JP2019158263A - Floor heating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、床暖房システムに関し、特に低温やけどを防止する床暖房システムに関する。 The present invention relates to a floor heating system, and more particularly to a floor heating system that prevents low-temperature burns.
室内を暖房するシステムとして、床暖房システムが知られている(例えば、特許文献1〜2参照)。床暖房システムは、床材からの輻射熱等によって室内を隅々まで均一に暖めることができるものであるが、床面に接触している人は、床面温度が所定の温度以上の状態が長時間続くと低温やけどを起こすおそれがある。この低温やけどを防止するために、特許文献1〜2に示すような技術が開示されている。
A floor heating system is known as a system for heating a room (see, for example,
特許文献1の発明は、布基礎の内方に石材層を設け、この石材層の上に温水パイプが埋設された下地コンクリート層を設け、この下地コンクリート層の上に床材を設けている。これによって、地中の熱を石材層に蓄えて下地コンクリート層の外気温に対する温度変化を少なくするため、温水パイプの熱量を小さくすることが可能となり、その結果、低温やけどを防止できると記載されている。
In the invention of
特許文献2の発明は、電気カーペットで構成される複数のヒータユニットへの通電時間を変化させて、低温やけどを防止するものである。具体的には、ヒータユニットに接触している人を人検知センサで検知し、一定時間座り込んで低温やけどを生じるおそれがある場合、人が検知されたヒータユニットへの通電時間を減少させ、人が検知されていないヒータユニットへの通電時間を増加させるものである。これにより、室温を一定に保ちながら低温やけどを防止すると記載されている。
The invention of
特許文献1に記載の床暖房システムにおいては、建材として石材層を用いた基礎構造が必要となり、既存の住宅に床暖房システムを設置するためには大幅な改装が必要となり、設置自由度が低い。また、温水パイプの熱量が小さくなったとしても、床面の温度が次第に上昇するため、所定の温度以上の状態が長時間続くと低温やけどを起こすおそれが依然として残る。
In the floor heating system described in
特許文献2に記載の床暖房システムにおいては、ヒータユニットへの通電時間を減少させたとしても、ヒータユニットに通電している間は床面温度がほとんど低下しないため、所定の温度以上の状態が長時間続く場合は低温やけどを起こすおそれがある。しかも、複数のヒータユニットに対して各別に通電制御する必要があるため、制御方法が煩雑である。
In the floor heating system described in
そこで、簡便な制御により低温やけどを防止又は緩和することができる床暖房システムが望まれている。 Therefore, a floor heating system that can prevent or mitigate low temperature burns by simple control is desired.
本発明に係る床暖房システムの特徴構成は、室内に敷き詰められた床材と、前記床材の下側に設けられ、前記床材を加温するパネル本体と、前記パネル本体の内部に設けられ、熱媒が供給されることにより前記パネル本体の熱量を増加させる加熱部と、前記パネル本体の内部に設けられ、冷媒が供給されることにより前記パネル本体の熱量を減少させる冷却部と、前記加熱部に対する前記熱媒の入温度及び出温度、又は前記床材の表面温度を計測する計測部と、動体としての検出対象が前記床材に接触していることを検出する検出部と、前記計測部の計測結果と前記検出部の検出結果とに基づいて、前記検出対象に関する所定の低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する判定部と、前記加熱部及び前記冷却部に供給される前記熱媒及び前記冷媒の流通を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記判定部で前記低温やけど判定閾値を超えていると判定されたとき、前記冷却部に冷媒を流通させる点にある。 The characteristic configuration of the floor heating system according to the present invention includes a floor material laid in a room, a panel body that is provided below the floor material and that heats the floor material, and is provided inside the panel body. A heating unit that increases the amount of heat of the panel body by supplying a heat medium; a cooling unit that is provided inside the panel body and decreases the amount of heat of the panel body by supplying a refrigerant; and A measuring unit that measures the inlet and outlet temperatures of the heating medium with respect to the heating unit, or the surface temperature of the flooring; a detection unit that detects that a detection target as a moving object is in contact with the flooring; and Based on the measurement result of the measurement unit and the detection result of the detection unit, it is supplied to a determination unit that determines whether or not a predetermined low-temperature burn determination threshold for the detection target is exceeded, and the heating unit and the cooling unit. The heat medium And a control unit for controlling the flow of the refrigerant, the control unit is configured when it is determined that the low-temperature burn exceeds the determination threshold by the determination unit, in that the circulating refrigerant to the cooling unit.
本構成では、パネル本体の内部に、熱媒が供給される加熱部と冷媒が供給される冷却部とを設けている。この冷却部は、冷媒が供給されることによりパネル本体の熱量を減少させるので、加熱部からパネル本体を介して床材に伝達される熱量を減少させることができる。しかも、本構成の冷却部はパネル本体の内部に設けられているので、パネル本体の熱量を直接的に減少させることが可能となり、冷却効率が高い。また、本構成の制御部は、判定部で低温やけど判定閾値を超えていると判定されたときに冷却部を作動させるので、簡便な制御によって、床材に長時間接触している検出対象(例えば、人)が低温やけどを起こさない温度領域まで低下させることができる。 In this configuration, a heating unit to which a heat medium is supplied and a cooling unit to which a refrigerant is supplied are provided inside the panel body. Since this cooling unit reduces the amount of heat of the panel body when the refrigerant is supplied, the amount of heat transmitted from the heating unit to the flooring through the panel body can be reduced. And since the cooling part of this structure is provided in the inside of a panel main body, it becomes possible to reduce the calorie | heat amount of a panel main body directly, and cooling efficiency is high. In addition, since the control unit of this configuration operates the cooling unit when it is determined by the determination unit that the low temperature burn determination threshold is exceeded, the detection target that is in contact with the flooring material for a long time by simple control ( For example, the temperature can be lowered to a temperature range that does not cause low temperature burns.
さらに、本構成の判定部は、計測部で計測された熱媒の入温度及び出温度又は床材の表面温度(以下、「床面温度」と称する。)と検出部で検出された検出対象の床材に対する接触状況とに基づいて、所定の低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する。つまり、熱媒の入温度及び出温度から推定された床面温度又は直接計測された床面温度と検出対象の床材に対する接触時間とが正確に反映された判定結果となるため、判定精度を高めることができる。このように、本構成の床暖房システムは、正確な判定結果に基づき、床材に長時間接触している検出対象が低温やけどを起こさない温度領域まで低下させることにより、低温やけどを防止又は緩和することができる。 Further, the determination unit of the present configuration includes the detection temperature detected by the detection unit and the inlet and outlet temperatures of the heat medium or the surface temperature of the flooring material (hereinafter referred to as “floor surface temperature”) measured by the measurement unit. It is determined whether or not a predetermined low-temperature burn determination threshold is exceeded based on the state of contact with the floor material. That is, the floor surface temperature estimated from the inlet and outlet temperatures of the heat medium or the floor surface temperature directly measured and the contact time with the floor material to be detected are accurately reflected. Can be increased. In this way, the floor heating system with this configuration prevents or mitigates low-temperature burns by reducing the detection target that has been in contact with the flooring material for a long time to a temperature range that does not cause low-temperature burns, based on accurate determination results. can do.
他の特徴構成は、前記冷却部は、前記加熱部の下側及び側方の少なくとも一方に設けられ、前記冷媒が流通可能な中空部材を有している点にある。 Another characteristic configuration is that the cooling unit includes a hollow member that is provided on at least one of the lower side and the side of the heating unit and through which the refrigerant can flow.
本構成のように冷却部を冷媒が流通可能な中空部材で構成すれば、冷却部を簡易に設けることができる。さらに、本構成の冷却部は、加熱部の下側及び側方の少なくとも一方に設けられた中空部材で構成されている。このため、床面の加温時には、冷媒が流通していない中空部材の断熱効果により加熱部の熱量が下側又は側方に移動し難くなり、上側に移動する熱量が増加するため、床面を迅速に加温できる。また、床面の減温時には、中空部材に冷媒が流通することにより加熱部の熱量が下側又は側方に移動し、床面を迅速に減温できる。 If the cooling unit is configured by a hollow member through which a refrigerant can flow as in this configuration, the cooling unit can be provided easily. Furthermore, the cooling part of this structure is comprised with the hollow member provided in at least one of the lower side and side of a heating part. For this reason, when the floor surface is heated, the heat quantity of the heating part becomes difficult to move downward or to the side due to the heat insulating effect of the hollow member through which the refrigerant does not flow, and the amount of heat that moves upward increases. Can be heated quickly. In addition, when the temperature of the floor surface is decreased, the refrigerant flows through the hollow member, so that the amount of heat of the heating unit moves downward or laterally, and the floor surface can be quickly cooled.
他の特徴構成は、前記制御部は、前記判定部で前記低温やけど判定閾値を超えていると判定されたとき、前記加熱部への前記熱媒の供給を停止する点にある。 Another characteristic configuration is that the control unit stops the supply of the heat medium to the heating unit when the determination unit determines that the low temperature burn determination threshold is exceeded.
本構成のように、低温やけど判定閾値を超えているときに加熱部への熱媒の供給を停止すれば、床面を迅速に減温することができる。よって、迅速に低温やけどを防止又は緩和することができる。 If the supply of the heat medium to the heating unit is stopped when the low-temperature burn determination threshold is exceeded as in this configuration, the floor surface can be quickly cooled. Therefore, it is possible to prevent or mitigate low temperature burns quickly.
他の特徴構成は、前記計測部は、前記入温度及び出温度と室温とを計測し、前記判定部は、前記計測部で計測された前記入温度及び出温度と前記室温とに基づいて前記床材の表面温度を推定し、推定された前記表面温度に基づいて、前記低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する点にある。 In another characteristic configuration, the measurement unit measures the input temperature, the output temperature, and the room temperature, and the determination unit is based on the input temperature, the output temperature, and the room temperature that are measured by the measurement unit. The surface temperature of the flooring is estimated, and based on the estimated surface temperature, it is determined whether or not the low temperature burn determination threshold is exceeded.
床面温度は、加熱部により下から加温され、室温によって上から冷却される。そこで、本構成のように、熱媒の入温度及び出温度と室温とに基づいて床面温度を推定すれば、判定部は低温やけど判定閾値を超えているか否かの判定をより正確に行うことができる。 The floor surface temperature is heated from below by the heating unit and cooled from above by room temperature. Therefore, as in the present configuration, if the floor surface temperature is estimated on the basis of the inlet and outlet temperatures of the heat medium and the room temperature, the determination unit more accurately determines whether or not the low temperature burn determination threshold is exceeded. be able to.
他の特徴構成は、前記計測部は、前記入温度及び出温度と室温と前記熱媒の流量とを計測し、前記判定部は、前記計測部で計測された前記入温度及び出温度と前記流量と前記室温とに基づいて前記床材の表面温度を推定し、推定された前記表面温度に基づいて、前記低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する点にある。 In another characteristic configuration, the measurement unit measures the input temperature and the output temperature, the room temperature, and the flow rate of the heating medium, and the determination unit measures the input temperature and the output temperature measured by the measurement unit. The surface temperature of the flooring is estimated based on the flow rate and the room temperature, and it is determined whether or not the low temperature burn determination threshold is exceeded based on the estimated surface temperature.
熱媒の温度が同じ場合でも、熱媒の流量が異なれば加熱部からの出力熱量が異なる。そこで、本構成のように、熱媒の入温度及び出温度と流量と室温とに基づいて床材の表面温度を推定すれば、判定部は低温やけど判定閾値を超えているか否かの判定をより正確に行うことができる。 Even when the temperature of the heating medium is the same, the amount of heat output from the heating unit differs if the flow rate of the heating medium is different. Therefore, as in this configuration, if the surface temperature of the flooring is estimated on the basis of the inlet and outlet temperatures of the heat medium, the flow rate, and the room temperature, the determination unit determines whether or not the low temperature burn determination threshold is exceeded. It can be done more accurately.
他の特徴構成は、前記検出部は、前記床材と前記パネル本体との間に設けられた圧力センサを有している点にある。 Another characteristic configuration is that the detection unit includes a pressure sensor provided between the floor material and the panel body.
本構成のように、床材とパネル本体との間に設けられた圧力センサで検出対象を検出すれば、静荷重か動荷重かを圧力センサが区分するので、動体としての検出対象の有無を確実に検出することができる。これにより、例えば人検知センサのように、遮蔽物によって検出対象が隠れている場合に検出できないといった不都合がない。 As in this configuration, if the detection target is detected by the pressure sensor provided between the flooring and the panel body, the pressure sensor classifies whether it is a static load or a dynamic load. It can be detected reliably. Thereby, there is no inconvenience that the detection target cannot be detected when the detection target is hidden by a shielding object such as a human detection sensor.
以下に、本発明に係る床暖房システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、床暖房システムXの一例として、温水を熱媒として用いる加熱部4と冷水を冷媒として用いる冷却部5とを備えた暖房ユニットUを用いた一例を説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
Hereinafter, an embodiment of a floor heating system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, as an example of the floor heating system X, an example using a heating unit U including a
図1には、床暖房システムXが示されている。床暖房システムXは、加熱部4及び冷却部5を有する暖房ユニットUと、加熱部4に接続される温水配管7と、温水配管7に接続される温水加熱器8と、冷却部5に接続される冷水配管13と、冷水配管13に接続される冷却器14と、を備えている。
FIG. 1 shows a floor heating system X. The floor heating system X is connected to the heating unit U having the
図2に示すように、暖房ユニットUは、上側から鉛直方向に向かって順に、床材1、圧力センサ2(検出部30の一例)、均熱板3、パネル本体6が積層されている。なお、暖房ユニットUが既設の床面(不図示)に取り付けるタイプの場合、パネル本体6の下側には既設の床面が存在する。
As shown in FIG. 2, in the heating unit U, a
床材1は、室内に敷き詰められた厚さ6mm程度の床仕上げ材であり、フローリング、畳、カーペット等で構成されている。
The
圧力センサ2は、床材1とパネル本体6との間に配置されており、床材1の裏面に一方の面が接しており、パネル本体6の上面に設けられた均熱板3の表面に他方の面が接している。圧力センサ2は、床材1の表面(以下、「床面」と称する。)の動荷重を、電気抵抗の変化によって計測する金属ひずみゲージや半導体ひずみゲージ等で構成されている。なお、圧力センサ2は、床面の動荷重を、静電容量の変化によって計測する静電容量型圧力センサであっても良く、特に限定されない。
The
本実施形態における圧力センサ2は、動体としての検出対象(例えば、人。以下「人」と称する。)が床材1に接触していることを検出する。つまり、圧力センサ2は、動荷重を検出することにより人が存在していることを検出するものである。例えば、人であれば床面に座る際に必ず圧力センサ2に動荷重が作用するので、圧力センサ2で電気抵抗の変化が計測され、人の存在を検出することができる。一方、家具のように床面に載置されて移動しない物体の場合は、圧力センサ2に静荷重が作用するが、圧力センサ2で電気抵抗の変化が計測されないので、人が存在しないこととなる。
The
均熱板3は、アルミ箔等で構成される均熱用の金属製均熱シートである。この均熱板3によって、パネル本体6からの熱量が床材1に均等に伝熱される。
The soaking
パネル本体6は厚さ15mm程度の樹脂発泡体等で構成されるマットであり、パネル本体6の内部には、温水が供給される温水樹脂管で構成される加熱部4と、冷水が供給される冷水樹脂管で構成される冷却部5とが埋設されている。本実施形態では、冷却部5が、加熱部4とは独立して加熱部4の下側に配置されている。具体的には、図1の断面図において、夫々の加熱部4の温水樹脂管の間に冷却部5の冷水樹脂管が存在する千鳥配置となっている。なお、夫々の加熱部4の温水樹脂管の直下に冷却部5の冷水樹脂管を設けても良く、特に限定されない。
The
図1〜図2に示すように、加熱部4は、温水が供給されることによりパネル本体6の熱量を増加させる。具体的な加熱部4の構成としては、パネル本体6の内部で温水を流通可能な温水樹脂管を蛇行させて配列しており、断面視において複数の温水樹脂管を並列配置している。なお、加熱部4には、温水樹脂管の側方及び下側を囲って位置固定するU字状のアルミ部材を設けても良い。
As shown in FIGS. 1 to 2, the
加熱部4には、温水加熱器8から温水配管7を介して温水が流入する温水流入口4aと、パネル本体6に熱を受け渡した温水が流出する温水流出口4bとが形成されている。この温水流入口4aに温水配管7の一端が接続され、温水流出口4bに温水配管7の他端が接続されている。これにより、温水加熱器8で加熱された温水が加熱部4に流通し、パネル本体6で熱を奪われて冷却された温水が温水加熱器8に戻って再度加熱される。
The
冷却部5は、冷水が供給されることによりパネル本体6の熱量を減少させる。具体的な冷却部5の構成としては、パネル本体6の内部で冷水を流通可能な冷水樹脂管(中空部材の一例)を蛇行させて配列しており、断面視において複数の冷水樹脂管が並列配置されている。なお、冷却部5は、中空部材であれば、管で構成されるものに限定されず、例えば、中空の筺体をパネル本体6の下側に配置しても良い。また、冷却部5には、冷水樹脂管の側方及び上側を囲って位置固定するU字状のアルミ部材を設けても良い。
The
冷却部5には、冷却器14から冷水配管13を介して冷水が流入する冷水流入口5aと、パネル本体6から熱を奪った冷水が流出する冷水流出口5bとが形成されている。この冷水流入口5aに冷水配管13の一端が接続され、冷水流出口5bに冷水配管13の他端が接続されている。これにより、冷却器14で冷却された冷水が冷却部5に流通し、パネル本体6から熱を奪って加温された冷水が冷却器14に戻って再度冷却される。
The
温水加熱器8は、都市ガス等の燃料ガスを燃焼させて温水(例えば60℃〜75℃)を生成する。温水加熱器8は、床暖房用のバーナと給湯用のバーナとを有する一体型であっても良いし、床暖房用のバーナのみを備えた床暖房専用のものであっても良い。冷却器14は、水を冷媒との間で熱交換させることで冷水(例えば、5℃〜20℃)を生成する。なお、冷却器14を用いずに水道水を循環させても良いし、温水加熱器8と冷却器14とを一体化したヒートポンプ装置であっても良い。
The
図1及び図3に示すように、床暖房システムXは、計測部Kと検出部30と判定部20と制御部10とを備えている。本実施形態における判定部20や制御部10の各機能部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリを中核としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the floor heating system X includes a measurement unit K, a
計測部Kは、温水温度計測部9Aと、温水流量計測部9Bと、室温計測部11と、冷水温度計測部15Aと、冷水流量計測部15Bとを備えている。なお、計測部Kは、温水温度計測部9Aを少なくとも含んでいれば良い。
The measurement unit K includes a hot water
温水温度計測部9Aは温度センサで構成されており、温水加熱器8と加熱部4の温水流入口4aとの間の温水配管7を流通する温水の第一計測温度(入温度)と、加熱部4の温水流出口4bと温水加熱器8との間の温水配管7を流通する温水の第二計測温度(出温度)とを計測する。温水流量計測部9Bは、温水加熱器8と加熱部4の温水流入口4aとの間の温水配管7を流通する温水の流量を計測する流量センサで構成されている。室温計測部11は、暖房ユニットUが設けられた居室空間の温度を計測する温度センサで構成されている。冷水温度計測部15Aは、冷却器14と冷却部5の冷水流入口5aとの間の冷水配管13を流通する冷水の温度を計測する温度センサで構成されている。冷水流量計測部15Bは、冷却器14と冷却部5の冷水流入口5aとの間の冷水配管13を流通する冷水の流量を計測する流量センサで構成されている。なお、冷水温度計測部15Aは、冷却部5の冷水流出口5bと冷却器14との間の冷水配管13にも設けることが好ましい。
The hot water
判定部20は、床面温度推定部21と、低温やけど判定部22とを備えている。
The
床面温度推定部21は、計測部Kの計測結果に基づいて床材1の表面温度(以下、「床面温度」と称する。)を推定する。一例として、床面温度推定部21は、温水温度計測部9Aで計測された温水の入温度及び出温度から床面温度を推定する。この場合、温水の流量を一定として、温水加熱器8と加熱部4の温水流入口4aとの間の温水配管7に設けた温水温度計測部9Aの第一計測温度と、加熱部4の温水流出口4bと温水加熱器8との間の温水配管7に設けた温水温度計測部9Aの第二計測温度とから、パネル本体6への出力熱量を演算して床材1の表面温度を推定する。このとき、予め時期(例えば、月ごと)に応じた温水の入温度及び出温度の差分と床面温度とのマップを作成しておき、該差分を入力値として該マップから床面温度を推定することが好ましい。これにより、床面から室内部の空気に奪われる熱量も加味した推定結果となる。
The floor surface
他の一例として、床面温度推定部21は、温水の流量を一定として、温水温度計測部9Aで計測された温水の第一計測温度及び第二計測温度と室温計測部11で計測された室温とを用いて床面温度を推定する。加熱部4に供給された温水の熱量は、パネル本体6を介して床面に伝熱されて床面を暖め、床面からの輻射熱等によって室温を上昇させる。つまり、床面温度推定部21は、温水の第一計測温度及び第二計測温度から演算された床面への伝熱量から、室内部の空気に奪われる熱量を減算した値により、床面温度を推定するものである。この場合、温水の温度に加えて実際の室温も加味して床面温度を推定するため、推定精度を高めることができる。
As another example, the floor surface
他の一例として、床面温度推定部21は、温水温度計測部9Aで計測された温水の第一計測温度及び第二計測温度と、室温計測部11で計測された室温と、温水流量計測部9Bで計測された温水の流量とを用いて床面温度を推定する。温水の温度が同じ場合でも、温水の流量によって加熱部4からの出力熱量が異なる。つまり、床面温度推定部21は、温水の温度に加えて温水の流量も加味して演算された床面への伝熱量から、室内部の空気に奪われる熱量を減算した値により、床面温度を推定するものである。これにより、温水の流量が異なるような運転をした場合においても、推定精度を高めることができる。
As another example, the floor surface
検出部30は、上述した圧力センサ2と計時部31とを備えている。計時部31は、圧力センサ2で人が検出された時からの経過時間をカウントする。
The
低温やけど判定部22は、床面温度推定部21で推定された床面温度と、検出部30の検出結果とに基づいて、人に関する所定の低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する。
The low temperature
ここで、図5を用いて、所定の低温やけど判定閾値について説明を加える。図5では、横軸に対数尺度の経過時間を設け、縦軸に皮膚表面温度(床面温度と同等)を設けている。 Here, the predetermined low-temperature burn determination threshold will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the logarithmic scale elapsed time is provided on the horizontal axis, and the skin surface temperature (equivalent to the floor temperature) is provided on the vertical axis.
図5に示すように、床面温度が例えば45℃の状態が約5時間以上経過したときや床面温度50℃の状態が約5分以上経過したときに低温やけどを負う領域(皮膚が損傷を受ける領域)となる。一方、45℃の状態が3時間であるときや50℃の状態が3分であるときは、低温やけどを負わない安全な領域となる。また、低温やけどを負う領域と安全な領域との間には、低温やけどを軽減できる領域(元の状態に戻り得る損傷領域)が存在している。 As shown in FIG. 5, when the floor temperature is 45 ° C. for about 5 hours or more, or when the floor temperature is 50 ° C. for about 5 minutes or more, the area that suffers low-temperature burns (skin damage) Receiving area). On the other hand, when the state at 45 ° C. is 3 hours or the state at 50 ° C. is 3 minutes, it is a safe area free from low temperature burns. In addition, there is an area where the low temperature burn can be reduced (a damaged area that can return to the original state) between the area where the low temperature burn is caused and the safe area.
本実施形態では、所定の低温やけど判定閾値として、低温やけどを軽減できる領域と安全な領域との境界に設定している。なお、所定の低温やけど判定閾値として、低温やけどを負う領域と低温やけどを軽減できる領域との境界に設定しても良いし、低温やけどを軽減できる領域と安全な領域との境界よりも安全な領域側に所定の安全率を乗算して設定しても良い。 In this embodiment, the predetermined low-temperature burn determination threshold is set at the boundary between a region where low-temperature burn can be reduced and a safe region. Note that the predetermined low-temperature burn detection threshold may be set at the boundary between the low-temperature burn-affected area and the low-temperature burn-reducing area, or it is safer than the boundary between the low-temperature burn-reducing area and the safe area. The region side may be set by multiplying a predetermined safety factor.
つまり、低温やけど判定部22は、床面温度推定部21で推定された床面温度と、圧力センサ2で検出された人に関し計時部31でカウントされた経過時間とに基づいて、所定の低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する。例えば、低温やけど判定部22は、床面温度48℃の状態が約10分以上経過したときに低温やけど判定閾値を超えていると判定する。
That is, the low-temperature
制御部10は、加熱制御部10Aと、冷却制御部10Bとを備えている。
The
加熱制御部10Aは、加熱部4に供給される温水の流通を制御する。つまり、加熱制御部10Aは、室内温度が、ユーザが予め設定した目標温度となるように、温水加熱器8の加熱温度と、温水加熱器8から排出される温水の流量とを設定し、計測部Kで計測された温水の第一計測温度及び第二計測温度と流量と室温とに基づいて、加熱部4に供給される温水の流通を制御する。なお、上述したように、加熱制御部10Aは、温水の流量を一定として、計測部Kで計測された温水の第一計測温度及び第二計測温度、又は第一計測温度及び第二計測温度と室温とに基づいて、加熱部4に供給される温水の流通を制御しても良い。温水の流通を制御する形態としては、加熱制御部10Aの温水に対する加熱温度を一定として温水加熱器8と加熱部4の温水流入口4aとの間に開閉弁を設けて流量制御しても良いし、流量一定とした状態で加熱制御部10Aの温水に対する加熱温度を制御しても良いし、その両方であっても良い。
The
冷却制御部10Bは、冷却部5に供給される冷水の流通を制御する。この冷却制御部10Bは、低温やけど判定部22で低温やけど判定閾値を超えていると判定されたとき、冷却部5を作動させる。つまり、冷却制御部10Bは、床面温度が図5に示す安全な領域となるように、冷却器14の冷却温度と、冷却器14から排出される冷水の流量とを設定し、計測部Kで計測された冷水の温度及び流量と室温とに基づいて、冷却部5に供給される冷水の流通を制御する。なお、低温やけど判定部22で低温やけど判定閾値を超えていると判定されたとき、加熱制御部10Aは、加熱部4への温水の供給を停止するのが好ましい。
The cooling
次に、図4を用いて、床暖房システムXの制御方法の一例について説明する。 Next, an example of a control method for the floor heating system X will be described with reference to FIG.
まず、ユーザは不図示の操作パネルを操作して、床暖房システムXの電源を入れると共に目標温度を設定し、通常運転を開始する(♯41)。次いで、計測部Kの圧力センサ2が、動荷重を検出しなければ(♯42No)、動荷重を検出するまで待機する。一方、計測部Kの圧力センサ2が、動荷重を検出すれば(♯42Yes)、動体としての人が床材1に接触していることが検出される。そして、床面温度推定部21は、温水温度計測部9Aで計測された温水の入温度及び出温度と室温計測部11で計測された室温とを用いて床面温度を推定する(♯43)。また、計時部31は、動体としての人が床材1に接触していることが検出されてからの経過時間をカウントする(♯43)。
First, the user operates an operation panel (not shown) to turn on the floor heating system X, set a target temperature, and start normal operation (# 41). Next, if the
次いで、低温やけど判定部22は、床面温度推定部21で推定された床面温度と、圧力センサ2で検出された人に関し計時部31でカウントされた経過時間とに基づいて、所定の低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する(♯44)。具体的には、低温やけど判定部22は、動荷重を検出した圧力センサ2の検出値が継続する経過時間と床面温度とに基づいて、低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する。
Next, the low temperature
♯44の判定の結果、低温やけど判定閾値を超えていなければ(♯44No)、計測部Kの圧力センサ2が、床材1に接触している人が移動したか否かを計測する(♯45)。床材1に接触している人が移動していなければ(♯45No)、引き続き、床面温度推定部21が床面温度を推定すると共に、計時部31が経過時間をカウントする(♯43)。一方、床材1に接触している人が別の場所に移動した場合(♯45Yes)、♯42に戻って一連の作業(♯42〜♯44)を繰り返す。
If the result of the determination in # 44 is that the low temperature burn determination threshold is not exceeded (No in # 44), the
♯44の判定の結果、低温やけど判定閾値を超えていれば(♯44Yes)、加熱制御部10Aは、加熱部4への温水の供給を停止する(♯46)。そして、冷却制御部10Bは、冷却部5を作動させる(♯47)。つまり、冷却制御部10Bは、計測部Kで計測された冷水の温度及び流量と室温とに基づいて床面温度を推定し、低温やけど判定閾値を下回るように、冷却器14の冷却温度と、冷却器14から排出される冷水の流量とを設定する。このとき、冷却器14と冷却部5の冷水流入口5aとの間の冷水配管13に設けた冷水温度計測部15Aの第三計測温度と、冷却部5の冷水流出口5bと冷却器14との間の冷水配管13に設けた冷水温度計測部15Aの第四計測温度とから、パネル本体6からの吸熱量を演算して床材1の表面温度を推定しても良い。
If the result of the determination in # 44 is that the low temperature burn determination threshold is exceeded (# 44 Yes), the
なお、加熱部4への温水の供給を停止しない場合は、冷却制御部10Bは、計測部Kで計測された温水の入温度及び出温度と温水の流量と冷水の温度及び流量と室温とに基づいて床面温度を推定し、低温やけど判定閾値を下回るように、冷却器14の冷却温度と、冷却器14から排出される冷水の流量とを設定する。なお、冷水の流通を制御する形態としては、冷却制御部10Bの冷水温度を一定として冷却制御部10Bと冷却部5の冷水流入口5aとの間に開閉弁を設けて流量制御しても良いし、流量一定とした状態で冷却制御部10Bの冷水温度を制御しても良い。
When the supply of hot water to the
上述した実施形態では、パネル本体6の内部に、温水が供給される加熱部4と冷水が供給される冷却部5とを別体として設けている。この冷却部5は、冷水が供給されることによりパネル本体6の熱量を減少させるので、加熱部4からパネル本体6を介して床材1に伝達される熱量を減少させることができる。しかも、本実施形態の冷却部5はパネル本体6の内部に設けられているので、パネル本体6の熱量を直接的に減少させることが可能となり、冷却効率が高い。また、本実施形態の制御部10は、判定部20で低温やけど判定閾値を超えていると判定されたときに冷却部5を作動させるので、簡便な制御によって、床材1に長時間接触している人が低温やけどを起こさない温度領域まで低下させることができる。
In the above-described embodiment, the
本実施形態の判定部20は、計測部Kで計測された温水の入温度及び出温度(必要に応じて室温や温水流量)と検出部30で検出された人の床材1に対する接触状況とに基づいて、所定の低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する。つまり、温水の入温度及び出温度から推定された床面温度と人の床材1に対する接触時間とが正確に反映された判定結果となるため、判定精度を高めることができる。このように、本実施形態の床暖房システムXは、正確な判定結果に基づき、床材1に長時間接触している人が低温やけどを起こさない温度領域まで低下させることにより、低温やけどを防止又は緩和することができる。
The
本実施形態のように冷却部5を冷水が流通可能な中空部材(冷水樹脂管)で構成すれば、冷却部5を簡易に設けることができる。この冷却部5は、加熱部4の下側に設けられた中空部材で構成されている。このため、床面の加温時には、冷水が流通していない中空部材の断熱効果により加熱部4の熱量が下側に移動し難くなり、上側に移動する熱量が増加するため、床面を迅速に加温できる。また、床面の減温時には、中空部材に冷水が流通することにより加熱部4の熱量が下側に移動し、床面を迅速に減温できる。
If the
本実施形態のように、低温やけど判定閾値を超えているときに加熱部4への温水の供給を停止すれば、床面を迅速に減温することができる。よって、迅速に低温やけどを防止又は緩和することができる。
If the supply of hot water to the
本実施形態のように、床材1とパネル本体6との間に設けられた圧力センサ2で人を検出すれば、静荷重か動荷重かを圧力センサが区分するので、動体としての人の有無を確実に検出することができる。これにより、例えば人検知センサのように、遮蔽物によって人が隠れている場合に検出できないといった不都合がない。
If a person is detected by the
[別実施形態]
上述した実施形態では、図1に示すように、中空部材で構成される冷却部5を、加熱部4とは独立して加熱部4の下側に配置した。これに代えて、図6に示すように、中空部材で構成される冷却部5を、加熱部4とは独立して加熱部4の側方に配置しても良い。この場合でも、床面の加温時には、冷水が流通していない中空部材の断熱効果により加熱部4の熱量が側方に移動し難くなり、上側に移動する熱量が増加するため、床面を迅速に加温できる。また、床面の減温時には、中空部材に冷水が流通することにより加熱部4の熱量が側方に移動し、床面を迅速に減温できる。しかも、本実施形態では、パネル本体6の上面から加熱部4と冷却部5とを配置できるため、パネル本体6の製造が容易である。
[Another embodiment]
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the
[その他の実施形態]
(1)中空部材で構成される冷却部5を、加熱部4とは独立して加熱部4の下側及び側方に配置してよい。つまり、上述した図1及び図6に示される冷却部5の配置を足し合わせても良い。この場合、中空部材の断熱効果及び冷却効果をより発揮することができる。
(2)計測部Kは、床面温度を直接計測する温度センサで構成しても良い。この場合、床材1に均等な間隔で複数の温度センサを設けることが好ましい。
(3)検出部30は、動体としての人が床材1に接触していることを検出できるものであれば圧力センサ2に限定させず、人検知センサや赤外線センサなどでも良い。
(4)上述した実施形態では熱媒として温水、冷媒として冷水を用いたが、これら熱媒や冷媒は、オイル等の液体や空気等の気体であっても良い。
[Other Embodiments]
(1) The
(2) The measurement unit K may be configured with a temperature sensor that directly measures the floor temperature. In this case, it is preferable to provide a plurality of temperature sensors at equal intervals on the
(3) The
(4) In the above-described embodiment, hot water is used as the heat medium and cold water is used as the refrigerant. However, the heat medium and the refrigerant may be a liquid such as oil or a gas such as air.
なお、上述した実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments as long as no contradiction arises. In addition, the embodiments disclosed in this specification are exemplifications, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
本発明は、床面を加温することで室内を暖房する床暖房システムに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a floor heating system that heats a room by heating the floor surface.
1 :床材
2 :圧力センサ(検出部)
4 :加熱部
5 :冷却部
6 :パネル本体
9A :温水温度計測部(計測部)
9B :温水流量計測部(計測部)
10 :制御部
10A :加熱制御部(制御部)
10B :冷却制御部(制御部)
11 :室温計測部(計測部)
15A :冷水温度計測部(計測部)
15B :冷水流量計測部(計測部)
20 :判定部
21 :床面温度推定部(判定部)
22 :低温やけど判定部(判定部)
30 :検出部
31 :計時部(検出部)
K :計測部
X :床暖房システム
1: Floor material 2: Pressure sensor (detection unit)
4: Heating unit 5: Cooling unit 6:
9B: Hot water flow rate measurement unit (measurement unit)
10:
10B: Cooling control unit (control unit)
11: Room temperature measurement unit (measurement unit)
15A: Cold water temperature measurement unit (measurement unit)
15B: Cold water flow rate measurement unit (measurement unit)
20: Determination unit 21: Floor temperature estimation unit (determination unit)
22: Low temperature burn determination unit (determination unit)
30: Detection unit 31: Timing unit (detection unit)
K: Measurement unit X: Floor heating system
Claims (6)
前記床材の下側に設けられ、前記床材を加温するパネル本体と、
前記パネル本体の内部に設けられ、熱媒が供給されることにより前記パネル本体の熱量を増加させる加熱部と、
前記パネル本体の内部に設けられ、冷媒が供給されることにより前記パネル本体の熱量を減少させる冷却部と、
前記加熱部に対する前記熱媒の入温度及び出温度、又は前記床材の表面温度を計測する計測部と、
動体としての検出対象が前記床材に接触していることを検出する検出部と、
前記計測部の計測結果と前記検出部の検出結果とに基づいて、前記検出対象に関する所定の低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する判定部と、
前記加熱部及び前記冷却部に供給される前記熱媒及び前記冷媒の流通を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記判定部で前記低温やけど判定閾値を超えていると判定されたとき、前記冷却部を作動させる床暖房システム。 Flooring spread throughout the room,
A panel body that is provided on the lower side of the flooring and heats the flooring;
A heating unit that is provided inside the panel body and increases the amount of heat of the panel body by supplying a heat medium;
A cooling unit which is provided inside the panel body and reduces the amount of heat of the panel body by supplying a refrigerant;
A measuring unit for measuring an inlet temperature and an outlet temperature of the heating medium with respect to the heating unit, or a surface temperature of the flooring;
A detection unit for detecting that a detection target as a moving object is in contact with the flooring;
Based on the measurement result of the measurement unit and the detection result of the detection unit, a determination unit that determines whether or not a predetermined low-temperature burn determination threshold for the detection target is exceeded,
A control unit that controls the flow of the heating medium and the refrigerant supplied to the heating unit and the cooling unit,
The control unit is a floor heating system that operates the cooling unit when the determination unit determines that the low-temperature burn determination threshold is exceeded.
前記判定部は、前記計測部で計測された前記入温度及び出温度と前記室温とに基づいて前記床材の表面温度を推定し、推定された前記表面温度に基づいて、前記低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する請求項1から3のいずれか一項に記載の床暖房システム。 The measuring unit measures the incoming temperature, outgoing temperature, and room temperature,
The determination unit estimates a surface temperature of the flooring based on the input and output temperatures and the room temperature measured by the measurement unit, and the low temperature burn determination threshold based on the estimated surface temperature The floor heating system according to any one of claims 1 to 3 which determines whether it exceeds.
前記判定部は、前記計測部で計測された前記入温度及び出温度と前記流量と前記室温とに基づいて前記床材の表面温度を推定し、推定された前記表面温度に基づいて、前記低温やけど判定閾値を超えているか否かを判定する請求項1から3のいずれか一項に記載の床暖房システム。 The measuring unit measures the input and output temperatures, the room temperature, and the flow rate of the heating medium,
The determination unit estimates a surface temperature of the flooring based on the input and output temperatures, the flow rate, and the room temperature measured by the measurement unit, and the low temperature based on the estimated surface temperature. The floor heating system according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined whether or not a burn determination threshold is exceeded.
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