(57)【要約】【課題】室内環境をより快適にするとともに、設置コストを低減した室内冷暖房換気システムを提供する。【解決手段】送風機Ｆによって外気を取り込む外調機８と、外調機８に接続した給気通路９と、各室に接続した分配通路１０とからなり、上記分配通路１０を給気通路９に対してパラレルに接続し、外調機８が取り込んだ外気を各室に循環する換気機構と、冷温水発生器５に接続するとともに天井パネル２に敷設した熱交換パイプユニット１からなる輻射機構とを備えた室内冷暖房換気システムにおいて、冷温水発生器５に接続した熱交換器６を上記分配通路１０に設けて対流式補助冷暖房機構を構成し、この対流式補助冷暖房機構によって熱交換した外気を室内に給気する。【選択図】  図１
2007232303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機によって外気を取り込む外調機と、外調機に接続した給気通路と、各室に接続した分配通路とからなり、上記分配通路を給気通路に接続し、外調機が取り込んだ外気を各室に循環する換気機構と、冷温水発生器に接続するとともに天井パネルに敷設した熱交換パイプユニットからなる輻射機構とを備えた室内冷暖房換気システムにおいて、冷温水発生器に接続した熱交換器を上記分配通路に設けて対流式補助冷暖房機構を構成し、この対流式補助冷暖房機構によって熱交換した外気を室内に給気する室内冷暖房換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、天井輻射パネルを用いた室内冷暖房換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の室内冷暖房換気システムとして、図２に示すシステムが従来から知られている。
図２に示す各室には、熱交換パイプユニット１を設けた天井パネル２が設けられている。熱交換パイプユニット１は、図示していない一対の太いパイプ間に複数の細いパイプａを多数平行に配列したものであり、上記一方の太いパイプを供給パイプ３に連通するとともに、他方の太いパイプを戻りパイプ４に連通させている。これら供給パイプ３及び戻りパイプ４は、いずれも室外に設けた冷温水発生器５に連通しており、冷温水発生器５に対して各室に設けた熱交換パイプユニット１をパラレルに接続している。
【０００３】
上記冷温水発生器５は、戻りパイプ４から導かれた水を温めたり冷やしたりするとともに、設定温度に到達した冷温水をポンプＰによって供給パイプ３に供給する装置である。
したがって、冷温水発生器５で設定温度に到達した冷温水は、供給パイプ３→各室の熱交換パイプユニット１（パイプａ）→戻りパイプ４を通って、冷温水発生器５に循環される。このように冷温水発生器５から供給される冷温水は、各パイプ内を循環することとなるが、この冷温水の有する熱が、熱交換パイプユニット１を通過する過程において天井パネル２に伝導し、天井パネル２からの輻射熱によって室内を冷暖房することができる。なお、熱交換パイプユニット１、供給パイプ３、戻りパイプ４とが相俟って輻射機構を構成している。
【０００４】
また、供給パイプ３及び戻りパイプ４を分岐させて、冷温水発生器５から供給される冷温水を、各室に個別に設けた熱交換器６に導いている。この熱交換器６は、冷温水を導くパイプをコイル状にし、ダクト７に巻きつけるようにして取り付けられている。また、ダクト７は、室内に両端を開口するとともに、このダクト７内には送風機Ｆを備えている。したがって、送風機Ｆを作動させると、室内の空気がダクト７内に取り込まれるとともに、この取り込まれた空気が熱交換器６を通過する過程で熱交換されてダクト７から排出される。このようにした熱交換器６、ダクト７、送風機Ｆが相俟って対流式補助冷暖房機構を構成し、室内を冷暖房することができる。
【０００５】
上記のように、輻射機構によって室内を冷暖房することができるにも関わらず、対流式補助冷暖房機構を設けたのは以下の理由からである。すなわち、輻射機構は室内に空気流れを起こすものではないため、広い空間において隅々まで熱伝達がなされるまでには時間がかかってしまい、冷暖房効果が体感できるまでにしばらくの時間を要する。そこで、室内に空気流れを起こすとともに、熱交換がなされた空気を補助的に供給することで、速やかに室内を冷暖房することができる。
また、初期の室内温度と設定温度との差が大きい場合や、建物の構造上断熱状態が悪い室においては、輻射機構のみによって室内を冷暖房するには、効率が悪い場合がある。しかし、対流式補助冷暖房機構を備えれば、このような場合にも効率よく室内を冷暖房することができる。
このように、輻射機構に加えて対流式補助冷暖房機構を備えることで、輻射機構の欠点を補い、より効率の高い冷暖房システムを実現することができる。
【０００６】
なお、室外には送風機Ｆを備えた外調機８が設けられており、外調機８で取り込んだ外気を給気通路９に供給している。給気通路９は分配通路１０を介して各室に個別に接続している。言い換えると、各室に接続した分配通路１０は、外調機８に対してパラレルに接続して、外調機８で取り込んだ外気を各室に供給するようにしている。このように、外調機８、給気通路９、分配通路１０が相俟って、外気を各室に供給する換気機構を構成するとともに、排気通路１１から室内の空気を排出することで室内を換気している。
【０００７】
また、図２に示した従来のシステムにおいて、熱交換機６を各室毎に個別に設けたり、分配通路１０を介して外調機８を各室に個別に連通させたりしているのは、各室毎に空調機器の独立性を重んじるためである。このように各室の独立性を重んじる場合として、例えば病院における病室などがある。すなわち、病室は、各室の菌などが他の室に伝搬しないようにするために、空調機器の独立性が強く要請される。このような要請の基で、上記従来のシステムは、熱交換器６を各室毎に個別に設けたり、分配通路１０を介して外調機８を各室に個別に連通させたりしている。
【特許文献１】特開平６−２７２９１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の室内冷暖房換気システムにおける換気機構及び対流式補助冷暖房機構は、空気を強制循環させるものであり、それぞれ別々に構成されている。したがって、室内においては、換気のための空気と補助冷暖房のための空気とが、別々の噴出口から供給される。
このように、２ヶ所の噴出口から空気が供給されると、室内における空気流れが極めて多くなる。そして、空気流れが多くなると、埃がまったり室内温度にムラが生じたりするため、室内の居住者には、不快の念を抱かせるという問題があった。特に、この室内冷暖房換気システムを例えば病院の病室に用いると、病室における患者の健康状態によっては、病気を悪化させるおそれがあるだけでなく、精神的にも繊細になっている患者にいっそうの不快感を与えるという問題もあった。
【０００９】
また、対流式補助冷暖房機構は室ごとに設けられているため、室ごとに送風機Ｆを設置しなければならず、その分対流式補助冷暖房機構の設置コストが高くなってしまうとともに、室ごとに設置した送風機Ｆの音が不快感を与えるという問題があった。
【００１０】
この発明の目的は、室内環境をより快適にするとともに、設置コストを低減した室内冷暖房換気システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、送風機によって外気を取り込む外調機と、外調機に接続した給気通路と、各室に接続した分配通路とからなり、上記分配通路を給気通路に対してパラレルに接続し、外調機が取り込んだ外気を各室に循環する換気機構と、冷温水発生器に接続するとともに天井パネルに敷設した熱交換パイプユニットからなる輻射機構とを備えた室内冷暖房換気システムにおいて、冷温水発生器に接続した熱交換器を上記分配通路に設けて対流式補助冷暖房機構を構成し、この対流式補助冷暖房機構によって熱交換した外気を室内に給気する点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、各室に外気を供給する分配通路に熱交換器を設け、換気のための外気を補助冷暖房に利用して、換気と補助冷暖房を同時に行うので、室内における空気の噴出口を一ヶ所にすることができる。したがって、室内に必要以上の空気流れが生じるのを防ぐことができ、埃がまったり、温度ムラが生じたりしない快適な室内環境を提供することができる。
また、換気機構が対流式補助冷暖房機構を兼ね備えているので、補助冷暖房のために別個の送風機を設ける必要がない。したがって、従来のように送風機を室ごとに設置する場合に比べて、設置コストを低減することができる。しかも、室内は、送風機の作動音がしない静かな環境であるため、特に病院等の各室においては患者にとって過ごし易い環境を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施形態における室内冷暖房換気システムについて、図１を用いて説明する。なお、従来と同様の構成要素については同様の符号を用いることとする。
図１に示す各室には、熱交換パイプユニット１を設けた天井パネル２が設けられている。熱交換パイプユニット１は、図示していない一対の太いパイプ間に複数の細いパイプａを多数平行に配列したものであり、上記一方の太いパイプを供給パイプ３に連通するとともに、他方の太いパイプを戻りパイプ４に連通させている。これら供給パイプ３及び戻りパイプ４は、いずれも室外に設けた冷温水発生器５に連通しており、冷温水発生器５に対して各室に設けた熱交換パイプユニット１をパラレルに接続している。
【００１４】
上記冷温水発生器５は、戻りパイプ４から導かれた水を温めたり冷やしたりするとともに、設定温度に到達した冷温水をポンプＰによって供給パイプ３に供給する装置である。
したがって、冷温水発生器５で設定温度に到達した冷温水は、供給パイプ３→各室の熱交換パイプユニット１（パイプａ）→戻りパイプ４を通って、冷温水発生器５に循環される。このように冷温水発生器５から供給される冷温水は、各パイプ内を循環することとなるが、この冷温水の有する熱が、熱交換パイプユニット１を通過する過程において天井パネル２に伝導し、天井パネル２からの輻射熱によって室内を冷暖房することができる。なお、熱交換パイプユニット１、供給パイプ３、戻りパイプ４とが相俟って、この発明の輻射機構を構成している。
【００１５】
また、室外には送風機Ｆを備えた外調機８が設けられており、外調機８で取り込んだ外気を給気通路９に供給している。給気通路９は分配通路１０を介して各室に個別に接続し、外調機８で取り込んだ外気を各室に個別に供給するようにしている。このように、外調機８、給気通路９、分配通路１０が相俟って、この発明の外気を各室に供給する換気機構を構成するとともに、排気通路１１から室内の空気を排出することで室内を換気することができる。
【００１６】
また、各分配通路１０であって、この分配通路１０を構成する配管の外周には、パイプをコイル状にした熱交換器６が巻きつけられている。そして、この熱交換器６を構成するパイプは、一端を供給パイプ３から分岐した分岐供給パイプ１２に接続するとともに、他端を戻りパイプ４から分岐した分岐戻りパイプ１３に接続している。なお、分岐供給パイプ１２及び分岐戻りパイプ１３のそれぞれには流量制御弁１４が設けられ、供給パイプ３から熱交換器６へ供給される冷温水量を自由に調整することができるとともに、この流量制御弁１４を完全に閉じて、各室への冷温水の供給を止めることもできる。また、この実施形態では、分岐供給パイプ１２および分岐戻りパイプ１３のそれぞれに流量制御弁１４を設けたが、分岐供給パイプ１２側だけに流量制御弁１４を設けるようにしてもよい。
いま、流量制御弁１４を開いて熱交換器６に冷温水を供給すると、冷温水が熱交換器６のパイプ内を通過する過程において、冷温水の熱が分配通路１０を通過する外気に伝導し、外気を熱交換することができる。言い換えれば、外調機８から分配通路１０に導かれた外気は、分配通路１０を通過する過程で冷暖房された後に室に供給されることになる。
【００１７】
上記のように、流量制御弁１４を開いて熱交換器６に冷温水を導けば、室内に熱交換された空気を供給することができるため、この換気機構は対流式補助冷暖房機構としての役割である補助冷暖房機能も果たすこととなる。しかも、補助冷暖房によって室内に供給される空気は外気であるため、補助冷暖房機能を果たしながら換気機能も果たしていることになる。なお、補助冷暖房として利用する外気の温度制御は、流量制御弁１４を調整して熱交換器６に導かれる冷温水を増減することで可能となる。
そして、補助冷暖房機能が必要ない場合は、流量制御弁１４を完全に閉じて、熱交換器６に冷温水を導かなければよい。このようにすれば、外調機８で取り込んだ外気を、熱交換せずに室内に供給できるため、単に換気機能のみを果たすことになる。
【００１８】
上記したように、この実施形態における室内冷暖房換気システムによれば、換気のために取り込んだ外気を補助冷暖房に利用して、換気と補助冷暖房を同時に行うので、空気の噴出口を一ヶ所にすることができる。したがって、従来のように、換気のための空気と、補助冷暖房のための空気とが別々に供給されることがなく、室内に必要以上の空気流れが生じない。そのため、室内に埃がまったり、温度ムラが生じたりせず、快適な室内環境を提供することができる。したがって、特に病院等の施設に設置すれば、患者が不快に感じることがなくなり、快適に過ごすことができる。
また、換気機構が対流式補助冷暖房機構を兼ね備えたので、室ごとに送風機Ｆを設ける必要がなくなり、室ごとに送風機Ｆを設けていた従来に比べて、設置コストを低減することができる。しかも、室内は、送風機の作動音がしない静かな環境であるため、特に病院等の各室においては患者にとって過ごし易い環境を提供することができる。
【００１９】
なお、この実施形態では、戻りパイプ４を冷温水発生器５に直接接続したが、一端温度を調節した後に冷温水発生器５に導くようにしてもよいし、戻りパイプ４を循環させずに排水してしまい、冷温水発生器５に新たな水を導くようにしてもよい。また、冷温水発生器５がポンプＰを備えているが、冷温水発生器とポンプとを別個に設けるようにしてもよいこと当然である。いずれにしても、冷温水発生器によって設定温度に調節された水が供給できれば、特にその構成等限定されるものではない。
また、この実施形態で用いた細いパイプａを多数平行に配列した熱交換パイプユニット１に代えて、一本の長いパイプを天井パネル２に蛇行させて、その両端を供給パイプ３と戻りパイプ４とに連通させる構成であっても構わない。いずれにしてもパイプの外周が天井パネルに広く接触することで、パイプを通る冷温水の熱が天井パネル２に伝導するものであれば、どのようなものでも構わない。
【００２０】
さらに、この実施形態では、一つの冷温水発生器５から輻射機構と対流式補助冷暖房機構とに冷温水を導いたが、輻射機構用の冷温水発生器と対流式補助冷暖房機構用の冷温水発生器とを別々に設けてもよいこと当然である。
また、この実施形態では、分配通路１０を構成する配管の外周にパイプをコイル状にした熱交換器６を設けたが、分配通路１０に設ける熱交換器はコイル状のものに限られない。例えば、分配通路１０に設ける熱交換器を、天井輻射パネルに用いる熱交換器のようにパネル状にして配管内に設けるなどしてもよい。いずれにしても、冷温水発生器５から供給される冷温水の熱が、分配通路１０を通過する外気を熱交換するものであれば、その構成は特に限定されるものではない。
なお、この実施形態の室内冷暖房換気システムは、病院の施設のみならず、特に静寂性が要求される図書館や会議室に利用する場合にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この実施形態における室内冷暖房換気システムを示す概念図である。
【図２】従来の室内冷暖房換気システムを示す概念図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    熱交換パイプユニット
２    天井パネル
５    冷温水発生器
６    熱交換器
８    外調機
９    給気通路
１０  分配通路
Ｆ    送風機
【図１】
2007232303.tif 000003
【図２】
2007232303.tif 000004