説明

蓄熱式空調システム

【課題】空調を常時行うことができると共に、運転コストの上昇を抑制することができる蓄熱式空調システムを提供すること。
【解決手段】一定時間ごとの電力供給により熱量を蓄え、次回の電力供給までの間に蓄えられた熱量を空調に利用する蓄熱式暖房機(蓄熱式空調装置)10と、電力を貯蔵する蓄電池20とを備え、蓄熱式暖房機10に蓄えられた熱量が次回の電力供給以前に所定量に達すると、蓄電池20から蓄熱式暖房機10に電力供給がなされる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、あらかじめ供給された電力により蓄積された熱量を空調に利用する蓄熱式空調システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、蓄熱体と、この蓄熱体を一定時間ごとに加熱する加熱装置とを備え、蓄熱体からの放熱によって建物を暖房する蓄熱暖房装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この蓄熱暖房装置では、深夜電力等の低額電力を利用して加熱装置を運転し、蓄熱体を加熱する。その後、加熱装置の運転を停止し、加熱された蓄熱体からの自然放熱で暖房するようになっている。
【特許文献1】特開2005−274505号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述の蓄熱暖房装置では、低額電力が適用される時間帯のみに加熱装置を運転するので、冬季等の外気温が低い時期に比較的短時間で蓄熱体が冷却した場合、加熱装置の運転開始以前に放熱ができなくなり、暖房ができなくなることがあった。
【0005】
また、暖房ができなくなることを防止するために、低額電力が適用される時間帯以前に加熱装置を運転することで、運転コストが割り高になるという問題も生じていた。
【0006】
そこで、この発明は、空調を常時行うことができると共に、運転コストの上昇を抑制することができる蓄熱式空調システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の蓄熱式空調システムは、一定時間ごとの電力供給により熱量を蓄え、次回の電力供給までの間に蓄えられた熱量を空調に利用する蓄熱式空調装置と、電力を貯蔵する蓄電池とを備え、前記蓄熱式空調装置に蓄えられた熱量が次回の電力供給以前に所定量に達すると、前記蓄電池から前記蓄熱式空調装置に電力供給がなされることを特徴としている。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の蓄熱式空調システムにおいて、前記蓄熱式空調装置及び前記蓄電池は、断熱された床下基礎内に設置されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0009】
本願請求項1の発明によれば、蓄熱式空調装置に蓄えられた熱量が所定量に達すると蓄電池から電力供給されるので、電力料金が低額な所定時間内に蓄電池に電力を蓄えると共に、この蓄えられた低額電力によって蓄熱式空調装置に電力供給を行うことができる。
【0010】
そのため、電力料金が割高な時間帯に蓄熱式空調装置の熱量が低下しても、低額電力によって蓄電された蓄電池からの電力供給で熱量の低下を防止することができる。これにより、常時空調を行いながら、運転コストの上昇を抑制することが可能となる。
【0011】
本願請求項2の発明によれば、断熱された床下基礎内に蓄熱式空調装置と蓄電池とを配置したので、温湿度環境が比較的安定した場所に配置することができ、外気温の影響を抑制することができる。
【0012】
そのため、外気温に関わらず蓄熱式空調装置の放熱速度を安定させることができ、さらに運転コストの上昇を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の蓄熱式空調システムを説明する。
【0014】
図1において、1は本発明に係る蓄熱式空調システムを備えた建物である。この建物1は、建物基礎(床下基礎)2と、この建物基礎2に支持された床部3と、床部3の周囲に立設された壁部4と、壁部4の上部に設けられた屋根部5とを有している。
【0015】
建物基礎2は、鉄筋を配したコンクリート製であって、外周部分を囲む基礎立上り部2aと、この基礎立上り部2aの内側に連続して形成された基礎底部2bとを有している。そして、基礎立上り部2aの内側は、断熱材6で覆われている。
【0016】
床部3は、図示しない床梁や床根太等に保持されたパーチクルボード等により形成されており、基礎立上り部2aの内側空間を覆って基礎底部2bとの間に床下空間7を区画形成している。
【0017】
また、この床部3の上方には、壁部4と屋根部5とによって室内空間8が区画形成されている。
【0018】
床下空間7には、蓄熱式暖房機(蓄熱式空調装置)10と、蓄電池20とが設置されている。
【0019】
蓄熱式暖房機10は、商用電源Sから一定時間ごとに電力供給がなされて発熱する加熱ヒータ11と、この加熱ヒータ11により加熱されて熱量を蓄える蓄熱体12とを有している。
【0020】
加熱ヒータ11は、室内空間8に配置された分電盤13を介して商用電源Sに電気的に接続されると共に、蓄電池20にも電気的に接続されている。これにより、この加熱ヒータ11には、商用電源Sからの電力が分電盤13を介して供給されると共に、蓄電池20からの電力が供給されるようになっている。
【0021】
また、蓄熱体12は耐熱レンガで形成されており、加熱ヒータ11を取り囲んでいる。さらに、この蓄熱体12は、図示しない断熱層に覆われると共に、耐熱ケース14内に収納されている。
【0022】
耐熱ケース14には、図示しない吸気口及び排気口が形成され、吸気口から空気を取り入れて蓄熱体12の熱で加熱し、排気口から加熱された空気が排気されるようになっている。
【0023】
蓄電池20は、室内空間8に配置されたインバータ21及び分電盤13を介して商用電源Sに電気的に接続されている。これにより、この蓄電池20は、商用電源Sからの交流の電力が分電盤13を介した後にインバータ21で直流に変換されてから、貯蔵するようになっている。
【0024】
さらに、この蓄電池20は加熱ヒータ11に電気的に接続されており、蓄電池20に貯蔵された電力を加熱ヒータ11に供給できるようになっている。
【0025】
そして、分電盤13には、複数の家電負荷Fが電気的に接続されている。家電負荷Fは室内空間8に設置されたコンセントであり、家電製品等を着脱可能に接続するようになっている。
【0026】
次に、この発明の蓄熱式空調システムの作用について説明する。
【0027】
この蓄熱式空調システムを利用するには、まず、電力料金が低額となる時間帯(例えば図2(a)において、午前1時から午前5時まで)に商用電源Sから加熱ヒータ11及び蓄電池20に電力を供給する。
【0028】
この商用電源Sからの電力供給により加熱ヒータ11は発熱し、蓄熱体12が加熱されて蓄熱する。
【0029】
一方、蓄電池20は、商用電源Sからの電力供給により蓄電される。
【0030】
そして、電力料金が低額となる時間帯が経過すると(午前5時以降)商用電源Sからの電力供給が停止され、加熱ヒータ11の発熱及び蓄電池20の蓄電が停止する。なお、電力供給停止時には、蓄熱体12に蓄熱された蓄熱量がほぼピークとなる(図2(b)参照)。
【0031】
その後、蓄熱体12に蓄熱された熱量が自然放熱され、耐熱ケース14から加熱された空気が排気されて床下空間7内が温められ、床材3を介して室内空間8の暖房が行われる。この放熱に伴い、蓄熱体12に蓄熱された熱量は次第に減少する(図2(b)参照)。
【0032】
そして、蓄熱体12に蓄熱された熱量が、電力料金が低額となる時間帯以前にあらかじめ設定された閾値xに達すると、蓄電池20に蓄電された電力が加熱ヒータ11に供給される。
【0033】
これにより、加熱ヒータ11が発熱し、蓄熱体12が再び加熱されて蓄熱量が上昇する。
【0034】
すなわち、図2(b)に示すように、電力料金が低額となる時間帯(午前1時から午前五時)以前である午後6時に蓄熱体12の蓄熱量が閾値xに達すると、図2(a)に示すように、蓄電池20から加熱ヒータ11への電力供給が一定時間行われる。これにより、蓄熱体12の蓄熱量が上昇し、室内空間8の暖房を行うことができる。
【0035】
そして、電力料金が低額となる時間帯になると、商用電源Sから加熱ヒータ11及び蓄電池20へ電力供給が行われる。
【0036】
このように、蓄熱式暖房機10の蓄熱体12に蓄えられた熱量が、商用電源Sからの電力供給が行われる電力料金が低額となる時間帯以前に、あらかじめ設定された閾値xに達すると、蓄電池20に蓄電された電力が加熱ヒータ11に供給されるようになっている。
【0037】
これにより、電力料金が低額となる時間帯の商用電力Sを利用して蓄熱式暖房機10への蓄熱及び蓄電池20への蓄電を行い、その後、蓄熱式暖房機10の蓄熱量が低下した場合に蓄電池20の電力を利用して蓄熱することができる。
【0038】
そのため、電力料金が割高な時間帯に蓄熱式暖房機10の熱量が低下しても、低額電力によって蓄電された蓄電池20からの電力供給で熱量の低下を防止することができる。これにより、常時空調を行いながら、運転コストの上昇を抑制することが可能となる。
【0039】
また、上述の実施の形態では、蓄熱式暖房機10及び蓄電池20が断熱材6によって断熱された建物基礎2の床下空間7内に設置されている。
【0040】
これにより、温湿度環境が比較的安定した場所に蓄熱式暖房機10及び蓄電池20を配置することができ、外気温の影響を抑制することができる。
【0041】
そのため、外気温に関わらず蓄熱式暖房機10の蓄熱体12の放熱速度を安定させることができ、さらに運転コストの上昇を抑制することができる。
【0042】
そして、商用電源Sからの電力供給が停止してしまう停電時には、蓄電池20に蓄電された電力を家電負荷Fに供給する。これにより、停電時であっても家電製品等を使用することができる。
【0043】
以上、この発明にかかる実施の形態の一つを図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。
【0044】
上述の実施の形態では、蓄熱式空調装置が室内空間8の暖房を行う蓄熱式暖房機10であるが、これに限らず、室内空間8の冷房を行うことができる蓄熱式クーラーであってもよいし、室内空間8の温度によって冷暖房それぞれ行うことができるものであってもよい。
【0045】
また、上述の実施形態では、商用電源Sから電力供給が行われる時間帯が午前1時から午前5時までとなっているが、電力料金が割安となる時間であれば任意の時間帯に設定することができる。
【0046】
さらに、蓄熱量及び蓄電量に応じて、電力料金が割安となる時間帯であっても電力供給を停止してもよい。これにより、蓄熱及び蓄電を効率よく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】この発明に係る蓄電式空調システムを備えた建物を模式的に示す説明図である。
【図2】(a)は、商用電源及び蓄電池からの電力供給状態を示すグラフであり、(b)は蓄電式暖房機に蓄熱された蓄熱量の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【0048】
10 蓄熱式暖房機(蓄熱式空調装置)
20 蓄電池

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一定時間ごとの電力供給により熱量を蓄え、次回の電力供給までの間に蓄えられた熱量を空調に利用する蓄熱式空調装置と、電力を貯蔵する蓄電池とを備え、
前記蓄熱式空調装置に蓄えられた熱量が次回の電力供給以前に所定量に達すると、前記蓄電池から前記蓄熱式空調装置に電力供給がなされることを特徴とする蓄熱式空調システム。
【請求項2】
前記蓄熱式空調装置及び前記蓄電池は、断熱された床下基礎内に設置されたことを特徴とする請求項1に記載の蓄熱式空調システム。





【図1】
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【図2】
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