JP3242585U - 空気送受システム及びそれを備える建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー消費を抑えつつ、区画内の寒暖を緩和する空気送受システムを提供する。【解決手段】建築物Ｘ内の区画間で空気を送受させる、空気送受システム１であって、区画間を連通させることで空気送受流路を形成するダクト１１と、ダクト１１に設けられる送風機１２と、制御手段１３と、を備え、制御手段１３は、送風機１２の運転を制御し、空気送受流路には、二個の区画を結ぶ流路の少なくとも一部において、第一の区画の上部と第二の区画の下部を結ぶ第一流路と、第一の区画の下部と第二の区画の上部を結ぶ第二流路と、のうち少なくとも一方が含まれる。【選択図】図２

Description

本考案は、建築物内の区画間で空気を送受させるシステムに関するものである。

近年、断熱技術の進歩により、建物の熱効率が向上しているものの、依然として冷暖房は必須である。特に、気候変動や季節変化による温度差が大きい地域では、冷暖房が快適な居住環境を維持する上で不可欠となっている。しかし、冷暖房の使用にはいくつかの問題が伴っている。

冷暖房の使用は、個人規模では電気代の上昇に、世界規模ではエネルギー消費の増大につながっている。すなわち、家庭や事業所の経済的負担だけでなく、化石燃料の消費や温室効果ガスの排出量の増加などといった環境への悪影響も懸念される。

現状の冷暖房技術では、上記のような問題を解決するための効果的な手段がまだ不十分であることから、冷暖房の使用を抑えるような、さらなる技術が望まれている。これにより、個人規模での電気代の軽減や、世界規模でのエネルギー消費の削減が可能となり、持続可能な社会の実現に貢献することが期待されている。

ところで、特許文献１には、居室とは別に、複数の空調機が設けられる空調室を用意し、空調室の空気を搬送ファンで居室に搬送する技術が開示されている。

特開２０２０－１６５６３２号公報

このような技術は、全館空調システムを実現しようとするものである。しかし、有限の住宅空間において、空調室によって居住空間が狭くなるという問題がある。また、空調室で調整された空気が、居室への搬送中に住宅壁面と熱交換することで、システム全体でエネルギーをロスするという懸念もある。

このような事情に鑑み、本考案は、エネルギー消費を抑えつつ、区画内の寒暖を緩和することを課題とし、これを達成しようとするものである。

本考案の実施形態の一つは、建築物内の区画間で空気を送受させる、空気送受システムであって、上記課題を達成するため、
前記区画間を連通させることで空気送受流路を形成するダクトと、前記ダクトに設けられる送風機と、制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記送風機の運転を制御し、
前記空気送受流路には、二個の前記区画を結ぶ流路の少なくとも一部において、第一の前記区画の上部と第二の前記区画の下部を結ぶ第一流路と、前記第一の区画の下部と前記第二の区画の上部を結ぶ第二流路と、のうち少なくとも一方が含まれる。

このような形態では、第一の区画と第二の区画とで空気を送受する場合、一方の区画の上部に滞留する温度が高い空気と、他方の区画の下部に滞留する温度が低い空気と、を第一流路又は第二流路で送受できるため、区画内の寒暖を効率良く緩和することができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態では、
前記空気送受流路には、二個の前記区画を結ぶ流路のすべてにおいて、前記第一流路と、前記第二流路と、のうち少なくとも一方が含まれる。

このような形態では、すべての区画が、状況に応じて最適な区画と空気を送受することができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態では、
前記空気送受流路には、前記第一流路と、前記第二流路と、の両方が含まれる。

このような形態では、朝夕の温度変化や、夏冬の温度変化など、区画間の温度関係が逆転し得る場合にも対応することができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態では、
前記ダクトを開閉可能なダクト開閉手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ダクト開閉手段をさらに制御する。

このような形態では、特定の流路のみを開放することができるため、特定の流路に絡まない区画の温度を維持することができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態では、
前記区画の温度測定手段をさらに備え、
前記制御手段は、操作パネルを有するとともに、前記操作パネルへの入力に基づき制御し、
前記操作パネルは、前記温度測定手段で測定された温度データを表示可能である。

このような形態では、使用者は、エアコンを操作する要領で、空気送受システムを使用することができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態は、
前記区画の温度測定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度測定手段で測定された温度データに基づき自動制御する。

このような形態では、エネルギー消費を抑えつつ、自動で区画内の寒暖を緩和することができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態は、
空気清浄手段をさらに備える。

このような形態では、空気を清浄しながら、その空気を送受させることができる。

また、本考案の実施形態の一つは、上記課題を達成するため、
複数の区画と、前記区画間で空気を送受させる、上記の本実施形態及びその好ましい形態の何れかの空気送受システムと、を備える、建築物である。

このような形態では、区画内の寒暖を効率良く緩和することができることから、日当たりの条件や冷暖房設備の条件などによる区画の設計の縛りを緩和することができ、建築物全体の設計の選択肢を広げることができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態では、
前記複数の区画の少なくとも一つは、サンルームとテラス囲いの少なくとも一方を備える。

このような形態では、空気送受システムを用いて、サンルームやテラス囲いで暖まった空気を移動させることで、温度が低い傾向にある区画を暖めることができる。

上記の本実施形態及びその好ましい形態において、さらに好ましい形態では、
前記複数の区画の少なくとも一つは、暖炉と薪ストーブの少なくとも一方を備える。

このような形態では、空気送受システムを用いて、暖炉や薪ストーブで暖まった空気を移動させることで、温度が低い傾向にある区画を暖めることができる。

本考案は、エネルギー消費を抑えつつ、区画内の寒暖を緩和することができる。

本考案の実施形態の一つである建築物の概略断面図である。 図１に記載の建築物が備える空気送受システムの概略配置図である。 図２に記載の空気送受システムの第一の変更例の概略配置図である。 図２に記載の空気送受システムの第二の変更例の概略配置図である。

本考案を実施するためには、例えば、以下に開示される形態を採用する。以下に開示されない他の形態を採用することもできる。

本考案の実施形態の一つは、建築物（以下、建築物Ｘ）内の区画（以下、区画２）間で空気を送受させる、空気送受システム（以下、空気送受システム１）である。

区画２は、建築物Ｘ内の空間を形成する、あらゆる区画であってよい。建築物Ｘが住宅である場合、区画２になり得るものとして、部屋の他に、玄関、廊下、階段などが挙げられる。建築物Ｘがビルである場合、区画２になり得るものとして、部屋の他に、エントランスホール、廊下、エレベーターホールなどが挙げられる。

区画２には、温度が高い傾向にある区画や、温度が低い傾向にある区画が含まれることが望ましい。

例えば、このような区画は構造上の理由で生じ得る。建築物Ｘが二階層以上のものである場合、上の階層の区画は下の階層の区画よりも温度が高い傾向にある。建築物Ｘが地下階層を含むものである場合、地下階層の区画は地上階層の区画よりも温度変化が小さいことから、夏は温度が低く、冬は温度が高い傾向にある。また、日当たりの良い区画は、日中に温度が高くなり、夜間に温度が低くなるといえる。

また例えば、このような区画は設備上の理由で生じ得る。区画に備えられている冷暖房設備の種類や性能などにより、冷暖房設備の運転時に、温度が過剰に高くなる区画や、温度が過剰に低くなる区画が生じ得る。このような冷暖房設備としては、エアコン、冷風扇、ストーブ、ヒーター、暖炉、薪ストーブ、床暖房、ホットカーペットなどが挙げられる。また、サンルームやテラス囲いを備える区画は、日中に温度が高くなり、夜間に温度が低くなるといえる。

空気送受システム１が適用される区画２の個数は、少なくとも二個であればよい。すなわち、建築物Ｘが備えるすべての区画でなくてよい。建築物Ｘが住宅である場合、区画２から積極的に除外され得るものとして、トイレ、浴室、キッチンなどが挙げられる。建築物Ｘがビルである場合、区画２から積極的に除外され得るものとして、トイレ、喫煙室などが挙げられる。ただし、空気清浄手段（消臭手段、集塵手段、除湿手段を含む。）が用意されるなどの設計要求に基づき、このような区画を区画２に含めてもよい。

図１及び図２には、空気送受システム１の基本的な構成が開示される。

本実施形態では、一例として、建築物Ｘは、四つの区画２を備える住宅であるとする。区画２として、一号室２１と、二号室２２と、三号室２３と、四号室２４と、があるとし、一号室２１から三号室２３までが一階、四号室２４が二階に配置されているとする。

空気送受システム１は、ダクト１１と、送風機１２と、制御手段１３と、を備える。図２では、壁中などに設けられるダクト１１の記載のため、四つの区画２が破線で記載される。

ダクト１１は、区画２間を連通させるようにして設けられ、空気を送受するための流路（以下、空気送受流路Ａ）を形成する。ダクト１１は、壁中に設けられるが、区画２内を通過してもよい。図面では、ダクト１１と空気送受流路Ａを兼ねて実線で描画される。

空気送受流路Ａには、二個の区画２を結ぶ流路のすべてが含まれてもよく、一部のみが含まれてもよい。

空気送受流路Ａには、二個の区画２を結ぶ流路の少なくとも一部において、第一の区画２の上部と第二の区画２の下部を結ぶ第一流路Ａ１と、第一の区画２の下部と第二の区画２の上部を結ぶ第二流路Ａ２と、のうち少なくとも一方が含まれる。区画２の上部を結ぶ場合、ダクト１１の通気口は、区画２の天井面近傍（天井面、壁面を含む。）に設けられる。区画２の下部を結ぶ場合、ダクト１１の通気口は、区画２の床面近傍（床面、壁面を含む。）に設けられる。

なお、第一流路Ａ１と第二流路Ａ２は、二個の区画２のうちどちらを第一の区画２とするかで入れ替わるため、構成上等価である。

本実施形態では、ダクト１１は、二個の区画２を選ぶすべての組合せ（一号室２１と二号室２２、一号室２１と三号室２３、一号室２１と四号室２４、二号室２２と三号室２３、二号室２２と四号室２４、三号室２３と四号室２４、の六組）における第一流路Ａ１及び第二流路Ａ２に対し、それぞれ設けられる。

ダクト１１は、複数の第一流路Ａ１と複数の第二流路Ａ２のうち複数の流路を同時に形成するように設けられてもよい。

図３及び図４には、ダクト１１の形態の変更例が開示される。

図３に開示される形態の場合、ダクト１１の一つは、一号室２１の上部と四号室２４の下部を結ぶ第一流路Ａ１、二号室２２の上部と四号室２４の下部を結ぶ第一流路Ａ１、三号室２３の上部と四号室２４の下部を結ぶ第一流路Ａ１、の三個の流路を同時に形成するように設けられる。また、ダクト１１の一つは、一号室２１の下部と四号室２４の上部を結ぶ第二流路Ａ２、二号室２２の下部と四号室２４の上部を結ぶ第二流路Ａ２、三号室２３の下部と四号室２４の上部を結ぶ第二流路Ａ２、の三個の流路を同時に形成するように設けられる。

図４に開示される形態の場合、ダクト１１は、すべての第一流路Ａ１及び第二流路Ａ２を同時に形成するように、一個設けられる。

また、二個の区画２を結ぶ流路の少なくとも一部において、順方向の流路と逆方向の流路が分離するように、ダクト１１が設けられてもよい。このとき、順方向の流路と逆方向の流路に対して、図示されない熱交換器が設けられることが好ましい。

送風機１２は、ダクト１１に設けられる。送風機１２は、空気送受流路Ａに含まれる、二個の区画２を結ぶ流路のそれぞれに対し、少なくとも一個配置されるように設けられる。ただし、一個の送風機１２が、複数の流路の共通部分に設けられることで、当該複数の流路に対して配置される送風機１２を兼ねてもよい。

本実施形態では、送風機１２は、各区画２におけるダクト１１の通気口の位置に一個設けられる。

送風機１２は、区画２内の空気をダクト１１に排気可能なもの（排気機）、ダクト１１内の空気を区画２に吸気可能なもの（吸気機）、の何れであってもよい。また、このような排気と吸気が両方可能なものであってもよい。

送風機１２の運転は、図示されない制御手段１３によって制御される。具体的には、操作パネル１３１が設けられ、使用者の操作パネル１３１への入力に基づき制御してもよい。また、自動制御可能であってもよい。

制御手段１３が操作パネル１３１を備える場合、操作パネル１３１は、特定の区画２に設けられてもよく、すべての区画２に設けられてもよく、区画２外に設けられてもよい。操作パネル１３１は、区画２の壁面などに固定されたものであってもよく、無線式のもの（いわゆる、リモコン）であってもよい。操作パネル１３１は、特定の送風機１２のみを制御可能としてもよく、すべての送風機１２を制御可能としてもよい。

空気送受システム１は、ダクト開閉手段１４をさらに備えることが好ましい。図面では、仕切弁の記号でダクト１１上に描画される。

ダクト開閉手段１４は、ダクト１１に設けられる。ダクト開閉手段１４は、ダクト１１を通過する空気を堰止可能な構成であり、例えば、仕切弁であってよい。ダクト開閉手段１４は、空気送受流路Ａに含まれる、二個の区画２を結ぶ流路のそれぞれに対し、少なくとも一個配置されるように設けられることが好ましい。ただし、一個のダクト開閉手段１４が、複数の流路の共通部分に設けられることで、当該複数の流路に対して配置されるダクト開閉手段１４を兼ねてもよい。

本実施形態では、ダクト開閉手段１４は、二個の区画２を結ぶ流路を形成する各ダクト１１の両端に一個ずつ設けられる。

ダクト開閉手段１４の開閉は、制御手段１３によって制御される。これによって、ダクト１１の形態によらず、特定の一本以上の流路のみを開放することができる。制御手段１３が操作パネル１３１を備える場合、操作パネル１３１は、特定のダクト開閉手段１４のみを制御可能としてもよく、すべてのダクト開閉手段１４を制御可能としてもよい。

空気送受システム１は、図示されない温度測定手段１５をさらに備えることが好ましい。

温度測定手段１５は、区画２に設けられる。温度測定手段１５は、区画２内の空気の温度を測定可能な構成であり、例えば、気温測定のための温度計であってよい。温度測定手段１５は、区画２の上部と下部のそれぞれに対し、空気の温度を測定可能に構成されることが好ましく、例えば、温度計を区画２の上部と下部に配置すればよい。

制御手段１３が操作パネル１３１を備える場合、操作パネル１３１は、温度測定手段１５で測定された温度データを表示可能であることが好ましい。操作パネル１３１は、特定の区画２の温度データを表示可能であってもよく、すべての区画２の温度データを表示可能であってもよく、また、操作パネル１３１と別に、温度測定手段１５で測定された温度データの表示手段が設けられてもよい。

制御手段１３が自動制御可能である場合、温度測定手段１５で測定された温度データに基づき自動制御することが好ましい。このとき、区画２全体で略一定の温度になるように自動制御してもよい。操作パネル１３１が区画２に設けられる場合、操作パネル１３１は、当該区画２の目標温度を設定可能であり、制御手段１３は、当該区画２が当該目標温度となるように制御可能であることが好ましい。このとき、操作パネル１３１は、区画２のそれぞれに対して目標温度を設定可能であってもよい。

空気送受システム１は、図示されない空気清浄手段をさらに備えることが好ましい。空気清浄手段には、消臭手段が含まれてもよく、集塵手段が含まれてもよく、除湿手段が含まれてもよい。空気清浄手段は、送風機１２と一体に構成されてもよく、別体に構成されダクト１１に設けられてもよい。

空気送受システム１は、例えば、次のようにして使用される。

四号室２４は、他の区画２に対して上階層にあり、温度が高い傾向にある。ここで、四号室２４の上部には、温度が比較的高い空気塊が滞留し、一号室２１から三号室２３までの下部には、温度が比較的低い空気塊が滞留する。この場合、制御手段１３は、一号室２１の下部と四号室２４の上部を結ぶ第二流路Ａ２、二号室２２の下部と四号室２４の上部を結ぶ第二流路Ａ２、三号室２３の下部と四号室２４の上部を結ぶ第二流路Ａ２、の三個の流路を開放し、当該流路上の送風機１２を運転させることで、区画２間で空気を送受させる。このとき、一号室２１と四号室２４を結ぶ第一流路Ａ１であれば、一号室２１の下部の空気塊を四号室２４の上部に送ってもよいし、四号室２４の上部の空気塊を一号室２１の下部に送ってもよい。

また、一号室２１が西側、三号室２３が東側にある場合、朝方は熱輻射により、三号室２３の温度が高くなり、一号室２１の温度が低くなる。ここで、三号室２３の上部には、温度が比較的高い空気塊が滞留し、一号室２１の下部には、温度が比較的低い空気塊が滞留する。この場合、制御手段１３は、一号室２１の下部と三号室２３の上部を結ぶ第二流路Ａ２を開放し、当該流路上の送風機１２を運転させることで、区画２間で空気を送受させる。逆に夕方は、温度関係が逆になるため、制御手段１３は、一号室２１の上部と三号室２３の下部を結ぶ第一流路Ａ１を開放することとなる。

また、二号室２２に薪ストーブが設けられる場合、冬の時期には、二号室２２の温度が過剰に高くなり、一号室２１、三号室２３、四号室２４の温度が過剰に低くなる。この場合、制御手段１３は、二号室２２と一号室２１を結ぶ流路（第一流路Ａ１、第二流路Ａ２であってもよい。）、二号室２２と三号室２３を結ぶ流路（第一流路Ａ１、第二流路Ａ２であってもよい。）、二号室２２と四号室２４を結ぶ流路（第一流路Ａ１、第二流路Ａ２であってもよい。）、を開放し、当該流路上の送風機１２を運転させることで、区画２間で空気を送受させる。

以上のような使用により、空気送受システム１は、冷暖房でのエネルギー消費を抑えつつ、区画内の寒暖を緩和することができる。

以上の開示において、本考案の実施形態の各構成及びその寸法、形状、配置などの各要素は一例である。これらが設計要求などに基づいて変更された場合であっても、そのような形態は、本考案の技術的範囲に自明に属するものである。

Ｘ ：建築物
１ ：空気送受システム
１１ ：ダクト
１２ ：送風機
１３ ：制御手段
１３１ ：操作パネル
１４ ：ダクト開閉手段
１５ ：温度測定手段
２ ：区画
Ａ ：空気送受流路
Ａ１ ：第一流路
Ａ２ ：第二流路

Claims (10)

1. 建築物内の区画間で空気を送受させる、空気送受システムであって、
   前記区画間を連通させることで空気送受流路を形成するダクトと、前記ダクトに設けられる送風機と、制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記送風機の運転を制御し、
   前記空気送受流路には、二個の前記区画を結ぶ流路の少なくとも一部において、第一の前記区画の上部と第二の前記区画の下部を結ぶ第一流路と、前記第一の区画の下部と前記第二の区画の上部を結ぶ第二流路と、のうち少なくとも一方が含まれる、空気送受システム。
2. 前記空気送受流路には、二個の前記区画を結ぶ流路のすべてにおいて、前記第一流路と、前記第二流路と、のうち少なくとも一方が含まれる、請求項１に記載の空気送受システム。
3. 前記空気送受流路には、前記第一流路と、前記第二流路と、の両方が含まれる、請求項１に記載の空気送受システム。
4. 前記ダクトを開閉可能なダクト開閉手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記ダクト開閉手段をさらに制御する、請求項１～３の何れかに記載の空気送受システム。
5. 前記区画の温度測定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、操作パネルを有するとともに、前記操作パネルへの入力に基づき制御し、
   前記操作パネルは、前記温度測定手段で測定された温度データを表示可能である、請求項１～３の何れかに記載の空気送受システム。
6. 前記区画の温度測定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記温度測定手段で測定された温度データに基づき自動制御する、請求項１～３の何れかに記載の空気送受システム。
7. 空気清浄手段をさらに備える、請求項１～３の何れかに記載の空気送受システム。
8. 複数の区画と、前記区画間で空気を送受させる、請求項１～３の何れかに記載の空気送受システムと、を備える、建築物。
9. 前記複数の区画の少なくとも一つは、サンルームとテラス囲いの少なくとも一方を備える、請求項８に記載の建築物。
10. 前記複数の区画の少なくとも一つは、暖炉と薪ストーブの少なくとも一方を備える、請求項８に記載の建築物。
    

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