JPH10288386A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輻射式の空気調和を行うとともに、空調負荷
が大きいときは対流式空調を行う空調装置であって、調
和空気の吹出口の面積を調節することにより、いかなる
空調負荷レベルの空間であっても騒音を抑えた快適な環
境を形成する。 【解決手段】 熱源機にて温度制御された熱媒体を流通
管に巡回させ、この流通管に連結され輻射パネルを形成
する放熱板により室内の冷暖房を行うとともに、輻射パ
ネルの裏面側に風路を形成し、その風路に流通管に連結
された対流空調用熱交換器を配置し、その熱交換器に強
制的に空気を流通させる。空調負荷に応じて対流空調用
熱交換器に送風し、放熱板を回転させて調温空気吹出口
を形成し、かつその吹き出し面積を制御して、室内に調
和空気を吹き出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、輻射方式と対流
方式双方の機能を有する空気調和装置に関するものであ
り、天井あるいは壁面に設置される空気調和装置として
有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷暖房は温度調節された空気
を送風する対流方式で行うよりも、輻射熱を利用した輻
射方式で行った方が、気流もなく快適な環境が形成でき
るとされている。しかし、輻射方式では熱処理能力が微
弱であるため、空調負荷の大きい場合には対応できず、
これまで広く普及するには至らなかった。これを解決す
るため、例えば特許公報第２５５５７５７号に示される
ような、輻射と対流双方の空気調和方式を有する空気調
和装置が考えられている。

【０００３】図９および図１０は、特許公報第２５５５
７５７号に示されたもので、図において、５１は天井で
あり、室内側は金属ラミネート仕上げのパネルが用いら
れ、その裏面側に天井５１と間隔を開けてグラスウール
にてなる断熱材５２が配され、天井５１と断熱材５２と
の間の空間によって天井裏ダクト５３が形成されてい
る。

【０００４】また、５４は熱源、５５は熱源５４からの
吹出口であり、天井裏ダクト５３の上流側の始端となっ
ている。天井裏ダクト５３の下流側は、環流ダクト５７
に通じており、その末端は熱源５４の吸気口５６に連結
されて、熱源５４で調温された空気を巡回させる巡回路
を形成している。

【０００５】また、５８は吹き出し用のダンパーであ
り、熱源５４にて調温された空気を室内に吹き出させる
開口部として設けられたものであり、熱源５４の吹出口
５５の近傍に天井５１を切り欠いて配置され、モーター
６０にて駆動される。また、５９は吸い込み用のダンパ
ーであり、室内空気の吸込用に設けられたものであり、
天井裏ダクト５３の下流側に天井５１を切り欠いて設け
られ、モーター６０にて駆動される。また、６１は制御
部であり、室内の温度変化を感知する空調負荷センサー
６２からの信号を受け、空調負荷状況に応じて熱源５４
の稼働レベルの制御と、モーター６０によるダンパー５
８、５９の開閉を制御する構成とされている。

【０００６】図９は室内の空調負荷の小さい時の稼動状
態を示している。ダンパー５８、５９は閉じられ、室内
の空調は熱源５４にて調温された空気を天井裏ダクト５
３と環流ダクト５７を巡回させる巡回路を形成すること
により天井５１が調温され、天井５１の表面からの輻射
を通じて空調される。図１０は室内の空調負荷の大きい
時の稼動状態を示している。ダンパー５８、５９が開け
られ、ダンパー５９を通じて吸引された室内空気は環流
ダクト５７を通じて熱源５４へ循環され、熱源５４にて
調温された空気がダンパー５８を通じて室内に吹き出さ
れて室内の空調がなされるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の空気調和装置においては、輻射のみでは処
理しきれない大きな空調負荷の場合、対流空調の稼動と
停止が周期的に行われ、空気温度の時間変動および対流
空調稼働時の気流が居住者の不快要素となる。また、輻
射のみの運転時にも送風機が稼働しているため、常に送
風音が発生し、居住者の不快感を引き起こす可能性があ
る。また、環流ダクトを配設する必要があるため装置容
量が大きく、既設の建造物への設置が困難である、等の
問題があった。

【０００８】この発明の目的は、輻射方式と対流方式双
方の機能を有する空気調和装置であって、送風音が小さ
く快適な空気調和装置を提供することにある。また、こ
の発明の目的は、対流空調時の調和空気の吹出口の面積
を調節することにより、いかなる空調負荷レベルの空間
であっても快適な環境を形成できるようにした空気調和
装置を提供することにある。また、この発明の目的は、
上記のような機能をもつ空気調和装置であって、薄型
化、コンパクト化が容易な構造であり、既設の建造物に
も容易に取り付け可能な空気調和装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の空気調和装置
は、熱源機で温度制御された熱媒体を循環させる流通管
と、この流通管に連結され空調室内に輻射熱を放射する
複数の放熱板と、この放熱板の間に調和空気の吹出口を
開口する開口手段と、前記放熱板の裏側に連結されかつ
前記流通管に連結された対流空調用熱交換器と、前記放
熱板の裏側で前記対流空調用熱交換器に空気を流通させ
る送風路と、この送風路に強制的に空気を流通させる送
風手段と、前記空調室内に配設された空調負荷センサー
と、前記空調負荷センサーの信号に応じて前記送風手段
の動作を制御するとともに前記開口手段により前記送風
路から前記空調室内への前記調和空気の吹き出し口を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、この発明の空気調和装置は、前記放
熱板が回動可能に配設され、前記開口手段により前記放
熱板を回動させて前記調和空気の吹出口を制御するよう
にしたことを特徴するものである。また、この発明の空
気調和装置は、前記制御手段により前記複数の放熱板の
うち所定の放熱板を選択して回動させるようにしたこと
を特徴とするものである。また、この発明の空気調和装
置は、前記複数の放熱板の間に配設された可動板を備
え、前記開口手段により前記可動板を変位させて前記調
和空気の吹出口を制御するようにしたことを特徴とする
ものである。また、この発明の空気調和装置は、前記制
御手段により前記複数の可動板のうち所定の可動板を選
択して変位させるようにしたことを特徴とするものであ
る。また、この発明の空気調和装置は、前記放熱板を前
記空調室の天井面または壁面に配設したことを特徴とす
るものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。なお、図中の同一の符
号は同一または相当部分を示す。 実施の形態１．図１〜図８は、この発明の実施の形態に
おける、輻射方式と対流方式双方の機能を有する空気調
和装置の構造を示す図である。また、図1〜図３は、こ
の空気調和装置の断面構造を示す図、図４はこの空気調
和装置の平面構造を示す図、図５はこの空気調和装置に
用いられる熱交換器を示す斜視図、図６はこの空気調和
装置の放熱板の回動を示す断面図、図７〜図８はこの空
気調和装置の調和空気の吹出口の他の例を示す断面図で
ある。

【００１２】先ず、図１〜図３において、１は、熱媒体
の流通管であり、図示しない熱源機から水などの熱媒体
を循環させる。２は放熱板あるい輻射パネルであり、流
通管５に連結され、流通管１からの熱伝導をうけて空調
室内に熱を輻射する。また、この放熱板２は、後に説明
するように回動可能に取り付けられ、回動時には相隣る
放熱板２の間に調和空気の吹き出し口を形成するように
なっている。３は対流空調用熱交換器であり、熱媒体の
流通管１と連結されて熱伝導を受け、送風されてくる空
気の熱交換をする。４は断熱材であり、５は放熱板２と
断熱材４との間に形成された送風路である。前記の対流
空調用熱交換器３は、この送風路５に配置されている。

【００１３】また、６は室内空気の吸い込み口、７は調
和空気の吹き出し口（図２参照）である。８は送風機な
どの送風手段であり、動作時には吸い込み口６から室内
空気を吸い込んで送風路５に空気を流通させ、対流熱交
換器３を通過した調和空気を吹き出し口７から室内に吹
き出す。９は空調負荷センサーであり、室内空気の状態
を検知し、空調負荷に応じた負荷信号を発し、図示しな
い制御手段を介して、送風手段７へ停止あるいは運転の
指令を与えるとともに、調和空気の吹出口の開口手段と
しての、放熱板２の回動手段（追って説明する）に指令
を与え、調和空気の吹出口面積を最適にするよう制御す
る。

【００１４】次に、図４はこの実施の形態の空気調和装
置の平面構造を示す図である。この図４は放熱板２の裏
側から見たものである。図４に示すように、複数枚の放
熱板２が並列に配置され、各放熱板２には、対流用熱交
換器３が連結されている。また、熱媒体の流通管１が、
これらの対流用熱交換器３を順次貫ぬくように配置、連
結されている。そして、これらに空気を送風して熱交換
をさせる送風手段８が配置されている。このように、こ
の平面の面積を占める構成部材は、実質的に複数枚の放
熱板２と送風手段８とのみであり、この装置の面積の大
部分が輻射面を形成することとなり装置のコンパクト化
を図ることができる。

【００１５】図５はこの実施の形態の空気調和装置の流
通管１に連結された放熱板２と対流熱交換器３を示した
斜視図である。図１〜図３及び図５に示すように、この
装置は、厚み方向に対しては断熱材４、対流熱交換器３
及び放熱板２の厚みだけで構成できるため、少なくとも
５０ｍｍ以下に薄く構成でき、装置の薄型化を図ること
ができる。

【００１６】次に、図６は、放熱板の間に調和空気の吹
出口を開口する開口手段として、放熱板２の回動手段１
０を示す断面図である。この回動手段１０は、図６
（ａ）の状態から、図６（ｂ）の状態へと、駆動部材１
１が回転すると、連結部材１２によって操作部材１３が
上下に動き、この操作部材１３の動きを伝達部材１４が
放熱板２に伝え、放熱板２を回動させる。これにより、
隣合う放熱板２の間に空気吹き出し口７が形成される。
図７は、放熱板２の回動手段１０の変形例を示す断面図
である。この例では、回動手段１０が例えば天井の分割
された領域毎に設けられ、室内の所定領域のみを空調で
きるようになっている。すなわち、複数の放熱板２のう
ち、所定の放熱板２だけを回動させ、そこに空気吹き出
し口７を形成するようにしている。

【００１７】次に、輻射方式と対流方式双方の機能を有
する、この空気調和装置の動作について説明する。図１
は、この空気調和装置の、室内の空調負荷の小さいとき
の稼働状態を示している。このとき送風手段８は停止し
ている。放熱板２はいずれも回動しておらず、同一の平
面を形成し、吹出口は形成されていない。このとき、室
内の空調は、熱源機により調温された熱媒体が流通管１
を循環することにより温度制御される放熱板２の表面を
通じて輻射による空調が行われる。

【００１８】図２は、この空気調和装置の、室内の空調
負荷の比較的大きい時の稼働状態を示している。放熱板
２が、図６に示した放熱板回動手段１０によって回動
し、全体として大きな面積の吹出口７を形成している。
同時に、送風手段８が稼働し、吸込口６から室内空気を
吸い込み、対流熱交換器３を通じて調温された空気が複
数の吹出口７から吹き出す。調和空気の吹き出し口７
は、図２に示すように、複数の吹き出し口７を、適宜に
分散して形成することができるので、室内への調和空気
の供給が偏らず、快適な空調ができる。また気流が騒音
を発生することがない。また、図６に示した放熱板２の
回動機構では、送風手段８に近く送風の圧力が大きいと
ころでは開口７を相対的に小さくし、離れて送風の圧力
が小さいところでは開口７を相対的に大きくすることが
でき、平準化した調和空気の供給をすることができる。

【００１９】図３は、冷暖房の立ち上がり時など、この
空気調和装置の最大負荷処理能力での稼動状態を示して
いる。吸込口６から最も遠い放熱板２のみが回転し、小
さな吹出口７を形成することで、吹出風速を速め、遠方
まで調温空気を到達させる。以上のような動作におい
て、空調負荷センサー９は、空調室内の状態を検出し、
制御手段（図示せず）を介して、送風手段８に指令を出
して、送風手段８のオン、オフ、強弱の動作を制御す
る。また、調和空気の吹出口を開口する開口手段として
の放熱板回動手段１０に指令を出して、開口させる領域
の選定、開口の度合などを制御する。

【００２０】また、放熱板２は、図７に示すように、制
御手段を介して、回動手段１０によって選択された領域
のみで回動するようにし、空調室内の特定部分のみに調
和空気を送風するようにすることもできる。また、図８
は調和空気の吹出口を開口する手段の他の例を示す図で
ある。複数の放熱板２の間に、回動あるいは変位可能な
可動板２ａが配置されている。制御手段により可動板２
ａを回動させて調和空気の吹出口を開口し、かつその開
度を調整する。このようにすれば、放熱板を動かすこと
なく、調和空気の吹出口を形成できる。また、所定領域
の可動板２ａのみを変位させて、空調室内の特定の領域
のみに調和空気を送風するようにすることもできる。な
お、調和空気の吹出口の形成は、このような例に限定さ
れるものではなく、放熱板２の間に開口を形成する方式
であれば、他の方式でもよい。

【００２１】以上のように、この実施の形態の空気調和
装置によれば、空調負荷が輻射のみで処理できる場合に
は放熱板２からの輻射により空気調和を行うことによ
り、不快な気流の発生が無く、また、送風音のない快適
な環境を形成できる。また、空調負荷が輻射のみでは処
理できない場合であっても、放熱板２の回転などにより
全体として大きな面積の吹出口を形成することで、吹出
風速を小さくし、居住域での不快な気流の発生を抑えた
状態で対流による空調負荷の処理を行うことができる。
さらに大きな空調負荷処理が必要な場合には吹出口面積
を小さくし、吹出風速を速めることで遠方まで調温空気
を到達させることが可能である。また、この空気調和装
置の構造面からいえば、放熱板２と対流熱交換器３が一
体であるため、コンパクト化、薄型化が容易である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の空気調
和装置では、次のような効果が得られる。先ず、室内の
空調負荷が輻射のみで空調可能なときには送風機を停止
することができるため、送風音の発生なしに室内の空調
を行うことができる。また、輻射による空調に加えて対
流空調が必要な場合でも、大きな面積の吹出口を形成で
きるので微風遠で調温空気を吹き出すことにより、居住
城に不快な気流の発生を低減することができる。また、
立ち上がり時のように多大な空調負荷処理が必要な場合
には、吹出口面積を小さくすることができるため、吹出
風速を速め、調温空気を遠距離まで到達させることがで
きる。また、さらに、放熱板と対流熱交換器が一体であ
るため、環流ダクトや対流熱交換器を別途設ける必要が
無く、少なくとも５０ｍｍ以下の薄型化が容易となり、
大きな面積を有していても空調機を感じさせることがな
いとともにコンパクト化も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の空気調和装置の断
面図。

【図２】 この発明の実施の形態１の空気調和装置の断
面図。

【図３】 この発明の実施の形態１の空気調和装置の断
面図。

【図４】 この発明の実施の形態１の空気調和装置の平
面図。

【図５】 この発明の実施の形態１の空気調和装道の流
通管に連結された放熱板と対流熱交換器を示した図。

【図６】 この発明の実施の形態１の空気調和装置の放
熱板回転手段の一例を示す断面図。

【図７】 この発明の実施の形態１の空気調和装置の放
熱板回転手段の他の一例を示す断面図。

【図８】 この発明の実施の形態１の空気調和装置の調
和空気の吹出口の他の例を示す断面図。

【図９】 従来の空気調和装置の断面図。

【図１０】 従来の空気調和装置の断面図。

【符号の説明】

１ 流通管、 ２ 放熱板、 ３ 対流熱交換器、 ４
断熱材、 ５ 送風路、 ６ 吸込口、 ７ 吹出
口、 ８ 送風手段、 ９ 空調負荷センサー、１０
放熱板回転手段。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源機で温度制御された熱媒体を循環さ
   せる流通管と、この流通管に連結され空調室内に輻射熱
   を放射する複数の放熱板と、この放熱板の間に調和空気
   の吹出口を開口する開口手段と、前記放熱板の裏側に連
   結されかつ前記流通管に連結された対流空調用熱交換器
   と、前記放熱板の裏側で前記対流空調用熱交換器に空気
   を流通させる送風路と、この送風路に強制的に空気を流
   通させる送風手段と、前記空調室内に配設された空調負
   荷センサーと、前記空調負荷センサーの信号に応じて前
   記送風手段の動作を制御するとともに前記開口手段によ
   り前記送風路から前記空調室内への前記調和空気の吹き
   出し口を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
   空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記放熱板が回動可能に配設され、前記
   開口手段により前記放熱板を回動させて前記調和空気の
   吹出口を制御するようにしたことを特徴する請求項１に
   記載の空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段により前記複数の放熱板の
   うち所定の放熱板を選択して回動させるようにしたこと
   を特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
4. 【請求項４】 前記複数の放熱板の間に配設された可動
   板を備え、前記開口手段により前記可動板を変位させて
   前記調和空気の吹出口を制御するようにしたことを特徴
   とする請求項１に記載の空気調和装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段により前記複数の可動板の
   うち所定の可動板を選択して変位させるようにしたこと
   を特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
6. 【請求項６】 前記放熱板を前記空調室の天井面または
   壁面に配設したことを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれかに記載の空気調和装置。