JP2005195223A - Room air conditioning system utilizing heat in underfloor space - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、床下空間で暖められるか又は冷却された熱を利用して、居室を冷暖房するための室内空調装置に関する。 The present invention relates to an indoor air conditioner for cooling and heating a living room using heat heated or cooled in an underfloor space.
近年、基礎を断熱した気密化住宅の床下空間を暖めて、床板を介して間接的に室内を暖房するといった試みがなされている。この場合、空調機器によって直接室内を暖房するときのような不快なドラフトが発生せず、また燃焼系の暖房機器によって直接室内を暖房するときのような室内の空気汚染もなく、快適な温熱環境を実現できる。また、直接室内を暖房する場合と比較すると熱損失が多いため、運転コストが高騰する懸念があるが、蓄熱方式を採用することで、安価な深夜電力を有効利用することができる。 In recent years, an attempt has been made to heat an indoor space indirectly through a floor board by heating an underfloor space of an airtight house with a thermally insulated foundation. In this case, there is no uncomfortable draft like when heating the room directly with air conditioning equipment, and there is no air pollution in the room like when heating the room directly with the combustion system heating equipment, and a comfortable thermal environment. Can be realized. Moreover, since there is much heat loss compared with the case where the room is directly heated, there is a concern that the operation cost increases. However, by adopting the heat storage method, it is possible to effectively use inexpensive late-night power.
しかし、床下空間の暖房に用いられる空調機器は、滞在時間が長いリビング近くの床下に設置されることが多いため、リビングから離れて位置する居室や洗面所等、又は、特に冷えやすい開口部や階段室の周辺は十分に暖めることができず、それら居室等の熱負荷に対応した温度制御に限界があった。その結果、各室の温度差が大きくなって全体として温度むらが生じやすかった。また、床板を介した熱伝達は、床材の熱抵抗を受けるため伝達効率が悪く、居室を暖めるのに時間がかかってしまうという問題もあった。 However, air conditioning equipment used for heating the underfloor space is often installed under the floor near the living room where the staying time is long, so a living room or a washroom located away from the living room, or an opening that is particularly easy to cool The surroundings of the staircase could not be heated sufficiently, and there was a limit to the temperature control corresponding to the heat load of these rooms. As a result, the temperature difference between the chambers became large, and temperature unevenness was likely to occur as a whole. In addition, heat transfer through the floor board has a problem in that the heat resistance of the floor material is received, so that the transfer efficiency is low, and it takes time to warm the living room.
このような問題に鑑みて、床下空間から居室側への熱伝達について、上記のような床板を介した熱伝達以外に、その補助となるようなものの開発が求められている。そこで、床下空間の熱を、床板を介することなく居室側へ伝える方法としては、例えば特許文献1に開示されているように、床板を貫通するようにして設けたダクトを通して、床下で暖められた空気を居室側へ導入することが考えられる。 In view of such a problem, the development of a heat transfer from the underfloor space to the living room side is required in addition to the heat transfer through the floor plate as described above. Therefore, as a method of transmitting the heat of the underfloor space to the living room side without going through the floor board, for example, as disclosed in Patent Document 1, it was heated under the floor through a duct provided so as to penetrate the floor board. It is possible to introduce air into the room.
しかし、上記の特許文献1の構成では、床下空間の熱だけでなく、暖められた空気自体を居室に導入するようになっているため、それにより居室内にドラフトが生じてしまうこととなり、結局、室内を直接暖房するときと同様の不快感を居住者に与えてしまう。 However, in the configuration of the above-mentioned Patent Document 1, not only the heat of the underfloor space but also the warmed air itself is introduced into the room, which causes a draft in the room. This gives the residents the same discomfort as when directly heating the room.
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、床下空間と居室との間で空気交換することなく、床下空間の温熱若しくは冷熱を効率的に居室側へ伝達することができるとともに、各室の温度差が小さくなるように全体の温度むらを軽減できる室内空調装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention eliminates the above-mentioned problems and can efficiently transmit the heat or cold of the underfloor space to the room side without exchanging air between the underfloor space and the room, It aims at providing the indoor air conditioner which can reduce the whole temperature nonuniformity so that the temperature difference of this may become small.
上記の課題を解決するため、この発明における床下空間の熱を利用した室内空調装置は、床下空間を暖めるか又は冷却する空調若しくは暖・冷房機器を備え、ヒートパイプの入冷・熱部側を床下空間に臨ませるとともに、同じくそのヒートパイプの放冷・熱部側を居室空間に臨ませて、前記床下空間の温熱若しくは冷熱を前記入冷・熱部の熱源とするようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the indoor air conditioner using the heat of the underfloor space in the present invention includes an air conditioner or a heating / cooling device that warms or cools the underfloor space, and the cooling / heating portion side of the heat pipe is provided. In addition to facing the underfloor space, the cooling / heating part side of the heat pipe is also faced to the living room space, and the heat or cold of the underfloor space is used as the heat source of the cooling / heating part. And
特に、この発明は、前記床下空間の温熱若しくは冷熱が、居室空間と床下空間とを仕切る床を介して居室空間に伝わることを利用して、その居室空間を暖めるか又は冷却する室内空調装置において、床下空間の温熱若しくは冷熱が、前記のヒートパイプを介して居室空間に伝わることも利用するようにしたものである。 In particular, the present invention relates to an indoor air conditioner that warms or cools a living room space by utilizing the fact that the heat or cold of the underfloor space is transmitted to the living room space through a floor that partitions the living room space and the underfloor space. Further, it is also utilized that the heat or cold of the underfloor space is transmitted to the living room space through the heat pipe.
また、前記床下空間に設置された空調機の室内ユニットから送り出される温風若しくは冷風によって、床下空間が暖められるか又は冷却される。 Further, the underfloor space is warmed or cooled by hot air or cold air sent from the indoor unit of the air conditioner installed in the underfloor space.
さらに、床下空間に設けられた土間コンクリートとダクトとのうちいずれか一方若しくは両方に、温熱若しくは冷熱を蓄熱させるようにした。 Furthermore, hot or cold heat is stored in either one or both of the soil concrete and the duct provided in the underfloor space.
前記ヒートパイプが、前記床を貫通するようにして設置されるものである。具体的には、前記ヒートパイプが、前記床に対して着脱自在に取り付けられるものであるか、或いは、前記ヒートパイプの放冷・熱部側を、前記床に対して上下に進退可能とさせることによって、非使用時には床側へ収納可能とさせている。 The heat pipe is installed so as to penetrate the floor. Specifically, the heat pipe is detachably attached to the floor, or the cooling / heating portion side of the heat pipe can be moved up and down with respect to the floor. Therefore, it can be stored on the floor side when not in use.
この発明では、床下空間から居室への熱伝達にヒートパイプを用いているため、床を介したり、床下空間と居室との間で空気交換したりすることなく、床下空間の温熱若しくは冷熱を居室側へ直接的に伝えることができ、熱損失の少ない効率的な熱伝達を実現できる。 In this invention, since the heat pipe is used for heat transfer from the underfloor space to the living room, the heat or cold of the underfloor space is transferred to the living room without passing through the floor or exchanging air between the underfloor space and the living room. The heat can be transmitted directly to the side, and efficient heat transfer with less heat loss can be realized.
従って、床下空間の温熱若しくは冷熱が、床を介して居室空間に伝わることを利用した室内空調装置において、ヒートパイプによる熱伝達を補助的に利用することによって、床下空間から居室への熱伝達の効率を高めることができるとともに、居室が暖められるか又は冷却されるまでの時間短縮に貢献することが可能となる。 Therefore, in an indoor air conditioner that utilizes the fact that the heat or cold of the underfloor space is transmitted to the living room space through the floor, the heat transfer from the underfloor space to the living room is assisted by using heat transfer by the heat pipe as an auxiliary. It is possible to increase the efficiency and contribute to shortening the time until the living room is warmed or cooled.
またさらに、ヒートパイプは、熱伝達のための動力を必要としないため、ランニングコストを気にすることなく熱伝達を促進することができ、メンテナンスも特に必要がないため、使い勝手に優れている。 Furthermore, since the heat pipe does not require power for heat transfer, heat transfer can be promoted without worrying about running costs, and maintenance is not particularly required, so that the heat pipe is easy to use.
また、リビングから離れた居室、浴室、トイレ、洗面所、玄関、廊下の隅などにヒートパイプを設置すれば、それら滞在時間が少ない場所でもランニングコストを意識することなく積極的に冷暖房することができ、これにより、各室の温度差を小さくして全体としての温度むらを軽減することができる。従って、急激な温度変化によって居住者が受けるヒートショックを軽減することができる。さらに、冬季において、開口部や階段室の周辺にヒートパイプを設置することにより、窓際で冷やされた空気が足下を冷やすような気流となるコールドドラフトを解消して、室内の温度むらを軽減できるため、室内の快適性を向上させることができる。 In addition, if heat pipes are installed in living rooms, bathrooms, toilets, washrooms, entrances, corridor corners, etc. away from the living room, it is possible to actively cool and heat even in places where there is little staying time without being aware of running costs. This makes it possible to reduce the temperature difference between the chambers and reduce the temperature unevenness as a whole. Accordingly, it is possible to reduce a heat shock that a resident receives due to a rapid temperature change. Furthermore, by installing heat pipes around the openings and staircases in the winter, it is possible to eliminate the cold draft that causes the air cooled by the windows to cool down the feet and reduce indoor temperature unevenness. Therefore, indoor comfort can be improved.
床下空間の暖房若しくは冷房には空調機が用いられるため、廉価なヒートポンプを用いることにより設備コストを低減することができる。また、空調機の室内ユニットが床下空間に設置されているため、床下空間内で空気を循環させながら冷暖房することができ、床下空間の冷暖房効率を高めてランニングコストを低減することができる。 Since an air conditioner is used for heating or cooling the underfloor space, the equipment cost can be reduced by using an inexpensive heat pump. In addition, since the indoor unit of the air conditioner is installed in the underfloor space, it is possible to heat and cool the air while circulating the air in the underfloor space, thereby improving the cooling and heating efficiency of the underfloor space and reducing the running cost.
さらに、床下空間の温熱若しくは冷熱を、土間コンクリートやダクトに蓄熱させることで、安価な深夜電力を有効利用することができ、さらなるランニングコストの低減に貢献することができる。 Furthermore, by storing the heat or cold of the underfloor space in the soil concrete or duct, it is possible to effectively use inexpensive late-night power and contribute to further reduction in running cost.
また、ヒートパイプが、床下空間と居室とを仕切る床を貫通するようにして設置されるものであり、複雑な配管を施す必要がないため施工性に優れている。 In addition, the heat pipe is installed so as to penetrate the floor partitioning the space under the floor and the room, and it is excellent in workability because it is not necessary to provide complicated piping.
さらに、ヒートパイプを床に対して着脱自在として非使用時には取り外しておくか、或いは、ヒートパイプの放冷・熱部側を床に対して上下に進退可能とさせて、非使用時に床側へ収納するようにすれば、ヒートパイプが邪魔にならないため居室空間におけるスペースの有効利用を図ることができる。 In addition, the heat pipe can be attached to and detached from the floor and removed when not in use, or the heat pipe is allowed to cool and heat up and down so that it can be moved up and down with respect to the floor. If stored, the heat pipe does not get in the way, so that the space in the room space can be used effectively.
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1において、(1)は、例えば住宅の床下空間を示している。床下空間(1)は、外周基礎(10)によって囲まれている。床下空間(1)には、外周基礎(10)に沿って断熱材(11)が設けられていて、床下空間(1)から外部への放熱を抑えている。この断熱材(11)は、外周基礎(10)の立上がり内面と土間コンクリート(2)の外周縁とに跨るようにして断面略L字状に設けられている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, (1) shows, for example, the under-floor space of a house. The underfloor space (1) is surrounded by the outer peripheral foundation (10). In the underfloor space (1), a heat insulating material (11) is provided along the outer peripheral foundation (10) to suppress heat radiation from the underfloor space (1) to the outside. The heat insulating material (11) is provided in a substantially L-shaped cross section so as to straddle the rising inner surface of the outer peripheral foundation (10) and the outer peripheral edge of the soil concrete (2).
土間コンクリート(2)は、地盤(12)上にほぼ一定の厚みで敷設されており、その裏面には断熱材(3)が配設されている。すなわち、土間コンクリート(2)と地盤(12)との間に断熱材(3)が介在されて、土間コンクリート(2)から地盤(12)への放熱が規制されている。 The soil concrete (2) is laid on the ground (12) with a substantially constant thickness, and a heat insulating material (3) is disposed on the back surface thereof. That is, the heat insulating material (3) is interposed between the soil concrete (2) and the ground (12), and heat radiation from the soil concrete (2) to the ground (12) is restricted.
また、図1において、(5)は、床下空間(1)を暖めるか又は冷却する空調機であり、この空調機(5)は、室内ユニット(6)と室外ユニット(7)とを備えている。室内ユニット(6)は床下空間(1)に設置されており、室外ユニット(7)は屋外に設置されている。これら室内ユニット(6)と室外ユニット(7)とは、床下空間(1)を囲む外周基礎(10)を貫通した冷媒管(9)を介して接続されている。 Moreover, in FIG. 1, (5) is an air conditioner which warms or cools the underfloor space (1), and this air conditioner (5) is provided with the indoor unit (6) and the outdoor unit (7). Yes. The indoor unit (6) is installed in the underfloor space (1), and the outdoor unit (7) is installed outdoors. The indoor unit (6) and the outdoor unit (7) are connected to each other via a refrigerant pipe (9) penetrating the outer periphery foundation (10) surrounding the underfloor space (1).
居室空間(8)と床下空間(1)とを仕切る床(15)は、図2に示すように、ALCその他のコンクリート板からなる床版(16)上面に、床板材(17)が張り付けられて構築されている。床版(16)には、上下に貫通する貫通穴(18)が設けられており、床板材(17)にも、床版(16)の貫通穴(18)に対応する位置に、上下に貫通する貫通穴(19)が形成されている。床板材(17)の貫通穴(19)は、床版(16)の貫通穴(18)よりも一回り大きく形成されている。 As shown in Fig. 2, the floor (15) that divides the living room space (8) from the underfloor space (1) has a floor slab (16) attached to the upper surface of the floor slab (16) made of ALC or other concrete board. Is built. The floor slab (16) is provided with a through hole (18) penetrating up and down, and the floor board material (17) is also located at a position corresponding to the through hole (18) of the floor slab (16) vertically. A penetrating through hole (19) is formed. The through hole (19) of the floor board material (17) is formed slightly larger than the through hole (18) of the floor slab (16).
そして、この床(15)を貫通するようにして、ヒートパイプ(21)(21)…が設置されている。具体的には、図3に示すように、複数のヒートパイプ(21)(21)…が、床版(16)と床板材(17)の貫通穴(18)(19)を上方から塞ぐためのカバー材(30)に対して、上下に貫通するようにして予め取り付けられている。それらヒートパイプ(21)(21)…は、平面から見て同一直線上に並ぶようにして取り付けられている。 The heat pipes (21), (21),... Are installed so as to penetrate the floor (15). Specifically, as shown in FIG. 3, a plurality of heat pipes (21), (21)... Close the through holes (18), (19) of the floor slab (16) and the floor board material (17) from above. The cover member (30) is attached in advance so as to penetrate vertically. The heat pipes (21), (21), are attached so as to be aligned on the same straight line when viewed from above.
それらヒートパイプ(21)(21)…が取り付けられた状態のカバー材(30)は、床板材(17)の貫通穴(19)に嵌め込まれて、カバー材(30)の端縁部が、床版(16)上面における貫通穴(18)周縁部に支持されることで、ヒートパイプ(21)(21)…が、図4に示すように床(15)に設置されることとなる。この設置状態において、ヒートパイプ(21)(21)…は、床版(16)及び床板材(17)の貫通穴(18)(19)をそれぞれ貫通した状態となっている。 The cover material (30) with the heat pipes (21), (21) attached thereto is fitted into the through hole (19) of the floor board material (17), and the edge of the cover material (30) is The heat pipes (21), (21) are installed on the floor (15) as shown in FIG. 4 by being supported by the peripheral portion of the through hole (18) on the upper surface of the floor slab (16). In this installed state, the heat pipes (21), (21), ... are in a state of penetrating through the through holes (18), (19) of the floor slab (16) and the floor board material (17), respectively.
なお、それぞれのヒートパイプ(21)とカバー材(30)との間には、気密性を備えた例えばゴム製の緩衝材(31)が設けられている。また、カバー材(30)は、床板材(17)の貫通穴(19)に対応した形状となっており、その貫通穴(19)に対してほとんど隙間無く嵌め込むことができるようになっている。さらに、カバー材(30)の表面は、床板材(17)の表面と同様の外観とすることで、床(15)表面の意匠性が損なわれないようになっている。 In addition, between each heat pipe (21) and the cover material (30), for example, a rubber cushioning material (31) having airtightness is provided. The cover material (30) has a shape corresponding to the through hole (19) of the floor board material (17), and can be fitted into the through hole (19) with almost no gap. Yes. Furthermore, the surface of the cover (30) has the same appearance as the surface of the floor board (17) so that the design of the surface of the floor (15) is not impaired.
これらヒートパイプ(21)(21)…は、床(15)に対して着脱自在に取り付けられるものである。すなわち、居室空間(8)を冷暖房しないときは、それらヒートパイプ(21)(21)…が取り付けられたカバー材(30)ごと取り外しておけば、ヒートパイプ(21)(21)…が邪魔になることが無く、居室空間(8)におけるスペースの有効利用を図ることができる。その場合は、図5に示すように、別のカバー材(30)を床板材(17)の貫通穴(19)に嵌め込んでおくようにすれば、床版(16)及び床板材(17)の貫通穴(18)(19)を塞いでおくことができる。 These heat pipes (21) (21) are detachably attached to the floor (15). That is, when the living room space (8) is not air-conditioned, if the cover material (30) to which the heat pipes (21), (21), etc. are attached is removed, the heat pipes (21), (21), will become an obstacle. Therefore, the space in the living room space (8) can be effectively used. In that case, as shown in FIG. 5, if another cover material (30) is fitted in the through hole (19) of the floor board material (17), the floor slab (16) and the floor board material (17 ) Through-holes (18) and (19) can be closed.
空調機(5)としては、一般に「エアコン」と称される廉価な家庭用の汎用ヒートポンプが用いられている。この空調機(5)においては、コンプレッサにより圧縮した冷媒を室内ユニット(6)と室外ユニット(7)との間で循環させて、室内ユニット(6)側において冷媒と床下空間(1)の空気とを熱交換させることで、温風や冷風を作り出すようになっている。そして、室内ユニット(6)に設けた図示しないファンによって、温風又は冷風がダクト(4)を介して送り出されて、床下空間(1)が暖められるか又は冷却されるようになっている。 As the air conditioner (5), an inexpensive household general-purpose heat pump generally called “air conditioner” is used. In this air conditioner (5), the refrigerant compressed by the compressor is circulated between the indoor unit (6) and the outdoor unit (7), and the refrigerant and air in the underfloor space (1) are circulated on the indoor unit (6) side. Heat and cold air are created by exchanging heat with each other. Then, warm air or cold air is sent out through the duct (4) by a fan (not shown) provided in the indoor unit (6) so that the underfloor space (1) is warmed or cooled.
なお、床下空間(1)には基礎断熱が施されているため、床下空間(1)の冷暖房効率が高まって、運転コストを低減できるようになっている。また、空調機(5)としては、より熱効率の高い水冷ヒートポンプや炭酸ガス(CO2)ヒートポンプを用いるようにしても良い。さらに、空調機(5)に代えて、その他の暖房機器若しくは冷房機器を設置するようにしても良い。 In addition, since basic heat insulation is given to the underfloor space (1), the cooling / heating efficiency of the underfloor space (1) is increased, and the operation cost can be reduced. As the air conditioner (5), a water-cooled heat pump or a carbon dioxide (CO2) heat pump with higher thermal efficiency may be used. Furthermore, instead of the air conditioner (5), other heating equipment or cooling equipment may be installed.
この空調機(5)によって暖められるか又は冷却された床下空間(1)の温熱又は冷熱は、居室空間(8)と床下空間(1)とを仕切る床(15)を介して居室空間(8)に伝わるようになっている。そして、この室内空調装置は、そのような床(15)を介した熱伝達を利用することに加えて、ヒートパイプ(21)(21)…を介した熱伝達を利用するようにしたものである。 Heat or cold of the underfloor space (1) heated or cooled by the air conditioner (5) is transferred to the living room space (8) via the floor (15) separating the living room space (8) and the underfloor space (1). ). The indoor air conditioner uses heat transfer through the heat pipes (21), (21), in addition to using heat transfer through the floor (15). is there.
ヒートパイプ(21)は、その一端側の入熱部(22)に加えられた温熱、又は入冷部に加えられた冷熱を、他端側の放熱部(23)又は放冷部に素早く移動させる媒体となるものである。なお、ヒートパイプ(21)の構造は、内部が真空になるように密閉されてなるものであり、その内部において少量の水その他の作動液が封入されている。 The heat pipe (21) quickly moves the heat applied to the heat input section (22) on one end side or the heat applied to the cold input section to the heat radiating section (23) or cool discharge section on the other end side. It becomes a medium to be made. The structure of the heat pipe (21) is hermetically sealed so that the inside becomes a vacuum, and a small amount of water or other hydraulic fluid is sealed in the inside.
図2に示すように、この実施形態では、ヒートパイプ(21)を居室空間(8)の暖房に利用するために、ヒートパイプ(21)の入熱部(22)側を床下空間(1)に臨ませるとともに、同じくそのヒートパイプ(21)の放熱部(23)側を居室空間(8)に臨ませて、床下空間(1)の温熱を入熱部(22)の熱源とするようにしている。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, in order to use the heat pipe (21) for heating the living room space (8), the heat input part (22) side of the heat pipe (21) is placed under the floor space (1). In the same way, let the heat pipe (21) side of the heat radiation part (23) face the living room space (8), and use the heat of the underfloor space (1) as the heat source for the heat input part (22). ing.
なお、床下空間(1)の温風は、床(15)近くの上部に集まりやすい傾向にあるため、ヒートパイプ(21)は、下端部の入熱部(22)の高さがあまり低くならないように設置するのが望ましい。また、暖房の必要のない夏季において、ヒートパイプ(21)(21)を取り外すことなく設置したままにしておいても、床下空間(1)と居室空間(8)との間には通常ほとんど温度差がないため、居室空間(8)が暖められてしまうといった不具合は生じない。さらに、居室空間(8)を冷房する際には、ヒートパイプ(21)の入冷部側を床下空間(1)に臨ませるとともに、同じくそのヒートパイプ(21)の放冷部側を居室空間(8)に臨ませて、床下空間(1)の冷熱を入冷部の熱源とすれば良い。 In addition, since the warm air in the underfloor space (1) tends to gather in the upper part near the floor (15), the heat pipe (21) does not have a very low heat input part (22) at the lower end. It is desirable to install as follows. Also, in summer when heating is not necessary, the temperature between the underfloor space (1) and the living room space (8) is usually almost the same even if the heat pipes (21) and (21) are left without being removed. Since there is no difference, there is no problem that the living room space (8) is heated. Furthermore, when cooling the living room space (8), the cooling pipe side of the heat pipe (21) is allowed to face the underfloor space (1), and the cooling room side of the heat pipe (21) is also set to the living room space. In front of (8), the cold heat in the underfloor space (1) may be used as the heat source for the cooling section.
次に、上記構成からなる室内空調装置を用いて、居室空間(8)を暖房する場合について具体的に説明する。まず、空調機(5)を作動させて暖房運転を開始すると、床下空間(1)の空気が室内ユニット(6)に取り込まれて加熱されて温風となり、この温風によって床(15)が加熱されることとなり、そのように加熱された床(15)を介して居室空間(8)が暖められる。 Next, the case where the living room space (8) is heated using the indoor air conditioner having the above-described configuration will be specifically described. First, when the air conditioner (5) is operated to start the heating operation, the air in the underfloor space (1) is taken into the indoor unit (6) and heated to become warm air, and the warm air causes the floor (15) to The room space (8) is heated through the heated floor (15).
他方、ヒートパイプ(21)(21)…については、床下空間(1)の室内ユニット(6)から送り出される温風によって、ヒートパイプ(21)の入熱部(22)が加熱される。そのようにして加熱された入熱部(22)では、ヒートパイプ(21)内部に封入された作動液が蒸発潜熱を吸収して蒸発し、その作動液の蒸気が放熱部(23)側へ移動する。そして、作動液の蒸気が、放熱部(23)で冷やされて凝縮し、外部に蒸発潜熱が放出されることで居室空間(8)が暖められる。 On the other hand, for the heat pipes (21), (21), the heat input part (22) of the heat pipe (21) is heated by the warm air sent out from the indoor unit (6) in the underfloor space (1). In the heat input section (22) thus heated, the working fluid enclosed in the heat pipe (21) absorbs the latent heat of vaporization and evaporates, and the vapor of the working fluid is transferred to the heat radiating section (23) side. Moving. Then, the vapor of the working fluid is cooled and condensed in the heat radiating section (23), and the latent heat of evaporation is released to the outside, so that the room space (8) is warmed.
放熱部(23)で凝縮した作動液は入熱部(22)側へ戻されて、床下空間(1)の温風で再び加熱される。従って、ヒートパイプ(21)は、入熱部(22)が加熱され続ける限り、管内の作動液が、蒸発、蒸気の移動、凝縮、凝縮液の移動といった一連の相変化を繰り返すため、入熱部(22)側から放熱部(23)側へ連続的に温熱を伝えることができ、居室空間(8)を暖め続けることができる。 The working fluid condensed in the heat radiating section (23) is returned to the heat input section (22) and is heated again by the warm air in the underfloor space (1). Therefore, as long as the heat input section (22) is continuously heated, the heat pipe (21) repeats a series of phase changes such as evaporation, vapor movement, condensation, and condensate movement as long as the heat input section (22) is heated. Heat can be continuously transmitted from the section (22) side to the heat radiating section (23) side, and the room space (8) can be kept warm.
なお、ヒートパイプ(21)を冷房に用いる場合は、管内の作動液が、放冷部側で居室空間(8)から蒸発潜熱を吸収して蒸発し、入冷部側で凝縮して床下空間(1)へ蒸発潜熱を放出することとなり、暖房の場合とは逆方向に相が変化する。その場合も同様に、ヒートパイプ(21)の入冷部が、床下空間(1)の冷風で冷却され続ける限り、管内の作動液が相変化を繰り返して、入冷部側から放冷部側へ連続的に冷熱を伝えることができ、居室空間(8)を冷却し続けることができる。 When the heat pipe (21) is used for cooling, the working fluid in the pipe evaporates by absorbing the latent heat of evaporation from the living room space (8) on the cooler side and condenses on the cooler side to condense under the floor. The latent heat of vaporization is released to (1), and the phase changes in the opposite direction to the case of heating. In this case as well, as long as the cooling section of the heat pipe (21) continues to be cooled by the cold air in the underfloor space (1), the working fluid in the pipe repeats the phase change, and from the cooling section side to the cooling section side. It is possible to continuously transmit cold energy to the room, and to continue cooling the living room space (8).
上記のような暖房により、例えば、床下空間(1)の気温をおよそ40℃まで上昇させると、ヒートパイプ(21)の放熱部(23)の温度が、およそ35〜40℃まで上昇することとなり、床(15)を介した熱伝達による作用と合わさって、居室空間(8)を20℃程度に暖めることができる。 For example, when the temperature of the underfloor space (1) is raised to approximately 40 ° C. by the heating as described above, the temperature of the heat radiating portion (23) of the heat pipe (21) is increased to approximately 35 to 40 ° C. Combined with the effect of heat transfer through the floor (15), the room space (8) can be warmed to about 20 ° C.
ヒートパイプ(21)(21)…は、図6に示すように、滞在時間の少ないトイレ(50)等や、冷気が入りやすい開口部(51)周辺等に設置すれば特に効果的である。すなわち、ヒートパイプ(21)は、熱伝達のための動力を必要としないため、トイレ(50)等の滞在時間が少ない場所でもランニングコストを意識することなく積極的に暖めることができ、それにより、各室の温度差を小さくして全体としての温度むらを軽減することができる。他方、開口部(51)周辺にヒートパイプ(21)(21)…を設置すれば、窓際で冷やされた空気が足下を冷やすような気流となるコールドドラフト(52)を解消して、室内の温度むらを軽減できるため、室内の快適性を向上させることができる。 As shown in FIG. 6, the heat pipes (21), (21),... Are particularly effective if they are installed around the toilet (50) where the staying time is short, or around the opening (51) where cold air easily enters. In other words, since the heat pipe (21) does not require power for heat transfer, it can be actively warmed without being aware of running costs even in places where the stay time is short, such as the toilet (50). The temperature difference between the chambers can be reduced to reduce the temperature unevenness as a whole. On the other hand, if the heat pipes (21), (21) ... are installed around the opening (51), the cold draft (52), in which the air cooled at the window becomes an air flow that cools the feet, is eliminated, and the indoor Since the temperature unevenness can be reduced, indoor comfort can be improved.
以上においては、上記構成の室内空調装置を用いて、居室空間(8)を暖房する場合について説明したが、室内ユニット(6)から冷風を送り出すように空調機(5)を作動させることにより、居室空間(8)を冷房することも可能である。 In the above, the case where the living room space (8) is heated using the indoor air conditioner having the above-described configuration has been described, but by operating the air conditioner (5) so as to send cold air from the indoor unit (6), It is also possible to cool the living room space (8).
図7乃至図9は、この発明の他の実施形態におけるヒートパイプ(21)(21)…の設置状態を示している。この実施形態では、ヒートパイプ(21)の放熱部(23)側を、床(15)に対して上下に進退可能とさせることによって、非使用時には床(15)側へ収納可能とさせている。この場合、床版(16)上面には、ヒートパイプ(21)(21)…を収納するための収納凹部(35)が形成されている。この収納凹部(35)の底部には、上下方向の貫通穴(34)(34)…が複数設けられている。 7 to 9 show the installed state of the heat pipes (21), (21),... According to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the heat radiation part (23) side of the heat pipe (21) can be moved up and down with respect to the floor (15), so that it can be stored on the floor (15) side when not in use. . In this case, a storage recess (35) for storing the heat pipes (21), (21), ... is formed on the top surface of the floor slab (16). A plurality of vertical through holes (34), (34),... Are provided at the bottom of the storage recess (35).
それぞれの貫通穴(34)には、ヒートパイプ(21)が上下方向にスライド可能に取り付けられている。なお、貫通穴(34)の内周面には、気密性を備えた例えばゴム製の緩衝材(36)が例えば接着により取り付けられている。すなわち、ヒートパイプ(21)の取付け状態において、ヒートパイプ(21)と貫通穴(34)との間に、緩衝材(36)が介在するようになっている。 A heat pipe (21) is attached to each through hole (34) so as to be slidable in the vertical direction. For example, a rubber cushioning material (36) having airtightness is attached to the inner peripheral surface of the through hole (34) by, for example, adhesion. That is, in the mounted state of the heat pipe (21), the buffer material (36) is interposed between the heat pipe (21) and the through hole (34).
また、この実施形態においては、床板材(17)の貫通穴(19)が、床版(16)の収納凹部(35)に対応する位置に設けられ、その収納凹部(35)よりも一回り大きく形成されている。居室空間(8)の冷暖房を行わないときは、図9に示すように、ヒートパイプ(21)(21)…を、その上端が収納凹部(35)内に納まるように下方へスライドさせて、床板材(17)の貫通穴(19)に上記実施形態と同様のカバー材(30)を嵌め込むことで、ヒートパイプ(21)(21)…を簡単に収納することができる。 Further, in this embodiment, the through hole (19) of the floor board material (17) is provided at a position corresponding to the storage recess (35) of the floor slab (16), and is slightly more than the storage recess (35). Largely formed. When the room space (8) is not cooled or heated, as shown in FIG. 9, the heat pipes (21), (21), are slid downward so that the upper ends thereof are accommodated in the storage recesses (35), The heat pipes (21), (21), etc. can be easily accommodated by fitting the same cover material (30) as in the above embodiment into the through hole (19) of the floor board material (17).
ただし、ヒートパイプ(21)の設置については、以上で述べた実施形態以外にも様々な構成が考えられ、その構成は特に限定されるものではない。また、長尺のヒートパイプを設置して、2階の居室空間の冷暖房に利用することも考えられる。その場合は、2階の居室空間よりも下側において途中で放熱することを防ぐために、ヒートパイプの中間部分を断熱処理しておくことが望ましい。 However, regarding the installation of the heat pipe (21), various configurations other than the embodiment described above are conceivable, and the configuration is not particularly limited. It is also conceivable to install a long heat pipe and use it for air conditioning in the living room space on the second floor. In that case, it is desirable to heat-treat the middle portion of the heat pipe in order to prevent heat radiation on the way below the second floor room space.
図10は、床下空間(1)において、空調機(5)を熱源とする温風又は冷風を導入するためのダクト(40)を、土間コンクリート(2)の表面に沿って配設して、それら土間コンクリート(2)及びダクト(40)に、温熱若しくは冷熱を蓄熱させるようにした構造を示している。この蓄熱構造では、室内ユニット(6)からの温風又は冷風が、整流ダクト(4)を介してダクト(40)に導入されるようになっている。 FIG. 10 shows that in the underfloor space (1), a duct (40) for introducing hot air or cold air using the air conditioner (5) as a heat source is arranged along the surface of the soil concrete (2). A structure in which hot or cold heat is stored in the soil concrete (2) and the duct (40) is shown. In this heat storage structure, hot air or cold air from the indoor unit (6) is introduced into the duct (40) via the rectifying duct (4).
ダクト(40)は、土間コンクリート(2)の表面に互いに平行に配した例えば一対の脚部(41)(41)と、これら脚部(41)(41)の上面間に跨るようにして設置した蓄熱材料からなる上面部(42)とを備え、土間コンクリート(2)の表面に面した下面は開放されている。そして、ダクト(40)内の通気路(43)を温風又は冷風が通過すると、ダクト(40)及び土間コンクリート(2)に温熱又は冷熱が蓄熱される。 The duct (40) is installed so as to straddle between, for example, a pair of legs (41) and (41) arranged parallel to each other on the surface of the soil concrete (2) and the upper surfaces of these legs (41) and (41). The upper surface portion (42) made of the heat storage material is provided, and the lower surface facing the surface of the soil concrete (2) is open. When hot air or cold air passes through the air passage (43) in the duct (40), the hot or cold heat is stored in the duct (40) and the soil concrete (2).
この蓄熱構造により、空調機(5)の作動を停止させても、ダクト(40)及び土間コンクリート(2)に蓄熱された温熱又は冷熱が徐々に放熱されて、床下空間(1)が暖められるか又は冷却されることとなり、居室空間(8)の冷暖房を一定時間行うことができる。従って、例えば夜間の0時頃から翌朝の7時頃まで安価な深夜電力を利用して、空調機(5)を作動させて蓄熱を行い、例えば7時頃から15時頃までの時間は空調機(5)を停止させるなどして、ランニングコストの低減を図ることができる。なお、図10において、(44)は、ダクト(40)の上面部(42)表面を覆う断熱材を、(45)は、ダクト(40)の排気口をそれぞれ示している。 With this heat storage structure, even if the operation of the air conditioner (5) is stopped, the heat or cold stored in the duct (40) and the soil concrete (2) is gradually dissipated to warm the underfloor space (1). Or the living room space (8) can be cooled and heated for a certain period of time. Therefore, for example, by using inexpensive late-night power from around midnight at night to around 7:00 the next morning, the air conditioner (5) is operated to store heat. For example, the time from around 7:00 to around 15:00 is air conditioning. The running cost can be reduced by stopping the machine (5). In FIG. 10, (44) indicates a heat insulating material covering the surface of the upper surface (42) of the duct (40), and (45) indicates an exhaust port of the duct (40).
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and it is needless to say that many modifications and changes can be made to the above embodiment within the scope of the present invention.
例えば、ヒートパイプ(21)の放熱部(23)から居室空間(8)へ放熱する際の放熱面積を拡大するために、ヒートパイプ(21)の放熱部(23)側に例えば金属製の放熱板を取り付けるようにしても良い。この場合は、複数のヒートパイプ(21)(21)…を差し込むための溝を備えた一対の放熱板を、それらヒートパイプ(21)(21)…を挟み込むようにして重ね合わせて取り付けることが考えられる。 For example, in order to expand the heat radiation area when heat is radiated from the heat radiation part (23) of the heat pipe (21) to the living room space (8), for example, metal heat radiation is provided on the heat radiation part (23) side of the heat pipe (21). You may make it attach a board. In this case, a pair of heat radiating plates having grooves for inserting a plurality of heat pipes (21), (21), and so on can be attached so as to sandwich the heat pipes (21), (21). Conceivable.
他方、床下空間(1)からヒートパイプ(21)の入熱部(22)に入熱する際の入熱面積を拡大するために、それぞれのヒートパイプ(21)の入熱部(22)側に、例えば金属製の1又は複数のフィンを設けるようにしても良い。 On the other hand, in order to expand the heat input area when heat is input from the underfloor space (1) to the heat input part (22) of the heat pipe (21), the heat input part (22) side of each heat pipe (21) For example, one or more fins made of metal may be provided.
(1) 床下空間
(2) 土間コンクリート
(5) 空調機
(6) 室内ユニット
(8) 居室空間
(15) 床
(21) ヒートパイプ
(22) 入熱部
(23) 放熱部
(1) Underfloor space
(2) Dust concrete
(5) Air conditioner
(6) Indoor unit
(8) Living room space
(15) Floor
(21) Heat pipe
(22) Heat input section
(23) Heat sink
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