JP2008267618A - 冷暖房用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で熱効率が高く、不燃性も高い冷暖房用パネルを提供する。
【解決手段】板状の輻射パネル１２と、輻射パネル１２を貫通する複数の吸音孔１４と、輻射パネル１２の裏面に部分的に配置した金属製の受け具１８を有する。受け具１８は、樹脂製の熱交換パイプ１６を保持している。受け具１８は、輻射パネル１２に重ねられる平坦な均熱板２０と、均熱板２０に立設され熱交換パイプ１６を係止する保持部２２を備える。保持部２２は、熱交換パイプ１６の側面を両側から弾発的に挟持する。輻射パネル１２の、均熱板２０以外の部分には不燃シート２３が敷設されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、屋内の冷房や暖房を輻射熱により行う冷暖房用パネルに関する。

従来、天井に施工する輻射式の冷暖房パネルがあった。このような冷暖房パネルは、金属や石膏ボードで作られた輻射パネルを有し、輻射パネルには複数の吸音孔が貫通して形成されている。輻射パネルの裏面には、樹脂製の熱交換パイプが配置され、この冷暖房パネルを天井に設置し、熱交換パイプに所望の温度の流体を流し、冷暖房を行っている。

樹脂製の熱交換パイプは、加工性が良好であり、軽量でコストが安価という特長があるが、火災が発生したときには、炎が吸音孔から輻射パネルの裏面に進入し、熱交換パイプに引火するおそれがある。引火しなくても、熱により溶けて輻射パネルの吸音孔から漏れる危険性がある。このため、建築基準法及び消防法上の不燃性の認定を得ることができなかった。

この問題を解決するために、特許文献１に開示された天井輻射冷暖房パネルが提供されている。この天井輻射冷暖房パネルは、吸音孔が形成された輻射パネルと熱交換パネルとの間に、不燃シートあるいは不燃板材を介在させている。また、特許文献２に開示されているように、輻射パネルの吸音孔を熱交換パイプとそれを覆った金属製の均熱板以外の部分に形成し、熱交換パイプを輻射パネル裏面と均熱板で挟んで輻射パネル内に設けたものも提案されている。
特開平１０−２２７４９５号公報 特開２００６−１７０５５１号公報

上記従来の技術の場合、熱交換パイプと輻射パネルの間の不燃シートには、熱伝導率が高いセラミックシート等を使用しているので、不燃性シートは金属と比較すると大幅に熱伝導率が落ちるものであった。従って、金属のように確実に効率的に熱を伝えることができず、冷暖房装置としての熱効率が低くなるものであった。

また、特許文献２のように輻射パネルの吸音孔の位置を熱交換パイプの取り付け位置以外に設け、不燃板材として金属板で熱交換パイプを挟持した場合、熱効率は高いが、輻射パネルの加工や施工工数が掛かりコストも高くなり易いものであった。

この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で熱効率が高く、不燃性も高い冷暖房用パネルを提供することを目的とする。

本発明は、板状の輻射パネルと、前記輻射パネルを貫通する複数の吸音孔と、前記輻射パネルの裏面に部分的に配置した金属製の受け具と、前記受け具に保持された樹脂製の熱交換パイプが設けられ、前記受け具は、前記輻射パネルに重ねられる平坦な均熱板と、前記均熱板に立設され前記熱交換パイプを係止する保持部が形成され、前記保持部は前記熱交換パイプの側面を両側から弾発的に挟持するものであり、前記輻射パネルの、前記均熱板が設けられた箇所以外の部分には不燃シートが敷設されている冷暖房用パネルである。

また、前記熱交換パイプは、直線部と曲線部が交互に位置して設けられ、前記受け具は、前記熱交換パイプの直線部に沿って取り付けられる長尺部材であり、前記熱交換パイプの受け具の断面形状は、前記輻射パネルに重ねられる板体である均熱板と、前記均熱板から立設される保持部であり上方が開口する半円状の湾曲部と、前記一対の湾曲部の先端に形成され外側に広がるウイング部が一体に形成されている。

前記均熱板は、前記熱交換パイプの前記直線部に連続して前記曲線部に達し、前記曲線部に達する前記均熱板の端部付近は、前記保持部が取り除かれている。

前記熱交換パイプはガスバリアチューブであり、内周面に位置する層はポリウレタンであり、その外側の層はエチレン−ビニルアルコール共重合体（以下、ＥＶＯＨと言う。）であり、その外側で外周面に位置する層はポリウレタンである。

又は、前記熱交換パイプは、内周面に位置する層がナイロンであり、その外側の層はポリウレタンであり、その外側の層はＥＶＯＨであり、その外側で外周面に位置する層はポリウレタンである。

本発明の冷暖房用パネルは、簡単な構造で熱効率が良好であり、金属製の受け具が確実に熱交換パイプの熱交換流体の温度を輻射パネルに伝えることができる。しかも、受け具以外の部分には不燃シートが設けられ、熱交換パイプに樹脂を使用しても確実に不燃性を確保することができる。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図５はこの発明の第一実施形態を示すもので、この実施形態の冷暖房用パネル１０は、板状の輻射パネル１２が設けられている。輻射パネル１２は、アルミや鉄等の金属、石膏ボード、コンクリートなどで成形され、複数の吸音孔１４が貫通して形成されている。

輻射パネル１２の裏面１２ａには、熱交換パイプ１６が後述する受け具１８を介して設けられている。熱交換パイプ１６は、輻射パネル１２の一方向の幅を横切る直線部１６ａと、輻射パネル１２の端部に達する前に湾曲しながら折り返す曲線部１６ｂが交互に設けられ、連続して蛇行している。

熱交換パイプ１６は、図５に示すように３層構造のガスバリア性チューブであり、内周面に位置する第一層１７はポリウレタンであり、その外側の第二層１９はＥＶＯＨであり、その外側で外周面に位置する第三層２１はポリウレタンである。ＥＶＯＨはガスバリア性が高く、熱交換パイプ１６を通る熱交換流体に空気中の酸素が溶け込むことを防ぐ。ＥＶＯＨは水溶性であるが、ポリウレタンである第一層１７と第三層２１で内外面が覆われているため、熱交換媒体に水を使用しても溶けることはない。また、ＥＶＯＨは硬く割れやすいため、曲線部１６ｂは高温の成形時に曲げて作る。成形後に曲げ加工する場合は、加熱して曲げる。ポリウレタンは、柔らかく変形しやすいため、後述する受け具１８の保持部２２に入れやすい。さらに、ポリウレタンは反発弾性を有するため、後述する保持部２２に入れた後に元に戻り、確実に保持部２２に密着して保持されるため熱効率が良好となる。

輻射パネル１２の裏面１２ａには、熱交換パイプ１６の直線部１６ａを保持する受け具１８が取り付けられている。受け具１８はアルミニウム押出形材等の金属製であり、熱交換パイプ１６の直線部１６ａに沿って取り付けられる長尺部材であり、長手方向の断面形状が一定である。受け具１８の断面形状は、図３に示すように、輻射パネル１２の裏面１２ａに重ねられる板体である均熱板２０が設けられ、均熱板２０の中心には、熱交換パイプ１６を保持する保持部２２が設けられている。保持部２２には、均熱板２０から立設され上方が開口した半円状の湾曲部２２ａが形成され、湾曲部２２ａの先端には、外側に広がるウイング部２２ｂが必要に応じて一体に形成されている。湾曲部２２ａの内周面は、熱交換パイプ１６の外周面に密着する内径に形成され、熱交換パイプ１６の側面を両側から弾発的に挟持するものである。受け具１８が取り付けられる輻射パネル１の裏面１２ａには、接着性を確保するためのプライマー処理が施され、その裏面１２ａに、例えば熱可塑性樹脂のホットメルト接着剤や両面テープで接着されている。また、受け具１８の裏面は、輻射パネル１２の表側から吸音孔１４を介して見えにくいように、黒色に塗られている。

ここで、熱交換パイプ１６の、受け具１８への取付方法について説明する。一対のウイング部２２ｂの間に熱交換パイプ１６を押し付けて、湾曲部２２ａ及び熱交換パイプ１６を弾性変形させ、湾曲部２２ａの間に弾発的に係止させる。このとき、熱交換パイプ１６を、受け具１８の湾曲部２２ａへ押し込む専用の治具を用いてもよい。

輻射パネル１２の裏面１２ａには、受け具１８以外の部分に不燃シート２３が敷設されている。不燃シート２３は、たとえばセラミックシートやグラスウールシート、その他不燃性のシート状のもの等である。不燃シート２３は、図３に示すように、受け具１８の均熱板２０の両側縁部裏面に形成された切り欠き部２０ａに差し込まれて、縁部が保持されている。

次に、冷暖房用パネル１０の使用方法について図４に基づいて説明する。室内の天井に冷暖房用パネル１０を並べて取り付け、このとき輻射パネル１２の裏面１２ａが屋根裏側となるようにする。そして、熱交換パイプ１６の端部どうしを連結部材２４で接続する。複数枚の冷暖房用パネル１０を接続した熱交換パイプ１６の一方の端部を、供給側メインパイプ２６に接続し、他方の端部を戻り側メインパイプ２８に接続する。供給側メインパイプ２６と戻り側メインパイプ２８は、温水器等の熱源３０に接続されている。

熱源３０は、冷暖房用パネル１０の熱交換パイプ１６に所望の温度の熱交換用流体を供給している。熱交換流体は、例えば水である。熱源３０から供給側メインパイプ２６に供給された所定温度の水は、熱交換パイプ１６の一方の端部から供給され、連結部材２４で連結された複数の熱交換パイプ１６を通過して他方の端部から戻り側メインパイプ２８に流れ、熱源３０に戻る。水が熱交換パイプ１６を通過する過程で、輻射パネル１２との間で熱交換を行なう。熱源３０では、再び水を所望の温度に調整し、供給側メインパイプ２６に供給する。

この実施形態の冷暖房用パネル１０によれば、構造が簡単で不燃性があり、確実に熱交換も行うことができる。受け具１８は、熱伝導性が高い金属で作られているため、熱交換パイプ１６と輻射パネル１２の間で受け具１８を介して熱交換が行われ、熱効率が良好である。熱交換パイプ１６に水を通すと、水の温度と圧力で熱交換パイプ１６の径が僅かに太くなり、受け具１８の湾曲部２２ａに熱交換パイプ１６が密着し、より熱効率が上昇する。また、均熱板２０が熱交換パイプ１６に沿って長く設けられ、広い面積で輻射パネル１２に接着されるため、この点からも熱効率が向上する。

また冷暖房用パネル１０は、輻射パネル１２の受け具１８以外の部分は不燃シート２３で覆われているため、不燃性が向上し、火災のときに熱交換パイプ１６に引火したりすることを防ぐ。そして、熱交換パイプ１６に安価な合成樹脂を使用しても、不燃性の認定を得ることができる。

熱交換パイプ１６は三層構造であり、第一層１７と第三層２１はポリウレタンで柔軟性があり加工しやすく、第二層１９はガスバリア性が高いエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）で作られ、循環する水に空気中の酸素が溶けることを防いでいる。水に酸素が溶けないため、連結部材２４等が金属で作られていても腐食することがなく耐久性を持たせることができる。

熱交換パイプ１６は、保持部２２の弾性力で取り付けられ保持されるため、特別な係止装置が不要で簡単な構造である。また、熱交換パイプ１６の取り付けや取り外しが簡単であり、取り付けるときは保持部２２のウイング部２２ｂの間に押圧するだけの簡単な操作で行うことができ、保持部２２のウイング部２２ｂにガイドされて湾曲部２２ａ内側へ簡単に押し込むことができる。ウイング部２２ｂにガイドされることにより、保持部２２に無理な力がかかって破損することが無く、安全である。

なお、熱交換パイプ１６は３層構造以外に、図６に示すように４層構造でもよい。図６に示す熱交換パイプ３２のガスバリアチューブは、内周面に位置する第一層３４はナイロンであり、その外側の第二層３６はポリウレタンである。そして、その外側の第三層３８がＥＶＯＨであり、その外側で外周面に位置する第四層４０はポリウレタンである。第一層３４のナイロンは、水に強いため、金属製の連結部材２４等の耐久性を高めることができる。また、このガスバリアチューブの外側にナイロンを積層したり、ナイロン以外に公知の樹脂を積層することもできる。

次にこの発明の第二実施形態について図７，図８に基づいて説明する。なお、ここで、上記実施形態と同様の部材は同様の符号を付して説明を省略する。この実施形態の冷暖房用パネル４２も、輻射パネル１２の裏面１２ａに、熱交換パイプ１６の直線部１６ａを保持する受け具４４が取り付けられている。受け具４４はアルミニウム押出形材等の金属製であり、熱交換パイプ１６の直線部１６ａに沿って取り付けられる長尺部材であり、長手方向の断面形状が一定である。受け具４４には、輻射パネル１２の裏面１２ａに重ねられる板体である均熱板４６が設けられ、均熱板４６の中心には、保持部２２が設けられている。

保持部２２は、均熱板４６の、熱交換パイプ１６直線部１６ａが位置する部分にのみ設けられ、直線部１６ａを保持している。均熱板４６の長手方向の端部４６ａは、熱交換パイプ１６の直線部１６ａに連続した曲線部１６ｂに接している。曲線部１６ｂに接する均熱板４６の端部４６ａ付近は、保持部２２が取り除かれている。このため曲線部１６ｂは均熱板４６に載せられているだけとなる。曲線部１６ｂの中心部分では均熱板４６から外れて不燃シート２３の上を通過し、隣接する受け具４４の均熱板４６の端部４６ａに再び載り、直線部１６ａとなって保持部２２に保持される。

なお、保持部２２は、熱交換パイプ１６の曲線部１６ｂが曲がる側のみ除去されたものでも良く、この場合も上記と同様の効果を有する。また、保持部２２を除去せずに乗り越えるようにして曲線部１６ｂが隣接する均熱板４６の保持部２２につながるようにしても良い。この場合、保持部２２の除去工数を削減することができる。

この実施形態の冷暖房用パネル４２は、上記実施形態と同様の使用方法で同様の効果を有するものである。熱交換パイプ１６の曲線部１６ｂと輻射パネル１２の間にも均熱板４６が位置しているため、均熱板４６の面積が広くなり、より熱効率が向上する。

次にこの発明の第三実施形態について図９〜図１２に基づいて説明する。なお、ここで、上記実施形態と同様の部材は同様の符号を付して説明を省略する。この実施形態の冷暖房用パネル５０も、輻射パネル１２の裏面１２ａに、熱交換パイプ１６の直線部１６ａを保持する受け具１８が取り付けられている。

この実施形態の熱交換パイプ１６は、輻射パネル１２に固定された受け具１８に対して、１本おきに同じ方向に湾曲して保持部２２に取り付けられている。

この実施形態の冷暖房用パネル５０も、上記の実施形態と同様の使用方法で同様の効果を有するものであり、熱交換パイプ１６の湾曲方向が一定であるため、熱交換パイプ１６の曲がり癖の方向に常に湾曲させることとなり、より容易に曲線部１６ｂの設定を行うことができる。

同様に、図１２に示すように、熱交換パイプ１６の両端部を輻射パネル１２の両側に持ってきても良い。この場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、この発明の冷暖房用パネルは、上記各実施形態に限定されるものではなく、熱交換パイプの配置や形状は適宜設定可能なものであり、熱交換パイプの配置や蛇行や湾曲させる回数も変更可能である。輻射パネルの形状や大きさ、吸音孔の間隔等も適宜選択可能である。輻射パネルや不燃シートの素材や厚みは、適宜変更可能であり、冷暖房用パネルの設置場所は天井以外に壁等の適宜の場所に適用可能である。熱交換パイプは、ガスバリア性を高めるために、外周面にアルミ蒸着等の処理を行ってもよい。

この発明の第一実施形態の冷暖房用パネルの正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 この実施形態の冷暖房用パネルの使用方法を示す概略図である。 この実施形態の冷暖房用パネルの熱交換パイプの部分破断斜視図である。 この実施形態の冷暖房用パネルの熱交換パイプの変形例を示す部分破断斜視図である。 この発明の第二実施形態の冷暖房用パネルの正面図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。 この発明の第三実施形態の冷暖房用パネルの正面図である。 図９のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 第三実施形態の冷暖房用パネルの使用方法を示す概略図である。 第三実施形態の熱交換パイプの配置の変形例を示す正面図である。

符号の説明

１０ 冷暖房用パネル
１２ 輻射パネル
１４ 吸音孔
１６ 熱交換パイプ
１６ａ 直線部
１６ｂ 曲線部
１８ 受け具
２０ 均熱板
２２ 保持部
２３ 不燃シート

Claims (5)

1. 板状の輻射パネルと、前記輻射パネルを貫通する複数の吸音孔と、前記輻射パネルの裏面に部分的に配置した金属製の受け具と、前記受け具に保持された樹脂製の熱交換パイプが設けられ、前記受け具は、前記輻射パネルに重ねられる平坦な均熱板と、前記均熱板に立設され前記熱交換パイプを係止する保持部が形成され、前記保持部は前記熱交換パイプの側面を両側から弾発的に挟持するものであり、前記輻射パネルの、前記均熱板が設けられた箇所以外の部分には不燃シートが敷設されていることを特徴とする冷暖房用パネル。
2. 前記熱交換パイプは直線部と曲線部が交互に位置して設けられ、前記受け具は、前記熱交換パイプの直線部に沿って取り付けられる長尺部材であり、前記熱交換パイプの受け具の断面形状は、前記輻射パネルに重ねられる板体である均熱板と、前記均熱板から立設される保持部であり上方が開口する半円状の湾曲部と、前記一対の湾曲部の先端に形成され外側に広がるウイング部が一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷暖房用パネル。
3. 前記均熱板は、前記熱交換パイプの前記直線部に連続して前記曲線部に達し、前記曲線部に達する前記均熱板の端部付近は、前記保持部が取り除かれていることを特徴とする請求項１又は２記載の冷暖房用パネル。
4. 前記熱交換パイプはガスバリアチューブであり、内周面に位置する層はポリウレタンであり、その外側の層はエチレン−ビニルアルコール共重合体であり、その外側で外周面に位置する層はポリウレタンであることを特徴とする請求項１又は２記載の冷暖房用パネル。
5. 前記熱交換パイプはガスバリアチューブであり、内周面に位置する層がナイロンであり、その外側の層はポリウレタンであり、その外側の層はエチレン−ビニルアルコール共重合体であり、その外側で外周面に位置する層はポリウレタンであることを特徴とする請求項１又は２記載の冷暖房用パネル。
   
   

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