JP2020165542A - Floor heating panel, floor structure and manufacturing method for pipe member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、床構造、及び管部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a floor structure and a method for manufacturing a pipe member.
従来、住宅等の部屋の暖房のために、床面上に敷設される床暖房パネルとして、特許文献1に記載されたものが知られている。この床暖房パネルは、平板状に広がるベース部材と、ベース部材に設けられ、熱媒体を流通させる複数の管部材と、を備える。熱媒体が熱媒体の内部を流通することで、熱が管部材の管壁を介してベース部材に伝達される。これにより、床面が加温される。 Conventionally, as a floor heating panel laid on the floor surface for heating a room of a house or the like, the one described in Patent Document 1 is known. The floor heating panel includes a base member that spreads out in a flat plate shape, and a plurality of pipe members that are provided on the base member and allow heat media to flow. As the heat medium circulates inside the heat medium, heat is transferred to the base member through the tube wall of the tube member. As a result, the floor surface is heated.
ここで、床暖房パネルの更なる性能向上が求められている。すなわち、投入した熱量に対する床暖房パネルの放熱性能を高めつつ、構造上の強度などの特性も要求される。 Here, further improvement in the performance of the floor heating panel is required. That is, while improving the heat dissipation performance of the floor heating panel with respect to the amount of heat input, characteristics such as structural strength are also required.
本発明は、更なる性能向上を図ることができる床構造、及び管部材の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a floor structure capable of further improving performance and a method for manufacturing a pipe member.
本発明の一側面に係る床暖房パネルは、平板状に広がるベース部材と、ベース部材に設けられ、熱媒体を流通させる複数の管部材と、を備える床暖房パネルであって、ベース部材の厚みは11mm以上、13mm以下であり、管部材の外径は8.5mm以下であり、管部材の流路断面積は、22.5mm2以上であり、円周応力は1.2MPa以下であり、管部材の外径に対する肉厚の比は、25%以下である。 The floor heating panel according to one aspect of the present invention is a floor heating panel including a base member spreading in a flat plate shape and a plurality of pipe members provided on the base member for circulating a heat medium, and the thickness of the base member. Is 11 mm or more and 13 mm or less, the outer diameter of the pipe member is 8.5 mm or less, the flow path cross-sectional area of the pipe member is 22.5 mm 2 or more, and the circumferential stress is 1.2 MPa or less. The ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe member is 25% or less.
この床暖房パネルにおいて、管部材は、ベース部材に設けられ、熱媒体を流通させる部材である。ベース部材の厚みは、下面側に熱を逃がさないようにするため、且つ、折り畳みすることができるようにするために、11mm以上、13mm以下である。このようなベース部材の厚みに対して、管部材の外径は8.5mm以下である。これにより、熱が逃げる経路となるベース部材の下面から、管部材の外周面を離すことで、放熱面への放熱比を向上できる。管部材の流路断面積は、22.5mm2以上である。これにより、熱媒体が流れやすくなるため、放熱面への放熱比を向上できる。円周応力は1.2MPa以下である。これにより、床暖房パネルに用いられる管部材として十分に安全性を担保できる強度とすることができる。管部材の外径に対する肉厚の比は、25%以下である。肉厚の比を25%以下とすることで、管部材の肉厚を薄くすることができる。このように、管部材を薄肉とすることで、熱媒体の熱を管部材の外部へ伝達し易くできる。従って、床暖房パネルの放熱性能を向上することができる。以上より、床暖房パネルの更なる性能向上を図ることができる。 In this floor heating panel, the pipe member is provided on the base member and is a member for circulating a heat medium. The thickness of the base member is 11 mm or more and 13 mm or less so that heat is not released to the lower surface side and can be folded. The outer diameter of the tube member is 8.5 mm or less with respect to the thickness of such a base member. As a result, the heat dissipation ratio to the heat dissipation surface can be improved by separating the outer peripheral surface of the pipe member from the lower surface of the base member, which is a path for heat to escape. The flow path cross-sectional area of the pipe member is 22.5 mm 2 or more. As a result, the heat medium can easily flow, so that the heat dissipation ratio to the heat dissipation surface can be improved. The circumferential stress is 1.2 MPa or less. As a result, the strength can be sufficiently ensured as a pipe member used for the floor heating panel. The ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe member is 25% or less. By setting the wall thickness ratio to 25% or less, the wall thickness of the pipe member can be reduced. By making the tube member thin in this way, the heat of the heat medium can be easily transferred to the outside of the tube member. Therefore, the heat dissipation performance of the floor heating panel can be improved. From the above, it is possible to further improve the performance of the floor heating panel.
本発明の一側面に係る床構造は、上述の床暖房パネルと、床暖房パネルが載置されるスラブと、前記床暖房パネルの上側の床仕上材の下面に形成される樹脂層と、を備える。 The floor structure according to one aspect of the present invention includes the above-mentioned floor heating panel, a slab on which the floor heating panel is placed, and a resin layer formed on the lower surface of the floor finishing material on the upper side of the floor heating panel. Be prepared.
この床構造は、床暖房パネルの下側にスラブを有し、床暖房パネルの上側の床仕上材の下面に形成される樹脂層を有している。下側にスラブが形成されている場合、管部材の熱が下面側へ逃げやすくなる。また、樹脂層が断熱材として機能することで床仕上材の上面側への放熱も妨げられ易くなる。このような構造に対し、本発明の床暖房パネルを用いることで、効果的に床仕上材の上面側へ放熱することができる。 This floor structure has a slab on the lower side of the floor heating panel and a resin layer formed on the lower surface of the floor finishing material on the upper side of the floor heating panel. When the slab is formed on the lower side, the heat of the pipe member easily escapes to the lower surface side. Further, since the resin layer functions as a heat insulating material, heat dissipation to the upper surface side of the floor finishing material is likely to be hindered. By using the floor heating panel of the present invention for such a structure, heat can be effectively dissipated to the upper surface side of the floor finishing material.
本発明の一側面に係る管部材の製造方法は、平板状に広がるベース部材に複数設けられ、熱媒体を流通させる床暖房パネルの管部材の製造方法であって、管部材の種類を選択する選択工程と、選択工程で選択された種類の記管部材において設定されている基準寸法よりも、肉厚が薄くなるように外径及び内径を設定する設定工程と、設定工程で設定された外径及び内径を有する管部材を形成する形成工程と、を備える。 The method for manufacturing a pipe member according to one aspect of the present invention is a method for manufacturing a pipe member for a floor heating panel provided on a plurality of base members spreading in a flat plate shape and circulating a heat medium, and the type of the pipe member is selected. The selection process, the setting process for setting the outer diameter and inner diameter so that the wall thickness is thinner than the reference dimensions set for the type of pipe member selected in the selection process, and the outside set in the setting process. It comprises a forming step of forming a tube member having a diameter and an inner diameter.
この管部材の製造方法は、選択工程で選択された種類の管部材において設定されている基準寸法よりも、肉厚が薄くなるように外径及び内径を設定する設定工程を備えている。基準寸法に基づいた設定を行うことで、容易に、且つ確実に管部材を薄肉にすることができる。 This method for manufacturing a pipe member includes a setting step of setting an outer diameter and an inner diameter so that the wall thickness becomes thinner than the reference dimensions set in the pipe member of the type selected in the selection step. By setting based on the reference dimensions, the pipe member can be easily and surely thinned.
設定工程では、基準寸法の外径を維持し、基準寸法よりも内径を大きくしてよい。このように、基準位置の外径を維持することで、ベース部材の溝部の大きさを、既存の基準寸法に準拠した大きさに設定することができる。この場合、既存のベース部材に既設の管部材と、本実施形態に係る薄肉の管部材とを容易に交換できる。また、内径を大きくして薄肉とするに従って、熱媒体の流路面積を大きくすることができる。従って、熱媒体をスムーズに流すことによって熱媒体の管部材に対する伝熱効率を向上することができる。 In the setting process, the outer diameter of the reference dimension may be maintained and the inner diameter may be larger than the reference dimension. By maintaining the outer diameter of the reference position in this way, the size of the groove portion of the base member can be set to a size conforming to the existing reference dimensions. In this case, the existing pipe member in the existing base member can be easily replaced with the thin-walled pipe member according to the present embodiment. Further, as the inner diameter is increased to make the wall thinner, the flow path area of the heat medium can be increased. Therefore, the heat transfer efficiency of the heat medium to the tube member can be improved by allowing the heat medium to flow smoothly.
本発明によれば、更なる性能向上を図ることができる床構造、及び管部材の製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a floor structure capable of further improving performance and a method for manufacturing a pipe member.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
図1は、本発明の実施形態に係る床暖房パネルを示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。図1に示す床暖房パネル100は、放熱効率に優れ且つ高出力のパネルであり、床、壁、天井に機能下地材として敷設することが出来る。床暖房パネル100は、熱媒体を循環させることにより暖房として使用される。床暖房パネル100は、ベニヤ等の構造用合板やパーティクルボード、あるいは、コンクリートスラブ等から成る床下地の上に敷設される。また、床暖房パネル100の上面には、フローリング等の床仕上材(仕上材)が配置される。床仕上材としては、例えば、マトア、チーク、オーク、ナラ、サクラ、ヒノキ、メープル、ウリン等の各種天然木材を少なくとも表面に使用した所謂フローリングが使用されてよい。
FIG. 1 is a plan view showing a floor heating panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. The
本実施形態に係る床暖房パネル100は、施工性の観点から、平面形状を方形(正方形または長方形)に形成されてよい。床暖房パネル100は、設置場所を考慮して種々の大きさに設計できるが、居室床の寸法設計に対応するため、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5〜30mm程度に設定されてよい。そして、後述するヘッダー7を使用して複数の循環路を構成する観点から、平面面積が0.5〜12m2に設計されてよい。なお、床暖房パネル100は、敷設する床の広さによっては複数枚使用されてよい。
From the viewpoint of workability, the
床暖房パネル100は、ベース部材1と、根太部材3と、管部材6と、ヘッダー7と、放熱シート8(図2参照)と、を備えている。なお、本実施形態においては、床暖房パネル100の平面と平行な方向に対して、X軸方向とY軸方向を設定する。Y軸方向は、X軸方向と直交する方向である。
The
ベース部材1は、平板状に広がる部材である。ベース部材1は、平面視において矩形状をなす板状部材によって構成されている。ベース部材1は、Y軸方向において互いに対向する縁部1a,1bと、X軸方向において互いに対向する縁部1c,1dと、を備える。縁部1aは、Y軸方向の正側において、X軸方向と平行に真っ直ぐ延びている。縁部1bは、Y軸方向の負側において、X軸方向と平行に真っ直ぐ延びている。縁部1cは、X軸方向の負側において、Y軸方向と平行に真っ直ぐ延びている。縁部1dは、X軸方向の正側において、Y軸方向と平行に真っ直ぐ延びている。
The base member 1 is a member that spreads like a flat plate. The base member 1 is composed of a plate-shaped member having a rectangular shape in a plan view. The base member 1 includes
ベース部材1は、発泡樹脂成形体によって構成されてよい。発泡樹脂成形体としては、硬質ポリウレタン発泡体、硬質ポリエチレン発泡体、硬質ポリプロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体、フェノール樹脂発泡体、硬質ポリ塩化ビニル発泡体、ポリメチルメタクリレート発泡体、ポリカーボネート発泡体、ポリフェニレンオキサイド発泡体、ポリスチレンとポリエチレン混合物の発泡体などが挙げられる。 The base member 1 may be made of a foamed resin molded body. The foamed resin molded product includes a rigid polyurethane foam, a rigid polyethylene foam, a rigid polypropylene foam, a polystyrene foam, a phenol resin foam, a rigid polyvinyl chloride foam, a polymethylmethacrylate foam, a polycarbonate foam, and a polyphenylene oxide. Examples include foams, foams of polystyrene and polyethylene mixtures, and the like.
ベース部材1は、例えば、平面形状が細長の長方形に形成された小片を床暖房パネル100の幅に沿わせ且つ床暖房パネル100の長さ方向に複数配列して構成されてよい。ベース部材1の各小片の長さ及び厚さは、各々、床暖房パネル100の上記の幅および厚さに応じて設計されてよい。ベース部材1は、床暖房パネル100を折畳み構造に構成するために分断されていてもよい。
The base member 1 may be configured by, for example, arranging a plurality of small pieces formed in a rectangular shape having an elongated planar shape along the width of the
根太部材3は、ベース部材1に設けられ、Y軸方向に延び、X軸方向に離間して複数配列される部材である。根太部材3は、X軸方向に沿って所定の間隔でベース部材1に埋設された状態に配置される。根太部材3は、床下地が木質系の場合にビスや釘を使用して当該床暖房パネル100を固定すると共に、上方から加わる鉛直荷重を支持するための小割り状の部材である。根太部材3は、例えば、スギ、サクラ、ヒノキ、ラワン及び合板などの木材、または、樹脂の硬質発泡材で構成されてよい。根太部材3の長さ及び厚さは、各々、床暖房パネル100の上記の幅および厚さに応じて設計され、本実施形態において、根太部材3の幅(X軸方向の寸法)は、30〜60mm程度に設定されてよい。
The
ベース部材1においては、X軸方向に沿って、根太部材3Aと、根太部材Bとが、交互に設けられている。根太部材3Aと、根太部材3Bとは、X軸方向に沿って等ピッチで設けられてもよいが、異なるピッチで設けられてもよい。中央位置よりY軸方向の正側の領域では、根太部材3Aは、ベース部材1のY軸方向の正側の縁部1aから、中央位置の手前までY軸方向に延びている。中央位置よりY軸方向の正側の領域では、根太部材3Bは、ベース部材1の中央位置から、ベース部材1のY軸方向の正側の縁部1aの手前までY軸方向に延びている。中央位置よりY軸方向の負側の領域では、根太部材3Aは、ベース部材1の中央位置から、Y軸方向の負側の縁部1bの手前までY軸方向に延びている。中央位置よりY軸方向の負側の領域では、根太部材3Bは、ベース部材1のY軸方向の負側の縁部1bから、ベース部材1の中央位置の手前までY軸方向に延びている。
In the base member 1, the
管部材6は、ベース部材1に設けられ、熱媒体を流通させる部材である。管部材6は、ベース部材1に埋め込まれるように、互いに並列をなすように複数設けられる。管部材6は、図2に示すように、ベース部材1の表面に形成された溝1eを利用し、放熱シート8に接触する状態にベース部材1に埋設される。管部材6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。管部材6内を流れる熱媒体として、温水が採用される。管部材6の大きさについては、後述する。
The
管部材6は、ベース部材1の略全域にわたって張り巡らされている。管部材6は、床暖房パネル100において、Y軸方向に沿って直線状に配置されている。また、管部材6は、Y軸方向の両端側の縁部1a,1b及び中央位置で折り返されるように配置される。すなわち、床暖房パネル100は、直線状に配置した管部材6の列が平行に複数配列された管部材6の配置パターンを備えている。
The
ヘッダー7は、管部材6に接続されており、管部材6に熱媒体を供給する装置である。ヘッダー7は、床暖房パネル100の角部付近に配置されている。ヘッダー7には、複数の管部材6が接続されており、複数系統(複数回路)の温水循環路を構成する。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出来る。
The
放熱シート8は、管部材6熱媒体の熱を床仕上材側に伝える部材である。放熱シート8は、厚さが30〜150μmで、且つ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。
The
放熱シート8は、ベース部材1、根太部材3の表面に対して接着材によって貼着される。接着材としては、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・グリシジルアクリレート共重合体、エチレン・無水マレイン酸共重合体、ポリエチレンのアクリル酸グラフト共重合体、ポリエチレンの無水マレイン酸グラフト共重合体などの熱可塑性樹脂、あるいは、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂から成る接着剤または接着剤フイルムが挙げられる。上記のベース部材1と根太部材3は、これらの表面に貼設された放熱シート8によって一体化されている。なお、一体化されるに十分な強度を有していれば、特に前述の接着材に限定されるものではない。
The
図3は、上述の床暖房パネル100を用いて構築した床構造200を示す概略断面図である。床構造200は、床暖房パネル100と、スラブ201と、樹脂層202と、床仕上材203と、を備える。床暖房パネル100は、上述で説明した構造を有するパネルである。スラブ201は、コンクリートで構成される床部材である。スラブ201は、床暖房パネル100が載置される部材である。床暖房パネル100は、スラブ201の上面に直接載置される。樹脂層202は、床暖房パネル100の上側の床仕上材203の下面に形成される層である。樹脂層202の材料として、例えば、ウレタン系発泡樹脂などが採用される。樹脂層202は、床暖房パネル100と床仕上材203との間に介在する層である。床仕上材203としては、前述した例示に係る材料が用いられる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a
次に、図4〜図7を参照して、管部材6の構成、及び管部材6の製造方法について説明する。図4は、管部材6の各寸法を示す断面図である。図5〜図7は、管部材6の種類に設定された基準寸法に基づく寸法の設定方法を示す概念図である。
Next, the configuration of the
図4に示すように、管部材6は、中心線CPを基準とする断面円環状の形状を有している。管部材6は、外周面6aと、内周面6bと、を有する。管部材6の内周面6bで囲まれる内部空間は、熱媒体が通過する流路として機能する。外周面6aは、管部材6の外部へ熱を放熱する放熱面として機能する。従って、熱媒体から内周面6bへ伝達された熱は、管部材6の管壁内を通過し、外周面6aで放熱される。このような管部材6に対して、外径D1、内径D2、肉厚中心径D3、及び肉厚Tが設定される。外径D1は、外周面6aの直径である。内径D2は、内周面6bの直径である。肉厚Tは、管壁の厚みである。肉厚中心径D3は、管壁の周方向における各箇所における厚みの中央位置によって描かれる肉厚中心NCの円の直径である。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態では、各種類において設定された基準寸法よりも、薄くなり、且つ、強度を十分に確保できるような肉厚Tが設定される。すなわち、当該条件を満たす肉厚Tが得られるような、外径D1及び内径D2が設定される。 In the present embodiment, the wall thickness T is set so as to be thinner than the reference dimensions set for each type and to sufficiently secure the strength. That is, the outer diameter D1 and the inner diameter D2 are set so that the wall thickness T satisfying the above conditions can be obtained.
このような管部材6の製造方法について具体的に説明する。当該製造方法は、管部材6の種類を選択する選択工程と、管部材6の外径及び内径を設定する設定工程と、設定工程で得られた外径及び内径を有する管部材6を形成する形成工程と、を備える。
A method for manufacturing such a
選択工程では、用いられる管部材6の大きさに基づいて、種類を選択する。例えば、ベース部材1の厚みとして12mmのものを用いる場合、種類として「5A」「6A」が選択される。
In the selection step, the type is selected based on the size of the
設定工程では、選択工程で選択された種類の管部材6において設定されている基準寸法よりも、肉厚Tが薄くなるように外径D1及び内径D2を設定する。例えば、「5A」の基準寸法に係る外径SD1は7.2mmであり、基準寸法に係る内径SD2は5.0mmである。「6A」の基準寸法に係る外径SD1は8.5mmであり、基準寸法に係る内径SD2は6.0mmである。
In the setting step, the outer diameter D1 and the inner diameter D2 are set so that the wall thickness T is thinner than the reference dimension set in the
設定工程では、図5〜図7に示す何れかの方法によって寸法を設定してよい。これらの方法は、外径D1及び内径D2を、基準寸法に係る外径SD1及び内径SD2の範囲内に収まるように、寸法を設定する方法である。すなわち、外径D1を基準寸法に係る外径SD1以下に設定し、内径D2を基準寸法に係る内径SD2以上に設定する方法である。 In the setting step, the dimensions may be set by any of the methods shown in FIGS. 5 to 7. These methods are methods of setting the outer diameter D1 and the inner diameter D2 so as to be within the range of the outer diameter SD1 and the inner diameter SD2 related to the reference dimensions. That is, it is a method in which the outer diameter D1 is set to the outer diameter SD1 or less related to the reference dimension, and the inner diameter D2 is set to the inner diameter SD2 or more related to the reference dimension.
図5に示す方法は、外径D1を基準寸法に係る外径SD1で固定し、内径D2を基準寸法に係る内径SD2よりも大きくすることで、肉厚Tを基準寸法に係る肉厚STよりも薄くする。このような方法を採用した場合、外径D1を基準寸法で維持することにより、ベース部材1の溝部の大きさを、既存の基準寸法に準拠した大きさに設定することができる。この場合、既存のベース部材1に既設の管部材6と、本実施形態に係る薄肉の管部材6とを容易に交換できる。また、内径D2を大きくして薄肉とするに従って、熱媒体の流路面積を大きくすることができる。従って、熱媒体をスムーズに流すことによって熱媒体の管部材6に対する伝熱効率を向上することができる。なお、「5A」の基準寸法を採用した場合、外周面がベース部材1の下面から十分に離れているので、外径の寸法が、ベース部材1の下面から熱が逃げることを抑制できる寸法となっている。従って、図5に示す方法を採用して、流路断面積を大きくすることが好ましい。
In the method shown in FIG. 5, the outer diameter D1 is fixed by the outer diameter SD1 related to the reference dimension, and the inner diameter D2 is made larger than the inner diameter SD2 related to the reference dimension, so that the wall thickness T is larger than the wall thickness ST related to the reference dimension. Also thin. When such a method is adopted, the size of the groove portion of the base member 1 can be set to a size conforming to the existing reference dimension by maintaining the outer diameter D1 at the reference dimension. In this case, the existing
図6に示す方法は、内径D2を基準寸法に係る内径SD2で固定し、外径D1を基準寸法に係る外径SD1よりも小さくすることで、肉厚Tを基準寸法に係る肉厚STよりも薄くする。このような方法を採用した場合、図5による管部材6と肉厚Tが同じであっても、当該図5による管部材6よりも、強度を高くすることができる。例えば、「6A」の基準寸法を採用した場合、外周面がベース部材1の下面に近い位置に配置される。従って、図6の方法を採用して、外周面をベース部材1の下面から離すことで、熱が下面側から逃げることを抑制することができる。なお、外周面をベース部材1の下面から所定距離まで離した後は、図5に示す方法を採用して、流路断面積を大きくしてよい。
In the method shown in FIG. 6, the inner diameter D2 is fixed by the inner diameter SD2 related to the reference dimension, and the outer diameter D1 is made smaller than the outer diameter SD1 related to the reference dimension, so that the wall thickness T is obtained from the wall thickness ST related to the reference dimension. Also thin. When such a method is adopted, even if the
図7に示す方法は、外径D1を基準寸法に係る外径SD1よりも小さくし、内径D2を基準寸法に係る内径SD2よりも大きくすることで、肉厚Tを基準寸法に係る肉厚STよりも薄くする。このような方法を採用した場合、図5及び図6に係る方法の両方のメリットを得ることができる。 In the method shown in FIG. 7, the outer diameter D1 is made smaller than the outer diameter SD1 related to the reference dimension, and the inner diameter D2 is made larger than the inner diameter SD2 related to the reference dimension, so that the wall thickness T is made the wall thickness ST related to the reference dimension. Make it thinner than. When such a method is adopted, the merits of both the methods according to FIGS. 5 and 6 can be obtained.
形成工程では、設定工程で設定された外径D1及び内径D2を有する管部材6を形成する。管部材6の形成方法として、例えば、樹脂の混合物を成形する方法が採用される。
In the forming step, the
図8〜図10は、上述の設定工程において、採用可能な寸法及び各種パラメータを具体的に示す表である。図8は、「5A」「6A」の管部材6において、図5に示す設定方法を採用するときに採用可能な寸法及び各種パラメータを示す。図9は、「5A」の管部材6において、図6及び図7に示す設定方法を採用するときに採用可能な寸法及び各種パラメータを示す。具体的には、サンプル22〜33が図6に示す設定方法に対応し、サンプル34〜44が図7に示す設定方法に対応する。図10は、「6A」の管部材6において、図6及び図7に示す設定方法を採用するときに採用可能な寸法及び各種パラメータを示す。具体的には、サンプル45〜51が図6に示す設定方法に対応し、サンプル52〜58が図7に示す設定方法に対応する。
8 to 10 are tables that specifically show the dimensions and various parameters that can be adopted in the above-mentioned setting process. FIG. 8 shows the dimensions and various parameters that can be adopted when the setting method shown in FIG. 5 is adopted in the
ここで、ベース部材1の厚みとの関係から、管部材6の外径は、8.5mm以下に設定されることが好ましい。ベース部材1は、下面側に熱を逃がさないようにするために11mm以上とすることが好ましく、折り畳みすることができるようにするために13mm以下であることが好ましい。管部材6の外径を8.5mm以下とすることで、熱が逃げる経路となるベース部材1の下面から、管部材6の外周面を離すことで、放熱面への放熱比を向上できる。そして、本発明者らは、管部材6の外径を8.5mm以下とすることで、放熱比を顕著に向上できることを見出した。図8〜図10に示すサンプルでは、当該外径の条件を満たすものが採用される。
Here, the outer diameter of the
また、管部材6の円周応力は1.2MPa以下であることが好ましい。すなわち、円周応力が当該範囲となるように、管部材6の寸法設定がなされる。円周応力を1.2MPa以下とすることで、床暖房パネルに用いられる管部材6として十分に安全性を担保できる強度とすることができる。図8〜図10に示すサンプルでは、当該円周応力の条件を満たすものが採用される。
Further, the circumferential stress of the
また、管部材6の流路断面積は、22.5mm2以上であることが好ましい。管部材6の流路断面積を広くすれば、熱媒体が流れやすくなるため、放熱面への放熱比を向上できる。そして、本発明者らは、管部材6の流路断面積を22.5mm2以上とすることで、放熱比を顕著に向上できることを見出した。図8〜図10に示すサンプルでは、当該流路断面積の条件を満たすものが採用される。
Further, the flow path cross-sectional area of the
ここで、図8〜図10において、管部材6の強度を示す値について説明する。樹脂管の耐久性は一般的に熱間内圧クリープ特性で表される。熱間内圧クリープ特性とは、ある温度条件下で一定圧力を加えたとき、内圧によって生じる円周応力(フープストレス)と管部材6が破裂するまでの時間の関係を表した特性である。即ち、一定時間、一定圧力にて連続使用した場合の耐久性を示すものである。
Here, in FIGS. 8 to 10, the values indicating the strength of the
樹脂管の要求性能をJXPA401に基づき80℃の最高使用圧力0.25MPaとしたときの円周応力を求めた。計算式はISO1167・JXPA401に規定された以下の式(1)により求め、圧力0.25MPaにおける円周応力に安全率1.5(ISO4065・JISK6769)に乗じたときの円周応力を算出した。各計算結果を図8〜図10に示す。
P = σ・2emin/(D-emin) …(1)
P : 圧力
σ : 円周応力
D : 管の平均外径
emin : 管の最小肉厚
Based on JXPA401, the circumferential stress when the required performance of the resin pipe was set to the maximum working pressure of 0.25 MPa at 80 ° C. was determined. The calculation formula was obtained by the following formula (1) defined in ISO1167 / JXPA401, and the circumferential stress when the circumferential stress at a pressure of 0.25 MPa was multiplied by the safety factor 1.5 (ISO4065 / JISK6769) was calculated. The calculation results are shown in FIGS. 8 to 10.
P = σ ・ 2emin / (D-emin)… (1)
P: Pressure
σ: Circumferential stress
D: Average outer diameter of the pipe
emin: Minimum wall thickness of pipe
ここで、採用される寸法条件の一例について説明する。当該採用可能な条件として、「条件1:安全係数1.5として、円周応力が2.0MPa以下であること」「条件2:基準寸法、許容差外であること」という条件を採用してもよい。一般的な許容差は、「5A」の場合は「±0.12」であり、「6A」の場合は「±0.15」である。従って、図8より、「5A」の場合は、肉厚Tが0.7mm以上、0.9mm以下の寸法を採用してよく(サンプル4〜8)、「6A」の場合は、肉厚Tが0.8mm以上、1.0mm以下の寸法を採用してよい(サンプル14〜18)。 Here, an example of the dimensional conditions to be adopted will be described. As the conditions that can be adopted, the conditions that "Condition 1: Safety factor 1.5, circumferential stress is 2.0 MPa or less" and "Condition 2: Standard size, out of tolerance" are adopted. May be good. The general tolerance is "± 0.12" for "5A" and "± 0.15" for "6A". Therefore, from FIG. 8, in the case of "5A", the thickness T may be 0.7 mm or more and 0.9 mm or less (samples 4 to 8), and in the case of "6A", the wall thickness T may be adopted. A dimension of 0.8 mm or more and 1.0 mm or less may be adopted (samples 14 to 18).
種類によらず、管部材6の外径に対する肉厚の比(表では「肉厚比(外径)」と示される)は、25%以下とすることが好ましい。管部材6の内径に対する肉厚の比(表では「肉厚比(内径)」と示される)は、34%以下とすることが好ましい。管部材6の肉厚中心径に対する肉厚の比(表では「肉厚比(肉厚中心径)」と示される)は、29%以下とすることが好ましい。すなわち、管部材6の全体的な大きさに比して肉厚を薄くすると、内部空間を流れる熱媒体の熱を良好に外周面に伝達することができる。そして、本願発明者らは、肉厚比を前述の数値範囲の上限以下とすることで、薄肉化による放熱性能を顕著に向上できることを見出した。
Regardless of the type, the ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe member 6 (indicated as "wall thickness ratio (outer diameter)" in the table) is preferably 25% or less. The ratio of the wall thickness to the inner diameter of the pipe member 6 (indicated as "wall thickness ratio (inner diameter)" in the table) is preferably 34% or less. The ratio of the wall thickness to the wall thickness center diameter of the pipe member 6 (indicated as "wall thickness ratio (wall thickness center diameter)" in the table) is preferably 29% or less. That is, if the wall thickness is made thinner than the overall size of the
なお、管部材6の外径に対する肉厚の比(表では「肉厚比(外径)」と示される)は、19%以上とすることが好ましい。管部材6の内径に対する肉厚の比(表では「肉厚比(内径)」と示される)は、24%以上とすることが好ましい。管部材6の肉厚中心径に対する肉厚の比(表では「肉厚比(肉厚中心径)」と示される)は、21%以上とすることが好ましい。これらの数値範囲の下限値以上とすることで、管部材6の十分な強度を確保することができる。
The ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe member 6 (indicated as "wall thickness ratio (outer diameter)" in the table) is preferably 19% or more. The ratio of the wall thickness to the inner diameter of the pipe member 6 (indicated as "wall thickness ratio (inner diameter)" in the table) is preferably 24% or more. The ratio of the wall thickness to the wall thickness center diameter of the pipe member 6 (indicated as "wall thickness ratio (wall thickness center diameter)" in the table) is preferably 21% or more. By setting the value to be equal to or higher than the lower limit of these numerical ranges, sufficient strength of the
なお、上述の肉厚比に基づくことで、基準寸法の範囲内から外れた寸法を有する管部材6について、好ましい寸法を設定することができる。すなわち、上述の説明では、基準寸法の範囲に入る範囲の中で、肉厚Tが薄くなるように外径D1及び内径D2を設定していたが、上述の肉厚比を満たすような寸法を採用してよい。例えば、図11に示すように、「5A」と「6A」の中間となるような寸法関係を基準として肉厚を調整してもよい。図11では、管部材6の外径に対する肉厚の比が19%以上、25%以下となるのは、サンプル65〜69である。
In addition, based on the above-mentioned wall thickness ratio, it is possible to set a preferable dimension for the
次に、本実施形態に係る床暖房パネル100、床構造200、及び管部材6の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the
床暖房パネル100において、管部材6は、ベース部材1に設けられ、熱媒体を流通させる部材である。ベース部材1の厚みは、下面側に熱を逃がさないようにするため、且つ、折り畳みすることができるようにするために、11mm以上、13mm以下である。このようなベース部材1の厚みに対して、管部材の外径は8.5mm以下である。これにより、熱が逃げる経路となるベース部材1の下面から、管部材6の外周面を離すことで、放熱面への放熱比を向上できる。管部材6の流路断面積は、22.5mm2以上である。これにより、熱媒体が流れやすくなるため、放熱面への放熱比を向上できる。円周応力は1.2MPa以下である。これにより、床暖房パネル100に用いられる管部材6として十分に安全性を担保できる強度とすることができる。管部材6の外径に対する肉厚の比は、19%以上、25%以下である。肉厚の比を25%以下とすることで、管部材の肉厚を薄くすることができる。このように、管部材6を薄肉とすることで、熱媒体の熱を管部材6の外部へ伝達し易くできる。従って、床暖房パネル100の放熱性能を向上することができる。また、肉厚の比を19%以上とすることで、十分な強度を確保することができる。以上より、床暖房パネル100の更なる性能向上を図ることができる。
In the
このような薄肉の管部材6を用いる場合、低温域での暖房において特に有効になる。すなわち、高い温度域であれば、肉厚の大きい管部材であっても十分な放熱性能を得ることができる。これに対し、低温域では、管部材の熱伝達率の影響によって十分な放熱性能が得られにくい場合がある。これに対し、本実施形態の薄肉の管部材6を採用することで、低温域での使用においても十分に放熱性能を得る事ができる。ただし、本実施形態の管部材6を用いた場合は、全温度域に対応可能である。
When such a thin-
本実施形態に係る床構造200は、上述の床暖房パネル100と、床暖房パネル100が載置されるスラブ201と、床暖房パネル100の上面に形成される樹脂層202と、を備える。
The
この床構造200は、床暖房パネル100の下側にスラブ201を有し、床暖房パネル100の上側の床仕上材203の下面に形成される樹脂層202を有している。下側にスラブ201が形成されている場合、管部材6の熱が下面側へ逃げやすくなる。また、樹脂層202が断熱材として機能することで床仕上材203の上面側への放熱も妨げられ易くなる。このような構造に対し、本実施形態の床暖房パネル100を用いることで、効果的に床仕上材203の上面側へ放熱することができる。
The
本実施形態に係る管部材6の製造方法は、平板状に広がるベース部材1に複数設けられ、熱媒体を流通させる床暖房パネル100の管部材6の製造方法であって、管部材6の種類を選択する選択工程と、選択工程で選択された種類の管部材6において設定されている基準寸法よりも、肉厚が薄くなるように外径及び内径を設定する設定工程と、設定工程で設定された外径及び内径を有する管部材6を形成する形成工程と、を備える。
The method for manufacturing the
この管部材6の製造方法は、選択工程で選択された種類の管部材6において設定されている基準寸法よりも、肉厚が薄くなるように外径及び内径を設定する設定工程を備えている。基準寸法に基づいた設定を行うことで、容易に、且つ確実に管部材6を薄肉にすることができる。
The manufacturing method of the
設定工程では、基準寸法の外径を維持し、基準寸法よりも内径を大きくしてよい。このように、基準位置の外径を維持することで、ベース部材1の溝部の大きさを、既存の基準寸法に準拠した大きさに設定することができる。この場合、既存のベース部材1に既設の管部材6と、本実施形態に係る薄肉の管部材6とを容易に交換できる。また、内径を大きくして薄肉とするに従って、熱媒体の流路面積を大きくすることができる。従って、熱媒体をスムーズに流すことによって熱媒体の管部材6に対する伝熱効率を向上することができる。
In the setting process, the outer diameter of the reference dimension may be maintained and the inner diameter may be larger than the reference dimension. By maintaining the outer diameter of the reference position in this way, the size of the groove portion of the base member 1 can be set to a size conforming to the existing reference dimensions. In this case, the existing
[実施例]
次に、図12〜図17を参照して、本発明の実施例について説明する。図13に示すように、実施例1として、外径を7.2mm、内径を5.4mmとした管部材を準備し、小根太間の管部材が4本となるように設置した床暖房パネルを準備した。マット寸法は909mm×1773mm×12mmとした。室温を20℃とした。管部材に流す通湯温度を45℃とした。この床暖房パネルを図12に示すような配置にした。床暖房パネル上の仕上げ材は、13.9mmの防音フローリングとした。床暖房パネルの下地は、180mmのスラブとした(コンクリートブロックt60×3段)。図12に示すように、床表面の温度を測定するセンサ61、マット裏面の温度を測定するセンサ62、スラブ下段、中段、上段の温度を測定するセンサ63A,63B,63Cを設置した。実施例2は、小根太間の管部材の本数を6本とした点以外は、実施例1と同様である。比較例1は、「6A」の基準寸法の管部材を用い、小根太間の管部材の本数を6本とした点以外は、実施例1と同様である。比較例2は、「5A」の基準寸法の管部材を用いた点以外は実施例1と同様である。
[Example]
Next, examples of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 to 17. As shown in FIG. 13, as the first embodiment, a pipe member having an outer diameter of 7.2 mm and an inner diameter of 5.4 mm was prepared, and a floor heating panel was installed so that there were four pipe members between the joists. Prepared. The mat dimensions were 909 mm x 1737 mm x 12 mm. Room temperature was 20 ° C. The hot water flowing temperature of the pipe member was set to 45 ° C. The floor heating panel was arranged as shown in FIG. The finishing material on the floor heating panel was 13.9 mm soundproof flooring. The base of the floor heating panel was a 180 mm slab (concrete block t60 x 3 steps). As shown in FIG. 12,
実施例1の測定結果を図14に示し、実施例2の測定結果を図15に示し、比較例1の測定結果を図16に示し、比較例2の測定結果を図17に示す。また、これらのグラフで得られた結果をまとめた表を図13に示す。実施例1,2の上面放熱率は、いずれの条件においても比較例1,2より良好な結果が得られている。 The measurement result of Example 1 is shown in FIG. 14, the measurement result of Example 2 is shown in FIG. 15, the measurement result of Comparative Example 1 is shown in FIG. 16, and the measurement result of Comparative Example 2 is shown in FIG. In addition, a table summarizing the results obtained by these graphs is shown in FIG. The top surface heat dissipation rates of Examples 1 and 2 are better than those of Comparative Examples 1 and 2 under any of the conditions.
1…ベース部材、6…管部材、100…床暖房パネル、200…床構造、201…スラブ、202…樹脂層、203…床仕上材。 1 ... base member, 6 ... pipe member, 100 ... floor heating panel, 200 ... floor structure, 201 ... slab, 202 ... resin layer, 203 ... floor finishing material.
Claims (4)
前記ベース部材に設けられ、熱媒体を流通させる複数の管部材と、を備える床暖房パネルであって、
前記ベース部材の厚みは11mm以上、13mm以下であり、
前記管部材の外径は8.5mm以下であり、
前記管部材の流路断面積は、22.5mm2以上であり、
円周応力は1.2MPa以下であり、
前記管部材の外径に対する肉厚の比は、25%以下である、床暖房パネル。 The base member that spreads like a flat plate and
A floor heating panel provided on the base member and comprising a plurality of pipe members for circulating a heat medium.
The thickness of the base member is 11 mm or more and 13 mm or less.
The outer diameter of the pipe member is 8.5 mm or less, and the outer diameter is 8.5 mm or less.
The flow path cross-sectional area of the pipe member is 22.5 mm 2 or more.
Circumferential stress is 1.2 MPa or less
A floor heating panel in which the ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe member is 25% or less.
前記床暖房パネルが載置されるスラブと、
前記床暖房パネルの上側の床仕上材の下面に形成される樹脂層と、を備える、床構造。 The floor heating panel according to claim 1 and
The slab on which the floor heating panel is placed and
A floor structure including a resin layer formed on the lower surface of the floor finishing material on the upper side of the floor heating panel.
前記管部材の種類を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された種類の前記管部材において設定されている基準寸法よりも、肉厚が薄くなるように外径及び内径を設定する設定工程と、
前記設定工程で設定された外径及び内径を有する前記管部材を形成する形成工程と、を備える、床暖房パネルの管部材の製造方法。 It is a method of manufacturing a pipe member of a floor heating panel which is provided on a plurality of base members spreading in a flat plate shape and circulates a heat medium.
A selection process for selecting the type of pipe member and
A setting step of setting the outer diameter and the inner diameter so that the wall thickness is thinner than the reference dimensions set in the pipe member of the type selected in the selection step.
A method for manufacturing a pipe member of a floor heating panel, comprising a forming step of forming the pipe member having an outer diameter and an inner diameter set in the setting step.
The method for manufacturing a pipe member of a floor heating panel according to claim 3, wherein in the setting step, the outer diameter of the reference dimension is maintained and the inner diameter is made larger than the reference dimension.
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