(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の床下に断熱材で断熱されたコンクリート内部に冷水または温水が通水可能な配管およびバルブを備えた蓄熱手段と、前記蓄熱手段と配管接続し冷水および温水を生成し供給する熱源機と、前記熱源機により生成された冷水または温水が通水されるように配管接続されたファンコイルユニットと、床部分に設置された床温度検知手段と、前記床温度検知手段からの信号により前記蓄熱手段に備えられた前記バルブの開閉を制御する制御手段とを備え、前記制御手段に、床下内の結露を防止するように蓄熱を行う際に前記ファンコイルユニットのみでの冷房運転と前記蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで前記熱源機が生成する冷水温度の設定値を切り換える水温度切換手段を備えた構成としたことを特徴とする躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システム。
【請求項２】
制御手段に、蓄熱を行う際にファンコイルユニットの連動運転を判断する連動判定手段を備えた構成としたことを特徴とする請求項１記載の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システム。
【請求項３】
制御手段に、１日ごとの室内空調機の運転状態を監視し、蓄熱運転を自動的に行う自動蓄熱判定手段を備えた構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システム。詳しくは、夜間の電力により床下のコンクリートに冷暖房エネルギーを蓄える空気調和・蓄熱システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
床下のスペースを利用して行われている蓄熱方式には、コンクリートなどの蓄熱材料を床下に敷き詰め、蓄熱材料内部に配管、ダクト、空気搬送用空間などを備え、冷温水や冷温風などの熱交換冷媒を送り込み蓄熱材料を冷却あるいは加熱により蓄熱することが知られている。
【０００３】
従来、この種の空気調和・蓄熱システムは、特開平１０−２５３０９２号公報に記載されたものが知られている。
【０００４】
以下に、そのシステムについて図５を参照しながら説明する。
【０００５】
図に示すように断熱材１０１で断熱された建物の床下のコンクリート１０２に設置された熱交換機１０３と、この熱交換機１０３に接続されたヒートポンプユニット１０４とを備え、ヒートポンプユニット１０４で生成された冷水または温水を送給し、建物内の床下のコンクリート１０３を冷却または加熱する。これにより床下のコンクリート１０２から輻射で室内を冷暖房する。また、ヒートポンプユニット１０４は建物内に設置した送風用熱交換機１０５が接続され空気熱交換を行って室内に温風または冷風を供給する構成となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の空気調和・蓄熱システムでは、蓄熱材料が床下に設置され、直接冷却あるいは加熱されるため、冷房運転時の蓄熱においては床下が結露する。あるいは床表面が結露するという課題があり、冷房運転時の蓄熱において床下あるいは床表面を結露させない空気調和・蓄熱システムが要求されている。
【０００７】
また、このような蓄熱システムでは、オールシーズンの運転は必要とされておらず、運転は冷暖房シーズンのみで、中間期は運転を必要とされていない。そのため、蓄熱の運転シーズンの前後で、ユーザーが蓄熱運転の開始および終了の操作を忘れてしまい無駄な電力を使用してしまうという課題があり、蓄熱運転が不要な時は蓄熱運転が自動的に終了し、蓄熱運転が必要な時は自動的に蓄熱運転を開始する空気調和・蓄熱システムが要求されている。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、冷房運転時の蓄熱において床面の到達温度を検知することで冷房時の蓄熱運転の制御を行う。また、冷房時の蓄熱運転中に室内のファンコイルユニットを連動でドライ運転を行うことにより室内側、すなわち床表面の結露を防止する。また、熱源機においては、室内空調機の冷房運転と冷房蓄熱運転で熱交換冷媒の設定温度を切換え、蓄熱材料の冷え過ぎによる床下内の結露を防止することができる。また、１日ごとのファンコイルユニットの運転状態を監視することで冷暖房シーズンの始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始および終了する空気調和・蓄熱システムを供給することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムは上記目的を達成するために、建物の床下に断熱材で断熱されたコンクリート内部に冷水または温水が通水可能な配管およびバルブを備えた蓄熱手段と、前記蓄熱手段と配管接続し冷水および温水を生成し供給する熱源機と、前記熱源機により生成された冷水または温水が通水されるように配管接続されたファンコイルユニットと、床部分に設置された床温度検知手段と、前記床温度検知手段からの信号により前記蓄熱手段に備えられた前記バルブの開閉を制御する制御手段とを備え、前記制御手段に、床下内の結露を防止するように蓄熱を行う際に前記ファンコイルユニットのみでの冷房運転と前記蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで前記熱源機が生成する冷水温度の設定値を切り換える水温度切換手段とにより、蓄熱材を急激に冷却することを防止する構成としたものである。また、蓄熱手段に一定量以上の蓄熱を行わない構成としたものである。
【００１２】
本発明によれば、熱源機においては、ファンコイルユニットの冷房運転と蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで熱交換冷媒の設定温度を切換え、蓄熱材料の冷え過ぎによる床下内の結露を防止することができる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。また、冷房運転時の蓄熱において床面の到達温度を検知することで、冷房時の蓄熱運転においてバルブの開閉制御を行い、過剰な蓄熱による床面の結露を防止することのできる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。
【００１３】
また、第２の手段は、制御手段に、蓄熱を行う際にファンコイルユニットの連動運転を判断する連動判定手段を備えた構成としたものである。
【００１４】
本発明によれば、冷房運転時の蓄熱中に室内のファンコイルユニットを連動でドライ運転を行うことにより室内の湿度を下げ、床表面の結露を防止することのできる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。
【００１５】
また、第３の手段は、制御手段に、１日ごとの室内空調機の運転状態を監視し、蓄熱運転を自動的に行う自動蓄熱判定手段を備えた構成としたものである。
【００１６】
本発明によれば、１日ごとのファンコイルユニットの運転状態を監視することで冷暖房シーズンの始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始および終了することのできる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、建物の床下に断熱材で断熱されたコンクリート内部に冷水または温水が通水可能な配管およびバルブを備えた蓄熱手段と、前記蓄熱手段と配管接続し冷水および温水を生成し供給する熱源機と、前記熱源機により生成された冷水または温水が通水されるように配管接続されたファンコイルユニットと、床部分に設置された床温度検知手段と、前記床温度検知手段からの信号により前記蓄熱手段に備えられた前記バルブの開閉を制御する制御手段とを備え、前記制御手段に、床下内の結露を防止するように蓄熱を行う際に前記ファンコイルユニットのみでの冷房運転と前記蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで前記熱源機が生成する冷水温度の設定値を切り換える水温度切換手段を備えた構成としたことにより、蓄熱材を急激に冷却することを防止するという作用を有する。また、蓄熱手段に一定量以上の蓄熱を行わないという作用を有する。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、制御手段に、蓄熱を行う際ファンコイルユニットの連動運転を判断する連動判定手段を備えた構成としたことにより、冷房運転時の蓄熱中に室内のファンコイルユニットを連動でドライ運転を行い、室内の湿度を下げるという作用を有する。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、制御手段に、１日ごとの室内空調機の運転状態を監視し、蓄熱運転を自動的に行う自動蓄熱判定手段を備えた構成としたことにより、冷暖房シーズンの始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始および終了するという作用を有する。
【００２１】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。
【００２２】
【実施例】
（参考例１）
図１に示すように、蓄熱手段１は建物の床下に断熱材で断熱されたコンクリート内部に冷水または温水が通水可能な配管２およびバルブ３を備え、熱源機４により生成された冷水または温水が通水されるように配管接続されている。ファンコイルユニット５は建物内に設置され、蓄熱手段１と同様に熱源機４により生成された冷水または温水が通水されるように配管接続され、制御手段６に備えられた空調運転スイッチにより空調運転が行われる。また、制御手段６は冷房および暖房の切換スイッチが備えられており、そのスイッチの設定にしたがって、熱源機４の冷水または温水の生成を制御する。さらに、制御手段６は時刻タイマーおよび蓄熱運転の入り切りスイッチが備えられており、蓄熱運転スイッチが入りに設定されている場合は、蓄熱運転を午後１１時から午前７までの安価な深夜電力を用いて運転する。運転開始時には制御手段６からの信号によりバルブ３を開け、温水または冷水を配管２に通水し蓄熱手段１のコンクリートを加熱または冷却し、運転終了時においても制御手段６からの信号によりバルブ３を閉じる。一方、床温度検知手段７は、蓄熱手段１の上部床面に設置されており、蓄熱運転によって上昇あるいは下降する床面温度の検知信号を制御手段６に出力している。制御手段６は、冷房あるいは暖房の切換スイッチの状態と床温度検知手段７からの検知信号とから、蓄熱運転により床面が過剰に加熱あるいは冷却されないように床面の設定温度があらかじめ記憶されている。制御手段６にあらかじめ記憶されている設定温度は冷房時２２℃、暖房時３５℃で、床温度検知手段７からの検知信号が設定温度に達した時にバルブ３を閉じるように制御を行う構成としている。
【００２３】
上記構成により、蓄熱手段１に一定量以上の蓄熱を行わないように蓄熱運転を制御することができる。
【００２４】
したがって、冷房運転時の蓄熱において床面の到達温度を検知することで、冷房時の蓄熱運転においてバルブの開閉制御を行い、過剰な蓄熱による床面の結露を防止することのできる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムが実現できる。
【００２５】
なお、参考例では、設定温度を冷房蓄熱時は２２℃、暖房蓄熱時は３５℃として制御手段に記憶しているが、各々設定温度はボリュームスイッチ等の調整手段を用いて調整可能とした構成でもよい。
【００２６】
（実施例１）
参考例１と同一部分は同一符号を付し詳細な説明は省略する。図２に示すように、制御手段６は、蓄熱運転の開始および終了時に水温度切換手段８に蓄熱運転開始または終了の信号を送信する。熱源機４が生成する冷水温度の設定値は、ファンコイルユニットのみでの冷房運転時は７℃、冷房での蓄熱運転時は２０℃に、暖房時は５０℃に設定されている。水温度切換手段８は、制御手段６からの蓄熱運転の開始信号を受信すると、制御手段６に備えられた冷房および暖房の切換スイッチの設定状態から、熱源機４が生成する温水あるいは冷水の設定温度を切換え、制御手段６からの蓄熱運転の終了信号を受信すると元の設定温度に切り換えを行う構成としている。
【００２７】
上記構成により、蓄熱材を急激に冷却することを防止することができる。
【００２８】
したがって、ファンコイルユニットでの冷房運転と蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで熱交換冷媒の設定温度を切換え、蓄熱材料の冷え過ぎによる床下内の結露を防止することができる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムが実現できる。
【００２９】
なお、実施例では、熱源機の水生成温度を冷房時７℃、暖房時５０℃、冷房蓄熱時２０℃としたが、各々水生成温度はボリュームスイッチ等の調整手段を用いて調整可能とした構成とするとなお良い。
【００３０】
（実施例２）
実施例１と同一部分は同一符号を付し詳細な説明は省略する。図３に示すように、制御手段６は、蓄熱運転の開始および終了時に連動判定手段９に蓄熱運転開始または終了の信号を送信する。連動判定手段９は、制御手段６からの蓄熱運転の開始信号を受信すると、制御手段６に備えられた冷房および暖房の切換スイッチの設定状態から、蓄熱手段１と同一フロアに設置しているファンコイルユニット５を連動して運転する。ファンコイルユニット５の連動運転の制御は、冷房時に蓄熱運転が行われる時のみ行い、ファンコイルユニット５がすでに運転中であればその運転状態を継続し、停止中であればファンコイルユニット５へ通水のみを行い、擬似的にドライ運転を行うように制御を行う構成としている。
【００３１】
上記構成により、蓄熱を行う際にファンコイルユニットの連動運転を行うことができる。
【００３２】
したがって、冷房運転時の蓄熱中に室内のファンコイルユニットを連動でドライ運転を行うことにより室内の湿度を下げ、床表面の結露を防止することのできる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムが実現できる。
【００３３】
なお、実施例では、ファンコイルユニット５の連動運転の制御を通水のみの擬似的にドライ運転としたが、切換スイッチ等の設定手段を用いて冷房運転、ドライ運転、通水のみなど、切換が可能とした構成でもよい。
【００３４】
（実施例３）
実施例２と同一部分は同一符号を付し詳細な説明は省略する。図４に示すように、蓄熱運転スイッチが切りに設定されている場合は、自動蓄熱判定手段１０は、冷房および暖房の切換スイッチの設定状態と空調運転スイッチによる空調運転状態とからタイマーにより１日毎の空調運転時間を監視する。また、各シーズンと空調運転のパターンによると、１日のうちで冷房および暖房の切換スイッチの設定が変化したとき、または、１日毎に冷房および暖房の切換スイッチの設定が変化したとき、すなわち冷房運転と暖房運転が１日のうちあるいは１日毎に必要な時期で中間期である。また、１日のうちで空調運転スイッチが一度も運転に切り換らなかったとき、すなわち空調運転を必要とされない時期で中間期である。そして、１日のうちで冷房および暖房の切換スイッチの設定が変化せず、空調運転スイッチにより空調運転される日が毎日続くとき、すなわち冷房シーズンまたは暖房シーズンである。自動蓄熱判定手段１０における判定条件は以上の条件により、冷房運転で１日３時間以上の空調運転が３日以上連続で行われた時、または、暖房運転で１日３時間以上の空調運転が３日以上連続で行われた時、蓄熱運転スイッチが切りに設定されている場合は、自動的に蓄熱運転スイッチを入りに設定する。また、空調運転が３日以上連続で行われない時、蓄熱運転スイッチが入りに設定されている場合は、自動的に蓄熱運転スイッチを切りに設定を行う構成としている。
【００３５】
上記構成により、１日ごとの空調運転の運転状態を監視し、蓄熱運転を自動的に行うことができる。
【００３６】
したがって、１日ごとのファンコイルユニットの運転状態を監視することで冷暖房シーズンの始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始および終了するため、蓄熱の運転シーズンの前後で、ユーザーが蓄熱運転の開始および終了の操作を忘れてしまい無駄な電力を使用してしまうことを防止することのできる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムが実現できる。
【００３７】
なお、実施例では、連動判定手段９における１日の空調運転の運転時間を３時間としたが、時間調節スイッチ等の設定手段を用いて各住宅の居住者の生活パターンに合うように調整が可能とした構成とするとなおよい。
【００３８】
また、連動判定手段９における空調運転の連続運転または連続停止日数を３日としたが、日数調節スイッチ等の設定手段を用いて各住宅の居住者の生活パターンに合うように調整が可能とした構成とするとなおよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、ファンコイルユニットのみでの冷房運転と蓄熱手段を用いた冷房蓄熱運転とで熱交換冷媒の設定温度を切換え、蓄熱材料の冷え過ぎによる床下内の結露を防止することができるという有利な効果が得られる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。また、冷房運転時の蓄熱において床面の到達温度を検知することで、冷房時の蓄熱運転においてバルブの開閉制御を行い、過剰な蓄熱による床面の結露を防止することができるという有利な効果が得られる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。
【００４１】
また、本発明によれば、冷房運転時の蓄熱中に室内のファンコイルユニットを連動でドライ運転を行うことにより室内の湿度を下げ、床表面の結露を防止することができるという有利な効果が得られる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。
【００４２】
また、本発明によれば、１日ごとのファンコイルユニットの運転状態を監視することで冷暖房シーズンの始まりおよび終りを判断し、蓄熱運転を自動的に開始および終了するため、蓄熱の運転シーズンの前後で、ユーザーが蓄熱運転の開始および終了の操作を忘れてしまい無駄な電力を使用してしまうことを防止することができるという有利な効果が得られる躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムを概略的に示す回路構成図
【図２】  本発明の実施例１の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムの回路構成を概略的に示す回路構成図
【図３】  本発明の実施例２の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムの回路構成を概略的に示す回路構成図
【図４】  本発明の実施例３の躯体蓄熱を利用した空気調和・蓄熱システムの回路構成を概略的に示す回路構成図
【図５】  従来の空調システムの回路構成を概略的に示す回路構成図
【符号の説明】
１    蓄熱手段
２    配管
３    バルブ
４    熱源機
５    ファンコイルユニット
６    制御手段
７    床温度検知手段
８    水温度切換手段
９    連動判定手段
１０  自動蓄熱判定手段
【図１】
0004462462.tif 000002
【図２】
0004462462.tif 000003
【図３】
0004462462.tif 000004
【図４】
0004462462.tif 000005
【図５】
0004462462.tif 000006