JPH0412372B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の技術分野〕 本発明は、オフイスビル等の室内を個性的に冷
暖房する冷暖房装置と、冷暖房時のピーク負荷に
対処するための熱を蓄熱する蓄熱体とを有する蓄
熱冷暖房装置に関する。

〔従来の技術〕

オフイスビル等の室内を個別的に冷暖房する冷
暖房装置においては、電力負荷の平準化及び装置
の小型化が要請されており、これに対する一般的
な対策として冷暖房時におけるピーク負荷のカツ
トが可能な蓄熱体が冷暖房装置とシステム化され
ている。通常、前記蓄熱体は夜間の余剰電力を利
用して蓄熱し、冷暖房時において室内がピーク時
に達すると蓄熱された熱を還気に与えるように構
成されている。

従来では上記蓄熱体として、第５図に例示した
ような開放式蓄熱槽ａや第６図に例示したような
密閉式蓄熱槽a′を採用している。

第５図に例示する開放式蓄熱槽ａの場合は、開
放式蓄熱槽ａにおいて内容水ｂをポンプｃと冷凍
機ｄを備えた循環回路ｅに循環させて冷却させ、
その冷水をポンプｆによつて各室の端末器（フア
ンコイルユニツト等ｇに送つている。そして、開
放式蓄熱槽ａは建物の躯体を利用して構成されて
いる。

また、第６図に例示する密閉式蓄熱槽a′の場合
は、密閉式蓄熱槽a′において内容水ｈを加熱ヒー
タｉで加熱し、その温水をポンプｊによつて各室
の端末器（フアンコイルユニツト等）ｋに送つて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし乍ら、上述した従来方式では、次のよう
な欠点があつた。すなわち、開放式蓄熱槽ａ及び
密閉式蓄熱槽a′は何れも全室集中用とされてい
る。このため大容量となり、建物の特定の場所に
専用の設置スペースが必要である上、各室へのエ
ネルギーの搬送動線が長くなり、エネルギーロス
が大きい。

なお、昨今では蓄熱手段として枠石を利用する
ものや氷を利用するものが実用化されるつある
が、これらの蓄熱手段にあつても全室集中用とさ
れることから上記の蓄熱体と同様の問題が生ず
る。

そこで、本発明は、建物等の特定の場所に設置
のための専用スペースを設ける必要がなく、熱を
使用する近くでの蓄熱が可能であり、エネルギー
の搬送ロスと蓄熱場所での悪影響によるロスが極
力抑えられてエネルギーを高効率で蓄え、かつ、
利用することができる蓄熱冷暖房装置を提供する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明は、冷暖房装置と、蓄熱体を収容し
た蓄熱容器を天井裏空間に設置して成る蓄熱部
と、冷暖房装置と居室の天井に設けた吹出口とを
連絡する第一ダクトと、蓄熱部の導入部と冷暖房
装置とを連絡する第二ダクトと、天井の還気口と
第二ダクトと連絡する第三ダクトと、蓄熱部の導
出部と冷暖房装置との間に設けた第一還気ダンパ
と、冷暖房装置の吸込口側に設けた第二還気ダン
パとを備え、蓄熱部内の蓄熱体を還気口から導入
された還気と熱交換すると共に、冷暖房装置から
の冷温風によつて蓄熱するように構成したもので
ある。

第２の発明は、冷暖房装置と、偏平形の蓄熱体
を内部に設けた複数段の棚に載置した蓄熱容器を
天井裏空間に設置して成る蓄熱部と、冷暖房装置
と居室の天井に設けた吹出口とを連絡する第一ダ
クトと、蓄熱部の導入部と冷暖房装置とを連絡す
る第二ダクトと、天井の還気口と第二ダクトと連
絡する第三ダクトと、蓄熱部の導出部と冷暖房装
置との間に設けた第一還気ダンパと、冷暖房装置
の吸込口側に設けた第二還気ダンパとを備え、蓄
熱容器内の各棚間に載置された蓄熱体に還気口か
ら導入された還気を通すことによつて熱交換する
と共に、冷暖房装置からの冷温風によつて蓄熱す
るように構成したものである。

第３の発明は、冷暖房装置と、多数の球状又は
多面体状の蓄熱塊を集合して成る蓄熱体を収容す
る蓄熱容器を載置して成る蓄熱部と、冷暖房装置
と居室の天井に設けた吹出口とを連絡する第一ダ
クトと、蓄熱部の導入部と冷暖房装置とを連絡す
る第二ダクトと、天井の還気口と第二ダクトと連
絡する第三ダクトと、蓄熱部の導出部と冷暖房装
置との間に設けた第一還気ダンパと、冷暖房装置
の吸込口側に設けた第二還気ダンパとを備え、蓄
熱容器内の蓄熱塊間に還気口から導入された還気
を通すことによつて熱交換すると共に、冷暖房装
置からの冷温風によつて蓄熱するように構成した
ものである。

〔作用〕

本発明においては、夜間において余剰電力を利
用して冷暖房装置を運転し、第二ダクトを介して
冷気又は暖気を蓄熱体に送り、蓄熱体に蓄熱す
る。そして、昼間の平常運転時に、第二ダクトを
閉じて蓄熱体と冷暖房装置とを遮断し、居室内の
還気を吸込口より冷暖房装置に導入し、冷暖房装
置により空調した還気を第一ダクトを介して天井
に設けた吹出口から居室内に戻す。一方、ピーク
運転時においては、第二換気ダンパを閉じて吸込
口を閉鎖すると共に、第一還気ダンパを開放し、
天井に設けた還気口から還気を蓄熱体内に導入
し、蓄熱体と接触させながら熱交換して冷暖房装
置に導入し、冷暖房装置により空調した還気を第
一ダクトを介して天井に設けた吹出口から居室内
に戻す。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る蓄熱冷暖房
装置を示すもので、図において、１は居室、２は
居室１の天井裏空間３に設置されたウオールスル
ー式の冷暖房装置、４は同じく天井裏空間３を設
置された蓄熱部である。

冷暖房装置２は、図示の冷房運転の場合、平常
運転時には、送風機５の吸引によつて吸込口６を
介して装置内に導入された還気（Ｒ・Ａ）を直膨
コイル７を通して冷却し、これを送風機５、第一
ダクト８を介して各吹出口９から居室１内に導出
する。なお、直膨コイル７には圧縮器１０を通つ
て凝縮器１１で冷却された冷媒が流れており。暖
められた還気（Ｒ・Ａ）は直膨コイル７を通る際
その冷媒に熱を吸収されて、つまり熱交換が為さ
れて冷却される。

蓄熱部４は、第２図及び第３図に示すようにゲ
ル状の潜熱蓄熱体（例えば、硫酸ナトリウム10水
塩（Na₂SO₄・10H₂O）、塩化カルシウム６水塩
（CaCl₂・6H₂O）等）を偏平形とした蓄熱体１２
と、該蓄熱体１２を内部に設けた複数段の棚１３
に載置する薄型角柱状の蓄熱容器（通常は鉄板
製）１４にて構成されている。そして、蓄熱部４
は蓄熱容器１４を上階床スラブ１５の下面に埋込
みボルト１６等によつて吊持されることで天井裏
空間３に設置されている。

各棚１３に載置される蓄熱体１２は、多数の分
割体１７によつてユニツト化されている。例示の
場合、分割体１７は正方形を成しており、複数ず
つ３列に配置されている。

蓄熱容器１４は、蓄熱体１２を収容する蓄熱体
収容部１８と、これらの前後にボルト結合される
導入部１９及び導出部２０によつて構成されてい
る。

導入部１９と送風機５との間はダクト第一２１
によつて接続され、送風機５の近傍に設けたダン
パを２２切り替えると、冷暖房装置２からの冷風
が第二ダクト２１、導入部１９を介して蓄熱容器
１４内に流入する。冷風は各棚１３間を流れ、第
一還気ダンパ２３を介して冷暖房装置２内に導入
される。冷風が各棚１３間を流れる際、各棚１３
に載置されている蓄熱体１２の分割体１７に熱を
吸収される。つまり、蓄熱部４における蓄熱が為
される。この場合、分割体１７はゲル状から凝固
に相変化する。暖房運転時においてはゲル状から
融解に相変化する。なお、前記ダンパ２２を切り
替えると、冷風は第一ダクト８を介して吹出口９
から居室１内に流入する。また、ダンパ２２は図
示しないリモートコントローラによつてコントロ
ールされる。

居室１の天井２４には蓄熱容器１４の導入部１
９と第二ダクト２５で接続された還気口２６が設
けられている。還気口２６に流入する還気（Ｒ・
Ａ）は第二ダクト２５、導入部１９を介して蓄熱
容器１４内に流入し、各棚１３間を流れて第一還
気ダンパ２３を介して冷暖房装置２内に導入され
る、還気（Ｒ・Ａ）は各棚１３間を流れる際、各
棚１３に載置されている蓄熱体１２の分割体１７
と熱交換（冷熱吸収）して一次冷却され、直膨コ
イル７を通つて二次冷却される。二次冷却された
還気（Ｒ・Ａ）は、送風機５、第一ダクト８を介
して各吹出口９から居室１内に導出される。この
ように還気（Ｒ・Ａ）を還気口２６に導入する場
合、吸込口６側の第二還気ダンパ２７を閉じ、第
一還気ダンパ２３を開放する。これら第一及び第
二還気ダンパ２３，２７のコトロールは居室１内
に設置されたセンサ（サーモスタツト）２８によ
つて行なわれ、居室１内が所定温度内にあるとき
は第二還気ダンパ２７が開放されて第一還気ダン
パ２３が閉鎖され、所定温度を超えると逆に第二
還気ダンパ２７が閉鎖されて第一還気ダンパ２３
が開放する。

次に、このように構成された本実施例に係る冷
暖房装置の作用を説明する。

夜間において余剰電力を利用して圧縮機１０と
送風器５を運転し、上記の如くダンパ２２の切り
替えにより直膨コイル７によつて熱交換されて冷
却された冷風を第二ダクト２１に流しておく。こ
れによつて、冷風は各棚１３間を流れ、第一還気
ダンパ２３を介して冷暖房装置２内に導入され
る。冷風が各棚１３間を流れる際、各棚１３に載
置されている蓄熱体１２の分割体１７に熱を吸収
される。つまり、蓄熱部４における蓄熱が為され
る。この場合、分割体１７はゲル状から凝固に相
変化する。暖房運転時においてはゲル状から融解
に相変化する。

昼間の平常運転時においては、第二還気ダンパ
２７の開放、第一還気ダンパ２３の閉鎖によつ
て、還気（Ｒ・Ａ）は、送風機５の吸引によつて
吸込口６を介して装置内に導入され、直膨コイル
７を通して冷却された後、送風機５、第一ダクト
８を介して各吹出口９から居室１内に導出され
る。

また、ピーク運転時においては、第二還気ダン
パ２７の閉鎖、第一還気ダンパ２３の開放によつ
て、還気（Ｒ・Ａ）は還気口２６から第二ダクト
２５を介して蓄熱部４の導入部１９から導入され
る。蓄熱容器１４内に流入し還気（Ｒ・Ａ）は、
各棚１３間を流れて第一還気ダンパ２３を介して
冷暖房装置２内に導入される。そして、還気
（Ｒ・Ａ）は、各棚１３間を流れる際、各棚１３
に載置されている蓄熱体１２の分割体１７と熱交
換（冷熱吸収）して一次冷却され、直膨コイル７
を通つて二次冷却される。二次冷却された還気
（Ｒ・Ａ）は、送風機５、第一ダクト８を介して
各吹出口９から居室１内に導出される。この場
合、還気（Ｒ・Ａ）は蓄熱体１２との熱交換によ
つて一次的な冷却が為され、熱負荷が低減する。

なお、上記作用では、冷房運転について説明し
たが、暖房運転についても同様である。

以上のように、本実施例によれば、冷暖房装置
２と、偏平形の蓄熱体１２を内部に設けた複数段
の棚１３に載置した蓄熱容器１４を天井裏空間３
に設置して成る蓄熱部４と、冷暖房装置２と居室
１の天井２４に設けた吹出口９とを連絡する第一
ダクト８と、蓄熱部４の導入部１９と冷暖房装置
２とを連絡する第二ダクト２１と、天井２４の還
気口２６と第二ダクト２１と連絡する第三ダクト
２５と、蓄熱部４の導出部２０と冷暖房装置２と
の間に設けた第一還気ダンパ２３と、冷暖房装置
２の吸込口６側に設けた第二還気ダンパ２７とを
備え、蓄熱容器１４内の各棚１３間に載置された
蓄熱体１２に還気口２６から導入された還気
（R.A）を通すことによつて熱交換すると共に、
冷暖房装置２からの冷温風によつて蓄熱するよう
に構成したので、夜間において余剰電力を利用し
て冷温風を蓄熱部４を流れるようにすることによ
つて蓄熱部４での蓄熱ができ、その熱をピーク時
において蓄熱部４に流れる還気（R.A）に与える
ことによつてピーク負荷の低減が図れ、従つて、
電力負荷の平準化及び装置の小型化が達成でき
る。蓄熱部４は室内の天井裏空間３に装置される
ために、従来のような専用の設置スペースが不要
である。熱を使用する近くでの蓄熱であるため
に、エネルギー搬送動線が短く、エネルギーロス
が少ない。蓄熱部４はパツケージ化されているた
めに、天井裏空間の熱影響を受け難く、従つて、
蓄熱効率が高い。建物全体の蓄熱量を大きくする
ことができるために外界の温度変化を緩和し、快
適な室内温度環境が保たれる。蓄熱体１２が偏平
形として蓄熱容器１８内に蚕棚様に形成されてい
る複数段の棚１３に載置する構造とした場合に
は、蓄熱容器１８内を流れる冷温風又は還気の整
流性が高く、送風機の圧損が小さい。蓄熱体１２
がゲル状から相変化（特に融解）する際の安定性
（形状保持性）が高く、更に蓄熱体１２を複数の
分割体により構成するようにすると、生産性及び
メインテナンスが容易となる。

しかも、還気の通路が、第一ダクト８、第二ダ
クト２１、第三ダクト２５、蓄熱容器１４及び冷
暖房装置２によつて形成されているので、還気の
スピードが天井裏空間等を流通する還気に比して
早くなり、熱交換効率を低下させるが、蓄熱容器
１４内の蓄熱体１２が棚１３上に多数配してある
から、これらとの接触面積が増大し、蓄熱体１２
を直接的に蓄熱するものと同等の蓄熱効果を奏す
ることができる。そのため、装置を小型化するこ
とができる。

さらに、還気の通路が、上述のように配管で構
成されているので、冷気又は暖気の熱エネルギー
の建物への伝達を抑制することができる。

第４図は本発明に於ける蓄熱部の変形構造を示
したものである。

この蓄熱部４′においては、その蓄熱体１２′を
多数の球状（又は多面体状）の蓄熱塊１７′を集
合させることによつて構成している。蓄熱容器１
４′の蓄熱体収容部１８′の両端には、蓄熱体１
２′を収容後に網蓋２９，３０が設置される。こ
の蓄熱部４′の場合、第二ダクト２１′からの冷温
風、及び還気口２６′からの還気（Ｒ・Ａ）は蓄
熱塊１７′間を流れて熱交換される。

この実施例によれば、上記実施例の効果に加え
て、蓄熱体１２′を多数の球状又は多面体状の蓄
熱塊１７′を集合することによつて構成したので、
冷温風又は還気は蓄熱塊１７′間を流れるために
熱交換をする実質表面積が大となり、蓄熱効率及
びピーク負荷の低減率が高い。

なお、本発明はオフイスビルに限らず、集合住
宅や客船なとにも適用が可能である。

また、潜熱蓄熱材の構造、蓄熱容器の構造等も
設置場所、蓄熱容量等によつて変更されることが
ある。

〔発明の効果〕

以上要するに、本発明に係る蓄熱冷暖房装置に
よれば、還気の通路が天井裏空間に設けた配管に
よつて構成されているので、天井裏空間の熱影響
を受け難く、従つて、蓄熱効率が高い。建物全体
の蓄熱量を大きくすることができるために外界の
温度変化を緩和し、快適な室内温度環境が保たれ
る。しかも、蓄熱部がパツケージ化されているた
めに、従来のような専用の設置スペースが不要で
ある。また、熱を使用する近くでの蓄熱であるた
めに、エネルギー搬送導線が短く、エネルギーロ
スが少ないといつた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は同
蓄熱部の拡大断面図、第３図は同Ｘ−Ｘ断面図、
第４図は同蓄熱部の変形構造を示す断面図、第５
図及び第６図は夫々従来の蓄熱体を示す断面図で
ある。 図において、１と居室、２は冷暖房装置、３は
天井裏空間、４，４′は蓄熱部、６は吸込口、８
は第一ダクト、２１，２１′は第二ダクト、２５
は第三ダクト、９は吹出口、１２，１２′は蓄熱
体、１３は棚、１４，１４′は蓄熱容器、１７は
分割体、１７′は蓄熱塊、２２はダンパ、２３は
第一還気ダンパ、２７は第二還気ダンパ、２６，
２６′は還気口、Ｒ・Ａは還気である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷暖房装置と、 蓄熱体を収容した蓄熱容器を天井裏空間に設置
   して成る蓄熱部と、 冷暖房装置と居室の天井に設けた吹出口とを連
   絡する第一ダクトと、 蓄熱部の導入部と冷暖房装置とを連絡する第二
   ダクトと、 天井の還気口と第二ダクトと連絡する第三ダク
   トと、 蓄熱部の導出部と冷暖房装置との間に設けた第
   一還気ダンパと、 冷暖房装置の吸込口側に設けた第二還気ダンパ
   と を備え、蓄熱部内の蓄熱体を還気口から導入され
   た還気と熱交換すると共に、冷暖房装置からの冷
   温風によつて蓄熱するように構成したことを特徴
   とする蓄熱冷暖房装置。 ２ 冷暖房装置と、 偏平形の蓄熱体を内部に設けた複数段の棚に載
   置した蓄熱容器を天井裏空間に設置して成る蓄熱
   部と、 冷暖房装置と居室の天井に設けた吹出口とを連
   絡する第一ダクトと、 蓄熱部の導入部と冷暖房装置とを連絡する第二
   ダクト、 天井の還気口と第二ダクトと連絡する第三ダク
   トと、 蓄熱部の導出部と冷暖房装置との間に設けた第
   一還気ダンパと、 冷暖房装置の吸込口側に設けた第二還気ダンパ
   と を備え、蓄熱容器内の角棚間に載置された蓄熱体
   に還気口から導入された還気を通すことによつて
   熱交換すると共に、冷暖房装置からの冷温風によ
   つて蓄熱するように構成したことを特徴とする蓄
   熱冷暖房装置。 ３ 各棚に載置される蓄熱体は、複数の分割体に
   て構成されている特許請求の範囲第２項記載の蓄
   熱冷暖房装置。 ４ 冷暖房装置と、 多数の球状又は多面体状の蓄熱塊を集合して成
   る蓄熱体を収容する蓄熱容器を載置して成る蓄熱
   部と、 冷暖房装置と居室の天井に設けた吹出口とを連
   絡する第一ダクトと、 蓄熱部の導入部と冷暖房装置とを連絡する第二
   ダクトと、 天井の還気口と第二ダクトと連絡する第三ダク
   トと、 蓄熱部の導出部と冷暖房装置との間に設けた第
   一還気ダンパと、 冷暖房装置の吸込口側に設けた第二還気ダンパ
   と を備え、蓄熱容器内の蓄熱塊間に還気口から導入
   された還気を通すことによつて熱交換すると共
   に、冷暖房装置からの冷温風によつて蓄熱するよ
   うに構成したことを特徴とする蓄熱冷暖房装置。