JP3180562U

JP3180562U - 冷暖房装置

Info

Publication number: JP3180562U
Application number: JP2012006021U
Authority: JP
Inventors: 公明佐々木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2022-10-03

Abstract

【課題】建物の室内の暖房に経費また労力を掛けず、かつ、二酸化炭素の排出を削減できる冷暖房装置を提供する。
【解決手段】冷暖房装置１０において、冷暖房用タンク１２は、暖房時に加熱装置２０で加熱された温水を貯湯するものである。冷暖房用タンク１２の温水は、往路循環パイプ１４を通じて放熱装置１６に供給され、放熱装置１６にて放熱される。また、放熱された温水は放熱装置１６から復路循環パイプ１８を通じて冷暖房用タンク１２に循環される。日中の間に温水を冷暖房用タンク１２に貯湯し、その温水を用いて夜間の暖房を行うことにより、夜間の間加熱装置２０を停止することができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、ビニールハウスや住宅などの建物の冷暖房装置に関するものである。

ビニールハウスや住宅などの建物の室内暖房には、暖房ヒーター及びストーブが広く利用されている。暖房ヒーター及びストーブでは、主に石油燃料（例えば、灯油等）が使用されている。

農作物の栽培に使用するビニールハウスの場合、ビニールハウスの室温を一定に保つため、暖房ヒーター及びストーブを停止することなく運転する必要がある。暖房ヒーター及びストーブを昼夜問わず運転、管理し続けることは農作物の栽培において重労働であった。
また、暖房ヒーター及びストーブの燃料は石油燃料であるため、農作物の栽培に高額な費用がかかり、経営を圧迫していた。さらに、石油燃料の大量消費は地球温暖化の原因にもなっている。

本考案は、上記問題を解決するものであって、建物の室内の暖房に経費また労力を掛けず、かつ、二酸化炭素の排出を削減できる冷暖房装置を提供することを目的とするものである。

本考案の冷暖房装置は、温水を貯湯し又は冷水を貯水するものであって保温された冷暖房用タンクと、建物の室内に冷暖房用タンクの温水を給湯し又は冷水を給水する往路循環パイプと、往路循環パイプから給湯される温水又は給水される冷水の熱を建物の室内に放熱する放熱装置と、放熱された温水又は冷水を冷暖房用タンクに循環させる復路循環パイプと、冷暖房用タンク内の貯水を加熱する加熱装置とを備えるようにしたものである。

また、冷暖房用タンクを空気層と断熱材とからなる複層断熱により保温するようにしたものである。
また、加熱装置は、薪ストーブ本体と、薪ストーブ本体により加熱される湯沸し鍋部と、湯沸し鍋部に冷暖房用タンクの貯水を供給し、加熱された温水を冷暖房用タンクに循環させる加熱用循環パイプとを備えるようにしたものである。

本考案の冷暖房装置は、冷暖房用タンクに温水を貯湯し、その温水をビニールハウスや住宅などの建物の室内に設置される放熱装置（熱交換器）に供給して、暖房するものである。本考案は、加熱装置により所定の温度に加熱された温水を保温された冷暖房用タンクに貯湯するものである。これにより、加熱装置を停止しても、加熱された温水を放熱装置に継続して供給し続けることができ、室内を暖房することができる。
本考案では、温水を冷暖房用タンクと放熱装置の間を循環させることにより暖房を行うことから、冷暖房用タンクの温水が暖房可能な水温（例えば４５度）を保持している間は、冷暖房用タンクによる暖房ができる。従来の暖房ヒーター及びストーブによる暖房と異なり、加熱装置を常に運転、管理し続ける必要がなくなるため、暖房時の労力が軽減される。また、加熱装置に薪ストーブを使用することにより、暖房経費および二酸化炭素の排出も削減することができる。
また、冷暖房用タンクに冷水（例えば、井戸水）を貯水し、その冷水を建物の室内に設置される放熱装置に供給することにより、冷房を行うこともできる。

ビニールハウス用の冷暖房装置の構造を表わす図である。住宅用の冷暖房装置の構造を表わす図である。本考案の冷暖房装置の冷暖房用タンクの縦断面図である。本考案の冷暖房装置の加熱装置の一例を表わす図である。

本考案は、ビニールハウスや住宅などの建物の室内を暖房する場合の労力を軽減し、石油燃料の消費を抑制しかつ二酸化炭素の排出を削減することを実現するものである。

本考案の冷暖房装置を図に基づいて説明する。図１は、ビニールハウス用の冷暖房装置の構造を表わす図である。図２は、住宅用の冷暖房装置の構造を表わす図である。
本考案の冷暖房装置１０は、冷暖房用タンク１２と、往路循環パイプ１４と、放熱装置１６と、復路循環パイプ１８と、加熱装置２０とを備えるものである（図１、図２）。放熱装置１６は、熱交換器である。加熱装置２０は、冷暖房用タンク１２の貯水を加熱するものである。
図１のビニールハウス２２は、農作物の栽培・育成、畜産に利用されるものであり、室内に仕切りがない建物である。ビニールハウス２２の室内には、放熱装置１６が設置されている。図１の冷暖房装置１０は、一つの冷暖房用タンク１２と一つの加熱装置２０を用いて、複数のビニールハウス２２を暖房又は冷房するものである。なお、冷暖房装置１０の冷暖房用タンク１２および加熱装置２０等は、建屋２４内に格納されている。
図２の住宅２６は、室内が壁によって仕切られ、いくつかの部屋を有する建物である。図２において、冷暖房用タンク１２は住宅２６内のタンク置場に設置され、加熱装置２０はリビングの部屋に設置されている。また、洋室Ａ，Ｂには、それぞれ放熱装置１６（温水パネル、チラー、パネルヒーター等）が設置されている。

冷暖房装置１０による暖房及び冷房について説明する。
（暖房について）
冷暖房装置１０の冷暖房用タンク１２には、加熱装置２０で加熱された温水を貯湯する。冷暖房装置１０において、冷暖房用タンク１２の温水（貯湯）は、往路循環パイプ１４を通じて放熱装置１６に供給され、放熱装置１６にて放熱される。また、放熱された温水は放熱装置１６から復路循環パイプ１８を通じて冷暖房用タンク１２に循環される。これにより、ビニールハウス２２を暖房することができる。
また、日中の間に加熱装置２０を用いて加熱した温水を冷暖房用タンク１２に貯湯し、その温水を用いて夜間の暖房を行うことにより、夜間の間加熱装置２０を停止することができる。これにより、暖房における労力を軽減できる。また、加熱装置２０に後述の薪ストーブを使用することにより、暖房経費および二酸化炭素の排出を削減することができる。

（冷房について）
冷房の場合は、加熱装置２０を使用しない。冷暖房用タンク１２に冷水、例えば水道水（夏場では水温およそ１０度乃至２０度）、井戸水（水温５度）を給水管２８を介して注水し、貯水する。冷暖房用タンク１２の冷水を往路循環パイプ１４と復路循環パイプ１８により放熱装置１６を経由して循環させることにより、建物２２、２６の室内を冷房することができる。
なお、図１では、水道水より安価な井戸水を使用することにより、ビニールハウス栽培のコストを軽減することができる。

本考案において、冷暖房用タンク１２による長時間の暖房又は冷房を可能にするためには、冷暖房用タンク１２の保温が必要となる。図３に基づいて、冷暖房用タンク１２の保温について説明する。図３は、本考案の冷暖房装置の冷暖房用タンクの縦断面図である。
図３の冷暖房用タンク１２は、複層断熱材３０で覆われ保温されている。複層断熱材３０は、内側に形成される空気層３０ａと外側に形成される断熱材３０ｂの２層から構成され、冷暖房用タンク１２の貯湯（温水３２）、貯水（冷水３４）の熱が外部に逃げないように構成されている。
具体的には、複層断熱材３０は、厚さ１０ｃｍの空気層３０ａと、その外部に厚さ１．２ｃｍのコンクリート用パネルを介して貼り付けられる厚さ１０ｃｍの断熱材３０ｂ（押出法ポリスチレンフォーム保温板）と、その断熱材３０ｂの外部に張られる厚さ５ｃｍの断熱材３０ｂと、その外側に貼り付けられる５．５ｃｍのべニア（薄板）から形成されている。なお、断熱材３０ｂの継ぎ目はアルミテープで塞がれているものとする。
なお、冷暖房用タンク１２の保温は、上記複層断熱材３０によるものが好ましいが、これに限定されるものではない。断熱効果の高いものであれば他の保温手段を用いてもよい。
また、冷暖房用タンク１２には、９０度以上の温水（貯湯）を１５時間程度継続して放熱装置１６に供給した場合、４５度（温水が建物２２、２６の室内を暖房できる温度）以下にならないような容量のタンクを用いる。

図１の冷暖房用タンク１２において、往路循環パイプ１４は、冷暖房用タンク１２の水面に近い位置に設けられ（図３）、温水３２又は冷水３４をビニールハウス２２の放熱装置１６に供給する。復路循環パイプ１８は、冷暖房用タンク１２の下部に設けられており、ビニールハウス２２の放熱装置１６で放熱された温水３２ａ又は冷水３４は冷暖房用タンク１２の底部付近に戻されるようになっている。なお、図２の冷暖房用タンク１２においては、往路循環パイプ１４は、冷暖房用タンク１２の水面より低い位置に設ける。

ビニールハウス２２側の往路循環パイプ１４には、冷暖房不要なビニールハウス２２への給湯又は給水を休止するための休止用バルブ３６（仕切弁）を設けている。
また、暖房用タンク１２側とビニールハウス２２側の復路循環パイプ１８には、暖房用タンク１２からビニールハウス２２、住宅２６の室内への逆流を防止する逆止弁（バルブ）３８が設けられている。

なお、冷暖房用タンク１２には、排水管４０が設けられている。
また、冷暖房用タンク１２の上面には、貯湯時における冷暖房用タンク１２の膨張（又は破裂）を防ぐため、内部の蒸気を抜き気圧を安定させるための排気パイプ４２が設けられている。
また、図２の冷暖房用タンク１２には、冷暖房用タンク１２の貯湯を台所、洗面所、浴室等の水栓に給湯するための給水管４４が設けられている。

加熱装置２０には、薪ストーブを使用することが好ましい。バイオマス燃料（例えば、間伐材、廃材、木材ペレット等）を使用することにより、従来の燃料コストを大幅に削減できるからである。また、燃料として間伐材、廃材を用いることで、森林活性化（間伐材の有効利用）および二酸化炭素（温室効果ガス）の排出削減にも寄与することができる。
図４に基づいて、図１および図２における加熱装置２０を説明する。図４は、本考案の冷暖房装置の加熱装置の一例を表わす図であり、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は側面図である。
図４の加熱装置２０は、薪ストーブであり、薪ストーブ本体２０ａと、湯沸し鍋部２０ｂと、湯沸し鍋部２０ｂに冷暖房用タンク１２の貯水（放熱された温水３２ａ又は水道水３４）を供給する加熱用循環パイプ２０ｃと、湯沸し鍋部２０ｂで加熱された貯水（温水３２）を冷暖房用タンク１２に循環させる加熱用循環パイプ２０ｄとを備える。湯沸し鍋部２０ｂは、薪ストーブ本体２０ａの上面、側面及び背面に（投入口２０ｅがある薪ストーブ本体２０ａの正面以外の部分）設けられている。なお、湯沸し鍋部２０ｂは、少なくとも薪ストーブ本体２０ａの上面、側面、背面のいずれかに設けられていればよい。

加熱用循環パイプ２０ｃは、冷暖房用タンク１２の底部の貯水（放熱された温水３２ａ又は水道水３４）を湯沸し鍋部２０ｂの底部に導くように取り付けられている。加熱用循環パイプ２０ｄは、湯沸し鍋部２０ｂで加熱された温水３２（熱湯）を冷暖房用タンク１２の水面下部に供給するように取り付けられている。これにより、冷暖房用タンク１２の貯水を加熱し、９０度以上の温水３２にすることができる。
また、放熱された温水３２ａ（冷暖房用タンク１２に貯湯される水温４５度程度の温水）を加熱し９０度以上の温水にして暖房する場合、９０度以上の温水にするための所要時間は、冷水３４（水道水）を加熱する場合より短く、加熱装置２０の運転時間を短縮でき、労力を軽減することができる。
なお、上記加熱装置２０には、薪ストーブ本体２０ａから発生する煙を建屋２４、２６の外部に排出する排煙筒４６（煙突）が設けられている。
また、湯沸し鍋部２０ｂの上部には、冷暖房用タンク１２と同様、湯沸し鍋部２０ｂの膨張（又は破裂）を防ぐため、内部の蒸気を抜き気圧を安定させる排気パイプ４２が設けられている。

加熱装置２０の湯沸し鍋部２０ｂには、その湯沸し鍋部２０ｂ内の温水温を測定するための温度計２０ｆが設けられている。
なお、冷暖房用タンク１２にも、冷暖房用タンク１２内の水温を測定する温度計が設けられているものとする（図示せず）。

建物２２、２６を暖房又は冷房する際、その室内を所定の温度に保つ必要がある。特に、暖房の場合、冷暖房用タンク１２から放熱装置１６に供給される温水３２の水温が９０度以上となる場合があるため、室内の温度調整が必要となる。本考案の冷暖房装置において、室内の温度調整は、往路循環パイプ１４の流量を調節する流量制御弁４８を用いて行うことができる。なお、流量制御弁４８には、例えば、絞り弁や流量調整弁等を用いる。

本願では、ビニールハウスと住宅の冷暖房装置の実施例を示したが、ビニールハウスと住宅のみに限定するものではない。上記ビニールハウス、住宅以外の建物にも利用することができる。たとえば、簡易組立ハウス、トレーラーハウス、テントハウスや公共施設、店舗，倉庫，工場，集会場，観劇場，遊技場，浴場などの事業施設も含む冷暖房が必要な建物に利用できるものである。

１０冷暖房装置
１２冷暖房用タンク
１４往路循環パイプ
１６放熱装置
１８復路循環パイプ
２０加熱装置
２０ａ薪ストーブ本体
２０ｂ湯沸し鍋部
２０ｃ、２０ｄ加熱用循環パイプ
２２ビニールハウス
２６住宅
３０断熱材
３０ａ空気層
３２、３２ａ温水
３４冷水、水道水又は井戸水
４８流量制御弁

本考案において、冷暖房用タンク１２による長時間の暖房又は冷房を可能にするためには、冷暖房用タンク１２の保温が必要となる。図３に基づいて、冷暖房用タンク１２の保温について説明する。図３は、本考案の冷暖房装置の冷暖房用タンクの縦断面図である。
図３の冷暖房用タンク１２は、複層断熱材３０で覆われ保温されている。複層断熱材３０は、内側に形成される空気層３０ａと外側に形成される断熱材３０ｂの２層から構成され、冷暖房用タンク１２の貯湯（温水３２）、貯水（冷水３４）の熱が外部に逃げないように構成されている。
具体的には、複層断熱材３０は、厚さ１０ｃｍの空気層３０ａと、その外部に厚さ１．２ｃｍのコンクリート用パネルを介して貼り付けられる厚さ１０ｃｍの断熱材３０ｂ（押出法ポリスチレンフォーム保温板）と、その断熱材３０ｂの外部に張られる厚さ５ｃｍの断熱材３０ｂと、その外側に貼り付けられる５．５ｍｍのべニア（薄板）から形成されている。なお、断熱材３０ｂの継ぎ目はアルミテープで塞がれているものとする。
なお、冷暖房用タンク１２の保温は、上記複層断熱材３０によるものが好ましいが、これに限定されるものではない。断熱効果の高いものであれば他の保温手段を用いてもよい。
また、冷暖房用タンク１２には、９０度以上の温水（貯湯）を１５時間程度継続して放熱装置１６に供給した場合、４５度（温水が建物２２、２６の室内を暖房できる温度）以下にならないような容量のタンクを用いる。

Claims

温水を貯湯し又は冷水を貯水するものであって保温された冷暖房用タンクと、建物の室内に冷暖房用タンクの温水を給湯し又は冷水を給水する往路循環パイプと、往路循環パイプから給湯される温水又は給水される冷水の熱を建物の室内に放熱する放熱装置と、放熱された温水又は冷水を冷暖房用タンクに循環させる復路循環パイプと、冷暖房用タンク内の貯水を加熱する加熱装置とを備えることを特徴とする冷暖房装置。
前記冷暖房用タンクを空気層と断熱材とからなる複層断熱により保温することを特徴とする請求項１記載の冷暖房装置。
前記加熱装置は、薪ストーブ本体と、薪ストーブ本体により加熱される湯沸し鍋部と、湯沸し鍋部に冷暖房用タンクの貯水を供給し、加熱された温水を冷暖房用タンクに循環させる加熱用循環パイプとを備えることを特徴とする請求項１記載の冷暖房装置。