JP2023095401A - 空調機、空調機を有する放射空調システム、およびこれらの施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】施工が容易な空調機、この空調機を有する放射空調システム、およびこの放射空調システムの施工方法を提供すること。【解決手段】空調機は、内部ケーシングと外部ケーシングを備える。内部ケーシングは、ファンと熱交換器を収容するように構成され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する。外部ケーシングは、内部ケーシングの正面、一方の側面、他方の側面、底面、および凹部の下と左右を覆う。【選択図】図17A
Description
本発明の実施形態の一つは、空調機、空調機を有する放射空調システム、およびこれらの施工方法に関する。
近年、空気の流路が形成されたパネルを空調機に取り付け、空調機によって温度調節された空気をパネル内に導入する放射空調システムが知られている(特許文献1)。この放射空調システムでは、加熱または冷却されたパネルが熱放射メカニズムを主に利用して室内の温度制御に寄与するため、温度調節された空気が直接人に当たることが抑制される。
本発明の実施形態の一つは、新しい構造を有する空調機、およびこの空調機を有する放射空調システムを提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、施工が容易な空調機、この空調機を有する放射空調システム、およびこの空調機ならびに放射空調システムの施工方法を提供することを課題の一つとする。
本発明の実施形態の一つは、空調機である。この空調機は、内部ケーシングと外部ケーシングを備える。内部ケーシングは、ファンと熱交換器を収容するように構成され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する。外部ケーシングは、内部ケーシングを収容し、内部ケーシングの正面、一方の側面、他方の側面、底面、および凹部の下と左右を覆う。
本発明の実施形態の一つは、放射空調システムである。この放射空調システムは、空調機、ガイドパネル、断熱パネル、および放射パネルを備える。ガイドパネルは、空調機上に位置し、空調機から吹き出される空気を受容するように構成される第1の凹部を有する。断熱パネルは、ガイドパネルに接続され、上記空気をガイドパネルから受容するように構成される第2の凹部を有する。放射パネルは、ガイドパネルと断熱パネルの下に位置する。空調機は、内部ケーシングと外部ケーシングを備える。内部ケーシングは、ファンと熱交換器を収容するように構成され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する。外部ケーシングは、内部ケーシングを収容し、内部ケーシングの正面、一方の側面、他方の側面、底面、および凹部の下と左右を覆う。
本発明の実施形態の一つは、空調機の施工方法である。この施工方法は、少なくともファンと熱交換器が収容され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する内部ケーシングを壁に取り付けること、凹部よりも上に位置し、かつ、壁に沿って水平方向に延伸する軸を中心として内部ケーシングを回転させること、熱交換器に冷媒を循環させるための配管を取り付けること、および内部ケーシングを収容する外部ケーシングを取り付けることを含む。外部ケーシングは、内部ケーシングの正面、一方の側面、他方の側面、底面、および凹部の下と左右を覆う。
本発明の実施形態の一つは、放射空調システムの施工方法である。この施工方法は、少なくともファンと熱交換器が収容され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する内部ケーシングを壁に取り付けること、凹部よりも上に位置し、かつ、壁に沿って水平方向に延伸する軸を中心として内部ケーシングを回転させること、熱交換器に冷媒を循環させるための配管を取り付けること、熱交換器によって温度調節された空気を受容するように構成される第1の凹溝を有するガイドパネルを内部ケーシングの上に配置すること、内部ケーシングを収容する外部ケーシングを取り付けること、上記空気をガイドパネルから受容するように構成される第2の凹溝を有する断熱パネルをガイドパネルに接続すること、およびガイドパネルと断熱パネルの下に放射パネルを取り付けることを含む。外部ケーシングは、内部ケーシングの正面、一方の側面、他方の側面、底面、および凹部の下と左右を覆う。
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。符号が付された要素の一部を表記する際には、符号に小文字のアルファベットが添えられる。
以下、本発明の実施形態の一つに係る空調機110、および空調機110を含む放射空調システム100とこれらの施工方法について説明する。
1.放射空調システム
図1Aと図1Bに放射空調システム100の模式的斜視図を示す。図1Aと図1Bは、放射空調システム100をそれぞれ上方と下方から見た斜視図である。これらの図に示すように、放射空調システム100は、空調機110、ガイドパネル150、断熱パネル160、および放射パネル170を基本的な構成として備える。放射空調システム100は、室内を温度調節するメカニズムの少なくとも一部として熱放射を利用する。具体的には、暖房時には、空調機110によって加熱された空気は、ガイドパネル150を介して断熱パネル160と放射パネル170の間に導入され、その後室内に解放される。このとき、加熱された空気によって放射パネル170が加熱されるため、解放される空気に起因する対流のみならず、加熱された放射パネル170からの熱放射が室内温度の上昇に寄与する。同様に、冷房時には、空調機110によって冷却された空気がガイドパネル150を介して断熱パネル160と放射パネル170の間に導入され、放射パネル170が冷却される。冷却された空気はその後室内に解放されるが、この気流に起因する対流のみならず、室内の空気、天井、壁、家具、人などから放射される熱(すなわち、遠赤外線)が放射パネル170によって吸収されるため、室内が冷却される。
図1Aと図1Bに放射空調システム100の模式的斜視図を示す。図1Aと図1Bは、放射空調システム100をそれぞれ上方と下方から見た斜視図である。これらの図に示すように、放射空調システム100は、空調機110、ガイドパネル150、断熱パネル160、および放射パネル170を基本的な構成として備える。放射空調システム100は、室内を温度調節するメカニズムの少なくとも一部として熱放射を利用する。具体的には、暖房時には、空調機110によって加熱された空気は、ガイドパネル150を介して断熱パネル160と放射パネル170の間に導入され、その後室内に解放される。このとき、加熱された空気によって放射パネル170が加熱されるため、解放される空気に起因する対流のみならず、加熱された放射パネル170からの熱放射が室内温度の上昇に寄与する。同様に、冷房時には、空調機110によって冷却された空気がガイドパネル150を介して断熱パネル160と放射パネル170の間に導入され、放射パネル170が冷却される。冷却された空気はその後室内に解放されるが、この気流に起因する対流のみならず、室内の空気、天井、壁、家具、人などから放射される熱(すなわち、遠赤外線)が放射パネル170によって吸収されるため、室内が冷却される。
図1Bから理解されるように、放射空調システム100は天井180と壁182に設置される。詳細は後述するが、空調機110が壁182に固定され、その上にガイドパネル150が設けられる。一方、断熱パネルを固定するための治具として取り付け器具132が天井180に設置され、取り付け器具132に断熱パネル160が固定される。放射パネル170は、ガイドパネル150や断熱パネル160と重なるように、天井180、取り付け器具132、または断熱パネル160に固定される。したがって、放射パネル170の上に断熱パネル160とガイドパネル150が配置され、その上に取り付け器具132が配置される。
1-1.空調機
本発明の実施形態の一つに係る空調機110は、室内の空気を取り込んで温度調節し、その上に設けられるガイドパネル150に温度調節された空気を供給するように構成される。以下に詳述する様に、空調機110は、内部ケーシング140、および内部ケーシング140を覆う外部ケーシング112を有している。
本発明の実施形態の一つに係る空調機110は、室内の空気を取り込んで温度調節し、その上に設けられるガイドパネル150に温度調節された空気を供給するように構成される。以下に詳述する様に、空調機110は、内部ケーシング140、および内部ケーシング140を覆う外部ケーシング112を有している。
(1)内部ケーシング
図2Aと図2Bに内部ケーシング140とガイドパネル150の模式的側面図と端面図をそれぞれ示す。図3A、図3B、図4A、図4Bは、それぞれ内部ケーシング140の模式的正面図、背面図、上面図、および底面図である。図2Aと図2Bに示すように、内部ケーシング140は、少なくとも空調機の基本的機能を担う熱交換器116とファン118を内部に収容するための断熱空間を形成する。内部ケーシング140はさらに、結露した水を受け取るトレイ120などを収容するように構成されてもよい。断熱空間を形成するため、内部ケーシング140は、発泡ポリスチレン(発泡スチロール)、発泡ポリウレタン、ABS樹脂、樹脂、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、グラスウール、ロックウール、石膏、あるいはこれらの組み合わせなどの断熱材、およびこの断熱材の外表面を覆うABS樹脂などの樹脂または金属で形成することが好ましい。ジエンとしては、5-エチリデン-2-ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエンなどが挙げられる。
図2Aと図2Bに内部ケーシング140とガイドパネル150の模式的側面図と端面図をそれぞれ示す。図3A、図3B、図4A、図4Bは、それぞれ内部ケーシング140の模式的正面図、背面図、上面図、および底面図である。図2Aと図2Bに示すように、内部ケーシング140は、少なくとも空調機の基本的機能を担う熱交換器116とファン118を内部に収容するための断熱空間を形成する。内部ケーシング140はさらに、結露した水を受け取るトレイ120などを収容するように構成されてもよい。断熱空間を形成するため、内部ケーシング140は、発泡ポリスチレン(発泡スチロール)、発泡ポリウレタン、ABS樹脂、樹脂、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、グラスウール、ロックウール、石膏、あるいはこれらの組み合わせなどの断熱材、およびこの断熱材の外表面を覆うABS樹脂などの樹脂または金属で形成することが好ましい。ジエンとしては、5-エチリデン-2-ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエンなどが挙げられる。
図2Bと図3Aから理解されるように、内部ケーシング140は、室内の空気を取り込むための開口140aを正面に備える。このため、正面側(空調機110が取り付けられる壁182に対して反対側)から取り込まれた空気を温度調節するための熱交換器116は、開口140aと水平方向で重なるように配置される(図2B参照。)。開口140aは、必ずしも内部ケーシング140の正面側の中央に位置する必要は無く、ファン118を駆動するモータなどの配置によっては、図3Cに示すように、左右の一方向にシフトするように設けてもよい。
図2Bと図4Aに示すように、内部ケーシング140はさらに、空調機110の上に位置するガイドパネル150に温度調節された空気を供給するための開口140bを上面に有している。このように、空調機110は、その正面側から室内の空気を吸い込み、天井180側に温度調節された空気を吹き出すように構成される(図2A、図2Bの点線矢印参照。)。なお、開口140aがシフトして設けられる場合には、開口140bも内部ケーシング140の中心から左右の一方向にシフトするように設けられる(図4C)。
図2A、図2B、図3B、および図4Bなどから理解されるように、内部ケーシング140はさらに、背面側の下部に窪んだ形状を有する。換言すると、内部ケーシング140は、一方の側面から他方の側面にかけて、背面から底面に亘る凹部140cを有する。凹部140cは、トレイ120から水を排出するためのドレン126、ドレン126に接続される排水管(図示しない)、熱交換器116に冷媒を循環させるためのインレット122とアウトレット124、およびインレット122とアウトレット124に接続される冷媒配管(図示しない)が配置できるように設けられる(図2A、図3B参照。)。また、ドレン126、インレット122、アウトレット124は、この凹部140c側から内部ケーシング140を貫通し、トレイ120または熱交換器116にそれぞれ接続される。後述するように、凹部140cを設けることで、これらの排水管や冷媒配管の接続を容易に行うことができる。
図3Bに示すように、内部ケーシング140の背面には、後述する据付具130の鉤状先端部(爪)と噛み合う嵌合部140dが形成される。嵌合部140dは、据付具130の鉤状先端部が挿入された状態、または鉤状先端部と噛み合った状態で、壁182に固定された据付具130によって内部ケーシング140が吊り下げられるように設けられる。嵌合部140dを利用して据付具130から内部ケーシング140を吊り下げることで、鉤状先端部を支点として内部ケーシング140を回転させることができる。
(2)外部ケーシング
外部ケーシング112の模式的側面図を図5Aに示す。図6A、図6B、図7A、および図7Bは、それぞれ外部ケーシング112の模式的正面図、背面図、上面図、および底面図である。内部ケーシング140と異なり、外部ケーシング112は化粧板としての機能を有し、内部ケーシング140を収容するように構成される。図示しないが、外部ケーシング112は、内部ケーシング140に加え、ファン118を回転させるモータ、制御盤、赤外線受信装置などを収容するように構成してもよい。
外部ケーシング112の模式的側面図を図5Aに示す。図6A、図6B、図7A、および図7Bは、それぞれ外部ケーシング112の模式的正面図、背面図、上面図、および底面図である。内部ケーシング140と異なり、外部ケーシング112は化粧板としての機能を有し、内部ケーシング140を収容するように構成される。図示しないが、外部ケーシング112は、内部ケーシング140に加え、ファン118を回転させるモータ、制御盤、赤外線受信装置などを収容するように構成してもよい。
上述したように、空調機110はその正面側から空気を吸い込み、天井180側に温度調節された空気を吹き出すように構成される。このため、図6Aに示すように、外部ケーシング112は、室内の空気を取り入れるための開口112aを正面に有する。この開口112aは、水平方向において少なくとも一部が内部ケーシング140の開口140aと重なるように設けられる。開口112aには、フィルタ114が設けられ、フィルタ114を通過した空気が熱交換器116に供される。内部ケーシング140の開口140aが左右にシフトして設けられる場合、図6Cに示すように、外部ケーシング112の開口112aも同様に左右のいずれかにシフトするように設けられる。
図7Aに示すように、外部ケーシング112は、鉛直方向において内部ケーシング140の開口140bを露出する。外部ケーシング112は、内部ケーシング140を覆わなくてもよく、あるいは一部を覆ってもよい。内部ケーシング140の開口140aと外部ケーシング112の開口112aによって空調機の吸込口110aが構成される(図1B)。一方、外部ケーシング112から露出される内部ケーシング140の開口140bによって送風口110bが構成される(図1A)。
図5A、図6A、および図6Bなどから理解されるように、外部ケーシング112は、その上に設けられるガイドパネル150を水平方向で挟むように構成してもよい。これにより、ガイドパネル150の側面を外部ケーシング112によって覆うことができるので、外部ケーシング112によって放射空調システム100の美観を損なうことが無い。なお、図5Aに示すように、外部ケーシング112はガイドパネル150の側面の一部を覆ってもよく、側面の全体を覆ってもよい。あるいは、図1Aや図1Bに示すように、外部ケーシング112はガイドパネル150の側面を覆わずに露出させてもよい。
上述したように、外部ケーシング112は、壁182に取り付けられた内部ケーシング140を覆う化粧板として機能する。このため、外部ケーシング112は、内部ケーシング140の正面、互いに対向する側面、および底面を覆う形状を備える(図5A、図6Aから図7B参照。)。すなわち、外部ケーシング112の背面を全くあるいは実質的に覆わない(図6B)。さらに、外部ケーシング112は、内部ケーシング140の互いに対向する二つの側面、および底面上で凹部140cの左右と下を覆うように構成される(図5A、図7B)。このような構成により、外部ケーシング112が内部ケーシング140を収容すると、凹部140cおよび外部ケーシング112の両側面と底面によって、内部ケーシングの背面側に解放される空間が形成され、この空間内に、上述したドレン126、排水管、インレット122、アウトレット124、および冷媒配管が配置される。このため、内部ケーシング140やドレン126、インレット122、アウトレット124などは、外部ケーシング112を介して視認されることはないため、外部ケーシング112を利用してデザイン性の高い空調機110を提供することができる。
外部ケーシング112は、排水管をドレン126に接続せず、さらにインレット122とアウトレット124に冷媒配管を接続しない状態では、凹部140c内にドレン126やインレット122、アウトレット124を収容し、両側面で覆うことができる。ただし、排水管や冷媒配管を接続するため、外部ケーシング112は、内部ケーシング140の一方の側面上、または互いに対向する両側面上で凹部140cの少なくとも一部を覆うキャップ129を含んでもよい(図5A)。同様に、外部ケーシング112は、内部ケーシング140の底面上に凹部140cの少なくとも一部を覆う一つまたは複数のキャップ131を含んでもよい。キャップ129は、空調機110が取り付けられる壁182に平行な水平方向において凹部140cと重なるように設けられる。一方、キャップ131は、鉛直方向において凹部140cと重なるように設けられる。キャップ129、131は、外部ケーシング112から取り外し可能なように構成され、さらに着脱可能なように構成してもよい。あるいは、キャップ129、131は外部ケーシング112と一体化されてもよい。この場合、例えば図5A、図7Bに示すように、外部ケーシング112に鎖線で示される破断部112bを設け、破断部112bによって切り離される部分をキャップ129、131として機能させればよい。破断部112bは、ミシン目のように、複数の貫通孔によって形成すればよい。破断部112bに沿ってキャップ129、131を切り離すことにより、凹部140cを介してドレン126、インレット122、およびアウトレット124を内部ケーシング140から露出させ、排水管や冷媒配管を空調機110に接続することができる(図5B)。両側面にキャップ129を設け、底面に複数のキャップ131を設ける場合でも、空調機110の施工時に一つのキャップ129または131のみを取り外して配管接続を行い、残りのキャップ129と131を残すことで、空調機110の美観を損なうことなく空調機110を施工することができる。
任意の構成として、空調機110は整流パネル128を有してもよい(図5A)。整流パネル128は、外部ケーシング112に対して着脱可能なように構成してもよく、あるいは外部ケーシング112と一体化される若しくは外部ケーシング112に恒久的に固定されてもよい。整流パネル128は、図5Aの矢印aで示されるように、ガイドパネル150や放射パネル170などが設けられる天井180に近い空気が整流パネル128の上側を通過し、その後、整流パネル128と開口112aの間で下降流を形成して空調機110に導入されるように構成されるのが好ましい。導入された空気は熱交換器116によって温度調節され、その後ファン118によってガイドパネル150に供給される(矢印b参照)。後述するように、ガイドパネル150は空調機110から供給された空気を正面側、すなわち、断熱パネル160へ誘導するように構成され、これにより、放射パネル170が加熱または冷却される。したがって、放射パネル170に近い空気が空調機110に導入されるように整流パネル128を構成することにより、意図的にショートサーキットを引き起こすことができる。すなわち、温度調節時には、空調機110によって加熱または冷却された空気が放射パネル170の直下に存在するが、加熱または冷却された空気を積極的に空調機110に取り込んでさらに温度調節することにより、放射パネル170をそれぞれ効果的に加熱または冷却することができる。このため、放射パネル170はより強く熱吸収と熱放射を行うことができ、室内の温度調整に対する放射パネル170の熱吸収と熱放射の寄与を増大させることが可能である。
1-2.ガイドパネル
空調機110とガイドパネル150を含む模式的斜視図(図8A)に示すように、ガイドパネル150は空調機110上に、空調機110と重なるように設けられ、空調機110と天井180に挟まれる(図2)。図2の矢印に示すように、ガイドパネル150には、空調機110によって温度調節された空気を取り込み、この空気を断熱パネル160へ誘導する。このため、温度調節された空気を受容するための窪み(凹溝)160aが断熱パネル160に形成される(図8A)。図8Bの模式的上面図に示すように、鎖線で示される凹溝150aは、空調機110の送風口110bと重なるように設けられる。好ましくは、凹溝150aは鉛直方向において送風口110bの全体と重なるように設けられる。また、図8Aに示すように、凹溝150aは、温度調節された空気を断熱パネル160に供給できるよう、断熱パネル160側では少なくとも一部が開放される。ガイドパネル150は、温度調節された空気の温度を維持したまま断熱パネル160に誘導することが好ましい。このため、ガイドパネル150は、例えば発泡ポリスチレン(発泡スチロール)、発泡ポリウレタン、グラスウール、ロックウール、石膏、あるいはこれらの組み合わせなどの断熱材を含むように構成される。断熱パネル160の厚さ(凹溝160aが設けられない部分の厚さ)は、例えば2cm以上15cm以下の範囲から選択すればよい。
空調機110とガイドパネル150を含む模式的斜視図(図8A)に示すように、ガイドパネル150は空調機110上に、空調機110と重なるように設けられ、空調機110と天井180に挟まれる(図2)。図2の矢印に示すように、ガイドパネル150には、空調機110によって温度調節された空気を取り込み、この空気を断熱パネル160へ誘導する。このため、温度調節された空気を受容するための窪み(凹溝)160aが断熱パネル160に形成される(図8A)。図8Bの模式的上面図に示すように、鎖線で示される凹溝150aは、空調機110の送風口110bと重なるように設けられる。好ましくは、凹溝150aは鉛直方向において送風口110bの全体と重なるように設けられる。また、図8Aに示すように、凹溝150aは、温度調節された空気を断熱パネル160に供給できるよう、断熱パネル160側では少なくとも一部が開放される。ガイドパネル150は、温度調節された空気の温度を維持したまま断熱パネル160に誘導することが好ましい。このため、ガイドパネル150は、例えば発泡ポリスチレン(発泡スチロール)、発泡ポリウレタン、グラスウール、ロックウール、石膏、あるいはこれらの組み合わせなどの断熱材を含むように構成される。断熱パネル160の厚さ(凹溝160aが設けられない部分の厚さ)は、例えば2cm以上15cm以下の範囲から選択すればよい。
図示しないが、ガイドパネル150と空調機110の間に、断熱機能を有する封止材を設けてもよい。封止材は、例えば断熱材として発泡ポリスチレン(発泡スチロール)、樹脂、エチレン-プロピレン-ジエンゴムなどを含み、ジエンとしては、5-エチリデン-2-ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエンなどが挙げられる。
1-3.断熱パネル
断熱パネル160は、ガイドパネル150を介して供給される温度調節された空気を受容し、放射パネル170と熱交換を行い、これにより、放射パネル170を加熱または冷却する。断熱パネル160は、天井180に固定される取り付け器具132に取り付けることができる。図9の模式的上面図に示すように、取り付け器具132は複数のフレーム134によって構成することができる。例えば、取り付け器具132は、第1のフレーム134-1、第2のフレーム134-2、第3のフレーム134-3によって構成することができ、さらに第4のフレーム134-4を有してもよい。任意の構成として、取り付け器具132は、隣接するフレーム134に接続されるコーナープレート136を有してもよい。各フレーム134やコーナープレート136は、ポリエチレンやポリプロピレン、塩化ビニルなどの高分子材料を含んでもよく、あるいは、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅などの金属、ステンレスや真鍮などの合金などを含んでもよい。あるいは、各フレーム134は木材を含んでもよい。なお、これらのフレーム134は互いに一体化されていてもよく、あるいは独立した部材としてねじなどを用いて組み立てられてもよい。同様に、コーナープレート136もフレーム134と一体化されてもよく、ねじなどによってフレーム134に固定されてもよい。
断熱パネル160は、ガイドパネル150を介して供給される温度調節された空気を受容し、放射パネル170と熱交換を行い、これにより、放射パネル170を加熱または冷却する。断熱パネル160は、天井180に固定される取り付け器具132に取り付けることができる。図9の模式的上面図に示すように、取り付け器具132は複数のフレーム134によって構成することができる。例えば、取り付け器具132は、第1のフレーム134-1、第2のフレーム134-2、第3のフレーム134-3によって構成することができ、さらに第4のフレーム134-4を有してもよい。任意の構成として、取り付け器具132は、隣接するフレーム134に接続されるコーナープレート136を有してもよい。各フレーム134やコーナープレート136は、ポリエチレンやポリプロピレン、塩化ビニルなどの高分子材料を含んでもよく、あるいは、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅などの金属、ステンレスや真鍮などの合金などを含んでもよい。あるいは、各フレーム134は木材を含んでもよい。なお、これらのフレーム134は互いに一体化されていてもよく、あるいは独立した部材としてねじなどを用いて組み立てられてもよい。同様に、コーナープレート136もフレーム134と一体化されてもよく、ねじなどによってフレーム134に固定されてもよい。
取り付け器具132は、天井180または天井180の裏側に設けられる野縁(図示しない)にねじなどを用いて取り付けられる。図9に示すように、各フレーム134には、ねじのねじ部が挿入可能な貫通孔を設けてもよい。複数の貫通孔を設けることで、ねじ留めが容易になるとともに、ねじ留めされる野縁の配置に応じて適切な貫通孔を選択することができる。
天井180に取り付けられた取り付け器具132の模式的斜視図(図10)に示すように、取り付け器具132は、空調機110の正面側に配置される。
図11に示すように、図示しないねじなどによって取り付け器具132に固定される断熱パネル160は、ガイドパネル150の凹溝150aに連続する凹溝160aを有し、ガイドパネル150から温度調節された空気が凹溝160aに誘導されるように構成される。換言すると、断熱パネル160は、平坦なプレート、およびこのプレートから伸びる複数のリブ160bを有するユニットであり、リブ160bとプレートによって創り出される空間が凹溝160aに相当する。凹溝160aは、ガイドパネル150に対して反対側は開放されているので、温度調節された空気は凹溝160aを流路として流れ、その間に放射パネル170を加熱または冷却する。温度調節された空気は、その後凹溝160aの開放端から放出される。より効率良く放射パネル170を加熱または冷却できるよう、断熱パネル160も発泡ポリスチレン(発泡スチロール)、発泡ポリウレタン、グラスウール、ロックウール、石膏、あるいはこれらの組み合わせなどの断熱材を含むように構成される。なお、放射空調システム100は単一の断熱パネル160を有してもよく、複数のユニットに分割された断熱パネル160を有してもよい。複数のユニットで断熱パネル160を構成することで、より容易に断熱パネル160を固定することができる。断熱パネル160の厚さは、ガイドパネル150の厚さと同一または実質的に同一となるように設定される。したがって、断熱パネル160の厚さ(凹溝160aが設けられていない部分の厚さ)も、例えば2cm以上15cm以下の範囲から選択される。ガイドパネル150や断熱パネル160の厚さを上記範囲で設定することで、温度調節された空気を効率良く放射パネル170に接触させることができるので、冷房や暖房の効率が向上する。
1-4.放射パネル
図12Aに放射パネル170の上面図を、図12Bに図12Aの鎖線A-A´に沿った端面の模式図を示す。これらの図に示すように、放射パネル170は、格子状のフレーム172、および格子孔を塞ぐシート174を有し、これらは互いに固定される。格子状のフレーム172は、放射パネル170の外形を決定する外フレーム172a、および外フレーム172aに囲まれ、外フレーム172aに固定される内フレーム172bによって構成される。外フレーム172aと内フレーム172bの高さは同一でもよく、あるいは図12Bに示すように、温度調節された空気が抵抗を受けないよう、内フレーム172bの高さが外フレーム172aの高さよりも小さくてもよい。
図12Aに放射パネル170の上面図を、図12Bに図12Aの鎖線A-A´に沿った端面の模式図を示す。これらの図に示すように、放射パネル170は、格子状のフレーム172、および格子孔を塞ぐシート174を有し、これらは互いに固定される。格子状のフレーム172は、放射パネル170の外形を決定する外フレーム172a、および外フレーム172aに囲まれ、外フレーム172aに固定される内フレーム172bによって構成される。外フレーム172aと内フレーム172bの高さは同一でもよく、あるいは図12Bに示すように、温度調節された空気が抵抗を受けないよう、内フレーム172bの高さが外フレーム172aの高さよりも小さくてもよい。
フレーム172は、ポリエチレンやポリプロピレン、塩化ビニルなどの高分子材料、木材、あるいは、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅などの金属、ステンレスや真鍮などの合金などで形成すればよい。一方、シート174は、布などの繊維素材から構成され、通気性と伸縮性を有する。また、シート174は袋状であって、格子状のフレーム172を包み込んでもよい。シート174が通気性を有することにより、冷房時に放射パネル170の表面における結露を防止することができる。
放射パネル170は、鉛直方向においてガイドパネル150と断熱パネル160と重なるように配置される(図13)。放射パネル170は、断熱パネル160よりも大きな面積を有することが好ましい。すなわち、断熱パネル160の全体が鉛直方向で放射パネル170およびガイドパネル150の一部と重なることが好ましい。このような構成を採用することで、放射パネル170によって断熱パネル160やガイドパネル150を覆い隠すことができ、放射空調システム100の美観の向上にも寄与する。放射パネル170の天井180、取り付け器具132、または断熱パネル160への固定方法も任意に選択することができ、図示しないクランプやフックなどの固定具を用いればよい。あるいは、ねじやボルトなどを用いて固定してもよい。
上述したように、放射空調システム100では、空調機110によって温度調節された空気は、ガイドパネル150の凹溝150aに導入され、その後断熱パネル160の凹溝160aに誘導される。その結果、空調機110で温度調節された空気は、凹溝150aと放射パネル170の間、および凹溝160aと放射パネル170の間を流路として通過し、その時に放射パネル170と熱交換を行い、放射パネル170が加熱または冷却される。熱交換によってそれぞれ冷却または加熱された空気は、断熱パネル160の凹溝160aの開放端から室内に解放される。このため、その風速が弱められるとともに、室温との温度差も小さくなる。このようなメカニズムにより、放射空調システム100から解放される空気が勢いよく人に当たることが防止される。また、放射パネル170の熱放射または熱吸収が室内の温度調節に寄与するため、空調機110から吹き出される風によって不快感を被ることなく、室内の温度を適切に調整することが可能である。
2.放射空調システムの施工方法
放射空調システム100は、以下の手順で施工することができる。まず、図14Aと図14Bに示すように、施工する壁182に据付具130を取り付ける。据付具130が壁182に取り付けられる際の鉛直方向における位置は、天井180と外部ケーシング112の間にガイドパネル150が配置可能なように、好ましくはガイドパネル150が天井180と外部ケーシング112の両者に接するよう、決定される。据付具130は、ねじ138などを用いて壁182に固定すればよい。
放射空調システム100は、以下の手順で施工することができる。まず、図14Aと図14Bに示すように、施工する壁182に据付具130を取り付ける。据付具130が壁182に取り付けられる際の鉛直方向における位置は、天井180と外部ケーシング112の間にガイドパネル150が配置可能なように、好ましくはガイドパネル150が天井180と外部ケーシング112の両者に接するよう、決定される。据付具130は、ねじ138などを用いて壁182に固定すればよい。
ここで、図14Aに示すように、据付具130は、全体としては平坦な板状部材であるが、図14Bの点線円で示すように、上部の先端部の一部または全体が鉤状形状を有する。この鉤状先端部130aは、内部ケーシング140の嵌合部140d(図3B参照。)に挿入されるまたは噛み合うように構成される。このため、鉤状先端部130aを嵌合部140dに引っ掛けることで、内部ケーシング140を据付具130から吊り下げることができる(図15A、図15B)。なお、鉤状先端部130aの数は、図14Aや図16Aに示すように単一でもよく、あるいは図16Bに示すように、複数の鉤状先端部130aを据付具130に設けてもよい。
引き続き、配管接続を行う。このとき、図15Aの矢印に示されるように、鉤状先端部130aを支点として内部ケーシング140を壁182から離れるように回転させる。すなわち、凹部140cよりも上に位置し、かつ、壁182に沿って水平方向に延伸する軸を中心として内部ケーシング140を回転させる。これにより、図17Aに示すように、内部ケーシング140の底面側だけでなく、背面側にも作業空間を確保することができる。また、上述したように、内部ケーシング140には、互いに対向する側面、底面、背面に亘って凹部140cが設けられる。このため、内部ケーシング140を回転させると、内部ケーシング140の側面側のみならず、底面側と背面側からもドレン126やインレット122、アウトレット124に容易にアクセスすることができる。このため、ドレン126に排水管を容易に接続し、かつ、インレット122とアウトレット124にそれぞれ冷媒配管を容易に接続することができる。
配線接続が完了した後、鉤状先端部130aを支点として内部ケーシング140を逆回転させ、内部ケーシング140を元の位置に戻す。その後、ガイドパネル150を内部ケーシング140と天井180の間に挿入する(図17B)。ただし、ガイドパネル150は、後述する外部ケーシング112を取り付けた後に外部ケーシング112と天井180の間に挿入してもよい。
引き続き、外部ケーシング112を内部ケーシング140を覆うように取り付ける(図18)。このとき、ガイドパネル150の側面を外部ケーシング112で覆ってもよい。内部ケーシング140を取り付ける際、排水管や冷媒配管と外部ケーシング112が干渉しないよう、外部ケーシング112の一方の側面のキャップ129、または底面に設けられる一方のキャップ131を取り外し(図5B、図7B参照。)、キャップ129または131が存在していた領域を通過するように排水管や冷媒配管を配置する。図示しないが、排水管や冷媒配管には、さらに断熱材や化粧板を取り付けてもよい。この後、天井に取り付け器具132を固定し(図10)、取り付け器具132に断熱パネル160を固定する(図11)。さらに断熱パネル160の下に位置するように放射パネル170を天井180、断熱パネル160、または取り付け器具132に固定する(図13)。
以上の工程により、空調機110を施工し、さらにこの空調機110を含む放射空調システム100を施工することができる。放射空調システム100では、ガイドパネル150や断熱パネル160を介して天井180に配置される放射パネル170を加熱または冷却し、熱放射による伝熱メカニズムを利用して空調を行う。ガイドパネル150と断熱パネル160は、空調の効率を考慮し、比較的小さな厚さを有するように構成される。このため、正面または底面側に送風口が設けられる通常の空調機と比較し、空調機110は天井180に近い位置に据え付けられる。したがって、内部ケーシング140の上面と天井180が干渉しやすく、据付具130の鉤状先端部130aを支点とする内部ケーシング140の回転角度が大幅に制約される。しかしながら、内部ケーシング140には、一方の側面から他方の側面にかけて、底面から背面に亘る凹部140cが設けられる。その結果、内部ケーシング140の回転角度が小さくてもドレン126やインレット122、アウトレット124に容易にアクセスすることができるので、配管作業が容易となる。このように、本発明の実施形態を適用することで、施工が容易な空調機と放射空調システムを提供することができる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。
100:放射空調システム、110:空調機、110a:吸込口、110b:送風口、112:外部ケーシング、112a:開口、112b:破断部、114:フィルタ、116:熱交換器、118:ファン、120:トレイ、122:インレット、124:アウトレット、126:ドレン、128:整流パネル、129:キャップ、130:据付具、130a:鉤状先端部、132:取り付け器具、134:フレーム、134-1:第1のフレーム、134-2:第2のフレーム、134-3:第3のフレーム、134-4:第4のフレーム、136:コーナープレート、138:ねじ、140:内部ケーシング、140a:開口、140b:開口、140c:凹部、140d:嵌合部、150:ガイドパネル、150a:凹溝、160:断熱パネル、160a:凹溝、160b:リブ、170:放射パネル、172:フレーム、172a:外フレーム、172b:内フレーム、174:シート、180:天井、182:壁
Claims (11)
- ファンと熱交換器を収容するように構成され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する内部ケーシング、ならびに
前記内部ケーシングを収容し、前記内部ケーシングの正面、前記一方の側面、前記他方の側面、前記底面、および前記凹部の下と左右を覆う外部ケーシングを備える空調機。 - 前記外部ケーシングは、前記内部ケーシングを収容した際、前記凹部、前記外部ケーシングの一方の側面、前記外部ケーシングの他方の側面、および前記外部ケーシングの底面によって、前記内部ケーシングの前記背面側に解放される空間を形成するように構成される、請求項1に記載の空調機。
- 前記外部ケーシングは、前記外部ケーシングから取り外し可能であり、水平方向において前記凹部と重なる少なくとも一つの第1のキャップを含む、請求項1に記載の空調機。
- 前記外部ケーシングは、前記外部ケーシングから取り外し可能であり、鉛直方向において前記凹部と重なる少なくとも一つの第2のキャップを含む、請求項1に記載の空調機。
- 前記内部ケーシングは、温度調節された空気が通過するための第1の開口を上面に有し、
前記外部ケーシングは、鉛直方向において、前記内部ケーシングの上面と前記第1の開口を露出する、請求項1に記載の空調機。 - 前記内部ケーシングは、前記内部ケーシング内に空気を取り入れるための第2の開口を正面に有し、
前記外部ケーシングは、水平方向において前記第2の開口と重なる第3の開口を有する、請求項1に記載の空調機。 - 前記第3の開口の前に整流パネルをさらに備え、
前記整流パネルは、前記整流パネルと前記第3の開口の間で前記空気の下降流を形成するように構成される、請求項6に記載の空調機。 - 前記内部ケーシングは、断熱材を含む、請求項1に記載の空調機。
- 空調機、
前記空調機上に位置し、前記空調機から吹き出される空気を受容するように構成される第1の凹溝を有するガイドパネル、
前記ガイドパネルに接続され、前記空気を前記ガイドパネルから受容するように構成される第2の凹溝を有する断熱パネル、および
前記ガイドパネルと前記断熱パネル下の放射パネルを備え、
前記空調機は、
ファンと熱交換器を収容するように構成され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する内部ケーシング、ならびに
前記内部ケーシングを収容し、前記内部ケーシングの正面、前記一方の側面、前記他方の側面、前記底面、および前記凹部の下と左右を覆う外部ケーシングを有する、放射空調システム。 - 少なくともファンと熱交換器が収容され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する内部ケーシングを壁に取り付けること、
前記凹部よりも上に位置し、かつ、前記壁に沿って水平方向に延伸する軸を中心として前記内部ケーシングを回転させること、
前記熱交換器に冷媒を循環させるための配管を取り付けること、および
前記内部ケーシングを収容する外部ケーシングを取り付けることを含み、
前記外部ケーシングは、前記内部ケーシングの正面、前記一方の側面、前記他方の側面、前記底面、および前記凹部の下と左右を覆う、空調機の施工方法。 - 少なくともファンと熱交換器が収容され、一方の側面から他方の側面にかけて背面から底面に亘る凹部を有する内部ケーシングを壁に取り付けること、
前記凹部よりも上に位置し、かつ、前記壁に沿って水平方向に延伸する軸を中心として前記内部ケーシングを回転させること、
前記熱交換器に冷媒を循環させるための配管を取り付けること、
前記熱交換器によって温度調節された空気を受容するように構成される第1の凹溝を有するガイドパネルを前記内部ケーシングの上に配置すること、
前記内部ケーシングを収容する外部ケーシングを取り付けること、
前記空気を前記ガイドパネルから受容するように構成される第2の凹溝を有する断熱パネルを前記ガイドパネルに接続すること、および
前記ガイドパネルと前記断熱パネルの下に放射パネルを取り付けることを含み、
前記外部ケーシングは、前記内部ケーシングの正面、前記一方の側面、前記他方の側面、前記底面、および前記凹部の下と左右を覆う、放射空調システムの施工方法。
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JP2021211268A JP2023095401A (ja) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 空調機、空調機を有する放射空調システム、およびこれらの施工方法 |
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