JPS6226442A - 建物室内への外気導入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、′特に寒冷地等の冬期において換気用の外
気を格別な熱源を設けることなく昇温しで室内に導入す
るための装置に関する。

（従来の技術） 一般に寒冷地等の冬期においては、屋内にストーブ等の
燃焼型の暖房設備を設けているが、その発生熱量のかな
りの部分は燃焼廃ガスとして排煙筒から屋外へ有効利用
されずに放出されているのが普通であり、廃熱利用を目
的として該排煙筒の屋内部分を長くする手段も採用され
ているがその効果は僅かである。また一方では、暖気を
逃がさぬように室内は閉め切った状態に置かれて空気が
汚れ易いが、外気温が非常に低いので喚気のために外気
を室内に直接導入すると室温が一気に低下してしまうと
いう問題点があり、これを防ぐために尋人外気を加熱す
る熱源を別途に設けると暖房コストが極めて高く付くと
いう問題点があった。

また、従来から太陽熱を利用した室内暖房装置が種々提
案されており、例えば建物外壁に熱線吸収膜を設けた壁
材を使用して太陽熱を室内に吸収伝播させるものがある
が、寒冷地等の冬期においては太陽熱を享受すること自
体が少ないため、この種装置の効果は小さく熱吸収率も
あまり良くない。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、上記問題点を解決しようとするもので、換
気用の外気を既存の熱源を最大限に利用して昇温させて
建物室内へ導入するコスト的に有利な外気導入装置を提
供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） この発明に係る建物室内の外気導入装置は、上記目的を
達成するために、建物地下にヒートバイブを備えた熱交
換室とこれに連通ずるフィン付き給気中継タンクとを設
けると共に、建物室内に配設してある排煙筒に排熱交換
用＠熱部を設け、該吸熱部と上記ヒートパイプとを流体
循環パイプにて連結する一方、屋外に上部が外気に開放
して下部が地中に位置する吸気孔を形成し、該吸気孔の
下部と上記中継タンクとを地中に配設した外気導入管に
て連通連結し、かつ熱交換室内と建物室内とを連通ずる
複数の外気分配管を配設した構成をとるものである。

（作　用） 上記構成にあっては、吸気孔より導入される外気は、ま
ず外気導入管および給気中継タンクを通る過程で、冬期
では外気温より寓時高温に維持される地熱と熱交換して
昇温した上で、熱交換室に流入する。そしてこの熱交換
室内では、排煙筒を通過する廃ガスとの間で熱交換して
高温となった流体がヒートバイブを流れる過程で導入外
気と熱交換する結果、導入外気は更に昇温した暖気とな
って外気分配管を通して建物各室内に導入され、暖房と
換気が同時に果たされる。また上述の如く熱交換されて
昇温した空気は軽くなって上昇気流として建物室内に流
入することから、吸気孔には自然に吸引作用が生起する
。

（実施例） 以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図〜第３図に示すように、建物１はそのコンクリー
ト基礎枠１ａが地面より約０．５〜１ｍ程度の深さまで
埋設され、この基礎枠１ａの内側でかつ土間コンクリー
トｌｂの下面側の地中に熱交換室２が設けられ、更にこ
の熱交換室２の直下位置に給気中継タンク３が埋設され
ている。また建物１の階下室内Ａには床板４上にストー
ブ５が設置され、その排煙筒５ａに排熱交換用吸熱部６
が設けである。

更に建物」の屋外にはその外壁１ｃおよび基礎枠１ａの
外面側に沿って吸気孔７が形成されている。８は熱交換
室２の一側方に設けられた地下点検室である。

熱交換室２は、周側面および底面がウレタンフオーム等
の合成樹脂発泡体を主材とする断熱層９にて被覆され、
該断熱層９の地下点検室８に臨む面が着脱可能な点検口
２ａを構成しており、底部に水抜き孔２ｂが設けられて
いる。そして熱交換室２の内部に合成樹脂や金属、好適
にはガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる熱
交換タンク１０が設置され、その内部にステンレス鋼製
等のヒートバイブ１１が配管されている。このヒートバ
イブ１１の両端は導入側および導出側のステンレス鋼製
等の流体循環パイプ１２ａ、１２ｂを介して排熱交換用
吸熱部６に連通連結されて流体循環路を構成しており、
該循環路には導入側流体循環パイプ１２ａの途中に設け
られたポンプ１３ａを介して流体が循環される。この流
体としては、通常では水１）が使用されるが、空気や水
蒸気等のガス体も使用可能である。また導出側の流体循
環パイプ１２ａには地下水導入管１４ａが、導入側の流
体循環パイプ１２ｂには排水管１４ｂが、それぞれバル
ブ１５を介して接続されており、地下水導入管１４ａは
屋外に設置された地下水揚水ポンプ１３ｂに接続してい
る。

一方、熱交換タンク１０のを設けた底部には、その内部
と給気中継タンク３とを連通する通気パイプ１６の上端
が突入している。また熱交換タンク１０には硬質ポリ塩
化ビニル等からなる複数の外気分配管１５の各一端が連
通接続され、これら分配管１７の各他端は階下および階
上室内Ａ、Ｂに設置された送風口１８に接続されている
。尚、これら送風口１Ｂには送風用ファンを取付けても
よい。

給気中継タンク３は、合成樹脂や金属、好ましくはガラ
ス繊維強化プラスチック（Ｆ　ＲＰ）からなり、地中に
埋設されていて外周囲に接触面積増大によって地熱と内
部との熱交接効率を高めるための多数のフィン３ａが形
成され、かつ−側方には点検室８から開放し得る蓋状の
点検口３ｂが設けられている。　３ｃは水抜き孔である
。

吸引孔７は、建物ｌの基礎枠１ａとこれに連続する外壁
１ｃの屋外面側に横断面コ字形の縦枠７ａをその下半部
が地中に位置してかつ上半部が地上に約／ｍ程度に突出
するように配置し、該縦枠７ａの上端に防雨防虫機能を
有する傘体７ｂを取付けると共に下端を地中に埋設した
受枠７Ｃに嵌合して構成され、底部に水抜き孔７ｄが設
けである。そしてこの吸気孔７の下部と給気中継タンク
３との間は地中配管した硬質ポリ塩化ビニル等からなる
外気導入管１９ａにて連通されている。この外気導入管
１９ａは、その内部を流れる外気と地熱との熱交換を増
大するために、第３図で示すように建物１の地下におい
てできるだけ長い道程をとるべく曲折して配管されてい
る。また吸気孔７の下部には、第２図、第３図で示すよ
うに熱交換室２を経由せずに台所Ａ、の送風口１８ａに
一端を接続する硬質ポリ塩化ビニル等からなる外気導入
管１９ｂの他端が連通接続されている。そして送風口１
８ａは台所Ａ＋の換気扇２０ａの近傍に取付けられてお
り、内部に電動もしくは手動のダンパー２１を備えてい
る。２０ｂは他の室内に取付けられた換気扇である。

尚、建物Ｉの直下および周辺の土壌２２は、建物１の立
地前の自然土壌または他から運ばれる土砂、栗石、砂利
等でもよいが、特に地熱吸収および蓄熱効果に優れるも
のとして火山灰ないし火山灰土が好適である。

第４図〜第６図はストーブ５の排煙筒５ａに設ける排熱
交換用吸熱部６の構造例を示す、Ｉｉ！！ｌの如く、該
吸熱部６は、アルミニウムまたはその合金の押出型材等
より形成された二重筒２３と、その外筒部２３ａと内筒
部２３ｂ間に構成される空間２６の上部を封止する環状
蓋板２４と、同下部を封止する環状栓体２５とからなり
、排煙筒５ａに外嵌装着されている。

そして二重筒２３の外筒部２３ａと内筒部２３ｂとは周
方向に等配した複数の長手方向に連続する隔壁部２３ｃ
にて一体化しており、かつ円筒部２３ｂの内面側には該
内筒部２３ｂの内面と排煙筒５ａの外面とを隔てる長手
方向に連続した複数の条片２３ｄが周方向に等配して突
設されている。また外筒部２３ａの一側面には長手方向
に沿う平坦部２３ｅが形成され、この平坦部２３ｅに位
置した隔壁部２３ｃを境とした両側にそれぞれ空間２６
に連通ずる流体循環パイプ１２ａ、１２ｂが連結され、
かつ他の位置の隔壁部２３ｃはその上下部の少なくとも
一方が切削されている。

従って循環パイプ１２ｂより空間２６に流入した水等の
流体は、順次隔壁部２３ｃを越えて上面視Ｃ字状熱吸収
部６を通過し、この過程で排煙筒５ａ内を流れる廃ガス
の熱気で加熱されて高温となって循環パイプ１２ａより
流出する。尚、排煙筒５ａ内には、廃ガスの流速を抑え
て熱交換効率を高めるために、小孔２７ａを穿設した邪
魔板２７が固着されている。

上述構成の外気導入装置では、冬期においては、吸気孔
７より流入した外気は、外気導入管１９ａと給気中継タ
ンク２３を通過する過程で地熱と熱交換して昇温し、通
気パイプ１６より熱交換室２内へ流入し、ここでストー
ブ５の廃ガスと熱交換して高温化したヒートパイプ１１
内を流れる流体との間で熱交換し、更に昇温した暖気と
して外気分配管１７を通して送風口１８より階下および
階上室内Ａ、　　Ｂに流入し、かつ換気扇２Ｑａ、２０
ｂより室内の汚れた空気が屋外へ排出され、その結果と
して暖房と換気が同時になされる。また熱交換室２の余
剰の熱は断熱層９のない上面より土間コンクリートＩＣ
に蓄熱され、これによって階下室内Ａが床面側からも暖
房される。

一方、台所Ａ、等の特に空気が汚れ易い室内にあっては
、吸気孔７より外気導入管１９ｂを通して地熱と熱交換
した外気が送風口１８ａより流入するが、該送風口１８
ａが換気扇２０ａに近い位置にあることから、排気との
間で熱交換して該排気を冷却する形で室内温度をあまり
低下させずに換気が行われる。尚、この換気の程度は送
風口１８ａのダンパー２１の開放度を変えることによっ
て調整でき、かつ該ダンパー２１を閉止することにより
換気停止を行える。

この場合、熱交換にて昇温しで軽くなった外気自体の上
昇力と換気扇２０ａ、２０ｂの吸引力、ならびに送風口
１８．１８８に送風用ファンを取付けた場合のその吸引
力にて、吸気孔７に吸引作用が生起して連続的に外気導
入が行われる。

また夏期においては、ストーブ５を停止する代わりに、
揚水ポンプ１３ｂにて吸い上げた低温の地下水を導入管
１４ａを通して連続的に流体循環パイプ１２ｂに送ると
共に、熱交換室２を通過した地下水を排水管１４ｂより
排出する。この場合、吸気孔７より流入する外気は外気
導入管１９ａおよび給気中継タンク３を通過する過程で
外気温より低温に維持されている地熱と熱交換して降温
し、更に熱交換室２内で低温の地下水と熱交換して冷却
され、冷気として外気分配管１７を通して送風口１８よ
り放出され、階下および階上室内Ａ、Ｂの冷房および換
気を行う。

尚、この発明においては、上述実施例の如く建物１に沿
って吸気孔７を設ける代わりに、例えば第７図で示す如
く建物から離れた屋外位置に筒体７ａ’を縦にしてその
下部を地中に埋設することにより吸気孔７°を設けても
よい。図中、７ｂ’は筒体７ａ’の上端に取付けた防雨
防虫機能を有する傘体、７ｃ’は地中に埋設されて筒体
７ａ’の下端に外嵌した受枠である。更にこの発明では
、排煙筒がストーブ以外の例えば暖炉等の他の燃焼型暖
房設備に付属するものであってもよく、また熱交換室２
および排熱交換用吸熱部６の構造も種々変更可能である
。

（発明特有の幼果） この発明によれば、冬期において外気が外気導入管およ
びフィン付き給気中継タンクに伝わる地熱ならびに排煙
筒の廃ガスと熱交換して暖気として建物室内に導入され
るから、換気と暖房が同時に行われ、しかも尋人外気の
昇温用として既存の熱源を最大限に利用しており、格別
な熱源が不要であって暖房コストが著しく低減され、省
エネルギーにも貢献する。また尋人外気が熱交換にて昇
温するにつれて軽くなり上昇気流として流通するため、
外気導入のための格別な強制導入装置を省略することが
できる。更にこの発明の装置は夏期における冷房と四季
を通しての換気にも好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の外気導入装置の実施例を示すもので、
第１図は全体の概略縦断面図、第２図は同要部の縦断面
図、第３図は同要部の平面図、第４図は排熱交換用吸熱
部を示す一部破断側面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線の
断面矢視図、第６図は同Ｖｆ−Ｖｌ線の断面矢視図、第
７図は吸気孔の他の構成例を示す縦断面図である。 １・・・建物、２・・・熱交換室、３・・・給気中継タ
ンク、３ａ・・・フィン、５ａ・・・排煙筒、６・・・
排熱交換用吸熱部、７．７′・・・吸気孔、１１・・・
ヒートパイプ、１２ａ、１２ｂ・・・流体循環パイプ、
１７・・・外気分配管、１９ａ・・・外気導入管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 建物地下にヒートパイプを備えた熱交換室とこれに連通
   するフィン付き給気中継タンクとを設けると共に、建物
   室内に配設してある排煙筒に排熱交換用吸熱部を設け、
   該吸熱部と上記ヒートパイプとを流体循環パイプにて連
   結する一方、屋外に上部が外気に開放して下部が地中に
   位置する吸気孔を形成し、該吸気孔の下部と上記中継タ
   ンクとを地中に配設した外気導入管にて連通連結し、か
   つ熱交換室内と建物室内とを連通する複数の外気分配管
   を配設してなる建物室内への外気導入装置。