JP2011157803A - 地中熱を有効利用する土間またはスラブの断熱および温度制御管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】冬季の暖房時に土間またはスラブからその直下の地中へ熱が伝導しないようにすることと、逆に夏季は土間またはスラブからその直下の地中へ熱を放散するようにする。
【解決手段】土間またはスラブとその直下の地中との間における上下の熱の移動を、断熱材による断熱層３を挟む形で設置した複層の温冷水回路７，８の循環水をバルブ１１，１２により制御する。また、建物直下の土中から横方向外部土中への熱勾配を緩和するため、建物基礎５の外周へ略水平に設置したスカート断熱板１４の下部へ遮熱板または遮熱シート１３を設置し、さらにその下へ空気層として中空板または薄い断熱板１５を設置する。
【選択図】図１

Description

この発明は建物直下の地中熱を有効に利用するための、建物の土間またはスラブの断熱方法と、断熱により発現する温度差を制御管理する技術に関するものである。

建物の土間またはスラブ部で暖房をしようとするとき、従来の技術では土間またはスラブからその直下の地中へ暖房熱が放散しないよう、土間またはスラブの下部へ断熱層を設けることが一般的であったがこの場合、建物直下の地中が本来もつ熱を有効に利用できないという欠点があった。 また夏季に建物内部の温度が直下の地中温度より高温になる場合に建物内部の熱を直下の地中へ放散させることにより温度を下げることができないという欠点があった。

また前項［０００２］の欠点を克服し建物直下の地中熱を有効利用しようとする場合、従来の技術では土間またはスラブの下部に断熱層を設けず、土間またはスラブはその直下の土壌に直に接することになり土間またはスラブの暖房熱の多くを土中に失うか、または土間対地中の温度差の変動や敷地土壌の熱特性差等により十分に温度を制御できない欠点があった。

冬季の暖房時に土間またはスラブからその直下の地中へ熱が伝導しないようにすることと、逆に夏季は土間またはスラブからその直下の地中へ熱を放散するようにすること。また、冬季の暖房をおこなう前の外気温が低下してくる時期において地中の熱を土間またはスラブへと伝導させ、建物屋内温度を一定に保つようにするとともに建物直下の地中熱が建物直下外に放散することによる温度低下を防ぐことである。

土間またはスラブ下に断熱層をつくりそれを上下に挟むように温水回路を設置する。上下の温水回路は一次回路と二次回路に分離することにより、循環水をバルブにより制御し、断熱層を挟む一次回路と二次回路をつないだ場合は循環水による熱移動により断熱効果を失効させ、一次回路と二次回路を分離した場合は循環水を遮断することにより土間またはスラブとその直下の地中との熱移動を制限することができる。またスカート断熱板の下に遮熱板または遮熱シートを設置しさらにその下に中空板などによる空間を設けることによりスカート断熱板下部で地中熱を反射し土中に高温部をつくり建物直下から外部への熱勾配を緩和することで建物直下の地中熱を有効利用する。
また、バルブ操作を手動で行うことを可能とするほか、各部温度差の検出とそれに対応するバルブ動作の条件付けを電子的にプログラムすることにより電磁弁等バルブの自動制御をおこなう。

このシステムの概略断面図である。▲８▼二次温水または冷水回路配管は図中では単層となっているが複層とすることも含む。▲１１▼バルブ１及び▲１２▼のバルブ２は手動バルブのほか、自動制御を行うため電磁弁等の電動バルブでも良い。▲１▼建物外皮断熱層は建物の連続する断熱層であって充填断熱か外張り断熱かを問わない。▲１０▼熱源器は電気、灯油、ガス、その他の燃料によるボイラー、及びヒートポンプ、太陽熱温水器などを含み、作動させない時は循環水が通過するだけのものである。

Claims (3)

1. 土間またはスラブとその直下の地中との間における上下の熱の移動を、断熱材による断熱層を挟む形で設置した複層の温冷水回路の循環水をバルブにより制御することで管理するシステム。
2. 請求項１における温冷水回路の循環水を制御するバルブは、手動のほかに屋外気温、屋内気温、地中温度、および土間またはスラブ温度等を温度センサーにより検出することにより各部の温度差を比較し、その結果をもって電気的に自動制御する。
3. 建物直下の土中から横方向外部土中への熱勾配を緩和するため、建物基礎外周へ略水平に設置したスカート断熱板の下部へ遮熱板または遮熱シートを設置し、さらにその下へ空気層として中空板または薄い断熱板を設置する。

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