JP2011153753A - 床暖房パネル - Google Patents

Abstract

【課題】暖房時の立ち上がり時間が短く、しかも温水による暖房を効率よく行うことができ、さらにはアルミニウム箔等の放熱体を設けた場合にも、電気式面状発熱体と放熱体間に空気溜まりを生じ難く、歩行時に空気溜まりによる異音を生じ難い床暖房パネルの提供を目的とする。
【解決手段】温水管２１が溝１７に配設された基材１１に電気式面状発熱体３１を積層し、電気式面状発熱体３１には温水管２１の上方位置に複数の貫通孔３３を形成し、電気式面状発熱体３１に積層した放熱体４１を貫通孔３３の部分で温水管２１に接触させ、さらに放熱体４１に仕上げ材５１を積層した。
【選択図】図３

Description

本発明は、温水管が配設された基材に電気式面状発熱体を積層した床暖房パネルに関する。

従来、床暖房パネルには、暖房を入れた際の立ち上がり時間を短くすると共にランニングコストを抑えるため、図７及び図８に示すように、基材６１の上面に形成した溝６３に温水管６５を配設する共に、前記基材６１に放熱体６８を介して電気式面状発熱体７１を積層し、さらに電気式面状発熱体７１に仕上げ材７５を積層した構成とし、暖房を入れた際には、電気式面状発熱体７１により短時間で温度を高め、前記温水管６５を流れる温水の温度が上昇した（例えば５０℃程度に上昇した）後は、前記電気式面状発熱体７１からランニングコストの低い温水による暖房に切り換える床暖房パネル８０がある。前記温水管６５は両端が温水ボイラー（図示せず）に接続され、温水ボイラーで温められた温水が温水管６５の一端から温水管６５に流れ、温水管６５の他端から温水ボイラーに戻るようにされている。

前記電気式面状発熱体７１には、例えば耐熱性不織布、ＰＥＴフィルム、ポリエステル生地、綿布、ガラスクロス等に銅箔電極と共に半導体インキ（ＰＴＣインキ）を印刷によりハニカムロールコートし、厚さ約０．２〜０．３ｍｍ程度のフレキシブルシートに仕上げられたフィルムヒーターが用いられている。半導体インキ（ＰＴＣインキ）は、有機系高分子半導体を結晶性、熱可塑性樹脂半導体に吸着させたものであり、低温時には導電性粒子が互いに接触して電極間に連鎖を形成し、温度が上昇すると系全体が熱膨張して導電性粒子の連鎖を部分的に断ち切ることにより自己温度制御機能（ＰＴＣ特性：Positive Temperature Coefficient）を備えている。すなわち、半導体インキは、低温時には導電性粒子の連鎖を電流が流れて熱が発生し、発熱が一定以上に達すると導電性粒子の連鎖が部分的に断ち切られることにより、自動的に電流が流れなくなる。したがって、床暖房パネルは、暖房初期においては、通電された電気式面状発熱体の発熱により急速に加熱され、その後、温水管を流れる温水の温度が上昇すると、電気式面状発熱体の抵抗が増大して自動的に電気式面状発熱体に電流が流れなくなるように制御され、電気による暖房から温水による暖房に切り替わる。

しかし、前記温水管と電気式面状発熱体を併有する従来の床暖房パネル８０は、温水管６５が配設された基材６１の上面全体にアルミニウム箔からなる放熱体６８を介して電気式面状発熱体７１が積層され、さらに電気式面状発熱体７１に仕上げ材７５が積層された構成からなり、温水管６５の上方が電気式面状発熱体７１で塞がれているため、温水管６５を流れる温水による暖房時に温水管６５の温度が基材６１の上面の放熱体６８に伝わっても、放熱体６８上方の電気式面状発熱体７１が邪魔して効率よく仕上げ材７５が加熱されない問題がある。また、電気式面状発熱体７１は、アルミニウム箔からなる放熱体６８を介して基材６１に積層されているため、電気式面状発熱体７１の積層時にアルミニウム箔と電気式面状発熱体７１の間に空気溜まりを生じ易く、温水管６５を流れる温水の温度が充分に上昇しても、アルミニウム箔と電気式面状発熱体７１の間の空気溜まりによって、電気式面状発熱体７１の温度がスムーズに上昇せず、その結果、電気式面状発熱体７１から温水による暖房への切り換えが遅くなってランニングコストを抑える効果が小さくなる問題がある。さらに、アルミニウム箔と電気式面状発熱体間に空気溜まりが存在すると、仕上げ材の上面を歩行する際に、アルミニウム箔と電気式面状発熱体間の空気溜まりの部分で異音を生じ、不快感を与える問題がある。

また、図９に示すように、電気式面状発熱体７１Ａのみ、温水管６５Ａを避けて基材６１Ａに積層した床暖房パネル９０が提案されている。しかし、この場合は、温水管６５Ａの上方に電気式面状発熱体７１Ａが存在せず、電気式面状発熱体７１Ａの面積がかなり小さくなるため、電気式面状発熱体７１Ａによる発熱量が少なくなって床暖房パネル９０の立ち上がり時間が長くなる問題がある。さらに、この床暖房パネル９０においても、電気式面状発熱体７１Ａが、アルミニウム箔からなる放熱体６８Ａを介して基材６１Ａに積層されているため、温水による暖房時に温水管６５Ａの温度が基材６１Ａの上面のアルミニウム箔（放熱体６８Ａ）に伝わっても、アルミニウム箔（放熱体６８Ａ）上の電気式面状発熱体７１Ａが邪魔して、効率よく仕上げ材７５Ａが加熱されない問題がある。さらに、温水管６５Ａの位置を避けて基材６１Ａに電気式面状発熱体７１Ａを積層する作業に手間がかかる問題もある。

特開２００２−２７６９５８号公報 特開２００１−３５５８６３号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、暖房時の立ち上がり時間が短く、しかも温水による暖房を効率よく行うことができ、さらにはアルミニウム箔等の放熱体を設けた場合にも、電気式面状発熱体と放熱体間に空気溜まりを生じ難く、歩行時に空気溜まりによる異音を生じ難く、かつ効率よく暖房できる床暖房パネルの提供を目的とする。

請求項１の発明は、基材と、前記基材の上面に形成された溝に配設された温水管と、前記基材に積層された電気式面状発熱体と、前記電気式面状発熱体に積層された仕上げ材とよりなる床暖房パネルにおいて、前記電気式面状発熱体には複数の貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記温水管の上方に位置していることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記電気式面状発熱体と前記仕上げ材との間に放熱体が配置され、前記電気式面状発熱体の貫通孔の部分で前記放熱体が前記温水管と接していることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求２において、前記電気式面状発熱体の貫通孔が、前記基材の上面に形成された溝の両側へはみ出す大きさからなり、前記放熱体が前記電気式面状発熱体の上面に接着され、前記溝からはみ出した前記電気式面状発熱体の貫通孔の部分では、前記放熱体が前記基材の上面に接着されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電気式面状発熱体には複数の貫通孔が形成され、前記貫通孔が温水管の上方に位置しているため、温水管を流れる温水の熱が電気式面状発熱体の貫通孔を通って仕上げ材を効率よく加熱できるため、温水による暖房を効率よく行うことができる。しかも、温水管を避けて電気式面状発熱体を設けるのと比べて、基材に積層される電気式面状発熱体の面積減少を抑えることができ、暖房時の立ち上がり時間を電気式面状発熱体による効果的な加熱によって短くすることができる。さらに、温水管を避けて電気式面状発熱体を基材に積層するのと比べて電気式面状発熱体の積層作業が簡単になる効果もある。

請求項２の発明によれば、電気式面状発熱体と仕上げ材との間に配置された放熱体が、電気式面状発熱体の貫通孔の部分で温水管と接しているため、温水管の熱が電気式面状発熱体と仕上げ材間の放熱体に直接伝わり、仕上げ材を電気式面状発熱体により妨げられることなく温水で加熱することができ、ランニングコストを一層下げることができる。さらに電気式面状発熱体に放熱体を積層する際に、電気式面状発熱体と放熱体間の空気を電気式面状発熱体に形成されている複数の孔の位置へ押し出しながら密着させて積層することにより、孔の位置にある基材の溝内に空気を収容して電気式面状発熱体と放熱体間の空気溜まりをなくすことができ、仕上げ材上を歩行する際の空気溜まりによる異音を生じ難くできる。

請求項３の発明によれば、電気式面状発熱体の上面に接着された放熱体が、電気式面状発熱体の貫通孔の部分では放熱体が基材の上面に接着されているため、放熱体と電気式面状発熱体と基材の一体化が確実になる。さらに、電気式面状発熱体の貫通孔の部分で放熱体を基材に接着することにより、放熱体と電気式面状発熱体と基材の一体化を行うことができるため、床暖房パネルの組み立て作業が簡略になる。

本発明の一実施例に係る床暖房パネルの分解斜視図である。 同実施例における床暖房パネルの断面図である。 図２における温水管付近の拡大断面図である。 同実施例における基材に電気式面状発熱体を積層した状態の平面図である。 放熱体を設けない例の床暖房パネルの分解斜視図である。 同実施例における床暖房パネルの断面図である。 従来の床暖房パネルの分解斜視図である。 従来の床暖房パネルにおける温水管付近の拡大断面図である。 従来の他の床暖房パネルの分解斜視図である。

以下、本発明の床暖房パネルの実施例について説明する。図１から図３に示すように、本発明の一実施例に係る床暖房パネル１０は、基材１１と、前記基材１１の上面１２の溝１７に配設された温水管２１と、前記基材１１に積層された電気式面状発熱体３１と、前記電気式面状発熱体３１に積層された放熱体４１と、前記放熱体４１に積層された仕上げ材５１とよりなる。また、前記床暖房パネル１０は、一枚で使用される他に、床暖房パネルが設置される部屋の大きさ等によっては、複数枚連結して使用されるようにしてもよい。

前記基材１１は、木材等からなる所定厚みの板状体で構成され、基材上面１２の略全域に渡って前記溝１７が所定間隔で連続して形成されている。前記溝１７は温水管２１が収納されるものであり、前記溝１７に収納された温水管２１の外面上端２２が前記基材１１の上面１２と接するように、深さが設定されている。

前記温水管２１は、合成樹脂管等からなり、温水ボイラーからの温水が流れるように、温水管２１の一端が温水ボイラーの温水給水口（図示せず）に連結されると共に他端が温水ボイラーの温水戻口（図示せず）に連結されている。なお、前記床暖房パネル１０が複数枚連結される場合は、前記連結された床暖房パネルの温水管に温水ボイラーの温水が流れるように、各床暖房パネルの温水管は互いに連結可能とされると共に、一枚の床暖房パネルに配設された温水管の一端が温水ボイラーの温水給水口に、他端が温水ボイラーの温水戻口に接続可能に構成される。

前記電気式面状発熱体３１は、前記銅箔電極と共に半導体インキ（ＰＴＣインキ）を印刷した自己温度制御機能（ＰＴＣ特性：Positive Temperature Coefficient）を備えるフィルムヒーターからなるものに限られず、センサーやサーモスタット等のコントローラで温度制御を行う電熱線ヒーター等からなるものでもよいが、特に前記自己温度制御機能を備えるフィルムヒーターは、通電されると発熱し、一定温度（例えば５０℃）まで上昇すると電流が流れなくなって発熱しなくなるため、消費電力が少なく、効率的に暖房できるのみならず、温度制御用に外部コントローラが不要でコストを削減できるために好ましいものである。なお、前記フィルムヒーターは、厚みが約０．２〜０．３ｍｍ程度である。

前記電気式面状発熱体３１には、複数の貫通孔３３が形成されている。前記貫通孔３３は、前記基材１１に配設された温水管２１の上方に位置するように設けられる。前記貫通孔３３は、上方の仕上げ材５１を前記温水管２１の熱（温水の熱）で効率よく加熱できるようにするものであり、前記温水管２１に沿って（すなわち前記溝１７に沿って）、所定間隔で形成されている。また、前記貫通孔３３の大きさは、前記温水管２１が収納されている溝１７の両側の基材上面１３、１３が貫通孔３３内に位置する大きさとされる。すなわち、前記溝１７の幅よりも、同一幅方向の貫通孔３３の幅が大きくされ、前記溝１７の両側へ貫通孔３３がはみ出す大きさとなっている。

前記電気式面状発熱体３１は、前記基材１１の上面を覆うことのできる一枚で構成してもよく、あるいは、前記基材１１よりも小さい大きさからなる複数枚で構成してもよい。図４は、前記基材１１よりも小さい電気式面状発熱体３１０の複数枚を基材１１の上面に積層した状態を示す平面図である。図４に示す電気式面状発熱体３１０は、樹脂フィルムに半導体インキ（ＰＴＣインキ）の印刷からなる発熱部３５０と、Ａｇペーストからなる電極部分３６０が印刷されたものであり、前記貫通孔３３０を避けて貫通孔３３０間に発熱部３５０が設けられている。また、前記発熱部３５０が、前記温水管２１の真上に位置するように前記電気式面状体３１０が配設されている。これにより前記電気式面状発熱体３１０による加熱の場合と温水管２１を流れる温水による加熱の場合とで加熱位置を略一致させて、電気式面状発熱体３１０による加熱（暖房）時と温水による加熱（暖房）時とで加熱の不均一（加熱ムラ）を生じ難くしている。前記電気式面状発熱体３１を一枚で構成する場合にも、電気式面状発熱体３１の発熱部が温水管２１の真上に位置するようにされる。

また、前記電気式面状発熱体３１（以下３１０を含む）の前記基材１１への固定は、前記電気式面状発熱体３１の下面、あるいは前記基材１１の上面１２に塗布した接着剤（粘着剤の場合を含む）により行なう方法に限らず、放熱体４１の下面に接着剤（粘着剤の場合を含む）を設けておいて、放熱体４１を電気式面状発熱体３１の上面に貼着する際に、前記電気式面状発熱体３１の貫通孔３３（以下３３０を含む）内で露出している前記溝１２の両側の基材上面１３に、放熱体４１の下面の接着剤で放熱体４１を接着する方法で行ってもよく、この方法によれば、放熱体４１と電気式面状発熱体３１を一度に基材１１に接着することができ、作業を簡略化することができる。

前記放熱体４１は、前記温水管２１の熱を仕上げ材５１の下面略全体に効率よく伝えるものであり、アルミニウム箔やアルミニウム板などの金属箔や板などからなる。前記放熱体４１は、前記電気式面状発熱体３１の貫通孔３３内に窪んで貫通孔３３内の温水管２１と接触している。また、前記のように、前記放熱体４１の下面に接着剤を設けた場合、前記放熱体４１は、前記電気式面状発熱体３１の上面に接着し、かつ、前記貫通孔３３の部分で前記温水管２１及び溝１２の両側の基材上面１３に接着している。

前記仕上げ材５１は、前記床暖房パネル１０の上面を構成するものであり、木質フロア材やカーペット等からなるフロア材で構成されている。なお、前記仕上げ材５１は、接着剤等で前記放熱体４１等に固定される。

なお、前記構成の床暖房パネル１０をコンクリートスラブの上に載置して、前記仕上げ材５１の上面を歩行したが、異音が発生しなかった。このことから、前記床暖房パネル１０は、前記電気式面状発熱体３１と放熱体４１間に空気溜まりを生じ難く、歩行時に空気溜まりによる異音を生じ難いことを確認できた。

前記実施例では、より好ましい例として放熱体を用いる構成を示したが、放熱体を用いない構成としてもよい。図５及び図６は放熱体を用いない構成の床暖房パネル１０Ａを示す。なお、床暖房パネル１０Ａは、前記床暖房パネル１０において放熱体４１が存在しないだけであって、他の構成は前記床暖房パネル１０と同様であり、詳細な説明を省略する。また、図５及び図６において、図１〜図３における部材と同一名称の部材は、同一符号を用いて示した。

前記床暖房パネル１０Ａにおいても、前記電気式面状発熱体３１には複数の貫通孔３３が形成され、前記貫通孔３３が前記温水管２１の上方に位置しているため、前記温水管２１の熱が貫通孔３３を通って前記仕上げ材５１に至り、前記電気式面状発熱体３１に妨げられることなく、効率よく仕上げ材５１を加熱することができる。

前記構成からなる本発明の床暖房パネルは、暖房初期においては電気式面状発熱体によって急速に加熱（暖房）され、その後、温水管の温水が所定温度（例えば５０℃）に到達すると、電気式面状発熱体による加熱（暖房）から温水のみによる加熱に切り替わって暖房が行われる。そのため、暖房初期の立ち上がり時間が短く、しかも立ち上がり後はランニングコストの低い温水により暖房が行われることになり、経済的である。さらに、温水による加熱（暖房）時には、温水管の上方の電気式面状発熱体に形成された貫通孔を通って温水管の熱が電気式面状発熱体よりも上方の仕上げ材を加熱するため、温水による加熱（暖房）を効率よく行うことができる。

さらに、電気式面状発熱体と仕上げ材間に放熱体を設けて電気式面状発熱体の貫通孔の部分で温水管と接触させた場合には、放熱体が電気式面状体の上面に位置するにもかかわらず、温水管の熱が放熱体に直接伝わり、放熱体に積層されている仕上げ材を効率よく加熱することができるため、温水管を流れる温水による暖房時に電気式面状発熱体に邪魔されることなく、しかも仕上げ材の下面全体を温水の熱で加熱することができ、効率よく暖房することができるようになり、一層ランニングコストを下げることができる。

１０、１０Ａ 床暖房パネル
１１ 基材
１２ 基材の上面
１３ 溝の両側の基材上面
１７ 溝
２１ 温水管
３１，３１０ 電気式面状発熱体
３３，３３０ 貫通孔
４１ 放熱体
５１ 仕上げ材

Claims (3)

1. 基材と、前記基材の上面に形成された溝に配設された温水管と、前記基材に積層された電気式面状発熱体と、前記電気式面状発熱体に積層された仕上げ材とよりなる床暖房パネルにおいて、
   前記電気式面状発熱体には複数の貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記温水管の上方に位置していることを特徴とする床暖房パネル。
2. 前記電気式面状発熱体と前記仕上げ材との間に放熱体が配置され、前記電気式面状発熱体の貫通孔の部分で前記放熱体が前記温水管と接していることを特徴とする請求項１に記載の床暖房パネル。
3. 前記電気式面状発熱体の貫通孔が、前記基材の上面に形成された溝の両側へはみ出す大きさからなり、
   前記放熱体が前記電気式面状発熱体の上面に接着され、前記溝からはみ出した前記電気式面状発熱体の貫通孔の部分では、前記放熱体が前記基材の上面に接着されていることを特徴とする請求項２に記載の床暖房パネル。
   

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