JP2018059653A - Floor heating system - Google Patents
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- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、床暖房システムに関するものであり、詳しくは、温水循環方式の床暖房システムであって、熱源としてガス熱源装置と太陽集熱器を併用することにより省エネルギー化を図るようにした床暖房システムに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a floor heating system, and more particularly, is a hot water circulation type floor heating system that uses a gas heat source device and a solar collector as heat sources to save energy. It is about the system.
温水循環方式の床暖房システムにおいては、風呂や台所に給湯するための給湯用バーナーに加えて暖房用バーナーを備えた複合型のガス熱源装置、あるいは、暖房専用のガス熱源装置を使用して得られた温水を床暖房装置に循環させて居室の暖房を行うが、省エネルギー化を図る観点から、熱源として、太陽集熱器(ソーラーコレクタ)を併用する技術が提案されている。例えば、太陽集熱器を併用した床暖房システムとしては、太陽集熱器で得られる熱を給湯用の貯湯タンクに回収し、また、ガス熱源装置から床暖房装置へ循環させた戻りの温水の温度を検出すると共に、これが貯湯タンクの温水の温度よりも高い場合、戻りの温水の熱の一部を貯湯タンクに回収するようにした太陽熱利用ガス温水システムが挙げられる。斯かるシステムでは、風呂や台所への給湯用に太陽熱を利用することによりガス消費量を低減し、また、床暖房装置からの戻りの温水の温度を貯湯タンクで下げることにより、ガス熱源装置における熱効率を高めている(特許文献1)。 In a hot water circulation floor heating system, it is obtained by using a combined gas heat source device equipped with a heating burner in addition to a hot water burner for supplying hot water to a bath or kitchen, or a gas heat source device dedicated to heating. The room is heated by circulating the generated hot water to the floor heating device. From the viewpoint of energy saving, a technique of using a solar collector (solar collector) as a heat source has been proposed. For example, in a floor heating system that also uses a solar collector, the heat obtained by the solar collector is recovered in a hot water storage tank, and returned hot water circulated from the gas heat source device to the floor heating device. There is a solar-powered gas hot water system that detects the temperature and, when this is higher than the temperature of the hot water in the hot water storage tank, collects part of the heat of the returned hot water in the hot water storage tank. In such a system, the amount of gas consumed is reduced by using solar heat for hot water supply to the bath or kitchen, and the temperature of the hot water returned from the floor heating device is lowered in the hot water storage tank, thereby Thermal efficiency is increased (Patent Document 1).
一方、床暖房システムでは、定常運転時は設定室温に応じて60℃程度の温水を床暖房装置に循環させるが、暖房運転開始時に短時間で暖房効果が得られるように、定常運転時よりも20℃ほど高い例えば80℃程度の温水を30〜60分程度循環させる所謂ホットダッシュ運転と称する急速加熱運転を行う技術も多く提案されている(特許文献2)。 On the other hand, in the floor heating system, hot water of about 60 ° C. is circulated to the floor heating device according to the set room temperature during steady operation, but in order to obtain a heating effect in a short time at the start of heating operation, Many techniques for performing a rapid heating operation called so-called hot dash operation in which hot water of about 20 ° C., for example, about 80 ° C. is circulated for about 30 to 60 minutes have been proposed (Patent Document 2).
ところで、太陽熱を利用した従来の床暖房システムは、太陽集熱器で得られた熱を給湯に利用することにより、ガス熱源装置におけるガス消費量の低減を企図したものであるが、床暖房においてホットダッシュ運転を行った場合は、短時間で暖房効果が得られる反面、温水の温度を高める分だけガス消費量が増加するという問題が生じる。更に、ホットダッシュ運転を行うシステムでは、廊下、浴室などの開放された空間や温度変化の大きな居室では床が暖まっているにも拘わらず、室温が設定温度まで達しないため、高温の温水が必要以上に床暖房装置へ供給され、その結果、ガス消費量を低減できず、しかも、床の過剰な温度上昇を惹起することもある。 By the way, the conventional floor heating system using solar heat is intended to reduce the gas consumption in the gas heat source device by using the heat obtained by the solar collector for hot water supply. When hot dash operation is performed, a heating effect can be obtained in a short time, but a problem arises in that the amount of gas consumption increases by increasing the temperature of the hot water. Furthermore, in a system that performs hot dash operation, high-temperature hot water is required because the room temperature does not reach the set temperature even in open spaces such as corridors and bathrooms and even in rooms with large temperature changes, even though the floor is warm. As a result, it is supplied to the floor heating device. As a result, the gas consumption cannot be reduced, and an excessive temperature rise of the floor may be caused.
また、床暖房システムにおいては、例えば複数の居室に対し、放熱特性の異なる複数の床暖房装置を使用し、これらを並列に繋いで共通のガス熱源装置から温水を供給した場合、床表面の温度上昇速度が床暖房装置の放熱特性によって相違するため、一定時間のホットダッシュ運転を行った場合でも、居室によって床表面の温度にばらつきが生じる。 Further, in the floor heating system, for example, when a plurality of floor heating devices having different heat dissipation characteristics are used for a plurality of rooms, and hot water is supplied from a common gas heat source device by connecting them in parallel, the temperature of the floor surface Since the rising speed differs depending on the heat dissipation characteristics of the floor heating device, the floor surface temperature varies depending on the room even when hot dash operation is performed for a certain time.
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱源としてガス熱源装置と太陽集熱器を併用した温水循環方式の床暖房システムであって、より一層の省エネルギー化を図ることができ、しかも、より快適な暖房効果が得られる床暖房システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a hot water circulation type floor heating system using a gas heat source device and a solar collector as a heat source, and further energy saving is achieved. It is another object of the present invention to provide a floor heating system that can achieve a more effective heating effect.
上記の課題を解決するため、本発明においては、昼間は太陽集熱器で得られた温水を床暖房装置に直接供給し、夜間などはガス熱源装置で得られた温水を床暖房装置に供給すると共に、床暖房装置のフローリングとして、潜熱蓄熱材が収容された蓄熱機能を有するフローリングを使用し、太陽熱の一部を床暖房装置において蓄熱しておくことにより、熱源を太陽集熱器からガス熱源装置に切り替えた際、ホットダッシュ運転を行うことなく、ガス熱源装置による定常運転を行うようにした。 In order to solve the above problems, in the present invention, hot water obtained by a solar collector is directly supplied to a floor heating device during the daytime, and hot water obtained from a gas heat source device is supplied to the floor heating device at night or the like. In addition, a flooring having a heat storage function in which a latent heat storage material is accommodated is used as flooring for the floor heating device, and a part of solar heat is stored in the floor heating device, so that the heat source is gas from the solar collector. When switching to a heat source device, a steady operation by a gas heat source device was performed without performing a hot dash operation.
すなわち、本発明の要旨は、ガス熱源装置と太陽集熱器を併用した温水循環方式の床暖房システムであって、通水管を埋設した放熱パネルが下地材として配置され且つ当該放熱パネルの上面にフローリングが敷設された温水循環方式の床暖房装置と、熱交換器およびこれを加熱するガスバーナーを備え且つ前記熱交換器に通水して所定温度の温水を生成する暖房用のガス熱源装置と、ケーシング内に複数本の集熱管が配列され且つ当該集熱管に通水して太陽熱により温水を生成する太陽集熱器と、前記床暖房装置と前記ガス熱源装置との間で温水を循環させる第1の温水循環経路と、前記床暖房装置と前記太陽集熱器との間で温水を循環させる第2の温水循環経路と、前記第1の温水循環経路と前記第2の温水循環経路とを切り替える流路切替機構および当該流路切替機構を操作する制御手段とを備え、かつ、前記床暖房装置のフローリングが、裏面側に潜熱蓄熱材が収容された蓄熱機能を有するフローリングであることを特徴とする床暖房システムに存する。 That is, the gist of the present invention is a hot water circulation type floor heating system that uses a gas heat source device and a solar collector together, and a heat dissipating panel in which a water pipe is embedded is disposed as a base material, and on the upper surface of the heat dissipating panel. A warm water circulation type floor heating device in which flooring is laid, a gas heat source device for heating, which includes a heat exchanger and a gas burner for heating the heat exchanger, and generates hot water at a predetermined temperature by passing water through the heat exchanger A plurality of heat collecting tubes are arranged in the casing, and the hot water is circulated between the solar collector that generates hot water by solar heat by passing through the heat collecting tubes, and the floor heating device and the gas heat source device. A first hot water circulation path, a second hot water circulation path for circulating hot water between the floor heating device and the solar collector, the first hot water circulation path, and the second hot water circulation path. Switching the flow path A floor heating device comprising: a mechanism and a control means for operating the flow path switching mechanism, and the floor heating of the floor heating device is a flooring having a heat storage function in which a latent heat storage material is accommodated on the back surface side. Exists in the system.
本発明に係る床暖房システムによれば、太陽集熱器で得られた温水を床暖房装置に直接供給し、また、フローリング内の潜熱蓄熱材に蓄熱できるため、熱源を太陽集熱器からガス熱源装置に切り替えた際、ホットダッシュ運転を行うことなく、ガス熱源装置による定常運転を行うことができ、その結果、ガス消費量を更に低減でき、より一層の省エネルギー化を図ることができる。しかも、太陽集熱器による運転の後は、フローリングの潜熱蓄熱材に予め蓄えた熱によってフローリングの温度低下を少なくすることができ且つフローリング自体の温度を均等に維持できるため、ガス熱源装置による運転に切り替えた場合に、床の過剰な温度上昇や床表面の温度のばらつきを防止できる。 According to the floor heating system of the present invention, the hot water obtained by the solar collector can be directly supplied to the floor heating device, and the latent heat storage material in the flooring can be stored, so that the heat source is gas from the solar collector. When switching to the heat source device, steady operation by the gas heat source device can be performed without performing hot dash operation, and as a result, the gas consumption can be further reduced and further energy saving can be achieved. In addition, after the operation by the solar heat collector, the temperature decrease of the flooring can be reduced by the heat stored in advance in the latent heat storage material of the flooring and the temperature of the flooring itself can be maintained uniformly, so the operation by the gas heat source device When switched to, it is possible to prevent an excessive rise in the temperature of the floor and variations in the temperature of the floor surface.
本発明に係る床暖房システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施形態に限定されるものではない。 An embodiment of a floor heating system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, unless the summary is exceeded.
本発明の床暖房システムは、熱源としてガス熱源装置および太陽集熱器を併用したシステムであり、図1に示すように、温水循環方式の床暖房装置1、ガスの燃焼により温水を生成するガス熱源装置5、太陽熱により温水を生成する太陽集熱器4、2系統の温水循環経路、および、これら温水循環経路を切り替えるための流路切替機構および当該流路切替機構を操作する制御手段9とから主として構成される。
The floor heating system of the present invention is a system that uses a gas heat source device and a solar collector as heat sources. As shown in FIG. 1, a hot water circulation type
床暖房装置1は、図2及び図3に示すように、通水管22を埋設した放熱パネル2が下地材として配置され且つ当該放熱パネルの上面にフローリング3が敷設された構造を有する。斯かる床暖房装置1は、暖房効果を十分に発揮させるため、居室面積に対して70%以上の敷設面積となるように設置されるのが好ましい。例えば、一般的な住宅では、敷設面積を70%以上に設定することにより、室温が約18℃以上の快適な範囲に入りやすくなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
放熱パネル2は、フローリング3の下地材として配置されるものであり、施工性の観点から、通常は平面形状を方形(正方形または長方形)に形成される。放熱パネル2は、居室床の寸法設計に対応するため、通常は、一辺の長さ(幅)を500〜4000mm程度、他の一辺の長さ(長さ)を500〜4000mm程度、厚さを7〜20mm程度に設定される。なお、斯かる放熱パネル2は、敷設する床の広さや形状によっては複数枚使用されてもよい。
The
放熱パネル2は、断熱材としての薄板状の発泡樹脂成形体21と、当該発泡樹脂成形体の表側に形成された溝に埋設された通水管22と、発泡樹脂成形体21にその上下面が露出するように埋設されたフローリング固定用の複数本の根太状部材(小根太)23と、発泡樹脂成形体21の表側の表面に貼設された熱拡散用の放熱シート24(図3参照)とから構成され、かつ、当該放熱パネルにおいては、複数本の通水管22によって温水の循環路が複数組構成される。
The
発泡樹脂成形体21は、通常、硬質ポリプロピレン発泡体、硬質ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体などで平面形状が細長の長方形に形成された小片を放熱パネル2の幅に沿わせ且つ放熱パネル2の長さ方向に多数配列して構成される。発泡樹脂成形体21には、放熱パネル2の幅に沿って根太状部材23が所定の間隔で埋設された状態に配置される。すなわち、発泡樹脂成形体21の各小片と平行かつ並列に所定の間隔で根太状部材23が配置される。
The foamed resin molded
根太状部材23は、ビスや釘によって当該放熱パネルを床下地に固定すると共に、フローリング3に加わる鉛直荷重を支持するための小割り状の部材であり、木質系材料または樹脂の硬質発泡材で構成される。根太状部材23の長さ及び厚さは、各々、放熱パネル2の上記の幅および厚さに応じて設計され、根太状部材23の幅は、施工性の観点から40〜50mm程度とされる。斯かる根太状部材23は、放熱パネル2の幅方向の中央部で分断された形態、または、放熱パネル2の幅方向の両端部に達しない形態で当該放熱パネルの幅方向に沿わせ、かつ、長さ方向に一定ピッチで配置される。根太状部材23の配列ピッチは、フローリング3の一般的な幅の規格に対応して300〜305mmに設定される。
The
通水管22は、発泡樹脂成形体21の表面に形成された溝を利用し、放熱シート24に接触する状態に発泡樹脂成形体21に埋設される。通水管22としては、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、ポリプロピレン管、ポリエチレン管、銅管の他、周面に金属線を埋設した樹脂管などが使用できる。通水管22における圧力損失を小さくして流れる温水の平均温度をより高い温度に維持するため、通水管22の大きさは、外径が通常は4〜10mm、好ましくは5〜8mm、内径が通常は4〜7mm、好ましくは5〜6mmとされる。
The
図2に示すように、放熱パネル2の1つの縁部には、ヘッダー取付部として形成された切込みに温水分配回収用のヘッダー26が取り付けられており、上記の通水管22は、斯かるヘッダー26に繋ぎ込まれ、複数系統(例えば6系統)の温水循環路を構成している。上記のように、循環路を複数組構成することにより、各系統における温水の温度低下を少なくしてパネル全体で均一に放熱し且つ出力を高めることができる。
As shown in FIG. 2, a
通水管22は、通常、放熱パネル2の幅方向に沿って直線状に配置され、幅方向の両端側、すなわち放熱パネル2の長さ方向に沿った縁部、ならびに、放熱パネル2の幅の中央部で折り返すように配置される。そして、放熱パネル2の単位面積当たりの通水管22の敷設長さを十分に確保し、単位面積当たりの放熱量を大きくするため、放熱パネル2を平面視した場合の単位面積当たりの通水管22の合計敷設長さは、通常は12〜30m/m2、好ましくは15〜27m/m2に設定される。
The
更に、通水管22の直線部分は、アルミニウム(又はアルミニウム合金)の箔からなる樋状の伝熱部材25に収容されて当該伝熱部材と共に上記の溝に埋設されているのが好ましい。伝熱部材25は、その長さ方向に直交する断面がU字状に形成され且つその上端縁に鍔が付設された部材である。上記のような伝熱部材25を配置した場合には、通水管22から放出される熱を放熱シート24へ効率的に伝達でき、放熱パネル2の上面放熱効率を高めることができる。
Furthermore, it is preferable that the straight portion of the
放熱パネル2の表面、すなわち、発泡樹脂成形体および根太状部材23の表面には、通水管22の温水の熱をフローリング3側に伝える放熱シート24が貼着されている。放熱シート24は、厚さが60〜150μm、好ましくは80〜120μmの熱伝導性に優れた可撓性のフィルム又はシート、例えば、アルミニウム箔、錫箔、銅箔、ステンレス鋼箔などの金属箔、金属製の織布や不織布、樹脂フィルム又は樹脂シート、あるいは、これらを組合せた積層シート等から構成される。
On the surface of the
上記の放熱パネル2の上面に敷設されるフローリング3は、一般的なフローリングと同様に、各種の木質材料で構成され且つ床仕上げ材として使用される。斯かるフローリング3は、平面形状を細長の長方形に形成され、その長さは900〜2000mm程度、幅は70〜350mm程度、厚さは6〜15mm程度である。フローリング3の端縁には、隣接するフローリング(図示省略)と互いに嵌合可能な本実造り又は合抉り造りの矧ぎ部が設けられる。
The
本発明においては、図4に示すように、太陽集熱器4で得られた太陽熱を有効に蓄熱するため、床暖房装置1のフローリング3として、裏面側に潜熱蓄熱材(以下、「蓄熱材」という。)32が収容された蓄熱機能を有するフローリングが使用される。
In the present invention, as shown in FIG. 4, in order to effectively store solar heat obtained by the
上記の蓄熱材32としては、オレフィン系熱可塑性エラストマーにパラフィンを固定化したパラフィンゲル等のパラフィン系蓄熱材組成物からなる蓄熱材が挙げられる。パラフィン系蓄熱材組成物は、パラフィン化合物(A)、および、スチレン系エラストマー(B)からなる組成物である。
As said
パラフィン化合物(A)としては、例えば、脂肪族飽和炭化水素(アルカン)を挙げることができ、安全性や使用温度の観点から、常温において液体または固体のものが好ましい。中でも、主鎖の炭素数が10〜30個の飽和炭化水素を用いることで、相転移温度を実用温度域において任意に選択でき、幅広い用途で好適に使用できる。 Examples of the paraffin compound (A) include aliphatic saturated hydrocarbons (alkanes), and those that are liquid or solid at room temperature are preferable from the viewpoints of safety and use temperature. Among these, by using a saturated hydrocarbon having 10 to 30 carbon atoms in the main chain, the phase transition temperature can be arbitrarily selected in a practical temperature range, and can be suitably used in a wide range of applications.
直鎖状飽和炭化水素の具体例(炭素数/融点)としては、デカン(10個/−30℃)、ウンデカン(11個/−26℃)、ドデカン(12個/−12℃)、トリデカン(13個/−5℃)、テトラデカン(14個/6℃)、ペンタデカン(15個/10℃)、ヘキサデカン(16個/18℃)、ヘプタデカン(17個/21℃)、オクタデカン(18個/28℃)、ノナデカン(19個/32℃)、イコサン(20個/37℃)、ヘンイコサン(21個/41℃)、ドコサン(22個/44℃)、トリコサン(23個/47℃)、テトラコサン(24個/51℃)、ペンタコサン(25個/53℃)、ヘキサコサン(26個/57℃)、ヘプタコサン(27個/58℃)、オクタコサン(28個/62℃)、ノナコサン(29個/64℃)、トリアコンタン(30個/66℃)等が挙げられる。これらは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、直鎖状飽和炭化水素の代わりに、分岐鎖を有する分岐状飽和炭化水素を用いてもよい。 Specific examples of linear saturated hydrocarbons (carbon number / melting point) include decane (10 / -30 ° C), undecane (11 / -26 ° C), dodecane (12 / -12 ° C), tridecane ( 13 / -5 ° C), tetradecane (14/6 ° C), pentadecane (15/10 ° C), hexadecane (16/18 ° C), heptadecane (17/21 ° C), octadecane (18/28) ° C), nonadecane (19/32 ° C), icosane (20/37 ° C), heikosan (21/41 ° C), docosan (22/44 ° C), tricosane (23/47 ° C), tetracosane ( 24/51 ° C), pentacosane (25/53 ° C), hexacosane (26/57 ° C), heptacosan (27/58 ° C), octacosane (28/62 ° C), nonacosan (29/64 ° C) ) Triacontane (30/66 ° C.), and the like. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination. Moreover, you may use the branched saturated hydrocarbon which has a branched chain instead of a linear saturated hydrocarbon.
パラフィン化合物(A)の相転移時の潜熱量は、120J/g以上であることが好ましく、140J/g以上であることがさらに好ましく、160J/g以上であることが特に好ましい。パラフィン化合物(A)の潜熱量がこの範囲であれば、スチレン系エラストマー(B)とのブレンド後でも蓄熱材として優れた蓄熱性能を発揮することができる。なお、本発明における相転移とは、液体から固体、または、固体から液体への相転移を意味し、相転移温度は相転移する温度を意味する。また、相転移時の潜熱量は、示差走査熱量計を用いて、−40〜100℃まで、加熱速度10℃/minで昇温した際の結晶融解熱量として測定できる。 The amount of latent heat at the phase transition of the paraffin compound (A) is preferably 120 J / g or more, more preferably 140 J / g or more, and particularly preferably 160 J / g or more. When the amount of latent heat of the paraffin compound (A) is within this range, excellent heat storage performance as a heat storage material can be exhibited even after blending with the styrene elastomer (B). The phase transition in the present invention means a phase transition from a liquid to a solid or from a solid to a liquid, and the phase transition temperature means a temperature at which the phase transition occurs. In addition, the amount of latent heat at the time of phase transition can be measured as the amount of heat of crystal melting when the temperature is increased from -40 to 100 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter.
スチレン系エラストマー(B)としては、ポリスチレンからなるハードセグメントと、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、またはこれらの水素添加物、および/またはそれらの共重合体からなるソフトセグメントとから構成されるエラストマーが好ましい。 Examples of the styrenic elastomer (B) include an elastomer composed of a hard segment made of polystyrene and a soft segment made of polybutadiene, polyisoprene, polyisobutylene, or a hydrogenated product thereof and / or a copolymer thereof. preferable.
スチレン系エラストマー(B)の具体例としては、スチレン−ブタジエン共重合体(SB)、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン共重合体(SI)、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)、スチレン−イソブチレン共重合体(SIB)、スチレン−イソブチレン−スチレン共重合体(SIBS)、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレン共重合体(SBBS)、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体(SEPS)、スチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレン(SEEPS)共重合体が挙げられる。これらは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの共重合体であってもよい。この中でも、形状保持性の観点から、SBS、SBBS、SIS、SEBS、SEPS、SEEPS、SIBSといったトリブロック共重合体を用いることが特に好ましい。 Specific examples of the styrene elastomer (B) include styrene-butadiene copolymer (SB), styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), styrene-isoprene copolymer (SI), and styrene-isoprene-styrene copolymer. Polymer (SIS), Styrene-isobutylene copolymer (SIB), Styrene-isobutylene-styrene copolymer (SIBS), Styrene-butadiene-butylene-styrene copolymer (SBBS), Styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer Examples thereof include a polymer (SEBS), a styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer (SEPS), and a styrene-ethylene-ethylene-propylene-styrene (SEEPS) copolymer. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination. Moreover, these copolymers may be sufficient. Among these, it is particularly preferable to use a triblock copolymer such as SBS, SBBS, SIS, SEBS, SEPS, SEEPS, and SIBS from the viewpoint of shape retention.
スチレン系エラストマー(B)のスチレン含有量は、20〜60質量%の範囲であり、22〜58質量%の範囲であることが好ましく、25〜55質量%の範囲であることがさらに好ましい。スチレン系エラストマー(B)のスチレン含有量がこの範囲であれば、加工時の流動性を維持したまま優れた形状保持性を付与することができる。 The styrene content of the styrene elastomer (B) is in the range of 20 to 60% by mass, preferably in the range of 22 to 58% by mass, and more preferably in the range of 25 to 55% by mass. When the styrene content of the styrene-based elastomer (B) is within this range, excellent shape retention can be imparted while maintaining fluidity during processing.
スチレン系エラストマーは、構造中にスチレンブロックを含むため、一般的に100℃付近にガラス転移点を有する。そのため、スチレン系エラストマー(B)のスチレン含有量が60質量%を超えると、流動性が著しく低下する。一方、スチレン含有量が20質量%を下回ると、スチレンブロックによってパラフィンを固定することが困難になり、形状保持性が著しく低下する。 Since a styrene elastomer contains a styrene block in its structure, it generally has a glass transition point near 100 ° C. Therefore, when the styrene content of the styrene elastomer (B) exceeds 60% by mass, the fluidity is remarkably lowered. On the other hand, when the styrene content is less than 20% by mass, it becomes difficult to fix the paraffin with the styrene block, and the shape retainability is significantly lowered.
スチレン系エラストマー(B)の数平均分子量Mnは、50000〜250000g/molの範囲であり、60000〜230000g/molの範囲であることが好ましく、70000〜200000g/molの範囲であることがさらに好ましい。スチレン系エラストマー(B)の数平均分子量Mnがこの範囲であれば、加工時の流動性を維持したまま優れた形状保持性を付与することができる。 The number average molecular weight Mn of the styrene-based elastomer (B) is in the range of 50000 to 250,000 g / mol, preferably in the range of 60000 to 230,000 g / mol, and more preferably in the range of 70000 to 200000 g / mol. When the number average molecular weight Mn of the styrene elastomer (B) is within this range, excellent shape retention can be imparted while maintaining fluidity during processing.
高分子化合物の分子量は、高分子鎖同士の絡み合いに関係し、ひいては蓄熱材組成物の形状保持性及び流動性に大きく寄与する。数平均分子量Mnが250000g/molを超えると、融点を超えてもパラフィンが高分子鎖内に強く束縛され、流動性が著しく低下する。一方、数平均分子量Mnが50000g/molを下回ると、スチレンブロックによってパラフィンを固定することが困難になり、形状保持性が著しく低下する。 The molecular weight of the polymer compound is related to the entanglement of the polymer chains and thus greatly contributes to the shape retention and fluidity of the heat storage material composition. When the number average molecular weight Mn exceeds 250,000 g / mol, the paraffin is strongly bound in the polymer chain even if the melting point is exceeded, and the fluidity is remarkably lowered. On the other hand, when the number average molecular weight Mn is less than 50000 g / mol, it becomes difficult to fix the paraffin with the styrene block, and the shape retention is remarkably lowered.
パラフィン系蓄熱材組成物に含まれるパラフィン化合物(A)とスチレン系エラストマー(B)の質量比は、98/2〜70/30質量%であることが好ましく、95/5〜75/25質量%であることがさらに好ましく、90/10〜80/20質量%であることが特に好ましい。パラフィン化合物(A)とスチレン系エラストマー(B)の質量比がこの範囲であれば、潜熱量と流動性を維持したまま形状保持性を付与することができる。なお、パラフィン化合物(A)およびスチレン系エラストマー(B)には、蓄熱材としての性質に影響を与えない範囲において、滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、安定剤、染料、顔料、無機質微粒子などの各種添加剤を添加することができる。 The mass ratio of the paraffin compound (A) and the styrene elastomer (B) contained in the paraffin-based heat storage material composition is preferably 98/2 to 70/30 mass%, and 95/5 to 75/25 mass%. It is more preferable that it is 90 / 10-80 / 20 mass%. If the mass ratio of the paraffin compound (A) and the styrene elastomer (B) is within this range, shape retention can be imparted while maintaining the latent heat amount and fluidity. Paraffin compounds (A) and styrene elastomers (B) are lubricants, antistatic agents, antioxidants, antiblocking agents, stabilizers, dyes and pigments as long as they do not affect the properties of the heat storage material. Various additives such as inorganic fine particles can be added.
パラフィン系蓄熱材組成物の相転移時の潜熱量は100J/g以上であることが好ましく、120J/g以上であることがさらに好ましく、140J/g以上であることが特に好ましい。パラフィン系蓄熱材組成物の相転移時の潜熱量がこの範囲であれば、蓄熱材32として優れた蓄熱性能を発揮することができる。
The amount of latent heat at the phase transition of the paraffin-based heat storage material composition is preferably 100 J / g or more, more preferably 120 J / g or more, and particularly preferably 140 J / g or more. If the amount of latent heat at the phase transition of the paraffin-based heat storage material composition is within this range, excellent heat storage performance as the
パラフィン系蓄熱材組成物は、融点を超えた後でも、ある一定の温度まで流動せず、形状を保持している所謂ゲル状であることが好ましい。これにより、パラフィンの漏れ出しを防止することができる。ゲルの弾性率は0.1kPa以上であることが好ましい。ゲルの弾性率がこの範囲であれば、加工性を維持したまま形状保持性を付与することができる。 The paraffin-based heat storage material composition is preferably in the form of a so-called gel that does not flow to a certain temperature and maintains its shape even after the melting point is exceeded. Thereby, the leakage of paraffin can be prevented. The elastic modulus of the gel is preferably 0.1 kPa or more. If the elastic modulus of the gel is within this range, shape retainability can be imparted while maintaining processability.
パラフィン系蓄熱材組成物は、加工温度域で十分に流動することが好ましい。これにより、蓄熱材として様々な形状で使用する際に、加工がし易くなる。加工温度は50〜150℃の範囲が好ましく、60〜140℃の範囲がさらに好ましく、70〜130℃の範囲が特に好ましく、80〜120℃以下の範囲が最も好ましい。パラフィン系蓄熱材組成物の加工温度が50℃未満の場合、スチレン系エラストマー(B)が十分に軟化せず、流動性が低下することがある。一方、加工温度が150℃を超える場合、パラフィン化合物(A)の引火点を超え、あるいは引火点に近づくため、危険を伴うことがある。パラフィン系蓄熱材組成物の加工温度がこの範囲であれば、安全に十分な流動性を発現することができる。 The paraffin-based heat storage material composition preferably flows sufficiently in the processing temperature range. Thereby, when using it in various shapes as a heat storage material, it becomes easy to process. The processing temperature is preferably in the range of 50 to 150 ° C, more preferably in the range of 60 to 140 ° C, particularly preferably in the range of 70 to 130 ° C, and most preferably in the range of 80 to 120 ° C. When the processing temperature of the paraffin-based heat storage material composition is less than 50 ° C., the styrene-based elastomer (B) is not sufficiently softened, and the fluidity may be lowered. On the other hand, when the processing temperature exceeds 150 ° C., it may be dangerous because it exceeds the flash point of the paraffin compound (A) or approaches the flash point. If the processing temperature of the paraffin-based heat storage material composition is within this range, sufficient fluidity can be expressed safely.
パラフィン系蓄熱材組成物の粘度は、当該組成物の融点よりも15℃高い温度条件下において、通常は1〜1×107Pa・s、好ましくは5〜1×105Pa・s、更に好ましくは1×101〜1×103Pa・sである。パラフィン系蓄熱材組成物の粘度を規定する理由は次の通りである。すなわち、粘度が1Pa・s未満の場合は、蓄熱材32を被覆する蓄シートが劣化したり、シートを誤って損傷した場合に流れ出ると言う問題が生じる。また、粘度が1×107Pa・sよりも超えた場合は、変形が少なく、周囲の部材との密着性が低いため、熱の伝導が悪くなると言う問題が生じる。なお、蓄熱材32の融点は、JIS K7121:1987に準拠し、DSC測定(示差走査熱量測定)により10℃/minの昇温条件下において測定されるDSC曲線から読み取られる補外融解開始温度とする。補外融解開始温度は、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、融解ピークの低温側の曲線に勾配が最大になる点で引いた接線の交点の温度とする。
The viscosity of the paraffin-based heat storage material composition is usually 1 to 1 × 10 7 Pa · s, preferably 5 to 1 × 10 5 Pa · s under a temperature condition that is 15 ° C. higher than the melting point of the composition. It is preferably 1 × 10 1 to 1 × 10 3 Pa · s. The reason for prescribing the viscosity of the paraffin-based heat storage material composition is as follows. That is, when the viscosity is less than 1 Pa · s, there arises a problem that the storage sheet covering the
パラフィン系蓄熱材組成物の成形方法としては、当該パラフィン系蓄熱材組成物の製造時に各成分が混合されて液状となったものをそのまま、或いは若干冷却して型に流し込み、所望のシート状、板状とする方法が挙げられる。また、パラフィン系蓄熱材組成物は、パラフィン化合物(A)の融点より低い温度で固化するため、ブロック状に成形した後、切断してシート状や板状に成形することもできる。更に、フィルムや繊維などの基材にパラフィン系蓄熱材組成物を塗布あるいは含浸させて形状を付与することもできる。また、ポリエチレン等の袋に充填して冷却過程で形状を付与してもよい。更には、押出機を使用して、シート状や板状に押出成形することもできる。 As a method for forming the paraffin-based heat storage material composition, the components mixed together at the time of manufacturing the paraffin-based heat storage material composition are liquefied as they are or after slightly cooling and pouring into a mold, The method of making it plate-shaped is mentioned. In addition, since the paraffin-based heat storage material composition is solidified at a temperature lower than the melting point of the paraffin compound (A), the paraffin-based heat storage material composition can be formed into a block shape and then cut into a sheet shape or a plate shape. Furthermore, a shape can be imparted by applying or impregnating a paraffin-based heat storage material composition to a substrate such as a film or fiber. Moreover, it may be filled in a bag made of polyethylene or the like to give a shape during the cooling process. Furthermore, it can be extruded into a sheet or plate using an extruder.
本発明においては、フローリング3に上記の蓄熱材32を収容するため、フローリング3の裏面には、平面視して浅皿状の凹部31が一定パターンで複数設けられる。凹部31は、略長方形の細長の浅皿状に形成され、上記の寸法仕様のフローリング3の場合で6〜18個所均等に設けられる。例えば、フローリング3の幅方向に2列、フローリング3の長さ方向に6列一定ピッチで配置される。長さが1818mm、幅が303mm、厚さが12mmに設計されたフローリング3の場合、フローリング3の幅方向と平行な凹部31の幅は80〜120mm程度に設定され、フローリング3の長さ方向と平行な凹部31の長さは、230〜270mm程度に設定される。これにより、フローリング3の表面に加わる鉛直荷重を各凹部31の間の木質部分によって支持することができる。
In the present invention, in order to accommodate the
フローリング3の凹部31に相当する厚さ部分の強度を確保するため、凹部31の深さは、フローリング3の厚さの2/3以下の範囲で設定される。具体的には、上記の寸法仕様のフローリング3の場合、凹部31の深さは、4〜8mm程度とされる。更に、各凹部31には、フローリング3の厚さ部分を補強するリブ34が配置されていてもよい。リブ34は、凹部31の中央部に当該凹部の長さ方向に亘って配置されており、その長さは両端が凹部31の縁部に達しない程度の長さであってもよいし、当該縁部に達する長さであってもよいが、圧縮強度の点からは、縁部に達する長さであることが好ましい。また、リブ部34の高さは、当該フローリングの裏面から見て凹部31の深さよりも低い高さに形成される。例えば、リブ34の長さは、凹部31の長さの50〜100%程度、リブ34の高さは、凹部31の深さの20〜50%程度とされる。上記のように、各凹部31において、リブ34の長さを凹部31の長さよりも短く又は凹部31の長さと同じに設定し、リブ34の高さを凹部31の深さよりも低く設定することにより、蓄熱材32がゾル化した際の凹部31内での流動性を確保し、フローリング3との密着性を高め、補強効果をより向上させることができる。
In order to secure the strength of the thickness portion corresponding to the
また、好ましい態様において、各凹部31における上記のリブ34は、フローリング3と一体に形成される。すなわち、リブ34は、フローリング3の木質部分の一部として形成されているのが好ましい。リブ34がフローリング3と一体に形成されていることにより、耐久性を高め、製造コストを低減することができる。なお、凹部31およびリブ34は、通常、ルーター加工機や溝付加工機による切削加工により形成することができる。
In a preferred embodiment, the
蓄熱材32は、通常、シート又はフィルム(以下、「シート」という。)で包装された状態で上記の各凹部31に嵌め込まれている。凹部31に蓄熱材32を配置する構造としては、各凹部31の木質面側に配置した下敷シートと、各凹部31の開放部側に貼着した裏面シートとにより、蓄熱材32を挟み込んだ状態で各凹部31に配置する構造の他、例えば、図4に示すように、蓄熱材32が封入された袋33を複数連結してなる蓄熱シート3Sをフローリング3の裏面に貼着した構造でもよい。また、蓄熱シート3Sは、蓄熱材32の袋33が縦横に連続する1枚のシートとして構成されてもよいし、あるいは、蓄熱材32の袋33が1列に連続するシートを2枚使用してもよい。蓄熱シート3Sは、少なくとも2枚のシートを重ね合わせ且つ後述する方法で所定形状に形成された蓄熱材32をシートの間に挟み込んで封止するか、あるいは、少なくとも2枚のシートを重ね合わせ且つ複数のポケットを形成してこれらポケットに上記の蓄熱材32を収容して封止することにより構成される。
The
蓄熱シート3Sを構成するシートとしては、厚さが0.05〜1mm程度の樹脂シート、金属シート、樹脂/樹脂の積層シート、または、樹脂/金属の積層シートが使用される。シートを構成する樹脂としては、ポリウレタンエラストマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエチレン等が挙げられ、シートを構成する金属としては、アルミニウム、銅などがあげられるが、コストが安い点でアルミニウムが好ましい。なお、図5〜図7は、後述する蓄熱材の他の態様を示すものであるが、これらの態様では、例えば、蓄熱シート3Sは、凹部31の木質面側に配置される樹脂シート33aと、凹部31の開放部側を封止する積層シート33bと、これらシートの間に形成された袋33と、各袋33に封入された蓄熱材32b(32c、32d)とから構成され、積層シート33bとしては、アルミニウム/PET/ホットメルト樹脂の積層シートが使用される。
As the sheet constituting the
蓄熱材32は、溶融状態で皿状の金型に充填して冷却したり、シート状に成形して冷却後に短冊状に切断することにより、上記の凹部31に収容可能な大きさのシート状(扁平な直方体)に形成される。蓄熱材32は、蓄熱量を大きくする観点からは可能な限り体積を大きくした方が好ましいが、ホットメルト接着剤でフローリング3を施工する際に、蓄熱材32も昇温、膨張する。従って、施工時の膨張による凹部31からのはみ出しを防止する観点から、蓄熱材32は、凹部31の内容積に対してその体積が80〜95%となるように形成される。
The
また、本発明においては、後述する太陽集熱器4で得られる熱を十分に蓄熱するため、フローリング3に対して一層多くの蓄熱材32を内蔵しているのが好ましいが、蓄熱材32を収容するための凹部31の容積を大きくするに従い、凹部31に相当する木質部分の厚さが薄くなり、強度が低下するという問題が生じる。そこで、上記のリブ34の構造およびゲル状の蓄熱材32に代えて、図5〜図7に示すような蓄熱材32b、32c、32dを使用することもできる。
Further, in the present invention, in order to sufficiently store the heat obtained by the
図5に示すフローリング3においては、平面視して略正方形の浅皿状の凹部31が一定パターンで複数設けられている。斯かる凹部31は、一辺の長さが230〜270mm程度であり、上記の寸法仕様のフローリング3の場合で例えば6個所1列に設けられる。斯かるフローリング3においては、蓄熱シート3Sに蓄熱材32bが封入されており、蓄熱材32bは、一辺が凹部31の一辺よりも若干短い略正方形で且つ厚さが凹部31の深さよりも幾分薄いインシュレーションボードに前述のゲル状の蓄熱材を含浸させて構成される。インシュレーションボードは、廃木材などから得られた繊維を成形した密度0.35g/cm3未満の軟質繊維板である。このような蓄熱材32bを使用することにより、フローリングの補強効果が向上しやすく好ましい。
In the
図6に示すフローリング3においては、平面視して略長方形の浅皿状の凹部31が一定パターンで複数設けられている。斯かる凹部31は、図4に示すものと同様である。斯かるフローリング3においては、蓄熱シート3Sに蓄熱材32cが封入されており、蓄熱材32cは、ポリエチレン等の樹脂からなる網状補強体に前述のゲル状の蓄熱材を流し込んで構成される。網状補強体の網目の大きさは10×10〜50×50mm程度である。このような蓄熱材32cを使用することにより、フローリングの補強効果が向上しやすく好ましい。
In the
また、図7に示すフローリング3においては、平面視して略長方形の浅皿状の凹部31が一定パターンで複数設けられている。斯かる凹部31は、図4に示すものと同様である。斯かるフローリング3においては、蓄熱シート3Sに蓄熱材32dが封入されており、蓄熱材32dは、前述のゲル状の蓄熱材の中央に柱状の補強材を配置したものであり、当該補強材は、断面が楕円形の柱状に形成され且つ高さが凹部31の深さよりも幾分低いインシュレーションボードに前述のゲル状の蓄熱材を含浸させて構成される。柱状の補強材の長径は30〜100mm程度、短径は10〜50mm程度である。このような蓄熱材32dを使用することにより、フローリングの補強効果が向上しやすく好ましい。
Further, in the
図5〜図7に示すような蓄熱材32b、32c、32dを使用することにより、フローリング3の必要な耐荷重性能を確保し、かつ、蓄熱容量を高めることができる。そして、後述する太陽集熱器4で得られる熱を十分に蓄熱し且つ太陽集熱器4からの温水供給を停止した後のフローリング3の温度低下を少なくするため、フローリング3における蓄熱材32(32b、32c、32d)の収容量は、その潜熱蓄熱容量が90Wh/m2以上、好ましくは100Wh/m2以上となるように設定される。
By using the
フローリング3の潜熱蓄熱容量を90Wh/m2以上に規定する理由は次の通りである。すなわち、実住宅を模した実験室における性能評価試験を行ったところ、フローリング3の潜熱蓄熱容量が84Wh/・以下の場合は、蓄熱効果が十分に発揮されず、ガス熱源装置5による床暖房に切り替えた際、ホットダッシュ運転が必要となり、ガス消費量を削減する効果が十分に得られない。これに対し、フローリング3の潜熱蓄熱容量が90Wh/・以上の場合は、蓄熱材32による放熱効果により室温の低下を抑制できるため、ガス熱源装置5による床暖房に切り替えた際、ホットダッシュ運転を行う必要がなく、その結果、ガス熱源装置5におけるガス消費量を削減できることが確認された。具体的な試験内容については後述する。
The reason for defining the latent heat storage capacity of the
上記のような蓄熱シート3Sは、各袋33を凹部31に嵌め込んだ状態でフローリング3の裏面に貼着される。すなわち、蓄熱シート3Sは、当該蓄熱シートの各袋33の外周部分をウレタン系湿気硬化型メルト接着剤などの接着剤で凹部31の周囲の木質部分に貼付けることにより、フローリング3の裏面に固定される。これにより、フローリング3に蓄熱材32(32b、32c、32d)を一体化できる。なお、フローリング3の施工では、下地材である上記の放熱パネル2の根太状部材23に接着剤を塗布してフローリング3を配置した後、実部を釘で固定することにより、放熱パネル2にフローリング3を接着するが、上記の蓄熱シート3Sにおいて、隣接する袋33間のシート状の連結部に対し、隣接する凹部31間の木質部分を露出させる穴が設けられていることにより、下地材に対する接着力を高めることができる。
The
床暖房装置1は、床下地の上に放熱パネル2を配置し、上面にフローリング3を敷設して構成される。そして、フローリング3を敷設した後は、熱源装置である太陽集熱器4及びガス熱源装置5に後述する流路61〜69で接続される。
The
本発明において、ガス熱源装置5としては、給湯用ガスバーナー及び暖房用ガスバーナーを備えた複合型のガス熱源装置、暖房専用のガス熱源装置の何れであってもよい。図1に例示するガス熱源装置5は、複合型のガス熱源装置であり、給湯用の熱交換器51及びこれを加熱するガスバーナー52、ならびに、暖房用の熱交換器53及びこれを加熱するガスバーナー54を備えており、各熱交換器51,53に通水してそれぞれに所定温度の温水を生成するように構成される。
In the present invention, the gas
上記のガス熱源装置5において、給湯用の熱交換器51には、当該熱交換器に水を供給する流路83、および、生成される温水を所要の給湯場所へ供給する流路84が接続されている。流路83は、後述する太陽集熱器4で得られる太陽熱の一部を蓄える貯湯タンク(図示省略)から熱交換器51に水(低温の湯)を供給する管路である。熱交換器51は、燃焼排ガスから主に顕熱を利用する主熱交換器(下部の熱交換器)と、燃焼排ガスから主に潜熱を利用する副熱交換器(上部の熱交換器)とから構成され、熱交換器51においては、ガスバーナー52による加熱によって所定温度の温水を生成するようになされている。通常、給湯用のガスバーナー52の最大燃焼量は30kW程度である。
In the gas
一方、暖房用の熱交換器53には、床暖房装置1に循環させる水を導入する流路64、および、床暖房装置1へ温水を供給する流路65(床暖房装置1の往き管)が接続されている。また、流路64には、ガス熱源装置5の付属装置として、床暖房装置1との間で温水を循環させるためのポンプ55が配置されている。熱交換器53は、燃焼排ガスから主に顕熱を利用する主熱交換器(下部の熱交換器)と、燃焼排ガスから主に潜熱を利用する副熱交換器(上部の熱交換器)とから構成され、熱交換器53においては、導入された水の温度が暖房用の設定温度よりも低い場合にガスバーナー54の加熱によって所定温度の温水を生成するようになされている。通常、暖房用のガスバーナー53の最大燃焼量は14kW程度である。
On the other hand, in the
なお、ガス熱源装置5において、給湯用のガスバーナー52及び暖房用のガスバーナー54は、各々、出力を切り替えるため、複数のバーナーに分割されており、電磁弁の操作によって各個別のバーナーへのガスの供給・遮断が制御され、比例弁によってガス流量が調節されるようになされている。また、流路84,64には、熱交換器51,53から供給される温水の温度を検出するセンサー(図示省略)がそれぞれ設けられている。そして、ガス熱源装置5には、生成する温水の温度を調整するため、各電磁弁、比例弁、燃焼用空気を供給するファンを操作し、ガスバーナー52、54の燃焼量を制御する燃焼制御装置(図示省略)が付設されている。
In the gas
本発明においては、図1に示すように、上記の床暖房装置1の床暖房用パネルに温水を供給する熱源の1つとして太陽集熱器4が使用される。太陽集熱器4は、ケーシング内に配列された複数本の集熱管に流体を流してこれを太陽熱で加熱して熱を回収する装置であり、平板型太陽集熱器の場合は、屋根、屋上、ベランダ等に設置され、流体として例えば水をポンプで強制循環させて温水を生成するように構成される。
In this invention, as shown in FIG. 1, the
具体的には、太陽集熱器4は、扁平な箱状に形成され且つ上面が透明な封止板で被われたケーシングと、当該ケーシング内の底側に配置されたシート状の断熱材と、封止板との間に蓄熱用の空間を介して断熱材の表側に配列された複数本の集熱管とを備えている。ケーシングの外殻部分は、通常、鋼板やアルミニウム合金板によって上端が開放された箱状に構成される。ケーシングは、一般的には、扁平な直方体に外形を形成される。例えば、ケーシングは、平面形状が長方形の扁平な直方体に構成された場合、ケーシングの一辺部の長さは150〜5000mm程度、ケーシングの高さ(厚さ)は30〜100mm程度である。ケーシングの上面は、透明なガラスや透明な樹脂からなる封止板で封止される。保守管理を容易にするため、封止板は、ケーシングに対して、蝶番などを使用して開閉可能に取り付けられる。
Specifically, the
ケーシングの底部には、グラスウール等を成形してなる厚さ6〜70mm程度のシート状の断熱材が配置される。そして、断熱材の表側には、複数本の集熱管が配列され、これら集熱管は、ケーシング内で例えば対向配置された1組のヘッダーに繋ぎ込まれる。すなわち、集熱器においては、当該集熱器を例えば傾斜屋根に配置した場合、下方側のヘッダーに供給された流体が各集熱管を通過して上方側のヘッダーから取り出されるように流路構成される。なお、ヘッダー及び集熱管の配置については、集熱器の施工性、集熱効率の観点から、各種の配置を採用できる。例えば、図示しないが、2つのヘッダー、すなわち、流体の入口側ヘッダーと出口側ヘッダーは、ケーシング内の一内側面近傍に同列に配置され、複数本の集熱管は、断熱材上において蛇行あるいは湾曲させて配列され、その両端が各ヘッダーに繋ぎ込まれてもよい。 A sheet-like heat insulating material having a thickness of about 6 to 70 mm formed by molding glass wool or the like is disposed at the bottom of the casing. A plurality of heat collecting tubes are arranged on the front side of the heat insulating material, and these heat collecting tubes are connected to, for example, a pair of headers arranged to face each other in the casing. That is, in the heat collector, when the heat collector is disposed on, for example, an inclined roof, the flow path configuration is such that the fluid supplied to the lower header passes through each heat collector tube and is taken out from the upper header. Is done. In addition, about arrangement | positioning of a header and a heat collecting tube, various arrangement | positioning is employable from a viewpoint of the workability | operativity of a heat collector, and heat collection efficiency. For example, although not shown, two headers, that is, an inlet header and an outlet header of the fluid are arranged in the same row near one inner surface in the casing, and the plurality of heat collecting tubes meander or bend on the heat insulating material. And both ends thereof may be connected to each header.
集熱管としては、通常、アルミニウム製または銅製の管が使用される。また、軽量化およびコストダウンを図るため、集熱管は、架橋ポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂で構成されてもよい。集熱管の外径は3〜16mm程度、内径は2〜13mm程度に設計される。集熱管は、後述する集熱シートを介して集められた熱を効率的に流体に伝達するため、金属製伝熱部材に収容され、断熱材の表側に一部を埋め込まれた状態に配置される。金属製伝熱部材は、前述の床暖房装置1の放熱パネル2におけるものと同様に、アルミニウム合金などからなり且つその長さ方向に直交する断面がU字状に形成されて上端に鍔が張出された樋状の部材である。そして、断熱材の上面側には、アルミニウムシートや鋼板からなる集熱シートが配置される。
As the heat collecting tube, an aluminum or copper tube is usually used. In order to reduce the weight and reduce the cost, the heat collecting tube may be made of a polyolefin-based resin such as cross-linked polyethylene, polybutene, polypropylene, or polyethylene. The heat collection tube is designed to have an outer diameter of about 3 to 16 mm and an inner diameter of about 2 to 13 mm. The heat collecting tube is housed in a metal heat transfer member and arranged in a state where a part of the heat collecting tube is embedded on the front side of the heat insulating material in order to efficiently transfer heat collected through a heat collecting sheet described later to the fluid. The The metal heat transfer member is made of an aluminum alloy or the like and has a U-shaped cross section perpendicular to the length direction of the
本発明の床暖房システムにおいては、ガス燃焼熱による暖房と太陽熱による暖房を行うため、床暖房装置1とガス熱源装置5との間で温水を循環させる第1の温水循環経路と、床暖房装置1と太陽集熱器4との間で温水を循環させる第2の温水循環経路とを備えている。
In the floor heating system of the present invention, in order to perform heating by gas combustion heat and heating by solar heat, a first hot water circulation path for circulating hot water between the
上記の第1の温水循環経路は、前述のガス熱源装置5の熱交換器53の出口から床暖房装置1の放熱パネル2のヘッダー26入口に接続された流路65、ヘッダー26出口から三方切替弁92に至る流路66、三方切替弁92と三方切替弁91を接続するする流路69、三方切替弁91からガス熱源装置5のポンプ55へ至る流路63、ポンプ55から前記の熱交換器53の入口へ至るガス熱源装置5内の流路64で構成される。流路65,66は、往き管および戻り管の一対の管から成る所謂ペアチューブである。
The first hot water circulation path is three-way switching from the outlet of the
上記の第2の温水循環経路は、前述の太陽集熱器4の出口ヘッダーから三方切替弁93に至る流路61、三方切替弁93から上記の三方切替弁91に至る流路62、前述の三方切替弁91からガス熱源装置5のポンプ55へ至る流路63、ポンプ55から前記の熱交換器53の入口へ至るガス熱源装置5内の流路64、熱交換器53を介して当該熱交換器の出口から床暖房装置1の放熱パネル2のヘッダー26入口に接続された流路65、ヘッダー26出口から三方切替弁92に至る流路66、三方切替弁92と三方切替弁94を接続するする流路67、三方切替弁94から太陽集熱器4の入口ヘッダーに接続された流路68で構成される。なお、第2の温水循環経路を使用する場合は、ガス熱源装置5のポンプ55だけを稼働させ、暖房用バーナー54は使用せずに、太陽集熱器4で得られた温水をガス熱源装置5の熱交換器53に通過させるようになされている。
The second hot water circulation path includes the
上記の三方切替弁91,92は、第1の温水循環経路と第2の温水循環経路とを切り替える流路切替機構として設けられている。すなわち、三方切替弁91,92の操作により、第1の温水循環経路が流路構成され、第1の温水循環経路においては、ガス熱源装置5で生成された所定温度の温水が流路65を通じて床暖房装置1へ供給され、床暖房装置1で暖房に使用された後の温度の下った温水が流路66、三方切替弁92、流路69、三方切替弁91、流路63、ガス熱源装置5のポンプ55、流路64を通じて当該ガス熱源装置に戻されるように構成される。
The three-
また、三方切替弁91,92の切替操作により、第2の温水循環経路が流路構成され、第2の温水循環経路においては、太陽集熱器4で生成された所定温度の温水が流路61、三方切替弁93、流路62、三方切替弁91、流路63、ガス熱源装置5のポンプ55、流路64、ガス熱源装置5の熱交換器53、流路65を通じて床暖房装置1へ供給され、床暖房装置1で暖房に使用された後の温度の下った温水が流路66、三方切替弁92、流路67、三方切替弁94、流路68を通じて太陽集熱器4戻されるように構成される。なお、太陽集熱器4からの流路61と流路62の間に介装された三方切替弁93、太陽集熱器4へ至る流路67と流路68の間に介装された三方切替弁94は、太陽集熱器4で得られる温水を床暖房装置1に使用しない場合、斯かる温水を給湯用の貯湯タンク内の熱交換器(図示省略)へ循環させるための切替弁であり、太陽集熱器4から貯湯タンクへ至る流路81及び貯湯タンクから太陽集熱器4に戻る流路82に切り替えるようになされている。
In addition, the switching operation of the three-
上記の流路切替機構の操作、すなわち、三方切替弁91,92の操作は、制御手段9によって行われるように構成される。制御手段9は、マイクロコンピュータ及び操作信号を出力する回路で構成され、運転時間の予約設定に基づいて運転を開始・停止する機能、床暖房装置1の運転を開始した際に三方切替弁91,92,93,94の操作を行って熱源を選択する機能、必要に応じてガス熱源装置5の燃焼制御装置へ信号を出力する機能を有する。
The operation of the flow path switching mechanism, that is, the operation of the three-
具体的には、本発明の床暖房システムにおいては、上記の制御手段9による制御により、太陽集熱器4で得られる水温を検出するセンサー(図示省略)の信号に基づき、例えば太陽光が得られる日中、太陽集熱器4で得られる水温が40℃以上の場合は、上記の第2の温水循環経路を使用し、太陽集熱器4と床暖房装置1との間で温水を循環させて床暖房を行う。また、夜間などに太陽集熱器4で得られる水温が40℃未満となった場合は、上記の第1の温水循環経路を使用し、ガス熱源装置5を稼働させ、ガス熱源装置5と床暖房装置1との間で温水を循環させて床暖房を行う。なお、床暖房を使用しない夏季など、床暖房装置1の運転を停止している場合は、三方切替弁93,94の切り替えにより、従来と同様に、給湯用の貯湯槽へ太陽集熱器4の温水を循環させることができる。
Specifically, in the floor heating system of the present invention, for example, sunlight is obtained based on a signal from a sensor (not shown) that detects the water temperature obtained by the
ところで、本発明の床暖房システムにおいては、床暖房装置1のフローリング3が蓄熱機能を有しており、日中の太陽集熱器4による床暖房を行った後も、フローリング3の蓄熱材32に蓄えられた熱が徐々に放熱されるため、室内の暖房効果を長時間維持することができる。そこで、夜間のガス熱源装置5による床暖房に切り替える場合は、太陽集熱器4による床暖房を終了後、所定時間を空けてガス熱源装置5の運転を開始することができる。具体的には、上記の制御手段9の設定機能により、第2の温水循環経路から第1の温水循環経路へ切り替える際に0〜200分の待機時間を空けて切り替えるように構成されていてもよい。斯かる運転機能により、従来のようなホットダッシュ運転を行う必要がなく、かつ、ガス熱源装置5による定常運転を行うことができる。
By the way, in the floor heating system of this invention, the
上記のように、本発明の床暖房システムにおいては、太陽集熱器4で得られた温水を床暖房装置1に直接供給して床暖房を行うため、ガス消費量を一層低減することができる、すなわち、ガス熱源装置と太陽集熱器を併用した従来の床暖房システムにおいては、太陽集熱器で得られた熱を専ら給湯用の貯湯タンクに循環させていたのに対し、本発明の床暖房システムでは、太陽集熱器4で得られた熱を床暖房装置1に直ちに供給するため、熱ロスが少なく、その分だけガス熱源装置5におけるガス消費量を低減することができる。
As described above, in the floor heating system of the present invention, the hot water obtained by the
また、本発明の床暖房システムにおいては、太陽集熱器4で得られた温水を床暖房装置1に直接供給し、また、床暖房装置1のフローリング3内の蓄熱材32に蓄熱できるため、熱源を太陽集熱器4からガス熱源装置5に切り替えた際、ホットダッシュ運転を行うことなく、ガス熱源装置5による定常運転を行うことができる。その結果、ガス消費量を更に低減でき、より一層の省エネルギー化を図ることができる。しかも、太陽集熱器4による運転の後は、フローリング3の蓄熱材に予め蓄えた熱によってフローリングの温度低下を少なくすることができ且つフローリング3自体の温度を均等に維持できるため、ガス熱源装置5による運転に切り替えた場合に、床の過剰な温度上昇や床表面の温度のばらつきを防止することができる。
Moreover, in the floor heating system of this invention, since the hot water obtained with the
本発明の床暖房システムの性能評価として、蓄熱材32が収容されたフローリング3を放熱パネル2の上面に敷設してなる床暖房装置1について、実稼働を想定した条件下で性能評価試験を行った。フローリング3は、外形寸法が1818(長さ)×303(幅)×12(厚さ)mm、蓄熱材32の融点が26℃、蓄熱材32の蓄熱量が約55Wh/フローリング1枚であり、一般的な床暖房用のフローリングと同様に施工可能なものである。蓄熱材32は、板状にゲル化され且つ袋33に封入されて蓄熱シート3Sの状態でフローリング裏面の凹部31に組み込まれており、下地材として設置された放熱パネル2の稼働および稼働停止により、蓄熱と放熱を繰り返す。
As a performance evaluation of the floor heating system of the present invention, a performance evaluation test is performed on the
すなわち、床暖房システムでは、太陽集熱器4及び床暖房装置1により、昼間は太陽熱を蓄熱しつつ室内暖房を行い、暖房停止後も蓄熱材32の潜熱を徐々に放熱することで簡易暖房として機能する。太陽集熱器4による運転の停止後は、数時間以内にガス熱源装置5による暖房を開始することにより、一次エネルギーの削減に寄与でき、更に蓄熱効果として、ガス熱源装置5の「早切り」による運転時間の短縮が可能となる。
That is, in the floor heating system, the
性能評価試験においては、図8に示すように、環境試験室(12畳)に床暖房装置1を敷設し、太陽集熱器4に代わる熱源(疑似太陽熱)として、熱量が任意に変更できる恒温水発生装置4sを設置してなる試験システムを使用した。斯かる試験システムは、ガス熱源装置5及び恒温水発生装置4s(疑似太陽熱)からの循環経路に三方切替弁を設置し、設定した時間に暖房熱源を[ガス熱源装置5]⇔[恒温水発生装置4s]に切り替えることが可能なシステムである。性能評価試験における試験環境、試験条件は表1に示す通りであり、主な測定項目は表2に示す通りである。
In the performance evaluation test, as shown in FIG. 8, the
試験概要は次の通りである。1日の運転スケジュールを図9に示すように設定した。暖房時間は、ECCJ 省エネルギーセンター「家庭の省エネ大辞典(2012)」に基づいて1日9時間とし、朝夕の暖房時間は、それぞれ3時間(6:00〜9:00)と6時間(17:00〜23:00)とした。 The outline of the test is as follows. The daily driving schedule was set as shown in FIG. The heating time is 9 hours a day based on the ECCJ Energy Saving Center “Energy Saving Dictionary of Homes (2012)”, and the morning and evening heating times are 3 hours (6:00 to 9:00) and 6 hours (17: 00 to 23:00).
試験システムによる実施例として、恒温水発生装置4s(疑似太陽熱)を昼間最大4時間(11:00〜15:00)利用できることとし、その間の循環温度や通湯時間を変化させ、運転中および停止後の室内温度・床温度変化がその後のガス温水床暖房立ち上がり性能にどのように影響するかを確認すると共に、ガス熱源装置5による暖房停止後の蓄熱効果についても評価を行った。また、比較例として、従来方式(太陽熱を利用しない方式)の床暖房について同一条件下で試験を行い、室内温熱環境および一次エネルギー消費量について比較した。制御方法は、床暖房リモコン制御機能を利用し、試験システムではホットダッシュ運転なしでデューティ制御のみとし、比較例である従来システムでは、30分のホットダッシュ運転後、デューティ制御に移行するものとした。なお、ディーティ制御とは、室温と設定室温の差を速やかに近づけることを目的に制御する機能であり、室温と設定室温の差から、60℃設定の通水温度時間や、40℃設定の通水温度時間等を可変させて、室温と設定室温の差を小さくしていく制御方法である。
As an example of the test system, the constant temperature water generator 4s (pseudo solar heat) can be used for a maximum of 4 hours in the daytime (11: 00 to 15:00), and the circulating temperature and hot water passing time are changed during operation and stopped. While confirming how the subsequent indoor temperature / floor temperature change affects the subsequent gas warm water floor heating start-up performance, the heat storage effect after the heating stop by the gas
試験システム(恒温水発生装置4s(疑似太陽熱)による40℃温水循環、2時間運転)の運転結果を表3及び図10に示す。また、対比する従来システムの運転結果を表3及び図11に示す。 Table 3 and FIG. 10 show the operation results of the test system (40 ° C. hot water circulation, 2 hour operation by the constant temperature water generator 4s (pseudo solar heat)). The operation results of the conventional system to be compared are shown in Table 3 and FIG.
表3、図10及び図11に示すように、暖房運転時間帯として設定した朝3時間、夜6時間の暖房運転を行って評価したところ、試験システム(実施例)においては、蓄熱効果が発揮された結果、従来システム(比較例)よりも朝30分、夜1時間短縮した場合でも、暖房終了設定時刻(9:00,23:00)における平均室温が従来システムと同程度であることが確認できた。また、ガス消費量について確認した結果、試験システム(実施例)では、暖房_朝には循環温水の熱を蓄熱材に蓄熱するため約8%増加するものの、昼間に疑似太陽熱を蓄熱することにより、暖房_夜の運転開始初期のガス消費量が抑えられ、1日のガス消費量が約17%の削減となった。 As shown in Table 3, FIG. 10, and FIG. 11, when the heating operation was performed for 3 hours in the morning and 6 hours in the evening set as the heating operation time zone, the heat storage effect was exhibited in the test system (Example). As a result, the average room temperature at the heating end set time (9:00, 23:00) may be about the same as that of the conventional system even when 30 minutes in the morning and 1 hour in the evening are shortened compared to the conventional system (comparative example). It could be confirmed. In addition, as a result of confirming the gas consumption, in the test system (Example), the heat of the circulating hot water is stored in the heat storage material in the morning, but it increases by about 8%. Heating_Gas consumption at the beginning of night operation was suppressed, and the daily gas consumption was reduced by about 17%.
また、太陽熱利用時間および循環温度を変化させた場合における従来システムのガス消費量を100としたときの消費割合を表4に示す。試験システムにおいては、太陽熱を停止した曇天時の想定においても大幅な増エネにはならないことが確認でき、冬季における床暖房ガス消費量は1割程度削減できる効果が見込まれた。 Table 4 shows the consumption ratio when the gas consumption of the conventional system is set to 100 when the solar heat utilization time and the circulation temperature are changed. In the test system, it was confirmed that there was no significant increase even in the cloudy weather when the solar heat was stopped, and the effect of reducing the floor heating gas consumption in winter by about 10% was expected.
上記の性能評価試験でも明らかなように、本発明の暖房システムによれば、曇天など、太陽熱の回収が見込めまれない日にあっても蓄熱により発生するロスはガス消費量の増加には至らず、一方、冬季においてはホットダッシュ運転の削減などで1割程度のガス消費量の削減が期待できる。 As is clear from the performance evaluation test described above, according to the heating system of the present invention, the loss caused by heat storage does not lead to an increase in gas consumption even on days when solar heat recovery is not expected, such as cloudy weather. On the other hand, in winter, the gas consumption can be reduced by about 10% by reducing hot dash operation.
1 :床暖房装置
2 :放熱パネル
21:発泡樹脂成形体
22:通水管
23:根太状部材
24:放熱シート
25:伝熱部材
26:ヘッダー
3 :フローリング
31:凹部
32:蓄熱材
32b〜32d:蓄熱材
33:袋
34:リブ
3S:蓄熱シート
33a:樹脂シート
33b:積層シート
4 :太陽集熱器
4s:恒温水発生装置(試験システムの疑似太陽熱)
5 :ガス熱源装置
51:給湯用熱交換器
52:給湯用バーナー
53:暖房用熱交換器
54:暖房用バーナー
55:ポンプ
61〜64:流路
65:流路(往き管)
66:流路(戻り管)
67,68:流路
81,82:流路
9 :制御手段
91、92:三方切替弁(流路切替機構)
93,94:三方切替弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Floor heating apparatus 2: Radiation panel 21: Foamed resin molding 22: Water flow pipe 23: joist member 24: Heat radiation sheet 25: Heat transfer member 26: Header 3: Flooring 31: Recess 32:
5: Gas heat source device 51: Heat exchanger for hot water supply 52: Burner for hot water supply 53: Heat exchanger for heating 54: Burner for heating 55: Pump 61-64: Channel 65: Channel (outward pipe)
66: Flow path (return pipe)
67, 68: flow
93, 94: Three-way switching valve
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020165176A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三菱ケミカルインフラテック株式会社 | Chamber including cooling/heating facility and operation method of cooling/heating facility |
JP2023047694A (en) * | 2021-09-27 | 2023-04-06 | 東京瓦斯株式会社 | Floor heating device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5851116U (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-06 | 株式会社日立製作所 | Radiant heating device |
JP2004075711A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Panahome Corp | Latent heat storage material and method for producing the same |
JP2005009829A (en) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Kyushu Electric Power Co Inc | Heat accumulation unit |
JP2010230284A (en) * | 2009-03-28 | 2010-10-14 | Noritz Corp | Hot water mat for floor heating |
JP2012077492A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Daiken Corp | Latent heat storage floor material |
JP2014012965A (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-23 | Mitsubishi Plastics Inc | Flooring having heat storage function |
JP2015025639A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 三菱樹脂インフラテック株式会社 | Heat radiation panel for cooling/heating for non-habitable part |
WO2015174523A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 永大産業株式会社 | Heat storage body comprising porous base material impregnated with latent heat storage material, and method for producing same |
-
2016
- 2016-10-04 JP JP2016196426A patent/JP6905172B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5851116U (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-06 | 株式会社日立製作所 | Radiant heating device |
JP2004075711A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Panahome Corp | Latent heat storage material and method for producing the same |
JP2005009829A (en) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Kyushu Electric Power Co Inc | Heat accumulation unit |
JP2010230284A (en) * | 2009-03-28 | 2010-10-14 | Noritz Corp | Hot water mat for floor heating |
JP2012077492A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Daiken Corp | Latent heat storage floor material |
JP2014012965A (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-23 | Mitsubishi Plastics Inc | Flooring having heat storage function |
JP2015025639A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 三菱樹脂インフラテック株式会社 | Heat radiation panel for cooling/heating for non-habitable part |
WO2015174523A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 永大産業株式会社 | Heat storage body comprising porous base material impregnated with latent heat storage material, and method for producing same |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020165176A (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三菱ケミカルインフラテック株式会社 | Chamber including cooling/heating facility and operation method of cooling/heating facility |
JP7243386B2 (en) | 2019-03-29 | 2023-03-22 | 三菱ケミカルインフラテック株式会社 | Rooms with air-conditioning equipment and operating methods of air-conditioning equipment |
JP2023047694A (en) * | 2021-09-27 | 2023-04-06 | 東京瓦斯株式会社 | Floor heating device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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