(57)【要約】【課題】結露防止効果を向上させる。【解決手段】空調装置１は、外部を冷却するための輻射パネル１０１と、輻射パネル１０１の温度より露点が低い第一気流を生成する温湿度調整器１０２と、温湿度調整器１０２によって生成された第一気流を輻射パネル１０１に沿って吹き出す吹き出し口１１と、第一気流を引き込む引き込み口１２と、外部から引き込んだ空気を、輻射パネル１０１とで第一気流を挟む第二気流として吹き出す吹き出し口１３とを備え、温湿度調整器１０２は、引き込み口１２から引き込んだ気流を温湿度調整して第一気流を生成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部を冷却するための輻射パネルと、
前記輻射パネルの温度より露点が低い第一気流を生成する温湿度調整器と、
前記温湿度調整器によって生成された前記第一気流を前記輻射パネルに沿って吹き出す第一吹き出し口と、
前記第一気流を引き込む第一引き込み口と、
外部から引き込んだ空気を、前記輻射パネルとで前記第一気流を挟む第二気流として吹き出す第二吹き出し口とを備え、
前記温湿度調整器は、前記第一引き込み口から引き込んだ気流を温湿度調整して前記第一気流を生成する
空調装置。
【請求項２】
前記第二吹き出し口は、前記第一気流の流速以下の流速で前記第二気流を吹き出す
請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記温湿度調整器は、前記第一気流として、前記輻射パネルの温度と同じ温度で、かつ、湿度が１００％未満である気流を生成する
請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記輻射パネルは造営面に設置され、
前記第一吹き出し口、及び、前記第一引き込み口は、前記輻射パネル又は前記造営面に接し、互いに対向する位置及び向きで配置され、
前記第二吹き出し口は、前記輻射パネル又は前記造営面とで前記第一吹き出し口を挟む位置に配置される
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記第一吹き出し口は、前記第一気流が前記輻射パネルの全体を覆うように前記第一気流を吹き出し、
前記第二吹き出し口は、前記第一気流のうち前記輻射パネルの全体を覆っている部分を前記第二気流が覆うように、前記第二気流を吹き出す
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記空調装置は、さらに、
前記第二吹き出し口に配置され、外部から取り込んだ空気を前記第二気流として吹き出す第一ファンと、
前記第二気流を引き込んで外部へ放出する第二ファンとを備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項７】
前記空調装置は、さらに、
前記第二気流を引き込む第三引き込み口と、
前記第三引き込み口が引き込んだ気流を前記第二吹き出し口から前記第二気流として吹き出すための第三ファンとを備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項８】
外部を冷却するための輻射パネルの温度より露点が低い第一気流を生成する温湿度調整器によって生成された前記第一気流を前記輻射パネルに沿って第一吹き出し口から吹き出し、
前記第一気流を第一引き込み口から引き込み、
外部から引き込んだ空気を、前記輻射パネルとで前記第一気流を挟む第二気流として第二吹き出し口から吹き出し、
前記温湿度調整器が、前記第一引き込み口から引き込んだ気流を温湿度調整して前記第一気流を生成する
空調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、空調装置および空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の温冷感は、ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｍｅａｎ  Ｖｏｔｅ，快適性評価指標）にも示される通り、人に依存しない環境要素として空気温度、湿度、放射及び気流を有する。室内環境の空気温度及び湿度は、主にエアコンが生成する気流により制御され得る。
【０００３】
一方、高齢者、又は、睡眠時など活動量が少ない状態にある人は、気流による制御を不快に感じることが知られており、その場合には放射による温冷感制御である輻射空調が有効である。
【０００４】
輻射空調による冷房において単に輻射パネルを冷却した場合は、室内空気の露点温度（単に露点ともいう）が輻射パネルの温度より高いときに輻射パネルの表面に結露が発生する。そのため、天井面へ輻射パネルを設置すると結露水が室内に滴下するなどの問題が発生し得る。そこで、結露水を処理する複雑な方法が必要となる。
【０００５】
従来、輻射パネルの表面に気流を流すことにより結露を防止する技術がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４７４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示される技術では、十分な結露防止効果が得られないという問題がある。
【０００８】
そこで、本開示は、結露防止効果を向上させた空調装置等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様に係る空調装置は、外部を冷却するための輻射パネルと、前記輻射パネルの温度より露点が低い第一気流を生成する温湿度調整器と、前記温湿度調整器によって生成された前記第一気流を前記輻射パネルに沿って吹き出す第一吹き出し口と、前記第一気流を引き込む第一引き込み口と、外部から引き込んだ空気を、前記輻射パネルとで前記第一気流を挟む第二気流として吹き出す第二吹き出し口とを備え、前記温湿度調整器は、前記第一引き込み口から引き込んだ気流を温湿度調整して前記第一気流を生成する。
【００１０】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係る空調装置は、結露防止効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る空調装置の外観を示す模式図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る空調装置の構造を示す模式図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る空調装置による空調方法を示すフロー図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る空調装置の構造を示す模式図である。
【図５】図５は、実施例に係るシミュレーション空間を示す説明図である。
【図６】図６は、実施例に係るシミュレーション結果である湿度分布の説明図である。
【図７】図７は、実施例に係るシミュレーション結果である湿度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本開示の基礎となった知見）
特許文献１に示される従来技術では、輻射パネルの表面に送られる気流が拡散し、送風量の割には十分な結露防止効果を得ることが難しい。
【００１４】
そこで、本開示に係る発明者は、輻射パネルの表面に送られる、露点が比較的低い気流（第一気流ともいう）とともに、その気流を覆う二層目の気流（第二気流ともいう）を生成することにより、第一気流が拡散しにくくなることを発見した。
【００１５】
そこで、本開示の一態様に係る空調装置は、外部を冷却するための輻射パネルと、前記輻射パネルの温度より露点が低い第一気流を生成する温湿度調整器と、前記温湿度調整器によって生成された前記第一気流を前記輻射パネルに沿って吹き出す第一吹き出し口と、前記第一気流を引き込む第一引き込み口と、外部から引き込んだ空気を、前記輻射パネルとで前記第一気流を挟む第二気流として吹き出す第二吹き出し口とを備え、前記温湿度調整器は、前記第一引き込み口から引き込んだ気流を温湿度調整して前記第一気流を生成する。
【００１６】
この構成によれば、第一気流が第一吹き出し口から吹き出され、輻射パネルと第二気流とに挟まれながら流れて第一引き込み口に引き込まれる。そのため、第二気流がない場合に比べて、第一気流が輻射パネルの表面から剥離することが抑制される。第一気流は、輻射パネルの温度より露点が低いので、輻射パネルと同じ温度にまで冷やされたとしても相対湿度（単に湿度ともいう）が１００％に至らず結露しない。よって、輻射パネルの表面の近傍において湿度が１００％になることが抑制され、結露が防止される。このようにして、本開示の一態様に係る空調装置は、結露防止効果を向上させる。
【００１７】
このことは、温湿度が調整された気流の量を従来技術と比較して増加させることなく、露点が低い気流を安定的に輻射パネル表面に送風することで、輻射パネルの表面の湿度が１００％未満である状態に保つことができることを意味する。これにより、本開示の一態様に係る空調装置は、たとえ室内環境における露点が高い場合であっても、輻射パネルの表面の結露を抑制することができる。
【００１８】
例えば、前記第二吹き出し口は、前記第一気流の流速以下の流速で前記第二気流を吹き出してもよい。
【００１９】
この構成によれば、空調装置は、第一気流が第二気流により拡散されることが抑制される。第一気流が第二気流により拡散されると、輻射パネルの表面の近傍における第一気流の流れが妨げられ、第一気流による結露防止効果が低下する。上記構成によれば、第二気流が第一気流を拡散させることによる結露防止効果の低下を回避することで、結露の発生をより一層、抑制できる。
【００２０】
例えば、前記温湿度調整器は、前記第一気流として、前記輻射パネルの温度と同じ温度で、かつ、湿度が１００％未満である気流を生成してもよい。
【００２１】
この構成によれば、空調装置は、輻射パネルを冷却するための温度調整機構を利用して第一気流の温度の調整も行うことができる。言い換えれば、単一の温度調整機構を用いて、第一気流と輻射パネルとの両方の温度の調整をすることができる。
【００２２】
例えば、前記輻射パネルは造営面に設置され、前記第一吹き出し口、及び、前記第一引き込み口は、前記輻射パネル又は前記造営面に接し、互いに対向する位置及び向きで配置され、前記第二吹き出し口は、前記輻射パネル又は前記造営面とで前記第一吹き出し口を挟む位置に配置されてもよい。
【００２３】
この構成によれば、空調装置により第一気流が輻射パネルに沿うように吹き出され、第二気流が輻射パネルとで第一気流を挟むように吹き出される構成を、容易に構築することができる。
【００２４】
例えば、前記第一吹き出し口は、前記第一気流が前記輻射パネルの全体を覆うように前記第一気流を吹き出し、前記第二吹き出し口は、前記第一気流のうち前記輻射パネルの全体を覆っている部分を前記第二気流が覆うように、前記第二気流を吹き出してもよい。
【００２５】
この構成によれば、空調装置は、空調装置の外部である室内空間から取り込んだ空気を第二気流として流すことができる。よって、第二気流を供給するための構成要素を備える必要がなく、空調装置の構成の単純化、小型化の利点がある。
【００２６】
例えば、前記空調装置は、さらに、前記第二吹き出し口に配置され、外部から取り込んだ空気を前記第二気流として吹き出す第一ファンと、前記第二気流を引き込んで外部へ放出する第二ファンとを備えてもよい。
【００２７】
この構成によれば、空調装置は、第三引き込み口から第二吹き出し口へ第二気流を流し、再び、第二吹き出し口から吹き出された第二気流を第三引き込み口から引き込むことで、第二気流を循環させることができる。第三引き込み口から第二吹き出し口へ第二気流を流す経路は、一例として断面が円形状の管などで構成されることができ、この場合、この管内に少なくとも１個のファンがあるだけで構成され得る。よって、第二気流を供給するためのファンの数を少なくすることができる利点がある。
【００２８】
例えば、前記空調装置は、さらに、前記第二気流を引き込む第三引き込み口と、前記第三引き込み口が引き込んだ気流を前記第二吹き出し口から前記第二気流として吹き出すための第三ファンとを備えてもよい。
【００２９】
この構成によれば、空調装置の輻射パネル全体が第一気流および第二気流にこの順に覆われる。よって、輻射パネルの表面全体の結露が防止される。
【００３０】
そこで、本開示の一態様に係る空調方法は、外部を冷却するための輻射パネルの温度より露点が低い第一気流を生成する温湿度調整器によって生成された前記第一気流を前記輻射パネルに沿って第一吹き出し口から吹き出し、前記第一気流を第一引き込み口から引き込み、外部から引き込んだ空気を、前記輻射パネルとで前記第一気流を挟む第二気流として第二吹き出し口から吹き出し、前記温湿度調整器が、前記第一引き込み口から引き込んだ気流を温湿度調整して前記第一気流を生成する。
【００３１】
これにより、上記の空調装置と同様の効果を奏する。
【００３２】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３４】
また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態において、結露防止効果を向上させる輻射空調装置（以降、単に空調装置ともいう）について説明する。なお、以降の説明では、各図に示されたＸＹＺ座標軸系を用いることがある。また、Ｚ軸プラス方向を「上」と、Ｚ軸マイナス方向を「下」と記載することがある。
【００３６】
図１は、本実施の形態に係る空調装置１の外観を示す模式図である。以下に、本実施の形態における空調装置１の詳細について説明する。
【００３７】
図１に示される空調装置１は、室内の天井面又は壁面などの造営面に設置される輻射式の空調装置である。以降では、空調装置１が天井面１０３に設置される場合を一例として説明する。なお、図１では、調整気流吹き出し管１１１及び気流引き込み管１１２などは省略されている。
【００３８】
空調装置１は、輻射パネル１０１による輻射によって、空調装置１と同じ室内に存在する人に温冷感を与える。例えば、空調装置１により、空調装置１が設置された室内を冷房するときには、輻射パネル１０１を冷却することで、空調装置１と同じ室内に存在する人に冷感を与える。
【００３９】
図２は、本実施の形態に係る空調装置１の構造を示す模式図である。
【００４０】
図２に示すように、空調装置１は、輻射パネル１０１と、温湿度調整器１０２と、調整気流吹き出し管１１１と、気流引き込み管１１２と、ファン１１３及び１１４と、を備える。
【００４１】
輻射パネル１０１は、輻射によって外部を冷却するための輻射パネルである。輻射パネル１０１は、温度変化により室内への熱放射を制御し、より具体的には、冷却されることによって室内に存在する人に冷感を与える。なんら工夫がされない場合、冷却された輻射パネル１０１の表面に結露が生じ得る。
【００４２】
温湿度調整器１０２は、空気又は気流の温度及び相対湿度（単に湿度ともいう）の少なくとも一方を調整する調整器である。なお、温度及び湿度の少なくとも一方を調整することを、温湿度を調整する、と表現する。
【００４３】
温湿度調整器１０２は、調整気流吹き出し管１１１と、気流引き込み管１１２とに接続されている。温湿度調整器１０２は、気流引き込み管１１２から引き込んだ空気の温湿度を調整し、調整した空気を調整気流（第一気流に相当）として調整気流吹き出し管１１１に送出する。温湿度調整器１０２は、輻射パネル１０１の温度より露点が低い第一気流を生成する。つまり、第一気流に含まれる水蒸気量は、輻射パネル１０１の温度における飽和水蒸気量より低い。温湿度調整器１０２は、例えば、室内の温度が３０℃であり、湿度が８０％であるときに、温度を２０℃に、湿度を９０％にするように温湿度を調整する。また、温湿度調整器１０２は、調整気流として、輻射パネル１０１の温度と同じ温度で、かつ、湿度が１００％未満である気流を生成してもよい。この場合、単一の温度調整機構を用いて第一気流の温度の調整と、輻射パネル１０１の温度の調整とを行うことができるので、装置構成を単純化できる利点がある。
【００４４】
調整気流吹き出し管１１１は、温湿度調整器１０２が温湿度を調整した気流（つまり第一気流）を整流して、室内空間に吹き出す吹き出し口１１（第一吹き出し口ともいう）まで運ぶ管である。第一気流は、吹き出し口１１から、輻射パネル１０１の表面に沿わせて吹き出される。吹き出し口１１は、例えば、Ｙ軸方向に長い長尺形状を有し、Ｘ軸プラス方向に向けて第一気流を吹き出す。吹き出し口１１は、一例として、Ｙ軸方向の長さが１ｍであり、Ｚ軸方向の長さが２５ｍｍである。
【００４５】
気流引き込み管１１２は、室内空間から空気を引き込み温湿度調整器１０２に運ぶための管である。気流引き込み管１１２は、室内空間から気流を引き込む引き込み口１２から、気流を引き込む。引き込まれる気流は、吹き出し口１１が吹き出した調整気流の少なくとも一部を含む。引き込まれる空気の量は、調整気流吹き出し管１１１から吹き出された空気の量と同じにすることができる。引き込み口１２は、例えば、Ｙ軸方向に長い長尺形状を有し、Ｘ軸プラス方向に流れる第一気流を引き込む。引き込み口１２は、一例として、Ｙ軸方向の長さが１ｍであり、Ｚ軸方向の長さが２５ｍｍである。
【００４６】
ファン１１３は、室内の空気を送風する送風装置である。ファン１１３によって送風される空気の流れを室温気流（第二気流に相当）ともいう。ファン１１３は、空調装置１が設置された室内環境、つまり空調装置１の外部から空気を取り込み、取り込んだ空気に対して温湿度の調整をすることなく、室温気流として吹き出す。室温気流は、輻射パネル１０１とで第一気流を挟む気流である。ファン１１３が送風した気流は、吹き出し口１３（第二吹き出し口）から吹き出される。吹き出し口１３は、例えば、Ｙ軸方向に長い長尺形状を有し、Ｘ軸プラス方向に向けて第二気流を吹き出す。吹き出し口１３は、一例として、Ｙ軸方向の長さが１ｍであり、Ｚ軸方向の長さが２５ｍｍである。ファン１１３は、第一ファンに相当する。
【００４７】
なお、ファン１１３は、吹き出し口１３に１以上備えられてもよい。吹き出し口１３が長尺形状である場合、複数のファン１１３が長尺方向に並べて配置されてもよい。
【００４８】
ファン１１４は、空気を引き込み、引き込んだ空気を室内に放出する送風装置である。ファン１１４は、引き込み口１４（第二引き込み口ともいう）から空気を引き込む。ファン１１４によって引き込まれる空気は、ファン１１３によって送出された室温気流の少なくとも一部を含む。引き込み口１４は、例えば、Ｙ軸方向に長い長尺形状を有し、Ｘ軸プラス方向に流れる第二気流を引き込む。引き込み口１４は、一例として、Ｙ軸方向の長さが１ｍであり、Ｚ軸方向の長さが２５ｍｍである。ファン１１４は、第二ファンに相当する。
【００４９】
なお、ファン１１４は、引き込み口１４に１以上備えられてもよい。引き込み口１４が長尺形状である場合、複数のファン１１４が長尺方向に並べて配置されてもよい。
【００５０】
なお、吹き出し口１３は、調整気流の流速以下の流速で室温気流を吹き出してもよい。調整気流が室温気流により拡散されることを抑制するためである。
【００５１】
なお、吹き出し口１１のＹ軸方向の幅は、輻射パネル１０１の幅と同じか、または、輻射パネル１０１より広い幅としてもよい。このようにすると、吹き出し口１１が吹き出した気流が輻射パネル１０１の全体を覆うことができる。これにより、輻射パネル１０１の表面全体の結露を防止する効果がある。
【００５２】
なお、吹き出し口１３が吹き出す気流のＹ軸方向の幅は、吹き出し口１１が吹き出す気流のＹ軸方向の幅と同じか、または上記幅より広い幅としてもよい。言い換えれば、吹き出し口１３のＹ軸方向の幅は、吹き出し口１１のＹ軸方向の幅と同じか、または上記幅より広い幅としてもよい。
【００５３】
なお、吹き出し口１１及び引き込み口１２は、輻射パネル１０１又は造営面に接し、互いに対向する位置及び向きで配置されてもよい。また、吹き出し口１３は、吹き出し口１１に隣接して配置されてもよい。より具体的には、吹き出し口１３は、吹き出し口１１にＺ軸マイナス方向に隣接して配置され、つまり、吹き出し口１３は、輻射パネル１０１又は造営面とで吹き出し口１１を挟む位置に配置されてもよい。このようにすると、吹き出し口１１から吹き出された第一気流が、吹き出された直後から輻射パネル１０１と第二気流とに挟まれて流れることになり、輻射パネル１０１の結露防止効果が高まる。
【００５４】
さらに、ファン１１４の引き込み口１４は、気流引き込み管１１２の引き込み口１２に隣接して配置されてもよい。より具体的には、引き込み口１４は、引き込み口１２にＺ軸マイナス方向に隣接して配置されてもよい。このようにすると、ファン１１４は、引き込み口１２が気流を引き込む方向と同じ方向に空気を引き込む。これにより、輻射パネル１０１の表面を流れる温湿度が調整された第一気流に沿って、第一気流と同じ方向に、室内空間からの気流が流れることになる。
【００５５】
なお、引き込み口１４が引き込む気流のＹ軸方向の幅は、引き込み口１２が引き込む気流のＹ軸方向の幅と同じか、または上記幅より広い幅としてもよい。言い換えれば、引き込み口１４のＹ軸方向の幅は、引き込み口１２のＹ軸方向の幅と同じか、または上記幅より広い幅としてもよい。
【００５６】
なお、吹き出し口１３が吹き出す気流の量と、引き込み口１４が引き込む気体の量とは、同じになるように調整されてもよいし、独立に調整されてもよい。また、これらの気体の量を同じにするか、独立に調整するかを、室内空間における温度、湿度又は気流によって制御してもよい。
【００５７】
なお、本実施の形態では、温湿度調整器１０２により温湿度を調整した気流のすべてを輻射パネル１０１の表面へ送風することで、輻射パネル１０１の温度の制御を行う構成を説明したが、温湿度調整器１０２により温湿度を調整した気流の一部を輻射パネル１０１の室内に接していない面である裏面１０１Ａに送風することで輻射パネル１０１の温度を調整してもよい。また、温湿度調整器１０２は、上記気流を用いる代わりに、他の物体を介した伝熱により輻射パネル１０１の温度を制御してもよい。このようにすることで、単一の温度調整機構を用いて第一気流の温度の調整と、輻射パネル１０１の温度の調整との両方を行うことができる利点がある。
【００５８】
図３は、本実施の形態に係る空調装置１による空調方法を示すフロー図である。
【００５９】
図３に示されるように、ステップＳ１１において、空調装置１は、外部を冷却するための輻射パネル１０１の温度より露点が低い第一気流を生成する温湿度調整器１０２によって生成された第一気流を輻射パネル１０１に沿って第一吹き出し口（つまり吹き出し口１１）から吹き出す。また、空調装置１は、第一気流を第一引き込み口（つまり引き込み口１２）から引き込む。ここで、温湿度調整器１０２が、第一引き込み口から引き込んだ気流を温湿度調整して第一気流を生成する。
【００６０】
ステップＳ１２において、空調装置１は、外部から引き込んだ空気を、輻射パネル１０１とで第一気流を挟む第二気流として第二吹き出し口（吹き出し口１３）から吹き出す。
【００６１】
［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る空調装置によれば、輻射パネルの表面に沿って流れる温湿度が調整された気流と同じ方向に、温湿度が調整された気流を覆うように室温の気流が流れることになる。一般に、輻射空調による冷房の際には、輻射パネルの表面で室内空気が冷却されて露点以下になったときに輻射パネルに結露が発生する。そこで本実施の形態に係る空調装置は、温湿度が調整された、輻射パネルの温度よりも露点の低い気流を輻射パネルの表面に送風することにより結露の抑制が可能である。また、本実施の形態に係る空調装置では、輻射パネルの表面に沿ってされる露点の低い気流が、室温の気流に覆われるので、室内の気流がない場合と比較して、輻射パネルの表面を流れやすくなり、つまり、輻射パネルの表面から剥がれにくくなる。その結果、温湿度が調整された気流の風量を増やすことなく、結露を抑制することが可能となる。
【００６２】
なお、吹き出し口３１１の高さ（Ｚ軸方向の幅）を大きくしたり、吹き出される気流の風速を速くしたりすることで、調整気流の気体の量を大きくした場合も結露抑制効果が向上する効果がある。しかしながら、空気の温湿度調整には電力などのエネルギーが必要であり、温度調整する気体の量を増やすとエネルギー消費が増加するという問題がある。また、生成する冷気の量を増やすと、冷気により人が不快を感じる可能性がある。本実施の形態に係る空調装置１によれば、調整気流の量を増やさずに室温空気を用いた二層気流による結露抑制効果を奏する。これは、省エネルギーの観点、及び、温冷快適性を実現する輻射空調の機能の観点で有効である。
【００６３】
（実施の形態２）
本実施の形態において、結露防止効果を向上させる空調装置について説明する。本実施の形態に係る空調装置２は、実施の形態１に係る空調装置１と比較して、第二気流の流れ方が異なる。以下では、本実施の形態に係る空調装置２について、実施の形態１に係る空調装置１と異なる部分を主として説明する。
【００６４】
図４は、本実施の形態に係る空調装置２の構造を示す模式図である。
【００６５】
図４に示すように、空調装置２は、輻射パネル１０１と、温湿度調整器１０２と、調整気流吹き出し管１１１と、気流引き込み管１１２と、循環気流吹き出し管１１５と、循環気流引き込み管１１６と、ファン１１７とを備える。
【００６６】
空調装置２は、実施の形態１に係る空調装置１が備えるファン１１３及び１１４に代えて、循環気流吹き出し管１１５と、循環気流引き込み管１１６と、ファン１１７とを備える。これらの構成について詳細に説明する。
【００６７】
循環気流吹き出し管１１５は、ファン１１７に接続され、ファン１１７が送出した気流（循環気流ともいう）を整流して、室内空間に吹き出す吹き出し口１５（第二吹き出し口ともいう）まで運ぶ管である。循環気流は、吹き出し口１５から、第一気流に沿わせて吹き出される。吹き出し口１５の位置、大きさ及び形状は、実施の形態１に係る空調装置１が有する吹き出し口１３のものと同じであってよい。循環気流は、第二気流に相当する。
【００６８】
循環気流引き込み管１１６は、室内空間から空気を引き込みファン１１７に運ぶための管である。循環気流引き込み管１１６は、室内空間から気流を引き込む引き込み口１６（第三引き込み口に相当）から、空気を引き込む。引き込まれる気流は、吹き出し口１５が吹き出した循環気流の少なくとも一部を含む。引き込む空気の量は、循環気流吹き出し管１１５から吹き出された空気の量と同じにすることができる。引き込み口１６から引き込まれる空気は、吹き出し口１５によって送出された循環気流の少なくとも一部を含む。引き込み口１６の位置、大きさ及び形状は、実施の形態１に係る空調装置１が有する引き込み口１４と同じであってよい。
【００６９】
ファン１１７は、循環気流吹き出し管１１５と、循環気流引き込み管１１６とに接続されている。ファン１１７は、循環気流引き込み管１１６から引き込んだ空気を循環気流吹き出し管１１５に送出し、循環気流として吹き出す。
【００７０】
本実施の形態に係る空調装置２において、循環気流吹き出し管１１５及び循環気流引き込み管１１６は、断面が円形状である管で構成され得る。特に、ファン１１７が配置されている位置において、循環気流吹き出し管１１５及び循環気流引き込み管１１６の断面が円形状であれば、１個のファン１１７によって循環気流を生成することができる利点がある。
【００７１】
［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る輻射空調装置によれば、輻射パネル１０１の表面に沿って流れる露点が低い気流が、室温の循環気流に覆われることで、輻射パネルの表面を流れやすくなり、温湿度が調整された気流の風量を増やすことなく、結露を抑制することが可能となる。また、ファン１１７の必要数を減らすことで製造コスト削減の利点がある。
【００７２】
（実施例）
上記実施の形態に係る空調装置について、以下で実施例を用いてより具体的に説明するが、これら実施例は、本開示を何ら制限するものではない。
【００７３】
本実施例では、輻射パネルの表面の気流に関する複数の条件の下で、輻射冷房時の輻射パネルの表面の湿度分布を熱流体シミュレーションにより算出することで、結露抑制効果がどのように変化するかを評価した。熱流体シミュレーションにはＣＯＭＳＯＬ５．３ａを用いた。
【００７４】
図５は、本実施例に係るシミュレーション空間を示す説明図である。図５には、流体シミュレーションに用いる空間を構成する主な部品が示されている。
【００７５】
図５に示されるように、輻射パネル３０１がシミュレーション空間３０９の上部に配置されている。輻射パネル３０１の表面のうちＸ軸マイナス方向側の端部に、調整気流を吹き出す吹き出し口３１１が配置されている。
【００７６】
また、輻射パネル３０１を挟んで吹き出し口３１１と反対側に、調整気流を含む気流を引き込む引き込み口３１２が配置されている。つまり、引き込み口３１２は、輻射パネル３０１の表面のうちＸ軸プラス方向側の端部に配置されている。
【００７７】
さらに、吹き出し口３１１の下側に隣接して、循環気流を吹き出す吹き出し口３１３が配置されている。また、引き込み口３１２の下側に隣接して、循環気流を含む気流を引き込む引き込み口３１４が配置されている。
【００７８】
輻射パネル３０１のＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれの長さを１ｍとした。吹き出し口３１１と引き込み口３１２との離間距離を１ｍとし、吹き出し口３１３と引き込み口３１４との離間距離を１ｍとした。
【００７９】
また、吹き出し口３１１及び３１３、並びに、引き込み口３１２及び３１４は、それぞれ、Ｚ軸方向の幅を２５ｍｍとし、Ｙ軸方向の幅を１ｍとし、開口面を輻射パネル３０１の表面と垂直とした。
【００８０】
また、輻射パネル３０１は、吹き出し口３１１から吹き出される気流とは異なる気体もしくは液体により温度制御されると想定して、２０℃の固定温度を設定した。室温は３０℃、相対湿度は８０％と設定した。また、気流の吹き出し条件を設定する場合は、吹き出し口３１１から吹き出す調整気流の温度を２０℃に、湿度を９０％にそれぞれ設定した。吹き出し口３１３から吹き出す循環気流の温度を室温、湿度を室内湿度と同じ値に設定した。また、調整気流と循環気流との風速は、それぞれ、１ｍ／ｓとした。引き込み口３１２から引き込む気流と、引き込み口３１４から引き込む気流の風速は、それぞれ、１ｍ／ｓとした。
【００８１】
図６は、実施例に係るシミュレーション結果である湿度分布の説明図である。図７は、本実施例に係るシミュレーション結果である湿度分布を示すグラフである。これらの図を参照しながらシミュレーション結果を説明する。
【００８２】
図６は、（ａ）輻射パネル３０１の表面に気流がない場合と、（ｂ）輻射パネル３０１の表面に調整気流があり、循環気流がない場合と、（ｃ）輻射パネル３０１の表面に調整気流があり、さらに循環気流がある場合との３つの場合のシミュレーション結果を示している。また、図７は、上記（ｂ）及び（ｃ）の場合における輻射パネル３０１の表面の湿度を示している。図７において、ｘ軸は、輻射パネル３０１のＸ軸方向マイナス側の端部からの距離、つまり、吹き出し口３１１からの距離を示しており、ｙ軸は、ｘ座標で示される位置での輻射パネル３０１の表面における湿度を示している。
【００８３】
図６において、湿度の大きさを黒の濃度で表現しており、湿度８０％以下を白で表現し、湿度１００％以上を黒で表現し、湿度８０％から１００％までの範囲では湿度が大きいほど黒に近い色で表現している。
【００８４】
図６の（ａ）は、輻射パネル３０１の表面に気流がない場合の輻射パネル３０１の表面の湿度分布を示す図である。吹き出し口３１１と吹き出し口３１３とからの気流の吹き出しがなく、かつ、引き込み口３１２と引き込み口３１４とからの気流の引き込みがない条件で湿度分布を算出した。この場合、輻射パネル３０１の表面は、１００％以上の湿度となることが確認された。このことから、この条件では、輻射パネル３０１の表面が容易に結露すると考えられる。
【００８５】
図６の（ｂ）は、輻射パネル３０１の表面に調整気流を送風した場合のパネル表面の湿度分布を示す図である。なお、この場合の気流を一層気流ともいう。この条件では、吹き出し口３１１から吹き出された露点が低い気流は、その一部が室内空気と混ざりながら引き込み口３１２に引き込まれる。この気流は、吹き出されてから引き込まれるまでに、輻射パネル３０１の表面の少なくも一部を覆う。これにより、輻射パネル３０１の表面の湿度は、気流がない場合（ａ）と比べて低下することが確認された。このことは、図７において、吹き出し口３１１からの距離が０〜約０．４７ｍの範囲で湿度が１００％未満の値になっていることからも確認される。よって、この条件では、上記（ａ）の場合と比べて、結露が抑制されると考えられる。
【００８６】
図６の（ｃ）は、輻射パネル３０１の表面に調整気流と室温気流を送風した場合のパネル表面の湿度分布を示す図である。なお、この場合の気流を二層気流ともいう。この条件では吹き出し口３１３から吹き出された気流は、その一部が室内空気と混ざりながら引き込み口３１４に引き込まれる。また、吹き出し口３１１から吹き出された露点が低い気流が、室温気流と輻射パネル３０１とに挟まれながら引き込み口３１２に流れ、引き込み口３１２に引き込まれる。
【００８７】
この条件では、調整気流は、吹き出されてから引き込まれるまでに、室温気流と輻射パネル３０１に挟まれながら輻射パネル３０１の表面の少なくも一部を覆う。これにより、輻射パネル３０１の表面の湿度は、調整気流があり室温気流がない場合（ｂ）と比べて低下することが確認された。このことは、図７において、吹き出し口３１１からの距離が０〜約０．５７ｍの範囲で湿度が１００％未満の値になっていることからも確認される。よって、この条件では、上記（ｂ）の場合と比べて、結露が抑制されると考えられる。
【００８８】
また、図７において、一層気流の場合（ｂ）と二層気流の場合（ｃ）とを比較すると、二層気流の場合の方が湿度の高い領域が狭くなっていることがわかる。具体的には、一層気流の場合には、吹き出し口３１１からの距離が約０．４７ｍから１ｍまでの範囲で湿度が１００％であるのに対して、二層気流の場合には、吹き出し口３１１からの距離が約０．５７ｍから１ｍまでの範囲で湿度が１００％であり、二層気流の場合の方が湿度の高い領域が狭い。これは、室温気流を流すことで調整気流が拡散することが抑制されたからであると考えられる。このように、二層気流の場合、一層気流の場合に比べて輻射パネル３０１の表面の結露抑制効果が高いことが示された。
【００８９】
以上のように、上記各実施の形態の空調装置によれば、第一気流が第一吹き出し口から吹き出され、輻射パネルと第二気流とに挟まれながら流れて第一引き込み口に引き込まれる。そのため、第二気流がない場合に比べて、第一気流が輻射パネルの表面から剥離することが抑制される。第一気流は、輻射パネルの温度より露点が低いので、輻射パネルと同じ温度にまで冷やされたとしても相対湿度（単に湿度ともいう）が１００％に至らず結露しない。よって、輻射パネルの表面の近傍において湿度が１００％になることが抑制され、結露が防止される。このようにして、本開示の一態様に係る空調装置は、結露防止効果を向上させる。
【００９０】
このことは、温湿度が調整された気流の量を従来技術と比較して増加させることなく、露点が低い気流を安定的に輻射パネル表面に送風することで、輻射パネルの表面の湿度が１００％未満である状態に保つことができることを意味する。これにより、本開示の一態様に係る空調装置は、たとえ室内環境における露点が高い場合であっても、輻射パネルの表面の結露を抑制することができる。
【００９１】
また、空調装置は、第一気流が第二気流により拡散されることが抑制される。第一気流が第二気流により拡散されると、輻射パネルの表面の近傍における第一気流の流れが妨げられ、第一気流による結露防止効果が低下する。上記構成によれば、第二気流が第一気流を拡散させることによる結露防止効果の低下を回避することで、結露の発生をより一層、抑制できる。
【００９２】
また、空調装置は、輻射パネルを冷却する機構を利用して第一気流の温度を調整できる。
【００９３】
また、空調装置により第一気流が輻射パネルに沿うように吹き出され、第二気流が輻射パネルとで第一気流を挟むように吹き出される構成を、容易に構築することができる。
【００９４】
また、空調装置は、空調装置の外部である室内空間から取り込んだ空気を第二気流として流すことができる。よって、第二気流を供給するための構成要素を備える必要がなく、空調装置の構成の単純化、小型化の利点がある。
【００９５】
また、空調装置は、第三引き込み口から第二吹き出し口へ第二気流を流し、再び、第二吹き出し口から吹き出された第二気流を第三引き込み口から引き込むことで、第二気流を循環させることができる。第三引き込み口から第二吹き出し口へ第二気流を流す経路は、一例として断面が円形状の管などで構成されることができ、この場合、この管内に少なくとも１個のファンがあるだけで構成され得る。よって、第二気流を供給するためのファンの数を少なくすることができる利点がある。
【００９６】
また、空調装置の輻射パネル全体が第一気流および第二気流にこの順に覆われる。よって、輻射パネルの表面全体の結露が防止される。
【００９７】
以上、一つまたは複数の態様に係る空調装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本開示に係る空調装置は、気流の不快なく快適な温冷感を制御し、結露のない運転を行う輻射空調であり、住宅、オフィスなどの室内環境の温冷感を制御するシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１、２    空調装置
１１、１３、１５、３１１、３１３    吹き出し口
１２、１４、１６、３１２、３１４    引き込み口
１０１、３０１    輻射パネル
１０１Ａ    裏面
１０２    温湿度調整器
１０３    天井面
１１１    調整気流吹き出し管
１１２    気流引き込み管
１１５    循環気流吹き出し管
１１６    循環気流引き込み管
１１３、１１４、１１７    ファン
３０９    シミュレーション空間
【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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【図６】
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【図７】
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