JP2019138489A - 輻射パネル及び空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パネル本体の溝の内部の塵埃を容易に清掃できる輻射パネルを提供する。【解決手段】パネル本体の表面には、複数の溝（８０）が形成され、溝（８０）の深さ（ｈ）は、０．５ｍｍ以下であり、溝（８０）の開口幅（ｗ）は、２ｍｍ以上である。【選択図】図６

Description

本開示は、輻射パネル及び空気調和装置に関する。

特許文献１には、輻射型室内機を備えた空気調和装置が開示されている。輻射型室内機は、鉛直方向に立設する一対の縦フレームと、一対の縦フレームの間に配置される発熱体とを備える。発熱体は、冷媒配管と、冷媒配管で伝熱する伝熱部材とを備える。空気調和装置の暖房運転時には、圧縮機で圧縮された高圧の冷媒が、輻射型室内機の冷媒配管で放熱する。この結果、輻射型室内機の伝熱部材から室内空間へ輻射熱が放出される。

特開２０１５−２５６２７号公報

輻射パネルのパネル本体の表面に複数の溝を形成する場合、この溝の内部に塵埃が付着することがある。

本開示の目的は、パネル本体の溝の内部の塵埃を容易に清掃できる輻射パネルを提供することである。

第１の態様は、パネル本体（60）を備えた輻射パネルであって、前記パネル本体（60）の表面には、複数の溝（80）が形成され、前記溝（80）の深さ（h）は、０．５ｍｍ以下であり、前記溝（80）の開口幅（W）は、２ｍｍ以上であることを特徴とする輻射パネルである。

第１の態様では、パネル本体（60）の溝の深さ（h）が０．５ｍｍ以下であり、且つ開口幅（W）が２ｍｍ以上であるため、清掃具により、溝（80）の底部等に付着した塵埃を拭き取り易くなる。

第２の態様は、第１の態様において、前記溝（80）の深さ（h）は、０．０１ｍｍ以上であることを特徴とする輻射パネルである。

第２の態様では、一般的な粒子径（１０ミクロン程度）の塵埃が溝（80）の内部に溜まり易くなる。これに対し、溝（80）の深さ（h）を０．５ｍｍ以下とし、且つ溝（80）の開口幅（W）を２ｍｍ以上とすると、清掃具により、溝（80）の内部の塵埃を拭き取ることができる。

第３の態様は、第１又は２の態様において、前記溝（80）の開口幅（W）は、６ｍｍ以下であることを特徴とする輻射パネルである。

第３の態様では、溝（80）の開口幅（W）が６ｍｍ以下とすることで、溝（80）の内部の結露水が水滴の状態のまま残ることを抑制できる。

第４の態様は、第１乃至３の態様のいずれか１つにおいて、前記溝（80）は、前記パネル本体（60）の表面において水平方向と交わる方向に延びていることを特徴とする輻射パネルである。

第４の態様では、溝（80）が水平方向と交わる方向に延びているため、溝（80）の内部で発生した結露水を、その自重により、下方へ送ることができる。

第５の態様は、第４の態様において、前記溝（80）は、上下方向に延びていることを特徴とする輻射パネルである。

第５の態様では、溝（80）が上下方向に延びているため、溝（80）の内部で発生した結露水を確実に下方へ排出できる。

図１は、実施形態に係る空気調和装置の概略構成を示す配管系統図である。 図２は、実施形態に係る輻射パネルの概略構成を示す正面図である。 図３は、実施形態に係る伝熱部材の全体の横断面図である。 図４は、実施形態に係る熱交換エレメントの端部を拡大した斜視図である。 図５は、実施形態に係る輻射パネルの伝熱部材の要部を拡大した横断面図である。 図６は、実施形態に係る溝を拡大した横断面図である。 図７は、変形例に係る溝を拡大した横断面図である。

《実施形態》
本実施形態の空気調和装置（10）について図面を参照しながら説明する。

〈全体構成〉
空気調和装置（10）は、室内の冷房及び暖房を切り換えて行う。図１に示すように、空気調和装置（10）は、室外ユニット（20）と、室内ユニット（30）と、輻射パネル（40）とを備える。

室外ユニット（20）は、室外に設置される。室外ユニット（20）は、熱源ユニットを構成している。室外ユニット（20）には、圧縮機（21）、室外熱交換器（22）、室外膨張弁（23）、四方切換弁（24）、及び室外ファン（25）が設けられる。

室内ユニット（30）は、室内の天井付近に設けられる。室内ユニット（30）は、室内ファン（33）によって搬送される空気により、冷房又は暖房を行う対流型の室内機を構成する。室内ユニット（30）の数量は、１つ又は２つ以上である。各室内ユニット（30）には、室内熱交換器（31）、室内膨張弁（32）、及び室内ファン（33）が設けられる。

輻射パネル（40）は、室内の床面に設置される。輻射パネル（40）は、輻射熱の移動により、冷房又は暖房を行う輻射型の室内機を構成する。輻射パネル（40）の数量は、１つ又は２つ以上である。輻射パネル（40）は、パネル本体（60）と、輻射膨張弁（50）とが設けられる。輻射パネル（40）の詳細は後述する。

室外ユニット（20）、室内ユニット（30）、及び輻射パネル（40）が連絡配管で接続されることで、冷媒回路（11）が構成される。冷媒回路（11）では、充填された冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。本実施形態の冷媒回路（11）では、室内ユニット（30）及び輻射パネル（40）が並列に接続される。

〈輻射パネルの全体構成〉
輻射パネル（40）の全体構成について図２を参照しながら説明する。輻射パネル（40）は、一対の支柱（41）と、パネル本体（60）と、底板（42）とを備える。

支柱（41）は、輻射パネル（40）の左右側端に１つずつ設けられる。各支柱（41）は、床面上に立設し、上下方向に延びている。

パネル本体（60）は、一対の支柱（41）の間に設けられる。パネル本体（60）は、その前面及び後面が室内空間に露出している。パネル本体（60）は、その内部を流れる冷媒と室内空気とを熱交換させる。パネル本体（60）の詳細は後述する。

底板（42）は、一対の支柱（41）の下端に連結するように、該一対の支柱（41）の間を左右に延びている。底板（42）は、アンカーボルト等の締結部材（図示省略））を介して室内の床面に固定される。一対の支柱（41）の上端は、固定部（43）を介して天井側の吊りボルト（図示省略）と連結する。

輻射パネル（40）では、パネル本体（60）の下側に下部収容室（44）が形成される。下部収容室（44）には、パネル本体（60）から発生した結露水を回収するためのドレンパン（45）が設けられる。下部収容室（44）の前側及び後側の各開放面は、下部カバー（46）によってそれぞれ覆われる。各下部カバー（46）は、例えば一対の支柱（41）の下部に着脱可能に取り付けられる。

輻射パネル（40）では、パネル本体（60）の上側に上部収容室（47）が形成される。上部収容室（47）には、冷媒配管のガス管（51）及び液管（52）が収容される。液管（52）には、輻射膨張弁（50）（図２において図示省略）が接続される。上部収容室（47）の前側及び後側の各開放面は、上部カバー（48）によってそれぞれ覆われる。各上部カバー（48）は、例えば一対の支柱（41）の上部に着脱可能に取り付けられる。

〈パネル本体の全体構成〉
パネル本体（60）の構成について図２〜図５を参照しながら説明する。

パネル本体（60）は、下部端板（61）と、上部端板（62）と、複数（本例では６つ）の熱交換エレメント（70）とを備えている。本実施形態のパネル本体（60）では、複数の熱交換エレメント（70）が連結されることで、伝熱部材（70A）が構成される。伝熱部材（70A）の内部には、冷媒回路（11）に接続する伝熱管（53）が配設される。

下部端板（61）は、パネル本体（60）の下端に配置される。下部端板（61）は、一対の支柱（41）に連結するように、該一対の支柱（41）の間を左右に延びている。上部端板（62）は、パネル本体（60）の上端に配置される。上部端板（62）は、一対の支柱（41）に連結するように、該一対の支柱（41）の間を左右に延びている。

複数の熱交換エレメント（70）は、上部端板（62）及び下部端板（61）の間に支持される。複数の熱交換エレメント（70）は、締結部材（例えばタッピンネジ）を介して上部端板（62）及び下部端板（61）に固定される。

熱交換エレメント（70）は、アルミ材料で構成される。熱交換エレメント（70）は、押し出し成型により製造される。つまり、熱交換エレメント（70）は、押し出し方向（図２の上下方向）に直角な断面形状が、該押し出し方向の両端に亘って略同一となる。

本実施形態の熱交換エレメント（70）（パネル本体（60））では、その表面処理として、アルマイト加工等の金属被膜処理がなされる。この表面処理として、放射用コーティング剤を塗布してもよいし、抗菌コーティングを施してもよい。

熱交換エレメント（70）は、上下に縦長の平板状の板部（71）と、該板部（71）の前面（71a）に設けられる複数の突起部（前側突起部（72））と、該板部（71）の後面（71b）に設けられる複数の突起部（後側突起部（73））と、板部（71）の幅方向の両端にそれぞれ設けられる連結部（74）とを備えている。本実施形態のパネル本体（60）では、複数の板部（71）が幅方向に連結されることで、１つの平板状の平板部（63）が構成される。つまり、パネル本体（60）の平板部（63）は、複数の板部（71）に分割可能に構成される。

板部（71）（平板部（63））には、複数の挿通孔（64）が上下方向に貫通して形成される。挿通孔（64）は、平板部（63）の幅方向に等間隔を置いて配列される。挿通孔（64）には、伝熱管（53）の直管部（54）が挿通される。

板部（71）（平板部（63））の前面（71a）には、複数の前側突起部（72）が形成される。平板部（63）ないし板部（71）の後面（71b）には、複数の後側突起部（73）が形成される。つまり、熱交換エレメント（70）では、その厚さ方向の両側の面（71a,71b）にそれぞれ複数（２つ以上）の突起部（72,73）が設けられる。

各突起部（72,73）は、横断面が矩形形状となる略板状に形成される。各突起部（72,73）は、上下方向に延びている。前側突起部（72）は、伝熱管（53）ないし挿通孔（64）と平板部（63）の厚さ方向に重なる位置に設けられる。後側突起部（73）は、伝熱管（53）ないし挿通孔（64）と平板部（63）の厚さ方向に重なる位置に設けられる。つまり、本実施形態では、前側突起部（72）と後側突起部（73）とが平板部（63）の厚さ方向に重なっている。この構成により、前側突起部（72）、後側突起部（73）、及び板部（71）が、全体として略十字形状をなしている。

〈溝〉
パネル本体（厳密には、熱交換エレメント（70））の表面には、複数の溝（80）が形成される。具体的に、複数の溝（80）は、板部（71）の前面（71a）及び後面（71b）と、前側突起部（72）の表面と、後側突起部（73）の表面とにそれぞれ形成される。本実施形態では、各溝（80）の形状及び寸法は略同一である。

複数の溝（80）は、互いに平行な関係で直線状に延びている。本実施形態の溝（80）は、上下方向に延びている。図６に示すように、本実施形態の溝（80）の横断面形状は、溝（80）の底側に向かって先細りとなる三角形状である。つまり、溝（80）の底部は、略Ｖ字状に形成される。溝（80）の横断面形状は、溝（80）の長手方向（本実施形態では上下方向）に亘って略同一である。溝（80）の内部には、一対の内側面（81）が形成される。一対の内側面（81）の間には、最も深い部分（最深部（82））が形成される。溝（80）の詳細な寸法、及び機能についての詳細は後述する。

−運転動作−
実施形態に係る空気調和装置（10）の運転動作について図１を参照しながら説明する。空気調和装置（10）は、暖房運転と冷房運転とを切り換えて行う。

〈暖房運転〉
暖房運転では、四方切換弁（24）が図１の破線で示す状態となる。圧縮機（21）で圧縮された冷媒は、室内ユニット（30）と輻射パネル（40）とに送られる。

室内ユニット（30）では、冷媒が室外熱交換器（22）で放熱（凝縮）する。冷媒によって加熱された空気は、室内ファン（33）によって室内空間へ供給される。

輻射パネル（40）では、冷媒がパネル本体（60）の伝熱管（53）を流れる。この結果、伝熱管（53）の冷媒の熱は、伝熱部材（70A）を伝わり、室内空間へ放出される。

室内ユニット（30）及び輻射パネル（40）でそれぞれ放熱した冷媒は、室外膨張弁（23）で減圧された後、室外熱交換器（22）で蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮される。

〈冷房運転〉
冷房運転では、四方切換弁（24）が図１の実線で示す状態となる。圧縮機（21）で圧縮された冷媒は、室外熱交換器（22）で放熱（凝縮）する。室外熱交換器（22）で放熱した冷媒は、室内ユニット（30）と輻射パネル（40）とに送られる。

室内ユニット（30）では、冷媒が室内膨張弁（32）で減圧された後、室内熱交換器（31）を流れる。室内ユニット（30）では、冷媒が室内熱交換器（31）で蒸発する。冷媒によって冷却された空気は、室内ファン（33）によって室内空間へ供給される。

輻射パネル（40）では、冷媒が輻射膨張弁（50）で減圧された後、伝熱管（53）を流れる。この結果、伝熱部材（70A）の周囲の空気が冷却される。

室内ユニット（30）及び輻射パネル（40）でそれぞれ蒸発した冷媒は、圧縮機（21）で再び圧縮される。

〈溝の寸法の関係〉
パネル本体（60）の溝（80）は、以下のような寸法関係に設定される。

図６では、溝（80）の深さ（h）及び溝（80）の開口幅（W）を表している。ここで、溝（80）の深さ（h）は、溝（80）の開口面（83）から溝（80）の最深部（82）までの距離といえる。溝（80）の開口幅（W）は、溝（80）の開口面（83）における溝（80）の配列方向の寸法といえる。

本実施形態では、溝（80）の深さ（h）が０．５ｍｍ以下であり、溝の開口幅（W）は２ｍｍ以上である。更に、溝（80）の深さ（h）は０．０１ｍｍ以上であるのが好ましい。更に、溝（80）の開口幅（W）は６ｍｍ以下であるのが好ましい。

例えば本実施形態では、溝（80）の深さ（h）が約０．５ｍｍに設定され、溝（80）の開口幅（W）が約２ｍｍに設定される。つまり、溝（80）の開口幅（W）は、溝（80）の深さ（h）よりも大きい。また、本実施形態の溝（80）では、一対の内側面（81）のなす角度αが９０度より大きい。以上の構成により、詳細は後述するように、溝（80）の内部の塵埃を容易に拭き取ることができる。

−実施形態の作用・効果−
実施形態では、パネル本体（60）の溝（80）の深さ（h）が０．５ｍｍ以下であり、且つ溝（80）の開口幅（W）が２ｍｍ以上である。溝（80）の深さ（h）が深すぎると、清掃具（ふきん等）が溝（80）の底部（）まで届きにくくなる。溝（80）の開口幅（W）が狭すぎると、清掃具が溝（80）の内部に入りにくくなる。これに対し、溝（80）の深さ（h）を０．５ｍｍ以下、溝（80）の開口幅（W）を２ｍｍ以上とすると、清掃具により、溝（80）の内側面（81）等に付着した塵埃を拭き取ることができる。この結果、輻射パネル（40）の溝（80）の内部の塵埃を容易に清掃できる。

なお、上記の清掃具としては、薄いシート状の材料（布、繊維、樹脂材料、紙等）を用いるのが好ましい。

溝（80）の内部に塵埃がある状態で、結露水が溝（80）に溜まると、カビ等の発生の要因となる。これに対し、上記のようにして、溝（80）の内部の塵埃を容易に取り除くことができれば、カビ等の発生を未然に回避できる。万が一、溝（80）の内部でカビ等が発生したとしても、これらを清掃具によって容易に拭き取ることができる。

実施形態では、溝（80）の深さ（h）が０．０１ｍｍ以上である。このため、パネル本体（60）の表面で発生した結露水を溝（80）の内部に捕捉し易くなる。一方、溝の深さ（h）を０．０１ｍｍ以上とすると、一般的な粒子径（１０ミクロン程度）の塵埃が溝（80）の内部に溜まり易くなる。これに対し、溝（80）の深さ（h）を０．５ｍｍ以下、及び溝（80）の開口幅（W）を２ｍｍ以上とすると、清掃具により、溝（80）の底部に付着した塵埃を容易に拭き取ることができる。

溝（80）の深さ（h）を０．０１ｍｍ以上とすると、溝（80）の内部の表面積が大きくなり、パネル本体（60）の放熱及び吸熱性能を向上できる。

実施形態では、溝（80）の開口幅（W）が６ｍｍ以下である。溝（80）の開口幅（W）が広すぎると、溝（80）の底部（）で発生した結露水が水滴の状態のまま残り、この水滴がユーザ等に見えやすくなる。これに対し、溝（80）の開口幅（W）を６ｍｍ以下とすると、この水滴は、溝（80）の内部の一対の内側面（81）に亘るように、その表面張力によって拡がり易くなる。このため、溝（80）の内部の結露水が、ユーザ等からみえにくくなる。従って、輻射パネル（40）の美感を向上できる
実施形態では、溝（80）が上下方向に延びているため、溝（80）の内部で発生した結露水を確実に下方へ排出できる。従って、溝（80）の内部でのカビ等の発生を抑制できる。

〈変形例〉
図７に示す変形例は、上記実施形値と溝（80）の形状が異なる。溝（80）の横断面形状は、開口面（83）に向かって拡がるような、略台形形状である。つまり、溝（80）の内部には、底面（84）及び一対の内側面（81）が形成される。変形例１においても、溝（80）の深さ（h）及び開口幅（W）が上記実施形態と同様に設定される。これにより、溝（80）の内部の塵埃を容易に拭き取ることができるとともに、溝（80）の内部の結露水が水滴のまま残ることを回避できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態や、各変形例においては、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態の溝（80）の延びる方向は、上下方向に限らないが、上下方向及び斜め方向（即ち、水平方向と交わる方向）が好ましい。ただし、溝（80）を水平方向に延ばすこともできる。

パネル本体（60）では、必ずしも全ての溝（80）において、上記の深さ（h）及び開口幅（W）の寸法関係を満たしていなくてもよい。つまり、全ての溝（80）の一部のみ、この寸法関係を満たしていてもよい。

実施形態のパネル本体（60）は、平板部（63）から複数の突起部（72,73）が突出する構造である。しかし、パネル本体（60）は、複数の縦長の伝熱部材を水平方向に配列した構造であってもよい。この構造においても、伝熱部材の表面に溝（80）を形成し、上述した寸法関係を採用することができる。

空気調和装置（10）の室内ユニット（30）と輻射パネル（40）とを直列に接続した構成としてもよい。空気調和装置（10）の室内ユニット（30）を省略した構成としてもよい。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、輻射パネル及び空気調和装置について有用である。

１０ 空気調和装置
４０ 輻射パネル
６０ パネル本体
８０ 溝
ｈ 溝の深さ
Ｗ 溝の開口幅

Claims (6)

1. パネル本体（60）を備えた輻射パネルであって、
   前記パネル本体（60）の表面には、複数の溝（80）が形成され、
   前記溝（80）の深さ（h）は、０．５ｍｍ以下であり、
   前記溝（80）の開口幅（W）は、２ｍｍ以上であることを特徴とする輻射パネル。
2. 請求項１において、
   前記溝（80）の深さ（h）は、０．０１ｍｍ以上であることを特徴とする輻射パネル。
3. 請求項１又は２において、
   前記溝（80）の開口幅（W）は、６ｍｍ以下であることを特徴とする輻射パネル。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   前記溝（80）は、前記パネル本体（60）の表面において水平方向と交わる方向に延びていることを特徴とする輻射パネル。
5. 請求項４において、
   前記溝（80）は、上下方向に延びていることを特徴とする輻射パネル。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つの輻射パネル（40）を備えた空気調和装置。

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