JPH08189102A - 家屋の空調方法および空調装置を備えた家屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 夏は室内に冷気を送り、冬は家屋内の暖気を
有効に利用して、冷暖房費を節約できるようにする。 【構成】 空調装置を備えた家屋Ａは、外断熱構造とし
た家屋本体１と、この家屋本体１の床下部、壁裏部、小
屋裏部等に配設された通風路２と、太陽熱集熱装置３
と、家屋外部に配設してある熱交換装置４を備えてい
る。通風路２は、排気ファン２５０と、外気取入口２６
と、循環ファン２５１を備えている。太陽熱集熱装置３
は、前記通風路２と連通し、太陽熱を利用して空気を暖
める集熱管３４を有している。外気温が高い時には、排
気手段により家屋Ａの通風路２内の熱気を外部へ排出
し、太陽熱集熱装置３により供給される熱気を熱交換装
置４で涼気に変え、この涼気を室内に導入する。外気温
が低い時には、通風路２上部の暖気を通風路２下部へ引
き込み、更に太陽熱集熱装置３により供給される暖気を
通風路２下部に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、夏は室内に冷気を送
り、冬は家屋内の暖気を有効に利用して、冷暖房費を節
約できるようにした家屋の空調方法および空調装置を備
えた家屋に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般的な家屋においては、壁や床あるいは
天井部に断熱材を仕込んで冷暖房の効率を高めて少しで
も費用を節約できるようにしている。最近では、その効
率を更に高めるために、空調装置を備えた家屋が提案さ
れている。この家屋は、家屋の壁や床あるいは小屋裏部
に通風路を設け、夏は家屋内にこもった熱気を強制的に
外部に排出し、床下部からやや冷えた外気を導入して通
風路を循環させ、冬は家屋内や屋根あるいは壁からの暖
気を通風路に循環させて冷たい外気の影響を受けにくく
したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】けれども、上記したよ
うな従来の空調装置を備えた家屋には次のような課題が
あった。 （ａ）床下の地面の温度は夏で約２４℃で、その上を通
って床下から導入される空気の温度は外気温が３０℃の
場合でせいぜい２８℃程度であり、それを循環させても
室温に大きな差はない。また冬の場合においては日照時
間が短いうえに日射角度が低く、しかも冷たい外気によ
り熱が奪われる等、暖気が取りにくく、家屋内には暖気
は溜らない。このように、夏冬共に実際上はそれほどの
省エネルギー効果は得られない。 （ｂ）従来の空調装置では除湿機能が特に設けられてい
ないので、夏季の床下の冷気は湿度が高く室内に導入す
るのは問題がある。この為、単に通風路内を循環させて
いるだけであり、室内の温度を下げるのには効果が少な
い。また、在来在宅の場合は通風が十分行なわれない為
に家屋に湿気が溜り、家屋内部の各部に黴が発生して悪
臭がしたり、また腐食したりして家屋の耐用年数に少な
からず悪影響を与えている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の手段は次のとおりである。第１の発明
にあっては、外断熱を施した家屋の空調方法であって、
この空調方法は、外気温が高い時には、排気手段により
家屋の通風路内の熱気を外部へ排出し、太陽熱集熱装置
により供給される熱気を熱交換装置で涼気に変え、更に
この涼気を室内に導入し、外気温が低い時には、通風路
上部の暖気を通風路下部へ引き込み、更に太陽熱集熱装
置により供給される暖気を通風路下部に導入するように
した、家屋の空調方法である。

【０００５】第２の発明にあっては、空調装置を備えた
家屋であって、この家屋は、外断熱構造とした家屋本体
と、この家屋本体の床下部、壁裏部、小屋裏部等に配設
された通風路と、太陽熱集熱装置と、前記家屋外部に配
設してある熱交換装置と、を備え、前記通風路は、排気
ファンと、外気取入口と、循環ファンと、を備え、前記
太陽熱集熱装置は、前記通風路と連通し、太陽熱を利用
して空気を暖める集熱管を有している、空調装置を備え
た家屋である。

【０００６】第３の発明にあっては、空調装置を備えた
家屋であって、この家屋は、外断熱構造とした家屋本体
と、この家屋本体の床下部、壁裏部、小屋裏部等に配設
された通風路と、太陽熱集熱装置と、前記家屋外部に配
設してある熱交換装置と、を備え、前記通風路は、排気
ファンと、外気取入口と、循環ファンと、を備え、前記
太陽熱集熱装置は、前記通風路と連通し、太陽熱を利用
して空気を暖める集熱管を有しており、前記熱交換装置
は、水槽と、この水槽に隣設してある結露室と、前記水
槽内に配管してある熱交換導管と、結露室から露水を集
めて外部へ排出する排水装置と、を備えている、空調装
置を備えた家屋である。

【０００７】第４の発明にあっては、熱交換装置から部
屋までの通風経路には、エアフィルタが配設してある第
２または３の発明にかかる空調装置を備えた家屋であ
る。

【０００８】第５の発明にあっては、通風路上部の暖気
を通風路下部へ引き込む際の引込口は、通風路上部の頂
部またはその近傍に設けてある第２，３または第４の発
明にかかる空調装置を備えた家屋である。

【０００９】作 用 外気温が高い時には、前記排気ファンにより通風路内の
熱気を外部へ排出し、太陽熱集熱装置により供給される
熱気を前記熱交換装置で涼気に変え、同時に前記熱交換
装置の水槽内の水を暖め、涼気を室内に導入する。外気
温が低い時には、前記通風路上部の暖気を通風路下部へ
引き込み、前記太陽熱集熱装置により供給される暖気を
前記通風路下部に導入する。

【００１０】

【実施例】本発明を図面に示した実施例に基づき更に詳
細に説明する。図１は本発明にかかる空調装置を備えた
家屋の一実施例を示す説明図、図２は集熱ユニットの一
実施例を示す分解斜視図、図３は熱交換装置の一実施例
を示す説明図である。符号Ａは空調装置を備えた家屋
で、家屋本体１と、通風路２と、太陽熱集熱装置３と、
熱交換装置４とを備えている。家屋本体１は二階建て
で、基礎部、屋根部、外壁部は断熱材１０１を施した外
断熱構造となっている。なお家屋本体１は本実施例では
二階建てであるが平屋でもよい。二階には部屋１０、１
１があり、一階には部屋１２、１３がある。そして家屋
本体１の床下部、壁裏部、小屋裏部には各部屋１０、１
１、１２、１３の間を縫うように全体的に連通した上記
通風路２が設けてある。なお符号１２１、１３１は部屋
１２、１３と連通している換気口である。

【００１１】通風路２は、二階小屋裏通風路２０と二階
壁裏通風路２１と一階小屋裏通風路２２と一階壁部通風
路２３および一階床下通風路２４を備えている。二階小
屋裏通風路２０には、所要数の通気管２５が配設してあ
る。通気管２５の上部の吸気口２５２は、二階小屋裏通
風路２０のほぼ中央部の上部、つまり二階小屋裏通風路
２０の頂部またはその近傍に位置している。排出口側は
二階の軒下または妻側上部に位置しており、排気ファン
２５０が取付けてある。通気管２５のうちの幾つかは、
下方の一階床下通風路２４まで延長してある。その通気
管２５の一階床下通風路２４側の端部には循環ファン２
５１が設けてある。なお排気ファン２５０と循環ファン
２５１は、本実施例においては屋根上に設けられた太陽
電池１９を動力源として作動するようにしてあるが、屋
内電気配線と接続してもよい。一階床下通風路２４に
は、基礎部１４を貫通して外気取入口２６が設けてあ
る。外気取入口２６は形状記憶合金を利用したシャッタ
機構を有しており、気温がある一定の温度（一般には１
２℃〜２５℃で設定）より高くなるとシャッタが開き、
低くなるとシャッタが閉じるようになっている。なお一
階床下通風路２４の床部には湿気が高くならないように
防湿コンクリート１５が打ち込んである。

【００１２】一階壁部通風路２３には太陽熱集熱装置３
が配設されている。図２を参照して太陽熱集熱装置３の
構造を説明する。太陽熱集熱装置３は所要数の集熱ユニ
ット３０を連結した構造である。集熱ユニット３０は断
熱材で形成された基台３１を備えている。基台３１には
断面半円状の蛇溝３２が設けてあり、この蛇溝３１の両
端部は連通口溝３３ａとなっており、基台３１の一方側
に設けてある。また蛇溝３１の直線部には四本の銅製の
集熱管３４が嵌め込んである。そして基台３１の両端側
には、基台３１両端側の蛇溝３１の形状に対応する溝部
３７、３８を有する端部材３５、３６が集熱管３４の両
端部の一部を覆うように取付けてある。なお端部材３５
には基台３１の連通口溝３３ａに対応する連通口溝３３
ｂが両側に設けてあり、双方が合わさることにより連通
口３３が形成される。そしてこのように形成された集熱
ユニット３０を連通口３３を対応させながら幅方向に連
設し、表側にガラス板３９（図１に図示）を配設して太
陽熱集熱装置３が構成されている。そして集熱管３４が
日照を受けることができるように太陽熱集熱装置３は家
屋本体１外部に設けてある。また太陽熱集熱装置３には
温度センサ（図示省略）が設けてある。

【００１３】家屋本体１近くの地中には熱交換装置４が
埋設されている。埋設位置は限定はしないが日照を受け
にくいように家屋本体１の北側が望ましい。図３を参照
して熱交換装置４の構造を説明する。熱交換装置４は装
置本体４０を有している。装置本体４０は地中に埋設し
てあり、上部には作業蓋４１が設けてある。装置本体４
０は水槽４２を備え、その両側には結露室４３、４３ａ
が設けてある。結露室４３、４３ａの間には、水槽４２
内を通り、両端口を結露室４３、４３ａ内に開口してい
る所要数の熱交換導管４４が架設されている。各熱交換
導管４４は結露室４３ａ側が低くなるように傾斜させて
設けてある。結露室４３には導気管４８が接続され、結
露室４３ａには排気管４９が接続されている。両結露室
４３、４３ａの底部には露水を排出するための排水口４
３０が設けてある。

【００１４】装置本体４０には排水装置４５が隣設され
ている。排水装置４５は、排水口４３０の下部に配管さ
れた排水管４５０を有している。排水管４５０は熱交換
導管４４と同様に傾斜しており、排出側端部はやや高く
してある。そして端部は排水縦管４５１につながれてい
る。排水縦管４５１内には排水ポンプ４５２が配設して
あり、排水パイプ４５３は排水縦管４５１外部に延出し
てある。なお符号４００は装置本体４０が沈まないよう
にする台盤である。図１を参照する。導気管４８の端部
側は一階床下通風路２４内に導入してある。導気管４８
端部には電動式の三路シャッタ４８０が設けてある。三
路シャッタ４８０の上部導入側には他端側が太陽熱集熱
装置３に接続された導管４８１が接続されている。導管
４８１内には循環ファン４８２が備えてある。また三路
シャッタ４８０の側部には排出管４８３が接続されてい
る。

【００１５】この構造によれば、導管４８１からの空気
は三路シャッタ４８０の切り替えにより導気管４８と排
出管４８３の何れかを通じて送られる。排気管４９の端
部側は導気管４８と同様に一階床下通風路２４内に導入
してある。排気管４９の端部にはエアフィルタ４９０が
取付けてあり、排気管４９内には循環ファン４９１が備
えてある。エアフィルタ４９０の排気側には導管４９２
が接続してあり、導管４９２の端部は一階の部屋１２、
１３に設けてある吹出口１２０、１３０に接続してあ
る。なお、符号６はコントローラ、７は切替スイッチ、
８は温度調節器である。また符号５は補助温水器で、熱
交換装置４の水槽４２内上層の温水を吸水管５０により
汲み上げ、必要に応じてガス燃焼等により加熱し、風呂
等生活用温水として使用できるようにするものである。

【００１６】（作 用）図１ないし図３を参照して本実
施例の作用を説明する。 （１）夏季の場合 外気温が高い夏季には、コントローラ６のスイッチを夏
用に切り替える。これにより排気ファン２５０が作動
し、二階小屋裏通風路２０内部にこもった熱気を外部へ
排出する。なお通気管２５の吸気口２５２は二階小屋裏
通風路２０の頂部またはその近傍に設けてあり、基礎部
１４の外気取入口２６も開いているので、家屋本体１全
体の熱気も各通風路２１、２２、２３等を通り、通風路
２０へ効率よく集められ、排出される。また切替スイッ
チ７により三路シャッタ４８０は導気管４８側に切替え
られる。そして太陽熱集熱装置３内の温度センサの検知
により太陽熱集熱装置３内の温度を確認し、温度が高い
場合は循環ファン４８２と循環ファン４９１のスイッチ
を入れて作動させ、太陽熱集熱装置３で加熱された熱気
を熱交換装置４へ送る。

【００１７】熱気は導気管４８から結露室４３に入り、
各熱交換導管４４から結露室４３ａを通り、排気管４９
を通って通風路２４側へ送られる。なお、熱気が各熱交
換導管４４及び結露室４３、４３ａを通る際、水槽４２
内の水により冷やされている各接触面で熱交換が行わ
れ、熱気が涼気に変わる。またそれと同時に熱気中の湿
気が冷やされて結露し、露水は滴下して排水管４５０を
通って排水縦管４５１に入る。なお排水管４５０は水封
構造となっているので熱交換装置４を通る空気が排水管
４５０を通じて外部に排出されることはない。通風路２
４側へ送られた涼気はエアフィルタ４９０で濾されて吹
出口１２０、１３０から一階の部屋１２、１３に導入さ
れる。これにより部屋１２、１３の室温は下がり、エア
コンの効きがよくなる。外気温度がそれほど高くない場
合はエアコンをつける必要もなくなる。また熱交換装置
４の水槽４２内上層の温水は補助温水器５で汲み上げら
れ、必要に応じてガス燃焼等により加熱し、風呂等生活
用温水として使用される。

【００１８】（２）冬季の場合 外気温が低い冬季には、コントローラ６のスイッチを冬
用に切り替える。これにより循環ファン２５１が作動
し、二階小屋裏通風路２０の暖気を下方の一階床下通風
路２４へ導入する。また切替スイッチ７により三路シャ
ッタ４８０は排気管４８３に通じる側に切替わってお
り、基礎部１４の外気取入口２６も自動的に閉じてい
る。これにより、太陽熱集熱装置３からの暖気（２５℃
程度）は一階床下通風路２４内に導入される。なお太陽
熱集熱装置３内の温度が２５℃（任意に設定した温度）
以下になれば、温度センサの検知により循環ファン４８
２のスイッチが切れ、低温の空気が一階床下通風路２４
内に導入されないようにする。そして一階床下通風路２
４内に導入される暖気は、同時に導入される二階小屋裏
通風路２０の暖気と共に各通風路２０、２１、２２、２
３、２４内を循環する。よって、太陽熱集熱装置３から
取り込まれる太陽熱が無駄なく利用され、各通風路に蓄
積されて各部屋の室温が下がるのを防ぐのでエアコンや
ストーブ等の効きがよくなり、省エネルギー効果が期待
できる。なお、本発明は図示の実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲の記載内において種々の変形
が可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上記構成を備え、次の効果を有
する。 （ａ）外気温が高い夏季には、家屋本体上部の通風路内
の熱気を外部へ排出すると共に、熱交換装置により生活
水となる温水を作りながら涼気を作り、涼気を室内に送
って温度を下げることができるので、エアコンの効きが
よくなり省エネルギー効果を高めることができる。 （ｂ）熱交換装置には除湿機能を備えている。このため
家屋本体内や床下の湿気が取り除かれて家屋本体内部に
こもらず、また内部の各部に黴が発生して悪臭がするよ
うなこともなく、更に腐食しにくくなるので家屋の耐用
年数が伸びることが期待できる。 （ｃ）通風経路にエアフィルタを設けたものは部屋内に
導入される涼気に塵埃が混入しない。また、涼気を部屋
内に導入することによって室圧が上がる為に内部の汚れ
た空気や塵埃を室外に放出する。このことは、特に火山
灰の被害が多い地域等で有用である。 （ｄ）通風路上部の空気を下部へ引き込む際の引込口を
通風路上部の頂部またはその近傍に設けてあるものは通
風路内の空気が停滞なくむらなく循環するので熱効率が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる空調装置を備えた家屋の一実施
例を示す説明図である。

【図２】集熱ユニットの一実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図３】熱交換装置の一実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ 空調装置を備えた家屋 １ 家屋本体 ２ 通風路 ２５０ 排気ファン ２５２ 吸気口 ２６ 外気取入口 ３ 太陽熱集熱装置 ３４ 集熱管 ４ 熱交換装置 ４２ 水槽 ４３、４３ａ 結露室 ４４ 熱交換導管 ４５ 排水装置 ４９０ エアフィルタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外断熱を施した家屋の空調方法であっ
   て、この空調方法は、 外気温が高い時には、排気手段により家屋の通風路内の
   熱気を外部へ排出し、太陽熱集熱装置により供給される
   熱気を熱交換装置で涼気に変え、更にこの涼気を室内に
   導入し、 外気温が低い時には、通風路上部の暖気を通風路下部へ
   引き込み、更に太陽熱集熱装置により供給される暖気を
   通風路下部に導入するようにした、 家屋の空調方法。
2. 【請求項２】 空調装置を備えた家屋であって、この家
   屋は、 外断熱構造とした家屋本体と、 この家屋本体の床下部、壁裏部、小屋裏部等に配設され
   た通風路と、 太陽熱集熱装置と、 前記家屋外部に配設してある熱交換装置と、を備え、 前記通風路は、 排気ファンと、 外気取入口と、 循環ファンと、を備え、 前記太陽熱集熱装置は、 前記通風路と連通し、太陽熱を利用して空気を暖める集
   熱管を有している、 空調装置を備えた家屋。
3. 【請求項３】 空調装置を備えた家屋であって、この家
   屋は、 外断熱構造とした家屋本体と、 この家屋本体の床下部、壁裏部、小屋裏部等に配設され
   た通風路と、 太陽熱集熱装置と、 前記家屋外部に配設してある熱交換装置と、を備え、 前記通風路は、 排気ファンと、 外気取入口と、 循環ファンと、を備え、 前記太陽熱集熱装置は、 前記通風路と連通し、太陽熱を利用して空気を暖める集
   熱管を有しており、 前記熱交換装置は、 水槽と、 この水槽に隣設してある結露室と、 前記水槽内に配管してある熱交換導管と、 結露室から露水を集めて外部へ排出する排水装置と、を
   備えている、 空調装置を備えた家屋。
4. 【請求項４】 熱交換装置から部屋までの通風経路に
   は、エアフィルタが配設してある請求項２または３記載
   の空調装置を備えた家屋。
5. 【請求項５】 通風路上部の暖気を通風路下部へ引き込
   む際の引込口は、通風路上部の頂部またはその近傍に設
   けてある請求項２，３または４記載の空調装置を備えた
   家屋。