JP2010019502A - 地中熱利用の冷暖房システム。 - Google Patents
地中熱利用の冷暖房システム。 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010019502A JP2010019502A JP2008181062A JP2008181062A JP2010019502A JP 2010019502 A JP2010019502 A JP 2010019502A JP 2008181062 A JP2008181062 A JP 2008181062A JP 2008181062 A JP2008181062 A JP 2008181062A JP 2010019502 A JP2010019502 A JP 2010019502A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- conduction material
- ground
- underground
- heat conduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Central Air Conditioning (AREA)
Abstract
【課題】
年間を通じて温度16度前後で安定した地中5〜7mの地熱を利用して、24時間安定的に、永久に利用でき、メンテナンスが省略され、施工箇所が少なく、工程が削減され、施工精度が向上し、工期が短縮され、工事費が大幅に軽減され、二酸化炭素を発生はない、省エネの地中熱利用の冷暖房システムを開発すること。
【解決手段】
地中に埋設して金属のみによって熱を吸収・伝導する地中部熱伝導材1と、地上に設置して金属のみによって熱を伝導・放熱する地上部熱伝導材2と、地中上部に埋設して地中部熱伝導材1と地上部熱伝導材2とを金属のみによって接続伝導する接続部熱伝導材3と、地上で地上部熱伝導材2から熱を放熱させる放熱ボックス4と、放熱ボックス4の熱を室内に循環送風するためのダクト5、6からなる地中熱利用の冷暖房システムとする。
【選択図】図1
年間を通じて温度16度前後で安定した地中5〜7mの地熱を利用して、24時間安定的に、永久に利用でき、メンテナンスが省略され、施工箇所が少なく、工程が削減され、施工精度が向上し、工期が短縮され、工事費が大幅に軽減され、二酸化炭素を発生はない、省エネの地中熱利用の冷暖房システムを開発すること。
【解決手段】
地中に埋設して金属のみによって熱を吸収・伝導する地中部熱伝導材1と、地上に設置して金属のみによって熱を伝導・放熱する地上部熱伝導材2と、地中上部に埋設して地中部熱伝導材1と地上部熱伝導材2とを金属のみによって接続伝導する接続部熱伝導材3と、地上で地上部熱伝導材2から熱を放熱させる放熱ボックス4と、放熱ボックス4の熱を室内に循環送風するためのダクト5、6からなる地中熱利用の冷暖房システムとする。
【選択図】図1
Description
本発明は、地中熱を利用する冷暖房システムに関するものである。
従来から地熱を利用した冷暖房空調システムがいろいろと考えられている。例えば特許文献1に開示されている空調システムは、地中部に熱交換パイプを設け、床下に蓄熱室に接続され、地上部の連結空気通路から各空気通路に接続し、室内の吹出口に接続させている。
この蓄熱室では地中部に設けた熱交換パイプの中に通気させて地熱を吸収した蓄熱室内の除湿機と黴フィルターに通気させた後、地上部の連結空気通路から各空気通路に接続し、室内の吹出口より放熱させている。
連結空気通路に正逆転フアンを設けることによって夏期と冬期に切り換えて、天井空気通路や外壁空気通路や屋内空気通路には通気させることにより建物内の室温を調整しようとしたものである。
特開2005−201463号公報
この蓄熱室では地中部に設けた熱交換パイプの中に通気させて地熱を吸収した蓄熱室内の除湿機と黴フィルターに通気させた後、地上部の連結空気通路から各空気通路に接続し、室内の吹出口より放熱させている。
連結空気通路に正逆転フアンを設けることによって夏期と冬期に切り換えて、天井空気通路や外壁空気通路や屋内空気通路には通気させることにより建物内の室温を調整しようとしたものである。
しかしながらこの種の空調システムにおいては、地中に埋設した熱交換パイプの空気を、床下に設けられた蓄熱室から連結空気通路を経由して天井空気通路や東西南北に配置された外壁空気通路や屋内空気通路にファンで送風し、床下の蓄熱室に循環させているが、夏期に地上の暑い空気を地中の熱交換パイプに通風すると温度差により地中に埋設した熱交換パイプ内底に結露の水が貯まり、その結果、熱交換パイプ内の空気流通が難しくなり熱効率が悪くなる問題点があった。
また、東西南北の外壁空気通路や屋内空気通路に空気が平均的に循環し難く、夏期は蓄熱室において除湿機で除湿しても、室内側の外壁空気通路内や屋内空気通路や天井空気通路内に温度差による結露が発生して、メンテナンスが難しい、という問題点があった。
また、連結空気通路・天井空気通路・屋内空気通路・外壁空気通路・ダンパー・制御ボックスなど設備や配管も多く、制御盤による制御が複雑化して施工も難しく、工事費が増えるという問題点があった。
本発明はかかる問題点を解決すべく発明されたものであって、地中に埋設して金属のみによって熱を吸収・伝導する地中部熱伝導材と、地上に設置して金属のみによって熱を伝導・放熱する地上部熱伝導材と、地中上部に埋設して地中部熱伝導材と地上部熱伝導材を金属のみによって接続伝導する接続部熱伝導材と、地上で地上部熱伝材から熱を放熱させる放熱ボックスと放熱ボックスの熱を室内に循環送風するためのダクトからなることを特徴とする。
また、本発明は、地中部熱伝導材は管状であることを特徴とする。
また、本発明は、地上部熱伝導材は板状であることを特徴とする。
また、本発明は、接続部熱伝導材は板状であることを特徴とする。
また、本発明は、地中部熱伝導材は3本または複数本を束にして挿入することを特徴とする。
また、本発明は、地中部熱伝導材は構造用基礎杭の中空部又はオーガー掘削の中に挿入することを特徴とする。
また、本発明は、放熱ボックスはその内部が地上部熱伝導材によって室内側放熱 ボックス部と外部側放熱ボックス部に仕切らえていることを特徴とする。
また、本発明は、放熱ボックスはその下端部に排水孔を設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、ダクトは床側と天井側とに設けられ、放熱ボックス内側のダクトに循環送風のための正逆転可能なファンが設けられている ことを特徴とする。
本発明の地中部熱伝導材や接続部熱伝導材や地上部熱伝導材で採用される金属は主に銅、銀、ヒートレーンステンレス等である。この金属を使用して地中下部5〜7mの熱を吸収し、伝導し、効率よく放熱させるために、地中部熱伝導材は管状、接続部熱伝導材は板状、地上部熱伝導材は板状とする。
また、熱を伝導するために地中部熱伝導材は地中上部で接続部熱伝導材に接続し、接続部熱伝導材は地中上部でさらに地上部熱伝導材に接続する。
尚、放熱をよくするため放熱ボックス内の板状の地上部熱伝導材にはその両面に金属のみからなる板羽根熱伝導材を接続してもよい。
また、熱を伝導するために地中部熱伝導材は地中上部で接続部熱伝導材に接続し、接続部熱伝導材は地中上部でさらに地上部熱伝導材に接続する。
尚、放熱をよくするため放熱ボックス内の板状の地上部熱伝導材にはその両面に金属のみからなる板羽根熱伝導材を接続してもよい。
その形状において、熱を吸収し、伝導し、放熱するために地中上部を断熱材で被覆することで地中上部の熱損失を小さくし、さらに地上部を断熱材で隔離することで地中下部の吸収した熱を効率よく伝導し、地上部の放熱ボックス内の地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材により効率よく放熱することができる。
このような形状において、地中部熱伝導材の熱吸収表面積を1倍とし、地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材の放熱表面積を10倍とする。さらに倍率を上げることで放熱が早くなり短時間で放熱することができる。この場合の倍率は放熱の時間や地中と地上の温度差により決められる。また、地中部熱伝導材と接続部熱伝導材と地上部熱伝導材のそれぞれの断面積を同じとすることで地中部熱伝導材が吸収した熱を接続部熱伝導材に同量の熱を伝導し、地上部熱伝導材に同量の熱を伝導し、放熱をすることができる。
このような形状において、地中部熱伝導材の熱吸収表面積を1倍とし、地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材の放熱表面積を10倍とする。さらに倍率を上げることで放熱が早くなり短時間で放熱することができる。この場合の倍率は放熱の時間や地中と地上の温度差により決められる。また、地中部熱伝導材と接続部熱伝導材と地上部熱伝導材のそれぞれの断面積を同じとすることで地中部熱伝導材が吸収した熱を接続部熱伝導材に同量の熱を伝導し、地上部熱伝導材に同量の熱を伝導し、放熱をすることができる。
この地中熱利用の冷暖房システムの温度制御は図9に図示されている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、送風機や正逆転ファン用の強・中・弱の切換部があり、除湿機の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、送風機の風量調節部、正逆転ファンの風量調節 部、除湿機のON/OFFが内蔵されている。放熱ボックス内には送風機や除湿機が内蔵され、ダクト内には正逆転ファン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内の地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に送風機で送風し、風量も調節され、放熱量が調節される。
また、同時に室内に吹き出すための正逆転ファンの風量も調節され、室内温度が調節される。操作盤には送風機の送風調整スィッチがあり自動、強、中、弱がある。また、正逆転ファンの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室内温度を調節することができる。
また、同時に室内に吹き出すための正逆転ファンの風量も調節され、室内温度が調節される。操作盤には送風機の送風調整スィッチがあり自動、強、中、弱がある。また、正逆転ファンの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室内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28度の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、 25度に設定すると、自動制御であれば、放熱ボックス内の送風機が地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に送風し、風量も調整され、地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に伝導された16度位の温度を放冷しつつ、除湿機で除湿し、天井裏ダクト内の正逆転 ファンで天井吹出・吸込口より室内に吹き出し、風量も調整され、室内温度センサーが25度になるまで自動的に運転される。
冬期には室内の温度が10度の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、13度に設定すると、自動制御であれば、放熱ボックス内の送風機が地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に送風し、風量も調整され、地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に伝導された 16度位の温度を放熱しつつ、床下ダクト内の正逆転ファンで床吸込・吹出口より室内に吹き出し、風量も調整され、室内温度センサーが13度になるまで自動的に運転される。尚、地中下部の16度位の地中温度を採熱し、地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に伝導され、16度位で放熱するが室内の熱損失もあり、13度位が最も高い室内温度になる。
冬期には室内の温度が10度の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、13度に設定すると、自動制御であれば、放熱ボックス内の送風機が地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に送風し、風量も調整され、地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に伝導された 16度位の温度を放熱しつつ、床下ダクト内の正逆転ファンで床吸込・吹出口より室内に吹き出し、風量も調整され、室内温度センサーが13度になるまで自動的に運転される。尚、地中下部の16度位の地中温度を採熱し、地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材に伝導され、16度位で放熱するが室内の熱損失もあり、13度位が最も高い室内温度になる。
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5〜7mの地中熱は年間を通じて約16度前後であるので、24時間冷暖房した場合、夏期では室内温度が22〜28度になり、冬期は室内温度が13度位になる。
本発明の地中熱利用の冷暖房システムは地中に埋設して金属のみによって熱を吸 収・伝導する地中部熱伝導材と、地上に設置して金属のみによって熱を伝導・放熱する地上部熱伝導材と、地中上部に埋設して地中部熱伝導材と地上部熱伝導材とを金属のみによって接続伝導する接続部熱伝導材によって構成されるため、設備の配管等がなく、システム全体のメンテナンスが容易である。
また、地中部熱伝導材・接続部熱伝導材・地上部熱伝導材は、腐食の進行によって表面が錆びることはあっても熱伝導は全く軽減されることはなく永久的に機能するので、ダクトを通じて常に室内に直接、効率よく循環送風し、24時間放熱することができる。
また、放熱ボックス内は、主に金属のみによって地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材で構成されており、送風機・除湿機・黴除去フィルター・ダクト等は簡易なものでよいので、取替えなどを簡単に行なうことができる。
また、地中部熱伝導材・接続部熱伝導材・地上部熱伝導材は、腐食の進行によって表面が錆びることはあっても熱伝導は全く軽減されることはなく永久的に機能するので、ダクトを通じて常に室内に直接、効率よく循環送風し、24時間放熱することができる。
また、放熱ボックス内は、主に金属のみによって地上部熱伝導材と板羽根熱伝導材で構成されており、送風機・除湿機・黴除去フィルター・ダクト等は簡易なものでよいので、取替えなどを簡単に行なうことができる。
また、地中部熱伝導材を管状にすることで、円形の小面積で地中熱を効率よく吸 収・伝導でき、施工が容易になり、施工精度が向上し、メンテナンスを不要にすることができる。
また、地上部熱伝導材を板状にすることで、熱吸収表面積と放熱表面積を大きくでき、接続施工も容易になり、施工箇所を減少させ、工程を削減し、施工精度を向上させ、工期を短縮し、工事費を大幅に軽減し、メンテナンスを不要にすることができる。
また、接続部熱伝導材を板状にすることで、地中部熱伝導材の全断面積と接続部熱伝導材の全断面積と地上部熱伝導材の全断面積とを同じにすることが容易にでき、接続施工も容易になり、施工箇所を減少させ、工程を削減し、施工精度を向上させ、工期を短縮し、工事費を大幅に軽減し、メンテナンスを不要にすることができる。
また、地中部熱伝導材を3本または複数本を束にして挿入することで、地上部熱伝導材の全断面積と同じにすることができ、束による円形の小面積で地中熱を効率よく吸収・伝導でき、採取の表面積が大きくなり、接続施工が容易になり、施工箇所を減少させ、工程を削減し、施工精度を向上させ、工期を短縮し、工事費を大幅に軽減 し、メンテナンスを不要にすることができる。
また、構造用基礎杭の中空部に上部を断熱材で被服した地中部管状熱伝導材を挿入することで、地中上部の変動する熱を避けて地中下部の変動の少ない熱を吸収でき、円形の表面積で地中熱を効率よく吸収・伝導できる。さらに、地中挿入工事の掘削・ベンドナイトの注入工事が不用で、工事を簡素化し、施工精度を向上させ、工期を短縮し、工事費を大幅に軽減し、メンテナンスを不要にすることができる。
また、放熱ボックスの内部を地上部熱伝導材で仕切り室内側放熱ボックスと外部側放熱ボックスとすることで、放熱面を両面にして大きくでき、放熱量を効率よく放熱することができる。
また、放熱ボックスの下部に排水孔を設けることで、結露水や除湿水の排水を動力に頼らずに自然排水することができる。
また、ダクトを床側と天井側に設け、正逆転可能なファンにより夏期と冬期で異なる方向の空気の流れを生じさせることでダクトからの送風は冬期には床から暖房し、夏期には天井から冷房し、気熱を循環させることで、室内の温度差を緩和することができる。
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。本発明の地中熱利用の冷暖房システムは図1に記載されているように、地中に埋設して熱を吸収・伝導する地中部熱伝導材1と、地上に設置して熱を伝導・放熱する地上部熱伝導材2と、地中上部に埋設して地中部熱伝導材1と地上部熱伝導材2とを接続伝導する接続部熱伝導材3と、地上で地上部熱伝導材2から熱を放熱させる放熱ボックス4と、放熱ボックス4の熱を室内に循環送風するためのダクト5、6で構成されている。
地中部熱伝導材1は銅のみで構成され、基本的な大きさとしては直径100mmで厚さが2mmあり、長さ6mの管形状になっていて、この地中部熱伝導材1は地中部に設けた間隔を開けて埋設されている複数本の構造用基礎杭17の中空部18に挿入されている。
また、地中部熱伝導材1の地中上部は図2または図3に示すように断熱材16で被覆している。
また、地中部熱伝導材1の地中上部は図2または図3に示すように断熱材16で被覆している。
尚、既設建物や新築木造建物の場合には3本〜複数本の地中部熱伝導材1を1ユニットとして、これを地中部に間隔を開けて埋設されているベンドナイト20を注入した直径400mm〜550mmのオーガー掘削19の中に挿入する方法も考えられる。その場合にも、3本〜複数本の地中部熱伝導材1の地中上部は図4に示すように断熱材16で被覆する。
地上部熱伝導材2は銅のみで構成され、形状は板状になっており大きさとしては幅1500mmで厚さが5mmあり、高さ4mになっている。
そして、この地上部熱伝導材2には両面に板状の板羽根熱伝導材2−1が接続されている。
また、地上部熱伝導材2の地中上部は図3に示すように断熱材16で被覆している。
そして、この地上部熱伝導材2には両面に板状の板羽根熱伝導材2−1が接続されている。
また、地上部熱伝導材2の地中上部は図3に示すように断熱材16で被覆している。
接続部熱伝導材3は銅のみで構成され、形状は板状になっており大きさとしては幅200mmで厚さが5〜60〜120mmあり、長さ10m以上の形状になっている。そして、この接続部熱伝導材3は地中部熱伝導材1と地上部熱伝導材2を地中上部で接続されている。
また、接続部熱伝導材3の地中上部は図3に示すように断熱材16で被覆している。
また、接続部熱伝導材3の地中上部は図3に示すように断熱材16で被覆している。
また、地中熱利用の冷暖房システムの構成において、全体的な割合は地中部熱伝導材の熱吸収表面積を1倍とし、地上部熱伝導材1と板羽根熱伝導材2−1の放熱表面積を10倍としている。
また、地中部熱伝導材1と接続部熱伝導材3と地上部熱伝導材2のそれぞれの断面積を同じとするように、地中部熱伝導材1は本数で調節し、地上部熱伝導材2は厚みで調節し、接続部熱伝導材3も厚みで調節をしている。
また、地中部熱伝導材1と接続部熱伝導材3と地上部熱伝導材2のそれぞれの断面積を同じとするように、地中部熱伝導材1は本数で調節し、地上部熱伝導材2は厚みで調節し、接続部熱伝導材3も厚みで調節をしている。
放熱ボックス4は壁沿いに形成され、周囲を断熱材で区画され、地上部熱伝導材2によって室内側放熱ボックス4−1、外部側放熱ボックス4−2に仕切られている。それぞれの大きさとしては室内側放熱ボックス4−1が奥行き1500mm、幅225mm、高さ3000mmであり、外部側放熱ボックス4−2が奥行き1500mm、幅225mm、高さ3000mmの長方形になっている。また、放熱ボックス4内には送風機9、除湿機11が設置されている。地上部熱伝導材2と板羽根熱伝導材2−1にあてる送風機9の風量を調節することにより放熱量がかわる。
また、夏期に除湿機11で除湿した除湿水と結露水を排水するために、室内側放熱ボックス4−1と外部側放熱ボックス4−2の下部に自然排水用の排水孔12が径25mm設けられている。
尚、図1または図5に示すように室内側放熱ボックス4−1には室内に面し、直接室内に放熱できるサッシ8が上下にあり、改め口の機能もしている。また、外部側放熱ボックス4−2には改め口サッシ13が設けられている。
尚、図1または図5に示すように室内側放熱ボックス4−1には室内に面し、直接室内に放熱できるサッシ8が上下にあり、改め口の機能もしている。また、外部側放熱ボックス4−2には改め口サッシ13が設けられている。
ダクト5、6は金属で構成され、管形状になっており大きさとしては直径100mmで厚さが1.2mmになっている。そして、このダクト5、6は図1または図5に示すように放熱ボックス4に複数本接続し、放熱ボックス4側のダクト5、6入り口部に黴除去フィルター10とその奥に正逆転ファン7が内蔵され、室内の天井に天井吹出・吸込口15と床に床吸込・吹出口14が設けられ接続している。夏期には正逆転ファン7を冷房に設定することで天井の天井吹出・吸込口15より冷気が吹き出し、床の床吸込・吹出口14から吸い込むようにして循環冷房をする。冬期には正逆転ファン7を暖房に設定することで床の床吸込・吹出口14より暖気が吹き出し、天井の天井吹出・吸込口15から吸い込むようにして循環暖房をする。
次に、このような地中熱を利用した冷暖房システムの使用方法を説明する。夏期には地中部熱伝導材1の地中下部で16度前後の地中熱を採熱し、伝導しつつ、接続部熱伝導材3で地上部熱伝導材2に伝導させる。操作盤の温度設定部で室内の温度を設定し、同時に操作盤の除湿スィッチをONに入れる。
また、冷房・暖房の切換部を冷房に設定する。放熱ボックス4内は室内の温度を設定されることで地上部熱伝導材2と板羽根熱伝導材2−1に送風機9で送風され、送風量が調節され、放冷量も調節される。
さらに放熱ボックス4内は除湿機11で除水された水と結露水は排水孔12で自然排水される。ダクト5は入り口部の黴除去フィルター10に通気させて正逆転ファン7の送風量も調節されながら室内の天井吹出・吸込口14より冷気を吹き出し循環冷房をし、22度〜28度の室温に温度調節しながら床吸込・吹出口15より吸い込み放熱ボックス4に循環する。
また、冷房・暖房の切換部を冷房に設定する。放熱ボックス4内は室内の温度を設定されることで地上部熱伝導材2と板羽根熱伝導材2−1に送風機9で送風され、送風量が調節され、放冷量も調節される。
さらに放熱ボックス4内は除湿機11で除水された水と結露水は排水孔12で自然排水される。ダクト5は入り口部の黴除去フィルター10に通気させて正逆転ファン7の送風量も調節されながら室内の天井吹出・吸込口14より冷気を吹き出し循環冷房をし、22度〜28度の室温に温度調節しながら床吸込・吹出口15より吸い込み放熱ボックス4に循環する。
また、冬期には地中部熱伝導材1の地中下部で16度前後の地中熱を採熱し、伝導しつつ、接続部熱伝導材3で地上部熱伝導材2に伝導させる。操作盤の温度設定部で室内の温度を設定する。また、冷房・暖房の切換部を暖房に設定する。放熱ボックス4内は室内の温度を設定されることで地上部熱伝導材2と板羽根熱伝導材2−1に送風機9で送風され、送風量が調節され、放熱量も調節される。ダクト5は入り口部の黴除去フィルター10に通気させて正逆転ファン7の送風量も調節されながら室内の床吸込・吹出口15より暖気を吹き出し循環暖房をし、13度位の室温に温度調節しながら天井吹出・吸込口14より吸い込み放熱ボックス4に循環する。尚、春期や秋期には気温によって室内の操作盤の温度設定部で室内温度の設定を操作する。
このような冷暖房システムを新築のRC造建物などに設置する場合について説明する。新築のRC造建物などに設ける時は事前に設計に組み込むことができるので建物の室内冷暖房を効率よくするために地上の放熱ボックス4の位置は内壁部や外壁に添わせて自由な位置に設けることができる。
これを図6に基づいて説明すると、新築建物の躯体基礎工事に必要な構造用基礎杭17の中空部18に地中部熱伝導材1を挿入することで地中部工事のオーガー掘削19やベンドナイト20工事が不要で工期の短縮が図れ、工事費の削減ができる。放熱ボックス4は各階に奥行き1500mm、幅450mm、高さ3000mmのスペースが必要で位置は上部の階と同一場所とし、熱損失の少ない場所を選び、ダクト5配管も支障が少ない場所を選ぶ、メンテナンスも支障がない場所で内壁部や外壁に添わせて自由な位置に設けることができる。
また、結露水や除湿水の排水は放熱ボックス4の下部に排水孔12を設け自然排水をする。ダクト5は室内側放熱ボックス4−1と外部側放熱ボックス4−2より複数本を天井裏と床下より天井吹出・吸込口14と床吸込・吹出口15に接続し、室内の窓際で吹き出し循環冷暖房をする。
また、結露水や除湿水の排水は放熱ボックス4の下部に排水孔12を設け自然排水をする。ダクト5は室内側放熱ボックス4−1と外部側放熱ボックス4−2より複数本を天井裏と床下より天井吹出・吸込口14と床吸込・吹出口15に接続し、室内の窓際で吹き出し循環冷暖房をする。
夏期には各階放熱ボックス4よりダクト5に接続し、天井吹出・吸込口14より吹き出し冷房をし、床吸込・吹出口15に吸い込み放熱ボックス4に循環冷房する。
また、冬期には各階放熱ボックス4より床下通気口6に入り、コンクリートスラブを暖めつつ床吸込・吹出口14より吹き出し暖房をし、天井吹出・吸込口15に吸い込み放熱ボックス4に循環暖房する。尚、事務所建築なども同様の方法で冷暖房をすることができる。
また、冬期には各階放熱ボックス4より床下通気口6に入り、コンクリートスラブを暖めつつ床吸込・吹出口14より吹き出し暖房をし、天井吹出・吸込口15に吸い込み放熱ボックス4に循環暖房する。尚、事務所建築なども同様の方法で冷暖房をすることができる。
次に、既設建物や木造建物に設置する場合について説明する。図7に図示されているように地中部や放熱ボックス4の増設工事が必要で床や天井部分も改修工事が必要になる。スペースとしては外壁添いに幅2600mm奥行き800mmの空きスペースで基礎部の工事をすることができる。地中部には3本〜複数本の地中部熱伝導材1を1ユニットとして地中部に間隔を開けて埋設されている数本の直径400mm〜550mmのオーガー掘削19にベンドナイト20を注入した中に挿入する。地上の放熱ボックス4は外壁添いの各階に幅2200mm奥行き600mmの空きスペースがあれば後付けすることができる。また、床暖房兼用のフロアーなどとし、天井裏の一部にダクトスペースを設け、構造体を改修することなく内装を改修することで設置することできる。
例えば、既設建物など1階部にスペースとしては外壁添いに幅2600mm奥行き800mmの空きスペースがあれば基礎部の工事でき、地中部には3本〜複数本の地中部熱伝導材1の1ユニットを既設建物の規模により複数個所挿入する。
また、外壁添いの各階に放熱ボックス4は幅2200mm奥行き600mmの空きスペースがあれば後付けでき、放熱ボックス4が各階まで立ち上がっている。夏期には各階放熱ボックス4よりダクト5に接続し、天井吹出・吸込口15より吹き出し冷房し、床吸込・吹出口14で吸い込み放熱ボックス4に循環冷房する。
冬期には各階の床下通気口6に入りコンクリートスラブを暖めつつ床吸込・吹出口14より吹き出し暖房し、天井吹出・吸込口15に吸い込み放熱ボックス4に循環暖房をする。尚、木造建築の場合も同様の方法で冷暖房をすることができる。
また、外壁添いの各階に放熱ボックス4は幅2200mm奥行き600mmの空きスペースがあれば後付けでき、放熱ボックス4が各階まで立ち上がっている。夏期には各階放熱ボックス4よりダクト5に接続し、天井吹出・吸込口15より吹き出し冷房し、床吸込・吹出口14で吸い込み放熱ボックス4に循環冷房する。
冬期には各階の床下通気口6に入りコンクリートスラブを暖めつつ床吸込・吹出口14より吹き出し暖房し、天井吹出・吸込口15に吸い込み放熱ボックス4に循環暖房をする。尚、木造建築の場合も同様の方法で冷暖房をすることができる。
つぎに、農業用温室等建物に設置する場合について説明する。図8に図示されているように地中工事のオーガー掘削19やベンドナイト20工事を必要とし、内壁添いや外壁添いに幅2600mm奥行き800mmのスペースがあれば基礎部の工事ができ、放熱ボックス4は幅2200mm奥行き600mmのスペースがあれば内壁添いや外壁添いに取り付けすることができる。
また、夏期において花や野菜などに冷房による温度調整と加湿調整が24時間でき、夏期の熱による花や野菜など傷みが少ない。さらに、冬期において花や野菜などに暖房による温度調整が24時間でき、冬期の夜間の窓際の温度差が少なく花や野菜など育成に適している。
尚、地中熱は年中地域の平均気温のため24時間利用が可能となるが西日本において夏期ではダクト5より吹き出し室内温度が22度〜28度になり、冬期では壁吹出口15より吹き出し室内温度が13度程度になるが晴天時にはガラス面の採熱により換気扇等での温度調整が必要になるが夜間の13度程度の温度は花や野菜など育成に適している。
尚、地中熱は年中地域の平均気温のため24時間利用が可能となるが西日本において夏期ではダクト5より吹き出し室内温度が22度〜28度になり、冬期では壁吹出口15より吹き出し室内温度が13度程度になるが晴天時にはガラス面の採熱により換気扇等での温度調整が必要になるが夜間の13度程度の温度は花や野菜など育成に適している。
本発明は、地域特性としてその地域の年平均気温が地中5〜7mの地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。さらに、ヒートレーンステンレス等、金属をヒートレーン加工すると熱伝導率が銀の5倍にもなり冷暖房効率が飛躍的に向上する。また、既設建物及び木造住宅、農業用温室等、一般住宅、マンション、事務所、公共建築物、学校、体育館、劇場、公会堂、集会所、病院、工場、木造2×4工法、RC造、SRC造、S造等の建物の冷暖房システムに適用できる。
1・・地中部熱伝導材
2・・地上部熱伝導材
2−1・・板羽根熱伝導材
3・・接続部熱伝導材
4・・放熱ボックス
4−1・・室内側放熱ボックス
4−2・・外部側放熱ボックス
5・・ダクト
6・・床下通気口
7・・正逆転ファン
8・・サッシ
9・・送風機
10・・黴除去フィルター
11・・除湿機
12・・排水孔
13・・改め口サッシ
14・・床吸込・吹出口
15・・天井吹出・吸込口
16・・断熱材
17・・構造用基礎杭
18・・中空部
19・・オーガー掘削
20・・ベンドナイト
2・・地上部熱伝導材
2−1・・板羽根熱伝導材
3・・接続部熱伝導材
4・・放熱ボックス
4−1・・室内側放熱ボックス
4−2・・外部側放熱ボックス
5・・ダクト
6・・床下通気口
7・・正逆転ファン
8・・サッシ
9・・送風機
10・・黴除去フィルター
11・・除湿機
12・・排水孔
13・・改め口サッシ
14・・床吸込・吹出口
15・・天井吹出・吸込口
16・・断熱材
17・・構造用基礎杭
18・・中空部
19・・オーガー掘削
20・・ベンドナイト
Claims (9)
- 地中に埋設して金属のみによって熱を吸収・伝導する地中部熱伝導材と、地上に設置して金属のみによって熱を伝導・放熱する地上部熱伝導材と、地中上部に埋設して地中部熱伝導材と地上部熱伝導材とを金属のみによって接続伝導する接続部熱伝導材と、地上で地上部熱伝導材から熱を放熱させる放熱ボックスと、放熱ボックスの熱を室内に循環送風するためのダクトからなることを特徴とする地中熱利用の冷暖房システム。
- 地中部熱伝導材は管状であることを特徴とする請求項1に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
- 地上部熱伝導材は板状であることを特徴とする請求項1に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
- 接続部熱伝導材は板状であることを特徴とする請求項1に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
- 地中部熱伝導材は3本または複数本を束にして挿入することを特徴とする請求項1または2に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
- 地中部熱伝導材は構造用基礎杭の中空部又はオーガー掘削の中に挿入することを特徴とする請求項1または2、5に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
- 放熱ボックスはその内部が地上部熱伝導材によって室内側放熱ボックス部と外部側放熱ボックス部に仕切られていることを特徴とする請求項1に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
- 放熱ボックスはその下端部に排水孔を設けることを特徴とする請求項1または7に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
- ダクトは床側と天井側とに設けられ、放熱ボックス内側のダクトには循環送風のための正逆転可能なファンが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の地中熱利用の冷暖房システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008181062A JP2010019502A (ja) | 2008-07-11 | 2008-07-11 | 地中熱利用の冷暖房システム。 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008181062A JP2010019502A (ja) | 2008-07-11 | 2008-07-11 | 地中熱利用の冷暖房システム。 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010019502A true JP2010019502A (ja) | 2010-01-28 |
Family
ID=41704593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008181062A Pending JP2010019502A (ja) | 2008-07-11 | 2008-07-11 | 地中熱利用の冷暖房システム。 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010019502A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013148247A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Panahome Corp | 地中熱利用の空調装置及びその施工方法 |
JP2014081099A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 地中熱利用の換気システムを用いた融雪装置 |
CN104675360A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-06-03 | 中国石油大学(华东) | 注超临界co2开采干热岩地热的预防渗漏工艺 |
JP2016061484A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 旭化成ホームズ株式会社 | 全館冷暖房システム |
-
2008
- 2008-07-11 JP JP2008181062A patent/JP2010019502A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013148247A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Panahome Corp | 地中熱利用の空調装置及びその施工方法 |
JP2014081099A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 地中熱利用の換気システムを用いた融雪装置 |
JP2016061484A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 旭化成ホームズ株式会社 | 全館冷暖房システム |
CN104675360A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-06-03 | 中国石油大学(华东) | 注超临界co2开采干热岩地热的预防渗漏工艺 |
CN104675360B (zh) * | 2014-12-22 | 2017-03-29 | 中国石油大学(华东) | 注超临界co2开采干热岩地热的预防渗漏工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2322556C (en) | Air conditioning system for buildings and air-conditioned building, especially a zero energy house | |
JP2009264721A (ja) | アース・ソーラーシステム(一層式) | |
JP2009250581A (ja) | 地中熱利用冷暖房システム | |
JP2014051874A (ja) | 気密性住宅の省エネ換気システム | |
JP2006266575A (ja) | 地熱利用住宅 | |
JP2008076015A (ja) | 地熱利用による建築物空調システム | |
JP2004212038A (ja) | 建物の空調換気システム | |
EP2146150A2 (en) | Method for controlling the climate in a building, and respective building | |
JP2010019502A (ja) | 地中熱利用の冷暖房システム。 | |
KR101650811B1 (ko) | 리노베이션 건물의 에너지절약 외피통풍구조 | |
JP2005061786A (ja) | 地温を利用した室内温度調整構造 | |
WO2014174961A1 (ja) | 地中熱利用の空調設備を具えた建物 | |
JP2008261535A (ja) | 地中熱を利用した省エネ恒温換気システム | |
WO2012105134A1 (ja) | 地中熱と太陽熱を利用した空調システム | |
JP5505837B2 (ja) | アース・ソーラーシステム(地下室対応型) | |
JP2014142151A (ja) | 地中熱利用空調システム | |
JP4049380B2 (ja) | 建物の換気システム | |
JP5833064B2 (ja) | 蓄熱空調システム | |
JP4632760B2 (ja) | 地熱利用設備 | |
KR101670082B1 (ko) | 지중열 이용 실내 환기시스템 | |
JP2009085553A (ja) | 建物の地熱システム | |
JP2007139236A (ja) | 床下空調装置および方法 | |
US7698903B1 (en) | Energy efficient ventilation system | |
JP2008304167A (ja) | 集合住宅用給湯設備 | |
JP2003343884A (ja) | 地中熱(地熱)を利用した建築物の循環式冷暖房の方法 |