JP6624576B2 - 放射パネルモジュール、放射空調システム、空調方法及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射パネルモジュール、放射空調システム、空調方法及び制御方法に関する。

放射空調とよばれる室内の空調方式が存在する。放射空調では、空調対象となる室内の天井等に放射パネルを設置し、放射パネルからの熱のふく射を通じて室内の温度を調整する。放射空調では、冷房時、放射パネルに発生する結露への対策が課題となることが多い。
例えば、特許文献１には、ふく射用のダクトと室内への吹き出し口とで熱媒体である空気の流路を切り替えるダンパーを備えたふく射式空調（放射空調）システムについて記載がある。特許文献１には、放射パネルへの結露が生じると、ダンパーを切り替えることによって、空気を室内へと吐き出させ、その空気の流れを結露が生じている放射パネル面へと導いて、放射パネル面に吹き付けることにより、水滴を蒸発させて結露を取り除くことが記載されている。

特開平９−９６４３４号公報

ところで、従来の放射空調システムでは、次のような課題が存在する。つまり、（１）冷房時に結露が生じる。（２）結露の問題に対処するために除湿システムが必要で、建物を工事するためコストが高くなる。（３）個別空調が難しい。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる放射パネルモジュール、放射空調システム、空調方法及び制御方法を提供することを目的としている。

本発明の一実施形態によれば、放射パネルモジュールは、放射パネルと、前記放射パネルの背面側に設けられた熱媒体が通過する熱交換流路およびバイパス流路と、前記熱交換流路と前記バイパス流路との分岐点に設けられ、前記熱媒体が通過する流路を前記熱交換流路と前記バイパス流路とで切り替えるダンパーと、を備え、前記熱交換流路および前記バイパス流路が、前記熱媒体が前記熱交換流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達が、前記バイパス流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達よりも大きくなるように構成され、前記熱媒体が前記熱交換流路を通過する速度が前記バイパス流路を通過する速度よりも高速となるように構成されている。

本発明の一実施形態によれば、前記放射パネルモジュールにおいて、前記放射パネルに占める前記熱交換流路が設けられた領域の面積が、前記バイパス流路が設けられた領域の面積よりも大きい。

本発明の一実施形態によれば、前記放射パネルモジュールにおいて、前記熱交換流路の断面積が前記バイパス流路の断面積より小さく形成されている。

本発明の一実施形態によれば、前記放射パネルモジュールにおいて、前記熱交換流路の高さより前記バイパス流路の高さが高く形成されている。

本発明の一実施形態によれば、前記放射パネルモジュールにおいて、前記熱交換流路の流路の幅が、前記バイパス流路の流路の幅よりも狭く形成されている。

本発明の一実施形態によれば、前記放射パネルモジュールにおいて、前記バイパス流路の底部に断熱材が敷かれている。

本発明の一実施形態によれば、放射空調システムは、空調機と、空調対象となる空間の天井および壁および床のうち少なくとも１つについて、前記放射パネルが前記空間に接するように配置された一つまたは複数の請求項１から請求項７の何れか１項に記載の放射パネルモジュールと、を備える。

本発明の一実施形態によれば、前記放射空調システムにおいて、空調対象となる空間の天井に一つまたは複数の前記放射パネルモジュールを設けて冷房を行う。

本発明の一実施形態によれば、前記放射空調システムにおいて、空調対象となる空間の床に一つまたは複数の前記放射パネルモジュールを設けて暖房を行う。

本発明の一実施形態によれば、空調方法は、前記放射空調システムを用いて、冷房の開始時には前記バイパス流路へと前記熱媒体を送り出し、冷房の開始時から所定時間が経過するか、又は、湿度が所定の閾値以下になると前記熱交換流路へと前記熱媒体を送り出すよう前記ダンパーを制御するステップを有する。

本発明の一実施形態によれば、制御方法は、上記の放射空調システムを用いて、冷房または暖房を行う範囲に対応する位置に設けられた前記放射パネルモジュールについては前記熱交換流路へと前記熱媒体を送り出すよう前記ダンパーを制御し、それ以外の範囲に対応する位置に設けられた前記放射パネルモジュールについては前記バイパス流路へ前記熱媒体を送り出すよう前記ダンパーを制御するステップを有する。
本発明の一実施形態によれば、空調方法は、空調機と、空調対象となる空間の天井および壁および床のうち少なくとも１つについて、放射パネルと、前記放射パネルの背面側に設けられた熱媒体が通過する熱交換流路およびバイパス流路と、前記熱交換流路と前記バイパス流路との分岐点に設けられ、前記熱媒体が通過する流路を前記熱交換流路と前記バイパス流路とで切り替えるダンパーと、を備え、前記熱交換流路および前記バイパス流路が、前記熱媒体が前記熱交換流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達が、前記バイパス流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達よりも大きくなるように構成されている放射パネルモジュールであって、前記空間に接するように配置された一つまたは複数の前記放射パネルモジュールと、を備える放射空調システムを用いて、冷房の開始時には前記バイパス流路へと前記熱媒体を送り出し、冷房の開始時から所定時間が経過するか、又は、湿度が所定の閾値以下になると前記熱交換流路へと前記熱媒体を送り出すよう前記ダンパーを制御する。

本発明によれば、低コストで省エネルギーな個別放射空調を実現する事が出来る。

本発明の第一実施形態における放射空調システムの概略構成の一例を示す図である。 本発明の第一実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す平面図である。 本発明の第一実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す断面図である。 本発明の第一実施形態における放射空調システムの実施例を示す図である。 本発明の第一実施形態における放射空調システムの処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す平面図である。 本発明の第二実施形態における放射空調システムの実施例を示す図である。 本発明の第三実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す平面図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態による放射空調システムを図１〜図５を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態における放射空調システムの概略構成の一例を示す図である。
放射空調システム１は、空調機２と、放射パネルモジュール１０Ａ，１０Ｂ，・・・，１０Ｎと、配管８Ａ，８Ｂ，・・・，８Ｎと、を備える。
放射空調システム１は、空調対象となる室内の空間１００の天井９の裏側、床下、壁面内など等に設置され、例えば、放射パネルモジュール１０Ａが備える放射パネル１９Ａの放射面は、空間１００に接するように設置される。空調機２は、吸込口３より空間１００の空気を吸入し、空調後の熱媒体を送り出す。本実施形態の熱媒体は空気で、空調機２は、冷気または暖気を送り出す。送り出された熱媒体は、配管８Ａを介して放射パネルモジュール１０Ａへ供給される。放射パネルモジュール１０Ａでは、空調後の熱媒体により放射パネルが冷却または加熱される。さらに放射パネルモジュール１０Ａを通過した熱媒体は、配管８Ｂを介して放射パネルモジュール１０Ｂに供給され、同様に放射パネル１９Ｂの温度を冷却または加熱する。以降も同様にして、熱媒体は、通過する各放射パネルモジュール１０ｎ（ｎ＝Ａ〜Ｎ）の放射パネル１９ｎの温度を調整しながら、空調機２から最も遠くに配置された放射パネルモジュール１０Ｎへと供給される。放射パネルモジュール１０Ｎの放射パネル１９Ｎを冷却または加熱した熱媒体は、吹き出し口４から空間１００へと吹き出される。このように、本実施形態の放射空調システム１では、空調機２が生成した空調後の熱媒体が、天井等に配置された放射パネルモジュール１０Ａ等を通過することにより、各放射パネルモジュール１０の放射パネル１９を冷却または加熱し、放射パネル１９からのふく射によって空間１００の温度を調整する。なお、配置される放射パネルモジュール１０Ａ等の数は、複数であっても１個であってもよい。また、放射パネルモジュール１０Ａ、１０Ｂ等を総称して放射パネルモジュール１０、配管８Ａ，８Ｂ等を総称して配管８、放射パネル１９Ａ、１９Ｂ等を総称して放射パネル１９と記載する。

図２は、本発明の第一実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す平面図である。
図２が示すとおり、放射パネルモジュール１０は、ダンパー１１と、流路形成部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅと、開閉制御部１３と、入口部１５と、出口部１６と、底面に配置された放射パネル１９とを備えている。ダンパー１１は、矢印１１Ａで示す範囲で開閉する。開閉制御部１３は、ダンパー１１の開閉動作を制御する。ダンパー１１が実線で示す位置にあるとき（開状態とする）、入口部１５から流入した熱媒体は、破線矢印が示す方向にバイパス流路１８を通過し、出口部１６から送り出される。一方、開閉制御部１３の制御によりダンパー１１が破線で示す位置にあるとき（閉状態とする）、入口部１５から流入した熱媒体は、実線矢印が示す方向に熱交換流路１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ，１７Ｇを通過し、出口部１６から送り出される。

ここで、流路形成部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅによって形成される熱交換流路１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆの幅は、バイパス流路１８の幅よりも狭くなるように形成されている。また、熱交換流路１７Ａ，１７Ｇについては、熱交換流路１７Ｂ等よりも幅が広く形成されていてもよい。図示するように熱交換流路１７Ｂ〜１７Ｆは、熱交換流路１７Ｇと垂直な方向に放射パネル１９を横断するように設けられている。この構成により、熱交換流路１７Ｂ〜１７Ｆを通過する熱媒体の流速Ｖ_１７は、バイパス流路１８を通過する熱媒体の流速Ｖ_１８よりも速くなる。なお、以下において、流路形成部材１２Ａ等を総称して流路形成部材１２、熱交換流路１７Ａ等を総称して熱交換流路１７と記載することがある。

また、放射パネルモジュール１０は、例えば、システム天井に用いられる天井ボードなどのサイズ（例えば６００ｍｍ×６００ｍｍや、６００ｍｍ×１２００ｍｍなど）に合わせた大きさに形成されている。規格化された大きさに合わせてモジュール化することで、天井ボードとの入れ替えが容易になり、効率的に放射空調システム１を導入することができる。

図３は、本発明の第一実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す断面図である。
図３は、図２の放射パネルモジュール１０においてＡ−Ａ線での断面図を示す。図３に示すように放射パネルモジュール１０の断面はＬ字型をしている。図示するように熱交換流路１７、バイパス流路１８は、放射パネル１９の背面側（放射面の反対側）に形成されている。バイパス流路１８の高さＨ１は熱交換流路１７Ｇの高さＨ２より高く形成されている。また、幅Ｌ１も幅Ｌ２と同程度またはそれ以上の広さに形成されている。そのため、バイパス流路１８の断面積は相対的に大きく、熱交換流路１７Ｇの断面積は相対的に小さい。この構成により、バイパス流路１８を流れる熱媒体の流速Ｖ_１８は遅く、熱交換流路１７Ｇを通過する熱媒体の流速Ｖ_１７は速くなる。また、流路幅が狭く形成された熱交換流路１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ、１７Ｆについても、熱媒体は高速に流れる。熱媒体が高速に流れることにより、熱媒体から放射パネル１９への熱伝達が大きくなり、放射パネル１９の温度は、熱媒体の温度の影響を強く受けることになる。従って、空調機２によって所定の温度に調整した熱媒体を、熱交換流路１７を通過させることにより、放射パネル１９の温度を空間１００の目標温度に適した温度へと調整することができる。なお、熱媒体から放射パネル１９への熱伝達を大きくするため、流路形成部材１２Ａ等は熱伝導率の高い材質を用いることが好ましい。あるいは、流路形成部材１２Ａ等を樹脂や発泡材等で成型し、放射パネル１９と組合せることによって、発泡材等を側面とし、放射パネル１９の背面側を底面とする流路を構成してもよい。このような構成とすることで２つのパーツ（発泡材等で成型した流路形成部材１２と放射パネル１９）だけで熱交換流路１７を作成することができる。このように流路を構成することで、比較的高速に流れる熱媒体から、直接的に、あるいは、流路形成部材１２Ａ等を経由して放射パネル１９へと熱媒体の温度を伝達することができる。また、後述するように、バイパス流路１８の底部に断熱材１４を配置する構成としてもよい。
このように流路形成部材１２Ａ等を用いて、熱媒体の流路をパラレルフロー型の熱交換器の構造に形成することで、熱媒体から放射パネル１９への熱の伝達を効率的に行うことができる。

図２、図３で示した構成を前提として、ダンパー１１の切り替え制御について説明する。例えば、放射空調システム１が、冷房運転をする場合、運転を開始してしばらくの間は、空間１００に存在する空気に含まれる水蒸気の量が多く、その状態で放射パネル１９が冷却されると、放射パネル１９の表面に結露が生じる可能性がある。そのため、本実施形態では、結露が生じる可能性が高い環境では、放射パネルモジュール１０による「放射空調」を行わず、代わりに「対流空調」を行う。具体的には、開閉制御部１３は、ダンパー１１を開状態（実線の位置）に制御し、空調機２が生成した冷気を、入口部１５から取り込み、バイパス流路１８を通過させて、出口部１６から送り出す。図１に例示したように、各放射パネルモジュール１０においてバイパス流路１８を通過した冷気は、最終的に吹き出し口６から空間１００へと送り出され、空間１００を対流して、吸込口３より空調機２に戻される。そして、再度、空調機２が備える熱交換器で冷却された熱媒体が放射パネルモジュール１０へと供給される。図２、図３を用いて説明したようにバイパス流路１８の断面積は比較的大きく取られているため、冷却された熱媒体は、バイパス流路１８を、比較的ゆっくりとした速度で通過する。そのため、バイパス流路１８を通過する間の熱媒体から放射パネル１９への熱伝達は低減され、放射パネル１９は、熱媒体によりさほど冷却されることなく、放射パネル１９の温度は比較的高く保たれる。そのため、放射パネル１９の表面に結露が生じる可能性が低くなる。

また、図３に例示したようにバイパス流路１８の底部（放射パネル１９の上側）に、断熱材１４を敷くことにより、より確実に放射パネル１９の冷却を防ぐことができる。これにより、より効果的に結露の発生を防ぐことができる。

このように、バイパス流路１８を通過させつつ、空調機２によって冷却した熱冷媒を空間１００内に循環させる「対流空調」を継続すると、空調機２の有する除湿機能によって、空間１００内の空気に含まれる水蒸気の量が減少する。水蒸気の量が少ない状態であれば、放射パネル１９を冷却し、「放射空調」を行っても放射パネル１９の表面に結露する可能性は低い。例えば、空調機２が備える湿度センサによる計測結果などから、結露の可能性が低い運転環境であることが判定できる状態となると、開閉制御部１３は、ダンパー１１を閉状態（破線）に制御する。すると、熱冷媒から放射パネル１９への熱伝達は促進され、放射パネル１９は、熱媒体により冷却されて低温となる。すると、低温となった放射パネル１９からのふく射によって、空間１００の温度が空調される。この「放射空調」においては、既に熱媒体を、バイパス流路１８を通過させることにより行った「対流空調」によって空気中の水蒸気が取り除かれているため結露の発生を防ぐことができる。

次に本実施形態の放射パネルモジュール１０を複数用いた放射空調システム１の実施例について説明する。
図４は、本発明の第一実施形態における放射空調システムの実施例を示す図である。
図示するように放射空調システム１は、複数の放射パネルモジュール１０Ａ_１、１０Ｂ_１、・・・、１０Ｎ_１、１０Ａ_２、１０Ｂ_２、・・・、１０Ｎ_２、１０Ａ_３、１０Ｂ_３、・・・、１０Ｎ_３を備えている。空調機２と放射パネルモジュール１０Ａ_１、１０Ａ_２、１０Ａ_３とは、配管８Ｐ_１，８Ｐ_２等を介して接続されている。また、放射パネルモジュール１０同士も配管８によって接続されている。例えば、放射パネルモジュール１０Ａ_１、１０Ｂ_１は配管８Ｂ_１を介して接続されている。また、空調機２に近い位置を上流、遠い位置を下流とすると、最下流の放射パネルモジュール１０Ｎ_１，１０Ｎ_２，１０Ｎ_３はそれぞれ吹き出し口４Ａ、４Ｂ、４Ｃに接続されている。また、制御装置３０は、空調機２および各開閉制御部１３Ａ_１等と通信可能に接続されており、制御装置３０は、各開閉制御部１３Ａ_１等を制御する。なお、放射パネルモジュール１０Ａ_１が備えるダンパー１１をダンパー１１Ａ_１と記載する。他の構成についても同様である。

図４に例示するように、オフィス等の天井に吸入口３と複数の吹き出し口４Ａ、４Ｂ、４Ｃとを離れた位置に設け、その間に複数の放射パネルモジュール１０を並べて配置することができる。このような構成の場合、吸入口３と吹き出し口４Ａ等とが、例えば、空調対象の部屋の両端に近い位置に設けられていれば、対流空調において部屋全体を偏りなく空調することができる。また、モジュール化された放射パネルモジュール１０は、結合部材である配管８を介して接続することで直列に、あるいは並列に配置することができる。この性質により、放射パネルモジュール１０を並べて、天井全体に配置することができる。これにより、放射空調においても部屋全体を空調することができる。

また、例えば、空調機２が放射空調による冷房運転中に、放射パネルモジュール１０Ｂ_２の下の席のユーザが寒さを感じたとする。その場合、そのユーザは、開閉制御部１３Ｂ_２に指示情報を入力することによりダンパー１１Ｂ_２を開状態に制御することができる。すると、放射パネルモジュール１０Ｂ_２においては、熱媒体は、バイパス流路１８Ｂ_２を通過し、放射パネル１９Ｂ_２には熱媒体の冷気が伝達されにくくなる。すると、放射パネル１９Ｂ_２の温度が上昇し、ユーザは寒気を感じなくなる。

また、一般に同じ冷房温度に設定した場合、「対流空調」よりも「放射空調」の方が、ユーザは、体感的に涼しさを感じやすい。この性質を利用すると、例えば、放射パネルモジュール１０Ｂ_２の下の席のユーザだけが特別に暑さを感じている場合、空調機２の設定温度をそれほど下げずに冷房運転を行う。そして、放射パネルモジュール１０Ｂ_２以外の放射パネルモジュール１０Ａ_１等についてはダンパー１１Ａ_１等を、それぞれ開状態に制御し、放射パネルモジュール１０Ｂ_２のダンパー１１Ｂ_２だけを閉状態に制御する。すると、放射パネルモジュール１０Ｂ_２の下だけは「放射空調」により、涼しさを感じやすくなり、他の場所については、さほど低くない設定温度による「対流空調」が行われることになるため、他のユーザにとっても快適な温度に空調することができる。
このように熱媒体の流路を備えたモジュールとして構成され、熱媒体の流路をバイパス流路１８と熱交換流路１７とで切り替えられる本実施形態の放射パネルモジュール１０によれば、放射パネル１９の下だけを局所的に空調する個別空調が可能になる。

なお、ダンパー１１の切り替えは、完全な開状態と閉状態との間で切り替える制御に限定されない。例えば、ステッピングモータを用いて、開状態と閉状態との間を多段階に切り替えられるように制御してもよい。これにより、熱交換流路１７に流入する熱媒体の流量とバイパス流路１８に流入する熱媒体の流量とを調整し、より細やかな温度制御を行うことができる。例えば、上記の例で、放射パネルモジュール１０Ｂ_２の下にいるユーザの感じる寒さがそれほどでもない場合、ダンパー１１Ｂ２の位置を開状態と閉状態の中間の位置に制御する。すると、閉制御した場合よりは少ない量の熱媒体が熱交換流路１７側へ流入するため、放射パネル１９Ｂ_２の温度がやや上昇し、ユーザが感じる寒さが和らげることができる。

次にダンパー１１の切替制御の流れの一例について図４の構成を例に、図５を用いて説明する。
図５は、本発明の第一実施形態における放射空調システムの処理の一例を示すフローチャートである。
前提として、ユーザが冷房運転を開始したとする。まず、制御装置３０は、空間１００の空気の状態量を計測する（ステップＳ１１）。例えば、制御装置３０は、空調機２が備える温度センサや湿度センサによる計測値を取得してもよい。そして、制御装置３０は、空間１００の空気が結露する条件か否かを判定する（ステップＳ１２）。例えば、制御装置３０は、空調機２から、設定温度（ユーザが指定する温度、例えば２０℃〜２５℃）と吸入口３から吸入した空気の湿度情報とを取得し、設定温度別に予め設定された結露が生じない湿度の閾値と比較する。そして、現在の湿度が閾値以下であれば、制御装置３０は、結露すると判定する。また、現在の湿度が閾値を超えていれば、制御装置３０は、結露しないと判定する。結露すると判定した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、制御装置３０は、空間１００の水蒸気を減少させるために対流空調を行うことを決定する。すると、制御装置３０は、熱媒体の流路をバイパス流路１８へと切り替える（ステップＳ１３）。例えば、制御装置３０は、開閉制御部１３Ａ_１にダンパー１１Ａ_１を開状態に制御するよう指示信号を送信する。制御装置３０は、他の開閉制御部１３Ａ_２等にも同様の指示信号を送信する。開閉制御部１３Ａ_１は、ダンパー１１Ａ_１を開状態に制御する。他の開閉制御部１３Ａ_２等も同様の制御を行う。流路をバイパス流路１８へと切り替えると、再びステップＳ１１からの処理を繰り返す。

一方、結露しないと判定した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、制御装置３０は、熱媒体の流路を熱交換流路１７へと切り替える（ステップＳ１４）。例えば、制御装置３０は、開閉制御部１３Ａ_１にダンパー１１Ａ_１を閉状態に制御するよう指示信号を送信する。制御装置３０は、他の開閉制御部１３Ａ_２等にも同様の指示信号を送信する。開閉制御部１３Ａ_１は、ダンパー１１Ａ_１を閉状態に制御する。他の開閉制御部１３Ａ_２等も同様の制御を行う。冷房時のダンパーの切り替えは、空気の状態量を計測せずに、運転開始から一定時間後に実施する方式も考えられる。

次に制御装置３０は、冷房運転を停止するかどうかを判定する（ステップＳ１５）。例えばユーザからの停止指示の入力があった場合、制御装置３０は冷房運転を停止すると判定する。冷房運転を停止すると判定した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、制御装置３０は空調機２の運転を静止する。冷房運転を継続すると判定した場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ１１からの処理を繰り返す。

従来は、ダクト内に水（冷水、温水）等の熱媒体を供給し、その熱により間接的に冷却または加熱された放射パネルによって放射空調を行うことが多い。このような方法では、冷房時の結露対策用の除湿システムが必要になるので、高コストとなりがちである。これに対し、本実施形態の放射パネルモジュール１０であれば、除湿運転と放射空調をダンパーで切り替える手段を持つため、１台の空調機で対応できるので、低コスト化が実現できる。また、本実施形態によれば、暖房、冷房を問わず、放射面がある事により、室内温度に近い空気を送り出すことで、省エネルギーで効率のよい放射空調を行うことができる。具体的には、冷房であれば、より高い設定温度のままで空調機２を運転すればよく、また、暖房の場合、より低い設定温度のまま空調機２を運転しても、空間１００を所望の温度に空調することができる。これにより、空調の低コスト化、省エネルギー化を実現できる。

また、室内の温度や湿度に応じて、ダンパー１１を切り替えることによって、放射パネル１９への結露を防ぎつつ、快適な放射空調を実現することができる。

また、放射パネルモジュール１０はモジュール化されており、熱媒体の出入口が設けられているので、配管８等の結合用部材を用いて連結することで、部屋の広さや形状に合わせて自由に放射パネル１９を配置し、所望の範囲を空調対象空間とすることができる。
例えば、部屋全体に配置するのではなく、特定の位置にのみ放射パネルモジュール１０を配置し、一部の空間だけを空調対象とすることも可能である。

また、既設の空調機、吸入口、吹き出し口をそのまま利用して、空調対象範囲の天井ボードを放射パネルモジュール１０に置き換えるだけで、本実施形態の放射空調システム１を導入することができので、導入コストを低減し、かつ建屋への影響を少なくすることができる。

なお、上記の実施例では冷房を例に説明したが、暖房運転の場合にも同様の効果を得ることができる。また、暖房の場合、床面に放射パネル１９を配置するとより効果的である。また、上記のように熱媒体を空気とすることで、水漏れなどの対策を行うことなく、より低コストで放射パネルモジュール１０を製造することができ、また水漏れの心配なく使用することができるが、熱媒体に制限は無く、水を用いても構わない。

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による放射空調システムについて図６〜図７を参照して説明する。
第一実施形態の放射パネルモジュール１０は、ダンパー１１を備えている。第二実施形態の放射パネルモジュール１０´は、モジュールの内部にダンパー１１とバイパス流路１８を備えない構成となっている点で第一実施形態とは異なる。
図６は、本発明の第二実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す平面図である。
図６に示すとおり、放射パネルモジュール１０´は、流路形成部材１２Ａ´，１２Ｂ´，１２Ｃ´，１２Ｄ´，１２Ｅ´と、入口部１５´と、出口部１６´と、底面に配置された放射パネル１９´とを備えている。入口部１５´から流入した熱媒体は、実線矢印が示す方向に熱交換流路１７Ａ´を通過して１７Ｇ´へと導かれ、１７Ｂ´，１７Ｃ´，１７Ｄ´，１７Ｅ´，１７Ｆ´へと流れ込む。熱交換流路１７Ｂ´〜１７Ｆ´を通過した熱媒体は、熱交換流路１７Ｈ´を通過し、出口部１６´から送り出される。

ここで、流路形成部材１２Ａ´，１２Ｂ´，１２Ｃ´，１２Ｄ´，１２Ｅ´によって形成される熱交換流路１７Ｂ´，１７Ｃ´，１７Ｄ´，１７Ｅ´，１７Ｆ´の幅は、熱交換流路１７Ａ´，１７Ｇ´よりも狭く形成されていてもよい。

図７は、本発明の第二実施形態における放射空調システムの実施例を示す図である。
図７に放射パネルモジュール１０´を複数用いた放射空調システム１´の実施例を示す。図示するように放射空調システム１´は、複数の放射パネルモジュール１０Ａ_１´、１０Ｂ_１´、・・・、１０Ｎ_１´、１０Ａ_２´、１０Ｂ_２´、・・・、１０Ｎ_２´、１０Ａ_３´、１０Ｂ_３´、・・・、１０Ｎ_３´を備えている。空調機２と放射パネルモジュール１０Ａ_１´、１０Ａ_２´、１０Ａ_３´とは、配管８Ｐ_１´等を介して接続されている。また、例えば、放射パネルモジュール１０Ａ_１´、１０Ｂ_１´は配管８Ｂ_１´を介して接続されている。また、最下流の放射パネルモジュール１０Ｎ_１´_，１０Ｎ_２´_，１０Ｎ_３´はそれぞれ吹き出し口４Ａ、４Ｂ、４Ｃに接続されている。

これらの構成に加え、本実施形態では、第一実施形態のバイパス流路１８に相当するバイパス流路１８´が設けられ、その一方の端は空調機２に、他方の端は吹き出し口４Ａ、４Ｂ、４Ｃに接続されている。バイパス流路１８´は、例えばダクトである。バイパス流路１８´には、その断面積が放射パネルモジュール１０´を通過する熱媒体の流路の断面積よりも大きいものを用いる。また、放射パネルモジュール１０´側へ連結される配管８Ｐ_１´とバイパス流路１８´との分岐点には、ダンパー１１´が設けられている。ダンパー１１´の開閉動作は制御装置３０によって制御される。制御装置３０は、空調機２およびダンパー１１´を制御する。

本実施形態の放射空調システム１´の動作について図５のフローチャートを参照しながら説明する。まず、ユーザが冷房運転を開始したとする。まず、制御装置３０は、空間１００の空気の状態量を計測する（ステップＳ１１）。そして、制御装置３０は、空間１００の空気が結露する可能性が高い条件かどうかを判定する（ステップＳ１２）。結露する可能性が高い場合、制御装置３０は、空間１００の水蒸気を減少させるために熱媒体の流路をバイパス流路１８´へと切り替える（ステップＳ１３）。具体的には、制御装置３０は、ダンパー１１´を開状態（実線の位置）に制御し、熱媒体（冷気）をバイパス流路１８´へと導く。すると、本実施形態の場合、放射パネル１９´へは熱媒体が供給されない。この場合、放射空調ではなく、対流空調による冷房が行われる。その後もステップＳ１１以降の処理を繰り返す。一方、空間１００の空気が結露する可能性が低い条件の場合、制御装置３０は、熱媒体の流路を閉状態（破線の位置）へと切り替える（ステップＳ１４）。すると、熱媒体が放射パネルモジュール１０´側へ流れ、各放射パネルモジュール１０´へと供給される。すると、放射パネル１９´が冷却されて、放射空調による冷房運転が実行される。次に制御装置３０は、冷房運転を停止するかどうかを判定する（ステップＳ１５）。冷房運転を停止しない場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。

本実施形態の放射空調システム１´によれば、第一実施形態と同様の効果に加え、第一実施形態の放射パネルモジュール１０からダンパー１１と開閉制御部１３とを取り除く構成とすることで、より低コストにシステムを導入することができる。

＜第三実施形態＞
以下、本発明の第三実施形態による放射空調システムについて図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第三実施形態における放射パネルモジュールの概略構成の一例を示す平面図である。
第一実施形態の放射パネルモジュール１０では、流路形成部材１２を用いてパラレルフロー型の熱交換器の構造を形成した熱交換流路１７を例示した。他の例として第三実施形態では、サーペンタイン型の熱交換器の構造を備えた放射パネルモジュール１０´´を例示する。
図８が示すとおり、放射パネルモジュール１０´´は、ダンパー１１´´と、流路形成部材１２Ａ´´，１２Ｂ´´，１２Ｃ´´，１２Ｄ´´，１２Ｅ´´と、開閉制御部１３´´と、入口部１５´´と、出口部１６´´と、底面に配置された放射パネル１９´´とを備えている。開閉制御部１３´´はダンパー１１´´の開閉動作を制御する。ダンパー１１´´が開状態（実線で示す位置）にあるとき、入口部１５´´から流入した熱媒体は、バイパス流路１８´´を通過し、出口部１６´´から送り出される。一方、ダンパー１１´´が閉状態（破線で示す位置）にあるとき、入口部１５´´から流入した熱媒体は、実線矢印が示す方向に熱交換流路１７´´を通過し、出口部１６´´から送り出される。熱交換流路１７´´の幅は、バイパス流路１８´´よりも狭く、また図３で例示したものと同様にバイパス流路１８´´の高さは、熱交換流路１７´´が形成されている領域の高さよりも高く形成されていてもよい。熱交換流路１７´´を通過する熱媒体の流速は、バイパス流路１８´´を通過する熱媒体の流速よりも速く、放射パネル１９´´に多くの熱を伝達することができる。なお、流路形成部材１２Ａ´´には熱伝導率の高い材質を用い、バイパス流路１８´´の壁面などには熱伝導率の低い材質を用いることが好ましい。

本実施形態の放射パネルモジュール１０´´によれば、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第二実施形態の放射パネルモジュール１０´に本実施形態の熱交換流路１７´´の構造を適用してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１、１´・・・放射空調システム
２・・・空調機
３・・・吸込口
４・・・吹き出し口
８・・・配管
９・・・天井
１０、１０´、１０´´・・・放射パネルモジュール
１１、１１´、１１´´・・・ダンパー
１２、１２´、１２´´・・・流路形成部材
１３、１３´、１３´´・・・開閉制御部
１４・・・断熱材
１５、１５´、１５´´・・・入口部
１６、１６´、１６´´・・・出口部
１７、１７´、１７´´・・・熱交換流路
１８、１８´、１８´´・・・バイパス流路
１９、１９´、１９´´・・・放射パネル
１００・・・空間

Claims (12)

1. 放射パネルと、
   前記放射パネルの背面側に設けられた熱媒体が通過する熱交換流路およびバイパス流路と、
   前記熱交換流路と前記バイパス流路との分岐点に設けられ、前記熱媒体が通過する流路を前記熱交換流路と前記バイパス流路とで切り替えるダンパーと、
   を備え、
   前記熱交換流路および前記バイパス流路が、前記熱媒体が前記熱交換流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達が、前記バイパス流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達よりも大きくなるように構成され、前記熱媒体が前記熱交換流路を通過する速度が前記バイパス流路を通過する速度よりも高速となるように構成されている、
   放射パネルモジュール。
2. 前記放射パネルに占める前記熱交換流路が設けられた領域の面積が、前記バイパス流路が設けられた領域の面積よりも大きい、
   請求項１に記載の放射パネルモジュール。
3. 前記熱交換流路の断面積が前記バイパス流路の断面積より小さく形成された、
   請求項１から請求項２の何れか１項に記載の放射パネルモジュール。
4. 前記熱交換流路の高さより前記バイパス流路の高さが高く形成された、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放射パネルモジュール。
5. 前記熱交換流路の流路の幅が、前記バイパス流路の流路の幅よりも狭く形成された、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の放射パネルモジュール。
6. 前記バイパス流路の底部に断熱材を敷いた、
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の放射パネルモジュール。
7. 空調機と、
   空調対象となる空間の天井および壁および床のうち少なくとも１つについて、前記放射パネルが前記空間に接するように配置された一つまたは複数の請求項１から請求項６の何れか１項に記載の放射パネルモジュールと、
   を備える放射空調システム。
8. 空調対象となる空間の天井に一つまたは複数の前記放射パネルモジュールを設けて冷房を行う、
   請求項７に記載の放射空調システム。
9. 空調対象となる空間の床に一つまたは複数の前記放射パネルモジュールを設けて暖房を行う、
   請求項７に記載の放射空調システム。
10. 請求項７または請求項８の放射空調システムを用いて、
    冷房の開始時には前記バイパス流路へと前記熱媒体を送り出し、冷房の開始時から所定時間が経過するか、又は、湿度が所定の閾値以下になると前記熱交換流路へと前記熱媒体
    を送り出すよう前記ダンパーを制御する、
    空調方法。
11. 請求項７から請求項９の何れか１項に記載の放射空調システムを用いて、
    冷房または暖房を行う範囲に対応する位置に設けられた前記放射パネルモジュールについては前記熱交換流路へと前記熱媒体を送り出すよう前記ダンパーを制御し、
    それ以外の範囲に対応する位置に設けられた前記放射パネルモジュールについては前記バイパス流路へ前記熱媒体を送り出すよう前記ダンパーを制御する、
    制御方法。
12. 空調機と、
    空調対象となる空間の天井および壁および床のうち少なくとも１つについて、
    放射パネルと、前記放射パネルの背面側に設けられた熱媒体が通過する熱交換流路およびバイパス流路と、前記熱交換流路と前記バイパス流路との分岐点に設けられ、前記熱媒体が通過する流路を前記熱交換流路と前記バイパス流路とで切り替えるダンパーと、を備え、前記熱交換流路および前記バイパス流路が、前記熱媒体が前記熱交換流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達が、前記バイパス流路を通過するときの前記放射パネルへの熱伝達よりも大きくなるように構成されている放射パネルモジュールであって、前記空間に接するように配置された一つまたは複数の前記放射パネルモジュールと、を備える放射空調システムを用いて、
    冷房の開始時には前記バイパス流路へと前記熱媒体を送り出し、冷房の開始時から所定時間が経過するか、又は、湿度が所定の閾値以下になると前記熱交換流路へと前記熱媒体を送り出すよう前記ダンパーを制御する、
    空調方法。

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