(57)【要約】      （修正有）【課題】地中に埋設したパイプ内の空気を土壌にて熱交換して暖気する際の改善を図るる空調システムを提供する。【解決手段】建築物Ｋの外部から吸引した外気を空調した空調済み外気として建築物内部に導くに当たり、基礎凸部ＫＴで取り囲まれた基礎部分の土壌の表面に複数の電気抵抗加熱パネル１０２を設置し、この電気抵抗加熱パネル１０２により土壌Ｄを蓄熱状態とする。熱交換用パイプ３００は、電気抵抗加熱パネル１０２により蓄熱状態とされる土壌Ｄに埋設され、熱交換用パイプ３００の直径と埋設経路長は、空調済み外気の導出対象の住居域Ｊ３の内容積に応じて定められている。よって、熱交換用パイプ３００は、外気吸引管部３１０からパイプ内に給気済みの外気を、蓄熱状態の土壌と熱交換して空調し、空調済み外気を、送気管部３２０を経て住居域Ｊ３に導出する。【選択図】図６
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
建築物外部から吸引した外気を空調して建築物内部に導く空調システムであって、
建築物の土台の受けとなる基礎凸部で取り囲まれた土壌の表面もしくは該土壌の表面を覆う基礎コンクリートの表面に設置され、通電を受けて発熱して前記土壌を蓄熱状態とする複数の発熱体と、
前記土壌に埋設される熱交換用パイプであって、前記外気の導出対象の前記建築物内部の内容積或いは前記建築物内部で求められる換気度合いに応じて定めた直径と、前記内容積或いは前記換気度合いに応じて定めた埋設長さとを有する熱交換用パイプと、
該熱交換用パイプに前記外気を建築物外部から給気する給気手段と、
前記熱交換用パイプを通過する間における前記土壌との熱交換を経て空調された空調済み外気を、前記導出対象の前記建築物内部に送気する送気手段とを備える
空調システム。
【請求項２】
前記熱交換用パイプは、前記建築物が住居域を有する住宅建築物であると、前記内容積に応じて定めた１００〜１５０ｍｍの直径と１０〜１５ｍの埋設長さと有する請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記熱交換用パイプは、前記基礎凸部を貫通して前記土壌に埋設されることで、前記基礎凸部により保持されている請求項１または請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記熱交換用パイプは、防カビ性の薬剤にてパイプ内壁が被覆されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記熱交換用パイプは、前記給気手段の側のパイプ端部に向けて下り勾配のパイプ経路で前記土壌に埋設されると共に、前記パイプ経路の末端の前記パイプ端部から分岐した分岐官からパイプ内水分を前記熱交換用パイプの管路外に排出する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記熱交換用パイプは、前記パイプ内水分を、前記建築物の外部の排水用枡に前記分岐官から排出する請求項５に記載の空調システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年になり、地中熱を利用した空調システムが種々提案されている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３５４５６号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３００７号公報
【特許文献３】特開２００７−３３３６０号公報
【特許文献４】特許第４６９４１６８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
地中熱を空調に利用するに当たっては、熱交換の対象となる地中熱が外気温に左右されることなく一定であることが望ましい。よって、上記の特許文献２〜３では、図示された住居規模から推定されるように、数ｍ程度の高深度にパイプを埋設したり、数十ｍを超える管路に亘ってパイプが配設されているので、施工性に改善の余地がある。その一方、特許文献１では、土間コンクリートを厚くしてパイプの埋設深度を浅くでき、その分だけ、施工性を高めている。しかしながら、コンクリートは、土壌に比べると蓄熱性に劣るので、特許文献１の空調システムでは、特に冬期に十分な空気の昇温が困難なことが危惧される。特許文献４は、ヒーターを用いて土壌を蓄熱状態としていることから、この蓄熱土壌を地中埋設のパイプ内の空気との熱交換の熱源とすることが想定し得るが、蓄熱土壌でのパイプ埋設やその保持、発熱体とパイプとの関連づけ等を図る構成において、改善の余地が残されている。この他、空調システムの構造の簡略化や、防カビ対策も要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本考案は、以下の形態として実施することができる。
【０００６】
（１）本考案の一形態によれば、空調システムが提供される。この空調システムは、建築物外部から吸引した外気を空調して建築物内部に導く空調システムであって、建築物の土台の受けとなる基礎凸部で取り囲まれた土壌の表面もしくは該土壌の表面を覆う基礎コンクリートの表面に設置され、通電を受けて発熱して前記土壌を蓄熱状態とする複数の発熱体と、前記土壌に埋設される熱交換用パイプであって、前記外気の導出対象の前記建築物内部の内容積或いは前記建築物内部で求められる換気度合いに応じて定めた直径と、前記内容積或いは前記換気度合いに応じて定めた埋設長さとを有する熱交換用パイプと、該熱交換用パイプに前記外気を建築物外部から給気する給気手段と、前記熱交換用パイプを通過する間における前記土壌との熱交換を経て空調された空調済み外気を、前記導出対象の前記建築物内部に送気する送気手段とを備える。上記形態の空調システムでは、複数の発熱体の発する熱により土壌を蓄熱状態とでき、この蓄熱状態の土壌に埋設した熱交換用パイプにより、パイプ内に給気済みの外気を、蓄熱状態の土壌との熱交換を経て空調する。複数の発熱体による土壌の蓄熱状態は、発熱体の加熱制御により種々変更できるので、上記形態の空調システムによれば、厳冬期であっても、十分に暖めた外気を建築物内部に導くことができる。しかも、上記形態の空調システムでは、熱交換用パイプの直径や埋設長さを空調済み外気の導出対象の建築物内部の内容積或いは換気度合いに応じて規定済みであることから、外気との間での熱交換不足を抑制でき、建築物内部への暖気済みの外気の導出の実効性を高めることができる。
【０００７】
加えて、上記形態の空調システムでは、発熱体の熱を、発熱体を覆う表層コンクリートと基礎コンクリートとを暖めるほか、基礎コンクリートの下の土壌にも伝えて土壌を蓄熱状態とし、土壌に蓄熱された熱と、表層コンクリートおよび基礎コンクリートを暖めた熱とを、建築物床の下面との間の間隙に放射して建築物床を暖め、建築物床暖房を図ることができる。この結果、上記の形態の空調システムによれば、建築物に対しての床暖房を図った上で、十分に暖気済みの外気を建築物内部に導くので、建築物内部の暖房効率が高まる。
【０００８】
また、上記形態の空調システムでは、暖房を要しない例えば夏期等においては発熱体の通電を停止して土壌を蓄熱状態としないようにできるため、夏期等におけるパイプ内に給気済みの外気と土壌との熱交換により、給気済み外気を冷却できる。よって、上記形態の空調システムによれば、暖房を要しない夏期等において、冷却済み空気を建築物内部に導出でき、建築物内部の冷房もしくは冷房装置による冷房の助力ができる。
【０００９】
（２）上記形態の空調システムにおいて、前記熱交換用パイプは、前記建築物が住居域を有する住宅建築物であると、前記内容積に応じて定めた１００〜１５０ｍｍの直径と１０〜１５ｍの埋設長さと有するようにできる。こうすれば、外気との間での熱交換不足をより確実に抑制できるので、建築物内部への暖気済みの外気の導出の実効性をより高めることができる。
【００１０】
（３）上記したいずれかの形態の空調システムにおいて、前記熱交換用パイプは、前記基礎凸部を貫通して前記土壌に埋設されることで、前記基礎凸部により保持されているようにできる。こうすれば、熱交換用パイプの埋設軌跡を確保できるので、地震等により外部からの力が熱交換用パイプに及んでも、パイプ軌跡のズレを抑制できる。
【００１１】
（４）上記したいずれかの形態の空調システムにおいて、前記熱交換用パイプは、防カビ性の薬剤にてパイプ内壁が被覆されているようにできる。こうすれば、蓄熱状態の土壌との熱交換を経て暖気済みの外気が仮に冷えてパイプ内壁に結露が生じても、カビの発生を抑制でき、カビによる異臭についてもこれを抑制できる。
【００１２】
（５）上記したいずれかの形態の空調システムにおいて、前記給気手段の側のパイプ端部に向けて下り勾配のパイプ経路で前記土壌に埋設されると共に、前記パイプ経路の末端の前記パイプ端部から分岐した分岐官からパイプ内水分を前記熱交換用パイプの管路外に排出するようにできる。こうすれば、パイプ内での水分残留を抑制できるので、カビ発生の抑制、異臭抑制の上から有益となる。
【００１３】
（６）上記した形態の空調システムにおいて、前記熱交換用パイプは、前記パイプ内水分を、前記建築物の外部の排水用枡に前記分岐官から排出するようにできる。こうすれば、熱交換用パイプから外部に一旦排出した水分を水蒸気の状態としても熱交換用パイプ内に戻りがたくできるので、異臭抑制の上からより有益となる。
【００１４】
なお、本考案は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、複数の住居域を有する住宅建築物の他、体育館、講演会会場、映画館等の大規模建築物にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の実施形態としての床暖房兼用空調システム１００を用いた床暖房建築物の概要を説明するための説明図である。
【図２】床暖房兼用空調システム１００の構成と建築物床との関係を説明するための説明図である。
【図３】電気抵抗加熱パネル１０２の設置領域と熱交換用パイプ３００の埋設経路を概略的に斜視にて示す説明図である。
【図４】電気抵抗加熱パネル１０２の設置の様子を概略的に平面視にて示す説明図である。
【図５】熱交換用パイプ３００の埋設経路の様子を概略的に平面視にて示す説明図である。
【図６】本実施形態の床暖房兼用空調システム１００における熱交換用パイプ３００の埋設の様子を概略的に縦断面視して示す説明図である。
【図７】外気吸引管部３１０を建築物Ｋの内側に設けた実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ａにおける熱交換用パイプ３００の埋設の様子を概略的に縦断面視して示す説明図である。
【図８】また別の実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ｂにおける熱交換用パイプ３００の埋設の様子を概略的に縦断面視して示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、本考案の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本考案の実施形態としての床暖房兼用空調システム１００を用いた床暖房建築物の概要を説明するための説明図、図２は床暖房兼用空調システム１００の構成と建築物床との関係を説明するための説明図である。
【００１７】
図示するように、建築物Ｋは、住人の住居域を複数有する住宅建築物であって、建築物Ｋの基礎部分に、実施形態としての床暖房兼用空調システム１００を備え、その制御装置２００を、例えば基礎部分や建築物壁面に有する。本実施形態では、制御装置２００は、防塵と防水機能を有する図示しない開閉式のボックス内に組み込まれ、このボックスごと基礎部分に埋設されている。制御装置２００を建築物壁面に設置する場合には、操作可能な適宜箇所に設置すればよい。床暖房兼用空調システム１００は、建築物Ｋの下の土壌を蓄熱状態とするためのものであり、図２に詳しく示すように、建築物Ｋの基礎部分の土壌Ｄの上面に、電気抵抗加熱パネル１０２と、コンクリート層１０５と、断熱体１０７と、熱交換用パイプ３００とを有する。この場合、電気抵抗加熱パネル１０２は、土壌Ｄを覆うよう施工済みの基礎コンクリートの上面に配設することも可能であり、施工済み基礎コンクリートは、少なくとも１００〜１５０ｍｍの厚みを有することが、強度および後述の土壌Ｄの蓄熱に当たって望ましい。以下の説明に当たっては、土壌Ｄの表面に電気抵抗加熱パネル１０２を配設する構成について行い、施工済み基礎コンクリートの表面に電気抵抗加熱パネル１０２を配設する構成については、その説明を省略する。
【００１８】
電気抵抗加熱パネル１０２は、平板状を成し、水密性を持って折り返し備えた電気抵抗加熱線により、面状に発熱する構成を備え、土壌Ｄの表面或いは施工済みの基礎コンクリートの表面に後述するように複数設置されている。電気抵抗加熱パネル１０２を覆うコンクリート層１０５は、建築物Ｋの建築物床１５０の下面との間に間隙Ｔを５０〜３００ｍｍの範囲で確保した上で、１００〜３００ｍｍの厚みで電気抵抗加熱パネル１０２を覆い、その下層への水の浸入回避、下層保護等の機能を果たす。断熱体１０７は、土壌Ｄから立ち上がって建築物Ｋの土台１５０Ｄの受けとなる基礎凸部ＫＴに装着され、この基礎凸部ＫＴで取り囲まれた後述の建築物床下領域の断熱を図る。なお、基礎凸部ＫＴは、布基礎として構成されても良いほか、ベタ基礎として構成されても良い。また、断熱体１０７については、省略してもよい。
【００１９】
上記の床暖房兼用空調システム１００を土壌Ｄに構築するに当たり、土壌Ｄの上面に、図示しない最下層砂層を小石の無い山砂等を用いて約３０ｍｍの厚みで形成して、この砂層に電気抵抗加熱パネル１０２を設置するようにすることもできる。また、電気抵抗加熱パネル１０２をコンクリート層１０５にて覆う前に、小石の無い山砂等を用いた約５０ｍｍの砂層（上部砂層）にて予め電気抵抗加熱パネル１０２を覆い尽くし、これをコンクリート層１０５にて覆うようにすることもできる。この場合には、電気抵抗加熱パネル１０２は、上部砂層とその上のコンクリート層１０５の２層で覆われることになる。なお、上部砂層とコンクリート層１０５との境界に、図示しない防湿フィルムを介在させるようにしてもよい。
【００２０】
上記構成を備える床暖房兼用空調システム１００は、電気抵抗加熱パネル１０２への通電により当該パネルを発熱させ、土壌Ｄを蓄熱状態とし、この土壌Ｄに逆ドーム状の蓄熱層Ｄｈを形成する。こうした蓄熱層Ｄｈの形成の様子は、上記の特許文献４にて提案された既存構成と変わるものではない。
【００２１】
熱交換用パイプ３００は、電気抵抗加熱パネル１０２により逆ドーム状の蓄熱層Ｄｈとされる土壌Ｄに所定の埋設深さＤＬで埋設される塩化ビニル製のパイプであり、内部の空気を土壌Ｄの蓄熱層Ｄｈと熱交換する。熱交換用パイプ３００の直径と埋設経路長ＰＬは、建築物Ｋの居間等の空調済み外気の導出対象の内容積に応じて定められる。熱交換用パイプ３００の埋設深さＤＬや直径、埋設経路長ＰＬについては後述する。
【００２２】
次に、電気抵抗加熱パネル１０２と熱交換用パイプ３００の設置の様子について説明する。図３は電気抵抗加熱パネル１０２の設置領域と熱交換用パイプ３００の埋設経路を概略的に斜視にて示す説明図、図４は電気抵抗加熱パネル１０２の設置の様子を概略的に平面視にて示す説明図、図５は熱交換用パイプ３００の埋設経路の様子を概略的に平面視にて示す説明図である。
【００２３】
図示するように、基礎凸部ＫＴは、建築物Ｋの住空間区画において、土台１５０Ｄを区画する。こうして基礎凸部ＫＴにて区画されて取り囲まれた領域は、本実施形態では、図３〜図４に示すように、第１床下領域Ｒ１〜第５床下領域Ｒ５とされ、第５床下領域Ｒ５は、玄関土間の土間基礎ＤＫを除く領域とされている。そして、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、図４に示すように、第１床下領域Ｒ１〜第５床下領域Ｒ５の各床下領域ごとに、電気抵抗加熱パネル１０２を土壌Ｄの表面に複数設置して備える。こうして設置された電気抵抗加熱パネル１０２は、後述する制御装置２００からの制御を受けて発熱して、その熱を土壌Ｄに伝え、土壌Ｄを蓄熱状態とする。第１床下領域Ｒ１〜第５床下領域Ｒ５の各床下領域ごとの電気抵抗加熱パネル１０２の設置枚数は、各床下領域の広さや建築物Ｋで各床下領域が占める位置に応じて設定される。この場合、建築物Ｋが体育館や公民館等の広い平屋状建築であれば、各床下領域は、ほぼ同じとなるので、同じ枚数の電気抵抗加熱パネル１０２を設置すればよい。なお、電気抵抗加熱パネル１０２による土壌Ｄの蓄熱化は、コンクリート層１０５（図１参照）にて覆われてからなされ、コンクリート層１０５からの反射熱も土壌Ｄに伝わる。
【００２４】
建築物Ｋの建築物床１５０は、本実施形態では、図２に示すように、床暖房兼用空調システム１００の側から、土台１５０Ｄ、大引１５１、根太１５２、床下地材１５３、フローリング材１５４を備え、土台１５０Ｄに掛け渡された大引１５１と根太１５２にて、建築物床１５０と床暖房兼用空調システム１００の表層との間の間隙Ｔを形成する。つまり、大引１５１や根太１５２の寸法やその組構造を変えることで、或いはコンクリート層１０５の厚みを変えることで上記の間隙Ｔを種々のものとでき、この間隙Ｔは、床暖房兼用空調システム１００の設置箇所での暖房の要請程度、詳しくは暖房温度や頻度等の他、住空間に導出する空調済み空気の空調程度と床暖房兼用空調システム１００による土壌蓄熱の状況に応じて規定される。
【００２５】
本実施形態では、最大面積の第３床下領域Ｒ３に対応する住空間、例えば、居間と台所が繋がった高内容積の住居域Ｊ３を、床暖房兼用空調システム１００の熱交換用パイプ３００による空調済み空気の導出対象とした。そして、この住居域Ｊ３は、縦横が約４ｍｘ１０ｍで天井高が約３ｍの１階住居であり、本実施形態では、この住居域Ｊ３において、土壌Ｄに熱交換用パイプ３００を埋設した。この熱交換用パイプ３００については、最大面積の第３床下領域Ｒ３に対応する住居域Ｊ３の内容積（１２０ｍ3）に応じて、パイプ直径を１００〜１５０ｍｍの市販の塩化ビニル製パイプ（例えば、１２０ｍｍ）とし、埋設経路長ＰＬについては、１５ｍとした。熱交換用パイプ３００の埋設経路は、第３床下領域Ｒ３において任意に設定でき、本実施形態では、図３と図５に示すように、熱交換用パイプ３００への外気吸引を基礎凸部ＫＴの外部の外気吸引管部３１０で行うこと、および、最大面積の第３床下領域Ｒ３に対応する住居域Ｊ３へは、基礎凸部ＫＴの内側であって建築物床１５０の下方において送気管部３２０にて行うことを考慮し、熱交換用パイプ３００を上記の埋設経路長ＰＬで図３と図５に示すようにコの字状に屈曲して土壌Ｄに埋設した。この際の土壌Ｄの表面からの埋設深さＤＬ（図２参照）については、これを約１００ｃｍとした。こうして土壌Ｄに埋設された熱交換用パイプ３００は、パイプ内に給気済みの外気を、蓄熱状態の土壌Ｄとの熱交換を埋設経路長ＰＬに亘って行うことで空調する。熱交換用パイプ３００における外気吸引と空調済み外気の導出、並びに、熱交換用パイプ３００の経路勾配の様子については、後述する。なお、第３床下領域Ｒ３以外の床下領域に対応する住居域についても、熱交換用パイプ３００を用いた空調済み空気の導出対象としてもよい。
【００２６】
図６は本実施形態の床暖房兼用空調システム１００における熱交換用パイプ３００の埋設の様子を概略的に縦断面視して示す説明図である。図示するように、床暖房兼用空調システム１００は、電気抵抗加熱パネル１０２により蓄熱状態とされる土壌Ｄに熱交換用パイプ３００を埋設して備える。この熱交換用パイプ３００は、第３床下領域Ｒ３（図５参照）を取り囲む基礎凸部ＫＴを貫通して、土壌Ｄの内部に延び、コの字状に屈曲したパイプ経路を採る。基礎凸部ＫＴを貫通した熱交換用パイプ３００は、建築物Ｋの外側に位置する管路末端３０２から外気吸引管部３１０を立ち上げて備える。外気吸引管部３１０は、熱交換用パイプ３００と同径の塩化ビニル製パイプであり、建築物Ｋの外壁に沿って上方に延び、その管路端部３１２に、吸引ファン機構３１４と開閉ダンパー３１６とを有する。吸引ファン機構３１４は、空調済み外気の導出や暖房が必要とされる時期や期間、例えば、晩秋から早春までの期間や、後述の床温センサー２１０の検知温度が所定の低温度域の場合に、後述の制御装置２００の制御を受けて駆動して建築物Ｋの外部から外気を吸引し、その外気を熱交換用パイプ３００に給気する。吸引ファン機構３１４の上流側には、図示しない防虫網が配設されているので、虫或いは虫程度のゴミが除去された外気が、熱交換用パイプ３００に給気される。開閉ダンパー３１６は、空調済み外気の導出や暖房が不要とされる時期や期間、例えば、晩春から早秋までの期間や、後述の床温センサー２１０の検知温度が所定の高温度域の場合に、後述の制御装置２００の制御を受けて駆動して、外気吸引管部３１０の管路を閉鎖する。この場合、開閉ダンパー３１６を、外気温に反応するサーモスタット内蔵式とし、低外気温時には管路を閉鎖するようにしてもよい。
【００２７】
熱交換用パイプ３００は、基礎凸部ＫＴを貫通した管路末端３０２から土壌Ｄの内部にコの字状に屈曲したパイプ経路で延びるに当たり、各屈曲経路部を、図３の傾斜記号および図６のパイプ経路で示したように、外気吸引管部３１０との繋ぎ箇所である管路末端３０２に向けた下り勾配で土壌Ｄに埋設される。そして、熱交換用パイプ３００は、管路末端３０２に分岐官３３０を有する。この分岐官３３０は、管路末端３０２において熱交換用パイプ３００から分岐して、建築物Ｋの外部の排水枡ＨＤまで延び、熱交換用パイプ３００の内部の水を、建築物Ｋの外部の排水枡ＨＤに排出する。
【００２８】
この他、熱交換用パイプ３００は、下り勾配経路の最上部側のパイプ端部に、送気管部３２０を有する。送気管部３２０は、熱交換用パイプ３００と同径の塩化ビニル製パイプであり、建築物床１５０の近傍まで上方に延び、その管路端部に、送気ファン機構３２２を備え、管路途中に開閉ダンパー３２６を有する。送気ファン機構３２２は、外気吸引管部３１０の吸引ファン機構３１４と協働して第一種機械換気を果たし、空調済み外気の導出や暖房が必要とされる上記の時期や期間、或いは低温度域の場合に、後述の制御装置２００の制御を受けて駆動して熱交換用パイプ３００の内部の空気を建築物床１５０の床下空間に送気する。建築物Ｋは、送気ファン機構３２２の前方領域を、区画した送気域３２７とし、この送気域３２７において、建築物床１５０にガラリ１６０を備え、送気ファン機構３２２の上方で建築物床１５０の下面に、断熱パネル１６２を備える。よって、熱交換用パイプ３００は、送気管部３２０の送気ファン機構３２２により送気した空気、埋設経路長ＰＬに亘る土壌Ｄとの熱交換を経た空調済み空気を、送気域３２７およびガラリ１６０を経て、住居域Ｊ３の内部に送気する。開閉ダンパー３２６は、外気吸引管部３１０の開閉ダンパー３１６と同様に駆動して、送気管部３２０の管路を閉鎖する。
【００２９】
上記した熱交換用パイプ３００と、外気吸引管部３１０と、送気管部３２０とは、パイプ内壁に防カビ被膜３０８を有する。この防カビ被膜３０８は、防カビ性の薬剤、例えばイミダゾール系やピリジン系の防カビ性薬剤をパイプ内壁に塗布等して形成される。
【００３０】
制御装置２００は、図１に示すように、定格送電線ＬＡからの給電と図示しない非常用送電線からの給電が可能とされ、床暖房兼用空調システム１００の電気抵抗加熱パネル１０２に通電を図る。非常用送電線としては、建築物Ｋに付随して設置され、或いは建築物Ｋが属する市町村内等に設置された図示しない風力発電装置から制御装置２００まで架線されている。この他、非常用送電線として、建築物Ｋに付随して制御装置２００から延びて架線され、内燃機関を利用して発電を図る図示しない発電機の発電電力を、制御装置２００に送電するものを用意してもよい。発電機は、ポータブル式であって持ち運び自在であることから、通常時には建築物Ｋに付属しておく必要はなく、地震や津波等の天災による定格送電線ＬＡからの給電喪失が起きた際に用意すればよい。
【００３１】
制御装置２００は、上記したように配設された個々の電気抵抗加熱パネル１０２を深夜電力の通電を受ける契約に基づく電力契約時間帯における深夜電力を用いて加熱制御すべく、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の論理演算回路を備え、制御部２０２と、メモリ部２０４と、Ｉ／Ｏ部２０６と、入力部２０８、報知部２０９等を有する。メモリ部２０４は、電気抵抗加熱パネル１０２への通電プログラム等を記憶する。Ｉ／Ｏ部２０６は、建築物床１５０の温度（床温）を検出する床温センサー２１０や外気温度を検出する外気温センサー２１２等との接続を図る。入力部２０８は、上記の各送電線と接続され、制御部２０２の制御下で、給電を受ける送電線を選択する。制御装置２００は、上記のセンサー入力に応じた電気抵抗加熱パネル１０２への通電制御等、床暖房兼用空調システム１００の全体の制御を担う。この場合、入力部２０８については、手動による送電線選択を行うよう構成したり、定格送電線ＬＡからの給電が天災等により停止すると、上記した非常用送電線からの給電に自動切り換えするよう構成できる。報知部２０９は、電気抵抗加熱パネル１０２が深夜電力にて加熱制御されると、当該制御が実行されている旨を、ランプ等にて点灯して報知する。
【００３２】
本実施形態では、地震や津波等の天災による給電喪失に備え、制御装置２００を既述したように基礎コンクリートに埋め込み設置したが、床暖房兼用空調システム１００の制御を２系統に分けることもできる。具体的には、定格送電線ＬＡからの深夜電力給電による電気抵抗加熱パネル１０２の制御系統と、非常用送電線からの非常時給電による制御系統とに分ける。そして、前者の制御系統についての制御装置２００にあっては、建築物Ｋの外壁に設け、後者の制御系統の制御装置２００を既述したように基礎コンクリートに埋設することもできる。こうすれば、定格送電線ＬＡからの給電が有る通常時のメンテナンスが簡便となる。また、天災による電力喪失時にあっては、基礎コンクリートに埋設済みの制御装置２００を用いて、非常用送電線からの給電による床暖房を継続もしくは開始することができる。
【００３３】
ここで、上記した床暖房兼用空調システム１００を有する建築物Ｋの施工手順について簡単に、説明する。まず、熱交換用パイプ３００と、外気吸引管部３１０と、送気管部３２０とについては、予めパイプ内壁に防カビ被膜３０８を形成しておく。そして、基礎凸部ＫＴの木枠組み形成を行いつつ、熱交換用パイプ３００については、管路末端３０２の側で基礎凸部ＫＴの木枠に組み付けた上で、埋設経路長ＰＬの内の管路末端３０２を含む直線経路部パイプを、上記した下り勾配と埋設深さＤＬを確保して土壌Ｄに仮保持する。次いで、基礎凸部ＫＴの木枠にコンクリートを流し込んで養生硬化させ、基礎凸部ＫＴを形成し、その基礎凸部ＫＴ（図２参照）の内周壁に押出発泡ポリスチレンフォーム等のパネル状の市販の断熱体１０７を装着する。断熱体１０７の装着に際しては、基礎凸部ＫＴの内周壁を適宜な工具にて平滑化して接着剤を塗布し、当該接着剤にて断熱体１０７を接着固定する。そして、断熱体１０７の装着を、図３〜図４に示した第１床下領域Ｒ１〜第５床下領域Ｒ５の各床下領域ごとに行うことで、基礎凸部ＫＴで取り囲まれた第１床下領域Ｒ１〜第５床下領域Ｒ５各床下領域の断熱化を図る。この場合、施工対象が上屋喪失の建築物Ｋであれば、基礎凸部ＫＴへの土台１５０Ｄの固定と並行して断熱体１０７の装着が可能である。そして、基礎凸部ＫＴの天端と土台１５０Ｄとの間に気密シート等を配設することや、断熱体１０７を土台１５０Ｄの上面まで延ばして基礎凸部ＫＴに装着することが、各床下領域の断熱確保の点から望ましい。
【００３４】
次いで、熱交換用パイプ３００の埋設経路長ＰＬの残余の経路部パイプを、上記した下り勾配と埋設深さＤＬを考慮して土壌Ｄに埋設し、熱交換用パイプ３００の埋設済みの土壌Ｄを覆うよう、土壌表面に電気抵抗加熱パネル１０２を複数設置する。このパネル設置は、基礎凸部ＫＴで取り囲まれた第１床下領域Ｒ１〜第５床下領域Ｒ５の各床下領域ごとに行われ（図４参照）、各領域でのパネル設置枚数は、既述したように各床下領域の広さや建築物Ｋで占める位置に応じて、或いは建築物形状や用途に応じて設定される。また、それぞれの電気抵抗加熱パネル１０２は、その接続箇所において、防水処置がなされる。
【００３５】
パネル設置後は、第１床下領域Ｒ１〜第５床下領域Ｒ５の各床下領域（図３〜図４参照）ごとの複数の電気抵抗加熱パネル１０２を覆うようコンクリートを流し込み、表面をならす。流し込まれたコンクリートは、その養生後に図２に示すコンクリート層１０５となることから、コンクリートの流し込みは、養生後のコンクリート層１０５の表面と建築物Ｋの建築物床１５０の下面との間に間隙Ｔを確保した上で、１００〜３００ｍｍの厚みとなるようになされる。なお、土壌Ｄの蓄熱状態を把握するためのセンサーを設置する場合には、当該センサーを流し込んだコンクリートに埋設する。
【００３６】
コンクリート流し込みに次いで、或いはこれと相前後して、制御装置２００を基礎凸部ＫＴに埋設設置し、コンクリートの養生を図る。コンクリート養生後は、土台１５０Ｄの設置等、建築物Ｋの上屋を組み付けることで、建築物Ｋが完成する。
【００３７】
こうして完成した建築物Ｋでの電気抵抗加熱パネル１０２の給電制御は、制御装置２００にて実行される。つまり、制御装置２００は、内蔵するタイマーや床温センサー２１０からの検出温度等に基づき、暖房が必要とされる期間、例えば暦で定めた冬期から春先まで、或いは日付で定めた期間、外気温が所定温度を下回るようになってから所定温度を上回るようになった期間等において、電気抵抗加熱パネル１０２の給電制御を繰り返し実行する。この給電制御は、深夜電力の供給がなされていることを前提として実行され、制御装置２００は、深夜電力の通電を受ける契約に基づく電力（契約規定電力）を床暖房兼用空調システム１００の複数の電気抵抗加熱パネル１０２に与えて、土壌Ｄの蓄熱を図る。この際、制御装置２００は、報知部２０９にて、電気抵抗加熱パネル１０２が深夜電力にて加熱制御されている旨をランプ等にて点灯して報知する。こうすることで、深夜電力による電気抵抗加熱パネル１０２の加熱制御を経た床暖房が実施されていることを認知させることができる。電気抵抗加熱パネル１０２の給電制御により蓄熱状態とされた土壌Ｄと熱交換用パイプ３００を通過する外気との熱交換状況、即ち、送気管部３２０から送気域３２７およびガラリ１６０を経て住居域Ｊ３に導出される空気温度は、電気抵抗加熱パネル１０２の積算加熱期間や、吸引ファン機構３１４と送気ファン機構３２２とで構成される第一種機械換気での通風量等に基づき検知できる。よって、制御装置２００は、図示しない温度設定機器から設定された温度の空気が住居域Ｊ３に送気されるよう、電気抵抗加熱パネル１０２を給電制御する。なお、自然災害や人為的な災害等により深夜電力の供給が不能な状況下では、制御装置２００は、例えば風力発電装置と発電機のいずれかの発電電力を床暖房兼用空調システム１００の複数の電気抵抗加熱パネル１０２に与えるよう、電力流力を切り換える。
【００３８】
以上説明したように、建築物Ｋが備える本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、深夜電力を用いた複数の電気抵抗加熱パネル１０２の熱により土壌Ｄを蓄熱状態とでき、この蓄熱状態の土壌Ｄに埋設した熱交換用パイプ３００により、パイプ内に給気済みの外気を、埋設経路長ＰＬにおいて蓄熱状態の土壌Ｄとの熱交換を経て空調する。複数の電気抵抗加熱パネル１０２による土壌の蓄熱状態は、制御装置２００による電気抵抗加熱パネル１０２の給電・加熱制御により種々変更できるので、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００によれば、厳冬期であっても、十分に暖めた外気を建築物内部、具体的には第３床下領域Ｒ３に対応した住居域Ｊ３の内部に導くことができる。しかも、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、空調済み外気の導出対象の住居域Ｊ３の内容積に応じて、熱交換用パイプ３００の直径を１２０ｍｍとし埋設経路長ＰＬを１５ｍに規定したので、パイプ内に給気済みの外気と蓄熱状態の土壌Ｄとの熱交換不足を抑制でき、第３床下領域Ｒ３に対応した住居域Ｊ３の内部には、十分に暖気済みの外気を導出できる。
【００３９】
本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、電気抵抗加熱パネル１０２の熱を、電気抵抗加熱パネル１０２を覆うコンクリート層１０５を暖めるほか、当該コンクリート層の下の土壌Ｄにも伝えて土壌Ｄを蓄熱状態とし、土壌Ｄに蓄熱された熱と、コンクリート層１０５を暖めた熱とを、建築物床１５０の下面との間の間隙に放射して建築物床１５０を暖め、建築物Ｋの床暖房を図ることができる。この結果、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００によれば、建築物Ｋに対しての床暖房を図った上で、十分に暖気済みの外気を住居域Ｊ３の内部に導くので、高い効率で建築物内部を暖房できる。
【００４０】
本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、暖房を要しない例えば夏期等においては電気抵抗加熱パネル１０２への給電を停止して土壌Ｄを蓄熱状態としないようにできる。よって、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００によれば、夏期等におけるパイプ内に給気済みの外気と土壌Ｄとの熱交換により、給気済み外気を冷却できるので、暖房を要しない夏期等においては、冷却済み空気を住居域Ｊ３の内部に導出して、住居域Ｊ３の内部の冷房もしくは他の冷房装置による冷房を助力できる。
【００４１】
本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、熱交換用パイプ３００を土壌Ｄに埋設するに当たり、熱交換用パイプ３００の一部を基礎凸部ＫＴに貫通させた。よって、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００によれば、熱交換用パイプ３００を基礎凸部ＫＴにより保持した状態で土壌Ｄに埋設することで、熱交換用パイプ３００の埋設軌跡を確保できるので、地震等により外部からの力が熱交換用パイプ３００に及んでも、パイプ軌跡のズレを抑制できる。
【００４２】
本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、土壌Ｄに埋設される熱交換用パイプ３００を、そのパイプ内壁面に防カビ剤による防カビ被膜３０８を有するものとした。よって、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００によれば、蓄熱状態の土壌Ｄとの熱交換を経て暖気済みの外気が仮に冷えてパイプ内壁に結露が生じても、防カビ被膜３０８にてカビの発生を抑制でき、カビによる異臭についてもこれを抑制できる。
【００４３】
本実施形態の床暖房兼用空調システム１００では、熱交換用パイプ３００を、外気吸引管部３１０の側の管路末端３０２に向けて下り勾配のパイプ経路で土壌Ｄに埋設する。その上で、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００は、管路末端３０２から分岐した分岐官３３０からパイプ内水分を、熱交換用パイプ３００の管路外の排水枡ＨＤに排出する。よって、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００によれば、パイプ内での水分残留を抑制できるので、カビ発生の抑制、異臭抑制の上から有益となる。また、分岐官３３０から排出されたパイプ内水分は、排水枡ＨＤを経て建築物Ｋの範囲外に流され、排水枡ＨＤには留まりがたい。よって、本実施形態の床暖房兼用空調システム１００によれば、熱交換用パイプ３００から外部に一旦排出した水分を水蒸気の状態としても熱交換用パイプ３００に戻りがたくできるので、異臭抑制の上からより有益となる。
【００４４】
次に、他の実施形態について説明する。図７は外気吸引管部３１０を建築物Ｋの内側に設けた実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ａにおける熱交換用パイプ３００の埋設の様子を概略的に縦断面視して示す説明図である。図示するように、この実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ａは、熱交換用パイプ３００を全て基礎凸部ＫＴの内部の土壌Ｄに埋設して備え、外気吸引管部３１０は、熱交換用パイプ３００の管路末端３０２から、建築物Ｋの内壁１５８と外壁１５９との間において立ち上がる。そして、送気管部３２０は、基礎凸部ＫＴを貫通して排水枡ＨＤに到る。この実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ａによっても、既述した効果を奏することができる。そして、この実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ａによれば、基礎凸部ＫＴに対しては分岐官３３０の貫通を施せば良いので、上屋喪失の建築物Ｋを再建する際の床暖房兼用空調システム１００Ａの組み込み適用が容易となる。
【００４５】
図８はまた別の実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ｂにおける熱交換用パイプ３００の埋設の様子を概略的に縦断面視して示す説明図である。この実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ｂは、建築物床１５０の床下に設けた外気ピットＡＰに外気を一旦給気し、ピット内外気を熱交換用パイプ３００に送気して住居域Ｊ３に直接導出する点に特徴がある。図示するように、この床暖房兼用空調システム１００Ｂは、建築物Ｋの外側に当たる基礎凸部ＫＴと基礎凸部ＫＴとの間に外気ピットＡＰを備え、外気吸引管部３１０をこの外気ピットＡＰから建築物Ｋの外部に延ばす。外気吸引管部３１０については、これを、その経路に亘って、ガラスウール等の保温材にて保温するようにしてもよい。外気ピットＡＰは、図における紙面奥側と手前側にて区画されており、外気吸引管部３１０がその吸引ファン機構３１４から給気した外気を貯め置く。外気ピットＡＰには、除湿器３５０が装着されており、この除湿器３５０は、制御装置２００の制御を受けて駆動し、外気ピットＡＰの内部の空気を除湿する。除湿後の水分は、建築物Ｋの外部に排出される。
【００４６】
熱交換用パイプ３００は、管路末端３０２の側を下り勾配にして直線状の埋設経路で土壌Ｄに埋設され、その埋設経路長ＰＬについては、住居域Ｊ３の内容積に応じて定められている。また、熱交換用パイプ３００は、管路末端３０２にピット内吸引ファン機構３４０を備え、このピット内吸引ファン機構３４０は、除湿器３５０にて除湿済みのピット内空気を吸引して、熱交換用パイプ３００に送り込む。送気管部３２０は、熱交換用パイプ３００の最上端から建築物床１５０を貫通して住居域Ｊ３の内部まで立ち上がり、蓄熱状態の土壌Ｄと熱交換済みのパイプ内空気を、住居域Ｊ３に直接導出する。この場合、送気管部３２０を建築物Ｋの２階住居域まで建築物壁内にて延ばし、２階住居域にパイプ内空気（空調済み空気）を導出してもよい。
【００４７】
この他、床暖房兼用空調システム１００Ｂは、外気ピットＡＰに、ガラリ４０２と、点検口４０４と、除湿器３５０と、調湿部位５００とを有する。ガラリ４０２は、制御装置２００の制御を受けて開閉駆動し、暖房を要する冬期等にあっては閉鎖され、室内空気の循環が求められる夏期等にあっては開放される。点検口４０４は、外気ピットＡＰに貯まった虫や埃等の除去のために、或いは、調湿部位５００の交換等のために、定期的或いは不定期に開閉される。調湿部位５００は、外気ピットＡＰの底部であって分岐官３３０の末端の側に配設され、木炭や竹炭等の多孔質基材であって調湿性を有するものとされたり、調湿性を呈する珪藻土等とされている。
【００４８】
この実施形態の床暖房兼用空調システム１００Ｂによっても、十分に暖気した空気の住居域Ｊ３への導出等の既述した効果を奏することができるほか、除湿済みの空気を土壌Ｄとの熱交換を経て暖気して住居域Ｊ３に導出するので、湿気を押さえた暖気導出により、快適感を高めることができる。
【００４９】
本考案は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、考案の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００５０】
上記した実施形態では、床暖房兼用空調システム１００〜１００Ｂを、住人の住居域を複数有する住宅や事務所等の建築物Ｋに適用したが、保育園や学校等の体育館や公民館といった住居域を有しない住居外建築物に適用してもよい。このような住居外建築物に適用する場合には、当該建築物の内容積に応じて熱交換用パイプ３００の直径や埋設経路長ＰＬを規定するほか、住居外建築物に求められる換気の度合いに応じて規定してもよい。例えば、住居該建築物の内部の空気の半分を１時間に一度換気することが求めあれる換気度合いであれば、この換気度合いをも考慮して、熱交換用パイプ３００の直径や埋設経路長ＰＬを規定すればよい。
【００５１】
上記した実施形態では、電気抵抗加熱パネル１０２を、深夜電力の通電を受ける契約に基づく電力契約時間帯における深夜電力を用いて加熱制御したが、他の電力契約により電気抵抗加熱パネル１０２を加熱制御してもよい。例えば、一日の内で通電可能な時間枠を１９時間もしくは２２時間というように定める電力契約に基づく電力を用いて加熱制御してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１００、１００Ａ、１００Ｂ…床暖房兼用空調システム
１０２…電気抵抗加熱パネル
１０５…コンクリート層
１０７…断熱体
１５０…建築物床
１５０Ｄ…土台
１５１…大引
１５２…根太
１５３…床下地材
１５４…フローリング材
１５８…内壁
１５９…外壁
１６０…ガラリ
１６２…断熱パネル
２００…制御装置
２０２…制御部
２０４…メモリ部
２０６…Ｉ／Ｏ部
２０８…入力部
２０９…報知部
２１０…床温センサー
２１２…外気温センサー
３００…熱交換用パイプ
３０２…管路末端
３０８…防カビ被膜
３１０…外気吸引管部
３１２…管路端部
３１４…吸引ファン機構
３１６…開閉ダンパー
３２０…送気管部
３２２…送気ファン機構
３２６…開閉ダンパー
３２７…送気域
３３０…分岐官
３４０…ピット内吸引ファン機構
３５０…除湿器
４０２…ガラリ
４０４…点検口
５００…調湿部位
Ｋ…建築物
Ｄ…土壌
Ｔ…間隙
Ｒ１〜Ｒ５…第１床下領域〜第５床下領域
Ｊ３…住居域
ＬＡ…定格送電線
ＨＤ…排水枡
ＤＫ…土間基礎
ＤＬ…埋設深さ
ＰＬ…埋設経路長
ＡＰ…外気ピット
ＫＴ…基礎凸部
Ｄｈ…蓄熱層
【図１】
0003185552.tif 000003
【図２】
0003185552.tif 000004
【図３】
0003185552.tif 000005
【図４】
0003185552.tif 000006
【図５】
0003185552.tif 000007
【図６】
0003185552.tif 000008
【図７】
0003185552.tif 000009
【図８】
0003185552.tif 000010