(57)【要約】  本発明によれば、プレキャスト壁体及びヒートポンプシステムを含む組立式エアコン壁及びその動作方法が開示される。前記ヒートポンプシステムはプレキャスト壁体内に内蔵される。組立式エアコン壁の各部品は工場で大量生産され、取り付けるときに各部品を組み立てれば良い。この組立式エアコン壁は主に室内熱交換器、スロットルバルブ、凝縮水タンク、四方弁、壁埋込管、圧縮機及び室外熱交換器を含む。夏には、冷房モードにおいて凝縮水タンクに大量の凝縮水が集まり、冷媒が凝縮水タンクを通過するときに凝縮水の冷却能力により十分に降温することができる。冬には、プレキャスト壁体は日光に照射されることでその外壁面の温度が室外空気よりも高くなる場合が多い。壁埋込管は、この太陽エネルギーを比較的に合理的に利用できるため、エアコン自体の暖房効果を向上できる。この組立式エアコン壁は、工事周期を短くすることができるとともに、各部品は工場で大量生産できるため、組立品質が保証される。【選択図】図１
2021535351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレキャスト壁体とヒートポンプシステムとを含み、前記ヒートポンプシステムは前記プレキャスト壁体内に内蔵され、
前記プレキャスト壁体には、内保温層（２３）及び外保温層（２４）が設けられ、前記内保温層（２３）は、プレキャスト壁体内の内壁面に近い側に位置し、プレキャスト壁体と室内環境との熱交換を減少させるためのものであり、前記外保温層（２４）は、プレキャスト壁体内の外壁面に近い側に位置し、
前記ヒートポンプシステムは、冷媒循環システム及び空気熱交換ダクトを含み、
前記冷媒循環システムは、室内熱交換器（３）、スロットルバルブ（１０）、凝縮水タンク（１１）、四方弁（１２）、圧縮機（１３）及び室外熱交換器（１６）を含み、圧縮機（１３）の入口及び出口は、それぞれ四方弁（１２）の第１流路口及び第２流路口に接続され、四方弁（１２）の第３流路口には、順に室外熱交換器（１６）、スロットルバルブ（１０）及び室内熱交換器（３）が接続され、室内熱交換器（３）は、四方弁（１２）の第４流路口に接続され、冷媒回路が形成され、前記凝縮水タンク（１１）は室内熱交換器（３）から排出された凝縮水を受けるためのものであり、凝縮水タンク（１１）には出水口が設けられ、室外環境に連通し、室外熱交換器（１６）及びスロットルバルブ（１０）に接続された冷媒管路は、凝縮水タンクにおける凝縮水の冷却能力を利用するように、凝縮水タンク（１１）を通過し、
前記空気熱交換ダクトは、還気ダクト及び室外熱交換器ダクトを含み、前記室内熱交換器（３）は還気ダクト内に位置し、還気ダクトの入気口及び排気口はいずれも内壁面に位置し、室内環境に連通し、前記室外熱交換器（１６）は室外熱交換器ダクト内に位置し、室外熱交換器ダクトの入気口及び排気口はいずれも外壁面に位置し、室外環境に連通し、還気ダクト及び室外熱交換器ダクト内にはそれぞれ動力を提供する第１ファン（４）及び第３ファン（１４）が設けられることを特徴とする、組立式エアコン壁。
【請求項２】
前記冷媒循環システムは、壁埋込管（２１）、第１三方弁（１７）、第１三方管（１５）、第２三方弁（２０）及び第２三方管（１８）をさらに含み、前記壁埋込管（２１）はプレキャスト壁体内に位置するとともに、外保温層（２４）と外壁面との間に位置し、具体的な接続関係は、以下の通りであり、
前記第１三方弁（１７）及び第１三方管（１５）は、四方弁（１２）の第３流路口と室外熱交換器（１６）との間の冷媒管路に設けられ、まず前記四方弁（１２）の第３流路口は第１三方弁（１７）の第１流路口に接続され、前記第１三方弁（１７）の第２流路口は、第１三方管（１５）の第１流路口に接続され、さらに前記第１三方管（１５）の第２流路口は、室外熱交換器（１６）の一端に接続され、
前記第１三方弁（１７）の第３流路口は壁埋込管（２１）の一端にも接続され、前記壁埋込管（２１）の他端は第２三方弁（２０）の第３流路口に接続され、前記第２三方弁（２０）の第１流路口は第１三方管（１５）の第３流路口に接続され、
前記第２三方管（１８）の第１流路口は室外熱交換器（１６）の他端に接続され、前記第２三方管（１８）の第２流路口は第２三方弁（２０）の第２流路口に接続され、前記第２三方管（１８）の第３流路口はスロットルバルブ（１０）に接続され、前記第２三方管（１８）の第３流路口とスロットルバルブ（１０）との間の冷媒管路は凝縮水タンク（１１）を通過することを特徴とする、請求項１に記載の組立式エアコン壁。
【請求項３】
新気ダクトをさらに含み、前記新気ダクトの本体は内保温層（２３）と外保温層（２４）との間に位置し、新気ダクトの入気口は外壁面、窓開口の側面又は頂面に設けられ、室外空気に連通し、新気ダクトの排気口は前記還気ダクトの別の入気口として前記還気ダクトに接続され、新気ダクトの排気口には新気ダクトの開閉を制御する新気弁（６）が設けられ、前記新気弁（６）は電動機（７）により制御され、新気ダクト内には第２ファン（９）が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の組立式エアコン壁。
【請求項４】
凝縮水タンク（１１）における凝縮水は外壁面に排出され、前記新気弁（６）は保温遮音材料で作製されることを特徴とする、請求項３に記載の組立式エアコン壁。
【請求項５】
前記還気ダクトの排気口及び入気口、室外熱交換器ダクトの排気口及び入気口、並びに新気ダクトの入気口にはプレフィルタが設けられ、前記還気ダクトの排気口及び新気ダクトの排気口には高性能フィルタがさらに設けられることを特徴とする、請求項３に記載の組立式エアコン壁。
【請求項６】
前記スロットルバルブ（１０）、凝縮水タンク（１１）、四方弁（１２）、圧縮機（１３）及び室外熱交換器（１６）は、いずれも一体型の室外機内に設けられ、前記室外機には、室外熱交換器ダクトが室外機を通過できるように入気口及び排気口が設けられる、ことを特徴とする、請求項１に記載の組立式エアコン壁。
【請求項７】
前記室外機は、プレキャスト壁体の外側に予め設けられた内嵌溝に位置し、内嵌溝の壁面には保温材料が設けられることを特徴とする、請求項６に記載の組立式エアコン壁。
【請求項８】
前記プレキャスト壁体の内壁面及び外壁面のそれぞれには点検修理口が設けられ、点検修理口上に被覆具が設けられ、プレフィルタ及び高性能フィルタは点検修理口を通過可能であることを特徴とする、請求項１に記載の組立式エアコン壁。
【請求項９】
前記還気ダクトは、内保温層（２３）と内壁面との間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の組立式エアコン壁。
【請求項１０】
以下の動作方式１）、２）を含む請求項２に記載の組立式エアコン壁の動作方法であって、
動作方式１）：ヒートポンプシステムが冷房モードである場合、冷媒回路は以下の通りであり、
冷媒が圧縮機（１３）により圧縮され、圧縮機（１３）により圧縮された冷媒回路は壁埋込管（２１）により冷却され、
壁埋込管（２１）により冷却された後の冷媒の温度が室外温度よりも低い場合、冷媒回路は室外熱交換器（１６）を避けて通り、
壁埋込管（２１）により冷却された後の冷媒の温度が室外温度よりも高い場合、冷媒回路は室外熱交換器（１６）を通過して再度冷却され、
冷媒が冷却降温した後、凝縮水タンクによりさらに冷却されてから、スロットルバルブ（１０）を通過して室内熱交換器（３）に入って膨張吸熱し、最後に圧縮機（１３）に戻り、
動作方式２）：ヒートポンプシステムが暖房モードである場合、冷媒回路は以下の通りであり、
冷媒が圧縮機（１３）により圧縮された後、室内熱交換器（３）に入って放熱し、さらにスロットルバルブ（１０）を通過して膨張降温し、
プレキャスト壁体の温度が室外温度よりも低い場合、スロットルバルブ（１０）を通過した冷媒は室外熱交換器（１６）のみを通過して吸熱し、
プレキャスト壁体の温度が室外温度よりも高い場合、スロットルバルブ（１０）を通過した冷媒は室外熱交換器（１６）及び壁埋込管（２１）を通過して再度吸熱し、
冷媒が吸熱した後、最終的には圧縮機（１３）に戻ることを特徴とする、動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築設備分野に属し、エアコン設備とプレキャスト壁体とを結合した統合型機能プレキャスト壁体構築、特に組立式エアコン壁及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコンは、現代社会の室内環境を調整するための重要な電気機器になっている。経済発展と社会の進歩により、人々は室内の温度と湿度を制御するだけではもはや満足せず、空気の質を追求し始め、ますます多くの家庭やオフィスではエアコンと鮮風機を同時に設置し始めている。
【０００３】
従来の分離型エアコンは、レイアウトや設置が柔軟で、使用や制御も非常に柔軟であるため、オフィスビルや商業ビル、住宅ビルで広く使用されている。しかし、このタイプのエアコンは美しくなく、効率が低く、新気（新鮮空気）がない。統合型エアコンでは、室内装飾が改善され、新気が実現されやすいが、システムのレイアウトが複雑になり、エンジニアリングの設置サイクルが長くなり、制御が分離型エアコンのほど便利ではない。
【０００４】
さらに、ほとんどの場合、夏にはエアコンの凝縮水の温度が低く、そのまま室外に排出すると、環境に有利ではないとともに、エネルギーの浪費につながる。冬には、気温が低いため、空気熱利用ヒートポンプの暖房能力が低く、太陽が照射される外壁の温度が外気よりも高くなることが多い。この分の太陽エネルギーを合理的に利用することによりシステムの暖房能力を向上させることができる。
【０００５】
建築の発展は組み立ての方向に進んでいる。組立式建物は、建設期間が短いだけでなく、建設全体が工場でプレハブされるため、組み立ての品質が確保できる。従って、エアコン設備と組立式プレキャスト壁体を有機的に組み合わせることにより、建物の組立コストとエネルギー消費が削減されるとともに、組立品質が確保され、設備の省エネ効率が向上する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、従来技術の問題を解決するために組立式エアコン壁を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明で採用される具体的な技術手段は以下の通りである。
【０００８】
組立式エアコン壁は、プレキャスト壁体及びヒートポンプシステムを含み、前記ヒートポンプシステムはプレキャスト壁体内に内蔵される。
前記プレキャスト壁体には内保温層及び外保温層が設けられ、前記内保温層はプレキャスト壁体内の内壁面に近い側に位置し、プレキャスト壁体と室内環境との熱交換を減少させるものであり、前記外保温層はプレキャスト壁体内の外壁面に近い側に位置する。
前記ヒートポンプシステムは、冷媒循環システム及び空気熱交換ダクトを含む。
前記冷媒循環システムは、室内熱交換器、スロットルバルブ、凝縮水タンク、四方弁、圧縮機及び室外熱交換器を含み、圧縮機の入口及び出口はそれぞれ四方弁の第１流路口及び第２流路口に接続され、四方弁の第３流路口には順に室外熱交換器、スロットルバルブ及び室内熱交換器が接続され、室内熱交換器は四方弁の第４流路口にも接続され、冷媒回路を形成し、また、室内熱交換器から排出された凝縮水を受けるための凝縮水タンクがさらに設けられ、凝縮水タンクの上部に出水口が設けられ、室外環境に連通し、室外熱交換器及びスロットルバルブに接続された冷媒管路は凝縮水タンクを通過して凝縮水タンクにおける凝縮水の冷却能力を利用し、
前記空気熱交換ダクトは、還気ダクト及び室外熱交換器ダクトを含み、
前記還気ダクトは、内保温層と内壁面との間に位置し、還気ダクトは室内空気と室内熱交換器との熱交換を実現するものであり、前記還気ダクトの入気口及び排気口はいずれも内壁面に位置し、室内環境に連通し、前記室内熱交換器は還気ダクト内に位置し、還気ダクト内に還気ダクトの空気の流れを増加させることで熱交換効率を向上させる第１ファンが設けられる。
前記室外熱交換器ダクトは、外保温層と外壁面との間に位置し、室外熱交換器ダクトは室外空気と室外熱交換器との熱交換を実現するものであり、前記室外熱交換器ダクトの入気口及び排気口はいずれも外壁面に位置し、室外環境に連通し、前記室外熱交換器は室外熱交換器ダクト内に位置し、室外熱交換器ダクト内に室外熱交換器ダクトの空気の流れを増加させることで熱交換効率を向上させる第３ファンが設けられる。
【０００９】
前記組立式エアコン壁の全体はプレキャストされておきたもので、取り付ける際に、各部品を簡単に組み立てれば良い。
【００１０】
さらに好ましくは、前記第１ファンは、還気ダクト内において室内熱交換器の風上に位置し、前記第３ファンは、室外熱交換器ダクト内において室外熱交換器の風上に位置する。
【００１１】
好ましくは、前記冷媒循環システムは、壁埋込管、第１三方弁、第１三方管、第２三方弁及び第２三方管をさらに含み、前記壁埋込管は、プレキャスト壁体内であって、外保温層と外壁面との間に位置する。
【００１２】
具体的な接続関係は以下の通りである。
前記第１三方弁及び第１三方管は、四方弁の第３流路口と室外熱交換器との間の冷媒管路に設けられる。前記四方弁の第３流路口はまず第１三方弁の第１流路口に接続され、前記第１三方弁の第２流路口は第１三方管の第１流路口に接続され、前記第１三方管の第２流路口はさらに室外熱交換器の一端に接続される。
前記第１三方弁の第３流路口は壁埋込管の一端にも接続される。前記壁埋込管の他端は第２三方弁の第３流路口に接続され、前記第２三方弁の第１流路口は第１三方管の第３流路口に接続される。
前記第２三方管の第１流路口は室外熱交換器の他端に接続され、前記第２三方管の第２流路口は第２三方弁の第２流路口に接続され、前記第２三方管の第３流路口はスロットルバルブに接続され、前記第２三方管の第３流路口とスロットルバルブとの間の冷媒管路は凝縮水タンクを通過する。
【００１３】
壁埋込管を追加する主な目的は、冬の太陽エネルギーを利用して圧縮機に入る前の冷媒の温度を向上させ、ＣＯＰを増大させるためである。また、夏においても壁体内に貯蔵される冷却能力を選択的に利用して絞る前の冷媒の温度を低下させ、ＣＯＰを増大させることもできる。上記接続方式は、この目的を実現するための具体的な態様の一つに過ぎない。
【００１４】
好ましくは、この組立式エアコン壁は、新気（新鮮空気）ダクトをさらに含む。前記新気ダクトの本体は、内保温層と外保温層との間に位置する。新気ダクトの入気口は外壁面、窓開口の側面又は頂面上に設けられ、室外空気に連通する。新気ダクトの排気口は還気ダクトの別の入気口として還気ダクトに接続される。新気ダクトの排気口には新気ダクトの開閉を制御する新気弁が設けられる。前記新気弁は電動機により制御される。新気ダクト内には第２ファンが配置される。新気ダクトの設置は、主に必要に応じて室外の新気（新鮮空気）を導入するためである。
【００１５】
さらに好ましくは、新気ダクトの入気口は下向きである。
さらに好ましくは、第２ファンは新気ダクト内において新気弁の風上に位置する。
好ましくは、凝縮水タンクにおける凝縮水は外壁面上に排出される。
好ましくは、前記新気弁は保温遮音材料で作製される。さらに好ましくは、前記電動機及び二酸化炭素センサはいずれも制御装置に接続される。これにより、室内の二酸化炭素の濃度により新気弁の開閉を制御することができる。
【００１６】
好ましくは、前記還気ダクトの排気口及び入気口、室外熱交換器ダクトの排気口及び入気口、並びに新気ダクトの入気口にはプレフィルタが設けられる。前記還気ダクトの排気口及び新気ダクトの排気口には高性能フィルタも設けられる。さらに好ましくは、還気ダクトの出口の高性能フィルタはプレフィルタと室内熱交換器との間に位置する。新気ダクトの出口の高性能フィルタは新気弁と第２ファンとの間に位置する。これによって、各ダクト内への埃の侵入が防止され、室内空気及び室外から入った空気が浄化される。
【００１７】
好ましくは、前記スロットルバルブ、凝縮水タンク、四方弁、圧縮機及び室外熱交換器はいずれも一体型の室外機内に位置する。前記室外機には入気口及び排気口が設けられることにより、室外熱交換器ダクトは室外機を通過できる。製造時に、ほとんどの部品が既に室外機に統合されているので、組立式エアコン壁の取付プロセスを簡単化することができる。
【００１８】
好ましくは、前記室外機はプレキャスト壁体の外側に予め設けられた内嵌溝に位置し、内嵌溝の内部には室外機が発生した熱を隔離し、又はプレキャスト壁体の熱損失を防止するための保温材料が設けられる。
【００１９】
好ましくは、前記プレキャスト壁体の内壁面及び外壁面のそれぞれに点検修理口が設けられる。点検修理口上には被覆具が設けられ、プレフィルタ及び高性能フィルタが点検修理口を通過することができる。点検修理口は、後期の修理及びフィルタの交換を容易にするために設けられる。
【００２０】
好ましくは、前記凝縮水タンクはプラスチック材質である。プラスチック材質は、金属材質に比べ、その熱伝導性が低いため、凝縮水の冷却能力の散逸を防止することができる。
【００２１】
好ましくは、還気ダクトは内保温層と内壁面との間に位置することで、熱交換ができるだけ減少される。
【００２２】
本発明では、以下の動作方式１）、２）を含む組立式エアコン壁の動作方法がさらに提供される。
動作方式１）：ヒートポンプシステムが冷房モードである場合、冷媒回路は以下の通りであり、
冷媒が圧縮機により圧縮され、圧縮機により圧縮された冷媒回路は壁埋込管により冷却され、
壁埋込管により冷却された後の冷媒の温度が室外温度よりも低い場合、冷媒回路は室外熱交換器を避けて通り、
壁埋込管により冷却された後の冷媒の温度が室外温度よりも高い場合、冷媒回路は室外熱交換器を通過して再度冷却され、
冷媒が冷却降温した後、凝縮水タンクによりさらに冷却されてから、スロットルバルブを通過して室内熱交換器に入って膨張吸熱し、最後に圧縮機に戻り、
動作方式２）：ヒートポンプシステムが暖房モードである場合、冷媒回路は以下の通りであり、
冷媒が圧縮機により圧縮された後、室内熱交換器に入って放熱し、さらにスロットルバルブを通過して膨張降温し、
プレキャスト壁体の温度が室外温度よりも低い場合、スロットルバルブを通過した冷媒は室外熱交換器のみを通過して吸熱し、
プレキャスト壁体の温度が室外温度よりも高い場合、スロットルバルブを通過した冷媒は室外熱交換器及び壁埋込管を通過して再度吸熱し、
冷媒が吸熱した後、最終的には圧縮機に戻る。
【００２３】
本発明は、従来技術に比べて以下の有益な効果を有する。
この組立式エアコン壁において、プレキャスト壁体の内部にはヒートポンプシステムが直接統合されることにより、蒸発器凝縮水は収集されて冷却能力を回収することができる。ヒートポンプシステムの冷媒回路は凝縮水タンクを通過することにより、夏には、冷媒は温度が比較的低い凝縮水により十分に降温され、エアコンの冷房効果が向上し、エネルギーの利用率が向上する。また、プレキャスト壁体には壁埋込管がさらに埋められても良い。冬には、プレキャスト壁体が日光に照射されることでその外壁面の温度が室外空気よりも高くなる場合が多い。壁埋込管は、この太陽エネルギーを比較的に合理的に利用できるため、エアコン自体の暖房効果を向上できる。さらに、この組立式エアコン壁は、工事周期を短くすることができる。プレキャスト壁体の各部品は工場で大量生産できるため、組立品質が保証される。エアコン設備と組立式プレキャスト壁体とを有機的に組み合わせることにより建物の組立コスト及びエネルギー消費を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１の冷媒回路の模式図である。
【図２】実施例２の組立式エアコン壁の構造模式図である。
【図３】実施例２の冷房モードでの冷媒回路の模式図である。
【図４】実施例２の暖房モードでの冷媒回路の模式図である。
【図５】実施例２の凝縮水タンクの構造模式図である。
【図６】実施例２の電動新気弁の模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１、第１プレフィルタ；２、第１高性能フィルタ；３、室内熱交換器；４、第１ファン；５、第２プレフィルタ；６、新気弁；７、電動機；８、第２高性能フィルタ；９、第２ファン；１０、スロットルバルブ；１１、凝縮水タンク；１２、四方弁；１３、圧縮機；１４、第３ファン；１５、第１三方管；１６、室外熱交換器；１７、第１三方弁；１８、第２三方管；１９、第３プレフィルタ；２０、第２三方弁；２１、壁埋込管；２２、第４プレフィルタ；２３、内保温層；２４、外保温層。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面及び具体的な実施形態により本発明をさらに説明する。
【００２７】
実施例１は本発明の簡単な形態であり、組立式エアコン壁を提供する。組立式エアコン壁は、プレキャスト壁体及びヒートポンプシステムを含む。ヒートポンプシステムはプレキャスト壁体内に内蔵される。組立式エアコン壁の各部品は既に工場で統一に生産されたものであるため、現場で各部品を組み立てれば良い。また、この組立式エアコン壁により工事周期を短くすることができる。プレキャスト壁体の各部品は工場で大量生産できるため、組立品質が保証される。エアコン設備と組立式プレキャスト壁体とを有機的に組み合わせることにより建物の組立コスト及びエネルギー消費を削減できる。
【００２８】
プレキャスト壁体には内保温層２３及び外保温層２４が設けられる。内保温層２３はプレキャスト壁体内の内壁面に近い側に位置し、プレキャスト壁体と室内環境との熱交換を減少させる。外保温層２４は、プレキャスト壁体内の外壁面に近い側に位置する。この二重保温層は、自然条件での室内環境と室外環境の熱交換を減少させることで、夏で室内が暑すぎ、冬で室内が寒すぎることを防止できる。
【００２９】
ヒートポンプシステムは、冷媒循環システム及び空気熱交換ダクトを含む。
【００３０】
冷媒循環システムは、室内熱交換器３、スロットルバルブ１０、凝縮水タンク１１、四方弁１２、圧縮機１３及び室外熱交換器１６を含む。
【００３１】
図１は実施例１の装置の冷媒回路を示す。四方弁１２を変化させることにより冷媒の循環方向を変化させ、その冷暖房機能の切り替えを実現する。
【００３２】
具体的な接続関係は、圧縮機１３の入口及び出口はそれぞれ四方弁１２の第１流路口及び第２流路口に接続され、四方弁１２の第３流路口には順に室外熱交換器１６、スロットルバルブ１０及び室内熱交換器３が接続される。室内熱交換器３はさらに四方弁１２の第４流路口に接続され、冷媒回路を形成する。また、室内熱交換器３から排出された凝縮水を受ける凝縮水タンク１１がさらに設けられる。凝縮水タンク１１の上部には出水口が設けられ、室外環境に連通する。室外熱交換器１６及びスロットルバルブ１０に接続された冷媒管路は凝縮水タンク１１を通過することにより凝縮水タンクにおける凝縮水の冷却能力を利用する（図５）。継ぎ目が防水密閉されることにより凝縮剤が凝縮水タンク１１に入り、又は凝縮水タンク１１中の凝縮水が継ぎ目から流出することが防止される。冬に凝縮水タンクを通らないように２つの異なる経路を設けても良い。本実施例において、凝縮水タンク１１はプラスチック材質であるが、保温效果が良好な材料を使用してもよい。プラスチック材質は、金属材質に比べ、その熱伝導性が低いため、凝縮水の冷却能力の散逸を防止することができる。
【００３３】
なお、管路の接続方式は多くあり、その部品も実際の状況に応じて変更することができる。例えば、１つの四方弁は複数の二方弁で代わることができる。これらの変更はいずれも本発明の同等置換に属する。
【００３４】
空気熱交換ダクトは、ヒートポンプシステムと室内空気又は室外空気との熱交換に用いられ、還気ダクト及び室外熱交換器ダクトを含む。還気ダクトは内保温層２３と内壁面との間に位置し、還気ダクトは室内空気と室内熱交換器３との熱交換に用いられる。還気ダクトの入気口及び排気口はいずれも内壁面上に位置し、室内環境に連通する。室内熱交換器３は還気ダクト内に位置し、還気ダクト内には第１ファン４が内蔵されることにより、還気ダクトの空気の流れを増加させ、熱交換効率を向上させる。室外熱交換器ダクトは、室外空気と室外熱交換器１６との熱交換に用いられる。室外熱交換器ダクトの入気口及び排気口はいずれも外壁面に位置し、室外環境に連通する。室外熱交換器１６は室外熱交換器ダクト内に位置し、室外熱交換器ダクトには第３ファン１４が内蔵されることにより室外熱交換器ダクトの空気の流れを増加させ、熱交換効率を向上させる。第１ファン４は還気ダクト内において室内熱交換器の風上に位置する。第３ファン１４は、室外熱交換器ダクト内において室外熱交換器の風上に位置する。
【００３５】
本発明の実施例２は実施例１を改良してものである。実施例２において、組立式エアコン壁内には壁埋込管２１がさらに設けられる。壁埋込管２１はプレキャスト壁体内であって、外保温層２４と外壁面との間に位置する。壁埋込管２１は熱交換管を採用して壁体における熱を回収することができる。この実施例において、組立式エアコン壁は、プレキャスト壁体の温度及び壁埋込管２１の熱交換効果に応じて対応する冷媒回路を自動的に選択することにより、より十分にエネルギーを節約し、その動作効率を向上させることができる。壁埋込管２１を増設すると、冬には、プレキャスト壁体が日光を照射されることでその外壁面の温度が室外空気よりも高くなる場合が多い。壁埋込管は、この太陽エネルギーを比較的に合理的に利用できるため、エアコン自体の暖房効果を向上できる。夏には、壁体内に貯蔵される冷却能力を選択的に利用して絞る前の冷媒の温度を低下させ、ＣＯＰを増大させることができる。さらに、夏には、冷媒は温度が比較的低い凝縮水により十分に降温し、エアコンの冷房効果を向上させ、エネルギーの利用率を向上させることができる。凝縮水タンク１１の凝縮水の最終排出口は外壁面に設けられ、凝縮水は壁埋込管外の壁面まで流れ、蒸発により外壁の温度を降温させ、外壁と空気との熱交換率を増加させる。上記機能を達成できる冷媒回路の設計は多くある。例えば、実施例２において、１つの三方弁の代わりに２つの二方弁を使用してもよい。この機能を実現できるすべての設計を全部列挙することは不可能である。従って、本発明において１つの実施形態で詳しく説明する。しかし、同等置換により同一機能を達成できる全ての技術案はいずれも本発明の保護範囲に含まれる。
【００３６】
図２は実施例２の具体的な接続方式を示す。室内熱交換器３、スロットルバルブ１０、凝縮水タンク１１、四方弁１２、圧縮機１３及び室外熱交換器１６の接続関係は実施例１と同じであるため、説明を省略する。ここで、主に壁埋込管２１の接続関係、新気ダクト及びその冷媒回路の変化方法を詳しく説明する。
【００３７】
実施例２において、冷媒循環システムは、第１三方弁１７、第１三方管１５、第２三方弁２０及び第２三方管１８を含む。その具体的な接続方式は、以下の通りである。第１三方弁１７及び第１三方管１５は四方弁１２の第３流路口と室外熱交換器１６との間の冷媒管路に設けられる。四方弁１２の第３流路口はまず第１三方弁１７の第１流路口に接続され、第１三方弁１７の第２流路口は第１三方管１５の第１流路口に接続され、第１三方管１５の第２流路口はさらに室外熱交換器１６の一端に接続される。第１三方弁１７の第３流路口は壁埋込管２１の一端にも接続される。壁埋込管２１の他端は第２三方弁２０の第３流路口に接続される。第２三方弁２０の第１流路口は第１三方管１５の第３流路口に接続される。第２三方管１８の第１流路口は室外熱交換器１６の他端に接続される。第２三方管１８の第２流路口は第２三方弁２０の第２流路口に接続される。第２三方管１８の第３流路口はスロットルバルブ１０に接続され、第２三方管１８の第３流路口とスロットルバルブ１０との間の冷媒管路は凝縮水タンク１１を通過する。
【００３８】
また、実施例２において、室内の空気の循環を促進して室内空気の品質を向上させるために新気ダクトをさらに増設する。新気ダクトの本体は内保温層２３と外保温層２４との間に位置する。外保温層２４は、新気ダクトと壁埋込管２１との熱交換を減少させる。新気ダクトの入気口は外壁面に位置し、室外空気に連通する。新気ダクトの入気口は下向きであることにより、雨水の浸入が減少する。また、新気ダクトは窓開口の側面又は頂面に設けられてもよい。入気口の向きは必要に応じて変化することができる。新気ダクトの排気口は還気ダクトの別の入気口として還気ダクトに接続される。新気ダクトの排気口には新気ダクトの開閉を制御する新気弁６が設けられる。さらに、新気弁６は保温遮音材料で作製されることにより、保温層が連続的で、遮音し騒音を防止することができる。新気弁６は電動機７により制御される（図６）。新気ダクト内には第２ファン９がさらに設けられる。第２ファン９は新気弁の風上に位置する。電動機７及び二酸化炭素センサはいずれも制御装置に接続され、フィードバック制御を構成する。二酸化炭素センサは室内の二酸化炭素濃度を検出するものである。室内の二酸化炭素濃度が所定閾値を超えると、新気弁６が開く。
【００３９】
また、実施例２において、各ダクト内への埃の侵入を防止し、室内空気及び室外から入った空気を浄化するために複数のフィルタがさらに増設される。還気ダクトの排気口及び入気口、室外熱交換器ダクトの排気口及び入気口、並びに新気ダクトの入気口には、それぞれ第１プレフィルタ１、第２プレフィルタ５、第３プレフィルタ１９及び第４プレフィルタ２２が設けられる。還気ダクトの排気口及び新気ダクトの排気口にはそれぞれ第１高性能フィルタ２及び第２高性能フィルタ８が設けられる。また、還気ダクト出口の第１高性能フィルタ２は第１プレフィルタ１と室内熱交換器３との間に位置する。新気ダクト出口の第２高性能フィルタ８は新気弁６と第２ファン９との間に位置する。なお、必要に応じてこれらのフィルタの型番を変更したり、ダクトの異なる位置に増設したりすることができる。
【００４０】
壁埋込管２１及び新気ダクトを増設する以外、実施例２において、スロットルバルブ１０、凝縮水タンク１１、四方弁１２、圧縮機１３及び室外熱交換器１６は全て一体型の室外機内に集積されている。室外機上には入気口及び排気口が設けられることにより、室外熱交換器ダクトは室外機を通過することができる。製造時に、これらの部品は既に室外機に集積されているため、室外機を取り付ければ、組立式エアコン壁の取付プロセスを簡単化することができる。また、室外機はプレキャスト壁体の外側に予め設けられた内嵌溝に位置し、内嵌溝の内部には室外機が発生した熱を隔離し、又はプレキャスト壁体の熱損失を防止するための保温材料が設けられる。
【００４１】
プレキャスト壁体の内壁面及び外壁面のそれぞれに点検修理口が設けられる。点検修理口上には被覆具が設けられ、プレフィルタ及び高性能フィルタが点検修理口を通過することができる。点検修理口は、後期の修理及びフィルタの交換を容易にするために設けられる。
【００４２】
実施例２において、この組立式エアコン壁の動作方法は、主に冷房モード及び暖房モードに分けられる。主な違いは冷媒の流れ方向が完全に反対であることであり、また、プレキャスト壁体の温度によって様々な異なる冷媒回路を使用することもできる。
【００４３】
１）図３に示すように、エアコンが冷房モードである場合、四方弁１２の第１流路口は第３流路口に連通し、四方弁１２の第２流路口は第４流路口に連通する。冷媒が圧縮機１３により圧縮された後、第１三方弁１７に入る。このとき、第１三方弁１７の第２流路口が閉じ、冷媒は壁埋込管２１により降温される。
【００４４】
冷媒が壁埋込管２１により降温され、その温度が室外温度よりも低くなった場合、第２三方弁２０の第１流路口は閉じ、冷媒は順に凝縮水タンク１１、スロットルバルブ１０及び室内熱交換器３を直接通過して圧縮機１３に戻る。
【００４５】
冷媒が壁埋込管２１により降温され、その温度が依然として室外温度よりも高い場合、第２三方弁２０の第２流路口は閉じ、冷媒は順に外熱交換器１６、凝縮水タンク１１、スロットルバルブ１０及び室内熱交換器３を経て圧縮機１３に戻る。
【００４６】
２）図４に示すように、ヒートポンプシステムが暖房モードである場合、四方弁１２の第１流路口は第２流路口に連通し、四方弁１２の第３流路口は第４流路口に連通する。冷媒は圧縮機により圧縮された後、順に室内熱交換器３、スロットルバルブ１０及び凝縮水タンク１１に入る。
【００４７】
プレキャスト壁体の温度が室外温度よりも低い場合、第２三方弁２０の３つの流路口はいずれも閉じ、冷媒は室外熱交換器１６を経て圧縮機１３に戻る。
【００４８】
プレキャスト壁体の温度が室外温度よりも高い場合、第２三方弁２０の第２流路口及び第１三方弁１７の第２流路口は閉じ、冷媒は室外熱交換器１６及び壁埋込管２１を経て圧縮機１３に戻る。
【００４９】
さらに、実施例２の組立式エアコン壁は、必要に応じて新気通路を制御することもできる。室内に新気が必要な場合、電動機７の制御により新気弁６が開き、第２ファン９が起動し、室外から新気を導入する。室内に新気が必要ない場合、電動機７の制御により新気弁６が閉じ、第２ファン９の回転が停止し、室内循環を行うことになる。
【００５０】
以上の実施例は本発明の好適な形態に過ぎず、本発明を制限するものではない。当業者は、本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない限り、様々な変化及び変形を行うことができる。従って、同等置換又は同等変更により得られる全ての技術案はいずれも本発明の保護範囲内に含まれる。
【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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【国際調査報告】
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