特許 5836103 空調システム及び建物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5836103

(24)【登録日】2015年11月13日

(45)【発行日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】空調システム及び建物

(51)【国際特許分類】

   F24F 5/00 20060101AFI20151203BHJP

   F24F 11/02 20060101ALI20151203BHJP

   F24F 7/10 20060101ALI20151203BHJP

   F25B 30/02 20060101ALI20151203BHJP

   E04B 1/70 20060101ALI20151203BHJP

【ＦＩ】

   F24F5/00 K

   F24F11/02 102J

   F24F7/10 Z

   F25B30/02 F

   E04B1/70 B

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-277809(P2011-277809)

(22)【出願日】2011年12月20日

(65)【公開番号】特開2013-130299(P2013-130299A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年7月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082670

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 民雄

(72)【発明者】

【氏名】相良 峰雄

【審査官】 佐藤 正浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１９７９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０８９８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３０２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０１４７３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ ５／００

Ｅ０４Ｂ １／７０

Ｆ２４Ｆ ７／１０

Ｆ２４Ｆ １１／０２

Ｆ２５Ｂ ３０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置を利用した建物の空調システムであって、
前記建物の床下空間に面して冷気給気口が設けられており、該冷気給気口と前記ヒートポンプ式給湯機の前記ヒートポンプ装置の排気部とが通気経路で接続されているとともに、
前記床下空間には、換気用空気を換気用空気吹出部から吹き出し、前記床下空間と床上空間とを連通する空調用給気口から前記床上空間に給気する換気装置が設置されており、
前記床下空間内での蓄冷を主目的で行っているときは、前記換気装置の前記換気用空気吹出部からの換気用空気の単位時間当たりの吹出量を必要最低限とする制御を行い、前記床上空間での冷房を主目的で行っているときは、前記換気装置の前記換気用空気吹出部からの換気用空気の単位時間当たりの吹出量を自動調整し、冷房の強弱を設定する制御を行うことを特徴とする空調システム。

【請求項2】

前記床下空間は、その内側面に断熱材が設けられた断熱構造とされていることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。

【請求項3】

前記床下空間に面して設けられた冷気循環口と前記ヒートポンプ装置の給気部とが循環経路で接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調システム。

【請求項4】

前記床下空間内に調湿材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。

【請求項5】

前記ヒートポンプ式給湯機の前記ヒートポンプ装置には、屋外排気部も設けられており、前記排気部と前記屋外排気部とには、排気量調整手段が設けられており、両者間の排気比率が調整可能とされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調システム。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空調システムを備えていることを特徴とする建物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調システム、及びこの空調システムを備えた建物に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置の冷たい排気を利用して、夏場などの暑期における建物の床上空間内の冷房を行う空調システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４３０２４２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した特許文献１のような従来技術では、ヒートポンプ式給湯機は、通常、比較的安価な深夜電力の時間帯（例えば関東地方では２３時から翌７時までの時間帯）に稼動されることから、日中における冷房には利用できなかった。

【0005】

そこで、本発明は、日中における冷房を行うことができるヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置の冷たい排気を利用した空調システム、及びこの空調システムを備えた建物を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するために、本発明の空調システムは、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置を利用した建物の空調システムであって、前記建物の床下空間に面して冷気給気口が設けられており、該冷気給気口と前記ヒートポンプ式給湯機の前記ヒートポンプ装置の排気部とが通気経路で接続されているとともに、前記床下空間には、換気用空気を換気用空気吹出部から吹き出し、前記床下空間と床上空間とを連通する空調用給気口から前記床上空間に給気する換気装置が設置されていることを特徴とする。

【0007】

ここで、前記床下空間は、その内側面に断熱材が設けられた断熱構造とされているとよい。

【0008】

また、前記床下空間に面して設けられた冷気循環口と前記ヒートポンプ装置の給気部とが循環経路で接続されていてもよい。

【0009】

さらに、前記床下空間内に調湿材が設けられていてもよい。

【0010】

また、前記ヒートポンプ式給湯機の前記ヒートポンプ装置には、屋外排気部も設けられており、前記排気部と前記屋外排気部とには、排気量調整手段が設けられており、両者間の排気比率が調整可能とされているとよい。

【0011】

さらに、前記換気装置は、前記換気用空気吹出部からの換気用空気の単位時間当たりの吹出量の自動調整が可能とされているとよい。

【0012】

本発明の建物は、上記した本発明の空調システムを備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

このような本発明の空調システムは、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置を利用した建物の空調システムである。

【0014】

そして、建物の床下空間に面して冷気給気口が設けられており、冷気給気口とヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置の排気部とが通気経路で接続されている。

【0015】

さらに、床下空間には、換気用空気を換気用空気吹出部から吹き出し、床下空間と床上空間とを連通する空調用給気口から床上空間に給気する換気装置が設置された構成とされている。

【0016】

こうした構成なので、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置の排気部から排出される冷気で、比較的安価な深夜電力の時間帯（例えば関東地方では２３時から翌７時までの時間帯）に床下空間を構成する基礎を蓄冷体として主に冷やしておき、換気装置による換気時に、主に基礎が蓄えた冷熱を換気用空気とともに空調用給気口から床上空間内へ送り込むことにより、日中における冷房を行うことができる。

【0017】

ここで、床下空間は、その内側面に断熱材が設けられた断熱構造とされている場合は、基礎に蓄冷された冷熱が屋外に逃げ難くなるので、蓄冷効率を高めることができる。

【0018】

また、床下空間に面して設けられた冷気循環口とヒートポンプ装置の給気部とが循環経路で接続されている場合は、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置の排気部から排出される冷気で、蓄冷体としての基礎を冷やしているときに空調用給気口から逃げる冷熱が少なくなるので、蓄冷効率をより高めることができる。

【0019】

さらに、床下空間内に調湿材が設けられている場合は、床下空間内の結露を防止することができるうえに、日中における冷房では、調湿材により除湿された冷気を床上空間内に給気することができる。

【0020】

また、ヒートポンプ式給湯機のヒートポンプ装置には、屋外排気部も設けられており、排気部と屋外排気部とには、排気量調整手段が設けられており、両者間の排気比率が調整可能とされている場合は、排気部と屋外排気部との間の排気比率を調整することにより、翌日の日中の冷房に適した蓄冷量を確保することができるし、冬場などの寒期にヒートポンプ式給湯機を稼動しているときは、ヒートポンプ装置の冷たい排気を屋外排気部から全部排気するようにすれば、床上空間内が冷えないで済む。

【0021】

さらに、換気装置は、換気用空気吹出部からの換気用空気の単位時間当たりの吹出量の自動調整が可能とされている場合は、蓄冷体としての基礎を冷やしているときには、必要最低限の換気用空気を換気用空気吹出部から吹き出すようにすれば、空調用給気口から逃げる冷熱が少なくなるので、蓄冷効率を高めることができるし、日中における冷房を行っているときには、換気用空気吹出部からの換気用空気の単位時間当たりの吹出量を調節することにより、冷房の強弱の設定を行うことができる。

【0022】

このような本発明の建物は、本発明の空調システムを備えた構成とされている。

【0023】

こうした構成なので、上記した本発明の空調システムの効果を奏する建物とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施例１の空調システムを備えた建物の概略構成を示す説明図である。

【図2】図１におけるヒートポンプ装置の部分の拡大図である。

【図3】実施例１の空調システムにおいて、蓄冷運転を行っている状態を示す説明図である。

【図4】実施例１の空調システムにおいて、小さい蓄冷量となるように蓄冷運転を行っている状態を示す説明図である。

【図5】実施例１の空調システムにおいて、冷房運転を行っている状態を示す説明図である。

【図6】実施例２の空調システムを備えた建物の概略構成を示す説明図である。

【図7】実施例３の空調システムを備えた建物の概略構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜３に基づいて説明する。

【実施例1】

【0026】

先ず、実施例１の構成について説明する。

【0027】

図１は、実施例１の空調システムを備えた建物１の概略構成を示している。

【0028】

まず、この建物１は、地盤に打設された基礎１Ｂ上に建物本体１Ａを構築して構成されている。

【0029】

ここで、建物１は、建物本体１Ａ内に、内部空間が、空調用給気口１３ａが設けられた床部１３で仕切られて、床下空間１１と床上空間１２とが形成されている。

【0030】

また、建物１の屋外には、ヒートポンプ式給湯機２と、このヒートポンプ式給湯機２のヒートポンプ装置３が設置されている。

【0031】

さらに、建物１の床下空間１１の内側面には、冷気給気口５ａが設けられているとともに、この冷気給気口５ａは、屋外のヒートポンプ装置３の排気部３１と、通気経路としてのダクト５で接続されている。

【0032】

また、床下空間１１内には、換気用空気の単位時間当たりの吹出量の自動調整が可能とされた下流側に換気用空気吹出部６１を有する換気装置６が設置されている。

【0033】

さらに、この換気装置６は、上流側に換気用空気吸込部６２を有しており、この換気用空気吸込部６２と建物本体１Ａの外壁部に設けられた外気吸込口７ａとは通気経路としてのダクト７で接続されている。

【0034】

また、床下空間１１は、その内側面に断熱材４が設けられた断熱構造とされている。

【0035】

さらに、ヒートポンプ装置３は、図２に示したように、このヒートポンプ装置３の外殻を形成するケーシング３Ａに、排気部３１の他に、外気を吸い込むための給気部３２と、熱交換後の外気を直接に排気することができる屋外排気部３３とを備えている。

【0036】

ここで、排気部３１と屋外排気部３３とには、開度を調整可能とする排気量調整手段としての開度調整弁３１ａ，３３ａがそれぞれ設けられている。

【0037】

さらに、制御部（図示せず）により、これら開度調整弁３１ａ，３３ａの開度比率、すなわち、排気比率が調整可能とされている。

【0038】

なお、ケーシング３Ａ内には、給気部３２側に、送気用ファン３４が設けられ、排気部３１及び屋外排気部３３側に、空気用熱交換器３５が設けられている。

【0039】

次に、この実施例１の空調システムの運転パターンについて説明する。

【0040】

まず、この実施例１の空調システムにおける蓄冷運転パターンについて説明する。

【0041】

夏場などの翌日の日中が暑いと予想されるときは、深夜電力の時間帯（例えば関東地方では２３時から翌７時までの時間帯）においてヒートポンプ式給湯機２を稼動させている際に、図２に示したヒートポンプ装置３では、排気部３１の開度調整弁３１ａは全開状態とし、屋外排気部３３の開度調整弁３３ａは閉状態とする。

【0042】

そして、送気用ファン３４を回転させると、図３に示したように、白抜き矢印で表した給気部３２から吸い込まれた外気は、空気用熱交換器３５で冷やされ、排気部３１からダクト５内に吹き出され、このダクト５を通って、冷気給気口５ａから床下空間１１内に吹き出される。

【0043】

そして、この床下空間１１内に吹き出された冷たい外気は、床下空間１１を構成する基礎１Ｂを蓄冷体として主に冷やす。

【0044】

なお、外気吸込口７ａから吸い込まれ、ダクト７を通って換気装置６の換気用空気吹出部６１から床下空間１１内に吹き出される黒矢印で表した換気用空気は、単位時間当たりの吹出量が必要最低限となるように自動調整されている。

【0045】

これにより、空調用給気口１３ａから床上空間１２に給気される換気用空気は、点線矢印で表したように、少ない冷熱を帯びただけであり、夜間には丁度いい涼しい風となる。

【0046】

夏場などの翌日の日中が若干暑いと予想されるときは、深夜電力の時間帯（例えば関東地方では２３時から翌７時までの時間帯）においてヒートポンプ式給湯機２を稼動させている際に、図２に示したヒートポンプ装置３では、排気部３１の開度調整弁３１ａは例えば７０％の開度の開状態とし、屋外排気部３３の開度調整弁３３ａは例えば３０％の開度の開状態とする。

【0047】

そして、送気用ファン３４を回転させると、図４に示したように、白抜き矢印で表した給気部３２から吸い込まれた外気は、空気用熱交換器３５で冷やされ、７０％が排気部３１からダクト５内に吹き出され、このダクト５を通って、冷気給気口５ａから床下空間１１内に吹き出され、残りの３０％は屋外に直接排出される。

【0048】

そして、この床下空間１１内に吹き出された冷たい外気は、床下空間１１を構成する基礎１Ｂを蓄冷体として主に冷やす。

【0049】

なお、外気吸込口７ａから吸い込まれ、ダクト７を通って換気装置６の換気用空気吹出部６１から床下空間１１内に吹き出される黒矢印で表した換気用空気は、単位時間当たりの吹出量が必要最低限となるように自動調整されている。

【0050】

これにより、空調用給気口１３ａから床上空間１２に給気される換気用空気は、点線矢印で表したように、少ない冷熱を帯びただけであり、夜間には丁度いい涼しい風となる。

【0051】

次に、この実施例１の空調システムにおける冷房運転について説明する。

【0052】

上記したように蓄冷を行った翌日の日中において建物１内の冷房を行いたいときは、ヒートポンプ式給湯機２を稼動しておらず、図２に示したヒートポンプ装置３の送気用ファン３４は回転していない。

【0053】

こうした状態では、蓄冷体としての基礎１Ｂが点線矢印で表したように、床下空間１１内の空気を蓄冷していた冷熱で冷やしている。

【0054】

そして、外気吸込口７ａから吸い込まれ、ダクト７を通って換気装置６の換気用空気吹出部６１から床下空間１１内に吹き出される黒矢印で表した換気用空気は、空調用給気口１３ａから床上空間１２に給気されるに際し、点線矢印で表したように、冷熱を帯びており、この冷熱を帯びた換気用空気によって冷房が行われる。

【0055】

この際、コントローラー（図示せず）により、換気用空気の単位時間当たりの吹出量を変化させることで、冷房の強弱の設定を行うことができる。

【0056】

次に、実施例１の作用効果について説明する。

【0057】

このような実施例１の空調システムは、ヒートポンプ式給湯機２のヒートポンプ装置３を利用した建物１の空調システムである。

【0058】

そして、建物１の床下空間１１の内側面に冷気給気口５ａが設けられており、冷気給気口５ａとヒートポンプ式給湯機２のヒートポンプ装置３の排気部３１とが通気経路としてのダクト５で接続されている。

【0059】

さらに、床下空間１１には、換気用空気を換気用空気吹出部６１から吹き出し、床部１３に設けられた空調用給気口１３ａから床上空間１２に給気する換気装置６が設置された構成とされている。

【0060】

こうした構成なので、ヒートポンプ式給湯機２のヒートポンプ装置３の排気部３１から排出される冷気で、比較的安価な深夜電力の時間帯（例えば関東地方では２３時から翌７時までの時間帯）に床下空間１１を構成する基礎１Ｂを蓄冷体として主に冷やしておき、換気装置６による換気時に、主に基礎１Ｂが蓄えた冷熱を換気用空気とともに空調用給気口１３ａから床上空間１２内へ送り込むことにより、日中における冷房を行うことができる。

【0061】

ここで、床下空間１１は、その内側面に断熱材４が設けられた断熱構造とされている。

【0062】

このため、主に基礎１Ｂに蓄冷された冷熱が屋外に逃げ難くなるので、蓄冷効率を高めることができる。

【0063】

また、ヒートポンプ式給湯機２のヒートポンプ装置３には、屋外排気部３３も設けられており、排気部３１と屋外排気部３３とには、排気量調整手段としての開度調整弁３１ａ，３３ａがそれぞれ設けられており、両者間の排気比率が調整可能とされている。

【0064】

このため、排気部３１と屋外排気部３３との間の排気比率を調整することにより、翌日の日中の冷房に適した蓄冷量を確保することができるし、冬場などの寒期にヒートポンプ式給湯機２を稼動しているときは、ヒートポンプ装置３の冷たい排気を屋外排気部３３から全部排気するようにすれば、床上空間１２内が冷えないで済む。

【0065】

さらに、換気装置６は、換気用空気吹出部６１からの換気用空気の単位時間当たりの吹出量の自動調整が可能とされている。

【0066】

このため、蓄冷体としての基礎１Ｂを冷やしているときには、必要最低限の換気用空気を換気用空気吹出部６１から吹き出すようにすれば、空調用給気口１３ａから逃げる冷熱が少なくなるので、蓄冷効率を高めることができるし、日中における冷房を行っているときには、換気用空気吹出部６１からの換気用空気の単位時間当たりの吹出量を調節することにより、冷房の強弱の設定を行うことができる。

【0067】

このような実施例１の建物１は、上記した実施例１の空調システムを備えた構成とされている。

【0068】

こうした構成なので、上記した実施例１の空調システムの作用効果を奏する建物とすることができる。

【実施例2】

【0069】

次に、実施例２について説明する。

【0070】

なお、実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

【0071】

図６は、実施例２の空調システムを備えた建物１０の概略構成を示している。

【0072】

この実施例２の建物１０では、床下空間１１の内側面に冷気循環口８ａが設けられ、この冷気循環口８ａとヒートポンプ装置３の給気部３２とが循環経路としてのダクト８で接続されていることが実施例１の建物１と主に異なる。

【0073】

このため、ヒートポンプ式給湯機２のヒートポンプ装置３の排気部３１から排出される冷気で、蓄冷体としての基礎１Ｂを冷やしているときに、床下空間１１内の冷気がダクト８で循環し、空調用給気口１３ａから逃げる冷熱が少なくなるので、蓄冷効率をより高めることができる。

【0074】

なお、他の構成及び作用効果については、実施例１と略同様であるので説明を省略する。

【実施例3】

【0075】

次に、実施例３について説明する。

【0076】

なお、実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

【0077】

図７は、実施例３の空調システムを備えた建物１００の概略構成を示している。

【0078】

この実施例３の建物１００では、床下空間１１内にゼオライトなどを袋詰めにした調湿材９，・・・が設けられていることが実施例１の建物１と主に異なる。

【0079】

このため、床下空間１１内の結露を防止することができるうえに、日中における冷房では、調湿材９，・・・により除湿された冷気を床上空間１２内に給気することができる。

【0080】

なお、他の構成及び作用効果については、実施例１と略同様であるので説明を省略する。

【0081】

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態を実施例１〜３に基づいて詳述してきたが、具体的な構成は、これら実施例１〜３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0082】

例えば、上記した実施例１〜３では、説明を簡単とするために、建物１，１０，１００を単純な構造として実施したが、これに限定されず、勿論、より複雑な構造で実施してもよい。

【0083】

また、上記した実施例１〜３では、説明を簡単とするために、換気装置６を単純な構造として実施したが、これに限定されず、勿論、フィルターボックスを設けるなどのより複雑な構造で実施してもよい。

【0084】

さらに、上記した実施例１〜３では、換気用空気として外気を利用する換気装置６を用いて実施したが、これに限定されず、例えば、換気用空気として人工的に清浄化した空気を利用する換気装置を用いて実施してもよい。

【符号の説明】

【0085】

１ 建物
１０ 建物
１００ 建物
１Ａ 建物本体
１Ｂ 基礎
１１ 床下空間
１２ 床上空間
１３ 床部
１３ａ 空調用給気口
２ ヒートポンプ式給湯機
３ ヒートポンプ装置
３Ａ ケーシング
３１ 排気部
３１ａ 開度調整弁（排気量調整手段）
３２ 給気部
３３ 屋外排気部
３３ａ 開度調整弁（排気量調整手段）
３４ 送気用ファン
３５ 空気用熱交換器
４ 断熱材
５ ダクト（通気経路）
５ａ 冷気給気口
６ 換気装置
６１ 換気用空気吹出部
６２ 換気用空気吸込部
７ ダクト（通気経路）
７ａ 外気吸込口
８ ダクト（循環経路）
８ａ 冷気循環口
９ 調湿材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】