JPH0210349B2 - - Google Patents

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て
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つた状態に置かれて空気が汚
れ易いがが、外気温が非常に低いので換気のため
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
に導入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つた。

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、建物地下にヒートパイ
プを備えた熱交換室を設けると共に、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
の下部と上記熱交換室内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たもの
である。

（作用） 上記構成あつては、吸気孔より導入される外気
は、まず外気導入管を通る過程で、冬期では外気
温より常時高温に維持されている地熱と熱交換し
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つた流体がヒートパイプ
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つて外気分配管を通
して建物各室内に導入され、暖戻と換気が同時に
果たされる。また上述の如く熱交換室内で熱交換
により昇温した空気は軽くなつて上昇気流として
建物室内に流入するから、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図で示すように、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１ｂの下面側に熱交換室２
が設けられ、該熱交換室２の一側方に地下点検室
３を備えている。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、階下室内Ａおよ
び階上室内Ｂを貫くように配管された排煙筒５ａ
の下部に排熱交換用吸熱部６が設けてある。更に
建物１の屋外には、基礎枠１ａとこれに連続する
外壁１ｃの外面に沿つて吸気孔７が形成されてい
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８
にて被覆され、該断熱層８の地下点検室３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の内部には合成樹脂や金属、好適にはガラ
ス繊維強化プラスチツク（FRP）からなる熱交
換タンク９が設置され、その内部にステンレス鋼
製等のヒートパイプ１０が配管されている。この
ヒートパイプ１０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１１ａ，１１
ｂを介して排熱交換室吸熱部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１１ａの途中に設けられたポンプ
１２ａ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（湯）が使用されるが、空気や
水蒸機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１１ｂには地下水導入管１３ａ
が、導入側の流体循環パイプ１１ａには排水管１
３ｂが、それぞれバルブ１４を介して接続されて
おり、地下水導入管１３ａは屋外に設置された地
下水揚水ポンプ１２ｂに接続している。

一方、熱交換タンク９の内外はその底部に開設
された通気孔９ａにて連通しており、また熱交換
タンク９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
らの分配管１５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１６に接続されてい
る。尚、これら送風口１６は送風用フアンを取付
けてもよい。

吸引孔７は、建物１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７
ａをその下半部が地中に位置してかつ上半部が地
上に約１ｍ程度の高さ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７
ｂを取付けると共に、同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
が設けてある。そしてこの吸気孔７の下部と熱交
換室２の熱交換タンク９よりも下方位置との間に
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１７ａにて連通されている。この外気導
入管１７ａ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A₁の送風口１６ａ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１
７ｂの他端が連通接続されている。そして送風口
１６ａは台所A₁の換気扇１８ａ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
１９を備えている。１８ｂはその室内に取付けら
れた換気扇である。

尚、建物１の直下および周辺の土壌２０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。図の如
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２１と、その
外筒部２１ａと内筒部２１ｂ間に構成される空間
２４の上部を封止する環状蓋板２２と、同下部を
封止する環状栓体２３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２１の外筒部
２１ａと内筒部２１ｂ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２１ｃにて一体化し
ており、かつ内筒部２１ｂの内面側には該内筒部
２１ｂ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２１ｄが周方向に等配
しと突設されている。また外筒部２１ａの一側面
には長手方向に沿う平坦部２１ｅが形成され、こ
の平坦部２１ｅに位置した隔壁部２１ｃを境とし
た両側にそれぞれ空間２４にに連通する流体循環
パイプ１１ａ，１１ｂが連結され、かつ他の位置
の隔壁部２１ｃはその上下部の少なくとも一方が
切削されている。従つて循環パイプ１１ｂより空
間２４に流入した水等の流体は、順次隔壁部２１
ｃ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
熱されて高温となつて循環パイプ１１ａ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２５ａを穿
設した邪魔板２５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１
７ａを通過する過程で地熱と熱交換して昇温し、
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１０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１５を通して送風口１６より階
下および階上室内Ａ，Ｂに流入し、かつ換気扇１
８ａ，１８ｂ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８のない
上面より土間コンクリート１ｂに蓄熱され、これ
によつて階下室内Ａが庄面側からも暖房される。

一方、台所A₁等の特に空気が汚れ易い室内に
あつては、吸気孔７より外気導入管１７ｂを通し
て地熱と熱交換した外気が送風口１６ａより流入
するが、該送風口１６ａが換気扇１８ａ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１
６ａのダンパー１９の開放度を変えることによつ
て調整でき、かつ該ダンパー１９を閉止すること
により換気停止を行える。

この場合、熱交換にて昇温して軽くなつた外気
自体の上昇力と換気扇１８ａ，１８ｂの吸引力、
ならびに送風口１６，１６ａに送風用フアンを取
付けた場合にその吸引力にて、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１２ｂにて吸い上げた低温の
地下水を導入管１３ａを通して連続的に流体循環
パイプ１１ｂに送ると共に、熱交換室２を通過し
た地下水を排水管１３ｂ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１７
ａ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
に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１５を通して送風口１６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に沿つて吸気孔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つてもよく、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。

（発明特有の効果） この発明によれば、冬期において外気が地熱な
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、しかも導入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
つ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。また導入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−線の断面矢視図、第６図
は同−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、５ａ……排煙
筒、６……排熱交換用吸熱部、７，７′……吸気
孔、１０……ヒートパイプ、１１ａ，１１ｂ……
流体循環パイプ、１５……外気分配管、１７ａ…
…外気導入管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 建物地下にヒートパイプを備えた熱交換室を
   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熱交換室
   内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。