JP5572441B2 - ハウス用のヒートポンプ装置による送風方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハウス（建屋、温室等）用のヒートポンプ装置による送風方法に関する。

従来、ハウスにおける空調装置とか、その方法に関し、空気の流れを利用して、ハウス内の除湿運転、又は冷暖房運転を効率的に行なうことが要望されている。そして、この要望は、地球の温暖化の解消と、エネルギーの効率化が要望される昨今において、最も、必要とされている。

上記に鑑み、この趣旨に合致する先行文献を、以下に列挙する。

文献（１）は、実開平５−９０２２０号の「農業用栽培ハウスの空調装置」であり、ハウス外に設けたハウジングに、凝縮器と蒸発器とを仕切り壁で区画して配置し、この凝縮器には外気との接触を図るために、窓を設ける。また、前記仕切り壁にはシャツタを設け、この仕切り壁に設けた孔を開閉自在とする構造である。この構造において、その冷却時に、仕切り壁をシャツタで閉塞し、ハウス内空気を蒸発器の蒸発で冷却し、この冷気を、ファンを介して、排気口からハウス内にリターンする構造であり、また、その除湿時は、仕切り壁をシャツタの移動で開放し、外気を導入して、凝縮器で加熱し、この加熱空気と、ハウス内空気を蒸発器の蒸発で生成した冷気とを、混合し、除湿した冷気を、ファンを介して、排気口からハウス内に供給する構造である。しかし、この考案は、ハウジングに設けた、凝縮器と蒸発器とを仕切り壁で区画し、この仕切り壁の開閉と、ハウジングヘの内外気の導入とを介して、冷房と除湿とを図る構造であるが、ハウス全体の冷房と除湿とを図るには、能力的に十分でなく、改良の余地がある。

また、文献（２）は、特開２００８−１１６１７８号の「冷暖房方法及び装置と除湿方法及び装置」であり、ハウスの天井下にビニールカーテンを張装し、断熱室を形成し、この断熱室に室内機に設けた第一ダクトを接続、又は切離し可能とし、また、ハウス外に設けた付属室に室外機を設けるとともに、ハウス内に到る第二ダクトを設けた構造であり、暖房運転は、付属室の暖気（室外機での熱交換で生成される暖気）を第二ダクトで、ハウスに送るとともに、室内機で生成された冷気（室内機での熱交換で生成される冷気）を第一ダクトで、ルーフと天井との間に放出し、断熱層を形成し、また、冷気運転は、付属室の冷気（室外機での熱交換で生成される暖気）を第二ダクトで、ハウスに送るとともに、室内機で生成される暖気（室内機での熱交換で生成される暖気）をダクトで、断熱層に送り、保温効果を図ることを特徴とする。尚、除湿時には、第一ダクトを取外すことが必要である。従って、この発明は、不便であり、手間を有する問題がある。

さらに、文献（３）は、特開２００９−２８７９０３号の「蓄熱式ヒートポンプ装置」であり、室内外交換器を配備し、この主冷媒回路に第一・第二減圧装置と、四方向切換弁、及び蓄熱槽と、圧縮機とを配備する構造とするとともに、除霜運転時において、除霜運転用バイパス回路、及び前記主冷媒回路の一部を利用して、霜取りを図る構造であり、この除霜運転時間の短縮化を図ることを特徴とする。これにより、省エネルギーと、圧縮機に対する負荷を軽減化すること、等を意図する。しかし、この発明は、装置が複雑で、ランニングコストが嵩むこと、又は設備費が嵩むこと、等の改良点がある。

また、文献（４）は、特開２０１０−５０号の「温度制御装置および方法」であり、ハウス内に除湿機専用の室内外機を配備し、かつハウス内に暖冷房用の室内機と、ハウス外に暖冷房用の室外機を、複数基設けた構造とし、精緻な温湿度管理と、湿度管理を図ることを意図する。しかし、この発明は、設備が複雑で、ランニングコストが嵩む等の改良点がある。

さらに、文献（５）は、特開平４−２３５７４７号の「除湿乾燥機」であり、この発明は、除湿装置を仕切り壁で上下の部屋に区画し、この上の部屋に、凝縮器とファンを設け、下の部屋に蒸発器と圧縮機、及びファンを設けた構造であり、前記仕切り壁にはダンパーを設け、外気を、蒸発器で冷却除湿した除湿空気を、ダンパーを開放して、上の部屋に供給し、この除湿空気を、乾燥部に送込む構造である。また、外気を、凝縮機で加熱した暖気を、ダクトを介して、乾燥部に送込む構造である。この発明は、乾燥装置であり、室内外機を、ハウス内外に配置する構造でなく、このハウスの除湿と、暖冷房を図る構造でない。

実開平５−９０２２０号 特開２００８−１１６１７８号 特開２００９−２８７９０３号 特開２０１０−５０号 特開平４−２３５７４７号

以上で説明した文献（１）〜文献（５）の発明では、前述した如く、それぞれの改良点を抱えているとともに、ヒートポンプの利点と、ハウス（ハウス、温室等）において、栽培農家が要求することに関しての提案が少ないものと考えられる。

そこで、本発明は、ハウスに隣接して部屋を設け、この部屋に配備した室外機の有効利用（活用）と、ハウス内の室内機の有効利用とで、冷房運転時の効率化、省エネルギー化を図り、かつデフロスト運転に要する経費の節減と、省エネルギー化、ランニング・製品コストの削減化を図ること、等を目的とする。そして、また、本発明は、ハウスに隣接して設けた部屋を第一・第二シャツタ（併設する）で連通可能とすることと、この部屋に第三・第四シャツタ（対峙する）を設け、内外気の有効利用と、暖冷房の効率化を図ること、等を意図する。

殊に、本発明では、冷房運転時には、暖房モードでヒートポンプを働かせる構造を採用し、第一・第二シャツタの開閉を利用して行うことで、別の暖房機（重油暖房機、温風暖房機等）の駆動を排除することで、省エネルギー化と、コストの削減化を図る。即ち、本発明は、従来の如く、冷房運転時に、冷房モードでヒートポンプを働かせ、かつ暖房機を駆動する方法を採用しない構造とする。

請求項１の発明のハウス用のヒートポンプ装置による送風方法は、ハウスに隣接して部屋を設け、この部屋に配備した室外機の有効利用（活用）と、ハウス内の室内機の有効利用とで、冷房運転時の効率化、省エネルギー化を図ること、等を意図する。

また、請求項１の発明のハウス用のヒートポンプ装置による送風方法は、ハウスに隣接して設けた部屋を第一・第二シャツタ（併設する）で連通可能とすることと、この部屋に第三・第四シャツタ（対峙する）を設け、内外気の有効利用と、暖冷房の効率化を図り、かつデフロスト運転に要する経費の節減と、省エネルギー化、ランニング・製品コストの削減化を図ること、さらに、冷暖房時における風の流れを確保すること、等を意図する。

従って、この請求項１は、ハウスの壁面に設けた第一・第二シャツタを設けるとともに、このハウス内で、かつこの第一・第二シャツタの近傍に吸込口を備えた室内機を設け、また、この壁面外側に、前記第一・第二シャツタを取囲むように、かつ該壁面に併設して部屋を設け、この部屋には、前記壁面の妻面方向において、対峙して、第三・第四シャツタを設けるとともに、該部屋に室外機を設けた構造のハウス用のヒートポンプ装置による送風方法であり、
前記ハウス内の空気を、前記第一シャツタを開放して、この開放した第一シャツタから、前記部屋と室外機を経由し、前記第二シャツタを開放して、この開放した第二シャツタから、前記吸込口より室内機に導き、この室内機の吹出口より排気し、この室内機の吹出口より排気し、かつ前記室外機の吸込口と吹出口とが隣接する間に一方を、前記第一・第二シャツタに中間を、かつ前記室内機に他方を、それぞれ設けた仕切り板による、前記ハウス内の内気とは区画されたルートを介して、暖房時の空気の流れを確保し、暖房時の空気の流れを確保し、
また、前記第一・第二シャツタを閉塞した状態で、前記部屋の第三・第四シャツタを開放し、この開放した第三・第四シャツタから、前記部屋を経由して、冷房時の空気の流れを確保し得る構成としたハウス用のヒートポンプ装置による送風方法である。

請求項１の発明は、ハウスの壁面に設けた第一・第二シャツタを設けるとともに、ハウス内で、かつ第一・第二シャツタの近傍に吸込口を備えた室内機を設け、また、壁面外側に、第一・第二シャツタを取囲むように、かつ壁面に併設して部屋を設け、部屋には、壁面の妻面方向において、対峙して、第三・第四シャツタを設けるとともに、部屋に室外機を設けた構造のハウス用のヒートポンプ装置による送風方法であり、
ハウス内の空気を、第一シャツタを開放して、開放した第一シャツタから、部屋と室外機を経由し、第二シャツタを開放して、開放した第二シャツタから、吸込口より室内機に導き、室内機の吹出口より排気し、かつ室外機の吸込口と吹出口とが隣接する間に一方を、第一・第二シャツタに中間を、かつ室内機に他方を、それぞれ設けた仕切り板による、ハウス内の内気とは区画されたルートを介して、暖房時の空気の流れを確保し、
また、第一・第二シャツタを閉塞した状態で、部屋の第三・第四シャツタを開放し、開放した第三・第四シャツタから、部屋を経由して、冷房時の空気の流れを確保し得る構成としたハウス用のヒートポンプ装置による送風方法である。

従って、請求項１のハウス用のヒートポンプ装置による送風方法は、ハウスに隣接して部屋を設け、この部屋に配備した室外機の有効利用と、ハウス内の室内機の有効利用と、かつデフロスト運転に要する経費の節減と、省エネルギー化、ランニング・製品コストの削減化が図れること、等の特徴がある。

また、請求項１の発明のハウス用のヒートポンプ装置による送風方法は、ハウスに隣接して設けた部屋を第一・第二シャツタで連通可能とすることと、この部屋に第三・第四シャツタを設け、内外気の有効利用と、暖冷房の効率化が図れ、かつデフロスト運転に要する経費の節減と、省エネルギー化、ランニング・製品コストの削減化を図ること、さらに、冷暖房時における風の流れを確保できること、等の特徴がある。

ハウスと、このハウスに併設した部屋との関係の一例を説明する側面模式図 暖房及び／又は冷房時の風の流れと、この流れを確保する新内外機の動きの一例を説明した俯瞰模式図 冷房時の風の流れと、この流れを確保する室内外機の動きの一例を説明した俯瞰模式図 ハウスと、このハウスに併設した部屋との関係の他の一例を説明する側面模式図 暖房及び／又は冷房時の風の流れと、この流れを確保する室内外機の動きの他の一例を説明した俯瞰模式図 冷房時の風の流れと、この流れを確保する室内外機の動きの他の一例を説明した俯瞰模式図

図中１はハウスであり、このハウス１の妻面１ａには、この隣接し、かつ独立した部屋２（収容部）を設ける。そして、この妻面１ａの壁面１００には、第一・第二シャツタ３ａ、３ｂを設ける。また、この壁面１００に間隔Ｓをおいて、かつ前記第二シャツタ３ｂに対峙するハウス１内の位置に、室内機５を設ける。この室内機５には、圧縮機５００と、室内熱交換器５０１、及びファン５０２と配備するとともに、その室内側５ａには吹出口５０３を、その室外側５ｂには吸込口５０４を設けている。図中５０５は制御盤を示す。尚、前記間隔Ｓを設けることで、後述する暖房時のハウス１の暖気の流れを、第一シャツタ３ａから部屋２に導いた後、第二シャツタ３ｂを経由して、この室内機５の吸込口５０４に誘導できる。この第一・第二シャツタ３ａ、３ｂは、同じ構造で、対とすることが望ましい。しかし、空気の流れの変化と、流動性を確保するために、例えば、シャツタ枠の寸法、また、シャツタプレートの数、大きさ、枚数等を変更することも可能である。

また、部屋２には、その妻面方向Ｘの壁２ａ、２ｂには、第三・第四シャツタ６ａ、６ｂが設けられている。そして、図中７は室外機で、この室外機７には、室外熱交換器７００、及びファン７０１を配備する。また、この室外機７には、吸込口７０２（吸込部）と、吹出口７０３（吹出部）を有する。また、この部屋２に室外機７を設けるに際し、部屋２の中央で、かつその吸込口７０２が第三シャツタ６ａのシャツタプレートに対峙し、また、その吹出口７０３が第四シャツタ６ｂのシャツタプレートに対峙する構造とし、この部屋２の妻面方向Ｘに空気が貫ける構造とし、この室外機７の冷却効果を図る。従って、この室外機７の吸込側（吸込口）・吹出側（吹出口）と、第三・第四シャツタ６ａ、６ｂのシャツタプレート（図示せず）は、壁面１００（妻面１ａ）に対して、交差する位置（直角位置）に設けられる。換言すると、壁面１００に対して、ト字形に配備される。この室外機７内を外気が通過できる構造とし、この室外機７の空冷を図る。また、この部屋２の屋根２００は、流れ屋根（傾斜状）とすることで、雨水の効率的な流下と、風に対する抵抗の軽減化等に役立てる。また、図４〜図６は、この室外機７の吸込側・吹出側は、壁面１００に対して、平行する位置（並んだ位置）に設け、また、第三・第四シャツタ６ａ、６ｂのシャツタプレートは、壁面１００に対して、交差する位置に設けられる構造である。この構造は、従来の設置に関する慣習の活用と、作業の容易性等を意図する。さらに、この第三・第四シャツタ６ａ、６ｂは、同じ構造で、対とすることが望ましい。しかし、空気の流れの変化と、流動性を確保するために、例えば、シャツタ枠の寸法、また、シャツタプレートの数、大きさ、枚数等を変更することも可能である。

そして、前述したヒートポンプ装置による送風方法を説明すると、その暖房時の空気の流れは、図２に示す如く、ハウス１内の空気を、開放した第一シャツタ３ａから、部屋２と室外機７を経由するが、その際に、暖気が、この室外機７の着霜を取除く副次的な作用があり、デフロスト運転を無くし得る特徴がある。そして、その後は、開放した第二シャツタ３ｂから、室内機５の吸込口５０４より、この室内機５内に導き、その複数本の吹出口５０３より排気し、ハウス１内の暖房に役立てる。前記デフロスト運転を無くし得ることで、例えば、室内機５の運転を連続することも可能となり有益であること、又はデフロスト運転に要する経費の節減と、省エネルギー化、ランニング・製品コストの削減化を始として、その他、環境維持に有効である。さらには作物の生育と品質の向上が図れ、また、収穫量の増加、並びに作物の疲弊、病気発生等の解消に役立つこと、等の実益を有する。

また、その冷房時の空気の流れは、図３に示す如く、壁面１００に設けた第一・第二シャツタ３ａ、３ｂを閉塞した状態で、部屋２の第三・第四シャツタ６ａ、６ｂを開放し、かつファン７０１を可動し、その吸込口７０２から外気を吸込み、吹出口７０３より排気することで、この部屋２内を、外気の通路とする。これにより、冷房時の空気の流れを確保し、かつ室外熱交換器７００を冷やすことで、その負荷を軽減する。また、ハウス１内の冷房効果を図る。また、高温障害の解消と、作物の枯れ、焼け防止と、等を図ること、また、作物の生育と品質の向上が図れ、また、収穫量の増加、並びに作物の疲弊、病気発生等の解消に役立つこと、等の実益を有する。さらに、ハウス１の省エネルギー化、ランニング・製品コストの削減化と、環境維持に有効である。

図中８はハウス１の壁面１００と室内機５の吸込口５０４との間とか、部屋２の内面と室外機７との隙間、等の各所に設けられた仕切り板で、この仕切り板８は空気の流れを停止、及び／又は、その誘導を図ることを意図する。従って、例えば、図１、図２に示した如く、暖房及び／又は冷房時の風の流れを確保する。尚、この仕切り板８で空気を遮断する場合には、別の開口（例えば、屋根２００の開閉口、この仕切り板８の開閉口等）を利用して、空気を導入するか、空気の流れを確保する。また、図４、図５に示した例では、部屋２及び／又は、ハウス１の壁面１００と室内機５との間においては、仕切り板８は設置しない構造であるが、仕切り板８を設けることも可能である。

即ち、本発明は、ハウス１の壁面１００に第一・第二シャツタ３ａ、３ｂを設け、第一・第二シャツタ３ａ、３ｂの近傍に吸込口５０４、吹出口５０３を備えた室内機５を設ける。そして、この壁面１００に、第三・第四シャツタ６ａ、６ｂを介在して部屋２を設ける。従って、この部屋２には、第三・第四シャツタ６ａ、６ｂと室外機７を設けた構造のハウス用のヒートポンプ装置である。このハウス用のヒートポンプ装置による送風方法を説明すると、ハウス１内の空気→第一シャツタ３ａの開放で→部屋２に入り→室外機７の吸込口から→室外機７の吹出口７０３→第二シャツタ３ｂの開放→室内機５の吸込口に到り→室内機５で暖房→室内機５の吹出口５０３よりハウス１に送る暖房時の空気の流れである。そして、また、第一・第二シャツタ３ａ、３ｂを閉塞した状態で、部屋２の第三・第四シャツタ６ａ、６ｂを開放し→部屋２内を外気が通過可能とし、この室外機７を冷やす構造であり、冷房時の空気の流れを確保する構造である。

１ ハウス
１ａ 妻面
１００ 壁面
２ 部屋
２ａ 壁
２ｂ 壁
２００ 屋根
３ａ 第一シャツタ
３ｂ 第二シャツタ
５ 室内機
５００ 圧縮機
５０１ 室内熱交換器
５０２ ファン
５０３ 吹出口
５０４ 吸込口
５０５ 制御盤
５ａ 室内側
５ｂ 室外側
６ａ 第三シャツタ
６ｂ 第四シャツタ
７ 室外機
７００ 室外熱交換器
７０１ ファン
７０２ 吸込口
７０３ 吹出口
８ 仕切り板
Ｓ 間隔
Ｘ 妻面方向

Claims (1)

1. ハウスの壁面に設けた第一・第二シャツタを設けるとともに、このハウス内で、かつこの第一・第二シャツタの近傍に吸込口を備えた室内機を設け、また、この壁面外側に、前記第一・第二シャツタを取囲むように、かつ該壁面に併設して部屋を設け、この部屋には、前記壁面の妻面方向において、対峙して、第三・第四シャツタを設けるとともに、該部屋に室外機を設けた構造のハウス用のヒートポンプ装置による送風方法であり、
   前記ハウス内の空気を、前記第一シャツタを開放して、この開放した第一シャツタから、前記部屋と室外機を経由し、前記第二シャツタを開放して、この開放した第二シャツタから、前記吸込口より室内機に導き、この室内機の吹出口より排気し、かつ前記室外機の吸込口と吹出口とが隣接する間に一方を、前記第一・第二シャツタに中間を、かつ前記室内機に他方を、それぞれ設けた仕切り板による、前記ハウス内の内気とは区画されたルートを介して、暖房時の空気の流れを確保し、
   また、前記第一・第二シャツタを閉塞した状態で、前記部屋の第三・第四シャツタを開放し、この開放した第三・第四シャツタから、前記部屋を経由して、冷房時の空気の流れを確保し得る構成としたハウス用のヒートポンプ装置による送風方法。

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