JP2008298402A - 放射冷暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】暖房空気をバイパスさせて流通し、短時間で快適室内空間を得ることが可能な空調システムを提供する。
【解決手段】吹き出しダクト３をダンパー９で分岐し、ヘッダー１０を中央部に設け、分岐した吹き出しダクト３ｂと中央部に設けたヘッダー１０と接続することで風の流通経路を短くすることができ、空気循環風路５を通過する温風の熱低下を低減させることができ、短時間で放射パネル面温度を快適な温度に到達させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱放射を行う天井面や壁面より、快適な温熱環境を提供する放射冷暖房システムに関するものである。

従来、この種の放射冷暖房システムは、天井部分の空気循環風路の一方の端にある入り口からもう一方の端にある出口方向へ向けて熱交換された冷暖房空気を流し、冷暖房空気と熱交換された天井材の放射パネルからの放射により室内を快適な温熱環境にしている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、特許文献１に記載された放射冷暖房システムの斜視図を示すものである。図３に示すように、放射冷暖房システム１は熱源２で熱交換された冷温風空気を送風手段（図示せず）によって吹き出しダクト３より吹き出し、天井部分の空気循環風路の一方の端にある入口側ヘッダー４に導入し、天井部分の冷暖房空気循環風路５を通過する間に冷温風空気が天井部分の放射パネルと熱交換される。次に冷温風空気は出口側ヘッダー６に導入され、吸込み側ダクト７より熱源２へと循環する。このような放射冷暖房システムで天井暖房を行った性能を示す実験データを図２に示す。図２からわかるように入口天井表面の温度と出口天井表面温度では５℃以上の差があることがわかる。
特開平５−１４９５８６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、図３から明らかなように冷暖房空気が冷暖房空気循環風路内部を通過する間に入口側の放射パネル表面と出口側の放射パネル表面で必ず温度差が発生し、その温度差は熱源からの送風方向が一定である限り常に一方が高く他方が低くなるものである。また、暖房運転時の天井放射パネル温度は、３０℃程度が室温の快適になる温度であるが、冬の外気温度が低い場合、放射パネル面が３０℃以上に到達するには時間がかかり、それまでの間、居住者が快適感を得られない、という課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、短時間で放射パネル面温度を快適な温度にするよう、暖房空気を空気循環風路内部に送り、室内を快適な空間にすることを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の放射冷暖房システムは、天井材または壁材の裏面に形成され適切に断熱された冷暖房空気循環風路と、前記冷暖房空気循環風路に循環させる冷暖房空気を熱交換する熱源と、前記冷暖房空気を循環させる送風手段と、前記冷暖房空気循環風路の曲がり箇所に設けられたヘッダーと、前記冷暖房空気循環風路を循環する前記冷暖房空気で熱交換される天井材または壁材の放射パネルから成る放射暖房システムであって、前記放射パネルの中央部付近の前記冷暖房空気循環風路に配設された中央ヘッダーに前記熱源からの空気循環風路をバイパスさせたものである。

これによって、空気循環風路を適宜切り替えて入口側の放射パネル表面と出口側の放射パネル表面との温度差を小さくして、短時間で放射パネル面温度を快適な温度に到達させ得る。

本発明の放射冷暖房システムは、短時間で放射パネル面温度を快適な温度にするよう、暖房空気を空気循環風路内部に送り、室内を快適な空間にすることができる。

第１の発明は、天井材または壁材の裏面に形成され適切に断熱された冷暖房空気循環風路と、前記冷暖房空気循環風路に循環させる冷暖房空気を熱交換する熱源と、前記冷暖房空気を循環させる送風手段と、前記冷暖房空気循環風路の曲がり箇所に設けられたヘッダーと、前記冷暖房空気循環風路を循環する前記冷暖房空気で熱交換される天井材または壁材の放射パネルから成る放射暖房システムであって、前記放射パネルの中央部付近の前記冷暖房空気循環風路に配設された中央ヘッダーに前記熱源からの空気循環風路をバイパスさせたことにより、空気循環風路を適宜切り替えて入口側の放射パネル表面と出口側の放射パネル表面との温度差を小さくして、短時間で放射パネル面温度を快適な温度に到達させることができる。

第２の発明は、特に第１の発明の空気循環風路を、冷暖房開始時はバイパス回路を遮断して空気循環風路の冷暖房空気を通常循環し、放射パネルの中央部付近の温度に応じて、バイパス回路を使用して空気循環風路の冷暖房空気をバイパス循環させることにより、空気循環風路を適宜切り替えて入口側の放射パネル表面と出口側の放射パネル表面との温度差を小さくして、短時間で放射パネル面温度を快適な温度に到達させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における放射冷暖房システムを示す垂直断面図である。

図１において、放射冷暖房システム１は、天井材裏面に形成され適切に断熱された冷暖房空気循環風路と、冷暖房空気循環風路に循環させる冷暖房空気を熱交換する熱源２と、送風手段によって冷暖房空気を熱源２から吹き出す吹き出しダクト３および３ａと、冷暖房空気循環風路の曲がり箇所に設けられたヘッダー４、６と、天井裏の冷暖房空気循環風路５を循環する冷暖房空気で熱交換される天井材の放射パネル８から構成される。

吹き出しダクト３および３ａの間にはダンパー９があり、このダンパー９を切り替えることによって、吹き出しダクト３から吹き出される冷暖房空気が、吹き出しダクト３ａから入口ヘッダー４へ導入され天井裏の空気循環風路５を通過し、放射パネル８を暖めながら出口ヘッダー６へ導入され吸込みダクト７、熱源２へと循環する通常循環と、吹き出しダクト３ｂから中央ヘッダー１０へ導入され天井裏の空気循環風路５を通過し、放射パネル８を暖めながら出口ヘッダー６へ導入され吸込みダクト７、熱源２へと循環するバイパス循環とに切り替えられる。

尚、本実施の形態では、どちらか一方の循環経路を選択するようにしているが、ダンパーを弁等にして、適当な比率で通常循環とバイパス循環とに冷暖房空気を分流させてもよい。

まず、通常循環状態で、放射暖房システム１の運転を開始する。入口ヘッダー４と出口ヘッダー６間の空気循環風路長は約２．４ｍ、リモコンの設定温度は３０℃であり、最初の立ち上がり時は最大周波数で運転され、吹き出し温度も最大で約５５℃まで上昇し、放射パネル面の表面温度は上昇する。この通常循環状態のままであれば、放射パネル面全体
が３０℃以上に到達するまで、約９０分かかる。

これを空気循環風路５中央の放射パネル面が３０℃に到達した時点で（約６９分程度）、吹き出しダクト３および３ｂから中央ヘッダー１０へ導入され空気循環風路５を通過し、放射パネル８を暖めながら出口ヘッダー６へ導入され吸込みダクト７、熱源２へと循環するバイパス循環に切り換えると６９分時点で空気循環風路５の出口部温度は約２９℃であり後１℃上げればよいだけである。

バイパス循環に切り換えると流通経路は短くなり、吹き出し温度も高くなる。高くなったことで空気循環風路５を加熱する効果はさらによくなる。また、暖房空気は空気循環風路５の中央から出口側の半分だけを加熱するが、出口部分は通常循環で既に２９℃まで温められているため、約５分程度で３０℃に到達することができるためトータルで約７４分かかり通常循環時よりも１６分時間短縮できることになる。

また、空気循環風路５を通過する暖房空気の温度を検知するサーミスタセンサー１１ａ、１１ｂを、空気循環風路５の中央部と出口部の両方の放射パネル面に設置し、サーミスタセンサー１１ａの温度が低い場合は通常循環、サーミスタセンサー１１ｂの温度が低い場合はバイパス循環を選択しダンパー９を自動で切り換えができるようにしておくと常に放射パネル面は３０℃以上で保たれることになる。

以上のように、本実施の形態においては、天井材の裏面に形成され適切に断熱された冷暖房空気循環風路と、冷暖房空気循環風路に循環させる冷暖房空気を熱交換する熱源と、冷暖房空気循環風路の曲がり箇所に設けられた入口ヘッダーと出口ヘッダーと、冷暖房空気循環風路を循環する冷暖房空気で熱交換される天井材の放射パネルから成る放射暖房システムであって、放射パネルの中央部付近の冷暖房空気循環風路に配設された中央ヘッダーに熱源からの空気循環風路をバイパスさせたことにより、空気循環風路を適宜切り替えて入口側の放射パネル表面と出口側の放射パネル表面との温度差を小さくして、短時間で放射パネル面温度を快適な温度に到達させることができる。

また、冷暖房開始時はバイパス回路を遮断して空気循環風路の冷暖房空気を通常循環し、放射パネルの中央部付近の温度に応じて、ダンパー切り換えにより、バイパス回路を使用して空気循環風路の冷暖房空気を、吹き出しダクト→入口ヘッダー→空気循環風路→出口ヘッダー→熱源の通常循環と吹き出しダクト→中央ヘッダー→空気循環風路→出口ヘッダー→熱源のバイパス循環させることができ、最初は通常循環で空気循環風路の入り口から中央部分までの加熱後、ダンパー切り換えでバイパス循環にし、空気循環風路の中央部から出口部までを加熱することで空気循環風路を短時間で加熱し放射パネルを３０℃にすることができて、放射パネル全体が短時間で室内空間を快適にできる温度（３０℃）にすることができる。

また、空気循環風路を通過する暖房空気の熱低下が抑えられ放射パネル面の温度が３０℃到達までの時間が短縮される。

以上のように、本発明にかかる放射冷暖房システムは、快適な温熱環境を形成するもので、住宅の放射冷暖房システムだけでなくオフィスや店舗等の放射冷暖房システムの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における放射冷暖房システムを示す垂直断面図 従来の放射冷暖房システムの性能を示す実験データの特性図 従来の放射冷暖房システムを示す斜視図

符号の説明

１ 放射暖房システム
２ 熱源
３、３ａ、３ｂ 吹き出しダクト
４ 入口ヘッダー
５ 空気循環風路
６ 出口ヘッダー
７ 吸込みダクト
８ 放射パネル
９ ダンパー
１０ 中央ヘッダー
１１ａ、１１ｂ サーミスタセンサー

Claims (2)

1. 天井材または壁材の裏面に形成され適切に断熱された冷暖房空気循環風路と、前記冷暖房空気循環風路に循環させる冷暖房空気を熱交換する熱源と、前記冷暖房空気を循環させる送風手段と、前記冷暖房空気循環風路の曲がり箇所に設けられたヘッダーと、前記冷暖房空気循環風路を循環する前記冷暖房空気で熱交換される天井材または壁材の放射パネルから成る放射暖房システムであって、前記放射パネルの中央部付近の前記冷暖房空気循環風路に配設された中央ヘッダーに前記熱源からの空気循環風路をバイパスさせたことを特徴とした放射冷暖房システム。
2. 冷暖房開始時はバイパス回路を遮断して空気循環風路の冷暖房空気を通常循環し、放射パネルの中央部付近の温度に応じて、バイパス回路を使用して空気循環風路の冷暖房空気をバイパス循環させることを特徴とした請求項１に記載の放射冷暖房システム。

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