(57)【要約】【課題】効率的に輻射熱による空調を行うことができ、建物の室内空間全体を快適な状態とする空調システムを提供すること。【解決手段】建物１００の床部５と天井部６との間に形成される室内空間ＳＩと、床部５と基礎部２との間に形成され、室内空間ＳＩと連通が遮断されている床下空間ＳＵと、天井部６と屋根部３との間に形成され、室内空間ＳＩと連通が遮断されている屋根裏空間ＳＡと、床下空間ＳＵと屋根裏空間ＳＡとを連通する連通通路１０と、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに空調された暖気または冷気を供給する空調機２０とを備え、床部５および天井部６と、室内空間ＳＩの物体との間での輻射熱により、室内空間ＳＩを空調する。【選択図】図１
2016006368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の床部と天井部との間に形成される室内空間と、
前記床部と基礎部との間に形成され、前記室内空間との連通が遮断されている床下空間と、
前記天井部と屋根部との間に形成され、前記室内空間との連通が遮断されている屋根裏空間と、
前記床下空間と前記屋根裏空間とを連通する連通通路と、
前記床下空間および前記屋根裏空間に空調された暖気または冷気を供給する空調機と、
を備え、
前記床部および前記天井部と、前記室内空間の物体との間での輻射熱により、前記室内空間を空調する、
ことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
請求項１に記載の空調システムにおいて、
前記室内空間に設置され、前記室内空間の湿度に応じて少なくとも加湿する湿度調整器をさらに備え、
前記湿度調整器は、水が自動給水される自動給水機構を有する、
空調システム。
【請求項３】
請求項２に記載の空調システムにおいて、
前記湿度調整器は、前記建物の外部に排水する排水孔が形成された排水パンに載置されている、
空調システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の空調システムにおいて、
前記床下空間は前記床部を除き断熱されるとともに、前記屋根裏空間は前記天井部を除き断熱されている、
空調システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の空調システムにおいて、
前記床下空間および前記屋根裏空間に対する前記暖気または前記冷気の供給量の比率を調整する調整弁をさらに備える、
空調システム。
【請求項６】
建物の床部と天井部との間に形成される室内空間と、
前記床部と基礎部との間に形成され、前記室内空間との連通が遮断されている床下空間と、
前記天井部と屋根部との間に形成され、前記室内空間との連通が遮断されている屋根裏空間と、
前記床下空間と前記屋根裏空間とを連通する連通通路と、
前記床下空間および前記屋根裏空間に空調された暖気または冷気を供給する空調機と、
前記床部に設けられ、前記床下空間と前記室内空間とを連通する開口部と、
前記開口部を閉塞可能な閉塞部材と、
前記室内空間に設置され、前記室内空間の湿度に応じて加湿する加湿器と、
を備え、
前記床部および前記天井部と、前記室内空間の物体との間での輻射熱により、前記室内空間を空調し、
前記加湿器は、水が自動給水される自動給水機構を有し、
前記閉塞部材により前記開口部を閉塞し、前記空調機により暖気を連続して供給し、前記加湿器により加湿を連続して行う暖気連続運転状態と、
前記開口部により前記床下空間と前記室内空間とを連通し、前記空調機により冷気を連続して供給し、前記加湿器を停止する冷気連続運転状態と、
のいずれかを行う、
ことを特徴とする空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の室内空間を快適な状態とする空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の室内空間を空調するには、通常、空調機の室外機を建物の外部に設置するとともに、室内機を建物の室内空間に露出して取り付ける、いわゆる個別空調システムがある。個別空調システムでは、室内空間を暖房または冷房する場合に、空調機の室内機から暖気または冷気を吹き出すことによって行われる。室内機から室内空間に暖気または冷気を吹き出す場合は、通常、室外機と室内機とからなる空調機を区画される室内空間ごと、すなわち各部屋にそれぞれ設置しなければならない。これでは、部屋数に応じた数の空調機が必要となり、経済的負担が大きく、各部屋に対応して室内機と室外機を設置するためのスペースが必要となる。
【０００３】
一方、１か所に設けた空調機から空調された空気を各部屋へダクトなどで供給する集中空調システムがある。集中空調システムでは、各部屋までダクトを伸ばすことになり、設備工事が複雑になり手間がかかるため、経済的な負担が大きくなる。
【０００４】
これらの空調システムでは、室内空間の対流による対流空調であるため、空調機の使用時に各部屋を密閉しても、部屋の内部で温度差が生じる。特に、天井の高い部屋では暖気が天井付近に集まってしまい、床付近との温度差が大きくなる。また、対流空調システムでは、室内空間に室内機やダクトと連通する送風口を形成することとなり、室内空間の意匠に制約を与え、美観を損なうという問題がある。
【０００５】
そこで、輻射熱による輻射空調システム、あるいは、輻射空調と対流空調とを合わせた輻射対流空調システムが提案されている（特許文献１，２）。輻射空調は、室内空間の外部に設置された空調機から、床部と基礎部との間に形成された床下空間に暖気または冷気を供給し、床部と室内空間の物体との間での輻射熱により室内空間を空調するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８１６１３号公報
【特許文献２】特開２０１１−４７６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの輻射空調システム、輻射対流空調システムにおいても、建物の室内空間全体を快適な状態とするには、さらなる改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、効率的に輻射熱による空調を行うことができ、建物の室内空間全体を快適な状態とする空調システム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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る空調システムは、建物の床部と天井部との間に形成される室内空間と、前記床部と基礎部との間に形成され、前記室内空間との連通が遮断されている床下空間と、前記天井部と屋根部との間に形成され、前記室内空間との連通が遮断されている屋根裏空間と、前記床下空間と前記屋根裏空間とを連通する連通通路と、前記床下空間および前記屋根裏空間に空調された暖気または冷気を供給する空調機と、を備え、前記床部および前記天井部と、前記室内空間の物体との間での輻射熱により、前記室内空間を空調することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、室内空間との連通が遮断されている床下空間および屋根裏空間により室内空間が挟み込まれた状態で、床下空間および屋根裏空間に空調機から空調された暖気または冷気を供給するので、床部および天井部の両方と室内空間の物体との間で、輻射熱により効率的に熱伝達を行うことができ、建物の室内空間全体を快適な状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係る空調システムを備える建物を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る空調システムの湿度調整器を示す図である。
【図３】図３は、湿度調整器の動作説明図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る空調システムを備える建物を示す図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る空調システムの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
【００１３】
〔実施形態１〕
図１〜図３を参照して、実施形態１を説明する。図１は、実施形態１に係る空調システムを備える建物を示す図である。図２は、実施形態１に係る空調システムの湿度調整器を示す図である。図３は、湿度調整器の動作説明図である。図１および図２は、上下（鉛直）方向を含む平面における概略断面図である。なお、図１において、建物１００が２階、３階の場合において、室内空間ＳＩを区画する床部５と天井部６との間に形成される階下天井部と階上床部は省略されている。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る空調システム１Ａは、低層階（例えば、１〜３階）の木造建築物の建物１００に用いられるものである。建物１００は、基礎部２と、屋根部３と、外壁部４と、床部５と、天井部６と、内壁部７とを含んで構成されている。建物１００は、連通通路１０と、空調機２０と、湿度調整器３０と、風量調整装置４０が設置されている。空調システム１Ａは、室内空間ＳＩと、床下空間ＳＵと、屋根裏空間ＳＡと、連通通路１０と、空調機２０とを含んで構成され、さらに湿度調整器３０を含んで構成されている。
【００１５】
基礎部２は、建物１００を地面２００に設置する際に、土台となるものである。基礎部２は、例えば、鉄筋コンクリート製であり、建物１００の図示しない梁を支持する。基礎部２は、この上に図示しない柱、梁などの建物１００の骨格が設置される。基礎部２は、地面２００と対向する基礎本体部２ａと、建物１００の外周に沿って基礎本体部２ａを囲んで立設される外部立設部２ｂと、外部立設部２ｂの内部に立設を有する図示しない内部立設部とを有している。ここで、基礎部２は、仮に内部立設部により、外部立設部２ｂの内部が区画されていても、各区画された空間がすべて連通している。また、基礎部２は、建物１００の外部と連通する開口などが形成されていない。
【００１６】
屋根部３は、図示しない柱や梁に固定され、建物１００の最上部となるように設置されるものである。屋根部３は、例えば、木系屋根材、屋根材モルタル製屋根材、コンクリート製屋根材、粘土製屋根材（瓦）、金属製屋根材、樹脂製屋根材などの複数の種類から選択された少なくとも一種類の屋根材あるいはこれらの組み合わせであり、地面２００に対して少なくとも傾斜を有している。ここで、「木系」とは、杉材、欅材、檜材、花梨材、胡桃材、楢材、樺材、桜材、椛材、楓材、ぶな材、栗材、桐材、チーク材、パイン材、ローズ材、タガヤサン材、ストロングウッド材、タモ材、パープルハート材、イペ材、セランガンバツ材、ピンカド材、及びケンパス材及びこれら床材に匹敵する木質を有する無垢の天然木質素材から選ばれた少なくとも一種類の木材あるいはこれらの組み合わせである。
【００１７】
外壁部４は、図示しない柱や梁に固定され、建物１００の外周部となるように設置されるものである。外壁部４は、例えば、木系外壁材、コンクリート製外壁材、煉瓦、瓦、陶磁器質タイル、繊維強化セメント製外壁材、金属製外壁材、樹脂製外壁材から選択された少なくとも一種類の外壁材あるいはこれらの組み合わせである。
【００１８】
床部５は、図示しない柱や梁に固定され、基礎部２に対して室内空間ＳＩ側に設置されるものである。床部５は、建物１００の最階下床部であり、例えば、木系床材など室内空間ＳＩと輻射熱による熱伝達が可能な床材で構成されている。
【００１９】
天井部６は、図示しない柱や梁に固定され、屋根部３に対して室内空間ＳＩ側に形成されるものである。天井部６は、建物１００の最上階天井部であり、例えば、木系天井材など室内空間ＳＩと輻射熱による熱伝達が可能な天井材で構成されている。
【００２０】
内壁部７は、図示しない柱や梁に固定され、建物１００の内周部となるように設置されるものである。内壁部７は、例えば、木系内壁材であることが好ましいが、木系内壁材、タイル、塗壁、クロス内壁材から選択された少なくとも一種類の内壁材あるいはこれらの組み合わせである。なお、建物１００に設置される窓は、断熱性を有する材料で形成されていることが好ましい。本実施形態に係る建物１００は、室内空間ＳＩと建物１００の外部との間における熱伝達を抑制できることが好ましいので、外壁部４、内壁部７自体が断熱性を有する外壁材あるいは内壁材である、あるいは外壁部４と内壁部７との間に、後述する断熱性を有する断熱材を室内空間ＳＩの床部５および天井部６を除く周囲を覆うように設置する。
【００２１】
室内空間ＳＩは、建物１００の内部に形成される空間であり、床部５と天井部６との間に形成されるものである。本実施形態における室内空間ＳＩは、床部５と、天井部６と、内壁部７とで構成されている。室内空間ＳＩは、例えば、建物１００の窓を開ける、玄関扉を開けるなど、建物１００の外部との連通を積極的に行わなければ、密閉された空間として形成されている。室内空間ＳＩは、建物１００の居住者が生活する場所であり、図示しない室内内壁部により、リビング、キッチン、浴室、寝室などに対応する空間として区画されている。なお、区画された各空間は、各空間を仕切る扉が設置される開口や、積極的に形成された隙間により連通している。
【００２２】
床下空間ＳＵは、床部５を挟んで室内空間ＳＩと反対側に形成される空間であり、床部５と基礎部２との間に形成されるものである。本実施形態における床下空間ＳＵは、床部５と、基礎部２の上側に設置され、基礎部２を覆う断熱部８との間に、密閉された空間として形成される。断熱部８は、床下空間ＳＵ内の空気と、建物１００の外部、すなわち基礎部２を介して地面２００との間における熱伝達を抑制するものである。床下空間ＳＵは、室内空間ＳＩとの連通が遮断されている。ここで、「床下空間ＳＵと室内空間ＳＩとの連通が遮断されている」とは、室内空間ＳＩと床下空間ＳＵとが完全に非連通というものではなく、積極的に連通をさせないという意味である。例えば、床部５に開口を形成し、開口を介して室内空間ＳＩと床下空間ＳＵとが連通できるが、中実な蓋で開口を閉塞することも含まれる。
【００２３】
屋根裏空間ＳＡは、天井部６を挟んで室内空間ＳＩと反対側に形成される空間であり、少なくとも天井部６と屋根部３との間に形成されるものである。本実施形態における屋根裏空間ＳＡは、天井部６と、屋根部３の下側に設置され、屋根部３を覆う（外壁部４の一部も覆う）断熱部９との間に、密閉された空間として形成される。断熱部９は、屋根裏空間ＳＡ内の空気と、建物１００の外部、すなわち天井部６を介して外気との間における熱伝達を抑制するものである。屋根裏空間ＳＡは、室内空間ＳＩとの連通が遮断されている。ここで、「屋根裏空間ＳＡと室内空間ＳＩとの連通が遮断されている」とは、室内空間ＳＩと屋根裏空間ＳＡとが完全に非連通というものではなく、積極的に連通をさせないという意味である。例えば、屋根裏空間ＳＡを屋根裏部屋として使用する場合は、天井部６に開口を形成して、はしごを設置する。この場合は、開口を介して室内空間ＳＩと屋根裏空間ＳＡとが連通できるが、屋根裏部屋として使用しない場合に中実な蓋で開口を閉塞することも含まれる。なお、断熱部８，９は、断熱性を有する断熱材、例えば、繊維系断熱材、発泡系断熱材、真空断熱材などから選択された少なくとも一種類の断熱材あるいはこれらの組み合わせである。
【００２４】
連通通路１０は、床下空間ＳＵと屋根裏空間ＳＡとを連通するものである。本実施形態における連通通路１０は、外壁部４と内壁部７との間に設置されたダクトであり、風量調整装置４０を介して床下空間ＳＵと屋根裏空間ＳＡとを連通する。連通通路１０は、断熱性を有する上述の図示しない断熱材で覆われていることが好ましい。これにより、連通通路１０の内部を通過する空調機２０からの暖気または冷気が、連通通路１０を介して外部の物体（例えば、外壁部４と内壁部７との間の空気）との間における熱伝達を抑制でき、効率的に屋根裏空間ＳＡに暖気または冷気を供給することができる。また、連通通路１０は、ダクトではなく、外壁部４と内壁部７とで形成される壁空間であってもよい。この場合は、断熱性を有する断熱材で外壁部４の内壁部７側を覆うことが好ましい。
【００２５】
空調機２０は、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに空調された暖気または冷気を供給するものである。本実施形態における空調機２０は、既存のヒートポンプを用いたエアコンで構成されており、室内機２１と、室外機２２と、室内機２１と室外機２２との間で冷媒を循環させる冷媒配管２３と、コントローラ２４とを含んで構成されている。なお、空調機２０は、通常、連続運転をさせることが、本実施形態に係る空調システム１Ａの運転として好ましい。ここで、連続運転とは、少なくとも室内空間ＳＩにおける居住者の有無に関わらず、室内空間ＳＩの温度が設定された室内空間ＳＩの温度に対して安定するまでの継続した運転をいい、例えば、数日以上の継続した運転である。なお、連続運転は、夏期、冬期などの季節ごと、年単位、月単位、週単位の継続した運転などを含むものである。空調機２０の電力は、建物１００に供給される商用電源から供給される。なお、空調機２０の電力は、建物１００に設置されたソーラー発電装置からの電力や、自家発電機からの電力であってもよい。
【００２６】
室内機２１は、吹出口２１ａから暖気または冷気を外部に吹き出す（吐出する）ものである。吹出口２１ａは、風量調整装置４０を介して床下空間ＳＵと、風量調整装置４０および連通通路１０を介して屋根裏空間ＳＡと連通している。従って、空調機２０により空調された暖気あるいは冷気は、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに供給される。室内機２１には、図示しない吸込口が形成されており、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡ内の空気を吸い込むものである。本実施形態における吸込口は、図示しない排気通路を介して床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡと連通している。つまり、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡと空調機２０との間で空気の循環が行われる。本実施形態における室内機２１は、建物１００の外部に設置されており、カバー２５に覆われることで、建物１００の外部に露出することが抑制されている。室内機２１は、本来建物１００の室内空間ＳＩに設置されるものであるので、カバー２５により建物１００の外部の環境変化による耐久性の低下を抑制することができる。ここで、床下空間ＳＵの吹出口２１ａと連通する箇所と吸込口が連通する箇所との間、および屋根裏空間ＳＡの吹出口２１ａと連通する箇所と吸込口が連通する箇所との間は、離間していても、近接していてもよい。これは、空調機２０を連続運転することで、床下空間ＳＵの全域および屋根裏空間ＳＡの全域は、それぞれほぼ均一の温度となるためである。
【００２７】
室外機２２は、室内機２１において暖気または冷気を生成するために、冷媒配管２３を介して空調機２０内を循環する冷媒と、建物１００の外部の外気との間で熱交換を行うものである。室外機２２は、建物１００の外部に設置されている。
【００２８】
コントローラ２４は、空調機２０を制御し、暖気または冷気を調整するものである。コントローラ２４は、室内空間ＳＩに露出して設置されている。コントローラ２４は、温度センサ２４ａ、図示しない操作部および表示部を有している。温度センサ２４ａは、室内空間ＳＩの温度を検出するものである。操作部は、空調機２０のＯＮ／ＯＦＦ、温度の設定などを行うことができる。表示部は、現在の温度や、空調機２０の状態などが表示される。コントローラ２４は、設定された温度と、温度センサ２４ａにより検出された温度との差分に基づいてフィードバック制御を行う。ここで、温度センサ２４ａは、室内空間ＳＩの温度を検出するので、室内空間ＳＩの温度に基づいて、空調機２０から床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに空調された暖気または冷気が供給される。
【００２９】
湿度調整器３０は、室内空間ＳＩに設置され、室内空間ＳＩの湿度に応じて少なくとも加湿するものである。本実施形態における湿度調整器３０は、加湿器であり、図２に示すように、筐体３１と、タンク３２と、蒸気発生部３３と、蒸気吐出部３４と、湿度センサ３５と、絞り弁３６と、フロート３７と、自動給水機構３８と、排水パン３９とを含んで構成されている。湿度調整器３０は、図１に示すように、室内空間ＳＩに設置される家具５０内に収納されている。これにより、湿度調整器３０が室内空間ＳＩに露出して設置されている場合と比較して、室内空間ＳＩの意匠に制約を与えることを抑制し、美観を向上することができる。なお、本実施形態における湿度調整器３０は、通常、連続運転をさせておくことが、本実施形態に係る空調システム１Ａの運転として好ましい。
【００３０】
筐体３１は、図２に示すように、タンク３２、蒸気発生部３３、蒸気吐出部３４、湿度センサ３５、絞り弁３６、フロート３７、自動給水機構３８が収納されるものである。筐体３１の外周面には、操作部３１ａと、表示部３１ｂとが設けられている。操作部３１ａは、居住者が操作するものであり、湿度調整器３０のＯＮ／ＯＦＦ、湿度の設定などを行うことができる。表示部３１ｂは、現在の湿度や、湿度調整器３０の状態などが表示される。
【００３１】
タンク３２は、蒸気となる水を貯留するものである。タンク３２は、上部に開口が形成された有底円筒状に形成されている。
【００３２】
蒸気発生部３３は、水Ｗを蒸気とするものである。蒸気発生部３３は、タンク３２および蒸気吐出部３４と接続されており、タンク３２に貯留された水Ｗが供給され、発生した蒸気を蒸気吐出部３４に供給する。蒸気発生部３３の蒸気発生方法は、スチーム式、超音波式、気化式などから選択された少なくとも一方式あるいはこれらの方式の組み合わせである。
【００３３】
蒸気吐出部３４は、筐体３１の外部に設けられ、湿度調整器３０の外部に蒸気を吐出するものである。蒸気吐出部３４は、蒸気が吐出される吐出口３４ａが形成されている。なお、蒸気吐出部３４は、筐体３１に対して上下方向に伸縮自在で、水平方向に回転自在であることが好ましい。また、吐出口３４ａは、図１に示すように、家具５０の外部に突出していることが好ましい。これにより、効率よく蒸気を室内空間ＳＩに拡散することができる。
【００３４】
湿度センサ３５は、湿度調整器３０の外部、すなわち室内空間ＳＩの湿度を検出するものである。ここで、湿度調整器３０は、設定された湿度と、湿度センサ３５により検出された湿度との差分に基づいてフィードバック制御を行う。
【００３５】
絞り弁３６は、自動給水機構３８に供給される水Ｗの供給量を調整するものである。絞り弁３６は、建物１００の外部に設置された上水道と接続された上水配管６０と、自動給水機構３８との間に設けられている。絞り弁３６は、上水配管６０により供給される水Ｗの通常の供給量よりも、少ない供給量の水Ｗを自動給水機構３８に供給する。従って、仮に、自動給水機構３８の動作不良によって、給水を停止できない場合は、タンク３２から水Ｗがあふれるが、そのあふれる水Ｗの量を抑制することができる。
【００３６】
フロート３７は、自動給水機構３８による給水を調整するものである。フロート３７は、水Ｗに浮くものであり、外形がタンク３２の内径よりも小さく形成されている。フロート３７は、タンク３２に挿入され、タンク３２内の水位に応じてタンク３２内を上下する。フロート３７は、中央部に挿入孔３７ａが形成されている。
【００３７】
自動給水機構３８は、上水道の水Ｗを自動給水するものである。本実施形態における自動給水機構３８は、タンク３２の水位に基づいて自動給水を行うものであり、タンク３２の水位が下がると自動給水を開始し、水位が上がると自動給水を終了する。自動給水機構３８は、本体部３８ａと、給水管３８ｂと、開閉リンク３８ｃ、棒部材３８ｄと、給水弁３８ｅとを含んで構成されている。
【００３８】
本体部３８ａは、絞り弁３６を介して、上水配管６０と接続され、水Ｗが内部に供給されるものである。本体部３８ａは、給水管３８ｂと接続され、内部に供給された水Ｗが給水管３８ｂに供給される。本体部３８ａは、開閉リンク３８ｃの動作に応じて開閉する給水弁３８ｅが内部に設けられており、給水弁３８ｅの開弁時に上水配管６０と給水管３８ｂとが連通し、閉弁時に連通が遮断される。
【００３９】
給水管３８ｂは、タンク３２に水Ｗを供給するものであり、本体部３８ａから下方向に延びて形成されている。給水管３８ｂは、フロート３７の挿入孔３７ａに挿入され、フロート３７に対して移動自在となっている。つまり、フロート３７は、給水管３８ｂに関わらず、タンク３２内の水位に応じて上下することができる。
【００４０】
開閉リンク３８ｃは、給水弁３８ｅの開閉を行うものであり、フロート３７の上下動に応じて動作するものである。開閉リンク３８ｃは、一方の端部が給水弁３８ｅと図示しない部材を介して連結されており、他方の端部が棒部材３８ｄにより支持されている。開閉リンク３８ｃは、一方の端部を支点に他方の端部が上側へ移動すると給水弁３８ｅを閉弁し、図３に示すように、下側へ移動すると給水弁３８ｅを開弁する。
【００４１】
棒部材３８ｄは、フロート３７の上下動により開閉リンク３８ｃの他方の端部を上下させるものであり、一方の端部が開閉リンク３８ｃを支持し、他方の端部がフロート３７に固定されている。
【００４２】
ここで、自動給水機構３８の動作について説明する。タンク３２内の水位が高い状態では、図２に示すように、開閉リンク３８ｃの他方の端部が上側に移動した状態であるので、給水弁３８ｅが閉弁されている。従って、自動給水機構３８による給水は行われない。一方、蒸気発生部３３によりタンク３２に貯留された水Ｗが使用されると、タンク３２内の水位が下がる。タンク３２内の水位が低い状態では、図３に示すように、開閉リンク３８ｃの他方の端部が下側に移動した状態であるので、給水弁３８ｅが開弁され、給水管３８ｂから水Ｗがタンク３２に供給され（同図矢印Ａ）、タンク３２内の水位が再び上昇する。従って、湿度調整器３０が連続運転をしても、自動給水機構３８により水Ｗがタンク３２に自動給水されるので、タンク３２内の水Ｗがなくなることはない。従って、居住者がタンク３２に水Ｗを補充することがなくなるので、居住者の有無に関わらず湿度調整器３０を連続運転することができる。なお、湿度調整器３０が収納される家具５０は、上水配管６０を配設することができるもの、例えば、キッチン周りの家具、トイレ周りの家具、浴室周りの家具などであることが好ましい。
【００４３】
排水パン３９は、湿度調整器３０が載置されるものである。排水パン３９は、中央部に凹部３９ａが形成されており、湿度調整器３０が凹部３９ａに挿入されている。排水パン３９は、凹部３９ａから下面までを連通する排水孔３９ｂが形成されている。排水孔３９ｂは、建物１００の外部に設置された下水道に接続された排水配管７０と接続されている。従って、上述のように、タンク３２から水Ｗがあふれ、湿度調整器３０の外部に水Ｗが漏れても、排水パン３９の凹部３９ａが水Ｗを受け止め、水Ｗを排水孔３９ｂから排水配管７０を介して、建物１００の外部に排水することができる。これにより、家具５０や室内空間ＳＩが水浸しとなることを抑制することができる。
【００４４】
風量調整装置４０は、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに供給される暖気または冷気の供給量を調整するものである。風量調整装置４０は、分岐通路４１と、調整弁４２とを含んで構成されている。分岐通路４１は、吹出口２１ａと、床下空間ＳＵと、連通通路１０を介して屋根裏空間ＳＡと連通するものである。調整弁４２は、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに対する暖気または冷気の供給量の比率を調整する弁である。調整弁４２は、分岐通路４１に設けられ、分岐通路４１のうち、吹出口２１ａと床下空間ＳＵとを連通する床下側通路４１ａの開口面積、および吹出口２１ａと屋根裏空間ＳＡとを連通する屋根裏側通路４１ｂの開口面積を調整するものである。本実施形態における調整弁４２は、手動操作により回動することで、床下側通路４１ａを全開、かつ屋根裏側通路４１ｂを全閉から、床下側通路４１ａを全閉、かつ屋根裏側通路４１ｂを全開までの間で調整することができる。
【００４５】
次に、本実施形態に係る空調システム１Ａによる室内空間ＳＩの空調方法について説明する。空調システム１Ａによる空調は、図１に示すように、空調機２０を連続運転し、暖気または冷気を床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに供給することで実現される。
【００４６】
具体的には、空調機２０は、居住者により設定された室内空間ＳＩの温度と温度センサ２４ａにより検出された温度との差に基づいて暖気または冷気を生成し、風量調整装置４０を介して床下空間ＳＵに、風量調整装置４０および連通通路１０を介して屋根裏空間ＳＡに暖気または冷気を供給する。ここで、「暖気」とは室内空間ＳＩの物体に含まれる空気の温度に対して暖かい空気をいい、「冷気」とは室内空間ＳＩの物体に含まれる空気の温度に対して冷たい空気をいう。なお、「室内空間ＳＩの物体」は、室内空間ＳＩの空気、居住者、家具５０などが含まれる。
【００４７】
床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに充填された暖気は、床部５および天井部６との間で熱伝達が行われ、床部５および天井部６を暖める。暖められた床部５および天井部６の両方と、床部５および天井部６よりも温度が低い室内空間ＳＩの物体との間で、輻射熱により床部５および天井部６から室内空間ＳＩの物体への熱伝達が行われる。一方、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに充填された冷気は、床部５および天井部６との間で熱伝達が行われ、床部５および天井部６が冷やされる。冷やされた床部５および天井部６の両方と、床部５および天井部６よりも温度が高い室内空間ＳＩの物体との間で輻射熱により室内空間ＳＩの物体から床部５および天井部６への熱伝達が行われる。つまり、室内空間ＳＩとの連通が遮断されている床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡにより室内空間ＳＩが挟み込まれた状態で、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに空調機２０から空調された暖気または冷気を供給するので、床部５および天井部６の両方と室内空間ＳＩの物体との間で、輻射熱により熱伝達を行い、室内空間ＳＩを空調する。従って、室内空間ＳＩに存在するすべての物体を対象に、輻射熱により熱伝達を行うことができるので、室内空間ＳＩと、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡとの間における空気の循環がないので、室内空間ＳＩ全体において空調のために対流が発生することはなく、室内空間ＳＩ全体を空調することができ、建物１００の室内空間ＳＩ全体を快適な状態とすることができる。例えば、室内空間ＳＩにほこりやウイルスが飛散することを抑制することができる。また、室内空間ＳＩの全体、すなわち家中の温度の均一化が図れるため、ヒートショック対策にも有効である。また、送風音が室内空間ＳＩで発生しないため、室内空間ＳＩが静かである。また、室内空間ＳＩに室内機２１や室内機２１から冷気または暖気を導入するダクトなどが不要であるので、部屋の間取り・家具配置の自由度を高めることができる。冬期において、空調機２０によるドライエアが室内空間ＳＩに流入しないため、空調機２０による室内空間ＳＩの乾燥を防ぐことができ、もって、湿度調整器３０、すなわち加湿器による湿度コントロールを容易に行うことができる。また、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに空調機２０から空調された暖気または冷気を供給するので、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡには、ドライエアが充満する。従って、建物の外部と連通する一般的な建物と比較して建物１００に対するカビの発生や腐食を抑制することができる。
【００４８】
また、冬期など空調機２０を暖房運転し、室内空間ＳＩを輻射熱により暖める場合は、調整弁４２により、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに対する暖気の供給量の比率を床下空間ＳＵ側が屋根裏空間ＳＡ側よりも多くなるように調整する。床部５との間で輻射熱により暖められた室内空間ＳＩの空気は、室内空間ＳＩの下部に滞留せず上昇する。一方、天井部６との間で輻射熱により暖められた室内空間ＳＩの空気は、室内空間ＳＩの上部から下降せず滞留する。従って、上昇する室内空間ＳＩの下部の空気を室内空間ＳＩの上部の空気よりも多く暖めることで、室内空間ＳＩの上下方向の中央部を室内空間ＳＩの下部および上部と同様の状態に維持することができ、室内空間ＳＩ全体を快適な状態とすることができる。
【００４９】
また、夏期など空調機２０を冷房運転し、室内空間ＳＩを輻射熱により冷やす場合は、調整弁４２により、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに対する冷気の供給量の比率を屋根裏空間ＳＡ側が床下空間ＳＵ側よりも多くなるように調整する。床部５との間で輻射熱により冷やされた室内空間ＳＩの空気は、室内空間ＳＩの下部から上昇せず滞留する。一方、天井部６との間で輻射熱により冷やされた室内空間ＳＩの空気は、室内空間ＳＩの上部から滞留せず下降する。従って、下降する室内空間ＳＩの上部の空気を室内空間ＳＩの下部の空気よりも多く冷やすことで、室内空間ＳＩの上下方向の中央部を室内空間ＳＩの上部および下部と同様の状態に維持することができ、室内空間ＳＩ全体を快適な状態とすることができる。
【００５０】
また、室内空間ＳＩにおいては、空調システム１Ａに関する機器の大部分は、室内空間ＳＩの外側に配置されている。従って、室内機２１やダクトの送風口が室内空間ＳＩに露出して形成されている場合と比較して、室内空間ＳＩの意匠に制約を与えることを抑制し、美観を向上することができる。また、室内空間ＳＩは、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡとの連通が遮断されているので、通常、室内空間ＳＩから床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡを視認できないので、室内空間ＳＩと床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡとの間で空気を対流させる場合と比較して、室内空間ＳＩの意匠に制約を与えることを抑制し、美観を向上することができる。
【００５１】
また、湿度調整器３０を連続運転することで、居住者により設定された室内空間ＳＩの湿度と湿度センサ３５により検出された湿度との差に基づいて蒸気が生成され、室内空間ＳＩに連続的に供給される。室内空間ＳＩは、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡとの連通が遮断されており、原則、密閉された空間であり、室内空間ＳＩと床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡとの間で空気の対流が発生していない。ここで、室内空間ＳＩと床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡとの間で空気の対流がある場合は、冬期において空調機２０により生成された湿度の低い暖気が、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡから室内空間ＳＩに流入されることとなる。しかしながら、空調システム１Ａでは、上述のように、対流が発生しないので、空調機２０が連続運転されていることで、生成され続ける湿度の低い暖気、いわゆる乾燥した空気が室内空間ＳＩに供給されることを抑制することができる。従って、湿度調整器３０を連続運転することで、生成され続ける蒸気は、室内空間ＳＩのみに連続的に供給される。つまり、湿度調整器３０は、原則、室内空間ＳＩの物体にのみ蒸気を供給することとなる。湿度調整器３０により室内空間ＳＩに供給された蒸気は、室内空間ＳＩの物体のうち水分を吸収しやすい物体、例えば、家具、木系床材の床部５および天井部６に吸収され、室内区間ＳＩの空気の湿度はあまり上昇しない。水分を吸収しやすい物体における水分が飽和状態となると、室内区間ＳＩの空気の湿度が急激に設定された室内空間ＳＩの湿度となるように上昇する。つまり、湿度調整器３０から供給された蒸気は、室内区間ＳＩの空気のみに供給されるものではなく、室内空間ＳＩの物体すべてに供給されるため、室内空間ＳＩの物体が保有する水分は、室内空間ＳＩの空気が保有する水分よりも著しく多くなる。これにより、室内空間ＳＩの湿度が設定された湿度となった後は、設定された湿度を維持することができる。また、室内空間ＳＩが設定された湿度に維持されることで、床部５および天井部６が木系床材および木系天井材で形成されている場合における湿度不足によって発生する床部５および天井部６のひび割れなどを抑制することができ、建物１００の耐久性を向上することができる。
【００５２】
室内空間ＳＩは、外部と完全に遮断することはできない。例えば、室内空間ＳＩと外部とを連通する図示しない窓や、玄関扉などの外部と室内空間ＳＩとを連通する外部連通部を介して、外部の空気が室内空間ＳＩに流入、あるいは、室内空間ＳＩの空気が外部に流出する。従って、換気のために窓を開けたり、居住者の外出や帰宅により玄関扉を開けたりすることで、室内空間ＳＩと外部とを連通させると、温度および湿度が変化する。しかしながら、本実施形態に係る空調システム１Ａでは、室内空間ＳＩ全体を空調しているので、室内空間ＳＩと外部との間で空気の流出入が発生しても、室内空間ＳＩ全体に対して流出入する空気は少量となるので、室内空間ＳＩのうち局所的に温度が変化しても短時間で設定された室内空間ＳＩの温度に回復することができる。また、空気を除く室内空間ＳＩの物体がすでに水分を吸収しているので、室内空間ＳＩの湿度が変化、例えば、室内空間ＳＩの空気の湿度が低下しても、空気を除く室内空間ＳＩの物体から水分が放出されることで、短時間で設定された室内空間ＳＩの湿度に回復することができる。これらにより、室内空間ＳＩと外部とが一時的に連通したとしても、短時間で室内空間ＳＩを快適な状態に戻すことができるので、建物１００の室内空間ＳＩ全体を快適な状態に維持することができる。
【００５３】
なお、上記実施形態１では、湿度調整器３０は、排水パン３９に載置されているが、加湿のみの機能を有する場合は、排水パン３９に載置しなくてもよい。この場合、排水パン３９が不要となるので、排水パン３９と排水配管７０とを接続することがなく、排水配管７０から室内空間ＳＩに臭いなどが流出することを防止できる。また、排水パン３９が不要となるので、室内空間ＳＩにおいて湿度調整器３０を設置する際に、建物１００における排水移管７０の位置による制約を受けずに済む。従って、室内空間ＳＩにおいて、湿度調整器３０を床部５および天井部６から離れた場所に設置することができ、室内空間ＳＩに蒸気を均一に供給することができ、室内空間ＳＩの湿度の均一化を短時間で行うことができる。また、湿度調節器３０は、家具に収納されていなくてもよい。また、上記実施形態では、湿度調整器３０は、加湿のみの機能を有するものとしたが、加湿および除湿の機能を有していてもよい。湿度調整器３０は、加湿のみの機能の場合、設定された湿度が湿度センサ３５により検出された湿度を超えると運転を停止するとなる。しかしながら、湿度調整器３０は、除湿の機能を有する場合、設定された湿度が湿度センサ３５により検出された湿度を超えると、室内空間ＳＩの湿度を低下させるように除湿を行うことができる。これにより、夏期、雨期など、室内空間ＳＩの湿度が高い場合に、室内空間ＳＩの水分が連続的に除湿されることで、室内空間ＳＩの湿度が設定された湿度となった後は、設定された湿度を維持することができる。また、この場合、除湿により生成された水は、筐体３１から排水パン３９に排水することで、建物１００の外部に排水することができる。
【００５４】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る空調システム１Ｂについて説明する。図４は、実施形態２に係る空調システムを備える建物を示す図である。図５は、実施形態２に係る空調システムの動作説明図である。なお、図４は冷気連続運転状態を示す図であり、図５は暖気連続運転状態を示す図である。
【００５５】
本実施形態に係る空調システム１Ｂが実施形態１に係る空調システム１Ａと異なる点は、図４及び図５に示すように、床部５に開口部５１が設けられている点と、開口部１５を閉塞可能な閉塞部材５２を有する点である。なお、本実施形態に係る空調システム１Ｂにおいて、実施形態１に係る空調システム１Ｂと同一符号のものは、同一構成要素であるのでその説明を省略、あるいは簡略化する。
【００５６】
本実施形態に係る空調システム１Ｂは、室内空間ＳＩと、床下空間ＳＵと、屋根裏空間ＳＡと、連通通路１０と、空調機２０と、加湿器である湿度調整器３０と、開口部５１と、閉塞部材５２とを含んで構成されている。
【００５７】
開口部５１は、図４に示すように、床部５に設けられており、床下空間ＳＵと室内空間ＳＩとを連通するものである。本実施形態における開口部５１は、床部５に対して複数箇所に形成されている。開口部５１は、床部５のうち、人が普段歩かないような場所、例えば、内壁部７の近傍に形成されていることが好ましい。なお、開口部５１は、人の足が通過しない大きさであることが好ましい。あるいは、開口部５１は、人の足が通過できる大きさであってもよいが、床下空間部ＳＵ側に空気の通過を許容するとともに、室内空間ＳＩ側からの物の落下を防止する通気シート、ネットなどが取り付けられていることが好ましい。
【００５８】
閉塞部材５１は、図５に示すように、開口部５１を閉塞可能なものである。本実施形態における閉塞部材５２は、開口部５１に挿入され、挿入状態を維持する蓋部材である。つまり、開口部５１は、閉塞部材５２により閉塞されていない状態では、床下空間ＳＵから室内空間ＳＩへの暖気または冷気の流出を許容されるが、閉塞部材５２により閉塞されている状態では床下空間ＳＵから室内空間ＳＩへの暖気または冷気の流出が規制される。
【００５９】
次に、実施形態２に係る空調システム１Ｂの動作について説明する。ここでは、暖気連続運転と、冷気連続運転とについて説明する。
【００６０】
夏期、特に、雨期などでは、室内空間ＳＩの湿度が高い状態であり、室内空間ＳＩを冷やす必要があるため、冷気連続運転を行う。冷気連続運転は、図４に示すように、閉塞部材５２を開口部５１から取り外し、開口部５１により床下空間ＳＵと室内空間ＳＩとを連通し、空調機２０により冷気Ｃを連続して供給し、加湿器である湿度調整器３０を停止する。従って、冷気連続運転を行うことで、実施形態１と同様に、輻射熱により室内空間ＳＩを空調、すなわち冷やすことで適温の状態を維持するとともに、開口部５１を介して、空調機２０の冷気、すなわち乾燥した冷気の一部を室内空間ＳＩに供給することで、室内空間ＳＩ内にある湿度の高い空気と混ざり合い、室内空間ＳＩの湿度が低下し、低下した状態を維持することができる。
【００６１】
冬期などでは、室内空間ＳＩの湿度が低い状態であり、室内空間ＳＩを暖める必要があるため、暖気連続運転を行う。暖気連続運転は、図５に示すように、閉塞部材５２により開口部５１を閉塞した状態で、空調機２０により暖気Ｗを床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに連続して供給し、加湿器である湿度調整器３０により蒸気Ｍを室内空間ＳＩに連続して供給し、室内空間ＳＩの加湿を連続して行う。従って、暖気連続運転を行うことで、実施形態１と同様に、輻射熱により室内空間ＳＩを空調、すなわち暖めた状態維持するとともに、室内空間ＳＩの湿度が設定された湿度となった後は、設定された湿度を維持することができる。また、床部５も床下空間ＳＵ内の暖気Ｗにより輻射熱により暖められるので、床暖房装置を別途設けなくても、床暖房として機能することができる。
【００６２】
以上のように、本実施形係る空調システム１Ｂでは、暖気連続運転と、冷気連続運転とのいずれかを年間の環境に応じて行うことで、長期間における室内空間ＳＩの温度差や湿度差を抑制することができるので、長期間において室内空間ＳＩ全体を快適な温度と湿度に維持することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態２において、開口部５１は、床部５に設けたが、天井部６または内壁部７に設けられていてもよい。また、上記実施形態２において、閉塞部材５２を蓋部材としたが、これに限定されるものではなく、閉塞部材５２により開口部５１の開口面積を調整することができるものであってよい。この場合、室内空間Ｓｉに供給する冷気の量を調整することができる。早期に湿度を下げたい場合は開口部５１の開口面積を大きくし、室内空間ＳＩでの対流を抑制しつつ湿度を下げたい場合は、開口部５１の開口面積を小さくする。閉塞部材５２は、例えば、予め床部５に対して水平方向にスライド可能に支持された板部材であってもよい。閉塞部材５２は、床部５に対して水平方向のうち一方向にスライドすることで、開口部５１に侵入して開口部５１の開口面積を調整し、必要に応じて開口部５１を完全に閉塞する。一方、閉塞部材５２は、他方向にスライドすることで、開口部５１から退避し、開口部５１を開口する。
【００６４】
また、上記実施形態１，２において、湿度調整器３０はコントローラ２４により制御されていてもよい。この場合は、居住者は、コントローラ２４により温度、湿度を一括で調整することができる。
【００６５】
また、上記実施形態１，２における調整弁４２は、図示しないアクチュエータにより作動することが好ましい。また、アクチュエータの操作は、室内空間ＳＩにおいて行えることが好ましい。アクチュエータの操作を例えばコントローラ２４の機能の１つとすることで、居住者は室内空間ＳＩから容易に調整弁４２を操作することができる。この場合、コントローラ２４は、空調機２０の運転状態、例えば暖房運転、冷房運転に基づいて、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに対する暖気または冷気の供給量の比率を自動で調整してもよい。
【００６６】
また、上記実施形態１，２における基礎部２、屋根部３が断熱性を有する材料で形成されている場合は、断熱部８，９は不要である。また、空調機２０が暖房運転の場合、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに供給される暖気が湿度の低い空気であるので、床部５および天井部６が木系床材および木系天井材で形成されている場合、床部５の床下空間ＳＵ側および天井部６の屋根裏空間ＳＡ側を非透湿のシートなどで覆い、上述のひび割れなどを抑制してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態１，２における室内機２１は、建物１００の外部に設置されているが、建物１００の内部に設けられていてもよい。室内機２１は、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに暖気または冷気を供給できればよいので、床下空間ＳＵおよび屋根裏空間ＳＡに設けられていてもよい。なお、室内空間ＳＩの意匠性を考慮しない場合は、室内空間ＳＩに設けられていてもよい。
【００６８】
なお、上記実施形態１，２において、建物１００を木造建築物としたが、これに限定されるものではなく、鉄筋建築物、鉄筋コンクリート建築物であってもよい。また、室内空間ＳＩを階層分けする場合は、床部５と天井部６との間に図示しない階下天井部と階上床部を配置することとなる。この場合に、階下天井部と階上床部との間に形成される途中階空間部に、暖気または冷気を供給してもよいし、暖気または冷気を供給しなくてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１Ａ  空調システム
２  基礎部
３  屋根部
４  外壁部
５  床部
６  天井部
７  内壁部
８，９  断熱部
１０  連通通路
２０  空調機
３０  湿度調整器
３８  自動給水機構
３９  排水パン
３９ｂ  排水孔
４０  風量調整装置
４２  調整弁
５０  家具
５１  開口部
５２  閉塞部材
６０  上水配管
７０  排水配管
１００  建物
ＳＡ  屋根裏空間
ＳＩ  室内空間
ＳＵ  床下空間
【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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