JP2019007660A - 熱輻射ブロック及び熱輻射システム - Google Patents

Abstract

【課題】高さを抑制しつつ熱を輻射する表面の面積が比較的大きい熱輻射ブロック及び熱輻射システムを提供する。【解決手段】空間の区画面Ｆに設置される熱輻射ブロック１０は、気体Ａが流通可能な通気空間１２が一端１１ｅｔから他端１１ｅｘに抜けるように形成されたブロック本体１１と、通気空間１２を第１の通気空間１０ｓと第２の通気空間１０ｒとに仕切る仕切部材１５とを備え、ブロック本体１１と仕切部材１５との間に、第１の通気空間１０ｓから第２の通気空間１０ｒへ気体Ａが通過する連通孔１６が、間隔を空けて複数形成されている。熱輻射システムは、熱輻射ブロック１０を複数備え、熱輻射ブロック１０のそれぞれの第１の通気空間１０ｓに供給する気体Ａを流す主送気流路と、熱輻射ブロック１０のそれぞれの第２の通気空間１０ｒから収集した気体Ａを流す主還気流路とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は熱輻射ブロック及び熱輻射システムに関し、特に高さを抑制しつつ熱を輻射する表面の面積が比較的大きい熱輻射ブロック及び熱輻射システムに関する。

温度が調節された空気を冷暖房対象空間に供給する対流方式の冷暖房における温度ムラの発生という不都合を解消するものとして、熱輻射によって冷暖房を行う技術がある。熱輻射による冷暖房を行う際に用いられるものとして、表面と裏面とを有する立体を基本形状とするブロック本体を備え、所定の流量の気体が流通可能な溝状の気体流路が裏面側に形成され、気体流路を裏面側の送気流路と裏面に面しない還気流路とに分割する流路セパレータを備え、流路セパレータには、送気流路から還気流路への気体の移動が可能な連通孔が形成されている熱輻射ブロックがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５−２２２１５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の熱輻射ブロックは、例えば床に設置する場合に、１個あたりの床面となる部分の面積を大きくすると床面が高くなりがちであり、面積を大きくしながら床面の高さを低く抑えたいとの要請があった。

本発明は上述の課題に鑑み、高さを抑制しつつ熱を輻射する表面の面積が比較的大きい熱輻射ブロック及び熱輻射システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る熱輻射ブロックは、例えば図２に示すように、空間を区画する区画面Ｆに設置される熱輻射ブロック１０であって；気体Ａが流通可能な通気空間１２が一端１１ｅｔから他端１１ｅｘに抜けるように形成されたブロック本体１１と；通気空間１２を一端１１ｅｔから他端１１ｅｘにわたって第１の通気空間１０ｓと第２の通気空間１０ｒとに仕切る仕切部材１５であって、ブロック本体１１を区画面Ｆに設置したときに第１の通気空間１０ｓと第２の通気空間１０ｒとが区画面Ｆに沿って形成されるように通気空間１２を仕切る仕切部材１５とを備え；ブロック本体１１と仕切部材１５との間に、第１の通気空間１０ｓから第２の通気空間１０ｒへ気体Ａが通過する連通孔１６が、間隔を空けて複数形成されている。

このように構成すると、第１の通気空間と第２の通気空間とが区画面に沿って形成されているのでブロック本体の高さを抑制しつつ熱を輻射する表面の面積を比較的大きくすることができ、連通孔が形成されているので気体が通気空間を層流で流れる場合に比べて通気空間を流れる気体が保有する熱を効率よく熱輻射ブロックに伝達することができる。

また、本発明の第２の態様に係る熱輻射ブロックは、例えば図２を参照して示すと、上記本発明の第１の態様に係る熱輻射ブロック１０において、仕切部材１５が、ブロック本体１１と別体に構成されている。

このように構成すると、連通孔が形成された輻射ブロックを簡便に製造することが可能になる。

また、本発明の第３の態様に係る熱輻射ブロックは、例えば図２を参照して示すと、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る熱輻射ブロック１０において、通気空間１２は、ブロック本体１１が区画面Ｆに設置されたときにブロック本体１１の内面１１ｆと区画面Ｆとに囲まれて形成されるように構成されている。

このように構成すると、輻射ブロックの軽量化を図ることができると共にブロック本体の高さをさらに抑制することができる。

また、本発明の第４の態様に係る熱輻射ブロックは、例えば図２を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る熱輻射ブロック１０において、ブロック本体１１は、通気空間１２と固体部１１ｓとの境界となる面１１ｆに、一端１１ｅｔと他端１１ｅｘとを結ぶ仮想直線に対して交差する横断溝１１ｇが間隔を空けて複数形成され；横断溝１１ｇの仕切部材１５を越える部分が連通孔１６として形成されている。

このように構成すると、連通孔を簡便に形成することができると共に、第１の通気空間から第２の通気空間へ適切に気体を導くことができる。

また、本発明の第５の態様に係る熱輻射ブロックは、例えば図５及び図２を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る熱輻射ブロック１０Ａにおいて、ブロック本体１１よりも熱伝導率が高い材料で形成された熱移動促進用部材１９を備え；熱移動促進用部材１９は、通気空間１２に対して区画面Ｆとは反対側でブロック本体１１に埋設された、ブロック本体１１の表面１１ａに沿って広がる展開部材１９ａと、展開部材１９ａに接続されて第１の通気空間１０ｓ及び第２の通気空間１０ｒに露出するように延びる熱捕捉部材１９ｂとを含んで構成されている。

このように構成すると、第１の通気空間及び第２の通気空間に存在する気体から熱捕捉部材に伝わった熱を展開部材を介してブロック本体の表面に早く伝えることができると共に、ブロック本体の表面への耐荷重を増やすことができる。

また、本発明の第６の態様に係る熱輻射システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る熱輻射ブロック１０を複数備え；熱輻射ブロック１０のそれぞれの第１の通気空間１０ｓ（例えば図２（Ａ）参照）に供給する気体Ａを流す主送気流路２０と；熱輻射ブロック１０のそれぞれの第２の通気空間１０ｒ（例えば図２（Ａ）参照）から収集した気体Ａを流す主還気流路３０とを備える。

このように構成すると、気体が保有する熱を広範囲で輻射させることができる。

本発明によれば、第１の通気空間と第２の通気空間とが区画面に沿って形成されているのでブロック本体の高さを抑制しつつ熱を輻射する表面の面積を比較的大きくすることができ、連通孔が形成されているので気体が通気空間を層流で流れる場合に比べて通気空間を流れる気体が保有する熱を効率よく熱輻射ブロックに伝達することができる。

本発明の実施の形態に係る熱輻射システムの概略構成を示す系統図である。 本発明の実施の形態に係る熱輻射ブロックを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。 本発明の実施の形態に係る熱輻射ブロックを構成するブロック本体を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。 本発明の実施の形態に係る熱輻射システムを構成する主送気管又は主還気管の部分斜視図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る熱輻射ブロックを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は垂直断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る熱輻射システム１を説明する。図１は、熱輻射システム１の概略構成を示す系統図である。熱輻射システム１は、本発明の実施の形態に係る熱輻射ブロック１０を複数備えている。熱輻射システム１は、さらに、主送気流路を構成する主送気管２０と、主還気流路を構成する主還気管３０と、気体としての空気Ａの温度を調節する温調機器としての空調機４０とを備えている。熱輻射システム１は、本実施の形態では、冷房又は暖房（以下「冷暖房」という）の対象となる空間（典型的には冷暖房対象室）を区画する区画面としての床に敷き詰められた複数の熱輻射ブロック１０に、空気Ａが保有する冷熱又は温熱を伝達させ、熱輻射ブロック１０の輻射熱で冷暖房対象空間の冷暖房を行うシステムである。

ここで図２を参照して、熱輻射ブロック１０を説明する。図２（Ａ）は熱輻射ブロック１０の斜視図、図２（Ｂ）は熱輻射ブロック１０の部分断面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視を部分的に示している。熱輻射ブロック１０は、ブロック本体１１と、仕切部材１５とを備えている。熱輻射ブロック１０は、本実施の形態では、ブロック本体１１と仕切部材１５とが別体に構成されている。換言すれば、ブロック本体１１と仕切部材１５とは分離可能に構成されている。

ブロック本体１１は、外観の基本形状が直方体となっており、直方体の１つの面に溝状の凹みが形成されて、全体として幅広で高さが抑制されたＵ字溝のように形成されている。溝状の凹みは、凹みの起点となる面に沿って塞ぐことで、空気Ａが通過する通気空間としての空気流路１２となる。本実施の形態では、溝状の凹みが床面Ｆ（図２（Ｂ）参照）で塞がれることで空気流路１２となっている。以下、面に沿って塞がれることで空気流路１２となる凹みの内部を、面に沿って塞がれていない場合であっても、面に沿って塞がれることを前提として、空気流路１２と表現する場合がある。ブロック本体１１は、コンクリートで形成されている。このため、ブロック本体１１は、比較的（例えば木材よりも）熱容量が大きく、蓄熱性に優れている。ブロック本体１１は、基本形状の直方体の長さ、幅、高さが、それぞれ、熱輻射ブロック１０の長さ１０Ｌ、幅１０Ｗ、高さ１０Ｈと等しくなっている。本実施の形態では、長さ１０Ｌが１０００ｍｍ、幅１０Ｗが５００ｍｍ、高さ１０Ｈが１２０ｍｍに形成されている。このように、１個あたりのブロック本体１１が、従来の３００ｍｍＬ×３００ｍｍＷ×１３０ｍｍＨよりも大きいので重量が嵩みがちであるが、１つの面に溝状の凹み形成して空気流路１２を形成しているので、大きさの割には軽量化を図りつつ高さを抑制することが可能になっている。ブロック本体１１の基本形状の直方体の最も面積が広い２つの面について、説明の便宜上、一方の面を表面１１ａといい、他方の面（表面１１ａの裏側の面）を裏面１１ｂということとする。ブロック本体１１は、空気流路１２が裏面１１ｂ側に形成されており、表面１１ａが全体的に平坦に形成されている。

ブロック本体１１の空気流路１２は、基本形状の直方体の、表面１１ａ及び裏面１１ｂに直交する２つ面のうちの一方である一端１１ｅｔから他方である他端１１ｅｘに抜けるように形成されている。換言すれば、空気流路１２は、一端１１ｅｔ及び他端１１ｅｘを貫いている。なお、一端１１ｅｔは、表面１１ａ（及び裏面１１ｂ）の長方形の２つの短辺のうちの一方に直交する端面であり、他端１１ｅｘは他方の短辺に直交する端面である。空気流路１２は、空気Ａを所定の流量で流すことができる大きさ（断面積）に形成されている。ここでいう所定の流量は、空気Ａが保有する熱がブロック本体１１に伝達されて表面１１ａから輻射されたときに、表面１１ａから輻射される熱量が所望の熱量となる熱量を、ブロック本体１１に伝達するのに必要な空気Ａの流量である。

図３に、ブロック本体１１の詳細を示す。図３（Ａ）はブロック本体１１の正面図、図３（Ｂ）はブロック本体１１の底面図である。図３（Ａ）は、一端１１ｅｔの側から見た図を示しているが、他端１１ｅｘ側から見ても同様となる。このように、一端１１ｅｔ及び他端１１ｅｘに空気流路１２が現れるのは、空気流路１２が一端１１ｅｔから他端１１ｅｘに抜けるように形成されていることに起因している。ブロック本体１１に関し、空間である空気流路１２に対して、コンクリートで形成されている部分を固体部１１ｓということとする。また、固体部１１ｓと空気流路１２との境界となる面を内面１１ｆということとする。さらに、内面１１ｆを便宜上区別するために、表面１１ａと平行に広がる部分を天内面１１ｆｐといい、高さ１０Ｈの方向に延びる部分を側内面１１ｆｑということとする。

図３（Ｂ）に示すように、ブロック本体１１は、内面１１ｆ（図３（Ａ）参照）に、横断溝１１ｇが複数形成されている。各横断溝１１ｇは、一端１１ｅｔと他端１１ｅｘとを結ぶ仮想直線ＶＬに対して交差するように延びており、本実施の形態では、一端１１ｅｔが形成された面及び他端１１ｅｘが形成された面に対して平行に延びている。ここで、仮想直線ＶＬは、本実施の形態では表面１１ａの長方形の長辺に平行な仮想の直線である。空気流路１２を空気Ａが一端１１ｅｔから他端１１ｅｘに向かって仮想直線ＶＬが延びる方向に流れるとき、この空気Ａは、横断溝１１ｇが延びる方向に対して交差する方向に流れるので、乱流となって空気Ａからブロック本体１１への熱伝達率を高めることができる。各横断溝１１ｇは、ブロック本体１１が仕切部材１５（図２参照）と組み合わされて輻射ブロック１０（図２参照）となったときに連通孔１６（図２参照）となる部分であり、各横断溝１１ｇの幅及び深さは意図する連通孔１６の大きさとなるように決定される。本実施の形態では、各横断溝１１ｇは、設計値において、幅（仮想直線ＶＬに平行な方向の長さ）が４０ｍｍ、深さが最大で３〜５ｍｍに形成されている。横断溝１１ｇの深さは、本実施の形態では、天内面１１ｆｐ及びここから側内面１１ｆｑに移行する曲面部分に至るまでは概ね等しい深さに形成されているが、側内面１１ｆｑにおいては、裏面１１ｂに近づくに連れて徐々に浅くなって裏面１１ｂに到達した段階では深さが０になるように形成されている。また、隣り合う横断溝１１ｇ同士の間には、６０ｍｍの間隔が空いている（芯−芯１００ｍｍ）。なお、各横断溝１１ｇの幅、深さ、間隔は、上述の例示に限らず、空気Ａが保有する熱を効率よくブロック本体１１に伝達できるようにする点を考慮して、適宜変更することができる。本実施の形態では、各横断溝１１ｇが形成されていないと仮定したときの内面１１ｆの形状は、一端１１ｅｔ及び他端１１ｅｘに平行な任意の断面において変化がなく、空気流路１２の深さ（高さ１０Ｈの方向の寸法）が８５ｍｍとなっている。ブロック本体１１は、裏面１１ｂの側から凹んで空気流路１２が形成され、かつ仕切部材１５（図２参照）とは別体に構成されているので、内面１１ｆに横断溝１１ｇが形成された比較的複雑な形状であっても、型にコンクリートを流して製造する際に、脱型が簡便となり、製造が簡便になる。

再び図２に戻って、熱輻射ブロック１０の説明を続ける。仕切部材１５は、ブロック本体１１の空気流路１２を２つの流路に仕切る部材である。仕切部材１５は、本実施の形態では細長い直方体に形成されている。また、仕切部材１５は、典型的には、ブロック本体１１と同じ材質（本実施の形態ではコンクリート）で形成されているが、ブロック本体１１と異なる材質であってもよい。仕切部材１５は、長さ１０Ｌの方向がブロック本体１１と同じ寸法で、幅１０Ｗの方向が典型的にはブロック本体１１の側内面１１ｆｑと外側の側面との間の厚さに相当する寸法で、高さ１０Ｈの方向が空気流路１２の深さと同じ寸法に形成されている。また、仕切部材１５は、直方体を構成する６つの面のそれぞれが平坦に形成されている。

熱輻射ブロック１０は、本実施の形態では、仕切部材１５が、ブロック本体１１の空気流路１２を幅１０Ｗの方向で二等分するように空気流路１２内に配置されて構成されている。仕切部材１５は、長さ１０Ｌの方向の両端が、ブロック本体１１の長さ１０Ｌの方向の両端と揃うように配置されている。仕切部材１５がブロック本体１１に組み込まれることで、ブロック本体１１の天内面１１ｆｐと仕切部材１５との間に、複数の連通孔１６が形成されることとなる（図２（Ｂ）参照）。各連通孔１６は、本実施の形態では、縦断面（表面１１ａに直交する断面）における形状が、４０ｍｍ×３〜５ｍｍの長方形となっている。このように形成された連通孔１６は、空気Ａが噴流として通過する大きさとなっている。噴流は、概ね３〜５ｍ／ｓの流速を持つ流れである。

熱輻射ブロック１０は、裏面１１ｂが床面Ｆに接するように床面Ｆに載置されたときに、空気流路１２が内面１１ｆと床面Ｆとに囲まれることで、一端１１ｅｔ及び他端１１ｅｘ以外が閉空間となるように構成されている。このとき、仕切部材１５によって２つに仕切られた空気流路１２は、一方が送気流路１０ｓとなり、他方が還気流路１０ｒとなる。送気流路１０ｓは第１の通気空間に相当し、還気流路１０ｒは第２の通気空間となる。送気流路１０ｓと還気流路１０ｒとは、幅１０Ｗの方向に隣接して形成されることとなる。換言すれば、送気流路１０ｓと還気流路１０ｒとが床面Ｆに沿って形成される（床面Ｆに平行な方向に並べて配置される）こととなる。熱輻射ブロック１０は、送気流路１０ｓと還気流路１０ｒとが幅１０Ｗの方向に隣接して形成されるので、高さを抑制することができる。また、熱輻射ブロック１０は、空気流路１２を二等分するように仕切部材１５が設けられることで、仕切部材１５が表面１１ａからの荷重を支えることができる。このような、幅１０Ｗの方向の中央に仕切部材１５が配置された構成により、ブロック本体１１の表面１１ａの面積を比較的大きく（本実施の形態では１０００ｍｍ×５００ｍｍ）形成しても、高さを抑制しつつ強度を確保することが可能になる。つまり、仕切部材１５は、中間支柱として機能する構造的な強度を有している。なお、ブロック本体１１の強度を確保するために、ブロック本体１１の内部にメッシュ筋等の補強部材（不図示）を埋設してもよい。この場合、典型的には、平板状の補強部材が表面１１ａに対して平行になるように埋設されるか、平板の一対の対向する辺を直角に折り曲げた補強部材が空気流路１２を覆うように埋設される。仕切部材１５の幅は、送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒの必要な開口面積を確保したうえで、表面１１ａにかかる荷重を考慮して決定するとよい。

再び主に図１を参照して、熱輻射システム１の構成を説明する。熱輻射システム１は、複数の熱輻射ブロック１０が床に敷き詰められている。熱輻射ブロック１０の敷設態様は、まず、複数の熱輻射ブロック１０が、隣り合う熱輻射ブロック１０の一端１１ｅｔ（図２参照）と他端１１ｅｘ（図２参照）とが合わさって、１つの熱輻射ブロック列１０ｆが形成される。熱輻射ブロック列１０ｆは、各熱輻射ブロック１０の送気流路１０ｓ同士及び還気流路１０ｒ同士が、それぞれ連絡している。このように構成された熱輻射ブロック列１０ｆが、複数列並べられることで、多数の熱輻射ブロック１０が敷き詰められることとなる（以下「熱輻射ブロック群１０ｃ」という。）。複数の熱輻射ブロック列１０ｆが配列されることにより、空気流路１２（送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒ）が複数本形成されることとなる。熱輻射ブロック群１０ｃは、平面視において、全体として矩形に形成されている。熱輻射ブロック群１０ｃは、平面視における矩形の４つの辺のうちの向かい合う一対の辺から連なる側面に、熱輻射ブロック列１０ｆの数に相当する一端１１ｅｔあるいは他端１１ｅｘが表れている。熱輻射ブロック群１０ｃの、複数の一端１１ｅｔあるいは他端１１ｅｘが表れる一対の側面のうち、一端１１ｅｔが表れる側面には主送気管２０が配設され、他端１１ｅｘが表れる側面には主還気管３０が配設されている。主送気管２０及び主還気管３０は、それぞれ、複数の一端１１ｅｔ及び他端１１ｅｘ全体を覆うように配設されている。

ここで図４を参照して、主送気管２０及び主還気管３０の熱輻射ブロック１０との接続部まわりの構成を説明する。図４は、主送気管２０の部分斜視図であるが、主還気管３０は主送気管２０と同じ構成であるため、実質的に主還気管３０の部分斜視図を表しているともいえる。以下、主として主送気管２０の構成を説明する。主送気管２０は、典型的にはコンクリートで形成されている。また、主送気管２０は、流路の断面（軸直角断面）が矩形に形成されている。主送気管２０は、天面２０ｔに、開口２０ｈが形成されている。天面２０ｔは、熱輻射ブロック１０が載置される面であり、床面Ｆ（図２（Ｂ）参照）の一部として機能する。天面２０ｔは、熱輻射ブロック１０を安定して載置できるように平坦に形成されている。開口２０ｈは、裏面１１ｂが天面２０ｔに接するように熱輻射ブロック群１０ｃを載置したときに、各輻射ブロック１０の送気流路１０ｓと連通するが還気流路１０ｒとは連通しない大きさ及び間隔で複数が形成されている。主送気管２０に熱輻射ブロック群１０ｃが載置されたとき、還気流路１０ｒは天面２０ｔに塞がれることとなる。また、主送気管２０は、天面２０ｔに直交する２つの側面のうちの一方が、天面２０ｔよりも上方に突き出て突当壁２０ｒが形成されている。突当壁２０ｒの天面２０ｔよりも上方に突き出た高さは、少なくともブロック本体１１の空気流路１２の高さ以上であり、典型的には熱輻射ブロック１０の高さ１０Ｈと同じになっている。突当壁２０ｒは、熱輻射ブロック群１０ｃを、一端１１ｅｔが突当壁２０ｒに接するように天面２０ｔに載置したときに、一端１１ｅｔに表れる空気流路１２の開口を塞ぐ機能を有する。

主還気管３０は、天面３０ｔに開口３０ｈが形成されており、さらに突当壁３０ｒが形成されている。主還気管３０の天面３０ｔ、開口３０ｈ、突当壁３０ｒは、それぞれ、主送気管２０の天面２０ｔ、開口２０ｈ、突当壁２０ｒに相当する。主還気管３０は、上述のように主送気管２０と同じ構成であるが、用途の違いを考慮して便宜上主送気管２０及びその構成要素と異なる参照符号を付している。主還気管３０まわりでは、裏面１１ｂが天面３０ｔに接するように熱輻射ブロック群１０ｃが主還気管３０に載置されたときに、各輻射ブロック１０の還気流路１０ｒが開口３０ｈと連通し、送気流路１０ｓは天面３０ｔに塞がれ、他端１１ｅｘに表れる空気流路１２の開口が突当壁３０ｒに塞がれることとなる。

再び主に図１を参照して、熱輻射システム１の構成の説明を続ける。主送気管２０及び主還気管３０が建築物等のスラブの上に載置される場合は、主送気管２０と主還気管３０との間が天面２０ｔ、３０ｔ（図４参照）と面一になるように、スラブ上に床下地材が配設される。主送気管２０及び主還気管３０が建築物等のスラブに埋め込まれる場合は、天面２０ｔ、３０ｔ（図４参照）がスラブと面一になるように主送気管２０及び主還気管３０が設置される。このように、輻射ブロック群１０ｃを構成する各輻射ブロック１０を敷設しやすいように、主送気管２０と主還気管３０との間が天面２０ｔ、３０ｔ（図４参照）と面一になるように構成される。

空調機４０は、コイル４１と、ファン４２とを有している。コイル４１は、空調機４０に導入された空気Ａを冷却又は加熱するものである。コイル４１は、熱源機（不図示）で温度が調節された冷水又は温水を内部に流すチューブを有している。コイル４１のチューブには、多数のフィンが設けられている。コイル４１は、多数のフィンの間に空気Ａを通過させて、冷水又は温水と空気Ａとの間で熱交換させることにより、冷水又は温水の熱を空気Ａに伝達させるように構成されている。ファン４２は、コイル４１で温度が調節された空気Ａを熱輻射ブロック群１０ｃに向けて圧送するものである。なお、空調機４０は、空気Ａの温度を調節することができれば足り、空気Ａの湿度を調節するための構成は有しなくてよい。しかしながら、空調機４０から供給された空気Ａに含まれる水分が結露するおそれがある場合は、結露を発生させないようにするため、空調機４０が空気Ａの湿度を調節するための構成を有することが好ましい。空調機４０の吐出側と主送気管２０の端部とは、空気往管２４で接続されている。空調機４０の導入側と主還気管３０の端部とは、空気還管３４で接続されている。空気往管２４が接続された主送気管２０の端部と、空気還管３４が接続された主還気管３０の端部とは、全体として矩形に形成された熱輻射ブロック群１０ｃの対角に位置するように構成されている。

引き続き図１乃至図４を参照して、熱輻射システム１の作用を説明する。熱輻射ブロック１０の作用は、熱輻射システム１の作用の一環として説明する。熱輻射システム１を作動させる際、まず、空調機４０を起動する。すると、空気Ａが空調機４０に導入される。空調機４０に導入された空気Ａは、コイル４１を通過する際、冷房時は冷やされ、暖房時は温められる。コイル４１を通過して温度が調節された空気Ａは、ファン４２によって、空調機４０から吐出される。空調機４０から吐出された空気Ａは、空気往管２４を流れた後に主送気管２０に流入する。主送気管２０に流入した空気Ａは、空気往管２４が接続された側とは反対側の端部に向けて流れる。主送気管２０内を流れる空気Ａは、熱輻射ブロック列１０ｆに出会う度に、出会った熱輻射ブロック列１０ｆの送気流路１０ｓに流入する。

主送気管２０から各熱輻射ブロック列１０ｆの送気流路１０ｓに流入した空気Ａは、主還気管３０が接続された側の端部に向けて流れる。そして、送気流路１０ｓを流れる空気Ａは、連通孔１６（図２（Ｂ）参照）に出会う度に、出会った連通孔１６を通過して還気流路１０ｒに流入する。このとき、連通孔１６は、通過する空気Ａの流速が概ね３ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓとなるように形成されているので、連通孔１６を通過した空気Ａは、噴流の状態で還気流路１０ｒに流入する。還気流路１０ｒに流入した空気Ａが、噴流で内面１１ｆに沿って流れることで、還気流路１０ｒと接する部分のブロック本体１１の内面１１ｆに沿って存在する境膜が破壊され、空気Ａが保有する冷熱又は温熱が効率よくブロック本体１１に伝達される。さらに、還気流路１０ｒの空気Ａが主還気管３０に向かって乱流で流れることで、層流で流れる場合に比べて空気Ａからブロック本体１１への熱伝達を促進させることができる。ブロック本体１１は、冷房時は冷やされ、暖房時は温められる。

空気Ａからの熱伝達により冷やされ又は温められたブロック本体１１は、表面１１ａから冷熱又は温熱を輻射して、熱輻射ブロック群１０ｃの表面１１ａに面した空間の冷房又は暖房を行う。なお、冷房時は、冷房対象空間に存在する物体の熱がブロック本体１１に吸収されることで納涼感を得られるのであるが、本明細書では、便宜上、ブロック本体１１から冷熱が輻射されると表現する。熱輻射システム１では、ブロック本体１１を冷却又は加熱する熱媒体が空気Ａであるので、コンクリートに埋設された管内を流れる冷水又は温水を熱媒体とする場合に比べて、結露の発生を抑制することができ、漏水を回避することができる。仮に、熱媒体を冷水として輻射冷房を行う場合、床面等の輻射面の結露を防止するために冷水の温度を２３℃以上（露点より高い温度）とすることが考えられるが、２３℃一定の冷水を流した場合、負荷の変動があったときに迅速に追従することが困難となる。

また、熱輻射システム１では、床に敷き詰められた熱輻射ブロック１０を冷却又は加熱し、冷却又は加熱した熱輻射ブロック１０からの熱輻射によって冷暖房を行うので、大空間においても床上３ｍ程度までの作業領域を温度調節する成層空調を実現することができる。仮に、温度調節した空気を冷暖房対象空間に供給する対流方式の空調を行う場合は、上部に高温の空気が対流しやすくなり、作業領域の暖房を効果的に行うことが困難であるが、熱輻射システム１では、作業領域の冷暖房を効果的に行うことができる。また、熱輻射システム１では、コンクリートで形成されたブロック本体１１を冷却又は加熱して輻射冷暖房を行うところ、コンクリートは比較的熱容量が大きいので、ブロック本体１１に蓄熱することができる。したがって、温度が調節された空気Ａの空気流路１２への供給を一旦中断し、その後に温度が調節された空気Ａを空気流路１２へ供給して冷暖房を再開した場合に、中断前の冷熱又は温熱がブロック本体１１に留保されているため、冷暖房の立ち上がりが早くなる。このため、中断によって空気に伝達した熱が喪失してしまう対流方式の空調に比べて、熱輻射システム１は省エネルギー効果が大きくなる。また、電力平準化に有効な深夜電力を利用して空調機４０を作動させ、深夜にブロック本体１１に蓄熱させた冷熱又は温熱を、日中に表面から輻射させて冷暖房を行うことができる。

還気流路１０ｒに流入した空気Ａは、内面１１ｆに沿って流れた後、主還気管３０に向けて還気流路１０ｒを流れ、主還気管３０に流入する。主還気管３０に流入した空気Ａは、空気還管３４に向けて主還気管３０を流れる。このとき、空気還管３４が接続された主還気管３０の端部は、空気往管２４が接続された主送気管２０の端部に対して対角に位置しているので、各熱輻射ブロック列１０ｆを流れた空気Ａが空気往管２４から空気還管３４まで移動した距離が概ね等しくなり（リバースレタン方式）、熱輻射ブロック群１０ｃ全体をムラなく冷却又は加熱することができる。主還気管３０を流れて空気還管３４に流入した空気Ａは、空気還管３４を流れて空調機４０に導入される。空調機４０に導入された空気Ａは、再び温度調節された後に空調機４０から吐出され、以降、上述の作用を繰り返す。

以上で説明したように、本実施の形態に係る熱輻射ブロック１０によれば、高さを抑制しつつ、空気流路１２を流れる空気Ａの熱を固体部１１ｓに効率よく伝達させることができ、効果的な熱輻射を行うことができる。また、本実施の形態に係る熱輻射システム１によれば、複数が敷設される熱輻射ブロック１０の１個あたりの表面１１ａの面積が比較的大きいので、決まった面積に敷設する熱輻射ブロック１０の数を比較的少なくすることができ、施工の省力化を図ることができる。

以上の説明では、ブロック本体１１と仕切部材１５とが別体に構成されていることとしたが、ブロック本体１１と仕切部材１５とが一体に構成されていてもよい。

以上の説明では、空気流路１２（通気空間）が、ブロック本体１１の裏面１１ｂ側が凹んで形成されていることとしたが、基本形状の直方体の一面が凹むのではなく、直方体の一端１１ｅｔから他端１１ｅｘに貫通するように内部に形成されることでブロック本体１１が中空筒状に形成されることとしてもよい。あるいは、ブロック本体１１の凹んだ裏面１１ｂ側に断熱板等の平板状の部材を設けることで直方体の一端１１ｅｔから他端１１ｅｘに貫通するように空気流路１２が形成されることとしてもよい。

以上の説明では、ブロック本体１１がコンクリートで形成されているとしたが、レンガ等の、所望の熱輻射が可能な素材で形成されていてもよい。ブロック本体１１は、コンクリート以外の素材で形成される場合も、比較的熱容量が大きく所望の蓄熱が可能な素材で形成されることが好ましい。なお、ブロック本体１１を形成する際に、鉄粉等の熱伝導率が高い物質を混入して、ブロック本体１１内部の熱伝導を早めるようにしてもよい。

図５に、ブロック本体１１内部の熱移動を早める熱移動促進用部材としてのメッシュ筋１９が、ブロック本体１１に埋設された例を示す。図５（Ａ）は変形例に係る熱輻射ブロック１０Ａの平面図、図５（Ｂ）は熱輻射ブロック１０Ａの垂直断面図である。メッシュ筋１９は、ブロック本体１１を形成するコンクリートよりも熱伝導率が高い材料で形成されている。メッシュ筋１９の材質として、ここでは、鋼材、ステンレス、アルミニウム、銅などの金属が用いられることとして説明するが、金属以外のコンクリートよりも熱伝導率が高い素材が用いられてもよい。メッシュ筋１９は、複数の補強筋１９ｂがワイヤーメッシュ１９ａに取り付けられて構成されている。ワイヤーメッシュ１９ａは、金属棒が格子状に圧着されて構成されている。ワイヤーメッシュ１９ａは、ブロック本体１１の表面１１ａの面積よりも一回り小さい大きさの矩形状に形成されている。補強筋１９ｂは、金属棒の両端が折り曲げられて形成されている。補強筋１９ｂは、両端の折り曲げられた部分は、典型的には、９０度で、両端が同じ方向に曲げられている。補強筋１９ｂの折り曲げられた両端は、熱輻射ブロック１０Ａの送気流路１０ｓと還気流路１０ｒとにまたがる間隔があいている。補強筋１９ｂは、ワイヤーメッシュ１９ａに対して、典型的には幅方向の中央で長さ方向に適宜間隔をあけて複数が取り付けられている。メッシュ筋１９は、ワイヤーメッシュ１９ａが表面１１ａに平行になるように、かつ、各補強筋１９ｂの両端が送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒにそれぞれ露出するように、ブロック本体１１に埋設されている。ワイヤーメッシュ１９ａは展開部材に相当し、補強筋１９ｂは熱捕捉部材に相当する。このように構成された熱輻射ブロック１０Ａを備える熱輻射システムでは、空気Ａが送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒを流れる際、空気Ａが保有する冷熱又は温熱が、ブロック本体１１に伝達されることに加え、メッシュ筋１９にも伝達される。空気Ａからブロック本体１１に直接伝達された熱は、送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒから放射状に広がるようにブロック本体１１内を伝導していく。送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒにおいて空気Ａからメッシュ筋１９の補強筋１９ｂに伝達された熱は、ワイヤーメッシュ１９ａに伝導し、送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒからブロック本体１１内を伝導する熱よりも早く、コンクリートに埋設されたメッシュ筋１９のワイヤーメッシュ１９ａに拡散していく。そして、コンクリートに埋設された部分において、メッシュ筋１９からブロック本体１１に熱が伝達される。このメッシュ筋１９を介した熱伝達により、空気Ａが保有する熱のブロック本体１１への伝達が促進され、ブロック本体１１は、より短時間で冷却又は加熱されることとなる。また、メッシュ筋１９は、ワイヤーメッシュ１９ａが表面１１ａに沿って埋設されているので、熱輻射ブロック１０Ａに重量物が荷載される場合に（例えば、倉庫や工場で用いられる場合には、フォークリフトの走行や保管物の自重など）、その荷重を支えることに寄与する。なお、展開部材は、ワイヤーメッシュ１９ａのような金属棒が格子状に圧着されたもの以外の、例えば平板状に形成されたものであってもよいが、軽量化と伝熱とのバランスを考慮すると格子状に形成されることが好ましい。また、熱捕捉部材は、金属棒以外に、山形鋼（アングル）等であってもよく、送気流路１０ｓ及び／又は還気流路１０ｒの露出部にフィン等の伝熱面積を大きくする構成が設けられていてもよい。

以上の説明では、仕切部材１５は、ブロック本体１１に対して、長さ１０Ｌの方向では、両端が一端１１ｅｔ及び他端１１ｅｘに揃うように配設されているとしたが、仕切部材１５の一部が一端１１ｅｔ又は他端１１ｅｘから突き出るように配設してもよい。このとき、熱輻射ブロック１０、１０Ａを敷き詰めたときに、長さ１０Ｌの方向に隣接する熱輻射ブロック１０、１０Ａの仕切部材１５がない部分の空気流路１２に、突き出た仕切部材１５を嵌合させるようにするとよい。

以上の説明では、１つの仕切部材１５が空気流路１２に配置されて空気流路１２を２つに仕切ることとしたが、仕切部材１５を複数設けて空気流路１２を３つ以上に仕切ることとしてもよい。

以上の説明では、連通孔１６まわりの構成が、内面１１ｆに横断溝１１ｇが形成されたブロック本体１１に対して、表面全体が平坦に形成された仕切部材１５を取り付けることで連通孔１６が形成されることとしたが、内面１１ｆを平らにしつつ内面１１ｆに接する部分が部分の仕切部材１５に溝を形成してもよく、内面１１ｆ及び仕切部材１５の両方に溝を形成してもよい。

以上の説明では、仕切部材１５は、送気流路１０ｓの幅及び還気流路１０ｒの幅がそれぞれ一端１１ｅｔから他端１１ｅｘまで等しくなる（変わらない）ように配置されることとしたが、一端１１ｅｔから他端１１ｅｘに向けて進むに連れて送気流路１０ｓの幅が徐々に狭くなると共に還気流路１０ｒの幅が徐々に広くなるように仕切部材１５を平面視において斜めに配置してもよい。このように配置すると、送気流路１０ｓから還気流路１０ｒへ横断溝１１ｇを通って流れ込む空気Ａの量の仮想直線ＶＬが延びる方向における変動を抑制することができ、送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒのそれぞれで仮想直線ＶＬが延びる方向における空気Ａの流速をほぼ一定にすることができるので、一端１１ｅｔから他端１１ｅｘまでの間で、熱伝達量の変動を抑制し、熱伝達量をほぼ一定にすることができる。

以上の説明では、主送気管２０及び主還気管３０がコンクリートで形成されているとしたが、鉄板やＦＲＰ等の、所定の流量を通過させる流路を形成可能な材料で形成されていてもよい。いずれの材料で形成された場合でも、放熱のおそれがある場合は、断熱措置を施すとよい。

以上の説明では、温調機器が空調機４０であるとしたが、ファンコイルユニットやパッケージエアコン等の、気体の温度を変化させることができる機器であってもよい。

以上の説明では、主送気管２０、空気流路１２、及び主還気管３０を流れる気体が、空調機４０（温調機器）で温度が調節された又は温度が調節される空気Ａであるとしたが、外気温が外気冷房可能な温度の場合は外気としてもよく、あるいは用途に応じて下水道管内の空気や地中で熱交換が行われた気体であってもよい。

以上の説明では、熱輻射システム１では、熱輻射ブロック１０、１０Ａが床に敷き詰められているとしたが、壁や天井を含めて好適な場所に設置して、床、壁、天井の少なくとも１つから熱輻射させて、冷暖房対象空間の冷暖房を行うこととしてもよい。

１ 熱輻射システム
１０、１０Ａ 熱輻射ブロック
１０ｓ 送気流路
１０ｒ 還気流路
１１ ブロック本体
１１ｅｔ 一端
１１ｅｘ 他端
１１ｇ 横断溝
１２ 空気流路
１５ 仕切部材
１６ 連通孔
１９ メッシュ筋
１９ａ ワイヤーメッシュ
１９ｂ 補強筋
２０ 主送気管
３０ 主還気管
Ａ 空気
Ｆ 床面

Claims (6)

1. 空間を区画する区画面に設置される熱輻射ブロックであって；
   気体が流通可能な通気空間が一端から他端に抜けるように形成されたブロック本体と；
   前記通気空間を前記一端から前記他端にわたって第１の通気空間と第２の通気空間とに仕切る仕切部材であって、前記ブロック本体を前記区画面に設置したときに前記第１の通気空間と前記第２の通気空間とが前記区画面に沿って形成されるように前記通気空間を仕切る仕切部材とを備え；
   前記ブロック本体と前記仕切部材との間に、前記第１の通気空間から前記第２の通気空間へ気体が通過する連通孔が、間隔を空けて複数形成された；
   熱輻射ブロック。
2. 前記仕切部材が、前記ブロック本体と別体に構成された；
   請求項１に記載の熱輻射ブロック。
3. 前記通気空間は、前記ブロック本体が前記区画面に設置されたときに前記ブロック本体の内面と前記区画面とに囲まれて形成されるように構成された；
   請求項１又は請求項２に記載の熱輻射ブロック。
4. 前記ブロック本体は、前記通気空間と固体部との境界となる面に、前記一端と前記他端とを結ぶ仮想直線に対して交差する横断溝が間隔を空けて複数形成され；
   前記横断溝の前記仕切部材を越える部分が前記連通孔として形成された
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱輻射ブロック。
5. 前記ブロック本体よりも熱伝導率が高い材料で形成された熱移動促進用部材を備え；
   前記熱移動促進用部材は、前記通気空間に対して前記区画面とは反対側で前記ブロック本体に埋設された、前記ブロック本体の表面に沿って広がる展開部材と、前記展開部材に接続されて前記第１の通気空間及び前記第２の通気空間に露出するように延びる熱捕捉部材とを含んで構成された；
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の熱輻射ブロック。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の熱輻射ブロックを複数備え；
   前記熱輻射ブロックのそれぞれの前記第１の通気空間に供給する気体を流す主送気流路と；
   前記熱輻射ブロックのそれぞれの前記第２の通気空間から収集した気体を流す主還気流路とを備える；
   熱輻射システム。

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