JP5057660B2 - 冷排熱利用システム及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機の冷排熱を建物躯体に蓄熱し、使用したい場合に蓄えた冷熱を使用して空調の負荷を軽減する冷排熱利用システム及びその制御方法に関する。

近年、大気熱でお湯を沸かすヒートポンプ給湯機から排出される冷排気の冷熱を利用することができる技術が開発されている（特許文献１参照）。しかしながら、従来のヒートポンプ給湯機の運転は、ランニングコストの低減を図るために、通常、深夜電力を利用して行われるため、ヒートポンプ給湯機から排出される冷排気の冷熱を利用したい時（例えば日中など）に利用することができず、冷排気の冷熱を有効に利用しているとはいえない。
特開２００２−１３０７８４号公報

そこで、本発明は、ヒートポンプ給湯機から排出される冷排気の冷熱を利用したい時に利用して、冷排気の冷熱を有効に利用することができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る冷排熱利用システムは、ヒートポンプ給湯機から排出される冷排気を、建物内の部屋に隣接して設けられた閉空間に導入する冷排気導入手段と、
前記閉空間に導入された前記冷排気の冷熱を蓄える蓄冷材と、
前記蓄冷材に蓄えられた冷熱を利用して前記部屋の温気を冷却するために前記部屋の温気を閉空間に誘導する温気誘導手段と、
前記閉空間に前記冷排気を導入することにより蓄えた冷気を、前記部屋へ供給する冷気供給手段と、
を備え、
前記閉空間は、前記蓄冷材により、前記部屋ごとに対応する区画に仕切られており、
前記冷気供給手段は、前記閉空間の各区画において前記温気を前記冷熱により冷却した冷気を、当該区画に対応する前記部屋へ供給する。

本発明に係る冷排熱利用システムは、前記蓄冷材に冷熱を蓄える際に前記冷排気が前記蓄冷材に冷熱を供給することにより得られる温気を前記閉空間から前記建物の外部に排出する開閉口を備えることとしてもよい。

前記冷排気導入手段は、例えば、冷排気を取り入れて前記閉空間に導入するダクトであってもよいが、前記冷排気を取り入れるダクトと、前記ダクトが取り入れた冷排気を前記閉空間に導く配管とを含むものであってもよい。

なお、前記配管は、延長又は分岐が可能な構成をしていることが望ましい。また、前記ダクトは、前記ヒートポンプ給湯機の冷排気口に脱着することができるように、一部、例えば、冷排気の取り込み口、冷排気の取り込み口から離れた部分などが、スライド可能な構成をしていることが好ましい。また、前記ダクトは、前記冷排気を閉空間に導入するためのファンを備えていてもよく、さらに、前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ファンを運転させ、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ファンを停止させる第１の制御手段を備えていてもよい。

また、前記ダクトと前記配管との間にはダンパを備えていてもよく、さらに、前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ダンパを開放させ、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ダンパを閉鎖させる第２の制御手段を備えていてもよい。

本発明に係る冷排熱利用システムは、前記部屋の温度を計測する部屋温度センサと、前記閉空間の温度を計測する閉空間温度センサと、前記部屋温度センサにより計測された前記部屋の温度が、前記閉空間温度センサにより計測された前記閉空間の温度より高いと判断した場合に、前記冷気供給手段により前記冷気を前記部屋へ供給するように制御する第３の制御手段と、をさらに備えることとしてもよい。

本発明に係る冷排熱利用システムの制御方法は、ヒートポンプ給湯機から排出される冷排気を、建物内の部屋に隣接して設けられた閉空間に導入する冷排気導入手段と、前記閉空間に前記冷排気を導入することにより蓄えた冷気を、前記部屋へ供給する冷気供給手段と、を備える冷排熱利用システムにおいて、利用者からの要求に応じて、前記冷気供給手段により前記冷気を前記部屋へ供給することを含む。

前記前記冷排熱利用システムは、前記閉空間に前記冷排気を導入することにより冷却される蓄冷材と、前記蓄冷材に冷熱を蓄える際に前記冷排気が前記蓄冷材に冷熱を供給することにより得られる温気を前記閉空間から前記建物の外部に排出する開閉口と、前記蓄冷材に蓄えられた冷熱を利用して前記部屋の温気を冷却するために前記部屋の温気を閉空間に誘導する温気誘導手段と、をさらに備え、前記利用者からの要求に応じて、前記閉空間において前記温気を前記冷熱により冷却した冷気を、前記冷気供給手段により前記部屋へさらに供給することとしてもよい。

前記冷排気導入手段は、前記冷排気を取り入れるダクトと、前記ダクトが取り入れた冷排気を前記閉空間に導く配管と、を含み、前記ダクトは、前記冷排気を閉空間に導入するためのファンを備え、前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ファンを運転し、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ファンを停止することとしてもよい。また、前記ダクトと前記配管との間にダンパを備え、前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ダンパを開放させ、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ダンパを閉鎖させることとしてもよい。

本発明に係る冷排熱利用システムの制御方法は、前記冷排熱利用システムに前記部屋の温度を計測する部屋温度センサと、前記閉空間の温度を計測する閉空間温度センサと、をさらに備えさせ、前記部屋温度センサにより計測された前記部屋の温度が、前記閉空間温度センサにより計測された前記閉空間の温度より高い場合に、前記冷気供給手段により前記冷気を前記部屋へ供給することとしてもよい。

なお、前記冷気供給手段としては、閉空間に蓄えた冷気を部屋へ供給することができるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ファン、通風口、電気的に制御可能なダンパなどを挙げることができる。

また、前記温気誘導手段としては、部屋の温気を閉空間に誘導することができるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ファン、通風口、電気的に制御可能なダンパなどを挙げることができる。

本発明によれば、ヒートポンプ給湯機から排出される冷排気の冷熱を利用したい時に利用して、冷排気の冷熱を有効に利用することができる技術を提供することができる。

以下、好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明する。

＝＝本発明に係る冷排熱利用システムの構成＝＝
図１に本発明の一実施形態として説明する冷排熱利用システムの概略構成図を示す。図１に示すように、本発明に係る冷排熱利用システム１００は、ダクト１１０、配管１２０、ファン１３０、ダンパ１４０，１５０、排気口１６０などを備えている。

ダクト１１０は、ヒートポンプ給湯機２００から排出される冷排気を取り入れる管である。ヒートポンプ給湯機２００は、図１に示すように、ヒートポンプユニット２１０、貯湯ユニット２２０などを備えている。ヒートポンプユニット２１０は、ファン２１１、大気取り入れ口２１２、冷排気口２１３などを備えており、ファン２１１が回転することにより、大気取り入れ口２１２から大気を取り込んでその熱で水を温め、熱を提供した大気が冷排気として冷排気口２１３から排出されるように構成されている。貯湯ユニット２２０は、ヒートポンプユニット２１０の運転を制御する制御部２２１、ヒートポンプユニット２１０により大気熱で温められた水を貯槽する貯湯タンク２２２などを備えている。なお、上述のダクト１１０は、ヒートポンプユニット２１０の冷排気口２１３に密着して接続される。

配管１２０は、ダクト１１０が取り入れた冷排気を、建物３００内の部屋（例えば、居室、寝室など）３１０に隣接して設けられた閉空間（本実施の形態では天井裏）３２０に導く管であり、ダクト１１０と接続されている。なお、配管１２０には、閉空間３２０に冷排気を排出するための冷排気吹き出し穴が設けられている。

このように、本発明に係る冷排熱利用システム１００にダクト１１０及び配管１２０を備えることにより、ヒートポンプ給湯機２００から排出される冷排気を閉空間３２０に導入することができ、閉空間３２０に冷気を蓄えることができるようになる。また、閉空間３２０が蓄冷材（例えば、コンクリート、木材など）で構成されていたり、閉空間３２０に蓄冷材が設けられていたりする場合には、配管１２０によって閉空間３２０に導入された冷排気の冷熱により、蓄冷材に冷熱を蓄えることができるようになる。なお、蓄冷材に冷熱を効率よく蓄えさせるために、配管１２０を蓄冷材の近くに設け、上述の冷排気吹き出し穴を蓄冷材に向けて冷排気が蓄冷材に直接当たるようにすることが望ましい。また、前記閉空間３２０に設ける蓄冷材としては、どのようなものでもあってもよいが、ヒートポンプ給湯機２００から排出される冷排気の温度を融点とする潜熱蓄熱材を用いることが好ましい。例えば、冷排気の温度が１０〜１７℃の範囲内であれば、Ｃ_１６パラフィン系の潜熱蓄熱材（融点：８〜１４℃）、（Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＣＨ_３ＣＯ_２・３２Ｈ_２Ｏ（融点：１５．１℃）などを用いることができる。

ファン１３０は、閉空間３２０の冷気を部屋３１０に供給する装置である。ダンパ１４０は、ファン１３０の運転により自動的に開放され、ファン１３０の停止により自動的に閉鎖される可動板又は弁である。このように、本発明に係る冷排熱利用システム１００にファン１３０及びダンパ１４０を備えることにより、上述のようにして閉空間３２０に蓄えた冷気を部屋３１０に供給することができるようになる。

ダンパ１５０は、部屋３１０の温気を閉空間３２０に通風するための可動板又は弁であり、ファン１３０の運転により自動的に開放され、ファン１３０の停止により自動的に閉鎖される。このように、本発明に係る冷排熱利用システム１００にダンパ１５０を備えることにより、部屋３１０の温気を閉空間３２０に誘導し、上述の蓄冷材に蓄えられた冷熱を利用して前記温気を冷却することができるようになる。なお、このように閉空間３２０において前記温気が蓄冷材の冷熱によって冷却された冷気は、上述のファン１３０によって部屋３１０へ供給される。

ダンパ１６０は、閉空間３２０の温気を閉空間３２０から建物３００の外部に排出するための可動板又は弁である。このように、本発明に係る冷排熱利用システム１００にダンパ１６０を備えることにより、ヒートポンプ給湯機２００の運転が開始された際に冷排気を閉空間３２０に導入するとともに閉空間３２０の温気を建物３００の外部に排出したり、上述の蓄冷材に冷熱を蓄える際に冷排気が蓄冷材に冷熱を供給することにより得られる温気を建物３００の外部に排出したりすることが可能となる。なお、ダンパ１６０は、配管１２０の冷排気吹き出し穴から離れた場所に設置することが望ましい。これにより、閉空間３２０に導入された冷排気の冷熱を蓄冷材に効率よく供給することができるようになる。

以上のように、本発明に係る冷排熱利用システム１００は、ダクト１１０、配管１２０、ファン１３０、ダンパ１４０などを備えることにより、ヒートポンプ給湯機２００から排出される冷排気を建物３００の閉空間３２０に導入して冷気を蓄えることができ、ヒートポンプ給湯機２００の運転時に限定されることなく、蓄えた冷気を利用したい時に利用することができるようになる。また、本発明に係る冷排熱利用システム１００に、さらにダンパ１５０、ダンパ１６０などを備えることにより、蓄冷材に蓄えた冷熱を利用したい時に利用して、部屋３１０から閉空間３２０に順次誘導した温気を冷却することができ、冷却した冷気を部屋３１０に順次供給して効率よく部屋３１０を冷却することが可能となる。

通常、ヒートポンプ給湯機２００は夜間（特に深夜）に運転してお湯を沸かすため、夏季においては、図２に示すように、ヒートポンプ給湯機２００から低温（およそ１０〜１７℃）の冷排気が排出される。従って、本発明に係る冷排熱利用システム１００を適用することにより、ヒートポンプ給湯機２００から排出された冷排気によって閉空間３２０に蓄えた冷気や冷熱を朝から昼の暑い時間帯に利用して部屋３１０内を冷却することができるので、ヒートポンプ給湯機２００から排出される冷排気の冷熱を有効に利用することができるようになる。また、本発明に係る冷排熱利用システム１００は、ヒートポンプ給湯機２００の運転中に閉空間３２０に導入した冷排気を直接部屋３２０に供給することができるので、熱帯夜による不快も解消することができるようになる。

なお、外気温度が２５℃の時に、４．５ｋＷｈ／ｈの給湯能力を有する一般家庭用ヒ−トポンプ給湯機を１時間運転させた場合には、冷排気として１５℃，３．６ｋｗｈ／ｈの冷排熱量を得ることができる。一方、１０畳程度の部屋（高さ２．５ｍ）では通常３ｋｗｈ／ｈ弱の冷房能力を有する空調機が設置されているため、ダクトロスを加味しても、能力的にはほぼ同じ冷房効果が期待できる。すなわち、冷房なしの室内温度が昼間の３５℃であっても、この冷排熱量だけで、空調機を運転しなくても２５℃設定冷房を可能にすることできる。これを、夜間６時間給湯運転したときの冷排熱量を蓄熱すれば、蓄熱効率を５０％としても、空調機を使わなくても、冷房なしの室内温度が昼間の３５℃で、３時間の２５℃設定冷房が可能であり、室内温度が低い朝から昼であれば、さらに長い時間空調機なしでの２５℃設定冷房が可能である。

さらに、本発明に係る冷排熱利用システム１００により、室内空調機（例えば、冷房機、冷暖房機など）の負荷を軽減させることができ、省エネルギー化を図ることが可能となる。また、本発明に係る冷排熱利用システム１００は、既に設置されている給湯器にも適用可能であることから、経済面においても優れている。

なお、本実施の形態においては、閉空間３２０が、図１に示すように部屋３１０の天井裏の空間である場合について説明したが、閉空間３２０は、床下の空間、壁内部の空間、屋根裏（小屋裏）の空間などの部屋３１０に隣接して設けられ、閉ざされた空間であれば特に制限されるものではない。

また、上述の配管１２０は、配管同士を直接接続して延長することができるように、例えば、配管１２０の一方の先端が雄ネジ又は凸部で、他方の先端が雌ネジ又は凹部で構成されていてもよいし、継手によって延長又は分岐することができるように構成されていてもよい。このように、配管１２０が延長又は分岐が可能な構成をしていることにより、建物３００の閉空間３２０における配線や凹凸、閉空間３２０の広さや形状などに対応して配管１２０を閉空間３２０に設置することができる。

なお、建物３００における閉空間３２０が広い場合や、建物３００における部屋３１０ごとに閉空間３２０を設けたい場合には、蓄冷材で閉空間３２０を狭くしたり、蓄冷材で閉空間３２０を仕切ったりすることが望ましく、本実施形態では、蓄冷材で閉空間３２０を仕切るものとする。これにより、冷排気の冷熱によって蓄冷材を効率よく冷却したり、部屋３１０ごとに閉空間３２０に蓄えた冷気や冷熱を利用したりすることができるようになる。

また、上述のダクト１１０は、ヒートポンプユニット２１０の冷排気口に着脱することができるように、ダクト１１０の一部１１２がスライド（伸縮）可能な構成をしていることが望ましい。これにより、必要な時期（例えば、夏季など）にヒートポンプユニット２１０から排出される冷排気を取り込むことができるようになる。

また、上述のダクト１１０は、ヒートポンプ給湯機２００から排出される冷排気を効率よく取り入れるために、図１に示すように、ファン１１１をさらに備えることとしてもよい。また、貯湯ユニット２２０の制御部２２１と、ファン１１１とを制御ライン２３０により接続し、制御部２２１がファン１１１への電力供給を制御して、ヒートポンプ給湯機２００の運転・停止とともにファン１１１の運転・停止を制御することができるようにしてもよい。これにより、自動化を図ることができるようになる。

さらに、上述のダクト１１０は、太陽熱によって温められた温気を取り入れることができる温気取り入れ口１１３をさらに備えることとしてもよい。このようにダクト１１０に温気取り入れ口１１３を設けることにより、太陽熱によって温められた温気を閉空間３２０に導入し、ファン１３０によって部屋３１０に温気を供給することができるようになり、部屋３１０を効率的に暖めることが可能となる。また、閉空間３２０が冷温兼用の蓄熱材（例えば、コンクリート、木材など）で構成されていたり、閉空間３２０に別途温熱蓄熱材が設けられていたりする場合には、配管１２０によって閉空間３２０に導入された温気の温熱により、蓄熱材に温熱を蓄えることができるようになり、蓄えた温熱を利用したい時に利用して部屋３１０を効率的に暖めることが可能となる。従って、室内空調機（例えば、冷暖房機など）や暖房機などの負荷を軽減させることができ、省エネルギー化を図ることが可能となる。

なお、前記温気取り入れ口１１３による温気の取り入れは、例えば、ダンパなどにより制御することが可能である。また、前記閉空間３２０に設ける蓄熱材としては、温気の温熱を蓄えることができるものであればどのようなものでもあってもよいが、太陽熱によって温められた温気の温度を融点とする潜熱蓄熱材を用いることが好ましい。例えば、温気の温度が３０〜４０℃の範囲内であれば、ＣａＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ（融点：２９℃）、Ｎａ_２ＳＯ_４・１０Ｈ_２Ｏ（融点：３２．４℃）、Ｎａ_２ＣＯ_３・１０Ｈ_２Ｏ（融点：３２．０℃）、Ｎａ_２ＨＰＯ_４・１２Ｈ_２Ｏ（融点：３６℃）などを用いることができる。

また、上述のダクト１１０と配管１２０は直接接続することとしてもよいが、図１に示すように、ダクト１１０と配管１２０との間にダンパ１７０を設けることとしてもよい。これにより、閉空間３２０への冷排気の導入を制御することができ、閉空間３２０に導入した冷排気の逆流を防止することができるようになる。

なお、上述のダンパ１６０，１７０は、自重、風圧などにより開閉を制御することができるものであってもよいが、図１に示すように、貯湯ユニット２２０の制御部２２１と、ダンパ１６０，１７０とを制御ライン２３０により接続し、制御部２２１がダンパ１６０，１７０の開閉を制御することができるようにしてもよい。これにより、ダンパ１６０，１７０の開放をヒートポンプ給湯機２００の運転の開始によって自動的に制御することができ、ダンパ１６０，１７０の閉鎖をヒートポンプ給湯機２００の運転停止によって自動的に制御することが可能となる。なお、上述のダンパ１６０の開閉は、制御ライン４０によって接続された、ファン１３０の運転・停止を制御するファン制御部１０からの開閉要求によって、制御部２２１が制御することができるようにしてもよいし、ファン制御部１０が制御することができるようにしてもよい。

また、本発明に係る冷排熱利用システム１００は、部屋３１０の温度を計測する部屋温度センサ２０と、閉空間３２０の温度を計測する閉空間温度センサ３０と、をさらに備えて、これらを制御ライン４０でファン制御部１０に接続し、これらのセンサ２０，３０から受信した温度情報により、ファン制御部１０が部屋３１０の温度が、閉空間３２０の温度より高いと判断した場合に、ファン制御部１０がファン１３０に電力を供給してファン１３０を運転させ、閉空間３２０の冷気を部屋３１０に供給することができるようにしてもよい。これにより、閉空間３２０に蓄えた冷気や冷熱をより有効に利用することができるようになる。

また、利用者の要求、例えば、利用者により指定された温度などに応じて、部屋３１０の温度が指定温度より高くなった場合に上述の判断を行ってファン制御部１０がファン１３０の運転を制御したり、部屋３１０の温度が指定温度より低くなった場合にファン制御部１０がファン１３０の運転を停止するように制御したりすることとしてもよい。これにより、利用者の要求に応じてファン１３０の運転・停止を自動で制御することが可能となり、閉空間３２０に蓄えた冷気や冷熱をより有効に利用することができるようになる。

＝＝本発明に係る冷排熱利用システムの処理＝＝
以下、本発明の一実施形態として、図１に示すような冷排熱利用システム１００の処理シーケンスについて説明する。図３に、本発明の一実施形態として説明する冷排熱利用システム１００の処理シーケンスを示す。ヒートポンプ給湯機２２０の制御部２２１は、例えば、貯湯タンク２２２のお湯の残りが少ないことを検知すると、あるいは、利用者により設定された時間になると、制御ライン２３０を介してファン２１１に電源を供給し、ファン２１１を稼働させてヒートポンプ給湯機２００の運転を開始させ、貯湯を開始する。また、制御部２２１は、制御ライン２３０を介してファン１１１に電源を供給し、ファン１１１の運転を開始させる。さらに、制御部２２１は、制御ライン２３０を介してダンパ１６０，１７０を開放させる。

このように、制御部２２１にファン２１１とファン１１１との運転を制御させることにより、ファン１１１とファン２１１との運転を連動させることができ、ヒートポンプユニット２１０の冷排気口２１３から排出される冷排気を効率よく閉空間に導入することができるようになる。また、制御部２２１にファン２１１の運転とダンパ１６０，１７０の開放を制御させることにより、ファン２１１の運転とダンパ１６０，１７０の開放を連動させることが可能となる。従って、ヒートポンプ給湯機２００の運転が開始された際に冷排気を閉空間３２０に導入するとともに閉空間３２０の温気を建物３００の外部に排出することができ、ヒートポンプ給湯機２００の運転中には蓄冷材に冷熱を供給した冷排気を建物３００の外部に排出することが可能となる。

一方、ヒートポンプ給湯機２２０の制御部２２１は、貯湯タンク２２２のお湯が一定の量に達したことを検知すると、制御ライン２３０を介してファン２１１への電源供給を停止し、ファン２１１を停止させてヒートポンプ給湯機２００の運転を停止させる。また、制御部２２１は、制御ライン２３０を介してファン１１１への電源供給を停止し、ファン１１１の運転を停止させる。さらに、制御部２２１は、制御ライン２３０を介してダンパ１６０，１７０を閉鎖させる。

このように、制御部２２１にファン２１１とファン１１１との運転停止、ダンパ１６０，１７０の閉鎖などを制御させることにより、ヒートポンプ給湯機２００の運転停止に伴い、ファン１１１の運転停止を自動で行うことができ、ダンパ１６０，１７０の閉鎖を自動で行うことができるようになる。

次に、上述のようにして閉空間３２０に蓄えた冷気や冷熱を、図３に示すように、朝から昼の間に利用するための処理の流れの一例を、図４を用いて説明する。

利用者からの要求、例えば、運転要求、あるいは、利用者により設定された時間に応じて、ファン制御部１０は、部屋３１０と閉空間３２０との温度を比較して、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いかどうかを判断する（Ｓ４０１）。ファン制御部１０が、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度以下に達したと判断すると、ファン１３０を運転することなく処理を終了する（Ｓ４０１；ＮＯ）。これに対して、ファン制御部１０が、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いと判断すると（Ｓ４０１；ＹＥＳ）、ファン１３０に電源を供給してファン１３０を運転させ、ダンパ１４０，１５０を開放する（Ｓ４０２）。

ファン１３０を運転させてから所定時間が経過すると、ファン制御部１０は、部屋３１０と閉空間３２０との温度を比較して、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いかどうかを判断する（Ｓ４０３）。ファン制御部１０が、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いと判断すると（Ｓ４０３；ＹＥＳ）、所定時間経過後に再度（Ｓ４０３）にて上記の判断を行う。これに対して、ファン制御部１０が、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度以下に達したと判断すると（Ｓ４０３；ＮＯ）、ファン１３０への電源供給を停止し、ファン１３０の運転を停止させ、ダンパ１４０，１５０が閉鎖される（Ｓ４０４）。

以上のように、本発明に係る冷排熱利用システム１００におけるファン１３０の運転・停止をファン制御部１０に制御させることにより、閉空間３２０に蓄えられた冷気、及び、部屋３１０から通風された温気を蓄冷材に蓄えられた冷熱によって冷却した冷気を部屋３１０に供給することが可能となる。従って、閉空間３２０に蓄えられた冷気や冷熱を有効に利用することができるようになり、室内空調機（例えば、冷房機、冷暖房機など）の負荷を軽減して省エネルギー化を図ることが可能となる。

次に、本発明の一実施形態として、図５に示すように、ヒートポンプ給湯機２００の運転中に閉空間３２０に導入した冷排気を直接利用するための処理について説明する。図６に、本発明の一実施形態として、ヒートポンプ給湯機２００の運転中に閉空間３２０に導入した冷排気を直接利用するための処理の流れを示す。

ヒートポンプ給湯機２００の運転中に、例えば、利用者からの運転要求があると、あるいは、利用者により設定された時間になると、ファン制御部１０は、部屋３１０と閉空間３２０との温度を比較して、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いかどうかを判断する（Ｓ６０１）。ファン制御部１０が、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度以下であると判断すると、ファン１３０を運転することなく処理を終了する（Ｓ６０１；ＮＯ）。これに対して、ファン制御部１０が、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いと判断すると（Ｓ６０１；ＹＥＳ）、ファン１３０に電源を供給してファン１３０を運転させ、ダンパ１４０，１５０を開放するとともに、ダンパ１６０を強制閉鎖する（Ｓ６０２）。

ファン１３０を運転させてから所定時間が経過すると、ファン制御部１０は、部屋３１０と閉空間３２０との温度を比較して、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いかどうかを判断する（Ｓ６０３）。ファン制御部１０が、部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度より高いと判断すると（Ｓ６０３；ＹＥＳ）、（Ｓ６０３）へ進み、所定時間経過後に上記の判断を行う。これに対して、ファン制御部１０が部屋３１０の温度が閉空間３２０の温度以下に達したと判断すると（Ｓ６０３；ＮＯ）、ファン制御部１０はヒートポンプ給湯機２００が運転中かどうかを判断する（Ｓ６０４）。なお、この判断は、例えば、ファン制御部１０が、制御ライン４０を介して制御部２２１にヒートポンプ給湯機２００が運転しているかどうかを問い合わせることによって行うこととしてもよいが、ヒートポンプユニット２１０、ファン１１１などに電力が供給されているかどうかを検知するセンサを設けてファン制御部１０とセンサとを制御ライン４０で接続し、ファン制御部１０がセンサに電力が供給されているかどうかを確認することによって行うこととしてもよい。

上記判断の結果、ヒートポンプ給湯機２００が運転中でないと判断した場合（Ｓ６０４；ＮＯ）には、ファン制御部１０はファン１３０の運転を停止させてダンパ１４０，１５０を閉鎖するためにファン１３０への電源供給を停止する（Ｓ６０６）。一方、上記判断の結果、ヒートポンプ給湯機２００が運転中であると判断した場合（Ｓ６０４；ＹＥＳ）には、ファン制御部１０はファン１３０の運転を停止させてダンパ１４０，１５０を閉鎖するためにファン１３０への電源供給を停止するとともに、ダンパ１６０の開放を制御部２２１に対して要求する（Ｓ６０５）。この要求により、制御部２２１はダンパ１６０を閉鎖する。これにより、閉空間３２０に冷気や冷熱が蓄えられることとなる（図５参照）。

以上のように、本発明に係る冷排熱利用システム１００におけるファン１３０の運転・停止を制御することにより、ヒートポンプ給湯機２００の運転中に、部屋３１０への冷気の供給が必要な場合（例えば、熱帯夜など）、閉空間３２０に導入した冷排気を有効に利用することができるようになる。従って、室内空調機（例えば、冷房機、冷暖房機など）の負荷を軽減したり、室内空調機の運転を抑制したりして省エネルギー化を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態として説明する冷排熱利用システム１００の概略構成を示す図である。なお、図１中の「白矢印」は冷気の進行方向を、「黒矢印」は温気の進行方向をそれぞれ示す。 本発明の一実施形態として説明する、外気温度とヒートポンプ給湯機２００から排出される冷排気の温度との関係を示す図である。 本発明の一実施形態において、閉空間３２０に蓄えられた冷気や冷熱を利用するための処理を示すシーケンス図である。 本発明の一実施形態において、ファン制御部１０がファン１３０の運転・停止を制御する処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態において、ヒートポンプ給湯機２００の運転中に閉空間３２０に導入された冷排気を利用するための処理を示すシーケンス図である。 本発明の一実施形態において、ヒートポンプ給湯機２００の運転中にファン制御部１０がファン１３０の運転・停止を制御する処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ファン制御部 ２０ 部屋温度センサ
３０ 閉空間温度センサ ４０ 制御ライン
１００ 冷排熱利用システム １１０ ダクト
１１１ ファン １１２ スライド式ダクト
１１３ 温気取り入れ口
１２０ 配管 １３０ ファン
１４０ ダンパ １５０ ダンパ
１６０ ダンパ １７０ ダンパ
２００ ヒートポンプ給湯機 ２１０ ヒートポンプユニット
２１１ ファン ２１２ 大気取り入れ口
２１３ 冷排気口 ２２０ 貯湯ユニット
２２１ 制御部 ２２２ 貯湯タンク
２３０ 制御ライン ３００ 建物
３１０ 部屋 ３２０ 閉空間

Claims (16)

1. ヒートポンプ給湯機から排出される冷排気を、建物内の部屋に隣接して設けられた天井裏に導入する冷排気導入手段と、
   前記天井裏に導入された前記冷排気の冷熱を蓄える蓄冷材と、
   前記蓄冷材に蓄えられた冷熱を利用して前記部屋の温気を冷却するために前記部屋の温気を天井裏に誘導する温気誘導手段と、
   前記天井裏に前記冷排気を導入することにより蓄えた冷気を、前記部屋へ供給する冷気供給手段と、
   前記蓄冷材に蓄えられた冷熱を利用して前記部屋の温気を冷却するために前記部屋の温気を天井裏に誘導する温気誘導手段と、
   を備え、
   前記天井裏は、前記蓄冷材により、前記部屋ごとに対応する区画に仕切られており、
   前記冷気供給手段は、前記天井裏の各区画において前記温気を前記冷熱により冷却した冷気を、当該区画に対応する前記部屋へ供給することを特徴とする冷排熱利用システム。
2. 前記蓄冷材に冷熱を蓄える際に前記冷排気が前記蓄冷材に冷熱を供給することにより得られる温気を前記天井裏から前記建物の外部に排出する開閉口を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷排熱利用システム。
3. 前記冷排気導入手段は、
   前記冷排気を取り入れるダクトと、
   前記ダクトが取り入れた冷排気を前記天井裏に導く配管と、
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷排熱利用システム。
4. 前記配管は、延長が可能な構成をしていることを特徴とする請求項３に記載の冷排熱利用システム。
5. 前記配管は、分岐が可能な構成をしていることを特徴とする請求項３又は４に記載の冷排熱利用システム。
6. 前記ダクトは、前記ヒートポンプ給湯機の冷排気口に脱着することができるように、一部がスライド可能な構成をしていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の冷排熱利用システム。
7. 前記ダクトは、前記冷排気を天井裏に導入するためのファンを備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の冷排熱利用システム。
8. 前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ファンを運転させ、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ファンを停止させる第１の制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の冷排熱利用システム。
9. 前記ダクトと前記配管との間にダンパを備えることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の冷排熱利用システム。
10. 前記ダクトと前記配管との間にダンパを備え、
    前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ダンパを開放させ、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ダンパを閉鎖させる第２の制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の冷排熱利用システム。
11. 前記部屋の温度を計測する部屋温度センサと、
    前記天井裏の温度を計測する天井裏温度センサと、
    前記部屋温度センサにより計測された前記部屋の温度が、前記天井裏温度センサにより計測された前記天井裏の温度より高いと判断した場合に、前記冷気供給手段により前記冷気を前記部屋へ供給するように制御する第３の制御手段と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の冷排熱利用システム。
12. ヒートポンプ給湯機から排出される冷排気を、建物内の部屋に隣接して設けられた天井裏に導入する冷排気導入手段と、
    前記天井裏に前記冷排気を導入することにより蓄えた冷気を、前記部屋へ供給する冷気供給手段と、
    前記天井裏に前記冷排気を導入することにより冷却される蓄冷材と、
    前記蓄冷材に蓄えられた冷熱を利用して前記部屋の温気を冷却するために前記部屋の温気を天井裏に誘導する温気誘導手段と、
    を備え、
    前記天井裏は、前記蓄冷材により、前記部屋ごとに対応する区画に仕切られている冷排熱利用システムにおいて、
    利用者からの要求に応じて、前記冷気供給手段により、前記天井裏の各区画において前記温気を前記冷熱により冷却した冷気を、当該区画に対応する前記部屋へ供給することを特徴とする冷排熱利用システムの制御方法。
13. 前記冷排熱利用システムは、
    前記蓄冷材に冷熱を蓄える際に前記冷排気が前記蓄冷材に冷熱を供給することにより得られる温気を前記天井裏から前記建物の外部に排出する開閉口をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の冷排熱利用システムの制御方法。
14. 前記冷排気導入手段は、前記冷排気を取り入れるダクトと、前記ダクトが取り入れた冷排気を前記天井裏に導く配管と、を含み、
    前記ダクトは、前記冷排気を天井裏に導入するためのファンを備え、
    前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ファンを運転し、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ファンを停止することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の冷排熱利用システムの制御方法。
15. 前記ダクトと前記配管との間にダンパを備え、
    前記ヒートポンプ給湯機の運転とともに前記ダンパを開放させ、前記ヒートポンプ給湯機の停止とともに前記ダンパを閉鎖させることを特徴とする請求項１４に記載の冷排熱利用システムの制御方法。
16. 前記部屋の温度を計測する部屋温度センサと、
    前記天井裏の温度を計測する天井裏温度センサと、
    をさらに備え、
    前記部屋温度センサにより計測された前記部屋の温度が、前記天井裏温度センサにより計測された前記天井裏の温度より高い場合に、前記冷気供給手段により前記冷気を前記部屋へ供給することを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の冷排熱利用システムの制御方法。