JP2005201463A - 地熱を利用した建物の空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】
地熱を利用して冷却・加温され建物内を流通する空気の湿度を所望に維持できて、建物内に効率的な冷暖房効果等が得られる地熱を利用した建物の空調システムを提供する。
【解決手段】
周囲に外気通路を有して建物の床下に形成された蓄熱室と、地中に埋設されその開口端部が前記蓄熱室内に連通する熱交換パイプと、建物の床下、壁内及び天井に形成され蓄熱室に連通する空気通路と、該空気通路内に供給される空気を除湿する除湿機と、を備え、熱交換パイプによって地熱で冷却または加温されると共に除湿機によって除湿された空気を、空気通路内に流通させて建物内の室温を調整する。除湿機もしくはその近傍には、空気通路内で流通される空気を抗菌等するフィルターが配設される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、住宅、事務所、公共施設等の建物における地熱を利用した空調システムに関する。

従来、地熱を利用した建物の空調システムとしては、例えば特許文献１に開示されている。この空調システムは、建物の床下に地中に延びるように熱交換パイプを埋設し、この熱交換パイプを床下空気流通路に開口させると共に、床室空気流通路を外壁空気流通路、屋根裏空気流通路、内壁空気流通路等の空気流通路に連通させ、地熱により冷却もしくは加温された熱交換パイプ内の空気を、天井裏に設けたファンの作動により床下空気流通路から各空気流通路内に流通させて建物内を循環させるようにしたものである。
特許第３０３００２２号公報

しかしながら、この空調システムにおいては、地中に埋設した熱交換パイプ内の空気を、ファンの作動で床下空気流通路から建物内に設けられた各空気流通路内に単に流通させることにより、建物内を循環させるようにしているため、例えば外気が高温多湿の梅雨や初夏の季節等の場合には、熱交換パイプで冷却される空気自体の湿度が高くなり易く、該空気による建物内の冷房効果を十分に高めることが困難になる。その結果、季節に係わらず建物内の各空気流通路内を流通する空気の湿度を所望に維持して、効率的な冷暖房効果を得ることが難しいという問題点を有している。

また、各空気流通路内を流通する空気の湿度によって、該空気流通路内の結露の発生や黴の発生等を抑えることが難しく、住宅の耐久性等の面でも劣ると共に、熱交換パイプが建物の床下の地中に埋設されているため、既設建物への適用が困難であるという問題点を有している。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、地熱を利用して冷却・加温され建物内を流通する空気の湿度を所望に維持できて、建物内に効率的な冷暖房効果が得られると共に空気通路内での結露等の発生を抑えることが可能な地熱を利用した建物の空調システムを提供することにある。また、他の目的は、前記目的に加え、空気通路内を流通する空気の清浄化が図れたり、既設の建物にも容易に適用することが可能な地熱を利用した建物の空調システムを提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、周囲に外気通路を有して建物の床下に形成された蓄熱室と、地中に埋設されその開口端部が前記蓄熱室内に連通する熱交換パイプと、前記建物の床下、壁内及び天井に形成され前記蓄熱室に連通する空気通路と、該空気通路内に供給される空気を除湿する除湿機と、を備え、前記熱交換パイプによって地熱で冷却または加温されると共に前記除湿機によって除湿された空気を、前記空気通路内に流通させることにより建物内の室温を調整することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記除湿機もしくはその近傍に、空気通路内で流通される空気を抗菌等するフィルターが配設されていることを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記熱交換パイプが蓄熱室の地中に埋設され、前記空気通路のうち天井に形成される天井空気通路と熱交換パイプとを連結する連結空気通路が、屋内に設けられていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記熱交換パイプが建物の屋外の地中に埋設され、前記空気通路のうち天井に形成される天井空気通路と熱交換パイプとを連結する連結空気通路が、屋外に設けられていることを特徴とし、これらの場合、前記連結空気通路は、請求項５に記載の発明のように、該連結空気通路内に互いに異なる方向の空気の流れを生じさせるための正逆転可能なファンを有することが好ましい。

また、請求項６に記載の発明は、前記熱交換パイプが所定の地中に複数本埋設され、各熱交換パイプの端部が集中ボックスに連結されると共に、該集中ボックスに連設された除湿ボックス内の空気が前記除湿機により除湿されることを特徴とする。この場合、前記除湿機は、請求項７に記載の発明のように、除湿ボックス内かもしくは除湿ボックス外に配置されて、該除湿ボックス内の空気を除湿することが好ましい。

また、請求項８に記載の発明は、前記蓄熱室が、基礎及び断熱材によって前記外気通路と遮蔽されていることを特徴とし、請求項９に記載の発明は、前記除湿機が、除湿した水分を建物外に排水するための排水路が連結されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、地中に埋設された熱交換パイプ内の地熱によって冷却もしくは加温された空気が、除湿機によって除湿されつつ建物の空気通路内に流通するため、梅雨や初夏のように外気が高温多湿であっても、空気通路内を流通する空気の湿度を所望に維持することができて、所定湿度の冷気や暖気により建物内を効率的に冷暖房することができると共に、空気通路内の結露や黴等の発生が抑えられて、建物の耐久性や衛生面での向上を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、除湿機自体やその近傍に抗菌・除菌や防黴等が図れるフィルターが配設されているため、フィルターにより空気通路内を流通する空気を清浄化できて、建物内の清潔さ等を長期に亘り良好かつ安定して維持することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、熱交換パイプが床下の蓄熱室の地中に埋設され、この熱交換パイプに連通する連結空気通路が屋内に設けられているため、連結空気通路として屋内の内壁内側の空間を有効利用できて屋内の見栄えの低下を防止でき、新築住宅等に好適に使用することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、熱交換パイプが屋外の地中に埋設され、この熱交換パイプに連通する連結空気通路が屋外に設けられているため、熱交換パイプや連結空気通路を屋外に配置できて、既設住宅等であっても容易に適用することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、請求項３または４に記載の発明の効果に加え、正逆転可能なファンによって連結空気通路内に互いに異なる方向の空気の流れを生じさせることができるため、一つのファンを例えば連結通路の上端部に配置することで、夏場でも冬場でも建物内の空気通路に所定方向の空気の流れを生じさせることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、請求項１ないし５に記載の発明の効果に加え、地中に埋設された複数本の熱交換パイプが集中ボックスに連結されると共に、この集中ボックスに連設された除湿ボックス内の空気が除湿機で除湿されるため、熱交換パイプと除湿機を効率的な位置に配置できて、例えば熱交換された空気を除湿しつつ所定の空気通路内に確実に供給することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、除湿機が除湿ボックス内かもしくは除湿ボックス外に配置されるため、除湿機を除湿ボックス内に配置するようにすれば、該除湿ボックス内に除湿機を単に配置することで対応できて、除湿機の設置構造を簡略化することができ、また、除湿機を除湿ボックス外に配置するようにすれば、除湿機の保守や点検等のメンテナンス作業を簡単に行うことができる。

また、請求項８に記載の発明によれば、請求項１ないし７に記載の発明の効果に加え、床下に設けられる蓄熱室が基礎及び断熱材によって外気通路と遮蔽されているため、建物の基礎を蓄熱室の壁面として有効利用しつつ蓄熱室を外気通路と確実に遮蔽できると共に、基礎に配設した断熱材により蓄熱室内の熱を良好に蓄熱できて、蓄熱室の温度を所定範囲に維持できる等、蓄熱室を効率的に使用することができる。

また、請求項９に記載の発明によれば、請求項１ないし８に記載の発明の効果に加え、除湿機に除湿した水分を建物外に排水するための排水路が連結されているため、除湿機で除去された水分を排水路を介して建物外部に確実かつ自動的に排水することができて、除湿機のメンテナンス作業を一層簡単に行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明に係わる空調システムの第１の実施形態を示し、図１が２×４住宅（もしくは在来木造軸組住宅）に適用した場合の全体構成を示す模式図、図２がその基礎部分の平面図、図３が図１のＡ部を拡大した概略構成図、図４が除湿機の設置状態の変形例を示す説明図、図５及び図６が空気の流通状態の説明図、図７が鉄骨・ＲＣ構造の住宅に適用した場合の全体構成を示す模式図である。

図１において、住宅１の空調システムは、外壁２の内側に形成された東西南北の各面の地熱エネルギー層としての外壁空気通路３と、内壁内側に垂直状態でもしくは一階や二階の床下に水平状態で形成された屋内空気通路４ａ〜４ｃと、二階の天井裏に形成された天井裏地熱エネルギー層としての天井空気通路５と、上端が天井空気通路５に開口し下端が一階の床下に設けられた蓄熱室７内に連通する略垂直状態の連結空気通路６等を備えている。

そして、連結空気通路６の上部には、例えば正逆転可能なファン８ａが設けられ、また、床下空気通路４ｂは、床板の下面に根太を介して遮蔽板を配置することで形成された連結通路（いずれも図示せず）によって、蓄熱室７の上部に連通している。なお、外壁２の内側に形成される前記外壁空気通路３は、外壁２の外面側に配設された外壁断熱材９の内側に形成されており、これにより外壁２の構成の簡略化が図られている。また、天井空気通路５の天井裏側には天井断熱材２１が配設されている。

前記蓄熱室７は、図２に示すように、一階の床下の略中央部分に周囲が平面視で長方形状の基礎１０で区画されることによって、周囲に形成される外気通路１２と遮蔽された状態で形成されており、基礎１０の内面側には蓄熱室断熱材１１（図１参照）が配設されている。この基礎１０と蓄熱室断熱材１１とによって、蓄熱室７と外気通路１２間での空気の流通が遮蔽（遮断）されて蓄熱室７の熱が外部に漏れないようになっている。

なお、外気通路１２は、前記基礎１０と住宅の外壁２位置に設けられる外壁基礎１３との間に形成され、該外壁基礎１３の所定位置に複数の床室換気口１４を設けることにより、該床下換気口１４を介して外気通路１２内に外気が導入されて床下が換気されるようになっている。また、外気通路１２と接する屋内空気通路４ｂの下面には床下断熱材１５（図１参照）が配設されている。

そして、この蓄熱室７内には、図１に示すように、その地中に熱交換パイプ１６が複数本埋設され、この各熱交換パイプ１６の一端開口部が集中ボックス１７にそれぞれ接続されると共に、この集中ボックス１７には、除湿機１９とフィルター２０が設けられた除湿ボックス１８が連設されている。すなわち、除湿機１９は、例えば図３に示すように、筐体２２内に圧縮器２３、凝縮器２４、蒸発器２５、送風ファン２６、ドレインパン２７、タンク２８及び制御回路２９等が設けられて、この筐体２２が除湿ボックス１８内に設置されている。

この除湿機１９は、圧縮器２３により高温高圧の冷媒ガスが凝縮器２４に送られ、モータ３０の作動で回転する送風ファン２６により吸込口３１から吸い込まれた吸込空気が凝縮器２４で冷却されて凝縮し、高温高圧の気液混合状態となってキャビラリチューブ（図示せず）を通過することにより、低温低圧の冷媒液となって蒸発器２５に入る。そして、この蒸発器２５の冷媒液が、吸込空気によって熱交換されることにより蒸発し、低圧の冷媒ガスとなって圧縮器２３に戻される。

この時、同時に吸込空気が蒸発器２５で冷却されることにより結露してドレン水を生成し、このドレイン水がドレインパン２７を通ってタンク２８に貯留される。このタンク２８に貯留された所定量のドレイン水は、タンク２８に連結された排水路としての排水パイプ３３を介して外壁２の外部に自動的に排水される。また、蒸発器２５を通過することにより除湿及び冷却された吸込空気は、凝縮器２４を通過することにより加温されて、除湿された乾燥空気として送風ファン２６により吹出口３２から放出される。つまり、この除湿機１９の場合、吸込口３１から吸い込まれる吸込空気の湿度が冷媒ガスを使用した冷凍サイクルによって除湿されて吹出口３２から吹き出されることになる。

なお、除湿機１９としては、このような冷凍サイクルを使用した除湿器１９に限らず、例えば図示しないハニカムロータ等の回転式の吸湿ロータと、熱交換器及び小型ヒータ等を備えたコンデンス式の除湿機１９を使用しても良いし、他の適宜構造の除湿機を使用することができる。特に、コンデンス式の除湿機１９を使用した場合は、代替フロン等の冷媒ガスが不要となって、環境に優しい除湿機１９として使用することが可能となる。また、除湿機１９の除湿ボックス１８内への設置は、住宅１の床に設けられた図示しない点検口から保守や点検ができるだけ簡単に行える位置に設けられている。

そして、このように構成された除湿機１９が設置される除湿ボックス１８の上面所定位置には、前記連結空気通路６の下端が連結される吹出口１８ａが設けられ、この吹出口１８ａには前記フィルター２０が着脱可能に装着されている。このフィルター２０は、例えば抗菌剤を練り込んだ不織布からなる抗菌フィルターが使用され、フィルター２０上の雑菌の増殖や黴の発生を抑えて防臭効果を発揮するようになっている。

なお、フィルター２０は不織布式のフィルターの使用に限らず、抗菌、除菌、防黴効果等を有するセラミック等の多孔板式のフィルターを使用することも可能である。また、その配設位置も除湿ボックス１８の吹出口１８ａに限らず、図３の二点鎖線で示すように集中ボックス１７の連結口１７ａに設けたり、除湿機１９の吸込口３１や吹出口３２、あるいは連結空気通路６の除湿ボックス１８側に設ける等、フィルター２０の交換や清掃等のメンテナンス作業がし易い適宜位置に配置される。

さらに、以上の説明においては、除湿機１９を除湿ボックス１８内に設置して除湿ボックス１８内の空気を除湿するようにしたが、例えば図４に示すように、除湿機１９を除湿ボックス１８外の例えば蓄熱室７内に設置し、除湿機１９の吸込口３１と吹出口３２を適宜の配管３６ａ、３６ｂを介して除湿ボックス１８の接続口１８ｂ、１８ｃに接続し、この除湿機１９により除湿ボックス１８内の空気を吸い込みつつ除湿して再び除湿ボックス１８内に戻す構成としても良い。このようにすれば、除湿機１９を蓄熱室７内（もしくは蓄熱室７外等）のメンテナンス作業がし易い所望位置に設置できることになる。

また、図１において、連結空気通路６の中間位置には、図示しない感知器で火災等の熱を感知した際に作動して連結空気通路６を遮断する防火ダンパ３４が設けられると共に、住宅１の一階の壁面には、例えば図示しない季節設定スイッチ、除湿スイッチ等を有する制御ボックス３５（操作盤）が取り付けられており、この制御ボックス３５の操作によって、ファン８ａが所定方向に回転したり除湿機１９が作動するようになっている。

また、前記熱交換パイプ１６は、例えば外周面に放熱及び吸熱効果促進用の環状突起（図示せず）が設けられたステンレスパイプを、Ｕ字形状に連結すること等によって形成されており、該熱交換パイプ１６で地熱を吸熱することにより内部の空気を加温したり、熱交換パイプ１６から内部の空気の熱を放熱することにより内部の空気を冷却するようになっている。

次に、このように構成された住宅１の空調システムの動作について説明する。先ず、季節が夏場の場合は、制御ボックス３５の例えば季節設定スイッチを夏場に設定すると、ファン８ａが例えば正転方向に回転し、住宅１内の各空気通路３〜６に図５に示すような空気の流れが生じる。すなわち、夏場の場合、外気温度が地中の温度より高温であることから、地中に埋設された熱交換パイプ１６内の空気は、地熱により吸熱されて冷気となり、この冷気がファン８ａの回転で、該熱交換パイプ１６内を矢印イの如く流れて、矢印ロの如く集中ボックス１７及び除湿ボックス１８内に供給される。

この除湿ボックス１８に供給された冷気は、除湿機１９が制御ボックス３５に設けた除湿スイッチの操作で作動状態の場合、除湿機１９によって除湿された冷気となり、これが、除湿ボックス１８の吹出口１８ａに設けたフィルター２０で抗菌、除菌等されつつ、吹出口１８ａに接続された連結空気通路６内に供給される。この連結空気通路６内に供給された冷気は、該連結空気通路６から矢印ハの如く天井空気通路５内に流れ込み、これが外壁空気通路３や屋内空気通路４ａ〜４ｃ内を矢印ニの如く流れることにより住宅１内の各空気通路３〜６内を流通し、蓄熱室７上部に屋内空気通路４ｂと連通するように設けた前記連結通路から再び蓄熱室７内に戻る、すなわち除湿された冷気が住宅１の各空気通路３〜６内を流通（循環）する。この冷気の流通により、住宅１の天井、床面、外壁２や内壁が冷やされると共にその冷気の輻射熱によって住宅１内の室温が調整され、住宅１内に所望の冷房効果（空調状態）が得られることになる。

そして、この夏場の場合、一階の床下に設けられる蓄熱室７が外気通路１２と熱的に完全に遮断されていることから、蓄熱室７内の温度が熱交換パイプ１６が埋設されている地中の温度に応じた低い温度に維持され、この蓄熱室７を基点にして冷気が流通することになる。なお、この夏場の運転の場合は、特に、外気や地中が高温多湿となる梅雨の季節や初夏の季節に除湿機１９を作動させることで、住宅１内に設けられる各空気通路３〜６内に流れる冷気を除湿した湿度の低い冷気とすることができて、冷房効果を一層高めることができると共に、当該季節に生じ易い各空気通路３〜６内における結露や黴等の発生が抑えられることになる。また、除湿機１９の運転で生じるドレイン水は、排水パイプ３３を介して図５の矢印リの如く住宅１外に自動的に排水される。

一方、季節が冬場の場合は、制御ボックス３５の季節設定スイッチを冬場に設定すると、ファン８ａが例えば逆転方向に回転し、住宅１内の各空気通路３〜６に図６に示すような空気の流れが生じる。すなわち、冬場の場合、外気温度が地中の温度より低温であることから、地中に埋設された熱交換パイプ１６内の空気は、地熱により加温されて暖気となると共に、蓄熱室７の温度も外気通路１２と遮断されて外気より高い所定温度に維持される。

この状態でファン８ａが作動すると、住宅１内の各空気通路３〜５内の比較的温度の低い空気が、矢印ホの如く連結空気通路６内に吸い込まれて下降し、矢印ヘの如くフィルター２０を通過した後に除湿ボックス１８及び集中ボックス１７内を流れて熱交換パイプ１６内に供給される。この時、除湿機１９が作動している場合は、除湿ボックス１８内に供給された空気が除湿されて集中ボックス１７に供給され、除湿機１９が作動していない場合は、除湿機１９の筐体２２周囲を流れて集中ボックス１７に供給される。

そして、集中ボックス１７から熱交換パイプ１６内に供給された空気は、該熱交換パイプ１６内を矢印トの如く流れることにより地熱で加温されて暖気となり、この暖気が蓄熱室７内に蓄熱される。この蓄熱室７内の暖気は、床下に設けられた前記連結通路から屋内空気通路４ｂに供給されて、矢印チの如く各空気通路３〜５内を流れて再び空気通路６内に戻る、つまり暖気が住宅１内を流通（循環）することになる。この暖気の流通によって、蓄熱室７より遠い天井空気通路５内の冷たくなった空気を、ファン８ａの作動で強制的に連結空気通路６を介して床下の蓄熱室７部分まで導いて地熱により再び加温することができると共に、この暖気の輻射熱によって住宅１内の室温が調整され、住宅１内に効率的な暖房効果（空調状態）が得られることになる。

ところで、以上の説明においては、２×４や在来木造軸組の住宅１について説明したが、第１の実施形態の空調システムは、図７に示す鉄骨構造やＲＣ構造の住宅１にも適用できる。この住宅１の場合も、外壁２の内側に外壁空気通路３が設けられると共に、平坦な屋根裏に天井空気通路５が設けられ、また屋内空気通路４ａ〜４ｃや連結空気通路６が設けられる。また、床下には、地中に熱交換パイプ１６が埋設されると共に集中ボックス１７及び除湿ボックス１８が設置された蓄熱室７が設けられており、この住宅１の場合も各空気通路３〜６内の空気の流れは、上記住宅１と同様となる。

このように、上記実施形態の住宅１の空調システムにあっては、床下の蓄熱室７の地中に埋設された熱交換パイプ１６内の空気が地熱で冷却もしくは加温されて冷気や暖気になると共に、この冷気や暖気を除湿機１９で除湿しつつ住宅１内の各空気通路３〜６内を流通させることができるため、梅雨や初夏のように外気が高温多湿であっても、空気通路３〜６内を流れる空気の湿度を所望に維持することができて、所定湿度の冷気や暖気の輻射熱により住宅１内を効率的に冷暖房できると共に、各空気通路３〜６内の結露や黴発生等が抑制もしくは防止されて、住宅１の耐久性や衛生面での向上を図ることが可能となる。

また、除湿ボックス１８の吹出口１８ａ等に抗菌・除菌や防黴等が図れるフィルター２０が配設されているため、このフィルター２０により住宅１の各空気通路３〜６内を流通する空気を清浄化することができて、黴等が住宅１内に飛散すること等がなくなり、住宅１内の清潔さを長期に亘り良好かつ安定して維持することが可能となる。

さらに、除湿機１９が床下の蓄熱室７内に設けられた除湿ボックス１８内に設置されているため、例えば夏場の場合に蓄熱室７内の冷気を除湿しつつ連結空気通路６内に確実に流通させることができると共に、例えば蓄熱室７上部の床に設けた点検口等を利用して、除湿機１９やフィルター２０の保守・点検等のメンテナンス作業を簡単に行うことが可能となる。特に、除湿機１９に除湿した水分を住宅１外に排水する排水パイプ３３が連結されているため、除湿機１９で除去された水分を排水パイプ３３を介して住宅１外部に自動的に排水できて、除湿機１９のメンテナンス作業を一層簡単に行うことができる。

また、床下の略中央部分に設けられる蓄熱室７が、基礎１０及び蓄熱室断熱材１１によって外気通路１２と完全に遮蔽されているため、住宅１の基礎１０を蓄熱室７の壁面として有効利用しつつ蓄熱室７を外気通路１２と確実に遮蔽することができると共に、基礎１０に設けた蓄熱室断熱材１１により蓄熱室７内の熱が良好に蓄熱され、蓄熱室７の温度を所定範囲に安定維持することができる等、蓄熱室７を効率的に使用することが可能となる。また、蓄熱室７が住宅１の略中央部分に、その周囲に外気通路１２を有する状態で所定面積設けられているため、例えば蓄熱室７にくり石等を敷設する場合に、全域に敷設する場合に比較してくり石の使用個数を減らすことができて、コストの低減化と蓄熱効果とを同時に満足し得る蓄熱室７を安価に形成することが可能となる。

またさらに、外壁２が外壁断熱材９と外壁空気通路３とによって形成されているため、例えば外壁２を高価な炭化コルクを介して２層に構成する場合に比較して、外壁２の厚みを薄くできる等、その構成を簡略化することができると共に、外壁断熱材９で所定の断熱効果が得られるコスト安価な外壁２を得ることができ、前記メンテナンス作業の容易化等と併せ、快適な空調システムを有する安価な住宅１を得ることが可能となる。

また、除湿機１９が除湿ボックス１８内かもしくは除湿ボックス１８外の蓄熱室７等に設置されるため、除湿機１９を除湿ボックス１８内に設置するようにすれば、該除湿ボックス１８内に除湿機１９を単に配置することで簡単に対応することができて、除湿機１９の設置構造を簡略することができ、また、除湿機１９を除湿ボックス１８外に設置するようにすれば、除湿機１９を保守や点検等のメンテナンス作業のし易い所望位置に設置することができる。また、同時に除湿機１９として、一般家庭の室内の除湿に使用される安価なものを使用できて、住宅１の空調システムの設置コストやランニングコストの一層の低減化を図ることも可能となる。

図８と図９は、本発明に係わる空調システムの第２の実施形態を示す図１と同様の全体構成を示す模式図である。以下、上記第１の実施形態と同一部位には同一符号を付して説明する。この第２の実施形態の住宅１の特徴は、熱交換パイプ１６、集中ボックス１７及び除湿ボックス１８、連結空気通路６を住宅１の外（屋外）に設置するようにした点にある。すなわち、図８に示すように、２×４住宅（もしくは在来木造軸組住宅）の住宅１周囲の地中に複数本の熱交換パイプ１６を埋設すると共に、この熱交換パイプ１６の一方の開口端部に連結される集中ボックス１７と除湿ボックス１８を屋外に設置し、また除湿ボックス１８と天井空気通路５を連結する連結空気通路６を屋外に設置する。

そして、各熱交換パイプ１６の他端側を、住宅１の床下の地面上に這わせる状態で床下の蓄熱室７方向に延ばし、その他方の開口端部を蓄熱室７内に位置させる。これにより、熱交換パイプ１６内の熱交換された空気が、蓄熱室７、住宅１内の各空気通路３〜５、連結空気通路６、フィルター２０を含む除湿ボックス１８と集中ボックス１７等を介して流通して、住宅１内に所望の空調効果が得られることになる。

なお、第２の実施形態においても、図９に示すような鉄骨構造やＲＣ構造の住宅１にも適用することができ、この場合、連結空気通路６を１階の天井裏に形成される屋内空気通路４ｃにも延設させて、その先端に例えばファン８ａと同様に正逆転可能なファン８ｂを設けることにより、屋内空気通路４ｃ内の空気をファン８ｂの作動で連結空気通路６内に強制的に導き、各空気通路３〜５内の空気の循環（流通）効率を高めるようにしても良い。

この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られる他に、熱交換パイプ１６や連結空気通路６及び除湿ボックス１８等が屋外に設置されるため、既設の２×４構造や在来木造軸組構造等の住宅１、あるいは既設の鉄骨構造や既設のＲＣ構造等の住宅１にも簡単に適用することができると共に、除湿機１９やフィルター２０が屋外に設置されて、その保守・点検が極めて簡単となり、メンテナンス作業の大幅な作業性向上が図れるという作用効果が得られる。

なお、上記各実施形態においては、除湿機１９が内蔵された除湿ボックス１８の吹出口１８ａに連結空気通路６の下端を常時連結すると共に、除湿ボックス１８を熱交換パイプ１６が連結された集中ボックス１７の連結口１７ａに常時連結し、除湿機１９の運転で除湿ボックス１８内の空気を除湿するようにしたが、本発明はこれに限定されず、例えば集中ボックス１７の連結口１７ａと、連結空気通路６の下端との間に、切換ダンパー（図示せず）により除湿機１９を切り換え連結可能に配置し、除湿機１９の吹出口３２から吹き出される除湿された空気を直接連結空気通路６や集中ボックス１７内に供給する構成として良い。

また、上記各実施形態において、蓄熱室７の地面上に前述したくり石等の蓄熱効果を有する適宜の部材を敷設しても良いし、連結空気通路６に設けたファン８ａ、８ｂの作動も、制御ボックス３５の季節設定スイッチの操作に限らず、例えば所定の空気通路３〜６内に設けた温度センサや制御ボックス３５に設けたタイマー等（いずれも図示せず）により自動的にオン・オフさせる構成として、空調システムの使い勝手の向上を図るようにしても良い。さらに、上記実施形態における、住宅１の全体構造、各空気通路３〜６の構成、蓄熱室７の構造等も一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。

本発明は、一般住宅等の建物に限らず、事務所あるいは学校、公民館、病院等の公共施設等の各種建物の空調システムに適用できる。

本発明に係わる空調システムを適用した第１の実施形態の住宅の全体構成を示す模式図 同その基礎部分の平面図 同図１のＡ部を拡大した概略構成図 同除湿機の設置状態の変形例を示す説明図 同夏場の空気の流通状態の説明図 同冬場の空気の流通状態の説明図 同住宅の変形例を示す図１と同様の模式図 本発明に係わる空調システムを適用した第２の実施形態の住宅の全体構成を示す模式図 同その変形例を示す図８と同様の模式図

符号の説明

１・・・住宅、２・・・外壁、３・・・外壁空気通路、４ａ〜４ｃ・・・屋内空気通路、５・・・天井空気通路、６・・・連結空気通路、７・・・蓄熱室、８ａ、８ｂ・・・ファン、９・・・外壁断熱材、１０・・・基礎、１１・・・蓄熱室断熱材、１２・・・外気通路、１３・・・外壁基礎、１４・・・床室換気口、１５・・・床下断熱材、１６・・・熱交換パイプ、１７・・・集中ボックス、１７ａ・・・連結口、１８・・・除湿ボックス、１８ａ・・・吹出口、１９・・・除湿機、２０・・・フィルター、２１・・・天井断熱材、３１・・・吸込口、３２・・・吹出口、３３・・・排水パイプ、３４・・・防火ダンパ、３５・・・制御ボックス。

Claims (9)

1. 周囲に外気通路を有して建物の床下に形成された蓄熱室と、地中に埋設されその開口端部が前記蓄熱室内に連通する熱交換パイプと、前記建物の床下、壁内及び天井に形成され前記蓄熱室に連通する空気通路と、該空気通路内に供給される空気を除湿する除湿機と、を備え、
   前記熱交換パイプによって地熱で冷却または加温されると共に前記除湿機によって除湿された空気を、前記空気通路内に流通させることにより建物内の室温を調整することを特徴とする地熱を利用した建物の空調システム。
2. 前記除湿機もしくはその近傍に、空気通路内で流通される空気を抗菌等するフィルターが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の地熱を利用した建物の空調システム。
3. 前記熱交換パイプが蓄熱室の地中に埋設され、前記空気通路のうち天井に形成される天井空気通路と熱交換パイプとを連結する連結空気通路が、屋内に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の地熱を利用した建物の空調システム。
4. 前記熱交換パイプが建物の屋外の地中に埋設され、前記空気通路のうち天井に形成される天井空気通路と熱交換パイプとを連結する連結空気通路が、屋外に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の地熱を利用した建物の空調システム。
5. 前記連結空気通路は、該連結空気通路内に互いに異なる方向の空気の流れを生じさせるための正逆転可能なファンを有することを特徴とする請求項３または４に記載の地熱を利用した建物の空調システム。
6. 前記熱交換パイプが所定の地中に複数本埋設され、各熱交換パイプの端部が集中ボックスに連結されると共に、該集中ボックスに連設された除湿ボックス内の空気が前記除湿機により除湿されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の地熱を利用した建物の空調システム。
7. 前記除湿機は、除湿ボックス内かもしくは除湿ボックス外に配置されて、該除湿ボックス内の空気を除湿することを特徴とする請求項６に記載の地熱を利用した建物の空調システム。
8. 前記蓄熱室は、基礎及び断熱材によって前記外気通路と遮蔽されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の地熱を利用した建物の空調システム。
9. 前記除湿機は、除湿した水分を建物外に排水するための排水路が連結されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の地熱を利用した建物の空調システム。

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