JP5959067B2 - 屋根融雪システム - Google Patents

Description

本発明は、熱エネルギーを利用したランニングコストの低い屋根融雪に関する。

従来の融雪には地下水を使用する方法と熱源を使用する方法に大別することができ、更に熱源を使用するものには、温水パイプ・発熱線・温風を使用する装置が開発されている。

温水パイプは熱交換機等を介して構成材（屋根葺き材・コンクリート舗装等）を温めて融雪を行うため、加熱から融雪までの熱効率が低く地下水利用に比べランニングコストが非常に高い。発熱線を利用する装置は、装置周辺は融雪するが熱を外気に放出するため熱喪失が大きい。

温風を利用する装置も屋根裏から構成材を温めたり、直に温風を積雪の下から当てる方法もあるが、前者は熱伝導率が低く後者は融雪むらができ、雪に穴が開きそこから温風が外気に放出するため熱喪失が大きく均等に融雪できない。

特開平９−０２５７４１号公報 特開平９−２９６６２９号公報

従来の融雪装置は熱伝導率・熱効率が良くないためランニングコストが高い。

装置が特殊であるため、設置業者によるメンテナンスが必要となりコスト高になる。また機材の耐用年数の経過及び故障で修理交換の際、ユーザーの選択肢はなく業者任せとなり、長期的にもコスト高である。

屋根上に空間を確保してパネルを設置し、前記パネルをシートで覆うことにより形成される密閉空間と、前記密閉空間よりも下方に配置され、空気を加熱する熱源と、空気を回収する経路である回収口と水の排水経路である排水パイプを設けた分離装置とを備える気密性のある加熱室と、前記密閉空間と前記加熱室とを連通する送風パイプと、前記密閉空間と前記分離装置とを連通する回収パイプを備え、前記送風パイプは前記加熱室で温めた空気を前記密閉空間に送風するパイプであって、前記回収パイプは前記密閉空間の空気と水を前記分離装置に回収するパイプであることを特徴とする。

前記分離装置は前記加熱室の内部に配設され、前記加熱室の気密性を保持するため、前記加熱室と前記排水パイプとを遮断する封水を備え、前記密閉空間と前記加熱室とを空気が循環することを特徴とする。

本発明は、建築時の工事費は割高であるが熱伝導率・熱効率も高く、構造は単純な原理であるためメンテナンスが簡単でランニングコストも低いことが利点である。

本発明の実施形態を示す断面図 融雪により冷やされた空気と水を分離する装置を示す断面図

以下、本発明の実施の形態を図１・図２に基づいて説明する。

図１において、屋根１の上に密閉空間２を作る。空間を作るには屋根１の上に、一定空間を確保してパネル３を設置し、その上に気密性の高いシート４を張る。

密閉空間２の空気を温めるための熱源を有する密閉空間（加熱室５）との間をファン付き送風パイプ６と回収パイプ７で結び気密性を保持する。

加熱室５の熱源８で温められた暖気は送風パイプ６を経て密閉空間２に上昇し、シート４を温め積雪９を融かす。融けた水は排水パイプ１０を経て屋外に排水する。

シート４で発生した水（結露・漏水）と熱交換により冷やされた空気（冷気）は下降し、回収パイプ７を経て加熱室５に戻る。

加熱室５に回収された冷気と水は、排水トラップを応用した装置１１により分離され、水は排水パイプ１０にて排水される。分離された空気は回収口１２で回収され、再び加熱・上昇し融雪する。

以上のように、一度加熱した空気を放出することなく循環させることにより、新たに零度近い外気を加熱するよりも熱効率が高くロスを激減できる。

加熱した空気の熱エネルギーはシート４より積雪９に伝えられるため熱伝導率が高く、高温でなくとも暖房時程度の温度で充分融雪できる。

シート４は矩形以外の屋根形状にも対応させるためファスナー付きとし、気密性を保持させ、冬季以外は分割収納も可能とする。

均等に融雪するためシート４の勾配は小さくし、送風横パイプ１３より温風は複数箇所から送風し、ファン１４により気流を作り空気を攪拌して気温を均一化する。

図２において、空気と水を分離する装置１１は排水トラップを応用し、封水１５を維持するためボールタップ１６を取り付け、稼働期は回収口１２を取り付け他の時期はバルブ１７を開いて水を抜き、回収口１２は密閉する。

塔屋１８を設置することにより安全にシステムを管理でき、また屋上として利用可能となる。

稼働中は密閉空間２・加熱室５はいずれも暖かいが、停止後はシート４が外気に接しているため上記空間は外気温に近づくので加熱室の断熱性能を高めるか、送風パイプ６・回収パイプ７に遮断機能を持たせる必要がある。

本システムの特徴は
１．始動時期は降雪初期から、又は雪がある程度堆積してから稼働させる方法を選択できる。
２．躯体構造も木造・鉄骨造・鉄筋コンクリート造等に特化するものではなく全ての構造に対応できる。
３．暖かい空気は上昇し冷たい空気は下降する原理に基づき、加熱室の位置も密閉空間２の直下である必要はなく送風・回収パイプ等により自由に配置できる。
４．熱源は、空気を汚染しないＦＦファンヒーター（ガス・石油）又は電気蓄熱暖房機あるいは薪ストーブ等を使用することも可能であり、併設も選択肢の一つである。
５．熱源の能力が高ければ、加熱室を居室として使用することも可能である。
以上のとおり本システムは極めて汎用性の高い融雪システムである。

１ 屋根
２ 密閉空間
３ パネル（鉄枠に通気性の良いエキスパンドメタルを溶接したもので管理用に一部着脱可能）
４ シート
５ 加熱室
６ ファン付き送風縦パイプ（送風パイプ）
７ 回収パイプ（稼働期は冷気と結露水等、それ以外は雨水にも対応可能である）
８ 熱源（ＦＦファンヒーター・電気蓄熱暖房機・薪ストーブ等）
９ 積雪
１０ 排水パイプ
１１ 空気と水の分離装置（分離装置）
１２ 回収口（防虫ネット付き、着脱・密閉可能）
１３ 送風横パイプ（風量調節機能付き）
１５ 封水
１６ ボールタップ
１７ バルブ
１８ 塔屋

Claims (2)

1. 屋根上に空間を確保してパネルを設置し、前記パネルをシートで覆うことにより形成される密閉空間と、
   前記密閉空間よりも下方に配置され、空気を加熱する熱源と、空気を回収する経路である回収口と水の排水経路である排水パイプを設けた分離装置とを備える気密性のある加熱室と、
   前記密閉空間と前記加熱室とを連通する送風パイプと、
   前記密閉空間と前記分離装置とを連通する回収パイプを備え、
   前記送風パイプは前記加熱室で温めた空気を前記密閉空間に送風するパイプであって、
   前記回収パイプは前記密閉空間の空気と水を前記分離装置に回収するパイプであることを特徴とする融雪システム。
2. 前記分離装置は前記加熱室の内部に配設され、前記加熱室の気密性を保持するため、前記加熱室と前記排水パイプとを遮断する封水を備え、前記密閉空間と前記加熱室とを空気が循環することを特徴とする請求項１記載の融雪システム。

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