(57)【要約】【課題】ＲＣ構造物の各部屋ごとに室内機を設置したり、冷風温風を室内に吹き出させることなく、安価な設備費・ランニングコストで効率的に冷暖房できるようにする。【解決手段】型枠兼用断熱パネル２が屋外側に外装下地パネルとして設けられて成るＲＣ構造物のコンクリート壁３に、その鉄筋４に沿ってコンクリート加温冷却用配管５が埋設されて熱媒循環系６を形成し、この熱媒循環系６に対して、冷却用水及び加温用水の熱を直接供給し又は熱交換器７を介して間接的に供給する熱源供給系８を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外側に型枠兼用断熱パネルが外装下地パネルとして設けられて成るＲＣ構造物のコンクリート壁にコンクリート加温冷却用配管が埋設されると共に、該加温冷却用配管により熱媒循環系が形成され、該熱媒循環系に対して、冷却用水及び加温用水の熱を直接供給し又は熱交換器を介して間接的に供給する熱源供給系を備えたことを特徴とするＲＣ蓄熱冷暖房システム。
【請求項２】
前記熱媒循環系は、ＲＣ構造物を複数に区分した夫々の区画ごとに形成され、必要に応じて任意の区画の熱媒循環系に熱媒を供給するようになされた請求項１記載のＲＣ蓄熱冷暖房システム。
【請求項３】
前記冷却用水及び加温用水の水源が、井戸水又は地下タンクに貯蔵された水である請求項１又は２記載のＲＣ蓄熱冷暖房システム。
【請求項４】
前記加温用水が夜間電力利用の電気給湯器により供給される温水である請求項１乃至３記載のＲＣ蓄熱冷暖房システム。
【請求項５】
前記加温用水が電気給湯器により供給される温水であって、その電源として風力発電装置から供給される電力を用いる請求項１乃至３記載のＲＣ蓄熱冷暖房システム。
【請求項６】
前記地下タンクに氷を落下させる製氷機が配され、その電源として風力発電装置から供給される電力を用いると共に、地下タンクから前記熱源供給系に供給された冷却用水を製氷用水として前記製氷機に還流させる請求項１乃至３記載のＲＣ蓄熱冷暖房システム。
【請求項７】
ＲＣ構造物のコンクリート壁構築用の鉄筋に沿ってコンクリート加温冷却用熱媒配管を敷設して熱媒循環系を形成し、コンクリート打設時は型枠となる型枠兼用断熱パネルを屋外側に配して鉄筋を挟むように型枠を組み立てた後、その型枠内にコンクリートを打設して前記熱媒循環系を埋設し、前記型枠兼用断熱パネルが外装下地パネルとして設けられたコンクリート壁を構築することを特徴とするＲＣ蓄熱工法。
【請求項８】
前記熱媒循環系に対して、冷却用水及び加温用水の熱を直接供給し又は熱交換器を介して間接的に供給する熱源供給系を接続する請求項７記載のＲＣ蓄熱工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＣ構造のコンクリート壁を蓄熱体として、清浄で安価な冷暖房を行うことのできるＲＣ蓄熱冷暖房システム及びその工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マンションなどに代表されるＲＣ構造物は、躯体となるコンクリート壁で屋内外が仕切られており、従来は、屋内の冷暖房効率を向上させるため屋内側に断熱材を設ける「内断熱」構造とするのが一般的である。
しかし、従来の「内断熱」工法でコンクリート断熱を行なおうとしても、せいぜい内壁面に断熱材と下地用のボードを２層にして張付けたり、断熱材で形成された下地用のボードを貼り付ける程度であり、十分な断熱効果が得られず、壁内結露を完全に防止できないということが問題視されている。
そして、最近では、次世代省エネルギー基準が告示され、住宅の高断熱化や壁内結露防止の必要性が叫ばれている。
【０００３】
このため、従来の「内断熱」構造に対して、最近では、コンクリート壁の屋外側に断熱材を設けて全体を断熱材で覆うことにより一層の高断熱化を図る「外断熱」構造が提唱されている。
【特許文献１】特開２００１−３５５３０３号公報
【特許文献２】特開２００２−３２２７４５号公報
【０００４】
「外断熱」構造は、コンクリート壁全体が室内温度に同調して蓄熱体として機能するため、夏場はエアコンにより室内温度が冷されるとコンクリートも冷たくなり、逆に、冬場はエアコンにより室内温度が温められるとコンクリートも温められているので、エアコンを停止させた後でも室温が急激に変化することなく適温に維持される。
【０００５】
このように「外断熱」構造は、冷暖房効果が著しく高いものではあるが、冷暖房が不要になるわけではなく、エアコンその他の冷暖房機器を設置しなければならない点では、従来と同様である。
特に、エアコンは空調空気を噴出すことから、ハウスダストなど室内の埃を舞い上げてしまうだけでなく、全館冷暖房を行うためには、各部屋に室内機を設ける必要があり、設備費もランニングコストも嵩むという問題があった。
【０００６】
また、冬は高温のスチームを供給し、夏は低温の冷媒を供給して全館冷暖房を行う従来のセントラルヒーティングシステムは、熱媒配管を室内に露出させて室内機用ハウジングで囲っているが、各部屋ごとにそれなりの設備を設けなければならないのはエアコンと同様である。
さらに、夏は供給される冷媒の温度が室温に比して夏は十分低いことから結露が避けられず、冬は供給されるスチームの温度が十分高いことから清掃の際に、配管に触れて火傷するおそれがあるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、ＲＣ構造物の各部屋ごとに室内機を設置する必要がなく、また、冷風／温風を室内に吹き出させないので埃の舞い上がりなどを起こさずに健康的で、しかも、設備費・ランニングコストが安価な冷暖房システムを提供することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＲＣ蓄熱冷暖房システムは、屋外側に型枠兼用断熱パネルが外装下地パネルとして設けられて成るＲＣ構造物のコンクリート壁にコンクリート加温冷却用配管が埋設されると共に、該加温冷却用配管により熱媒循環系が形成され、該熱媒循環系に対して、冷却用水及び加温用水の熱を直接供給し又は熱交換器を介して間接的に供給する熱源供給系を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＲＣ蓄熱冷暖房システムは、ＲＣ構造物のコンクリート壁内に埋設されたコンクリート加温冷却用配管により熱媒循環系が形成されている。そして、この熱媒循環系に対して、熱源供給系から、冬場は５０℃前後の加温用水、夏場は５〜１５℃前後の冷却用水を直接的に又は熱交換器を介して間接的に供給すると、その熱によりＲＣ構造物のコンクリート壁自体が加温・冷却される。
【００１０】
このとき、コンクリート壁の屋外側には型枠兼用断熱パネルが外装下地パネルとして貼り付けられた外断熱構造となっているので、屋外側の気温の影響が少なく、屋内外でヒートブリッジを起こすこともない。
したがって、冬場は加温用水の温熱がコンクリートから屋外に逃げることなく蓄熱され、コンクリートに蓄熱された温熱は、熱の供給を停止した後でも室内側に放熱されるので、屋内は、２０℃前後の快適な温度に維持することができる。
この場合に、最も気温が低くなる深夜から早朝にかけて加温用水を割安な夜間電力利用の電気給湯器により供給してコンクリートに蓄熱させれば、日中はコンクリートに蓄熱された温熱により屋内を２０℃前後に維持でき、ランニングコストを低減できる。
また、家庭用風力発電装置を設け、その電力を利用して電気給湯器により加温用水を供給するようにすれば、より一層ランニングコストを低減できる。
【００１１】
夏場は、例えば、井戸水又は地下タンクに貯蔵された１５℃前後の水を直接供給することにより、室内を２５℃前後に維持できる。
そして、さらに気温を下げたい場合は、例えば、地下タンクに氷を落下させる製氷機を配して、地下タンクから５℃前後の冷却用水を熱媒循環系に供給すれば、任意の温度に設定することができる。
この場合に、熱媒循環系に供給した冷却用水を再び製氷用水として製氷機に還流させれば、水の無駄がなく、さらに、製氷機の電源として、家庭用風力発電装置から供給される電力を用いればランニングコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本例では、ＲＣ構造物の各部屋ごとに室内機を設置したり、冷風／温風を室内に吹き出させることなく健康的に冷暖房するという目的を、設備費・ランニングコストをかけることなく実現した。
【００１３】
図１は本発明に係るＲＣ蓄熱冷暖房システムの一実施例を示す説明図、図２及び図３はコンクリート壁を示す断面図及び斜視図である。
【００１４】
図１に示すＲＣ蓄熱冷暖房システム１は、型枠兼用断熱パネル２が屋外側に外装下地パネルとして設けられて成るＲＣ構造物のコンクリート壁３に、その鉄筋４に沿ってコンクリート加温冷却用配管５が埋設されて熱媒循環系６が形成され、この熱媒循環系６に対して、冷却用水及び加温用水の熱を熱交換器７を介して間接的に供給する熱源供給系８を備えている。
【００１５】
型枠兼用断熱パネル２は、コンクリートに密着する難燃性又は不燃性の断熱発泡樹脂パネル９と、タイルなどの外装材が直張りが可能な耐火性耐力面材１０との間に、その長手方向に延びる複数条のスペーサ１１…が介装されて形成され、断熱発泡樹脂パネル９と耐火性耐力面材１０の間に空気流路１２が形成されている。
【００１６】
この発泡樹脂パネル９としては、例えば、フェノール樹脂を発泡させた厚さ３０〜７０ｍｍ程度のネオマフォーム（旭化成建材株式会社の商品名）が用いられている。
また、耐火性耐力面材１０としては、例えば、厚さ９〜１５ｍｍ程度のダイライト（大建工業株式会社の商品名）が用いられている。
さらに、スペーサ１１としては、例えば、厚さ１８ｍｍ程度、幅１０ｃｍ程度のセンチュリーボード（三井木材工業株式会社の商品名）が用いられ、型枠兼用断熱パネル２の中央部と左右両側の３箇所にその長手方向に沿って設けられている。
【００１７】
熱媒循環系６を構成するコンクリート加温冷却用配管５は、架橋ポリエチレンパイプが用いられ、コンクリート打設前に、鉄筋４に沿って針金や専用のクリップ（図示せず）等を用いて取り付けられ、その管端が屋内のパイピングスペースへ引き出されている。この場合、鉄筋４で囲まれた空間内を通して配管すれば、コンクリート壁にひびが入るような大地震があっても、配管５にはその影響が及びにくい。
そして、パイピングスペース内で、熱媒水を循環供給する循環ポンプ１３と、熱源供給系８により供給される加温用水及び冷却用水の熱で熱媒水を加温冷却する熱交換器７に接続されている。
また、熱媒循環系６は、熱媒水がヘッダ１４を介してＲＣ構造物を複数に区分した夫々の区画ごとに分岐して循環されるように複数の分岐系１５…が形成され、ＲＣ構造物の全体に熱媒水を供給することができるようになっている。
【００１８】
熱源供給系８は、ＲＣ構造物の地下に設けられた地下タンク１６に貯蔵された水を水源として、これを電気給湯器１７で５０℃程度に加熱した加温用温水や、製氷機１８で５℃程度に冷した冷却用水を前記熱交換器７に循環供給する熱源ポンプ１９が介装されている。
製氷機１８は、地下タンク１６から熱源供給系８に供給された冷却用水の一部が製氷用水として還流され、製造した氷が地下タンク１６に落下されてその水温を下げるようになっている。
電気給湯器１７及び製氷機１８の電源としては、ＲＣ構造物の屋上などに設置される家庭用風力発電装置２０が用いられ、発電された電力がバッテリ２１に一旦蓄えられて電気給湯器１７及び製氷機１８に供給されるようになされている。
なお、２２は電気給湯器１７を冬季は導通させ夏季はバイパスさせる流路切換バルブ、２３は夏季に製氷機１８に対して冷却用水の一部を製氷用水として供給する流路切換バルブ、２４は室内温度センサ２５により開閉制御される温度コントロール用の流量制御弁である。
【００１９】
以上が本発明に係るＲＣ蓄熱冷暖房システムの構成例であって、次に、このようなシステムを構築するＲＣ蓄熱工法について説明する。
まず、図２及び図３に示すように、ＲＣ構造物を建築する際に、そのコンクリート壁構築用の鉄筋４に沿ってその室内寄りにコンクリート加温冷却用熱媒配管５を敷設する。コンクリート壁３の厚さが１６〜２０ｃｍ程度の場合、室内面より３ｃｍ程の位置である。
そして、配管５はＲＣ構造物のコンクリート壁３全体に張り巡らして、その管端をパイピングスペースに引き出しておく。
【００２０】
次いで、コンクリート打設時は型枠となる型枠兼用断熱パネル２を屋外側に配して鉄筋４を挟むように型枠を組み立てた後に、その型枠内にコンクリートを打設して前記配管５を埋設する。
そして、コンクリートの養生後、室内側の型枠２６のみ取外せば型枠兼用断熱パネル２が外装下地パネルとして既に貼り付けられたコンクリート壁３が構築されることとなる。
【００２１】
このように構築されたコンクリート壁３からパイピングスペースに引き出された配管５をヘッダ１４に接続し、さらに、熱交換器７及び循環ポンプ１３に接続して熱媒供給系６を形成する。
一方、ＲＣ建造物の地下に予め地下タンク１６を埋めておき、給湯器１７及び製氷機１８を介装した熱源供給系８を熱交換器７に接続する。
これにより、熱源供給系８により供給される加温用水又は冷却用水の熱が、熱交換器７を介して熱媒循環系５内を循環する熱媒水に伝わり、コンクリート壁３のコンクリートが加温・冷却される。
【００２２】
ここで、循環ポンプ１３と熱源ポンプ１９を稼動させると、熱源供給系８により加温用水又は冷却用水が循環され、熱媒供給系６に熱媒水が供給される。
冬季は、風力発電により連続運転される給湯器１７により５０℃程度に加温された加温用水が熱交換器７に供給され、その温熱により熱媒循環系６を循環する熱媒水が加温され、コンクリート壁３内に埋設された熱媒配管５を通る際に、その温熱がコンクリートに蓄熱される。
したがって、その熱がコンクリート壁３の全体から室内に放熱されて、ＲＣ構造物の室内全体が２０℃前後に維持される。
【００２３】
また、夏季は、風力発電により連続運転される製氷機１８の氷により５℃程度に維持された地下タンク１６の冷却用水が熱交換器７に供給され、その冷熱により熱媒循環系６を循環する熱媒水が冷却され、コンクリート壁３内に埋設された熱媒配管５を通る際に、その冷熱がコンクリートに蓄熱される。
したがって、室内の熱がコンクリート壁３に吸収されて室内温度が下がり、ＲＣ構造物の室内全体が２５℃前後に維持される。
なお、コンクリート壁３が冷された後は、その吸熱効果により室温全体が維持されるので、熱源供給系８からの冷熱の供給を停止しても良い。そして、完全に吸熱放熱される前に、運転を再開すれば、室温は一定に維持される。
【００２４】
なお、上述の説明では、給湯器１７としては上述に限らず夜間電力利用の給湯器も利用可能である。この場合、深夜から早朝にかけて加温用水を供給してコンクリート壁３に蓄熱しておけば、日中は、その熱を放熱することにより、特に給湯器１７を運転しなくても室温を２０℃前後に維持することができる。
【００２５】
また、熱媒循環系６と熱源供給系８を熱交換器７を介して夫々独立した系にした場合について説明したが、熱源供給系８の配管を熱媒循環系６の配管５にダイレクトに接続して連続した系にしても良い。
ただし、熱媒循環系６を独立させておけば、外部からゴミなどが入って配管５が詰まったりするおそれがないというメリットがある。
【００２６】
さらに、冷却用水及び加温用水の水源としては、地下タンク１６に貯留した水に限らず井戸水を利用する場合でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上述べたように、本発明は、各部屋ごとに室内機を設置する必要がないので、スペース的な制約が一切なく、冷風／温風を室内に吹き出させないので埃の舞い上がりなどを起こすことがなく、室内空気を汚すことがなく、安価な設備費・ランニングコストでＲＣ構造物を効率良く冷暖房できるという用途がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るＲＣ蓄熱冷暖房システムを示す説明図。
【図２】コンクリート壁を示す断面図。
【図３】コンクリート壁を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２９】
１    ＲＣ蓄熱冷暖房システム
２    型枠兼用断熱パネル
３    コンクリート壁
４    鉄筋
５    コンクリート加温冷却用配管
６    熱媒循環系
７    熱交換器
８    熱源供給系
１３    循環ポンプ
１５    分岐系
１６    地下タンク
１７    電気給湯器
１８    製氷機
１９    熱源ポンプ
２０    家庭用風力発電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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