JPH09273776A

JPH09273776A - 天井輻射空調システム

Info

Publication number: JPH09273776A
Application number: JP8081818A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Toda; 正和遠田; Toshiki Tamura; 俊樹田村; Masashi Urano; 雅司浦野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】外気湿度が高い状態で窓を開けた場合などの
ような、自然に起こりうる激しい条件下においても結露
が発生せず、快適な空調運転がなされる天井輻射空調シ
ステムの提供。【解決手段】天井材１上方に平板２を設けるととも
に、この天井材１と平板２との間の空間を空調流路３に
形成し、この空調流路３の入り口と出口とを配管流路４
で結ぶとともに、前記空調流路３に空調空気を循環させ
る送風機５および熱交換機６を、前記配管流路４に配し
て成る天井輻射空調システムにおいて、熱抵抗をＲ〔ｍ
2・ｈ・℃／ｋｃａＬ〕とし、透湿抵抗をＷ〔ｍ2・ｈ・
ｍｍＨｇ／ｇ〕とし、Ｌｏｇを常用対数としたときに、ＬｏｇＲ＜ 0.127ｅｘｐ（27.2ＬｏｇＷ）なる関係を満たすように天井材１を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天井面を冷却また
は冷却もしくは加熱して、室内の冷房または冷暖房を行
う天井輻射空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の天井輻射空調システムの技術とし
ては、その第一のものとして特開平４−９０４３２号公
報に開示され、また、その第二のものとして特開平５−
１４９５８６号公報に開示されているものがある。これ
らの技術は、いずれも天井材の裏面側に空調空気を流し
て、天井面を冷却または加熱し、室内の空調を行うもの
である。このような天井輻射空調システムでは、冷風ま
たは温風を室内に吹き出すような通常の空調システムに
比べて、目障りな空調空気の吹き出し口がないものであ
り、また、不快な気流が発生しにくく、マイルドで均一
な空調が行われる利点がある。

【０００３】また、上記第一のものは、透湿率が１〔ｇ
／ｍ2・ｈ・ｍｍＨｇ〕以上（すなわち透湿抵抗が１
〔ｍ2・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ〕以下）の天井材を用いてい
ることを特徴としている。このような天井材によれば、
この天井材の裏面側の低湿度の空調空気に多湿な室内空
気の水分が吸収されて除湿される。つまり、室内を除湿
しながら、冷房を行うことができるものになっている。

【０００４】また、上記第二のものは、熱抵抗が０．１
〔ｍ2・Ｋ／Ｗ〕以上０．４〔ｍ2・Ｋ／Ｗ〕以下の天井
材を用いていることを特徴としている。このような天井
材によれば、天井材表面の温度分布を小さくして、室内
の温度分布が均一な空調を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
いずれの従来例にあっても、天井面の結露防止の観点に
おいて、必ずしも完全なものとは言えないものである。
つまり、窓を閉め切って行う通常の冷房運転では結露が
生じる心配は少ないものの、例えば、外気湿度が高い状
態で、一時的に使用者が窓を開けたまま運転した場合
に、結露が生じやすい点で問題となるのである。

【０００６】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、外気湿度が高
い状態で窓を開けた場合などのような、自然に起こりう
る激しい条件下においても結露が発生せず、快適な空調
運転がなされる天井輻射空調システムの提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、天井材１上方に平板２を設けるとと
もに、この天井材１と平板２との間の空間を空調流路３
に形成し、この空調流路３の入り口と出口とを配管流路
４で結ぶとともに、前記空調流路３に空調空気を循環さ
せる送風機５および熱交換機６を、前記配管流路４に配
して成る天井輻射空調システムにおいて、熱抵抗をＲ
〔ｍ2・ｈ・℃／ｋｃａＬ〕とし、透湿抵抗をＷ〔ｍ2・
ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ〕とし、Ｌｏｇを常用対数としたとき
に、ＬｏｇＲ＜ 0.127ｅｘｐ（27.2ＬｏｇＷ）なる関係を満たすように天井材１を形成して成ることを
特徴として構成している。

【０００８】このような天井輻射空調システムでは、室
外空気が室内に侵入しても、天井材１の表裏面の温度
が、その表裏面に存在する室外空気の露点温度以上とな
っているので、結露を生じることがなくなっている。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記空調空気が少なくとも室内温度よりも
低い温度になる冷房運転モードを有して成ることを特徴
として構成している。

【００１０】このような天井輻射空調システムでは、冷
房時に天井材１が空調空気によって冷却されている状態
において、室外空気が天井材１の表裏面に接触しても、
この天井材１の表裏面の温度は、その表裏面に存在する
室外空気の露点温度以上であって、結露を生じることが
なくなっている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一つの実施の形態を添付
図を参照して以下に説明する。

【００１２】図１はこの実施の形態における天井輻射空
調システムを示す概略断面図である。

【００１３】この図に示すように、この天井輻射空調シ
ステムでは、天井材１上方に隙間を開けて平板２を設
け、この天井材１と平板２との間に空間を形成してい
る。そして、この空間は空調空気が流れる空調流路３に
形成されているものであって、この空間の両側端部に入
り口と出口とを設け、この入り口と出口とを配管流路４
で結び、連通させている。そして、この配管流路４に送
風機５および熱交換機６を配し、送風機５によって空調
空気を循環させるとともに、熱交換機６によって空調空
気を適切な温度に冷却または加熱している。

【００１４】つまり、熱交換機６には、外部に設けられ
ている熱源機から冷媒配管12によって冷媒が送られ、こ
の冷媒によって空調空気が適切な温度に冷却または加熱
されているのである。また、平板２には屋根裏側に断熱
材11が設けられて適切に断熱されており、空調空気の熱
は天井材１からの熱輻射によって、室内13に確実に無駄
なく伝わるように形成されている。

【００１５】そして、この実施の形態の天井輻射空調シ
ステムでは、特に天井材１に以下の条件を満たす材質の
ものを用いることを特徴としている。つまり、熱抵抗を
Ｒ〔ｍ2・ｈ・℃／ｋｃａＬ〕とし、透湿抵抗をＷ〔ｍ2
・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ〕とし、Ｌｏｇを常用対数としたと
きに、ＬｏｇＲ＜ 0.127ｅｘｐ（27.2ＬｏｇＷ）なる関係を満たすように形成されて成る天井材１を用い
るのである。このような天井材１を用いることによっ
て、通常の空調運転を行っているときに、例えば換気の
ために窓を開けるなどして、湿った室外空気を室内13に
侵入させたとしても、天井材１の表裏面の温度が、その
表裏面に存在する室外空気の露点温度以下とならないの
で、結露を生じることがなくなっているのである。

【００１６】つまり、冷房時には天井材１は冷却されて
いるので、湿った室外空気はこの天井材１の温度に近づ
くように冷却されて、露点温度以下になりやすいのであ
る。しかし、天井材１の熱抵抗および透湿抵抗が上記の
条件を満たすときには、天井材１の温度を室外空気の露
点温度以上としても、効率よく冷房運転できる。したが
って、人が室内13で煮炊きするなど非常に極端な場合は
例外として、窓を開けた場合のような自然に起こりうる
激しい条件下においても、結露を生じることがないので
ある。

【００１７】以下、さらに詳しく、天井材１の熱抵抗お
よび透湿抵抗と結露との関係を具体的に説明する。

【００１８】すなわち、室外空気、室内空気および冷房
運転時の空調空気として、以下の表１に示すような状況
を想定して、種々の熱抵抗および透湿抵抗の組み合わせ
の天井材１について、その表裏面の温度および露点温度
を計算することができる。そして、この計算結果に基づ
いて、天井材１の表裏面の温度が露点温度を下回るとき
には結露が発生すると判断できるのである。

【００１９】

【表１】

【００２０】以上の表１に示す想定条件としては、室外
空気とし、温度２８．１℃、湿度８７．３％としてい
る。すなわち、この数値は大阪標準気象データの８月１
２日２２時の値であり、絶対湿度が最高の状態を想定し
ている。また、室内13は窓を開けて、室外と同じ温度２
８．１℃、湿度８７．３％になっているとしている。ま
た、冷房運転時の空調空気は、温度１９．５℃、湿度６
３．７％としている。この数値は、後述する熱負荷計算
より算出される合理的な数値である。

【００２１】図２は上記した結露発生の有無の計算結果
を示したグラフ図である。このグラフ図では、横軸を熱
抵抗とし、縦軸を透湿抵抗としている。そして、結露が
発生しない熱抵抗および透湿抵抗の組み合わせを○でプ
ロットし、結露が発生する熱抵抗および透湿抵抗の組み
合わせを▼でプロットしている。なお、天井材１の裏面
側、すなわち空調空気側では、空調空気の温度より天井
材１の温度が低くならないので、結露が発生する条件と
はならず、したがって、この図は室内13側のみを示して
いる。

【００２２】このグラフ図において、上記した結露が発
生するかしないかの境界の回帰曲線を計算すると、Ｌｏ
ｇＲ＝ 0.127ｅｘｐ（27.2ＬｏｇＷ）となる。そして、
この回帰曲線より下方の領域では結露が発生しないこと
から、ＬｏｇＲ＜ 0.127ｅｘｐ（27.2ＬｏｇＷ）の条件
を満たす天井材１を用いることによって、結露発生が防
止されることがわかる。

【００２３】また、以下の表２には、上記熱抵抗および
透湿抵抗の組み合わせにおける、上限または下限の材料
およびその数値を示している。

【００２４】

【表２】

【００２５】この表に示すように、熱抵抗としては、最
下限が厚さ３mmの銅板の１０^-5〔ｍ2・ｈ・℃／ｋｃａ
Ｌ〕であり、最上限が厚さ３５０mmのグラスウール２４
Ｋの１０〔ｍ2・ｈ・℃／ｋｃａＬ〕である。また、透
湿抵抗としては、平面壁の表面境界空気層透湿抵抗値が
下限であって、これ以上に低い材はあり得ず、その数値
は０．０２〔ｍ2・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ〕である。また、
上限は厚さ１５０mmの鉄筋コンクリートの１００〔ｍ2
・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ〕である。

【００２６】以下に冷房運転時の空調空気を、温度１
９．５℃、湿度６３．７％とした熱負荷計算について説
明する。

【００２７】この熱負荷計算では、室内13の空気を温度
２６℃、湿度６０％に空調するものとし、冷房運転時に
窓を開けた場合を想定し、以下の表３に示す室内条件な
どの仮定に基づいて熱負荷を計算している。

【００２８】

【表３】

【００２９】上記熱負荷計算における仮定は、この表に
示すように、室内13はその面積を８畳の広さである１
３．２ｍ2とし、天井までの高さを２．４ｍとしてい
る。また、熱損失係数を新省エネ基準４地区相当の３．
４ｋｃａＬ／ｍ²・ｈ・℃とし、換気回数は０．５回／
ｈとしている。また、在室人数は一人であって、その顕
熱は５０ｋｃａＬ／ｈ、潜熱は２９ｋｃａＬ／ｈとして
いる。この熱量の数値は著者宇田川光弘の「パソコンに
よる空気調和計算法」に基づいている。また、室外空気
である外気は、表１にも示したように、温度２８．１
℃、湿度８７．３％である。そして、室内は前述したよ
うに、温度２６．０℃、湿度６０．０％に冷房されてい
るとしている。このような室内の温度および湿度は、Ｈ
ＡＳＳ１１２（空気調和、衛生工学会規格）に基づいて
いる。

【００３０】このような仮定に基づいて計算すると、顕
熱負荷１５４ｋｃａＬ／ｈ、潜熱負荷１２６ｋｃａＬ／
ｈ（２１０ｇ／ｈ）という結果が得られる。

【００３１】そして、この熱負荷の計算結果を基に、以
下の表４の仮定に基づいて空調空気の温度および湿度を
計算している。

【００３２】

【表４】

【００３３】この表に示すように、上記の仮定として、
熱抵抗は、天井材そのものは０．２５５であり、室内13
側表面は０．１０１であり、空気流路３側表面は０．０
８３であり、これらの単位は〔ｍ2・ｈ・℃／ｋｃａ
Ｌ〕である。また、透湿抵抗は、天井材そのものは０．
１３０であり、室内13側表面は０．０５３であり、空気
流路３側表面は０．０３８であり、これらの単位は〔ｍ
2・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ〕である。これらの数値は、「新
建築学体系１０」に示される厚さ１２mmのロッキーにつ
いてのものを採用している。また、天井冷房敷設率は８
０％であると想定している。

【００３４】このような仮定に基づいて計算すると、空
調空気の温度は１９．５℃、湿度は６３．７％となる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、窓を開けたり
して多湿な室外空気を室内に侵入させても、天井材に結
露が生じることがなくなっている。つまり、外気湿度が
高い状態で窓を開けた場合などのような、自然に起こり
うる激しい条件下においても、天井材に結露が発生せ
ず、快適な空調運転がなされる。

【００３６】請求項２記載の発明では、特に結露が生じ
やすい冷房時において、結露防止が確実になされ、快適
な冷房運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における天井輻射空調シス
テムを示す概略断面図である。

【図２】同上天井輻射空調システムにおいて、天井材の
熱抵抗と透湿抵抗との異なる組み合わせにおける結露発
生の有無の計算結果を示したグラフ図である。

【符号の説明】

１天井材２平板３空調流路４配管流路５送風機６熱交換機 11 断熱材 12 冷媒配管 13 室内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天井材上方に平板を設けるとともに、こ
の天井材と平板との間の空間を空調流路に形成し、この
空調流路の入り口と出口とを配管流路で結ぶとともに、
前記空調流路に空調空気を循環させる送風機および熱交
換機を、前記配管流路に配して成る天井輻射空調システ
ムにおいて、熱抵抗をＲ〔ｍ2・ｈ・℃／ｋｃａＬ〕と
し、透湿抵抗をＷ〔ｍ2・ｈ・ｍｍＨｇ／ｇ〕とし、Ｌ
ｏｇを常用対数としたときに、ＬｏｇＲ＜ 0.127ｅｘｐ（27.2ＬｏｇＷ）なる関係を満たすように天井材を形成して成ることを特
徴とする天井輻射空調システム。
【請求項２】上記空調空気が少なくとも室内温度より
も低い温度になる冷房運転モードを有して成ることを特
徴とする請求項１記載の天井輻射空調システム。