JP2004353976A

JP2004353976A - 薄型床暖房用放熱器

Info

Publication number: JP2004353976A
Application number: JP2003153004A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hisaie; 毅久家
Original assignee: Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp
Current assignee: Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】薄型でも放熱機能に優れた床暖房放熱器を提供する。
【解決手段】熱源機からの熱媒を、ヘッダーを介して、放熱板の基材層に埋没分布させた暖房配管網に循環させてなる床暖房放熱器であって、前記暖房配管の内径を４ｍｍ以下、前記ヘッダーの配管分岐数を５以上とし、通常使用状態での暖房配管での熱媒の摩擦損失水頭値を１０ｋＰａ以上、３０ｋＰａ以下としてなるように構成されてなる薄型床暖房用放熱器。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は床暖房用放熱器に関する。詳しくは、建造物の床を暖房可能な床、特にリフォームなどでの追加仕様にも対応が容易である、温水配管を用いた薄型の床暖房放熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の床暖房用放熱器は、熱源機で加熱した温水熱媒を、ヘッダーを介して、放熱板の基材層に埋没分布させた暖房配管網に循環させてなるものである。この場合、一般に、配管の内径５ｍｍのもので統一され、また、ヘッダーは、そのまま単独の回路で循環させるタイプのものか、配管分岐数を２〜４程度に分岐して循環させるタイプのものが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８１６６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、床暖房構造の薄厚化の要望が大きくなっている。その理由として、例えば、住宅リフォームの際に床暖房設備を入れる場合に床板とドアの高さの関係で厚さの厚い床暖房放熱板では、その設置が制限される場合がある。
そのため、薄型の床暖房の放熱板が望まれる。この場合、熱媒を通す暖房配管に極力外径の小さいものを使用し、床暖房放熱器の基材層の薄くすることが考えられる。しかしながら、外径の小さい配管は、結果として、通常は内径も小さくなるので、かかる配管を使用した場合、熱媒の摩擦損失水頭値が大きくなるうえ、熱媒を供給する熱源器の機外揚程の制約もあり、放熱能力が低下は避けられない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記問題点を解決すべく、薄型の床暖房放熱器の開発に開発いるに鑑み鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、熱源機からの熱媒を、ヘッダーを介して、放熱板の基材層に埋没分布させた暖房配管網に循環させてなる床暖房放熱器であって、前記暖房配管の内径を４ｍｍ以下、前記ヘッダーの配管分岐数を５以上とし、通常使用状態での暖房配管での熱媒の摩擦損失水頭値を１０ｋＰａ以上、３０ｋＰａ以下としてなるように構成されてなる薄型床暖房用放熱器に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の床暖房用放熱器の各構成について説明する。
熱源機では、熱媒を加温して放熱器のヘッダーに通じる連絡管に供給する機能を有する。また、熱媒としては、床暖房放熱器の暖房配管を循環して放熱して温度が低下している戻りの熱媒も含まれる。通す熱媒としては、温水、水蒸気、加熱オイルなどが挙げられるが、好ましくは温水である。
暖房配管は、通常、可撓性チューブが使用され、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、銅管などが挙げられる。その直径は、建造物が建造されている地域、床暖房パネルの設置建造物の場所、熱媒の種類、温度などによって変更できるものであるが、外径が通常４〜１０ｍｍ、好ましくは５〜８ｍｍであり、内径は４ｍｍ以下、下限は特に制限はないが通常２ｍｍ以上である。内径が大きすぎると、薄肉化が難しくなるので、本発明の効果が期待できない。
【０００７】
上記暖房配管は、通常、基材層に埋没した構成となる。該基材層の材質は特に限定されないが、通常、断熱性に富んだ発泡合成樹脂製のものが好ましく、発泡合成樹脂製の板状体を用いており、具体的には、硬質ポリウレタン発泡体、硬質ポリエチレン発泡体、硬質ポリプロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体、硬質ポリ塩化ビニル発泡体、ポリメチルメタクリレート発泡体、ポリカーボネート発泡体、ポリフェニレンオキサイド発泡体、ポリスチレンとポリエチレン混合物の発泡体などが挙げられる。中でも、硬質ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体などが好適である。基材層の厚さが通常５〜３０ｍｍの範囲内で選ぶのが好ましい。また、基材層の厚さ５〜１０ｍｍの範囲であった場合、薄いことによる強度の劣化を防ぐため、発泡倍率は通常５倍から１５倍程度の低倍率の範囲で選ぶのが好ましい。
【０００８】
基材層の表面には、暖房配管を埋設するための溝が刻設され、この溝には暖房配管が埋設される。溝の開口部の幅は、暖房配管の外径と同じ寸法、またはこれより僅かに大きくするのが好ましい。溝の形状は、延在する方向に直角に切断した断面がＵ字を形成するようにすると、暖房配管を埋設する際に都合がよい。溝の深さは、暖房配管の外径と略同じ寸法とするのが好ましい。溝の深さが暖房配管の外径より大きいと、暖房配管を埋設した際に、暖房配管の上側に隙間ができ、熱媒の熱を効果的に表装材に伝熱することができず、床暖房パネルの伝熱効率が低下するので好ましくない。
【０００９】
基材層の表面は、刻設された溝に可撓性チューブを埋設した状態で金属箔を貼着して伝熱層が形成される。金属箔は、溝に埋設された暖房配管は溝から外れないようにし、かつ、暖房配管に通される熱媒の熱を板状体の上方に放熱する機能を果たす。金属箔の種類としては、アルミニウム箔、錫箔、ステンレススチール箔、銅箔などが挙げられる。金属箔の表面に樹脂シートをラミネートし、表面の平滑性を向上させたもの、更に金属箔を樹脂シートにラミネートし、積層板とすることで表面の剛性を向上させたものも好適である。金属箔の厚さは、薄すぎると強度が十分でなく、厚すぎると製品が重くなるばかりでなく、コストがかさむので、通常１０〜１００μｍの範囲で選ぶのが好ましい。
【００１０】
床暖房の放熱板は、以上の基材層、伝熱層に、更に、表面仕上げ層を積層してなる。表面仕上げ層は、表面を保護し、床面外観の美麗化や、消音やクッション性を改良した緩衝層として機能する。この表装材は、木製の合板製、発泡ゴム板製で、その表面に木目模様などの印刷模様を施したプラスチックフィルム、不織布、強化紙などを貼着したものが好ましい。表装材の厚さは、薄すぎると強度が不足して破損し易くなるし、逆に厚すぎると加熱体からの熱が表装材の表面に伝熱され難くなるので、いずれも好ましくない。厚さの好ましい範囲は、通常１〜２０ｍｍである。
【００１１】
また、表装材と複合板との間は、通常、接着するのが好ましい。接着する手段としては、合成樹脂層および表装材とを接着するものであって両者を浸食しない性質を有する接着剤を用いる方法、表装材に両面接着テープを貼着して接着する方法など、任意の手段を選ぶことができる。中でも、表面仕上げ材の交換など、施工の際の簡便さから、両面接着テープを用いる方法が特に好ましい。
また、表面仕上げ層として、合板の両面に薄いシートを対称に接合してなる複合板を用いるのが好ましい。該複合板の厚さは１〜６ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍである。かかる厚さの範囲は従来の表面仕上げ層のものよりも薄い範囲にあるが、合板の両面に対称に、略同質で同厚の薄いシートを接合した構成により、従来問題とされていた表面仕上げ材の反りが回避される。即ち、芯材の上面と下面に同材質としたことで、芯材の上面と下面に発生する膨張、伸縮の差が減り、反りを効果的に防止することが可能となる。
【００１２】
本発明は、以上のような薄型の放熱板構造を有する床暖房放熱器であるが、暖房配管網は、配管分岐数５以上、好ましくは６〜８程度のヘッダーを用いることを特徴とする。床暖房では、対象とする床面全般に均等に暖房できるように、床面下に温水配管網を形成させる必要があるが、本発明の放熱器においては、放熱板の薄肉化に伴い温水配管径を小さくした場合の問題に対応すべく、通常使用状態での暖房配管での熱媒の摩擦損失水頭値を１０ｋＰａ以上、３０ｋＰａ以下としてなるように構成されている。
この場合の温水循環量は、熱源機により設定を自由に変更できるものであるが、通常の床暖房放熱器では、通常０．５〜２．０Ｌ／分、特に１．０〜１．５Ｌ／分程度の範囲中の一定流量で使用されることが一般的であるので、通常使用状態での摩擦損失水頭値を考慮し、分岐された各暖房配管の分布、長さを適当になるように設計することとなる。放熱器内のヘッダーでの圧損を除いた摩擦損失水頭値は、温水供給量が一定の場合、理論計算によれば、回路数の２．７５乗に対し、ほぼ反比例するため、配管内径が小さくなっても、回路数を増やすことにより温水の必要流量の確保が容易となる。
【００１３】
本発明で用いる配管分岐数が５以上のヘッダーとしては、薄型であること、また、放熱板が全体に渡ってできるだけ均一な放熱特性が発現できるように、温水を好ましく分布できるようなものが好ましい。この意味では、特開平１０−２２０６７２号公報に記載されているような、熱媒往き流路と熱媒戻り流路とが、その内部でＸ字状に立体交差してなる構造のヘッダーが好ましい。また、特開２０００−１９３１７６に記載されているような、ヘッダー内での温水の入り流路と戻り流路が相互に交差しない構造であって、流路の断面が半円ないし楕円状として薄肉化しているものであってもよい。また、温水が供給されてくる連絡管の厚さが問題となる場合は、床下方向を打ち抜き、該方向から連絡管を導入できるような接続口を有するヘッダーを用いることが好ましい。
【００１４】
かかる本発明の薄型床暖房用放熱器において、リフォーム用途などを考慮した場合、いわゆる折り畳みが可能な放熱板は特に好ましい。折り畳み可能な放熱板は公知のものが多数提案されており、その構造については特に限定はないが、好ましい態様の一つとして、本発明者等が先に特願２００２−３０２７７０号で提案したものであって、後述の実施例で示されているような、長尺狭幅の複数枚の板状体から構成される放熱板であって、表面側の前面に放熱板が、裏面側の全面又は一部に裏面材がそれぞれ貼着され、隣接する板状体の端部同士が接触する複数の接触部を折曲部としたものが挙げられる。該放熱板では、隣接する板状体の一方の板状体端部の温水配管出口開口部の位置と、他方の板状体端部の温水配管入口の位置とを対向せずにずらし、かつ、隣接する板状体の端部壁面の上記双方の開口部間に温水配管配置用の切欠部を設け、該部分で、出口開口部からの配管を入口開口部に渡らせるようにしたものである。かかる放熱板では、折り畳み部分で配管が挫屈することなく、容易に放熱板を折り畳むことができる。
【００１５】
折り畳み可能な床暖房用の放熱板におけるヘッダーの位置は特に制限はないが、ヘッダーの位置を隅に配置させた方が、折畳んだ状態のものが展開しやすいので好ましい。また、この場合、後述の実施例で示されているものからも明らかなように、分岐された各配管長さをより均等に分布されるため、配管群を上下に分割させるように配管網を形成させることが好ましい。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。
図１の放熱板１は、６枚の板状体２（１枚の大きさが１５００×９００ｍｍ）を組合わせた例である。板状体２の表面側が放熱板本体であり、裏面側に裏面材としての樹脂シートが貼着されており、折り畳み可能なものである。該板状体２は、厚さ９ｍｍの発泡ポリスチレン（発泡倍率１０倍）からなる基材層（該基材層は、深さ６．２ｍｍの溝を有し、該溝に外径６．０ｍｍ、内径４．０ｍｍの架橋ポリエチレン製の温水配管が設置されている）、厚さ５０μｍのアルミ箔からなる伝熱層、更に、化粧紙（厚さ０．１ｍｍ）／合板（厚さ２．８ｍｍ）／化粧紙（厚さ０．１ｍｍ）の層構成の表面仕上げ層からなる積層構造を有する。放熱板１は、温水配管３が、右下の板状体の隅に配管分岐数６のヘッダー４を有し、分岐された６つの温水配管路は、放熱板の上下で３回路ずつに分割されて、放熱板１全体に均等に放熱できるようになっている。また、該ヘッダー４は床下方向から連絡管を導入できる接続口を有するヘッダー４を用いる。温水配管２を一方に板状体から他方の板状体に渡らせる部分は、平面がＳ字状曲線状の埋没孔が刻設されている。かかる放熱板で、６０℃の温水を１．０Ｌ／ｍｉｎの流量であり、かつ、温水の摩擦損失水頭値を１５〜２０ｋＰａに設定すると、良好な放熱特性が得られる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、床暖房放熱器の摩擦損失水頭値を最適化することにより、床暖房システムの設計が容易になるだけでなく、薄型でも放熱機能に優れた床暖房放熱器を提供されるので、その産業上の利用価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる折り畳可能な放熱板の一例の平面図である。
【符号の説明】
２：板状体
３：温水配管
４：ヘッダー

Claims

熱源機からの熱媒を、ヘッダーを介して、放熱板の基材層に埋没分布させた暖房配管網に循環させてなる床暖房放熱器であって、前記暖房配管の内径を４ｍｍ以下、前記ヘッダーの配管分岐数を５以上とし、通常使用状態での暖房配管での熱媒の摩擦損失水頭値を１０ｋＰａ以上、３０ｋＰａ以下としてなるように構成されてなる薄型床暖房用放熱器。
基材層の厚さが５〜１０ｍｍである請求項１の薄型床暖房用放熱器。
ヘッダーが、熱媒往き流路と熱媒戻り流路とが、その内部でＸ字状に立体交差してなる請求項１又は２の薄型床暖房用放熱器。
ヘッダーが、床下方向の連絡管接続口を有する請求項１〜３のいずれかの薄型床暖房用放熱器。