(57)【要約】【課題】本発明の目的は、冷却パネルの全域において温度ムラを抑制し、パネル全域にわたってほぼ均一な温度が得られるようにすることである。【解決手段】熱媒体を流すための配管９を鉛直状に有する吸熱板２が多数枚並設されてなる冷却パネル１であって、各吸熱板２の内部には、鉛直方向に延在して該吸熱板２の下方でＵ字状に屈曲される配管９が設けられ、該配管９が当該吸熱板２の上部側で互いに連結されることで各吸熱板２に熱媒体を供給する流路７，８が形成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を流すための配管を鉛直状に有する吸熱板が多数枚並設されてなる冷却パネルであって、
各吸熱板の内部には、鉛直方向に延在して該吸熱板の下方でＵ字状に屈曲される配管が設けられ、各配管が当該吸熱板の上部側で互いに連結されることで各吸熱板に熱媒体を供給する流路が形成されることを特徴とする冷却パネル。
【請求項２】
前記並設された多数枚の吸熱板からなる吸熱板群が、
前記吸熱板の鉛直方向に熱媒体を流しつつ前記吸熱板の並び方向一方側から他方側に熱媒体を流すための第１の流路と、
前記吸熱板の鉛直方向に熱媒体を流しつつ前記吸熱板の並び方向他方側から一方側に熱媒体を流すための第２の流路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の冷却パネル。
【請求項３】
前記多数枚の吸熱板は、隣接する吸熱板が、前記第１の流路又は前記第２の流路のいずれか一方の流路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却パネル。
【請求項４】
前記第１の流路を有する吸熱板と前記第２の流路を有する吸熱板が前記並び方向において交互に並んでいることを特徴とする請求項３に記載の冷却パネル。
【請求項５】
前記多数枚の吸熱板は、各々、前記第１の流路と前記第２の流路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却パネル。
【請求項６】
前記各流路は、各々１本の樹脂製の配管で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冷却パネル。
【請求項７】
前記第１の流路と前記第２の流路を有する吸熱板群を複数有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の冷却パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射冷房に用いられる冷却パネルであって、特に熱媒体を流すための流路を有する冷却パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、輻射冷房に用いられる冷却パネルは、パネル内を流れる熱媒体によってパネル自体が冷却され、その冷却されたパネル表面からの輻射熱によって冷房を行っている。例えば、特開平１０−３２５５７０号公報（以下、特許文献１）には、開口部を有するケーシングに取り囲まれた熱放射吸収機構及びファンを有する冷暖房装置が開示されている。この冷暖房装置における熱放射吸収機構は、熱媒体を通す熱媒体パイプが数本並設され、これらのパイプがＵ字管によって直列に接続された構成であることが開示されている。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、熱媒体パイプとＵ字管とを直列に接続した熱媒体流路の最上流側と最下流側とで熱媒体に大きな温度差が生じてしまうおそれがある。このため、並設された熱媒体パイプからなる熱放射吸収機構全体にわたって熱媒体の温度をほぼ均一な温度にすることは困難である。
【０００４】
一方、特開平１０−２２０６７２号公報（以下、特許文献２）には、熱媒体流路を並列に接続する床暖房用放熱体に関する技術が開示されている。詳しくは、床暖房用放熱体の内部において蛇行して配置された熱媒チューブの端部が接続される、複数の往き流路口と複数の戻り流路口を有する分岐ブロックが開示されている。この分岐ブロックは、分岐ブロック内の最初の往き流路口と最後の戻り流路口との間で熱媒体の温度差が生じないようにすることを目的としている。すなわち、特許文献１に記載の分岐ブロックでは、１つの往き流路口と次の往き流路口とをつなぐ往き流路と、１つの戻り流路口と次の戻り流路口とをつなぐ戻り流路とを、分岐ブロック内でＸ字状に立体交差させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２５５７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２に記載の分岐ブロックによれば、理論上、最初の往き流路口と最後の戻り流路口での熱媒体の温度差は小さくなる。しかしながら、前記分岐ブロックの各流路口に接続された熱媒チューブの配置によっては、床暖房用放熱体の床面において熱媒体に温度差が生じてしまうおそれがある。例えば、特許文献２に図示されている四個の熱媒チューブが配置された放熱板に、同様に図示されている四個／四個の組合せの分岐ブロックを使用した場合、放熱板の床面において熱媒体の温度差が生じてしまう。詳しくは、放熱板の床面において、分岐ブロックを境にして、右側床面の熱媒チューブは左側床面の各熱媒チューブの下流側に位置するため、左側床面と右側床面とでは熱媒体に温度差が生じてしまう。このため、例え最初の往き流路口と最後の戻り流路口での熱媒体の温度差を小さくできても、放熱板の床面全域での温度（放熱量）をほぼ均一にすることは困難である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、熱媒体の流路を有する多数枚の吸熱板からなる冷却パネルの全域において温度ムラを抑制し、パネル全域にわたってほぼ均一な温度が得られるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、熱媒体を流すための配管を鉛直状に有する吸熱板が多数枚並設されてなる冷却パネルであって、各吸熱板の内部には、鉛直方向に延在して該吸熱板の下方でＵ字状に屈曲される配管が設けられ、該配管が当該吸熱板の上部側で互いに連結されることで各吸熱板に熱媒体を供給する流路が形成されることを特徴とする。
【０００９】
また上記構成に加えて、前記並設された多数枚の吸熱板からなる吸熱板群が、前記吸熱板の鉛直方向に熱媒体を流しつつ前記吸熱板の並び方向一方側から他方側に熱媒体を流すための第１の流路と、前記吸熱板の鉛直方向に熱媒体を流しつつ前記吸熱板の並び方向他方側から一方側に熱媒体を流すための第２の流路と、を有することが好ましい。
【００１０】
また上記構成に加えて、前記多数枚の吸熱板は、隣接する吸熱板が、前記第１の流路又は前記第２の流路のいずれか一方の流路を有することが好ましく、更には前記第１の流路を有する吸熱板と前記第２の流路を有する吸熱板が前記並び方向において交互に並んでいることが好ましい。
【００１１】
または上記構成に加えて、前記多数枚の吸熱板は、各々、前記第１の流路と前記第２の流路を有することが好ましい。
【００１２】
また上記構成に加えて、前記各流路は、各々１本の樹脂製の配管で形成されていることが好ましい。
【００１３】
また上記構成に加えて、前記第１の流路と前記第２の流路を有する吸熱板群を複数有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記冷却パネルは、鉛直方向上方から見た単位面積当たりの吸熱量を多くでき、前記輻射による冷房効果を更に増すことができる。
【００１５】
また、吸熱板の並びを上述の如く構成することにより、冷却パネル全域において温度ムラを抑制することができ、パネル全域にわたってほぼ均一な温度が得られる。これにより、冷却パネル全域にわたって輻射による冷房効果を常に高い状態で維持することができる。
【００１６】
また前記各流路を、各々１本の樹脂製の配管で形成することにより、屈曲性が良く、小半径に曲げることができ、配管の加工、吸熱板への配管の組み付け作業が容易となる。また各吸熱板間の配管同士の接続が不要であるため、配管の組み付け作業が更に容易になり、コストも安くすることができる。更に吸熱板の幅を狭くすることも可能である。
【００１７】
また、前記第１の流路と前記第２の流路を有する吸熱板群を複数有することにより、冷却パネルは吸熱板群ごとに温度ムラを抑制できる。従って、冷却パネルの全域において温度ムラをより抑制することができ、パネル全域にわたってほぼ均一な温度が得られる。これにより、冷却パネル全域にわたって輻射による冷房効果をより高い状態で維持することができる。
【００１８】
また前述の如き冷却パネルを、地中熱を利用したヒートポンプシステム等の地中熱利用冷暖房システムと組み合わせることにより、効率の良い省エネ冷暖房が可能（夏期は地中からの熱媒体直接循環も可能）である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る冷却パネルの流路構成を示す模式斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る冷却パネルを構成する吸熱板の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る冷却パネルを構成する吸熱板の説明図であり、（ａ）は吸熱板のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は吸熱板の側面図、（ｃ）は吸熱板の端部正面図である。
【図４】冷却パネルにおけるフィンの突起先端頂部の構造に係る実験を説明する図であり、（ａ）は実施例に係る吸熱板を示す断面図、（ｂ）は比較例に係る吸熱板を示す断面図、（ｃ）は試験装置の概略図である。
【図５】実験時の各吸熱板の結露状況を示す要部拡大図であり、（ａ）は実施例に係る吸熱板の結露状況を示す図であり、（ｂ）は比較例に係る吸熱板の結露状況を示す図である。
【図６】実施例に係る冷却パネルにおける吸熱板の温度変化を示す図である。
【図７】比較例に係る冷却パネルにおける吸熱板の温度変化を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る冷却パネルの説明図であり、（ａ）は冷却パネルを構成する吸熱板の断面図、（ｂ）は冷却パネルの一構成例を示す模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１〜図７を用いて、第１実施形態に係る多数枚の吸熱板からなる冷却パネルについて詳しく説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る多数枚の吸熱板からなる冷却パネルの模式構成図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る冷却パネル１は、熱媒体を流すための流路を有する吸熱板２が鉛直方向に多数枚並設されてなる。ここでは吸熱板２として、１２枚の吸熱板２ａ１〜２ａ６，２ｂ１〜２ｂ６を鉛直方向に並設する構成を例示しているが、吸熱板の枚数や並べ方については用途に応じて適宜設定すればよく、前述の構成に限定されるものではない。
【００２３】
前記冷却パネル１は、前記並設された多数枚の吸熱板２からなる複数の吸熱板群３を有している。ここでは吸熱板群３として、２つの吸熱板群３Ａ，３Ｂを有する冷却パネル１を例示しているが、この吸熱板群の数及び１つの群を構成する吸熱板の枚数はこれに限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定すれば良い。
【００２４】
前記各吸熱板群３Ａ，３Ｂは、前記吸熱板２の鉛直方向に熱媒体を流しつつ前記吸熱板２の並び方向一方側から他方側に熱媒体を流すための第１の流路７と、前記吸熱板２の鉛直方向に熱媒体を流しつつ前記吸熱板２の並び方向他方側から一方側に熱媒体を流すための第２の流路８と、を有している。
【００２５】
また前記各吸熱板群３をなす多数枚の吸熱板２は、隣接する吸熱板が、前記第１の流路７又は前記第２の流路８のいずれか一方の流路を有する構成となっている。ここでは、図１に示すように、前記第１の流路７を有する吸熱板２ａ１〜２ａ６と前記第２の流路８を有する吸熱板２ｂ１〜２ｂ６を前記並び方向に交互に並べた構成となっている。
【００２６】
更に前記各流路７，８は、熱媒体が前記吸熱板２の鉛直方向に流れつつ前記吸熱板２の並び方向に流れるように直列に連結された流路となっている。
【００２７】
また前述した第１の流路７及び第２の流路８は、各々１本の樹脂製の配管９ａ，９ｂで形成されている。更に前記流路としての配管は、内径が８ｍｍ以下となっている。なお、以下の説明では、第１の流路７を第１の配管９ａとし、第２の流路８を第２の配管９ｂとする。
【００２８】
ここで、図２及び図３を用いて本実施形態に係る冷却パネルを構成する吸熱板について詳しく説明する。図２及び図３は本発明の第１実施形態に係る冷却パネルを構成する吸熱板の説明図である。図２は吸熱板の断面図である。図３において、（ａ）は吸熱板のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は吸熱板の側面図、（ｃ）は吸熱板の端部正面図である。
【００２９】
なお、図１に示す各吸熱板２ａ１〜２ａ６，２ｂ１〜２ｂ６は、各流路７，８をなす配管９ａ，９ｂのいずれか一方を有するという点で構成が異なるものの、その他の構成は同様であるため、図２及び図３では、各吸熱板２ａ１〜２ａ６，２ｂ１〜２ｂ６を吸熱板２とし、各吸熱板が有する配管９ａ，９ｂを配管９として説明する。
【００３０】
図２及び図３に示すように、吸熱板２は、内部に、熱媒体を循環させるための配管９を有している。本実施形態では前述したように樹脂製の配管を用いている。このように樹脂製の配管を用いることにより、屈曲性が良く、小半径に曲げることができ、配管の加工、吸熱板への配管の組み付け作業が容易となる。また配管同士の接続も容易にできる。更に吸熱板の幅を狭くすることも可能である。
【００３１】
更に前記配管９として樹脂製の配管を用いることで、配管９内の熱媒体の循環を損なわない程度に、吸熱板２の厚さ方向に、配管９を断面を扁平に加工することも可能である。この場合、吸熱板２の厚さ方向に配管９を平たく加工するため、吸熱板２の厚さを薄くできるだけでなく、吸熱板２と配管９との接触面積を増やすことができ、熱伝導性を向上させることができる。
【００３２】
なお、熱媒体を流すための流路としての配管は前述の樹脂製の配管に限定されるものではなく、熱伝導性や耐性、更には加工や組み付け作業の容易性などを加味して適宜用いれば良い。例えば金属製の配管を用いても良いし、或いは樹脂製の配管であっても、金属強化ポリエチレン管などの金属の補強層を有する架橋ポレオレフィン樹脂管を用いても良い。特に、金属の補強層を有する架橋ポレオレフィン樹脂管を用いた場合、前述の効果に加えて更に、配管の加工が容易であるだけでなく、曲げなどの加工状態を維持することができるため、作業性が更に向上する。また金属補強により更なる強度アップも図れる。また金属層を有するので熱伝導性や耐性を更に高めることができ、金属補強による強度アップにより管を肉薄にでき、その結果熱伝導が更に良くなる。
【００３３】
また図２及び図３に示すように、吸熱板２は、外表面に後述するフィン５が設けられた中空部材６と、前記中空部材６内にて前記配管９を案内支持するガイド部材としての支持部４を有している。本実施形態に係る吸熱板２は、中空部材６と支持部４を一体成形している。
【００３４】
更に吸熱板２は、その外形が、水平断面形状が扁平であり、端部６ａが中央部６ｂよりも細い先細り形状に形成されている。具体的には、例えば図２に示すように、中空部材６の端部６ａが支持部４が設けられたガイド部材部分６ｃよりも細い先細り形状に形成されている。
【００３５】
また前記支持部４は、配管９の組み付け作業がし易いように、中空部材６と一体成形された第１のガイド部４ａと、中空部材６に対して着脱可能な第２のガイド部４ｂとからなる。第１のガイド部４ａは、中空部材６の剛性を高めるために、中空部材６内において向かい合う、一方の内壁面から他方の内壁面にわたって一体成形されている。また、第２のガイド部４ｂも、着脱可能な構成ではあるものの、中空部材６の剛性アップに寄与するために、中空部材６内において向かい合う、一方の内壁面と他方の内壁面とに案内支持されるように構成されている。
【００３６】
そして、前記配管９は前記支持部４内に挿入され支持される。この配管９は外周面全体が前記吸熱板２内の支持部４周面と接して熱的に結合しており、熱伝導性の良い構成となっている。
【００３７】
なお、図示していないが、配管は、熱媒体を循環させるために吸熱板内の下方においてＵ字状に屈曲させて組み付けられる。このため、配管９を支持する支持部４のうち、吸熱板２内において配管９の内側に相当するガイド部分を、着脱可能な第２のガイド部４ｂとしている。これにより、吸熱板２内において熱媒体を循環させるために、吸熱板２の下方においてＵ字状に屈曲させる配管９を、容易に吸熱板２内に覆い隠すことができる。ここで、仮に支持部４全体を中空部材６に一体形成した場合、前記配管９のＵ字状の屈曲部を吸熱板２内に覆い隠すためには、吸熱板２を成形した後に、吸熱板２内の支持部４において前記配管９の屈曲部に相当する部分を切り落とす加工をしなければならない。本実施形態によれば、吸熱板２の成形後の前述の加工が不要となり、且つ吸熱板２内への配管９の組み付け作業も容易になる。
【００３８】
更に、図２及び図３に示すように、前記吸熱板２は、中空部材６の外表面に、鉛直方向に連なる断面突起状のフィン５を多数設けている。そして、前記フィン５の突起先端頂部の構造を、結露水が水滴状に発生し、且つ発生水滴が太ることなく頂部を落下しやすい構造としている。すなわち、前記フィン５の突起先端頂部の幅ｗを、結露水が成長しやすく、しかもその結露水で成長した水滴が自重で滴下しやすい幅に設定している。
【００３９】
なお、前記フィン５の突起先端頂部の構造において、結露水が水滴状に発生することとは、前述の如く空気中の湿気（水蒸気）が冷却パネルのパネル表面（冷却面）に結露する、いわゆる水蒸気凝縮のうち、凝縮してできた液相の形状が滴状である滴状凝縮が発生することである。また発生水滴が太ることなくとは、前記滴状凝縮が進行することで生じた水滴は前記冷却面との接触角が大きいほど効率よく落下（滴下）するが、この滴下しやすい前記冷却面との接触角が保てないほど水滴が大きく成長しないということである。
【００４０】
具体的には、前記結露水が水滴状に発生し、且つ発生水滴が太ることなく頂部を落下しやすい、前記フィン５の突起先端頂部の構造として、前記フィン５の突起先端頂部の幅ｗを１．５ｍｍ以上としている。更には前記フィン５の突起先端頂部の幅ｗを２．０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、前記フィン５の突起先端頂部の幅ｗを６．０ｍｍ以下とすることが好ましく、更には４．０ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、前記フィン５の突起先端頂部の幅ｗを、好ましくは２．０ｍｍ〜４．０ｍｍとしたことの根拠については、後述する実験およびその結果を用いて説明する。
【００４１】
また本実施形態における吸熱板２は、強度アップおよび軽量化の観点から一体成形品となっているが、更に熱伝導性および滴下効率の良さを考慮して、前記吸熱板２はアルミニウムなどの導電性軽金属の押出成形品であることが好ましい。これにより、強度アップが図れ、熱伝導性が良く、かつ軽量でハンドリング性が良く、更に安価に提供できる。また、一体成形による強度アップにより、中空部材６及び支持部４を肉薄にでき、その結果、熱伝導効率が良くなり、更なる軽量化も図れる。しかも間仕切り等の建築エレメントと一体となった冷却装置が提供可能である。更には、吸熱板の端部は、前述したように先細り形状となっているため、意匠性が高くなり、部屋の一部または置物などのインテリアとして美観を向上させることもできる。なお、ここでは、導電性軽金属としてアルミニウムを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
本実施形態における吸熱板２は、中空部材６に多数のフィン５が設けられているが、端部６ａの一部と、中央部６ｂの一部にはフィン５を設けていない。端部６ａの一部にフィン５を設けないことにより、更に意匠性が高まり、且つ吸熱板２をより細く且つ薄く見せる視覚効果が得られる。また、中央部６ｂの一部にフィン５を設けないのは、吸熱板２を並設して冷却パネルを構成する際に、吸熱板２同士を連結部材によって連結し易くするためである。
【００４３】
ここで、図４及び図５を参照して、前記フィン５の突起先端頂部の構造について、実施例と比較例とを用いて詳しく説明する。
【００４４】
図４（ａ）に示す実施例に係る吸熱板１０と、図４（ｂ）に示す比較例としての吸熱板２０とを用いて、同条件の結露発生雰囲気下で、水滴流下状況を観察した。詳しくは各吸熱板の下部に滴下した水滴を貯水し、その貯水量を測定した。
【００４５】
両吸熱板１０，２０は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、同サイズのアルミ板材１１，２１にチャンネル形材１２，２２を各ピッチ間隔で取り付けたものを用いた。また、これら吸熱板１０，２０は、有効結露部以外は吸湿材を貼り付けた。さらに、アルミ板材１１，２１と各チャンネル形材１２，２２との接合部は密着させている。
【００４６】
図４（ａ）に示すように、実施例に係る吸熱板１０は、前記チャンネル形材１２による複数のフィン１２ａの一方端部から他方端部までの長さｌが９２ｍｍ、各フィン１２ａの高さｈが２０ｍｍ、フィン１２ａ同士の間隔ｔが１６ｍｍ、フィン１２ａの突起先端頂部の幅ｗが２ｍｍである。この実施例に係る吸熱板１０の有効結露表面積は０．４２０３ｍ２である。
【００４７】
一方、比較例としての吸熱板２０は、前記チャンネル形材２２による複数のフィン２２ａの一方端部から他方端部までの長さｌが９９ｍｍ、各フィン２２ａの高さｈが２０ｍｍ、フィン２２ａ同士の間隔ｔが１３ｍｍ、フィン２２ａの突起先端頂部の幅ｗが１ｍｍである。この比較例に係る吸熱板２０の有効結露表面積は０．５５７２５ｍ２である。
【００４８】
実験方法は、図４（ｃ）に示す簡易断熱試験装置３０に、前述の吸熱板１０，２０を順に設置し、同条件の結露発生雰囲気下で、滴下し貯水した水の貯水量を測定する。試験装置は、吸熱板１０，２０を取り付ける仕切壁３１に仕切られた、一方の室が低温室３２、他方の室が高温室３３となっている。前記吸熱板１０，２０は、フィンが設けられた面が高温室３３側に向くように前記仕切壁３１に取り付ける。
【００４９】
そして、試験装置３０の環境設定条件は、低温側の温度を０℃、高温側（結露発生側）の温度を３０℃、湿度を７０％として、３時間加湿を行い、前述の貯水量の測定を行った。
【００５０】
前述の実験の結果、実施例に係る吸熱板１０の貯水量は１００．３ｇであり、比較例に係る吸熱板２０の貯水量は７９．８ｇであった。この結果から、フィンの突起先端頂部の幅ｗが２ｍｍである実施例の方が、同幅ｗが１ｍｍである比較例よりも、有効結露表面積が小さいにもかかわらず、除湿効果が高い（貯水量が多い）ことがわかった。
【００５１】
結露の成長の仕方として、フィンの突起先端頂部から成長し、流下し始める。従って、前記フィン先端頂部の幅ｗが２ｍｍである実施例の方が、同幅ｗが１ｍｍである比較例よりも前記幅ｗが厚く、冷やされたフィン先端頂部が湿気を含んだ空気に触れる面積が大きくなっているため、より結露の成長を助長させていると考えられる。
【００５２】
また、結露の発生量は理論的には湿気を含んだ空気と触れ合う表面積（有効結露表面積）を多くとることが有効であると思われたが、上記実験結果では、フィンの突起先端頂部の幅ｗが２ｍｍである実施例の方が、同幅ｗが１ｍｍである比較例よりも、有効結露表面積が小さいにもかかわらず、貯水量が多かったことから、前記フィンの突起先端頂部の幅を２ｍｍ以上とすることが、結露水が水滴状に発生し、且つ発生水滴が太ることなく頂部を落下しやすくする構造として有効であることがわかる。
【００５３】
なお、前述の実験時の各吸熱板１０，２０の結露状況を図５に示す。図５（ａ）は実施例に係る吸熱板１０の結露状況を示す図であり、図５（ｂ）は比較例に係る吸熱板２０の結露状況を示す図である。図５（ａ）に示す実施例に係る吸熱板１０の方が、図５（ｂ）に示す比較例に係る吸熱板２０よりも、チャンネル形材１２によるフィン１２ａの突起先端頂部で結露している水滴が少なく、フィン先端頂部での流下量が多いことがわかる。
【００５４】
更にここで、熱媒体の流路を有する多数枚の吸熱板からなる冷却パネルとして、上述した複数の流路を有する冷却パネル（実施例）と、単一の流路を有する冷却パネル（比較例）とを用いて、各冷却パネルにおける吸熱板の温度変化の比較を行った。図６は実施例に係る冷却パネルにおける吸熱板の温度変化を示す図であり、図７は比較例に係る冷却パネルにおける吸熱板の温度変化を示す図である。
【００５５】
実施例に係る冷却パネルとしては、１２枚の吸熱板が並設され、直列に連結された第１の流路７と第２の流路８が隣接する吸熱板に交互に配された冷却パネルを用いた。一方、比較例では、１２枚の吸熱板が並設されてはいるものの、熱媒体が吸熱板の並び方向一方側から他方側へのみ流れるように、各吸熱板内のＵ字状の配管がヘッダーによって並列に接続された流路を有する冷却パネルを用いた。また、各冷却パネルの吸熱板は、図２及び図３に示す構成の吸熱板を用いた。そして、室温を約２２℃に保った環境下において、熱媒体の流量を約１．０ｌ／分に保った状態で、各冷却パネルにおける同位置の温度変化を測定した。各冷却パネルにおける温度検出位置は、冷却パネルに対する配管の入口温度と出口温度、及び３箇所の吸熱板の温度を検出した。３箇所の吸熱板の位置は、実施例、比較例ともに同じ位置であり、吸熱板の並び方向において配管の入口（往き）側である左側から１枚目（左端）、６枚目（中央）、１２枚目（右端）の各吸熱板の温度を検出した。図６及び図７において、線Ｌｉは入口温度、線Ｌｏは出口温度である。また、線Ｌｌは左端の吸熱板の温度、線Ｌｃは中央の吸熱板の温度、線Ｌｒは右端の吸熱板の温度である。また、線Ｌｇはグローブ温度である。このグローブ温度とは、放射温度を測定するために用いられる仮想黒体の球（グローブ）を用いて測られる温度である。ここでは、直径１５ｃｍ、表面は黒色つや消しの 中空銅球の中心におかれた温度計により測定した。なお、前述した条件を除く、吸熱板同士の間隔やその他の環境条件などは、実施例及び比較例ともに同じ条件で実験を行った。
【００５６】
図６に示すように、実施例に係る冷却パネルでは、３箇所の吸熱板の検出温度が全て約３６℃を中心に±０．５℃程度の範囲で交叉するように変化している。これに対して、比較例に係る冷却パネルでは、図７に示すように、熱媒体の入口側に近い左端の吸熱板及び中央の吸熱板の検出温度は約３５℃を中心に±１．０℃程度の範囲で推移しているものの、熱媒体の出口側に近い右端の吸熱板は約３４℃を中心に±１．０℃程度の範囲で推移しており、左端及び中央位置と、右端位置の検出温度変化は交叉することなく一定の温度差を保ったまま推移している。この結果から、実施例に係る冷却パネルでは、第１の流路と第２の流路との作用により、吸熱板の各検出位置において温度ムラが抑制され、パネル全域においてほぼ均一な温度（吸熱量）となっていることがわかる。これに対して比較例に係る冷却パネルでは、熱媒体の流れる方向下流側の吸熱板の温度の方が上流側の温度よりも低くなってしまい、パネル全体において温度ムラが生じていることがわかる。
【００５７】
上述したように、本実施形態によれば、吸熱板の鉛直方向に熱媒体を流しつつ吸熱板の並び方向一方側から他方側に熱媒体を流す第１の流路７と、同様に前記鉛直方向に熱媒体を流しつつ前記並び方向他方側から一方側に熱媒体を流す第２の流路８との作用により、冷却パネル全域において温度ムラを抑制することができ、パネル全域にわたってほぼ均一な温度が得られる。これにより、常に冷却パネル全域にわたって輻射による冷房効果を高い状態で維持することができる。
【００５８】
更に前記冷却パネル１は、熱媒体の流路を有する吸熱板２を鉛直方向に多数枚並設しているため、鉛直方向上方から見た単位面積当たりの吸熱量を多くでき、前記輻射による冷房効果を更に増すことができる。
【００５９】
また前記各流路７，８を、直列に連結された流路とすることにより、仮に流路７，８内に空気が溜まってしまうことがあっても該流路７，８内の空気を確実に押し出すことができる。このため、流路７，８内の熱媒体の流速を一定に保つことができ、流速低下に起因する吸熱不良を防止できる。また、並列接続時に必要なヘッダーが不要となるため、構成を簡易化することができ、軽量化及び低コスト化が図れる。
【００６０】
また隣接する吸熱板が、前記第１の流路７又は前記第２の流路８のいずれか一方の流路を有し、更には前記第１の流路７を有する吸熱板２ａ１〜２ａ６と前記第２の流路８を有する吸熱板２ｂ１〜２ｂ６を前記並び方向に交互に並べて配置することにより、冷却パネル全域において温度ムラをより抑制することができ、パネル全域にわたってほぼ均一な温度が得られる。これにより、冷却パネル全域にわたって輻射による冷房効果をより高い状態で維持することができる。
【００６１】
また前記各流路７，８を、各々１本の樹脂製の配管９ａ，９ｂで形成することにより、屈曲性が良く、小半径に曲げることができ、配管の加工、吸熱板への配管の組み付け作業が容易となる。また各吸熱板間の配管同士の接続が不要であるため、配管の組み付け作業が更に容易になり、コストも安くすることができる。更に吸熱板の幅を狭くすることも可能である。あるいは、前記配管として、金属の補強層を有する架橋ポレオレフィン樹脂製の配管を用いることにより、前述の効果に加えて更に、配管の加工が容易であるだけでなく、曲げなどの加工状態を維持することができるため、作業性が更に向上する。また金属補強により更なる強度アップも図れる。また金属層を有するので熱伝導性や耐性を更に高めることができ、金属補強による強度アップにより管を肉薄にでき、その結果熱伝導が更に良くなる。
【００６２】
また前記配管９の内径を８ｍｍ以下とすることにより、吸熱板２の幅を更に狭くすることが可能であり、冷却パネル１の設置スペースに対してより多くの吸熱板２を配置することが可能となる。これにより、設置スペースに対する冷却パネルの吸熱量をより多くでき、前記輻射による冷房効果を更に増すことができる。
【００６３】
また、前記第１の流路７と前記第２の流路８を有する吸熱板群３を複数有することにより、冷却パネル１は吸熱板群ごとに温度ムラを抑制できる。従って、冷却パネルの全域において温度ムラをより抑制することができ、パネル全域にわたってほぼ均一な温度が得られる。これにより、冷却パネル全域にわたって輻射による冷房効果をより高い状態で維持することができる。
【００６４】
更に本実施形態では、前述したように、吸熱板２の表面積を広くするために多数枚のフィン５を設けている。常識的にフィンはできるだけ高く、かつ薄くして、時として送風して吸熱効果を高めようとしている。これに対し本実施形態では、吸熱板２の表面積（有効結露表面積）を広くするために多数枚のフィン５を設けただけでなく、更に前記フィン５の突起先端頂部の構造を、結露水が水滴状に発生し、且つ発生水滴が太ることなく頂部を落下しやすい構造としている。具体的には、前記フィン５の突起先端頂部の幅を１．５ｍｍ以上とし、さらには前記フィン５の突起先端頂部の幅を６．０ｍｍ以下としている。これにより、前記フィン５の突起先端頂部では、結露（滴状凝縮）が発生しやすく且つ該結露が成長しやすく、しかもその結露で成長した水滴が自重で滴下しやすい。つまり、フィン５の突起先端頂部に水滴が付着している時間が短いのである。すなわち、フィン５の突起先端頂部は、常に結露しやすい室温との温度差を有する状態に保たれており、上述の貯水量が多かったことからもわかるように、除湿の効果が高い。さらにそれだけではなく、フィン５の突起先端頂部が、室温との温度差を有する状態に保たれてことからもわかるように、本冷却パネルは前述した流路構成による効果と相まって更に輻射による冷房効果もより高い状態で維持することができ、且つ除湿効果をも高めることができる。
【００６５】
また前述したように、冷却パネル１を構成する吸熱板２を、前述の中空部材６と支持部４を有する構成とし、更に前記中空部材６の端部６ａを前記支持部４が設けられたガイド部材部分６ｃよりも細い先細り形状としている。これにより、前述した効果が得られるだけでなく更に、強度を確保しつつ、更なる軽量化が図れる。特に前記吸熱板２を押出一体成形品とすることにより、更なる強度アップが図れる。更に一体成形による強度アップにより、中空部材６及び支持部４を肉薄にでき、その結果、更なる軽量化も図れる。更に、前記中空部材６の端部６ａを先細り形状とすることにより、意匠性が高くなり、部屋の一部または置物などのインテリアとして美観を向上させることができる。
【００６６】
なお、本実施形態における冷房パネルの好適な適用例は、冷却パネルの熱媒体循環用の配管を地下３〜５ｍ以下の地中温度が一定した部分を通過する配管と接続し、循環ポンプで熱媒体である水を循環させるだけという極めて簡易な冷房機器にすることである。
【００６７】
〔第２実施形態〕
前述した実施形態では、図２及び図３に示すように、冷却パネル１を構成する吸熱板２を、中空部材６の端部６ａを支持部４が設けられたガイド部材部分６ｃよりも細い先細り形状としたが、吸熱板の形状及び構成はこれに限定されるものではない。
【００６８】
図８は第２実施形態に係る冷却パネルの説明図であり、（ａ）は冷却パネルを構成する吸熱板の断面図、（ｂ）は冷却パネルの一構成例を示す模式斜視図である。なお、本実施形態において、前述した実施形態と同等の機能を有する部材には同一符号を付している。
【００６９】
図８（ｂ）に示すように、本実施形態に係る冷却パネル１も、前述した実施形態と同様に、多数枚の吸熱板２を鉛直方向に並設して構成されている。なお、図８（ｂ）では、多数枚の吸熱板からなる冷却パネルとして、各吸熱板を冷却パネル方向（多数枚からなる吸熱板の並び方向）に対して直交するように配置した構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば前記冷却パネル方向に対する吸熱板の角度を変えて吸熱板間を通る風の流れを変更するように構成しても良い。
【００７０】
図８（ａ）に示すように、冷却パネル１を構成する吸熱板２は、内部に、前述した第１の流路７又は第２の流路をなす配管９を有している。本実施形態では配管９として銅管を用いているが、この配管はこれに限定されるものではなく、前述した樹脂管やステンレス管など、熱伝導性や耐性などを加味して適宜用いれば良い。
【００７１】
また本実施形態に係る吸熱板２は、前述した実施形態の先細り形状とは異なり、内部に配した配管の径に応じたほぼ均一な幅を有する板状の形状となっている。更に配管９を案内支持するガイド部材としての支持部４は、外表面にフィン５が設けられた中空部材６内に一体形成されている。そして、前記配管９は外周面全体が前記吸熱板２内の支持部４周面と圧着して熱的に結合しており、より熱伝導性の良い構成となっている。
【００７２】
なお、その他の構成は前述した実施形態と同様であるため、その説明を援用するものとし、ここでは詳しい説明は省略する。
【００７３】
上記吸熱板を用いても前述した実施形態とほぼ同様の効果が得られる。それだけでなく、本実施形態によれば、金属製の配管９を用い、且つ前記配管９を外周面全体が吸熱板２内の支持部４周面と圧着して熱的に結合しているため、より熱伝導性の良い構成となっている。
【００７４】
〔他の実施形態〕
上述した吸熱板を用いた冷却パネルは、クーラーなどの冷房機器に用いる冷媒や熱交換器を用いて、冷房機器として用いることが可能である。また、配管を循環させる熱媒体を冷やされた熱媒体から暖められた熱媒体に代えることで、暖房機器として用いることも可能である。
【００７５】
また、地中に埋設した熱媒体循環用の配管や、ヒートポンプを有する熱交換ユニットなどを備えた地中熱利用冷暖房システムにおいて、上述した吸熱板を用いた冷却パネルを利用することで、除湿機能を備えた冷暖房機器として用いることが可能である。
【００７６】
地中熱利用冷暖房システムを利用した冷暖房機器としては、暖房にのみ用いる輻射系の床暖房パネル、冷暖房に用いるファンコイルユニットを併用する構成が知られている。しかしながら、送風機能を有する冷房機器（ファンコイルユニット）では、例えば帰宅直後の暑いときなどは冷気の送風は心地よいが、一旦涼しくなると、その送風がかえって不快になる場合がある。これに対し、輻射系の冷房機器（冷却パネル）は送風しないので、冷気の心地よさを長時間にわたって維持できる。なお、輻射系の床暖房パネルに冷やされた熱媒体を循環させることで冷房機器として用いることは可能であるが、床暖房パネルは人が直接触れる機器であるため、結露対策として、センサーで露点温度を感知して前述の結露を生じさせないように運転を制御する技術が必要となり、本実施形態に係る冷却パネルに比べてコストがかかる。
【００７７】
このようなことから、床暖房パネルとファンコイルユニットを併用することなく、前述した冷却パネル１を地中熱利用冷暖房システムと組み合わせることで、心地よさだけでなく、コスト的にも２４時間利用可能な快適な冷暖房が可能である。
【００７８】
なお、前記冷却パネルを暖房機器として利用する場合は熱交換ユニットを介して熱媒体を循環させ、冷房機器（あるいは除湿機器）として利用する場合は熱交換ユニットを介して熱媒体を循環させても良いし、或いは地中に埋設した配管から熱媒体を直接循環させても良い。ここで、冷却パネルを暖房に用いる場合、所定の強度が求められる床に設けられる床暖房パネルと比べて、冷却パネルは室内に露出させることが可能であるため、循環させる熱媒体の温度が、床暖房パネルに比べて低くて良い。このため、同様に地熱を利用した輻射系の機器であっても、冷却パネルの方が運転コストが安い。
【００７９】
なお、前述した実施形態では、吸熱板の外形が、水平断面形状が扁平であり、端部が中央部よりも細い先細り形状である構成として、図２に示すように、吸熱板の水平断面が２つの円弧を向かい合わせたような略楕円状の形状を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８０】
また、前述した実施形態では、吸熱板が、配管を案内支持するガイド部材（支持部）として、配管の外周面全体を覆う構成のガイド部材を例示したが、これに限定されるものではなく、中空部材内にて配管を案内支持する構成であれば他の構成のガイド部材であっても良い。すなわち、前記ガイド部材は、吸熱板における中空部材内で熱媒体が循環する配管が暴れないように、且つ中空部材と配管とが常に当接（或いは圧接）するように、配管を案内支持できる程度に設けてあれば良い。
【００８１】
また、吸熱板が有する配管の本数は、必要に応じて適宜設定されるものであって、前述した形態に限定されるものではない。
【００８２】
また前述した実施形態では、第１の流路を有する吸熱板と第２の流路を有する吸熱板が吸熱板の並び方向において１枚ずつ交互に並ぶ構成を例示したが、これに限定されるものではなく、各流路を有する吸熱板を交互に並べる枚数は適宜設定すればよい。
【００８３】
また前述した実施形態では、隣接する吸熱板が、第１の流路又は第２の流路のいずれか一方の流路を有する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多数枚の吸熱板が、各々、第１の流路と第２の流路を有する構成であっても良い。例えば、各吸熱板の鉛直方向上側に第１の流路を設けると共に、各吸熱板の鉛直方向下側に第２の流路を設ける構成としても良い。この構成によっても、同様に、冷却パネル全域において温度ムラを抑制でき、パネル全域にわたってほぼ均一な温度を得ることができる。これにより、常に冷却パネル全域にわたって輻射による冷房効果をより高い状態で維持することができる。
【００８４】
また前述した実施形態では、前記各流路が、熱媒体が吸熱板の鉛直方向に流れつつ吸熱板の並び方向に流れるように直列に連結された構成を例示したが、これに限定されるものではない。第１の流路が前記並び方向において熱媒体が一方向に流れる流路であり、第２の流路が前記並び方向において前記一方向とは逆方向に熱媒体が流れる流路であれば、各吸熱板の配管が並列に接続される構成であっても良い。
【００８５】
また前述した実施形態では、第１の流路と第２の流路を各々１本の配管で形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１の流路と第２の流路の一方の端部を連結した構成としても良いし、又は第１の流路と第２の流路を１本の配管で形成しても良い。これにより、配管の組み付け作業が更に容易になり、軽量化及び低コスト化も図れる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、戸建住宅や集合住宅だけでなく、事務所ビル、公共建物、保冷倉庫等の冷却装置、除湿装置、又は冷暖房装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
ｗ …フィンの突起先端頂部の幅
１ …冷却パネル
２，１０，２０ …吸熱板
２ａ１〜２ａ６，２ｂ１〜２ｂ６ …吸熱板
３，３Ａ，３Ｂ …吸熱板群
４ …支持部（ガイド部材）
４ａ …第１のガイド部
４ｂ …第２のガイド部
５，１２ａ，２２ａ …フィン
６ …中空部材
６ａ …端部
６ｂ …中央部
６ｃ …ガイド部材部分
７ …第１の流路
８ …第２の流路
９，９ａ，９ｂ …配管
１１，２１ …アルミ板材
１２，２２ …チャンネル形材
３０ …簡易断熱試験装置
３１ …仕切壁
３２ …低温室
３３ …高温室
【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６】
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【図７】
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【図５】
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【図８】
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