JP3434617B2

JP3434617B2 - 温度調整装置

Info

Publication number: JP3434617B2
Application number: JP10309095A
Authority: JP
Inventors: 剛仁井上; 秀記渡辺; 潔服部; 義裕須藤; 威本田
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 2003-08-11
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JPH08278034A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば床等の対象部位
に配置して、屋内もしくは室内の温度の調整をするため
の温度調整装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、屋内を暖房するために床等に
配置する暖房装置は、図８に示すように、構成されてい
る。図において、暖房装置１は、面状に広がるマット部
材２と、このマット部材２の略全面に配置される温水パ
イプ３を備えている。

【０００３】マット部材２には、所定の間隔で複数の小
根太４が配置されている。前記温水パイプ３は、ヘッダ
ー５を介して、外部の給湯器等の加熱手段に接続されて
おり、高温の温水が前記温水パイプ３に供給されるよう
になっている。したがって、この暖房装置を、例えば屋
内の部屋に所定の施工方法により設置することにより、
温水パイプ３を流れる温水にて熱を伝えることで、室内
の暖房を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
暖房装置にあっては、ヘッダー５から、温水パイプ３に
導かれたばかりの高温の温水が流れる箇所と、この温水
が温水パイプ３内を所定の距離案内されて熱が伝えら
れ、ヘッダー５に回収される領域の近傍では、暖房装置
１の表面温度が相違し、温度むらが発生するという欠点
があった。

【０００５】例えば図８では、ヘッダー５から２本の並
列した温水パイプ３に供給された温水は、矢印に示すよ
うにマット部材２の図において先ず右半面にジグザグ状
に先ず導かれる。ついで、マット部材２の右端部付近
で、温水パイプ３の温水は進路を折り返してマット部材
２の中心から左半面にジグザグ状に進んだ後、ふたたび
中心に向かってヘッダー５に回収され、外部の給湯器等
の熱媒体供給回収装置（図示せず）に向かうようになっ
ている。

【０００６】このため、高温の温水が先ず導かれる暖房
装置１の右半分と、これより後に温水が供給される左半
分とで、従来品において摂氏７度程度の温度差が生じ、
室内を暖房する上で実用上不便であった。したがって、
暖房装置１において、特に構成部品の形状変更等の余分
な作業を必要としないで、なるべく構成部品を変えるこ
となく、上記温度むらが発生しない暖房装置もしくは冷
房装置を得られれば有利であると考えられる。

【０００７】本発明は上記課題を解消するためになされ
たものであり、面状に熱を伝える温度調整装置の略全面
にわたって、ほとんど温度むらが生じることがなく、好
ましくは、このようにするために、保持部材の一面に配
置される被覆部材や小根太等の部品形状を変更する必要
がない、温度調整装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明にあっては、保持部材に熱媒体を導いて、周囲温度
を調整するための温度調整装置であって、前記保持部材
に配置されて熱媒体が循環するように案内する管状部材
と、前記保持部材の少なくとも一部の面に配置され、前
記管状部材を覆う被覆手段とを備えており、前記保持部
材には、前記管状部材が埋設されて、この管状部材に高
温または低温の熱媒体を供給するとともに、熱交換後の
熱媒体を回収する熱媒体の供給回収手段が取付けられ、
前記保持部材を支持するために、前記保持部材の一辺か
ら、これと対向する他の辺に対して、及び、この他の辺
から前記一辺に対して延びるように、前記保持部材に埋
設された互いに平行に配置された複数の補助部材を有し
ており、前記管状部材は、前記各補助部材の間を通るよ
うに、前記供給回収手段から送り出される往き工程と、
前記供給回収手段へ戻る戻り工程とを有してジグザグ状
に配置されているとともに、少なくともひとつの前記補
助部材を挟んで、両側に前記戻り工程の管状部材が複数
本並列に配されている領域において、前記複数本の管状
部材の配置間隔が、他の領域よりも狭くなるようにされ
ている、温度調整装置により、達成される。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記管状部材の配置間隔が、他の領域よりも狭くな
るようにされている領域が、前記管状部材に高温の熱媒
体を通した際に、他の領域よりも温度が低くなる領域で
あることを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１の構成におい
て、前記管状部材の配置間隔が、他の領域よりも狭くな
るようにされている領域が、前記管状部材に低温の熱媒
体を通した際に、他の領域よりも温度が高くなる領域で
あることを特徴とする。請求項４の発明は、請求項２ま
たは３のいずれかの構成において、前記管状部材の配置
間隔が、他の領域よりも狭くなるようにされている領域
においては、前記被覆部材が、他の領域と比較して、厚
くなるようにされていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、保持部材としての例えばマ
ット部材の略全面にわたって配置される管状部材の配置
間隔，即ち，配置密度は、熱媒体がマット部材に入る領
域の近傍と、マット部材から出る領域の近傍とで、異な
っている。マット部材に導入される領域では、熱媒体の
温度が例えば高いので、管状部材の配置の間隔は大きく
ても、この領域のマット面の温度は低くならない。一
方、熱媒体がマット部材から回収される領域の近傍で
は、熱交換が進んでいることから、熱媒体の温度が例え
ば低いので、管状部材同士の配置間隔を狭めることで、
温度調整装置の温度が極端に低くなることが防止でき
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。

【００１３】図１は本発明に係る温度調整装置の構成を
説明する図であり、特に床暖房装置として構成した例で
ある。また、図２は図１の暖房装置を示す平面図であ
り、後述するヘッダー部が対称の位置に配置されている
が基本構成は共通である。図１の実施例の暖房装置１０
は、温水暖房装置であり、例えば床スラブＦ上に配置さ
れている。この暖房装置１０は、たとえば８畳間の面積
の５０パーセントないし７０パーセントの範囲で配置す
るのが好ましい。

【００１４】まず、この床構造である床スラブＦについ
て説明する。床スラブＦは、たとえば鉄筋コンクリート
の集合住宅の住戸の床スラブである。この床スラブＦの
上には、暖房装置１０以外の領域にダミーの構造用合板
２８が配置されている。この構造用合板２８は、いわゆ
るダミーコンパネである。構造用合板２８の代わりに、
床スラブＦの上には、同類あるいは異なったマット材等
を用いても良い。

【００１５】暖房装置１０は、好ましくは図１と図２及
び部分断面図である図３に示すような構造となってい
る。暖房装置１０は、マット１２と、媒体を案内する手
段である管状部材としての温水パイプ１４、及び補助部
材としての複数本の小根太１６ａ，１６ｂ、及び被覆手
段としてのアルミ箔１８を有している。マット１２は、
保持部材の一例であって、図２に示すようにほぼ長方形
となっており、その厚みは、たとえば図３に示すように
厚みＤ１がほぼ１２ｍｍになっている。しかも、小根太
１６ａ，１６ｂも厚みＤ１が１２ｍｍに設定されてい
る。尚、保持部材としては、このような断熱マットに限
らず、種々のものを用いることができる。即ち、保持部
材１２は、温水パイプを所定の配置に保持すれば足りる
ので、マット材でなくても、例えば広く用いられている
断熱パネルや、これに替わる熱伝導部材を用いることが
できる。また、保持部材は、温水パイプを支持するため
の後述する小根太と、これにパイプを固定するための固
定金具で構成し、パイプどうしの間には空気を介在させ
て熱を伝導もしくは保持するようにしてもよい。

【００１６】このマット１２は、たとえば発泡ポリエチ
レンフォーム（たとえば発泡率が２０倍）やポリスチレ
ンフォーム等により作られている。また、熱媒体として
の温水を通す管状部材である温水パイプ１４としては、
たとえば架橋ポリエチレン管、ポリプロピレン管や金属
管が使用されている。アルミ箔１８は、被覆部材であ
り、温水パイプ１４及び温水パイプの保持部材の上面を
覆う。さらに、アルミ箔１８は、温水パイプ１４からの
熱を伝えたり、もしくは保持する役割を果たす。したが
って、実施例のようにマット１２の略全面に温水パイプ
１４を配置して、全面での熱交換を行わない場合には、
マット１２の一部で表裏のいずれかの面に設けてもよ
い。また、本実施例では、好ましくは、後述するよう
に、マット１２の特定の領域に応じてこのアルミ箔１８
の厚みを異ならせてもよい。

【００１７】図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図であ
る。図４において、温水パイプ１４は断面円形であり、
そのパイプ径はたとえば７．２ｍｍである。そして、こ
の温水パイプ１４が設けられる埋め込み溝３８は、この
温水パイプ１４の断面形状に対応した形状になってい
る。尚、温水パイプ１４は断面形状を楕円形状とすれ
ば、被覆部材との接触面積を増やすことができ、その分
伝熱効率を向上させることができる。

【００１８】図５は、図２のＣ−Ｃ線における断面図で
ある。この図５は、スリット３６を示しており、図２に
示すようにマット１２の２つの長手側（図２の横方向、
Ｘ方向）に沿って、それぞれこのスリット３６が形成さ
れている。これらのスリット３６を長手側に形成するこ
とにより、マット１２の短辺方向（図２の縦方向、Ｙ方
向）における熱によるマット１２の膨張変形分を吸収す
ることができる。すなわちＹ方向におけるマット１２の
熱による膨張を吸収することができる。この溝はマット
の上面あるいは下面に設けてもよく、形状もこれには限
らない。マット１２には、溝が形成されておりこの溝に
は小根太１６ａ，１６ｂが配置されている。

【００１９】図２に示すように、小根太１６ａ，１６ｂ
は、マット１２の略全面にわたって互いに平行に交互に
配列されている。具体的には、前記マット１２の一辺，
即ち図において上辺からこれと対向する他の一辺即ち，
図において下辺に対して、複数の小根太１６ａが配列さ
れている。これら小根太１６ａの先端側は下辺に達しな
いように一定の間隔もしくは領域１２ａを残すようにし
ている。これら小根太１６ａ同志の間には、マット１２
の他の一辺（図において下辺）からこれと対向する前記
マット部材の一辺（図において上辺）に対して延びるよ
うに、小根太１６ｂが互いに平行に配置されている。こ
の小根太１６ｂの先端側は、上辺に達しないように一定
の領域１２ｂが設けられている。この小根太１６ａ，１
６ｂの寸法は、たとえば厚みが１２ｍｍで、幅が３５ｍ
ｍ，あるいは断面にて１ｃｍ×数ｍｍの直方体である。

【００２０】図１と図２に示すように、マット１２に
は、複数本，図示の場合では並列した２本の温水パイプ
１４が図１と図２に示すようにジグザグ状に配置されて
いる。具体的には、各温水パイプ１４は、図３に示すよ
うにマット１２の埋め込み溝３８に埋め込むようにして
保持され、小根太１６ａ，１６ｂの間に、配置されてい
る。この温水パイプ１４は、図６に示すような、熱媒体
の供給回収手段としてのヘッダー部３０に接続されてい
る。このヘッダー部３０は、各温水パイプ１４に対し
て、温水を供給し、戻ってきた低温の温水を回収して外
部の給湯器等に導くための接続手段である。

【００２１】そして、このヘッダー部３０は、この実施
例の場合図２に示すように、マット１２の左端部に配置
されている。このヘッダー部３０から、２本の並列した
高温の温水パイプ１４ａ，１４ａがマット１２に導入さ
れる。この温水パイプ１４ａ，１４ａは、図２に示され
ているように、上述の各小根太１６ａ，１６ｂの間を通
り、各領域１２ａ，１２ｂを通ることで、マット１２の
左端から右端へ向かって略ジグザグ状に、このマット１
２の全面にわたってひきまわされて配置される。マット
１２の右端の領域，即ち図２のＭ１にて、温水パイプ１
４は復路に入り、戻りの行程に入る。この戻りの温水パ
イプ１４ｂ，１４ｂは、マット１２の右端から左端にむ
かって、ヘッダー部３０まで略ジグザグ状にマット１２
の全面にわたってひきまわされるように配置されてい
る。

【００２２】このように、マット１２に対してヘッダー
部３０及び温水パイプ１４を配置することで、従来と異
なり、ヘッダー部３０からマット１２に導入された高温
の温水は、先ずマット１２の全面を通過して、周囲と熱
交換することになるので、図８の従来例のように、マッ
ト１２の左右の半面にて先に高温のまま導かれ、次に低
温となった温水にて残りの半面に導かれるといったこと
がなく、極端な温度差を生じることがない。このため従
来に比べ温度むらの無い暖房装置１０を得ることができ
る。

【００２３】さらに、上記温水パイプ１４のうち戻り行
程に配置される温水パイプ１４ｂは、ヘッダー部３０に
近づくにしたがって、次第に温度が下がり、往きの行程
にある高温の温水パイプ１４ａとの温度差が大きくな
る。したがって、この戻りの行程にある温水パイプ１４
ｂは、互いに配置間隔を狭く、もしくは配置密度を高め
るように構成される。

【００２４】即ち、図２を参照すると、本実施例では、
マット１２の領域Ｍ４及びＭ５においては、戻りの温水
パイプ１４ｂ同士の間隔が狭く配置されている。図２の
Ａ−Ａ線断面図である図３を参照して、この構造につき
詳しく説明する。図において、マット１２の領域Ｍ４に
おいては、このマット１２に互いに平行に配置される温
水パイプ１４のうち高温の温水を案内する往きの温水パ
イプ１４ａは、図示されているように互いに比較的広い
間隔Ｌ１を有している。これに対して戻りの温水パイプ
１４ｂ同士はこれより狭い間隔Ｌ２を有している。

【００２５】この場合、戻りの温水パイプ１４ｂには比
較的温度が低くなった温水が流れているから、この温水
の熱がアルミ箔１８に伝えられ面状に拡散してフローリ
ング３２に伝えられても、戻りの温水パイプ１４ｂ同士
は比較的近い距離Ｌ２をたもって配置されているので、
フローリング３２の上面の温度は往きの温水パイプ１４
ａの上の部分と比べて極端に低くなることがない。

【００２６】この点、本実施例においては、温水パイプ
１４の管径を７．２ｍｍとし、マット面積７．８平方メ
ートル、管路の長さ５４７００ｍｍ、流量１リットル／
分、ヘッダー部３０におけるマット１２の導入温度摂氏
６０、出側の温度摂氏４５度とした場合に、図３におい
てＬ２／Ｌ１を約１８／２２に設定した場合、後述のよ
うにアルミ箔の厚みを異ならせると、暖房装置１０の表
面温度差が摂氏３度程度となり、好ましい結果を得るこ
とができた。ここで、温水パイプ１４の配置状態は図示
の場合に限られるものではない。例えばマット１２に対
して外側から内側に向かう螺旋状等種々の配置を採用す
ることができる。

【００２７】尚、このＬ１とＬ２の間隔差は、上記の比
率に限るわけではなく、製品の仕様に合わせて、適宜戻
りの温水パイプ１４ｂ（低温の温水パイプ）同士の間隔
を往きの温水パイプ１４ａ（高温側の温水パイプ）より
も狭い間隔に設定することで本発明の目的を達成するこ
とができる。しかも、アルミ箔１８の厚みを変えること
なく、温水パイプの配置だけを異ならせる手法を採用す
れば、多少の温度むらが生じても、小根太１６ｂの厚み
等を変更しないですむ利点があり、製品の仕様によって
は実用上満足できる暖房装置を得ることができる。

【００２８】さらに、図３の実施例では、マット１２の
比較的低温となる領域，例えばＭ４の戻りの温水パイプ
１４ｂが配置される箇所に対応して、アルミ箔１８を厚
くしている。具体的には、厚く設定されたアルミ箔１８
ａは、好ましくは、本実施例では、図２に斜線でしめし
た領域に設けられる。即ち、この各領域は、図３にも示
されているように、戻りの温水パイプ１４ｂ同士の間に
これと隣接して小根太１６ｂが配置されている。このた
め、温水パイプ１４ｂの温度も比較的低いだけではな
く、その放熱した熱を保持すべきマット１２も小根太１
６ｂにより途切れているので、熱が逃げやすくなってい
る。

【００２９】そこで、この部分のアルミ箔１８ａを厚く
形成して、一層熱を逃げにくくし、暖房装置１０のマッ
ト面における低温領域の極端な温度低下を防止するよう
にしている。したがって、アルミ箔を形成する部分は、
図示の箇所に限られず、マット面の低温となる領域を適
宜選択して設定することができる。

【００３０】本発明者等の試みによれば、アルミ箔の通
常の厚さを５０ミクロンとし、その厚くした部分１８ａ
の厚みを１００ミクロンとした場合に前述のように好ま
しい結果を得ることができた。

【００３１】尚、暖房装置１０の温度むらを減少させる
ためには、上記実施例において、低温となる温水パイプ
同士の配置間隔をこれより高温となる温水パイプの配置
間隔より小さくすることと、マット１２の低温領域のア
ルミ箔の厚さを大きくすることを選択的に採用すること
ができる。例えば図２においては、マット１２の３の領
域においては、アルミ箔を厚くした箇所１８ｂを設けて
いるが、温水パイプ１４の間隔をことさら狭くしていな
い。即ち、この領域Ｍ３では、戻り側の温水パイプ１４
ｂは、往き側の温水パイプ１４ａと比較して極端に温度
低下していないので、アルミ箔を厚くするだけでも温度
むらを実用上不便のない程度に解消することができる。

【００３２】また、これとは逆にアルミ箔１８の厚さは
変えずに温水パイプの間隔だけを調整するようにしても
よい。さらに、本実施例では、ヘッダー部３０の位置を
マット１２の左端に設け、図２に示すように温水パイプ
をひきまわしている。これにより、温水パイプ１４は一
旦マット１２の全面に高温の温水を導くことができるの
で、マット１２の左右の各半面にて極端な温度差を生じ
ない構成とすることができる。このような構成と前記温
水パイプ１４の管配置の調整、あるいはこれに代え、こ
れに加えて被覆部材としてのアルミ箔の厚みの調整をお
こなうことで、より一層、全体として温度が均一な暖房
装置を得ることができる。

【００３３】図７は、マット４２の熱媒体の流出方向の
変形例を示している。この場合、マット４２の温水パイ
プ１４ａ，１４ｂは、図２の場合と異なる配置となって
いる。即ち、図７のマット４２の左端の領域である領域
Ｍ６は他の領域Ｍ１乃至Ｍ５と比較して温水パイプに流
れる温水の温度が低いため、マット表面の温度も低くな
る。このように温水パイプをひきまわした場合には、領
域Ｍ６について上述の被覆部材であるアルミ箔１８の厚
みを大きくした領域１８ａを設けるようにしてもよい。

【００３４】ところで本発明は上述の実施例に限定され
ない。例えば、補強部材としての小根太は、木、硬質プ
ラスチック、ゴムその他の材料により得ることができ
る。特にゴムを用いると振動を防ぐ上で有利である。ま
た、上述の実施例では、温水パイプに対して、加熱され
た熱媒体としての温水を供給して床や天井あるいは壁等
の屋内の周囲温度を暖房する形式のものについて説明し
ている。しかしながら、これに限らず、温度調整用の熱
媒体を案内する手段としてのパイプに冷水等の冷媒を導
くことで、温度むらのない冷房装置を得ることができ
る。

【００３５】さらにまた、この熱媒体は、水に限らず他
の種類の液体や気体であってもよい。また、温度調整装
置が床に配置される場合には、床スラブに限らず木構造
の床に配置するようにしてもよい。さらに、温度調整装
置は、床に限らず、金属製，木製の梁の上に配置するよ
うにしてもよい。即ち、本温度調整装置は、床のみなら
ず天井や壁に設置することができる。この場合、例えば
天井に設置する際、熱を伝える空間は室内のみならず、
その裏側である屋根裏側に設けるようにしてもよい。こ
れによって、暖房装置でなく、屋根裏の結露を防止する
装置等としても構成することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面状に熱交換を行う温度調整装置の略全面にわたって、
ほとんど温度むらが生じることがなく、好ましくは、こ
のようにするためにマット部材の一面に配置される被覆
部材や小根太等の部品形状を変更する必要がない温度調
整装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温度調整装置の好ましい実施例の構造
を示す一部切断図である。

【図２】図１の暖房装置を示す平面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線における断面図である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ線における断面図である。

【図５】図２におけるＣ−Ｃ線における断面図である。

【図６】図２におけるヘッダー部分を示す拡大図であ
る。

【図７】マット（部材）に対する温水パイプの配置の変
形例を示す平面図である。

【図８】従来の暖房装置の構造を示す平面図である。

【符号の説明】

１２マット１４温水パイプ（管状部材）１４ａ往き側の温水パイプ１４ｂ戻り側の温水パイプ１６ａ，１６ｂ小根太１８アルミ箔１８ａアルミ箔の厚い部分Ｆ床構造（床スラブ）

フロントページの続き (72)発明者服部潔東京都板橋区中丸町47−11 (72)発明者須藤義裕東京都渋谷区神山町12−３ (72)発明者本田威東京都品川区二葉３−10−２ (56)参考文献特開平５−264050（ＪＰ，Ａ) 実開平６−84212（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−129820（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24D 3/14 F24D 3/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】保持部材に熱媒体を導いて、周囲温度を
調整するための温度調整装置であって、前記保持部材に配置されて熱媒体が循環するように案内
する管状部材と、前記保持部材の少なくとも一部の面に配置され、前記管
状部材を覆う被覆手段とを備えており、前記保持部材には、前記管状部材が埋設されて、この管
状部材に高温または低温の熱媒体を供給するとともに、
熱交換後の熱媒体を回収する熱媒体の供給回収手段が取
付けられ、前記保持部材を支持するために、前記保持部材の一辺か
ら、これと対向する他の辺に対して、及び、この他の辺
から前記一辺に対して延びるように、前記保持部材に埋
設された互いに平行に配置された複数の補助部材を有し
ており、前記管状部材は、前記各補助部材の間を通るように、前
記供給回収手段から送り出される往き工程と、前記供給
回収手段へ戻る戻り工程とを有してジグザグ状に配置さ
れているとともに、少なくともひとつの前記補助部材を挟んで、両側に前記
戻り工程の管状部材が複数本並列に配されている領域に
おいて、前記複数本の管状部材の配置間隔が、他の領域
よりも狭くなるようにされていることを特徴とする、温
度調整装置。
【請求項２】前記管状部材の配置間隔が、他の領域よ
りも狭くなるようにされている領域が、前記管状部材に
高温の熱媒体を通した際に、他の領域よりも温度が低く
なる領域であることを特徴とする請求項１に記載の温度
調整装置。
【請求項３】前記管状部材の配置間隔が、他の領域よ
りも狭くなるようにされている領域が、前記管状部材に
低温の熱媒体を通した際に、他の領域よりも温度が高く
なる領域であることを特徴とする請求項１に記載の温度
調整装置。
【請求項４】前記管状部材の配置間隔が、他の領域よ
りも狭くなるようにされている領域においては、前記被
覆部材が、他の領域と比較して、厚くなるようにされて
いることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記
載の温度調整装置。