JP3170966U - 住宅の循環式床下冷暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】 冬季暖房時だけでなく夏季冷房時においても省エネルギー効果の高い冷暖房を実現した住宅の循環式床下冷暖房システムを提供すること。【解決手段】 住宅の基礎コンクリート底板内に電気ヒータを埋設し、床下内に全熱交換器を設置し、住宅の室内に床下内の空気を室内に導入する空気給気口を設け、室内に排気口を設けて室内空気をダクトを介して全熱交換器に導入し得るように構成し、全熱交換器を経由して床下給気ダクトから床下内に全熱交換後の外気を供給するための床下給気ファンを設けると共に、床下排気ダクトを介して室内空気を全熱交換器に導入し、全熱交換器を経由して外部排気ダクトから全熱交換後の室内空気を外部に排気するための床下排気ファンを設け、外気と室内空気とを全熱交換器にて全熱交換しながら床下の空間を介して室内に循環させるように構成する。【選択図】 図１

Description

本考案は、住宅の基礎内に電気ヒータを埋設すると共に、床下に外気と内気の全熱交換器を設置することで、冬季及び夏季において何れもエネルギーを節減しながら効果的な暖房効果及び冷房効果を実現した住宅の循環式床下冷暖房システムに関するものである。

従来、住宅の換気システムとして、床下に熱交換器を設置し、湿度の低い室内空気と湿度の高い室外空気とを熱交換することで、床下空間の湿度を低下させ、床下環境を改善すると共に、冬季は上記熱交換器によって温度の低い外気と温度の高い室内空気とを熱交換することによって、床下内に取り入れた外気の温度を上昇させ、これを室内に取り込むことで省エネルギー換気システムとして機能させるものが提案されている（特許文献１）。

また、床下の基礎内に、熱源に接続された熱交換パイプを蛇行配置して、当該熱交換パイプを暖めることによって床下内空間の空気を暖め、暖めた床下内の空気を室内に循環させるようにした住宅の暖房システムが提案されている（特許文献２）。

特開２０１１−５２９１８号公報 特開平１１−６６２９号公報

ところで、特許文献１の換気システムでは熱交換器が、夏季においては除湿器として、冬季においては暖房の補助として機能しているが、夏季の冷房、冬季の暖房の何れにおいても、一般の住宅等において適用可能な、より省エネルギー効果の高い効果的な冷暖房装置の実現が望まれている。

また、特許文献２の暖房システムにおいては、床下基礎内の熱交換パイプを利用してはいるが、夏季の冷房については何ら考慮されておらず、従って、一般の住宅等において適用可能なものであって、冬季の暖房だけでなく、夏季の冷房についても、省エネルギーを考慮した効果的な冷暖房装置の実現が望まれている。

本考案は上記課題に鑑みてなされたものであり、一般の住宅等において適用可能であって、冬季の暖房時だけでなく、夏季の冷房時においても、省エネルギー効果を実現した住宅の循環式床下冷暖房システムを提供するものである。

上記の目的を達成するため本考案は、
第１に、冷房機器及び暖房機器によって所定の室内温度に設定し得る住宅の循環式床下冷暖房システムであって、住宅の床下の基礎コンクリート底板内に電気ヒータを埋設し、上記床下内に全熱交換器を設置し、上記全熱交換器の外気給気口に熱交換前の外気を導入し得る外気給気ダクトを接続すると共に、上記全熱交換器の外部排気口に全熱交換後の室内空気を住宅外部に排出し得る外部排気ダクトを接続し、上記全熱交換器の床下給気口に全熱交換後の外気を床下内に供給する床下給気ダクトを接続し、上記全熱交換器の室内排気口に熱交換前の室内空気を導入し得る床下排気ダクトを接続し、上記住宅の１階部分に上記床下内の空気を室内に導入する空気給気口を設けると共に、上記１階部分に上記床下排気ダクトに連通する排気口を設けて上記１階部分の室内空気を上記床下排気ダクト内に排出し得るように構成し、上記外気給気ダクトを介して上記外気を上記全熱交換器に導入し、上記全熱交換器の全熱交換素子を経由して上記床下給気ダクトから上記床下内に全熱交換後の上記外気を供給するための床下給気ファンを設けると共に、上記床下排気ダクトを介して上記室内空気を上記全熱交換器に導入し、上記全熱交換素子を経由して上記外部排気ダクトから全熱交換後の上記室内空気を外部に排気するための床下排気ファンを設け、上記外気と上記室内空気とを上記全熱交換器にて全熱交換しながら上記床下の空間を介して循環させるものであることを特徴とする住宅の循環式床下冷暖房システムにより構成される。

上記冷房機器及び暖房機器は例えば冷暖房機能を有するエアコン（２６）等により構成することができる。このように構成すると、冬季は、基礎コンクリート底板内の電気ヒータによって床下内の空気を暖めると共に、低温低湿度の外気と室内空気とを全熱交換器によって全熱交換して、外気の温度と湿度を高めて床下内に導入し、当該床下の暖かく湿度を高めた空気を室内に導入することにより、室内空気を換気しつつ暖房効果を高めることができ、省エネルギーを実現しながら効率的な暖房を行うことができる。夏季は、地熱によって床下内の空気の温度上昇を抑えると共に、高温高湿度の外気と室内空気とを全熱交換器によって全熱交換して、外気の温度と湿度を共に低下させて床下内に導入し、当該床下の温度及び湿度共に低い空気を室内に導入することにより、室内空気を換気しつつ冷房効果を高めることができ、省エネルギーを実現しながら効率的な冷房を行うことができる。

第２に、上記住宅に２階部分を設け、上記床下と上記２階部分を室内給気ダクトで連通し、上記床下内の空気を上記室内給気ダクトを介して上記２階部分に導入し得る室内給気ファンを設け、上記２階部分に排気口を設けて、当該排気口から上記床下内に２階の室内空気を排気する室内排気ダクトを設けると共に、上記室内排気ダクトを上記床下内の上記床下排気ダクトに接続し、上記１階部分の室内空気と共に上記２階部分の室内空気をも上記全熱交換器に導入し得るように構成したものである上記第１記載の住宅の循環式床下冷暖房システムにより構成される。

上記室内排気ダクトを上記床下内の上記床下排気ダクトに接続するとは、例えば、室内排気ダクト（４２）を全熱交換器（２８）に接続された床下排気ダクト（３５，４２’）に接続することをいう。
このように構成すると、２階建ての住宅において、１階部分と共に２階部分をも含めて省エネルギーを実現しながら効率的な冷暖房を行うことができる。

第３に、上記電気ヒータは、複数のヒータ単体により電気ヒータ回路を構成したものであり、当該電気ヒータ回路を電源に対して複数個並列に接続したものである上記第１又は２記載の住宅の循環式床下冷暖房システムにより構成される。

このように構成すると、電気ヒータ回路が電源に対して並列に接続されているので、仮に電気ヒータ回路の一部に電気的な断線が生じたとしても、他の電気ヒータ回路の通電は維持されるので、上記一部の断線により電気ヒータ機能の全体が失われることはない。

第４に、上記室内空気は、冬季においては室内に設定された上記暖房機器により外気の温度及び湿度より高い室内温度及び室内湿度に設定されており、当該室内空気と上記外気とを上記全熱交換器にて全熱交換することにより、外気の温度及び湿度を何れも上昇させた後に上記床下給気ダクトを介して上記床下内に供給し、かつ上記電気ヒータで加熱された上記基礎コンクリート底板により上記床下内の空気を暖めるものであることを特徴とする上記第１〜３の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システムにより構成される。

第５に、上記室内空気は、夏季においては室内に設定された上記冷房機器により外気の温度及び湿度より低い室内温度及び室内湿度に設定されており、当該室内空気と上記外気とを上記全熱交換器にて全熱交換することにより、外気の温度及び湿度を何れも低下させた後に上記床下給気ダクトを介して上記床下内に供給し、かつ上記外気の温度より低い地熱によって冷やされた上記基礎コンクリート底板によって上記床下内の温度を低下させるものである上記第１〜４の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システムにより構成される。

第６に、上記電気ヒータは深夜電力を利用して加熱するものである上記第１〜５の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システムにより構成される。

このように構成すると、料金の安い深夜電力を利用して、低料金で効率的な暖房を行うことができる。

第７に、上記住宅の上記床下の上記基礎コンクリート底板内に上記電気ヒータを埋設する構成に代えて、上記住宅の上記床下の上記基礎コンクリート底板上に所定厚の砕石を敷設し、当該砕石内に上記電気ヒータを埋設したものである上記第１〜６の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システムにより構成される。

このように構成すると、新築住宅のみならず、住宅のリフォームによっても、本考案に係る住宅の循環式床下冷暖房システムを実現することができる。

本考案は上述のように、夏季及び冬季の何れにおいても、換気機能を維持しつつ、省エネルギーを行いながら効率的な冷暖房を行うことができる住宅の循環式床下冷暖房システムを実現したものである。

また、本考案は一般的な２階建ての住宅において、１階部分のみならず２階部分をも含めて住宅内全体において、換気機能を維持しつつ、省エネルギーを実現しながら効率的な冷暖房を行うことができるものである。

また、電気ヒータ回路が電源に対して並列に接続されているので、仮に電気ヒータ回路の一部に電気的な断線が生じたとしても、他の電気ヒータ回路の通電は維持されるので、上記一部の断線により電気ヒータ機能の全体が失われることはない。

また、電気ヒータは、料金の安い深夜電力を利用して加熱することができ、低料金で効率的な暖房を行うことができる。

また、新築住宅のみならず、既存の住宅のリフォームによっても、本考案に係る住宅の循環式床下冷暖房システムを適用することができるものである。

本考案に係る住宅の循環式床下冷暖房システムを適用した住宅の縦断面図である。 同上システムに使用する電気ヒータの一部断面側面図である。 同上システムに使用する電気ヒータを動作させるための電気的ブロック図である。 同上システムの床下の全熱交換器近傍の平面図である。 同上システムを適用した住宅の一部断面斜視図である。 同上システムを適用した住宅の冬季における温湿度の一例を表示した同住宅の縦断面図である。 同上システムを適用した住宅の夏季における温湿度の一例を表示した同住宅の縦断面図である。 同上システムの電気ヒータを既存の住宅に適用する場合を示す電気ヒータ近傍の住宅の縦断面図である。

以下、本考案に係る住宅の循環式床下冷暖房システムについて詳細に説明する。

図１は同上システムを装備した２階立て住宅１の全体的構成を示すものであり、当該住宅１は、地面Ｇにベタ基礎２が構築され、該ベタ基礎２上に１階部分３と２階部分４が構築され、上記２階部分４の上部はたる木５及びかわら６による屋根Ｒが構築された一般的な構造を有する。

また、２ａは上記ベタ基礎２のコンクリート製の基礎コンクリート底板、２ｂはベタ基礎２の立ち上がり、７は１階床、８は２階床、９ａは１階窓、９ｂは２階窓、１０は１階天井、１１は２階の天井、１２は上記床下を示す。

上記ベタ基礎２の基礎コンクリート底板２ａ内には予め電気ヒータ（例えばスラブヒータ）１３が埋設されている。この電気ヒータ１３は、図２に示すように、１つの発熱体は、ニクロム線１４ａを一定長さのステンレスパイプ１４ｂで被覆したヒータ単位１４から構成され、図３に示すように、当該ヒータ単位１４を直列に複数個接続したものを１つの電気ヒータ回路１５（１５ａ〜１５ｅ）とし、当該電気ヒータ回路１５ａ〜１５ｅを電源１７（単相２線式２００Ｖ）に対して複数個（実施形態では５回路）並列に接続することにより構成されている。尚、個別の電気ヒータ回路については１５ａ〜１５ｅの符号を用い、これらの回路１５ａ〜１５ｅの全体を示すときは符号１５を用いる。

図３において、１８は上記各電気ヒータ回路１５毎に設けられた分電盤、１９ａ〜１９ｃは上記電気ヒータ回路１５に電源１７を供給するためのリレーであり、コントローラ２０の制御によって、１９ａは１つの電気ヒータ回路１５ａに、１９ｂは２つの電気ヒータ回路１５ｂ，１５ｃに、１９ｃは２つの電気ヒータ回路１５ｄ，１５ｅに電源を供給して、各電気ヒータ回路１５の電気ヒータ１３を発熱させるものである。尚、図３においては、点線２１の部分の電気ヒータ回路１５ａ〜１５ｅが、上記ベタ基礎２の基礎コンクリート底板２ａ内の全体に均等に埋設される。

このように電気ヒータ回路１５ａ〜１５ｅを電源１７に対して並列に接続することで、仮に、電気ヒータ回路１５ａ〜１５ｅの何れかのライン（例えば回路１５ａの線路途中）に電気的な断線が発生しても、他の電気ヒータ回路１５ｂ〜１５ｅには電流が供給されるので、一部の電気ヒータ回路の断線箇所のみを修理すれば良く、例えば電気ヒータ回路１５ａ〜１５ｅの全体を直列接続した場合のように、一部の電気ヒータ回路１５ａのラインの断線によって電気ヒータ１３全体への通電が停止することはない。

上記コントローラ２０は床下に設置された後述の床下給気ファン３０、床下排気ファン３８にも接続されており、当該コントローラ２０にて上記各ファン３０，３８の動作を制御し得るように構成されている。さらに、上記コントローラ２０は後述の室内給気ファン２４にも接続されており、当該ファン２４の動作をも制御し得る。

この電気ヒータ１３に通電することによって電気ヒータ１３が発熱し、基礎コンクリート底板２ａ全体が暖められ、当該底板２ａから床下１２内への輻射熱により床下１２内の空気を暖めることができ、また上記１階床７を暖めて、１階部分３の床下暖房を構成することができる。

上記１階床７には、複数の室内給気口２２が開口されており、冬季では上記床下１２内の暖められた空気、夏季では熱交換により外気より温度の低下した床下１２内の空気を、上記室内給気口２２から室内に導入し得るように構成されている。

上記１階床７と上記２階床８との間には床下１２と２階部分４とを連通する室内給気ダクト２３が設けられており、該ダクト２３内の上記２階床８近傍には室内給気ファン２４が設けられている。この室内給気ファン２４を駆動することによって、冬季は床下１２内の暖められた空気を２階部分４に導入することができ、夏季は床下１２の温度の低い空気を上記２階部分４に導入することができる。

上記２階床８には１階部分３と２階部分４とを連通する連通口２５が開口形成されており、冬季はエアコン２６や床下暖房にて暖められた１階部分３の空気を２階部分４に供給し、夏場はエアコン２６にて冷やされた空気を２階部分４に供給し得るように構成している。

さらに床下１２空間には全熱交換器２８を設け、図４に示すように、当該全熱交換器２８の外気給気口２８ａには屋外に開口２９’する外気給気ダクト２９を接続し、床下給気ファン３０にて室外から導入した新鮮な外気を熱交換素子２８’を介して床下給気ダクト３１から床下１２内に供給し得るように構成している。

また、１階床７に排気口３２を設けると共に当該排気口３２に連通する床下排気ダクト３３を床下１２内に設け、チャンバー３４を介して１本の床下排気ダクト３５を上記全熱交換器２８の室内排気口２８ｂに接続し、かつ全熱交換器２８の外部排気口２８ｃに、床下排気ファン３８により熱交換後の室内排気を室外（外部）に排気（換気）すべく外部排気ダクト３９を接続し、該外部排気ダクト３９の先端を外部排気口４０に接続する。

さらに、２階床８に開口した排気口４１に連通する室内排気ダクト４２を２階から１階に向けて設け、当該室内排気ダクト４２を、１階床７を貫通して床下１２内に床下排気ダクト４２’として配管し、その先端部を上記チャンバー３４に接続し、上記２階の室内空気をも上記チャンバー３４、上記床下排気ダクト３５を介して上記全熱交換器２８に供給し得るように構成する。

上記チャンバー３４は上記床下排気ダクト３３、４２’からの室内空気を一つにまとめて床下排気ダクト３５に導入するものであり、図５に示すように、床下１２内の略中央部に設置し、上記床下排気ダクト３３及び４２’が床下１２の比較的長い距離の空間を横切るように経由して上記チャンバー３４に接続されるように構成している。かかる構成により、上記床下排気ダクト３３，４２’内を流れる室内空気によって、冬季は上記ダクト３３，４２’が暖められ、これらのダクト３３，４２’によって床下１２内の空気を暖め、上記ダクト３３，４２’を流れる室内空気によって、夏季は上記ダクト３３，４２’が冷やされ、これらのダクト３３，４２’によって上記床下１２内の空気を冷やすことができるように構成している。

上記全熱交換器２８は全熱交換素子２８’によって給気と排気との間で熱（顕熱）と水蒸気（潜熱）とを交換するものであり、例えば冬の暖房期であれば、上記床下排気ダクト３５を介して導入される排気（高温・高湿の室内空気）の熱と水蒸気は、外部給気ダクト２９からの室外給気（低温・低湿の外気）に移動され、これにより床下給気ダクト３１から床下１２内に導入される空気（外気）の温度が高められ、かつ加湿され、かかる空気が室内給気口２２、室内給気ダクト２３を通じて１階と２階の室内に供給される。

即ち、上記全熱交換器２８にて排気熱を回収して床下１２に換気する。また、上記全熱交換器２８にて排気から湿気を回収して、これを床下１２に給気して加湿する。これにより、冬の過乾燥を防止し、電気ヒータ１３により暖められた床下１２内の空気により床下温度は安定し、かかる床下１２内の空気を室内に循環させることで健康で快適な室内環境を実現できる。

また、例えば夏季の冷房期であれば、上記外部給気ダクト２９から導入される空気（高温・高湿の外気）の熱と水蒸気は、床下排気ダクト３５を介して導入される排気（低温・低湿の室内空気）に移動させ、当該室内空気は外部排気ダクト３９から室外に排出し、床下給気ダクト３１から床下１２内に導入される空気（外気）の温度及び湿度を低下させ、かかる低い温度かつ低湿の空気が室内給気口２２、室内給気ダクト２３を通じて１階と２階の室内に供給されるように構成されている。

即ち、夏は冷えた床下排気ダクト３５，３３，４２’で床下を冷やし、かつ全熱交換器２８で新鮮な外気を冷やして床下に給気する。また全熱交換器２８で外気の湿度を回収し、除湿して床下に給気すると共に、室内排気は屋外に排気する。これにより、基礎コンクリート底板２ａが地熱と床下排気ダクト３３，４２’，３５で冷やされ、かつ除湿され、床下温度は安定し、かかる床下１２内の空気を室内に循環させることで健康で快適な室内環境を実現できる。

本考案は上述のように構成されているものであるから、次に、本考案の動作を説明する。

（１）冬季の暖房期における動作（図６参照）

ここで、冬季の室外の気温は０℃〜５℃、湿度は３０％とする。尚、冬季は１階部分３のエアコン２６と２階部分のエアコン２６を暖房動作（例えば設定温度２３℃、湿度６０％）させているものとする。

まずコントローラ２０によって電気ヒータ１３を動作状態としてベタ基礎２の基礎コンクリート底板２ａ内を加熱する。即ち、コントローラ２０によってリレー１９ａ〜１９ｃをオンすることにより、電源１７を分電盤１８を介して各電機ヒータ回路１５ａ〜１５ｅに通電し、これにより各ヒータ単位１４のニクロム線を発熱させる。これにより、基礎コンクリート底板２ａの温度が上昇し、これによって床下１２内の空気が暖められる（例えば温度１８℃、湿度５０％とする）。よって上記床下１２の暖められた空気（温度１８℃、湿度５０％）により１階床７が暖められ、床下暖房として機能する。

また、この電気ヒータ１３の加熱動作は、深夜電力を利用して深夜の間に基礎コンクリート底板２ａを暖めておき、昼間においては、電気ヒータ１３をオフ状態とし、夜間に暖められた基礎コンクリート底板２ａ（図８の場合は砕石４６）の熱を床下１２空間に輻射するように構成することもできる。このように構成すると、電気料金の安い深夜電力を利用することができ、暖房経費を極力抑えることができる。

また、コントローラ２０によって、床下の全熱交換器２８の床下給気ファン３０及び床下排気ファン３８、室内給気ファン２４を動作状態とする。

そうすると、外気が外部給気ダクト２９から全熱交換器２８に導入され全熱交換素子２８’を通過して床下給気ダクト３１から床下１２内に供給され、当該床下１２に供給された空気が空気給気口２２から１階部分３に供給され、室内給気ダクト２３を通じて２階部分４にも供給され、かつ１階部分３の空気が排気口３２から床下排気ダクト３３に導入され、及び２階部分４の室内空気が排気口４１から室内排気ダクト４２、床下排気ダクト４２’に導入され、床下１２内のチャンバー３４、床下排気ダクト３５を介して全熱交換器２８に導入され、熱交換素子２８’を通過して、外部排気ダクト３９を介して外部排気口４０から外部に排出される、という空気の循環経路が形成される。

上記電気ヒータ１３によって、床下１２の暖められた空気（温度１８℃、湿度５０％）は、１階床７の室内給気口２２から１階部分３の室内に導入されると同時に、ファン２４によって室内給気ダクト２３から２階部分４にも導入され、１階部分３と２階部分４の室温を上昇させる暖房機能を発揮する。このように、１階と２階には床下の温風が供給されるので、室温を２３℃に上昇させるための上記エアコン２６の負担を軽減することができる。

上記１階部分３と２階部分４内の空気（例えば温度２３℃、湿度６０％とする）は、上述のように、１階床７の排気口３２から床下排気ダクト３３を介してチャンバー３４に供給され、２階床８の排気口４１から室内排気ダクト４２、床下排気ダクト４２’を介して上記チャンバー３４に供給され、当該チャンバーより床下排気ダクト３５を介して全熱交換器２８に導入される。

当該全熱交換器２８の熱交換素子２８’において、室内排気（２３℃、湿度６０％）は、外部給気ダクト２９から導入した外気（０℃〜５℃、湿度３０％）と全熱交換され、室内排気の高温の熱が低温の外気に移動し、かつ室内空気の高湿度（高濃度の水蒸気）が低湿度（低濃度の水蒸気）の外気に移動し、その結果、外気の温度は１８℃程度に上昇すると共に、外気の湿度は５０％程度に上昇し、熱交換後の外気（温度１８℃、湿度５０％）が床下給気ダクト３１から床下１２内に供給され、熱交換後の室内排気は排気ダクト３９から室外に排気される。よって、温度が低く低湿度の外気がそのまま床下１２内に導入されることがなく、室内温度を維持しながら室内空気の換気を行うことができる。

また、室内の空気は排出され換気効果を得ることができるが、室内の暖かい空気を利用して全熱交換器２８によって外気の温度及び湿度を上昇させることができ、室内の暖かい空気を有効に利用することができる。

上記床下１２内は、上記全熱交換された後の温度及び湿度が上昇した空気が導入され、さらに床下１２内の空気は上記電気ヒータ１３によって暖められ、これにより床下１２内の空気は温度１８℃、湿度５０％に上昇し、上述のように、室内給気口２２、室内給気ダクト２３から１階部分３及び２階部分４に供給される。

このように、全熱交換器２８によって、室外に排出される暖かく高湿の空気と、低温低湿の外気との間で全熱交換を行い、床下１２に暖かく湿度の上昇した空気を導入すると共に、電気ヒータ１３によって床下１２内の空気を暖め、暖められた空気を１階部分３及び２階部分４に導入するように構成したので、暖房機能を損なうことなく、室内の換気を行うことができ、しかも、室内空気と外気との間で全熱交換を行うことで、少ないエネルギーで効率的な暖房を実現することができる。

（２）夏季の冷房期における動作（図７参照）

夏季の室外の気温は３０℃〜３３℃、湿度は８０％とする。尚、夏季は１階部分３のエアコン２６と２階部分のエアコン２６を冷房動作（例えば設定温度２６℃、湿度５０％）させているものとする。また、夏季は電気ヒータ１３はオフ状態とする。

まず、コントローラ２０によって、床下１２の全熱交換器２８の床下給気ファン３０及び床下排気ファン３８、室内給気ファン２４を動作状態とする。

そうすると、外気が外部給気ダクト２９から全熱交換器２８に導入され熱交換素子２８’を通過して床下給気ダクト３１から床下１２内に供給され、当該床下１２に供給された空気が空気給気口２２から１階部分３に供給され、室内給気ダクト２３を通じて２階部分４にも供給され、かつ１階部分３の空気が排気口３２から床下排気ダクト３３に導入され、及び２階部分４の室内空気が排気口４１から室内排気ダクト４２、床下排気ダクト４２’に導入され、床下１２内のチャンバー３４、床下排気ダクト３５を介して全熱交換器２８に導入され、全熱交換素子２８’を通過して、外部排気ダクト３９を介して外部排気口４０から外部に排出される、という空気の循環経路が形成される。

夏季においては、床下排気ダクト３３及び４２’を通して室内の低温の空気（温度２６℃、湿度５０％）が床下１２内のチャンバー３４に導入される。よって上記床下排気ダクト３３、４２’に流れる上記空気によって上記床下排気ダクト３３、４２’が冷やされ、これにより床下１２内の温度上昇が抑えられる。上記チャンバー３４に導入された室内空気は、当該チャンバー３４より床下排気ダクト３５を介して全熱交換器２８に導入される。

当該全熱交換器２８の熱交換素子２８’において、室内排気（２６℃、湿度５０％）は、外部給気ダクト２９から導入した外気（３０℃〜３３℃、湿度８０％）と全熱交換され、外気の高温の熱が低温の室内排気に移動し、かつ外気の高湿度（高濃度の水蒸気）が低湿度（低濃度の水蒸気）の室内排気に移動し、その結果、外気の温度は例えば２７℃に低下すると共に、外気の湿度は例えば６０％に下降し、熱交換後の外気（温度２７℃、湿度６０％）が床下給気ダクト３１から床下１２内に供給され、熱交換後の室内排気は外部排気ダクト３９から室外に排気される。よって、室内を設定温度２６℃に低下させるためのエアコン２６の負担を軽減することができる。

また、高温・高湿度の外気がそのまま床下１２内に導入されることがなく、室内温度を維持しながら室内空気の換気を行うことができる。

また、室内の空気は排出され換気効果を得ることができるが、室内の低温低湿度の空気を利用して全熱交換器２８によって高温高湿の外気の温度及び湿度を下降させて床下１２に導入することができ、排気される室内の冷えた空気を有効に利用することができる。

上記床下１２内には、上記熱交換され温度及び湿度が下降した空気が導入され、さらにベタ基礎２の基礎コンクリート底板２ａが地熱（地中熱）（約２５℃）と上記床下排気ダクト３３，４２’，３５内を流れる空気（温度２６℃）によって冷やされて、床下１２内の温度上昇を抑え、当該床下１２の温度を２７℃、湿度６０％程度に維持することができる。このように低温低湿の室内排気と地熱で冷やされた床下１２内の空気（温度２７℃、湿度６０％）は、上述のように、空気給気口２２、及び室内給気ダクト２３から１階部分３及び２階部分４の各室内に供給される。

このように、全熱交換器２８によって、室外に排出される低温低湿度の空気と、高温高湿度の外気との間で全熱交換を行い、床下１２に全熱交換後の低温低湿度の空気を導入すると共に、当該導入空気、床下排気ダクト３３，４２’，３５及び地熱によって床下１２内の空気を冷やし、冷やされた空気を１階部分３及び２階部分４に導入するように構成したので、冷房機能を損なうことなく、室内の換気を行うことができ、しかも、室内空気と外気との間で全熱交換を行うことで、少ないエネルギーで効率的な冷房を実現することができる。

図８は、電気ヒータ１３をリフォームによって設置した他の実施形態である。リフォームの場合は、ベタ基礎２の基礎コンクリート底板２ａ上に砕石４６を敷設し、該砕石４６の上に上記電気ヒータ１３を設け、さらにその上に砕石４６を敷設することで、砕石４６の内部に電気ヒータ１３を埋設する。
そして、上記砕石４６の上面の床下１２の空間に上記全熱交換器２８、床下排気ダクト３３，３５，４２’、チャンバー３４等の上記図１の実施形態と同様の構成を構築すれば良い。

このように構成しても、冬季においては電気ヒータ１３によって砕石４６が加熱され、その輻射熱によって床下１２空間を暖めることができ、上記図１の実施形態と同様の効果が得られる。尚、上記実施形態における温度と湿度の数値は一例であり、この数値に限定されるものではないことは明らかである。

本考案は以上のように、冬季は、基礎コンクリート底板２ａ内の電気ヒータ１３によって床下１２内の空気を暖めると共に、低温低湿度の外気と室内空気とを全熱交換器２８によって全熱交換して、外気の温度と湿度を高めて床下１２内に導入し、当該床下１２の暖かく湿度を高めた空気を室内に導入することにより、室内空気を換気しつつ暖房効果を高めることができ、熱交換型換気システムにより、省エネルギーを実現しながら効率的な全室暖房を行うことができる。

夏季は、地熱によって床下１２内の空気の温度上昇を抑えると共に、高温高湿度の外気と室内空気とを全熱交換器２８によって全熱交換して、外気の温度と湿度を共に低下させて床下１２内に導入し、当該床下１２の温度及び湿度共に低い空気を室内に導入することにより、室内空気を換気しつつ冷房効果を高めることができ、熱交換型換気システムにより、省エネルギーを実現しながら効率的な全室冷房を行うことができる。

また、夏季は基礎コンクリート底板を冷却する電力が全く必要ないので、極めて省エネルギーに資するものである。

また、２階建ての一般住宅において、１階部分３のみならず、２階部分４をも含めて省エネルギーを実現しながら効率的な冷暖房を行うことができる。

また、電気ヒータ回路１５（１５ａ〜１５ｅ）が電源１７に対して並列に接続されているので、仮に電気ヒータ回路１５の一部に電気的な断線が生じたとしても、他の電気ヒータ回路１５の通電は維持されるので、上記一部の断線により電気ヒータ機能の全体が失われることはない。

また、料金の安い深夜電力を利用して電気ヒータを加熱することができ、低料金で効率的な暖房を行うことができる。

また、施工に際しての経費も低額で施工も短時間で実現でき、新築住宅のみならず、既存の住宅のリフォームによっても、本考案に係る住宅の循環式冷暖房システムを実現することができる。

また、年間を通じて床下１２に湿気が殆ど発生しないので、白アリによる被害を抑制することができ、化学薬品等による防蟻処理を施さなくても良く、健康被害が通常の住宅より大幅に軽減でき、健康的な住宅を実現できるものである。尚、図１において４４は屋根Ｒの換気口、４５は砕石又は栗石、図３において４３は電力量計である。

本考案に係る住宅の循環式床下冷暖房システムは、新築住宅のみならず、既存の住宅のリフォームによっても実現することができるので、一般の住宅等の冷暖房システムとして広く利用することができる。

１ 住宅
２ａ 基礎コンクリート底板
３ １階部分
４ ２階部分
１２ 床下
１３ 電気ヒータ
１４ ヒータ単体
１５ 電気ヒータ回路
１５ａ〜１５ｅ 電気ヒータ回路
１７ 電源
２２ 空気給気口
２３ 室内給気ダクト
２４ 室内給気ファン
２５ 連通口
２６ エアコン（冷房機器及び暖房機器）
２８ 全熱交換器
２８’ 全熱交換素子
２８ａ 外気給気口
２８ｂ 室内排気口
２８ｃ 外部排気口
２８ｄ 床下給気口
２９ 外気給気ダクト
３０ 床下給気ファン
３１ 床下給気ダクト
３２，４１ 排気口
３３，３５，４２’ 床下排気ダクト
３８ 床下排気ファン
３９ 外部排気ダクト
４２ 室内排気ダクト
４６ 砕石

Claims (7)

1. 冷房機器及び暖房機器によって所定の室内温度に設定し得る住宅の循環式床下冷暖房システムであって、
   住宅の床下の基礎コンクリート底板内に電気ヒータを埋設し、
   上記床下内に全熱交換器を設置し、上記全熱交換器の外気給気口に熱交換前の外気を導入し得る外気給気ダクトを接続すると共に、上記全熱交換器の外部排気口に全熱交換後の室内空気を住宅外部に排出し得る外部排気ダクトを接続し、上記全熱交換器の床下給気口に全熱交換後の外気を床下内に供給する床下給気ダクトを接続し、上記全熱交換器の室内排気口に熱交換前の室内空気を導入し得る床下排気ダクトを接続し、
   上記住宅の１階部分に上記床下内の空気を室内に導入する空気給気口を設けると共に、上記１階部分に上記床下排気ダクトに連通する排気口を設けて上記１階部分の室内空気を上記床下排気ダクト内に排出し得るように構成し、
   上記外気給気ダクトを介して上記外気を上記全熱交換器に導入し、上記全熱交換器の全熱交換素子を経由して上記床下給気ダクトから上記床下内に全熱交換後の上記外気を供給するための床下給気ファンを設けると共に、上記床下排気ダクトを介して上記室内空気を上記全熱交換器に導入し、上記全熱交換素子を経由して上記外部排気ダクトから全熱交換後の上記室内空気を外部に排気するための床下排気ファンを設け、
   上記外気と上記室内空気とを上記全熱交換器にて全熱交換しながら上記床下の空間を介して循環させるものであることを特徴とする住宅の循環式床下冷暖房システム。
2. 上記住宅に２階部分を設け、
   上記床下と上記２階部分を室内給気ダクトで連通し、上記床下内の空気を上記室内給気ダクトを介して上記２階部分に導入し得る室内給気ファンを設け、
   上記２階部分に排気口を設けて、当該排気口から上記床下内に２階の室内空気を排気する室内排気ダクトを設けると共に、上記室内排気ダクトを上記床下内の上記床下排気ダクトに接続し、
   上記１階部分の室内空気と共に上記２階部分の室内空気をも上記全熱交換器に導入し得るように構成したものである請求項１記載の住宅の循環式床下冷暖房システム。
3. 上記電気ヒータは、複数のヒータ単体により電気ヒータ回路を構成したものであり、当該電気ヒータ回路を電源に対して複数個並列に接続したものである請求項１又は２記載の住宅の循環式床下冷暖房システム。
4. 上記室内空気は、冬季においては室内に設定された上記暖房機器により外気の温度及び湿度より高い室内温度及び室内湿度に設定されており、
   当該室内空気と上記外気とを上記全熱交換器にて全熱交換することにより、外気の温度及び湿度を何れも上昇させた後に上記床下給気ダクトを介して上記床下内に供給し、
   かつ上記電気ヒータで加熱された上記基礎コンクリート底板により上記床下内の空気を暖めるものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システム。
5. 上記室内空気は、夏季においては室内に設定された上記冷房機器により外気の温度及び湿度より低い室内温度及び室内湿度に設定されており、
   当該室内空気と上記外気とを上記全熱交換器にて全熱交換することにより、外気の温度及び湿度を何れも低下させた後に上記床下給気ダクトを介して上記床下内に供給し、
   かつ上記外気の温度より低い地熱によって冷やされた上記基礎コンクリート底板によって上記床下内の温度を低下させるものである請求項１〜４の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システム。
6. 上記電気ヒータは深夜電力を利用して加熱するものである請求項１〜５の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システム。
7. 上記住宅の上記床下の上記基礎コンクリート底板内に上記電気ヒータを埋設する構成に代えて、
   上記住宅の上記床下の上記基礎コンクリート底板上に所定厚の砕石を敷設し、当該砕石内に上記電気ヒータを埋設したものである請求項１〜６の何れかに記載の住宅の循環式床下冷暖房システム。

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