JP2000265584A - 床暖房/冷房構造 - Google Patents

床暖房/冷房構造

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JP2000265584A
JP2000265584A JP11067350A JP6735099A JP2000265584A JP 2000265584 A JP2000265584 A JP 2000265584A JP 11067350 A JP11067350 A JP 11067350A JP 6735099 A JP6735099 A JP 6735099A JP 2000265584 A JP2000265584 A JP 2000265584A
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heat
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heating
heat medium
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Tetsuzo Fukuda
哲三 福田
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    • 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
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Central Heating Systems (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床暖房に加えて床冷房が可能で、運転効率の
良好な床暖房/冷房構造を提供すること。 【解決手段】 床面からの熱放射/熱吸収により部屋を
暖房/冷房する床暖房/冷房構造。スラブ床11と地表
面(グランド)13との間に、主砂層15が形成され、
地表面13の上に直接にまたは副砂層15Aを介して発
熱/吸熱層17を形成し土壌中に蓄熱層/蓄冷層33を
形成可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な床暖房/冷房構
造及びその施工方法に関する。特に、夜間電力等を利用
した蓄熱/蓄冷が可能となる新規な床暖房/冷房構造に
関する。
【0002】本明細書において、「床暖房/冷房」、
「蓄熱層/蓄冷層」、「熱媒/冷媒」、「発熱層/吸熱
層」等においける「/]は、「及び」を意味する。
【0003】
【従来の技術】昨今、家屋におけるより快的な暖房の要
請から、自然対流により効率良く部屋を暖めることがで
き、エネルギー消費が少ない床からの放射(輻射)暖
房、即ち、床暖房が着目されている。
【0004】床暖房とは、スラブ床または床下に埋設ま
たは配設した管の中に、温水・蒸気を通し、あるいは、
埋設したダクト中に温風を送り、あるいは電熱線を埋設
して、行う方法である。(「世界第百科事典」平凡社発
行、1973年版第19巻第567〜568頁参照)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記刊行物で
紹介されている床暖房構造は、いずれも加熱手段である
管等は、コンクリート中に埋設するか、コンクリート上
または保温材の上に配設する方式であった。
【0006】このため、加熱手段の加熱源である温水・
蒸気または電気等の供給をやめると、加熱手段がもって
いる熱はコンクリート等を介して放散し、暖房効果は早
期に消失してしまうと推定される。なお、保温材(断熱
材)の上に配設した場合でも、一般に保温材自体が蓄熱
作用を有することはほとんどなく、空気を介して放散
し、やはり、暖房効果が早期に消失してしまうと推定さ
れる。
【0007】他方、夜間電力利用給湯システムに見られ
るような、余剰夜間電力を利用する蓄熱型の暖房システ
ムも本発明者らが知るかぎり存在しなかった。
【0008】このため、本発明者は、先に、主として余
剰夜間電力を利用して、蓄熱型の床暖房を可能とし、相
対的に昼間の電力消費の節減が期待できる床暖房構造を
提供することを目的として、下記構成の床暖房構造及び
その施工方法の発明に想到した(特開平8−15251
0号公報参照)。
【0009】(1) 床面からの熱放射により部屋を暖める
床暖房構造であって、スラブ床と地表面(グランド)と
の間に、砂層が形成され、該砂層の地表面に直接または
近くに、電気抵抗加熱パネルが所定個数、敷設されてい
ることを特徴とする。
【0010】(2) 上記に係る床暖房構造を施工する方法
であって、家屋のスラブ床施工部位の地表面(グラン
ド)を整地後、直接または薄い砂層を形成して、所定枚
数の電気抵抗加熱パネルを敷設し、該電気抵抗加熱パネ
ル上に砂層を施工し、該砂層上にスラブ床を施工するこ
とを特徴とする。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の床
暖房構造の場合、床冷房は想定しておらず、寒冷期のみ
の運転で、運転効率が良好とは言えなかった。
【0012】また、電気抵抗加熱パネル以外のもので発
熱層を形成することを想定しておらず、該電気抵抗加熱
パネルで形成した発熱層では、吸熱層を別手段で形成す
る必要があり面倒であった。
【0013】本発明は、上記にかんがみて、床暖房に加
えて床冷房が可能で、運転効率の良好な床暖房/冷房構
造を提供することを目的とする。
【0014】本発明の他の目的は、床暖房と床冷房を同
一の熱交換手段で兼ねることができ、相対的に設備費が
低減ですむ床暖房/冷房構造を提供することにある。
【0015】
【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図例に基づ
いて、説明する。ここでは、床暖房/冷房構造を例にと
るが、冷房構造のみの場合も同様である。
【0016】A.基本的には、スラブ床11と地表面
(グランド)13との間に、砂層15が形成され、該砂
層15の地表面に直接または近くに、発熱層/吸熱層1
7が形成されている構造である(図1参照)。
【0017】ここでスラブ床11の材質は、コンクリー
ト床、木の床、等を問わない。この際、床スラブの下面
は、湿気が上昇して来ないように、防水処理、または、
ビニルシート等の耐透湿性シートを貼着しておくことが
望ましい。
【0018】また、建築物のコンクリート基礎部分Bの
内側及び/又は外側に厚さ10cm程度の断熱材(グラス
ウール、発泡スチレン等)19を全面貼り付けられてい
ることが、熱逸散を防止する見地から望ましい。
【0019】砂層15を形成する砂材は、川砂、山砂、
海砂等、特に限定されず、0.01〜2mmの粒径のもの
を、通常、使用し、適宜、土または砕石等を混合しても
よい。
【0020】砂層15の厚さは、通常、スラブ床11と
地表面13との空隙に略合致させ、通常、5〜50cm
(望ましくは30cm前後)とする。5cm未満では、十分
な蓄熱層が形成されないおそれがあるとともに、蓄熱・
熱の均一分散作用に悪影響が出ると共に、砂層15をブ
ルドーザ等で地ならしした際、加熱パネルが損傷するお
それがある。また、30cmを越えると、周囲からの放熱
及び床面への伝熱効率が低下する。
【0021】砂層15の回り、即ち、コンクリート基礎
部分の内側には、熱/冷熱逸散防止のために断熱層(保
温層)19を形成しておくことが望ましい。例えば、こ
の断熱層19としては、厚さ5〜15cm程度のグラスウ
ール層や、発泡スチロール層を挙げることができる。
【0022】また、通常、暖房コントロールは、スラブ
床11に埋め込まれたセンサ21を介して、発熱/吸熱
層17、17Aの冷媒/熱媒供給手段31と連動するよ
うになっているサーモスタット23で行う。
【0023】B.発熱層/吸熱層形成手段(電気抵抗加
熱パネルを除く。)17としては、通常、図2に示すよ
うな、波形に配管された熱媒パイプ25を使用すること
が望ましい。該熱媒パイプ25には、夜間電力等を利用
して後述の熱媒供給手段31により形成したお湯(又は
蒸気)又は冷水(又は冷気)を循環させる。
【0024】該熱媒パイプ25は、熱伝達率が良好で、
かつ、緩衝性を備えたカバー材でパネル状にして熱媒ユ
ニット27として、図2に示すようにジョイント29で
接続したものを用いてもよい。
【0025】このとき熱媒パイプ25は、防錆性及び成
形性の見地からは、プラスチック管(ex. PE、PV
C)、強度及び伝熱性の見地からは、鋼管又はアルミニ
ウム管とし、径・肉厚はそれぞれ、10〜30mm×0.
3〜1mmtのアルミ管ないし鋼管とする。
【0026】(3) 次に、上記構成の床暖房/冷房構造を
施工する方法について説明をする。(図1・2参照) まず、建築物のコンクリート基礎部分Bの内側及び/
又は外側(図例では外側)に厚さ10cm程度の断熱材
(グラスウール、発泡スチレン等)19を全面貼り付け
る。これは、輻射熱が建築物の外部に漏れないためであ
る。
【0027】次に、平らにならされた地面に、発熱層
/吸熱層17、17Aを、熱媒ユニット27を必要量敷
きつめて形成する。ここで、必要量とは、予め、建築物
の断熱性・気密性・規模等によって計算されるものであ
る。
【0028】敷き詰められた熱媒ユニット27を、熱
媒供給手段31と接続する。ここで、熱媒供給手段31
とは、高温流体である熱媒ばかりでなく、低温流体であ
る冷媒も含み、通常、熱媒体としては、双方に利用でき
る水が、安価で管理も容易なため望ましい。
【0029】熱媒ユニット27を敷きつめた後、砂
(あるいは砂を混ぜた土)を15〜50cm程度さらに敷
きつめて砂層15を施工した(通常、ブルドーザでなら
す)後、建築物のスラブ床11を施工する。また、この
際、防水処理して特殊ポリ塩化ビニルシートなどで、床
面全体を覆っておくことが望ましい。
【0030】サーモスタット用引き出し線24をスラ
ブ床に埋め込み、サーモスタット23を壁部分に設置す
る。これで、工事は完了である。
【0031】(4) 次に、上記実施例の使用態様を説明す
る。
【0032】まず、冬季等の寒冷期において、熱媒供給
手段31で発生させた、高温流体(60〜80℃)を図
示しないがポンプ等で熱媒パイプ25の中を通過させ
る。熱媒パイプ25(熱媒ユニット27)で形成された
発熱層17から発生する熱は、発熱層17が地表面13
に直接または近くに位置しているため、砂層15が暖め
られるとともに、該地表面下の地層も暖められ、図例の
ような逆ドーム状の蓄熱層33が形成される。この蓄熱
層33の境界部(不易層:夏冬温度が一定な層))34
では、熱移動のない均衡状態である。なお、この不易層
34の温度は、地域により若干異なるが、たとえば東京
においては、地下10mの温度で15℃前後である。
【0033】この蓄熱層33の形成は、夜間電力を利用
して行うことができ、エネルギーの効率的な利用が可能
となる。
【0034】そして、昼間の暖房の利用時には、該蓄熱
層33が放熱することにより、砂層15を介して、スラ
ブ床11を暖め床暖房が可能となる。このため、昼間
は、蓄熱層33がない場合に比して、相対的に熱媒冷媒
形成手段31の通電時間を短くできる。
【0035】なお、図1における地下の土壌蓄熱層概念
図(温度分布表示)は、サーモスタット温度(床温度)
を20℃に設定したときのものである。
【0036】また、夏季等の酷暑期において、同様に熱
媒供給手段31で形成させた低温流体(0〜10℃)
を、上記同様、ポンプ等で熱媒パイプ25の中を通過さ
せる。すると、熱媒パイプ25(熱媒ユニット27)で
形成された吸熱層17Aにより砂層15が冷やされると
ともに、該地表面下の地層も冷やされ、図例のような逆
ドーム状の蓄冷層33Aが形成される。この蓄冷層33
Aの境界部(不易層)34では、熱移動のない均衡状態
である。
【0037】この蓄冷層33Aの形成は、夜間電力を利
用して行うことができ、エネルギーの効率的な利用が可
能となる。
【0038】そして、昼間の冷房の利用時には、該蓄冷
層33Aが吸熱反応することにより、砂層15を介し
て、スラブ床11を冷やし床冷房が可能となる。このた
め、昼間は、蓄冷層33Aがない場合に比して、相対的
に熱媒供給手段31の通電時間を短くできる。
【0039】(5) 上記においては、床暖房/冷房構造を
例にとるが、冷房構造のみの場合も同様である。ただ
し、冷房構造と暖房構造とを上記の如く、共通する熱媒
パイプ(熱交換器)を利用しない場合は、暖房構造は、
従来の如く、抵抗加熱パネル、電熱ケーブル、面状発熱
体を用いてもよい。また、冷房構造に用いる、各種冷却
手段としては、水道粋、氷蓄熱式ヒートポンプ、電子冷
却ユニット等を使用可能である。
【0040】
【発明の作用・効果】本発明の床暖房/冷房構造及びそ
の施工方法は、床面からの熱放射により部屋を暖める床
暖房/冷房構造であって、スラブ床の地表面(グラン
ド)との間に、砂層が形成され、該砂層の地表面に直接
または近くに、発熱層/吸熱層が形成されていることを
特徴とする構成により、下記のような作用・効果を奏す
る。
【0041】冷間期/暑間期において、主として夜間電
力等を利用して、発熱層/吸熱層を形成する。該発熱層
/吸熱層は、地表面に直接または近くに位置しているた
め、砂層が暖められ/冷やされるとともに、該地表面下
の地層も暖め/冷やし、逆ドーム状の蓄熱層が形成され
る。
【0042】従って、主として余剰夜間電力を利用し
て、蓄熱型の床暖房/冷房が可能となる。よって、本発
明は、同じ暖房/冷房効果を得るために暖房/冷房形成
手段の昼間の通電時間を相対的に短くでき、省エネルギ
ー化に大きく寄与するものである。
【0043】さらには、暖房/冷房併用であるため、稼
働効率も良好である。特に、発熱層/吸熱層が熱媒/冷
媒共用パイプで形成した場合は、その効果は顕著であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の床暖房/冷房構造の一例を示すモデル
【図2】本発明の実施例で使用する電気発熱層/吸熱層
形成手段アセンブリの平面図
【符号の説明】
11 スラブ床 13 地表面 15 砂層 17 発熱層 17A 吸熱層 19 断熱層 25 熱媒パイプ 27 熱媒ユニット 31 熱媒供給手段 33 蓄熱層 33A 蓄冷層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F24F 5/00 101 F24F 5/00 101B F28D 20/00 F28D 20/00 A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床面からの熱放射/熱吸収により部屋を
    暖房/冷房する床暖房/冷房構造であって、スラブ床と
    地表面(グランド)との間に、主砂層が形成され、前記
    地表面の上に直接にまたは副砂層を介して発熱層/吸熱
    層が形成されて土壌中に蓄熱層/蓄冷層を形成可能とさ
    れていることを特徴とする床暖房/冷房構造。
  2. 【請求項2】 前記発熱層/吸熱層が熱媒/冷媒共用パ
    イプで形成されていることを特徴とする請求項1記載の
    床暖房/冷房構造。
  3. 【請求項3】 請求項1の床暖房/冷房構造を施工する
    方法であって、 家屋のスラブ床施工部位の地表面(グランド)を整地
    後、グランド上に直接又は薄い副砂層を形成した後、発
    熱層/吸熱層を形成し、該発熱層/吸熱層の上にさらに
    主砂層を施工し、該主砂層上にスラブ床を施工すること
    を特徴とする床暖房/冷房構造の施工方法。
  4. 【請求項4】 前記発熱層/吸熱層を熱媒/冷媒共用パ
    イプで形成することを特徴とする請求項1記載の床暖房
    /冷房構造の施工方法。
  5. 【請求項5】 床面からの熱吸収により部屋を冷房する
    冷房構造であって、スラブ床と地表面(グランド)との
    間に、主砂層が形成され、前記地表面の上に直接にまた
    は副砂層を介して吸熱層が形成されて土壌中に蓄冷層を
    形成可能とされていることを特徴とする床冷房構造。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006336915A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Tokyo Electric Power Co Inc:The 冷房設備および快適空間設備
JP2012028424A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Taisei Corp 放熱装置
CN104197454A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 中山市蓝水能源科技发展有限公司 一种吸冷式水蓄冷制冷装置
JP2016041885A (ja) * 2014-08-19 2016-03-31 ミサワホーム株式会社 冷暗所付き住宅
CN106871299A (zh) * 2017-04-07 2017-06-20 山东方亚地源热泵空调技术有限公司 一种基于环保低温冷媒的复合热泵空调系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02290448A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Ig Tech Res Inc 家屋
JPH0658685A (ja) * 1992-08-10 1994-03-04 Natl House Ind Co Ltd 蓄熱パネル
JPH08152150A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Tetsuzo Fukuda 床暖房構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02290448A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Ig Tech Res Inc 家屋
JPH0658685A (ja) * 1992-08-10 1994-03-04 Natl House Ind Co Ltd 蓄熱パネル
JPH08152150A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Tetsuzo Fukuda 床暖房構造

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006336915A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Tokyo Electric Power Co Inc:The 冷房設備および快適空間設備
JP2012028424A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Taisei Corp 放熱装置
JP2016041885A (ja) * 2014-08-19 2016-03-31 ミサワホーム株式会社 冷暗所付き住宅
CN104197454A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 中山市蓝水能源科技发展有限公司 一种吸冷式水蓄冷制冷装置
CN106871299A (zh) * 2017-04-07 2017-06-20 山东方亚地源热泵空调技术有限公司 一种基于环保低温冷媒的复合热泵空调系统

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