(57)【要約】【目的】蓄熱エネルギーを無駄なく有効活用できるヒートポンプ蓄熱空調システムを得る。【構成】冷媒循環回路Ｃを構成する蒸発器２と凝縮器３と圧縮機とを一体に設けたヒートポンプ式空調機Ａと、建物内に形成された蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅとに空調機Ａから蒸発器２で熱交換した空調空気を送る給気路５と、蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅとから空調機Ａに蒸発器用空気を送る還気路６と、空調機Ａから屋外に凝縮器３で熱交換した空気を送る排気路１４と、蓄熱空間Ｆと屋外から空調機Ａに凝縮器用空気を送る吸気路１５と、空調空気の蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅへの給気割合と蒸発器用空気の蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅからの還気割合と蓄熱空間Ｆと屋外からの吸気割合とを調整自在なダンパ機構Ｄと、を備える。【選択図】　　　　図１
2004077041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒循環回路Ｃを構成する蒸発器２と凝縮器３と圧縮機４とを一体に設けたヒートポンプ式の空調機Ａと、建物内に形成された蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅとに前記ヒートポンプ式空調機Ａから前記蒸発器２で熱交換した空調空気を送る給気路５と、前記蓄熱空間Ｆと前記被空調空間Ｅとから前記ヒートポンプ式空調機Ａに蒸発器用空気を送る還気路６と、前記ヒートポンプ式空調機Ａから屋外に前記凝縮器３で熱交換した空気を送る排気路１４と、前記蓄熱空間Ｆと前記屋外から前記ヒートポンプ式空調機Ａに凝縮器用空気を送る吸気路１５と、前記空調空気の前記蓄熱空間Ｆと前記被空調空間Ｅへの給気割合と前記蒸発器用空気の前記蓄熱空間Ｆと前記被空調空間Ｅからの還気割合と前記蓄熱空間Ｆと前記屋外からの吸気割合とを調整自在なダンパ機構Ｄと、を備えたことを特徴とするヒートポンプ蓄熱空調システム。
【請求項２】
冷媒循環回路Ｃを、空調機Ａのケーシング１に対して取出・収納自在に構成した請求項１記載のヒートポンプ蓄熱空調システム。
【請求項３】
蒸発器２と凝縮器３のフィンチューブ１９を楕円管で構成した請求項１又は２記載のヒートポンプ蓄熱空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ蓄熱空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば夏季の室内空調において、熱負荷の低い夜間は躯体に蓄熱し、熱負荷の高い日中は躯体に蓄えた冷熱を空調用の循環空気に放出させて空調し、空調機の電力負荷の平準化を図るシステムが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように蓄熱を空調用の循環空気に利用するだけでは、熱負荷ピーク時に対応困難な場合があり、それに対処するには空調機の容量を大きくする必要がある。そのため大型でコストの掛かる空調機が必要となり、しかも、熱負荷のピーク時は比較的短期間・短時間で、それ以外の期間・時間はフル運転できず効率が悪くなり無駄が多かった。そこで、これらの問題点を解決するヒートポンプ空調システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、冷媒循環回路を構成する蒸発器と凝縮器と圧縮機とを一体に設けたヒートポンプ式の空調機と、建物内に形成された蓄熱空間と被空調空間とに前記ヒートポンプ式空調機から前記蒸発器で熱交換した空調空気を送る給気路と、前記蓄熱空間と前記被空調空間とから前記ヒートポンプ式空調機に蒸発器用空気を送る還気路と、前記ヒートポンプ式空調機から屋外に前記凝縮器で熱交換した空気を送る排気路と、前記蓄熱空間と前記屋外から前記ヒートポンプ式空調機に凝縮器用空気を送る吸気路と、前記空調空気の前記蓄熱空間と前記被空調空間への給気割合と前記蒸発器用空気の前記蓄熱空間と前記被空調空間からの還気割合と前記蓄熱空間と前記屋外からの吸気割合とを調整自在なダンパ機構と、を備えた。さらに、冷媒循環回路を、空調機のケーシングに対して取出・収納自在に構成した。さらに、蒸発器と凝縮器のフィンチューブを楕円管で構成した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１と図２は、本発明のヒートポンプ蓄熱空調システムの一実施例を示しており、このヒートポンプ蓄熱空調システムは、冷媒循環回路Ｃを構成する蒸発器２と凝縮器３と圧縮機４とを一体に設けたヒートポンプ式の空調機Ａと、建物内に形成された蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅとに前記ヒートポンプ式空調機Ａから前記蒸発器２で熱交換した空調空気を送る給気路５と、前記蓄熱空間Ｆと前記被空調空間Ｅとから前記ヒートポンプ式空調機Ａに蒸発器用空気を送る還気路６と、前記ヒートポンプ式空調機Ａから屋外に前記凝縮器３で熱交換した空気を送る排気路１４と、前記蓄熱空間Ｆと前記屋外から前記ヒートポンプ式空調機Ａに凝縮器用空気を送る吸気路１５と、前記空調空気の前記蓄熱空間Ｆと前記被空調空間Ｅへの給気割合と前記蒸発器用空気の前記蓄熱空間Ｆと前記被空調空間Ｅからの還気割合と前記蓄熱空間Ｆと前記屋外からの吸気割合とを調整自在なダンパ機構Ｄと、を備えている。なお、実線及び点線の白抜き矢印は送風方向を示す。
【０００６】
蓄熱空間Ｆは、蓄熱体としてのスラブなどの建物躯体と天井壁などにて形成された天井チャンバや床下チャンバなどである。Ｂはヒートポンプ式の外調機で、屋外からの外気を蒸発器と加湿器で温湿度調整して被空調空間Ｅと蓄熱空間Ｆへ所定割合で給気し、被空調空間Ｅからの還気を凝縮器で熱回収して屋外に排気する。この被空調空間Ｅと蓄熱空間Ｆへの給気割合はダンパ１６にて調整する。
【０００７】
空調機Ａは、ケーシング１内に、送風機１１と蒸発器２を設けた蒸発送風路１７と、送風機１２と凝縮器３を設けた凝縮送風路１８と、を備えている。ケーシング１には、吸気口７、給気口８、還気口９及び排気口１０を形成し、還気口９と給気口８を蒸発送風路１７にて連通連結し、吸気口７と排気口１０を凝縮送風路１８にて連通連結する。この給気口８に給気路５を、還気口９に還気路６を、排気口１０に排気路１４を、吸気口７に吸気路１５を、それぞれ接続する。給気路５と還気路６と吸気路１５にはそれぞれ風量調整用ダンパａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを設けてダンパ機構Ｄを構成し、図示省略のコントローラなどにてダンパ機構Ｄを制御し、所定の風量割合に調整する。
【０００８】
冷媒循環回路Ｃは、蒸発器２、凝縮器３、圧縮機４、図示省略の受液器、膨張弁及び冷媒循環方向の切換弁等を配管接続して成り、蒸発器２及び凝縮器３の吸熱と放熱を切換自在に構成する。この空調機Ａでは、還気口９から取入れた空気を蒸発器２の流通冷媒で熱交換して給気口８から給気し、同時に吸気口７から取入れた空気で凝縮器３の流通冷媒を熱交換して吸熱又は放熱し排気口１０から排気する。凝縮器３と蒸発器２のフィンチューブ１９は低圧損の楕円管で構成する（図３参照）のが好ましいが円形管でもよい。この冷媒循環回路Ｃは、ケーシング１に対して取出・収納自在に構成する。例えば、ケーシング１内に着脱自在に取付けられるフレーム１３に、冷媒循環回路Ｃを固定して一体化し、ケーシング１の一面に開口部を形成し、この開口部に対して冷媒循環回路付フレーム１３を取出・収納自在に構成する。開口部には、着脱又は開閉自在な外装板を設ける。なお、前述以外の構成で冷媒循環回路Ｃを取出・収納自在に設けるも自由である。
【０００９】
次に運転例を説明する。低熱負荷の夜間では、ダンパｂ、ｄを開、ダンパａ、ｃ、ｅを閉にして空調機Ａと蓄熱空間Ｆの間でのみ空調空気を循環させて蓄熱する。高熱負荷の日中では、ダンパａ、ｃ、ｄを開、ダンパｂ、ｅを閉にして、蓄えた冷熱や温熱を蒸発器用空気に放出して熱負荷を下げつつ、空調機Ａと被空調空間Ｅの間で空調空気を循環させて空調し、熱負荷ピーク時には、さらにダンパｅを開いて蓄えた冷熱や温熱を蒸発器用空気と凝縮器用空気の両方に放出して最大限に熱負荷を下げつつ、空調機Ａと被空調空間Ｅの間で空調空気を循環させて空調する。このとき、被空調空間Ｅと蓄熱空間Ｆの空気量は外調機Ｂの給排気により調整する。このように空調空気の蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅへの給気割合と蒸発器用空気の蓄熱空間Ｆと被空調空間Ｅからの還気割合と蓄熱空間Ｆと屋外からの吸気割合とを調整して熱負荷に応じた運転を行うことができる。
【００１０】
なお、給気路５と還気路６と吸気路１５の構成の変更は自由で、例えば分岐ダクトを使わずにダクトを２本ずつ用いたり、また、ダンパａ〜ｅの構造、数量、位置の変更も自由である。蓄熱空間Ｆとしては、天井側空間のみならず床下側空間や壁側空間であってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、低熱負荷時に蓄えた冷熱や温熱を、熱負荷ピーク時に蒸発器用空気と凝縮器用空気の両方に放出して空調機を運転できるので、空調機の大容量化（大型化）を防止し高効率運転とコスト低減を図れる。冷媒循環回路を一体に設けたヒートポンプ式空調機なので、設置後の冷媒配管工事が不要となり施工が簡単で屋内設置も容易で、別個に熱源機などの付帯設備が不要で設備コストの低減を図れる。
請求項２の発明では、ケーシング全体を取り外すことなく冷媒循環回路のみをケーシングから取出して冷媒回収作業やメンテナンスを容易に行え、取付け収納にも手間がかからない。また、冷媒循環回路だけ交換することにより、リニューアル時のコストダウンも図れる。
請求項３の発明では、高風速で使用しても圧力損失が増加せずかつ熱交換能力も低下しないので小型の蒸発器と凝縮器を使用でき空調機をさらにコンパクト化できる。また、通常風速では圧力損失が減少して熱交換効率が向上するので小型の送風機を用いることができ騒音低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すシステム図である。
【図２】空調機の断面図である。
【図３】フィンチューブの断面図である。
【符号の説明】
１　　ケーシング
２　　蒸発器
３　　凝縮器
４　　圧縮機
５　　給気路
６　　還気路
１４　排気路
１５　吸気路
１９　フィンチューブ
Ａ　　空調機
Ｃ　　冷媒循環回路
Ｄ　　ダンパ機構
Ｅ　　被空調空間
Ｆ　　蓄熱空間
【図１】
2004077041.tif 000003
【図２】
2004077041.tif 000004
【図３】
2004077041.tif 000005