JP3299237B2 - 室内冷暖房システムに使用する空気循環パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床又は天井に配設
された中空管内を循環する冷風又は温風を通じて間接的
に室内の冷暖房を行う室内冷暖房システム及びこれに使
用する空気循環パネルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の室内暖房システムの一つとして例
えば床暖房においては、フローリングの下に中空管を蛇
行させて配設して、この中空管内に温水を循環させる構
成として床面を温め、室内を暖房するもの、温水に換え
て中空管内にヒーターケーブルを内挿したものにより床
面を温め、室内を暖房するもの等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、温水で
は真冬の低温状態の時に配管内部の水が凍結して配管が
破裂しないように不使用時には水を抜くか、絶えず一定
温度を維持させるか等の何らかの工夫が必要であり、コ
スト高となっていた。又、ヒーターケーブルを使用した
ものでは床面の温度むらを防ぐために一定間隔で床面全
体に渡ってヒーターケーブルを配設する必要があり、こ
れもコスト高となるものであった。

【０００４】本発明は、上記諸点にかんがみ、安全性の
向上と、メンテナンスの容易さ等も考慮しつつ、従来の
システムとは比較にならないほどコスト安で且つ地球に
やさしい省エネルギーシステムである室内冷暖房システ
ム及びこれに使用する空気循環パネルを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、天井付近に配
設させた上部空気循環パネルと、床付近に配設された下
部空気循環パネルと、上記両空気循環パネルの中間に配
置されて上部空気循環パネル又は下部空気循環パネルの
いずれかに冷風又は温風を送り込むポンプとを有する室
内冷暖房システムにおいて、上記ポンプによって冷風又
は温風が送り込まれる側の空気循環パネルを中空角柱管
によって構成し、該中空角柱管の一端面の中央から偏っ
た位置に流入口を設けるとともに、該中空角柱管の他端
面の中央から偏った位置に排出口を設け、上記中空角柱
管の内壁面のうちの該流入口及び排出口に近い内壁面に
固着されてなる迂回板を立設し、該固着部分を除く迂回
板の周辺部と上記中空角柱管の他の内壁面との間におい
て送り込まれる冷風又は温風を通過させるように構成し
てなることを特徴とする室内冷暖房システムに使用する
空気循環パネルを要旨とする。

【０００６】又、本発明は、天井付近に配設させた上部
空気循環パネルと、床付近に配設された下部空気循環パ
ネルと、上記両空気循環パネルの中間に配置されて上部
空気循環パネルに冷風を送り込むポンプとを有する室内
冷房システムにおいて、上記上部空気循環パネルを中空
角柱管によって構成し、該中空角柱管の一端面の中央か
ら偏った位置に流入口を設けるとともに、該中空角柱管
の他端面の中央から偏った位置に排出口を設け、上記中
空角柱管の内壁面のうちの該流入口及び排出口に近い部
分の内壁面に固着されてなる迂回板を立設し、該固着部
分を除く迂回板の周辺部と上記中空角柱管の他の内壁面
との間において送り込まれる冷風を通過させるように構
成してなることを特徴とする室内冷房システムに使用す
る空気循環パネルを要旨とする。

【０００７】さらに、本発明は、天井付近に配設させた
上部空気循環パネルと、床付近に配設された下部空気循
環パネルと、上記両空気循環パネルの中間に配置されて
下部空気循環パネルに温風を送り込むポンプとを有する
室内暖房システムにおいて、上記下部空気循環パネルを
中空角柱管によって構成し、該中空角柱管の一端面の中
央から偏った位置に流入口を設けるとともに、該中空角
柱管の他端面の中央から偏った位置に排出口を設け、上
記中空角柱管の内壁面のうちの該流入口及び排出口に近
い部分の内壁面に固着されてなる迂回板を立設し、該固
着部分を除く迂回板の周辺部と上記中空角柱管の他の内
壁面との間において送り込まれる温風を通過させるよう
に構成してなることを特徴とする室内冷暖房システムに
使用する空気循環パネルを要旨とする。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る室内冷暖房シ
ステムの一部を示す説明図である。この図に示すように
室内ユニット１は天井パネル１ａと、床パネル１ｂと、
四側面の壁パネル１ｃ，・・とから構成されている。そ
して、天井パネル１ａの内部にはＡからＢへと中空円筒
管２が蛇行して天井パネル１ａ全体に亘って配設されて
いる。又、床パネル１ｂの内部にもＣからＤへと中空円
筒管２が蛇行して床パネル１ｂ全体に亘って配設されて
いる。

【００１７】図２は本発明に係る冷暖房システムの一例
を示す説明図である。この図に示すように従来の冷暖房
エアコンに使用されているシステムと同様に室内熱交換
器３と室外熱交換器４との間に冷媒５を循環させる構成
としている。そして、逆止弁６，６を介して冷風又は温
風が蓄熱槽７に送り込まれて蓄熱される。この蓄熱槽７
に蓄熱された温風又は冷風は循環ポンプ８により、図１
で示した天井パネル１ａ及び床パネル１ｂの中空円筒管
２へと送られて両パネル１ａ，１ｂ内をゆっくりと移動
するのである。例えば、冷房の場合には天井パネル１ａ
及び床パネル１ｂの中空円筒管２内を移動する冷風が室
内１の暖気を徐々に吸収して、やや温度の上昇した冷風
へと変化してから室内熱交換器３内に排出されるのであ
る。そして、室内熱交換器３では新たに発生させた冷風
と、上述のやや温度の上昇した冷風とが混ぜられて一定
温度の冷風となった後、再びこの冷風が蓄熱槽７に送り
込まれて蓄熱され、循環ポンプ８により両パネル１ａ，
１ｂ内へと送られるのである。したがって、天井パネル
１ａ及び床パネル１ｂ内部には常に冷気が存在する状態
となるので、この冷気が室内１の暖気と熱交換されて室
内１全体が冷房されることとなるのである。

【００１８】図３は本発明に係る暖房システムの他例を
示す説明図である。この図に示すように室内１を暖房す
る場合にはボイラー１５によりお湯を沸かし、このお湯
を蓄熱槽７ａに送り込む。蓄熱槽７ａ内には中空円筒管
２が蛇行して配設されており中空円筒管２内部を移動す
る空気は温められて暖気となる。そして、この暖気は循
環ポンプ８により図１で示した天井パネル１ａ及び床パ
ネル１ｂへと送られて両パネル１ａ，１ｂ内をゆっくり
と移動し、室内１の冷気と熱交換が行われて室内１全体
が暖房されることとなるのである。

【００１９】図４は本発明に係る空気循環パネルの第１
実施形態を示す説明図である。天井パネル１ａ又は床パ
ネル１ｂとして使用される空気循環パネル１ａ（１ｂ）
には内部に中空円筒管２がパネル全体を蛇行して配設さ
れているものである。ここで空気循環パネル１ａ（１
ｂ）は３分割されたパネル１１１ａ，１１２ａ，１１３
ａが組み合わされてなるものであり、このような構成に
しておけば施工時に容易に組み立てることができるので
ある。

【００２０】図５の（イ）乃至（ハ）は図４に示す空気
循環パネルのＥ−Ｅ断面の例を示す説明図である。
（イ）の場合は空気循環パネル１ａ（１ｂ）は天井板
（又は床板）９と断熱材１０との間の空間に中空円筒管
２を配設したものである。又、（ロ）の場合は（イ）の
構成に加えて天井板（又は床板）９に小径の貫通孔１１
を多数穿設している。この構成により中空円筒管２内の
冷気（又は暖気）と室内１の暖気（又は冷気）との熱交
換が行われ易くなるのである。さらに、（ハ）の場合は
配設された中空円筒管２に直接、コンクリート１２を打
設して空気循環パネル１ａ（１ｂ）とする構成である。

【００２１】図６は本発明に係る空気循環パネルの第２
実施形態を示す説明図である。天井パネル１ａ又は床パ
ネル１ｂとして使用される空気循環パネル１ａ（１ｂ）
にはパネル内部全面に中空角柱管１３が配設されている
ものである。

【００２２】図７の（イ）乃至（ハ）は図６に示す空気
循環パネルのＦ−Ｆ断面の例を示す説明図である。
（イ）の場合、空気循環パネル１ａ（１ｂ）は天井板
（又は床板）９と断熱材１０との間の空間に中空角柱管
１３を配設したものである。又、（ロ）の場合は（イ）
の構成に加えて天井板（又は床板）９に小径の貫通孔１
１を多数穿設している。この構成により中空角柱管１３
内の冷気（又は暖気）と室内の暖気（又は冷気）との熱
交換が行われ易くなるのである。さらに、（ハ）の場合
は配設された中空角柱管１３に直接コンクリート１２を
打設して空気循環パネル１ａ（１ｂ）とする構成であ
る。

【００２３】図８は本発明に使用する中空円筒管の他の
実施形態を示す図である。中空円筒管２０は内管２０ｂ
と外管２０ａとからなる二重管構造をしており、内管２
０ｂと外管２０ａとの間の空間には砂１４が埋入される
構成としている。

【００２４】図９は図６に示す空気循環パネルのＦ−Ｆ
断面の他例を示す説明図である。空気循環パネル１ａ
（１ｂ）は天井板（又は床板）９と断熱材１０との間の
空間に中空角柱管１３を配設し、さらに中空角柱管１３
と天井板（又は床板）９との間に砂１４が埋入される構
成としている。この構成により暖房の場合には中空角柱
管１３内の暖気が放出する熱を一旦、砂１４に蓄熱させ
た後に室内の冷気との熱交換が行われるので、急激に室
内温度を上昇させることができない反面、一旦室内が温
まれば、その温度を長時間持続させることができるので
結果的に消費熱量の減少につながるのである。

【００２５】図１０は空気循環パネルの第３実施形態を
示す説明図である。この図に示すように暖気（又は冷
気）は循環ポンプ８により矢印で示すように空気循環パ
ネル１ａ（１ｂ）内に送り込まれる。そして、空気循環
パネル１ａ（１ｂ）は複数の中空角柱管１３，１３・・
が並列に配設されているものであり、流入口管３０ａと
排出口管３０ｂとにより複数の中空角柱管１３，１３・
・は連結されており、空気循環パネル１ａ（１ｂ）の両
端で暖気（又は冷気）の分流又は合流が行われるように
している。又、排出口管３０ｂ近傍の中空角柱管１３は
小口径管１３ａとなっており、各中空角柱管１３内で暖
気（又は冷気）を滞留させて室内の冷気（又は暖気）と
の熱交換を行い易くしている。

【００２６】図１１及び１２は空気循環パネルの第４実
施形態を示す説明図である。図１１に示すように暖気
（又は冷気）は循環ポンプ８により矢印で示すように空
気循環パネル１ａ（１ｂ）内に送り込まれる。そして、
空気循環パネル１ａ（１ｂ）は３本の中空角柱管１３
ｃ，１３ｄ，１３ｃが並列に配設されているものであ
り、両側の中空角柱管１３ｃ，１３ｃは流入口管３０ａ
で連結されている。そして、この流入口管３０ａが配設
された側とは反対側の中空角柱管１３ｃ，１３ｃの端部
は中央の中空角柱管１３ｄの一端と連結されている。こ
の中央の中空角柱管１３ｄには矢印で示すように図中、
上から下へと戻るように暖気（又は冷気）の流れが生じ
るように仕切り板１３ｅが設置されている。又、中央の
中空角柱管１３ｄの他端は小口径管１３ｂとなってお
り、３本の中空角柱管１３ｃ，１３ｄ，１３ｃ内で暖気
（又は冷気）を滞留させて室内の冷気（又は暖気）との
熱交換を行い易くしている。図１２は図１１のＧ−Ｇ断
面を示した説明図である。この図に示すように暖気（又
は冷気）は流入口管３０ａよりも下方に、この流入口管
３０ａを横断するように配設された小口径管１３ｂを通
過した後、排出口管３０ｂへと到達して空気循環パネル
１ａ（１ｂ）外へと一旦排出されるのである。

【００２７】図１３及び１４は空気循環パネルの第５実
施形態を示す説明図であり、空気循環パネルは上部循環
パネル１ｄと下部循環パネル１ｅとで構成されている。
図１３（イ）は上部循環パネル１ｄを示す説明図であ
り、（ロ）は下部循環パネル１ｅを示す説明図である。
又、図１４（イ）は図１３（イ）のＨ−Ｈ断面を示す説
明図であり、図１４（ロ）は図１３（イ）のＩ−Ｉ断面
を示す説明図である。図１４におけるＦを床面とした場
合で、室内を暖房する場合には図１３（イ）の矢印で示
すように暖気は循環ポンプ８により上部循環パネル１ｄ
内に送り込まれる。そして、上部循環パネル１ｄの下端
及び右端に沿って配設された流入口管３０ａから流入口
３０ｃを経由して複数の中空角柱管１３ｆ，１３ｆ，・
・内へ暖気が流れ込むこととなる。又、中空角柱管１３
ｆ内の流入口３０ｃ及び排出口３０ｄの手前には暖気の
流れを迂回させる迂回板３１ａ，３１ａが設置されてお
り、暖気を中空角柱管１３ｆ内に滞留させて床面Ｆを介
して室内との熱交換を行い易くしている。そして、排出
口３０ｄから排出されるやや温度の低下した暖気は上下
連通管３０ｈを通って下部循環パネル１ｅへと向かう。
図１３（ロ）に示すように下部循環パネル１ｅには複数
の中空角柱管１３ｇ，１３ｇ，・・が並列に配設されて
おり、この中空角柱管１３ｇの内部には上述の中空角柱
管１３ｆと同様にして流入口３０ｅ及び排出口３０ｆが
設けられている。又、流入口３０ｅ及び排出口３０ｆの
手前には各々迂回板３１ｂ，３１ｂが設置されている。
そして、排出口３０ｆから排出されるやや温度の低下し
た暖気は下部循環パネル１ｅの右端及び下端に沿って配
設された排出口管３０ｇを通過して前述の蓄熱槽７等に
送られて加熱された後、循環ポンプ８により再び空気循
環パネル内へと送られるのである。尚、室内を冷房する
場合には図１３と図１４における矢印の向きが逆とな
る。即ち、循環ポンプの設置位置が上部循環パネル１ｄ
側から下部循環パネル１ｅ側へと移動し、冷気は循環ポ
ンプ８ａにより下部循環パネル１ｅから上部循環パネル
１ｄへと移動し、上部循環パネル内で床面Ｆを介して室
内との熱交換が行われるのである。又、図１４における
Ｇを天井面とした場合で、室内を冷房する場合にも同様
にして図１３と図１４における矢印の向きが逆となる。

【００２８】尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て、種々なる実施の態様をとることができることは無論
である。例えば、上記実施の形態では空気循環パネル
を、中空角柱管１３、流入口管３０ａ、排出口管３０
ｇ、迂回板３１ａ等の組合せによりなるものを示した
が、プラスチック等の合成樹脂を利用して上記構成を一
体として成形してなる空気循環パネルであってもよい。
さらに、合成樹脂で一体成形された空気循環パネルの内
部には前述の蓄熱材としての砂１４を付着させて砂の層
を形成することもできるのである。

【００２９】又、寒冷地においては図１５に示すよう
に、屋根の野地板１６下に上述の空気循環パネル１ｂを
設置する構成とすれば、空気循環パネル１ｂ内を循環す
る暖気の熱が野地板１６から瓦１７へと伝わって雪１８
を解かすので屋根上に積雪するのを防いで除雪作業の手
間を省くことができる。

【００３０】さらに、図１で示した壁パネル１ｃを空気
循環パネルとすることもできるものである。又、空気循
環パネル内に送り込まれる冷風又は暖風を発生させる装
置は上述の装置に限定されるものではなく、従来からあ
る装置を利用して、例えばファンヒーターにより発生す
る暖風を空気循環パネル内に引き込む構成としてもよ
く、冷風又は暖風を発生させる装置を新たに設置しなく
てもよいものである。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、天井付近に配設
させた上部空気循環パネルと、床付近に配設された下部
空気循環パネルと、上記両空気循環パネルの中間に配置
されて上部空気循環パネル又は下部空気循環パネルのい
ずれかに冷風又は温風を送り込むポンプとを有する室内
冷暖房システムにおいて、上記ポンプによって冷風又は
温風が送り込まれる側の空気循環パネルを中空角柱管に
よって構成し、該中空角柱管の一端面の中央から偏った
位置に流入口を設けるとともに、該中空角柱管の他端面
の中央から偏った位置に排出口を設け、上記中空角柱管
の内壁面のうちの該流入口及び排出口に近い内壁面に固
着されてなる迂回板を立設し、該固着部分を除く迂回板
の周辺部と上記中空角柱管の他の内壁面との間において
送り込まれる冷風又は温風を通過させるように構成して
なることを特徴とする室内冷暖房システムに使用する空
気循環パネルを要旨とするので、冷風又は温風と室内の
空気との間で十分な熱交換を行わせることができる空気
循環パネルとなる。

【００３２】又、本発明は、天井付近に配設させた上部
空気循環パネルと、床付近に配設された下部空気循環パ
ネルと、上記両空気循環パネルの中間に配置されて上部
空気循環パネルに冷風を送り込むポンプとを有する室内
冷房システムにおいて、上記上部空気循環パネルを中空
角柱管によって構成し、該中空角柱管の一端面の中央か
ら偏った位置に流入口を設けるとともに、該中空角柱管
の他端面の中央から偏った位置に排出口を設け、上記中
空角柱管の内壁面のうちの該流入口及び排出口に近い部
分の内壁面に固着されてなる迂回板を立設し、該固着部
分を除く迂回板の周辺部と上記中空角柱管の他の内壁面
との間において送り込まれる冷風を通過させるように構
成してなることを特徴とする室内冷房システムに使用す
る空気循環パネルを要旨とするので、効率的な冷房を可
能にする。

【００３３】さらに、本発明は、天井付近に配設させた
上部空気循環パネルと、床付近に配設された下部空気循
環パネルと、上記両空気循環パネルの中間に配置されて
下部空気循環パネルに温風を送り込むポンプとを有する
室内暖房システムにおいて、上記下部空気循環パネルを
中空角柱管によって構成し、該中空角柱管の一端面の中
央から偏った位置に流入口を設けるとともに、該中空角
柱管の他端面の中央から偏った位置に排出口を設け、上
記中空角柱管の内壁面のうちの該流入口及び排出口に近
い部分の内壁面に固着されてなる迂回板を立設し、該固
着部分を除く迂回板の周辺部と上記中空角柱管の他の内
壁面との間において送り込まれる温風を通過させるよう
に構成してなることを特徴とする室内冷暖房システムに
使用する空気循環パネルを要旨とするので、効率的な暖
房を可能にする。

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る室内冷暖房システムの一部を示す
説明図である。

【図２】本発明に係る冷暖房システムの一例を示す説明
図である。

【図３】本発明に係る暖房システムの他例を示す説明図
である。

【図４】本発明に係る空気循環パネルの第１実施形態を
示す説明図である。

【図５】図４に示す空気循環パネルのＥ−Ｅ断面の例を
示す説明図である。

【図６】本発明に係る空気循環パネルの第２実施形態を
示す説明図である。

【図７】図６に示す空気循環パネルのＦ−Ｆ断面の例を
示す説明図である。

【図８】本発明に使用する中空円筒管の他の実施形態を
示す図である。

【図９】図６に示す空気循環パネルのＦ−Ｆ断面の他例
を示す説明図である。

【図１０】本発明に係る空気循環パネルの第３実施形態
を示す説明図である。

【図１１】本発明に係る空気循環パネルの第４実施形態
を示す説明図である。

【図１２】図１１に示す空気循環パネルのＧ−Ｇ断面を
示す説明図である。

【図１３】本発明に係る空気循環パネルの第５実施形態
を示す説明図である。

【図１４】図１３に示す空気循環パネルのＨ−Ｈ断面及
びＩ−Ｉ断面を示す説明図である。

【図１５】屋根下に空気循環パネルを設置した状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 室内ユニット １ａ 天井パネル １ｂ 床パネル １ｃ 壁パネル １ｄ 上部循環パネル １ｅ 下部循環パネル ２，２０ 中空円筒管 ３ 室内熱交換器（第１熱交換器） ４ 室外熱交換器（第２熱交換器） ５ 冷媒 ６ 逆止弁 ７，７ａ 蓄熱槽 ８ 循環ポンプ ９ 天井板（又は床板） １０ 断熱材 １１ 貫通孔 １２ コンクリート １３，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆ，１３ｇ 中空角柱管 １３ａ，１３ｂ 小口径管 １３ｅ 仕切り板 １４ 砂 １５ ボイラー １６ 野地板 １７ 瓦 １８ 雪 ２０ａ 外管 ２０ｂ 内管 ３０ａ 流入口管 ３０ｂ，３０ｇ 排出口管 ３０ｃ，３０ｅ 流入口 ３０ｄ，３０ｆ 排出口 ３０ｈ 上下連通管 ３１ａ，３１ｂ 迂回板 Ｆ 床面 Ｇ 天井面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天井付近に配設させた上部空気循環パネ
   ルと、床付近に配設された下部空気循環パネルと、上記
   両空気循環パネルの中間に配置されて上部空気循環パネ
   ル又は下部空気循環パネルのいずれかに冷風又は温風を
   送り込むポンプとを有する室内冷暖房システムにおい
   て、上記ポンプによって冷風又は温風が送り込まれる側
   の空気循環パネルを中空角柱管によって構成し、該中空
   角柱管の一端面の中央から偏った位置に流入口を設ける
   とともに、該中空角柱管の他端面の中央から偏った位置
   に排出口を設け、上記中空角柱管の内壁面のうちの該流
   入口及び排出口に近い内壁面に固着されてなる迂回板を
   立設し、該固着部分を除く迂回板の周辺部と上記中空角
   柱管の他の内壁面との間において送り込まれる冷風又は
   温風を通過させるように構成してなることを特徴とする
   室内冷暖房システムに使用する空気循環パネル。
2. 【請求項２】 天井付近に配設させた上部空気循環パネ
   ルと、床付近に配設された下部空気循環パネルと、上記
   両空気循環パネルの中間に配置されて上部空気循環パネ
   ルに冷風を送り込むポンプとを有する室内冷房システム
   において、上記上部空気循環パネルを中空角柱管によっ
   て構成し、該中空角柱管の一端面の中央から偏った位置
   に流入口を設けるとともに、該中空角柱管の他端面の中
   央から偏った位置に排出口を設け、上記中空角柱管の内
   壁面のうちの該流入口及び排出口に近い部分の内壁面に
   固着されてなる迂回板を立設し、該固着部分を除く迂回
   板の周辺部と上記中空角柱管の他の内壁面との間におい
   て送り込まれる冷風を通過させるように構成してなるこ
   とを特徴とする室内冷房システムに使用する空気循環パ
   ネル。
3. 【請求項３】 天井付近に配設させた上部空気循環パネ
   ルと、床付近に配設された下部空気循環パネルと、上記
   両空気循環パネルの中間に配置されて下部空気循環パネ
   ルに温風を送り込むポンプとを有する室内暖房システム
   において、上記下部空気循環パネルを中空角柱管によっ
   て構成し、該中空角柱管の一端面の中央から偏った位置
   に流入口を設けるとともに、該中空角柱管の他端面の中
   央から偏った位置に排出口を設け、上記中空角柱管の内
   壁面のうちの該流入口及び排出口に近い部分の内壁面に
   固着されてなる迂回板を立設し、該固着部分を除く迂回
   板の周辺部と上記中空角柱管の他の内壁面との間におい
   て送り込まれる温風を通過させるように構成してなるこ
   とを特徴とする室内冷暖房システムに使用する空気循環
   パネル。