JP4618779B2 - 住宅の床下地中熱活用自然暖房方法 - Google Patents

Description

本発明は住宅の床下地中熱活用自然暖房方法に関するものである。

本願の出願人は、特許文献１において、秋季と冬季とに、熱交換器を有する換気装置の吐出暖気と、居住空間上部の暖気とを床下空間に放出し、冬季に年間最高となる大深度の床下地中温度と相まって、冬季に床下土間と床下地中とに亘る大蓄熱層を形成し、冬季に土間面全体からの自然放熱により床下空間の温度を快適温度に維持し、ひいては居住空間の温度を快適温度に維持することを特徴とする住宅の床下地中熱活用暖房方法を提案した。
特開２００１−１８２９８０

本発明は、冬季の居住空間の温度を、自然エネルギーを利用して、特許文献１の発明に比べてより効果的に快適温度に維持できる、住宅の床下地中熱活用自然暖房方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、屋外に配設され太陽光を受けるガラスパネルとガラスパネルに対峙する有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第１隙間内の太陽熱で温まった暖気を、有孔金属板を介して、当該有孔金属板に対峙する下地パネルと前記有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第２隙間に吸引し、第２隙間内の暖気を、秋季から冬季には、土間コンクリート表面上に配設し、或いは横断面視で一部又は大部分を土間コンクリートに埋没させた状態で土間コンクリート表面近傍に配設した配管と、当該配管に接続する配管とを介して第１隙間に戻し、太陽光から取り出した熱を床下空間に放出して、土間面全体からの自然放熱を補助し、夏季から初秋には、床下地中又は床下地下に打設したコンクリート中に配設した配管と、当該配管に接続する配管とを介して第１隙間に戻して、太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中に蓄熱することを特徴とする、住宅の床下地中熱活用自然暖房方法を提供する。
本発明においては、屋外に配設され太陽光を受けるガラスパネルとガラスパネルに対峙する有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第１隙間内の太陽熱で温まった暖気を、有孔金属板を介して、当該有孔金属板に対峙する下地パネルと前記有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第２隙間に吸引し、第２隙間内の暖気を、秋季から冬季には、土間コンクリート表面上に放出し、太陽光から取り出した熱を床下空間に放出して、土間面全体からの自然放熱を補助し、住宅上部の空気を第１隙間に戻し、夏季から初秋には、床下地中又は床下地下に打設したコンクリート中に配設した配管と、当該配管に接続する配管とを介して第１隙間に戻して、太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中に蓄熱することを特徴とする、住宅の床下地中熱活用自然暖房方法を提供する。

本発明に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法においては、夏季から初秋には、太陽光を受けて高温になった有孔金属板に接する第１隙間と、有孔金属板と下地パネルとの間の第２隙間と、床下地中又は床下地下に打設したコンクリート中に配設した配管と、当該配管に接続する配管とにより形成される閉回路に空気を循環させて、太陽光から取り出した熱を、積極的に浅深度の床下地中に蓄熱し、秋季から冬季には、太陽光を受けて高温になった有孔金属板に接する第１隙間と、有孔金属板と下地パネルとの間の第２隙間と、土間コンクリート表面上に配設し、或いは横断面視で一部又は大部分を土間コンクリートに埋没させた状態で土間コンクリート表面近傍に配設した配管と、当該配管に接続する配管とにより形成される閉回路に空気を循環させて、或いは、太陽光を受けて高温になった有孔金属板に接する第１隙間から有孔金属板と下地パネルとの間の第２隙間へ吸引した空気を土間コンクリート表面上に放出して、太陽光から取り出した熱を床下空間に放出し、土間面全体からの自然放熱を補助するので、秋季と冬季とに、熱交換器を有する換気装置の吐出暖気と、居住空間上部の暖気とを床下空間に放出するのみである特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べてより効果的に、且つ自然エネルギーを利用して、冬季の居住空間の温度を快適温度に維持することができる。
ガラスパネルとガラスパネルに対峙する有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第１隙間に空気を放出することにより、太陽光を受けて高温になった有孔金属板と空気との間の熱伝達を利用して、太陽光から多量の熱を取り出すことができる。この結果、熱交換器を利用して室内の暖気から熱を取り出す特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べて、より多量の熱を浅深度の床下地中に蓄熱し、床下空間に放出することができる。太陽光により加熱された暖気が閉鎖経路内を循環することにより、閉鎖経路が接する床下地中、床下コンクリート、床土間コンクリートに効率良く熱が伝達される。従って、本発明に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法は、特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べてより効果的に、且つ自然エネルギーを利用して、冬季の居住空間の温度を快適温度に維持することができる。

本発明の好ましい態様においては、第１隙間と第２隙間とは、住宅の南面と東西面とに配設され、秋季から冬季には、住宅の南面に配設された第１隙間と第２隙間とを利用して太陽光から取り出した熱を、床下空間に放出し、夏季から初秋には、住宅の東西面に配設された第１隙間と第２隙間とを利用して太陽光から取り出した熱を、浅深度の床下地中に蓄熱する。
太陽の高度が高い夏季から初秋には、高い高度からの日射を受ける住宅の南面よりも、低い高度からの日射を受ける住宅の東西面の日射量がはるかに多い。太陽の高度が低い秋季から冬季には、住宅の南面の日射量が多い。従って、秋季から冬季には住宅の南面に配設された第１隙間と第２隙間とを利用し、夏季から初秋には住宅の東西面に配設された第１隙間と第２隙間とを利用することにより、効率よく太陽光から熱を取り出すことができる。

本発明の好ましい態様においては、有孔金属板と同一方向へ差し向けられた太陽電池パネルが発電した電力を用いて、第１隙間に空気を戻すための送風ファンを駆動する。
自然エネルギーだけを用いて、浅深度の床下地中に蓄熱することが可能になる。有孔金属板と同一方向へ太陽電池パネルを差し向けておけば、太陽電池パネルの発電量の増減と、第１隙間内での太陽光からの集熱量の増減とが同期する。この結果、第１隙間内での太陽光からの集熱量が所定値を超えるのに同期して太陽電池パネルの発電量が所定値を超え、送風ファンが自動的に始動して、第１隙間内で太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中に蓄熱し、床下空間に放出する、自動蓄熱・自動放熱が可能になる。

本発明に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法においては、夏季から初秋には、太陽光を受けて高温になった有孔金属板に接する第１隙間と、有孔金属板と下地パネルとの間の第２隙間と、床下地中又は床下地下に打設したコンクリート中に配設した配管と、当該配管に接続する配管とにより形成される閉回路に空気を循環させて、太陽光から取り出した熱を、積極的に浅深度の床下地中に蓄熱し、秋季から冬季には、太陽光を受けて高温になった有孔金属板に接する第１隙間と、有孔金属板と下地パネルとの間の第２隙間と、土間コンクリート表面上に配設し、或いは横断面視で一部又は大部分を土間コンクリートに埋没させた状態で土間コンクリート表面近傍に配設した配管と、当該配管に接続する配管とにより形成される閉回路に空気を循環させて、或いは、太陽光を受けて高温になった有孔金属板に接する第１隙間から有孔金属板と下地パネルとの間の第２隙間へ吸引した空気を土間コンクリート表面上に放出して、太陽光から取り出した熱を床下空間に放出し、土間面全体からの自然放熱を補助するので、秋季と冬季とに、熱交換器を有する換気装置の吐出暖気と、居住空間上部の暖気とを床下空間に放出するのみである特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べてより効果的に、且つ自然エネルギーを利用して、冬季の居住空間の温度を快適温度に維持することができる。
ガラスパネルとガラスパネルに対峙する有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第１隙間に空気を放出することにより、太陽光を受けて高温になった有孔金属板と空気との間の熱伝達を利用して、太陽光から多量の熱を取り出すことができる。この結果、熱交換器を利用して室内の暖気から熱を取り出す特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べて、より多量の熱を浅深度の床下地中に蓄熱し、床下空間に放出することができる。太陽光により加熱された暖気が閉鎖経路内を循環することにより、閉鎖経路が接する床下地中、床下コンクリート、床土間コンクリートに効率良く熱が伝達される。従って、本発明に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法は、特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べてより効果的に、且つ自然エネルギーを利用して、冬季の居住空間の温度を快適温度に維持することができる。

本発明の実施例に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法を説明する。

ガラスパネル１と、第１隙間２を隔ててガラスパネル１に対峙する有孔金属板３と、第２隙間４を隔てて有孔金属板３に対峙する下地パネル５と、第１隙間２の周囲と第２隙間４の周囲とを閉鎖する枠体６とにより構成された偏平な箱体７が、住宅Ａの南面外壁Ｂの外面に取り付けられている。下地パネル５は南面外壁Ｂに対峙している。
第２隙間４の下部に一端が開口する配管８ａが、下地パネル５と南面外壁Ｂとを貫通して、住宅Ａの床下空間Ｃへ延びている。配管８ａは、床下空間Ｃ内に配設された流路切り替え弁９を介して枝管８ｂ、８ｃに分岐し、枝管８ｂは、土間コンクリートＤ表面上を蛇行して延在し、或いは横断面視で一部又は大部分を土間コンクリートＤに埋没させた状態で土間コンクリートＤ表面近傍を蛇行して延在し、枝管８ｃは床下地中Ｅ又は床下地下に打設したコンクリート中を蛇行して延在した後、両者は合流して配管８ｄとなり、床下空間Ｃから住宅Ａ内を上方へ延び、南面外壁Ｂと下地パネル５とを貫通して第１隙間２に達し、配管８ｄの端部が第１隙間２の上部に開口している。配管８ｄの終端近傍に、送風ファン１０が配設されている。

本実施例に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法においては、太陽光を受けて高温になった有孔金属板３に接する第１隙間２内の暖気を、有孔金属板３を介して第２隙間４へ吸引し、夏季から初秋には、第２隙間４内の暖気を配管８ａと枝管８ｃと配管８ｄとを介して第１隙間２の上部に戻し、秋季から冬季には、第２隙間４内の暖気を配管８ａと枝管８ｂと配管８ｄとを介して第１隙間２の上部に戻す。
本実施例に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法においては、夏季から初秋には、太陽光を受けて高温になった有孔金属板３に接する高温の第１隙間２と、第２隙間４と、配管８ａ、８ｃ、８ｄとにより形成される閉回路に空気を循環させて、太陽光から取り出した熱を積極的に浅深度の床下地中Ｅに蓄熱し、秋季から冬季には、太陽光を受けて高温になった有孔金属板３に接する高温の第１隙間２と、第２隙間４と、配管８ａ、８ｂ、８ｄとにより形成される閉回路に空気を循環させて、太陽光から取り出した熱を床下空間Ｃに放出し、土間面全体からの自然放熱を補助するので、秋季と冬季とに、熱交換器を有する換気装置の吐出暖気と、居住空間上部の暖気とを床下空間に放出するのみである特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べてより効果的に、且つ自然エネルギーを利用して、冬季の居住空間Ｆの温度を快適温度に維持することができる。

ガラスパネル１とガラスパネル１に対峙する有孔金属板３との間の周囲を閉鎖された第１隙間２に空気を放出し、太陽光を受けて高温になる有孔金属板３と空気との間の熱伝達を利用して、太陽光から多量の熱を取り出すことができる。この結果、熱交換機を利用して室内の暖気から熱を取り出す特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べて、より多量の熱を浅深度の床下地中Ｅに蓄熱し、床下空間Ｃに放出することができる。太陽光により加熱された暖気が閉鎖経路内を循環することにより、閉鎖経路が接する床下地中、床下コンクリート、床土間コンクリートに効率良く熱が伝達される。閉鎖経路内を暖気が循環するので、外気を取り込む場合に比べて熱効率が良い。従って、本実施例に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法は、特許文献１の住宅の床下地中熱活用暖房方法に比べてより効果的に、且つ自然エネルギーを利用して、冬季の居住空間Ｆの温度を快適温度に維持することができる。

冬季に、太陽光を受けて高温になった有孔金属板３に接する高温の第１隙間２と、第２隙間４と、配管８ａ、８ｂ、８ｄとにより形成される閉回路に空気を循環させるのに代えて、配管８ｂに数カ所の放出口を形成し、第１隙間２内の暖気を第２隙間４と配管８ａ、８ｂと、配管８ｂに形成した数カ所の放出口とを介して床下空間Ｃに放出し、送風ファン１０を介して住宅上部Ｇの空気を第１隙間２へ吸引しても良い。実施例１と同様の効果が得られる。住宅内の暖気を循環させるので、外気を取り込む場合に比べて熱効率が良い。

箱体７を住宅Ａの東西面の外壁にも取付け、秋季から冬季には住宅Ａの南面に配設された箱体７の第１隙間２と第２隙間４とを利用して太陽光から取り出した熱を床下空間に放出し、夏季から初秋には住宅Ａの東西面に配設された箱体７の第１隙間２と第２隙間４とを利用して太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中Ｅに蓄熱しても良い。
太陽の高度が高い夏季から初秋には、高い高度からの日射を受ける住宅Ａの南面よりも、低い高度からの日射を受ける住宅Ａの東西面の日射量がはるかに多い。太陽の高度が低い秋季から冬季には、住宅Ａの南面の日射量が多い。従って、秋季から冬季には住宅Ａの南面に配設された箱体７の第１隙間２と第２隙間４とを利用し、夏季から初秋には住宅Ａの東西面に配設された箱体７の第１隙間２と第２隙間４とを利用することにより、太陽光から効率良く熱を取り出すことができる。

送風ファン１０を、住宅Ａの屋根又は外壁に取り付けた太陽電池を用いて駆動しても良い。自然エネルギーだけを用いて、浅深度の床下地中に蓄熱することができる。
有孔金属板３と同一方向へ差し向けられた太陽電池パネルが発電した電力を用いて、送風ファン１０を駆動しても良い。有孔金属板３と同一方向へ太陽電池パネルを差し向けておけば、太陽電池パネルの発電量の増減と、第１隙間２内での太陽光からの集熱量の増減とが同期する。この結果、第１隙間２内での太陽光からの集熱量が所定値を超えるのに同期して太陽電池パネルの発電量が所定値を超え、送風ファン１０が自動的に始動して、第１隙間２内で太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中Ｅに蓄熱し、床下空間Ｃに放出する、自動蓄熱・自動放熱が可能になる。

本発明は、自然エネルギーを利用する、住宅の自然暖房に広く利用可能である。

本発明の実施例に係る住宅の床下地中熱活用自然暖房方法を示す住宅の断面図である。

符号の説明

Ａ 住宅
Ｂ 外壁
Ｃ 床下空間
Ｄ 土間コンクリート
Ｅ 浅深度床下地中
Ｆ 居住空間
Ｇ 住宅上部
１ ガラスパネル
２ 第１隙間
３ 有孔金属板
４ 第２隙間
５ 下地パネル
６ 枠体
７ 箱体
８ａ、８ｄ 配管
８ｂ、８ｃ 枝管
９ 流路切り替え弁
１０ 送風ファン

Claims (4)

1. 屋外に配設され太陽光を受けるガラスパネルとガラスパネルに対峙する有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第１隙間内の太陽熱で温まった暖気を、有孔金属板を介して、当該有孔金属板に対峙する下地パネルと前記有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第２隙間に吸引し、第２隙間内の暖気を、秋季から冬季には、土間コンクリート表面上に配設し、或いは横断面視で一部又は大部分を土間コンクリートに埋没させた状態で土間コンクリート表面近傍に配設した配管と、当該配管に接続する配管とを介して第１隙間に戻し、太陽光から取り出した熱を床下空間に放出して、土間面全体からの自然放熱を補助し、夏季から初秋には、床下地中又は床下地下に打設したコンクリート中に配設した配管と、当該配管に接続する配管とを介して第１隙間に戻して、太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中に蓄熱することを特徴とする、住宅の床下地中熱活用自然暖房方法。
2. 屋外に配設され太陽光を受けるガラスパネルとガラスパネルに対峙する有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第１隙間内の太陽熱で温まった暖気を、有孔金属板を介して、当該有孔金属板に対峙する下地パネルと前記有孔金属板との間の周囲を閉鎖された第２隙間に吸引し、第２隙間内の暖気を、秋季から冬季には、土間コンクリート表面上に放出し、太陽光から取り出した熱を床下空間に放出して、土間面全体からの自然放熱を補助し、住宅上部の空気を第１隙間に戻し、夏季から初秋には、床下地中又は床下地下に打設したコンクリート中に配設した配管と、当該配管に接続する配管とを介して第１隙間に戻して、太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中に蓄熱することを特徴とする、住宅の床下地中熱活用自然暖房方法。
3. 第１隙間と第２隙間とは、住宅の南面と東西面とに配設され、秋季から冬季には住宅の南面に配設された第１隙間と第２隙間とを利用して、太陽光から取り出した熱を床下空間に放出し、夏季から初秋には住宅の東西面に配設された第１隙間と第２隙間とを利用して、太陽光から取り出した熱を浅深度の床下地中に蓄熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の住宅の床下地中熱活用自然暖房方法。
4. 有孔金属板と同一方向へ差し向けられた太陽電池パネルが発電した電力を用いて第１隙間に空気を戻すための送風ファンを駆動することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の住宅の床下地中熱活用自然暖房方法。

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