JPH08312997A - 熱交換床パネルを使用した空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換床パネルと床下空間にて空調装置を形
成する。 【構成】 建屋内に床下空間を形成する床部材に吸込口
と吹出口を形成するとともに、これら吸込口と吹出口を
介して床下空間と室内空間の空気循環をなすファンを設
け、前記吸込口または吹出口の少なくとも一方に伝熱管
部を有する床パネルを敷設し、当該床パネルには熱媒体
を送給することで、室内空間に空調装置を設けること無
く、建屋内を空調することが可能となり室内空間を有効
に利用できる。また熱負荷に応じて熱交換床パネルの配
置位置を可変にし、建屋内の温度分布の偏りを改善する
効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換床パネルを使用し
た空調装置に係り、特に床下空間と室内空間の空気循環
を行うファンを設け二空間内の空気を循環させ、且つ吸
込口または吹出口の少なくとも一方に伝熱管部を有する
床パネルを設け建屋内を空調させる熱交換床パネルを使
用した空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建屋内を空調する空調装置は、建
屋外部とは関係なく建屋内を目的の温度に設定できるよ
うに用いられている。図５に示すように、建屋内の底面
にある床スラブ１と平行に床部材が敷設され、床部材に
よって仕切られた上側を室内空間２、下側を床下空間３
として使用する構造では、この種の空調装置は一般的に
は、室内空間２側に空調機４を設置するとともに、床部
材に通気口６を複数形成させ、室内空気を取り込み空調
し特定の通気口６から床下空間３側へ空調空気を送る。
床下空間３に送られた空調空気は、他の通気口６を通り
室内空間２へ吹き出し循環することで建屋内の空調を行
う。また空調機４の熱交換に使用する熱媒体は、その使
用目的により水もしくは油といった液体やスチームもし
くは窒素ガスといった気体を用いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、室内空間に空
調機を設置することにより室内空間の温度空調を行える
ものの室内床面積の一部を空調機が占めるために、室内
空間の利用度に制約が生じる。例えば、室内空間床に机
や椅子といった設備等を設置する時、空調機が障害物と
なり、設備等はよぎなく他の場所に設置しなければなら
ないという問題が発生する。したがって従来の空調装置
では構造物室内床面積の有効活用が出来ないという欠点
があった。

【０００４】また建屋内の熱分布に偏りがあり、建屋内
の温度を均一にしようした時には、熱負荷のかかる部分
に吹き出し用の通気口を設けることで対応をしていた。
しかし室内空間の設備等の配置が変更された場合、一度
設置された通気口は移動することが出来ず場合によって
は、建屋内の熱分布が更に偏るという欠点があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目し、床
部材及び床下空間を利用することで室内空間を有効活用
できる熱交換床パネルを利用した空調装置、また熱負荷
に応じて配置位置を可変にできる熱交換床パネルを利用
した空調装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る熱交換床パネルを利用した空調装置
は、建屋内に床下空間を形成する床部材に吸込口と吹出
口を形成するとともに、これら吸込口と吹出口を介して
床下空間と室内空間の空気循環をなすファンを設け、前
記吸込口または吹出口の少なくとも一方に伝熱管部を有
する床パネルを敷設し、当該床パネルには熱媒体を送給
するように構成した。

【０００７】また本発明に係る熱交換床パネルは、床部
材を構成する他床パネルと同等サイズとして、熱負荷に
応じて配置位置を可変にできるように構成した。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、吸込口または吹出口の少な
くとも一方に伝熱管部を有する床パネルに、外部の空調
機から床下空間に配管された供給管と還流管を接続し、
空調用の熱媒体を循環させる。伝熱管部は熱媒体が循環
することにより目的の温度に変化し、更に伝熱管部周り
の空気も伝熱作用で目的の温度へと変換される。伝熱管
部を通過し、熱交換作用により温度が変化した熱媒体は
還流管を通り、建屋外部の空調機に戻り、目的の温度に
調節され再び空調用の熱媒体として供給管に供給され
る。またこの動作と同時に床下空間と室内空間の空気循
環をなすファンを回転させ、伝熱管部を有する吸込口も
しくは吹出口を介して室内空間と床下空間とで空気を循
環させる。この時、吸込口もしくは吹出口を空気が通過
する際に、空気は目的の温度に変換されるので、この循
環を継続していくと建屋内は目的の温度に空調される。

【０００９】また熱交換床パネルは、床部材を構成する
他床パネルと同等サイズであるため床部材のどこにでも
配置が可能である。そこで建屋内の熱分布が偏っている
場合には熱負荷に応じて熱交換床パネルの配置場所を変
更して、建屋内の温度分布の偏りを改善することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明に係る熱交換床パネルを用い
た空調方式及び装置の具体的実施例を図面を参照して詳
細に説明する。

【００１１】図１は実施例に係る熱交換床パネルを用い
た空調装置の構造説明図を示し、図２は熱交換床パネル
の平面図、図３は熱交換床パネルの構造説明図を示して
いる。

【００１２】まず図１に示すように、建屋内の底面にあ
る床スラブ１と平行に床部材が敷設され、床部材を境に
建屋内は上下方向に二分割されている。床部材によって
仕切られた上側を室内空間２、下側を空調用部材を配置
する床下空間３として使用する。床部材は、多数の正方
形の平板パネル７を敷設することにより構成され、その
一部に、二空間の空気の流通を可能にする吸込口と吹出
口とが設けられている。なお床部材の固定や保持につい
ては、床スラブ１と床部材の間に支持脚８を設けて行
う。

【００１３】吹出口である吹出パネル９は、平板パネル
７と同等サイズで、床下空間３の空気を吹出すため網目
状の穴１０が形成されている。また床下空間３側には、
電動モータに複数の羽が取り付けられたファン１１が設
けられている。電動モータに通電させファン１１を回転
させると、床下空間３の空気は室内空間２へと吹出され
る。その後、室内空間２へ吹出された空気は、二空間の
差圧によりふたたび吸込口を通り床下空間３に流入す
る。この様に吹出パネル９のファン１１を連続回転させ
ると建屋内空気は、室内空間２と床下空間３の間を循環
する。

【００１４】吸込口である熱交換床パネル５も吹出パネ
ル９と同様に平板パネル７と同等サイズで、図２又は図
３にしめすようにスリット１２が同一方向に複数形成さ
れ、通風部分を形成している。また熱交換床パネル５の
床下空間３側には、スリット１２長手方向と直交する辺
部の端どれか一箇所に熱媒体供給口１３が設けられてお
り、さらに熱媒体供給口１３に対し対角状位置には熱媒
体還流口１４が設けられている。熱交換床パネル５は、
熱媒体供給口１３と熱媒体供給口１３が設けられている
辺部の熱媒体供給ヘッダ部１５、熱媒体還流口１４と熱
媒体還流口１４が設けられている辺部の熱媒体還流ヘッ
ダ部１６、またそれらを連結する複数の熱媒体流路１７
で構成されている。熱媒体供給ヘッダ部１５、複数の熱
媒体流路１７及び熱媒体還流ヘッダ部１６はいずれも中
空になっており熱媒体は、熱媒体供給口１３から熱媒体
還流口１４までの内部流路を自由に通流出来るようにな
っている。建屋外部には、図示していないが空調用の熱
媒体を供給や還元するための空調機４が設けられてお
り、そこから熱媒体供給管１８と熱媒体還流管１９が建
屋内の床下空間３側に配管されている。床下空間３側の
熱媒体供給管１８、熱媒体還流管１９は、チューブ２０
を経由して熱交換床パネル５の熱媒体供給口１３、熱媒
体還流口１４にそれぞれ接続されている。

【００１５】このように構成された熱交換床パネル５を
用いた空調方式は、例えば部屋を暖房することを目的と
すると、まず最初に建屋外部にある空調機４にて、熱媒
体である水を目的の温度になるように加熱する。加熱に
よって目的の暖房温度となった温水は、空調機からの圧
力により熱媒体供給管１８を通り床下空間３側へ進み、
チューブ２０を経由して熱交換床パネル５の熱媒体供給
口１３に導入される。温水は、まず熱媒体供給ヘッダ部
１５に充填され、次いで複数の熱媒体流路１７に分散さ
れて流れ込む。熱媒体流路１７は温水からの伝熱作用に
より、目的の暖房温度に変化する。更に目的の暖房温度
になった複数の熱媒体流路１７の周囲には、複数のスリ
ット１２が設けられているので、熱媒体流路１７まわり
の大量の空気も伝熱作用により目的の暖房温度へと変換
される。熱媒体流路１７を通過し、熱交換により温度が
低下した温水は、熱媒体還流ヘッダ部１６で再び合流
し、熱媒体還流口１４よりチューブ２０を経由して熱媒
体還流管１９へと流れる。その後、建屋外部の空調機４
に戻り再度加熱され、再び空調用の温水として熱媒体供
給管１８へ供給される。

【００１６】またこの動作と同時に、吹出パネル９に構
成されている電動モータに通電させ、室内空間２側に空
気が吹き出すようにファン１１を回転させる。このよう
な作業を連続させると、室内空間２の空気は、床下空間
３との気圧差を補おうと熱交換床パネル５のスリット１
２から床下空間３に移動しようとする。この時、スリッ
ト１２に隣接する熱媒体流路１７からの伝熱作用によ
り、スリット１２を抜けて床下空間３へ進入する空気は
目的となる暖房温度に変換される。床下空間３に入った
暖房空気は、吹出パネル９のファン１１による働きによ
って室内空間２へと吹き出される。吹き出された暖房空
気は、室内空間２で拡散し室内空間２を暖房させる。そ
の後、室内空間２で暖房を行った空気、すなわち室内空
間２で放熱して温度低下した空気は、熱交換床パネル５
のスリット１２に吸い込まれ、再び伝熱作用により暖房
空気に変換され吹出パネル９から室内空間２に吹き出さ
れる。このような循環を継続することにより、建屋内は
目的の暖房温度に変換される。

【００１７】熱交換床パネル５は、熱媒体供給管１８、
熱媒体還流管１９と接続可能ならば室内中のどの場所で
も何枚でも使用でき、接続方法においては、熱交換床パ
ネル５を一枚ずつ個々に熱媒体供給管１８、熱媒体還流
管１９に接続する並列方式や、複数の熱交換床パネル５
の熱媒体供給口１３、熱媒体還流口１４をそれぞれ数珠
つなぎにしていき先頭と末端の熱媒体供給口１３、熱媒
体還流口１４を熱媒体供給管１８、熱媒体還流管１９に
接続する直列方式やあるいは直列、並列方式を併用する
ことも可能である。そのため室内の不均一な熱分布を改
善したり、あるいは室内のある部分を局部的に温度変化
させたりすることが可能になる。例えば冬場にてガラス
窓２１がある部屋の場合、ガラス窓２１はその周囲の壁
２２よりも熱が伝わり易いため伝熱作用により、室内空
間の熱がガラス窓２１を通じて外気に放出され室内窓周
囲の温度が低下する。ここで窓周囲の床面に熱交換床パ
ネル５を設置すると、一部は輻射作用にて窓周囲の室内
空気を直接暖房し窓周囲の温度低下を軽減させる。さら
に吸込口である熱交換床パネル５が窓周囲の室内空気を
吸い込み暖房するので、ガラス窓２１の伝熱作用による
室内の不均一な熱分布を改善することが出来る。また室
内の机や椅子の設置部分にポイント的に熱交換床パネル
５を設置すれば、前述の輻射作用にて室内作業員の快適
性を向上させることが可能になる。

【００１８】図３では熱交換床パネル５は、全て同一の
材質で形成されているが、熱媒体供給口１３や熱媒体還
流口１４を別部材、例えばゴム材に変更することで過大
な応力が掛かっても破損することが無くなり、装置全体
の信頼性が向上する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱交
換床パネルを使用した空調装置は、床下空間を形成する
床部材に吸込口と吹出口を形成するとともに、これら吸
込口と吹出口を介して床下空間と室内空間の空気循環を
なすファンを設け、前記吸込口または吹出口の少なくと
も一方に伝熱管部を有する床パネルを敷設し、当該床パ
ネルには熱熱媒体を送給することで室内空間に空調装置
を設けること無く建屋内を空調することが可能となり室
内空間を有効に利用できる効果が得られる。

【００２０】また熱交換床パネルは、床部材を構成する
他床パネルと同等サイズであるため、床部材のどこにで
も配置が可能である。そこで建屋内の熱分布が偏ってい
る場合でも熱負荷に応じて熱交換床パネルの配置場所を
変更し、建屋内の温度分布の偏りを改善する効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の熱交換床パネルを使用した空調装置の
構造説明図である。

【図２】実施例に係る熱交換床パネルの平面図である。

【図３】実施例に係る熱交換床パネルの構造説明図であ
る。

【図４】従来における空調装置である。

【符号の説明】

１ 床スラブ ２ 室内空間 ３ 床下空間 ４ 空調機 ５ 熱交換床パネル ６ 通気口 ７ 平板パネル ８ 支持脚 ９ 吹出パネル １０ 網目状の穴 １１ ファン １２ スリット １３ 熱媒体供給口 １４ 熱媒体還流口 １５ 熱媒体供給ヘッダ部 １６ 熱媒体還流ヘッダ部 １７ 熱媒体流路 １８ 熱媒体供給管 １９ 熱媒体還流管 ２０ チューブ ２１ ガラス窓 ２２ 壁 ２３ 空気循環路 ２４ 天井

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建屋内に床下空間を形成する床部材に吸
   込口と吹出口を形成するとともに、これら吸込口と吹出
   口を介して床下空間と室内空間の空気循環をなすファン
   を設け、前記吸込口または吹出口の少なくとも一方に伝
   熱管部を有する床パネルを敷設し、当該床パネルには熱
   媒体を送給することを特徴とする熱交換床パネルを使用
   した空調装置。
2. 【請求項２】 熱交換床パネルは、床部材を構成する他
   床パネルと同等サイズとして、熱負荷に応じて配置位置
   を可変にしたことを特徴とする熱交換床パネルを使用し
   た空調装置。