JP5792111B2 - 冷暖房システム - Google Patents
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- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
Description
このような冷暖房システムでは、夏季には、流体供給装置から冷暖房パネルに冷水を流通させることによって、当該冷暖房パネルが放射冷房パネルとして機能し、冬季には、流体供給装置から冷暖房パネルに温水を流通させることによって、当該冷暖房パネルが放射暖房パネルとして機能するようになっている。
一方、冷暖房パネルを外壁の内壁面に沿って配置すると、外壁や窓等から部屋に入ってくる冷熱や温熱をある程度暖めたり、冷やしたりできるが、部屋の中央部の冷暖房を効果的に行い難いという問題がある。
内部に高温あるいは低温の流体を流通させる管部材26を備え、床材の下に配置される床冷暖房装置25とを備えた冷暖房システムであって、
前記冷暖房パネル12は、建物内の部屋2を形成する壁面のうち、建物1の外壁1a〜1cの前記部屋2側を向く壁面2a〜2dに沿って配置され、
前記床冷暖房装置25は、前記部屋2の床面積の60%以上の領域S1,S2に配置されており、
さらに、前記冷暖房パネル12および前記床冷暖房装置25は、
暖房時において、前記冷暖房パネル12の温度が、前記床冷暖房装置25の温度より高くなるように、
冷房時において、前記冷暖房パネル12の温度が、前記床冷暖房装置25の温度より低くなるように温度制御されていることを特徴とする。
また、冷暖房パネル12および床冷暖房装置25の双方とも管部材22,26に高温あるいは低温の流体を流通させる構成となっているので、流体供給装置30を共通化できるという利点もある。
そして、暖房時において、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25の温度より高くなるので、外壁の内側や窓の近傍の暖房を効果的に行える。
また、冷房時において、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25の温度より低くなるので、外壁の内側や窓の近傍の冷房を効果的に行えるとともに、床が結露し難くなる。
前記床冷暖房装置25が配置された領域S1,S2の外側に、前記冷暖房パネル12が配置されていることを特徴とする。
複数の前記冷暖房パネル12は、それらの放熱面12aが対向しないようにして、配置されていることを特徴とする。
前記部屋2に隣接して、玄関7が配置されており、この玄関7の玄関土間7bの下に別の床冷暖房装置27が配置されていることを特徴とする。
また、雪が付いた靴で帰宅した場合でも、玄関土間7bで靴を早期に乾燥させることができるという利点がある。
そして、暖房時において、冷暖房パネルの温度が、床冷暖房装置の温度より高くなるので、外壁の内側や窓の近傍の暖房を効果的に行える。
また、冷房時において、冷暖房パネルの温度が、床冷暖房装置の温度より低くなるので、外壁の内側や窓の近傍の冷房を効果的に行えるとともに、床が結露し難くなる。
図1は、本発明に係る冷房システムが設けられた建物1の1階の平面図である。この建物1は住宅であり、その1階には、リビングとしての部屋2、キッチン3、洗面室4、浴室5、トイレ6、玄関7が配置されている。
玄関7は部屋2に隣接して配置されており、玄関ホール7a、玄関土間7b、玄関ポーチ7cを備えている。玄関ホール7aと玄関土間7bは建物内にあり、玄関ポーチ7cは外部に位置している。
なお、キッチン3と洗面室4との間には、階段室が配置されており、この階段室に階段8と階段下収納9が設けられている。
また、階段室と部屋2との間には階段ホール10が配置されており、この階段ホール10と部屋2を仕切る壁11に、部屋2への出入口が形成されている。
壁面2aは建物の西側の外壁1aの部屋2側を向く壁面であり、冷暖房パネル12はこの壁面2aとほぼ平行にかつ壁面2aとの間に所定の隙間をもって配置されている。
壁面2b,2cは建物の南側の外壁1bの部屋2側を向く壁面であり、冷暖房パネル12,12は壁面2b,2cとほぼ平行にかつ壁面2b,2cとの間に所定の隙間をもって配置されている。
壁面2dは建物の東側の外壁でかつ玄関ポーチ7cに面する外壁1cの部屋2側を向く壁面であり、冷暖房パネル12はこの壁面2dとほぼ平行にかつ壁面2dとの間に所定の隙間をもって配置されている。
また、トイレ6にも、冷暖房パネル12が、トイレ6を形成する内壁面に沿って平行に、かつ内壁面と所定の間隔をもって配置されている。
また、冷暖房パネル12の下端部は、下端固定部材20によって部屋2の床面に固定され、上端部は部屋2の天井付近の壁面に上端固定部材21によって固定されている。
前記冷暖房パネル12は、多数の管部材22と、これら管部材22の上端部に設けられた上部ヘッダ23と、管部材22の下端部に設けられた下部ヘッダ24と備えている。
多数の管部材22は、それぞれ、例えばアルミニウムなどの熱伝導性材料にて押出し成形によって形成されており、軸直交方向における断面形状が長方形状とされ、その両端部は開口している。
上部ヘッダ23は管部材22の並列方向に長尺な管状のものであり、この上部ヘッダ23の左右両端部は閉塞されている。そして、この上部ヘッダ23の下面に管部材22の上端開口部が左右方向に所定間隔で接続され、これによって、管部材22と上部ヘッダ23とは連通している。
左ヘッダ24bの上面には、左半分に配置された管部材22の下端開口部が左右方向に所定間隔で接続され、これによって、左半分の管部材22と左ヘッダ24bとは連通している。また、右ヘッダ24cの上面には、右半分に配置された管部材22の下端開口部が左右方向に所定間隔で接続され、これによって、右半分の管部材22と右ヘッダ24cとは連通している。左ヘッダ24bには冷水や温水を供給する供給管24dが接続され、右ヘッダ24bには排出管24eが接続されている。
なお、下部ヘッダ24の下方には、冷房時に冷暖房パネル12の表面に結露する水を受けるとともに外部に排出する図示しないドレンパンが下部ヘッダ24の長手方向に沿って設けられている。
そして、管部材26の一方の端部開口から温水、熱水または冷水が流入して、管部材26を流れたうえで、他方の端部開口から流出するようになっている。
また、床冷暖房装置25は部屋2の中央部でかつ、当該部屋2の床面積の60%以上の領域S1に配置されている。すなわち、図1において、二点鎖線で囲んだ平面視矩形状の領域S1は、矩形状の部屋2の床面積の60%の面積を有し、かつ、その領域S1の平面視における中央部は部屋2の中央部と一致している。したがって、領域S1は部屋2の中央部で、かつ、当該部屋2の床面積の60%の面積を有している。
そして、このような領域S1に前記床冷暖房装置25の管部材26が蛇行して配置されている。
また、床冷暖房装置25が配置された領域S1の外側に、全ての冷暖房パネル12が配置されている。
このように、床冷暖房装置25は、部屋2の床面積の60%〜80%の領域に配置するのが望ましく、さらには、この領域は部屋2の中央部に配置されるのが望ましいが、建物の南面から日差し等がよく差し込む部屋では、領域を若干北側にずらしてもよい。
一方、配管31a,32aの基端部は三方弁35に接続されており、この三方弁35は接続管31e,31fを介して燃料ボイラ36およびヒートポンプ37に接続されている。また、配管31aには流量制御弁41が取り付けられており、配管32aには流量制御弁42が取り付けられている。したがって、この流量制御弁41,42によって、冷暖房パネル12と床冷暖房装置25,27に供給する水の流量を制御できるようになっている。
このような配管31、多数の管部材22、上部ヘッダ23、下部ヘッダ24によって、燃料ボイラ36を経由する第1の閉経路38と、ヒートポンプ37を経由する第2の閉経路39とが形成されている。
燃料ボイラ36は、灯油等の燃料を燃焼させることにより配管31内の水を加熱する装置である。この燃料ボイラ36は、外気温度がヒートポンプ37が十分に能力を発揮する所定温度未満、すなわち例えば0℃未満の場合に駆動する。
ヒートポンプ37は、圧縮器、膨張弁およ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31内の水を加熱・冷却する装置である。
このようなヒートポンプ37は、外気温度がヒートポンプ37が十分に能力を発揮する所定温度以上である場合に駆動する。すなわち、例えば外気温度が0〜25℃の場合には配管31内の水を加熱し、外気温度が25℃を超える場合には配管31内の水を冷却するように駆動する。なお、ヒートポンプ37中の冷媒には代替フロンやCO2ガス等を使用することができる。また、ヒートポンプ37が十分に能力を発揮する所定温度は、0℃に限定されるものではなく、冷暖房パネルの大きさや設置場所、ヒートポンプ37の能力等に応じて適宜設定されるものである。
また、冷水は供給管から配管32aを通って床冷暖房装置25の管部材26を一方の端部から他方の端部へ向けて流通し、これによって、部屋2の床が冷却される。この際、前記流量制御弁41,42によって冷水の流量が制御され、これによって、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25の温度より低くなるように温度制御される。例えば、冷房時には、冷暖房パネル12の温度が5℃〜10℃〜25℃となるように制御される一方で、床冷暖房装置25の温度が22℃〜25℃〜28℃となるように制御される。
この際、前記流量制御弁41,42によって温水の流量が制御され、これによって、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25,27の温度より高くなるように温度制御される。例えば、暖房時には、冷暖房パネル12の温度が30℃〜35℃〜40℃となるように制御される一方で、床冷暖房装置25の温度が25℃〜30℃〜35℃となり、床冷暖房装置27の温度が20℃〜25℃〜30℃となるように制御される。
また、熱水は供給管から配管32aを通って床冷暖房装置25,27の管部材26を一方の端部から他方の端部へ向けて流通し、これによって、部屋2の床がさらに高い温度で暖められるようになる。
この場合も、前記流量制御弁41,42によって温水の流量が制御され、これによって、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25,27の温度より高くなるように温度制御される。例えば、暖房時には、冷暖房パネル12の温度が30℃〜35℃〜40℃となるように制御される一方で、床冷暖房装置25の温度が25℃〜30℃〜35℃となり、床冷暖房装置27の温度が20℃〜25℃〜30℃となるように制御される。
この流体供給装置30は、図5に示すように、配管31と、ポンプP2と、ヒートポンプ37とを備えて構成されている。
また、配管31aには流量制御弁41が取り付けられており、配管32aには流量制御弁42が取り付けられている。したがって、この流量制御弁41,42によって、冷暖房パネル12と床冷暖房装置25,27に供給する水の流量を制御できるようになっている。
また、冷水は供給管から配管32aを通って床冷暖房装置25の管部材26を一方の端部から他方の端部へ向けて流通し、これによって、部屋2の床が冷却される。この際、前記流量制御弁41,42によって冷水の流量が制御され、これによって、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25の温度より低くなるように温度制御される。例えば、冷房時には、冷暖房パネル12の温度が5℃〜10℃〜25℃となるように制御される一方で、床冷暖房装置25の温度が22℃〜25℃〜28℃となるように制御される。
この際、前記流量制御弁41,42によって温水の流量が制御され、これによって、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25,27の温度より高くなるように温度制御される。例えば、暖房時には、冷暖房パネル12の温度が30℃〜35℃〜40℃となるように制御される一方で、床冷暖房装置25の温度が25℃〜30℃〜35℃となり、床冷暖房装置27の温度が20℃〜25℃〜30℃となるように制御される。
また、冷暖房パネル12および床冷暖房装置25の双方とも管部材22,26に高温あるいは低温の流体を流通させる構成となっているので、流体供給装置30を共通化できるという利点もある。
さらに、床冷暖房装置25が配置された領域S1,S2の外側に、冷暖房パネル12が配置されているので、床冷暖房装置25の領域S1,S2の外側を冷暖房パネル12によって効果的に冷暖房できる。
また、冷暖房パネル12および床冷暖房装置25,27は、暖房時において、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25,27の温度より高くなるように、冷房時において、冷暖房パネル12の温度が、床冷暖房装置25,27の温度より低くなるように温度制御されているので、暖房時において、冷暖房パネルの温度が、床冷暖房装置の温度より高くなって、外壁1a〜1cの内側や窓の近傍の暖房を効果的に行える。
また、冷房時において、冷暖房パネルの温度が、床冷暖房装置の温度より低くなるので、外壁1a〜1cの内側や窓の近傍の冷房を効果的に行えるとともに、床が結露し難くなる。
また、玄関土間7bの下に別の床冷暖房装置27が配置されているので、玄関7の温度が、部屋2の温度と外部の温度との間の値になり易く、その結果、外部、玄関7、部屋2を行き来する住人等に与えるヒートショックを小さくできる。
1a〜1c 外壁
2 部屋
2a〜2d 壁面
7 玄関
7b 玄関土間
12 冷暖房パネル
12a 放熱面
22 管部材
25 床冷暖房装置
26 管部材
27 他の床冷暖房装置
S1,S2 領域
Claims (4)
- 内部に高温あるいは低温の流体を流通させる管部材を備え、ほぼ鉛直に配置される冷暖房パネルと、
内部に高温あるいは低温の流体を流通させる管部材を備え、床材の下に配置される床冷暖房装置とを備えた冷暖房システムであって、
前記冷暖房パネルは、建物内の部屋を形成する壁面のうち、建物の外壁の前記部屋側を向く壁面に沿って配置され、
前記床冷暖房装置は、前記部屋の床面積の60%以上の領域に配置されており、
さらに、前記冷暖房パネルおよび前記床冷暖房装置は、
暖房時において、前記冷暖房パネルの温度が、前記床冷暖房装置の温度より高くなるように、
冷房時において、前記冷暖房パネルの温度が、前記床冷暖房装置の温度より低くなるように温度制御されていることを特徴とする冷暖房システム。 - 請求項1に記載の冷暖房システムにおいて、
前記床冷暖房装置が配置された前記領域の外側に、前記冷暖房パネルが配置されていることを特徴とする冷暖房システム。 - 請求項1または2に記載の冷暖房システムにおいて、
複数の前記冷暖房パネルは、それらの放熱面が対向しないようにして、配置されていることを特徴とする冷暖房システム。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷暖房システムにおいて、
前記部屋に隣接して、玄関が配置されており、この玄関の玄関土間の下に別の床冷暖房装置が配置されていることを特徴とする冷暖房システム。
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