JP6198404B2 - 輻射パネル及び冷暖房システム - Google Patents

Description

本発明は輻射パネル及び冷暖房システムに関し、特に空気を熱媒体として輻射する輻射パネル及び冷暖房システムに関する。

近年、省エネルギーと快適性とを両立する冷暖房方式として、輻射熱で冷暖房を行う輻射冷暖房システムが注目されている。輻射冷暖房システムは、天井面や床面等を、冷房時は冷やし暖房時は暖めて、冷却又は加熱した天井面や床面等からの輻射熱により冷暖房室の冷暖房を行うシステムである。輻射熱による冷暖房は、室内に極端な温度ムラが生じないため快適であると共に、天井面や床面等を冷却又は加熱するのに必要な熱量がいわゆる対流方式の冷暖房システムに比べて少ない。このため、輻射冷暖房システムは、より省エネルギーなシステムと言える。

輻射冷暖房システムを普及させるための１つの方策として、システムの構築を簡便にすることが挙げられる。構築が比較的簡便でありながら輻射による冷房又は暖房を行うことができる冷暖房システムとして、冷房又は暖房が行われる冷暖房室に面する板状の仕上層に、冷暖房室の裏側から面同士で接触する板状の裏側層を設け、裏側層の仕上層に接する面に線状の中間溝を間隔を空けて複数形成し、中間溝の中央から温度が調節された空気を中間溝内に供給するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−１０７１１７号公報（図１等）

上述の冷暖房システムによれば良好な輻射効果を得られるが、多様な形態の輻射パネルあるいは輻射冷暖房システムが存在すれば利用者の選択の幅が広がり、輻射を用いた冷暖房システムの普及に寄与すると考えられる。

本発明は上述の課題に鑑み、従来とは異なる形態の輻射パネル及びこれを用いた冷暖房システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る輻射パネルは、例えば図３に示すように、冷房又は暖房が行われる冷暖房室Ｒを区画する区画面９に熱を伝達する板状の表層１２と；表層１２に冷暖房室Ｒの裏側から面同士で接触する板状の裏側層１５であって、表層１２に接する面に線状の空気流通溝１５ｇが間隔を空けて複数形成された裏側層１５とを備える。

このように構成すると、裏側層の表層に接する面に線状の空気流通溝が形成されているので、裏側層の製造が簡素化され、ひいては輻射パネルの製造が簡素化される。

また、本発明の第２の態様に係る冷暖房システムは、例えば図１乃至図３に示すように、上記本発明の第１の態様に係る輻射パネル１０を複数備え、複数の輻射パネル１０が、複数の空気流通溝１５ｇのそれぞれの一端に連絡する空気供給流路１５ｓ（図３参照）を有し；空気供給流路１５ｓに温度が調節された温調空気ＳＡを供給する空気供給手段９１（図１参照）を備え；複数の輻射パネル１０は、温調空気ＳＡを空気供給流路１５ｓに導入する温調空気導入口１５ｈｓ（図３及び図２参照）が、空気供給流路１５ｓを形成する空気供給流路形成部材１５に形成され；輻射パネル１０に対して冷暖房室Ｒとは反対側に温調空気ＳＡの主流路ＤＭ（図２参照）を形成する仕切板３０（図２参照）であって、主流路ＤＭに複数の輻射パネル１０の温調空気導入口１５ｈｓが連絡するように設けられた仕切板３０をさらに備える。

このように構成すると、輻射パネルの裏側にダクトを設けなくて済み、裏側のスペースを小さくすることができる。

また、本発明の第３の態様に係る冷暖房システムは、例えば図３に示すように、上記本発明の第２の態様に係る冷暖房システムにおいて、複数の輻射パネル１０が、空気流通溝１５ｇに配設されたフィン１２ｆであって、フィン１２ｆの辺で表層１２に接続された複数のフィン１２ｆを有し；複数のフィン１２ｆのそれぞれは、１つの空気流通溝１５ｇの長さの１／４以下の所定の長さに形成されると共に、空気流通溝１５ｇに沿って延びる第１の配置仮想面ＶＦ１上に所定の間隔を空けて配置された第１のフィン群１２ｆａと、第１の配置仮想面ＶＦ１に対して間隔を空けて空気流通溝１５ｇに沿って延びる第２の配置仮想面ＶＦ２上に所定の間隔を空けて配置された第２のフィン群１２ｆｂとを含んで構成され；第１のフィン群１２ｆａと第２のフィン群１２ｆｂとは、空気流通溝１５ｇが延びる方向で互い違いになるように配設されて構成されている。

このように構成すると、空気流通溝を流通する温調空気から表層へ伝達される熱の平均熱伝達率を増大させることができ、短時間で区画面の温度を変化させることができる。

また、本発明の第４の態様に係る冷暖房システムは、例えば図５、図６及び図２に示すように、上記本発明の第２の態様又は第３の態様に係る冷暖房システムにおいて、仕切板３０を支持するスタンドスペーサ４０であって、平板状部材の端部を折り曲げることにより仕切板３０を支える支持部４５が形成されると共に、平板状部材の中央部を曲げることにより主流路ＤＭ（図２参照）を流れる温調空気ＳＡの流路断面積が徐々に小さくなる傾斜部４８が形成されて構成されたスタンドスペーサ４０を備える。

このように構成すると、仕切板を支持するスタンドスペーサを用いて、主流路末端にある温調空気導入口への温調空気の導入を円滑に行うことができる。

また、本発明の第５の態様に係る冷暖房システムは、例えば図３に示すように、上記本発明の第２の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る冷暖房システムにおいて、空気供給流路１５ｓに配設された気流方向ガイド１８であって、空気供給流路１５ｓを流れてきた温調空気ＳＡの一部を空気流通溝１５ｇの一端に向かうように向きを変える気流方向ガイド１８を備える。

このように構成すると、空気流通溝内に円滑に温調空気を導くことができる。

本発明によれば、裏側層の表層に接する面に線状の空気流通溝が形成されているので、裏側層の製造が簡素化され、ひいては輻射パネルの製造が簡素化される。なお、空気流通溝に、空気流通溝が延びる方向で互い違いになるように第１のフィン群と第２のフィン群とが配設された場合は、空気流通溝を流通する温調空気から表層へ伝達される熱の平均熱伝達率を増大させることができ、短時間で区画面の温度を変化させることができる。

本発明の実施の形態に係る冷暖房システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る冷暖房システムの輻射パネルの裏側の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る冷暖房システムを構成する輻射パネルの構成を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）はフィンまわりの構成を示す部分斜視図である。 本発明の実施の形態に係る冷暖房システムに設けられたブリッジパネルの構成を示す図である。（Ａ）はブリッジパネルを構成する下板の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIVＢ−IVＢ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるIVＣ−IVＣ断面図である。 本発明の実施の形態に係る冷暖房システムを構成する仕切板の一部及びスタンドスペーサの一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る冷暖房システムを構成するスタンドスペーサの構成を示す図である。（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は組み立て前の平面図である。 変形例に係るスタンドスペーサを示す斜視図である。 変形例に係る輻射パネルを示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る冷暖房システム１の概略構成を説明する。図１は、冷暖房システム１の概略構成を示す図であり、冷暖房システム１を構成する輻射パネル１０の部分は仕上材を剥がして冷暖房室Ｒ内から見た平面図となっている。図２は、輻射パネル１０を外した冷暖房室Ｒの裏側における冷暖房システム１の構成の一部を示す平面図である。本実施の形態に係る冷暖房システム１は、冷房又は暖房（以下「冷暖房」という。）が行われる対象の冷暖房室Ｒの床を冷やし又は暖めて、冷やし又は暖めた床の輻射熱により冷暖房を行うシステムである。

冷暖房システム１は、図１及び図２では図示していない後述する仕上材と、輻射パネル１０と、ブリッジパネル２０と、空気供給手段としてのエアコン９１と、輻射パネル１０及びブリッジパネル２０の下方の空間を仕切る仕切板３０と、仕切板３０を支えるスタンドスペーサ４０とを備えている。エアコン９１は、本実施の形態では、汎用のルームエアコンが用いられ、冷暖房室Ｒの天井に設置されている。なお、図１では、面積の大きい輻射パネル１０Ａと面積の小さい輻射パネル１０Ｂとの２種類が示されているが、両者に共通の性質を説明するときは、総称して単に「輻射パネル１０」ということとする。

ここで図３を参照して、輻射パネル１０の構成を説明する。図３は、輻射パネル１０の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）はフィン１２ｆまわりの構成を示す部分斜視図である。輻射パネル１０は、表層としての薄板１２と、薄板１２の一部が切断され加工されて形成されたフィン１２ｆと、裏側層を構成する厚板１５と、気流方向ガイドとしてのガイド１８とを有している。厚板１５は、平面形状が矩形（長方形又は正方形）の板状の部材であり、本実施の形態では長辺の長さが短辺の長さ（例えば６００ｍｍ）の１．５倍あるいは２倍の長方形に形成されている。なお、本実施の形態では、長辺の長さが短辺の長さの２倍のものが輻射パネル１０Ａ（図１参照）を構成し、１．５倍のものが輻射パネル１０Ｂ（図１参照）を構成する。厚板１５は、本実施の形態では輻射パネル１０が冷暖房室Ｒの床を構成するためにパーティクルボードで形成されているが、適用箇所（天井、壁等）に応じて、合板、樹脂板、あるいは発泡スチレンや発泡ウレタン等の成形板で形成されていてもよい。

厚板１５は、一方の面（表面）に複数の溝が形成されている。複数の溝は、大別して、長方形の長辺に平行な空気供給溝１５ｓ及び空気収集溝１５ｔと、長方形の短辺に平行な空気流通溝１５ｇとなっている。各溝は、厚板１５の厚さ（例えば４０ｍｍ）の半分の深さで形成されている。空気供給溝１５ｓは、一方の長辺から４０ｍｍ内側に入った位置に形成された幅５０ｍｍの溝である。空気収集溝１５ｔは、他方の長辺から４０ｍｍ内側に入った位置に形成された幅５０ｍｍの溝である。空気供給溝１５ｓ及び空気収集溝１５ｔは、共に、両短辺まで４０ｍｍ残すように形成されている。空気供給溝１５ｓ及び空気収集溝１５ｔが形成されることにより、厚板１５の外縁には、少なくとも幅４０ｍｍの枠部１５ｅが全周にわたって形成されることとなる。空気供給溝１５ｓの一端には、厚板１５の他方の面（裏面）まで貫通した温調空気導入口としての導入口１５ｈｓが形成されている。導入口１５ｈｓが形成された角の対角に相当する空気収集溝１５ｔの端部には、温調空気ＳＡを導出する導出口１５ｈｔが形成されている。導出口１５ｈｔは、厚板１５の裏面まで貫通している。導入口１５ｈｓ及び導出口１５ｈｔは、共に直径５０ｍｍの円形に形成されている。空気流通溝１５ｇは、幅が１０〜２０ｍｍの溝であり、芯−芯１００ｍｍの等間隔で複数形成されている。各空気流通溝１５ｇは、それぞれ、空気供給溝１５ｓ及び空気収集溝１５ｔに連絡している。

薄板１２は、厚板１５の表面を覆う矩形の板状の部材であり、空気流通溝１５ｇ、空気供給溝１５ｓ、空気収集溝１５ｔのすべてを覆うことができる大きさに形成されている。本実施の形態では、厚板１５の外縁の２０ｍｍずつ内側で厚板１５の表面を覆うように、長辺及び短辺共に厚板１５よりも４０ｍｍずつ短く形成されているが、これと異なる寸法でもよく、厚板１５と同じ大きさに形成されていてもよい。薄板１２は、本実施の形態では厚さ０．５ｍｍの亜鉛鉄板が用いられているが、他の金属材料あるいは樹脂等の材料で形成されていてもよい。しかしながら、輻射効果を高める観点から、熱伝導率が高い材料で形成されていることが好ましい。

フィン１２ｆは、厚板１５に載置された薄板１２の、空気流通溝１５ｇに対向する部分が加工されることで形成されている。フィン１２ｆは、本実施の形態では、空気流通溝１５ｇの中心線に対応する薄板１２の仮想の基準線ＢＬ（図３（Ｃ）参照）に対して両側に４ｍｍずつ離れて平行に延びる第１仮想線ＶＬ１及び第２仮想線ＶＬ２をそれぞれ想定したときに、第１仮想線ＶＬ１又は第２仮想線ＶＬ２から空気流通溝１５ｇ内に延びるように複数が設けられている。詳細には、複数のフィン１２ｆのうちの第１仮想線ＶＬ１から延びるフィン１２ｆａは、長さ５０ｍｍ、幅８ｍｍの長方形を、長辺の一方が第１仮想線ＶＬ１上に位置し、長辺の他方が基準線ＢＬとは反対側に位置するように罫書き、罫書いた長方形のうちの第１仮想線ＶＬ１上に位置する辺以外の３辺で薄板１２を切断し、切断されていない第１仮想線ＶＬ１上に位置する辺で折り曲げることにより形成されている。これにより、フィン１２ｆは薄板１２に接続されていることとなる。フィン１２ｆａは、第１仮想線ＶＬ１に沿って、フィン１２ｆａの長さ（５０ｍｍ）分の間隔を空けて複数が形成されている。他方、複数のフィン１２ｆのうちの第２仮想線ＶＬ２から延びるフィン１２ｆｂは、基準面を対称面として、第１仮想線ＶＬ１から延びる複数のフィン１２ｆａを面対称に形成したものを、第２仮想線ＶＬ２に沿ってフィン１２ｆａの長さ（５０ｍｍ）分ずらした位置に配置されている。なお、基準面は、基準線ＢＬを通り薄板１２に直交する仮想の平面である。これにより、複数のフィン１２ｆａと複数のフィン１２ｆｂとは、空気流通溝１５ｇが延びる方向で互い違いになるように配設されている。ここで、第１仮想線ＶＬ１を通り薄板１２に直交する仮想の平面である第１の配置仮想面ＶＦ１を想定したときに、各フィン１２ｆａは第１の配置仮想面ＶＦ１上に所定の間隔（フィン１２ｆｂの長さ分）を空けて配置された第１のフィン群を構成する。他方、第２仮想線ＶＬ２を通り薄板１２に直交する仮想の平面である第２の配置仮想面ＶＦ２を想定したときに、各フィン１２ｆｂは第２の配置仮想面ＶＦ２上に所定の間隔（フィン１２ｆａの長さ分）を空けて配置された第２のフィン群を構成する。本実施の形態では５０ｍｍとしている各フィン１２ｆの長さは、空気流通溝１５ｇの長さに対して１／４以下の所定の長さの範囲内で適宜変更してもよい。所定の長さは、フィン１２ｆの周囲に形成される温度境界層の厚い部分が極力短くなる長さである。

フィン１２ｆが形成されることによって生じた薄板１２の孔（薄板１２からフィン１２ｆが打ち抜かれた部分）は、輻射パネル１０の上に仕上材９を敷き詰めて薄板１２の表面を覆うことによって塞がれる。仕上材９は、本実施の形態ではフローリングが用いられているが、タイルやカーペット等の建材であってもよい。本実施の形態では、仕上材９の、冷暖房室Ｒに表れる面が区画面に相当する。また、空気供給溝１５ｓと空気収集溝１５ｔとに挟まれた部分の厚板１５が、裏側層に相当する。また、厚板１５の表面の枠部１５ｅ上に薄板１２が載置されることにより、空気供給溝１５ｓ、空気収集溝１５ｔ、空気流通溝１５ｇが暗渠となり、温調空気ＳＡの流路が形成される。つまり、空気供給溝１５ｓが薄板１２で覆われることにより、空気供給流路が形成されている。本実施の形態では、空気供給流路を囲む薄板１２及び厚板１５の部分が、空気供給流路形成部材に相当する。同様に、空気流通溝１５ｇが薄板１２で覆われることにより空気流通流路が形成され、空気収集溝１５ｔが薄板１２で覆われることにより空気収集流路が形成されている。以降、空気供給流路を温調空気ＳＡが流れることと同じ意味で、輻射パネル１０における空気供給溝１５ｓを温調空気ＳＡが流れるという場合もある。空気流通流路及び空気収集流路についても同様である。

ガイド１８は、断面がＬ字状の部材で形成されている。ガイド１８を構成する断面Ｌ字のそれぞれの辺は、一方が固定部１８ｓ、他方が翼部１８ｖとなっている。固定部１８ｓ及び翼部１８ｖのそれぞれの幅（断面Ｌ字の辺の長さ）は、空気供給溝１５ｓの深さよりも短く、概ね１５ｍｍに形成されている。ガイド１８の長さ（固定部１８ｓと翼部１８ｖとの接続部（境界）が延びる方向の長さ）は、空気供給溝１５ｓの幅よりも短く、概ね３０ｍｍに形成されている。ガイド１８は、各空気流通溝１５ｇの延長線上に１つずつが、空気供給溝１５ｓ内に、固定部１８ｓの全面が空気供給溝１５ｓの底部に接した状態で、厚板１５に固定されている。このとき、ガイド１８は、翼部１８ｖが、導入口１５ｈｓから遠ざかるに連れて空気流通溝１５ｇに近づくように、傾けられて固定されている。また翼部１８ｖは、空気流通溝１５ｇから遠い側の固定部１８ｓの一辺に立設され、導入口１５ｈｓ側の一端が厚板１５の枠部１５ｅに接している。ガイド１８が固定される位置は、導入口１５ｈｓから導入されて空気供給溝１５ｓを流れる温調空気ＳＡが、翼部１８ｖに沿うように向きを変えることで空気流通溝１５ｇに導かれるようにする観点から、適宜調節するとよい。なお、ガイド１８は、固定部１８ｓを有さずに、翼部１８ｖが空気供給溝１５ｓの底部を形成する厚板１５に直接接続（固定）されていてもよく、あるいは翼部１８ｖが薄板１２に直接接続（固定）されていてもよい。

次に図４を参照してブリッジパネル２０の構成を説明する。図４は、ブリッジパネル２０の構成を示す図であり、（Ａ）は下板２５の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIVＢ−IVＢ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるIVＣ−IVＣ断面図である。ブリッジパネル２０は、輻射パネル１０（図３参照）と構成が類似しているため、図３をも参照して輻射パネル１０の構成と対比しながら説明する。ブリッジパネル２０は、輻射パネル１０における薄板１２及び厚板１５に対応する構成として、上板２２及び下板２５を有している（図４（Ａ）では上板２２を省略している。）。ただし、上板２２は、輻射パネル１０におけるフィン１２ｆを形成するための加工がされていない点で薄板１２とは異なっている。上板２２は、下板２５と概ね同じ大きさの矩形の平板であり、本実施の形態では厚さ０．５ｍｍのガルバリューム鋼板が用いられている。下板２５は、輻射パネル１０の厚板１５と比較して、空気供給溝１５ｓ及び空気収集溝１５ｔに対応する２つの空気分配溝２５ｓ、空気流通溝１５ｇに対応する空気通過溝２５ｇ、導入口１５ｈｓ及び導出口１５ｈｔに対応する２つの連通口２５ｈがそれぞれ形成されている。ただし、下板２５は、２つの空気分配溝２５ｓが矩形の短辺に平行で、空気通過溝２５ｇが矩形の長辺に平行に形成されている。また、空気通過溝２５ｇの幅と、隣り合う空気通過溝２５ｇの間隔とが同じ長さとなっており、本実施の形態では共に５０ｍｍとなっている。また、下板２５は、平面視におけるブリッジパネル２０の外縁と同じ大きさで厚さ２０ｍｍのパーティクルボードの上に、空気分配溝２５ｓ及び空気通過溝２５ｇを残すように、厚さ２０ｍｍのパーティクルボードが加工されたうえで貼り付けられて構成されている。ブリッジパネル２０は、下板２５の表面に上板２２が載置されることにより、空気分配溝２５ｓ及び空気通過溝２５ｇが暗渠となって、温調空気ＳＡの流路が形成されている。

図１に示すように、輻射パネル１０及びブリッジパネル２０が適切に配置され、その上に仕上材９（図３参照）を敷き詰めることで、冷暖房室Ｒの床が構成されている。図１に示す例では、左上に輻射パネル１０Ｂが横長に配置され、その右隣に輻射パネル１０Ａが短辺同士が対向するように横長に配置され、その右隣に輻射パネル１０Ｂが短辺同士が対向するように横長に配置されている。図１中、この１行目の輻射パネル１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂの下方には、２つの輻射パネル１０Ａが短辺同士が対向するように横長に配置されている。１行目の輻射パネル１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂと２行目の輻射パネル１０Ａ、１０Ａとは、図２に示すように、導入口１５ｈｓに近い長辺同士が対向するように配設されている。図１中、２行目の輻射パネル１０Ａ、１０Ａの下方には、３行目の輻射パネル１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂが配設され、その下方には４行目の輻射パネル１０Ａ、１０Ａが配設されている。３行目の輻射パネル１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ及び４行目の輻射パネル１０Ａ、１０Ａは、１行目の輻射パネル１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ及び２行目の輻射パネル１０Ａ、１０Ａと同じ構成になっている。したがって、２行目の輻射パネル１０Ａ、１０Ａと３行目の輻射パネル１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂとは、図２に示すように、導出口１５ｈｔに近い長辺同士が対向するように配設され、３行目の輻射パネル１０Ｂ、１０Ａ、１０Ｂと４行目の輻射パネル１０Ａ、１０Ａとは、図２に示すように、導入口１５ｈｓに近い長辺同士が対向するように配設されている。輻射パネル１０及びブリッジパネル２０を上述のように適切に配置した後にパネルが配置されていない部分には、補足パネル６０が敷き詰められている。各輻射パネル１０及びブリッジパネル２０並びに補足パネル６０は、周囲を支持脚３９で支えられることにより、コンクリートスラブ等の構造床との間に空間が形成されるように配設されている。

図５に示すような仕切板３０が、図２に示すような配列で、上述のように冷暖房室Ｒに敷き詰められた輻射パネル１０及びブリッジパネル２０並びに補足パネル６０の下方に設けられている。図５に示すように、仕切板３０は、板材３１と、スポンジパッキン３２とから構成されている。板材３１は、各輻射パネル１０及びブリッジパネル２０並びに補足パネル６０と構造床との間に形成された空間の高さよりもわずかに短い幅を有している。スポンジパッキン３２は、板材３１をその幅方向が鉛直に延びるように立てたときの上辺に取り付けられている。このように構成された仕切板３０を、各輻射パネル１０及びブリッジパネル２０並びに補足パネル６０と構造床との間に形成された空間に配置することで、当該空間を概ね気密に区画できるようになっている。仕切板３０は、図２に示すように、平面視において、輻射パネル１０の長辺に平行に、かつ、適切な距離で２列並べて配置することにより、主流路ＤＭが形成されている。本実施の形態では、１行目の輻射パネル１０の列と２行目の輻射パネル１０の列とにまたがって接する主流路ＤＭａと、３行目の輻射パネル１０の列と４行目の輻射パネル１０の列とにまたがって接する主流路ＤＭｂの、２つの主流路ＤＭが形成されている。

各主流路ＤＭは、各輻射パネル１０の導入口１５ｈｓと直接連通しており、各輻射パネル１０の導出口１５ｈｔとは直接連通しないように形成されている。図１中で右端に配置された輻射パネル１０のさらに右側に配置されたブリッジパネル２０は、一方の連通口２５ｈが主流路ＤＭａと直接連通し、他方の連通口２５ｈが主流路ＤＭｂと直接連通するように設けられている。各主流路ＤＭを形成する仕切板３０は、図２中の左端において、壁から離れた位置で、輻射パネル１０の長辺に直交する方向であって主流路ＤＭの左端を閉塞しない方向に向きを変えて延びており、これによって、図２中の左側の壁と縦方向に延びる仕切板３０との間に温調空気ＳＡの供給流路ＤＰが形成されている。供給流路ＤＰは、各主流路ＤＭａ、ＤＭｂに接続されている。供給流路ＤＰには、エアコン９１から導出された温調空気ＳＡを流す供給ダクト９２が接続されている。また、各主流路ＤＭを形成する仕切板３０は、図２中の右端において、壁から離れた位置で、輻射パネル１０の長辺に直交する方向であって主流路ＤＭの右端を閉塞する方向に向きを変えて延びている。上述のように仕切板３０が設けられることで、各輻射パネル１０及びブリッジパネル２０並びに補足パネル６０と構造床との間に形成された空間が、往ゾーンＺｐと還ゾーンＺｑとに分けられている。往ゾーンＺｐは、輻射パネル１０の空気流通溝１５ｇを通過する前の温調空気ＳＡが存在する空間であり、各輻射パネル１０の導入口１５ｈｓ及びブリッジパネル２０の両連通口２５ｈが直接連通している。還ゾーンＺｑは、輻射パネル１０の空気流通溝１５ｇ及び空気収集溝１５ｔを通過した後の温度が冷暖房室Ｒ内の温度に近づいた温調空気ＳＡ（以下「還気空気ＲＡ」という。）が存在する空間であり、各輻射パネル１０の導出口１５ｈｔが直接連通している。還ゾーンＺｑには、床上還気口９３が設けられており、還ゾーンＺｑ内の還気空気ＲＡを冷暖房室Ｒの内部に導くことができるように構成されている。仕切板３０は、スタンドスペーサ４０によって立設されている。

図６は、スタンドスペーサ４０の構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は組み立て前の状態を示す平面図である。スタンドスペーサ４０は、薄板状の部材が加工されて形成されている。本実施の形態では、幅６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの矩形の亜鉛鉄板が加工されて形成されている。原材料の亜鉛鉄板の長さは、主流路ＤＭ（図２参照）の幅に応じて決定されるが、概ね３００〜４００ｍｍ前後である。スタンドスペーサ４０は、長手方向両端部に形成された支持部４５と、両支持部４５の間に形成された傾斜部４８とを有している。

支持部４５は、仕切板３０（図２、５参照）を挟む外枠４３及び内板４４から構成されている。支持部４５は、本実施の形態では以下の手順で形成される。まず、薄板状の原材料の長手方向端部の外周に、１０ｍｍ幅の帯状の部分がコ字状に残るように、切り線をコ字状に入れる。ここで形成された切り線を「支持切線４５ｃ」ということとする。支持切線４５ｃの端は、原材料の端部から長手方向に４０ｍｍ入ったところに位置している。そして、長手方向に直交する内折線４４ｆを、コ字状の支持切線４５ｃの両端を通る位置、換言すれば原材料の端部から長手方向に４０ｍｍ入った位置に罫書く。次に、内折線４４ｆから原材料の端部側へ仕切板３０の板厚（本実施の形態では１０ｍｍ）分移動した位置であって、コ字状の支持切線４５ｃの内側に、外折線４３ｆを罫書く。内折線４４ｆと外折線４３ｆとは平行になっている。このような薄板状部材を、外折線４３ｆ及び内折線４４ｆで同方向に直角に折り曲げることで、支持部４５が形成される。

傾斜部４８は、本実施の形態では以下の手順で形成される。まず、両支持部４５の間で、薄板状矩形部材の長辺から、長辺に直角に延びる切り線を２本入れる。ここで形成された切り線を「傾斜切線４８ｃ」ということとする。本実施の形態では、各傾斜切線４８ｃが、近接する内板４４から３０ｍｍ離れた位置に形成されている。また、各傾斜切線４８ｃは、薄板状矩形部材の幅（短辺の長さ）の半分の長さとなっている。そして、薄板状矩形部材の幅方向の概ね中央に位置する傾斜切線４８ｃの端部同士を結ぶ傾斜折線４８ｆを罫書く。これを、傾斜折線４８ｆで支持部４５が形成されている方向に折り曲げることで、傾斜部４８が形成される。傾斜折線４８ｆで折り曲げられた部分以外の部分は、スタンドスペーサ４０を構造床に取り付けた際に構造床に接する基部４１となっている。基部４１に対する傾斜部４８の角度は、主流路ＤＭ（図２参照）のどの位置に配置されるかによって異なるが、概ね１０°〜６０°程度である。

なお、図７に、変形例に係るスタンドスペーサ４０Ａ、４０Ｂを示す。図７（Ａ）に示す傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａは、スタンドスペーサ４０（図６（Ａ）参照）から傾斜部４８を省略したものである。図７（Ｂ）に示す片支持スタンドスペーサ４０Ｂは、傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａ（図７（Ａ）参照）に対して、片方の支持部４５を端板４６に置換したものである。片支持スタンドスペーサ４０Ｂの端板４６は、スタンドスペーサ４０における支持切線４５ｃ及び内折線４４ｆを形成せず、外折線４３ｆを薄板状矩形部材の幅全体にわたって形成したものに対し、延長した外折線４３ｆに相当する部分で折り返して形成されたものである。冷暖房システム１は、スタンドスペーサ４０に加え、傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａ及び片支持スタンドスペーサ４０Ｂを備えており、基部４１が構造床に載置された状態で配設されている。

ここで図２を図６及び図７と併せて参照して、スタンドスペーサ４０、傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａ、片支持スタンドスペーサ４０Ｂの配置例を説明する。片支持スタンドスペーサ４０Ｂは、供給流路ＤＰを形成する仕切板３０、及び各主流路ＤＭの末端部分に配置された仕切板３０のように、壁と向かい合う仕切板３０を支える位置に配置されている。片支持スタンドスペーサ４０Ｂは、端板４６が壁に押し付けられた状態で設けられている。片支持スタンドスペーサ４０Ｂは、供給流路ＤＰを形成する仕切板３０が倒れない間隔で、供給流路ＤＰに配設されている。また、片支持スタンドスペーサ４０Ｂは、主流路ＤＭの末端を形成する仕切板３０を外側から支えるように、還ゾーンＺｑに配設されている。傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａ及びスタンドスペーサ４０は、主流路ＤＭを形成する仕切板３０が倒れない間隔で、主流路ＤＭに配設されている。傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａは、供給流路ＤＰに近い主流路ＤＭに配設されている。スタンドスペーサ４０は、傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａよりも供給流路ＤＰに遠い位置の主流路ＤＭに配設されている。本実施の形態では、供給流路ＤＰに近い２個分が、傾斜なしスタンドスペーサ４０Ａとなっている。スタンドスペーサ４０は、本実施の形態では、供給流路ＤＰから離れるにつれて傾斜部４８の角度が大きくなっており、供給流路ＤＰから主流路ＤＭの末端に向かって配設された順で、傾斜部４８のおおよその角度が、１０°、１５°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°に形成されている。

引き続き図１乃至図３を主に参照し、その他の図面を適宜参照して、冷暖房システム１の作用を説明する。冷暖房システム１では、エアコン９１で温度が調節された温調空気ＳＡが生成され、供給ダクト９２を介して供給流路ＤＰに供給される。供給流路ＤＰに流入した温調空気ＳＡは、各主流路ＤＭとの合流点に向けて供給流路ＤＰを流れる。供給流路ＤＰを流れる温調空気ＳＡは、主流路ＤＭに出会った地点で主流路ＤＭに流入し、主流路ＤＭの末端に向かって流れる。このようにして、温調空気ＳＡは往ゾーンＺｐに拡散する。主流路ＤＭを流れる温調空気ＳＡは、各輻射パネル１０の導入口１５ｈｓに出会う度に、導入口１５ｈｓから空気供給溝１５ｓに流入する。本実施の形態では、主流路ＤＭの末端に近づくにつれて、スタンドスペーサ４０の傾斜部４８の角度が大きくなっているため、温調空気ＳＡの流速が大きくなり、主流路ＤＭの末端近くの導入口１５ｈｓからも空気供給溝１５ｓに温調空気ＳＡが流入する。また、主流路ＤＭａと主流路ＤＭｂとが、双方の末端で、ブリッジパネル２０によって連絡しているので、主流路ＤＭがループ化され、複数の輻射パネル１０のどれにも概ね均一に温調空気ＳＡが導入される。

導入口１５ｈｓから輻射パネル１０に導入された温調空気ＳＡは、空気供給溝１５ｓを流れる。空気供給溝１５ｓを流れる温調空気ＳＡは、空気流通溝１５ｇに出会った地点で空気流通溝１５ｇに流入し、空気収集溝１５ｔに向かって流れる。本実施の形態では、空気流通溝１５ｇの延長線上における空気供給溝１５ｓにガイド１８が設けられているので、空気供給溝１５ｓを流れる温調空気ＳＡの一部が空気流通溝１５ｇに円滑に流入する。空気流通溝１５ｇに流入した温調空気ＳＡは、空気流通溝１５ｇを流れる際に、薄板１２と熱交換を行い、冷房時は薄板１２を冷やし、暖房時は薄板１２を暖める。本実施の形態では、空気流通溝１５ｇ内に、薄板１２に接続されたフィン１２ｆが設けられているので、温調空気ＳＡと薄板１２及びフィン１２ｆとの伝熱面積を拡大させることができる。さらに、本実施の形態では、空気流通溝１５ｇ内に設けられたフィン１２ｆとして、第１のフィン群（第１の配置仮想面ＶＦ１上に所定の間隔を空けて配置された複数のフィン１２ｆａ）と第２のフィン群（第２の配置仮想面ＶＦ２上に所定の間隔を空けて配置された複数のフィン１２ｆｂ）とが、温調空気ＳＡの流れ方向で互い違いに設けられているので、１枚の長いフィンが空気流通溝１５ｇの全長にわたって設けられている場合に比べて、伝熱面積を減少させることなく、境界層の発達を中断させて温度境界層の平均厚さを小さくすることができ、熱伝達効率を向上させることができる。

空気流通溝１５ｇを流れる温調空気ＳＡと熱交換して冷やされ又は暖められた薄板１２は、冷暖房室Ｒに面する仕上材９を冷やし又は暖める。そして、冷やされ又は暖められた仕上材９から冷暖房室Ｒに冷熱又は温熱が輻射され、冷暖房室Ｒの冷暖房が行われる。他方、薄板１２と熱交換することで冷暖房室Ｒ内の温度との差が小さくなった温調空気ＳＡは、空気流通溝１５ｇから空気収集溝１５ｔに流入する。空気収集溝１５ｔに流入した温調空気ＳＡは、導出口１５ｈｔに向かって流れる。なお、温調空気ＳＡが空気収集溝１５ｔを流れる際も、温調空気ＳＡと薄板１２との熱交換が行われる。導出口１５ｈｔに至った温調空気ＳＡは、導出口１５ｈｔを通過し、還気空気ＲＡとして厚板１５の裏側の還ゾーンＺｑに流入する。還ゾーンＺｑに流入した還気空気ＲＡは、床上還気口９３を介して冷暖房室Ｒに至る。冷暖房室Ｒに至った還気空気ＲＡは、エアコン９１に吸い込まれ、温度が調節されて温調空気ＳＡとなったうえで供給ダクト９２から導出され、以降、上述の作用を繰り返す。

以上で説明したように、冷暖房システム１によれば、スタンドスペーサ４０に支持された仕切板３０によって冷暖房室Ｒの床下の空間が仕切られているので、冷暖房室Ｒの床下空間にダクトを設けることなく、簡素な構成で、温調空気ＳＡを複数の輻射パネル１０に満遍なく行き渡らせることができ、床下の空間を十分に確保することが困難な冷暖房室Ｒに対しても輻射冷暖房を提供することができる。また、各主流路ＤＭａ、ＤＭｂの末端同士がブリッジパネル２０で連絡しているので、複数の輻射パネル１０に概ね均一に温調空気ＳＡを導入することができる。また、輻射パネル１０の各空気流通溝１５ｇに第１のフィン群と第２のフィン群とが温調空気ＳＡの流れ方向で互い違いに設けられているので、温調空気ＳＡと薄板１２との間の熱伝達効率を向上させることができる。輻射による冷暖房は、一般に、システムの起動から冷暖房効果が現れるまでに時間がかかる傾向にあるが、輻射による冷暖房システムにおいて、冷暖房システム１のように熱伝達効率を向上させることで、短時間で仕上材９の温度を変化させることができれば、利用者の満足度がより向上することとなる。

なお、以上の説明で示した具体的な寸法は、本実施の形態を説明するために便宜上用いた一例であり、設計条件に応じて適宜変更することができるのはいうまでもない。

以上の説明では、輻射パネル１０が冷暖房室Ｒの床に配置されることとしたが、冷暖房室Ｒの壁や天井に配置することとしてもよい。また、以上の説明では、空気供給手段がエアコン９１であるとしたが、ファンコイル等の、空気の温度を調節することができるものであればよい。

以上の説明では、表層に接続されたフィン１２ｆが、薄板１２に罫書いた長方形の３辺で切断して残りの１辺で折り曲げることにより形成されていることとしたが、フィン１２ｆに相当する部材をあらかじめ用意しておき、加工されていない（孔が形成されていない）薄板１２に対して用意しておいたフィン１２ｆを取り付ける（接合する）ことによって形成されていてもよい。

以上の説明では、輻射パネル１０が空気供給溝１５ｓにガイド１８を有することとしたが、各空気流通溝１５ｇに温調空気ＳＡを流入させることができれば、ガイド１８を省略してもよい。

以上の説明では、各主流路ＤＭａ、ＤＭｂの末端同士が連絡するようにブリッジパネル２０が設けられていることとしたが、例えば主流路ＤＭが短い等により主流路ＤＭにおける圧力差が顕著とならない場合は、ブリッジパネル２０を設けなくてもよい。この場合、各主流路ＤＭａ、ＤＭｂの末端に、往ゾーンＺｐと還ゾーンＺｑとを連絡する小孔を形成して、わずかな温調空気ＳＡを輻射パネル１０を介さずに往ゾーンＺｐから還ゾーンＺｑへ逃がすように構成してもよい。

以上の説明では、輻射パネル１０が複数のフィン１２ｆを有することとしたが、温調空気ＳＡの温度や流量、あるいは設置される輻射パネル１０の枚数等の条件により、フィン１２ｆを設けなくても薄板１２を冷やし又は暖めることができ、冷やされ又は暖められた仕上材９から冷暖房室Ｒに冷熱又は温熱が輻射されて冷暖房室Ｒの冷暖房を行うことができる場合は、以下に例示するようにフィン１２ｆを省略することができる。

図８に本発明の実施の形態に係る冷暖房システムを構成する輻射パネルの変形例を示す。図８（Ａ）に示す第１の変形例に係る輻射パネル１０Ａは、輻射パネル１０（図３参照）と比較して、輻射パネル１０が備えていたフィン１２ｆが接続された薄板１２に代えて、加工が施されていない薄板１２Ａが用いられている点が異なっており、その余の点は同じ構成となっている。図８（Ｂ）に示す第２の変形例に係る輻射パネル１０Ｂは、輻射パネル１０Ａ（図８（Ａ）参照）の厚板１５の、空気流通溝１５ｇが形成された部分のみを抜き出した構成、換言すれば、空気供給溝１５ｓ（導入口１５ｈｓを含む）及び空気収集溝１５ｔ（導出口１５ｈｔを含む）を除去した構成である厚板１５Ｂが、厚板１５に代えて用いられている。輻射パネル１０Ｂは、長辺同士が対向するように隙間を空けて配置された複数の輻射パネル１０Ｂの、当該隙間が主流路ＤＭ（図２参照）と連絡するように配置されることで、当該隙間を介して温調空気ＳＡが空気流通溝１５ｇに流入するように構成される。輻射パネル１０Ａ及び輻射パネル１０Ｂの双方とも、仕切板３０及びスタンドスペーサ４０等を用いて冷暖房システムを構築することができる。輻射パネル１０Ａ又は輻射パネル１０Ｂが用いられる場合、薄板１２を省略して厚板１５、１５Ｂの上に仕上材９を直接敷設してもよい。薄板１２を省略して厚板１５、１５Ｂの上に仕上材９が直接敷設される場合、仕上材９が表層に相当することとなる。

１ 冷暖房システム
９ 仕上材
１０ 輻射パネル
１２ 薄板
１２ｆ フィン
１２ｆａ 第１のフィン群を構成するフィン
１２ｆｂ 第２のフィン群を構成するフィン
１５ 厚板
１５ｈｓ 導入口
１５ｇ 空気流通溝
１５ｓ 空気供給溝
１８ ガイド
３０ 仕切板
４０ スタンドスペーサ
４５ 支持部
４８ 傾斜部
９１ エアコン
ＤＭ 主流路
Ｒ 冷暖房室
ＳＡ 温調空気
ＶＦ１ 第１の配置仮想面
ＶＦ２ 第２の配置仮想面

Claims (6)

1. 冷房又は暖房が行われる冷暖房室を区画する区画面に熱を伝達する板状の表層と；
   前記表層に前記冷暖房室の裏側から面同士で接触する板状の裏側層であって、前記表層に接する面に線状の空気流通溝が間隔を空けて複数形成された裏側層と；
   前記空気流通溝に配設されたフィンであって、前記フィンの辺で前記表層に接続された複数のフィンとを備え；
   複数の前記フィンのそれぞれは、１つの前記空気流通溝の長さの１／４以下の所定の長さに形成されると共に、前記空気流通溝に沿って延びる第１の配置仮想面上に所定の間隔を空けて配置された第１のフィン群と、前記第１の配置仮想面に対して間隔を空けて前記空気流通溝に沿って延びる第２の配置仮想面上に所定の間隔を空けて配置された第２のフィン群とを含んで構成され；
   前記第１のフィン群と前記第２のフィン群とは、前記空気流通溝が延びる方向で互い違いになるように配設されて構成された；
   輻射パネル。
2. 冷房又は暖房が行われる冷暖房室を区画する区画面に熱を伝達する板状の表層と、
   前記表層に前記冷暖房室の裏側から面同士で接触する板状の裏側層であって、前記表層に接する面に線状の空気流通溝が間隔を空けて複数形成された裏側層と、を有する輻射パネルを複数備え；
   複数の前記輻射パネルが、複数の前記空気流通溝のそれぞれの一端に連絡する空気供給流路を有し；
   前記空気供給流路に温度が調節された温調空気を供給する空気供給手段を備え；
   複数の前記輻射パネルは、前記温調空気を前記空気供給流路に導入する温調空気導入口が、前記空気供給流路を形成する空気供給流路形成部材に形成され；
   前記輻射パネルに対して前記冷暖房室とは反対側に前記温調空気の主流路を形成する仕切板であって、前記主流路に複数の前記輻射パネルの前記温調空気導入口が連絡するように設けられた仕切板をさらに備え；
   複数の前記輻射パネルが、前記空気流通溝に配設されたフィンであって、前記フィンの辺で前記表層に接続された複数のフィンを有し；
   複数の前記フィンのそれぞれは、１つの前記空気流通溝の長さの１／４以下の所定の長さに形成されると共に、前記空気流通溝に沿って延びる第１の配置仮想面上に所定の間隔を空けて配置された第１のフィン群と、前記第１の配置仮想面に対して間隔を空けて前記空気流通溝に沿って延びる第２の配置仮想面上に所定の間隔を空けて配置された第２のフィン群とを含んで構成され；
   前記第１のフィン群と前記第２のフィン群とは、前記空気流通溝が延びる方向で互い違いになるように配設されて構成された；
   冷暖房システム。
3. 冷房又は暖房が行われる冷暖房室を区画する区画面に熱を伝達する板状の表層と；
   前記表層に前記冷暖房室の裏側から面同士で接触する板状の裏側層であって、前記表層に接する面に線状の空気流通溝が間隔を空けて複数形成された裏側層とを有する輻射パネルを複数備え；
   複数の前記輻射パネルが、複数の前記空気流通溝のそれぞれの一端に連絡する空気供給流路を有し；
   前記空気供給流路に温度が調節された温調空気を供給する空気供給手段を備え；
   複数の前記輻射パネルは、前記温調空気を前記空気供給流路に導入する温調空気導入口が、前記空気供給流路を形成する空気供給流路形成部材に形成され；
   前記輻射パネルに対して前記冷暖房室とは反対側に前記温調空気の主流路を形成する仕切板であって、前記主流路に複数の前記輻射パネルの前記温調空気導入口が連絡するように設けられた仕切板と；
   前記仕切板を支持するスタンドスペーサであって、平板状部材の端部を折り曲げることにより前記仕切板を支える支持部が形成されると共に、前記平板状部材の中央部を曲げることにより前記主流路を流れる前記温調空気の流路断面積が徐々に小さくなる傾斜部が形成されて構成されたスタンドスペーサとをさらに備える；
   冷暖房システム。
4. 前記仕切板を支持するスタンドスペーサであって、平板状部材の端部を折り曲げることにより前記仕切板を支える支持部が形成されると共に、前記平板状部材の中央部を曲げることにより前記主流路を流れる前記温調空気の流路断面積が徐々に小さくなる傾斜部が形成されて構成されたスタンドスペーサを備える；
   請求項２に記載の冷暖房システム。
5. 前記空気供給流路に配設された気流方向ガイドであって、前記空気供給流路を流れてきた前記温調空気の一部を前記空気流通溝の一端に向かうように向きを変える気流方向ガイドを備える；
   請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の冷暖房システム。
6. 冷房又は暖房が行われる冷暖房室を区画する区画面に熱を伝達する板状の表層と；
   前記表層に前記冷暖房室の裏側から面同士で接触する板状の裏側層であって、前記表層に接する面に線状の空気流通溝が間隔を空けて複数形成された裏側層とを有する輻射パネルを複数備え；
   複数の前記輻射パネルが、複数の前記空気流通溝のそれぞれの一端に連絡する空気供給流路を有し；
   前記空気供給流路に温度が調節された温調空気を供給する空気供給手段を備え；
   複数の前記輻射パネルは、前記温調空気を前記空気供給流路に導入する温調空気導入口が、前記空気供給流路を形成する空気供給流路形成部材に形成され；
   前記輻射パネルに対して前記冷暖房室とは反対側に前記温調空気の主流路を形成する仕切板であって、前記主流路に複数の前記輻射パネルの前記温調空気導入口が連絡するように設けられた仕切板と；
   前記空気供給流路に配設された気流方向ガイドであって、前記空気供給流路を流れてきた前記温調空気の一部を前記空気流通溝の一端に向かうように向きを変える気流方向ガイドとをさらに備える；
   冷暖房システム。

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