JP2004251115A - 建物及び蓄熱式電気暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 建物全体を効率よく暖房できる建物及び蓄熱式暖房装置を提供することにある。
【解決手段】 複数の蓄熱式暖房装置２７を、それぞれの送気口３９ａが対向する外壁１１，１１に向かい合うように床下空間３のほぼ中央部の底面３ａ上に設置する。蓄熱式暖房装置２７から床下空間３の底面３ａに沿って温風を送出して床下空間３内を暖房する。一階室内２３と床下空間３とを連通する複数の連通路２５を床に設け、床下空間３内の空気と一階室内２３の空気とを連通路２５を介して循環させて一階室内２３を暖房する。外壁１１と内壁１３との間に空気流通路５を形成し、空気流通路５で床下空間３と天井の上に形成された天井裏空間７，９とを連通して一階室内２３及び二階天井裏空間２４を暖房する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建物及び蓄熱式電気暖房装置に関するものである。

特開平９−７９６６１号公報及び特開平１０−２２７５３０号公報には、深夜電力等の特定電力を利用して暖房を行う蓄熱式電気暖房装置が示されている。この種の蓄熱式電気暖房装置は、電気ヒータと、電気ヒータからの熱を蓄熱する蓄熱体と、蓄熱体によって加熱される空気を強制的に供給または排出するファン装置とを備えている。そして、深夜電力等を利用してヒータ電力を発熱させて蓄熱体を所定温度まで蓄熱し、蓄熱した熱をファン装置の送風により温風として排出して暖房を行う。
特開平９−７９６６１号公報 特開平１０−２２７５３０号公報

しかしながら、従来は、蓄熱式電気暖房装置を用いて、建物全体を効率よく暖房することができなかった。

本発明の目的は、建物全体を効率よく暖房できる建物を提供することにある。

本発明の他の目的は、床下空間に応じて高さ寸法を設定できる蓄熱式電気暖房装置を提供することにある。

本発明が改良の対象とする建物は、吸気口と送気口とを有するケースの内部に、深夜電力等の特定電力を利用して発熱する電気ヒータと、電気ヒータからの熱を蓄熱する蓄熱体と、蓄熱体に蓄熱した熱の放散を防止するために蓄熱体の周囲を囲む断熱層と、ケースの内部に吸気口から蓄熱体によって加熱される空気を強制的に供給してケースの内部から送気口を通して蓄熱体によって加熱された温風を強制的に排出するためのファン装置とが配置されてなる複数の蓄熱式電気暖房装置が床下空間内に配置されて室内が暖房される。なお、ここでいう床下空間とは、一戸建て家屋の床下空間だけでなく、マンション等の階層住宅において逆梁工法等により形成された各階の床下空間も含むものである。本発明では、複数の蓄熱式電気暖房装置を、それぞれの送気口が対向する建物の外壁に向かい合うように床下空間のほぼ中央部の底面上に設置し、蓄熱式電気暖房装置から床下空間の底面に沿って温風を床下空間内に送出して床下空間内を暖房する。そして、室内と床下空間とを連通する２以上の連通路を外壁の近傍に分散するように床に設け、床下空間内の空気と室内の空気とを２以上の連通路を通して循環させて室内を暖房する。

本発明では、床下空間内と室内とを複数の蓄熱式電気暖房装置から排出された温風の流れによって同時に暖房するため、室内は、床全面からの熱と流動性を有する温風とによって局所的な温度のむらが生じることなく、効率よく暖房される。また、蓄熱式電気暖房装置は床下空間内に配置されるため、蓄熱式電気暖房装置により室内の有効スペースが狭くなることがない。特に本発明では、ケース内部に蓄熱体等が配置された複数の蓄熱式電気暖房装置を床下空間内に配置するので、ケースを移動することにより、複数の蓄熱式電気暖房装置の配置位置や温風の送出方向に容易に変更することができる。また、複数の蓄熱式電気暖房装置を、それぞれの送気口が対向する建物の外壁に向かい合うように床下空間のほぼ中央部の底面上に設置し、蓄熱式電気暖房装置から床下空間の底面に沿って温風を床下空間内に送出するので、複数方向に効率よく温風を送出することができる。そのため、床に設けた連通路に温風を早く送ることができる。

本発明の建物は、２階建て以上の建物にも当然にして適用できる。特に２階建て以上の一戸建て家屋では、建物の外壁と内壁との間に断熱された空気流通路を形成し、空気流通路で床下空間と室内の天井の上に形成された天井裏空間とを連通して空気流通路内及び天井裏空間内を暖房するのが好ましい。このようにすれば、２階以上の階の室内も空気流通路内及び天井裏空間内からの熱により、効率よく暖房される。また、蓄熱式電気暖房装置から排出される温風は、床下空間の底面に沿って送出すので、床に設けた連通路と、外壁と内壁との間に形成された空気流通路とに温風を早く送ることができる。

本発明の建物の暖房に用いる蓄熱式電気暖房装置は、吸気口と送気口とを有するケースの内部に、深夜電力等の特定電力を利用して発熱する電気ヒータと、電気ヒータからの熱を蓄熱する蓄熱体と、蓄熱体に蓄熱した熱の放散を防止するために蓄熱体の周囲を囲む断熱層と、ケースの内部に吸気口から蓄熱体によって加熱される空気を強制的に供給してケースの内部から送気口を通して蓄熱体によって加熱された温風を強制的に排出するためのファン装置とが配置されているものを用いることができる。そして、ケースは、蓄熱体を収納するケース本体部と、ケース本体の横に配置されてファン装置を収納するファン装置収納部とから構成し、送気口をケースの底面寄りの位置に形成する。このような蓄熱式電気暖房装置では、ファン装置を蓄熱体の下部に配置する必要がなく、ケースの高さを床下空間の寸法に応じて低くすることができる。

この場合、断熱層はケースの外面の温度が３５℃以下になるように材質及び構造を定めるのが好ましい。このような構造は、例えば、断熱層の厚み寸法や断熱層の枚数を変えることにより定めることができる。本発明の暖房方法のように、蓄熱式電気暖房装置を床下空間内に配置する場合は、輻射熱（ケースの外面から放出される熱）を暖房として利用する必要がない。そのため、輻射熱の温度を抑制して、蓄熱体の熱量を高く維持すれば、温風の温度を高めて、効率良い暖房を行える。また、送気口は、ケースの底面寄りの位置に形成するのが好ましい。このようにすれば、蓄熱式電気暖房装置から排出される温風を、床下空間の底面に沿って送出すことができる。そのため、前述したように、床に設けた連通路と、外壁と内壁との間に形成された空気流通路とに温風を早く送ることができる。

また、蓄熱体は、酸化鉄を主成分とする蓄熱材料により形成することができる。

本発明によれば、床下空間内と室内とを蓄熱式電気暖房装置から排出された温風の流れによって同時に暖房するため、室内は、床全面からの熱と流動性を有する温風とによって局所的な温度のむらが生じることなく、効率よく暖房される。また、蓄熱式電気暖房装置を床下空間内に配置するため、蓄熱式電気暖房装置により室内の有効スペースが狭くなることがない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の建物の概略断面図である。この建物は、二階建ての家屋であり、一階床１と、一階床１の下に位置する床下空間３と、床下空間３と連通する空気流通路５と、空気流通路５を介して床下空間３とそれぞれ連通する一階及び二階天井裏空間７，９並びに屋根裏空間１０を有している。第１の空気流通路５は、断熱構造の外壁１１と内壁１３との間に形成されている。この第１の空気流通路５は、床下空間３と間に複数の連通孔５ａ…を有しており、一階及び二階天井裏空間７，９と間にそれぞれ複数の連通孔５ｂ…，５ｃ…を有しており、屋根裏空間１０と間に複数の連通孔５ｄ…を有している。一階天井裏空間７は、一階天井１３と二階床１５との間に形成されており、二階天井裏空間９は、二階天井１７と屋根裏壁部２１との間に形成されており、屋根裏空間１０は、屋根１９と屋根裏壁部２１との間に形成されている。また、一階床１には、一階室内２３と床下空間３とを連通する複数の連通路２５…が外壁１１近傍に分散して配置されている。これら連通路２５…は、いわゆるスリットと呼ばれるもので、１つの連通路２５は、横断面が細長い矩形状の貫通孔が複数個並べて配置された構造を有している。これにより、空気流通路５，一階及び二階天井裏空間７，９，一階室内２３，二階室内２４及び屋根裏空間１０は、いずれも床下空間３と連通することになる。

床下空間３の底面３ａ上には、深夜電力等の特定電力を利用して建物内の暖房を行う複数の（本例では２つ）の蓄熱式電気暖房装置２７が設置されている。

ここで蓄熱式電気暖房装置２７について説明する。蓄熱式電気暖房装置２７は、図２の概略断面図に示すように、ケース２９と、電気ヒータ３１と、蓄熱体３３と、断熱層３５と、ファン装置３７とを有している。ケース２９は、蓄熱体３３等を収納するケース本体部３９と、このケース本体３９の底面寄りの横に配置されてファン装置３７を収納するファン装置収納部４１とから構成されている。ケース本体３９は、ほぼ直方体の輪郭形状を有しており、底面寄りの位置に送気口３９ａを有している。図１に示すように、２つの蓄熱式電気暖房装置２７は、それぞれの送気口３９ａが対向する外壁１１，１１に向い合うように床下空間３内のほぼ中央部に配置されている。ファン装置収納部４１もほぼ直方体の輪郭形状を有しており、外部の空気を吸入する吸気口４１ａを有している。電気ヒータ３１は、深夜電力を利用して発熱するヒータであり、図２及び図３に示すように、３つのＵ字状のヒータ本体３１ａ…と、これらのヒータ本体３１ａ…を接続する接続線３１ｂとから構成されている。なお、図３は図２をIII−III線に沿って切断した部分の一部を示す図である。ヒータ本体３１ａは、後述する蓄熱体３３の蓄熱レンガ４３Ａ及び４３Ｂの上方に形成された溝３３ａにそれぞれ配置されて、蓄熱レンガ４３に蓄熱を行う。

蓄熱体３３は、１２個の第１の蓄熱レンガ４３Ａ…と、３個の第２の蓄熱レンガ４３Ｂ…と、５個の反転レンガ４５…とが並んで積層されて構成されている。第１及び第２の蓄熱レンガ４３Ａ，４３Ｂは、いずれも酸化鉄を主成分とする蓄熱材料により形成されており、直方体の輪郭形状を有している。図３に示すように、蓄熱レンガ４３Ａは、平行に並ぶ２本の溝形成部４３ａ，４３ｂと２つの通路形成用貫通孔４３ｃ，４３ｄとを有している。また、蓄熱レンガ４３Ｂは、Ｕ字型の１本の溝形成部４３ｅと２つの通路形成用貫通孔４３ｆ，４３ｇとを有している。蓄熱レンガ４３Ａと蓄熱レンガ４３Ｂとは、溝形成部を除いては同じ構造を有している。そして、蓄熱レンガ４３Ａ及び蓄熱レンガ４３Ｂは、溝形成部４３ａ，４３ｂ及び４３ｅによりヒータ本体３１ａを配置するＵ字状の溝３３ａが形成され、通路形成用貫通孔４３ｃ，４３ｄまたは通路形成用貫通孔４３ｆ，４３ｇにより加熱空気通路３３ｂの一部が形成されるように５列３段に並んで積層されている。

また、図２及び図４に示すように、反転レンガ４５も、第１及び第２の蓄熱レンガ４３Ａ，４３Ｂと同様に、直方体の輪郭形状を有しており、１つの面に開口する凹部４５ａを有している。なお、図４は図２をIV−IV線に沿って切断した部分の一部を示す図である。そして、凹部４５ａが蓄熱レンガ４３Ａの通路形成用貫通孔４３ｃ，４３ｄまたは蓄熱レンガ４３Ｂの通路形成用貫通孔４３ｆ，４３ｇに連通するように、反転レンガ４５は、５列に並んだ状態で、蓄熱レンガ４３Ａ及び蓄熱レンガ４３Ｂ上に配置されている。本例の蓄熱体３３では、電気ヒータ３１の発熱により、約７００℃まで蓄熱されるように設定されている。なお、蓄熱レンガ及び反転レンガの寸法及び積み重ね数は、床下空間の高さ寸法及び蓄熱量に応じて、適宜に設定することができる。

断熱層３５は、蓄熱体３３全体を包囲するように配置されており、蓄熱体３３の上面を覆う上方層４７と、蓄熱体３３の側面を覆う側方層４９と、蓄熱体３３の下面を覆う下方層５１とを有している。上方層４７は、日本アエロジル株式会社がマイクロサームの名称で販売している微細多孔構造断熱材により構成されている。側方層４９は、蓄熱体３３の側面を直接覆う側方内層４９Ａと、側方内層４９Ａの外面を覆う側方外層４９Ｂとを有している。本例では、側方内層４９Ａを上方層４７と同材質の微細多孔構造断熱材により形成し、側方外層４９Ｂをロックウールにより形成している。本例で用いる側方層４９は、従来生じていた７０〜８０℃の輻射熱（ケースの外面から放出される熱）の温度を３０〜３５℃にして、蓄熱体３３の熱量を高く維持することができるように設定されている。本例のように、床下空間３内に配置する蓄熱式電気暖房装置２７では、輻射熱を暖房として利用する必要がないので、輻射熱の温度を抑制して、蓄熱体３３の熱量を高く維持する方が効率良い暖房を行える。下方層５１は、上方層４７と同材質の微細多孔構造断熱材により構成されており、５つの通路形成用貫通孔４７ａ…と、５つの通路形成用貫通孔４７ｂ…とを有している。通路形成用貫通孔４７ａ…は、蓄熱レンガ４３Ａの通路形成用貫通孔４３ｃ…及び蓄熱レンガ４３Ｂの通路形成用貫通孔４３ｆ…と連通するように形成されており、通路形成用貫通孔４７ｂ…は、蓄熱レンガ４３Ａの通路形成用貫通孔４３ｄ…及び蓄熱レンガ４３Ｂの通路形成用貫通孔４３ｇ…と連通するように形成されている。これらの各貫通孔により、蓄熱体３３及び下方層５１には、５本の加熱空気通路３３ｂ…が形成されることになる。またケース２９には、通路形成用貫通孔４７ａ…の開口部を開閉するダンパ５３と、通路形成用貫通孔４７ｂ…の開口部を開閉するダンパ５５とが設けられている。

次に蓄熱式電気暖房装置２７の動作について説明する。まず、ダンパ５３，５５を閉じた状態で深夜電力を利用してヒータ電力３１を発熱させて蓄熱体３３を所定温度（７００℃）まで蓄熱する。暖房を使用する際には、ダンパ５３，５５を開き、ファン装置３７を作動させる。これによりファン装置３７で吸気口４１ａから吸入した空気を加熱空気通路３３ｂ…を通して加熱して、送気口３９ａから排出する。温度調整は、ダンパ５３，５５の開閉程度を変えて温風の排出量を調整することにより行う。

図１に戻って、蓄熱式電気暖房装置２７を用いた本例の暖房方法を説明する。蓄熱式電気暖房装置２７を運転して、送気口３９ａから温風を排出すると、温風は床下空間３の底面３ａに沿って送り出されて床下空間３内が暖房される。また、床下空間３内の空気と一階室内２３内の空気とは、連通路２５…を通して循環されるため、これによっても一階室内２３が暖房される。また、蓄熱式電気暖房装置２７から排出された温風の一部は、空気流通路５から一階及び二階天井裏空間７，９及び屋根裏空間１０に流れる。これにより一階室内２３及び二階室内２４が更に暖房される。本例によれば、床下空間３内と、一階室内２３と、二階室内２４と、空気流通路５内と、一階及び二階天井裏空間７，９内と、屋根裏空間１０とを蓄熱式電気暖房装置２７から排出された温風の流れによって同時に暖房するため、一階室内２３及び二階室内２４は、局所的な温度のむらが生じることなく、効率よく暖房される。

なお、本例では、一戸建て家屋の建物を示したが、本発明は、マンション等の階層住宅の建物にも適用できるのは勿論である。階層住宅の建物に本発明を適用する場合には、逆梁工法等により形成された各階の床下空間内に蓄熱式電気暖房装置を配置すればよい。

本発明の実施の形態の建物の概略断面図である。 図１に示す蓄熱式電気暖房装置２７の概略断面図である。 図２をIII−III線に沿って切断した部分の一部を示す図である。 図２をIV−IV線に沿って切断した部分の一部を示す図である。

符号の説明

３ 床下空間
５ 空気流通路
７ 一階天井裏空間
９ 二階天井裏空間
２５ 連通路
２７ 蓄熱式電気暖房装置
２９ ケース
３１ 電気ヒータ
３３ 蓄熱体
３５ 断熱層
３７ ファン装置
３９ ケース本体部
４１ ファン装置収納部

Claims (4)

1. 吸気口と送気口とを有するケースの内部に、深夜電力等の特定電力を利用して発熱する電気ヒータと、前記電気ヒータからの熱を蓄熱する蓄熱体と、前記蓄熱体に蓄熱した熱の放散を防止するために前記蓄熱体の周囲を囲む断熱層と、前記ケースの内部に前記吸気口から前記蓄熱体によって加熱される空気を強制的に供給して前記ケースの内部から前記送気口を通して前記蓄熱体によって加熱された温風を強制的に排出するためのファン装置とが配置されてなる複数の蓄熱式電気暖房装置が床下空間内に配置されて室内が暖房される建物であって、
   前記複数の蓄熱式電気暖房装置を、それぞれの前記送気口が対向する前記建物の外壁に向かい合うように前記床下空間のほぼ中央部の底面上に設置し、
   前記蓄熱式電気暖房装置から前記床下空間の前記底面に沿って前記温風を前記床下空間内に送出して前記床下空間内を暖房し、
   前記室内と前記床下空間とを連通する２以上の連通路を前記外壁の近傍に分散するように床に設け、
   前記床下空間内の空気と前記室内の空気とを前記２以上の連通路を通して循環させて前記室内が暖房されることを特徴とする建物。
2. ２階建て以上の建物の外壁と内壁との間に断熱された空気流通路を形成し、
   前記空気流通路で前記床下空間と前記室内の天井の上に形成された天井裏空間とを連通して前記空気流通路内及び前記天井裏空間内が暖房されることを特徴とする請求項１に記載の建物。
3. 吸気口と送気口とを有するケースの内部に、深夜電力等の特定電力を利用して発熱する電気ヒータと、前記電気ヒータからの熱を蓄熱する蓄熱体と、前記蓄熱体に蓄熱した熱の放散を防止するために前記蓄熱体の周囲を囲む断熱層と、前記ケースの内部に前記吸気口から前記蓄熱体によって加熱される空気を強制的に供給して前記ケースの内部から前記送気口を通して前記蓄熱体によって加熱された温風を強制的に排出するためのファン装置とが配置されている蓄熱式電気暖房装置であって、
   前記ケースは、前記蓄熱体を収納するケース本体部と、前記ケース本体の横に配置されて前記ファン装置を収納するファン装置収納部とから構成され、
   前記送気口が前記ケースの底面寄りの位置に形成されていることを特徴とする蓄熱式電気暖房装置。
4. 前記蓄熱体は、酸化鉄を主成分とする蓄熱材料により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱式電気暖房装置。

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