JP5560444B2 - 空調システム - Google Patents

Description

空調システムには、例えば、ファンコイルユニットのように、熱交換器に空気を接触させてその熱（温熱・冷熱）風を室内空間に吹き出して空調を行うものや、放射パネルからの放射熱を主として利用して空調を行うもの等、さまざまなものがあるが、本発明は、後者のものに相当し、例えば、熱媒を内部に流通させてその熱を放射パネルの熱放射面から空間に熱放射させるタイプのものであったり、電熱器のようにそのものが発熱（温熱・冷熱）して熱放射面から空間に熱放射させるタイプの放射パネルを、室内空間と裏側空間（例えば、天井裏空間や、床下空間等）とを仕切る状態に配置し、前記放射パネルによる熱を前記室内空間に放射可能に構成してある空調システムに関する。
尚、熱に関しての記載は、以後、単に「熱」と表記しているが、これには温熱と冷熱との両方を含むものであり、説明に当たっては、便宜上、主に温熱を例に挙げて説明を行っている。

従来、この種の空調システムとしては、図３に示すように、冷水や温水等の熱媒液を内部に流通させてその熱を熱放射面Ｔから室内空間４Ａに熱放射させるタイプの放射パネル３を天井に沿って設置することで、室内空間４Ａと天井裏空間（裏側空間に相当）４Ｂとを仕切ってあると共に、まったく異なった位置に設置された別の熱源機器２０から前記天井裏空間４Ｂにわたって設置されたダクト２１の吹出口２１ａを、天井の複数個所に室内空間を向く貫通状態に設けてあるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
この空調システムは、放射パネルの下面の熱放射によって前記室内空間の空調を行う放射空調と、別の熱源機器からの空調空気をダクトを通して天井から室内空間に吹き出す直接的空調との併用を可能とするものである。
また、別の空調システムとしては、図４に示すように、自らには発熱手段を備えない放射パネル２２を天井に沿って設置することで、室内空間４Ａと天井裏空間（裏側空間に相当）４Ｂとを仕切ってあると共に、室外に設置された熱源機器２０で温度調整された空気を、天井裏空間４Ｂに吹き出す吹出口２３と、天井裏空間４Ｂに吹き出された空調空気の一部を室内空間４Ａに吹き出す吹出口２４とを設けてあるものがあった（例えば、特許文献２参照）。
この空調システムは、温度調整された空気を熱媒体として放射パネルに熱伝達して間接的に下面の熱放射によって前記室内空間の空調を行う放射空調と、前記吹出口２４を通して天井から空調空気を室内空間に吹き出す直接的空調との併用を可能とするものである。

特開２００５−２４１９７号公報（図１） 特開平０２−３３５３８号公報（図３）

上述した従来の空調システムの内、前者のものによれば、放射パネルの表裏両面とも、熱放射面として機能する状態に設置されているものの、天井裏空間側に熱が放射されることで、天井裏空間の温度が上昇し、放射パネルの温度に近くなれば、放射パネルから天井裏空間への温度勾配がつき難くなり、実質的には、室内空間側のみの熱放射が主となることから、表裏両面の熱放射面を備えているにもか拘わらず熱放射効率が低くなるから、空調効率の向上が見込み難い。
また、天井裏空間側に放射された熱に関しては、建物躯体を通して外部に漏出するだけで、室内空間の空調には寄与することが少ない。従って、熱損失が大きくなり易く、室内空間に対する空調効率が低くなり易い問題点がある。
更には、放射空調の熱源と、直接的空調の熱源との両方を用意する必要があり、イニシャルコスト、及び、ランニングコストの何れもが高くなり易い問題点もある。
一方、上述した従来の空調システムの内、後者のものによれば、熱源機器からの空調空気の伝熱によって放射パネルに熱を与えているが、空調空気は、天井裏空間の他の接触面にも伝熱によって熱が奪われることになり、熱損失が大きくなり、放射パネルでの熱利用効率が低くなり易い。
従って、室内空間に対する空調効率が低くなり易い問題点がある。
更には、放射パネルは、室内空間側の面のみが熱放射面として機能するだけであるので熱放射効率が低くなり、空調効率の向上が見込み難い。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、放射パネルを使用した空調において、室内空間に対する空調効率の向上を見込み易く、且つ、イニシャルコストやランニングコストの低減を図ることが可能となる空調システムを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、放射パネルを、天井または床に、室内空間と裏側空間とを仕切る状態に配置し、前記放射パネルによる熱を前記室内空間に放射可能に構成してある空調システムにおいて、前記放射パネルには発熱手段が内蔵してあり、前記放射パネルの熱放射面を、前記室内空間側と、前記裏側空間側との両面に確保すると共に、前記裏側空間側への前記放射パネルによる熱放出の影響を受けた空気を、前記裏側空間側から前記室内空間側に送風自在な送風手段を設け、前記室内空間と前記裏側空間とを連通させる連通口を、前記放射パネルの設置域の外周側に設け、前記送風手段は、前記放射パネルの設置域内で前記裏側空間から前記室内空間に貫通する貫通孔に設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記放射パネルの熱放射面を、前記室内空間側と、前記裏側空間側との両面に確保すると共に、前記裏側空間側の空気を、前記室内空間側に送風自在な送風手段を設けてあるから、室内空間側の熱放射面に関しては、通常どうりの熱放射が行われることに加えて、裏側空間側の熱放射面に関しては、前記送風手段によって裏側空間側の空気を室内空間側へ送風することによって、熱放出の影響を受けた空気は、裏側空間側の熱放射面の近傍から速やかに室内空間へと移動し、替わりに、裏側空間側の熱放射面には、別の位置から新たな空気が移動してきて放射パネルからの熱放出を受けることになる。それに伴って、放射パネルによる熱放射は、室内空間側のみならず、裏側空間側に関しても、極めて効率良く実施することが可能となる。
即ち、放射パネルからの発熱を、放射パネルの表裏両面を使用してより効率良く空間に放出することができ、しかも、裏側空間側への熱放出の影響を受けた空気は、前記送風手段によって室内空間側へ送風されるから、室内空間側の空調を、放射パネルの室内空間側の熱放射面による放射空調と、裏側空間側からの送風空気による直接的空調との併用で実施することが可能となる。
従って、放射パネルの設置面積は同じでもより短時間に効率良く室内空間の空調を実施することが可能となる。
更には、裏側空間側からの送風空気は、放射パネルの裏側空間への熱放出の影響を受けた空気であるため、従来のように、放射空調用の熱源と直接的空調用の熱源との両方を用意しなくてもよくなり、イニシャルコスト、及び、ランニングコストの低減を図ることが可能となる。
よって、放射パネルを使用した空調において、室内空間に対する空調効率の向上を見込み易く、且つ、コストダウンを図って経済的に空調を行うことが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記送風手段は、個別に駆動切替自在な複数のファンを、分散配置して構成してあり、前記ファンは、前記室内空間側での限られたスポットを対象として送風するように構成してあるところにある。
本発明の第２の特徴構成によれば、前記ファンを、室内空間側での限られたスポットを対象として送風するように、構成することができ、例えば、事務所等の室内空間においては、各デスク毎に前記ファンを設置して、在席している人が希望する場合に、その個所のファンを駆動させるように使用することが可能となる。
従って、室内空間を、一つの対象として平均的な空調を行うことも可能であるが、各部分毎の希望に個別に対応できる木目の細かな空調運転をも実現することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１は、本発明の空調システムの一実施形態である天井設置型の空調システムＫを設置してある状況を示すもので、上下面をそれぞれスラブ１で仕切られている建物空間４において、天井２の一部に、放射パネル３を設けて、その下方の室内空間４Ａを空調できるように構成されている。
即ち、前記天井２と前記放射パネル３とによって、前記建物空間４が室内空間４Ａと裏側空間４Ｂとに仕切られている。
そして、当該実施形態においては、天井２の一部に、照明器具５が設置してあり、その照明器具５の設置部周囲には、前記室内空間４Ａと裏側空間４Ｂとを連通させる連通口６が設けてあり、後述するファン（送風手段に相当）Ｆの稼働によって前記裏側空間４Ｂの空気を室内空間４Ａに吹き出すに伴って、室内空間４Ａ側の空気をこの連通口６を通して裏側空間４Ｂに吸いこむことが可能となる。

一方、前記放射パネル３には、前記裏側空間４Ｂから室内空間４Ａに貫通する貫通孔８が形成してあり、その貫通孔８には、前記裏側空間４Ｂ側の空気を、室内空間４Ａに送風自在な第１ファン（送風手段の一例）Ｆ１が設けてある。
また、天井２には、前記裏側空間４Ｂから室内空間４Ａに貫通する送風ダクト７が設置してあり、その送風ダクト７の下端部は、室内空間におけるデスク位置まで延伸させてある。そして、その送風ダクト７の出口部分には、前記裏側空間４Ｂ側の空気を、デスク周辺位置にスポット的に送風自在な第２ファン（送風手段の一例）Ｆ２が設けてある。

前記放射パネル３について説明する。
放射パネル３は、図１に示すように、面状に形成した金属製熱放射板３Ａに、金属製熱媒流通管３Ｂが一体的に内蔵された状態に構成してある。そして、前記熱媒流通管３Ｂには、室外に設置されている熱源機器９からの熱媒流通管９Ａが接続してあり、前記熱源機器９と放射パネル３との間で、前記熱媒流通管３Ｂ、９Ａを通して熱媒Ｈ（例えば、冷温水等）を循環できるように構成されている。従って、熱源機器９から送られる熱媒Ｈの熱（冷熱、温熱）を熱放射板３Ａの表裏両面の熱放射面Ｔから、室内空間４Ａと裏側空間４Ｂとに熱放出することが可能となる。
即ち、当該放射パネル３には、発熱（冷熱、温熱）自在な熱媒（発熱手段に相当）Ｈが、前記熱源機器９との間で循環自在な状態に内蔵されており、自らの熱を熱放射板３Ａの表裏両面から熱放射して空調を行うことができるように構成されている。

当該空調システムＫの運転の一例を説明すると、前記熱源機器９による熱媒Ｈの循環によって前記放射パネル３による熱放射を継続すると共に、前記第１ファンＦ１による送風を行う機器制御が挙げられる。
当該空調システムＫによれば、上述のような運転制御を行うことができ、それに伴って、室内空間４Ａ側の熱放射面Ｔａから通常どうりの熱放射が行われることにより、室内空間４Ａの空調が実施されることに並行して、裏側空間４Ｂ側の熱放射面Ｔｂからの熱放出の影響を受けた裏側空間４Ｂ側空気は、前記第１ファンＦ１によって室内空間４Ａ側へ送風され、前記室内空間４Ａの空調に寄与することができる。
従って、より短時間に効率良く室内空間の空調を実施することが可能となる。
また、放射パネル３の熱放射面Ｔは、室内空間４Ａ側においては、室内空気の対流により、新たな空気が移動してくると共に、裏側空間４Ｂ側においては、対流に加えて前記第１ファンＦ１による送風によって、強制的に新たな空気が移動してくるから、放射パネル３の表裏両面の熱放射面Ｔによって、効率良く熱放出を継続させることが可能となる。
更には、裏側空間側からの送風空気は、放射パネル３の裏側空間への熱放出の影響を受けた空気であるため、従来のように、放射空調用の熱源と直接的空調用の熱源との両方を用意しなくてもよくなり、イニシャルコスト、及び、ランニングコストの低減を図ることが可能となる。
よって、放射パネル３を使用した空調において、室内空間４Ａに対する空調効率の向上を見込み易く、且つ、コストダウンを図って経済的に空調を行うことが可能となる。
また、前記第２ファンＦ２による送風駆動をも併用すれば、上述の効果が更に効率良く実施することができることに加えて、前記第２ファンＦ２を、室内空間４Ａ側での限られたスポットを対象として送風することが可能となり、各部分毎の希望に個別に対応できる木目の細かな空調運転を実現することが可能となる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記放射パネル３は、先の実施形態で説明した冷温水からなる熱媒を発熱手段Ｈとして内蔵したものに限るものではなく、他の熱媒（冷媒も含む）を発熱手段Ｈとして内蔵したものであってもよい。また、熱媒以外に、例えば、電熱線や熱電素子等の発熱手段Ｈを内蔵させたものであってもよい。それらを含めて放射パネル３と総称する。
また、天井２に、一つの放射パネル３のみを設置することに限らず、複数の放射パネル３を設置してあってもよい。
また、当該放射パネル３の設置対象となる部位は、天井に限るものではなく、例えば、床等であってもよい。
〈２〉 前記送風手段Ｆは、先の実施形態で説明した複数の吐出口毎にファンを設けた構成に限るものではなく、例えば、図２に示すように、ファンＦと複数の吐出口を組み合わせた送風手段であってもよい。この実施形態によれば、ファンＦは、裏側空間４Ｂ内に設置してあり、ファンＦから放射パネル３の貫通孔８を通して室内空間４Ａに至る流路と、ファンＦから天井２を貫通してデスク周辺位置に至る流路とを備えたダクト７が、ファンＦの吹出側に接続してある。
また、複数の吐出口には、それぞれを個別に開閉操作できるように風量調節装置を設けることであってもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

実施形態で説明する空調システムを示す模式図 別実施形態の空調システムを示す模式図 従来の空調システムを示す模式図 従来の空調システムを示す模式図

符号の説明

３ 放射パネル
４Ａ 室内空間
４Ｂ 裏側空間
Ｆ 送風手段
Ｈ 発熱手段
Ｔ 熱放射面

Claims (2)

1. 放射パネルを、天井または床に、室内空間と裏側空間とを仕切る状態に配置し、前記放射パネルによる熱を前記室内空間に放射可能に構成してある空調システムであって、
   前記放射パネルには発熱手段が内蔵してあり、前記放射パネルの熱放射面を、前記室内空間側と、前記裏側空間側との両面に確保すると共に、前記裏側空間側への前記放射パネルによる熱放出の影響を受けた空気を、前記裏側空間側から前記室内空間側に送風自在な送風手段を設け、
   前記室内空間と前記裏側空間とを連通させる連通口を、前記放射パネルの設置域の外周側に設け、
   前記送風手段は、前記放射パネルの設置域内で前記裏側空間から前記室内空間に貫通する貫通孔に設けてある空調システム。
2. 前記送風手段は、個別に駆動切替自在な複数のファンを、分散配置して構成してあり、前記ファンは、前記室内空間側での限られたスポットを対象として送風するように構成してある請求項１に記載の空調システム。

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