JPH10185227A

JPH10185227A - 空調設備

Info

Publication number: JPH10185227A
Application number: JP8350628A
Authority: JP
Inventors: Kenso Chi; 健相池; Keishin Ri; 慶振李
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】空調設備に関し、室内の温度の不均一性を改善
し、人体の健康に有益な空調ができることを目的とす
る。【解決手段】天井２０に取付けられ、内部に熱交換用媒
体を通す空洞を有し、且つ底面からフィン６ａが突出し
て形成された熱交換器６と、前記熱交換用媒体を加熱又
は冷却して前記熱交換器６に送る加熱・冷却機とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調設備に関し、
より詳しくは、建物の天井に取付けられる冷房及び暖房
用の空調設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の冷暖房に使用する空調設備とし
て、例えば図４(a) 又は図５に示すような方式がある。
図４(a) に示す方式は、空調室101 内に設置した空調機
102 の冷風又は温風の送風口にダクト103 を接続し、さ
らにそのダクト103 を複数に分岐して分岐ダクト105 を
各部屋104 の天井に配置し、ダクト103 及び分岐ダクト
105 を通して部屋104 に送られた冷風又は温風を天井の
吹き出しユニット107 から下方に向けて吹き出すもので
ある。

【０００３】その吹き出しユニット107 には、例えば図
４(b) に示すようなトロッファ形があり、その吹き出し
ユニット107 の下面には冷風又は温風を吹き出すための
吹き出し口108 が設けられている。なお、図４(a) 中符
号109 は、ダクトを通して空調機102 に繋がる部屋104
の吸い込み口106 を示している。

【０００４】また、図５に示す方式は、ボイラ又は冷凍
機のような水温調整機111 により温度調整された温水又
は冷水をパイプ112 を通してファンコイルユニット113
内の熱交換機114 に接続するものである。そのファンコ
イルユニット113 は、部屋110 内で壁の近くに設置さ
れ、その内部の熱交換機114 によって周囲の空気を暖め
又は冷やすことになる。さらに、ファンコイルユニット
113 内では、ファン115によって下から熱交換機114 に
風を当てることにより、加熱又は冷却された風を吹き出
し口116 を通して部屋110 に吹き上げることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４(a) に
示すように、部屋104 の天井に取付けた吹き出しユニッ
ト107 から冷風又は温風を吹き出させるような構造で
は、吹き出しユニット107から出た熱風又は冷熱は対流
によって部屋104 の中に移動する。対流による伝熱は天
井付近を暖める効果があるので床付近と天井付近の温度
差が大きくなる。

【０００６】このため、部屋104 の天井付近と床付近と
では温度差が生じ易くなり、この結果、人間が居る床に
近い場所での温度を最適にするための熱効率が悪くな
る。このような問題に対しては、吹き出し口108 から吹
き出す風圧を大きくすることも考えられる。しかし、そ
の風は人間に当たるので、風圧が大きいほど人間に不快
感を与えるので好ましくない。

【０００７】これに対して、図５に示すようなファンコ
イルユニット113 を用いる場合にはファンコイルユニッ
ト113 から出た温風又は冷風が直に人間に当たることは
無いが、ファインコイルユニット113 からの暖熱（温熱
ともいう）又は冷熱は、対流によって部屋110 内を移動
するので床側の温度が低くなり易い。しかも、部屋110
に間仕切りなどが存在する場合には、仕切られた複数の
空間の冷暖房温度が不均一になるといった問題がある。

【０００８】本発明は、室内の温度の不均一性を改善
し、人体の健康に良い温度調整ができる空調機を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（手段）上記した課題は、図１〜図３に例示するよう
に、天井２０に取付けられ、内部に熱交換用媒体を通す
空洞を有し、且つ底面からフィン６ａが突出して形成さ
れた熱交換器６と、前記熱交換用媒体を加熱又は冷却し
て前記熱交換器６に送る加熱・冷却機３２とを有するこ
とを特徴とする空調設備により解決する。

【００１０】上記空調設備において、前記熱交換器６ａ
の前記底面と前記フィン６ａの表面に輻射熱を発生させ
る膜６ｂが形成されていることを特徴とする。上記空調
設備において、前記膜６ｂは、熱によって遠赤外線を発
生させる膜であることを特徴とする。上記空調設備にお
いて、前記熱交換器６は、冷風を吹き出すための吹き出
し口１２を有するケーシング２内に該吹き出し口１２の
近傍に配置されていることを特徴とする。

【００１１】（作用）次に、本発明の作用について説明
する。本発明によれば、天井にて暖房、冷房する空調設
備において、熱交換媒体を内部に通過させる熱交換器の
底面にフィンを形成し、これにより熱交換を行うように
している。このため、フィンによる放熱面積が大きくな
り、天井からの室内への熱交換作用が大きくなって熱効
率が高くなる。

【００１２】また、その熱交換器の底面とフィンの表面
に、輻射熱を発生させる膜を形成することにより、輻射
による伝熱効果が高くなり、室内空気に熱が奪われるこ
となく拡散して壁や床に当てて反射して部屋全体がムラ
無く暖房ができ、対流による熱の伝達に比べて暖房や冷
房の立ち上がりが速くなるので、天井付近の温度と床付
近の温度の差を小さくすることができ、しかも効率的な
暖房又は冷房が可能になる。

【００１３】その膜が、熱によって遠赤外線を発生する
材料から形成されている場合には、熱交換器と室内の空
気との間で遠赤外線の輻射による伝熱の作用が大きくな
る。特に、加熱された媒体が熱交換器内に流される場合
には、遠赤外線による輻射熱が室内に放射されるので、
身体の皮膚に深く浸透して体の芯まで暖める効果があ
り、健康に有益である。遠赤外線を輻射する膜として
は、SiO₂、Al₂O₃などのセラミックのようなものがあ
る。

【００１４】したがって、天井からの強い温風を吹き出
させる必要はなく、暖房の際に人体への不快感を与える
ことはない。また、天井からの暖房、冷房であるので、
従来のようなファンコイルユニット設備が不要になり、
部屋の有効活用を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。図１、図２は、本発明の一
実施例の空調設備の温度変換ユニットを示す斜視断面図
である。図１において、温度変換ユニット１は、部屋の
天井２０に取り付けられる内部空洞のケーシング２を有
している。そのケーシング２の上部を覆う天板３の一部
には開口４が設けられ、その開口４には天井２０の裏に
配置された冷風用ダクト２１が分岐ダクト２２を介して
接続されている。

【００１６】一方、ケーシング２の底板５には、内部が
空洞の熱交換パイプ６が間隔をおいて複数本並列に取り
付けられている。その熱交換パイプ６は両端が閉じられ
たものであって、図２に示すような略矢印のような断面
形状を有している。即ち、熱交換パイプ６の底部は船底
のように湾曲した広い幅の形状を有する一方、熱交換パ
イプ６の上部は、その底部から上に突出した幅の狭い形
状を有している。

【００１７】また、熱交換パイプ６の底面には、下方に
突出する放熱用のフィン６ａが１枚又は複数枚形成され
ている。複数枚のフィン６ａを形成する場合にあって、
フィン６ａ同士の間隔は、先端に近いほど扇状に広がっ
てゆくので、温熱又は冷熱ががフィン６ａから扇形に広
がることになり、フィン６ａによる熱交換効率は高くな
る。

【００１８】さらに、熱交換パイプ６の底面とフィン６
ａの表面には熱交換パイプ６内の暖熱又は冷熱を下方に
輻射させるための膜６ｂが形成されている。そのような
膜６ｂとして、例えば、遠赤外線を輻射できる物質、例
えばアルミナ、酸化シリコンを含む物質を塗布、乾燥し
て形成されたものがある。このような熱交換パイプ６
は、ケーシング２の底板５の取付け穴７に下から嵌め込
まれていて、熱交換パイプ６の底面とフィン６ａが底板
５よりも下側に位置するようになっている。これによ
り、熱交換パイプ６の底面とフィン６ａの表面に沿って
塗布された膜６ｂが底板５の下から露出することにな
る。また、熱交換パイプ６の幅の狭い上部は、ケーシン
グ２の底板５の上に突出しており、その上部は、底板５
の上に配置される梁８に固定されており、これによって
下方への落下が防止されている。

【００１９】そのようなフィン６ａ及び熱交換パイプ６
は、熱伝導性が良い材料、例えばアルミニウム、鉄又は
その他の金属から形成されていて、アルミニウムから形
成する場合には、押し出し加工によって成形されてい
る。このようにケーシング２の底板５の上に取付けられ
た熱交換パイプ６の内部は、コイル管９を通して互いに
直列に繋げられ、各熱交換パイプ６に連続して熱交換媒
体を通せるようになっている。また、直列に接続された
熱交換パイプ６のうちの両端に該当する部分のうち、そ
の一端には給液パイプ１０が接続され、他端には排水パ
イプ１１が接続され、これにより給液パイプ１０を通し
て供給される温水又は冷水が各熱交換パイプ６内を順に
流れて最後に排水パイプ１１から排出されるようになっ
ている。

【００２０】なお、ケーシング２の底板５のうち熱交換
パイプ６に挟まれた領域にはさらに複数の吹き出し口１
２が開口されていて、冷風用ダクト２１と分岐ダクト２
２の中を通って送られた風を下方に吹き出すようになっ
ている。以上のような温度変換ユニット１のケーシング
２に接続される冷風用ダクト２１は、図３に示すよう
に、天井２０の裏側を通って部屋２３の外の空調機３０
の送風機３１に接続されている。

【００２１】温度変換ユニット１内の熱交換パイプ６に
接続される給液パイプ１０と排水パイプ１１は、図３に
示すように、それぞれボイラー又は冷凍機のような加熱
・冷却機３２に接続されていて、給液パイプ１０と排水
パイプ１１によって水を循環させるようになっている。
従って、加熱・冷却機３２によって加熱又は冷却された
温水又は冷水を供給パイプ１０に流すとともに、熱交換
パイプ６を通った水を回収してその水を加熱・冷却機３
２によって再び加熱又は冷却することになる。なお、加
熱・冷却機３２内に電気による加熱機構を設け、低価格
時間帯の深夜電力を利用して温水を熱交換パイプ６に送
って部屋２３内を暖房することは資源の有効活用にも有
効である。

【００２２】以上のような構成の空調設備によって各部
屋２３を暖房又は冷房することについて説明する。ま
ず、部屋２３を暖房する場合には、空調機３０からの冷
風の吹き出しを停止状態にする。そして、加熱・冷却機
３２によって加熱した水を給液パイプ１０を通して温度
変換ユニット１内の熱交換パイプ６に送ると、熱交換パ
イプ６はその底面とフィン６ａの表面から熱を発する。
この場合の部屋２３への伝熱は、熱交換パイプ６の底面
とフィン６ａの表面の膜６ｂによって生じる輻射熱であ
り、温度変換ユニット１の下方へと伝わることになる。
輻射熱によれば、温度変換ユニット１の下方に居る人間
に直接温度が伝わるので、温水が熱交換パイプ６を通っ
てから部屋２３の床を暖める時間が対流の場合に比べて
速くなる。しかも、輻射熱によれば、部屋２３内の天井
付近と床付近の温度差は小さく、熱効率のよい暖房が可
能になる。特に、その膜が熱によって遠赤外線を大量に
放出する材料によって構成される場合には、波長４μｍ
〜１０００μｍの遠赤外線が輻射されるので、人体の芯
までホカホカと暖める効果がある。

【００２３】このように、輻射熱による天井からの暖房
によれば送風を省略してもよく、風による人間の不快感
を生じさせない。一方、部屋２３を冷却する場合には、
空調機３０からダクト２１、吹き出し口１２を通して冷
風を部屋２３内に送ることになる。これに併せて、加熱
・冷却機３２によって冷却した水を給液パイプ１０を通
して温度変換ユニット１内の熱交換パイプ６に送ると、
熱交換パイプ６は膜６ｂを介してその底面とフィン６ａ
の表面から熱を吸収する。この場合の部屋２３への伝熱
は、熱交換パイプ６の底面とフィン６ａの表面の膜６ｂ
によって生じる輻射熱であり、温度変換ユニット１の下
方へと伝わることになる。

【００２４】冷却の場合に、熱交換パイプ６に冷水を送
らなくても、冷風によって熱交換パイプ６が冷却される
ので、冷却された熱交換パイプ６の底面とフィン６ｂの
表面によって部屋２３内の空気と熱交換を行うので、熱
変換効率が高くなる。なお、上記した説明では、熱交換
パイプ６に温水又は冷水を通過させる場合について説明
したが、空気、フロンガス、不活性ガス、その他の熱交
換用の媒体を通過させるようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、天井
にて暖房、冷房する空調設備において、熱交換媒体を内
部に通過させる熱交換器の底面にフィンを形成し、これ
により熱交換を行うようにしているので、フィンによる
放熱面積が大きくなり、天井からの室内への熱交換作用
が大きくなって熱効率を高くできる。

【００２６】また、その熱交換器の底面とフィンの表面
に、輻射熱を発生させる膜を形成するようにしたので、
輻射による伝熱効果が高くなり、室内の空気に熱が奪わ
れることなく拡散して壁や床に当てて反射して部屋全体
がムラ無く暖房ができ、暖房や冷房の立ち上がりが速く
なり、天井付近の温度と床付近の温度の差を小さくする
ことができ、しかも効率的な暖房又は冷房が可能にな
る。

【００２７】その膜が、遠赤外線を発生し易い材料から
形成されている場合には、熱交換器と室内の空気との間
で遠赤外線の輻射による伝熱の作用を大きくできる。特
に、加熱された媒体が熱交換器内に流される場合には、
遠赤外線による輻射熱が室内に放射されるので、身体の
皮膚に深く浸透して体の芯まで暖める効果があり、健康
に有益である。

【００２８】したがって、天井からの強い温風を吹き出
させる必要はなく、暖房の際に人体への不快感を与える
ことはない。しかも、天井からの暖房であるので、従来
のようなファンコイルユニット設備が不要になり、部屋
の有効活用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の空調設備に適用される温
度変換ユニットを部分断面状態で示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態の空調設備に適用される熱
交換パイプ（熱交換器）の一部を示す斜視断面図と正面
の断面図である。

【図３】本発明の一実施形態の空調設備の全体を示す構
成図である。

【図４】従来の空調設備の第１例を示す構成図である。

【図５】従来の空調設備の第２例を示す構成図である。

【符号の説明】

１温度変換ユニット２ケーシング３天板４開口５底板６熱交換パイプ（熱交換器）６ａフィン６ｂ膜７取付け穴８梁１０給液パイプ１１排水パイプ１２吹き出し口２１冷風用ダクト２２分岐ダクト２３部屋３０空調機３１送風機３２加熱・冷却機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天井に取付けられ、内部に熱交換用媒体を
通す空洞を有し、且つ底面からフィンが突出して形成さ
れた熱交換器と、前記熱交換用媒体を加熱又は冷却して前記熱交換器に送
る加熱・冷却機とを有することを特徴とする空調設備。
【請求項２】前記熱交換器の前記底面と前記フィンの表
面に輻射熱を発生させる膜が形成されていることを特徴
とする請求項１記載の空調設備。
【請求項３】前記膜は、熱によって遠赤外線を発生させ
る膜であることを特徴とする請求項１記載の空調設備。
【請求項４】前記熱交換器は、冷風を吹き出すための吹
き出し口を有するケーシング内に取付けられていること
を特徴とする請求項１記載の空調設備。