JP2018091565A - 除湿暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱エネルギを有効に利用できる除湿暖房システムを提供する。【解決手段】 除湿暖房システム１０は、蓄熱液タンク１２と、蓄熱液ポンプ１６と、蓄熱液放熱器１８と、冷媒圧縮機２０と、蓄熱液冷媒熱交換器２２と、冷媒減圧装置２４と、冷媒蒸発器２６と、送風機２８とを備える。室内空気を除湿するとともに加熱する除湿暖房モードでの運転において、冷媒圧縮機２０、蓄熱液ポンプ１６および送風機２８が作動する。これにより、室内空気が、冷媒蒸発器２６で冷媒との熱交換によって冷却されて除湿された後、蓄熱液放熱器１８で蓄熱液との熱交換によって加熱される。蓄熱液放熱器１８で熱交換された蓄熱液が、蓄熱液冷媒熱交換器２２で冷媒との熱交換によって加熱された後、蓄熱液タンク１２に流入する。【選択図】図１

Description

本発明は、除湿暖房システムに関するものである。

特許文献１に、施設園芸ハウス用のヒートポンプ式空調装置が記載されている。この空調装置は、除湿運転時に、蒸発器で施設園芸ハウス内の空気を冷却するとともに、放熱器で施設園芸ハウス内の空気を加熱するように構成されている。

特許第５５１４５１４号公報

ところで、施設園芸において、作物の病気や品質低下を防ぐためには、夜間に、施設園芸ハウスの室内空間に対して、除湿と暖房を行うことが必要である。

このため、従来の施設園芸ハウスでは、ヒートポンプサイクル装置を作動させて除湿し、燃焼式暖房装置を作動させて暖房することが行われている。しかし、ヒートポンプサイクル装置と燃焼式暖房装置の両方を作動させるため、膨大なエネルギが消費されている。

そこで、この対策として、特許文献１の従来技術のように、ヒートポンプサイクル装置の蒸発器で空気を冷却して除湿し、ヒートポンプサイクル装置の放熱器で空気を加熱して暖房することが考えられる。しかし、この場合、室内空間の空気温度を所望の温度に調整する際に、ヒートポンプサイクル装置の放熱器からの熱エネルギが余ると、余った熱エネルギを屋外に放出することになる。このため、熱エネルギを有効に利用できない。

なお、このような問題は、施設園芸ハウス以外の室内空間に対して除湿と暖房を行う場合においても同様に生じる。

本発明は上記点に鑑みて、熱エネルギを有効に利用できる除湿暖房システムを提供すること目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
蓄熱液を蓄える蓄熱液タンク（１２）と、
蓄熱液タンク内の蓄熱液を送る蓄熱液ポンプ（１６）と、
蓄熱液タンクから流出の蓄熱液と室内空気とを熱交換させて、蓄熱液を放熱させる蓄熱液放熱器（１８）と、
冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機（２０）と、
冷媒圧縮機から吐出された冷媒と蓄熱液とを熱交換させて、冷媒を放熱させる蓄熱液冷媒熱交換器（２２）と、
蓄熱液冷媒熱交換器から流出の冷媒を減圧させる冷媒減圧装置（２４）と、
冷媒減圧装置から流出の冷媒と室内空気とを熱交換させて、冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器（２６）と、
室内空気を冷媒蒸発器、蓄熱液放熱器の順に通過させて室内に送る送風機（２８）とを備え、
室内空気を除湿するとともに加熱する除湿暖房モードでの運転において、冷媒圧縮機、蓄熱液ポンプおよび送風機が作動することで、室内空気が、冷媒蒸発器で冷媒との熱交換によって冷却されて除湿された後、蓄熱液放熱器で蓄熱液との熱交換によって加熱され、蓄熱液放熱器で熱交換された蓄熱液が、蓄熱液冷媒熱交換器で冷媒との熱交換によって加熱された後、蓄熱液タンクに流入することを特徴とする。

これによれば、ヒートポンプサイクル装置の放熱器である蓄熱液冷媒熱交換器から放出される熱エネルギを蓄熱液タンクに蓄えるとともに、蓄熱液タンクに蓄えられた熱エネルギから必要な大きさの熱エネルギを利用することができる。したがって、ヒートポンプサイクル装置から放出される熱エネルギを有効に利用することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

蓄熱除湿モードにおける第１実施形態の除湿暖房システムを示す模式図である。 暖房モードにおける第１実施形態の除湿暖房システムを示す模式図である。 保温モードにおける第１実施形態の除湿暖房システムを示す模式図である。 施設園芸ハウスの１日の温度管理パターンを示すグラフである。 第１実施形態の制御装置が実行する運転制御のフローチャートである。 他の実施形態における切替装置を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
図１〜３に示す本実施形態の除湿暖房システム１０は、施設園芸ハウスの室内の空調、具体的には除湿と暖房を行う施設園芸ハウス用の除湿暖房システムである。本明細書でいう施設園芸ハウスとは、施設園芸を行うための室内空間を有する設備のことである。施設園芸ハウスには、トンネル、ビニールハウス、ガラス室、工場等の施設園芸の様々な形態が含まれる。

施設園芸ハウス（以下、ハウスという）での作物栽培では、日中の光合成促進を促進させるため、ＣＯ_２を吸収する葉の表皮に存在する気孔の開度を適正にする必要がある。そこで、気孔の開閉を適正にするため、空気中の湿度が水のミストスプレーなどで調整され、一般に、６０〜８０％ＲＨレベルの高湿度で、ハウス内が管理されている。

そして、ハウスでの作物栽培は主に外気温度が低い時期での栽培が多く、温度維持のため締切った室内になる事が多い環境であり、栽培方法が土耕以外に養液栽培等の液体供給での栽培が進んでおり、栽培培地からの水分蒸発や植物からの水分蒸散もあり、湿度が高まりやすい環境である。

そのため、夜間にハウス内の温度が低下すると、ハウス内の相対湿度も１００％ＲＨに近い高湿度になり、栽培中に灰色かび病などの病気にもなりやすく、栽培環境が悪化しやすい状況であった。また、そのような環境下で日出と共にハウス内の温度が急激に上昇すると、トマトなどの果実に結露が発生しやすく、裂果などの作物の品質を悪くする現象も発生しやすかった。

そこで、本実施形態の除湿暖房システム１０は、夜間に除湿運転を行い、ハウス内の相対湿度を低下させる。

具体的には、本実施形態の除湿暖房システム１０は、蓄熱液タンク１２と、四方弁１４と、蓄熱液ポンプ１６と、蓄熱液放熱器１８と、冷媒圧縮機２０と、蓄熱液冷媒熱交換器２２と、冷媒減圧装置２４と、冷媒蒸発器２６と、送風機２８とを備える。

蓄熱液タンク１２と、蓄熱液ポンプ１６と、蓄熱液放熱器１８と、蓄熱液冷媒熱交換器２２の蓄熱液加熱部２２１とが、配管を介して、この記載順に接続されている。より具体的には、蓄熱液タンク１２は、四方弁１４を介して、蓄熱液加熱部２２１と蓄熱液ポンプ１６の両方に接続されている。これによって、蓄熱液が循環する蓄熱液回路３０が形成されている。

冷媒圧縮機２０と、蓄熱液冷媒熱交換器２２の冷媒放熱部２２２と、冷媒減圧装置２４と、冷媒蒸発器２６とが、配管を介して、この記載順に接続されている。これによって、ヒートポンプサイクルを構成するように冷媒が循環する冷媒回路３２が形成されている。本実施形態では、冷媒として、二酸化炭素が用いられる。

蓄熱液タンク１２は、蓄熱液を蓄える容器である。蓄熱液は、熱を蓄えるための液体であり、本実施形態では、水が用いられる。

四方弁１４は、蓄熱液タンク１２の蓄熱液の出入口を切り替える切替装置である。具体的には、四方弁１４は、第１接続部１４ａと、第２接続部１４ｂと、第３接続部１４ｃと、第４接続部１４ｄとを有する。第１接続部１４ａに、蓄熱液冷媒熱交換器２２の蓄熱液流出部２２１ａ側が接続されている。第２接続部１４ｂに、蓄熱液放熱器１８の蓄熱液流入部１８ａ側が接続されている。第３接続部１４ｃに、蓄熱液タンク１２の下部の接続部１２ｂが接続されている。第４接続部１４ｄに、蓄熱液タンク１２の上部の接続部１２ａが接続されている。第１接続部１４ａが第３接続部１４ｃ、第４接続部１４ｄの一方に連通し、第２接続部１４ｂが第３接続部１４ｃ、第４接続部１４ｄの他方に連通する状態と、第１接続部１４ａが第３接続部１４ｃ、第４接続部１４ｄの他方に連通し、第２接続部１４ｂが第３接続部１４ｃ、第４接続部１４ｄの一方に連通する状態とが、切り替え可能となっている。

このため、四方弁１４は、蓄熱液タンク１２の上部の接続部１２ａが蓄熱液冷媒熱交換器２２の蓄熱液流出部２２１ａ側に接続されるとともに、蓄熱液タンク１２の下部の接続部１２ｂが蓄熱液放熱器１８の蓄熱液流入部１８ａ側に接続される第１状態（図１参照）と、蓄熱液タンク１２の上部の接続部１２ａが蓄熱液放熱器１８の蓄熱液流入部１８ａ側に接続されるとともに、蓄熱液タンク１２の下部の接続部１２ｂが蓄熱液冷媒熱交換器２２の蓄熱液流出部２２１ａ側に接続される第２状態（図２、３参照）とを切り替えることができる。本実施形態では、四方弁１４は、電動であり、ＯＮのとき、第１状態となり、ＯＦＦのとき、第２状態となる。

蓄熱液ポンプ１６は、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液を蓄熱液回路３０内で循環させるように、蓄熱液を送る。

蓄熱液放熱器１８は、蓄熱液タンク１２から流出の蓄熱液とハウスの室内空気とを熱交換させて、蓄熱液を放熱させるとともに、室内空気を加熱する。

冷媒圧縮機２０は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。吐出される冷媒は、吸入される冷媒よりも高温高圧である。

蓄熱液冷媒熱交換器２２は、冷媒圧縮機２０から吐出された冷媒と、蓄熱液タンク１２に向かう蓄熱液とを熱交換させる。蓄熱液冷媒熱交換器２２は、冷媒が流れる冷媒放熱部２２２と、蓄熱液が流れる蓄熱液加熱部２２１とを有する。冷媒放熱部２２２の冷媒と蓄熱液加熱部２２１の蓄熱液とは互いに対向して流れるようになっている。冷媒放熱部２２２を流れる冷媒と蓄熱液加熱部２２１を流れる蓄熱液との熱交換によって、冷媒放熱部２２を流れる冷媒が放熱するとともに、蓄熱液加熱部２２１を流れる蓄熱液が加熱される。蓄熱液加熱部２２１の蓄熱液流出部２２１ａが四方弁１４に接続されている。

冷媒減圧装置２４は、蓄熱液冷媒熱交換器２２から流出の冷媒を膨張させて減圧させる。

冷媒蒸発器２６は、ハウスの室内空気と冷媒減圧装置２４から流出の冷媒とを熱交換させて、冷媒を蒸発させるとともに、室内空気を冷却する。

また、除湿暖房システム１０は、送風機２８と、ケース３４とを備える。

送風機２８は、送風ファン２８ａと、送風ファン２８ａを駆動する図示しない電動モータとを有する。送風機２８は、室内空気を冷媒蒸発器２６、蓄熱液放熱器１８の順に通過させて室内に送る。換言すると、送風機２８は、室内空気が冷媒蒸発器２６および蓄熱液放熱器１８を通過した後、室内に吹き出される空気流れを形成する。蓄熱液放熱器１８は、冷媒蒸発器２６の空気流れ下流側に配置されている。

ケース３４は、冷媒蒸発器２６と、蓄熱液放熱器１８と、送風機２８とを内部に収容するとともに、内部に空気流路を形成している。本実施形態では、ケース３４の内部に、空気流れの上流側から順に、冷媒蒸発器２６、蓄熱液放熱器１８、送風機２８が配置されている。また、ケース３４を含む除湿暖房システム１０の全体が、ハウス内に配置されている。ケース３４の吸込口３４ａおよび吹出口３４ｂは、ハウス内に設けられている。このため、吸込口３４ａから室内空気を吸い込み、吸い込んだ空気の温度や湿度を調整した後、調整後の空気を吹出口３４ｂから吹き出してハウス内に戻すことができる。

また、除湿暖房システム１０は、蓄熱液の温度を検知する第１温度センサ３６と第２温度センサ３８とを備える。第１温度センサ３６は、蓄熱液放熱器１８から流出し、蓄熱液冷媒熱交換器２２に流入する前の蓄熱液の温度を検知する。第２温度センサ３８は、蓄熱液タンク１２から流出し、蓄熱液放熱器１８に流入する前の蓄熱液の温度を検知する。

また、除湿暖房システム１０は、除湿暖房システム１０の運転を制御する制御装置４０を備えている。制御装置４０の出力側に、各機器１４、１６、２０、２８が接続されている。制御装置４０の入力側に、第１、第２温度センサ３６、３８が接続されている。制御装置４０は、各機器１４、１６、２０、２８の作動を制御する。制御装置４０は、現在の時刻を示す時計部４０ａと、計測開始時からの経過時間を計測するタイマ４０ｂとを有する。

本実施形態の除湿暖房システム１０は、ヒートポンプサイクル装置で発生した冷熱を空気の除湿および再加熱に利用するとともに、熱を蓄えることができるように構成されている。

すなわち、本実施形態の除湿暖房システム１０では、蓄熱液を冷媒回路３２によって加熱する。加熱された蓄熱液は、蓄熱液タンク１２で保管されるようになっている。また、蓄熱液回路３０に設置された四方弁１４の切り替えによって、蓄熱液タンク１２の上部より蓄熱液タンク１２に保管された蓄熱液を供給することができるようになっている。これにより、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液に形成される温度境界層を維持しながら、適時、蓄熱液を供給することが可能である。蓄熱液タンク１２から供給される蓄熱液は、蓄熱液回路３０に設置された蓄熱液ポンプ１６によって、蓄熱液回路３０を循環する。蓄熱液は、蓄熱液放熱器１８に供給されて、室内空気と熱交換される。熱交換後の蓄熱液は、蓄熱液冷媒熱交換器２２に流入し、必要に応じて加熱され、再度、四方弁１４を通って、蓄熱液タンク１２に戻る。このように、蓄熱液回路３０が構成されている。

冷媒回路３２の冷媒圧縮機２０の稼働時は、蓄熱液冷媒熱交換器２２で冷媒の放熱作用が発生し、冷媒蒸発器２６で冷媒の蒸発による吸熱作用が発生する。本実施形態の除湿暖房システム１０では、冷媒の放熱作用によって蓄熱液を加熱するとともに、冷媒の吸熱作用によってハウスの室内空気を冷却して除湿する。さらに、この温度低下した除湿空気を、冷媒蒸発器２６の空気流れ下流側に配置された蓄熱液放熱器１８で加熱する。これにより、ハウス全体の室内空気と比較して温度変動の少ない乾燥空気を発生させることが可能となる。

次に、ハウスの室内温度の管理について説明する。図４は、１日のハウスの室内温度の温度管理パターンを示している。ハウスの室内温度は、図４に示すグラフのように、時間経過とともに推移するように、管理される。

作物の成長をコントロールするために、日没後から日出までの夜間では、室内温度は低温Ａで維持される。低温Ａは、日中の温度よりも低温の所定温度である。上記の通り、ハウス内は水分蒸発が活発なため、低温Ａのときでは、総じて相対湿度が高い状況となっている。

そして、日出から日没までの日中は、太陽光のエネルギによって、日出からの時間経過とともに室内温度が上昇する。このとき、日出と共に作物と周りの空気との温度差が急激に広がると、温度の低い作物に結露が生じる。そこで、結露が生じないように、日出前において、室内温度は昇温状態Ｂとされる。昇温状態Ｂは、時間経過とともに室内温度が低温Ａから温度が上昇する状態である。このように、日出の数時間前から室内温度を上昇させていき、作物と周りの空気の温度の差を小さくする。

日出後から日没に関しては、所定の温度管理を行っている。夜間に室内温度が低温Ａとなるように、日没間際に、室内温度が降温状態Ｃとされる。降温状態Ｃは、時間経過とともに室内温度が低下する状態である。室内温度を低下させるために、ハウス内に外気が導入される。その後、低温時Ａの状態が維持される。

このような温度管理パターンにあわせて、本実施形態の除湿暖房システム１０の運転が行われる。すなわち、低温Ａとされる第１時間帯Ｚ１では、室内空気の除湿と加熱のために、図１に示す蓄熱除湿モードまたは図２に示す暖房モードでの運転が行われる。蓄熱除湿モードが、除湿暖房モードに対応する。昇温状態Ｂとされる第２時間帯Ｚ２では、室内空気を加熱するために、図２に示す暖房モードでの運転が行われる。日中および降温状態Ｃとされる第３時間帯Ｚ３では、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液の温度を所定温度以上に維持するために、保温モードでの運転が行われる。

次に、この運転の詳細について説明する。

本実施形態では、ヒートポンプサイクル装置で発生する冷熱を最大限活用するために、制御装置４０は、図５に示すフローに従って、除湿暖房システム１０の各機器を制御する。なお、制御装置４０は、除湿暖房システム１０の電源が投入されている間、図５に示すフローを繰り返し実行する。図５に示す各ステップは、制御装置４０の機能を実現する機能実現部を構成している。また、以下の説明は、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液の温度が所定温度以上である状態からの説明である。

ステップＳ１において、現在の時刻が第１時間帯Ｚ１、第２時間帯Ｚ２、第３時間帯Ｚ３のいずれであるかを判定する。

第１時間帯Ｚ１、第２時間帯Ｚ２、第３時間帯Ｚ３のそれぞれは、１日を３つの時間帯に分けたときの１つである。それぞれの時間帯Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３は、予め定められる。図４に示すように、第１時間帯Ｚ１は、日没の時刻から所定時間経過後の時刻ａと、日出の時刻から所定時間前の時刻ｂとの間の時間帯である。第２時間帯Ｚ２は、時刻ｂと時刻ｃとの間の時間帯である。第３時間帯Ｚ３は、時刻ｃと時刻ａとの間の時間帯である。

時計部４０ａが示す現在の時刻が第１時間帯Ｚ１のとき、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、送風機２８をＯＮ状態とし、蓄熱液ポンプ１６をＯＮ状態とし、四方弁１４をＯＦＦ状態とし、冷媒圧縮機２０をＯＦＦ状態とする。これにより、蓄熱液ポンプ１６と送風機２８とが作動する。四方弁１４は、図２に示す第２状態となる。冷媒圧縮機２０は停止状態とされる。その後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、第１温度センサ３６が検知した温度Ｔ１が第１所定温度（例えば、５０℃）よりも低いか否かを判定する。ＮＯ判定のとき、ステップＳ１に戻る。

このため、蓄熱液放熱器１８から流出の蓄熱液の温度Ｔ１が第１所定温度以上の場合、図２に示すように、蓄熱液タンク１２の上部の接続部１２ａから蓄熱液が、蓄熱液ポンプ１６によって蓄熱液放熱器１８に送られる。蓄熱液放熱器１８での蓄熱液と室内空気との熱交換によって、室内空気が加熱される。蓄熱液放熱器１８で放熱後の蓄熱液は、蓄熱液タンク１２の下部の接続部１２ｂから蓄熱液タンク１２に流入する。このようにして、暖房モードでの運転が行われる。

このとき、室内空気が加熱されるだけでも、相対湿度が低下するが、必要に応じて、図示しないハウス制御装置が、ハウスに設置された換気扇等の外気導入装置を作動させて、ハウス内に外気を導入する。これにより、室内温度を調整して室内温度を低温Ａで維持しつつ、室内空気の湿度を低下させる。

ステップＳ３で、ＹＥＳ判定のとき、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、冷媒圧縮機２０と四方弁１４とをＯＮ状態とする。これにより、冷媒圧縮機２０が作動し、四方弁１４が図１に示す第１状態となる。

このため、蓄熱液放熱器１８から流出の蓄熱液の温度が第１所定温度よりも低い場合、図１に示すように、蓄熱液タンク１２の下部の接続部１２ｂから蓄熱液が、蓄熱液ポンプ１６によって蓄熱液放熱器１８に送られる。

冷媒圧縮機２０が作動することで、室内空気が、冷媒蒸発器２６で冷媒との熱交換によって冷却されて除湿される。その後、低温化した除湿空気は、蓄熱液放熱器１８で蓄熱液との熱交換によって加熱される。これにより、除湿された空気が、室内全体の温度に対して温度変動が小さい状態で、室内に供給される。

蓄熱液放熱器１８で熱交換された蓄熱液は、蓄熱液冷媒熱交換器２２で冷媒との熱交換によって加熱された後、蓄熱液タンク１２の上部の接続部１２ａから蓄熱液タンク１２内に流入する。このように、蓄熱除湿モードでの運転が行われる。

続いて、ステップＳ５では、第２温度センサ３８が検知した温度Ｔ２が第２所定温度（例えば、９０℃）以上であるか否かを判定する。ＹＥＳ判定のとき、ステップＳ３に戻る。ステップＳ３で、ＮＯ判定であれば、本フローを終了し、再び、ステップＳ１を経てステップＳ２に進む。ステップＳ３で、ＹＥＳ判定であれば、ステップＳ４に進む。

このため、蓄熱液タンク１２から流出の蓄熱液の温度が第２所定温度よりも高く、かつ、蓄熱液放熱器１８から流出の蓄熱液の温度が第１所定温度よりも高い場合、蓄熱除湿モードから暖房モードに切り替えられる。蓄熱液タンク１２から流出の蓄熱液の温度が第２所定温度よりも高く、かつ、蓄熱液放熱器１８から流出の蓄熱液の温度が第１所定温度よりも低い場合、蓄熱除湿モードでの運転が維持される。

ステップＳ５で、ＮＯ判定の場合、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、現在の時刻が第１時間帯Ｚ１内であるか否かが判定される。ＹＥＳ判定であれば、ステップＳ５に戻り、ＮＯ判定であれば、本フローを終了する。

このため、蓄熱液タンク１２から流出の蓄熱液の温度が第２所定温度よりも低い場合、現在の時刻が第１時間帯Ｚ１内であれば、蓄熱除湿モードでの運転が維持される。

このように、時刻が第１時間帯Ｚ１のとき、蓄熱除湿モードまたは暖房モードでの運転が行われる。

また、ステップＳ１において、現在の時刻が第２時間帯Ｚ２のとき、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、送風機２８をＯＮ状態とし、蓄熱液ポンプ１６をＯＮ状態とし、四方弁１４をＯＦＦ状態とし、冷媒圧縮機２０をＯＦＦ状態とする。これにより、蓄熱液ポンプ１６と送風機２８とが作動する。四方弁１４は、図２に示す第２状態となる。冷媒圧縮機２０は停止状態とされる。その後、本フローを終了し、再び、ステップＳ１を実行する。

このため、現在の時刻が第２時間帯Ｚ２のとき、図２に示すように、暖房モードでの運転が行われる。暖房モードは、ステップＳ２、Ｓ３での説明と同じである。暖房モードでの運転によって、作物を徐々に温めて、作物の結露防止を行う。

また、ステップＳ１において、現在の時刻が第３時間帯Ｚ３のとき、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、送風機２８をＯＦＦ状態とし、蓄熱液ポンプ１６をＯＮ状態とし、四方弁１４をＯＦＦ状態とし、冷媒圧縮機２０をＯＦＦ状態とする。これにより、図３に示すように、四方弁１４が第２状態となった状態で、蓄熱液ポンプ１６が作動することで、蓄熱液が蓄熱液回路３０を循環する。なお、図３とは異なり、冷媒圧縮機２０と送風機２８とは停止状態とされる。

続いて、ステップＳ９では、第２温度センサ３８が検知した温度Ｔ２が第３所定温度（例えば、５０℃）よりも低いか否かを判定する。

ステップＳ９で、ＮＯ判定であれば、ステップＳ１０に進み、蓄熱液ポンプ１６をＯＦＦ状態とし、タイマ４０ｂをＯＮ状態とする。

続いて、ステップＳ１１では、ステップＳ１０で作動開始したタイマ４０ｂの経過時間を取得し、タイマ４０ｂの作動開始からの経過時間が所定時間を経過したか否かを判定する。このとき、ＮＯ判定であれば、再び、ステップＳ１１を行う。ＹＥＳ判定であれば、本フローを終了して、再び、ステップＳ１を行う。

このように、蓄熱液タンク１２から流出の蓄熱液の温度確認を行い、蓄熱液の温度が第３所定温度以上の場合、一定時間、蓄熱液ポンプ１６を停止させる。そして、一定時間経過後、蓄熱液ポンプ１６を作動させて、蓄熱液の温度確認を継続する。

ステップＳ９で、ＹＥＳ判定であれば、ステップＳ１２に進み、冷媒圧縮機２０をＯＮ状態とし、送風機２８をＯＮ状態とする。これにより、図３に示すように、保温モードでの運転が行われる。

すなわち、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液の温度が第３所定温度よりも低い場合、冷媒圧縮機２０、蓄熱液ポンプ１６および送風機２８が作動する。このとき、四方弁１４は図３に示す第２状態である。このため、蓄熱液が、蓄熱液冷媒熱交換器２２で冷媒との熱交換によって加熱された後、蓄熱液タンク１２に流入する。なお、室内空気は、蓄熱除湿モードと同様に、冷媒蒸発器２６で冷却されて除湿される。

続いて、ステップＳ１３で、第２温度センサ３８が検知した温度Ｔ２が第３所定温度（例えば、５０℃）以上であるか否かを判定する。ＮＯ判定であれば、再び、ステップＳ１３を行う。ＹＥＳ判定であれば、ステップＳ１４に進み、現在の時刻が第３時間帯Ｚ３であるか否かを判定する。

ステップＳ１４において、ＮＯ判定であれば、本フローを終了し、再び、ステップＳ１を行う。ＹＥＳ判定であれば、ステップＳ１５に進み、冷媒圧縮機２０、送風機２８、蓄熱液ポンプ１６をＯＦＦ状態とする。タイマ４０ｂをＯＮ状態とする。

続いて、ステップＳ１６で、ステップＳ１５で作動開始したタイマ４０ｂの経過時間を取得し、タイマ４０ｂの作動開始からの経過時間が所定時間を経過したか否かを判定する。ＮＯ判定であれば、再び、ステップＳ１６を行う。ＹＥＳ判定であれば、本フローを終了して、再び、ステップＳ１を行う。

このように、保温モードでの運転中に、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液の温度を確認する。蓄熱液の温度が第３所定温度よりも低い場合、保温モードでの運転を継続する。蓄熱液の温度が第３所定温度以上の場合、冷媒圧縮機２０、送風機２８、蓄熱液ポンプ１６を停止させ、蓄熱液ポンプ１６も一定時間停止させる。そして、一定時間経過後、蓄熱液ポンプ１６を作動させて、蓄熱液の温度確認を継続する。

また、保温モードでの運転時では、図３に示すように、蓄熱液冷媒熱交換器２２で加熱された蓄熱液が、蓄熱液タンク１２の下部から流入する。このため、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液が撹拌され、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液の温度境界層を壊すことができ、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液全体の温度を早期に所定温度以上にすることができる。よって、冷媒圧縮機２０、蓄熱液ポンプ１６および送風機２８の運転時間の短縮化が可能となる。

このように、時刻が第３時間帯Ｚ３のとき、蓄熱液タンク１２内の蓄熱液の温度監視が定期的に行われ、蓄熱液の温度が所定温度よりも低いときに、蓄熱液を加熱する保温モードでの運転が行われる。

以上のように、本実施形態の除湿暖房システム１０の運転が行われる。第１時間帯Ｚ１の少なくとも一部で行われる蓄熱除湿モードでの運転では、ヒートポンプサイクル装置によって送風空気を除湿する。除湿による送風空気の温度低下を蓄熱液タンク１２内の蓄熱液の熱で防止しながら、ヒートポンプサイクル装置によって蓄熱液を加熱して蓄熱を行う。第２時間帯Ｚ２で行われる暖房モードでの運転では、蓄熱された蓄熱液を熱源として送風空気を加熱する。第３時間帯Ｚ３で行われる保温モードでの運転は、蓄熱液の温度が下がったときのみ、ヒートポンプサイクル装置によって蓄熱液を加熱する。したがって、本実施形態の除湿暖房システム１０によれば、ヒートポンプサイクル装置で発生する冷熱を有効に利用しながら、最小限のエネルギでハウス内の環境を整えることが可能となる。

ここで、発明が解決しようとする課題の欄に記載の通り、ヒートポンプサイクル装置の蒸発器で室内空気を冷却して除湿し、ヒートポンプサイクル装置の放熱器で、直接、室内空気を加熱して暖房することが考えられる。しかし、この場合、室内空間の空気温度を所望の温度に調整する際に、放熱器からの熱エネルギが余ると、余った熱エネルギを屋外に放出することになる。このため、熱エネルギを有効に利用できない。

これに対して、本実施形態の除湿暖房システム１０によれば、ヒートポンプサイクル装置の放熱器である蓄熱液冷媒熱交換器２２から放出される熱エネルギを蓄熱液タンク１２に蓄えるとともに、蓄熱液タンク１２に蓄えられた熱エネルギから必要な大きさの熱エネルギを利用することができる。したがって、ヒートポンプサイクル装置から放出される熱エネルギを有効に利用することができる。

なお、図５のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１３の判定で用いた温度判定値（すなわち、第１〜第３所定温度）は、除湿暖房システム１０を構成する各機器の仕様によって、適宜変更されるものである。

（他の実施形態）
（１）上記した実施形態では、蓄熱液タンク１２の蓄熱液の出入口を切り替える切替装置として、四方弁１４を用いたが、他の切替装置を用いてもよい。例えば、図６に示す切替装置４２を用いてもよい。切替装置４２は、４つの開閉弁４３、４４、４５、４６を有している。

第１接続部４２ａが、四方弁１４の第１接続部１４ａに対応する。第２接続部４２ｂが、四方弁１４の第２接続部１４ｂに対応する。第３接続部４２ｃが、四方弁１４の第３接続部１４ｃに対応する。第４接続部４２ｃが、四方弁１４の第４接続部１４ｄに対応する。このため、４つの開閉弁４３、４４、４５、４６のそれぞれの開閉状態の組合せによって、四方弁１４と同様に、第１状態と第２状態とを切り替えることができる。

（２）上記した実施形態では、１日を３つの時間帯に分けたが、４つ以上の複数の時間帯に分けてもよい。この場合であっても、第１時間帯で、蓄熱除湿モードでの運転が行われ、第１時間帯よりも後の第２時間帯で、暖房モードでの運転が行われ、第２時間帯よりも後の第３時間帯で、保温モードでの運転が行われるようになっていることが好ましい。

（３）上記した実施形態では、蓄熱液として水を用いたが、不凍液や油類などの他の液体を用いてもよい。また、冷媒回路３２の冷媒として、二酸化炭素を用いたが、ヒートポンプサイクルに使用可能な他の冷媒を用いてもよい。

（４）上記した実施形態では、ケース３４を含む除湿暖房システム１０の全体が、ハウス内に配置されていたが、これに限定されない。少なくともケース３４がハウス内に設けられていればよい。

（５）上記した実施形態では、本発明の除湿暖房システム１０を施設園芸ハウスの室内の空調に用いていたが、用途の空調に用いてもよい。例えば、本発明の除湿暖房システムを浴室や脱衣室の室内の空調に用いてもよい。

（６）本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、除湿暖房システムは、蓄熱液タンクと、蓄熱液ポンプと、蓄熱液放熱器と、冷媒圧縮機と、蓄熱液冷媒熱交換器と、冷媒減圧装置と、冷媒蒸発器と、室内空気を冷媒蒸発器、蓄熱液放熱器の順に通過させて室内に送る送風機とを備える。そして、室内空気を除湿するとともに加熱する除湿暖房モードでの運転において、冷媒圧縮機、蓄熱液ポンプおよび送風機が作動することで、室内空気が、冷媒蒸発器で冷媒との熱交換によって冷却されて除湿された後、蓄熱液放熱器で蓄熱液との熱交換によって加熱され、蓄熱液放熱器で熱交換された蓄熱液が、蓄熱液冷媒熱交換器で冷媒との熱交換によって加熱された後、蓄熱液タンクに流入することを特徴とする。

また、第２の観点によれば、室内空気を加熱する暖房モードでの運転において、冷媒圧縮機が停止し、蓄熱液ポンプおよび送風機が作動することで、室内空気が、蓄熱液放熱器で蓄熱液タンクからの蓄熱液との熱交換によって加熱されることを特徴とする。

これによれば、暖房モード時に、蓄熱液タンクに蓄えられた熱エネルギを利用して室内空気を加熱する。このため、ヒートポンプサイクル装置から放出される熱エネルギを有効に利用することができる。

また、第３の観点によれば、さらに、蓄熱液タンクの上部の接続部が蓄熱液冷媒熱交換器の蓄熱液流出部側に接続されるとともに、蓄熱液タンクの下部の接続部が蓄熱液放熱器の蓄熱液流入部側に接続される第１状態と、蓄熱液タンクの上部の接続部が蓄熱液放熱器の蓄熱液流入部側に接続されるとともに、蓄熱液タンクの下部の接続部が蓄熱液冷媒熱交換器の蓄熱液流出部側に接続される第２状態とを切り替える切替装置を備える。切替装置は、除湿暖房モードでの運転時に第１状態とし、暖房モードでの運転時に第２状態とすることを特徴とする。

これによれば、蓄熱液タンク内の蓄熱液に温度境界層が形成された状態を維持しながら、蓄熱液を蓄熱液放熱器に供給することができる。すなわち、暖房モード時では、蓄熱液タンクの上部から蓄熱液が蓄熱液放熱器に供給されるため、比較的高温の蓄熱液を熱源として空気を加熱することができる。除湿暖房モード時では、蓄熱液タンクの下部から蓄熱液が蓄熱液放熱器に供給されるため、比較的低温の蓄熱液を熱源として空気を加熱することができる。よって、暖房モード時よりも加熱後の空気温度を低く抑えることができる。

また、第４の観点によれば、蓄熱液タンク内の蓄熱液の温度を所定温度以上に維持する保温モードでの運転において、蓄熱液タンク内の蓄熱液の温度が所定温度よりも低い場合に、冷媒圧縮機、蓄熱液ポンプ、送風機が作動することで、蓄熱液が、蓄熱液冷媒熱交換器で冷媒との熱交換によって加熱された後、蓄熱液タンクに流入する。切替装置は、保温モードでの運転時に第２状態とすることを特徴とする。

これによれば、保温モードでの運転時では、蓄熱液冷媒熱交換器で加熱された蓄熱液が、蓄熱液タンクの下部から流入する。このため、蓄熱液タンク内の蓄熱液が撹拌され、蓄熱タンク内の蓄熱液の温度境界層を壊すことができ、蓄熱液タンク内の蓄熱液全体の温度を早期に所定温度以上にすることができる。よって、冷媒圧縮機、蓄熱液ポンプおよび送風機の運転時間の短縮化が可能となる。

また、第５の観点によれば、１日を複数の時間帯に分けたときの１つの時間帯である第１時間帯で、除湿暖房モードでの運転が行われ、第１時間帯よりも後の第２時間帯で、暖房モードでの運転が行われ、第２時間帯よりも後の第３時間帯で、保温モードでの運転が行われるようになっていることを特徴とする。例えば、このように運転することができる。

また、第６の観点によれば、施設園芸ハウスの室内の空調に用いられることを特徴とする。このように、第１〜５の観点の除湿暖房システムは、施設園芸ハウスの室内の空調に用いられることが好ましい。

１２ 蓄熱液タンク
１４ 四方弁
１６ 蓄熱液ポンプ
１８ 蓄熱液放熱器
２０ 冷媒圧縮機
２２ 蓄熱液冷媒熱交換器
２４ 冷媒減圧装置
２６ 冷媒蒸発器
２８ 送風機

Claims (6)

1. 蓄熱液を蓄える蓄熱液タンク（１２）と、
   前記蓄熱液タンク内の蓄熱液を送る蓄熱液ポンプ（１６）と、
   前記蓄熱液タンクから流出の蓄熱液と室内空気とを熱交換させて、蓄熱液を放熱させる蓄熱液放熱器（１８）と、
   冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機（２０）と、
   前記冷媒圧縮機から吐出された冷媒と蓄熱液とを熱交換させて、冷媒を放熱させる蓄熱液冷媒熱交換器（２２）と、
   前記蓄熱液冷媒熱交換器から流出の冷媒を減圧させる冷媒減圧装置（２４）と、
   前記冷媒減圧装置から流出の冷媒と室内空気とを熱交換させて、冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器（２６）と、
   室内空気を前記冷媒蒸発器、前記蓄熱液放熱器の順に通過させて室内に送る送風機（２８）とを備え、
   室内空気を除湿するとともに加熱する除湿暖房モードでの運転において、前記冷媒圧縮機、前記蓄熱液ポンプおよび前記送風機が作動することで、室内空気が、前記冷媒蒸発器で冷媒との熱交換によって冷却されて除湿された後、前記蓄熱液放熱器で蓄熱液との熱交換によって加熱され、前記蓄熱液放熱器で熱交換された蓄熱液が、前記蓄熱液冷媒熱交換器で冷媒との熱交換によって加熱された後、前記蓄熱液タンクに流入することを特徴とする除湿暖房システム。
2. 室内空気を加熱する暖房モードでの運転において、前記冷媒圧縮機が停止し、前記蓄熱液ポンプおよび前記送風機が作動することで、室内空気が、前記蓄熱液放熱器で前記蓄熱液タンクからの蓄熱液との熱交換によって加熱されることを特徴とする請求項１に記載の除湿暖房システム。
3. さらに、前記蓄熱液タンクの上部の接続部（１２ａ）が前記蓄熱液冷媒熱交換器の蓄熱液流出部（２２１ａ）側に接続されるとともに、前記蓄熱液タンクの下部の接続部（１２ｂ）が前記蓄熱液放熱器の蓄熱液流入部（１８ａ）側に接続される第１状態と、前記蓄熱液タンクの上部の接続部が前記蓄熱液放熱器の蓄熱液流入部側に接続されるとともに、前記蓄熱液タンクの下部の接続部が前記蓄熱液冷媒熱交換器の蓄熱液流出部側に接続される第２状態とを切り替える切替装置（１４、４２）を備え、
   前記切替装置は、前記除湿暖房モードでの運転時に前記第１状態とし、前記暖房モードでの運転時に前記第２状態とすることを特徴とする請求項２に記載の除湿暖房システム。
4. 前記蓄熱液タンク内の蓄熱液の温度を所定温度以上に維持する保温モードでの運転において、前記蓄熱液タンク内の蓄熱液の温度が所定温度よりも低い場合に、前記冷媒圧縮機、前記蓄熱液ポンプ、前記送風機が作動することで、蓄熱液が、前記蓄熱液冷媒熱交換器で冷媒との熱交換によって加熱された後、前記蓄熱液タンクに流入し、
   前記切替装置は、前記保温モードでの運転時に前記第２状態とすることを特徴とする請求項３に記載の除湿暖房システム。
5. １日を複数の時間帯に分けたときの１つの時間帯である第１時間帯で、前記除湿暖房モードでの運転が行われ、前記第１時間帯よりも後の第２時間帯で、前記暖房モードでの運転が行われ、前記第２時間帯よりも後の第３時間帯で、前記保温モードでの運転が行われるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の除湿暖房システム。
6. 施設園芸ハウスの室内の空調に用いられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の除湿暖房システム。

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