JPH085161A - ソーラーシステムハウス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光により集熱した加熱空気を利用する場
合に、その熱量不足を生じるときには別途個別暖房を室
内に用意してこれを使用することなく、確実に床下暖房
を継続してシステム設備の有効利用ができる。 【構成】 屋根を集熱部とし、この集熱部を集熱ボック
スとしての棟ダクト４に連通させ、この棟ダクト４をフ
ァン７内蔵のハンドリングボックス５及び立下りダクト
10を介して蓄熱土間コンクリート11と床パネル12との間
の空気流通空間13と連通させ、該空気流通空間13から室
内への吹出口14を設けたソーラーシステムハウスにおい
て、空気流通空間13に蓄熱土間コンクリート11を掘下げ
たピット20内にファンベクター21を補助暖房装置として
設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気によって太陽エネ
ルギーを利用するソーラーシステムハウスに関する。

【０００２】

【従来の技術】住宅の南側に大きな開口部を取って冬の
日射を大量に取入れ、夏にはその一部を開け放って通風
を図ることは古くから行われていることである。これを
一歩進めて、居室の外側にサンルームを作り、これを温
室としてここから居室へ温められた空気を取入れること
も行われている。これを合理的に推進させ、方位に限定
されず、太陽光により集熱した空気を効果的に利用でき
るソーラーシステムハウスを出願人は先に提案し、出願
した。特願昭61-311485 号（特開昭63-165633 号公
報）、特願昭62-234666 号（特開昭64-75858号公報）が
それである。

【０００３】図３についてその概略を説明すると、屋根
板１の直下に屋根勾配を有する空気流路２を形成し、こ
の空気流路２の一端は軒先下面に、または小屋裏に換気
されている小屋裏空間に外気取入口３として開口し、他
端は断熱材による集熱ボックスとしての棟ダクト４に連
通させ、逆流防止ダンパー６、ファン７及び流路切換え
ダンパー８を設け、該流路切換えダンパー８の流出側の
一方は排気ダクト９により屋外に開口するハンドリング
ボックス５を屋根裏空間に設置するとともに、このハン
ドリングボックス５の逆流防止ダンパーの流入側を前記
棟ダクト４に連通させ、流路切換えダンパー８の流出側
の一方を立下りダクト10の上端に連結する。立下りダク
ト10の下端は蓄熱土間コンクリート11と床パネル12との
間の空気流通空間13に開口し、該空気流通空間13から室
内への吹出口14を設けた。

【０００４】ハンドリングボックス５内で、逆流防止ダ
ンパー６とファン７との間に給湯コイル15を設け、この
ら給湯コイル15は循環配管16で貯湯槽17と連結し、該貯
湯槽17には、追焚き用の補助ボイラー18を途中へ設け
て、風呂や洗面所、台所へとつながる給湯配管24を接続
する。

【０００５】このようにして、太陽光で加熱された金属
板である屋根板１が、空気流路２へ入った外気を温め、
この温められた空気は勾配に沿って上昇する。そして、
この加熱空気は棟ダクト４に集められてからファン７に
よりハンドリングボックス５に入り、ハンドリングボッ
クス５から立下りダクト10内を流下し、蓄熱土間コンク
リート11と床パネル12との間の空気流通空間13へ入る。
この空気流通空間13では加熱空気が床パネル12を介して
直接床面下を温めるのと、蓄熱土間コンクリート11に蓄
熱させるのと、吹出口14から温風として直接室内へ吹出
されるのとの３通りの暖房作用を行う。

【０００６】一方、給湯コイル15で、ここに循環配管16
を介して貯湯槽17から送り込まれる水が加熱され、湯と
して貯湯槽17へ蓄えられ、さらにここから必要に応じて
追焚き用の補助ボイラー18で再加熱されて給湯配管から
各所へ給湯される。

【０００７】ところで、夏季等高温時で暖房の必要のな
い季節では屋根板１で温められた加熱空気は全部外気に
放出して捨てることが必要となる。その場合は流路切換
えダンパー８で流出側の一方である立下りダクト10側を
閉塞し、流出側の他の一方である排気ダクト９側を開放
すれば、ハンドリングボックス５から加熱空気は排気ダ
クト９を介して屋外へ捨てられる。なお、加熱空気はハ
ンドリングボックス５を通ることで給湯コイル15の加熱
は行うので、夏季等高温時でも太陽熱利用で湯が得られ
ることは確保できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような太陽光によ
り集熱した加熱空気を利用するソーラーシステムハウス
では、日射量が充分かつ長時間ある時は効果的である
が、太陽光の無い夜間や日射が強くない朝方などには熱
量不足となり効果が薄れてしまうおそれがある。このう
ち夜間に関しては昼間に充分な日射量が得られていれ
ば、蓄熱土間コンクリート11に蓄熱された熱が放熱され
ることである程度の暖房効果の持続は得られるがこれも
時間の経過とともに熱量不足となることはいなめない。

【０００９】また、朝方や天気のよくない日などは蓄熱
土間コンクリート11からの放熱量が低下して熱量不足と
なる。

【００１０】本発明の目的は前記不都合を解消し、太陽
光により集熱した加熱空気を利用する場合に、その熱量
不足を生じるとき確実に床下暖房を継続してシステム設
備の有効利用ができるソーラーシステムハウスを提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、屋根板直下に屋根勾配を有する空気流路を形
成し、この空気流路の一端は外気取入口として開口し、
他端は断熱材による集熱ボックスとしての棟ダクトに連
通させ、逆流防止ダンパー、ファン及び流路切換えダン
パーを設け、該流路切換えダンパーの流出側の一方は排
気ダクトにより屋外に開口するハンドリングボックスを
屋根裏空間に設置するとともに、このハンドリングボッ
クスの逆流防止ダンパーの流入側を前記棟ダクトに連通
させ、流路切換えダンパーの流出側の他の一方を立下り
ダクトの上端に連結し、立下りダクト下端は蓄熱土間コ
ンクリートと床パネルとの間の空気流通空間に開口し、
該空気流通空間から室内への吹出口を設けたソーラーシ
ステムハウスにおいて、蓄熱土間コンクリートと床パネ
ルとの空気流通空間に蓄熱土間コンクリートを掘下げた
ピットを形成し、このピット内に前記立下りダクトの下
端を開口するとともに該ピット内にファンベクターによ
る補助暖房装置を設置すること、および、ハンドリング
ボックス内で、逆流防止ダンパーとファンとの間に給湯
コイルを設け、この給湯コイルは循環配管で貯湯槽と連
結し、該貯湯槽には、追焚き用の補助ボイラーを途中へ
設けて、風呂や洗面所、台所へとつながる給湯配管を接
続するが、補助暖房装置であるファンベクターの熱源コ
イルは補助ボイラーに組込まれた暖房専用ボイラーに接
続させることを要旨とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１記載の本発明によれば、ファンベクタ
ーである補助暖房装置はピット内に設置するので、場所
を取らずに設けることができる。そして、朝方など加熱
空気が充分棟ダクト４に集められない時は、補助暖房で
あるファンベクターを作動させる。ファン始動後でも立
下りダクト10からの空気は蓄熱土間コンクリートを掘下
げたピットに先ず入り、ここで補助暖房で加熱されて充
分な熱量の空気となって空気流通空間をながれ、この加
熱空気が床パネルを介して直接床面下を温め、また、吹
出口から温風として直接室内へ吹出される。夜間等で蓄
熱土間コンクリートに蓄熱された熱の放熱量が低下した
場合や天気のよくない日なども同様である。

【００１３】請求項２記載の本発明によれば、補助暖房
装置であるファンベクターはその熱源コイルは、ハンド
リングボックス内での給湯コイルから得る湯の追焚き用
の補助ボイラーに組込まれた暖房専用ボイラーを使用で
きるので、設備の簡素化が図れる。

【００１４】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１はソーラーシステムハウスの要部を示す
縦断側面図、図２は同上斜視図で、図中10は立下りダク
ト、11は蓄熱土間コンクリートである。図３に示すよう
に、この立下りダクト10はその上端がハンドリングボッ
クス５の流路切換えダンパー８の流出側の一方に連結す
るもので、下端は蓄熱土間コンクリート11と床パネル12
との間の空気流通空間13に開口し、該空気流通空間13か
ら室内への吹出口14を設けた点は前記従来例と同じであ
る。

【００１５】本発明は、この蓄熱土間コンクリート11を
掘下げてピット20を形成し、前記立下りダクト10の下端
はこのピット20に開口させた。該ピット20は長くのびる
溝状のもので、途中に横に広がる拡径部20ａを設け、こ
の拡径部20ａに補助暖房装置としてファンベクター21を
設置する。図中21ａはこのファンベクター21のファンで
ある。

【００１６】図３に示すようにファンベクター21内には
熱源コイルが配設してあるが、この熱源コイルは通水用
の配管21ｂで屋外等に設置する暖房用ボイラーに接続す
る。この暖房用ボイラーは前記追焚き用の補助ボイラー
18に組込む暖房専用のボイラーを使用することができ
る。また、図２に示すように配管21ｂを配設するに際
し、ピット20を配管用のピットとして利用することがで
きる。

【００１７】なお、前記のごとくハンドリングボックス
５の逆流防止ダンパー６の流入側は棟ダクト４に接続さ
れるが、この逆流防止ダンパー６の流入側は天井等で室
内に開口する循環用ダクト22にも接続され、該逆流防止
ダンパー６はこの棟ダクト４側と循環用ダクト22側との
流路を切り換える流路切換えダンパーとして構成した。
また、この循環用ダクト22が開口する吸入口23を設ける
部屋はこれが２階であれば、前記室内への吹出口14を設
けた床パネル12がある１階に部屋とは吹き抜け構造とし
て空気が自由に流れるようにすることが望ましい。

【００１８】図４に給湯の配管状態を示すが、ハンドリ
ングボックス５に給湯コイル15を設け、この給湯コイル
15は循環配管16で貯湯槽17と連結し、該貯湯槽17には、
追焚き用の補助ボイラー18を途中へ設けて、風呂や洗面
所、台所へとつながる給湯配管24を接続する。

【００１９】次に、本発明のソーラーシステムハウスに
おける温度コントロールについて説明する。図５に示す
ように、棟ダクト４にこの棟ダクト内の集熱温度を感知
するものとして温度センサー25ａを設け、ハンドリング
ボックス５内の給湯コイル15付近に集熱温度を感知する
高温センサーとしての温度センサー25ｂを設ける。ま
た、室内に温度センサー25ｃと25ｄを設けるが、このう
ち温度センサー25ｃは室温設定用のもの、温度センサー
25ｄはお湯採りの湯の温度設定用のものである。さら
に、貯湯槽17に前記高温センサーとしての温度センサー
25ｂに対応するものとして低温センサーとしての温度セ
ンサー25ｅを設ける。

【００２０】これら温度センサー25ａ〜25ｅは制御装置
26に接続され、またハンドリングボックス５の逆流防止
ダンパー６の駆動モータやとファン７のモータ、貯湯槽
17のポンプ、補助ボイラー18の着火機構などもこの制御
装置26に接続される。

【００２１】太陽光が屋根板１にまだ当たらない朝方
は、温度センサー25ａで感知される棟ダクト４内の空気
温度も低い。この場合、逆流防止ダンパー６は循環用ダ
クト22側を開き、棟ダクト４側を閉じているが、この状
態でファン７を駆動すると冷たい空気が吹出口14から室
内に出され暖房とは逆効果となる。従って、温度センサ
ー25ｃが設定温度以下である場合、まず、補助ボイラー
18の着火を行い、ファンベクター21を駆動する。その
際、ファン７はコアサーキュレータファンとして働き、
ファンベクター21から出る温風が吹出口14から室内に吹
き出されて暖房を行う。

【００２２】太陽光が屋根板１に当たりだし、棟ダクト
４内の温度センサー25ａが設定温度以上になると、逆流
防止ダンパー６が反転して棟ダクト４側を開き、循環用
ダクト22側を閉じる。そして、ファン７が始動して集熱
を始める。この集熱を始めてもファンベクター21はまだ
作動している。温度センサー25ｃは室温が設定温度以上
になるとファンベクター21は自動的に停止する。

【００２３】棟ダクト４に集められた加熱空気がハンド
リングボックス５に入り、ハンドリングボックス５から
立下りダクト10内を流下し、蓄熱土間コンクリート11と
床パネル12との間の空気流通空間13へ入り、床パネル12
を介して直接床面下を温めるのと、蓄熱土間コンクリー
ト11に蓄熱させるのと、吹出口14から温風として直接室
内へ吹出されるのとの３通りの暖房作用を行うことで、
室温は徐々に上がっていくが、室温が上がり過ぎないう
ちはお湯採りはまだ開始されない。

【００２４】温度センサー25ｄの感知で室温がお湯採り
の設定温度になると、貯湯槽17内のポンプが作動し、循
環配管16を介して給湯コイル15との間でお湯が循環を始
める。なお、ポンプの作動にはハンドリングボックス５
内の温度センサー25ｂと貯湯槽17内の温度センサー25ｅ
との間に一定温度以上の差温があることが必要である。
お湯採り開始の午前中にはこの差温がかなりあるが、給
湯コイル15内にお湯が循環を繰り返すうちに、貯湯槽17
内の温度はどんどん上がり、差温が一定以下になるとポ
ンプが止まり、お湯採りは停止する。

【００２５】また、ファンベクター21は温度センサー25
ｃで感知する室温が設定温度以上にならない場合には自
動的に駆動され、夜間や天気のよくない日などもこのフ
ァンベクター21により暖房することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明のソーラーシス
テムハウスは、太陽光により集熱した加熱空気を暖房に
利用する場合に、その熱量不足を生じるときには、シス
テムと同じ床下暖房を継続することで、確実にカバーし
てシステム設備の有効利用ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソーラーシステムハウスの１実施例の
要部を示す縦断側面図である。

【図２】本発明のソーラーシステムハウスの１実施例の
要部を示す斜視図である。

【図３】本発明のソーラーシステムハウスの全体概要を
示す縦断正面図である。

【図４】本発明のソーラーシステムハウスの配管の全体
を示す斜視図である。

【図５】本発明のソーラーシステムハウスの配線の全体
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…屋根板 ２…空気流路 ３…外気取入口 ４…棟ダクト ５…ハンドリングボックス ６…逆流防止ダ
ンパー ７…ファン ８…流路切換え
ダンパー ９…排気ダクト 10…立下りダク
ト 11…蓄熱土間コンクリート 12…床パネル 13…空気流通空間 14…吹出口 15…給湯コイル 16…循環配管 17…貯湯槽 18…補助ボイラ
ー 20…ピット 20ａ…拡径部 21…ファンベクター 21ａ…ファン 21ｂ…配管 22…循環用ダク
ト 23…吸込口 24…給湯配管 25ａ〜25ｅ…温度センサー 26…制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根板直下に屋根勾配を有する空気流路
   を形成し、この空気流路の一端は外気取入口として開口
   し、他端は断熱材による集熱ボックスとしての棟ダクト
   に連通させ、逆流防止ダンパー、ファン及び流路切換え
   ダンパーを設け、該流路切換えダンパーの流出側の一方
   は排気ダクトにより屋外に開口するハンドリングボック
   スを屋根裏空間に設置するとともに、このハンドリング
   ボックスの逆流防止ダンパーの流入側を前記棟ダクトに
   連通させ、流路切換えダンパーの流出側の他の一方を立
   下りダクトの上端に連結し、立下りダクト下端は蓄熱土
   間コンクリートと床パネルとの間の空気流通空間に開口
   し、該空気流通空間から室内への吹出口を設けたソーラ
   ーシステムハウスにおいて、蓄熱土間コンクリートと床
   パネルとの空気流通空間に蓄熱土間コンクリートを掘下
   げたピットを形成し、このピット内に前記立下りダクト
   の下端を開口するとともに該ピット内にファンベクター
   を補助暖房装置として設置することを特徴とするソーラ
   ーシステムハウス。
2. 【請求項２】 ハンドリングボックス内で、逆流防止ダ
   ンパーとファンとの間に給湯コイルを設け、この給湯コ
   イルは循環配管で貯湯槽と連結し、該貯湯槽には、追焚
   き用の補助ボイラーを途中に設けて、風呂や洗面所、台
   所へとつながる給湯配管を接続するが、補助暖房装置で
   あるファンベクターの熱源コイルは補助ボイラーに組込
   まれた暖房専用ボイラーに接続させる請求項１記載のソ
   ーラーシステムハウス。