(57)【要約】【課題】建物の高さにかかわらず、上下階の温度差を低減できる空調装置及び空調方法を提供する。【解決手段】  建物２０内の上階と下階との間の温度差を低減するための空調装置１０は、建物２０内の上階の熱を冷媒に吸熱させるための第１の室内機１１と、冷媒の熱を建物２０内の下階に放熱させるための第２の室内機１２と、第１の室内機１１と第２の室内機１２との間で冷媒を循環させるための第１の配管１４及び第２の配管１６とを備える。【選択図】図１
2007120871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内の上階と下階との間の温度差を低減するための空調装置であって、
前記建物内の上階の熱を冷媒に吸熱させるための第１の室内機と、
前記冷媒の熱を前記建物内の下階に放熱させるための第２の室内機と、
前記第１の室内機と前記第２の室内機との間で前記冷媒を循環させる冷媒循環手段とを備えることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
請求項１記載の空調装置であって、
前記冷媒と外気との間で熱交換させるための室外に設けられた室外機を備え、
前記冷媒循環手段は、前記室外機を介して前記冷媒を循環させることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
建物内の上階と下階との間の温度差を低減するための空調方法であって、
前記建物内の上階の熱を冷媒に吸熱させ、
前記建物内の下階に前記冷媒の熱を放熱させ、
前記建物内の上階と下階の間で前記冷媒を循環させることを特徴とする空調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に関し、特に建物の上階と下階の間の温度差を低減するための空調装置及び空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吹き抜けを有する高層建物などにおいて冷暖房を行うと、上階に暖気が、下階に冷気が留まってしまい、上階と下階の間で温度差が生じる現象が起こる。このように上下階の間で温度差が生じてしまうと、冷暖房の効率が低下してしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、上下階の温度差を低減するための空調装置として、例えば特許文献１には、建物の上下階の部屋の間を連通する連通路を設け、この連通路に上下階の空気を循環させる送風機を配置した空調装置が記載されている。
【特許文献１】特開平８−１６６１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような上階に暖気が、下階に冷気が留まるという現象は、建物が高層になるほど顕著になる。このため、高層建物等に上記の空調装置を用いる場合には、上下階の間で大量の空気を循環させる必要がある。また、高層建物では、上下階を連通する連通路も長くなるため、上階と下階の間で空気を循環するために必要となる送風機の出力も大きくなる。これらの理由から、建物の高さが高くなるほど、送風機に必要とされる出力が大きくなるため、上記の空調装置は適用を高層建物に適用することは非常に困難であった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、建物の高さにかかわらず、上下階の温度差を低減できる空調装置及び空調方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の空調装置は、建物内の上階と下階との間の温度差を低減するための空調装置であって、前記建物内の上階の熱を冷媒に吸熱させるための第１の室内機と、前記冷媒の熱を前記建物内の下階に放熱させるための第２の室内機と、前記第１の室内機と前記第２の室内機との間で前記冷媒を循環させる冷媒循環手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、上下階を循環する冷媒により、建物の上階の暖熱を下階に移動させ、建物の下階の冷熱を上階に移動させるため、建物の高さに係わらず上下階の温度差を低減することができる。
【０００７】
また、上記の空調装置は、前記冷媒と外気との間で熱交換させるための室外に設けられた室外機を備え、前記冷媒循環手段は、前記室外機を介して前記冷媒を循環させてもよい。
このようにすれば、室外機により冷媒と外気との熱交換を行わせることになり、室内の冷暖房を行いつつ、上下階の温度差を低減することができる。  
【０００８】
また、本発明は、建物内の上階と下階との間の温度差を低減するための空調方法であって、前記建物内の上階の熱を冷媒に吸熱させ、前記建物内の下階に前記冷媒の熱を放熱させ、前記建物内の上階と下階の間で前記冷媒を循環させることを特徴とする空調方法を含むものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空調装置によれば、建物の高さにかかわらず、小さな出力で建物の上下階の温度差を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の空調装置の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態の空調装置の構成及び熱の流れを示す模式図である。同図に示すように、本実施形態の空調装置１０は、建物１７の上階に設けられた第１の室内機１１と、下階に設けられた第２の室内機１２と、第１の室内機１１から第２の室内機１２に冷媒を輸送するための第１の配管１３と、第２の室内機１２から第１の室内機１１に冷媒を輸送するための第２の配管１６とを備える。不図示のポンプによって、第１の配管１５及び第２の配管１６を通り、第１の室内機１１と第２の室内機１２との間で冷媒を循環させている。
【００１１】
第１の室内機１１は、ヒートポンプの原理により、室内の暖気の熱を冷媒に吸熱させることができる。第１の室内機１１で熱を吸熱した冷媒は第１の配管１３を通り、第２の室内機１２に輸送される。第２の室内機１２は、ヒートポンプの原理により、冷媒が上階で吸熱した熱を室内に放出する。第２の室内機１２に熱を放熱されることにより冷却された冷媒は第２の配管１６を通り、再び、第１の室内機１１に輸送される。このように、冷媒が第１の室内機１１と第２の室内機１２の間を循環し、この冷媒により上階の暖熱は下階に輸送され、下階の冷熱は上階に輸送される。
【００１２】
一般に、建物内の冷暖房を行うと、建物内の上下階で空気の循環が無いような場合には、上階には暖気が、下階には冷気が留まり、上下階の間に大きな温度差が生じてしまう。これに対し、上記説明したように、本実施形態の空調装置１０によれば、上階の暖熱は下階に輸送され、下階の冷熱は上階に輸送されるため、上下階の温度差を低減することができる。
【００１３】
次に、本発明の別の実施形態の空調装置について説明する。この空調装置は、建物内の冷暖房を行いながら、上下階の温度差を低減する機能を有するものであり、その構成及び動作を従来の空調装置と比較しながら説明する。
図２（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態の空調装置２０の構成を示す図であり、同図（Ａ）には、冷房時の熱の流れを、同図（Ｂ）には、暖房時の熱の流れを重ねて示している。また、図３（Ａ）、（Ｂ）は、従来の空調装置３０の構成を示す図であり、同図（Ａ）には、暖房時の熱の流れを、同図（Ｂ）は、冷房時の熱の流れを重ねて示している。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）において、図１の実施形態と同一の構成部品には、同じ符号を付してその説明を省略する。
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、空調装置２０は、建物の上階に設けられた第１の室内機１１と、建物の下階に設けられた第２の室内機１２と、建物外部に設けられた室外機１３と、第１の室内機１１から室外機１３に冷媒を輸送する第１の配管１４と、室外機１３から第２の室内機１２に冷媒を輸送する第３の配管１５と、第２の室内機１２から第１の室内機１１に冷媒を輸送する第２の配管１６とからなる。室外機１３は、冷媒と外気の間で熱交換を行わせることができる。かかる構成により、冷暖房を行う場合の空調装置２０は、図１に示した空調装置１０の第１の室内機１１と、第２の室内機１２との間に室外機１３を介して冷媒が循環する構成となる。
【００１４】
まず、冷房を行う場合について説明する。
図３（Ａ）に示すように、従来の空調装置３０により冷房を行う場合には、室内機３１が吸熱した熱量Ａ´を、そのまま、室外機３２が室外に放熱する。このため、室外機３２で放熱すべき熱量Ｂ´は、室内機３１で吸熱した熱量Ａ´と等しくなる。（すなわち、Ｂ´＝Ａ´となる。）
【００１５】
これに対し、空調装置２０により室内の冷房を行う場合には、図２（Ａ）に示すように、上階の熱を冷媒に吸熱させる第１の室内機１１と、冷媒の熱を下階に放熱させる第２の室内機１２との間で冷媒を循環させて、上下階の温度差を低減させるとともに、室外機１３が冷媒の熱を室外へ放熱する。さらに、第１の室内機１１の吸熱量を増やし、第２の室内機１２の放熱量を減らすことにより、建物２０の上下階の温度差を低減するとともに、室内を冷房することができる。このため、本実施形態の空調装置２０によれば、室外機１３で放熱する熱量Ｂは、第１の室内機１１で吸熱した熱量Ａと、第２の室内機１２で放熱した熱量Ｃの差となる。（すなわち、Ｂ＝Ａ−Ｃとなる。）
このように、本実施形態の空調装置２０により室内の冷房を行う場合には、従来の空調装置３０に比べて、室外へ放出する熱量を減らすことができ、省エネとなる。
【００１６】
次に、暖房を行う場合について説明する。
図３（Ｂ）に示すように、従来の空調装置３０により暖房を行う場合には、室内機３１が放熱した熱量Ｆ´をと等しい熱量を、室外機３２により室外より吸熱しなければならない。このため、室外より吸熱すべき熱量Ｅ´は、室内機３１が放熱した熱量Ｆ´と等しくなる。（すなわち、Ｅ´＝Ｆ´となる。）
【００１７】
これに対し、本実施形態の空調装置２０により暖房を行う場合には、図２（Ｂ）に示すように、上階の熱を冷媒に吸熱させる第１の室内機１１と、下階に冷媒の熱を放熱する第２の室内機１２との間で冷媒を循環させて、上下階の温度差を低減させるとともに、室外機１３により冷媒に外部の熱を吸熱させる。さらに、第１の室内機１１の吸熱量を低減し、第２の室内機１２の放熱量を増加することにより、建物２０の上下階の温度差を低減するとともに、室内を暖房することができる。このため、本実施形態の空調装置２０によれば、室外機３２で吸熱しなければならない熱量Ｅは、第２の室内機１２で放熱した熱量Ｆと、第１の室内機１１で吸熱した熱量Ｄとの差となる。（すなわち、Ｅ＝Ｆ−Ｄとなる。）
このように、本実施形態の空調装置２０により室内の暖房を行う場合にも、従来の空調装置３０に比べて、室外から取り入れる熱量を減らすことができ、省エネとなる。
【００１８】
以上説明したように、本発明の空調装置によれば、ヒートポンプの原理により、建物の上階の暖気の暖熱を下階に移動させ、建物の下階の冷熱を上階に移動させることで、建物の高さにかかわらず上下階の温度差を低減することができる。また、冷暖房を行う場合には、建物内の熱を循環させることにより、外気の熱を利用した従来のヒートポンプ式の空調よりも熱効率を向上させることができる。
【００１９】
なお、本実施形態では、第１の室内機と第２の室内機との間に室外機を介在させる構成としたが、これに限られず、第２の室内機と第１の室内機との間に室外機を介在させる構成としてもよい。
また、本実施形態では、上階に吸熱するための第１の室内機を一台設け、下階に放熱させるための第２の室内機を一台設ける構成としたが、本発明の空調装置の構成は、これに限られない。例えば、上階と下階の間の各階に室内機を設け、各階の室温が一定となるように、適宜吸熱又は放熱させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の空調装置及び熱の流れを示す図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、冷暖房を行う場合の空調装置２０の構成を示す図であり、同図（Ａ）には、冷房時の熱の流れを、同図（Ｂ）には、暖房時の熱の流れを重ねて示している。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の空調装置３０の構成を示す図であり、同図（Ａ）には、暖房時の熱の流れを、同図（Ｂ）は、冷房時の熱の流れを重ねて示している。
【符号の説明】
【００２１】
１０、２０  空調装置                    １１  第１の室内機
１２  第２の室内機                      １３  室外機
１４  第１の配管                        １５  第３の配管
１６  第２の配管                        １７  建物
３０  従来の空調装置                    ３１  室内機
３２  室外機
【図１】
2007120871.tif 000003
【図２】
2007120871.tif 000004
【図３】
2007120871.tif 000005