JP2009019806A - 放射パネル - Google Patents

Abstract

【課題】放射パネルに熱媒体流通管を容易に取り付けることができると共に、熱媒体流通管と放射パネルとの密着性が良好で優れた放射効率を有する放射パネルを提供することである。
【解決手段】放射パネルは、熱媒体が流れる熱媒体流通管と、熱媒体流通管内を流れる熱媒体から受熱してその熱を放射するパネル本体とを備えている。パネル本体は、熱媒体流通管を嵌合させることが可能な凹部を有する管受け部と、該管受け部に一体的に形成され前記凹部を挟む両側から上方に延出される一対の管押え部とを備え、管受け部に熱媒体流通管が嵌合された状態で、一対の管押え部が折り曲げられて熱媒体流通管をその上部側から押さえ込んで、熱媒体流通管が固定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、病院、高齢者施設、図書館等の各種建物内の空間内に設置されて熱放射により冷暖房を行う放射パネルに関する。

室内に設置される冷暖房装置としては、従来、冷水または温水等の熱媒をファンコイルに流し、このファンコイルにより空気を冷却または加熱し、これにより得られた冷気または暖気をファンにより強制的に循環させることによって室内の冷暖房を行ういわゆる強制対流空調によるものが主流であった。この強制対流空調による冷暖房では、ドラフトと呼ばれる局所的な気流が人体にあたって過度に温冷感を与えることにより快適性が損なわれたり、気流を強制的に発生させるためのファンによる騒音を伴うといった問題がある。

そこで、室内の調温等を行うための空気調和システムとして、例えば図１０に示すように、室内Ｒの天井に配設される放射パネル１０１と、この放射パネル１０１面に沿って走るように設けられたパイプ１０２よりなる熱媒体流路とを備え、この熱媒体流路内に熱媒体を流通させて放射パネル１０１を冷却または加熱し、この放射パネル１０１と人体との間で直接的に放射熱交換を行うことによって室内Ｒの冷暖房を行うようにした、いわゆる放射空調方式を利用した空気調和システムが提案されている（例えば特許文献１等参照）。上記のような放射空調による空気調和システムによれば、気流を強制的に発生させずに冷暖房を行うため、ドラフトによる不快感や騒音の問題を解消することができ、さらに、強制対流空調の場合に比して、熱媒の温度をより外気温に近くなるように（即ち、冷水をより高温に、温水をより低温に）設定しても十分な冷暖房効果が得られるため、省エネルギーの冷暖房装置とすることができるという利点もある。

特開平７−１９５３３号公報

ところで、上記のような天井放射パネルにおいては、熱媒体流通管をパネル本体に取り付ける態様としては、パネル本体と熱媒体流通管との密着性が高く、両者の間の伝熱性が良好であることが必要である。
そこで、上記放射空調においては、熱媒体流路を構成するパイプを例えばろう付け等の方法によってパネル本体に取り付けるようにするのが一般的であるが、この構造ではパイプがパネル本体に線的に接触した状態で固定されるため接触面積が少なく、このためパイプとパネル本体との間でのヒートロスが大きく熱伝導が十分になされ難い。

そこで、例えば前記特許文献１では、図１１に示すように、パネル本体１０１面上に断面Ｕ字形状のパイプ受け部１０３を設け、このパイプ受け部１０３にパイプ１０２を嵌め込み、この後さらにパイプ固定部材１０４を嵌め込むようにしてパイプ１０２を固定する構造が開示されている。
上記のようなパイプ１０２の取付構造によれば、パイプ１０２の外周面がパイプ受け部１０３に面的に接触した状態で固定されるため接触面積が大きく、したがってヒートロスが少なく熱伝導性を良好とすることができる。

しかしながら、上記パイプ受け部１０３を介して取り付けられる構造の場合、パイプ固定部材１０４を予め準備しておく必要があり、製造コストが高くなるという問題がある。また、パイプの取り付けには手間を要する。

そこで、従来から、特許文献１に開示のパイプの固定構造（当該従来例）と同程度の熱伝導性を確保しつつ、製造コストを低く抑えることができ、且つパイプの固定作業が容易である放射パネルが所望されていた。

本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものであり、その目的は、熱媒体流通管と放射パネルとの密着性が良好で優れた放射効率を有すると共に、製造コストが安価であり、且つ、放射パネルに熱媒体流通管を容易に取り付けることができる放射パネルを提供することである。

本発明のうち請求項１記載の発明は、熱媒体が流れる熱媒体流通管と、熱媒体流通管内を流れる熱媒体から受熱してその熱を放射するパネル本体とを備えた放射パネルであって、前記パネル本体は、熱媒体流通管を嵌合させることが可能な凹部を有する管受け部と、該管受け部に一体的に形成され前記凹部を挟む両側から上方に延出される一対の管押え部とを備え、前記管受け部に熱媒体流通管が嵌合された状態で、前記一対の管押え部が折り曲げられて熱媒体流通管をその上部側から押え込んで、熱媒体流通管が固定されてなることを特徴とする。

上記の如く、一対の管押え部を折り曲げることにより、熱媒体流通管をその上部側から押え込んで熱媒体流通管が固定されるので、熱媒体流通管をパネル本体に容易に取り付けることができる。従って、従来例のようなパイプ固定部材を準備しておく必要がなく、製造コストを低減できる。しかも、熱媒体流通管はその下側部分が管受け部に嵌合され、上側部分は一対の管押え部により押さえ込まれているので、熱媒体流通管とパネル本体の接触面積が大きく、その結果、熱伝導性が良好で優れた放射効率を有する。従って、従来例と同程度の熱伝導性を確保しつつ、製造コストが安価であり、且つ熱媒体流通管をパネル本体に容易に取り付けることができる放射パネルを実現できる。
なお、管受け部の凹部形状は熱媒体流通管が嵌まり込めばよいので、熱媒体流通管の断面形状、例えば円形、楕円、四角形であれば、その断面形状に応じた形状であればよい。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の放射パネルであって、前記一対の管押え部の一方には係合部が形成され、前記一対の管押え部の他方には前記係合部に係合する被係合部が形成されていることを特徴とする。

上記の如く、管押え部同士が係合することにより、熱媒体流通管がパネル本体に強固に固定されると共に、その固定状態が保持される。

本発明によれば、管受け部に熱媒体流通管が嵌合された状態で、一対の管押え部が折り曲げられて熱媒体流通管をその上部側から押さえ込んで、熱媒体流通管が固定されてなることにより、従来例と同程度の熱伝導性を確保しつつ、製造コストが安価であり、且つ熱媒体流通管をパネル本体に容易に取り付けることができる放射パネルを実現できる。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る放射パネルが天井面に取付けられた状態を示す断面図、図２は図１の一部を拡大した断面図、図３は放射パネルの平面図である。

図１において、天井放射パネルユニット１は、複数の放射パネル２が平面状に並設されて構成されている。この放射パネル２は天井下地材３に固定されており、天井下地材３は吊り下げ手段４によって天井面５に吊り下げられた構造となっている。なお、吊下げ手段４は、天井下地材３、野縁受け２１、吊りボルト２２、及びハンガー金物２３等で構成される。

放射パネル２は、図２に示すように、熱媒体としての冷水（又は温水）が流れる熱媒体流路を構成する熱媒体流通管６と、熱媒体流通管６を流れる冷水（又は温水）から受熱してその熱を放射するパネル本体７とを備えている。熱媒体流通管６は、図３に示すように、直管部分６ａと湾曲管部分６ｂとからなり、パネル本体７の表面（図１の上面）に添って適宜曲げられＳ字状に蛇行した状態で敷設されている。この熱媒体流通管６は、典型的にはアルミニウム管やアルミニウム合金管が用いられる。その他、銅管、樹脂管等を用いてもよい。さらに、アルミニウム管の内面及び外面がポリエチレンで被覆された３重構造であってもよい。

パネル本体７はアルミニウムの押出成形により形成されたものであり、薄板状であって、且つ、複数の凹部８と凸部９が等しいピッチで連続した波型状に成形されている。本実施の形態では、凹部８はパネル本体７の幅方向（図１の左右方向）に４個設けられている。凹部８は半円状に形成されており、熱媒体流通管６の直管部分６ａの下半円部が前記凹部８（熱媒体流通管６が嵌り込む凹部８は、後述する管受け部１１に相当する。）に嵌り込んでいる。なお、熱媒体流通管６の放射パネルユニット１全体における敷設状態は、図３に示すように、パネル本体７毎に１つの凹部８に熱媒体流通管６の直管部分６ａが嵌り込み、隣接する熱媒体流通管６同士は湾曲管部分６ｂで連結されて蛇行状に敷設されている。そして、湾曲管部分６ｂはパネル本体７裏面（図１の上面）から若干上方に傾斜して凹部８から凸部９に乗り上げた状態で敷設されている。

また、パネル本体７は、図４に示すように、熱媒体流通管６を嵌合させることが可能な凹部１０を有する管受け部１１と、該管受け部１１に一体的に形成され前記凹部１０を挟む両側から上方に延出される一対の管押え部１２ａ，１２ｂとを備えている。そして、熱媒体流通管６をパネル本体７に固定するに際して、先ず、管受け部１１に熱媒体流通管６を嵌合させ、この状態で管押え部１２ａ，１２ｂを内側に折り曲げて、図２に示すように、熱媒体流通管６をその上部側から押さえ込んで熱媒体流通管６を固定する。

なお、管押え部１２ａ，１２ｂには、その対向する先端部に固定手段を設けるようにしてもよい。そのようにすれば、熱媒体流通管６のバネル本体７への固定状態が強固となり、この強固な固定状態を維持することができるからである。

この固定手段としては、例えば、図５に示すように、管押え部１２ａの先端部に予め先端方向に張り出した凸状の係合部１３ａを形成し、管押え部１２ｂの先端部に、予め係合部１３ａに係合する溝状の被係合部１３ｂを形成しておき、管押え部１２ａ，１２ｂが折り曲げられた状態で、係合部１３ａを被係合部１３ｂに係合させた状態とする。これにより、熱媒体流通管６のバネル本体７への固定状態が強固となる。

また、他の固定手段としては、例えば、図６に示すように、管押え部１２ａの先端部内側面には、複数の凸状の係合部１３ａを熱媒体流通管６の延在方向に間隔をあけて形成し、管押え部１２ｂの先端部外側面には、凸状の係合部１３ａに係合する凹状の被係合部１３ｂを複数形成しておき、管押え部１２ａ，１２ｂが折り曲げられた状態で、係合部１３ｂを被係合部１３ａに係合させた状態とする。これにより、熱媒体流通管６のバネル本体７への固定状態が強固となる。

また、パネル本体７の幅方向（図１の左右方向）の一方の側には、図２に示すように、パネル中心側に水平方向に延出する第１の係合部１５と、この第１の係合部１５に接続し天井下地材３に接触してタッピングねじ１６によってねじ止めされる固定部１７とが設けられている。また、パネル本体７の幅方向の他方側には水平方向に延出する第２の係合部１８が設けられている。

天井下地材３に放射パネル２を取り付けに当たっては、管受け部１１に熱媒体流通管６を嵌合させ、この状態で管押え部１２ａ，１２ｂを内側に折り曲げて、熱媒体流通管６をその上部側から押さえ込んで熱媒体流通管６を固定する。次いで、パネル本体７の固定部１７をタッピングねじ１６で天井下地材３にねじ止めする。次いで、このパネル本体７の第１の係合部１５に次のパネル本体１１の第２の係合部１８を係合させ、固定部１７をねじ止めにより天井下地材３に固定する。そして、上記の工程を順次繰り返して所定の数量の放射パネル２を天井下地材３に取り付ける。こうして、複数の放射パネル２からなる天井放射パネルユニット１が天井下地材３を介して天井面５に取り付けられる。

また、パネル本体７の第１の係合部１５に次のパネル本体７の第２の係合部１８を係合させ、固定部１７をねじ止めにより天井下地材３に固定するので、図２に示すように、固定部１７の下方を第２の係合部１８が覆うことになり、室内側からパネル本体７を見た場合に、ねじ１６が第２の係合部１８によって隠されるので、室内の美観が損なわれることがない。

このようにして配設された天井放射パネルユニット１においては、冷房の場合は、熱媒体流通管６の入り口６Ａ（図３参照）から冷水を通水することにより、パネル本体７が冷却され、人体等から放出された輻射熱を吸収する。また、暖房の場合は、熱媒体流通管１６の入り口６Ａから温水を通水することにより、パネル本体７が暖められ、室内に輻射熱を放出する。パネル本体７で熱交換された冷水（温水）は、出口６Ｂ（図３参照）から例えば空冷チラーに戻され、所定の温度に冷却又は加熱されて、熱媒体流通管６内を循環する。

（実施の形態２）
図７は実施の形態２に係る放射パネルの構造を示す断面図である。この実施の形態２は上記実施の形態１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付す。上記実施の形態１では、パネル本体１１は、凹部１２凸部１３が連続した波型状に形成されたものが用いられたが、本実施の形態２では、凹凸のない平坦状に形成されたパネル本体７が用いられる。
（その他の事項）

（１）管受け部１１と熱媒体流通管６との間に、熱伝導率の良い接着剤（又は樹脂）を介在させるようにしてもよい。管押え部１２ａ，１２ｂを折り曲げて熱媒体流通管６をその上部側から押さえ込んで熱媒体流通管６を固定した場合であっても、管受け部１１と熱媒体流通管６との間に僅かの間隙が生じる場合もあり、そのような場合には熱伝導性が劣る。そこで、上記のように熱伝導率の良い接着剤（又は樹脂）を介在させることにより、更に熱伝導性を向上でき、放射効率の向上した高性能の放射パネルを実現できる。

（２）一対の管押さえ部１２ａ，１２ｂの両側側部に、図８及び図９に示すように、突起部３５を設けるようにしてもよい。このようにすれば、管押さえ部１２ａ，１２ｂを折り曲げる際にペンチ等の工具の引っ掛かりを容易にすることができる。

本発明は、病院、高齢者施設、図書館等の各種建物内における空間内の調温および調湿を行うための空気調和システムに広汎に適用することが可能である。

実施の形態１に係る放射パネルが天井面に取付けられた状態を示す断面図。 図１の一部を拡大した断面図。 放射パネルの平面図。 管押え部が折り曲げられていない状態の放射パネルの断面図。 管押え部の先端に設けられた固定手段の一例を示す図。 管押え部の先端に設けられた固定手段の他の一例を示す図。 実施の形態２に係る放射パネルの断面図。 実施の形態１に係る放射パネルに突起部３５を設けた例を示す断面図。 実施の形態２に係る放射パネルに突起部３５を設けた例を示す断面図。 従来の冷暖房装置の一例を示す模式斜視図。 図１０の冷暖房装置におけるパイプの取付構造を示す概略断面図。

符号の説明

１：放射パネルユニット ２：放射パネル
５：天井面 ６：熱媒体流通管
７：パネル本体 １０：凹部
１１：管受け部 １２ａ，１２ｂ：管押え部
１３ａ：係合部 １３ｂ：被係合部

Claims (2)

1. 熱媒体が流れる熱媒体流通管と、熱媒体流通管内を流れる熱媒体から受熱してその熱を放射するパネル本体とを備えた放射パネルであって、
   前記パネル本体は、熱媒体流通管を嵌合させることが可能な凹部を有する管受け部と、該管受け部に一体的に形成され前記凹部を挟む両側から上方に延出される一対の管押え部とを備え、
   前記管受け部に熱媒体流通管が嵌合された状態で、前記一対の管押え部が折り曲げられて熱媒体流通管をその上部側から押え込んで、熱媒体流通管が固定されてなることを特徴とする放射パネル。
2. 前記一対の管押え部の一方には係合部が形成され、前記一対の管押え部の他方には前記係合部に係合する被係合部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の放射パネル。