(57)【要約】【課題】エネルギの損失を低減して大空間を好適に暖房する大空間の暖房方法及びその暖房装置を提供する。【解決手段】建屋２のぺリメータ部分で内壁面周辺７に沿って床面８から高さ２０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下の位置に配置されるダクト３と、  空気を温風にしてダクト３に送風する温風暖房機４と、  ダクト３の下部に吹出口を形成して温風を真下に吹き出す吹出部５を備え、  吹出口から吹き出された直後の温風は、４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下であると共に、床面８から５００ｍｍの位置で風速０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下になるように設定される。【選択図】図１
2010121808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋のペリメータ部分で内壁面付近に沿って床面から高さ２０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下の位置にダクトを配置した大空間の暖房方法であって、
空気を温風暖房機により温風にして前記ダクトに送風し、該ダクトの吹出口から温風を真下に吹き出し、温風の温度を吹き出し直後で４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下にすると共に温風の風速を床面から５００ｍｍの位置で０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下にし、前記温風を床面に到達させて、室内の対流を利用することで建屋内の周囲から中央へ流すことを特徴とする大空間の暖房方法。
【請求項２】
建屋のぺリメータ部分で内壁面付近に沿って床面から高さ２０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下の位置に配置されるダクトと、
空気を温風にして前記ダクトに送風する温風暖房機と、
前記ダクトの下部に吹出口を形成して温風を真下に吹き出す吹出部を備え、
前記吹出口から吹き出された直後の温風は、４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下であると共に、床面から５００ｍｍの位置で風速０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下になるように設定されたことを特徴とする大空間の暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井が高い大空間の暖房を行う大空間の暖房方法及びその暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にプール、工場、体育館等の天井が高い大空間の暖房には、熱源機器として温風暖房機、蒸気ボイラ、温水ボイラ等が使用されており、一例を示すと、建屋の壁部に温風暖房機を設置し、温風暖房機の吹き出し口から斜め方向から横方向に向けて１５℃〜５０℃の温風を吹き出し、建屋の暖房を行うようにしている。
【０００３】
また建屋の内部空間を暖房する他の例には、内部空間で暖められた空気が天井に溜まることを低減するように、ファンや整流部材を用いて温風を空間内で掻き混ぜるようにしているものや、温風を空間内で循環させるようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１９９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、大空間の暖房を行う際には、大きな容積の暖房領域によって多くの熱量が必要であると共に、大空間を有する建屋は屋根、壁、窓等の面積が広く、そこからの熱損失が大きいため、多くのエネルギを要するという問題があった。特に窓等の外気に面した部分ではコールドドラフト現象を生じ、床面に冷気が滞留して内部空間を所定温度にするまでに相当な時間とエネルギを要するという問題があった。また大空間で天井が高い場合には上下の温度差が大きく、天井が高いほどエネルギの損失が大きくなるという問題があった。またファンや整流部材を用いて強制的に温風を掻き混ぜる場合には、温風を更にコントロールする必要があるため、エネルギの損失が大きいと共に、ファンや整流部材が必要になり、コストが増加するという問題があった。また強制換気を行う場合や室温上昇に伴う対流が生じる場合には内部空間が負圧になり、扉や窓等の隙間から冷たい外気が流入するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、エネルギの損失を低減して大空間を好適に暖房する大空間の暖房方法及びその暖房装置を提供す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、建屋のペリメータ部分で内壁面付近に沿って床面から高さ２０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下の位置にダクトを配置した大空間の暖房方法であって、
空気を温風暖房機により温風にして前記ダクトに送風し、該ダクトの吹出口から温風を真下に吹き出し、温風の温度を吹き出し直後で４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下にすると共に温風の風速を床面から５００ｍｍの位置で０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下にし、前記温風を床面に到達させて、室内の対流を利用することで建屋内の周囲から中央へ流すことを特徴とする大空間の暖房方法、にかかるものである。
【０００７】
本発明は、建屋のぺリメータ部分で内壁面付近に沿って床面から高さ２０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下の位置に配置されるダクトと、
空気を温風にして前記ダクトに送風する温風暖房機と、
前記ダクトの下部に吹出口を形成して温風を真下に吹き出す吹出部を備え、
前記吹出口から吹き出された直後の温風は、４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下であると共に、床面から５００ｍｍの位置で風速０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下になるように設定されたことを特徴とする大空間の暖房装置、にかかるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の大空間の暖房方法及びその暖房装置によれば、ダクトの吹出口から温風を真下に吹き出し、温風の温度を吹き出し直後で４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下にすると共に温風の風速を床面から５００ｍｍの位置で０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下にし、温風を床面に到達させて更に床面に沿って流し、周囲の空気を下方に誘引するので、大空間で大きな容積の暖房領域であり且つ屋根、壁、窓面積が広い場合であっても、暖められた空気が上昇することを抑制し、エネルギの損失を低減して大空間を好適に暖房することができる。またダクトをぺリメータ部分で内壁面周辺に沿って配置すると共に温風を真下に吹き出すので、コールドドラフト現象のように外気に面した部分からの侵入冷気を加温・冷気遮断することで、内部空間を所望の温度にするまでの時間とエネルギの損失を抑制し、大空間を好適に暖房することができる。また温風は周囲の空気を下方に誘引すると共にコールドドラフト現象による侵入冷気を加温し遮断するので、大空間で天井が高い場合に生じる上下の温度差を低減し、室内の対流を利用することによりペリメータ部分からの温風を中央部へ引き込むことができ、これによって最小限の送風動力で内部空間を暖めることが可能となり、大空間を好適に暖房することができる。またファンや整流部材を用いて温風を掻き混ぜる場合と異なり、温風を更にコントロールする必要がないので、エネルギの損失を低減でき、大空間を好適に暖房することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の大空間の暖房方法及びその暖房装置を実施する形態例を図１〜図７を参照して説明する。
【００１０】
本発明の形態例は、プール、工場、体育館等の天井１が高い建屋２の大空間に設置されるものであって、建屋２内に配置されるダクト３と、建屋外または建屋内から取り込んだ空気を温風にする温風暖房機４と、ダクト３に吹出口６を形成する吹出部５とを備えている。ここで天井１が高いとは、必要暖房能力として暖房時の熱負荷を計算する際に、高さ修正係数が必要となる床面８から高さ４ｍ以上を意味している。
【００１１】
ダクト３は、建屋２のぺリメータ部分で外壁の内壁面付近７に沿って周囲に配置されると共に床面８から高さ２０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下の位置に配置されている。ここで、ぺリメータ部分とは、内部空間内で外気の影響を受けない内部空間の中心部のインテリアゾーンに対して、外壁に近い範囲で通常５〜６メートル以内の外気に接する壁際の周囲部を意味している。
【００１２】
温風暖房機４は、重油やガス等の燃料を燃焼して送風機（図示せず）からの空気を加熱する暖房機本体９を備え、暖房機本体９には、建屋外または建屋内からの空気を取り込み得る空気取込口１０が備えられると共に燃焼ガスを排出する煙突１１が備えられ、更にダクト３に接続する接続ダクト１２が設けられている。ここで、温風暖房機４は、空気を温風にするならば、加熱方法や構造は特に制限されるものでなく、どのようなものでも良い。また建屋内にプールを配置する場合には、プールから生じた塩素を建屋内に循環させることがないように、温風暖房機４は建屋外から空気を取り込むことが好ましい。
【００１３】
吹出部５は、ダクト３の下部にノズルの吹出口６を備えるものであって、ダクト３の延在方向に沿って１３００ｍｍ以上３０００ｍｍの間隔で配置されており、温風を真下（鉛直方向下向き）のみに吹き出すようになっている。ここで、ノズルの吹出口６は、温風が下記に示す条件になり且つ内壁面周辺７の方向で温風の隙間ができないものならば配置の間隔及び開口の大きさは特に制限されるものではない。
【００１４】
以下、本発明の大空間の暖房方法及びその暖房装置を実施する形態例の作用を説明する。
【００１５】
天井１が高い建屋２の大空間を暖房する際には、建屋外または建屋内から取り込んだ空気を温風暖房機４により温風にしてダクト３に送風し、ダクト３の吹出口６から温風を真下に吹き出す。この時、温風の温度は、吹き出し直後で４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下になっており（図３では約９０℃）、人の高さ位置（４００ｍｍから１９００ｍｍ）で３０℃以上５０℃以下になっている。また温風の風速は、床面８から５００ｍｍの位置で０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下になっている。
【００１６】
次にダクト３の吹出口６から真下に吹き出された温風は、図４に示す如くコールドドラフトや隙間風等による侵入外気（冷気）を加温し遮断すると共に、周囲の空気を誘引して内部空間内で混ざりつつ真下へ向かい、床面８に到達して更にコアンダ効果により床面８に沿って流れる。そして温風は内部空間の周囲から中央へ向かって流れ、中央位置で内部空間の全体を暖める。
【００１７】
これにより、天井１の高い建物では、図５に示す如く上下の温度差（床面から高さ６ｍの地点まで）をΔ５℃以下にし、従来例に比べて重油等の燃料の使用量を大幅に削減し、ランニングコスト、ＣＯ２を約２０％〜４０％低減することが明らかとなった。
【００１８】
ここで、温風の風速が、床面８から５００ｍｍの位置で０．３ｍ／ｓ未満の場合には、図６に示す如く温風が床面８まで到達せず、上昇気流となって天井１に向かうと共に、コールドドラフトや隙間による冷気の侵入が増大し、内部空間で対流を生じて上下の温度差が大きくなる。なお図６中、伝熱損失の矢印ｈ１は、図４の伝熱損失ｈ０に比較し、上下の温度差が大きくなって屋根面からの伝熱損失が増大することを示している。
【００１９】
一方、温風の風速が、床面８から５００ｍｍの位置で１．０ｍ／ｓより大きい場合には、図７に示す如く温風は床面８に叩きつけられて跳ね返り、上昇気流となって天井１に向かい、内部空間で対流を生じて上下の温度差が大きくなる。なお図７中、伝熱損失の矢印ｈ２は、図６と同様に図４の伝熱損失ｈ０に比較し、上下の温度差が大きくなって屋根面からの伝熱損失が増大することを示している。また吹き出し直後の温風の温度が、４０℃未満の場合には、人の高さ位置で温度が低くなり、所望の温度まで暖房を行うのに多大な時間を要してしまうという問題がある。
【００２０】
このように、形態例の大空間の暖房方法及びその暖房装置によれば、ダクト３の吹出口６から温風を真下に吹き出し、温風の温度を吹き出し直後で４０℃以上１３０℃以下、好ましくは８０℃以上１３０℃以下にすると共に温風の風速を床面８から５００ｍｍの位置で０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下にし、温風を床面８に到達させて更に床面８に沿って流し、周囲の空気を下方に誘引するので、大空間で大きな容積の暖房領域であり且つ屋根、壁、窓面積が広い場合であっても、暖められた空気が上昇することを抑制し、エネルギの損失を低減して大空間を好適に暖房することができる。
【００２１】
また形態例の大空間の暖房方法及びその暖房装置によれば、ダクト３をぺリメータ部分で内周に沿って配置すると共に温風を真下に吹き出すので、コールドドラフト現象のように外気に面した部分からの侵入冷気を加温し遮断することで、内部空間を所望の温度にするまでの時間とエネルギの損失を抑制し、大空間を好適に暖房することができる。
【００２２】
更に形態例の大空間の暖房方法及びその暖房装置によれば、ダクト３を内壁面周辺７に沿って周囲全体に配置すると共に吹出口６を所定の間隔で備え、温風を内部空間の周囲全体から吹き出し侵入冷気を加温し遮断するので、冷気が室内に入り込む隙間を低減し、大空間を好適に暖房することができる。また更にぺリメータ部分で内壁面付近７のみにダクト３を備えるので、温風が吹き出す条件を容易に均一化すると共に、温風の条件を好適に設定することができる。またダクト３及び吹出口６の床面８から高さを２０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下にするので、温風の条件設定を容易にし、大空間を好適に暖房することができる。ここで、ダクト３及び吹出口６の床面８から高さを２０００ｍｍ未満にした場合には、人の高さ位置で温度が高すぎるという問題があり、ダクト３及び吹出口６の床面８から高さを６０００ｍｍより大きくした場合には、床面８から５００ｍｍの位置での風速を制御することが困難になるという問題がある。
【００２３】
また形態例の大空間の暖房方法及びその暖房装置によれば、温風は周囲の空気を下方に誘引すると共にコールドドラフト現象による侵入冷気を加温し遮断するので、大空間で天井１が高い場合（天井１の位置が４ｍ以上）に生じる上下の温度差を低減し、室内の対流を利用し、温風をインテリア部に引き込むことが可能なので最小限の送風動力で内部空間を暖めることが可能となり、大空間を好適に暖房することができる。また上下の温度差を小さくするので、天井１の高さが４ｍ以上の場合に必要な高さ修正係数を不要にし、必要暖房能力の最適化を極めて容易にすることができる。
【００２４】
また形態例の大空間の暖房方法及びその暖房装置によれば、ファンや整流部材を用いて温風を掻き混ぜる場合と異なり、室内の温風を更にコントロールする必要がないので、エネルギの損失を低減できる。また強制的に温風を掻き混ぜることがないので、内部空間の空気流により体感温度が下がることを防止できる。
【００２５】
なお、本発明の大空間の暖房方法及びその暖房装置は、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の形態例を示す全体斜視図である。
【図２】温風暖房機を示す正面図である。
【図３】吹出温風の風速と温度変化を示すグラフである。
【図４】本発明の形態例の実施の状態を示す概念図である。
【図５】本発明と従来の場合で上下の温度差を比較したグラフである。
【図６】温風の風速が弱い状態を示す概念図である。
【図７】温風の風速が強い状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  天井
２  建屋
３  ダクト
４  温風暖房機
５  吹出部
６  吹出口
７  内壁面付近
８  床面
【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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