(57)【要約】      （修正有）【課題】２４時間換気システムによる室内の換気排熱を利用し、多湿の１階床下空間を乾燥することができるイニシャルコストやランニングコストが低廉な住宅用の空調システムを提供する。【解決手段】送風ファンおよび空気・冷媒間で熱交換する空気熱交換器が収納される空気熱交換ユニット１０を住宅の１階床下空間に設置する一方、圧縮機、四方弁、冷温水・冷媒間で熱交換する水熱交換器および減圧弁が収納される水熱交換ユニット２０を住宅の屋外に設置し、２４時間換気する換気ファン３１の排気と１階床下空間内の空気を空気熱交換ユニット１０に取り込み、取り込んだ排気および空気を該送風ファンで付勢して該空気熱交換器に送るようにし、水熱交換器による熱交換後の温水を床に布設した温水管６４を介して室内を暖房し、熱交換後の冷水を天井裏に設置したファンコイルユニット７４を介して室内を冷房する。【選択図】図１
0003146864.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シロッコファンおよび空気熱交換器が収納され住宅の１階床下空間に設置される空気熱交換ユニットと、
圧縮機、四方弁、水熱交換器および減圧弁が収納され該住宅の屋外に設置される水熱交換ユニットと、
該住宅内に設置され室内の空気を２４時間換気する換気ファンと、
該換気ファンの排気側と該シロッコファンの吸気側とを接続する排気ダクトと、
該四方弁と該空気熱交換器とを接続する第１の冷媒循環管路と、
該減圧弁を介して該空気熱交換器と該水熱交換器とを接続する第２の冷媒循環管路と、
該水熱交換器と該四方弁とを連結する第１の連絡管と、
該圧縮機の吸引側と該四方弁とを連結する第２の連絡管と、
該圧縮機の吐出側と該四方弁とを連結する第３の連絡管と、
該水熱交換器と該住宅の室内に設置される室内暖房器および／または室内冷房器とを接続する往き管と戻り管からなる循環管路であって、該循環管路に介装される循環ポンプにより冷水および／または温水が循環する冷温水循環管路と、からなり、
該シロッコファンの吸気側は空気室で囲繞され、該排気ダクトは該空気室内に開口するとともに該空気室の壁面には該１階床下空間に開口する電動シャッターが嵌設されて、該空気室は該排気ダクトから送られる室内廃熱と床下空間内空気、または該室内廃熱のみで満たされ、
該空気熱交換器は該シロッコファンの送気側に設置されるとともに、該空気熱交換器の該シロッコファンの反対側には該住宅の屋外に連通する排気通路が接続され、
該四方弁の切り替えにより、暖房運転時には第１の冷媒循環管路と第２の連絡管、および第１の連絡管と第３の連絡管が接続されることにより、該圧縮機、該水熱交換器、該減圧弁、該空気熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、
冷房運転時には第１の冷媒循環管路と第３の連絡管、および第１の連絡管と第２の連絡管とが接続されることにより、該圧縮機、該空気熱交換器、該減圧弁、該水熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、
前記冷温水循環管路はそれぞれ別系統の冷水循環管路および温水循環管路であり、
前記室内冷房器は該住宅の天井裏に設置されるファンコイルユニットと、基端部が該ファンコイルユニットに接続され先端部が各室内に開口する給気ダクトとからなり、該ファンコイルユニットは該冷水循環管路に接続され、
前記室内暖房器は前記住宅の床内に蛇行して布設される温水管であって、該温水管は該温水循環管路に接続される、ことを特徴とする廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システム。
【請求項２】
前記室内冷房器および前記室内暖房器による空調は前記住宅の全室を対象としている、ことを特徴とする請求項1に記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システム。
【請求項３】
前記排気ダクトの中間部には電動三路シャッターが介装され、該電動三路シャッターからは前記住宅の外部に開口する換気ダクトが分岐している、ことを特徴とする請求項1または請求項２に記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システム。
【請求項４】
前記１階床下空間には温度センサーが設置され、暖房運転時において、該温度センサーによる所定温度以下の１階床下空間温度の感知により連動して前記空気室の壁面に嵌設された電動シャッターが閉じられる、ことを特徴とする請求項1ないし請求項３のいずれかに記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システム。
【請求項５】
前記所定温度は略＋２℃である、ことを特徴とする請求項４に記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願考案は、住宅用の空調システムに関し、より詳しくは住宅の室内の廃熱を熱交換に利用する住宅室内の空調及び１階床下空間の換気をする空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅に設置される冷暖房設備において、住宅室内の廃熱の有効利用を図る廃熱回収型の空調システムが特開２０００−１８７６４号公報や特開２００４−３１７０８０号公報に開示されている。
【０００３】
特開２０００−１８７６４号公報に開示の空調システムは、「捨てられる換気排熱を外気温度の低い時の、ヒートポンプ用の熱源として活用し、冷房、暖房、給湯、換気の機能を持たせる事を目的」としていて、空調システムを「換気排熱を取り込むダクトと床下の低温空気を引き込むダクト、エアコンの室外器を囲うエアーチャンバー、断熱保温された貯湯タンクと、従来のエアコン冷暖房機能に各分岐調整弁を組み合わせた」構成とすることにより、上記の目的を達成するとしている。
【０００４】
また、特開２００４−３１７０８０号公報に開示の空調システムは、「比較的小さなスペースを利用して設置することができる換気排熱回収装置を提供する」ことを目的としていて、空調システムを「屋内の空気を屋外に排出する換気扇の排気口と密接して一体に設けられて、換気配管を流通する換気排気から吸熱して冷媒配管中を循環する冷媒を加熱する換気熱交換器と、換気熱交換器と別体に冷媒配管と接続して設けられて換気熱交換器により加熱された冷媒から熱を回収するヒートポンプユニットとを備え、ヒートポンプユニットに備えられたヒートポンプ熱交換器により加熱された温水を循環ポンプにより温水配管中に循環させて、コンベクターから温風を送出する」構成とすることにより、上記の目的を達成するとしている。
【０００５】
ところで、近年の住宅では、アルミサッシの採用により室内の密閉度が高くなっている一方で、建材や家具、日用品等にはホルムアルデヒドやＶＯＣ（室内化学物質）等の揮発性の有機化合物が使用されていることから、ホルムアルデヒドやＶＯＣ等の有機化合物による「シックハウス」対策として、平成１５年７月の建築基準法の改正により、内装仕上げの制限や換気設備設置が義務付けられている。そして、換気設備設置の義務付けとしては、換気回数が０．５回／ｈ以上の機械換気設備（いわゆる２４時間換気システム）の設置が必要になっている。
【特許文献１】特開２０００−１８７６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７０８０号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２０００−１８７６４号公報に開示の空調システムでは、「公知のエアコン室外器に室内からの換気排熱用ダクトを引き込み、外気を取り込む外部用開閉蓋と床下と連通した床下用開閉蓋があり、断熱保温されたエアーチャンバーで、該室外器の排熱部分を外部に露出させて囲う構造」としていて、単に、断熱保温されたエアーチャンバー内に換気排熱用ダクトを引き込むとし、どのような手段で室内の換気廃熱を送り込むのかが開示されておらず、また、床下用開閉蓋を設けるのみでは、床下を強制換気するまでには至らないものと考えられる。
そして、出願人の知見に拠れば、特開２００４−３１７０８０号公報に開示の空調システムでは、換気扇の排気口と密接して換気熱交換器を一体に設けているため、圧力損失が大きくなり、このシステムで使用する換気扇の能力を、前述した２４時間換気システムで使用する換気扇よりも大きなものとしなければならない、という課題を有している。また、当該空調システムは「暖房」を対象としたものであるが、仮に「冷房」に使用する場合、冷房時における外気と室内の温度差は高々１０℃程度であり、換気排気のみを換気熱交換器で使用する冷媒の冷却媒体とするには交換熱の絶対量が不足する、という課題を有している。
【０００７】
そこで、本願考案は、２４時間換気システムによる室内の換気排熱を有効に利用し、多湿の１階床下空間を強制換気することができるイニシャルコストやランニングコストが低廉な住宅用の冷暖房に使用でき、住宅の長寿命化を図ることができる空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本願請求項１に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムは、シロッコファンおよび空気熱交換器が収納され住宅の１階床下空間に設置される空気熱交換ユニットと、圧縮機、四方弁、水熱交換器および減圧弁が収納され該住宅の屋外に設置される水熱交換ユニットと、該住宅内に設置され室内の空気を２４時間換気する換気ファンと、該換気ファンの排気側と該シロッコファンの吸気側とを接続する排気ダクトと、該四方弁と該空気熱交換器とを接続する第１の冷媒循環管路と、該減圧弁を介して該空気熱交換器と該水熱交換器とを接続する第２の冷媒循環管路と、該水熱交換器と該四方弁とを連結する第１の連絡管と、該圧縮機の吸引側と該四方弁とを連結する第２の連絡管と、該圧縮機の吐出側と該四方弁とを連結する第３の連絡管と、該水熱交換器と該住宅の室内に設置される室内暖房器および／または室内冷房器とを接続する往き管と戻り管からなる循環管路であって、該循環管路に介装される循環ポンプにより冷水および／または温水が循環する冷温水循環管路と、からなり、該シロッコファンの吸気側は空気室で囲繞され、該排気ダクトは該空気室内に開口するとともに該空気室の壁面には該１階床下空間に開口する電動シャッターが嵌設されて、該空気室は該排気ダクトから送られる室内廃熱と床下空間内空気、または該室内廃熱のみで満たされ、該空気熱交換器は該シロッコファンの送気側に設置されるとともに、該空気熱交換器の該シロッコファンの反対側には該住宅の屋外に連通する排気通路が接続され、該四方弁の切り替えにより、暖房運転時には第１の冷媒循環管路と第２の連絡管、および第１の連絡管と第３の連絡管が接続されることにより、該圧縮機、該水熱交換器、該減圧弁、該空気熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、冷房運転時には第１の冷媒循環管路と第３の連絡管、および第１の連絡管と第２の連絡管とが接続されることにより、該圧縮機、該空気熱交換器、該減圧弁、該水熱交換器および該圧縮機がこの順に連設されて冷媒が循環する冷媒循環管路が形成され、前記冷温水循環管路はそれぞれ別系統の冷水循環管路および温水循環管路であり、前記室内冷房器は該住宅の天井裏に設置されるファンコイルユニットと、基端部が該ファンコイルユニットに接続され先端部が各室内に開口する給気ダクトとからなり、該ファンコイルユニットは該冷水循環管路に接続され、前記室内暖房器は前記住宅の床内に蛇行して布設される温水管であって、該温水管は該温水循環管路に接続される、ことを特徴としている。
また、本願請求項２に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムは、請求項１に記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムであって、前記室内冷房器および前記室内暖房器による空調は前記住宅の全室を対象としている、ことを特徴としている。
そして、本願請求項３に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムは、請求項１または請求項２に記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムであって、前記排気ダクトの中間部には電動三路シャッターが介装され、該電動三路シャッターからは前記住宅の外部に開口する換気ダクトが分岐している、ことを特徴としている。
さらに、本願請求項４に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムは、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムであって、
また、本願請求項５に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムは、請求項４に記載の廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムであって、前記所定温度は略＋２℃である、ことを特徴としている。
【考案の効果】
【０００９】
本願考案は、上記構成により以下の効果を奏する。
（１）本考案では、いわゆる室外機を、送風ファンおよび空気熱交換器が収納される空気熱交換ユニットと、圧縮機、四方弁、水熱交換器および減圧弁が収納される水熱交換ユニットとに分け、空気熱交換ユニットを１階床下空間に設置し、水熱交換ユニットを住宅の屋外に設置することとしている。このため、空気熱交換ユニットおよび水熱交換ユニットともにコンパクトに纏め上げることができ、空気熱交換ユニットを極めて狭い１階床下空間に設置可能な形状とすることができる。
（２）１階床下空間に設置される空気熱交換ユニットは、送風ファンを囲繞する空気室、送風ファン、空気熱交換器および排気通路の順に構成され、この空気室に換気ファンに連通する排気ダクトが開口するとともに、空気室の壁面には１階床下空間に開口する電動シャッターが嵌設されている。このため、設置が義務付けられている換気回数が０．５回／ｈ以上の機械換気設備である「２４時間換気する換気ファン」から送られる室内の廃熱は、送風ファンにより強制的に空気熱交換器に送られるので、換気ファンの負荷となる排気ダクト内の圧力損失が少なく、２４時間換気システムで使用する換気ファンをそのまま使用することができ、イニシャルコストが低廉となる。
（３）そして、この送風ファンをシロッコファンとした場合には、軸流ファンと異なり空気室内での空気の対流が生ぜず、空気室内の空気は無駄なく空気熱交換器に送られて効率よく冷媒との熱交換に使用される。
（４）空気室の壁面に嵌設された電動シャッターを介して１階床下空間内の空気が空気室に強制的に取り込まれ、さらに排気通路を介して屋外に排出されるようになっている。概して、１階床下空間内の空気は外気よりも温度変化が少なく、冬場は外気よりも暖かく、夏場は外気よりも冷たいので、外気を空気熱交換器の熱交換媒体と使用するよりも冷媒を気化や液化する熱交換の効率が高い。ことに、暖房時においては、たとえば宇都宮市の平均気温は、１月は−４．５℃、２月は−３．４℃となっているように、平均して室内の廃熱は外気よりも略２０℃よりも高いことから、冷媒の気化効率が高く、ランニングコストが低廉となる。
さらに、１階床下空間内の空気を空気室に取り込むことにより、１階床下空間内の空気が対流して１階床下空間を乾燥させることができる。
（５）冷温水循環管路をそれぞれ別系統の冷水循環管路および温水循環管路とし、天井裏または室内に設置されるファンコイルユニットとファンコイルユニットに接続される給気ダクトとから構成される室内冷房器に冷水循環管路を接続し、住宅の床内に蛇行して布設される温水管から構成される室内暖房器に温水循環管路を接続することにより、効率よく室内の冷房や暖房を行うことができる。ことに、室内暖房器の温水管には、水熱交換で熱交換されて温水をそのまま使用するので、暖房効率が高い。
（６）排気ダクトの中間部に介装された電動三路シャッターからは住宅の外部に開口する換気ダクトが分岐しているため、本考案に係る空調システムを冷房や暖房に使用しない場合や１階床下空間の換気に使用しない場合は、単に、２４時間換気システムとして換気ファンを使用することができる。
（７）１階床下空間に温度センサーを設置し、暖房運転時において、温度センサーにより１階床下空間温度が略＋２℃となった場合には、室内の廃熱のみを冷媒との熱交換に使用することになるため、効率よく冷媒の気化を行うことができる。なお、「略＋２℃」は、後述する実証実験を通して得た出願人の知見によるものであり、設置環境により多少は前後するが、概ね（＋２±０．４）℃の範囲の数値である。
（８）本考案は、排気を換気ファンの動力により行い、給気を自然給気としていて、強制給俳気方式（第１種換気）ではなく、集中排気方式（第３種換気）である。そのため、アレルギーの原因となる外気中の埃やカビが室内に放出されることはなく、第１種換気で採用される熱交換システムのデメリットとされる排気から熱と一緒に臭いや化学物質まで取り出し新鮮空気に汚染空気を混ぜてしまう虞はない。また、コストの面においても、出願人の試算に拠れば、設置当初にかかるコストは第１種換気の略０．７倍であり、ランニングコストに該当する消費電力も第１種換気は熱を回収する電力も必要になるため第３種換気より大きくなる。
（９）また、本考案は、住宅の全室内を暖房や冷房の対象としているため、住宅内に非暖房室や単独換気扇が設置されているような場合の住宅内の部分結露が生ずることがなく住宅の長寿命が図れるとともに、廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの運転を制御するコントローラーの設置も略１箇所で済むことからシステム自体の機器構成も簡便となる。また、室内暖房器は住宅の床内に布設される温水管であり、室内冷房器のファンコイルユニットと給気ダクトとを天井裏に埋設した場合には、室内に暖房器や冷房器が突設されず、室内は広々とすっきりした空間となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】
本考案を実施するための最良の形態に係る実施例について、図１および図２に基づいて説明する。
なお、図１は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの配置図であり、図２は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの構成図であって、図２（ａ）は暖房時における実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの構成図、図２（ｂ）は冷房時における実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの構成図、である。
【００１１】
図１および図２において、符号１０は空気熱交換ユニット、符号１１は送風ファン、符号１２は空気熱交換器、符号１３は空気室、符号１４は電動シャッター、符号１５は排気通路、符号２０は水熱交換ユニット、符号２１は圧縮機、符号２２は四方弁、符号２３は水熱交換器、符号２４は減圧弁、符号２６は循環ポンプ、符号３１は換気ファン、符号３２は排気ダクト、符号３３は吸気ダクト、符号３４は換気ダクト、符号３５は電動三路シャッター、符号３６は吸気孔、符号４１は第１の連絡管、符号４２は第２の連絡管、符号４３は第３の連絡管、符号５１は第１の冷媒循環管路、符号５２は第２の冷媒循環管路、符号６１は冷温水共用循環管路、符号６２は温水循環管路、符号６４は温水管、符号７１は冷水循環管路、符号７２は三方弁、符号７４はファンコイルユニット、符号７５は給気ダクト、符号７６は給気孔、符号８０は住宅、符号８１は１階床下空間、符号８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、８２ｅ、８２ｆは室、符号８３１は１階天井、符号８３２は２階天井、符号８４１は１階床、符号８４２は２階床、である。
【００１２】
まず、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの構成について説明する。なお、図１に示すように、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムは説明の都合上、２階建ての住宅８０に設置された場合を想定しているが、必ずしも２階建て住宅に限定されるわけではなく、平屋住宅であっても３階建て住宅であっても適用することができることは勿論である。
【００１３】
実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムは、大別して、住宅８０の１階床下空間８１に設置される空気熱交換ユニット１０と、住宅８０の屋外に設置される水熱交換ユニット２０と、１階天井８３１裏に設置される換気ファン３１と、これらを連結する配管やダクト等から構成されている。
【００１４】
空気熱交換ユニット１０は略直方体の筐体であって、その内部には幅方向の全断面に亘って空気熱交換器１２が収納されている。そして、この空気熱交換器１２の前面には空気室１３が形成されていて、空気室１３には空気室１３内の空気を空気熱交換器１２に送り込む２台の送風ファン１１が空気熱交換器１２の面に平行に設置されている。なお、２台の送風ファン１１は、いずれも多数の小型の前向き羽根をもった多翼ファンであるシロッコファンを使用している。
さらに、空気室１３には後述する換気ファン３１に連通する排気ダクト３２の先端が開口するとともに、三方の壁面には電動シャッター１４が嵌設されている。また、空気熱交換器１２の後面には、その先端が屋外に連通する排気通路１５が設置されていて、２台の送風ファン１１により送り込まれた空気は、空気熱交換器１２で冷媒と熱交換した後に排気通路１５から屋外に排出されるようになっている。
そして、実施例における空気熱交換ユニット１０の寸法は、幅９００ｍｍ×長さ７９０ｍｍ×高さ３８０ｍｍである。なお、空気熱交換ユニット１０の幅とは、空気熱交換器１２の面と平行な方向をいう。
【００１５】
水熱交換ユニット２０も空気熱交換ユニット１０と同様に略直方体の筐体であって、その内部には圧縮機２１、四方弁２２、水熱交換器２３および減圧弁２４が収納されている。そして、水熱交換器２３と四方弁２２とは第１の連絡管４１で連結され、圧縮機２１の吸引側と四方弁２２とは第２の連絡管４２で連結され、圧縮機２１の吐出側と四方弁２２とは第３の連絡管４３で連結されている。さらに、空気熱交換器１２と四方弁２２とは第１の冷媒循環管路５１で連結されるとともに、水熱交換器２３と空気熱交換器１２とは第２の冷媒循環管路５２で連結されていて、第２の冷媒循環管路５２には減圧弁２４が介装されている。
そして、四方弁２２の切り替えにより、暖房運転時には第１の冷媒循環管路５１と第２の連絡管４２、および第１の連絡管４１と第３の連絡管４３が接続され、冷房運転時には第１の冷媒循環管路５１と第３の連絡管４３、および第１の連絡管４１と第２の連絡管４２とが接続されるようになっている。
なお、実施例における水熱交換ユニット２０の寸法は、幅５５０ｍｍ×長さ２５０ｍｍ×高さ１，０１０ｍｍとしている。
【００１６】
２４時間を通して室８２ａないし８２ｆを換気する換気ファン３１は、前述したように、すべての室８２ａないし８２ｆを対象に０．５回／ｈ以上の換気回数を確保するために設置される機械換気設備であって、１階天井８３１と２階床８４２との間の空間に設置されている。そして、換気ファン３１の吸気側には吸気ダクト３３が連設され、換気ファン３１の排気側には排気ダクト３２が連設されていて、排気ダクト３２は水平方向から垂直方向に延伸して空気熱交換ユニット１０の空気室１３に開口している。また、吸気ダクト３３からは分岐した枝管が室８２ａないし８２ｆ内に貫設される吸気孔３６に連設している。
そして、排気ダクト３２が水平方向から垂直方向に向きを変える部分には電動三路シャッター３５が介装されていて、電動三路シャッター３５から分岐された換気ダクト３４が水平方向に延伸してその先端は住宅８０の外部に開口している。
【００１７】
実施例に使用する室内暖房器は、１階床８４１および２階床８４２に蛇行するようにして布設された温水管６４から構成されていて、この温水管６４に往き管と戻り管からなる温水循環管路６２が接続されている。さらに、温水循環管路６２は三方弁７２を介して冷温水共用循環管路６１に接続され、冷温水共用循環管路６１は水熱交換器２３に連設されるとともに、冷温水共用循環管路６１には循環ポンプ２６が介装されている。
【００１８】
実施例に使用する室内冷房器は、１階天井８３１および２階天井８３２内に設置されるファンコイルユニット７４と、このファンコイルユニット７４から延伸して各室８２ａないし８２ｆの天井に穿設される給気孔７６に接続する給気ダクト７５とから構成されている。そして、ファンコイルユニット７４には室内の空気を循環させる送風機、室内の空気を冷やす冷水コイルおよび防塵装置が収納されていて、この冷水コイルに往き管と戻り管からなる冷水循環管路７１が接続されている。さらに、冷水循環管路７１は三方弁７２を介して冷温水共用循環管路６１に接続され、冷温水共用循環管路６１には水熱交換器２３および循環ポンプ２６が介装されている。
【００１９】
つぎに、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムが行うことのできる暖房システム、冷房システム、１階床下空間乾燥システムおよび２４時間換気システムについて説明する。
【００２０】
まず、暖房システムについて、主に、図２（ａ）を基に説明する。
前述したように、四方弁２２の切り替えにより、暖房運転時には第１の冷媒循環管路５１と第２の連絡管４２、および第１の連絡管４１と第３の連絡管４３が接続されて、冷媒の流れ方向に沿って、圧縮機２１→第３の連絡管４３→第１の連絡管４１→水熱交換器２３→第２の冷媒循環管路５２→減圧弁２４→第２の冷媒循環管路５２→空気熱交換器１２→第１の冷媒循環管路５１→第２の連絡管４２→圧縮機２１、からなる冷媒の循環管路が形成される。
このように形成された冷媒の循環管路では、冷媒は、圧縮機２１により高温（略９０℃）高圧のガス体となって水熱交換器２３に送られ、この水熱交換器２３により冷温水共用循環管路６１を流れる略４０℃の温水と熱交換して略４５℃〜５０℃の温水とされる一方で、冷媒自身は略４０℃の液体となる。略４０℃の液体となった冷媒は減圧弁２４により減圧されて−１４℃の液・ガス混合体となって空気熱交換器１２に送られる。さらに、冷媒は、空気熱交換器１２で略２３℃の空気と熱交換して暖められ、略−４℃のガスとなって圧縮機２１に送られる。
【００２１】
ところで、２４時間を通して新鮮な外気と換気する換気ファン３１は、略常時稼動していて、各室８２ａないし８２ｆ内の暖められた空気は、排気ダクト３２を通って空気熱交換ユニット１０の空気室１３に送られる。空気室１３では電動シャッター１４を「開」として１階床下空間８１内の空気を取り込み、空気室１３で各室内の暖められた空気と１階床下空間８１内の空気とが混ざり合った空気は、送風ファン１１で付勢されて空気熱交換器１２に送られる。そして、空気熱交換器１２で冷媒と熱交換して略−４℃まで冷やされた空気は排気通路１５を通って屋外に排出される。
なお、１階床下空間８１には図示外の温度センサーが設置されていて、この温度センサーが略２℃以下の１階床下空間温度を感知すると、常時「開」の電動シャッター１４が温度センサーに連動して「閉」となって１階床下空間８１内の空気を遮断し、各室内の暖められた空気のみを空気熱交換器１２に送るようになっている。
【００２２】
三方弁７２の操作により、冷温水共用循環管路６１、温水循環管路６２および温水管６４が接続されて、温水の流れ方向に沿って、循環ポンプ２６→冷温水共用循環管路６１（往き管）→水熱交換器２３→冷温水共用循環管路６１（往き管）→三方弁７２→温水循環管路６２（往き管）→１階床８４１および２階床８４２の温水管６４→温水循環管路６２（戻り管）→三方弁７２→冷温水共用循環管路６１（戻り管）→循環ポンプ２６、からなる温水の循環管路が形成される。
そして、循環ポンプ２６の稼動により温水が上記の温水の循環管路内を流れ、略４０℃の温水は、水熱交換器２３により略４５℃〜５０℃まで暖められて、１階床８４１および２階床８４２の温水管６４に送られる。温水管６４により各室内８２ａないし８２ｆの室内を暖めた温水は、略４０℃となって、再び、水熱交換器２３に送られる。
以上が、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムが行う暖房システムの仕組みである。
【００２３】
つぎに、冷房システムについて、主に、図２（ｂ）を基に説明する。
前述したように、四方弁２２の切り替えにより、冷房運転時には第１の冷媒循環管路５１と第３の連絡管４３、および第１の連絡管４１と第２の連絡管４２とが接続されて、冷媒の流れ方向に沿って、圧縮機２１→第３の連絡管４３→第１の冷媒循環管路５１→空気熱交換器１２→第２の冷媒循環管路５２→減圧弁２４→第２の冷媒循環管路５２→水熱交換器２３→第１の連絡管４１→第２の連絡管４２→圧縮機２１、からなる冷媒の循環管路が形成される。
このように形成された冷媒の循環管路では、冷媒は、圧縮機２１により高温（略７３℃）高圧のガス体となって空気熱交換器１２に送られ、この空気熱交換器１２で略３０℃の空気により冷やされて略４０℃の液体となる。略４０℃の液体となった冷媒は減圧弁２４により減圧されて略０℃の液体となって水熱交換器２３に送られる。水熱交換器２３により冷温水共用循環管路６１を流れる略１２℃の冷水と熱交換して略７℃の冷水とする一方で、冷媒自身は略１２℃のガス体となって圧縮機２１に送られる。
【００２４】
「暖房システム」で説明したように、略常時稼動の換気ファン３１は、各室８２ａないし８２ｆ内の冷やされた空気を、排気ダクト３２を介して空気熱交換ユニット１０の空気室１３に送る。空気室１３では電動シャッターを「開」として１階床下空間８１内の空気を取り込み、空気室１３で各室内の冷やされた空気と１階床下空間８１内の外気よりも低温の空気とが混ざり合った空気は、送風ファン１１で付勢されて空気熱交換器１２に送られる。そして、空気熱交換器１２で冷媒と熱交換した空気は排気通路１５を通って屋外に排出される。
【００２５】
三方弁７２の操作により、冷温水共用循環管路６１、冷水循環管路７１およびファンコイルユニット７４が接続されて、冷水の流れ方向に沿って、循環ポンプ２６→冷温水共用循環管路６１（往き管）→水熱交換器２３→冷温水共用循環管路６１（往き管）→三方弁７２→冷水循環管路７１（往き管）→１階天井８３１および２階天井８３２内のファンコイルユニット７４→冷水循環管路７１（戻り管）→三方弁７２→冷温水共用循環管路６１（戻り管）→循環ポンプ２６、からなる冷水の循環管路が形成される。
循環ポンプ２６の稼動により冷水が上記の冷水の循環管路内を流れ、略１２℃の冷水は、水熱交換器２３により略７℃まで冷やされて、１階天井８３１および２階天井８３２内のファンコイルユニット７４に送られる。ファンコイルユニット７４に送られた冷水はファンコイルユニット７４内の冷水コイルを通った後、再び、水熱交換器２３に送られる。一方で、ファンコイルユニット７４内の送風機で吸引された室内の空気は、冷水コイルにより冷やされて、再び、給気孔７６を介して各室内に戻り、各室内を冷却する。
以上が、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムが行う冷房システムの仕組みである。
【００２６】
つぎに、１階床下空間乾燥システムおよび２４時間換気システムについて説明する。
１階床下空間乾燥システムは、空気熱交換ユニット１０の空気室１３に嵌設されている電動シャッター１４が「開」となり、送風ファン１１が稼動することにより１階床下空間８１内の空気が吸引されて、排気通路１５を通って屋外に排出されることにより行われる。したがって、１階床下空間８１に設置された図示外の温度センサーが略２℃以下の１階床下空間温度を感知した場合を除く暖房時、および冷房時においては、空気熱交換ユニット１０の電動シャッター１４が自動的に「開」となって、１階床下空間８１内に空気の流れを作り、１階床下空間８１内を乾燥させる。
なお、冷暖房時以外においては、電動シャッター１４を「開」として送風ファン１１を単独稼動させることにより１階床下空間８１内の乾燥を促進させる。
【００２７】
２４時間換気システムは換気ファン３１が稼動することにより行われるが、前述したように、冷暖房時には換気ファン３１が常時稼動しているため、２４時間換気システムは有効に機能する。また、冷暖房時以外においては、排気ダクト３２の中間部に介装された電動三路シャッター３５の操作により、換気ファン３１の排気側に換気ダクト３４が接続されて、換気ファン３１から直接的に各室８２ａないし８２ｆ内の空気が排出され換気される。
【００２８】
ここで、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システム（以下、「廃熱回収型空調システム」という。）の実証実験について説明する。
（１）廃熱回収型空調システムの主要構成部品の仕様
空気熱交換器の仕様（サンライズ工業株式会社製）
冷暖用コイル：３列×１２段×有効長７２０ｍｍ×有効高２７０ｍｍ
回路数：４回路
パス数：１２パス／１回路
回路長：８．６ｍ／１回路
水熱交換器の仕様（アルファ・ラバル株式会社製）
型式：ＣＢ２６−４２Ｈ
伝熱板：幅１１２ｍｍ×高さ３１１ｍｍ×厚１１０ｍｍ
伝熱板枚数：４２Ｈ
伝熱面積：１．０ｍ２
シロッコファンの仕様（株式会社ソーワテクニカ製）
型式：ＢＦＤ−１８ＷＳ１
定格電圧：単相１００Ｖ
公称出力：３００Ｗ
圧縮機の仕様（三菱電機株式会社製）
型式：ＴＥ３３８ＳＥＡＭ２
圧縮機の形式：ローリングピストン形回転式全密封電動圧縮機
圧縮機のシリンダ数：２
圧縮機の押しのけ量：３３．８ｃｍ３
電動機の定格出力：１，５００Ｗ
冷媒種類：Ｒ４０７Ｃ
性能電圧：２００定格Ｖ
【００２９】
（２）暖房システムの実証実験について
東京都調布市内の住宅に廃熱回収型空調システムを設置して平成１９年１１月に一連の実証実験を行った。そのデーターの一部を図３に示す。
なお、図３に示すデーターは、平成１９年１１月２９日の２２時から２３時までのものであり、横軸を測定時刻（時・分・秒）とし、縦軸を温度（℃）および熱量（Ｋｃａｌ／ｈ）としている。また、温水入口および温水出口とは、それぞれ水熱交換器の入口および出口における循環温水の温度（℃）であり、室内温度を２０℃に設定した。
【００３０】
（３）冷房システムの実証実験について
栃木県宇都宮市内の住宅に廃熱回収型空調システムを設置して平成１９年８月に一連の実証実験を行った。そのデーターの一部を図４に示す。
なお、図４に示すデーターは、平成１９年８月１６日の１３時から１４時までのものであり、横軸を測定時刻（時・分・秒）とし、縦軸を温度（℃）および熱量（Ｋｃａｌ／ｈ）としている。また、冷水入口および冷水出口とは、それぞれ水熱交換器の入口および出口における循環冷水の温度（℃）であり、室内温度を２６℃に設定した。
【００３１】
また、上記実証実験に基づき、「年間暖房費および年間冷房費」、「エネルギー消費量およびＣＯ２排出量」について、廃熱回収型空調システム、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムのそれぞれの試算をした。
（１）比較対象システムの型式
灯油ボイラーシステムの型式：ＤＢ−１２００Ｆ（屋内用密閉式強制給排気形：株式会社長府製作所製）
ガスボイラーシステムの型式：ＦＳ−１２０１ＢＲＳＷ２ＵＮ（屋外設置型暖房専用熱源機：東京ガス株式会社製）
【００３２】
（２）年間暖房費および年間冷房費の試算
年間の暖房費は、熱損失係数（ここでは略関東以西の次世代省エネルギー基準値である２．７Ｗ／ｍ２Ｋ（＝２．３２２ｋｃａｌ／ｍ２Ｋ）を採用）に暖房対称面積（１２０ｍ２）を乗じて総熱損失係数を算出し（２．３２２ｋｃａｌ／ｍ２Ｋ×１２０ｍ２≒２７９ｋｃａｌ／Ｋ）、これに暖房デグリーディー（１４１６℃・日）を乗じて年間暖房負荷を算出した（２７９ｋｃａｌ／Ｋ×２４ｈ×１４１６℃・日＝９，４８１，５３６ｋｃａｌ／年）。さらに、この年間暖房負荷から各燃料の消費量を算出し、これに各燃料代（東京電力：２２．３１円／ｋｗｈ、灯油：８４円、東京ガス：１１２．９７円／ｍ３）を乗じて求めた。
また、年間の冷房費は、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムが冷房には使用されないため、廃熱回収型空調システムについて、気温が２７．８℃以上となる７月の１２日間および気温が２９．９℃以上となる８月の３１日間について算出した。算出に際しては、外壁に拠る伝導負荷および窓ガラスに拠る輻射負荷を合計して冷房負荷を求め、これから電力の消費量を算出し、これに電気代（東京電力：２２．３１円／ｋｗｈ）を乗じて求めた。
なお、年間暖房費および年間冷房費の計算結果を表１に示すが、前述したように、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムは冷房に使用されないため、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムについては、廃熱回収型空調システムで試算した数値をそのまま流用した。
【００３３】
【表１】
0003146864.tif 000003
【００３４】
（３）暖房時におけるエネルギー消費量およびＣＯ２排出量の試算
エネルギー消費量およびＣＯ２排出量は、上記の「年間暖房費および年間冷房費の試算」で求めた冷暖房時における各燃料の消費量に、エネルギー消費量については各燃料の熱量換算値（電気：３．６ＭＪ／ｋｗｈ、灯油：３７ＭＪ／Ｌ、ガス（ＬＮＧ）：４５ＭＪ／ｍ３）を乗じ、ＣＯ２排出量については各燃料のＣＯ２排出量（電気＝０．３６８ｋｇ・ＣＯ２／ｋｗｈ、灯油＝２．５１ｋｇ・ＣＯ２／Ｌ、ガス（ＬＮＧ）＝２．２１ｋｇ・ＣＯ２／ｍ３）を乗じて求めた。
なお、暖房時におけるエネルギー消費量およびＣＯ２排出量の計算結果を表２に示すが、表1と同様に、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムは冷房に使用されないため、灯油ボイラーシステムおよびガスボイラーシステムについては、廃熱回収型空調システムで試算した数値をそのまま流用した。
【００３５】
【表２】
0003146864.tif 000004
【００３６】
表１に示すように、本考案の廃熱回収型空調システムの年間冷暖房費については、灯油ボイラーシステムの７３．３％であり、ガスボイラーシステムの５６．０％となっている。
そして、表２に示すように、本考案の廃熱回収型空調システムのエネルギー消費量については、灯油ボイラーシステムに対して７０．０％の削減効果を奏し、ガスボイラーシステムに対して６８．０％の削減効果を奏する。また、本考案の廃熱回収型空調システムのＣＯ２排出量については、灯油ボイラーシステムに対して５６．３％の削減効果を奏し、ガスボイラーシステムに対して３８．２％の削減効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの配置図である。
【図２】図２は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの構成図であって、図２（ａ）は暖房時における実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの構成図、図２（ｂ）は冷房時における実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの構成図である。
【図３】図３は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの暖房時における実測データーの一部を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例に係る廃熱回収型住宅用室内及び１階床下空間空調システムの冷房時における実測データーの一部を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  空気熱交換ユニット
１１  送風ファン
１２  空気熱交換器
１３  空気室
１４  電動シャッター
１５  排気通路
２０  水熱交換ユニット
２１  圧縮機
２２  四方弁
２３  水熱交換器
２４  減圧弁
２６  循環ポンプ
３１  換気ファン
３２  排気ダクト
３４  換気ダクト
３５  電動三路シャッター
４１  第１の連絡管
４２  第２の連絡管
４３  第３の連絡管
５１  第１の冷媒循環管路
５２  第２の冷媒循環管路
６２  温水循環管路
６４  温水管
７１  冷水循環管路
７４  ファンコイルユニット
７５  給気ダクト
８０  住宅
８１  １階床下空間
【図１】
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【図２】
0003146864.tif 000006
【図３】
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【図４】
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