(57)【要約】【課題】基本性能および施工性を高めた冷温水冷暖房用パネルとこれを用いた冷暖房システムを提供する。【解決手段】室内空間の垂直方向に略沿って延び、所定間隔に並列して設けられた複数（Ｎ本）の管部材１０と、このうちＸ本の管部材１０のそれぞれの下端と接続されたＸ本用ヘッダー１１と、残りＹ（＝Ｎ−Ｘ）本の管部材１０のそれぞれの下端と接続されたＹ本用ヘッダー１２と、Ｎ本の管部材１０のそれぞれの上端と接続された上配管１３と、を備え、Ｘ＜Ｙであり、Ｘは少なくとも２以上である冷温水冷暖房用パネル２と、冷温水冷暖房用パネル２の内部に高温又は低温の液体を循環させる液体供給装置３と、前記液体の流れ方向を切り換える切り換え手段４と、を備え、暖房時は高温の液体をＸ本用ヘッダー１１から流入させ、冷房時は低温の液体をＹ本用ヘッダー１２から流入させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空間の垂直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられた複数（Ｎ本）の管部材と、前記Ｎ本の管部材のうちＸ本の管部材のそれぞれの下端と接続されたＸ本用ヘッダーと、前記Ｎ本の管部材のうち残りＹ（＝Ｎ−Ｘ）本の管部材のそれぞれの下端と接続されたＹ本用ヘッダーと、前記Ｎ本全ての管部材のそれぞれの上端と接続された上配管と、を備え、Ｘ＜Ｙであり、Ｘは少なくとも２以上であることを特徴とする冷温水冷暖房用パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の前記冷温水冷暖房用パネルと、前記冷温水冷暖房用パネルの内部に高温又は低温の液体を循環させる液体供給装置と、前記高温又は低温の液体の流れ方向を切り換える切り換え手段と、を備え、前記液体供給装置は、前記液体を循環させる循環ポンプと、前記液体を加熱又は冷却するヒートポンプと、を備え、前記液体供給装置は、前記切り換え手段を介して前記Ｘ本用ヘッダーおよび前記Ｙ本用ヘッダーと接続され、前記切り換え手段は、暖房運転の際は、高温の液体を前記Ｘ本用ヘッダーから前記冷温水冷暖房用パネルに流入させ、一方、冷房運転の際は、低温の液体を前記Ｙ本用ヘッダーから前記冷温水冷暖房用パネルに流入させ、前記冷温水冷暖房用パネル内の液体の流す方向を暖房と冷房とで切り換えて運転す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】
この発明は、冷温水冷暖房用パネルおよびこれを用いた冷暖房システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般家庭のほか病院、学校、福祉施設の屋内に設置される冷暖房装置として、冷温水管路内に高温又は低温の液体を流通させ、室内空間を暖房又は冷房する冷温水冷暖房用パネルが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
図５は、特許文献１に記載の冷温水冷暖房用パネルであり、この冷温水冷暖房用パネル１０２は、鋼、アルミニウム、銅等の熱良導体の多数の管部材１２１を、室内空間に於ける床面から天井面までに亘って、垂直方向に所定間隔で平行に配置して、天井面と床面に固定部材１２３で固定し、各管部材１２１を、下側配管３１２と上側配管３１１とに連通させ、暖房時には高温の液体を下側配管３１２から流入させて上側配管３１１から流出させ、冷房時には低温の液体を上側配管３１１から流入し下側配管３１２から流出させ、管部材群１２１からの放熱で冷暖房を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９６９９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今、建物や設備の省エネルギー化が提唱される中、放熱パネルによる床暖房や壁・天井を利用した冷暖房についても、一層の省エネルギー化が要望されている。冷温水冷暖房用パネルにおいても、省エネルギー化を図るためには、冷温水冷暖房用パネルの基本性能（暖房能力、冷房能力）の向上が欠かせない。更に、より施工性を高めることも重要である。本発明は、冷温水冷暖房用パネルの基本性能と施工性を一層高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の目的を達成するため、室内空間の垂直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられた複数（Ｎ本）の管部材と、前記Ｎ本の管部材のうちＸ本の管部材のそれぞれの下端と接続されたＸ本用ヘッダーと、前記Ｎ本の管部材のうち残りＹ（＝Ｎ−Ｘ）本の管部材のそれぞれの下端と接続されたＹ本用ヘッダーと、前記Ｎ本全ての管部材のそれぞれの上端と接続された上配管と、を備え、Ｘ＜Ｙであり、Ｘは少なくとも２以上であることを特徴とする冷温水冷暖房用パネルと、前記冷温水冷暖房用パネルの内部に高温又は低温の液体を循環させる液体供給装置と、前記高温又は低温の液体の流れ方向を切り換える切り換え手段と、を備え、前記液体供給装置は、前記液体を循環させる循環ポンプと、前記液体を加熱又は冷却するヒートポンプと、を備え、前記液体供給装置は、前記切り換え手段を介して前記Ｘ本用ヘッダーおよび前記Ｙ本用ヘッダーと接続され、前記切り換え手段は、暖房運転の際は、高温の液体を前記Ｘ本用ヘッダーから前記冷温水冷暖房用パネルに流入させ、一方、冷房運転の際は、低温の液体を前記Ｙ本用ヘッダーから前記冷温水冷暖房用パネルに流入させ、前記冷温水冷暖房用パネル内の液体の流す方向を暖房と冷房とで切り換えて運転することを特徴とする冷暖房システムとした。
【発明の効果】
【０００７】
前記従来技術において、管部材の中の高温あるいは低温の液体の流れる方向を本発明に当てはめれば、前記従来技術の場合は、暖房運転時は下側配管３１２から流入させ、冷房運転時は上側配管３１１から流入させるから、ＸはＮ本、Ｙは０本となり、すなわち、Ｘ＞Ｙの条件に近似している。そして、本発明の特徴であるＸ＜Ｙと、逆のＸ＞Ｙの方法で、冷温水冷暖房用パネルの表面温度を比較すると、本発明の特徴であるＸ＜Ｙの場合は、暖房運転の際はより高い温度に維持でき、冷房運転の際はより低い温度に維持できるため、基本性能をより一層高めることができる。つまり、冷温水冷暖房用パネルの冷温水の流し方を逆向きにすることで、特段に複雑な構造を必要とせずに、暖房と冷房の両方の基本性能を高めることができる。
【０００８】
また、冷温水冷暖房用パネルへの冷温水流入部および流出部は、前記従来技術では、冷温水冷暖房用パネルの上部と下部にあり、設置においては上部および下部での接続作業が必要となるが、本発明によれば、冷温水冷暖房用パネルへの冷温水流入部および流出部は、冷温水冷暖房用パネルの下部だけですみ、冷温水冷暖房用パネルの上部での高所作業が減らせるため作業の安全面で施工性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１における冷暖房システムの概略構成図
【図２】本発明の実施形態１における冷暖房システムの暖房運転時の動作を説明するための模式図
【図３】本発明の実施形態１における冷暖房システムの冷房運転時の動作を説明するための模式図
【図４】本発明の実施形態１における冷温水冷暖房用パネルの表面温度
【図５】従来技術の冷暖房システムの概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る冷温水冷暖房用パネルおよび冷暖房システムの一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態１における冷暖房システムの概略構成図である。
【００１１】
〔冷暖房システムの構成〕
図１において、１は冷暖房システムであり、この冷暖房システム１は冷温水冷暖房用パネル２と、液体供給装置３と、切り換え手段４と、を備え構成されている。
【００１２】
冷温水冷暖房用パネル２は、壁面や床と天井の間に固定され、室内空間を冷房・暖房する冷暖房用端末として機能する。この冷温水冷暖房用パネル２の構成は、図１に示す通り、室内空間の垂直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられた複数（Ｎ本）の管部材１０と、この管部材１０のうちＸ本の管部材のそれぞれの下端と接続されたＸ本用ヘッダー１１と、Ｎ本の管部材１０のうち残りＹ（＝Ｎ−Ｘ）本の管部材のそれぞれの下端と接続されたＹ本用ヘッダー１２と、管部材１０のＮ本全ての上端と接続された上配管１３と、固定金具１４と、を備えて構成されている。なお、Ｘ本用ヘッダー１１とＹ本用ヘッダー１２は、１本の流路の中に流れを遮断する仕切板１６を設けて構成されている。
【００１３】
液体供給装置３は、冷温水冷暖房用パネル２の内部に高温あるいは低温の液体を流通させる装置であり、ヒートポンプ１８と、循環ポンプ１９と、接続管２３，２４と、往き温度センサー２０と、を備えて構成されている。ヒートポンプ１８は、圧縮機、膨張弁、熱交換器を備えており、高温高圧の冷媒の凝縮時の放熱と、減圧後の冷媒の蒸発時の吸熱を利用して負荷側熱交換器を介して高温又は低温の液体を供給する装置である。循環ポンプ１９は、接続管２４上に設けられており、配管３３内の液体を循環させる機能を有し、ヒートポンプ１８と連動して駆動する。
【００１４】
切り換え手段４は、三方弁２２ａ、２２ｂと、接続管２３〜３０と、を備えて構成されており、液体供給装置３から供給された高温又は低温の液体を、暖房運転の際は、高温の液体をＸ本用ヘッダー１１へ供給し、冷房運転の際は、低温の液体をＹ本用ヘッダー１２へ供給させるものである。
【００１５】
〔冷暖房システムの動作〕
冬場における冷暖房システムの動作について図２に基づいて説明する。冬場は高温の液体をＸ本用ヘッダー１１から流入させる。すなわち、三方弁２２ａを接続管２７と接続管２５を接続する状態に開き、三方弁２２ｂを接続管２６と接続管２９を接続する状態に開く。そして、往き温度センサー２０を検知しながら配管３３内の液体の温度が所定の温度となるようヒートポンプ１８により加熱し循環ポンプ１９を駆動する。これにより、液体供給装置３から供給される高温の液体は、接続管２３、２７、２５を経由し、Ｘ本用ヘッダー１１を経由して冷温水冷暖房用パネル２内部に流通し、室内空間を暖める。
【００１６】
次に、夏場における冷暖房システムの動作について図３に基づいて説明する。夏場は低温の液体をＹ本用ヘッダー１２から流入させる。すなわち、三方弁２２ａを接続管２８と接続管２５を接続する状態に開き、三方弁２２ｂを接続管２６と接続管３０を接続する状態に開く。そして、往き温度センサー２０を検知しながら配管３３内の液体の温度が所定の温度となるようヒートポンプ１８により冷却し循環ポンプ１９を駆動する。これにより、液体供給装置３から供給される低温の液体は、接続管２３、３０、２６を経由し、Ｙ本用ヘッダー１２を経由して冷温水冷暖房用パネル２内部に流通し、室内空間を冷却する。
【００１７】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、切り換え手段４は、三方弁２２ａ、２２ｂの配置を変更した等価な回路や、二方弁や四方弁を用いた等価な回路としても良く、液体供給装置３に内臓された循環ポンプ１９は逆回転可能な循環ポンプとしても良く、また、循環ポンプ１９を２台並列にし、かつ流れ方向を逆向きとして配置したものでも良い。
【実施例】
【００１８】
実施例１：
本発明において基本性能とは、冷温水冷暖房用パネル２の幹部材１０の表面温度を言う。冷温水冷暖房用パネル２および冷暖房システム１を製作し、各管部材の表面温度を測定した。図４は、横軸がＮ＝１６本の各管部材１０につけられた番号であり、縦軸が管部材１０の表面温度を表すグラフであり、測定値は運転開始したあと平衡状態に達した時点の各管部材１０の中央部の表面温度を表す。本発明によれば、暖房運転の際は、高温の液体をＸ本用ヘッダー１１から冷温水冷暖房用パネル２に流入させ、冷房運転の際は、低温の液体をＹ本用ヘッダー１２から冷温水冷暖房用パネル２に流入させ、ＸとＹの関係をＸ＜Ｙとするが、実施例１では、Ｘ＝４、Ｙ＝１２とした。横軸の１〜４がＸ本用ヘッダーに接続された４本であり、５〜１６がＹ本用ヘッダーに接続された１２本である。諸条件としては、運転開始時の雰囲気温度は、暖房運転時は２０℃、冷房運転時は２８℃、冷温水冷暖房用パネル２の内部を循環させる液体の往き水温は、暖房運転時が８０℃、冷房運転時が７℃とした。測定の結果、冷温水冷暖房用パネル２の１６本の管部材１０の表面温度の平均値は、暖房運転時は７３．２℃であり、冷房運転時は１０．６℃であった。
【００１９】
比較例１：
比較例１では前記の条件Ｘ、Ｙを入れ換え、Ｘ＝１２、Ｙ＝４とし、同様の測定を実施した。諸条件は実施例１と同じである。ただし、図４の横軸の１〜４がＹ本用ヘッダーに接続された４本であり、５〜１６がＸ本用ヘッダーに接続された１２本である。測定の結果、冷温水冷暖房用パネル２の１６本の管部材１０の表面温度の平均値は、暖房運転時は、６７．０℃であり、冷房運転時は、１５．５℃であった。
【００２０】
上記の測定結果から、冷温水冷暖房用パネル２の平均表面温度は、暖房運転時は、比較例１では、６７．０℃であったが、実施例１では７３．２℃であり、冷房運転時は、比較例１では、１５．５℃であったが、実施例１では１０．６℃であった。これにより、本発明の冷温水冷暖房用パネル２は、暖房の際はより高い温度に維持でき、冷房の際はより低い温度に維持でき、結果として比較例１より基本性能が高いことが確認された。
【符号の説明】
【００２１】
１  冷暖房システム
２  冷温水冷暖房用パネル
３  液体供給装置
４  切り換え手段
１０  管部材
１１  Ｘ本用ヘッダー
１２  Ｙ本用ヘッダー
１３  上配管
１８  ヒートポンプ
１９  循環ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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