JPH09292153A - 地下埋設施設を用いた空気調和構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯水槽等を地熱との熱交換器として有効に利
用し、もって低コストの空気調和システムを提供する。 【解決手段】 家屋１の室内１０と地中の貯水槽等２と
を通気管３を介して連通接続し、通気管３に接続された
送風器４により貯水槽等２内の空気を室内１０に導入す
ることにより、室内１０の冷暖房を行う。通気管３に
は、さらに脱臭装置６、除湿装置７及び熱交換器８が接
続されており、室内に吹き出される空気のにおいを消
し、水分を除去して適度な湿度とし、さらに快適な温度
になるように加熱・冷却することができるようになって
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下埋設施設を用
いた空気調和構造、特に地中に埋設された貯水槽等内の
空気を利用して建造物内の冷暖房を行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、省電力化及び環境保護の観点か
ら、地熱を利用した空気調和システムが提案されてい
る。例えば、夏の場合には地中の温度は気温よりも低い
ので、地中に埋設された管の中に空気を通して冷却し、
その冷気を家屋等に導入して冷房に利用する、いわゆる
クールチューブと呼ばれるパッシブシステムなどがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来より、
地中には、集中豪雨による溢水などの災害を防止するた
めの雨水調整槽や、雨水を地中に戻すための地中埋設浸
透管や、雨水を中水として利用するための貯水槽や防火
水槽など、種々の管や水槽（本明細書では、それら地中
の管や水槽をまとめて貯水槽等と称する）が埋設されて
いる。それら貯水槽等は常時満水になっているわけでは
ない。特に、雨水調整槽は集中豪雨時以外は空状態とな
っている。

【０００４】一方、上述の従来の地熱を利用した空気調
和システムにあっては、地中に管を埋設するなど、専用
の設備を構築しなければならず、コストが嵩むという問
題点があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、貯水槽等を地熱との熱交換器として有効
に利用し、もって低コストの空気調和システムを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、貯水槽等に着眼し、貯水槽等を地熱と
空気との熱交換器として利用することにより、安価な空
気調和システムを提供できるとともに、貯水槽等を有効
に活用することができると考え、本発明をするに至っ
た。

【０００７】請求項１に記載した発明は、地中に埋設さ
れ、かつ、水を貯留可能もしくは一旦貯留した後に排出
可能な管または水槽内の空気を、冷暖房に利用するよう
にしたものである。貯水槽等内の空気の温度は、地熱に
より夏には気温よりも低く、また冬には気温よりも高い
ので、それら冷えた空気または温かい空気を家屋等内に
導入することにより、家屋等内の冷暖房を行える。

【０００８】請求項２に記載した発明は、請求項１記載
の発明において、前記管もしくは水槽内の空気を、加熱
または冷却してから建造物内に導入するようにしたもの
である。それによって、貯水槽等内から家屋等内に導入
される空気が所望の温度になっていない場合でも、その
導入される空気を加熱または冷却することにより、従来
の熱交換器等のみを用いる場合よりも低コストで所望温
度の暖風や冷風が得られる。

【０００９】請求項３に記載した発明は、請求項１また
は２記載の発明において、前記管もしくは水槽内の空気
を、除湿及び脱臭の一方または両方を行ってから建造物
内に導入するようにしたものである。除湿を行うことに
よって、貯水槽等内の湿潤した空気を乾燥させてから家
屋等内に導入させることができる。また、木の葉等の有
機物の腐敗やカビの発生などにより、貯水槽等内が臭気
を帯びているような場合であっても、脱臭を行うことに
より臭気を無くしたり抑えたりすることができる。

【００１０】請求項４に記載した発明は、請求項１、２
または３記載の発明において、前記管もしくは水槽には
水の流入路及び排出路が連通接続されており、該流入路
及び排出路の少なくとも一方に、該路内の空気の流通を
遮断可能な手段が設けられていることを特徴とする。そ
れによって、排出路を介して下水道から貯水槽等内に悪
臭が流れ込むのを防ぐことができる。また、流入路を介
して地表等から貯水槽等内に雨水が流れ込むのを妨げる
ことなく空気の流通を防ぐことができるので、貯水槽等
内での空気と地熱との熱交換が効率良く行われる。

【００１１】請求項５に記載した発明は、請求項１、
２、３または４記載の発明において、前記管もしくは水
槽は、表面が波状に成形された金属製板材でできている
ことを特徴とする。従って、貯水槽等の表面積が大き
く、熱伝導率が大きいので、熱交換の効率が良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図１及び図２を参照しつつ詳細に説明する。図１に
は、本発明に係る空気調和システムの一例が示されてい
る。この空気調和システムは、家屋１の室内１０と地中
の貯水槽等２とを通気管３を介して連通接続し、通気管
３に接続された送風器４により貯水槽等２内の空気を室
内１０に導入するようにしたものである。一般に、地中
の温度は気温よりも夏は低く、冬は高い。従って、貯水
槽等２の空気を室内１０に導入することにより、夏には
室内１０を冷やすことができる。また、冬には室内１０
を温めることができる。すなわち、冷暖房を行うことが
できる。

【００１３】通気管３は、外気温の影響を小さくするた
めに、できるだけ地中を通され、送風器４の真下近くか
ら立ち上げられて送風器４に接続されるように配管され
るのが適当である。通気管３は、その外側面が波状に成
形されていても良い。そうすれば、通気管３の表面積が
大きくなって熱伝導率が大きくなるので、通気管３内を
流れる空気と地熱との熱交換効率が良くなる。

【００１４】貯水槽等２には、地表に開口する流入管２
０が連通接続されており、その流入管２０を介して地表
や家屋１の雨樋１１などから流入する雨水が貯水槽等２
内に流れ込むようになっている。この流入管２０の開口
端は大気に臨んで開放されており、貯水槽等２内に導入
される空気の取入れ口を兼ねている。つまり、送風器４
により貯水槽等２内の空気が吸い出されることによって
貯水槽等２内が減圧状態になり、流入管２０から貯水槽
等２内に効率良く空気が吸入される。その吸入された空
気は、貯水槽等２内を流れて通気管３に至り、さらに通
気管３内を流れて送風器４に至る。貯水槽２及び通気管
３内を流れる間に空気と地熱との熱交換が起こり、その
空気は夏であれば冷やされ、冬であれば温められて室内
１０に吹き出される。

【００１５】ここで、流入管２０を通気管３からできる
だけ遠ざけて設けて、貯水槽等２内の空気の流れる距離
を長くするのが良い。そうすれば、空気と地熱との熱交
換が効率良く起こり、より一層冷たい風あるいはより一
層温かい風が得られる。図１の例では、流入管２０は少
なくとも２つ設けられており、そのうちの１つは通気管
３の反対側に設けられていて空気が流れる距離が長くな
るようになっている。

【００１６】また、貯水槽等２は排出管２１を介して下
水管５に連通接続されているが、図１に示す貯水槽等２
は、雨水を中水として利用するための貯水槽や防火水槽
等のように貯水目的の貯水槽を想定しているので、排出
管２１は、図１に示すように貯水槽等２の上部に接続さ
れている。貯水槽等２は、特にその素材を限定しない
が、例えばコンクリート、樹脂または金属等でできてい
る。貯水槽等２は、その外側面が波状に成形されていて
も良いし、外側面にフィンを有していても良い。そのよ
うにすれば、貯水槽等２の表面積が大きくなって熱伝導
率が大きくなるので、貯水槽等２内を流れる空気と地熱
との熱交換効率が良くなる。

【００１７】上記実施形態（以下、第１実施形態とい
う）によれば、貯水槽等２内の冷えた空気もしくは温か
い空気を家屋１内に導入することにより、家屋１内の冷
暖房を行うことができるとともに、災害時等以外の時に
は有効に活用されていない貯水槽等２を、地熱により空
気を加熱したり冷却したりする熱交換器として有効に利
用することができる。

【００１８】図２には、本発明に係る空気調和システム
の他の実施形態（以下、第２実施形態という）が示され
ている。この空気調和システムが上記第１実施形態のシ
ステムと異なる主な点は、通気管３に送風器４とともに
脱臭装置６、除湿装置７及び熱交換器８が接続されてい
ることと、流入管２０の開口端に浮子弁（フロートバル
ブ）２３が設けられていることと、貯水槽等２内に外気
を導入する専用の空気取入れ口２４が設けられているこ
とと、排出管２１に水封式のトラップ２５が設けられて
いる点である。なお、図２に示す貯水槽等２は、集中豪
雨による溢水などの災害を防止するための雨水調整槽
や、雨水を地中に戻すための地中埋設浸透管等のように
一時の貯水を目的とする貯水槽を想定しているため、貯
水槽等２の底には、貯留された雨水等を地中に滲出させ
る複数の開口２２を設けている（図１に示す貯水槽等２
は貯水目的の貯水槽であるため、その底に開口を設けて
いない）。また、貯水槽等２の下部に接続されている前
記排出管２１については、流入管２０からの流水量に対
し流出量が少なくなるように管の径を小さくし、大量の
雨水を少量ずつ排出するようにしてもよい。その他の構
成等については上記第１実施形態と同じであるので、同
一符号を付し、その説明を省略する。

【００１９】熱交換器８は、例えば周知のボイラー等の
加熱器や冷却器など、通気管３内を流れる空気を加熱ま
たは冷却して送風器４へ送ることができれば、いかなる
構成のものでも良い。また、通気管３を従来の空気調和
装置（いわゆるエアコン）の室内機の給気口（空気の吸
込み口）に接続し、通気管３から送られてくる空気をエ
アコンで加熱または冷却して室内１０に吹き出させるよ
うにしてもよい。

【００２０】脱臭装置６は、通気管３から送られてくる
空気を、脱臭機能を有するフィルターやにおいを吸着可
能な吸着剤等に通すように構成された装置、或はオゾン
発生器を内蔵しオゾンにより脱臭及び殺菌を行うように
構成された装置などである。

【００２１】除湿装置７は、通気管３から送られてくる
空気中の水分を冷却や圧縮により除去するように構成さ
れた装置、或は除湿剤等に吸収させるようにした装置な
ど、空気中の水分を適度に除去して送風器４ヘ向けて送
ることができれば、いかなる構成のものでも良い。

【００２２】浮子弁２３は、地表に設けられた凹状の排
水桝２６内に設けられている。排水桝２６中に水が溜ま
っていない時、或は溜まった水の水位が所定のレベルよ
りも低い時には、流入管２０の開口端は浮子２７により
閉塞される。それによって、外気が流入管２０を介して
貯水槽等２内に流入するのが防止されている。排水桝２
６中に溜まった水の量が所定の水位を超えると、浮子２
７が浮き上がって流入管２０の開口端が開かれ流入管２
０を介して貯水槽等２内に水のみが流れ込む。

【００２３】排出管２１のトラップ２５は排出管２１か
ら一旦下向きに折れさらに上向きに折り返されて排出管
２１に至るように形成されてできた低所（水溜まり部２
８）に常時水が溜まるようになっている。そして、その
水溜まり部２８に溜まった水によって排出管２１が塞が
れ、貯水槽等２と下水管５との間の空気の流通が遮断さ
れる。なお、トラップ２５は、水が下水管５へ流れるの
を妨げるものではないのはいうまでもない。また、前記
浮子弁２３に代えて流入管２０の開口端をトラップにし
てもよい。

【００２４】空気取入れ口２４は、貯水槽等２に連通接
続され、かつ一端が大気中に開口してなる管でできてい
る。この空気取入れ口２４は、通気管３からできるだけ
遠い位置に設けられるのが良い。そうすれば、貯水槽等
２内で空気の流れる距離が長くなり、空気と地熱との熱
交換効率が良くなるからである。

【００２５】上記第２実施形態によれば、暖房装置や冷
房装置などの熱交換器８で貯水槽等２内の空気を加熱ま
たは冷却してから室内１０に吹き出させるようにしたこ
とにより、貯水槽等２内の空気が所望の温度になってい
ない場合でも、従来のエアコン等のみを用いて冷暖房を
行う場合よりも低コストで所望温度の暖風や冷風が得ら
れる。また、その温風や冷風を吹き出させる際に、除湿
装置７で空気中の水分を除去することによって、貯水槽
等２内の湿潤した空気を乾燥させてから室内１０に導入
させることができる。さらに、貯水槽等２内に木の葉等
の有機物が入り込んで腐敗したり、カビが発生するなど
して貯水槽等２内が臭気を帯びているような場合であっ
ても、脱臭装置６によりその臭気を無くしたり抑えたり
することができる。従って、適度な温度及び湿度で臭気
のない快適な環境が得られる。

【００２６】また、上記第２実施形態によれば、流入管
２０に浮子弁２３が設けられていることにより、地表等
から貯水槽等２内に雨水が流れ込むのを妨げることなく
空気の流通を防ぐことができるので、貯水槽等２内での
空気と地熱との熱交換が効率良く行われる。さらに排出
管２１にトラップ２５が設けられていることにより、下
水管５から貯水槽等２内に悪臭が流れ込むのを防ぐこと
ができる。

【００２７】貯水槽等２は、雨水調整槽、地中埋設浸透
管、狭義の貯水槽、防火水槽など、地下に埋設されて空
気が流通し得る空間部を有する管や槽であれば、いかな
る用途のものでも良い。この場合、上述のように貯水槽
等２を設けた趣旨に従って、排出管の接続位置や径等を
変更したり、貯水槽等の底に開口を設けたりすればよ
く、排出管や貯水槽等の底面の構成等には、貯水槽等２
を設けた趣旨によって種々のバリエーションがある。

【００２８】また、上記第１実施形態では流入管２０が
空気の取入れ口を兼ね、また上記第２実施形態では空気
取入れ口２４を備えた構成としたが、室内１０の空気を
貯水槽等２内へ戻すようにして、空気が貯水槽等２と室
内１０との間を循環するようにしても良い。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、貯水槽等
内の空気を冷暖房に利用するようにしたため、家屋等内
の冷暖房を行うことができるとともに、災害時等以外の
時には有効に活用されていない貯水槽等を、地熱により
空気を加熱したり冷却したりする熱交換器として有効に
利用することができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、貯水槽等内
の空気の導入にあたって加熱・冷却を行うようにしたた
め、従来の熱交換器等のみを用いる場合よりも低コスト
で家屋等内の冷暖房を行うことができる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、貯水槽等内
の空気の導入にあたって除湿・脱臭を行うようにしたた
め、貯水槽等内から湿潤した空気や臭気が家屋等内に流
れ込むのを防ぐことができるので快適な空気調和システ
ムを提供することができる。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、貯水槽等に
連通接続された水の流入路や排出路が空気の流通を遮断
可能になっているため、排出路から貯水槽等内に下水の
悪臭が流れ込むのを防ぐことができる。また、流入路を
介して空気が流通するのを防ぐことができるので、貯水
槽等内で空気と地熱との熱交換が効率良く行われる。

【００３３】請求項５記載の発明によれば貯水槽等が波
状の金属製板材でできているため、貯水槽等の表面積が
大きく、熱伝導率が大きいので、熱交換の効率が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和構造の一例を示す概略図
である。

【図２】本発明に係る空気調和構造の他の例を示す概略
図である。

【符号の説明】

１ 家屋（建造物） １０ 室内 １１ 雨樋 ２ 貯水槽等（地下埋設施設） ２０ 流入管（流入路） ２１ 排出管（排出路） ２２ 開口 ２３ 浮子弁 ２４ 空気取入れ口 ２５ トラップ ２６ 排水桝 ２７ 浮子 ２８ 水溜まり部 ３ 通気管 ４ 送風器 ５ 下水管 ６ 脱臭装置 ７ 除湿装置 ８ 熱交換器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設され、かつ、水を貯留可能も
   しくは一旦貯留した後に排出可能な管または水槽内の空
   気を、冷暖房に利用するようにしたことを特徴とする地
   下埋設施設を用いた空気調和構造。
2. 【請求項２】 前記管もしくは水槽内の空気を、加熱ま
   たは冷却してから建造物内に導入するようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の地下埋設施設を用いた空気調
   和構造。
3. 【請求項３】 前記管もしくは水槽内の空気を、除湿及
   び脱臭の一方または両方を行ってから建造物内に導入す
   るようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の
   地下埋設施設を用いた空気調和構造。
4. 【請求項４】 前記管もしくは水槽には水の流入路及び
   排出路が連通接続されており、該流入路及び排出路の少
   なくとも一方に、該路内の空気の流通を遮断可能な手段
   が設けられていることを特徴とする請求項１、２または
   ３記載の地下埋設施設を用いた空気調和構造。
5. 【請求項５】 前記管もしくは水槽は、表面が波状に成
   形された金属製板材でできていることを特徴とする請求
   項１、２、３または４記載の地下埋設施設を用いた空気
   調和構造。