JP2017058106A - 輻射式空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】室内空間における気流速度の増大及び輻射による冷房又は暖房の効果の低減を抑制しつつ室内空間の特定の部位における冷気又は暖気の滞留を効果的に抑制することができる輻射式空調機を提供する。【解決手段】縦型の輻射式空調機（１０）は、輻射パネル（１１）の下端から同パネルの表面（１２）に沿って上向きに補助気流（１７）を吹き出す下側吹き出し部（１５）を更に備え、冷房時に輻射パネルの表面近傍において冷却されて下降する自然対流を補助気流によって少なくとも部分的に相殺する。同様に、輻射パネルの上端から同パネルの表面に沿って下向きに補助気流（１６）を吹き出す上側吹き出し部（１４）を更に備え、暖房時に輻射パネルの表面近傍において加熱されて上昇する自然対流を補助気流によって少なくとも部分的に相殺する。【選択図】図１

Description

本発明は、主として輻射パネルによる放熱又は吸熱により暖房又は冷房を行う輻射式（放射式）空気調和機（以降、「輻射式空調機」と称呼される場合がある）に関する。特に、本発明は、輻射パネルが水平面と交差する角度にて配置される縦型の輻射式空調機に関する。

当該技術分野においては、温風又は冷風を吹き出すことによって室内空間を暖房又は冷房する空気調和機（以降、「送風式空調機」と称呼される場合がある）が広く普及している。しかしながら、送風式空調機による暖房又は冷房時には室内空間における気流速度が高く、例えば、当該空間に滞在する人間が温風又は冷風を不快に感じたり、肌の乾燥を招いたりする等の問題を生ずる場合があった。

そこで、昨今では、高い輻射能力（放射能力）を有する輻射パネル（伝熱管等の熱交換器が露出しているタイプ等を含む）に熱媒体（「温冷媒」と称呼される場合もある）を供給して室内空間を暖房又は冷房する輻射式空調機への関心が高まっており、また普及も進みつつある。輻射式空調機は、主として輻射パネルによる放熱又は吸熱により暖房又は冷房を行うため、送風式空調機において懸念される上述したような問題は基本的には生じない。従って、輻射式空調機は、送風式空調機と比較して快適性が高い空調機としての評価を獲得している。

しかしながら、輻射式空調機には、送風式空調機とは異なる固有の問題も存在する。具体的には、冷房時には床付近に冷気が滞留し易く、当該空間に滞在する人間が足元付近に寒さを感じ易いという問題がある。一方、暖房時には天井付近に暖気が滞留し易く且つ床付近に冷気が滞留し易く、当該空間に滞在する人間が足元付近に寒さを感じ易い。更には、当該空間に滞在する人間が頭部付近に暑さを感じ易くなるという問題もある。

上記のような問題は以下のようなメカニズムによって生ずると考えられる。先ず、冷房時には、図６に示すように、熱媒体（一般的には、冷水）により、室温よりも低い温度にまで輻射パネル１１が冷却され、当該輻射パネル１１の表面付近の空気が冷却されて冷気となる。その結果、当該空気（冷気）の比重が周囲の空気よりも大きくなるため、当該冷気が輻射パネルの表面に沿って下降する（下向きの白抜き矢印）。即ち、下降方向の自然対流が生ずる。当該自然対流の流速は低く、最終的に室内空間の床付近（点線の楕円によって囲まれた領域）に冷気が滞留している状態が安定化する。

逆に、暖房時には、図７に示すように、熱媒体（一般的には、温水）により、室温よりも高い温度にまで輻射パネル１１が加熱され、当該輻射パネル１１の表面付近の空気が加熱されて暖気となる。その結果、当該空気（暖気）の比重が周囲の空気よりも小さくなるため、当該暖気が輻射パネルの表面に沿って上昇する（上向きの白抜き矢印）。即ち、上昇方向の自然対流が生ずる。当該自然対流の流速もまた低く、最終的に室内空間の天井付近（点線の楕円によって囲まれた領域）に暖気が滞留している状態が安定化する。これに伴い、室内空間の床付近には相対的に低い温度を有する空気が滞留している状態が安定化する（図示せず）。

そこで、当該技術分野においては、例えば、（ファンによって）室内空間から輻射パネル内に空気を吸入して当該輻射パネル内に配設された熱交換器（伝熱管）と熱交換させた後に、当該空気を補助空気として上記自然対流に吹き付ける技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。より具体的には、冷房時には輻射パネルの上部から空気を吸入して当該輻射パネル内に配設された伝熱管との熱交換により当該空気を冷却して冷気とし、当該冷気を輻射パネルの下部から室内空間の中央側に向けて（即ち、輻射パネルの表面に垂直な方向に）補助空気として吹き出す。これにより、上述した冷気の下降方向の自然対流に当該補助空気を強制的に混合して加勢し、結果として、室内空間の床付近における冷気の滞留を効果的に抑制する。

逆に、暖房時には輻射パネルの下部から空気を吸入して当該輻射パネル内に配設された熱交換器との熱交換により当該空気を加熱して暖気とし、当該暖気を輻射パネルの上部から室内空間の中央側に向けて（即ち、輻射パネルの表面に垂直な方向に）補助空気として吹き出す。これにより、上述した暖気の上昇方向の自然対流に当該補助空気を強制的に混合して加勢し、結果として、室内空間の天井付近における暖気の滞留を効果的に抑制する。

特開２０１２−１９７９９２号公報

しかしながら、上述した従来技術に係る輻射式空調機においては、補助空気を吹き出すことによって自然対流を強制的に加勢するため、室内空間における空気の流動（気流）が生じたり、速まったりする。その結果、室内空間における気流速度が高いために当該空間に滞在する人間が気流を不快に感じる等の問題が基本的には生じないという輻射式空調機の本来の利点が損なわれる虞がある。

更に、上述した従来技術に係る輻射式空調機においては、（ファンによって）室内空間から輻射パネル内に空気が吸入され、当該輻射パネル内に配設された熱交換器と当該空気との間で熱交換が行われる。即ち、空気と熱交換器との間の強制対流伝熱現象により、冷房時には空気が冷却され、暖房時には空気が加熱される。従って、熱交換器に投入されるエネルギー量が一定である場合、輻射パネルの温度は、上記強制対流伝熱現象が起こらない状態と比べて、冷房時には上昇し、暖房時には低下する。即ち、熱交換器に投入されるエネルギー量が一定である場合、上記のように（ファンによる）強制的な熱交換を行うことにより、輻射パネルによる吸熱量及び放熱量（伝熱量）が減少する。その結果、輻射式空調機の本来の輻射による冷房又は暖房の効果が小さくなる。

上記のように、当該技術分野においては、室内空間における気流速度の増大及び輻射による冷房又は暖房の効果の低減を抑制しつつ室内空間の特定の部位における冷気又は暖気の滞留を効果的に抑制することができる輻射式空調機に対する継続的な要求が存在する。

本発明は、上記課題に対処することを１つの目的として為されたものである。即ち、本発明は、室内空間における気流速度の増大及び輻射による冷房又は暖房の効果の低減を抑制しつつ室内空間の特定の部位における冷気又は暖気の滞留を効果的に抑制することができる輻射式空調機を提供することを１つの目的とする。

上記に鑑み、本発明に係る輻射式空調機（以降、「本発明空調機」と称呼される場合がある）は、輻射パネルが水平面と交差する角度にて配置される縦型の輻射式空調機である。具体的には、本発明空調機は、「熱媒体が内部を流通する熱交換部を含んでなる輻射パネル」が水平面と交差する角度にて配置され、前記輻射パネルによる輻射によって冷房及び／又は暖房を行う輻射式空調機である。

上記熱媒体は特に限定されず、空調機において広く使用されている種々の熱媒体を使用することができる。典型的には、熱媒体は水である。熱媒体を冷媒として使用する場合（冷房時）、熱媒体は、別途用意される冷却手段によって冷却され、当該冷却手段から熱交換部へと供給される。逆に、熱媒体を熱媒として使用する場合（暖房時）、熱媒体は、別途用意される加熱手段によって加熱され、当該加熱手段から熱交換部へと供給される。

また、上記熱交換部は、その内部を流通する熱媒体によって輻射パネルを冷却及び／又は加熱することが可能である限り特に限定されないが、典型的には、高い熱伝導率を有する材料（例えば、金属等）によって形成された伝熱管によって構成される。上記輻射パネルは上記熱交換部を含んでなり、少なくとも一部の面が高い輻射能力（放射能力）を発揮するように構成される。これにより、輻射パネルは、熱交換部によって冷却され、高い輻射能力を有する面による吸熱又は放熱により冷房又は暖房を行う。

詳しくは後述するように、輻射パネルの外形は特に限定されない。輻射パネルは、例えば、平板状の外形を有し、その内部に熱交換部を熱交換可能な状態で収容していてもよい。この場合、上記「高い輻射能力を有する面」（以降、「輻射面」と称呼される場合がある）は、平板状の外形を有する輻射パネルの一方の面にのみ設けられていても、両方の面に設けられていてもよい。或いは、輻射パネルは、例えば、上記伝熱管が露出した構成を有していてもよく、この場合は、伝熱管の外周面が輻射面となる。

更に、上記輻射パネルは、水平面と交差する角度にて配置される。即ち、本発明空調機は、所謂「縦型」の輻射式空調機である。典型的には、上記輻射パネルは、水平面と直交する角度にて、例えば住居及びオフィス等の建築物の壁面に配置されたり、間仕切りを兼ねる空調機として配置されたりする。そして、本発明空調機は、上記輻射パネルによる輻射によって冷房及び／又は暖房を行うことができる。

加えて、本発明空調機においては、下側吹き出し部及び上側吹き出し部の何れか一方又は両方を更に備える。下側吹き出し部は、前記輻射パネルの下端から前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って上向きに流れる空気を上向き補助気流として吹き出す。従って、下側吹き出し部を備える本発明空調機は、前記輻射式空調機による冷房時に、前記輻射パネルの構成部材の表面近傍において冷却されて前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って下降する下向き自然対流を、前記上向き補助気流によって、少なくとも部分的に相殺することができる。

上向き補助気流は、下向き自然対流が輻射パネルの構成部材の表面に沿って下降するのを防止又は抑制することを目的として吹き出されるものであり、極めて僅かな気流速度（例えば、０．３ｍ／秒）で十分である。上向き補助気流と下向き自然対流とをバランスさせることにより、輻射パネルの表面付近において冷却された空気が自然対流として下向きに流れて床付近に滞留するのを防止又は抑制することができる。その結果、前述したような強制対流伝熱現象に起因する輻射パネルによる吸熱量（伝熱量）の減少を低減することができる。即ち、下側吹き出し部を備える本発明空調機によれば、室内空間における気流速度の増大及び輻射による冷房の効果の低減を抑制しつつ室内空間の特定の部位における冷気の滞留を効果的に抑制することができる。

一方、上側吹き出し部は、前記輻射パネルの上端から前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って下向きに流れる空気を下向き補助気流として吹き出す。従って、上側吹き出し部を備える本発明空調機は、前記輻射式空調機による暖房時に、前記輻射パネルの構成部材の表面近傍において加熱されて前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って上昇する上向き自然対流を、前記下向き補助気流によって、少なくとも部分的に相殺することができる。

下向き補助気流は、上向き自然対流が輻射パネルの構成部材の表面に沿って上昇するのを防止又は抑制することを目的として吹き出されるものであり、極めて僅かな気流速度（例えば、０．３ｍ／秒）で十分である。下向き補助気流と上向き自然対流とをバランスさせることにより、輻射パネルの表面付近において加熱された空気が自然対流として上向きに流れて天井付近に滞留するのを防止又は抑制することができる。その結果、前述したような強制対流伝熱現象に起因する輻射パネルによる放熱量（伝熱量）の減少を低減することができる。即ち、上側吹き出し部を備える本発明空調機によれば、室内空間における気流速度の増大及び輻射による暖房の効果の低減を抑制しつつ室内空間の特定の部位における暖気の滞留を効果的に抑制することができる。

尚、上記説明からも明らかであるように、「自然対流を補助気流によって相殺する」とは、自然対流とは逆向きの補助気流により自然対流の流れを減速又は停止させることを意味する。従って、「自然対流を補助気流によって部分的に相殺する」とは、自然対流とは逆向きの補助気流により自然対流の流れを減速させることを意味し、「自然対流を補助気流によって完全に相殺する」とは、自然対流とは逆向きの補助気流により自然対流の流れを停止させることを意味する。

即ち、上向き補助気流及び下向き補助気流として吹き出される空気は、上記のように自然対流を防止又は抑制することを目的とするものであり、自然対流と釣り合った場合は、基本的には、自然対流との接触箇所近傍に留まり、補助気流と輻射パネルとの継続的な熱交換は生じない。従って、補助気流として吹き出される空気は特に加熱又は冷却する必要は無く、例えば、輻射パネルの近傍にある空気を、周囲温度のまま、例えばファン及びブロアー等の送風装置によって上記吹き出し部に供給すればよい。

また、下側吹き出し部及び上側吹き出し部は、上記のようにして供給された空気を、輻射パネルの構成部材の表面に沿って上向き及び下向きにそれぞれ上向き補助気流及び下向き補助気流として吹き出すことが可能である限り、特に限定されない。典型的には、下側吹き出し部及び上側吹き出し部はそれぞれ上向き補助気流及び下向き補助気流を輻射パネルの構成部材の表面に沿って吹き出すことが可能な形状を有する吹き出し口を備える。そして、上記のようにして供給された空気を上記吹き出し口へと導くための通路及び／又は空間が、その内部に形成されている。

ところで、上述したように、輻射パネルは、例えば、平板状の外形を有し、その内部に熱交換部が熱交換可能な状態で収容された構成を有していてもよい。また、輻射面は、平板状の外形の一方の面にのみ設けられていても、両方の面に設けられていてもよい。

即ち、上記実施態様に係る本発明空調機は、
前記輻射パネルが平板状の外形を有し、且つ、前記輻射パネルの両面による輻射によって冷房及び／又は暖房を行い、
前記下側吹き出し部を前記輻射パネルの両面に備え、及び／又は、
前記上側吹き出し部を前記輻射パネルの両面に備える。

上記のように、上記輻射式空調機は、下側吹き出し部及び／又は上側吹き出し部を輻射パネルの両面に備えるので、輻射パネルの両面による輻射によって冷房及び／又は暖房を行うに当たり、上述したような本発明の利点を享受することができる。このような輻射式空調機は、例えば、間仕切りを兼ねる空調機として好適に配置することができる。

或いは、上述したように、輻射パネルは、例えば、伝熱管が露出した構成を有していてもよく、この場合は、伝熱管の外周面が輻射面となる。

即ち、上記実施態様に係る本発明空調機においては、前記輻射パネルが、水平面と交差する角度にて延在して前記熱交換部を構成する少なくとも１本の伝熱管によって構成され、且つ、前記伝熱管の外周面による輻射によって冷房及び／又は暖房を行う。典型的には、上記伝熱管は鉛直方向に延在する。

上記の場合、前記下側吹き出し部は、前記伝熱管の前記外周面に沿って前記上向き補助気流を吹き出すように構成され、及び／又は、前記上側吹き出し部が前記伝熱管の前記外周面に沿って前記下向き補助気流を吹き出すように構成される。従って、典型的には、各吹き出し部が備える吹き出し口の形状は、伝熱管の（延在方向に垂直な平面による）断面形状に沿った形状となる（例えば、伝熱管の断面が円形であれば、吹き出し口の形状は当該円形と同心のリング状となる）。

上記によれば、輻射パネルが平板状の外形を有する場合と比べて、より大きい面積を有する輻射面を確保することができるので、冷房及び／又は暖房の効率を上げることができる。また、輻射パネルが平板状の外形とするための部材（例えば、外装パネル等）を省略することができるので、材料面及び組み立て工数の観点から、製造コストを削減することができる。更に、用途によっては、伝熱管が露出していることが審美的に好ましい場合もある。

ところで、本発明に係る輻射式空調機においては、上述したように生ずる自然対流を補助気流によって少なくとも部分的に相殺するが、自然対流を補助気流によって完全に相殺する方がより好ましい。

一方、下向き又は上向きの自然対流は、前述したように、それぞれ輻射パネルの表面付近において冷却又は加熱された空気の比重が増大又は減少して周囲の空気の比重との差が生ずるために生ずる。従って、自然対流の気流速度は、輻射パネルの表面付近の空気と周囲の空気との比重差の大きさによって異なる。即ち、自然対流の気流速度は、輻射パネルの表面付近の空気と周囲の空気との温度差の大きさによって異なる。また、輻射面の大きさによっても、自然対流の気流速度は影響される。

従って、自然対流を補助気流によってより完全に相殺するためには、自然対流の気流速度に応じて、補助気流の風量を調節することが可能であることが好ましい。

即ち、上記実施態様に係る本発明空調機は、前記上向き補助気流の風量を調節する上向き風量調節手段、及び／又は、前記下向き補助気流の風量を調節する下向き風量調節手段、を更に備える。これらの風量調節手段は、例えば、補助気流となる空気を吹き出し部に供給するファン及びブロアー等の送風装置に供給される電力を調節することにより、補助気流の風量を調節することができる。この場合、例えば、室内空間に滞在する人間が、自らが感じた自然対流の速度等に応じて、風量調節手段を操作し、補助気流の風量を調節することができる。

より好ましい実施態様に係る本発明空調機は、自然対流の気流速度に応じて、補助気流の風量を自動的に調節することが可能である。

即ち、上記実施態様に係る本発明空調機は、少なくとも前記熱媒体の温度に関連する値である媒体温度関連値と前記輻射式空調機が設置された空間の気温に関連する値である気温関連値との差の絶対値が大きいほど前記上向き補助気流及び／又は前記下向き補助気流の風量が大きくなるように前記上向き風量調節手段及び／又は前記下向き風量調節手段を制御する補助気流制御部を更に備える。

典型的には、上記媒体温度関連値は、例えば、伝熱管の内部に設けられた温度センサによって検出される熱媒体の温度であり、上記気温関連値は、例えば、輻射式空調機が設置された空間に設けられた温度センサによって検出される当該室内の気温である。尚、媒体温度関連値は、例えば、熱媒体を冷却及び／又は加熱するためのユニット（以降、「冷却／加熱ユニット」と称呼される場合がある）から熱交換部への熱媒体の供給経路に設けられた温度センサによって検出される熱媒体の温度であってもよい。また、気温関連値は、例えば、輻射式空調機を操作するためのリモートコントローラに組み込まれた温度センサによって検出される当該室内の気温であってもよい。

例えば、冷房時に媒体温度関連値と気温関連値との差が大きくなるほど、輻射パネルの表面付近の空気の比重と、その周囲の空気の比重との差が大きくなる。具体的には、輻射パネルの表面付近の空気の比重が、その周囲の空気の比重よりもより大きくなる。そのため、輻射パネルの表面付近の空気の下降速度もまた大きくなる（即ち、下向き自然対流の速度が大きくなる）。従って、冷房時の自然対流を上向き補助気流によってより完全に相殺するためには、媒体温度関連値と気温関連値との差が大きくなるほど上向き補助気流の風量が大きくなるように調節することが好ましい。

一方、暖房時に媒体温度関連値と気温関連値との差が大きくなるほど、輻射パネルの表面付近の空気の比重と、その周囲の空気の比重との差が大きくなる。具体的には、輻射パネルの表面付近の空気の比重が、その周囲の空気の比重よりもより小さくなる。そのため、輻射パネルの表面付近の空気の上昇速度もまた大きくなる（即ち、上向き自然対流の速度が大きくなる）。従って、暖房時の自然対流を下向き補助気流によってより完全に相殺するためには、媒体温度関連値と気温関連値との差が大きくなるほど下向き補助気流の風量が大きくなるように調節することが好ましい。

尚、上記のような補助気流の風量の制御を行う補助気流制御部は、例えば、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム及びルックアップテーブル（マップ）等を記憶するＲＯＭ並びにデータを一時的に記憶するＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータとして構成することができる。ルックアップテーブルの具体例としては、例えば、「媒体温度関連値と気温関連値との差の大きさ」と「補助気流の風量」との対応関係等を挙げることができる。これにより、補助気流制御部は、検出された媒体温度関連値及び気温関連値に基づき、ルックアップテーブルとして記憶された上記対応関係を参照することにより、自然対流を相殺するのに好適な補助気流の風量を特定することができる。

以上説明してきたように、本発明に係る輻射式空調機によれば、室内空間における気流速度の増大及び輻射による冷房又は暖房の効果の低減を抑制しつつ室内空間の特定の部位における冷気又は暖気の滞留を効果的に抑制することができる。

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の第１実施形態に係る輻射式空調機（第１空調機）の構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る輻射式空調機（第２空調機）の構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る輻射式空調機（第３空調機）の構成を示す模式図である。 第１空調機による冷房時の室内における自然対流の様子を示す模式図である。 第１空調機による暖房時の室内における自然対流の様子を示す模式図である。 従来技術に係る輻射式空調機による冷房時の室内における自然対流の様子を示す模式図である。 従来技術に係る輻射式空調機による暖房時の室内における自然対流の様子を示す模式図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る輻射式空調機（以下、「第１空調機」と称される場合がある。）につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図１は、第１空調機１０の構成を示す模式図である。尚、（ａ）は第１空調機１０の正面図、（ｂ）は第１空調機１０の右側面図、（ｃ）は下側吹き出し部１５の上面に形成された吹き出し口１８を示す上面図である。

（構成）
第１空調機１０においては、輻射パネル１１が水平面と直交する角度にて配置されている。輻射パネル１１は、熱媒体が内部を流通する複列の伝熱管からなる熱交換部（図示せず）をその内部に含んでなり、輻射パネル１１の表面１２と熱交換するように構成されている。即ち、第１空調機１０は、輻射パネル１１の表面１２による輻射によって冷房及び／又は暖房を行う輻射式空調機である。このような構成を有する輻射パネル１１は、冷房及び／又は暖房を行う空間に表面１２が向かい、当該空間を画定する側壁面に裏面１３が向かうように配置することが望ましい。従って、この例においては、輻射パネル１１の表面１２は高い輻射能力（放射能力）を有することが必須であるが、輻射パネル１１の裏面１３はその限りではない。

また、この例においては、熱媒体として水を用いたが、前述したように、他の熱媒体を使用することもできる。熱媒体は、図示しない冷却／加熱ユニットにおいて冷却及び／又は加熱され、輻射パネル１１に設けられた供給口及び排出口を通して、輻射パネル１１の内部の熱交換部に循環される。更に、この例においては、複列の伝熱管からなる熱交換部を採用したが、例えば熱交換効率等、必要な性能を達成することが可能である限り、単列の伝熱管からなる熱交換部を採用してもよい。

第１空調機１０は、輻射パネル１１の上端から輻射パネル１１の表面１２に沿って下向きに流れる空気を下向き補助気流１６（下向きの黒塗り矢印）として吹き出す上側吹き出し部１４と、輻射パネル１１の下端から輻射パネル１１の表面１２に沿って上向きに流れる空気を上向き補助気流１７（上向きの黒塗り矢印）として吹き出す下側吹き出し部１５と、を更に備える。上側吹き出し部１４及び下側吹き出し部１５は、補助気流のための空気溜まり及び吹き出し口をそれぞれ有する。尚、この例においては、輻射パネル１１が上側吹き出し部１４及び下側吹き出し部１５の両方を備えるが、例えば、第１空調機１０が暖房専用の空調機である場合は上側吹き出し部１４のみを、逆に第１空調機１０が冷房専用の空調機である場合は下側吹き出し部１５のみを備えるようにしてもよい。

（ｃ）には、下側吹き出し部１５の上面に形成された吹き出し口１８のみを示したが、上側吹き出し部１４の上面に形成された吹き出し口も同様である。更に、（ｃ）において、吹き出し口１８はスリット状の連続的な開口部として構成されているが、吹き出し口１８の形状はこれに限定されず、複数の不連続な開口部の配列として構成されていてもよい。

加えて、前述したように、上側吹き出し部１４及び下側吹き出し部１５から補助気流として吹き出される空気は、特に加熱又は冷却する必要は無く、例えば、輻射パネル１１の近傍にある空気を、周囲温度のまま、例えばファン及びブロアー等の送風装置（圧送装置）（図示せず）によって各吹き出し部に供給する。尚、第１空調機１０によって冷房と暖房とを同時に行うことは通常は無いので、上側吹き出し部１４及び下側吹き出し部１５の何れか一方のみから補助気流が吹き出すように、各吹き出し部への空気の供給を例えば切り替え弁等によって制御するようにしてもよい。

（作動）
次に、第１空調機１０の作動について説明する。先ず、第１空調機１０による冷房時には、輻射パネル１１の表面１２の近傍の空気が冷却され、その比重が周囲の空気よりも大きくなる。これにより、図４に示すように、輻射パネル１１の表面１２に沿って下降する下向き自然対流（下向きの白抜き矢印）が生じ始める。そこで、下側吹き出し部１５の上面に形成された吹き出し口１８から上向き補助気流１７（上向きの黒塗り矢印）を吹き出すことによって下向き自然対流の下降を止める。これにより、下向き自然対流の継続的な発生を無くし、図６を参照しながら説明したような床付近への冷気の滞留を防止する。

一方、第１空調機１０による暖房時には、輻射パネル１１の表面１２の近傍の空気が加熱され、その比重が周囲の空気よりも小さくなる。これにより、図５に示すように、輻射パネル１１の表面１２に沿って上昇する上向き自然対流（上向きの白抜き矢印）が生じ始める。そこで、上側吹き出し部１４の上面に形成された吹き出し口から下向き補助気流１６（下向きの黒塗り矢印）吹き出すことによって上向き自然対流の上昇を止める。これにより、上向き自然対流の継続的な発生を無くし、図７を参照しながら説明したような天井付近への暖気の滞留を防止する。

尚、上記説明においては、理解を容易にすることを目的として、補助気流によって自然対流を止め、室内空間の特定の部位における冷気又は暖気の滞留を防止する態様について説明した。しかしながら、補助気流によって自然対流を完全に止めるのではなく、ある程度低減することにより、室内空間の特定の部位における冷気又は暖気の滞留を低減する態様もまた、本発明の範囲に含まれる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る輻射式空調機（以下、「第２空調機」と称される場合がある。）につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図２は、第２空調機２０の構成を示す模式図である。尚、（ａ）は第２空調機２０の正面図、（ｂ）は第２空調機２０の右側面図である。

（構成）
（ｂ）からも明らかであるように、第２空調機２０は、輻射パネル２１が平板状の外形を有し、且つ、輻射パネル２１の表面２２及び裏面２３の両方による輻射によって冷房及び／又は暖房を行う輻射式空調機である。このような構成を有する輻射パネル２１は、例えば間仕切り等、表面２２及び裏面２３の両方が冷房及び／又は暖房を行う空間に向かうように配置することができる。従って、この例においては、輻射パネル２１の表面２２及び裏面２３の両方が高い輻射能力（放射能力）を有することが必須である。

上記に伴い、第２空調機２０においては、上側吹き出し部２４及び下側吹き出し部２５の両方が輻射パネル２１の表面２２及び裏面２３にそれぞれ設けられている。上側吹き出し部２４は、輻射パネル２１の上端から輻射パネル２１の表面２２及び裏面２３に沿って下向きに流れる空気を下向き補助気流２６（表面側）及び２７（裏面側）（下向きの黒塗り矢印）として吹き出す。一方、下側吹き出し部２５は、輻射パネル２１の下端から輻射パネル２１の表面２２及び裏面２３に沿って上向きに流れる空気を上向き補助気流２８（表面側）及び２９（裏面側）（上向きの黒塗り矢印）として吹き出す。

上記を除き、第２空調機２０の構成及び作動は、既に説明した第１空調機１０と実質的に同じである。従って、ここでは第２空調機２０についてのこれ以上の説明は割愛する。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る輻射式空調機（以下、「第３空調機」と称される場合がある。）につき、添付図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。図３は、第３空調機３０の構成を示す模式図である。尚、（ａ）は第３空調機３０の正面図、（ｂ）は第３空調機３０の右側面図、（ｃ）は下側吹き出し部３５の上面に形成された吹き出し口３８を示す上面図である。

（構成）
第１空調機１０及び第２空調機２０は何れも、輻射パネル１１及び２１が平板状の外形を有し、熱交換部を構成する伝熱管は輻射パネルの内部に収容されていた。しかしながら、図３の（ａ）乃至（ｃ）の何れからも明らかであるように、第３空調機３０は、輻射パネルが、水平面と直交する角度にて延在して熱交換部を構成する複数本の伝熱管３１の外周面による輻射によって冷房及び／又は暖房を行う輻射式空調機である。従って、この例においては、伝熱管３１の外周面が高い輻射能力（放射能力）を有することが必須である。これに伴い、第３空調機３０においては、（ｃ）に示すように、上側吹き出し部３４及び下側吹き出し部３５の両方が、伝熱管３１の外周面に沿ったリング状の吹き出し口をそれぞれ備える。

尚、（ｃ）には、下側吹き出し部３５の上面に形成された吹き出し口３８のみを示したが、上側吹き出し部３４の上面に形成された吹き出し口も同様である。更に、（ｃ）において、吹き出し口３８はリング状の連続的な開口部として構成されているが、吹き出し口３８の形状はこれに限定されず、複数の不連続な開口部の配列として構成されていてもよい。また、この例においては、伝熱管３１の形状は円柱状であるが、その形状は特に限定されず、円柱状以外の形状であってもよい。更に、図３に示した例においては、熱媒体の循環経路との連結部として、上側連結部３２及び下側連結部３３を備える。これらの連結部には前述した熱媒体の供給口及び排出口（何れも図示せず）が設けられており、これらの供給口及び排出口を通して、図示しない冷却／加熱ユニットと輻射パネルとの間で熱媒体を循環させる。

上記を除き、第３空調機３０の構成及び作動は、既に説明した第１空調機１０と実質的に同じである。従って、ここでは第３空調機３０についてのこれ以上の説明は割愛する。

以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び変形例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び変形例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。

１０…第１空調機、１１…輻射パネル、１２…輻射パネルの表面、１３…輻射パネルの裏面、１４…上側吹き出し部、１５…下側吹き出し部、１６…下向き補助気流、１７…上向き補助気流、１８…下側吹き出し部の吹き出し口、２０…第２空調機、２１…輻射パネル、２２…輻射パネルの表面、２３…輻射パネルの裏面、２４…上側吹き出し部、２５…下側吹き出し部、２６…下向き補助気流（表面側）、２７…下向き補助気流（裏面側）、２８…上向き補助気流（表面側）、２９…上向き補助気流（裏面側）、３０…第３空調機、３１…伝熱管、３２…上側連結部、３３…下側連結部、３４…上側吹き出し部、３５…下側吹き出し部、３６…下向き補助気流、３７…上向き補助気流、及び３８…下側吹き出し部の吹き出し口。

Claims (5)

1. 熱媒体が内部を流通する熱交換部を含んでなる輻射パネルが水平面と交差する角度にて配置され、前記輻射パネルによる輻射によって冷房及び／又は暖房を行う輻射式空調機であって、
   前記輻射パネルの下端から前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って上向きに流れる空気を上向き補助気流として吹き出す下側吹き出し部を更に備え、前記輻射式空調機による冷房時に、前記輻射パネルの構成部材の表面近傍において冷却されて前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って下降する下向き自然対流を、前記上向き補助気流によって、少なくとも部分的に相殺し、及び／又は、
   前記輻射パネルの上端から前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って下向きに流れる空気を下向き補助気流として吹き出す上側吹き出し部を更に備え、前記輻射式空調機による暖房時に、前記輻射パネルの構成部材の表面近傍において加熱されて前記輻射パネルの構成部材の表面に沿って上昇する上向き自然対流を、前記下向き補助気流によって、少なくとも部分的に相殺する、
   輻射式空調機。
2. 請求項１に記載の輻射式空調機であって、
   前記輻射パネルが平板状の外形を有し、且つ、前記輻射パネルの両面による輻射によって冷房及び／又は暖房を行い、
   前記下側吹き出し部を前記輻射パネルの両面に備え、及び／又は、
   前記上側吹き出し部を前記輻射パネルの両面に備える、
   輻射式空調機。
3. 請求項１に記載の輻射式空調機であって、
   前記輻射パネルが、水平面と交差する角度にて延在して前記熱交換部を構成する少なくとも１本の伝熱管によって構成されており、且つ、前記伝熱管の外周面による輻射によって冷房及び／又は暖房を行い、
   前記下側吹き出し部が前記伝熱管の前記外周面に沿って前記上向き補助気流を吹き出すように構成され、及び／又は、
   前記上側吹き出し部が前記伝熱管の前記外周面に沿って前記下向き補助気流を吹き出すように構成された、
   輻射式空調機。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の輻射式空調機であって、
   前記上向き補助気流の風量を調節する上向き風量調節手段、及び／又は、前記下向き補助気流の風量を調節する下向き風量調節手段、を更に備える、
   輻射式空調機。
5. 請求項４に記載の輻射式空調機であって、
   少なくとも前記熱媒体の温度に関連する値である媒体温度関連値と前記輻射式空調機が設置された空間の気温に関連する値である気温関連値との差の絶対値が大きいほど前記上向き補助気流及び／又は前記下向き補助気流の風量が大きくなるように前記上向き風量調節手段及び／又は前記下向き風量調節手段を制御する補助気流制御部を更に備える、
   輻射式空調機。

Images