特開 2025-12926 埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025012926

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 5/00 20060101AFI20250117BHJP

   F24T 10/30 20180101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

F24F5/00 101A

F24T10/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116122

(22)【出願日】2023-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】000125347

【氏名又は名称】学校法人近畿大学

(74)【代理人】

【識別番号】100118924

【弁理士】

【氏名又は名称】廣幸 正樹

(72)【発明者】

【氏名】崔 軍

(72)【発明者】

【氏名】市川 尚紀

【テーマコード（参考）】

3L054

【Ｆターム（参考）】

3L054BF10

3L054BF11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】地中熱利用冷房システムにおいて屋内の冷房を継続することができる冷房システムを提供する。
【解決手段】タンクの底から所定の位置に配置された水温計と、タンクの底から水を汲み上げる汲み上げ配管と汲み上げ配管中の汲み上げポンプと、汲み上げポンプから熱交換器の入水口まで連結された送水管と、熱交換器の出水口に接続された排水管と、排水管に接続されタンクの上部に水を戻す戻り配管と、雨水の温度を検知する雨水温度計と、雨水を汲み上げ、配管の吸水口より下方で放出する雨水供給配管と、雨水供給配管中の雨水供給バルブと、雨水温度計の値が、水温計の値より低ければ雨水供給バルブを開くように制御する制御器を有する地中熱利用冷房システムは、雨水でタンク中の水を交換する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建屋内に設置された熱交換器と、
地中に埋設され水が貯留されるタンクと、
前記タンクの底から所定の位置に配置された水温計と、
前記タンクの底から前記タンクに貯留された水を汲み上げる汲み上げ配管と
前記汲み上げ配管中に配置された汲み上げポンプと、
前記汲み上げポンプから前記熱交換器の入水口まで連結された送水管と、
前記熱交換器の出水口に接続された排水管と、
前記排水管に接続され前記タンクの上部に水を戻す戻り配管と、
雨水の温度を検知する雨水温度計と、
前記雨水を前記タンクの前記汲み上げ配管の吸水口より下方の前記タンク内で放出する雨水供給配管と、
前記雨水供給配管に設けられた雨水供給バルブと、
前記雨水温度計の値が、前記水温計の値より低ければ前記雨水供給バルブを開くように制御する制御器を有する埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム。

【請求項2】

前記タンクは複数個設けられ、
前記複数のタンクは、
前記汲み上げ配管と、
前記戻り配管と、
前記雨水供給配管と、
前記水温計をそれぞれ有し、
前記それぞれの汲み上げ配管と前記汲み上げポンプの接続を切り替える汲み上げ配管切り替え器と、
前記排水管と前記それぞれの戻り配管の接続を切り替える戻り配管切り替え器を有し、
前記制御器は、
前記水温計の値が所定の値以上になったら、前記汲み上げ配管切り替え器と前記戻り配管切り替え器を制御する請求項１に記載された埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム。

【請求項3】

汲み上げ配管切り替え器と戻り配管切り替え器は、同一の前記タンクの汲み上げ配管と戻り配管がポンプと排水管に接続されるように切り替わる請求項２に記載された埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム。

【請求項4】

前記制御器は、前記水温計が所定値以下の場合は、そのタンクを使用可能タンクとする請求項２に記載された埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム。

【請求項5】

前記制御器は、汲み上げポンプと連結されているタンクにおいて前記水温計の値が所定値以上になった場合は、前記使用可能な他のタンクにポンプを切り替える請求項４に記載された埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム。

【請求項6】

地中に埋設したタンクに貯留した水を室内で熱交換する冷房方法であって、
降った雨の水温が前記タンク中の貯留水の水温より低ければ、前記タンクに貯留した前記水を前記タンクの底から入れ替える工程を有する冷房方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地中に埋設したタンク中の水を使って、夏季の冷房を行うことができる冷房システムであって、タンク中の水を雨水で冷却する冷房システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、住宅・建築の高気密・高断熱が進むと共に、自然エネルギーの積極的な利用等が求められている。地中熱は自然エネルギーの一つとして従来から利用が図られてきた。特に、比較的高温になる地層を利用した暖房や加熱システムは実際に具現化されている。

【0003】

一方、地表下２～５ｍ程度の比較的浅い深度の地中では、年間を通じた地温が、地域の年間平均温度と同じでほぼ一定であることから、夏場の暑い時期に冷房に利用することも考えられている。

【0004】

特許文献１では、屋内に設けた熱交換器で暖めた熱担体流体（例えば水）を地中に埋設したタンクに送り、タンクから地中に熱を放熱する熱交換法が開示されている。

【0005】

また、特許文献２には、地中に埋設したタンクに一般水道水を貯留し、その中に内部に空気が流通可能な螺旋状の熱交換器を配置し、屋内の暖かい空気をタンク中の水で冷やしそれを再度屋内に戻すことで冷房を実現するシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭５７－０３１７４３号公報

【特許文献2】特開２００２－０１３８２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

夏季の気温より比較的低い地中の温度を利用すれば、熱ポンプを駆動させる必要がない分電気消費量が節約できる。しかし、埋設したタンクの周囲に放出できる熱量は限界があり、一度温度が上昇したタンクの周囲の土壌が再び冷えるには時間がかかる。したがって、特許文献の方法では、タンク内の温度が上昇してしまった時に、自然冷却を待たなければならないという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたもので、埋設したタンク内の水が、熱交換の結果温度が上昇してしまい、その後タンク内の水が冷却するまでの間でも、屋内の熱を放出でき、屋内の冷房を継続することができる冷房システムを提供するものである。

【0009】

より具体的に本発明に係る埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システムは、
建屋内に設置された熱交換器と、
地中に埋設され水が貯留されるタンクと、
前記タンクの底から所定の位置に配置された水温計と、
前記タンクの底から前記タンクに貯留された水を汲み上げる汲み上げ配管と
前記汲み上げ配管中に配置された汲み上げポンプと、
前記汲み上げポンプから前記熱交換器の入水口まで連結された送水管と、
前記熱交換器の出水口に接続された排水管と、
前記排水管に接続され前記タンクの上部に水を戻す戻り配管と、
雨水の温度を検知する雨水温度計と、
前記雨水を前記タンクの前記汲み上げ配管の吸水口より下方の前記タンク内で放出する雨水供給配管と、
前記雨水供給配管に設けられた雨水供給バルブと、
前記雨水温度計の値が、前記水温計の値より低ければ前記雨水供給バルブを開くように制御する制御器を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システムによれば、埋設するタンクが１つの場合であっても、夕立などの雨が降ればタンク内の水を雨水で冷却する（入れ替える）ので、高い確率で温度の上がったタンク内の水をそれより（ほぼ空気の湿球温度に等しい）低温の雨水に入れ替えることができる。

【0011】

また、このようなタンクを複数埋設し、１のタンク内の水が所定温度以上になったら、次のタンク内の水を使うようにするので、屋内の熱交換を行える時間を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システムの構成を示す図である。

【図2】第１タンクが選択された場合の水の配管ルートを太線で示した図である。

【図3】第２タンクが選択された場合の水の配管ルートを太線で示した図である。

【図4】第１タンクが選択されている際に雨が降ってきた時の配管ルートを太線で示した図である。

【図5】制御器の処理の流れを示すフロー図である。

【図6】「雨＋使用タンク」のサブルーチンの処理の流れを示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に本発明に係る埋設タンク中の水を雨水で冷却する地中熱利用冷房システム（以下単に「冷房システム」ともいう。）について図面および実施例を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態および一実施例を例示するものであり、本発明が以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。

【0014】

図１に本発明に係る冷房システムの構成を示す。本発明に係る冷房システム１は、建屋Ｈの内部に設けられた熱交換器１０と、水が貯留されるタンク１２（タンク１２Ａ、タンク１２Ｂ）と、水温計１４（水温計１４Ａα、水温計１４Ａβ、水温計１４Ｂα、水温計１４Ｂβ）と、汲み上げ配管１６（汲み上げ配管１６Ａ、汲み上げ配管１６Ｂ）と、汲み上げポンプ１８と、送水管２０と、排水管２２と、戻り配管２４（戻り配管２４Ａ、戻り配管２４Ｂ）と、雨水温度計２６と、雨水供給配管２８と制御器５０を含む。

【0015】

建屋Ｈの種類は特に限定されるものではなく、人が居住する家や、物を保管する倉庫、家畜やその他動物を飼育する飼育舎など様々な形態の建屋Ｈであってよい。建屋Ｈの内部を屋内と呼ぶ。

【0016】

熱交換器１０は、屋内に少なくとも１台配置される。熱交換器１０は、内部に熱担体流体としての水が通過し、屋内の熱と水の熱を交換する公知の機構が配置されている。熱交換器１０には、タンク１２からの水が注入される入水口１０ａと、熱交換後の水が排出される出水口１０ｂが設けられている。つまり、屋内よりも温度の低い水が入水口１０ａから熱交換器１０に入り、熱交換後温度の上がった水が出水口１０ｂから排出される。

【0017】

熱交換器１０は屋内に複数あってもよい。複数の熱交換器１０は、後述するタンク１２から送られてくる水をそれぞれ並列に受け取ってもよい。これは熱交換器１０の並列接続と言える。また、一の熱交換器１０にタンク１２からの水を直接注入し、他の熱交換器１０には、一の熱交換器１０を通過した水を注入してもよい。これは所謂熱交換器１０の直列接続である。

【0018】

タンク１２は、建屋Ｈから一定の距離を離して、地中に埋設される。ここではタンク１２Ａとタンク１２Ｂの２つのタンクがあるものとして説明を続けるが、タンクは１つであってもよいし、３つ以上あってもよい。以下タンク１２Ａを第１タンク１２Ａとし、タンク１２Ｂは第２タンク１２Ｂと呼ぶ。また、第１タンク１２Ａと第２タンク１２Ｂをまとめて呼ぶ場合は単にタンク１２と呼ぶ。

【0019】

タンク１２は、最深部が地表下５ｍ～８ｍ程度に埋設される。タンク１２は、穴の最深部から地表までの高さがあるものが好適に利用できるが、完全に地中に埋設されるタンク１２を排除しない。例えば、円筒状のタンク（側壁と底面を有する。）は好適に利用できる。

【0020】

タンク１２の底には水温計１４が設けられる。第１タンク１２Ａ、第２タンク１２Ｂそれぞれの水温計１４を水温計１４Ａ、水温計１４Ｂとする。水温計１４は、１つのタンク１２に複数個設けられるのが望ましい。ここでは、深い方からα、β、・・・と名付ける。例えば第１タンク１２Ａは深い方から水温計１４Ａα、水温計１４Ａβである。第２タンク１２Ｂも同様に水温計１４Ｂα、水温計１４Ｂβが設けられる。水温計１４を１つのタンク１２に複数個設けるのは、熱交換が進んで、水温が上がった時に、雨水にどの程度まで置き換えられたかを知るためである。ここでは、水温計１４はαとβの２つある場合について説明する。しかし３つ以上あってもよいし、１つであってもよい。

【0021】

第１タンク１２Ａ、第２タンク１２Ｂそれぞれの水温計１４Ａおよび水温計１４Ｂのαの位置とβの位置の水温計１４をまとめて呼ぶ場合は、水温計１４α、水温計１４βなどと呼ぶ。

【0022】

最も深い位置に配置される水温計１４αは、タンク１２の底にほぼ近い位置に設ける。この付近の水から熱交換器１０に向けて水を送るので、その水の温度を知る必要があるからである。水温計１４αより高い位置（タンク１２の浅い位置）に配置される水温計１４βは、後述するように雨が降って、タンク１２内の水が底から順次置き換わる際の位置を知るためのものである。

【0023】

熱交換された水はタンク１２の上方に戻されるため、タンク１２内の水は上方から下方に向かって徐々に温度が上がる。雨が降った際に、タンク１２内の水よりも雨水の方が温度が低ければ、タンク１２の底から雨水に置き換わり、水温計１４βの水温が雨水と同じになれば、水温計１４βの位置までは雨水に置き換わったことを示すこととなる。これは、タンク１２中の水を雨水で冷却したと言える。

【0024】

タンク１２には、汲み上げ配管１６が設けられる。汲み上げ配管１６は、その吸水口１６ｉが最も深い位置に設けた水温計１４αの位置から少し上の間に配置される。汲み上げ配管１６は第１タンク１２Ａおよび第２タンク１２Ｂそれぞれに設けられ、汲み上げ配管１６Ａおよび汲み上げ配管１６Ｂと呼ぶ。また、これらの吸水口１６ｉをそれぞれ、吸水口１６Ａｉおよび吸水口１６Ｂｉとする。

【0025】

つまり、吸水口１６Ａｉおよび吸水口１６Ｂｉはそれぞれ、第１タンク１２Ａおよび第２タンク１２Ｂの最深部に配置された水温計１４Ａαおよび水温計１４Ｂα程度の位置から少し上の位置までの間に配置される。

【0026】

汲み上げ配管１６は、汲み上げポンプ１８に接続される。汲み上げポンプ１８からは送水管２０で、屋内の熱交換器１０に水が送られる。より詳しく言うと、送水管２０は熱交換器１０の入水口１０ａに接続される。

【0027】

また、熱交換器１０の出水口１０ｂには、排水管２２が接続される。排水管２２は、タンク１２の戻り配管２４に接続される。

【0028】

タンク１２が第１タンク１２Ａと第２タンク１２Ｂの２個存在する場合、汲み上げ配管１６は、汲み上げ配管１６Ａと汲み上げ配管１６Ｂの２系列が存在する。そこで、汲み上げポンプ１８と、汲み上げ配管１６Ａと汲み上げ配管１６Ｂを切り替える汲み上げ配管切り替え器４０が設けられる。また、排水管２２に対して、それぞれのタンク１２の戻り配管２４Ａおよび戻り配管２４Ｂへの切換を行うために、戻り配管切り替え器４２が設けられる。

【0029】

戻り配管２４の出水口２４ｏは、タンク１２の上部に配置される。タンク１２に戻ってくる水は、屋内での熱交換によって、温度が上がっているので、深い部分にある冷たい水と熱交換を回避するためである。

【0030】

排水管２２とタンク１２毎にある戻り配管２４は、戻り配管切り替え器４２で接続が切り替えられる。なお、本発明に係る冷房システム１では、水を汲み上げたタンク１２に熱交換後の水を戻す。したがって、汲み上げ配管切り替え器４０と戻り配管切り替え器４２は同一のタンク１２の汲み上げ配管１６および戻り配管２４に接続するように連動して動作する。

【0031】

また、本発明に係る冷房システム１には、雨水を各タンク１２に注入する雨水供給配管２８が備えられる。雨水供給配管２８は、雨水収集器Ｒｃに接続される。雨水収集器Ｒｃの形態は特に限定されない。例えば、漏斗であってもよいし、建屋Ｈの屋根の樋であってもよい。雨水供給配管２８は雨水収集器Ｒｃに接続され、雨水をタンク１２に流す。

【0032】

なお、雨水の温度を測定する雨水温度計２６が備えられる。雨水温度計２６は、雨水の水温が測定できれば、雨水収集器Ｒｃに設けられてもよいし、雨水供給配管２８の途中に設けられていてもよい。

【0033】

また、雨水供給配管２８には雨水供給バルブ３０（Ｒバルブ３０とも呼ぶ。）も備えられる。雨水供給バルブ３０が開くと、雨水収集器Ｒｃからの雨水がそれぞれのタンク１２に供給される。

【0034】

雨水供給配管２８の出水口２８ｏは、汲み上げ配管１６の吸水口１６ｉよりも深い位置に設けられる。タンク１２の底にある水から雨水に置き換えるためである。より具体的には、第１タンク１２Ａでは、雨水供給配管２８の出水口２８Ａｏは、汲み上げ配管１６Ａの吸水口１６Ａｉより下方に配置され、第２タンク１２Ｂでは、雨水供給配管２８の出水口２８Ｂｏは、汲み上げ配管１６Ｂの吸水口１６Ｂｉより下方に配置される。

【0035】

タンク１２には、オーバーフロードレーン配管Ｄが設けられるのが好ましい。これは、タンク１２に貯留されている水があふれた際に、それを排出するためのものである。オーバーフロードレーン配管Ｄは各タンク１２（第１タンク１２Ａおよび第２タンク１２Ｂ）の開口に近い部分を直列に連結してよいし、別々に設けてもよい。

【0036】

また、本発明に係る冷房システム１には制御器５０が設けられる。制御器５０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）と、メモリおよび入出力装置で構成されるのがよい。ＭＰＵは複数個で構成されていてもよい。複数のプログラムが同時に稼働させることができるためである。

【0037】

制御器５０は、タンク１２中の水温計１４、雨水温度計２６と接続され、タンク１２中の水温計１４とは通知信号ＳＴｔによって、また、雨水温度計２６とは通知信号ＳＴｒによって各水温計１４の値を受信する。なお、水温計１４Ａα、水温計１４Ａβ、水温計１４Ｂα、水温計１４Ｂβの温度の値は、それぞれ通知信号ＳＴｔ１α、通知信号ＳＴｔ１β、通知信号ＳＴｔ２α、通知信号ＳＴｔ２βで制御器５０に通知されるとする。

【0038】

また、制御器５０は、汲み上げポンプ１８には指示信号Ｃｐを、汲み上げ配管切り替え器４０および戻り配管切り替え器４２には指示信号Ｃｓで、また雨水供給バルブ３０には指示信号Ｃｖを送り、その動きを制御する。なお、制御器５０は、使用可能なタンクのリストである使用可能タンクリスト５２を保有する。

【0039】

＜冷房システムの動作＞
次に本発明に係る冷房システム１の動作について説明する。以下の説明では、タンク１２の番号を変数とする際には「Ｋ」を使う。例えば、タンク１２の一番深い水温計１４αによる水温はＴｔＫαと表される。これはＫ＝１（Ｔｔ１α）なら第１タンク１２Ａの水温計１４Ａαによる水温であるし、Ｋ＝２（Ｔｔ２α）ならば、第２タンク１２Ｂの水温計１４Ｂαによる水温であることを表す。

【0040】

図５には制御器５０の処理フローを示す。冷房システム１をスタートさせると（ステップＳ１００）、終了判断を行う（ステップＳ１０２）。終了判断は、利用者がシステムのスイッチを切断するといった、人為的な方法が好ましい。なお、タイマー（図示せず）で、自動的にスイッチを入り切りしてもよい。

【0041】

終了と判断されたら（ステップＳ１０２のＹ分岐）、冷房システム１は停止する（ステップＳ１０４）。なお、本発明はタンク中の水を循環させることで屋内の温度を下げるので、予め屋内温度とタンク１２中の水の温度Ｔｔを比較し、その差が一定値以下であれば、冷房システム１を稼働させない若しくは、稼働できない理由を表示するという動作をいれてもよい。

【0042】

次に「雨＋使用タンク」処理を行う（ステップＳ１０６）。この処理は、図６に別途サブルーチンとして示した。この処理を簡単に説明すると雨が降り、一定の条件を満たしていれば図１の雨水供給バルブ３０が開き、雨水をタンク１２に貯留する。また、タンク１２が複数個ある場合に、使用可能なタンクのマーキングを行う。ここで使用可能なタンクのマーキングとは、その時点で使用できるタンクを調べ、使用可能タンクリスト５２に蓄積することである。

【0043】

ここで「使用可能タンク」とは、タンク１２の底の水温であるＴｔα（Ｔｔ１αあるいはＴｔ２α）が所定の温度Ｔｈ１より低い状態になっているタンク１２をいう。貯留している水がこのような温度であれば、屋内を好適に冷房できるからである。所定の温度Ｔｈ１は冷房システム１が設置された場所で多少変わるが、年間の平均気温程度であるのが好ましい。例えば広島地方であれば２２℃～２５℃がＴｈ１に当たる。

【0044】

したがって、ステップＳ１０６を通過すると、雨が降って、その雨が利用可能（その条件は図６で詳説する。）であれば、タンク１２に導入され、また、常に使用可能なタンクが何番のタンクかがわかっている。

【0045】

図５を再度参照して、次に使用可能なタンクの有無を確認する（ステップＳ１０８）。これは使用可能タンクリスト５２を見ることで確認することができる。そして、使用できるタンクとポンプを繋ぐ（ステップＳ１１０）。

【0046】

図２は、タンクが２本ある場合で、第１タンク１２Ａが選択され、汲み上げポンプ１８と接続された状態を示す。接続された配管は太線で表した。第１タンク１２Ａが選択されるとは、制御器５０からの指示信号Ｃｓによって、汲み上げ配管切り替え器４０と戻り配管切り替え器４２が第１タンク１２Ａの汲み上げ配管１６Ａと汲み上げポンプ１８を接続させ、排水管２２と戻り配管２４Ａを接続させることである。

【0047】

再度図５を参照する。タンク切換（ステップＳ１１０）が完了したら、汲み上げポンプ１８をＯＮにする（ステップＳ１１２）。これによって、図２の太線で示したように、第１タンク１２Ａの底から汲み上げ配管１６Ａ、汲み上げ配管切り替え器４０、汲み上げポンプ１８、熱交換器１０の入水口１０ａ、熱交換器１０の出水口１０ｂ、排水管２２、戻り配管切り替え器４２、戻り配管２４Ａというパスで第１タンク１２Ａ中の水が循環し、屋内を冷房する。

【0048】

再度図５を参照する。ポンプをＯＮにしたら（ステップＳ１１２）、次に再度雨＋使用タンクの工程（ステップＳ１１４）を行う。そして、第１タンク１２Ａの底に備えられた水温計１４Ａによる水温（ＴｔＫα：Ｋ＝１）が所定温度Ｔｈ１より高いか否かを判断する(ステップＳ１１６）。第１タンク１２Ａから汲み上げる水は汲み上げ配管１６Ａの吸水口１６Ａｉのあるタンク底の水である。したがって、この部分の水の水温ＴｔＫαが所定温度Ｔｈ１以上であれば、屋内での冷房効果を得られないので、この判断を行う。

【0049】

水温計１４Ａαによる水温（ＴｔＫα）が所定温度Ｔｈ１より高くなければ（ステップＳ１１６のＮ分岐）、第１タンク１２Ａの水はまだ使用できると判断し、ステップＳ１１２を繰り返す。ここで、ステップＳ１１４の雨＋使用タンクの工程を繰り返すのは、ステップＳ１１２からステップＳ１１６の間は第１タンク１２Ａの水を使い切るまで続くので、その間に雨が降った場合の処理をここで行うためである。

【0050】

また、水温計１４Ａαによる水温（ＴｔＫα：Ｋ＝１）が所定温度Ｔｈ１より高くなったら（ステップＳ１１６のＹ分岐）、すでにステップＳ１１４の雨＋使用タンクの工程で第１タンク１２Ａは、使用不可のタンクに割付られる。第１タンク１２Ａは、以後の処理において、雨＋使用タンクの工程（ステップＳ１０６若しくはステップＳ１１４）が実行される毎に、水温が測定され、所定温度Ｔｈ１より水温が低くなるまで使用不可のタンクとして扱われる。逆に言えば、第１タンク１２Ａの水温が所定温度Ｔｈ１より低くなれば、第１タンク１２Ａは使用可タンクとして扱われる。このような割付の切換は、使用可能タンクリスト５２の第１タンク１２Ａの欄に「使用不可」、若しくは「使用可」と記録することで行われる。

【0051】

水温計１４Ａαによる水温（ＴｔＫα）が所定温度Ｔｈ１より高くなったら（ステップＳ１１６のＹ分岐）、汲み上げポンプ１８をＯＦＦにし（ステップＳ１１８）、終了判断（ステップＳ１０２）に戻る。

【0052】

そして、処理が継続する場合（ステップＳ１０２のＮ分岐）は、再度、雨＋使用タンクの工程（ステップＳ１０６）を行い、使用タンクの有無を確認する（ステップＳ１０８）。ここでは、第１タンク１２Ａは使用不可になっているので、第２タンク１２Ｂが選択される（ステップＳ１０８のＹ分岐）。

【0053】

そしてタンク切換が行われる（ステップＳ１１０）。図３は第１タンク１２Ａから第２タンク１２Ｂに切り替えられた状態を示している。第２タンク１２Ｂが選択されるとは、制御器５０からの指示信号Ｃｓによって、汲み上げ配管切り替え器４０と戻り配管切り替え器４２が第２タンク１２Ｂの汲み上げ配管１６Ｂと汲み上げポンプ１８を接続させ、排水管２２と戻り配管２４Ｂを接続させることである。

【0054】

再度図５を参照して、タンク１２が切り替えられたら（ステップＳ１１０）、汲み上げポンプ１８をＯＮにする（ステップＳ１１２）。これによって、図３の太線で示したように、第２タンク１２Ｂの底から汲み上げ配管１６Ｂ、汲み上げ配管切り替え器４０、汲み上げポンプ１８、熱交換器１０の入水口１０ａ、熱交換器１０の出水口１０ｂ、排水管２２、戻り配管切り替え器４２、戻り配管２４Ｂというパスで第２タンク１２Ｂ中の水が循環し、建屋Ｈを冷房する。

【0055】

雨＋使用タンクの工程（ステップＳ１１４）が実行された後、水温計１４Ｂαによる水温（ＴｔＫα：Ｋ＝２）が所定温度Ｔｈ１より高いか否かが判断される（ステップＳ１１６）。水温計１４Ｂαによる水温（ＴｔＫα：Ｋ＝２）が所定温度Ｔｈ１より高くない場合（ステップＳ１１６のＮ分岐）は、ステップＳ１１２から繰り返し、高い場合（ステップＳ１１６のＹ分岐）は、汲み上げポンプ１８をＯＦＦにし（ステップＳ１１８）終了（ステップＳ１０２）に戻る。

【0056】

＜雨＋使用タンクの工程＞
雨＋使用タンクの工程（ステップＳ１０６およびステップＳ１１４）の処理を図６に示す。雨＋使用タンクの工程（ステップＳ１０６およびステップＳ１１４）がスタートしたら、雨が降っているか否かを判断する（ステップＳ２００）。この判断の方法は特に言及されない。雨水収集器Ｒｃに水検出器などを付与したり、雨水温度計２６に水検出能力を付与するといった方法が考えられる。

【0057】

雨が降っていなければ（ステップＳ２００のＮ分岐）、雨水供給バルブ３０（Ｒバルブ３０）を閉める（ステップＳ２０６）に飛ぶ。雨が降っていれば（ステップＳ２００のＹ分岐）、雨水の温度Ｔｒと現在使用されているタンクの底の水温ＴｔＫαの温度を比較する（ステップＳ２０２）。そして雨水の温度Ｔｒの方がタンクの底の水温ＴｔＫαより低ければ（ステップＳ２０２のＹ分岐）、雨水供給バルブ３０（Ｒバルブ３０）を開く（ステップＳ２０４）。そして、処理をステップＳ２０８まで飛ばす。

【0058】

つまり、このサブルーチンは、雨水温度Ｔｒがタンクの底の水温ＴｔＫαより高くなるか、雨が止まない限り、雨水供給バルブ３０は開いたままである。

【0059】

次にステップＳ２０８に移る。ここでｎ＝１は変数の初期化である。そしてｎ番目のタンクの底の水温Ｔｔｎαが所定値Ｔｈ１より低いか否かを判断する（ステップＳ２１０）。もし、低ければ（ステップＳ２１０のＹ分岐）、ｎ番目のタンクは使用可能であると使用可能タンクリスト５２に記載する（ステップＳ２１４）。そうでない場合（ステップＳ２１０のＮ分岐）は、ｎ番目のタンクは使用不可能であると使用可能タンクリスト５２に記載する（ステップＳ２１２）。

【0060】

そして、全タンクをチェックし終わったか否かを判断し（ステップＳ２１６）、終わっていなければ（ステップ２１６のＮ分岐）、ｎをインクリメントし（ステップＳ２１８）、ステップＳ２１０に処理を戻す。全タンクのチェックが終了したら（ステップＳ２１６のＹ分岐）、サブルーチンを抜ける（ステップＳ２２０）。

【0061】

図５を再度参照する。「雨＋使用タンクの工程」は、ステップＳ１０６と、ステップＳ１１４で実行されるが、ほぼ間断なく実行される。したがって、雨が降ってきたと判断できれば、ほぼ遅れることなく図６の雨水供給工程が実行される。

【0062】

図４は第１タンク１２Ａが選択されている時に雨が降ってきた場合を示す。熱交換器１０に第１タンク１２Ａから水を供給ししている際であれば、ステップＳ１１４で「雨＋使用タンクの工程」が実行される。図６を合わせて参照すると、雨が降ってきたと判断したら（ステップＳ２００のＹ分岐）、次に雨水の温度Ｔｒと第１タンク１２Ａの底水温度ＴｔＫα（Ｋ＝１）を比較する（ステップＳ２０２）。

【0063】

そして雨水の温度の方が第１タンク１２Ａの底水温度ＴｔＫαより低ければ、雨水供給バルブ３０を開く（ステップＳ２０４）。この際は、第２タンク１２Ｂの底にも雨水は供給される。この工程は、雨が降っており、雨水の温度Ｔｒの方が第１タンク１２Ａの底水温度ＴｔＫαより低いうちは継続される。雨水はタンク１２の底に供給されるので、タンク１２の縁からは水がオーバーフローするが、それらは、オーバーフロードレーン配管Ｄによって排出される。

【0064】

以上のように本発明に係る冷房システム１では、雨水の温度Ｔｒがタンク１２の底水温度Ｔｔαよりも低ければ、タンク１２の底に雨水を供給するので、タンク１２の上部にある熱交換によって温められた水を押出し、タンク１２内の水を冷たい雨水に置き換えることができる。

【0065】

なお、例えば、図６のステップＳ２１０でタンク１２の底水温度Ｔｔｎα（ｎ番目のタンク１２の底水温度）を所定値Ｔｈ１と比較しているが、底よりも上の水温であるＴｔｎβと比較してもよい。このようにすることで、底から水温計１４βまでの体積の水は、使用可能であることを推定できるからである。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、タンクに貯留した雨水を使って屋内を冷房する冷房システムとして好適に利用できる。

【符号の説明】

【0067】

１ 冷房システム
１０ 熱交換器
１０ａ 入水口
１０ｂ 出水口
１２ タンク
１２Ａ 第１タンク
１２Ｂ 第２タンク
１４ 水温計
１４Ａ 水温計
１４Ａα 水温計
１４Ａβ 水温計
１４Ｂ 水温計
１４Ｂα 水温計
１４Ｂβ 水温計
１４α 水温計
１４β 水温計
１６ 汲み上げ配管
１６Ａ 汲み上げ配管
１６Ｂ 汲み上げ配管
１６ｉ 吸水口
１８ 汲み上げポンプ
２０ 送水管
２２ 排水管
２４ 戻り配管
２４ｏ 出水口
２６ 雨水温度計
２８ 雨水供給配管
２８ｏ 出水口
３０ 雨水供給バルブ
４０ 汲み上げ配管切り替え器
４２ 戻り配管切り替え器
５０ 制御器
５２ 使用可能タンクリスト
Ｈ 建屋
Ｒｃ 雨水収集器
Ｄ オーバーフロードレーン配管
ＳＴｔ 通知信号
ＳＴｒ 通知信号
Ｃｐ 指示信号
Ｃｓ 指示信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】