(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井放射パネルを複数枚並設した天井放射冷暖房設備であり、前記天井放射パネルが、放熱板に熱媒の流路を形成した天井放射パネルであって、前記流路は、前記放熱板の略全体に分散して平行に配置された複数本の分岐流路と、これら分岐流路の一端同志および他端同志を各々連通させた一対の集合流路と、前記放熱板の一側部で前記分岐流路と平行に配置されて片方の集合流路に連通した接続用流路とでなり、この接続用流路に連通する第１の接続口を前記放熱板の前記一側部に配置し、もう片方の集合流路に連通する第２の接続口を前記放熱板の他側部に配置したものであり、この天井放射パネルを、前記分岐流路と平行な辺で隣接させて一列に複数枚並設し、隣合う天井放射パネルの第１の接続口と第２の接続口とを接続配管で接続し、残りの接続口となるこれら天井放射パネルの並びの一端の接続口と他端の接続口とを冷温水源に接続した天井放射冷暖房設備。
【請求項２】
前記天井放射パネルは、前記放熱板がアルミ板からなり、前記流路が前記放熱板の上面に取付けられた金属管からなり、前記放熱板の上面に断熱材を積層した請求項１記載の天井放射冷暖房設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、住宅等の建物における天井放射パネルを用いた天井放射冷暖房設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅における冷暖房設備としては、壁掛式エアコンを取付けるのが一般的であり、一部において、天井ビルトインエアコンも採用されている。しかし、これらの冷暖房設備は、いずれも温度調整した空気を単に室内で循環させる対流型であるため、室内の温度分布にむらが生じ、不快感を伴うことが多い。
一方、このような温度むらを防止し、快適な冷暖房を行えるものとして、天井放射冷暖房設備が種々研究されている。天井放射冷暖房は、天井板をアルミ板等の高熱伝導材料の放熱板とし、その放射熱で冷暖房を行うものである。放熱板の加熱や冷却は、例えば放熱板の裏面に取付けた配管に冷温水を流すことで行う。このような天井放射冷暖房設備として、本発明者等は、前記配管を予め放熱板に取付けて天井放射パネルを形成し、この天井放射パネルを並設して天井を構成するものを試みた。これによれば、現場での天井の構築や配管接続が効率的に行える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記天井放射パネルの配管をどのような経路とするかは各種の要因に影響し、最適な経路配置が未解決であった。例えば、図１０に示すように天井放射パネル５１の流路５２を蛇行状に形成した場合、温度分布の均一化には好ましいが、曲がり部分が多いために流路抵抗が大きく、大きなポンプ能力が必要になる。また、図１１に示すように、各天井放射パネル５１を流路５２が並列に設けられたものとし、冷温水源からの供給配管５３と戻り配管５４とを各天井放射パネル５１に並列に接続した場合、流路抵抗は小さくなるが、供給配管５３に供給すべき冷温水の流量が多くなり過ぎる。図１１の例において、各天井放射パネル５１の流路５２を供給配管５３等に並列に接続する代わりに、隣合う天井放射パネル５１の流路５２を順次直列に接続し、その両端で供給配管５３および戻り配管５４に接続すると、流量や流路抵抗の面では問題が無くなる。しかし、隣合う天井放射パネル５１，５１間を接続する配管が長くなり、その断熱施工等を考えると現場での施工に多くの手間がかかる。また、隣合う天井放射パネル５１，５１間を接続する配管が、天井裏の他の配線，配管類や換気ダクト等の邪魔になることがある。
【０００４】
この発明は上記課題を解消するものであり、効率良く均一な放射冷暖房が行え、かつ施工の省略化が図れる天井放射冷暖房設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の天井放射冷暖房設備に用いられる天井放射パネルは、放熱板に熱媒の流路を形成した天井放射パネルであって、前記流路は、前記放熱板の略全体に分散して平行に配置された複数本の分岐流路と、これら分岐流路の一端同志および他端同志を各々連通させた一対の集合流路と、前記放熱板の一側部で前記分岐流路と平行に配置されて片方の集合流路に連通した接続用流路とでなるものとする。この接続用流路に連通する第１の接続口を前記放熱板の前記一側部に配置し、もう片方の集合流路に連通する第２の接続口を前記放熱板の他側部に配置する。
この構成によると、熱媒流路の分岐流路が放熱板の略全体に分散して平行に配置されているため、天井放射パネルの温度分布が均一化される。また、接続用流路を分岐流路と平行に設けたため、第１の接続口と第２の接続口とを天井放射パネルの一側部および他側部に各々配置することができる。このような接続口配置とすることにより、天井放射パネルを並設して順次直列に配管接続する場合に、接続配管が短くて済み、その断熱施工が省力化される。このように各天井放射パネルを直列に配管接続した場合、個々の天井放射パネルでは分岐流路が並列接続状態となっているため、流路全体として直並列の接続状態となり、冷温水の供給源やポンプの能力に対して流量と流路抵抗のバランスが良い。また、蛇行状の流路と異なり、流路抵抗が小さくなる。
【０００６】
前記構成の天井放射パネルにおいて、前記放熱板がアルミ板からなり、前記流路が前記放熱板の上面に取付けられた金属管からなり、前記放熱板の上面に断熱材を積層したものとしても良い。
流路が放熱板の上に取付けられた金属管である場合、例えば放熱板自体に流路を形成する場合に比べて、熱伝導性は若干劣るが、流路抵抗は少なくできる。アルミ板は熱伝導率が良いため、前記のように放熱板の上に金属管を設けた構成としても、実用的に支承のない程度に放熱板の全体に熱伝導を行わせることができる。また、放熱板の上面に断熱材を積層することで、個々の流路に断熱施工を施す必要がなく、流路の熱が天井裏に逃げることが簡単に防止できる。しかも、天井放射パネル上の接続用流路の断熱も図れる。
前記放熱板の周囲にフレームを設けた場合は、天井放射パネルを堅固なものとでき、建物躯体への取付が容易となる。
【０００７】
この発明の天井放射冷暖房設備は、前記構成の天井放射パネルを、前記分岐流路と平行な辺で隣接させて一列に複数枚並設し、隣合う天井放射パネルの第１の接続口と第２の接続口とを接続配管で接続し、残りの接続口となるこれら天井放射パネルの並びの一端の接続口と他端の接続口とを冷温水源に接続したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を、図１ないし図７と共に説明する。図１はこの放熱面材を有する天井放射パネルで構成した天井放射冷暖房設備を室内から見た斜視図、図２はその天井の下面図である。
部屋１の天井面２は、周囲を一般天井パネル（以下「フェイスパネル」と称す）３ａ，３ｂで構成し、中間部を天井放射パネル４で構成してある。天井放射パネル４は矩形状のものであり、複数枚を一列に横並びに並設してある。天井放射パネル４の長辺側のフェイスパネル３ｂは、天井放射パネル４と同じ長辺長さとし、短辺側のフェイスパネル３ａは、複数枚の天井放射パネル４に渡る長さとしてある。短辺側フェイスパネル３ａと天井放射パネル４の間には、換気用スリット５を形成し、その裏側にダクト状の換気路（図示せず）が形成してある。天井裏空間６における各フェイスパネル３ａ，３ｂの上方部分は、天井放射パネル４に接続する冷温水の配管や換気用ダクトの配置スペースとし、これら配管およびダクト等のメンテナンスが容易なように、フェイスパネル３ａ，３ｂは着脱可能としてある。
【０００９】
フェイスパネル３ａ，３ｂは、断熱および化粧を図ったパネルであって、冷暖房機能を有しないものであり、例えば図７に示すように石膏ボード７とスレート板８との複合板に仕上材となるクロス９を貼り、フレーム１０を設けたものとしてある。フェイスパネル３ａ，３ｂは、図７の複合板状のものに限らず、種々の構成とでき、その取付構造例を示す図６（Ａ），（Ｂ）の例では、図７と異なる構造のものを示してある。
【００１０】
天井放射パネル４は、図４および図５に示すように、アルミ板等の高熱伝導材料の放熱板１１の上に銅管等の金属管からなる流路１５を形成し、その上に断熱材１３を積層すると共に、放熱板１１の下面と断熱材１３の上面とにクロス１２，１６を貼ったものである。クロス１２，１６には不織布やガラスなどが用いられる。断熱材１３にはグウスウール等が使用される。放熱板１１の上面の各辺には、軽量溝形鋼等のフレーム１４を外向きに取付けてある。フレーム１４は必ずしも設けなくても良く、また図４や図６（Ｂ）の例のように、放熱板１１の縁部を立上てその立上片１１ａをフレームの代わりとしても良い。
【００１１】
図５（Ａ）に示すように、天井放射パネル４上の流路１５は、放熱板１１の略全体に分散して平行に配置された複数本の分岐流路１５ａと、これら分岐流路１５ａの一端同志および他端同志を各々連通させた一対の集合流路１５ｂ，１５ｂと、前記放熱板１１の一側部で分岐流路１５ａと平行に配置されて片方の集合流路１５ｂに連通した接続用流路１５ｃとでなる。この接続用流路１５ｃに連通する第１の接続口１７Ａを放熱板１１の前記一側部に配置し、もう片方の集合流路１５ｂに連通する第２の接続口１７Ｂを放熱板１１の他側部に配置してある。天井放射パネル４は平面形状が矩形であり、その長辺と平行に前記分岐流路１５ａが設けてある。また、前記両接続口１７Ａ，１７Ｂは、天井放射パネル４の長手方向に対する同じ側の端部に配置されている。
流路１５となる金属管は、図５（Ｂ）のように粘着テープ等の止め具３６を被せて放熱板１１に固定してある。接続口１７Ａ，１７Ｂは、図５（Ｃ），（Ｄ）に示すように、差し込み式またはねじ込み式の配管継手３５で構成される。配管継手３５は、汎用の銅管雌アダプタ等からなり、放熱板１１の上面に両面粘着テープ等で取付けられる。
【００１２】
図３は天井放射パネル４の流路接続例を示す。天井放射パネル４は、分岐流路１５ａと平行な辺で隣接させて一列に複数枚並設し、隣合う天井放射パネル４，４の第１の接続口１７Ａと第２の接続口１７Ｂとを接続配管３０で接続する。残りの接続口となるこれら天井放射パネルの並びの一端の接続口１７Ａと他端の接続口１７Ｂは、ヒートポンプ式の冷温水源３１およびポンプ３２に、供給配管３３，および戻り配管３４を介して接続してある。
【００１３】
図６（Ａ）は、図２のＹ−Ｙ線拡大断面であり、天井放射パネル４およびフェイスパネル３ｂの建物躯体への取付構造を示す。Ｈ形鋼からなる梁１８の下面に軽量溝形鋼等からなる天井下地桟１９を取付け、その下地桟１９から吊りボルト２０で下向きリップ溝形のパネル係合桟２１を吊ってある。このパネル係合桟２１に天井放射パネル４の溝形のフレーム１４を係合させ、天井放射パネル４を支持させる。フェイスパネル３ｂは、片方の長辺を溝形のフレーム１０でパネル係合桟２１に係合させ、もう片方の長辺のフレーム１０を、壁面に取付けられた下地材２２にビス等で固定することにより取付けてある。
図６（Ｂ）は、天井放射パネル４の取付構造の変形例を示す。この例では、天井放射パネル４の放熱面材１１に設けられた立上片１１ａにフック状の係合金具２３を取付けておき、係合金具２３を吊りボルト２０の下端のパネル係合桟２１におけるリップ部に係合させることで取付けてある。同図の例のリップ部は先端を上向きに傾斜させてある。
【００１４】
この構成によると、流路１５の分岐流路１５ａが放熱板１１の略全体に分散して平行に配置されているため、天井放射パネル４の温度分布が均一化される。また、接続用流路１５ｃを分岐流路１５ａと平行に設けたため、第１の接続口１７Ａと第２の接続口１７Ｂとが天井放射パネル１１の一側部および他側部に各々配置される。そのため、図３のように天井放射パネル４を並設して順次直列に配管接続する場合に、接続配管３０が短くて済み、その断熱施工が省力化される。このように各天井放射パネル４を直列に配管接続した場合、個々の天井放射パネル４では分岐流路１５ａが並列接続状態となっているため、流路全体として直並列の接続状態となり、冷温水の供給源３１やポンプ３２の能力に対して流量と流路抵抗のバランスが良い。また、蛇行状の流路と異なり、流路抵抗が小さくなる。流路１５が、この実施形態のように放熱板１１の上に取付けられた金属管である場合、放熱板１１自体に流路を形成する場合に比べて、熱伝導性は若干劣るが、流路抵抗は小さくなる。また、放熱板１１の上面には断熱材１３を積層してあるため、個々の流路１５に断熱施工を施す必要がなく、流路１５の熱が天井裏に逃げることが簡単に防止できる。しかも、天井放射パネル１１上の接続用流路１５ｃの断熱も図れる。
【００１５】
なお、前記実施形態では放熱板１１の上に金属管からなる流路１５を設けたが、図８に示すように、放熱板１１自体に膨管部３７からなる流路１５を設けても良い。この例では、放熱板１１は、同図（Ｃ）に示すように、２枚のアルミ板１１Ａ，１１Ｂを積層状態に接合し、両アルミ板１１Ａ，１１Ｂの間に、片方のアルミ板１１Ａの膨らみ部分３７Ａともう片方のアルミ板１１Ｂの平板状部分３７Ｂとで、前記膨管部３７からなる流路１５を形成したものである。膨管部３７は、円弧あるいは楕円弧状の偏平形状とされている。膨らみ部分３７Ａ側の板１１Ａには軟質アルミ板が用いられ、もう片方の板１１Ｂには硬質アルミ板が用いられる。寸法例を示すと、放熱面材１１の厚みｔが１．８〜２ｍｍの場合に、膨管部３７の幅Ｂを２０ｍｍ、高さＨを２ｍｍとしてある。
【００１６】
このように膨管部３７で流路１５を形成する場合、流路抵抗を小さくするために、流路１５の折曲部分は少なくすることが好ましく、例えば図９に示すように各分岐流路１５ａの両端を円弧状の曲がり部として集合流路１５ｂに連通させてることが好ましい。この場合、集合流路１５ｂは点状部分となっても良い。また、分岐流路１５ａを前記の放熱板１１と一体のものとし、接続用流路１５ｃだけを金属管で構成しても良い。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の天井放射冷暖房設備は、天井放射パネルが、放熱板に熱媒流路を形成した天井放射パネルであって、前記熱媒流路は、前記放熱板の略全体に分散して平行に配置された複数本の分岐流路と、これら分岐流路の一端同志および他端同志を各々連通させた一対の集合流路と、前記放熱板の一側部で前記分岐流路と平行に配置されて片方の集合流路に連通した接続用流路とでなり、この接続用流路に連通する第１の接続口を前記放熱板の前記一側部に配置し、もう片方の集合流路に連通する第２の接続口を前記放熱板の他側部に配置したものであるため、効率良く均一な放射冷暖房が行え、かつ施工の省略化が図れる。
この発明の天井放射冷暖房設備は、天井放射パネルを、前記分岐流路と平行な辺で隣接させて一列に複数枚並設し、隣合う天井放射パネルの第１の接続口と第２の接続口とを接続配管で接続し、残りの接続口となるこれら天井放射パネルの並びの一端の接続口と他端の接続口とを冷温水源に接続したものであるため、効率良く均一な放射冷暖房が行え、かつ施工の省略化が図れる。特に、天井放射パネル間の接続配管の断熱施工の省力化が図れ、また流路抵抗も少なく、かつ流量と流路抵抗のバランスの良い流路なり、冷温水源やポンプの選択が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる天井放射冷暖房設備を適用した天井を室内から見た斜視図である。
【図２】同天井の下面図である。
【図３】天井放射パネル間の流路接続関係を示す説明図である。
【図４】天井放射パネルの分解斜視図である。
【図５】（Ａ）は天井放射パネルの破断平面図、（Ｂ）はその部分拡大破断側面図、（Ｃ）はその配管継手の平面図、（Ｄ）は天井放射パネルにおける配管継手の近傍を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は天井放射パネルの建物躯体への取付構造を示す破断側面図、（Ｂ）は同取付構造の変形例の破断側面図である。
【図７】フェイスパネルの部分断面図である。
【図８】（Ａ）は他の実施形態にかかる天井放射冷暖房設備の天井放射パネルの部分断面図、（Ｂ）はその流路部分の拡大断面図、（Ｃ）は同流路部分を示す製造過程の説明図である。
【図９】天井放射パネルの流路の変形例を示す模式平面図である。
【図１０】この発明に対する比較例となる天井放射パネルの流路の説明図である。
【図１１】この発明に対する他の比較例となる天井放射パネルの流路の説明図である。
【符号の説明】
２…天井、３ａ，３ｂ…フェイスパネル、４…天井放射パネル、１１…放熱板、１２…クロス、１３…断熱材、１４…フレーム、１５…流路、１５ａ…分岐流路、１５ｂ…集合流路、１５ｃ…接続流路、１７Ａ，１７Ｂ…接続口、３１…冷温水源
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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