JP2014037945A - Radiation panel for cooling and heating and stand type radiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱伝導率に異方性を有する熱伝導板を用いた冷暖房用輻射パネル及びそれを用いたスタンド型輻射装置に関する。 The present invention relates to a radiation panel for cooling and heating using a heat conduction plate having anisotropy in thermal conductivity and a stand-type radiation device using the same.
近年、壁暖房、天井暖房或いは床暖房のような平面的に配置された暖房装置要素と関係して利用することを目的として、平面にわたる迅速かつ一様な熱分配を達成するため、平面内における優れた熱伝導を可能にした熱伝導板及びそれを用いた暖房装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, in order to achieve a rapid and uniform heat distribution over a plane, intended for use in connection with planarly arranged heating elements such as wall heating, ceiling heating or floor heating, A heat conduction plate that enables excellent heat conduction and a heating device using the heat conduction plate have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、板平面に対して平行方向(面内方向)において少なくとも5.5W/m・K、板平面に対して垂直方向(厚さ方向)において3.6W/m・Kの熱伝導率を有する熱伝導板が開示されている。また、特許文献1には、上記熱伝導板を用いた暖房装置として、一対の熱伝導板の間に熱媒体を搬送する金属製又は樹脂製の管を配置し、一対の熱伝導板を管とともに圧縮して一対の熱伝導板間を結合剤なしに接合した暖房装置が開示されている。
しかし、従来の暖房装置によると、熱媒体を搬送する管として金属製の管を用いた場合には、熱伝導板への熱の伝達は良好になるが、重量が重くなり、樹脂製の管を用いた場合には、軽量化できるが、管から熱伝導板への熱の伝達が十分ではない。 However, according to the conventional heating device, when a metal tube is used as the tube for conveying the heat medium, the heat transfer to the heat conduction plate is good, but the weight is increased, and the resin tube However, the heat transfer from the tube to the heat conduction plate is not sufficient.
したがって、本発明の目的は、軽量化が図れ、管から熱伝導板への熱の伝達が良好な冷暖房用輻射パネル及びそれを用いたスタンド型輻射装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling / heating radiation panel and a stand-type radiation device using the same, which can be reduced in weight and have good heat transfer from a tube to a heat conducting plate.
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、熱媒体が流れる管状部材であって、熱伝導性の粉末又は繊維を含む樹脂層を有する熱交換パイプと、厚さ方向よりも面内方向の方が高い熱伝導率を有し、前記熱交換パイプと熱結合した熱伝導板と、を備えた冷暖房用輻射パネルを提供する。 To achieve the above object, one embodiment of the present invention is a tubular member through which a heat medium flows, and includes a heat exchange pipe having a resin layer containing thermally conductive powder or fiber, and an in-plane direction rather than a thickness direction. The present invention provides a radiation panel for cooling and heating that has a higher thermal conductivity and includes a heat conduction plate thermally coupled to the heat exchange pipe.
また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するため、上記冷暖房用輻射パネルと、床面から前記冷暖房用輻射パネルを支持するスタンド部と、を備えたスタンド型輻射装置を提供する。 In order to achieve the above object, another aspect of the present invention provides a stand-type radiation device including the air-conditioning radiation panel and a stand portion that supports the air-conditioning radiation panel from a floor surface.
本発明によれば、軽量化が図れ、管から熱伝導板への熱の伝達が良好になる。 According to the present invention, the weight can be reduced and the heat transfer from the tube to the heat conducting plate is improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, about the component which has the substantially same function, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る冷暖房用輻射パネルの平面図である。図2は、図1のA−A線断面図である。図3は、熱交換パイプの分解斜視図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view of a radiation panel for air conditioning according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the heat exchange pipe.
この冷暖房用輻射パネル1は、図1、図2に示すように、水、ガス等の熱媒体が流れる熱交換パイプ2と、熱交換パイプ2と熱結合した一対の熱伝導板3A、3Bと、熱伝導板3A、3Bの表面側に設けられた表面材6A、6Bと、熱伝導板3A、3B及び表面材6A、6Bの周縁を保持する枠部材7とを備え、例えば、室内の床、側壁、天井等に配置されて用いられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling /
(熱交換パイプ)
熱交換パイプ2は、図2、図3に示すように、例えば、3層構造のガスバリア性(酸素不透過)を有するチューブを用いる。このチューブは、例えば、合成樹脂としてのポリウレタンからなる第1層20、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる第2層21、合成樹脂としてのポリウレタンに熱伝導性を有する炭素粉末を含有させてなる樹脂層からなる第3層22を、内側からこの順に有する。EVOHは、ガスバリア性が高く、熱交換パイプ2中の流体に空気中の酸素が溶け込むことを防ぐ。これにより、熱交換パイプ2に熱媒体を循環させる熱源装置における錆の発生を防止することができる。また、第3層22に炭素粉末を用いることで、熱交換パイプ2から熱伝導板3A、3Bへの熱の伝達が良好になる。熱交換パイプ2は、管状部材の一例である。第3層22は、熱伝導性を有する粉末又は繊維を含む樹脂層の一例である。また、炭素粉末に替えて炭素繊維を用いてもよく、炭素粉末とともに炭素繊維を用いてよい。他には、熱伝導性を有する粉末又は繊維として、金属や無機材料の粉末や繊維を用いることもできる。
(Heat exchange pipe)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
熱交換パイプ2は、本実施の形態では、直線部分2aと曲線部分2bが交互に位置して蛇行した形状を有し、直線部分2aがほぼ平行な状態で一対の熱伝導板3A、3B内に収容されている。また、熱交換パイプ2は、他の熱交換パイプ等と連結するための連結部2cを有する。なお、例えば、後述する熱伝導板3A、3Bと組み合わせた場合、熱交換パイプ2の直線部分2aは、長手方向に対して3度以上傾いても傾いていないものと比べて温度ムラはほとんど生じない。また、直線部分2aは、直線に限らず、僅かに蛇行したり湾曲する近似直線状でも構わない。直線部分2aが蛇行したり湾曲した近似直線状でも直線部分2aが蛇行したり湾曲していないものと比べて温度ムラはほとんど生じない。
In the present embodiment, the
(熱伝導板)
熱伝導板3A、3Bは、膨張黒鉛を含んで構成されているが、膨張黒鉛の他に、結合剤や追加剤を含んでもよい。一対の熱伝導板3A、3Bの接合面3c、3d同士は、本実施の形態では、接着剤を用いずに接合されているが、接着剤を用いて接合されていてもよい。
(Heat conduction plate)
The heat
熱伝導板3A、3Bは、例えば、5〜50mmあるいは10〜40mmの厚さを有し、床、側壁及び天井に適用される場合には、例えば、平面のサイズとして600×600mm〜1000×3000mmを有する。
The heat
熱伝導板3A、3Bは、主面3a、3bに対して垂直な方向(厚さ方向)の熱伝導率よりも主面3a、3bに平行な方向(面内方向)の方が高い熱伝導率(例えば1.2倍以上、好ましくは1.5倍以上)を有する。熱伝導板3A、3Bの面内方向の熱伝導率は、例えば5W/m・K以上である。一対の熱伝導板3A、3Bは、厚さ方向に圧縮されることで、所定の密度(例えば0.01〜0.5g/cm3)を有する。
The heat conducting
表面材6A、6Bは、例えば印刷フイルム(住友スリーエム株式会社製、登録商標「ダイノック」)や、樹脂製の繊維からなる不織布、紙等を用いることができる。表面材6A、6Bを接着する接着剤としては、合成系接着剤や無機系接着剤等を用いることができる。
As the
枠部材7は、図2に示すように、縦壁7aと、一対の横壁7b、7cを有して断面コ字状又は断面U字状に形成されている。また、枠部材7は、複数の部材から構成され、ネジで組み立てできるように構成されている。枠部材7の一部には、熱交換パイプ2の連結部2cを通過させるための穴が形成されている。枠部材7としては、例えば、アルミニウム板、アルミニウム合金板、鋼板等の厚さ0.5〜2mm程度の金属板を用いることができる。
As shown in FIG. 2, the
(冷暖房用輻射パネルの製造方法)
次に、本冷暖房用輻射パネル1の製造方法の一例について説明する。まず、ステージ上で膨張黒鉛を含んで形成された熱伝導板3A、3B間に熱交換パイプ2を配置し、一対の熱伝導板3A、3Bを熱交換パイプ2とともに上方から圧縮する。この圧縮によって一対の熱伝導板3A、3Bの接合面3c、3d同士が接合され、熱伝導板3A、3Bの内面は、熱交換パイプ2の表面に接触した状態となる。また、一対の熱伝導板3A、3Bの密度は、接合作業時の圧縮によって所定の値となる。
(Manufacturing method of radiation panel for air conditioning)
Next, an example of a method for manufacturing the
次に、熱伝導板3A、3Bの主面3a、3bに表面材6A、6Bを接着剤により接着し、熱伝導板3A、3B及び表面材6A、6Bの周囲に枠部材7を取り付ける。以上のようにして冷暖房用輻射パネル1が製造される。
Next, the
(第1の実施の形態の動作)
次に、実施の形態の冷暖房用輻射パネル1の動作の一例について説明する。図示しない熱源装置から温度及び流量が制御された熱媒体が熱交換パイプ2に供給されると、熱交換パイプ2に供給された熱媒体は、直線部分2a及び曲線部分2bを循環して再び熱源装置に戻る。熱媒体が熱交換パイプ2を通過する間に、熱伝導板3A、3B及びパネル本体5で熱交換され、冷暖房用輻射パネル1による輻射が行われて室内が冷暖房される。
(Operation of the first embodiment)
Next, an example of operation | movement of the
(第1の実施の形態の効果)
第1の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(ア)熱交換パイプ2の第3層22を炭素粉末を含む合成樹脂層とすることで、樹脂製のパイプと比べて熱交換パイプ2から熱伝導板3A、3Bへの熱の伝達が良好になる。
(イ)熱交換パイプ2の周囲を厚さ方向よりも面内方向の方が高い熱伝導率を有する熱伝導板3A、3Bにより覆っているため、熱伝導板3Bの主面3bにおける温度分布の均一化が図れる。
(ウ)熱伝導板3A、3Bは、熱交換パイプ2の表面全周に密着するため、良好な熱結合が得られる。
(エ)枠部材7を有しているので、冷暖房用輻射パネル1の床、側壁、天井等への取り付けが容易になる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment, the following effects are obtained.
(A) By making the
(A) Since the periphery of the
(C) Since the heat
(D) Since the
[第2の実施の形態]
図4は、本発明の第2の実施の形態に係るスタンド型輻射装置を示し、(a)は斜視図、(b)は冷暖房用輻射パネルを下側から見た要部斜視図である。
[Second Embodiment]
4A and 4B show a stand-type radiation device according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a perspective view and FIG. 4B is a perspective view of a main part when a radiation panel for air conditioning is viewed from below.
このスタンド型輻射装置100は、スタンド部110と、スタンド部110に取り付けられた第1の実施の形態の冷暖房用輻射パネル1とを備える。
The stand-
スタンド型輻射装置100は、例えばベッドと組み合わされて使用される。なお、ベッドを組み合わせる他に、マットレス、布団等の寝具、机や椅子等の家具等と組み合わせてもよい。
The stand
(スタンド部)
スタンド部110は、床面FLから冷暖房用輻射パネル1を支持するものであり、側方から見て全体としてコ字状を有し、床面FLに置かれるベース部111と、ベース部111にほぼ垂直に接続された柱部112と、床面FLに対向するように、例えば、床面FLにほぼ平行(例えば、床面FLに対して±5°以内の傾き)になるように柱部112に接続され、冷暖房用輻射パネル1が取り付けられるアーム部113とを備える。スタンド部110は、例えばアルミニウム等の金属を主な材料として形成される。スタンド部110は、床面FLから冷暖房用輻射パネル1までの距離は、例えば1700〜2000mmとしている。
(Stand part)
The stand portion 110 supports the
ベース部111は、ベッドの下に入るような幅(例えば500〜700mm)を有する。ベース部111は、本実施の形態ではキャスタ114を備えているが、床面FLにアンカーボルト等の固定手段で固定してもよい。
The base part 111 has a width (for example, 500 to 700 mm) so as to fit under the bed. Although the base part 111 is provided with the
アーム部113は、必ずしも床面FLに平行になっていなくてもよく、例えば先端を予め持ち上げておき、冷暖房用輻射パネル1をアーム部113に取り付けたときに床面FLに平行になるようにしてもよい。また、アーム部113は、天井からワイヤー等により支持してもよい。これにより、地震等による大きな外力が加わってもアーム部113や冷暖房用輻射パネル1が外れたり落ちたりするのを防止することが可能となり、アーム部113を薄型化、軽量化することができる。アーム部113のサイズは、例えば、幅20〜100mm、長さ2000〜2300mmである。
The
スタンド部110は、種々な周辺機器、付属品等を備えることができる。例えば、柱部112、アーム部113、冷暖房用輻射パネル1等に照度を調整可能なLED照明を設けてもよい。また、柱部112に、手すり、荷物を吊り下げるためのフック、テレビ台等を設けてもよい。また、アーム部113又は冷暖房用輻射パネル1等の露出している部分に、患者の状態、治療プラン等が分かるランプサイン等を設けてもよい。これにより、本スタンド型輻射装置100を病室内に設置した場合にベッドから離れた場所からでも患者の状態が把握できる。
The stand unit 110 can include various peripheral devices and accessories. For example, you may provide LED illumination which can adjust illumination intensity in the
なお、冷暖房用輻射パネル1の4つの側面、あるいはいずれかの側面にロール式カーテンを設けてもよい。例えば、ロール式カーテンを冷暖房用輻射パネル1の柱部112側の側面を除く3つの側面にそれぞれ設けてもよい。このロール式カーテンは、気流遮蔽部材の一例である。
In addition, you may provide a roll-type curtain in the four side surfaces of the
ロール式カーテンは、例えば、巻き取り軸にカーテンを巻き取り及び引出し可能に連結して構成されている。ロール式カーテンは、エアーコンディショナーや天井に設けられた吹出口からの空気流が冷暖房用輻射パネル1の下のベッドに寝ている者、例えば患者に当たるのを抑制することができるものであれば、材質やサイズ等は問わない。カーテンは、例えば、完全に気流を遮断するものでもよく、エアーコンディショナーの風を患者が感じない程度で微風を通すことのできる通気性を有する布目の粗い素材でもよい。また、カーテンは、患者のプライバシー保護のために中が見えないようにするものや、看護師が患者の状態や機器の状態を監視することのできるレース素材など外側からベッド上に居る者のシルエットがぼんやり視認可能な程度の光透過性を有するのが好ましい。ロール式カーテンの巻き取り軸を冷暖房用輻射パネル1の側面に取り付ければ、高い気流遮蔽効果が得られ、気流遮蔽量を調節できる点で好ましい。
The roll curtain is configured, for example, by connecting the curtain to a winding shaft so that the curtain can be wound and pulled out. If the roll curtain can suppress the air flow from the air conditioner or the air outlet provided on the ceiling from hitting a person sleeping on the bed under the heating /
なお、気流遮蔽部材としては、ロール式カーテンの他に、横引き式のカーテンでもよく、板部材でもよい。カーテンは、複数の種類のカーテンを組み合わせて通気性を調整できるようにしてもよい。 In addition to the roll curtain, the airflow shielding member may be a horizontal pull curtain or a plate member. The curtain may be configured to adjust air permeability by combining a plurality of types of curtains.
(第2の実施の形態の効果)
(ア)本スタンド型輻射装置100を用いることで、従来のように既存の天井を解体して新たに冷暖房用輻射パネルによる天井を形成しなくても輻射空調環境を作ることができるので、個人毎に快適な空調環境を簡易に作り出すことが可能となる。
(イ)エアーコンディショナーや天井の吹出口からの風をロール式カーテンによって遮ることができるので、風の無い快適な空調空間を提供することができ、ベッドの上に快適に寝ていられる。
(ウ)本スタンド型輻射装置100は、自立型であるので、既存のベッドに取り付けたり、並設することを容易にできる。
(エ)冷暖房用輻射パネル1が軽量なので、スタンド部110の柱部112やアーム部113の負荷が少ない。
(オ)ロール式カーテンでエアーコンディショナーからの風を遮蔽した環境内において、ベッドに寝ている患者からの熱のやり取りは冷暖房用輻射パネル1で行うため、風のない快適な空調環境を作り出すことができ、夏は冷房、冬は暖房の環境を作り出すことができる。
(Effect of the second embodiment)
(A) By using the stand-
(A) Since the wind from the air conditioner and the ceiling outlet can be blocked by the roll curtain, a comfortable air-conditioned space without wind can be provided and the person can sleep comfortably on the bed.
(C) Since the stand-
(D) Since the
(E) In the environment where the wind from the air conditioner is shielded by a roll curtain, the heat exchange from the patient sleeping in the bed is performed by the
[変形例]
なお、本発明の実施の形態は、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、熱交換パイプは、3層で構成したが、これに限られない。また、炭素粉末は、いずれの層に添加してもよい。また、熱交換パイプ2と接触する熱伝導板3A、3Bの接合面3c、3dに予め凹部を形成して熱交換パイプ2の位置決めを行ってもよい。
[Modification]
The embodiment of the present invention can be modified in various ways within the scope not changing the gist of the present invention. For example, the heat exchange pipe is composed of three layers, but is not limited thereto. Carbon powder may be added to any layer. Further, the
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で上記実施の形態の構成要素のうち一部を除くことも可能である。例えば、表面材6A、6Bの代わりに、又は表面材6A、6Bと共に、断熱部材を冷暖房が不要な熱伝導板3A、3Bの主面3a、3b側に配置すれば、断熱材を有していないものに比べ、パネルの熱交換効率を改善することができる。さらには、冷暖房が不要な側の熱伝導板3A、3Bを取り除き、この箇所に断熱材を配置してもよい。また、枠部材7以外に熱伝導板を天井等に取り付ける手段があれば、枠部材7を省略してもよい。
Moreover, it is also possible to remove some of the constituent elements of the above-described embodiment within a range not changing the gist of the present invention. For example, in place of the
1…冷暖房用輻射パネル、2…熱交換パイプ、2a…直線部分、2b…曲線部分、2c…連結部、3A、3B…熱伝導板、3a、3b…主面、3c、3d…接合面、6A、6B…表面材、7…枠部材、7a…縦壁、7b、7c…横壁、20…第1層、21…第2層、22…第3層、100…スタンド型輻射装置、110…スタンド部、111…ベース部、112…柱部、113…アーム部、114…キャスタ、FL…床面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
厚さ方向よりも面内方向の方が高い熱伝導率を有し、前記熱交換パイプと熱結合した熱伝導板と、
を備えた冷暖房用輻射パネル。 A heat exchange pipe having a resin layer containing a powder or fiber having thermal conductivity, which is a tubular member through which a heat medium flows;
A heat conduction plate having a higher thermal conductivity in the in-plane direction than in the thickness direction and thermally coupled to the heat exchange pipe;
Heating and cooling radiation panel with
床面から前記冷暖房用輻射パネルを支持するスタンド部と、
を備えたスタンド型輻射装置。 A radiation panel for cooling and heating according to claim 1,
A stand portion for supporting the radiation panel for cooling and heating from the floor surface;
A stand-type radiation device.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2012181659A JP2014037945A (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Radiation panel for cooling and heating and stand type radiation device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015028946A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | Rapole Madhusudhan Rao | Bonded panel with fluid circulating channels for radiant heating/cooling |
KR20210055944A (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-18 | 국방과학연구소 | Heat exchange panel and manufacturing method thereof |
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2012
- 2012-08-20 JP JP2012181659A patent/JP2014037945A/en active Pending
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