(57)【要約】【課題】床下空間の空気を効率良く活用することで、室内空間の空気などの熱媒体の冷却能力を増大させること。【解決手段】熱交換システムは、建物の基礎８１，８２によって分割された第１区画（８０ｃ）および第２区画（８０ａ）を有する床下空間（８０）の冷熱を利用した熱交換システムであって、第１区画（８０ｃ）に配置され、床下空間の空気を吸気する吸気口（３３）と、第２区画（８０ａ）に配置され、吸気口（３３）から吸気した空気を床下空間に戻す吹出し口（３４）と、吸気口（３３）から吹出し口（３４）に至る床下循環経路上に配置された熱交換部とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の基礎によって分割された第１区画および第２区画を有する床下空間の空気の冷熱を利用した熱交換システムであって、
前記第１区画に配置され、前記床下空間の空気を吸気する吸気口と、
前記第２区画に配置され、前記吸気口から吸気した空気を前記床下空間に戻す吹出し口と、
前記吸気口から前記吹出し口に至る床下循環経路上に配置された熱交換部とを備える、熱交換システム。
【請求項２】
前記床下空間は、前記建物の外壁の下に位置する外周基礎から一定の距離内に位置する外周領域と、前記外周基礎から前記一定の距離以上離れて位置する中央領域とで構成され、
前記第１区画の少なくとも一部が前記中央領域に含まれており、
前記吸気口は、前記第１区画のうちの前記中央領域に配置される、請求項１に記載の熱交換システム。
【請求項３】
前記第２区画は、前記第１区画に近い領域と前記第１区画から遠い領域とを有し、
前記吹出し口は、前記第２区画のうちの前記遠い領域に配置される、請求項１または２に記載の熱交換システム。
【請求項４】
前記床下空間は、前記第１区画と第２区画との間に位置し、前記第１区画および前記第２区画と通気可能な中継区画をさらに有する、請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換システム。
【請求項５】
前記第１区画と前記第２区画とは、少なくとも１つの間仕切基礎に設けられた間仕切通気口を介して通気可能であり、
前記間仕切通気口の有効開口面積は、前記建物の外壁の下に位置する外周基礎に設けられた外周通気口の有効開口面積よりも大きい、請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換システム。
【請求項６】
前記建物の室内空間の空気を取り込んで前記室内空間に戻す室内循環経路をさらに備え、
前記熱交換部は、前記室内循環経路上を流れる空気と、前記床下循環経路上を流れる空気とを熱交換させる、請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の床下空間の冷熱を利用した熱交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
夏期における床下空間の空気の温度は室内空間の空気の温度よりも低いため、床下空間の空気を室内空間に取り込んで室内空間を冷却する技術が知られている。
【０００３】
たとえば特開２０１５−２２４４８５号公報（特許文献１）には、床下空間に外気を導入するための基礎換気口と、床下空間の土間側に配され、かつ、土間との間に空気が通過可能な土間側空間を形成するための仕切部と、土間側空間を通過することにより土間の表面と熱交換した空気を居室空間に供給するための供給手段とを含む住宅構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２４４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
床下空間は、鉄筋コンクリートで形成された基礎により取り囲まれた空間である。特許文献１のように、床下空間の空気を直接室内空間に供給する構成の場合、床下空間の不快な臭い（たとえばコンクリート臭）まで室内空間に送り込まれてしまう。そのため、このような構成の場合、給気される空気の臭いを低減させるための措置を別途採用しなくてはならない。
【０００６】
また、室内空間の空気の冷却に限らず、床下空間の冷熱を利用して何らかの熱媒体を冷却する熱交換システムにおいて、床下空間の空気を効率良く活用する構成が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、床下空間の空気を効率良く活用することで、室内空間の空気などの熱媒体の冷却能力を増大させることのできる熱交換システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う熱交換システムは、建物の基礎によって分割された第１区画および第２区画を有する床下空間の冷熱を利用した熱交換システムであって、第１区画に配置され、床下空間の空気を吸気する吸気口と、第２区画に配置され、吸気口から吸気した空気を床下空間に戻す吹出し口と、吸気口から吹出し口に至る床下循環経路上に配置された熱交換部とを備える。
【０００９】
好ましくは、床下空間は、建物の外壁の下に位置する外周基礎から一定の距離内に位置する外周領域と、外周基礎から一定の距離以上離れて位置する中央領域とで構成され、第１区画の少なくとも一部が中央領域に含まれる。この場合、吸気口は、第１区画のうちの中央領域に配置されることが望ましい。
【００１０】
好ましくは、第２区画は、第１区画に近い領域と第１区画から遠い領域とを有する。この場合、吹出し口は、第２区画のうちの遠い領域に配置されることが望ましい。
【００１１】
好ましくは、床下空間は、第１区画と第２区画との間に位置し、第１区画および第２区画と通気可能な中継区画をさらに有する。
【００１２】
好ましくは、第１区画と第２区画とは、少なくとも１つの間仕切基礎に設けられた間仕切通気口を介して通気可能であり、間仕切通気口の有効開口面積は、建物の外壁の下に位置する外周基礎に設けられた外周通気口の有効開口面積よりも大きい。
【００１３】
好ましくは、熱交換システムは、建物の室内空間の空気を取り込んで室内空間に戻す室内循環経路をさらに備える。この場合、熱交換部は、室内循環経路上を流れる空気と、床下循環経路上を流れる空気とを熱交換させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、床下空間の空気を吸気する吸気口と、熱交換後の床下空間の空気を吹き出す吹出し口とが、異なる区画に配置される。したがって、室内空間の空気などの熱媒体の冷却に、床下空間の空気を効率良く活用することができる。その結果、熱交換システムにおける、室内空間の空気などの熱媒体の冷却能力を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換システムの概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態において、住宅の床下空間に設置された熱交換送風装置を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における床下循環経路の吸気口と吹出し口との配置形態を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における床下循環経路の吹出し口の望ましい配置位置を模式的に示す図である。
【図５】中継区画の他の配置例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
（概略構成について）
はじめに、図１および図２を参照して、本実施の形態に係る熱交換システム１の概略構成について説明する。
【００１８】
図１を参照して、熱交換システム１は、夏期に住宅９の床下空間８０の冷熱を利用して、室内空間９２を冷却する。床下空間８０は、住宅９の外壁９１の下に位置する外周基礎８１により囲まれた空間である。外壁９１と外周基礎８１との間には、床下空間８０の換気のための通気口８１ａ（図２）が設けられている。
【００１９】
図２に示されるように、熱交換システム１は、室内空間９２の空気を取り込んで室内空間９２に戻す室内循環経路２０と、床下空間８０の空気を取り込んで床下空間８０に戻す床下循環経路３０と、室内循環経路２０上を流れる空気と床下循環経路３０上を流れる空気とを熱交換する熱交換部４０とを備える。熱交換部４０は、床下空間８０に配置された熱交換送風装置１０に搭載される。
【００２０】
熱交換送風装置１０は、室内循環経路２０を構成する第１空気通路２１と、床下循環経路３０を構成する第２空気通路３１とを内部に含み、第１空気通路２１と第２空気通路３１とに跨って熱交換部４０が配置されている。熱交換部４０の構成は、公知の構成が採用され得る。熱交換送風装置１０は、第１空気通路２１に設けられた第１ファン２２と、第２空気通路３１に設けられた第２ファン３２とを含んでいる。
【００２１】
室内循環経路２０は、第１空気通路２１に加え、室内空間９２に配置された吸気口２３から第１空気通路２１の一端にまで延びる吸気ダクト２５と、第１空気通路２１の他端から室内空間９２に配置された吹出し口２４にまで延びる吹出しダクト２６とを含む。つまり、室内循環経路２０は、吸気口２３から吹出し口２４に至る、室内空間９２の空気の循環経路である。吸気口２３および吹出し口２４は、たとえば室内空間９２の床に設けられる。
【００２２】
床下循環経路３０も同様に、第２空気通路３１に加え、床下空間８０に配置された吸気口３３から第２空気通路３１の一端にまで延びる吸気ダクト３５と、第２空気通路３１の他端から床下空間８０に配置された吹出し口２４にまで延びる吹出しダクト３６とを含む。つまり、床下循環経路３０は、吸気口３３から吹出し口３４に至る、床下空間８０の空気の循環経路である。なお、床下循環経路３０は吸気ダクト３５を含まなくてもよい。この場合、熱交換送風装置１０の第２空気通路３１の一端部に吸気口３３が形成される。
【００２３】
熱交換システム１がこのように構成されるため、室内空間９２の比較的高温の空気を床下空間８０の空気との熱交換により冷却し、冷却後の空気を室内空間９２に供給することができる。夏期においては、床下空間８０の温度の方が室内空間９２の温度よりも平均５℃程度低いため、本システム１によれば、夏期における室内空間９２の温度を３℃程度低減させることができる。その結果、冷房負荷の削減に寄与することができる。なお、第１ファン２２の送風能力は、空調対象の室内空間９２の広さに応じて定められることが望ましい。
【００２４】
また、本実施の形態では、室内循環経路２０と床下循環経路３０とが個別に設けられており、室内空間９２の空気をそのまま（温度だけ低下させて）戻す構成であるため、不快な床下空間８０の臭いを室内空間９２に供給しなくて済む。したがって、室内空間９２において居住者は快適に過ごすことができる。
【００２５】
なお、熱交換送風装置１０は、ファン２２，３２および熱交換部４０の運転を制御する制御部（図示せず）を有しており、典型的には、制御部が、夏期にファン２２，３２および熱交換部４０を継続運転する。制御部は、ユーザからの指示に応じてファン２２，３２および熱交換部４０の運転／停止、すなわち熱交換システム１の運転／停止を判断してもよいし、室内空間９２の温度と床下空間８０の温度との差に応じて熱交換システム１の運転／停止を判断してもよい。あるいは、熱交換送風装置１０に月日を計測する計時部を搭載し、制御部は、計時部により計測された月日に応じて熱交換システム１の運転／停止を判断してもよい。
【００２６】
ところで、熱交換システム１において、室内空間９２の温かい空気と床下空間８０の冷たい空気とが熱交換されるため、床下空間８０に配置された吹出し口３４からは、熱交換後の温かい空気が排気される。そのため、床下空間８０の吸気口３３と吹出し口３４とが近接して位置する場合、吸気口３３は、吹出し口３４から吹き出されたばかりの温かい空気を吸い込んでしまう。そうすると、熱交換部４０において十分に室内空間の空気を冷却することができず、熱交換システム１の冷却能力が低下する。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、床下循環経路３０の吸気口３３と吹出し口３４とを、床下空間８０の異なる区画に配置することとしている。以下に、床下循環経路３０の吸気口３３と吹出し口３４との配置形態について、詳細に説明する。
【００２８】
（床下循環経路の吸気口と吹出し口の配置形態について）
図３は、本発明の実施の形態における床下循環経路３０の吸気口３３と吹出し口３４との配置形態を模式的に示す図である。
【００２９】
図３に示されるように、床下空間８０は、矩形枠状の外周基礎８１と、たとえば十字状に配置された間仕切基礎８２とによって、複数の区画８０ａ〜８０ｄに分割されている。図３の例では、床下循環経路３０の吸気口３３が、区画８０ｃ（第１区画）に配置され、床下循環経路３０の吹出し口３４が、区画８０ａ（第２区画）に配置されている。区画８０ａと区画８０ｃとは、外周基礎８１の対角線上に配置されている。
【００３０】
吹出し口３４は、熱交換送風装置１０に直接設けられており、床下循環経路３０は、図２に示した吹出しダクト３６を有していない。つまり、熱交換送風装置１０も区画８０ａに配置されている。この場合、吸込みダクト３５は、間仕切基礎８２に設けられた貫通孔８２ｈに挿通されて、複数の区画８０ａ，８０ｄ，８０ｃに渡される。
【００３１】
このように、吸気口３３は、吹出し口３４と異なる区画に配置されるため、吹出し口３４から吹出された温かい空気を直接吸い込むことがない。したがって、熱交換システム１の冷却能力の低下を抑制することができる。
【００３２】
ここで、床下空間８０は、外周基礎８１から一定の距離（たとえば１メートル）内に位置する外周領域ＡＲ１と、外周基礎８１から一定の距離以上離れて位置する中央領域ＡＲ２とで構成される。外周領域ＡＲ１の空気は、外周基礎８１を介して外気の影響を受けるため、夏期における外周領域ＡＲ１の空気の温度は、中央領域ＡＲ２の空気の温度よりも高くなる。夏期の日中はその傾向が顕著である。
【００３３】
そのため、図３に示されるように、吸気口３３は、区画８０ｃのうちの中央領域ＡＲ２に配置されていることが望ましい。これにより、吸気口３３は、床下空間８０の中でも相対的に冷たい空気を吸い込むことができる。
【００３４】
床下循環経路３０の吹出し口３４に関しては、吸気口３３が位置する区画８０ｃから遠い位置に配置されていることが望ましい。図４を参照して、区画８０ａは、区画８０ｃに近い領域ＡＲ１１と、区画８０ｃから遠い領域ＡＲ１２とを有しており、吹出し口３４は、区画８０ａのうちの遠い領域ＡＲ１２に配置されている。領域ＡＲ１１と領域ＡＲ１２との境界線は、たとえば、区画８０ａを構成する短い方の間仕切基礎８２を半径とする円弧である。あるいは、領域ＡＲ１１と領域ＡＲ１２との境界線は、外周基礎８１と間仕切基礎８２との交差点８３，８３を通る対角線であってもよい。
【００３５】
吸気口３３からの吸込み空気の温度上昇をより効果的に抑制するためには、吹出し口３４は、外周基礎８１に向いて配置されていることが望ましい。また、吹出し口３４は、区画８０ａのうちの外周領域ＡＲ１（図３）に含まれるように位置決めされてもよい。このような配置形態の場合、吹出し口３４からの温かい空気により間仕切基礎８２が温められて中央領域ＡＲ２の空気の温度が上昇してしまうことを防止することができる。
【００３６】
なお、図３および図４に示されるように、間仕切基礎８２には所定ピッチで通気口８２ａが設けられている。そのため、間仕切基礎８２を介して隣り合う区画間は、通気口８２ａを介して通気可能となっている。また、各区画は、図２に示した外周基礎８１の通気口８１ａを介して屋外に対しても通気可能である。本実施の形態では、間仕切基礎８２の通気口８２ａによる有効開口面積の方が、外周基礎８１の通気口８１ａによる有効開口面積（たとえば７５ｃｍ２／ｍ）よりも大きい。これにより、床下空間８０には、区画８０ａ〜８０ｄを順に（たとえば反時計回りに）通過する空気の経路が形成される。
【００３７】
本実施の形態では、吹出し口３４が位置する区画８０ａと吸気口３３が位置する区画８０ｃとの間に、中継区画となる区画８０ｂが介在している。そのため、区画８０ａにおいて吹出し口３４から吹出された温かい空気が、中継区画８０ｂにおいて冷やされてから吸気口３３が位置する区画８０ｃに流入するため、区画８０ｃの温度上昇を抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、吹出し口３４が位置する区画８０ａと吸気口３３が位置する区画８０ｃとが対角線上に配置されることとしたが、限定的ではなく、少なくとも１つの中継区画が介在するようにこれらの区画８０ａ，８０ｃが配置されていればよい。図５は、中継区画の他の配置例を模式的に示す図である。
【００３９】
図５を参照して、床下空間８０は、矩形枠状の外周基礎８１と、外周基礎８１の一辺（たとえば短辺）と平行に配置された複数の間仕切基礎８２とによって、複数の区画８０ａ〜８０ｃに分割されている。つまり、区画８０ａ、区画８０ｂ、区画８０ｃが、外周基礎８１の一方方向（たとえば長辺方向）に整列して設けられている。区画８０ａ〜８０ｃの整列方向が、図５において矢印Ａ１で示されている。
【００４０】
この場合においても、吹出し口３４が位置する区画８０ａと吸気口３３が位置する区画８０ｃとの間に、空気経路上の中継区画となる区画８０ｂが介在している。したがって、区画８０ｃの温度上昇を抑制することができる。
【００４１】
なお、図５の例にように、複数の区画８０ａ〜８０ｃが、一方方向に整列して設けられる場合、区画８０ａのうち、区画８０ｃに近い領域ＡＲ１１と遠い領域ＡＲ１２との境界線は、整列方向中間位置に位置し、かつ、間仕切基礎８２と平行である。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態の熱交換システム１によれば、床下空間８０の空気を吸気する吸気口３３と、熱交換後の床下空間の空気を吹き出す吹出し口３４とが、異なる区画８０ａ，８０ｃに配置される。したがって、室内空間９２の空気の冷却に、床下空間８０の空気を効率良く活用することができる。その結果、熱交換システム１における、室内空間９２の空気の冷却能力を増大させることができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、吸込みダクト３５を間仕切基礎８２に貫通させる構成例を示したが、吹出しダクト３６を間仕切基礎８２に貫通させてもよい。つまり、吸気口３３と熱交換送風装置１０とが同じ区画に配置されてもよい。
【００４４】
また、室内循環経路２０の吸気口２３と吹出し口２４とが、共通の室内空間９２に配置されることとしたが、吸気口２３と吹出し口２４とが異なる室内空間に配置されてもよい。吹出し口２４が配置される室内空間９２は、空調対象の室内空間であり、典型的にはリビング、ダイニング、個室（寝室、子供部屋）、などの居室である。吸気口２３と吹出し口２４とが異なる室内空間に配置される場合、吸気口２３が配置される室内空間は、廊下、階段室などの非居室の室内空間９３であってもよい。
【００４５】
また、室内循環経路２０の吸気口２３および吹出し口２４の個数は、１個に限定されず、複数個であってもよい。図１に示されるように、たとえば２個の吹出し口２４が１階の室内空間９２と２階の室内空間９２とに設けられる場合、上述の吹出しダクト２６を、吹出し口２４の個数に応じて分岐させてもよい。なお、２階の室内空間９２の吹出し口２４にまで延びるダクト２６ａは、１階の間仕切壁の空気層および天井裏空間（いずれも図示せず）を通るように配設される。
【００４６】
また、本実施の形態では、熱交換送風装置１０が床下空間８０に配置されることとしたが、少なくとも、吸気口３３と吹出し口３４とが床下空間８０に配置されていれば、熱交換送風装置１０自体は他の空間に配置されてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、床下空間８０の空気と室内空間９２の空気とを熱交換させる構成であったが、床下空間８０の空気と、室内空間９２の空気以外の他の熱媒体（冷媒等）とを熱交換させる構成であってもよい。つまり、他の熱媒体の循環経路と床下循環経路３０とに跨って熱交換部４０を配置することにより、床下空間８０の冷熱を他の熱媒体の冷却に利用してもよい。
【００４８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１  熱交換システム、９  住宅、１０  熱交換送風装置、２０  室内循環経路、２１  第１空気通路、２２，３２  ファン、２３，３３  吸気口、２４，３４  吹出し口、２５，３５  吸気ダクト、２６，２６ａ，３６  吹出しダクト、３０  床下循環経路、３１  第２空気通路、４０  熱交換部、８０  床下空間、８０ａ〜８０ｄ  区画、８１  外周基礎、８１ａ，８２ａ  通気口、８２  間仕切基礎、９１  外壁、９２，９３  室内空間、ＡＲ１  外周領域、ＡＲ２  中央領域、ＡＲ１１  近い領域、ＡＲ１２  遠い領域。
【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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