JPH11304195A - 輻射冷暖房システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管工事が簡略化された輻射冷暖房システム
を提供することを課題とする。 【解決手段】 壁面１４の上部で縁を支持された膜天井
２２が天井１２から支持部材２４につり下げられてい
る。膜天井２２と断熱材２０の間に形成された風道２６
に冷暖気供給部３２から冷気が供給され、膜天井２２を
介して居室１８に輻射冷房が施される。これにより、居
室１８は柔らかい冷房が施されることになる。この際、
膜天井２２を天井１２の表面に配設するだけで風道２６
が形成されるため、輻射冷暖房システムの施工が簡略化
される。しかも、膜天井２２が通気性を有するため、急
速冷暖房時に膜天井２２から冷気が室内に吹き出し、輻
射冷房の立ち上げの悪さを補う。輻射暖房も同様であ
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、輻射熱を用いて冷
暖房を行うシステムに関し、一層詳細には、膜体で居室
の天井あるいは壁面の表面を覆い、膜体と天井あるいは
壁面との間の空間に冷気あるいは暖気を供給することに
より冷暖房を行う輻射冷暖房システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エアコン等による冷暖房が普及し
て四季を通じて快適な居住空間が確保されるようになっ
てきた。しかしながら、空調を連続的に使用すると利用
者が不快になることもあった。例えば、冷房を使用する
場合には、冷気が直接体に吹きつけて体がだるくなるこ
とである。

【０００３】このような問題点を解決する冷暖房システ
ムとして、輻射熱を利用することが注目されている。特
に、暖房においては床暖房という形でかなり普及しつつ
ある。床暖房は、頭寒足熱になること、足が床面に触れ
たときの快感（暖かさ）等の理由により、利用者の支持
を受けている。

【０００４】この床暖房と同様の発想から冷房にも輻射
熱を利用することが考えられる。すなわち、天井の面全
体を冷し、この冷気によって輻射冷房を行うシステムで
ある。このような研究、開発が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような輻射冷暖房
を実施する場合、配管工事の簡略化が要望されていた。
天井からの輻射冷房を行う場合であれば、熱交換機等を
配設するとともに、天井材の裏側に風道を設ける必要が
あり、配管工事が煩雑であるという不都合があった。

【０００６】また、天井から輻射冷房を行う場合、床暖
房と異なり冷房特有の問題が発生する。すなわち、天井
面に結露が発生し、天井材を傷めてしまうおそれがあっ
た。この結露を解決するという観点から、天井材として
透湿性のあるものを使用するものが提案されている
（『放射冷房の結露防止に関する研究』松下電工技報
（Apr.１９９６））。

【０００７】これは、天井材に透湿性を有する部材を使
用することにより、天井裏に設けられた風道と室内の水
蒸気圧の差によって室内から風道に水蒸気を移動させ、
風道から熱交換器に運ばせてドレンとして外部に排出す
るものである。このように構成することにより、除湿器
等の特別な除湿機構を設けることなく、結露を防止でき
るとしている。

【０００８】しかしながら、このような結露防止用の天
井材を用いて冷房を行うと、冷房の立ち上がりが遅いと
いう不都合があった。すなわち、天井材に透湿性を有す
る多孔質体を用いているため、風道に冷気を供給する
と、天井材を冷やすまでに時間を要する。したがって、
天井材による室内の輻射冷房が定常状態になるまで時間
がかかっていた（立ち上がりが悪かった）。

【０００９】本発明は係る事実を考慮して、配管工事が
簡略化された輻射冷暖房システムを提供することを課題
とする。また、本発明は結露を防止しつつ、立ち上がり
の良好な輻射冷暖房システムを提供することを課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、部屋を構成する壁面あるいは天井と、前記壁面ある
いは天井の表面を覆う膜体と、前記壁面あるいは天井と
膜体の間に形成される空間に冷気あるいは暖気を供給す
る冷暖気供給手段と、を備えることを特徴とする。 請
求項１記載の発明の作用について説明する。

【００１１】壁面あるいは天井の表面を膜体で覆うこと
により、壁面あるいは天井と膜体の間の空間を風道と
し、ここに冷暖気供給手段から冷温風を供給することに
よって膜体を介して室内へ輻射冷暖房が行われる。した
がって、冷暖房のために新たに横引きダクトの配管工事
を行う必要がなく、壁面あるいは天井の表面を膜体で覆
うだけで良いため、配管工事が簡略化される。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１記載
の発明において、前記膜体は通気性を有することを特徴
とする。

【００１３】請求項２記載の発明の作用について説明す
る。

【００１４】急速冷暖房を行う際に、気流速度（圧力）
が上昇すると、通気性を有する膜体から冷温風（冷暖
気）が室内に吹き出し、急速に室内の冷暖房を行い、輻
射冷暖房の立ち上がりの悪さを補う。

【００１５】請求項３に記載の発明では、請求項１記載
の発明において、前記膜体には、前記空間の圧力上昇に
応じて開口する吹き出し口を有することを特徴とする。

【００１６】請求項３記載の発明の作用について説明す
る。

【００１７】急速冷暖房を行う際に、気流速度（気圧）
が上昇すると、膜体の吹き出し口が開口して冷温風（冷
暖気）が室内に吹き出し、急速に室内の冷暖房を行うた
め、輻射冷暖房の立ち上がりの悪さを一層良く補う。

【００１８】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれか１項に記載の発明において、前記壁面あるい
は天井と前記膜体の間に断熱材を配設し、断熱材と膜体
の間に形成される空間に前記冷暖気供給手段から冷気あ
るいは暖気を供給することを特徴とする。

【００１９】請求項４記載の発明の作用について説明す
る。

【００２０】断熱材と膜体の間の空間を風道とするた
め、輻射冷暖房システムの熱効率が向上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態に係る輻射
冷暖房システムについて、図１を参照して説明を行う。
図１は、輻射冷暖房システムの概略図である。本実施形
態の輻射冷暖房システム１０は、鉄筋コンクリート製の
天井１２、壁面１４、床面１６で形成された居室１８に
対して設けられている。

【００２２】居室１８の天井１２の下部には、断熱材２
０が配設されており、さらに、断熱材２０の下部には、
壁面１４の上部で縁部が支持されるとともに支持部材２
４でつり下げられた膜天井２２が天井１２（断熱材２
０）の全面を覆っている。

【００２３】膜天井２２は通気性に優れた布から形成さ
れており、支持部材２４につり下げられることにより、
断熱材２０との間に風道となる空間（以下、風道とい
う）２６が形成される。

【００２４】天井１２の上部には、熱交換器２８と送風
機３０とから構成される冷暖気供給部３２が配設されて
おり、冷暖気供給部３２から風道２６に供給用と還流用
の２本のパイプ３４、３６が配管されている。

【００２５】このように構成される輻射冷暖房システム
１０の作用について説明する。

【００２６】冷房を行う場合には、熱交換器２８によっ
て冷却された冷気が送風機３０によって供給用のパイプ
３４から風道２６に供給される。冷気が風道２６内を満
たすことによって膜天井２２を介して輻射冷房（波線矢
印参照）が行われ、居室１８の室温が低下する。輻射冷
房によって温度上昇した風道２６の空気は、気流によっ
て還流用のパイプ３６を介して冷温風交換部３２に戻
り、熱交換器２８によって再び冷却され、供給用のパイ
プ３４を介して風道２６に再び供給される。

【００２７】この場合、通常の冷房と異なり冷風が直
接、居室１８に居る人間に吹きつけることはなく、柔ら
かい冷房が実現される。また、冷房により結露するおそ
れのある水蒸気も通気性のある天井膜２２を介して風道
２６内に移動し、気流によって熱交換部３２に運ばれ、
ドレンとして外部に排出される。したがって、膜天井２
２が結露するおそれはない。

【００２８】なお、急速冷房を行う場合には、送風機３
０によって気流を早くするため、風道２６における気圧
が上昇する。この結果、通気性のある膜天井２２から直
接冷気が噴出し（破線矢印参照）、室温を低下させる。
したがって、輻射冷房の立ち上がりを悪さを補い、冷房
の立ち上がりを良好にさせる。

【００２９】さらに、風道２６は膜天井２２を天井に張
るだけで良いので風道を形成するためのダクト工事が簡
単である。特に、支持部材２４を使用せずに、壁面１４
の上部に縁を支持させる構造のものは特に工程が簡単な
ため、輻射冷暖房システム１０の配管工事の工程を簡略
化させることができる。

【００３０】ここでは、輻射冷房について説明したが、
輻射暖房についても同様の作用効果がある。

【００３１】次に、本発明の第２実施形態に係る輻射冷
暖房システムについて図２を参照して説明する。第１実
施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。図２は壁面の横断面図であ
る。輻射冷暖房システム４０は、第１実施形態と同様の
ものを壁面に設けたものである。本実施形態では、冷暖
気供給部と供給用、還流用のダクトは図示を省略した。

【００３２】壁面１４は、外側から外壁４２、柱４４、
内壁４６の順に形成されており、外壁４２と内壁４６の
間には断熱材４８が配設されている。

【００３３】複数の係止部材５４によって内壁４６の所
定箇所に係止された断熱材５０と通気性の良い膜体５２
が内壁４６の表面を覆っている。この断熱材５０と膜体
５２の双方が弛むため、その間に空間（風道）５６が形
成される。

【００３４】図示されない冷暖気供給部（熱交換器およ
び送風機）から風道５６に供給される冷暖気によって室
内が輻射冷暖房され（波線矢印参照）、居住者に優しい
冷暖房が行われる。

【００３５】急速冷暖房時には、第１実施形態と同様に
通気性の良い膜体５２から冷気あるいは暖気が吹き出
し、急速に冷暖房を行う。したがって、輻射冷暖房の立
ち上がりの悪さを補う。

【００３６】この場合も、通常の冷暖房であれば壁面の
内部に設置されるダクトが外部の断熱材５０と膜体５２
によって簡単に形成されるとともに、ダクト（風道５
６）から漏れる熱エネルギーがそのまま輻射冷暖房に使
用されるため、空調システム全体の熱効率が良い。

【００３７】なお、膜天井や床暖房と併用することによ
ってさらに効率的に冷暖房を行うことができる。

【００３８】また、膜天井２２あるいは膜体５２に気圧
の上昇によって開口する吹き出し口を設けることによ
り、急速冷暖房時にこの吹き出し口から冷気あるいは暖
気が居室１８に吹き出し、輻射冷暖房の立ち上げの悪さ
を一層良く補うように構成することも可能である。

【００３９】さらに、第１、第２実施形態では鉄筋コン
クリート製の居室について説明したが、木造や鉄骨造り
等、他の構造の居室についても適用可能である。

【００４０】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、簡単な施工で
輻射冷暖房システムを設けることができる。

【００４１】請求項２記載の発明では、冷暖房の立ち上
げ時に、冷温風が膜体から室内に吹き込むため、急速に
冷暖房され、輻射冷暖房の立ち上げの悪さを補う。

【００４２】請求項３記載の発明では、急速冷暖房時
に、吹き出し口から冷温風が吹き出すため、一層冷暖房
の立ち上げが良好になる。

【００４３】請求項４記載の発明では、熱効率良く輻射
冷暖房を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る輻射冷暖房システ
ムの概略図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係る輻射冷暖房システ
ムの概略図である。

【符号の説明】

１０、４０ 輻射冷暖房システム １２ 天井 １４ 壁面 １８ 居室（部屋） ２０、５０ 断熱材 ２２、５２ 膜天井（膜体） ２６、５６ 風道（空間） ３２ 冷暖気供給部 ４６ 内壁（壁面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｅ０４Ｂ 5/57 Ｑ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部屋を構成する壁面あるいは天井と、 前記壁面あるいは天井の表面を覆う膜体と、 前記壁面あるいは天井と膜体の間に形成される空間に冷
   気あるいは暖気を供給する冷暖気供給手段と、 を備えることを特徴とする輻射冷暖房システム。
2. 【請求項２】 前記膜体は通気性を有することを特徴と
   する請求項１記載の輻射冷暖房システム。
3. 【請求項３】 前記膜体には、前記空間の圧力上昇に応
   じて開口する吹き出し口を有することを特徴とする請求
   項１または２記載の輻射冷暖房システム。
4. 【請求項４】 前記壁面あるいは天井と前記膜体の間に
   断熱材を配設し、断熱材と膜体の間に形成される空間に
   前記冷暖気供給手段から冷気あるいは暖気を供給するこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の輻
   射冷暖房システム。