冷暖房システム
【課題】室内スペースの有効利用を図ることができ、室内空間を好適に冷暖房可能な冷暖房システムを提供する。
【解決手段】冷暖房システム１は、多数の管部材２１を備えた冷暖房パネル２と、流体供給装置３とを備えている。多数の管部材２１は、それぞれ室内空間における床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、室内空間を仕切る仕切壁を形成し、かつ、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設けられている。流体供給装置３は、配管３１と、ポンプ３２，３３と、燃料ボイラ３６と、ヒートポンプ３７とを備えており、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、燃料ボイラ３６にて閉経路内の流体を加熱し、外気温度が所定温度以上の場合は、ヒートポンプ３７にて閉経路内の流体を加熱あるいは冷却する。
【解決手段】冷暖房システム１は、多数の管部材２１を備えた冷暖房パネル２と、流体供給装置３とを備えている。多数の管部材２１は、それぞれ室内空間における床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、室内空間を仕切る仕切壁を形成し、かつ、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設けられている。流体供給装置３は、配管３１と、ポンプ３２，３３と、燃料ボイラ３６と、ヒートポンプ３７とを備えており、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、燃料ボイラ３６にて閉経路内の流体を加熱し、外気温度が所定温度以上の場合は、ヒートポンプ３７にて閉経路内の流体を加熱あるいは冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷暖房パネルと、この冷暖房パネルの内部に高温あるいは低温の流体を流通させる流体供給装置とを備えた冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば病院や学校、一般家屋の室内に設置される暖房装置として、温水管路内に温水を流通させて室内空間を暖めるパネルヒータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のパネルヒータは、熱源機から送出される温水を通す温水管路と、この温水管路内の温水の熱を放熱する放熱部を形成する第１の熱伝導性パネルおよび第２の熱伝導性パネルとを備えている。温水管路は、第１の熱伝導性パネルのパネル面に沿って折り返し蛇行形成された温水管路嵌合溝に嵌合して、第１の熱伝導性パネルのパネル面に沿って蛇行配置されている。また、第２の熱伝導性パネルは、第１の熱伝導性パネルの温水管路配設面側に配設され、第１の熱伝導性パネルとで温水管路１を挟持する。かかるパネルヒータは、部屋の壁や床にねじ等によって固定可能に構成されている。
このようなパネルヒータによれば、トイレや脱衣所などの比較的狭い空間にも設置することができ、パネルヒータを容易に組み立てることが可能となっている。
【０００４】
このような特許文献１に記載のパネルヒータのように、一般的なパネルヒータは、熱水管内に温水を流通させて、暖房装置として使用することのみを目的としている。このため、かかるパネルヒータは冬場にしか利用価値がなく、夏場においてはパネルヒータを室内に設置しておく意味がないばかりか、単に室内スペースを狭小にするだけである。
【０００５】
ここにおいて、夏場において、熱水管内に冷水を流通させる構成とすれば、放熱部により室内の熱を吸収させることができ、上記のようなパネルヒータを冷房としても利用することができる。これにて、上述した問題を解決できるものと考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７７０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のパネルヒータでは、省スペース化を図っているものの、パネルヒータを室内の壁や床に取り付ける構成であるため、パネルヒータの設置スペース分だけ室内空間が狭くなってしまう。
また、放熱部を第１，第２の熱伝導性パネルの平面部にて形成する構成であるため、放熱面積が当該平面部の面積に限定されてしまう。このため、十分に広い放熱面積が得られず、高い暖房効率が得られないおそれがある。これと同様に、仮に特許文献１に記載の熱水管内に冷水を流通させて当該パネルヒータを冷房として使用した場合であっても、十分に広い吸熱面積が得られず高い冷房効率が得られない。
さらに、省エネルギーおよび地球温暖化対策の観点からも、低い消費エネルギーおよび低いＣＯ２排出量で、室内空間を一年中快適な温度に調整可能な技術も求められている。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点に鑑みて、室内スペースの有効利用を図ることができ、室内空間を好適に冷暖房可能な冷暖房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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、図１を参照して説明すると、多数の管部材２１を備えて構成された冷暖房パネル２と、この冷暖房パネル２の内部に高温あるいは低温の流体を流通させる流体供給装置３とを備えた冷暖房システム１であって、多数の管部材２１は、それぞれ室内空間における床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、室内空間を仕切る仕切壁を形成し、かつ、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設けられており、流体供給装置３は、一端側が多数の管部材２１のそれぞれの上端に接続され、他端側が多数の管部材２１のそれぞれの下端に接続されて、多数の管部材２１とで閉経路（３１７，３１８）を形成する配管３１と、閉経路内の流体を循環させるポンプ３２，３３と、閉経路内の流体を加熱する燃料ボイラ３６と、閉経路内の流体を加熱あるいは冷却するヒートポンプ３７と、を備えており、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、燃料ボイラ３６にて閉経路内の流体を加熱し、外気温度が所定温度以上の場合は、ヒートポンプ３７にて閉経路内の流体を加熱あるいは冷却することを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明において、管部材２１の内部を流通させる流体としては、コストおよび管理の観点から水を使用することが好ましいが、例えば二酸化炭素ガスや高熱容量のオイル等を使用してもよい。
また、管部材２１に使用する材料としては、例えば鋼やアルミニウム、銅等の金属材料を使用できるが、室内空間の熱を管部材２１内の流体に吸収させることが可能で、かつ、管部材２１内の流体の熱を室内空間に放出させることが可能な熱伝導性材料であればいずれでもよい。
そして、仕切壁には、１つの空間を２つの空間に完全に仕切る壁と、１つの空間の一部分を２つの部分に仕切る壁との双方が含まれるものである。
燃料ボイラ３６としては、例えば灯油や都市ガス、ＬＰガス等を燃料とするものが挙げられる。
また、ヒートポンプ３７には、例えば、圧縮器および膨張弁を備え、冷媒として代替フロンやＣＯ２ガス等を使用する一般的なヒートポンプを採用することができる。
【００１１】
このような冷暖房システム１によれば、多数の管部材２１の内部に高温あるいは低温の流体を流通させることで、夏場は冷房として利用でき、冬場は暖房として利用できる。すなわち、冬場のうち外気温度が例えば０℃未満となる厳寒期には、燃料ボイラ３６にて流体を加熱することで、室内空間を十分に暖めることができる。そして、外気温度が例えば０℃以上となる比較的温暖な冬場には、ヒートポンプ３７にて流体を加熱することで、エネルギー消費を抑えつつ、室内空間を十分に暖めることができる。また、夏場にはヒートポンプ３７の運転を切り替えて流体を冷却すれば、室内空間を十分に冷やすことができる。したがって、低い消費エネルギーおよび低いＣＯ２排出量で、室内空間を一年中快適な温度に調整できる。
また、多数の管部材２１自体を仕切壁として利用するので、パネル設置用の無駄なスペースを必要とせず、室内スペースの有効利用を図ることができる。この際、多数の管部材２１を、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設けているので、各管部材２１間に隙間を設けていても、目隠し効果という仕切壁に必要な機能を持たせることができる。
そして、多数の管部材２１の外周面は、外気中に露出しており、放熱面あるいは吸熱面として機能する。このような管部材２１を所定間隔をおいて多数並設することで、大きな放熱・吸熱面積が得られ、これにより高い冷暖房効率が得られる。さらに、それぞれの管部材２１を床面４から天井面５までに亘って設けているので、放熱・吸熱面積が更に拡大すると共に、室内空間の上下方の空気をも好適に冷却・加熱できる。しかも、各管部材２１間は通気可能であるので室内の空気の流動性も良く、室内全体の温度を均一に調整できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、図３を参照して説明すると、請求項１に記載の冷暖房システム１において、多数の管部材２１は、それぞれ軸直交方向における断面形状が長方形状とされて、当該長方形状の長辺が前記仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設置されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、仕切壁の厚さ方向からは仕切壁の反対側を視認できるが、当該厚さ方向に対して斜め方向からは仕切壁の反対側を視認できない、という目隠し効果が得られる。このため、例えば本発明の冷暖房パネル２をトイレに設置した場合に、トイレ室内を暗くすることなく目隠し効果が得られるため好適である。また、各管部材２１の断面形状を長方形とすることで、より広い放熱・吸熱面積が得られると共に、各管部材２１の製造が容易となるのでコストの低減を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、図３を参照して説明すると、請求項１または請求項２に記載の冷暖房システム１において、多数の管部材２１は、前記仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群２１１と、この第１の管部材群２１１に隣接して前記幅方向に略沿って並列する第２の管部材群２１２とを含んで構成されており、第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、前記仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２とを隣接して設けることで、冷暖房効率をさらに向上することができる。また、第１，第２の管部材群２１１，２１２におけるそれぞれの管部材２１を仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う状態に配設しているので、上述した目隠し効果をさらに確実に得ることができると共に、大きな採光量が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る冷暖房システムの概略構成を示した模式図である。
【００１７】
〔冷暖房システムの構成〕
図１において、１は冷暖房システムであり、この冷暖房システム１は、冷暖房パネル２と、流体供給装置３とを備えて構成されている。
冷暖房パネル２は、室内空間を冷房・暖房する冷暖房装置として機能すると共に、室内空間を仕切る仕切壁としても機能する。この冷暖房パネル２の具体的な構成については後述する。
【００１８】
流体供給装置３は、冷暖房パネル２の内部に高温あるいは低温の水を流通させる装置であり、図１に示すように、配管３１と、ポンプ３２，３３と、三方弁３４，３５と、燃料ボイラ３６と、ヒートポンプ３７とを備えて構成されている。
【００１９】
配管３１は、多数の管部材２１のそれぞれの上端に接続された上側配管３１１と、多数の管部材２１のそれぞれの下端に接続された下側配管３１２とを備えている。
上側配管３１１の基端部は三方弁３４に接続されており、この三方弁３４は接続管３１３，３１４を介して燃料ボイラ３６およびヒートポンプ３７に接続されている。
一方、下側配管３１２の基端部は三方弁３５に接続されており、この三方弁３５は接続管３１５，３１６を介して燃料ボイラ３６およびヒートポンプ３７に接続されている。
このような配管３１と多数の管部材２１とで、燃料ボイラ３６を経由する第１の閉経路３１７と、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８とが形成されている。
【００２０】
ポンプ３２は、接続管３１３上に設けられており、燃料ボイラ３６を使用する場合に駆動する。
ポンプ３３は、接続管３１６上に設けられており、ヒートポンプ３７を使用する場合に駆動する。
燃料ボイラ３６は、灯油等の燃料を燃焼させることにより配管３１内の水を加熱する装置である。この燃料ボイラ３６は、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満、すなわち例えば０℃未満の場合に駆動する。
ヒートポンプ３７は、圧縮器、膨張弁および熱交換器を備えており、圧縮器にて冷媒を圧縮した際の発熱現象、および膨張弁にて冷媒を膨張させた際の吸熱現象を利用して、熱交換器を介して配管３１内の水を加熱・冷却する装置である。このようなヒートポンプ３７は、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度以上である場合に駆動する。すなわち、例えば外気温度が０〜２５℃の場合には配管３１内の水を加熱し、外気温度が２５℃を超える場合には配管３１内の水を冷却するように駆動する。なお、ヒートポンプ３７中の冷媒には代替フロンやＣＯ２ガス等を使用することができる。また、ヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度は、０℃に限定されるものではなく、冷暖房パネル２の大きさや設置場所、ヒートポンプ３７の能力等に応じて適宜設定されるものである。
【００２１】
〔冷暖房パネルの構成〕
次に、冷暖房パネルの具体的な構成について、図面に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る冷暖房パネルを示す斜視図である。図３は、図１のIII−III線に沿った平断面図である。
冷暖房パネル２は、図２に示すように、多数の管部材２１と、これら管部材２１の上下端部をそれぞれ支持する支持部材２２と、これら支持部材２２を室内空間における床面４および天井面５にそれぞれ固定する固定部材２３とを備えて構成されている。図１に示すように、管部材２１の下端部を支持する支持部材２２の下方には、冷房時に冷暖房パネル２の表面に結露する水を受けるとともに外部に排出するドレンパン５０が支持部材２２の長手方向に沿って設けられている。なお、図２では、ドレンパン５０の図示を省略した。
【００２２】
多数の管部材２１は、それぞれ、例えばアルミニウムなどの熱伝導性材料にて形成されており、軸直交方向における断面形状が長方形状とされ、その両端部は閉塞されている。これら管部材２１は、図２に示すように、床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延びており、所定間隔をおいて並列して設けられている。これにて、室内空間を仕切る仕切壁が形成される。
このような多数の管部材２１の配置について、図３に基づいてさらに詳細に説明する。図３に示すように、多数の管部材２１は、断面形状の長辺が仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設けられている。そして、仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群２１１と、この第１の管部材群２１１に隣接して当該幅方向に略沿って並列する第２の管部材群２１２とに大別される。さらに、第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、仕切壁の厚さ方向（図中矢印Ａ）から見て互いに重なり合う位置関係で配置されている。これにより、当該厚さ方向（図中矢印Ａ）からは仕切壁の反対側の光景を視認できるが、当該厚さ方向に対して斜め方向（図中矢印Ｂ）からは仕切壁の反対側の光景を視認できない、という目隠し効果が得られるようになっている。
また、図３に示すように、第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２との間のスペースには下側配管３１２が設けられており、多数の管部材２１の側面部と下側配管３１２とが接続管３１２Ａを介して接続されている。なお、上側配管３１１についても同様にして多数の管部材２１に接続されている。これにより、流体供給装置３からの高温あるいは低温の水が各管部材２１の内部を流通可能になっている。
【００２３】
次に、このような冷暖房パネル２の設置例について図４に基づいて説明する。図４は、一般家屋の２階部分の平断面図である。冷暖房パネル２は、例えば図４に示す家屋６において、リビングルーム６１と階段スペース６２とを仕切る位置や、トイレ室６３と洗面スペース６４とを仕切る位置に設けられる。
【００２４】
また、図４に示す冷暖房パネル２Ａのように、冷暖房パネルを移動可能な状態で設けてもよい。すなわち、この冷暖房パネル２Ａは、上述した冷暖房パネル２（図２参照）と略同様の構成であるが、支持部材２２の下側に固定部材２３に代えてキャスタ等の移動部材が設けられている。そして、冷暖房パネル２Ａの幅方向一端側は、リビングルーム６１の壁面に回動可能な状態で固定されている。このような冷暖房パネル２Ａを、リビングルーム６１と食堂６５とを仕切る位置に設置しておけば食卓周りの温度を快適にすることができ、リビングルーム６１の壁面側に回動させればリビングルーム６１を広く使用することができる。なお、床面および天井面には、冷暖房パネルの回動を安定化させるために円弧状のガイドレールを設けてもよい。
【００２５】
〔冷暖房システムの動作〕
まず、夏場における冷暖房システム１の動作について図５に基づいて説明する。
外気温度が例えば２５℃以上となる夏場には、流体供給装置３は、図５に示すようにして、冷暖房パネル２，２Ａ（図４参照）内部に冷水を流通させる。
すなわち、三方弁３４を上側配管３１１と接続管３１４とを接続する状態に開き、三方弁３５を下側配管３１２と接続管３１６とを接続する状態に開く。つまり、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８を形成する。そして、ヒートポンプ３７により配管３１内の水を冷却させると共に、図中矢印で示す流れが形成されるようにポンプ３３を駆動する。これにより、冷水は多数の管部材２１内部を上から下へ向けて流通し、室内空間が冷却される。
【００２６】
次に、冬場における冷暖房システム１の動作について図６および図７に基づいて説明する。
外気温度が例えば０℃以上となる比較的温暖な冬場には、流体供給装置３は、図６に示すようにして、冷暖房パネル２，２Ａ（図４参照）内部に温水を流通させる。
すなわち、三方弁３４を上側配管３１１と接続管３１４とを接続する状態に開き、三方弁３５を下側配管３１２と接続管３１６とを接続する状態に開く。つまり、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８を形成する。そして、ヒートポンプ３７により配管３１内の水を加熱させると共に、図中矢印で示す流れが形成されるようにポンプ３３を駆動する。これにより、温水は多数の管部材２１内部を下から上へ向けて流通し、室内空間が暖められる。
【００２７】
一方、冬場のうち外気温度が例えば０℃未満となる厳寒期には、流体供給装置３は、図７に示すようにして、冷暖房パネル２，２Ａ（図４参照）内部に熱水を流通させる。
すなわち、三方弁３４を上側配管３１１と接続管３１３とを接続する状態に開き、三方弁３５を下側配管３１２と接続管３１５とを接続する状態に開く。つまり、燃料ボイラ３６を経由する第１の閉経路３１７を形成する。そして、燃料ボイラ３６により配管３１内の水を加熱させると共に、図中矢印で示す流れが形成されるようにポンプ３２を駆動する。これにより、熱水は多数の管部材２１内部を下から上へ向けて流通し、室内空間がさらに高い温度で暖められるようになる。
【００２８】
上述した構成の本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
本実施形態に係る冷暖房パネル２，２Ａは、流体供給装置３からの高温・低温の水を内部に流通可能とされた多数の管部材２１を備えて構成されている。多数の管部材２１は、それぞれ室内空間における床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、室内空間を仕切る仕切壁を形成する。また、多数の管部材２１は、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設置されている。
このような冷暖房パネル２，２Ａによれば、多数の管部材２１の内部に高温あるいは低温の水を流通させることで、夏場は冷房として利用でき、冬場は暖房として利用できる、すなわち通年利用が可能である。そして、多数の管部材２１自体を仕切壁として利用するので、室内スペースの有効利用を図ることができる。
そして、多数の管部材２１を所定間隔をおいて並設することで、大きな放熱・吸熱面積が得られ、これにより高い冷暖房効率が得られる。さらに、それぞれの管部材２１を床面４から天井面５までに亘って設けているので、放熱・吸熱面積が更に拡大すると共に、室内空間の上下方の空気をも好適に冷却・加熱できる。しかも、各管部材２１間は空気が通過可能であるので、室内の空気の循環が良く、室内全体の温度を均一に調整できる。
さらに、多数の管部材２１を、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設置しているので、各管部材２１間に空隙を設けていても、目隠し効果という仕切壁に必要な機能を持たせることができる。
【００２９】
多数の管部材２１は、それぞれ軸直交方向における断面形状が長方形状とされて、当該長方形状の長辺が仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設置されている。
これにより、上述の目隠し効果が得られる。例えば図４に示したように、トイレ室６３と洗面スペース６４とを仕切る位置に設置した冷暖房パネル２については、トイレ室６３内を暗くすることなく、洗面スペース６４からはトイレ室６３内が見られないという目隠し効果が得られる。そして、冷暖房パネル２内は通気可能であるため、例えばトイレ室６３内の空気を洗面スペース６４に設置された換気扇から排出することができる等の効果が得られる。また、各管部材２１の断面形状を長方形とすることで、より広い放熱・吸熱面積が得られると共に、各管部材２１の製造が容易となるのでコストの低減を図ることができる。
【００３０】
多数の管部材２１は、仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群２１１と、この第１の管部材群２１１に隣接して幅方向に略沿って並列する第２の管部材群２１２とを含んで構成されている。第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されている。
これによれば、第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２とを隣接して設けることで、冷暖房効率をさらに向上することができる。また、第１，第２の管部材群２１１，２１２におけるそれぞれの管部材２１を仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う状態に配設しているので、上述した目隠し効果をさらに確実に得ることができる共に、大きな採光量が得られる。
【００３１】
冷暖房パネル２Ａにおいて、多数の管部材２１の下端側には移動部材が設けられている。
これにより、冷暖房パネル２Ａを目的に応じて最適位置に移動することが可能となる。例えば、リビングルーム６１において、冷暖房パネル２Ａを食卓に近い位置に移動させておけば食卓周りを快適な温度に調整でき、冷暖房パネル２Ａを部屋の隅部に移動しておけばリビングルーム６１を広く使用することができる。
【００３２】
冷暖房システム１は、冷暖房パネル２，２Ａと、流体供給装置３とを備えて構成されている。流体供給装置３は、配管３１と、ポンプ３２，３３と、燃料ボイラ３６と、ヒートポンプ３７とを備えている。そして、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、燃料ボイラ３６にて閉経路内の流体を加熱し、外気温度が所定温度以上の場合は、ヒートポンプ３７にて閉経路内の流体を加熱あるいは冷却する。
この冷暖房システム１によれば、冬場のうち外気温度が例えば０℃未満となる厳寒期には、燃料ボイラ３６にて水を加熱することで、室内空間を十分に暖めることができる。そして、外気温度が例えば０℃以上となる比較的温暖な冬場には、ヒートポンプ３７にて水を加熱することで、エネルギー消費を抑えつつ、室内空間を十分に暖めることができる。また、夏場にはヒートポンプ３７の運転を切り替えて水を冷却すれば、室内空間を十分に冷やすことができる。したがって、低い消費エネルギーおよび低いＣＯ２排出量で、室内空間を一年中快適な温度に調整できる。
【００３３】
燃料ボイラ３６あるいはヒートポンプ３７により水を加熱した場合は、管部材２１の内部を水が下から上へ向けて流通する状態にポンプ３２，３３を駆動させる。ヒートポンプ３７にて水を冷却した場合は、管部材２１の内部を水が上から下へ向けて流通する状態にポンプ３３を駆動させる。
これによれば、室内空間の下方が特に冷えやすい冬場には、高温の水を管部材２１の内部にて下から上へ向けて流通させることで、室内空間の下方から空間全体を好適に暖めることができる。また、室内空間の上方が特に暑くなりやすい夏場には、低温の流体を管部材２１の内部にて上から下へ向けて流通させることで、室内空間の上方から空間全体を好適に冷やすことができる。したがって、室内温度を好適に調整することができる。
【００３４】
配管３１と多数の管部材２１とで、燃料ボイラ３６を経由する第１の閉経路３１７と、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８とを形成している。
これにより、燃料ボイラ３６からヒートポンプ３７へと、あるいはヒートポンプ３７から燃料ボイラ３６へと運転を切り替えた際、切替直後に、燃料ボイラ３６からの熱水あるいはヒートポンプ３７からの温水が冷暖房パネル２内を流通するようになる。このため、例えば、外気温度が急激に低下した場合でも、ヒートポンプ３７から燃料ボイラ３６へと運転を切り替えれば、室内温度を速やかに快適な温度に調整することができる。
【００３５】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００３６】
前記実施形態では、第１の閉経路３１７上にポンプ３２および燃料ボイラ３６を設け、第２の閉経路３１８上にポンプ３３およびヒートポンプ３７を備える構成を例示したが、これに限らない。すなわち、例えば、１つの閉経路上に１つのポンプと、燃料ボイラと、ヒートポンプとを設ける構成としてもよい。このような構成の場合、ポンプの設置数を削減でき、三方弁３４，３５も不要でかつ配管の構成も簡易化されるので、冷暖房システムの製造コストを低減できる。
【００３７】
前記実施形態では、多数の管部材２１の軸直交方向における断面形状が、長方形であるとしたが、これに限らず、例えば三角形や正方形、楕円形など様々な形状を採用することができる。この場合、採用した断面形状に応じて、目隠し効果が得られるように多数の管部材の配置を適宜調整する必要がある。なお、上述した実施形態のように、当該断面形状が長方形であることが、目隠し効果、冷暖房効率および製造コストの点で優れているため好ましい。
【００３８】
前記実施形態では、多数の管部材２１をそれぞれ独立した管部材とし、各管部材２１に上側配管３１１および下側配管３１２を接続する構成としたが、これに限定されない。例えば、１本の長い管部材を蛇行形成して、多数の直線状部分と曲線状の折返部とを設け、当該管部材の両端にそれぞれ上側配管３１１および下側配管３１２を接続する構成としてもよい。このような場合でも、当該管部材における多数の直線状部分が、本発明における多数の管部材として機能させることができるので、上記した実施形態と略同様の効果を奏することができる。
【００３９】
前記実施形態では、仕切壁の厚さ方向（図３中Ａ方向）からは仕切壁の反対側を視認できるが、当該厚さ方向に対して斜め方向（図３中Ｂ方向）からは仕切壁の反対側を視認できないという目隠し効果が得られるように、多数の管部材２１の断面形状および配置を設定したが、本発明はこれに限られない。すなわち、目隠し効果として、仕切壁の厚さ方向からは仕切壁の反対側を視認できず、当該厚さ方向に対して斜め方向からは仕切壁の反対側を視認できる状態に、多数の管部材２１の断面形状および配置を設定してもよい。つまり、冷暖房パネルを設置する場所や目的に応じて、目隠ししたい方向が決まるので、これに合わせて多数の管部材２１の断面形状および配置を設定することが好ましい。
【００４０】
前記実施形態では、多数の管部材２１は第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２とに分けられるとしたが、これに限らず、図８（Ａ）に示す冷暖房パネル２Ｂのように多数の管部材２１Ｂを１列に並べた構成でもよい。この場合、目隠し効果の観点から、図８（Ａ）に示すように管部材２１Ｂの断面形状の長辺は長く形成することが好ましい。
【００４１】
前記実施形態では、第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されているとしたが、これに限らない。すなわち、例えば、図８（Ｂ）に示す冷暖房パネル２Ｃのように、第１の管部材群２１３における管部材２１と、第２の管部材群２１４における管部材２１とを互いにオフセットする位置関係で配置する構成としてもよい。このような構成によれば、前記実施形態と同様に冷暖房効率をさらに向上することができると共に、上述した目隠し効果がより確実に得られ、また十分な採光量も得られる。
【００４２】
前記実施形態では、多数の管部材２１は、２つの管部材群２１１，２１２に分けられるとしたが、これに限らず、図８（Ｃ）に示す冷暖房パネル２Ｄのように、３つの管部材群２１５〜２１７に分けられる構成としてもよい。この場合、さらに放熱・冷却面積が増えるので、冷却・放熱効率を向上できる。また、図８（Ｃ）のように、第２の管部材群２１６における管部材２１Ｄと、第１，３の管部材群２１５，２１７における管部材２１Ｄとを互いにオフセットする位置関係で配置すれば、上述した目隠し効果がより確実に得られ、また十分な採光量も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷暖房システムの概略構成を示した模式図である。
【図２】前記実施形態における冷暖房パネルを示す斜視図である。
【図３】図１のIII−III線に沿った平断面図である。
【図４】前記実施形態における冷暖房パネルを一般家屋内に設置した例を示す平面図である。
【図５】前記実施形態に係る冷暖房システムを夏場に使用した場合における動作を説明するための模式図である。
【図６】前記実施形態に係る冷暖房システムを比較的温暖な冬場に使用した場合における動作を説明するための模式図である。
【図７】前記実施形態に係る冷暖房システムを厳寒期に使用した場合における動作を説明するための模式図である。
【図８】前記実施形態における冷暖房パネルの３つの変形例を示した平断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…冷暖房システム
２，２Ａ〜２Ｄ…冷暖房パネル
２１，２１Ｂ，２１Ｄ…管部材
２１１，２１３，２１５…第１の管部材群
２１２，２１４，２１６…第２の管部材群
２１７…第１あるいは第２の管部材群としての第３の管部材群
３…流体供給装置
３１…配管
３１７…第１の閉経路
３１８…第２の閉経路
３２，３３…ポンプ
３６…燃料ボイラ
３７…ヒートポンプ
４…床面
５…天井面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷暖房パネルと、この冷暖房パネルの内部に高温あるいは低温の流体を流通させる流体供給装置とを備えた冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば病院や学校、一般家屋の室内に設置される暖房装置として、温水管路内に温水を流通させて室内空間を暖めるパネルヒータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のパネルヒータは、熱源機から送出される温水を通す温水管路と、この温水管路内の温水の熱を放熱する放熱部を形成する第１の熱伝導性パネルおよび第２の熱伝導性パネルとを備えている。温水管路は、第１の熱伝導性パネルのパネル面に沿って折り返し蛇行形成された温水管路嵌合溝に嵌合して、第１の熱伝導性パネルのパネル面に沿って蛇行配置されている。また、第２の熱伝導性パネルは、第１の熱伝導性パネルの温水管路配設面側に配設され、第１の熱伝導性パネルとで温水管路１を挟持する。かかるパネルヒータは、部屋の壁や床にねじ等によって固定可能に構成されている。
このようなパネルヒータによれば、トイレや脱衣所などの比較的狭い空間にも設置することができ、パネルヒータを容易に組み立てることが可能となっている。
【０００４】
このような特許文献１に記載のパネルヒータのように、一般的なパネルヒータは、熱水管内に温水を流通させて、暖房装置として使用することのみを目的としている。このため、かかるパネルヒータは冬場にしか利用価値がなく、夏場においてはパネルヒータを室内に設置しておく意味がないばかりか、単に室内スペースを狭小にするだけである。
【０００５】
ここにおいて、夏場において、熱水管内に冷水を流通させる構成とすれば、放熱部により室内の熱を吸収させることができ、上記のようなパネルヒータを冷房としても利用することができる。これにて、上述した問題を解決できるものと考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７７０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のパネルヒータでは、省スペース化を図っているものの、パネルヒータを室内の壁や床に取り付ける構成であるため、パネルヒータの設置スペース分だけ室内空間が狭くなってしまう。
また、放熱部を第１，第２の熱伝導性パネルの平面部にて形成する構成であるため、放熱面積が当該平面部の面積に限定されてしまう。このため、十分に広い放熱面積が得られず、高い暖房効率が得られないおそれがある。これと同様に、仮に特許文献１に記載の熱水管内に冷水を流通させて当該パネルヒータを冷房として使用した場合であっても、十分に広い吸熱面積が得られず高い冷房効率が得られない。
さらに、省エネルギーおよび地球温暖化対策の観点からも、低い消費エネルギーおよび低いＣＯ２排出量で、室内空間を一年中快適な温度に調整可能な技術も求められている。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点に鑑みて、室内スペースの有効利用を図ることができ、室内空間を好適に冷暖房可能な冷暖房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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、図１を参照して説明すると、多数の管部材２１を備えて構成された冷暖房パネル２と、この冷暖房パネル２の内部に高温あるいは低温の流体を流通させる流体供給装置３とを備えた冷暖房システム１であって、多数の管部材２１は、それぞれ室内空間における床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、室内空間を仕切る仕切壁を形成し、かつ、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設けられており、流体供給装置３は、一端側が多数の管部材２１のそれぞれの上端に接続され、他端側が多数の管部材２１のそれぞれの下端に接続されて、多数の管部材２１とで閉経路（３１７，３１８）を形成する配管３１と、閉経路内の流体を循環させるポンプ３２，３３と、閉経路内の流体を加熱する燃料ボイラ３６と、閉経路内の流体を加熱あるいは冷却するヒートポンプ３７と、を備えており、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、燃料ボイラ３６にて閉経路内の流体を加熱し、外気温度が所定温度以上の場合は、ヒートポンプ３７にて閉経路内の流体を加熱あるいは冷却することを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明において、管部材２１の内部を流通させる流体としては、コストおよび管理の観点から水を使用することが好ましいが、例えば二酸化炭素ガスや高熱容量のオイル等を使用してもよい。
また、管部材２１に使用する材料としては、例えば鋼やアルミニウム、銅等の金属材料を使用できるが、室内空間の熱を管部材２１内の流体に吸収させることが可能で、かつ、管部材２１内の流体の熱を室内空間に放出させることが可能な熱伝導性材料であればいずれでもよい。
そして、仕切壁には、１つの空間を２つの空間に完全に仕切る壁と、１つの空間の一部分を２つの部分に仕切る壁との双方が含まれるものである。
燃料ボイラ３６としては、例えば灯油や都市ガス、ＬＰガス等を燃料とするものが挙げられる。
また、ヒートポンプ３７には、例えば、圧縮器および膨張弁を備え、冷媒として代替フロンやＣＯ２ガス等を使用する一般的なヒートポンプを採用することができる。
【００１１】
このような冷暖房システム１によれば、多数の管部材２１の内部に高温あるいは低温の流体を流通させることで、夏場は冷房として利用でき、冬場は暖房として利用できる。すなわち、冬場のうち外気温度が例えば０℃未満となる厳寒期には、燃料ボイラ３６にて流体を加熱することで、室内空間を十分に暖めることができる。そして、外気温度が例えば０℃以上となる比較的温暖な冬場には、ヒートポンプ３７にて流体を加熱することで、エネルギー消費を抑えつつ、室内空間を十分に暖めることができる。また、夏場にはヒートポンプ３７の運転を切り替えて流体を冷却すれば、室内空間を十分に冷やすことができる。したがって、低い消費エネルギーおよび低いＣＯ２排出量で、室内空間を一年中快適な温度に調整できる。
また、多数の管部材２１自体を仕切壁として利用するので、パネル設置用の無駄なスペースを必要とせず、室内スペースの有効利用を図ることができる。この際、多数の管部材２１を、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設けているので、各管部材２１間に隙間を設けていても、目隠し効果という仕切壁に必要な機能を持たせることができる。
そして、多数の管部材２１の外周面は、外気中に露出しており、放熱面あるいは吸熱面として機能する。このような管部材２１を所定間隔をおいて多数並設することで、大きな放熱・吸熱面積が得られ、これにより高い冷暖房効率が得られる。さらに、それぞれの管部材２１を床面４から天井面５までに亘って設けているので、放熱・吸熱面積が更に拡大すると共に、室内空間の上下方の空気をも好適に冷却・加熱できる。しかも、各管部材２１間は通気可能であるので室内の空気の流動性も良く、室内全体の温度を均一に調整できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、図３を参照して説明すると、請求項１に記載の冷暖房システム１において、多数の管部材２１は、それぞれ軸直交方向における断面形状が長方形状とされて、当該長方形状の長辺が前記仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設置されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、仕切壁の厚さ方向からは仕切壁の反対側を視認できるが、当該厚さ方向に対して斜め方向からは仕切壁の反対側を視認できない、という目隠し効果が得られる。このため、例えば本発明の冷暖房パネル２をトイレに設置した場合に、トイレ室内を暗くすることなく目隠し効果が得られるため好適である。また、各管部材２１の断面形状を長方形とすることで、より広い放熱・吸熱面積が得られると共に、各管部材２１の製造が容易となるのでコストの低減を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、図３を参照して説明すると、請求項１または請求項２に記載の冷暖房システム１において、多数の管部材２１は、前記仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群２１１と、この第１の管部材群２１１に隣接して前記幅方向に略沿って並列する第２の管部材群２１２とを含んで構成されており、第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、前記仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２とを隣接して設けることで、冷暖房効率をさらに向上することができる。また、第１，第２の管部材群２１１，２１２におけるそれぞれの管部材２１を仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う状態に配設しているので、上述した目隠し効果をさらに確実に得ることができると共に、大きな採光量が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る冷暖房システムの概略構成を示した模式図である。
【００１７】
〔冷暖房システムの構成〕
図１において、１は冷暖房システムであり、この冷暖房システム１は、冷暖房パネル２と、流体供給装置３とを備えて構成されている。
冷暖房パネル２は、室内空間を冷房・暖房する冷暖房装置として機能すると共に、室内空間を仕切る仕切壁としても機能する。この冷暖房パネル２の具体的な構成については後述する。
【００１８】
流体供給装置３は、冷暖房パネル２の内部に高温あるいは低温の水を流通させる装置であり、図１に示すように、配管３１と、ポンプ３２，３３と、三方弁３４，３５と、燃料ボイラ３６と、ヒートポンプ３７とを備えて構成されている。
【００１９】
配管３１は、多数の管部材２１のそれぞれの上端に接続された上側配管３１１と、多数の管部材２１のそれぞれの下端に接続された下側配管３１２とを備えている。
上側配管３１１の基端部は三方弁３４に接続されており、この三方弁３４は接続管３１３，３１４を介して燃料ボイラ３６およびヒートポンプ３７に接続されている。
一方、下側配管３１２の基端部は三方弁３５に接続されており、この三方弁３５は接続管３１５，３１６を介して燃料ボイラ３６およびヒートポンプ３７に接続されている。
このような配管３１と多数の管部材２１とで、燃料ボイラ３６を経由する第１の閉経路３１７と、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８とが形成されている。
【００２０】
ポンプ３２は、接続管３１３上に設けられており、燃料ボイラ３６を使用する場合に駆動する。
ポンプ３３は、接続管３１６上に設けられており、ヒートポンプ３７を使用する場合に駆動する。
燃料ボイラ３６は、灯油等の燃料を燃焼させることにより配管３１内の水を加熱する装置である。この燃料ボイラ３６は、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満、すなわち例えば０℃未満の場合に駆動する。
ヒートポンプ３７は、圧縮器、膨張弁および熱交換器を備えており、圧縮器にて冷媒を圧縮した際の発熱現象、および膨張弁にて冷媒を膨張させた際の吸熱現象を利用して、熱交換器を介して配管３１内の水を加熱・冷却する装置である。このようなヒートポンプ３７は、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度以上である場合に駆動する。すなわち、例えば外気温度が０〜２５℃の場合には配管３１内の水を加熱し、外気温度が２５℃を超える場合には配管３１内の水を冷却するように駆動する。なお、ヒートポンプ３７中の冷媒には代替フロンやＣＯ２ガス等を使用することができる。また、ヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度は、０℃に限定されるものではなく、冷暖房パネル２の大きさや設置場所、ヒートポンプ３７の能力等に応じて適宜設定されるものである。
【００２１】
〔冷暖房パネルの構成〕
次に、冷暖房パネルの具体的な構成について、図面に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る冷暖房パネルを示す斜視図である。図３は、図１のIII−III線に沿った平断面図である。
冷暖房パネル２は、図２に示すように、多数の管部材２１と、これら管部材２１の上下端部をそれぞれ支持する支持部材２２と、これら支持部材２２を室内空間における床面４および天井面５にそれぞれ固定する固定部材２３とを備えて構成されている。図１に示すように、管部材２１の下端部を支持する支持部材２２の下方には、冷房時に冷暖房パネル２の表面に結露する水を受けるとともに外部に排出するドレンパン５０が支持部材２２の長手方向に沿って設けられている。なお、図２では、ドレンパン５０の図示を省略した。
【００２２】
多数の管部材２１は、それぞれ、例えばアルミニウムなどの熱伝導性材料にて形成されており、軸直交方向における断面形状が長方形状とされ、その両端部は閉塞されている。これら管部材２１は、図２に示すように、床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延びており、所定間隔をおいて並列して設けられている。これにて、室内空間を仕切る仕切壁が形成される。
このような多数の管部材２１の配置について、図３に基づいてさらに詳細に説明する。図３に示すように、多数の管部材２１は、断面形状の長辺が仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設けられている。そして、仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群２１１と、この第１の管部材群２１１に隣接して当該幅方向に略沿って並列する第２の管部材群２１２とに大別される。さらに、第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、仕切壁の厚さ方向（図中矢印Ａ）から見て互いに重なり合う位置関係で配置されている。これにより、当該厚さ方向（図中矢印Ａ）からは仕切壁の反対側の光景を視認できるが、当該厚さ方向に対して斜め方向（図中矢印Ｂ）からは仕切壁の反対側の光景を視認できない、という目隠し効果が得られるようになっている。
また、図３に示すように、第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２との間のスペースには下側配管３１２が設けられており、多数の管部材２１の側面部と下側配管３１２とが接続管３１２Ａを介して接続されている。なお、上側配管３１１についても同様にして多数の管部材２１に接続されている。これにより、流体供給装置３からの高温あるいは低温の水が各管部材２１の内部を流通可能になっている。
【００２３】
次に、このような冷暖房パネル２の設置例について図４に基づいて説明する。図４は、一般家屋の２階部分の平断面図である。冷暖房パネル２は、例えば図４に示す家屋６において、リビングルーム６１と階段スペース６２とを仕切る位置や、トイレ室６３と洗面スペース６４とを仕切る位置に設けられる。
【００２４】
また、図４に示す冷暖房パネル２Ａのように、冷暖房パネルを移動可能な状態で設けてもよい。すなわち、この冷暖房パネル２Ａは、上述した冷暖房パネル２（図２参照）と略同様の構成であるが、支持部材２２の下側に固定部材２３に代えてキャスタ等の移動部材が設けられている。そして、冷暖房パネル２Ａの幅方向一端側は、リビングルーム６１の壁面に回動可能な状態で固定されている。このような冷暖房パネル２Ａを、リビングルーム６１と食堂６５とを仕切る位置に設置しておけば食卓周りの温度を快適にすることができ、リビングルーム６１の壁面側に回動させればリビングルーム６１を広く使用することができる。なお、床面および天井面には、冷暖房パネルの回動を安定化させるために円弧状のガイドレールを設けてもよい。
【００２５】
〔冷暖房システムの動作〕
まず、夏場における冷暖房システム１の動作について図５に基づいて説明する。
外気温度が例えば２５℃以上となる夏場には、流体供給装置３は、図５に示すようにして、冷暖房パネル２，２Ａ（図４参照）内部に冷水を流通させる。
すなわち、三方弁３４を上側配管３１１と接続管３１４とを接続する状態に開き、三方弁３５を下側配管３１２と接続管３１６とを接続する状態に開く。つまり、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８を形成する。そして、ヒートポンプ３７により配管３１内の水を冷却させると共に、図中矢印で示す流れが形成されるようにポンプ３３を駆動する。これにより、冷水は多数の管部材２１内部を上から下へ向けて流通し、室内空間が冷却される。
【００２６】
次に、冬場における冷暖房システム１の動作について図６および図７に基づいて説明する。
外気温度が例えば０℃以上となる比較的温暖な冬場には、流体供給装置３は、図６に示すようにして、冷暖房パネル２，２Ａ（図４参照）内部に温水を流通させる。
すなわち、三方弁３４を上側配管３１１と接続管３１４とを接続する状態に開き、三方弁３５を下側配管３１２と接続管３１６とを接続する状態に開く。つまり、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８を形成する。そして、ヒートポンプ３７により配管３１内の水を加熱させると共に、図中矢印で示す流れが形成されるようにポンプ３３を駆動する。これにより、温水は多数の管部材２１内部を下から上へ向けて流通し、室内空間が暖められる。
【００２７】
一方、冬場のうち外気温度が例えば０℃未満となる厳寒期には、流体供給装置３は、図７に示すようにして、冷暖房パネル２，２Ａ（図４参照）内部に熱水を流通させる。
すなわち、三方弁３４を上側配管３１１と接続管３１３とを接続する状態に開き、三方弁３５を下側配管３１２と接続管３１５とを接続する状態に開く。つまり、燃料ボイラ３６を経由する第１の閉経路３１７を形成する。そして、燃料ボイラ３６により配管３１内の水を加熱させると共に、図中矢印で示す流れが形成されるようにポンプ３２を駆動する。これにより、熱水は多数の管部材２１内部を下から上へ向けて流通し、室内空間がさらに高い温度で暖められるようになる。
【００２８】
上述した構成の本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
本実施形態に係る冷暖房パネル２，２Ａは、流体供給装置３からの高温・低温の水を内部に流通可能とされた多数の管部材２１を備えて構成されている。多数の管部材２１は、それぞれ室内空間における床面４から天井面５までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、室内空間を仕切る仕切壁を形成する。また、多数の管部材２１は、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設置されている。
このような冷暖房パネル２，２Ａによれば、多数の管部材２１の内部に高温あるいは低温の水を流通させることで、夏場は冷房として利用でき、冬場は暖房として利用できる、すなわち通年利用が可能である。そして、多数の管部材２１自体を仕切壁として利用するので、室内スペースの有効利用を図ることができる。
そして、多数の管部材２１を所定間隔をおいて並設することで、大きな放熱・吸熱面積が得られ、これにより高い冷暖房効率が得られる。さらに、それぞれの管部材２１を床面４から天井面５までに亘って設けているので、放熱・吸熱面積が更に拡大すると共に、室内空間の上下方の空気をも好適に冷却・加熱できる。しかも、各管部材２１間は空気が通過可能であるので、室内の空気の循環が良く、室内全体の温度を均一に調整できる。
さらに、多数の管部材２１を、仕切壁に対する所定方向からは仕切壁の反対側を視認できない状態に設置しているので、各管部材２１間に空隙を設けていても、目隠し効果という仕切壁に必要な機能を持たせることができる。
【００２９】
多数の管部材２１は、それぞれ軸直交方向における断面形状が長方形状とされて、当該長方形状の長辺が仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設置されている。
これにより、上述の目隠し効果が得られる。例えば図４に示したように、トイレ室６３と洗面スペース６４とを仕切る位置に設置した冷暖房パネル２については、トイレ室６３内を暗くすることなく、洗面スペース６４からはトイレ室６３内が見られないという目隠し効果が得られる。そして、冷暖房パネル２内は通気可能であるため、例えばトイレ室６３内の空気を洗面スペース６４に設置された換気扇から排出することができる等の効果が得られる。また、各管部材２１の断面形状を長方形とすることで、より広い放熱・吸熱面積が得られると共に、各管部材２１の製造が容易となるのでコストの低減を図ることができる。
【００３０】
多数の管部材２１は、仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群２１１と、この第１の管部材群２１１に隣接して幅方向に略沿って並列する第２の管部材群２１２とを含んで構成されている。第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されている。
これによれば、第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２とを隣接して設けることで、冷暖房効率をさらに向上することができる。また、第１，第２の管部材群２１１，２１２におけるそれぞれの管部材２１を仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う状態に配設しているので、上述した目隠し効果をさらに確実に得ることができる共に、大きな採光量が得られる。
【００３１】
冷暖房パネル２Ａにおいて、多数の管部材２１の下端側には移動部材が設けられている。
これにより、冷暖房パネル２Ａを目的に応じて最適位置に移動することが可能となる。例えば、リビングルーム６１において、冷暖房パネル２Ａを食卓に近い位置に移動させておけば食卓周りを快適な温度に調整でき、冷暖房パネル２Ａを部屋の隅部に移動しておけばリビングルーム６１を広く使用することができる。
【００３２】
冷暖房システム１は、冷暖房パネル２，２Ａと、流体供給装置３とを備えて構成されている。流体供給装置３は、配管３１と、ポンプ３２，３３と、燃料ボイラ３６と、ヒートポンプ３７とを備えている。そして、外気温度がヒートポンプ３７が十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、燃料ボイラ３６にて閉経路内の流体を加熱し、外気温度が所定温度以上の場合は、ヒートポンプ３７にて閉経路内の流体を加熱あるいは冷却する。
この冷暖房システム１によれば、冬場のうち外気温度が例えば０℃未満となる厳寒期には、燃料ボイラ３６にて水を加熱することで、室内空間を十分に暖めることができる。そして、外気温度が例えば０℃以上となる比較的温暖な冬場には、ヒートポンプ３７にて水を加熱することで、エネルギー消費を抑えつつ、室内空間を十分に暖めることができる。また、夏場にはヒートポンプ３７の運転を切り替えて水を冷却すれば、室内空間を十分に冷やすことができる。したがって、低い消費エネルギーおよび低いＣＯ２排出量で、室内空間を一年中快適な温度に調整できる。
【００３３】
燃料ボイラ３６あるいはヒートポンプ３７により水を加熱した場合は、管部材２１の内部を水が下から上へ向けて流通する状態にポンプ３２，３３を駆動させる。ヒートポンプ３７にて水を冷却した場合は、管部材２１の内部を水が上から下へ向けて流通する状態にポンプ３３を駆動させる。
これによれば、室内空間の下方が特に冷えやすい冬場には、高温の水を管部材２１の内部にて下から上へ向けて流通させることで、室内空間の下方から空間全体を好適に暖めることができる。また、室内空間の上方が特に暑くなりやすい夏場には、低温の流体を管部材２１の内部にて上から下へ向けて流通させることで、室内空間の上方から空間全体を好適に冷やすことができる。したがって、室内温度を好適に調整することができる。
【００３４】
配管３１と多数の管部材２１とで、燃料ボイラ３６を経由する第１の閉経路３１７と、ヒートポンプ３７を経由する第２の閉経路３１８とを形成している。
これにより、燃料ボイラ３６からヒートポンプ３７へと、あるいはヒートポンプ３７から燃料ボイラ３６へと運転を切り替えた際、切替直後に、燃料ボイラ３６からの熱水あるいはヒートポンプ３７からの温水が冷暖房パネル２内を流通するようになる。このため、例えば、外気温度が急激に低下した場合でも、ヒートポンプ３７から燃料ボイラ３６へと運転を切り替えれば、室内温度を速やかに快適な温度に調整することができる。
【００３５】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００３６】
前記実施形態では、第１の閉経路３１７上にポンプ３２および燃料ボイラ３６を設け、第２の閉経路３１８上にポンプ３３およびヒートポンプ３７を備える構成を例示したが、これに限らない。すなわち、例えば、１つの閉経路上に１つのポンプと、燃料ボイラと、ヒートポンプとを設ける構成としてもよい。このような構成の場合、ポンプの設置数を削減でき、三方弁３４，３５も不要でかつ配管の構成も簡易化されるので、冷暖房システムの製造コストを低減できる。
【００３７】
前記実施形態では、多数の管部材２１の軸直交方向における断面形状が、長方形であるとしたが、これに限らず、例えば三角形や正方形、楕円形など様々な形状を採用することができる。この場合、採用した断面形状に応じて、目隠し効果が得られるように多数の管部材の配置を適宜調整する必要がある。なお、上述した実施形態のように、当該断面形状が長方形であることが、目隠し効果、冷暖房効率および製造コストの点で優れているため好ましい。
【００３８】
前記実施形態では、多数の管部材２１をそれぞれ独立した管部材とし、各管部材２１に上側配管３１１および下側配管３１２を接続する構成としたが、これに限定されない。例えば、１本の長い管部材を蛇行形成して、多数の直線状部分と曲線状の折返部とを設け、当該管部材の両端にそれぞれ上側配管３１１および下側配管３１２を接続する構成としてもよい。このような場合でも、当該管部材における多数の直線状部分が、本発明における多数の管部材として機能させることができるので、上記した実施形態と略同様の効果を奏することができる。
【００３９】
前記実施形態では、仕切壁の厚さ方向（図３中Ａ方向）からは仕切壁の反対側を視認できるが、当該厚さ方向に対して斜め方向（図３中Ｂ方向）からは仕切壁の反対側を視認できないという目隠し効果が得られるように、多数の管部材２１の断面形状および配置を設定したが、本発明はこれに限られない。すなわち、目隠し効果として、仕切壁の厚さ方向からは仕切壁の反対側を視認できず、当該厚さ方向に対して斜め方向からは仕切壁の反対側を視認できる状態に、多数の管部材２１の断面形状および配置を設定してもよい。つまり、冷暖房パネルを設置する場所や目的に応じて、目隠ししたい方向が決まるので、これに合わせて多数の管部材２１の断面形状および配置を設定することが好ましい。
【００４０】
前記実施形態では、多数の管部材２１は第１の管部材群２１１と第２の管部材群２１２とに分けられるとしたが、これに限らず、図８（Ａ）に示す冷暖房パネル２Ｂのように多数の管部材２１Ｂを１列に並べた構成でもよい。この場合、目隠し効果の観点から、図８（Ａ）に示すように管部材２１Ｂの断面形状の長辺は長く形成することが好ましい。
【００４１】
前記実施形態では、第１の管部材群２１１における管部材２１と、第２の管部材群２１２における管部材２１とは、仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されているとしたが、これに限らない。すなわち、例えば、図８（Ｂ）に示す冷暖房パネル２Ｃのように、第１の管部材群２１３における管部材２１と、第２の管部材群２１４における管部材２１とを互いにオフセットする位置関係で配置する構成としてもよい。このような構成によれば、前記実施形態と同様に冷暖房効率をさらに向上することができると共に、上述した目隠し効果がより確実に得られ、また十分な採光量も得られる。
【００４２】
前記実施形態では、多数の管部材２１は、２つの管部材群２１１，２１２に分けられるとしたが、これに限らず、図８（Ｃ）に示す冷暖房パネル２Ｄのように、３つの管部材群２１５〜２１７に分けられる構成としてもよい。この場合、さらに放熱・冷却面積が増えるので、冷却・放熱効率を向上できる。また、図８（Ｃ）のように、第２の管部材群２１６における管部材２１Ｄと、第１，３の管部材群２１５，２１７における管部材２１Ｄとを互いにオフセットする位置関係で配置すれば、上述した目隠し効果がより確実に得られ、また十分な採光量も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷暖房システムの概略構成を示した模式図である。
【図２】前記実施形態における冷暖房パネルを示す斜視図である。
【図３】図１のIII−III線に沿った平断面図である。
【図４】前記実施形態における冷暖房パネルを一般家屋内に設置した例を示す平面図である。
【図５】前記実施形態に係る冷暖房システムを夏場に使用した場合における動作を説明するための模式図である。
【図６】前記実施形態に係る冷暖房システムを比較的温暖な冬場に使用した場合における動作を説明するための模式図である。
【図７】前記実施形態に係る冷暖房システムを厳寒期に使用した場合における動作を説明するための模式図である。
【図８】前記実施形態における冷暖房パネルの３つの変形例を示した平断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…冷暖房システム
２，２Ａ〜２Ｄ…冷暖房パネル
２１，２１Ｂ，２１Ｄ…管部材
２１１，２１３，２１５…第１の管部材群
２１２，２１４，２１６…第２の管部材群
２１７…第１あるいは第２の管部材群としての第３の管部材群
３…流体供給装置
３１…配管
３１７…第１の閉経路
３１８…第２の閉経路
３２，３３…ポンプ
３６…燃料ボイラ
３７…ヒートポンプ
４…床面
５…天井面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の管部材を備えて構成された冷暖房パネルと、この冷暖房パネルの内部に高温あるいは低温の流体を流通させる流体供給装置とを備えた冷暖房システムであって、
前記多数の管部材は、それぞれ室内空間における床面から天井面までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、前記室内空間を仕切る仕切壁を形成し、かつ、前記仕切壁に対する所定方向からは前記仕切壁の反対側を視認できない状態に設けられており、
前記流体供給装置は、
一端側が前記多数の管部材のそれぞれの上端に接続され、他端側が前記多数の管部材のそれぞれの下端に接続されて、前記多数の管部材とで閉経路を形成する配管と、
前記閉経路内の流体を循環させるポンプと、
前記閉経路内の流体を加熱する燃料ボイラと、
前記閉経路内の流体を加熱あるいは冷却するヒートポンプと、を備えており、
外気温度が前記ヒートポンプが十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、前記燃料ボイラにて前記閉経路内の流体を加熱し、外気温度が前記所定温度以上の場合は、前記ヒートポンプにて前記閉経路内の流体を加熱あるいは冷却する
ことを特徴とする冷暖房システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷暖房システムにおいて、
前記多数の管部材は、それぞれ軸直交方向における断面形状が長方形状とされて、当該長方形状の長辺が前記仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設置されている
ことを特徴とする冷暖房システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷暖房システムにおいて、
前記多数の管部材は、前記仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群と、この第１の管部材群に隣接して前記幅方向に略沿って並列する第２の管部材群とを含んで構成されており、
前記第１の管部材群における管部材と、前記第２の管部材群における管部材とは、前記仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されている
ことを特徴とする冷暖房システム。
【請求項１】
多数の管部材を備えて構成された冷暖房パネルと、この冷暖房パネルの内部に高温あるいは低温の流体を流通させる流体供給装置とを備えた冷暖房システムであって、
前記多数の管部材は、それぞれ室内空間における床面から天井面までに亘って鉛直方向に略沿って延び、所定間隔をおいて並列して設けられて、前記室内空間を仕切る仕切壁を形成し、かつ、前記仕切壁に対する所定方向からは前記仕切壁の反対側を視認できない状態に設けられており、
前記流体供給装置は、
一端側が前記多数の管部材のそれぞれの上端に接続され、他端側が前記多数の管部材のそれぞれの下端に接続されて、前記多数の管部材とで閉経路を形成する配管と、
前記閉経路内の流体を循環させるポンプと、
前記閉経路内の流体を加熱する燃料ボイラと、
前記閉経路内の流体を加熱あるいは冷却するヒートポンプと、を備えており、
外気温度が前記ヒートポンプが十分に能力を発揮する所定温度未満の場合は、前記燃料ボイラにて前記閉経路内の流体を加熱し、外気温度が前記所定温度以上の場合は、前記ヒートポンプにて前記閉経路内の流体を加熱あるいは冷却する
ことを特徴とする冷暖房システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷暖房システムにおいて、
前記多数の管部材は、それぞれ軸直交方向における断面形状が長方形状とされて、当該長方形状の長辺が前記仕切壁の厚さ方向に略沿う状態に設置されている
ことを特徴とする冷暖房システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷暖房システムにおいて、
前記多数の管部材は、前記仕切壁の幅方向に略沿って並列する第１の管部材群と、この第１の管部材群に隣接して前記幅方向に略沿って並列する第２の管部材群とを含んで構成されており、
前記第１の管部材群における管部材と、前記第２の管部材群における管部材とは、前記仕切壁の厚さ方向から見て互いに重なり合う位置関係で配置されている
ことを特徴とする冷暖房システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２１９０７（Ｐ２００８−１２１９０７Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０２６７９（Ｐ２００６−３０２６７９）
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（３０７０４２３８５）ミサワホーム株式会社 (569)
【出願人】（５０５１３６４０２）株式会社三葉製作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（３０７０４２３８５）ミサワホーム株式会社 (569)
【出願人】（５０５１３６４０２）株式会社三葉製作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
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