JP4150978B2 - 地下定温利用冷暖房空調装置 - Google Patents

Description

本発明は冷暖房空調装置に関し、とくに、地下定温を利用し、省エネルギー化を図ることができる地下定温利用冷暖房空調装置に関する。

冷暖房空調に関する技術は種々存在する。暖房では、石炭や石油等の化石燃料、木炭、薪等を燃料としたストーブ、電力を利用するヒーター等が一般的である。冷房では、暖房装置ほど多くの種類は存在せず。その主なものは、扇風機やヒートポンプ式のエアコンが一般的である。

前記したような冷暖房装置は、多くの電力を必要とし、その装置自体や設置費用及びランニングコストなどが嵩む。そこで、例えば、地下水の冷温を利用した冷房装置（例えば、特許文献１参照。）等が提案されている。

特開平６−３４７０６５号公報（第２頁−第６頁、図１）

しかしながら、このような装置を畜舎あるいは住宅用として利用する場合は、更なる施工の容易化、コストの低廉化、冷却の効率化などが図られなければならない。本発明は上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、省エネルギー化、施工の容易化、コストの低廉化、冷却の効率化を図り、従来の空調システムが必然的に抱える直接、間接的な大気汚染と、電力利用型の空調システムの高コスト状況また燃焼型の暖房システムによる諸々の自然環境破壊の軽減にある。

本発明者は、前記課題を解決するために、四季を通してほぼ一定である地下の定温状態、とくに地下３ｍ以下、好ましくは５ｍ以下での定温状態を利用することを見出した。このため本発明の地下定温利用冷暖房空調装置は、地下に埋設された熱伝導性を有する貯水槽と、該貯水槽に給水パイプにより貯留された水中に浸漬状態で内装された空気循環パイプとからなり、前記空気循環パイプは略水平方向に直管状に形成されると共に、複数の横貯水パイプ及び縦貯水パイプが貫通して設けられ、前記横貯水パイプの両端は、貯水槽内壁に固定されると共に、前記縦貯水パイプは空気循環パイプの長手方向に対して千鳥状又は斜めに固定され、立上り管と接続可能にされた給気口と送風口を設けたことを第１の特徴とし、また、貯水槽は、その頂部に空気抜きと雨水の透過作用を兼ねたフィルターが設けられた連通管でもって複数台連結可能とされていることを第２の特徴とし、さらに、埋設深度が少なくとも地下３ｍ以下であることを第３の特徴とする。

本発明によれば、以下の優れた効果がある。
（１）冬は１１〜１４℃、夏は７〜１１℃前後であるという地下３ｍ以下の定温状態を利用することにより、夏は温度２５〜３５℃、冬は温度−５℃〜１０℃の外気温度を夏冬各々の地下温度を中心とした温度帯（７〜１４℃）に移行させて室内に送風することができる。また、大気汚染の元凶である化石燃料の消費の大幅削減に寄与する。さらに電力消費量を著しく削減できる。
（２）一旦埋設すると半永久的に利用可能で、ランニングコストも極端に削減でき、直接、間接の大気汚染防止、また、火力も用いないため二酸化炭素や一酸化炭素中毒になる危険もなく、省エネルギー効果を果たすのみでなく安全である。
（３）構造が簡単で安価に製作できる。

本発明では、給気口より空気循環パイプに空気を圧送し、これと同時に送風口から定温状態の空気が室内に送出される。そして、外気の高い温度を熱伝導率の高い金属製の空気循環パイプを介して貯水槽及び貯水槽の水に伝導させる。これにより貯水槽及び貯水槽内の水温が上昇し、貯水槽及び貯水槽内で水の対流が起こり地中温度と水温が平衡し定温状態となる。

次に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る冷暖房空調装置の上蓋を外した状態を示す平面図、図２は本発明に係る冷暖房空調装置の拡大側面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は本発明に係る冷暖房空調装置の他の実施例の概要を示す側面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図、図６は図４のＣ−Ｃ線断面図、図７は図４の要部拡大側面図である。

図１乃至図３に示すように、本実施例の冷暖房空調装置は、水Ｗが貯留された熱伝導性を有する鋼板からなる函型の貯水槽１と、この貯水槽１内に貯留された水Ｗ中に浸漬状態で内装された空気循環パイプ４と上蓋１ａとから構成されている。空気循環パイプ４は水平方向に直管状に形成され、複数の横貯水パイプ５及び縦貯水パイプ６が貫通して取付けられている。

ここで、横貯水パイプ５の両端は貯水槽１内壁に固定された支持板９上に固定されると共に、縦貯水パイプ６の下端は支持アングル７を介して貯水槽１底壁に、上端は支持ピン７を介して上蓋１ａに空気循環パイプ４の長手方向に対して千鳥状に固定されている。そして、立上り管１０から外気を供給する給気口２と送風口３とを供えている。この場合、送風口３にも立上り管１０が接続できるようにされている（図示せず）。冷暖房空調装置は深度が少なくとも地下３ｍ以下の地中に埋設されるものである。貯水槽１、横貯水パイプ５、縦貯水パイプ６及び空気循環パイプ４の材質としては、熱伝導率が高く腐食に強いアルミニウムが好適である。

冷暖房空調装置は、掘削坑に埋設される。そして、給気口２より空気循環パイプ４に空気を圧送し、これと同時に送風口３から定温状態の空気が室内に送出される。すなわち、外気の温度を熱空気循環パイプ４を介して貯水槽１の水Ｗに伝導させる。これにより貯水槽１内で水Ｗの対流が起こり地中温度と水温が平衡し定温状態となる。

そして、上記構成により冬は１１〜１４℃、夏は７〜１１℃前後であるという地下３ｍ以下の定温状態を利用することにより、夏は温度２５〜３５℃、冬は温度−５℃〜１０℃の外気温度を夏冬各々の地下温度を中心とした温度帯（７〜１４℃）に移行させて室内に送風することができる。また、大気汚染の元凶である化石燃料の消費の大幅削減に寄与する。さらに電力消費量を著しく削減できる。

また、一旦埋設すると半永久的に利用可能で、ランニングコストも極端に削減でき、直接、間接の大気汚染防止、また、火力も用いないため二酸化炭素や一酸化炭素中毒になる危険もなく、省エネルギー効果を果たすのみでなく安全である。

図４乃至図７には、本発明に係る冷暖房空調装置の他の実施例を示すが、便宜上、実施例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。

図４乃至図６に示すように、本実施例の冷暖房空調装置は、水Ｗが貯留された熱伝導性を有する鋼板からなる円筒型の貯水槽１と、この貯水槽１内に貯留された水Ｗ中に浸漬状態で内装された空気循環パイプ４とから構成されている。空気循環パイプ４は水平方向に直管状に形成され、複数の横貯水パイプ５及び縦貯水パイプ６が貫通して取付けられている。

ここで、横貯水パイプ５の左右両端は貯水槽１内壁に固定された支持板９によって固定されると共に、縦貯水パイプ６の上下端も貯水槽１内壁に支持板９を介して空気循環パイプ４の長手方向に対して３本ずつ斜めに配置固定されている。そして、貯水槽１は給気口２と送風口３とを供え、各々立上り管１０に連結され空気循環パイプ４内に外気を導入すると共に、排気できるようにされている。１２は貯水槽１同士を連通する連通管で、その流通路の中間に立設された管路の頂部には空気抜きと雨水の透過作用を兼ねたフィルター１３が設けられている。このように、本実施例では装置を複数台連結することで送風量を増加させることができる。図中、１１は給水パイプである。また、装置の材質及び設置方法については、実施例１と同様なので説明を省略する。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、種々の応用変形が可能である。例えば、補助給気機としてエアコンに連結し省エネ化を図ることもできる。

本発明に係る冷暖房空調装置の上蓋を外した状態を示す平面図である。 本発明に係る冷暖房空調装置の拡大側面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る冷暖房空調装置の他の実施例の概要を示す側面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 図４のＣ−Ｃ線断面図である。 図４の要部拡大側面図である。

符号の説明

１ 貯水槽
１ａ 上蓋
２ 給気口
３ 送風口
４ 空気循環パイプ
５ 横貯水パイプ
６ 縦貯水パイプ
７ 支持アングル
８ 支持ピン
９ 支持板
１０ 立上り管
１１ 給水パイプ
１２ 連通管
１３ フィルター
Ｗ 水

Claims (3)

1. 地下に埋設された熱伝導性を有する貯水槽と、該貯水槽に給水パイプにより貯留された水中に浸漬状態で内装された空気循環パイプとからなり、前記空気循環パイプは略水平方向に直管状に形成されると共に、複数の横貯水パイプ及び縦貯水パイプが貫通して設けられ、前記横貯水パイプの両端は、貯水槽内壁に固定されると共に、前記縦貯水パイプは空気循環パイプの長手方向に対して千鳥状又は斜めに固定され、立上り管と接続可能にされた給気口と送風口を設けたことを特徴とする地下定温利用冷暖房空調装置。
2. 貯水槽は、その頂部に空気抜きと雨水の透過作用を兼ねたフィルターが設けられた連通管でもって複数台連結可能とされていることを特徴とする請求項１記載の地下定温利用冷暖房空調装置。
3. 埋設深度が少なくとも地下３ｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の地下定温利用冷暖房空調装置。

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