JP2000146210A - 太陽電池を使った床暖房装置 - Google Patents
太陽電池を使った床暖房装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
Landscapes
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 廊下、キッチン、水廻り室、など局所的で小
規模な場所を、トラブルが生じた際の対応が容易な構造
で、かつ低いランニングコストで暖房する。 【解決手段】 床パネル内に潜熱蓄熱材を内装した容器
３ｃと該潜熱蓄熱材を加熱するシート状の電気ヒータ３
ｅと該電気ヒータ３ｅと床パネルの間に介装されたグラ
スウール３ｉと硬質発泡ウレタンフォーム３ｈを配置し
て床暖房パネル３を構成し、該床暖房パネル３と、前記
電気ヒータに接続されて直流電力を供給する太陽電池１
と、を含んで床暖房装置を構成する。床暖房パネルの構
成としては、床パネルの底板（床下パネル３ｊ）の上に
グラスウール３ｉと硬質発泡ウレタンフォーム３ｈを介
して前記電気ヒータ３ｅを配置し、このシート状の電気
ヒータ３ｅの上にアルミ両面接着テープ３ｆで接着する
構成で前記容器３ｃを設置する。容器３ｃの上面は、床
パネルの上面を塞ぐ床下地３ｂに接するようにする。
規模な場所を、トラブルが生じた際の対応が容易な構造
で、かつ低いランニングコストで暖房する。 【解決手段】 床パネル内に潜熱蓄熱材を内装した容器
３ｃと該潜熱蓄熱材を加熱するシート状の電気ヒータ３
ｅと該電気ヒータ３ｅと床パネルの間に介装されたグラ
スウール３ｉと硬質発泡ウレタンフォーム３ｈを配置し
て床暖房パネル３を構成し、該床暖房パネル３と、前記
電気ヒータに接続されて直流電力を供給する太陽電池１
と、を含んで床暖房装置を構成する。床暖房パネルの構
成としては、床パネルの底板（床下パネル３ｊ）の上に
グラスウール３ｉと硬質発泡ウレタンフォーム３ｈを介
して前記電気ヒータ３ｅを配置し、このシート状の電気
ヒータ３ｅの上にアルミ両面接着テープ３ｆで接着する
構成で前記容器３ｃを設置する。容器３ｃの上面は、床
パネルの上面を塞ぐ床下地３ｂに接するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廊下、キッチン、
水廻り室、居室の一部など通常の暖房が行われていない
場所を局所的に暖房する暖房装置に係り、特に太陽エネ
ルギーを利用して床側から暖房する床暖房装置に関す
る。
水廻り室、居室の一部など通常の暖房が行われていない
場所を局所的に暖房する暖房装置に係り、特に太陽エネ
ルギーを利用して床側から暖房する床暖房装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の床暖房には、温水式と電気式があ
り、熱源としては、温水式でガス，灯油，太陽熱、電気
式で商用電源を用いるのが一般的である。
り、熱源としては、温水式でガス，灯油，太陽熱、電気
式で商用電源を用いるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】温水式では、銅又は合
成樹脂のパイプをコンクリート内に打設するか（湿
式）、前述材料のパイプを予め取り付けた一体型パネル
を床に設置する（乾式）ものであった。前者（湿式）で
は、パイプに故障（漏れ、つまりなど）が起きた場合、
修理が大規模になるという問題がある。また、後者（乾
式）の場合は、パネル相互間でのパイプの接続が多く、
漏れの心配やパネル配置が煩雑になる等の問題があっ
た。いずれも、設備費、工事費が高く、その熱源の性質
上狭い範囲の床暖房は経済的でなかった。
成樹脂のパイプをコンクリート内に打設するか（湿
式）、前述材料のパイプを予め取り付けた一体型パネル
を床に設置する（乾式）ものであった。前者（湿式）で
は、パイプに故障（漏れ、つまりなど）が起きた場合、
修理が大規模になるという問題がある。また、後者（乾
式）の場合は、パネル相互間でのパイプの接続が多く、
漏れの心配やパネル配置が煩雑になる等の問題があっ
た。いずれも、設備費、工事費が高く、その熱源の性質
上狭い範囲の床暖房は経済的でなかった。
【０００４】電気式では、リード線状の電気ヒータを床
下に埋設するもの、シート状のものを床下または仕上げ
材下に設置するものがあった。リード線状の電気ヒータ
を設置するものでは断線など不具合が起きたときに修理
が大規模になる問題があった。シート状のものでは、仕
上げ材下に設置した場合、仕上げ材上からの物理的な外
力によりヒータが傷つけられる問題があった。いずれに
しても、電気式の場合、施工は簡単だが熱源のコストが
高いため、ランニングコストが高くつくという問題があ
った。ランニングコストのような問題を解決するため
に、潜熱蓄熱材と組み合わせ、深夜電力を使って夜のう
ちに蓄熱して昼間の暖房を行う構成のものもあった。し
かし、これらのものでも、小規模の暖房を行うには、契
約上も初期投資上も適切な方法とはいえなかった。
下に埋設するもの、シート状のものを床下または仕上げ
材下に設置するものがあった。リード線状の電気ヒータ
を設置するものでは断線など不具合が起きたときに修理
が大規模になる問題があった。シート状のものでは、仕
上げ材下に設置した場合、仕上げ材上からの物理的な外
力によりヒータが傷つけられる問題があった。いずれに
しても、電気式の場合、施工は簡単だが熱源のコストが
高いため、ランニングコストが高くつくという問題があ
った。ランニングコストのような問題を解決するため
に、潜熱蓄熱材と組み合わせ、深夜電力を使って夜のう
ちに蓄熱して昼間の暖房を行う構成のものもあった。し
かし、これらのものでも、小規模の暖房を行うには、契
約上も初期投資上も適切な方法とはいえなかった。
【０００５】局所的暖房手段としては、暖房マットや電
気式パネルヒータなどがある。これらは、パネルヒータ
が設置場所を取るので狭いところでは設置できないこと
を除けば、簡単で便利な暖房手段である。しかし、電気
式では、化石燃料を非効率的に消費するという問題は残
った。
気式パネルヒータなどがある。これらは、パネルヒータ
が設置場所を取るので狭いところでは設置できないこと
を除けば、簡単で便利な暖房手段である。しかし、電気
式では、化石燃料を非効率的に消費するという問題は残
った。
【０００６】また、従来、特別な施設を除くと、廊下、
キッチン、水廻り室、などは、一般の住宅内では暖房の
対象になっていない場合が多く、高齢者が寒期にこれら
の場所で死亡する例も多い。
キッチン、水廻り室、などは、一般の住宅内では暖房の
対象になっていない場合が多く、高齢者が寒期にこれら
の場所で死亡する例も多い。
【０００７】本発明の課題は、廊下、キッチン、水廻り
室、など局所的で小規模な場所を、トラブルが生じた際
の対応が容易な構造で、かつ低いランニングコストで暖
房するにある。
室、など局所的で小規模な場所を、トラブルが生じた際
の対応が容易な構造で、かつ低いランニングコストで暖
房するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
達成するために、床パネル内に潜熱蓄熱材と該潜熱蓄熱
材を加熱するシート状の電気ヒータと該電気ヒータと床
パネルの間に介装された断熱材とを配置して床暖房パネ
ルを構成し、該床暖房パネルと、前記電気ヒータに接続
されて直流電力を供給する太陽光発電手段と、を含んで
床暖房装置を構成したものである。
達成するために、床パネル内に潜熱蓄熱材と該潜熱蓄熱
材を加熱するシート状の電気ヒータと該電気ヒータと床
パネルの間に介装された断熱材とを配置して床暖房パネ
ルを構成し、該床暖房パネルと、前記電気ヒータに接続
されて直流電力を供給する太陽光発電手段と、を含んで
床暖房装置を構成したものである。
【０００９】太陽光発電手段（太陽電池）の直流出力
は、直接前記電気ヒータに供給される。太陽電池は屋根
などの太陽光線が十分当たる場所に配置される。暖房装
置が使用されるのは主として太陽の高度が低い期間であ
るので、太陽電池の太陽光入射面と水平面のなす角度
を、冬季の太陽高度を考慮して大きくとるのが望まし
い。
は、直接前記電気ヒータに供給される。太陽電池は屋根
などの太陽光線が十分当たる場所に配置される。暖房装
置が使用されるのは主として太陽の高度が低い期間であ
るので、太陽電池の太陽光入射面と水平面のなす角度
を、冬季の太陽高度を考慮して大きくとるのが望まし
い。
【００１０】選定する太陽電池出力としては電気ヒータ
面積１ｍ2あたり、４００〜６００ｗ程度を供給できる
容量とする。
面積１ｍ2あたり、４００〜６００ｗ程度を供給できる
容量とする。
【００１１】床暖房パネルの構成としては、床パネルの
底板の上に断熱材を介してシート状の電気ヒータを配置
し、このシート状の電気ヒータの上に接着する構成で潜
熱蓄熱材を封入した容器（以下、容器という）を設置す
るのがよい。前記容器と電気ヒータは、両者間の熱移動
を前記容器の平面的な位置の各所で均等にし且つ促進す
るため、両面接着のアルミフィルムテープで接着するの
が望ましい。
底板の上に断熱材を介してシート状の電気ヒータを配置
し、このシート状の電気ヒータの上に接着する構成で潜
熱蓄熱材を封入した容器（以下、容器という）を設置す
るのがよい。前記容器と電気ヒータは、両者間の熱移動
を前記容器の平面的な位置の各所で均等にし且つ促進す
るため、両面接着のアルミフィルムテープで接着するの
が望ましい。
【００１２】電気ヒータ及び前記容器は、床パネルの中
央部分のみに設置し、その比率は床パネルの床面積の１
／２〜２／３程度とするのがよい。前記容器の周囲側面
には、床面に平行な方向に５〜１０ｃｍの空間を設け、
空気層を利用して周囲の床面（前記容器に直接接してい
ない床面部分）を間接的に加熱する構成とする。この構
成を実現するには、電気ヒータと床パネルの底板の間に
配置する断熱材を、剛性のある断熱材と圧縮性のある断
熱材の組合せで構成し、電気ヒータの下に、剛性のある
断熱材（硬質発泡ウレタンフォームなど）を前記容器よ
り大きい平面形状で配置して、その下方にあるグラスウ
ールなどの圧縮性のある断熱材を圧縮して、前記容器の
周囲に空気層を確保するようにすればよい。
央部分のみに設置し、その比率は床パネルの床面積の１
／２〜２／３程度とするのがよい。前記容器の周囲側面
には、床面に平行な方向に５〜１０ｃｍの空間を設け、
空気層を利用して周囲の床面（前記容器に直接接してい
ない床面部分）を間接的に加熱する構成とする。この構
成を実現するには、電気ヒータと床パネルの底板の間に
配置する断熱材を、剛性のある断熱材と圧縮性のある断
熱材の組合せで構成し、電気ヒータの下に、剛性のある
断熱材（硬質発泡ウレタンフォームなど）を前記容器よ
り大きい平面形状で配置して、その下方にあるグラスウ
ールなどの圧縮性のある断熱材を圧縮して、前記容器の
周囲に空気層を確保するようにすればよい。
【００１３】潜熱蓄熱材の蓄熱容量は、電気ヒータの面
積１ｍ2当り、１２００〜２０００Ｋcal程度の容量とす
る。
積１ｍ2当り、１２００〜２０００Ｋcal程度の容量とす
る。
【００１４】電気ヒータ下面には、安全のため、サーモ
スイッチを設置し、電気ヒータ下面の温度が設定温度を
超えたら、電気ヒータに流れる電流が遮断されるように
しておく。電気ヒータにはまた、切り替えスイッチ及び
電圧降下装置を介して商用電源を接続しておき、太陽光
発電手段と商用電源のいずれかが前記切り替えスイッチ
で接続されるようにしておくのが望ましい。このように
構成しておけば、日射のない日には商用電源により電気
ヒータを駆動して潜熱蓄熱材を加熱することができる。
太陽光発電手段と商用電源の切り替えを、前記容器上面
（あるいは下面）に配置した温度センサの出力によって
行うようにしてもよいし、電気ヒータをながれる電流を
検出しておこなうようにしてもよい。温度センサの出力
によって行う場合、温度センサの出力が、潜熱蓄熱材の
融点を下回ったら、太陽光発電手段から商用電源への切
り替えを行うようにすればよい。
スイッチを設置し、電気ヒータ下面の温度が設定温度を
超えたら、電気ヒータに流れる電流が遮断されるように
しておく。電気ヒータにはまた、切り替えスイッチ及び
電圧降下装置を介して商用電源を接続しておき、太陽光
発電手段と商用電源のいずれかが前記切り替えスイッチ
で接続されるようにしておくのが望ましい。このように
構成しておけば、日射のない日には商用電源により電気
ヒータを駆動して潜熱蓄熱材を加熱することができる。
太陽光発電手段と商用電源の切り替えを、前記容器上面
（あるいは下面）に配置した温度センサの出力によって
行うようにしてもよいし、電気ヒータをながれる電流を
検出しておこなうようにしてもよい。温度センサの出力
によって行う場合、温度センサの出力が、潜熱蓄熱材の
融点を下回ったら、太陽光発電手段から商用電源への切
り替えを行うようにすればよい。
【００１５】前記容器の上に床下地材を配置し、その上
に床仕上げ材を設置する。
に床仕上げ材を設置する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の例を説明する。
施の形態の例を説明する。
【００１７】図１に、本発明の実施の形態の全体配置を
示す。図示のように、本実施の形態は、家屋の屋根上に
太陽光入射面を水平面に対して傾斜させて配置された太
陽光発電手段である太陽電池１と、該家屋のトイレの床
の一部を構成する床暖房パネル３と、該床暖房パネル３
と前記太陽電池１を接続する配線２と、を含んで構成さ
れている。太陽電池１の傾斜の度合いは、設置場所の冬
季の太陽高度を勘案して設定されるのが望ましいが、屋
根傾斜に合わせて設置するようにしてもよい。太陽電池
１につながる前記配線２は、軒裏から屋内に引き込ま
れ、壁面に沿って導設されて床下に導かれる。配線２
は、床下で前記床暖房パネル３の下面の接続端子に接続
される。
示す。図示のように、本実施の形態は、家屋の屋根上に
太陽光入射面を水平面に対して傾斜させて配置された太
陽光発電手段である太陽電池１と、該家屋のトイレの床
の一部を構成する床暖房パネル３と、該床暖房パネル３
と前記太陽電池１を接続する配線２と、を含んで構成さ
れている。太陽電池１の傾斜の度合いは、設置場所の冬
季の太陽高度を勘案して設定されるのが望ましいが、屋
根傾斜に合わせて設置するようにしてもよい。太陽電池
１につながる前記配線２は、軒裏から屋内に引き込ま
れ、壁面に沿って導設されて床下に導かれる。配線２
は、床下で前記床暖房パネル３の下面の接続端子に接続
される。
【００１８】床暖房パネル３は、あらかじめ工場生産さ
れ、前記家屋の建設現場で土台に設置されるもので、図
２に、その斜視図を示す。図４は図２のＡ−Ａ線矢視断
面（鉛直面で切って見た断面）を示す。図示の床暖房パ
ネル３は、中空箱状の床パネルと、該床パネルに内装さ
れた圧縮性のある断熱材と硬質の断熱材、電気ヒータ３
ｅ、潜熱蓄熱材を収容した樹脂製の容器３ｃからなって
いる。床パネルは、底板である床下パネル３Ｊと、壁体
をなす枠材３ｄと、上蓋をなす床下地３ｂと、床下地３
ｂの上に接着された床仕上げ材３ａと、から形成されて
いる。床下パネル３Ｊの上全面に、圧縮性の断熱材であ
るグラスウール３ｉが配置され、グラスウール３ｉの上
に、グラスウール３ｉよりも狭い面積の剛性のある断熱
材である硬質発泡ウレタンフォーム３ｈが配置されてい
る。硬質発泡ウレタンフォーム３ｈの上に、硬質発泡ウ
レタンフォーム３ｈよりも狭い面積の電気ヒータ（以
下、ヒータという）３ｅが配置され、ヒータ３ｅの上面
と前記床下地３ｂの下面の間に、両者に接するように潜
熱蓄熱材を収容した前記樹脂製の容器３ｃが配置されて
いる。潜熱蓄熱材としては、酢酸ナトリウム水和塩を主
成分としたものを使用した。この他に、硫酸ナトリウ
ム、チオ硫酸ナトリウム、塩化カルシウムなどの各水和
塩も使用可能である。
れ、前記家屋の建設現場で土台に設置されるもので、図
２に、その斜視図を示す。図４は図２のＡ−Ａ線矢視断
面（鉛直面で切って見た断面）を示す。図示の床暖房パ
ネル３は、中空箱状の床パネルと、該床パネルに内装さ
れた圧縮性のある断熱材と硬質の断熱材、電気ヒータ３
ｅ、潜熱蓄熱材を収容した樹脂製の容器３ｃからなって
いる。床パネルは、底板である床下パネル３Ｊと、壁体
をなす枠材３ｄと、上蓋をなす床下地３ｂと、床下地３
ｂの上に接着された床仕上げ材３ａと、から形成されて
いる。床下パネル３Ｊの上全面に、圧縮性の断熱材であ
るグラスウール３ｉが配置され、グラスウール３ｉの上
に、グラスウール３ｉよりも狭い面積の剛性のある断熱
材である硬質発泡ウレタンフォーム３ｈが配置されてい
る。硬質発泡ウレタンフォーム３ｈの上に、硬質発泡ウ
レタンフォーム３ｈよりも狭い面積の電気ヒータ（以
下、ヒータという）３ｅが配置され、ヒータ３ｅの上面
と前記床下地３ｂの下面の間に、両者に接するように潜
熱蓄熱材を収容した前記樹脂製の容器３ｃが配置されて
いる。潜熱蓄熱材としては、酢酸ナトリウム水和塩を主
成分としたものを使用した。この他に、硫酸ナトリウ
ム、チオ硫酸ナトリウム、塩化カルシウムなどの各水和
塩も使用可能である。
【００１９】ヒータ３ｅの面積と容器３ｃの底面積はほ
ぼ同じとしてあり、両者はアルミフィルムの両面接着テ
ープを間に挟んで接合されてヒータ・潜熱蓄熱材ユニッ
トを形成し、容器３ｃの上面は前記床下地３ｂの下面に
接している。前記グラスウール３ｉは当初前記枠材３ｄ
の高さ一杯に充填されるが、容器３ｃ，ヒータ３ｅ及び
前記硬質発泡ウレタンフォーム３ｈに押されて圧縮さ
れ、容器３ｃの周囲には空気層３ｇが形成される。空気
層３ｇは、水平方向に５〜１０ｃｍの幅で容器３ｃの周
囲全体の形成されるようにするのが望ましい。
ぼ同じとしてあり、両者はアルミフィルムの両面接着テ
ープを間に挟んで接合されてヒータ・潜熱蓄熱材ユニッ
トを形成し、容器３ｃの上面は前記床下地３ｂの下面に
接している。前記グラスウール３ｉは当初前記枠材３ｄ
の高さ一杯に充填されるが、容器３ｃ，ヒータ３ｅ及び
前記硬質発泡ウレタンフォーム３ｈに押されて圧縮さ
れ、容器３ｃの周囲には空気層３ｇが形成される。空気
層３ｇは、水平方向に５〜１０ｃｍの幅で容器３ｃの周
囲全体の形成されるようにするのが望ましい。
【００２０】ヒータ３ｅ下面には、安全のため、サーモ
スイッチを設置し、ヒータ３ｅ下面の温度が設定温度を
超えたら、ヒータ３ｅに流れる電流が遮断されるように
しておく。ヒータ３ｅにはまた、切り替えスイッチ及び
電圧降下装置を介して商用電源を接続しておき、太陽電
池１と商用電源のいずれかが前記切り替えスイッチで接
続されるようにしておくのが望ましい。このように構成
しておけば、日射のない日には商用電源によりヒータ３
ｅを駆動して潜熱蓄熱材を加熱することができる。太陽
電池１と商用電源の切り替えを、前記容器上面（あるい
は下面）に配置した温度センサの出力によって行うよう
にしてもよいし、ヒータ３ｅを流れる電流を検出してお
こなうようにしてもよい。温度センサの出力によって行
う場合、温度センサの出力が、潜熱蓄熱材の融点を下回
ったら、太陽電池１から商用電源への切り替えを行うよ
うにすればよい。
スイッチを設置し、ヒータ３ｅ下面の温度が設定温度を
超えたら、ヒータ３ｅに流れる電流が遮断されるように
しておく。ヒータ３ｅにはまた、切り替えスイッチ及び
電圧降下装置を介して商用電源を接続しておき、太陽電
池１と商用電源のいずれかが前記切り替えスイッチで接
続されるようにしておくのが望ましい。このように構成
しておけば、日射のない日には商用電源によりヒータ３
ｅを駆動して潜熱蓄熱材を加熱することができる。太陽
電池１と商用電源の切り替えを、前記容器上面（あるい
は下面）に配置した温度センサの出力によって行うよう
にしてもよいし、ヒータ３ｅを流れる電流を検出してお
こなうようにしてもよい。温度センサの出力によって行
う場合、温度センサの出力が、潜熱蓄熱材の融点を下回
ったら、太陽電池１から商用電源への切り替えを行うよ
うにすればよい。
【００２１】さらに、太陽電池１の出力を切り替えスイ
ッチを介して直流の換気ファンに接続しておき、暖房の
不必要な夏季には、換気ファンを駆動するようにしてお
けば太陽エネルギーを有効に利用できる。
ッチを介して直流の換気ファンに接続しておき、暖房の
不必要な夏季には、換気ファンを駆動するようにしてお
けば太陽エネルギーを有効に利用できる。
【００２２】床暖房パネルの工場組立てに際しては、床
下パネル３Ｊと枠材３ｄを結合した状態で、順に、グラ
スウール３ｉ，硬質発泡ウレタンフォーム３ｈ，ヒータ
・潜熱蓄熱材ユニットを取付ける。ついで床下地３ｂを
枠材３ｄに取り付ける。床仕上げ材３ａは、工場組立て
段階で床下地３ｂの上に接着してもよいし、床下地３ｂ
が取り付けられた床パネルを建設現場で土台上に設置
し、室内の工事がほぼ終了した段階で床下地３ｂの上に
接着するようにしてもよい。
下パネル３Ｊと枠材３ｄを結合した状態で、順に、グラ
スウール３ｉ，硬質発泡ウレタンフォーム３ｈ，ヒータ
・潜熱蓄熱材ユニットを取付ける。ついで床下地３ｂを
枠材３ｄに取り付ける。床仕上げ材３ａは、工場組立て
段階で床下地３ｂの上に接着してもよいし、床下地３ｂ
が取り付けられた床パネルを建設現場で土台上に設置
し、室内の工事がほぼ終了した段階で床下地３ｂの上に
接着するようにしてもよい。
【００２３】図示の例では、配線２に介装された切り替
えスイッチ、切り替えスイッチに電圧降下装置を介して
接続された商用電源、前記切り替えスイッチを駆動する
制御手段、前記ヒータの下面に設置され温度が所定の温
度を超えたらヒータへの電流を遮断するサーモスイッチ
などは図示を省略してある。
えスイッチ、切り替えスイッチに電圧降下装置を介して
接続された商用電源、前記切り替えスイッチを駆動する
制御手段、前記ヒータの下面に設置され温度が所定の温
度を超えたらヒータへの電流を遮断するサーモスイッチ
などは図示を省略してある。
【００２４】潜熱蓄熱材は厚さ２０〜３０ｍｍの平板状
に形成された前記樹脂製の容器３ｃに密閉されている
が、内部に少量の空気が一緒に封入されており、潜熱蓄
熱材が相変化により膨張しても容器３ｃの板状部分が若
干膨らむ程度である。これに合わせて、容器３ｃに接合
されるヒータ３ｅには、変形自在のカーボン面状ヒータ
を使用した。ヒータ３ｅの下方に配置される断熱材も、
前述のように、圧縮性のあるものにしてある。さらに、
容器３ｃの横方向周囲には前述のように空気層３ｇが形
成されているから、容器３ｃの横方向膨張を妨げるもの
はない。
に形成された前記樹脂製の容器３ｃに密閉されている
が、内部に少量の空気が一緒に封入されており、潜熱蓄
熱材が相変化により膨張しても容器３ｃの板状部分が若
干膨らむ程度である。これに合わせて、容器３ｃに接合
されるヒータ３ｅには、変形自在のカーボン面状ヒータ
を使用した。ヒータ３ｅの下方に配置される断熱材も、
前述のように、圧縮性のあるものにしてある。さらに、
容器３ｃの横方向周囲には前述のように空気層３ｇが形
成されているから、容器３ｃの横方向膨張を妨げるもの
はない。
【００２５】次に上記構成の床暖房装置の動作を説明す
る。太陽電池１に太陽光が当たると電流が発生し、その
直流電流は配線２を経て直接ヒータ２に流れる。ヒータ
２は流れる電流で熱を生じ、その熱で、固体となってい
る潜熱蓄熱材を融解し、潜熱、顕熱の形で蓄熱すると共
に、周囲の部材を加熱する。容器３ｃ周囲の空気層３ｇ
は、潜熱蓄熱材の容器３ｃに接触している床面以外の床
面にも対流により熱を伝達し、蓄熱範囲を拡大する効果
もある。
る。太陽電池１に太陽光が当たると電流が発生し、その
直流電流は配線２を経て直接ヒータ２に流れる。ヒータ
２は流れる電流で熱を生じ、その熱で、固体となってい
る潜熱蓄熱材を融解し、潜熱、顕熱の形で蓄熱すると共
に、周囲の部材を加熱する。容器３ｃ周囲の空気層３ｇ
は、潜熱蓄熱材の容器３ｃに接触している床面以外の床
面にも対流により熱を伝達し、蓄熱範囲を拡大する効果
もある。
【００２６】潜熱蓄熱材や他の部材に昼間蓄積された熱
は、日射のなくなった夜間に逐次放熱され、床面を一定
温度に保って床暖房が行われる。トイレなどの常時暖房
されていない場所は、冬季の室温は５℃程度に下がるこ
とも多い。したがって、床暖房といっても通常の床暖房
のように床温度２０℃でなくても、１０〜１５℃程度で
十分暖かく感じられる。
は、日射のなくなった夜間に逐次放熱され、床面を一定
温度に保って床暖房が行われる。トイレなどの常時暖房
されていない場所は、冬季の室温は５℃程度に下がるこ
とも多い。したがって、床暖房といっても通常の床暖房
のように床温度２０℃でなくても、１０〜１５℃程度で
十分暖かく感じられる。
【００２７】図５に、図３に示す床暖房パネルを、恒温
室に設置した０．９ｍ×１．５ｍの床面積で高さが１．
８ｍの実験用の小部屋に配置し、図２に示す太陽電池
（１７Ｖ×１２０ｗ定格）に接続して、周囲温度（恒温
室温度）約７℃として暖房を行った結果を示す。この例
では、日中の太陽光発電による蓄熱の結果、２３時ごろ
まで床表面温度を１５℃を超える温度に維持し、朝５時
ごろまで９℃程度に維持できるような暖房能力を発揮す
ることができた。図３に示す床暖房パネルにおけるヒー
タ３ｅ面積（つまりは容器３ｃの平面面積）は約０．２
７ｍ2で、潜熱蓄熱材の蓄熱容量は約５００ｋcalであっ
た。
室に設置した０．９ｍ×１．５ｍの床面積で高さが１．
８ｍの実験用の小部屋に配置し、図２に示す太陽電池
（１７Ｖ×１２０ｗ定格）に接続して、周囲温度（恒温
室温度）約７℃として暖房を行った結果を示す。この例
では、日中の太陽光発電による蓄熱の結果、２３時ごろ
まで床表面温度を１５℃を超える温度に維持し、朝５時
ごろまで９℃程度に維持できるような暖房能力を発揮す
ることができた。図３に示す床暖房パネルにおけるヒー
タ３ｅ面積（つまりは容器３ｃの平面面積）は約０．２
７ｍ2で、潜熱蓄熱材の蓄熱容量は約５００ｋcalであっ
た。
【００２８】本発明に係る床暖房装置を、廊下、キッチ
ン、水廻り室、トイレ等に設置すれば、それらの場所が
冷えていることにより高齢者が体調を害することや、そ
こへの出入りを躊躇することを防いで、温度的な面での
バリアフリーを達成することができる。
ン、水廻り室、トイレ等に設置すれば、それらの場所が
冷えていることにより高齢者が体調を害することや、そ
こへの出入りを躊躇することを防いで、温度的な面での
バリアフリーを達成することができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、局所的で小規模な場所
を、少ないランニングコストで暖房することが可能にな
った。また、熱源に太陽電池を使用するので環境に対す
る影響が少なく、昼間エネルギを集め、夜に集中する負
荷をまかなうことができる。また、本装置を設置する建
設現場での作業は、ヒータ３ｅと容器３ｃを内装した床
暖房パネルを通常の床康二と同様に設置したあとは、屋
根上に太陽電池を配置し、この太陽電池からの２本のリ
ード線（２芯の電線１本）をヒータに接続するだけで、
漏れなどの心配のある配管工事がなく、工事でのトラブ
ルも避けられる。
を、少ないランニングコストで暖房することが可能にな
った。また、熱源に太陽電池を使用するので環境に対す
る影響が少なく、昼間エネルギを集め、夜に集中する負
荷をまかなうことができる。また、本装置を設置する建
設現場での作業は、ヒータ３ｅと容器３ｃを内装した床
暖房パネルを通常の床康二と同様に設置したあとは、屋
根上に太陽電池を配置し、この太陽電池からの２本のリ
ード線（２芯の電線１本）をヒータに接続するだけで、
漏れなどの心配のある配管工事がなく、工事でのトラブ
ルも避けられる。
【図１】本発明の実施例を示す全体配置図である。
【図２】図１に示す実施例の太陽電池の例を示す斜視図
である。
である。
【図３】図１に示す床暖房パネルの構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】図３の床暖房パネルのＡ−Ａ線矢視断面を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明に係る床暖房装置を用いて行った暖房実
験の結果を示すグラフである。
験の結果を示すグラフである。
１ 太陽電池 ２ 配線 ３ 床暖房パネル ３ａ 床仕上材 ３ｂ 床下地 ３ｃ 容器 ３ｄ 枠材 ３ｅ ヒータ ３ｆ アルミフィルム（アルミ両面接着テープ） ３ｇ 空気層 ３ｈ 硬質発泡ウレタンフォーム ３ｉ グラスウール ３ｊ 床下パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相曽 一浩 静岡県磐田郡竜洋町駒場7100 矢崎資源株 式会社内 (72)発明者 森 和彦 東京都武蔵野市境南町３−13−14 株式会 社飯田産業内 Ｆターム(参考） 3L071 CC05 CD01 CE02 CF06 CG03 CH02 CJ01 3L072 AA01 AB03 AC02 AD03 AD04 AD06 AD16 AE07 AF07 AG03 AG07
Claims (6)
- 【請求項１】 太陽光を受けて発電する太陽電池１と、
該太陽電池１から出力される直流電流をエネルギー源と
して加熱される床暖房パネル３とを含んでなり、前記床
暖房パネル３は、外周枠３ｄとその上面と下面を閉じる
ように配置された板材３ａ，３ｂ，３ｊとからなる床パ
ネルと、前記下面を閉じるように配置された板材３ｊの
上に下から順に配置されて該床パネルに内装された断熱
材３ｉ，３ｈ、前記太陽電池１に接続された電気ヒータ
３ｅ、該電気ヒータ３ｅで加熱される潜熱蓄熱材を内装
した容器３ｃと、を含んで構成されている太陽電池を使
った床暖房装置。 - 【請求項２】 前記電気ヒータ３ｅと前記容器３ｃがア
ルミニウムの両面接着テープ３ｆで互いに接着されてい
ることを特徴とする請求項１記載の太陽電池を使った床
暖房装置。 - 【請求項３】 前記電気ヒータ３ｅには該電気ヒータ３
ｅの周辺温度が所定の温度を超えたら該電気ヒータと前
記太陽電池の接続を断つサーモスイッチが装着されてい
ることを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池を
使った床暖房装置。 - 【請求項４】 前記電気ヒータ３ｅへは、電圧降下装置
及び切り替え手段を介して商用電源が接続されており、
前記切り替え手段は、該商用電源と前記太陽電池のいず
れか一方を前記電気ヒータに接続するように構成されて
いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の太陽電池を使った床暖房装置。 - 【請求項５】 前記容器３ｃの、前記電気ヒータ３ｅに
対向する側と床パネルの上面を閉じる板材３ｂに対向す
る側を除く側面に幅５〜１０ｃｍの空気層３ｇが形成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載の太陽電池を使った床暖房装置。 - 【請求項６】 前記太陽電池１には切り替え手段を介し
て直流換気ファンが接続されており、暖房不要時には前
記直流ファンを駆動可能にしてあることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池を使った床暖
房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31727498A JP3760256B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 太陽電池を使った床暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31727498A JP3760256B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 太陽電池を使った床暖房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146210A true JP2000146210A (ja) | 2000-05-26 |
| JP3760256B2 JP3760256B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=18086413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31727498A Expired - Lifetime JP3760256B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 太陽電池を使った床暖房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3760256B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102620342A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-01 | 王凤文 | 全自动环保高效节能太阳能取暖及生活用热水两用系统 |
| JP2014531882A (ja) * | 2011-08-19 | 2014-11-27 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 太陽光発電システム用のソーラー同期負荷 |
| JP2015132435A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 積水化学工業株式会社 | 暖房システム及び建物 |
| CN105627410A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-06-01 | 黑龙江中惠地热股份有限公司 | 节能环保的电热地膜采暖装置及其工作方法 |
| ES2895428A1 (es) * | 2020-08-20 | 2022-02-21 | Elnur S A | Equipos de calefaccion por acumulacion que aprovechan los excedentes de energia electrica producida en instalaciones solares fotovoltaicas y el procedimiento de control del excedente |
| CN114087651A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-25 | 河北群翔采暖设备有限公司 | 太阳能生物质能联合供暖供热水系统 |
-
1998
- 1998-11-09 JP JP31727498A patent/JP3760256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014531882A (ja) * | 2011-08-19 | 2014-11-27 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 太陽光発電システム用のソーラー同期負荷 |
| JP2018085927A (ja) * | 2011-08-19 | 2018-05-31 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 太陽光発電システム用のソーラー同期負荷 |
| CN102620342A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-01 | 王凤文 | 全自动环保高效节能太阳能取暖及生活用热水两用系统 |
| JP2015132435A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 積水化学工業株式会社 | 暖房システム及び建物 |
| CN105627410A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-06-01 | 黑龙江中惠地热股份有限公司 | 节能环保的电热地膜采暖装置及其工作方法 |
| ES2895428A1 (es) * | 2020-08-20 | 2022-02-21 | Elnur S A | Equipos de calefaccion por acumulacion que aprovechan los excedentes de energia electrica producida en instalaciones solares fotovoltaicas y el procedimiento de control del excedente |
| CN114087651A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-25 | 河北群翔采暖设备有限公司 | 太阳能生物质能联合供暖供热水系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3760256B2 (ja) | 2006-03-29 |
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