JP5439195B2 - 暖冷房システム - Google Patents
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この暖房システムで用いられる暖房パネルの従来例は、放熱用の管部材を複数直列に接続した構造である(特許文献1)。
例えば、暖房装置が脱衣室に設置されることがあり、この脱衣室に隣接する浴槽に給湯装置から湯を供給することがある。脱衣室に設置される暖房パネルは浴槽に湯が張られた後に使用することが多いので、この暖房パネルと浴槽とは使用時と配置場所において関連性が高い。
しかし、暖房パネルと浴槽との双方に床下部分の配管があるため、この床下の配管から放熱されることで、エネルギーが有効に利用されていないという課題がある。
従って、本発明では、利用部用連通管の放熱管部と暖冷房パネルの放熱用管部材とが軸方向に沿って互いに当接される構成であるため、利用部用連通管の放熱管部に流体を流通させることで、暖冷房パネルによって暖房あるいは冷房が行える。つまり、従来、床下に配置されていた利用部用連通管の一部を放熱管部とし、この放熱管部が暖冷房パネルを兼ねることになるので、床下に放熱されていたエネルギーを室内の冷暖房として利用でき、省エネルギー化を図ることができる。
この構成の発明では、浴槽と脱衣室とが使用時並びにレイアウト上の関連性が強く、浴槽に湯を張ると同時に脱衣室の暖房も可能となる。
この構成の発明では、放熱管部と前記放熱用管部材と接続管との互いに接合する長さが長いので、放熱管部からの放熱が多くなり、熱効率がよいものとなる。
この構成の発明では、床パネルからの放熱により、脱衣時に居住者の足下から体全体を暖めることが可能となる。
この構成の発明では、冷水供給機から暖冷房パネルに冷水を供給することで、輻射冷房パネルとして暖冷房パネルを用いることができる。
この構成の発明では、流体を再利用することが可能となる。
図1から図4には本発明の第1実施形態が示されている。図1は第1実施形態の全体構成を示す概略図である。
図1において、第1実施形態の暖冷房システム1は、住宅等の建物に設置されるもので、暖冷房パネル11と、浴槽からなる流体利用部12と、これらの暖冷房パネル11と流体利用部12とにそれぞれ温水を供給する流体供給源としての給湯機13と、この給湯機13と暖冷房パネル11とを連通するパネル用連通管14と、給湯機13と流体利用部12とを連通する利用部用連通管15とを備えている。
暖冷房パネル11は、放熱用管部材110と、この放熱用管部材110を取り付けるための設置台(図示せず)とを備え、かつ、脱衣室Aに設置されている。流体利用部12は浴室Bに設置され、給湯機13は屋内又は屋外の設置箇所Cに配置されている。なお、脱衣室A、浴室B及び設置箇所Cの間には仕切り壁Dが設けられている。
給湯設備は温水を暖冷房パネル11と流体利用部12とに温水を送り出す吐出ポンプ(図示せず)と、暖冷房パネル11と流体利用部12とから利用済みの水を吸引する吸引ポンプ(図示せず)とを備える。
切替部は暖冷房パネル11に向けて供給する流路と流体利用部12に向けて供給する流路とのいずれか一方または双方を切り替える構成である。
これらの管部材のうち、放熱管部150は放熱用管部材110とともに脱衣室Aに露出されている。第一連通管151、第二連通管152及び第三連通管153は脱衣室Aの床下に配置されており、その表面には図示しない断熱材が設けられている。
第一連通管151、放熱管部150及び第二連通管152は給湯機13から流体利用部12へ温水を送る往路を構成し、第三連通管153は流体利用部12から給湯機13へ冷めた水を戻す環路を構成する。
図2において、暖冷房パネル11の放熱用管部材110は、互いに平行配置される複数本、図2では4本の放熱管11Aと、これらの放熱管11Aの上部同士を連結する第一接続管11Bと、放熱管11Aの下部同士を連結する第二接続管11Cとを備えている。
放熱管部150は、互いに平行配置される複数本、図2では4本の放熱管15Aと、これらの放熱管15Aの上部同士を連結する第一接続管15Bと、放熱管15Aの下部同士を連結する第二接続管15Cとを備えた構造である。
第一接続管11B,15Bは、ともにアルミニウムから両端部が閉塞された角筒状に形成されている。これらの第一接続管11B,15Bは、その一側面同士が互いに長手方向に沿って接合されるように互いに抱き合わせて製造されている。
第二接続管11C,15Cは、ともにアルミニウムから両端部が閉塞された角筒状に形成されており、その一側面同士が互いに長手方向に沿って接合されるように、互いに抱き合わせて製造されている。
複数本の放熱管15Aと第一接続管15Bと第二接続管15Cとから蛇行した1つの流路を構成するために、複数本の放熱管15Aの上部と第一接続管15Bとの接合部分には連通路15Dが設けられ、複数本の放熱管15Aの下部と第二接続管15Cとの接合部分には連通路15Eが設けられ、第一接続管15Bの内部には堰15Fが設けられ、第二接続管15Cの内部には堰15Gが設けられている。
これらの放熱用管部材110の流路と放熱管部150の流路との断面積は供給される温水の圧力、放熱量、その他の条件から設定されるが、エア抜きを不要とするために、小さい方が好ましい。
図3に示される通り、流体利用部12に給湯する場合には、給湯機13の給湯設備で湯を沸かすとともに、この給湯設備で生じた温水を流体利用部12に向けて供給する流路に設定する。これにより、給湯機13から供給される温水は、矢印P1で示される通り、第一連通管151から放熱管部150を通って第二連通管152に送られ、この第二連通管152から流体利用部12に供給される。この流体利用部12に蓄えられた湯は、使用後、図示しない栓を抜いて外部に排出してもよいが、給湯機13に環路を構成する第三連通管153を通じて戻すものでもよい(矢印P2参照)。
暖冷房パネル11に温水が供給されることで、脱衣室Aが暖房される。つまり、第一連通管141から送られる温水は、最上流側に配置された放熱管11Aの下端部から放熱管11Aに流入され、第一接続管11Bの内部を通った後、さらに、最上流に隣接する放熱管11Aの内部に流入され、第二接続管11Cの内部を通った後に、放熱管11Aの内部に流入され、第一接続管11Bの内部を通った後、最下流側の放熱管11Aの内部に流入され、第二連通管142に送られる。これらの放熱管11A、第一接続管11B及び第二接続管11Cから構成される蛇行した流路に温水が通過することで、放熱管11A、第一接続管11B及び第二接続管11Cの表面から直接放熱され、さらには、放熱管11A、第一接続管11B及び第二接続管11Cと接合される放熱管部150の放熱管15A、第一接続管15B及び第二接続管15Cから放熱される。この放熱によって、暖冷房パネル11を通じて脱衣室Aの暖房が行われる。
そして、本実施形態では、暖冷房パネル11と流体利用部12との双方に同時に給湯するものであってもよい。
(1)本実施形態では、放熱用管部材110を有する暖冷房パネル11と、浴槽からなる流体利用部12と、これらの暖冷房パネル11と流体利用部12とにそれぞれ温水を供給する給湯機13と、この給湯機13と暖冷房パネル11とを連通するパネル用連通管14と、給湯機13と流体利用部12とを連通する利用部用連通管15とを備えて暖冷房システム1を構成する。そして、利用部用連通管15の一部を構成する放熱管部150と放熱用管部材110とを軸方向に沿って互いに当接する。そのため、利用部用連通管15を通じて流体利用部12にのみ給湯する場合、利用部用連通管15の途中に設けられる放熱管部150で放熱することで、暖冷房パネル11に温水を供給しなくても、脱衣室Aの暖房を行うことができる。本実施形態では、放熱管部150が暖冷房パネル11を兼ねることになり、床下に放熱されていたエネルギーを脱衣室Aの暖房として利用でき、省エネルギー化を図ることができる。
図5において、暖冷房システム2は、第1実施形態の暖冷房システム1に低温の流体を供給する流体供給源として冷水供給機23を加えた構造である。暖冷房システム2は流体利用部12に温水の他に、冷水を用いる施設、例えば、スポーツジム等で用いることができる。
暖冷房システム2は、暖冷房パネル11と、水槽からなる流体利用部12と、暖冷房パネル11と流体利用部12とにそれぞれ温水を供給する給湯機13と、この給湯機13と暖冷房パネル11とを連通するパネル用連通管14と、給湯機13と流体利用部12とを連通する利用部用連通管15と、暖冷房パネル11と流体利用部12とにそれぞれ冷水を供給する冷水供給機23と、この冷水供給機23とパネル用連通管14とを連通する冷水用のパネル用連通管24と、冷水供給機23と利用部用連通管15とを連通する冷水用の利用部用連通管25とを備えている。
冷水設備は冷水を暖冷房パネル11と流体利用部12とに温水を送り出す吐出ポンプ(図示せず)と、暖冷房パネル11と流体利用部12とから利用済みの水を吸引する吸引ポンプ(図示せず)とを備える。切替部は暖冷房パネル11に向けて供給する流路と流体利用部12に向けて供給する流路とのいずれか一方または双方を切り替える構成である。
第一連通管151、第二連通管152、第三連通管153及び第四連通管251は脱衣室Aの床下に配置されており、その表面には図示しない断熱材が設けられている。
第一連通管151、放熱管部150、第二連通管152及び第四連通管251は給湯機13又は冷水供給機23から流体利用部12へ温水又は冷水を送る往路を構成し、第三連通管153及び第五連通管252は流体利用部12から給湯機13又は冷水供給機23へ水を戻す環路を構成する。
流体利用部12に冷水を供給するには、冷水供給機23で冷水を発生させるとともに、この冷水を流体利用部12に向けて供給する流路に設定する。これにより、冷水供給機23から供給される冷水は、第四連通管251から第一連通管151及び放熱管部150を通って第二連通管152に送られ、この第二連通管152から流体利用部12に供給される。
放熱管部150に冷水が供給されることで、脱衣室Aが冷房される。つまり、第一連通管151から送られる冷水は、放熱管15A、第一接続管15B、放熱管15A、第二接続管15Cからなる蛇行した流路に冷水が通過することで、放熱管15A、第一接続管15B及び第二接続管15Cの表面から吸熱され輻射冷房される。
そして、暖冷房パネル11に冷水を供給する場合には、冷水供給機23で生じた冷水を暖冷房パネル11に向けて供給する流路に設定する。暖冷房パネル11に冷水が供給されることで、脱衣室Aが冷房される。
なお、温水を供給して暖房を実施するには第1実施形態と同じ手順による。
(7)流体供給源は冷水供給機23を備えているから、冷水供給機23から暖冷房パネル11に冷水を供給することで、この暖冷房パネル11を輻射冷房パネルとして利用することができる。そのため、流体利用部12に冷水を供給すると同時に脱衣室Aが冷房されることになるので、冷水の有効利用を図ることができる。
図6において、暖冷房システム3は第1実施形態の暖冷房システム1に暖冷房パネルとして床パネルを加えた構造である。
暖冷房システム3は、暖冷房パネル11と、流体利用部12と、暖冷房パネル11と流体利用部12とにそれぞれ温水を供給する給湯機13と、床パネル31と、給湯機13と暖冷房パネル11と床パネル31とを連通するパネル用連通管34と、給湯機13と流体利用部12とを連通する利用部用連通管35とを備えている。
放熱用管部材110は、複数本の放熱管11Aと、これらの放熱管11Aの一端側同士を連結する第一連結管(図示せず)と、放熱管11Aの下他端側を連結する第二接続管11Cとを備えており、放熱管11Aが床に面して配置されている。
パネル用連通管34は、暖冷房パネル11の放熱用管部材110の一端部と給湯機13とを連通する第一連通管141と、放熱用管部材110の他端部と床パネル31の放熱用管部材110の一端部とを連通する第二連通管342と、床パネル31の放熱用管部材110の他端部と給湯機13とを連通する第三連通管343とを備えた構造である。
これらの第一連通管141、第二連通管342及び第三連通管343は脱衣室Aの床下に配置されており、その表面には図示しない断熱材が設けられている。第一連通管141及び第二連通管342は給湯機13から暖冷房パネル11及び床パネル31へ温水を送る往路を構成し、第三連通管343は床パネル31から給湯機13へ冷めた水を戻す環路を構成する。
これらの管部材のうち、床パネル31の放熱管部150は放熱用管部材110とともに脱衣室Aの床下に設置されている。第一連通管151、第二連通管352R,352L及び第三連通管153は脱衣室Aの床下に配置されており、その表面には図示しない断熱材が設けられている。
放熱管部150は、床パネル31の放熱管11Aと互いに接合する複数本の放熱管15Aと、これらの放熱管15Aの一端側同士を連結するとともに床パネル31の第一接続管と接合する第一接続管(図示せず)と、放熱管15Aの下他端側同士を連結するとともに床パネル31の第二接続管11Cと互いに接合する第二接続管(図示せず)とを備えている。
脱衣室Aのみ暖房するには、給湯機13で沸かした温水を暖冷房パネル11に向けて供給する。これにより、給湯機13から供給される温水は、暖冷房パネル11に送られた後、床パネル31に送られ、この床パネル31で利用された水は給湯機13に戻される。暖冷房パネル11と床パネル31とに温水が供給されることで、脱衣室Aが暖房される。
そして、第3実施形態では、第1実施形態と同様に、暖冷房パネル11と流体利用部12との双方に同時に給湯するものであってもよい。
(8)暖冷房パネルとして床パネル31を備えたから、床パネル31からの放熱により、脱衣時に居住者の足下から体全体を暖めることが可能となる。
(9)脱衣室Aの床下に設置した床パネル31と脱衣室Aの室内に設置した暖冷房パネル11との双方を設けたから、脱衣室Aを効率的に暖房することができる。
例えば、第1実施形態と第3実施形態において、流体供給源を給湯機13としたが、本発明では、給湯機13に代えて冷水のみを供給する流体供給装置や、温水と冷水とをそれぞれ供給する流体供給装置を用いてもよい。
温水と冷水とをそれぞれ供給する流体供給装置としては、種々の構造を採用することができるが、例えば、燃料ボイラとヒートポンプとを備えた構造でもよい。この燃料ボイラは、灯油等の燃料を燃焼させることにより水を加熱する装置であり、ヒートポンプが十分に能力を発揮する所定温度未満、例えば0℃未満に外気温がなった場合に駆動する。ヒートポンプは、圧縮器、膨張弁及び熱交換器を備えており、圧縮器にて冷媒を圧縮した際の発熱現象、および膨張弁にて冷媒を膨張させた際の吸熱現象を利用して、熱交換器を介して配管内の水を加熱・冷却する装置である。
さらに、前記各実施形態では、放熱用管部材110及び放熱管部150は、それぞれアルミニウムから形成される構成としたが、本発明では、熱導電性の高い金属材料から形成されるものであれば、その具体的な材料は問われるものではなく、例えば、銅であってもよい。
そして、本発明では、流体利用部を流体利用部12以外の設備としてもよく、暖冷房パネル11や床パネル31を脱衣室A以外の室、例えば、キッチンやリビングに設置するものでもよい。
Claims (6)
- 放熱用管部材を有する暖冷房パネルと、流体利用部と、これらの暖冷房パネルと流体利用部とにそれぞれ高温あるいは低温の流体を供給する流体供給源と、この流体供給源と前記暖冷房パネルとを連通するパネル用連通管及び前記流体供給源と前記流体利用部とを連通する利用部用連通管とを備えた暖冷房システムであって、
前記利用部用連通管は放熱管部を備え、この放熱管部と前記放熱用管部材とが軸方向に沿って互いに当接されることを特徴とする暖冷房システム。 - 請求項1に記載された暖冷房システムにおいて、
前記流体利用部は浴槽を備え、前記流体供給源は給湯機を備え、前記暖冷房パネルは前記浴槽に隣接される脱衣室に配置されることを特徴とする暖冷房システム。 - 請求項2に記載された暖冷房システムにおいて、
前記放熱管部は、それぞれ平行配置される複数本の放熱管と、これらの放熱管同士を連結する接続管とを備え、前記放熱用管部材は互いに平行配置される複数本の放熱管と、これらの放熱管同士を連結する接続管とを備え、前記放熱管部と前記放熱用管部材との放熱管同士が互いに接合し、前記放熱管部と前記放熱用管部材との接続管同士が互いに接合されることを特徴とする暖冷房システム。 - 請求項3に記載された暖冷房システムにおいて、
前記暖冷房パネルは床パネルであることを特徴とする暖冷房システム。 - 請求項1に記載された暖冷房システムにおいて、
前記流体供給源は冷水供給機を備えたことを特徴とする暖冷房システム。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載された暖冷房システムにおいて、
前記パネル用連通管及び前記利用部用連通管は、それぞれ往路と環路とを有することを特徴とする暖冷房システム。
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