JPH0579707A - ソーラーシステムハウスおよびそれに使用するハンドリングボツクス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光により集熱した加熱空気を取り入れて
暖房に利用しようとする場合に、充分な太陽光がない場
合でも確実に床下暖房を継続できる。 【構成】 屋根板１の直下に空気流路２を形成し、この
空気流路２の一端は空気取入口３として開口し、他端は
棟ダクト４に連通させ、ファン７及びお湯とりコイル15
を内蔵するハンドリングボックス５を設置するととも
に、このボックス５の流入側を前記棟ダクト４に連通さ
せ、流出側を立下りダクト10の上端に連結し、立下りダ
クト10の下端は蓄熱土間コンクリート11と床パネル12と
の間の空気流通空間13に開口し、該空気流通空間13から
室内への吹出口14を設け、前記お湯とりコイル15は風呂
や洗面所、台所へとつながる貯湯槽17と連結するソーラ
ーシステムハウスにおいて、ハンドリングボックス５内
に補助暖房コイル23を設け、この補助暖房コイル23を暖
房専用ボイラー24に接続させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気によって太陽エネ
ルギーを利用するソーラーシステムハウスおよびそれに
使用するハンドリングボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】住宅の南側に大きな開口部を取って冬の
日射を大量に取入れ、夏にはその一部を開け放って通風
を図ることは古くから行われていることである。これを
一歩進めて、居室の外側にサンルームを作り、これを温
室としてここから居室へ温められた空気を取入れること
も行われている。これを合理的に推進させ、方位に限定
されず、太陽光により集熱した空気を効果的に利用でき
るソーラーシステムハウスを出願人は先に提案し、出願
した。特願昭61-311485号（特開昭63-165633 号公
報）、特願昭62-234666号（特開昭64-75858号公報）が
それである。

【０００３】図５についてその概略を説明すると、屋根
板１の直下に屋根勾配を有する空気流路２を形成し、こ
の空気流路２の一端は軒先下面や小屋裏に換気されてい
る小屋裏空間に外気取入口３として開口し、他端は断熱
材による集熱ボックスとしての棟ダクト４に連通させ
る。

【０００４】内部に、逆流防止ダンパー６、ファン７及
び流路切換えダンパー８を設け、該流路切換えダンパー
８の流出側の一方は排気ダクト９により屋外に開口する
ハンドリングボックス５を屋根裏空間に設置し、このハ
ンドリングボックス５の逆流防止ダンパーの流入側を前
記棟ダクト４に連通させ、流路切換えダンパー８の流出
側の一方を立下りダクト10の上端に連結する。立下りダ
クト10の下端は蓄熱土間コンクリート11と床パネル12と
の間の空気流通空間13に開口し、該空気流通空間13から
室内への吹出口14を設けた。

【０００５】なお、前記のごとくハンドリングボックス
５の逆流防止ダンパー６の流入側は棟ダクト４に接続さ
れるが、この逆流防止ダンパー６の流入側は天井等で室
内に開口する循環用ダクト19にも接続され、該逆流防止
ダンパー６はこの棟ダクト４側と循環用ダクト19側との
流路を切り換える流路切換えダンパーとして構成する。
また、この循環用ダクト19が開口する吸入口20を設ける
部屋はこれが２階であれば、前記室内への吹出口14を設
けた床パネル12がある１階に部屋とは吹き抜け構造とし
て空気が自由に流れるようにすることが望ましい。

【０００６】ハンドリングボックス５内で、逆流防止ダ
ンパー６とファン７との間にお湯とりコイル15を設け、
このお湯とりコイル15は循環配管16で貯湯槽17と連結
し、該貯湯槽17には、追焚き用の補助ボイラー18を途中
へ設けて、風呂や洗面所、台所へとつながる給湯配管21
を接続する。

【０００７】このようにして、太陽光で加熱された金属
板である屋根板１が、空気流路２へ入った外気を温め、
この温められた空気は屋根勾配に沿って上昇する。そし
て、この加熱空気は棟ダクト４に集められてからファン
７によりハンドリングボックス５に入り、ハンドリング
ボックス５から立下りダクト10内を流下し、蓄熱土間コ
ンクリート11と床パネル12との間の空気流通空間13へ入
る。この空気流通空間13では加熱空気が床パネル12を介
して直接床面下を温めるのと、蓄熱土間コンクリート11
に蓄熱させるのと、吹出口14から温風として直接室内へ
吹出されるのとの３通りの暖房作用を行う。

【０００８】一方、お湯とりコイル15で、ここに循環配
管16を介して貯湯槽17から送り込まれる水が加熱され、
湯として貯湯槽17へ蓄えられ、さらにここから必要に応
じて追焚き用の補助ボイラー18で再加熱されて給湯配管
から各所へ給湯される。

【０００９】ところで、夏季等高温時で暖房の必要のな
い季節では屋根板１で温められた加熱空気は全部外気に
放出して捨てることが必要となる。その場合は流路切換
えダンパー８で流出側の一方である立下りダクト10側を
閉塞し、流出側の他の一方である排気ダクト９側を開放
すれば、ハンドリングボックス５から加熱空気は排気ダ
クト９を介して屋外へ捨てられる。なお、加熱空気はハ
ンドリングボックス５を通ることでお湯とりコイル15の
加熱は行うので、夏季等高温時でも太陽熱利用で湯が得
られることは確保できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような太陽光によ
り集熱した加熱空気を利用するソーラーシステムハウス
では、日射量が充分かつ長時間ある時は効果的である
が、太陽光の無い夜間や日射が強くない朝方などには熱
量不足となり効果が薄れてしまうおそれがある。このう
ち夜間に関しては昼間に充分な日射量が得られていれ
ば、蓄熱土間コンクリート11に蓄熱された熱が放熱され
ることである程度の暖房効果の持続は得られるがこれも
時間の経過とともに熱量不足となることはいなめない。

【００１１】また、朝方や天気のよくない日などは蓄熱
土間コンクリート11からの放熱量が低下して熱量不足と
なる。

【００１２】本発明の目的は前記不都合を解消し、太陽
光により集熱した加熱空気を取り入れて暖房に利用しよ
うとする場合に、充分な太陽光がない場合でも確実に床
下暖房を継続できるソーラーシステムハウスおよびそれ
に使用するハンドリングボックスを提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、屋根板直下に屋根勾配を有する空気流路を形
成し、この空気流路の一端は空気取入口として開口し、
他端は集熱ボックスとしての棟ダクトに連通させ、ファ
ン及びお湯とりコイルを内蔵するボックスを屋根裏空間
に設置するとともに、このボックスの流入側を前記棟ダ
クトに連通させ、流出側を立下りダクトの上端に連結
し、立下りダクト下端は蓄熱土間コンクリートと床パネ
ルとの間の空気流通空間に開口し、該空気流通空間から
室内への吹出口を設け、前記お湯とりコイルは循環配管
で貯湯槽と連結し、該貯湯槽には風呂や洗面所、台所へ
とつながる給湯配管を接続するソーラーシステムハウス
において、ハンドリングボックス内に補助暖房コイルを
設け、この補助暖房コイルを暖房専用ボイラーに接続さ
せたこと、および、暖房専用ボイラーは、貯湯槽からの
給湯配管途中に設ける追焚き用の補助ボイラーに組込む
こと、さらに、お湯とりコイルおよび補助暖房コイルは
フィンチューブ形のコイルであり、同一フィンにお湯と
りチューブと暖房チューブとを並列させた１台の兼用形
コイルであることを要旨とするものである。

【００１４】

【作用】請求項１および請求項４記載の本発明によれ
ば、朝方など加熱空気が充分棟ダクトに集められない時
は、暖房専用ボイラーを作動させてハンドリングボック
ス内の補助暖房コイルを加熱すれば、このハンドリング
ボックス内に入る空気を該補助暖房コイルで温めて加熱
空気とし、該ハンドリングボックスから立下りダクトを
介して蓄熱土間コンクリートと床パネルとの間の空気流
通空間に流す。この加熱空気が床パネルを介して直接床
面下を温め、また、吹出口から温風として直接室内へ吹
出される。夜間等で蓄熱土間コンクリートに蓄熱された
熱の放熱量が低下した場合や天気のよくない日なども同
様である。

【００１５】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、補助暖房コイルの熱源となる暖房専用ボイラ
ーは、ハンドリングボックス内のお湯とりコイルから得
る湯の追焚き用の補助ボイラーに組込まれた暖房専用ボ
イラーを使用できるので、この暖房専用ボイラーを特別
な場所に設ける必要がなく設備の簡素化が図れる。

【００１６】請求項３記載の本発明によれば、お湯とり
コイルおよび補助暖房コイルを１台の兼用形コイルとし
てハンドリングボックス内に収めることができるので、
場所を取らず、ハンドリングボックスを大型のものとし
ないですむ。また、お湯とりコイルおよび補助暖房コイ
ルをそれぞれ設ける場合に比べてフィンを兼用できるの
で、通風抵抗が少なくてすみ、ファンの負荷も小さいも
のですむ。また、お湯とりチューブと暖房チューブとは
同時使用はないので、使用してない一方のチューブにフ
ィンと同じく熱交換機能を持たせることが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明のソーラーシステムハウスの概
要を示す縦断側面図、図２は本発明で使用するハンドリ
ングボックスの縦断側面図で、図１においては前記従来
例を示す図５と同一構成要素には同一参照符号を付した
ものである。

【００１８】ソーラーシステムハウス全体の概要は前記
従来例と同じであり、屋根板１の直下に屋根勾配を有す
る空気流路２を形成し、この空気流路２の一端は軒先下
面や小屋裏に換気されている小屋裏空間に外気取入口３
として開口し、他端は断熱材による集熱ボックスとして
の棟ダクト４に連通させ、この棟ダクト４と立下りダク
ト10との間にハンドリングボックス５を設置し、立下り
ダクト10の下端は蓄熱土間コンクリート11と床パネル12
との間の空気流通空間13に開口し、また、該空気流通空
間13から室内への吹出口14を設ける。

【００１９】図２に前記ハンドリングボックス５の詳細
を示すと、ハンドリングボックス５は、逆流防止ダンパ
ー６、ファン７及び流路切換えダンパー８を設け、逆流
防止ダンパーの流入側を前記棟ダクト４に連通させ、流
路切換えダンパー８の流出側の一方を立下りダクト10の
上端に連結したものである。この流路切換えダンパー８
はハンドリングボックス５の排気ダクト接続口35と立下
りダクト接続口36間に途中を巾方向に軸支した回動板で
ある。また、前記排気ダクト接続口35を水平に仕切る仕
切板37を内側に向けて突設し、流路切換えダンパー８は
その一端を仕切板37端に当接させる。このようにして、
流路切換えダンパー８はハンドリングボックス５内と立
下りダクト接続口36との間を閉鎖する場合は、図２に点
線で示すように、一端が仕切板37に係合して立下りダク
ト接続口36と排気ダクト接続口35の下半分とを連通させ
るように位置付ける。

【００２０】ハンドリングボックス５の逆流防止ダンパ
ー６の流入側は棟ダクト４に接続されるが、この逆流防
止ダンパー６の流入側は天井等で吸込口20により室内に
開口する循環用ダクト19にも接続され、該逆流防止ダン
パー６はこの棟ダクト４側と循環用ダクト19側との流路
を切り換える流路切換えダンパーとして構成した。

【００２１】ハンドリングボックス５内で、逆流防止ダ
ンパー６とファン７との間にお湯とりコイル15を設け、
このお湯とりコイル15は循環配管16で貯湯槽17と連結
し、該貯湯槽17には追焚き用の補助ボイラー18を途中へ
設けて、風呂や洗面所、台所へとつながる給湯配管21を
接続する。

【００２２】また、ファン７と流路切換えダンパー８と
の間に補助暖房コイル23を設け、この補助暖房コイル23
を循環配管26により屋外等に設置する暖房専用ボイラー
24に接続する。この暖房専用ボイラー24は前記追焚き用
の補助ボイラー18に組込む暖房専用のボイラーを使用す
ることができる。

【００２３】これらお湯とりコイル15と補助暖房コイル
23はいずれもフィンチューブ形のコイルであり、お湯と
りコイル15はフィン27とお湯とりチューブ15ａとを組合
せ、補助暖房コイル23はフィン27と暖房チューブ23ａと
を組合せてなる。なお、図２においてお湯とりコイル15
と補助暖房コイル23との位置を入換えてもよい。

【００２４】また、他の実施例として図３に示すよう
に、お湯とりチューブ15ａと暖房チューブ23ａを同一フ
ィン27に並列させ、お湯とりコイル15と補助暖房コイル
23とを１台の兼用形コイルとして構成し、これをハンド
リングボックス５内に収めるようにすることもできる。
この場合、暖房チューブ23ａはお湯とりチューブ15ａよ
りも少し太めのチューブを使用する。

【００２５】さらに、ファン７のモーターを羽根の回転
を阻害しないようなケース30で内部に空所を確保して囲
い、このケース30を中央にして内部の空所に連通するよ
うな配管31を設けた。この配管31はハンドリングボック
ス５を上下方向に貫通するものである。なお、これらケ
ース30や配管31はその外部を断熱材で覆うか、もしくは
断熱材でそれ自体を構成するものとする。

【００２６】次に、本発明のソーラーシステムハウスに
おける温度コントロールについて説明する。図４に示す
ように、棟ダクト４にこの棟ダクト内の集熱温度を感知
するものとして温度センサー25ａを設け、ハンドリング
ボックス５内のお湯とりコイル15付近に集熱温度を感知
する高温センサーとしての温度センサー25ｂを設ける。
また、室内に温度センサー25ｃと25ｄを設けるが、この
うち温度センサー25ｃは室温設定用のもの、温度センサ
ー25ｄはお湯採りの湯の温度設定用のものである。さら
に、貯湯槽17に前記高温センサーとしての温度センサー
25ｂに対応するものとして低温センサーとしての温度セ
ンサー25ｅを設ける。

【００２７】これら温度センサー25ａ〜25ｅは制御装置
28に接続され、またハンドリングボックス５の逆流防止
ダンパー６の駆動モータやとファン７のモータ、貯湯槽
17のポンプ、補助ボイラー18や暖房専用ボイラー24の着
火機構などもこの制御装置28に接続される。

【００２８】太陽光が屋根板１にまだ当たらない朝方
は、温度センサー25ａで感知される棟ダクト４内の空気
温度も低い。この場合、逆流防止ダンパー６は循環用ダ
クト22側を開き、棟ダクト４側を閉じている。また、流
路切換えダンパー８は排気ダクト接続口35を閉鎖し、フ
ァン７と立下りダクト接続口36を連通させる。この状態
でファン７を駆動すると冷たい空気が吹出口14から室内
に出され暖房とは逆効果となる。従って、温度センサー
25ｃが設定温度以下である場合、まず、暖房専用ボイラ
ー24の着火を行い、補助暖房コイル23を加熱する。これ
により、室内から循環用ダクト19を経てハンドリングボ
ックス５に入る空気は補助暖房コイル23で加熱され、温
風となって立下りダクト10を下り、吹出口14から室内に
吹き出されて暖房を行う。

【００２９】太陽光が屋根板１に当たり出し、棟ダクト
４内の温度センサー25ａが設定温度以上になると、逆流
防止ダンパー６が反転して棟ダクト４側を開き、循環用
ダクト22側を閉じる。そして、ファン７が始動して集熱
を始める。この集熱を始めても補助暖房コイル23はまだ
加熱を続けている。しかし、集熱空気温度が補助暖房コ
イル表面温度以上あれば事実上補助暖房ボイラーの負荷
はなくなる。温度センサー25ｃは室温が設定温度以上に
なると制御装置28を介して暖房専用ボイラー24を自動的
に停止し、これにより補助暖房コイル23での加熱も停止
する。

【００３０】棟ダクト４に集められた加熱空気がハンド
リングボックス５に入り、ハンドリングボックス５から
立下りダクト10内を流下し、蓄熱土間コンクリート11と
床パネル12との間の空気流通空間13へ入り、床パネル12
を介して直接床面下を温めるのと、蓄熱土間コンクリー
ト11に蓄熱させるのと、吹出口14から温風として直接室
内へ吹出されるのとの３通りの暖房作用を行うことで、
室温は徐々に上がっていくが、室温が上がり過ぎないう
ちはお湯採りはまだ開始されない。

【００３１】温度センサー25ｄの感知で室温がお湯採り
の設定温度になると、貯湯槽17内のポンプが作動し、循
環配管16を介してお湯とりコイル15との間でお湯が循環
を始める。なお、ポンプの作動にはハンドリングボック
ス５内の温度センサー25ｂと貯湯槽17内の温度センサー
25ｅとの間に一定温度以上の差温があることが必要であ
る。お湯採り開始の午前中にはこの差温がかなりある
が、お湯とりコイル15内にお湯が循環を繰り返すうち
に、貯湯槽17内の温度はどんどん上がり、差温が一定以
下になるとポンプが止まり、お湯採りは停止する。

【００３２】また、前記暖房専用ボイラー24および補助
暖房コイル23は温度センサー25ｃで感知する室温が設定
温度以上にならない場合には自動的に駆動され、夜間や
天気のよくない日などもこの補助暖房コイル23により暖
房することができる。

【００３３】前記ファン７が駆動する時にこのファン７
の温度が上がると、配管31に煙突効果で上昇気流が生
じ、ハンドリングボックス５を下から上へと抜ける空気
の流れでケース30内の前記モーターは冷却される。

【００３４】一方、夏等の暖房がいらない季節の集熱時
には、逆流防止ダンパー６は循環用ダクト19の接続口を
閉じ、棟ダクト４へ連結する接続口を開く。また、流路
切換えダンパー８はファン７と立下りダクト接続口36の
間を閉鎖し、ファン７と排気ダクト接続口35を連通させ
る。この状態では逆流防止ダンパー６は一端が仕切板37
端の係止フランジに係合して立下りダクト接続口36と排
気ダクト接続口35の前記仕切板37下の半分とを連通させ
る。このようにしてファン７を駆動すれば、棟ダクト４
に集められた加熱空気はハンドリングボックス５に入
り、お湯とりコイル15を加熱してから排気ダクト接続口
35を介して排気ダクト９を流れ屋外へ捨てられる。その
際、このようにファン７から直接排気ダクト９へ送り込
まれる空気が立下りダクト10へ誘引力を与え、床下の空
気は立下りダクト10および立下りダクト接続口36を介し
て排気ダクト９へ吸い込まれるので床下の換気も同時に
行うことができる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように本発明のソーラーシス
テムハウスおよびそれに使用するハンドリングボックス
は、太陽光により集熱した加熱空気を取り入れて暖房に
利用しようとする場合に、充分な太陽光がない場合でも
確実に床下暖房を継続できるものである。しかも、ハン
ドリングボックス内に補助暖房コイルを組込むようにし
てかかる熱量不足を補うものであるから、場所を取ら
ず、システム設備の有効利用ができるものである。

【００３６】また、お湯とりコイルおよび補助暖房コイ
ルを１台の兼用形コイルとしてハンドリングボックス内
に収めるようにすれば、ハンドリングボックスを大型の
ものとしないですみ、さらにお湯とりコイルおよび補助
暖房コイルをそれぞれ設ける場合に比べてフィンを兼用
できるので、通風抵抗が少なくてすみ、ファンの負荷も
小さいものですむ。しかも、お湯とりチューブと暖房チ
ューブとは同時使用はないので、使用してない一方のチ
ューブにフィンと同じく熱交換機能を持たせることが可
能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソーラーシステムハウスの１実施例を
示す縦断側面図である。

【図２】本発明のソーラーシステムハウスで使用するハ
ンドリングボックスの第１実施例を示す縦断側面図であ
る。

【図３】本発明のソーラーシステムハウスで使用するハ
ンドリングボックスの第２実施例を示す縦断側面図であ
る。

【図４】本発明のソーラーシステムハウスの配線の全体
を示す斜視図である。

【図５】ソーラーシステムハウスの従来例を示す縦断側
面図である。

【符号の説明】

１…屋根板 ２…空気流路 ３…外気取入口 ４…棟ダクト ５…ハンドリングボックス ６…逆流防止ダ
ンパー ７…ファン ８…流路切換え
ダンパー ９…排気ダクト 10…立下りダク
ト 11…蓄熱土間コンクリート 12…床パネル 13…空気流通空間 14…吹出口 15…お湯とりコイル 15ａ…お湯とり
チューブ 16…循環配管 17…貯湯槽 18…補助ボイラー 19…循環用ダク
ト 20…吸込口 21…給湯配管 23…補助暖房コイル 23ａ…暖房チューブ 24…暖房専用ボ
イラー 25ａ〜25ｅ…温度センサー 26…循環配管 27…フィン 28…制御装置 30…ケース 31…配管 35…排気ダクト接続口 36…立下りダク
ト接続口 37…仕切板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根板直下に屋根勾配を有する空気流路
   を形成し、この空気流路の一端は空気取入口として開口
   し、他端は集熱ボックスとしての棟ダクトに連通させ、
   ファン及びお湯とりコイルを内蔵するボックスを屋根裏
   空間に設置するとともに、このボックスの流入側を前記
   棟ダクトに連通させ、流出側を立下りダクトの上端に連
   結し、立下りダクト下端は蓄熱土間コンクリートと床パ
   ネルとの間の空気流通空間に開口し、該空気流通空間か
   ら室内への吹出口を設け、前記お湯とりコイルは循環配
   管で貯湯槽と連結し、該貯湯槽には風呂や洗面所、台所
   へとつながる給湯配管を接続するソーラーシステムハウ
   スにおいて、ハンドリングボックス内に補助暖房コイル
   を設け、この補助暖房コイルを暖房専用ボイラーに接続
   させたことを特徴とするソーラーシステムハウス。
2. 【請求項２】 暖房専用ボイラーは、貯湯槽からの給湯
   配管途中に設ける追焚き用の補助ボイラーに組込む請求
   項１記載のソーラーシステムハウス。
3. 【請求項３】 お湯とりコイルおよび補助暖房コイルは
   フィンチューブ形のコイルであり、同一フィンにお湯と
   りチューブと暖房チューブとを並列させた１台の兼用形
   コイルである請求項１および請求項２記載のソーラーシ
   ステムハウス。
4. 【請求項４】 屋根裏空間等に設置するものとして、屋
   根板直下に形成した空気流路に連通する集熱ボックスと
   しての棟ダクトへの接続口と、屋外に開口する排気ダク
   トへの接続口と蓄熱土間コンクリートと床パネルとの間
   の空気流通空間に端部が開口する立下りダクトへの接続
   口とがあり、ファンを設置したボックスであり、該ボッ
   クスの棟ダクトへの接続口には逆流防止を行う逆流防止
   ダンパーを設け、排気ダクトへの接続口と立下りダクト
   への接続口にはこの両接続口への送気切換えを行う流路
   切換えダンパーを設け、ファンの前または後にお湯とり
   コイルと補助暖房コイルとを設けたことを特徴とするソ
   ーラーシステムハウスに使用するハンドリングボック
   ス。