JP2012013240A - Under-floor heat-storage type heating-system - Google Patents

Under-floor heat-storage type heating-system Download PDF

Info

Publication number
JP2012013240A
JP2012013240A JP2010147131A JP2010147131A JP2012013240A JP 2012013240 A JP2012013240 A JP 2012013240A JP 2010147131 A JP2010147131 A JP 2010147131A JP 2010147131 A JP2010147131 A JP 2010147131A JP 2012013240 A JP2012013240 A JP 2012013240A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
underfloor
hot water
water pipe
heating system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010147131A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Kashimura
好浩 樫村
Hiroki Kiguchi
寛基 木口
Fujio Sato
藤男 佐藤
Masaru Matsuda
賢 松田
Kimio Urano
公男 浦野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku Electric Power Co Inc
Kitanihon Electric Cable Co Ltd
Original Assignee
Tohoku Electric Power Co Inc
Kitanihon Electric Cable Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku Electric Power Co Inc, Kitanihon Electric Cable Co Ltd filed Critical Tohoku Electric Power Co Inc
Priority to JP2010147131A priority Critical patent/JP2012013240A/en
Publication of JP2012013240A publication Critical patent/JP2012013240A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y02B30/125

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an under-floor heat-storage type heating-system capable of supplying such calorific value as considers heat radiation from a mat-foundation lower part and from a rising part of the foundation.SOLUTION: A hot-water pipe 21 is laid in a floor concrete 13 of a house 1. A thermal medium is circulated to the hot-water pipe 21 from a heat pump unit 22 which is a heat source, to cause the floor concrete 13 to accumulate heat, so that the indoor of the house 1 is heated. Here, the hot-water pipe 21 is laid in such a manner that its height from the lower surface of the floor concrete 13 is within the range of 0.3-0.5 relative to the thickness of the floor concrete 13, with a buried volume being 0.30-0.40% of the volume of the floor concrete 13.

Description

本発明は、ヒートポンプなどの熱交換器によって生成された温水などの熱媒体を住宅等の建造物の基礎内に布設した配管に導いて室内を暖房する床下蓄熱式暖房システムに関し、特に、住宅等の建造物の基礎内に布設する配管の配置を最適化することにより蓄熱効果を高めた床下蓄熱式暖房システムに関する。   The present invention relates to an underfloor regenerative heating system that heats a room by guiding a heat medium such as hot water generated by a heat exchanger such as a heat pump to a pipe laid in the foundation of a building such as a house, and more particularly, a house or the like. The present invention relates to an underfloor regenerative heating system that enhances the heat storage effect by optimizing the arrangement of piping laid in the foundation of a building.

室内を暖房する場合、最も簡単な方法はストーブ等の暖房器具を利用することであるが、このような器具を使用した場合、ユーザは定期的な換気や火災防止に気を配る必要がある。例えば、長時間締め切った室内でストーブを使用すると酸欠の危険がある。しかしながら、換気のために窓やドアを開けることは折角暖まっている空気を室内から追い出すことになるので暖房効率の点から見れば好ましくない。また、ストーブ等は燃焼を行うことから誤ってカーテンや洗濯物などに引火することがないよう周囲に配慮する必要がある。このような必要性を無くし、安全に使用できるものとしてシーズヒータ式床下蓄熱暖房システムや、ヒートポンプ式床暖房システムが知られている。   When heating a room, the simplest method is to use a heating device such as a stove. However, when such a device is used, the user needs to pay attention to regular ventilation and fire prevention. For example, if a stove is used in a room that is closed for a long time, there is a risk of lack of oxygen. However, opening windows and doors for ventilation is not preferable from the viewpoint of heating efficiency because the warm air is expelled from the room. In addition, since the stove and the like burn, it is necessary to consider the surroundings so that the curtains and the laundry are not accidentally ignited. A sheathed heater type underfloor heat storage heating system and a heat pump type floor heating system are known as devices that eliminate such necessity and can be used safely.

その他、関連するシステムとしては、室内の天井に空調ユニットを設置すると共に、床下に配置した蓄熱材としてのコンクリート内に埋め込んだ配管を介して天井と床の両方から空調を行うことにより室内の温度むらを低減した空気調和機(特許文献1)、床下の土間コンクリートを蓄熱体とし、土間コンクリート内に設置した配管にヒートポンプで昇温/冷却した冷温水を通過させて室内の床暖房/冷房を行う冷暖房装置(特許文献2)、床に設置したバイプにヒートポンプチラーから冷水/温水を供給して室内の空調を行うに際し、屋外及び床の蓄熱体内のそれぞれに温度センサを設置し、目標蓄熱量に適した蓄熱体内部を流通する熱媒体の温度と熱媒体を蓄熱体内部に流通させる蓄熱時間を決定し、ヒートポンプチラーを複数のマイコンによって制御するようにした蓄熱空調システム(特許文献3)等がある。   In addition, as a related system, an air conditioning unit is installed on the ceiling in the room, and the indoor temperature is controlled by air conditioning from both the ceiling and the floor via piping embedded in the concrete as a heat storage material placed under the floor. An air conditioner with reduced unevenness (Patent Document 1), using soil concrete under the floor as a heat storage body, and passing hot / cold water heated / cooled with a heat pump through a pipe installed in the soil concrete, for indoor floor heating / cooling When performing air conditioning indoors by supplying cold water / warm water from a heat pump chiller to a vip installed on the floor, a temperature sensor is installed in each of the outdoor and floor heat storage bodies, and the target heat storage amount Determine the temperature of the heat medium that circulates inside the heat storage body and the heat storage time for the heat medium to circulate inside the heat storage body. And the like heat storage air conditioning system which is adapted to control (Patent Document 3) by.

特開平2−21143号公報JP-A-2-21143 特開平9−324933号公報JP-A-9-324933 特開2001−263762号公報JP 2001-263762 A

しかしながら、上述したシーズヒータ式床下蓄熱暖房システムの場合は、夜間の安価な電力を使用することにより電気料金を安く押さえることは可能であるが、消費電力量が多いので省エネではない。また、上述したヒートポンプ式床暖房システムは省エネではあるが、蓄熱式ではないので昼間の電力を使用することになるため電気料金はあまり安くならない。さらに、上述した従来の床下蓄熱式の各種の装置及びシステムでは、各機器及び熱媒体の経路を含むシステムの構築に関する技術は進展しているが、住宅等の建造物の躯体側の問題点についてはあまり検討されておらず改良の余地がある。例えば、住宅のコンクリート製の基礎を蓄熱材として利用する場合、できるだけコンクリート全体に熱が行き渡るようにすればコンクリート製の基礎全体を蓄熱材として効率よく利用することができる。また、コンクリート製の基礎と熱媒体を流通させるための配管の関係などコンクリートの基礎を蓄熱材として効率的に利用するためにはさらに検討すべき課題がある。   However, in the case of the above-described sheathed heater type underfloor heat storage and heating system, it is possible to keep the electricity bill low by using cheap power at night, but it is not energy saving because of the large amount of power consumption. Moreover, although the heat pump type floor heating system mentioned above is energy saving, since it is not a heat storage type, it uses electric power in the daytime, so the electricity bill is not so cheap. Furthermore, in the various conventional underfloor heat storage type devices and systems described above, the technology related to the construction of the system including the path of each device and the heat medium has progressed, but there are problems on the housing side of buildings such as houses. Has not been studied much and there is room for improvement. For example, when using a concrete foundation of a house as a heat storage material, the entire concrete foundation can be efficiently used as a heat storage material if heat is distributed to the entire concrete as much as possible. In addition, there are problems to be further studied in order to efficiently use the concrete foundation as a heat storage material, such as the relationship between the concrete foundation and the piping for circulating the heat medium.

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みなされたもので、住宅等の建造物のコンクリート製の基礎を蓄熱媒体とする際に、コンクリート製の基礎全体を蓄熱材として効率良く利用することが可能な床下蓄熱式暖房システムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and when a concrete foundation of a building such as a house is used as a heat storage medium, the entire concrete foundation can be efficiently used as a heat storage material. An object is to provide an underfloor regenerative heating system.

上記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、暖房対象となる室内空間を有する建造物の室内空間の床下に施工された土間コンクリート内に配管を布設し、配管を介して熱源によって加温した熱媒体を循環させて土間コンクリートを加温して蓄熱させることにより建造物の室内空間を暖房する床下蓄熱式暖房システムにおいて、配管は、土間コンクリートの下面からの高さが、当該土間コンクリートの厚みに対して0.3〜0.5の範囲内で、且つ、埋設体積が土間コンクリートの体積の0.30〜0.40%で布設されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is arranged such that a pipe is laid in the soil concrete constructed under the floor of the indoor space of the building having the indoor space to be heated, and the heat source is provided via the pipe. In an underfloor regenerative heating system that heats indoor concrete space by circulating a heated heat medium to heat and store the soil concrete, the pipe has a height from the bottom surface of the soil concrete. It is characterized by being laid within a range of 0.3 to 0.5 with respect to the thickness of the concrete and with an embedded volume of 0.30 to 0.40% of the volume of the soil concrete.

上記課題を解決するために請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の床下蓄熱式暖房システムにおいて、配管は内径が10mm〜20mmで、並列される配管の間隔を100mm〜200mmピッチで配設したことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 2 is the underfloor regenerative heating system according to claim 1, wherein the pipe has an inner diameter of 10 mm to 20 mm, and the interval between the parallel pipes is set to a pitch of 100 mm to 200 mm. It is characterized by having been arranged in.

上記課題を解決するために請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の床下蓄熱式暖房システムにおいて、土間コンクリートの厚みは、150〜250mmであることを特徴とする。   In order to solve the above problem, the present invention according to claim 3 is the underfloor regenerative heating system according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the soil concrete is 150 to 250 mm.

上記課題を解決するために請求項4に記載の本発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の床下蓄熱式暖房システムにおいて、熱源は、ヒートポンプであることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 4 is characterized in that in the underfloor regenerative heating system according to any one of claims 1 to 3, the heat source is a heat pump.

本発明に係る床下蓄熱式暖房システムによれば、住宅等の建造物の基礎を構成する土間コンクリート内に熱媒体を流通させる配管を最適に配置したことによって、土間コンクリートの全体を蓄熱材として有効利用することが可能な床下蓄熱式暖房システムを提供することができ、効率的な床暖房を提供することができるという効果がある。   According to the underfloor regenerative heating system according to the present invention, the entire soil concrete is effectively used as a heat storage material by optimally arranging the piping for circulating the heat medium in the soil concrete that forms the foundation of a building such as a house. There is an effect that an underfloor regenerative heating system that can be used can be provided, and efficient floor heating can be provided.

本発明に係る床下蓄熱式暖房システムの一実施形態が設置された住宅を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the house in which one Embodiment of the underfloor thermal storage heating system which concerns on this invention was installed. 本発明に係る床下蓄熱式暖房システムの各部の接続を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the connection of each part of the underfloor thermal storage heating system which concerns on this invention. 土間コンクリートの厚みと温水管の高さ位置の関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the relationship between the thickness of soil concrete, and the height position of a hot water pipe. 土間コンクリートの温度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the temperature distribution of soil concrete. 温水管のピッチの違いによる影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence by the difference in the pitch of a warm water pipe. 配管の高さ位置を示す土間コンクリートの断面図である。It is sectional drawing of the soil concrete which shows the height position of piping. フィールド試験場所(飯豊)における室温、運転時間、電力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between room temperature in a field test place (Iitoyo), operation time, and electric power. ヒートポンプ式基礎蓄熱暖房、蓄熱式電気暖房器及び電熱式基礎蓄熱暖房についての年間消費電力量を示すグラフである。It is a graph which shows the annual power consumption about a heat pump type | formula heat storage heating, a heat storage type electric heater, and an electric heat type heat storage heating.

以下、本発明に係る床下蓄熱式暖房システムについて、好ましい一実施形態に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。
[住宅及び床下蓄熱式暖房システムの構成]
図1は、本発明に係る床下蓄熱式暖房システムの一実施形態が設置された住宅を示す斜視図(一部を断面図で示す)である。図示された住宅1は、木造の一戸建てであり、概略として、鉄筋コンクリート製のいわゆるベタ基礎11を備えている。ベタ基礎11は、その平面部の上面側に敷設された断熱材12を挟んで所定の厚みを有して打設された土間コンクリート13を備え、その端縁部は平面部よりもやや高く形成されており、断熱材12はこの高く形成された端縁部の内側に沿って垂直に敷設されている。
Hereinafter, an underfloor regenerative heating system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings based on a preferred embodiment.
[Configuration of residential and underfloor regenerative heating system]
FIG. 1 is a perspective view (partially shown in a sectional view) of a house in which an embodiment of an underfloor regenerative heating system according to the present invention is installed. The illustrated house 1 is a wooden detached house, and generally includes a so-called solid foundation 11 made of reinforced concrete. The solid foundation 11 is provided with soil concrete 13 placed with a predetermined thickness across the heat insulating material 12 laid on the upper surface side of the flat surface portion, and its edge portion is formed slightly higher than the flat surface portion. The heat insulating material 12 is laid vertically along the inside of this highly formed edge.

土間コンクリート13上の所定の位置には所要数の床束(ゆかつか)14が立設され、複数の床束14上に直交させるようにして水平に配設された所要数の大引(おおびき)15と、複数の大引15上にこの大引15に直交させて水平に配設された所要数の根太(ねだ)16と、根太16上に床下地17を介して設置されたフローリング材18とを備えて構成されている。従って、土間コンクリート13と床下地17との間には床下空間が存在している。尚、フローリング材18の壁際には床下換気口となるガラリ28が設けられている。また、必要に応じてエアコン室内機27が室内の壁に取り付けられている。   A predetermined number of floor bundles (yukaka) 14 are erected at predetermined positions on the soil-concrete 13, and the required number of large bundles (o (Obiki) 15, a required number of joists 16 arranged horizontally on the plurality of large forks 15 and perpendicular to the large forks 15, and installed on the joists 16 via a floor base 17. The flooring material 18 is provided. Therefore, an underfloor space exists between the soil concrete 13 and the floor foundation 17. Note that a louver 28 serving as an underfloor ventilation opening is provided on the wall of the flooring material 18. In addition, an air conditioner indoor unit 27 is attached to an indoor wall as necessary.

[床下蓄熱式暖房システムの構成]
図2は、床下蓄熱式暖房システムの各部の接続を示す系統図である。住宅1に設置された床下蓄熱式暖房システム2は、図1及び図2に示すように、概略として、土間コンクリート13内に所定のパターンで蛇行させるようにして布設された温水管21と、温水管21に温水を循環させる熱源としてのヒートポンプユニット22と、このヒートポンプユニット22に接続されると共に室内の壁面に設置されてヒートポンプユニット22を制御するコントローラ23と、温水管21の一端とヒートポンプユニット22の温水戻り口との間に必要に応じて介在させた放熱器24と、複数の配管(ヒートポンプユニット22の温水供給口と温水管21の一端とを接続する配管25a、ヒートポンプユニット22の温水戻り口と放熱器24とを接続する配管25b、温水管21の他端と放熱器24とを接続する配管25c)と、土間コンクリート13内に設置されて土間コンクリート13内の温度を検知する温度センサ26(図1では図示を省略)と、必要に応じてヒートポンプユニット22に接続されると共に、図1に示したように室内の壁に取り付けられ、室内を床暖房と共に室内側から暖房するエアコン室内機27とを備えている。尚、放熱器24は戻り温水の温度を下げることでヒートポンプ22を効率よく動作させるため利用するものであり、特に設けない構成とすることも可能である。
[Configuration of underfloor regenerative heating system]
FIG. 2 is a system diagram showing connection of each part of the underfloor regenerative heating system. As shown in FIGS. 1 and 2, the underfloor regenerative heating system 2 installed in the house 1 is generally composed of a hot water pipe 21 laid so as to meander in the soil concrete 13 in a predetermined pattern, A heat pump unit 22 as a heat source for circulating hot water through the pipe 21, a controller 23 connected to the heat pump unit 22 and installed on the wall surface of the room to control the heat pump unit 22, one end of the hot water pipe 21, and the heat pump unit 22 And a plurality of pipes (a pipe 25a connecting the hot water supply port of the heat pump unit 22 and one end of the hot water pipe 21, and a hot water return of the heat pump unit 22). Piping 25b connecting the mouth and the radiator 24, piping 25 connecting the other end of the hot water pipe 21 and the radiator 24 ), A temperature sensor 26 (not shown in FIG. 1) that is installed in the soil concrete 13 and detects the temperature in the soil concrete 13, and is connected to the heat pump unit 22 as necessary and is shown in FIG. The air conditioner indoor unit 27 is attached to the wall of the room and heated from the indoor side together with floor heating. The radiator 24 is used for efficiently operating the heat pump 22 by lowering the temperature of the return hot water, and may be configured not to be particularly provided.

温水管21は、ヒートポンプユニット22の温水出口及び戻り口の径に合わせた直径(例えば、10〜20mmφ)のパイプである。本実施形態における温水管21の材質は、架橋ポリエチレンパイプであり、土間コンクリート13の流し込み前に布設される。尚、温水管21の材質は架橋ポリエチレンに限るものではないが、架橋ポリエチレンは錆びの心配がなく、耐寒性や耐熱性に優れると共に、軽くて柔軟性があるので配管施工にも適しているという利点がある。配管ピッチP(隣り合う温水管21の間隔、図3参照)は、例えば、100mm〜200mmとするのが好ましい。配管ピッチPがあまり狭いと温水管21の折り曲げ部の変形や熱効率が悪くなり、逆にあまり広いと土間コンクリート13に十分に蓄熱することができないからである。コントローラ23は、マイクロコンピュータ及びプログラムによってヒートポンプユニット22を制御するもので、電源スイッチ、各種の設定ボタン、液晶表示器等を備えて構成されている。   The hot water pipe 21 is a pipe having a diameter (for example, 10 to 20 mmφ) that matches the diameter of the hot water outlet and the return opening of the heat pump unit 22. The material of the hot water pipe 21 in this embodiment is a cross-linked polyethylene pipe, and is laid before the soil concrete 13 is poured. The material of the hot water pipe 21 is not limited to cross-linked polyethylene, but the cross-linked polyethylene is not worried about rust, has excellent cold resistance and heat resistance, is light and flexible, and is suitable for piping construction. There are advantages. The pipe pitch P (the interval between adjacent hot water pipes 21, see FIG. 3) is preferably set to 100 mm to 200 mm, for example. This is because if the piping pitch P is too narrow, the deformation of the bent portion of the hot water pipe 21 and the thermal efficiency deteriorate, and conversely if it is too wide, the soil concrete 13 cannot sufficiently store heat. The controller 23 controls the heat pump unit 22 with a microcomputer and a program, and includes a power switch, various setting buttons, a liquid crystal display, and the like.

ヒートポンプユニット22は一般の市販品を用いることができる。本実施形態で用いたヒートポンプユニット22は、単相200Vの電源で動作すると共に、空調装置の室外機としても使用可能な仕様になっている。このヒートポンプユニット22は、大気から採熱する空気熱交換器(蒸発器)と、この空気熱交換機に直列に接続された圧縮機(コンプレッサ)と、水熱交換器(凝縮器)及び膨張弁等を備えて構成されており、空気熱交換機、圧縮機及び水熱交換器に媒体(温水)を循環させ、水熱交換器で生成された温水を温水管21に循環させるようになっている。   As the heat pump unit 22, a general commercial product can be used. The heat pump unit 22 used in the present embodiment operates with a single-phase 200 V power source and has specifications that can be used as an outdoor unit of an air conditioner. The heat pump unit 22 includes an air heat exchanger (evaporator) that collects heat from the atmosphere, a compressor (compressor) connected in series to the air heat exchanger, a water heat exchanger (condenser), an expansion valve, and the like. The medium (hot water) is circulated through the air heat exchanger, the compressor, and the water heat exchanger, and the hot water generated by the water heat exchanger is circulated through the hot water pipe 21.

ここで、図4は土間コンクリートの温度分布を示す特性図であり、図6は配管の高さ位置を示す土間コンクリートの断面図である。ピッチPが100mmの温水管21は断熱材12の表面から85mmの位置に配置し、ピッチPが200mmの温水管21は断熱材12の表面から150mmの位置に配置しており、温度レベル(温度測定位置)については図6に示す12箇所(L1〜L12)を設定し、これを図4の横軸とした。それぞれの位置は以下の通りである。
L1(0mm):断熱材表面
L2(30mm):ピッチ100(mm)配管21と断熱材との中間
L3(85mm):ピッチ100(mm)配管21の表面
L4(120mm):ピッチ100(mm)配管21と200(mm)配管21との中間
L5(150mm):ピッチ200(mm)配管21の表面
L6(190mm):ピッチ200(mm)配管21とコンクリート表面との中間
L7(230mm):土間コンクリート表面
L8:床下空気層
L9:フローリング材裏面
L10:ガラリ内部
L11:フローリング材表面
L12:室温
4 is a characteristic diagram showing the temperature distribution of the soil concrete, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the soil concrete showing the height position of the pipe. The hot water pipe 21 with a pitch P of 100 mm is arranged at a position 85 mm from the surface of the heat insulating material 12, and the hot water pipe 21 with a pitch P of 200 mm is arranged at a position 150 mm from the surface of the heat insulating material 12, and the temperature level (temperature For the measurement position, twelve locations (L1 to L12) shown in FIG. 6 were set, and this was taken as the horizontal axis in FIG. Each position is as follows.
L1 (0 mm): heat insulating material surface L2 (30 mm): pitch 100 (mm) intermediate between pipe 21 and heat insulating material L3 (85 mm): pitch 100 (mm) surface of pipe 21 L4 (120 mm): pitch 100 (mm) Between pipe 21 and 200 (mm) pipe 21 L5 (150 mm): Pitch 200 (mm) surface of pipe 21 L6 (190 mm): Pitch 200 (mm) Between pipe 21 and concrete surface L7 (230 mm): Between soil Concrete surface L8: Underfloor air layer L9: Flooring material back surface L10: Inside the garage L11: Flooring material surface L12: Room temperature

図4に示すように、温水管21の配管ピッチPが100mmの場合では断熱材12の表面に近いレベル(図5におけるL1)の温度上昇が大きく、ピッチPが200mmの場合では土間表面に近いレベル(図5におけるL6乃至L7)で温度上昇が大きくなっている。しかしながら、図4に示された温度分布の違いは、ピッチPの差によるものというより、温水管21の埋設位置(高さ)の違いによるものと考えられる。なぜなら、図5に示すように、ピッチPの差は温度分布に影響を与えないと考えられるからである。すなわち、図5は、土間コンクリート13の厚みを210mmとし、温水管21を断熱材12の表面から61.5mmの位置に、ピッチPを100mmと200mmでそれぞれ埋設し、土間コンクリート13の厚みの中央位置(土間コンクリート13の下面から105mmの高さ)の温度を測定してその比較を行った結果を示すグラフであるが、図示されているように、ピッチPが100mmの場合と200mmの場合とでは時間の経過に対する温度上昇は殆ど差がないことがわかる。   As shown in FIG. 4, when the pipe pitch P of the hot water pipe 21 is 100 mm, the temperature rises at a level close to the surface of the heat insulating material 12 (L1 in FIG. 5) is large, and when the pitch P is 200 mm, it is close to the soil surface. The temperature rise increases at the level (L6 to L7 in FIG. 5). However, it is considered that the difference in temperature distribution shown in FIG. 4 is not due to the difference in pitch P but rather due to the difference in the buried position (height) of the hot water pipe 21. This is because, as shown in FIG. 5, it is considered that the difference in pitch P does not affect the temperature distribution. That is, FIG. 5 shows that the thickness of the soil concrete 13 is 210 mm, the hot water pipe 21 is embedded at a position 61.5 mm from the surface of the heat insulating material 12, and the pitch P is 100 mm and 200 mm, respectively. Although it is a graph which shows the result of having measured the temperature of a position (the height of 105 mm from the lower surface of soil concrete 13), and performing the comparison, as shown in the figure, the case where pitch P is 100 mm, and the case of 200 mm Then, it can be seen that there is almost no difference in temperature rise over time.

図4に示すように、ピッチPが200mmの場合ではL4(土間コンクリート13の下面から120mmの高さ)の温度よりもL1(断熱材表面)の温度が低くなっていおり土間コンクリート13の下側が蓄熱材として十分に活用されていない。これに対して、ピッチPが100mmの場合ではL1(断熱材表面)の温度がピッチPが200mmの場合よりも高くなっており土間コンクリート13の下側までが蓄熱材として十分に活用されていることがわかる。このように、土間コンクリート13の上面に近い位置に温水管21を埋設すると土間コンクリート13の表面からの放熱が多くなり、土間コンクリート13の下側が十分に加温されないので土間コンクリート13全体を蓄熱材として活用できないことから、温水管21を埋設する高さ位置は、少なくとも土間コンクリート13の厚みの中央部よりも断熱材表面に近い側(中央部よりも下側)に埋設することが好ましい。具体的には、後述する実施例(表1)に示すように、温水管21を埋設する高さ位置は、土間コンクリート13の表面から当該土間コンクリート13の厚みに対して0.308〜0.465の高さとなる範囲内で埋設することが好ましい。これにより、土間コンクリート13全体を蓄熱材として有効利用することが可能となる。尚、一般住宅のベタ基礎の多くは土間コンクリート13の厚みは150mm〜250mmが一般的である。   As shown in FIG. 4, when the pitch P is 200 mm, the temperature of L1 (insulating material surface) is lower than the temperature of L4 (height of 120 mm from the lower surface of the soil concrete 13), and the lower side of the soil concrete 13 is It is not fully utilized as a heat storage material. On the other hand, in the case where the pitch P is 100 mm, the temperature of L1 (insulating material surface) is higher than that in the case where the pitch P is 200 mm, and the lower side of the soil concrete 13 is sufficiently utilized as a heat storage material. I understand that. Thus, if the hot water pipe 21 is embedded at a position close to the upper surface of the interstitial concrete 13, heat radiation from the surface of the interstitial concrete 13 increases, and the lower side of the interstitial concrete 13 is not sufficiently heated. Therefore, it is preferable that the height position where the hot water pipe 21 is embedded is embedded at least on the side closer to the surface of the heat insulating material than the central part of the thickness of the interstitial concrete 13 (lower than the central part). Specifically, as shown in Examples (Table 1) to be described later, the height position at which the hot water pipe 21 is embedded is 0.308 to 0.00 from the surface of the soil concrete 13 to the thickness of the soil concrete 13. It is preferable to embed within a range of 465 height. Thereby, it becomes possible to effectively use the entire soil concrete 13 as a heat storage material. In many solid foundations of ordinary houses, the thickness of the soil concrete 13 is generally 150 mm to 250 mm.

尚、温水管21は、内径のあまり大きなものを使用すると土間コンクリート13の強度低下のおそれのみならず、流通させる温水の量が増えると共に、土間コンクリート13との熱交換の効率が悪くなることから内径が10mm〜20mmのものを使用することが好ましい。   In addition, when the hot water pipe 21 having an excessively large inner diameter is used, not only the strength of the interstitial concrete 13 may be reduced, but also the amount of warm water to be circulated increases and the efficiency of heat exchange with the interstitial concrete 13 is deteriorated. It is preferable to use one having an inner diameter of 10 mm to 20 mm.

[床下蓄熱式暖房システムの動作]
次に、上述した床下蓄熱式暖房システムの動作について説明する。床下蓄熱式暖房システム2は、住宅1の新築時やリフォーム時に図1に示すように設置される。図1及び図2において床暖房を行いたい場合、ユーザはコントローラ23を操作してヒートポンプユニット22の運転を開始する。ヒートポンプユニット22は、内蔵の空気熱交換器によって大気の熱を吸収して空気熱交換器を流れる冷媒の温度を上げ(例えば−3℃程度から2℃程度に上げ)、次に、この冷媒を圧縮器で圧縮して105℃程度に加温して水熱交換器に送り、温水管21に流れる温水の温度を例えば45〜55℃にする。更に、水熱交換器から排出される冷媒(55℃程度)を膨張弁に供給して2℃程度に下げ、これを空気熱交換器に供給する。ヒートポンプユニット22は以上の動作を繰り返し実行する。これにより、温水管21を循環する温水によって土間コンクリート13及びその上方の空間が温められ、更にフローリング材18に伝熱されることにより住宅1の室内は一定の温度(例えば、20℃前後、25℃前後等)で暖房される。そして、ヒートポンプユニット22の運転を低料金の夜間電力を利用して行うことにより電力料金を低減(節約)することができる。
[Operation of underfloor regenerative heating system]
Next, operation | movement of the underfloor thermal storage heating system mentioned above is demonstrated. The underfloor regenerative heating system 2 is installed as shown in FIG. 1 when the house 1 is newly constructed or renovated. 1 and 2, when the user wants to perform floor heating, the user operates the controller 23 to start the operation of the heat pump unit 22. The heat pump unit 22 absorbs atmospheric heat with the built-in air heat exchanger and raises the temperature of the refrigerant flowing through the air heat exchanger (for example, from about −3 ° C. to about 2 ° C.). It compresses with a compressor, heats to about 105 degreeC, sends it to a water heat exchanger, and makes the temperature of the warm water which flows into the hot water pipe 21 into 45-55 degreeC, for example. Furthermore, the refrigerant (about 55 ° C.) discharged from the water heat exchanger is supplied to the expansion valve to be lowered to about 2 ° C., and this is supplied to the air heat exchanger. The heat pump unit 22 repeatedly executes the above operation. As a result, the soil concrete 13 and the space above it are warmed by the hot water circulating through the hot water pipe 21 and further transferred to the flooring material 18 so that the interior of the house 1 has a constant temperature (for example, around 20 ° C., 25 ° C. It is heated at the front and rear etc. Then, the operation of the heat pump unit 22 is performed using low-cost nighttime electric power, whereby the electric power charge can be reduced (saved).

[実施形態の効果]
本実施形態に係る床下蓄熱式暖房システムによれば、温水管21の埋設位置及び土間コンクリート13の体積に対する温水管21の埋設体積比に基づいて温水管21を最適に配置することができるので、土間コンクリート13全体を蓄熱材として効率良く利用することが可能になり、床暖房を効率良く行えるようになるという効果がある。
尚、ヒートポンプユニット22に室内機ユニットを接続することにより、室温が低下した場合でも、土間コンクリート13によって20℃前後のベース暖房を確保しながら室内機ユニットの運転により室内機ユニット無しの場合よりも室温を上げることで快適な温度環境を維持することができるという効果がある。
[Effect of the embodiment]
According to the underfloor heat storage type heating system according to the present embodiment, the hot water pipe 21 can be optimally arranged based on the buried position of the hot water pipe 21 and the buried volume ratio of the hot water pipe 21 with respect to the volume of the soil concrete 13. The entire soil concrete 13 can be efficiently used as a heat storage material, and there is an effect that floor heating can be performed efficiently.
In addition, even when the room temperature is lowered by connecting the indoor unit to the heat pump unit 22, the indoor unit is operated by operating the indoor unit while securing the base heating at around 20 ° C. with the soil concrete 13 than when there is no indoor unit. There is an effect that a comfortable temperature environment can be maintained by raising the room temperature.

本発明者らは、実際に4棟の住宅において異なる場所及び異なる床面積によるフィールド試験を実施した。その実施データを表1に示す。尚、表1における試験場所とは住宅を建設した場所である。また、温水管21の埋設高さは土間の下面から61.5mm(飯豊は93.0mm)の位置に埋設すると共に、ピッチPは全て100mmとした。   The inventors actually performed field tests in different locations and different floor areas in four houses. The implementation data is shown in Table 1. The test place in Table 1 is the place where the house was constructed. In addition, the buried height of the hot water pipe 21 was buried at a position of 61.5 mm (93.0 mm for Iitoyo) from the lower surface of the soil, and the pitch P was all set to 100 mm.

Figure 2012013240
Figure 2012013240

表1には、各住宅における温水管21の長さ、温水管21の体積、土間コンクリート13の体積、温水管21の埋設高さと高さ比、及び、温水管21の体積と土間コンクリート13の体積の比が示されている。尚、用いた温水管21の径は全て10mmφ(その断面積は、0.000078.5m)である。表1の配管埋設高さ比は、温水管21の埋設高さと土間コンクリート13の厚みとの比率である。また、体積比は、温水管21の長さに温水管21の断面積を掛けた体積(例えば、フィールド試験場所が「鳴子」ならば、204m×0.000078.5mm=0.0160mが温水管21の体積)と、土間コンクリート13の体積(6.4m([温水管21の布設面積]30.6m×[土間コンクリート13の厚み]210mm))との比率であり、「鳴子」における温水管21の体積比は0.0025(=0.25%)となる。 Table 1 shows the length of the hot water pipe 21 in each house, the volume of the hot water pipe 21, the volume of the soil concrete 13, the buried height and height ratio of the hot water pipe 21, and the volume of the hot water pipe 21 and the soil concrete 13. The volume ratio is shown. The diameters of the hot water tubes 21 used are all 10 mmφ (the cross-sectional area is 0.0000785.5 m 2 ). The pipe embedment height ratio in Table 1 is a ratio between the embedment height of the hot water pipe 21 and the thickness of the soil concrete 13. The volume ratio is the volume obtained by multiplying the length of the hot water pipe 21 by the cross-sectional area of the hot water pipe 21 (for example, if the field test place is “Naruko”, 204 m × 0.0000785.5 mm 2 = 0.0160 m 3 The volume of the hot water pipe 21) and the volume of the soil concrete 13 (6.4 m 3 ([laying area of the hot water pipe 21] 30.6 m 2 × [thickness of the soil concrete 13] 210 mm)) The volume ratio of the hot water pipe 21 is 0.0025 (= 0.25%).

表1に示す各住宅における平均外気温、平均室温、平均土間コンクリート温度についての結果を表2に示す。   Table 2 shows the results of average outside air temperature, average room temperature, and average soil concrete temperature in each house shown in Table 1.

Figure 2012013240
Figure 2012013240

鳴子を除く他のフィールド試験場所では平均約20℃を超える室温を確保することができた。ここで、鳴子における温水管21の埋設高さは土間コンクリート13の下面から61.5mmの位置で、ピッチPは100mmであり、他のフィールド試験場所の場合とほぼ変わらないが、温水管21の体積と土間コンクリート13の体積の体積比は0.25%であり、他のフィールド試験場所よりも温水管21の埋設体積が少ないために平均室温が他のフィールド試験場所では20℃前後であるのに対して16℃前後と下回る結果になったものと考えられる。従って、表1及び表2から、温水管21の埋設高さは、土間コンクリート13の厚みに対する高さ比が0.3〜0.5の範囲内で配設することが好ましい。また、温水管21の体積比は0.30〜0.40%であることが好ましい。尚、図7に飯豊におけるフィールド試験についての室温、運転時間、電力の関係を示すグラフを示すと共に、図8に飯豊におけるヒートポンプ式基礎蓄熱暖房、蓄熱式電気暖房器及び電熱式基礎蓄熱暖房についての年間消費電力量の比較について示す。尚、図7における電力1、電力2の違いは、ヒートポンプの機種の違いによるものである。図7に示されているように、外気温が低下しても室温の変動は小さく、しかも、室温は、24時間20〜23℃程度で安定し保持されていることがわかる。また、図8に示すように、ヒートポンプ基礎蓄熱暖房方式は、蓄熱式電気暖房器や電熱式基礎蓄熱暖房に比べて年間消費電力量も少なく、より省エネである。   Room temperature exceeding an average of about 20 ° C. could be secured at other field test locations except Naruko. Here, the buried height of the hot water pipe 21 in Naruko is 61.5 mm from the lower surface of the interstitial concrete 13 and the pitch P is 100 mm, which is almost the same as in other field test places. The volume ratio of the volume to the volume of the soil concrete 13 is 0.25%, and since the buried volume of the hot water pipe 21 is smaller than that of other field test places, the average room temperature is around 20 ° C. at other field test places. On the other hand, it is considered that the result was lower than around 16 ° C. Therefore, from Table 1 and Table 2, it is preferable to arrange the buried height of the hot water pipe 21 within a range where the height ratio to the thickness of the soil concrete 13 is 0.3 to 0.5. Moreover, it is preferable that the volume ratio of the hot water pipe 21 is 0.30 to 0.40%. In addition, while showing the graph which shows the relationship between the room temperature, operation time, and electric power about the field test in Iitoyo in FIG. 7, in FIG. 8, about the heat pump type | formula heat storage heating, the heat storage type electric heater, and the electric heat type basic heat storage heating in Iitoyo The comparison of annual power consumption is shown. Note that the difference between the electric power 1 and the electric power 2 in FIG. 7 is due to the difference in the type of heat pump. As shown in FIG. 7, it can be seen that even when the outside air temperature decreases, the fluctuation of the room temperature is small, and the room temperature is stably maintained at about 20 to 23 ° C. for 24 hours. Moreover, as shown in FIG. 8, the heat pump basic heat storage heating system has less annual power consumption than the heat storage electric heater and electric heat basic heat storage heating, and is more energy saving.

このように、本発明に係る床下蓄熱式暖房システムによれば、温水管21の埋設高さと、土間コンクリート13と温水管21の体積比を最適にすることによって土間コンクリート13の全体を蓄熱材として効率の良く暖房することができるという効果がある。   Thus, according to the underfloor heat storage type heating system according to the present invention, the entire height of the soil concrete 13 is used as a heat storage material by optimizing the buried height of the hot water pipe 21 and the volume ratio of the soil concrete 13 and the hot water pipe 21. There is an effect that heating can be performed efficiently.

以上のように、好ましい各実施形態について説明したが、本発明に係る床下蓄熱式暖房システムは、住宅以外の建造物、例えば、事務所、店舗等の建造物に採用される床下蓄熱式暖房システム、更には、野菜栽培等の温室、動物園の飼育場等の暖房システムにも採用可能である。   As mentioned above, although each preferred embodiment was described, the underfloor regenerative heating system according to the present invention is a underfloor regenerative heating system employed in a building other than a house, for example, a building such as an office or a store. Furthermore, it can also be employed in heating systems for greenhouses such as vegetable cultivation and zoo breeding grounds.

1 住宅
2 床下蓄熱式暖房システム
10 床
11 ベタ基礎
12 断熱材
12 温水管
13 土間コンクリート
14 床束
15 大引
16 根太
17 床下地
18 フローリング材
21 温水管
22 ヒートポンプユニット
23 コントローラ
24 放熱器
25a 配管
25b 配管
25c 配管
26 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 House 2 Underfloor regenerative heating system 10 Floor 11 Solid foundation 12 Heat insulating material 12 Hot water pipe 13 Drum between concrete 14 Floor bundle 15 Large drawing 16 joist 17 Floor foundation 18 Flooring material 21 Hot water pipe 22 Heat pump unit 23 Controller 24 Radiator 25a Pipe 25b Piping 25c Piping 26 Temperature sensor

Claims (4)

暖房対象となる室内空間を有する建造物の前記室内空間の床下に施工された土間コンクリート内に配管を布設し、前記配管を介して熱源によって加温した熱媒体を循環させて前記土間コンクリートを加温して蓄熱させることにより前記建造物の室内空間を暖房する床下蓄熱式暖房システムにおいて、
前記配管は、前記土間コンクリートの下面からの高さが、当該土間コンクリートの厚みに対して0.3〜0.5の範囲内で、且つ、埋設体積が前記土間コンクリートの体積の0.30〜0.40%で布設されていることを特徴とする床下蓄熱式暖房システム。
A pipe is laid in the soil concrete constructed under the floor of the indoor space of the building having the indoor space to be heated, and the heat medium heated by a heat source is circulated through the pipe to add the soil concrete. In the underfloor regenerative heating system that heats the indoor space of the building by warming and storing heat,
The pipe has a height from the lower surface of the soil concrete within a range of 0.3 to 0.5 with respect to the thickness of the soil concrete, and an embedded volume is 0.30 to the volume of the soil concrete. Underfloor regenerative heating system, which is installed at 0.40%.
請求項1に記載の床下蓄熱式暖房システムにおいて、
前記配管は内径が10mm〜20mmで、並列される配管の間隔を100mm〜200mmピッチで配設したことを特徴とする床下蓄熱式暖房システム。
In the underfloor regenerative heating system according to claim 1,
The pipe has an inner diameter of 10 mm to 20 mm, and an interval between the pipes arranged in parallel is arranged at a pitch of 100 mm to 200 mm.
請求項1又は2に記載の床下蓄熱式暖房システムにおいて、
前記土間コンクリートの厚みは、150〜250mmであることを特徴とする床下蓄熱式暖房システム。
In the underfloor regenerative heating system according to claim 1 or 2,
The underfloor regenerative heating system, wherein the soil concrete has a thickness of 150 to 250 mm.
請求項1から3のいずれか1項に記載の床下蓄熱式暖房システムにおいて、
前記熱源は、ヒートポンプであることを特徴とする床下蓄熱式暖房システム。
In the underfloor regenerative heating system according to any one of claims 1 to 3,
The underfloor regenerative heating system, wherein the heat source is a heat pump.
JP2010147131A 2010-06-29 2010-06-29 Under-floor heat-storage type heating-system Pending JP2012013240A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010147131A JP2012013240A (en) 2010-06-29 2010-06-29 Under-floor heat-storage type heating-system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010147131A JP2012013240A (en) 2010-06-29 2010-06-29 Under-floor heat-storage type heating-system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012013240A true JP2012013240A (en) 2012-01-19

Family

ID=45599894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010147131A Pending JP2012013240A (en) 2010-06-29 2010-06-29 Under-floor heat-storage type heating-system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012013240A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014527151A (en) * 2011-08-25 2014-10-09 建良 楊 Built-in air conditioner
KR101542725B1 (en) * 2013-08-10 2015-08-06 오정철 Three dimensional heating pipe

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6099415U (en) * 1983-12-12 1985-07-06 ミサワホ−ム株式会社 Piping structure for floor heating with earthen floor
JPH0384333A (en) * 1989-08-25 1991-04-09 Shoji Sonokawa Cooling and heating system
JP2003042463A (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Ishikawa:Kk Floor heating/cooling structure of house
JP2003262347A (en) * 2002-03-05 2003-09-19 Sekisui Chem Co Ltd Underfloor temperature adjusting device and building using it
JP2003322351A (en) * 2002-05-02 2003-11-14 Enaatekku Kk Heat storage type floor heating system using midnight electric power in high heat-insulating and high airtight housing
JP2004271122A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Hirose Jutaku Keikaku:Kk Floor heating apparatus and thermal storage body used for the same and its manufacturing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6099415U (en) * 1983-12-12 1985-07-06 ミサワホ−ム株式会社 Piping structure for floor heating with earthen floor
JPH0384333A (en) * 1989-08-25 1991-04-09 Shoji Sonokawa Cooling and heating system
JP2003042463A (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Ishikawa:Kk Floor heating/cooling structure of house
JP2003262347A (en) * 2002-03-05 2003-09-19 Sekisui Chem Co Ltd Underfloor temperature adjusting device and building using it
JP2003322351A (en) * 2002-05-02 2003-11-14 Enaatekku Kk Heat storage type floor heating system using midnight electric power in high heat-insulating and high airtight housing
JP2004271122A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Hirose Jutaku Keikaku:Kk Floor heating apparatus and thermal storage body used for the same and its manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014527151A (en) * 2011-08-25 2014-10-09 建良 楊 Built-in air conditioner
KR101542725B1 (en) * 2013-08-10 2015-08-06 오정철 Three dimensional heating pipe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Martinopoulos et al. A comparative review of heating systems in EU countries, based on efficiency and fuel cost
KR101048857B1 (en) Radiant air conditioning system and its control method
JP6373663B2 (en) Air conditioning system
JP6805216B2 (en) Operation control method for solar heat utilization equipment
JP2010223522A (en) Floor heating system and heat storage unit
JP5176209B2 (en) Hot air floor heating system and installation method thereof
JP2012013240A (en) Under-floor heat-storage type heating-system
KR101670334B1 (en) Flat stone type residential heating system with air circulation
Karlsson et al. Heat pump systems in Sweden-Country report for IEA HPP Annex 28
JP2012251677A (en) Heat storage air-conditioning system
JP2014015711A (en) Radiant heat heating and cooling system of building utilizing in-wall-body vent layer
JP6349293B2 (en) Heating system
JP5057660B2 (en) Cold exhaust heat utilization system and control method thereof
JP2008281319A (en) Air-conditioning outdoor unit connected type hot cold water system floor heating cooling unit
JP2005042511A (en) Rc heat storage air conditioning system and its method of construction
JP6345088B2 (en) Air conditioning system and building
KR102009297B1 (en) heat pump boiler system with Artificial Intelligence Type
JP5833064B2 (en) Thermal storage air conditioning system
CN202521695U (en) Wall surface warming device
Baskin Evaluation of Hydronic Forced-Air and Radiant Slab Heating and Cooling Systems.
JP2009085553A (en) Geothermal system for building
Springer et al. Feasibility Study: Ductless Hydronic Distribution Systems with Fan Coil Delivery
Haddad Solar Energy Utilization of a Residential Radiant Floor Heating System.
JP4972431B2 (en) Water heater
JP5161198B2 (en) Wall-mounted central air conditioner

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140128

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140819

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140930

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150310