JPH10253097A - Body heat storage type radiation air conditioning, ventilating, hot water heating apparatus - Google Patents

Body heat storage type radiation air conditioning, ventilating, hot water heating apparatus

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JPH10253097A
JPH10253097A JP9057580A JP5758097A JPH10253097A JP H10253097 A JPH10253097 A JP H10253097A JP 9057580 A JP9057580 A JP 9057580A JP 5758097 A JP5758097 A JP 5758097A JP H10253097 A JPH10253097 A JP H10253097A
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JP
Japan
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heat
cooling
hot water
heating
hot
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Application number
JP9057580A
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Japanese (ja)
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Tetsuya Saigo
郷 徹 也 西
Yoshio Kawamura
村 芳 夫 川
Hiroyuki Nakagawa
川 博 之 中
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AQUA REINETSU KENKYUSHO KK
Nikko KK
Original Assignee
AQUA REINETSU KENKYUSHO KK
Nikko KK
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectually produce heat utilizing a high efficiency of a heat pump and store heat in a building proper. SOLUTION: There are provided a first heat exchanger 6 installed on a floor concrete of a house heat insulated with a heat insulating material 1 and a heat pump unit 5 connected with the first heat exchanger 6. Cold water or warm water produced in the heat pump unit 5 is supplied whereby the floor concrete 2 of a house is kept at a temperature suitable for air conditioning and indoor environment with radiation created. Heat is stored in a house proper with a high efficiency using a high efficiency of the heat pump. Because of utilization of the house proper heat storage there is no need of preparing a heat pump capacity or a heat exchanger corresponding to a maximum load in the day time. Further, since a power supply is obtained from electric power at night, averaging of a load of electric power is realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は躯体蓄熱式輻射冷
暖房・換気・給湯装置、特に夜間の電力を利用して冷暖
房のエネルギーを建物躯体の一部である床コンクリート
に蓄えて輻射冷暖房を行ない、同時に外部からの新鮮な
空気を熱交換して冷暖房に用いることができるようにさ
れ、また冷房の過程で発生する排熱を給湯用の温水とし
て給湯用に蓄えることが可能な躯体蓄熱式輻射冷暖房・
換気・給湯装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiant cooling / heating / ventilating / hot-water supply apparatus for storing heat in a building, and more particularly to radiating cooling / heating by storing energy of cooling / heating in floor concrete which is a part of a building skeleton using electric power at night. At the same time, it is possible to exchange heat with fresh air from the outside so that it can be used for cooling and heating, and it can store waste heat generated in the cooling process as hot water for hot water supply for hot water supply.・
It relates to ventilation and hot water supply equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の冷暖房は空気を媒体とするエアコ
ンが主体であり、輻射を用いているものは床暖房など通
常は暖房用途に限定されている。また、輻射暖房に用い
られる熱源は、発熱ヒーター或いは温水ボイラーが主体
である。蓄熱を冷暖房に用いる技術としては、従来から
水、潜熱蓄熱材、氷などを利用したものがあり、いずれ
も蓄熱材を収容するスペースが建物以外に必要である。
また一方、建物内に新鮮な空気を導入するための換気装
置は、従来、単独か或いは冷暖房装置と一体化したセン
トラル方式の空調設備として設けられており、それなり
に換気の用途で利用されている。また、ヒートポンプに
よる冷房時に発生する排熱を回収して給湯用温水を生成
する技術は公知のものであるが、その冷暖房装置は壁掛
け型または床置き式のエアコンと組み合わせることによ
って実現されている。
2. Description of the Related Art Conventional air conditioners are mainly air conditioners using air as a medium, and those using radiation are usually limited to heating applications such as floor heating. A heat source used for radiant heating is mainly a heat generating heater or a hot water boiler. As a technique for using heat storage for cooling and heating, there has conventionally been a technique using water, a latent heat storage material, ice, and the like, and all require a space for storing the heat storage material other than in a building.
On the other hand, a ventilation device for introducing fresh air into a building is conventionally provided alone or as a central type air conditioner integrated with a cooling and heating device, and is used for ventilation as such. . In addition, although a technology of recovering exhaust heat generated during cooling by a heat pump to generate hot water for hot water supply is known, the cooling and heating device is realized by combining with a wall-mounted or floor-mounted air conditioner.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来における冷暖房装置にあっては、輻射暖房に用
いられる、発熱ヒーター或いは温水ボイラーを主体とす
るものであるから、エネルギー効率的にはヒートポンプ
に及ばない。また、上記のように水、潜熱蓄熱材、氷な
どを用いる蓄熱技術では、いずれも蓄熱材を収容するス
ペースが建物以外に必要である。さらに、単独か或いは
冷暖房装置と一体化したセントラル方式の空調設備とし
て設けられた換気装置は、いずれも輻射暖房と組み合わ
されたものではなく、応用面或いは汎用面において充分
といえなかった。
However, in such a conventional cooling and heating apparatus, a heating heater or a hot water boiler used for radiant heating is mainly used. Not reachable. Further, as described above, in the heat storage technology using water, latent heat storage material, ice, or the like, a space for storing the heat storage material is required other than in a building. Furthermore, none of the ventilators provided alone or as a central type air conditioner integrated with a cooling and heating device are combined with radiant heating, and thus cannot be said to be sufficient in application or general use.

【0004】また、建物躯体と一体になり、ヒートポン
プによる冷房時に発生する排熱を回収して躯体蓄熱式の
輻射冷暖房を行なう技術は未だ提案されていなかった。
[0004] Further, there has not yet been proposed a technology for performing radiation cooling and heating of a building heat storage type by collecting exhaust heat generated during cooling by a heat pump by being integrated with a building body.

【0005】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的は、ヒートポンプの高効率性を用い
て効率よく熱を発生させ、建物躯体に熱を蓄えることが
できる躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気・給湯装置を提供す
ることである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a heat storage type capable of efficiently generating heat using the high efficiency of a heat pump and storing heat in a building structure. An object of the present invention is to provide a radiant cooling / heating / ventilating / hot-water supply device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、冷暖房・換気・給湯装置を、ヒートポンプ
の高効率性を用いて効率よく熱を発生させ、建物躯体に
熱を蓄えることができる躯体蓄熱式とし、また輻射によ
り冷暖房が行なえるようにしたことを要旨とする。その
ための電源は、夜間の電力に求めることによって電力の
負荷の平準化を実現する。また、冷熱生成過程で発生す
る排熱を回収し給湯需要に対応することができる。躯体
蓄熱を利用するため、昼間の最大負荷に対応したヒート
ポンプ容量或いは熱交換機を用意する必要がない。建物
躯体を利用した輻射冷暖房に熱交換式換気扇を利用した
セントラル空調を付加したものであり、室内に冷暖房用
の室内機が存在せず、室内の利用効率や美観を向上する
ことができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling / heating / ventilating / hot-water supply device that efficiently generates heat by using the high efficiency of a heat pump and stores the heat in a building frame. The main point is that the heat storage system is capable of cooling and heating by radiation. The power supply for this purpose realizes the leveling of the power load by obtaining the nighttime power. Further, waste heat generated in the process of generating cold heat can be recovered to meet hot water supply demand. There is no need to prepare a heat pump capacity or a heat exchanger corresponding to the maximum daytime load because of utilizing the frame heat storage. Radiation cooling and heating using a building frame is added to central air conditioning using a heat exchange type ventilation fan. There is no indoor unit for cooling and heating in the room, and the indoor use efficiency and aesthetics can be improved.

【0007】本発明の躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気・給
湯装置は、蓄熱運転と、換気・空調運転と、冷房排熱回
収運転とを行なう。それぞれの運転は、 (1)蓄熱運転 (イ)ヒートポンプユニットを運転し建物床に設置され
たユニット内にある熱交換機に温水または冷水を供給す
る。 (ロ)床に設置されたユニット内の熱交換機により温水
または冷水の熱を同ユニット内の空気に与え、ユニット
内に設置されたファンが床コンクリート内に埋め込まれ
たダクトへ温風または冷風を供給する。 (ハ)ダクト内の空気はユニットにて加温または冷却さ
れた熱を床コンクリートへ与え、熱を奪われて戻ってく
るが、ユニットに戻った際に再度熱交換機にて加温また
は冷却され、ファンによってダクト内に送り込まれる。
これを繰り返すことによって、床コンクリートに蓄熱
し、暖房または冷房に適した温度に到達させる。 (ニ)蓄熱した床コンクリートは、ヒートポンプの運転
が停止した直後から輻射によって室内に熱を放出し、室
内を快適な状態に保つ。
The radiant cooling / heating / ventilating / hot-water supply device of the present invention performs a heat storage operation, a ventilation / air conditioning operation, and a cooling / exhaust heat recovery operation. Each operation is performed as follows: (1) Heat storage operation (a) The heat pump unit is operated to supply hot or cold water to the heat exchanger in the unit installed on the building floor. (B) The heat exchanger in the unit installed on the floor gives warm or cold water heat to the air in the unit, and the fan installed in the unit sends hot or cold air to the duct embedded in the floor concrete. Supply. (C) The air in the duct gives the heat heated or cooled by the unit to the floor concrete, deprives the heat and returns, but when it returns to the unit, it is heated or cooled again by the heat exchanger. , Is sent into the duct by a fan.
By repeating this, heat is stored in the floor concrete to reach a temperature suitable for heating or cooling. (D) The stored floor concrete releases heat into the room by radiation immediately after the operation of the heat pump is stopped, and keeps the room in a comfortable state.

【0008】(2)換気・空調運転 (イ)必要最小限の新鮮な空気を常時供給するための熱
交換式換気扇と、ダクトによる送風を行なう。 (ロ)厳寒期、酷暑期など、床輻射による冷暖房が不足
する場合に熱交換式換気扇と一体になった熱交換機にヒ
ートポンプから温水または冷水を供給し、換気用空気に
温熱または冷熱を与えダクトを通じて建物内の各室に空
調を行なう。
(2) Ventilation / air-conditioning operation (a) Ventilation by a duct and a heat exchange type ventilation fan for constantly supplying the minimum necessary fresh air. (B) When cooling or heating due to floor radiation is insufficient, such as in a severely cold or hot summer season, heat or cold water is supplied from a heat pump to a heat exchanger integrated with a heat exchange type ventilation fan, and heat or cold is supplied to the ventilation air to provide ducts. Each room in the building is air-conditioned.

【0009】(3)冷房排熱回収運転 (イ)冷房運転時にヒートポンプ室外機の放熱器から放
出する熱を同室外機内で冷暖房に用いる循環水とは別に
給湯専用に持ってきた補給水に与え、温水を製造する。 (ロ)製造した温水は、貯湯槽に蓄えられ必要に応じ建
物内の給湯需要に対応して利用する。
(3) Cooling waste heat recovery operation (a) During cooling operation, heat released from the heat radiator of the outdoor unit of the heat pump is supplied to make-up water brought only for hot water supply separately from circulating water used for cooling and heating in the outdoor unit. To produce hot water. (B) The produced hot water is stored in hot water tanks and used as needed in response to hot water demand in the building.

【0010】かかる仕組みにより、夜間の安価な電力を
利用して床からの安定した輻射による冷暖房が行なえ
る。輻射冷暖房は、空気を媒介としないため、エネルギ
ー効率が高く、日中は最小限に必要な換気を行なうだけ
で室内環境を快適に保ち得ることから、省エネルギー効
果は高い。さらに、冷房過程で生成される排熱が周辺に
放出されることなく、温水として回収される省エネルギ
ー効果を発揮することができる。
[0010] With this structure, cooling and heating can be performed by stable radiation from the floor using inexpensive electric power at night. Radiation cooling and heating do not use air as a medium, so they have high energy efficiency, and can maintain a comfortable indoor environment during the day only by performing minimum necessary ventilation. Therefore, the energy saving effect is high. Further, the exhaust heat generated in the cooling process is not released to the surroundings, and the energy saving effect of being recovered as hot water can be exhibited.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、冷暖房・換気・給湯装置に、断熱材で断熱された建
物の床コンクリートに設置された第1の熱交換機と、こ
の第1の熱交換機に接続されたヒートポンプユニットと
を備え、躯体蓄熱式輻射型の装置としたたものであり、
ヒートポンプユニットで生成された冷水または温水を送
給し、これにより建物の床コンクリートを冷暖房に適し
た温度に保ち、輻射による室内環境を創出するという作
用を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is directed to a cooling / heating / ventilation / hot-water supply apparatus, comprising: a first heat exchanger installed on a floor concrete of a building insulated with a heat insulating material; And a heat pump unit connected to the heat exchanger of (1), which is a radiant heat storage type device,
The cooling water or the hot water generated by the heat pump unit is supplied, thereby maintaining the floor concrete of the building at a temperature suitable for cooling and heating, thereby creating an indoor environment by radiation.

【0012】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気・給湯装置におい
て、前記ヒートポンプユニットにより生成される冷水ま
たは温水を他の第2の熱交換機とそれに組み合わされた
熱交換式換気扇を用いて冷温風に変換し、送風ダクトに
より室内に供給するようにしたものであり、これによっ
て、前記床コンクリートからの輻射冷暖房を補助し且つ
室内に新鮮な空気を取り入れることができるという作用
を有する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the radiant cooling / heating / ventilating / hot water supply apparatus of the first aspect, wherein the cold water or the hot water generated by the heat pump unit is converted into another second heat exchanger. And a heat exchange type ventilation fan combined therewith to convert the air into cold and hot air, and supply it to the room by a ventilation duct, thereby assisting the radiant cooling and heating from the floor concrete and fresh inside the room. It has the effect that air can be taken in.

【0013】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1または2記載の躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気・給湯装
置において、冷房時において、冷房用冷水を生成する際
にヒートポンプユニットから発生する排熱を回収して給
湯用に用いる温水を生成し、また冷房以外の期間におい
てはヒートポンプユニットによって直接給湯用の温水を
生成し貯湯槽に蓄えるようにしたものであり、冷熱生成
過程で発生する排熱を回収し給湯需要に対応することが
できるという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the radiant cooling / heating / ventilating / hot water supply apparatus according to the first or second aspect of the present invention, the heat pump unit is used to generate cooling water for cooling during cooling. The hot water for hot water supply is generated by the heat pump unit and stored in the hot water storage tank during periods other than cooling. This has the effect of recovering the waste heat generated and responding to the hot water supply demand.

【0014】以下、本発明の実施例を添付の図面を参照
して詳細に述べる。図1は本発明の一実施例に係る躯体
蓄熱式輻射冷暖房・換気・給湯装置(以下、単に「冷暖
房。換気・給湯装置」という)を一般の家屋に適用した
例を概略的に表す断面図である。図1において、符号A
は戸建て住宅の建物であり、この建物Aの床下には断熱
材1が敷設され、その上には1階の床を構成する床コン
クリート2が打設されている。この1階床は土間コンク
リートとして蓄熱体に構成され、床コンクリート2内に
は埋め込みダクト3が配置されている。建物Aは2階建
てであり、2階天井裏の部分には送風ダクト4が配設さ
れてそれぞれ建物Aの1階部分A1と2階部分A2とに
天井側から延びている。この実施例に係る冷暖房・換気
・給湯装置は、気化した冷媒を圧縮して高温にする圧縮
機を組み込んだヒートポンプユニット5と、埋め込みダ
クト3の中間部分に設置され、暖房時には凝縮器、冷房
時には蒸発器となり、送風用のファン(図示してない)
とともに蓄熱用ユニット10を構成する第1の熱交換機
としての蓄熱用熱交換機6と、建物Aの天井に設置さ
れ、空気熱交換を行なって室内に温風または冷風を送給
する第2の熱交換機としての送風用熱交換機7と、送風
用熱交換機7を組み込んだ熱交換式換気扇8と、給湯用
熱交換機としての給湯用コイル(図示してない)を有
し、ヒートポンプユニット5に接続されて当該ヒートポ
ンプユニット5から送られる高温冷媒により温水を作る
とともにこの温水を蓄える貯湯槽9とから構成される。
熱交換式換気扇8は送風ダクト4に接続されてファン動
作によって当該送風ダクトに温風または冷風を送り込む
ようになっている。給湯用コイルには家庭用の水道蛇口
等に接続される水道配管が接続され、この水道配管は給
湯用コイルを循環するようになっている。また、貯湯槽
9は電気温水器を備えており夜間電力を利用して温水を
温める機能を有しているものが使用される。さらに上記
床コンクリート2は蓄熱体に構成されるために、熱容量
の大きなコンクリートが使用されるか、または熱容量の
大きな材料がコンクリートに混入されるなどの処置が施
されているのが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example in which a radiator cooling / heating / ventilating / hot-water supply device according to an embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “heating / heating. Ventilation / hot-water supply device”) is applied to a general house. It is. In FIG.
Is a building of a detached house, a heat insulating material 1 is laid under the floor of this building A, and a floor concrete 2 constituting a floor of the first floor is cast thereon. The first floor is constructed as a heat storage body as earth concrete, and a buried duct 3 is arranged in the floor concrete 2. The building A is a two-story building, and a ventilation duct 4 is provided at a part behind the ceiling on the second floor, and extends from the ceiling side to the first floor part A1 and the second floor part A2 of the building A, respectively. The cooling / heating / ventilation / hot-water supply apparatus according to this embodiment is installed in a heat pump unit 5 incorporating a compressor that compresses a vaporized refrigerant to a high temperature and installed in an intermediate portion of the embedded duct 3. Become an evaporator, fan for air blowing (not shown)
And a heat storage heat exchanger 6 as a first heat exchanger constituting the heat storage unit 10 and a second heat exchanger which is installed on the ceiling of the building A and exchanges air heat to supply warm air or cold air to the room. It has a blower heat exchanger 7 as an exchanger, a heat exchange type ventilation fan 8 incorporating the blower heat exchanger 7, and a hot water supply coil (not shown) as a hot water supply heat exchanger, and is connected to the heat pump unit 5. And a hot water storage tank 9 for producing hot water from the high-temperature refrigerant sent from the heat pump unit 5 and storing the hot water.
The heat exchange type ventilation fan 8 is connected to the air duct 4 and sends warm air or cold air into the air duct by a fan operation. The hot water supply coil is connected to a water supply pipe connected to a household water tap or the like, and the water supply pipe circulates through the hot water supply coil. The hot water storage tank 9 is provided with an electric water heater and has a function of heating hot water using nighttime electric power. Further, since the floor concrete 2 is configured as a heat storage body, it is preferable to take measures such as using concrete having a large heat capacity or mixing a material having a large heat capacity into the concrete.

【0015】かかる構成を有する冷暖房・換気・給湯装
置の動作について説明する。すでに述べたように、本発
明の冷暖房・換気・給湯装置は、蓄熱運転と、換気・空
調運転と、冷房排熱回収運転とを行なうよう構成されて
いる。したがって、上記それぞれの運転について説明す
る。
The operation of the cooling / heating / ventilating / hot-water supply device having such a configuration will be described. As described above, the cooling / heating / ventilating / hot-water supply device of the present invention is configured to perform the heat storage operation, the ventilation / air-conditioning operation, and the cooling / exhaust heat recovery operation. Therefore, each of the above operations will be described.

【0016】(1)蓄熱運転 この運転では、先ず、ヒートポンプユニット5を運転し
建物Aの床コンクリート2に設置された蓄熱用ユニット
10内にある蓄熱用熱交換機6に温水または冷水を供給
する。次に、床コンクリート2に設置された蓄熱用ユニ
ット10内の蓄熱用熱交換機6により温水または冷水の
熱を埋め込みダクト3内の空気に与え、蓄熱用ユニット
10内に設置されたファンが床コンクリート2内の埋め
込みダクト3へ温風または冷風を供給する。これによ
り、埋め込みダクト3内の空気は蓄熱用ユニット10に
て加温または冷却された熱を床コンクリート2へ与え、
熱を奪われて戻ってくるが、蓄熱用ユニット10に戻っ
た際に再度蓄熱用熱交換機6にて加温または冷却され、
ファンによって埋め込みダクト3内に送り込まれる。こ
れを繰り返すことによって、床コンクリート2に蓄熱
し、暖房または冷房に適した温度に到達させる。床コン
クリート2から地中への熱の散逸(或いは放射)は断熱
材1によってくい止められる。蓄熱した床コンクリート
2は、ヒートポンプユニット5の運転が停止した直後か
ら輻射によって建物Aの室内に熱を放出し、室内を快適
な状態に保つ。
(1) Heat storage operation In this operation, first, the heat pump unit 5 is operated to supply hot or cold water to the heat storage heat exchanger 6 in the heat storage unit 10 installed on the floor concrete 2 of the building A. Next, heat of hot water or cold water is given to the air in the embedded duct 3 by the heat storage heat exchanger 6 in the heat storage unit 10 installed in the floor concrete 2, and the fan installed in the heat storage unit 10 Hot air or cold air is supplied to the buried duct 3 in the inside 2. Thereby, the air in the buried duct 3 gives the heat heated or cooled by the heat storage unit 10 to the floor concrete 2,
Heat is deprived and returns, but when returning to the heat storage unit 10, it is heated or cooled again by the heat storage heat exchanger 6,
It is sent into the embedded duct 3 by a fan. By repeating this, heat is stored in the floor concrete 2 to reach a temperature suitable for heating or cooling. Dissipation (or radiation) of heat from the floor concrete 2 into the ground is blocked by the thermal insulation 1. The stored floor concrete 2 emits heat into the room of the building A by radiation immediately after the operation of the heat pump unit 5 stops, thereby keeping the room in a comfortable state.

【0017】(2)換気・空調運転 この運転では、先ず、必要最小限の新鮮な空気を常時供
給するための熱交換式換気扇8と、送風ダクト4による
送風を行なう。この換気・空調運転は、厳寒期、酷暑期
など、床輻射による冷暖房が不足する場合に熱交換式換
気扇8と一体になった送風用熱交換機7にヒートポンプ
ユニット5から温水または冷水を供給し、換気用空気に
温熱または冷熱を与え送風ダクト4を通じて建物A内の
各室A1、A2に空調を行なう。
(2) Ventilation / Air-conditioning operation In this operation, first, a heat exchange type ventilation fan 8 for constantly supplying a minimum necessary fresh air and a ventilation duct 4 are used to blow air. This ventilation / air-conditioning operation supplies hot water or cold water from the heat pump unit 5 to the blower heat exchanger 7 integrated with the heat exchange type ventilation fan 8 when cooling and heating due to floor radiation is insufficient, such as in a severe cold season or a very hot season. Hot or cold heat is applied to the ventilation air to air-condition each of the rooms A1 and A2 in the building A through the ventilation duct 4.

【0018】(3)冷房排熱回収運転 この運転では、先ず、冷房運転時にヒートポンプ室外機
の放熱器から放出する熱を同室外機内で冷暖房に用いる
循環水とは別に上記給湯用コイルに通して給湯専用に持
ってきた補給水に与え、温水を製造する。そして、製造
した温水は、貯湯槽9に蓄えられ必要に応じ建物A内の
給湯需要に対応して利用する。
(3) Cooling Exhaust Heat Recovery Operation In this operation, first, the heat released from the radiator of the heat pump outdoor unit during the cooling operation is passed through the hot water supply coil separately from the circulating water used for cooling and heating in the outdoor unit. The hot water is produced by supplying it to makeup water brought exclusively for hot water supply. The manufactured hot water is stored in the hot water storage tank 9 and used according to the hot water supply demand in the building A as needed.

【0019】かかる仕組みにより、夜間の安価な電力を
利用して床からの安定した輻射による冷暖房が行なえ
る。輻射冷暖房は、空気を媒介としないため、エネルギ
ー効率が高く、日中は最小限に必要な換気を行なうだけ
で室内環境を快適に保ち得ることから、省エネルギー効
果は高い。さらに、冷房過程で生成される排熱が周辺に
放出されることなく、温水として回収される省エネルギ
ー効果を発揮することができる。
[0019] With such a structure, it is possible to perform cooling and heating by stable radiation from the floor using inexpensive electric power at night. Radiation cooling and heating do not use air as a medium, so they have high energy efficiency, and can maintain a comfortable indoor environment during the day only by performing minimum necessary ventilation. Therefore, the energy saving effect is high. Further, the exhaust heat generated in the cooling process is not released to the surroundings, and the energy saving effect of being recovered as hot water can be exhibited.

【0020】このような本発明の冷暖房・換気・給湯装
置の利用形態のうち第1の利用形態としては、戸建て住
宅の1階床を土間コンクリートとして蓄熱体にし、床内
に蓄熱用の埋め込みダクト3および蓄熱用熱交換機6を
設置する一方、室内天井部分に熱交換式換気扇8と、送
風用熱交換機7、および送風ダクト4を設け、これらの
機器を室外のヒートポンプユニット5に接続するととも
に電気温水器と組み合わせた貯湯槽9を設けたものが実
現可能である。
The first mode of use of the cooling / heating / ventilating / hot-water supply apparatus of the present invention is as follows. The first floor of a detached house is made into a heat storage body as soil concrete, and a buried duct for heat storage is provided in the floor. 3 and a heat storage heat exchanger 6, a heat exchange type ventilation fan 8, a blower heat exchanger 7, and a blower duct 4 are provided on the ceiling of the room, and these devices are connected to the outdoor heat pump unit 5 and are electrically connected. A device provided with a hot water storage tank 9 combined with a water heater can be realized.

【0021】本発明の冷暖房・換気・給湯装置の第2の
利用形態としては、マンションの住戸の床下に断熱を施
し、床コンクリート2を蓄熱体とした上で埋め込みダク
ト3および蓄熱用熱交換機6を設置する一方、室内天井
部分に熱交換式換気扇8と、送風用熱交換機7、および
送風ダクト4を設け、これらの機器を室外のヒートポン
プユニット5に接続するとともに電気温水器と組み合わ
せた貯湯槽9を設けたものが実現可能である。
As a second mode of use of the cooling / heating / ventilating / hot-water supply apparatus of the present invention, heat insulation is provided under the floor of the dwelling unit of the apartment, the floor concrete 2 is used as a heat storage body, and the embedded duct 3 and the heat storage heat exchanger 6 are used. On the other hand, a heat exchange ventilator 8, a heat exchanger 7 for blowing air, and a blowing duct 4 are provided on the ceiling of the room, and these devices are connected to the outdoor heat pump unit 5 and combined with an electric water heater. 9 is feasible.

【0022】本発明の冷暖房・換気・給湯装置の第3の
利用形態としては、従来、スペースや荷重などの理由か
ら室外に氷蓄熱槽を設置できなかった中小規模のビル、
店舗の床を蓄熱体として利用し、埋め込みダクト3およ
び蓄熱用熱交換機6を設置する一方、室内天井部分に熱
交換式換気扇8と、送風用熱交換機7、および送風ダク
ト4を設け、これらの機器を室外のヒートポンプユニッ
ト5に接続するとともに電気温水器と組み合わせた貯湯
槽9を設けたものが実現可能である。
A third mode of use of the cooling / heating / ventilating / hot-water supply apparatus of the present invention is a small- or medium-sized building in which an ice heat storage tank could not be installed outside due to space or load.
The floor of the store is used as a heat storage body, and the buried duct 3 and the heat storage heat exchanger 6 are installed. On the other hand, a heat exchange type ventilation fan 8, a blower heat exchanger 7, and a blow duct 4 are provided on the indoor ceiling. It is feasible to connect the equipment to the outdoor heat pump unit 5 and provide a hot water tank 9 combined with an electric water heater.

【0023】本発明の冷暖房・換気・給湯装置の第4の
利用形態としては、空気による不快感を指摘されること
の多い病院や高齢者を収容する老人ホーム等において、
輻射暖房を主体とした柔らかな室内環境を実現するた
め、建物床を蓄熱体として利用し、埋め込みダクト3お
よび蓄熱用熱交換機6を設置する一方、室内天井部分に
熱交換式換気扇8と、送風用熱交換機7、および送風ダ
クト4を設け、これらの機器を室外のヒートポンプユニ
ット5に接続するとともに電気温水器と組み合わせた貯
湯槽9を設けたものが実現可能である。
A fourth mode of use of the cooling / heating / ventilating / hot-water supply apparatus of the present invention is as follows: in hospitals and nursing homes accommodating the elderly, where discomfort due to air is often pointed out.
In order to realize a soft indoor environment mainly using radiant heating, the building floor is used as a heat storage unit, and the embedded duct 3 and the heat storage heat exchanger 6 are installed. It is feasible to provide a heat exchanger 7 for use and a ventilation duct 4, connect these devices to the outdoor heat pump unit 5, and provide a hot water storage tank 9 combined with an electric water heater.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
断熱材で断熱された建物の床コンクリートに設置された
第1の熱交換機と、この第1の熱交換機に接続されたヒ
ートポンプユニットとを備え、ヒートポンプユニットで
生成された冷水または温水を送給し、これにより建物の
床コンクリートを冷暖房に適した温度に保ち、輻射によ
る室内環境を創出するようにしたため、ヒートポンプの
高効率性を用いて効率よく熱を発生させ、建物躯体に高
効率で熱を蓄えることができる。そして、躯体蓄熱を利
用するため、昼間の最大負荷に対応したヒートポンプ容
量或いは熱交換機を用意する必要がない。
As described above, according to the present invention,
The heat pump unit includes a first heat exchanger installed on floor concrete of a building insulated with a heat insulating material, and a heat pump unit connected to the first heat exchanger, and supplies cold water or hot water generated by the heat pump unit. In this way, the floor concrete of the building is kept at a temperature suitable for cooling and heating, and the indoor environment is created by radiation, so the heat is efficiently generated using the high efficiency of the heat pump, and the heat is efficiently transferred to the building frame. Can be stored. In addition, since the skeleton heat storage is used, there is no need to prepare a heat pump capacity or a heat exchanger corresponding to the maximum load in daytime.

【0025】また、ヒートポンプユニットにより生成さ
れる冷水または温水を他の第2の熱交換機とそれに組み
合わされた熱交換式換気扇を用いて冷温風に変換し、送
風ダクトにより室内に供給することによって、前記床コ
ンクリートからの輻射冷暖房を補助し且つ室内に新鮮な
空気を取り入れるようにしたため、建物躯体を利用した
輻射冷暖房に熱交換式換気扇を利用したセントラル空調
を付加でき、室内に冷暖房用の室内機が存在せず、室内
の利用効率や美観を向上することができる。
Further, by converting the cold water or hot water generated by the heat pump unit into cold / hot air using another second heat exchanger and a heat exchange type ventilation fan combined therewith, and supplying it to the room through a ventilation duct, Radiation cooling and heating from the floor concrete is supported and fresh air is introduced into the room, so that central air conditioning using a heat exchange type ventilation fan can be added to the radiation cooling and heating using the building frame, and the indoor unit for cooling and heating in the room Does not exist, and the indoor use efficiency and aesthetic appearance can be improved.

【0026】さらに、冷房時において、冷房用冷水を生
成する際にヒートポンプユニットから発生する排熱を回
収して給湯用に用いる温水を生成し、また冷房以外の期
間においてはヒートポンプユニットによって直接給湯用
の温水を生成し貯湯槽に蓄えるようにしたため、冷熱生
成過程で発生する排熱を回収し給湯需要に対応すること
ができる。
Further, during cooling, the exhaust heat generated from the heat pump unit when generating cooling water for cooling is recovered to generate hot water used for hot water supply, and during periods other than cooling, the heat pump unit directly supplies hot water for use. Since hot water is generated and stored in the hot water storage tank, waste heat generated in the process of generating cold heat can be recovered to meet hot water supply demand.

【0027】また上記いずれの場合も、電源は夜間の電
力に求めることができるから、電力の負荷の平準化を実
現することができる。
In any of the above cases, the power source can be obtained as nighttime power, so that the power load can be leveled.

【0028】実際、冷暖房のエネルギー消費が増大する
ことによって電力の負荷率は悪化の一途をたどり電力の
供給は逼迫してきている。このような背景から、電力利
用の平準化は国家的課題である。また一方では、生活者
の快適性指向は年々高まり、空気による冷暖房に対する
不満が強く言われるようになり、床暖房を強く指向する
傾向にある。このような観点から、輻射による冷暖房へ
のニーズ、およびそれに対する対応が建築側での課題と
なっている。当該装置はこの2つの課題を緩和すること
ができ、また、これまで技術面、コスト面の双方から実
現の難しかった床全面の冷暖房が安価な運転コストで可
能となることから、高齢者の居住環境としても質の高い
快適性が実現できる。
Actually, as the energy consumption of the cooling and heating increases, the load factor of the power continues to deteriorate, and the supply of the power is becoming tight. Against this background, the leveling of power use is a national issue. On the other hand, the comfort orientation of consumers has been increasing year by year, and complaints about air-conditioning and heating have been strongly expressed, and floor heating tends to be strongly oriented. From this point of view, the need for cooling and heating by radiation and the response to it have been issues on the building side. The device can alleviate these two problems, and can cool and heat the entire floor at a low operating cost, which has been difficult to realize in terms of both technology and cost. High quality comfort can be realized as an environment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気・給
湯装置一実施例を概略的に示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing an embodiment of a radiant cooling / heating / ventilating / hot-water supply device of a heat storage type according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 建物 1 断熱材 2 床コンクリート 3 埋め込みダクト 4 送風ダクト 5 ヒートポンプユニット 6 蓄熱用熱交換機 7 送風用熱交換機 8 熱交換式換気扇 9 貯湯槽 10 蓄熱ユニット A Building 1 Insulation material 2 Floor concrete 3 Embedded duct 4 Blast duct 5 Heat pump unit 6 Heat storage heat exchanger 7 Heat exchange heat exchanger 8 Heat exchange type ventilation fan 9 Hot water storage tank 10 Heat storage unit

フロントページの続き (72)発明者 川 村 芳 夫 埼玉県浦和市曲本5丁目8番9号 株式会 社アクア冷熱研究所内 (72)発明者 中 川 博 之 神奈川県横浜市南区別所中里台42番7号 サンコート中里台107 株式会社日興内Continuation of the front page (72) Inventor Yoshio Kawamura 5-8-9, Umagonto, Urawa-shi, Saitama In-house Aqua Cooling Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Nakagawa Nakasatodai, Minamibikisho, Yokohama, Kanagawa No. 42-7 Suncourt Nakazatodai 107 Nikkonai Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断熱材で断熱された建物の床コンクリー
トに設置された第1の熱交換機と、この第1の熱交換機
に接続されたヒートポンプユニットとを備え、ヒートポ
ンプユニットで生成された冷水または温水を送給し、こ
れにより建物の床コンクリートを冷暖房に適した温度に
保ち、輻射による室内環境を創出することを特徴とする
躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気・給湯装置。
1. A first heat exchanger installed on floor concrete of a building insulated with a heat insulating material, and a heat pump unit connected to the first heat exchanger, wherein cold water or heat generated by the heat pump unit is provided. A radiant cooling / heating / ventilating / hot-water supply system with a thermal storage system, which supplies hot water to maintain the floor concrete of a building at a temperature suitable for cooling and heating, thereby creating an indoor environment by radiation.
【請求項2】 前記ヒートポンプユニットにより生成さ
れる冷水または温水を他の第2の熱交換機とそれに組み
合わされた熱交換式換気扇を用いて冷温風に変換し、送
風ダクトにより室内に供給することによって、前記床コ
ンクリートからの輻射冷暖房を補助し且つ室内に新鮮な
空気を取り入れるようにしたことを特徴とする請求項1
記載の躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気・給湯装置。
2. Converting cold water or hot water generated by the heat pump unit into cold / hot air using another second heat exchanger and a heat exchange type ventilation fan combined therewith, and supplying the cold / hot air to the room through a ventilation duct. And radiant cooling and heating from the floor concrete, and taking in fresh air into the room.
A radiant cooling / heating / ventilating / hot-water supply device with a skeleton heat storage type as described.
【請求項3】 冷房時において、冷房用冷水を生成する
際にヒートポンプユニットから発生する排熱を回収して
給湯用に用いる温水を生成し、また冷房運転以外の時間
においてはヒートポンプユニットによって直接給湯用の
温水を生成し貯湯槽に蓄えるようにしたことを特徴とす
る請求項1または2記載の躯体蓄熱式輻射冷暖房・換気
・給湯装置。
3. During cooling, waste heat generated from a heat pump unit when cooling water for cooling is generated to generate hot water used for hot water supply, and hot water is directly supplied by the heat pump unit at times other than the cooling operation. 3. The radiant cooling / heating / ventilating / hot water supply device according to claim 1, wherein hot water for use is generated and stored in a hot water storage tank.
JP9057580A 1997-03-12 1997-03-12 Body heat storage type radiation air conditioning, ventilating, hot water heating apparatus Pending JPH10253097A (en)

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