(57)【要約】【課題】特に寒冷地、とりわけ一年の間の寒暖の差が激しい山形地方などにおいても年間を通じて暖房機器を使用せずに稼働させることができる雨水利用システムを提供する。【解決手段】屋根１５および樋２９，３０を伝って落下する雨水をフィルター３１で濾過した後に収容する雨水タンク２７を住宅の戸外に設置した雨水利用設備空間２８に収容し、この雨水タンクに貯めた水を住宅内の水洗トイレ２５，２６や植栽用に有効利用するようにした住宅における雨水利用システムであり、住宅室内にこもった熱を排熱するための換気ファン３３と、該換気ファンによる排熱を雨水利用設備空間内に導入する第一の排熱路３５と、該換気ファンによる排熱を直接戸外に排出する第二の排熱路３６と、該換気ファンによる排熱を第一の排熱路と第二の排熱路のいずれか一方に選択的に通過させるための分岐スイッチ３７とを有する。外気温または住宅室内温度を検出する温度センサからの検出結果に応じて分岐スイッチを自動制御するようにしても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根および樋を伝って落下する雨水をフィルターで濾過した後に収容する雨水タンクを住宅の戸外に設置した雨水利用設備空間に収容し、この雨水タンクに貯めた水を住宅内の水洗トイレや植栽用に有効利用するようにした住宅における雨水利用システムにおいて、住宅室内にこもった熱を排熱するための換気ファンと、該換気ファンによる排熱を雨水利用設備空間内に導入する第一の排熱路と、該換気ファンによる排熱を直接戸外に排出する第二の排熱路と、該換気ファンによる排熱を第一の排熱路と第二の排熱路のいずれか一方に選択的に通過させるための分岐スイッチとを有することを特徴とする、住宅における雨水利用システム。
【請求項２】
外気温または住宅室内温度を検出する温度センサからの検出結果に応じて分岐スイッチを自動制御することを特徴とする、請求項１記載の雨水利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は住宅における雨水利用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅において、屋根や樋などを伝って落ちてくる雨水をフィルターで濾過した後に雨水タンクに貯水し、これを水洗トイレや植栽用に有効利用することが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
雨水タンクは戸外に設置されることが多いため、寒冷地の特に冬季には雨水タンク内の水が凍ってしまうことを防止するために暖房機器を稼働させなければならず、コストがかかっていた。
【０００４】
本発明者は、冬季には外気が−１０℃あるいはそれ以下にまで下がる寒冷地であり且つ寒暖差も激しい山形地方において長年に亘って住宅建設を手掛ける中で、暖房器具を一切使用せずに冬季を含む一年間を快適に過ごすことができるような住宅構造および工法を開発し、「ノーヒーティングシステム」の実現に成功した。
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、特に寒冷地、とりわけ一年の間の寒暖の差が激しい山形地方などにおいても年間を通じて暖房機器を使用せずに稼働させることができる雨水利用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】
【０００６】
この課題を解決するため、請求項１に係る発明は、屋根および樋を伝って落下する雨水をフィルターで濾過した後に収容する雨水タンクを住宅の戸外に設置した雨水利用設備空間に収容し、この雨水タンクに貯めた水を住宅内の水洗トイレや植栽用に有効利用するようにした住宅における雨水利用システムにおいて、住宅室内にこもった熱を排熱するための換気ファンと、該換気ファンによる排熱を雨水利用設備空間内に導入する第一の排熱路と、該換気ファンによる排熱を直接戸外に排出する第二の排熱路と、該換気ファンによる排熱を第一の排熱路と第二の排熱路のいずれか一方に選択的に通過させるための分岐スイッチとを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る本発明は、請求項１記載の雨水利用システムにおいて、外気温または住宅室内温度を検出する温度センサからの検出結果に応じて分岐スイッチを自動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、屋根および樋を伝って落下する雨水をフィルターで濾過した後に収容する雨水タンクを住宅の戸外に設置した雨水利用設備空間に収容し、この雨水タンクに貯めた水を住宅内の水洗トイレや植栽用に有効利用するようにした住宅における雨水利用システムにおいて、住宅室内にこもった熱を排熱するための換気ファンと、該換気ファンによる排熱を雨水利用設備空間内に導入する第一の排熱路と、該換気ファンによる排熱を直接戸外に排出する第二の排熱路と、該換気ファンによる排熱を第一の排熱路と第二の排熱路のいずれか一方に選択的に通過させるための分岐スイッチとを設けている。
【０００９】
このような構成を採用したことにより、主に冬季においては室内からの排熱を第一の排熱路に通過させるように分岐スイッチを操作し、排熱を雨水利用設備空間に送り込むことができる。これにより雨水利用設備空間が暖房されるので、冬季であっても雨水タンクが凍らず、貯まっている水を水洗トイレなどにおいて有効利用することができる。雨水タンクの凍結防止のために暖房機器を使用する必要がないので、東北などの寒冷地でも一年中雨水を家庭用トイレに利用することができ、水資源の節約およびコスト削減にきわめて有効である。
【００１０】
一方、主として夏季においては室内の排熱を第二の排気路に通過させるように分岐スイッチを操作することにより、排熱を直接戸外に排出して室内温度が過度に上昇することを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。図１において、符号１０は木造家屋住宅であり、この実施形態では二階建の住宅として示されている。符号１１は一階居室の床、１２は一階居室１３の天井ないし二階居室１４の床、１５は屋根、１６は階段を示す。
【００１２】
この住宅１０の南側には、一階居室１３および二階居室１４に隣接してサンヒーティングルームが設けられている。サンヒーティングルームは一階と二階を通して吹き抜けで設けても良いが、この実施形態では一階サンヒーティングルーム１７と二階サンヒーティングルーム１８とに分けて設けてある。一階サンヒーティングルーム１７の外壁面１７ａと一階居室１３側の室内面１７ｂはいずれもほぼ全面または少なくとも比較的大面積の領域に亘ってガラス面（ガラス戸またはガラス窓）とされていて日射を有効に一階居室１３に取り込めるようになっている。同様に、一階サンヒーティングルーム１８についても外壁面１８ａと二階居室１４側の室内面１８ｂはいずれもほぼ全面または少なくとも比較的大面積の領域に亘ってガラス面（ガラス戸またはガラス窓）とされていて日射を有効に二階居室１４に取り込めるようになっている。一階居室１３と一階サンヒーティングルーム１７との間の室内ガラス面１７ｂと、二階居室１４と二階サンヒーティングルーム１8との間の室内ガラス面１８ｂにはそれぞれドア（図示せず）が設けられていて一階居室１３と一階サンヒーティングルーム１７との間および二階居室１４と二階サンヒーティングルーム１8との間での出入りを可能にしている。
【００１３】
一階サンヒーティングルーム１７および二階サンヒーティングルーム１８の各外壁ガラス面１７ａ，１８ａの室内側にはブラインド１９，２０が取り付けられている。ブラインド１９，２０はフィンの角度が自動調整可能なタイプであり、このための制御ユニット３２が適所に取り付けられている。なお、この実施形態では単一の制御ユニット３２で一階のブラインド１９と二階のブラインド２０のフィン角度調整を同時に一括して制御するようにしているが、これらのブラインド１９，２０のフィン角度を個別独立に制御するために各々に専用の制御ユニットを用いる実施形態を採用しても良い。
【００１４】
制御ユニット３２は、日射量を検出する日射センサ２２およびサンヒーティングルーム１７，１８の室温を検出する温度センサ２３からの検出信号に基づいて、ブラインド１９，２０のフィン角度を自動調整する。このような日射センサ２２および温度センサ２３は公知であり、市場において容易に入手可能である。
【００１５】
太陽光の日射角度は季節や時間および場所（緯度）によって大きく変動する。たとえば山形地方では、正午における日射角度は夏至のときで約８０度、冬至のときで約３０度である。日射センサ２２が検出する日射量は日射角度および天候に依存して変動するが、冬季は積極的に日射を室内に取り込んで室温を上げる必要があるので、制御ユニット３２は、ブラインド１９，２０のフィン角度を日射角度にほぼ一致させるように制御する。本発明者の実験によれば、このようにすると、外気温が−１０℃のときであってもサンヒーティングルーム１７，１８の室温は４０℃以上まで上昇することが分かった。このサンヒーティングルーム１７，１８の室温が境界ガラス面１７ｂ，１８ｂを介して一階居室１３および二階居室１４に熱伝達して、これら居室を効果的に（たとえば上記外気温のときであっても室温２０℃程度まで）暖房することができる。
【００１６】
厳冬期以外では上記のようにするとサンヒーティングルーム１７，１８の室温が上がりすぎてしまうことがあるので、温度センサ２３がたとえば４０℃以上の室温を検出したときは、制御ユニット３２は、日射を遮るようにブラインド１９，２０のフィン角度を調整する。図１において符号Ｓは夏季の日射、符号Ｗは冬季の日射を示している。
【００１７】
なお、室内温度を上げるにはブラインド１９，２０のフィン角度を日射角度に略一致させて積極的に日射を取り込むようにするのが基本的な制御手法であるが、ブラインド１９，２０のフィン表面を黒色などの濃色にしたり、トランス１，４−ポリブタジエンなどの蓄熱性材料を主成分とする塗料を塗布したりすることで、日射をフィン表面に当てて蓄熱させることができるようにしても良い。この場合には、ブラインドの表面における蓄熱が徐々にサンヒーティングルーム１７，１８に放散されて該サンヒーティングルームの室温を維持し、したがって居室１３，１４内の室温低下を防ぐことができるので、たとえば、日射が得られている日中はブラインド１９，２０のフィン角度を日射角度に略一致させておき、日射が得られなくなる夕刻にブラインド１９，２０のフィン角度を日射角度に所定角度で交差させるようにして蓄熱効果を得るように制御することができる。
【００１８】
一階サンヒーティングルーム１７には、ヒートポンプ給湯装置２１のコンプレッサー２４が設置されている。コンプレッサー２４は一般的には室外に設置されることが多いが、特に冬季の寒冷地などでは室外設置のコンプレッサー２４から１００℃近くの熱湯を作り出すのは熱効率がきわめて悪く、エネルギーを無駄に使うことになる。この実施形態によれば、前述のように外気温が−１０℃などの厳冬期であってもサンヒーティングルーム１７の室温を４０℃以上とすることができるので、熱効率良くコンプレッサー２４を作動させることができ、エネルギーの無駄な消費を抑える。また、コンプレッサー２４を通過した空気は熱交換によって約７℃温度が下がるので、コンプレッサー２４をサンヒーティングルーム１７に設置することで、夏季にはこの冷排気を冷房用に使用することができる。
【００１９】
この住宅１０では、雨水を利用してトイレ２５，２６で使用する水を作り出すようにしている。符号２７は雨水タンクであり、住宅１０の構造躯体の凹所を利用して設置した雨水利用設備空間２８内に収容され、外に向けた開口に扉を開閉可能に設けてメンテナンスなどを行えるようにしている。雨水は、屋根１５、軒樋２９および竪樋３０を伝って落下し、フィルター３１で濾過された後に雨水タンク２７に貯水される。
【００２０】
一階居室１３や浴室（図示せず）などに換気ファン３３が設けられ、この換気ファン３３の作動によって室内からの排熱を排熱管３４に送り込む。排熱管３４は、雨水利用設備空間２８に排気口を有する排熱利用管３５と戸外に向けて排気口を有する排気管３６とに分岐しており、いずれか一方を分岐スイッチ３７で選択する。主に冬季においては室内からの排熱を排熱利用管３５に通過させるように分岐スイッチ３７を操作し、排熱を雨水利用設備空間２８に送り込む。これにより雨水利用設備空間２８が暖房されるので、冬季であっても雨水タンク２７が凍らず、貯まっている水をトイレ２５，２６で利用することができる。雨水タンク２７の凍結防止のためにヒータを設置する必要がないので、東北などの寒冷地でも一年中雨水を家庭用トイレに利用することができ、水資源の節約およびコスト削減にきわめて有効である。
【００２１】
一方、主として夏季においては室内の排熱を排気管３６に通過させるように分岐スイッチ３７を操作して、排熱を直接戸外に排出して室内温度が過度に上昇することを防止する。換気ファン３３は常時作動させても良いが、電気代が安く済む深夜の時間帯を中心として作動させることが好ましい。また、分岐スイッチ３７の操作を手動で行うことに代えて、外気温や居室内温度を検出する温度センサなどからの検出結果を受けて自動的に分岐制御するようにしても良い。
【００２２】
図示の実施形態における雨水タンク２７はトイレ２５，２６の水として雨水を利用・供給するものであるが、これに代えて、またはこれと併用して、他の目的に雨水利用しても良いことは言うまでもない。たとえば、サンヒーティングルーム１７，１８や居室１３，１４に観葉植物などを置く場合の植栽用の水として雨水利用するために雨水タンクを使用することができる。特に、冬季であっても４０℃以上の室温となる一階サンヒーティングルーム１７に雨水タンクを設置すると、室内の排熱を利用しなくても凍結を防止することができるので、好ましい実施形態である。
【００２３】
また、図示の実施形態では、ヒートポンプ給湯装置２１のコンプレッサー２４を一階サンヒーティングルーム１７に設置しているが、これに代えて、またはこれと併用して、前述の雨水利用設備空間２８に該コンプレッサーを設置しても良い。この場合も、前述のように冬季であっても室内からの排熱利用によって雨水利用設備空間２８を暖めることができるので、熱効率を高めて省エネルギー消費に資すると共に、夏季には該コンプレッサーからの冷排気を冷房用に使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による温度調整システムの一実施形態が適用された住宅の概略立面図である。
【図２】雨水利用設備空間の内部構造を概略的に示す平面図であり、（ａ）は主として冬季、（ｂ）は主として夏季における排熱の流れを示す。
【符号の説明】
【００２５】
１０  住宅
１１  一階床
１２  二階床
１３  一階居室
１４  二階居室
１５  屋根
１６  階段
１７  一階サンヒーティングルーム
１７ａ  一階サンヒーティングルームの外壁ガラス面
１７ｂ  一階サンヒーティングルームの室内側ガラス面
１８  二階サンヒーティングルーム
１８ａ  二階サンヒーティングルームの外壁ガラス面
１８ｂ  二階サンヒーティングルームの室内側ガラス面
１９  一階ブラインド
２０  二階ブラインド
２１  ヒートポンプ給湯装置
２２  日射センサ
２３  温度センサ
２４  コンプレッサー
２５  一階トイレ
２６  二階トイレ
２７  雨水タンク
２８  雨水利用設備空間
２９  軒樋
３０  竪樋
３１  フィルター
３２  制御ユニット
３３  換気ファン
３４  排熱管
３５  排熱利用管（第一の排熱路）
３６  排気管（第二の排熱路）
３７  分岐スイッチ
【図１】
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【図２】
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