JP2000257890A - 放熱マット及びそれを用いた床暖房システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、放熱体からの熱を設置面に伝導させ
て室内を暖める放熱マット及び床面からの輻射熱で室内
を暖める床暖房システムに関し、放熱体からの熱を高効
率で設置面に伝導でき、低コストで床面からの放熱量を
向上させることができる放熱マット及びそれを用いた床
暖房システムを提供することにある。 【解決手段】根太１４に支持された下地合板１８上に温
水マット４０が敷き詰められている。温水マット４０
は、温水パイプ５０を埋め込んだ基材４２を有し、温水
パイプ５０からの熱を床面に伝導して室内を暖める。温
水パイプ５０は、温水が流れる方向に垂直な面で切った
断面の形状が、均熱板６の分布方向に長い横長状に形成
されている。温水マット４０上にはフローリング材２３
が敷き詰められている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放熱体からの熱を
設置面に伝導させて室内を暖める放熱マットに関し、ま
た、床面からの輻射熱で室内を暖める床暖房システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の床暖房システムの概要を図４を用
いて説明する。図４は温水を床下に循環させて温水の熱
により暖房する温水式の床暖房システムを示している。
この暖房システムは、熱源機１でガスを燃焼させて作っ
た約６０°Ｃの低温水を床下に敷設した温水マット（放
熱マット）４に循環させ、床からの輻射熱で部屋全体を
均一に暖房するようになっている。図４に示す床暖房シ
ステムでは、ガスを燃焼させて水を所定温度に加熱して
温水配管１２に送り出す熱源機１が屋外に設置されてい
る。温水配管１２は、熱源機１から温水マット４に向か
う温水が流れる往き管と、温水マット４内を循環した水
が熱源機１に戻るための戻り管とを有しており、周囲は
断熱材で囲まれている。温水マット４が配置された室内
（図中破線で示している）の壁には、室温を計測して室
内の温度調節を行う床暖房コントローラ２が取り付けら
れている。所望の室温が維持されるように床暖房コント
ローラ２から信号線８を介して熱源機１に指令が送出さ
れるようになっている。熱源機１は、床暖房コントロー
ラ２からの指令に基づいて温水マット４に供給する温水
の供給時間を制御して、温水マット４からの床を介した
輻射熱により室内を所定の室温に維持させるようになっ
ている。

【０００３】図５は、敷設された温水マット４をより具
体的に示すため、床面に垂直な方向に切断した床部断面
を示している。まず、下地合板１８は、その下方に配置
された根太（ねだ）１４により支えられている。隣り合
う根太１４間には断熱材１６が張り付けられている。下
地合板１８上には、温水マット４が敷き詰められてい
る。この温水マット４は、基材としての樹脂発泡体中
に、図４に示した温水配管１２の往き管及び戻り管とが
接続される温水循環用の温水パイプ５を有している。ほ
ぼ円形断面を有する温水パイプ５の外径は約７．２ｍｍ
程度であり、内径は５ｍｍ程度である。また、温水マッ
ト４上面には均熱板６が張り付けられている。均熱板６
上にはフローリング材２２が敷き詰められている。

【０００４】この床暖房システムは、室内に温風を循環
させて室内を暖房する暖房システムと異なり、暖まった
床面からの輻射と熱伝導により室内を暖房するため、室
内の利用者に不快な風を感じさせない利点を有してい
る。さらに床暖房システムは、燃焼装置や送風装置など
が室内にないため、安全であると共に極めて静かな室内
環境を得ることができるという利点も有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の床暖房システムは、温水マット４の基材中に保持
した温水パイプ５に温水を流して、温水からの熱をフロ
ーリング材２２側に伝導するようにしている。ところ
が、従来の床暖房システムは、温水マット４の基材を構
成する樹脂発泡体の断熱性が高いため、床面の温度は温
水パイプ５直上が最も高く、隣り合う温水パイプ５の間
の床表面温度はそれより低くなってしまい、床面の温度
むらが生じてしまうという問題を有していた。

【０００６】そのため現在では、図５に示したように、
温水マット４上面に厚さ０．０４〜０．１ｍｍ程度のア
ルミニウム膜の均熱板６を張り付けて、その上にフロー
リング材２２を固定するようにしている。こうすること
により、温水パイプ５表面と均熱板６との接触領域を介
して接触温水パイプ５からの熱を均熱板６内で水平方向
に拡散させ、温度むらを減少させようとするものであ
る。ところが、温水パイプ５近傍をより詳細に示す図６
から明らかなように、温水パイプ５を水の流れる方向に
垂直に切った断面は円形形状であるため、均熱板６と温
水パイプ５との接触面積Ｃが小さく、従って、均熱板６
は十分な熱を温水パイプ５から得ることができないとい
う問題を有している。これは温水式の床暖房システムに
おける暖房効率の観点から無視できない問題であり、床
暖房にかかるランニングコストを抑えることができない
という問題も生じる。

【０００７】これに対し、図７に示すような改良も試み
られている。図７（ａ）は温水パイプ５の径を大きくし
て、均熱板６と温水パイプ５との接触面積Ｃを増加させ
たものである。しかしながら、この構成では、温水パイ
プ５の径が大きくなった分だけ温水マット４の基材に設
ける溝は深くなるので、基材底部から溝底部までの厚さ
が薄くなって基材強度が低下してしまうという問題が生
じる。一方、溝深さに合わせて基材の厚さを厚くする
と、基材材料が増加してコスト高になってしまうという
問題と共に、床暖房システムを設けた部屋と設けていな
い部屋との境界に段差が生じてしまい、いわゆるバリア
フリーの観点から問題が生じる。

【０００８】また、図７（ｂ）は、温水パイプ５と温水
パイプ５を埋め込んでいる溝との間に均熱板６を配置し
た構成を示している。図７（ｂ）に示すように、温水パ
イプ５を巻き込むように均熱板６を配置することによ
り、図６に示したものと比較して約１５％程度の放熱量
の増加を得ることができる。しかしながら、この構成は
温水パイプ５と溝との間に均熱板６を配置して温水パイ
プ５に均熱板６を巻き付ける作業に手間と時間がかかる
ためコスト高となってしまう問題を有している。

【０００９】本発明の目的は、放熱体からの熱を高効率
で設置面に伝導できる放熱マットを提供することにあ
る。さらに、本発明の目的は、低コストで床面からの放
熱量を向上させることができる床暖房システムを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、内部に温水
が流れるパイプ状の放熱体と、放熱体を保持する基材
と、基材面上に形成された均熱板とを有し、放熱体から
の熱を均熱板を介して設置面に伝導して室内を暖める放
熱マットにおいて、放熱体は、温水が流れる方向に垂直
な面で切った断面の形状が、均熱板の分布方向に長い横
長状に形成されていることを特徴とする放熱マットによ
って達成される。

【００１１】本発明の放熱マットにおいて、前記放熱体
の断面は、一長辺が均熱板に接触する長方形形状を有し
ていることを特徴とする。あるいは、前記放熱体の断面
は、平行２辺とそれらを結ぶ２つの半円とからなるトラ
ック形状を有し、前記平行２辺の一辺が前記均熱板に接
触していることを特徴とする。または、前記放熱体の断
面は、長径が均熱板とほぼ平行な楕円形状を有している
ことを特徴とする。さらにあるいは前記放熱体の断面
は、一辺が均熱板に接触する逆三角形形状を有している
ことを特徴とする。

【００１２】また、上記目的は、放熱体が埋め込まれた
基材を介して床面に熱を伝導する床暖房用放熱マット
と、放熱体に熱を供給する熱源とを有し、床面からの輻
射熱で室内を暖める床暖房システムにおいて、床暖房用
放熱マットは、上記本発明のいずれかの放熱マットであ
ることを特徴とする床暖房システムによって達成され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による放熱
マット及びそれを用いた床暖房システムを図１乃至図３
を用いて説明する。まず、本実施の形態による放熱マッ
トの概略の構成を図１を用いて説明する。本放熱マット
は、温水を床に循環させて温水の熱により暖房する温水
式の床暖房システムに用いられるものである。

【００１４】図１は、本実施の形態による温水マット
（放熱マット）が敷設された床を床面に垂直な方向に切
断した断面を示している。まず床下には、例えば断面が
正方形で各辺の長さが４５ｍｍ程度の木材が根太（ね
だ）１４として所定間隔で張り渡されている。隣り合う
根太１４間には断熱材１６が張り付けられている。この
根太１４により、例えば厚さ１２ｍｍ、幅９０ｃｍ×１
８０ｃｍの下地合板１８が支えられている。下地合板１
８上には、本実施の形態による温水マット４０が敷き詰
められている。

【００１５】温水マット４０は、放熱体として平面状に
並列し、温水が循環する温水パイプ５０と、表面に溝が
形成された基材４２とを有している。基材４２として
は、樹脂発泡体（例えば、発泡ポリエチレン、発泡ポリ
スチレン）あるいは木質合板が用いられる。基材４２の
溝中には温水パイプ５０が埋め込まれている。温水パイ
プ５０端部には、従来例で示した図４における温水配管
１２の往き管及び戻り管とが接続されるようになってい
る。温水パイプ５０としては、銅管や樹脂管（架橋ポリ
エチレンやポリブテン等）を用いることができる。

【００１６】温水マット４０上面には均熱板６が張り付
けられている。均熱板６の材質としてアルミニウムを用
いているが、熱をよく伝え加工が容易なものであれば他
の材質を用いることもできる。また、均熱板６の厚さ
は、０．０４ｍｍ〜０．１ｍｍ程度である。温水マット
４０下面から均熱板６上面までの厚さは約６ｍｍであ
る。均熱板６上面には木質合板のフローリング材２３が
敷き詰められている。フローリング材２３は約６ｍｍの
厚さを有している。

【００１７】さて、本実施の形態による温水パイプ５０
は、温水が流れる方向に垂直な面で切った断面の形状
が、均熱板６の分布方向に長い横長状に形成されてい
る。より正確には、温水パイプ５０の断面は、平行２辺
とそれらを結ぶ２つの半円とからなるトラック形状を有
し、平行２辺の一辺が均熱板６に接触している。図２を
用いて本実施の形態による温水パイプ５０及びそれが配
置されている近傍の形状についてより詳細に説明する。
本実施の形態による温水パイプ５０の肉厚ｄ１は、約
１．１ｍｍであり、温水パイプ５０内部の鉛直方向の高
さｄ２は、約２ｍｍである。また、水平方向の直線部の
長さｄ４は約１０ｍｍである。このため、本実施の形態
では、均熱板６が温水パイプ５０の水平方向の直線部の
長さｄ４で接することができるので、従来の円形の温水
パイプ５に比較して、均熱板６に対する放熱量を格段に
増加させることができるようになる。また、以上のよう
な寸法を有する温水パイプ５０における温水が流れる領
域の断面積は、約２３ｍｍ^２となる。これは、図６に示
した円形の従来の温水パイプ５の断面積約２０ｍｍ^２よ
り大きい。なお、本例では従来の温水パイプ５よりやや
大きい断面積で温水の流路を形成しているが、これは必
要に応じて従来と同一の断面積やそれより小さい断面積
になるように形成してももちろんよい。

【００１８】また本実施の形態において、この横長のト
ラック形状の温水パイプ５０が基材４２の溝部にちょう
ど収まるように、基材４２の溝部の深さｄ３は約４．２
ｍｍ、水平方向長さｄ５は約１４．２ｍｍに形成されて
いる。なお、均熱板６の厚さｄ６は従来のものと同様で
ある。一方、図６に示した従来の温水パイプ５を収納す
る溝の深さ及び幅はそれぞれ７．２ｍｍである。従っ
て、本実施の形態による温水パイプ５０の寸法及び形状
を用いれば、均熱板６と基材４２とを含めた温水マット
４０の厚さを従来に比して薄くすることも可能になる。
本実施の形態では図２に示す温水マット４０の厚さｄ７
は６ｍｍにしている。さらに、フローリング材２３の厚
さｄ８も６ｍｍにしている。従って、温水マット４０と
フローリング材２３とを重ねた状態で１２ｍｍの厚さに
することができる。

【００１９】このため、床暖房システムを設置する部屋
の床面を本実施の形態による温水マット４０とフローリ
ング材２３とで形成し、床暖房システムを用いない部屋
の床面を厚さ１２ｍｍの既存のフローリング材２２で形
成するようにすれば、容易にバリアフリーを実現するこ
とができる。

【００２０】このような構成の本実施の形態による温水
マット４０を用いることにより、温水パイプ５０から放
出される熱を均熱板６に十分伝導させてフローリング材
２３を暖めることができるようになる。さらに、本実施
の形態による温水パイプ５０によれば、広い面積で均熱
板６に接するため、従来に比して温度むらの発生を抑制
することもできるようになる。すなわち、均熱板６上面
からフローリング材２３へ伝導する熱を場所によらずほ
ぼ均一にすることができるようになる。従って、フロー
リング材２３の床面全面をほぼ均等な温度に維持させる
ことができるようになる。

【００２１】次に、本実施の形態による温水マットの変
形例の構成の概略を図３を用いて説明する。図３（ａ）
に示す温水マット４０は、温水パイプ５０を温水の流れ
る方向に垂直に切った断面形状が、一長辺が均熱板６に
接触する長方形形状である点に特徴を有している。ま
た、図３（ｂ）に示す温水マット４０は、温水パイプ５
０を温水の流れる方向に垂直に切った断面形状が、一辺
が均熱板６に接触する逆三角形形状である点に特徴を有
している。また、図３（ｃ）に示す温水マット４０は、
温水パイプ５０を温水の流れる方向に垂直に切った断面
形状が、長径が均熱板６とほぼ平行な楕円形状である点
に特徴を有している。このような図３に示した変形例に
おいても、本実施の形態による効果を奏することが可能
である。

【００２２】このように本実施の形態によれば、温水パ
イプ５０を温水の流れる方向に垂直に切った断面が円形
形状でなく、均熱板６に沿った横長状であるため均熱板
６との接触面積を大きく取れ、従って、均熱板６は十分
な熱を温水パイプ５０から得ることができる。従って、
床暖房における熱伝導の効率を上げることができるよう
になり、床暖房にかかるランニングコストを抑えること
ができるようになる。また、温水パイプ５０の深さ方向
の径を大きくすることなく、均熱板６と温水パイプ５０
との接触面積を増加させることができる。従って、温水
マット４０の基材４２に設ける溝を深くする必要も生じ
ないため、基材４２底部から溝底部までの厚さが薄くな
って基材強度が低下してしまうという問題も生じない。
さらに、溝深さを薄くすることも可能であるであるた
め、基材材料を削減してコスト低下が図れるだけでな
く、床暖房システムを設けた部屋と設けていない部屋と
の境界に生じる段差を解消してバリアフリーを実現でき
るようになる。また、本実施の形態によれば、図６に示
した従来の構成と同様の作業性で温水マットを製造する
ことができ、余計な手間や時間をかけずに低コストで床
暖房システムを設置することができるようになる。

【００２３】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、温水
を床に循環させる温水パイプ５０に樹脂製のパイプを用
いたが、本発明はこれに限られることなく、金属製のパ
イプを用いても同様の効果を得ることが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、放熱体か
らの熱を高効率で設置面に伝導できる放熱マットを実現
できる。また本発明によれば、低コストで床面からの放
熱量を向上させることができる床暖房システムを実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による温水マットの概略
構成を説明する図である。

【図２】本発明の一実施の形態による温水マットの温水
パイプ近傍の構成の概略を説明する図である。

【図３】本発明の一実施の形態による温水マットの変形
例の構成の概略を説明する図である。

【図４】従来の床暖房システムの概略を説明する図であ
る。

【図５】従来の温水マットの概略構成を説明する図であ
る。

【図６】従来の温水マットにおける温水パイプ近傍の構
成の概略を説明する図である。

【図７】従来の温水マットにおける温水パイプ近傍の他
の構成例の概略を説明する図である。

【符号の説明】 １ 熱源機 ２ 床暖房コントローラ ４、４０ 温水マット ５、５０ 温水パイプ ６ 均熱板 ８ 信号線 １２ 温水配管 １４ 根太 １６ 断熱材 １８ 下地合板 ２２、２３ フローリング材 ４２ 基材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に温水が流れるパイプ状の放熱体と、
   前記放熱体を保持する基材と、前記基材面上に形成され
   た均熱板とを有し、前記放熱体からの熱を前記均熱板を
   介して設置面に伝導して室内を暖める放熱マットにおい
   て、 前記放熱体は、前記温水が流れる方向に垂直な面で切っ
   た断面の形状が、前記均熱板の分布方向に長い横長状に
   形成されていることを特徴とする放熱マット。
2. 【請求項２】請求項１記載の放熱マットにおいて、 前記放熱体の前記断面は、一長辺が前記均熱板に接触す
   る長方形形状を有していることを特徴とする放熱マッ
   ト。
3. 【請求項３】請求項１記載の放熱マットにおいて、 前記放熱体の前記断面は、平行２辺とそれらを結ぶ２つ
   の半円とからなるトラック形状を有し、前記平行２辺の
   一辺が前記均熱板に接触していることを特徴とする放熱
   マット。
4. 【請求項４】請求項１記載の放熱マットにおいて、 前記放熱体の前記断面は、長径が前記均熱板とほぼ平行
   な楕円形状を有していることを特徴とする放熱マット。
5. 【請求項５】請求項１記載の放熱マットにおいて、 前記放熱体の前記断面は、一辺が前記均熱板に接触する
   逆三角形形状を有していることを特徴とする放熱マッ
   ト。
6. 【請求項６】放熱体が埋め込まれた基材を介して床面に
   熱を伝導する床暖房用放熱マットと、前記放熱体に熱を
   供給する熱源とを有し、前記床面からの輻射熱で室内を
   暖める床暖房システムにおいて、 前記床暖房用放熱マットは、請求項１乃至５のいずれか
   １項に記載の放熱マットであることを特徴とする床暖房
   システム。