JPH0762544B2 - 熱交換型強制換気式家屋 - Google Patents

熱交換型強制換気式家屋

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JPH0762544B2
JPH0762544B2 JP3025541A JP2554191A JPH0762544B2 JP H0762544 B2 JPH0762544 B2 JP H0762544B2 JP 3025541 A JP3025541 A JP 3025541A JP 2554191 A JP2554191 A JP 2554191A JP H0762544 B2 JPH0762544 B2 JP H0762544B2
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air
outside air
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heat exchange
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壮弌 松家
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壮弌 松家
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • F24F5/005Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground using energy from the ground by air circulation, e.g. "Canadian well"
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/40Geothermal heat-pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54Free-cooling systems

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家屋内を換気するに際
して地熱、所謂生活熱を利用することにより冬期におけ
る暖房の省エネルギー化を図った熱交換型強制換気式家
屋に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、寒冷地の家屋については、冬期に
おける住生活を快適なものにするために家屋の高断熱化
と高気密化が積極的に行われている。この高気密化に伴
って重要になるのが家屋内の換気である。気密性の向上
に伴って換気性が低下すると、室内には次第に汚染空気
や臭気が充満するし、結露の原因となる湿気が高くなっ
てカビの発生を招くことになる。
【0003】そこで、室温を低下させずに室内の換気を
行うことが必要になり、これまでに種々の換気技術が提
供されている。例えば、冷たい外気と室内からの暖かい
排気とをボックス型の熱交換器に導き、吸気と排気の間
で熱交換を行うと共に、温水ボイラーで加熱したパイプ
に吸気を接触させて温風として室内に吹き込む方法、或
は吸気パイプを地下に埋設して地熱により外気を暖め、
更に暖房器具の排熱を利用した温水により加熱したパイ
プに吸気を接触させて温風として室内に吹き込む方法が
ある。
【0004】更には、屋根に設置したソーラーパネルで
暖めた外気を床下の蓄熱層に導いた後室内に吹き込み、
室内からは直接外部に排気する方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術のうちボックス型の熱交換器を用いるものにあっ
ては、熱交換効率が低いという欠点があるし、排出空気
を量的にも十分利用できないという欠点がある。また、
吸気パイプを地下に埋設する方法及びソーラーパネルを
利用する方法にあっては、排気熱を積極的に利用しない
で屋外に放出しており、熱エネルギーの有効利用に欠け
る面がある。
【0006】本発明は上述した従来技術の欠点、問題点
に鑑みなされたもので、地熱、生活熱を積極的に利用す
ると共に、熱交換効率が高くしかも排気熱を量的にも十
分に利用できるようにした熱交換型強制換気式家屋を提
供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために構成された本発明の手段は、家屋本体を支持すべ
く地中から地上に突設された枠状の布基礎と、該布基礎
の内側に位置して前記地上の上側に設けられた蓄熱部
と、該蓄熱部の上方を覆うように前記布基礎の上端側に
設けられ、前記布基礎及び蓄熱部とによって内側に熱交
換室を形成する床部と、該床部と蓄熱部との間に配設さ
れ、前記熱交換室を上側外気流通部と下側排気流通部と
に画成すると共に、該上側外気流通部と下側排気流通部
との間で熱交換を行わせる熱交換用仕切材と、前記上側
外気流通部内に外気を導入すべく一端側が前記家屋本体
の外側に開口し、途中が前記蓄熱部に埋設された外気導
入管と、該外気導入管を介して前記上側外気流通部内に
導入された外気を前記家屋本体内に供給すべく前記床部
に設けられた空気吹出口と、前記家屋本体内と下側排気
流通部内とを連通する集気ダクトと、一端側が前記下側
排気流通部に開口し、他端側が前記家屋本体外に開口
し、途中が該集気ダクトと連通した排出管と、該排出管
に設けられた換気用ファンと、前記排出管と集気ダクト
との間に設けられ、前記家屋本体内の空気の流動方向を
前記下側排気流通部側及び排出管側のいずれか一方に切
り換えるダンパとからなる。
【0008】
【作用】冬期には集気ダクトと排出管との間をダンパで
遮断した状態で換気用ファンを作動させる。熱交換室内
の下側排気流通部が負圧になり、集気ダクトを介して家
屋本体内の汚れた暖かい空気が該流通部内に吸引される
結果、外気導入ダクトを介して新鮮な冷たい空気が上側
外気流通部内に吸引される。
【0009】そして、熱交換室内で熱交換用仕切材を介
して暖かい空気と冷たい空気との熱交換が広い面積でゆ
っくり行われ、新鮮な冷たい外気は新鮮な暖かい空気と
なって家屋本体内に供給される。また、外気導入管内を
流動する冷たい外気は蓄熱部によって暖められる。
【0010】一方、夏期にはダンパを開状態にして集気
ダクトと排出管との間を連通させ、この状態で換気用フ
ァンを作動させる。家屋本体内の空気は集気ダクト、ダ
ンパを順次介して排出管から屋外に排出される。そし
て、外気導入管を介して外気が上部外気流通部から家屋
本体内に供給されるが、この間外気は外気温より低温の
蓄熱部によって冷却される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。図において、1は地中Aから地上に突設された鉄筋
コンクリート製の枠状の布基礎で、該布基礎1は外側を
平面略矩形状に囲繞する外側基礎1A、1B、1C、1
Dと、内側を5つに仕切る内側基礎1E、1F、1G、
1H、1Jとからなっており、該内側基礎1E、1F、
1G、1Hには通気口2、3、4、5がそれぞれ形成さ
れている。
【0012】6は前記布基礎1の上に設けられた家屋本
体で、該家屋本体6は布基礎1に固定された土台6Aに
立設された外壁6B及び仕切壁6Cと、該外壁6B及び
仕切壁6C上に位置する天井小屋裏6Dと、上方を覆う
屋根6Eとから大略構成されており、家屋本体6内は複
数の部屋7、8、・・・(図中は2部屋のみ示す)に画
成されている。
【0013】9は前記外側基礎1A、1B、1C、1D
によって囲繞され、外周側地表より凹陥した地表上に設
けられた蓄熱部で、該蓄熱部9は例えば割りぐり石を所
定の厚さに敷設したものから構成されている。
【0014】10は前記蓄熱部9の上方を覆うように布
基礎1の上端側に水平に設けられたコンクリートスラブ
で、該コンクリートスラブ10には前記各部屋7、8、
・・・に開口する空気吹出口11、11、・・・が形成
されている。
【0015】12は前記コンクリートスラブ10、布基
礎1及び蓄熱部9によって床下に形成された熱交換室を
示す。13は該熱交換室12内の上部側に位置して外側
縁13Aが布基礎1に取着された仕切材で、該仕切材1
3によって熱交換室12内は前記空気吹出口11、1
1、・・・と連通する上側外気流通部12Aと、該上側
外気流通部12Bの倍以上の容積のある下側排気流通部
12Bとに画成されている。そして仕切材13は上側外
気流通部12Aと下側排気流通部12Bとの間で熱交換
を行うことができるように、例えばビニルシートや耐蝕
処理を施した薄型鉄板からなる熱交換用仕切材として構
成されている。
【0016】次に、14は上側外気流通部12A内に外
気を導入するための外気導入管で、該外気導入管14は
吸気口14A側が布基礎1の外側に位置して地上に突出
し、排気口14Bが上側外気流通部12Aに連通してお
り、中間部14Cを蓄熱部9内に埋設することによって
蓄熱部9との間で熱交換を行うことができるようになっ
ている。
【0017】一方、15は各部屋7、8、・・・内の汚
れた空気を下側排気流通部12B内に導くための集気ダ
クトを示し、該集気ダクト15は一側の吸込口15Aが
各部屋7、8、・・・に開口し、他側の吐出口15Bが
下側排気流通部12Bに連通している。
【0018】16は下側排気流通部12B内の空気を屋
外に排出するための排出管で、該排出管16は下側排気
流通部12Bに開口する吸入口16Aと、家屋本体6の
外部に開口する排出口16Bとを有しており、途中は連
通管17を介して前記集気ダクト15の途中と連通して
いる。18は電動式の換気用ファンで、該換気用ファン
18は前記連通管17よりも下流側に位置して排出管1
6の途中に設けられている。
【0019】19は前記連通管17に設けられたダンパ
を示し、該ダンパ19を開閉操作することによって、集
気ダクト15内に吸引した汚れた空気の流れる方向を排
出管16側又は下側排気流通部12B側のいずれかに切
り換えることができる。
【0020】更に20は太陽熱収集装置を示し、該装置
20は屋根裏内に開口する流入口21Aを有し、屋根6
Eの外側に設置された集熱パネル21と、該集熱パネル
21の流出口21Bに接続した状態で屋根裏内に設置さ
れた集熱ダクト22と、一端側が該集熱ダクト22に接
続し、他端側が下側排気流通部12B内に開口した熱風
吹込ダクト23と、該熱風吹込ダクト23の途中に設け
られた送風用ファン24とから構成されている。
【0021】なお、図中25、25、・・・はコンクリ
ートスラブ10に埋設した温水パイプで、該温水パイプ
25は図示しない温水ボイラと接続されている。また、
26は上端側が上側外気流通部12Aに開口し、下端側
が蓄熱部9内に開口した結露水排出管、27、27、・
・・は床下に屋外の冷気が侵入するのを防止するため、
布基礎1の外面に設けられた断熱材である。
【0022】本実施例の家屋は上述の如く構成される
が、次にその作用について冬期、夏期の順に説明する。
冬期においては、ダンパ19を閉状態にして集気ダクト
15と排出管16を遮断しておき、換気用ファン18を
24時間運転する。これにより、下側排気流通部12B
内の汚れた暖かい空気は第2図中一点鎖線で示すよう
に、布基礎1の各通気口2、3、4、5を順次通ってゆ
っくりした速度で流動し、排出管16から屋外に排出さ
れる。
【0023】この結果、下側排気流通部12B内は負圧
になるから、集気ダクト15を介して各部屋7、8、・
・・内の汚れた暖かい空気が下側排気流通部12B内に
吸引されることになる。これにより各空気吹出口11を
介して上側外気流通部12A内の新鮮な空気が各部屋
7、8、・・・内に吸引される結果、該上側外気流通部
12A内には屋外に吸気口14Aを有する外気導入管1
4を介して新鮮な冷たい空気が吸い込まれることにな
る。
【0024】上述した新鮮な空気を吸入し汚れた空気を
排出するという換気行程の途中で、上側外気流通部12
A内に導かれた冷たい外気と下側排気流通部12B内に
導かれた暖かい排気との間の熱交換が行われる。即ち、
家屋本体6の床下全体には上側外気流通部12Aと下側
排気流通部12Bを形成する容積の大きい熱交換室12
が設けてあり、熱交換室12内には平面積の大きい熱交
換用仕切材13が全面的に配設してある。このため、該
仕切材13を介して上側外気流通部12Aと下側排気流
通部12Bとの間で効率の高い熱交換を実現でき、各部
屋7、8、・・・内には新鮮で暖かい空気を各空気吹出
口11から吹き込むことができる。
【0025】また、熱交換室12の下方は蓄熱部9に構
成してあり、暖房の不必要な日中の時間帯には排気熱を
貯えることにより、吸気口14Aから外気導入管14内
に流入した冷たい外気を暖めて上側外気流通部12Aに
送ることができる結果、熱交換室12内での熱交換効率
を一層高めることができる。
【0026】そして、温水パイプ25と温水ボイラとの
間で温水を循環させてコンクリートスラブ10を暖める
ことにより、上側外気流通部12A内の新鮮な空気を更
に暖めることができる。
【0027】更に本実施例においては、太陽熱収集装置
20を設けており、集熱パネル21で加熱した空気を一
旦集熱ダクト22に集めた後、送風用ファン24を介し
て熱風吹込ダクト23から下側排気流通部12B内に熱
風を吹き込むことにより、蓄熱部9の蓄熱量を大幅に高
めることができる。
【0028】以上は冬期の場合の作用であるが、夏期に
おいてはダンパ19を開状態にして集気ダクト15と排
出管16を連通させ、この状態で換気ファン18を24
時間運転させる。これにより、各部屋7、8、・・・内
の汚れた空気は集気ダクト15の途中から連通管17、
排出管16を介して屋外に放出される。
【0029】そして、負圧になる各部屋7、8、・・・
内には外気導入管14、上側外気流通部12A、空気吹
出口11を順次介して屋外の新鮮な空気が吸引される
が、この空気は外気導入管14内を流動する間夏期には
屋外の気温より低温状態になる蓄熱部9によって冷却さ
れる結果、各部屋7、8、。。。内には外気温より低温
の新鮮な空気を供給できることになる。
【0030】また、夏期における上記換気行程において
は、湿度の高い外気が低温のコンクリートスラブ10下
面や熱交換用仕切材13と接触することによって結露水
が発生するが、この結露水は配水管26を介して蓄熱部
9に排出することにより、各部屋7、8、・・・には外
気よりも湿度の低い快適な空気を供給することができ
る。
【0031】本実施例の作用は叙上の如くであるが、家
屋の施工にあっては、布基礎1の設置、蓄熱部9を構成
する割ぐり石の敷き込み、布基礎1への熱交換用仕切材
13の内設、コンクリートスラブ10を構成するデッキ
プレートの配設、温水パイプ26の敷設そしてコンクリ
ートスラブ10用コンクリートの流し込みといった各作
業を連続して行うことができるから、従来以上に作業効
率を高めることができる。しかも、床盤設置のための型
枠を不要にできるから、建設費を低減することができ
る。
【0032】なお、本実施例では床部をコンクリートス
ラブ10として構成したが熱交換室12を気密に形成で
きるのであれば、床部をコンクリート以外の他の材料で
構成してもよい。
【0033】
【発明の効果】本発明は以上詳述した如くであって、布
基礎によって囲繞される床下空間に容積の大きい熱交換
室を形成すると共に蓄熱部を設け、該熱交換室内に冷た
い外気と暖かい空気を導いて熱交換するように構成した
から、地熱、生活熱を積極的にしかも量的に十分活用す
ることができ、また熱交換効率も向上できる結果、省エ
ネルギーの熱交換型換気を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る熱交換型強制換気式家屋
の全体構成を示す断面図。
【図2】図1中のII−II矢示方向断面図。
【図3】図1中の要部拡大図。
【符号の説明】
1 布基礎 6 家屋本体 9 蓄熱部 11 空気吹出口 13 熱交換用仕切材 14 外気導入管 15 集気ダクト 16 排出管 18 換気用ファン 19 ダンパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F28D 20/00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 家屋本体を支持すべく地中から地上に突
    設された枠状の布基礎と、該布基礎の内側に位置して前
    記地上の上側に設けられた蓄熱部と、該蓄熱部の上方を
    覆うように前記布基礎の上端側に設けられ、前記布基礎
    及び蓄熱部とによって内側に熱交換室を形成する床部
    と、該床部と蓄熱部との間に配設され、前記熱交換室を
    上側外気流通部と下側排気流通部とに画成すると共に、
    該上側外気流通部と下側排気流通部との間で熱交換を行
    わせる熱交換用仕切材と、前記上側外気流通部内に外気
    を導入すべく一端側が前記家屋本体の外側に開口し、途
    中が前記蓄熱部に埋設された外気導入管と、該外気導入
    管を介して前記上側外気流通部内に導入された外気を前
    記家屋本体内に供給すべく前記床部に設けられた空気吹
    出口と、前記家屋本体内と下側排気流通部内とを連通す
    る集気ダクトと、一端側が前記下側排気流通部に開口
    し、他端側が前記家屋本体外に開口し、途中が該集気ダ
    クトと連通した排出管と、該排出管に設けられた換気用
    ファンと、前記排出管と集気ダクトとの間に設けられ、
    前記家屋本体内の空気の流動方向を前記下側排気流通部
    側及び排出管側のいずれか一方に切換えるダンパとから
    構成してなる熱交換型強制換気式家屋。
JP3025541A 1991-01-25 1991-01-25 熱交換型強制換気式家屋 Expired - Lifetime JPH0762544B2 (ja)

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JP2010276329A (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 Ac Core:Kk 地中熱利用建物
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CN103123177B (zh) * 2013-03-18 2016-04-06 黄善同 智能温度阶跃储热式太阳能热水器

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