(57)【要約】【課題】取り込んだ空気を冷却して除湿し、冷却された空気を加熱（再熱）して室内に供給する空気調和装置において、再熱のためのコストを低減する。【解決手段】空気調和ユニット１６は、室内または室外より空気を取り込み、取り込んだ空気を冷却器３２にて冷却し、冷却された空気を加熱器に３４により加熱する。この加熱された空気が室内に送られる。加熱器３４には、太陽熱集熱装置１４で集められた熱により加熱された流体が送られ、この流体の熱により、室内に送られる空気の加熱が行われる。【選択図】図１
2015004467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り込んだ空気を冷却する冷却器と、
冷却器により冷却された空気を加熱する加熱器と、
加熱器により加熱された空気を室内に送るファンと、
太陽熱を集熱し、流体を加熱する太陽熱集熱装置と、
を有し、
太陽熱集熱装置により加熱された流体を加熱器の熱源として利用する、空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和装置であって、太陽熱集熱装置は太陽光を受けて流体を加熱する集熱器を有し、集熱器で加熱された流体が加熱器へと送られる、空気調和装置。
【請求項３】
請求項１に記載の空気調和装置であって、太陽熱集熱装置は、太陽光を受けて流体を加熱する集熱器と、加熱された流体を蓄える貯留容器とを有する、空気調和装置。
【請求項４】
請求項１に記載の空気調和装置であって、太陽熱集熱装置は、太陽光により蓄熱体を加熱する集熱器を有し、太陽光と蓄熱体の熱の一方または双方により流体を加熱する、空気調和装置。
【請求項５】
請求項１に記載の空気調和装置であって、太陽熱集熱装置は、太陽光を受けて流体を加熱する集熱器と、加熱された流体により加熱されて熱を蓄える蓄熱体と、を有し、太陽光と蓄熱体の熱の一方または双方により流体を加熱する、空気調和装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の空気調和装置であって、前記流体が空気である空気調和装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の空気調和装置であって、前記流体が液体である空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置、特に冷却器と、冷却器により冷やされた空気を加熱する加熱器を備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却器と加熱器を備えた空気調和装置が知られている。冷却器は、低温熱媒体と取り込んだ空気の間で熱交換を行って空気を冷却すると共に、除湿も行う。冷却された空気は温度が低すぎる場合があり、この場合は、加熱器により空気の加熱（再熱）を行う。加熱器において、一旦冷やされた空気と高温熱媒体の間で熱交換が行われて空気が加熱される。これにより、除湿された適切な温度の空気を室内に供給することができる。
【０００３】
下記特許文献１の段落００７７〜００８６には、除湿用熱交換器により室内空気の除湿を行い、再熱用熱交換器にて加熱された後、室内に供給されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１２０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
再熱用の加熱器を備えた空気調和装置において、加熱器に供給する媒体を加熱するためのボイラが必要であり、設備にコストが掛かる。また、ボイラは加熱のために燃料が必要であり、燃料のコストが掛かる。
【０００６】
本発明は、簡易な構成または低コストで、室内に供給する空気の再熱を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気調和装置は、取り込んだ空気を冷却する冷却器と、冷却器により冷却された空気を加熱する加熱器と、加熱器により加熱された空気を室内に送るファンと、太陽熱を集熱し、流体を加熱する太陽熱集熱装置と、を有し、太陽熱集熱装置により加熱された流体を加熱器の熱源として利用する。
【０００８】
太陽熱集熱装置は、太陽光を受けて流体を加熱する集熱器を有するものとでき、集熱器で加熱された流体が加熱器へと送られるようにできる。
【０００９】
また、太陽熱集熱装置は、太陽光を受けて流体を加熱する集熱器と、加熱された流体を蓄える貯留容器とを有するものとできる。
【００１０】
また、太陽熱集熱装置は、太陽光により蓄熱体を加熱する集熱器を有するものとでき、太陽光と蓄熱体の熱の一方または双方により流体を加熱するようにできる。
【００１１】
また、太陽熱集熱装置は、太陽光を受けて流体を加熱する集熱器と、加熱された流体により加熱されて熱を蓄える蓄熱体とを有するものとでき、太陽光と蓄熱体の熱の一方または双方により流体を加熱するようにできる。
【００１２】
加熱器の熱源として利用される流体を空気とすることができる。また、液体とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
太陽熱を利用することで、ボイラ等がなく簡易な設備となる。また、燃料のコストも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図４】本発明に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、太陽熱を利用した空気調和装置の一例を示す図である。図示する空気調和装置１０は、低温熱媒体を生成する冷熱源機１２と、高温熱媒体を生成する温熱源機１４と、低温熱媒体および高温熱媒体と室内または室外の空気との間で熱交換する空気調和ユニット１６を有する。以下、室内の空気を内気、室外の空気を外気と記す。冷熱源機１２は、冷凍サイクルによって低温熱媒体を生成する周知の機器でよい。温熱源機１４は、太陽熱を利用して流体を加熱する太陽熱集熱装置である。以下、温熱源機を太陽熱集熱装置として説明する。太陽熱集熱装置１４にて加熱された流体が高温熱媒体となる。
【００１６】
空気調和ユニット１６は、外気を取り込み室内に導入する導入ダクト１８と、内気を取り込み室外に排出する排出ダクト２０を備えている。導入ダクト１８および排出ダクト２０には、それぞれ空気を送るファン２２，２４が設けられている。導入ダクト１８と排出ダクト２０の間には、これらを連通する連通開口２６が設けられている。連通開口２６は、第１ダンパ２８により開閉される。第１ダンパ２８はまた、連通開口２６より室外側の位置で排出ダクト２０を閉じる機能も有する。導入ダクト１８には、導入ダクトを連通開口２６より室外側で閉じるための第２ダンパ３０が設けられている。第１ダンパ２８を、連通開口２６を開き、かつ排出ダクト２０を閉じた状態（図中、一点鎖線で示す。）とし、第２ダンパ３０を導入ダクト１８を閉じた状態（図中、一点鎖線で示す。）とすると、室内の空気を空気調和ユニット１６に取り込み、再び室内に送り出すことができる。連通開口２６の開閉と、排出ダクト２０の開閉のために、第１ダンパ２８に替えて、それぞれ別のダンパを設けることもできる。
【００１７】
導入ダクト１８内の連通開口２６より室内側には、冷却器３２が配置され、さらにその室内側に加熱器３４が配置されている。冷却器３２には、冷熱源機１２からの低温熱媒体が供給され、冷却器３２を通過する空気との間で熱交換が行われ、空気が冷却される。空気が冷却される際に、空気中の水蒸気が凝集し、除湿が行われる。一方、冷却された空気は、温度が低くなりすぎる場合があり、これをそのまま室内に送ると室温が低くなりすぎる。これを防ぐために、一旦冷却された空気を加熱器３４で加熱する。加熱器３４には、太陽熱集熱装置１４から高温熱媒体が供給される。
【００１８】
太陽熱集熱装置１４は、太陽Ｓの光を受けて内部の流体を加熱する集熱器３６を含む。図示する集熱器３６は、下部から空気を取り込み、集熱器３６内部にて太陽光により空気を加熱する。この空気が高温熱媒体として利用される。集熱装置ダンパ３８を開いて、集熱装置ファン４０を作動させることにより、集熱器３６で加熱された空気が加熱器３４に直接送られる。導入ダクト１８内を流れ、加熱器３４を通過する空気は、加熱器３４により加熱（再熱）されて室内へと送られる。
【００１９】
高温熱媒体は、水などの液体とすることもできる。この場合、集熱装置ダンパ３８をバルブに、集熱装置ファン４０をポンプに置き換える。加熱器３４を通過した液体は、排出してもよいが、集熱器３６に戻し、循環させることもできる。
【００２０】
図２は、太陽熱を利用した空気調和装置の一例を示す図である。図示する空気調和装置５０は、温熱源機（太陽熱集熱装置）５２の構成が前述の空気調和装置１０の温熱源機１４と相違している。既出の構成要素と同一のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。太陽熱集熱装置５２は、集熱器３６で加熱された流体を蓄える貯留容器（チャンバ）５４を有する。流体は、空気を用いることができ、加熱された空気が高温熱媒体として利用される。集熱器３６は外気を取り込むことができ、また集熱器３６と貯留容器５４の間で空気が循環するようにできる。空気を外気から取り込むか、循環させるかは、空気の流路にダンパを設けて制御することができる。集熱器３６と貯留容器５４間で、空気を対流によって自然に循環させてもよく、ファンなどを用いて強制的に循環させてもよい。集熱器３６により加熱された空気は貯留容器５４に向かい、その分の空気が貯留容器５４から集熱器３６に向かう。集熱装置ダンパ３８を開いて、集熱装置ファン４０を作動させることにより、集熱器３６で加熱され、貯留容器５４に蓄えられた空気が加熱器３４に送られる。導入ダクト１８内を流れ、加熱器３４を通過する空気は、加熱器３４により加熱（再熱）されて室内へと送られる。貯留容器５４から加熱器３４に送られた空気の分が、外気から集熱器３６に取り込まれるようにできる。
【００２１】
集熱器３６の容量を大きく採れない場合、貯留容器５４に加熱された空気を蓄えることで、太陽光が減少した後などにも加熱された空気を供給することができる。
【００２２】
空気調和装置５０においても、前述の空気調和装置１０の場合と同様に、高温熱媒体として水などの液体を利用することができる。この場合、集熱装置ダンパ３８をバルブに、集熱装置ファン４０をポンプに、さらに貯留容器をタンクに置き替える。加熱器３４を通過した液体は、排出してもよいが、集熱器３６または貯留容器（タンク）５４に戻し、循環させることもできる。
【００２３】
図３は、太陽熱を利用した空気調和装置の一例を示す図である。図示する空気調和装置６０は、温熱源機（太陽熱集熱装置）６２の構成が前述の空気調和装置１０の温熱源機１４と相違している。既出の構成要素と同一のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。太陽熱集熱装置６２は、集熱器６４内に配置され、太陽光を受けて加熱されて熱を蓄える蓄熱体６６を有する。蓄熱体６６は、例えば煉瓦状の固体である。蓄熱体６６は、表面積を大きくするために複数が隙間を空けて配置されてもよい。流体は、空気を用いることができ、加熱された空気が高温熱媒体として利用される。集熱器６４内の空気および蓄熱体６６は、太陽光により加熱される。空気は、蓄熱体６６が暖まる前では太陽光により加熱され、蓄熱体６６が暖まった後は蓄熱体６６によっても加熱される。太陽光が減少した後も蓄熱体６６が冷えるまでは、空気は蓄熱体６６により加熱される。
【００２４】
集熱装置ダンパ３８を開いて、集熱装置ファン４０を作動させることにより、集熱器６４で加熱された空気が加熱器３４に送られる。導入ダクト１８内を流れ、加熱器３４を通過する空気は、加熱器３４により加熱（再熱）されて室内へと送られる。
【００２５】
集熱器６４内の空気が減少すると、それを補うように集熱器６４の下部から外気が取り込まれる。取り込まれた空気は、太陽光と蓄熱体６６の一方または双方により加熱される。蓄熱体６６に熱が蓄えられているので、太陽光が少なくなった後も、取り込んだ空気を加熱することができる。
【００２６】
空気調和装置６０においても、前述の空気調和装置１０，５０の場合と同様に、高温熱媒体として水などの液体を利用することができる。この場合、集熱装置ダンパ３８をバルブに、集熱装置ファン４０をポンプに置き替える。加熱器３４を通過した液体は、排出してもよいが、集熱器６４に戻し循環させることもできる。
【００２７】
図４は、太陽熱を利用した空気調和装置の一例を示す図である。図示する空気調和装置７０は、温熱源機（太陽熱集熱装置）７２の構成が前述の空気調和装置１０の温熱源機１４と相違している。既出の構成要素と同一のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。太陽熱集熱装置７２は、集熱器３６で加熱された流体を蓄える貯留容器（チャンバ）７４を有する。また、貯留容器７４内に熱を蓄える蓄熱体７６が配置されている。蓄熱体７６は、例えば煉瓦状の固体である。蓄熱体７６は、表面積を大きくするために複数が隙間を空けて配置されてもよい。流体は、空気を用いることができ、加熱された空気が高温熱媒体として利用される。集熱器３６は外気を取り込むことができ、また集熱器３６と貯留容器７４の間で空気が循環するようにできる。空気を外気から取り込むか、循環させるかは、空気の流路にダンパを設けて制御することができる。集熱器３６と貯留容器７４間で、空気を対流によって自然に循環させてもよく、ファンなどを用いて強制的に循環させてもよい。集熱器３６により加熱された空気は貯留容器７４に向かい、その分の空気が貯留容器７４から集熱器３６に向かう。蓄熱体７６は、集熱器３６から送られてきた空気により加熱され熱を蓄える。空気は、蓄熱体７６が暖まる前では太陽光により加熱され、蓄熱体７６が暖まった後は蓄熱体７６によっても加熱される。太陽光が減少した後も蓄熱体７６が冷えるまでは、空気は蓄熱体７６により加熱される。
【００２８】
集熱装置ダンパ３８を開いて、集熱装置ファン４０を作動させることにより、集熱器３６で加熱され、貯留容器７４に蓄えられた空気が加熱器３４に送られる。導入ダクト１８内を流れ、加熱器３４を通過する空気は、加熱器３４により加熱（再熱）されて室内へと送られる。貯留容器７４から加熱器３４に送られた空気の分が、外気から集熱器３６に取り込まれるようにできる。
【００２９】
加熱器３４を通過した空気を貯留容器７４に戻すようにできる。加熱器３４と貯留容器７４の間で空気を循環させることにより、蓄熱体７６に蓄えられた熱により、空気を加熱することができる。これにより、太陽光が少なくなった後も、高温の空気を加熱器３４に送ることができる。
【００３０】
空気調和装置７０においても、前述の空気調和装置１０，５０，６０の場合と同様に、高温熱媒体として水などの液体を利用することができる。この場合、集熱装置ダンパ３８をバルブに、集熱装置ファン４０をポンプに、さらに貯留容器をタンクに置き替える。加熱器３４を通過した液体は排出してもよいが、貯留容器（タンク）７４に戻し、循環させることもできる。
【００３１】
図５は、太陽熱を利用した空気調和装置の一例を示す図である。図示する空気調和装置８０は、温熱源機（太陽熱集熱装置）８２の構成が前述の空気調和装置１０の温熱源機１４と相違している。前出の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。太陽熱集熱装置８２は、太陽光を受けて空気を加熱する集熱器３６を有する。集熱器３６は、下部から取り入れた空気を太陽光により加熱し、送り出す。集熱器３６から空気を送り出すために、ファンを設けることができる。集熱器３６から送り出された空気は、集熱装置熱交換器８４に送られる。集熱装置熱交換器８４には、貯留容器（タンク）８６から水などの液体も送られ、この液体と前出の空気の間で熱交換が行われ、前記の液体が加熱される。熱交換した後の空気は排出され、液体は貯留容器８６に戻る。これにより、太陽熱が貯留容器８６内の液体に蓄えられる。液体を貯留容器８６と集熱装置熱交換器８４の間で循環させるためにポンプを設けることができる。
【００３２】
貯留容器８６に蓄えられた高温の液体は、加熱器３４との間で循環する。集熱装置バルブ８８を開き、集熱装置ポンプ９０を作動させることにより、貯留容器８６に蓄えられた液体が加熱器３４に送られる。導入ダクト１８内を流れ、加熱器３４を通過する空気は、加熱器３４により加熱（再熱）されて室内へと送られる。加熱器３４を通過した液体は、配管を通って貯留容器８６に戻る。加熱された液体を貯留容器８６に蓄えておくことができるので、太陽光が少なくなった後も、高温の液体を加熱器３４に送ることができる。
【００３３】
このように、太陽熱集熱装置８２は、太陽光を受けて空気を加熱する集熱器と、加熱された空気と液体の間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換器との間で循環される液体を蓄える貯留容器と、を有し、貯留容器に蓄えられた高温の流体が加熱器に送られる。
【００３４】
以上の実施形態においては、太陽光を利用して高温熱媒体を生成したが、他の機器の排熱を利用して加熱器に送られる媒体の加熱を行ってもよい。他の機器の例としては、各実施形態の空気調和装置の冷熱源機１２が挙げられる。また、各実施形態の空気調和装置とは独立して設置された空気調和装置の排熱を利用することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１０，５０，６０，７０，８０  空気調和装置、１２  冷熱源機、１４，５２，６２，７２，８２  温熱源機（太陽熱集熱装置）、１６  空気調和ユニット、１８  導入ダクト、３２  冷却器、３４  加熱器、３６，６４  集熱器、５４，７４，８６  貯留容器、６６，７６  蓄熱体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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