特許 7575130 冷暖房システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】冷暖房システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 5/00 20060101AFI20241022BHJP

【ＦＩ】

F24F5/00 101B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023115706

(22)【出願日】2023-07-14

【審査請求日】2024-07-10

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】508048986

【氏名又は名称】株式会社Ｄ．Ｃ．Ｔアイ

(74)【代理人】

【識別番号】100104330

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 誠二

(72)【発明者】

【氏名】上田 学

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 龍

【審査官】奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１６２２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１５０３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】全空気式 床ふく射冷暖房システム ユカリラ ＷＡＲＭ＆ＣＯＯＬ コンクリート埋設型ＹＲＣタイプ，大建工業株式会社，[online], 2022年11月, [検索日2024年8月29日], <https://www.daiken.jp/img/iportal/cv.do?c=74391800000&pg=1&v=DKK00001&d=PUBLIC>

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

床スラブ、床板および周囲壁によって囲まれた床下空間を備えた建造物に設置される冷暖房システムにおいて、
前記床下空間内に互いに間隔を隔てて平行に配置された複数枚のパネルによって、前記床下空間が、冷暖房用流体を供給するサプライ側流路と前記冷暖房用流体を回収するリターン側流路とに区分されており、
前記パネルが、上方に凸の形状を有し、前記パネルの頂部付近に、前記パネルの長手方向に等距離間隔隔てて複数の開口が設けられており、
前記パネルの前記頂部に、長手方向に延びた連結用突起が設けられており、前記床板の下面の対応個所に、長手方向に延びた弾性材料製の受け部が設けられており、前記連結用突起が、前記受け部の溝に嵌め込まれており、
前記サプライ側流路から前記開口を通って前記リターン側流路に流入する前記冷暖房用流体により、前記床板に熱伝達されるように構成されていることを特徴とする冷暖房システム。

【請求項2】

床スラブ、床板および周囲壁によって囲まれた床下空間を備えた建造物に設置される冷暖房システムにおいて、
前記床下空間内に、互いに間隔を隔てて平行に配置された複数枚のパネルによって、前記床下空間が、冷暖房用流体を供給するサプライ側流路と前記冷暖房用流体を回収するリターン側流路とに区分されており、
前記パネルが、前記床スラブに対して垂直方向に延びたプレートによって形成されており、前記パネルの頂部に、前記パネルの長手方向に等距離間隔隔てて複数の開口が設けられており、
前記パネルの前記頂部の前記開口が設けられていない個所に、長手方向に延びた連結用突起が設けられており、前記床板の下面の対応個所に、長手方向に延びた弾性材料製の受け部が設けられており、前記連結用突起が、前記受け部の溝に嵌め込まれており、
前記サプライ側流路から前記開口を通って前記リターン側流路に流入する前記冷暖房用流体により、前記床板に熱伝達されるように構成されていることを特徴とする冷暖房システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一般に、冷暖房システムに関する。より詳細には、本発明は、床下空間を利用して室内の冷暖房を効率的に行うことができる冷暖房システムに関する。

【背景技術】

【0002】

建物の室内に設置される冷暖房システムには、種々の型式のものが知られており、その中には、床下を通過する流体（例えば、水、空気）により床板の温度を調整し、これにより屋内の冷暖房を行うものがある。

【0003】

本発明者も、床板の裏面にコンクリート板製の蓄熱体が設置された型式の建物において効率的な熱交換を可能にする熱交換構造体を提案している（特許文献１参照）。

【0004】

【文献】特許第６１５３２０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の床下に冷暖房用流体を流通させて冷暖房を行うシステムは、床下に冷暖房用流体を均等に流通させることが困難であった。一方、特許文献１に記載された冷暖房用の熱交換構造体は、効率的な熱交換を行うことができるうえ、施工の簡略化も実現したため、幸いにして好評を博している。

【0006】

本発明は、床板の裏面にコンクリート板製の蓄熱体が設置されていない型式の建物において、一層効率的な熱交換を可能にする冷暖房システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願請求項１に記載の、床スラブ、床板および周囲壁によって囲まれた床下空間を備えた建造物に設置される冷暖房システムは、前記床下空間内に互いに間隔を隔てて平行に配置された複数枚のパネルによって、前記床下空間が、冷暖房用流体を供給するサプライ側流路と前記冷暖房用流体を回収するリターン側流路とに区分されており、前記パネルが、上方に凸の形状を有し、前記パネルの頂部付近に、前記パネルの長手方向に等距離間隔隔てて複数の開口が設けられており、前記パネルの前記頂部に、長手方向に延びた連結用突起が設けられており、前記床板の下面の対応個所に、長手方向に延びた弾性材料製の受け部が設けられており、前記連結用突起が、前記受け部の溝に嵌め込まれており、前記サプライ側流路から前記開口を通って前記リターン側流路に流入する前記冷暖房用流体により、前記床板に熱伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

【0009】

本願請求項２に記載の、床スラブ、床板および周囲壁によって囲まれた床下空間を備えた建造物に設置される冷暖房システムは、前記床下空間内に、互いに間隔を隔てて平行に配置された複数枚のパネルによって、前記床下空間が、冷暖房用流体を供給するサプライ側流路と前記冷暖房用流体を回収するリターン側流路とに区分されており、前記パネルが、前記床スラブに対して垂直方向に延びたプレートによって形成されており、前記パネルの頂部に、前記パネルの長手方向に等距離間隔隔てて複数の開口が設けられており、前記パネルの前記頂部の前記開口が設けられていない個所に、長手方向に延びた連結用突起が設けられており、前記床板の下面の対応個所に、長手方向に延びた弾性材料製の受け部が設けられており、前記連結用突起が、前記受け部の溝に嵌め込まれており、前記サプライ側流路から前記開口を通って前記リターン側流路に流入する前記冷暖房用流体により、前記床板に熱伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明の冷暖房システムによれば、床下空間１２をパネル２０によって細分化することにより、冷暖房用流体を床下空間１２内に均等に流通させて温度ムラを少なくすることができる。第１の実施形態では、上方に凸の形状を有し、頂部２０ａ付近に開口２０ｂが設けられたパネル２０によって床下空間１２内をサプライ側流路２２とリターン側流路２４に区分することにより、冷暖房用流体を床板１２ｂの下面に向かって至近距離から上方噴射させ、床板１２ｂへの熱伝達を効率的に行うことができる。第２の実施形態では、上縁に多数の開口４０ａが設けられたプレート状のパネル４０によって床下空間１２内をサプライ側流路２２とリターン側流路２４に区分することにより、冷暖房用流体を床板１２ｂの下面に沿って拡散させ、床板１２ｂへの熱伝達を効率的に行うことができる。

【0013】

また、パネル２０、４０の頂部に連結用突起２０ｄ、４０ｃを設け、床板１２ｂの下面の受け部１２ｂ１の溝に連結用突起２０ｄ、４０ｃを嵌め込むことによって、気密性の確保、床板１２ｂの床鳴り防止、およびパネルによる床板１２ｂの間接支持による床下空間１２への余分な支持部材の配置の回避という効果を得ることができる。

【0014】

さらに、リターン側流路２４から床下空間１２外に流出した冷暖房用流体を、床板１２ｂの上方に位置する居室２８に流入させることにより、輻射による熱伝達に加えて、対流による熱伝達を利用することができるので、一層効率的な冷暖房環境が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る冷暖房システムの主要部が設置される床下空間を示した一部切り取り斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分１ｂの拡大図である。

【図2】図２（ａ）は、図１（ａ）において床板およびパネルを取り外した状態を示した斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の部分２ｂの拡大図であって、支持脚を示したものである。

【図3】図１（ａ）の冷暖房システムの平面図である。

【図4】図１（ａ）の線４‐４に沿って見た断面図である。

【図5】図５（ａ）は、第１の実施形態に係るパネルの斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のパネルの横断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）のパネルの平面図である。

【図6】図６（ａ）は、図４の部分６ａの拡大図、図６（ｂ）および図６（ｃ）は、連結用突起の変形例を示した図、図６（ｄ）は、図６（ａ）の部分６ｄの拡大図である。

【図7】他の形態のパネルを示した一連の図である。

【図8】図８（ａ）は、第２の実施形態に係るパネルの斜視図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のパネルの横断面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）のパネルの平面図である。

【図9】図９（ａ）は、第２の実施形態に係る冷暖房システムを示した図６（ａ）と同様な図、図９（ｂ）は、第２の実施形態の変形例に係る冷暖房システムを示した図６（ａ）と同様な図、図９（ｃ）は、図９（ｂ）の線９ｃ‐９ｃに沿って見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（第１の実施形態）
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態に係る冷暖房システムについて詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る冷暖房システムの主要部が設置される床下空間を示した一部切り取り斜視図、図３は、図１（ａ）の冷暖房システムの平面図、図４は、図１（ａ）の線４‐４に沿って見た断面図である。

【0017】

図１（ａ）において全体として参照符号１０で示される本発明の第１の実施形態に係る冷暖房システムは、居室２８の床下に設置される床下空間１２を備えている。

【0018】

床下空間１２は、床スラブ１２ａと床板１２ｂと周囲壁１２ｃとによって囲まれた空間であり、床スラブ１２ａは、所定間隔を隔てて配置された複数個の支持脚１４によって支持されている。図２（ａ）は、床下空間１２を明瞭に示すため、図１（ａ）において床板１２ｂおよびパネル２０を取り外した状態を示した斜視図である。図２（ｂ）に示される支持脚１４は、矢印で示されるように回転させることによって昇降し、高さを調整できるように構成されているが、同様な機能を有するものであれば、他の型式の支持脚を採用してもよい。なお、図２（ａ）において示される端壁１６ａ、１８ａは、後述するサプライ側流路２２およびリターン側流路２４を形成するのに用いられる。

【0019】

端壁１６ａは、一方の周囲壁１２ｃと所定距離Ｌ隔てられており、端壁１８ａも、他方の周囲壁１２ｃと所定距離Ｌ隔てられている（図２（ａ）参照）。端壁１６ａと一方の周囲壁１２ｃとの間の空間は、冷暖房用流体の流入路１６となり、端壁１８ａと他方の周囲壁１２ｃとの間の空間は、冷暖房用流体の流出路１８となる。

【0020】

冷暖房システム１０はまた、床下空間１２の内部に配置されたパネル２０を備えている。パネル２０は、端壁１６ａから端壁１８ａまでの距離Ｘと実質的に同じ長さを有しており、横断面形状が上方に凸の形状に形作られている。

【0021】

図５（ａ）は、パネル２０の斜視図、図５（ｂ）は、パネル２０の横断面図、図５（ｃ）は、パネル２０の平面図である。パネル２０には、後述する頂部２０ａの付近に、長手方向に等距離間隔隔てて多数の開口２０ｂが設けられている。好ましくは、開口２０ｂは、図５（ｂ）に示されるように、頂部２０ａから下方に０．２Ｈ以内の個所（Ｈ：パネル２０の高さ）に設けられている。より好ましくは、開口２０ｂは、頂部２０ａから下方に０．１Ｈ以内の個所に設けられている。開口２０ｂをこのような位置に設けたのは、冷暖房用流体を床板１２ｂの下面に向かって至近距離から上方噴射させるためである。

【0022】

パネル２０は、図５（ａ）に示されるように、1枚の細長い板材を中央付近の互いに平行な２個所でそれぞれ一方向に折り曲げて台形状の頂部２０ａを形成し、板材の両縁部を反対方向にそれぞれ折り曲げてフランジ２０ｃを形成したものである。或いは、1枚の細長い板材を中央付近の２個所でそれぞれ一方向に折り曲げて台形状の頂部２０ａを形成し、別体のフランジを板材の両縁部に適当な方法で取り付けてもよい。また、パネル２０を形成する板材は、距離Ｘと実質的に同じ長さのものを用いてもよいし、距離Ｘよりも短いものを適当な方法で継ぎ足してＸと実質的に同じ長さのものにしてもよい。

【0023】

パネル２０の頂部２０ａには、長手方向に延びた連結用突起２０ｄが設けられている。一方、床板１２ｂの下面の対応個所には、長手方向に延びた弾性材料（例えば、ゴム）製の受け部１２ｂ１が設けられている。そして、床板１２ｂの設置に際して、受け部１２ｂ１の溝に連結用突起２０ｄを嵌め込んだ状態でパネル２０のフランジ２０ｃを床スラブ１２ａにビス止めする。或いは、パネル２０を床スラブ１２ａに固定した後、パネルの連結用突起２０ｄに受け部１２ｂ１の溝が嵌め込まれるようにして、床板１２ｂを設置する。

【0024】

パネル２０は、金属材料、合成樹脂材料等の適当な材料で形成される。連結用突起２０ｄも、金属材料、合成樹脂材料等の適当な材料で形成され、パネル２０の頂部２０ａに、溶接や接着等の適当な方法で取り付けられる。

【0025】

図６（ａ）は、図４の部分６ａの拡大図（リターン側流路２４を明瞭に示すため、端壁１６ａの一部が切り取られている）であって、連結用突起２０ｄと受け部１２ｂ１が嵌合している状態を示したものである。パネル２０と床板１２ｂとの連結個所をこのように構成したことにより、後述するサプライ側流路２２およびリターン側流路２４の気密性が確保されるので、冷暖房用流体の床板１２ｂへの良好な熱伝達を可能にするという効果が得られる。また、床板１２ｂがパネル２０によって弾性支持される（換言すると、弾性材料製の受け部１２ｂ１が一種のクッション材の役目を果たす）ので、床板１２ｂに作用する荷重により発生する床鳴りを極力回避することができるという効果も得られる。さらに、床板１２ｂが受け部１２ｂ及び連結用突起２０ｃを介してパネル２０に間接的に支持されるので、冷暖房用流体の流通を妨げる余分な支持部材を床下空間１２内に配置する必要がなくなり、冷暖房用流体の床板１２ｂへの熱伝達を一層良好にするという効果も得られる。

【0026】

図６（ｂ）および図６（ｃ）は、連結用突起２０ｃの変形例を示した図である。図６（ａ）～図６（ｃ）に図示される連結用突起２０ｃの形状は例示的なものであり、受け部１２ｂとの嵌合が確実に行われるものであれば、他の形状を採用してもよい。なお、図６（ｄ）は、図６（ａ）の部分６ｄの拡大図である。図６（ｄ）に示される例では、支持脚１４は、スペーサ１４ａを介して床板１２ｂを支持しているが、スペーサ１４ａを省略して床板１２ｂを直接支持するようにしてもよい。

【0027】

図５に示されるパネル２０は、横断面形状が全体として台形状であるが、横断面形状が上方に凸の形状であれば、他の形態を採用してもよい。図７は、他の形態のパネルを示した一連の図である。すなわち、図７（ａ）は横断面形状が三角形、図７（ｂ）は横断面形状が正多角形（図示されているのは正十二角形）の上半分の形状、図７（ｃ）は横断面形状が円弧状、図７（ｄ）は横断面形状が楕円弧状であり、いずれも上方に凸の形状である。パネル２０を上方に凸の横断面形状にしたのは、上述のような床板１２ｂとの連結個所を構成するのに好適であること、冷暖房用流体を床板１２ｂの下面に向かって至近距離から上方噴射させる開口を設置するのに好適であることを考慮したものである。

【0028】

床下空間１２の内部にパネル２０をそれぞれ配置することにより、床下空間１２は、サプライ側流路２２と、サプライ側流路２２に隣接するリターン側流路２４とに区分される。

【0029】

また、流入路１６とリターン側流路２４の各々は、図１（ａ）の部分１ｂの拡大図である図１（ｂ）に最も良く示されるように、端壁１６ａによってそれぞれ閉鎖されており、流出路１８とサプライ側流路２２の各々とは、端壁１８ａ（図２（ａ）参照）によってそれぞれ閉鎖されている。

【0030】

以上の構成により、流入路１６は、サプライ側流路２２、パネル２０の開口２０ｃ、次いでリターン側流路２４を介して、流出路１８と流体連通している。

【0031】

好ましくは、流出路１８は、図４に示されるように、居室流入路２６を介して、床板１２ｂの上方に位置する居室２８と連通し、居室２８から延びた居室流出路３０が流入路１６に接続されている。これにより、流入路１６からサプライ側流路２２、パネル２０の開口２０ｂ、リターン側流路２４、流出路１８、居室流入路２６、居室２８、居室流出路３０に至る冷暖房用流体の循環路が形成されることになる。循環路には、流体を循環させるためのポンプおよび冷暖房用流体を供給する冷暖房用流体源（いずれも図示せず）が設置されている。

【0032】

次に、主として図４を参照して、以上のように構成された冷暖房システム１０の作動について、暖房の場合を例にして説明する。まず、流入路１６に暖房用流体（例えば、温風）を供給する。温風は、流入路１６からサプライ側流路２２に流入し、パネル２０の開口２０ｂを通ってリターン側流路２４に流入する。その際、開口２０ｃがパネル２０の頂部２０ａの付近に設けられているので、温風が床板１２ｂの下面に向かって上方噴射される（図６（ａ）の白抜き矢印参照）ため、床板１２ｂへの熱伝達がより効率的に行われる。床板１２ｂに伝達された熱による輻射によって、居室２８が温められる。一方、リターン側流路２４に流入した温風は、流出路１８から、居室流入路２６を介して居室２８に流入する。居室２８に流入した温風による居室２８での対流によって、居室２８が温められる。次いで、温風は、居室流出路３０を介して流入路１６に戻される。このようにして、暖房用流体を循環させることにより、居室２８の暖房を効率的に行うことができる。

【0033】

冷房の場合の作動についても、暖房用流体の代わりに冷房用流体（例えば、冷風）を供給することを除いて、上述の暖房の場合の作動と同様である。

【0034】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、横断面形状が上方に凸の形状に形作られたパネル２０が用いられているが、第２の実施形態は、プレート状のパネル４０が用いられる点を除いて、第１の実施形態と実質的に同一の構成を有している。

【0035】

図８（ａ）は、第２の実施形態において使用されるパネル４０の斜視図、図８（ｂ）は、パネル４０の横断面図、図８（ｃ）は、パネル４０の平面図である。パネル４０には、その上縁に、長手方向に等距離間隔隔てて多数の開口すなわち切欠き４０ａが設けられている。第１の実施形態において使用されるパネル２０では、冷暖房用流体を床板１２ｂの下面に向かって至近距離から上方噴射させるような個所に開口２０ｂが設けられているが、第２の実施形態において使用されるパネル４０では、冷暖房用流体を床板１２ｂの下面に沿って拡散させる（図９（ａ）および図９（ｂ）の白抜き矢印参照）ような個所に開口４０ａが設けられている。いずれの型式のパネル２０、４０も床板１２ｂへの良好な熱伝達を期待することができる。

【0036】

パネル４０の下縁には、フランジ４０ｂが設置されており、フランジ４０ｂを床スラブ１２ａにビス止めすることによって、パネル４０が適所に固定される。パネル４０の上縁には、開口すなわち切欠き２０ｂが設けられている個所を除いて連結用突起４０ｃが設けられており、床板１２ｂの下面の対応個所に設けられた弾性材料（例えば、ゴム）製の受け部１２ｂ１に連結用突起４０ｃが嵌め込まれるように構成されている。パネル４０と床板１２ｂとの連結個所をこのように構成したことにより、パネル２０の場合と同様に、サプライ側流路２２およびリターン側流路２４の気密性の確保、パネル４０による床板１２ｂの弾性支持、パネル４０による床板１２ｂの間接支持という効果を得ることができる。

【0037】

図９（ａ）は、第２の実施形態に係る冷暖房システムを示した図６（ａ）と同様な図、図９（ｂ）は、第２の実施形態の変形例に係る冷暖房システムを示した図６（ａ）と同様な図である（図９（ａ）および図９（ｂ）では、リターン側流路２４への冷暖房用流体の流入を明瞭に示すため、端壁１６ａの一部が切り取られた状態で図示されている）。図９（ａ）の形態と図９（ｂ）の形態の相違は、支持脚１４の設置位置の違いのみである（すなわち、図９（ａ）の形態では、サプライ側流路２２に支持脚１４が配置されているが、図９（ｂ）の形態では、リターン側流路２４に支持脚１４が配置されている）。

【0038】

なお、第２の実施形態におけるサプライ側流路２２およびリターン側流路２４の横断面形状が第１の実施形態におけるサプライ側流路２２およびリターン側流路２４の横断面形状と異なるので、流入路１６とリターン側流路２４を閉鎖する端壁１６ａの形状、および、流出路１８とサプライ側流路２２を閉鎖する端壁１８ａの形状も、第１の実施形態における端壁１６ａ、１８ａの形状と相違している。

【0039】

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0040】

例えば、図示されているパネル２０、４０の細部の形状は例示的なものであり、これらに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0041】

１０ 冷暖房システム
１２ 床下空間
１２ａ 床スラブ
１２ｂ 床板
１２ｂ１ 受け部
１２ｃ 周囲壁
１４ 支持脚
１４ａ スペーサ
１６ 流入路
１６ａ 端壁
１８ 流出路
１８ａ 端壁
２０ パネル（第１の実施形態）
２０ａ 頂部
２０ｂ 開口
２０ｃ フランジ
２０ｄ 連結用突起
２２ サプライ側流路
２４ リターン側流路
２６ 居室流入路
２８ 居室
３０ 居室流出路
４０ パネル（第２の実施形態）
４０ａ 開口
４０ｂ フランジ
４０ｃ 連結用突起

【要約】

【課題】床板の裏面にコンクリート板製の蓄熱体が設置されていない型式の建物において効率的な熱交換を可能にする冷暖房システムを提供する。
【解決手段】パネル（２０）によって、床下空間（１２）が、冷暖房用流体を供給するサプライ側流路（２２）と冷暖房用流体を回収するリターン側流路（２４）とに区分されており、パネルが、上方に凸の形状を有し、パネルの頂部付近に、長手方向に等距離間隔隔てて多数の開口が設けられており、サプライ側流路から開口を通ってリターン側流路に流入する冷暖房用流体により、床板（１２ｂ）に熱伝達されるように構成されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】