暖冷房システム及びユニット建物
【課題】簡単な構成で有効な熱利用が可能な暖冷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、床下空間１３に設置されてヒートポンプ２からの熱搬送流体が経由する蓄熱タンク４と、ユニット建物１の非居室１２に設置される非居室用放熱器３とを備えている。
そして、熱搬送流体は、蓄熱タンク４を経由した後に非居室用放熱器３を経由してヒートポンプ２に戻るように接続されている。
【解決手段】熱源であるヒートポンプ２と、床下空間１３に設置されてヒートポンプ２からの熱搬送流体が経由する蓄熱タンク４と、ユニット建物１の非居室１２に設置される非居室用放熱器３とを備えている。
そして、熱搬送流体は、蓄熱タンク４を経由した後に非居室用放熱器３を経由してヒートポンプ２に戻るように接続されている。
【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暖冷房システム、及びそれを備えたユニット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暖冷房をおこなう空調システムが知られている（特許文献１など参照）。
【０００３】
この特許文献１には、深夜電力を使ってヒートポンプによって温められた湯を貯湯タンクに貯留し、その湯を媒体に使って床暖房をおこなうシステムが開示されている。
【０００４】
一方、ヒートポンプによって水を温める場合、供給される水の水温が低いほどヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ）が高くなり、エネルギー効率が良くなることが知られている。そこで、特許文献１では、貯湯タンクに複数の湯取り出し口を設け、複雑な給湯制御をおこなうことにより、エネルギー効率を向上させている。
【０００５】
また、特許文献２には、居室の床を暖めるために供給された流体を、居室に流した後に廊下などの非居室の床に流してからヒートポンプに戻すことで、流体に与えた熱量を充分に有効利用するとともに、ヒートポンプの運転効率を向上させることができるヒートポンプ式暖房装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２９４２５１号公報
【特許文献２】特開２００３−９０５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２の構成では、配管が複雑になるとともに、貯湯タンクの全体構成が大型化するため、設置できる場所が限られてくる。また、複雑な制御をおこなう装置が必要となるため、コストも高くなる傾向にある。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な構成で有効な熱利用が可能な暖冷房システム、及びそれを備えたユニット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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【００１２】
また、前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器又は前記蓄熱器を経由した後に、建物の居室に設置される居室内熱交換器を少なくとも一つ経由して前記非居室内熱交換器又は前記非居室用熱交換器に至るように構成することができる。
【００１３】
さらに、前記床下熱交換器は、前記熱搬送流体からの熱を蓄熱可能に構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記蓄熱器は、前記熱搬送流体の熱と前記床下空間の空気との熱交換が可能に構成されていてもよい。
【００１５】
さらに、前記非居室用熱交換器は、前記床に設けられた開口部の蓋部又は連通部を有する蓋部の下方の前記床下空間に形成することができる。
【００１６】
また、前記床下熱交換器又は前記蓄熱器が設置される前記床下空間は、床と底盤コンクリートと側壁コンクリートとに囲まれた建物の最下階の床下空間であって、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のが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明のユニット建物は、上記いずれかの暖冷房システムを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成された本発明の暖冷房システムでは、ヒートポンプからの熱搬送流体が、床下熱交換器又は蓄熱器と建物の非居室内又はその床に近接して設置される非居室内熱交換器又は非居室用熱交換器とを経由してヒートポンプに戻される。
【００１９】
このため、通常、居室よりも自然室温が低い非居室に非居室内熱交換器又は非居室用熱交換器で放熱又は吸熱できるので、充分に熱交換された熱搬送流体をヒートポンプに戻すことができ、高いエネルギー効率によってヒートポンプを稼働させることができる。
【００２０】
さらに、非居室内熱交換器は、空気と直接、熱交換をおこなうので、即効性に優れ、効率よく熱搬送流体の熱交換をおこなうことができる。
【００２１】
また、非居室用熱交換器を、自然室温の低い非居室の床に近接して設置すれば、床を介した直接的な暖冷房をおこなうことができる。特に、床に設けられた開口部の蓋部の近傍に非居室用熱交換器を設けることで、局所的かつ効率的な暖冷房をおこなうことができる。さらに、床や床下空間に非居室用熱交換器を配置することで、非居室空間を有効に利用することができる。
【００２２】
また、居室内熱交換器を居室に設置することで、熱搬送流体を居室の暖房や冷房にも使用することができる。
【００２３】
さらに、蓄熱器又は床下熱交換器を蓄熱可能な構成にすることで、コストの低い深夜電力を使って暖冷房をおこなうための蓄熱をおこなうことができる。他方、蓄熱器を、熱搬送流体の熱と床下空間の空気との熱交換が可能な構成とすることで、床下空間の空気を暖めたり、冷やしたりして床を介した暖冷房をおこなうことができる。
【００２４】
また、床下空間を断熱構造にすることで、床下熱交換器によって暖めたり、冷やしたりした空気を床に効率良く伝達させることができる。
【００２５】
さらに、このような暖冷房システムを備えたユニット建物は、建物全体を効率よく暖冷房することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態の暖冷房システムを備えたユニット建物１の全体構成を説明する説明図である。
【００２８】
まず、構成から説明すると、このようなユニット建物１は、基礎断熱として構築される底盤コンクリート１ｂと、その側縁に立設される側壁コンクリート１ｃと、さらにその上に立設される外壁部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る。
【００２９】
そして、この天井部１ｅと外壁部１ｄとに囲まれる空間は、床部１ａによって床下空間１３と屋内としての室内とが区切られている。この床部１ａは、床下空間１３からの熱又は冷気が伝達され易いように、断熱材が貼り付けられていない構成となっている。また、この室内は、内壁部１ｆなどで区切られて、リビングルーム、寝室、ダイニングルームなどの居室１１と、廊下、洗面所などの非居室１２とが形成されている。
【００３０】
また、側壁コンクリート１ｃの床下空間１３側には、グラスウールなどの断熱材６が貼り付けられており、床下空間１３の熱や冷気が屋外に移動し難い断熱構造となっている。
【００３１】
そして、本実施の形態の暖冷房システムは、屋外に設置される熱源であるヒートポンプ２と、床下空間１３に設置される蓄熱可能に構成された床下熱交換器としての蓄熱タンク４と、非居室１２の床部１ａ上に設置される非居室内熱交換器としての非居室用放熱器３と、ヒートポンプ２と蓄熱タンク４と非居室用放熱器３とを繋ぐ循環管路（２１，２２，２３）とから主に構成される。
【００３２】
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、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３とを繋ぐ中継管２２と、非居室用放熱器３とヒートポンプ２とを繋ぐ復路管２３とから主に構成される。これらの循環管路は、主に床下空間１３を通って配管されており、移動中に循環管路から漏出する熱によっても床下空間１３の空気を暖めることができる。
【００３３】
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加熱又は冷却をおこなう装置で、二酸化炭素などの熱媒を循環させながら圧縮・膨張をおこなうことで、熱を吸収したり、熱を放出したりして、その熱媒に接する物体（ここでは熱搬送流体）を加熱したり、冷却したりする。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には、水や不凍液などの流体が使用できる。
【００３４】
そして、ヒートポンプ２の熱媒と熱交換した熱搬送流体は、往路管２１から流れ出し、蓄熱タンク４の内部に貯留され、放熱して温度が少し下がった熱搬送流体は中継管２２を通って非居室用放熱器３に送られ、非居室１２の空気中に放熱することで充分に温度を下げた後に復路管２３を通ってヒートポンプ２に戻ることになる。また、ヒートポンプ２の内部では、熱搬送流体と熱交換した熱媒は大気と熱交換をおこなって、再び加熱された熱媒と熱交換した熱搬送流体が再び往路管２１から流れ出す。
【００３５】
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タンクであって、その内部に熱搬送流体が充填されることで蓄熱が可能になるように構成されている。
【００３６】
また、非居室用放熱器３は、熱搬送流体の熱と非居室１２の空気との熱交換をおこなう装置であり、その実施例を図２に示した。
【００３７】
図２（ａ）は、非居室用放熱器３として設置される格子型放熱器３Ａの斜視図であり、洗面所の壁などに取り付けることができる。また、梯子のように形成された横材には、タオルや洗濯物などを掛けたりすることができる。一方、図２（ｂ）は、非居室用放熱器３として設置されるパネル型放熱器３Ｂの斜視図であり、廊下やトイレの壁の下部に配置することができる。
【００３８】
さらに、このような薄形の格子型放熱器３Ａやパネル型放熱器３Ｂを壁などに沿って配置するのであれば、空間を占有する容積が少ないうえに、放熱器を意識させないようなデザインにすることもできる。
【００３９】
ところで、一般的には、リビングなどの人が長時間過ごす居室１１と、洗面所や廊下など一時的に利用する非居室１２とでは、窓の大きさや向きの違いによって、暖房を一切おこなわなくても平均的な自然室温に差がある。
【００４０】
図３は、１月の晴れた日に計測された暖房のない居室１１と非居室１２の自然室温を示したグラフである。ここで、一点鎖線の曲線Ｔ１は外気温を示し、実線の曲線Ｔ２は非居室１２の非居室室温Ｔ２を示し、破線の曲線Ｔ３は居室１１の居室室温Ｔ３を示している。また、二点鎖線で挟まれた気温１７℃〜２４℃の範囲は、人が生活する上での適温範囲ＴＣを示している。
【００４１】
この図３によると、居室室温Ｔ３は早朝に１０℃前後になるものの日中は２３℃まで上がるのに対し、非居室室温Ｔ２は早朝の温度は居室室温Ｔ３と同程度であっても、最高でも１７℃程度にしかならず夜も冷え込むことになる。このような傾向は日当たりと間取りから大部分の住宅において共通するものである。
【００４２】
他方、ヒートポンプ２の成績係数（ＣＯＰ）は、圧縮式ヒートポンプの暖房の場合、「暖房出力（すなわち、放出する熱量）」を「熱媒になされる必要動力（すなわち、熱媒を圧縮する圧縮機を作動させる電力）」で除した値であり、放出する熱量が多いほど、成績係数（ＣＯＰ）は大きくなってエネルギー効率は良くなる。すなわち、ヒートポンプ２から送り出された熱搬送流体は、暖房に使用した後に、できるだけ放熱させて温度を下げた状態でヒートポンプ２に戻す方がエネルギー効率を良くすることができる。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、熱搬送流体をヒートポンプ２に戻す直前に、自然室温の低い非居室１２の非居室用放熱器３で充分に放熱させることによって、熱搬送流体の温度を下げて高効率でヒートポンプ２を稼働させる。
【００４４】
また、この非居室１２での放熱によって、非居室１２の室温を上げることができる。すなわち、居室１１と非居室１２との間などの室間の温度差が５℃以上あると、暖かい居室１１から温度の低い非居室１２に移動した際に、血管が収縮するヒートショックが発生し、体が強いストレスを受けるおそれがあるので、居室１１と非居室１２との温度差を少なくして建物全体でヒートショックが起きないようにするのが望ましい。
【００４５】
そして、このように建物内の居室１１と非居室１２との温度差を少なくするためには、ユニット建物１全体の温度、特に室間の温度差を考慮した暖冷房システムにする必要がある。
【００４６】
ここで、例えば非居室１２の自然室温に合わせた暖冷房システムにすると日中暖まり過ぎて過剰暖房になるおそれがあり、居室１１の自然室温に合わせた暖冷房システムにすると非居室１２で充分な室温を確保することができなくなるおそれがある。
【００４７】
そこで、本実施の形態の暖冷房システムでは、床下空間１３に配置された蓄熱タンク４からの放熱によって床下空間１３の空気を暖め、床部１ａを介して居室１１及び非居室１２の最低室温を全体的に上昇させるとともに、非居室１２は非居室用放熱器３からの放熱によって適温範囲ＴＣに入るように暖める。また、居室１１の温度は、別途、設置したエアコン５などによって、快適な温度（長時間在室する部屋の快適温度は２１℃〜２４℃）になるように適宜、調整すればよい。
【００４８】
次に、本実施の形態の暖冷房システムを、ヒートポンプ２から排出される熱搬送流体の流れに着目して説明する。なお、ここでは、暖房をおこなう場合について説明するが、冷房の場合も同様の流れになる。
【００４９】
まず、ヒートポンプ２で加熱された熱媒と熱交換した熱搬送流体は、往路管２１から流れ出し、蓄熱タンク４に向けて送り出される。そして、この蓄熱タンク４に熱搬送流体が貯留されることによって熱が蓄熱されることになる。また、このような蓄熱は、電気料金の安い深夜電力を使っておこなうと経済的である。
【００５０】
この蓄熱タンク４は、放熱を常時おこなうので、床下空間１３の空気がこの放熱によって暖められて、床下空間１３の温度及び床部１ａを介してその熱が伝達される居室１１及び非居室１２の基礎室温が上昇することになる。
【００５１】
他方、この蓄熱タンク４で放熱をおこないすぎると、熱搬送流体の温度が下がりすぎて、床下空間１３の空気の熱を奪うことになりかねないので、所定の温度まで熱搬送流体の温度が下がった時点で、中継管２２を通して熱搬送流体を非居室用放熱器３に送る。この時点での熱搬送流体の温度は、ヒートポンプ２から供給されたときよりも低下しているが、冬期の外気温や非居室１２の自然室温などに比べると充分に高い温度を保っている。
【００５２】
そこで、非居室用放熱器３によって非居室１２の空気と熱交換をおこなわせ、熱搬送流体の熱を充分に放出させる。この非居室用放熱器３の内部では、熱交換部が蛇行しており、非居室１２の空気と接触することによって熱交換が効率良くおこなわれる。
【００５３】
すなわち、蓄熱タンク４と非居室放熱器３とにおける熱交換によって２度の放熱がおこなわれた熱搬送流体は、復路管２３を通ってヒートポンプ２に戻されることになるが、その直前に自然室温の低い非居室１２の空気と熱交換した熱搬送流体は、充分に温度が低下している。
【００５４】
次に、本実施の形態の暖冷房システムの作用について説明する。
【００５５】
このように構成された本実施の形態の暖冷房システムでは、ヒートポンプ２からの熱搬送流体が、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３とを経由してヒートポンプ２に戻される。この熱搬送流体の熱エネルギーは、輸送による損失もあるため、充分に有効利用することが資源の節約にもつながることになる。
【００５６】
そして、熱搬送流体の持つ熱エネルギーを床下空間１３に放出させて暖めれば、床部１ａを暖めることができ、この温度が上昇した床部１ａからの輻射熱によって居室１１及び非居室１２を暖房することができる。このように床下空間１３を暖めることによって、ユニット建物１の躯体を保温して建物全体の基礎温度を上昇させることができる。
【００５７】
また、蓄熱タンク４からの放熱によって床下空間１３を暖めた熱搬送流体は、非居室用放熱器３で充分に放熱した後にヒートポンプ２に戻すようにすれば、ヒートポンプ２を高いエネルギー効率で稼働させることができる。
【００５８】
また、非居室用放熱器３は、空気と直接、熱交換をおこなうので、非居室１２の室温を素早く上昇させることができる。さらに、自然室温の低い非居室１２の空気とであれば効率よく熱搬送流体の熱交換をおこなうことができる。
【００５９】
そして、ヒートポンプ２の運転効率を向上させるためにおこなう非居室用放熱器３の放熱によって、自然室温の低い非居室１２の室温を上昇させることができるので、部屋間の温度差によって発生するヒートショックを抑えることができる。
【００６０】
また、この蓄熱タンク４は、配管も少なく、簡単な構成にできるので、床下空間１３であっても充分に設置することができる。
【００６１】
さらに、床下空間１３をコンクリートで囲んで断熱材６を配置した断熱構造にすることで、蓄熱タンク４によって効率よく床下空間１３の空気を暖めることができ、その暖かい空気が床部１ａに伝達して居室１１及び非居室１２の床暖房をおこなうことができる。
【００６２】
以上の暖冷房システムは、暖房時を中心に記載したが、冷房時に蓄熱タンク４に冷水を蓄えた場合においても、本実施の形態の暖冷房システムであれば、同様の効果を得ることができる。また、夏場においては、非居室１２は、エアコンなどで別途、冷房されていないので、冷房の効いた居室１１などに比べて室温が高く、充分に熱搬送流体の冷熱を吸熱させて熱交換することができる。
【００６３】
さらに、このような暖冷房システムを備えたユニット建物１は、建物全体の暖冷房をエネルギー効率の良いものにすることができる。
【実施例１】
【００６４】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例１について説明する。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。
【００６５】
図４は、実施例１の暖冷房システムを備えたユニット建物１の全体構成を説明する説明図である。
【００６６】
この実施例１の暖冷房システムは、居室１１に居室内熱交換器としての居室用放熱器７が配置されており、この居室用放熱器７によって居室１１の暖房をおこなうことができる点で前記実施の形態と相違している。
【００６７】
この居室用放熱器７は、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３との間に接続される。また、蓄熱タンク４と居室用放熱器７とは中継管２２ａで繋がれ、居室用放熱器７と非居室用放熱器３とは中継管２２ｂで繋がれる。
【００６８】
そして、この実施例１の暖冷房システムでは、ヒートポンプ２から供給された熱搬送流体が蓄熱タンク４を介して床下空間１３を暖めた後に、居室用放熱器７に送られる。
【００６９】
このように熱搬送流体を居室用放熱器７に送って居室１１の暖房をおこなう場合は、蓄熱タンク４で熱搬送流体の温度が下がり過ぎることがないように制御する。また、居室１１の室温が高く、暖房の必要がないときには、熱搬送流体は居室用放熱器７を経由させることなく非居室用放熱器３に送ることができる。
【００７０】
そして、居室用放熱器７で放熱させて居室１１の暖房に使用された熱搬送流体は、中継管２２ｂを通して非居室用放熱器３に送られ、非居室用放熱器３からの放熱によって非居室１２の室温を上昇させることができる。
【００７１】
このように、ヒートポンプ２で加熱された熱搬送流体が、蓄熱タンク４、居室用放熱器７で充分に暖房に利用された後に、非居室用放熱器３に送られて残りの熱が放出されるので、資源を消費して作り出された熱エネルギーを有効に利用することができる。
【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。
【実施例２】
【００７３】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例２について説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例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。
【００７４】
図５は、実施例２の暖冷房システムを備えたユニット建物１の全体構成を説明する説明図である。
【００７５】
この実施例２の暖冷房システムは、非居室１２の下方の床下空間１３に非居室用熱交換器としてのガラリ用放熱器８が配置されており、このガラリ用放熱器８によって非居室１２の暖房をおこなうことができる点で前記実施の形態及び実施例１と相違している。
【００７６】
そして、この実施例２では、ガラリ用放熱器８の真上の床部１ａに開口部１ｇが設けられており、この開口部１ｇには蓋部としてのガラリ８１が嵌め込まれている。このガラリ８１は、連通部としてのスリット８１ａを有している。
【００７７】
なお、この開口部１ｇには、図６に示すような格子状のアルミ蓋８２などの熱伝導性の高い材料で成形された蓋部を設置してもよい。このアルミ蓋８２も、連通部としてのスリット８２ａを有している。
【００７８】
また、非居室１２が、図６に示すようなトイレや洗面所であれば、人が立つ位置がほとんど決まっているので、開口部１ｇは、人が連続して居る時間が長くなる位置又はその近傍に設けるとよい。
【００７９】
そして、この実施例２の暖冷房システムでは、ヒートポンプ２から供給された熱搬送流体が蓄熱タンク４を介して床下空間１３を暖めた後に、ガラリ用放熱器８に送られる。ここで、蓄熱タンク４は、居室１１の下方寄りに設置され、主に居室１１の床部１ａを暖めるのに利用される。
【００８０】
一方、熱搬送流体がガラリ用放熱器８に送られると、ガラリ用放熱器８との熱交換によって暖められた床下空間１３の空気は、ガラリ８１のスリット８１ａを通って非居室１２に流れ込む。そして、このガラリ８１の上又は近傍にいる人は、その流れ込んだ暖かい空気によって直接的に足元が暖められるので、ガラリ用放熱器８による放熱量がそれほど多くなくても、暖房として充分に機能させることができる。
【００８１】
すなわち、床部１ａに設けられた開口部１ｇのガラリ８１又はアルミ蓋８２の近傍にガラリ用放熱器８を設けることで、局所的かつ効率的な暖冷房をおこなうことができる。
【００８２】
さらに、床下空間１３にガラリ用放熱器８を配置することで、トイレや洗面所などの通常、狭くなりがちな非居室１２内を放熱器で占有されることがなく、非居室１２空間を有効に利用することができる。
【００８３】
また、ヒートポンプ２で加熱された熱搬送流体が、蓄熱タンク４で充分に暖房に利用された後に、ガラリ用放熱器８に送られて残りの熱が放出されるので、資源を消費して作り出された熱エネルギーを有効に利用することができる。さらに、ガラリ用放熱器８で充分に放熱した後にヒートポンプ２に戻すようにすれば、ヒートポンプ２を高いエネルギー効率で稼働させることができる。
【００８４】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００８５】
以下、前記した実施例２とは別の形態の実施例３について説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例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。
【００８６】
この実施例３の暖冷房システムは、非居室１２の床部１ａに開口部１ｇを設ける点で実施例２と同じであり、その開口部１ｇには図７に示すように非居室用熱交換器としての埋設型放熱器９が嵌め込まれている。
【００８７】
この埋設型放熱器９は、開口部１ｇと略同一の平面視形状の本体部９２と、その本体部９２の内部に蛇行して配置される埋設管９１とから主に構成される。この本体部９２は、アルミなどの熱伝導性の高い材料で成形するとよい。
【００８８】
また、この埋設管９１は、一端が熱搬送流体を送り込む中継管２２に接続され、他端がヒートポンプ２に向けて熱搬送流体を送り出す復路管２３に接続される。
【００８９】
そして、中継管２２から埋設管９１に熱搬送流体が送り込まれると、その熱が本体部９２に伝達され、床面の一部を形成する本体部９２の表面が暖かくなる。
【００９０】
ここで、この埋設型放熱器９が配置される位置が、非居室１２において人が連続して居る位置であれば、このような局所的な加熱であっても、充分に暖房として機能させることができる。
【００９１】
さらに、床部１ａに埋設型放熱器９を組み込むことで、トイレや洗面所などの通常、狭くなりがちな非居室１２内に放熱器を設置しなくても暖冷房が可能になり、非居室１２空間を有効に利用することができる。
【００９２】
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。
【００９３】
例えば、前記実施の形態及び前記実施例では、建物の最下層の床下空間１３に蓄熱タンク４を設置したが、これに限定されるものではなく、例えば２階の床下空間に蓄熱タンク４を設置するような形態であってもよい。
【００９４】
さらに、前記実施の形態では熱搬送流体を水として説明したが、これに限定されるものではなく、熱を搬送できるものであればいずれの流体を使用してもよい。また、ヒートポンプ２の内部で圧縮・膨張させる熱媒を熱搬送流体とすることもできる。
【００９５】
また、前記実施例１では、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３との間に、１つの居室用放熱器７を配置したが、これに限定されるものではなく、複数の居室用放熱器７や非居室用放熱器３を、他の居室１１や非居室１２に配置することができる。
【００９６】
さらに、蓄熱タンク４、居室用放熱器７又は非居室用放熱器３には、ファンなどを取り付けて放熱量を制御することができる。
【００９７】
また、前記実施例１では、蓄熱タンク４は前記実施の形態で説明したのと同様に放熱が可能な構成として説明したが、これに限定されるものではなく、床下空間１３の空気とは熱交換をおこなわない断熱材で覆われた蓄熱器であってもよい。このように蓄熱器を断熱構造にすれば、必要なときにだけ居室用放熱器７などで放熱させるなどして放熱量を容易に制御することができる。
【００９８】
さらに、前記実施例２では、蓋部の連通部としてスリット８１ａ，８２ａを設けたが、これに限定されるものではなく、連通部として複数の貫通孔を有する蓋部であってもよい。
【００９９】
また、前記実施例２又は３では、蓄熱タンク４は前記実施の形態で説明したのと同様に蓄熱可能に構成された床下熱交換器として説明したが、これに限定されるものではなく、蓄熱機能を備えていない床下熱交換器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の最良の実施の形態の暖冷房システムを配置したユニット建物の構成を説明する説明図である。
【図２】非居室用放熱器を例示する図であって、（ａ）は格子型放熱器の斜視図、（ｂ）はパネル型放熱器の斜視図である。
【図３】居室と非居室の自然室温の一日の推移を説明するグラフである。
【図４】実施例１の暖冷房システムを配置したユニット建物の構成を説明する説明図である。
【図５】実施例２の暖冷房システムを配置したユニット建物の構成を説明する説明図である。
【図６】実施例２で説明する蓋部としてアルミ蓋を使用する構成を示した断面図である。
【図７】実施例３の埋設型放熱器の構成を説明する図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は床部の開口部に組み込まれた状態を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ ユニット建物（建物）
１１ 居室
１２ 非居室
１３ 床下空間
１ａ 床部（床）
１ｂ 底盤コンクリート
１ｃ 側壁コンクリート
１ｇ 開口部
２ ヒートポンプ
３ 非居室用放熱器（非居室内熱交換器）
４ 蓄熱タンク（蓄熱器、床下熱交換器）
６ 断熱材
７ 居室用放熱器（居室内熱交換器）
８ ガラリ用放熱器（非居室用熱交換器）
８１ ガラリ（蓋部）
８１ａ スリット（連通部）
８２ アルミ蓋（蓋部）
８２ａ スリット（連通部）
９ 埋設型放熱器（非居室用熱交換器、蓋部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプを使用した暖冷房システム、及びそれを備えたユニット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暖冷房をおこなう空調システムが知られている（特許文献１など参照）。
【０００３】
この特許文献１には、深夜電力を使ってヒートポンプによって温められた湯を貯湯タンクに貯留し、その湯を媒体に使って床暖房をおこなうシステムが開示されている。
【０００４】
一方、ヒートポンプによって水を温める場合、供給される水の水温が低いほどヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ）が高くなり、エネルギー効率が良くなることが知られている。そこで、特許文献１では、貯湯タンクに複数の湯取り出し口を設け、複雑な給湯制御をおこなうことにより、エネルギー効率を向上させている。
【０００５】
また、特許文献２には、居室の床を暖めるために供給された流体を、居室に流した後に廊下などの非居室の床に流してからヒートポンプに戻すことで、流体に与えた熱量を充分に有効利用するとともに、ヒートポンプの運転効率を向上させることができるヒートポンプ式暖房装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２９４２５１号公報
【特許文献２】特開２００３−９０５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２の構成では、配管が複雑になるとともに、貯湯タンクの全体構成が大型化するため、設置できる場所が限られてくる。また、複雑な制御をおこなう装置が必要となるため、コストも高くなる傾向にある。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な構成で有効な熱利用が可能な暖冷房システム、及びそれを備えたユニット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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の暖冷房システムは、熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする。
【００１２】
また、前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器又は前記蓄熱器を経由した後に、建物の居室に設置される居室内熱交換器を少なくとも一つ経由して前記非居室内熱交換器又は前記非居室用熱交換器に至るように構成することができる。
【００１３】
さらに、前記床下熱交換器は、前記熱搬送流体からの熱を蓄熱可能に構成されていてもよい。
【００１４】
また、前記蓄熱器は、前記熱搬送流体の熱と前記床下空間の空気との熱交換が可能に構成されていてもよい。
【００１５】
さらに、前記非居室用熱交換器は、前記床に設けられた開口部の蓋部又は連通部を有する蓋部の下方の前記床下空間に形成することができる。
【００１６】
また、前記床下熱交換器又は前記蓄熱器が設置される前記床下空間は、床と底盤コンクリートと側壁コンクリートとに囲まれた建物の最下階の床下空間であって、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のが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明のユニット建物は、上記いずれかの暖冷房システムを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成された本発明の暖冷房システムでは、ヒートポンプからの熱搬送流体が、床下熱交換器又は蓄熱器と建物の非居室内又はその床に近接して設置される非居室内熱交換器又は非居室用熱交換器とを経由してヒートポンプに戻される。
【００１９】
このため、通常、居室よりも自然室温が低い非居室に非居室内熱交換器又は非居室用熱交換器で放熱又は吸熱できるので、充分に熱交換された熱搬送流体をヒートポンプに戻すことができ、高いエネルギー効率によってヒートポンプを稼働させることができる。
【００２０】
さらに、非居室内熱交換器は、空気と直接、熱交換をおこなうので、即効性に優れ、効率よく熱搬送流体の熱交換をおこなうことができる。
【００２１】
また、非居室用熱交換器を、自然室温の低い非居室の床に近接して設置すれば、床を介した直接的な暖冷房をおこなうことができる。特に、床に設けられた開口部の蓋部の近傍に非居室用熱交換器を設けることで、局所的かつ効率的な暖冷房をおこなうことができる。さらに、床や床下空間に非居室用熱交換器を配置することで、非居室空間を有効に利用することができる。
【００２２】
また、居室内熱交換器を居室に設置することで、熱搬送流体を居室の暖房や冷房にも使用することができる。
【００２３】
さらに、蓄熱器又は床下熱交換器を蓄熱可能な構成にすることで、コストの低い深夜電力を使って暖冷房をおこなうための蓄熱をおこなうことができる。他方、蓄熱器を、熱搬送流体の熱と床下空間の空気との熱交換が可能な構成とすることで、床下空間の空気を暖めたり、冷やしたりして床を介した暖冷房をおこなうことができる。
【００２４】
また、床下空間を断熱構造にすることで、床下熱交換器によって暖めたり、冷やしたりした空気を床に効率良く伝達させることができる。
【００２５】
さらに、このような暖冷房システムを備えたユニット建物は、建物全体を効率よく暖冷房することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態の暖冷房システムを備えたユニット建物１の全体構成を説明する説明図である。
【００２８】
まず、構成から説明すると、このようなユニット建物１は、基礎断熱として構築される底盤コンクリート１ｂと、その側縁に立設される側壁コンクリート１ｃと、さらにその上に立設される外壁部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る。
【００２９】
そして、この天井部１ｅと外壁部１ｄとに囲まれる空間は、床部１ａによって床下空間１３と屋内としての室内とが区切られている。この床部１ａは、床下空間１３からの熱又は冷気が伝達され易いように、断熱材が貼り付けられていない構成となっている。また、この室内は、内壁部１ｆなどで区切られて、リビングルーム、寝室、ダイニングルームなどの居室１１と、廊下、洗面所などの非居室１２とが形成されている。
【００３０】
また、側壁コンクリート１ｃの床下空間１３側には、グラスウールなどの断熱材６が貼り付けられており、床下空間１３の熱や冷気が屋外に移動し難い断熱構造となっている。
【００３１】
そして、本実施の形態の暖冷房システムは、屋外に設置される熱源であるヒートポンプ２と、床下空間１３に設置される蓄熱可能に構成された床下熱交換器としての蓄熱タンク４と、非居室１２の床部１ａ上に設置される非居室内熱交換器としての非居室用放熱器３と、ヒートポンプ２と蓄熱タンク４と非居室用放熱器３とを繋ぐ循環管路（２１，２２，２３）とから主に構成される。
【００３２】
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、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３とを繋ぐ中継管２２と、非居室用放熱器３とヒートポンプ２とを繋ぐ復路管２３とから主に構成される。これらの循環管路は、主に床下空間１３を通って配管されており、移動中に循環管路から漏出する熱によっても床下空間１３の空気を暖めることができる。
【００３３】
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加熱又は冷却をおこなう装置で、二酸化炭素などの熱媒を循環させながら圧縮・膨張をおこなうことで、熱を吸収したり、熱を放出したりして、その熱媒に接する物体（ここでは熱搬送流体）を加熱したり、冷却したりする。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には、水や不凍液などの流体が使用できる。
【００３４】
そして、ヒートポンプ２の熱媒と熱交換した熱搬送流体は、往路管２１から流れ出し、蓄熱タンク４の内部に貯留され、放熱して温度が少し下がった熱搬送流体は中継管２２を通って非居室用放熱器３に送られ、非居室１２の空気中に放熱することで充分に温度を下げた後に復路管２３を通ってヒートポンプ２に戻ることになる。また、ヒートポンプ２の内部では、熱搬送流体と熱交換した熱媒は大気と熱交換をおこなって、再び加熱された熱媒と熱交換した熱搬送流体が再び往路管２１から流れ出す。
【００３５】
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タンクであって、その内部に熱搬送流体が充填されることで蓄熱が可能になるように構成されている。
【００３６】
また、非居室用放熱器３は、熱搬送流体の熱と非居室１２の空気との熱交換をおこなう装置であり、その実施例を図２に示した。
【００３７】
図２（ａ）は、非居室用放熱器３として設置される格子型放熱器３Ａの斜視図であり、洗面所の壁などに取り付けることができる。また、梯子のように形成された横材には、タオルや洗濯物などを掛けたりすることができる。一方、図２（ｂ）は、非居室用放熱器３として設置されるパネル型放熱器３Ｂの斜視図であり、廊下やトイレの壁の下部に配置することができる。
【００３８】
さらに、このような薄形の格子型放熱器３Ａやパネル型放熱器３Ｂを壁などに沿って配置するのであれば、空間を占有する容積が少ないうえに、放熱器を意識させないようなデザインにすることもできる。
【００３９】
ところで、一般的には、リビングなどの人が長時間過ごす居室１１と、洗面所や廊下など一時的に利用する非居室１２とでは、窓の大きさや向きの違いによって、暖房を一切おこなわなくても平均的な自然室温に差がある。
【００４０】
図３は、１月の晴れた日に計測された暖房のない居室１１と非居室１２の自然室温を示したグラフである。ここで、一点鎖線の曲線Ｔ１は外気温を示し、実線の曲線Ｔ２は非居室１２の非居室室温Ｔ２を示し、破線の曲線Ｔ３は居室１１の居室室温Ｔ３を示している。また、二点鎖線で挟まれた気温１７℃〜２４℃の範囲は、人が生活する上での適温範囲ＴＣを示している。
【００４１】
この図３によると、居室室温Ｔ３は早朝に１０℃前後になるものの日中は２３℃まで上がるのに対し、非居室室温Ｔ２は早朝の温度は居室室温Ｔ３と同程度であっても、最高でも１７℃程度にしかならず夜も冷え込むことになる。このような傾向は日当たりと間取りから大部分の住宅において共通するものである。
【００４２】
他方、ヒートポンプ２の成績係数（ＣＯＰ）は、圧縮式ヒートポンプの暖房の場合、「暖房出力（すなわち、放出する熱量）」を「熱媒になされる必要動力（すなわち、熱媒を圧縮する圧縮機を作動させる電力）」で除した値であり、放出する熱量が多いほど、成績係数（ＣＯＰ）は大きくなってエネルギー効率は良くなる。すなわち、ヒートポンプ２から送り出された熱搬送流体は、暖房に使用した後に、できるだけ放熱させて温度を下げた状態でヒートポンプ２に戻す方がエネルギー効率を良くすることができる。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、熱搬送流体をヒートポンプ２に戻す直前に、自然室温の低い非居室１２の非居室用放熱器３で充分に放熱させることによって、熱搬送流体の温度を下げて高効率でヒートポンプ２を稼働させる。
【００４４】
また、この非居室１２での放熱によって、非居室１２の室温を上げることができる。すなわち、居室１１と非居室１２との間などの室間の温度差が５℃以上あると、暖かい居室１１から温度の低い非居室１２に移動した際に、血管が収縮するヒートショックが発生し、体が強いストレスを受けるおそれがあるので、居室１１と非居室１２との温度差を少なくして建物全体でヒートショックが起きないようにするのが望ましい。
【００４５】
そして、このように建物内の居室１１と非居室１２との温度差を少なくするためには、ユニット建物１全体の温度、特に室間の温度差を考慮した暖冷房システムにする必要がある。
【００４６】
ここで、例えば非居室１２の自然室温に合わせた暖冷房システムにすると日中暖まり過ぎて過剰暖房になるおそれがあり、居室１１の自然室温に合わせた暖冷房システムにすると非居室１２で充分な室温を確保することができなくなるおそれがある。
【００４７】
そこで、本実施の形態の暖冷房システムでは、床下空間１３に配置された蓄熱タンク４からの放熱によって床下空間１３の空気を暖め、床部１ａを介して居室１１及び非居室１２の最低室温を全体的に上昇させるとともに、非居室１２は非居室用放熱器３からの放熱によって適温範囲ＴＣに入るように暖める。また、居室１１の温度は、別途、設置したエアコン５などによって、快適な温度（長時間在室する部屋の快適温度は２１℃〜２４℃）になるように適宜、調整すればよい。
【００４８】
次に、本実施の形態の暖冷房システムを、ヒートポンプ２から排出される熱搬送流体の流れに着目して説明する。なお、ここでは、暖房をおこなう場合について説明するが、冷房の場合も同様の流れになる。
【００４９】
まず、ヒートポンプ２で加熱された熱媒と熱交換した熱搬送流体は、往路管２１から流れ出し、蓄熱タンク４に向けて送り出される。そして、この蓄熱タンク４に熱搬送流体が貯留されることによって熱が蓄熱されることになる。また、このような蓄熱は、電気料金の安い深夜電力を使っておこなうと経済的である。
【００５０】
この蓄熱タンク４は、放熱を常時おこなうので、床下空間１３の空気がこの放熱によって暖められて、床下空間１３の温度及び床部１ａを介してその熱が伝達される居室１１及び非居室１２の基礎室温が上昇することになる。
【００５１】
他方、この蓄熱タンク４で放熱をおこないすぎると、熱搬送流体の温度が下がりすぎて、床下空間１３の空気の熱を奪うことになりかねないので、所定の温度まで熱搬送流体の温度が下がった時点で、中継管２２を通して熱搬送流体を非居室用放熱器３に送る。この時点での熱搬送流体の温度は、ヒートポンプ２から供給されたときよりも低下しているが、冬期の外気温や非居室１２の自然室温などに比べると充分に高い温度を保っている。
【００５２】
そこで、非居室用放熱器３によって非居室１２の空気と熱交換をおこなわせ、熱搬送流体の熱を充分に放出させる。この非居室用放熱器３の内部では、熱交換部が蛇行しており、非居室１２の空気と接触することによって熱交換が効率良くおこなわれる。
【００５３】
すなわち、蓄熱タンク４と非居室放熱器３とにおける熱交換によって２度の放熱がおこなわれた熱搬送流体は、復路管２３を通ってヒートポンプ２に戻されることになるが、その直前に自然室温の低い非居室１２の空気と熱交換した熱搬送流体は、充分に温度が低下している。
【００５４】
次に、本実施の形態の暖冷房システムの作用について説明する。
【００５５】
このように構成された本実施の形態の暖冷房システムでは、ヒートポンプ２からの熱搬送流体が、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３とを経由してヒートポンプ２に戻される。この熱搬送流体の熱エネルギーは、輸送による損失もあるため、充分に有効利用することが資源の節約にもつながることになる。
【００５６】
そして、熱搬送流体の持つ熱エネルギーを床下空間１３に放出させて暖めれば、床部１ａを暖めることができ、この温度が上昇した床部１ａからの輻射熱によって居室１１及び非居室１２を暖房することができる。このように床下空間１３を暖めることによって、ユニット建物１の躯体を保温して建物全体の基礎温度を上昇させることができる。
【００５７】
また、蓄熱タンク４からの放熱によって床下空間１３を暖めた熱搬送流体は、非居室用放熱器３で充分に放熱した後にヒートポンプ２に戻すようにすれば、ヒートポンプ２を高いエネルギー効率で稼働させることができる。
【００５８】
また、非居室用放熱器３は、空気と直接、熱交換をおこなうので、非居室１２の室温を素早く上昇させることができる。さらに、自然室温の低い非居室１２の空気とであれば効率よく熱搬送流体の熱交換をおこなうことができる。
【００５９】
そして、ヒートポンプ２の運転効率を向上させるためにおこなう非居室用放熱器３の放熱によって、自然室温の低い非居室１２の室温を上昇させることができるので、部屋間の温度差によって発生するヒートショックを抑えることができる。
【００６０】
また、この蓄熱タンク４は、配管も少なく、簡単な構成にできるので、床下空間１３であっても充分に設置することができる。
【００６１】
さらに、床下空間１３をコンクリートで囲んで断熱材６を配置した断熱構造にすることで、蓄熱タンク４によって効率よく床下空間１３の空気を暖めることができ、その暖かい空気が床部１ａに伝達して居室１１及び非居室１２の床暖房をおこなうことができる。
【００６２】
以上の暖冷房システムは、暖房時を中心に記載したが、冷房時に蓄熱タンク４に冷水を蓄えた場合においても、本実施の形態の暖冷房システムであれば、同様の効果を得ることができる。また、夏場においては、非居室１２は、エアコンなどで別途、冷房されていないので、冷房の効いた居室１１などに比べて室温が高く、充分に熱搬送流体の冷熱を吸熱させて熱交換することができる。
【００６３】
さらに、このような暖冷房システムを備えたユニット建物１は、建物全体の暖冷房をエネルギー効率の良いものにすることができる。
【実施例１】
【００６４】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例１について説明する。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。
【００６５】
図４は、実施例１の暖冷房システムを備えたユニット建物１の全体構成を説明する説明図である。
【００６６】
この実施例１の暖冷房システムは、居室１１に居室内熱交換器としての居室用放熱器７が配置されており、この居室用放熱器７によって居室１１の暖房をおこなうことができる点で前記実施の形態と相違している。
【００６７】
この居室用放熱器７は、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３との間に接続される。また、蓄熱タンク４と居室用放熱器７とは中継管２２ａで繋がれ、居室用放熱器７と非居室用放熱器３とは中継管２２ｂで繋がれる。
【００６８】
そして、この実施例１の暖冷房システムでは、ヒートポンプ２から供給された熱搬送流体が蓄熱タンク４を介して床下空間１３を暖めた後に、居室用放熱器７に送られる。
【００６９】
このように熱搬送流体を居室用放熱器７に送って居室１１の暖房をおこなう場合は、蓄熱タンク４で熱搬送流体の温度が下がり過ぎることがないように制御する。また、居室１１の室温が高く、暖房の必要がないときには、熱搬送流体は居室用放熱器７を経由させることなく非居室用放熱器３に送ることができる。
【００７０】
そして、居室用放熱器７で放熱させて居室１１の暖房に使用された熱搬送流体は、中継管２２ｂを通して非居室用放熱器３に送られ、非居室用放熱器３からの放熱によって非居室１２の室温を上昇させることができる。
【００７１】
このように、ヒートポンプ２で加熱された熱搬送流体が、蓄熱タンク４、居室用放熱器７で充分に暖房に利用された後に、非居室用放熱器３に送られて残りの熱が放出されるので、資源を消費して作り出された熱エネルギーを有効に利用することができる。
【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。
【実施例２】
【００７３】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例２について説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例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。
【００７４】
図５は、実施例２の暖冷房システムを備えたユニット建物１の全体構成を説明する説明図である。
【００７５】
この実施例２の暖冷房システムは、非居室１２の下方の床下空間１３に非居室用熱交換器としてのガラリ用放熱器８が配置されており、このガラリ用放熱器８によって非居室１２の暖房をおこなうことができる点で前記実施の形態及び実施例１と相違している。
【００７６】
そして、この実施例２では、ガラリ用放熱器８の真上の床部１ａに開口部１ｇが設けられており、この開口部１ｇには蓋部としてのガラリ８１が嵌め込まれている。このガラリ８１は、連通部としてのスリット８１ａを有している。
【００７７】
なお、この開口部１ｇには、図６に示すような格子状のアルミ蓋８２などの熱伝導性の高い材料で成形された蓋部を設置してもよい。このアルミ蓋８２も、連通部としてのスリット８２ａを有している。
【００７８】
また、非居室１２が、図６に示すようなトイレや洗面所であれば、人が立つ位置がほとんど決まっているので、開口部１ｇは、人が連続して居る時間が長くなる位置又はその近傍に設けるとよい。
【００７９】
そして、この実施例２の暖冷房システムでは、ヒートポンプ２から供給された熱搬送流体が蓄熱タンク４を介して床下空間１３を暖めた後に、ガラリ用放熱器８に送られる。ここで、蓄熱タンク４は、居室１１の下方寄りに設置され、主に居室１１の床部１ａを暖めるのに利用される。
【００８０】
一方、熱搬送流体がガラリ用放熱器８に送られると、ガラリ用放熱器８との熱交換によって暖められた床下空間１３の空気は、ガラリ８１のスリット８１ａを通って非居室１２に流れ込む。そして、このガラリ８１の上又は近傍にいる人は、その流れ込んだ暖かい空気によって直接的に足元が暖められるので、ガラリ用放熱器８による放熱量がそれほど多くなくても、暖房として充分に機能させることができる。
【００８１】
すなわち、床部１ａに設けられた開口部１ｇのガラリ８１又はアルミ蓋８２の近傍にガラリ用放熱器８を設けることで、局所的かつ効率的な暖冷房をおこなうことができる。
【００８２】
さらに、床下空間１３にガラリ用放熱器８を配置することで、トイレや洗面所などの通常、狭くなりがちな非居室１２内を放熱器で占有されることがなく、非居室１２空間を有効に利用することができる。
【００８３】
また、ヒートポンプ２で加熱された熱搬送流体が、蓄熱タンク４で充分に暖房に利用された後に、ガラリ用放熱器８に送られて残りの熱が放出されるので、資源を消費して作り出された熱エネルギーを有効に利用することができる。さらに、ガラリ用放熱器８で充分に放熱した後にヒートポンプ２に戻すようにすれば、ヒートポンプ２を高いエネルギー効率で稼働させることができる。
【００８４】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００８５】
以下、前記した実施例２とは別の形態の実施例３について説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例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。
【００８６】
この実施例３の暖冷房システムは、非居室１２の床部１ａに開口部１ｇを設ける点で実施例２と同じであり、その開口部１ｇには図７に示すように非居室用熱交換器としての埋設型放熱器９が嵌め込まれている。
【００８７】
この埋設型放熱器９は、開口部１ｇと略同一の平面視形状の本体部９２と、その本体部９２の内部に蛇行して配置される埋設管９１とから主に構成される。この本体部９２は、アルミなどの熱伝導性の高い材料で成形するとよい。
【００８８】
また、この埋設管９１は、一端が熱搬送流体を送り込む中継管２２に接続され、他端がヒートポンプ２に向けて熱搬送流体を送り出す復路管２３に接続される。
【００８９】
そして、中継管２２から埋設管９１に熱搬送流体が送り込まれると、その熱が本体部９２に伝達され、床面の一部を形成する本体部９２の表面が暖かくなる。
【００９０】
ここで、この埋設型放熱器９が配置される位置が、非居室１２において人が連続して居る位置であれば、このような局所的な加熱であっても、充分に暖房として機能させることができる。
【００９１】
さらに、床部１ａに埋設型放熱器９を組み込むことで、トイレや洗面所などの通常、狭くなりがちな非居室１２内に放熱器を設置しなくても暖冷房が可能になり、非居室１２空間を有効に利用することができる。
【００９２】
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。
【００９３】
例えば、前記実施の形態及び前記実施例では、建物の最下層の床下空間１３に蓄熱タンク４を設置したが、これに限定されるものではなく、例えば２階の床下空間に蓄熱タンク４を設置するような形態であってもよい。
【００９４】
さらに、前記実施の形態では熱搬送流体を水として説明したが、これに限定されるものではなく、熱を搬送できるものであればいずれの流体を使用してもよい。また、ヒートポンプ２の内部で圧縮・膨張させる熱媒を熱搬送流体とすることもできる。
【００９５】
また、前記実施例１では、蓄熱タンク４と非居室用放熱器３との間に、１つの居室用放熱器７を配置したが、これに限定されるものではなく、複数の居室用放熱器７や非居室用放熱器３を、他の居室１１や非居室１２に配置することができる。
【００９６】
さらに、蓄熱タンク４、居室用放熱器７又は非居室用放熱器３には、ファンなどを取り付けて放熱量を制御することができる。
【００９７】
また、前記実施例１では、蓄熱タンク４は前記実施の形態で説明したのと同様に放熱が可能な構成として説明したが、これに限定されるものではなく、床下空間１３の空気とは熱交換をおこなわない断熱材で覆われた蓄熱器であってもよい。このように蓄熱器を断熱構造にすれば、必要なときにだけ居室用放熱器７などで放熱させるなどして放熱量を容易に制御することができる。
【００９８】
さらに、前記実施例２では、蓋部の連通部としてスリット８１ａ，８２ａを設けたが、これに限定されるものではなく、連通部として複数の貫通孔を有する蓋部であってもよい。
【００９９】
また、前記実施例２又は３では、蓄熱タンク４は前記実施の形態で説明したのと同様に蓄熱可能に構成された床下熱交換器として説明したが、これに限定されるものではなく、蓄熱機能を備えていない床下熱交換器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の最良の実施の形態の暖冷房システムを配置したユニット建物の構成を説明する説明図である。
【図２】非居室用放熱器を例示する図であって、（ａ）は格子型放熱器の斜視図、（ｂ）はパネル型放熱器の斜視図である。
【図３】居室と非居室の自然室温の一日の推移を説明するグラフである。
【図４】実施例１の暖冷房システムを配置したユニット建物の構成を説明する説明図である。
【図５】実施例２の暖冷房システムを配置したユニット建物の構成を説明する説明図である。
【図６】実施例２で説明する蓋部としてアルミ蓋を使用する構成を示した断面図である。
【図７】実施例３の埋設型放熱器の構成を説明する図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は床部の開口部に組み込まれた状態を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ ユニット建物（建物）
１１ 居室
１２ 非居室
１３ 床下空間
１ａ 床部（床）
１ｂ 底盤コンクリート
１ｃ 側壁コンクリート
１ｇ 開口部
２ ヒートポンプ
３ 非居室用放熱器（非居室内熱交換器）
４ 蓄熱タンク（蓄熱器、床下熱交換器）
６ 断熱材
７ 居室用放熱器（居室内熱交換器）
８ ガラリ用放熱器（非居室用熱交換器）
８１ ガラリ（蓋部）
８１ａ スリット（連通部）
８２ アルミ蓋（蓋部）
８２ａ スリット（連通部）
９ 埋設型放熱器（非居室用熱交換器、蓋部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項２】
熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項３】
熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項４】
熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項５】
前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器又は前記蓄熱器を経由した後に、建物の居室に設置される居室内熱交換器を少なくとも一つ経由して前記非居室内熱交換器又は前記非居室用熱交換器に至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暖冷房システム。
【請求項６】
前記床下熱交換器は、前記熱搬送流体からの熱を蓄熱可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の暖冷房システム。
【請求項７】
前記蓄熱器は、前記熱搬送流体の熱と前記床下空間の空気との熱交換が可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は４に記載の暖冷房システム。
【請求項８】
前記非居室用熱交換器は、前記床に設けられた開口部の蓋部又は連通部を有する蓋部の下方の前記床下空間に形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の暖冷房システム。
【請求項９】
前記床下熱交換器又は前記蓄熱器が設置される前記床下空間は、床と底盤コンクリートと側壁コンクリートとに囲まれた建物の最下階の床下空間であって、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乃至８のいずれか一項に記載の暖冷房システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の暖冷房システムを備えたことを特徴とするユニット建物。
【請求項１】
熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項２】
熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室に設置される非居室内熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室内熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項３】
熱源であるヒートポンプと、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経由する床下熱交換器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項４】
熱源であるヒートポンプと、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経由する蓄熱器と、建物の非居室の床に近接して設置される非居室用熱交換器とを備え、
前記熱搬送流体は、前記蓄熱器を経由した後に前記非居室用熱交換器を経由して前記ヒートポンプに戻ることを特徴とする暖冷房システム。
【請求項５】
前記熱搬送流体は、前記床下熱交換器又は前記蓄熱器を経由した後に、建物の居室に設置される居室内熱交換器を少なくとも一つ経由して前記非居室内熱交換器又は前記非居室用熱交換器に至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暖冷房システム。
【請求項６】
前記床下熱交換器は、前記熱搬送流体からの熱を蓄熱可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の暖冷房システム。
【請求項７】
前記蓄熱器は、前記熱搬送流体の熱と前記床下空間の空気との熱交換が可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は４に記載の暖冷房システム。
【請求項８】
前記非居室用熱交換器は、前記床に設けられた開口部の蓋部又は連通部を有する蓋部の下方の前記床下空間に形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の暖冷房システム。
【請求項９】
前記床下熱交換器又は前記蓄熱器が設置される前記床下空間は、床と底盤コンクリートと側壁コンクリートとに囲まれた建物の最下階の床下空間であって、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乃至８のいずれか一項に記載の暖冷房システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の暖冷房システムを備えたことを特徴とするユニット建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１６２４６９（Ｐ２００９−１６２４６９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７９８８８（Ｐ２００８−７９８８８）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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