JP2010019464A - 住宅用給気予熱常時換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】住宅内の２４時間計画換気設備に暖房機能を付帯させ、暖房された空気を最終的にトイレ室又はキッチン、風呂・洗面所、などの水回り室を通じて外部に排出させることにより、暖房空気を住宅全体に行きわたらせる。
【解決手段】温水を熱媒体として温風を得る空調設備１１を１階天井裏と２階床部１９との間に形成して中層空間部３０に設け、温風を供給する供給ダクト２０を２階床部１９の底面に沿って形成された二重床面内部の床空間部３１に開口し、該床空間部３１を通って住宅の居室内に温風を供給させ、該温風が供給された居室内の空気は、トイレ室６及び水回り室４の少なくともいずれか一方の室の上部外壁に設けた排気ファン２６により住宅１外に排気させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般住宅、特に２階建て住宅及び２階建て以上の複数階建て住宅に適した住宅用給気予熱常時換気システムに関する。

一般住宅における暖房としては、ストーブ、ファンヒータなどのようにガス、石油を燃焼させてその燃焼熱により室内を暖房する方式と、ヒートポンプ方式のエアコンのように、冷暖切替可能なエアコンを暖房モードにして室内を暖房する方式が一般的である。しかし、前者の暖房方式では、局所暖房であり、かつ燃焼に伴いＣＯ２ガスが発生し、時間経過に応じてその濃度が高くなるため、気密性の高い住宅の場合には時々の換気を必要とし、効率が低い。これに対し後者の暖房方式は、換気の必要がなく、室内全体を均等な暖房温度に保てる等の利点があるが、特に冬場などの外気温が低く、室内外の温度差が大きいと、暖房効率が低下しやすくなるという課題がある。

特に最近の住宅では、例えば大空間吹き抜けといった２階居室空間まで、連通させ、上方空間を含めた居室の見かけ上の間取を大きく取る方式が流行しているが、このように上方空間を広く取った間取形式では、その分空調容積が大きくなるため、心地の良い温熱空間が得られず、次のような問題が生ずる。
（１）大空間吹き抜けでは、暖房立ち上がり時に、大きな暖房能力が要求され、室温の上昇に長時間がかかる。
（２）大空間吹き抜けでは、２階の負荷も無視できず、例えばエアコン暖房などの対流式暖房では、上昇する暖房空気に押し出された２階の冷たい空気が、１階側に流れ込む、いわゆるコールドドラフト現象が生じる。
（３）エアコン暖房では、温風吹出口から吸込口への暖房空気の短絡現象が発生し、居室内への熱供給が不十分となる。

これに対し、下記特許文献１に示す技術では、２階建て住宅の中層空間部に設けた換気空調機で空調空気を吹出し制御する系統を２またはそれ以上持ち、そのうちの１つまたはそれ以上を１階居室の床下及び１階と２階の間の隙間の天井裏及び居室に分岐して吹出すものである。
特開平１１−１４１９４６号公報

この構造によれば、基礎断熱を前提とした記載はあるものの、熱容量の大きいコンクリートで構成される１階床下空間を空調容量として含むため、供給する暖房熱がコンクリートに吸収される一方となり、必ずしも暖房熱を有効利用できないものとなる。

そこで本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的とするところは、２００３年度より設置が義務化された２４時間常時換気設備に必要最低限の暖房機能を付帯させ、住宅内全室の室温を常時１５°Ｃ以上確保することによって前記間取り空間において暖房立ち上がり時の負荷を軽減し、暖房された空気を最終的にトイレ室又はキッチン、風呂・洗面所、などの水回り室を通じて外部に排出させることにより、暖房空気を住宅全体に行き渡らせるようにした住宅用給気予熱常時換気システムを提供するものである。

前記目的を達成するために、本発明は、外気取入口１４から外気を導入する外気導入ファン１７と、外気取入口１４から取り入れられた外気を熱交換して温風を得るようにした予熱機１８と、予熱機１８の下流側にあって居室側に温風を供給する供給ダクト２０とが連通して形成される空調設備１１を備え、該空調設備１１が１階天井（下り天井９）裏と２階床部１９との間に形成された中層空間部３０に設けられた住宅用給気予熱常時換気システムにおいて、前記供給ダクト２０は、前記２階床部１９の底面に沿って形成された二重床面内部の床空間部３１に開口し、該床空間部３１を通って前記居室内に温風を供給させ、該温風が供給された居室内の空気は、トイレ室６及び水回り室４の少なくともいずれか一方の室の上部外壁に設けた排気ファン２６により住宅１外に排気されるようにしたことを特徴としている。

また、２階建て以上、複数階建て住宅においては、前記空調設備１１を任意の下階天井裏と上階床部との間に形成された前記中層空間部に設けた前記システムにおいて、ダクトによって前記中層空間部以外の各階中層空間にも分岐して前記温風を供給し、床空間部を通って居室内に温風を供給させ、該居室内の空気を、トイレ室６及び水回り室４の少なくともいずれか一方の室の上部外壁に設けた排気ファン２６により住宅１外に排気させるようにしたことを特徴としている（図示省略）。

前記空調設備１１を構成する予熱機１８は、給湯機器から供給される温水を熱媒体として前記外気を加温させて前記温風を得るようにしたことを特徴としている。この構造により、火災に対する安全性も確保できるようになる。

前記空調設備１１は、住宅１の外壁部に開口された前記外気取入口１４と、フィルタ装置１６と、前記外気導入ファン１７と、前記予熱機１８と、居室側に温風を供給する前記供給ダクト２０とがダクトを構成する風路に沿って連通して形成されている。

本発明では、前記２階床部１９内の床空間部３１に一端連通し、他端を２階居室７の天井部に開口された温風吹出口７ｂより温風を吹き出すようにしている。

さらに、本発明では、前記床空間部３１から、１階天井部１０に設けた温風吹出口２ａを通って１階居室２に温風を吹き出すようにしている。

上記本発明の住宅用給気予熱常時換気システムでは、１階居室２及び前記２階居室７に供給された温風は、図の実施の態様では、ドア２５開口の下部を通り、階段３及び階段ホール５から、ドア２５開口の下部を通り、洗面所、風呂場、台所などの水回り室４及び２階のトイレ室６内の下部に供給され、水回り室４及びトイレ室６の上部外壁に設けた排気ファン２６により住宅１外に排出される。

また、これらの本発明の構成は、複数階建て住宅においては、任意の下階天井裏と上階床部との間に形成された中層空間部に前記空調設備１１を設けて実施させることができる。

以上により、本発明では、住宅の２４時間計画換気設備に暖房機能を付帯させ、その暖房空気が、ドアを通じてトイレ室又は水回り室内側に流動し、トイレ室又は水回り室の外壁上部から外部に排出できるため、トイレ室又は水回り室内まで暖房空気を全室に有効活用できる。暖房空気をドアの下部からトイレ室又は水回り室内側に流動させて外壁上部から外部に排出させることにより、異臭などの除去も有効に行われる。

さらに、２階居室の場合には、床空間部に供給される温風からの伝熱によって床暖房効果も期待でき、床暖房効果と温風吹き出しによる暖房効果を同時に得ることができ、さらにこの暖房空気はドアを通じて階段ホールの暖房や、２階にトイレ室がある場合には、トイレ室の暖房に供することができる。

また、２階建て以上、複数階建て住宅においても任意の下階天井裏と上階床部階の間の中層空間部を利用することで、同様の効果を得ることができる。

本発明に用いる空調設備では、屋外に設置される家庭用給湯機器から供給される温水を熱媒体として外気を加温させて温風を得るようにしており、電気ヒーターなどの利用に比して火災に対しても安全で、外形寸法も小さくでき、冬季において効率の良い快適な暖房効果が得られる。

図１は本発明の給気予熱常時換気システムを適用した住宅を示すものである。図において、２階建て住宅１の１階部分は、共用の居室であるリビングとしての１階居室２並びに洗面所、浴室、トイレ、キッチンなどの水回り室４、玄関およびこれに連通する廊下（いずれも図略）、階段４などが、それぞれの間取などに応じて配置されている。

また２階部分は、前記階段４に通ずる階段室ホール５、２階トイレ室６、２階居室７などがそれぞれの間取に応じて配置されており、このうちの２階居室７の天井の一部はロフト８に連通し、大空間室内を構成している。

水回り室４には、下り天井９が設けられ、この下り天井９と一般の１階天井部１０との間に形成された中層空間部３０内には、外気を取入れるとともに、前記各部屋内に暖房用の空調空気を分配するための空調設備１１が配備されている。

空調設備１１は、図２に示すように、外壁部１２の内外を貫通して、外壁部１２の外側に設けられた下部開口の外気取入口１４に連通する、吸気ダクト１５と、吸気ダクト１５にフィルタ装置１６を介して連通する外気導入ファン１７と、外気導入ファン１７に接続した熱交換装置としての予熱機１８と、予熱機１８の下流側に立ち上げられ、１階天井部１０と２階部分の２階床部１９との間に形成された床空間部３１内に連通した分配用の供給ダクト２０を備えている。床空間部３１は、１階天井部１０と２階部分の２階床部１９との間に形成された二重床部の中間内部に形成されている。

フィルタ装置１６は、そのケーシング下面を下り天井９の下面に露出したカバー面とし、このカバー面を開閉することにより、フィルタ装置１６内のフィルタ材の交換を可能としている。

熱交換装置としての予熱機１８は、空気予熱機を構成するものであり、ガスまたは電力利用の給湯器、温水器、あるいは屋根面などに設置されたソーラ温水パネルなどの給湯機器（いずれも図略）から循環供給される温水を、内部に設けた熱伝導性材料からなるコイル内に通すとともに、このコイル表面と外気導入ファン１７により供給された外気と接触させて熱交換を行い、その外気から温風を得るものである。この温風は、１階天井部１０を貫通する供給ダクト２０を介して２階床部１９に沿って層状に形成される床空間部３１全体に亘って供給され、その一部が２階床部１９に伝熱されることによって床暖房を行っている。

これに対し、１階天井部１０の天井裏には断熱材１０ａが一面に敷詰めてあり、１階天井部１０からは直接には１階部分に熱は伝達されない。これは、２階の床衝撃音が１階に伝播されないように設計されたものであるが、例えば、１階のリビングである１階居室２の１階天井部１０には、図１に示すように、温風吹出口２ａが設けられ、温風吹出口２ａ内に設けた給気ファン２１の駆動によって、温風吹出口２ａを通じて１階居室２内には暖房空気が強制吹出されるようになっている。

また、大空間吹抜けである２階居室７に形成された物入れ空間７ａと他の室内とを仕切る仕切壁内には前記床下空間に連通する垂直ダクト２２が配管され、この垂直ダクト２２はロフト８の床面に配管された水平ダクト２３に連通し、この水平ダクト２３の末端は、２階居室７の天井面に開口した温風吹出口７ｂに連通し、この内部に設けた給気ファン２１の駆動により、２階居室７の内部に暖房空気を吹出すようになっている。

さらに、各部屋を仕切るドア２５の下部には隙間が形成され、各部屋間の僅かな気圧差に応じた空気流通を可能としているとともに、１階の水回り室４、２階トイレ室６の天井部近傍の外壁部１２にはそれぞれ排気口３ａ，６ａが開口し、これの内部には排気ファン２６を設け、排気ファン２６の駆動によりそれぞれの室３，６内を強制排気するようになっている。この排気による減圧によって、１階居室２および２階居室７内に供給された暖房空気のうち余剰暖房空気をそれぞれの室３，６内や階段４、フロア５に排出し、これら室３，６内および階段４、フロア５も暖房する。

従って、空調設備１１の駆動によって、住宅１内の各室内の温度差も最小なものとなり、ほぼ均一な温度に暖房されることになる。

なお、温水コイル装置よりなる予熱機１８内で、熱交換を終えた温水は、再び給湯側に循環され、再度設定温度まで昇温される。また、この温水は、他の暖房専用機にも熱媒体として利用が可能であるため、熱の無駄がないものとなる。

本発明を適用した２階建て住宅の説明用断面図である。 図１の円Ａで囲われる空調設備およびその周縁の拡大図である。

符号の説明

１ 住宅
２ １階居室
２ａ 温風吹出口
３ 階段
４ 水回り室
４ａ 排気口
５ 階段ホール
６ トイレ室
６ａ 排気口
７ ２階居室
７ａ 物入れ空間
７ｂ 温風吹出口
８ ロフト
９ 下り天井
１０ １階天井部
１０ａ 断熱材
１１ 空調設備
１２ 外気
１４ 外気取入口
１５ 吸気ダクト
１６ フィルタ装置
１７ 外気導入ファン
１８ 予熱機
１９ ２階床部
２１ 給気ファン
２０ 供給ダクト
２２ 垂直ダクト
２３ 水平ダクト
２５ ドア
２６ 排気ファン
３０ 中層空間部
３１ 床空間部

Claims (7)

1. 外気取入口から外気を導入する外気導入ファンと、外気取入口から取り入れられた外気を熱交換して温風を得るようにした予熱機と、予熱機の下流側にあって居室側に温風を供給する供給ダクトとが連通して形成される空調設備を備え、該空調設備が１階天井裏と２階床部との間に形成された中層空間部に設けられた住宅用給気予熱常時換気システムにおいて、
   前記供給ダクトは、前記２階床部内の床空間部に開口し、該床空間部を通って前記居室内に温風を供給させ、該温風が供給された居室内の空気は、トイレ室及び水回り室の少なくともいずれか一方の室の上部外壁に設けた排気ファンにより住宅外に排気されるようにしたことを特徴とする住宅用給気予熱常時換気システム。
2. 前記空調設備を構成する予熱機は、給湯機器から供給される温水を熱媒体として前記外気を加温させて前記温風を得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の住宅用給気予熱常時換気システム。
3. 前記空調設備は、前記外気取入口と、フィルタ装置と、前記外気導入ファンと、前記予熱機と、居室側に温風を供給する前記供給ダクトとがダクトを構成する風路に沿って連通して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の住宅用給気予熱常時換気システム。
4. 前記外気取入口は、住宅の外壁部に開口されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の住宅用給気予熱常時換気システム。
5. 前記空調設備は、住宅内の全室において必要最低限度の室温１５°Ｃを確保するベース暖房を行うものであって、前記温水を熱媒体として住宅の常時換気で必要な０．５回／hourの風量で５０°Ｃ以上の温風を得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の住宅用給気予熱常時換気システム。
6. ２階建て住宅において、前記１階天井裏と２階床部との間に形成された前記中層空間部に設けられた前記空調設備から供給される温風を、前記２階床部裏面の前記床空間部から１階居室及び２階居室に分岐して供給し、該１階居室及び２階居室に供給された温風を、前記トイレ室及び水回り室のドアの下部から供給し、該トイレ室及び水回り室の上部外壁に設けた排気ファンにより住宅外に排気させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の住宅用給気予熱常時換気システム。
7. ２階建て以上、複数階建て住宅において、任意の下階天井裏と上階床部との間に形成された前記中層空間部に設けられた前記空調設備から供給される温風を、上階床部裏面の床空間部から前記中層空間部にも分岐して供給し、前記中層空間部から下階居室並びに最上層空間部においては上階居室にも供給された温風を、前記トイレ室及び水回り室のドアの下部から供給し、該トイレ室及び水回り室の上部外壁に設けた排気ファンにより住宅外に排気させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の住宅用給気予熱常時換気システム。

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