(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱搬送媒体と気体との相互間で熱交換を行わせる熱交換器と、前記熱搬送媒体の熱を蓄熱する蓄熱器と、前記熱交換器及び前記蓄熱器に対して気体を送風する送風機と、を備えた空調装置であって、
前記熱交換器、前記蓄熱器、及び、前記送風機を収容する中空体を備え、
前記気体を流すための送風路と、前記熱搬送媒体を流すためのものであって前記送風路とは異なる空間として区画された流路を備え、
前記送風路は、前記気体を前記中空体の外部から内部に取り込むための少なくとも一つ以上の吸気口と、前記気体を前記中空体の内部から外部に排出するための少なくとも一つ以上の排気口と、前記吸気口から前記蓄熱器及び前記熱交換器を順次経て前記排気口に至る第１の送風路と、前記吸気口から前記蓄熱器に至ることなく前記熱交換器を経て前記排気口に至る第２の送風路と、前記第１の送風路と前記第２の送風路を選択的に切り換えるための送風路切り換え手段とを備え、
前記流路は、前記熱搬送媒体を少なくとも前記蓄熱器と所定の熱源との間で還流させる第１の流路と、前記熱搬送媒体を前記蓄熱器に至ることなく前記熱交換器と前記所定の熱源との間で還流させる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路を選択的に切り換えるための流路切り換え手段とを備え、
前記送風機及び前記熱交換器の運転を停止させた状態で、前記熱搬送媒体を前記第１の流路を介して還流させることにより、所定の空調空間に対する空調を行うことなく、前記蓄熱器への蓄熱を行う、空調停止−蓄熱モードと、
前記送風機及び前記熱交換器を運転させた状態で、前記気体を前記第１の送風路を介して送風させると共に、前記熱搬送媒体を前記第２の流路を介して還流させることにより、前記所定の空調空間に対する空調を行うと共に、前記蓄熱器からの放熱を行う、空調運転−放熱モードと、
前記送風機及び前記熱交換器を運転させた状態で、前記気体を前記第２の送風路を介して送風させると共に、前記熱搬送媒体を前記第１の流路であって前記熱交換器を含む経路に還流させることにより、前記所定の空調空間に対する空調を行うと共に、前記蓄熱器への蓄熱を行う、空調運転−蓄熱モードと、
の３つのモードを、前記送風路切り換え手段と前記流路切り換え手段を用いて、選択的に切り換え可能としたこと、
を特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記蓄熱器における蓄熱媒体を、潜熱蓄熱材としたこと、
を特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記中空体は、１台の筐体として構成され、
前記筐体に、前記熱交換器、前記蓄熱器、及び、前記送風機を略一体に収容したこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記中空体は、分割可能な複数の筐体を有して構成され、
これら複数の筐体を相互に接続する接続手段を備えたこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項５】
前記送風路切り換え手段を、前記蓄熱器と同じ前記筐体の内部に収容されたものであって、当該筐体の内部における前記送風路を前記蓄熱器に至る送風路と前記蓄熱器に至らない送風路とに切り換えることによって、前記第１の送風路と前記第２の送風路とを切り換えるダンパとして構成したこと、
を特徴とする請求項３又は４に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建築物の居住空間の如き各種の空間に対して空気調和（以下、空調）を行うための空調装置に関し、特に蓄熱器を用いて熱交換を行う空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般住宅やオフィス等の各種の空間に対して空調を行うため、様々な空調装置が提案されている。このような空調装置の中でも、温水等の各種の媒体との間で熱を多段的に交換するカスケード熱交換装置は、この媒体の熱エネルギーを有効利用できる点において好ましい。例えば、特開２００４−７７０３１号公報には、低温、中温、高温といった作動温度の異なる複数の冷却器をパイプラインによって連通し、同一の冷媒を低温、中温、高温という温度順で順次冷却する冷却設備が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の各種の空調装置の中でも、蓄熱材を利用して蓄熱を行う蓄熱空調装置は、電力需要の少ない時間帯に熱源を運転して生み出した熱を蓄熱し、電力需要の多い時間帯に放熱して利用するものであり、電力負荷平準化を目的とする電力料金体系の基でエネルギーコストメリットを活用するよう普及が図られている。蓄熱空調装置は、その他に空調熱負荷をピークシフトし、装置容量の削減に寄与する点、および電力需要の少ない時間帯に行う蓄熱のための運転が、熱源の定格運転につながり高効率に熱を生み出すため、エネルギーを有効利用する点において好ましい。例えば、特開２０００−１３０８０３号公報には、空調対象室に面する天井裏空間等に蓄熱体を配置し、この蓄熱体を用いて空調を行う空調設備が開示されている（特許文献２参照)。
【０００４】
また、従来の空調装置の中でも、空調に必要な各種の構成要素を１台の筐体に収容して構成されたユニット式の空調装置がある。このユニット式の空調装置によれば、全体を１台の筐体に集約して搬送や設置を行なうことができるので、空調装置の取り付け等を容易に行なうことができる。このようなユニット式の空調装置としては、例えば、ケーシングの内部に、送風機、蒸発器、及び、蓄熱槽等を設けて構成されたヒートポンプ式空調機が開示されている（例えば、特許文献３参照）。あるいは、空気調和機本体の内部に、シロッコファンや内熱交換器を設けて構成された空気調和機が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７７０３１号公報
【特許文献２】特開２０００−１３０８０３号公報
【特許文献３】特開２００２−１８１３４９号公報
【特許文献４】特開２００５−１１４２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の空調装置のうち、カスケード熱交換装置として、上記特許文献１のように、冷熱を段階的に熱交換する装置があるが、冷凍、冷蔵、一般空調など、異なる温度帯を組み合わせる条件下で有効に利用されるものであり、一般空調と異なる温度帯を少なくとも１つは存する用途に限定されて用いられる。ここで「一般空調」とは、オフィスなどの人が過ごす空間において、主として人が過ごすために行う空調を指す。一般空調の温度帯を主たる対象とする空調装置においては、冷却コイルを多段に配設しても後段の冷却コイルで余熱を有効に利用することが困難なことから、空調機で熱交換した後の熱搬送媒体は、有している余熱が有効に利用されず、そのまま熱源に還されていた。そのため、熱負荷が大きくない状態では、往きと還りとの温度差が十分にとれず、熱源は定格から外れた状態で運転され、熱源のエネルギー利用効率を減ずる大きな要因となっていた。従って、一般空調の温度帯で、空調機で１次熱交換した後の熱搬送媒体の余熱を有効に２次利用し、往きとの温度差を拡大して所定の還り温度で熱源に還すことにより、熱源を定格に近い状態で、高いエネルギー利用効率となるよう、運転させる空調装置が要望されていた。
【０００７】
また、従来の空調装置は、対象空間を空調する時間帯とは別の時間帯、主に夜間に専ら蓄熱材への蓄熱を行うよう、運転モードを切り替えて行うものである。この他、上記文献２のごとく空調機を運転すると同時に蓄熱を行う形態の空調装置もあるが、このような装置においても、蓄熱を行う為には、空調機を本来の空調とは別の時間帯に運転している。具体的には、上記文献２においては、空調機の出口流路を切り替えることにより、夜間には専ら蓄熱材への蓄熱を行う目的で空調機を運転し、昼間には専ら対象空間を空調する目的で空調機を運転し蓄熱は行わない。すなわち文献２の装置は、空調機を「蓄熱材へ蓄熱する」という本来的ではない時間帯及び目的で使用するものであり、空調機を「対象空間を空調する」という本来的な時間帯及び目的で使用すると同時に、当該空調機で熱交換した後の熱搬送媒体の余熱を有効利用するものではない。そのため文献２の装置においても、空調機で熱交換した後の熱搬送媒体は、有している余熱が有効に利用されず、そのまま熱源に還されていた。
【０００８】
また、従来のユニット式の空調装置は、このような従来のカスケード熱交換装置や空調装置の問題点を何ら解決するものではなかった。例えば、上記特許文献３に記載のヒートポンプ式空調機において、蓄熱槽は温水や氷を蓄熱材として蓄えて外気との間で熱交換を行なうものであり、また、上記特許文献４に記載の空気調和機において、蓄熱材は吸込みダクトに収容され、この吸込みダクトを通過する空気との間で熱交換を行って蓄熱するものであり、いずれも、カスケード熱交換装置における０℃以上の媒体の余熱を有効利用可能とするものではない。従って、これら従来のカスケード熱交換装置や空調装置の問題点を解決する装置であって、さらにユニット式の利点を享受することができるような空調装置が要望されていた。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、一般空調の温度帯で利用され、蓄熱により空調熱負荷をピークシフトしさらに、空調機で熱交換した後の熱搬送媒体の余熱を有効利用するとともに、熱源を定格に近い状態で運転させ、エネルギーの有効利用に寄与するもので、特に、ユニット式の利点を享受することができる、空調装置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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、熱搬送媒体と気体との相互間で熱交換を行わせる熱交換器と、前記熱搬送媒体の熱を蓄熱する蓄熱器と、前記熱交換器及び前記蓄熱器に対して気体を送風する送風機と、を備えた空調装置であって、前記熱交換器、前記蓄熱器、及び、前記送風機を収容する中空体を備え、前記気体を流すための送風路と、前記熱搬送媒体を流すためのものであって前記送風路とは異なる空間として区画された流路を備え、前記送風路は、前記気体を前記中空体の外部から内部に取り込むための少なくとも一つ以上の吸気口と、前記気体を前記中空体の内部から外部に排出するための少なくとも一つ以上の排気口と、前記吸気口から前記蓄熱器及び前記熱交換器を順次経て前記排気口に至る第１の送風路と、前記吸気口から前記蓄熱器に至ることなく前記熱交換器を経て前記排気口に至る第２の送風路と、前記第１の送風路と前記第２の送風路を選択的に切り換えるための送風路切り換え手段とを備え、前記流路は、前記熱搬送媒体を少なくとも前記蓄熱器と所定の熱源との間で還流させる第１の流路と、前記熱搬送媒体を前記蓄熱器に至ることなく前記熱交換器と前記所定の熱源との間で還流させる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路を選択的に切り換えるための流路切り換え手段とを備え、前記送風機及び前記熱交換器の運転を停止させた状態で、前記熱搬送媒体を前記第１の流路を介して還流させることにより、所定の空調空間に対する空調を行うことなく、前記蓄熱器への蓄熱を行う、空調停止−蓄熱モードと、前記送風機及び前記熱交換器を運転させた状態で、前記気体を前記第１の送風路を介して送風させると共に、前記熱搬送媒体を前記第２の流路を介して還流させることにより、前記所定の空調空間に対する空調を行うと共に、前記蓄熱器からの放熱を行う、空調運転−放熱モードと、前記送風機及び前記熱交換器を運転させた状態で、前記気体を前記第２の送風路を介して送風させると共に、前記熱搬送媒体を前記第１の流路であって前記熱交換器を含む経路に還流させることにより、前記所定の空調空間に対する空調を行うと共に、前記蓄熱器への蓄熱を行う、空調運転−蓄熱モードと、の３つのモードを、前記送風路切り換え手段と前記流路切り換え手段を用いて、選択的に切り換え可能としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において、前記蓄熱器における蓄熱媒体を、潜熱蓄熱材としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の本発明において、前記中空体は、１台の筐体として構成され、前記筐体に、前記熱交換器、前記蓄熱器、及び、前記送風機を略一体に収容したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の本発明において、前記中空体は、分割可能な複数の筐体を有して構成され、これら複数の筐体を相互に接続する接続手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項３又は４に記載の本発明において、前記送風路切り換え手段を、前記蓄熱器と同じ前記筐体の内部に収容されたものであって、当該筐体の内部における前記送風路を前記蓄熱器に至る送風路と前記蓄熱器に至らない送風路とに切り換えることによって、前記第１の送風路と前記第２の送風路とを切り換えるダンパとして構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る本発明の空調装置によれば、空調機にて熱交換を行った後の熱搬送媒体の余熱を蓄熱装置に蓄熱できるので、一般空調の温度帯を主たる対象とする空調システムにおいて、蓄熱により空調熱負荷をピークシフトしさらに、熱源に戻る熱搬送媒体の温度を上げて熱源を定格に近い状態で運転させることができ、空調システム全体のＣＯＰ（成績係数：Coefficient of Performance）を向上させることができる。
また、蓄熱器に対する送風を行う空調運転−放熱モード運転や、蓄熱器に対する送風を行わない空調運転−蓄熱モード運転を相互に切り換えることができ、空調負荷等に応じた運転モードを容易に選択できる。
また、蓄熱器に対して熱搬送媒体を導入しない空調運転−放熱モード運転や、蓄熱器に対して熱搬送媒体を導入する空調運転−蓄熱モード運転を相互に切り換えることができ、空調負荷等に応じた運転モードを容易に選択できる。
【００１６】
請求項２に係る本発明の空調装置によれば、蓄熱器における蓄熱媒体を潜熱蓄熱材としたので、顕熱蓄熱材を用いる場合に比べて、比熱の高い潜熱を蓄熱可能として、蓄熱効率の一層の向上が図られている。
【００１７】
請求項３に係る本発明の空調装置によれば、蓄熱空調に必要な各機器を１台の筐体に包括的に収容しているので、これら各機器を１台に集約してユニット化でき、この１台の空調装置によって完結した蓄熱空調機能を得ることができるので、空調装置の装置構成が簡易になる。また、ユニット化された１台の空調装置として熱交換器や蓄熱器の搬送や設置を行なうことができるので、空調装置の取り付け等を容易に行なうことができる。
【００１８】
請求項４に係る本発明の空調装置によれば、分割可能に構成した複数の筐体を接続手段にて接続できるので、各筐体を相互に分割して小型化した状態で空調機械室等に搬入し、これらを接続手段にて相互に接続して空調装置を構築できるので、空調装置が中型や大型であってもその搬入や設置を容易に行なうことができる。
【００１９】
請求項５に係る本発明の空調装置によれば、１つのダンパで２つの送風路を切り換えることができ、送風路の切り換えを一層簡易な構成で行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る空調装置の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。図１は、この基本的概念を説明するための図である。各実施の形態に係る空調装置は、一般住宅やオフィス等、空調の対象になる各種の空間（以下、空調対象空間）に対する空調を行うためのものである。ここで、空調対象空間としては、１つの領域として区画された空間の他、複数の領域や、あるいは、明確な区画のない開放又は半開放領域を含む。
【００２２】
この空調装置は、概略的には、気体の温度及び又は湿度を調節する熱交換器と、熱搬送媒体の熱を蓄熱する蓄熱器と、これら熱交換器及び蓄熱器に対して気体を導入可能とする送風機とを備えて構成されている。また、熱搬送媒体を熱交換器を経て蓄熱器に至るように導入する流路と、気体を蓄熱器を経て熱交換器に至るように導入する送風路とが、それぞれ形成可能とされている。
【００２３】
ここで、熱交換器の具体的構成は任意であり、通常の空気処理装置の他、外気処理用の外気熱交換器をも含み得る。なお、熱交換器にて調節される気体には、いわゆる空気の他、空調対象空間の環境に応じた他の気体を含み得るが、以下の説明では空気を調節するものとして説明する。また、蓄熱器は、潜熱蓄熱材を備えて構成されており、流路にて循環されている熱搬送媒体との間で熱交換して蓄熱し、この熱を用いて気体との間で熱交換する。また、熱源機の具体的構成も任意であり、冷凍機の他、必要に応じて、冷却等の付帯設備を含み得る。また、送風機の具体的構成は、気体を蓄熱器を経て熱交換器に至るように導入できる限りにおいて任意であり、蓄熱器よりも送風経路上流側に配置されて気体を蓄熱器及び熱交換器に向けて送風してもよく、あるいは、熱交換器よりも送風経路下流側に配置されて気体を蓄熱器から熱交換器に至るように吸気してもよい。流路は、熱交換器と熱源機とを接続する主配管として構成されており、この主配管に熱搬送媒体を循環させることによって熱交換が可能となっている。この熱搬送媒体は、水、冷媒、又は、水和物スラリーを含み得るが、以下の説明では水（冷水）を用いるものとして説明する。
【００２４】
このような構成において、各実施の形態に共通の基本的特徴の一つは、冷水の戻り経路上に蓄熱器を配置していることである。すなわち、熱源機にて冷却された水は、主配管を介して熱交換器に至って最初（初段）の熱交換を行い、さらに主配管を介して熱源機に戻るが、この熱源機に戻る前に、熱交換器の蓄熱材にて２回目（次段）の熱交換を行う。このように初段と次段による多段的な熱交換を行うカスケード熱交換装置を構築することで、冷水の熱を有効利用することができる。特に、各実施の形態においては、熱交換器を出た後の約１２℃程度の水（冷水）を用いて蓄熱材への蓄熱を行うことを想定しており、従来無駄にされていた０℃以上の熱を、有効利用可能な装置を構築することができる。さらに、このような装置によれば、蓄熱のために熱源機を駆動する必要がなく、あくまで空調のためにのみ熱源機を駆動し、その余剰分の熱エネルギーを蓄熱して有効利用することができる。さらに、熱源機に戻る熱搬送媒体の温度を上げて熱源機を定格に近い状態で運転させることができ、空調システム全体のＣＯＰを向上させることができる。なお、この基本概念及び当該基本概念を実現するための基本装置については、本件出願人による特許出願（特願２００５−２２８５１５）に開示されている通りである。
【００２５】
また、各実施の形態に共通の他の基本的特徴の一つは、蓄熱器における蓄熱媒体として、潜熱蓄熱材を用いている点にある。この潜熱蓄熱材には、顕熱よりも比熱の高い潜熱を蓄熱可能な蓄熱材であり、このように比熱の高い潜熱を蓄熱可能とすることで、蓄熱効率の一層の向上が図られている。
【００２６】
また、各実施の形態に共通の他の基本的特徴の一つは、蓄熱空調を行なうための各機器を中空体に収容していることにある。ここで中空体とは、各機器を収容及び相互に接続するためのもので、各機器を１台の筐体に収容した場合には当該筐体が該当し、各機器を複数台の筐体に収容すると共にこれら筐体を接続手段にて相互に接続した場合には当該筐体及び当該接続手段が該当する。例えば、各機器を１台の筐体に包括的に収容して１ユニット化した場合には、各機器を一体に搬送や設置を行うことができるので、その取り扱いが極めて容易になる。あるいは、各機器を複数の筐体に個別的に収容して複数ユニット化した場合には、搬入経路が狭いような場所にも各機器を個別的に搬入して相互に連結することで空調装置を構成できるので、空調装置の設置の自由度が大幅に向上する。
【００２７】
また、各実施の形態に共通のさらに他の基本的特徴の一つは、熱交換器と蓄熱材に対する送風路を容易かつ確実に切り換え可能としている点にある。すなわち、熱負荷が小さい場合には、熱交換器のみとの間で熱交換を行った空気を用いて空調を行い、熱負荷が大きい場合には、蓄熱材で一次熱交換を行った空気を、さらに熱交換器に導入して二次熱交換を行う等、熱負荷やその他の任意の状況に応じて、送風路を切り換える。以下、このような空調装置を実現する各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２８】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る空調装置の各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２９】
〔実施の形態１〕
まず、本発明の実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、中空体を１台の筐体として構成し、この１台の筐体に各機器を納めて空調装置としてユニット化した形態である。以下では、空調装置の構成について説明した後、この空調装置を用いて行われる空調処理の内容について説明する。
【００３０】
（空調装置の構成）
図２は、本実施の形態１に係る空調装置の構成を示す図である。この図２に示すように、本実施の形態１に係る空調装置１は、空調対象空間の上部を区画する天井Ｃの上方（天井裏）に配置されるもので、図示しない熱源機に対して蓄熱空調ユニット１０を接続して構成されている。
【００３１】
図示しない熱源機は、蓄熱空調ユニット１０における後述する熱交換器１１の熱負荷を処理するもので、具体的には、熱搬送媒体である水を冷却して蓄熱空調ユニット１０に送出する。この熱源機の具体的構成は任意であるが、例えば、図示しない冷却コイルと送水ポンプとを備えて構成されており、冷却コイルで冷却した冷水を送水ポンプにて圧送する。
【００３２】
この熱源機と蓄熱空調ユニット１０とは、主配管１７を介して接続されている。この主配管１７は、熱源機にて冷却された水を熱交換器１１に導入すると共に、熱交換器１１にて熱交換された水を熱源機に戻すものである。ここで、主配管１７には、熱源機からの冷水を熱交換器１１に引き込むための引き込み配管１８が接続されている。これら主配管１７と引込み配管１８との相互の接続箇所には三方弁Ｖ１が設けられており、この三方弁Ｖ１を切り換えることによって、熱交換器１１に供給される冷水の流量を調整可能とし、熱交換器１１における、空気と冷水との熱交換量を制御することができる。また、主配管１７には、主配管１７を流れる冷水を後述する蓄熱器１２に引き込むための引き込み配管１９が接続されている。これら主配管１７と引き込み配管１９との相互の接続箇所には三方弁Ｖ２が設けられており、この三方弁Ｖ２によって冷水を主配管１７又は引き込み配管１９に選択的に導入することができると共に、蓄熱器１２に引き込まれる冷水の流量を調整可能とし、蓄熱器１２における蓄熱量を制御することができる。すなわち、主配管１７から引き込み配管１９を介して再び主配管１７に戻って熱源機に至る流路は、特許請求の範囲における第１の流路に対応し、主配管１７から引き込み配管１９を通ることなく熱源機に至る流路は、特許請求の範囲における第２の流路に対応する。また、三方弁Ｖ２は、特許請求の範囲における流路切り換え手段に対応する。
【００３３】
蓄熱空調ユニット１０は、空気の温度及び又は湿度を調節して空調対象空間に放出するもので、熱交換器１１、蓄熱器１２、送風機１３、及び、フィルタ１４を、１台の筐体１５の内部に収容して構成されている（なお、特に省略可能な構成要素を点線にて図示する。以下同じ）。
【００３４】
このうち、熱交換器１１は、気体の温度及び又は湿度を調節するもので、例えば、多管式熱交換器やプレート式熱交換器として構成されており、その内部を流れる冷水の冷熱によって空気を冷却する。なお当然のことながら、熱交換器１１は同一又は類似のものを複数台併設することができるが、ここでは説明の簡便のため、熱交換器１１が１台であるものとして説明を行う。
【００３５】
また、蓄熱器１２は、熱交換器１１において熱交換を終えた冷水の冷熱を蓄熱し、この冷熱によって空気を冷却する蓄熱手段である。具体的には、この蓄熱器１２は、断熱筐体１２ａの内部に蓄熱材１２ｂを収容して構成されている。この蓄熱材１２ｂの内部には、上述した引き込み配管１９が引き込まれており、この引き込み配管１９の少なくとも一部が蓄熱材１２ｂによって覆われている。ここで、蓄熱材１２ｂとしては、冷水の潜熱を蓄熱する潜熱蓄熱材（Phase Change Materials：PCM）が用いられており、顕熱蓄熱材を用いる場合に比べて、比熱の高い潜熱を蓄熱可能として、蓄熱効率の一層の向上が図られている。この蓄熱材１２ｂとしては、熱交換器１１を出て蓄熱材１２ｂに至る冷水によって凝固され得る融点を持つものであることが好ましく、例えば、蓄熱材１２ｂに導入される冷水の温度が約１２℃である場合には、１５〜２０℃程度の融点を持つ蓄熱材１２ｂを用いることが好ましい。
【００３６】
送風機１３は、熱交換器１１に対して、及び、蓄熱材１２ｂ及び熱交換器１１に対して順次、空気を導入可能になるように、送風を行なう送風手段である。この送風機１３は、具体的には、送風ファンを備えて構成されており、この送風ファンを回転させることにより、筐体１５の内部において空気を送風する。
【００３７】
フィルタ１４は、蓄熱空調ユニット１０の内部を流動する空気から粉塵を除去するための粉塵除去手段であり、例えば、ポリエステル等から形成された化学繊維を多層に重畳したパネルフィルタとして構成されている。
【００３８】
筐体１５は、これら熱交換器１１、蓄熱器１２、送風機１３、及び、フィルタ１４の全てを略一体に収容する収容手段であり、特許請求の範囲における中空体に対応する。この筐体１５は、中空の略直方体状に形成され、これら各機器の全てを収容可能な内部空間を有する。この筐体１５の具体的な構造や材質は任意であるが、軽量かつ断熱性に優れていることが好ましく、例えば、アルミニウム板をポリウレタンフォームで覆うことで構成された断熱筐体として構成されている。この筐体１５の内部における熱交換器１１と蓄熱器１２との相互間には隔壁１５ａが設けられており、この隔壁１５ａを境界として、筐体１５の内部スペースが、熱交換器１１を収容する収容スペースＳＰ１と、蓄熱器１２を収容する収容スペースＳＰ２とに相互に区画されている。
【００３９】
ここで、収容スペースＳＰ２には、空気を当該筐体１５の外部から当該収容スペースＳＰ２に取り込むための吸気口１５ｂが設けられており、収容スペースＳＰ１には、空気を当該筐体１５の外部から当該収容スペースＳＰ１に取り込むための吸気口１５ｃが設けられている。また、収容スペースＳＰ１と収容スペースＳＰ２とを区画する隔壁１５ａには、収容スペースＳＰ２から収容スペースＳＰ１への通気を可能とする通気口１５ｄが形成されている。また、収容スペースＳＰ２からは送風ダクト１６が引き出されており、この送風ダクト１６には、空気を外部に排出するための排気口１６ａが連通されている。この排気口１６ａは、天井面Ｃに略面一に配置されており、この排気口１６ａから排出された空気が天井面Ｃからその下方の空調対象空間に向けて放出される。なお、本明細書において、「排気」とは、空調装置１から空調対象空間に対して空気を「給気」することと同義であり、「排気口」とは、空調対象空間に対する空気の「吹出口」と同義である（以下同じ）。
【００４０】
このような構成において、蓄熱空調ユニット１０の内部には、第１の送風路と第２の送風路の２つの送風路が形成されている。第１の送風路は、吸気口１５ｂを起点とし、収容スペースＳＰ２における蓄熱器１２の周囲空間を通過し、通気口１５ｄを経て収容スペースＳＰ１に至り、この収容スペースＳＰ１においてフィルタ１４を通過した後、熱交換器１１の周囲空間を通過し、排気ダクト１６を経て排気口１６ａに至る送風経路である。第２の送風路は、吸気口１５ｃを起点とし、収容スペースＳＰ１においてフィルタ１４を通過した後、熱交換器１１の周囲空間を通過し、排気ダクト１６を経て排気口１６ａに至る送風経路である。ここで、吸気口１５ｃと通気口１５ｄには、それぞれダンパＤ１、Ｄ２（特許請求の範囲における送風路切り換え手段に対応する）が配置されており、これらダンパＤ１、Ｄ２の開閉によって、第１の送風路と第２の送風路を相互に選択的に切り換え可能である。すなわち、ダンパＤ１を開くと共にダンパＤ２を閉じることにより、第１の送風路による送風のみが可能になり、ダンパＤ１を閉じると共にダンパＤ２を開くことにより、第２の送風路による送風のみが可能になる。
【００４１】
（空調装置の運転形態）
次に、このように構成された空調装置による運転形態について説明する。ここでは、運転モードとして、少なくとも、空調停止−蓄熱モード、空調運転−放熱モード、及び、空調運転−蓄熱モードの３つのモードを想定しており、これらを相互に任意のタイミングで任意の手段によって切り換えることができる。
【００４２】
まず、空調停止−蓄熱モードについて説明する。図３は、空調停止−蓄熱モードにおける蓄熱空調ユニット１０の運転状況を示す図である。この空調停止−蓄熱モードは、空調対象空間に対する空調を停止した状態で、蓄熱器１２の蓄熱材１２ｂに対する蓄熱のみを行うモードであり、例えば、夜間等の熱負荷の少ない時間帯に実行される。ここでは、送風機１３の運転が停止されており、空気はアクティブには流動しないので、ダンパＤ１、Ｄ２の開閉状態は無関係である。また同様の理由により、三方弁Ｖ１の切り換え状態も無関係である。一方、主配管１７から引き込み配管１９に冷水が導入されるように、三方弁Ｖ２が切り換られる。
【００４３】
このような設定状態において、冷水は、熱源機にて７℃程度に冷却されてから熱交換器１１に導入されるが、この熱交換器１１が運転を停止していることから、熱交換器１１においては熱交換を行わず、１０℃程度に自然温度上昇した後、主配管１７から引き込み配管１９に至り、蓄熱器１２の蓄熱材１２ｂに導入される。そして、冷水は、蓄熱材１２ｂとの間で熱交換を行うことにより、この蓄熱材１２ｂを冷却し凝固させて１５℃程度に温度上昇する。この際、冷水は、主配管１７を経て熱源機に戻る。このような運転形態によれば、夜間等の熱負荷の少ない時間帯に駆動させた熱源機による熱を蓄熱材１２ｂに蓄熱でき、後述する空調運転−放熱モードにおける熱負荷ピーク時の放熱を可能として、熱負荷分散を行うことができる。
【００４４】
次に、空調運転−放熱モードについて説明する。図４は、空調運転−放熱モードにおける蓄熱空調ユニット１０の運転状況を示す図である。この空調運転−放熱モードは、空調対象空間に対する空調を行うと同時に、蓄熱材１２ｂからの放熱を行うモードであり、例えば、昼間の熱負荷ピーク時の時間帯に実行される。ここでは、ダンパＤ１を開くと共にダンパＤ２を閉じることによって第１の送風路が選択される。また、冷水が、主配管１７から引き込み配管１８に至るように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、主配管１７から引き込み配管１９に至ることなく熱源機に直接戻るように三方弁Ｖ２が切り換えられる。
【００４５】
このような設定状態において、冷水は、熱源機にて７℃程度に冷却されてから熱交換器１１に導入され、熱交換器１１の熱交換コイルの周囲を流れる空気との間で熱交換を行い、空気を冷却して１５℃程度に温度上昇する。この冷水は、引き込み配管１９に至ることなく主配管１７を介して熱源機に直接戻り、再び７℃程度まで冷却される。一方、吸気口１５ｂから取り込まれた２８℃程度の空気は、蓄熱器１２の蓄熱材１２ｂとの間で熱交換を行うことで２４℃程度に冷却された後、熱交換器１１との間で１６℃程度に冷却されて、排気口１６ａから空調対象空間に放出される。このような運転形態によれば、夜間等の熱負荷の少ない時間帯に蓄熱させた冷熱を、熱負荷のピーク時に放熱して空気を一次冷却でき、二次冷却を行う熱交換器１１の熱負荷を低減させることができる。
【００４６】
次に、空調運転−蓄熱モードについて説明する。図５は、空調運転−蓄熱モードにおける蓄熱空調ユニット１０の運転状況を示す図である。この空調運転−蓄熱モードは、空調対象空間に対する空調を行うと同時に、蓄熱材１２ｂに対する蓄熱を行うモードであり、例えば、熱負荷の少ない時間帯と多い時間帯との間の時間帯に実行される。ここでは、ダンパＤ１を閉じると共にダンパＤ２を開くことにより、第２の送風路が選択される。また、冷水が、主配管１７から引き込み配管１８に至るように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、主配管１７から引き込み配管１９を通って蓄熱材１２ｂに導入されるように、三方弁Ｖ２が切り換えられる。
【００４７】
このような設定状態において、冷水は、熱源機にて７℃程度に冷却されてから熱交換器１１に導入され、この熱交換器１１の熱交換コイルの周囲を流れる空気との間で初段の熱交換を行い、空気を冷却して１２℃程度に温度上昇する。この冷水は、主配管１７から引き込み配管１９に至り、蓄熱材１２ｂの蓄熱材１２ｂに導入され、蓄熱材１２ｂとの間で次段の熱交換を行うことにより、この蓄熱材１２ｂを冷却し凝固させる。この熱交換で１５℃程度に温度上昇した水は、主配管１７を経て熱源機に戻る。一方、吸気口１５ｃから取り込まれた２８℃程度の空気は、蓄熱材１２ｂに至ることなく熱交換器１１に直接的に導入され、この熱交換器１１で１６℃程度に冷却されて、排気口１６ａから空調対象空間に放出される。このような運転形態によれば、熱交換器１１にて初段の熱交換を行った後の冷水の余熱を次段で蓄熱でき、この熱を次の空調運転−放熱モードにおいて冷水の冷却に利用できるので、多段的なカスケード放熱装置を構築して、空調装置全体の熱効率を向上させることができる。
【００４８】
（実施の形態１の効果）
このように本実施の形態１によれば、熱交換器１１にて熱交換を行った後の冷水の余熱を蓄熱器１２に蓄熱できるので、一般空調の温度帯を主たる対象とする空調装置において、蓄熱により空調熱負荷をピークシフトしさらに、熱源機に戻る冷水の温度を上げて熱源を定格に近い状態で運転させることができ、空調システム全体のＣＯＰ（成績係数：Coefficient of Performance）を向上させることができる。特に、蓄熱器１２の蓄熱媒体として潜熱蓄熱材を用いているので、顕熱蓄熱材を用いる場合に比べて、比熱の高い潜熱を蓄熱可能として、蓄熱効率の一層の向上を図ることができる。
【００４９】
また、実施の形態１においては、熱交換器１１、蓄熱器１２、送風機１３、及び、フィルタ１４の全てを１台の筐体１５の内部に包括的に収容しているので、これら各機器を１台に集約してユニット化でき、この１台の空調装置１によって完結した蓄熱空調機能を得ることができるので、空調装置１の装置構成が簡易になる。また、ユニット化された１台の空調装置１として熱交換器１１や蓄熱器１２の搬送や設置を行なうことができるので、空調装置１の取り付け等を容易に行なうことができる。また、蓄熱器１２を収容スペースＳＰ２に個別的に収容しているので、収容スペースＳＰ２の内壁を断熱材で覆う等、蓄熱効率を容易に向上させることができる。
【００５０】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１とは異なる送風路を有する形態である。特に説明なき構成及び処理については実施の形態１と同じであり、実施の形態１と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
（空調装置の構成）
図６は、本実施の形態２に係る空調装置の構成を示す図である。この図６に示すように、本実施の形態２に係る空調装置２は、概略的に、図示しない熱源機に対して蓄熱空調ユニット２０を接続して構成されている。この蓄熱空調ユニット２０は、熱交換器１１、蓄熱器１２、及び、送風機１３を、１台の筐体２１の内部に収容すると共に、この筐体２１の外部にフィルタ１４を設けて構成されている。
【００５２】
筐体２１は、これら熱交換器１１、蓄熱器１２、及び、送風機１３の全てを略一体に収容する収容手段であり、特許請求の範囲における中空体に対応する。この筐体２１には、吸気口２１ａが１つのみ設けられており、吸気の集約化が図られている。そして、この吸気口２１ａの外部に、フィルタ１４が配置されているので、このフィルタ１４を通過した空気のみが吸気口２１ａから筐体２１に取り込まれる。ただし、フィルタ１４は必ずしも筐体２１の外部に配置する必要はなく、筐体２１の内部における吸気口２１ａに対応する位置に設けても同様の効果を奏することができる。この筐体２１の内部における蓄熱器１２と筐体２１との相互間には隔壁２１ｂが設けられており、この隔壁２１ｂを境界として、蓄熱器１２を収容する収容スペースＳＰ２が、導入路ＳＰ２ａと迂回路ＳＰ２ｂとに区画されている。導入路ＳＰ２ａは、吸気口２１ａから取り込まれた空気を蓄熱器１２に対して導入する送風路であり、迂回路ＳＰ２ｂは、吸気口２１ａから取り込まれた空気を蓄熱器１２に対して迂回させる送風路である。
【００５３】
このような構成において、蓄熱空調ユニット２０の内部には、第１の送風路と第２の送風路の２つの送風路が形成されている。第１の送風路は、フィルタ１４を経て吸気口２１ａを通過し、導入路ＳＰ２ａを介して蓄熱器１２の周囲空間を通過し、さらに熱交換器１１の周囲空間を通過して、排気ダクト１６を介して排気口１６ａに至る送風経路である。第２の送風路は、フィルタ１４を経て吸気口２１ａを通過し、迂回路ＳＰ２ｂを通過し、さらに熱交換器１１の周囲空間を通過して、排気ダクト１６を介して排気口１６ａに至る送風経路である。ここで、吸気口２１ａと隔壁２１ｂとの間にはダンパＤ３（特許請求の範囲における送風路切り換え手段に対応する）が配置されており、このダンパＤ３の開閉によって、第１の送風路と第２の送風路を相互に選択的に切り換え可能である。すなわち、ダンパＤ３を図示想像線の方に駆動することにより、第１の送風路による送風のみが可能になり、ダンパＤ３を図示実線の方に駆動することにより、第２の送風路による送風のみが可能になる。
【００５４】
（空調装置２の運転形態）
このように構成された空調装置２において、空調停止−蓄熱モード時には、実施の形態１の空調停止−蓄熱モード時と同様にダンパＤ３及び三方弁Ｖ１、Ｖ２が切り換えられる。そして、熱源機にて冷却された冷水が、熱交換器１１を経て蓄熱器１２に導入され、蓄熱材１２ｂと熱交換を行って当該蓄熱材１２ｂを凝固し、主配管１７を介して熱源機に戻る。
【００５５】
また、空調運転−放熱モード時には、ダンパＤ３を図示想像線の方に駆動することにより、第１の送風路が選択される。また、冷水が、主配管１７から引き込み配管１８に至るように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、主配管１７から引き込み配管１９に至ることなく熱源機に直接戻るように三方弁Ｖ２が切り換えられる。そして、熱源機にて冷却された冷水は、熱交換器１１に導入されて空気を冷却し、熱源機に直接戻る。一方、吸気口２１ａから取り込まれた空気は、蓄熱器１２との間で熱交換を行って冷却された後、熱交換器１１との間でさらに冷却されて、排気口１６ａから空調対象空間に放出される。
【００５６】
また、空調運転−蓄熱モード時には、ダンパＤ３を図示実線の方に駆動することにより、第２の送風路が選択される。また、冷水が、主配管１７から引き込み配管１８に至るように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、主配管１７から引き込み配管１９を通って蓄熱材１２ｂに導入されるように、三方弁Ｖ２が切り換えられる。そして、熱源機にて冷却された冷水は、熱交換器１１に導入されて空気を冷却し、蓄熱材１２ｂと熱交換を行って当該蓄熱材１２ｂを凝固し、主配管１７を介して熱源機に戻る。一方、吸気口２１ａから取り込まれた空気は、蓄熱材１２ｂに至ることなく熱交換器１１に導入され、この熱交換器１１で冷却されて、排気口１６ａから空調対象空間に放出される。
【００５７】
（実施の形態２の効果）
このように本実施の形態２によれば、実施の形態１と略同様の効果に加えて、フィルタ１４を通過した空気のみを蓄熱空調ユニット２０に取り込むことができ、粉塵を簡易かつ確実に除去できる。また、１つのダンパＤ３で２つの送風路を切り換えることができ、送風路の切り換えを一層簡易な構成で行なうことができる。
【００５８】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、実施の形態１、２よりも大きな中型の空調装置を意図したものであり、空調装置を複数の筐体を用いて分割可能に構成したものである。また、実施の形態３では、各筐体を縦置き型としている。特に説明なき構成及び処理については実施の形態１と同じであり、実施の形態１と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
（空調装置の構成）
図７は、本実施の形態３に係る空調装置の構成を示す図である。この図７に示すように、本実施の形態３に係る空調装置３は、空調対象空間に隣接する空調機械室等に配置されるもので、概略的に、図示しない熱源機に対して、一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１とを接続して構成されている。
【００６０】
一般空調ユニット３０は、縦置き型の空調機であり、熱交換器１１、送風機１３、フィルタ１４、及び、加湿器３２を筐体３３の内部に収容して構成されている。加湿器３２は、給水配管３２ａ及びニ方弁Ｖ３を介して供給された水を用いて、公知の加湿方法により空気への加湿を行なうもので、例えば、気化式加湿器、蒸気式加湿器、あるいは、水噴霧式加湿器として構成される。また筐体３３は、縦長略直方形状に形成されており、空調機械室の床面Ｇに自立又は図示しないアンカ等の固定具にて固定されている。この筐体３３には通気口３３ａ及び排気口３３ｂがそれぞれ１つ設けられており、通気口３３ａから取り入れられた空気が、熱交換器１１にて温度調節され、さらに加湿器３２にて加湿された後、この排気口３３ｂを出て、直接的に又は図示しない空調ダクトを介して間接的に、所定の空調対象空間に放出される。
【００６１】
蓄熱空調ユニット３１は、一般空調ユニット３０に対して着脱自在に接続されるもので、蓄熱器１２及びフィルタ１４を筐体３４の内部に収容して構成されている。この筐体３４は、縦長略直方形状に形成されており、空調機械室の床面Ｇに自立又はアンカ等の固定具にて固定されている。特に、筐体３４は、一般空調ユニット３０の筐体３３と略同様の寸法にて構成されており、一般空調ユニット３０や蓄熱空調ユニット３１の製造工程や設置作業の共通化が図られている。この筐体３４には、吸気口３４ａが１つ設けられており、吸気の集約化が図られている。そして、筐体３４の内部における吸気口３４ａに対応する位置にフィルタ１４が配置されているので、吸気口３４ａから取り込まれた空気が必ずこのフィルタ１４を通過して筐体３４の内部に取り込まれる。ただし、フィルタ１４は吸気口３４ａの外側に配置してもよい。また筐体３４には、通気口３４ｂが１つ設けられており、この通気口３４ｂを介して一般空調ユニット３０の筐体３３に通気可能になっている。この接続構造の詳細については後述する。この筐体３４の内部における蓄熱器１２と筐体３４との相互間には隔壁３４ｃが設けられており、この隔壁３４ｃを境界として、蓄熱器１２を収容する収容スペースＳＰ２が導入路ＳＰ２ａと迂回路ＳＰ２ｂとに区画されている。
【００６２】
このような構成において、一般空調ユニット３０及び蓄熱空調ユニット３１の内部には、第１の送風路と第２の送風路の２つの送風路が形成されている。第１の送風路は、吸気口３４ａ及びフィルタ１４を通過し、隔壁３４ｃよりも蓄熱器側（図７における隔壁３４ｃの右側）において当該蓄熱器１２の周囲空間を通過し、さらに通気口３４ｂ、３３ａ及びフィルタ１４を通過し、熱交換器１１の周囲空間を通過して、排気口３３ｂに至る送風経路である。第２の送風路は、吸気口３４ａ及びフィルタ１４を通過し、隔壁３４ｃよりも外側（図７における隔壁３４ｃの左側）を通過し、さらに通気口３４ｂ、３３ａ及びフィルタ１４を通過し、熱交換器１１の周囲空間を通過して、排気口３３ｂに至る送風経路である。ここで、フィルタ１４と隔壁３４ｃとの間にはダンパＤ４（特許請求の範囲における送風路切り換え手段に対応する）が配置されており、このダンパＤ４の開閉によって、第１の送風路と第２の送風路を相互に選択的に切り換え可能である。すなわち、ダンパＤ４を図示想像線の方に駆動することにより、第１の送風路による送風のみが可能になり、ダンパＤ４を図示実線の方に駆動することにより、第２の送風路による送風のみが可能になる。
【００６３】
（空調装置の構成−接続構造の詳細）
次に、一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１との相互の接続構造の詳細について説明する。図７に示すように、主配管１７は、熱源機から一般空調ユニット３０に至る引き込み位置、一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１との接続位置、及び、蓄熱空調ユニット３１から熱源機に至る引き込み位置のそれぞれにおいて、接続部１７ａ（特許請求の範囲における接続手段に対応する）を介して相互に接続されている。この接続部１７ａの拡大図を図８に示す。図示のように、主配管１７の端部には、相互に略対応する位置及び形状にてフランジ１７ｂ、１７ｃが設けられており、これらフランジ１７ｂ、１７ｃを相互に突き合わせてボルト固定することで、主配管１７が相互に水密的に接続されている。また、筐体３３の通気口３３ａと筐体３４の通気口３４ｂの相互の接続にも同様にフランジ構造を採用できる。すなわち、筐体３３の通気口３３ａの外周と、筐体３４の通気口３４ｂの外周に、相互に略対応する位置及び形状にてフランジを設け、これらフランジを相互に突き合わせてボルト固定することで、筐体３３の通気口３３ａと筐体３４の通気口３４ｂとを相互に気密的に接続できる。このように、送風経路や送水経路をフランジ構造にて接続したことで、一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１とを相互に分割して小型化した状態で空調機械室に搬入し、搬入後にこれら一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１とを相互に容易に接続できて、空調装置３の搬入や設置が一層容易になる。すなわち、本実施の形態３においては、筐体３３及び筐体３４が、特許請求の範囲における中空体を構成する。
【００６４】
ただし、これら一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１との相互の接続構造としては、フランジ構造以外の構造を採用することもできる。図９には、他の接続構造の拡大図を示す。図示のように、主配管１７の端部には、相互に略対応する形状にてフランジ１７ｂ、１７ｃが設けられている。ここで、これらフランジ１７ｂ、１７ｃの相互間には、可撓継手３５が配置されている。この可撓継手３５は、ベローズ（蛇腹）３５ａの両端にフランジ３５ｂ、３５ｃを設けて構成されている。ベローズ３５ａは、可撓性を有する伸縮体であり、例えば、金属筒を加圧成形することによって凹凸を設けて構成された成形ベローズやフレキシブルチューブ、あるいは、ディスク状の薄肉金属板を溶接にて連結することによって構成された溶接ベローズとして構成されている。フランジ３５ｂ、３５ｃは、フランジ１７ｂ、１７ｃに略対応する形状で構成されており、フランジ３５ｂとフランジ１７ｂ、及び、フランジ３５ｃとフランジ１７ｃとが、相互にネジ止めにて固定されている。また、図示は省略するが、筐体３３の通気口３３ａと筐体３４の通気口３４ｂの相互の接続にも同様に可撓継手３５を用いた接続構造を適用できる。このように可撓継手３５を介して一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１とを連結することで、これら一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１との相互の間隔や相対位置がその設置位置の条件等に応じて変化した場合においても、可撓継手３５のベローズ３５ａが変形することによってその変化を吸収するので、これらの接続位置の自由度が向上し、一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１とを一層容易かつ確実に接続できる。
【００６５】
（空調装置３の運転形態）
このように構成された図７の空調装置３において、空調停止−蓄熱モード時には、冷水が、熱交換器１１に引き込まれないように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、冷水が蓄熱器１２に引き込まれるように三方弁Ｖ２が切り換えられる。また、送風機１３による送風が行なわれないことから、ダンパＤ４の開閉状態は無関係である。そして、熱源機にて冷却された冷水が、熱交換器１１を経ることなく蓄熱器１２に導入され、蓄熱材１２ｂと熱交換を行って当該蓄熱材１２ｂを凝固して熱源機に戻る。
【００６６】
また、空調運転−放熱モード時には、冷水が、熱交換器１１に引き込まれるように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、冷水が蓄熱器１２に引き込まれないように三方弁Ｖ２が切り換えられる。また、ダンパＤ４を図示想像線の方に駆動することにより、第１の送風路が選択される。そして、熱源機にて冷却された冷水は、熱交換器１１に導入されて空気を冷却し、蓄熱器１２を経ることなく熱源機に直接戻る。一方、吸気口３４ａから取り込まれた空気は、蓄熱器１２との間で熱交換を行って冷却された後、通気口３４ｂから通気口３３ａを経て筐体３３に至り、熱交換器１１によってさらに冷却されて、排気口３３ｂから空調対象空間に放出される。
【００６７】
また、空調運転−蓄熱モード時には、冷水が、熱交換器１１に引き込まれるように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、冷水が蓄熱器１２に引き込まれるように三方弁Ｖ２が切り換えられる。また、ダンパＤ４を図示実線の方に駆動することにより、第２の送風路が選択される。そして、熱源機にて冷却された冷水が、熱交換器１１に導入されて空気を冷却し、蓄熱材１２ｂと熱交換を行って当該蓄熱材１２ｂを凝固して熱源機に戻る。一方、吸気口３４ａから取り込まれた空気は、蓄熱材１２ｂに至ることなく通気口３４ｂから通気口３３ａを経て筐体３３に至り、熱交換器１１で冷却されて、排気口３３ｂから空調対象空間に放出される。
【００６８】
（実施の形態３の効果）
このように本実施の形態３によれば、実施の形態１と略同様の効果に加えて、空調装置３を複数部分に分散配置して別ユニット化したので、これら一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１とを相互に分割して小型化した状態で空調機械室等に搬入し、これらを相互に接続して空調装置３を構築できるので、空調装置３が中型であってもその搬入や設置を容易に行なうことができる。またこのような複数分割構造は、実施の形態１、２のように小型の空調装置に適用してもよく、この場合には、小型の空調装置をより小さなスペースにも容易に搬入や設置できる。特に、蓄熱器１２を含む蓄熱空調のための構成要素のみを個別的に筐体３４に収容して蓄熱空調ユニット３１としてユニット化したので、一般空調ユニット３０が既に設置され単独で機能しているような場合でも、この一般空調ユニット３０に対して蓄熱空調ユニット３１を新たに接続するだけで、カスケード熱交換を行なう空調装置３を容易に構成でき、一般空調ユニット３０における余剰エネルギーを蓄熱し、これを空調負荷の大きい時に利用可能として、一般空調ユニット３０の空調負荷をピークカットできる。また、一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１との相互の接続構造を、フランジ構造や可撓継手構造にて接続可能としたので、一般空調ユニット３０と蓄熱空調ユニット３１とを一層容易かつ確実に接続でき、空調装置３の導入が一層容易になる。
【００６９】
〔実施の形態４〕
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４は、実施の形態３よりもさらに大きな大型の空調装置を意図したものであり、空調装置をより多くの筐体を用いて分割可能に構成したものである。また、実施の形態４では、各筐体を横置き型としている。特に説明なき構成及び処理については実施の形態３と同じであり、実施の形態３と略同様の構成については、必要に応じて、実施の形態３で用いたのと同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
（空調装置の構成）
図１０は、本実施の形態４に係る空調装置の構成を示す図である。図示のように、本実施の形態４に係る空調装置４は、空調対象空間に隣接する空調機械室等に配置されるもので、概略的に、図示しない熱源機に対して、送風ユニット４１、一般空調ユニット４２、蓄熱空調ユニット４３、及び、切り換えユニット４４を接続して構成されている。
【００７１】
送風ユニット４１は、送風機１３を筐体４５の内部に収容して構成されている。この送風機１３は、概略的には実施の形態１〜３と同様に構成されているが、より詳細には、モータ１３ａにて回転されたファンベルト１３ｂを介してファン１３ｃを回転させることにより、送風を行なう。この筐体４５は、防振台１３ｄを介して空調機械室等の床面Ｇに設置されており、モータ１３ａ及びファン１３ｃの回転により生じた振動がこの防振台１３ｄにて吸収される。この筐体４５には、通気口４５ａ及び排気口４５ｂが形成されている。
【００７２】
一般空調ユニット４２は、公知の横置き型の空調機であり、熱交換器１１、フィルタ１４、及び、加湿器３２を筐体４６の内部に収容して構成されている。この筐体４６は、送風ユニット４１の筐体４５と略同一の高さで形成されており、このように形状を合致させることにより、送風ユニット４１や一般空調ユニット４２の製造工程や設置作業の共通化が図られている（この点については、蓄熱空調ユニット４３及び切り換えユニット４４についても同様である）。この筐体４６には、通気口４６ａ、４６ｂが形成されている。
【００７３】
蓄熱空調ユニット４３は、一般空調ユニット４２に着脱自在に接続されるもので、第１の蓄熱空調ユニット４３Ａの上部に第２の蓄熱空調ユニット４３Ｂを載置して構成されている。第１の蓄熱空調ユニット４３Ａは、蓄熱器１２及びフィルタ１４を筐体４７の内部に収容して構成されている。また、第２の蓄熱空調ユニット４３Ｂは、フィルタ１４を筐体４８の内部に収容して構成されている。これら筐体４７と筐体４８とを相互に隔てる筐体側面は、蓄熱器収容スペースを導入路ＳＰ２ａと迂回路ＳＰ２ｂとに区分する隔壁として機能する。このように蓄熱空調ユニット４３を分割可能に構成することによって、搬入経路が比較的狭い空調機械室に対しても蓄熱空調ユニット４３を容易に搬入して取り付けることができる。また、蓄熱器１２に対する断熱構造を取ることが一層容易になる。なお、筐体４７には通気口４７ａ、４７ｂ、筐体４８には通気口４８ａ、４８ｂがそれぞれ形成されている。
【００７４】
切り換えユニット４４は、蓄熱空調ユニット４３に着脱自在に接続されるもので、ダンパＤ５（特許請求の範囲における送風路切り換え手段に対応する）を筐体４９の内部に収容して構成されている。この筐体４９には、吸気口４９ａと、２つの通気口４９ｂ、４９ｃが形成されている。ここで、ダンパＤ５は、第１の送風路と第２の送風路とを選択的に切り換えるものである。このうち、第１の送風路とは、吸気口４９ａから通気口４９ｂに至り、通気口４７ａからフィルタ１４及び蓄熱器１２の周囲区間を経て通気口４７ｂに至り、通気口４６ａからフィルタ１４及び熱交換器１１の周囲空間と加湿器３２とを経て通気口４６ｂに至り、さらに、通気口４５ａから排気口４５ｂに至る送風経路である。また、第２の送風路とは、吸気口４９ａから通気口４９ｃに至り、通気口４８ａからフィルタ１４を経て通気口４８ｂに至り、以降は第１の送風路と同様の経路を経て排気口４５ｂに至る送風経路である。そして、ダンパＤ５を図示想像線の方に切り換えることにより、第１の送風路が選択され、ダンパを図示実線の方に切り換えることにより、第２の送風路が選択される。なお、これら送風ユニット４１、一般空調ユニット４２、蓄熱空調ユニット４３、及び、切り換えユニット４４の相互の接続構造としては、実施の形態３のユニット同士の接続構造と同様の構造を適用できる。すなわち、本実施の形態４においては、筐体４５〜４９が、特許請求の範囲における中空体を構成する。
【００７５】
（空調装置４の運転形態）
このように構成された空調装置４において、空調停止−蓄熱モード時には、冷水が、熱交換器１１に引き込まれないように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、冷水が蓄熱器１２に引き込まれるように三方弁Ｖ２が切り換えられる。また、送風機１３による送風が行なわれないことから、ダンパＤ５の開閉状態は無関係である。そして、熱源機にて冷却された冷水が、熱交換器１１を経ることなく蓄熱器１２に導入され、蓄熱材１２ｂと熱交換を行って当該蓄熱材１２ｂを凝固して熱源機に戻る。
【００７６】
また、空調運転−放熱モード時には、冷水が、熱交換器１１に引き込まれるように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、冷水が蓄熱器１２に引き込まれないように三方弁Ｖ２が切り換えられる。また、ダンパＤ５を図示想像線の方に駆動することにより、第１の送風路が選択される。そして、熱源機にて冷却された冷水は、熱交換器１１に導入されて空気を冷却し、蓄熱器１２を経ることなく熱源機に直接戻る。一方、吸気口４９ａから取り込まれた空気は、切り換えユニット４４を通過し、第１の蓄熱空調ユニット４３Ａの蓄熱器１２との間で熱交換を行って冷却された後、一般空調ユニット４２の熱交換器１１によってさらに冷却されると共に加湿器３２にて加湿され、送風ユニット４１を通過してその排気口４５ｂから空調対象空間に放出される。
【００７７】
また、空調運転−蓄熱モード時には、冷水が、熱交換器１１に引き込まれるように三方弁Ｖ１が切り換えられると共に、冷水が蓄熱器１２に引き込まれるように三方弁Ｖ２が切り換えられる。また、ダンパＤ５を図示実線の方に駆動することにより、第２の送風路が選択される。そして、熱源機にて冷却された冷水が、熱交換器１１に導入されて空気を冷却し、蓄熱材１２ｂと熱交換を行って当該蓄熱材１２ｂを凝固して熱源機に戻る。一方、吸気口４９ａから取り込まれた空気は、切り換えユニット４４を通過し、さらに第２の蓄熱空調ユニット４３Ｂを通過した後、一般空調ユニット４２の熱交換器１１によって冷却されると共に加湿器３２にて加湿され、送風ユニット４１を通過してその排気口４５ｂから空調対象空間に放出される。
【００７８】
（実施の形態４の効果）
このように本実施の形態４によれば、実施の形態３と略同様の効果に加えて、空調装置４を一層多数の部分に分散配置して別ユニット化したので、これら送風ユニット４１、一般空調ユニット４２、蓄熱空調ユニット４３、及び、切り換えユニット４４を相互に分割して小型化した状態で空調機械室に搬入し、これらを相互に接続して空調装置４を構築できるので、空調装置４が大型であってもその搬入や設置を容易に行なうことができる。またこのような複数分割構造は、実施の形態１、２のように小型の空調装置１、２や、実施の形態３のように中型の空調装置３に適用してもよく、この場合には、これら小型や中型の空調装置１〜３をより小さなスペースにも容易に搬入や設置できる。また、蓄熱空調のための構成要素である蓄熱器１２のみを筐体４７に収容して第１の蓄熱空調ユニット４３Ａとしてユニット化したので、一般空調ユニット４２や送風ユニット４１が既に設置されて機能しているような場合でも、一般空調ユニット４２に対して蓄熱空調ユニット４３Ａを新たに接続するだけで、カスケード熱交換を行なう空調装置４を容易に構成できる。また、切り換えユニット４４を個別構成にすると共に、第１の蓄熱空調ユニット４３Ａと第２の蓄熱空調ユニット４３Ｂとを相互に分割可能な構成としたので、所望の送風経路に応じた構成のみを選択して設置できる。例えば、空調停止−蓄熱モード時や空調運転−放熱モード時のみを行なう場合（空気を蓄熱器１２と必ず熱交換させる場合）には、切り換えユニット４４及び第２の蓄熱空調ユニット４３Ｂを省略して第１の蓄熱空調ユニット４３Ａのみを設ければよく、空調装置４の導入コストを低減できる。
【００７９】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００８０】
（各実施の形態の組合せ）
各実施の形態に示した構成は、相互に組合せることができ、例えば、実施の形態３の蓄熱空調ユニット３１を、実施の形態４の蓄熱空調ユニット４３のように分割可能に構成してもよい。
【００８１】
（構成要素の追加又は置換）
特記する場合を除いて、空調装置１〜４には公知の構成要素を追加することができ、あるいは、空調装置１〜４の構成要素を公知の構成要素にて置換することができる。例えば、実施の形態４において、複数のフィルタ１４を設けることで圧損が大きくなる場合には、この圧損をカバーするためにファンを増設してもよい。また、三方弁Ｖ１、Ｖ２に代えて、分岐された配管の各々に２方弁を設けてもよく、この場合には各２方弁を開閉することによって、実質的に３方弁と同様に流路切替えを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
この発明は、０℃以上の中低温度帯の余熱に対してカスケード熱交換を行うことによって当該余熱を利用することに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の基本的概念を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空調装置の構成を示す図である。
【図３】空調停止−蓄熱モードにおける蓄熱空調ユニットの運転状況を示す図である。
【図４】空調運転−放熱モードにおける蓄熱空調ユニットの運転状況を示す図である。
【図５】空調運転−蓄熱モードにおける蓄熱空調ユニットの運転状況を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る空調装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る空調装置の構成を示す図である。
【図８】図６の接続部分の拡大図である。
【図９】図６の他の接続構造の拡大図である。
【図１０】実施の形態４に係る空調装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、２、３、４  空調装置
１０、２０、３１、４３  蓄熱空調ユニット
４３Ａ  第１の蓄熱空調ユニット
４３Ｂ  第２の蓄熱空調ユニット
１１  熱交換器
１２  蓄熱器
１２ａ  断熱筐体
１２ｂ  蓄熱材
１３  送風機
１３ａ  モータ
１３ｂ  ファンベルト
１３ｃ  ファン
１３ｄ  防振台
１４  フィルタ
１５、２１、３３、３４、４５〜４９  筐体
１５ａ、２１ｂ、３４ｃ  隔壁
１５ｂ、１５ｃ、２１ａ、３４ａ  吸気口
１５ｄ、３３ａ、３４ｂ、４５ａ、４６ａ、４６ｂ、４７ａ、４７ｂ、４８ａ、４８ｂ  通気口
１６  送風ダクト
１６ａ、３３ｂ、４５ｂ  排気口
１７  主配管
１７ａ  接続部
１７ｂ、１７ｃ、３５ｂ、３５ｃ  フランジ
１８、１９  引き込み配管
３０、４２  一般空調ユニット
３２  加湿器
３２ａ  給水配管
３５  可撓継手
３５ａ  ベローズ
４１  送風ユニット
４４  切り換えユニット
Ｃ  天井
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５  ダンパ
Ｇ  床面
ＳＰ１、ＳＰ２  収容スペース
ＳＰ２ａ  導入路
ＳＰ２ｂ  迂回路
Ｖ１、Ｖ２  三方弁
Ｖ３  ニ方弁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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