JP5954603B1 - 冷暖房パネル - Google Patents

Abstract

【課題】大型空間の冷暖房を行うに際し、輻射熱を利用し、無駄に消費される大量のエネルギーを軽減し、手軽に冷暖房を行うことができる冷暖房パネル10を提供することを目的とする。【解決手段】カーボングラファイトのコート層を備える布又はカーボングラファイトのシートを熱拡散シート31とし、所定温度の熱媒流体に前記熱拡散シート31の一部を直接又は間接的に熱伝達可能に接触させる冷暖房パネル10とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、大型空間の冷暖房に適した冷暖房パネルに関する。

従来、工場建屋、スタジアムや農業用ハウス、畜舎などの大型空間における冷暖房は、閉鎖空間であれば空調機を使用して冷風や温風による冷暖房が行われ、閉鎖率の低い又は開放的な空間では、閉鎖率を高めるように工夫して冷風や温風による冷暖房を行う他、送風機を用いた単なる風による冷房やストーブなどの放射熱を利用する暖房が行われることが多かった。

また、一般家庭やオフィースなどの閉鎖率が高い空間では、室内の天井や床又は壁面などに設置して、輻射熱を利用して室内の冷暖房を行うための冷暖房用のパネルも使用されている。特許文献１に開示される熱交換パネルは、熱交換用流体が流れる供給側メインパイプと戻り側メインパイプを平行に配置して、供給側メインパイプと戻り側メインパイプを接続する複数の熱交換パイプを配置している。複数の熱交換パイプは、可撓性を有し、中央部分で１８０度折り返されている。そして、各熱交換パイプの両端は、一方が供給側メインパイプに接続され、他方が戻り側メインパイプに接続される。複数の熱交換パイプは、樹脂製のシート材により挟持されるものである。

特開２００７−２５５７２８号公報

前述の様に、閉鎖率が低い大型空間での冷暖房は、温熱や冷熱が外部に漏れるため、空間の温度調整を行うためには消費エネルギーが膨大となることが多く、且つ、冷暖房効率も低くならざるを得なかった。

また、一般家庭などで使用される熱交換パネルは、複数の熱交換パイプの両端を供給側メインパイプ及び戻り側メインパイプと接続するため、パイプ同士の接続部分が多くなる。このため、配管作業に時間が掛かり、熱交換パネルの製造に掛かる工数が増大することがあった。また、パイプ同士の接続部分は、熱交換パネルの捩れ等により液漏れ等の不具合が発生しやすく、また、接続部分をシールするシール部材の経年劣化も懸念される。

更に、水熱媒やガス熱媒を用いた熱交換パネルの場合、一般的には充分な放熱量を確保するために、熱交換パネル内の熱媒配管が長くなると同時に屈曲形状を用いるなど複雑となることが多い。このため、配管内に空気溜りが発生しやすくなる。従って、熱交換パネルの放熱効果が劣化することが多く発生することになり、整備保守としての空気溜りを取り除くために多くの作業時間を費やすこともあった。

本発明は、比較的単純な配管により空気抜き作業を不要又は簡単に行えるようにして保守を容易とすることができるものであって、且つ、大型空間の冷暖房を行うに際し、輻射熱を利用し、無駄に消費される大量のエネルギーを軽減し、手軽に冷暖房を行うことができると共に、一般家庭等の冷暖房も容易に行うことのできる冷暖房パネルを提供するものです。

本発明の冷暖房パネルは、カーボングラファイトのコート層を備える布又はカーボングラファイトのシートを熱拡散シートとし、所定温度の熱媒流体に前記熱拡散シートの一部を直接又は間接的に熱伝達可能に接触させることを特徴とするものです。
そして、前記熱拡散シートは端部に巻回部を有し、該巻回部を熱媒流通管に巻き付けることにより前記熱媒流通管に固定され、前記熱媒流通管の内部を流れる熱媒流体と熱伝達可能とされ、前記熱媒流通管を介して間接的に前記熱媒流通管の内部を流れる熱媒流体の熱が前記熱拡散シートに伝達されるようにすることがある。
また、前記熱拡散シートは、熱媒流通管の少なくとも半周を覆うカーボングラファイトの熱伝達シートの両端により端部が挟持されるように前記熱媒流通管に固定され、前記熱伝達シートを介して前記熱媒流通管の内部を流れる前記熱媒流体と熱伝達可能とされ、前記熱媒流通管及び前記熱伝達シートを介して間接的に前記熱媒流通管の内部を流れる熱媒流体の熱が前記熱拡散シートに伝達されるようにすることがある。
更に、上面に開口部を備え、前記熱媒流体を通す熱媒配管が接続される熱媒貯留部を流れる前記熱媒流体に前記熱拡散シートの下端部が浸漬されることにより、前記熱媒流体からの熱伝達が可能とされ、前記熱媒流体の熱が直接的に前記熱拡散シートに伝達されるようにすることがある。
また、前記熱拡散シートに接続されるカーボングラファイトの熱伝達ケーブルを有し、該熱伝達ケーブルを前記熱媒流体と接触させることにより前記熱媒流体からの熱伝達が可能とされ、前記熱伝達ケーブルを介して間接的に前記熱媒流体の熱が前記熱拡散シートに伝達されるようにすることがある。

前記熱媒流体は、液体の熱媒であることを特徴とすることがある。

前記熱媒流体は、０℃乃至２０℃の冷温熱媒又は３５℃乃至６０℃の温熱媒とされることを特徴とすることがある。

前記熱拡散シートは、１平方メートル乃至５平方メートルの面積を有する大きさの矩形とされることを特徴とすることがある。

前記熱媒流体は、ヒートポンプや加熱器により所定温度とされて熱媒配管により循環させられ、循環途中で前記拡散シートと直接又は間接的に熱伝達可能とされることを特徴とすることがある。

前記熱拡散シートは、前記熱拡散シートの上方に配置されるロールに巻き取り可能とされることがある。

前記熱拡散シートは、矩形形状の上下左右の端部をフレームにより支持されることがある。

また、床面と固定される固定部が少なくとも二箇所設けられ、フレームは、前記床面側を開口側としたコ字状に形成され、前記床面と前記フレームとで形成される閉領域内に前記熱拡散シートが設けられ、左右の縦フレーム及び上端の上フレーム内に配管した前記熱媒流通管に前記熱拡散シートが固定されることがある。

また、前記熱拡散シートは、金属板又はガラス板や樹脂板との積層板とされることがある。

また、板状に形成されるパネル部材が設けられ、前記熱拡散シートは前記パネル部材の一方面に設けられることがある。

また、前記パネル部材は、前記パネル部材の他方の面にも前記熱媒流通管を流通する熱媒流体の熱を伝導する補助熱拡散シートを有することもある。

本発明に係る冷暖房パネルは、カーボングラファイトのコート層を備える布又はカーボングラファイトのシートを熱拡散シートとするため、軽量且つ広い面積を均一の温度とする冷暖房パネルとすることができ、熱伝導率が極めて高いカーボングラファイトを用いているため、熱媒流体の温度を熱拡散シートの全面に伝達して熱拡散シートのシート面から輻射によって冷熱又は温熱を発散させることができ、冷暖房パネルにおける配管及び熱媒を冷暖房パネルに導く配管等を複雑とすることなく、設置を容易とすると共に気泡抜き等の保守をも容易とすることができるものです。

そして、熱拡散シートは端部に巻回部を設け、この巻回部を熱媒流通管に巻き付けて熱拡散シートを固定すれば、熱拡散シートを構造簡単な構成で固定することができると共に、確実に熱媒流通管からの熱を熱拡散シートに伝導することができる。
また、熱拡散シートは、熱媒流通管を少なくとも半周覆うカーボングラファイトの熱伝達シートにより熱媒流通管に固定することがある。これにより、熱拡散シートを単純な形状として熱伝達シートにより熱拡散シートを熱媒流通管に固定することができ、冷暖房パネルの製造を容易とすることができる。
そして、上面に開口部を備える熱媒貯留部を流れる熱媒流体に熱拡散シートの下端部分を浸漬する冷暖房パネルは、熱拡散シートを垂らして下端を熱媒流体に漬けるようにするため、冷暖房パネルの設置を容易に行うことができる。
また、熱伝達ケーブルにより熱拡散シートと熱媒流体とを熱的に接続させるようにすれば、熱拡散シートと熱媒流体との熱伝達を容易に行うことができる。
そして、熱媒流体として液体熱媒を用いれば、取り扱いが容易であって、各熱拡散シートを所定の温度とすることができる。

また、熱媒流体の温度を０℃乃至２０℃の冷熱とすれば、地下水又はヒートポンプにより容易に冷房用熱媒を得ることができ、また、３５℃乃至６０℃とすれば、ボイラー等の加熱器やヒートポンプにより容易に暖房用熱媒を得ることができる。

そして、熱拡散シートを１平方メートル乃至５平方メートルの矩形とすれば、取り扱いが容易であって、１枚の熱拡散シート又は複数枚の熱拡散シートで広い放熱面積を確保し、輻射熱による冷暖房を確実に行うことができる。

熱媒流体をヒートポンプにより所定温度として循環させるものとすれば、エネルギーを効率良く利用して冷暖房パネルの熱拡散シートを所定温度とすることができ、また、加熱器等を用いる場合も、容易に暖房を行うことができる。

また、熱拡散シートをロールに巻き取り可能とすれば、冷暖房を行わないとき、冷暖房パネルを容易に巻き上げて収納しておくことができる。

熱拡散シートの上下左右の４辺をフレームにより支持するものとすれば、冷暖房パネルを剛性の有る板状態として取り扱いを容易とすることができる。

左右の縦フレームと上フレームとの内部に熱媒流通管を挿通し、フレームに囲まれてパネル面となるフレームの領域内に熱拡散シートを設ける場合は、多数のパイプ同士の接続部分を無くすことができるので、製造に掛かる工数を低減し、パイプ同士の接続部分からの液漏れ等の不具合を低減することができる。また、フレームに固定部を設けることにより固定部で床面に固定できるため、取付けが容易となる。

そして、熱拡散シートを樹脂板等との積層板とすれば、熱拡散シートの取り扱いを容易とすることができると共に、熱拡散シートの破損を防止することができる。

また、パネル部材の一面に熱拡散シートを設けると、熱拡散シートを板状体として取り扱いを容易とすることができ、折れ曲がり易い熱拡散シートをパネル部材により支持することができるので、熱拡散シートの弛み等を防止して外観良く冷暖房パネルを形成することができる。

そして、パネル部材の一面に熱拡散シートを設けると共に、パネル部材の他方の面に補助熱拡散シートを設ければ、剛性を有する板状のパネルシートとしつつ両面から放熱を行って効率良く冷暖房を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る冷暖房パネルの正面斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る冷暖房パネルの使用時状態を示す要部断面図。 本発明の第２の実施形態又は第３の実施形態に係る冷暖房パネルをパーテーションとして設置した使用例を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る冷暖房パネルの正面図。 本発明の第２の実施形態に係る冷暖房パネルの図４のＰ部の拡大部分破断正面図。 本発明の第２の実施形態に係る冷暖房パネルのパネル部分の分解図。 本発明の第２の実施形態に係る冷暖房パネルの図４のIII−III断面図。 本発明の第３の実施形態に係る冷暖房パネルのフレーム部分の断面図。 本発明の第４の実施形態に係る冷暖房パネルの正面図。 本発明の第４の実施形態に係る冷暖房パネルの側面図。 本発明の第５の実施形態に係る冷暖房パネルの正面図。 本発明の第５の実施形態に係る冷暖房パネルの変形例を示す斜視図。 本発明の第６の実施形態に係る冷暖房パネルの正面図。 本発明の第６の実施形態に係る冷暖房パネルの側面図。 本発明に係る冷暖房パネルに熱媒を供給するシステムの一例を示す図。 本発明に係る冷暖房パネルに熱媒を供給するシステムの他の例を示す図。

本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は本発明に係る冷暖房パネル10を示す正面図であって、図２は本発明に係る冷暖房パネル10の使用状態を示す部分断面図です。

この冷暖房パネル10は、左右の縦フレーム13と上フレーム11及び下フレーム12による矩形の枠型とされたフレームの内側となる閉領域に、カーボングラファイトのシートを熱拡散シート31として固定したものです。

この冷暖房パネル10は、カーボングラファイトの長方形シートの四辺にフレームを設けるものであって、この上下左右のフレーム11,12,13は、アルミニウム等の軽金属製角型チューブを用いるものであり、フレーム枠の内側に配置するカーボングラファイトの熱拡散シート31は、２枚の樹脂製ボードによるパネル部材21の間に挟んだ積層板として熱拡散シート31を保護するようにして補強しているものです。

そして、この冷暖房パネル10は、その下端を熱媒貯留部60に挿入可能としているものであって、熱媒貯留部60に挿入する熱拡散シート31による積層板の下方部分には、樹脂製のパネル部材21に多数の穿孔25を設けた穿孔部23を形成しているものです。

この熱媒貯留部60は、冷暖房パネル10の下フレーム12よりも前後幅を広く、左右長さを下フレーム12よりも長くした棒形状の貯留枠61とするものであって、上面に下フレーム12に合わせた幅及び長さの開口部63を有するものです。

そして、この貯留枠61は、図２に示すように、下方部分を床面91に埋め込むようにして固定され、内部には縦フレーム13の下方部分や下フレーム12を挟持できる幅を備えると共に、開口部63の下方部分に縦フレーム13や下フレーム12より幅を広くした貯留空間65を備えるものです。

また、貯留枠61の貯留空間65には、貯留枠61の両端に接続する断熱性を有するフレキシブルホース等の熱媒配管69を用いて熱媒を流すようにするものです。

従って、図１に示したように、熱媒貯留部60に接続した一方の熱媒配管69から、熱媒流体として冷水又は温水などの液体熱媒を熱媒貯留部60に流入させて他方の熱媒配管69から流出させるように熱媒流体を流すとき、貯留空間65を流れる熱媒流体と熱拡散シート31とがパネル部材21の下方に形成した多数の穿孔25の部分において接触し、熱媒流体の温度を冷暖房パネル10の熱拡散シート31全体に伝搬させることができるものです。

そして、０℃乃至２０℃の低温又は３５℃乃至６０℃の中温とする冷水や温水を熱媒配管69に流すと、熱伝導率が極めて高いカーボングラファイトシートの熱拡散シート31により冷暖房パネル10の略全体を熱媒温度と略同温とすることができ、例えば１０℃程度や４０℃程度の温度とすることができるものです。

更に、略水平な床面91であれば、複数の熱媒貯留部60を熱媒配管69により接続して熱媒貯留部60の下方部分の一部を地面や床面91に埋設し、複数の熱媒貯留部60をビニールハウスや建屋の壁に沿って、又は壁と平行に一列に並べるようにして配置しておき、各熱媒貯留部60の開口部63に冷暖房パネル10を挿入すれば、不連続ではあっても１０℃前後の低温の壁面を複数の冷暖房パネル10によって大規模空間に形成し、又は、４０℃程度の中温の不連続な壁面を複数の冷暖房パネル10によって大規模空間に形成することができるものです。

そして、この冷暖房パネル10は、幅０．７メートル、高さを１．５メートル程度とすれば、熱拡散シート31を面積が約１平方メートル程度の大きさとして冷暖房パネル10を熱媒貯留部60に取付け取り外しを行うに際して一人で容易に作業を行うことができ、幅２．５メートル高さを２メートル程度とすれば熱拡散シート31の面積を５平方メートル程度と大きくしつつ二人で容易に設置や取り外しを行うことができ、複数の冷暖房パネル10によって大規模空間における冷房や暖房を効率良く行うことができるものです。

尚、熱媒貯留部60は、床面91に一部を埋設して固定する場合に限るものでなく、長尺立方体の外形とした熱媒貯留部60の下端から前後方向に板状の脚部を水平に延設して安定させることにより、開口部63に挿入した冷暖房パネル10を立設可能とし、熱媒配管69としては、断熱性を有するフレキシブルホース等を用いて複数の熱媒貯留部60を地面や床面91に配置することもできるものです。

また、熱媒貯留部60は、熱媒貯留部60の開口部63を塞ぐ蓋体71を備え、この蓋体71は開口部63に挿入される挿入部75と、挿入部75の上端面から周囲に板状に延設される鍔部73とを有する形状とし、冷暖房パネル10を挿入しない熱媒貯留部60の開口部63を蓋体71により閉じることを可能とすることにより、予め複数の熱媒貯留部60を建屋内等に配置しておき、所要枚数の冷暖房パネル10を適宜個所の熱媒貯留部60の開口部63に挿入して冷暖房パネル10を立設させて建屋内等の冷暖房を行うことができるものです。

そして、開口部63を上面に有する熱媒貯留部60を断熱性を備えた熱媒配管69で接続して熱媒を循環させる冷暖房システムとすることにより、熱媒を循環させる配管中に空気溜りが発生し難い配管設備とすることが容易に可能となるものです。

また、本発明の第２の実施形態について、図に基づいて説明します。図３は本発明に係る冷暖房パネルを室内に設置して、パーテーションとして利用した使用例を示す図です。図３の使用例では、冷暖房パネル10を２つ連結してパーテーションとして床面91上に設置している。

図４は本発明に係る第２の実施形態とする冷暖房パネル10単体の正面図です。図５は図４のＰ部を拡大して示す部分破断正面図です。冷暖房パネル10のフレームは、図４の正面視において、図４における下側である床面側を開口したコ字状に形成されるものです。具体的には、フレームは、床面91上に立設する２本の縦フレーム13と、２本の縦フレーム13の上端に横架される上フレーム11を有するものです。

ここで、フレーム（縦フレーム13，上フレーム11）と床面91とで形成される領域は、閉領域Ｔとされ、この閉領域Ｔには、冷暖房パネル10におけるパネル面を形成している。尚、フレームは、ステンレス材やアルミ材等の金属材料により形成することができるものです。

２本の縦フレーム13の夫々の下端には、それぞれの下端面から下方に向けて立設する固定ピン51を設けている。固定ピン51は、床面91に設けられた固定穴に挿入可能とされるものです。従って、固定ピン51は、冷暖房パネル10を床面91に固定するための固定部とされるものです。

２本の縦フレーム13及び上フレーム11の内側面には、シート支持部15を設けている。シート支持部15は、正面視においては閉領域Ｔにおけるパネル面部の各辺に対応して長尺状に形成して熱拡散シート31の３辺を挟持可能とするものです。

図７は図４のIII−III断面を示す図です。図７に示すように、シート支持部15は、断面視略四角筒状に形成される縦フレーム13や上フレーム11から閉領域Ｔ側に向けて突出して開口を形成するものです。そして、シート支持部15は、フレーム本体の幅よりも幅狭に形成しているものです。

フレーム本体の内部には、熱媒とされる流体が流通される熱媒流通管17を挿通している。熱媒流通管17は、熱伝導率の高いアルミフレキシブルホースを用いるのが好適です。これにより、配管の接続部分を設けずにフレーム内に熱媒流通管17を挿通させることができます。図４に示したように、熱媒流通管17は、フレームに倣って挿通され、その両端部は２本の縦フレーム13の下端部近傍に位置させている。そして、熱媒流通管17の両端には、それぞれ配管接続のための配管接続部材であるエルボ53を設けている。

尚、熱媒流通管17は、アルミフレキシブルホースに限ることなく、アルミニウムパイプ、ステンレスパイプ、銅パイプ等の熱良導体のパイプをフレームの形状に合わせて形成し、フレーム内に挿通するように設けることができるものです。

一方、図５及び図６に示すように、略矩形に形成される熱拡散シート31は、上側の両角部を矩形に切欠いている。そして、熱拡散シート31は、左右及び上側に熱媒流通管17に巻回する巻回部として、横巻回部33，横巻回部33，上巻回部35を形成している。即ち、横巻回部33は縦フレーム13内の熱媒流通管17に巻回され、上巻回部35は上フレーム11内の熱媒流通管17に巻回される（図５参照）。

また、フレームの内側の閉領域Ｔには、板状のパネル部材21が設けられる（図６，図７参照）。パネル部材21は、アクリル樹脂等により形成される。パネル部材21の正面側には、カーボングラファイトシートである補助熱拡散シート41がパネル部材21とほぼ同じ形状に形成して設けている。

そして、図７に示すように、熱拡散シート31の正面側の端部35は、補助熱拡散シート41に接続している。同様に、横巻回部33及び上巻回部35の端部も補助熱拡散シート41と接続されている。また、熱拡散シート31の各巻回部33，35に囲まれるシート面部は、パネル部材21の背面側に位置させている。

このようにして、図６に示すように、パネル部材21の一方面とされる背面側には熱拡散シート31のシート面部を設け、他方面とされる正面側には補助熱拡散シート41を設けることとしている。そして、図７に示すように、熱拡散シート31の端部とした巻回部33とシート支持部15との間に、断熱性を有するゴム等で形成されたスペーサ55を設け、シート支持部15の正面側からねじ56をパネル部材21に螺合させることにより、巻回部33により熱拡散シート31を熱媒流通管17に固定しつつ熱拡散シート31をフレームに取り付けられている。

同様に、熱拡散シート31のシート面部とシート支持部15との間にもスペーサ55が設けられている。正面側及び背面側に設けられたスペーサ55は、正面視において長尺矩形状としてもよいし、矩形状に形成して複数のねじ56に対応して複数設けてもよい。

図７に示したパネル部材21の支持構造は、一方の縦フレーム13について表しているが、他方の縦フレーム13も対称にして同様に形成されている。本実施の形態においては、パネル部材21等は、左右２本の縦フレーム13のシート支持部15にて複数のねじ56により固定されている。従って、パネル部材21等は、上フレーム11のシート支持部15では固定されていないが、左右のシート支持部15と同様に、上フレーム11のシート支持部15にねじ56を複数設けてパネル部材21等を固定するように構成してもよい。また、熱拡散シート31と補助熱拡散シート41、及び、熱拡散シート31のシート面部や補助熱拡散シート41とパネル部材21は、接着剤等を用いて接着することができる。

また、熱拡散シート31及び補助熱拡散シート41は、それぞれ熱伝導率の高いカーボングラファイトを用いるものです。そして、パネル部材21は、軽量で剛性のあるアクリル材により形成すると好適です。この場合には、冷暖房パネル10のパネル面を剛性を有する平面板として形成することができるので、意匠性の高いパーテーションとして利用することができる。

この場合、冷暖房パネル10は、幅０．７メートル乃至１．５メートル、高さを１．５メートル乃至２メートル程度とすれば、熱拡散シート31や補助熱拡散シート41を面積が約１平方メートル乃至３平方メートル程度の大きさとして冷暖房パネル10を設置や取り外しを行うに際して一人又は二人で容易に作業を行うことができ、放熱面積を広く確保することができるものです。

また、図３に示したように、フレームの固定部間における床面91には、断面形状を凹溝状とされる水滴受け部93を設けている。これにより、冷暖房パネル10のパネル面、すなわち、熱拡散シート31のシート面部や補助熱拡散シート41に付着した結露による水滴が下方に滴下しても、これらの水滴を受けることができる。なお、水滴受け部93は、溝部に物が落下しないように、上面に適宜、格子や網を設けると好適です。

この冷暖房パネル10では、熱媒流通管17の両端のエルボ53に熱媒配管69を接続して熱媒流通管17に一方のエルボ53から温水や冷水等の熱媒流体をポンプ等により流入させ、他方のエルボ53から熱媒流体を流出させるようにするものです。または、図３に示したように、２つの冷暖房パネル10又は複数の冷暖房パネル10を連続させるように接続して熱媒流体が流れるように配管することもできるものです。

このように配管された冷暖房パネル10に熱媒流体を流通させると、熱媒流通管17から熱拡散シート31の各巻回部33，35を介して補助熱拡散シート41及び熱拡散シート31のシート面部に熱が伝導される。このようにして、室内を暖めたり冷やしたりすることができる。

なお、補助熱拡散シート41を省略して、各巻回部33，35を有する熱拡散シート31のみをパネル部材21のパネル面の一方の面にのみ設けて冷暖房パネル10を形成することもできる。

また、巻回部33，35を熱媒流通管17に巻き付けた熱拡散シート31の両側面にパネル部材21を設けて熱拡散シート31をパネル部材21で挟み、縦フレーム13や上フレーム11のシート支持部15によりパネル部材21の周縁端部を固定して冷暖房パネル10を形成することもある。

次に、図８に基づいて、本発明に係る他の実施形態の冷暖房パネル10を説明する。図８は、図４のIII−III断面を示す図７に相当する断面図です。冷暖房パネル10は、前述の冷暖房パネル10におけるパネル部材21を廃して熱拡散シート31によりパネル面を形成したものです。従って、前述の実施形態と同様の箇所、部材については同じ符号で示して、その説明を省略する。

図８に示すように、熱伝達シート45は、熱媒流通管17に少なくとも半周だけ巻回される。そして、熱伝達シート45の両端部により、熱拡散シート31が挟持される。シート支持部15と熱伝達シート45の両端部との間には、ゴム等により形成されるスペーサ55が正面側及び背面側にそれぞれ設けられている。このようにして、熱拡散シート31はシート支持部15にて支持される。熱伝達シート45と熱拡散シート31との接続やスペーサ55と熱伝達シート45との接続は、接着剤等を用いることができる。

また、熱伝達シート45は、熱拡散シート31と接続される辺に沿って長尺状に形成されることが好適です。このようにすれば、効率よく熱媒流通管17の熱を熱拡散シート31に伝導することができる。さらに、本実施形態では、熱伝達シート45は、熱媒流通管17に巻回されるように形成したが、熱媒流通管17を周方向に半周以上覆うように設けてあれば足りるものです。本実施形態によれば、パネル面となる熱拡散シート31を簡便な支持構造で形成することができる。なお、前述の実施形態と同様に、本実施形態における熱伝達シート45及び熱拡散シート31もカーボングラファイトにて形成するものです。

また、本発明は以上の実施形態によっては限定されず、種々変更を加えて実施することができる。例えば、上記実施の形態では、熱伝達シート45をカーボングラファイトのシートとしてカーボングラファイトのシートの単体又は樹脂板等との積層板としたが、カーボングラファイトのコーティングを施した布を熱拡散シート31とすることもできるものです。

更に、フレームとしては、断面四角筒状に連続して形成するものとしたが、他の多角形状の断面角筒状や断面円筒状等の断面筒状にして連続して形成することができるものです。ただし、フレームは断面四角筒状に連続して形成すれば、製造しやすく剛性の高いフレームとすることができる。また、フレームは、正面視においてコ字状に形成したが、他の形状とすることもできるものです。

また、第２及び第３の実施形態では、２箇所に固定部を設けることとしたが、２箇所以上の固定部を設けることもできる。更に、床面91とフレームの固定の形式は、板状のベースプレートをフレームの下端に取り付けて冷暖房パネル10を床面上に載置するようにしてもよい。

このように、熱伝導性の高い熱媒流通管17と断熱性を有する熱媒配管69とにより熱媒を循環させ、熱伝導性の高い熱媒流通管17に巻回部33，35や熱伝達シート45を巻き付けて熱媒流通管17内の熱媒の温度を熱伝達シート45の全面に拡散させる冷暖房パネル10は、熱媒の流路を単純としつつ広い面積の放熱面を形成し、熱媒の流路に空気溜りを発生させる虞を少なくして放熱効果を高くすることが容易に行えるものです。

そして、第４の実施形態は、図９及び図１０に示すように、カーボングラファイトのコーティングを施した布を熱拡散シート31としてスクリーン状に垂らして冷暖房パネル10とするものです。

この第４の実施形態の冷暖房パネル10は、カーボングラファイトのコート層を備える布の上端を巻取用のロール81に固定し、下端に重錘83を取り付けると共に、ロール81から熱拡散シート31を引き出して下端を床面91の近くに配置できるようにロール81を建屋なの壁等に取り付けると共に、熱拡散シート31をロール81から引き出したとき、熱拡散シート31の下端を熱媒貯留部60の開口部63の内側に垂らすことができるようにするものです。

従って、熱媒流通管17により１０℃又は４０℃程度の冷水や温水の熱媒を流すことにより、下端を熱媒貯留部60の内部に垂らした熱拡散シート31を１０℃又は４０℃程度のとして建屋内の冷暖房を行うことができるものです。

また、春や秋等の冷暖房を必要としないときは、熱拡散シート31をロール81により巻上げ、熱媒貯留部60の開口部63に蓋体71を被せておき、屋内活動の妨げとならないようにすることができ、冷暖房パネル10の大きさとして、幅１メートル乃至２メートル、高さを２メートル乃至２.５メートル程度とすれば、熱拡散シート31を面積が約２平方メートル乃至５平方メートル程度の大きさとして放熱面積を広く確保することができるものです。

そして、図９及び図１０に示したように、窓95等の壁面内側に配置しておけば、使用に際して夏場では室内への日照を防ぎ、屋内の温度上昇を防止すると共に、熱拡散シート31の面を０℃等として高い冷房力を発揮させることができ、冬場でも窓ガラスからの冷気の侵入を防止しつつ暖房を効果的に行うことができるものです。

更に、第５の実施形態として、図１１に示すように、熱媒流通管17に上端を巻き付けて固定したカーボングラファイトのシートである熱拡散シート31を冷暖房パネル10とすることもあるものです。この熱媒流通管17は、アルミニウムパイプ、ステンレスパイプ又は銅パイプなどの熱良導体のパイプを用いるものです。

この熱媒流通管17は、建屋の壁面上方や天井に固定する配管とするものであって、この配管とした熱媒流通管17にカーボングラファイトのシート又はカーボングラファイトのコート層を備える布を熱拡散シート31として、この熱拡散シート31の上端を巻き付けるようにして固定するものです。

尚、熱拡散シート31を取り付ける部分は熱媒流通管17とし、熱媒流通管17と熱媒流通管17との間は断熱性を有する熱媒配管69で接続して熱媒流体の流路を形成するものです。

この冷暖房パネル10においては、熱拡散シート31の大きさを幅０．７メートル乃至２メートル、高さを２メートル乃至２.５メートル程度とすれば、熱拡散シート31を面積が約１.５平方メートル乃至５平方メートル程度の大きさとして放熱面積を広く確保することができるものです。

尚、この熱拡散シート31の下端は、図１１に示したように、例えば中央部を先鋭とするように熱拡散シート31の両端部から中央に向けて傾斜させた形状として下端に尖鋭な先端部39を形成し、この先端部39の下方の床面91には水滴受け部93としての窪みを形成しているものです。

従って、冷房時に熱拡散シート31の表面に結露が生じた場合、結露した水滴を先端部39に集めて水滴受け部93に滴下させ、建屋の床面91の広範囲が濡れることを防止することができるものです。

尚、熱拡散シート31の先端部39の下方に設ける水滴受け部93は、図１１に示すように独立した窪みとすることなく、熱媒流通管17に沿って熱媒流通管17の下方に配置する溝形状とし、熱媒流通管17に適宜間隔を設けて上端を固定した複数枚の熱拡散シート31の先端部39を溝状の水滴受け部93の上に位置させることもできるものです。

また、先端部39は、熱拡散シート31の下端中央に設ける場合のみでなく、図１２に示すように、熱拡散シート31の下端を直線的に傾斜させて熱拡散シート31の側方下端部に先端部39を形成することもあるものです。

そして、本発明の第６の実施形態は、図１３及び図１４に示すように、巻取用のロール81に上端が固定され、下端に重錘83を有するカーボングラファイトのコート層を有する布を熱拡散シート31として用いることは、第４の実施形態と同様であるも、カーボングラファイトの長尺ケーブルを断熱材で被覆した熱伝ケーブル85を熱拡散シート31に取り付け、この熱伝ケーブル85の端部を床面91の受けに載置した又は床面91に埋設した熱媒槽67に熱伝ケーブル85を収納引き出し可能とするものです。

この熱伝ケーブル85の両側端部は、カーボングラファイトを露出させることとし、露出した熱伝ケーブル85のカーボングラファイトと熱拡散シート31のコート層としたカーボングラファイトとを接触させ、また、他端の露出したカーボングラファイトを熱媒槽67に充填する熱媒と直接接触させるようにするものです。

そして、この熱媒槽67には、図示しない熱媒配管69を接続し、熱媒槽67に収納した熱伝ケーブル85が浸るように熱媒槽67に冷水や温水等の熱媒流体を供給循環させるものです。

従って、熱媒槽67に供給された熱媒の温度が熱伝ケーブル85により熱拡散シート31に伝達され、熱拡散シート31を１０℃又は４０℃の温度として冷房や暖房を可能とするものです。

この熱媒は、液体熱媒として冷水又は温水を用いることが有り、冷水及び温水を冷暖房パネル10に供給するに際し、図１５に示すように、ヒートポンプ100を用いるシステムとすることが有るものです。

このシステムは、地中熱または生活排水熱、河川水熱などを熱源130として用い、ヒートポンプ100によって冷温水槽135に０℃乃至２０℃程度の冷水又は３５℃乃至６０℃程度の温水を蓄え、冷温水槽135に蓄えた冷水又は温水を熱媒循環ポンプ138により配管往路69ａから熱媒配管69に接続された各熱媒貯留部60を循環させて冷温水槽135に戻すようにするものです。

そして、図１５に示したように、ヒートポンプ100の圧縮機101から四方弁105により内部循環熱媒を第２熱交換器122を介して膨張弁103及び第１熱交換器121に送って四方弁105により圧縮機101に戻すとき、第１熱交換器121を蒸発器として機能させ、第２熱交換器122を凝縮器103として機能させることができるものです。

従って、熱源循環ポンプ137により第１熱交換器121の外部熱媒を熱源130に送る様にして循環させることにより熱源130からの熱を吸熱し、第２熱交換器122の外部熱媒を３５℃〜６０℃の範囲の適宜温度として循環ポンプ139により冷温水槽135の熱交換コイルに送る様に循環させ冷温水槽135に蓄えた上水などの熱媒を３５℃〜６０℃の範囲の適宜温度、例えば４０℃程度とすることができる。

そして、冷温水槽135に蓄えた例えば４０℃程度の液体熱媒を熱媒循環ポンプ138により配管往路69ａから冷暖房パネル10を取り付けた熱媒貯留部60に送り、各熱媒貯留部60を介した液体熱媒を配管復路69ｂにより冷温水槽135に戻すことにより、冷暖房パネル10により暖房を行うことができるものです。

また、四方弁105を切り換え、圧縮機101から四方弁105により内部循環熱媒を第１熱交換器121を介して膨張弁103及び第２熱交換器122に送って四方弁105により圧縮機101に戻すとき、第１熱交換器121を凝縮器として機能させ、第２熱交換器122を蒸発器として機能させることができる。

従って、熱源循環ポンプ137により第２熱交換器122の外部熱媒を熱源130に送る様にして循環させることにより熱源130に熱を放熱し、第１熱交換器121の外部熱媒を０℃乃至２０℃の範囲の適宜温度として循環ポンプ139により冷温水槽135の熱交換コイルに送る様に循環させ冷温水槽135に蓄えた上水などの熱媒を０℃乃至２０℃の範囲の適宜温度、例えば１０℃程度として、冷暖房パネル10により冷房を行うことができるものです。

尚、図１５では、第１の実施形態とした熱媒貯留部60の貯留枠に冷暖房パネル10を取り付けて熱媒配管69により接続した例を示しているも、熱媒貯留部60を用いた第４の実施形態に示した巻取用のロール81を備えた冷暖房パネル10、熱媒貯留部60に換えて熱媒槽67を用いてロール81と熱伝ケーブル85を備えた第６の実施形態とした冷暖房パネル10を熱媒貯留部60や熱媒槽67を熱媒配管69により接続し、更には熱媒貯留部60や熱媒槽67を用いることなく熱拡散シート31の端部を熱媒流通管に巻き付けた第２の実施形態、第３の実施形態、第５の実施形態においても、熱媒流通管を熱媒配管69で接続することにより実施することができるものです。

そして、冷温水槽135に蓄える液体熱媒は、ヒートポンプ100により温度調整する場合に限ることなく、冷房時には地下水や河川水などの１０℃程度の冷水を蓄え、暖房時にはボイラー等の加熱器により５０℃程度に加温した温水を蓄えるようにすることもあるものです。

尤も、ヒートポンプ100を用いれば、０℃乃至２０℃の冷熱と３５℃乃至６０℃の温熱とを、容易に切換えて効率良く安定的に得ることができ、夏場の冷房及び冬場の暖房を容易かつ効果的に行うことができるものです。

また、ヒートポンプ100を用いるに際し、図１６に示すように、熱源130を循環させる熱媒と冷暖房パネル10を循環させる熱媒を共通とすることもあるものです。

このヒートポンプ100では、圧縮機101から凝縮器109を介して膨張弁103及び蒸発器107に内部循環熱媒を送って圧縮機101に戻す様に循環させ、熱源130や冷暖房パネル10に送る外部循環熱媒は第１三方弁125乃至第４三方弁128を介して蒸発器107や凝縮器109に送るものです。

即ち、第１三方弁125の第１開口125ａと第３開口125ｃとを連通させ、第２三方弁126の第１開口126ａと第２開口126ｂとを連通させて配管往路69ａ及び配管復路69ｂを蒸発器107に接続し、第３三方弁127の第１開口127ａと第３開口127ｃとを連通させ、第４三方弁128の第１開口128ａと第２開口128ｂとを連通させて熱源130への配管を凝縮器109に接続し、ヒートポンプ100の圧縮機101、熱源循環ポンプ137、熱媒循環ポンプ138を駆動すれば、０℃乃至２５０℃の範囲で、例えば１０℃程度の熱媒を冷暖房パネル10とする熱拡散シート31等に送ることができる。

また、第３三方弁127の第２開口127ｂと第３開口127ｃとを連通させ、第２三方弁126の第１開口126ａと第３開口126ｃとを連通させて配管往路69ａ及び配管復路69ｂを凝縮器109に接続し、第１三方弁125の第２開口125ｂと第３開口125ｃとを連通させ、第４三方弁128の第１開口128ａと第３開口128ｃとを連通させて熱源130への配管を蒸発器107に接続し、ヒートポンプ100の圧縮機101、熱源循環ポンプ137、熱媒循環ポンプ138を駆動すれば、６０℃程度の熱媒を冷暖房パネル10とする熱拡散シート31等に送ることができるものです。

そして、第２の実施形態、第３の実施形態、第５の実施形態のように、熱媒配管69と熱媒流通管17とを接続して各冷暖房パネル10を循環させるようにして熱媒の流路に開口部を有しない閉回路型の熱媒流路とするとき、冷暖房パネル10に熱媒流通管を循環させる熱媒として、液体熱媒に限ることなく、気体状の熱媒を用いることもできるものです。

１０ 冷暖房パネル
１１ 上フレーム １２ 下フレーム
１３ 縦フレーム １５ シート支持部
１７ 熱媒流通管
２１ パネル部材 ２３ 穿孔部
２５ 穿孔
３１ 熱拡散シート ３３ 横巻回部
３５ 上巻回部 ３７ 隅角切欠き部
３９ 先端部
４１ 補助熱拡散シート
４５ 熱伝達シート
５１ 固定ピン ５３ エルボ
５５ スペーサ ５６ ねじ
６０ 熱媒貯留部 ６１ 貯留枠
６３ 開口部 ６５ 貯留空間
６７ 熱媒槽 ６９ 熱媒配管
６９ａ 配管往路 ６９ｂ 配管復路
７１ 蓋体 ７３ 鍔部
７５ 挿入部
８１ ロール ８３ 重錘
８５ 熱伝ケーブル
９１ 床面 ９３ 水滴受け部
９５ 窓
１００ ヒートポンプ
１０１ 圧縮機 １０３ 膨張弁
１０５ 四方弁 １０７ 蒸発器
１２１ 第１熱交換器 １２２ 第２熱交換器
１２５ 第１三方弁 １２６ 第２三方弁
１２７ 第３三方弁 １２８ 第４三方弁
１３０ 熱源 １３５ 冷温水槽
１３６ 熱交換コイル
１３７ 熱源循環ポンプ １３８ 熱媒循環ポンプ
１３９ 循環ポンプ

Claims (14)

1. カーボングラファイトのコート層を備える布又はカーボングラファイトのシートを熱拡散シートとし、
   前記熱拡散シートは端部に巻回部を有し、該巻回部を熱媒流通管に巻き付けることにより前記熱媒流通管に固定され、前記熱媒流通管の内部を流れる熱媒流体と熱伝達可能とされることにより、
   所定温度の前記熱媒流体に前記熱拡散シートの一部を前記熱媒流通管を介して間接的に熱伝達可能とすることを特徴とする冷暖房パネル。
2. カーボングラファイトのコート層を備える布又はカーボングラファイトのシートを熱拡散シートとし、
   前記熱拡散シートは、熱媒流通管の少なくとも半周を覆うカーボングラファイトの熱伝達シートの両端により端部が挟持されるようにして前記熱媒流通管に固定され、前記熱伝達シートを介して前記熱媒流通管の内部を流れる熱媒流体と熱伝達可能とされることにより、
   所定温度の前記熱媒流体に前記熱拡散シートの一部を前記熱媒流通管及び前記熱伝達シートを介して間接的に熱伝達可能とすることを特徴とする冷暖房パネル。
3. カーボングラファイトのコート層を備える布又はカーボングラファイトのシートを熱拡散シートとし、
   上面に開口部を備え、熱媒流体を通す熱媒配管が接続される熱媒貯留部を流れる前記熱媒流体に前記熱拡散シートの下端部が浸漬されることにより、前記熱媒流体からの熱伝達が可能とされ、
   所定温度の前記熱媒流体に前記熱拡散シートの一部を直接的に熱伝達可能に接触させることを特徴とする冷暖房パネル。
4. カーボングラファイトのコート層を備える布又はカーボングラファイトのシートを熱拡散シートとし、
   前記熱拡散シートは、当該熱拡散シートに接続されるカーボングラファイトの熱伝達ケーブルを有し、該熱伝達ケーブルを熱媒流体と接触させることにより前記熱媒流体からの熱伝達が可能とされ、
   所定温度の前記熱媒流体に前記熱拡散シートの一部を前記熱伝達ケーブルを介して間接的に熱伝達可能とすることを特徴とする冷暖房パネル。
5. 前記熱拡散シートは、矩形形状の上下左右の端部をフレームにより支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の冷暖房パネル。
6. 床面と固定される固定部が少なくとも二箇所設けられ、前記床面の側を開口側としたコ字状に形成されて左右の縦フレーム及び上端の上フレームを有し、
   前記フレーム内に挿通される熱媒流通管と、
   前記熱媒流通管に端部が固定されて前記フレームと前記床面とで形成される閉領域内に前記熱拡散シートが設けられ、前記熱媒流通管を流通する前記熱媒流体から熱伝達を可能とさせることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷暖房パネル。
7. 前記熱拡散シートは、金属板又はガラス板や樹脂板との積層板とされていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の冷暖房パネル。
8. 板状に形成されるパネル部材が設けられ、前記熱拡散シートは前記パネル部材の一方面に設けられることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の冷暖房パネル。
9. 前記パネル部材の他方の面にも前記熱媒流体の熱を伝導する補助熱拡散シートを有することを特徴とする請求項８に記載の冷暖房パネル。
10. 前記熱拡散シートは、前記熱拡散シートの上方に配置するロールに巻き取り可能とされていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の冷暖房パネル。
11. 前記熱媒流体は、液体の熱媒であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の冷暖房パネル。
12. 前記熱媒流体は、０℃乃至２０℃の冷温熱媒又は３５℃乃至６０℃の温熱媒とされることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の冷暖房パネル。
13. 前記熱拡散シートは、１平方メートル乃至５平方メートルの面積を有する大きさの矩形とされることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れかに記載の冷暖房パネル。
14. 前記熱媒流体は、ヒートポンプや加熱器により所定温度とされて熱媒配管により循環させられ、循環途中で前記熱拡散シートと直接又は間接的に熱伝達可能とされることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れかに記載の冷暖房パネル。
    

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