JP2012141120A

JP2012141120A - 蓄熱型床暖房構造および蓄熱型床暖房システム

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Publication number: JP2012141120A
Application number: JP2011001310A
Authority: JP
Inventors: Takao Inoue; 貴雄井上; Kazuhiro Miwa; 和弘三輪
Original assignee: Eidai Co Ltd
Current assignee: Eidai Co Ltd
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2031-01-06
Also published as: JP5727238B2

Abstract

【課題】蓄熱材による蓄熱効果をより効率的に発揮することができる蓄熱型床暖房構造を提供する。
【解決手段】蓄熱型床暖房構造は、第１の木質系床材１０と第２の木質系床材とを敷設した構造である。第１の木質系床材１０は、木質系基板１１の裏面１１ｂに収納凹部１５が形成され、収納凹部１５に電気式ヒータおよび第１の蓄熱材が収納されている。第２の木質系床材は、木質系基材の裏面に収納凹部が形成され、収納凹部に第１の蓄熱材よりも融点が低い第２の蓄熱材が収納されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、木質系床材に蓄熱材を備えた蓄熱型床暖房構造に係り、特に、熱エネルギを有効に活用することができる蓄熱型床暖房構造に関する。

従来から、床暖房用の木質系床材は、木質系基材の裏面に、収納凹部が形成されており、収納凹部には、例えば温水パイプや電気式ヒータなどの熱源が収納されている。そして、この木質系床材を床下地面に敷設し、実部を介してこれらを連結させて、床暖房構造とされている。

近年、耐環境性の観点から、このような床暖房の技術分野においても、床暖房時に発生する熱エネルギ、日射光などの自然エネルギをより有効に活用するような研究・開発が盛んに取り組まれており、これらの研究・開発に基づいた省エネおよびエコ対策が講じられている。

このような点を鑑みて、近年では、蓄熱材を用いた床暖房構造の開発がなされている。ここでは、蓄熱材として、融点（相変化温度）以上の温度で蓄熱することができる潜熱蓄熱材が注目されており、この潜熱蓄熱材を利用した様々な蓄熱型の床暖房構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、日射光を利用した蓄熱型床暖房構造としては、特許文献２に示す如き蓄熱型床暖房構造が提案されている。この蓄熱型床暖房構造は、相変化温度の異なる複数種類の蓄熱材が容体に収容された蓄熱体と、蓄熱体に収容された蓄熱材を加熱しうる熱源（温水パイプ）とを備えている。ここで、複数種類の蓄熱材には、日射熱で溶融する相変化温度を有する蓄熱材が含まれている。

このような蓄熱型床暖房構造によれば、複数種類の蓄熱材のうち、日射熱で溶融する相変化温度を有する蓄熱材を用いることにより、熱源からの熱エネルギばかりでなく、日射エネルギを利用して、床材の蓄熱を行うことができる。

特開２００５−９８２９号公報特開２０１０―２２３５２２号公報

しかしながら、室内の床面に付与される熱エネルギの量は、その室内の床面の区域によって異なる。例えば、日射光が照射される区域、日射光やその他熱源からの熱エネルギがほとんど付与されない区域などがあるが、上述した蓄熱型床暖房構造は、さまざまな温度条件で蓄熱できるように、日射熱で溶融する蓄熱材ばかりでなく、その他の温度条件で溶融する蓄熱材も、１つの容体内に封入されて蓄熱体とされている。このため、温度条件によっては、すべての蓄熱材が蓄熱に寄与するものではなく、室内の区域に付与される熱エネルギに応じて効率的に蓄熱を行うことができないことがあった。

本発明は、このような点を鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、蓄熱材による蓄熱効果をより効率的に利用することができる蓄熱型床暖房構造を提供することにある。

発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、付与される熱エネルギに応じて、蓄熱材を選定し、この選定した蓄熱材を木質系床材の裏面側に収納して床材とし、上述した熱エネルギが付与される区域に応じて、これらの床材を床下地面の所定の区域に敷設すれば、より効率的に蓄熱材による蓄熱効果を発揮することができるとの新たな知見を得た。

本発明は、この新たな知見に基づくものであり、蓄熱型床暖房構造は、木質系基材の裏面に収納凹部が形成され、該収納凹部に熱源および第１の蓄熱材が収納された第１の木質系床材と、木質系基材の裏面に収納凹部が形成され、該収納凹部に前記第１の蓄熱材よりも融点が低い第２の蓄熱材が収納された第２の木質系床材と、を少なくとも敷設したことを特徴とするものである。

本発明によれば、蓄熱型床暖房構造が配置される室内のうち、熱源の熱エネルギが必要とされる区域に、第１の木質系床材を敷設し、これにより熱源からの熱エネルギを第１の蓄熱材に蓄熱することができる。

一方、蓄熱型床暖房構造が配置される室内のうち、熱源以外の熱エネルギが付与される区域（または、間接的に熱源の熱エネルギが付与される区域）に、第２の木質系床材を敷設することができる。これにより、この区域における熱源以外の熱エネルギを利用して、第２の蓄熱材により蓄熱を行うことができる。

このようにして、熱源が必要な区域には、第１の木質系床材を敷設し、熱源を必ずしも要しない区域には、第２の木質系床材を敷設することができるので、敷設エリア全体としてのエネルギ効率をより高めることができる。

ここで、本発明に係る蓄熱材とは、液体・固体間の相変化に伴い放出あるいは吸収される熱エネルギ（潜熱）を利用した材料であり、溶融時（融点以上）において、付与された熱をその内部に蓄熱することができる蓄熱材のことをいう。本発明では、第１の蓄熱材の融点が、第２の蓄熱材の融点よりも高いので、第１の蓄熱材は、第２の蓄熱材に比べてより高い温度条件において、その内部により多くの熱エネルギを蓄熱することができる。

このようなことから、第１の蓄熱材は、熱源を用いて設定される熱源の温度の範囲内に融点を有する材料が選定され、第２の蓄熱材は、これ以下の融点を有する材料が選定されることになる。

このように、熱エネルギが付与される区域に応じて、第１および第２の木質系床材を敷設し、これにより、熱源のエネルギ効率を高めることができるのであれば、これらの木質系床材の敷設する区域は、特に限定されるものではない。しかしながら、より好ましい態様としては、前記第２の木質系床材を日射光が照射される区域に敷設する。

この態様によれば、第２の木質系床材は、床下地面のうち日射光が照射される区域に配置されるので、第２の蓄熱材により日射光のエネルギを有効活用することができる。さらに、第２の蓄熱材として、１８〜２８℃程度の融点を有した蓄熱材を選定すれば、夏場の日射光によりフロアが長時間曝されたとしても、日射エネルギによる過度の加熱（蓄熱）を抑制することができ、これによるフロアの不快感を軽減することができる。

一方、日射光が照射されない区域には、第１の木質系床材を配置することができるので、この区域では、深夜電力を利用して熱源を発熱することにより、第１の蓄熱材に、熱源の熱を蓄熱することができる。ここで、本発明でいう、「日射光が照射される区域」とは、室内の床下地面のうち、夏場および冬場に拘らず、常時日射光が照射される区域を少なくとも含む区域である。

また、熱源としては、温水式ヒータ、電気式ヒータいずれであってもよいが、より好ましい態様としては、前記熱源は、電気式ヒータである。一般的に、エアコンやヒートポンプを使った温水式床暖房に比べて、電気式ヒータを用いた電気式床暖房は、エネルギ効率が良くないところ、第２の木質系床材により、日射エネルギや生活廃熱およびストーブやファンヒータなどの間接的な熱エネルギ（例えば、室内の空気を介して付与される石油ファンヒータなどの熱エネルギ）を蓄熱して活用できるので、部屋全体として電気式ヒータの見かけ上のエネルギ効率を高めることができる。

上述した蓄熱型床暖房構造は、この熱源を制御する制御装置と共に、蓄熱型床暖房システムとして用いることが好ましい。より具体的には、蓄熱型床暖房システムは、上に示した蓄熱型床暖房構造と、前記熱源を制御する制御装置とを備えた、蓄熱型床暖房システムであって、前記蓄熱型床暖房システムの制御装置は、前記第２の蓄熱材の温度が、前記第２の蓄熱材の融点よりも低いときに、前記熱源を起動することがより好ましい。

この蓄熱型床暖房システムの態様によれば、第２の蓄熱材の温度を測定し、測定した第２の蓄熱材の温度が前記第２の蓄熱材の融点よりも低いときに、第２の木質系床材の蓄熱材からの放熱が減少したと判断し、これに応じて、第１の木質系床材の熱源を起動し、日射蓄熱による暖房から、熱源による暖房に快適に移行することができる。

また、より好ましい態様としては、前記蓄熱型床暖房システムの制御装置は、経時的に変化する前記室内の温度に基づいて、前記熱源の起動開始時刻を演算し、演算した起動開始時刻に合わせて、前記熱源を起動するものである。

この蓄熱型床暖房システムの態様によれば、経時的に変化する室内の温度を測定し、測定した室内の温度に基づいて、熱源の起動開始時刻を演算し、この時刻に熱源を起動するので、所望の時刻に、所望の室内の温度となるように、床暖房を行うことができる。特に、深夜において、経時的に変化する室内の温度を測定すれば、深夜電力を有効に活用することができる。

本発明の蓄熱型床暖房構造によれば、蓄熱材による蓄熱効果をより効率的に利用することができる。

本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房構造を構成する第１の木質系床材の模式的斜視図であり、（ａ）は、床面（表面）側の木質系床材の斜視図、（ｂ）は、裏面側の木質系床材の分解斜視図。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房構造を構成する第２の木質系床材の模式的斜視図であり、（ａ）は、床面（表面）側の木質系床材の斜視図、（ｂ）は、裏面側の木質系床材の分解斜視図。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房構造を説明するための図であり、（ａ）は、蓄熱型床暖房構造を配置した状態を説明するための模式的断面図であり、（ｂ）は、蓄熱型床暖房構造のうち日射光が照射される区域の断面図であり、（ｃ）は、その他の区域の断面図。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの模式的概念図。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第１実施形態に係る制御フロー図。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第２実施形態に係る制御フロー図。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第１および２実施形態に係る制御フローを実施したときの第２の蓄熱材の温度および室内の温度と、ヒータ起動のタイムチャート。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第３実施形態に係る制御フロー図。本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第１および３実施形態に係る制御フローによる室内の温度とヒータ起動のタイムチャート。

以下、図面を参照して、本実施形態に基づき本発明を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房構造を構成する第１の木質系床材の模式的斜視図であり、（ａ）は、床面（表面）側の木質系床材の斜視図、（ｂ）は、裏面側の木質系床材の分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房構造を構成する第２の木質系床材の模式的斜視図であり、（ａ）は、床面（表面）側の木質系床材の斜視図、（ｂ）は、裏面側の木質系床材の分解斜視図である。

図３は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房構造を説明するための図であり、（ａ）は、蓄熱型床暖房構造を配置した状態を説明するための模式的断面図であり、（ｂ）は、蓄熱型床暖房構造のうち日射光が照射される区域の断面図であり、（ｃ）は、その他の区域の断面図である。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、実施形態に係る蓄熱型床暖房構造１を構成する第１の木質系床材１０は、木質系基材１１と、これに収納される電気式ヒータ（熱源）１６および第１の蓄熱体１７と、を備えている。

木質系基材１１は、少なくとも床材の剛性および強度を確保ための基材であり、材料としては、広葉樹や針葉樹からなる通常の合板、ＬＶＬ、ＬＶＢ、ＭＤＦ（木質繊維板）、集成材これらを任意に積層した積層板、などを挙げることができる。さらに、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、木質系基材１１の表面１１ａには、ナラ材、カバ材、ブナ材、チーク材、等の表面化粧材および化粧用表面合成樹脂シートが貼着されている。

また、木質系基材１１の周縁には、雄実部１２ａと雌実部１２ｂとが形成されている。この雄実部１２ａと雌実部１２ｂを係合させることにより、図３に示すように、第１の木質系床材１０同士、さらには、後述する第２の木質系床材２０と実結合することができる。

一方、図１（ｂ）に示すように、木質系基材１１の裏面１１ｂには、収納凹部１５が形成されている。収納凹部１５には、その底部１５ａから開口部１５ｂに向って、第１の蓄熱体１７と電気式ヒータ１６が順次収納されており、これらは、接着剤を介して相互に貼り合わされると共に、収納凹部１５の壁面に貼着されている。

電気式ヒータ１６は、ＰＴＣヒータであり、コネクタ１６ａ，１６ｂにより電気的に接続されており、ヒータ同士の接続も可能となっている。なお、ここでは、電気式ヒータ１６として、ＰＣＴヒータを例示したが、電気式ヒータ１６がカーボンヒータであってもよい。

また、第１の蓄熱体１７は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂成形品の容体１７ａ内に、第１の蓄熱材（図示せず）が封入されている。ここで、第１の蓄熱材は、熱源を用いて設定される熱源の発熱温度の範囲内において溶融する（融点Ｍｐ１を有する）材料であり、本実施形態では、融点（相変化温度）Ｍｐ１が３０〜４０℃の範囲にある潜熱蓄熱材である。具体的には酢酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、パラフィン（Ｃ_２２Ｈ_４６）などを挙げることができる。

一方、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、実施形態に係る蓄熱型床暖房構造１を構成する第２の木質系床材２０は、木質系基材２１と、これに収納される第２の蓄熱体２７と、を備えている。

木質系基材２１は、図１に示す木質系基材１１と同様の材料からなる。また木質系基材２１の周縁には、雄実部２２ａと雌実部２２ｂとが形成されている。これにより、図３に示すように、第２の木質系床材２０ばかりでなく、第１の木質系床材１０に対しても実結合可能となる。

また、図２（ａ）には、第２の木質系基材２１の表面２１ａには、第１の木質系基材１１の表面化粧材と同じ表面化粧材が貼り付けられており、その裏面２１ｂには、収納凹部２５が形成されている。収納凹部２５には、第２の蓄熱体２７が収納されており、第２の蓄熱体２７は、接着剤を介して、収納凹部２５の底部２５ａと収納凹部２５の壁面に貼着されている。

第２の蓄熱体２７は、ＡＢＳ樹脂などの樹脂成形品の容体２７ａ内に、第２の蓄熱材（図示せず）が封入されている。ここで、第２の蓄熱材は、日射光により付与される日射熱で溶融する潜熱蓄熱材であり、第１の蓄熱材よりも融点（相変化温度）Ｍｐ２が低い潜熱蓄熱材である。本実施形態では、第２の蓄熱材の融点Ｍｐ２が、１８℃〜２８℃の範囲の潜熱蓄熱材である。

具体的には、第２の潜熱蓄熱材としては、硫酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、パラフィン（Ｃ_１８Ｈ_３８）などを挙げることができ、この融点以上において蓄熱することができるものであれば、その材料は特に限定されるものではない。

このようにして得られた第１および第２の木質系床材１０，２０を、室内７０の床下地面７１に敷設することにより、蓄熱型床暖房構造１を得ることができる。具体的には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態では、室内７０のうち床下地面７１のうち、日射光が照射される区域７１ａには、複数の第２の木質系床材２０，２０…を実結合しながら敷設する。一方、図３（ａ），（ｃ）に示すように日射光が照射されない区域７１ｂには、複数の第１の木質系床材１０，１０…を実結合しながら敷設する。

このようにして、部屋全体としてエネルギ効率の高い蓄熱型床暖房構造を得ることができる。すなわち、蓄熱型床暖房構造１は、融点が１８℃〜２８℃となる第２の蓄熱材により、第２の木質系床材２０に照射された日射光のエネルギを有効活用することができる。また、夏場の日射光によりフロアが長時間曝されたとしても、日射エネルギによる過度の加熱を抑制することができ、これによるフロアの不快感を軽減することができる。

また、日射光が照射されない区域には、第１の木質系床材１０を配置することができるので、この区域では、たとえば深夜電力を利用して、制御装置３０により電気式ヒータ１６を起動してこれを発熱させることにより、第１の蓄熱材に、電気式ヒータ１６の熱を蓄熱することができる。また、日射がないときにも電気式ヒータを起動させることで、快適な環境を作り出すことができる（ヒータ熱をそのまま利用することもできる）。

図４は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システム１００の模式的概念図であり、図３に示す制御装置３０の詳細を示した図である。蓄熱型床暖房システム１００は、上述した蓄熱型床暖房構造１と、蓄熱型床暖房構造１の電気式ヒータ１６を制御する制御装置３０で構成されている。

制御装置３０は、操作パネル３１からの入力信号を、Ａ／Ｄ変換器３２を介してＣＰＵ３３に入力するように構成されている。ＣＰＵ３３は、予めメモリ３４に記憶された情報、タイマ３５からの時間に関する情報、さらには、第１および第２の温度測定部４１，４２の温度情報等に基づいて、所望の床温度になるように、電気式ヒータ１６の起動開始時刻、通電電流値や通電比率などを演算する。演算されたこれらの値は、制御信号として、Ｄ／Ａ変換器３７を介して、駆動部３８に出力される。駆動部３８は、交流電源４０に接続されており、ＣＰＵ３３からの制御信号に基づいて、電気式ヒータ１６に、交流電源４０からの所定の電流を通電し、各電気式ヒータ１６を起動する。ここで、各部分の機能を以下に詳細に説明する。

操作パネル３１は、床温度を所望の温度に設定するための入力装置であり、さらには、後述する図６から図８に示すような電気式ヒータ１６の制御方式を選択して設定することが可能となっている。

第１の温度測定部４１は、第２の木質系床材２０の第２の蓄熱材の温度（第１の温度ｔａ）を測定するものであり、例えばサーミスタである。第１の温度測定部４１は、少なくとも１つの第２の木質系床材２０の第２の蓄熱材に配置されている。

一方、第２の温度測定部４２は、前記蓄熱型床暖房構造が敷設された室内の温度（第２の温度ｔｂ）を測定するものであり、例えばサーミスタである。第２の温度測定部４２は、室内のうち、室内の平均的な温度が測定することができる位置（例えば日射やエアコンの気流が直接当たらない壁面）に配置されている。そして、これらの測定された第１および第２の温度は、上述したように、Ａ／Ｄ変換器３２を介してＣＰＵ３３に入力される。

メモリ３４は、ＣＰＵ３３により演算される演算条件や判定条件を予め記憶したＲＯＭ、ＲＡＭなどからなり、これらの条件等を必要に応じてＣＰＵ３３に出力する。タイマ３５は、現在の時刻ばかりでなく、必要に応じて駆動部３８による電気式ヒータ１６の駆動時間も測定可能となっている。

このような構成を前提として、ＣＰＵ３３は、以下の演算を行う。図５は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第１実施形態に係る制御フロー図である。この制御フローは、電気式ヒータ１６の起動タイミングを制御するフローである。ここで、スタート時点において、電気式ヒータは起動されていない状態である。

具体的には、まず、図５に示すように、ステップＳ５０１では、タイマ３５からの時刻Ｔが、メモリ３４に記憶された時刻Ｔ１となったかを判定する。ここで、時刻Ｔ１になっていない場合（ＮＯ）、時刻Ｔ１になるまで、ステップＳ５０１の判定を繰り返し行う。

次に、ステップＳ５０１において、時刻Ｔ１となった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５０２に進み、第１の温度測定部４１からの第１の温度ｔａを測定する（ＣＰＵ３３に温度データを入力する）。第１の温度ｔ１は、上述したように、第２の木質系床材２０の第２の蓄熱材の温度である。

次に、ステップＳ５０３に進み、第１の温度（第２の蓄熱材の温度）ｔ１が、第２の蓄熱材の融点Ｍｐ２よりも低いかどうかの判定を行う。ここで、第１の温度ｔａが、第２の蓄熱材の融点Ｍｐ２以上の場合には（ＮＯ）、この状態で、第２の蓄熱材は日射熱によって溶融し、日射熱による暖房が可能と判断し、電気式ヒータ１６は起動せずに、ステップＳ５０４に進み、時刻Ｔ１に所定の時間ΔＴ加え、ステップＳ５０１に戻る。

一方、第１の温度ｔａが、第２の蓄熱材の融点Ｍｐ２よりも低い場合には、日射熱を利用した暖房では十分ではないと判断し、ステップＳ５０５に進み、駆動部３８に電気式ヒータ１６を起動させる制御信号を出力する。

図６は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第２実施形態に係る制御フロー図である。この制御フローは、電気式ヒータ１６の停止タイミングを制御するフローである。

具体的には、まず図６に示すように、ステップＳ６０１では、電気式ヒータ１６を起動する。この起動は、上述した図５のステップＳ５０５による電気式ヒータ１６の起動であってもよい。次に、ステップＳ６０２に進み、第２の温度ｔｂを測定する。第２の温度ｔｂは、蓄熱型床暖房構造が敷設された室内の温度のである。

そして、ステップＳ６０３に進み、第２の温度ｔｂが、予め設定された最高温度ｔｍを超えたかどうかの判定を行う。ここで、第２の温度ｔｂが、最高温度ｔｍを超えていない場合には（ＮＯ）、電気式ヒータ１６の起動状態を維持すべく、ステップＳ６０２に戻る。ここでの最高温度ｔｍは、操作者により予め設定した所望の温度、または、室内の温度を快適に維持することができる温度範囲のうち最高の温度である。

一方、測定した温度ｔａが、最高温度ｔｍを超えている場合には（ＹＥＳ）、電気式ヒータ１６によりフロアが過熱状態と判断し、ステップＳ６０４に進み、駆動部３８に電気式ヒータ１６を停止させる制御信号を出力する。

ここで、図５および６の一連の制御フローを実施したとき第１の温度ｔａ、第２の温度ｔｂ、ヒータ起動のタイミングの関係を図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第１および２実施形態に係る制御フローを実施したときの第２の蓄熱材の温度および室内の温度と、ヒータ起動のタイムチャートである。

図７示すように、図５の一連の制御フローにより、制御装置３０は、時刻Ｔ１において、第２の蓄熱材の温度である第１の温度ｔａが、第２の木質系床材２０の第２の蓄熱材の融点Ｍｐ２よりも低くなったときに、電気式ヒータ１６が起動される。これにより、時刻Ｔ１以降に第１の木質系床材１０が昇温する。このような結果、日射蓄熱による暖房から、熱源による暖房に快適に移行することができる。

そして、室内の温度である第２の温度ｔｂが、最高温度ｔｍを超えたとき（時刻Ｔｐ）には、電気式ヒータ１６の起動が停止される。このようにして、電気式ヒータ１６による過熱を防ぐことができる。

図８は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第３実施形態に係る制御フロー図である。この制御フローは、深夜における電気式ヒータ１６の起動タイミングを制御するフローである。

具体的には、まず、図８に示すように、ステップＳ８０１では、タイマ３５からの時刻Ｔが、メモリ３４に記憶された時刻Ｔ２となったかを判定する。ここで、時刻Ｔ２になっていない場合（ＮＯ）、時刻Ｔ２になるまで、繰り返しステップＳ８０１の判定を行う。

次に、ステップＳ８０１において、時刻Ｔ２となった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８０２に進み、第２の温度測定部４２からの温度ｔ２を測定する（ＣＰＵ３３に温度データを入力する）。温度ｔ２は、時刻Ｔ２における第２の温度ｔｂであり、蓄熱型床暖房構造１が敷設された室内７０の温度である。

次に、ステップＳ８０３では、タイマ３５からの時刻Ｔが、時刻Ｔ３となったかを判定する。ここで、時刻Ｔ３になっていない場合（ＮＯ）、時刻Ｔ３になるまで、繰り返しステップＳ８０３の判定を行う。

次に、ステップＳ８０３において、時刻Ｔ３となった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８０４に進み、第２の温度測定部４２からの第２の温度ｔ３を測定する。温度ｔ３は、時刻Ｔ３における第２の温度ｔｂである。

次に、ステップＳ８０５に進み、ステップＳ８０５では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までにおける室内の温度変化量Δｔを演算する。具体的には、温度変化量Δｔは、時刻Ｔ２における温度ｔ２から時刻Ｔ３における温度ｔ３を減じた値である。

次に、ステップＳ８０６に進み、時刻Ｔ３における温度ｔ３と、温度変化量Δｔに基づいて、電気式ヒータ１６を起動すべき時刻を演算する。具体的には、深夜電力を利用すべく、少なくとも、朝７時に、室内の温度が温度ｔ３から所望の温度ｔｔになるような電気式ヒータ１６の起動時間ΔＴｓを演算する。

起動時間ΔＴｓの演算は、時刻Ｔ３における温度ｔ３と、温度変化量Δｔに基づいて、所望の温度ｔｔとなる時間を、予め実験等により求めたテーブルを用いてもよい。また、時間ΔＴｓ＝ｆ（ｔ３，Δｔ）となるような関数ｆを準備して、温度ｔ３と、温度変化量Δｔを関数ｆに代入して、起動時間ΔＴｓを演算してもよい。

そして、ステップＳ８０７に進み、朝７時から起動時間ΔＴｓを遡った時刻を演算し、この時刻を、電気式ヒータ１６の起動開始時刻Ｔ４とし、ステップＳ８０８に進む。次に、ステップＳ８０８では、タイマ３５からの時刻Ｔが、起動開始時刻Ｔ４となったかを判定する。

ここで、その起動開始時刻Ｔ４になっていない場合（ＮＯ）、その起動開始時刻Ｔ４になるまで、繰り返しステップＳ８０８の判定を行う。一方、ステップＳ８０８において、起動開始時刻Ｔ４となった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８０９に進み、駆動部３８に電気式ヒータ１６を起動させる制御信号を出力する。

ここで、図６および８の一連の制御フローを実施したときの室内の温度とヒータ駆動のタイミングの関係を図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の実施形態に係る蓄熱型床暖房システムの第１および３実施形態に係る制御フローによる室内の温度とヒータ起動のタイムチャートである。

図９に示すように、図８の一連のフローにより、制御装置３０は、時刻Ｔ２において、第２の温度ｔｂとして温度ｔ２を測定し、時刻Ｔ３において、第２の温度ｔｂとして温度ｔ３を測定し、時刻Ｔ３において温度変化量Δｔを演算する。そして、温度ｔ３、および温度変化量Δｔから電気式ヒータ１６の起動時間ΔＴｓが演算され、この起動時間ΔＴｓに基づいて、起動開始時刻Ｔ４が演算される。

そして、起動開始時刻Ｔ４で、電気式ヒータ１６を起動させる。これにより、深夜電力を利用して、蓄熱型床暖房構造１のフロアが昇温され、午前７時には、蓄熱型床暖房構造１のフロアの温度は、所望の温度ｔｔに到達する。

このような結果、第２の温度測定部で経時的に変化する室内の温度（第２の温度ｔｂ）を測定し、測定した第２の温度ｔｂに基づいて、電気式ヒータ１６の起動開始時刻Ｔ４を演算するので、所望の時刻である午前７時に、所望の室内の温度ｔｔとなるように、床暖房を行うことができる。特に、深夜において、経時的に変化する室内の温度を測定して、電気式ヒータ１６の起動を行うので、深夜電力を有効に活用することができる。

一方、図９の鎖線で示すように、上述した温度変化量Δｔよりも小さい温度変化量Δｔ’であり、時刻Ｔ３において、上述した温度ｔ３よりも高い温度ｔ３’である場合には、電気式ヒータ１６の起動時間ΔＴｓ’は、上述した起動時間ΔＴｓよりも短くなるように演算される。この結果、電気式ヒータ１６の起動開始時刻Ｔ４’は、上述した起動開始時刻Ｔ４よりも遅くなる。このようにして、より、短い時間で、効率的に、電気式ヒータ１６を起動して、深夜電力を有効に活用することができる。

そして、室内の温度である第２の温度ｔｂが、最高温度ｔｍを超えたときには、図６に示す制御フローに従って、電気式ヒータ１６の起動が停止される。このようにして、電気式ヒータ１６による過熱を防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。

図８および図９では、室内の温度である第２の温度ｔｂが、最高温度ｔｍを超えたときに電気式ヒータ１６の起動を停止したが、第１の温度ｔａが、所定の温度を超えたときに、電気式ヒータ１６の起動の停止を行っても良い。このような結果、熱源による暖房から日射蓄熱による暖房に快適に移行することができる。

本実施形態では、エネルギ効率を高めるべく、熱源として電気式ヒータを用いたが、例えば、熱源として温水パイプを用いた温水式ヒータを用いてもよい。また、第１および第２の木質系床材において、それぞれの蓄熱材を容体内に封入して蓄熱体としたが、溶融時の蓄熱材が、これら床材の収納凹部から流れ出さなければ、収納凹部に蓄熱材を直接的に収納してもよい。また、図３に示すように、日射光が照射されない区域の全てに、第１の木質系床材を敷設する必要はなく、必要に応じて木質系基材のみを敷設してもよい。

１：蓄熱型床暖房構造、１０：第１の木質系床材、１１：木質系基材、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１２ａ：雄実部、１２ｂ：雌実部、１６：電気式ヒータ、１６ａ，１６ｂ：コネクタ、１７：第１の蓄熱体、２０：第２の木質系床材、２１：木質系基材、２１ａ：表面、２１ｂ：裏面、２２ａ：雄実部、２２ｂ：雌実部、２７：第２の蓄熱体、３０：制御装置、３２：Ａ／Ｄ変換器、３３：ＣＰＵ、３４：メモリ、３５：タイマ、３７：Ｄ／Ａ変換器、３８：駆動部、４１：第１の温度測定部、４２：第２の温度測定部、７０：室内、７１：床下地面、７１ａ：日射光が照射される区域、７１ｂ：日射光が照射されない区域、１００：蓄熱型床暖房システム

Claims

木質系基材の裏面に収納凹部が形成され、該収納凹部に熱源および第１の蓄熱材が収納された第１の木質系床材と、
木質系基材の裏面に収納凹部が形成され、該収納凹部に前記第１の蓄熱材よりも融点が低い第２の蓄熱材が収納された第２の木質系床材と、を少なくとも敷設したことを特徴とする蓄熱型床暖房構造。
前記第２の木質系床材を日射光が照射される区域に敷設したことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱型床暖房構造。
前記熱源は、電気式ヒータであることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱型床暖房構造。
請求項１〜３のいずれかに記載の蓄熱型床暖房構造と、前記熱源を制御する制御装置とを備えた、蓄熱型床暖房システムであって、
前記制御装置は、前記第２の蓄熱材の温度が、前記第２の蓄熱材の融点よりも低いときに、前記熱源を起動することを特徴とする蓄熱型床暖房システム。
前記制御装置は、経時的に変化する前記室内の温度に基づいて、前記熱源の起動開始時刻を演算し、演算した起動開始時刻に合わせて、前記熱源を起動することを特徴とする請求項４に記載の蓄熱型床暖房システム。