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JP6482968B2 - Underfloor air conditioning system and energy-saving house equipped with the same - Google Patents
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JP6482968B2 - Underfloor air conditioning system and energy-saving house equipped with the same - Google Patents

Underfloor air conditioning system and energy-saving house equipped with the same Download PDF

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Description

本発明は、床下空調システム及びそれを備えた省エネ住宅に関し、殊に、太陽光発電装置の排熱を床下に導入して暖房に利用する床下空調システム、及びそのシステムを備えてエネルギー消費量を低減可能とした省エネ住宅に関する。   The present invention relates to an underfloor air-conditioning system and an energy-saving house equipped with the same, and more particularly, an underfloor air-conditioning system that uses exhaust heat of a photovoltaic power generation device under the floor and uses it for heating, and an energy consumption provided with the system. It relates to energy-saving houses that can be reduced.

近年、エコ意識の高まりや地球温暖化対策の要請もあって、太陽光発電装置を設けて商用電力の使用量を低減したりヒートポンプ給湯装置を設けて冷暖房用エネルギーの使用量を低減したりする、いわゆる省エネ住宅が普及している。例えば、本願発明者・出願人らは、先に特開2013−117353号公報において、夜間にヒートポンプ式給湯装置で生じた冷気を、底面及び側面が基礎コンクリートで囲まれた床下空間に導入して蓄熱(冷却)し、日中に外気を床下空間に導入して冷却しながら冷房に利用する方式の床下空調システムを提案している。   In recent years, with the growing awareness of ecology and the demand for global warming countermeasures, solar power generation equipment has been installed to reduce the amount of commercial power used, and heat pump water heaters have been installed to reduce the amount of energy used for air conditioning. So-called energy-saving houses are popular. For example, the present inventors / applicants previously introduced cold air generated by a heat pump hot water supply device at night in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-117353 into a subfloor space whose bottom surface and side surfaces are surrounded by foundation concrete. We have proposed an underfloor air-conditioning system that stores heat (cools) and uses it for cooling while introducing outside air into the underfloor space during the day.

一方、暖房についても、特開2014−190638号公報には、パワーコンディショナーを有した太陽光発電装置及びヒートポンプを備えた暖房システムが提案されており、太陽光発電装置による売電を考慮しながらヒートポンプによる暖房に使用するエネルギーを精密に制御するものとして、暖房運転における一層のコスト低減を実現している。   On the other hand, as for heating, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-190638 proposes a solar power generation apparatus having a power conditioner and a heating system provided with a heat pump, and heat pumps are considered while taking into account power sales by the solar power generation apparatus. As a means of precisely controlling the energy used for heating by heating, further cost reduction in heating operation has been realized.

また、特開2014−17068号公報には、太陽光発電装置等に付設した蓄電装置(バッテリ)の排熱を利用する技術として、その排熱で暖められた空気を床部に導入して蓄熱材に蓄熱させることで床暖房を行う方式が提案されており、従来排出するだけであった充放電時に生じる熱を活用することで、暖房に要するエネルギーを一層低減可能なものとしている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-17068 discloses a technique for using the exhaust heat of a power storage device (battery) attached to a solar power generation device or the like to introduce air warmed by the exhaust heat into the floor portion to store heat. A method of floor heating by storing heat in a material has been proposed, and the energy required for heating can be further reduced by utilizing the heat generated during charging and discharging, which has been merely discharged.

ところで、太陽光発電装置においては、太陽光パネルで発電された電圧の不安定な直流の電気を、家庭で使用可能な一定電圧の交流の電気に変換するためのパワーコンディショナーが不可欠である。しかし、このパワーコンディショナーの作動時に発熱することが知られており、その熱で暖められた空気はそのまま屋外に排出されて利用されていないのが現状であり、エネルギー効率の観点においては未だ不十分と言わざるを得ない。   By the way, in a solar power generation device, a power conditioner for converting the unstable direct current electricity generated by the solar panel into a constant voltage alternating current electricity usable at home is indispensable. However, it is known that heat is generated when this power conditioner is operated, and the air heated by the heat is not discharged and used as it is, and it is still insufficient from the viewpoint of energy efficiency. I must say.

特開2013−117353号公報JP2013-117353A 特開2014−17068号公報JP 2014-17068 A

本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、太陽光発電装置を備えた住宅について、エネルギー効率に優れた床下空調システムを低コストで実現できるようにすることを課題とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize an underfloor air-conditioning system excellent in energy efficiency at a low cost for a house equipped with a solar power generation device. .

そこで、本発明は、太陽光パネル及びパワーコンディショナーを有した太陽光発電装置で太陽光発電を行う住宅に適用されるものとして、所定の空調手段で床下空間の空調を行うことにより少なくとも床暖房を実施可能な床下空調システムにおいて、そのパワーコンディショナーは、所定サイズ以上の収納空間を有したパワーコンディショナー収納室に収納されており、そのパワーコンディショナー収納室の上部空間から床下空間まで連通させる暖気通路が設けられているとともに、その床下空間の下部側からパワーコンディショナー収納室の下部空間まで連通させる冷気通路が設けられており、パワーコンディショナーの作動に伴う排熱で暖められたパワーコンディショナー収納室内の空気が、前記暖気通路を介して床下空間に導入されることで少なくともその上部側の温度を上昇させて床板を暖めるものとされ、その上部側の空気よりも低温の下部側の空気が前記冷気通路を介してパワーコンディショナー収納室に導入されることでパワーコンディショナーの冷却を行うものとされており、パワーコンディショナー収納室内と床下空間の間で空気を循環させながらパワーコンディショナーの排熱を熱源にして床暖房を行うことを特徴とするものとした。   Therefore, the present invention is applied to a house that performs solar power generation with a solar power generation device having a solar panel and a power conditioner, and at least floor heating is performed by air-conditioning the underfloor space with a predetermined air-conditioning means. In an underfloor air conditioning system that can be implemented, the power conditioner is stored in a power conditioner storage room having a storage space of a predetermined size or larger, and a warm air passage is provided to communicate from the upper space of the power conditioner storage room to the underfloor space. In addition, a cold air passage that communicates from the lower side of the underfloor space to the lower space of the power conditioner storage room is provided, and the air in the power conditioner storage room heated by the exhaust heat generated by the operation of the power conditioner is It is introduced into the underfloor space through the warm air passage The floor plate is warmed by raising the temperature of at least the upper side thereof, and the lower side air, which is cooler than the upper side air, is introduced into the power conditioner storage chamber through the cold passage. The conditioner is supposed to be cooled, and the floor heating is performed by using the exhaust heat of the power conditioner as a heat source while circulating air between the power conditioner storage room and the space under the floor.

このように、従来は過剰な温度上昇を防止するために排出されるのみであったパワーコンディショナーの排熱を、パワーコンディショナー収納室と床下空間との間に形成した空気の循環通路で床暖房に利用可能な構成としたことにより、設置コストの過剰な上昇を伴うことなく家屋全体のエネルギー効率を著しく高めることが可能となる。   In this way, the exhaust heat of the power conditioner, which was conventionally only exhausted to prevent excessive temperature rise, is used for floor heating in the air circulation passage formed between the power conditioner storage room and the underfloor space. By adopting a usable configuration, the energy efficiency of the entire house can be remarkably increased without an excessive increase in installation cost.

また、この床下空調システムにおいて、その暖気通路には電動式のファンが付設されており、少なくとも床暖房の際にそのファンの作動によりパワーコンディショナー収納室の上部空間の空気を強制的に床下空間に送出することを特徴としたものとすれば、2つの空間の間で空気の循環が能動的に行われて効率的で有効な空調を実現しやすいものとなる。   In addition, in this underfloor air conditioning system, an electric fan is attached to the warm air passage, and at least during floor heating, the air in the upper space of the power conditioner storage room is forced to the underfloor space by the operation of the fan. If it is characterized by being sent out, the air is actively circulated between the two spaces, so that efficient and effective air conditioning can be easily realized.

この場合、そのファンは電子的制御手段によりその作動が制御されるものとされ、その電子的制御手段は、床下空間及びパワーコンディショナー収納室に各々配設した温度センサを介して検知した温度データを基に、最適な床下空調及び適切なパワーコンディショナーの冷却を実現する方向で前記制御を行う、ことを特徴としたものとすれば、効率的な床下空間の空調を実現しながらパワーコンディショナーの過熱によるトラブルを回避しやすいものとなる。   In this case, the operation of the fan is controlled by electronic control means, and the electronic control means uses temperature data detected via temperature sensors respectively disposed in the underfloor space and the power conditioner storage chamber. Based on the above, the control is performed in a direction that realizes optimal underfloor air conditioning and proper cooling of the power conditioner, and by overheating the power conditioner while realizing efficient air conditioning of the underfloor space. It is easy to avoid trouble.

さらに、上述した床下空調システムにおいて、前記パワーコンディショナー収納室には、前記太陽光発電装置に付設される蓄電手段が前記パワーコンディショナーとともに収納されており、その蓄電及び放電に伴う排熱も床暖房の熱源として利用されることを特徴としたものとすれば、捨てるだけであった熱エネルギーを有効に利用することで一層エネルギー効率に優れたものとなり、且つ両者が同時に作動することでより大きな熱源が得られることに加え、両者の作動のタイミングのズレを利用することで、一日のうち一層より長い時間を暖房可能となる。   Further, in the above-described underfloor air conditioning system, the power conditioner storage chamber stores power storage means attached to the photovoltaic power generator together with the power conditioner, and the exhaust heat accompanying the power storage and discharge is also reduced by floor heating. If it is characterized by being used as a heat source, it will become even more energy efficient by effectively using the thermal energy that has just been thrown away, and a larger heat source by operating both at the same time. In addition to being obtained, it is possible to heat a longer time of the day by using the timing difference between the two operations.

さらにまた、上述した床下空調システムにおいて、そのパワーコンディショナー収納室には、その上部空間又は床下空間上部側と屋外とを連通させる上部空気通路、及びその下部空間又は床下空間下部側と屋外とを連通させる下部空気通路が設けられており、パワーコンディショナーの冷却を行う場合又は床下空間の換気を行う場合に、前記両通路が各々連通してパワーコンディショナー収納室又は床下空間と屋外との間で空気を循環させることを特徴としたものとすれば、パワーコンディショナー収納室が過剰に高温となったり床下空間の湿度が過剰に高くなったりする事態を、有効に回避しやすいものとなる。   Furthermore, in the underfloor air conditioning system described above, the power conditioner storage room communicates with the upper air passage that connects the upper space or the upper portion of the underfloor space and the outdoors, and the lower space or the lower portion of the underfloor space and the outdoors. A lower air passage is provided to cool the power conditioner or to ventilate the underfloor space, and the two passages communicate with each other to allow air to flow between the power conditioner storage room or the underfloor space and the outdoors. If it is characterized by being circulated, it is possible to effectively avoid situations in which the power conditioner storage chamber becomes excessively hot or the humidity in the underfloor space becomes excessively high.

そして、太陽光パネル及びパワーコンディショナーを有した太陽光発電装置を備えて太陽光発電を行う住宅であって、そのパワーコンディショナーを収納したパワーコンディショナー収納室を備えており、且つ、そのパワーコンディショナー収納室の上部空間から床下空間まで連通させる暖気通路、及びその床下空間の下部側からパワーコンディショナー収納室の下部空間まで連通させる冷気通路が設けられてなる上述した床下空調システム備えている、ことを特徴とする省エネ住宅とすれば、低廉なランニングコストで極めて優れたエネルギー効率を実現可能なものとなる。   And it is the house which is equipped with the solar power generation device which has a solar panel and a power conditioner, and performs solar power generation, is equipped with the power conditioner storage room which stored the power conditioner, and the power conditioner storage room A warm air passage communicating from the upper space to the under floor space, and a cold air passage communicating from the lower side of the under floor space to the lower space of the power conditioner storage room. If it is an energy saving house, it will be possible to achieve extremely high energy efficiency at low running costs.

パワーコンディショナーの排熱をパワーコンディショナー収納室と床下空間との間に形成した空気の循環通路で床暖房に利用可能とした本発明によると、エネルギー効率に優れた床下空調システムを低コストで実現できるものである。   According to the present invention in which the exhaust heat of the power conditioner can be used for floor heating in an air circulation passage formed between the power conditioner storage room and the underfloor space, an energy efficient underfloor air conditioning system can be realized at low cost. Is.

本発明の床下空調システムを備えた省エネ住宅の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the energy-saving house provided with the underfloor air conditioning system of this invention. 図1の床下空調システムで床暖房を行っている状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which is performing floor heating with the underfloor air conditioning system of FIG. 図1の床下空調システムでパワーコンディショナー及び蓄電池の冷却を行っている状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which is cooling the power conditioner and a storage battery with the underfloor air conditioning system of FIG. 図1の床下空調システムで床下空間の換気を行っている状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which is ventilating the underfloor space with the underfloor air conditioning system of FIG.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態である床下空調システムを備えた省エネ住宅の構成を縦断面図で示している。この省エネ住宅は、屋根上に設置した図示しない太陽光パネルとこれに配線で接続されたパワーコンディショナー4及び蓄電手段としての蓄電池5からなる太陽光発電装置、及びこれを図示しない配電盤に接続するための配線を備えていることに加え、後述する床暖房等を実施するための床下空調システムを備えている。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an energy saving house provided with an underfloor air conditioning system according to the present embodiment. This energy-saving house is for connecting a solar power generation device comprising a solar panel (not shown) installed on a roof, a power conditioner 4 connected to the solar panel and a storage battery 5 as a power storage means, and a distribution board (not shown). In addition to the above wiring, an underfloor air conditioning system for performing floor heating and the like to be described later is provided.

その床下空調システムは、パワーコンディショナー4と、このパワーコンディショナー4を収納するための所定サイズ以上の収納空間を有したパワーコンディショナー収納室35と、そのパワーコンディショナー収納室35の上部空間から床下空間25まで連通させる管体による暖気通路8aと、その床下空間25の下部側からパワーコンディショナー収納室35の下部空間まで連通させる管体による冷気通路8bを有している。   The underfloor air conditioning system includes a power conditioner 4, a power conditioner storage chamber 35 having a storage space of a predetermined size or larger for storing the power conditioner 4, and an upper space from the power conditioner storage chamber 35 to the underfloor space 25. It has a warm air passage 8a by a tubular body to be communicated and a cold air passage 8b by a tubular body which communicates from the lower side of the underfloor space 25 to the lower space of the power conditioner storage chamber 35.

斯かる構成としたことにより、パワーコンディショナー4の作動に伴う発熱で暖められたパワーコンディショナー収納室35の空気(暖気)が、暖気通路8aを介して床下空間25に導入されることで、少なくともその上部側の温度を上昇させて床板26を暖めながら床暖房を実施可能なものとなり、その上部側の空気よりも低温で重い空気(冷気)が、床下空間25下部側で開口した冷気通路8bを介してパワーコンディショナー収納室35の下部空間に導入されることで、パワーコンディショナー4の冷却を実施可能なものとされており、これが本発明の最大の特徴となっている。   By adopting such a configuration, air (warm air) in the power conditioner storage chamber 35 heated by heat generated by the operation of the power conditioner 4 is introduced into the underfloor space 25 via the warm air passage 8a, so that at least the It becomes possible to carry out floor heating while raising the temperature on the upper side and warming the floor plate 26, and air that is colder and heavier than the air on the upper side (cold air) passes through the cold air passage 8 b opened on the lower side of the underfloor space 25. It is assumed that the power conditioner 4 can be cooled by being introduced into the lower space of the power conditioner storage chamber 35, which is the greatest feature of the present invention.

また、このパワーコンディショナー収納室35の上部側には、その上部空間又は床下空間25上部側と屋外とを連通させるための管体による上部空気通路7aが設けられ、パワーコンディショナー収納室35の下部側には、その下部空間又は床下空間25下部側と屋外とを連通させるための管体による下部空気通路7bが設けられている。これにより、パワーコンディショナー4の冷却又は床下空間25の換気を行う場合に、上部空気通路7a及び下部空気通路7bが各々連通して、パワーコンディショナー収納室35又は床下空間25と屋外との間で空気を循環させるようになっている。   In addition, an upper air passage 7a is provided on the upper side of the power conditioner storage chamber 35. The upper air passage 7a is formed by a tubular body for communicating the upper space or the upper side of the underfloor space 25 with the outside. Is provided with a lower air passage 7b made of a tubular body for communicating the lower space or the lower side of the underfloor space 25 with the outside. As a result, when the power conditioner 4 is cooled or the underfloor space 25 is ventilated, the upper air passage 7a and the lower air passage 7b communicate with each other so that the air flows between the power conditioner storage chamber 35 or the underfloor space 25 and the outdoors. Is supposed to circulate.

その床下空間25は、少なくとも床暖房を行うための部分が、底面及び側面をコンクリートで囲まれてなるベタ式の基礎コンクリート20で構成されており、そのコンクリート自体が蓄熱手段としても機能するようになっている。一方、パワーコンディショナー収納室35はその床下空間25に隣接して形成され、その下部空間が前述の床下空間25と同様に底面及び側面をコンクリートで囲まれ、その上部空間が階段下収納室30の床面から突出してなる箱体27で囲まれており、階段下収納室30側との間で空気の流通を閉止された状態となっている。   The underfloor space 25 is composed of a solid basic concrete 20 in which at least a portion for heating the floor is surrounded by concrete at the bottom and side surfaces, and the concrete itself also functions as a heat storage means. It has become. On the other hand, the power conditioner storage chamber 35 is formed adjacent to the underfloor space 25, and its lower space is surrounded by concrete in the same manner as the underfloor space 25 described above, and its upper space is the space below the staircase storage chamber 30. It is surrounded by a box 27 that protrudes from the floor surface, and is in a state in which the flow of air is closed between the side of the storage room 30 under the stairs.

本実施の形態においては、作動時に発熱するパワーコンディショナー4に加え、充放電時に発熱する蓄電池5がパワーコンディショナー収納室35内に収納されており、その充電と放電に伴う排熱も床暖房の熱源として利用される点も特徴となっている。また、熱源であるパワーコンディショナー4及び蓄電池5は、その放熱能を確保するために、側面が開放しながら上面が格子状とされて上下方向に空気の流通が可能な状態の支持台41でパワーコンディショナー収納室35のほぼ中心位置に支持されており、その底面・側面・上面に沿って空気が流通しやすいようになっている。   In this embodiment, in addition to the power conditioner 4 that generates heat during operation, a storage battery 5 that generates heat during charging and discharging is stored in the power conditioner storage chamber 35, and the exhaust heat associated with the charging and discharging is also a heat source for floor heating. It is also used as a feature. In addition, the power conditioner 4 and the storage battery 5 that are heat sources are powered by a support base 41 in a state in which the upper surface is formed in a lattice shape while the side surfaces are open and air can be circulated in the vertical direction in order to ensure the heat radiation capability. It is supported substantially at the center position of the conditioner storage chamber 35 so that air can easily flow along the bottom surface, side surface, and top surface thereof.

また、パワーコンディショナー収納室35のパワーコンディショナー4及び蓄電池5の上方位置では、上部空気通路7aと暖気通路8aが切換弁61を介して接続されており、その切換弁61は、パワーコンディショナー収納室35と床下空間25を連通させながら上部空気通路7aを閉鎖した状態、パワーコンディショナー収納室35と屋外を連通させながら暖気通路8aを閉鎖した状態、床下空間25と屋外を連通させながらパワーコンディショナー収納室35への開口部を閉鎖した状態、の3つの状態を電動アクチュエータで切換え操作可能とされており、この切換弁16には電動式のファン6aが付設されて、パワーコンディショナー収納室35内の空気を床下空間25又は屋外へ強制的に送出するようになっている。   The upper air passage 7a and the warm air passage 8a are connected via a switching valve 61 at a position above the power conditioner 4 and the storage battery 5 in the power conditioner storage chamber 35. The switching valve 61 is connected to the power conditioner storage chamber 35. In the state where the upper air passage 7a is closed while communicating with the underfloor space 25, in the state where the warm air passage 8a is closed while communicating with the power conditioner storage chamber 35 and the outside, the power conditioner storage chamber 35 while communicating with the underfloor space 25 and the outside. An electric actuator 6 can be used to switch between the three states, ie, the state where the opening to the door is closed, and an electric fan 6a is attached to the switching valve 16 so that air in the power conditioner storage chamber 35 can be supplied. It is forcibly sent to the underfloor space 25 or outdoors.

そのファン6a及び切換弁61は、電子的制御手段及び操作・設定手段を備えてパワーコンディショナー収納室35の外(本実施の形態では階段下収納室30)に配置された制御盤10Aに配線(一点鎖線で示す)で接続されており、その作動を各々制御されるようになっている。また、冷気通路8bのパワーコンディショナー収納室35側の開口端にも電動式のファン6bが配設されており、これも制御盤10A側で作動制御されるようになっている。   The fan 6a and the switching valve 61 are provided with electronic control means and operation / setting means, and are wired to a control panel 10A disposed outside the power conditioner storage chamber 35 (in the present embodiment, the staircase storage chamber 30) ( The operation is controlled by each of them. An electric fan 6b is also provided at the open end of the cool air passage 8b on the power conditioner storage chamber 35 side, and this operation is also controlled on the control panel 10A side.

即ち、この制御盤10Aには、パワーコンディショナー収納室35a内に配設した温度センサ11aと床下空間25に配設した温度センサ11b及び湿度センサ11cのデータ信号が各々入力され、これを検知した電子的制御手段が、その温度データや湿度データを基に、床下空間25の最適な空調とパワーコンディショナー4及び蓄電池5の適正な温度管理を実現する方向にて、切換弁61、ファン6a,6bをフィードバック制御するようになっている。   That is, the control panel 10A receives the data signals of the temperature sensor 11a disposed in the power conditioner storage chamber 35a, the temperature sensor 11b disposed in the underfloor space 25, and the humidity sensor 11c, respectively. On the basis of the temperature data and humidity data, the automatic control means controls the switching valve 61 and the fans 6a and 6b in a direction to realize the optimum air conditioning of the underfloor space 25 and the appropriate temperature management of the power conditioner 4 and the storage battery 5. Feedback control is provided.

図2は、本実施の形態による床下空調システムで冬期に床暖房を行っている状態を示している。冬期であっても日中では太陽光パネルが活発に発電を行っていることから、パワーコンディショナー収納室35に内装したパワーコンディショナー4と蓄電池5は作動しながら多量の熱を発生しており、その周辺の空気は暖められてパワーコンディショナー収納室35上部空間に上昇して溜まっている。   FIG. 2 shows a state where floor heating is performed in winter in the underfloor air conditioning system according to the present embodiment. Even during the winter, the solar panels are actively generating electricity during the day, so the power conditioner 4 and the storage battery 5 built in the power conditioner storage room 35 generate a large amount of heat while operating. The surrounding air is warmed and raised and collected in the upper space of the power conditioner storage chamber 35.

その制御盤10Aの電子的制御手段は、床下空間25が所定温度以下であることを検知するとともに、パワーコンディショナー収納室35の上部空間の温度が所定温度以上に達したことを検知することを条件に、床暖房を開始する設定となっている。また、この床暖房における制御では、切換弁61をパワーコンディショナー収納室35と床下空間25を連通させる位置にして、ファン6aを作動させるものとしている。   The electronic control means of the control panel 10A detects that the underfloor space 25 is below a predetermined temperature and detects that the temperature of the upper space of the power conditioner storage chamber 35 has reached a predetermined temperature. In addition, it is set to start floor heating. In the control in the floor heating, the switching valve 61 is set to a position where the power conditioner storage chamber 35 and the underfloor space 25 are communicated with each other, and the fan 6a is operated.

これにより、パワーコンディショナー収納室35内の暖気は、暖気通路8aを介して床下空間25の上部側に導入されながら床板26の加温に使用されることになる。そして、加温に使用されて温度が低下した空気は、下部側に降りてそれよりも低温の基礎コンクリート20を暖めることでさらに温度を低下させた後、底面付近に開口した冷気通路8bを介してパワーコンディショナー収納室35の下部空間に戻される。本実施の形態では、その冷気通路8bにも制御盤10A側から作動制御されるファン6bが付設されてその作動時に冷気通路8bが連通しながら空気を送るようになっており、前記2つの空間の間の空気循環がスムースに行われやすいものとしている。   Thereby, the warm air in the power conditioner storage chamber 35 is used to warm the floor plate 26 while being introduced to the upper side of the underfloor space 25 through the warm air passage 8a. Then, the air that has been used for heating and whose temperature has been lowered descends to the lower side and further lowers the temperature by warming the lower-temperature foundation concrete 20, and then passes through the cold air passage 8b that opens near the bottom surface. To return to the lower space of the power conditioner storage chamber 35. In the present embodiment, a fan 6b that is controlled to operate from the control panel 10A side is also attached to the cold air passage 8b, and air is sent while the cold air passage 8b communicates during the operation. It is assumed that the air circulation between them is easy to be performed smoothly.

そして、床暖房の開始から数時間経過すると、床下空間25全体の温度が上昇するため、蓄熱体でもある基礎コンクリート20内側部分の温度もある程度上昇することになる。そのため、太陽光パネルが発電を停止しパワーコンディショナー24が作動停止して床暖房を終了した夜の段階においても、床下空間25の温度はその基礎コンクリート20の熱により外部よりも高く維持されることから、夜間において床板26が冷たくなることを回避しやすいものとなる。   And when several hours pass from the start of floor heating, since the temperature of the underfloor space 25 whole rises, the temperature of the inner part of the foundation concrete 20 which is also a heat storage body will also rise to some extent. Therefore, the temperature of the underfloor space 25 is maintained higher than the outside due to the heat of the foundation concrete 20 even at the night stage when the solar panel stops generating power, the power conditioner 24 stops operating and the floor heating is finished. Therefore, it becomes easy to avoid the floor board 26 from getting cold at night.

一方、太陽光発電が終了した後で蓄電池5に溜めた電気を使用する場合は、その放電により蓄電池5が発熱することに加え、その直流の電流を交流に変換するパワーコンディショナー4も発熱することになる。この場合も、温度センサ11aで所定温度以上であることを検知することを条件にして、太陽光による発電の終了後においても床暖房を実施することができる。或いは、夜間の安価な商用電力を蓄電池5に溜めておくケースにおいても充電に伴う発熱があるため、それを熱源として床暖房を実施することが可能である。   On the other hand, when using the electricity stored in the storage battery 5 after the end of the photovoltaic power generation, in addition to the storage battery 5 generating heat due to the discharge, the power conditioner 4 that converts the DC current to AC also generates heat. become. Also in this case, under the condition that the temperature sensor 11a detects that the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the floor heating can be performed even after the end of power generation by sunlight. Alternatively, even in the case where inexpensive commercial power is stored in the storage battery 5 at night, heat is generated due to charging, so that it is possible to perform floor heating using this as a heat source.

図3は、床暖房を行わずにパワーコンディショナー4と蓄電池5の冷却を行っている状態を示している。この場合は、例えば夏期などの気温が高く発電量も大きな時期において、パワーコンディショナー収納室35の上部空間が所定温度以上に上昇したことを、制御盤100Aの電子的制御手段が温度センサ11aで検知したことにより、切換弁61をパワーコンディショナー収納室35と屋外とを連通する位置に切換えてファン6aを作動させる制御を実行している。   FIG. 3 shows a state where the power conditioner 4 and the storage battery 5 are cooled without performing floor heating. In this case, the electronic control means of the control panel 100A detects that the upper space of the power conditioner storage chamber 35 has risen to a predetermined temperature or more by the temperature sensor 11a when the temperature is high and the amount of power generation is large, such as in summer. As a result, the switching valve 61 is switched to a position where the power conditioner storage chamber 35 communicates with the outdoors, and control for operating the fan 6a is executed.

その際、冷気通路8bのパワーコンディショナー収納室35側の開口部は、ファン6bの位置で閉鎖されていることから、そのファン6aの作動で上部空間のパワーコンディショナー収納室35上部空間の暖気が屋外に排出されることにより、パワーコンディショナー収納室35内は全体として屋外と比べて負圧の状態になる。   At this time, since the opening of the cool air passage 8b on the side of the power conditioner storage chamber 35 is closed at the position of the fan 6b, the operation of the fan 6a causes the warm air in the upper space of the power conditioner storage chamber 35 in the upper space to be outdoor. As a result, the interior of the power conditioner storage chamber 35 is in a negative pressure state as compared with the outdoors.

そのため、下部空気通路7bの開口端を塞いでいた圧力開閉式の開閉弁71が開弁して、屋外の空気をパワーコンディショナー収納室35下部空間に導入するようになり、パワーコンディショナー収納室35と屋外との間でスムースな空気の循環を実現しながら、パワーコンディショナー4と蓄電池5の冷却が適切に行われることになる。   Therefore, the pressure open / close valve 71 that has closed the open end of the lower air passage 7b is opened to introduce outdoor air into the lower space of the power conditioner storage chamber 35. The power conditioner 4 and the storage battery 5 are appropriately cooled while realizing a smooth air circulation between outdoors.

図4は、例えば梅雨時期など、床下空間25で湿気が溜まりやすい状況において、床下空調システムによりその換気を行っている状態を示している。この場合、床下空間25が所定湿度以上になったことを湿度センサ11cで検知した制御盤10Aの電子的制御手段は、切換弁61を床下空間25と屋外とを連通させながらパワーコンディショナー収納室35側の開口部を閉鎖する位置に切換えるとともに、下部側のファン6bを下部通路8bを連通させながら図2の場合とは逆向きに回転させる制御を実行する。   FIG. 4 shows a state in which ventilation is performed by the underfloor air conditioning system in a situation where moisture tends to accumulate in the underfloor space 25 such as during the rainy season. In this case, the electronic control means of the control panel 10A that has detected that the underfloor space 25 has become equal to or higher than the predetermined humidity by the humidity sensor 11c allows the power conditioner storage chamber 35 to communicate with the switching valve 61 between the underfloor space 25 and the outdoors. In addition to switching to the position of closing the opening on the side, control is performed to rotate the lower fan 6b in the opposite direction to that in FIG. 2 while communicating the lower passage 8b.

これにより、パワーコンディショナー収納室35内は屋外と比べて負圧になるため、下部空気通路7bの開閉弁71は開弁して屋外の乾いた空気をパワーコンディショナー収納室35内に導入させるようになる。そして、導入された空気はファン6bにより床下空間25内に送出されてその内部を乾燥させる作用を発揮した後、暖気通路8b、上部空気通路7aを介して屋外に排出される。   As a result, since the pressure inside the power conditioner storage chamber 35 becomes negative compared to the outdoors, the open / close valve 71 of the lower air passage 7b is opened to allow outdoor dry air to be introduced into the power conditioner storage chamber 35. Become. The introduced air is sent into the underfloor space 25 by the fan 6b and exhibits the effect of drying the inside thereof, and is then discharged to the outside through the warm air passage 8b and the upper air passage 7a.

このように、ファン6bの作動により床下空間25と屋外との間で空気を循環させるようにしたことで、床下空間25内の空気が順次入れ替わりながらその換気が適切に行われて、床下空間25の湿度が適切に維持されるものである。尚、下部空気通路7bを介して導入される外気は、その一部がパワーコンディショナー収納室35内の空気と混合されることから、パワーコンディショナー4及び蓄電池5の冷却作用もある程度期待できるが、その上部空間の温度が所定温度以上になった場合は図3で示した状態に切り換える制御とすることが好ましい。   As described above, the air is circulated between the underfloor space 25 and the outside by the operation of the fan 6b, so that the air in the underfloor space 25 is appropriately ventilated while being sequentially replaced, and the underfloor space 25 The humidity is properly maintained. In addition, since a part of the outside air introduced through the lower air passage 7b is mixed with the air in the power conditioner storage chamber 35, the cooling action of the power conditioner 4 and the storage battery 5 can be expected to some extent. When the temperature of the upper space becomes equal to or higher than a predetermined temperature, it is preferable to control to switch to the state shown in FIG.

このように、本実施の形態による床下空調システム及びそれを備えた省エネ住宅は、パワーコンディショナー収納室35と床下空間25と屋外との間の空気の連通状態を複数のセンサで検知した温度・湿度データを基に適宜切換える制御を実行する方式を採用したことにより、過大な設置コストや運転コストを要することなく、床暖房を含む適切な床下空調の実施とパワーコンディショナー4及び蓄電池5の適切な冷却を実現できるものである。   Thus, the underfloor air conditioning system according to the present embodiment and the energy-saving house equipped with the air / water storage system include a plurality of sensors that detect the air communication between the power conditioner storage chamber 35, the underfloor space 25, and the outside. By adopting a method that executes control to switch appropriately based on data, appropriate underfloor air conditioning including underfloor heating and appropriate cooling of the power conditioner 4 and the storage battery 5 can be performed without requiring excessive installation costs and operation costs. Can be realized.

尚、床暖房を行う床下空間は、利用する熱源のキャパシティに応じて例えばリビングの位置のみとするなど、家屋全体の床下空間のうち一部に限定してもよく、この場合、床暖房を行わない他の空間と区画するために、目的とする位置を囲むように基礎コンクリートや断熱性に優れた板材等で周壁を設ければ良い。その際に、周壁を構成する板材等の内周面側を保冷剤シート等の蓄熱手段で覆って蓄熱機能を与えても良い。   The underfloor space for underfloor heating may be limited to a part of the underfloor space of the entire house, for example, only in the living room location, depending on the capacity of the heat source to be used. What is necessary is just to provide a surrounding wall with the board | plate material etc. which were excellent in the foundation concrete or heat insulation so that the target position may be enclosed, in order to partition with the other space which is not performed. In that case, you may provide the thermal storage function by covering the inner peripheral surface side, such as the board | plate material which comprises a surrounding wall, with thermal storage means, such as a cold insulating sheet.

以上、述べたように、太陽光発電装置を備えた住宅について、本発明によりエネルギー効率に優れた床下空調システムを低コストで実現できるようになった。   As described above, an underfloor air conditioning system excellent in energy efficiency can be realized at low cost according to the present invention for a house equipped with a photovoltaic power generation device.

4 パワーコンディショナー、5 蓄電池、6a,6b ファン、7a 上部空気通路、7b 下部空気通路、8a 暖気通路、8b 冷気通路、10A 制御盤、11a,11b 温度センサ、11c 湿度センサ、20 基礎コンクリート、25 床下空間、26 床板、27 箱体、30 階段下収納室、35 パワーコンディショナー収納室、61 切換弁、71 開閉弁   4 Power conditioner, 5 Storage battery, 6a, 6b Fan, 7a Upper air passage, 7b Lower air passage, 8a Warm air passage, 8b Cold air passage, 10A Control panel, 11a, 11b Temperature sensor, 11c Humidity sensor, 20 Foundation concrete, 25 Under floor Space, 26 Floor board, 27 Box, 30 Staircase storage room, 35 Power conditioner storage room, 61 Switching valve, 71 Open / close valve

Claims (6)

太陽光パネル及びパワーコンディショナーを有した太陽光発電装置で太陽光発電を行う住宅に適用されるものとして、所定の空調手段で床下空間の空調を行うことにより少なくとも床暖房を実施可能な床下空調システムにおいて、
前記パワーコンディショナーは、所定サイズ以上の収納空間を有したパワーコンディショナー収納室に収納されており、前記パワーコンディショナー収納室の上部空間から前記床下空間まで連通させる暖気通路が設けられているとともに、前記床下空間の下部側から前記パワーコンディショナー収納室の下部空間まで連通させる冷気通路が設けられており、前記パワーコンディショナーの作動に伴う排熱で暖められた前記パワーコンディショナー収納室内の空気が、前記暖気通路を介して前記床下空間に導入されることで少なくともその上部側の温度を上昇させて床板を暖めるものとされ、前記上部側の空気よりも低温の下部側の空気が前記冷気通路を介して前記パワーコンディショナー収納室に導入されることで前記パワーコンディショナーの冷却を行うものとされており、前記パワーコンディショナー収納室内と前記床下空間の間で空気を循環させながら前記パワーコンディショナーの排熱を熱源にして前記床暖房を行う、ことを特徴とする床下空調システム。
An underfloor air conditioning system capable of performing at least floor heating by performing air conditioning of the underfloor space with a predetermined air conditioning means, as applied to a house that performs solar power generation with a solar power generation device having a solar panel and a power conditioner In
The power conditioner is stored in a power conditioner storage room having a storage space of a predetermined size or more, and a warm air passage is provided to communicate from an upper space of the power conditioner storage room to the underfloor space, and the underfloor cool air passage communicating from the lower side to the lower space of the power conditioner housing chamber is provided in the space, the air of the power conditioner containing chamber warmed by waste heat associated with the operation of the power conditioner, the hot aisle Is introduced into the under-floor space to raise the temperature of at least the upper side to warm the floor board, and the lower-side air having a temperature lower than that of the upper-side air passes through the cold air passage to the power. The power conditioner is introduced into the conditioner storage room. Underfloor air conditioning, wherein the floor heating is performed by using the exhaust heat of the power conditioner as a heat source while circulating air between the power conditioner storage chamber and the underfloor space. system.
前記暖気通路には電動式のファンが付設されており、少なくとも前記床暖房の際に前記ファンの作動により前記パワーコンディショナー収納室の上部空間の空気を強制的に前記床下空間に送出する、ことを特徴とする請求項1に記載した床下空調システム。   An electric fan is attached to the warm air passage, and the air in the upper space of the power conditioner storage chamber is forcibly sent to the under floor space by the operation of the fan at least during the floor heating. The underfloor air conditioning system according to claim 1, wherein 前記ファンは、電子的制御手段によりその作動が制御されるものとされ、前記電子的制御手段は、前記床下空間及び前記パワーコンディショナー収納室に各々配設した温度センサを介して検知した温度データを基に、最適な床下空調及び適切な前記パワーコンディショナーの冷却を実現する方向で前記制御を行う、ことを特徴とする請求項2に記載した床下空調システム。   The operation of the fan is controlled by electronic control means. The electronic control means uses temperature data detected via temperature sensors respectively disposed in the underfloor space and the power conditioner storage chamber. The underfloor air conditioning system according to claim 2, wherein the control is performed in a direction that realizes optimal underfloor air conditioning and appropriate cooling of the power conditioner. 前記パワーコンディショナー収納室には、前記太陽光発電装置に付設される蓄電手段が前記パワーコンディショナーとともに収納されており、その蓄電及び放電に伴う排熱も前記床暖房の熱源として利用される、ことを特徴とする請求項1,2または3に記載した床下空調システム。   In the power conditioner storage chamber, power storage means attached to the solar power generation device is stored together with the power conditioner, and waste heat generated by the power storage and discharge is also used as a heat source for the floor heating. The underfloor air conditioning system according to claim 1, 2, or 3. 前記パワーコンディショナー収納室には、その上部空間又は前記床下空間上部側と屋外とを連通させる上部空気通路、及びその下部空間又は前記床下空間下部側と屋外とを連通させる下部空気通路が設けられており、前記パワーコンディショナーの冷却を行う場合又は前記床下空間の換気を行う場合に、前記両通路が各々連通して前記パワーコンディショナー収納室又は前記床下空間と屋外との間で空気を循環させる、ことを特徴とする請求項1,2,3または4に記載した床下空調システム。   The power conditioner storage chamber is provided with an upper air passage that communicates the upper space or the upper side of the underfloor space and the outdoors, and a lower air passage that communicates the lower space or the lower side of the underfloor spaces and the outdoors. And when cooling the power conditioner or ventilating the underfloor space, the both passages communicate with each other to circulate air between the power conditioner storage room or the underfloor space and the outdoors. The underfloor air conditioning system according to claim 1, 2, 3, or 4. 前記太陽光パネル及び前記パワーコンディショナーを有した前記太陽光発電装置を備えて太陽光発電を行う住宅であって、前記パワーコンディショナーを収納した前記パワーコンディショナー収納室を備えており、且つ、前記パワーコンディショナー収納室の上部空間から前記床下空間まで連通させる前記暖気通路、及び前記床下空間の下部側から前記パワーコンディショナー収納室の下部空間まで連通させる前記冷気通路が設けられてなる請求項1,2,3,4または5に記載した床下空調システム備えている、ことを特徴とする省エネ住宅。   The solar power generation apparatus having the solar power generation apparatus having the solar panel and the power conditioner and performing the solar power generation, the power conditioner storage chamber storing the power conditioner, the power conditioner 4. The warm air passage that communicates from the upper space of the storage chamber to the underfloor space, and the cool air passage that communicates from the lower side of the underfloor space to the lower space of the power conditioner storage chamber are provided. , 4 or 5 is provided with an underfloor air conditioning system.
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