JPH04292730A - 天井冷房システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷房機能として輻射と
対流冷却を併用し、除湿機能も有する天井に設けられた
冷房システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷房システムはその発達によって
室内の生活環境が向上されている。これによって、快適
に生活や仕事をすることができ、事務所や作業場或いは
学校等では作業能率が向上し、また、商店や飲食店等で
は顧客サービスのためにも欠かせないものになっている
。

【０００３】この様な冷房システムは、室内から熱量を
取り除いて快適な室内状態を得ようとするものである。 この室内から取り除くべき熱量（以下冷房負荷という）
には、大きく分けると、次の４つとなる。

【０００４】（１）太陽からの日射によって入ってくる
熱 （２）室内より室外の温度が高いので、壁や屋根を伝わ
って入る熱 （３）照明や人体或いは機器等からの室内で発生する熱
（４）取り入れる新鮮空気を冷却するための熱量また、
これらの熱には、周囲の温度を高める熱である顕熱と、
空気中に水分として与えられる熱である潜熱とがある。 室内からこれらの顕熱と潜熱の両方を除去すること、即
ち、冷却と除湿を行うことによって、快適な状態が得ら
れる。

【０００５】このような冷房負荷を取り除くための冷房
システムとしては、以下に述べるシステムが知られてい
る。

【０００６】即ち、室内の適所に送風機を設置するファ
ンコイルユニット等のシステムでは、室内空気を吸い込
み、その空気中の熱を冷媒で吸収して冷却を行い、更に
この冷却された空気を強制送風することによって冷房を
行っている。

【０００７】しかしながら、このシステムでは、室内に
送風機を設置するために室内空間の一部を占有すること
になり、生活空間が狭められるという問題がある。更に
、送風機による強制送風では、騒音が発生し、また不快
な冷感を感じる気流の発生、更に室内上部に比べて床面
が過冷却になるといった人体に対する不快感が問題にな
っている。これは健康面にも影響があり、近年冷房病と
して問題になっている。

【０００８】このため、天井に設けられた強制送風する
ことのない、冷輻射による冷房システムが提供されてい
る。このシステムとしては、以下に述べる２種のシステ
ムが知られている。

【０００９】その第１のシステムは、天井パネルに埋め
込まれた冷房用配管が天井面に水平に設置されている。 この冷房用配管には、冷凍機によって約１８℃に冷却さ
れた水が通される。この冷却水によって天井パネルの表
面温度が低下し、冷輻射されることによって室内の冷却
が行われる。この時の天井パネルの表面温度は、夏季の
室内露点よりも高い温度であるため、天井パネルに結露
が生じることはない。

【００１０】一方、第２のシステムとして、特開昭６３
−３１５８４４に示されるようなものが提案されている
。

【００１１】即ち、このシステムは、室内の天井位置に
、両端が冷凍機に接続されたコイルが水平方向に設置さ
れたものである。このコイルの内部には、冷凍機によっ
て約７℃に冷却された水が通される。この冷却水で冷や
されたコイルによって、その周囲の空気が熱交換され、
冷却空気となる。この冷却空気と室内下方の空気との温
度差によって対流が起こり、この対流冷却及び天井コイ
ル表面による冷輻射によって室内が冷房される。天井コ
イルにより冷却された空気は露点温度よりも下がった時
には、空気中の水蒸気はそこで凝縮され、結露が生じる
。従って、第２のシステムの冷却されたコイルの表面温
度が室内空気の露点温度より低いため、その冷却空気中
に含まれる水蒸気は凝縮され結露となり、絶対湿度が低
下する。しかも、コイル周囲の空気は対流により流動す
るので、室内の空気中に含まれる水蒸気が序々に凝縮さ
れることになる。即ち、このシステムでは冷却を行うと
きに、除湿も併せ行うことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のシステムではそれぞれに解決を要する問題がある。

【００１３】即ち、第１のシステムでは、結露が生じな
いために空気中の湿度、即ち潜熱は低下せず、従って除
湿装置を別途に設けなければならない。また、結露を避
けるために冷却温度を下げることができないため、室内
天井部分の限られたスペースでは冷房能力が不足するこ
とが多い。

【００１４】一方、第２のシステムでは、結露が生じる
ことによって除湿が行われるのであるが、その除湿され
た水分を回収する必要がある。このために、冷却コイル
の下方には排水管に接続されるドレンパンを設けなけれ
ばならない。これを設けることは、天井の外観にとって
は良いとはいえず、室内の美観を損ねることになる。

【００１５】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提供されたもので、その目的は、天井に
取り付けられた冷房システムで、対流冷却と冷輻射とを
組み合わせることによって、人体に対して不快感の無い
、しかも複雑な冷房負荷に対して適切な冷房能力を発揮
し、室内の温度及び湿度を調節することができ、また、
天井面の外観を損ねることのない冷房システムを提供す
ることである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
天井に設けられた冷房システムにおいて、天井面上方に
設けられ、その周囲に結露を生じさせる低温の冷却水を
通す冷却パイプと、前記冷却パイプの下部に設けられた
結露を受けるためのドレンパンと、天井面に設けられ、
結露を生じさせない温度の冷却水を通す冷却管を内部に
備えた天井パネルと、冷却された空気を室内で対流させ
るために天井パネルに設けられた通風口とを備えたこと
を特徴とする。

【００１７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の天井冷房システムに設けられた天井パネルを冷却パ
イプのドレンパンを兼用する形に形成したことを特徴と
する。

【００１８】

【作用】以上のような構成を有する本請求項１記載の天
井冷房システムは、天井面の上方に設けられた冷却パイ
プに室内の露点温度よりも低い水温の冷却水を通し、そ
の熱交換によって空気を冷却し、対流冷却によって室内
の冷房を行い、同時に結露によって除湿も行う。この結
露は、冷却パイプの下部に設けられたドレンパンによっ
て排水される。一方、ドレンパン下部の天井面には天井
パネルが設けられ、その内部に備えられた冷却管に、室
内の露点温度よりもわずかに高い水温の冷却水を通して
天井パネルの温度を下げ、この天井パネルから冷輻射さ
れることによって室内の冷却が行われる。

【００１９】請求項２記載の天井冷房システムは、前記
天井パネルをコ字形に形成することによって、天井パネ
ルは冷却パイプの結露を排水するドレンパンも兼ねる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の天井冷房システムの一実施例
を図１及び図２に従って説明する。

【００２１】即ち、図１に示すように冷房される室内の
天井の上方には、冷却水の通される冷却パイプ１が水平
方向に一定間隔に設置されている。その下部の天井とな
る位置には、内部に冷却管３を備える天井パネル２が設
けられ、これは上方に解放されたコ字形に形成されてい
る。この天井パネル２は耐水部材で形成され、冷却パイ
プ１の直下部に冷却パイプ１に沿って一定間隔で配設さ
れ、その上面はドレンパンとして図示しない排水管に接
続されている。天井パネル２，２間の空間には、取り外
し可能なルーバ４が取り付けられている。これらの冷却
パイプ１と天井パネル２の冷却管３は、図２に示すよう
な冷水機５と熱交換器６が設けられ、ポンプ７，８によ
って冷却水の循環される冷水機システムに並列に接続さ
れている。

【００２２】以上のように構成される本発明の天井冷房
システムの作用は次の通りである。即ち、冷水機５で約
７℃に冷却された冷却水がポンプ７によって冷却パイプ
１に送られ、その冷却水の熱交換によって冷却パイプ１
周囲の空気が冷却される。この冷却空気は、冷却パイプ
１の下部に設けられた天井パネル２，２間のルーバ４か
ら流出し、室内下方の空気との温度差によって自然対流
が起こり、この対流によって室内が冷房されている。こ
の時、冷却パイプ１周囲の空気中に含まれる水蒸気が凝
縮されて結露を生じ除湿される。この時の結露は、冷却
パイプ１の下部に設けられた天井パネル２上に落下する
。この天井パネル２は耐水部材でコ字形に形成され、更
にこの上面は排水管に連結されているため、ドレンパン
としての作用も持ち合わせることになる。

【００２３】一方、天井パネル２の冷却管３には冷水機
システムで約７℃の冷却水と熱交換器６を介して約１８
℃に調整された冷却水がポンプ８によって流される。こ
の冷却水によって天井パネル２の表面温度が低下し、冷
輻射による室内冷房が行われる。

【００２４】ところで、ルーバ４が取り外し可能に設け
られているため、天井パネル２のドレンパンとして使用
される上面を清掃することができ、更に、冷房システム
の点検等にも利用することができる。

【００２５】以上のような本実施例の天井冷房システム
によれば、天井面の天井パネル２からの冷輻射と、冷却
パイプ１の熱交換によって起こる対流冷却の冷風とによ
って室内が冷房され、一方、冷却パイプ１で結露が起こ
ることによって室内の除湿が行われる。即ち、充分な冷
房能力と除湿機能の他に冷輻射効果により快適な環境を
作ることができる。特に、上部からの自然対流による冷
風によって上下の温度差が小さく、強制送風による不快
な冷感を感じる気流を防ぐことができ、従来に比べ人体
に感じる快適度がかなり高くなる。

【００２６】また、天井パネル２が冷却パイプ１のドレ
ンパンの作用を兼ね備えるので、ドレンパンを設置する
必要が無く、また、冷却パイプ１は天井パネル２とルー
バ４によって目に入らないため、室内の美観を保つこと
ができる。

【００２７】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、具体的な各部材の形状、或いは各々の
取付け位置及び方法等は適宜変更可能である。

【００２８】例えば、冷却水の水温は約７℃と約１８℃
に限定されず、冷房負荷によって変化させることができ
る。また、冷房負荷をセンサーによって検知して、例え
ば天井パネルの冷却管に通される水温を、その時の室内
露点温度よりも約２度程度高い温度に設定することによ
って、結露すること無く適度な冷輻射を得ることができ
る。

【００２９】また、冷却パイプと天井パネルの冷却管と
を並列に接続することに限定されず、適当な温度制御装
置を介して、直列に使用することも可能である。更に、
その時の冷房負荷によって対流冷却、或いは冷輻射の一
方でも使用が可能となる。

【００３０】また、冷却パイプにスパイラルフィンやプ
レートフィン等のフィンを設けることも可能である。こ
れによって伝導面を大きくすることができ、熱交換を効
率よく行うことができる。

【００３１】また、冷却パイプの下部に別途ドレンパン
を設けることによって、天井パネルの形状はコ字形に限
定されない。これによって、ドレンパン設置のための費
用はかかるが、天井パネルの耐久性を延ばすことができ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明の天井冷房システムによれば、強
制送風を行うことなく冷輻射と対流冷却を併せ持ち、充
分な冷房能力と除湿機能を持ち、更に、冷輻射効果によ
り従来方式よりも室温を高くしても快適感を得ることが
できるので、人間にとって健康的で快適な環境を作るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の天井冷房システムの実施例を示す模式
図である。

【図２】図１の天井冷房システムの回路図である。

【符号の説明】

１　　冷却パイプ ２　　天井パネル ３　　冷却管 ４　　ルーバ ５　　冷水機 ６　　熱交換器 ７，８　　ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　天井に設けられた冷房システムにおい
   て、天井面上方に設けられ、その周囲に結露を生じさせ
   る低温の冷却水を通す冷却パイプと、前記冷却パイプの
   下部に設けられた結露を受けるためのドレンパンと、天
   井面に設けられ、結露を生じさせない温度の冷却水を通
   す冷却管を内部に備えた天井パネルと、冷却された空気
   を室内で対流させるために天井パネルに設けられた通風
   口と、を備えたことを特徴とする天井冷房システム。
2. 【請求項２】　　特許請求の範囲第１項記載の天井冷房
   システムに設けられた天井パネルを冷却パイプのドレン
   パンを兼用する形に形成したことを特徴とする天井冷房
   システム。