JP2718631B2 - 家屋における空調方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に省エネルギー化を
図る上で有用な家屋における空調方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】夏期や冬期における室内の冷暖房手段と
して、ストーブや温風機、また冷却機などの冷暖房装置
が用いられ、一般にはそれら装置を各室に配し、部屋単
位の個別冷暖房が成されている。

【０００３】一方、建物の一箇所に熱源装置を配置し、
そこから各室に熱源を供給するシステム、所謂セントラ
ルヒーティング方式の利用も顕著である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ストー
ブや温風機、また冷却機による各室の個別冷暖房によれ
ば、室内を適温に維持することはできるものの、冷暖房
を行っている部屋と行っていない部屋・廊下などとの温
度差が大きくなって結露を生じ、建材の腐食や劣化を招
くという欠点がある。

【０００５】また、各室に大きな温度差が生ずると、そ
れが原因の一つとされている脳溢血や心臓麻痺などの危
険性が増大するなど健全な生活環境を害し、しかも結露
が生ずると、小児喘息などのアレルギー性呼吸器系疾患
の原因とされるカビやダニの発生を促すことにもなる。

【０００６】更に、冷暖房装置による冷暖房によれば、
密閉空間での使用が通例であるので、定期的に窓の開放
や換気扇などによる換気を行わなければならない煩わし
さがあり、またそういった換気手段によれば莫大なエネ
ルギー損失を招く欠点がある。

【０００７】一方、セントラルヒーティング方式によれ
ば、全室同時に冷暖房を行うために脳溢血や心臓麻痺な
どの危険性を低減できるものの、莫大な光熱費を要する
という欠点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑
み、外壁に空気層を設けた断熱構造の家屋にして、その
屋根裏に熱交換器を配置するとともに、地中には地下ダ
クトとして蛇腹状のパイプを層状にして埋設し、その地
下ダクトを通じて外気を前記熱交換器に送り込み、更に
その外気を床下に送り床面に設けた通気口より家屋の各
室へ流入させるとともに、室内空気を各室の上方から前
記熱交換器に引き込み該熱交換器を通して家屋の外部に
排出するようにしている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、外気が地下ダクト内を通過す
る際、その外気は地熱と熱交換して吸熱または放熱す
る。また、その外気は熱交換器を通過する際にも室内空
気と熱交換して吸熱または放熱する。

【００１０】一方、室内空気は熱源装置や床下から流入
する外気によって加熱または冷却され、更に各室の上方
から引き込まれて外部に排出される際に熱交換器を通過
し、このとき前述の如く外気と熱交換して吸熱または放
熱する。

【００１１】このように、室内空気は外気と常に熱交換
され、また取り入れられる外気は、室内空気と地熱を利
用して予熱または予冷されることになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明すれば、
図１は家屋の内部構造を示す概略図であり、図中１０は
地下ダクトを示す。

【００１３】この地下ダクト１０は、熱伝導率が高く、
且つ耐食性に優れる塩化ビニール製から成る口径１５０
ｍｍ、全長５０ｍ程度の蛇腹状のパイプであり、家屋ｈ
の地下３ｍ程度の箇所に層状に屈曲された状態で埋設さ
れている。

【００１４】地下ダクト１０の一端１０ａはダクト１１
を介して外部の吸気口１２に接続され、他端１０ｂはダ
クト１３を介して熱交換器１４に接続してある。

【００１５】熱交換器１４には、図示するように床下１
５に延びるダクト１６が接続してあり、更にこの熱交換
器１４には排気ダクト１９が貫通させてある。その排気
ダクト１９は、各室Ｒ1，Ｒ2，・・・の上方に位置する
天井面１７の排気口１８と家屋ｈの外部とを連通してい
る。

【００１６】そして、地下ダクト１０を通して熱交換器
１４に送り込まれた外気と、排気ダクト１９で引き込ん
だ室内空気とを該熱交換器にて熱交換し、取り入れた外
気はダクト１６から床下１５へ送り込み、室内空気は排
気ダクト１９を介して家屋ｈの外部に排出するようにし
ている。

【００１７】例えば、冬期において、外気は地下ダクト
１０を通過する際に地熱を吸収し、更に熱交換器１４を
通過する際に暖房装置などで加熱された排気ダクト１９
内の室内空気と熱交換して吸熱し、その後これがダクト
１６を介して床下１５に流入する。

【００１８】また、夏期において、外気は地下ダクト１
０を通過する際に放熱し、更に熱交換器１４を通過する
際に冷房装置などで冷却された排気ダクト１９内の室内
空気と熱交換して放熱し、その後これがダクト１６を介
して床下１５に流入する。

【００１９】なお、床面２０には床下１５に連通する通
気口２１，・・・が貫通してあり、床下１５に流入した
外気はその通気口２１，・・・から各室Ｒ1，Ｒ2，・・
・に流入する。

【００２０】即ち、夏期において、例えば部屋Ｒ1を冷
房装置で冷却すると、その部屋Ｒ1の空気と地熱とで取
り込む外気が予冷され、また冬期においては暖房装置で
加熱された部屋Ｒ1 の空気と地熱とで取り込む外気が予
熱されるのであり、且つ各部屋Ｒ1，Ｒ2，・・・の空気
が熱交換後に外部に排出されることによって室内空気は
常に対流し、そして浄化されるようになるのである。

【００２１】特に、このような空気対流が生ずることに
より、密閉空間での冷暖房時にみられる結露現象がなく
なり、建材の腐食や劣化が防止されるようになるととも
に、これと相まって、小児喘息やアレルギー性呼吸器系
疾患などの原因とされるカビやダニの発生がなくなり、
快適な居住空間が作り出されるようになる。

【００２２】なお、熱交換器１４は、既に実用化されて
いる熱交換型の換気扇で、内部に備えられているファン
で空気を引き込み、或いは送り出し、また引き込んだ空
気と送り出す空気の温度差を利用して隔板を介した熱交
換を行う機能を有するものである。

【００２３】然るに、本発明においては、その他の熱交
換器の利用も可能であり、例えばダクト１１、ダクト１
３、或いはダクト１６にファンを介在し、また排気ダク
ト１９にもファンを介在させて、そのファンで並流式、
向流式、或いは直交流式熱交換器に外気や室内空気を送
り込むようにしてもよい。

【００２４】ところで、省エネルギー化をより一層図る
上では太陽熱の利用が好ましく、その手段として、例え
ば図示するようにソーラーパネル３０を屋根３１に配
し、且つその内部に屋根裏３２の熱気を通し、それをダ
クト３３を介して床下１５に送り込めるようにしてあ
る。

【００２５】特に、そのソーラーパネル３０の一端に
は、図示する如く逆止弁３４を介したパイプ３５を貫通
し、また他端には温度センサー付きのファンＦを介した
ダクト３３を貫通してある。

【００２６】そして、ダクト３３内の温度が設定値以上
になったとき、ファンＦが作動するようになっていて、
冬期においてその空気は床下１５に送り込まれ、夏期に
おいては家屋ｈの外部に排出されるようにしてある。

【００２７】なお、熱交換器１４や排気ダクト１９は図
示する如く屋根裏３２に設け、またダクト１３，１６，
３３は壁面内に埋設している。

【００２８】一方、本発明によれば高気密、高断熱性構
造の家屋での採用が最も効果的であり、例えば家屋ｈの
外壁は図２に示すような構造とされている。

【００２９】図２において、４１は下地ボード、４２は
ウレタンボード、４３は石膏ボードであり、下地ボード
４１にはモルタル４４が塗着され、その下地ボード４１
は胴縁４５を介してウレタンボード４２に固着され、ま
たウレタンボード４２には柱４６を介して石膏ボード４
３が固着してある。

【００３０】そして、下地ボード４１とウレタンボード
４２の間の空間と、ウレタンボード４２と石膏ボード４
３の間の空間は、それぞれ空気層４７，４８とされてい
る。

【００３１】次に、図３〜図６は、上記実施例の家屋ｈ
を任意の四地点に仮設し、その各々について室内温度を
測定した結果を示す。

【００３２】特に、図３はその家屋のうちの一つにおけ
る１９９３年１２月１日から３日間の、また図４は他の
家屋のうちの一つにおける同年１２月２９日から３日間
の測定結果であり、更に図５と図６は残る二つにおける
１９９４年１月２８日から３日間の測定結果で、それぞ
れ縦軸が温度（℃）、横軸が時間（２４時間単位）で、
図中の実線は室内温度、破線は外気温を示す。なお、各
家屋とも室内における暖房装置の設置はない。

【００３３】これらの図から明らかなように、測定期間
中にあって、外気温は−５℃〜２０℃で変動しているも
のの、室内温度は７℃〜２０℃と変動幅が非常に小さい
ことが判る。

【００３４】特に、図６に示す家屋にあっては、外気温
が約−５℃〜１８℃に変動しているのに対し、室内温度
は約９℃〜１３℃と安定しており、特に夜間における温
度降下が非常に少ないことが判る。

【００３５】その結果として、本発明によれば室内温度
をほぼ一定に保った状態で換気が成されることが判る。

【００３６】一方、上記実施例の家屋と従来の一般住宅
との比較データとして、図７に双方の室内温度のグラフ
を、図８に双方の室内湿度のグラフを示す。

【００３７】なお、図７、図８は共に１９９４年１月２
８日から３日間の測定結果であり、Ａは上記実施例の家
屋、Ｂはそれに隣接する従来の一般住宅で、縦軸は図７
において温度（℃）、また図８において湿度（％）で、
横軸がそれぞれ時間（２４時間単位）である。

【００３８】図７において、室内温度の変動幅はともに
小さいが、上記実施例の家屋が換気を行っているにも拘
らず５℃以上上位で安定しており、双方の建物に気密
性、断熱性の相違があるものの、地熱による効果が非常
に大きいことが判る。

【００３９】また、図８において、従来の一般住宅は室
内湿度が高位で大きく変動しているのに対し、上記実施
例の家屋では低位で安定していることが判る。

【００４０】このことから、上記実施例の家屋にあって
は、室内空気の対流、換気が充分に成されていると云え
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、外気を地中に埋設され
た地下ダクトを通して熱交換器へ、また該熱交換器を通
して床下から各室に送り込む一方、室内空気を各室の上
方から引き込み、熱交換器を通して外部に排出するよう
にしたことにより、各室や床下で常に空気が対流するの
で、各室や床下での温度差がなくなり、結露の発生が防
止される。

【００４２】従って、建材の腐食・劣化が防止され、ま
た小児喘息などのアレルギー性呼吸器系疾患の原因とさ
れるカビやダニの発生も防止でき、且つ極端な温度差が
原因の一つとされている脳溢血や心臓麻痺などの危険性
も低減できる。

【００４３】また、室内空気は常に外気と入れ換えら
れ、空気中の煙、塵埃、臭気が外部に排出されるので、
衛生的かつ健康的な室内環境を作り出すことができる。

【００４４】更に、室内に取り入れられる外気は、外部
排出される室内空気と地熱によって予熱、予冷されるの
で、各室を適温に維持するための光熱費を節減できると
いう優れた効果を奏する。

【００４５】特に、外部に排出される室内空気は、取り
入れられる外気と熱交換されるので、換気の際のエネル
ギー損失が極めて小さいという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す家屋の内部構造図

【図２】同家屋の外壁構造を示す斜視概略図

【図３】同家屋における室内温度の変化を示すグラフ

【図４】同家屋における他の室内温度の変化を示すグラ
フ

【図５】同家屋における他の室内温度の変化を示すグラ
フ

【図６】同家屋における他の室内温度の変化を示すグラ
フ

【図７】同家屋と従来の一般住宅との室内温度の変化を
示すグラフ

【図８】同家屋と従来の一般住宅との室内湿度の変化を
示すグラフ

【符号の説明】

１０ 地下ダクト １１，１３，１６ ダクト １２ 吸気口 １４ 熱交換器 １５ 床下 １７ 天井面 １８ 排気口 １９ 排気ダクト ２１ 通気口 ３２ 屋根裏

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外壁に空気層を設けた断熱構造の家屋に
   して、その屋根裏に熱交換器を配置するとともに、地中
   には地下ダクトとして蛇腹状のパイプを層状にして埋設
   し、その地下ダクトを通じて外気を前記熱交換器に送り
   込み、更にその外気を床下に送り床面に設けた通気口よ
   り家屋の各室へ流入させるとともに、室内空気を各室の
   上方から前記熱交換器に引き込み該熱交換器を通して家
   屋の外部に排出するようにしたことを特徴とする家屋に
   おける空調方法。