再々交換省エネ建築システム

【課題】電気、水道、給湯と空調料金を削減し、消防圧力用水の利用、雨水も使用される、再々交換省エネ建築システムの提供。
【解決手段】再々交換省エネ建築システムは、屋上池２１の水は毛細管発電システム２３の発電へ、毛細管発電システム２３の電気エネルギーは建物用電力負荷２７へ、太陽光発電装置２４の電気エネルギーは地下池２２の水を屋上池２１へ汲み上げる給水ポンプ２６に供給し、ユーティリティ電力のオフピーク電力２５による電気エネルギーは給水ポンプ２６に供給する建物１の電気供給システム２と、ソーラー温水器３１の貯水タンクによる並列接続を通じて、建物１に随時熱湯が供給される建物１の給湯システムと、地中熱ヒートポンプによる製冷製熱が行われる建物の空調システムと、お風呂の残り湯、洗濯・洗顔・野菜洗浄の水が隔離膜ろ過タンクに処理され下階の水洗トイレ用水に使用される水道節約システムを採用している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築技術分野に関わり、より具体的に言えば、建物の電気供給、給湯、空調、水道節約システムと消火システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、建物の電気供給システムは一般的に、ユーティリティ電力からパワーが供給されているが、電気供給代が高いのが不十分なところである。
建物の給湯システムでは一般的に、ぬるいお湯はソーラー温水器で供給され、沸かしたお湯は、各世帯の電力で沸かした水が採用されているが、温度９０℃以上のお湯は各世代がそれぞれ沸かすことで、電力の浪費と沸かした水の電気代増加が、不十分なところである。
建物の水洗トイレはすべて、水道水で流すことで、水資源の浪費になる。
建物の空調は、電力による熱制御・製冷が行われるので、外部からの補助エネルギーがなく、省エネ化できない。
建物の消火システムは、常に屋上の消防用給水塔の圧力を一定の圧力に保つと同時に、消防ポンプも常に稼動される必要があり、常に消防ポンプを稼動させることで大変煩わしい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、既存技術の不十分なことについて、再々交換省エネ建築システムを提供することを目的とし、それにより、建物の給湯システムは、給湯が随時行われ、建物の空調システムは、地中熱ヒートポンプによる製冷製熱が行われ、水道節約システムは、お風呂、洗顔後の水が隔離膜箱にろ過されたあと、下の階の水洗トイレ用水に使われることになるため、電力、水道、給湯と空調料金が削減できるようになり、また、消防圧力用水は屋上池から直接に利用可能、屋上池には雨水が注がられ、システムにも使用されるようになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の技術手段として、建物、屋上池、地下池、毛細管発電システム、太陽光発電装置、ユーティリティ電力のオフピーク電力、給水ポンプと建物用電力負荷を有する建物の電気供給システムを備えてなる再々交換省エネ建築システムであり、
建物の屋上には屋上池、建物の地下には地下池が設けられており、屋上池の水は毛細管発電システムの発電に、毛細管発電システムで生じられた電気エネルギーは建物用電力負荷に、太陽光発電装置で生じられた電気エネルギーは給水ポンプが地下池の水を屋上池へ汲み上げるために供給され、ユーティリティ電力のオフピーク電力は、給水ポンプが地下池の水を屋上池へ汲み上げ、そして建物用電力負荷に供するために用いられており、
毛細管発電システムは、複数の小型水力発電機を備えてなるものであり、単一小型水力発電機の進水管が屋上池に、出水管が地下池に接続するように設けられている。
【０００５】
該太陽光発電装置は建物の横側に設けられ、太陽光発電装置で生じられた電気エネルギーが蓄電池へ蓄積され、該電気は給水ポンプが地下池の水を屋上池へ汲み上げるために供給され、ユーティリティ電力のオフピーク電力の夜間電気は、給水ポンプが地下池の水を屋上池へ汲み上げるために供給されるように設けられている。
【０００６】
該建物の給湯システムは、ソーラー温水器、水道水、大熱湯タンクと建物の各熱湯使用世帯を備えてなるものであり、
屋上池の上部には、複数のソーラー温水器が設けられ、屋上には、建物の熱湯使用世帯に熱湯を供給するための大熱湯タンクが設けられており、
ソーラー温水器の配置としては、水道水が第一級並列接続ソーラー温水器、第二級並列接続ソーラー温水器．．．第ｎ級並列接続ソーラー温水器の貯水タンクを逐次に流れてから、大熱湯箱へと流れ込むようになり、第一級並列接続ソーラー温水器から第二級並列接続ソーラー温水器．．．第ｎ級並列接続ソーラー温水器まで、単一ソーラー温水器の個数が逐次に増加するというように設けられており、
並列接続ソーラー温水器とは、複数のソーラー温水器の貯水タンクが並列に設けられ、一つの総進水口と一つの総出水口のみがあり、一列に並んでいるソーラー温水器は貯水タンクが相互に接続していることをいう。
【０００７】
該第一級並列接続ソーラー温水器の入水管の上には、流量制御弁が設けられている。
該建物の各ユニット間には乾燥機が設けられ、乾燥機の中には乾燥管が固定され、大熱湯タンク内の熱湯コイルが乾燥管と接続しているように設けられている。
該建物の水道節約システムは、浴室の下水管、汚水管、洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管、隔離膜ろ過タンクと水洗トイレを備えてなるものであり、
建物最上階の各ユニット間の水洗トイレは、水道水が供給され、水洗トイレの下水管が汚水管と接続し、
第二階より建物の各ユニット間の水洗トイレは、下水管が汚水管に、浴室の下水管が隔離膜ろ過タンクの入水口に、洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管が隔離膜ろ過タンクの入水口に接続しており、隔離膜ろ過タンク内には過濾膜が固定され、隔離膜ろ過タンクの出水口管が下の階にある水洗トイレの進水口に接続し、同じ階にあるユニット間の隔離膜ろ過タンクの出水管が接続しており、
建物最下階の各ユニット間にある水洗トイレの下水管、浴室の下水管と洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管は、いずれも汚水管に接続しているように設けられている。
【０００８】
建物の空調システムは、地中熱交換管、地中熱ヒートポンプシステム、建物の各空調配分利用世帯と大熱湯タンクを備えてなるものであり、
地中熱交換管は地下に埋設され、地中熱交換管は地中熱ヒートポンプシステムに、地中熱ヒートポンプシステムは建物の各空調配分利用世帯に、大熱湯タンク管は建物の各空調配分利用世帯の熱交換器に接続するように設けられている。
該建物の消火システムは、管路と消防ノズルを備えてなるものであり、建物の各ユニット間には消防ノズルが設けられ、各消防ノズルと屋上池が相互に接続するように設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果は次の通り。
（１）本発明の太陽光のエネルギーを水の位置エネルギーに変換して、毛細管発電システムの発電に供給されており、毛細管発電システムで生じられた電気エネルギーは、建物用電力負荷に使用されるため、エネルギーの蓄積方法が簡単に行われ、設備への要求が比較的に低く、制御方法も簡単であること、毛細管発電システムはそのとき、建物に必要される消費電力量に応じて発電されることになるため、水の位置エネルギーが節約できるが、太陽光のエネルギーによる電力が不足した場合、オフピーク電力により、地下池の水を屋上池へ汲み上げるように設けられており、オフピーク電力は昼間のユーティリティ電力より料金が半分安くなるものであり、オフピーク電力のエネルギーを水の位置エネルギーに変換し、更に毛細管発電システムにょる発電が行われたとき、そのエネルギーが若干消耗されるが、このような方法で供給される電力は昼間ユーティリティ電力より、コストが約３５％安くなる。太陽光発電装置で生じられた電気エネルギーが蓄電池へ蓄積されたあと、該電気は給水ポンプが地下池の水を屋上池へ汲み上げるために供給されるように設けられているが、太陽光のエネルギーによる電気エネルギーは、大量の蓄電池に蓄積される必要がなく、太陽光のエネルギー電を大量に蓄積するために過大な蓄電池コスト、深刻な汚染問題、潜在的な安全問題を避けられ、それに、大抵の場合は太陽光発電装置で生じられた電気エネルギー及び雨のときに屋上池に蓄積された水により、建物全体に電気が供給されるように設けられることで、システム全体の電力コストはユーティリティ消費電力の約３０％となり、電力コストが大幅に削減できること。
（２）本発明の水道節約システムは、浴室のお風呂の残り湯、洗濯・洗顔・野菜洗浄の水が隔離膜ろ過タンクに処理されたあと、下の階の水洗トイレ用水に使用されるように設けられているため、水資源が大量に削減できること。
（３）本発明の給湯システムは、第一級並列接続ソーラー温水器から、第二級ソーラー並列接続温水器．．．第ｎ級ソーラー並列接続温水器まで、単一ソーラー温水器数が逐次に増加し、水道水の加熱が行われるように設けられていることで、建物はいつでも熱湯が供給されるようになること。水道水が第一級並列接続ソーラー温水器の貯水タンクを流れ、水量が安定しているが、それから第二級並列接続ソーラー温水器の貯水タンクを流れていくと、次第に熱エネルギーを増やし、水道水を素早く必要とされる熱湯に加熱し、それと同時に流量の制御により、最後の第ｎ級並列接続ソーラー温水器の貯水タンクから流出された水の温度を調節するように設けられることで、必要な温度の熱湯が随時利用でき、特にその配分利用世帯に随時沸かした水が供給されること。
（４）建物の空調システムは、冬は、地中熱と太陽光のエネルギーによる熱湯が建物の空調熱源として供給され、夏は、地中冷が地中熱ヒートポンプシステムの製冷に使用され、建物の空調冷源が供給されるように設けられていることで、電力削減が可能になり、制熱製冷コストも削減できる。冬は、該ソーラー温水器で生じられた大熱湯タンクの熱湯を建物の空調の熱交換器に加えて使用するように設けられているため、電力削減ができること、また、しとしとした雨の日が続いた場合、地中熱ヒートポンプシステムにより、空調システム内のコイル水を加熱して、コイル水をポンプにより大熱湯タンクの熱交換器へ送り、そこで、交換熱能が行われたあと、建物の給湯を行えるように設けられているため、地中熱の熱エネルギーが十分に利用されること。
（５）本発明の建物は一般建物より、建設費用が約２０〜３０％多いが、このような機能的建物の建設費用は、２、３年で節約される電気、水道、空調料金だけでカバーできること。
（６）屋上池は、消防圧力用水の予備として用いられること。建物のユニット間に火災などが発生した場合、自ら直接に屋上池の水で消火できるので、建物の火災発生時の安全性を保つと同時に、直ちに消火活動が行え、消火時の水量も大きいという効果があり、消防圧力ポンプに必要とされる煩わしい常時保守とお手入れが不要である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】建物の電気供給システムの構造イメージ。
【図２】建物の給湯システムの構造イメージ。
【図３】ソーラー温水器の配置図。
【図４】乾燥機の構造イメージ。
【図５】毛細管発電システムの構造イメージ。
【図６】図４に示す小型水力発電機の構造イメージ。
【図７】建物の水道節約システムの構造イメージ。
【図８】建物の水道節約システムの最上二階の構造イメージ。
【図９】建物の水道節約システムの最下二階の構造イメージ。
【図１０】建物の空調システムの構造イメージ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施例は、図１〜１０に示すように、建物１、及び屋上池２１、地下池２２、毛細管発電システム２３、太陽光発電装置２４、ユーティリティ電力のオフピーク電力２５、給水ポンプ２６と建物用電力負荷２７を有する建物１の電気供給システム２を備えてなる再々交換省エネ建築システムであり、
建物１の屋上には屋上池２１、建物１の地下には地下池２２が設けられており、屋上池２１の水は毛細管発電システム２３の発電に、毛細管発電システム２３で生じられた電気エネルギーは建物用電力負荷２７に、太陽光発電装置２４で生じられた電気エネルギーは給水ポンプ２６が地下池２２の水を屋上池２１へ汲み上げるために供給され、ユーティリティ電力のオフピーク電力２５は、給水ポンプ２６が地下池２２の水を屋上池２１へ汲み上げ、そして建物用電力負荷２７に供するために用いられており、
毛細管発電システム２３は、複数の小型水力発電機２３１を備えてなるものであり、単一小型水力発電機２３１の進水管２３２が屋上池２１に、出水管２３３が地下池２２に接続するように設けられている。
【００１２】
該太陽光発電装置２４は建物の横側に設けられ、太陽光発電装置２４で生じられた電気エネルギーが蓄電池へ蓄積されたあと、該電気は給水ポンプ２６が地下池２２の水を屋上池２１へ汲み上げるために供給され、ユーティリティ電力のオフピーク電力２５の夜間電気は、給水ポンプ２６が地下池２２の水を屋上池２１へ汲み上げるために供給されるように設けられている。
該建物１の給湯システム３は、ソーラー温水器３１、水道水３２、大熱湯タンク３３と建物の熱湯使用世帯３４を備えてなるものであり、屋上池２１の上部には、複数のソーラー温水器３１が設けられ、屋上には、建物の熱湯使用世帯３４に熱湯を供給するための大熱湯タンク３３が設けられており、ソーラー温水器の配置としては、水道水３２が第一級並列接続ソーラー温水器３１１、第二級並列接続ソーラー温水器３１２．．．第ｎ級太陽光のエネルギー並列接続温水器３１ｎの貯水タンクを逐次に流れてから、大熱湯タンク３３へと流れ込むようになり、第一級並列接続ソーラー温水器３１１から第二級太陽光のエネルギー並列接続温水器３１２．．．第ｎ級太陽光のエネルギー並列接続温水器３１ｎまで、単一太熱能温水器の個数が逐次に増加するように設けられており、並列接続ソーラー温水器とは、複数のソーラー温水器３１の貯水タンクが並列に設けられ、一つの総進水口と一つの総出水口のみがあり、一列に並んでいるソーラー温水器３１は貯水タンクが相互に接続していることをいう。
該第一級並列接続ソーラー温水器（３１１）の入水管の上には、流量制御弁３５が設けられている。
【００１３】
該建物１の各ユニット間には乾燥機３６が設けられ、乾燥機３６の中には乾燥管３６１が固定され、大熱湯タンク３３内の熱湯コイルが乾燥管３６１と接続しているように設けられている。
【００１４】
該建物１の水道節約システム４は、浴室の下水管４１、汚水管４２、洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管４３、隔離膜ろ過タンク４４と水洗トイレ４５を備えてなるものであり、
建物最上階の各ユニット間の水洗トイレ４５は、水道水が供給され、水洗トイレ４５の下水管が汚水管４２と接続し、
第二階より建物の各ユニット間の水洗トイレ４５は、下水管が汚水管４２に、浴室の下水管４１が隔離膜ろ過タンク４４の入水口に、洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管４３が隔離膜ろ過タンク４４の入水口に接続しており、隔離膜ろ過タンク４４内には過濾膜が固定され、隔離膜ろ過タンク４４の出水口管が下の階にある水洗トイレ４５の進水口に接続し、同じ階にあるユニット間の隔離膜ろ過タンク４４の出水管が接続しているように設けられており、
建物最上階の各ユニット間の水洗トイレ４５の下水管道、浴室の下水管４１と洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管４３は、いずれも汚水管４２に接続するように設けられている。
建物の空調システム５は、地中熱交換管５１、地中熱ヒートポンプシステム５２、建物の各空調配分利用世帯５３と大熱湯タンク３３を備えてなるものであり、地中熱交換管５１は地下に埋設され、地中熱交換管５１は地中熱ヒートポンプシステム５２に、地中熱ヒートポンプシステム５２は建物の各空調配分利用世帯５３に、大熱湯タンク３３は建物の各空調配分利用世帯５３の熱交換器５３１に接続している。
【００１５】
該建物１の消火システムは、管路と消防ノズルを備えてなるものであり、建物の各ユニット間には消防ノズルが設けられ、各消防ノズルと屋上池１が相互に接続するように設けられている。
【符号の説明】
【００１６】
１建物
２電気供給システム
３給湯システム
４水道節約システム
５建物の空調システム
２１屋上池
２２地下池
２３毛細管発電システム
２４太陽光発電装置
２５ユーティリティ電力のオフピーク電力
２６給水ポンプ
２７建物用電力負荷
３１ソーラー温水器
３１ｎ級並列接続ソーラー温水器
３２水道水
３３大熱湯タンク
３４熱湯使用世帯
３５流量制御弁
３６乾燥機
４１下水管
４２汚水管
４３下水管
４４隔離膜ろ過タンク
４５水洗トイレ
５１地中熱交換管
５２地中熱ヒートポンプシステム
５３建物の各空調配分利用世帯
２３１小型水力発電機
２３２進水管
２３３出水管
３１１第一級並列接続ソーラー温水器
３１２第二級並列接続ソーラー温水器
３６１乾燥管
５３１熱交換器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物（１）、及び屋上池（２１）、地下池（２２）、毛細管発電システム（２３）、太陽光発電装置（２４）、ユーティリティ電力のオフピーク電力（２５）、給水ポンプ（２６）と建物用電力負荷（２７）を有する建物（１）の電気供給システム（２）を備えてなり、
建物（１）の屋上に屋上池（２１）、建物（１）の地下には地下池（２２）が設けられており、屋上池（２１）の水は毛細管発電システム（２３）の発電に、毛細管発電システム（２３）で生じられた電気エネルギーは建物用電力負荷（２７）に、太陽光発電装置（２４）で生じられた電気エネルギーは給水ポンプ（２６）が地下池（２２）の水を屋上池（２１）へ汲み上げるために供給され、ユーティリティ電力のオフピーク電力（２５）は、給水ポンプ（２６）が地下池（２２）の水を屋上池（２１）へ汲み上げ、建物用電力負荷（２７）に供するために用いられており、
毛細管発電システム（２３）は、複数の小型水力発電機（２３１）を備えてなるものであり、単一小型水力発電機（２３１）の進水管（２３２）が屋上池（２１）に、出水管（２３３）が地下池（２２）．に接続するように設けられていることを特徴とする再々交換省エネ建築システム。
【請求項２】
太陽光発電装置（２４）は建物の横側に設けられ、太陽光発電装置（２４）で生じられた電気エネルギーが蓄電池へ蓄積されたあと、該電気は給水ポンプ（２６）が地下池（２２）の水を屋上池（２１）へ汲み上げるために供給され、ユーティリティ電力のオフピーク電力（２５）の夜間電気は、給水ポンプ（２６）が地下池（２２）の水を屋上池（２１）へ汲み上げるために供給されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の再々交換省エネ建築システム。
【請求項３】
建物（１）の給湯システム（３）は、ソーラー温水器（３１）、水道水（３２）、大熱湯タンク（３３）と建物の熱湯使用世帯（３４）を備えてなり、屋上池（２１）の上部には、複数のソーラー温水器（３１）が設けられ、屋上には建物の熱湯使用世帯（３４）に熱湯を供給するための大熱湯タンク（３３）が設けられており、ソーラー温水器の配置としては、水道水（３２）が第一級並列接続ソーラー温水器（３１１）、第二級並列接続ソーラー温水器（３１２）．．．第ｎ級並列接続ソーラー温水器（３１ｎ）の貯水タンクを逐次に流れてから、大熱湯タンク（３３）へと流れ込むようになり、第一級並列接続ソーラー温水器（３１１）から、第二級並列接続ソーラー温水器（３１２）．．．第ｎ級並列接続ソーラー温水器（３１ｎ）まで、単一太熱能温水器の個数が逐次に増加するように設けられており、並列接続ソーラー温水器とは、複数のソーラー温水器（３１）の貯水タンクが並列に設けられ、一つの総進水口と一つの総出水口のみがあり、一列に並んでいるソーラー温水器（３１）は貯水タンクが相互に接続していることを特徴とする請求項１に記載の再々交換省エネ建築システム。
【請求項４】
．第一級並列接続ソーラー温水器（３１１）の入水管の上には、流量制御弁（３５）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の再々交換省エネ建築システム。
【請求項５】
建物（１）の各ユニット間には乾燥機（３６）が設けられ、乾燥機（３６）の中には乾燥管（３６１）が固定され、大熱湯タンク（３３）内の熱湯コイルが乾燥管（３６１）と接続するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の再々交換省エネ建築システム。
【請求項６】
建物（１）の水道節約システム（４）は、浴室の下水管（４１）、汚水管（４２）、洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管（４３）、隔離膜ろ過タンク（４４）と水洗トイレ（４５）を備えてなり、建物最上階の各ユニット間の水洗トイレ（４５）は、水道水が供給され、水洗トイレ（４５）の下水管が汚水管（４２）に接続し、第二階より建物の各ユニット間の水洗トイレ（４５）は、下水管が汚水管（４２）に、浴室の下水管（４１）は隔離膜ろ過タンク（４４）の入水口に、洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管（４３）が隔離膜ろ過タンク（４４）の入水口に接続しており、隔離膜ろ過タンク（４４）内には過濾膜が固定され、隔離膜ろ過タンク（４４）の出水口管が下の階にある水洗トイレ（４５）の進水口に接続し、同じ階にあるユニット間の隔離膜ろ過タンク（４４）の出水管が接続しており、建物最下階の各ユニット間にある水洗トイレ（４５）は、下水管、浴室の下水管（４１）と洗顔・洗濯・野菜洗浄の下水管（４３）は、いずれも汚水管（４２）に接続しているように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の再々交換省エネ建築システム。
【請求項７】
建物の空調システム（５）は、地中熱交換管（５１）、地中熱ヒートポンプシステム（５２）、建物の各空調配分利用世帯（５３）と大熱湯タンク（３３）を備えてなり、地中熱交換管（５１）は地下に埋設され、地中熱交換管（５１）は地中熱ヒートポンプシステム（５２）に、地中熱ヒートポンプシステム（５２）は建物の各空調配分利用世帯（５３）の熱交換器（５３１）に、大熱湯タンク（３３）管は建物の各空調配分利用世帯（５３）の熱交換器（５３１）に接続するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の再々交換省エネ建築システム。
【請求項８】
建物（１）の消火システムは、管路と消防ノズルを備えてなるものであり、建物の各ユニット間には消防ノズルが設けられ、各消防ノズルと屋上池（１）が相互に接続するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の再々交換省エネ建築システム。

【図１】