JP3914074B2

JP3914074B2 - 床下蓄熱暖房装置、これを備えた建物

Info

Publication number: JP3914074B2
Application number: JP2002078456A
Authority: JP
Inventors: 靖士中山
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP2003279058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床下蓄熱暖房装置と、これを備えた建物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開２００１−２０４０３号公報に記載されているような蓄熱型基礎およびそれを有する建物の構造が知られている。
【０００３】
上記公報記載のものは、高気密、高断熱の木造住宅等の建物の蓄熱型基礎を提供することを課題としたものであって、基礎立上り部（基礎梁）と基礎底部（基礎スラブ）を有するコンクリート基礎の基礎底部内に面状発熱体を埋設するとともに、基礎立上り部および基礎底部の全外周を断熱材で覆うようにした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載のものにおいては、コンクリート基礎の基礎底部内に面状発熱体を埋設したので、この面状発熱体に通電時にはコンクリート基礎が高温に加熱され、非通電時には冷却される。居住部を適温にするためには、居住部から離れた基礎底部を高温にする必要があった。
この結果、コンクリート基礎の加熱・冷却が長期間繰り返されることとなり、コンクリート基礎に亀裂を発生させたり、コンクリート基礎の劣化を促進させるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題点を解消し、基礎の劣化のない床下蓄熱暖房装置と、これを備えた建物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、蓄熱体と、該蓄熱体を加熱する加熱ヒーターとを備えてなり、
建物基礎と建物の床部とで囲われた床下空間が床部に設けられた吸気口と吐出口とによって建物内と連通している床下空間に設置して暖房する床下蓄熱暖房装置であって、前記蓄熱体は、建物基礎と直接接しないように、設置可能になされていることを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１記載の発明において、蓄熱体は、高温に耐えられるように、石，砂利，砂，レンガ，コンクリートブロック等が好適に用いられる。
加熱ヒーターとしては、電熱線ヒーター，面状の電気発熱体，ＣＯ₂ヒートポンプ等を用いることができる。
また、蓄熱体を効率よく加熱するため、加熱ヒーターを蓄熱体に内蔵するとよい。
【０００８】
ここで、蓄熱体と加熱ヒーターは、断熱性の容器に内蔵され、該容器の内部には入口と出口を備えた空気の通路が形成され、前記入口を通って容器外から前記通路に取り入れられた空気が、加熱された蓄熱体表面に接して熱交換され、前記出口から流出するようになされていることを特徴とする。
【０００９】
また、断熱性の容器としては、容器本体を金属，セラミックス等の耐熱材料で形成し、この容器本体の底部に断熱材を敷くか、あるいは内側面または外側面を断熱材で覆うようにしてもよい。
また、通路を通る空気の流れをオン／オフ制御して暖房温度を調節してもよい。これには、上記入口，出口のどちらか一方または両方に送風用のファンを設け、この送風用のファンをオン／オフ制御できるようにするとよい。
あるいは、入口または出口にダンパーを設け、通路を通る空気の流れをオン／オフ制御してもよい。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記床下蓄熱暖房装置において、加熱ヒーターの熱源として、太陽電池、燃料電池、風力発電の少なくともいずれか１つを利用可能にしたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、加熱ヒーターの電源として、昼間は太陽電池、風力発電を利用し、夜間は深夜電力を利用するとよい。
太陽電池や風力発電の出力は、特に制限はないが、昼間電力による補充をなくすため、９時から１６時までの平均出力が２ｋＷ以上有ることが望ましい。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記床下蓄熱暖房装置が、建物基礎と建物の床部とで囲われた床下空間に設置された建物であって、建物基礎は、外周部分を囲む基礎立上り部と、該基礎立上り部の内側に形成され建物下面を覆う基礎底部とからなり、基礎立上り部と基礎立上り部近傍の基礎底部が断熱材で覆われていることを特徴とする。
【００１３】
ここで、断熱材として、グラスウール，ロックウール，ポリスチレンフォーム，その他公知の断熱材を用いることができる。
基礎立上り部の立ち上がり部分の外側もしくは内側全面と、基礎底部の基礎立上り部から最低でも４５０ｍｍ以上の部分を、上記断熱材で覆うようにするのがよい。
【００１４】
さらに、建物内の空気を吸い込んで床下空間へ供給する吸気口と、床下空間の空気を建物内に吐出する吐出口とが前記床部に設けられ、吸気口から吸入された空気が蓄熱体表面に接して熱交換された後、吐出口に導かれることを特徴とする。
【００１６】
ここで、複数の部屋が間仕切りされて設けられていたり、上下階に設けられている場合、各部屋毎に吐出口を設けて暖房できるようにすればよい。
この際、吐出口には、各部屋別の温度調節用にファンまたはダンパーを設けるとよい。また、空気の清浄度を保つために、吐出口にフィルターを設置するのがよい。フィルターは、吸気口に設けるようにしてもよい。
【００１７】
（作用）
このように構成された請求項１記載のものでは、前記蓄熱体は、建物基礎と直接接しないように、設置可能になされているので、加熱ヒーターに通電して蓄熱体が高温になっても、建物基礎は高温に加熱されることはない。このため、加熱・冷却が長期間繰り返されて生じる建物基礎の劣化はない。
【００１８】
さらに、蓄熱体と加熱ヒーターは、断熱性の容器に内蔵されているので、建物基礎の基礎底部に直接設置しても、基礎底部が高温に加熱されることはない。このため、加熱・冷却が長期間繰り返されて生じる基礎底部の劣化はない。
そして、該容器の内部には入口と出口を備えた空気の通路が形成され、前記入口を通って容器外から前記通路に取り入れられた空気が、加熱された蓄熱体表面に接して熱交換され、前記出口から流出するようになされているので、床下蓄熱暖房装置を床下に設置しさえすれば、床下を加熱暖房できる。
【００１９】
さらに、加熱ヒーターの熱源として、太陽電池、燃料電池、風力発電の少なくともいずれか１つを利用可能にしたので、外部電力に頼ることなく暖房でき、暖房費のランニングコストを低減できる。
【００２０】
そして、基礎立上り部と基礎立上り部近傍の基礎底部が断熱材で覆われているので、建物基礎の断熱性が高められ、床下蓄熱暖房装置で暖房された床下空間の暖かい空気が外部に逃げにくくなる。
【００２１】
建物内または屋外の空気を吸い込んで床下空間へ供給する吸気口と、床下空間の空気を建物内に吐出する吐出口とが設けられ、吸気口から吸入された空気が蓄熱体表面に接して熱交換された後、吐出口に導かれるように、空気の通路が形成されている。
従って、床下空間の暖かい空気がこの吐出口から建物内に吐出され、床下からの伝熱による床暖房と合わせて、建物内が空気の対流効果によって効果的に暖房できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態であって、床下蓄熱暖房装置が設置された建物の床下構造を示す断面図である。
【００２３】
（床下蓄熱暖房装置）
本実施の形態の床下蓄熱暖房装置１は、図１に示すように、建物基礎１１と建物の床部１４とで囲われた床下空間１５に設置され、この床下空間１５を暖房するものである。
【００２４】
上記床下蓄熱暖房装置１は、蓄熱体２と、該蓄熱体２を加熱する加熱ヒーター３とを備え、この蓄熱体２は、後述する建物基礎１１の基礎底部１３と直接接しないように、設置可能になされている。
床下蓄熱暖房装置１の具体的な構成は、以下の通りである。
【００２５】
蓄熱体２は、板状の耐熱レンガで形成され、この蓄熱体２に電気式加熱ヒーター３が内蔵されている。
【００２６】
加熱ヒーター３を内蔵した蓄熱体２は、底部にグラスウールまたはロックウール等の断熱材６を敷き詰めた断熱性の容器４の中に収容され、蓄熱体２が基礎底部１３と直接接しないようになされている。
【００２７】
上記容器４は、上方を開放した直方体形状の金属製箱体であって、この容器４の上方は蓋５で略密閉されている。
蓋５で密閉された容器４の内部には、蓄熱体２と蓋５との間に空間部を設け、入口７と出口８を備えた空気の通路９が形成される。
【００２８】
入口７は、容器４の一方側の立上がり部に形成され、出口８は、この入口７と対向する容器４の他方側の立上がり部に形成されている。
出口８には、容器４内の空気を排出するファン１０が設けられていて、上記入口７を通って容器４の外から上記通路９に取り入れられた空気は、加熱された蓄熱体２の表面に接して熱交換され、前記出口８からファン１０によって強制排出される。
【００２９】
（床下蓄熱暖房装置を設置した建物）
本実施の形態の建物は、図１に示すように、上記構成の床下蓄熱暖房装置１が、建物基礎１１と建物の床部１４とで囲われた床下空間１５に設置されたものである。
【００３０】
建物基礎１１は、鉄筋を配したコンクリート製であって、外周部分を囲む基礎立上り部１１と、該基礎立上り部１１の内側に連続して形成された基礎底部１３とからなる。
基礎立上り部１２の立ち上がり壁の内側は、断熱材１２１で覆われ、基礎立上り部１２から内側へ約１ｍの範囲の基礎底部１３の上面も、断熱材１３１で覆われている。
断熱材１２１，１３１には、板状ポリスチレンフォームを使用している。
【００３１】
上記建物基礎１１に支えられて建物の床部１４と、床部１４の屋外側に外壁２０が設けられている。
外壁２０の屋内側には、内壁２１が立設されているが、内壁２１の内側に断熱材２２が設けられ、この断熱材２２と外壁２０との間に通気層２３が形成されている。
【００３２】
上記建物の床部１４には、建物内の空気を吸い込んで床下空間１５へ供給する吸気口１６と、床下空間１５の空気を建物内に吐出する吐出口１７とが設けられている。吐出口１７には、送風ファン１８が設けられている。
【００３３】
前記床下蓄熱暖房装置１は、入口７を上記吸気口１６の方向に向けて設置され、出口８を上記吐出口１７の方向に向けて設置されており、床下空間１５には、矢印Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４で示すような、空気の通路が形成される。
すなわち、吸気口１６から矢印Ｒ１の方向に向かって吸入された空気は、矢印Ｒ２の方向を通り、床下蓄熱暖房装置１の入口７から通路９に導かれる。
通路９内では、蓄熱体２の表面に接して熱交換され、その後、出口８から矢印Ｒ３の方向を通って吐出口１７に導かれ、送風ファン１８で矢印Ｒ４の方向を通って室内に吐出されるのである。
【００３４】
（実施の形態の作用）
本実施の形態の床下蓄熱暖房装置１によると、加熱ヒーター３を内蔵した蓄熱体２が、断熱性の容器４に収容されているので、床下蓄熱暖房装置１を建物基礎１１の基礎底部１３に直接設置しても、基礎底部１３が高温に加熱されることはない。このため、加熱・冷却が長期間繰り返されて生じる建物基礎１１の劣化はない。
そして、容器４の内部には入口７と出口８を備えた空気の通路９が形成され、前記入口７を通って容器外から前記通路９に取り入れられた空気が、加熱された蓄熱体２の表面に接して熱交換され、前記出口８から流出するようになされているので、床下蓄熱暖房装置１を床下空間１５に設置しさえすれば、床下空間１５を加熱暖房できる。
【００３５】
本実施の形態の建物は、上記床下蓄熱暖房装置１が、床下空間１５に設置された建物であるから、上記と同じ作用がある。
そして、基礎立上り部１２と基礎立上り部１２近傍の基礎底部１３が断熱材１２１，１３１で覆われているので、建物基礎１１の断熱性が高められ、床下蓄熱暖房装置１で暖房された床下空間１５の暖かい空気が外部に逃げにくくなる。
【００３６】
さらに、建物内の空気を吸い込んで床下空間１５へ供給する吸気口１６と、床下空間１５の空気を建物内に吐出する吐出口１７とが設けられ、吸気口１６から吸入された空気が蓄熱体２の表面に接して熱交換された後、吐出口１７に導かれるように、空気の通路が形成されているので、床下空間１５の暖かい空気がこの吐出口１７から建物内に吐出され、床下からの伝熱による床暖房と合わせて、建物内が空気の対流効果によって効果的に暖房できる。
【００３７】
図２〜図５は、本発明の別の実施の形態であって、図２は床下蓄熱暖房装置が設置された建物の床下構造を示す断面図であり、図３は図２のダクトの変形例である断面図であり、図４はフィルターを設けた吐出口と吸入口の断面図であり、図５は加熱ヒーターの電源部を示す模式図である。
【００３８】
本実施の形態において、前記実施の形態と同じものには同符号を付けて説明を省略し、異なるものだけ別符号を付けて説明する。
【００３９】
本実施の形態では、図５に示すように、加熱ヒーター３の電源として、昼間は主として太陽電池Ｓを利用し、夜間は深夜電力Ｅ２を利用する。
太陽電池Ｓで発電された直流電力は、インバーターＩにて交流電力に変換され、系統切替装置Ｒを通って加熱ヒーター３に供給される。
太陽電池Ｓの出力が不足するときは、昼間電力Ｅ１が系統切替装置Ｒを通って補充される。また、夜間になると、太陽電池Ｓと昼間電力Ｅ１から夜間電力Ｅ２に切り換えられる。
【００４０】
前記実施の形態と同様、吸気口１６から吸入された空気は、蓄熱体２の表面に接して熱交換された後、吐出口１７に導かれるようになっているが、本実施の形態では、吸気口１６と吐出口１７のそれぞれを、床下蓄熱暖房装置１の入口７と出口８にダクト３１，３２で直結し、これによって、空気の通路を形成するようにしている。
上記のダクト３１，３２は、金属または合成樹脂で形成され、外周面を断熱材で被覆するようにしている。
【００４１】
建物内に複数の部屋が間仕切りされて設けられていたり、上下階に設けられている場合、図３に示すように、上記ダクト３２に分岐部３３を設け、この分岐部３３を他の部屋に設けた吐出口に直結するようにすればよい。
【００４２】
また、空気の清浄度を保つために、図４（イ）に示すように、吐出口１７にフィルター１７１を設置するのがよい。あるいは、図４（ロ）に示すように、フィルター１６１を、吸気口１６に設けてもよい。
【００４３】
このように構成した本実施の形態によると、前記実施の形態の作用に加えて、以下の作用がある。
加熱ヒーター３の電源として、昼間は太陽電池を、夜間は深夜電力を利用可能にしたので、暖房費のランニングコストを低減できる。
【００４４】
また、吸気口１６と吐出口１７のそれぞれを床下蓄熱暖房装置１にダクト３１，３２で直結するようにしたので、床下蓄熱暖房装置１の熱エネルギーが損失することなく効率的に建物内に吐出される。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載によると、加熱ヒーターに通電して蓄熱体が高温になっても、建物基礎は高温に加熱されることはないのて、加熱・冷却が長期間繰り返されて生じる建物基礎の劣化はない。
【００４７】
さらに、基礎底部に直接設置しても、基礎底部の劣化はなく、床下に設置しさえすれば、床下を加熱暖房できる。
【００４８】
さらに、加熱ヒーターの熱源として、太陽電池、燃料電池、風力発電の少なくともいずれか１つを利用可能にしたので、外部電力に頼ることなく暖房でき、暖房費のランニングコストを低減できる。
【００４９】
そして、建物基礎の断熱性が高められているので、床下蓄熱暖房装置で暖房された床下空間の暖かい空気が外部に逃げにくくなる。
【００５０】
また、床下空間の暖かい空気が建物内に吐出され、床下からの伝熱による床暖房と合わせて、建物内が空気の対流効果によって効果的に暖房できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であって、床下蓄熱暖房装置が設置された建物の床下構造を示す断面図である。
【図２】本発明の別の実施の形態であって、床下蓄熱暖房装置が設置された建物の床下構造を示す断面図である。
【図３】図２のダクトの変形例である断面図である。
【図４】フィルターを設けた吐出口と吸入口の断面図である。
【図５】加熱ヒーターの電源部を示す模式図である。
【符号の説明】
１床下蓄熱暖房装置
２蓄熱体
３加熱ヒーター
４容器
５容器の蓋
６断熱材
７入口
８出口
９通路
１１基礎
１２基礎立上り部
１３基礎底部
１４床部
１５床下空間
１６吸入口
１７吐出口

Claims

蓄熱体と、該蓄熱体を加熱する加熱ヒーターとを備えてなり、建物基礎と建物の床部とで囲われた床下空間が床部に設けられた吸気口と吐出口とによって建物内と連通している床下空間に設置して暖房する床下蓄熱暖房装置であって、
前記蓄熱体と前記加熱ヒーターは、建物基礎と直接接しないように断熱性の容器に内蔵され、該容器の内部には入口と出口を備えた空気の通路が形成され、前記入口を通って前記床下空間から前記通路に取り入れられた空気が、加熱された蓄熱体表面に接して熱交換され、前記出口から前記床下空間に流出することを特徴とする床下蓄熱暖房装置。
前記加熱ヒーターの熱源として、太陽電池、燃料電池、風力発電の少なくともいずれか１つを利用可能にしたことを特徴とする請求項１記載の床下蓄熱暖房装置。
請求項１又は２記載の床下蓄熱暖房装置が、建物基礎と建物の床部とで囲われた床下空間に設置された建物であって、
前記建物基礎は、外周部分を囲む基礎立上り部と、該基礎立上り部の内側に形成され建物下面を覆う基礎底部とからなり、基礎立上り部と基礎立上り部近傍の基礎底部が断熱材で覆われるとともに、
建物内の空気を吸い込んで床下空間へ供給する吸気口と、床下空間の空気を建物内に吐出する吐出口とが前記床部に設けられ、吸気口から吸入された空気が蓄熱体表面に接して熱交換された後、吐出口に導かれることを特徴とする建物。
前記床下蓄熱暖房装置の入口を前記吸気口の方向に向けるとともに前記出口を前記吐出口の方向に向けて設置することを特徴とする請求項３記載の建物。