吸熱板
【課題】本発明の目的は、結露を促進し、且つ結露が進行することで生ずる水滴を滴下しやすくして、輻射による冷房効果を高い状態で維持しつつ除湿効果を高めることである。
【解決手段】鉛直状に設置されて内部に熱媒体を循環させる吸熱板３であって、前記吸熱板３の外表面に、当該外表面よりも水滴状の結露の発生を促進する断面突起状の複数のフィン５を鉛直方向に連ねて設け、前記フィン５の突起先端頂部が、前記発生した水滴状の結露の落下を促進する大きさを有する所定幅ｗに形成されると共に、隣り合うフィン５の間隔ｔは、少なくとも当該フィン５の突起先端頂部の幅ｗのよりも大きく設定されている。
【解決手段】鉛直状に設置されて内部に熱媒体を循環させる吸熱板３であって、前記吸熱板３の外表面に、当該外表面よりも水滴状の結露の発生を促進する断面突起状の複数のフィン５を鉛直方向に連ねて設け、前記フィン５の突起先端頂部が、前記発生した水滴状の結露の落下を促進する大きさを有する所定幅ｗに形成されると共に、隣り合うフィン５の間隔ｔは、少なくとも当該フィン５の突起先端頂部の幅ｗのよりも大きく設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射冷房に用いる吸熱板であって、冷却された吸熱板の外表面に結露を生じさせて除湿にも用いることが可能な吸熱板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、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。この輻射熱を発するパネル表面は前述の如く冷却されるため、該パネル表面に接している空気との温度差によりパネル表面に湿気が付着して結露が生じる。このように生じる結露対策としては、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、或いは、結露が生じたとしても送風することで結露を蒸発させる技術が一般的に知られている。
【０００３】
特開平１０−３２５５７０号公報（以下、特許文献１）では、熱媒体が流される熱媒体パイプの周囲に長さ方向に伸びる複数のフィンを設け、このフィンに切り込みや突出部を設けて、前記パイプについた水滴（結露）を該パイプから落としやすくしている。さらにはファンからの送風によって前記パイプについた水滴の蒸発を促進させるようにしている。
【０００４】
また実開平２−９７１４号公報（以下、特許文献２）では、冷却板の伝熱面に付着した結露水に直接手や物が触れないようにするために、冷却板の伝熱面に突起体を設けている。また前記突起体頂部の結露の発生を少なくするために、前記突起体頂部に毛体を設けている。さらに前記伝熱面や突起体に付着した結露水を容易に落下させるために、前記伝熱面や突起体に溝を設けている。
【０００５】
また実開昭６２−９０２０号公報（以下、特許文献３）では、複数の熱交換パイプが並設されてなる熱交換部の下部に、該熱交換部に結露した水滴を受けるための水滴受皿を設けた構成が開示されている。さらには前記熱交換パイプの外周にフィンを取り付ける構成も開示されている。
【０００６】
近年、地球温暖化防止が叫ばれており、夏冬ほぼ温度一定（１５℃といわれている）の地中熱を利用した冷暖房設備が多く提案されているが、特にエネルギー資源を用いることなく地中熱を利用した人間にやさしい冷房について望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３２５５７０号公報
【特許文献２】実開平２−９７１４号公報
【特許文献３】実開昭６２−９０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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には、凝縮してできた液相の形状が膜状である膜状凝縮と、液相の形状が滴状である滴状凝縮が存在し、液体の種類によって混合状態も存在する。このうち、膜状凝縮では、熱は液膜を通して水蒸気から冷却パネルへ伝達されねばならず、その分、熱伝達係数は著しく減少する。一方、滴状凝縮では水蒸気が冷却パネル面に直接触れることができるので、熱伝達係数はさほど減少しない。
【０００９】
前記滴状凝縮は冷却面が滑らかであるほど発生しやすく、該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。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の技術を更に発展させたものであり、前述の結露を促進し、且つ結露が進行することで生ずる水滴を滴下しやすくして、輻射による冷房効果を高い状態で維持しつつ除湿効果を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、鉛直状に設置されて内部に熱媒体を循環させる吸熱板であって、前記吸熱板の外表面に、当該外表面よりも水滴状の結露の発生を促進する断面突起状の複数のフィンを鉛直方向に連ねて設け、前記フィンの突起先端頂部が、前記発生した水滴状の結露の落下を促進する大きさを有する所定幅に形成されると共に、隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅のよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１２】
具体的には、前記フィンの突起先端頂部の幅を１．５ｍｍ以上にすることである。さらには前記フィンの突起先端頂部の幅を６．０ｍｍ以下にすることである。また隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅の８倍以下に設定されていることが好ましい。
【００１３】
また上記構成に加えて、前記吸熱板の外形は、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となっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
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いわれているが、本発明によれば、吸熱板の表面積を広くするために多数枚のフィンを設けただけでなく、更に前記フィン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、輻射による冷房効果を高い状態で維持しつつ除湿効果を高めることができる。
【００１５】
また上記構成に加えて、前記吸熱板の外形を、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としている。これにより、強度を確保しつつ、更に軽量化が図れる。更に、端部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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】 本発明の第１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。
【図２】 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３】 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４】 本発明の第２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５】 本発明の第２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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１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。図１に示すように、本実施形態に係る冷却パネル１は、多数枚の吸熱板３によって構成されるものである。このように前記吸熱板３を鉛直方向に多数枚並設することにより、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る。なお、本実施形態では前記吸熱板３を鉛直方向に多数枚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。図１（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。
【００１９】
この吸熱板３は、それぞれ吸熱板３内部に、熱媒体を循環させるための配管２を有している。本実施形態では前記配管２として銅管を用いているが、前記配管はこれに限定されるものではなく、例えばステンレス管や樹脂管など、熱伝導性や耐性などを加味して適宜用いれば良い。
【００２０】
前記吸熱板３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２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。そして、前記配管２は外周面全体が前記吸熱板３内の支持部４周面と圧着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。この配管２を有する吸熱板３を、図１（ｂ）に示すように鉛直方向に多数枚並設することで、本実施形態に係る冷却パネル１は構成される。
【００２１】
更に、図１に示すように、前記吸熱板３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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また、熱伝導性および滴下効率の良さを考慮して、前記吸熱板３は導電性軽金属の押出成形品であることが好ましい。本実施形態では、導電性軽金属の１つであるアルミニウムを用い、前記吸熱板３を前記アルミニウムの押出成形品としている。これにより、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。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。なお、本実施形態では、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。
【００２５】
次に、図２及び図３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。
【００２６】
図２（ａ）に示す実施例に係る吸熱板１０と、図２（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。
【００２７】
両吸熱板１０，２０は、図２（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。
【００２８】
図２（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。
【００２９】
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。
【００３０】
実験方法は、図２（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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るため、より結露の成長を助長させていると考えられる。
【００３４】
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。
【００３５】
なお、前述の実験時の各吸熱板１０，２０の結露状況を図３に示す。図３（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３（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３（ａ）に示す実施例に係る吸熱板１０の方が、図３（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。
【００３６】
上述したように、本実施形態によれば、吸熱板の表面積（有効結露表面積）を多くするために多数のフィンを設けただけでなく、更に前記フィン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の突起先端頂部の幅を１．５ｍｍ以上とし、更に好ましくは前記フィンの突起先端頂部の幅を２．０ｍｍ以上としている。これにより、前記フィン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、フィンの突起先端頂部が、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、本冷却パネルは輻射による冷房効果も高い状態で維持されているのである。
【００３７】
〔第２実施形態〕
図４及び図５は本発明の第２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４は吸熱板の断面図である。図５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。
【００３８】
なお、本実施形態に係る吸熱板を鉛直方向に多数枚並設することにより、前述した第１実施形態と同様に冷却パネルを構成することは可能である。このように吸熱板を鉛直方向に多数枚並設することにより、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る。なお、ここでは吸熱板を鉛直方向に多数枚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。
【００３９】
以下、図４及び図５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説明する。なお、本実施形態における吸熱板において、前述した第１実施形態における吸熱板と同等の機能を有する部材には同一符号を付している。
【００４０】
図４及び図５に示すように、吸熱板３は、それぞれ吸熱板３内部に、熱媒体を循環させるための配管２を有している。本実施形態では前記配管２として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。
【００４１】
更に前記配管２として樹脂製の配管を用いることで、配管２内の熱媒体の循環を損なわない程度に、吸熱板の厚さ方向に、配管２を断面を扁平に加工することも可能である。この場合、吸熱板の厚さ方向に配管２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３（中空部材６）と配管２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。
【００４２】
また配管２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。例えば前述した実施形態のように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。
【００４３】
また図４及び図５に示すように、吸熱板３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２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３は、中空部材６と支持部４を一体成形している。
【００４４】
更に吸熱板３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４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。
【００４５】
また前記支持部４は、配管２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。
【００４６】
そして、前記配管２は前記支持部４内に挿入され支持される。この配管２は外周面全体が前記吸熱板３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。
【００４７】
なお、本実施形態における吸熱板３のフィン５も、前述した実施形態における吸熱板のフィンと同様に設けられている。すなわち、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が多数設けられている。なお、このフィン５の突起先端頂部の構造は、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。
【００４８】
本実施形態における吸熱板３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３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。
【００４９】
本実施形態における吸熱板３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３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３を並設して冷却パネルを構成する際に、吸熱板３同士を連結部材によって連結し易くするためである。
【００５０】
上述したように、本実施形態によれば、冷却パネルを構成する吸熱板３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、前述した実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、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３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。
【００５１】
また、前記配管２として、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。
【００５２】
あるいは、前記配管２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。
【００５３】
上記第１、第２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。
【００５４】
〔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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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４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。
【００６０】
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２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。
【００６１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
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】
【００６３】
ｗ…フィンの突起先端頂部の幅
１…冷却パネル
２…配管
３，１０，２０…吸熱板
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
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射冷房に用いる吸熱板であって、冷却された吸熱板の外表面に結露を生じさせて除湿にも用いることが可能な吸熱板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、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。この輻射熱を発するパネル表面は前述の如く冷却されるため、該パネル表面に接している空気との温度差によりパネル表面に湿気が付着して結露が生じる。このように生じる結露対策としては、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、或いは、結露が生じたとしても送風することで結露を蒸発させる技術が一般的に知られている。
【０００３】
特開平１０−３２５５７０号公報（以下、特許文献１）では、熱媒体が流される熱媒体パイプの周囲に長さ方向に伸びる複数のフィンを設け、このフィンに切り込みや突出部を設けて、前記パイプについた水滴（結露）を該パイプから落としやすくしている。さらにはファンからの送風によって前記パイプについた水滴の蒸発を促進させるようにしている。
【０００４】
また実開平２−９７１４号公報（以下、特許文献２）では、冷却板の伝熱面に付着した結露水に直接手や物が触れないようにするために、冷却板の伝熱面に突起体を設けている。また前記突起体頂部の結露の発生を少なくするために、前記突起体頂部に毛体を設けている。さらに前記伝熱面や突起体に付着した結露水を容易に落下させるために、前記伝熱面や突起体に溝を設けている。
【０００５】
また実開昭６２−９０２０号公報（以下、特許文献３）では、複数の熱交換パイプが並設されてなる熱交換部の下部に、該熱交換部に結露した水滴を受けるための水滴受皿を設けた構成が開示されている。さらには前記熱交換パイプの外周にフィンを取り付ける構成も開示されている。
【０００６】
近年、地球温暖化防止が叫ばれており、夏冬ほぼ温度一定（１５℃といわれている）の地中熱を利用した冷暖房設備が多く提案されているが、特にエネルギー資源を用いることなく地中熱を利用した人間にやさしい冷房について望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３２５５７０号公報
【特許文献２】実開平２−９７１４号公報
【特許文献３】実開昭６２−９０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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には、凝縮してできた液相の形状が膜状である膜状凝縮と、液相の形状が滴状である滴状凝縮が存在し、液体の種類によって混合状態も存在する。このうち、膜状凝縮では、熱は液膜を通して水蒸気から冷却パネルへ伝達されねばならず、その分、熱伝達係数は著しく減少する。一方、滴状凝縮では水蒸気が冷却パネル面に直接触れることができるので、熱伝達係数はさほど減少しない。
【０００９】
前記滴状凝縮は冷却面が滑らかであるほど発生しやすく、該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。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の技術を更に発展させたものであり、前述の結露を促進し、且つ結露が進行することで生ずる水滴を滴下しやすくして、輻射による冷房効果を高い状態で維持しつつ除湿効果を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、鉛直状に設置されて内部に熱媒体を循環させる吸熱板であって、前記吸熱板の外表面に、当該外表面よりも水滴状の結露の発生を促進する断面突起状の複数のフィンを鉛直方向に連ねて設け、前記フィンの突起先端頂部が、前記発生した水滴状の結露の落下を促進する大きさを有する所定幅に形成されると共に、隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅のよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１２】
具体的には、前記フィンの突起先端頂部の幅を１．５ｍｍ以上にすることである。さらには前記フィンの突起先端頂部の幅を６．０ｍｍ以下にすることである。また隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅の８倍以下に設定されていることが好ましい。
【００１３】
また上記構成に加えて、前記吸熱板の外形は、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となっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
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いわれているが、本発明によれば、吸熱板の表面積を広くするために多数枚のフィンを設けただけでなく、更に前記フィン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、輻射による冷房効果を高い状態で維持しつつ除湿効果を高めることができる。
【００１５】
また上記構成に加えて、前記吸熱板の外形を、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としている。これにより、強度を確保しつつ、更に軽量化が図れる。更に、端部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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】 本発明の第１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。
【図２】 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３】 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４】 本発明の第２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５】 本発明の第２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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１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。図１に示すように、本実施形態に係る冷却パネル１は、多数枚の吸熱板３によって構成されるものである。このように前記吸熱板３を鉛直方向に多数枚並設することにより、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る。なお、本実施形態では前記吸熱板３を鉛直方向に多数枚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。図１（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。
【００１９】
この吸熱板３は、それぞれ吸熱板３内部に、熱媒体を循環させるための配管２を有している。本実施形態では前記配管２として銅管を用いているが、前記配管はこれに限定されるものではなく、例えばステンレス管や樹脂管など、熱伝導性や耐性などを加味して適宜用いれば良い。
【００２０】
前記吸熱板３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２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。そして、前記配管２は外周面全体が前記吸熱板３内の支持部４周面と圧着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。この配管２を有する吸熱板３を、図１（ｂ）に示すように鉛直方向に多数枚並設することで、本実施形態に係る冷却パネル１は構成される。
【００２１】
更に、図１に示すように、前記吸熱板３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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また、熱伝導性および滴下効率の良さを考慮して、前記吸熱板３は導電性軽金属の押出成形品であることが好ましい。本実施形態では、導電性軽金属の１つであるアルミニウムを用い、前記吸熱板３を前記アルミニウムの押出成形品としている。これにより、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。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。なお、本実施形態では、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。
【００２５】
次に、図２及び図３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。
【００２６】
図２（ａ）に示す実施例に係る吸熱板１０と、図２（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。
【００２７】
両吸熱板１０，２０は、図２（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。
【００２８】
図２（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。
【００２９】
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。
【００３０】
実験方法は、図２（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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るため、より結露の成長を助長させていると考えられる。
【００３４】
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。
【００３５】
なお、前述の実験時の各吸熱板１０，２０の結露状況を図３に示す。図３（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３（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３（ａ）に示す実施例に係る吸熱板１０の方が、図３（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。
【００３６】
上述したように、本実施形態によれば、吸熱板の表面積（有効結露表面積）を多くするために多数のフィンを設けただけでなく、更に前記フィン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の突起先端頂部の幅を１．５ｍｍ以上とし、更に好ましくは前記フィンの突起先端頂部の幅を２．０ｍｍ以上としている。これにより、前記フィン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、フィンの突起先端頂部が、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、本冷却パネルは輻射による冷房効果も高い状態で維持されているのである。
【００３７】
〔第２実施形態〕
図４及び図５は本発明の第２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４は吸熱板の断面図である。図５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。
【００３８】
なお、本実施形態に係る吸熱板を鉛直方向に多数枚並設することにより、前述した第１実施形態と同様に冷却パネルを構成することは可能である。このように吸熱板を鉛直方向に多数枚並設することにより、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る。なお、ここでは吸熱板を鉛直方向に多数枚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。
【００３９】
以下、図４及び図５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説明する。なお、本実施形態における吸熱板において、前述した第１実施形態における吸熱板と同等の機能を有する部材には同一符号を付している。
【００４０】
図４及び図５に示すように、吸熱板３は、それぞれ吸熱板３内部に、熱媒体を循環させるための配管２を有している。本実施形態では前記配管２として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。
【００４１】
更に前記配管２として樹脂製の配管を用いることで、配管２内の熱媒体の循環を損なわない程度に、吸熱板の厚さ方向に、配管２を断面を扁平に加工することも可能である。この場合、吸熱板の厚さ方向に配管２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３（中空部材６）と配管２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。
【００４２】
また配管２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。例えば前述した実施形態のように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。
【００４３】
また図４及び図５に示すように、吸熱板３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２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３は、中空部材６と支持部４を一体成形している。
【００４４】
更に吸熱板３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４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。
【００４５】
また前記支持部４は、配管２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。
【００４６】
そして、前記配管２は前記支持部４内に挿入され支持される。この配管２は外周面全体が前記吸熱板３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。
【００４７】
なお、本実施形態における吸熱板３のフィン５も、前述した実施形態における吸熱板のフィンと同様に設けられている。すなわち、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が多数設けられている。なお、このフィン５の突起先端頂部の構造は、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。
【００４８】
本実施形態における吸熱板３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３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。
【００４９】
本実施形態における吸熱板３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３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３を並設して冷却パネルを構成する際に、吸熱板３同士を連結部材によって連結し易くするためである。
【００５０】
上述したように、本実施形態によれば、冷却パネルを構成する吸熱板３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、前述した実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、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３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。
【００５１】
また、前記配管２として、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。
【００５２】
あるいは、前記配管２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。
【００５３】
上記第１、第２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。
【００５４】
〔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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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４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。
【００６０】
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２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。
【００６１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
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】
【００６３】
ｗ…フィンの突起先端頂部の幅
１…冷却パネル
２…配管
３，１０，２０…吸熱板
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
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直状に設置されて内部に熱媒体を循環させる吸熱板であって、
前記吸熱板の外表面に、当該外表面よりも水滴状の結露の発生を促進する断面突起状の複数のフィンを鉛直方向に連ねて設け、
前記フィンの突起先端頂部が、前記発生した水滴状の結露の落下を促進する大きさを有する所定幅に形成されると共に、
隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅のよりも大きく設定されていることを特徴とする吸熱板。
【請求項２】
前記フィンの突起先端頂部の幅を１．５ｍｍ以上にしたことを特徴とする請求項１に記載の吸熱板。
【請求項３】
前記フィンの突起先端頂部の幅は６．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の吸熱板。
【請求項４】
隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅の８倍以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の吸熱板。
【請求項５】
前記吸熱板の外形は、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となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸熱板。
【請求項１】
鉛直状に設置されて内部に熱媒体を循環させる吸熱板であって、
前記吸熱板の外表面に、当該外表面よりも水滴状の結露の発生を促進する断面突起状の複数のフィンを鉛直方向に連ねて設け、
前記フィンの突起先端頂部が、前記発生した水滴状の結露の落下を促進する大きさを有する所定幅に形成されると共に、
隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅のよりも大きく設定されていることを特徴とする吸熱板。
【請求項２】
前記フィンの突起先端頂部の幅を１．５ｍｍ以上にしたことを特徴とする請求項１に記載の吸熱板。
【請求項３】
前記フィンの突起先端頂部の幅は６．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の吸熱板。
【請求項４】
隣り合うフィンの間隔は、少なくとも当該フィンの突起先端頂部の幅の８倍以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の吸熱板。
【請求項５】
前記吸熱板の外形は、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となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸熱板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２５７１３２（Ｐ２０１１−２５７１３２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１９８４（Ｐ２０１１−１８１９８４）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【分割の表示】特願２００５−３０９２２４（Ｐ２００５−３０９２２４）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（３０３０４６２４４）旭化成ホームズ株式会社 (703)
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山アルミ株式会社 (529)
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【分割の表示】特願２００５−３０９２２４（Ｐ２００５−３０９２２４）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（３０３０４６２４４）旭化成ホームズ株式会社 (703)
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山アルミ株式会社 (529)
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