(57)【要約】【課題】一般家庭でも電力需要を抑制するため、一般的な住宅でも実現できる空調装置と蓄熱材を利用した居室の空調システムを提供する。【解決手段】天井４に蓄熱材６が貼設された居室２の壁３面に空調装置５が設置され該空調装置５の吹き出し方向は天井４に向けることができるようになされており、空調装置５の吹き出し方向を天井４に向けることで、空調装置５から吹き出される気流が天井４の蓄熱材６に沿って流れ、蓄熱材６に空調装置５から吹き出される気流の熱が蓄熱される居室の空調システム１であって、空調装置５は、設定した電源停止時間前に一定時間稼動して、蓄熱材６に蓄熱するようになされている。また、電源停止時間の居室２内の温度を計測し、該温度と電源停止時間における居室２内の目標温度との差から、蓄熱材６に蓄熱させておくべき蓄熱量を算出し、該蓄熱量に基づき次回の電源停止時間前の空調装置５の稼動時間及び設定温度を調整する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井に蓄熱材が貼設された居室の壁に空調装置が設置され、該空調装置の吹き出し方向は天井に向けることができるようになされており、該空調装置の吹き出し方向を天井に向けることで、空調装置から吹き出される気流が天井の蓄熱材に沿って流れ、該蓄熱材に空調装置から吹き出される気流の熱が蓄熱される居室の空調システムであって、
該空調装置は、設定した電源停止時間前に一定時間稼動して、蓄熱材に蓄熱するようになされていることを特徴とする居室の空調システム。
【請求項２】
前記空調システムは、電源停止時間の居室の温度を計測し、該温度と電源停止時間における居室の目標温度との差から、蓄熱材に蓄熱させておくべき蓄熱量を算出し、該蓄熱量に基づき次回の電源停止時間前の空調装置の稼動時間及び設定温度を調整することができる請求項１に記載の居室の空調システム。
【請求項３】
前記蓄熱材の裏面側には、断熱材が設けられている請求項１乃至２に記載の居室の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置と蓄熱材を用いた居室の空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、居室の空調をするにあたり、冷暖房とも電気を利用した空調装置が用いられることが増えている。
【０００３】
電力需要は外気温と連動するため、空調装置の稼動を使用者の任意に任せてしまうと、夏期の１３時から１７時、冬期の１６時から１８時などに電力需要が増加する。そのため、電力需要の増大する時間帯に空調装置の使用を差し控えると、居室が、夏期には高温に、冬期には低温になってしまい、快適な室内環境が得れなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力需要増大時における電力使用を抑制するために、蓄熱材を建物内に設け、電力需要増大時以外のときに蓄熱しておいて、電力需要増大時には、空調装置の電源を切り、蓄熱材に蓄熱された熱を放出することによって室内の空調を確保することが行われているが、蓄熱材の設置及びその蓄熱には多大な設備が必要なため、一般的な住宅で実現することは困難であった。
【０００６】
しかし、全国的な電力使用の抑制が求められるなか、一般家庭でも節電をすることが求められ、特に電力需要の増大する時間帯での電力使用の抑制は喫緊の課題である。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み、一般家庭でも電力需要を抑制するため、一般的な住宅でも実現できる空調装置と蓄熱材を利用した居室の空調システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題は、天井に蓄熱材が貼設された居室の壁に空調装置が設置され、該空調装置の吹き出し方向は天井に向けることができるようになされており、該空調装置の吹き出し方向を天井に向けることで、空調装置から吹き出される気流が天井の蓄熱材に沿って流れ、該蓄熱材に空調装置から吹き出される気流の熱が蓄熱される居室の空調システムであって、該空調装置は、設定した電源停止時間前に一定時間稼動して、蓄熱材に蓄熱するようになされていることを特徴とする居室の空調システムにより解決される。
【０００９】
この居室の空調システムでは、居室の壁に設置された空調装置の吹き出し方向を天井面に向けることで、天井面に貼設された蓄熱材に、空調装置から吹き出される気流が天井面に貼設された蓄熱材に沿って流れるようになされているため、空調装置から吹き出される気流の熱が蓄熱材に蓄熱される。
【００１０】
ここで蓄熱という語は、暖かい熱を蓄熱材に蓄える蓄熱だけでなく、冷たい熱を蓄熱材に蓄える蓄冷も含む意味で用いており、熱という語も暖かい熱だけでなく、冷たい熱も含む意味で用いている。さらに、蓄熱材も、暖かい熱を蓄えるだけでなく冷たい熱を蓄えることができるものとして用いている。また、空調装置から吹き出される気流が天井面に貼設された蓄熱材に沿って流れるようになされているが、壁に設置された空調装置の吹き出し方向を天井面に向けることで、コアンダ効果によって、空調装置から吹き出された気流は、天井面に沿って流れることを利用したものである。
【００１１】
そして、この空調装置では、空調装置から吹き出される暖かい空気又は冷たい空気で、まず天井に貼設された蓄熱材に蓄熱してから室内へと暖かい空気又は冷たい空気が流れるようになされているので、室内を暖める又は冷やしてから蓄熱材への蓄熱が行われるよりも、蓄熱材への蓄熱が効率的に行われる。また、室内に過度に暖かい空気又は冷たい空気がダイレクトに流れることを防止することができる。
【００１２】
また、この空調システムは、設定した電源停止時間前に一定時間稼動して、蓄熱材に蓄熱するようになされているので、電力需要の増大する時間帯を電源停止時間に設定しておくことで、電力需要の増大する時間帯の電力需要を抑制することができ、さらに、電源停止時間前の一定時間に空調装置を稼動することで、蓄熱材に蓄熱することができるので、空調装置の電源停止時間であっても、蓄熱材に蓄熱された熱の放出により、居室の温度を快適に保つことができる。
【００１３】
また、電源停止時間を一度設定しておくだけで、電源停止時間前に空調装置が一定時間稼動して蓄熱材に蓄熱され、使用者は電源停止時間を意識することなく設定した時間に空調装置の稼動を停止することができ、空調装置の電源停止時間であっても、蓄熱された熱の放出により居室を快適な気温に保つことができる。
【００１４】
そして、以上の効果を例えば、一般的な家庭用の空調装置と居室の天井に貼設する蓄熱材とにより実現することができるので、一般的な住宅であっても容易にこの空調システムを実現することができ、また、新築時だけでなくリフォーム時においても容易に実現することができる。
【００１５】
上記の居室の空調システムにおいて、電源停止時間の居室の温度を計測し、該温度と電源停止時間における居室の目標温度との差から、蓄熱材に蓄熱させておくべき蓄熱量を算出し、該蓄熱量に基づき次回の電源停止時間前の空調装置の稼動時間及び設定温度を調整することができるようになされているとよい。  
【００１６】
電源停止時間の居室の温度を計測し、該温度と電源停止時間における居室の目標温度との差から、蓄熱材に蓄熱されていた蓄熱量の過不足及び蓄熱材に蓄熱させておくべき蓄熱量を算出し、その算出した蓄熱量に基づき次回の電源停止時間前の空調装置の稼動時間及び設定温度を調整することができ、電源停止時間の居室の温度を最適にすることができる。さらに、このサイクルを連日繰り返すことで、蓄熱量の設定精度が向上し、居室の温度をより最適にすることができる。
【００１７】
また、上記の居室の空調システムにおいて、蓄熱材の裏面側には、断熱材が設けられているとよい。
【００１８】
蓄熱材の裏面側に断熱材が設けられているので、蓄熱材に蓄えられた熱が、天井裏面側に放出されることが抑制されるため、蓄熱材に蓄えられた熱を効率的に居室の空調に利用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は以上のとおりであるから、一般家庭でも電力需要を抑制するため、一般的な住宅でも実現できる空調装置と蓄熱材を利用した居室の空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図（イ）は、本発明の実施形態である居室の空調システムであって、居室の断面側面図、図（ロ）は、空調装置から吹き出される気流の流れを示す居室の断面側面図である。
【図２】居室の空調システムの制御フローを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１に示す本発明の実施形態である居室の空調システム１において、２は居室、３は居室の壁、４は居室の天井、５は空調装置、６は蓄熱材、７は断熱材である。
【００２３】
居室２は、建物内における人が居住する部屋であり、リビングやダイニング、寝室、仕事部屋等用途は問わない。居室２の天井には、断熱材７を介して蓄熱材６が全面に亘って貼設されている。断熱材７は、例えば、ポリスチレンフォームなどの板状断熱材やグラスウールなどの繊維系断熱材が用いられる。蓄熱材６は、例えば、物質の融解・凝固時の吸放熱を利用した潜熱蓄熱材や、硬質石膏ボードなど比重の高い資材を利用した顕熱蓄熱材が用いられる。
【００２４】
ここで潜熱蓄熱材とはＰＣＭ（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）とも呼ばれ、物質が固相から液相、あるいは液相から固相に相変化する際の潜熱を利用した蓄熱材である。すなわち、固相の潜熱蓄熱材の温度が上昇し、その融点に達すると該潜熱蓄熱材の融解が始まり、融解熱を外部から吸収する。逆に、液相の潜熱蓄熱材の温度が降下し、凝固点に達すると凝固が始まり、凝固熱を外部に放出する性質を利用した蓄熱材である。
【００２５】
壁３には、空調装置５が取り付けられている。空調装置５は吹き出し口が設けられ、該吹き出し口を上方に向けることにより、天井４に貼設した蓄熱材６に向かって気流を吹き出すことができるようになされている。吹き出された気流８は、コアンダ効果によって、天井面に沿って流れるため、天井４に貼設された蓄熱材６に気流８に含まれた熱が蓄熱されるようになされている。空調装置５には、図示しないが、室内の温度を測定する温度センサが備えられており、居室２内の温度を計測できる。なお、温度を測定する箇所は、空調装置５の近傍であってもよいし、他の箇所であってもよい。また、空調装置５には電源停止時間が設定できるようになされており、一日のうち設定した時間帯に空調装置５の電源が停止し、空調措置５の稼動が停止するようになされている。また、空調装置５の稼動停止前には、空調装置５は吹き出し口を天井４側に向けて気流を吹き出すようになされている。
【００２６】
ここでコアンダ効果とは、流体のなかに物体があった場合に、その物体に沿って流体の流れる向きがかわる粘性のある流体の性質のことをいう。
【００２７】
また、空調装置は、図２に示すような次のサイクルの制御が実行される。
【００２８】
ステップ１
空調装置５に備えられた温度センサが居室２内の温度を計測する。
【００２９】
ステップ２
使用者が設定した居室の目標温度と居室の計測した温度との温度差を算出する。
【００３０】
ステップ３
算出した温度差を基に、蓄熱材に蓄熱材に蓄熱させる蓄熱量を算出する。
【００３１】
ステップ４
算出した蓄熱量を基に、空調装置５の電源停止時間前の空調装置５の稼動時間及び設定温度を調整する。
【００３２】
以上のサイクルを繰り返すことで、電源停止時間の居室の温度を最適にすることができる。さらに、このサイクルを連日繰り返すことで、蓄熱量の設定精度が向上し、居室の温度をより最適にすることができる。
【００３３】
この居室の空調システムでは、居室の壁に設置された空調装置の吹き出し方向を天井面に向けることで、天井面に貼設された蓄熱材に、空調装置から吹き出される気流が天井面に貼設された蓄熱材に沿って流れるようになされているため、空調装置から吹き出される気流の熱が蓄熱材に蓄熱される。
【００３４】
そして、この空調装置では、空調装置から吹き出される暖かい空気又は冷たい空気で、まず天井に貼設された蓄熱材に蓄熱してから室内へと暖かい空気又は冷たい空気が流れるようになされているので、室内を暖める又は冷やしてから蓄熱材への蓄熱が行われるよりも、蓄熱材への蓄熱が効率的に行われる。また、室内に過度に暖かい空気又は冷たい空気がダイレクトに流れることを防止することができる。
【００３５】
また、この空調システムは、設定した電源停止時間前に一定時間稼動して、蓄熱材に蓄熱するようになされているので、電力需要の増大する時間帯を電源停止時間に設定しておくことで、電力需要の増大する時間帯の電力需要を抑制することができ、さらに、電源停止時間前の一定時間に空調装置を稼動することで、蓄熱材に蓄熱することができるので、空調装置の電源停止時間であっても、蓄熱材に蓄熱された熱の放出により、居室の温度を快適に保つことができる。
【００３６】
また、電源停止時間を一度設定しておくだけで、電源停止時間前に空調装置が一定時間稼動して蓄熱材に蓄熱され、使用者は電源停止時間を意識することなく設定した時間に空調装置の稼動を停止することができ、空調装置の電源停止時間であっても、蓄熱された熱の放出により居室を快適な気温に保つことができる。
【００３７】
そして、以上の効果を例えば、一般的な家庭用の空調装置と居室の天井に貼設する蓄熱材とにより実現することができるので、一般的な住宅であっても容易にこの空調システムを実現することができ、また、新築時だけでなくリフォーム時においても容易に実現することができる。
【００３８】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、居室の空調システムとして、建物内における人が居住する部屋であり、リビングやダイニング、寝室、仕事部屋等の場合について示したが、居室とは、建戸建、集合住宅、マンション等の人が居住する目的の建物内の居室に限定されるわけではなく、事務所や店舗など人が利用する空間を含む意味で用いられる。
【００３９】
また、上記実施形態では、蓄熱材として潜熱蓄熱材を具体例としてあげたが、その構成に限定はなく、樹脂容器に潜熱蓄熱材が封入されたものや潜熱蓄熱材がアルミパックされたものであってもよく、前者の場合、金物で天井に固定してもよく、後者の場合、上下面を合板で狭みパネル状にしたものを天井に固定してもよい。
【００４０】
また、天井面に蓄熱材や断熱材を備えた場合について示したが、建物の新築当初から蓄熱材・断熱材ともに備えられていてもよいし、新築後に、既存の天井に蓄熱材・断熱材を貼設してもよい。
【００４１】
また、断熱材を介して蓄熱材を貼設した場合について示したが、断熱材を省略してもよいのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・居室の空調システム
２・・・居室
３・・・（居室の）壁
４・・・（居室の）天井
５・・・空調装置
６・・・蓄熱材
７・・・断熱材
【図１】
2013167372.tif 000003
【図２】
2013167372.tif 000004