(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記輻射パネルにおいて、前記輻射用型材及び前記器具類取付用型材が、当該型材の後面側を横断するレール部材に対して固定されている請求項1〜6の何れか1項に記載の輻射式空調システム。
【背景技術】
【0002】
近年、省エネルギー性と快適性のニーズに対して、冷風や温風を直接室内に吹き出すことなく熱エネルギーの授受(以下、「熱輻射」と呼ぶ。)を行って室内の空調を行う輻射式空調システムが注目されている。
かかる輻射式空調システムは、熱媒管路を設けた輻射パネルを天井面などの室内面に沿って敷設し、その熱媒管路に温水や冷水などの熱媒を通流させることで、輻射パネルにより室内への熱輻射や室内空気との熱交換を行って、室内の冷暖房を行うように構成されている(例えば、特許文献1及び2を参照。)。
【0003】
更に、特許文献1及び2に記載の輻射式空調システムの輻射パネルは、アルミニウムなどの良熱伝導性(低熱抵抗)材料からなると共に熱媒管路が直線状に設けられて当該熱媒管路の管軸方向に沿って延出形成された長尺の輻射用型材(特許文献1の「放射パネル単体6」、及び、特許文献2の「パネル本体1」を参照)を複数並設して構成されている。
具体的に、複数の輻射用型材が互いに近接させた状態で等間隔に並設され、これら互いに並設された複数の輻射用型材が、当該型材の延出方向と交差する方向を長手方向とするレール部材(特許文献1の「横材5」を参照)や天井下地に対して固定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このような従来の輻射式空調システムの輻射パネルは、複数の輻射用型材を互いに近接させた状態で並設した状態で一体化されており、互いに隣接する輻射用型材の隣接間には、例えば輻射用型材同士を連結するための部品程度が設けられる場合があるものの、その他のものを設置するようには構成されていない。また、快適な空調を行うためには、室内面においてできるだけ広範囲に亘って輻射パネルを敷設することが望まれる。
しかしながら、天井部などの室内面では、このような輻射パネルに加えて、照明器具などの各種器具類を設置する必要があるため、従来の輻射パネルでは、器具類の設置箇所との干渉を回避した領域に敷設する必要があった。したがって、室内面における器具類の設置箇所が制限されたり、輻射パネルの外観形状が器具類の設置箇所を回避した統一感の無い形状となって室内側から見た室内面側の美観を損ねたり、室内面全体に亘って輻射パネルを敷設できずに室内全体の快適な空調を実現できなくなるなどの問題があった。
【0006】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、熱輻射により室内の空調を行う輻射式空調システムにおいて、快適な空調を実現しつつ、室内側から見た室内面側の美観を損なうことなく、室内面における器具類の設置箇所の自由度を確保することができる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1特徴構成は、
室内面に沿って敷設される輻射パネルを備え、当該輻射パネルに設けられた熱媒管路に熱媒を通流させて室内の空調を行う輻射式空調システムであって、
前記輻射パネルが、輻射用型材と器具類取付用型材との夫々を複数並設して構成され、
前記輻射用型材が、良熱伝導性材料からなると共に前記熱媒管路が直線状に設けられて当該熱媒管路の管軸方向に沿って延出形成された型材であり、
前記器具類取付用型材が、器具類を取り付け可能な器具類取付面部が前面側に設けられて帯状に延出形成された型材であ
り、
前記輻射パネルが、前記輻射用型材を複数並設すると共に、当該輻射用型材の隣接間に一又は複数の前記器具類取付用型材を介装して構成され、
前記輻射用型材が、前記熱媒管路が設けられた管路部と、当該管路部から前面側に突出してなる支持部と、当該支持部の先端から幅方向に延出してなる帯状の輻射面部とを有して構成されて、
前記輻射面部の幅が、前記管路部の幅よりも大きく、且つ、隣接間に隙間が形成されて前記器具類取付面部の前方側を開放する幅に設定されている点にある。
【0008】
本特徴構成によれば、室内に面する室内面に沿って敷設される輻射パネルには、輻射用型材だけでなく、輻射用型材と器具類取付用型材とが夫々複数並設されている。そのため、室内の状況に合わせて輻射パネルの適切な箇所に上記器具類取付用型材を配置し、その器具類取付用型材の前面側(室内の中心に向かう側)に設けられた器具類取付面部に器具類を取り付けることができる。
【0009】
即ち、室内面に沿って輻射パネルを敷設するにあたり、室内の状況に合わせて器具類を適切な箇所に配置する場合においても、その器具類の設置箇所との干渉を考慮する必要がない。よって、輻射パネルの外観形状を自由に設定して室内側から見た室内面側の美観を向上させることができ、更には、輻射パネルを室内面のできるだけ広範囲に亘って敷設することで、快適な空調を実現することができる。
【0010】
したがって、本発明により、熱輻射により室内の空調を行う輻射式空調システムにおいて、快適な空調を実現しつつ、室内側から見た室内面側の美観を損なうことなく、室内面における器具類の設置箇所の自由度を確保することができる技術を提供することができる。
【0012】
本特徴構成によれば、輻射パネルにおいて、隣接間に器具類取付用型材を介装させる形態で、複数の輻射用型材の配置間隔を適度に確保することができる。よって、輻射パネルにおいて、輻射用型材の設置領域をできるだけ広くしながら、その輻射用型材の密度を適度なものとすることができる。すると、室内全体に対して広範囲で且つ適度な熱輻射を行って、空調の快適性を一層向上させることができる。
更に、輻射用型材においては、熱媒が通流する熱媒管路が設けられた管路部に対して、当該管路部から前面側に突出してなる支持部を通じて、当該支持部の先端から幅方向に延出してなる輻射面部が熱交換可能な状態で接続されていることになる。よって、この輻射面部において室内に対して比較的広範囲に熱輻射を行うことができる。
【0013】
本発明の第
2特徴構成は、
前記器具類取付用型材が、良熱伝導性材料からなり、
前記輻射パネルにおいて、互いに隣接する前記輻射用型材と前記器具類取付用型材との間で熱伝導可能に構成されている点にある。
【0014】
本特徴構成によれば、熱媒管路が設けられた輻射用型材のみで熱輻射を行うのではなく、隣接する良熱伝導性材料からなる器具類取付用型材においても熱輻射を行うことができる。よって、輻射パネルにおいて、室内に対する熱輻射可能な有効面積(以下、「輻射面積」と呼ぶ場合がある。)をできるだけ広くすることができる。すると、室内全体に対して広範囲で且つ適度な強度の熱輻射を行って、空調の快適性を一層向上させることができる。
【0015】
本発明の第
3特徴構成は、
前記輻射パネルにおいて、互いに隣接する前記輻射用型材と前記器具類取付用型材との間に良熱伝導性材料の熱伝導スペーサを介装する点にある。
【0016】
本特徴構成によれば、互いに隣接する輻射用型材と器具類取付用型材との間で熱伝導可能に構成するにあたり、両型材の間に、良熱伝導性材料の熱伝導スペーサを介装することで、輻射用型材と器具類取付用型材とに対する密着性を向上することができ、輻射用型材と器具類取付用型材との間で良好な熱伝導を実現することができる。
【0017】
本発明の第
4特徴構成は、
前記輻射パネルにおいて、前記器具類取付用型材と前記輻射用型材の管路部とが隣接配置されている点にある。
【0019】
本特徴構成によれば、熱媒が通流する熱媒管路が設けられた管路部に対して、器具類取付用型材が熱伝導可能な状態で隣接配置されているので、管路部と器具類取付用型材との間の熱伝導距離をできるだけ短くして熱抵抗を減らし、器具類取付用型材においても室内に対して良好な熱輻射を行うことができる。
本発明の第5特徴構成は、
前記輻射パネルにおいて、互いに隣接する前記輻射用型材と前記器具類取付用型材との間に通気路として機能する隙間が設けられている点にある。
【0020】
本発明の第6特徴構成は、
前記輻射パネルにおいて、前記器具類取付用型材の器具類取付面部が、前記輻射用型材の前面側に設けられた輻射面部よりも後退した位置に配置されている点にある。
【0021】
本特徴構成によれば、器具類取付用型材の器具類取付面部が、輻射用型材の前面側に突出した位置にある輻射面部よりも後退した位置に配置されているので、当該器具類取付面部に取り付けた器具類を、輻射面部よりも室内側に突出しないように配置したり、その器具類の突出量をできるだけ小さくすることができるので、室内側から見た室内面側の美観を向上させることができる。
【0022】
更に、輻射用型材において輻射面部の幅を管路部の幅よりも大きく設定すれば、隣接する器具類取付用型材との間に形成される隙間を当該輻射面部により覆い隠して、室内側から見た美観を一層向上させることができる。
【0023】
本発明の第7特徴構成は、
前記輻射パネルにおいて、前記輻射用型材及び前記器具類取付用型材が、当該型材の後面側を横断するレール部材に対して固定されている点にある。
【0024】
本特徴構成によれば、複数の輻射用型材及び器具類取付用型材を並設してなる輻射パネルにおいて、それら型材を後面側に配置されたレール部材に固定することで、当該輻射パネルを一体の構造物としてユニット化することができ、室内面に対して予めユニット化された輻射パネルを支持固定するなどして、室内面に対する輻射パネルの敷設施工を簡略化することができる。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明に係る輻射空調システムの実施形態について図面に基づいて説明する。
本実施形態の輻射空調システムは、
図1及び
図2に示すように、室内Rに面する天井面(室内面の一例)に沿って敷設される輻射パネル1を備える。
【0027】
この輻射パネル1は、天井スラブ(図示省略)から垂下する吊りボルト50により野縁受け51Aを介して吊り下げられた野縁51B(天井下地の一例)の下面に対して、一対の固定部52,53により固定されている。詳しくは、一方側の固定部52において、輻射パネル1の上面側(後面側)に設けられたレール部材30の上面に固定され水平方向に延出する爪部52aが、野縁51Bの下面に形成された溝部52bに差し込まれ、その後、他方側の固定部53において輻射パネル1のレール部材30の上面に固定されたブラケット部53aと野縁51Bの下面に固定されたブラケット部53bとが螺子止め固定される。
【0028】
このように天井面に沿って敷設される輻射パネル1には、別途設置された熱源機(図示所略)により加熱又は冷却された温水や冷水などの熱媒が通流する熱媒管路Lが設けられている。この熱媒管路Lに熱媒を通流させることにより、輻射パネル1により室内Rへの熱輻射や室内Rの空気との熱交換が行われて、室内Rの冷暖房が行われる。
尚、本実施形態では、熱媒管路Lは、輻射パネル1の上面側を蛇行状に這う可撓性の熱媒パイプPの内部に形成された管路として設けられている。
【0029】
そして、この輻射空調システムは、特徴的な輻射パネル1の構造を採用することで、快適な空調を実現しつつ、室内R側から見た天井面側の美観を損なうことなく、天井面における器具類の設置箇所の自由度を確保することができ、その特徴について、以下に説明を加える。
【0030】
輻射パネル1は、
図2に示すように、輻射用型材10と器具類取付用型材20との夫々を複数並設して構成されており、このように並設配置された輻射用型材10及び器具類取付用型材20は、その型材10,20の上面側を横断するレール部材30に固定されることで、輻射パネル1は一体の構造物としてユニット化されている。即ち、輻射パネル1がユニット化されることで、天井面に対して予めユニット化された輻射パネル1を支持固定するなどして、輻射パネル1の敷設施工が簡略化されている。
【0031】
図2及び
図3に示すように、輻射用型材10は、良熱伝導性材料であるアルミニウム製であると共に、熱媒管路Lが直線状に設けられて当該熱媒管路Lの管軸方向(
図2及び
図3における奥行き方向)に沿って延出形成された押出型材で構成されている。
具体的に、輻射用型材10は、熱媒管路Lが設けられた管路部11と、当該管路部11から下面側に突出してなる支持部12と、当該支持部12の先端から幅方向(
図2及び
図3における左右方向)に延出してなる輻射面部13とを有して構成されている。
【0032】
尚、この管路部11は、熱媒管路Lを内部に形成する熱媒パイプPが上面側から挿入されて当該熱媒パイプPを外嵌する上面が開口する断面U字状のパイプ保持溝11aを上面に有する部位として形成されている。更に、支持部12及び輻射面部13は、この管路部11の下面から下向きに延出しその延出端から幅方向に延出するというような逆傘状の部位として形成されている。また、この輻射面部13の下面が凸状に湾曲する輻射面13aとして形成されており、これにより輻射面13aからの熱輻射の立体角が拡大されている。
【0033】
このように構成された輻射用型材10では、熱媒管路Lが設けられた管路部11に対して、支持部12を通じて輻射面部13の輻射面13aが熱交換可能な状態で接続されていることになる。よって、輻射式の冷暖房を行うにあたり、この輻射面13aにおいて室内Rに対して比較的広範囲に熱輻射が行われることになる。
【0034】
輻射用型材10はレール部材30に対して所定の固定用部材40によって固定されており、以下に、その固定方法の詳細について、
図3及び
図4に基づいて説明を加える。
固定用部材40は、板状のフランジ部41と、そのフランジ部41の中心部に溶接固定されて同フランジ部41の法線方向に延出するボルト部42と、そのボルト部42に螺結するナット43からなる。
また、輻射用型材10のパイプ保持溝11aの両縁部には、上記フランジ部41の厚みよりも若干大きい幅を有する一対の係止溝11bが形成されており、一方、レール部材30には、パイプ保持溝11aの中心部に相当する位置において同パイプ保持溝11aの延出方向に沿って切り欠かれたU字状の切り欠き部31が形成されている。
上記フランジ部41は、平行四辺形に形成されており、その平行四辺形における一対の長辺間の距離がパイプ保持溝11aの幅よりも十分に小さいものとされており(
図4(a)参照。)、一方、その平行四辺形における一対の短辺間の距離がパイプ保持溝11aの幅よりも大きく且つ上記一対の係止溝11b夫々の底部間の距離よりも若干小さいものとされている(
図4(b)参照。)。
【0035】
そして、レール部材30に対して輻射用型材10を固定するにあたり、先ず、
図4(a)に示すように、パイプ保持溝11aにおいて、レール部材30の切り欠き部31よりもその開口部側に離間した位置に、固定用部材40のフランジ部41を、そのフランジ部41の長手方向をパイプ保持溝11aの延出方向に沿わせる姿勢で挿入する。
次に、
図4(b)に示すように、その挿入した固定用部材40のフランジ部41を、ボルト部42の軸心を中心に回転させて、そのフランジ部41における一対の短辺をパイプ保持溝11aの両縁部に形成された一対の係止溝11bに挿入させると共に、
図4(c)に示すように、フランジ部41における一対の短辺を一対の係止溝11bに挿入させた状態のまま、固定用部材40をレール部材30の切り欠き部31側にスライドさせて、ボルト部42を切り欠き部31に挿入させ、その状態で、ボルト部42にナット43を螺結させる。
すると、輻射用型材10に形成された一対の係止溝11bに係止された固定用部材40のフランジ部41がレール部材30の切り欠き部31側に引き寄せられる状態で、輻射用型材10がレール部材30に固定されることになる。
尚、
図4では、
図4(c)のスライドに先立って
図4(b)の回転を行うように示したが、逆に、固定用部材40をスライドさせた後に回転させても構わない。
【0036】
また、上記係止溝11bに係止されたフランジ部41と、パイプ保持溝11aに挿入された熱媒パイプPの上面との間には、弾性材料からなるスペーサ70が圧縮状態で介装されている。このことにより、熱媒パイプPはパイプ保持溝11aに対して付勢されることになるので、熱媒パイプPの外面とパイプ保持溝11aの内面との密着性が向上し、それらの間の熱伝導が促進されることになる。
【0037】
図2及び
図3に示すように、器具類取付用型材20についても、輻射用型材10と同様に、良熱伝導性材料であるアルミニウム製の押出型材で構成されている。
具体的に、器具類取付用型材20は、鉛直方向に立設する一対のフランジ部22と、その一対のフランジ部22の間に亘って設けられ水平方向に延出する器具類取付面部21とからなる型材として構成されている。尚、本実施形態の器具類取付用型材20は、断面H字状の型材としているが、その断面形状はH字状に限定することなく適宜改変可能である。
【0038】
このように構成された器具類取付用型材20では、器具類取付面部21の下面が室内Rに対して開放された状態となるため、その器具類取付面部21に、照明器具K1や給排気口K2などのように、天井面に設ける必要がある各種器具類Kを螺子やビス等の種々の固定手段により取り付けることができる。
即ち、天井面に沿って敷設される輻射パネル1の器具類取付用型材20に対して器具類Kを取り付けることができるので、その器具類Kの設置箇所と輻射パネル1との干渉を考慮する必要がなく、器具類Kを適切な箇所に取り付けることができ、更には、輻射パネル1の外観形状が、器具類Kを取り付ける箇所を回避させたような統一感の無い形状となることはない。
よって、室内R側から見て輻射パネル1が敷設される天井面の美観が損なわれるとの問題がなく、更には、輻射パネル1を天井面のできるだけ広範囲に亘って敷設することで、室内Rの快適な空調が実現されることになる。
【0039】
器具類取付用型材20についても、輻射用型材10と同様に、レール部材30に対して所定の固定用部材45によって固定される。
即ち、器具類取付用型材20の上面に形成された一対の係止溝23に係止された固定用部材45のフランジ部46が、当該フランジ部46から延出するボルト部47に対してナット48を螺結することにより、レール部材30の切り欠き部31側に引き寄せられる状態で、器具類取付用型材20がレール部材30に固定されることになる。
尚、本実施形態では、六角ボルトを固定用部材45として利用しており、その六角ボルトの頭部がフランジ部46として機能する。
【0040】
輻射パネル1において、複数の輻射用型材10と器具類取付用型材20とは交互に配置されている。言い換えれば、輻射用型材10が複数並設されていると共に、その輻射用型材10の隣接間に一の器具類取付用型材20が介装されている。
このことで、複数の輻射用型材10の配置間隔が適度に確保されて、輻射用型材10の設置領域が広くなり、輻射用型材10の密度が適度なものとなる。よって、室内R全体に対して広範囲で且つ適度な熱輻射が行われ、空調の快適性が一層向上されている。
更に、器具類取付用型材20についても同様に、配置間隔や設置領域を適度に設定することができるので、器具類取付用型材20に取り付けられる器具類Kを、室内Rにおける人数などの状況に応じて配置することができる。
【0041】
このように構成された輻射パネル1において、
図3に示すように、器具類取付用型材20において器具類Kが取り付けられる器具類取付面部21は、輻射用型材10において支持部12の先端から幅方向に延出してなる輻射面部13よりも上面側(後面側)に後退した位置に配置されている。
具体的には、器具類取付用型材20において器具類取付面部21の両端に設けられたフランジ部22と、輻射用型材10において最も上面側に配置された管路部11の両側壁部とが、水平方向において互いに対向する姿勢に配置されている。
このことで、器具類取付面部21に取り付けた器具類Kを、輻射面部13よりも下方側に突出しないように配置したり、その器具類Kの突出量をできるだけ小さくでき、室内R側から見た天井面側の美観が向上する。
【0042】
更に、
図2に示すように、輻射パネル1において、互いに隣接する輻射用型材10と器具類取付用型材20との間、具体的には、器具類取付用型材20のフランジ部22と、輻射用型材10の管路部11との間には、適宜熱伝導可能に構成するべく、良熱伝導性材料の熱伝導スペーサ60が適宜設けられている。
このことで、熱媒管路Lが設けられた輻射用型材10のみで室内Rに対する熱輻射が行われるのではなく、隣接する器具類取付用型材20においても室内Rに対する熱輻射が行われることになって、室内R全体に対して広範囲で且つ適度な強度の熱輻射が実現される。
尚、この熱伝導スペーサ60の材質としては、アルミニウムなどの良熱伝導性金属としても構わないが、樹脂やシリコーンなどのエラストマーにセラミックスフィラーなどの良熱伝導性フィラーを高充填した比較的可撓性が高いものを利用することで、輻射用型材10や器具類取付用型材20に対する密着性を向上させて、両型材10,20間の熱伝導を良好なものとすることができる。
【0043】
尚、輻射用型材10と器具類取付用型材20との間において、熱伝導スペーサ60を設けることなく、隙間65を形成すれば、その隙間65が通気路として機能して、輻射パネル1の上方側の空間と下方側の室内Rとの間の対流による空調が促進する。
【0044】
更に、
図5に示すように、本実施形態における輻射パネル1は、一部の領域にあるパネル部分1Aにおける輻射用型材10A、器具類取付用型材20A、及びそれらが固定されるレール部材30Aを、他の領域にある部材に対して別体に構成することで、輻射パネル1において当該パネル部分1Aのみを着脱可能に構成することができる。このように輻射パネル1から一部の領域にあるパネル部分1Aを取り外すことで、その上面側に配置された熱媒パイプPが室内R側に露出する開口部が形成され、その開口部を介して、連続して配置される熱媒パイプPの接続部の着脱やその他のメンテナンス等を行うことができる。
また、パネル部分1Aを取り外した領域には、例えば、
図6及び
図7に示すように、通常の器具類取付用型材20よりも幅が広い大型器具類取付用型材25を固定具25aなどで取り付けて、その大型器具類取付用型材25の器具類取付面部26に火災センサK3などのように比較的大きな器具類Kを取り付けることもできる。
【0045】
〔別実施形態〕
(1)
上記実施形態では、室内面としての天井面に沿って輻射パネル1を敷設したが、別に、室内面としての室内Rに面する側壁面に沿って輻射パネル1を敷設しても構わない。
【0046】
(2)
上記実施形態では、器具類取付用型材20,25に取り付ける器具類Kとして、照明器具K1、給排気口K2、火災センサK3を例示したが、音響器具やスプリンクラーノズルなど、別の器具類Kを取り付けても構わない。
また、器具類取付用型材20,25の器具類取付面部21,26に器具類Kを取り付けるにあたり、器具類取付面部21,26の室内R側の面に器具類Kを取り付けて当該器具類K全体を室内Rに露出させるようにしても構わないが、例えば
図6に示すように、器具類取付面部21,26に形成した穴に器具類Kを挿入した状態で固定し、器具類Kの必要な部分を室内Rに露出させ、他の不必要な部分を器具類取付面部21,26により隠すようにすれば、室内R側から見た天井面側の美観を向上させることができる。
【0047】
(3)
上記実施形態では、一の輻射パネル1において、複数の輻射用型材10と器具類取付用型材20とを交互に配置したが、例えば、互いに隣接する2つの輻射用型材10の間に複数の器具類取付用型材20を配置するなどのように、輻射用型材10と器具類取付用型材20との配置方法については適宜改変可能である。