JP5820245B2 - 換気システム及び建物 - Google Patents

Description

本発明は、地中熱を利用した換気システム、及びこの換気システムを備えた建物に関するものである。

従来から、外気温にほとんど左右されず年間を通して安定した温度に保たれる地中に地中採熱管を埋設し、外気をこの地中採熱管に通して地中熱と熱交換させて建物内に送り込み、建物内を、夏などの暑期は涼しく、冬などの寒期は暖かくする地中熱を利用した技術が知られており、実施に供されている。

例えば、特許文献１には、地中熱を利用した空調のみでは対応しえない場合にヒートポンプを利用した空調で補う従来技術が開示されている。

特開２００３−３５４３３号公報

しかしながら、上記した特許文献１のような地中熱を利用した従来技術では、地中採熱管を通ってきた空気（外気）が、地中採熱管を通る前の空気（外気）よりも塵埃や湿気や臭気を多く帯びており、清浄なものではないことまでは考慮していないという問題がある。

ここで、地中熱を利用した技術を、換気システムに応用しようとしても同様の問題がある。

そこで、本発明は、地中採熱管を通ってきた空気を清浄なものとすることができる換気システム、及びこの換気システムを備えた建物を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の換気システムは、屋外から空気を給気風路内に設けられた送風手段で取り入れて床上空間に給気し、該床上空間内の空気を屋外に排気する建物の換気システムであって、前記建物の床上空間に面して床下空間に連通する給気口が設けられており、屋外の空気の吸込口の下流側に、地中採熱管が設けられているとともに、さらにその下流側には、空気清浄化機能を有するフィルターボックスが設けられて前記給気経路が形成されていることを特徴とする。

なお、このフィルターボックスの空気清浄化機能とは、防塵機能、除湿機能又は脱臭機能の少なくとも一つの機能のことをいう。

ここで、前記フィルターボックスは、前記床下空間に設けられているとよい。

また、前記給気風路からの前記床上空間への給気は、給気ダクトを介さず、前記床下空間を経由して、前記給気口から行われるとよい。

また、前記給気風路と排気風路との間には、熱交換手段が設けられているとよい。

さらに、前記排気風路は、前記熱交換手段と接するルートと前記熱交換手段と接しないルートとを有しており、これらルートの切り替えにより、熱交換を行うモードと熱交換を行わないモードとが自動で切り替わるとよい。

また、前記建物は、上階の床上空間を備え、前記給気風路の下流側には、該上階の床上空間に面して設けられた上階用給気口と連通する給気ダクトが接続されていてもよい。

本発明の建物は、上記した本発明の換気システムを備えていることを特徴とする。

このような本発明の換気システムは、屋外から空気を給気風路内に設けられた送風手段で取り入れて床上空間に給気し、床上空間内の空気を屋外に排気する建物の換気システムである。

そして、建物の床上空間に面して床下空間に連通する給気口が設けられており、屋外の空気の吸込口の下流側に、地中採熱管が設けられているとともに、さらにその下流側には、空気清浄化機能を有するフィルターボックスが設けられて給気経路が形成された構成とされている。

こうした構成なので、地中採熱管を通ってきた空気（外気）を清浄なものとし、この清浄な空気で建物内を換気することができる。

そのうえ、空気（外気）をこの地中採熱管に通して地中熱と熱交換させて建物内に送り込み、建物内を、夏などの暑期は涼しく、冬などの寒期は暖かくする地中熱を利用した空調も同時に行うことができる。

ここで、フィルターボックスが、床下空間に設けられている場合は、フィルターボックスが床上空間を占有することがないため、床上空間を広く用いることができる。

また、給気風路からの床上空間への給気は、給気ダクトを介さず、床下空間を経由して、給気口から行われる場合は、給気風路の端部と給気口との間に給気ダクトが無い分、安価に実施でき、メンテナンスも容易に行える。

また、給気風路と排気風路との間には、熱交換手段が設けられている場合は、排気風路を通じて逃げてしまう熱（温熱又は冷熱）を極力抑えることができる。

さらに、排気風路は、熱交換手段と接するルートと熱交換手段と接しないルートとを有しており、これらルートの切り替えにより、熱交換を行うモードと熱交換を行わないモードとが自動で切り替わる場合は、例えば、建物内において、夏などの暑期でも冷房を行っていないときは、給気風路内の空気の方が排気風路内の空気よりも冷たい可能性があるし、冬などの寒期でも暖房を行っていないときは、給気風路内の空気の方が排気風路内の空気よりも暖かい可能性があり、給気風路と排気風路との間で熱交換を行わない方が良い場合があるので、自動的に適切なモードに切り替えることができ、対応性が高い。

また、建物は、上階の床上空間を備え、給気風路の下流側には、上階の床上空間に面して設けられた上階用給気口と連通する給気ダクトが接続されている場合は、上階の床上空間についても、床下空間の直上の床上空間と同様な換気を行うことができる。

このような本発明の建物は、本発明の換気システムを備えた構成とされている。

こうした構成なので、上記した本発明の換気システムの効果を奏する建物とすることができる。

実施例の換気システムを備えた建物の概略構成を示す説明図である。 給気口の部分拡大断面図である。 排気口の部分拡大断面図である。 送風装置の説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

先ず、実施例の構成について説明する。

図１は、実施例の換気システムを備えた建物１の概略構成を示している。

まず、この建物１は、床部４及び床部６の下方に床下空間７を有する。

また、床部４の上方には、間仕切壁２Ａで仕切られた居間などに用いられる１階の床上空間２，２を有し、床部６の上方には、仕切壁８により形成された玄関ホールや階段室などに用いられる吹抜空間５を有する。

さらに、この建物１は、１階の床上空間２，２の上方には、１階の天井部２ａ及び２階の床部３ａを挟んで、間仕切壁３Ａで仕切られた居間などに用いられる２階の床上空間３，３を有する。

なお、間仕切壁２Ａ，３Ａ及び仕切壁８には、ドアの隙間やガラリなどからなる通気路（図示せず）が設けられている。

ここで、床部４には、１階の床上空間２と床下空間７とを連通させる１階用の給気口１１，・・・が形成されている。

この１階用の給気口１１は、図２に示したように、ガラリ１３と落下物防止用のフィルター１４とが着脱可能に設けられている。

また、床部６には、吹抜空間５と床下空間７とを連通させる排気口１２が形成されている。

この排気口１２は、図３に示したように、ガラリ１５と落下物防止用のフィルター１４とが着脱可能に設けられている。

また、２階の床部３ａには、１階の給気口１１と同様な構成の２階用の給気口１１０，１１０が形成されている。

さらに、床下空間７内には、図１に示したように、床部６の下方に、送風装置１７が設置されている。

ここで、送風装置１７の上流側には、給気ダクト２２を介して、防塵機能、除湿機能及び脱臭機能を有するフィルターボックス１６が設置されている。

さらに、フィルターボックス１６の上流側には、外壁９を貫通し、中間部が地中に埋設され、先端部に外気の吸込口２１ａを有する地中採熱管２１が設けられている。

また、送風装置１７の下流側には、給気ダクト２３を介して、分岐ボックス１８が設置されている。

さらに、分岐ボックス１８の上流側には、先端部に床下空間７へ換気用の空気を吹き出す吹出口２４ａを有する給気ダクト２４と、２階の床上空間３，３へ換気用の空気を送るための給気ダクト２５とが接続されている。

ここで、給気ダクト２５は、仕切壁８内を通って途中から２本の給気ダクト２５ａ，２５ａに分岐し、これら給気ダクト２５ａ，２５ａは、１階の天井部２ａと２階の床部３ａとに挟まれて形成される２階の床下空間１０を通って２階用の給気口１１０，１１０にそれぞれ接続されている。

また、送風装置１７には、排気口１２と接続された排気ダクト２６と、先端部に内気（以下、排気用の空気という）の吐出口２７ａを有する排気ダクト２７とが接続されている。

さらに、送風装置１７は、図４に示したように、内部が送風路１９ａと排気路１９ｂとに隔壁部２８により区画されたケース１９と、送風路１９ａ内に設けられた送風手段としての送風ファン２０とから主に構成される。

ここで、送風装置１７の送風路１９ａと排気路１９ｂとの間の隔壁部１７ａには、熱交換手段としての熱交換器（図示せず）が設けられている。

また、排気ダクト２６と排気ダクト２７との間には、流路切替弁２９ａ，２９ｂを介してバイパス排気ダクト２８が接続されており、排気用の空気が熱交換器と接する排気路１９ｂを通るルートと、排気用の空気が熱交換器と接しないバイパス排気ダクト２８を通るルートとが切り替え可能とされている。

これらのルートの切り替えは、給気経路（例えば送風路１９ａ）と排気経路（例えば排気ダクト２６の上部）とにそれぞれ設けられた温度センサー（図示せず）により測定した温度を比較部（図示せず）で比較して行われる。

そして、熱交換を行うべきと判断部（図示せず）が判断したときは、制御部（図示せず）により流路切替弁２９ａ，２９ｂを排気用の空気が排気路１９ｂを通るルートとなるように制御し、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間で熱交換が行われるモード（状態）とする。

また、熱交換を行うべきでないと判断部（図示せず）が判断したときは、制御部（図示せず）により流路切替弁２９ａ，２９ｂを排気用の空気がバイパス排気ダクト２８を通るルートとなるように制御し、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間で熱交換が行われないモード（状態）とする。

次に、この実施例の換気システムを運転させた状態について説明する。

まず、図４に示した送風ファン２０を作動させると、図１の外気が給気（ＯＡ）として吸込口２１ａから地中採熱管２１内に吸い込まれる。

この吸い込まれた空気（外気）は、地中採熱管２１内で地中熱と熱交換してからフィルターボックス１６内に吸い込まれる。

そして、この吸い込まれた空気（外気）は、フィルターボックス１６内で、防塵機能により塵埃が除去され、除湿機能により湿気が除去され、脱臭機能により臭気が除去されて、清浄化される。

この清浄化された空気は、給気ダクト２２を通り、送風装置１７の送風路１９ａ内に吸い込まれる。

そして、送風ファン２０により、給気ダクト２３を通って分岐ボックス１８内に給気される。

この分岐ボックス１８内に給気された空気の一部（ＳＡ２）は、給気ダクト２５，２５ａ，２５ａを通って２階用の給気口１１０，１１０から２階の床上空間３，３に矢印で示したように給気される。

また、分岐ボックス１８内に給気された空気の残り（ＳＡ１）は、給気ダクト２４の先端部の吹出口２４ａから床下空間７内に吹き出された後、１階用の給気口１１，・・・から１階の床上空間２，２内に矢印で示したように給気される。

そして、１階の床上空間２，２及び２階の床上空間３，３を換気した後の空気は、ドアの隙間やガラリなどからなる通気路（図示せず）を通って、吹抜空間５も換気した後、排気口１２から排気ダクト２６内へ排気用の空気として排気される。

ここで、熱交換を行うモードの場合は、この排気用の空気は、送風装置１７の排気路１９ｂ内に排気される。

一方で、熱交換を行わないモードの場合は、この排気用の空気は、バイパス排気ダクト２８内に排気される。

さらに、この排気された空気は、両モードともに、排気ダクト２７を通って、排気（ＥＡ）として吐出口２７ａから屋外に排気される。

なお、冷房を行っているときは、給気風路の一部である送風路１９ａ内の空気よりも排気風路の一部である排気路１９ｂ内の空気の方が冷たい可能性が高いので、温度センサーで測定した温度を比較した結果、そうであるなら、制御部（図示せず）により流路切替弁２９ａ，２９ｂを排気用の空気が排気路１９ｂを通るルートとなるように制御し、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間で熱交換を行うモードとする。

一方で、夏でも冷房を行っていないときは、給気風路の一部である送風路１９ａ内の空気の方が排気風路の一部である排気路１９ｂ内の空気よりも冷たい可能性があるので、温度センサーで測定した温度を比較した結果、そうであるなら、制御部（図示せず）により流路切替弁２９ａ，２９ｂを排気用の空気がバイパス排気ダクト２８を通るルートとなるように制御し、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間で熱交換を行わないモードとする。

また、暖房を行っているときは、給気風路の一部である送風路１９ａ内の空気よりも排気風路の一部である排気路１９ｂ内の空気の方が暖かい可能性が高いので、温度センサーで測定した温度を比較した結果、そうであるなら、制御部（図示せず）により流路切替弁２９ａ，２９ｂを排気用の空気が排気路１９ｂを通るルートとなるように制御し、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間で熱交換を行うモードとする。

一方で、冬でも暖房を行っていないときは、給気風路の一部である送風路１９ａ内の空気の方が排気風路の一部である排気路１９ｂ内の空気よりも暖かい可能性があるので、温度センサーで測定した温度を比較した結果、そうであるなら、制御部（図示せず）により流路切替弁２９ａ，２９ｂを排気用の空気がバイパス排気ダクト２８を通るルートとなるように制御し、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間で熱交換を行わないモードとする。

勿論、春や秋においても、温度センサーで測定した温度を比較した結果により、自動的に適切なモードに切り替えられる。 次に、実施例の作用効果について説明する。

このような実施例の換気システムは、屋外から空気（外気）を給気風路内に設けられた給気手段としての送風ファン２０で取り入れて１階の床上空間２，２及び２階の床上空間３，３に給気し、１階の床上空間２，２内及び２階の床上空間３，３内の空気を排気風路を介して屋外に排気する建物１の換気システムである。

そして、建物１の１階の床上空間２，２には、床部４に床下空間７に連通する１階用の給気口１１，・・・が設けられており、屋外の空気の吸込口２１ａの下流側に、地中採熱管２１が設けられているとともに、さらにその下流側には、防塵機能、除湿機能及び脱臭機能を有するフィルターボックス１６が設けられて給気経路が形成された構成とされている。

こうした構成なので、地中採熱管２１を通ってきた空気（外気）を防塵、除湿、脱臭した清浄なものとし、この清浄な空気で建物１内を換気することができる。

そのうえ、空気（外気）をこの地中採熱管２１に通して地中熱と熱交換させて建物１内に送り込み、建物１内を、夏などの暑期は涼しく、冬などの寒期は暖かくする地中熱を利用した空調も同時に行うことができる。

ここで、フィルターボックス１６は、床下空間７に設けられている。

このため、フィルターボックス１６が１階の床上空間２や吹抜空間５などを占有することがないので、１階の床上空間２や吹抜空間５などを広く用いることができる。 また、給気風路の端部である給気ダクト２４の先端部の吹出口２４ａからの１階の床上空間２，２への給気は、給気ダクトを介さず、床下空間７を経由して、給気口１１，・・・から行われる。

このため、吹出口２４ａと給気口１１，・・・との間に給気ダクトが無い分、安価に実施でき、メンテナンスも容易に行える。

また、送風装置１７内において、給気風路の一部である送風路１９ａと排気風路の一部である排気路１９ｂとの間の隔壁部１７ａには、熱交換手段としての熱交換器が設けられている。

このため、排気風路を通じて吐出口２７ａから屋外に逃げてしまう熱（温熱又は冷熱）を極力抑えることができる。

さらに、排気風路は、排気用の空気が送風装置１７内の送風路１９ａを通り熱交換器と接するルートと、排気用の空気がバイパス排気ダクト２８を通り熱交換器と接しないルートとを有しており、これらルートの切り替えにより、熱交換を行うモードと熱交換を行わないモードとが自動で切り替わる。

このため、例えば、建物１内において、夏などの暑期でも冷房を行っていないときは、給気風路内の空気の方が排気風路内の空気よりも冷たい可能性があるし、冬などの寒期でも暖房を行っていないときは、給気風路内の空気の方が排気風路内の空気よりも暖かい可能性があり、給気風路と排気風路との間で熱交換を行わない方が良い場合があるので、自動的に適切なモードに切り替えることができ、対応性が高い。

また、給気風路の下流側にある分岐ボックス１８には、２階の床上空間３，３の床部３ａに設けられた２階用の給気口１１０，１１０と連通する給気ダクト２５，２５ａ，２５ａが接続されている。

このため、２階の床上空間３，３についても、１階の床上空間２，２と同様な換気を行うことができる。

このような実施例の建物１は、上記した実施例の換気システムを備えた構成とされている。

こうした構成なので、上記した実施例の換気システムの作用効果を奏する建物とすることができる。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記した実施例では、説明を簡単にするために、建物１を単純な２階建ての構造として実施したが、これに限定されず、その他の構造で実施してもよい。

また、上記した実施例では、１階用の給気口１１、２階用の給気口１１０及び排気口１２を、床部４、床部３ａ、床部６にそれぞれ設けて実施したが、これに限定されず、壁などに設けて実施してもよい。

さらに、上記した実施例では、フィルターボックス１６を送風手段としての送風ファン２０の上流側に設けて実施したが、これに限定されず、下流側に設けて実施してもよい。

また、上記した実施例では、送風手段としての送風ファン２０を、送風装置１７の送風路１９ａ内に設けて実施したが、これに限定されず、例えば、吸込口２１ａなどに設けて実施してもよい。

さらに、上記した実施例では、熱交換を行うモードと熱交換を行わないモードとの切り替えを、排気用の空気のルートの切り替えにより行われるようにして実施したが、これに限定されず、例えば、熱交換手段としての熱交換器として、熱交換を行うモードと熱交換を行わないモードとの切り替えができるものを用いて実施してもよい。

１ 建物
２ １階の床上空間（床上空間）
２Ａ 間仕切壁
２ａ １階の天井部
３ ２階の床上空間（上階の床上空間）
３Ａ 間仕切壁
３ａ ２階の床部
４ １階の床上空間の床部
５ 吹抜空間
６ 吹抜空間の床部
７ 床下空間
８ 仕切壁
９ 外壁
１０ ２階の床下空間
１１ １階用の給気口（給気口）
１１０ ２階用の給気口（上階用給気口）
１２ 排気口
１３ ガラリ
１４ 落下物防止用のフィルター
１５ ガラリ
１６ フィルターボックス
１７ 送風装置
１７ａ 隔壁部
１８ 分岐ボックス
１９ ケース
１９ａ 送風路（給気風路の一部）
１９ｂ 排気路（排気風路の一部）
２０ 送風ファン（給気手段）
２１ 地中採熱管
２１ａ 吸込口
２２ 給気ダクト
２３ 給気ダクト
２４ 給気ダクト
２４ａ 吹出口
２５ 給気ダクト
２５ａ 給気ダクト
２６ 排気ダクト
２７ 排気ダクト
２７ａ 吐出口
２８ バイパス排気ダクト
２９ａ 流路切替弁
２９ｂ 流路切替弁

Claims (5)

1. 屋外から空気を給気風路内に設けられた送風手段で取り入れて床上空間に給気し、該床上空間内の空気を屋外に排気する建物の換気システムであって、
   前記建物の床上空間に面して床下空間に連通する給気口が設けられており、
   屋外の空気の吸込口の下流側に、地中採熱管が設けられているとともに、さらにその下流側には、空気清浄化機能を有するフィルターボックスが設けられて前記給気経路が形成されており、
   前記給気風路と排気風路との間には、熱交換手段が設けられており、
   前記排気風路は、前記熱交換手段と接するルートと前記熱交換手段と接しないルートとを有しており、これらルートの切り替えにより、暑期に、前記排気風路内の空気の温度の方が前記給気風路内の空気の温度よりも低いとき、又は寒期に、前記排気風路内の空気の温度の方が前記給気風路内の空気の温度よりも高いときは、前記熱交換を行うモードとし、暑期に、前記排気風路内の空気の温度の方が前記給気風路内の空気の温度よりも高いとき、又は寒期に、前記排気風路内の空気の温度の方が前記給気風路内の空気の温度よりも低いときは、熱交換を行わないモードとする各モードが自動で切り替わる制御がなされることを特徴とする換気システム。
2. 前記フィルターボックスは、前記床下空間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
3. 前記給気風路からの前記床上空間への給気は、給気ダクトを介さず、前記床下空間を経由して、前記給気口から行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の換気システム。
4. 前記建物は、上階の床上空間を備え、前記給気風路の下流側には、該上階の床上空間に面して設けられた上階用給気口と連通する給気ダクトが接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の換気システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の換気システムを備えていることを特徴とする建物。