WO2013089274A1 - スマートエコ空調システム - Google Patents

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敬治 井上
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株式会社ワールドルームブリス
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54—Free-cooling systems

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchange air conditioning system that incorporates underground heat exchange and a 24-hour ventilation system in an air conditioner.
  • a conventional heat exchange air conditioning system using geothermal heat is a system in which another outdoor heat exchanger, a pump, a medium temperature sensor, and the like are attached to the geothermal heat use system (see, for example, Patent Document 1), or geothermal heat use.
  • Some systems incorporate a separate air heat exchanger that uses different summers and winters. (For example, see Patent Document 2)
  • the above problem solving means is a smart eco air conditioning system including an indoor unit (air conditioner), an outdoor unit (air conditioner), a buried pipe, a ventilation fan (with a wind pressure valve), and a wind pressure shutter.
  • the outside air is taken into the outdoor unit box that covers the outdoor unit through the underground pipe buried in the basement from the intake box, and the 24-hour ventilation air is taken from the ventilation fan (with wind pressure valve) installed in the building.
  • the ventilation fan with wind pressure valve
  • a smart eco air conditioning system that adjusts the air volume by taking in outside air directly from the wind pressure shutter installed in the outdoor unit box when the air volume of the outdoor unit is insufficient.
  • the smart eco air conditioning system of the present invention uses the heat exchange of the buried pipe, and in the summer, the outside air is cooled, in the winter, the outside air is warmed, and this precooled and heated outside air, Because it is mixed with the temperature-controlled exhaust air that is ventilated for 24 hours, it is possible to suppress and improve the thermal efficiency of the outdoor unit throughout the year without using it separately for summer and winter, and it is constructed because the system is simple. Is inexpensive and maintenance is also inexpensive.
  • FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of the present invention.
  • the present invention shows a building 100 in FIG.
  • This is an air conditioning system in which air conditioners 1 and 2, buried pipe 6, and outdoor unit box 102 are provided with a ventilation fan (with a wind pressure valve) 4 and a wind pressure shutter 5 in a building 100.
  • the outdoor unit box 102 of the present invention collects outside air (OA) A and exhaust air (EA) C on the suction side of the outdoor unit (air conditioner) 2 by the operation of the fan of the outdoor unit (air conditioner) 2, A box for exhausting to the atmosphere.
  • OA outside air
  • EA exhaust air
  • FIG. 1 shown in the embodiment of the present invention a heat exchange method will be described for the air conditioning system configured as described above.
  • the building 100 has a highly airtight and highly heat-insulated 24-hour ventilation air conditioning system structure in which a roof, an outer wall, a foundation, and the like adopt a high heat insulation method and a window uses a double (or triple) glass.
  • the buried pipe 6 has a depth of 1 m or more and a buried distance of 5 m or more in the basement of the building 100 or the outside of the building 100. It is buried long horizontally.
  • the outside air (OA) A is sucked into the buried pipe 6 from the air supply box, and becomes precooled heating air B by heat exchange of the underground heat, inside the outdoor unit box 102.
  • the exhaust (EA) air C ventilated for 24 hours is taken into the outdoor unit box 102 from the ventilation fan (with wind pressure valve) 4 by the operation of the fan of the outdoor unit (air conditioner) 2.
  • the pre-cooling heating air B and the exhaust (EA) air C introduced into the outdoor unit box 102 are mixed and exhausted to the atmosphere, and the heat exchange rate of the outdoor unit can be greatly suppressed and improved.
  • the outdoor unit box 102 that covers the outside of the outdoor unit (air conditioner) 2 other than the suction side and the blowout side is installed adjacent to or in the building 100.
  • the midsummer outdoor air (OA) A is 33 ° C.
  • the underground temperature of the underground 1.5 m is about 19 ° C.
  • the pre-cooling air B is about 31 ° C.
  • the mid-winter outdoor air (OA) ) When A is 0 ° C, the underground temperature of 1.5m underground is about 15 ° C, and the preheating air B is about 2 ° C.
  • the exhaust air (EA) C exhausted from the ventilation fan (with wind pressure valve) 4 installed in the building 100 is exhausted into the outdoor unit box 102 by the wind of the fan of the outdoor unit (air conditioner) 2.
  • the air-conditioned exhaust air (EA) C in a building has a room temperature in midsummer of around 27 ° C. and a room temperature in midwinter of around 20 ° C.
  • This pre-cooling heating air B and exhaust air (EA) C are mixed in the outdoor unit box 102 and exhausted to the atmosphere by the fan of the outdoor unit 2.
  • the temperature of the outdoor air (OA) A in midsummer is 33 ° C.
  • the mixed temperature in the outdoor unit box 102 is about 30 ° C.
  • the sensible heat suppression rate of the outdoor unit 2 is improved by about 8%.
  • the outdoor air (OA) A in midwinter is 0 ° C
  • the mixed temperature in the outdoor unit box 102 is around 5 ° C
  • the sensible heat suppression rate of the outdoor unit 2 can be improved by about 25%.
  • the wind pressure shutter 5 attached to the outdoor unit box 102 operates to directly take in the outside air (OA) A and to adjust the shortage of the air volume. .
  • the outdoor unit (air conditioner) 2 takes in hot air in summer and takes in cold air in winter, so the outdoor unit (air conditioner) 2 has poor cooling and heating efficiency.
  • frost is attached to the heat exchanger in the outdoor unit (air conditioner device) 2, the automatic defrosting device is activated, and wasteful power is used.
  • the stop signal is taken out and the ventilation fan (with wind pressure valve) 4 is operated to complete the installation of the 24-hour ventilation system. .
  • the ventilation fan is stopped for 24 hours, so that the power charge is reduced and the temperature in the outdoor unit box is pre-cooled and heated.
  • the fan of the indoor unit (air conditioner) 1 the outside air (OA) A taken into the 24-hour ventilation system can be developed into the precooled heating air B by using the heat exchange of the buried pipe 6. Is possible.
  • the fan of the indoor unit (air conditioner) 1 the outside air (OA) A taken into the 24-hour ventilation system can be developed into the precooled heating air B by using the heat exchange of the buried pipe 6. Is possible.
  • solar panels and eco water heaters energy saving and healthy housing will be completed.
  • Air supply box 100 Building 101: Inside the building 102: Outdoor unit box A: Outside air (OA: On Air) B: Pre-cooling heating air C: Exhaust air (EA: Exhaust Air)

Abstract

　構成要素は室内機（エアコン装置）と室外機（エアコン装置）と埋設管と換気扇（風圧弁付）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、地下の横に埋設した埋設管を経由し、熱交換された外気空気と建物の壁に設置した換気扇（風圧弁付）から排気する２４時間換気空気とが室外機を覆った室外機ボックス内に取り入れ、混合され、室外機の熱効率を抑制向上し、室外機ボックスから排気され、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空気を室外機ボックス内に直接取り込み、風量を調整するスマートエコ空調システムである。

Description

スマートエコ空調システム
　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熱交換空調システムに関する。
　従来の熱交換空調システム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、地中熱利用システムに別の外気熱交換器と、ポンプと、媒体温センサーなどを取り付けいるシステム（例えば、特許文献１参照）や、地中熱利用システムに別の空気熱交換器を組み込み、夏と冬とを使い分けているものがある。（例えば、特許文献２参照）
特願２０１１−１４１０７３号公報 特願２００９−２５０５５５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（特許文献１、特許文献２）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、上記の地熱利用の熱交換空調システム（特許文献１、特許文献２）は地熱交換システム以外に、別の熱交換器などを組み込み、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、従来の課題に着目したものであり、室外機の熱効率を向上するための手段として、地熱交換システムをシンプルに安価で施工することを目的とする。
　上記の課題解決手段は、室内機（エアコン装置）と室外機（エアコン装置）と埋設管と換気扇（風圧弁付）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、外気空気は、吸気ボックスから地下に横に埋設した埋設管を経由し、室外機を覆った室外機ボックス内に取り入れ、２４時間換気空気は、建物に設置した換気扇（風圧弁付）から室外機を覆い室外機ボックス内に排気され、外気空気と２４時間換気空気が混合され、室外機ボックス内の空気が大気に放出することにより、室外機の熱効率を大幅に抑制向上することが可能となる。一方、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直接取り込み、風量を調整するスマートエコ空調システム。
　上述したように本発明のスマートエコ空調システムは、埋設管の熱交換を利用し、夏は外気空気を冷やした空気とし、冬は外気空気を暖めた空気とし、この予冷暖房した外気空気と、２４時間換気する温調した排気空気とを混合するために、夏用冬用の使い分け無く、１年中、室外機の熱効率を抑制向上することが可能となり、さらにシステムがシンプルであるために施工が安価であり、メンテナンスも安価である。
　図１は本発明の実施形態を示す構成面図である。
　以下、本発明の実施形態を図１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に、エアコン装置１及び２と埋設管６と室外機ボックス１０２に換気扇（風圧弁付）４と風圧シャッター５を施工した空調システムである。
　この発明の室外機ボックス１０２は、室外機（エアコン装置）２のファンの作動により、外気空気（ＯＡ）Ａと排気空気（ＥＡ）Ｃを室外機（エアコン装置）２の吸込み側に寄せ集め、大気に排気するための箱である。
　この発明の実施形態に示す図１において、この様に構成された空調システムについて熱交換方法を説明する。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（又は３重）ガラス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において、埋設管６は建物１００の地下、又は建物１００の外部に深さ１ｍ以上、埋設距離５ｍ以上、給気ボックス７から室外機の吸込み口まで横長く埋設する。室外機のファンの風力を利用し、まず、外気空気（ＯＡ）Ａは給気ボックスから、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１０２に取り入れられる。また、２４時間換気する排気（ＥＡ）空気Ｃは、室外機（エアコン装置）２のファンの作動により、換気扇（風圧弁付）４から室外機ボックス１０２内に取り入れられる。この室外機ボックス１０２内に取り入れられた予冷暖房空気Ｂと排気（ＥＡ）空気Ｃが混合され大気に排気され、室外機の熱交換率を大幅に抑制向上することが可能となる。室外機（エアコン装置）２の吸込み側と吹出し側以外を覆った室外機ボックス１０２は、建物１００に隣接、または建物１００内に設置する。例として、真夏の外気空気（ＯＡ）Ａが３３℃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３１℃前後となり、真冬の外気空気（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は２℃前後となる。
　また一方、室外機（エアコン装置）２のファンの風力により、建物１００に設置した換気扇（風圧弁付）４から排気される排気空気（ＥＡ）Ｃは室外機ボックス１０２内に排気される。たとえば、建物内の空調した排気空気（ＥＡ）Ｃは、真夏の室内温度が２７℃前後であり、真冬の室内温度が２０℃前後である。
　この予冷暖房空気Ｂと排気空気（ＥＡ）Ｃとが室外機ボックス１０２内で混合され、室外機２のファンにより、大気に排気される。上記の例を計算すると、真夏の外気空気（ＯＡ）Ａの温度が３３℃に、室外機ボックス１０２内の混合した温度が３０℃前後となり、室外機２の顕熱抑制率が約８％向上し、真冬の外気空気（ＯＡ）Ａが０℃に対して、室外機ボックス１０２内の混合した温度が５℃前後となり、室外機２の顕熱抑制率が約２５％向上することが可能となる。室外機（エアコン装置）２の吸込み風量不足に対しては、室外機ボックス１０２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、風量不足調整を行うことが可能となる。
　従来は、室外機（エアコン装置）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（エアコン装置）２の冷暖房効率が悪い。特に、冬は室外機（エアコン装置）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。
　上記の実施形態で説明した以外において、室外機（エアコン装置）２が停止した場合に、停止信号を取出し、換気扇（風圧弁付）４を運転することにより、２４時間換気システムが設置完了となる。室外機（エアコン装置）２が作動している間は、２４時間換気扇を停止することになり、電力料金を削減することと、さらに室外機ボックス内の温度を予冷暖房することとなる。
　さらに、室内機（エアコン装置）１のファンを利用して、２４時間換気システムに取り込む外気空気（ＯＡ）Ａを埋設管６の熱交換を利用することにより、予冷暖房空気Ｂに展開することも可能である。また、太陽光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（エアコン装置）
　　　２：室外機（エアコン装置）
　　　３：換気扇
　　　４：換気扇（風圧弁）
　　　５：風圧シャッター
　　　６：埋設管
　　　７：給気ボックス
　１００：建物
　１０１：建物室内
　１０２：室外機ボックス
　　　Ａ：外気空気（ＯＡ：Ｏｎ　Ａｉｒ）
　　　Ｂ：予冷暖房空気
　　　Ｃ：排気空気（ＥＡ：Ｅｘｈａｕｓｔ　Ａｉｒ）

Claims (1)

  1. 　構成要素は室内機（エアコン装置）と室外機（エアコン装置）と埋設管と換気扇（風圧弁付）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、地下の横に埋設した埋設管を経由し、熱交換された外気空気と建物の壁に設置した換気扇（風圧弁付）から排気する２４時間換気空気とが室外機を覆った室外機ボックス内に取り入れ、混合され、室外機の熱効率を抑制向上し、室外機ボックスから排気され、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空気を室外機ボックス内に直接取り込み、風量を調整するスマートエコ空調システム。
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