JP2000111073A - 暖房装置 - Google Patents

暖房装置

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JP2000111073A
JP2000111073A JP10280798A JP28079898A JP2000111073A JP 2000111073 A JP2000111073 A JP 2000111073A JP 10280798 A JP10280798 A JP 10280798A JP 28079898 A JP28079898 A JP 28079898A JP 2000111073 A JP2000111073 A JP 2000111073A
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JP
Japan
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heating element
heat insulating
insulating material
heating
sheet
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JP10280798A
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English (en)
Inventor
Kazuko Ito
和子 伊藤
Yoshiro Sudo
善郎 須藤
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BAINARU HIITEKKUSU KK
PUROKA CORP KK
Original Assignee
BAINARU HIITEKKUSU KK
PUROKA CORP KK
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

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  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工性が良く、熱効率の良い暖房装置を提供
する。 【解決手段】 床暖房ユニット2は、断熱材4と、面状
発熱体6と、仕上材8とを積層して一体に構成されてい
る。断熱材4に、ガラス繊維を含む樹脂シート等の形状
安定化材を積層する。面状発熱体6の両面に耐熱性のあ
る樹脂シートを真空熱圧着する。面状発熱体6の少なく
とも一面に導電層を形成し、面状発熱体6と導電層との
間の漏電を検知する手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、面状発熱体を用い
た暖房装置、特に、床や壁等に簡単に設置できる暖房装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より床暖房用ヒーターとしてコード
式ヒーター(電熱線)や温水循環方式などが知られてい
るが、コード式ヒーターは線状配置のために温度むらが
生じ、一方、温水循環方式は床下等への配管工事など工
事期間と工事費用がかかり手軽に利用しにくい。そこで
最近では、温度分布が均一でかつコスト安ということか
ら面状発熱体を利用した暖房装置が開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の面状発熱体を用いた装置においても、基本的に従来の
施工法と何ら変らない。すなわち、ヒーター部分を床構
造に埋め込み、室内の仕上材はその後の工事において敷
設するというものである。つまり暖房工事と仕上材工事
とは別々に行われ、したがって施工が大掛かりとなり、
また工事が別々に行われるためヒーター部分と仕上材と
の間の熱伝導が効率的でなかったという問題があった。
【0004】本発明は以上の点にかんがみてなされたも
ので、施工性が良く、熱効率の高い暖房装置を提供する
ことを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、断熱材と、面状発熱体と、仕上
材とを積層一体化して暖房装置を構成した。
【0006】上記のような暖房装置を用いれば、床や壁
にそのまま設置することが可能となり、大掛かりな暖房
工事は不要となり、施工性が著しく向上する。また、仕
上材の直近に面状発熱体を配置させることができるの
で、熱効率も向上し、短時間にて昇温させて暖房するこ
とが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の一例
を示し、ここでは800mm角または800mm×1600
mm、厚さ20〜25mmの床暖房ユニット2を例にとって
説明する。但し、本発明は床に限らず壁等他の箇所の暖
房に適用できることはいうまでもない。
【0008】床暖房ユニット2は、断熱材4と、面状発
熱体6と、仕上材8とを積層して一体に構成されてい
る。面状発熱体6と仕上材8との間には面状発熱体を保
護するための発熱体保護板7が配置され、ユニット全体
はアルミ枠10にはめられて固定される。
【0009】仕上材8としては、例えば畳表(いぐさ
等)、リノリウム材、カーペット、紙材、木材やコルク
等の木質材等が使用できるが、これらに限定されず、用
途に応じて様々な材料を使用することができる。たとえ
ば浴室等の常時水のかかる場所の床暖房としては、耐水
性ウレタンシート(またはタイル)を用いることもでき
る。また降雪地において道路等の融雪のために使用する
場合は、仕上材としてウレタンタイルまたはシート等の
耐摩耗性の材料が好適である。
【0010】断熱材4としては、図2に示すように、例
えば発泡スチレンボード4a(または木質インシュレー
ションボード)を使用する。これらは、密度が低く、高
い断熱性を有し、これを面状発熱体の下に配置すること
により発熱体からの熱を上方へ向け熱効率が向上する。
発泡スチレンボード4aの上下面は、熱膨張を抑えるた
めの形状安定化材4b,4cがそれぞれ積層されてい
る。形状安定化材4b,4cとしては、ガラス繊維材を
含む樹脂シートを使用することができる。例えば三井化
学株式会社製のガラス長繊維強化熱可塑性樹脂複合材
「プレグロン」(商品名)を使用する。「プレグロン」
はガラス繊維を一方向または直交方向に配置して、それ
にポリプロピレン樹脂を含ませたシート状新素材であ
る。「プレグロン」は、ガラスの線膨張係数が小さいこ
とから、熱による収縮、膨張が極めて小さく、使用時に
変形が起こることがない。
【0011】断熱材4には、後述する温度センサや温度
ヒューズを埋設するための座ぐり部(穴)4dが形成さ
れいる。
【0012】面状発熱体6としては、どのようなタイプ
を使用してもよいが、本実施例においては、布地にカー
ボンを含浸させた導電性の面状発熱体を使用した(バイ
ナルヒーテックス株式会社製「ヒーテックス」(商品
名)等)。「ヒーテックス」は特許第2584592号
埋設用面状発熱体として実用化されている。また、図3
に示すように、面状発熱体6aの両面を耐熱性のある樹
脂シート6b(例えばTPO、サーモ・プラスチック・
オレフィン等)で被覆する。
【0013】樹脂シート6bを面状発熱体6aに被覆す
るときは真空熱圧着による。すなわち、面状発熱体6a
と樹脂シート6bとの間にホットメルト接着剤を介在さ
せ、密封シート等によって密封した後、中の空気を抜
き、遠赤外ヒータ等を用いて加熱しながら圧着する。こ
こでホットメルト接着剤とは、常温では固体であるが加
熱溶融して使用する接着剤をいう。以上のように、真空
熱圧着することにより、面状発熱体6aと樹脂シート6
bとの間の空気(特に面状発熱体の繊維部や凹凸部に介
在する空気)を除去して密接に接着することができ、面
状発熱体を強力に固定し、これにより面状発熱体の耐久
性を向上させることができる。また面状発熱体内の空気
を抜くことにより熱効率が著しく向上する。またTPO
等の可撓性のある樹脂シートを用いれば、可撓性のある
面状発熱体を実現することができ、その施工性が向上す
る。
【0014】ところで、面状発熱体を使用する際の問題
として指摘されていることは、面状発熱体の一部に何ら
かの負荷がかかり、熱ごもりによる局所過熱が発生し火
災等の事故を起こすおそれがあるという点である。本発
明では、上記のような事態を未然に防止する手段を設け
た。具体的には、図4に示すように、面状発熱体の片面
または両面に樹脂シートを介して導電層(例えばアルミ
ニウム層)6cを形成した。そして、面状発熱体6aと
導電層6cとの間の漏電を検知する検知手段6dを設け
た。仮に局所過熱が発生すると、樹脂シート6bのその
部分が溶解し、その部分において面状発熱体6aと導電
層6cとが短絡する。それを検知手段6dによって検知
して、漏電があったときは面状発熱体6aへの給電を停
止する。検知手段6dの具体的構成については後述す
る。
【0015】発熱体保護板7は、仕上材表面からの不測
の突き刺し、局部衝撃、切り裂き等が起こったとき仕上
材や面状発熱体の損傷を防止するもので、例えば、硬質
の繊維板(ハードボート)で厚さ2mm〜3mm程度のもの
を使用する。硬質繊維板を使用すれば、上記のような保
護機能を備えるとともに、例えば後述する暖房畳の畳表
(いぐさ等)を発熱体保護板や断熱材と共に縫製する場
合でも、従来の縫製機の針でも刺通することができ、製
造し易い。
【0016】以上のものを積層して上からアルミ枠10
をはめて一体化する。各構成部分は単に積み重ねるだけ
でもよいし、粘着剤を用いて接着してもよい。アルミ枠
10による固着方法も、ねじ止め、接着剤による接着、
圧入等、適宜選択することができる。なお、仕上材とし
てリノリウム材をしようするときは、「プレグロン」等
の形状安定化材を裏貼りしておけば、熱による伸縮を防
止することができる。
【0017】以上のように、断熱材4の上に、発熱体
6、保護板7、仕上材8を設けることで、発熱体からの
放熱は上方に効率的に働き、上に重なる材料は保護板7
と仕上材8だけであるから、熱の伝導が速く、通電後の
昇温が他の方式に比べて著しく速くなった。また、断熱
材4、発熱体保護板7として上記のような材料を使用す
れば、極めて軽量な床暖房ユニットが実現できる。
【0018】図5は床暖房ユニット2を制御する制御装
置の一例の回路図である。面状発熱体6aは、2つの電
極6e,6fを有し、両電極に通電することにより発熱
する。一方の電極6eは温度ヒューズ12を介して電源
トランス14の一端子に接続されている。温度ヒューズ
12は断熱材4の座ぐり部4d内に埋設される。温度ヒ
ューズ12は所定温度(例えば80℃)になると溶解し
て面状発熱体への給電が遮断される。他方の電極6fは
SSRユニット(リレー)、ヒューズ18を介して電源
トランス14の他端子に接続される。面状発熱体6aの
直近には温度センサ13が、座ぐり部4d内に埋設され
ている。温度ヒューズ12、温度センサ13は必要に応
じて複数個設置する。
【0019】コントロールユニット20は、CPUやメ
モリを搭載したマイクロコントローラ22と、面状発熱
体の漏電を検出するコンパレータ24と、面状発熱体の
異常温度を検出するコンパレータ26と、リレー16へ
のオンオフ信号を出力するAND回路28とを備えてい
る。
【0020】導電層6cはコンパレータ24の一端子と
接続され、面状発熱体に局所過熱が発生し樹脂シート6
bの一部が溶解すると導電層6cへ電流が流れ、それに
応じた電圧がコンパレータ24の一端子に印加される。
コンパレータ24は、前記電圧と基準電圧とを比較し
て、前記電圧が基準電圧以下のときはH(High)信
号を、基準電圧を超えるとL(Low)信号を、マイク
ロコントローラ22およびAND回路28へそれぞれ出
力する。マイクロコントローラ22は、コンパレータ2
4からH信号が入力さればH信号を、L信号が入力され
ればL信号をAND回路28へ出力する。
【0021】温度センサ13からの温度信号はオペアン
プ30によって増幅され、マイクロコントローラ22お
よびコンパレータ26へ出力される。マイクロコントロ
ーラ22においては、温度信号を内蔵A/D変換器によ
りデジタル信号に変換し、それが設定温度以下であれば
H信号を、設定温度を超えていればL信号をAND回路
28へ出力する。またコンパレータ26は、温度信号と
基準値(予め設定した異常温度値)とを比較して、温度
信号が基準値以下のときはH(High)信号を、基準
値を超えるとL(Low)信号を、マイクロコントロー
ラ22およびAND回路28へそれぞれ出力する。マイ
クロコントローラ22は、コンパレータ26からH信号
が入力さればH信号を、L信号が入力されればL信号を
AND回路28へ出力する。
【0022】AND回路28は、入力信号がすべてH信
号であれば、フォトカプラ32を介してON信号をリレ
ー16へ送り、面状発熱体へ通電する。入力信号のうち
1つでもL信号があればOFF信号を送って面状発熱体
への通電を停止する。以上のように、上記制御装置は、
漏電状態、温度状態を二重、三重に監視し、面状発熱体
が設定温度に保たれるように、安全性の高い温度制御シ
ステムを構築している。なお、操作パネル34により、
設定温度やタイマー等をセットする。
【0023】図6は本発明の第2の実施態様を示し、本
発明を畳暖房に適用した例を示す。従来の畳暖房は55
mm厚の畳の下面にヒーター部を設置して畳全体を下部よ
り温める方式であり、極めて熱効率が悪く、また畳の熱
膨張によるツキ上げ(変形)等が生じている。
【0024】本発明による暖房畳においては、図6に示
すように、畳床としてガラス繊維を含む樹脂シート「プ
レグロン」等の形状安定化材を貼り合わせた発泡ポリス
チレンボード4を使用し、ヒーター部6と保護ボード7
等を一体ユニット化し畳表38(いぐさ等)を縫い込む
方式をとったため軽量かつ伸縮のない畳床暖房が実現で
きる。これにより、面状発熱体6から成るヒーター部6
は畳上面よりわずか5〜6mm下に設置することができる
ので熱損失が少ない。そのため、従来の装置では設定温
度に達するのに通常30〜60分かかるのに対し、本発
明による畳暖房装置によれば、わずか10分程度で設定
温度に達し従来の畳暖房の欠点とされていた立上がり温
度の遅さを克服している。畳表38の下にはクッション
材40を配置した。この暖房畳36においては発熱体保
護板7およびクッション材40の一方または両方を使用
する。温度制御装置は図5に示すものと同様である。図
6において図1と同じ構成部分には同じ参照番号を付し
て示した。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
断熱材と、面状発熱体と、仕上材とを積層一体化して暖
房装置を構成したので、床や壁にそのまま設置すること
が可能となり、大掛かりな暖房工事は不要となり、施工
性が著しく向上する。また、仕上材の直近に面状発熱体
を配置するので、熱効率も向上し、短時間にて昇温させ
て暖房することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示す分解図(A)および断面図
(B)
【図2】断熱材の拡大断面図
【図3】面状発熱体の拡大断面図
【図4】面状発熱体の拡大断面図および漏電検知手段を
示す図
【図5】床暖房ユニットの制御装置の回路図
【図6】本発明の他の例(暖房畳)を示す断面図
【符号の説明】
2 床暖房ユニット 4 断熱材 6 面状発熱体 7 発熱体保護板 8 仕上材
フロントページの続き (72)発明者 須藤 善郎 埼玉県草加市谷塚町271−8 バイナルヒ ーテックス株式会社内 Fターム(参考) 3K034 AA05 AA06 AA08 AA09 BA08 BA13 BA18 BB08 BB13 BC03 BC16 EA16 FA02 FA39 GA04 GA10 HA04 JA01 3L072 AA01 AB03 AC02 AD01 AD02 AD14 AD16 AE08 AG00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断熱材と、面状発熱体と、仕上材とを積
    層して一体に構成したことを特徴とする暖房装置。
  2. 【請求項2】 前記断熱材に、ガラス繊維を含む樹脂シ
    ート等の形状安定化材を積層した請求項1に記載の暖房
    装置。
  3. 【請求項3】 前記面状発熱体の両面に耐熱性のある樹
    脂シートを真空熱圧着した請求項1または2に記載の暖
    房装置。
  4. 【請求項4】 前記樹脂シートに導電層を形成し、前記
    面状発熱体と前記導電層との漏電を検知する手段を設け
    た請求項3に記載の暖房装置。
  5. 【請求項5】 前記仕上材がリノリウム材であり、前記
    リノリウム材にガラス繊維を含む樹脂シート等の形状安
    定化材を貼り合わせた請求項1ないし4のいずれかに記
    載の暖房装置。
  6. 【請求項6】 発泡ポリスチレンボードまたは木質イン
    シュレーションボート等の断熱材から成る畳床と、面状
    発熱体と、畳表とを積層して一体に構成したことを特徴
    とする暖房畳。
JP10280798A 1998-10-02 1998-10-02 暖房装置 Pending JP2000111073A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008202839A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Yamada Kogyo Kk 面状電気ヒータ組み込みパネル
JP2012002466A (ja) * 2010-06-21 2012-01-05 Unitika Ltd 床暖房用バックシート
WO2023018013A1 (ko) * 2021-08-12 2023-02-16 (주)티엔케이 세라믹 히터

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