JP2007303730A

JP2007303730A - 蓄熱式空調システム

Info

Publication number: JP2007303730A
Application number: JP2006132082A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Tsutsumi; 正一郎堤
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】空調を常時行うことができると共に、運転コストの上昇を抑制することができる蓄熱式空調システムを提供すること。
【解決手段】一定時間ごとの電力供給により熱量を蓄え、次回の電力供給までの間に蓄えられた熱量を空調に利用する蓄熱式暖房機（蓄熱式空調装置）１０と、電力を貯蔵する蓄電池２０とを備え、蓄熱式暖房機１０に蓄えられた熱量が次回の電力供給以前に所定量に達すると、蓄電池２０から蓄熱式暖房機１０に電力供給がなされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、あらかじめ供給された電力により蓄積された熱量を空調に利用する蓄熱式空調システムに関するものである。

従来から、蓄熱体と、この蓄熱体を一定時間ごとに加熱する加熱装置とを備え、蓄熱体からの放熱によって建物を暖房する蓄熱暖房装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この蓄熱暖房装置では、深夜電力等の低額電力を利用して加熱装置を運転し、蓄熱体を加熱する。その後、加熱装置の運転を停止し、加熱された蓄熱体からの自然放熱で暖房するようになっている。
特開２００５−２７４５０５号公報

ところで、上述の蓄熱暖房装置では、低額電力が適用される時間帯のみに加熱装置を運転するので、冬季等の外気温が低い時期に比較的短時間で蓄熱体が冷却した場合、加熱装置の運転開始以前に放熱ができなくなり、暖房ができなくなることがあった。

また、暖房ができなくなることを防止するために、低額電力が適用される時間帯以前に加熱装置を運転することで、運転コストが割り高になるという問題も生じていた。

そこで、この発明は、空調を常時行うことができると共に、運転コストの上昇を抑制することができる蓄熱式空調システムを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の蓄熱式空調システムは、一定時間ごとの電力供給により熱量を蓄え、次回の電力供給までの間に蓄えられた熱量を空調に利用する蓄熱式空調装置と、電力を貯蔵する蓄電池とを備え、前記蓄熱式空調装置に蓄えられた熱量が次回の電力供給以前に所定量に達すると、前記蓄電池から前記蓄熱式空調装置に電力供給がなされることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蓄熱式空調システムにおいて、前記蓄熱式空調装置及び前記蓄電池は、断熱された床下基礎内に設置されたことを特徴としている。

本願請求項１の発明によれば、蓄熱式空調装置に蓄えられた熱量が所定量に達すると蓄電池から電力供給されるので、電力料金が低額な所定時間内に蓄電池に電力を蓄えると共に、この蓄えられた低額電力によって蓄熱式空調装置に電力供給を行うことができる。

そのため、電力料金が割高な時間帯に蓄熱式空調装置の熱量が低下しても、低額電力によって蓄電された蓄電池からの電力供給で熱量の低下を防止することができる。これにより、常時空調を行いながら、運転コストの上昇を抑制することが可能となる。

本願請求項２の発明によれば、断熱された床下基礎内に蓄熱式空調装置と蓄電池とを配置したので、温湿度環境が比較的安定した場所に配置することができ、外気温の影響を抑制することができる。

そのため、外気温に関わらず蓄熱式空調装置の放熱速度を安定させることができ、さらに運転コストの上昇を抑制することができる。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の蓄熱式空調システムを説明する。

図１において、１は本発明に係る蓄熱式空調システムを備えた建物である。この建物１は、建物基礎（床下基礎）２と、この建物基礎２に支持された床部３と、床部３の周囲に立設された壁部４と、壁部４の上部に設けられた屋根部５とを有している。

建物基礎２は、鉄筋を配したコンクリート製であって、外周部分を囲む基礎立上り部２ａと、この基礎立上り部２ａの内側に連続して形成された基礎底部２ｂとを有している。そして、基礎立上り部２ａの内側は、断熱材６で覆われている。

床部３は、図示しない床梁や床根太等に保持されたパーチクルボード等により形成されており、基礎立上り部２ａの内側空間を覆って基礎底部２ｂとの間に床下空間７を区画形成している。

また、この床部３の上方には、壁部４と屋根部５とによって室内空間８が区画形成されている。

床下空間７には、蓄熱式暖房機（蓄熱式空調装置）１０と、蓄電池２０とが設置されている。

蓄熱式暖房機１０は、商用電源Ｓから一定時間ごとに電力供給がなされて発熱する加熱ヒータ１１と、この加熱ヒータ１１により加熱されて熱量を蓄える蓄熱体１２とを有している。

加熱ヒータ１１は、室内空間８に配置された分電盤１３を介して商用電源Ｓに電気的に接続されると共に、蓄電池２０にも電気的に接続されている。これにより、この加熱ヒータ１１には、商用電源Ｓからの電力が分電盤１３を介して供給されると共に、蓄電池２０からの電力が供給されるようになっている。

また、蓄熱体１２は耐熱レンガで形成されており、加熱ヒータ１１を取り囲んでいる。さらに、この蓄熱体１２は、図示しない断熱層に覆われると共に、耐熱ケース１４内に収納されている。

耐熱ケース１４には、図示しない吸気口及び排気口が形成され、吸気口から空気を取り入れて蓄熱体１２の熱で加熱し、排気口から加熱された空気が排気されるようになっている。

蓄電池２０は、室内空間８に配置されたインバータ２１及び分電盤１３を介して商用電源Ｓに電気的に接続されている。これにより、この蓄電池２０は、商用電源Ｓからの交流の電力が分電盤１３を介した後にインバータ２１で直流に変換されてから、貯蔵するようになっている。

さらに、この蓄電池２０は加熱ヒータ１１に電気的に接続されており、蓄電池２０に貯蔵された電力を加熱ヒータ１１に供給できるようになっている。

そして、分電盤１３には、複数の家電負荷Ｆが電気的に接続されている。家電負荷Ｆは室内空間８に設置されたコンセントであり、家電製品等を着脱可能に接続するようになっている。

次に、この発明の蓄熱式空調システムの作用について説明する。

この蓄熱式空調システムを利用するには、まず、電力料金が低額となる時間帯（例えば図２（ａ）において、午前１時から午前５時まで）に商用電源Ｓから加熱ヒータ１１及び蓄電池２０に電力を供給する。

この商用電源Ｓからの電力供給により加熱ヒータ１１は発熱し、蓄熱体１２が加熱されて蓄熱する。

一方、蓄電池２０は、商用電源Ｓからの電力供給により蓄電される。

そして、電力料金が低額となる時間帯が経過すると（午前５時以降）商用電源Ｓからの電力供給が停止され、加熱ヒータ１１の発熱及び蓄電池２０の蓄電が停止する。なお、電力供給停止時には、蓄熱体１２に蓄熱された蓄熱量がほぼピークとなる（図２（ｂ）参照）。

その後、蓄熱体１２に蓄熱された熱量が自然放熱され、耐熱ケース１４から加熱された空気が排気されて床下空間７内が温められ、床材３を介して室内空間８の暖房が行われる。この放熱に伴い、蓄熱体１２に蓄熱された熱量は次第に減少する（図２（ｂ）参照）。

そして、蓄熱体１２に蓄熱された熱量が、電力料金が低額となる時間帯以前にあらかじめ設定された閾値ｘに達すると、蓄電池２０に蓄電された電力が加熱ヒータ１１に供給される。

これにより、加熱ヒータ１１が発熱し、蓄熱体１２が再び加熱されて蓄熱量が上昇する。

すなわち、図２（ｂ）に示すように、電力料金が低額となる時間帯（午前１時から午前五時）以前である午後６時に蓄熱体１２の蓄熱量が閾値ｘに達すると、図２（ａ）に示すように、蓄電池２０から加熱ヒータ１１への電力供給が一定時間行われる。これにより、蓄熱体１２の蓄熱量が上昇し、室内空間８の暖房を行うことができる。

そして、電力料金が低額となる時間帯になると、商用電源Ｓから加熱ヒータ１１及び蓄電池２０へ電力供給が行われる。

このように、蓄熱式暖房機１０の蓄熱体１２に蓄えられた熱量が、商用電源Ｓからの電力供給が行われる電力料金が低額となる時間帯以前に、あらかじめ設定された閾値ｘに達すると、蓄電池２０に蓄電された電力が加熱ヒータ１１に供給されるようになっている。

これにより、電力料金が低額となる時間帯の商用電力Ｓを利用して蓄熱式暖房機１０への蓄熱及び蓄電池２０への蓄電を行い、その後、蓄熱式暖房機１０の蓄熱量が低下した場合に蓄電池２０の電力を利用して蓄熱することができる。

そのため、電力料金が割高な時間帯に蓄熱式暖房機１０の熱量が低下しても、低額電力によって蓄電された蓄電池２０からの電力供給で熱量の低下を防止することができる。これにより、常時空調を行いながら、運転コストの上昇を抑制することが可能となる。

また、上述の実施の形態では、蓄熱式暖房機１０及び蓄電池２０が断熱材６によって断熱された建物基礎２の床下空間７内に設置されている。

これにより、温湿度環境が比較的安定した場所に蓄熱式暖房機１０及び蓄電池２０を配置することができ、外気温の影響を抑制することができる。

そのため、外気温に関わらず蓄熱式暖房機１０の蓄熱体１２の放熱速度を安定させることができ、さらに運転コストの上昇を抑制することができる。

そして、商用電源Ｓからの電力供給が停止してしまう停電時には、蓄電池２０に蓄電された電力を家電負荷Ｆに供給する。これにより、停電時であっても家電製品等を使用することができる。

以上、この発明にかかる実施の形態の一つを図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。

上述の実施の形態では、蓄熱式空調装置が室内空間８の暖房を行う蓄熱式暖房機１０であるが、これに限らず、室内空間８の冷房を行うことができる蓄熱式クーラーであってもよいし、室内空間８の温度によって冷暖房それぞれ行うことができるものであってもよい。

また、上述の実施形態では、商用電源Ｓから電力供給が行われる時間帯が午前１時から午前５時までとなっているが、電力料金が割安となる時間であれば任意の時間帯に設定することができる。

さらに、蓄熱量及び蓄電量に応じて、電力料金が割安となる時間帯であっても電力供給を停止してもよい。これにより、蓄熱及び蓄電を効率よく行うことが可能となる。

この発明に係る蓄電式空調システムを備えた建物を模式的に示す説明図である。（ａ）は、商用電源及び蓄電池からの電力供給状態を示すグラフであり、（ｂ）は蓄電式暖房機に蓄熱された蓄熱量の変化を示すグラフである。

符号の説明

１０蓄熱式暖房機（蓄熱式空調装置）
２０蓄電池

Claims

一定時間ごとの電力供給により熱量を蓄え、次回の電力供給までの間に蓄えられた熱量を空調に利用する蓄熱式空調装置と、電力を貯蔵する蓄電池とを備え、
前記蓄熱式空調装置に蓄えられた熱量が次回の電力供給以前に所定量に達すると、前記蓄電池から前記蓄熱式空調装置に電力供給がなされることを特徴とする蓄熱式空調システム。
前記蓄熱式空調装置及び前記蓄電池は、断熱された床下基礎内に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式空調システム。