JP2011196639A

JP2011196639A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2011196639A
Application number: JP2010065689A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Konno; 康彦紺野
Original assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-10-06

Abstract

【課題】電気代が安く、温度調整及び湿度調整の両方が可能で、しかも、空調の効きの調整が可能な空気調和装置を提供する。
【解決手段】送風手段４を駆動すると、蓄熱槽内通気路Ｂ３にて熱媒Ａに触れることにより（熱媒の温度に応じて）冷却又は加熱された空気は第２通気路Ｂ２を通って室内３に流れ込む。本発明に係る空気調和装置１は蓄熱槽２を利用しているので、蓄熱槽を利用しない電気機器に比べて電気代を安く抑えることができる。また、熱媒Ａは水、氷及び雪の少なくとも１つを含むので蓄熱槽内通気路Ｂ３において（熱媒の温度に応じて）加湿又は除湿が行われ、室内３の湿度調節も可能となる。さらに、蓄熱槽内通気路Ｂ３の厚さ寸法Ｈを調整できるようになっているので、風速をコントロールでき、空調の効きを調整することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄熱槽を利用した空気調和装置に関する。

従来、多くの住戸やその他の建築物においては、エアコンや電熱ヒータ等の電気機器による冷房や暖房（空調）が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３１１４３８号公報

しかしながら、従来の電気機器による空調は電気代が高くついてしまうという問題があった。また、温度調節のみならず同時に湿度調節も行いたいというニーズもある。

そこで、本発明は、そのような問題を解決できる空気調和装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、図１及び図３に例示するものであって、水、氷、及び雪の少なくとも１つを含む熱媒（Ａ）を蓄えることのできる蓄熱槽（２，２２）と、
空調を行う室内（３）と該蓄熱槽（２，２２）とを連通するように配置される第１通気路（Ｂ１，Ｂ１１）と、
空調を行う室内（３）と該蓄熱槽（２，２２）とを連通するように配置される第２通気路（Ｂ２，Ｂ１２）と、
前記蓄熱槽（２，２２）内にて前記熱媒（Ａ）の表面に沿うように配置されると共に前記第１通気路（Ｂ１，Ｂ１１）及び前記第２通気路（Ｂ２，Ｂ１２）に連通された蓄熱槽内通気路（Ｂ３，Ｂ１３）と、
前記蓄熱槽内通気路（Ｂ３，Ｂ１３）、前記第２通気路（Ｂ２，Ｂ１２）、前記室内（３）、前記第１通気路（Ｂ１，Ｂ１１）、及び前記蓄熱槽内通気路（Ｂ３，Ｂ１３）の経路で空気を循環させるための送風手段（４，１４）と、
前記蓄熱槽内通気路（Ｂ３，Ｂ１３）の厚さ寸法（つまり、前記熱媒（Ａ）の表面と略直交する方向の寸法であるＨ）を調整する隙間調整手段（図２(a)
(b) の符号５，１５参照）と、を備える空気調和装置（１，１１）に関する。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記熱媒（Ａ）は水であり、
前記隙間調整手段（５）は、前記蓄熱槽内通気路（Ｂ３）の厚さ寸法を調整するように前記水の水位を調整する手段であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記隙間調整手段（１５）は、前記熱媒（Ａ）に対向するように配置されて該熱媒（Ａ）と共に前記蓄熱槽内通気路（Ｂ３）を構成する壁部であって、該熱媒（Ａ）に接離するように可動な状態に配置された壁部であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、図４(a) に例示するものであって、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記蓄熱槽（２）内の熱媒（Ａ）に下端部が浸かると共に、上端部が該熱媒（Ａ）から突出するように配置された熱交換手段（６）を備えたことを特徴とする。

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

請求項１乃至３に係る発明によれば、前記蓄熱槽内通気路→前記第２通気路→前記室内→前記第１通気路→前記蓄熱槽内通気路の経路で空気が循環されるため、前記熱媒の温度に応じて前記室内を冷房又は暖房することができるが、蓄熱槽内の熱媒を利用して冷房や暖房を行うため、蓄熱槽を利用しない電気機器に比べて電気代が安くなるという効果を奏する。また、該熱媒は水、氷又は雪を含むため、温度調節のみならず湿度調節も同時に行うことができる。例えば、熱媒に温水を用いる場合には室内の加湿が可能であり、熱媒に冷水を用いた場合には循環する空気は該冷水に触れて除湿されることとなる。さらに、前記蓄熱槽内通気路の厚さ寸法を前記隙間調整手段によって調整して風速を変えることができ、それに伴い熱媒の表面と空気との間の熱伝達の効率や湿気伝達の効率を変化させ、空調の効きを強くしたり弱くしたりすることができる。

請求項４に係る発明によれば、蓄熱槽内通気路を流れる空気と熱媒との熱交換は、それらの接触面のみならず前記熱交換手段を介しても行われるため、熱交換を効率良く行うことができる。

図１は、本発明に係る空気調和装置の構造の一例を示す模式図である。図２(a) は、隙間調整手段の構造の一例を示す模式図であり、同図(b)は、隙間調整手段の構造の他の例を示す模式図である。図３は、本発明に係る空気調和装置の構造の他の例を示す模式図である。図４(a) は、熱交換手段の配置位置等を示す模式図であり、同図(b)は、熱交換手段の構造の一例を示す斜視図である。

以下、図１乃至図４に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

本発明に係る空気調和装置は、図１に符号１で例示するものであって、
・熱媒Ａを蓄えることのできる蓄熱槽２と、
・空調を行う室内３と該蓄熱槽２とを連通するように配置される第１通気路Ｂ１と、
・空調を行う室内３と該蓄熱槽２とを連通するように配置された、前記第１通気路Ｂ１とは別の第２通気路Ｂ２と、
・前記蓄熱槽２内にて前記熱媒Ａの表面に沿うように配置されると共に前記第１通気路Ｂ１及び前記第２通気路Ｂ２の両方に連通された蓄熱槽内通気路Ｂ３と、
・前記蓄熱槽内通気路Ｂ３、前記第２通気路Ｂ２、前記室内３、前記第１通気路Ｂ１、及び前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の経路で空気を循環させるための送風手段４と、
・前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の厚さ寸法（つまり、前記熱媒Ａの表面と略直交する方向の寸法）Ｈを調整する隙間調整手段（図２(a) の符号５、及び同図(b) の符号１５参照。詳細は後述する。）と、
を備えている。ここで、上述の熱媒Ａは、水、氷、及び雪の少なくとも１つを含むものである。夏場などで室内３の温度を下げたい場合には熱媒Ａとして冷水（水道水や地下水等）や氷や雪のいずれかを使用すれば良く、冬場などで前記室内３の温度を上げたい場合には温水（水道水や地下水等）を使用すると良い。また、上述の第１通気路Ｂ１から蓄熱槽２内に吹き出される風が熱媒Ａに効率良く当たるように、該第１通気路Ｂ１の形状や送風手段４の構造・配置位置を設定すると良い。またさらに、前記蓄熱槽内通気路Ｂ３における前記第１通気路Ｂ１の開口と該蓄熱槽内通気路Ｂ３における前記第２通気路Ｂ２の開口とは近接させずに離間させておくと良い。例えば、図１等に示すように、前記第１通気路Ｂ１を前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の一端部近傍に開口させておき（符号Ｂ１ａ参照）、前記第２通気路Ｂ２を前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の他端部近傍に開口させておいて（符号Ｂ２ａ参照）、該第１通気路Ｂ１からの空気が前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の一端部近傍から他端部近傍に亘って流れるようにすると良い。

なお、上述の隙間調整手段としては、
・熱媒Ａが水の場合には、図２(a) に示すように、前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の厚さ寸法Ｈを調整するように前記水の水位を調整する手段
・図２(b) に符号１５で示すように、前記熱媒Ａに対向するように配置されて該熱媒Ａと共に前記蓄熱槽内通気路Ｂ３を構成する壁部（蓄熱槽１２の壁部）であって、該熱媒Ａに接離するように可動な状態に配置された壁部
を挙げることができる。

本発明によれば、前記蓄熱槽内通気路Ｂ３→前記第２通気路Ｂ２→前記室内３→前記第１通気路Ｂ１→前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の経路で空気が循環されるため、前記熱媒Ａの温度に応じて前記室内３を冷房又は暖房することができるが、蓄熱槽２，１２内の熱媒Ａを利用して冷房や暖房を行うため、蓄熱槽を利用しない電気機器に比べて電気代が安くなるという効果を奏する。また、該熱媒Ａは水、氷又は雪を含むため、温度調節のみならず湿度調節も同時に行うことができる。例えば、熱媒Ａに温水を用いる場合には室内３の加湿が可能であり、熱媒Ａに冷水を用いた場合には循環する空気は該冷水に触れて除湿されることとなる。さらに、前記蓄熱槽内通気路Ｂ３の厚さ寸法Ｈを前記隙間調整手段５，１５によって調整して風速を変えることができ、それに伴い熱媒の表面と空気との間の熱伝達の効率や湿気伝達の効率を変化させ、空調の効きを強くしたり弱くしたりすることができる。

ところで、図１に示す蓄熱槽２は空調を行う建物Ｃ１と離れて配置されているが、もちろんこれに限られるものではなく、図３に符号２２で示すように、空調を行う室内３の下方に配置しても良く、その他の位置に配置しても良い。また、図１に示す送風手段４は屋外に配置されているが、図３に符号１４で示すように空調を行う建物内に配置しても、その他の場所（例えば、蓄熱槽の内部）に配置しても良い。

一方、図４(a)
に示すように、蓄熱槽２内の熱媒Ａに下端部が浸かる（埋設される）と共に、上端部が該熱媒Ａから前記蓄熱槽内通気路Ｂ３に突出（露出）するように熱交換手段６を配置しておくと良い。そのようにした場合には、蓄熱槽内通気路Ｂ３を流れる空気と熱媒Ａとの熱交換は、それらの接触面のみならず前記熱交換手段６を介しても行われるため、熱交換を効率良く行うことができる。この熱交換手段６としては、同図(b)
に詳示するようなフィン式熱交換器を挙げることができる。

また一方、前記熱媒Ａに水（冷水又は温水）を用いる場合には、水を撹拌して水面を波立たせて、空気に触れる表面積を大きくしても良い。このように水の表面積を大きくすることにより、水と空気との間の熱交換を促進することができ、該熱交換を効率良く行うことができる。

また、上述の熱媒Ａは冷却装置や加熱装置で温度調整を行えるようにすると良い。例えば、夜間電力を利用して熱媒Ａを冷却又は加熱しておき、その熱媒Ａを利用した冷房又は暖房を昼間に行うと、電気料金の安い夜間電力を利用することができる。

１空気調和装置
２蓄熱槽
３室内
４送風手段
５隙間調整手段
６熱交換手段
１４送風手段
１５隙間調整手段
２２蓄熱槽
Ａ熱媒
Ｂ１第１通気路
Ｂ２第２通気路
Ｂ３蓄熱槽内通気路

Claims

水、氷、及び雪の少なくとも１つを含む熱媒を蓄えることのできる蓄熱槽と、
空調を行う室内と該蓄熱槽とを連通するように配置される第１通気路と、
空調を行う室内と該蓄熱槽とを連通するように配置される第２通気路と、
前記蓄熱槽内にて前記熱媒の表面に沿うように配置されると共に前記第１通気路及び前記第２通気路に連通された蓄熱槽内通気路と、
前記蓄熱槽内通気路、前記第２通気路、前記室内、前記第１通気路、及び前記蓄熱槽内通気路の経路で空気を循環させるための送風手段と、
前記蓄熱槽内通気路の厚さ寸法（つまり、前記熱媒の表面と略直交する方向の寸法）を調整する隙間調整手段と、
を備えた空気調和装置。
前記熱媒は水であり、
前記隙間調整手段は、前記蓄熱槽内通気路の厚さ寸法を調整するように前記水の水位を調整する手段である、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
前記隙間調整手段は、前記熱媒に対向するように配置されて該熱媒と共に前記蓄熱槽内通気路を構成する壁部であって、該熱媒に接離するように可動な状態に配置された壁部である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
前記蓄熱槽内の熱媒に下端部が浸かると共に、上端部が該熱媒から突出するように配置された熱交換手段、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気調和装置。