JP2009210216A - 室内空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】ロフト空間内の熱回収を行うことによって、エアコンによる暖房効率を向上させる。
【解決手段】家屋内の上位置に構築された屋根裏部屋としてのロフト４にセパレート形エアコンの室外機８を設置するとともに、居室２に室内機９を設置し、前記室外機８と室内機９を接続するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内空調システムに関し、特に暖房効率の向上を図るようにした室内空調システムにかかるものである。

エアコンは、室内機と室外機の間を循環する冷媒に熱を運搬させて室内温度を調節するものである。このうち、ヒートポンプ方式では、冷暖切替か可能であり、暖房運転時には四方弁の切替により、冷房時とは逆方向に冷媒を循環させて外気の熱を室内に取込むものであり、ガスまたは石油などの燃焼方式に比べて熱の授受に伴うＣＯ２ガスの発生がないため、換気の必要がなく、また、局所暖房でなく室内全体を均等な暖房温度に保てるほか、地球にも易しいなどの利点がある。

しかしながら、この種空調装置においては、外気温が低く、室内外の温度差が大きいと、暖房効率が低下しやすく、このため、冷房効率に比べて暖房効率は低いとされ、この点を補うために室内機にヒータなどを併設した機種もあるが、冬場などの寒冷時期には電気代が高額となる原因となっていた。

ところで、最近の住宅では一階の居室などの空間を広く取るとともに、吹抜けなどにより居室からロフト（屋根裏部屋）空間までを連通させた住居形式とし、上方空間を含めた居室の見かけ上の間取を大きく取る方式が流行しており、意匠上からは好感を得られている。

その反面、建物の上部と下部の温度差が顕著になり、住い上の問題も多い。特に冬場における暖房時においては、暖められ軽くなった空気は上昇し、冷えて重くなった空気は下降するため、上記のような住居形式の場合には、エアコンにより暖房を取ろうとしても、ロフト空間が十分な暖房温度になっているにも関わらず、居室の内部はなかなか暖まらないほか、頭寒足熱の原則に反して足元が冷たく、頭が暖められてしまうため、身体的にも不快な状態となる課題があった。この種の課題を解決するために、ファンなどを設けることも検討されるが、単に空気を攪拌するだけであり、必ずしも効率が良いとは言えず、ファン設置に伴う居住空間内の意匠性などの課題も生ずる。

本発明は、上記課題を解決するものであり、暖房時における熱の集中箇所であるロフト空間内の熱回収を行うことによって、エアコンによる暖房効率を向上できるようにした空調システムを提供するものである。

前記目的を達成するため、本発明に係る室内空調システムでは、家屋内の上位置に構築された屋根裏部屋としてのロフト４にセパレート形エアコンの室外機８を設置するとともに、居室２に室内機９を設置し、前記室外機８と室内機９を接続するようにしたことを特徴としている。

前記室外機８と室内機９とは、冷媒回路１０により接続され、ロフト４内で回収された熱を冷媒を介して前記室内機９側に送るようにしている。

前記室外機８のある前記ロフト４と前記室内機９のある前記居室２とが、吹抜け５により連通されていても良い。

また、前記ロフト４内に断熱材あるいは蓄熱材２０を設け、これら断熱材あるいは蓄熱材２０に囲われた空間内に前記室外機８を設置するようにしても良い。

また、本発明に係る室内空調システムでは、図３の実施の形態にも示すように、家屋内の上位置に構築されたロフト４内に第１の室内機３１を設置するとともに、居室２に第２の室内機３２を設置し、各室内機３１、３２を屋外の適宜位置に配置された室外機３０に接続し、空調モードを第１の室内機３１と第２の室内機３２で変更し、第１の室内機３１で熱交換されて回収された熱を冷媒を介して第２の室内機３２側に送るようにしたことを特徴としている。

本発明によれば、家屋の中にあってロフト内は熱的には一番暖かい場所なので、居室の暖房を行う場合に、室外機と室内機との温度落差が少ないため、暖房運転時の負荷が極めて小さく、電気代なども節約できる。

本発明において、室外機のあるロフトと室内機のある前記居室とが、吹抜けにより連通されていることにより、上昇気流により暖められた熱を室外機を介して、効率的に室内機に送ることができる。

また、本発明において、断熱材あるいは蓄熱材に囲われたロフト空間内に室外機を設置することにより、例えば、昼間暖められたロフト内の熱を外部に放散することなく、効率的に室内機側に送ることができる。

請求項４に係る本発明によると、例えば第１の室内機の運転モードを送風にし、第２の室内機の運転モードを暖房とした場合には、第１の室内機で回収された熱は冷媒回路および室外機を介して第２の室内機側に送られることになるため、暖房運転時の負荷が極めて小さく、電気代などの節約もできる。

図１は、本発明の第１の実施形態を示すものである。図において、本発明が適用される家屋１は、一階の居室２、二階の居室３および最上位置のロフト４の一部を各階共通の吹抜け５により連通させたものである。ロフト４は隔壁６で仕切られ、この隔壁６で囲われた機械室７の内部には、セパレート形エアコンの室外機８が設置されている一方、一階の居室３には室内機９が設置され、この室内機９と前記室外機８との間を冷媒回路１０を介して接続している。

隔壁６は、シャッタなどにより開閉可能な開口部６ａにより室外機８に連通しており、また機械室７の外壁は引戸１１などにより開閉可能な構造となっている。すなわち、冬季（暖房）においては引戸１１を閉じ、隔壁６の開口部６ａを明けて、室外機８をロフト４の空間に連通させ、また、夏期（冷房）においては、隔壁６の開口６ａを閉じ、引戸１１を明けることによって室外機を外部に連通することができるようになっている。

図示のごとき冬季において暖房運転を行う場合には、吹抜け５を通じてロフト４側に上昇した空気は開口部６ａを通じて室外機８に取入れられ、ここで熱交換が行われ、室外機８に回収された熱は、冷媒回路１０内を循環する冷媒を通じて室内機９に送られ、居室２側に暖房空気を吹出す。居室２内に吹出された暖房空気は矢印に示すごとく吹抜け５を伝ってロフト４まで上昇するのであるが、この熱は、室外機８に回収されて再度居室２側の暖房として熱回収される循環が繰返される。このため、従来の室外機の配置場所に比較して冷媒回路１０内での熱落差は運転の継続により、順次減少し、各階とも均一な温度となり、かつ室外機８の負荷も減少し、結果的には電気代の大幅節約となる。

また、図示のごとく、居室２の吹抜け５に連通する箇所に小型エアコンの室内機１２Ａを前記室内機９に対向配置しておけば、ここからの空調空気の吹出しにより、暖気が吹抜け５側に散逸することが極力防止され、居室２内の空調温度を他の場所よりやや高めに設定することが可能となる。１２Ｂは、小型エアコンの室外機であって、屋外に設置されている。

尚、上記エアコンに替えて、ファンやファンヒーターのような暖房機器を設置しても良い。

さらに、夏期においては隔壁６の開口部６ａを閉じ、引戸１１を明けておけば、冷房時に室外機８から発生する熱は、外部に放散されるものとなる。なお、冷暖切替に応じて交互に自動的に開閉する構造も採用できるほか、引戸開放時には、雨などの吹込みがある場合もあるため、このような場合に備えて機械室７内を防水構造とすることが望ましい。

図２は本発明の第２実施形態を示すものである。本実施形態においては、ロフト４の床一面に断熱材または蓄熱材２０を敷詰めた点が異なり、他は第１実施形態と同一である。第２実施形態では、ロフト４が吹抜けにより下階に連通していない。この場合、冬季などにおいて、昼間、ロフト４は太陽光の直射により最も温度が高くなる場所であり、従ってこの熱を逃すことなく、室外機８および冷媒回路１０を通じて居室２側の室内機９に回収できるようになっている。

なお、本実施形態においても、隔壁により室外機８の設置場所をロフト４の他の場所から隔離しても良いし、夏期に備えて外壁を開閉可能とすることもできる。

図３は本発明の第３実施形態を示すものである。本実施形態では前記第１、第２実施形態とは異なり、セパレータ形エアコンの室外機３０を屋外に設置し、第１の室内機３１をロフト４内に設置し、第２の室内機３２を居室２に設置し、各室内機３１，３２と室外機３０間を室外機３０を経由して共通の冷媒回路３３，３４により接続したものである。

各室内機３１，３２は個別に停止、送風、冷房等の運転モードを設定できるほか、第２の室内機３２を暖房モードに設定した場合のみ、第１の室内機３１は自動的に送風モードとなるように設定されている。

これによって、居室２を暖房する場合には、第１の室内機３１は送風モードとなり、ロフト４内の暖められた空気を冷媒に回収し、冷媒回路３３を介してその熱を室外機３０側に回収し、室外機側では、この熱を冷媒回路３４を通じて第２の室内機３２に伝達することにより、外気による熱交換を行うことなく、室内機３１，３２間を通じて熱交換を行うことになる。

従って、本実施形態においても暖房時における空調負荷は極端に少なく、結果として電気代などの大幅節約ができるものとなる。また、本実施形態では、室外機は屋外におかれているため、第１，２実施形態のように冬季と夏期とで建物の内外を変化させることなく、簡単に実施できる。

本発明の第１実施形態の説明図である。 本発明の第２実施形態の説明図である。 本発明の第３実施形態の説明図である。

符号の説明

１ 建物
２ 居室
３ ２階居室
４ ロフト
５ 吹抜け
６ 隔壁
６ａ 開口部
７ 機械室
８，３０ 室外機
９，３３，３４ 室内機
１０ 冷媒回路
１１ 引戸
１２Ａ 小形エアコンの室内機
１２Ｂ 小形エアコンの室外機
２０ 断熱材または蓄熱材
３１ 第１の室内機
３２ 第２の室内機

Claims (4)

1. 家屋内の上位置に構築されたロフトにセパレート形エアコンの室外機を設置するとともに、居室に室内機を設置し、前記室外機と室内機を接続するようにしたことを特徴とする室内空調システム。
2. 前記室外機のある前記ロフトと前記室内機のある前記居室とが、吹抜けにより連通されていることを特徴とする請求項１記載の室内空調システム。
3. 前記ロフト内に断熱材あるいは蓄熱材を設け、これら断熱材あるいは蓄熱材に囲われた空間内に前記室外機を設置したことを特徴とする請求項１記載の室内空調システム。
4. 家屋内の上位置に構築されたロフト内に第１の室内機を設置するとともに、居室に第２の室内機を設置し、各室内機を屋外の適宜位置に配置された室外機に接続し、空調モードを第１の室内機と第２の室内機で変更し、第１の室内機で熱交換されて回収された熱を冷媒を介して第２の室内機側に送るようにしたことを特徴とする室内空調システム。

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