JP5305333B2 - 冷暖房パネル - Google Patents

Description

この発明は、屋内の冷房や暖房を、流体を媒体とし熱交換して得られた輻射熱により行う冷暖房パネルに関する。

従来、天井に施工される輻射式の冷暖房パネルがあった。このような冷暖房パネルは、金属や石膏ボードで作られた輻射パネルを有し、輻射パネルの裏面には、金属製や樹脂製の熱交換パイプが配置され、この冷暖房パネルが天井に設置される。天井に設置された熱交換パイプには、所定の温度の流体が流され、室内の冷暖房を行う。

金属製パイプを有した天井用冷暖房パネルとしては、特許文献１に開示されている天井要素のように、天井の空調パネル裏面に銅等の金属製の熱交換パイプが取り付けられたものがある。金属製の熱交換パイプは、熱伝導性が良く一般的に用いられている。

また、特許文献２に開示された天井輻射冷暖房パネルのように、樹脂製の熱交換パイプを金属製の均熱板で上方から覆い、輻射パネル裏面との間で熱交換パイプを挟持した構造のものも提案されている。

一般にこれらの輻射パネルは、加工性や質量の軽減等のため、薄い鉄板を折り曲げて四辺の立ち上がり壁を形成した構造であり、中央部が撓みやすいものである。従って、輻射パネルの四辺の立ち上がり壁の上端縁には、さらに内側に折り曲げた補強片が形成されている。
特開平１０−２３２０３５号公報 特開２００６−１７０５５１号公報

しかしながら、上記従来の技術の輻射パネルは、熱交換パイプを取り付けた状態では、全体の質量が大きくなり、天井材に対する負荷が大きくなるとともに、輻射パネル自体の撓みの原因となっていた。そこで、輻射パネルの四辺に立ち上がり壁を形成しているが、パネルの中央部分は剛性が不足して、大型の輻射パネルの提供が困難であった。しかも、立ち上がり壁の分だけ輻射パネルの質量が増加し、天井全体としての質量の増加の原因ともなっていた。

この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、部材の重量を抑えて構造も簡単であり、熱交換効率も高い冷暖房パネルを提供することを目的とする。

本発明は、金属板で成形され複数の吸音孔が貫通して形成された板状の輻射パネルと、この輻射パネルの一対の辺に設けられた立ち上がり壁と、前記輻射パネルの裏面に部分的に配置され前記輻射パネルの前記立ち上がり壁と直角な方向に接着されて重ねられた保持部材と、この保持部材に取り付けられた樹脂製の熱交換パイプから成り、前記保持部材は、平坦な金属製の均熱板と、前記均熱板から一体に立設され前記均熱板の長手方向に沿って前記熱交換パイプを係止する断面円弧状の一対の保持部から成り、前記熱交換パイプが前記保持部に弾発的に挟持され、前記輻射パネルの裏面には、前記保持部材以外の部分に不燃シートが敷設され前記吸音孔を覆い、前記均熱板の裏面に形成された切り欠き部に差し込まれて縁部が保持され、前記保持部材の裏面は黒色に塗られて成る冷暖房パネルである。

前記輻射パネルは、前記立ち上がり壁に係止片が形成され、前記輻射パネルの前記保持部材と平行な辺には立ち上がり壁が設けられていないものである。

さらに、前記保持部材の保持部は、前記輻射パネルの一方の辺と平行で、前記辺の長さの１／２以上の長さに形成されている。

本発明の冷暖房パネルは、金属製の保持部材により、輻射パネル自体を軽量化するとともに、その撓みに対する剛性を高め、しかも熱交換パイプとの間の熱伝導が良好であり、熱交換効率も良好なものである。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図５はこの発明の第一実施形態を示すもので、この実施形態の冷暖房パネルは、天井用冷暖房パネル１０であって、板状の輻射パネル１２を備えている。輻射パネル１２は、アルミニウムや鉄等の金属板で成形され、複数の吸音孔１４が貫通して形成されている。輻射パネル１２の裏面１２ａには、熱交換パイプ１６が、後述するように保持部材１８により保持されて設けられている。熱交換パイプ１６は、輻射パネル１２の一辺と平行な直線部と、輻射パネル１２の端部に達する前に湾曲しながら折り返す曲線部が交互に形成され、連続して蛇行している。

輻射パネル１２の裏面１２ａには、熱交換パイプ１６の直線部を保持する保持部材１８が取り付けられている。保持部材１８はアルミニウム押出形材等の金属製であり、熱交換パイプ１６の直線部に沿って取り付けられる長尺部材であり、長手方向の断面形状が一定である。保持部材１８の断面形状は、図３に示すように、輻射パネル１２の裏面１２ａに重ねられる板体である均熱板２０を備え、均熱板２０の中心には、熱交換パイプ１６を保持する断面が円弧状の一対の保持部２２が設けられている。保持部２２は、均熱板２０から立設され円弧状に湾曲して形成され、保持部２２の先端の間隔は、常温時の熱交換パイプ１６の外径Ｄよりも小さい。保持部２２の内径ｄも、常温時の熱交換パイプ１６の外径Ｄよりも僅かに小さく、熱交換パイプ１６の外周面に保持部２２の内周面が密着するように形成され、熱交換パイプ１６の側面を両側から弾発的に挟持する。

保持部材１８の保持部２２は、輻射パネル１２の一方の辺と平行で、その辺の長さの１／２以上の長さに形成され、均熱板２０はさらに延びて、輻射パネル１２の一辺と等しい長さに形成されている。従って、保持部材１８の両端部は、保持部２２が形成されていな平坦な面に形成され、熱交換パイプ１６が湾曲して位置する。

輻射パネル１２には、保持部材１８の長手方向と直角な方向に延びた辺の撓みを抑える立ち上がり壁１３が設けられ、立ち上がり壁１３の先端縁に、図示しない天井の桟等の係止部材に係止させる係止片１３ａが一体に設けられている。一方、輻射パネル１２の保持部材１８の長手方向と平行な辺には、立ち上がり壁が設けられていない。

保持部材１８が取り付けられる輻射パネル１２の裏面１２ａには、接着性を確保するためのプライマー処理が施され、例えば熱可塑性樹脂のホットメルト接着剤２５が塗布されて、保持部材１８が接着される。また、保持部材１８の裏面は、輻射パネル１２の表側から吸音孔１４を介して見えにくいように、黒色に塗られている。

熱交換パイプ１６は、ガスバリア性チューブであり、ポリウレタンとエチレン−ビニルアルコール共重合体の積層構造を有する。

さらに、輻射パネル１２の裏面１２ａには、保持部材１８以外の部分に不燃シート２３が敷設されている。不燃シート２３は、たとえばセラミックシートやグラスウールシート、その他不燃性のシート状のもの等である。不燃シート２３は、図３に示すように、保持部材１８の均熱板２０の両側縁部裏面に形成された切り欠き部２０ａに差し込まれて、縁部が保持されている。

熱交換パイプ１６の保持部材１８への取付方法は、天井に輻射パネル１２を取り付ける前に、保持部２２間に熱交換パイプ１６を押し付けて、熱交換パイプ１６を弾性変形させ、保持部２２の間に押し込んで弾発的に係止させるものである。

次に、天井用冷暖房パネル１０の使用方法について説明する。先ず、室内の天井に、天井用冷暖房パネル１０を並べて取り付ける際、輻射パネル１２の裏面１２ａが屋根裏側となるようにして取り付ける。そして、熱交換パイプ１６の端部どうしを連結部材で接続する。複数枚の天井用冷暖房パネル１０を接続した熱交換パイプ１６の一方の端部を、熱交換用の媒体である流体の供給側メインパイプに接続し、他方の端部を戻り側メインパイプに接続する。供給側メインパイプと戻り側メインパイプは、温水器等の熱源に接続されている。熱源は、天井用冷暖房パネル１０の熱交換パイプ１６に所望の温度の熱交換用流体を供給するもので、熱交換用の流体は、例えば水である。

この実施形態の天井用冷暖房パネル１０によれば、金属製の保持部材１８を取り付けることにより、輻射パネル１２自体を軽量化できるとともに、曲げに対して大きな断面二次モーメントが得られ、その撓みに対する剛性を高めることができる。さらに、保持部材１８は、熱伝導性が高い金属で作られているため、樹脂製の熱交換パイプ１６と輻射パネル１２の間で保持部材１８を介して効果的に熱交換が行われるものである。

これにより、従来の銅等の金属製の熱交換パイプを従来の輻射パネルに取り付けた場合と比較して、天井用冷暖房パネル１０の質量を大幅に小さくすることができ、この天井用冷暖房パネル１０を天井パネルに用いた建物について、冷暖房パネル１０の質量の軽減効果により、耐震性等を大幅に高めることができるものである。

次に、この発明の第二実施形態について図６〜図９に基づいて説明する。ここで、上記実施形態と同様の部材は同様の符号を付して説明を省略する。この実施形態の天井用冷暖房パネル３０も、輻射パネル３２の裏面３２ａに、熱交換パイプ１６を保持する保持部材１８が取り付けられている。

この実施形態の輻射パネル３２は、立ち上がり壁３３の幅が狭く、全体に薄い構造のものである。この場合も、保持部材１８の長手方向と直交する辺の立ち上がり壁３３には係止片３３ａが設けられ、保持部材１８と平行な辺には立ち上がり壁が設けられていないものである。

この実施形態の天井用冷暖房パネル３０は、上記実施形態と同様の使用方法で同様の効果を有するものであり、熱交換パイプ１６の設置距離が長くなっても、充分な強度が得られ、大型の輻射パネル３２にも適用可能なものである。

なお、この発明の冷暖房パネルは、上記各実施形態に限定されるものではなく、熱交換パイプの配置や形状は適宜設定可能なものであり、熱交換パイプの配置、蛇行や湾曲させる回数も適宜変更可能である。輻射パネルの形状や大きさは適宜設定可能なものである。

この発明の第一実施形態の輻射パネルの平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 保持部材の拡大端面図である。 この実施形態の輻射パネルの斜視図である。 この実施形態の熱交換パイプを取り付けた冷暖房パネルの斜視図である。 この発明の第二実施形態の輻射パネルの平面図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 この実施形態の輻射パネルの斜視図である。 この実施形態の熱交換パイプを取り付けた冷暖房パネルの斜視図である。

符号の説明

１０ 天井用冷暖房パネル
１２ 輻射パネル
１３ 立ち上がり壁
１３ａ 係止片
１６ 熱交換パイプ
１８ 保持部材
２０ 均熱板
２２ 保持部

Claims (3)

1. 金属板で成形され複数の吸音孔が貫通して形成された板状の輻射パネルと、この輻射パネルの一対の辺に設けられた立ち上がり壁と、前記輻射パネルの裏面に部分的に配置され前記輻射パネルの前記立ち上がり壁と直角な方向に接着されて重ねられた保持部材と、この保持部材に取り付けられた樹脂製の熱交換パイプから成り、
   前記保持部材は、平坦な金属製の均熱板と、前記均熱板から一体に立設され前記均熱板の長手方向に沿って前記熱交換パイプを係止する断面円弧状の一対の保持部から成り、前記熱交換パイプが前記保持部に弾発的に挟持され、
   前記輻射パネルの裏面には、前記保持部材以外の部分に不燃シートが敷設され、前記均熱板の裏面に形成された切り欠き部に差し込まれて縁部が保持され、
   前記保持部材の裏面は黒色に塗られて成ることを特徴とする冷暖房パネル。
2. 前記輻射パネルは、前記立ち上がり壁に係止片が形成され、前記輻射パネルの前記保持部材と平行な辺には立ち上がり壁が設けられていない請求項1記載の冷暖房パネル。
3. 前記保持部材の保持部は、前記輻射パネルの一方の辺と平行で、前記辺の長さの１／２以上の長さに形成されている請求項１または２記載の冷暖房パネル。

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