(57)【要約】【課題】建物の美観を損なうことなく、屋内への集熱空気の取り込みを行うとともに屋内熱気の排熱を効率的に行うことができる建物の集排熱構造を提供する。【解決手段】建物の屋根１に設けられたチムニー状構造物２と、上記チムニー状構造物２に設けられた集熱装置３と、上記集熱装置３に接続された第１ダクト４と、上記チムニー状構造物２の通風空間に接続された第２ダクト５と、上記第１ダクト４を用いて上記集熱装置３により得られた集熱空気を屋内に導入する第１ファン装置４と、上記第２ダクト５を用いて屋内空気を上記通風空間に排出する第２ファン装置７と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋根に設けられたチムニー状構造物と、上記チムニー状構造物の通風空間の空気を取り入れて集熱空気を生成する集熱装置と、上記集熱装置に接続された第１ダクトと、上記チムニー状構造物の通風空間に接続された第２ダクトと、上記第１ダクトを用いて上記集熱装置により得られた集熱空気を屋内に導入し上記第２ダクトを用いて屋内空気を上記通風空間に排出するファン装置と、を備えたことを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項２】
請求項１に記載の建物の集排熱構造において、上記ファン装置は、上記第１ダクトを用いて屋内に集熱空気を導入する第１ファン装置と、上記第２ダクトを用いて屋内空気を上記通風空間に排出する第２ファン装置とから成ることを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項３】
請求項２に記載の建物の集排熱構造において、上記第１ファン装置は上記第１ダクトおよび上記集熱装置を用いて屋内空気を屋外に排出するための正逆切替運転が行えることを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の建物の集排熱構造において、上記第２ファン装置は上記第２ダクトを用いて上記チムニー状構造物の通風空間の空気を屋内に導入するための正逆切替運転が行えることを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項５】
請求項１に記載の建物の集排熱構造において、上記第１ダクトおよび上記第２ダクトが接続される共通ダクトおよび上記接続箇所の通路切り替えを行うダンパを備えるとともに、上記ファン装置は、上記第１ダクトを用いて屋内に集熱空気を導入する処理と上記第２ダクトを用いて屋内空気を上記通風空間に排出する処理とを正逆切替運転により行うことを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項６】
建物の屋根に設けられたチムニー状構造物と、上記チムニー状構造物の通風空間の空気を取り入れて集熱空気を生成する集熱装置と、上記集熱装置に接続されたダクトと、上記ダクトを用いて上記集熱装置により得られた集熱空気を屋内に導入し、また上記ダクトを用いて屋内空気を上記集熱装置を介して上記チムニー状構造物の通風空間に排出するように正逆切替運転が可能なファン装置と、を備えたことを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の建物の集排熱構造において、上記集熱装置の空気温度および上記通風空間の空気温度のうち少なくとも上記集熱装置の空気温度と上記屋内の温度とを比較する処理を行って上記ファン装置を制御するコントローラを備えたことを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の建物の集排熱構造において、上記チムニー状構造物が北側の屋根に設けられていることを特徴とする建物の集排熱構造。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の建物の集排熱構造において、上記チムニー状構造物には透明板からなる日射光取り入れ面が形成されていることを特徴とする建物の集排熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、屋内の熱の屋外への排熱および太陽熱による集熱空気の屋内への導入を行う建物の集排熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、建物壁面に配設される集熱板と、該集熱板と壁の間に形成される空気層と、該空気層の上部および下部を、それぞれ屋内側または外気側に選択的に連通させる切替ダンパとを備える集排熱構造が開示されている。さらに、この集排熱構造は、冬季の太陽熱集熱モードにおいては、空気層の上部および下部をそれぞれ屋内側に連通させ、冬季の換気予熱モードにおいては、空気層の上部を屋内側に、下部を外気側に連通させ、夏季の日射負荷放熱モードにおいては、空気層の上部および下部を外気に連通させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−７３４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の集排熱構造では、排熱のための開口が軒部に形成されるため、効率的な排熱は期待できない。また、上記集熱板は一般に黒色とされるため、建物の美観が損なわれる。
【０００５】
この発明は、上記の事情に鑑み、建物の美観を損なうことなく、屋内への集熱空気の取り込みを行うとともに屋内熱気の排熱を効率的に行うことができる建物の集排熱構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の建物の集排熱構造は、上記の課題を解決するために、建物の屋根に設けられたチムニー状構造物と、上記チムニー状構造物の通風空間の空気を取り入れて集熱空気を生成する集熱装置と、上記集熱装置に接続された第１ダクトと、上記チムニー状構造物の通風空間に接続された第２ダクトと、上記第１ダクトを用いて上記集熱装置により得られた集熱空気を屋内に導入し上記第２ダクトを用いて屋内空気を上記通風空間に排出するファン装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成であれば、冬季において、上記第１ダクトを用いて上記集熱装置により得られた集熱空気を屋内に導入して暖房を行うことができる。また、夏季において、上記第２ダクトを用いて屋内空気をチムニー状構造物の上記通風空間に排出できる。上記チムニー状構造物は軒部ではなく屋根に設けられるので、排熱が効率的に行われる。また、上記集熱装置は上記チムニー状構造物に設けられるので、建物の美観を損なうこともない。
【０００８】
上記ファン装置は、上記第１ダクトを用いて屋内に集熱空気を導入する第１ファン装置と、上記第２ダクトを用いて屋内空気を上記通風空間に排出する第２ファン装置とから成っていてもよい。
【０００９】
上記第１ファン装置は上記第１ダクトおよび上記集熱装置を用いて屋内空気を屋外に排出するための正逆切替運転が行えることとしてもよい。また、上記第２ファン装置は上記第２ダクトを用いて上記チムニー状構造物の通風空間の空気を屋内に導入するための正逆切替運転が行えるようにしてもよい。
【００１０】
上記第１ダクトおよび上記第２ダクトが接続される共通ダクトおよび上記接続箇所の通路切り替えを行うダンパを備えるとともに、上記ファン装置は、上記第１ダクトを用いて屋内に集熱空気を導入する処理と上記第２ダクトを用いて屋内空気を上記通風空間に排出する処理とを正逆切替運転により行えるようにしてもよい。
【００１１】
また、この発明の建物の集排熱構造は、建物の屋根に設けられたチムニー状構造物と、上記チムニー状構造物の通風空間の空気を取り入れて集熱空気を生成する集熱装置と、上記集熱装置に接続されたダクトと、上記ダクトを用いて上記集熱装置により得られた集熱空気を屋内に導入し、また上記ダクトを用いて屋内空気を上記集熱装置を介して上記チムニー状構造物の通風空間に排出するように正逆切替運転が可能なファン装置と、を備えたことを特徴とする。かかる構成であれば、１本のダクトで上記集熱装置を用いた屋内の暖房と排熱が行えるようになる。
【００１２】
上記集熱装置の空気温度および上記通風空間の空気温度のうち少なくとも上記集熱装置の空気温度と上記屋内の温度とを比較する処理を行って上記ファン装置を制御するコントローラを備えてもよい。
【００１３】
また、上記チムニー状構造物が北側の屋根に設けられていてもよい。これによれば、太陽光発電装置や太陽熱温水装置等を南側の屋根に配置することができる。
【００１４】
また、上記チムニー状構造物には透明板からなる日射光取り入れ面が形成されていてもよい。これによれば、上記チムニー状構造物における上記通風空間内の温度が上がりやすくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明であれば、建物の美観を損なうことなく、屋内への集熱空気の取り込みを行うとともに屋内熱気の排熱を効率的に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の建物の集排熱構造を構成するチムニー状構造部を例示した斜視図である。
【図２】この発明の実施形態の建物の集排熱構造を示した説明図である。
【図３】同図（Ａ）は図２の集排熱構造における冬季の動作を示した説明図であり、同図（Ｂ）は夏季の動作を示した説明図である。
【図４】この発明の実施形態の建物の集排熱構造を示した説明図である。
【図５】この発明の実施形態の建物の集排熱構造を示した説明図である。
【図６】この発明の実施形態の建物の集排熱構造を示した説明図である。
【図７】図６の集排熱構造における動作を示した説明図である。
【図８】この発明の実施形態の建物の集排熱構造を示した説明図である。
【図９】この発明の実施形態の建物の集排熱構造を構成する日射光取り入れ面付きチムニー状構造部示した説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、この発明の実施形態に係る建物の集排熱構造を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る建物の集排熱構造は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１８】
図１に示しているように、北側の屋根１にチムニー状構造部２が設けられる。このチムニー状構造物２は、側面に凸部２１を有しており、この凸部２１の下面に通風空間に通じるパンチング穴部が形成されている。なお、凹部となる面にも通風空間に通じる孔が形成される等、様々な通風構造を用いることができる。また、上記チムニー状構造部２の構築方法としては、通常のチムニー（煙突）を構築する手法、例えば、鉄骨を用いる手法、木材を用いる手法、レンガやブロックを用いる手法等を用いることができる。また、上記チムニー状構造部２をユニット構造とし、屋根１に開口を開けて防水工事を行う構築方法を採用することもでき、この構築方法であれば、既存家屋に上記チムニー状構造部２を容易に後付けできる。上記チムニー状構造部２は、例えば、１．５Ｐ×１．５Ｐ角（Ｐは建物のモジュール寸法で例えば９１０ｍｍ）の大きさを有する。美観を重視すれば、上記チムニー状構造部２は、２Ｐ×２Ｐ角以内とするのが望ましいと考えられる。また、暖房対象空間をトイレなどの小さな空間とする場合には、１Ｐ×１Ｐ角でも冬季暖房効果を得ることが可能である。
【００１９】
上記チムニー状構造部２の上面側には集熱装置（コレクター）３が設けられている。上記集熱装置３は水平に配置されているが、南に向くように傾斜配置されていてもよい。上記集熱装置３は、その下面に設けられた空気取り込み穴３ａから上記チムニー状構造部２の通風空間内の空気を取り込み、太陽光の熱で上記取り込んだ空気を温める。また、上記集熱装置３の下面に設けられた空気送り接続口に第１ダクト４が接続されている。そして、上記チムニー状構造部２の上記通風空間に通じる接続口２ａに第２ダクト５が接続されている。上記第１ダクト４を用いて上記集熱装置３により得られた集熱空気が屋内に導入され、上記第２ダクト５を用いて屋内空気が上記通風空間に排出される。
【００２０】
図２に示す構成例では、上記集熱空気が導入される屋内の空間と上記屋内空気が上記通風空間に排出される屋内の空間は別々の互いに仕切られた空間とされる。上記空間は、廊下、部屋、トイレなどである。上記第１ダクト４は例えば北側の部屋に通じるように天井裏に配置されている。この北側の部屋には第１ファン装置６が設けられている。この第１ファン装置６が動作すると、上記第１ダクト４を通じて上記集熱空気が導入される。また、上記第２ダクト５は南側の部屋に通じるように天井裏に配置されている。この南側の部屋には第２ファン装置７が設けられている。この第２ファン装置７が動作すると、上記第２ダクト５を通じて部屋の空気が上記チムニー状構造部２の上記通風空間に排出される。上記第１ファン装置６および上記第２ファン装置７には、図示しないシャッターが設けられており、動作時には上記シャッターが開き、非動作時には上記シャッターが閉じるようになっている。
【００２１】
図３（Ａ）に示すように、冬季には、上記第１ダクト４を用い、上記チムニー状構造部２の上記通風空間内で少し温められ、さらに上記集熱装置３によって温められた集熱空気を屋内に導入して暖房を行うことができる。また、図３（Ｂ）に示すように、夏季には、上記第２ダクト５を用いて屋内空気をチムニー状構造物２の上記通風空間に排出するので、排熱を効率的に行うことができる。また、上記通風空間が太陽熱で温度上昇するときには温度差換気の作用が加わるため、より効率的に上記排熱が行われる。そして、上記集熱装置３は上記チムニー状構造物２に設けられるので、建物の美観を損なうこともない。なお、上述した１．５Ｐ×１．５Ｐ角の上記チムニー状構造部２に設けられる大きさの上記集熱装置３であれば、対象空間の大きさにもよるが、冬季において、室温を１℃〜２℃上昇させることが期待できる。
【００２２】
図４に示す構成例も、上記集熱装置３により得られた集熱空気が導入される屋内の空間と上記屋内空気が上記通風空間に排出される屋内の空間は別々の空間とされる。そして、第１ファン装置６Ａは正逆切替運転が行えるようになっており、上記第１ダクト４および上記集熱装置３を用いて屋内空気を屋外に排出することもできる。夏季においては、上記第１ダクト４を用いた排熱も有効である。さらに、第２ファン装置７Ａも正逆切替運転が行えるようになっており、上記第２ダクト５を用いて上記チムニー状構造物２の通風空間の空気を屋内に導入することもできる。冬季において、上記チムニー状構造物２の通風空間の空気も少し温まるので、上記第２ダクト５を用いた空気導入で補助的な暖房が行える。
【００２３】
図５に示す構成例は、上記集熱装置３により得られた集熱空気が導入される屋内の空間と上記屋内空気が上記通風空間に排出される屋内の空間は仕切りのない同一の空間とされている。そして、上記同一の空間に、上記第１ダクト４を用いて屋内に集熱空気を導入する第１ファン装置６と、上記第２ダクト５を用いて屋内空気を上記通風空間に排出する第２ファン装置７とを備える。このように、同一の空間において、冬季には、上記第１ダクト４を用いて上記集熱装置３により得られた集熱空気を屋内に導入して暖房を行うことができ、夏季には、上記第２ダクト５を用いて屋内空気をチムニー状構造物２の上記通風空間に排出する排熱が行える。
【００２４】
図６に示す構成例も、上記集熱装置３により得られた集熱空気が導入される屋内の空間と上記屋内空気が上記通風空間に排出される屋内の空間は同一の空間とされる。上記同一の空間に共通ダクト８における一端側が接続されている。そして、この共通ダクト８の他端側は、上記第１ダクト４および上記第２ダクト５に合流接続されている。上記合流接続箇所には、上記第１ダクト４と上記第２ダクト５とにおける上記共通ダクト８への接続通路を切り替えるダンパ９が設けられている。また、上記共通ダクト８に設けられているファン装置１０は、上記第１ダクト４を用いて屋内に集熱空気を導入する処理と上記第２ダクト５を用いて屋内空気を上記通風空間に排出する処理とを正逆切替運転により行う。
【００２５】
図７に示すように、冬季には、上記ダンパ９を実線の位置に操作して上記共通ダクト８に上記第１ダクト４を連通させ、上記第１ダクト４を用いて上記集熱装置３により得られた集熱空気を屋内に導入して補助的な暖房を行うことができる。また、夏季には、上記ダンパ９を点線の位置に操作して上記共通ダクト８に上記第２ダクト５を連通させ、上記第２ダクト５を用いて屋内空気をチムニー状構造物２の上記通風空間に排出して排熱を行うことができる。なお、上記共通ダクト８を分岐させて別々の部屋に接続することもできる。
【００２６】
図８に示す構成例では、上記集熱装置３に接続される第１ダクト４のみが設けられており、第２ダクトは設けられていない。そして、上記第１ダクト４には第１ファン装置６Ａが設けられている。第１ファン装置６Ａは正逆切替運転が行えるようになっており、上記第１ダクト４および上記集熱装置３を用いて屋内空気を屋外に排出することもできる。冬季には、上記第１ダクト４を用い、上記チムニー状構造部２の上記通風空間内で少し温められ、さらに上記集熱装置３によって温められた集熱空気を屋内に導入して暖房を行うことができる。そして、夏季においては、上記第１ダクト４および上記集熱装置３を用いた排熱が行える。
【００２７】
また、ダクトが接続された空間（例えば、廊下）とその隣の空間（例えば、居室）とを建具のアンダーカット１ａによって連通させ、上記隣の空間の空気を引き込んで排熱することも可能である。
【００２８】
図９に示すように、チムニー状構造部２の側面に透明板（ガラス板等）からなる日射光取り入れ面２ｂが形成されていてもよい。これによれば、上記チムニー状構造物２における上記通風空間内の温度が上がりやすくなり、冬季の暖房に適した構造となる。上記日射光取り入れ面２ｂは、上記チムニー状構造部２の南向き側面に限らず、東向き側面や西向き側面に形成してもよい。
【００２９】
上記第１ファン装置６，６Ａ、上記第２ファン装置７，７Ａおよび上記ファン装置１０のオンとオフや正逆切替運転並びに上記ダンパ９の操作は、手動スイッチによる手動操作の他、温度センサおよびコントローラを用いた自動操作により行うことができる。上記コントローラによる自動操作では、例えば、夏季モードにおいて屋内温度が３０℃以上であると判定されたときに、上記第２ダクト５を用いて屋内空気をチムニー状構造物２の上記通風空間に排出するべく、上記第２ファン装置７，７Ａおよび上記ファン装置１０を制御することができる。また、この排熱において、上記第１ファン装置６Ａを正逆切替運転することにより、一つのチムニー状構造物２で二部屋或いは一部屋の排熱を行うこともできる。また、冬季モードにおいて上記集熱装置３内の空気温度が屋内温度よりも高温であると判断されたときに、上記第１ダクト４を用いて上記集熱装置３により得られた集熱空気を屋内に導入するべく、上記第１ファン装置６，６Ａ、および上記ファン装置１０を制御することができる。さらに、冬季モードや中間モードで上記チムニー状構造物２の上記通風空間の温度が屋内温度よりも高温であると判断されたときに、上記第２ダクト５を用いて上記通風空間の空気を屋内に導入するべく、上記第２ファン装置７Ａを制御することもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１    屋根
２    チムニー状構造部
２ａ  接続口
２ｂ  日射光取り入れ面
２１  凸部
３    集熱装置
４    第１ダクト
５    第２ダクト
６    第１ファン装置
６Ａ  第１ファン装置（正逆切替運転可）
７    第２ファン装置
７Ａ  第２ファン装置（正逆切替運転可）
８    共通ダクト
９    ダンパ
１０  ファン装置（正逆切替運転可）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014009541.tif 000009
【図８】
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【図９】
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