(57)【要約】【課題】電動等のポンプを用いることなく地下水をくみ上げて住宅の冷暖房を行なって省エネ化を図り、且つ地下水を一層有効に活用できる冷暖房システムを提供する。【解決手段】地下水貯留部２内に一端３ａが配置された第１パイプ３と、貯留タンク４内に他端５ｂが配置された第２パイプ５と、住宅に設けられて第１パイプ３の他端３ｂ側と第２パイプ５の一端５ａ側が接続され、サイフォンの原理により第１パイプ３から第２パイプ５に向かって流通する地下水と住宅内に吸気される空気との間で熱交換する集熱器６と、集熱器６に太陽光を反射させる光反射位置と太陽光を遮蔽する光遮蔽位置との間に変移できる光反射・遮蔽部材と、貯留タンク４内の地下水を取り出す地下水排出手段８とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中より上がってくる地下水が溜まる地下水貯留部（２）内に一端（３ａ）が配置された第１パイプ（３）と、地中に設けられる貯留タンク（４）内に他端（５ｂ）が配置された第２パイプ（５）と、住宅（９）に設けられるとともに、前記第１パイプ（３）の他端（３ｂ）側と前記第２パイプ（５）の一端（５ａ）側が接続され、サイフォンの原理により前記第１パイプ（３）から前記第２パイプ（５）に向かって流通する地下水と前記住宅（９）内に吸気される空気との間で熱交換する集熱器（６）と、前記集熱器（６）の熱交換部（６１）に太陽光（Ａ）を反射させる光反射位置と、前記集熱器（６）への太陽光（Ａ）を遮蔽する光遮蔽位置との間に変移できる光反射・遮蔽部材（７）と、前記貯留タンク（４）内に溜められた地下水を吸引して取り出す地下水排出手段（８）とを備えたことを特徴とする冷暖房システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅などの冷暖房に用いられる冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、住宅などにおいてエネルギー源として電気、ガス、及び石油を用いて冷暖房を行なっていた。しかしながら、近年、地球温暖化防止のためエネルギー消費に伴うＣＯ２排出量の抑制が求められているため、エネルギー消費量の削減や、ガスや石油などの化石エネルギーからクリーンで再生可能な自然エネルギーへの移行が望まれている。
【０００３】
また、住宅などが建てられる地上の温度は朝と夜、及び季節や天候など様々な要素により大きく変動するが、地下の温度は大気の温度変化の影響を受けにくく、一年を通してほぼ一定である。このため、大気温が高くなる夏季には、地上の熱を地中に放出することにより住宅の冷房に利用し、一方、大気温が低くなる冬季には、地中の熱を地上に放出することにより住宅の暖房に利用するものがある。
【０００４】
そこで従来より、自然エネルギーの１つである太陽エネルギー、及び地上と地下の温度差を用いて住宅などの冷暖房を行なう冷暖房システムが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
かかる冷暖房システムの一従来例として、図４に示すように、住宅１００の地下に埋設され、地下水や水道水などを貯えるコンクリート製タンク１０１と、住宅１００の１階天井に設けられる換気扇１０２と、住宅１００の屋根１０３に設置され、コンクリート製タンク１０１から送られる貯留水が経由する太陽熱温水器１０４とを備えたものが開示されている。コンクリート製タンク１０１は、１階の換気扇１０２から送られる給気が経由する熱交換パイプ１０５を内蔵する。
【０００６】
上記構成では、夏季において、住宅１００の地下のコンクリート製タンク１０１に貯蔵される水が地下で放熱して冷却されるので、１階の換気扇１０２からの給気を、コンクリート製タンク１０１内の熱交換パイプ１０５を経由させて比較的低温の貯蔵水と熱交換を行なって冷却した後、冷風を送風ファン１０６により住宅１００の各階へ供給する。また、コンクリート製タンク１０１内の貯蔵水が温まった場合、コンクリート製タンク１０１内の水を排水ポンプ１０７により排出するとともに、給水ポンプ１０８により井戸１０９内の冷たい地下水をコンクリート製タンク１０１へ供給する。
【０００７】
一方、冬季において、コンクリート製タンク１０１に貯蔵される水を地下熱で温めるとともに、送水ポンプ１１０により送水し、住宅１００の屋根１０３に設置される太陽熱温水器１０４を経由させることによりさらに温めてコンクリート製タンク１０１に戻す。次いで、１階の換気扇１０２からの給気を、コンクリート製タンク１０１内の熱交換パイプ１０５を経由させて比較的高温の貯蔵水と熱交換を行ない温めた後、温風を送風ファン１０６により住宅１００の各階へ供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２６４７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来例では、給気をコンクリート製タンク１０１内の熱交換パイプ１０５を経由させて住宅１００の各階に供給するために換気扇１０２及び送風ファン１０６を運転する必要があり、さらに、冬季にコンクリート製タンク１０１内の水を太陽熱温水器１０４へ循環させるために送水ポンプ１１０を運転する必要があり、また、夏季にコンクリート製タンク１０１内の温まった貯蔵水を井戸１０９内の冷たい地下水と入れ替えるために排水ポンプ１０７及び給水ポンプ１０８を運転する必要があるため、これらの電動機器のエネルギー消費量が多くて運転経費がかさむという問題があり、住宅の冷暖房を行なう際の省エネ化が要望されていた。
【００１０】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、電動などのポンプを用いることなく地下水をくみ上げて住宅の冷暖房を行ない、省エネ化を図ることができるとともに、地下水を一層有効に活用することができる冷暖房システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、地中より上がってくる地下水が溜まる地下水貯留部内に一端が配置された第１パイプと、地中に設けられる貯留タンク内に他端が配置された第２パイプと、住宅に設けられるとともに、前記第１パイプの他端側と前記第２パイプの一端側が接続され、サイフォンの原理により第１パイプから前記第２パイプに向かって流通する地下水と前記住宅内に吸気される空気との間で熱交換する集熱器と、前記集熱器の熱交換部に太陽光を反射させる光反射位置と、前記集熱器への太陽光を遮蔽する光遮蔽位置との間に変移できる光反射・遮蔽部材と、前記貯留タンク内に溜められた地下水を吸引して取り出す地下水排出手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、地中より上がってくる地下水が地下水貯留部内に溜まるとともに、サイフォンの原理により、一端が地下水貯留部内に配置された第１パイプから住宅の集熱器を経由して第２パイプに向かって流通した後、前記地下水が地中に設けられる貯留タンク内に流下して貯えられる。例えば、夏季において、光反射・遮蔽部材を光遮蔽位置に変移することにより、集熱器への太陽光を遮蔽した状態で、集熱器の熱交換部にて比較的低温の地下水と住宅内に吸気される空気とで熱交換し、空気を冷やして住宅内の冷房を行なう。一方、冬季において、光反射・遮蔽部材を光反射位置に変移することにより、太陽光を集熱器に反射させることにより熱交換部を温める状態で、集熱器の熱交換部にて比較的高温の地下水と住宅内に吸気される空気とで熱交換し、空気を温めて住宅内の暖房を行なう。これにより、電動などのポンプを用いることなく地下水をくみ上げて住宅の冷暖房を行なうので、省エネ化を図ることができる。また、住宅の冷暖房のために地下水を使用した後、貯留タンク内に溜めておいて、地下水排出手段により前記地下水を取り出して住宅の風呂などに再利用するので、地下水を一層有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示し、冷暖房システムの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、冷房運転を行なう状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、暖房運転を行なう状態を示す断面図である。
【図４】従来例を示し、冷暖房システムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示す。図１に示すように、冷暖房システム１は、地中より上がってくる地下水が溜まる地下水貯留部２内に一端３ａが配置された第１パイプ３と、地下に設けられる貯留タンク４内に他端５ｂが配置された第２パイプ５と、地上に設置され、第１パイプ３の他端３ｂ側と第２パイプ５の一端５ａ側が接続される集熱器６と、集熱器６の入口側に設けられる光反射・遮蔽部材７と、貯留タンク４内に溜められた地下水を取り出して、例えば住宅９のトイレ（図示せず）及び風呂（図示せず）などに送る地下水排出手段８とを備えている。
【００１６】
地下水貯留部２内には、地中深く掘れば掘るほど地下水が地表面近くまで、若しくは地表面にあふれる程度に自然に上がって来る。地下水は、地域によって当然に異なるが、例えば３０メートル以上掘ることによって地下３０センチメートル〜３メートル程度まで自然に上がってくる。
【００１７】
第１パイプ３及び第２パイプ５は、それぞれ上部が地上に設けられ、残りの大部分が地下に設けられるとともに、住宅９の集熱器６を介して隙間なく互いに接続されており、すなわち、第１パイプ３及び第２パイプ５によりサイフォンが構成されている。従って、サイフォンの原理により、地下に設けられる地下水貯留部２から地下水が第１パイプ３を介して地上の集熱器６に汲み上げられた後、第２パイプ５を介して地下水が流下して貯留タンク４に貯えられる。
【００１８】
集熱器６は、前記サイフォンの原理により第１パイプ３から第２パイプ５に向かって流通する地下水と住宅９内に吸気される空気との間で熱交換する熱交換部６１と、この熱交換部６１を通過した空気をろ過するフィルター６２とを備えている。
【００１９】
光反射・遮蔽部材７は、上面が光反射面として、下面が光遮蔽面として形成されている。光反射・遮蔽部材７は、集熱器６への太陽光Ａを遮蔽する光遮蔽位置Ｐ１（図２の位置）と、集熱器６の熱交換部６１に太陽光Ａを反射させる光反射位置Ｐ２（図３の位置）との間に変移可能である。具体的には、光反射・遮蔽部材７は、熱交換器６１に回転軸７ａを介して回転自在に支持され、且つ、回転軸７ａが熱交換器６１の上下方向に移動自在に設けられている。
【００２０】
住宅９は、住宅９外部の空気を吸入する吸気口９１を有し、この吸気口９１に集熱器６が設けられている。集熱器６が設置される吸気口９１は、南向きが好まし。また、住宅９のトイレや台所には、住宅９内の空気を排出する排気口９２が備えられている。排気口９２には、換気扇が備えられている。換気扇や自然の空気流れによって、住宅９外部の空気が集熱器６を介して住宅９内にゆっくりと吸入され、排気口９２より住宅９内の空気が排出される空気流れが形成されることにより、住宅９内を１日２４時間、ほぼ冷暖房できる。
【００２１】
上記構成では、地中より上がってくる地下水が地下水貯留部２内に溜まるとともに、サイフォンの原理により、一端３ａが地下水貯留部２内に配置された第１パイプ３から住宅９の集熱器６を経由して第２パイプ５に向かって流通した後、地下水が貯留タンク４内に貯えられる。このとき、住宅９内に吸気される空気が集熱器６を通過するので、集熱器６にて地下水と住宅９内に吸気される空気との間で熱交換される。例えば、夏季において、光反射・遮蔽部材７を光遮蔽位置Ｐ１に変移することにより、集熱器６への太陽光Ａを遮蔽した状態で、集熱器６の熱交換部６１にて、住宅９内に吸気される空気を比較的低温の地下水で冷やして住宅９内の冷房を行なう。一方、冬季において、光反射・遮蔽部材７を光遮反射位置Ｐ２に変移することにより、太陽光Ａを集熱器６に反射させた状態で、集熱器６の熱交換部６１にて住宅９内に吸気される空気を比較的高温の地下水及び太陽光Ａで温めて住宅９内の暖房を行なう。
【００２２】
また、上記のように住宅９の冷暖房のために地下水を使用した後、地下水を貯留タンク４内に溜めておき、地下水排出手段（ポンプ）８により前記地下水を取り出して住宅９の風呂などに再利用する。尚、地下水排出手段（ポンプ）８として、手動ポンプを利用することにより、停電時などの災害時でも地下水を利用できる。
【００２３】
この実施形態では、電動などのポンプを用いることなく、サイフォンの原理により地下水をくみ上げて住宅９の冷暖房を行なうので、省エネ化を図ることができる。
【００２４】
この実施形態では、住宅９の冷暖房のために使用後の地下水を住宅９内の風呂などに再利用するので、地下水を一層有効に活用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  冷暖房システム
２  地下水貯留部
３  第１パイプ
３ａ，５ａ  一端
３ｂ，５ｂ  他端
４  貯留タンク
５  第２パイプ
６  集熱器
７  光反射・遮蔽部材
８  地下水排出手段
９  住宅
６１  熱交換部
Ａ  太陽光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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