(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプエアコンの室外機に冷媒配管を介して連結されて室内に設置された室内機とダクトを介して接続されて、天井下面に設置された１個または複数個の天井吹出しチャンバーボックスが、上方開口部に蓋板を被冠固定すると共に、下方開口部に多数の小孔を備えた冷・温風の吹出しと冷・暖気の放射を兼ねる金属製パネルを固定して形成され、且つ該チャンバーボックス内に、潜熱蓄熱材を密封して内包した潜熱蓄熱材内包材を配設し、前記チャンバーボックス内に、前記室外機で生成された冷風または温風を、前記室内機を介して送風して前記金属製パネルを通して室内に送風する空気対流方式の冷暖房システムと、前記室外機からの冷風または温風で前記潜熱蓄熱材を冷却または加温して蓄熱することにより、該冷却または加温された潜熱蓄熱材を補助熱源として前記金属製パネルを冷却または加温して、該金属製パネルから冷気または暖気を室内に放射する放射方式の冷暖房システムの２つを同時に、または前記そのいずれかの冷暖房システムを使用するヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システムにおいて、
前記チャンバーボックスを構成する側壁板および蓋板の内周面または外周面に、断熱シートを貼付または断熱塗料を塗布すると共に、前記潜熱蓄熱材は、相転移可能で潜熱蓄熱性を有する化合物のポリエチレングリコールを使用して形成され、更に前記潜熱蓄熱材を内包する潜熱蓄熱材内包材は、薄いアルミ板またはポリエチレン樹脂を用いて薄い箱状に形成する一方、前記チャンバーボックスの対向する２枚の側壁板に２本の保持杆を間隔を有して固設し、且つ該２本の保持杆上に、前記潜熱蓄熱材内包材の下面両側端縁部を固定して、該下面両側端縁部を除く潜熱蓄熱材内包材の下面が前記金属パネルに接触することなく隙間を備えて設置されると共に、前記チャンバーが前記潜熱蓄熱材内包材の容積より５〜１０倍の大きさに形成されたことを特徴とするヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井下面に設置された天井吹出しチャンバーボックス内に、潜熱蓄熱材を密封して内包した潜熱蓄熱材内包材を配設し、前記チャンバーボックス内に、ヒートポンプエアコンで生成された冷風または温風を送風して、前記チャンバーボックス下面の多数の通気小孔を穿設した金属製パネルを通して室内に送風する空気対流方式の冷暖房システムと、前記ヒートポンプエアコンで生成された冷風または温風で前記潜熱蓄熱材を冷却または加温して蓄熱することにより、該冷却または加温された潜熱蓄熱材を補助熱源として前記金属製パネルを冷却または加温して、該金属製パネルから冷気または暖気を室内に放射する放射方式の冷暖房システムの２つを同時に、またはそのいずれかの冷暖房システムを使用して室内を効果的に冷暖房することができるヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実用に供されているヒートポンプエアコンによる空気対流方式の冷暖房システムでは、急速な冷暖房には効果的であるが、冷房時の最低送風温度が約１０℃、暖房時の最高送風温度が約４０℃と、室内との温度差が非常に大きな送風温度となっていたため、居住者に前記温度差による不快感を与えており、また冬期においては、デフロストによる暖房運転停止があり、居住者に不快感を与えていた。
【０００３】
そして、前記従来実用に供されているヒートポンプエアコンによる空気対流方式の冷暖房システムによる課題を解決する冷暖房システムとして下記の特許文献に示す空気暖冷房方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７４２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１記載の発明は、天井裏または壁体内の空隙部への空調機からの空気の流通による輻射（放射）暖冷房を可能とし、且つ該空気の一部を室内へ供給することによって対流による速やかな暖冷房と熱効率の向上を図ることができ、更に、空調機によって除湿された状態にある乾燥空気を室内に供給すると共に、該空気を空調機へ循環することにより、室内の湿度を制御するのが容易で、天井面等での結露の生成を防止することができるという作用および効果を奏する。
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の発明は、天井裏空隙部に空調機で送風して、該天井裏空隙部から室内に空調空気を送風するよう形成されていると共に、天井面は熱伝導性の良い部材を使用することが記載されているが、仮にこの部材が金属製パネルであったとしても、該金属製パネルでは蓄熱作用はないので、送風温度は、冷房時には、過度に低く、また、暖房時には、過度に高くなるため、居住者への不快感が残る。また、前記空調機を作動し続けて前記金属製パネルを冷却または加温しなければならず、電力使用量並びに電力料金が増えるという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決すべくなされたものであって、ヒートポンプエアコンの室外機に冷媒配管を介して連結されて室内に設置された室内機とダクトを介して接続されて、天井下面に設置された１個または複数個の天井吹出しチャンバーボックスが、上方開口部に蓋板を被冠固定すると共に、下方開口部に多数の小孔を備えた冷・温風の吹出しと冷・暖気の放射を兼ねる金属製パネルを固定して形成され、且つ前記チャンバーボックス内に、潜熱蓄熱材を密封して内包した潜熱蓄熱材内包材を配設し、該前記チャンバーボックス内に前記室外機で生成された冷風または温風を送風し、更に前記チャンバーボックス内に送風された冷風または温風を、前記金属製パネルを通して室内に送風する空気対流方式の冷暖房システムと、前記室外機からの冷風または温風により前記潜熱蓄熱材を冷却または加温して蓄熱することにより、該冷却または加温された潜熱蓄熱材を補助熱源として前記金属製パネルを冷却または加温して、該金属製パネルから冷気または暖気を室内に放射する放射方式の冷暖房システムとにより構成された蓄熱型放射冷暖房システムであって、普通一般の空気対流方式の冷暖房システムとして使用することもでき、また、深夜時間帯の運転条件が有利な時間帯に前記ヒートポンプエアコンを作動して、生成された冷風または温風により、前記潜熱蓄熱材を蓄熱すると共に、該潜熱蓄熱材を補助熱源として前記金属製パネルを冷却または加温しておくことにより、実際の冷暖房時には前記ヒートポンプエアコンを作動させないで、前記金属製パネルからの冷気または暖気を室内に放射する放射方式の冷暖房システムとして使用することもでき、更に両システムを同時に使用することも可能であって、電力使用量並びに電力料金を低減することができ、然も、冷暖房時における冷房時最低送風温度および暖房時最高送風温度と室内との温度差が低くなり、その分居住者に対して不快感を与えることのないヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ヒートポンプエアコンの室外機に冷媒配管を介して連結されて室内に設置された室内機とダクトを介して接続されて、天井下面に設置された１個または複数個の天井吹出しチャンバーボックスが、上方開口部に蓋板を被冠固定すると共に、下方開口部に多数の小孔を備えた冷・温風の吹出しと冷・暖気の放射を兼ねる金属製パネルを固定して形成され、且つ該チャンバーボックス内に、潜熱蓄熱材を密封して内包した潜熱蓄熱材内包材を配設し、前記チャンバーボックス内に、前記室外機で生成された冷風または温風を、前記室内機を介して送風して前記金属製パネルを通して室内に送風する空気対流方式の冷暖房システムと、前記室外機からの冷風または温風で前記潜熱蓄熱材を冷却または加温して蓄熱することにより、該冷却または加温された潜熱蓄熱材を補助熱源として前記金属製パネルを冷却または加温して、該金属製パネルから冷気または暖気を室内に放射する放射方式の冷暖房システムの２つを同時に、または前記そのいずれかの冷暖房システムを使用するヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システムにおいて、
前記チャンバーボックスを構成する側壁板および蓋板の内周面または外周面に、断熱シートを貼付または断熱塗料を塗布すると共に、前記潜熱蓄熱材は、相転移可能で潜熱蓄熱性を有する化合物のポリエチレングリコールを使用して形成され、更に前記潜熱蓄熱材を内包する潜熱蓄熱材内包材は、薄いアルミ板またはポリエチレン樹脂を用いて薄い箱状に形成する一方、前記チャンバーボックスの対向する２枚の側壁板に２本の保持杆を間隔を有して固設し、且つ該２本の保持杆上に、前記潜熱蓄熱材内包材の下面両側端縁部を固定して、該下面両側端縁部を除く潜熱蓄熱材内包材の下面が前記金属パネルに接触することなく隙間を備えて設置されると共に、前記チャンバーが前記潜熱蓄熱材内包材の容積より５〜１０倍の大きさに形成されるという手段を採用することにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【０００９】
前記構成より成る本発明によれば、チャンバー内に送風された前記冷風または温風を、前記金属製パネルを通して室内に送風する空気対流方式の冷暖房システムと、前記前記室外機で生成された冷風または温風で、ポリエチレングリコールより成る潜熱蓄熱材を冷却または加温して蓄熱して、該潜熱蓄熱材を補助熱源として、前記金属製パネルを、前記冷風または温風の温度が非常に低い場合はやや温度を高く、逆に温度が非常に高い場合はやや温度を低く冷却または加温して、該金属製パネルからの冷気または暖気を室内に放射する放射方式の冷暖房システムの２つの冷暖房システムを同時に使用して、またはそのいずれかのシステムを使用して室内を効果的に冷暖房することができ、特に、前記潜熱蓄熱材内包材の下面両側端縁部を除く、潜熱蓄熱材内包材の下面が前記金属パネルに接触することなく隙間を備えて設置されて、前記チャンバー内に露出する潜熱蓄熱材内包材の表面積を大とすると共に、前記チャンバーの容積を前記潜熱蓄熱材内包材の容積より５〜１０倍の大きさとし、更に該チャンバーが断熱性を有する一方、前記潜熱蓄熱材内包材の外周面に接する空気量が多くなり、その結果、前記潜熱蓄熱材への蓄熱効率において優れているため、前記潜熱蓄熱材を補助熱源として使用することにより、冷暖房時における冷房時最低送風温度および暖房時最高送風温度と室内との温度差が低くなり、その分居住者に対して不快感を与えることのない冷暖房システムが提供することができ、また、本発明システムは、空気対流方式の冷暖房システムとして使用することもできるし、また放射方式の冷暖房システムとしても使用することもでき、更に両システムを同時に使用することもでき、前記両冷暖房システムを季節や時間帯によって使い分けることにより、電力使用量並びに電力料金を低減することができるという優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明ヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システムを示す全体の概略縦断面図である。
【図２】本発明ヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システムの要部を示す拡大縦断面図である。
【実施例】
【００１１】
本発明は、ヒートポンプエアコン１の室外機２に冷媒配管３を介して連結されて室内４に設置された室内機５とダクト６を介して接続されて、天井７の下面に設置された天井吹出しチャンバーボックス８のチャンバー９内に、潜熱蓄熱材１０を密封して内包した潜熱蓄熱材内包材１１を配設すると共に、該チャンバーボックス８の室内４への吹出し側である下方開口部１２に多数の通気小孔１３を穿設した金属製パネル１４を固定する一方、前記チャンバー９内に前記ヒートポンプエアコン１の室外機２で生成された冷風または温風を室内機５を介して送風して、更に該チャンバー９内に送風された前記冷風または温風を前記金属製パネル１4を通して室内４に送風する空気対流方式の冷暖房システムと、前記前記室外機２で生成された冷風または温風で前記潜熱蓄熱材１０を冷却または加温して蓄熱して、該潜熱蓄熱材１０を補助熱源として、前記金属製パネル１４を、前記冷風または温風の温度が非常に低い場合はやや温度を高く、逆に温度が非常に高い場合はやや温度を低く冷却または加温して、該金属製パネル１４からの冷気または暖気を室内４に放射する放射方式の冷暖房システムの２つの冷暖房システムを同時に使用して、またはそのいずれかのシステムを使用して室内４を効果的に冷暖房することができるヒートポンプエアコンを利用した蓄熱型放射冷暖房システムである。
【００１２】
本発明において使用するヒートポンプエアコン１は、基本的には汎用されている従来公知のヒートポンプエアコンを使用することができる。前記ヒートポンプエアコン１の室外機２に冷媒配管３を介して連結されて室内４に設置された室内機５とダクト６を介して接続されて、天井７の下面に設置された天井吹出しチャンバーボックス８は、アルミ等の金属板を使用して方形枠状に形成された側壁板１５の下方開口部１２に多数の通気小孔１３を穿設した金属製パネル１４を固定する一方、該チャンバーボックス８の上方開口部１６にアルミ等の金属板より成る蓋板１７を被冠固定して、内部にチャンバー９を設けて形成されている。
【００１３】
なお、前記チャンバーボックス８は、図１においては２個設置されているが、室内４の大きさによって、１個あるいは３個以上設置してもよい。
【００１４】
そして、前記対向する２枚の側壁板１５間に２本の保持杆１８を間隔を有して固設し、且つ該２本の保持杆１８の中央部上に、前記潜熱蓄熱材１０を密封して内包した潜熱蓄熱材内包材１１の下面両側端縁部を固定して、該下面両側端縁部を除く潜熱蓄熱材内包材１１の下面が前記金属製パネル１４に接触することなく隙間１９を備えて配設固定し、更に、前記蓋板１７の中央に前記室内機５と連通するダクト６の先端部が開口連通されて形成されている。前記潜熱蓄熱材内包材１１の下面両端縁部を除き、外周全面が金属製パネル１４に接触することなく隙間１９を備えて配設固定するすることにより、前記チャンバー９内に露出する潜熱蓄熱材内包材１１の表面積を大としている。なお、前記潜熱蓄熱材１０を密封して内包した潜熱蓄熱材内包材１１の２本の保持杆１８への固定方法は、特に限定する必要はなく、例えば、接着剤を用いて固定することができる。
【００１５】
本発明で使用される潜熱蓄熱材１０は、相転移可能で潜熱蓄熱性を有する化合物を使用する。前記相転移可能で潜熱蓄熱性を有する化合物としては、ポリエチレングリコール（化学式ＨＯ−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ−Ｈ、相変化温度３０〜５０℃、潜熱量約４０Ｃａｌ／ｇ）、あるいは、パラフィン（化学式Ｃ１８Ｈ３８、相変化温度２８．２℃、潜熱量５７．８Ｃａｌ／ｇ，化学式Ｃ２０Ｈ４２、相変化温度３６．４℃、潜熱量５８．８Ｃａｌ／ｇ等）を好適なものとして挙げることができる。そして、本発明においては、特に限定する必要はないが、好ましくは、潜熱蓄熱材１０として前記ポリエチレングリコールを使用することが推奨される。
【００１６】
そして、前記潜熱蓄熱材１０を内包する潜熱蓄熱材内包材１１の素材としては、耐熱性や耐衝撃性、耐寒性、耐透水性などに優れたレトルト食品に使用されるようなアルミのシートやフィルムなどを用いて袋状に形成したものを使用することができる。その他、耐熱性や耐衝撃性、耐寒性、耐透水性などに優れた樹脂であるポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリ塩化ビニール、ナイロンなどが好適な樹脂として使用することができる。そして、本発明においては、薄いアルミ板、または、ポリエチレン樹脂を用いて薄い箱状に形成したものを使用することが好ましい。
【００１７】
また、チャンバーボックス８は、前記天井７の下面に１個または複数個設置することができる。該チャンバーボックス８が複数個の場合、室内機５もチャンバーボックス８の数だけ複数台設置してもよいし、あるいは１台の室内機５のみ使用し、該１台の室内機５と複数個のチャンバーボックス８にダクト６で連結してもよい。また、前記チャンバーボックス８のチャンバー９は、前記ヒートポンプエアコン１より送風された冷風または温風が、該チャンバー９内部において乱流できるようにすると共に、該チャンバー９内において前記潜熱蓄熱部材１０を内包した潜熱蓄熱材内包材１１に接触する空気量が多くなるように、前記チャンバー９の容積は該潜熱蓄熱材内包材１１の容積より５〜１０倍程度の大きさとすることが好ましい。更に、図示していないが、前記チャンバーボックス８を構成する側壁板１５および蓋板１７の内周面、または外周面には断熱シートを貼付するか、断熱塗料を塗布して、チャンバー９の断熱性を図ることが好ましい。前記構成とすることにより、前記潜熱蓄熱材内包材１１の外周面に接する空気量が多く、その結果、前記潜熱蓄熱材１０への蓄熱効率において優れている。
【００１８】
前記構成より成る本発明の作用について説明する。本発明ヒートポンプエアコン１を利用した蓄熱型放射冷暖房システムにおける空気対流方式の冷房システムと、放射方式の冷房システムの両システムを使用して室内４を冷房する場合、本発明者のテストによれば、前記ヒートポンプエアコン１の送風温度が最低値の１０℃で補助熱源としての潜熱蓄熱材１０に送風されると、該潜熱蓄熱材１０の吸熱作用により、前記潜熱蓄熱材１０は１５℃程度にまで昇温して、前記金属製パネル１４を加温して表面温度は最低２０℃にまで加温され、そして該金属製パネル１４を通しての室内４への送風温度は、最低１５℃の温度となり、居住者に対して快適な送風温度に制御できることを確認した。
【００１９】
また、本発明ヒートポンプエアコン１を利用した蓄熱型放射冷暖房システムにおける空気対流方式の暖房システムと、放射方式の暖房システムの両システムを使用して室内４を暖房する場合、本発明者のテストによれば、前記ヒートポンプエアコン１の送風温度が最高値の４０℃で補助熱源としての潜熱蓄熱材１０に送風されると、該潜熱蓄熱材１０の吸熱作用により、前記潜熱蓄熱材１０は３０℃程度にまで昇温して、前記金属製パネル１４を加温して表面温度は最高３５℃にまで加温され、そして該金属製パネル１４を通しての室内への送風温度は、最高３０℃の温度となり、居住者に対して快適な温熱環境に制御できることを確認した。
【００２０】
すなわち、前記潜熱蓄熱材１０を補助熱源として使用することにより、冷暖房時における冷房時最低送風温度および暖房時最高送風温度と室内との温度差が低くなり、その分居住者に対して不快感を与えることのない冷暖房システムを提供することができる。
【００２１】
更に、前記潜熱蓄熱材１０は、夏期のデマンド時における放熱や、冬期のデフロスト運転時において放熱を行うことで、常に、室内４への送風温度を安定させることができる。
【００２２】
そしてまた、本発明システムは、前記のように空気対流方式の冷暖房システムおよび放射方式の冷暖房システムとして同時に使用することもできるが、空気対流方式の冷暖房システムまたは放射方式の冷暖房システムとして、それぞれ単独にシステムとしても使用することもでき、更に、前記両冷暖房システムを季節や時間帯によって使い分けることにより、電力使用量並びに電力料金を低減することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  ヒートポンプエアコン
２  室外機
３  冷媒配管
４  室内
５  室内機
６  ダクト
７  天井
８  天井吹出しチャンバーボックス
９  チャンバー
１０  潜熱蓄熱材
１１  潜熱蓄熱材内包材
１２  下方開口部
１３  通気小孔
１４  金属製パネル
１５  側壁板
１６  上方開口部
１７  蓋板
１８  保持杆
１９  隙間
【図１】
0005466738.tif 000002
【図２】
0005466738.tif 000003