(57)【要約】【課題】低いコスト及び優れた暖房および冷房効果を有する新型のビルトインエアコンを提供する。【解決手段】ビルトインエアコンは、外部熱交換器１と、四方切換弁２と、圧縮機４と、及び微細管９、１０、１１と、を備える。微細管は、金属製の毛細管であり、鉄筋１２に固定され、コンクリートと一体となる。微細管９、１０、１１は、一端の並列開口が四方切換弁３の右側の開口に接続され、他端の並列開口がスロットル部材５を介して外部熱交換器１の下側の開口に接続されている。外部熱交換器１の上側の開口は、四方切換弁３の左側の開口に接続されている。四方切換弁３の中央に位置する共用の開口は、圧縮機４の還気口に接続されている。四方切換弁３の入口は、圧縮機の出口に接続されている。外部熱交換器１は、空冷熱交換器、水冷熱交換器、基礎杭を利用した熱交換器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部熱交換器（１）と、四方切換弁（３）と、圧縮機（４）と、微細管（１１）と、を備え、
前記微細管は、金属製の毛細管であり、鉄筋（１２）に固定されコンクリートと一体に形成されており、一端の並列開口が前記四方切換弁の右側の開口に接続され、他端の並列開口がスロットル部材（５）を介して前記外部熱交換器の下側の開口に接続されており、
前記外部熱交換器は、上側の開口が前記四方切換弁の左側の開口に接続されおり、
前記四方切換弁は、中央に位置する共用の開口が前記圧縮機の還気口に接続されており、
前記四方切換弁は、入口が前記圧縮機の出口に接続されており、
前記外部熱交換器は、空冷熱交換器、水冷熱交換器、基礎杭を利用した熱交換器、及びソーラパネル熱交換器のうちの何れか一つであることを特徴とするビルトインエアコン。
【請求項２】
前記圧縮機は、二台以上、あるいは周波数が変更可能な圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載のビルトインエアコン。
【請求項３】
外部熱交換器（１）と、四方切換弁（３）と、圧縮機（４）と、微細管（１１）と、を備え、
前記微細管は、金属、ＰＢ、またはＰＥＲＴにより作られた毛細管、もしくは、カーボンナノチューブにより作られた繊維シートであり、複数の管路が並列となるよう、床スラブの上に敷設されており、または壁に貼り付けられており、
天井の微細管（９）は、一端の並列開口が、毛細管（１９）を介して壁の微細管（１０）の一端の並列開口に接続されており、
前記毛細管（１９）は、両端に電磁弁（２０）が並列接続されており、
壁の微細管（１０）は、他端の並列開口がスロットル部材（５）を介して前記外部熱交換器の下側の開口に接続されており、
前記外部熱交換器は、上側の開口が前記四方切換弁の左側の開口に接続されており、
前記四方切換弁は、右側の開口が前記天井の微細管（１０）の他端の並列開口に接続されており、
前記四方切換弁は、中央に位置する共用の開口が前記圧縮機の還気口に接続されていることを特徴とするビルトインエアコン。
【請求項４】
前記微細管は、管路内に補強リブが設けられており、管路の間に、少なくともセメント、砂、石墨、及び金属粉の一種で作られた熱伝達層（１６）が設けられており、前記熱伝達層の上側に、ワンウェーの無機超熱伝導材料または発泡材料により形成される断熱層（１５）が設置されており、
水冷の熱交換器（１７）は、一端の開口が前記四方切換弁の入口と前記圧縮機の出口との間に直列に接続されており、他端の開口がポンプ（１８）を介して熱湯を必要とする室内の管路に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のビルトインエアコン。
【請求項５】
外部熱交換器（１）と、四方切換弁（３）と、圧縮機（４）と、逆止弁（８）と、微細管（１１）と、通風除湿器（２８）と、ベンチュリ管（３１）と、を備え、
前記微細管は、金属、ＰＢまたはＰＥＲＴにより作られた毛細管であり、複数の管路が並列となるよう、天井に貼り付けられており、または、地面に敷設されており、
前記微細管は、一端の並列開口が、前記逆止弁を介して、前記四方切換弁の右側の開口に接続されており、
前記四方切換弁は、左側の開口が前記外部熱交換器の上側の開口に接続されており、
前記外部熱交換器は、下側の開口がスロットル部材を介して前記微細管の他端の並列開口に接続されており、
前記四方切換弁は、中央に位置する共用の開口が前記圧縮機の還気口に接続されており、
前記四方切換弁は、入口が前記圧縮機の出口に接続されており、
前記逆止弁は、両端に前記通風除湿器が並列に接続されており、
前記ベンチュリ管は、前記通風除湿器に接続されている前記逆止弁の出口側に設置されていることを特徴とするビルトインエアコン。
【請求項６】
基礎杭を利用した熱交換器（３２）と、四方切換弁（３）と、圧縮膨脹機（３３）と、を備え、
前記基礎杭を利用した熱交換器は、微細管（１１）が鉄筋（１２）に固定されている状態でコンクリートを流れ込むことで一体に形成されており、または、微孔鉄筋（３４）にコンクリートを流れ込むことで一体に形成されており、
前記基礎杭を利用した熱交換器は、一端の開口が前記四方切換弁の左側の開口に接続されており、他端の開口が前記圧縮膨脹機を介して、床スラブの微細管（９）の一端の並列開口に接続されており、
前記四方切換弁は、右側の開口が前記床スラブの微細管の他端の並列開口に接続されており、中央に位置している共用の開口が前記圧縮膨脹機の還気口に接続されており、入口が前記圧縮膨脹機の出口に接続されていることを特徴とするビルトインエアコン。
【請求項７】
外部熱交換器（１）と、圧縮機（４）と、を備え、
鉄筋（１２）と前記鉄筋に固定されている微細管（１１）とコンクリートとを一体化する、または、微孔鉄筋（３４）とコンクリートとを一体化し、
前記微細管または前記微孔鉄筋は、一端の並列開口が前記圧縮機の一端の開口に接続されており、他端の並列開口がスロットル部材（５）を介して前記外部熱交換器の下側の開口に接続されており、
前記外部熱交換器は、上側の開口が前記圧縮機の他端の開口に接続されており、空冷熱交換器、水冷熱交換器、基礎杭を利用した熱交換器、及び、ソーラパネル熱交換器のうちの何れか一つであることを特徴とするビルトインエアコン。
【請求項８】
外部熱交換器（１）と、四方切換弁（３）と、圧縮機（４）と、微孔鉄筋（３４）と、を備え、
前記微孔鉄筋は、溶接により、網状の流路熱交換器に形成され、コンクリートと一体となり、一端の並列開口が前記四方切換弁の右側の開口に接続されており、他端の並列開口がスロットル部材（５）を介して、前記外部熱交換器の下側の開口に接続されており、
前記外部熱交換器は、上側の開口が前記四方切換弁の左側の開口に接続されており、
前記四方切換弁は、中央に位置する共用の開口が前記圧縮機の還気口に接続されており、入口が前記圧縮機の出口に接続されていることを特徴とするビルトインエアコン。
【請求項９】
外部熱交換器（１）と、四方切換弁（３）と、圧縮機（４）と、二つの金属輻射板と、を備え、
二つの前記金属輻射板は、互いに対向となるよう設置されており、互いに対向する凹溝、または、進出案内管を有し、熱圧により一体となり、地面に敷設される、または、壁及び天井に貼り付けられており、入口が前記四方切換弁（３）の左側の開口に接続されており、出口がスロットル部材（５）を介して、前記外部熱交換器の下側の開口に接続されており、
前記外部熱交換器は、上側の開口が前記四方切換弁の右側の開口に接続されており、
前記四方切換弁は、入口が前記圧縮機の出口に接続されており、中央に位置する共用の開口が前記圧縮機の還気口に接続されており、
前記外部熱交換器は、空冷熱交換器、水冷熱交換器、及び基礎杭を利用した熱交換器のうちの何れか一つであることを特徴とするビルトインエアコン。
【請求項１０】
外部熱交換器（１）と、四方切換弁（３）と、圧縮機（４）と、微細管（１１）と、を備え、
前記微細管は、金属、ＰＥＲＴ、またはＰＢにより作られた毛細管であり、複数の管路が並列となるよう天井に貼り付けられる、または、地面に敷設されており、一端の並列開口が前記四方切換弁の右側の開口に接続されており、
前記四方切換弁は、左側の開口が前記外部熱交換器の上側の開口に接続されており、
前記外部熱交換器は、下側の開口がスロットル部材（５）を介して前記微細管の他端の並列開口に接続されており、
前記四方切換弁は、中央に位置する共用の開口が前記圧縮機の還気口に接続されており、入口が前記圧縮機の出口に接続されていることを特徴とするビルトインエアコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルトインエアコンに関し、特に暖房機能および冷房機能を有するビルトインエアコンに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、現在のエアコンは、室内機により、暖房または冷房の機能を果たす。空気の比熱が小さいため、エアコンは対流の方式のみでエネルギを伝達し、温差が大きく、効率が低い。空気源の給湯システムは、最低蒸発温度が零下２０度以下である。凝縮温度が５０度である場合、どのような冷媒を使っても、圧縮比が７以上であるため、現在の圧縮機の作動範囲を遥かに超え、北の地方では暖房として使用することができない。
本発明者は、微細水管、あるいは地熱水管による低温暖房特許を提案したことがある。しかしながら、空気と水との間で熱交換する過程において、大きなエネルギ損失が発生するため、効率が低下する。また、ポンプ、熱交換器、及び、毛細水管の敷設に関わるトータルコストが本発明より遥かに高い。また、冬の場合、使用を停止すると、凍結により壊れるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２９３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、新型のビルトインエアコンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
暖房設備の放熱量は、Ｑ＝ＳρＣである（Ｓは放熱面積であり、ρは熱伝導係数であり、Ｃは温度である）。カルノーサイクルの熱効率の表現式は、ε＝Ｔａ／Ｔａ−Ｔ０である（Ｔａは凝縮温度であり、Ｔ０は蒸発温度である）。本発明は、上述の二つの数式を基づき、最大限に伝熱抵抗を低減する、放熱面積を増加する、凝縮放熱温度を低減する、蒸発温度を高めることによって、室内に十分な加熱を保証することを前提とし、エネルギ効率比を向上する。
本発明は、凝縮温度が２６度、室温が１８度、コンクリートの表面放熱量が７０Ｗ／ｍ2以上である場合、伝達損失が小さいため、室外温度が零下２０度以下であっても、暖房の機能を果たすことができる。
【０００６】
本発明は、外部熱交換器、四方切換弁、圧縮機及び微細管を備える。微細管は、金属製の毛細管であり、鉄筋（１２）に固定され、コンクリートと一体に形成されている。微細管は、一端の並列開口が四方切換弁（３）の右側の開口に接続され、他端の並列開口がスロットル部材（５）を介して外部熱交換器（１）の下側の開口に接続されている。外部熱交換器（１）の上側の開口は、四方切換弁（３）の左側の開口に接続されている。四方切換弁（３）の中央に位置する共用の開口は、圧縮機４の還気口に接続されている。四方切換弁（３）の入口は、圧縮機（４）の出口に接続されている。外部熱交換器は、少なくとも空冷熱交換器、水冷熱交換器、基礎杭を利用した熱交換器及び太陽電池パネル熱交換器のうちの何れか一つである。
圧縮機は、二台以上、あるいは周波数を変更可能な圧縮機である。
【０００７】
本発明の目的を実現する他の態様は、以下のとおりである。本発明は、外部熱交換器、四方切換弁、圧縮機及び微細管を含む。微細管は、金属製、ＰＢ、ＰＥＲＴの毛細管であり、あるいはカーボンナノチューブ繊維シートであり、複数管路が並列となるように床スラブの上部に敷設され、あるいは壁に貼り付けられている。天井の微細管（９）の一端の並列開口は、毛細管（１９）によって、壁の微細管（１０）の一端の並列開口に接続されている。電磁弁（２０）は、毛細管（１９）の両端に並列に接続されている。壁の微細管（１０）の他方の側の並列接続の開口は、スロットル部材（５）により、外部熱交換器（１）の下側の開口に接続されている。外部熱交換器（１）の上側の開口は、四方切換弁（３）の左側の開口に接続されている。四方切換弁（３）の右側の開口は、天井の微細管（１０）の他方の側の並列接続の開口に接続されている。四方切換弁（３）の中央に位置する共用の開口は、圧縮機（４）の還気口に接続されている。
【０００８】
補強リブは、上述の微細管に設置されている。少なくともセメント、砂、石墨、及び金属粉の一種で作られた熱伝達層（１６）は、管路の間に設置されている。ワンウェーの無機超熱伝導材料、あるいは発泡材料の断熱層（１５）は、熱伝達層（１６）の上部に設置されている。水冷の熱交換器（１７）の一端の開口は、四方切換弁（３）の入口と圧縮機（４）の出口との間に、直列に接続されている。水冷熱交換器（１７）の他方の側の開口は、ポンプ（１８）によって、熱湯を必要とする室内の管路に接続されている。
【０００９】
本発明の目的を実現する他の態様は、以下のとおりである。本発明は、外部熱交換器、四方切換弁、圧縮機、逆止弁、微細管、通風除湿器及びベンチュリ管を含む。微細管は、少なくとも金属製、ＰＢ、あるいはＰＥＲＴの毛細管の一種である。微細管は、複数の管路が並列となるように天井の上部に貼り付けられ、あるいは地面に敷設されている。微細管の一端の並列開口は、逆止弁（８）によって、四方切換弁（３）の右側の開口に接続されている。四方切換弁（３）の左側の開口は、外部熱交換器（１）の上側の開口に接続されている。外部熱交換器１の下側の開口は、スロットル部材によって、微細管の他方の側の複数の並列接続の開口に接続されている。四方切換弁（３）の中央に位置する共用の開口は、圧縮機（４）の還気口に接続されている。四方切換弁（３）の入口は、圧縮機（４）の出口に接続されている。逆止弁（８）の両端は、並列に通風除湿器（２８）に接続されている。ベンチュリ管（３１）は、通風除湿器（２８）に接続された逆止弁（８）の出口側に設置されている。
【００１０】
本発明の目的を実現する他の態様は、以下のとおりである。本発明は、基礎杭を利用した熱交換器、四方切換弁及び圧縮膨脹機を含む。基礎杭を利用した熱交換器（３２）は、微細管が鉄筋（１２）に固定されている状態でコンクリートを流れ込むことにより形成されており、あるいは、微孔鉄筋にコンクリートを流れ込むことによって形成されている。基礎杭を利用した熱交換器（３２）の一端の開口は、四方切換弁（３）の左側の開口に接続されている。基礎杭を利用した熱交換器（３２）の他方の側の開口は、圧縮膨脹機（３３）によって、床スラブの微細管（９）の一端の並列開口に接続されている。四方切換弁（３）の右側の開口は、床スラブの微細管（９）の他端の並列開口に接続されている。四方切換弁（３）の中央に位置する共用の開口は、圧縮膨脹機（３３）の還気口に接続されている。四方切換弁（３）の入口は、圧縮膨脹機（３３）の出口に接続されている。
【００１１】
本発明の目的を実現する他の態様は、以下のとおりである。本発明は、外部熱交換器及び圧縮機を含む。鉄筋（１２）に固定された微細管、あるいは鉄筋の代わりの微孔鉄筋は、コンクリートと一体化する。微細管、あるいは微孔鉄筋の一端の並列開口は、圧縮機の一端の開口に接続されている。微細管、あるいは微孔鉄筋の他方の側の複数の並列接続の開口は、スロットル部材（５）により、外部熱交換器（１）の下側の開口に接続されている。外部熱交換器（１）の上側の開口は、圧縮機の他方の側の開口に接続されている。外部熱交換器（１）は、少なくとも空冷熱交換器、水冷熱交換器、基礎杭を利用した熱交換器及び太陽電池パネル熱交換器中の一種である。
【００１２】
本発明の目的を実現する他の態様は、以下のとおりである。本発明は、外部熱交換器、四方切換弁、圧縮機及び微孔鉄筋を含む。微孔鉄筋は、溶接によって、網状の流路熱交換器に形成され、コンクリートを流れ込むことで、コンクリートと一体化する。微孔鉄筋の一端の並列開口は、四方切換弁（３）の右側の開口に接続されている。微孔鉄筋の他方の側の複数の並列接続の開口は、スロットル部材（５）により、外部熱交換器（１）の下側の開口に接続されている。外部熱交換器（１）の上側の開口は、四方切換弁（３）の左側の開口に接続されている。四方切換弁（３）の中央に位置する共用の開口は、圧縮機（４）の還気口に接続されている。四方切換弁（３）の入口は、圧縮機（４）の出口に接続されている。
【００１３】
本発明の目的を実現する他の態様は、以下のとおりである。本発明は、外部熱交換器、四方切換弁、圧縮機及び金属輻射板を含む。二つの相対的に設置されている金属輻射板は、相対の凹溝、あるいは出入りのドラフトチューブを有する。金属輻射板は、熱圧によって、一体化し、地面に敷設され、あるいは壁及び天井に貼り付けられている。金属輻射板の入口は、四方切換弁（３）の左側の開口に接続されている。金属輻射板の出口は、スロットル部材（５）により、外部熱交換器（１）の下側の開口に接続されている。外部熱交換器（１）の上側の開口は、四方切換弁（３）の右側の開口に接続されている。四方切換弁（３）の入口は、圧縮機（４）の出口に接続されている。四方切換弁（３）の中央に位置する共用の開口は、圧縮機（４）の還気口に接続されている。外部熱交換器は、少なくとも空冷熱交換器、水冷熱交換器及び基礎杭を利用した熱交換器中の一種である。
【００１４】
本発明の目的を実現する他の態様は、以下のとおりである。本発明は、外部熱交換器、四方切換弁、圧縮機及び微細管を含む。微細管は、少なくとも金属製毛細管、ＰＥＲＴ、あるいはＰＢの毛細管の一種である。微細管は、複数の管路が並列となるように天井に貼り付けられ、あるいは地面に敷設されている。微細管の一端の並列開口は、四方切換弁（３）の右側の開口に接続されている。四方切換弁（３）の左側の開口は、外部熱交換器１の上側の開口に接続されている。外部熱交換器（１）の下側の開口は、スロットル部材（５）によって、微細管の他方の側の複数の並列接続の開口に接続されている。四方切換弁（３）の中央に位置する共用の開口は、圧縮機（４）の還気口に接続されている。四方切換弁（３）の入口は、圧縮機（４）の出口に接続されている。
【００１５】
本発明のメリットは、以下のとおりである。
１．本発明は、凝縮微細管がコンクリートと一体となり、空気の６０倍であるコンクリートの熱伝達係数及び建物本体の面積を利用し、放熱、あるいは冷却を行う。主機と放熱末端との間に伝熱抵抗が小さく、低容積率の設計を有するため、現在のエアコン技術が極致まで機能を発揮することができる。
２．ステンレススティール、あるいはカーボンスティールは、引張強度が大きく、密接に敷設することができる。また、一部分の鉄筋を代用可能であり、建物本体の強度を高めることができる。
３．単位面積あたりのコストが低く、現在の居住条件の暖房設備及びエアコンのコストより低い。また、放熱端にファン及びポンプ等の可動部品がないため、寿命が長く、騒音がなく、メンテナンスが不要である。
４．本発明は、二酸化炭素の排出が少なく、加熱及び冷却ためのコストが低い。北京地方において、暖房使用期間の平均のエネルギ効率比が４．５以上であり、暖房費用の三分の二を節約することに相当する。また、夏のエアコンの電気料金の７０％を節約することが可能である。
５．本発明は、壁厚０．６ｍｍ、外径２．４ｍｍの鋼鉄の微細管が使われているため、３０ＭＰａの圧力に耐えることができ、コンクリートとの一体構成により、強度がさらに高まる。本発明は、普通の中、高圧における環境に優しい冷媒が使用されることができるだけでなく、直接に二酸化炭素ユニットに接続することができ、効率が高い。
６．本発明は、既に建物に使われていた。鋼鉄の微細管だけではなく、銅管、アルミニウム管、ＰＢ、ＰＥ及びカーボンナノチューブ繊維シートを使用することができる。生産プロセスが簡単であり、コストが低く、施工が環境に優しい。また、水冷毛細管が暖房を停止すると、凍って、壊れるようなデメリットがない。
７．本発明は、建物本体の基礎杭の中に微細管を巻きつけることによって、強度を高めるだけでなく、土壌の中に蓄積された巨大なエネルギを利用することができるため、冬の暖房、または夏の冷房に使用可能であり、寿命が建物と同じである。室内に直列、あるいは並列に風冷コイル管に接続すると、冬に迅速に加熱することができ、夏に除湿することができ、速く冷却することが可能である。
８．本発明は、一つの家庭が１〜２台小型ユニットを使用してもよく、あるいは全部の建物が１〜２台の容量が可変である大型の風冷ヒートポンプユニットを使用してもよい。本発明は、正確に敷設されており、漏洩がない限り、現存の周波数および容量が変化可能なユニットに接続されると、十年以上に無故障、順調に運転可能である。
９．本発明は、一つの内部切換圧縮機が構成されている。本発明は、二つの開口の冷却、加熱、および、両方向流動により、構成の最大効率に達することができ、現存技術の四方切換弁を取り除くことで、故障を低減し、冷熱損失を減少することができる。
１０．現存の鉄筋に微孔を形成し、溶接によって網状を形成し、コンクリートと一体にし、出入り開口が室外のユニットに接続されている。これにより、信頼性及び耐久性を有し、コストをより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態によるビルトインエアコンを示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるビルトインエアコンの接続及び溶接を示す平面図である。ＡはＵ型接続であり、ＢはΙΙΙ型接続であり、Ｃは鉄筋微細管巻き付け式の接続である。
【図３】本発明の第二実施形態によるビルトインエアコンの生活熱湯及び板式除湿加熱器を示す模式図である。
【図４】本発明の第二実施形態によるビルトインエアコンの金属輻射板及び多孔微管を示す断面図である。Ａは補強リブを有する微細管の断面図であり、Ｂ、Ｃ、Ｄは金属輻射板の断面図であり、Ｅは翼状片を有する金属微細管である。
【図５】本発明の第三実施形態によるビルトインエアコンのカーボンナノチューブ繊維末端の敷設を示す模式図である。
【図６】本発明の第四実施形態によるビルトインエアコンの空冷除湿器のシステムを示す模式図である。
【図７】本発明の第五実施形態によるビルトインエアコンの基礎杭熱交換二酸化炭素ユニットを示す模式図である。
【図８】本発明の第六実施形態によるビルトインエアコンの圧縮機の内部の正、反切換ユニットを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第一実施形態）
図１に示すように、幅が１６ｍである一棟の板式の建物の中で、壁厚が０．６ｍｍであり、外径が２．４ｍｍであり、３０ＭＰａの圧力に耐えることができる、一本の長さが３０ｍであり、間隔８ｃｍの天井の微細管９が使われている。天井の微細管９は、両端がそれぞれ案内管に溶接されており、１５ｍに折り畳まれる。クリップで中間部分を固定することによって、配管距離４ｃｍの管網を形成する。
【００１８】
図２−Ａに示すように（図２−Ｂ、Ｃの平面方式を採用してもよい）、微細管は、現場に敷設され、鉄筋１２に固定され、コンクリートを流し込むことでコンクリートと一体となる。１００ｍ2の床スラブの上に、２５００メートルの微細管が敷設されている。熱交換表面積が１８．８ｍ2であり、合計通過断面積が２ｃｍ2であり、内部容積が２．８Ｌである。二酸化炭素３．５〜１０ｋｗのデジタル周波数が可変である室外機を採用する。Ｒ４１０型冷媒を使用する室外機に接続されるとき、配管の長さを５〜３０ｍとし、壁厚を０．３〜０．５ｍｍとすれば、圧力に耐えることができる。暖房として使用する時、蒸発温度の値は、平均的に室外気温より、約２〜３度低く設定されている。凝縮温度は、室内用熱負荷に応じて、２４〜３０度である。室外機の熱交換器１は、太陽光に向かうように取り付けされている。寒くない時期において、暖房を使用するときは、深夜の半額の電気料金を利用し、半分の効率で作動可能である。外部熱交換器１は、温度差が小さいため、結霜しない。最も寒い時期になると、太陽光が十分であり、気温が最高である昼に、なるべく全効率で熱を蓄積する。このとき、空気の湿度が非常に低く、蒸発熱交換温度差が小さいため、通常、電気を使用しなくても、除霜可能である。全ての微細管の容積率が従来の同じ仕事率を有するエアコンの内機より小さいため、冷媒は、流動速度がより速く、循環が良くなる。また、鉄筋コンクリートの熱伝達係数が１．７４ｗ／ｍ℃であり、室内温度が通常１９〜２１度の間で変動する。主な放熱形式が赤外線であるため、体の感覚が非常に快適である。
【００１９】
中国の北地方の最も寒い条件において、昼の温度が零下１５度より高く、凝縮温度が２６度である。室内温度２０度であり、地表温度が２４度である場合、地面床スラブ１３だけの放熱が４５ｗ／ｍ2に達し、上層床スラブ１３が下に輻射した熱量が４０ｗ／ｍ2に達する。実際のＣＯＰが約４．０であるため、ユニットは、１２時間作業すると、一日必要な熱を供給可能であり、夜のより低い温度における作動は必要しない。冬の暖房費用及び二酸化炭素の排出は、従来の集中的な暖房の三分の一である。圧縮機の出力圧力が３０度以下まで下がると、騒音を３０％低減可能である。
【００２０】
夏に冷房をする時、壁の微細管１０内の蒸発温度が１５〜２０度になると、床スラブ１３が２３度まで冷却され、室温が２６度より低くなる。鉄筋コンクリートの蓄冷量が非常に大きいため、室外ユニット７は、深夜に作動してもよい。この時間帯の気温が一日中に最も低いため、圧縮機４は、半分の負荷で作動しても、冷却効果が十分である。実際のエネルギ効率比が８．０に達する。また、電気料金が半額であるため、本発明を採用する場合の電気料金は、従来のエアコンを使用する場合の電気料金の六分の一である。夏の夜に冷却する時、北地方の気温が約２０度であるため、外部熱交換器１は、凝縮蒸発温度が３０度である時、十分な排熱を行うことができる。蒸発温度が１２度以上にすると、圧縮機４の出力仕事率が約一倍高まるため、単機または５０％の仕事率で作動する時、出力仕事率は、従来のエアコンが全仕事率で作動するときの出力仕事率に相当する。
【００２１】
現在の鉄筋１２は、微細管の代わりに使用するため、内部に微孔を備えるよう加工され、図２−Ｂに示すように直接に溶接され、コンクリートと一体形成されている。この鉄筋は、耐えられる圧力がより高く、表面積がより大きい。鉄筋１２の表面積が微細管より、ずっと大きいため、一棟の建物の鉄筋１２の表面積が驚くほど大きい。外径２５ｍｍの鉄筋１２に１．２ｍｍの孔が形成されると、壁厚が１４ｍｍであり、何百ＭＰａの圧力に耐えることができ、超臨界二酸化炭素ユニットを配置することができる。この鉄筋は、溶接によって、詰まりにくく、漏れにくく、また、温度差の変化が非常に小さく、数を増やすことによって、建物の強度を高めることができる。図７に示すように、接続方式及び作動原理は、図１と同じである。
【００２２】
暖房をメイン機能とする北地方において、放熱量を増加するために、室内の地面、天井あるいは壁に大面積に、高密度に敷設したほうがよい。
海により囲まれている地方において、空気の湿度が高いため、地面除湿及び通風除湿を行うほうがよい。
気候の暑い地方において、天井及び床スラブに敷設することと室内の風冷と組み合わせる構成がよい。
【００２３】
（第二実施形態）
図３，４に示すように、ＰＥＲＴあるいはＰＢの内径が０．５〜１ｍｍであり、壁厚が１〜１．５ｍｍであり、配管の距離が２〜３ｍｍである複数の微細管は、並列接続に溶接されている。微細管は、セメントゲルで床スラブの下、あるいは壁の表面に垂直に貼り付けられている。下に水槽２３が設置されており、地面にセメント、砂及び石墨が敷設されている。
【００２４】
この微細管は、耐えられる圧力が低いため、Ｒ２２、Ｒ１３４Ａ、あるいはＲ４０４等の中低圧冷媒を使用するユニットに適用する。夏において、蓄冷を行う時、段階的に圧力を制御してもよい。電磁弁２０を閉め、スロットル部材５を調整し、壁の表面管路２２の冷却蒸発温度を２２〜２７度の間で変動させる。よって、結露が回避され、室内の定温が保持される。天井の微細管９の蒸発（圧力）温度が約１５度であり、現在の圧縮機の最大還気圧力に相当する。床スラブ１３が非常に厚いため、通常の作業時間内には結露しない。表面温度が２２度に達すると、蓄冷量が４０ｋｗに達する。夜に蓄冷を行い、昼に使用するため、効果が非常によい。夜に電磁弁２０を開け、室内の必要な冷量を増加可能である。壁の表面管路２２の蒸発温度が７〜１５度である時、結露によって、室内の除湿及び即時冷却を行うことができる。凝縮した水は、水槽２３によって、室外に導かれる。
【００２５】
圧縮機４の出口には、圧縮機４を取り囲むスリーブ管あるいは板式熱交換器１７が直列に接続されている。よって、騒音が低減され、空間が節約され、冷却過程の廃熱を利用して生活用の熱湯を作ることができる。
【００２６】
この微細管は、図４−Ａに示すような断面構造を採用することによって、表面放熱面積を増やし、耐圧能力を向上し、また、全てのシステムの容積率を低減する。
【００２７】
この微細管が耐えられる最大温度が１００度しかない。冬において、暖房として機能する時、圧縮機４から出力した気体の温度が８０度である。スリーブ管、あるいは板式熱交換器１７及びポンプ１８がこの廃熱を吸収するため、水が熱湯となり、天井の微細管９の放熱温度が３０度より低くなる。よって、放熱及び耐圧の要求を満している。
壁に垂直に貼り付けられている表面管路２２を放熱の末端とすることで、効率を高め、回流に有利である。
【００２８】
図４−Ｃに示すように、微細管は、金属板に貼り付けられており、吊天井及び壁の熱交換器として使用されている。図４−Ｅに示すように、金属微細管は、翼状片の形となり、放熱効果がさらによい。
二枚のアルミニウム板には、押圧、あるいは腐刻によって、凹溝が形成されており、熱圧加工によって、一体化され、金属輻射板となる。図４−Ｂ、Ｄに示すように、非常に細い波紋、あるいは菱形の流路が形成られており、表面は工芸処理が行われている。よって、冷房、暖房、および装飾の功能を有する建物が形成される。金属輻射板は、壁に貼り付けられてもよく、地面または天井に敷設されてもよい。
【００２９】
（第三実施形態）
図５に示すように、カーボンナノチューブ繊維シート２６が使われ、縦方向の両端にＰＢ、ＰＰ、あるいはＰＥ等のプラスチック製の案内管２４が設置されている。カーボンナノチューブ繊維シート２６は、高強度熱伝達接着剤２５により、完成された建物の地面、天井、あるいは壁に貼り付けられる。よって補強接着層が形成される。案内管２４は、室外ユニット７に接続されている。
受圧計算式（ρ＝２×壁厚×（引張強度／２）／直径）に基づいて、壁厚が３０μｍであり、内径が２０μｍである炭素繊維管は、１０ＭＰａ以上の圧力を耐えることができるということが分かる。このシートの導管の周囲の表面積は、敷設面積より大きくしてもよい。また、炭素導管は、優れた熱伝導性を有する。一重のシートの敷設の厚さは、２ｍｍより小さい。個別の部位が破損しても、高強度熱伝達接着剤２５に密封されている。流通断面積は圧縮機４の出口より大きく形成されている。内部の容積が小さいため、暖房及び冷房の効果が非常に高い。  
【００３０】
（第四実施形態）
図６に示すように、微細管は、少なくとも金属製の毛細管、ＰＥＲＴ、あるいはＰＢ毛細管中の一種である。微細管は、複数の管路が並列となるように天井に貼り付けられ、あるいは地面に敷設されている。微細管の一端の並列開口は、逆止弁８によって、四方切換弁３の右側の開口に接続されている。四方切換弁３の左側の開口は、外部熱交換器１の上側の開口に接続されている。外部熱交換器１の下側の開口は、スロットル部材によって、微細管の他方の複数の並列開口に接続されている。四方切換弁３の中央に位置する共用の開口は、圧縮機４の還気口に接続されている。四方切換弁３の入口は、圧縮機４の出口に接続されている。逆止弁８の両端は、並列に通風除湿器２８に接続されている。ベンチュリ管３１は、通風除湿器２８が逆止弁８の出口に接続される側に設置されている。
【００３１】
本実施形態では、微細管は、直接に地面に敷設されている。地面は、石墨、砂及びセメントによって平らになっている。微細管は、天井に熱伝導接着剤により貼り付けられている。地面及び天井の微細管は、並列に接続され、空冷熱交換器によって、四方切換弁３に接続されている。石墨の熱伝達係数が普通の金属より高いため、暖房の時、冷媒が逆止弁８を経由し、直接に微細管に流入すると、地面の温度が大体微細管の凝縮温度に相当する。よって、放熱端が最大の効率に達する。また、圧縮された気体の熱を利用し、室外から室内に流入した風を加熱するため、室内の空気が新鮮になる。
【００３２】
夏に作動する時、逆止弁が閉められると、冷媒は、主にベンチュリ管３１を経由し、空冷熱交換器２８に流入する。冷媒は、蒸発温度が１０度以下である時、室内で除湿可能である。微細管内の蒸発温度が約２０度であるため、冷媒は、ゆっくりと温度が下げ、結露を防止する。また、空冷熱交換器２８によって、迅速に温度を下げることができる。
【００３３】
（第五実施形態）
基礎を建築する段階に、室外ユニット７の空冷熱交換器の変わりに、建物の一階、二階の大負荷の採暖及び製冷を提供するために、ステンレススティール、あるいは炭素鋼の微細管は、複数の管路が並列となるように接続され、基礎杭の鉄筋に固定され、鋳込によって、コンクリートと一体化する。図７に示すように、この微細管は、外壁が厚い、直径が太い、強度が高い場合、直接に鉄筋１２に取って代わることができる。トータルコストが空冷熱交換器より低い。冬に蒸発温度が高い、夏に凝縮温度が低い、また、電気を消耗するファンがないため、採暖及び製冷の性能が向上するだけではなく、室外ユニット７の騒音が減らされ、寿命及び信頼性が高まる。暖房として機能する時、床スラブ１３を鋳込む前に、発泡材料の断熱層２７を敷設してもよい。
【００３４】
（第六実施形態）
従来のエアコンの圧縮機は、出力圧力が高いため、特に夏の冷房機能を果たす時、最大の機能を発揮することができない。四方切換弁は、長期間に使用されると故障しやすく、内部の冷熱交換の効率が低くなる。
【００３５】
本発明の圧縮機４は、中間部分がモータであり、右側の端部がヒートポンプの作動空間であり、左側の端部が冷却用の作動空間である。モータが正方向に回転する時、圧縮機は、左側の端部が直通となり、右側の端部が圧縮され作動する。モータが逆転する時、圧縮機は、右側の端部が直通となり、左側の端部の冷却用の作動空間が圧縮され作動する。図８に示すように、例えば、スクロール圧縮機を利用して、回転子の脱離により右側のヒートポンプとして機能し、ファンの正逆回転により左側の冷却を行うことで、上述の機能を実現することができる。
【００３６】
冷却及び加熱の異なる要求に応じて、最適な圧縮比を設定する。冷却側の凝縮圧力を３０度に対応する値に設定し、蒸発側を２０度に対応する値に設定することで、圧縮比は、１より小さくなる。エネルギ効率比は、１５以上に達することができる。
ヒートポンプ側の凝縮圧力を２５〜３０度に対応する値に設定し、蒸発側を−１０度±１５度に対応する値に設定することで、圧縮比は３より大きく、エネルギ効率比は４〜６となる。
【００３７】
ケースはアルミニウムで製造されるため、騒音を最大限に低減される。
冷却の作動およびヒートポンプの作動において、いずれも作動、冷媒の末端蒸発は、モータによって、放熱行う。よって、四方切換弁が取り除かれるため、作動の信頼性が高く、故障率が低くなる。
以上に述べたように、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…外部熱交換器、
２…ファン、
３…四方切換弁、
４…圧縮機、
５…スロットル部材、
６…接続弁、
７…室外ユニット、
８…逆止弁、
９…天井の微細管
１０…壁の微細管、
１１…微細管、
１２…鉄筋、
１３…床スラブ、
１４…フロアマットまたは床タイル、
１５…ワンウェーの無機超熱伝導材料、
１６…熱伝達層、
１７…板式熱交換器、
１８…ポンプ、
１９…毛細管、
２０…電磁弁、
２１…壁保温板、
２２…壁表面管路、
２３…水槽、
２４…案内管、
２５…高強度熱伝達接着剤、
２６…カーボンナノチューブ繊維シート、
２７…断熱層、
２８…空冷熱交換器、
２９…ウィンドスクリーン、
３０…ファン、
３１…ベンチュリ管、
３２…基礎杭を利用した熱交換器、
３３…圧縮膨脹機、
３４…微孔鉄筋。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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