(57)【要約】【課題】一般的な住宅でも実現できる空調装置と蓄熱材を利用した居室の空調システムであって、夏場に結露の発生を抑制し、カビの発生を防止する空調システムを提供する。【解決手段】居室内から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して居室内へ空気を排出する第一状態と、床下若しくは建物外から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して床下若しくは建物外へ空気を排出する第二状態に切り替え可能な建物の空調システムにおいて、第一状態で空調装置を送風運転させ、蓄熱装置に蓄熱された熱を利用して居室内の冷房を行う電力抑制モードから、第一状態で空調装置を冷房運転させ、蓄熱装置への蓄熱と居室内の冷房を行う電力活用モードへ切り替える前に、第二状態で空調装置を暖房運転するようになされている。【選択図】    図１
2014037923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房運転、冷房運転及び送風運転可能な空調装置と、
該空調装置へ居室内又は床下若しくは建物外のいずれか一方から空気を取り込む給気側三方弁と、
蓄熱装置と、
該蓄熱装置から居室内又は床下若しくは建物外のいずれか一方へ空気を送り出す排気側三方弁が建物の床下に設けられ、
居室内から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して居室内へ空気を排出する第一状態と、
床下若しくは建物外から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して床下若しくは建物外へ空気を排出する第二状態に切り替え可能であることを特徴とする建物の空調システム。
【請求項２】
第一状態で空調装置を送風運転させ、蓄熱装置に蓄熱された熱を利用して居室内の冷房を行う電力抑制モードから、第一状態で空調装置を冷房運転させ、蓄熱装置への蓄熱と居室内の冷房を行う電力活用モードへ切り替える前に、第二状態で空調装置を暖房運転する請求項１に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱材を用いた建物の空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、居室の空調をするにあたり、冷暖房とも電気を利用した空調装置が用いられることが増えている。
【０００３】
電力需要は外気温と連動するため、空調装置の稼動を使用者の任意に任せてしまうと、夏期の１３時から１７時、冬期の１６時から１８時などに電力需要が増加する。そのため、電力需要の増大する時間帯に空調装置の使用を差し控えると、居室が、夏期には高温に、冬期には低温になってしまい、快適な室内環境が得れなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力需要増大時における電力使用を抑制するために、蓄熱材を建物内に設け、電力需要増大時以外のときに蓄熱しておいて、電力需要増大時には、空調装置の電源を切り、蓄熱材に蓄熱された熱を放出することによって室内の空調を確保することは既に行われているが、蓄熱材の設置及びその蓄熱には多大な設備が必要なため、一般的な住宅で実現することは困難であった。
【０００６】
そこで、床下に空調装置を設置するとともに、室内と空調装置との空気の循環をダクトを介して行う空調システムにおいて、ダクトの一部に蓄熱材を備え、夜間や午前中など電力の使用量の少ないときに蓄熱材に熱を蓄え、午後の電力使用料のピーク時に空調装置を送風運転に切り替えて、蓄熱材に蓄熱された熱を放出することにより、室内の空調を行う空調システムが提案されている。
【０００７】
しかし、この空調システムでは、冬期には、空調装置を送風運転とし蓄熱材に蓄熱された暖かい熱を放出する場合には、空調装置により送られた空気が蓄熱材に蓄熱された暖かい熱により暖められて室内へ問題なく送られる。しかし、夏場には、空調装置を送風運転とし、蓄熱材に蓄熱された冷たい熱を放出する場合には、空調装置により送られた空気が蓄熱材に蓄熱された冷たい熱により冷やされて室内へ送られるが、空調装置により送られた空気が冷たい熱を蓄熱した蓄熱材に接触した際に、蓄熱材が結露を起こしてしまう。この結露により生じた水分は、たとえ空調装置の送風運転が終わり、冷房運転に切り替わったとしても蓄熱材に残るため、カビ発生の原因となってしまう。そのため、この簡易な空調装置とダクトとダクトの一部に蓄熱材を備えた空調システムは、夏場に利用することが難しいといった問題があった。
【０００８】
しかし、全国的な電力使用の抑制が求められるなか、一般家庭でも節電をすることが求められ、特に電力需要の増大する時間帯での電力使用の抑制は喫緊の課題である。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑み、一般家庭でも電力需要を抑制するため、一般的な住宅でも実現できる空調装置と蓄熱材を利用した居室の空調システムであって、夏場に結露の発生を抑制し、カビの発生を防止する空調システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題は、暖房運転、冷房運転及び送風運転可能な空調装置と、
該空調装置へ居室内又は床下若しくは建物外のいずれか一方から空気を取り込む給気側三方弁と、
蓄熱装置と、
該蓄熱装置から居室内又は床下若しくは建物外のいずれか一方へ空気を送り出す排気側三方弁が建物の床下に設けられ、
居室内から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して居室内へ空気を排出する第一状態と、
床下若しくは建物外から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して床下若しくは建物外へ空気を排出する第二状態に切り替え可能であることを特徴とする建物の空調システムにより解決される。
【００１１】
この空調システムでは、居室内から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して居室内へ空気を排出する第一状態と、床下若しくは建物外から空気を取り込み、空調装置、蓄熱装置を経由して床下若しくは建物外へ空気を排出する第二状態に切り替え可能となっているので、蓄熱材が結露した場合には、第二状態とすることで、余分な水分を床下若しくは建物外へ空気とともに排出することができる。
【００１２】
さらに、この空調システムで、第一状態で空調装置を送風運転させ、蓄熱装置に蓄熱された熱を利用して居室内の冷房を行う電力抑制モードから、第一状態で空調装置を冷房運転させ、蓄熱装置への蓄熱と居室内の冷房を行う電力活用モードへ切り替える前に、第二状態で空調装置を暖房運転するようになされているとよい。
【００１３】
電力抑制モードから電力活用モードへの切り替え前に、第二状態で空調装置を暖房運転するようになされているので、電力抑制モード時に蓄熱材に溜まった水分を、第二状態で空調装置を暖房運転することによって、強制的に乾燥させ、床下若しくは建物外へ空気とともに排出することができるので、蓄熱材が結露した状態であり続けることを抑制することができ、夏場において、カビの発生を防止し、快適な室内環境を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以上のとおりであるから、一般家庭でも電力需要を抑制するため、一般的な住宅でも実現できる空調装置と蓄熱材を利用した居室の空調システムであって、夏場に結露の発生を抑制し、カビの発生を防止する空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図（イ）は、本発明の空調システムを示す側面図、図（ロ）は同空調システムが設置される建物を示す側面図、図（ハ）は、蓄熱材の内部構造を示す断面側面図である。
【図２】図は、電力抑制モードから電力活用モードへの切り替え前に、第二状態で空調装置を暖房運転した場合の、空調装置の運転状態、蓄熱材の温度及び居室内の気温を示したグラフである。
【図３】図は、夏場の電力需要ピーク時である１２時から１７時までの間での電力使用をできる限り抑制する場合の、本空調システムの運転制御条件を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示す本発明の実施形態である空調システム１において、２は空調装置、３は蓄熱装置、４は給気側三方弁、５は排気側三方弁である。
【００１８】
空調システム１は、建物１０の床下１２内に設置され、床下１２と床１１で隔離された居室１３から空気を取り込み、空調装置２、蓄熱装置３を経て居室１３に空気を排出するようになされている。なお、１４は居室１３から空気を取り込む給気口、１５は居室へ空気を排出する排気口である。
【００１９】
空調装置２は図示しない室外機が接続されたヒートポンプ式空調装置であって、暖房運転、冷房運転及び送風運転を行うことができる。
【００２０】
図１（ハ）に示すように、蓄熱装置３は、空調装置２の下流側に接続され、断熱材で覆われたカバー材３１の内部に、物質の融解・凝固時の吸放熱を利用した複数の潜熱蓄熱材３２・・が、空気の流れ方向に沿って、それぞれ間隔をあけて平行に配置されている。潜熱蓄熱材３２の上流側には、潜熱蓄熱材３２・・に均等に空気を流すための、等間隔にスリットが設けられて仕切り壁３３が備えられている。
【００２１】
ここで潜熱蓄熱材とはＰＣＭ（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）とも呼ばれ、物質が固相から液相、あるいは液相から固相に相変化する際の潜熱を利用した蓄熱材である。すなわち、固相の潜熱蓄熱材の温度が上昇し、その融点に達すると該潜熱蓄熱材の融解が始まり、融解熱を外部から吸収する。逆に、液相の潜熱蓄熱材の温度が降下し、凝固点に達すると凝固が始まり、凝固熱を外部に放出する性質を利用した蓄熱材である。
【００２２】
給気側三方弁４は、居室１３から空気を取り込む給気口１４と接続する給気口側配管４１と、一方の端部が床下１２若しくは建物外１８に開放され、床下１２若しくは建物外１８から空気を取り込む床下側配管４２と、空調装置２と接続する空調装置側配管４３を接続し、給気側三方弁４の切り替えにより、給気口側配管４１から空調装置側配管４３への流れと、床下側配管４２から空調装置側配管４３への流れとに切り替え可能となるようになされている。
【００２３】
排気側三方弁５は、蓄熱装置３と接続する蓄熱装置側配管５１と、居室１３へ空気を排出する排気口１５と接続する排気口側配管５２と、一方の端部が床下１２若しくは建物外１８に開放され、床下１２若しくは建物外１８へ空気を排出する床下側配管５３を接続し、排気側三方弁５の切り替えにより、蓄熱装置側配管５１から排気口側配管５２への流れと、蓄熱装置側配管５１から床下側配管５３への流れとに切り替え可能となるようになされている。
【００２４】
空調システム１は、居室１３内から空気を取り込み、空調装置２、蓄熱装置３を経由して居室１３内へ空気を排出する第一状態と、床下１２若しくは建物外１８から空気を取り込み、空調装置２、蓄熱装置３を経由して床下１２若しくは建物外１８へ空気を排出する第二状態に切り替え可能である。この切り替えは、第一状態と第二状態を選択することによって、給気側三方弁４及び排気側三方弁５が連動して作動して、第一状態と第二状態を実現してもよいし、給気側三方弁４及び排気側三方弁５をそれぞれ制御することによって、第一状態と第二状態を実現されてもよい。
【００２５】
また、空調システム１で、第一状態で空調装置２を送風運転させ、蓄熱装置３に蓄熱された冷たい熱を利用して居室１３内の冷房を行う電力抑制モードから、第一状態で空調装置２を冷房運転させ、蓄熱装置３への蓄熱と居室１３内の冷房を行う電力活用モードへ切り替える前に、第二状態で空調装置２を暖房運転するように設定されている。
【００２６】
空調システム１は、第一状態と第二状態に切り替え可能となっているので、空調装置２を送風運転し、蓄熱装置３に蓄熱された冷たい熱を利用して居室１３内の冷房を行う電力抑制モードであっても、蓄熱材が結露した場合には、第二状態とすることで、余分な水分を床下若しくは建物外へ空気とともに排出することができる。
【００２７】
特に、電力抑制モードから電力活用モードへの切り替え前に、第二状態で空調装置２を暖房運転するように設定されているので、電力抑制モード時に蓄熱装置３の蓄熱材３２に溜まった水分を、第二状態で空調装置を暖房運転することによって、強制的に乾燥させ、床下１２若しくは建物外１８へ空気とともに排出することができるので、蓄熱材が結露した状態であり続けることを抑制することができ、夏場において、カビの発生を防止し、快適な室内環境を実現することができる。
【００２８】
図２に、電力抑制モードから電力活用モードへの切り替え前に、第二状態で空調装置２を暖房運転した場合の、空調装置２の運転状態、蓄熱材３の温度及び居室１３内の気温を示したグラフを示す。
【００２９】
図３は、夏場の電力需要ピーク時である１２時から１７時までの間での電力使用をできる限り抑制する場合の、本空調システムの運転制御条件を示すフローチャートである。なお、記載の設定温度や時間は任意であり、望む居室の状態や外部環境によって任意に設定するとよい。
【００３０】
以上のとおり、本空調システムを用いることによって、一般的な住宅でも実現できる空調装置２と蓄熱装置３を利用した居室１３の空調システム１であっても、蓄熱材が結露した状態であり続けることを抑制することができ、夏場において、カビの発生を防止し、快適な室内環境を実現できる空調システムを実現することができる。
【００３１】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、電力抑制モードから電力活用モードへの切り替え前に、第二状態で空調装置を暖房運転するようになされていたが、この暖房運転は、電力抑制モードから電力活用モードへの切り替え時に自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。また、暖房運転の時間に制限がないのはいうまでもない。
【００３２】
また、上記実施形態では、蓄熱装置の蓄熱材として潜熱蓄熱材を用いた場合について示したが、硬質石膏ボードなど比重の高い資材を利用した顕熱蓄熱材が用いられてもよいのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・空調システム
２・・・空調装置
３・・・蓄熱装置
４・・・給気側三方弁
５・・・排気側三方弁
１２・・・床下
１３・・・居室
１８・・・建物外
【図１】
2014037923.tif 000003
【図２】
2014037923.tif 000004
【図３】
2014037923.tif 000005