JP2001074259A - 床暖房装置及び暖房床付き建物 - Google Patents

床暖房装置及び暖房床付き建物

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JP2001074259A
JP2001074259A JP25032499A JP25032499A JP2001074259A JP 2001074259 A JP2001074259 A JP 2001074259A JP 25032499 A JP25032499 A JP 25032499A JP 25032499 A JP25032499 A JP 25032499A JP 2001074259 A JP2001074259 A JP 2001074259A
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Daisuke Asagiri
大介 朝桐
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Sekisui Chemical Co Ltd
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B10/20Solar thermal

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Abstract

(57)【要約】 【課題】冬期の室内内部発熱や弱い日射でも蓄熱され、
冬期立ち上がりに熱量が食われることがなく、夏期の日
射等によって冷房負荷が増大することのない床暖房装
置、暖房床構造、及び暖房床付き建物を提供すること。 【解決手段】断熱材5と表面床材8との間に潜熱蓄熱材
7が介装され、潜熱蓄熱材7を加熱する加熱装置2が設
けられていると共に、潜熱蓄熱材7に相変化温度が居室
1aの空調温度よりやや低い温度となる材料が用いられ
ている床暖房装置、暖房床構造、及び暖房床付き建物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、加熱手段が設けられ
た床暖房装置及び暖房床付き建物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の床暖房装置としては、例えば特
開昭56−56587号公報に開示された床暖房用パネ
ル、特開昭57−188944号公報に開示された蓄熱
床パネル、特開平1−217135号公報に開示された
蓄熱床暖房装置、及び特開平5−10534号公報等に
開示された蓄熱式暖房パネル等がある。
【0003】特開昭56−56587号公報に開示され
た床暖房用パネルでは、中空で扁平な断熱材内に水,
石,ろう等の蓄熱材が充填され、真空にされた内部空間
にフロン,アンモニア,水等の作動液を封入した蓄熱用
ヒートパネルが蓄熱材内に配設され、この蓄熱用ヒート
パネルに太陽熱コレクターが接続され、真空にされた内
部空間にフロン,アンモニア,水等の作動液を封入した
放熱用ヒートパネルが断熱材の表面に装着され、この蓄
熱用ヒートパネルと放熱用ヒートパネルとがバルブを介
して接続されている。
【0004】この構成では、太陽コレクター内の作動液
が太陽熱により熱せられると、熱せられた作動液が蓄熱
用ヒートパネル内に移動して蓄熱材を加熱する様になっ
ている。この際、バルブが開いていれば、作動液は放熱
用ヒートパネル内に移動して、作動液の熱が放熱用ヒー
トパネルから放熱され、床を暖房することになる。ま
た、夜間等において、バルブを開くことにより、蓄熱用
ヒートパネル内の作動液が蓄熱材に保持された熱で加熱
されて放熱用ヒートパネル内に移動し、作動液の熱が放
熱用ヒートパネルから放熱され、床を暖房することにな
る。
【0005】また、特開昭57−188944号公報に
開示された蓄熱床パネルでは、断熱材の上面に床パネル
本体及び表面材が積層されていると共に、断熱材を貫通
するヒートパイプの上端部が床パネル本体内に埋設され
ている。この構成では、ヒートパイプの下端部が熱せら
れると、ヒートパイプ内に封入された作動液が上端部に
移動して、作動液の熱がヒートパイプの上端部から放熱
されて、床パネル本体に蓄熱されて床を暖房する。
【0006】さらに、特開平1−217135号公報に
開示された蓄熱床暖房装置では、断熱材の上部にヒー
タ,蓄熱体及び床仕上げ材が積層されている。この蓄熱
体には、中空の扁平容器内に多数のパラフィン又は油脂
或いはポリエチレングリコール等の有機系潜熱蓄熱材を
多孔質粒子に含浸させたミニカプセルが充填されてい
る。そして、ヒータで蓄熱体を加熱すると、熱がミニカ
プセルの有機系潜熱蓄熱材に吸収され、ミニカプセルに
蓄熱される。
【0007】特開平5−10534号公報等に開示され
た蓄熱式暖房パネルでは、コンクリート床上に防水シー
ト,断熱材,蓄熱式暖房パネル及び床仕上材が積層され
ていると共に、蓄熱式暖房パネル内に熱媒循環用パイプ
が埋設されている。この構成では、温水器から熱媒循環
用パイプに供給させられる温水で蓄熱式暖房パネルを加
熱し、蓄熱式暖房パネルに蓄熱した47°Cの熱を蓄熱
させるようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この様な従来の床暖房
装置では、蓄熱温度が高いため、 「(1)冬期の室内内部発熱や弱い日射では蓄熱されな
い。 (2)冬期立ち上がりに熱量が食われる。 (3)夏期、日射が当たることにより蓄熱され、冷房負
荷を増大させる虞がある。」 等の問題があった。
【0009】そこで、この発明は、冬期の室内内部発熱
や弱い日射でも蓄熱され、冬期立ち上がりに熱量が食わ
れることがなく、夏期の日射等によって冷房負荷が増大
することのない床暖房装置、暖房床構造、及び暖房床付
き建物を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項1の発明の床暖房装置は、断熱材と表面床材
との間に潜熱蓄熱材が介装され、前記潜熱蓄熱材を加熱
する加熱手段が設けられた床暖房装置において、前記潜
熱蓄熱材に相変化温度が居室の予定空調温度よりやや低
い温度となる材料が用いられていることを特徴とする。
この構成によれば、冬期の室内内部発熱や弱い日射でも
潜熱蓄熱材に蓄熱され、冬期立ち上がりに潜熱蓄熱材に
熱量が食われることがなく、夏期の日射等によって潜熱
蓄熱材が冷房負荷を増大させることがない。
【0011】また、請求項2の発明の床暖房装置は、断
熱材と表面床材との間に潜熱蓄熱材が介装され、前記潜
熱蓄熱材を加熱する加熱手段が設けられた床暖房装置に
おいて、前記潜熱蓄熱材の相変化温度が略17〜25°
Cに設定されていることを特徴とする。この発明でも、
請求項1と同様な作用効果が得られる。尚、潜熱蓄熱材
の相変化温度を略17〜25°Cに設定しているが、潜
熱蓄熱材の相変化温度はより好ましくは略20°Cに設
定するとよい。
【0012】更に、請求項3に記載の暖房床付き建物
は、請求項1又は2に記載の暖房床装置を備えることを
特徴とする。この構成においても、請求項1又は2と同
様な作用効果を有する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0014】図1は、この発明にかかる暖房床付き建物
1を示したものである。この暖房床付き建物1は、図2
に示した床暖房装置2を有する。
【0015】この床暖房装置2は、建物1の根太(図示
略)の上に設けられた暖房床3と、暖房床3に熱を供給
して加熱する加熱装置(加熱手段)4を有する。
【0016】暖房床3は、図3に示したように、断熱材
5上にパーチクルボード6,潜熱蓄熱材7及び表面床材
8をこの順に積層固着したものである。この構成により
断熱材5と表面床材8との間に潜熱蓄熱材7が介装され
ている。パーチクルボード6は木材の小片に樹脂を加え
て圧熱成形した板体であるので、このパーチクルボード
6にも蓄熱される。
【0017】また、この潜熱蓄熱材7には相変化温度が
建物1の居室1aの予定空調温度(通常20°C〜22
°C)よりやや低い温度(1〜2度程度低い温度)とな
る材料が用いられている。例えば、省エネルギー基準2
地域レベルの断熱の場合の潜熱蓄熱材7には、予定空調
温度を22°Cとすると、融解熱量が20kcal/kgで板
圧が10mmのものを用いると共に、相変化温度を20°
Cとする。尚、相変化温度は、20°C前後の僅かな範
囲は含まれるものとする。予定空調温度が27°Cなら
相変化温度は25°Cとする。従って、相変化温度は1
7〜26°Cが好ましい。
【0018】加熱装置4は、温水タンク9aを有する温
水器9と、蛇行配管された温水パイプ10と、温水パイ
プ10の両端を温水タンク9aに接続する配管10a,
10bと、配管10aの途中に介装されたポンプ11を
有する。蛇行する温水パイプ10は、潜熱蓄熱材7と表
面床材8との間に介装されている。この温水パイプ10
は、表面床材8の下部に大半が埋設され、一部が潜熱蓄
熱材7に接している。また、温水器9は、上述の温水タ
ンク9aと、温水タンク9a内の水を加熱するヒータ9
bと、ヒータ9bの作動制御をする制御回路9cを有す
る。この温水器9の制御回路9cは、深夜電力利用時間
帯にヒータ9bを作動させて、温水タンク9a内の水を
加熱する様に設定されている。尚、このヒータ9への通
電をさせる時間帯の設定は図示しない制御パネルの操作
により変更でき、又、必要に応じてヒータ9への通電制
御を制御パネルにより行うことができる。12は制御回
路9cに接続された商用電源である。
【0019】更に、暖房床3には温度センサ13が設置
され、建物1の外部には外気温度センサ14が設置され
ている。この温度センサ13,14からの温度検出信号
は制御回路15に入力される。この制御回路15は、温
度センサ13,14から入力される温度検出信号に基づ
いてポンプ11のオン・オフ制御をするようになってい
る。
【0020】次に、この様な構成の建物の床暖房装置2
の作用を説明する。 (1)外気温度の低い場合の蓄熱床暖房 この構成においては、温水器9の制御回路9cが深夜電
力利用時間帯にヒータ9bを作動させ、温水タンク9a
内の水を加熱して温水にする。一方、制御回路15に
は、温度センサ13,14からの温度検出信号が常時入
力されている。
【0021】そして、制御回路15は、温度センサ13
からの温度検出信号に基づいて、暖房床3の潜熱蓄熱材
7の温度が20°Cより低いと判断した場合であって、
温度センサ14からの温度検出信号に基づいて外気温度
が低いと判断した場合には、アクテブな使い方としてポ
ンプ11を作動させる。これにより、深夜電力を利用し
て温水にされた温水タンク9a内の温水を、ポンプ11
により配管10aを介して温水パイプ10に供給した
後、配管10bを介して温水タンク9a内に循環させ
る。
【0022】この際、温水パイプ10の部分において温
水の熱が放熱され、この放熱された熱が潜熱蓄熱材7に
吸収され、潜熱蓄熱材7の温度が上昇させられる。この
潜熱蓄熱材7の温度は、居室1aの空調温度よりやや低
い温度、本実施例では略20°Cとなるまで上昇させら
れる。しかも、この際、パーチクルボード6が木材の小
片に樹脂を加えて圧熱成形した板体であるので、このパ
ーチクルボード6にも蓄熱される。そして、制御回路1
5は、温度センサ13からの温度検出信号に基づいて、
暖房床3の潜熱蓄熱材7の温度が20°Cになったと判
断した場合には、ポンプ11の作動を停止させる。
【0023】そして、この様にして潜熱蓄熱材7に蓄熱
された熱エネルギーは放熱されて表面床材8を暖房する
ことになるので、暖房床3がほのかに暖かくなる。
【0024】この様に潜熱蓄熱材7への蓄熱のために、
潜熱床暖房の様な深夜電力利用ができるので、暖房費を
低くできる。
【0025】また、潜熱蓄熱材7の相変化温度が20°
Cと低いために、冬期立ち上がりに潜熱蓄熱材7に熱量
が食われることがなく、普通の蓄熱床暖房のように立ち
上がりが早い。 (2)外気温度の比較的高い場合の蓄熱床暖房 また、潜熱蓄熱材7の相変化温度が20°Cと低いため
に、表面床材(床)8に当たる弱い日射や居室1a内の
内部発熱でも潜熱蓄熱材7に蓄熱されることになる。
【0026】従って、外気温の比較的高い日には、パッ
シブ的な使い方として、床暖房をオフにして、即ち、ポ
ンプ11の作動を停止させる。例えば、制御回路15
は、外気温度センサ14からの温度検出信号に基づい
て、外気温度が比較的高く、日射や居室1a内の内部発
熱で潜熱蓄熱材7に蓄熱可能であると判断した場合、ポ
ンプ11の作動を停止させる。これによって、ポンプ1
1の作動による暖房期間を短縮できる。この様な使い方
をしても、潜熱蓄熱材7に十分に蓄熱されるので、明け
方でも暖房床3がほのかに暖かい状態となる。
【0027】更に、潜熱蓄熱材7の相変化温度が20°
Cと低いために、夏期の日射等によって潜熱蓄熱材7が
冷房負荷を増大させることがない。 (3)その他 以上説明した実施例では、潜熱蓄熱材7の加熱手段とし
て温水器9からの温水を用いる構成としたが、必ずしも
これに限定されるものではない。例えば、温水パイプ1
0に代えてヒータを潜熱蓄熱材7と表面床材8との間に
介装し、ポンプ11のオン・オフ制御と同様にヒータへ
の通電制御を制御回路15により行わせてもよい。即
ち、この場合に制御回路15は、温度センサ13,14
からの温度検出信号に基づいて、ポンプ11のオン・オ
フタイミングと同じタイミングでヒータへの通電・通電
停止の制御を行うように設定する。 (その他)以上説明した実施例では、根太上に床暖房装
置2の暖房床3を設置する構成としたが、必ずしもこれ
に限定されるものではない。例えば、仕上材を兼ねた暖
房床3を仕上げされていない床に設置するものでもよい
し、仕上材を兼ねた暖房床3を仕上げされた床に設置す
るものであってもよい。この場合、例えば既存の建物の
床が畳やフローリングであっても、畳を除いた床上やフ
ローリング上に暖房床3を後から簡易に設置できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明した様に請求項1の発明の床暖
房装置は、断熱材と表面床材との間に潜熱蓄熱材が介装
され、前記潜熱蓄熱材を加熱する加熱手段が設けられた
床暖房装置において、前記潜熱蓄熱材に相変化温度が居
室の予定空調温度よりやや低い温度となる材料が用いら
れている構成としたので、冬期の室内内部発熱や弱い日
射でも潜熱蓄熱材に蓄熱され、冬期立ち上がりに潜熱蓄
熱材に熱量が食われることがなく、夏期の日射等によっ
て潜熱蓄熱材が冷房負荷を増大させることがない。
【0029】また、請求項2の発明の床暖房装置は、断
熱材と表面床材との間に潜熱蓄熱材が介装され、前記潜
熱蓄熱材を加熱する加熱手段が設けられた床暖房装置に
おいて、前記潜熱蓄熱材の相変化温度が略17〜25°
Cに設定されている構成としたので、請求項1と同様な
作用効果が得られる。
【0030】更に、請求項3に記載の暖房床付き建物
は、請求項1又は2に記載の暖房床装置を備えることを
特徴とする。この構成においても、請求項1又は2と同
様な作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る床暖房装置及び暖房床構造を備
える建物の概略説明図である。
【図2】この発明に係る床暖房装置の説明図である。
【図3】この発明に係る暖房床構造を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1・・・建物 1a・・・居室 2・・・床暖房装置 3・・・暖房床 4・・・加熱装置(加熱手段) 5・・・断熱材 6・・・パーチクルボード 7・・・潜熱蓄熱材 8・・・表面床材 9・・・温水器 10・・・温水パイプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】断熱材と表面床材との間に潜熱蓄熱材が介
    装され、前記潜熱蓄熱材を加熱する加熱手段が設けられ
    た床暖房装置において、 前記潜熱蓄熱材に相変化温度が居室の予定空調温度より
    やや低い温度となる材料が用いられていることを特徴と
    する床暖房装置。
  2. 【請求項2】断熱材と表面床材との間に潜熱蓄熱材が介
    装され、前記潜熱蓄熱材を加熱する加熱手段が設けられ
    た床暖房装置において、 前記潜熱蓄熱材の相変化温度が略17〜25°Cに設定
    されていることを特徴とする床暖房装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2の床暖房装置を備えること
    を特徴とする暖房床付き建物。
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