JP2003207146A

JP2003207146A - 空調システム

Info

Publication number: JP2003207146A
Application number: JP2002042376A
Authority: JP
Inventors: Takuo Ikeda; 宅穂池田; Minoru Sugimura; 稔杉村; Yoshiro Katsura; 芳郎勝樂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-14
Filing date: 2002-01-14
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】結露とコールドドラフトが防止出来、遠赤外
線と室内の空気の流れを最適化することで、快適で目立
たなくコンパクトに温熱環境を実現できる空調システム
を提供する。【解決手段】面発熱体を備えたカーテンとこれを収容
するカーテンボックス内に電動ファンを内蔵し、カーテ
ンからの遠赤外線とカーテンにより暖められた空気を部
屋全体に強制対流させることの相乗効果で均一で快適な
室内環境を得て、カーテンと窓の間の電動ファンによる
強制対流により結露も防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建築物室内に居住す
る人体にとって快適性に優れる空調システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、日本でも高気密高断熱性に優れた
住宅が開発されるようになり、省エネルギーにて暖房・
冷房が可能になりつつある。現在最も普及している空調
方式は空気の顕熱調整を主たる目的としたエアコン方式
であり、室内の温度を均一に保つために高速の吹き出し
をしているが、人体に高速気流があたる際の不快感が問
題となっている。また、気流の届かない箇所での気温の
不均一性、冬場の窓面冷却によるコールドドラフト及び
結露、室内上下での不快な温度差等については頻繁に指
摘されている通りである。

【０００３】このエアコン技術の問題点である室内気流
及び気温の分布を無くするための空調技術は、近年模索
されているところであり、天井・床の面を加熱・冷却す
る輻射方式（対流を発生させない）や様々な室内気流制
御技術が提案されている。天井や床を用いる輻射空調技
術は、空気を媒体とせず、壁面と人体間を行き交う遠赤
外線（電磁波）を媒体とするために、不快感の問題から
は解放されるが、一般に天井裏や床下に水や空気を流す
ために、スタート時の適切な熱環境の設定に長時間を要
すること、天井裏や床下の施工コストが大きいこと等が
課題となっている。

【０００４】また、人間に対して強い気流が当たらない
ように室内気流を制御する技術としては、センサーで人
間の居る位置を検知してエアコンからの吹き出し気流を
人間に当たらないように制御する技術（三菱電機技報Ｖ
ｏｌ．６８，Ｎｏ．５（１９９４），ｐ４５）や人間の
居る室内下部を避けて天井面を這うように天井付着噴流
を形成して吹き出し口と反対側壁下部から空気を流出さ
せる技術（空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集
（１９９１），ｐ３６９）がある。センサー方式の前者
技術では、エアコンの近くの狭い空間に対しては有効で
あるが、部屋が広い場合や多人数が居る場合には有効な
効果が得られないのが課題である。

【０００５】天井付着噴流方式は、窓面と反対側の壁上
に設置された室内機の吹き出し口から天井面と平行方向
に調整空気を吹き出し、窓壁面側に設置したカーテンあ
るいはロールブラインドの下から窓面との間を通して天
井裏に還流させるものであり、天井裏の施工費等コスト
が高くなる点が課題である。また、吹き出しのある室内
機が設置されている壁面と反対側に吸い込み口があるた
めに、暖房時は室内機設置壁近傍の床面が加熱不足にな
る。特に、居住域への対流が非常に弱いため、居室内で
の上下温度差（足元と頭部での温度差）が大きくなるこ
とが問題になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
課題を解決し、輻射熱の活用と室内空気の流れを最適化
することによって、コールドドラフトと窓の結露の解消
と最小限の気流により快適な温熱環境を実現できる経済
的な空調システムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１による空調シス
テムは、熱源となる電熱カーテンを窓の上部に設けたカ
ーテンボックスから吊り下げて設置し、前記カーテンボ
ックス内に電熱カーテンと窓の間に空気流を生じさせる
ように電動ファンを内蔵させ、前記電熱カーテンにより
加熱された空気と、前記電熱カーテンから輻射される遠
赤外線の双方により室内を暖房する。

【０００８】請求項２による空調システムは、熱源とな
る電熱カーテンを窓の上部に設けたカーテンボックスか
ら吊り下げて設置し、前記電熱カーテンと窓又は窓の下
の壁の間に空気流を生じさせるように電動ファンを内蔵
させ、前記電熱カーテンにより加熱された空気と、前記
電熱カーテンから輻射される遠赤外線の双方により室内
を暖房する。

【０００９】請求項３による空調システムは、電動ファ
ンを汎用型のルームエアコンとし電熱カーテンと汎用型
のルームエアコンを制御する制御器を設けそれぞれの電
力消費割合を居住者の好みにより調整する。

【００１０】請求項４による空調システムは、電熱カー
テンにトルマリン粉末を付加する。

【００１１】請求項５による空調システムは、電熱カー
テンに海藻灰化物粉末を付加する。

【００１２】請求項６による空調システムは、電熱カー
テンにフィトンチッドを付加する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１、図２はこの発明による空調
システムを示す構成図である。図において、１は建物の
窓、２は建物の床、１０は炭素微粒子を発熱体とするカ
ーボン面ヒーター、ニクロム線等による電熱線などをカ
ーテン生地に取り付けた電熱カーテン、１１は遠赤外線
による輻射熱、１７はマイナスイオン、１８はフィトン
チッド、２０は電熱カーテンをカーテンレール等で吊り
下げ支持しているカーテンボックス、３０はカーテンボ
ックス内に設けられた貫流ファン、シロッコファン等に
よる電動ファン、３１は吸い込み流、３２、３３は吹き
出し流、３５は床面に設置されたサーキュレータ、３６
は吹き出し流であり吸い込み流は図示しない側面等から
行っている。４０は貫流ファンを内蔵するヒートポンプ
方式の一般的な汎用型のルームエアコンの室内機であり
室外機は図示を省略している。５０は電気カーペット等
による床暖房装置、５１は遠赤外線による輻射熱、６０
は太陽光発電システム、６１は太陽電池パネル、６２は
太陽光、６３は発電された電流を空調システムに供給す
る電線である。

【００１４】次に図１の動作を説明する。まず、太陽光
発電システム６０又は図示しない商用電源からの電力に
より電熱カーテン１０を発熱させ、カーテンボックス２
０内の電動ファン３０で下向きの吹き出し流３２、３３
を生じさせる。このうち吹き出し流３３により電熱カー
テンの発熱を均一化させ窓１に結露、コールドドラフト
を生じさせなくしている。結露、コールドドラフトの発
生条件は一律ではないので、電熱カーテン１０の発熱量
と吹き出し流３３により、結露、コールドドラフトの発
生させない最低条件を満たした上での暖房の必要量を手
動又は図示しない制御装置でで電力調節する。電熱カー
テン１０は暖房器具としては面積が大きいため比較的低
温の４０℃〜８０℃で十分な暖房効果が得られ、より低
温の方が遠赤外線の波長が長くなり人体に浸透しやすく
なるので室内の窓の近くでは暖房能力を電熱カーテン１
０からの遠赤外線による輻射熱１１を主力にし、吹き出
し流３２は必要最小限なので、縁側でのひなたぼっこの
ように気流を殆ど感じなく喉に優しい体の心から暖まる
ような暖房が得られる。太陽光発電システム６０により
晴天時は新たなランニングコストを発生させずに常時空
調システムに通電しておけるので省エネにも役立つ。

【００１５】次に図２は床用サーキュレータ３５とホッ
トカーペット等による床暖房装置５０を付加したもの
で、部屋が広い場合に均一の暖房を実現するものであ
る。部屋が広い場合に熱源から離れると強力な吹き出し
流３２が必要になるが、暖房された一般的には乾燥状態
の暖気が強く人に当たると乾燥肌となったり、喉、目を
痛め、風邪を引きやすくなったりする。そこで電熱カー
テン１０及び暖気から離れた位置である室内の中央から
窓の反対側のエリアは床暖房装置５０を熱源とし暖気の
空気流である吹き出し流３２は必要最小限とすること
で、乾燥肌、喉、目を痛め、風邪を引きやすくすること
のない空調システムを得ている。

【００１６】次に図３はマイナスイオンと遠赤外線を効
率よく発生させる電熱カーテンを用いた構成図である。
１３は電熱カーテンを発熱させる面ヒータ、１４はトル
マリンを０．１μｍ〜５０μｍ径に破砕したトルマリン
粉末、１５は海藻を４００〜６００℃で２〜６時間焼成
した白色灰化物をＰＨ５〜１４で水抽出し、分離した残
渣を黒色焼成することによって製造した遠赤外線発生体
を０．１μｍ〜５０μｍ径に破砕した海藻灰化物粉末、
１６はこれらを固着させるバインダである。１８はカテ
キン、ヒノキチオール等を含むヒノキ、ヒバ、松、ユー
カリ、柑橘類等の樹木から例えばアルコール抽出の方法
により抽出されたフィトンチッドであり、主としてテル
ペノイドに属する化合物を含み、アルカロイド、樹脂、
有機酸、タンニン酸などの複合体として存在し、図示し
ない電動ファン３０、サーキュレータ３５、室内機４０
に内蔵のフィルタにも付加されていて、抗菌、消臭、森
林浴効果がある。また効果の持続性を望む場合にはフィ
トンチッドを尿素ホルマリン樹脂によりマイクロカプセ
ル化し樹脂バインダにより被付着物に付加すればよい。
遠赤外線発生体である海藻灰化物粉末１５は、その海藻
原料を特に特定するものではなく、褐藻類、緑藻類、紅
藻類のいずれであってもよく、たとえばワカメ、アラ
メ、コンブ、ホンダワラ、アスコフィルム、ヒジキ、ツ
ノマタ、キリンサイ、レッソニアなどが挙げられる。こ
れらは、乾燥させて水分３〜５％として用いることが好
ましい。このような材料を灰化するには、たとえばハン
ター白度が３０以上となるように焼成する。このように
ハンター白度が３０以上に焼成すれば、異臭のないもの
が得られる。そのような焼成条件としては、処理する海
藻乾燥品重量にも依るが、例えば４００〜６００℃で２
〜６時間が好ましい。使用する焼成機としては、電気
炉、燃焼炉、ばい煎機などであってよい。水抽出に用い
る抽出溶媒として、例えば脱イオン水、蒸留水、水道
水、有機酸または無機酸などの酸性水その他の水性溶媒
が挙げられる。また、水抽出溶媒量は特に限定されない
が、例えば灰化物１部につき４〜２０部であってよい。
抽出法としては、通常行われる浸漬法などであってよ
く、１０〜４０℃で１〜２４時間、攪拌を伴って行なう
ことが望ましい。このような抽出が進行すると、抽出液
は、そのミネラル成分のためアルカリ性が強くなるが、
抽出液のＰＨは５〜１４、好ましくは５〜８の範囲に設
定する。ＰＨが５より小さいとＣａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｚｎ
などのミネラルが過剰に抽出されるからである。上記Ｐ
Ｈの調整は、前述の有機酸、無機酸などを適宜添加する
ことにより行なうことができる。抽出液と残渣を分離す
るには、濾過、遠心分離などの公知の手法を採用する。
そして、得られた残渣は、乾燥して粉砕することにより
粉末化することが望ましい。粉末は、２００メッシュを
通過する粒径程度のものであれば、表面積が充分に大き
くなって効率良く遠赤外線を放射するようになり好まし
いものとなる。また、このような残渣を再度４００〜６
００℃、好ましくは５８０℃程度に再度加熱焼成して、
黒色化すればより遠赤外線の放射率が高く好ましいもの
が得られる。

【００１７】この海藻灰化物粉末１５は、多種類の元素
を海水から取り込んでいると考えられる海藻を原料とし
ており、そのような元素の種類の多様性によって比較的
広い波長域で、室温から運転時にかけての電熱カーテン
１０の表面温度である１７〜８０℃といった低温の状態
でも放射率や放射強度が理想的に高い遠赤外線放射体に
なると考えられる。さらにトルマリン粉末１４からは室
温から電熱カーテン１０の表面温度でマイナスイオン１
７を発生させる。もちろんマイナスイオン１７の総量は
高い温度の方が効率よく発生するのであるが、遠赤外線
でトルマリン粉末１４が活性化されるのでマイナスイオ
ン１７がより効率よく発生される。

【００１８】ワカメの芽株を天火で乾燥して水分１２％
となるまで乾燥し、この乾燥物１ｋｇを電気炉に入れて
５００℃で３時間焼成した。この時の灰化物のハンター
白度は３２．１であった。この灰化物１重量部に４重量
部の蒸留水を加えると共に塩酸でＰＨを７．０に調整し
て、２５℃で１時間振とうした後、Ｎｏ．１濾紙で濾過
して残渣を分取した。得られた残渣は、さらに自然乾燥
した後、５８０℃で５〜８分焼成して黒色化し、粉砕機
にて粉砕した後、標準篩２００メッシュを通過させて整
粒し、粉末状の遠赤外線放射体を得た。

【００１９】ここで、得られた遠赤外線放射体の放射強
度および黒体の放射強度をフーリエ変換型赤外線分光光
度計（ＦＴＩＲ）で測定した。測定条件は、黒体および
実施例を３５℃に保ち、両者の波長４．０〜２４．０μ
ｍの放射スペクトルを測定して、両者の放射強度を求め
た。なお、放射強度は、（Ｗ×ｓｒ^−１×ｃｍ^−３）×
１０（式中、Ｗ×ｓｒ^−１×ｃｍ^−２は放射輝度を表わ
す）として求めると、３５℃という低温の条件にもかか
わらず、波長４．０〜２４．０μｍの遠赤外線の放射率
がほぼ９０％以上であり、平均９３％であるという好結
果を得られる。

【００２０】図４はこの発明の一般的な電熱カーテンの
構造図、図５は電熱ロールカーテンの構造図、図６は電
熱バーチカルカーテンの構造図である。図４〜図６にお
いて、１は建物の窓、２は建物の床、１０ａ、１０ｂ，
１０ｃは炭素微粒子を発熱体とするカーボン面ヒータ
ー、ニクロム線等による電熱線などをカーテン生地に取
り付けた電熱カーテン、１２ａ、１２ｂ、１２ｃはカー
テン生地を閉じた場合に電圧のかかる部分同士が接しな
い配置に設けられた電極である。これらの電熱カーテン
１０ａ、１０ｂ、１０ｃを図１〜図３の空調システムに
組み合わせて使用すればよい。

【００２１】特に図２では床用のサーキュレータ３５と
床暖房装置５０を付加したもので、部屋が広い場合にも
できるだけ暖気の強制対流に頼らず遠赤外線の豊富な輻
射熱で人体により快適な暖房環境が得られる。

【００２２】本発明の空調装置では、コールドドラフト
と窓の結露を防止し窓面全体に設けた電熱カーテン１０
と例えば電熱カーペット等の床暖房装置５０の遠赤外線
による輻射熱１１、５１を主体として暖房したので、汎
用型のルームエアコン（上部吸い込み、下部吹き出し）
で生じるような気流が室内の人間に直接強く当たること
はなく、気流感の少ない快適な室内環境が得られた。本
発明の空調装置は、室内全域を温度差を少なく制御し、
人体に直接あたる温風をなくし、不快感の無い快適な空
調を達成するものである。また、発明の構成はこれらに
限られたものでなく、暖房の対象とする部屋の大きさ、
窓の大きさ、位置、窓と部屋の温度差などにより適宜暖
房手段が組み合わせ選択されるべきもので、その構成に
よりそれぞれ効果を発揮する。

【００２３】

【発明の効果】以上のように構成された請求項１の空調
システムは、熱源となる電熱カーテンを窓の上部に設け
たカーテンボックスから吊り下げて設置し、前記カーテ
ンボックス内に電熱カーテンと窓の間に空気流を生じさ
せるように電動ファンを内蔵させ、前記電熱カーテンに
より加熱された空気と、前記電熱カーテンから輻射され
る遠赤外線の双方により室内を暖房するので、コールド
ドラフトと窓の結露を防止し快適な室内温熱の不均一性
の問題からも解放された空調システムが得られる。

【００２４】請求項２の空調システムは、熱源となる電
熱カーテンを窓の上部に設けたカーテンボックスから吊
り下げて設置し、前記電熱カーテンと窓又は窓の下の壁
の間に空気流を生じさせるように電動ファンを内蔵さ
せ、前記電熱カーテンにより加熱された空気と、前記電
熱カーテンから輻射される遠赤外線の双方により室内を
暖房するので、コールドドラフトと窓の結露を防止し快
適な室内温熱の不均一性の問題からも解放された空調シ
ステムが得られる。

【００２５】請求項３の空調システムは、電動ファンを
汎用型のルームエアコンとし電熱カーテンと汎用型のル
ームエアコンを制御する制御器を設けそれぞれの電力消
費割合を居住者の好みにより調整すること居住者の好み
に合わせた空調システムが得られる。

【００２６】請求項４の空調システムは、電熱カーテン
にトルマリン粉末を付加し電気加熱によりトルマリンを
活性化させマイナスイオンを発生させたので、電熱カー
テンの大面積から均一的なマイナスイオンを効果的発生
させられる空調システムが得られる。

【００２７】請求項５の空調システムは、電熱カーテン
に海藻灰化物粉末を付加したので、電熱カーテンの低い
発熱温度でも効率よく健康によい遠赤外線を発生させる
効果がある。

【００２８】請求項６の空調システムは、電熱カーテン
にフィトンチッドを付加したので抗菌消臭作用により電
熱カーテン上に細菌が繁殖しにくくにおいの少ない又森
林浴効果が得られる空調システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る空調システムの全体
を示す概略図である。

【図２】この発明の実施例に係るカーテンボックス付
近の要部詳細図である。

【図３】この発明の実施例に係る空調システムを運転
した場合の状態を示す動作説明図である。

【図４】この発明の実施例に係る一般的なカーテンの
構造図である。

【図５】この発明の実施例に係るロールカーテンの構
造図である。

【図６】この発明の実施例に係るバーチカルカーテン
の構造図である。

【符号の説明】

１０電熱カーテン１１輻射熱１２ａ、１２ｂ、１２ｃ電極１３面ヒータ１４トルマリン粉末１５海藻灰化物粉末１６バインダ１７マイナスイオン１８フィトンチッド２０カーテンボックス３０電動ファン３１吸い込み流３２、３３、３６吹き出し流３５サーキュレータ４０室内機５０床暖房装置５１輻射熱６０太陽光発電システム６１太陽電池パネル６２太陽光６３電線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田宅穂大阪府豊中市蛍池南町３丁目２番17号 (72)発明者杉村稔大阪府大阪市都島区中野町５丁目13番３− 405号 (72)発明者勝樂芳郎兵庫県伊丹市御願塚６丁目９番２号グレイス92−101号Ｆターム(参考） 3L072 AA01 AA04 AB02 AC02 AD02 AD13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空調システムにおいて、熱源となる電熱
カーテンを窓の上部に設けたカーテンボックスから吊り
下げて設置し、前記カーテンボックス内に電熱カーテン
と窓の間に空気流を生じさせるように電動ファンを内蔵
させ、前記電熱カーテンにより加熱された空気と、前記
電熱カーテンから輻射される遠赤外線の双方により室内
を暖房することを特徴とする空調システム。
【請求項２】空調システムにおいて、熱源となる電熱
カーテンを窓の上部に設けたカーテンボックスから吊り
下げて設置し、前記電熱カーテンと窓又は窓の下の壁の
間に空気流を生じさせるように電動ファンを内蔵させ、
前記電熱カーテンにより加熱された空気と、前記電熱カ
ーテンから輻射される遠赤外線の双方により室内を暖房
することを特徴とする空調システム。
【請求項３】前記電動ファンを汎用型のルームエアコ
ンとし電熱カーテンと汎用型のルームエアコンを制御す
る制御器を設けそれぞれの電力消費割合を居住者の好み
により調整することを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の空調システム。
【請求項４】前記電熱カーテンにトルマリン粉末を付
加したことを特徴とする前記請求項１乃至請求項３のい
ずれかに記載の空調システム。
【請求項５】前記電熱カーテンに海藻灰化物粉末を付
加したことを特徴とする前記請求項１乃至請求項４のい
ずれかに記載の空調システム。
【請求項６】前記電熱カーテンにフィトンチッドを付
加したことを特徴とする前記請求項１乃至請求項５のい
ずれかに記載の空調システム。