WO2012105134A1 - 地中熱と太陽熱を利用した空調システム - Google Patents

地中熱と太陽熱を利用した空調システム Download PDF

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WO2012105134A1
WO2012105134A1 PCT/JP2011/079316 JP2011079316W WO2012105134A1 WO 2012105134 A1 WO2012105134 A1 WO 2012105134A1 JP 2011079316 W JP2011079316 W JP 2011079316W WO 2012105134 A1 WO2012105134 A1 WO 2012105134A1
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underground
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air
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PCT/JP2011/079316
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林　徹
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Hayashi Toru
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    • Y02E10/10—Geothermal energy

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system using underground heat and solar heat.
  • the air conditioning system disclosed in Patent Document 1 is a system that uses geothermal heat for cooling and heating buildings.
  • the building is surrounded by a plate-like heat insulation wall that extends to the underground constant temperature layer, and the underground heat is effectively used.
  • the heat insulation wall is a plate-like structure that has a fitting strip on one of the butt edges that are connected to each other and a fitting groove on the other, and has a ventilation hole that communicates the inside and the outside, so that air permeability or water permeability can be exhibited. It has become.
  • geothermal heat is used separately in summer and solar heat is used separately in winter.
  • the water tank is provided with a heat exchange pipe and is connected to each room via a ventilation pipe.
  • a hollow layer is provided in a concrete block, which is the floor structure of an aquarium, and water is put into the hollow layer so that the underground heat is conducted to the aquarium through the water. I try to use °C.
  • the concrete block on the aquarium floor is drained and air is introduced so that the underground heat is not transmitted to the aquarium, and the solar heat collected by the solar water heater on the roof is conducted to the aquarium. Is used.
  • JP 2007-120297 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-296603
  • Patent Document 1 is an excellent system for using geothermal heat of a geothermal constant layer in a geothermal utilization structure that uses only this geothermal heat for cooling and heating of a building, etc.
  • constant cooling can be achieved using medium heat
  • the insulation wall has mating strips at the butt edges, fitting grooves, and moisture vents that connect the inside and outside of the plate-like insulation wall, so groundwater and rainwater flow in and out, resulting in the influence of underground heat Therefore, it is difficult to secure stable geothermal heat.
  • Patent Document 2 in the summer, the ground heat is conducted to the heat transfer floor, the ground heat is conducted to the heat exchange pipe through the water tank, and the air is blown and cooled by the ventilation pipes through the communication ventilation pipes. Although it can be cooled, it is difficult to maintain its function because of condensation on the heat exchange pipe. In the winter season, it is conducted from the solar water heater through the hot water circulation pipe to the heat exchange pipe in the aquarium through the aquarium, to the heat exchange pipe in the aquarium. It is unstable by itself and it is difficult to secure the heating temperature.
  • a heat insulating wall composed of an outer wall heat insulating material of a building and an underground heat insulating material added with a water shielding performance connected to the underground side of the outer wall heat insulating material and inserted into the underground 3 m or more;
  • Underfloor heat radiation box with the bottom floor of the building as the ceiling, the wall as a heat insulating wall, and the bottom as a heat storage layer,
  • Each room of the building is provided with outlets on the ceiling and floor, and the underfloor heat dissipation box and each room are connected by a circulation duct via the winter blower and the summer blower provided in the underfloor heat dissipation box, and the underfloor heat dissipation.
  • a circulation duct with an air outlet at the top of the box A solar heat circulation duct that is provided with a suction port at the top of the underfloor heat radiation box, connected to the wall duct, eaves, under roof roof, and descending duct, and connected to the air outlet at the bottom of the underfloor heat dissipating box via the lowering fan,
  • the air outlet of the solar heat circulation duct of the underfloor radiator box is provided on the heat storage layer side from the air outlet of the circulation duct.
  • the heat storage layer is characterized in that a heat storage material and basic concrete are provided on the floor surface inside the heat insulating wall of the underfloor heat radiation box.
  • the underground heat insulating material is a heat insulating plate, and is inserted into bentonite, soil cement, or concrete of an auger method in which the heat insulating plate is attached to a sheet pile and formed around the underfloor heat dissipation box. .
  • the solar heat circulation duct is connected to a natural ventilation window for discharging the outside air taken in at the intake port for taking in the outside air.
  • the air conditioning system using geothermal heat and solar heat of the present invention uses geothermal heat in summer, adds solar heat to the ground heat in winter, and stores the heat in the underfloor heat dissipation box, which is used for summer than the underfloor heat dissipation box. It is a system which air-conditions by circulating with the blower inlet provided in the ceiling side and floor side of each room via a blower and a winter blower. In particular, it is possible to add and store ground heat of 15-16 ° C and solar heat of 40-60 ° C in sunny weather, so that sufficient temperature can be secured even in winter.
  • the heat insulating wall of the present invention is connected to the underground side of the outer wall part heat insulating material of the building and the outer wall heat insulating material, and is inserted into the ground 3 m or more.
  • the geothermal heat of the underground constant temperature layer is used without being affected, and stable underground heat can be secured in thermal equilibrium in the underfloor heat radiation box surrounded by the heat insulating wall and in the heat storage layer.
  • the underground heat insulating material is 3 m or less below ground, the influence of the outside air temperature is affected by the underground heat. By setting the underground temperature to 3 m or above, the influence of the outside temperature is reduced and stable underground heat can be secured.
  • the air outlet of the solar heat circulation duct of the underfloor heat dissipation box is provided on the heat storage layer side of the air outlet of the circulation duct, so that the air blown out from the air outlet of the circulation duct is prevented from mixing and the heat storage layer directly stores heat.
  • solar heat can be added and stored in the underground heat, and the heating temperature can be secured even in winter.
  • the heat insulating wall surrounds the four sides of the building and the upper part is surrounded by the heat insulating floor, the underfloor heat dissipation box is less affected by the outside air temperature.
  • the underfloor heat dissipation box of the present invention allows efficient cooling and heating, constant cooling in the summer, and the addition of solar heat to the underground heat in the winter when the weather is sunny, ensuring a comfortable warmth and sufficient throughout the year Air conditioning can be achieved.
  • the underfloor heat dissipation box is composed of the ground side and the underground side to reduce the influence of outside air temperature. By digging the underground side and increasing the volume, the heat dissipation of the underfloor heat dissipation box is increased and the heating efficiency of each room is improved. Is done.
  • the underfloor heat dissipation box is on the ground side, so that it is less affected by the outside air temperature and can maintain heat insulation for a long time. Moreover, by digging down and increasing the volume, the heat radiation amount of the underfloor heat dissipation box increases, and the air conditioning efficiency of each room is improved.
  • the heat storage layer has a heat storage material and foundation concrete on the floor inside the heat insulation wall of the underfloor heat radiation box on the bottom floor floor, so that there is no influence of outside temperature, and solar heat can be efficiently added to and stored in the ground heat. Dissipate heat.
  • the underground heat insulating material is a heat insulating plate, and the heat insulating plate is attached to the sheet pile, and it is also inserted into bentonite, soil cement, concrete of the auger method that is formed around the heat dissipation box under the floor with a single heat insulating wall. Therefore, it can be constructed near the adjacent land, the land can be used, and the construction accuracy is improved.
  • the construction can be simplified, the construction cost can be reduced, and the construction period can be shortened.
  • the solar heat circulation duct is connected to a natural ventilation window for exhausting the outside air taken in at the intake port for taking in the outside air, so that the solar heat on the roof surface in summer can be exhausted, and the cooling by the underground heat becomes efficient.
  • the ground heat In winter in snowy countries, the ground heat is sucked into the upper part of the under-floor heat dissipation box, the ground heat is ventilated through the wall ducts, eaves and under roof ducts, so that the eaves and roof can be melted.
  • the solar heat can be added to the underground heat early.
  • the heat insulating wall is connected to the outer wall portion heat insulating material 23 of the building and the underground side of the outer wall heat insulating material 23 and is inserted into the underground 3 m or more.
  • the underfloor heat radiation box 3 in which the walls are formed by the heat insulating walls 1 and 23 and the bottom is formed by the heat storage layer 20,
  • Each room of the building is provided with blowout inlets 12 on the ceiling side and the floor side, and a circulation duct 10 is connected between the underfloor heat dissipating box 3 and each room via a winter fan 7 and a summer fan 8 provided in the underfloor heat dissipating box 3.
  • a circulation duct 10 provided with an outlet B at the top of the underfloor heat dissipating box 3,
  • a suction port D is provided in the upper part of the underfloor heat radiation box 3, connected to the wall duct 17, the eaves edge, the roof under duct 14, and the descending duct 15, and connected to the outlet A in the lower part of the underfloor heat dissipating box 3 through the lowering fan 16.
  • the air outlet A of the solar heat circulation duct 13 of the underfloor heat radiation box 3 is provided on the heat storage layer 20 side from the air outlet B of the circulation duct 10.
  • Underfloor radiating box 3 in which the heat insulating floor of the first floor F2, which is the lowest floor of the building, is the ceiling, the wall is the heat insulating wall 1, and the bottom is the heat storage layer 20,
  • Each room of the building is provided with blowout inlets 12 on the ceiling side and the floor side, and a circulation duct 10 is connected between the underfloor heat dissipating box 3 and each room via a winter fan 7 and a summer fan 8 provided in the underfloor heat dissipating box 3.
  • a circulation duct 10 provided with an outlet B at the top of the underfloor heat dissipating box 3,
  • a solar inlet D is provided in the upper part of the underfloor heat radiation box 3, connected to the solar heat circulation duct 13, the eaves 42, and the solar heat circulation duct 13, and connected to the outlet A in the lower part of the underfloor heat radiation box 3 via the descending blower 16.
  • the air outlet A of the solar heat circulation duct 13 of the underfloor heat radiation box 3 is provided on the heat storage layer 20 side from the air outlet B of the circulation duct 10.
  • the plate-like underground heat insulating material 1 to which water shielding performance is added is inserted at a depth of 3 m or more from the plate-like outer wall heat insulating material 23 on the ground side and the design ground.
  • the plate-like underground heat insulating material 1 to which the water shielding performance is added and the design ground are impermeable connected.
  • the underground heat insulating material 1 is attached to a sheet pile 29, and the water-insulating connecting portion 2 of the underground heat insulating material 1 is attached with a water triple expansion rubber 11; After embedding in the ground, the water triple expansion rubber 11 is water expanded so that it can be isolated.
  • the ground side heat insulating material 1 is stacked and the corners thereof are connected to the reinforcing hardware 43 as shown in FIG. 5. It has a metal fitting 44, and a water triple expansion rubber 11 is mounted between the underground side heat insulating material 1 and the underground side heat insulating material 1, and the water triple expansion rubber 11 is water expanded after being buried in the ground. It is possible to isolate the water.
  • a water triple expansion rubber 11 is attached to the impermeable connecting portion 2 between the underground side heat insulating material 1 and the underground side heat insulating material 1. After the embedment, the water triple expansion rubber 11 is expanded so that it can be isolated from water.
  • the space between the roofing material, the roof material receiving climbing pier, the roof material receiving climbing pier, and the roof base material or the cylindrical duct is the lower roof material space in the roof material duct 14
  • Solar heat is collected, warm air is concentrated in the ventilation building 25 by the updraft, and the air is stored in the heat storage layer 20 of the underfloor heat radiation box 3 by the descending duct 15 through the descending fan 16.
  • the solar water heater 18 also collects solar heat and sends air to the heat storage layer 20 by the radiator 19 of the underfloor heat radiation box 3 through two circulation hot water pipes through the circulation pump 39 to store the heat.
  • the circulation duct 10 and the wall duct 17 are surrounded by a heat insulating material by a vertical beam, a vertical beam, a space between the wall base and the wall base, or a cylindrical duct.
  • the present invention is a block diagram of the operation panel and the temperature control unit, and the temperature control is performed by the temperature control unit.
  • a temperature sensor, humidity sensor, and operation panel are installed in the room.
  • the operation panel has a temperature setting unit, cooling / heating and automatic / strong / medium / weak switching unit.
  • Winter blower 7 and summer blower 8. There is a switching unit for the lowering fan 16.
  • the winter blower 7 and the summer blower 8 have a strong / medium / weak switching unit, and an ON / OFF switching unit for the dehumidifier 9.
  • the temperature control unit includes a temperature detection unit for the temperature sensor, a humidity detection unit for the humidity sensor, a temperature control unit, a winter blower 7, a summer blower 8, an air volume adjustment unit for the descending blower 16, and a dehumidifier 9 ON. / OFF is built-in.
  • a descending fan 15 and a damper 6 are built in the descending duct 15, and an ON / OFF of the winter fan 7, the summer fan 8 and the dehumidifier 9 is built in the underfloor heat dissipating box 3, and a circulation duct is installed in the underfloor heat dissipating box 3.
  • 10 is provided with ON / OFF of the damper 6, and the damper 6 is also provided at the upper part of the circulation duct 10 to be interlocked.
  • the room temperature is adjusted by the temperature setting unit so that the air is blown by the winter blower 7 and the summer blower 8 in the heat radiating box 3, the air volume is also adjusted, and the heat release is adjusted.
  • the air volume of the winter blower 7 and the summer blower 8 for blowing out into each room is also adjusted, and the room temperature is adjusted.
  • the operation panel has air blow adjustment switches for the winter blower 7 and the summer blower 8, and there are automatic, strong, medium and weak.
  • there is an air volume adjustment switch there are automatic, strong, medium and weak, the air volume is also adjusted, and the temperature of each room can be adjusted by combining these.
  • the room temperature setting is operated on the operation panel, and when the room temperature is set to 25 ° C., if the automatic control is performed, the air is passed through the wrinkle removal filter 24 in the underfloor heat radiation box 3,
  • the dehumidifier 9 dehumidifies, the summer blower 8 blows air, the air volume is adjusted, and the air volume is adjusted by blowing out into the rooms from the ceiling side and the air inlet 12 while allowing the air to cool to about 15 to 16 ° C. It is automatically operated until the indoor temperature sensor reaches 25 ° C.
  • the room temperature is set to 13 ° C. on the operation panel when the room temperature is 5 ° C.
  • geothermal heat of 3m or more below the ground is around 15-16 ° C throughout the year, so if you cool and heat for 24 hours, the indoor temperature will be 22-28 ° C in the summer.
  • the room heating temperature is about 13 ° C when only underground heat is used, but in sunny weather, the solar heat from the roof is circulated and the heat from the solar water heater 18 is added to increase the room temperature to 18-20 ° C. Become a rank.
  • the underground side insulating material 1 (water-insulating / insulating material 3 m or more) attached to the sheet pile 29 in the overall cross-sectional view in winter is inserted into the water-impervious connection, and the basic concrete 4 Enclose the underfloor heat dissipation box 3.
  • the underground heat that can equilibrate for 24 hours from the underground constant temperature layer 21 and the solar heat in the roof duct 14 in fine weather are ventilated in the underfloor radiating box 3 to the damper 6 that is opened via the blower fan 16 under the roof, and the descending duct 15
  • the heat storage material 41 of the underfloor heat release box 3, the heat storage layer 20 and the basic concrete 4 can be added and stored from the outlet A at the bottom of the underfloor heat release box 3, and the hot water of the solar water heater 18 is supplied via a circulation pump.
  • Heat is dissipated by the radiator 19, and additional heat is stored in the heat storage material 41 and the basic concrete 4 of the underfloor heat dissipation box 3 and the heat storage layer 20, and the heating temperature is raised to dissipate the heat to the underfloor heat dissipation box 3.
  • the soot removal filter 24 and the opened damper 6 are ventilated to circulate. Air is passed through the soot removal filter 24 in the underfloor radiating box 3, the air is blown from the blowout inlet 12 below the wall in the circulation duct 10 through the winter blower 7, and the respective rooms are heated and circulated through the blowout inlet 12 on the wall.
  • the duct 10 blows out and circulates from an outlet B provided at the top of the underfloor heat dissipating box 3. Further, in the winter season, the ground heat is passed through the wall duct 17, the eaves 42, and the under roof duct 14 from the suction port D at the top of the underfloor radiating box 3, so that the eaves 42 and the roof can be melted and the eaves 42 leak. , Solar heat collection can be accelerated, and durability is improved. Further, a water-use sheet 27 for preventing capillary action for preventing the capillary action of groundwater from the underground constant temperature layer 21 is laid under the foundation concrete 4 to ensure drying in the underfloor heat radiation box 3.
  • the present invention is a cross-sectional view of the entire winter structure having a winter basement floor, and the underground side heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material 3 m or more) is used as the basic concrete 4 and the underfloor heat dissipating box 3.
  • the underground heat that can equilibrate for 24 hours from the underground constant temperature layer 21 and the solar heat of the roof duct 14 under fine weather are further heated by the tempered glass 45 in the ridge part in the underfloor heat radiation box 3, and then passed through the lowering blower 16 under the roof.
  • the damper 6 opened is vented, descended by the descending duct 15, and additional heat can be stored in the heat storage material 41 of the underfloor heat release box 3, the heat storage layer 20, and the foundation concrete 4 from the outlet A at the bottom of the underfloor heat dissipation box 3,
  • the hot water of the solar water heater 18 is radiated by the radiator 19 through the circulation pump 39, and the additional heat is stored in the heat storage material 41 and the foundation concrete 4 of the underfloor heat dissipation box 3, the heat storage layer 20, and the heating temperature is raised to dissipate the underfloor.
  • Heat is radiated to the box 3, and circulated by ventilating the soot removal filter 24 and the opened damper 6 from the suction port D at the top of the underfloor heat radiating box 3.
  • Air is passed through the soot removal filter 24 in the underfloor radiating box 3, the dehumidifier 9 and the blower 7 for winter use the circulation duct 10 to heat each chamber from the blowout suction port 12 below the wall, and the blowout suction port on the wall. 12, the suction circulation duct 10 blows out from the blowout port B provided on the upper part of the underfloor heat radiation box 3, the saturated excess water is naturally condensed by the SUS wire net, drained from the drainage groove, and the air is circulated.
  • the ground heat is passed through the wall duct 17, the eaves 42, and the under roof duct 14 from the suction port D at the top of the underfloor radiating box 3, so that the eaves 42 and the roof can be melted and the eaves 42 leak.
  • the collection of solar heat can be expedited, and tempered glass is provided at the ridge to further increase the temperature and improve durability.
  • a waterproof sheet 40 for preventing the intrusion of groundwater from the underground constant temperature layer 21 is laid under the foundation concrete 4 to ensure water leakage and drying in the underfloor heat radiation box 3 and the waterproof sheet 40 is placed under the gravel below the heat storage layer. Water is kept in the irrigation layer 37 and the conductivity is increased by the conduction heat of water.
  • the underground side insulating material 1 (water-insulating / insulating material 3 m or more) attached to the sheet pile 29 in the overall cross-sectional view in the summer is inserted into the water-insulating connection, and the basic concrete 4 Enclose the underfloor heat dissipation box 3.
  • the underground heat that can equilibrate for 24 hours from the underground constant temperature layer 21 is efficiently stored in the underfloor radiation box 3 and the heat storage layer 20, and is passed through the soot removal filter 24 and the dehumidifier 9 to be circulated through the summer blower 8.
  • the present invention is a cross-sectional view of the entire summer structure having an underground floor in the summer, with the underground side heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material 3 m or more) as the basic concrete 4 and the underfloor heat dissipation box 3. Enclose. Thermal equilibrium can be achieved in the underfloor heat radiation box 3 from the underground constant temperature layer 21 for 24 hours. From the suction port D at the top of the underfloor heat dissipation box 3, the soot removal filter 24 and the opened damper 6 are ventilated to circulate.
  • the soot removal filter 24 and the opened damper 6 are ventilated to circulate.
  • the air is passed through the soot removal filter 24 in the underfloor heat radiation box 3 and air is blown from the blowout inlet 12 below the wall in the circulation duct 10 through the dehumidifier 8 and the blower 8 for summer, and the blowout inlet on the wall is heated. 12, the blowout circulation duct 10 blows out from the blowout opening C provided in the upper part of the underfloor heat radiation box 3, and the saturated excess water is naturally condensed by the SUS wire net 46, drained from the drainage groove, and air is circulated.
  • a suction port 34 is provided below the outer wall heat insulating material 23
  • a natural ventilation window 26 is provided in the ventilation building 25 provided on the roof, and outside air is vented from the external suction port 34 to the wall duct 17 and the eaves 42 in the summer.
  • the hot air from the duct 13 under the roof is naturally ventilated through the natural ventilation window 26 of the ventilation building 25.
  • a waterproof sheet 40 for preventing the intrusion of groundwater from the underground constant temperature layer 21 is laid under the foundation concrete 4 to ensure water leakage and drying in the underfloor heat radiation box 3 and the waterproof sheet 40 is placed under the gravel below the heat storage layer. Water is kept in the irrigation layer 47 that is always laid, and the conductivity is increased by the heat of water conduction.
  • FIG. 12 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12.
  • the winter underground vegetable factory / ground glass greenhouse overall cross-sectional view it is surrounded by the ground side heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material 3 m or more, thickness 100 to 400 mm) alone.
  • the bottom floor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) heats the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) and the heat storage layer 20 in thermal equilibrium from the underground constant temperature layer 21, while the greenhouse which is the lowest floor in the ground glass greenhouse Conductive insulation of the floor F3.
  • air is passed through the soot removal filter 24 and is heated from the circulation duct 10 via the blower 7 through the winter duct 7 through the blowout inlet 12 at the lower part of the above-ground glass greenhouse, and from the upper blowout inlet 12 into the underfloor heat dissipation box 3 (underground Circulating air is sent to the outlet B at the top of the vegetable factory.
  • the air is passed through the suction wall duct 17 and the roof under duct 14 from the upper suction port D of the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory), and the descending duct 13 is added via the descending fan 16 while adding solar heat to the underground heat.
  • the aerial vinyl film 32 is provided to reduce the influence of sunlight and the outside air temperature, and the ventilation fan 30 with a temperature sensor operates to adjust the exhaust to the outdoors when a certain temperature is reached.
  • the present invention is a single underground ground heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material of 3 m or more, thickness of 100 to 400 mm) in an overall configuration sectional view of an underground vegetable factory and ground glass greenhouse in summer.
  • Underfloor heat radiation box 3 underground vegetable factory
  • slabs is used to conduct and cool the floor in the ground glass greenhouse while cooling the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) and the heat storage layer 20 from the underground constant temperature layer 21 in thermal equilibrium. .
  • air is passed through the soot removal filter 24 and the dehumidifier 9 to be dehumidified, and then blown from the circulation duct 10 through the summer blower 8 through the blowing duct 12 at the upper part of the ground glass greenhouse and cooled from the lower blowing inlet 12.
  • the air is blown and circulated through the air outlet C at the top of the suction floor under heat radiation box 3 (underground vegetable factory).
  • outside air is sucked from the air inlet 34, ventilated through the wall duct 17 and the roof duct 14, and exhausted through the natural ventilation window 26 of the ventilation building 25.
  • the aerial vinyl film 32 is provided to reduce the influence of sunlight and air temperature, and the ventilating fan 30 with a temperature sensor operates to exhaust to the outside when the temperature reaches a certain temperature, and adjusts the temperature and humidity.
  • the present invention is a cross-sectional view of the entire structure of a ground vegetable factory and a constant temperature warehouse in winter, and the ground side heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material 3 m or more, thickness 100 to 400 mm) alone.
  • the bottom floor of the above-ground constant temperature warehouse while heating the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) and the heat storage layer 20 in the thermal equilibrium from the underground constant temperature layer 21 with the enclosed basic concrete 4 and underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory).
  • the warehouse floor F4 which is the floor, is conductively insulated.
  • air is passed through the soot removal filter 24 and is blown from the air outlet 12 at the lower part of the above-ground constant temperature warehouse through the air blower 7 in the winter season, and is heated from the air inlet 12 at the upper part of the air intake box 12 (underground). Blows and circulates air to the outlet B at the top of the vegetable factory. Furthermore, air heated by underground heat from the upper part of the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) is sucked from the suction port D to the wall duct 17 and the roof duct 14, and solar heat is added to the underground heat, and the air is lowered.
  • the present invention is a sectional view of the overall structure of an underground vegetable factory and a constant temperature warehouse in the summer, and the ground side heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material 3 m or more, thickness 100 to 400 mm) alone
  • the floor of the above-ground constant temperature warehouse is cooled while cooling the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) and the heat storage layer 20 in the thermal equilibrium from the underground constant temperature layer 21 with the foundation concrete 4 and the underfloor heat dissipation box 3 (underground vegetable factory) surrounded by Conductive cooling.
  • air is passed through the soot removal filter 24 and the dehumidifier 9 to dehumidify, and the cooling duct 10 is blown from the circulation duct 10 through the summer blower 8 through the air blowing inlet 12 at the upper part of the above-ground fixed temperature warehouse, and the lower air blowing inlet 12 is provided.
  • the air is drawn into the suction circulation duct 10 and blown out and circulated to the outlet C at the upper part of the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory). Further, outside air is sucked from the air inlet 34, vented to the wall duct 17 and the roof duct 14, and the solar heat is exhausted through the natural ventilation window 26 of the ventilation building 25 to eliminate the influence on the building, thereby improving the cooling efficiency. Plan.
  • the present invention is a ground plan surrounded by an underground heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material of 3 m or more, thickness of 100 to 400 mm) in an overall configuration plan view of an underground vegetable factory in winter.
  • the concrete 4, the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) and the heat storage layer 20 are heated by underground heat, vented to the soot removal filter 24, blown from the circulation duct 10 to the ground via the winter blower 7, and heated. It blows out and circulates to the outlet B at the top of the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory).
  • Underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) vents into wall duct 17 and under roof duct 14 from the lower suction port D, adds solar heat, and descends heat radiation box 3 (underground vegetable) via descent fan 16 through descending blower 16 It blows out from the outlet A at the bottom of the factory.
  • the present invention is a ground plan surrounded by an underground heat insulating material 1 (water shielding / heat insulating material of 3 m or more, thickness of 100 to 400 mm) in an overall configuration plan view of an underground vegetable factory in summer.
  • the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory) and the heat storage layer 20 are cooled by ground heat from the concrete 4 and the thermostatic layer 21 in the ground, and are circulated through the culm removal filter 24 and the circulation duct 10 through the summer blower 7.
  • the air is blown to the ground, cooled, and blown out and circulated through the outlet B at the top of the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory).
  • the air is supplied to the wall duct 17 and the roof duct 14 from the outside air supply port 34 of the underfloor heat radiation box 3 (underground vegetable factory), and the solar heat is exhausted from the natural ventilation window 26 of the ventilation building 25.
  • the present invention is a geothermal heat whose regional average annual temperature is 3 m or more in the ground, and can be adopted depending on the location. Although there is a difference in geothermal heat, it is possible to heat and cool anywhere. Also, wooden houses, ordinary houses, fixed temperature warehouses, agricultural greenhouses, vegetable factories, schools, gymnasiums, theaters, public halls, meeting halls, condominiums, offices, public buildings, existing buildings, wooden 2 ⁇ 4 construction methods, reinforced concrete structures It can be applied to air conditioning systems for buildings such as steel reinforced concrete structures and steel structures.
  • Natural ventilation window 27 ⁇ ⁇ Water-use sheet for preventing capillary phenomenon 28 ⁇ ⁇ Auger drilling (Chen type) 29 ... 30 ⁇ ⁇ Ventilation fan with temperature sensor 31 ⁇ ⁇ TOP ventilation 32..Air vinyl film 33 .. Upper ventilation port 34 ⁇ ⁇ Inlet 35 .. Cultivated soil 36 ⁇ ⁇ Glass 37..Waterproof layer 38 ... 39 ⁇ ⁇ Circulation pump 40 ⁇ ⁇ Waterproof sheet 41 ⁇ ⁇ Heat storage material 42 ... 43 .. End reinforcement hardware 44 ⁇ ⁇ Consolidated hardware 45 ⁇ ⁇ Tempered glass 46 ⁇ ⁇ SUS wire mesh 47 .. Regular irrigation layer 48. Rainwater disaster prevention tank 49.

Landscapes

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Abstract

年間を通じて安定した地中恒温層の地中熱と冬期は屋根下の太陽熱の熱が加算利用できる空調システムを開発すること。 本発明の空調システムは地中熱と太陽熱を利用した建築物の空調システムであって、断熱壁は建築物の外壁部断熱材２３とその外壁部断熱材２３の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材１と、建築物の最下階床である１階床Ｆ１の断熱床を天井部とし１階壁と地下階壁に設けた断熱壁１、２３・底部を蓄熱層２０により形成した床下放熱ボックス３と、循環ダクト１０と、太陽熱循環ダクト１３と、からなり、床下放熱ボックス３の太陽熱循環ダクト１０の吹出口Ａは循環ダクト１０の吹出口Ｃより蓄熱層２０側に設けていることを特徴したものである。

Description

地中熱と太陽熱を利用した空調システム
本発明は、地中熱と太陽熱を利用した空調システムに関するものである。
地中熱や太陽熱を利用した空調システムはいろいろな構成が考えられているが、例えば、特許文献１に開示されている空調システムは地中熱を建築物の冷暖房等に利用するシステムであって地中恒温層まで延びる板状の断熱壁で建築物を囲い埋設し、地中熱を有効に利用している構成である。断熱壁は板状で相互に連接する突合せ縁の一方に嵌合条、残る他方に嵌合溝を有する構造であり、内外を連通する通湿孔も設け、通気性又は通水性を発揮できる構造になっている。
また、特許文献２に開示されている地中熱と太陽熱を利用している空調システムでは地中熱は夏期に太陽熱は冬期に使い分けしているシステムである。建物の地下に水槽を設け、水槽の周囲は断熱壁でおおわれている。水槽には熱交換パイプが設けられ、換気パイプを介して各室と接続されている。夏期は水槽の床構造であるコンクリートブロック内に中空層を設け、その中空層に水を入れて、地中熱をその水を介して水槽に伝導するようにして、地中熱の１５～１６℃を利用するようにしている。
冬期は水槽の床のコンクリートブロックの水を抜いて空気を入れ地中熱が水槽に伝わらないようにし、屋根に設けた太陽熱温水器により採熱した太陽熱を水槽に伝導させる様にして、太陽熱のみを利用する様にしている。
特開２００７－１２０２９７号公報 特開平５－２９６６０３号公報
特許文献１は、この地中熱のみを建築物の冷暖房等に利用する地熱利用構造物においては、地中恒温層の地中熱を利用するシステムとしては優れているシステムであるが夏期は地中熱を利用して一定の冷房ができるが、冬期は地中熱１５℃～１６℃では暖房温度を十分に得ることが難しい。
また、断熱壁は突合せ縁の嵌合条、嵌合溝や板状の断熱壁の内外を連通する通湿孔を設けているので地下水や雨水が流出入し、その結果、地中熱が影響を受けて、安定的な地中熱の確保が難しい。
特許文献２については、夏期は地中熱を伝熱床に伝導し、水槽を介して熱交換パイプに地中熱を伝導し、連通換気パイプを経て各室換気パイプで吹き出し冷房するので一定の冷房ができるが熱交換パイプに結露が発生するので機能の持続が難しい。
冬期は太陽熱温水器から温水循環パイプから水槽を介して水槽の温水熱交換パイプで水槽内の熱交換パイプに伝導し、連通換気パイプを経て各室換気パイプで吹き出し暖房するが冬期の太陽の日射のみでは不安定で暖房温度の確保が難しい。
地中熱と太陽熱を利用した建築物の空調システムにおいて、
建築物の外壁部断熱材とその外壁部断熱材の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材とからなる断熱壁と、
建築物の最下階床を天井部とし、壁部を断熱壁、底部を蓄熱層により形成した床下放熱ボックスと、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口を設け、床下放熱ボックスに設けた冬期用送風機、夏期用送風機を介して床下放熱ボックスと各室を循環ダクトで接続し、床下放熱ボックス上部に吹出口を設けた循環ダクトと、
床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、屋根下ダクト、降下ダクトに接続し、降下送風機を介して床下放熱ボックス下部の吹出口に接続している太陽熱循環ダクトと、
からなり、床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口より蓄熱層側に設けていることを特徴とする。
また、蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリートを設けることを特徴とする。
また、地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着して床下放熱ボックスの周囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、コンクリート内に挿入することを特徴とする。
また、地中側断熱材単体を掘削部に施工することを特徴とする。
また、太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出するための自然換気窓に接続していることを特徴とする。
本発明の地中熱と太陽熱を利用した空調システムは夏期に地中熱を利用して冬期には地中熱に太陽熱を加算して熱を床下放熱ボックスに蓄熱し、床下放熱ボックスより夏期用送風機、冬期用送風機を介して各室の天井側と床側に設けた吹出吸込口で循環させることによって空調するシステムである。
特に冬期は地中熱の１５～１６℃と晴天時の太陽熱の４０～６０℃を加算蓄熱でき、冬期でも十分な温度の確保ができるように構成されている。
本発明の断熱壁は建築物の外壁部断熱材とその外壁部断熱材の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入され、遮水性能を持った地中側断熱材により地下水や雨水の影響を受けずに地中恒温層の地中熱を利用し、また、断熱壁で囲まれた床下放熱ボックス内と蓄熱層に安定した地中熱を熱平衡で確保ができる。
地中側断熱材の地中３ｍ以下では外気温の影響を地中熱が受けるため地中３ｍ以上とすることで外気温の影響が少なくなり安定した地中熱の確保ができる。
床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口より蓄熱層側に設けていることで循環ダクトの吹出口より吹き出した空気が混合することが避けられ、蓄熱層に直接的に蓄熱されて地中熱に太陽熱を加算蓄熱できる利点があり冬期でも暖房温度の確保できる。
また、断熱壁が建築物の４方を囲み、上部を断熱床で囲まれているので、床下放熱ボックスは外気温の影響が少ない。
本発明の床下放熱ボックスにより効率的に冷暖房ができ、夏期には一定の冷房ができ、また、晴天時の冬期には地中熱に太陽熱を加算できるため快適な温かさが確保でき、年間を通して十分な冷暖房が達成できる。
床下放熱ボックスは地上側と地中側からなることで外気温の影響を小さくでき、地中側を掘り下げて体積を多くすることで床下放熱ボックスの放熱量が多くなり各室の暖房効率が改善される。
最下階床が地下階床であれば、床下放熱ボックスは地中側になるので、より外気温の影響を受けなく、保温性を長期に維持できる。
また、掘り下げて体積を多くすることで床下放熱ボックスの放熱量が多くなり各室の冷暖房効率が改善される。
蓄熱層は最下階床の床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリートを設けることで外気温の影響がなく、地中熱に太陽熱を効率的に加算蓄熱でき、緩やかに放熱する。
地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着し、また、断熱壁単体で床下放熱ボックスの周囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、コンクリート内に挿入することで、隣接地近くに施工でき、土地利用が図れ、施工精度もよくなる。
地中側断熱材単体を掘削部に施工することで工事の単純化、工事費が削減でき、工期の短縮になる。
太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出するための自然換気窓に接続しているので夏期の屋根面の太陽熱を排気でき、地中熱による冷房が効率よくなる。
雪国の冬期には地中熱を床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、屋根下ダクトに地中熱を通気し、軒先、屋根の融雪が図れ、屋根下ダクトで日射の太陽熱を早期に地中熱に太陽熱を加算できる。
蓄熱層下部の砂利下に防水シートを設けることで常時灌水層による熱伝導が高まり地中熱が蓄熱層に伝導される。
本発明に係る全体構成断面図 本発明に係る地下室のある全体構成断面図 本発明に係る地中側断熱材挿入側面図 本発明に係る地中側断熱材矢板装着・遮水連結部平断面図 本発明に係る地中側断熱材単体・遮水連結部・連結金物付き平断面図 本発明に係る地中側断熱壁単体・遮水連結部平断面図 本発明に係る操作盤及び温度制御部の構成図 本発明に係る冬期の全体構成断面図 本発明に係る冬期の地下室のある全体構成断面図 本発明に係る夏期の全体構成断面図 本発明に係る夏期の地下室のある全体構成断面図 別の実施例１の冬期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図 別の実施例１の夏期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図 別の実施例２の冬期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体構成断面図 別の実施例２の夏期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体構成断面図 別の実施例１、２の冬期の地下野菜工場全体構成平面図 別の実施例１、２の夏期の地下野菜工場全体構成平面図
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の図１の全体構成断面図に示しているように、断熱壁は建築物の外壁部断熱材２３とその外壁部断熱材２３の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材１と、
建築物の最下階床である１階床Ｆ１として、壁部を断熱壁１、２３、底部を蓄熱層２０により形成した床下放熱ボックス３と、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口１２を設け、床下放熱ボックス３に設けた冬期用送風機７、夏期用送風機８を介して床下放熱ボックス３と各室を循環ダクト１０で接続し、床下放熱ボックス３上部に吹出口Ｂを設けた循環ダクト１０と、
床下放熱ボックス３上部に吸込口Ｄを設け、壁ダクト１７、軒先、屋根下ダクト１４、降下ダクト１５に接続し、降下送風機１６を介して床下放熱ボックス３下部の吹出口Ａに接続している太陽熱循環ダクト１３と、
からなり、床下放熱ボックス３の太陽熱循環ダクト１３の吹出口Ａは循環ダクト１０の吹出口Ｂより蓄熱層２０側に設けている。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の図２の全体構成断面図に示しているように、建築物の外壁部断熱材２２とその外壁部断熱材２２の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材１とからなる断熱壁と、
建築物の最下階床である１階床Ｆ２の断熱床を天井部とし、壁部を断熱壁１、底部を蓄熱層２０により形成した床下放熱ボックス３と、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口１２を設け、床下放熱ボックス３に設けた冬期用送風機７、夏期用送風機８を介して床下放熱ボックス３と各室を循環ダクト１０で接続し、床下放熱ボックス３上部に吹出口Ｂを設けた循環ダクト１０と、
床下放熱ボックス３上部に吸込口Ｄを設け、太陽熱循環ダクト１３、軒先４２、太陽熱循環ダクト１３に接続し、降下送風機１６を介して床下放熱ボックス３下部の吹出口Ａに接続している太陽熱循環ダクト１３と、
からなり、床下放熱ボックス３の太陽熱循環ダクト１３の吹出口Ａは循環ダクト１０の吹出口Ｂより蓄熱層２０側に設けている。
本発明の図３に記載されているように、遮水性能を付加した板状の地中側断熱材１は地上側の板状の外壁断熱材２３と設計地盤より３ｍ以上の深さに挿入されている遮水性能を付加した板状の地中側断熱材１と設計地盤付近で遮水連結されている。
本発明の図４に記載されているように、地中側断熱材１は矢板２９に装着され、地中側断熱材１の遮水連結部２には水３倍膨張ゴム１１が装着され、地中に埋設後は水３倍膨張ゴム１１が水膨張し、遮水隔離できるようにしている。
尚、図５のように矢板２９に装着されることなく連結する構成としては、図５に記載されているように、例えば地中側断熱材１を重ねて、その隅部を補強金物４３と連結金物４４を持ち、水３倍膨張ゴム１１を地中側断熱材１と地中側断熱材１の間に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張ゴム１１が水膨張し、遮水隔離できるようにしている。
あるいは、図６に記載されているように、遮水連結部２には水３倍膨張ゴム１１を地中側断熱材１と地中側断熱材１の間に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張ゴム１１が水膨張し、遮水隔離できるようにしている。
冬期の太陽熱の集熱の仕組みについては屋根材と屋根材受け登り桟木と屋根材受け登り桟木の間と屋根下地材に囲まれた空間か筒型ダクトが屋根下ダクト１４で屋根材下部空間で太陽熱の集熱し、上昇気流で暖気を換気棟２５に集中させて降下送風機１６を介して降下ダクト１５で床下放熱ボックス３の蓄熱層２０に送風して蓄熱させている。
また、太陽熱温水器１８でも太陽熱の集熱し、循環ポンプ３９を介して２系統の温水パイプで床下放熱ボックス３の放熱機１９で蓄熱層２０に送風して蓄熱させている。尚、床下放熱ボックス３の蓄熱層２０のパラフィン材料の蓄熱材４１と基礎コンクリート４に地中熱に太陽熱を加算蓄熱され、ゆっくりと床下放熱ボックス３内に放熱をする。
循環ダクト１０、壁ダクト１７は縦桟と縦桟、壁下地と壁下地の間にある空間か筒型ダクトで断熱材に囲われている。
本発明は図７に記載されているように、操作盤及び温度制御部の構成図で温度制御は温度制御部によって行なわれる。室内には温度センサーと湿度センサーと操作盤が設置されていて、操作盤には温度設定部、冷房・暖房と自動・強・中・弱の切換部があり、冬期用送風機７、夏期用送風機８、降下送風機１６の切換部がある。冬期送風機７、夏期送風機８には強・中・弱の切換部があり、除湿機９のＯＮ／ＯＦＦの切換部もある。
また、温度制御部には温度センサーのための温度検出部、湿度センサーのための湿度検出部、温度コントロール部、冬期送風機７、夏期送風機８、降下送風機１６の風量調節部、除湿機９のＯＮ／ＯＦＦが内蔵されている。降下ダクト１５内には降下送風機１６とダンパー６が内蔵され、床下放熱ボックス３内には冬期送風機７、夏期送風機８や除湿機９のＯＮ／ＯＦＦが内蔵され、床下放熱ボックス３内に循環ダクト１０にはダンパー６のＯＮ／ＯＦＦが設けられ、循環ダクト１０上部にもダンパー６が設けられ連動している。
このような制御によって、例えば、室内の温度を温度設定部で調節することで放熱ボックス３内の冬期送風機７、夏期送風機８で送風し、風量も調節され、放熱量が調節される。また、同時に各室に吹き出すための冬期送風機７、夏期送風機８の風量も調節され、室内温度が調節される。
操作盤には冬期送風機７、夏期送風機８の送風調整スィッチがあり自動、強、中、弱がある。また、風量調整スィッチがあり自動、強、中、弱があり、風量も調節され、これを組み合わせることで各室温度を調節することができる。
例えば、夏期には室内の温度が３０℃の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、２５℃に設定すると、自動制御であれば、床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気し、除湿機９で除湿し、夏期送風機８が送風し、風量も調整され、１５～１６℃位の温度を放冷しつつ、天井側、吹出吸込口１２より各室に吹き出し、風量も調整され、室内温度センサーが２５℃になるまで自動的に運転される。
冬期に室内の温度が５℃の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、１３℃に設定すると、自動制御であれば、床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気し、冬期送風機７で送風し、風量も調整され、１５～１６℃位の温度を放熱しつつ、床下放熱ボックス３内の循環ダクト１０で床側の吸込吹出口１２より各室に吹き出し、風量も調整され、室内温度センサーが１３℃になるまで自動的に運転される。
尚、冬期の晴天時に屋根下ダクト１４の太陽熱と太陽温水器１８の太陽熱を床下放熱ボックス３に放熱すると２５℃位で放熱するが各室に循環するがの熱損失もあり１８～２０位の室内温度になる。
このような構成によって、例えば関西地区以西では、地中下部３ｍ以上の地中熱は年間を通じて１５～１６℃前後であるので、２４時間冷暖房した場合、夏期では室内温度が２２～２８℃になり、冬期には各室暖房温度が地中熱だけでは１３℃位になるが晴天時に屋根下からの太陽熱を循環送風し、太陽熱温水器１８の熱を加算することで室内温度が１８～２０℃位になる。
本発明の図８に記載されているように、冬期の全体構成断面図で矢板２９に装着した地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を遮水連結挿入し、基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３を囲う。
床下放熱ボックス３内に地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる地中熱と晴天時の屋根下ダクト１４の太陽熱を屋根下の降下送風機１６を介して開放したダンパー６に通気し、降下ダクト１５で下降し、床下放熱ボックス３下部の吹出口Ａより床下放熱ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４に加算蓄熱ができ、さらに、太陽熱温水器１８の温水を循環ポンプを介して放熱機１９で放熱し、床下放熱ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４にさらに加算蓄熱し、暖房温度を上昇させて床下放熱ボックス３に放熱し、床下放熱ボックス３上部の吸込口Ｄより黴除去フィルター２４と開放したダンパー６を通気して循環をする。床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気させて冬期用送風機７を介して循環ダクト１０で壁下の吹出吸込口１２より吹き出し各室の暖房し、壁上の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０で床下放熱ボックス３上部に設けた吹出口Ｂより吹き出し循環をする。
また、冬期は床下放熱ボックス３の上部の吸込口Ｄより地中熱を壁ダクト１７、軒先４２、屋根下ダクト１４に通気させることで軒先４２と屋根の融雪が図れ、軒先４２のすが漏りがなくなり、太陽熱の採取を早めることができ、耐久性が向上する。
さらに、地中恒温層２１からの地下水の毛細管現象防止のための毛細管現象防止用利水シート２７が基礎コンクリート４下に敷き込み床下放熱ボックス３内の乾燥を確保する。
本発明は図９に記載されているように、冬期の地下階を有する冬期の全体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３を囲う。
床下放熱ボックス３内に地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる地中熱と晴天時の屋根下ダクト１４の太陽熱を棟部の強化ガラス４５でさらに加温し、屋根下の降下送風機１６を介して開放したダンパー６に通気し、降下ダクト１５で下降し、床下放熱ボックス３下部の吹出口Ａより床下放熱ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４に加算蓄熱ができ、さらに、太陽熱温水器１８の温水を循環ポンプ３９を介して放熱機１９で放熱し、床下放熱ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４にさらに加算蓄熱し、暖房温度を上昇させて床下放熱ボックス３に放熱し、床下放熱ボックス３上部の吸込口Ｄより黴除去フィルター２４と開放したダンパー６を通気して循環をする。
床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気させて除湿機９、冬期用送風機７を介して循環ダクト１０で壁下の吹出吸込口１２より吹き出し各室の暖房し、壁上の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０で床下放熱ボックス３上部に設けた吹出口Ｂより吹き出し、飽和過剰水をＳＵＳ金網で自然結露し、排水溝より排水し、空気を循環する。
また、冬期は床下放熱ボックス３の上部の吸込口Ｄより地中熱を壁ダクト１７、軒先４２、屋根下ダクト１４に通気させることで軒先４２と屋根の融雪が図れ、軒先４２のすが漏りがなくなり、太陽熱の採取を早めることができると共に棟部に強化ガラスを設け、温度がさらに高まり、耐久性が向上する。
さらに、地中恒温層２１からの地下水の侵入防止用の防水シート４０が基礎コンクリート４下に敷き込み床下放熱ボックス３内の漏水、乾燥を確保すると共に蓄熱層下部の砂利下に防水シート４０を敷き込み常時灌水層３７に水を保ち、水の伝導熱で伝導率が高まる。
本発明の図１０に記載されているように、夏期の全体構成断面図で矢板２９に装着した地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を遮水連結挿入し、基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３を囲う。
地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる地中熱を効率よく床下放熱ボックス３と蓄熱層２０に蓄冷し、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて夏期用送風機８を介して循環ダクト１０で壁上の吹出吸込口１２より吹き出し、各室の冷房し、壁下の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０で床下放熱ボックス３の上部の吹出口Ｃに吹き出し循環をする。
また、夏期には換気口３４より外気を吸い込み壁ダクト１７、軒先４２、屋根下ダクト１４に通気し、太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６で排気して建築物内への影響を排除して冷房効率の向上を図る。
本発明は図１１に記載されているように、夏期の地下階を有する夏期の全体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３を囲う。
床下放熱ボックス３内に地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる。床下放熱ボックス３上部の吸込口Ｄより黴除去フィルター２４と開放したダンパー６を通気して循環をする。床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気させて除湿機８、夏期用送風機８を介して循環ダクト１０で壁下の吹出吸込口１２より吹き出し各室の暖房し、壁上の吹出吸込口１２より吹き出し循環ダクト１０で床下放熱ボックス３上部に設けた吹出口Ｃより吹き出し、飽和過剰水をＳＵＳ金網４６で自然結露し、排水溝より排水し、空気を循環する。
また、外壁断熱材２３の下方側に吸込口３４を設け、屋根に設けた換気棟２５に自然換気窓２６を設け、夏期は外部の吸気口３４より外気を壁ダクト１７、軒先４２に通気させて屋根下ダクト１３の熱風を換気棟２５の自然換気窓２６で自然換気する。
さらに、地中恒温層２１からの地下水の侵入防止用の防水シート４０が基礎コンクリート４下に敷き込み床下放熱ボックス３内の漏水、乾燥を確保すると共に蓄熱層下部の砂利下に防水シート４０を敷き込み常時灌水層４７に水を保ち、水の伝導熱で伝導率が高まる。
本発明の別実施例を図１２によって説明すると冬期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００～４００ｍｍ）単体で囲まれた床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を暖房しつつ、地上ガラス温室内の最下階床である温室床Ｆ３を伝導保温する。
また、黴除去フィルター２４に通気させて冬期送風機７を介して循環ダクト１０から地上ガラス温室の下部の吹出吸込口１２より吹き出し暖房をし、上部の吹出吸込口１２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに循環送風する。
さらに、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吸込口Ｄより吸い込み壁ダクト１７、屋根下ダクト１４に通気し、地中熱に太陽熱を加算しながら降下送風機１６を介して降下ダクト１３で降下し、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吹出口Ａより吹き出し床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０に地中熱に太陽熱を加算し、暖房効率の向上を図る。
空中ビニールフィルム３２は日照と外気温の影響を減らすために設け、温度センサー付き換気扇３０は一定の温度になると作動して屋外に排気調整する。
本発明は図１３に記載されているように、夏期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図で単体の地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００～４００ｍｍ）で囲まれた床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を冷房しつつ、地上ガラス温室内の床を伝導冷温する。
また、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて除湿しつつ夏期送風機８を介して循環ダクト１０から地上ガラス温室の上部の吹出吸込口１２より吹き出し冷房をし、下部の吹出吸込口１２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｃに吹き出し循環送風する。
さらに、外気を吸気口３４より吸入し、壁ダクト１７と屋根下ダクト１４に通気して換気棟２５の自然換気窓２６で排気する。
空中ビニールフィルム３２は日照と気温の影響を減らすために設け、温度センサー付き換気扇３０は一定の温度になると作動して屋外に排気し、温度・湿度を調整する。
本発明は図１４に記載されているように、冬期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００～４００ｍｍ）単体で囲まれた基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を暖房しつつ、地上定温倉庫の最下階床である倉庫床Ｆ４を伝導保温する。
また、黴除去フィルター２４に通気させて冬期送風機７を介して循環ダクト１０から地上定温倉庫の下部の吹出吸込口１２より吹き出し暖房をし、上部の吹出吸込口１２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに吹き出し循環送風する。
さらに、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部より地中熱で暖められた空気を吸込口Ｄより吸い込み壁ダクト１７、屋根下ダクト１４に通気し、地中熱に太陽熱を加算し、降下送風機１６を介して降下ダクト１３で降下し、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吹出口Ａより吹き出し床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０に地中熱に太陽熱を加算でき、暖房効率の向上を図る。
本発明は図１５に記載されているように、夏期の地下野菜工場・地上定温倉庫の全体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００～４００ｍｍ）単体で囲まれた基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を冷房しつつ、地上定温倉庫の床を伝導冷却する。
また、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて除湿しつつ、夏期送風機８を介して循環ダクト１０から地上定温倉庫の上部の吹出吸込口１２より吹き出し冷房をし、下部の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０に通気し、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｃに吹き出し循環送風する。
さらに、外気を吸気口３４より吸入し、壁ダクト１７と屋根下ダクト１４に通気して太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６で排気して建物への影響を排除し、冷房効率の向上を図る。
本発明は図１６に記載されているように、冬期の地下野菜工場の全体構成平面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００～４００ｍｍ）で囲まれた基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を地中熱で暖房し、黴除去フィルター２４に通気させて冬期用送風機７を介して循環ダクト１０から地上へ送風し、暖房して床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに吹き出し循環する。
床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吸込口Ｄより壁ダクト１７、屋根下ダクト１４に通気し、太陽熱を加算して降下送風機１６を介して降下ダクト１５で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吹出口Ａより吹き出し循環する。
本発明は図１７に記載されているように、夏期の地下野菜工場の全体構成平面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００～４００ｍｍ）で囲まれた基礎コンクリート４、地中恒温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を地中熱で冷房し、黴除去フィルター２４に通気させて夏期用送風機７を介して循環ダクト１０から地上へ送風し、冷房して床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに吹き出し循環する。
床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の外気の給気口３４より壁ダクト１７、屋根下ダクト１４に通気し、太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６より排気する。
本発明は、地域特性としてその地域の年平均気温が地中恒温層３ｍ以上の地中熱であり場所により採用できる。地熱の違いがあるが何処の地域でも冷暖房が可能となる。
また、木造住宅、一般住宅、定温倉庫、農業用温室等、野菜工場、学校、体育館、劇場、公会堂、集会所、マンション、事務所、公共建築物、既設建物、木造２×４工法、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造等の建物の空調システムに適用できる。
1・・地中側断熱材
2・・遮水連結部
3・・床下放熱ボックス
4・・基礎コンクリート
5・・排水口
6・・ダンパー
7・・冬期用送風機
8・・夏期用送風機
9・・除湿機
10・・循環ダクト
11・・水３倍膨張ゴム
12・・吹出吸込口
13・・太陽熱循環ダクト
14・・屋根下ダクト
15・・降下ダクト
16・・降下送風機
17・・壁ダクト
18・・太陽熱温水器
19・・放熱機
20・・蓄熱層
21・・地中恒温層
22・・外壁
23・・外壁部断熱材
24・・黴除去フィルター
25・・換気棟
26・・自然換気窓
27・・毛細管現象防止用利水シート
28・・オーガー掘削（チエン式）
29・・矢板
30・・温度センサー付き換気扇
31・・ＴＯＰ換気ロ
32・・空中ビニールフィルム
33・・上部換気口
34・・吸気口
35・・耕作土
36・・ガラス
37・・防水層
38・・小屋裏
39・・循環ポンプ
40・・防水シート
41・・蓄熱材
42・・軒先
43・・端部補強金物
44・・連結金物
45・・強化ガラス
46・・ＳＵＳ金網
47・・常時灌水層
48・・雨水防災タンク
49・・雨水中水道タンク
Ａ・・吹出口
Ｂ・・吹出口
Ｃ・・吹出口
Ｄ・・吸込口
Ｆ１・・１階床
Ｆ２・・地下階床
Ｆ３・・温室床
Ｆ４・・倉庫床

Claims (5)

  1. 地中熱と太陽熱を利用した建築物の空調システムにおいて、
    建築物の外壁部断熱材とその外壁部断熱材の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材とからなる断熱壁と、
    建築物の最下階床を天井部とし、壁部を断熱壁、底部を蓄熱層により形成した床下放熱ボックスと、
    建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口を設け、床下放熱ボックスに設けた冬期用送風機、夏期用送風機を介して床下放熱ボックスと各室を循環ダクトで接続し、床下放熱ボックス上部に吹出口を設けた循環ダクトと、
    床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、屋根下ダクト、降下ダクトに接続し、降下送風機を介して床下放熱ボックス下部の吹出口に接続している太陽熱循環ダクトと、
    からなり床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口より蓄熱層側に設けていることを特徴とする地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
  2. 蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリートを設けることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
  3. 地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着して床下放熱ボックスの周囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、コンクリート内に挿入することを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
  4. 地中側断熱材単体を掘削部に施工することを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
  5. 太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出するための自然換気窓に接続していることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
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