(57)【要約】【課題】  良好な効率で室内を充分に冷房することができる天井輻射システムを提供する。【解決手段】  冷水が複数の放熱管１１０に流動されると、その放熱管１１０と放熱板１４０の熱輻射により室内が冷房される。充分に冷却した冷水を流動させると放熱管１１０と放熱板１４０の表面に水分が結露するが、その結露した水分はドレン１５０により回収される。複数の放熱管１１０の各々の冷房性能が放熱板１４０により増強されており、放熱管１１０と放熱板１４０とに結露した水分をドレン１５０により確実に回収することができるので、放熱管１１０に充分に冷却した冷水を流動させて室内を充分に冷房することができ、しかも、放熱管１１０と放熱板１４０とにより冷却された空気をドレン１５０の間隙から室内に循環させることができるので、室内を良好な効率で冷房することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の天井面の近傍に配置された放熱管に少なくとも冷水を流動させて少なくとも冷房を実行する天井輻射システムであって、
前記天井面の下方に水平なＸ方向と長手方向が略平行でＸ方向と直行する水平なＹ方向に所定間隔で並列に配列されている細長い複数の前記放熱管と、
前記冷水を生成する冷水生成機構と、
生成される前記冷水を複数の前記放熱管に流動させる冷水流動機構と、
複数の前記放熱管の各々の外面上の略Ｙ方向の位置から下方に個々に形成されている複数の放熱板と、
前記放熱管より幅広で上面が開口した細長い樋状に形成されていて前記放熱管の下方に個々に略平行に配置されている複数のドレンと、
を有している天井輻射システム。
【請求項２】
前記天井面の下方に長手方向がＹ方向と略平行に配置されている細長い送水管と、前記天井面の下方に前記送水管と略平行に配置されている細長い回収管と、も有しており、
複数の前記放熱管は、一端が前記送水管に各々連結されているとともに他端が前記回収管に各々連結されており、
前記冷水流動機構は、前記送水管に前記冷水を供給するとともに前記回収管から前記冷水を回収する請求項１に記載の天井輻射システム。
【請求項３】
前記放熱管の一端と前記送水管とを少なくとも下方から遮蔽している送水カバーと、前記放熱管の他端と前記回収管とを少なくとも下方から遮蔽している回収カバーと、も有しており、
挿入される前記ドレンを個々に保持する複数の保持孔が前記送水カバーと前記回収カバーとに形成されている請求項２に記載の天井輻射システム。
【請求項４】
複数の前記ドレンの各々の一端が他端より上方に位置しており、
複数の前記ドレンの他端から流出する排水を室外に排出する排水管も有している請求項１ないし３の何れか一項に記載の天井輻射システム。
【請求項５】
複数の前記ドレンは、上面は一端が他端より上方に位置して下面は水平な形状に各々形成されており、
複数の前記ドレンの他端から流出する排水を室外に排出する排水管も有している請求項１ないし３の何れか一項に記載の天井輻射システム。
【請求項６】
前記ドレンは、金属で形成されていて下面に珪藻土が塗布されている請求項１ないし５の何れか一項に記載の天井輻射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射熱で室内を冷房する天井輻射システムに関し、特に、室内の天井面の近傍に配置された放熱管に冷水を流動させる天井輻射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、主流の冷房システムは、室内または室外から吸引した空気を冷却して室内に供給するが、これは室内の気温が輻射熱量と対応しないため、人体に不自然に感じられる。そこで、室内に配置した放熱管に冷水を流動させることで、輻射熱により室内を冷房する冷房システムが開発された。
【０００３】
このような冷房システムとしては、放熱管を壁状に配列させ、結露水を受けるドレンを下方に配置した壁状輻射システムや(例えば、非特許文献１参照)、天井面の近傍に放熱管を水平に配置した天井輻射システムがある(例えば、非特許文献２，３参照)。
【非特許文献１】“除湿型輻射冷暖房システム”、ピーエス株式会社、［２００４年１０月０４日検索］インターネット<ＵＲＬ：http://www.ps-group.co.jp/products/hr_c.html>
【非特許文献２】“輻射冷暖房（放射冷暖房・天井冷暖房）−TOYOX”、株式会社トヨックス、［２００４年１０月０４日検索］インターネット<ＵＲＬ：http://www.toyox.co.jp/fukusha/fukusha06.html>
【非特許文献３】“住宅における天井輻射冷暖房に関する研究”、北陸電力、［２００４年１０月０４日検索］インターネット<ＵＲＬ：http://www.rikuden.co.jp/kenkyu/news/news07/news0702.htm>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、壁状輻射システムは、室内に配置する必要があるので、室内のスペースを消費することになる。また、当然ながら壁状輻射システムとの距離により冷房の効き目が変化するので、室内を均一に冷房することが困難である。
【０００５】
一方、天井輻射システムでは、室内のスペースを消費することはなく、室内を略均一に冷房することが可能である。しかし、天井輻射システムでは、充分に冷却した冷水を放熱管に流動させると、結露が発生して水滴が室内に落下することになる。
【０００６】
このため、ある天井輻射システムでは、冷水の温度を結露が発生しない範囲に制御しているが、これでは室内を充分に冷房することができない。また、ある天井輻射システムでは、複数の放熱管の下方に１枚の受皿を配置し、この受皿で結露した水滴を受けているが、これでは複数の放熱管による冷房効果が受皿で阻害されることになる。
【０００７】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、良好な効率で室内を充分に冷房することができる天井輻射システム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】
【０００８】
本発明の天井輻射システムは、室内の天井面の近傍に配置された放熱管に少なくとも冷水を流動させて少なくとも冷房を実行する天井輻射システムであって、複数の放熱管、冷水生成機構、冷水流動機構、複数の放熱板、複数のドレン、を有している。複数の放熱管は、細長い形状に形成されており、天井面の下方に水平なＸ方向と長手方向が略平行でＸ方向と直行する水平なＹ方向に所定間隔で並列に配列されている。冷水生成機構は、冷水を生成し、冷水流動機構は、生成される冷水を複数の放熱管に流動させる。複数の放熱板は、複数の放熱管の各々の外面上の略Ｙ方向の位置から下方に個々に形成されており、複数のドレンは、放熱管より幅広で上面が開口した細長い樋状に形成されていて放熱管の下方に個々に略平行に配置されている。
【０００９】
従って、本発明の天井輻射システムでは、冷水生成機構により生成された冷水が冷水流動機構により複数の放熱管に流動されると、その放熱管と放熱板との熱輻射により室内が冷房される。充分に冷却した冷水を流動させると放熱管と放熱板との表面に水分が結露するが、その結露した水分はドレンにより回収される。
【００１０】
なお、本発明で云う各種の構成要素は、かならずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が１個の部材として形成されていること、１つの構成要素が複数の部材からなること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等も可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の天井輻射システムでは、複数の放熱管の各々の両側に放熱板が装着されているので、放熱管の熱輻射の性能を放熱板により向上させることができ、さらに、放熱管と放熱板との各々の下方にドレンが位置しており、放熱管と放熱板とに結露した水分をドレンにより確実に回収することができるので、放熱管に充分に冷却した冷水を流動させて室内を充分に冷房することができ、しかも、放熱管と放熱板とにより冷却された空気をドレンの間隙から室内に循環させることができるので、室内を良好な効率で冷房することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施の形態の構成］
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の天井輻射システム１０００は、図３に示すように、天井ユニット１００、冷水生成機構２００、冷水流動機構であるポンプ装置３００、等を有しており、天井ユニット１００は、図１および図２に示すように、複数の放熱管１１０、送水管１２０、回収管１３０、複数の放熱板１４０、複数のドレン１５０、等からなる。
【００１３】
送水管１２０と回収管１３０とは、例えば、外形が“３０(mm)”で肉厚が“２．０(mm)”の細長い銅管からなり、天井面に対応した所定の全長に形成されている。放熱管１１０は、例えば、外径が“２０(mm)”で肉厚が“２．０(mm)”の細長い銅管からなり、やはり天井面に対応した所定の全長に形成されている。
【００１４】
複数の放熱管１１０は、長手方向がＸ方向である前後方向と平行な状態で、Ｙ方向である左右方向に並列に配置されており、送水管１２０と回収管１３０とは、長手方向がＹ方向である左右方向と平行な状態で、Ｘ方向である前後方向に並列に配置されている。このような状態で、複数の放熱管１１０の各々の一端が送水管１２０に連結されているとともに各々の他端が回収管１３０に連結されているので、送水管１２０と回収管１３０と複数の放熱管１１０とは、いわゆる梯子状に組み立てられている。
【００１５】
放熱板１４０は、例えば、肉厚が“２．０(mm)”で横幅が“２０(mm)”の細長い銅板からなり、放熱管１１０と同等な全長に形成されている。放熱板１４０は、放熱管１１０の外周面の左右両端の位置に放熱板１４０の上縁部が溶接等で個々に装着されている。
【００１６】
ドレン１５０は、例えば、断面形状がＶ字型の細長いアルミニウム材からなり、上面が開口した樋状の状態に配置されている。ドレン１５０は、開口した上面の左右方向の横幅が放熱管１１０の２倍の“４０(mm)”であり、放熱管１１０と同等な全長に形成されている。
【００１７】
複数のドレン１５０は、一端が他端より上方に位置するように微妙に傾斜した状態で、複数の放熱管１１０の下方に個々に略平行に配置されている。なお、複数のドレン１５０の各々の他端に下方から対向する位置には、例えば、上面が開口した樋状の排水管(図示せず)が配置されており、この排水管が室内から室外まで形成されている。
【００１８】
図３に示すように、送水管１２０と回収管１３０とは連通管１２１，１３１により室外の地下タンク３１０に連結されており、その地下タンク３１０と送水管１２０とを連結する連通管１２１にポンプ装置３００が連結されている。地下タンク３１０は、断熱性が良好な室外の地下に埋設されており、水を貯留している。
【００１９】
冷水生成機構２００は、熱交換機２１０とヒートポンプ２２０からなり、ヒートポンプ２２０には、冷媒(図示せず)を冷却して循環させる冷却管２２１が連通されている。
この冷却管２２１は連通管１２１とともに熱交換機２１０に連通されているので、この熱交換機２１０では、連通管１２１を流動する水が冷却管２２１を流動する冷媒により冷却される。さらに、冷却管２２１は室内の除湿器２３０にも配管されており、この除湿器２３０では、冷却管２２１を流動する冷媒により周囲の空気が除湿される。
【００２０】
また、図２に示すように、天井ユニット１００は、複数の放熱管１１０の３本に２本の割合で電磁弁１１１が挿入されており、この電磁弁１１１は冷水生成機構２００およびポンプ装置３００とともにコントロール回路(図示せず)に結線されている。このコントロール回路にはコントロールパネル(図示せず)が結線されており、このコントロールパネルは室内に配置されている。
【００２１】
このコントロールパネルは、ここでは“オン／オフ”と“強／中／弱”との入力操作を受け付け、“オン”が入力操作されるとコントロール回路により冷水生成機構２００とポンプ装置３００とが駆動される。このような状態で、“強”が入力操作されると全部の電磁弁１１１が開放されるとともに冷水生成機構２００とポンプ装置３００との駆動状態が“強”とされ、“中”が入力操作されると電磁弁１１１の２個に１個が閉止されるとともに冷水生成機構２００とポンプ装置３００との駆動状態が“中”とされ、“弱”が入力操作されると全部の電磁弁１１１が閉止されるとともに冷水生成機構２００とポンプ装置３００との駆動状態が“弱”とされる。
【００２２】
［実施の形態の動作］
上述のような構成において、本実施の形態の天井輻射システム１０００では、図３に示すように、地下タンク３１０に貯留されている水がポンプ装置３００により連通管１２１から天井ユニット１００に供給され、その天井ユニット１００から連通管１３１により地下タンク３１０まで水が回収される。そのとき、冷水生成機構２００により連通管１２１の流水が冷却されるので、天井ユニット１００には冷水が供給されることになる。
【００２３】
この天井ユニット１００では、送水管１２０から複数の放熱管１１０に並列に冷水が供給され、複数の放熱管１１０から回収管１３０に並列に冷水が回収される。複数の放熱管１１０の各々には放熱板１４０が個々に装着されているので、その放熱管１１０と放熱板１４０との熱輻射により室内が冷房される。
【００２４】
本形態の天井輻射システム１０００では、基本的に充分に冷却した冷水を流動させることで放熱管１１０と放熱板１４０との表面に水分を結露させるが、その結露した水分はドレン１５０により回収される。また、冷水生成機構２００のヒートポンプ２２０の冷却管２２１は室内の除湿器２３０にも配管されているので、この除湿器２３０により室内の空気が除湿される。
【００２５】
また、本形態の天井輻射システム１０００では、放熱管１１０を流動する冷水の温度と流速は常時一定に維持されるが、コントロールパネルで“強”が入力操作されると、複数の放熱管１１０の全部に冷水が流動され、“中”が入力操作されると“２／３”に冷水が流動され、“弱”が入力操作されると“１／３”に冷水が流動される。
【００２６】
［実施の形態の効果］
本実施の形態の天井輻射システム１０００では、上述のように室内の天井下に配置されている複数の放熱管１１０の各々に放熱板１４０が装着されているので、その放熱管１１０と放熱板１４０との熱輻射により室内を冷房することができる。特に、本形態の天井輻射システム１０００では、複数の放熱管１１０が送水管１２０と回収管１３０とに並列に連結されているので、複数の放熱管１１０に略均一に冷水を流動させることができ、室内を均等に冷房することができる。
【００２７】
しかも、本形態の天井輻射システム１０００では、放熱管１１０に充分に冷却した冷水を流動させるので、室内を良好に冷房することができる。このように充分に冷却した冷水を流動させると放熱管１１０と放熱板１４０との表面に水分が結露するが、その結露した水分はドレン１５０により室外まで回収されるので、結露した水分が室内に落下するようなことはない。
【００２８】
それでいて、図４に示すように、ドレン１５０は所定の間隔で配列されているので、放熱管１１０と放熱板１４０とにより冷却された空気がドレン１５０の間隙から自由に循環することができ、室内を良好な効率で冷房することができる。特に、放熱板１４０は放熱管１１０の左右両側から下方に形成されているので、結露した水分を下方のドレン１５０に良好に誘導することができ、ドレン１５０の間隙を流動する位置の空気を良好に冷却することができる。
【００２９】
さらに、本形態の天井輻射システム１０００は、室内に配置される除湿器２３０も有しているので、結露による加湿が問題となることもない。特に、天井ユニット１００に供給される冷水を生成する冷水生成機構２００は、そのヒートポンプ２２０の冷却管２２１が室内の除湿器２３０にも配管されているので、１個のヒートポンプ２２０により、冷水の生成と室内の除湿との両方を実行することができる。
【００３０】
さらに、本形態の輻射冷房システム１０００では、複数の放熱管１１０が室内の天井面の近傍に配置されているとともに、除湿器２３０が室内の床面の近傍に配置されている。このため、放熱管１１０の結露による湿度が天井面の近傍から床面の近傍まで降下して除湿器２３０により除湿されることになり、冷房と除湿とを良好な効率で同時に実行することができる。
【００３１】
また、本形態の天井輻射システム１０００では、入力操作により冷水を流動させる放熱管１１０の割合が制御され、これに対応して冷水生成機構２００とポンプ装置３００との出力も制御されるので、簡単な構造で確実かつ迅速に冷房強度を適切に調節することができる。
【００３２】
なお、本発明者が実際に上述のような天井輻射システム１０００を試作して冷房機能を実験したところ、外気が非常に高温な状態でも室内を適切な温度に冷房することができ、外気温度が上下しても室内温度を略一定に維持できることが確認できた。
【００３３】
［実施の形態の変形例］
本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では天井輻射システム１０００が放熱管１１０に冷水を流動させて冷房のみ実行することを例示したが、その放熱管１１０に温水を流動させて暖房を実行することも可能である。
【００３４】
また、上記形態では複数の放熱管１１０が送水管１２０と回収管１３０とに並列に連結されていることで、複数の放熱管１１０に略均一に冷水を流動させて室内を均等に冷房できることを例示したが、例えば、複数の放熱管１１０を連続的に連結して冷水を順番に流動させることも可能である(図示せず)。
【００３５】
さらに、上記形態ではドレン１５０がアルミニウム材のみからなることを例示したが、このようなドレン１５０の下面に珪藻土を塗布しておくことも可能である。この場合、環境ホルモンなどを珪藻土により吸着することが可能であり、デッドスペースとなるドレン１５０の下面を有効利用することができる。さらに、熱伝導率が良好なドレン１５０の下面を珪藻土により断熱することができるので、ドレン１５０の下面に水分が結露することも防止できる。
【００３６】
また、上記形態ではドレン１５０がＶ字型の断面形状からなることを例示したが、これがコ字型やＵ字型の断面形状からなることも可能である(図示せず)。また、金属製のドレン１５０は下面の反射率が高いので、例えば、ドレン１５０の下方に光源を配置し、ドレン１５０の下面を照明の反射板として利用するようなことも不可能ではない。ただし、水分を回収するドレン１５０は下面が加熱されると結露の可能性が高まるので、上述のような光源としては冷陰極管などの略発熱しないものが好適である。
【００３７】
さらに、上記形態ではドレン１５０の全体が傾斜していることを例示したが、このようなドレン１５０の各々に下面が傾斜していないコ字型のカバー(図示せず)を下方から個々に装着するようなことも可能である。この場合、複数のドレンの下面により水平な平面が形成されるので、下方から視認される天井ユニットの全体的な外観を向上させることができる。
【００３８】
また、上記形態では送水管１２０や回収管１３０も室内に露出していることを想定したが、例えば、図５に示すように、ボックス状の送水カバー１２２で送水管１２０を放熱管１１０の一端とともに下方から遮蔽し、ボックス状の回収カバー１３２で回収管１３０を放熱管１１０の他端とともに下方から遮蔽することにより、やはり天井ユニット１００の外観を向上させることが可能である。なお、図５の左方に示すように、天井１０は外周部に凸部１１が形成されていることがあるので、その凸部１１と下面が面一となる形状に送水／回収カバー１２２，１３２を配置すれば、さらに天井ユニット１００の外観を向上させることが可能である。
【００３９】
さらに、上記形態では各管１１０〜１３０やドレン１５０の固定方法は特定していないが、例えば、上述のような送水カバー１２２および回収カバー１３２に、挿入されるドレン１５０を個々に保持する複数の保持孔１２３，１３３を形成することにより、ドレン１５０を適切な位置に簡単な構造で保持することが可能である。
【００４０】
また、上記形態では放熱板１４０が単純な平板状に形成されていることを例示したが、例えば、図６(ａ)に示すように、放熱板１４０に多数の貫通孔１４１を形成しておくようなことも可能である。この場合、放熱板１４０の表面積を増加させて放熱性能を向上させることができ、室内の上方に配置される天井ユニット１００を軽量化することができ、貫通孔１４１を利用することで天井ユニット１００を天井面下に簡単かつ確実に懸架することもできる。
【００４１】
ただし、上述のように下方が閉塞している貫通孔１４１では、その内周面の下部に結露した水分が付着する可能性もあるので、これが問題となる場合には、図６(ａ)に示すように、放熱板１４０に下方が開口した多数の凹溝１４２を形成しておくことが好適である。
【００４２】
この場合も、放熱板１４０の表面積を増加させて放熱性能を向上させることができ、室内の上方に配置される天井ユニット１００を軽量化することができ、凹溝１４２を利用することで天井ユニット１００を天井面下に簡単かつ確実に懸架することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態の天井輻射システムの天井ユニットの要部を示す斜視図である。
【図２】天井ユニットの要部を示す平面図である。
【図３】天井輻射システムの全体を示す模式図である。
【図４】天井ユニットの要部を示す縦断正面図である。
【図５】第１の変形例の天井輻射システムの要部を示す縦断側面図である。
【図６】第２，第３の変形例の天井輻射システムの要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１０    放熱管
１２０    送水管
１３０    回収管
１４０    放熱板
１５０    ドレン
２００    冷水生成機構
３００    冷水流動機構であるポンプ装置
１０００    天井輻射システム
【図１】
2006112742.tif 000003
【図２】
2006112742.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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