JP2001304628A - 躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床面および床下内の結露を防止し、かつ、無
駄な電力の浪費を防止することができる空気調和・蓄熱
システムを提供することを目的としている。 【解決手段】 蓄熱手段１はバルブ３を備え、蓄熱運転
によって変化する床面の温度を床温度検知手段７により
検知し、制御手段６に記憶されている設定温度によって
バルブ３を閉じるように制御を行うことにより、過剰な
蓄熱による床面の結露を防止することのできる躯体蓄熱
を利用した空気調和・蓄熱システムが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、躯体蓄熱を利用し
た空気調和・蓄熱システム。詳しくは、夜間の電力によ
り床下のコンクリートに冷暖房エネルギーを蓄える空気
調和・蓄熱システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】床下のスペースを利用して行われている
蓄熱方式には、コンクリートなどの蓄熱材料を床下に敷
き詰め、蓄熱材料内部に配管、ダクト、空気搬送用空間
などを備え、冷温水や冷温風などの熱交換冷媒を送り込
み蓄熱材料を冷却あるいは加熱により蓄熱することが知
られている。

【０００３】従来、この種の空気調和・蓄熱システム
は、特開平１０−２５３０９２号公報に記載されたもの
が知られている。

【０００４】以下に、そのシステムについて図５を参照
しながら説明する。

【０００５】図に示すように断熱材１０１で断熱された
建物の床下のコンクリート１０２に設置された熱交換機
１０３と、この熱交換機１０３に接続されたヒートポン
プユニット１０４とを備え、ヒートポンプユニット１０
４で生成された冷水または温水を送給し、建物内の床下
のコンクリート１０３を冷却または加熱する。これによ
り床下のコンクリート１０２から輻射で室内を冷暖房す
る。また、ヒートポンプユニット１０４は建物内に設置
した送風用熱交換機１０５が接続され空気熱交換を行っ
て室内に温風または冷風を供給する構成となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気調和・蓄熱システムでは、蓄熱材料が床
下に設置され、直接冷却あるいは加熱されるため、冷房
運転時の蓄熱においては床下が結露する。あるいは床表
面が結露するという課題があり、冷房運転時の蓄熱にお
いて床下あるいは床表面を結露させない空気調和・蓄熱
システムが要求されている。

【０００７】また、このような蓄熱システムでは、オー
ルシーズンの運転は必要とされておらず、運転は冷暖房
シーズンのみで、中間期は運転を必要とされていない。
そのため、蓄熱の運転シーズンの前後で、ユーザーが蓄
熱運転の開始および終了の操作を忘れてしまい無駄な電
力を使用してしまうという課題があり、蓄熱運転が不要
な時は蓄熱運転が自動的に終了し、蓄熱運転が必要な時
は自動的に蓄熱運転を開始する空気調和・蓄熱システム
が要求されている。

【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、冷房運転時の蓄熱において床面の到達温
度を検知することで冷房時の蓄熱運転の制御を行う。ま
た、冷房時の蓄熱運転中に室内のファンコイルユニット
を連動でドライ運転を行うことにより室内側、すなわち
床表面の結露を防止する。また、熱源機においては、室
内空調機の冷房運転と冷房蓄熱運転で熱交換冷媒の設定
温度を切換え、蓄熱材料の冷え過ぎによる床下内の結露
を防止することができる。また、１日ごとのファンコイ
ルユニットの運転状態を監視することで冷暖房シーズン
の始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始
および終了する空気調和・蓄熱システムを供給すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の躯体蓄熱を利用
した空気調和・蓄熱システムは上記目的を達成するため
に、建物の床下に断熱材で断熱されたコンクリート内部
に冷水または温水が通水可能な配管およびバルブを備え
た蓄熱手段と、ファンコイルユニットとを配管接続し、
冷水および温水を生成し供給する熱源機と、床部分に設
置された床温度検知手段と、前記床温度検知手段からの
信号により前記蓄熱手段に備えられた前記バルブの開閉
を制御する制御手段とにより、蓄熱手段に一定量以上の
蓄熱を行わない構成としたものである。

【００１０】本発明によれば、冷房運転時の蓄熱におい
て床面の到達温度を検知することで、冷房時の蓄熱運転
においてバルブの開閉制御を行い、過剰な蓄熱による床
面の結露を防止することのできる躯体蓄熱を利用した空
気調和・蓄熱システムを提供できる。

【００１１】また、第２の手段は、制御部に、蓄熱を行
う際に蓄熱手段およびファンコイルユニットへの冷水の
温度を切り換える水温度切換手段とにより、蓄熱材を急
激に冷却することを防止する構成としたものである。

【００１２】本発明によれば、熱源機においては、ファ
ンコイルユニットの冷房運転と蓄熱手段を用いた冷房蓄
熱運転とで熱交換冷媒の設定温度を切換え、蓄熱材料の
冷え過ぎによる床下内の結露を防止することができる躯
体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供でき
る。

【００１３】また、第３の手段は、制御部に、蓄熱を行
う際にファンコイルユニットの連動運転を判断する連動
判定手段を備えた構成としたものである。

【００１４】本発明によれば、冷房運転時の蓄熱中に室
内のファンコイルユニットを連動でドライ運転を行うこ
とにより室内の湿度を下げ、床表面の結露を防止するこ
とのできる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システム
を提供できる。

【００１５】また、第４の手段は、制御部に、１日ごと
の室内空調機の運転状態を監視し、蓄熱運転を自動的に
行う自動蓄熱判定手段を備えた構成としたものである。

【００１６】本発明によれば、１日ごとのファンコイル
ユニットの運転状態を監視することで冷暖房シーズンの
始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始お
よび終了することのできる躯体蓄熱を利用した空気調和
・蓄熱システムを提供できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、建物の床下に断熱材で断熱されたコンクリート内部
に冷水または温水が通水可能な配管およびバルブを備え
た蓄熱手段と、ファンコイルユニットとを配管接続し、
冷水および温水を生成し供給する熱源機と、床部分に設
置された床温度検知手段と、前記床温度検知手段からの
信号により前記蓄熱手段に備えられた前記バルブの開閉
を制御する制御手段とを備えた構成としたことにより、
蓄熱手段に一定量以上の蓄熱を行わないという作用を有
する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、制御部に、蓄熱
を行う際前記蓄熱手段および前記ファンコイルユニット
への冷水または温水の温度を切り換える温度切換手段を
備えた構成としたことにより、蓄熱材を急激に冷却する
ことを防止するという作用を有する。

【００１９】請求項３に記載の発明は、制御部に、蓄熱
を行う際ファンコイルユニットの連動運転を判断する連
動判定手段を備えた構成としたことにより、冷房運転時
の蓄熱中に室内のファンコイルユニットを連動でドライ
運転を行い、室内の湿度を下げるという作用を有する。

【００２０】請求項４に記載の発明は、制御部に、１日
ごとの室内空調機の運転状態を監視し、蓄熱運転を自動
的に行う自動蓄熱判定手段を備えた構成としたことによ
り、冷暖房シーズンの始まりおよび終りを判断し、蓄熱
運転を自動的に開始および終了するという作用を有す
る。

【００２１】以下、本発明の実施例について添付図面を
参照しながら説明する。

【００２２】

【実施例】（実施例１）図１に示すように、蓄熱手段１
は建物の床下に断熱材で断熱されたコンクリート内部に
冷水または温水が通水可能な配管２およびバルブ３を備
え、熱源機４により生成された冷水または温水が通水さ
れるように配管接続されている。ファンコイルユニット
５は建物内に設置され、蓄熱手段１と同様に熱源機４に
より生成された冷水または温水が通水されるように配管
接続され、制御手段６に備えられた空調運転スイッチに
より空調運転が行われる。また、制御手段６は冷房およ
び暖房の切換スイッチが備えられており、そのスイッチ
の設定にしたがって、熱源機４の冷水または温水の生成
を制御する。さらに、制御手段６は時刻タイマーおよび
蓄熱運転の入り切りスイッチが備えられており、蓄熱運
転スイッチが入りに設定されている場合は、蓄熱運転を
午後１１時から午前７までの安価な深夜電力を用いて運
転する。運転開始時には制御手段６からの信号によりバ
ルブ３を開け、温水または冷水を配管２に通水し蓄熱手
段１のコンクリートを加熱または冷却し、運転終了時に
おいても制御手段６からの信号によりバルブ３を閉じ
る。一方、床温度検知手段７は、蓄熱手段１の上部床面
に設置されており、蓄熱運転によって上昇あるいは下降
する床面温度の検知信号を制御手段６に出力している。
制御手段６は、冷房あるいは暖房の切換スイッチの状態
と床温度検知手段７からの検知信号とから、蓄熱運転に
より床面が過剰に加熱あるいは冷却されないように床面
の設定温度があらかじめ記憶されている。制御手段６に
あらかじめ記憶されている設定温度は冷房時２２℃、暖
房時３５℃で、床温度検知手段７からの検知信号が設定
温度に達した時にバルブ３を閉じるように制御を行う構
成としている。

【００２３】上記構成により、蓄熱手段１に一定量以上
の蓄熱を行わないように蓄熱運転を制御することができ
る。

【００２４】したがって、冷房運転時の蓄熱において床
面の到達温度を検知することで、冷房時の蓄熱運転にお
いてバルブの開閉制御を行い、過剰な蓄熱による床面の
結露を防止することのできる躯体蓄熱を利用した空気調
和・蓄熱システムが実現できる。

【００２５】なお、実施例では、設定温度を冷房蓄熱時
は２２℃、暖房蓄熱時は３５℃として制御手段に記憶し
ているが、各々設定温度はボリュームスイッチ等の調整
手段を用いて調整可能とした構成でもよい。

【００２６】（実施例２）図２に示すように、制御手段
６は、蓄熱運転の開始および終了時に水温度切換手段８
に蓄熱運転開始または終了の信号を送信する。熱源機４
が生成する冷水温度の設定値は、ファンコイルユニット
のみでの冷房運転時は７℃、冷房での蓄熱運転時は２０
℃に、暖房時は５０℃に設定されている。水温度切換手
段８は、制御手段６からの蓄熱運転の開始信号を受信す
ると、制御手段６に備えられた冷房および暖房の切換ス
イッチの設定状態から、熱源機４が生成する温水あるい
は冷水の設定温度を切換え、制御手段６からの蓄熱運転
の終了信号を受信すると元の設定温度に切り換えを行う
構成としている。

【００２７】上記構成により、蓄熱材を急激に冷却する
ことを防止することができる。

【００２８】したがって、ファンコイルユニットでの冷
房運転と蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで熱交換冷媒
の設定温度を切換え、蓄熱材料の冷え過ぎによる床下内
の結露を防止することができる躯体蓄熱を利用した空気
調和・蓄熱システムが実現できる。

【００２９】なお、実施例では、熱源機の水生成温度を
冷房時７℃、暖房時５０℃、冷房蓄熱時２０℃とした
が、各々水生成温度はボリュームスイッチ等の調整手段
を用いて調整可能とした構成とするとなお良い。

【００３０】（実施例３）図３に示すように、制御手段
６は、蓄熱運転の開始および終了時に連動判定手段９に
蓄熱運転開始または終了の信号を送信する。連動判定手
段９は、制御手段６からの蓄熱運転の開始信号を受信す
ると、制御手段６に備えられた冷房および暖房の切換ス
イッチの設定状態から、蓄熱手段１と同一フロアに設置
しているファンコイルユニット５を連動して運転する。
ファンコイルユニット５の連動運転の制御は、冷房時に
蓄熱運転が行われる時のみ行い、ファンコイルユニット
５がすでに運転中であればその運転状態を継続し、停止
中であればファンコイルユニット５へ通水のみを行い、
擬似的にドライ運転を行うように制御を行う構成として
いる。

【００３１】上記構成により、蓄熱を行う際にファンコ
イルユニットの連動運転を行うことができる。

【００３２】したがって、冷房運転時の蓄熱中に室内の
ファンコイルユニットを連動でドライ運転を行うことに
より室内の湿度を下げ、床表面の結露を防止することの
できる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムが実
現できる。

【００３３】なお、実施例では、ファンコイルユニット
５の連動運転の制御を通水のみの擬似的にドライ運転と
したが、切換スイッチ等の設定手段を用いて冷房運転、
ドライ運転、通水のみなど、切換が可能とした構成でも
よい。

【００３４】（実施例４）図４に示すように、蓄熱運転
スイッチが切りに設定されている場合は、自動蓄熱判定
手段１０は、冷房および暖房の切換スイッチの設定状態
と空調運転スイッチによる空調運転状態とからタイマー
により１日毎の空調運転時間を監視する。また、各シー
ズンと空調運転のパターンによると、１日のうちで冷房
および暖房の切換スイッチの設定が変化したとき、また
は、１日毎に冷房および暖房の切換スイッチの設定が変
化したとき、すなわち冷房運転と暖房運転が１日のうち
あるいは１日毎に必要な時期で中間期である。また、１
日のうちで空調運転スイッチが一度も運転に切り換らな
かったとき、すなわち空調運転を必要とされない時期で
中間期である。そして、１日のうちで冷房および暖房の
切換スイッチの設定が変化せず、空調運転スイッチによ
り空調運転される日が毎日続くとき、すなわち冷房シー
ズンまたは暖房シーズンである。自動蓄熱判定手段１０
における判定条件は以上の条件により、冷房運転で１日
３時間以上の空調運転が３日以上連続で行われた時、ま
たは、暖房運転で１日３時間以上の空調運転が３日以上
連続で行われた時、蓄熱運転スイッチが切りに設定され
ている場合は、自動的に蓄熱運転スイッチを入りに設定
する。また、空調運転が３日以上連続で行われない時、
蓄熱運転スイッチが入りに設定されている場合は、自動
的に蓄熱運転スイッチを切りに設定を行う構成としてい
る。

【００３５】上記構成により、１日ごとの空調運転の運
転状態を監視し、蓄熱運転を自動的に行うことができ
る。

【００３６】したがって、１日ごとのファンコイルユニ
ットの運転状態を監視することで冷暖房シーズンの始ま
りおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始および
終了するため、蓄熱の運転シーズンの前後で、ユーザー
が蓄熱運転の開始および終了の操作を忘れてしまい無駄
な電力を使用してしまうことを防止することのできる躯
体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムが実現でき
る。

【００３７】なお、実施例では、連動判定手段９におけ
る１日の空調運転の運転時間を３時間としたが、時間調
節スイッチ等の設定手段を用いて各住宅の居住者の生活
パターンに合うように調整が可能とした構成とするとな
およい。

【００３８】また、連動判定手段９における空調運転の
連続運転または連続停止日数を３日としたが、日数調節
スイッチ等の設定手段を用いて各住宅の居住者の生活パ
ターンに合うように調整が可能とした構成とするとなお
よい。

【００３９】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、冷房運転時の蓄熱において床面の到達温度
を検知することで、冷房時の蓄熱運転においてバルブの
開閉制御を行い、過剰な蓄熱による床面の結露を防止す
ることができるという有利な効果が得られる躯体蓄熱を
利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。

【００４０】また、本発明によれば、ファンコイルユニ
ットでの冷房運転と蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで
熱交換冷媒の設定温度を切換え、蓄熱材料の冷え過ぎに
よる床下内の結露を防止することができるという有利な
効果が得られる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱シス
テムを提供できる。

【００４１】また、本発明によれば、冷房運転時の蓄熱
中に室内のファンコイルユニットを連動でドライ運転を
行うことにより室内の湿度を下げ、床表面の結露を防止
することができるという有利な効果が得られる躯体蓄熱
を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。

【００４２】また、本発明によれば、１日ごとのファン
コイルユニットの運転状態を監視することで冷暖房シー
ズンの始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に
開始および終了するため、蓄熱の運転シーズンの前後
で、ユーザーが蓄熱運転の開始および終了の操作を忘れ
てしまい無駄な電力を使用してしまうことを防止するこ
とができるという有利な効果が得られる躯体蓄熱を利用
した空気調和・蓄熱システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の躯体蓄熱を利用した空気調
和・蓄熱システムを概略的に示す回路構成図

【図２】本発明の実施例２の躯体蓄熱を利用した空気調
和・蓄熱システムの回路構成を概略的に示す回路構成図

【図３】本発明の実施例３の躯体蓄熱を利用した空気調
和・蓄熱システムの回路構成を概略的に示す回路構成図

【図４】本発明の実施例４の躯体蓄熱を利用した空気調
和・蓄熱システムの回路構成を概略的に示す回路構成図

【図５】従来の空調システムの回路構成を概略的に示す
回路構成図

【符号の説明】

１ 蓄熱手段 ２ 配管 ３ バルブ ４ 熱源機 ５ ファンコイルユニット ６ 制御手段 ７ 床温度検知手段 ８ 水温度切換手段 ９ 連動判定手段 １０ 自動蓄熱判定手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の床下に断熱材で断熱されたコンク
   リート内部に冷水または温水が通水可能な配管およびバ
   ルブを備えた蓄熱手段と、ファンコイルユニットとを配
   管接続し、冷水および温水を生成し供給する熱源機と、
   床部分に設置された床温度検知手段と、前記床温度検知
   手段からの信号により前記蓄熱手段に備えられた前記バ
   ルブの開閉を制御する制御手段とを備えた構成としたこ
   とを特徴とする躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱シス
   テム。
2. 【請求項２】 制御部に、蓄熱を行う際に蓄熱手段への
   冷水の温度を切り換える水温度切換手段を備えた構成と
   したことを特徴とする請求項１記載の躯体蓄熱を利用し
   た空気調和・蓄熱システム。
3. 【請求項３】 制御部に、蓄熱を行う際にファンコイル
   ユニットの連動運転を判断する連動判定手段を備えた構
   成としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システム。
4. 【請求項４】 制御部に、１日ごとの室内空調機の運転
   状態を監視し、蓄熱運転を自動的に行う自動蓄熱判定手
   段を備えた構成としたことを特徴とする請求項１から請
   求項３のいずれかに記載の躯体蓄熱を利用した空気調和
   ・蓄熱システム。