JP2000179891A - 蓄熱空調設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 居住空間の内観および居住空間の利用度を高
く維持しながら、効率的な蓄熱暖房運転を行い得る蓄熱
空調設備を提供する。 【解決手段】 温熱あるいは冷熱を蓄熱及び放熱操作自
在な蓄熱部２と、居住空間１に開口する第１流通孔３お
よび第２流通孔４とを備え、第１流通孔３と蓄熱部２と
を第１連通路５によって接続すると共に、第２流通孔４
と蓄熱部２とを第２連通路６によって接続し、第１連通
路５および第２連通路６の少なくとも何れか一方に送風
機７を設け、第１流通孔３を、カーテン８を開閉自在に
取り付けるためのカーテンボックス部９に形成すると共
に、第１流通孔３に、居住空間１に対する第１流通孔３
の開口方向を変更自在とする開口方向切替機構Ｋ１を設
けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、居住空間の空気が
高温である場合に当該高温空気が有する温熱を蓄熱して
おき、夜間など居住空間の温度が低下した場合に、前記
蓄熱を取り出して居住空間を暖房する空調設備に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】蓄熱を利用する空調設備では、温熱ある
いは冷熱を蓄熱部に蓄えておき、空調が必要な場合にこ
れらの蓄熱を取り出して居住空間を空調する。温熱を蓄
熱する場合には、例えば昼間の日射によって温められた
居住空間の空気を、壁の上方部あるいは天井に設けた空
気吸引口から吸引して蓄熱部に導くことで行い、この蓄
熱を利用する場合には、蓄熱部に空気を流通させて熱交
換した暖かい空気を壁の下方部あるいは床部に設けた空
気吹出口から吹き出すこととしている。一方、冷熱を蓄
熱する場合には、別途設けた熱交換器で生成し冷熱を蓄
熱部に導き、この冷熱を利用する場合には、蓄熱部で熱
交換した冷たい空気を壁の上方部あるいは天井に設けた
空気吹出口から居住空間に供給するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の空調設備では、
例えば、居住空間の温熱を吸引するための空気吸引口、
あるいは、居住空間に冷熱を供給するための空気吹出口
を壁の上方部あるいは天井部に形成していたから、居住
空間の内観を損なう場合があった。また、これら空気吸
引口等を壁等に形成した場合には、空気吹出口等を設け
た位置によっては、空気を吹出させる空間を確保するた
めに家具の置き場所が制限される等の不都合が生じてい
た。本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消
し、居住空間の内観および居住空間の利用度を高く維持
しながら、効率的な蓄熱暖房運転を行い得る蓄熱空調設
備を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（構成１）本発明の空調
設備は、請求項１に記載したごとく、温熱あるいは冷熱
を蓄熱及び放熱操作自在な蓄熱部と、居住空間に開口す
る第１流通孔および第２流通孔とを備え、前記第１流通
孔と前記蓄熱部とを第１連通路によって接続すると共
に、前記第２流通孔と前記蓄熱部とを第２連通路によっ
て接続し、前記第１連通路および前記第２連通路の少な
くとも何れか一方に送風機を設け、前記第１流通孔を、
カーテンを開閉自在に取り付けるためのカーテンボック
ス部に形成すると共に、前記第１流通孔に、前記居住空
間に対する当該第１流通孔の開口方向を変更自在とする
開口方向切替機構を設けた点に特徴を有する。 （作用・効果）本構成のごとく、カーテンを開閉自在に
取り付けるためのカーテンボックス部に第１流通孔形成
するものであれば、以下のごとく居住空間の高温空気を
効率的に蓄えることができる。例えば、昼間の間に居住
空間のカーテンが閉じられている場合には、日射によっ
てカーテン表面の空気が高温化される。本構成であれ
ば、居住空間の中で最も高温となった空気を確実に吸引
することができ、蓄熱量を最大に確保することができ
る。

【０００５】また、本構成のごとく、第１流通孔に開口
方向切替機構を設けておけば、例えば、カーテン表面の
空気を吸引しようとする場合に、前記開口方向切替機構
を操作して第１流通孔をカーテンの側に向けることがで
きる。よって、カーテン近傍の高温空気をより円滑に吸
引することができ、やはり蓄熱量の増大を図ることがで
きる。

【０００６】さらに、第１流通孔をカーテンボックス部
の内部に設けることで、従来、壁の上方や天井に設けて
いた開口部をなくすことができる。この結果、居住空間
の内観を向上させることができる。しかも、壁等に開口
部が存在していた場合の従来の不都合、即ち、当該壁に
各種家具を設置する場合に、前記開口部の周辺に空気を
吹き出すための空間を確保しておかなければならないと
いう制限を解消することができる。

【０００７】（構成２）本発明の空調設備は、請求項２
に記載したごとく、前記送風機に、空気の流通方向を切
り替えるための送風方向切替機構を備えて構成すること
ができる。 （作用・効果）本構成のごとく、前記送風機に送風方向
切替機構を備えることで、第１流通孔の機能と第２流通
孔の機能とを入れ替えることができる。即ち、蓄熱する
場合には、前記第１流通孔が開口しているカーテンボッ
クス部と、前記第２流通孔が開口している居住空間の何
れかの箇所とのうち、何れか高温にある流通孔から空気
を吸引することで蓄熱効率を高めることができる。一
方、当該蓄熱を利用して居住空間を暖房する場合には、
居住空間を利用する者の必要に応じて、第１流通孔およ
び第２流通孔のうち何れかの側に選択的に温熱を供給す
ることができる。このように、本構成の空調設備であれ
ば、様々な態様の蓄熱暖房が可能となる。

【０００８】（構成３）本発明の空調設備は、請求項３
に記載したごとく、前記第２流通孔を、カーテンを開閉
自在に取り付けるためのカーテンボックス部に形成する
ことができる。 （作用・効果）本構成のごとく、第１流通孔および第２
流通孔をカーテンボックス部に設けることにより、居住
空間のその他の箇所に流通孔を設ける必要がなくなる。
この結果、居住空間の内観が損なわれるのを防止するこ
とができる。また、カーテンボックス部は、通常、窓部
に設けるものであり、当該窓部は開口部として利用され
る。つまり、カーテンボックス部に第２流通孔を設けた
場合でも当該流通孔が家具等によって塞がれる不都合は
生じないし、居住空間の壁においても従来のごとく流通
孔を設ける必要がなくなるため、居住空間に家具等を配
置する際にも何ら支障は生じない。

【０００９】（構成４）本発明の空調設備は、請求項４
に記載したごとく、前記第１連通路および前記第２連通
路のうち少なくとも一方に冷暖房用の熱交換器を設ける
と共に、前記熱交換器に熱媒を供給する室外機を設ける
ことができる。 （作用・効果）本構成のごとく、熱交換器および室外機
を備えておけば、蓄熱暖房のみならず積極的に冷暖房を
行うことができる。よって、例えば、冬場の夜間におい
て蓄熱だけでは十分な暖房を行えない場合にも暖かい空
気を居住空間に供給することができる。一方、夏場にお
いては深夜電力を利用して電力のピークカットを行いつ
つ蓄冷運転を行うことができる他、蓄冷熱を用いずに通
常の冷房運転を行うことも可能である。よって、一年を
通じて熱効率がよく経済的な空調運転を行うことができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１１】（概要）本願発明の蓄熱空調設備の一例を
図１に示す。当該蓄熱空調設備は、例えば昼間の日照等
によって暖められた居住空間１の空気すなわち室内空気
が有する熱エネルギーを蓄熱部２に蓄熱しておき、夜間
等において居住空間１を暖房する際に、蓄熱部２の蓄熱
を再び居住空間１に供給するものである。

【００１２】本発明に係る蓄熱空調設備は、例えば温熱
を蓄熱・放熱操作自在な蓄熱部２を備えており、当該蓄
熱部２と居住空間１とを連通させてある。居住空間１に
は第１流通孔３および第２流通孔４を設けてある。第１
流通孔３と蓄熱部２とは第１連通路５によって連通し、
第２流通孔４と蓄熱部２とは第２連通路６によって連通
してある。前記第１連通路５および前記第２連通路６の
少なくとも何れか一方には送風機７を設けてあり、前記
居住空間１と蓄熱部２との間で空気を流動させる。これ
らの構成により、例えば昼間に居住空間１の高温空気を
蓄熱部２に導いて当該高温空気が有する熱エネルギーを
蓄熱しておき、当該蓄熱を夜間に取り出して居住空間１
の暖房を行うことができる。

【００１３】本発明においては、前記送風機７を、例え
ば図１に示すごとくクロスフローファン等の長尺状のも
のを用いて構成する。本構成であれば、蓄熱部２の略全
幅に均等な空気流を形成することができ、蓄熱部２の何
れの位置においても同様な蓄熱・放熱効果を得ることが
できる。

【００１４】蓄熱を行うには、前記送風機７を作動させ
て居住空間１の内部の高温空気を第１流通孔３から吸引
し、前記第１連通路５を介して蓄熱部２に導く。当該高
温空気を蓄熱部２に多数設けた蓄熱体２ａの表面に接触
させつつ流通させることで熱交換を行い、蓄熱する。熱
交換を終了した空気は、前記第２連通路６を介して第２
流通孔４より再び居住空間１に放出する。蓄熱暖房を行
う場合も同様に、前記送風機７を作動させて第１流通孔
３から吸引した常温の空気を蓄熱部２で高温化し、当該
高温空気を第２流通孔４から居住空間１の内部に吹き出
せばよい。

【００１５】本発明では、前記第１流通孔３を、特にカ
ーテン８を開閉自在に取り付けるためのカーテンボック
ス部９に形成してある。昼間に居住者が外出する場合な
どにはカーテン８を閉めておくことが多いが、この場合
に、カーテン８の表面が日射によって温められ、カーテ
ン８近傍の空気は極めて高温となる。第１流通孔３をカ
ーテンボックス部９に設けておけば、この高温の空気を
直に吸引することができるため、熱損失が少ない状態で
高温空気を蓄熱部２に導くことができる。前記第１流通
孔３は、カーテン８の幅の略全長に亘って形成してお
く。これにより高温の空気を多く取り入れることができ
て好都合である。

【００１６】図２に示すごとく、前記第１流通孔３に
は、前記居住空間１に対する当該第１流通孔３の開口方
向を変更自在とする開口方向切替機構Ｋ１を設けてあ
る。当該開口方向切替機構Ｋ１は、例えば、鉛直下方か
ら居住空間１の内部側に向かって天井１０の方向までお
よそ１００度の範囲で揺動可能に構成しておくのが好ま
しい。

【００１７】具体的には、前記開口方向切替機構Ｋ１
は、第１揺動弁１１と第２揺動弁１２とを備えて構成し
てある。第１揺動弁１１は、カーテンボックス部９の全
幅に亘る長さを有しており、カーテンレール１３の上部
に枢支してある。当該第１揺動弁１１は、図２（イ）に
示すごとく鉛直方向に立てた姿勢と、図２（ロ）に示す
ごとく居住空間１とは反対側に倒した姿勢とに切替自在
である。一方の前記第２揺動弁１２は、図２に示すごと
く複数の弁部材１２ａで構成してあり、第１揺動弁１１
と同様に、カーテンボックス部９の全幅に亘る長さを有
している。前記第２揺動弁１２は図２（イ）に示すごと
く、全ての弁部材１２ａを重ねて前記第１流通孔３のう
ち居住空間１に向く部分を完全に遮蔽する状態と、図２
（ロ）に示すごとく、夫々の弁部材１２ａを横方向に揺
動させて、前記第１流通孔３のうち居住空間１に向く部
分を開口させる状態とに切替自在である。図２（ロ）の
状態においては、前記弁部材１２ａを任意の角度に設定
することで、当該部分を流通する空気の流通方向を調節
することができる。上記図２（イ）の状態は、例えば、
蓄熱を行うべくカーテン８の表面の温熱を吸引する場合
を示している。この状態に設定することで、カーテン８
の外側の空気のみを吸引することができる。一方、図２
（ロ）は、蓄熱暖房時に温熱を居住空間１に吹き出す場
合を示している。これにより、蓄熱部２で熱交換して高
温化した空気を居住空間１の任意の位置に向けて吹き出
させることができる。

【００１８】尚、当該開口方向切替機構Ｋ１の切替操作
は手動で行ってもよいし、蓄熱運転・蓄熱暖房運転等に
応じて自動で行うこととしてもよい。

【００１９】（蓄熱部）前記蓄熱部２は、例えば図３に
示すごとく、建物の壁１４の内部に設けることができ
る。蓄熱部２は断熱材１５で被覆する構成にすると共
に、蓄熱部２の内部においても、蓄熱体２ａと前記送風
機７との間、および、蓄熱体２ａと第２流通孔４との間
には、断熱材１５などで構成した遮蔽弁１６を設けてお
くとよい。図３は、前記遮蔽弁１６を閉じ位置に設定し
て、蓄熱体２ａからの熱放散を防止している状態を示し
ている。このように、当該遮蔽弁１６を閉じ状態にして
おくことにより、蓄熱を行ったのち前記蓄熱を長時間保
持することができる。

【００２０】前記蓄熱部２には、空気との熱交換によっ
て蓄熱・放熱自在な蓄熱剤を充填した蓄熱体２ａを複数
配列してある。前記第１流通孔３から吸引した高温空気
は当該蓄熱体２ａに接触しつつ蓄熱体２ａの周囲を流通
し、熱交換を行う。前記蓄熱剤としては、例えば塩化カ
ルシウム水和物と水との混合物、あるいは、低融点の各
種プラスチック、パラフィン類、ワックスなど熱の吸収
・放出に伴って相変態する潜熱を利用する物質を用いて
もよいし、石材、各種金属、セメント板のごとく単に顕
熱を利用する物質を用いてもよい。前者の潜熱を利用す
る物質の場合には、例えば、２０℃前後の温度において
相変態可能に設定しておく。潜熱を利用する場合には、
熱の吸収・排出量を大きく確保することができる。一
方、後者の顕熱を利用する物質の場合には、蓄熱材が洩
れ出す等のトラブルを確実に防止することができる。

【００２１】（送風方向切替機構）前記送風機７には、
空気の流通方向を切り替えるための送風方向切替機構Ｋ
２を備えておく。例えば、蓄熱時には、前記第１流通孔
３から高温の空気を吸引する必要があり、その後、蓄熱
を利用して暖房を行う場合には、前記送風機７を逆転運
転して蓄熱部２で温めた高温空気を前記第１流通孔３か
ら居住空間１に吹き出させる必要があるからである。

【００２２】当該送風方向切替機構Ｋ２は、例えば前記
送風機７の駆動装置を直流モータで構成しておき、当該
直流モータに対する通電方向を切り替えるようにするこ
とで容易に構成することができる。

【００２３】（効果）本発明の蓄熱空調設備であれば、
居住空間１を蓄熱暖房する場合に、最も高温の空気を吸
収するために、第１流通孔３を居住空間１に対して任意
の方向に向けることができる。よって、高温空気が有す
る熱を損なうことなく当該高温空気を蓄熱部２に吸引す
ることができ、効率的な蓄熱を行うことができる。一
方、蓄熱暖房運転を行う場合にも、高温の空気を居住空
間１の任意の方向に吹き出させることができるから、特
に望む場所を重点的に暖房することができる。

【００２４】また、本発明では、前記第１流通孔３をカ
ーテンボックス部９に設けるから、従来、壁１４の上方
や天井１０に設けていた開口部をなくすことができ、居
住空間１の内観を向上させることができる。しかも、壁
１４等に開口部が存在していた場合の従来の不都合、即
ち、当該壁１４に各種家具を設置する場合に、前記開口
部の周辺に空気を吹き出すための空間を確保しておかな
ければならないという制限を解消することができる。こ
のように、本発明の蓄熱空調設備であれば、居住空間１
の内観および居住空間１の利用度を高く維持しながら、
効率的な蓄熱暖房運転を行うことができる。

【００２５】〔別実施形態〕 〈１〉 上記実施形態では、前記第２流通孔４を居住空
間１の壁１４に設ける例を示したが、図４に示すごと
く、前記第１流通孔３と同様にカーテンボックス部９に
形成することもできる。この場合には、前記第１揺動弁
１１あるいは第２揺動弁１２は、例えばカーテンレール
１３の長さに対して半分の長さに構成しておき、カーテ
ンレール１３の中央部を境にして前記開口方向切替機構
Ｋ１を二組設ける。ただし、本別実施形態の場合には何
れか一方が前記第２流通孔４となることはいうまでもな
い。

【００２６】本別実施形態では、前記蓄熱部２を天井裏
１７に設けた例を示している。本構成であれば、第１連
通路５および第２連通路６が短くなるから、空気の流動
に伴う熱損失を最小限に止めることができる。また、本
構成の場合、前記蓄熱部２の内部には「Ｕ」字状の空気
流路を形成しておき、第１連通路５と第２連通路６とに
亘る空気の流通を円滑にしておくのが望ましい。

【００２７】本構成のごとく、第１流通孔３および第２
流通孔４をカーテンボックス部９に設けることにより、
居住空間１のその他の箇所に流通孔を設ける必要がなく
なる。この結果、居住空間１の内観が損なわれるのを防
止するという効果がより発揮される。また、カーテンボ
ックス部９は、通常、窓部１８に設けるものであり、当
該窓部１８は開口部として利用される。つまり、カーテ
ンボックス部９に第２流通孔４を設けた場合でも当該流
通孔が家具等によって塞がれる不都合は生じないし、居
住空間１の壁１４においても従来のごとく流通孔を設け
る必要がなくなる。よって、居住空間１に家具等を配置
する際にも何ら支障は生じず、居住空間１の利用に際し
ての自由度がさらに高まる。

【００２８】〈２〉 上記実施形態では、原則として蓄
熱暖房のみを行う例を示したが、この他にも、本発明の
蓄熱式空調装置は、通常のヒートポンプ式の空調装置を
備えて構成することもできる。例えば図１に示したごと
く、前記第２連通路６に冷暖房用の熱交換器１９を設け
ると共に、前記熱交換器１９に熱媒を供給する室外機２
０を設ける。

【００２９】本構成であれば、蓄熱暖房のみならず積極
的に冷暖房を行うことができる。例えば、冬場の夜間に
おいて蓄熱だけでは十分な暖房を行えない場合にも暖か
い空気を居住空間１に供給することができる。一方、夏
場においては深夜電力を利用して電力のピークカットを
行いつつ蓄冷運転を行うことができる。勿論、蓄冷熱を
用いずに通常の冷房運転を行うことも可能である。

【００３０】具体的には、前記熱交換器１９によって蓄
熱を行う場合、前記送風機７を逆回転させ、第１連通路
５と第２連通路６との役割を交替させる。つまり、空気
は、前記第２連通路６から第１連通路５に流れることと
なる。一方、蓄熱を行わずに、居住空間１に温風あるい
は冷風を直接供給する場合には、前記送風機７の回転は
逆転させず、空気を第１連通路５から第２連通路６に流
すこととする。尚、前記熱交換器１９は、本別実施形態
の例に限られるものではなく、前記第１連通路５の途中
に設けるものとすることもできる。本構成であれば、蓄
熱設備と従来のヒートポンプ式の空調設備とを併用して
経済的な空調を行うことができると共に、このような空
調を年中行うことができる。

【００３１】〈３〉 上記実施形態では、蓄熱部２を壁
１４の内部に設ける例を示した。図示は省略するが、上
記構成の他に、床下に蓄熱部２を設けることとしてもよ
い。当該構成であれば、壁１４の厚みを薄く維持できる
ので、居住空間１を広く確保することができる。

【００３２】〈４〉 また、図示は省略するが、前記蓄
熱部２を地中に埋設するものであってもよい。この場合
には、床下空間の容積に拘わらず、さらに大容量の蓄熱
部２を備えることができる。さらに、蓄熱部２を埋設し
た場合には、以下の効果を発揮することとなる。即ち、
前記蓄熱部２の周囲は断熱材で形成してあるが、前記蓄
熱部２の周囲が空気に接している場合には、空気の流動
に際して幾分の熱の出入りが生じる。しかし、蓄熱部２
の大部分を地中に埋設し、周囲を土壌等で包っておけ
ば、前記熱の出入りを抑制することができ、蓄熱効率を
さらに向上させることができる。

【００３３】尚、上記特許請求の範囲の記載中、図面を
参照し、図面との対照を便利にするために符号を記す
が、当該記入により本発明が添付図面の構成に限定され
るものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄熱空調設備の概要を示す説明図

【図２】本発明に係る蓄熱空調設備の詳細を示す縦断面
図

【図３】本発明に係る蓄熱空調設備の詳細を示す縦断面
図

【図４】別実施形態に係る蓄熱空調設備の概要を示す説
明図

【符号の説明】

１ 居住空間 ２ 蓄熱部 ３ 第１流通孔 ４ 第２流通孔 ５ 第１連通路 ６ 第２連通路 ７ 送風機 ８ カーテン ９ カーテンボックス部 １９ 熱交換器 ２０ 室外機 Ｋ１ 開口方向切替機構 Ｋ２ 送風方向切替機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温熱あるいは冷熱を蓄熱及び放熱操作自
   在な蓄熱部（２）と、居住空間（１）に開口する第１流
   通孔（３）および第２流通孔（４）とを備え、 前記第１流通孔（３）と前記蓄熱部（２）とを第１連通
   路（５）によって接続すると共に、前記第２流通孔
   （４）と前記蓄熱部（２）とを第２連通路（６）によっ
   て接続し、 前記第１連通路（５）および前記第２連通路（６）の少
   なくとも何れか一方に送風機（７）を設け、 前記第１流通孔（３）を、カーテン（８）を開閉自在に
   取り付けるためのカーテンボックス部（９）に形成する
   と共に、 前記第１流通孔（３）に、前記居住空間（１）に対する
   当該第１流通孔（３）の開口方向を変更自在とする開口
   方向切替機構（Ｋ１）を設けてある蓄熱空調設備。
2. 【請求項２】 前記送風機（７）に、空気の流通方向を
   切り替えるための送風方向切替機構（Ｋ２）を備えてい
   る請求項１に記載の蓄熱式空調装置。
3. 【請求項３】 前記第２流通孔（４）を、カーテン
   （８）を開閉自在に取り付けるためのカーテンボックス
   部（９）に形成してある請求項１または２に記載の蓄熱
   式空調装置。
4. 【請求項４】 前記第１連通路（５）および前記第２連
   通路（６）のうち少なくとも一方に冷暖房用の熱交換器
   （１９）を設けると共に、前記熱交換器（１９）に熱媒
   を供給する室外機（２０）を設けてある請求項１から３
   の何れかに記載の蓄熱式空調装置。