JP3172329U - 床暖房構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱層の無用な温度変化を抑え、長期に亘って優れた蓄熱性を有する床暖房構造体を提供する。【解決手段】床暖房構造体は、蓄熱層、発熱層、床材層が積層されており、該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結されて形成されたものであり、蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいる。【選択図】図１

Description

本考案は、床暖房構造体に関するものである。

近年、床暖房システムにおいては、蓄熱層を有するものが登場している。
これは、発熱体からの熱を一部蓄熱層で蓄えることによって、電源をＯＦＦした後でも、長時間所定の温度付近で、温度維持できるものである。
このような蓄熱式の床暖房システムは、電源ＯＮ−ＯＦＦサイクルを少なくすることができ、また深夜電力による蓄熱も利用できる。
したがって、蓄熱式の床暖房システムは、消費電力を抑えることができ、省エネ効果に大きな役割を果たすことが可能である。

このような蓄熱式の床暖房の構造としては、通常、床材と発熱体と蓄熱層を基本とし、それらを積層して使用することが多い。
例えば、特許文献１では、熱源層の下に、蓄熱層が備えられた床暖房用蓄熱構造が記載されている。
このような蓄熱層では、物質の相変化による潜熱を利用した潜熱蓄熱材が広く採用されている。この潜熱蓄熱材は、物質が固体から液体に相変化する時に熱を蓄え（蓄熱）、液体から固体に相変化する時に熱を放出（放熱）する性質を利用したもので、事実上液体として取り扱う必要があり、密閉型のラミネートシートやプラスチックケースに封入することが一般的である。

特開２００４‐２００５５

このような床暖房を床面に適用する場合、床面面積は様々であるため、実用性を考慮すると、各床面に合わせて、各材料を連結して使用することが必要となる。
例えば、蓄熱層においても、連結して使用することが考えられる。
しかし、ラミネートシートやプラスチックケースに蓄熱材を封入した蓄熱層を用いた場合、該ラミネートシートやプラスチックケースの連結部分には、蓄熱材が存在していない。
そのため、発熱体から熱を直接受ける蓄熱層では、蓄熱材が存在する箇所と、上記連結部分のように蓄熱材が存在しない箇所において、温度変化等に違いが見られ、無用な温度変化を招くおそれがある。このような温度変化は、連結部付近の劣化等を助長するおそれがある。

本考案は上記課題を解決するために、鋭意検討をした結果、複数の蓄熱シートが連結されて形成された蓄熱層と発熱層の間に、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨ぐように積層された床暖房構造体が、蓄熱層の無用な温度変化を抑え、長期に亘って優れた蓄熱性を有することを見出し、本考案の完成に至った。

すなわち、本考案は以下の特徴を有するものである。
１．蓄熱層、発熱層、床材層が積層されてなる床暖房構造体であって、
該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体であり、
蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいることを特徴とする床暖房構造体。
２．蓄熱層、発熱層、床材層が積層されてなる床暖房構造体であって、
該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体であり、
該蓄熱シートは、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体であり、
蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいることを特徴とする床暖房構造体。
３．蓄熱層、発熱層、床材層が積層されてなる床暖房構造体であって、
該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体であり、
該蓄熱シートは、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体であり、
該蓄熱シートの側面は蓄熱体が露出しており、蓄熱シート側面の蓄熱体どうしが互いに接着するように連結されており、
蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいることを特徴とする床暖房構造体。
４．該蓄熱シートは、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体と、該蓄熱体の表面及び裏面に積層された保護フィルムからなることを特徴とする２．または３．に記載の床暖房構造体。
５．該耐熱シートは、金属シートであることを特徴とする１．から３．のいずれかに記載の床暖房構造体。

本考案は、蓄熱層の無用な温度変化を抑え、長期に亘って優れた蓄熱性を有する床暖房構造体を得ることができる。また、火災等の緊急時には蓄熱層の燃焼等を抑えることもできる。

本考案の床暖房構造体の断面図である。 本考案の床暖房構造体の断面図である。 本考案の床暖房構造体の断面図である。

１：基材
２１：蓄熱層
２２：蓄熱シート
３：発熱体
４：床材
５：耐熱シート
６：保護フィルム

以下、本考案を実施するための形態について説明する。

本考案の床暖房構造体は、蓄熱層、発熱層、床材層が積層されてなるものであり、
該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体であり、蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいることを特徴とするものである。

本考案では、少なくとも、蓄熱シートの連結部分を、耐熱シートが跨いでいる。
例えば、図１に示すように、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱層全面に、耐熱シートを介在させることもできるし、図２に示すように、複数の蓄熱シートが連結された連結部分を跨いで耐熱シートを介在させることもできる。
このような構造を有していることにより、蓄熱シートの無用な温度変化を抑え、長期に亘って優れた蓄熱性を有する床暖房構造体を得ることができる。
さらに、本考案では、図３に示すように、蓄熱シート側面の蓄熱体どうしが互いに接着するように連結されていることが好ましく、このような構造では、蓄熱シートの連結部分にも蓄熱材が存在し、無用な温度変化をより抑えることができ、長期に亘って優れた蓄熱性を有する床暖房構造体を得ることができる。

（耐熱シート）
本考案の耐熱シートとしては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、クロム、亜鉛、マグネシウム、チタン、ニッケル、ビスマス、スズ、コバルトから選ばれる一種以上の金属元素、または、これらの酸化物、塩化物、硫化物、炭酸塩、珪酸塩、燐酸塩、硝酸塩、硫酸塩およびこれらの複合物から選ばれる一種以上の金属化合物を含む金属シート等が挙げられる。金属シートとしては、例えば、金属薄膜や、金属薄膜と樹脂フィルムとを複合して得られる金属フィルム、金属薄膜と織布または不織布とを複合して得られる金属フィルム、また、粒子状の金属化合物を固定化させて得られる成形フィルム等を使用することができる。
耐熱シートの厚さは、１００μｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

（蓄熱層）
本考案の蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体である。
蓄熱シートは、蓄熱材を有し、発熱体で発熱した熱を蓄え、床暖房システムの消費電力を抑え、省エネ効果に大きな役割を果たすものである。

蓄熱材としては、例えば、潜熱蓄熱材が好適であり、例えば、無機塩、無機水和塩、および共融混合物等の無機潜熱蓄熱材、脂肪族炭化水素、長鎖アルコール、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸エステル、ポリエーテル化合物、脂肪酸トリグリセリド等の有機潜熱蓄熱材が挙げられる。

本考案の蓄熱シートとしては、特に、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体が好適である。
このような蓄熱体からなる蓄熱シートは、蓄熱シート側面の蓄熱体どうしが互いに接着しやすく、連結部分の隙間を小さく、あるいは、なくすことができ、連結部分の蓄熱効率の低下を抑えることができる。
また、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体は、有機質弾性蓄熱体であり、蓄熱体中の潜熱蓄熱材の含有率が高く、優れた蓄熱性を発揮することができる。また、このような蓄熱体は、任意に切断することもでき加工性に優れており、また、切断したとしても蓄熱材が漏れ出すことがないため、任意の大きさ、形状に加工でき、仕上がり性にも優れている。

高分子マトリックスを形成する樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、あるいは、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム等の合成ゴム等が挙げられる。

また蓄熱体には、潜熱蓄熱材、高分子マトリックスのほかに、顔料、骨材、粘性調整剤、可塑剤、緩衝剤、分散剤、架橋剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、抗菌剤、防藻剤、湿潤剤、消泡剤、発泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、凍結防止剤、滑剤、脱水剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、繊維類、香料、化学物質吸着剤、光触媒、吸放湿性粉粒体、熱伝導性物質、難燃剤、層状粘土鉱物、相溶化剤等の添加剤が含まれていてもよい。
また蓄熱体中の蓄熱材の含有量は、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは５０重量％以上である。

本考案の蓄熱シートは、蓄熱体の表面及び裏面に保護フィルムが積層されたものでもよい。例えば、蓄熱体の表面及び裏面に対し、接着剤を介して保護フィルムが積層されたものでもよいし、蓄熱体形成時に保護フィルムを直接積層することによって製造されたものでもよい。
保護フィルムとしては、特に限定されず、有機樹脂フィルム、金属フィルム等適宜選定して用いることができる。保護フィルムの厚さは、特に限定されないが、通常１０μｍ以上１０００μｍ以下程度、さらには３０μｍ以上８００μｍ以下程度であればよい。
蓄熱シートの厚さは、特に限定されないが、好ましくは１ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度、さらに好ましくは２ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度である。
なお、保護フィルムとして、上記耐熱シートを使用することも可能である。

（発熱体）
本考案の発熱体としては、特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、ＰＴＣ面状発熱体、電気抵抗発熱体と電極を積層した発熱体、ニクロム線を蛇行させて均熱板、絶縁体に配置した発熱体等が挙げられる。
発熱体の厚みは、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下程度である。

（床材）
本考案の床材としては、例えば、塩化ビニル、ポリオレフィン等の樹脂タイル及び樹脂シート、一枚板、フローリング材、合板、パーティクルボード、コルクタイル等の木質材料、繊維質材料、磁器タイル等のセラミックス材料、大理石、御影石、テラゾー等の石材料、モルタル等のコンクリート材料、ゴムやリノリウム等の天然樹脂タイル及び天然樹脂シート等を使用することができる。また畳、カーペット、じゅうたん等も床材として使用することができる。本考案では、特に、耐熱性を有するものが、より好ましい。
床材の厚みは、好ましくは１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度である。

本考案の床暖房構造体は、上記蓄熱層、耐熱シート、発熱体、床材を公知の方法により積層することができる。また、コンクリート、モルタル、合板、または、既存のフローリング等の基材の上に設置して使用することができる。
床暖房構造体には、必要に応じ、公知の均熱層、断熱層等を積層することができ、また、発熱を制御するための温度センサーや、温度制御装置等を設置して使用することもできる。

以下、床暖房構造体を用いた実施例を述べる。

（実験例）
図３に示すように、基材の上に、複数の蓄熱シートの側面が互いに接着するように連結して蓄熱層を形成し、該蓄熱層の上に蓄熱シートの連結部分を跨ぐによう耐熱シートを積層し、該耐熱シートの上に発熱体、該発熱体の上に床材層を積層し、床暖房構造体を得た。
１５℃雰囲気下の室内に、得られた床暖房構造体を設置し、該床面表面中央に温度センサーを設置した。
床暖房試験として、床面温度が３５度に一定に保たれるように、電源ＯＮ‐ＯＦＦを切り替えられる温度制御装置を用い、１ヶ月間連続運転した。
１ヶ月間の使用電力量を測定した結果、連続運転開始直後と終了直後の単位時間あたりの使用電力量は、ほぼ同じであり、長期に亘って優れた蓄熱性を有していた。

なお、基材としては、モルタル（厚み５ｍｍ）を用いた。
蓄熱シートとしては、ウレタン高分子マトリックス中に潜熱蓄熱材（パラフィンワックス（相変化温度３６℃））が固定化された蓄熱体の表面及び裏面にポリエチレン製フィルム（保護フィルム）が積層された積層体（厚み５ｍｍ）を用いた。なお、蓄熱シートの側面は蓄熱体が露出している。
耐熱シートとしては、アルミニウム蒸着フィルム（ポリエチレンテレフタレート／アルミニウム／ポリエチレン）（厚み５００μｍ）
発熱体としては、ＰＴＣ面状発熱体（厚み２ｍｍ）を用いた。
床材としては、合板（厚み５ｍｍ）を用いた。

Claims (5)

1. 蓄熱層、発熱層、床材層が積層されてなる床暖房構造体であって、
   該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体であり、
   蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいることを特徴とする床暖房構造体。
2. 蓄熱層、発熱層、床材層が積層されてなる床暖房構造体であって、
   該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体であり、
   該蓄熱シートは、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体であり、
   蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいることを特徴とする床暖房構造体。
3. 蓄熱層、発熱層、床材層が積層されてなる床暖房構造体であって、
   該蓄熱層は、複数の蓄熱シートが連結された蓄熱連結体であり、
   該蓄熱シートは、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体であり、
   該蓄熱シートの側面は蓄熱体が露出しており、蓄熱シート側面の蓄熱体どうしが互いに接着するように連結されており、
   蓄熱層と発熱層の間には、耐熱シートが介在しており、該耐熱シートは、蓄熱シートの連結部分を跨いでいることを特徴とする床暖房構造体。
4. 該蓄熱シートは、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に固定化された蓄熱体と、該蓄熱体の表面及び裏面に積層された保護フィルムからなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の床暖房構造体。
5. 該耐熱シートは、金属シートであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の床暖房構造体。
   
   

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