JP2011149235A - Building with floor heating apparatus, and solar house - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、床暖房装置を備えた建物及びその床暖房装置の熱源に太陽熱を利用するソーラーハウスに関する。 The present invention relates to a building including a floor heating device and a solar house that uses solar heat as a heat source of the floor heating device.
従来、図6に示したように、床材100の下方に配設された潜熱蓄熱材101(例えばポリエチレングリコール)と、太陽熱の集熱器(図示せず)等の加熱手段によって加熱される液状の熱媒体Wと、その熱媒体Wを通してその熱を前記潜熱蓄熱材101に供給する放熱パイプ102と、を有する床暖房装置を備えた建物が、例えば特許文献1に記載されている。
Conventionally, as shown in FIG. 6, the liquid is heated by heating means such as a latent heat storage material 101 (for example, polyethylene glycol) disposed below the
この床暖房装置の潜熱蓄熱材101は、相変化に伴う潜熱を利用して、固体から液体に相変化する時に放熱パイプ102の熱を吸収して蓄熱し、一方、気温が下がって液体から固体に相変化するときに放熱して床材100を暖める、というものであり、蓄熱・放熱時にほぼ一定の温度を保持することができる。
The latent
上記した従来の床暖房装置は、コンクリート製の枠体103の中に、下から断熱材104と、放熱パイプ102を通す砂105と、金属板106と、前記潜熱蓄熱材101と、を有し、その潜熱蓄熱材101の上にコンクリート製の床材100を設置した構造である。
したがって、従来の一般的な建物構造、すなわち、基礎に取り付けた角材製の土台間に角材である大引きを掛け渡し、その大引きの上にその大引きと直交する方向に同じく角材である根太を設置し、その根太の上に床板を打ち付ける、という一般的な建物構造に適合しない。そのため、設計から施工に至るまで長きに亘って蓄積された経験が殆ど活かされず、設計工程、施行工程の多くに無駄が生じ得る。
The conventional floor heating apparatus described above has a
Therefore, a conventional general building structure, that is, a large pull, which is a square member, is hung between square bases attached to the foundation, and a joist, which is also a square member, in a direction perpendicular to the large pull on the large pull. It is not compatible with the general building structure in which a floorboard is placed on the joists. For this reason, experience accumulated over a long period from design to construction is hardly utilized, and much of the design process and execution process can be wasted.
本発明は、上記に鑑みなされたもので、その目的は、従来の一般的な建物構造を継承しながら、大引き同士の間と根太同士の間のスペースを有効活用してコンパクトに床暖房装置が組み込める建物及びソーラーハウスを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to make a floor heating device compact by effectively utilizing the space between the draws and the joists while inheriting the conventional general building structure. Is to provide buildings and solar houses that can be embedded.
床材の下方に配設された潜熱蓄熱材と、
加熱手段によって加熱された液状の熱媒体を通してその熱を前記潜熱蓄熱材に供給する放熱パイプと、を有する床暖房装置を備えた建物であって、
前記床暖房装置は、
基礎に取り付けられた土台と、
前記土台間に掛け渡された多数の大引きと、
前記大引きに取着されてその大引きの上面を覆う仕切り板と、
前記仕切り板の裏側であって前記大引き同士の間のスペースに設けられた断熱材と、
前記仕切り板の表側であって前記潜熱蓄熱材の横幅とほぼ同間隔で且つ前記大引きと直交する方向に横設された多数の根太と、
前記根太に取着されてその根太の上面を覆う床材と、を有し、
前記潜熱蓄熱材を前記仕切り板と前記床材の間の隙間であって前記根太同士の間に設置し、さらにその潜熱蓄熱材の上面に前記放熱パイプを配設すると共にその放熱パイプの上周面を跨ぐようにして潜熱蓄熱材の上面に金属テープを貼り付け、そうして潜熱蓄熱材の上面に放熱パイプを固定するようにしたことを特徴とする床暖房装置を備えた建物を提供する。
A latent heat storage material disposed below the flooring;
A building including a floor heating device having a heat radiating pipe that supplies heat to the latent heat storage material through a liquid heat medium heated by a heating means,
The floor heating device
A foundation attached to the foundation;
A number of overhangs spanned between the foundations;
A partition plate attached to the puller and covering the upper surface of the puller;
A heat insulating material provided on the back side of the partition plate and in a space between the draws;
A large number of joists placed on the front side of the partition plate in a direction substantially perpendicular to the width of the latent heat storage material and in a direction perpendicular to the pulling;
A flooring attached to the joists and covering the upper surface of the joists,
The latent heat storage material is a gap between the partition plate and the flooring, and is installed between the joists. Further, the radiation pipe is disposed on the upper surface of the latent heat storage material, and the upper periphery of the radiation pipe A building provided with a floor heating device, characterized in that a metal tape is attached to the upper surface of the latent heat storage material so as to straddle the surface, and a heat radiation pipe is fixed to the upper surface of the latent heat storage material. .
また、請求項2に記載したように、前記放熱パイプは、前記潜熱蓄熱材の根太寄り側方位置を通り、潜熱蓄熱材の端部でU字状に折り返して反対側の根太寄り側方位置を通り、さらに潜熱蓄熱材の反対側の端部でU字状に折り返して根太を挟んだ隣の潜熱蓄熱材に移り、そうして前記の配管態様を繰り返すことにより全体として複数列の潜熱蓄熱材に沿って蛇行させるようになし、
また、前記U字状の折返し部は、前記潜熱蓄熱材の端部より外方に迫り出させて前記仕切り板上に露出させると共にその露出部外周に固定金具を嵌合させ、さらにその固定金具を釘部材により前記仕切り板に打ち付け又はねじ止めしてなる請求項1記載の床暖房装置を備えた建物を提供する。
In addition, as described in
Further, the U-shaped folded-back portion protrudes outward from the end portion of the latent heat storage material to be exposed on the partition plate, and a fixing bracket is fitted to the outer periphery of the exposed portion, and the fixing bracket A building provided with a floor heating device according to
また、請求項3に記載したように、請求項1又は2に記載の床暖房装置を備えた建物は、太陽熱を集熱する集熱器を前記熱媒体の前記加熱手段に含むものであるソーラーハウスを提供する。
Moreover, as described in
本発明の建物は、上下に位置する大引きと根太の間に仕切り板を設け、仕切り板の裏側の大引き同士の間のスペースを断熱層とし、一方、仕切り板の表側の根太同士の間のスペースに潜熱蓄熱材と放熱パイプを組み込んでその上を床材で覆うようにしたため、従来の一般的な建物構造に追加した仕切り板の上下スペースを使ってコンパクトに床暖房装置を組み込むことができる。よって、建物の設計から施工に至るまで従来の蓄積された経験が十分に活用できるため、設計・施工コストが節約でき、しかも従来の施工実績により裏付けられる信頼性も確保できる。 In the building of the present invention, a partition plate is provided between the upper drawing and joists located above and below, and the space between the large draws on the back side of the partition plate is used as a heat insulating layer, while between the joists on the front side of the partition plate Since the latent heat storage material and the heat radiating pipe are installed in the space of the room and the top is covered with the flooring, it is possible to incorporate the floor heating device compactly by using the space above and below the partition plate added to the conventional general building structure. it can. Therefore, since the experience accumulated from the design of the building to the construction can be fully utilized, the design and construction cost can be saved, and the reliability supported by the past construction results can be secured.
また、放熱パイプを潜熱蓄熱材と床材の間に配管したことにより、加熱した液状の熱媒体を通して直接床材を暖めながら放熱後の潜熱蓄熱材に蓄熱できるため、夜間に潜熱蓄熱材から放熱して床暖房し、潜熱蓄熱材が放熱し終えた後の翌朝から暖められた熱媒体を放熱パイプに通すようにすれば、切れ目無く床暖房が継続できる。ちなみに前記した従来の床暖房装置のように、床材と放熱パイプの間に潜熱蓄熱材を配置した場合には、潜熱蓄熱材が冷めた状態で加熱した熱媒体を放熱パイプに通しても、潜熱蓄熱材への蓄熱が優先されるため、しばらくの間、十分な暖房が行えない。 In addition, since the heat radiating pipe is connected between the latent heat storage material and the floor material, heat can be stored in the latent heat storage material after heat dissipation while heating the floor material directly through the heated liquid heat medium. Then, if the floor heating is performed and the heat medium heated from the next morning after the latent heat storage material has finished radiating, the floor heating can be continued without any break. By the way, when the latent heat storage material is arranged between the flooring and the heat radiating pipe as in the conventional floor heating device described above, even if the heat medium heated in the state where the latent heat storage material is cooled is passed through the heat radiating pipe, Since heat storage to the latent heat storage material is given priority, sufficient heating cannot be performed for a while.
また、請求項2のように放熱パイプを蛇行状に配管し、U字状の折返し部に固定金具を嵌合させて仕切り板に固定することにより、放熱パイプの安定性が増し、惹いては潜熱蓄熱材の安定性も向上する。
Further, the heat radiation pipe is arranged in a meandering manner as in
また、請求項3のように熱媒体の加熱手段に、太陽熱を集熱する集熱器を含ませて太陽熱を利用する場合には、日中の太陽熱で床暖房と蓄熱が並行して行えるから、24時間切れ目のない床暖房が実現できる。
Moreover, since the heating means of the heat medium as described in
実施形態の床暖房装置と建物の構造について図1〜図4により説明する。
図1,図2に示したように建物は、コンクリート製の基礎1の上に基礎パッキン2を介して取り付けられた木製の土台3と、その土台3間に掛け渡された多数の大引き4と、その大引き4の上面を覆う状態に打ち付けた木製の仕切り板5と、仕切り板5の表側であって大引き4と直交する方向に横設された多数の根太6と、その根太6の上面を覆う状態に打ち付けた木製の床材7と、を有する。
The floor heating device and the structure of the building according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the building includes a
前記土台3と大引き4と根太6は、周知のように木製の角材である。なお、根太6は、図4に示したように暖房領域の端から端の長さより若干短い角材を使用し、暖房領域の一方の端に連絡通路8が形成されるようになっている。
また、前記床材7は、床下地材7aの上にフロアー材7bを重ねた2枚重ねになっているが、もちろん床材7は、1枚でも、複数枚でもよい。
The
The
前記仕切り板5の裏側であって大引き4同士の間のスペース9には例えばポリスチレンフォーム製の断熱材10がほぼ隙間なく嵌め込まれている。従って、基礎1と土台3の間に介在させた基礎パッキン2による隙間から冷たい外気が床下に流入しても、分厚い断熱材10によって室内に冷気が伝わりにくい。
A
一方、仕切り板5の表側であって根太6同士の間のスペース11にはボイラーや太陽熱等の加熱手段によって加熱された液状の熱媒体W(例えば不凍液)を通す放熱パイプ12と、その放熱パイプ12から供給される熱を蓄熱する潜熱蓄熱材13と、が組み込まれている。
On the other hand, in a
前記潜熱蓄熱材13は、例えばポリエチレングリコールや硫酸ナトリウム等を合成樹脂製の扁平容器13aの中に充填したものであり、相変化に伴う潜熱を利用して、固体から液体に相変化する時に熱を吸収・蓄熱し、一方、液体から固体に相変化するとき放熱する公知のものである。この潜熱蓄熱材13の扁平容器13aの横幅は、前記根太6同士の間の間隔とほぼ同じに設定されており、従って潜熱蓄熱材13は、根太6同士の間のスペース11にすっぽり収まる。また、1つの潜熱蓄熱材13は、根太6のスペース11の全長より短い長さであり、1列のスペース11に複数枚の潜熱蓄熱材13が並べられ、最終的に根太6のスペース11の両端に前記放熱パイプ12のための折り返し空間14が設けられている。
The latent
前記放熱パイプ12は、例えばポリブデン等の合成樹脂製の管で、その両端が後述する暖房ユニット15の送出管15aに接続されている。放熱パイプ12は、図2,図4に示したように潜熱蓄熱材13の根太6寄り側方位置を通って潜熱蓄熱材13の端部に設けた折り返し空間14でU字状に折り返し、そこから反対側の根太6寄り側方位置を通って潜熱蓄熱材13の反対側の端部に設けた折り返し空間14で再度U字状に折り返し、その際、根太6の端部に形成した前記連絡通路8を通って根太6を挟んだ隣の潜熱蓄熱材13に移り、斯かる配管態様を繰り返すことにより全体として複数列の全ての潜熱蓄熱材13に沿って蛇行させるようになっている。なお、床面積が大きい場合、一本の放熱パイプ12で対応すると、放熱パイプ12の始端側と終端側での温度差が大きくなり、部屋の中で温度斑が生じ得るため、そのような場合は、床を複数領域に分ける(例えば床の中心で2つに分ける。)と共に放熱パイプ12を領域数分だけ分岐させ、各領域で分岐した放熱パイプ12を蛇行させ、最終的に一本の放熱パイプ12に合流させる、というようにしてもよい。そうすることにより広い部屋でも温度斑が生じにくい。
The
この放熱パイプ12は、その上周面を跨ぐようにして潜熱蓄熱材13の上面に金属テープ17(例えばアルミテープ)を貼り付け、そうして潜熱蓄熱材13の上面に接触状態に取り付けられる。このように放熱パイプ12を熱伝導に優れた金属テープ17で潜熱蓄熱材13の上面に貼り付けることにより、放熱パイプ12の熱が金属テープ17を介して効率よく潜熱蓄熱材13に伝達される。
The
また、放熱パイプ12のU字状の折返し部12aは、前記折り返し空間14を使って潜熱蓄熱材13の端部より外方に迫り出させ、そうして前記仕切り板5上に露出させると共にその露出部外周に略Ω形状の固定金具18の湾曲部18aを嵌合させ、さらにその固定金具18の両側翼片部18b,18bを木ねじである釘部材19により前記仕切り板5にねじ止めしてある。
放熱パイプ12の外径は、潜熱蓄熱材13の上面に金属テープ17で固定した状態でその上部(放熱パイプ12+金属テープ17の上部)が前記床材7の下面に近接するようその大きさが設定されている。
The U-shaped folded
The outer diameter of the
本実施形態の建物は以上のように構成されており、床暖房装置は、概ね、放熱手段と放熱パイプ12と潜熱蓄熱材13の他、建物を構成する大引き4、仕切り板5、根太6、断熱材10、床材7の組合せによって形成される。
そして、床暖房装置は、潜熱蓄熱材13が放熱を終えて固体になっている状態で、ボイラー等の加熱手段で加熱した熱媒体Wを放熱パイプ12に通すと、潜熱蓄熱材13が固体から液体に相変化する時に放熱パイプ12の熱を吸収して蓄熱し、同時に放熱パイプ12の熱で床材7の温度も上昇する。したがって床暖房を行いつつ潜熱蓄熱材13への蓄熱も行える。
そして、加熱手段による熱媒体Wの加熱を止めると、潜熱蓄熱材13が液体から固体に相変化するとき放熱して長時間一定の温度で床材7を暖める。
The building of the present embodiment is configured as described above, and the floor heating apparatus generally includes the heat-dissipating means, the heat-dissipating
Then, in the floor heating device, when the heat medium W heated by heating means such as a boiler is passed through the
When the heating of the heat medium W by the heating means is stopped, the latent
次に、前記放熱パイプ12に対し加熱した熱媒体Wを供給するための加熱手段が、太陽熱を集熱する集熱器21であるソーラーハウスについて図5により説明する。なお、図5はソーラーハウスの概略配管図であり、説明の便宜上、バルブ等の記載を省略してある。
Next, a solar house in which the heating means for supplying the heated heat medium W to the
周知のようにソーラーハウスは、太陽熱集熱ユニット22と、暖房ユニット15と、給湯ユニット23を備えている。
As is well known, the solar house includes a solar
前記太陽熱集熱ユニット22は、建物の高所(主として屋根)にあって太陽熱を集める集熱器21と、熱媒体Wを貯める貯液タンク24と、熱媒体WをポンプP1で集熱器21に送る送出管22aと、集熱器21から貯液タンク24に熱媒体Wを戻す回収管22bと、を有する。
The solar
前記暖房ユニット15は、前記潜熱蓄熱材13と、その潜熱蓄熱材13の上に配設された放熱パイプ12と、熱媒体WをポンプP2で放熱パイプ12に送る送出管15aと、放熱パイプ12から貯液タンク24に熱媒体Wを戻す回収管15bと、を有する。
The
前記給湯ユニット23は、内部に熱交換器27を有する貯湯タンク28と、給湯用補助ボイラー29と、熱媒体Wを熱交換器27に送る送出管23aと、熱交換器27からポンプP3で貯液タンク24に熱媒体Wを戻す回収管23bと、を有する。
The hot
その他、図5において符合26は熱媒体Wを補助的に加熱する補助ボイラー、符合26aは貯液タンク24から補助ボイラー26にポンプP4で熱媒体Wを送る送出管、26bは補助ボイラー26から貯液タンク24に熱媒体Wを戻す回収管である。また、図5において符合30は貯液タンク24に設けた熱媒体補充口である。
In FIG. 5,
ソーラーハウスは、以上のように構成されているため、太陽熱により集熱器21で加熱された熱媒体Wを貯液タンク24に貯めることができる。
そして、冬期の日中は、貯液タンク24の熱媒体Wを暖房ユニット15に供給して潜熱蓄熱材13への蓄熱と床暖房を同時に行い、夜間は熱媒体Wの循環を止めて潜熱蓄熱材13からの放熱で床暖房を行う。ここでもし日照不足で熱媒体Wの温度が十分でない場合は、補助ボイラー26で熱媒体Wを補助的に加熱する。
なお、暖房不要の季節には暖房ユニット15への熱媒体Wの循環を止めることにより床暖房を止めることができる。
一方、貯液タンク24の熱媒体Wは、給湯ユニット23を介して給湯にも利用されるため、太陽熱集熱ユニット22は年間を通して稼働する。
Since the solar house is configured as described above, the heat medium W heated by the
Then, during the winter day, the heat medium W in the
In addition, the floor heating can be stopped by stopping the circulation of the heat medium W to the
On the other hand, since the heat medium W in the
以上の説明から明らかなようにソーラーハウスの床暖房装置には、暖房ユニット15と太陽熱集熱ユニット22が含まれる。
As apparent from the above description, the floor heating device of the solar house includes the
1 …基礎
3 …土台
4 …大引き
5 …仕切り板
6 …根太
7 …床材
9 …スペース
10 …断熱材
12 …放熱パイプ
12a …折返し部
13 …潜熱蓄熱材
17 …金属テープ
18 …固定金具
19 …釘部材
21 …集熱器(加熱手段)
W …熱媒体
DESCRIPTION OF
W ... Heat medium
Claims (3)
加熱手段によって加熱された液状の熱媒体を通してその熱を前記潜熱蓄熱材に供給する放熱パイプと、を有する床暖房装置を備えた建物であって、
前記床暖房装置は、
基礎に取り付けられた土台と、
前記土台間に掛け渡された多数の大引きと、
前記大引きに取着されてその大引きの上面を覆う仕切り板と、
前記仕切り板の裏側であって前記大引き同士の間のスペースに設けられた断熱材と、
前記仕切り板の表側であって前記潜熱蓄熱材の横幅とほぼ同間隔で且つ前記大引きと直交する方向に横設された多数の根太と、
前記根太に取着されてその根太の上面を覆う床材と、を有し、
前記潜熱蓄熱材を前記仕切り板と前記床材の間の隙間であって前記根太同士の間に設置し、さらにその潜熱蓄熱材の上面に前記放熱パイプを配設すると共にその放熱パイプの上周面を跨ぐようにして潜熱蓄熱材の上面に金属テープを貼り付け、そうして潜熱蓄熱材の上面に放熱パイプを固定するようにしたことを特徴とする床暖房装置を備えた建物。 A latent heat storage material disposed below the flooring;
A building including a floor heating device having a heat radiating pipe that supplies heat to the latent heat storage material through a liquid heat medium heated by a heating means,
The floor heating device
A foundation attached to the foundation;
A number of overhangs spanned between the foundations;
A partition plate attached to the puller and covering the upper surface of the puller;
A heat insulating material provided on the back side of the partition plate and in a space between the draws;
A large number of joists placed on the front side of the partition plate in a direction substantially perpendicular to the width of the latent heat storage material and in a direction perpendicular to the pulling;
A flooring attached to the joists and covering the upper surface of the joists,
The latent heat storage material is a gap between the partition plate and the flooring, and is installed between the joists. Further, the radiation pipe is disposed on the upper surface of the latent heat storage material, and the upper periphery of the radiation pipe A building provided with a floor heating device, characterized in that a metal tape is attached to the upper surface of the latent heat storage material so as to straddle the surface, and a heat radiating pipe is fixed to the upper surface of the latent heat storage material.
また、前記U字状の折返し部は、前記潜熱蓄熱材の端部より外方に迫り出させて前記仕切り板上に露出させると共にその露出部外周に固定金具を嵌合させ、さらにその固定金具を釘部材により前記仕切り板に打ち付け又はねじ止めしてなることを特徴とする請求項1記載の床暖房装置を備えた建物。 The heat radiating pipe passes through the side position closer to the joist of the latent heat storage material, folds in a U shape at the end of the latent heat storage material, passes through the opposite side joist side position, and further on the opposite side of the latent heat storage material. Folded into a U-shape at the end and moved to the adjacent latent heat storage material sandwiching the joist, so as to meander along the plurality of rows of latent heat storage materials as a whole by repeating the above piping mode,
Further, the U-shaped folded-back portion protrudes outward from the end portion of the latent heat storage material to be exposed on the partition plate, and a fixing bracket is fitted to the outer periphery of the exposed portion, and the fixing bracket The building provided with the floor heating device according to claim 1, wherein the floor heating device is hit or screwed to the partition plate with a nail member.
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