JP3849497B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱媒を循環させて室内の空気調和を行う空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の空気調和装置は特開昭６３−２３８３３９号公報に記載されているようなものが一般的であった。この暖房装置は図１２に示すように、フィン１に熱伝導性の良好なパネル２を貼り付け、送風機３を設けた構成となっていた。高温の熱媒は熱媒管４に流入し、熱媒管４を加熱し、フィン１に伝わってフィン１周りの空気を加熱する。送風手段３によって空気が吸入され、強制対流によって温風が室内に吹出すとともに、パネル２から輻射エネルギーが放射する構成となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の空気調和装置では、フィン１に熱伝導性の良いパネル２を貼り付けただけの構成であるため、熱媒の熱をパネル２へ効率よく伝導することができずパネル２の温度は上昇しにくく、パネル２表面から十分な輻射エネルギーが放射できなという課題があった。さらに、パネル２表面に輻射率を向上させる工夫がない。すなわち輻射量を十分確保するには、パネル２とフィン１を大きくする必要があり、装置が大型化、重量増加するという課題があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するため、室内側に輻射を発生させる面を樹脂でモールドしたフィンと熱媒管で一体的に構成し、小型・軽量で輻射と対流を発生する空気調和装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、ボイラー等から送られた高温の熱媒を水平方向に設けた熱媒管に送り込み、熱媒管と伝熱関係を持つように一体的に構成したフィン体の一端が樹脂によりモールドされ室内側に面を構成し、一方の他端に送風路を設けたことで空気を効率よく加熱し、送風手段によりフィンに送られた室内空気を加熱して温風として吹出口から吹出すとともに、フィンの一端から樹脂に伝わった熱は樹脂の面から室内側に効率よく輻射エネルギーを発生し、遠赤外線等を放射するよう構成したものである。
【０００６】
本発明によれば、室内空気はフィンの間を強制的に流れる間に熱交換され、室内側に面した樹脂の面からは室内側に輻射エネルギーを発生する。フィンの枚数を増やすことにより、大能力を確保しつつ装置を小型化、薄型化する事ができる。また、送風手段によって強制循環流を発生することができるため、放熱能力を任意制御することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１における空気調和装置は、熱媒を流す熱媒管をフィン部に貫通させ、前記熱媒管と前記フィン部を一体としたフィン体と、前記フィン体の一端が樹脂によりモールドされ室内側面を構成するとともに、前記フィン体の他端に送風路を設けた筐体と、前記筐体に設けた吸込口より送風手段で吸込んだ空気を吹き出す吹出口とからなる。
【０００８】
上記構成によって熱媒の熱が熱媒管とフィン部を加熱し、送風手段により吸い込まれた室内空気をフィン体で加熱して温風として吹出口から吹き出すとともに、フィン体の一端が樹脂によりモールドされ室内側に面し効率よく輻射エネルギーを発生させ室内に遠赤外線等を放射する。この時、フィン部の枚数と熱媒管の本数を増やすことにより、大能力を確保しつつ装置を小型化する事ができる。また、送風手段によって強制循環流を発生することができるため、放熱能力を任意制御することが可能となる。
【０００９】
本発明の請求項２による空気調和装置は、フィン体の両端を樹脂でモールドする構成とした。これにより、空気調和装置を部屋の中央側へ配置することで装置の両側面から輻射暖房が可能となる。
【００１０】
本発明の請求項３による空気調和装置は、樹脂でモールドしたフィン体の端部に折曲部を設けた。これにより、フィンからの熱を効率よく樹脂に伝導でき、樹脂の面が高温になることで輻射量を増加することができる。
【００１１】
本発明の請求項４における空気調和装置は、室内側面は光透過率０．１以上で１以下の材質を使用し、フィン体の室内面側の反対面側に発光体を設け、前記発行体を制御する制御器を備えた。これにより、樹脂温度が上昇し輻射が多量に発生するときに発光体を発光させることにより光が樹脂を透過して視覚的な暖房感向上効果を発揮する。
【００１２】
本発明の請求項５による空気調和装置は、制御器は１／ｆゆらぎ制御で樹脂の面に図柄を描写する制御を行う。これにより、樹脂温度が上昇し輻射が多量に発生するときに例えば炎の図柄を描写するように制御すると、火にあたるような感覚と視覚的な暖房感向上効果を発揮する。
【００１３】
本発明の請求項６による空気調和装置は、樹脂は温度変色樹脂で構成される。
【００１４】
上記構成によって室内側に面した樹脂表面の温度が上昇すると赤色等に変色することで輻射熱が発生している効果を視覚的に訴えることができる。
【００１５】
本発明の請求項７による空気調和装置は、樹脂に熱伝導率の高い金属粉体を含有したものである。
【００１６】
上記構成によってフィンからの熱を効率よく樹脂に伝導でき、樹脂表面が高温になることで輻射量を増加することができる。
【００１７】
本発明の請求項８による空気調和装置は、樹脂に熱伝導率の高い金属繊維を室内側面と略平行方向に含有したものである。
【００１８】
上記構成によってフィンからの熱を横方向に効率よく樹脂に伝導でき、樹脂表面が高温になることで輻射量を増加することができる。
【００１９】
本発明の請求項９による空気調和装置は、樹脂に遠赤外線を効率よく放射する輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率粉体を含有したものである。
【００２０】
上記構成によってフィンから伝わる熱により高輻射率粉体から効率よく輻射を発生するものである。
【００２１】
本発明の請求項１０による空気調和装置は、樹脂に遠赤外線を効率よく放射する輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率繊維を室内側面と略平行方向に含有したものである。
【００２２】
上記構成によってフィンから伝わる熱により高輻射率繊維から効率よく輻射を発生するものである。
【００２３】
本発明の請求項１１による空気調和装置は樹脂に含有した粉体または繊維を室内側面と反対側面で密度勾配を設けた。
【００２４】
上記構成によって、より室内側面の密度を高くして輻射効率を上げることが出来る。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２６】
（実施例１）
図１は本発明実施例１の空気調和装置の斜視図であり、図２は熱交換器の拡大断面図である。
【００２７】
図１、２において、ボイラー等から送られた温水等の高温の熱媒は流入口１０から熱媒管１１に送られ流出口１２を通ってボイラー等に戻される。フィン１３の一端１４が樹脂１５でモールドされ室内側に面１６を構成し、樹脂にはエポキシを使用し輻射率を向上させている。一方、複数枚のフィン１３の他端１７までを送風路１８に設け、熱媒管１１を拡管することでフィン１３と伝熱関係を持つように取り付けられている。また筐体２０は樹脂表面１６が室内に面するように構成し、筐体下部２０Ａに設けた吹出口２１には吹出方向を変えるルーバー２２が設置されている。また筐体上部２０Ｂに設けた吸込口２３が設けられ、吸込口２３と吹出口２１の間に送風路１８が設けられ、フィン１３が存在する。そして送風手段２４によって室内空気はフィン１３と強制対流熱交換し、吹出口２１から温風を吹き出す構成となっている。
【００２８】
以上のように構成した空気調和装置において、熱媒管１１はフィン１３を複数段貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱し樹脂表面１６の温度を上昇させる。送風手段２４により吸込口２３から送風路１８に入った室内空気はフィン１３により加熱され温風とし吹出口２１から吹き出すとともに、樹脂表面１６も約６５℃になるので、樹脂表面１６が輻射面となり室内側に輻射エネルギーを発生し、遠赤外線を放射できる。
【００２９】
また、フィン１３の枚数を増やすことにより、大能力を確保しつつ装置を小型化することができる。このとき、熱媒管１１を通る熱媒は流入口１０から流入し流出口１２から流出する。送風手段２４によって吸込口２３から室内空気が流入し熱媒管１１の段方向パスと対向するように熱交換し吹出口２１から室内側へ温風が吹き出す。すなわち、空気の流れと水の流れを対向流とすることで強制循環による熱交換能力を向上するとともに、送風手段２４の送風量を制御し放熱能力を任意制御することで室内負荷に応じた暖房が可能となる。さらに、吹出口２０から吹き出す温風が下から吹き出すため、温度ムラの少ない立ち上がりを実現できる。
【００３０】
なお、本実施例ではエポキシ樹脂を使用した例を示したが、アクリルやポリエステルのような樹脂材料を使用しても同様な効果を発揮できる。
【００３１】
（実施例２）
図３は本発明実施例２における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００３２】
図において、実施例１の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１４を折曲部２５で折り曲げて樹脂１５でモールドした点である。
【００３３】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。熱媒管１１はフィン１３を貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３の一端１４に伝熱する。このとき、フィン１３の一端１４は折曲部２５で折り曲げられているため、フィン間ピッチの中間においても樹脂１５の表面１６までの距離を短くすることができる。そのため、樹脂表面の温度は均一かつ高温な輻射面となり室内側に大きな輻射エネルギーを発生させる。このとき、熱媒管１１を通る熱媒は流入口１０から流入し流出口１２から流出する。送風手段２４によって吸込口２３から室内空気が流入し熱媒管１１の段方向パスと対向するように熱交換し吹出口２１から室内側へ温風が吹き出す。すなわち、空気の流れと水の流れを対向流とすることで強制循環による熱交換能力を向上するとともに、送風手段２４の送風量を制御し放熱能力を任意制御することで室内負荷に応じた暖房が可能となる。さらに、吹出口２１から吹き出す温風が下から吹き出すため、温度ムラの少ない立ち上がりを実現できる。
【００３４】
なお、ここでは折り曲げた断面はＬ字形状となっているが、Ｔ字形状に形成して同様の効果を得ることとしてもよい。
【００３５】
（実施例３）
図４は本発明実施例３における空気調和装置の熱交換器の斜視図である。
【００３６】
図４において、実施例１の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１７側にも樹脂１５をモールドし、室内の中央付近に空気調和装置を配置した点である。
【００３７】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。熱媒管１１はフィン１３を貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３の一端１４と他端１７に伝熱する。このとき、フィン１３の一端１４と他端１７は樹脂によりモールドされており両面の樹脂１５の表面１６を加熱し室内側に２倍の輻射エネルギーを発生させる。このとき、熱媒管１１を通る熱媒は流入口１０から流入し流出口１２から流出する。送風手段２４によって吸込口２３から室内空気が流入し熱媒管１１の段方向パスと対向するように熱交換し吹出口２１から室内側へ温風が吹き出す。すなわち、空気の流れと水の流れを対向流とすることで強制循環による熱交換能力を向上するとともに、送風手段２４の送風量を制御し放熱能力を任意制御することで室内負荷に応じた暖房が可能となる。さらに、吹出口２１から吹き出す温風が下から吹き出すため、温度ムラの少ない立ち上がりを実現できる。
【００３８】
ここで、フィン１３の端部が真っ直ぐな構成で説明したが、端部を折り曲げて折曲部を設けた構成とすることで、さらに大きな輻射エネルギーを室内側に発生することができる。
【００３９】
（実施例４）
図５は本発明実施例４の空気調和装置の熱交換器拡大断面図である。
【００４０】
図５において、実施例１の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１７側に発光体である赤色ＬＥＤ２６を複数個設け、光透過率０．１以上で１以下の樹脂１５の表面１６がある一定温度を超えた時に赤色ＬＥＤ２６を発光させる制御器２７を設けた点である。
【００４１】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン１３の温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５へ伝熱することで表面１６から輻射エネルギーを発生する。このとき、表面１６の温度がたとえば５０℃を越え輻射感を感じ始めるタイミングで制御器２７の制御により赤色ＬＥＤを点灯する。樹脂が光透過率０．１以上で１以下であるため赤色ＬＥＤの光は樹脂１５を透過して室内側へ赤い色の光を発光するため暖かく感じる効果を発揮することができる。
【００４２】
（実施例５）
図６は本発明実施例４の空気調和装置の熱交換器拡大断面図である。
【００４３】
図６において、実施例４の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１７側に設けた赤色ＬＥＤ２６を表面１６がある一定温度を超えた時に１／ｆゆらぎ制御アルゴリズム２８に基づき発光させる制御器２７を設けた点である。
【００４４】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン１３の温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５へ伝熱することで表面１６から輻射エネルギーを発生する。このとき、表面１６の温度がたとえば５０℃を越え輻射感を感じ始めるタイミングで制御器２７の制御の１／ｆゆらぎ制御アルゴリズム２８に基づき赤色ＬＥＤを炎２９が燃えているかの様に点灯する。樹脂が光透過率０．１以上で１以下であるため赤色ＬＥＤの光は樹脂１５を透過して室内側へ赤い色の光を発光するため火にあたるように暖かく感じると共に癒しの効果を発揮することができる。
【００４５】
なお、ここでは炎２９の図柄を点灯するような制御を行ったが、使用者の好みの図柄を表示したり、フラクタル図や自然描写図を表示するような構成としてもよい。
【００４６】
（実施例６）
図７は本発明実施例６における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００４７】
図７において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５にフィン１３の温度により変色する温度変色樹脂３０を設けた点である。
【００４８】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００４９】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に温度変色樹脂３０を用いることで表面１６の温度がたとえば約６０℃のときは白色から黄色に変色し、６５℃のときは黄色から橙色に変色し、７０℃のときは橙色から赤色に変色させる。すなわち、輻射量が増えるにつれて暖色系の色合いを濃くすることで視覚的に暖かく感じる効果を発揮することができる。
【００５０】
（実施例７）
図８は本発明実施例７における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００５１】
図８において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に熱伝導率の高い金属粉体であるアルミニウム粉３１を含有した点である。
【００５２】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００５３】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたアルミニウム粉３１により表面１６の温度がたとえば約７５℃になるので、表面１６が輻射面となり室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００５４】
このとき、熱伝導率の高い金属粉体３１としてアルミニウムの金属粉体を含有した例について説明したが、銅や鉄等の他の金属粉体３１を含有しても同様の効果を発揮するものである。
【００５５】
（実施例８）
図９は本発明実施例８における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００５６】
図９において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に熱伝導率の高い金属繊維であるアルミニウム繊維３２をフィン１３列と略交差する方向に含有した点である。
【００５７】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００５８】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたアルミニウム繊維３２により表面１６の横方向にも効率よく伝熱し、表面１６の温度がたとえば約７５℃になるので、表面１６が輻射面となり室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００５９】
このとき、金属繊維３２としてアルミニウム繊維を含有した例について説明したが、銅や鉄等の多の金属繊維３２を含有しても同様の効果を発揮するものである。
【００６０】
（実施例９）
図１０は本発明実施例９における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００６１】
図１０において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率粉体であるセラミック粉３３を含有した点である。
【００６２】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００６３】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたセラミック粉３３により室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００６４】
ここで高輻射率粉体としてセラミック粉を樹脂に含有した例を説明したが、カーボン粉のような他の高輻射率粉体を含有させても同様の効果を発揮できる。
【００６５】
（実施例１０）
図１１は本発明実施例１０における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００６６】
図１１において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率繊維であるセラミック繊維３４をフィン１３列と交差する方向に含有した点である。
【００６７】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００６８】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたセラミック繊維３４により室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００６９】
ここで高輻射率繊維としてセラミック繊維を樹脂に含有した例を説明したが、カーボン繊維のような他の高輻射率繊維を含有させても同様の効果を発揮できる。
【００７０】
なお、本実施例に示してきたような樹脂に含有させる粉体や繊維は、室内側となる輻射暖房を行いたい側面から反対の側面に密度勾配をつくり含有させるように構成してもよい。これにより、樹脂内の伝熱効率をよくし、より快適な輻射暖房を行える。
【００７１】
このように、樹脂に様々な材料を用いて加工することで輻射と同様に多様な機能を発揮させることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の空気調和装置によれば次のような効果が得られる。
【００７３】
フィンの一端が樹脂によりモールドされ室内側に面し効率よく輻射エネルギーを発生させ室内に遠赤外線等を輻射するとともに、送風手段によって強制循環流を発生することができるため、放熱能力を任意制御することが可能となり、快適な室内温熱環境を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における空気調和装置の斜視図
【図２】同空気調和装置の熱交換器拡大断面図
【図３】本発明の実施例２における熱交換器の拡大断面図
【図４】本発明の実施例３における熱交換器の斜視図
【図５】本発明の実施例４における熱交換器の拡大断面図
【図６】本発明の実施例５における熱交換器の斜視図
【図７】本発明の実施例６における熱交換器の斜視図
【図８】本発明の実施例７における熱交換器の拡大断面図
【図９】本発明の実施例８における熱交換器の拡大断面図
【図１０】本発明の実施例９における熱交換器の拡大断面図
【図１１】本発明の実施例１０における熱交換器の拡大断面図
【図１２】従来の暖房装置の構成図
【符号の説明】
１１ 熱媒管
１３ フィン
１４ 一端
１５ 樹脂
１６ 表面
１７ 他端
１８ 送風路
２０Ａ 筐体下部
２０Ｂ 筐体上部
２０Ｃ 筐体側部
２１ 吹出口
２３ 吸込口
２４ 送風手段
２５ 折曲部
２６ 発光体
２７ 制御器
２８ １／ｆゆらぎ制御アルゴリズム
２９ 炎（疑似）
３０ 温度変色樹脂
３１ 金属粉体
３２ 金属繊維
３３ 高輻射率粉体
３４ 高輻射率繊維
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱媒を循環させて室内の空気調和を行う空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の空気調和装置は特開昭６３−２３８３３９号公報に記載されているようなものが一般的であった。この暖房装置は図１２に示すように、フィン１に熱伝導性の良好なパネル２を貼り付け、送風機３を設けた構成となっていた。高温の熱媒は熱媒管４に流入し、熱媒管４を加熱し、フィン１に伝わってフィン１周りの空気を加熱する。送風手段３によって空気が吸入され、強制対流によって温風が室内に吹出すとともに、パネル２から輻射エネルギーが放射する構成となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の空気調和装置では、フィン１に熱伝導性の良いパネル２を貼り付けただけの構成であるため、熱媒の熱をパネル２へ効率よく伝導することができずパネル２の温度は上昇しにくく、パネル２表面から十分な輻射エネルギーが放射できなという課題があった。さらに、パネル２表面に輻射率を向上させる工夫がない。すなわち輻射量を十分確保するには、パネル２とフィン１を大きくする必要があり、装置が大型化、重量増加するという課題があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するため、室内側に輻射を発生させる面を樹脂でモールドしたフィンと熱媒管で一体的に構成し、小型・軽量で輻射と対流を発生する空気調和装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、ボイラー等から送られた高温の熱媒を水平方向に設けた熱媒管に送り込み、熱媒管と伝熱関係を持つように一体的に構成したフィン体の一端が樹脂によりモールドされ室内側に面を構成し、一方の他端に送風路を設けたことで空気を効率よく加熱し、送風手段によりフィンに送られた室内空気を加熱して温風として吹出口から吹出すとともに、フィンの一端から樹脂に伝わった熱は樹脂の面から室内側に効率よく輻射エネルギーを発生し、遠赤外線等を放射するよう構成したものである。
【０００６】
本発明によれば、室内空気はフィンの間を強制的に流れる間に熱交換され、室内側に面した樹脂の面からは室内側に輻射エネルギーを発生する。フィンの枚数を増やすことにより、大能力を確保しつつ装置を小型化、薄型化する事ができる。また、送風手段によって強制循環流を発生することができるため、放熱能力を任意制御することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１における空気調和装置は、熱媒を流す熱媒管をフィン部に貫通させ、前記熱媒管と前記フィン部を一体としたフィン体と、前記フィン体の一端が樹脂によりモールドされ室内側面を構成するとともに、前記フィン体の他端に送風路を設けた筐体と、前記筐体に設けた吸込口より送風手段で吸込んだ空気を吹き出す吹出口とからなる。
【０００８】
上記構成によって熱媒の熱が熱媒管とフィン部を加熱し、送風手段により吸い込まれた室内空気をフィン体で加熱して温風として吹出口から吹き出すとともに、フィン体の一端が樹脂によりモールドされ室内側に面し効率よく輻射エネルギーを発生させ室内に遠赤外線等を放射する。この時、フィン部の枚数と熱媒管の本数を増やすことにより、大能力を確保しつつ装置を小型化する事ができる。また、送風手段によって強制循環流を発生することができるため、放熱能力を任意制御することが可能となる。
【０００９】
本発明の請求項２による空気調和装置は、フィン体の両端を樹脂でモールドする構成とした。これにより、空気調和装置を部屋の中央側へ配置することで装置の両側面から輻射暖房が可能となる。
【００１０】
本発明の請求項３による空気調和装置は、樹脂でモールドしたフィン体の端部に折曲部を設けた。これにより、フィンからの熱を効率よく樹脂に伝導でき、樹脂の面が高温になることで輻射量を増加することができる。
【００１１】
本発明の請求項４における空気調和装置は、室内側面は光透過率０．１以上で１以下の材質を使用し、フィン体の室内面側の反対面側に発光体を設け、前記発行体を制御する制御器を備えた。これにより、樹脂温度が上昇し輻射が多量に発生するときに発光体を発光させることにより光が樹脂を透過して視覚的な暖房感向上効果を発揮する。
【００１２】
本発明の請求項５による空気調和装置は、制御器は１／ｆゆらぎ制御で樹脂の面に図柄を描写する制御を行う。これにより、樹脂温度が上昇し輻射が多量に発生するときに例えば炎の図柄を描写するように制御すると、火にあたるような感覚と視覚的な暖房感向上効果を発揮する。
【００１３】
本発明の請求項６による空気調和装置は、樹脂は温度変色樹脂で構成される。
【００１４】
上記構成によって室内側に面した樹脂表面の温度が上昇すると赤色等に変色することで輻射熱が発生している効果を視覚的に訴えることができる。
【００１５】
本発明の請求項７による空気調和装置は、樹脂に熱伝導率の高い金属粉体を含有したものである。
【００１６】
上記構成によってフィンからの熱を効率よく樹脂に伝導でき、樹脂表面が高温になることで輻射量を増加することができる。
【００１７】
本発明の請求項８による空気調和装置は、樹脂に熱伝導率の高い金属繊維を室内側面と略平行方向に含有したものである。
【００１８】
上記構成によってフィンからの熱を横方向に効率よく樹脂に伝導でき、樹脂表面が高温になることで輻射量を増加することができる。
【００１９】
本発明の請求項９による空気調和装置は、樹脂に遠赤外線を効率よく放射する輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率粉体を含有したものである。
【００２０】
上記構成によってフィンから伝わる熱により高輻射率粉体から効率よく輻射を発生するものである。
【００２１】
本発明の請求項１０による空気調和装置は、樹脂に遠赤外線を効率よく放射する輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率繊維を室内側面と略平行方向に含有したものである。
【００２２】
上記構成によってフィンから伝わる熱により高輻射率繊維から効率よく輻射を発生するものである。
【００２３】
本発明の請求項１１による空気調和装置は樹脂に含有した粉体または繊維を室内側面と反対側面で密度勾配を設けた。
【００２４】
上記構成によって、より室内側面の密度を高くして輻射効率を上げることが出来る。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２６】
（実施例１）
図１は本発明実施例１の空気調和装置の斜視図であり、図２は熱交換器の拡大断面図である。
【００２７】
図１、２において、ボイラー等から送られた温水等の高温の熱媒は流入口１０から熱媒管１１に送られ流出口１２を通ってボイラー等に戻される。フィン１３の一端１４が樹脂１５でモールドされ室内側に面１６を構成し、樹脂にはエポキシを使用し輻射率を向上させている。一方、複数枚のフィン１３の他端１７までを送風路１８に設け、熱媒管１１を拡管することでフィン１３と伝熱関係を持つように取り付けられている。また筐体２０は樹脂表面１６が室内に面するように構成し、筐体下部２０Ａに設けた吹出口２１には吹出方向を変えるルーバー２２が設置されている。また筐体上部２０Ｂに設けた吸込口２３が設けられ、吸込口２３と吹出口２１の間に送風路１８が設けられ、フィン１３が存在する。そして送風手段２４によって室内空気はフィン１３と強制対流熱交換し、吹出口２１から温風を吹き出す構成となっている。
【００２８】
以上のように構成した空気調和装置において、熱媒管１１はフィン１３を複数段貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱し樹脂表面１６の温度を上昇させる。送風手段２４により吸込口２３から送風路１８に入った室内空気はフィン１３により加熱され温風とし吹出口２１から吹き出すとともに、樹脂表面１６も約６５℃になるので、樹脂表面１６が輻射面となり室内側に輻射エネルギーを発生し、遠赤外線を放射できる。
【００２９】
また、フィン１３の枚数を増やすことにより、大能力を確保しつつ装置を小型化することができる。このとき、熱媒管１１を通る熱媒は流入口１０から流入し流出口１２から流出する。送風手段２４によって吸込口２３から室内空気が流入し熱媒管１１の段方向パスと対向するように熱交換し吹出口２１から室内側へ温風が吹き出す。すなわち、空気の流れと水の流れを対向流とすることで強制循環による熱交換能力を向上するとともに、送風手段２４の送風量を制御し放熱能力を任意制御することで室内負荷に応じた暖房が可能となる。さらに、吹出口２０から吹き出す温風が下から吹き出すため、温度ムラの少ない立ち上がりを実現できる。
【００３０】
なお、本実施例ではエポキシ樹脂を使用した例を示したが、アクリルやポリエステルのような樹脂材料を使用しても同様な効果を発揮できる。
【００３１】
（実施例２）
図３は本発明実施例２における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００３２】
図において、実施例１の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１４を折曲部２５で折り曲げて樹脂１５でモールドした点である。
【００３３】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。熱媒管１１はフィン１３を貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３の一端１４に伝熱する。このとき、フィン１３の一端１４は折曲部２５で折り曲げられているため、フィン間ピッチの中間においても樹脂１５の表面１６までの距離を短くすることができる。そのため、樹脂表面の温度は均一かつ高温な輻射面となり室内側に大きな輻射エネルギーを発生させる。このとき、熱媒管１１を通る熱媒は流入口１０から流入し流出口１２から流出する。送風手段２４によって吸込口２３から室内空気が流入し熱媒管１１の段方向パスと対向するように熱交換し吹出口２１から室内側へ温風が吹き出す。すなわち、空気の流れと水の流れを対向流とすることで強制循環による熱交換能力を向上するとともに、送風手段２４の送風量を制御し放熱能力を任意制御することで室内負荷に応じた暖房が可能となる。さらに、吹出口２１から吹き出す温風が下から吹き出すため、温度ムラの少ない立ち上がりを実現できる。
【００３４】
なお、ここでは折り曲げた断面はＬ字形状となっているが、Ｔ字形状に形成して同様の効果を得ることとしてもよい。
【００３５】
（実施例３）
図４は本発明実施例３における空気調和装置の熱交換器の斜視図である。
【００３６】
図４において、実施例１の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１７側にも樹脂１５をモールドし、室内の中央付近に空気調和装置を配置した点である。
【００３７】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。熱媒管１１はフィン１３を貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３の一端１４と他端１７に伝熱する。このとき、フィン１３の一端１４と他端１７は樹脂によりモールドされており両面の樹脂１５の表面１６を加熱し室内側に２倍の輻射エネルギーを発生させる。このとき、熱媒管１１を通る熱媒は流入口１０から流入し流出口１２から流出する。送風手段２４によって吸込口２３から室内空気が流入し熱媒管１１の段方向パスと対向するように熱交換し吹出口２１から室内側へ温風が吹き出す。すなわち、空気の流れと水の流れを対向流とすることで強制循環による熱交換能力を向上するとともに、送風手段２４の送風量を制御し放熱能力を任意制御することで室内負荷に応じた暖房が可能となる。さらに、吹出口２１から吹き出す温風が下から吹き出すため、温度ムラの少ない立ち上がりを実現できる。
【００３８】
ここで、フィン１３の端部が真っ直ぐな構成で説明したが、端部を折り曲げて折曲部を設けた構成とすることで、さらに大きな輻射エネルギーを室内側に発生することができる。
【００３９】
（実施例４）
図５は本発明実施例４の空気調和装置の熱交換器拡大断面図である。
【００４０】
図５において、実施例１の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１７側に発光体である赤色ＬＥＤ２６を複数個設け、光透過率０．１以上で１以下の樹脂１５の表面１６がある一定温度を超えた時に赤色ＬＥＤ２６を発光させる制御器２７を設けた点である。
【００４１】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン１３の温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５へ伝熱することで表面１６から輻射エネルギーを発生する。このとき、表面１６の温度がたとえば５０℃を越え輻射感を感じ始めるタイミングで制御器２７の制御により赤色ＬＥＤを点灯する。樹脂が光透過率０．１以上で１以下であるため赤色ＬＥＤの光は樹脂１５を透過して室内側へ赤い色の光を発光するため暖かく感じる効果を発揮することができる。
【００４２】
（実施例５）
図６は本発明実施例４の空気調和装置の熱交換器拡大断面図である。
【００４３】
図６において、実施例４の構成と異なるとこは、フィン１３の他端１７側に設けた赤色ＬＥＤ２６を表面１６がある一定温度を超えた時に１／ｆゆらぎ制御アルゴリズム２８に基づき発光させる制御器２７を設けた点である。
【００４４】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン１３の温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５へ伝熱することで表面１６から輻射エネルギーを発生する。このとき、表面１６の温度がたとえば５０℃を越え輻射感を感じ始めるタイミングで制御器２７の制御の１／ｆゆらぎ制御アルゴリズム２８に基づき赤色ＬＥＤを炎２９が燃えているかの様に点灯する。樹脂が光透過率０．１以上で１以下であるため赤色ＬＥＤの光は樹脂１５を透過して室内側へ赤い色の光を発光するため火にあたるように暖かく感じると共に癒しの効果を発揮することができる。
【００４５】
なお、ここでは炎２９の図柄を点灯するような制御を行ったが、使用者の好みの図柄を表示したり、フラクタル図や自然描写図を表示するような構成としてもよい。
【００４６】
（実施例６）
図７は本発明実施例６における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００４７】
図７において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５にフィン１３の温度により変色する温度変色樹脂３０を設けた点である。
【００４８】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００４９】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に温度変色樹脂３０を用いることで表面１６の温度がたとえば約６０℃のときは白色から黄色に変色し、６５℃のときは黄色から橙色に変色し、７０℃のときは橙色から赤色に変色させる。すなわち、輻射量が増えるにつれて暖色系の色合いを濃くすることで視覚的に暖かく感じる効果を発揮することができる。
【００５０】
（実施例７）
図８は本発明実施例７における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００５１】
図８において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に熱伝導率の高い金属粉体であるアルミニウム粉３１を含有した点である。
【００５２】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００５３】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたアルミニウム粉３１により表面１６の温度がたとえば約７５℃になるので、表面１６が輻射面となり室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００５４】
このとき、熱伝導率の高い金属粉体３１としてアルミニウムの金属粉体を含有した例について説明したが、銅や鉄等の他の金属粉体３１を含有しても同様の効果を発揮するものである。
【００５５】
（実施例８）
図９は本発明実施例８における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００５６】
図９において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に熱伝導率の高い金属繊維であるアルミニウム繊維３２をフィン１３列と略交差する方向に含有した点である。
【００５７】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００５８】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたアルミニウム繊維３２により表面１６の横方向にも効率よく伝熱し、表面１６の温度がたとえば約７５℃になるので、表面１６が輻射面となり室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００５９】
このとき、金属繊維３２としてアルミニウム繊維を含有した例について説明したが、銅や鉄等の多の金属繊維３２を含有しても同様の効果を発揮するものである。
【００６０】
（実施例９）
図１０は本発明実施例９における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００６１】
図１０において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率粉体であるセラミック粉３３を含有した点である。
【００６２】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００６３】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたセラミック粉３３により室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００６４】
ここで高輻射率粉体としてセラミック粉を樹脂に含有した例を説明したが、カーボン粉のような他の高輻射率粉体を含有させても同様の効果を発揮できる。
【００６５】
（実施例１０）
図１１は本発明実施例１０における空気調和装置の熱交換器の拡大断面図である。
【００６６】
図１１において、実施例１の構成と異なるとこは、樹脂１５に輻射率が０．８以上で１以下の高輻射率繊維であるセラミック繊維３４をフィン１３列と交差する方向に含有した点である。
【００６７】
以上のように構成した空気調和装置において、以下その動作、作用を説明する。
【００６８】
熱媒管１１はフィンを貫通し拡管により密着されるため良好な伝熱関係を保持できる。これにより、８０℃に加熱された熱媒の熱が熱媒管１１からフィン１３に伝熱しフィン温度を上昇させる。フィン１３から樹脂１５に伝熱し樹脂１５に含有されたセラミック繊維３４により室内側に輻射エネルギーを多量に発生させる。すなわち快適な温熱環境を実現できるものである。
【００６９】
ここで高輻射率繊維としてセラミック繊維を樹脂に含有した例を説明したが、カーボン繊維のような他の高輻射率繊維を含有させても同様の効果を発揮できる。
【００７０】
なお、本実施例に示してきたような樹脂に含有させる粉体や繊維は、室内側となる輻射暖房を行いたい側面から反対の側面に密度勾配をつくり含有させるように構成してもよい。これにより、樹脂内の伝熱効率をよくし、より快適な輻射暖房を行える。
【００７１】
このように、樹脂に様々な材料を用いて加工することで輻射と同様に多様な機能を発揮させることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の空気調和装置によれば次のような効果が得られる。
【００７３】
フィンの一端が樹脂によりモールドされ室内側に面し効率よく輻射エネルギーを発生させ室内に遠赤外線等を輻射するとともに、送風手段によって強制循環流を発生することができるため、放熱能力を任意制御することが可能となり、快適な室内温熱環境を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における空気調和装置の斜視図
【図２】同空気調和装置の熱交換器拡大断面図
【図３】本発明の実施例２における熱交換器の拡大断面図
【図４】本発明の実施例３における熱交換器の斜視図
【図５】本発明の実施例４における熱交換器の拡大断面図
【図６】本発明の実施例５における熱交換器の斜視図
【図７】本発明の実施例６における熱交換器の斜視図
【図８】本発明の実施例７における熱交換器の拡大断面図
【図９】本発明の実施例８における熱交換器の拡大断面図
【図１０】本発明の実施例９における熱交換器の拡大断面図
【図１１】本発明の実施例１０における熱交換器の拡大断面図
【図１２】従来の暖房装置の構成図
【符号の説明】
１１ 熱媒管
１３ フィン
１４ 一端
１５ 樹脂
１６ 表面
１７ 他端
１８ 送風路
２０Ａ 筐体下部
２０Ｂ 筐体上部
２０Ｃ 筐体側部
２１ 吹出口
２３ 吸込口
２４ 送風手段
２５ 折曲部
２６ 発光体
２７ 制御器
２８ １／ｆゆらぎ制御アルゴリズム
２９ 炎（疑似）
３０ 温度変色樹脂
３１ 金属粉体
３２ 金属繊維
３３ 高輻射率粉体
３４ 高輻射率繊維
Claims (11)
- 熱媒を流す熱媒管をフィン部に貫通させ、前記熱媒管と前記フィン部とを一体としたフィン体と、前記フィン体の一端が樹脂によりモールドされ室内側面を構成するとともに、前記フィン体の他端に送風路を設けた筐体と、前記筐体に設けた吸込口より送風手段で吸い込んだ空気を吹き出す吹出口とからなる空気調和装置。
- フィン体の両端を樹脂によりモールドした請求項１記載の空気調和装置。
- 樹脂によりモールドされたフィンの端部に折曲部を設けた請求項１または２記載の空気調和装置。
- 室内側面は光透過率０．１以上で１以下の樹脂により構成し、前記室内面側の反対面側に発光体を設け、前記発光体を制御する制御器を備えた請求項１〜３のいずれか１項記載の空気調和装置。
- 制御器は１／ｆゆらぎ制御アルゴリズムで樹脂表面に図柄を描写する制御を行う請求項４記載の空気調和装置。
- 樹脂はフィンの温度により変色する温度変色樹脂からなる請求項１〜５のいずれか１項記載の空気調和装置。
- 樹脂は熱伝導率の高い金属粉体を含有してなる請求項１〜６のいずれか１項記載の空気調和装置。
- 樹脂は熱伝導率の高い金属繊維を室内側面と略平行方向になるよう含有してなる請求項１〜７のいずれか１項記載の空気調和装置。\
- 樹脂は遠赤外線放射率が０．８以上で１以下の高輻射粉体を含有してなる請求項１〜８のいずれか１項記載の空気調和装置。
- 樹脂は遠赤外線放射率が０．８以上で１以下の高輻射率繊維を室内側面と略平行方向になるよう含有してなる請求項１〜９のいずれか１項記載の空気調和装置。
- 樹脂に含有した粉体または繊維は室内側面と反対側面で密度勾配を設けたことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項記載の空気調査装置。
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