JP2012225517A - Radiation air conditioning apparatus and dehumidification and humidification air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物用の輻射冷暖房装置であって、特に輻射熱を利用した輻射冷暖房装置および除加湿冷暖房システムに関する。 The present invention relates to a radiant cooling / heating device for buildings, and more particularly to a radiant cooling / heating device and a dehumidifying / humidifying cooling / heating system using radiant heat.
従来の建物用の冷暖房装置として普及しているのは、コンプレッサを内蔵したエアコンが主流である。冷暖房の吹き出し口の取付様式は、壁掛、床置、天井吊り、天井埋込等があり、建物外部にコンプレッサ、凝縮器、ファンが内蔵された室外機を設置している。この構造の冷暖房装置は、ヒートポンプ方式と呼ばれ、媒体を圧縮して高温とし、減圧して低温となる特性を利用したものである。 Air conditioners with built-in compressors are mainly used as conventional air conditioners for buildings. There are wall-mounted, floor-mounted, ceiling-suspended, ceiling-embedded, etc. air-conditioning outlets, and an outdoor unit with a built-in compressor, condenser, and fan is installed outside the building. The air-conditioning apparatus having this structure is called a heat pump system, and utilizes a characteristic that a medium is compressed to a high temperature and decompressed to a low temperature.
ヒートポンプの冷暖房装置は、一般家庭用のエアコンや小中規模の程度までの建物に利用され、さらには室内機を集中コントロールするマルチエアコン等が中大規模な建物で利用されている。その他に、大規模建物の冷暖設備としては、電動冷凍機、電気ボイラーや化石燃料を利用したボイラー、直焚き冷温水発生機等があり、必要に応じてファンコイルユニットを利用し室内へ冷温風を送風している。さらにまた、環境問題を重視した太陽熱、地熱、地下水等の自然エネルギーを利用も開発されてきている。 Heat pump air conditioners are used in general home air conditioners and small to medium-sized buildings, and multi-air conditioners that centrally control indoor units are used in medium and large buildings. Other cooling and heating facilities for large-scale buildings include electric refrigerators, electric boilers, boilers using fossil fuels, direct-fired hot / cold water generators, etc. Is blowing. Furthermore, the use of natural energy such as solar heat, geothermal heat, and groundwater, which places importance on environmental problems, has been developed.
この中で主に利用されているのがヒートポンプ式冷暖房機およびファンコイルユニットである。これは室内温度を直接冷温風にて対応する方法であり、そのエネルギー源は室外等に設置される熱源装置である。その媒体又は冷温水の熱源温度を冷房時には5〜7℃、暖房時には50〜60℃とし、室温を冷房時26〜28℃、暖房時20〜22℃程度にコントロールしている。しかし、温度(顕熱)・湿度(潜熱)同時処理のために、COP(Coefficient Of Performance:冷暖房平均エネルギー消費効率)を如何にして上げるかが現在の各研究機関のテーマとなっている。 Of these, heat pump type air conditioners and fan coil units are mainly used. This is a method in which the room temperature is directly handled by cool / warm air, and the energy source is a heat source device installed outside the room. The heat source temperature of the medium or cold / hot water is 5 to 7 ° C. during cooling, 50 to 60 ° C. during heating, and the room temperature is controlled to about 26 to 28 ° C. during cooling and 20 to 22 ° C. during heating. However, the current research theme is how to increase COP (Coefficient Of Performance) for simultaneous processing of temperature (sensible heat) and humidity (latent heat).
さらに、直接冷温風を送る場合風力、風向き等により偏った室内温度分布となり、さらに高温多湿で四季のある日本において、温度(顕熱)と湿度(潜熱)との相関関係により、人が感じる心地よさはかなりバラツキが生じてしまう。また風力により冷温風が直接人体に当たる場合には、手足の冷え等健康に悪影響も与えている。 Furthermore, when sending cold / hot air directly, the indoor temperature distribution is biased depending on the wind force, wind direction, etc. Furthermore, in Japan, where there are four seasons with high temperature and high humidity, the correlation between temperature (sensible heat) and humidity (latent heat) provides a comfortable feeling for people. There will be considerable variation. In addition, when cold and warm air directly hits the human body due to wind power, it has adverse effects on health such as limb cooling.
このような影響を考慮し以前より、輻射冷暖房を目的とした冷暖房機器が開発されている。典型的な例として韓国で古来より用いられていたオンドルが挙げられる。これは、調理等に用いた火気の排煙を床にダクトを設け床全体を温めていたが、現在ではマンション等の普及により床下にパイプを設置した冷温水循環オンドルシステムが主流となっている。日本でも従来より天井や壁等に水配管を埋設して、その中に冷温水を循環させて輻射冷暖房を行うシステムは開発されている。 In consideration of such effects, air conditioning equipment for the purpose of radiant cooling and heating has been developed. A typical example is the ondol that has been used in Korea since ancient times. This is because the flue gas used for cooking and the like was provided with a duct on the floor to warm the whole floor, but at present, a cold / hot water circulating ondol system with a pipe installed under the floor has become mainstream due to the spread of condominiums and the like. In Japan, a system for radiant cooling and heating has been developed in which water pipes are buried in ceilings and walls, and cold and hot water is circulated therein.
しかし輻射冷暖房にて室温をコントロールしても、湿度が高い場合には冷却能力を上げなければ適温と感じないし、湿度が低い場合には温度が上げると更に湿度が下がってしまい人体の呼吸器官等への悪影響の問題点があった。また、湿度が高い状態で冷却能力を上げた場合に熱源部分(水配管等)で結露が発生し、天井、壁及び床の材料を痛めてしまったり、水配管の腐食も懸念され、さらには水配管の腐食による漏水も懸念されていた。一般家庭等では、湿度のコントロールに対しては加湿器や除湿器を併用し対応していた。 However, even if the room temperature is controlled by radiant cooling and heating, when the humidity is high, it does not feel appropriate unless the cooling capacity is increased, and when the humidity is low, the humidity decreases further when the temperature is increased. There was a problem of adverse effects on. In addition, when the cooling capacity is increased with high humidity, condensation may occur in the heat source part (water pipes, etc.), which may damage the ceiling, wall and floor materials, and may corrode water pipes. There was also concern about water leakage due to corrosion of water piping. In general households, humidifiers and dehumidifiers are used together to control humidity.
このような中、温度と湿度とを別々にコントロールする考えが登場してきている。湿度をコントロールできるデシカント方式(除湿材を利用した方法)の開発により吸排気時における水分の吸着・放出コントロールを一台でできる製品が開発されている。これにより湿度をコントロールすることができ、さらには除加湿COPを4.0以上に高めることを可能としている。そこで残りは温度のみに特化して、検討することが可能となっている。 Under such circumstances, the idea of controlling temperature and humidity separately has appeared. Development of a desiccant method (method using a dehumidifying material) that can control humidity has developed a product that can control the adsorption and release of moisture during intake and exhaust. Thus, the humidity can be controlled, and the dehumidified / humidified COP can be increased to 4.0 or more. Therefore, it is possible to examine the rest by focusing only on the temperature.
そこで温度対応の輻射冷暖房システムが考案されている。例えば、特許文献1に開示される輻射冷暖房システムは、図17及び図18に示すように、建築物の構造体(コンクリートスラブ)804に中空部805を設け空気通路807を構成し、空調機803の空調空気を循環供給する構成すると共に、空気通路807を構成する構造体を少なくとも一部の面を居室801への輻射伝熱面として利用する。また特許文献2に開示される輻射冷暖房システムは、図19に示すように、建築物の上下階を仕切る水平構造体(コンクリートスラブ)の内部に輻射パネル911を設け、熱源により加熱又は冷却された熱媒(例えば水、油、冷媒等)が流通する熱媒配管912を断熱材913で仕切り上面に第1の熱伝導体914と下面に第2の熱伝導体915を備えた輻射パネル911で輻射熱により冷暖房を行う輻射冷暖房システム等が開発されている。
In view of this, a radiant cooling and heating system corresponding to temperature has been devised. For example, as shown in FIGS. 17 and 18, the radiant cooling and heating system disclosed in
上記いずれの技術も建築物のコンクリートスラブ内部に熱媒(空気、水、油、冷媒等)を利用した輻射冷暖房システムであり、コンクリートスラブ内部の中空又は中空配管に熱媒を循環させコンクリートスラブを蓄熱させて輻射冷暖房を行う構成となっている。この構成では、コンクリートスラブ内に熱媒を配管(例えば埋設)する必要があり、施工時に相当のコストと手間が掛かる。加えて、運用時においても、コンクリートスラブに蓄熱させるためには、相当の時間とエネルギーを要する。このため、夜間電力等を利用して長時間にわたりコンクリートスラブへの蓄熱を行う必要があり、即応性やエネルギー効率の面からは好ましくない。さらに、地震大国である日本では、地震にあった場合に建築物の駆体に歪みを生じ、コンクリートスラブへのクラック等による熱媒(空気)の漏れや、中空配管の破損による熱媒(水、油、冷媒等)の流出の可能性も考えられる。例えば天井に設けた配管から水などの熱媒が漏れると、雨漏り状態となってしまう虞がある。また空調機を補修するためには建築物のコンクリートスラブ自体の改修が必要となり、さらには通常のメンテナンス作業に際してもアクセスが困難となって、極めて作業性が悪いという問題があった。 Each of the above technologies is a radiant cooling / heating system that uses a heat medium (air, water, oil, refrigerant, etc.) inside a concrete slab of a building. It is configured to store heat and perform radiant cooling and heating. In this configuration, it is necessary to pipe (for example, embed) a heat medium in the concrete slab, which requires considerable cost and labor at the time of construction. In addition, considerable time and energy are required to store heat in the concrete slab even during operation. For this reason, it is necessary to store heat to the concrete slab for a long time using nighttime electric power or the like, which is not preferable in terms of quick response and energy efficiency. Furthermore, in Japan, an earthquake-prone country, the structure of the building is distorted in the event of an earthquake, and heat medium (air) leaks due to cracks in the concrete slab, or damage to the hollow pipe (water) , Oil, refrigerant, etc.) may also flow out. For example, if a heat medium such as water leaks from a pipe provided on the ceiling, there is a possibility that a rain leakage state may occur. In addition, in order to repair the air conditioner, it is necessary to repair the concrete slab of the building itself, and further, it is difficult to access even during normal maintenance work, and there is a problem that workability is extremely poor.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、エネルギー効率に優れ、施工、メンテナンスも容易な建物用の冷暖房システムであって、とくに輻射熱を利用した輻射冷暖房装置及び除加湿冷暖房システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a background. A main object of the present invention is to provide a building air conditioning system that is excellent in energy efficiency and easy to construct and maintain, and particularly to provide a radiant cooling / heating device and a dehumidifying / humidifying cooling / heating system using radiant heat.
以上の目的を達成するため、本発明の第1の側面によれば、輻射熱を利用した冷暖房対象領域への冷暖房が可能な輻射冷暖房装置100であって、冷暖房対象領域に配置された輻射ダクト10と、熱源により温度調整された温調空気を輻射ダクト10に送風させるための空調手段200と、輻射ダクト10および空調手段200との間を気密状態に接続して、温調空気を循環させるための断熱空調配管20と、を備える装置において、輻射ダクト10内に、温調空気の循環を阻害する姿勢に配置されることで、温調空気から吸熱して輻射ダクト10に伝熱する伝熱部材15を設けてなる。これにより、輻射ダクト内には、温調空気が複数の伝熱部材により熱吸着され熱源を効率よく熱伝導される。さらに、閉鎖され気密状態とした循環空調回路を形成しているため空調手段への埃の蓄積がなくフィルターの清掃を必要としない。さらに、室内に冷温風が生じないため、ハウスダストの原因である埃の拡散防止ができ、さらに温度分布の偏りを減少させることができる。さらにまた循環空調回路を形成しているため、外気との温度交換がなされないために空調手段の吹出口から吹き出してくる温調空気と帰還してきた熱放出空気との温度差が小さいため、空調手段の負荷を小さくすることができCOPを大きくすることができる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a radiant cooling /
また、本発明の第2の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、輻射ダクト10は、入力口18および出力口19を持つ箱形ダクト11と、放熱面側に設置した熱伝導性の優れた輻射パネル12と、輻射パネル12を除く側壁面に装着した断熱材13と、を備えている。これにより、定型の箱形ダクトが利用でき、さらに熱伝導率の低いフェノールフォーム等を利用することができる。輻射パネルの材質としては、アルミニウム、銅、鉄等の金属、あるいは合金等であって熱伝導率に優れたものが適している。
Moreover, according to the radiation cooling and
さらに、本発明の第3の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、輻射ダクト10は、熱伝導性の優れた輻射パネル12と、入力口18および出力口19を持つ側壁面を成型された断熱部材14と、を嵌合形成している。これにより、輻射ダクトを構成する構成部材を少なくでき、且つ輻射パネルに伝熱部材を装着後側壁面と嵌合形成できるため作業効率を上げることもできる。さらにこれにより、輻射パネルが設置される冷暖房対象領域に合わせることができ、設置条件に適合させることができる。ここで利用できる輻射パネルの材質は、アルミニウム、銅、鉄等の金属、あるいは合金等であって熱伝導率に優れたものが適している。
Furthermore, according to the radiant cooling and
さらにまた、本発明の第4の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、伝熱部材15は、輻射パネル12と熱結合する熱接続面16Bと、輻射ダクト10の内部の放熱面側に略垂直に設置された矩形板として熱吸収面16Aとを有し、熱吸収面16Aが、輻射ダクト10に対し、高さは内部高と略同等で、幅は入力口18面の約1/2から3/4で、向きを入力口18壁面に対し略平行とし、伝熱部材15が、輻射ダクト10の入力口18から出力口19までの間を千鳥状に略等間隔で複数設置し、輻射ダクト10内の送風空間における風流を蛇行させることができる。これにより、温調空気の風流を各伝熱部材の熱吸収面にて吸熱し、熱接続面と熱結合されている輻射パネルに効率よく熱伝導させることができる。されに複数の伝熱部材を千鳥状に配置させ各熱吸収面に温調空気を滞留させ十分に輻射パネルに熱交換でき、さらなる輻射熱を室内に伝播させることができる。ここでは、伝熱部材の熱吸収面の向きを入力口壁面に対し略平行としているが、これに限らず入力口壁面に対して略傾斜とすることもできる。
Furthermore, according to the radiant cooling and
さらにまた、本発明の第5の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、断熱空調配管20は、空調手段200の吹出口に接続し、輻射ダクト10の入力口18と接続し、輻射ダクト10の出力口19にさらに断熱空気配管20及び輻射ダクト10を複数直列に接続し、冷暖房対象領域の範囲を拡張できる。これにより、室内の広さに合わせて輻射ダクトを直列に接続することにより冷暖房輻射範囲を広範囲にすることができる。
Furthermore, according to the radiation cooling and
さらにまた、本発明の第6の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、断熱空調配管20は、空調手段200の吹出口に接続され複数並列に分岐し、分岐された断熱空気配管20にそれぞれボリュームダンパー30を設置し、ボリュームダンパー30の出力をそれぞれ輻射ダクト10の入力口18と接続し、複数の輻射ダクト10の出力口19にさらに断熱空気配管20及び輻射ダクト10を複数直列に接続し、冷暖房対象領域の範囲を拡張できる。これにより、室内の広さに合わせて輻射ダクトを並列及び直列に接続することで輻射範囲を選択でき、且つ並列に接続した場合に各輻射ダクトへの温調空気の流量調整をボリュームダンパーにより行うことで、室内の温度の偏りを調整することができる。
Furthermore, according to the radiant cooling and
さらにまた、本発明の第7の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、輻射ダクト10を天井CE面に配置することができる。
Furthermore, according to the radiation cooling and
さらにまた、本発明の第8の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、輻射ダクト10を壁WA面に配置することもできる。
Furthermore, according to the radiation cooling /
さらにまた、本発明の第9の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、輻射ダクト10を床FL面に配置することもできる。これらの設置場所に限定されることなく、床面、天井面及び壁面の複数面に設けることも可能である。
Furthermore, according to the radiation cooling and
さらにまた、本発明の第10の側面に係る輻射冷暖房装置100によれば、排水用のドレイン配管を必要としない構成とすることができる。これは、取付設置時に閉鎖された循環空調回路を形成する時点で内部の空気を乾燥させることができる。これにより、使用時に輻射冷暖房装置内を循環する温調空気が、外部の空気より隔離されているため温調空気に湿気の混入が防げ、温度変化による結露などを防ぐことができ、排水用のドレイン配管の設置が必要なくなるため、ドレイン配管の工事、設置スペース等を削減することができる。
Furthermore, according to the radiant cooling /
さらにまた、本発明の第11の側面に係る除加湿冷暖房システムによれば、潜熱を制御可能な除加湿機300と、除加湿機300と、輻射冷暖房装置100とを連動させて、冷暖房対象領域の温度と湿度とを制御可能なコントローラ250と、を備えている。これにより、湿度が高い場合には冷却能力を上げなければ適温と感じないし、湿度が低い場合には温度が上げるとさらに湿度が下がってしまい人体の呼吸器官等への悪影響を及ぼす問題点を回避することができる。さらには、潜熱と顕熱を同時に監視し、コントローラにより温湿度を調整することができ、さらなる省エネを実現することができる。
Furthermore, according to the dehumidifying / humidifying heating / cooling system according to the eleventh aspect of the present invention, the dehumidifying /
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための輻射熱を利用した輻射冷暖房装置及び除加湿冷暖房システムを例示するものであって、本発明は輻射熱を利用した輻射冷暖房装置及び除加湿冷暖房システムを以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment shown below exemplifies a radiant cooling / heating apparatus and a dehumidifying / humidifying cooling / heating system using radiant heat for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is radiant cooling / heating using radiant heat. The equipment and dehumidifying / humidifying / heating systems are not specified as follows. Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims to the members of the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely explanations. It is just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
図1から図10に基づいて、本発明の実施の形態に係る輻射冷暖房装置100を説明する。図1は、輻射冷暖房装置100の概略構成図を示している。空調手段200の吹出口からの温調空気が気密状態で断熱空調配管20を経由し輻射ダクト10へ供給される。さらに輻射ダクト10より熱放出空気を気密状態で断熱空調配管20を経由し熱放出空気が空調手段200の吹込口へ帰還する循環空調回路を構成している。ここで用いられる空調手段200は、高顕熱型冷暖房空調機の採用が望まれる。また外気の空気が混入されない閉塞構造とすることで、外部からの埃や湿気の侵入が排除されるため、空調手段200内部のフィルターの目詰まりや熱伝導フィンの汚れの発生を抑制し、メンテナンスフリーやこれに近付けた環境を実現できる。また高顕熱型冷暖房空調機にデシカント方式の除加湿機を組み合わせることで、COP4.5以上を実現できる。
(輻射ダクト)
A radiant cooling and
(Radiation duct)
さらに、図1で用いられる輻射ダクト10の構造の一例として、図2で輻射ダクト10の垂直断面図が示すようにダクト11が、室内1に接面する輻射パネル12を接着剤等を利用し固定し、さらにその他の外周面を断熱材13で覆い包み込み一体形成とした構造とすることができる。ここで利用するダクト11は、一般的な亜鉛メッキ鋼板等のダクトを利用することにより安価に制作することができる。また断熱材13は、熱伝導率の低いフェノールフォームを利用しているが、これに限らず化学繊維系や鉱物繊維系とすることもできる。さらにまた輻射パネル12は熱伝導性が優れているアルミニウムとしているが、これに限らず熱伝導性に優れる銅等の金属製とすることもできる。これにより、輻射パネル12以外での熱の放出を遮断することができ、室内1に接面した輻射パネル12側からのみ効率よく室内1への輻射熱の伝搬が可能である。
Furthermore, as an example of the structure of the
またさらなる一例の輻射ダクト10の構造として、図3で輻射ダクト10の垂直断面図に示されるように輻射パネル12と箱形に形成された断熱部材14とを接着剤等により嵌合形成した構造とすることもできる。ここで、利用する断熱部材14としては押出発泡ポリスチレンフォーム等の発泡プラスチック系等とし、輻射パネル12は、熱伝導性が優れているアルミニウムを使用しているが、その他の金属で、銅、鉄、あるいは合金等とすることもできる。これにより輻射ダクト10が、製造時の工程数及び部品点数を少なくでき、さらには軽量化ができるため建築駆体への重量的影響も軽減ができる。
As a further example of the structure of the
またさらに図4に示す輻射ダクト10の垂直断面図は、図2に示した例の変形例で、輻射パネル12と箱形に形成されたダクト11とを接着剤等により接合され、輻射パネル12を除くダクト11の外周面を断熱材13で覆い包み込み一体形成とした構成とすることができる。この方法が、部材も安価で且つ後述する伝熱部材15を輻射パネル12とダクトを接合する前に取付加工ができ、輻射ダクトの製造を容易にすることができ。各実験に関しては、この方法にて実施しており、この後の図に関してもこの加工方法による説明を行う。
Further, the vertical sectional view of the
さらにまた、図5は図4をモデルにした輻射ダクト10の斜視図で、断熱空調配管20を接続するための接続筒17を入力口18及び出力口19の二カ所に設けている。これにより、設置現場での断熱空調配管20との接続を効率よく実施することができる。さらに、断熱空調配管20を接続するための接続筒17を設けず、断熱空調配管20を直接輻射ダクト10の壁面に開口孔を設けそこに挿入し、挿入した周囲をシーリングすることで輻射ダクト10の断熱部材14の加工も簡易化ができ更なる軽量化することも可能である。
FIG. 5 is a perspective view of the
ここで、輻射ダクト10の寸法は設置される冷暖房対象領域の接面の大きさにより決定することができる。実施例では、輻射ダクト10の幅Wを450mm、高さHを200mm、長さLを1800mmとして実験を実施したがこれに限るものではない。
(伝熱部材)
Here, the dimension of the
(Heat transfer member)
この輻射ダクト10内には、図6及び図7に示されるような伝熱部材15は、熱吸収面16Aと熱接続面16BとしたL字加工を有し、熱吸収面16Aが輻射パネル12に略垂直に複数設置されている。さらに、この伝熱部材15は、熱接続面16Bと輻射パネル12とが熱接合されるように接着剤又はスポット溶接等にて固定されている。
In this
さらにここで用いる伝熱部材15の熱吸収面16Aの寸法は、幅が輻射ダクト10の幅Wの約1/2から3/4とし、高さを輻射ダクト10の内高と略同等の高さとする。さらにまた、各伝熱部材15の間隔は150から250mmとして実験を実施したがこの間隔に限るものではない。これにより、伝熱部材15より空調空気の熱を輻射パネル12へ熱交換することができ、輻射パネル12より室内1空間へ効率よく輻射熱を伝播させることができる。
Further, the
さらに伝熱部材15の素材は、熱伝導性が優れているアルミニウムを使用しているが、その他の金属で、銅、鉄、あるいは合金等とすることもできる。
Further, although aluminum having excellent thermal conductivity is used as the material of the
さらにまた図8は図5の輻射ダクト10の例1のB−B線における水平断面図を示している。伝熱部材15は温調空気が輻射ダクト10の入力口18から出力口19へ直線的に流出しないように千鳥状に設置し、熱吸収面16Aの向きは入力口18の面に略平行に設置している。これにより、入力口18より送風された温調空気は、伝熱部材15の熱吸収面16Aに熱接触しながら各伝熱部材15の間を蛇行しながら出力口19へと送出され、各伝熱部材15と接触した時点で吸熱し輻射パネル12へ効率よく伝熱することができる。
FIG. 8 is a horizontal sectional view taken along line BB of Example 1 of the
さらにまた別の設置方法として図9は、図5の輻射ダクト10の例2のB−B線における水平断面図を示している。この伝熱部材15は温調空気が輻射ダクト10の入力口18から出力口19へ直線的に流出しないように千鳥状に設置している。さらに伝熱部材15は、熱吸収面16Aを入力口18から順番に輻射ダクト10の内側から出力口19に向け壁面方向に傾斜を設け、次の伝熱部材15が内側から逆の側面へ向くようにと交互に設置されている。
FIG. 9 shows a horizontal sectional view taken along line BB of Example 2 of the
同様に別の設置方法として図10は、図5の輻射ダクト10の例3のB−B線における水平断面図を示している。この伝熱部材15は温調空気が輻射ダクト10の入力口18から出力口19へ直線的に流出しないように千鳥状に設置している。さらに伝熱部材15は、熱吸収面16Aを出力口19から順番に輻射ダクト10の内側から入力口18に向け壁面方向に傾斜を設け、次の伝熱部材15が内側から逆の側面へ向くようにと交互に設置されている。
Similarly, as another installation method, FIG. 10 shows a horizontal sectional view taken along line BB of Example 3 of the
このように輻射ダクト10内部の伝熱部材15の設置方法は、温調空気を伝熱部材15の熱吸収面16Aで熱吸収し、熱接触面16Bから輻射パネル12へ熱交換できればよく、図6から図10の事例に限定されるものではない。さらに、伝熱部材15の熱吸収面16Aは矩形として実験したが、温調空気を滞留させることができる形状、且つ温調空気の熱伝導できる形状であれば、例えば湾曲面、屈曲面及び棒状等の形状とすることもでき限定されるものではない。これにより、温調空気の風流を各伝熱部材15に滞留させることができ、複数の伝熱部材15が十分に熱交換でき、さらなる輻射熱を室内1に伝播させることができる。
(概略構成図)
As described above, the
(Schematic configuration diagram)
ここで輻射冷暖房装置100の第一の構成例を図11に沿って説明する。まず空調手段200の吹出口より断熱ダクト21を経由し吹出ボックス22と断熱空調配管20との順序に接続されている。次に断熱空調配管20を輻射ダクト10の入力口18に接続し、次に各断熱空調配管20と各輻射ダクト10との順序に複数直列接続されている。さらに終端の輻射ダクト10より断熱空調配管20、吹込ボックス23及び断熱ダクト21の順序で接続され、空調手段200の吹込口に帰還する循環空調回路を構成している。
Here, a first configuration example of the radiant cooling and
ここで、この第一の構成例では、輻射ダクト10を6台直列に接続しているが、この台数に限るものではなく、冷暖房対象領域への輻射範囲により輻射ダクト10を直列に接続する台数を選択することができる。
Here, in this first configuration example, six
さらに輻射冷暖房装置100の第二の構成例を図12に沿って説明する。まず空調手段200の吹出口より断熱ダクト21を経由し吹出ボックス22と断熱空調配管20との順序に接続されている。次に断熱空調配管20を3方向に分岐させ並列とし、分岐された断熱空調配管20それぞれにボリュームダンパー30が接続されている。さらに、各ボリュームダンパー30に各輻射ダクト10を接続し、次に各断熱空調配管20と各輻射ダクト10との順序に直列接続されている。さらにまた並列をなしている各輻射ダクト10に各断熱空調配管20を接続し、それらを一本の断熱空調配管20に連結させ、吹込ボックス23を経由し断熱ダクト21に接続され、空調手段200の吹込口に帰還接続されている。
Furthermore, the 2nd structural example of the radiation cooling /
これらの各接続部分は気密に接続されており、温調空気の風流は空調手段200、吹出ボックス22、断熱空調配管20、ボリュームダンパー30、輻射ダクト10、断熱空調配管20、吹込ボックス23の順序で流れ、最終的に空調手段200へ帰還する循環空調回路を構成している。
These connection portions are airtightly connected, and the air flow of the temperature-controlled air is in the order of the air conditioning means 200, the
さらにこの第二の構成例では、3台の輻射ダクト10を並列に接続し、さらに輻射ダクト10を直列に接続した計6台が接続されているが、冷暖房対象領域への輻射範囲により輻射ダクト10の台数は限定されるものではない。これにより、室内1の広さに合わせて輻射ダクト10を並列及び直列に台数を増やし接続することで冷暖房対象領域への輻射範囲を選択できる。
Furthermore, in this second configuration example, three
さらにまた並列に接続された輻射ダクト10の前段にはボリュームダンパー30が接続されており、並列に接続した各輻射ダクト10への温調空気の流量調整をボリュームダンパー30により行うことで、室内1の温度の偏りを調整することができる。
Furthermore, a
さらにまた第一及び第二の構成例共にこの循環空調回路は、内部の空気を乾燥状態にさせて設置される。これにより、気密状態で循環する温調空気は外気との接触がなく、循環空調回路内部への埃や湿気等の混入を防ぎ、空調手段200内部のフィルターや熱伝導フィンの汚れを防止する効果が得られ、清掃メンテナンスを低減できる。さらに、温調空気が乾燥され湿気の混入がないため、空調手段200には排水用のドレイン配管の設置が必要なくなるため、ドレイン配管の工事、設置スペース等を削減することができる。 Furthermore, in both the first and second configuration examples, the circulation air conditioning circuit is installed with the internal air in a dry state. As a result, the temperature-controlled air that circulates in an airtight state has no contact with outside air, prevents dust and moisture from entering the circulating air-conditioning circuit, and prevents contamination of the filters and heat conduction fins inside the air-conditioning means 200. Can be obtained and cleaning maintenance can be reduced. Furthermore, since the temperature-controlled air is dried and moisture is not mixed, it is not necessary to install a drain pipe for drainage in the air-conditioning means 200. Therefore, the construction and installation space of the drain pipe can be reduced.
さらにまたこの循環空調回路を形成しているため、外気との熱交換がなされない構造になっている。そのために空調手段200の吹出口から吹き出してくる温調空気と、帰還して吹込口に戻ってきた熱放出空気との温度差が小さいため、空調手段200の稼動効率を下げることができ、COPを4.5以上にすることが可能である。例えば冷房時には熱放出空気が外気温より低い温度で、また暖房時には熱放出空気が外気温より高い温度で空調手段200に帰還してくるため、空調手段200の稼動効率を下げ、且つ熱交換効率を向上させることができ、省エネ効果を高めることができる。
(実施例)
Furthermore, since this circulation air-conditioning circuit is formed, the heat exchange with the outside air is not performed. Therefore, since the temperature difference between the temperature-controlled air blown out from the air outlet of the air-conditioning means 200 and the heat release air returned to the air inlet is small, the operating efficiency of the air-conditioning means 200 can be lowered, and the COP Can be made 4.5 or more. For example, during cooling, the heat release air returns to the air conditioning means 200 at a temperature lower than the outside air temperature, and during heating, the heat release air returns to the air conditioning means 200 at a temperature higher than the outside air temperature. The energy saving effect can be enhanced.
(Example)
これより図13の実施例1に係る設置断面図に沿って説明する。この断面図は天井CE空間に輻射冷暖房装置100を設置した実施例である。天井CE面に併せた輻射ダクト10の輻射パネル12が、室内1に接面した状態で設置され、天井CEの裏面に空調手段200が設置されている。これにより、天井CE面とした輻射パネル12より輻射熱として室内1に伝搬し、室内1全体を均一な設定温度とすることができる。ここで、天井CE面に併せた輻射パネル12は、その他の天井素材色に合わせ、表面加工されているため、違和感を生じさせることはない。
This will be described with reference to a sectional view of installation according to the first embodiment shown in FIG. This sectional view is an embodiment in which the radiant cooling and
さらに図14の実施例2に係る設置断面図に沿って説明する。この断面図は空調手段200を天井CE裏面に設置し、輻射ダクト10の輻射パネル12が壁パネル面に併せて設置されている。これにより、壁WAパネルに併せて設置されている輻射パネル12から輻射熱として室内1に伝搬し、室内1全体を均一な設定温度とすることができる。ここで、壁WAパネルに併せた輻射パネル12は、その他の壁面素材色に合わせ、表面加工されているため、違和感を生じさせることはない。この実施例では、天井CEの裏面に空調手段200に設置しているが、壁WAや床FL等の裏面に設置できる空間があれば設置することができる。
Furthermore, it demonstrates along the installation sectional drawing which concerns on Example 2 of FIG. In this sectional view, the air-conditioning means 200 is installed on the back surface of the ceiling CE, and the
さらにまた図15の実施例3に係る設置断面図に沿って説明する。この断面図は空調手段200を天井CE裏面に設置し、輻射ダクト10の輻射パネル12が床FLパネル面に併せて設置されている。これにより、床FLパネルに併せて設置されている輻射パネル12から輻射熱として室内1に伝搬し、室内1全体を均一な設定温度とすることができる。ここで、床FLパネルに併せた輻射パネル12は、その他の床素材色に合わせ、表面加工されているため、違和感を生じさせることはない。この実施例では、天井CEの裏面に空調手段200に設置しているが、壁WAや床FL等の裏面に設置できる空間があれば設置することができる。
Furthermore, it demonstrates along the installation sectional drawing which concerns on Example 3 of FIG. In this sectional view, the air-conditioning means 200 is installed on the back surface of the ceiling CE, and the
さらにまた、図13から図15に示した実施例の他にも、図示はしないが輻射ダクト10を天井CE面、壁WA面及び床FL面の二面または三面に設置することもできる。例えば夏場は天井CE面に設置された輻射ダクト10による輻射熱で冷房を行い、冬場は床FL面に設置された輻射ダクト10による輻射熱で暖房を行うように、断熱空気配管20を切り替える構造とすることもできる。これにより、空気の熱伝導特性を利用することで効率的に室内1の冷暖房を行うこともできる。
In addition to the embodiments shown in FIGS. 13 to 15, although not shown, the
ここでさらに、図16は、実施の形態に係る除加湿冷暖房システムを示す設置断面図を示している。この除加湿冷暖房システムは、輻射熱を利用した輻射冷暖房装置100に使用される空調手段200と、潜在である湿度をコントロールできる除加湿機300とを接続ケーブル260にて連動させることで、顕在である温度と潜在である湿度を同時に監視しコントローラ250で調整することができる。これにより、湿度が高い場合には冷却能力を上げなければ適温と感じないし、湿度が低い場合には温度が上げるとさらに湿度が下がってしまい人体の呼吸器官等への悪影響を及ぼす問題点を回避することができ、高COPの実現が可能で省エネを実現することができる。
Furthermore, FIG. 16 has shown the installation sectional view which shows the dehumidification / humidification cooling / heating system which concerns on embodiment. This dehumidifying / humidifying cooling / heating system is manifested by linking the air-conditioning means 200 used in the radiant cooling /
ここで使用される空調手段200は高顕熱型冷暖房装置で、除加湿機300はデシカント方式の除加湿機を利用することで、COPを4.5以上とし省エネ化を実現することができ、且つ室内の潜在と顕在を同時にコントロールできるため人に優しいシステムを構築することができる。
The air-conditioning means 200 used here is a high sensible heat type air conditioner, and the dehumidifier /
1…室内
10…輻射ダクト
11…箱形ダクト
12…輻射パネル
13…断熱材
14…断熱部材
15…伝熱部材
16A…熱吸収面
16B…熱接続面
17…接続筒
18…入力口
19…出力口
20…断熱空調配管
21…断熱ダクト
22…吹出ボックス
23…吹込ボックス
30…ボリュームダンパー
100…輻射冷暖房装置
200…空調手段
250…コントローラ
260…接続ケーブル
300…除加湿機
801…居室
803…空調手段
805…中空部
804…構造体(コンクリートスラブ)
807…空気経路
911…輻射パネル
912…熱媒配管
913…断熱材
914…熱伝導体
915…熱伝導体
H…輻射ダクトの高さ
W…輻射ダクトの幅
L…輻射ダクトの長さ
CE…天井
WA…壁
FL…床
DESCRIPTION OF
807 ...
Claims (11)
冷暖房対象領域に配置された輻射ダクト(10)と、
熱源により温度調整された温調空気を前記輻射ダクト(10)に送風させるための空調手段(200)と、
前記輻射ダクト(10)および前記空調手段(200)との間を気密状態に接続して、温調空気を循環させるための断熱空調配管(20)と、
を備える装置において、
前記輻射ダクト(10)内に、温調空気の循環を阻害する姿勢に配置されることで、温調空気から吸熱して前記輻射ダクト(10)に伝熱する伝熱部材(15)を設けてなることを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) capable of cooling and heating to an air conditioning target area using radiant heat,
A radiation duct (10) arranged in the air conditioning target area;
Air-conditioning means (200) for blowing air to the radiation duct (10), which is temperature-controlled by a heat source;
Insulating air-conditioning piping (20) for circulating temperature-controlled air by connecting the radiation duct (10) and the air-conditioning means (200) in an airtight state,
In an apparatus comprising:
A heat transfer member (15) that absorbs heat from the temperature-controlled air and transfers heat to the radiation duct (10) is provided in the radiation duct (10) in a posture that inhibits circulation of the temperature-controlled air. A radiant cooling and heating device characterized by comprising:
前記輻射ダクト(10)は、
入力口(18)および出力口(19)を持つ箱形ダクト(11)と、
放熱面側に設置した熱伝導性の優れた輻射パネル(12)と、
前記輻射パネル(12)を除く側壁面に装着した断熱材(13)と、
を備えることを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to claim 1,
The radiation duct (10) is
A box-shaped duct (11) having an input port (18) and an output port (19);
A radiation panel (12) with excellent thermal conductivity installed on the heat dissipation surface side,
A heat insulating material (13) attached to the side wall surface excluding the radiation panel (12), and
A radiant cooling and heating device comprising:
前記輻射ダクト(10)は、
熱伝導性の優れた前記輻射パネル(12)と、
入力口(18)および出力口(19)を持つ側壁面を成型された断熱部材(14)と、
を嵌合形成し、
を特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to claim 1,
The radiation duct (10) is
The radiation panel (12) having excellent thermal conductivity,
A heat insulating member (14) molded with a side wall surface having an input port (18) and an output port (19);
Mating and forming
A radiant cooling and heating device.
前記伝熱部材(15)は、
前記輻射パネル(12)と熱結合する熱接続面(16B)と、
前記輻射ダクト(10)の内部の放熱面側に略垂直に設置された矩形板として熱吸収面(16A)とを有し、
前記熱吸収面(16A)が、前記輻射ダクト(10)に対し、高さは内部高と略同等で、幅は入力口(18)面の約1/2から3/4で、向きを入力口(18)壁面に対し略平行とし、
前記伝熱部材(15)が、前記輻射ダクト(10)の入力口(18)から出力口(19)までの間を千鳥状に略等間隔で複数設置し、
前記輻射ダクト(10)内の送風空間における風流を蛇行させることを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 3,
The heat transfer member (15)
A thermal connection surface (16B) thermally coupled to the radiation panel (12);
A heat absorption surface (16A) as a rectangular plate installed substantially vertically on the heat dissipation surface side inside the radiation duct (10),
The heat absorption surface (16A) is approximately the same height as the internal height with respect to the radiation duct (10), the width is about 1/2 to 3/4 of the input port (18) surface, and the direction is input. The mouth (18) is approximately parallel to the wall surface,
A plurality of the heat transfer members (15) are installed at substantially equal intervals in a staggered manner from the input port (18) to the output port (19) of the radiation duct (10),
A radiant cooling and heating device characterized in that the airflow in the blast space in the radiant duct (10) is meandered.
前記断熱空調配管(20)は、前記空調手段(200)の吹出口に接続し、
前記輻射ダクト(10)の入力口(18)と接続し、
前記輻射ダクト(10)の出力口(19)にさらに前記断熱空気配管(20)及び前記輻射ダクト(10)を複数直列に接続し、
冷暖房対象領域の範囲を拡張できることを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 4,
The heat insulating air conditioning pipe (20) is connected to the air outlet of the air conditioning means (200),
Connect to the input port (18) of the radiation duct (10),
Further connecting the plurality of the insulated air pipes (20) and the radiation duct (10) in series to the output port (19) of the radiation duct (10),
A radiant cooling and heating apparatus, characterized in that the range of an air conditioning target area can be expanded.
前記断熱空調配管(20)は、前記空調手段(200)の吹出口に接続され複数並列に分岐し、
分岐された前記断熱空気配管(20)にそれぞれボリュームダンパー(30)を設置し、
前記ボリュームダンパー(30)の出力をそれぞれ前記輻射ダクト(10)の入力口(18)と接続し、
複数の前記輻射ダクト(10)の出力口(19)にさらに前記断熱空気配管(20)及び前記輻射ダクト(10)を複数直列に接続し、
冷暖房対象領域の範囲を拡張できることを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 4,
The adiabatic air conditioning pipe (20) is connected to the air outlet of the air conditioning means (200) and branched in parallel,
A volume damper (30) is installed on each of the branched insulated air pipes (20),
The output of the volume damper (30) is connected to the input port (18) of the radiation duct (10), respectively.
A plurality of the insulated air pipes (20) and a plurality of the radiation ducts (10) are connected in series to the output ports (19) of the plurality of the radiation ducts (10),
A radiant cooling and heating apparatus, characterized in that the range of an air conditioning target area can be expanded.
前記輻射ダクト(10)を天井(CE)面に配置することを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 6,
A radiant cooling / heating device, wherein the radiating duct (10) is arranged on a ceiling (CE) surface.
前記輻射ダクト(10)を壁(WA)面に配置することを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 6,
A radiant cooling and heating apparatus, wherein the radiant duct (10) is disposed on a wall (WA) surface.
前記輻射ダクト(10)を床(FL)面に配置することを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 6,
A radiant cooling and heating apparatus, wherein the radiant duct (10) is disposed on a floor (FL) surface.
排水用のドレイン配管を有さないことを特徴とする輻射冷暖房装置。 A radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 9,
A radiant cooling and heating apparatus characterized by having no drain pipe for drainage.
潜熱を制御可能な除加湿機(300)と、
前記除加湿機(300)と、輻射冷暖房装置(100)とを連動させて、冷暖房対象領域の温度と湿度とを制御可能なコントローラ(250)と、
を備えることを特徴とする除加湿冷暖房システム。 Radiant cooling and heating device (100) according to any one of claims 1 to 10,
A dehumidifier / humidifier (300) capable of controlling latent heat;
A controller (250) capable of controlling the temperature and humidity of the air conditioning target area in conjunction with the dehumidifying / humidifying device (300) and the radiant cooling / heating device (100),
A dehumidifying / humidifying air-conditioning system comprising:
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Legal Events
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