JPH0438997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば一般家屋用として配設され
るヒートポンプ式空気調和機等を利用して蓄熱す
る蓄熱装置を備えた建築物に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より用いられる蓄熱装置は、たとえば大規
模な排熱回収システムの一部として採用されてい
るものから、いわゆるソーラハウスの一部として
採用される砕石蓄熱式のもの、砕石と水タンク併
用蓄熱式のもの、水蓄熱式のもの、あるいは氷
（潜熱蓄熱材）蓄熱式のもの等、多種に亘る。

ところで、ソーラハウスになつていない一般家
屋においても、何等かの手段で蓄熱ができれば、
省エネ効果およびランニングコストの点から有利
であること言う迄もない。その点、上記大規模排
熱回収システムの蓄熱装置は論外であるが、砕石
蓄熱式以下のものが、注目されている。

上記砕石式の蓄熱装置は、安価に構成でき、加
熱性能が良く優れた装置ではあるが、温度再生効
率が低いとともに空気抵抗が大であり、かつ抵抗
値が設計段階で正確に把握できない。しかも、装
置自体大形化して、必要な専有スペースが大とな
るなどの欠点がある。また、水を使用する蓄熱装
置においては、かなり大型の水タンクおよび熱交
換水を導く配管類が必要となり、一般家庭では保
守管理に手間がかかつて面倒である。氷を用いた
蓄熱装置では、さらに複雑な構成となり、一般的
でない。

ところで一般家庭においては、冷房運転と暖房
運転とを切換可能としたヒートポンプ式空気調和
機が多用される傾向にあり、これに接続するのに
最適な蓄熱装置の開発が要望されている。すなわ
ち、蓄熱装置を併用できれば、空気調和機の熱出
力の調整範囲が拡大し、ヒートポンプ単体の熱出
力よりも大なる熱出力の取出が可能になつて、多
室冷暖房運転ができる。換言すれば、より小さい
出力の空気調和機ですむこととなる。さらに、ヒ
ートポンプ式空気調和機の性質上、深夜電力を利
用でき、特に夏期におけるピーク電力の緩和を図
れ、かつ朝の立上がり負荷に素早く対応できるこ
ととなる。

このような種々の利点がありながら、普及に至
つていない理由は、小型、低コストで、熱的特性
に優れた高性能の蓄熱装置が開発されていないと
ころにある。

また、一般家屋を構成する建築物において、特
に畳などの床構成材を支持する構造は、梁材、束
木および大引材などの多数の部材からなり、床構
成材と布基礎との間に介設される。すなわち、床
支持構造は非常に複雑で組立てが面倒であり、し
かも経時変化にともなつて変形の恐れがある。

これに対して上記蓄熱装置は、そのスペースの
関係上、家屋の床下に埋設されるのが普通である
から、これを床支持構成部材として兼用できれば
非常に都合がよい。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に着目してなされたもので
あり、その目的とするところは、通風抵抗が小さ
く、かつ温度の再生効率が高い蓄熱性を備えて、
空気調和をコンパクトなシステムで構成できる蓄
熱装置により床構成材を支持する建築物を提供し
ようとするものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、断熱材で密閉した筐状の装
置本体内に、複数枚の蓄熱板を鉛直方向に立てて
互いの側面を重ね合わせて収容し、上記装置本体
の一端部から装置本体内に熱交換空気を導入し上
記蓄熱板相互間の水平方向に導通して他端部から
導出する空気通路を設けて蓄熱装置を構成し、こ
の蓄熱装置の上面に、装置本体を介して蓄熱板が
床構成材を支持したことを特徴とする建築物であ
る。

〔考案の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説
明する。第１図は、たとえば一般家屋における空
気調和システムを概略的に示す。１は被熱交換室
であり、この床構成材４０は後述する蓄熱装置Ｓ
によつて支持される。蓄熱装置Ｓの一端部側には
たとえば壁などを利用したメーンダクト２、他端
部側には補助ダクト３が連通する。上記メーンダ
クト２は被熱交換室１の天井にまで延出されてい
て、中途部には送風ダンパ４により開閉される導
通口５が設けられる。この上部には、空調用フア
ン６とプレナム室７とが設けられる。プレナム室
７からは複数本の天井ダクト８……が接続され、
被熱交換室１の天井に設けられる吹出口９……に
それぞれ連通する。なお、上記天井ダクト８……
のそれぞれ中途部には空調用ダンパ１０……が設
けられる。一方、上記導通口５には吸込フアン１
１を収容する吸込ダクト１２が連通していて、端
部には一般的なヒートポンプ式空気調和機Ｈの室
内側熱交換器１３が配設される。この室内側熱交
換器１３に上記補助ダクト３の開口部が対向す
る。被熱交換室１の外部には、上記ヒートポンプ
式空気調和機Ｈの室外ユニツト１４が配設され
る。この室外ユニツト１４は、圧縮機１５、四方
切換弁１６、室外側交換器１７および送風フアン
１８などがユニツト化されたものであり、上記室
内側熱交換器１３とは冷媒管１９を介して連通さ
れる。２０はソーラシステムであり、家屋の屋根
には太陽熱集熱器２１が配設される。この太陽熱
集熱器２１の傾斜上部と上記メーンダクト２の下
端部とは集熱ダクト２２によつて連通され、かつ
メーンダクト２との連通部はソーラ用ダンパ２３
によつて開閉自在となつている。上記太陽熱集熱
器２１の傾斜下部と蓄熱装置Ｓとは戻りダクト２
４によつて連通されてなる。

つぎに、上記蓄熱装置Ｓについて説明する。第
２図に示すように、２５は断熱材からなり密閉さ
れた筐状の装置本体であり、この両側部を空間室
２６，２６とし、残りのスペースに蓄熱体２７が
充填される。一方の空間室２６には、上記メーン
ダクト２が接続する開口部２６ａが設けられ、他
方の空間室２６には上記補助ダクト３が接続され
る図示しない開口部が設けられる。

上記蓄熱体２７は、第３図に示すように、鉛直
方向に並べられる複数枚の蓄熱板２８……と、こ
れら蓄熱板２８……の上端部に嵌め込まれる長尺
の枠付スペーサ２９ａと短尺の枠付スペーサ２９
ｂ……およびこれら上下の枠付スペーサ２９ａ，
２９ｂを締結する紐状体３０……とからなり、ユ
ニツト化される。上記蓄熱板２８は、アスベスト
を含まない特殊セメント材や、プレスモルタル材
もしくは特殊石膏材などから形成され、かつ素材
の比熱を上げるべく略矩形の平板状にプレス加工
される。

第４図に示すように上記枠付スペーサ２９ａ
は、蓄熱板２８が嵌め込まれる凹部１２９ａ……
と、これらを区画するリブ１２９ｂ……とを備え
る。蓄熱板２８……は凹部１２９ａ……の長手方
向に沿つて嵌め込まれ、上記リブ１２９ｂ……に
より蓄熱板２８……相互間に間〓である空気通路
３００が形成される。すなわち、上記空気通路３
００は、熱交換空気を水平方向に導くことにな
る。間〓は正確に保たれるとともに蓄熱板２８…
…は位置ずれすることなく纏められる。また、下
部の枠付スペーサ２９ｂにも蓄熱板２８……が嵌
め込まれる凹部１２９ｃと、空気通路３００を形
成するリブ１２９ｄ……を有する。

再び第２図に示すように、ユニツト化された上
記蓄熱体２７は蓄熱板２８……がそのまま垂直方
向に並べられ、かつ空気通路３００が空間室２
６，２６に向くようにして配設される。

実際の建築物においては、上記蓄熱装置Ｓは第
５図および第６図に示すようにして備えられる。
すなわち土中は堀下げられ、この底面にいわゆる
割栗３１が敷設され、これを捨コンクリート３２
で覆うとともに布基礎３３が設けられる。この布
基礎３３は上記蓄熱装置Ｓの底面および側面を上
記断熱材２５を介して収容する。上面に設けられ
る断熱材２５上には、たとえばグラスウールであ
る高密度緩衝材３４を介してコンクリートスラブ
３５が設けられる。さらにコンクリートスラブ３
５上には根太受３６、根太３７、畳下地材３８ａ
および畳３８からなる床構成材４０が設けられ
る。

第６図は第５図の位置とは直交する位置を示
す。蓄熱装置Ｓの空間室２６は空間のまま残され
る。この上面には断熱材２５、高密度緩衝材３
４、コンクリートスラブ３５および根太３７を介
して畳下地材３８ａと畳３８である床構成材４０
が敷設されること同様である。

しかして、蓄熱装置Ｓは床構成材４０を直接支
持するので、従来のような梁材、束木および大引
材などの床構成支持部材は不要である。特に、蓄
熱体２７は鉛直方向に多数の蓄熱板２８……を揃
えて構成したので、床構成材４０の鉛直方向に対
する耐力が大である。上記コンクリートスラブ３
５は上面断熱材３５の浮き上りを確実に防止し、
根太３７は畳３８の湿気を吸収を防止する。

深夜電力を利用して蓄熱を行うには、ヒートポ
ンプ式空気調和機Ｈを駆動するとともに吸込フア
ン１１を駆動し、送風ダンパ４を開放する。室内
側熱交換器１３を導通して熱交換された空気（冷
気もしくは暖気）はメーンダクト２を介して蓄熱
装置Ｓに導かれ、空気通路３００を導通する間に
蓄熱体２７と熱交換する。したがつて、冷気また
は暖気の熱は蓄熱板２７に蓄えられる。補助ダク
ト３を介して蓄熱装置Ｓから排出される熱交換後
の空気は、再び室内側熱交換器１３に吸込まれ、
上述の経路を循環して蓄熱作用がなされる。

また、ソーラシステム２０を利用して蓄熱する
には、ソーラ用ダンパ２３を開放すればよい。太
陽熱集熱器２１と熱交換して暖められた暖気は、
集熱ダクト２２を介して蓄熱装置Ｓに導かれ、蓄
熱される。

このように、冷気もしくは暖気などのそれぞれ
の熱交換空気が蓄熱体２７に設けられる空気通路
３００を導通する際、これは各蓄熱板２８……の
表裏面に接触して全面的に熱交換されるので、蓄
熱特性がよい。空気通路３００は一方向に沿つて
整然と設けられているので、通風抵抗が小さくて
すむ。また、蓄熱体２７および空気通路３００の
容積など予め設定できるので、蓄熱量および通風
抵抗値の算出が容易である。

必要に応じて被熱交換室１を空気調和するに
は、送風ダンパ４を閉成して空調用フアン６を駆
動する。すると、蓄熱装置Ｓに蓄えられた冷気も
しくは暖気はメーンダクト２を上昇し、プレナム
室７で整圧され吹出口９……から被熱交換室１に
吹出される。すなわち、被熱交換室１で熱交換し
て、空気調和がなされることになる。熱交換後の
被熱交換室１からの戻りの空気は補助ダクト３に
吸込まれ、再び蓄熱装置Ｓと熱交換して上述の経
路を循環する。蓄熱装置Ｓには、図示しない蓄熱
センサが設けられていて、蓄熱体２７の蓄熱がな
くなり温度変化が大になるとヒートポンプ式空気
調和機Ｈに信号を送り、これを駆動する。空気調
和機Ｈは、直接被熱交換室１の空気調和をなす。
この際、空気調和が各被熱交換室１……同時に行
われず、余分なエネルギがあれば、それを蓄熱装
置Ｓに蓄熱すること言う迄もない。

なお、上記実施例においては床構成材４０とし
て畳下地材３８ａと畳３８を用いたが、これに限
定されるものではなく、第７図および第８図に示
すようにフエルトおよびカペーツト３９を敷設し
てもよい。他の構成は全く同様であり、同番号を
付して説明を省略するが同一の作用効果を得るこ
と、勿論である。

なお上記各実施例においては、蓄熱板２８……
の上下部に別体の枠付スペーサ２９ａ，２９ｂを
嵌め込んで空気通路３００を形成するようにした
が、これに限定されるものではなく、たとえば第
９図および第１０図に示すようなものであつても
よい。すなわち、第９図に示す蓄熱板２８ａは、
上下端部に沿つて突起部２９ｆ……を一体に設け
てなる。そして、これを第１０図に示すように突
起部２９ｆの方向を揃えて複数枚重ね合せ、かつ
梱包バンド３０ａにて締結してなる蓄熱体２７Ａ
を示す。上下の突起部２９ｆ，２９ｆ相互間は間
〓が形成され、空気通路３００となる。

また上記コンクリートスラブ３５に換えて、普
通モルタル床、膨張モルタル床、石膏モルタル
床、プレキヤストコンクリート平板、木製床パネ
ル、鋼製床パネル、鉄および木の複合パネルを用
いてもよい。

この他、本発明の要旨を越えない範囲内で種々
変形実施可能なこと、勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、廉価で、
コンパクトであり、かつヒートポンプ式空気調和
機との組み合せに最適な蓄熱特性を得られる蓄熱
装置によつて床構成材を確実に支持し、梁材や束
木および大引材などの多数の部材からなり組立が
非常に複雑で面倒であり、かつ経時変化にともな
つて変形の恐れがある床支持構成部材が不要とな
り、高い剛性と耐久性の向上を得るなどの効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示
し、第１図は一般家屋における空調設備の概略的
構成図、第２図は蓄熱装置の斜視図、第３図は蓄
熱体の斜視図、第４図は蓄熱体の分解した斜視
図、第５図は建築物下部の縦断面図、第６図は第
５図とは異なる位置の縦断面図、第７図ないし第
１０図は本発明の他の実施例を示し、第７図は建
築物下部の縦断面図、第８図は第７図とは異なる
位置の縦断面図、第９図は蓄熱板の斜視図、第１
０図は第９図の蓄熱板からなる蓄熱体の一部斜視
図である。 ２５……装置本体、２８……蓄熱板、３００…
…空気通路、Ｓ……蓄熱装置、４０……床構成
材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断熱材からなり密閉された筐状の装置本体内
   に、複数枚の蓄熱板を鉛直方向に立て互いの側面
   を重ね合わせて収容し、上記装置本体の一端部か
   ら装置本体内に熱交換空気を導入し上記蓄熱板相
   互間を水平方向に導通して他端部から導出する空
   気通路を設けてなる蓄熱装置と、この蓄熱装置の
   上記装置本体上に載設され装置本体を介して蓄熱
   板に支持される床構成材とを具備したことを特徴
   とする建築物。