空間(1)から吸引される空気または該空気の少くとも一部が直列の該ラ ジエーターを流通するのを可能にするように配置される第2ダクト部分(18a )を備え,該第2ダクト部分(18a)が、所望により該ダクト(18a)を閉 鎖可能である朝の暖房用ダンパー(18)を設けられることを特徴とする装置。 3.請求の範囲第2項に記載の装置において,吹き込まれるべき空気を加熱お よび冷却する前記ラジエーター(6,7)と、前記熱回収ラジエーター(12′ , 12″)とが、総ての作用に役立つ単一の熱交換器を与えるように配置されるこ とを特徴とする装置。 4.前述の請求項の何れか一つに記載の装置において,吹き込まれるべき空気 を加熱する前記ラジエーター(6)から導かれる戻り水が、前記熱回収装置にお ける液体循環用回路に配置される熱交換器(17)へ供給されるように配置され ることを特徴とする装置。 5.前述の請求項の何れか一つに記載の装置において,吹き込まれるべき空気 を加熱する前記ラジエーター(6)の液体循環系統が、前記熱回収装置(12′ ,12″)に直列に結合され,該結合に対して熱を発生する熱交換器(17′) が、前記室空間(1)を暖房する暖房系統の熱交換器(26)に直列に結合され ることを特徴とする装置。 6.前述の請求項の何れか一つに記載の装置において,高温の水を生じる熱交 換器(32)が、前記空気調和回路へ熱を供給する前記熱交換器(17′)に並 列に結合されることを特徴とする装置。 7.請求の範囲第6項に記載の装置において,高温の水を生じる前記熱交換器 (32)が、別個のユニットとして地域暖房回路網またはその他の或る熱源へ直 接に結合されることを特徴とする装置。 8.前述の請求項の何れか一つに記載の装置において,前記冷却装置からの凝 縮熱またはその他の廃熱を搬送する加熱用液体が、前記空気調和回路へ熱を供給 する前記熱交換器(17′)の液体循環系統の入口管へ供給されるように配置さ れることを特徴とする装置。
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