JP2021521410A - 蓄冷蓄熱式のルーム空調装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、暖房と空調設備の技術分野に関し、特に、蓄冷蓄熱式のルーム空調装置に関し、エネルギー貯蔵空調装置と、冷熱源装置と、風路とを含み、エネルギー貯蔵空調装置はエネルギー貯蔵媒体を収容する容器と、容器内に取り付けられているとともにエネルギー貯蔵媒体に曝されているコイル熱交換器及び電気加熱管とを含み、コイル熱交換器の両端はいずれも冷熱源装置に接続され、風路内を流れる空気は容器内のエネルギー貯蔵媒体と熱交換することができる。本発明の利点は、構造が簡単で、取り付けコストが低く、安全で信頼性が高く、寒冷地域における冬季のクリーン暖房の問題を解決でき、夏季に冷房の能力も有するだけではなく、本発明は、「エネルギー貯蔵」の能力も有し、電気料金が安いときに蓄冷／蓄熱し、電力消費のピーク時に放冷／放熱する方法により、電力負荷のピーク時間帯の電力消費負荷を大幅に低下させ、電力網負荷のバランスを取り、作動費用を低減する役割を果たし、最終的に、クリーンエネルギーの廃棄を低減する役割も果たすことができる。【選択図】なし

Description

本発明は、暖房、空調、エネルギー貯蔵機器の技術分野に関し、特に、蓄冷蓄熱式のルーム空調装置に関する。

中国は、現在、「クリーン暖房」技術を積極的に普及しており、環境に対する管理に伴い、霧霾除去に対する要求が高まり、石炭焚き、ガス焚き、石油焚きなどの再生不可能資源を使用する暖房方式又は環境を汚染する暖房方式の採用を減少又は禁止し、現在及び今後の暖房政策はクリーン暖房対策の採用であり、ここで、中国政府は、技術対策として、石炭焚き暖房の代わりに、電気暖房の採用を積極的に普及している。現在の電気暖房の実施状況によれば、効果的で、持続可能な電気暖房を実施することは容易ではなく、主に次のような問題がある。

１、集中型電気暖房システム計画、設計、施工の総工事期間が長く、暖房面積当たりの投資が大きく、投資回収期間が長く、システムの運営管理コストが高い。

２、既存の分散型電気蓄熱式製品の表面の温度が高く、コストが高く、取り付けが容易ではない。

３、既存の分散型の電力直接供給製品は、ピーク時間帯電力及びフラット時間帯電力を使用するため、作動コストが高く、電力網負荷の調節に使用できない。

前述の３つのタイプの電気暖房方法は、いずれも夏季の冷房機能を備えていない。

４、現在、空気源ヒートポンプの使用は、主なクリーン暖房方法になり、このような暖房機器で、冬季でのクリーン暖房を実現でき、夏では冷房することもできるが、作動費用が高く、電力網のバランスを取る能力がないという問題がある。

夏季に、特に中国南部の一部の都市では、空調の電力消費量が社会全体の総電力消費量の３０％〜５０％を占め、電力網の主な負荷であり、且つ、明確な時間性を有する。

空調の負荷以外に、他の電力負荷も、昼間は電力負荷のピーク期間で、夜間は電力負荷のボトム期間である、即ち明確な時間性を有するのが多く、このような消費電力の大きな差異により電力網のバランスを取る動作に大きな困難をもたらし、社会的資源の浪費にもなる（より大きな発電所或いは電力網負荷調節機器を建設する必要がある）。中国政府は、電力網のバランス問題を緩和するため、ピーク時間をずれて電気を使用することを奨励し、ピーク時間帯とボトム時間帯の電気料金政策を立てた。

近年、中国のクリーンエネルギー（風力発電、太陽光発電、水力発電、原子力発電など）が急速な発展を続けてきたが、それにより、中国の電力網負荷のバランス問題がより深刻になるとともに、大量のクリーンエネルギーが電力網に入ることができず廃棄される現象が発生し、したがって、クリーンエネルギーの消費及び受け入れは、エネルギー業界の重要な事業となっている。

本発明の目的は、蓄冷蓄熱式のルーム空調装置を提供することであり、寒冷地域における冬季のクリーン暖房の問題を解決でき、夏季に冷房の能力も有するだけではなく、本発明は、「エネルギー貯蔵」の能力も有し、電気料金が安いときに蓄冷／蓄熱し、電力消費のピーク時に放冷／放熱する方法により、電力負荷のピーク時間帯の電力消費負荷を大幅に低下させ、電力網負荷のバランスを取り、作動費用を低減する役割を果たし、最終的に、クリーンエネルギーの廃棄を低減する役割も果たすことができる。

本発明の上記技術目的は、以下の技術的解決手段により実現される。蓄冷蓄熱式のルーム空調装置であって、エネルギー貯蔵空調装置と、冷熱源装置と、風路とを含み、エネルギー貯蔵空調装置は、エネルギー貯蔵媒体を収容する容器と、容器内に取り付けられるとともにエネルギー貯蔵媒体に曝されているコイル熱交換器及び電気加熱管とを含み、コイル熱交換器の両端はいずれも冷熱源装置に接続され、風路は前記容器内に設置され、風路内を流れる空気は容器内のエネルギー貯蔵媒体と熱交換することができる。

上記の技術的解決手段を採用することにより、本願の蓄冷蓄熱式の空調装置は、冬季では、ユーザが冷熱源装置の加熱機能をオンにすることができ、室内のエネルギー貯蔵空調装置のコイル熱交換器を利用して容器に熱を輸送し、容器内の水温を比較的高いレベル（例えば約６５℃、冷熱源装置の能力に応じて決定）まで上昇させ、蓄熱すると同時に、エネルギー貯蔵媒体によって熱が風路の壁板に伝達され、風路から室内へ能動的に放熱し、装置全体は電力消費が低い期間中に動作し、したがって、暖房作動費用を著しく低減することができ、装置全体が極寒の季節に作動される場合、一日中に必要な熱を満たすために、より多くの熱を容器内に蓄える必要があり、この時、冷熱源装置により容器を比較的高い温度に昇温させた後、電気加熱管をオンにして、水温をより高い温度（例えば約９５℃）までさらに上げる。夏季では、電気料金が安い時間帯に、ユーザは冷熱源装置の冷却機能をオンにし、容器内のエネルギー貯蔵媒体が降温して零度、さらには氷に凍るまで、冷却用動作流体にコイル熱交換器を通過させてエネルギー貯蔵媒体を降温させ、蓄冷中、冷熱が風路から室内に能動的に放出される。このような方法により、容器内のエネルギー貯蔵媒体がより多い冷熱を蓄えることができ、それにより冷却システムが昼間の電気消費のピーク時間帯での作動時間を大幅に低減して、電力網負荷のバランスを取り、冷却作動の電力費用を相当に節約する。また、エネルギー貯蔵媒体として水を使用すると、持続可能な発展の要求を満たすだけではなく、他のエネルギー貯蔵媒体と比べて性能劣化現象が発生せず（耐用年数が長い）、伝熱性能がよく、蓄冷蓄熱の温度が適切であり（温度が暖房温度、空調温度に近い）、コストが低いなどの一連の利点を有する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記容器は、インナハウジングと、アウタハウジングと、インナハウジングの内部に設置されるとともにインナハウジング及びアウタハウジングを貫通するダクトとを含み、ダクトの一端は容器の底部に接続され、他端は容器の頂部に接続され、ダクトの内部は空気が流れるための風路を形成し、エネルギー貯蔵媒体及びコイル熱交換器はいずれもインナハウジングの内部に設置される。

上記の技術的解決手段の採用により、動作時に、冷熱源装置の冷却又は加熱機能をオンにし、コイル熱交換器を利用して容器に冷熱又は熱を輸送し、エネルギー貯蔵媒体と熱交換させ、冷熱又は熱がエネルギー貯蔵媒体によりダクトの壁板まで伝達された後、風路の頂端から室内に送り込まれて冷気を供給するか又は熱を供給する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記インナハウジング及びアウタハウジングを貫通するダクトを複数含む。

上記の技術的解決手段の採用により、熱源又は冷源の輸送効率が向上する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。インナハウジングとアウタハウジングとの間に空気保温層を形成するために、前記インナハウジング及びアウタハウジングは前記ダクトと交差する位置で固定接続する。

上記の技術的解決手段の採用により、インナハウジングの内部の熱又は冷熱を隔離するために用いられ、過剰の熱又は冷熱を自律的に放出することを回避し、当該空気保温層があるため、暖房時に、外殻表面の温度が低く、現在の「固体蓄熱式電気ヒータ」の外殻の温度が高く、火傷を負い易くなる危険性を回避する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記容器は、インナハウジングと、アウタハウジングと、両者の間に固定接続されている複数本の支持棒とを含み、インナハウジングとアウタハウジングとの間に空気が流れるための風路が形成され、前記アウタハウジングの頂部及び底部はいずれも通気用の開口部であり、エネルギー貯蔵媒体及びコイル熱交換器はいずれもインナハウジングの内部に設置される。

上記の技術的解決手段の採用により、動作時に、ユーザや作業者は、集積型制御パネルを介してファンを起動して、空気を風路内に吸い込み、風路に入った空気はインナハウジングの外壁と熱交換した後、風路の頂端から室内に送り込まれて暖房又は冷房を行う。実施例１の容器の構造と比べて、本実施例の容器の構造は、インナハウジングとアウタハウジングとの間に形成された風路により熱又は冷熱の放出を実現し、インナハウジングの内部にダクトを増設することを必要とせず、構造全体が簡素化され、生産コストを低減するとともに、ヒトがルームから出ながら、ファンをオフにしたとき、容器を保温することもでき、容器の自律的な放熱を低減する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記風路の下方にはファンが取り付けられている。

上記の技術的解決手段の採用により、気流の流速を向上させるためにファンを設置し、それにより暖房及び冷房の効率が向上する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記ファンの送風口が風路の吸風口からずれている。

上記の技術的解決手段の採用により、風路の内部から流れ落ちた凝縮水が風に吹き飛ばされてドレンパン内にスムーズに落ちにくいことを回避する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記風路の底部の、ファンの上方に位置する位置にはドレンパンが設けられ、ドレンパンは容器に固定され、ファンはドレンパンの水を盛る側と背向いた側に固定され、ドレンパンの底部がトラップに連通している。

上記の技術的解決手段の採用により、生成可能な凝縮水を収集し、トラップを介してそれを外部まで導いて排出して、凝縮水が地上又はファン内に落ちることを回避する。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記アウタハウジングの外壁には、集積型制御パネルが取り付けられ、前記インナハウジングの内壁には高水位と低水位の２つの水位センサが取り付けられ、前記水位センサは集積型制御パネルに電気的に接続される。

上記の技術的解決手段の採用により、補水のために、容器内の水位をリアルタイムで監視できる。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記容器の頂部にはブラストキャップが設けられ、ブラストキャップの４周面には通風口が開けられている。

上記の技術的解決手段の採用により、主に気流を分配するために用いられる。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記冷熱源装置は空調機の室外機である。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記容器の片側且つ下方に近い位置には内部と連通する水道管が設けられ、前記水道管にはボール弁が取り付けられている。

上記の技術的解決手段の採用により、ユーザや作業者は水道管を介して容器に対して排水又は補水を行うことができる。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記容器の頂部には、容器の内部にエネルギー貯蔵媒体を補充する注水口が開けられ、注水口には蓋板が取り付けられている。

上記の技術的解決手段の採用により、ユーザや作業者は注水口を介して補水することができ、塵埃などの異物が注水口から容器に入ることを回避するために蓋板を設置することにより、水が汚染されるのを避ける。

本発明の好ましい一例示では、さらに次のように設置されてもよい。前記蓋板には、均圧孔が開けられている。

上記の技術的解決手段の採用により、外部との連通のために均圧孔を設置することにより、インナハウジングの内部の常圧状態を保証し、エネルギー貯蔵媒体が加熱された後、インナハウジングの内部の圧力が増加してインナハウジングを損傷することを回避し、エネルギー貯蔵媒体が降温した後、インナハウジングの内部の圧力が低下してインナハウジングを損傷することも回避する。

要約すると、本発明の有益な技術的効果は次のとおりである。

１、本願の蓄冷蓄熱式の空調装置は、エネルギー貯蔵媒体が熱又は冷熱を風路の壁板まで伝達するように、冷熱源装置の加熱及び冷却機能により、コイル熱交換器を利用して容器に熱又は冷熱を輸送し、風路から室内に能動的に暖房又は冷房を行い、装置全体は電力消費のボトム期間中に動作し、容器内のエネルギー貯蔵媒体を利用して多い熱又は冷熱を蓄えることができ、それにより加熱又は冷却システムが昼間の電気消費のピーク時間帯に作動する時間を大幅に低減して、電力網負荷のバランスを取り、加熱又は冷却作動による電気料金を相当に節約する。また、エネルギー貯蔵媒体として水を使用すると、社会の持続可能な発展の要求を満たすだけではなく、他のエネルギー貯蔵媒体の採用と比べて、性能劣化現象が発生せず（即ち、耐用年数が長い）、伝熱性能がよく、蓄冷蓄熱の温度が適切（温度が暖房温度、空調温度に近く、熱エネルギー利用効率が高い）であり、コストが低いという利点を有する。

２、気流の流速を向上させるためにファンを設置することにより、暖房及び冷房の効率が向上する。

３、自己重力式弁の設置により、空気が風路内を流れることを阻止でき、対流熱伝達を減らし、それにより容器の壁板の熱の放出量を低下させて、ハウジングの外部温度が高すぎて火傷になり得る危険性を回避するのに有利である。

４、冷却時に生成される結露水を収集するためにドレンパンを設置して、地面又はファン内に直接落ちることを回避する。

本発明の実施例１における蓄冷蓄熱式の空調装置全体の概略構造図である。 容器の内部構造を具現化する部分断面図である。 容器の頂部注水口と、蓋板と、均圧孔との位置及び構造を具現化する概略図である。 エネルギー貯蔵空調装置の正面図である。 自己重力式弁の位置を具現化する概略構造図である。 自己重力式弁の構造の概略図である。 本発明の実施例２における蓄冷蓄熱式の空調装置全体の概略構造図である。 インナハウジングと、アウタハウジングと、支持棒との間の接続関係を具現化する概略構造図である。

以下、本発明について、図面を参照しながらさらに詳細に説明する。

（実施例１）
図１を参照すると、本発明に開示される蓄冷蓄熱式のルーム空調装置であって、エネルギー貯蔵空調装置１と、冷熱源装置２と、風路３３とを含み、エネルギー貯蔵空調装置１と冷熱源装置２との間は冷却加熱管路の流入管２１及び冷却加熱管路の流出管２２を介して連通し、管路の開閉を制御するために、この２本の管路にはそれぞれメンテナンス弁２３が取り付けられている。

エネルギー貯蔵空調装置１は、エネルギー貯蔵媒体を収容する容器３と、容器３内に取り付けられるとともにエネルギー貯蔵媒体に曝されているコイル熱交換器３１とを含み、風路３３内を流れる空気は容器３内のエネルギー貯蔵媒体と熱交換することができ、エネルギー貯蔵媒体の温度が常圧状態で達成可能な最高蓄熱温度（例えば約９５℃）まで上昇できるように、コイル熱交換器３１の下方にはエネルギー貯蔵媒体をさらに加熱するための電気加熱管３２が設けられ、エネルギー貯蔵媒体は、水であってもよく、それは値段が安く、取得しやすいという利点を有する。

容器３は、様々な取り付け方式の需要に適応するように、様々な異なる形状に製造でき、空気全体の流れ方向に応じて、当該容器３は、「縦型」と「横型」の２つの基本的な構造形態があり得る。縦型構造とは、容器３の内部での空気の流れ方向が下から上への方向（一部の取り付け需要によっては、上から下への方向に設計してもよい）であることを言う。横型構造とは、容器３の内部での空気の流れ方向が全体として水平方向（左から右へ、又は逆）に流れることを言う。本装置では、「縦型」容器３の形態を採用することを推薦し、即ち空気の全体的な流れ方向が下から上である。

冷熱源装置２は、暖房機能が作動する場合、冷却加熱管路を介してエネルギー貯蔵空調装置１に温度が高い媒体を輸送し、媒体はコイル熱交換器３１を介してエネルギー貯蔵媒体を加熱し、冷却機能が作動する場合、冷却加熱管路を介してエネルギー貯蔵空調装置１に温度が低い媒体を輸送し、媒体はコイル熱交換器３１でエネルギー貯蔵媒体を冷却する。本装置の容器３は縦型、即ち風路３３が垂直に設置されたため、「煙突効果」により風路３３内で自然的に空気の流れが発生し、熱又は冷熱の受動的な放出が実現される。

図２を参照すると、より具体的には、容器３は、２層構造の設計を採用し、インナハウジング３４と、アウタハウジング３５と、インナハウジング３４の内部に設置されるとともにインナハウジング３４及びアウタハウジング３５を貫通するダクト３６とを含み、インナハウジング３４及びアウタハウジング３５はダクト３６と交差する位置で固定接続し、エネルギー貯蔵媒体と、コイル熱交換器３１と、電気加熱管３２とはいずれもインナハウジング３４の内部に設置される。ダクト３６は、正方形、円形、楕円形、花形又は他の異形構造であり得、主にエネルギー貯蔵媒体の冷熱又は熱を放出するために用いられる。ダクト３６の一端は、容器３の底部に気密に接続され、他端は容器３の頂部に気密に接続され、ダクト３６の両端はいずれも容器３の表面と同一平面にあり、ダクト３６の内部は空気が流れるための風路３３を形成し、ニーズに応じて、ダクト３６を１本又は複数本設置してもよく、均一且つ十分な放熱に有利になるように、ダクト３６の数量、直径又は断面積は熱伝達性能の計算によって決定され、ダクト３６をエネルギー貯蔵媒体に均一に配置することが設計目標である。

空気が風路３３を流れる際に、気流は風路３３の外部（インナハウジング３４の内部）のエネルギー貯蔵媒体と熱交換を行い、冷房機能が作動するとき、風路３３を流れる空気はエネルギー貯蔵媒体の冷熱を吸収して降温し、暖房機能が作動するとき、風路３３を流れる空気はエネルギー貯蔵媒体の熱を吸収して昇温する。

インナハウジング３４とアウタハウジング３５との間には、断熱のために空気保温層３７が充填され、設計時に、空気保温層３７の厚さを変更することにより容器３の外面の温度を調節することができ、且つ、蓄熱作動時（容器３内の水温が最高約９５℃まで達成できる）に外面の火傷防止機能の要件を満たしながら、蓄冷作動時（箱内の最低温度が約０℃である）に外面の結露防止の要件も満たす。

図１及び図３を参照すると、容器３の頂部（インナハウジング３４及びアウタハウジング３５の頂部）には、インナハウジング３４の内部にエネルギー貯蔵媒体を補充できる注水口が開けられており、塵埃などの異物が注水口からインナハウジング３４に入ってエネルギー貯蔵媒体が汚染されることを回避し、それに適合する蓋板３８が注水口に設置される。蓋板３８には、外部との連通のための均圧孔３８１が開けられ、インナハウジング３４の内部が常圧状態であることを保証し、エネルギー貯蔵媒体が加熱された後、インナハウジング３４の内部の圧力が大きすぎて容器３が損傷されることを回避し、エネルギー貯蔵媒体が降温した後、インナハウジングの内部の圧力が低下してインナハウジングが損傷されることも回避する。容器３が常圧で作動するため、容器３の構造に対する強度の要求が低く、材料の消費量も少なく、コストの低減に有利である。容器３の片側且つ下方に近い位置にはインナハウジング３４の内部と連通する水道管３９が設けられ、水道管３９にはボール弁３９１が取り付けられ、通常の場合、水道管３９を介して排水するか、又は外部水源に接続して補水し、容器３の水源からの距離が遠くて管を接続しにくい場合、ユーザや作業者は注水口を介して補水してもよく、毎回、注水口よりも低い水位まで注水する。

アウタハウジング３５の片側の外壁には集積型制御パネル４０が取り付けられ、上記のメンテナンス弁２３、電気加熱管３２、冷熱源装置２はいずれも集積型制御パネル４０に接続され、ただし、メンテナンス弁２３として電磁弁を設置する。インナハウジング３４の内部には高水位と低水位の２つの水位センサ４１が取り付けられ、空気保温層３７を介して配線されるとともに集積型制御パネル４０に接続され、補水のために、容器３内の水位をリアルタイムで監視する。

図２を参照すると、風路３３の下方には、集積型制御パネル４０に接続される、気流の流速を向上させるためのファン４２が設置され、それにより暖房及び冷房の効率が向上する。ファン４２として、クロスフローファン、遠心ファンなどのタイプを選択可能で、空気はファン４２から導入され、風路３３を通る際に熱又は冷熱を吸収し、続いて空調装置の頂部まで送られる。本機器は、夏季に冷却作動するとき、風路３３に凝縮水が生成するため、風路３３の底部の、ファン４２の上方に位置する位置に生成可能な凝縮水を収集するためのドレンパン４３を設置する。ドレンパン４３は、アウタハウジング３５の外底壁に固定され、ドレンパン４３の下面には、凝縮水を外部まで導いて排出しやすくするために、排水管３９に接続されるトラップ４４が接続されている。

ファン４２は、ドレンパン４３の水を盛る側と背向いた側に取り付けられ、その送風口は風路３３の吸風口からずれているため、ファン４２の送風口は風路３３内の凝縮水の滴落経路とずれ、風路３３の内部から流れ落ちた凝縮水が風に吹き飛ばされてドレンパン４３内にスムーズに落ちにくいことを回避し、ドレンパン４３の水がファン４２の送風口から流出することを防止するために、ファン４２が送風する周辺の高さはドレンパン４３の底面より高い必要がある。

図４を参照すると、容器３の頂部には、主な作用が気流の分配であるブラストキャップ５が設けられている。ブラストキャップ５の周辺の側板には、複数の通風口が開けられ、送風方向の要件及び美観の要件に応じて配置すればよい。頂部にブラストキャップ５を取り付けることにより、ダクト３６の頂部に位置するダクト３６の吹出口を隠して、美観性を向上させることもできる。ブラストキャップ５の頂部は、平面状であるのが一般的であるが、他の形状であってもよいことは勿論である。平面状に製造すると、ユーザがその頂部に家庭用の物を置きやすく、例えば頂部に水盛り皿を置いてもよく、それに水を入れると、冬季に暖房作動時の「加湿」機能を実現でき、室内レベルの恒温恒湿機能を実現して、加湿器の購入費用を節約し、水を入れた水盛り皿に水生植物を植えることもできる。その意味で、空調装置の空間利用率を向上させることができる。

図５及び図６を参照すると、ブラストキャップ５の吹出口は、風力作用で自動的に開閉する自己重力式弁６に設置される。自己重力式弁６は、互いに平行し且つ垂直に設置した１対の立板６１と、２つの立板６１の間に等間隔に固定接続された複数本の固定軸６２と、各固定軸６２に回動連結され、且つ、固定軸６２と同じ長さに設置された風向調整板６３とを含み、風向調整板６３は上から下の順に重ね継ぎ、風向調整板６３はアーチ状を呈し、ブラストキャップ５の外側へ突設され、通常の場合、自己重力式弁６は自然垂下状態であり、吹出口が閉じる。

図４及び図５を参照すると、動作時に、風向調整板６３は、風力の作用を受けて外側に開き、気流が隣接する風向調整板６３同士の隙間から室内に入って暖房又は冷却を実現し、風向調整板６３はアーチ状に設置され、風力が小さい状況での開きに有利である。ファン４２の作動が停止すると、風向調整板６３は自分の重力の作用により自動的に垂下して吹出口を閉じ、風路３３内の空気が流れることを阻止し、対流熱伝達を低減し、即ち容器３の熱又は冷熱の放出を低減して、発生する可能性がある、容器３がルームへ過剰に放熱して冷却する現象を回避するため、装置の省エネルギー作動に有利である。

図１を参照すると、上記の冷熱源装置２は異なるタイプの冷熱源装置２であってもよく、熱又は冷熱を輸送する媒体は圧縮式冷却システムの「冷媒」であってもよく、空気源ヒートポンプの冷温水ユニットより提供される水（冷水又は温水）であってもよく、さらに、他の冷熱源機器であってもよい。本願の技術的解決手段において、ルーム空調機の室外機を冷熱源装置２として採用することを推薦し、この時、冷却加熱管路の流入管２１がそれに対応する冷媒ガス管であり、冷却加熱管路の流出管がそれに対応する冷媒液体管である。冷熱源装置２がルーム空調機の室外機を採用する場合、冷熱源装置２と、冷却加熱管路の流入管２１と、冷却加熱管路の流出管と、コイル熱交換器３１とは共に「圧縮式冷却（加熱）システム」を構成する。以下の説明は、いずれも冷熱源装置２がルーム空調機の室外機であると仮定する。

コイル熱交換器３１の両端は、それぞれ冷却加熱管路の流入管２１及び冷却加熱管路の流出管２２を介して冷熱源装置２と連通することにより、コイル熱交換器３１と冷熱源装置２とが一緒に「圧縮式冷却又は加熱」のシステムを形成し、冷却モードで作動すると、当該熱交換器を冷却システムの蒸発器とし、加熱モードで作動すると、当該熱交換器を冷却システムの凝縮器とする。冷却モードで作動した後、水温が０℃まで低下したとき、続いて冷却モードで作動すると、エネルギー貯蔵媒体は氷になる。氷は大きな「相変化潜熱」を蓄えることができるので、小さい体積のエネルギー貯蔵媒体を使用して大きい容量の冷熱を蓄えることができ、それにより蓄冷蓄熱空調装置の体積を効果的に縮小することができる。

加熱モードで作動するとき、コイル熱交換器３１をシステムの「凝縮器」として使用し、凝縮器内の冷媒の熱をエネルギー貯蔵媒体に放出して、エネルギー貯蔵媒体の温度を上げる。ピーク時間帯とボトム時間帯の電気料金政策がある場合、電気料金が安い時間帯を利用して加熱し、電気料金が安い時間帯で水温をできるだけ上げ、一般的に言えば、約５０〜６５℃以上まで上げることができ、電気料金のピーク時間帯では、加熱モードの作動を停止し、エネルギー貯蔵媒体に蓄えている熱エネルギーを利用して熱を供給し、こうすると、暖房の電気料金を効果的に節約する。

冷却モードで作動するとき、コイル熱交換器３１をシステムの「蒸発器」として使用し、エネルギー貯蔵媒体が全部氷になるか、又は電気料金が安い時間帯が終わるまで、蒸発器の内部温度が低い冷媒はエネルギー貯蔵媒体の熱を吸収して、エネルギー貯蔵媒体の温度を低下させる。

電気の電気消費が低い時間帯又は電気料金が安い時間帯に、エネルギー貯蔵媒体が氷に凝結するまで、冷却システムによりエネルギー貯蔵媒体の温度がさらに低下する。このような方法により、容器３のエネルギー貯蔵媒体は多い冷熱を蓄えることができ、それにより圧縮式冷却システムが昼間の電気消費のピーク時間帯に作動する時間が大幅に低下し、電力網負荷のバランスを取り、冷却作動の電気料金を相当に節約する。

本願のコイル熱交換器３１のタイプは、「銅管アルミニウムフィン式」の熱交換器であり、その構造は、現在の空調設備に広く使用されている蒸発器、凝縮器のタイプと同じであり、構造も類似し、コイル熱交換器３１の管内は冷媒が作動する通路であり、管外は水である。具体的に実施する際に、主に熱交換器を水中に適切かつ均一に配置すればよく、主な目標は、容器３のエネルギー貯蔵媒体が所定の時間内に大部分氷になることを保証することである。

動作原理：冬季では、ユーザは冷熱源装置２をオンにして、ヒートポンプの加熱機能が作動し、室内のエネルギー貯蔵空調装置１のコイル熱交換器３１を利用して容器３に熱を輸送しながら、容器３内の水温を比較的高いレベル（例えば約６５℃、冷熱源装置２の能力によって決定される）まで上げる。ヒートポンプが作動するとき、装置全体が比較的高いエネルギー効率比を有するため、良好な省エネルギー効果を実現でき、且つ、装置全体は電力消費が低い期間中に動作するため、暖房作動費用が著しく低減する。装置全体が極寒の季節に作動すると、一日中に必要な熱を満たすために容器３内により多い熱を蓄える必要があり、この時、ヒートポンプにより容器３が比較的高い温度に昇温した後、電気加熱管３２をオンにして、水温をより高い温度（例えば約９５℃）までさらに上げる。夏季では、電気料金が安い時間帯で、ユーザはヒートポンプ空調の室外機をオンにし、冷却機能が作動して、容器３内の水が零度、さらには氷に凍るように降温するまで、冷却用動作流体が室内装置のコイル熱交換器３１を通過して水を降温させる。このような方法により、容器３内の水に比較的多い冷熱を蓄えらせ、それにより冷却システムが昼間の電気消費のピーク時間帯に作動する時間が大幅に低下して、電力網負荷のバランスを取り、冷却作動の電気料金を相当に節約する。室内を降温するとき、ユーザは集積型制御パネル４０のファン４２を起動して、室内の空気をベースから吸い込んで風路３３内まで送り、風路３３に入った空気は容器３の外壁との熱交換により温度が低下し、続いて、ブラストキャップ５上の吹出口から室内に送って室内の空気の温度を下げる。

（実施例２）
図７及び図８を参照すると、本発明が開示する蓄冷蓄熱式のルーム空調装置であって、実施例１と異なる点は容器３の構造設計であり、具体的には、容器３はインナハウジング３４と、アウタハウジング３５と、両者の間に固定接続されている複数本の支持棒４５とを含み、インナハウジング３４とアウタハウジング３５との間に空気が流れるための風路３３が形成され、アウタハウジング３５の頂部及び底部はいずれも通気用の開口部であり、アウタハウジング３５は、実施例１で形成した空気保温層３７に類似する二重壁構造を有することができる。風路３３の下方には、空調装置の支持脚に固定されるファン４２が設けられ、ファン４２は風路３３を介して配線されるとともに集積型制御パネル４０に接続され、空気を抽出して風路３３内に送って昇温又は降温されたエネルギー貯蔵媒体と熱交換するために用いられ、それにより室内の暖房又は冷却が実現される。

ファン４２の近傍の吸気位置には、集積型制御パネル４０に接続され、室内の温度を検出するために用いられる室温センサが取り付けられ、室内の温度が設定温度より低いか又は高い場合、ファン４２が起動されて送風し始め、放熱（冬季の暖房時）又は放冷（夏季の冷房時）を強化する。ファン４２を利用して放熱及び放冷機能を強化すると、ユーザの「行動省エネルギー」機能を容易に実現することができ、即ち、冬季では、ユーザがルームから出るとき、ファン４２をオフにし、容器３の放熱が大幅に低下し、ヒトがルームに戻ると、ファン４２がオンになり、迅速に昇温することができ、温度の快適性の要求を迅速に満たすことができ、夏季では、冬季と同様に、ヒトがルームから出るとき、ファン４２をオフにして、冷熱の放出を低下し、ヒトがルームに戻ると、ファン４２がオンになり、迅速に降温する。

ファン４２の上方には、ボウル状のドレンパン４３が設けられ、ドレンパン４３の縁が斜め上へ延伸し、且つインナハウジング３４の底部を完全に取り囲み、冷却時に風路３３の外壁上の結露水を収集するために用いられ、地面に直接落下することを回避する。ドレンパン４３内に垂直スクリュー４６が一体的に接続され、ドレンパン４３はスクリュー４６を介してインナハウジング３４の底部にねじ山接続され、必要に応じて、作業者が着脱することができ、ファン４２はドレンパン４３のスクリュー４６から離れた側に取り付けられ、それをドレンパン４３と一緒に取り外すことができ、清掃又はメンテナンスしやすくなる。ドレンパン４３の下面には、トラップ４４が接続され、排水管路に接続されてもよく、凝縮水を外部へ導出して排出する。

動作時に、ユーザや作業者は集積型制御パネル４０を介してファン４２を起動して、空気を風路３３内に吸い込み、風路３３に入った空気がハウジングの外壁と熱交換を行い、続いてブラストキャップ５の吹出口から室内に送り込んで暖房又は冷房を行う。

本実施例の蓄冷蓄熱式の空調装置は、インナハウジング３４とアウタハウジング３５との間に形成された風路３３により熱又は冷熱の放出を実現し、ダクト３６を増設することを必要とせず、構造全体が簡素化され、生産コストを低減するとともに、ヒトがルームから出ながら、ファン４２をオフにしたとき、容器３を保温することもでき、容器３の自律的な放熱を低減する。

この具体的な実施形態の実施例は、いずれも本発明の好ましい実施例であるが、本発明の保護範囲を制限するものではなく、例えば、前記コイル熱交換器として「マイクロ通路」熱交換器（従来の空調機に採用される銅管アルミニウムフィン型熱交換器の代わりに）を採用することも好適な一実施形態である。また、前記エネルギー貯蔵空調装置が冷熱源装置と接続せず、その内部にコイル熱交換器も取り付けられていなければ、「水蓄熱式電気ヒータ」装置を形成することができ、これも寒冷地域に適する良好な室内レベル暖房装置である。したがって、本発明の構造、形状、原理にしたがって行った等価変化は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

１...エネルギー貯蔵空調装置、２...冷熱源装置、２１...冷却加熱管路の流入管、２２...冷却加熱管路の流出管、２３...メンテナンス弁、３...容器、３１...コイル熱交換器、３２...電気加熱管、３３...風路、３４...インナハウジング、３５...アウタハウジング、３６...ダクト、３７...空気保温層、３８...蓋板、３８１...均圧孔、３９...水道管、３９１...ボール弁、４０...集積型制御パネル、４１...水位センサ、４２...ファン、４３...ドレンパン、４４...トラップ、４５...支持棒、４６...スクリュー、５...ブラストキャップ、６...自己重力式弁、６１...立板、６２...固定軸、６３...風向調整板。

Claims (14)

1. エネルギー貯蔵空調装置（１）と、冷熱源装置（２）と、風路（３３）とを含み、エネルギー貯蔵空調装置（１）は、エネルギー貯蔵媒体を収容する容器（３）と、容器（３）内に取り付けられているとともにエネルギー貯蔵媒体に曝されているコイル熱交換器（３１）及び電気加熱管（３２）とを含み、コイル熱交換器（３１）の両端はいずれも冷熱源装置（２）に接続され、風路（３３）は前記容器（３）内に設置され、風路（３３）内を流れる空気は容器内のエネルギー貯蔵媒体と熱交換することができることを特徴とする蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
2. 前記容器（３）は、インナハウジング（３４）と、アウタハウジング（３５）と、インナハウジング（３４）の内部に設置されるとともにインナハウジング（３４）及びアウタハウジング（３５）を貫通するダクト（３６）とを含み、ダクト（３６）の一端は容器（３）の底部に接続され、他端は容器（３）の頂部に接続され、ダクト（３６）の内部は空気が流れるための風路（３３）を形成し、エネルギー貯蔵媒体及びコイル熱交換器（３１）はいずれもインナハウジング（３４）の内部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
3. 前記インナハウジング（３４）及びアウタハウジング（３５）を貫通するダクトを複数含むことを特徴とする請求項２に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
4. インナハウジング（３４）とアウタハウジング（３５）との間に空気保温層（３７）を形成するために、前記インナハウジング（３４）及びアウタハウジング（３５）は前記ダクト（３６）と交差する位置で固定接続することを特徴とする請求項２に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
5. 前記容器（３）は、インナハウジング（３４）と、アウタハウジング（３５）と、両者の間に固定接続されている複数本の支持棒（４５）とを含み、インナハウジング（３４）とアウタハウジング（３５）との間に空気が流れるための風路（３３）が形成され、前記アウタハウジング（３５）の頂部及び底部はいずれも通気用の開口部であり、エネルギー貯蔵媒体及びコイル熱交換器（３１）はいずれもインナハウジング（３４）の内部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷蓄熱式の空調装置。
6. 前記風路（３３）の下方にはファン（４２）が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項５に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
7. 前記ファン（４２）の送風口が風路（３３）の吸風口からずれていることを特徴とする請求項６に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
8. 前記風路（３３）の底部の、ファン（４２）の上方に位置する位置にはドレンパン（４３）が設けられ、ドレンパン（４３）は容器（３）に固定され、ファン（４２）はドレンパン（４３）の水を盛る側と背向いた側に固定され、ドレンパン（４３）の底部がトラップ（４４）に連通していることを特徴とする請求項６に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
9. 前記アウタハウジング（３５）の外壁には、集積型制御パネル（４０）が取り付けられ、前記インナハウジング（３４）の内壁には高水位と低水位の２つの水位センサ（４１）が取り付けられ、前記水位センサ（４１）は集積型制御パネル（４０）に電気的に接続されることを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
10. 前記容器（３）の頂部にはブラストキャップ（５）が設けられ、ブラストキャップ（５）の４周面には通風口が開けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
11. 前記冷熱源装置（２）は空調機の室外機であることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
12. 前記容器（３）の片側且つ下方に近い位置には内部と連通する水道管（３９）が設けられ、前記水道管（３９）にはボール弁（３９１）が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
13. 前記容器（３）の頂部には、容器（３）の内部にエネルギー貯蔵媒体を補充する注水口が開けられ、注水口には蓋板（３８）が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。
14. 前記蓋板（３８）には、均圧孔（３８１）が開けられていることを特徴とする請求項１３に記載の蓄冷蓄熱式のルーム空調装置。

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