(57)【要約】【課題】空調装置と壁設置型の放熱パネルとを組み合わせた冷房装置であって、運転開始時における冷房効果を高めることが出来、居室内をより快適に冷房できる居室の冷房装置を提供する。【解決手段】居室の冷房装置は、室内機１１から冷風を送風する空調装置１と、居室の壁に敷設された放熱パネル２と、当該放熱パネルに冷水を供給する冷水製造装置と、空調装置１及び冷水製造装置の稼働を制御する制御手段とを備えており、空調装置１の運転を開始した際、冷水製造装置から放熱パネル２への冷水の供給を開始し、運転開始から５〜１８０分経過した後、空調装置１の運転だけを停止し、放熱パネル２だけを稼働させる様に構成される。【選択図】図１
2010133571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
居室の壁または天井に設置された室内機から冷風を送風する空調装置と、居室の壁に敷設され且つ冷水の循環によって室内を冷却する放熱パネルと、当該放熱パネルに冷水を供給する冷水製造装置と、前記空調装置および前記冷水製造装置の稼働を制御する制御手段とを備えた冷房装置であって、前記空調装置の運転を開始した際、前記制御手段の機能により、前記冷水製造装置から前記放熱パネルへの冷水の供給を開始し、運転開始から５〜１８０分経過した後、前記空調装置の運転を停止し、前記放熱パネルだけを稼働させる様に構成されていることを特徴とする居室の冷房装置。
【請求項２】
放熱パネルは、壁面に取り付けられ、前記放熱パネルの背面側には、居室内の空気を流通させる隙間が壁面との間に設けられている請求項１に記載の居室の冷房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、居室の冷房装置に関するものであり、詳しくは、室内機から冷風を送風する空調装置と壁設置型の放熱パネルとを組み合わせた装置であって、運転開始時における冷房効果を高める様にした居室の冷房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
居室の冷暖房装置としては、ファンコイル構造の熱交換器から成る屋外機と室内機との間で代替フロン等の冷媒を循環させ、屋外と室内とで熱交換を行ういわゆる空調装置が多く使用されている。一方、暖房装置の一つとして、壁に設置される温水循環方式の放熱パネル（壁暖房パネル）が提案されている。斯かる放熱パネルは、床暖房マット、温水マット、温水シート等と称する床暖房用のパネルと同様の構造を備えており、発泡樹脂成形体から成る板状基材と、当該板状基材の表側の溝に配置された通水管と、板状基材の表側表面に貼着された放熱シートとから主に構成され、給湯装置から供給した温水を通水管に循環させることにより、温水の熱を放熱シートから室内に放射する様になされている。
【特許文献３】特開２００６−２３４３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般的な空調装置による冷房は、室内機で冷却した室内空気を介して冷房効果を得るため、運転開始した当初は室内の空気全体を直ちに冷却できず、さほどの効果が得られない反面、運転開始からある程度の時間経過後は、室内空気全体が過剰に冷却される。これに対し、壁設置型の放熱パネルは、これに冷水を循環させて冷房装置として使用した場合、放射冷却効果により直接身体を冷却できるため、運転開始から比較的短時間で効果が得られる反面、室内の空気自体を冷却する機能に欠ける。そこで、居室の冷房手段として、空調装置と放熱パネルを併用するならば、冷房効果をより高めることが出来、快適性を向上できると考えられる。
【０００４】
しかしながら、空調装置と壁設置型の放熱パネルを単に併用した場合には、エネルギーの消費量が大きくなるばかりか、長時間経過後は過剰冷房になることが想定される。例えば、運転開始から２時間程度を経過した後は、居室の空気自体が低温に感じられ、不快感を生じる様になる。勿論、センサー等で室温を検出し、放熱パネルへの冷水の給水量を室温に応じて調節する様な制御方法も考えられるが、斯かる制御方法も、給水量の調節に対する室温の応答が遅いため、実用性に欠けると言う問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、空調装置と壁設置型の放熱パネルとを組み合わせた冷房装置であって、運転開始時における冷房効果を高めることが出来、居室内をより快適に冷房できる居室の冷房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明では、冷風を送風する空調装置と壁設置型の放熱パネルとを併用して冷房するに当たり、運転当初は空調装置を稼働させ且つ放熱パネルへ冷水を供給することにより、放熱パネルによる放射冷却効果によって冷房効果を得ると共に、空調装置の立上がりにおける効果不足を補完し、運転開始から特定時間経過した時点で空調装置の運転を停止して放熱パネルのみによる冷房に切り替えることより、冷房効果を持続させる様にした。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨は、居室の壁または天井に設置された室内機から冷風を送風する空調装置と、居室の壁に敷設され且つ冷水の循環によって室内を冷却する放熱パネルと、当該放熱パネルに冷水を供給する冷水製造装置と、前記空調装置および前記冷水製造装置の稼働を制御する制御手段とを備えた冷房装置であって、前記空調装置の運転を開始した際、前記制御手段の機能により、前記冷水製造装置から前記放熱パネルへの冷水の供給を開始し、運転開始から５〜１８０分経過した後、前記空調装置の運転を停止し、前記放熱パネルだけを稼働させる様に構成されていることを特徴とする居室の冷房装置に存する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る居室の冷房装置によれば、運転開始から特定の時間は空調装置と放熱パネルによって急速な冷房効果が得られ、運転開始から特定時間経過した後は空調装置の運転を停止し、放熱パネルだけを稼働させて当該放熱パネルによる冷房効果が得られるため、必要以上にエネルギーを消費することなく、かつ、過剰な冷却を防止でき、居室内をより快適に冷房できる。また、本発明は、放熱パネルだけの運転に切り替えた後は不快な風の発生が抑制されるため、殊に寝室などに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る居室の冷房装置（以下、「冷房装置」と略記する。）の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の冷房装置は、図１に示す様に、居室の壁または天井に室内機（１１）が設置され且つ冷媒の循環によって室内機（１１）から冷風を送風する空調装置（１）と、居室の壁に敷設され且つ冷水の循環によって室内を冷却する放熱パネル（２）と、当該放熱パネルに冷水を供給する冷水製造装置（５）（図２参照）とから主に構成される。
【００１０】
空調装置（１）は、冷媒を圧縮するコンプレッサー、冷媒と外気との間で熱交換するファンコイル構造の熱交換器、熱交換器の冷媒出口に付設された膨張弁などから構成された屋外機（室外機）（１２）と、冷媒と室内空気との間で熱交換するファンコイル構造の熱交換器から主に構成された室内機（１１）とを備え、屋外機（１２）と室内機（１１）との間で代替フロン等の冷媒を循環させ、屋外と室内とで熱交換を行う周知の装置である。上記の空調装置（１）としては、屋外機と室内機との間で冷媒の流れ方向を変えることにより、冷暖房装置として使用可能ないわゆるヒートポンプ方式のものが一般的である。図中の符号（７１）及び（７２）は、屋外機（１２）と室内機（１１）を繋ぐ冷媒配管を示す。
【００１１】
放熱パネル（２）は、居室の壁面に組み込むことも出来るが、施工性を高める観点から、通常は壁面に取り付けられる。放熱パネル（２）は、図３に示す様に、発泡樹脂成形体から成る断熱材としての板状基材（２１）と、当該板状基材の表側の溝（２３）に配置された冷水循環路としての通水管（２４）と、板状基材（２１）の表側の表面に貼着された放熱シート（２５）とから主として構成され、全体形状を方形のパネル状に形成される。そして、冷水製造装置（５）から供給した冷水を通水管（２４）に循環させることにより、冷水の冷熱を放熱シート（２５）によって全面に拡散し且つ室内に放出する様になされている。すなわち、室内側の温熱を放熱シート（２５）によって吸収する様になされている。
【００１２】
板状基材（２１）は、厚さ７〜２０ｍｍ程度の薄板状の発泡樹脂成形体の小片を多数配列して構成される。板状基材（２１）を構成する発泡樹脂成形体としては、硬質ポリウレタン発泡体、硬質ポリエチレン発泡体、硬質ポリプロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体、フェノール樹脂発泡体、硬質ポリ塩化ビニル発泡体、ポリメチルメタクリレート発泡体、ポリカーボネート発泡体、ポリフェニレンオキサイド発泡体、ポリスチレンとポリエチレン混合物の発泡体などが挙げられる。板状基材（２１）には、剛性を維持するため、スギ、サクラ、ヒノキ、ラワン及び合板などの木材または硬質発泡樹脂から成る幅３０〜５０ｍｍ程度の小割り状の桟が所定の間隔で平行に挿入される。
【００１３】
通水管（２４）は、板状基材（２１）の成型時にその表面に形成された溝（２３）に対し、放熱シート（２５）に接触する状態で配置される。通水管（２４）としては、外径４〜１０ｍｍ、内径４〜７ｍｍの架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、ポリプロピレン管、ポリエチレン管などの樹脂管が使用される。放熱パネル（２）の上面側への冷熱出力を高め且つその放熱効率を高めるため、通水管（２４）の少なくとも一部分、例えば直線部は、その長さ方向に直交する断面がＵ字状に形成された樋状の金属製伝熱部材（図示省略）に収容して上記の溝（２３）に配置されてもよい。
【００１４】
板状基材（２１）上においては、当該板状基材の両端部で多数回折り返すパターンで少なくとも１本の通水管（２４）を配置することにより、当該板状基材の略全面に亘って循環する冷水循環路が少なくとも１系統、通常は２〜８系統構成される。そして、各系統の通水管（２４）は、板状基材（２１）の例えば隅部に配置された水分配回収用ヘッダー（図示省略）に繋ぎ込まれる。斯かる水分配回収用ヘッダーを使用して冷水循環路を複数組構成した場合には、各系統における冷水の温度上昇を少なくしてパネル全体で均一に冷熱を放熱し且つ出力を高めることが出来る。
【００１５】
放熱シート（２５）は、厚さが通常は１０〜２００μｍ、好ましくは３０〜１００μｍで且つ熱伝導性に優れた可撓性のフィルム又はシート、例えば、アルミニウム箔、錫箔、銅箔、ステンレス鋼箔などの金属箔、金属製の織布や不織布、樹脂フィルム又は樹脂シート、あるいは、これらを組合せた積層シート等によって構成される。放熱シート（２５）は、板状基材（１１）及び根太状部材（１２）の表面に接着剤や接着剤フイルム等よって貼着される。
【００１６】
上記の放熱パネル（２）においては、パネルとしての剛性を確保し且つ意匠性を高めるため、板状基材（２１）の外周部に額縁状の見切り縁（２７）が取り付けられる。また、放熱シート（２５）は、居室内に露出するため、その表側表面が塗装、フィルムコーティング、研磨仕上などによって意匠面として構成される。
【００１７】
更に、図示しないが、放熱パネル（２）の表側表面には、放熱シート（２５）として、その投影面積よりも表面積の大きな立体的意匠面を備えたシートが貼着されてもよい。立体的意匠面としては、凹凸模様が形成された意匠面、植物や自然を模った造形物が配置された意匠面などが挙げられる。斯かる立体的意匠面は、上記の意匠部分が予め設けられたシートをフィルム状の放熱シート（２５）に積層することにより構成されてもよいし、あるいは、放熱シート（２５）に意匠部分を予め一体的に形成することにより構成されてもよい。
【００１８】
また、放熱パネル（２）の表側表面および／または背面側表面には、居室の湿度に応じて水蒸気を吸脱着する湿度調整材料が塗布されてもよい。湿度調整材料としては、室温の範囲内において水蒸気を吸脱着する特性のゼオライト、シリカゲル、活性炭などの吸着材、あるいは、珪藻土、漆喰などが挙げられる。上記の湿度調整材料は、通常、前述の放熱シート（２５）の表面（意匠面）に塗布される。また、後述する様に、壁面との間に隙間（２９）を設けて放熱パネル（２）が配置される場合には、湿度調整材料が放熱パネル（２）の背面側表面、または、表側表面（放熱シート（２５）の表面）及び背面側表面に塗布されてもよい。湿度調整材料を塗布した場合には、室内の湿度調整に寄与できる。
【００１９】
放熱パネル（２）は、通常は壁面の天井下１ｍ以上の高さ、好ましくは床から１．８ｍ以上の高さで且つ壁の全周に亘って配置される。造付けの家具などがある場合は壁の一部に配置される。放熱パネル（２）の設置高さを上記の範囲とすることにより、窓や家具に干渉されることが少ないため、放熱パネル（２）の設置面積を大きくすることが出来、冷房効果を高めることが出来る。放熱パネル（２）は、例えば、板状基材（２１）の背面外周部に固定された取付金物（２８）によって壁面に設置される。そして、壁面に設置される場合、放熱パネル（２）の背面側には、居室内の空気を流通させる２０〜３０ｍｍ程度の隙間（２９）が壁面との間に設けられる。上記の様な隙間（２９）を設けた場合には、壁側への冷熱の熱損失を低減でき、室内に対する冷房効率を高めることが出来る。
【００２０】
冷水製造装置（５）としては、冷媒を圧縮するコンプレッサー、外気との間で熱交換して冷媒を凝縮するファンコイル構造の凝縮器、水槽内の水との間で熱交換して冷媒を蒸発させるコイル構造の蒸発器などを備え、前記の水槽において例えば１０〜２５℃程度の冷水を製造する構造のチラー等が使用される。また、冷水製造装置（５）は、製造した冷水を熱利用機器へ分配供給し且つ熱利用機器で使用された冷水を回収するヘッダー装置、冷水を循環させるためのポンプ、ならびに、マイクロコンピュータ等の演算処理装置および制御回路から成り且つ供給される冷水の温度を検出して流量を制御する制御装置などを備えている。
【００２１】
上記のヘッダー装置は、主管および当該主管から分岐された配管接続用の分岐管、ならびに、冷水の供給量を制御する制御弁から成り、ヘッダー装置には、放熱パネル（２）へ冷水を各供給する水配管（往き配管）（８１）と、放熱パネル（２）から循環後の昇温した水を回収する水配管（８２）（戻り配管）とが接続される。水配管（８１）及び（８２）は、可撓性樹脂から成り且つそれぞれ１組に纏められたペアチューブである。
【００２２】
本発明においては、運転開始から所定時間の間は急速に冷房を行い、運転開始から特定時間経過後は室温を維持して過剰冷房を防止するため、空調装置（１）の運転を停止する様になされている。すなわち、図２に示す様に、本発明の冷房装置には、上記の空調装置（１）及び冷水製造装置（５）の稼働を制御する制御手段（６）が備えられており、空調装置（１）の運転を開始した際、制御手段（６）の機能により、冷水製造装置（５）から放熱パネル（２）への冷水の供給を開始し、運転開始から５〜１８０分経過した後、空調装置（１）の運転だけを停止し、冷水製造装置（５）の単独運転に切り替えて放熱パネル（２）だけを稼働させる様に構成される。
【００２３】
制御手段（６）は、空調装置（１）の制御装置と別個に設けることも出来るが、通常は空調装置（１）の制御装置の一部として構成される。そして、内部タイマーの機能により、冷水製造装置（５）に付設された制御弁を開閉する様に構成される。具体的には、本発明では、空調装置（１）及び冷水製造装置（５）を操作するための操作パネルが室内に配置され、斯かる操作パネルの操作により制御手段（６）を機能させ、以下の様な冷房操作を行う様になされている。
【００２４】
すなわち、操作パネルの操作によって冷房運転を開始すると、空調装置（１）が稼働し、かつ、冷水製造装置（５）が稼働して放熱パネル（２）へ１０〜２５℃の低温の冷水を供給する。そして、斯かる冷水の供給操作により、放熱パネル（２）による放射冷却効果によって冷房効果を得る。同時に、空調装置（１）の室内機（１１）での熱交換によって室内の空気を冷却する。次いで、冷房運転の開始から５〜１８０分経過すると、空調装置（１）の運転を停止し、放熱パネル（２）への冷水供給だけに切り替える。そして、斯かる切替え操作により、上記の時間経過後は放熱パネル（２）によって室内の冷房を維持する。
【００２５】
上記の様に、本発明の冷房装置においては、運転開始から特定の時間は空調装置（１）と放熱パネル（２）によって急速な冷房効果が得られ、運転開始から特定時間経過した後は放熱パネル（２）だけを稼働させて当該放熱パネルによる冷房効果が得られる。従って、本発明によれば、必要以上にエネルギーを消費することなく、かつ、過剰な冷却を防止でき、居室内をより快適に冷房することが出来る。また、本発明は、放熱パネルだけの運転に切り替えた後は不快な風の発生が抑制されるため、殊に寝室などに好適である。
【００２６】
なお、本発明においては、空調装置（１）と放熱パネル（２）の併用運転から空調装置（１）の単独運転への切替え時間が上記の範囲内で調節可能に構成されていることにより、環境の違いや季節変動に応じて冷房能力を簡単に調整することが出来る。また、上記の様な冷房装置は、１つの暖冷房装置において構成することも出来る。すなわち、冷水製造装置（５）に加えて給湯装置を配置し、これらの装置と水配管（８１）及び（８２）とを三方切替弁などの流体切替手段を介して接続し、冷水製造装置（５）から放熱パネル（２）への冷水の供給と、給湯装置から放熱パネル（２）への温水の供給とを切替可能に構成することにより、上記の冷房装置を含む暖冷房装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る居室の冷房装置において使用される放熱パネルの居室内の配置を模式的に示した透視図である。
【図２】本発明に係る居室の冷房装置における空調装置の室内機への冷媒の供給系統、放熱パネルへの冷水の供給系統ならびに冷水製造装置の制御を示すブロック図である。
【図３】壁面に取り付けられた放熱パネルの構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ：空調装置
１１：室内機
１２：屋外機
２  ：放熱パネル
２１：板状基材
２３：溝
２４：通水管
２５：放熱シート
２７：見切り縁
２８：取付金物
２９：隙間
４  ：熱源装置
５  ：冷水製造装置
６  ：制御手段（操作パネル）
７１：冷媒配管
７２：冷媒配管
８１：水配管
８２：水配管
【図１】
2010133571.tif 000003
【図２】
2010133571.tif 000004
【図３】
2010133571.tif 000005