(57)【要約】【課題】第３種換気システムを装備した高気密住宅において電気等の動力源を必要とせずに給気の加温を効率的に行うこと。【解決手段】住宅の地下空間又は床下空間に設置される箱型形状の給気加温装置（１２）を備え、給気加温装置の内壁及び／又は外壁の一部又は全部が断熱材（１４）で被覆されており、給気加温装置の側壁の１つ（１２ａ）に設けられた開口に一端が接続され、他端が住宅の外部に開放し、断熱消音ダクトで形成される１本又はそれ以上の外気取り入れダクト（１６）と、給気加温装置の側壁（１２ａ）以外の側壁に設けられた開口に一端が接続され、他端が住宅の内部の所望の個所で開放し、断熱ダクトで形成される２本又はそれ以上の給気ダクト（２０）とを備え、給気加温装置の内部に加温ヒータ（１８）が配置される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．６５ｃｍ２　／ｍ２　又はそれ以下の気密性能値を有し、第３種換気システムを装備した高気密住宅における給気加温システムであって、
前記住宅の地下空間又は床下空間に設置される箱型形状の給気加温装置を備え、前記給気加温装置の内壁及び／又は外壁の一部又は全部が断熱材で被覆されており、
前記給気加温装置の側壁の１つに設けられた開口に一端が接続され、他端が住宅の外部に開放し、断熱消音ダクトで形成される１本又はそれ以上の外気取り入れダクトと、
前記給気加温装置の前記側壁以外の側壁に設けられた開口に一端が接続され、他端が前記住宅の内部の所望の個所で開放し、断熱ダクトで形成される２本又はそれ以上の給気ダクトとを備え、
前記給気加温装置の内部に、前記外気取り入れダクトから流入する外気を加温するための加温ヒータが配置されている、
ことを特徴とする給気加温システム。
【請求項２】
前記外気取り入れダクトの設置本数が１本の場合には、前記外気取り入れダクトの直径が２００ｍｍ又はそれ以上であり、前記設置本数が２本又はそれ以上の場合には、前記各外気取り入れダクトの直径が１５０ｍｍ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載の給気加温システム。
【請求項３】
前記各給気ダクトの直径が１５０ｍｍ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の給気加温システム。
【請求項４】
前記加温ヒータがフィン付き放熱板であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の給気加温システム。
【請求項５】
前記外気取り入れダクトの前記他端が網で被覆されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の給気加温システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、住宅用給気加温システムに関する。より詳細には、本発明は、０．６５ｃｍ２　／ｍ２　又はそれ以下の気密性能値を有する高気密住宅における給気加温システムに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、高気密住宅が普及しており、現在では気密性能値が１．０ｃｍ２　／ｍ２以下の住宅が大半を占めている。このような高気密住宅のうち、第３種換気システム（自然給気・強制排気）を装備した高気密住宅においては、冬期における外気給気の冷気対策を如何に行うかが重要な課題となるが、十分な冷気対策を施したシステムは見当たらないのが現状である。
【０００３】
したがって、本発明は、第３種換気システムを装備した高気密住宅において給気を行う上において電気等の動力源を必要とせずに給気の加温を効率的に行うことができる給気加温システムを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第３種換気システムを採用した場合には室内が負圧になり、高気密住宅においてはこの現象が特に顕著に現れることを利用したものである。すなわち、第３種換気システムを装備した高気密住宅において第３種換気システムの作動時に室内に引っ張られる新鮮な外気を加温することにより、適当な温度に加温された所要量の給気を住宅全体に行き渡らせるものである。本発明者は、種々の理論的計算及び実験を繰り返した結果、給気を行う上において電気等の動力源を必要とせずに給気の加温を効率的に行うことができる給気加温システムを構築することに成功した。
【０００５】
本願請求項１に記載の、０．６５ｃｍ２　／ｍ２　又はそれ以下の気密性能値を有し、第３種換気システムを装備した高気密住宅における給気加温システムは、前記住宅の地下空間又は床下空間に設置される箱型形状の給気加温装置を備え、前記給気加温装置の内壁及び／又は外壁の一部又は全部が断熱材で被覆されており、前記給気加温装置の側壁の１つに設けられた開口に一端が接続され、他端が住宅の外部に開放し、断熱消音ダクトで形成される１本又はそれ以上の外気取り入れダクトと、前記給気加温装置の前記側壁以外の側壁に設けられた開口に一端が接続され、他端が前記住宅の内部の所望の個所で開放し、断熱ダクトで形成される２本又はそれ以上の給気ダクトとを備え、前記給気加温装置の内部に、前記外気取り入れダクトから流入する外気を加温するための加温ヒータが配置されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項２に記載の給気加温システムは、前記請求項１の給気加温システムにおいて、前記外気取り入れダクトの設置本数が１本の場合には、前記外気取り入れダクトの直径が２００ｍｍ又はそれ以上であり、前記設置本数が２本又はそれ以上の場合には、前記各外気取り入れダクトの直径が１５０ｍｍ又はそれ以上であることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項３に記載の給気加温システムは、前記請求項１又は２の給気加温システムにおいて、前記各給気ダクトの直径が１５０ｍｍ又はそれ以上であることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項４に記載の給気加温システムは、前記請求項１から３までのいずれか１項の給気加温システムにおいて、前記加温ヒータがフィン付き放熱板であることを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項５に記載の給気加温システムは、前記請求項１から４までのいずれか１項の給気加温システムにおいて、前記外気取り入れダクトの前記他端が網で被覆されていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る給気加温システムについて説明する。本給気加温システムが設置されるのは、気密性能値が約０．６５ｃｍ２　／ｍ２　又はそれ以下の第３種換気システムを装備した高気密住宅である。このような高気密住宅に本給気加温システムを設置することにより、住宅全体に所要量の加温された給気を行き渡らせることができる。
【００１１】
図１及び図５において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る給気加温システムは、給気加温装置１２を備えている。給気加温装置１２は一般的に、箱型の形状を有しており、給気加温装置１２の全ての内壁は、断熱材１４で被覆されている。断熱材１４としては、例えば圧縮グラスウールが用いられ、その厚さは、例えば３０ｍｍ程度のものである。なお、断熱材１４は、給気加温装置１２の内壁を被覆するものとして図示されているが、給気加温装置の外壁の全てを断熱材で被覆してもよく、或いは、内壁と外壁の両方の全てを断熱材で被覆してもよく、或いは、内壁及び／又は外壁の一部のみを断熱材で被覆してもよい。
【００１２】
給気加温装置１２は一般的に、図５に示されるように、給気加温システムを設置しようとする住宅の地下空間又は床下空間に設置される。
【００１３】
給気加温システム１０は又、外気取り入れダクト１６を備えている。外気取り入れダクト１６の一端は、給気加温装置１２の一方の側壁１２ａに設けられた開口に接続され、外気取り入れダクト１６の他端は、住宅の外部に開放している。これにより、給気加温装置１２は、外気取り入れダクト１６を介して、住宅の外部と連通している。外気取り入れダクト１６としては、好ましくは、断熱消音ダクトが用いられる。また、効率的に給気を行うためには、外気取り入れダクト１６が１本の場合（図示されている例では、１本の場合である）には、その直径は２００ｍｍ又はそれ以上であるのが好ましくは、外気取り入れダクト１６が２本又はそれ以上の場合には、その直径は１５０ｍｍ又はそれ以上であるのが好ましい。
【００１４】
なお、外気取り入れダクト１６の前記他端は、異物や虫等の流入を防ぐため、図４に示されるように、網１６ａで被覆される。
【００１５】
給気加温装置１２の内部には、外気取り入れダクト１６から流入する外気を加温するための加温ヒータ１８が配置されている。加温ヒータ１８は好ましくは、給気加温装置１２の側壁１２ａから所定間隔（一般的には、１０ｃｍ程度）隔てて配置される。加温ヒータ１８は、温水ヒータであり、加温効率を高めるため、好ましくは、フィン付き放熱板が用いられる。
【００１６】
給気加温システム１０は更に、２本又はそれ以上の給気ダクト２０を備えている。各給気ダクト２０の一端は、給気加温装置１２の側壁１２ａ以外の側壁（即ち、外気取り入れダクト１４が接続されている側壁以外の側壁）１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに設けられた開口に接続され、給気ダクト２０の他端は、室内の所望個所で開放している。これにより、給気加温装置１２は、給気ダクト２０を介して、室内と連通している。給気ダクト２０としては、好ましくは、断熱ダクトが用いられる。また、効率的に給気を行うためには、給気ダクト２０の直径は、１５０ｍｍ又はそれ以上であるのが好ましい。
【００１７】
次に、本発明の給気加温システム１０の効果を実証するために行われた試験について説明する。試験は、２つの住宅モデルを用いて行った（第１試験、第２試験）。
【００１８】
（第１試験）
図６に示される住宅モデル（延べ床面積１７２．２４ｍ２　）を使用した。そして、２台の第３種換気システムを設置し、各ファンを標準運転で稼働させた。標準運転時の換気量は、ファンＡが１６４ｍ３　／ｈ（換気回数０．４８回／ｈ）、ファンＢが１６１．６ｍ３　／ｈ（換気回数０．４８回／ｈ）であり、合計換気量は、３２５．６ｍ３　／ｈ（換気回数０．４８回／ｈ）であった。また、この住宅モデルの気密性能値は、図７に示されるように、０．３９ｃｍ２　／ｍ２　であった。この住宅の地下空間に、給気加温装置１２を設置し、２本の外気取り入れダクト１６（直径１５０ｍｍ）によって外気を取り入れ、加温した後、２本の給気ダクト２０（直径１５０ｍｍ）によって室内に給気した（図６（ｂ）参照）。
【００１９】
その結果は、図１０及び図１１に示す通りである。図１０は、給気加温装置１２に入る前の給気の温度（給気入口温度、グラフの下の曲線）と給気加温装置１２で加温された後の給気の温度（給気出口温度、グラフの上の曲線）を示し、図１１は、給気流量を示している。給気出口温度は、５°Ｃ〜３０°Ｃの範囲でかなり変動しているが、平均で１７．７°Ｃである。また、給気流量も変動しているが、平均で１３４ｍ３　／ｈである。
【００２０】
（第２試験）
図８に示される住宅モデル（延べ床面積９０．７９ｍ２　）を使用した。そして、１台の第３種換気システムを設置し、ファンを標準運転で稼働させた。標準運転時の換気量は、１６０ｍ３　／ｈ（換気回数０．５回／ｈ）であった。また、この住宅モデルの気密性能値は、図９に示されるように、０．６１ｃｍ２　／ｍ２　であった。この住宅の地下空間に、給気加温装置１２を設置し、１本の外気取り入れダクト１６（直径２５０ｍｍ）によって外気を取り入れ、加温した後、２本の給気ダクト２０（直径１５０ｍｍ）によって室内に給気した（図８（ｂ）参照）。
【００２１】
その結果は、図１２及び図１３に示す通りである。図１２は、給気加温装置１２に入る前の給気の温度（給気入口温度、グラフの下の曲線）と給気加温装置１２で加温された後の給気の温度（給気出口温度、グラフの上の曲線）を示し、図１３は、給気流量を示している。給気出口温度は、第１試験と同様に、５°Ｃ〜３０°Ｃの範囲でかなり変動しているが、平均で１７．７°Ｃである。また、給気流量は、第１試験の住宅モデルと比較して気密性能値が大きい（即ち、気密レベルが低い）ため、かなり変動しているが、平均で１０７ｍ３　／ｈである。
【００２２】
以上の結果から分かるように、第１試験及び第２試験のいずれの住宅モデルも外気平均温度（−５．６°Ｃ）から平均温度で１７．７°Ｃまで加温されることが分かり、本給気加温システムが十分な性能を有していることが実証された。
【００２３】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、第３種換気システムを装備した高気密住宅の給気において、電気等の動力源を必要とせずに、新鮮な外気を加温し、室内の負圧を利用して室内全体に効率的に行き渡らせることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る給気加温システムの一部切取り斜視図である。
【図２】図１の給気加温システムの給気加温装置の平面断面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って見た断面図である。
【図４】外気取り入れダクトの先端を示した一部切取り斜視図である。
【図５】図１の給気加温システムの設置状態を示した概略図である。
【図６】第１試験に用いた住宅モデルを示した図であって、（ａ）は、換気システムの系統を示した図、（ｂ）は、本給気加温システムの設置状態を示した図である。
【図７】図６の住宅モデルの気密性能値を示すグラフである。
【図８】第２試験に用いた住宅モデルを示した図であって、（ａ）は、換気システムの系統を示した図、（ｂ）は、本給気加温システムの設置状態を示した図である。
【図９】図８の住宅モデルの気密性能値を示すグラフである。
【図１０】第１試験における給気加熱装置の入口と出口における温度を測定したグラフである。
【図１１】第１試験における給気流量を示したグラフである。
【図１２】第２試験における給気加熱装置の入口と出口における温度を測定したグラフである。
【図１３】第２試験における給気流量を示したグラフである。
【符号の説明】
１０　給気加温システム
１２　給気加温装置
１４　断熱材
１６　外気取り入れダクト
１８　加温ヒータ
２０　給気ダクト
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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