(57)【要約】【課題】経済的に実施でき、実用化レベルで冷房もおこなうことができる冷暖房システムを提供する。【解決手段】熱源であるヒートポンプ２と、建物１の最下階の床下空間３に設置されてヒートポンプ２からの熱搬送流体としての水が循環管路を介して循環する蓄熱タンク４と、床下空間３内の温度と湿度を検出する温度・湿度センサー５と、床下空間３内の温度が結露点を越えて低下しないように温度・湿度センサー５に接続されてヒートポンプ２と蓄熱タンク４との間で搬送される熱量を制御する温度制御装置６と、床下空間３から建物１の屋内空間７内へ冷気又は暖気を給気する給気口８と、屋内空間７から床下空間３へ冷気又は暖気を排気する排気口９とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源であるヒートポンプと、建物の最下階の床下空間に設置されて前記ヒートポンプからの熱搬送流体が循環管路を介して循環する床下熱交換器と、前記床下空間内の温度と湿度を検出する温度・湿度センサーと、前記床下空間内の温度が結露点を越えて低下しないように前記温度・湿度センサーに接続されて前記ヒートポンプと前記床下熱交換器との間で搬送される熱量を制御する温度制御装置と、前記床下空間から前記建物の屋内空間内へ冷気又は暖気を給気する給気口とを備えていることを特徴とする冷暖房システム。
【請求項２】
前記屋内空間から前記床下空間へ冷気又は暖気を排気する排気口を有することを特徴とする請求項１に記載の冷暖房システム。
【請求項３】
前記床下空間は、床と底盤コンクリートと側壁コンクリートとに囲まれているとともに、前記側壁コンクリートには断熱材が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷暖房システム。
【請求項４】
前記床下熱交換器は、前記熱搬送流体が内部に収容された大容量の蓄熱タンクであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷暖房システム。
【請求項５】
前記床下空間内に、調湿材が敷設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の冷暖房システム。
【請求項６】
前記床下空間内を除湿する除湿機が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の冷暖房システム。
【請求項７】
前記屋内空間内に、除湿機が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の冷暖房システム。
【請求項８】
前記給気口は、ダクトを介して、床面に近い位置の暖房用の給気口と、これよりも高い位置の冷房用の給気口とがあり、給気送風用のファンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の冷暖房システム。
【請求項９】
前記排気口には、排気送風用のファンが設けられているとともに、前記排気送風用のファンの作動時に開成状態となり、作動停止時には閉成状態となる扉が設けられていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載の冷暖房システム。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の冷暖房システムを備えていることを特徴とする建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプを使用した冷暖房システム及び同冷暖房システムを備えた建物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプを使用して建物の床下空間内に熱交換器を設置して建物の暖房をおこなう暖房システムは広く実施されている（特許文献１等を参照）。
【０００３】
また、ヒートポンプを使用して建物の冷房もおこなえる冷暖房システムも知られている（例えば特許文献２等を参照）。
【特許文献１】特開２００５−０５５１３１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８６８１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、特許文献２のような従来の冷暖房システムでは、暖房用の熱交換器を床下空間に設置するとともに、冷房用の熱交換器は別途屋根裏空間に設置しなければならないので、不経済であるという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１のような従来の暖房システムでは、床下空間に設置した熱交換器を冷房用に利用して理論的には冷房もおこなうことができるが、冷房使用時に床下空間内の温度が低下することで結露が起こり、床下空間内にカビが発生してしまうので、実用化レベルに至らないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、経済的に実施でき、実用化レベルで冷房もおこなうことができる冷暖房システム及び同冷暖房システムを備えた建物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の冷暖房システムは、熱源であるヒートポンプと、建物の最下階の床下空間に設置されて前記ヒートポンプからの熱搬送流体が循環管路を介して循環する床下熱交換器と、前記床下空間内の温度と湿度を検出する温度・湿度センサーと、前記床下空間内の温度が結露点を越えて低下しないように前記温度・湿度センサーに接続されて前記ヒートポンプと前記床下熱交換器との間で搬送される熱量を制御する温度制御装置と、前記床下空間から前記建物の屋内空間内へ冷気又は暖気を給気する給気口とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記屋内空間から前記床下空間へ冷気又は暖気を排気する排気口を有しているとよい。
【０００９】
また、前記床下空間は、床と底盤コンクリートと側壁コンクリートとに囲まれているとともに、前記側壁コンクリートには断熱材が取り付けられているとよい。
【００１０】
さらに、前記床下熱交換器は、前記熱搬送流体が内部に収容された大容量の蓄熱タンクであるとよい。
【００１１】
また、前記床下空間内に、調湿材が敷設されているとよい。
【００１２】
さらに、前記床下空間内を除湿する除湿機が設けられているとよい。
【００１３】
また、前記屋内空間内に、除湿機が設けられているとよい。
【００１４】
さらに、前記給気口は、ダクトを介して、床面に近い位置の暖房用の給気口と、これよりも高い位置の冷房用の給気口とがあり、給気送風用のファンが設けられていてもよい。
【００１５】
また、前記排気口には、排気送風用のファンが設けられているとともに、前記排気送風用のファンの作動時に開成状態となり、作動停止時には閉成状態となる扉が設けられていてもよい。
【００１６】
さらに、本発明の建物は、上記したいずれかの冷暖房システムを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このような本発明の冷暖房システムは、熱源であるヒートポンプと、建物の最下階の床下空間に設置されてヒートポンプからの熱搬送流体が循環管路を介して循環する床下熱交換器と、床下空間内の温度と湿度を検出する温度・湿度センサーと、床下空間内の温度が結露点を越えて低下しないように温度・湿度センサーに接続されてヒートポンプと床下熱交換器との間で搬送される熱量を制御する温度制御装置と、床下空間から建物の屋内空間内へ冷気又は暖気を給気する給気口とを備えている構成とされているので、床下熱交換器を冷暖房兼用に使用できるため、経済的に実施できる。また、床下熱交換器を冷房用に利用した際、温度制御装置の働きにより床下空間内に結露が起こらず、床下空間内をカビが発生し難い状態に保てるため、実用化レベルで冷房もおこなうことができる。
【００１８】
ここで、屋内空間から床下空間へ冷気又は暖気を排気する排気口を有する場合は、床下空間から屋内空間へ給気した冷気又は暖気を再び排気口から床下空間へ循環させるため、熱損失が少なくて済み、経済的に実施できる。
【００１９】
また、床下空間が、床と底盤コンクリートと側壁コンクリートとに囲まれているとともに、側壁コンクリートには断熱材が取り付けられている場合は、床下空間を断熱構造とするため、床下空間内の冷気又は暖気の熱を屋外に極力漏らすことなく蓄えておくことができる。
【００２０】
さらに、床下熱交換器が、熱搬送流体が内部に収容された大容量の蓄熱タンクである場合は、コストの低い深夜電力を使って冷暖房をおこなうための蓄熱が可能となる。
【００２１】
また、床下空間内に、調湿材が敷設されている場合は、床下熱交換器を冷房用に利用した際、調湿材が床下空間内の湿度を低くするため、結露点が低くなり、より低い温度の冷房をおこなうことができる。
【００２２】
さらに、床下空間内を除湿する除湿機が設けられている場合は、床下熱交換器を冷房用に利用した際、除湿機が床下空間内の湿度をより低くするため、結露点がさらに低くなり、さらにより低い温度の冷房をおこなうことができる。
【００２３】
また、屋内空間内に、除湿機が設けられている場合は、床下熱交換器を冷房用に利用した際、除湿機が屋内空間内の湿度を低くするため、屋内空間内の空気が排気口から床下空間内へ排出された際の湿度を低く保て、結露点を低く保つことができ、低い温度の冷房をおこなうことに貢献する。
【００２４】
さらに、給気口には、ダクトを介して、床面に近い位置の暖房用の給気口と、これよりも高い位置の冷房用の給気口とがあり、給気送風用のファンが設けられている場合は、暖房時は、暖房用の給気口よりも高い位置の冷房用の給気口を塞いだ状態にして、床面に近い位置の暖房用の給気口から暖気が屋内空間内に送気されるため、暖気が下から上へ流れて屋内空間内が効率的に暖められる。また、冷房時には、冷房用の給気口よりも低い位置の暖房用の給気口を塞いだ状態にして、暖房用の給気口よりも高い位置の冷房用の給気口から冷気が屋内空間内に送気されるため、冷気が上から下へ流れて屋内空間内が効率的に冷やされる。
【００２５】
また、排気口に、排気送風用のファンが設けられているとともに、排気送風用のファンの作動時に開成状態となり、作動停止時には閉成状態となる扉が設けられている場合は、冷暖房システムの運転時である排気送風用のファンの作動時は、排気口の扉が開成状態となって床下空間と屋内空間との間の冷気又は暖気の循環をよくし、冷暖房システムの運転停止時である排気送風用のファンの作動停止時には、排気口の扉が閉成状態となって、特に冷房時に、屋内空間から床下空間内への湿度の高い空気の流入を防ぐことができる。
【００２６】
さらに、このような本発明の建物は、本発明の冷暖房システムを備えている構成とされているので、上記した効果を奏する建物とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態の冷暖房システムを備えた建物１の概略構成を示している。
【００２９】
まず、このような建物１は、基礎断熱として構築された底盤コンクリート１ｂと、その側縁に立設された側壁コンクリート１ｃと、さらにその上に立設された外壁部１ｄと、その外壁部１ｄの上端開口を塞ぐ天井部１ｅとから主に構成されている。
【００３０】
そして、この天井部１ｅと外壁部１ｄとに囲まれる空間は、床としての床部１ａによって床下空間３と居室などの屋内空間７とが区切られている。この床部１ａは、特に暖房時の床暖房効果を考慮して、床下空間３と屋内空間７との間の熱の伝達をある程度許容し、断熱材が貼り付けられていない構成となっている。
【００３１】
また、側壁コンクリート１ｃの床下空間３側には、グラスウールなどの断熱材１０が貼り付けられており、床下空間３内の冷気又は暖気の熱が屋外に極力漏れない断熱構造となっている。
【００３２】
そして、本実施の形態の冷暖房システムは、屋外に設置された熱源であるヒートポンプ２と、ヒートポンプ２からの熱搬送流体が循環管路を介して循環する床下空間３に設置された床下熱交換器としての蓄熱タンク４と、床下空間３内の温度と湿度を検出する温度・湿度センサー５と、床下空間３内の温度が結露点を越えて低下しないように温度・湿度センサー５に接続されてヒートポンプ２と蓄熱タンク４との間で搬送される熱量を制御する温度制御装置６と、床下空間３から屋内空間７内へ冷気又は暖気を給気する給気口８と、屋内空間７から床下空間３へ冷気又は暖気を排気する排気口９とから主に構成されている。
【００３３】
ここで、この循環管路は、ヒートポンプ２と蓄熱タンク４とを繋ぐ往路管２１と復路管２２とから構成される。
【００３４】
また、ヒートポンプ２は、熱を低温物体と高温物体との間で移動させることで冷却又は加熱をおこなう装置である。
【００３５】
すなわち、このヒートポンプ２は、二酸化炭素などの熱媒を循環させながら膨張・圧縮をおこなうことで、熱を吸収したり、熱を放出したりして、その熱媒に接する熱搬送流体を冷却したり、加熱したりする。
【００３６】
さらに、このヒートポンプ２の熱媒と熱交換をおこなう熱搬送流体としては、水が使用されている。
【００３７】
但し、この熱搬送流体は水に限定されず、不凍液などの熱を効率的に搬送できる流体が好適に使用される。
【００３８】
そして、ヒートポンプ２の熱媒と熱交換した熱搬送流体としての水は、往路管２１から熱を搬送し、蓄熱タンク４内部の熱搬送流体としての水に蓄熱して、床下空間３内の空気を冷却又は加熱することで必要な熱量を補うために復路管２２を通ってヒートポンプ２に戻ることになる。
【００３９】
また、ヒートポンプ２の内部では、熱搬送流体としての水と熱交換した熱媒は大気と熱交換をおこなって、再び冷却又は加熱された熱媒と熱交換した熱搬送流体としての水が再び往路管２１から熱を搬送する。
【００４０】
さらに、この蓄熱タンク４は、プラスチックなどの合成樹脂材料によって外殻が形成された内部に熱搬送流体としての水が収容された大容量のタンクである。
【００４１】
また、床下空間３内の温度と湿度を検出する温度・湿度センサー５は、ヒートポンプ２の近傍に設けられ、さらにヒートポンプ２に内蔵された温度制御装置６に接続されている。
【００４２】
そして、この温度制御装置６は、床下空間３内の温度が結露点（例えば２５℃）を越えて低下しないようにヒートポンプ２と蓄熱タンク４との間で搬送される熱量を制御する。
【００４３】
さらに、床下空間３内には、調湿材１１が敷設されており、特に冷房時に結露点が低くなり、より低い温度の冷房をおこなうことができるようになっている。
【００４４】
また、床下空間３内には、除湿機１２も設けられており、特に冷房時に結露点がより低くなり、さらにより低い温度の冷房をおこなうことができるようになっている。
【００４５】
ここで、この除湿機１２には、屋外へ貫通する排水用のドレイン１６が設けられている。
【００４６】
また、このドレイン１６は、例えば基礎内点検口の部分などを利用すれば容易に設けることができる。
【００４７】
さらに、屋内空間７内の排気口９の近傍にも、除湿機１７が設けられており、特に冷房時に屋内空間７内の空気が排気口９から床下空間３内へ排出された際の湿度を低く保て、結露点を低く保つことができ、低い温度の冷房をおこなうことに貢献するようになっている。
【００４８】
また、給気口８は、床部１ａを貫通して設けられており、給気送風用のファン１３が設けられている。
【００４９】
さらに、排気口９は、床部１ａを貫通して設けられており、さらに排気送風用のファン１４が設けられている。
【００５０】
そのうえ、図２（ａ）〜（ｃ）に示したように、この排気口９には、排気送風用のファン１４の作動時に開成状態となり、作動停止時には閉成状態となる複数の扉部１５ａ，・・・から成る扉１５が設けられている。
【００５１】
なお、複数の扉部１５ａ，・・・から成る扉１５は、駆動装置（図示せず）によって開閉される。
【００５２】
次に、本実施の形態の冷暖房システムの作用効果について説明する。
【００５３】
このような本実施の形態の冷暖房システムでは、熱源であるヒートポンプ２と、建物１の最下階の床下空間３に設置されてヒートポンプ２からの熱搬送流体としての水が循環管路を介して循環する床下熱交換器としての蓄熱タンク４と、床下空間３内の温度と湿度を検出する温度・湿度センサー５と、床下空間３内の温度が結露点を越えて低下しないように温度・湿度センサー５に接続されてヒートポンプ２と蓄熱タンク４との間で搬送される熱量を制御する温度制御装置６と、床下空間３から建物１の屋内空間７内へ冷気又は暖気を給気する給気口８とを備えている構成とされている。
【００５４】
よって、蓄熱タンク４を冷暖房兼用に使用できるため、経済的に実施できる。
【００５５】
また、蓄熱タンク４を冷房用に利用した際、温度制御装置６の働きにより床下空間３内に結露が起こらず、床下空間３内をカビが発生し難い状態に保てるため、実用化レベルで冷房もおこなうことができる。
【００５６】
ここで、屋内空間７から床下空間３へ冷気又は暖気を排気する排気口９を有しているので、床下空間３から屋内空間７へ給気した冷気又は暖気を再び排気口９から床下空間３へ循環させるため、熱損失が少なくて済み、経済的に実施できる。
【００５７】
また、床下空間３が、床部１ａと底盤コンクリート１ｂと側壁コンクリート１ｃとに囲まれているとともに、側壁コンクリート１ｃには断熱材１０が取り付けられているので、床下空間３を断熱構造とするため、床下空間３内の冷気又は暖気の熱を屋外に極力漏らすことなく蓄えておくことができる。
【００５８】
さらに、蓄熱タンク４が、熱搬送流体としての水が内部に収容された大容量のものであるので、コストの低い深夜電力を使って冷暖房をおこなうための蓄熱が可能となる。
【００５９】
また、床下空間３内に、調湿材１１が敷設されているので、蓄熱タンク４を冷房用に利用した際、調湿材１１が床下空間３内の湿度を低くするため、結露点が低くなり、より低い温度の冷房をおこなうことができる。
【００６０】
さらに、床下空間３内には、除湿機１２も設けられているので、蓄熱タンク４を冷房用に利用した際、除湿機１２が床下空間３内の湿度をより低くするため、結露点がさらに低くなり、さらにより低い温度の冷房をおこなうことができる。
【００６１】
また、屋内空間７内にも、除湿機１７が設けられているので、蓄熱タンク４を冷房用に利用した際、除湿機１７が屋内空間７内の湿度を低くするため、屋内空間７内の空気が排気口９から床下空間３内へ排出された際の湿度を低く保て、結露点を低く保つことができ、低い温度の冷房をおこなうことに貢献する。
【００６２】
また、排気口９に、排気送風用のファン１４が設けられているとともに、排気送風用のファン１４の作動時に開成状態となり、作動停止時には閉成状態となる扉１５が設けられているので、冷暖房システムの運転時である排気送風用のファン１４の作動時は、排気口９の扉１５が開成状態となって床下空間３と屋内空間７との間の冷気又は暖気の循環をよくする。
【００６３】
また、冷暖房システムの運転停止時である排気送風用のファン１４の作動停止時には、排気口９の扉１５が閉成状態となって、特に冷房時に、屋内空間７から床下空間３内への湿度の高い空気の流入を防ぐことができる。
【００６４】
さらに、このような本発明の建物１は、本発明の冷暖房システムを備えている構成とされているので、上記した効果を奏する建物とすることができる。
【実施例】
【００６５】
以下、前記した実施の形態の実施例について、図３に基づいて説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００６６】
図３は、本実施例の冷暖房システムを備えた建物１の概略構成を示している。
【００６７】
この実施例の冷暖房システムでは、給気口として、床下空間３からダクト８１を介して床面に近い位置に設けられた暖房用の給気口８Ａと、これよりも高い位置にダクト８２を介して設けられた冷房用の給気口８Ｂとが有る。
【００６８】
そして、ダクト８１の入り口の床部１ａには、給気送風用のファン１３が設けられている。
【００６９】
すなわち、給気口には、ダクト８１，８２を介して、床面に近い位置の暖房用の給気口８Ａと、これよりも高い位置の冷房用の給気口８Ｂとがあり、給気送風用のファン１３が設けられているので、暖房時は、暖房用の給気口８Ａよりも高い位置の冷房用の給気口８Ｂを塞いだ状態にして、床面に近い位置の暖房用の給気口８Ａから暖気が屋内空間７内に送気されるため、暖気が下から上へ流れて屋内空間７内が効率的に暖められる。
【００７０】
さらに、冷房時には、冷房用の給気口８Ｂよりも低い位置の暖房用の給気口８Ａを塞いだ状態にして、暖房用の給気口８Ａよりも高い位置の冷房用の給気口８Ｂから冷気が屋内空間７内に送気されるため、冷気が上から下へ流れて屋内空間７内が効率的に冷やされる。
【００７１】
つまり、このことが前記実施の形態と主に異なる。
【００７２】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。
【００７３】
さらに、このような本発明の建物１は、本発明の冷暖房システムを備えている構成とされているので、上記した実施の形態及び実施例の効果を奏する建物とすることができる。
【００７４】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００７５】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、本発明の冷暖房システムの説明を簡単に行えるように、建物１の構造を単純化したが、これに限定されない。
【００７６】
すなわち、複数の階で複数の部屋を有する建物において、各部屋に給気口８又は８Ａ，８Ｂ及び排気口９をそれぞれ設けて、本発明の冷暖房システムを実施することなどもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の最良の実施の形態の冷暖房システムを備えた建物の概略構成を示す説明図である。
【図２】（ａ）は、排気口の概略構成を示した平面図であり、（ｂ）は、排気送風用のファン作動時の扉開成状態を示す縦断面図であり、（ｃ）は、排気送風用のファン作動停止時の扉閉成状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施例の冷暖房システムを備えた建物の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１      建物
１ａ    床部（床）
１ｂ    底盤コンクリート
１ｃ    側壁コンクリート
２      ヒートポンプ
３      床下空間
４      蓄熱タンク（床下熱交換器）
５      温度・湿度センサー
６      温度制御装置
７      屋内空間
８      給気口
８Ａ    暖房用の給気口（給気口）
８Ｂ    冷房用の給気口（給気口）
８１    ダクト
８２    ダクト
９      排気口
１０    断熱材
１１    調湿材
１２    除湿機
１３    給気送風用のファン
１４    排気送風用のファン
１５    扉
１７    除湿機
【図１】
2009168418.tif 000003
【図２】
2009168418.tif 000004
【図３】
2009168418.tif 000005