特許 6087711 給湯排熱利用空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6087711

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】給湯排熱利用空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24D 5/00 20060101AFI20170220BHJP

   F24D 5/12 20060101ALI20170220BHJP

   F24D 11/02 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   F24D5/00 A

   F24D5/12

   F24D11/02 B

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-87064(P2013-87064)

(22)【出願日】2013年4月18日

(65)【公開番号】特開2014-211256(P2014-211256A)

(43)【公開日】2014年11月13日

【審査請求日】2016年1月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100082670

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 民雄

(74)【代理人】

【識別番号】100180068

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 怜史

(72)【発明者】

【氏名】相良 峰雄

(72)【発明者】

【氏名】朝桐 大介

【審査官】 渡邉 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３５６４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１８１５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１３３３５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−２５１６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１４３８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｄ ５／００− ５／１２

Ｆ２４Ｄ ９／００− ９／０２

Ｆ２４Ｄ１１／００−１１／０２

Ｆ２４Ｊ ３／００− ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物内の湯利用部から汚水枡に排水される湯の排熱を利用した給湯排熱利用空調システムにおいて、
地中に埋設された地中熱交換手段と、
第１の熱交換部で熱交換される冷媒の熱を第２の熱交換部で前記建物内の空調に用いるヒートポンプと、
前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で熱搬送用流体を循環可能に前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段に接続された循環パイプと、
前記熱搬送用流体を前記循環パイプを介して前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で循環させる循環ポンプと、を備え、
前記湯利用部に接続された排水パイプが前記地中熱交換手段に近接させて前記地中に埋設されて、前記排水パイプ内を排水される湯の排熱で前記地中熱交換手段の熱搬送流体を加熱可能に設けられ、
前記排水パイプは前記湯利用部側から前記汚水枡に向かうに従って下方に傾斜させられた放熱パイプ部を有し、前記放熱パイプ部の下端に開閉弁が介装され、
前記地中熱交換手段は、前記建物のべた基礎の真下に位置させて地表面から浅い位置に前記べた基礎に沿う方向に向けて埋設され、前記排水パイプの放熱パイプ部に沿って接触するように配設された熱搬送流体貯留パイプであることを特徴とする給湯排熱利用空調システム。

【請求項2】

建物内の湯利用部から汚水枡に排水される湯の排熱を利用した給湯排熱利用空調システムにおいて、
地中に埋設された地中熱交換手段と、
第１の熱交換部で熱交換される冷媒の熱を第２の熱交換部で前記建物内の空調に用いるヒートポンプと、
前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で熱搬送用流体を循環可能に前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段に接続された循環パイプと、
前記熱搬送用流体を前記循環パイプを介して前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で循環させる循環ポンプと、を備え、
前記湯利用部に接続された排水パイプが前記地中熱交換手段に近接させて前記地中に埋設されて、前記排水パイプ内を排水される湯の排熱で前記地中熱交換手段の熱搬送流体を加熱可能に設けられ、
前記排水パイプは前記湯利用部側から前記汚水枡に向かうに従って下方に傾斜させられた放熱パイプ部を有し、前記放熱パイプ部の下端に開閉弁が介装され、
前記地中熱交換手段は、前記建物のべた基礎の真下に位置させて地表面から浅い位置に前記べた基礎に沿う方向に向けて埋設された熱搬送流体貯留パイプであり、前記排水パイプの放熱パイプ部が前記熱搬送流体貯留パイプ内に配設されていることを特徴とする給湯排熱利用空調システム。

【請求項3】

建物内の湯利用部から汚水枡に排水される湯の排熱を利用した給湯排熱利用空調システムにおいて、
地中に埋設された地中熱交換手段と、
第１の熱交換部で熱交換される冷媒の熱を第２の熱交換部で前記建物内の空調に用いるヒートポンプと、
前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で熱搬送用流体を循環可能に前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段に接続された循環パイプと、
前記熱搬送用流体を前記循環パイプを介して前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で循環させる循環ポンプと、を備え、
前記湯利用部に接続された排水パイプが前記地中熱交換手段に近接させて前記地中に埋設されて、前記排水パイプ内を排水される湯の排熱で前記地中熱交換手段の熱搬送流体を加熱可能に設けられ、
前記排水パイプは前記湯利用部側から前記汚水枡に向かうに従って下方に傾斜させられた放熱パイプ部を有し、前記放熱パイプ部の下端に開閉弁が介装され、
前記地中熱交換手段は、前記建物のべた基礎の真下に位置させて地表面から浅い位置に前記べた基礎に沿う方向に向けて埋設された流入パイプ部と、この流入パイプ部に間隔をおいて平行に設けられた戻りパイプ部を備える形状に折曲された熱搬送流体貯留パイプであると共に、
前記排水パイプの放熱パイプ部は前記流入パイプ部と前記戻りパイプ部との間に配設されていることを特徴とする給湯排熱利用空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、建物内で利用された湯の熱を空調に利用する給湯排熱利用空調システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

建物等では、一般に給湯装置から浴槽やシンクの給湯パイプに給湯された湯は利用された後、排水パイプから建物の外部に排水されるようになっている。この排水される湯の熱を建物内の空調に利用する空調システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この空調システムでは、建物の床下空間内に温水蓄熱槽を配設して、浴槽からの残り湯を排水する際に、この残り湯の熱を温水蓄熱槽に蓄熱させるようにしている。また、この空調システムでは、換気扇を作動させて空気を床下空間内に供給して、この空気を温水蓄熱槽に蓄熱させた熱で温めた後、この温められた空気を建物内に供給して、建物内を暖房するのに用いるようにしている。

【0004】

更に、この空調システムでは、地中熱回収パイプを地中に垂直に埋設して、この地中熱により地中熱回収パイプを介して温められた空気を床下空間に供給して、この地中熱回収熱も建物内の暖房に利用するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１７２９６６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、この空調システムでは、浴槽（湯利用部）の残り湯の排熱を蓄熱させる温水蓄熱槽を地中熱回収パイプとは別に設けているため、部品点数が多くなると共にコスト高になるという問題がある。

【0007】

また、この空調システムでは、浴槽からの残り湯を温水蓄熱槽に供給せずに直接排水溝に排水する排水パイプを設けているため、残り湯の排水系統が２系統になり、排水のための部品点数が多くなるという問題もある。

【0008】

そこで、この発明は、少ない部品点数で、建物内の湯利用部から汚水枡に排水される湯の熱を地中熱と共に有効に回収して、回収した熱を暖房に用いることができる給湯排熱利用空調システムを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的を達成するため、この発明は、建物内の湯利用部から建物外に排水される湯の排熱を利用した給湯排熱利用空調システムにおいて、前記空調装置は、地中に埋設された地中熱交換手段と、第１の熱交換部で熱交換される冷媒の熱を第２の熱交換部で前記建物内の空調に用いるヒートポンプと、前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で熱搬送用流体を循環可能に前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段に接続された循環パイプと、前記熱搬送用流体を前記循環パイプを介して前記第１の熱交換部と前記地中熱交換手段との間で循環させる循環ポンプと、を備え、前記湯利用部に接続された排水パイプが前記地中熱交換手段に近接させて前記地中に埋設されて、前記排水パイプ内を排水される湯の排熱で前記地中熱交換手段の熱搬送流体を加熱可能に設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

この構成によれば、少ない部品点数で、建物内の湯利用部から建物外に排水される湯の熱を地中熱と共に有効に回収して、回収した熱を暖房に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明に係る給湯排熱利用空調システムの実施例１の概略説明図である。

【図2】図１に示した給湯排熱利用空調システムの配管系統図である。

【図3】図１に示した排水パイプと熱搬送流体貯留パイプとの関係を示す実施例２の概略説明図である。

【図4】図１に示した排水パイプと熱搬送流体貯留パイプとの関係を示す実施例３の概略説明図である。

【図5】図１に示した排水パイプと熱搬送流体貯留パイプとの関係を示す実施例４の概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
[構成]

【0013】

図１は、この発明に係る給湯排熱利用空調システムの実施例１の概略説明図である。この図１において、地盤１上には平板状のべた基礎２が設けられている。ここで、地盤１とは地表面１ａおよび地表面１ａの下方の地中（地中部）１ｂ含めたものを言う。

【0014】

また、べた基礎２は、底板２ａと、底板２ａの周囲に一体に形成された起立する立ち上がり部２ｂを有する。この立ち上がり部２ｂ上に建物３の床部３ａの周縁部を設置することにより、立ち上がり部２ｂ上には住宅等の建物３が構築されている。

【0015】

そして、建物３の床部３ａとべた基礎２の底板２ａとの間には床下空間４が形成されている。この床下空間４内には、べた基礎２の周縁部に沿わせた基礎断熱部材５が配設されている。この基礎断熱部材５は、立ち上がり部２ｂの内側面に固定した側面部５ａと、側面部５ａの下端部に連設され且つ底板２ａ上に設けた底面部５ｂを有する。この基礎断熱部材５には、グラスウール，発泡ウレタン，発泡スチロール等が使用される。

【0016】

また、建物３内には、床部３ａ上に設置した浴槽３０が湯利用部として配設されている。この浴槽３０には、図示を省略した給湯装置からの湯が供給されるようになっている。また、浴槽３０の残り湯は、排水パイプ３１及び開閉弁３２を介して汚水枡３３に排水されるようになっている。

【0017】

この排水パイプ３１は、浴槽３０の底部に接続された湯排出パイプ部３１ａと、湯排出パイプ部３１ａに連設された放熱パイプ部３１ｂを有する。この放熱パイプ部３１ｂは、べた基礎２に近接してべた基礎２の真下の地中に埋設されていると共に、湯排出パイプ部３１ａから汚水枡３３に向かうに従って下方に緩い角度で傾斜させられている。そして、放熱パイプ部３１ｂの下端と汚水枡３３との間に開閉弁３２が介装されている。この開閉弁３２には、電磁弁等が用いられている。

【0018】

これにより、浴槽３０の残り湯は、排水パイプ３１及び開閉弁３２を介して汚水枡３３に排水されるようになっている。尚、汚水枡３３は、建物３の浴槽３０を配置した側とは反対側に近接して地中に埋設されている。

【0019】

また、建物３内には開閉弁３２を開閉制御させるコントローラ３４が設けられている。このコントローラ３４は、開閉弁３２を開閉制御させる制御部３４ａと、制御部３４ａに接続されたスイッチ３４ｂを有する。そして、制御部３４ａは、スイッチ３４ｂに開閉弁３２を開閉制御するようになっている。

【0020】

更に、排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂの温度は温度センサ３５により検出され、浴槽３０の残り湯の排出は放熱パイプ部３１ｂの下端に設けた排水センサ３６で検出されるようになっている。この温度センサ３５からの温度検出信号および排水センサ３６からの排水検出信号は制御部３４ａに入力されるようになっている。

【0021】

そして、制御部３４ａは、排水センサ３６からの排水検出信号や、温度センサ３５からの温度検出信号に基づいて開閉弁３２を開閉制御させるようになっている。

【0022】

更に、建物３には、地中熱および浴槽３０の残り湯の排熱を利用するヒートポンプシステム６が空調装置として設けられている。このヒートポンプシステム（ヒートポンプ）６は、図１に示したように、建物３に近接させて外側に設置したヒートポンプユニット７と、べた基礎２の底板２ａ上に設置した床下放熱器８と、このヒートポンプユニット７と床下放熱器８を接続する第１，第２接続パイプ９，１０を備えている。

【0023】

この床下放熱器８は、図２に示したように、凝縮器（放熱部）８ａと、この凝縮器８ａに空気を送風する送風ファン８ｂを有する。尚、この第１，第２接続パイプ９，１０内にはヒートポンプユニット７からの冷媒を床下放熱器８に循環させる冷媒流路が形成されている。

【0024】

ヒートポンプユニット７は、図２に示したように、第１の熱交換部（一次側熱交換部）１１を有する。この第１の熱交換部１１は、蒸発器１１ａと、この蒸発器１１ａを収容する熱交換容器１１ｂを有する。

【0025】

また、ヒートポンプユニット７は、蒸発器１１ａの両端に接続された第１，第２冷媒流路１２，１３と、第１冷媒流路１２の途中に介装されたコンプレッサ１４と、第２冷媒流路１３の途中に介装された膨張弁１５を有する。尚、第１，第２冷媒流路１２，１３は、複数のパイプから形成されている。

【0026】

そして、第１，第２冷媒流路１２，１３には、上述した第１，第２接続パイプ９，１０を介して床下放熱器８の凝縮器８ａが接続されている。これにより、第１，第２接続パイプ９，１０，蒸発器１１ａ，第１，第２冷媒流路１２，１３，コンプレッサ１４，膨張弁１５，凝縮器８ａ等は一連の冷媒環流路を形成している。

【0027】

コンプレッサ１４は蒸発器１１ａからの気体状の冷媒を圧縮して凝縮器８ａに供給させ、膨張弁１５は凝縮器８ａで放熱させられて液化した冷媒を膨張させて蒸発器１１ａに供給させるように配設されている。

【0028】

図１において、空調装置であるヒートポンプシステム６は熱搬送流体貯留パイプ１６を有する。この熱搬送流体貯留パイプ１６は、べた基礎２の底板２ａの真下に位置させて地中１ｂ内に水平に埋設されている。この熱搬送流体貯留パイプ１６は底板２ａに近接した位置に配置されていると共に、この熱搬送流体貯留パイプ１６と底板２ａとの間に上述した排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂが配設されている。尚、放熱パイプ部３１ｂは熱搬送流体貯留パイプ１６に近接させて配置されている。

【0029】

この熱搬送流体貯留パイプ１６には、例えば安価な塩化ビニール製の樹脂パイプが用いられるが、必ずしも塩化ビニール製の樹脂パイプを用いる必要はない。

【0030】

この熱搬送流体貯留パイプ１６の地中１ｂへの埋設には例えばバックホウが用いられる。このバックホウは、油圧ショベルと総称される建設機械のうち、ショベル（バケット）をオペレータ側向きに取り付けた形態のもので、オペレータ側向きのショベルでオペレータは自分に引き寄せる（抱え込む）方向に操作するようになっている。このバックホウでは、地表面１ａより低い場所の掘削に適している。

【0031】

また、バックホウはべた基礎２のための基礎工事の際に地盤１を掘り下げるのに用いられ、この基礎工事の際に掘り下げた地盤１の凹所にバックホウ（ユンボ）で掘れる幅・深さに熱搬送流体貯留パイプ１６を埋設する。

【0032】

ここで熱搬送流体貯留パイプ１６を埋設するパイプ埋設用溝とすると、熱搬送流体貯留パイプ１６の埋設の上限や下限の施工条件としては、例えば次のように設定する。
＜パイプ埋設用溝の深さの上限＞
（ａ）．熱搬送流体貯留パイプ１６を地中に埋設したとき、べた基礎２の基礎砕石（図示せず）の下端から１０ｃｍの深さの位置が熱搬送流体貯留パイプ１６の上端になるように、熱搬送流体貯留パイプ１６を埋設するパイプ埋設用溝の深さを設定する必要がある。即ち、熱搬送流体貯留パイプ１６の上部に１０ｃｍ程度の被り厚の覆土が必要である。
（ｂ）．また、熱搬送流体貯留パイプ１６の下には１０ｃｍ程度の管基礎を設ける。

【0033】

従って、例えば、熱搬送流体貯留パイプ１６の直径を１５ｃｍとしたとき、バックホウ（ユンボ）で掘るパイプ埋設用溝の掘削深さの上限は３５ｃｍ（直径１５ｃｍ＋管基礎１０ｃｍ＋被り厚（覆土厚）１０ｃｍ＝３５ｃｍ）とする。

【0034】

このようなバックホウ（ユンボ）で掘るパイプ埋設用溝の深さの上限は一例であって、必ずしも上述した数値に限定されるものではない。例えば、熱搬送流体貯留パイプ１６の直径に応じて管基礎＋被り厚の施工条件が変わる場合、パイプ埋設用溝の深さの上限は直径，管基礎，被り厚に応じて変える。

【0035】

＜パイプ埋設用溝の深さの下限＞
また、例えば、建物３の土留めを設ける必要がある場合、バックホウ（ユンボ）で掘る掘削深さの下限は例えば１．５ｍとする。

【0036】

このようなバックホウ（ユンボ）で掘るパイプ埋設用溝の深さは一例であって、必ずしもこの数値に限定されるものではない。

【0037】

このように基礎工事で用いるバックホウを考えると、バックホウ（ユンボ）で掘れる幅・深さに熱搬送流体貯留パイプ１６を埋設する仕様とすれば、安価に施工できる。一般的なバックホウはバケット幅が550mmであるので、埋め戻し作業に必要な幅は熱搬送流体貯留パイプ１６の左右に形成される部分である。この埋め戻し作業に必要な幅は、例えば150〜200mm程度、若しくは２００mm〜３００mm程度となるように熱搬送流体貯留パイプ１６の直径を設定すると良い。

【0038】

従って、建物３の床部３ａの床面積が例えば８ｍ×８ｍ程度の場合、熱搬送流体貯留パイプ１６には例えば次のような仕様のものを用いると良い。即ち、熱搬送流体貯留パイプ１６には、例えば直径が１５０φ〜２５０φで且つ長さＬが２０〜４０ｍ程度のものを用いると良い。尚、この数値は一例を示したもので、これに限定されるものではない。

【0039】

また、図２に示したように熱搬送流体貯留パイプ１６は、大径のパイプ本体１７と、パイプ本体１７の両端部をそれぞれ閉成するキャップ状の蓋体１８，１９を有する。この蓋体１８，１９の中央部には、小径の接続パイプ部１８ａ，１９ａが外方に向けて突出するように一体に形成されている。

【0040】

そして、接続パイプ部１８ａ，１９ａには、図２、図３に示したように、循環パイプ２０，２１の一端部がそれぞれ気密に接続されている。この循環パイプ２０，２１の他端部は図２に示したように第１の熱交換部１１の熱交換容器１１ｂにそれぞれ接続されている。また、循環パイプ２０の途中には循環ポンプ２２が介装されている。この熱交換容器１１ｂ，熱搬送流体貯留パイプ１６，循環パイプ２０，２１内には不凍液が熱搬送用流体として充填されている。

【0041】

この循環パイプ２０，２１には、床暖房付ヒートポンプの温水系を採熱用途に置換えるとすると、直径が例えば２０mmのものが一般的ある。従って、上述した熱搬送流体貯留パイプ１６の直径は、循環パイプ２０，２１の直径の１５〜２５倍となっている。ここで、床暖房付ヒートポンプとは、床部３ａにパイプ（図示せず）を敷設して、このパイプの中をヒートポンプユニット７で加熱された温水を循環させるようにした構成を言う。この床部３ａの暖房を行うことで、床部３ａ上の室内の空気の暖房を行うことができる。

【0042】

また、図２に示したように、床下放熱器８の送風ファン８ｂ，コンプレッサ１４，循環ポンプ２２は、制御手段（制御部）としての制御回路２３により動作制御させられるようになっている。この制御回路２３は、コントローラ３４により動作制御させられるようになっている。

【0043】

[作用]
次に、このような構成の地中熱及びヒートポンプ利用の建物用空調システムの作用を説明する。

【0044】

コントローラ３４の制御部３４ａには、温度センサ３５からの温度検出信号が常時入力されている。この制御部３４ａは、スイッチ３４ｂをオンさせると、開閉弁３２を開弁させ、ＯＦＦさせると開閉弁３２をＯＮ（閉弁）させる。この開閉弁３２を開いた状態で、浴槽３０内の残り湯を排水させると、この残り湯は排水パイプ３１及び開閉弁３２を介して汚水枡３３内に排水される。

【0045】

これに伴い、排水センサ３６は、残り湯の排水状態を検出して排水検出信号を出力し、この排水検出信号を制御部３４ａに入力する。この排水検出信号は、残り湯が汚水枡３３に全て排水されると、排水センサ３６が残り湯の排水流れを検出しなくなる。そして、制御部３４ａは、排水検出信号がなくなると、開閉弁３２をＯＦＦ(閉弁)させる。
尚、このような開閉弁３２のＯＮ・ＯＦＦ時間をタイマー(図示せず)により設定しておくと、制御部３４ａは設定された時間に開閉弁３２をＯＮ・ＯＦＦさせるようにできる。

【0046】

このような残り湯の排水に伴い、残り湯が排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂを流れる際、残り湯の熱が放熱パイプ部３１ｂから地中に放熱されて、地中に蓄熱されることになる。

【0047】

また、冬期等において、制御部３４ａは、排水センサ３６からの排水検出信号や、温度センサ３５からの温度検出信号に基づいて開閉弁３２を開閉制御させることができる。

【0048】

例えば、排水センサ３６からの排水検出信号が検出された状態で、温度センサ３５からの温度検出信号から検出される放熱パイプ部３１ｂの温度が所定温度以上の状態（例えば、地中の温度よりも高い状態）のとき、開閉弁３２を一時的にＯＦＦ（閉弁）させて、放熱パイプ部３１ｂ内の残り湯の熱を地中に放熱させる。

【0049】

この放熱に伴い、温度センサ３５からの温度検出信号から検出される放熱パイプ部３１ｂの温度が低下していくと、単位時間あたりの温度降下率が所定値より低くなり、温度降下率が緩くなる。
この場合は、放熱量が少なくなるので、制御部３４ａは、開閉弁３２をＯＮ（開弁）させる。これにより、浴槽３０からの残り湯が更に排水させられて、最初に放熱パイプ部３１ｂ内に滞留させて温度が降下した残り湯が浴槽３０からの高い温度の残り湯で汚水枡３３内に押し出される。

【0050】

これに伴い、温度センサ３５からの温度検出信号から検出される放熱パイプ部３１ｂの温度が最初の残り湯の温度に近い温度になると、制御部３４ａは開閉弁３２をＯＦＦ（閉弁）させて、残り湯の熱の地中への放熱を行わせる。このような開閉弁３２のＯＮ・ＯＦＦ制御は、浴槽３０の残り湯が無くなるまで制御部３４ａにより繰り返し実行させる。

【0051】

このような残り湯の熱が地中に放熱されて地中の温度が上昇すると、この熱が熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液の温度を上昇させる。

【0052】

一方、冬期において床部３ａおよび建物３の暖房を行う場合、制御回路２３は、送風ファン８ｂ，コンプレッサ１４，循環ポンプ２２を駆動制御させる。これに伴い、循環ポンプ２２は、不凍液を循環パイプ２０，２１を介して熱搬送流体貯留パイプ１６と第１の熱交換部１１の熱交換容器１１ｂ内との間で循環させる。

【0053】

また、コンプレッサ１４は、蒸発器１１ａからの冷媒を圧縮して凝縮器８ａ，膨張弁１５，蒸発器１１ａの順に循環させる。

【0054】

この冷媒の循環に伴い熱交換容器１１ｂ内では、循環ポンプ２２で循環させられる熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液からの地中熱と蒸発器１１ａ内の冷媒との間で熱交換が行われ、蒸発器１１ａ内の冷媒が加熱されて温度が上昇する。

【0055】

この際、地中の温度が浴槽３０からの残り湯の排水で加熱されて温度が上昇している場合、熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液もこの残り湯の熱で加熱されて温度が上昇している。この結果、熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液の温度は、浴槽３０の残り湯の熱を利用して熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液を加熱した場合、熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液を地中熱のみにより加熱する場合よりも上昇させることができる。

【0056】

この温度が上昇した冷媒は、コンプレッサ１４で圧縮されることにより更に加熱されて、高温・高圧の冷媒となる。この圧縮加熱された冷媒は、第２の熱交換部である凝縮器８ａに供給される。

【0057】

この際、床下放熱器８の送風ファン８ｂは駆動されている。従って、この送風ファン８ｂにより送風される空気は、凝縮器８ａの周囲を流れて加熱されて床下空間４内に送風され、床下空間４を暖房する。これにより、床部３ａが暖房される。尚、床部３ａに空調の為のガラリ(図示せず)が設けられている場合には、床下空間４内の空調された空気をガラリを介して建物３内に供給して、建物３内を暖房することができる。

【0058】

上述したように、ヒートポンプシステムすなわち給湯排熱利用空調システムは、床下空調システムであって、ヒートポンプユニット７の熱源を地中に埋設された地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）内の循環液としての不凍液を用いて、この不凍液が地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）とヒートポンプユニット７の第１の熱交換部１１との間で循環する構成としている。しかも、地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）は、基礎断熱された住宅の基礎（べた基礎２）の下に埋設されている。

【0059】

また、地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）には、一般的な部材として安価な塩ビ管を用いている。この地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）は、循環液（不凍液）を漏らさずに保持できれば、素材・形状にはこだわらない。しかし、地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）の素材・形状としては、塩化ビニール製の管であれば、ヒートポンプユニット７の能力にあわせて埋設長さを調整する事で、建物（住宅）３の暖冷房負荷に対応できる。

【0060】

このように、建物（住宅）３の基礎（べた基礎２）に近接させて基礎（べた基礎２）の真下に地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）を水平に埋設して、この地中埋設管（熱搬送流体貯留パイプ１６）を一次側熱源としたヒートポンプシステムとすることで、地中熱を利用できるのに加え、住宅基礎（べた基礎２）の下へ逃げる熱も利用できる。これにより、ヒートポンプユニット７の能力や効率を左右する外気条件に関わらず、安定的に高効率で運転することができる。また、一般の地中熱ヒートポンプシステムの地中杭よりも安価な一次側熱源となる。

【0061】

（実施例２）
実施例１では、浴槽３０の残り湯を自重で排水させるために、排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂを傾斜させる一方、熱搬送流体貯留パイプ１６を水平に配設した構成としているが、これに限定されるものではない。

【0062】

例えば、図３に示した実施例２ように、熱搬送流体貯留パイプ１６を放熱パイプ部３１ｂに沿うように傾斜させて、この傾斜させた熱搬送流体貯留パイプ１６と放熱パイプ部３１ｂを接触させた構成としても良い。この構成では、放熱パイプ部３１ｂに残り湯の熱が熱搬送流体貯留パイプ１６に直接伝達できるので、放熱パイプ部３１ｂと熱搬送流体貯留パイプ１６との熱交換効率が向上する。

【0063】

（実施例３）
また、実施例３は、図４に示したように、熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液を放熱パイプ部部３１ｂからの熱で直接加熱できるようにした例を示したものである。このため、図４において放熱パイプ部３１ｂは、熱搬送流体貯留パイプ１６の両端の端壁である蓋体１８，１９を貫通させられて、熱搬送流体貯留パイプ１６内に傾斜して配設されている。これにより実施例４では、放熱パイプ部３１ｂの残り湯の熱が放熱パイプ部３１ｂの外周面全体から熱搬送流体貯留パイプ１６内に放熱させられて、熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液が加熱される。この実施例３によれば、放熱パイプ部３１ｂと熱搬送流体貯留パイプ１６との熱交換効率が実施例２よりも向上する。

【0064】

（実施例４）
この実施例４において熱搬送流体貯留パイプ１６は、図５に示したように、水平に設けられた流入パイプ部１６ａと、この流入パイプ部１６ａと水平方向に間隔をおいて平行に設けられた戻りパイプ部１６ｂと、この流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂを連設する連設部からＵ字状（またはコ字状)に折曲形成されている。

【0065】

また、排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂは、流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂとの間を通すように傾斜した状態で配設されている。しかも、放熱パイプ部３１ｂは、傾斜が小さく、流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂに略沿うように設けられている。

【0066】

この実施例４では、放熱パイプ部３１ｂから放射状に放熱される残り湯の熱が熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液を流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂの２カ所で加熱することになる。これにより、放熱パイプ部３１ｂから放射状に放熱される残り湯の熱が熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液を一カ所で加熱する実施例１よりも熱交換効率を向上させることができる。

【0067】

尚、湯利用部としては、浴槽３０に限らず給湯装置(図示せず)から給湯される湯を利用するキッチンのシンクや洗面所のボウル等であっても良い。

【0068】

（その他）
尚、図４では、流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂの間隔を広くとっているが、流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂの間隔を狭くして、放熱パイプ部３１ｂとの熱を流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂを近づけることにより、放熱パイプ部３１ｂから熱搬送流体貯留パイプ１６への熱伝達量を多くできるようにしても良い。

【0069】

また、図４では、排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂを、流入パイプ部１６ａおよび戻りパイプ部１６ｂに略沿うように傾斜配設しているが、流入パイプ部１６ａおよび戻りパイプ部１６ｂと平行に配設しても良い。この場合、流入パイプ部１６ａおよび戻りパイプ部１６ｂは放熱パイプ部３１ｂと同じ傾斜に設定すると良い。

【0070】

＜実施の形態の作用・効果＞
（１）．この発明の実施の形態の給湯排熱利用空調システムは、建物内の湯利用部から建物外に排水される湯の排熱を利用している。そして、前記空調装置ヒートポンプシステム６は、地中に埋設された地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）と、第１の熱交換部１１で熱交換される冷媒の熱を第２の熱交換部（凝縮器８ａ）で前記建物内の空調に用いるヒートポンプを有する。また、前記空調装置ヒートポンプシステム６は、前記第１の熱交換部１１と前記地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）との間で熱搬送用流体を循環可能に前記第１の熱交換部１１と前記地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）に接続された循環パイプ（２０，２１）と、前記熱搬送用流体を前記循環パイプ（２０，２１）を介して前記第１の熱交換部１１と前記地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）との間で循環させる循環ポンプ２２とを備えている。しかも、前記湯利用部（浴槽３０）に接続された排水パイプ３１が前記地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）に近接させて前記地中に埋設されて、前記排水パイプ３１内を排水される湯の排熱で前記地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）の熱搬送流体が加熱可能に設けられている。
この構成によれば、少ない部品点数で、建物内の湯利用部（浴槽３０）から建物外に排水される湯の熱を地中熱と共に有効に回収して、回収した熱を暖房に用いることができる。

【0071】

尚、この湯利用部から排水される湯は、実施例では建物外の汚水枡３３を介して下水道に排水されるようになっている。しかし、湯利用部から排水される湯は、建物外の下水道以外の場所、例えば浄化槽に排水される構成であっても良いし、場所によっては建物外の排水溝等に直接排水することもできる。

【0072】

（２）．また、この発明の実施の形態の給湯排熱利用空調システムにおいて、前記排水パイプ３１は前記湯利用部（浴槽３０）側から建物外に向かうに従って下方に傾斜させられた放熱パイプ部３１ｂを有し、前記放熱パイプ部３１ｂの下端に開閉弁３２が介装されている。

【0073】

この構成によれば、残り湯が排水パイプ３１を介して汚水枡３３に排水される際に開閉弁３２を開閉制御するにより、排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂから地中への放熱および地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）へ伝達される熱量を多くできるので、残り湯の熱を熱搬送流体貯留パイプ１６により多く伝達できる。

【0074】

（３）．また、この発明の実施の形態の給湯排熱利用空調システムにおいて、前記建物のべた基礎２の真下に位置させて地表面１ａから浅い位置に前記べた基礎２に沿う方向に向けて埋設され、前記排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂに沿って接触するように配設された熱搬送流体貯留パイプ１６である。

【0075】

この構成によれば、放熱パイプ部３１ｂに残り湯の熱が熱搬送流体貯留パイプ１６に直接伝達できるので、放熱パイプ部３１ｂと熱搬送流体貯留パイプ１６との熱交換効率が向上する。

【0076】

（４）．また、この発明の実施の形態の給湯排熱利用空調システムにおいて、前記地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）は、前記建物のべた基礎２の真下に位置させて地表面１ａから浅い位置に前記べた基礎２に沿う方向に向けて埋設され熱搬送流体貯留パイプ１６であり、前記排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂが前記熱搬送流体貯留パイプ１６内に配設されている。

【0077】

この構成によれば、放熱パイプ部３１ｂと熱搬送流体貯留パイプ１６との熱交換効率が向上する。

【0078】

（５）．また、この発明の実施の形態の給湯排熱利用空調システムにおいて、前記地中熱交換手段（熱搬送流体貯留パイプ１６）は、前記建物のべた基礎２の真下に位置させて地表面１ａから浅い位置に前記べた基礎２に沿う方向に向けて埋設された流入パイプ部１６ａと、この流入パイプ部１６ａに間隔をおいて平行に設けられた戻りパイプ部１６ｂを備える形状に折曲された熱搬送流体貯留パイプ１６であると共に、前記排水パイプ３１の放熱パイプ部３１ｂは前記流入パイプ部１６ａと前記戻りパイプ部１６ｂとの間に配設されている。

【0079】

この構成によれば、放熱パイプ部３１ｂから放射状に放熱される残り湯の熱が熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液を流入パイプ部１６ａと戻りパイプ部１６ｂの２カ所で加熱することになるので、放熱パイプ部３１ｂから放射状に放熱される残り湯の熱が熱搬送流体貯留パイプ１６内の不凍液を一カ所で加熱する場合よりも熱交換効率を向上させることができる。

【符号の説明】

【0080】

１地盤
１ａ 地表面
１ｂ 地中
２ べた基礎（基礎）
３ 建物
６ ヒートポンプシステム（空調装置）
７ ヒートポンプユニット
８ 床下放熱器
８ａ・・・凝縮器（第２の熱交換部）
１１ 第１の熱交換部
１６ 熱搬送流体貯留パイプ
１６ａ 流入パイプ部
１６ｂ 戻りパイプ部
２０ 循環パイプ
２１ 循環パイプ
２２ 循環ポンプ
３０ 浴槽（湯利用部）
３１ 排水パイプ
３１ｂ 放熱パイプ部
３２ 開閉弁
３３ 汚水枡

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】