JP2004301408A - 断熱基礎建物におけるヒートポンプシステム及び床下恒温収納システム - Google Patents

Abstract

【課題】室外側熱交換器に熱交換を活発に行わせることができて運転効率を高めることができるヒートポンプシステムを提供する。また、床下収納室を冬期に恒温収納室にするのに要するランニングコストとイニシャルコストの両方を低く抑えることができる床下恒温収納システムを提供する。
【解決手段】断熱基礎１によって屋外１６に対し断熱された床下空間部３にヒートポンプの室外側熱交換器４ａが設置され、該熱交換器４ａの冷媒と床下空気９とが熱交換を行うようになされている。また、このヒートポンプシステムが備えられ、該ヒートポンプシステムにおいて室外側熱交換器４ａは蒸発器であり、床下空間部３に床下収納室５が設けられ、蒸発器４ａの冷媒と熱交換をして冷やされた空気が床下収納室５内に送り込まれるようになされている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱基礎建物におけるヒートポンプシステム及び床下恒温収納システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
北海道等の寒冷地において、例えば、ヒートポンプを用いて室内を温水暖房するような場合、ヒートポンプの室外機である蒸発器を屋外に設置すると、冬期は、屋外がかなりの低温となるため、蒸発器を通る冷媒と熱交換を行う空気の温度が低く、そのため、室外側熱交換器で熱交換が行われにくく、運転が効率良く行われにくいという問題がある。
【０００３】
また、ヒートポンプを用いて室内を冷房するような場合、ヒートポンプの室外機である凝縮器を屋外に設置すると、夏季は、屋外が高温となるため、凝縮器を通る冷媒と熱交換を行う空気の温度が高く、そのため、室外側熱交換器で熱交換が行われにくく、運転が効率良く行われにくいという問題もある。
【０００４】
一方、上記のような寒冷地では、住宅用等の建物に断熱基礎を採用するものが増えてきているが、断熱基礎を採用する建物では、床下空間部と屋外との間が断熱基礎によって断熱されるため、床下空間部が室内の温熱環境の影響を受けやすく、そのため、床下に収納室を設けても、冬期の暖房によって床下収納室内の温度が高くなり、床下収納室をジャガイモやタマネギ、キャベツ、ハクサイ等の野菜を収納する恒温収納室として利用することができなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑み、室外側熱交換器に熱交換を活発に行わせることができて運転効率を高めることができるヒートポンプシステムを提供することを課題の一つとする。また、本発明は、床下収納室を冬期に恒温収納室にするのに要するランニングコストとイニシャルコストの両方を低く抑えることができる床下恒温収納システムを提供することをもう一つの課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の一つ目の課題は、断熱基礎によって屋外に対し断熱された床下空間部にヒートポンプの室外側熱交換器が設置され、該熱交換器の冷媒と床下空気とが熱交換を行うようになされていることを特徴とする断熱基礎建物におけるヒートポンプシステムによって解決される。
【０００７】
このヒートポンプシステムでは、冬期に、ヒートポンプの室外側熱交換器が蒸発器として機能する場合は、この室外側熱交換器を通る冷媒は床下空気と熱交換を行うことになるが、床下空気は、断熱基礎によって屋外に対し断熱された床下空間部の空気であり、室内の温熱環境の影響を受けて屋外空気に比べ温度が高い状態にある。そのため、室外側熱交換器の冷媒は床下空気との熱交換を活発に行うことができ、ヒートポンプの運転効率を高めることができる。
【０００８】
また、夏季に、ヒートポンプの室外側熱交換器が凝縮器として機能する場合は、この室外側熱交換器を通る冷媒と熱交換を行う床下空気は、断熱基礎によって屋外に対し断熱された床下空間部の空気であり、室内の温熱環境の影響を受けて屋外空気に比べ温度が低い状態にあるから、室外側熱交換器の冷媒は床下空気との熱交換を活発に行うことができ、ヒートポンプの運転効率を高めることができる。
【０００９】
なお、本発明のヒートポンプシステムは、室外側熱交換器が蒸発器としてのみ機能するものであってもよいし、凝縮器としてのみ機能するものであってもよいし、切り替えによって蒸発器として機能したり凝縮器として機能したりするものであってもよい。
【００１０】
また、上記の二つ目の課題は、上記のヒートポンプシステムが備えられ、該ヒートポンプシステムにおいて室外側熱交換器は蒸発器であり、
前記床下空間部に床下収納室が設けられ、前記蒸発器の冷媒と熱交換をして冷やされた空気が床下収納室内に送り込まれるようになされていることを特徴とする床下恒温収納システムによって解決される。
【００１１】
この床下恒温収納システムでは、上記のヒートポンプシステムの室外側熱交換器である蒸発器の冷媒と熱交換をして冷やされた床下空気を床下収納室内に送り込んで、床下収納室内を冬期に恒温状態にするようにしたものであり、いわば屋外に排気されて捨てられるべき冷やされた空気を有効利用して床下収納室内に送り込み、床下収納室を恒温収納室にするようにしたものであるから、床下収納室を冬期に恒温収納室にするのに要するランニングコストを低く抑えることができる。
【００１２】
しかも、ヒートポンプシステムに付随し、そのヒートポンプの運転によって派生的に生じる冷気を有効利用して床下収納室を冬期に恒温収納室にするようになされたものであるから、床下恒温収納システムに、それ専用の冷源を備えさせる必要がなく、また、それ専用の送風手段を備えさせる必要もなく、床下収納室を冬期に恒温収納室にするためのイニシャルコストも低く抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２に示す第１実施形態は、屋内暖房用のヒートポンプシステムと、このヒートポンプシステムを利用した床下恒温収納システムについてのもので、１は断熱基礎であり、この断熱基礎１は、例えば、硬質発泡ウレタンフォーム１ａ等の発泡樹脂断熱材を捨型枠にしてコンクリート１ｂの打込みを行ったものや、あるいは、コンクリート布基礎の側面部をコンクリートの打込み後に発泡樹脂断熱材で被覆したものなどからなっている。２は床、３は床下空間部であり、床下空間部３は、断熱基礎１により屋外に対して断熱されている。
【００１５】
この床下空間部３内にヒートポンプの室外機４が設置されると共に、屋内の床上から物の出し入れを行うことができる断熱構造の恒温床下収納室５が設けられ、また、床上の室内６には、温水暖房用の放熱器７が設置され、放熱器７を流通する温水をヒートポンプの室内機８の室内側熱交換器８ａで加温して屋内の暖房が行われるようになされている。
【００１６】
そして、室外機４には、蒸発器として機能する室外側熱交換器４ａとファン４ｂとが備えられ、ファン４ｂを駆動することにより、室外側熱交換器４ａ内を流通する冷媒と床下空気９とが熱交換を行うようになされ、室外側熱交換器４ａを通過した空気はダクト１０に送り込まれるようになされている。
【００１７】
このダクト１０は、図２に示すように、床下収納室５内に連通されると共に、途中に分岐ダクト１１が設けられ、分岐部に備えられた切換えダンパー１２が切り換えられることにより、室外側熱交換器４ａを通過した空気が、図２（ロ）に示すようにダクト１０を通じて床下収納室５内に送り込まれたり、図２（イ）に示すように分岐ダクト１１を通じて直接屋外に排気されるようになされている。１３は排気ダクトで、床下収納室５内の空気を屋外に排出するためのものである。
【００１８】
また、床下収納室５内には、温度センサー１４が設置され、収納室５内の温度が特定温度を越えて高くなると、コントローラー１５が、温度センサー１４からの信号に基づいて、常時は分岐ダクト１１を開く位置に位置している切換えダンパー１２をダクト１０を開く位置に切り換える自動制御を行うようになされている。
【００１９】
上記のヒートポンプシステムでは、冬期の暖房中、室外側熱交換器４ａは蒸発器として機能し、室外側熱交換器４ａを通る冷媒は床下空気９と熱交換を行うことになるが、この床下空気９は、断熱基礎１によって屋外１６に対し断熱された床下空間部３の空気であり、床上室内６の温熱環境の影響を受けて屋外１６の空気に比べ温度が高い状態にある。例えば、屋外１６の温度が−５°Ｃ、屋内の床上室内６の温度が暖房で２０°Ｃであるとすると、床下空間部３の温度は２０°Ｃないしはそれよりも幾分低い温度となる。そのため、室外側熱交換器４ａの冷媒は床下空気９との熱交換を活発に行い、ヒートポンプの運転効率が高められて効率の良い暖房運転が実現される。
【００２０】
また、上記ヒートポンプシステムを利用した床下恒温収納システムでは、冬期の暖房時に蒸発器として機能する室外側熱交換器４ａの冷媒と熱交換をして冷やされた床下空気９が床下収納室５内に送り込まれて、床下収納室５は温度の上昇を抑えられ、恒温収納室として機能する。例えば床下空間部３の温度が２０°Ｃである場合には、床下空気９は室外側熱交換器４ａを通過することによって５°Ｃに下げられ、その冷気がダクト１０を通じて床下収納室５内に送り込まれることになる。寒冷地において屋外の冷気で冷やすよりも穏やかな冷却が床下収納室５内で行われることになる。
【００２１】
しかも、この床下恒温収納システムでは、暖房用のヒートポンプシステムの室外側熱交換器４ａを通過した後の、いわば屋外に排気されて捨てられるべき冷やされた空気を有効利用して床下収納室５内に送り込み、床下収納室５を恒温収納室にするようにしたものであるから、床下収納室５を冬期に恒温収納室にするのに要するランニングコストを低く抑えることができる。
【００２２】
もちろん、暖房用のヒートポンプシステムに付随し、そのヒートポンプの運転によって派生的に生じる冷気を有効利用して床下収納室５を冬期に恒温収納室にするようになされたものであるから、床下恒温収納システムに、それ専用の冷源や、また、それ専用のファン等の送風手段を備えさせる必要もなく、床下収納室５を冬期に恒温収納室にするためのイニシャルコストも低く抑えることができる。
【００２３】
図３及び図４に示す第２実施形態は、冷暖房用兼用のヒートポンプシステムについてのもので、室外側熱交換器４ａを通る冷媒と熱交換をした床下空気９を、再利用することなく屋外に排気するようにしたもので、床下恒温収納システムは省略されるか、あるいは、床下空間部３に備えられていても他の冷源によって恒温状態に保たれるようになされているものである。
【００２４】
このヒートポンプシステムでは、図３に示すように、室外側熱交換器４ａが蒸発器として機能する冬期暖房中は、この室外側熱交換器４ａを通る冷媒が、床下空間部３の暖かい空気９と熱交換を行い、そのため、室外側熱交換器４ａの冷媒は床下空気９との熱交換を活発に行うことができ、室内６を運転効率良く暖房することができる。
【００２５】
また、図４に示すように、室外側熱交換器４ａが凝縮器として機能する夏季冷房中は、室外側熱交換器４ａを通る冷媒と熱交換を行う床下空気９が、断熱基礎によって屋外１６に対し断熱された床下空間部３の空気であり、そのため、室内の温熱環境の影響を受けて屋外１６の空気に比べ温度が低い状態にあるから、室外側熱交換器４ａの冷媒は床下空気９との熱交換を活発に行うことができ、室内６を運転効率良く冷房することができる。
【００２６】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ヒートポンプシステムを室内の暖房や冷房に用いた場合を示しているが、給湯やそれ以外に用いられるものであってもよいし、給湯の場合であっても、冬期には、床下空間部の蒸発器として機能する室外側熱交換器における熱交換を活発に行わせることができて、効率の良い給湯運転を実現することができる。また、ヒートポンプの種類の制限はなく、一般的な冷媒を用いるヒートポンプのほか、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプなどであってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のヒートポンプシステムは、以上のとおりのものであるから、室外側熱交換器に熱交換を活発に行わせることができて運転効率を高めることができる。また、本発明の床下恒温収納システムは、床下収納室を冬期に恒温収納室にするのに要するランニングコストとイニシャルコストの両方を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のヒートポンプシステム及び床下恒温収納システムを示す建物内部の正面断面図である。
【図２】図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ、床下におけるシステム構成とその作動状態をより詳しく示す説明図である。
【図３】第２実施形態のヒートポンプシステムを示すもので、冬期暖房運転中の建物内部の正面断面図である。
【図４】同ヒートポンプシステムの夏季冷房運転中の建物内部の正面断面図である。
【符号の説明】
１…断熱基礎
３…床下空間部
４ａ…熱交換器
５…床下恒温収納室
９…床下空気

Claims (2)

1. 断熱基礎によって屋外に対し断熱された床下空間部にヒートポンプの室外側熱交換器が設置され、該熱交換器の冷媒と床下空気とが熱交換を行うようになされていることを特徴とする断熱基礎建物におけるヒートポンプシステム。
2. 請求項１に記載のヒートポンプシステムが備えられ、該ヒートポンプシステムにおいて室外側熱交換器は蒸発器であり、
   前記床下空間部に床下収納室が設けられ、前記蒸発器の冷媒と熱交換をして冷やされた空気が床下収納室内に送り込まれるようになされていることを特徴とする床下恒温収納システム。

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