地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
【課題】年間を通じて安定した地中恒温層の地中熱と冬期は屋根下の太陽熱の熱が加算利用できる空調システムを提供する。
【解決手段】空調システムは地中熱と太陽熱を利用した建築物の空調システムであって、断熱壁は建築物の外壁部断熱材２３とその外壁部断熱材２３の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材１と、建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を蓄熱層２０により形成した床下放熱ボックス３と、循環ダクト１０と、各室と床下放熱ボックス３を接続した、屋根下ダクト１４と床下放熱ボックス３を接続した太陽熱循環ダクト１３と、からなり、床下放熱ボックス３の太陽熱循環ダクト１０の吹出口Ａは循環ダクト１０の吹出口Ｃより蓄熱層２０側に設けている。
【解決手段】空調システムは地中熱と太陽熱を利用した建築物の空調システムであって、断熱壁は建築物の外壁部断熱材２３とその外壁部断熱材２３の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材１と、建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を蓄熱層２０により形成した床下放熱ボックス３と、循環ダクト１０と、各室と床下放熱ボックス３を接続した、屋根下ダクト１４と床下放熱ボックス３を接続した太陽熱循環ダクト１３と、からなり、床下放熱ボックス３の太陽熱循環ダクト１０の吹出口Ａは循環ダクト１０の吹出口Ｃより蓄熱層２０側に設けている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱と太陽熱を利用した空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中熱や太陽熱を利用した空調システムはいろいろな構成が考えられているが、例
えば、特許文献１に開示されている空調システムは地中熱を建築物の冷暖房等に利用
するシステムであって地中恒温層まで延びる板状の断熱壁で建築物を囲い埋設し、地
中熱を有効に利用している構成である。断熱壁は板状で相互に連接する突合せ縁の一
方に嵌合条、残る他方に嵌合溝を有する構造であり、内外を連通する通湿孔も設け、
通気性又は通水性を発揮できる構造になっている。
【０００３】
また、特許文献２に開示されている地中熱と太陽熱を利用している空調システムで
は地中熱は夏期に太陽熱は冬期に使い分けしているシステムである。建物の地下に水
槽を設け、水槽の周囲は断熱壁でおおわれている。水槽には熱交換パイプが設けられ、
換気パイプを介して各室と接続されている。夏期は水槽の床構造であるコンクリート
ブロック内に中空層を設け、その中空層に水を入れて、地中熱をその水を介して水槽
に伝導するようにして、地中熱の１５〜１６℃を利用するようにしている。
冬期は水槽の床のコンクリートブロックの水を抜いて空気を入れ地中熱が水槽に伝
わらないようにし、屋根に設けた太陽熱温水器により採熱した太陽熱を水槽に伝導さ
せる様にして、太陽熱のみを利用する様にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２０２９７号公報
【特許文献２】特開２００５−２９６６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、この地中熱のみを建築物の冷暖房等に利用する地熱利用構造物にお
いては、地中恒温層の地中熱を利用するシステムとしては優れているシステムである
が夏期は地中熱を利用して一定の冷房ができるが、冬期は地中熱１５℃〜１６℃では
暖房温度を十分に得ることが難しい。
また、断熱壁は突合せ縁の嵌合条、嵌合溝や板状の断熱壁の内外を連通する通湿孔
を設けているので地下水や雨水が流出入し、その結果、地中熱が影響を受けて、安定
的な地中熱の確保が難しい。
【０００６】
特許文献２については、夏期は地中熱を伝熱床に伝導し、水槽を介して熱交換パイ
プに地中熱を伝導し、連通換気パイプを経て各室換気パイプで吹き出し冷房するので
一定の冷房ができるが熱交換パイプに結露が発生するので機能の持続が難しい。
冬期は太陽熱温水器から温水循環パイプから水槽を介して水槽の温水熱交換パイプ
で水槽内の熱交換パイプに伝導し、連通換気パイプを経て各室換気パイプで吹き出し
暖房するが冬期の太陽の日射のみでは不安定で暖房温度の確保が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はかかる問題点を解決すべく発明されたものであって、地中熱と太陽熱を利
用した建築物の空調システムにおいて、断熱壁は建築物の外壁部断熱材とその外壁部
断熱材の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側
断熱材と、
建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を蓄
熱層により形成した床下放熱ボックスと、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口を設け、床下放熱ボックスに設けた冬
期用送風機、夏期用送風機を介して床下放熱ボックスと各室を循環ダクトで接続し、
床下放熱ボックス上部に吹出口を設けた循環ダクトと、
床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、屋根下ダクト、降下ダク
トに接続し、降下送風機を介して床下放熱ボックス下部の吹出口に接続している太陽
熱循環ダクトと、
からなり、床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口よ
り蓄熱層側に設けていることを特徴とする。
【０００８】
また、床下放熱ボックスは地上側と地中側からなることを特徴とする。
【０００９】
また、蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリート
を設けることを特徴とする。
【００１０】
また、地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着して床下放熱ボックス
の周囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、コンクリート
内に挿入することを特徴とする。
【００１１】
また、地中側断熱材単体を掘削部に施工することを特徴とする。
【００１２】
また、太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出
するための自然換気窓に接続していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の地中熱と太陽熱を利用した空調システムは夏期に地中熱を利用して冬期に
は地中熱に太陽熱を加算して熱を床下放熱ボックスに蓄熱し、床下放熱ボックスより
夏期用送風機、冬期用送風機を介して各室の天井側と床側に設けた吹出吸込口で循環
させることによって空調するシステムである。
特に冬期は地中熱の１５〜１６℃と晴天時の太陽熱の４０〜６０℃を加算蓄熱でき、
冬期でも十分な温度の確保ができるように構成されている。
【００１４】
本発明の断熱壁は建築物の外壁部断熱材とその外壁部断熱材の地中側に連結され地
中３ｍ以上に挿入され、遮水性能を持った地中側断熱材により地下水や雨水の影響を
受けずに地中恒温層の地中熱を利用し、また、断熱壁で囲まれた床下放熱ボックス内と蓄熱層に安定した地中熱を熱平衡で確保ができる。
地中側断熱材の地中３ｍ以下では外気温の影響を地中熱が受けるため地中３ｍ以上
とすることで外気温の影響が少なくなり安定した地中熱の確保ができる。
【００１５】
床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口より蓄熱層側
に設けていることで循環ダクトの吹出口より吹き出した空気が混合することが避けら
れ、蓄熱層に直接的に蓄熱されて地中熱に太陽熱を加算蓄熱できる利点があり冬期で
も暖房温度の確保できる。
また、断熱壁が建築物の４方を囲み、上部を断熱床で囲まれているので、床下放熱
ボックスは外気温の影響が少ない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の床下放熱ボックスにより効率的に冷暖房ができ、夏期には一定の冷房がで
き、また、晴天時の冬期には地中熱に太陽熱を加算できるため快適な温かさが確保で
き、年間を通して十分な冷暖房が達成できる。
【００１７】
床下放熱ボックスは地上側と地中側からなることで外気温の影響を小さくでき、地
中側を掘り下げて体積を多くすることで床下放熱ボックスの放熱量が多くなり各室の
暖房効率が改善される。
【００１８】
蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリートを設け
ることで地中熱に太陽熱を効率的に加算蓄熱できる。
【００１９】
地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着し、また、断熱壁単体で床下
放熱ボックスの周囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、
コンクリート内に挿入することで、隣接地近くに施工でき、土地利用が図れ、施工精
度もよくなる。
【００２０】
地中側断熱材単体を掘削部に施工することで工事の単純化、工事費が削減でき、工
期の短縮になる。
【００２１】
太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出するた
めの自然換気窓に接続しているので夏期の屋根面の太陽熱を排気でき、地中熱による
冷房が効率よくなる。
【００２２】
雪国の冬期には地中熱を床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、
屋根下ダクトに地中熱を通気し、軒先、屋根の融雪が図れ、屋根下ダクトで日射の太
陽熱を早期に地中熱に太陽熱を加算できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る全体構成断面図
【図２】同地中側断熱材挿入側面図
【図３】同地中側断熱材矢板装着・遮水連結部平断面図
【図４】同地中側断熱材単体・遮水連結部・連結金物付き平断面図
【図５】同地中側断熱壁単体・遮水連結部平断面図
【図６】同操作盤及び温度制御部の構成図
【図７】同冬期の全体構成断面図
【図８】同夏期の全体構成断面図
【図９】別の実施例１の冬期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図
【図１０】別の実施例１の夏期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図
【図１１】別の実施例２の冬期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体構成断面図
【図１２】別の実施例２の夏期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体構成断面図
【図１３】別の実施例１、２の冬期の地下野菜工場全体構成平面図
【図１４】別の実施例１、２の夏期の地下野菜工場全体構成平面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発
明の図１の全体構成断面図に示しているように、断熱壁は建築物の外壁部断熱材２３
とその外壁部断熱材２３の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能
を付加した地中側断熱材１と、
建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を蓄
熱層２０により形成した床下放熱ボックス３と、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口１２を設け、床下放熱ボックス３に設
けた冬期用送風機７、夏期用送風機８を介して床下放熱ボックス３と各室を循環ダク
ト１０で接続し、床下放熱ボックス３上部に吹出口Ｂを設けた循環ダクト１０と、
床下放熱ボックス３上部に吸込口Ｄを設け、壁ダクト１７、軒先、屋根下ダクト１
４、降下ダクト１５に接続し、降下送風機１６を介して床下放熱ボックス３下部の吹
出口Ａに接続している太陽熱循環ダクト１３と、
からなり、床下放熱ボックス３の太陽熱循環ダクト１３の吹出口Ａは循環ダクト１
０の吹出口Ｂより蓄熱層２０側に設けている。
【００２５】
本発明の図２に記載されているように、地上側の板状の外壁断熱材２３と連結され
ており、遮水性能を付加した板状の地中側断熱材１と設計地盤付近で遮水連結され、
３ｍ以上の深さに挿入されている。
【００２６】
本発明の図３に記載されているように、矢板２９に装着され、地中側断熱材１は遮
水連結部２には補強金物４３で隅部を補強し、水３倍膨張ゴム１１aを補強金物４３と
補強金物４３の間に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張ゴム１１aが水膨張し、
遮水隔離できるようにしている。
【００２７】
尚、図３のように矢板２９に装着されることなく連結する構成としては、図４に記
載されているように、例えば地中側断熱材１を重ねて、その隅部を補強金物４３ｂと
連結金物４４を持ち、水３倍膨張ゴム１１ｂを地中側断熱材１と地中側断熱材１の間
に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張ゴム１１ｂが水膨張し、遮水隔離できる
ようにしている。
【００２８】
あるいは、図５に記載されているように、遮水連結部２には水３倍膨張ゴム１１ｃ
を地中側断熱材１と地中側断熱材１の間に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張
ゴム１１ｃが水膨張し、遮水隔離できるようにしている。
【００２９】
冬期の太陽熱の集熱の仕組みについては屋根材と屋根材受け登り桟木と屋根材受け
登り桟木の間と屋根下地材に囲まれた空間か筒型ダクトが屋根下ダクト１４で屋根材
下部空間で太陽熱の集熱し、上昇気流で暖気を換気棟２５に集中させて降下送風機１
６を介して降下ダクト１５で床下放熱ボックス３の蓄熱層２０に送風して蓄熱させて
いる。
また、太陽熱温水器１８でも太陽熱の集熱し、循環ポンプ３９を介して２系統の温
水パイプで床下放熱ボックス３の放熱機１９で蓄熱層２０に送風して蓄熱させている。
尚、床下放熱ボックス３の蓄熱層２０のパラフィン材料の蓄熱材４１と基礎コンク
リートに地中熱に太陽熱を加算蓄熱され、ゆっくりと床下放熱ボックス３内に放熱を
する。
循環ダクト１０、壁ダクト１７は縦桟と縦桟、壁下地と壁下地の間にある空間か筒
型ダクトで断熱材に囲われている。
【００３０】
本発明は図６に記載されているように、操作盤及び温度制御部の構成図で温度制御
は温度制御部によって行なわれる。室内には温度センサーと湿度センサーと操作盤が
設置されていて、操作盤には温度設定部、冷房・暖房と自動・強・中・弱の切換部が
あり、冬期用送風機７、夏期用送風機８、降下送風機１６の切換部がある。冬期送風
機７、夏期送風機８には強・中・弱の切換部があり、除湿機９のＯＮ／ＯＦＦの切換
部もある。
また、温度制御部には温度センサーのための温度検出部、湿度センサーのための湿
度検出部、温度コントロール部、冬期送風機７、夏期送風機８、降下送風機１６の風
量調節部、除湿機９のＯＮ／ＯＦＦが内蔵されている。降下ダクト１５内には降下送
風機１６とダンパー６が内蔵され、床下放熱ボックス３内には冬期送風機７、夏期送
風機８や除湿機９のＯＮ／ＯＦＦが内蔵され、床下放熱ボックス３内に循環ダクト１
０にはダンパー６のＯＮ／ＯＦＦが設けられ、循環ダクト１０上部にもダンパー６が
設けられ連動している。
【００３１】
このような制御によって、例えば、室内の温度を温度設定部で調節することで放熱
ボックス３内の冬期送風機７、夏期送風機８で送風し、風量も調節され、放熱量が調
節される。
また、同時に各室に吹き出すための冬期送風機７、夏期送風機８の風量も調節され、
室内温度が調節される。
操作盤には冬期送風機７、夏期送風機８の送風調整スィッチがあり自動、強、中、弱がある。また、風量調整スィッチがあり自動、強、中、弱があり、風量も調節され、これを組み合わせることで各室温度を調節することができる。
【００３２】
例えば、夏期には室内の温度が３０℃の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、２
５℃に設定すると、自動制御であれば、床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２
４に通気し、除湿機９で除湿し、夏期送風機８が送風し、風量も調整され、１５〜１
６℃位の温度を放冷しつつ、天井側、吹出吸込口１２より各室に吹き出し、風量も調
整され、室内温度センサーが２５℃になるまで自動的に運転される。
冬期に室内の温度が５℃の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、１３℃に設定す
ると、自動制御であれば、床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気し、
冬期送風機７で送風し、風量も調整され、１５〜１６℃位の温度を放熱しつつ、床下
放熱ボックス３内の循環ダクト１０で床側の吸込吹出口１２より各室に吹き出し、風
量も調整され、室内温度センサーが１３℃になるまで自動的に運転される。
尚、冬期の晴天時に屋根下ダクト１４の太陽熱と太陽温水器１８の太陽熱を床下放
熱ボックス３に放熱すると２５℃位で放熱するが各室に循環するがの熱損失もあり１
８〜２０位の室内温度になる。
【００３３】
このような構成によって、例えば関西地区以西では、地中下部３ｍ以上の地中熱は
年間を通じて１５〜１６℃前後であるので、２４時間冷暖房した場合、夏期では室内
温度が２２〜２８℃になり、冬期には各室暖房温度が地中熱だけでは１３℃位になる
が晴天時に屋根下からの太陽熱を循環送風し、太陽熱温水器１８の熱を加算すること
で室内温度が１８〜２０℃位になる。
【００３４】
本発明の図７に記載されているように、冬期の全体構成断面図で矢板２９に装着し
た地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を遮水連結挿入し、基礎コンクリート４、
床下放熱ボックス３を囲う。
床下放熱ボックス３内に地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる地中熱と晴天時
の屋根下ダクト１４の太陽熱を屋根下の降下送風機１６を介して開放したダンパー６
に通気し、降下ダクト１３で下降し、床下放熱ボックス３下部の吹出口Ａより床下放
熱ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４に加算蓄熱ができ、さ
らに、太陽熱温水器１８の温水を循環ポンプを介して放熱機１９で放熱し、床下放熱
ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４にさらに加算蓄熱し、暖
房温度を上昇させて床下放熱ボックス３に放熱し、床下放熱ボックス３上部の吸込口
Ｄより黴除去フィルター２４と開放したダンパー６を通気して循環をする。
床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気させて冬期用送風機７を介し
て循環ダクト１０で壁下の吹出吸込口１２より吹き出し各室の暖房し、壁上の吹出吸
込口１２より吸い込み循環ダクト１０で床下放熱ボックス３上部に設けた吹出口Ｂよ
り吹き出し循環をする。
また、冬期は床下放熱ボックス３の上部の吸込口Ｄより地中熱を壁ダクト１７、軒
先４２、屋根下ダクト１４に通気させることで軒先４２と屋根の融雪が図れ、軒先４
２のすが漏りがなくなり、太陽熱の採取を早めることができ、耐久性が向上する。
さらに、地中恒温層２１からの地下水の毛細管現象防止のための毛細管現象防止用利水シート２７が基礎コンクリート４下に敷き込み床下放熱ボックス３内の乾燥を確保する。
【００３５】
本発明の図８に記載されているように、夏期の全体構成断面図で矢板２９に装着し
た地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を遮水連結挿入し、基礎コンクリート４、
床下放熱ボックス３を囲う。
地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる地中熱を効率よく床下放熱ボックス３と
蓄熱層２０に蓄冷し、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて夏期用送風機８
を介して循環ダクト１０で壁上の吹出吸込口１２より吹き出し、各室の冷房し、壁下
の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０で床下放熱ボックス３の上部の吹出口
Ｃに吹き出し循環をする。
また、夏期には換気口３４より外気を吸い込み壁ダクト１７、軒先４２、屋根下ダ
クト１４に通気し、太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６で排気して建築物内への影
響を排除して冷房効率の向上を図る。
【００３６】
本発明の別実施例を図９によって説明すると冬期の地下野菜工場・地上ガラス温室
全体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ
）単体で囲まれた床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡
で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を暖房しつつ、地上ガラス温室
内の床を伝導保温する。
また、黴除去フィルター２４に通気させて冬期送風機７を介して循環ダクト１０か
ら地上ガラス温室の下部の吹出吸込口１２より吹き出し暖房をし、上部の吹出吸込口
１２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに循環送風
する。
さらに、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吸込口Ｄより吸い込み壁ダ
クト１７、屋根下ダクト１４に通気し、太陽熱を加算しながら降下送風機１６を介し
て降下ダクト１３で降下し、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吹出口Ａ
より吹き出し床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０に地中熱に太陽熱を
加算し、暖房効率の向上を図る。
空中ビニールフィルム３２は日照と外気温の影響を減らすために設け、温度センサ
ー付き換気扇３０は一定の温度になると作動して屋外に排気調整する。
【００３７】
本発明は図１０に記載されているように、夏期の地下野菜工場・地上ガラス温室全
体構成断面図で単体の地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００
ｍｍ）で囲まれた床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡
で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を冷房しつつ、地上ガラス温室
内の床を伝導冷温する。
また、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて除湿しつつ夏期送風機８を介
して循環ダクト１０から地上ガラス温室の上部の吹出吸込口１２より吹き出し冷房を
し、下部の吹出吸込口１２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部
の吹出口Ｃに吹き出し循環送風する。
さらに、外気を吸気口３４より吸入し、壁ダクト１７と屋根下ダクト１４に通気し
て換気棟２５の自然換気窓２６で排気する。
空中ビニールフィルム３２は日照と気温の影響を減らすために設け、温度センサー
付き換気扇３０は一定の温度になると作動して屋外に排気し、温度・湿度を調整する。
【００３８】
本発明は図１１に記載されているように、冬期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体
構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）単
体で囲まれた基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温
層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を暖房しつつ、
地上定温倉庫の床を伝導保温する。
また、黴除去フィルター２４に通気させて冬期送風機７を介して循環ダクト１０か
ら地上定温倉庫の下部の吹出吸込口１２より吹き出し暖房をし、上部の吹出吸込口１
２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに吹き出し循
環送風する。
さらに、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部より地中熱で暖められた空気
を吸込口Ｄより吸い込み壁ダクト１７、屋根下ダクト１４に通気し、太陽熱を加算し、
降下送風機１６を介して降下ダクト１３で降下し、床下放熱ボックス３（地下野菜工
場）の下部の吹出口Ａより吹き出し床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２
０に地中熱に太陽熱を加算でき、暖房効率の向上を図る。
【００３９】
本発明は図１２に記載されているように、夏期の地下野菜工場・地上定温倉庫の全
体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）
単体で囲まれた基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒
温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を冷房しつ
つ、地上定温倉庫の床を伝導冷却する。
また、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて除湿しつつ、夏期送風機８を
介して循環ダクト１０から地上定温倉庫の上部の吹出吸込口１２より吹き出し冷房を
し、下部の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０に通気し、床下放熱ボックス
３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｃに吹き出し循環送風する。
さらに、外気を吸気口３４より吸入し、壁ダクト１７と屋根下ダクト１４に通気し
て太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６で排気して建物への影響を排除し、冷房効率
の向上を図る。
【００４０】
本発明は図１３に記載されているように、冬期の地下野菜工場の全体構成平面図で
地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）で囲まれた基礎
コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を地中熱で暖房
し、黴除去フィルター２４に通気させて冬期用送風機７を介して循環ダクト１０から
地上へ送風し、暖房して床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに吹
き出し循環する。
床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吸込口Ｄより壁ダクト１７、屋根下
ダクト１４に通気し、太陽熱を加算して降下送風機１６を介して降下ダクト１５で床
下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吹出口Ａより吹き出し循環する。
【００４１】
本発明は図１４に記載されているように、夏期の地下野菜工場の全体構成平面図で
地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）で囲まれた基礎
コンクリート４、地中恒温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）
と蓄熱層２０を地中熱で冷房し、黴除去フィルター２４に通気させて夏期用送風機７
を介して循環ダクト１０から地上へ送風し、冷房して床下放熱ボックス３（地下野菜
工場）の上部の吹出口Ｂに吹き出し循環する。
床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の外気の給気口３４より壁ダクト１７、屋根
下ダクト１４に通気し、太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６より排気する。
【実施例】
【００４２】
本発明は、地域特性としてその地域の年平均気温が地中恒温層３ｍ以上の地中熱で
あり場所により採用できる。地熱の違いがあるが何処の地域でも冷暖房が可能となる。
また、木造住宅、一般住宅、定温倉庫、農業用温室等、野菜工場、学校、体育館、劇
場、公会堂、集会所、マンション、事務所、公共建築物、既設建物、木造２×４工法、
鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造等の建物の空調システムに適
用できる。
【符号の説明】
【００４３】
1・・地中側断熱材
2・・遮水連結部
3・・床下放熱ボックス
4・・基礎コンクリート
5・・排水口
6・・ダンパー
7・・冬期用送風機
8・・夏期用送風機
9・・除湿機
10・・循環ダクト
11・・水３倍膨張ゴム
12・・吹出吸込口
13・・太陽熱循環ダクト
14・・屋根下ダクト
15・・降下ダクト
16・・降下送風機
17・・壁ダクト
18・・太陽熱温水器
19・・放熱機
20・・蓄熱層
21・・地中恒温層
22・・外壁
23・・外壁部断熱材
24・・黴除去フィルター
25・・換気棟
26・・自然換気窓
27・・毛細管現象防止用利水シート
28・・オーガー掘削（チエン式）
29・・矢板
30・・温度センサー付き換気扇
31・・ＴＯＰ換気ロ
32・・空中ビニールフィルム
33・・上部換気口
34・・吸気口
35・・耕作土
36・・ガラス
37・・防水層
38・・小屋裏
39・・循環ポンプ
40・・防水シート
4１・・蓄熱材
4２・・軒先
4３・・端部補強金物
4４・・連結金物
Ａ・・吹出口
Ｂ・・吹出口
Ｃ・・吹出口
Ｄ・・吸込口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱と太陽熱を利用した空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中熱や太陽熱を利用した空調システムはいろいろな構成が考えられているが、例
えば、特許文献１に開示されている空調システムは地中熱を建築物の冷暖房等に利用
するシステムであって地中恒温層まで延びる板状の断熱壁で建築物を囲い埋設し、地
中熱を有効に利用している構成である。断熱壁は板状で相互に連接する突合せ縁の一
方に嵌合条、残る他方に嵌合溝を有する構造であり、内外を連通する通湿孔も設け、
通気性又は通水性を発揮できる構造になっている。
【０００３】
また、特許文献２に開示されている地中熱と太陽熱を利用している空調システムで
は地中熱は夏期に太陽熱は冬期に使い分けしているシステムである。建物の地下に水
槽を設け、水槽の周囲は断熱壁でおおわれている。水槽には熱交換パイプが設けられ、
換気パイプを介して各室と接続されている。夏期は水槽の床構造であるコンクリート
ブロック内に中空層を設け、その中空層に水を入れて、地中熱をその水を介して水槽
に伝導するようにして、地中熱の１５〜１６℃を利用するようにしている。
冬期は水槽の床のコンクリートブロックの水を抜いて空気を入れ地中熱が水槽に伝
わらないようにし、屋根に設けた太陽熱温水器により採熱した太陽熱を水槽に伝導さ
せる様にして、太陽熱のみを利用する様にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２０２９７号公報
【特許文献２】特開２００５−２９６６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、この地中熱のみを建築物の冷暖房等に利用する地熱利用構造物にお
いては、地中恒温層の地中熱を利用するシステムとしては優れているシステムである
が夏期は地中熱を利用して一定の冷房ができるが、冬期は地中熱１５℃〜１６℃では
暖房温度を十分に得ることが難しい。
また、断熱壁は突合せ縁の嵌合条、嵌合溝や板状の断熱壁の内外を連通する通湿孔
を設けているので地下水や雨水が流出入し、その結果、地中熱が影響を受けて、安定
的な地中熱の確保が難しい。
【０００６】
特許文献２については、夏期は地中熱を伝熱床に伝導し、水槽を介して熱交換パイ
プに地中熱を伝導し、連通換気パイプを経て各室換気パイプで吹き出し冷房するので
一定の冷房ができるが熱交換パイプに結露が発生するので機能の持続が難しい。
冬期は太陽熱温水器から温水循環パイプから水槽を介して水槽の温水熱交換パイプ
で水槽内の熱交換パイプに伝導し、連通換気パイプを経て各室換気パイプで吹き出し
暖房するが冬期の太陽の日射のみでは不安定で暖房温度の確保が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はかかる問題点を解決すべく発明されたものであって、地中熱と太陽熱を利
用した建築物の空調システムにおいて、断熱壁は建築物の外壁部断熱材とその外壁部
断熱材の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側
断熱材と、
建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を蓄
熱層により形成した床下放熱ボックスと、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口を設け、床下放熱ボックスに設けた冬
期用送風機、夏期用送風機を介して床下放熱ボックスと各室を循環ダクトで接続し、
床下放熱ボックス上部に吹出口を設けた循環ダクトと、
床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、屋根下ダクト、降下ダク
トに接続し、降下送風機を介して床下放熱ボックス下部の吹出口に接続している太陽
熱循環ダクトと、
からなり、床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口よ
り蓄熱層側に設けていることを特徴とする。
【０００８】
また、床下放熱ボックスは地上側と地中側からなることを特徴とする。
【０００９】
また、蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリート
を設けることを特徴とする。
【００１０】
また、地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着して床下放熱ボックス
の周囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、コンクリート
内に挿入することを特徴とする。
【００１１】
また、地中側断熱材単体を掘削部に施工することを特徴とする。
【００１２】
また、太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出
するための自然換気窓に接続していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の地中熱と太陽熱を利用した空調システムは夏期に地中熱を利用して冬期に
は地中熱に太陽熱を加算して熱を床下放熱ボックスに蓄熱し、床下放熱ボックスより
夏期用送風機、冬期用送風機を介して各室の天井側と床側に設けた吹出吸込口で循環
させることによって空調するシステムである。
特に冬期は地中熱の１５〜１６℃と晴天時の太陽熱の４０〜６０℃を加算蓄熱でき、
冬期でも十分な温度の確保ができるように構成されている。
【００１４】
本発明の断熱壁は建築物の外壁部断熱材とその外壁部断熱材の地中側に連結され地
中３ｍ以上に挿入され、遮水性能を持った地中側断熱材により地下水や雨水の影響を
受けずに地中恒温層の地中熱を利用し、また、断熱壁で囲まれた床下放熱ボックス内と蓄熱層に安定した地中熱を熱平衡で確保ができる。
地中側断熱材の地中３ｍ以下では外気温の影響を地中熱が受けるため地中３ｍ以上
とすることで外気温の影響が少なくなり安定した地中熱の確保ができる。
【００１５】
床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口より蓄熱層側
に設けていることで循環ダクトの吹出口より吹き出した空気が混合することが避けら
れ、蓄熱層に直接的に蓄熱されて地中熱に太陽熱を加算蓄熱できる利点があり冬期で
も暖房温度の確保できる。
また、断熱壁が建築物の４方を囲み、上部を断熱床で囲まれているので、床下放熱
ボックスは外気温の影響が少ない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の床下放熱ボックスにより効率的に冷暖房ができ、夏期には一定の冷房がで
き、また、晴天時の冬期には地中熱に太陽熱を加算できるため快適な温かさが確保で
き、年間を通して十分な冷暖房が達成できる。
【００１７】
床下放熱ボックスは地上側と地中側からなることで外気温の影響を小さくでき、地
中側を掘り下げて体積を多くすることで床下放熱ボックスの放熱量が多くなり各室の
暖房効率が改善される。
【００１８】
蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリートを設け
ることで地中熱に太陽熱を効率的に加算蓄熱できる。
【００１９】
地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着し、また、断熱壁単体で床下
放熱ボックスの周囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、
コンクリート内に挿入することで、隣接地近くに施工でき、土地利用が図れ、施工精
度もよくなる。
【００２０】
地中側断熱材単体を掘削部に施工することで工事の単純化、工事費が削減でき、工
期の短縮になる。
【００２１】
太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出するた
めの自然換気窓に接続しているので夏期の屋根面の太陽熱を排気でき、地中熱による
冷房が効率よくなる。
【００２２】
雪国の冬期には地中熱を床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、
屋根下ダクトに地中熱を通気し、軒先、屋根の融雪が図れ、屋根下ダクトで日射の太
陽熱を早期に地中熱に太陽熱を加算できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る全体構成断面図
【図２】同地中側断熱材挿入側面図
【図３】同地中側断熱材矢板装着・遮水連結部平断面図
【図４】同地中側断熱材単体・遮水連結部・連結金物付き平断面図
【図５】同地中側断熱壁単体・遮水連結部平断面図
【図６】同操作盤及び温度制御部の構成図
【図７】同冬期の全体構成断面図
【図８】同夏期の全体構成断面図
【図９】別の実施例１の冬期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図
【図１０】別の実施例１の夏期の地下野菜工場・地上ガラス温室全体構成断面図
【図１１】別の実施例２の冬期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体構成断面図
【図１２】別の実施例２の夏期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体構成断面図
【図１３】別の実施例１、２の冬期の地下野菜工場全体構成平面図
【図１４】別の実施例１、２の夏期の地下野菜工場全体構成平面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発
明の図１の全体構成断面図に示しているように、断熱壁は建築物の外壁部断熱材２３
とその外壁部断熱材２３の地中側に連結され地中３ｍ以上に挿入されている遮水性能
を付加した地中側断熱材１と、
建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を蓄
熱層２０により形成した床下放熱ボックス３と、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口１２を設け、床下放熱ボックス３に設
けた冬期用送風機７、夏期用送風機８を介して床下放熱ボックス３と各室を循環ダク
ト１０で接続し、床下放熱ボックス３上部に吹出口Ｂを設けた循環ダクト１０と、
床下放熱ボックス３上部に吸込口Ｄを設け、壁ダクト１７、軒先、屋根下ダクト１
４、降下ダクト１５に接続し、降下送風機１６を介して床下放熱ボックス３下部の吹
出口Ａに接続している太陽熱循環ダクト１３と、
からなり、床下放熱ボックス３の太陽熱循環ダクト１３の吹出口Ａは循環ダクト１
０の吹出口Ｂより蓄熱層２０側に設けている。
【００２５】
本発明の図２に記載されているように、地上側の板状の外壁断熱材２３と連結され
ており、遮水性能を付加した板状の地中側断熱材１と設計地盤付近で遮水連結され、
３ｍ以上の深さに挿入されている。
【００２６】
本発明の図３に記載されているように、矢板２９に装着され、地中側断熱材１は遮
水連結部２には補強金物４３で隅部を補強し、水３倍膨張ゴム１１aを補強金物４３と
補強金物４３の間に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張ゴム１１aが水膨張し、
遮水隔離できるようにしている。
【００２７】
尚、図３のように矢板２９に装着されることなく連結する構成としては、図４に記
載されているように、例えば地中側断熱材１を重ねて、その隅部を補強金物４３ｂと
連結金物４４を持ち、水３倍膨張ゴム１１ｂを地中側断熱材１と地中側断熱材１の間
に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張ゴム１１ｂが水膨張し、遮水隔離できる
ようにしている。
【００２８】
あるいは、図５に記載されているように、遮水連結部２には水３倍膨張ゴム１１ｃ
を地中側断熱材１と地中側断熱材１の間に装着しており、地中に埋設後は水３倍膨張
ゴム１１ｃが水膨張し、遮水隔離できるようにしている。
【００２９】
冬期の太陽熱の集熱の仕組みについては屋根材と屋根材受け登り桟木と屋根材受け
登り桟木の間と屋根下地材に囲まれた空間か筒型ダクトが屋根下ダクト１４で屋根材
下部空間で太陽熱の集熱し、上昇気流で暖気を換気棟２５に集中させて降下送風機１
６を介して降下ダクト１５で床下放熱ボックス３の蓄熱層２０に送風して蓄熱させて
いる。
また、太陽熱温水器１８でも太陽熱の集熱し、循環ポンプ３９を介して２系統の温
水パイプで床下放熱ボックス３の放熱機１９で蓄熱層２０に送風して蓄熱させている。
尚、床下放熱ボックス３の蓄熱層２０のパラフィン材料の蓄熱材４１と基礎コンク
リートに地中熱に太陽熱を加算蓄熱され、ゆっくりと床下放熱ボックス３内に放熱を
する。
循環ダクト１０、壁ダクト１７は縦桟と縦桟、壁下地と壁下地の間にある空間か筒
型ダクトで断熱材に囲われている。
【００３０】
本発明は図６に記載されているように、操作盤及び温度制御部の構成図で温度制御
は温度制御部によって行なわれる。室内には温度センサーと湿度センサーと操作盤が
設置されていて、操作盤には温度設定部、冷房・暖房と自動・強・中・弱の切換部が
あり、冬期用送風機７、夏期用送風機８、降下送風機１６の切換部がある。冬期送風
機７、夏期送風機８には強・中・弱の切換部があり、除湿機９のＯＮ／ＯＦＦの切換
部もある。
また、温度制御部には温度センサーのための温度検出部、湿度センサーのための湿
度検出部、温度コントロール部、冬期送風機７、夏期送風機８、降下送風機１６の風
量調節部、除湿機９のＯＮ／ＯＦＦが内蔵されている。降下ダクト１５内には降下送
風機１６とダンパー６が内蔵され、床下放熱ボックス３内には冬期送風機７、夏期送
風機８や除湿機９のＯＮ／ＯＦＦが内蔵され、床下放熱ボックス３内に循環ダクト１
０にはダンパー６のＯＮ／ＯＦＦが設けられ、循環ダクト１０上部にもダンパー６が
設けられ連動している。
【００３１】
このような制御によって、例えば、室内の温度を温度設定部で調節することで放熱
ボックス３内の冬期送風機７、夏期送風機８で送風し、風量も調節され、放熱量が調
節される。
また、同時に各室に吹き出すための冬期送風機７、夏期送風機８の風量も調節され、
室内温度が調節される。
操作盤には冬期送風機７、夏期送風機８の送風調整スィッチがあり自動、強、中、弱がある。また、風量調整スィッチがあり自動、強、中、弱があり、風量も調節され、これを組み合わせることで各室温度を調節することができる。
【００３２】
例えば、夏期には室内の温度が３０℃の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、２
５℃に設定すると、自動制御であれば、床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２
４に通気し、除湿機９で除湿し、夏期送風機８が送風し、風量も調整され、１５〜１
６℃位の温度を放冷しつつ、天井側、吹出吸込口１２より各室に吹き出し、風量も調
整され、室内温度センサーが２５℃になるまで自動的に運転される。
冬期に室内の温度が５℃の時に操作盤で室内の温度設定を操作し、１３℃に設定す
ると、自動制御であれば、床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気し、
冬期送風機７で送風し、風量も調整され、１５〜１６℃位の温度を放熱しつつ、床下
放熱ボックス３内の循環ダクト１０で床側の吸込吹出口１２より各室に吹き出し、風
量も調整され、室内温度センサーが１３℃になるまで自動的に運転される。
尚、冬期の晴天時に屋根下ダクト１４の太陽熱と太陽温水器１８の太陽熱を床下放
熱ボックス３に放熱すると２５℃位で放熱するが各室に循環するがの熱損失もあり１
８〜２０位の室内温度になる。
【００３３】
このような構成によって、例えば関西地区以西では、地中下部３ｍ以上の地中熱は
年間を通じて１５〜１６℃前後であるので、２４時間冷暖房した場合、夏期では室内
温度が２２〜２８℃になり、冬期には各室暖房温度が地中熱だけでは１３℃位になる
が晴天時に屋根下からの太陽熱を循環送風し、太陽熱温水器１８の熱を加算すること
で室内温度が１８〜２０℃位になる。
【００３４】
本発明の図７に記載されているように、冬期の全体構成断面図で矢板２９に装着し
た地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を遮水連結挿入し、基礎コンクリート４、
床下放熱ボックス３を囲う。
床下放熱ボックス３内に地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる地中熱と晴天時
の屋根下ダクト１４の太陽熱を屋根下の降下送風機１６を介して開放したダンパー６
に通気し、降下ダクト１３で下降し、床下放熱ボックス３下部の吹出口Ａより床下放
熱ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４に加算蓄熱ができ、さ
らに、太陽熱温水器１８の温水を循環ポンプを介して放熱機１９で放熱し、床下放熱
ボックス３と蓄熱層２０の蓄熱材４１と基礎コンクリート４にさらに加算蓄熱し、暖
房温度を上昇させて床下放熱ボックス３に放熱し、床下放熱ボックス３上部の吸込口
Ｄより黴除去フィルター２４と開放したダンパー６を通気して循環をする。
床下放熱ボックス３内の黴除去フィルター２４に通気させて冬期用送風機７を介し
て循環ダクト１０で壁下の吹出吸込口１２より吹き出し各室の暖房し、壁上の吹出吸
込口１２より吸い込み循環ダクト１０で床下放熱ボックス３上部に設けた吹出口Ｂよ
り吹き出し循環をする。
また、冬期は床下放熱ボックス３の上部の吸込口Ｄより地中熱を壁ダクト１７、軒
先４２、屋根下ダクト１４に通気させることで軒先４２と屋根の融雪が図れ、軒先４
２のすが漏りがなくなり、太陽熱の採取を早めることができ、耐久性が向上する。
さらに、地中恒温層２１からの地下水の毛細管現象防止のための毛細管現象防止用利水シート２７が基礎コンクリート４下に敷き込み床下放熱ボックス３内の乾燥を確保する。
【００３５】
本発明の図８に記載されているように、夏期の全体構成断面図で矢板２９に装着し
た地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上）を遮水連結挿入し、基礎コンクリート４、
床下放熱ボックス３を囲う。
地中恒温層２１から２４時間熱平衡できる地中熱を効率よく床下放熱ボックス３と
蓄熱層２０に蓄冷し、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて夏期用送風機８
を介して循環ダクト１０で壁上の吹出吸込口１２より吹き出し、各室の冷房し、壁下
の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０で床下放熱ボックス３の上部の吹出口
Ｃに吹き出し循環をする。
また、夏期には換気口３４より外気を吸い込み壁ダクト１７、軒先４２、屋根下ダ
クト１４に通気し、太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６で排気して建築物内への影
響を排除して冷房効率の向上を図る。
【００３６】
本発明の別実施例を図９によって説明すると冬期の地下野菜工場・地上ガラス温室
全体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ
）単体で囲まれた床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡
で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を暖房しつつ、地上ガラス温室
内の床を伝導保温する。
また、黴除去フィルター２４に通気させて冬期送風機７を介して循環ダクト１０か
ら地上ガラス温室の下部の吹出吸込口１２より吹き出し暖房をし、上部の吹出吸込口
１２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに循環送風
する。
さらに、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吸込口Ｄより吸い込み壁ダ
クト１７、屋根下ダクト１４に通気し、太陽熱を加算しながら降下送風機１６を介し
て降下ダクト１３で降下し、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吹出口Ａ
より吹き出し床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０に地中熱に太陽熱を
加算し、暖房効率の向上を図る。
空中ビニールフィルム３２は日照と外気温の影響を減らすために設け、温度センサ
ー付き換気扇３０は一定の温度になると作動して屋外に排気調整する。
【００３７】
本発明は図１０に記載されているように、夏期の地下野菜工場・地上ガラス温室全
体構成断面図で単体の地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００
ｍｍ）で囲まれた床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温層２１から熱平衡
で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を冷房しつつ、地上ガラス温室
内の床を伝導冷温する。
また、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて除湿しつつ夏期送風機８を介
して循環ダクト１０から地上ガラス温室の上部の吹出吸込口１２より吹き出し冷房を
し、下部の吹出吸込口１２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部
の吹出口Ｃに吹き出し循環送風する。
さらに、外気を吸気口３４より吸入し、壁ダクト１７と屋根下ダクト１４に通気し
て換気棟２５の自然換気窓２６で排気する。
空中ビニールフィルム３２は日照と気温の影響を減らすために設け、温度センサー
付き換気扇３０は一定の温度になると作動して屋外に排気し、温度・湿度を調整する。
【００３８】
本発明は図１１に記載されているように、冬期の地下野菜工場・地上定温倉庫全体
構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）単
体で囲まれた基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒温
層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を暖房しつつ、
地上定温倉庫の床を伝導保温する。
また、黴除去フィルター２４に通気させて冬期送風機７を介して循環ダクト１０か
ら地上定温倉庫の下部の吹出吸込口１２より吹き出し暖房をし、上部の吹出吸込口１
２より吸い込み床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに吹き出し循
環送風する。
さらに、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部より地中熱で暖められた空気
を吸込口Ｄより吸い込み壁ダクト１７、屋根下ダクト１４に通気し、太陽熱を加算し、
降下送風機１６を介して降下ダクト１３で降下し、床下放熱ボックス３（地下野菜工
場）の下部の吹出口Ａより吹き出し床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２
０に地中熱に太陽熱を加算でき、暖房効率の向上を図る。
【００３９】
本発明は図１２に記載されているように、夏期の地下野菜工場・地上定温倉庫の全
体構成断面図で地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）
単体で囲まれた基礎コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）で地中恒
温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を冷房しつ
つ、地上定温倉庫の床を伝導冷却する。
また、黴除去フィルター２４と除湿機９に通気させて除湿しつつ、夏期送風機８を
介して循環ダクト１０から地上定温倉庫の上部の吹出吸込口１２より吹き出し冷房を
し、下部の吹出吸込口１２より吸い込み循環ダクト１０に通気し、床下放熱ボックス
３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｃに吹き出し循環送風する。
さらに、外気を吸気口３４より吸入し、壁ダクト１７と屋根下ダクト１４に通気し
て太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６で排気して建物への影響を排除し、冷房効率
の向上を図る。
【００４０】
本発明は図１３に記載されているように、冬期の地下野菜工場の全体構成平面図で
地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）で囲まれた基礎
コンクリート４、床下放熱ボックス３（地下野菜工場）と蓄熱層２０を地中熱で暖房
し、黴除去フィルター２４に通気させて冬期用送風機７を介して循環ダクト１０から
地上へ送風し、暖房して床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の上部の吹出口Ｂに吹
き出し循環する。
床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吸込口Ｄより壁ダクト１７、屋根下
ダクト１４に通気し、太陽熱を加算して降下送風機１６を介して降下ダクト１５で床
下放熱ボックス３（地下野菜工場）の下部の吹出口Ａより吹き出し循環する。
【００４１】
本発明は図１４に記載されているように、夏期の地下野菜工場の全体構成平面図で
地中側断熱材１（遮水・断熱材３ｍ以上、厚さ１００〜４００ｍｍ）で囲まれた基礎
コンクリート４、地中恒温層２１から熱平衡で床下放熱ボックス３（地下野菜工場）
と蓄熱層２０を地中熱で冷房し、黴除去フィルター２４に通気させて夏期用送風機７
を介して循環ダクト１０から地上へ送風し、冷房して床下放熱ボックス３（地下野菜
工場）の上部の吹出口Ｂに吹き出し循環する。
床下放熱ボックス３（地下野菜工場）の外気の給気口３４より壁ダクト１７、屋根
下ダクト１４に通気し、太陽熱を換気棟２５の自然換気窓２６より排気する。
【実施例】
【００４２】
本発明は、地域特性としてその地域の年平均気温が地中恒温層３ｍ以上の地中熱で
あり場所により採用できる。地熱の違いがあるが何処の地域でも冷暖房が可能となる。
また、木造住宅、一般住宅、定温倉庫、農業用温室等、野菜工場、学校、体育館、劇
場、公会堂、集会所、マンション、事務所、公共建築物、既設建物、木造２×４工法、
鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造等の建物の空調システムに適
用できる。
【符号の説明】
【００４３】
1・・地中側断熱材
2・・遮水連結部
3・・床下放熱ボックス
4・・基礎コンクリート
5・・排水口
6・・ダンパー
7・・冬期用送風機
8・・夏期用送風機
9・・除湿機
10・・循環ダクト
11・・水３倍膨張ゴム
12・・吹出吸込口
13・・太陽熱循環ダクト
14・・屋根下ダクト
15・・降下ダクト
16・・降下送風機
17・・壁ダクト
18・・太陽熱温水器
19・・放熱機
20・・蓄熱層
21・・地中恒温層
22・・外壁
23・・外壁部断熱材
24・・黴除去フィルター
25・・換気棟
26・・自然換気窓
27・・毛細管現象防止用利水シート
28・・オーガー掘削（チエン式）
29・・矢板
30・・温度センサー付き換気扇
31・・ＴＯＰ換気ロ
32・・空中ビニールフィルム
33・・上部換気口
34・・吸気口
35・・耕作土
36・・ガラス
37・・防水層
38・・小屋裏
39・・循環ポンプ
40・・防水シート
4１・・蓄熱材
4２・・軒先
4３・・端部補強金物
4４・・連結金物
Ａ・・吹出口
Ｂ・・吹出口
Ｃ・・吹出口
Ｄ・・吸込口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中熱と太陽熱を利用した建築物の空調システムにおいて、
断熱壁は建築物の外壁部断熱材とその外壁部断熱材の地中側に連結され地中３ｍ
以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材と、
建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を
蓄熱層により形成した床下放熱ボックスと、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口を設け、床下放熱ボックスに設けた
冬期用送風機、夏期用送風機を介して床下放熱ボックスと各室を循環ダクトで接続
し、床下放熱ボックス上部に吹出口を設けた循環ダクトと、
床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、屋根下ダクト、降下ダ
クトに接続し、降下送風機を介して床下放熱ボックス下部の吹出口に接続している
太陽熱循環ダクトと、
からなり、床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口
より蓄熱層側に設けていることを特徴とする地中熱と太陽熱を利用した空調システ
ム。
【請求項２】
床下放熱ボックスは地上側と地中側からなることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
【請求項３】
蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリートを設
けることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
【請求項４】
地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着して床下放熱ボックスの周
囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、コンクリート内
に挿入することを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調シス
テム。
【請求項５】
地中側断熱材単体を掘削部に施工することを特徴とする請求項１に記載の地中熱
と太陽熱を利用した空調システム。
【請求項６】
太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出するための自然換気窓に接続していることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
【請求項１】
地中熱と太陽熱を利用した建築物の空調システムにおいて、
断熱壁は建築物の外壁部断熱材とその外壁部断熱材の地中側に連結され地中３ｍ
以上に挿入されている遮水性能を付加した地中側断熱材と、
建築物の１階床の下側に天井部を１階床に設けた断熱床、壁部を壁断熱、底部を
蓄熱層により形成した床下放熱ボックスと、
建築物の各室には天井側と床側に吹出吸込口を設け、床下放熱ボックスに設けた
冬期用送風機、夏期用送風機を介して床下放熱ボックスと各室を循環ダクトで接続
し、床下放熱ボックス上部に吹出口を設けた循環ダクトと、
床下放熱ボックス上部に吸込口を設け、壁ダクト、軒先、屋根下ダクト、降下ダ
クトに接続し、降下送風機を介して床下放熱ボックス下部の吹出口に接続している
太陽熱循環ダクトと、
からなり、床下放熱ボックスの太陽熱循環ダクトの吹出口は循環ダクトの吹出口
より蓄熱層側に設けていることを特徴とする地中熱と太陽熱を利用した空調システ
ム。
【請求項２】
床下放熱ボックスは地上側と地中側からなることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
【請求項３】
蓄熱層は床下放熱ボックスの断熱壁内側の床面に蓄熱材と基礎コンクリートを設
けることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
【請求項４】
地中側断熱材は断熱板であって、断熱板を矢板に装着して床下放熱ボックスの周
囲に形成しているオーガー工法のベントナイト、ソイルセメント、コンクリート内
に挿入することを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調シス
テム。
【請求項５】
地中側断熱材単体を掘削部に施工することを特徴とする請求項１に記載の地中熱
と太陽熱を利用した空調システム。
【請求項６】
太陽熱循環ダクトは外気を取り入れるための吸気口で取り入れた外気を排出するための自然換気窓に接続していることを特徴とする請求項１に記載の地中熱と太陽熱を利用した空調システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１５９２２７（Ｐ２０１２−１５９２２７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４２１（Ｐ２０１１−１８４２１）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【特許番号】特許第４８０９４９８号（Ｐ４８０９４９８）
【特許公報発行日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（５９８１４３４０２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【特許番号】特許第４８０９４９８号（Ｐ４８０９４９８）
【特許公報発行日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（５９８１４３４０２）
【Ｆターム（参考）】
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