JP2012007852A - Pneumatic radiation panel device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、放射(輻射)と対流の双方の機能を備えた空気式放射パネル装置に関する。 The present invention relates to a pneumatic radiant panel device having both radiation (radiation) and convection functions.
空気調和において、温度調節された調和空気を送風する対流方式では、気流が大きく不快感を与えるため、放射熱を利用した放射方式と対流方式とを併せ持った空気調和装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この空気調和装置は、放射パネルの表面・放射面に複数の通気孔が形成され、放射パネルの表面を所定温度にして放射空調を行うとともに、通気孔から調和空気を流して対流空調を行うものである。 In air conditioning, an air conditioning apparatus having both a radiation method using radiant heat and a convection method is known in the convection method that blows temperature-conditioned conditioned air because the airflow is greatly uncomfortable (for example, , See Patent Document 1). This air conditioner has a plurality of ventilation holes on the surface and radiation surface of the radiant panel, performs radiant air conditioning with the radiant panel surface at a predetermined temperature, and performs convection air conditioning by flowing conditioned air from the vent holes It is.
ところで、放射パネルのチャンバには、ダクトが接続され、このダクトから送られた調和空気が、チャンバ内を流れて放射パネルの各通気孔から流出される。すなわち、ダクトの接続部位に対する各通気孔の位置関係が異なるため、調和空気が各通気孔から均等に流出されずに、放射パネルの温度が均等にならない。このように、放射パネル全面から調和空気が均等に流出されないため、適正な放射効果や対流効果が得られないことになる。 By the way, a duct is connected to the chamber of the radiant panel, and conditioned air sent from the duct flows through the chamber and flows out from each vent hole of the radiant panel. That is, since the positional relationship of each vent hole with respect to the connection part of the duct is different, the conditioned air is not evenly discharged from each vent hole, and the temperature of the radiating panel is not equalized. Thus, since conditioned air does not flow out uniformly from the entire surface of the radiation panel, an appropriate radiation effect and convection effect cannot be obtained.
そこでこの発明は、放射パネルの全面から空気をほぼ均等に流出させることが可能な空気式放射パネル装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a pneumatic radiant panel device capable of allowing air to flow out almost uniformly from the entire surface of the radiant panel.
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、温度調節された調和空気がダクトから送られ、前記調和空気による放射熱を利用して放射空調を行う空気式放射パネル装置であって、略直方体の箱型で内部がひとつの空間であり、前記ダクトが接続されるダクト接続部が背面側に設けられ、前記ダクト接続部に対向する面である放射パネルに、前記調和空気を外部に流出させる吹出し孔が、所定の開孔率になるように複数形成されたパネル本体と、前記パネル本体内に設けられ、前記パネル本体内の調和空気の流れを制御して、前記調和空気を前記各吹出し孔から均等に流出させる均等化手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この発明によれば、パネル本体のダクト接続部に接続されたダクトから調和空気が送られると、パネル本体の放射パネルで放射空調が行われるとともに、放射パネルの各吹出し孔から調和空気が外部に流出され、対流空調が行われる。このとき、均等化手段によって、パネル本体内の調和空気の流れが制御され、調和空気が各吹出し孔から均等に流出される。 According to the present invention, when conditioned air is sent from the duct connected to the duct connection portion of the panel body, radiant air conditioning is performed in the radiating panel of the panel body, and conditioned air is sent to the outside from each outlet hole of the radiating panel. Outflow and convection air conditioning are performed. At this time, the flow of the conditioned air in the panel main body is controlled by the equalizing means, and the conditioned air flows out from each blowout hole evenly.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の空気式放射パネル装置において、前記均等化手段は、多孔質で前記調和空気の流れを抑制し、前記パネル本体の内部空間全体をほぼ満たす多孔質体である、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the pneumatic radiating panel device according to the first aspect, the equalizing means is porous and suppresses the flow of the conditioned air, and substantially fills the entire internal space of the panel body. It is a porous body.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の空気式放射パネル装置において、前記多孔質体に、蓄熱作用を備える、ことを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the pneumatic radiant panel device according to the second aspect, wherein the porous body has a heat storage action.
請求項1に記載の発明によれば、均等化手段によって、パネル本体内の調和空気の流れが制御され、調和空気が各吹出し孔から均等に外部に流出される。このため、放射パネルの表面温度が全面にわたって均等になり、適正な放射効果が得られるとともに、適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。しかも、所定の開孔率になるように吹出し孔が形成されているため、放射パネルからの放射効果を適正に維持することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the flow of the conditioned air in the panel body is controlled by the equalizing means, and the conditioned air is evenly discharged to the outside from the respective blowing holes. For this reason, the surface temperature of the radiating panel becomes uniform over the entire surface, and an appropriate radiating effect can be obtained, and an appropriate and comfortable convection effect can be obtained. Moreover, since the blowout holes are formed so as to have a predetermined aperture ratio, it is possible to appropriately maintain the radiation effect from the radiation panel.
請求項2に記載の発明によれば、パネル本体の内部空間全体をほぼ満たす多孔質体で、均等化手段が構成されているだけであるため、構成が簡易で、組み付けや取り扱いも容易である。また、パネル本体の内部空間全体を多孔質体でほぼ満たすため、内部空間に空隙がなく、パネル本体の厚み(背面側と放射パネルとの距離)を薄くすることができ、さらに、吸音(防音)効果や断熱効果を得ることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、多孔質体に蓄熱作用を備えるため、ダクトからの調和空気の供給が停止された場合などでも、一定時間放射効果を維持することが可能となり、消費エネルギを削減することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, since the porous body has a heat storage action, the radiation effect can be maintained for a certain period of time even when the supply of conditioned air from the duct is stopped. Can be reduced.
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
(実施の形態1)
図1は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置1を示す断面図である。この空気式放射パネル1は、温度調節された調和空気がダクト100から送られ、調和空気による放射熱を利用して放射空調を行うパネルであり、パネル本体2と、多孔質体(均等化手段)3とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pneumatic
パネル本体2は、金属製で厚みが薄い直方体の箱型で、内部がひとつの空間となっている。つまり、内部空間には仕切りなどがなく、区切られていない。また、背面板21の中央部には、ダクト100が接続される円筒状のダクト接続部22が設けられ、このダクト接続部22に対向する面である放射パネル23には、複数の吹出し孔2aが形成されている。この吹出し孔2aは、調和空気を外部に流出させることができる大きさの孔で、かつ、放射パネル23が所定の開孔率になるように形成されている。
The
具体的には、パネル本体2の長さが2000mm、幅(図面上の奥行き)が500mmで、直径10mmの吹出し孔2aが、ピッチ25mmで放射パネル23の全面に形成されている。このような吹出し孔2aの形成により、放射パネル23の開孔率が11.8%となり、所定の放射効果が確保されるようになっている。
Specifically, the
このようなパネル本体2は、この実施の形態では、放射パネル23とその他の部分であるチャンバとに、分割可能となっているが、背面板21とその他の部分で分割可能としてもよい。
In this embodiment, such a
多孔質体3は、パネル本体2内に設けられ、パネル本体2内の調和空気の流れを制御して、調和空気を各吹出し孔2aから均等に流出させるものである。具体的には、多孔質で調和空気の流れを抑制するスポンジ状で、薄板状のフィルタから構成され、一箇所のダクト接続部22から流入した調和空気が、直接(即座)に放射パネル23に達せずに、図中水平方向に広がって、放射パネル23の全面からほぼ均等に流出するようになっている。また、多孔質体3の厚みは、パネル本体2の内厚H1のほぼ半分に設定されている。すなわち、この実施の形態では、内厚H1が100mmで、放射パネル23側を基準面(配設面)として、ダクト接続部22に対向する多孔質体3の中央部が60mmで、その他の部分が40mmに設定されている。
The porous body 3 is provided in the panel
次に、このような構成の空気式放射パネル装置1の作用について説明する。
Next, the operation of the pneumatic
パネル本体2のダクト接続部22にダクト100を接続し、ダクト100から冷風や温風の調和空気を送ると、調和空気がパネル本体2内および多孔質体3を通過して放射パネル23に伝わり、放射パネル23の表面から放射・輻射作用によって放射空調が行われる。これとともに、放射パネル23の各吹出し孔2aから調和空気が外部に流出・放出され、対流空調が行われる。このとき、上記のように、多孔質体3によって、放射パネル23全面の各吹出し孔2aから、ほぼ均等に調和空気が流出されるものである。
When the
以上のように、この空気式放射パネル装置1によれば、多孔質体3によって調和空気が、放射パネル23の全面からほぼ均等に外部に流出される。このため、放射パネル23の表面温度が全面にわたって均等になり、適正な放射効果が得られるとともに、適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。しかも、上記のような開孔率に設定されているため、放射パネル23からの放射効果を適正に維持することが可能となる。また、放射パネル23の表面温度が全面にわたって均等になるため、温度ムラがなく放射能力が向上し、放射パネル23の面積を小さくすることが可能となり、この結果、空気式放射パネル装置1の製造費、設置費用を低減することが可能となる。さらには、冷風で放射パネル23の表面温度を例えば20℃にする場合、温度ムラがないため、通常の空冷に比べて吹出し温度を1〜2℃高くすることが可能となり、冷凍機の蒸発温度が上昇し、冷凍機の省エネルギ化を図ることができる。
As described above, according to the pneumatic
ここで、このような効果を確認した検証結果について説明する。ここで、放射パネル23の表面を下向きにして、空気式放射パネル装置1を水平に位置させた場合について説明する。
Here, the verification result confirming such an effect will be described. Here, the case where the pneumatic
まず、図2に示すように、放射パネル23を幅方向に3つのラインP1〜P3に分け、各ラインP1〜P3上の300mm間隔のポイント(図中×印)で、放射パネル23の表面から100mm下方の位置を、風速を測定する風速ポイント、つまり微風速計の配置位置とした。また、図3に示すように、放射パネル23の表面を幅方向に4つのラインP4〜P7に分け、各ラインP4〜P7上の300mm間隔のポイント(図中黒丸印)を、表面温度を測定する温度ポイント、つまり熱電対の配置位置とした。そして、冷風の温度を16℃、温風の温度を34℃とし、ダクト100からの供給量・風量を2m3/分とした。
First, as shown in FIG. 2, the radiating
このような測定条件の下、ダクト100から冷風を供給した場合、各風速ポイントにおける風速は、図4に示すように、最も早い中央部(ダクト接続部22周辺)でも、0.4m/秒程度であり、その他の風速ポイントでは、ほぼ0.2m/秒以下であった。同様に、ダクト100から温風を供給した場合、各風速ポイントにおける風速は、図5に示すように、最も早い中央部でも、0.3m/秒以下であり、その他の風速ポイントでは、ほぼ0.1m/秒以下であった。このように、冷風時および温風時において、放射パネル23の全面でほとんどドラフトを感じない程度の風速であり、かつほぼ均等な風速であることが確認された。
When cold air is supplied from the
また、ダクト100から冷風を供給した場合の、供給開始前、開始30分後および開始60分後の各温度ポイントの温度を、図6〜8に示す。この結果から、放射パネル23の全面において、大きな温度差がなく(約±1℃)、温度がほぼ均一であることが確認された。同様に、ダクト100から温風を供給した場合の、供給開始前、開始30分後および開始60分後の各温度ポイントの温度を、図9〜11に示す。この結果から、温風時にも、放射パネル23の全面において、大きな温度差がなく(約±1℃)、温度がほぼ均一であることが確認された。
Moreover, the temperature of each temperature point before supply start, 30 minutes after the start, and 60 minutes after the start when cold air is supplied from the
さらに、この実施の形態では、均等化手段が多孔質体3で構成されているだけであるため、構成が簡易で、組み付けや取り扱いも容易である。しかも、多孔質体3を配設するだけのスペースをパネル本体2内に備えればよいため、パネル本体2の内厚H1を薄くすることができ、空気式放射パネル装置1を天井裏や壁などに容易に配設することが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, since the equalizing means is only composed of the porous body 3, the configuration is simple, and assembly and handling are easy. In addition, since the
また、調和空気を均等に流出させるために、クリーンルームで行われている高静圧のフィルタを用い、気流の動圧を静圧に変換する方法では、フィルタの静圧が100Paなどと高く(フィルタの圧損が高く)、送風機モータの消費電力が多い。これに対して、この実施の形態では、低い静圧でも調和空気を均等に流出させることが可能、例えば、放射パネル23の給気側と吹出し側の差圧が7Pa程度でも均等に流出させることが可能で、省エネルギ化を図ることができる。
In addition, in order to allow the conditioned air to flow out evenly, a high static pressure filter used in a clean room is used to convert the dynamic pressure of the airflow into static pressure, and the filter static pressure is as high as 100 Pa (filter The pressure loss of the blower motor is high). In contrast, in this embodiment, the conditioned air can be evenly flowed out even at a low static pressure. For example, even if the pressure difference between the air supply side and the blowout side of the radiating
(実施の形態2)
図12は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置10を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が実施の形態1と異なり、実施の形態1と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略し、以降の実施の形態についても同様とする。
(Embodiment 2)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the pneumatic
この実施の形態では、均等化手段が第2の多孔質体4で構成されている。この第2の多孔質体4は、実施の形態1における多孔質体3と同様に、多孔質で調和空気の流れを抑制するスポンジ状のフィルタから構成されているとともに、蓄熱作用を備えている。また、パネル本体2の内部空間全体を満たすように、その厚みが設定されている。すなわち、パネル本体2の内厚H2は、実施の形態1における内厚H1のほぼ半分で、その内厚H2と同寸法に第2の多孔質体4の厚みが設定されている。換言すると、パネル本体2内に流入した調和空気が、図中水平方向に広がって、放射パネル23の全面から均等に流出するのに要する厚みに、第2の多孔質体4の厚みH2が設定され、この厚みH2と同寸法にパネル本体2の内厚も設定されている。これにより、パネル本体2と第2の多孔質体4との間に、空隙が生じないようになっている。
In this embodiment, the equalizing means is constituted by the second porous body 4. Like the porous body 3 in the first embodiment, the second porous body 4 is composed of a sponge-like filter that suppresses the flow of conditioned air and has a heat storage function. . Moreover, the thickness is set so that the whole internal space of the panel
この実施の形態によれば、上記のように、第2の多孔質体4の厚みと同寸法にパネル本体2の内厚が設定されているため、パネル本体2の厚みを薄くすることができ、しかも、パネル本体2の内部空間に空隙がないため、吸音(防音)効果や断熱効果を得ることができる。さらには、第2の多孔質体4に蓄熱作用を備えるため、調和空気の供給が停止された場合などでも、蓄えられた熱エネルギによって、一定時間放射効果を維持することが可能となり、消費エネルギを削減することが可能となる。
According to this embodiment, as described above, since the inner thickness of the
(実施の形態3)
図13は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置20を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が、複数のガイド板51〜53で構成されている。
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a pneumatic
すなわち、これらのガイド板51〜53は、板状で、実施の形態1の吹出し孔2aと同等な吹出し孔5aが、複数パンチング加工されている。また、第1のガイド板51と第2のガイド板52は、図中パネル本体2の背面板21の端部から斜め下方に向くように配設され、第3のガイド板53は、ダクト接続部22に対向して水平に、かつ、ガイド板51、52との間に隙間が形成されるように配設されている。
That is, these
これらのガイド板51〜53は、支持材(図示せず)によって支持、配設され、ダクト接続部22から流入した調和空気が、ガイド板51〜53によって水平方向に拡散され、放射パネル23の全面から均等に流出するようになっている。このように、この実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、ガイド板51〜53によって調和空気が、放射パネル23の全面からほぼ均等に外部に流出され、適正な放射効果および適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。
These
(実施の形態4)
図14は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置30を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が、プロペラ6で構成されている。
(Embodiment 4)
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a pneumatic
このプロペラ6は、複数の羽根を有し、図中ダクト接続部22の直下に羽根が位置した状態で、回転自在に配設されている。そして、プロペラ6が回転することで、ダクト接続部22から流入した調和空気が、水平方向に拡散され、放射パネル23の全面から均等に流出するようになっている。ここで、プロペラ6は、モータによって回転させてもよいし、ダクト接続部22からの調和空気によって回転させるようにしてもよい。
The propeller 6 has a plurality of blades, and is rotatably disposed in a state where the blades are positioned directly below the
このように、この実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、プロペラ6によって調和空気が、放射パネル23の全面からほぼ均等に外部に流出され、適正な放射効果および適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。
As described above, according to this embodiment, as in the first embodiment, the conditioned air is almost uniformly discharged from the entire surface of the radiating
(実施の形態5)
図15は、この実施の形態に係る空気式放射パネル装置40を示す断面図である。この実施の形態では、均等化手段が、スライドダンパ7で構成されている。
(Embodiment 5)
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a pneumatic
このスライドダンパ7は、中空の円錐形で、各壁面に、実施の形態1の吹出し孔2aと同等な吹出し孔7aが、複数パンチング加工されている。このようなスライドダンパ7が、その頂部がダクト接続部22に対向するように配設され、ダクト接続部22から流入した調和空気が、スライドダンパ7によって水平方向に拡散され、放射パネル23の全面から均等に流出するようになっている。このように、この実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、スライドダンパ7によって調和空気が、放射パネル23の全面からほぼ均等に外部に流出され、適正な放射効果および適正で快適な対流効果を得ることが可能となる。
The slide damper 7 has a hollow conical shape, and a plurality of
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態1、2では、スポンジ状の多孔質体3、4を用いているが、繊維状の多孔質体を用いてもよく、また、多孔質体3、4の厚みや空隙率を配設部位に応じて変え、放射パネル23全面からより均等に調和空気を流出させるようにしてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, in the first and second embodiments, the sponge-like porous bodies 3 and 4 are used. However, a fibrous porous body may be used, and the thickness and porosity of the porous bodies 3 and 4 may be used. May be changed according to the arrangement site, and the conditioned air may flow out more uniformly from the entire surface of the
1、10、20、30、40 空気式放射パネル装置
2 パネル本体
21 背面板
22 ダクト接続部
23 放射パネル
2a 吹出し孔
3 多孔質体(均等化手段)
4 第2の多孔質体(均等化手段)
51〜53 ガイド板(均等化手段)
6 プロペラ(均等化手段)
7 スライドダンパ(均等化手段)
100 ダクト
DESCRIPTION OF
4 Second porous body (equalization means)
51-53 Guide plate (equalizing means)
6 Propeller (equalization means)
7 Slide damper (equalization means)
100 duct
Claims (3)
略直方体の箱型で内部がひとつの空間であり、前記ダクトが接続されるダクト接続部が背面側に設けられ、前記ダクト接続部に対向する面である放射パネルに、前記調和空気を外部に流出させる吹出し孔が、所定の開孔率になるように複数形成されたパネル本体と、
前記パネル本体内に設けられ、前記パネル本体内の調和空気の流れを制御して、前記調和空気を前記各吹出し孔から均等に流出させる均等化手段と、
を備えることを特徴とする空気式放射パネル装置。 A temperature-adjusted conditioned air is sent from a duct, and is a pneumatic radiant panel device that performs radiant air conditioning using radiant heat from the conditioned air,
An approximately rectangular parallelepiped box-shaped interior with a single space, a duct connection part to which the duct is connected is provided on the back side, and the conditioned air is exposed to the outside on the radiation panel that faces the duct connection part. A plurality of panel bodies formed so that the blowout holes to flow out have a predetermined opening ratio;
Equalizing means provided in the panel main body, controlling the flow of conditioned air in the panel main body, and causing the conditioned air to flow out from each of the blowout holes;
A pneumatic radiant panel device comprising:
The pneumatic radiant panel device according to claim 2, wherein the porous body has a heat storage function.
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