JP6480690B2

JP6480690B2 - 全館冷暖房システム

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Publication number: JP6480690B2
Application number: JP2014189222A
Authority: JP
Inventors: 克己松田
Original assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Current assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: JP2016061484A

Description

本発明は、戸建て住宅等の建物に用いられる全館冷暖房システムに関する。

従来から、住宅等の建物に用いられる冷暖房システムとして、例えば特許文献１に示されるような輻射パネル装置が知られている。輻射パネル装置は、建物の各居室に設置される複数の輻射パネルと、室外等に設置されてそれぞれの輻射パネルに配管を介して接続される熱源機とを備え、熱源機から配管を介して各輻射パネルに所定温度に加熱した温水等の熱媒体を供給することにより輻射パネルからの放熱で居室等を暖房し、熱源機から輻射パネルに冷却した冷水等の熱媒体を供給することにより輻射パネルの吸熱作用で居室等を冷房して当該居室の空調を行うようになっている。

一方、例えば特許文献２に示すように、複数の階層を有する住宅等の建物において、その最下階の居室の床下空間に熱源機を設け、この熱源機により床下空間の空気を暖め、暖められた空気の対流運動を利用して当該空気を壁体内に設けられた通気路や床に設けた開口部を通して各居室に供給しつつ小屋裏にまで運び、建物を全館暖房するようにした暖房システムが知られている。

特開２０１１−２２６７４２号公報特開２００９−１５０６４３号公報

しかしながら、特許文献１に示される輻射パネルは、放射面が居室の上下方向に沿って略天地丈に延びる垂直な面に構成されているので、冷房時には放射面で冷やされた空気が当該放射面に沿って下降気流を生じ、暖房時には放射面で暖められた空気が当該放射面に沿って上昇気流を生じて、居室内に上下方向の温度むらを生じさせるという問題点があった。

これに対して、特許文献２に示される暖房システムは、床下空間で暖めた空気を建物内で循環させる構成であるので、１つの熱源機により建物の全館をむらなく暖房することができるが、建物を冷房する構成には適用することができないものである。

本発明は、このような点を解決することを課題とするものであり、その目的は、居室に上下方向の温度むらを生じさせることなく建物の全館を快適に冷暖房可能な全館冷暖房システムを提供することにある。

本発明の全館冷暖房システムは、建物の全館冷暖房システムであって、前記建物の居室に立設される輻射パネルと、前記居室の床に前記輻射パネルに隣接して設けられる床側通気口と、前記居室の天井に前記輻射パネルに隣接して設けられる天井側通気口と、前記居室とは別に区画して設けられ、前記床側通気口と前記天井側通気口とを連通させる循環路と、冷房時に冷却した熱媒体を前記輻射パネルに供給するとともに、暖房時に加熱した熱媒体を前記輻射パネルに供給する熱源機と、暖房時に前記循環路内の空気を前記天井側通気口の側から前記床側通気口の側へ向けて強制的に循環させるとともに、冷房時に前記循環路内の空気を前記床側通気口の側から前記天井側通気口の側へ向けて強制的に循環させる循環ファンと、を有することを特徴とする。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記建物は、中間仕切り部により仕切られた複数の階層を有し、それぞれの階層の居室に前記輻射パネルが立設されるとともに、下階の居室の天井に設けられる天井側通気口は、上階の居室の床に設けられる床側通気口に連通し、前記循環路は、最下階の居室の床に設けられる床側通気口と最上階の居室の天井に設けられる天井側通気口とを連通させるのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記循環路は、最下階の居室の床下空間と最上階の居室の天井裏空間とを前記建物の内部において直接的に連通させる直通ダクトであり、前記循環ファンは、前記床下空間、前記天井裏空間または前記直通ダクトの内部に配置されているのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記循環路は、前記中間仕切り部の一部を開口して形成されて床側循環口を介して最下階の居室の床下空間に連通するとともに天井側循環口を介して最上階の居室の天井裏空間に連通する吹抜け部であり、前記循環ファンは、最上階の天井に取り付けられて前記吹抜け部に配置されたシーリングファンであるのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記中間仕切り部は、下階の天井と上階の床との間に懐空間を有しているのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記輻射パネルが設けられていない部屋の天井に、前記懐空間の内部の空気を前記部屋の内部に向けて吹き出す天井吹出し部が設けられているのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記建物内に外気を供給する給気部と、前記建物内の空気を該建物の外部に排出する排気部とを備え、前記給気部は、前記居室の床下空間、前記居室の天井裏空間または前記循環路に外気を供給するのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記輻射パネルは隣接する２つの居室を仕切る間仕切り壁を兼ねるとともに当該２つの居室を冷暖房するのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記建物は、熱損失係数が１．９〜０．６の高断熱住宅であり、
前記居室の床下空間、前記居室の天井裏空間および前記循環路は、それぞれ前記建物の断熱ラインの内側に設けられているのが好ましい。

本発明の全館冷暖房システムは、上記構成において、前記建物の外皮の熱貫流率は、前記循環路の熱貫流率よりも小さいのが好ましい。

本発明によれば、居室に上下方向の温度むらを生じさせることなく建物の全館を快適に冷暖房可能な全館冷暖房システムを提供することができる。

本発明の一実施形態である全館冷暖房システムを、冷房モード時における空気の流れとともに模式的に示す説明図である。図１に示す全館冷暖房システムを、暖房モード時における空気の流れとともに模式的に示す説明図である。図１、図２に示す輻射パネル装置の構成を示す斜視図である。図１、図２に示す直通ダクトの半断面図である。（ａ）は熱損失係数が０．６の建物の外壁の断面図であり、（ｂ）は熱損失係数が１．９の建物の外壁の断面図である。図１に示す全館冷暖房システムの変形例であって、循環路を吹抜け部で構成した場合を、冷房モード時における空気の流れとともに概略で示す説明図である。図６に示す変形例の全館冷暖房システムを、暖房モード時における空気の流れとともに概略で示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。

図１、図２には、本発明の一実施の形態である全館冷暖房システムを、３階建の戸建て住宅である建物１に適用した場合を示す。この建物１は、外壁２、屋根３および２つの中間仕切り部４、５を有し、これらの中間仕切り部４、５により建物１内が上下３つの階層に仕切られて３階建てに構成されている。

２つの中間仕切り部４、５は、それぞれ下階の天井Ｃを構成するとともに上階の床Ｆを構成している。つまり、１階部分と２階部分とを仕切る中間仕切り部４は１階部分の天井Ｃを構成するとともに２階部分の床Ｆを構成し、２階部分と３階部分とを仕切る中間仕切り部５は２階部分の天井Ｃを構成するとともに３階部分の床Ｆを構成している。

なお、中間仕切り部４、５が切り欠かれて１階から３階に亘って上下に延びる空間は階段室や吹抜けに相当する部分である。

この建物１の１階部分の床Ｆの下側は床下空間１０となっており、３階部分の天井Ｃの上側は天井裏空間（小屋裏空間）１１となっている。また、２つの中間仕切り部４、５の内部には、それぞれ天井Ｃと床Ｆとに挟まれた懐空間１２が設けられている。

この建物１の各階には、それぞれ居室Ｒ１〜Ｒ４が設けられている。例えば、この建物の１階部分には１つの居室Ｒ１が設けられ、この建物の２階部分には例えば２つの居室Ｒ２、Ｒ３が設けられ、この建物の３階部分には例えば１つの居室Ｒ４が設けられている。また、この建物１の１階部分には、居室Ｒ１に隣接して浴室や便所などの水回り室Ｒ５が設けられている。

図３に示すように、この全館冷暖房システムは、この建物１を冷暖房する装置として輻射パネル装置２０を備えている。図１、図３に示すように、輻射パネル装置２０は、各階の居室Ｒ１〜Ｒ４に立設される複数の輻射パネル２１と、これらの輻射パネル２１に熱媒体を供給する熱源機２２とを有している。

輻射パネル２１は、居室Ｒ１〜Ｒ４の上下方向に沿って略天地丈に延びる垂直な放射面２１ａを有し、その下端部分において居室Ｒ１〜Ｒ４の床Ｆの上に設置されるとともに、その上端部分において天井Ｃに支持されている。なお、輻射パネル２１は、その放射面２１ａが居室Ｒ１〜Ｒ４の上下方向に沿って垂直に延び、その上端が天井Ｃの近くに達する構成であれば、必ずしもその上端が天井Ｃに達して当該天井Ｃに支持される構成でなくてもよい。

図示はしないが、輻射パネル２１は、その内部に熱源機２２から供給される熱媒体を通すパイプを備えており、このパイプに加熱または冷却された熱媒体が通ることで暖房作用または冷却作用を生じる構成となっている。パイプは、熱源機２２から供給される熱媒体と輻射パネル２１との間で効率よく熱交換が行い得るように、例えば波型配置やＵ字型配置で輻射パネル２１に内蔵された構成とされる。

なお、輻射パネル２１としては、熱源機２２から供給される熱媒体を通すパイプを内蔵したもの、あるいは熱媒体を直接通す中空部を有するものであれば、種々の形状ないし構成のものを用いることができる。例えば、輻射パネル２１は、上下方向に延びる複数の羽根状のパネルを水平方向に等間隔に並べて配置したルーバー状の形態を有し、これらの羽根状のパネルの内部に熱源機２２から供給される熱媒体が通るパイプを内蔵したもの（あるいは中空部を有するもの）とすることができる。

熱源機２２は、例えば建物１の外部に配置され、熱媒体の供給用配管２３と熱媒体の回収用配管２４とを介して各居室Ｒ１〜Ｒ４に設けられる各輻射パネル２１に接続されている。この熱源機２２は、例えばヒートポンプで構成することができる。熱源機２２は、冷房モードで作動する際には、熱媒体を冷却するとともに冷却した熱媒体を供給用配管２３を介して輻射パネル２１に供給することができる。また、熱源機２２は、暖房モードで作動する際には、熱媒体を加熱するとともに加熱した熱媒体を供給用配管２３を介して輻射パネル２１に供給することができる。熱媒体としては例えば水が用いられるが、他の流体を用いることもできる。

熱源機２２の運転を操作するためのコントローラ２５を何れかの居室Ｒ１〜Ｒ４に設けることができる。このコントローラ２５は、熱源機２２の作動のオン・オフを行うとともに、冷房モードと暖房モードの切替えや温度調整等を行うことが可能な構成とすることができる。

このような構成の輻射パネル装置２０は、冷房モードで作動すると、熱源機２２から各階の居室Ｒ１〜Ｒ４のそれぞれの輻射パネル２１に冷却した熱媒体を供給し、これらの輻射パネル２１の吸熱作用により各階の居室Ｒ１〜Ｒ４を冷房することができる。また、輻射パネル装置２０は、暖房モードで作動したときには、熱源機２２から各階の居室Ｒ１〜Ｒ４のそれぞれの輻射パネル２１に加熱した熱媒体を供給し、これらの輻射パネル２１からの放熱により各階の居室Ｒ１〜Ｒ４を暖房することができる。

輻射パネル２１は、隣接する２つの居室を仕切る間仕切り壁を兼ねた構成とすることもできる。例えば、図１に示すように、建物１の２階部分において、ダイニングルームとされる居室Ｒ２とリビングルームとされる居室Ｒ３との間に、これらの居室Ｒ２、Ｒ３の間に移動通路を残した状態で輻射パネル２１を間仕切り壁として配置する構成とすることができる。この場合、間仕切り壁を兼ねる輻射パネル２１は、それぞれの居室Ｒ２、Ｒ３に面することになるので、１つの輻射パネル２１によって両方の居室Ｒ２、Ｒ３を冷暖房することができる。したがって、各居室Ｒ２、Ｒ３への輻射パネル２１の設置スペースを省略してこの全館冷暖房システムのレイアウト性を高めることができるとともに、別途間仕切り壁を設けることを不要としてこの全館冷暖房システムが用いられる建物１のコストを低減することができる。

なお、輻射パネル２１は、２つの居室Ｒ２、Ｒ３の間仕切り壁を兼ねた配置に限らず、例えば居室Ｒ２、Ｒ３の壁際に配置するなど、居室Ｒ２、Ｒ３を冷暖房することができる位置であれば任意の位置に配置することもできる。

輻射パネル２１が立設された居室Ｒ１〜Ｒ４の床Ｆには、それぞれ輻射パネル２１の下端部分に隣接して、つまりその放射面２１ａに沿った下方側に位置して床側通気口３０が設けられている。そして、１階の床Ｆに設けられた床側通気口３０は床下空間１０に連通し、２階の床Ｆに設けられた床側通気口３０は１階と２階とを仕切る中間仕切り部４の懐空間１２に連通し、３階の床Ｆに設けられた床側通気口３０は２階と３階を仕切る中間仕切り部５の懐空間１２に連通している。

なお、これらの床側通気口３０は、図３に示すようなガラリ（ルーバー）を取り付けた構成とすることもできる。

また、輻射パネル２１が立設された居室Ｒ１〜Ｒ４の天井Ｃには、それぞれ輻射パネル２１の上端部分に隣接して、つまりその放射面２１ａに沿った上方側に位置して天井側通気口３１が設けられている。そして、１階の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１は１階と２階とを仕切る中間仕切り部４の懐空間１２に連通し、２階の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１は２階と３階とを仕切る中間仕切り部５の懐空間１２に連通し、３階の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１はこの建物１の天井裏空間１１に連通している。

なお、これらの天井側通気口３１も、床側通気口３０と同様にガラリ（ルーバー）を取り付けた構成とすることもできる。

さらに、１階の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１は１階と２階とを仕切る中間仕切り部４の懐空間１２を介して２階の床Ｆに設けられた床側通気口３０と連通し、２階の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１は２階と３階とを仕切る中間仕切り部５の懐空間１２を介して３階の床Ｆに設けられた床側通気口３０と連通している。

このような構成により、建物１の床下空間１０と天井裏空間１１との間は、それぞれの居室Ｒ１〜Ｒ４の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１、それぞれの居室Ｒ１〜Ｒ４の床Ｆに設けられた床側通気口３０および中間仕切り部４、５に設けられた懐空間１２を介して連通されている。

ここで、中間仕切り部４、５に懐空間１２を設け、床側通気口３０と天井側通気口３１とを懐空間１２を介して連通させる構成としたことにより、上階の輻射パネル２１と下階の輻射パネル２１とを、互いに水平方向にずれるように配置することができる。これにより、上階の床側通気口３０と下階の天井側通気口３１との位置合わせ、つまり上階の輻射パネル２１と下階の輻射パネル２１との位置合わせを不要として、各階における輻射パネル２１のレイアウト性を高めることができる。

建物１には、最下階である１階の床Ｆに設けられた床側通気口３０と最上階である３階の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１とを連通する循環路として直通ダクト４０が設けられている。直通ダクト４０は、上下に真っ直ぐに延びる円筒状に形成され、その一端において最上階の天井Ｃに接続されて天井裏空間１１に連通するとともに、他端において最下階の床Ｆに接続されて床下空間１０に連通している。つまり、直通ダクト４０は、建物１の断熱ラインの内側において居室Ｒ１〜Ｒ４とは別に区画され、上記した床側通気口３０、天井側通気口３１および懐空間１２を介した連通経路とは別の連通経路で建物１の床下空間１０と天井裏空間１１との間を直接的に連通して、床下空間１０と天井裏空間１１との間に循環経路を構成している。なお、直通ダクト４０は、例えば四角筒状等異なる形状であってもよい。また、市販のダクト部材を利用したものでも、大工工事あるいは造作工事の一環としてボード材等を用いて筒状の空間を形成したものであってもよい。

このように、循環路を、床下空間１０と天井裏空間１１とを直接的に連通させる直通ダクト４０で構成したことにより、床下空間１０と天井裏空間１１との間で効率よく空気を循環させることができる。

床下空間１０には循環ファン４１が配置されている。この循環ファン４１は、輻射パネル装置２０が暖房モードで作動しているときには正転方向に作動して直通ダクト４０の内部の空気を天井裏空間１１の側から床下空間１０の側へ向けて強制的に循環させ、輻射パネル装置２０が冷房モードで作動しているときには逆転方向に作動して直通ダクト４０の内部の空気を床下空間１０の側から天井裏空間１１の側へ向けて強制的に循環させる。

なお、図示する場合では、循環ファン４１は床下空間１０に配置されるが、直通ダクト４０の内部の空気を循環させることができれば、例えば天井裏空間１１や直通ダクト４０の内部などの任意の位置に配置することもできる。

次に、このような構成の全館冷暖房システムにより建物１の全館を１つの熱源機２２で冷暖房する際の空気の流れについて説明する。

図１に示すように、全館冷暖房システムの輻射パネル装置２０を冷房モードで作動させると、熱源機２２から各居室Ｒ１〜Ｒ４に設置された輻射パネル２１に冷却された熱媒体（冷水）が供給され、輻射パネル２１の吸熱作用により当該輻射パネル２１が設けられた居室Ｒ１〜Ｒ４が冷房される。

このとき、輻射パネル２１の放射面２１ａで冷やされた冷却空気は当該放射面２１ａに沿って下降気流を生じ、輻射パネル２１の下端に隣接して設けられた床側通気口３０から懐空間１２ないし床下空間１０へ導かれる。懐空間１２に導かれた冷却空気は、下階の居室の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１を通して下階の居室に供給され、さらに下階の居室の輻射パネル２１に沿って下降して当該居室の床Ｆに設けられた床側通気口３０からさらに下階の懐空間１２ないし床下空間１０に導かれる。このように、輻射パネル２１により冷却された冷却空気は、何れも、床側通気口３０ないし天井側通気口３１を通して下階に向けて流れ、床下空間１０に導かれる。

床下空間１０に導かれた冷却空気は、循環ファン４１により直通ダクト４０に沿って天井裏空間１１に導かれ、そこから最上階の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１を通して再度居室Ｒ４に供給される。以下、上記と同様な経路で冷却空気が床下空間１０に向けて各階の居室Ｒ１〜Ｒ４を通って下降していくことで、これらの居室Ｒ１〜Ｒ４が冷房される。

このように、各居室Ｒ１〜Ｒ４に設けられた輻射パネル２１で各居室Ｒ１〜Ｒ４を冷房しつつ、当該輻射パネル２１により冷却されて下降気流を生じた冷却空気を、当該冷却空気が生じる対流運動と循環ファン４１による強制循環とを利用して建物１内で循環（還流）させて、全ての居室Ｒ１〜Ｒ４を上下方向の温度むらを生じさせることなく快適に冷房することができる。また、このような全館冷房を、１つの熱源機２２から複数の輻射パネル２１に冷却した熱媒体を供給することにより行うことができる。

一方、図２に示すように、全館冷暖房システムの輻射パネル装置２０を暖房モードで作動させると、熱源機２２から各居室Ｒ１〜Ｒ４に設置された輻射パネル２１に加熱された熱媒体（温水）が供給され、輻射パネル２１からの放熱により当該輻射パネル２１が設けられた居室Ｒ１〜Ｒ４が暖房される。

このとき、輻射パネル２１の放射面２１ａで暖められた加熱空気は当該放射面２１ａに沿って上昇気流を生じ、輻射パネル２１の上端に隣接して設けられた天井側通気口３１から懐空間１２ないし天井裏空間１１へ導かれる。懐空間１２に導かれた加熱空気は、上階の居室の床Ｆに設けられた床側通気口３０を通して上階の居室に供給され、さらに上階の居室の輻射パネル２１に沿って上昇して当該居室の天井Ｃに設けられた天井側通気口３１からさらに上階の懐空間１２ないし天井裏空間１１に導かれる。このように、輻射パネル２１により加熱された加熱空気は、何れも、天井側通気口３１ないし床側通気口３０を通して上階に向けて流れ、天井裏空間１１に導かれる。

天井裏空間１１に導かれた加熱空気は、循環ファン４１により直通ダクト４０に沿って床下空間１０に導かれ、そこから最下階の床Ｆに設けられた床側通気口３０を通して再度居室Ｒ１に供給される。以下、上記と同様な経路で加熱空気が天井裏空間１１に向けて各階の居室Ｒ１〜Ｒ４を通って上昇していくことで、これらの居室Ｒ１〜Ｒ４が暖房される。

このように、各居室Ｒ１〜Ｒ４に設けられた輻射パネル２１で各居室Ｒ１〜Ｒ４を暖房しつつ、当該輻射パネル２１により加熱されて上昇気流を生じた加熱空気を、当該加熱空気が生じる対流運動と循環ファン４１による強制循環とを利用して建物１内で循環（還流）させて、全ての居室Ｒ１〜Ｒ４を上下方向の温度むらを生じさせることなく快適に暖房することができる。また、このような全館暖房を、１つの熱源機２２から複数の輻射パネル２１に加熱した熱媒体を供給することにより行うことができる。

本発明の全館冷暖房システムでは、輻射パネル２１が設けられない部屋の天井Ｃに、天井吹出し部４２を設けることもできる。図１、図２では、水回り室Ｒ５の天井Ｃに天井吹出し部４２を設けた場合を示す。この天井吹出し部４２は、例えば給気ファンとして構成することができ、水回り室Ｒ５の天井Ｃを構成する中間仕切り部４の懐空間１２の内部の空気を水回り室Ｒ５の内部に向けて吹き出させることができる。

このような天井吹出し部４２を設けたことにより、例えば、居室Ｒ１と水回り室Ｒ５との間を仕切る間仕切りが輻射パネル２１ではなく通常の壁とされて水回り室Ｒ５に輻射パネル２１が設けられない場合であっても、輻射パネル２１により加熱または冷却されて懐空間１２に入り込んだ空気を、天井吹出し部４２から水回り室Ｒ５に吹き込んで当該水回り室Ｒ５を冷暖房させることができる。つまり、水回り室Ｒ５のように輻射パネル２１が設けられない部屋にも、輻射パネル２１により加熱または冷却された空気を供給することができる。これにより、輻射パネル２１が設けられない部屋の快適性を高めることができる。

なお、天井吹出し部４２と同様の構成の給気ファン４３を、輻射パネル２１が設けられた居室Ｒ１〜Ｒ４の輻射パネル２１から離れた部分における天井Ｃに設けることもできる。これにより、居室Ｒ１〜Ｒ４内の輻射パネル２１によって冷暖房されづらい部分にも輻射パネル２１により加熱または冷却された空気を供給することができ、これにより当該居室Ｒ１〜Ｒ４の温度むらをさらに低減させることができる。

建物１には、建物１内に外気を供給する給気部５０と、建物１内の空気を該建物１の外部に排出する排気部５１とを設けることもできる。図示する場合では、外壁２の床下空間１０を区画する位置に給気部５０を設けた場合を示す。この場合、給気部５０は、例えば外気導入ファンとして構成することができ、床下空間１０に外気を供給することができる。なお、給気部５０は床下空間１０に外気を供給する構成に限らず、天井裏空間１１や直通ダクト（循環部）４０の内部に外気を供給する構成としてもよい。

一方、排気部５１は、例えば図１、図２において１階の水回り室Ｒ５の天井Ｃに設けられるように、排気ファン５１ａを備えた排気ダクトとして構成することができる。この場合、排気ダクトの一端は水回り室Ｒ５に開口し、他端は建物１の外部に開口しており、排気ダクトの中間部分に排気ファン５１ａが設けられる。

また、排気部５１は、例えば図１、図２において２階にダイニングキッチンとして利用される居室Ｒ２に設けられるレンジフード５１ｂを有する構成することもできる。この場合、レンジフード５１ｂに内蔵された排気ファン（不図示）により居室Ｒ２内の空気を外部に排気することができる。

さらに、排気部５１は、例えば図１、図２において３階の外壁２の部分に設けられるように、単なる排気ファンにより構成することもできる。

このように、建物１に給気部５０と排気部５１とを設けることにより、建物１を循環する空気に給気部５０から外気を供給しつつ建物１を循環する空気の一部を排気部５１から建物１の外部に排気することができる。これにより、建物１内を循環する空気の一部を換気して、冷暖房された空気による不快感を低減させることができる。

この全館冷暖房システムは、例えば熱損失係数（Ｑ値）が１．９〜０．６の高断熱住宅である建物１に適用されるのが好ましい。この場合、床下空間１０、天井裏空間１１および直通ダクト（循環路）４０は、それぞれ建物１の断熱ラインの内側に設けられるのが好ましい。なお、建物１の断熱ラインとは、建物１の屋内と屋外の間に設けられた断熱材層のことである。

このような高断熱住宅に全館冷暖房システムを設けることにより、より小さな出力の熱源機２２で効率よく全館を冷暖房することができる。

また、この全館冷暖房システムが設けられる建物１が上記のような高断熱住宅とされた場合には、建物１の外皮つまり外壁２の熱貫流率（Ｋ値）を直通ダクト（循環路）４０の熱貫流率よりも小さくするのが好ましい。

例えば、本実施の形態においては、直通ダクト４０は、図４に示すように、板厚が０．５ｍｍの帯状の亜鉛鋼板を螺旋状に巻いて直径３００ｍｍの円筒体に形成されたスパイラルダクト４０ａの外周面に断熱材としてグラスウール４０ｂを２５ｍｍの厚みで巻き付けた構成となっており、その熱貫流率は１．３９（Ｗ／ｍ²・Ｋ）である。

これに対して、熱損失係数が０．６の建物１の場合、図５（ａ）に示すように、外壁２は、例えば１２ｍｍの厚みの合板２ａの室内側に１４０ｍｍの厚みのウレタンボード２ｂと１２ｍｍの厚みの石膏ボード２ｃとが貼り付けられ、合板２ａの屋外側に５０ｍｍの厚みのウレタンボード２ｄが貼り付けられるとともに当該ウレタンボード２ｄの外側に通気胴縁２ｅを介してサイディング２ｆが固定された構成とされる。したがって、このような構成の外壁（外皮）２の熱貫流率は０．１２（Ｗ／ｍ²・Ｋ）となり、直通ダクト４０の熱還流率の約１／１２の値となる。

また、熱損失係数が１．９の建物１の場合、図５（ｂ）に示すように、外壁２は、例えば１２ｍｍの厚みの合板２ａの室内側に１００ｍｍの厚みのグラスウール２ｇと１２ｍｍの厚みの石膏ボード２ｃとが貼り付けられ、合板２ａの屋外側に通気胴縁２ｅを介してサイディング２ｆが固定された構成とされる。このような構成の外壁（外皮）２の熱貫流率は０．３５（Ｗ／ｍ²・Ｋ）であり、直通ダクト４０の熱還流率の約１／４となる。

このように、建物１の外壁（外皮）２の熱貫流率を直通ダクト４０の熱貫流率よりも小さくしたことにより、直通ダクト４０を通る空気の熱が直通ダクト４０の表面から逃げても、その熱を建物１の内部に供給させるとともに建物１の外壁２を通して建物１の外部に逃げることを防止して、この全館冷暖房システムによる建物１の冷暖房効率をさらに高めることができる。

なお、上記のように、建物１の外壁２の熱貫流率は、直通ダクト４０の熱貫流率の１／４〜１／１２の値に設定されるのが好ましいが、直通ダクト４０の熱貫流率よりも小さければ、直通ダクト４０の熱貫流率の１／１２の値よりもさらに小さな値に設定することもできる。

図６は図１に示す全館冷暖房システムの変形例であって、循環路を吹抜け部６０で構成した場合を、冷房モード時における空気の流れとともに概略で示す説明図であり、図７は図６に示す変形例の全館冷暖房システムを、暖房モード時における空気の流れとともに概略で示す説明図である。

図６、図７に示すように、循環路は建物１の吹抜け部６０で構成することもできる。つまり、２つの中間仕切り部４、５の一部を開口して建物１に吹抜け部６０を設けるとともに、最下階の床Ｆの吹抜け部６０に面する部分に床側循環口６１を設け、この床側循環口６１により床下空間１０を吹抜け部６０に連通させるとともに、最上階の天井Ｃの吹抜け部６０に面する部分に天井側循環口６２を設け、この天井側循環口６２により天井裏空間１１を吹抜け部６０に連通させた構成とすることができる。この場合においては、循環ファン４１は、最上階の天井Ｃに取り付けられて吹抜け部６０に配置されるシーリングファン（天井扇）とするのが好ましい。なお、この吹抜け部６０は、階段室としてもよい。

このような変形例の構成においても、冷房モードでの作動時には床下空間１０に導かれた冷却空気を床側循環口６１を介して吹抜け部６０に導くとともに、シーリングファンとして構成された循環ファン４１により吹抜け部６０内を最上階の天井Ｃに向けて移動させ、当該天井Ｃに設けられた天井側循環口６２から天井裏空間１１に取り込み、一方、暖房モードでの作動時には天井裏空間１１に導かれた加熱空気を天井側循環口６２を介して吹抜け部６０に導くとともに、シーリングファとして構成された循環ファン４１により吹抜け部６０の内部を最下階の床Ｆに向けて移動させ、当該床Ｆに設けられた床側循環口６１から床下空間１０に取り込みことで、空気を全館で循環させることができる。

このように、循環路を吹抜け部６０で構成した場合には、直通ダクト４０を設けることを不要として、そのコストを低減することができるとともに省スペース化を図ることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、本発明の全館冷暖房システムは、高断熱、高気密の戸建て住宅に適用するのが好ましいが、高断熱、高気密ではない戸建て住宅や、メゾネットタイプの集合住宅、住宅以外の他の建物にも適用することができる。

また、前記実施の形態においては、輻射パネル２１が設置される床Ｆの輻射パネル２１に対する一方側にのみ床側通気口３０を設けるようにしているが、床Ｆの輻射パネル２１を挟んだ両側にそれぞれ床側通気口３０を設けることもできる。同様に、前記実施の形態においては、輻射パネル２１が設置される天井Ｃの輻射パネル２１に対して一方側にのみ天井側通気口３１を設けるようにしているが、天井Ｃの輻射パネル２１を挟んだ両側にそれぞれ天井側通気口３１を設けることもできる。

また、前記実施の形態においては、中間仕切り部４、５はそれぞれ懐空間１２を有する構成とされているが、これに限らず、これらの中間仕切り部４、５は、例えば床スラブのみで構成されたものなど、懐空間１２を有していない構成とすることもできる。

本発明の全館冷暖房システムは、図１、図２に示す３階建ての建物１に限らず、任意の階層を有する種々の建物に適用することができる。

本発明は、全館冷暖房システムを備えた住宅等の建物を建築する際に利用することができる。

１建物
２外壁
２ａ合板
２ｂウレタンボード
２ｃ石膏ボード
２ｄウレタンボード
２ｅ通気胴縁
２ｆサイディング
２ｇグラスウール
３屋根
４中間仕切り部
５中間仕切り部
１０床下空間
１１天井裏空間
１２懐空間
２０輻射パネル装置
２１輻射パネル
２１ａ放射面
２２熱源機
２３供給用配管
２４回収用配管
３０床側通気口
３１天井側通気口
４０直通ダクト（循環路）
４０ａスパイラルダクト
４０ｂグラスウール
４１循環ファン
４２天井吹出し部
４３給気ファン
５０給気部
５１排気部
５１ａ排気ファン
５１ｂレンジフード
６０吹抜け部（循環部）
６１床側循環口
６２天井側循環口
Ｃ天井
Ｆ床
Ｒ１〜Ｒ４居室
Ｒ５水回り室

Claims

建物の全館冷暖房システムであって、
前記建物の居室に立設される輻射パネルと、
前記居室の床に前記輻射パネルに隣接して設けられる床側通気口と、
前記居室の天井に前記輻射パネルに隣接して設けられる天井側通気口と、
前記居室とは別に区画して設けられ、前記床側通気口と前記天井側通気口とを連通させる循環路と、
冷房時に冷却した熱媒体を前記輻射パネルに供給するとともに、暖房時に加熱した熱媒体を前記輻射パネルに供給する熱源機と、
暖房時に前記循環路内の空気を前記天井側通気口の側から前記床側通気口の側へ向けて強制的に循環させるとともに、冷房時に前記循環路内の空気を前記床側通気口の側から前記天井側通気口の側へ向けて強制的に循環させる循環ファンと、を有することを特徴とする全館冷暖房システム。
前記建物は、中間仕切り部により仕切られた複数の階層を有し、
それぞれの階層の居室に前記輻射パネルが立設されるとともに、
下階の居室の天井に設けられる天井側通気口は、上階の居室の床に設けられる床側通気口に連通し、
前記循環路は、最下階の居室の床に設けられる床側通気口と最上階の居室の天井に設けられる天井側通気口とを連通させることを特徴とする請求項１に記載の全館冷暖房システム。
前記循環路は、最下階の居室の床下空間と最上階の居室の天井裏空間とを前記建物の内部において直接的に連通させる直通ダクトであり、
前記循環ファンは、前記床下空間、前記天井裏空間または前記直通ダクトの内部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の全館冷暖房システム。
前記循環路は、前記中間仕切り部の一部を開口して形成されて床側循環口を介して最下階の居室の床下空間に連通するとともに天井側循環口を介して最上階の居室の天井裏空間に連通する吹抜け部であり、
前記循環ファンは、最上階の天井に取り付けられて前記吹抜け部に配置されたシーリングファンであることを特徴とする請求項２に記載の全館冷暖房システム。
前記中間仕切り部は、下階の天井と上階の床との間に懐空間を有していることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の全館冷暖房システム。
前記輻射パネルが設けられていない部屋の天井に、前記懐空間の内部の空気を前記部屋の内部に向けて吹き出す天井吹出し部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の全館冷暖房システム。
前記建物内に外気を供給する給気部と、前記建物内の空気を該建物の外部に排出する排気部とを備え、
前記給気部は、前記居室の床下空間、前記居室の天井裏空間または前記循環路に外気を供給することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の全館冷暖房システム。
前記輻射パネルは隣接する２つの居室を仕切る間仕切り壁を兼ねるとともに当該２つの居室を冷暖房することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の全館冷暖房システム。
前記建物は、熱損失係数が１．９〜０．６の高断熱住宅であり、
前記居室の床下空間、前記居室の天井裏空間および前記循環路は、それぞれ前記建物の断熱ラインの内側に設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の全館冷暖房システム。
前記建物の外皮の熱貫流率は、前記循環路の熱貫流率よりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の全館冷暖房システム。