JP2001304658A

JP2001304658A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2001304658A
Application number: JP2000116300A
Authority: JP
Inventors: Moriya Miyamoto; 守也宮本; Mitsunori Kurachi; 光教倉地; Jiro Okajima; 次郎岡島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】これまでは躯体に冷熱を蓄熱する冷房躯体蓄
熱運転の能力と空調対象空間に冷気を吹出す通常冷房運
転の発揮可能能力が同一であった。そのため、冷房躯体
蓄熱の進行とともに室内機吸込み空気温度が低下し、そ
れに伴って低下する吹出し空気温度と空調対象空間など
の空気温度との差が拡大し、室内機吹出し空気と空調対
象空間などの空気との接触部や、室内機吹出し空気によ
り冷却された躯体と空調対象空間などの空気との接触部
で結露を誘発するおそれがあった。【解決手段】冷房シーズンにおいて、同一の外気温度
と室内機吸込み空気温度の条件下で、躯体に冷熱を蓄熱
する冷房躯体蓄熱運転能力を、空調対象空間に冷気を吹
出す通常冷房運転能力よりも低くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調対象空間と天
井内とに吹き分けができる室内機を有し、天井内に吹出
した場合のその空気によって建築物の躯体を冷却または
加熱することで躯体に冷温熱を蓄熱する躯体蓄熱機能を
有した空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の躯体蓄熱空気調和装置と
しては、例えば特開平１１−２２３３６０号公報（以
下、従来例という）に開示されたものが知られている。
前記公報開示の躯体蓄熱式空気調和装置では、前記公報
中の図２に示されたように、夜間の２２：００から３：
００までの５時間の間に氷蓄熱運転を実施し、３：００
から８：００までの５時間は冷房躯体蓄熱運転を実施
し、８：００以降の冷房運転は冷房の熱源が空気のみの
第２の冷媒回路と、空気と氷蓄熱の双方を熱源に利用す
る第３の冷媒回路とによって実施されている。

【０００３】また、従来例の室内機は、室内側熱交換器
からの通風を建築物の躯体に吹き付ける方向と建築物内
の室内（空調対象空間）に吹出す方向のいずれかに切換
える通風切換器を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来例では、空
調対象空間と天井内に吹き分けができる室内機を有し、
天井内に吹出した場合のその空気によって建築物の躯体
を冷却または加熱することで躯体に冷温熱を蓄熱する躯
体蓄熱機能を有しているが、冷房シーズンにおいて、上
記の躯体に冷熱を蓄熱する冷房躯体蓄熱運転の能力と空
調対象空間に吹出す通常冷房運転の発揮可能能力が同一
であった。この場合、冷房躯体蓄熱運転の進行ととも
に、室内機の吸込み空気温度が徐々に低下していき、そ
れに伴って吹出し空気温度も低下する。そのため、室内
機の吹出し空気と空調対象空間および外界より進入する
空気との温度差が拡大し、室内機の吹出し空気と空調対
象空間および外界より進入する空気との接触部や、室内
機の吹出し空気によって冷却された床スラブ、梁、天井
材などの躯体と空調対象空間および外界より進入する空
気との接触部などで結露を誘発するおそれがあった。

【０００５】また、暖房シーズンにおいても、上記の躯
体に温熱を蓄熱する暖房躯体蓄熱運転の能力と空調対象
空間に吹出す通常暖房運転の発揮可能能力が同一であっ
た。そのため、暖房躯体蓄熱運転の進行とともに、室内
機の吸込み空気温度が徐々に上昇していき、それに伴っ
て室内機の吹出し空気温度も上昇することとなる。これ
により、空気調和装置の凝縮温度が過度に上昇し、空気
調和装置の運転効率を低下させるおそれがあった。

【０００６】また、躯体に冷温熱を蓄熱する躯体蓄熱運
転時の室内機における運転と停止の判断を行なう設定温
度が通常空調運転時と同一であったり、もしくは躯体に
冷温熱を蓄熱する躯体蓄熱運転時の室内機の運転が設定
温度を無視した強制運転であったため、設定温度が同一
の場合は躯体蓄熱が十分に完了していないにも拘わらず
躯体蓄熱を終了してしまったり、強制運転の場合は過剰
に躯体蓄熱を実施してしまう場合があった。

【０００７】また、躯体または天井内空気温度より外気
温度が低い場合でも、空気調和装置を運転して冷房躯体
蓄熱していたため、無駄な電力を消費していた。

【０００８】また、暖房シーズンにおいて、空調対象空
間への暖房運転は強制対流空調であるため、空調対象の
人に過度に暖かい空気を直接吹き付けてしまう、いわゆ
る暖房ドラフト感による不快感を与える場合があった。

【０００９】また、躯体蓄熱運転は所定時間のあいだ強
制的に実施されるため、躯体蓄熱量に過不足を生じる場
合があった。

【００１０】また、躯体蓄熱および氷蓄熱の併用運転も
所定時間のあいだ強制的に実施されるため、躯体蓄熱量
および氷蓄熱量に過不足を生じる場合があった。

【００１１】また、躯体蓄熱運転は所定時間のあいだ強
制的に実施されたり、躯体蓄熱運転以前の物理情報に基
づいて実施されるため、予測誤差により躯体蓄熱量に過
不足を生じる場合があった。

【００１２】また、躯体蓄熱利用と氷蓄熱利用ができる
ものにおいて、氷蓄熱を利用した冷房の開始時刻がタイ
マーなどで強制的に設定されていたため、躯体蓄熱によ
る空調効果が十分に残っているにも拘わらず氷蓄熱を利
用した冷房運転を開始してしまったり、躯体蓄熱による
空調効果がほとんど残っていないのに氷蓄熱を利用した
冷房運転を開始しないことがあった。そのため、前者の
場合は供給能力過剰となったり、後者の場合はシステム
能力が不足したりするおそれがあった。

【００１３】また、躯体蓄熱利用と氷蓄熱利用ができる
ものにおいて、氷蓄熱を利用した冷房の開始時刻がタイ
マーなどで強制的に設定されていたので、季節の違いに
よる冷房負荷の変化に応じた氷蓄熱を利用する空調の開
始時刻を適正値とすることができなかった。そのため、
躯体蓄熱による空調効果が十分に残っているにも拘わら
ず氷蓄熱を利用した冷房運転を開始して供給能力過剰と
なったり、躯体蓄熱による空調効果がほとんど残ってい
ないのに氷蓄熱を利用した冷房運転を開始せずにシステ
ム能力の不足を生ずる場合があった。

【００１４】また、建築物の躯体に空調空気を吹き付け
る躯体蓄熱運転時の室内機の風量を、空調対象空間に吹
出す通常空調運転時の室内機の風量と同一としていたの
で、躯体蓄熱運転にとって風量に過不足が生じ、所定の
能力を発揮できない場合があった。

【００１５】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、冷房躯体蓄熱運転時の結露、暖
房躯体蓄熱運転時の運転効率の低下、躯体蓄熱量および
氷蓄熱量の過不足、冷房躯体蓄熱による無駄な消費電
力、通常暖房運転時の暖房ドラフト感、通常空調運転の
能力の過不足、または、躯体蓄熱能力の過不足の抑制を
目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る発明は、段落［０００４］に記載したような問題点を
解決するためになされたもので、建築物内の空調対象空
間と、空調対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き
分けできる室内機を備え、室内機から天井内に吹出した
冷気により建築物の躯体を冷却して躯体に冷熱を蓄熱す
る空気調和装置において、外気温度と室内機の吸込み空
気温度の双方を同一とする条件下で、躯体に冷熱を蓄熱
する冷房躯体蓄熱運転の能力を、室内機から空調対象空
間へ冷気を吹出す通常冷房運転の能力よりも低くするよ
うに構成してある。

【００１７】また、この発明の請求項２に係る発明は、
段落［０００５］に記載したような問題点を解決するた
めになされたもので、建築物内の空調対象空間と、空調
対象空間上方の天井内とに向けて暖気を吹き分けできる
室内機を備え、室内機から天井内に吹出した暖気により
建築物の躯体を加熱して躯体に温熱を蓄熱する空気調和
装置において、外気温度と室内機の吸込み空気温度の双
方を同一とする条件下で、上記躯体に温熱を蓄熱する暖
房躯体蓄熱運転の能力を、上記室内機から上記空調対象
空間へ暖気を吹出す通常暖房運転の能力よりも低くする
ように構成したものである。

【００１８】更に、この発明の請求項３に係る発明は、
段落［０００６］に記載したような問題点を解決するた
めになされたもので、建築物内の空調対象空間と、空調
対象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖気を吹き
分けできる室内機を備え、室内機から天井内に吹出した
冷気または暖気により建築物の躯体を冷却または加熱し
て躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空気調和装置におい
て、躯体に冷熱または温熱を蓄熱する躯体蓄熱時に室内
機を運転または停止させるための吸込み空気温度に係る
設定温度を、冷房躯体蓄熱運転時は、室内機から空調対
象空間へ空調空気を吹出す通常空調運転時よりも低い値
に設定し、暖房躯体蓄熱運転時は、通常空調運転時より
も高い値に設定するように構成したものである。

【００１９】更に、この発明の請求項４に係る発明は、
段落［０００７］に記載したような問題点を解決するた
めになされたもので、建築物内の空調対象空間と、空調
対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けできる
室内機を備え、室内機から天井内に吹出した冷気により
建築物の躯体を冷却して躯体に冷熱を蓄熱する空気調和
装置において、外気温度を検出し、室内機から空調対象
空間へ冷気を吹出す通常冷房運転時における躯体の温度
ないし天井内の空気温度よりも、検出した外気温度が低
い場合は、外気を室内機に導入して外気の冷熱を躯体に
蓄熱する構成としたものである。

【００２０】更に、この発明の請求項５に係る発明は、
段落［０００８］に記載したような問題点を解決するた
めになされたもので、多層建築物内の空調対象空間と、
空調対象空間上方の天井内とに向けて暖気を吹き分けで
きる室内機を備え、室内機から天井内に吹出した暖気に
より多層建築物の躯体を加熱して躯体に温熱を蓄熱する
空気調和装置において、空調対象空間の暖房時に、空調
対象空間よりも一階下の天井内の躯体に温熱を蓄熱する
暖房躯体蓄熱運転を行うように構成したものである。

【００２１】更に、この発明の請求項６，７，８に係る
発明は、段落［０００９］に記載したような問題点を解
決するためになされたもので、建築物内の空調対象空間
と、空調対象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖
気を吹き分けできる室内機を備え、室内機から天井内に
吹出した冷気または暖気により建築物の躯体を冷却また
は加熱して躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空気調和装
置において、躯体蓄熱運転開始以前の空調に係る物理情
報を検出し、検出された物理情報の経時履歴を記憶し、
記憶された躯体蓄熱運転開始以前の物理情報に基づい
て、躯体蓄熱量を変化させるように構成したものであ
り、躯体蓄熱量を変化させる手段を、躯体蓄熱運転の運
転時間の長さを変更する構成や、躯体蓄熱運転時の室内
機の吹出し空気温度を変更する構成としたものである。

【００２２】更に、この発明の請求項９，１０，１１，
１２，１３に係る発明は、段落［００１０］に記載した
ような問題点を解決するためになされたもので、建築物
内の空調対象空間と、空調対象空間上方の天井内とに向
けて冷気を吹き分けできる室内機を備え、室内機から天
井内に吹出した冷気により建築物の躯体を冷却して躯体
に冷熱を蓄熱するとともに、室内機を有する冷媒回路に
配管接続された氷蓄熱槽を備え、氷蓄熱槽に冷熱を蓄熱
する氷蓄熱運転、または、空調対象空間の冷房時に氷蓄
熱槽の冷熱を利用する氷蓄熱利用冷房運転が可能である
空気調和装置において、氷蓄熱運転開始以前もしくは冷
房躯体蓄熱運転開始以前の空調に係る物理情報を検出
し、検出された物理情報の経時履歴を記憶し、記憶され
た氷蓄熱運転開始以前もしくは冷房躯体蓄熱運転開始以
前の物理情報に基づいて、氷蓄熱量もしくは躯体蓄熱
量、または氷蓄熱量および躯体蓄熱量の双方、を変化さ
せるように構成したものであり、躯体蓄熱量を変化させ
る手段を、躯体蓄熱運転の運転時間の長さを変更する構
成や、躯体蓄熱運転時の室内機の吹出し空気温度を変更
する構成としたり、あるいは、氷蓄熱量を変化させる手
段を、氷蓄熱運転の運転時間の長さを変更する構成や、
氷蓄熱運転能力を変更する構成としたものである。

【００２３】更に、この発明の請求項１４，１５に係る
発明は、段落［００１１］に記載したような問題点を解
決するためになされたもので、建築物内の空調対象空間
と、空調対象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖
気を吹き分けできる室内機を備え、室内機から天井内に
吹出した冷気または暖気により建築物の躯体を冷却また
は加熱して躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空気調和装
置において、躯体蓄熱運転開始以後の空調に係る物理情
報を検出し、検出された物理情報の経時履歴を記憶し、
記憶された躯体蓄熱運転開始以後の物理情報に基づい
て、躯体蓄熱量を変化させるように構成したものであ
り、更には、躯体蓄熱運転時における室内機の吸込み空
気温度の変化に基づいて、躯体蓄熱量を推定するように
構成したものである。

【００２４】更に、この発明の請求項１６，１７に係る
発明は、段落［００１２］に記載したような問題点を解
決するためになされたもので、建築物内の空調対象空間
と、空調対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分
けできる室内機を備え、室内機から天井内に吹出した冷
気により建築物の躯体を冷却して躯体に冷熱を蓄熱する
とともに、室内機を有する冷媒回路に配管接続された氷
蓄熱槽を備え、氷蓄熱槽に冷熱を蓄熱する氷蓄熱運転、
または、空調対象空間の冷房時に氷蓄熱槽の冷熱を利用
する氷蓄熱利用冷房運転が可能であり、氷蓄熱利用冷房
運転の開始時刻を、室内機から空調対象空間へ冷気を吹
出す通常冷房運転の開始時刻よりも遅らせるようにした
空気調和装置において、氷蓄熱利用冷房運転の開始時刻
を、空調対象空間を形成する躯体の温度に基づいて決定
するように構成したものや、建築物内の空調対象空間
と、空調対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分
けできる室内機を備え、室内機から天井内に吹出した冷
気により建築物の躯体を冷却して躯体に冷熱を蓄熱する
とともに、室内機を有する冷媒回路に配管接続された氷
蓄熱槽を備え、氷蓄熱槽に冷熱を蓄熱する氷蓄熱運転、
または、空調対象空間の冷房時に氷蓄熱槽の冷熱を利用
する氷蓄熱利用冷房運転が可能であり、氷蓄熱利用冷房
運転の開始時刻を、通常冷房運転の開始時刻よりも遅ら
せるようにした空気調和装置において、氷蓄熱利用冷房
運転の開始時刻を、空調対象空間の空気温度もしくは空
調対象空間を形成する躯体の温度と、室内機の吸込み空
気温度との差に基づいて決定するように構成したもので
ある。

【００２５】更に、この発明の請求項１８に係る発明
は、段落［００１３］に記載したような問題点を解決す
るためになされたもので、建築物内の空調対象空間と、
空調対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けで
きる室内機を備え、室内機から天井内に吹出した冷気に
より建築物の躯体を冷却して躯体に冷熱を蓄熱するとと
もに、室内機を有する冷媒回路に配管接続された氷蓄熱
槽を備え、氷蓄熱槽に冷熱を蓄熱する氷蓄熱運転、また
は、空調対象空間の冷房時に氷蓄熱槽の冷熱を利用する
氷蓄熱利用冷房運転が可能であり、氷蓄熱利用冷房運転
の開始時刻を、通常冷房運転の開始時刻よりも遅らせる
ようにした空気調和装置において、運転に関する時間を
計時するタイマーを備え、氷蓄熱利用冷房運転の開始時
刻を、タイマーに設定されている設定時刻に基づいて決
定するとともに、タイマーの設定時刻を当該装置の設置
場所において外部から設定変更可能に構成したものであ
る。

【００２６】更に、この発明の請求項１９，２０に係る
発明は、段落［００１４］に記載したような問題点を解
決するためになされたもので、建築物内の空調対象空間
と、空調対象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖
気を吹き分けできる室内機を備え、室内機から天井内に
吹出した冷気または暖気により建築物の躯体を冷却また
は加熱して躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空気調和装
置において、躯体蓄熱運転時に室内機から天井内に吹出
される冷気または暖気の風量を、通常空調運転時に室内
機から空調対象空間に吹出される冷気または暖気の風量
とは異にする構成としたものであり、更には、躯体蓄熱
運転時に室内機から天井内に吹出される冷気または暖気
の風量を、通常空調運転時に室内機から空調対象空間内
に吹出される冷気または暖気の風量とは無関係な一定値
にする構成としたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて詳しく説明する。

【００２８】発明の実施の形態１．図１は本発明の実施
の形態１に係る空気調和装置を備えた躯体蓄熱システム
を示す構成図、図２は本発明の実施の形態１〜１１に係
る空気調和装置の冷媒回路構成を示す構成図である。各
図に示した空気調和装置では、多層階建築物５０におけ
る或る階の室内５１の天井５２（躯体）と上階の床スラ
ブ５４（躯体）との間で形成される天井内５５に、室内
側熱交換器６を内蔵する室内機７６が配置されている。
室内機７６の空気吹出し側には、空気ダクト５６と通風
切換器５７が接続されている。通風切換器５７は、天井
５２に設けられた空気吹出口５９に空気ダクト５８を介
して連通し、躯体蓄熱時吹出口６０により天井内５５と
も連通する。この場合、躯体蓄熱時吹出口６０から吹き
出た空調空気は、床スラブ５４に吹き付けられる。すな
わち、通風切換器５７は室内側熱交換器６から吹出され
た空調空気の通風路を当該階の室内５１または天井内５
５に切換えるものである。天井５２には空気吸込口６１
が設けられている。また、７０は後述する圧縮機１の運
転周波数調整、各バルブ１１〜１７の開閉、各絞り装置
４，５，５ａ，・・・の開度調整、四方切換弁２の流路
切換などを行って空気調和装置を運転制御する制御装
置、７１は室内機７６の吸込み側の空気温度を検出する
吸込み空気温度検出器、７２は天井内５５の空気温度を
検出する天井内温度検出器、７３は床スラブ５４などに
代表される躯体の温度を検出する躯体温度検出器、７４
は外気温を検出する外気温度検出器、７５は室内機７６
の吹出し側の空気温度を検出する吹出し空気温度検出
器、７７は室内機７６に設けられて天井内５５に開口す
る空気吸込口、７８は制御装置７０に各種データを設定
するための設定手段、７９は設定データや検出値などを
格納するメモリである。

【００２９】一方、図２に示すように、この空気調和装
置において、１は圧縮機、２は四方切換弁、３は室外側
熱交換器、４は第１の絞り装置、５は第２の絞り装置、
６は室内機７６に内蔵された室内側熱交換器、７は蓄熱
槽であり、これらが冷媒配管およびバルブにより接続さ
れて、冷媒回路を構成している。以下、具体的に説明す
る。圧縮機１と四方切換弁２は冷媒回路２１にて連結さ
れている。室外側熱交換器３は、冷房時は凝縮器、暖房
時は蒸発器として作用するものであり、四方切換弁２と
冷媒回路２２にて連結されている。室外側熱交換器３に
は冷媒回路２３が接続され、冷媒回路２３を分岐して冷
媒回路２４と冷媒回路２５を構成し、各々をバルブ１１
とバルブ１２に接続している。バルブ１２からの冷媒回
路２６には、第１の絞り装置４が接続され、第１の絞り
装置４からの冷媒回路２７は、分岐して冷媒回路２８と
冷媒回路２９を構成し、各々をバルブ１３とバルブ１４
に接続している。バルブ１４からの冷媒回路３０は、複
数の室内機７６，７６，・・・に分岐しており、各々の
室内機７６，７６，・・・は、冷媒回路３１、第２の絞
り装置５、冷媒回路３２、室内側熱交換器６、冷媒回路
３３を順次連結してなる。冷媒回路３３は収束して冷媒
回路３４に接続され、冷媒回路３４はバルブ１５に接続
している。この場合、符号６ａと５ａは、当該階の床ス
ラブ５４ａ下方にある、階下の天井内５５ａに配置され
た室内機７６ａの室内側熱交換器と第２の絞り装置であ
る。

【００３０】蓄熱槽７は、内部に多数本の伝熱管を縦に
並べ、これを連結して形成した蓄熱用熱交換器８によ
り、槽内に貯留した蓄熱媒体９例えば水を、冷房時は凍
結、暖房時は加熱できるようにしている。バルブ１３か
らの冷媒回路３５は蓄熱用熱交換器８に接続している。
蓄熱用熱交換器８からの冷媒回路３６は、分岐して冷媒
回路３７と冷媒回路３８を構成し、冷媒回路３７はバル
ブ１１と接続しており、冷媒回路３８はバルブ１６と接
続している。バルブ１６からの冷媒回路３９は、分岐し
て冷媒回路４０と冷媒回路４１を構成し、冷媒回路４０
はバルブ１５と接続している。冷媒回路４１は四方切換
弁２に接続し、四方切換弁２からの冷媒回路４２は圧縮
機１に接続している。

【００３１】この空気調和装置では、通常の空調運転
（例えば、昼間の冷房運転）時においては、当該階の室
内５１の室内空気が空気吸込口６１から天井内５５に流
入して室内側熱交換器６の吸込側で吸入され、室外機で
凝縮・減圧され室内側熱交換器６に導かれた冷媒により
冷却されたのち、空気ダクト５６、通風路切換器５７、
空気ダクト５８、および空気吹出口５９から室内５１に
戻されて冷房する。一方、夜２２時から翌朝８時までの
深夜電力時間帯には、通風路切換器５７の通風路が切り
換えられることにより、天井内５５の空気が空気吸込口
７７から室内側熱交換器６に吸い込まれて冷却されたの
ち躯体蓄熱時吹出口６０から天井内５５に戻されて、多
層階建築物５０を構成する躯体（主に、床スラブ５４）
に冷熱を蓄熱するようになっている。

【００３２】上述のように構成された空気調和装置の冷
媒回路によれば、室内機７６で冷気を扱う運転モード
と、室内機７６で暖気を扱う運転モードを実行すること
ができる。上記の「冷気を扱う運転モード」としては、
「氷蓄熱運転」、「冷房躯体蓄熱運転」、「氷蓄熱利用
冷房運転」、または、「通常冷房運転」が挙げられる。
また、「暖気を扱う運転モード」としては、「暖房躯体
蓄熱運転」、「暖房躯体蓄熱利用＋通常暖房運転」、ま
たは、「通常暖房運転」が挙げられる。

【００３３】これらの運転モードはいずれも公知のもの
であるため、冷媒回路動作の理解を助ける例として、そ
のうち「冷房躯体蓄熱運転」と「通常冷房運転」につい
てのみ説明し、他の運転形態は説明を省略する。まず、
「冷房躯体蓄熱運転」について、ここでは蓄冷熱は利用
せずに、圧縮機１のみで冷房運転し、躯体に冷熱を蓄熱
するための運転を示す。この運転では、バルブ１１、バ
ルブ１３、バルブ１６を閉じ、バルブ１２、バルブ１
４、バルブ１５を開き、第１の絞り装置４を全開し、圧
縮機１を運転する。圧縮機１から吐出され室外側熱交換
器３にて凝縮液化した高圧冷媒は、第１の絞り装置４を
経由し、各室内機７６，７６ａ，・・・に送られ、各第
２の絞り装置５，５ａ，・・・で冷媒量が調節されつつ
減圧され、各室内側熱交換器６，６ａ，・・・内に流入
して蒸発する。このとき、冷媒は周囲の空気より吸熱し
てガス化し圧縮機１に戻る。この場合、通風切換器５７
の通風路が切換られることにより、天井内５５の空気が
室内機７６の空気吸込口７７から吸い込まれて室内側熱
交換器６で冷却されたのち、冷風が躯体蓄熱時吹出口６
０から吹出されて床スラブ５４に吹き付けられる。これ
により、床スラブ５４などに冷熱が蓄熱される。

【００３４】次に、圧縮機１による「通常冷房運転」に
ついて述べる。この運転の冷媒回路設定は前述した「冷
房躯体蓄熱運転」と同じであるが、通風切換器５７の吹
出し側の風路が室内５１への空気吹出口５９に切換えら
れている。そこで、室内機７６の室内側熱交換器６で冷
却された冷気は、空気吹出口５９から吹出されて室内５
１を冷房したのち、空気吸込口６１、天井内５５、空気
吸込口７７を経て室内機７６内に戻り、再び冷却される
ようになっている。

【００３５】次に、上記した構成の空気調和装置による
実施の形態１の説明図を図３に示す。図のうち上の図は
運転パターン図である。横軸は時刻であり、縦軸は冷房
能力を示す。上図中、２２：００から８：００までの１
０時間は冷房躯体蓄熱運転を実施しており、外気温度に
も若干左右されるが躯体の温度、すなわち室内機７６の
吸込み空気温度の低下に伴い、時間経過とともに若干づ
つ単位時間当たりの冷房能力が低下している。８：００
からは室内機７６から室内５１へ冷気を吹出す通常冷房
運転を実施しており、冷房負荷中で（Ｉ）の部分は夜間
の冷房躯体蓄熱による放冷分であり、残りの（II）の部
分は空気調和装置の通常冷房運転で賄われている。図３
の下図は、夜間の冷房躯体蓄熱運転と昼間の通常冷房運
転による、外気温度と室内機７６の吸込み空気温度の双
方を同一として発揮できる冷房能力を示している。下図
のように、それぞれ同一の外気温度と室内機７６の吸込
み空気温度で発揮できる能力は、夜間の冷房躯体蓄熱運
転時（Ａ）のほうが昼間の通常冷房運転時（Ｂ）よりも
低くなるように、制御に係る目標値が設定手段７８から
制御装置７０に設定され、メモリ７９に記憶されてい
る。

【００３６】以上のように、請求項１記載の発明は同一
の外気温度と室内機７６の吸込み空気温度で発揮できる
冷房能力を、夜間の冷房躯体蓄熱運転のほうが昼間の通
常冷房運転より低く設定しているため、それぞれ同一の
外気温度と室内機７６の吸込み空気温度の場合の吹出し
空気温度が冷房躯体蓄熱運転時のほうが高くなる。従っ
て、本実施の形態による冷房躯体蓄熱運転は、同一の外
気温度と室内機７６の吸込み空気温度である場合に、通
常冷房運転に比べ、室内機７６の吹出し空気と室内５１
および外界より進入する空気との接触部や、室内機７６
の吹出し空気によって冷却された床スラブ５４、梁、天
井５２などの躯体と室内５１および外界より進入する空
気との接触部などにおける結露を抑制することができ
る。

【００３７】図４は請求項１の発明による別の実施態様
を説明する図であり、具体的な冷房躯体蓄熱の能力低下
方法を示している。図中、横軸は室内機７６の吸込み空
気温度であり、縦軸は空気調和装置の圧縮機１の運転周
波数、すなわち冷房能力を示している。圧縮機１の運転
周波数は制御装置７０により室内側熱交換器６の蒸発温
度の目標値に対し可変に制御されており、現在の蒸発温
度が目標値よりも低ければ能力過剰と判断され、圧縮機
運転周波数を低下するように制御される。ここで、冷房
躯体蓄熱運転時の目標蒸発温度は、通常冷房運転時より
も高い値として予め設定手段７８から制御装置７０に設
定されている。その結果、同一の外気温度と室内機吸込
み空気温度における圧縮機運転周波数も冷房躯体蓄熱運
転時の方が通常冷房運転時よりも低くなる。当然なが
ら、同一の外気温度と室内機吸込み空気温度における室
内機吹出し空気温度は、冷房躯体蓄熱運転時の方が通常
冷房運転時よりも高くなる。

【００３８】図５は、請求項１の発明による他の実施態
様を説明する図であり、前述の段落［００３６］とは別
の方法で冷房躯体蓄熱の能力低下を実現している。図
中、横軸は室内機７６の吸込み空気温度であり、縦軸は
空気調和装置の冷房能力を示している。ここで、冷房躯
体蓄熱運転時における室内機７６の室内側熱交換器（蒸
発器）６出口の冷媒過熱度は、通常冷房運転時よりも大
きく設定されている。その結果、同一の外気温度と室内
機吸込み空気温度における室内機７６の能力は、冷房躯
体蓄熱運転時の方が通常冷房運転時よりも低くなる。従
って、同一の外気温度と室内機吸込み空気温度での室内
機吹出し空気温度は冷房躯体蓄熱運転時の方が通常冷房
運転時よりも高くなる。

【００３９】発明の実施の形態２．請求項２記載の発明
による実施の形態２では、外気温度と室内機７６の吸込
み空気温度の双方が同一である条件下で、床スラブ５４
などに温熱を蓄熱する暖房躯体蓄熱運転の能力が、室内
機７６から室内５１へ暖気を吹出す通常暖房運転の能力
よりも低くなるように、制御に係る目標値が設定手段７
８から制御装置７０に予め設定されメモリ７９に記憶さ
れている。かかる実施形態２による空気調和装置の説明
図を図６に示す。図６のうち、上の図は運転パターン図
である。横軸は時刻であり、縦軸は暖房能力を示す。上
図中、時刻２２：００から８：００までの１０時間は暖
房躯体蓄熱運転を実施しており、外気温度にも若干左右
されるが床スラブ５４などの温度、すなわち室内機７６
の吸込み空気温度の上昇に伴い、時間経過とともに若干
づつ単位時間当たりの能力が低下している。８：００か
らは通常暖房運転を実施しており、暖房負荷中（III）
の部分は夜間の暖房躯体蓄熱による放熱分であり、残り
の（IV）の部分は空気調和装置が通常暖房運転で賄って
いる負荷分である。下図には、夜間の暖房躯体蓄熱運転
時と昼間の通常暖房運転時において、同一の外気温度と
室内機７６の吸込み空気温度で発揮できる暖房能力を示
してある。下図のように、同一の外気温度と室内機吸込
み空気温度において発揮できる暖房能力としては、夜間
の暖房躯体蓄熱運転時（Ｃ）のほうが昼間の通常暖房運
転時（Ｄ）よりも低く設定されている。具体的な暖房躯
体蓄熱の能力低下方法としては、暖房躯体蓄熱運転時の
圧縮機１の運転周波数を制御する目標凝縮温度を通常暖
房運転時よりも低い値にして、設定手段７８から制御装
置７０に設定する方法などがとられる。圧縮機１の運転
周波数は室内側熱交換器６の凝縮温度の目標値に対し可
変で制御されており、現在の凝縮温度が目標値よりも高
ければ、制御装置７０により能力過剰と判断され圧縮機
１の運転周波数を低下するように制御される。図７は同
一外気温度で室内機吸込み空気温度（横軸）が変化した
場合の暖房能力（縦軸）を示している。図７からは、暖
房躯体蓄熱運転時の目標凝縮温度が低いため、同一の外
気温度と室内機吸込み空気温度の条件下での圧縮機１の
運転周波数すなわち暖房能力に関し、暖房躯体蓄熱能力
の方が通常暖房能力よりも低くなることがわかる。この
とき、同一の外気温度と室内機吸込み空気温度の条件下
では、暖房躯体蓄熱運転の方が通常暖房運転よりも圧縮
機運転周波数（冷媒循環量と相関）が低い分、凝縮温度
は低く、蒸発温度は高くなり、冷凍サイクルの運転効率
が高くなる。

【００４０】発明の実施の形態３．請求項３記載の発明
による実施の形態３の説明図を図８と図９に示す。ま
ず、図８は冷房運転時の室内機７６の運転／停止を制御
するための吸込み空気温度に係る設定温度（横軸）と冷
房躯体蓄熱量（縦軸）の関係を示したものである。図の
ように、冷房躯体蓄熱量は前記の設定温度が高いほど少
なくなる傾向にある。また、冷房躯体蓄熱の適性量は冷
房負荷を軽減する必要があるため、通常冷房運転の吸込
み空気温度に係る設定温度（Ｇ）の位置（Ｅ）よりも床
スラブ５４などの温度（Ｈ）を低くした位置（F）に存
在する。そこで、冷房躯体蓄熱量の適正値は、冷房躯体
蓄熱運転時の設定温度を通常冷房運転時の設定範囲より
も低い値を制御装置７０に設定することで実現できる。

【００４１】図９に実施の形態３による暖房運転の説明
図を示す。図９は暖房運転時の室内機７６の運転／停止
を制御する設定温度（横軸）と暖房躯体蓄熱量（縦軸）
の関係を示したものである。図のように、暖房躯体蓄熱
量は前記の設定温度が高いほど多くなる傾向にある。ま
た、暖房躯体蓄熱の適性量は暖房負荷を軽減する必要が
あるため、通常暖房運転の吸込み空気温度に係る設定温
度（Ｌ）の位置（Ｊ）よりも床スラブ５４などの温度
（Ｍ）を高くした位置（Ｋ）に存在する。よって、暖房
躯体蓄熱量の適正値は、暖房躯体蓄熱運転時の設定温度
を通常暖房運転時の設定範囲よりも高い値を制御装置７
０に設定することで実現できる。

【００４２】発明の実施の形態４．請求項４記載の発明
による実施の形態４の説明図を図１０に示す。図１０
中、８２は室内機７６の空気吸込側を室外または天井内
５５に切換える通風切換器、７７は通風切換器８２に設
けられて天井内５５に開口する空気吸込口、８１は通風
切換器８２に設けられて室外に開口する躯体蓄熱時吸込
口である。他の符号要素は図１または図２で示したもの
と同じである。通常の冷房躯体蓄熱運転時に、室内機７
６は空気吸込口７７より天井内５５の空気を吸い込み、
躯体蓄熱時吹出口６０から天井内５５に冷気を吹出すこ
とにより、床スラブ５４などの躯体に冷熱を蓄熱する。
この場合、天井内温度検出器７２で検出された天井内温
度は常に躯体蓄熱時吹出口６０や床スラブ５４などの天
井内５５の表面温度よりも高く、冷房躯体蓄熱を実施す
るには、天井内５５より吸込んだ空気を室内機７６内の
室内側熱交換器（蒸発器）６で冷却する必要があり、空
気調和装置の運転が必要不可欠となる。この場合、室外
機の圧縮機１と室外側送風機および室内側送風機の電気
入力を必要とする。しかし、外気温度検出器７４により
検出された外気温度が天井内温度検出器７２により検出
された天井内温度、もしくは躯体温度検出器７３により
検出された床スラブ５４などの温度よりも低い場合は、
制御装置７０の制御により通風切換器８２の風路を切換
えて躯体蓄熱時吸込口８１から直接外気を取り入れるこ
とで、冷房躯体蓄熱運転が可能となる。その場合、空気
調和装置の運転は室内機７６の送風機のみの運転とな
り、通常運転時に比べ室外機の圧縮機１と室外側送風機
の電気入力を削減でき、無駄な電力を消費しなくてす
む。

【００４３】発明の実施の形態５．請求項５記載の発明
による実施の形態５を図１により説明する。図中、９０
は室内５１に居る人間、８３は強制対流暖房時の気流、
８４は熱伝導や輻射による下階の床スラブ５４ａからの
暖房効果を示している。これまで、通常暖房運転時は暖
房躯体蓄熱運転の有り無しに拘わらず、室内５１の温度
が低下して暖房の要求が発生すれば、強制対流暖房時の
気流８３によって暖房運転を実施する。このとき、温度
の高い気流８３が直接人間９０に当たると、しばしば暖
房ドラフトとして人間９０に不快感を与える。

【００４４】そこで、本実施の形態では、室内５１の暖
房時に、制御装置７０が室内機７６ａの室内側熱交換器
６ａと第２の絞り装置５ａを作動させて、当該室内５１
よりも一階下の天井内５５ａの床スラブ５４などに温熱
を蓄熱する暖房躯体蓄熱運転を行うように構成されてい
る。すなわち、暖房時において室内機７６による強制対
流暖房時の気流８３を発生させる運転を実施せず、制御
装置７０により、昼間の暖房運転時も室内機７６ａで暖
められた空調空気を躯体蓄熱時吹出口６０から吹出して
床スラブ５４ａなどに吹き付けることにより、すべての
暖房負荷を床スラブ５４ａからの熱伝導や輻射による暖
房効果８４で賄うようにしたものである。これにより、
上記の暖房ドラフトによる不快感が無くなる。

【００４５】尚、上記実施の形態１，３，４，５の空気
調和装置は、氷蓄熱およびその氷蓄熱を冷房運転に利用
する運転を可能とした機能を保有させることにより、上
記の効果に追加して、更に氷蓄熱機種に適用される業務
用蓄熱調整契約の効果により夜間電力料金単価を安くす
ることができる。その結果、ランニングコストを一層低
減することができる。

【００４６】発明の実施の形態６．請求項６記載の発明
による実施の形態６の説明図を図１１に示す。図１１の
うち、上の図は運転パターン図である。横軸は時刻であ
り、縦軸は冷房能力を示す。図中、前日の２２：００か
ら当日の８：００までの１０時間は冷房躯体蓄熱運転を
実施しており、外気温度にも若干左右されるが床スラブ
５４などの躯体の温度、すなわち室内機７６の吸込み空
気温度の低下に伴い、時間経過とともに若干づつ単位時
間当たりの能力が低下している。８：００からは通常冷
房運転を実施しており、冷房負荷中で（Ｉ）の部分は夜
間の冷房躯体蓄熱による放冷分であり、残りの（II）の
部分は空気調和装置の通常冷房運転で賄われている。当
日の冷房運転は２０：００で終了しているが、その時点
でも躯体放冷能力は残っており、２０：００から２２：
００の間も躯体からの放冷は継続している。下図は時間
（横軸）と躯体蓄熱残量（縦軸）の関係を示しており、
当日２２：００の時点で躯体蓄熱は余剰分αだけ残って
おり、当日２２：００からの躯体蓄熱運転は余剰分
（Ｉ）を残したまま冷房躯体蓄熱運転を開始している。
よって、翌日の躯体蓄熱量は当日の８：００の時点より
も更に大きくなり、翌日の２２：００の時点では当日の
２２：００を越える躯体蓄熱の余剰分が発生する。この
ような運転を繰り返すと、躯体蓄熱量の余剰分は建物外
への放熱ロスを助長するばかりでなく、躯体の温度が低
下する。これに伴って、冷房躯体蓄熱運転時の室内機７
６の吸い込み空気温度が低下することで、空気調和装置
の運転効率も低下する。上記は冷房躯体蓄熱が余剰な場
合であるが、逆に躯体蓄熱量が不足のときは冷房能力が
不足する場合がある。また、以上は冷房躯体蓄熱の場合
であるが、暖房躯体蓄熱の場合も同様のことが言える。

【００４７】本実施の形態では、これらの不具合を解決
するもので、例えば前日の２２：００と当日の２２：０
０の躯体の温度とを比較して、前日の２２：００の時点
の躯体の温度＞当日の２２：００の躯体の温度であれ
ば、制御装置７０は前日の２２：００から当日の８：０
０までの躯体蓄熱量が過剰であったと判断し、当日の２
２：００から翌日の８：００までの躯体蓄熱量を少なく
する方向に補正する。一方、前日の２２：００の時点の
躯体の温度＜当日の２２：００の躯体の温度であれば、
制御装置７０は前日の２２：００から当日の８：００ま
での躯体蓄熱量が少なかったと判断し、当日の２２：０
０から翌日の８：００までの躯体蓄熱量を多くする方向
に補正する。すなわち、この実施形態の空気調和装置
は、躯体蓄熱運転開始以前の空調に係る物理情報を各種
の検出器で検出し、検出された物理情報の経時履歴をメ
モリ７９に記憶し、記憶された躯体蓄熱運転開始以前の
物理情報に基づいて、制御装置７０が躯体蓄熱量を変化
させるように制御するものである。よって、躯体蓄熱量
の過不足が解消されるとともに、過剰時の運転効率の低
下や建物外への放熱ロスの増加、および冷房躯体蓄熱量
の過小により冷房能力が不足するような不具合が解消さ
れる。

【００４８】尚、請求項７に係る実施形態として、躯体
蓄熱量を変化させる手段は、上記のように冷房躯体蓄熱
量を少なくする方向に補正する場合に冷房躯体蓄熱時間
をタイマー８０の計時設定で短くすることにより実現で
きる。また、請求項８に係る実施形態として、上記のよ
うに冷房躯体蓄熱量を少なくする方向に補正する場合
に、冷房躯体蓄熱時の室内機７６の吹出し空気温度を高
く修正することも可能である。当然ながら、冷房躯体蓄
熱量を多くする方向に補正する場合は、冷房躯体蓄熱時
の室内機７６の吹出し空気温度を低く修正する。その結
果、躯体蓄熱量の過不足が解消されるとともに、余分な
建物外への放熱ロスや躯体の温度が低下することにより
冷房躯体蓄熱運転時の室内機７６の吸い込み空気温度が
低下することで、空気調和装置の運転効率が低下するこ
とや、冷房躯体蓄熱量の過小により冷房能力が不足する
ことを回避できる。

【００４９】発明の実施の形態７．請求項９記載の発明
による実施の形態７の説明図を図１２に示す。図１２の
うち、上の図は運転パターン図である。横軸は時刻であ
り、縦軸は冷房能力を示す。図中、前日の２２：００か
ら当日の３：００までの５時間は氷蓄熱運転を実施して
いる。また、当日の３：００から８：００までの５時間
は冷房躯体蓄熱運転を実施しており、外気温度にも若干
左右されるが床スラブ５４などの躯体の温度、すなわち
室内機の吸込み空気温度の低下に伴い、時間経過ととも
に若干づつ単位時間当たりの能力が低下している。８：
００からは氷蓄熱利用冷房運転を実施しており、冷房負
荷中で（Ｉ）の部分は夜間の冷房躯体蓄熱による放冷分
であり、残りの冷房負荷は氷蓄熱がある場合は氷蓄熱利
用分（IV）を含む氷蓄熱利用冷房運転（III）の部分で
賄われている。１８：００の時点では氷蓄熱分が消費し
きられており、それ以降の１８：００から２０：００の
間は通常冷房運転が実施されている。その時点でも躯体
放冷能力は残っており、２０：００から翌日の３：００
の間も躯体からの放冷は継続している。

【００５０】中段の図には、時間（横軸）と躯体蓄熱残
量（縦軸）の関係が示されている。当日の３：００の時
点で冷房躯体蓄熱は完全に消費されているが、翌日の
３：００の時点では余剰分αだけ残っており、翌日３：
００からの躯体蓄熱運転は余剰分を残したまま冷房躯体
蓄熱運転を開始している。よって、翌々日の躯体蓄熱量
は翌日の８：００の時点よりも更に大きくなり、翌々日
の３：００の時点では翌日の３：００を越える躯体蓄熱
の余剰分が発生する。このような運転を繰り返すと、躯
体蓄熱量の余剰分は建物外への放熱ロスを助長するばか
りでなく、躯体の温度が低下する。これに伴って、冷房
躯体蓄熱運転時の室内機７６の吸い込み空気温度が低下
することで空気調和装置の運転効率も低下する。上記は
冷房躯体蓄熱が余剰な場合であるが、逆に躯体蓄熱量が
不足の場合は冷房能力が不足することもある。また、以
上は冷房躯体蓄熱の場合であるが、暖房躯体蓄熱の場合
も同様のことが言える。更に、上記は躯体蓄熱量に過不
足があった場合であるが、氷蓄熱に関しても同様のこと
が言え、氷蓄熱量が過剰となれば、氷蓄熱運転の効率が
低下するばかりでなく、蓄熱槽や蓄熱用の熱交換器が破
壊に至ることも想定される。

【００５１】本実施の形態は、これらの不具合を解決す
るものである。躯体蓄熱量の制御として、例えば当日の
３：００と翌日の３：００の躯体の温度とを比較し、当
日の３：００の時点の躯体の温度＞翌日の３：００の躯
体の温度であれば、制御装置７０は当日の３：００から
当日の８：００までの躯体蓄熱量が過剰であったと判断
して、翌日の３：００から翌日の８：００までの躯体蓄
熱量を少なくする方向に補正する。これに対し、当日の
３：００の時点で躯体の温度＜翌日の３：００の躯体の
温度であれば、制御装置７０は当日の３：００から当日
の８：００までの躯体蓄熱量が少なかったと判断して、
翌日の３：００から翌日の８：００までの躯体蓄熱量を
多くする方向に補正する。また、氷蓄熱量の制御につい
ては、下図に示すように、例えば当日の氷蓄熱の消費完
了時間が１６：００以降であれば、制御装置７０は前日
の２２：００から当日の３：００までの氷蓄熱量が過剰
であったと判断して、当日の２２：００から翌日の３：
００までの氷蓄熱量を少なくする方向に補正する。一
方、当日の氷蓄熱の消費完了時間が１６：００以前であ
れば、制御装置７０は前日の２２：００から当日の３：
００までの氷蓄熱量が少なかったと判断して、当日の２
２：００から翌日の３：００までの氷蓄熱量を多くする
方向に補正するのである。

【００５２】すなわち、氷蓄熱運転開始以前もしくは冷
房躯体蓄熱運転開始以前の空調に係る物理情報を各種の
検出器で検出し、検出された物理情報の経時履歴をメモ
リ７９に記憶し、記憶された氷蓄熱運転開始以前もしく
は冷房躯体蓄熱運転開始以前の物理情報に基づいて、制
御装置７０が氷蓄熱量もしくは躯体蓄熱量、または氷蓄
熱量および躯体蓄熱量の双方を変化させるように制御す
る。その結果、躯体蓄熱量の過不足が解消されるととも
に、過剰時の運転効率の低下や建物外への放熱ロスの増
加および冷房能力が不足するような不具合が解消され
る。また、氷蓄熱量の過不足が解消されるとともに、氷
蓄熱量が過剰となった場合に運転能力を低下できるばか
りでなく、蓄熱槽や蓄熱用の熱交換器が破壊に至ること
も回避できる。更に、氷蓄熱量の不足した場合の氷蓄熱
の早切れにより冷房能力が不足するような不具合も解消
される。

【００５３】請求項１０に係る実施形態として、躯体蓄
熱量を変化させる手段は、上記のように冷房躯体蓄熱量
を少なくする方向に補正する場合に冷房躯体蓄熱時間を
短くすることにより実現できる。また、請求項１１に係
る実施形態では、躯体蓄熱量を変化させる手段として、
上記のように冷房躯体蓄熱量を少なくする方向に補正す
る場合に冷房躯体蓄熱時の室内機の吹出し空気温度を高
く修正することも可能である。無論、冷房躯体蓄熱量を
多くする方向に補正する場合は、冷房躯体蓄熱時の室内
機７６の吹出し空気温度を低く修正する。一方、請求項
１２に係る実施形態の氷蓄熱量を変化させる手段は、上
記のように氷蓄熱量を少なくする方向に補正する場合に
氷蓄熱運転の運転時間を短くすることにより実現でき
る。あるいは、請求項１３に係る実施形態の氷蓄熱量を
変化させる手段として、上記のように氷蓄熱量を少なく
する方向に補正する場合に圧縮機の周波数を下げるなど
により、氷蓄熱運転能力を低く修正することも可能とな
る。氷蓄熱量を多くする方向に補正する場合は、氷蓄熱
時の能力を高く修正する。

【００５４】発明の実施の形態８．請求項１４記載の発
明による実施の形態８の空気調和装置では、躯体蓄熱運
転開始以後の空調に係る物理情報が各種の検出器で検出
され、検出された物理情報の経時履歴は制御装置７０の
メモリ７９に記憶される。制御装置７０は前記のように
記憶された躯体蓄熱運転開始以後の物理情報に基づいて
躯体蓄熱量を変化させるように構成されている。この空
気調和装置による説明図を図１３に示す。図１３におい
て、上図の横軸は時刻、縦軸は躯体蓄熱量であり、下図
の横軸は上図と同じ時刻、縦軸は前日からの躯体の温度
を示す。上図は冷房運転の例であり、図中、前日の２
２：００から当日の８：００までの１０時間は冷房躯体
蓄熱運転を実施しており、当日の８：００には躯体蓄熱
が完了している。当日の冷房躯体蓄熱量は所定量であ
り、この時点で躯体の温度Ａ℃がメモリ７９に記憶され
ている。当日２２：００からの冷房躯体蓄熱では床スラ
ブ５４などの躯体の温度（当日２２：００ではＢ℃）が
検出されており、当日２２：００からの躯体の温度と前
述のＡ℃とが比較される。このとき、翌日の７：００の
時点で躯体の温度はＡ℃となっており、冷房躯体蓄熱量
が所定量となったとして冷房躯体蓄熱を終了する。この
場合、当日の冷房躯体蓄熱を翌日の８：００まで実施し
ていれば、冷房躯体蓄熱量は過剰となる。このような状
態を繰り返すと、躯体蓄熱量の余剰分が増加するばかり
で、躯体の温度が低下することによって冷房躯体蓄熱運
転時の室内機７６の吸い込み空気温度が低下することと
なり、空気調和装置の運転効率も低下する。上記は冷房
躯体蓄熱が余剰な場合であるが、逆に躯体蓄熱量が不足
のときは冷房能力が不足する場合がある。また、以上は
冷房躯体蓄熱の場合を説明したが、暖房躯体蓄熱の場合
も同様のことが言える。

【００５５】本実施の形態では、前述のように、躯体蓄
熱開始以降の躯体の温度に基づき、制御装置７０によっ
て躯体蓄熱量が過剰となることを防止するようにしてあ
る。一方、図１３の例は躯体蓄熱量が所定量より増加す
る例であるが、減少する場合は翌日の躯体蓄熱量が不足
したことに基づいて、制御装置７０が翌日の２２：００
からの躯体蓄熱能力を増加することにより、躯体蓄熱量
が不足した場合にも過不足を解消することができる。こ
の結果、躯体蓄熱量の過剰時の運転効率の低下や、建物
外への放熱ロスの増加および冷房能力が不足するような
不具合が解消される。

【００５６】上記では躯体の温度に基づいて躯体蓄熱量
を制御したが、請求項１５による実施形態のように、室
内機７６の吸い込み空気温度の変化に基づき躯体蓄熱量
を推定して制御するように、制御装置７０を構成しても
よい。この場合も、制御の内容は躯体の温度による制御
と同様である。

【００５７】発明の実施の形態９．請求項１６記載の発
明による実施の形態９の説明図を図１４に示す。図１４
において、上の図は運転パターン図である。横軸は時刻
であり、縦軸は冷房能力を示す。上図は冷房運転の例で
あり、図中、前日の２２：００から当日の３：００まで
の５時間は氷蓄熱運転を実施している。また、当日の
３：００から８：００までの５時間は冷房躯体蓄熱運転
を実施しており、外気温度にも若干左右されるが床スラ
ブ５４などの躯体の温度、すなわち室内機７６の吸込み
空気温度の低下に伴い、時間経過とともに若干づつ単位
時間当たりの冷房能力が低下している。８：００からは
通常冷房運転を実施している。冷房負荷中で（Ｉ）の部
分は夜間の冷房躯体蓄熱による放冷分であり、残りの冷
房負荷は通常冷房運転（Ｖ）の部分、および氷蓄熱利用
分（IV）を含む氷蓄熱利用冷房運転（III）の部分で賄
われている。通常、この種の空気調和装置では、夜間に
実施する氷蓄熱の時間を１０時間としたものが普通であ
るが、本実施形態の空気調和装置は夜間に冷房躯体蓄熱
を実施する必要があるため、どうしても氷蓄熱量は一日
の冷房負荷に対して満足する量を貯えることができな
い。したがって、冷房開始時から氷蓄熱利用冷房運転
（III）を実施すると、冷房運転の途中で氷蓄熱が無く
なってしまい、冷房能力不足になる問題が発生する。ま
た、氷蓄熱を利用した冷房の開始時刻をタイマー８０な
どで強制的に設定していたため、躯体蓄熱による空調効
果が十分あるのに氷蓄熱利用の冷房を開始して供給能力
過剰となったり、躯体蓄熱による空調効果がほとんど残
っていないのに氷蓄熱を利用した冷房運転を開始せずに
システム能力が不足したりする場合がある。

【００５８】本実施の形態は、これらの不具合を解決す
るもので、下図に示したように、例えば昼間の躯体の温
度を躯体温度検出器７３で検出してメモリ７９に記憶さ
せ、これに基づいて制御装置７０が冷房負荷の上昇と躯
体蓄熱の減少を判断し、更には躯体の温度がある所定値
（Ａ℃）となった時点（時刻Ｂ）で氷蓄熱を利用した冷
房運転を開始しなければならないと決定し、氷蓄熱利用
冷房運転（IV）を時刻Ｃまでの間で実施するようにした
ものである。その結果、躯体蓄熱の残量が適量で冷房負
荷が所定値以上である場合にのみ、氷蓄熱利用冷房運転
を実施できる。これにより、氷蓄熱が無くなってしまう
ことによる冷房能力不足や、躯体蓄熱の残量が大きい場
合に氷蓄熱利用冷房を実施することによる冷房能力供給
過剰による運転効率の低下や、躯体蓄熱の残量が小さい
場合に通常冷房運転を実施することによる冷房能力不足
を解消できる。

【００５９】上記では、躯体蓄熱の残量と冷房負荷の増
加、すなわち氷蓄熱利用冷房運転を開始すべき時刻を、
検出した躯体の温度に基づいて決定したが、請求項１７
記載の発明による実施の形態として、室内５１の空気温
度もしくは室内５１を形成する天井５２や居住空間に面
する壁といった躯体の温度と、室内機７６の吸込み空気
温度との差に基づいて前記時刻を決定する機能を、制御
装置７０に持たせてもよい。かかる構成の場合は、天井
５２、躯体など居住空間に面する周辺の建築物の一部の
温度に左右される室内５１の空気が空気調和装置に吸込
まれるまでに、躯体（天井内５５に面する床スラブ５４
など）から与えられた冷熱量を把握できるため、請求項
１６の発明による実施形態と比べると、躯体蓄熱の残量
の予測精度が上昇する。

【００６０】発明の実施の形態１０．請求項１８記載の
発明による実施の形態１０の説明を以下に示す。通常、
運転に関する時間を計時するタイマーにより運転モード
を切換えるこの種の空気調和装置では、製品の出荷時に
タイマー８０（図２参照）の時間が固定値に設定されて
おり、現地でタイマー８０の時間を設定変更することは
少ない。この結果、季節の違いによる冷房負荷の変化に
よって氷蓄熱を利用した空調運転の開始時刻を適正値に
できないことがある。例えば、躯体蓄熱による空調効果
が十分残っているのに氷蓄熱を利用した冷房を開始して
供給能力過剰に陥ったり、躯体蓄熱による空調効果がほ
とんど残っていないのに氷蓄熱を利用した冷房運転を開
始せずにシステム能力が不足したりする場合があった。

【００６１】本実施の形態は、これらの不具合を解決す
るもので、例えば現地の空調管理者が、冷房負荷が大き
い場合は冷房負荷が集中する１３：００以降に氷蓄熱を
利用するような設定を設定手段７８から行い、冷房負荷
の軽い中間期などは一日中氷蓄熱を利用した冷房運転を
許可するように、タイマー８０の時刻設定を設定手段７
８から変更できるようにしてある。すなわち、氷蓄熱利
用冷房運転の開始時刻を、タイマー８０に設定されてい
る設定時刻に基づいて決定するとともに、タイマー８０
の設定時刻を当該装置の設置場所において外部から設定
変更可能にしてある。この結果、躯体蓄熱の残量が適量
で冷房負荷が所定値以上である場合にのみ、氷蓄熱利用
冷房運転を実施できるため、氷蓄熱が無くなってしまう
ことによる冷房能力不足や、躯体蓄熱の残量が大きい場
合に氷蓄熱利用冷房を実施することによる冷房能力供給
過剰による運転効率の低下や、躯体蓄熱の残量が小さい
場合に通常冷房運転を実施することによる冷房能力不足
を解消できる。また、冷房負荷が軽い場合に氷蓄熱が残
ってしまい、夜間の安い価格の電力によって実施する氷
蓄熱運転が少なくなってしまうことによる電気代の低減
効果を損なうことが無くなる。

【００６２】発明の実施の形態１１．請求項１９記載の
発明による実施の形態１１の説明を以下に示す。図１５
は躯体蓄熱運転時のシステム構成を示す図である。各部
の名称は図１および図２に示した空気調和装置と同じな
ので省略する。この空気調和装置において、躯体蓄熱運
転時は室内機７６からの空気を躯体蓄熱時吹出口６０か
ら天井内５５へ吹出し、空調運転時は空気吹出口５９か
ら室内５１へ吹出す。この場合、それぞれの運転で必要
風量（風速）が違う。しかしながら、これまでは床スラ
ブ５４などに吹き付ける躯体蓄熱運転時の室内機７６の
風量を室内５１に吹出す通常空調運転時の室内機７６の
風量と同一としていたので、躯体蓄熱運転にとって風量
に過不足を生じ、所定の能力が発揮できない場合があっ
た。

【００６３】本実施の形態は、これらの不具合を解決す
るもので、躯体蓄熱運転時の室内機７６の風量は、通常
空調運転時の室内機の風量とは異なものとして、制御装
置７０に設定されている。例えば、躯体蓄熱の必要風量
と室内機７６から躯体蓄熱時吹出口６０までの機外静圧
が予め設定されている。その結果、躯体蓄熱に必要な風
量が確保され、躯体蓄熱量に過不足を生じることが解消
される。

【００６４】尚、請求項２０記載の実施形態として、躯
体蓄熱運転時に室内機７６から天井内５５に吹出される
冷気または暖気の風量を、設定手段７８を用いて予め一
定値に設定することもできる。設定される一定値は通常
空調運転時に室内５１へ吹出される風量とは無関係な値
であり、ほとんどの場合に室内機７６の吹出口の直近に
通風切換器５７が接続されることを利用したもので、必
要風量は室内機７６の容量などで決定される。この結
果、請求項１９による実施形態と比べ、躯体蓄熱の必要
風量と室内機７６から躯体蓄熱時吹出口６０までの機外
静圧を予め設定する必要が無い。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、冷房躯体蓄熱時に、床スラブ、梁、天井材など
といった建築物の躯体と、空調対象空間および外界より
流入する外気との接触部における結露の発生を防止する
ことができる。

【００６６】また、請求項２の発明によれば、暖房躯体
蓄熱時の運転効率を向上させることができる。

【００６７】そして、請求項３，６，７，８，１４，１
５，１６，１７，１８，１９，２０の発明によれば、躯
体蓄熱量の過不足を抑制することができる。これによ
り、空調能力の過不足が解消される。

【００６８】更に、請求項４の発明によれば、躯体蓄熱
時の空気調和装置の無駄な消費電力を低減することがで
きる。

【００６９】また、請求項５の発明によれば、空調対象
空間に居る人に対し、過度に暖かい空気を直接吹き付け
てしまう、いわゆる暖房ドラフト感を与えてしまうこと
がない。従って、暖房ドラフト感による不快感を解消す
ることができる。

【００７０】そして、請求項９，１０，１１，１２，１
３の発明によれば、躯体蓄熱量および氷蓄熱量に過不足
が生じることを防止することができる。これにより、空
調能力の過不足や蓄熱槽の破壊や運転効率の低下を解消
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置を
備えた躯体蓄熱システムを示す構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１〜１１に係る空気調和
装置の冷媒回路構成を示す構成図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の
運転パターンを示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る冷房躯体蓄熱の
能力低下方法の説明図である。

【図５】本発明の実施の形態１に係る別の冷房躯体蓄
熱の能力低下方法の説明図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の
運転パターンを示す説明図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係る暖房躯体蓄熱の
運転効率向上方法の説明図である。

【図８】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の
冷房運転時の説明図である。

【図９】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の
暖房運転時の説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態４に係る空気調和装置
を備えた躯体蓄熱システムを示す構成図である。

【図１１】本発明の実施の形態６に係る空気調和装置
の運転パターンを示す説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態７に係る空気調和装置
の運転パターンを示す説明図である。

【図１３】本発明の実施の形態８に係る空気調和装置
の運転パターンを示す説明図である。

【図１４】本発明の実施の形態９に係る空気調和装置
の運転パターンを示す説明図である。

【図１５】本発明の実施の形態１１に係る空気調和装
置を備えた躯体蓄熱システムを示す構成図である。

【符号の説明】

６室内側熱交換器、７蓄熱槽、５０多層階建築
物、５１室内、５４床スラブ、５４ａ床スラブ、５
５天井内、５５ａ天井内、５７通風切換器、５９
空気吹出口、６０躯体蓄熱時吹出口、７０制御装
置、７１吸込み空気温度検出器、７２天井内温度検
出器、７３躯体温度検出器、７４外気温度検出器、
７５吹出し空気温度検出器、７６室内機、７６ａ
室内機、７７空気吸込口、７８設定手段、７９メ
モリ、８０タイマー、８１空気吸込口。

フロントページの続き (72)発明者岡島次郎東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3L060 AA03 AA05 CC01 CC02 CC08 CC19 DD02 DD08 EE01 EE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建築物内の空調対象空間と、上記空調対
象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けできる室
内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した冷気
により上記建築物の躯体を冷却して上記躯体に冷熱を蓄
熱する空気調和装置において、外気温度と上記室内機の
吸込み空気温度の双方を同一とする条件下で、上記躯体
に冷熱を蓄熱する冷房躯体蓄熱運転の能力を、上記室内
機から上記空調対象空間へ冷気を吹出す通常冷房運転の
能力よりも低くするように構成したことを特徴とする空
気調和装置。
【請求項２】建築物内の空調対象空間と、上記空調対
象空間上方の天井内とに向けて暖気を吹き分けできる室
内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した暖気
により上記建築物の躯体を加熱して上記躯体に温熱を蓄
熱する空気調和装置において、外気温度と上記室内機の
吸込み空気温度の双方を同一とする条件下で、上記躯体
に温熱を蓄熱する暖房躯体蓄熱運転の能力を、上記室内
機から上記空調対象空間へ暖気を吹出す通常暖房運転の
能力よりも低くするように構成したことを特徴とする空
気調和装置。
【請求項３】建築物内の空調対象空間と、上記空調対
象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖気を吹き分
けできる室内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹
出した冷気または暖気により上記建築物の躯体を冷却ま
たは加熱して上記躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空気
調和装置において、上記躯体に冷熱または温熱を蓄熱す
る躯体蓄熱時に上記室内機を運転または停止させるため
の吸込み空気温度に係る設定温度を、冷房躯体蓄熱運転
時は、上記室内機から上記空調対象空間へ空調空気を吹
出す通常空調運転時よりも低い値に設定し、暖房躯体蓄
熱運転時は、上記通常空調運転時よりも高い値に設定す
るように構成したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】建築物内の空調対象空間と、上記空調対
象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けできる室
内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した冷気
により上記建築物の躯体を冷却して上記躯体に冷熱を蓄
熱する空気調和装置において、外気温度を検出し、上記
室内機から上記空調対象空間へ冷気を吹出す通常冷房運
転時における上記躯体の温度ないし上記天井内の空気温
度よりも、検出した外気温度が低い場合には、外気を上
記室内機に導入して上記外気の冷熱を上記躯体に蓄熱す
る構成としたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】多層建築物内の空調対象空間と、上記空
調対象空間上方の天井内とに向けて暖気を吹き分けでき
る室内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した
暖気により上記多層建築物の躯体を加熱して上記躯体に
温熱を蓄熱する空気調和装置において、上記空調対象空
間の暖房時に、上記空調対象空間よりも一階下の天井内
の躯体に温熱を蓄熱する暖房躯体蓄熱運転を行うように
構成したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】建築物内の空調対象空間と、上記空調対
象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖気を吹き分
けできる室内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹
出した冷気または暖気により上記建築物の躯体を冷却ま
たは加熱して上記躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空気
調和装置において、躯体蓄熱運転開始以前の空調に係る
物理情報を検出し、上記検出された物理情報の経時履歴
を記憶し、上記記憶された躯体蓄熱運転開始以前の物理
情報に基づいて、躯体蓄熱量を変化させるように構成し
たことを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】躯体蓄熱量を変化させる手段が、躯体蓄
熱運転の運転時間の長さを変更する構成である請求項第
６項に記載の空気調和装置。
【請求項８】躯体蓄熱量を変化させる手段が、躯体蓄
熱運転時の室内機の吹出し空気温度を変更する構成であ
る請求項第６項に記載の空気調和装置。
【請求項９】建築物内の空調対象空間と、上記空調対
象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けできる室
内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した冷気
により上記建築物の躯体を冷却して上記躯体に冷熱を蓄
熱するとともに、上記室内機を有する冷媒回路に配管接
続された氷蓄熱槽を備え、上記氷蓄熱槽に上記室内機か
らの冷熱を蓄熱する氷蓄熱運転、または、上記空調対象
空間の冷房時に上記氷蓄熱槽の冷熱を利用する氷蓄熱利
用冷房運転が可能である空気調和装置において、氷蓄熱
運転開始以前もしくは冷房躯体蓄熱運転開始以前の空調
に係る物理情報を検出し、上記検出された物理情報の経
時履歴を記憶し、上記記憶された氷蓄熱運転開始以前も
しくは冷房躯体蓄熱運転開始以前の物理情報に基づい
て、上記氷蓄熱量もしくは上記躯体蓄熱量、または上記
氷蓄熱量および上記躯体蓄熱量の双方、を変化させるよ
うに構成したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１０】躯体蓄熱量を変化させる手段が、躯体
蓄熱運転の運転時間の長さを変更する構成である請求項
第９項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】躯体蓄熱量を変化させる手段が、躯体
蓄熱運転時の室内機の吹出し空気温度を変更する構成で
ある請求項第９項に記載の空気調和装置。
【請求項１２】氷蓄熱量を変化させる手段が、氷蓄熱
運転の運転時間の長さを変更する構成である請求項第９
項に記載の空気調和装置。
【請求項１３】氷蓄熱量を変化させる手段が、氷蓄熱
運転能力を変更する構成である請求項第９項に記載の空
気調和装置。
【請求項１４】建築物内の空調対象空間と、上記空調
対象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖気を吹き
分けできる室内機を備え、上記室内機から上記天井内に
吹出した冷気または暖気により上記建築物の躯体を冷却
または加熱して上記躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空
気調和装置において、躯体蓄熱運転開始以後の空調に係
る物理情報を検出し、上記検出された物理情報の経時履
歴を記憶し、上記記憶された躯体蓄熱運転開始以後の物
理情報に基づいて、躯体蓄熱量を変化させるように構成
したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１５】躯体蓄熱運転時における室内機の吸込
み空気温度の変化に基づいて、躯体蓄熱量を推定するよ
うに構成した請求項第１４項に記載の空気調和装置。
【請求項１６】建築物内の空調対象空間と、上記空調
対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けできる
室内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した冷
気により上記建築物の躯体を冷却して上記躯体に冷熱を
蓄熱するとともに、上記室内機を有する冷媒回路に配管
接続された氷蓄熱槽を備え、上記氷蓄熱槽に冷熱を蓄熱
する氷蓄熱運転、または、上記空調対象空間の冷房時に
上記氷蓄熱槽の冷熱を利用する氷蓄熱利用冷房運転が可
能であり、上記氷蓄熱利用冷房運転の開始時刻を、上記
室内機から上記空調対象空間へ冷気を吹出す通常冷房運
転の開始時刻よりも遅らせるようにした空気調和装置に
おいて、上記氷蓄熱利用冷房運転の開始時刻を、上記空
調対象空間を形成する躯体の温度に基づいて決定するよ
うに構成したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１７】建築物内の空調対象空間と、上記空調
対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けできる
室内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した冷
気により上記建築物の躯体を冷却して上記躯体に冷熱を
蓄熱するとともに、上記室内機を有する冷媒回路に配管
接続された氷蓄熱槽を備え、上記氷蓄熱槽に上記室内機
からの冷熱を蓄熱する氷蓄熱運転、または、上記空調対
象空間の冷房時に上記氷蓄熱槽の冷熱を利用する氷蓄熱
利用冷房運転が可能であり、上記氷蓄熱利用冷房運転の
開始時刻を、上記通常冷房運転の開始時刻よりも遅らせ
るようにした空気調和装置において、上記氷蓄熱利用冷
房運転の開始時刻を、上記空調対象空間の空気温度もし
くは上記空調対象空間を形成する躯体の温度と、上記室
内機の吸込み空気温度との差に基づいて決定するように
構成したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１８】建築物内の空調対象空間と、上記空調
対象空間上方の天井内とに向けて冷気を吹き分けできる
室内機を備え、上記室内機から上記天井内に吹出した冷
気により上記建築物の躯体を冷却して上記躯体に冷熱を
蓄熱するとともに、上記室内機を有する冷媒回路に配管
接続された氷蓄熱槽を備え、上記氷蓄熱槽に上記室内機
からの冷熱を蓄熱する氷蓄熱運転、または、上記空調対
象空間の冷房時に上記氷蓄熱槽の冷熱を利用する氷蓄熱
利用冷房運転が可能であり、上記氷蓄熱利用冷房運転の
開始時刻を、上記通常冷房運転の開始時刻よりも遅らせ
るようにした空気調和装置において、運転に関する時間
を計時するタイマーを備え、上記氷蓄熱利用冷房運転の
開始時刻を、上記タイマーに設定されている設定時刻に
基づいて決定するとともに、上記タイマーの設定時刻を
当該装置の設置場所において外部から設定変更可能に構
成したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１９】建築物内の空調対象空間と、上記空調
対象空間上方の天井内とに向けて冷気または暖気を吹き
分けできる室内機を備え、上記室内機から上記天井内に
吹出した冷気または暖気により上記建築物の躯体を冷却
または加熱して上記躯体に冷熱または温熱を蓄熱する空
気調和装置において、躯体蓄熱運転時に上記室内機から
上記天井内に吹出される冷気または暖気の風量を、通常
空調運転時に上記室内機から上記空調対象空間に吹出さ
れる冷気または暖気の風量とは異にする構成としたこと
を特徴とする空気調和装置。
【請求項２０】躯体蓄熱運転時に室内機から天井内に
吹出される冷気または暖気の風量を、通常空調運転時に
上記室内機から空調対象空間内に吹出される冷気または
暖気の風量とは無関係な一定値にする構成とした請求項
第１９項に記載の空気調和装置。