JP3552611B2 - Heat storage floor heating unit with heat release control - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、放熱制御型蓄熱床暖房ユニットに関するものである。さらに詳しくは、この発明は、発熱体、蓄熱材、袋体とを一体として根太間に施工することができるようにして、施工性の向上を実現することのできる、新しい放熱制御型蓄熱床暖房ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、住宅等の暖房装置として、床面下方に電気またはガスを駆動源とする発熱体を設けた床暖房構造が知られている。また、発熱体(またはヒータ)による熱を蓄熱材に蓄え、この蓄熱を徐々に放出することによって発熱体の運転時間を短縮することのできる経済性に優れた蓄熱床暖房構造も知られている。特に、電気駆動発熱体の場合には、電気料の安価な深夜電力によって蓄熱材を熱し、その蓄熱を昼間に使用することができるという利点を有している。
【0003】
この蓄熱床暖房構造では、図14に断面図を例示したように、たとえば大引き(図示していない)間に設けられた断熱材(1)と床材(3)との間に根太(4)を介在させて空気層(5)を設け、この空気層(5)に発熱体(6)および蓄熱材(7)を配設している。発熱体(6)の熱は蓄熱材(7)に蓄えられ、この蓄熱材(7)から放出された熱が空気層(5)を介した輻射熱として床材(3)を加温するようになっている。
【0004】
しかしながら、図14に例示したような従来の蓄熱床暖房構造の場合には、蓄熱材(7)からの熱放出を制御できないために、暖房の必要のない時でも一定の熱を連続して放出してしまい、ランニングコストが高くなるという問題があった。このため、必要時に備えて常に一定間隔で発熱体(6)を運転する必要があり、経済性および省エネルギー対策の点で問題があった。
【0005】
このため、たとえば、発熱体(6)の下側にエアバック等を配設し、エアバック内への空気供給量を調節することによって発熱体(6)および蓄熱材(7)を上下させ、これによって空気層(5)の厚みを変化させて熱放出量を制御する構造が提案されている(特開平4−194518号公報)。しかしながら、確かに空気層の熱伝導率は空気層の厚みによって変化するが、その変化量はそれ程おおきくないため、この従来構造の場合には満足するほどの効果をあげていないのが実状である。
【0006】
そこで、この出願の発明の発明者等は、蓄熱床暖房において蓄熱材からの放熱量の自在制御を可能ならしめるために、密閉空気層の熱抵抗と熱放射性(熱伝導性)の知見に基づき、密閉空気層に低熱放射材を配置すると熱放射抑制状態となることを構造として実現した放熱制御型の蓄熱床暖房構造をすでに開発している。
【0007】
この蓄熱床暖房構造では、たとえば図15に例示したように、蓄熱材(7)と床材(3)との間に形成された空気層(5)中に、放熱制御装置(8)として、熱放射率の高い物質(たとえば各種樹脂、プラスチックのシートやフィルム)からなる膨張収縮自在な袋体(11)とこの袋体(11)の上側上面に配置したアルミニウム箔や銅箔等の熱放射率の低い面体(14)を備えており、さらに袋体(11)には、送風手段として、たとえばダクト(12)に連結したファン(13)を配置し、空気を袋体(11)中に送り込みまたこれを排気できるようにしている。
【0008】
このような構成の蓄熱床暖房構造にて行われる放熱制御にかかわる放熱促進状態と放熱抑制状態について説明する。
(放熱促進状態)
ファン(13)を運転すると、送風ダクト(12)を通して袋(11)の中の空間(10)に空気が送風され、袋体(11)内の圧力が上がり、袋体(11)は膨らんでいき、やがて袋体(11)上側の床材(3)裏面に密着する。この状態では、袋体(11)内部で形成される空気層は、空気層上面および下面とも放射率の高い材質で形成されるので、(放熱抑制状態に比較して)空気層の熱抵抗は小さくなる。よって、蓄熱材(7)からの放熱は、(放熱抑制状態のときより)大きくなる。
(放熱抑制状態)
ファン(13)を停止すると、袋体(11)の自重により、袋体(11)はしぼむ。この状態では、床材(3)裏面と面体(14)との間で形成される空気層は、空気層下面が放射率の低い材質の面体(14)で形成されるので、(放熱抑制状態に比較して)空気層の熱抵抗は大きくなる。よって、蓄熱材からの放熱は、(放熱促進状態のときより)小さくなる。
【0009】
以上のとおりの状態を切り替えることにより放熱制御が可能となる。
なお、低熱放射率の面体(14)は、図15に示した例では袋体(11)の上側外面に配置されているが、これ以外にも、床材(3)の裏面に配置されていてもよく、同様な放熱制御が可能となる。袋体(11)上側外面と床材(3)裏面の各々に面体(14)が配置されていると、面体(14)上下両面において空気層を直接構成しているため、空気層の熱抵抗はより大きなものとなり、放熱抑制の効果はより大きくなる。
【0010】
さらにまた、面体(14)は、袋体(11)の上側内面および下側内面のいずれか一方または両方に配設されていてもよく、この場合では、袋体(11)の外面に配置した場合とは放熱の促進と抑制の関係は逆になる。すなわち、蓄熱材(7)からの熱は、空気層の下側を構成する袋体(11)の樹脂等の高い熱放射率の材料の存在によって放熱が促進されるが、袋体(11)に空気を吹き込んで膨張させると、空気層の上側は低熱放射率の面体(14)により構成されるため熱抵抗が大きく、放熱は抑制されることになる。
【0011】
一方、袋体(11)としては、図16(a)(b)に例示したように、熱放射率の高い材質で構成された可撓性中仕切り(9)によって内部が上下二つの空間(10A)(10B)に区切られているものを用いることができ、これら二つの空間(10A)(10B)にダクト(12A)(12B)を介して送風するファン(13A)(13B)とを備えるようにする。
【0012】
この場合において、蓄熱材(7)からの放熱を促進する場合には、図16(a)に示したように、ファン(13A)をON、ファン(13B)をOFFにし、ダクト(12A)を通して空間(10A)に空気を送り込むことによって、袋体(11)の上側外面を床材(3)に密着させ、袋体(11)の下側外面を蓄熱材(7)に密着させる。この時、中仕切り(9)は下方に移動し、袋体(11)の下側内面に貼付した面体(14)に密着した状態となる。この状態では、空間(10A)が輻射熱を伝えるための空気層となるが、この空間(10A)は熱放射率の高い袋体(11)および中仕切り(9)によって形成されているため、空気層の熱抵抗は小さくなり、放熱が促進される。
【0013】
次に、放熱を抑制する場合には、図16(b)に示したように、ファン(13A)をOFF、ファン(13B)をONにし、空間(10B)に空気を送り込む。空間(10A)の空気はダクト(12A)を介して排出され、中仕切り(9)は上方に移動して、袋体(11)の上側に密着した状態となる。この状態では、面体(14)が空間(10B)に露出し、輻射熱を伝える空気層である空間(10B)は、熱放射率の高い中仕切り(9)と熱放射率の低い面体(14)とによって形成されるため、空気層の熱抵抗は大きくなり、放熱が抑制されることとなる。
【0014】
このように、この放熱制御手段(81)を設けた蓄熱床暖房構造においては、室内に設置したスイッチによってファン(13A)(13B)の作動を操作することによって、蓄熱材(7)からの熱放出を制御することができる。
なお、この場合において、ファンを一つのみとし、その代わりに四方弁を利用して、ファンからの送風を四方弁の切り替えによりダクト(12A)(12B)に振り分けることや、面体(14)の配設位置に関しても中仕切り(9)の下側にも貼付するなど、さまざまな態様がある。
【0015】
また、袋体(11)内の空気を排出する時間を短くしながら、残された空気がほとんどないようにするために、袋体(11)の内部に突起部やスペーサー部材を設けておく態様もある。
以上のように、この出願の発明の発明者等は、放熱を自在に制御できるという優れた効果を有する蓄熱床暖房構造をすでに実現している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の通りの放熱制御型の蓄熱床暖房構造には、その実際の施工に関して改良すべき点が存在していた。
それというのも、この蓄熱床暖房構造では、大引き(図示していない)およびその間に設けた断熱材(7)の上に合板(2)を設置し、この合板(2)の上に所定の位置(通常303mmピッチ)で根太(4)を組み、組まれた根太(4)間において大引きおよび断熱材(7)の上に発熱体(6)、蓄熱材(7)、および放熱制御用の袋体(11)を順に設置し、最後に床材(3)を貼り付けるようにしている。このため、施工手順が多く、施工に多大な時間がかかってしまうのが現状である。
【0017】
また、発熱体(6)および蓄熱材(7)さらには袋体(11)をも保持する合板(2)を設置し、この合板(2)の上に根太(4)を配設するようにしているため、大引きの直上に根太(4)を配設させる通常の床施工と比べて、合板(2)の配置を必要とした特殊な施工となっており、コストアップや工期の延長などの一要因となっている。
【0018】
このため、放熱制御型蓄熱床暖房のより容易で、且つ短時間での施工の実現が望まれている。
この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、発熱体、蓄熱材、袋体とを一体として根太間に施工することができるようにして、施工性の向上を実現することのできる、新しい放熱制御型蓄熱床暖房ユニットを提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
この出願は、上記の課題を解決するものとして、面材の裏面に、送風手段および熱放射率の低い面体を具備した熱放射率の高い物質からなる膨張収縮自在な袋体と、蓄熱材と、発熱体が順次に積層一体化されており、面材の端縁部が、袋体、蓄熱材および発熱体よりも外方に突出して係止部とされ、面材裏面の袋体、蓄熱材および発熱体が根太間に納められ、且つ面材の係止部が根太上面に載架するようになっていることを特徴とする放熱制御型蓄熱床暖房ユニット(請求項1)を提供する。
【0020】
この請求項1のユニットにおいては、面材の裏面に上部開口の筐体を有し、この筺体内に袋体、蓄熱材および発熱体が積層されていること(請求項2)を好ましい態様の一つとしている。
また、請求項1のユニットにおいては、面材の裏面に枠体を有し、この枠体内に袋体、蓄熱材および発熱体が積層され、枠体の下部開口が蓋体によって閉塞されていること(請求項3)を別の好ましい態様としてもいる。
【0021】
さらに、請求項3のユニットにおいては、枠体がその上部開口のリブによって面材裏面に固定され、且つこの枠体が蓄熱材固定手段を備えており、この蓄熱材固定手段の下面に発熱体が配設されていること(請求項4)を好ましい態様としてもいる。
またさらに、この請求項4のユニットにおいては、リブが、枠体の上部開口の全周に形成されていること(請求項5)を好ましい態様としている。
【0022】
前記請求項3から5のいずれかのユニットにおいては、蓋体がクッション材であること(請求項6)を好ましい態様としている。
さらにまた、前記請求項1から6いずれかのユニットにおいては、ユニットの長手方向一端より、袋体送風手段の連結配管および発熱体駆動源の連結配線が突出しており、ユニットの他端面材の切り欠き部には隣接ユニットから突出した配管および配線の各々の接続部が配設されていること(請求項7)を好ましい態様としている。
【0023】
そして、この請求項7のユニットにおいては、ユニット側面の切り欠き部に対応する面材部分が着脱自在であること(請求項8)を好ましい態様としている。また、さらに、前記請求項2のユニットにおいては、蓄熱材が着脱自在とされており、且つ面材の一部が開閉自在とされており、筐体を根太間に納めた後、面材の一部を開けて蓄熱材が筐体内の発熱体と袋体との間に納められるようになっていること(請求項9)や、筐体内に蓄熱材位置固定手段が備えられており、蓄熱材が面材の開口から納められた際に、その蓄熱材の位置が蓄熱材位置固定手段により固定されること(請求項10)等もその態様としている。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【0025】
【実施例】
図1は、この発明の放熱制御型蓄熱床暖房ユニットの一実施例として、請求項2の要件を備えたユニットを例示した断面図である。
たとえばこの図1に例示した放熱制御型蓄熱床暖房ユニットの場合には、面材(16)の裏面に、根太(4)間に設置可能な幅を有する上部開口の筐体(15)が取り付けされており、この筐体(15)内にはその底板部(151)上に順に発熱体(6)、蓄熱材(7)および袋体(11)が積層一体として納められている。袋体(11)は、送風手段(図示していない)および熱放射率の低い面体(図示していない)を具備した熱放射率の高い材質からなり、膨張収縮自在な状態で収納されている。また、面材(16)における対向する一対の端縁部各々が筐体(15)の両側壁部(152)よりも外方に突出して、根太(4)上面に対する一対の係止部(17)とされている。
【0026】
ここで、筐体(15)は、たとえば樹脂や金属製のものとすることができる。一方、面材(16)は、袋体(11)と一体化されていてもよく、この場合には、袋体(11)と面材(16)とを別々に筐体(15)に設置する必要がなく、面材(16)と一体化された袋体(11)が筐体(15)の両側壁部(152)間に納まるように面材(16)を筐体(15)上に設置させればよい。これにより、面材(16)の設置の際に袋体(15)を傷付けてしまう危険性を減少させることができる。なお、面材(16)と袋体(11)との一体化は、たとえば接着剤や両面テープなどの貼着手段を用いたり、袋体(11)のヒレ部を外方に出してそのヒレ部を面材(16)下面にステープル止めしたりすることにより行うことができる。
【0027】
そして、上述したような構造を有する放熱制御型蓄熱床暖房ユニットは、その筐体(15)が根太(4)間に納められ、且つその一対の係止部(17)それぞれが各根太(4)の上面に載架するようになる。筐体(15)の側壁部(152)は、根太(4)間に納める場合の位置ガイドにもなる。したがって、根太(4)間に納めるだけで施工することができ、現場での施工手順が大幅に少なくなり、容易に、且つ短時間での施工が実現できる。また、筐体(15)の底板部(151)が、従来必要とされていた合板(2)の代わりとなるので、合板(2)を施工する必要がなくなり、施工性がさらに向上されている。
【0028】
なお、この放熱制御型蓄熱床暖房ユニットにおける放熱制御は、前述した従来の放熱制御型蓄熱床暖房構造において行われる放熱制御と同じように行われ、送風手段および面体は、本実施例においては図示していないが、前述したダクトとファンによりなる送風手段および面体(14)と同じものである。
ところで、この発明の放熱制御型蓄熱床暖房ユニットでは、蓄熱材(7)が着脱自在とされており、且つ面材(16)の一部が開閉自在とされていてもよい。この場合には、筐体(15)を根太(4)間に納めた後に、面材(16)の一部を開けて蓄熱材(7)を筐体(15)内の発熱体(6)と袋体(11)との間に納めるようにすることができる(請求項9の要件)。
【0029】
この場合さらに説明すると、たとえば図2に例示したように筐体(15)内に蓄熱材(7)が納められていない状態のユニット(20)を、図3および図4(a)(b)に例示したように、根太(4)間に設置した後、開閉自在とされている面材(16)の一部を開け、その面材の下方に位置していた袋体(17)を外に取り出し、そして形成された開口から蓄熱材(7)を発熱体(6)上に載置させる。これにより、ユニット(20)を施工した後に蓄熱材(7)を納めることができ、より施工性の向上を図ることができる。
【0030】
また、この場合においては、筐体(15)内に蓄熱材位置固定手段が備えられていてもよい(請求項10の要件)。図4(b)に示した例では、この蓄熱材位置固定手段として位置固定突部(19)が蓄熱材(7)の所望の設置位置に設けられており、蓄熱材(7)が面材(16)の開口から納められた際に、その端部が位置固定突部(19)にぶつかって位置が固定されるようになる。よって、蓄熱材(7)の位置決めを簡単に行うことができる。また、蓄熱材(7)のずれをも防止することができ、地震時には特に有効なずれ防止の効果を得ることができる。
【0031】
このような位置固定突部(19)について、その材質は木や樹脂などの安価なもので良く、またその形状は短冊状やブロック状等、その位置決めおよびずれ防止という機能を実現することができる限り任意とされる。また、突部(19)の配設位置はユニット(20)の両端にあれば十分である。すなわち、一枚目の蓄熱材(7)は一方の端(開口部から見て奥側)にある位置固定突部(19)に当てて挿入し、二枚目は一枚目に当て、3枚目は手前側の他方の端にある位置固定突部(19)に当てるようにすればうまく納まるようになる。
【0032】
なお、実際の施工では、一例ではあるが、たとえばユニット(20)が9尺の寸法である場合、ユニット(20)一つ当たり3枚の蓄熱材(7)を挿入するようにする。また、筐体(15)の底板部(151)上面には、蓄熱材(7)の載置位置を明記しておいてもよい。
図5は、この発明の放熱制御型蓄熱床暖房ユニットの別の実施例として、請求項3、請求項4、請求項5、請求項7および請求項8の要件を備えたユニットを例示した側断面図である。
【0033】
すなわち、この図5に例示した床暖房ユニットは、面材(16)の裏面に枠体(21)設け、この枠体(21)内に袋体(11)を収納するようになっている。また、この枠体(21)には、袋体収納空間の下方に蓄熱材固定手段としてのケーシング(22)が形成されており、ここに蓄熱材(7)が固定されるようになっている。そして、このケーシング(22)の下面に発熱体(6)が貼付され、さらに発熱体(6)の下方を蓋体(23)で閉塞するようにしている。
【0034】
枠体(21)は、ポリプロピレン等の樹脂成型品等を用いることができる。また、袋体(11)、蓄熱材(7)および発熱体(6)はそれぞれ図1に例示したものを使用することができる。さらに、蓋体(23)としては、枠体(21)と同一材質の板材を使用することもできるが、クッション材を使用することも好ましい(請求項6の要件)。すなわち、ユニットの底面をクッション材とすることによって、根太高さのばらつきをクッション材が吸収するため、ユニットを水平に設置することが可能となる。
【0035】
また、この図5に例示した床暖房ユニットの場合には、枠体(21)が、その上部開口の全周にリブ(24)を有しており、このリブをネジ等によって固着することにより、面材(16)の裏面に固定されている。
さらに、この図5に例示した床暖房ユニットの場合には、ユニットの長手方向の一端から、袋体(11)の送風手段の連結配管(25)および発熱体(6)の駆動源の連結配線(26)が突出している。また、ユニットの他端の面材(16)には切り欠き部(27)が形成され、この切り欠き部(27)には、隣接するユニットからの連結配管(25)の接続部(28)および連結配線(26)の接続部(29)が配設されている。そして、この切り欠き部(27)には面材ピース(30)が着脱自在に装着されるようになっている。
【0036】
図6および図7は、各々、隣接するユニット同士を連結した状態を示した平面図および側断面図である。連結配管(25)および連結配線(26)はユニット内で連結されるため、ジョイントボックス等の部材は必要ない。
図8は、図5に例示した床暖房ユニットの平面図であり、前記の図5はこの図8のB−B断面図である。また、図8中のDは蓄熱材(7)の充填領域を、Eは袋体(11)領域を示している。さらに、図9および図10は、各々この図8のA−A断面図およびC−C断面図である。
【0037】
これらの図5〜図10に例示した床暖房ユニットは、図1に例示した床暖房ユニットと同様にして、面材の係止部(17)を根太(4)に載架させることによって施工することができる。また、面材の係止部(17)と根太(4)とは、ビスや釘等による固着と、接着剤による接着を併用することが好ましい。このような固着と接着の併用によって床鳴りを防止することができる。
【0038】
図11は、この発明の床暖房ユニットの別の態様を示した面材の斜視図である。この図11に示したように、この発明のユニットにおいては、連結配線(26)の接続部(29)を面材(16)の裏面に固定するようにすることもできる。図12は、この発明の床暖房ユニットのさらに別の態様を示した面材の斜視図である。この図12に示したように、面材(16)の切り欠き部(27)を短手方向の両端にまで形成することもできる。これによって切り欠き部(27)に装着する面材ピース(30)は両端が根太(4)に載架されるため、踏み抜きた対して強い強度を付与することができる。なお、面材(16)と面材ピース(30)は図12に示したようにテープ(31)等によって固定することができる。その際には、不陸を防止するために、できるだけ薄いテープ等を使用することが好ましい。
【0039】
図13は、この発明の床暖房ユニットにおける連結配管とその接続部との構成例を示した斜視図である。この図13の例では、蓄熱材固定手段としてのケーシング(22)の一部に接続部としての開孔部(32)を形成し、隣接するユニットの連結配管(25)をこの開孔部(32)に挿嵌するようになっている。また、連結配管(25)には気密クッション材(33)を配してもいる。このような構成により、連結するユニットの短手端面を接合することによって互いの送風手段を簡便かつ確実に連結することが可能となる。連結されたユニット間では、図13に示した矢印方向に送風され、袋体(11)が膨張する。なお、袋体(11)の一部はケーシング(22)に貼着させている。
【0040】
もちろん、この発明は以上の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【0041】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この発明によって、発熱体、蓄熱材、袋体および面材とが一体となった新しい放熱制御型蓄熱床暖房ユニットが提供される。これにより、床暖房システムを容易に、且つ短時間で、さらには安全に施工することが可能となり、施工性の向上が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例である放熱制御型蓄熱床暖房ユニットを例示した断面図である。
【図2】蓄熱材が筐体内に納められていない状態の一例を示した断面図である。
【図3】筐体を根太間に設置した後に蓄熱材を筐体内に納める場合の一実施例を示した斜視図である。
【図4】(a)(b)は、各々、図3の一実施例の平面図および長手方向断面図である。
【図5】この発明の放熱制御型蓄熱床暖房ユニットの別の実施例を示した側断面図である。
【図6】この発明の放熱制御型蓄熱床暖房ユニットを連結した状態を示した平面図である。
【図7】図6の状態の側断面図である。
【図8】図5に例示した床暖房ユニットの平面図である。
【図9】図8のA−A断面図である。
【図10】図8のC−C断面図である。
【図11】この発明の床暖房ユニットの別の態様を示した面材の斜視図である。
【図12】この発明の床暖房ユニットのさらに別の態様を示した面材の斜視図である。
【図13】この発明の床暖房ユニットにおける連結配管とその接続部との構成例を示した斜視図である。
【図14】従来の蓄熱床暖房構造を例示した断面図である。
【図15】従来の放熱制御型蓄熱床暖房構造を例示した断面図である。
【図16】図15の放熱制御型蓄熱床暖房構造における放熱制御手段の別の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
1 断熱材
2 合板
3 床材
4 根太
5 空気層
6 発熱体
7 蓄熱材
8,81 放熱制御手段
9 中仕切り
10,10A,10B 空間
11 袋体
12,12A,12B ダクト
13,13A,13B ファン
14 面体
15 筐体
151 底板部
152 側壁部
16 面材
17 係止部
18 大引き
19 位置固定突部
20 ユニット
21 枠体
22 ケーシング
23 蓋体
24 リブ
25 連結配管
26 連結配線
27 切り欠き部
28 接続部
29 接続部
30 面材ピース
31 テープ
32 開口部
33 気密クッション材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The invention of this application relates to a heat release control type heat storage floor heating unit. More specifically, the present invention relates to a new heat-radiation control type heat storage floor heating system in which a heating element, a heat storage material, and a bag body can be integrally installed in a joist, thereby improving workability. It is about a unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a heating device for a house or the like, a floor heating structure in which a heating element driven by electricity or gas as a driving source is provided below a floor surface is known. There is also known an economical heat storage floor heating structure in which heat generated by a heating element (or a heater) is stored in a heat storage material, and the heat storage element is gradually released to shorten the operation time of the heating element. . In particular, in the case of an electrically driven heating element, there is an advantage that the heat storage material is heated by inexpensive midnight electric power of the electric charge, and the heat storage can be used in the daytime.
[0003]
In this heat storage floor heating structure, as illustrated in a cross-sectional view of FIG. 14, for example, a joist (4) is provided between a heat insulating material (1) provided between large-scale (not shown) and a floor material (3). ) Is interposed to form an air layer (5), and a heating element (6) and a heat storage material (7) are arranged in the air layer (5). The heat of the heating element (6) is stored in the heat storage material (7), and the heat released from the heat storage material (7) heats the floor material (3) as radiant heat through the air layer (5). Has become.
[0004]
However, in the case of the conventional heat storage floor heating structure as illustrated in FIG. 14, since the heat release from the heat storage material (7) cannot be controlled, a constant amount of heat is continuously released even when heating is not necessary. There is a problem that running costs increase. For this reason, it is necessary to always operate the heating element (6) at regular intervals in preparation for necessity, and there is a problem in terms of economy and energy saving measures.
[0005]
Therefore, for example, an airbag or the like is provided below the heating element (6), and the heating element (6) and the heat storage material (7) are moved up and down by adjusting the amount of air supplied into the airbag. A structure has been proposed in which the amount of heat release is controlled by changing the thickness of the air layer (5) (Japanese Patent Laid-Open No. 4-194518). However, although the thermal conductivity of the air layer changes depending on the thickness of the air layer, the amount of the change is not so large, and in the case of the conventional structure, the effect is not sufficiently satisfactory. .
[0006]
Therefore, the inventors of the present invention based on the knowledge of the thermal resistance and heat radiation (heat conductivity) of the closed air layer in order to enable the heat release from the heat storage material to be freely controlled in the heat storage floor heating. We have already developed a heat storage floor heating structure with a heat dissipation control type that realizes a structure in which a low heat radiation material is placed in a closed air layer to suppress heat radiation.
[0007]
In this heat storage floor heating structure, for example, as illustrated in FIG. 15, in the air layer (5) formed between the heat storage material (7) and the floor material (3), An inflatable / shrinkable bag body (11) made of a substance having a high thermal emissivity (for example, various resins and plastic sheets and films), and heat radiation such as aluminum foil and copper foil disposed on the upper upper surface of the bag body (11). A low-efficiency face plate (14) is provided, and a fan (13) connected to, for example, a duct (12) is disposed in the bag body (11) as a blowing means so that air is introduced into the bag body (11). It can be sent in and exhausted.
[0008]
The heat dissipation promotion state and the heat dissipation suppression state related to the heat dissipation control performed in the heat storage floor heating structure having such a configuration will be described.
(Heat dissipation promotion state)
When the fan (13) is operated, air is blown into the space (10) in the bag (11) through the air duct (12), the pressure in the bag (11) increases, and the bag (11) expands. Then, it comes into close contact with the back surface of the flooring (3) above the bag (11). In this state, the air layer formed inside the bag body (11) is formed of a material having a high emissivity on both the upper surface and the lower surface of the air layer. Become smaller. Therefore, the heat radiation from the heat storage material (7) is larger (than in the heat radiation suppression state).
(Heat dissipation suppression state)
When the fan (13) is stopped, the bag (11) collapses due to the weight of the bag (11). In this state, since the air layer formed between the back surface of the flooring (3) and the face body (14) is formed of the face body (14) made of a material having a low emissivity on the lower surface of the air layer, the (radiation suppression state) The thermal resistance of the air layer increases. Therefore, the heat radiation from the heat storage material becomes smaller (as compared with the case where the heat storage is promoted).
[0009]
By switching the states as described above, heat radiation control becomes possible.
In addition, in the example shown in FIG. 15, the surface body (14) having a low thermal emissivity is arranged on the upper outer surface of the bag body (11), but is also arranged on the back surface of the flooring (3). And the same heat dissipation control is possible. If the face body (14) is arranged on each of the upper outer surface of the bag body (11) and the back surface of the floor material (3), the air layer is directly formed on the upper and lower faces of the face body (14). Becomes larger, and the effect of suppressing heat radiation becomes greater.
[0010]
Furthermore, the face body (14) may be disposed on one or both of the upper inner surface and the lower inner surface of the bag body (11). In this case, the face body (14) is disposed on the outer surface of the bag body (11). The relationship between promotion and suppression of heat dissipation is opposite to that in the case. That is, the heat from the heat storage material (7) is promoted by the presence of a material having a high thermal emissivity such as a resin of the bag (11) constituting the lower side of the air layer. When air is blown into the air layer to expand it, the upper side of the air layer is constituted by the low heat emissivity facet (14), so that the thermal resistance is large and the heat radiation is suppressed.
[0011]
On the other hand, as illustrated in FIGS. 16A and 16B, the bag (11) has two upper and lower spaces by a flexible partition (9) made of a material having a high thermal emissivity. 10A) and (10B) can be used. The two spaces (10A) and (10B) are provided with fans (13A) and (13B) for blowing air through ducts (12A) and (12B). To do.
[0012]
In this case, in order to promote the heat radiation from the heat storage material (7), as shown in FIG. 16A, the fan (13A) is turned on, the fan (13B) is turned off, and the heat is passed through the duct (12A). By sending air into the space (10A), the upper outer surface of the bag (11) is brought into close contact with the floor material (3), and the lower outer surface of the bag (11) is brought into close contact with the heat storage material (7). At this time, the middle partition (9) moves downward and comes into close contact with the face body (14) attached to the lower inner surface of the bag body (11). In this state, the space (10A) becomes an air layer for transmitting radiant heat. Since the space (10A) is formed by the bag (11) and the partition (9) having a high heat emissivity, the air (10A) The thermal resistance of the layer is reduced and heat dissipation is promoted.
[0013]
Next, when heat radiation is suppressed, as shown in FIG. 16B, the fan (13A) is turned off, the fan (13B) is turned on, and air is sent into the space (10B). The air in the space (10A) is exhausted through the duct (12A), and the partition (9) moves upward and comes into close contact with the upper side of the bag (11). In this state, the face (14) is exposed to the space (10B), and the space (10B), which is an air layer for transmitting radiant heat, includes a partition (9) having a high heat emissivity and a face (14) having a low heat emissivity. Therefore, the thermal resistance of the air layer increases, and the heat radiation is suppressed.
[0014]
As described above, in the heat storage floor heating structure provided with the heat radiation control means (81), the operation of the fans (13A) and (13B) is operated by the switches installed in the room, so that the heat from the heat storage material (7) is obtained. Release can be controlled.
In this case, only one fan is used, and instead, a four-way valve is used to distribute air from the fan to the ducts (12A) and (12B) by switching the four-way valve. Regarding the disposition position, there are various modes such as sticking below the middle partition (9).
[0015]
In addition, in order to reduce the time for discharging the air in the bag (11) and to reduce the remaining air, there is provided a projection or a spacer member inside the bag (11). There is also.
As described above, the inventors of the present invention have already realized a heat storage floor heating structure having an excellent effect that heat radiation can be freely controlled.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, the heat storage floor heating structure of the heat dissipation control type as described above has a point to be improved with respect to the actual construction.
This is because in this heat storage floor heating structure, a plywood (2) is installed on a large scale (not shown) and a heat insulating material (7) provided therebetween, and a predetermined plywood (2) is placed on the plywood (2). At a position (usually at a pitch of 303 mm), the heating element (6), the heat storage material (7), and the heat dissipation control are placed between the assembled joists (4) on a large scale and on the heat insulating material (7). Bags (11) are sequentially installed, and finally, a floor material (3) is attached. For this reason, there are many construction procedures and it takes a lot of time for construction at present.
[0017]
In addition, a plywood (2) holding the heating element (6), the heat storage material (7), and also the bag body (11) is installed, and a joist (4) is arranged on the plywood (2). Because of this, it is a special construction that requires the placement of plywood (2), compared to the normal floor construction where a joist (4) is arranged directly above the bar, which increases costs and extends the construction period. Is one of the factors.
[0018]
For this reason, realization of easier and shorter time construction of the heat storage floor heating and heat storage floor heating is desired.
The invention of this application has been made in view of the above circumstances, and solves the problems of the prior art, so that a heating element, a heat storage material, and a bag can be integrally installed between joists. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new heat release control type thermal storage floor heating unit capable of improving workability.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
This application solves the above-mentioned problems, as an inflatable shrinkable bag made of a substance having a high heat emissivity, provided with a blowing means and a face having a low heat emissivity, on the back surface of the face material, and a heat storage material. The heating element is sequentially laminated and integrated, and the edge of the face material projects outward from the bag body, the heat storage material and the heating element to form a locking portion, and the bag body on the back face of the face material, heat storage A heat-dissipating-type heat storage floor heating unit (claim 1), characterized in that the material and the heating element are placed between the joists, and the locking portion of the face material is mounted on the upper surface of the joists. .
[0020]
In a preferred embodiment of the unit according to the present invention, the unit has a housing having an upper opening on the back surface of the face material, and a bag, a heat storage material, and a heating element are laminated in the housing (claim 2). One.
In the unit of the first aspect, a frame is provided on the back surface of the face material, and a bag, a heat storage material, and a heating element are stacked in the frame, and a lower opening of the frame is closed by a lid. (Claim 3) is another preferred embodiment.
[0021]
Further, in the unit according to the third aspect, the frame is fixed to the back surface of the face material by the rib of the upper opening, and the frame is provided with heat storage material fixing means, and the heating element is provided on the lower surface of the heat storage material fixing means. (Claim 4) is also a preferred embodiment.
Further, in the unit of the fourth aspect, the rib is preferably formed on the entire periphery of the upper opening of the frame (claim 5).
[0022]
In a preferred embodiment, the lid is a cushion material (claim 6).
Further, in any one of the above-mentioned units, the connecting pipe of the bag blowing means and the connecting wire of the heating element driving source protrude from one end in the longitudinal direction of the unit. In a preferred embodiment, each of the connection portions of the pipe and the wiring projecting from the adjacent unit is provided in the cutout portion (claim 7).
[0023]
In a preferred embodiment of the unit according to the present invention, the face member corresponding to the cutout on the side surface of the unit is detachable (claim 8). Further, in the unit according to the second aspect, the heat storage material is detachable, and a part of the face material is openable and closable. The heat storage material is partially opened so that the heat storage material can be accommodated between the heating element and the bag in the housing (Claim 9), and the heat storage material position fixing means is provided in the housing. Another aspect is that the position of the heat storage material is fixed by the heat storage material position fixing means when the material is placed through the opening of the face material (claim 10).
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings, and embodiments of the present invention will be described in further detail.
[0025]
【Example】
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a unit having the requirements of
For example, in the case of the heat radiation control type thermal storage floor heating unit illustrated in FIG. 1, a housing (15) having an upper opening having a width that can be installed between joists (4) is attached to the back surface of the face material (16). In the housing (15), a heating element (6), a heat storage material (7), and a bag body (11) are sequentially stacked on a bottom plate (151). The bag body (11) is made of a material having a high thermal emissivity provided with a blowing means (not shown) and a plane body (not shown) having a low thermal emissivity, and is housed in a state capable of expanding and contracting. . Further, each of a pair of opposed edge portions of the face material (16) protrudes outward from both side walls (152) of the housing (15), and a pair of locking portions (17) to the upper surface of the joist (4). ).
[0026]
Here, the housing (15) can be made of, for example, resin or metal. On the other hand, the face material (16) may be integrated with the bag (11). In this case, the bag (11) and the face material (16) are separately installed in the housing (15). The face material (16) is placed on the housing (15) such that the bag (11) integrated with the face material (16) fits between the side walls (152) of the housing (15). Can be installed at This can reduce the risk of damaging the bag (15) when installing the face material (16). The integration of the face material (16) and the bag body (11) can be performed by using an attaching means such as an adhesive or a double-sided tape, or by protruding the fin portion of the bag body (11) outward. It can be performed by stapling the portion to the lower surface of the face material (16).
[0027]
In the heat-dissipating-type heat storage floor heating unit having the above-described structure, the housing (15) is accommodated between the joists (4), and the pair of locking portions (17) are each connected to each joist (4). ). The side wall part (152) of the housing (15) also serves as a position guide when it is placed between the joists (4). Therefore, the work can be carried out only by placing the material between the joists (4), and the number of construction steps on site is greatly reduced, so that the work can be carried out easily and in a short time. Further, the bottom plate (151) of the housing (15) replaces the conventionally required plywood (2), so that it is not necessary to construct the plywood (2), and the workability is further improved. .
[0028]
The heat release control in this heat release control type heat storage floor heating unit is performed in the same manner as the heat release control performed in the conventional heat release control type heat storage floor heating structure described above. Although not shown, it is the same as the above-mentioned blowing means and duct (14) comprising a duct and a fan.
By the way, in the heat radiation control type heat storage floor heating unit of the present invention, the heat storage material (7) may be detachable, and a part of the face material (16) may be openable and closable. In this case, after the housing (15) is placed between the joists (4), a part of the face material (16) is opened and the heat storage material (7) is heated by the heating element (6) in the housing (15). And the bag (11) (requirement of claim 9).
[0029]
In this case, the unit (20) in which the heat storage material (7) is not stored in the housing (15) as illustrated in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 (a) and (b). As shown in the above example, after being installed between joists (4), a part of the openable and closable face material (16) is opened, and the bag body (17) located below the face material is removed. Then, the heat storage material (7) is placed on the heating element (6) from the formed opening. Thereby, the heat storage material (7) can be stored after the unit (20) is constructed, and the workability can be further improved.
[0030]
In this case, a heat storage material position fixing means may be provided in the housing (15) (requirement of claim 10). In the example shown in FIG. 4 (b), a position fixing protrusion (19) is provided at a desired installation position of the heat storage material (7) as the heat storage material position fixing means. When it is inserted from the opening of (16), its end hits the position fixing projection (19), and the position is fixed. Therefore, the positioning of the heat storage material (7) can be easily performed. In addition, the displacement of the heat storage material (7) can be prevented, and a particularly effective effect of preventing the displacement can be obtained during an earthquake.
[0031]
Such a position fixing projection (19) may be made of inexpensive material such as wood or resin, and may be shaped like a strip or a block to realize the functions of positioning and preventing displacement. As long as it is optional. It is sufficient that the projections (19) are disposed at both ends of the unit (20). That is, the first sheet of heat storage material (7) is inserted into the position fixing projection (19) at one end (the back side when viewed from the opening), and the second sheet is applied to the first sheet. The first sheet can be stored properly if it is brought into contact with the position fixing projection (19) at the other end on the near side.
[0032]
In an actual construction, for example, when the unit (20) has a size of 9 feet, three heat storage materials (7) are inserted for each unit (20). In addition, the mounting position of the heat storage material (7) may be specified on the upper surface of the bottom plate (151) of the housing (15).
FIG. 5 is a side view showing another embodiment of the heat release control type heat storage floor heating unit according to the present invention, the unit having the requirements of
[0033]
That is, in the floor heating unit illustrated in FIG. 5, a frame (21) is provided on the back surface of the face material (16), and the bag (11) is stored in the frame (21). Further, a casing (22) as a heat storage material fixing means is formed below the bag storage space in the frame (21), and the heat storage material (7) is fixed here. . The heating element (6) is attached to the lower surface of the casing (22), and the lower part of the heating element (6) is closed with a lid (23).
[0034]
As the frame (21), a resin molded product such as polypropylene can be used. The bag (11), the heat storage material (7), and the heating element (6) can use those illustrated in FIG. 1 respectively. Further, as the lid (23), a plate made of the same material as that of the frame (21) can be used, but it is also preferable to use a cushion (a requirement of claim 6). That is, by using the cushion material on the bottom surface of the unit, the variation in joist height is absorbed by the cushion material, so that the unit can be installed horizontally.
[0035]
In the case of the floor heating unit illustrated in FIG. 5, the frame (21) has a rib (24) on the entire periphery of the upper opening, and the rib is fixed by screws or the like. , Is fixed to the back surface of the face material (16).
Further, in the case of the floor heating unit illustrated in FIG. 5, from one end in the longitudinal direction of the unit, the connection pipe (25) of the blowing means of the bag body (11) and the connection wiring of the drive source of the heating element (6). (26) is protruding. A cutout (27) is formed in the face material (16) at the other end of the unit, and the cutout (27) has a connection (28) for a connection pipe (25) from an adjacent unit. And a connection portion (29) for the connection wiring (26). The face material piece (30) is detachably attached to the notch (27).
[0036]
6 and 7 are a plan view and a side sectional view showing a state where adjacent units are connected to each other. Since the connection pipe (25) and the connection wiring (26) are connected in the unit, no member such as a joint box is required.
FIG. 8 is a plan view of the floor heating unit illustrated in FIG. 5, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In addition, D in FIG. 8 indicates a filling region of the heat storage material (7), and E indicates a bag (11) region. 9 and 10 are a sectional view taken along the line AA and a sectional view taken along the line CC of FIG. 8, respectively.
[0037]
The floor heating unit illustrated in FIGS. 5 to 10 is constructed by mounting the locking portion (17) of the surface material on the joist (4) in the same manner as the floor heating unit illustrated in FIG. be able to. In addition, it is preferable that both the fixing portion (17) and the joist (4) of the face material be used in combination with fixing with a screw or a nail and bonding with an adhesive. Floor noise can be prevented by the combined use of such fixation and adhesion.
[0038]
FIG. 11 is a perspective view of a face material showing another embodiment of the floor heating unit of the present invention. As shown in FIG. 11, in the unit of the present invention, the connection portion (29) of the connection wiring (26) may be fixed to the back surface of the face material (16). FIG. 12 is a perspective view of a face material showing still another embodiment of the floor heating unit of the present invention. As shown in FIG. 12, the notch (27) of the face material (16) can be formed to both ends in the short direction. As a result, both ends of the face material piece (30) mounted on the notch (27) are mounted on the joist (4), so that strong strength can be imparted to the stepped-out piece. The face material (16) and the face material piece (30) can be fixed by a tape (31) or the like as shown in FIG. In that case, it is preferable to use a tape or the like that is as thin as possible to prevent unevenness.
[0039]
FIG. 13 is a perspective view showing a configuration example of a connecting pipe and a connecting portion thereof in the floor heating unit of the present invention. In the example of FIG. 13, an opening (32) as a connecting portion is formed in a part of a casing (22) as a heat storage material fixing means, and a connection pipe (25) of an adjacent unit is connected to the opening (32). 32). Further, an airtight cushion material (33) is provided in the connection pipe (25). With such a configuration, by joining the short end surfaces of the units to be connected, it is possible to easily and reliably connect the air blowing means to each other. Between the connected units, air is blown in the direction of the arrow shown in FIG. 13 and the bag body (11) expands. In addition, a part of the bag body (11) is adhered to the casing (22).
[0040]
Of course, the present invention is not limited to the above-described example, and it goes without saying that various aspects are possible in detail.
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a new heat radiation control type heat storage floor heating unit in which a heat generating element, a heat storage material, a bag body, and a face material are integrated is provided. This makes it possible to easily and safely construct the floor heating system in a short time, thereby improving the workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a heat-dissipating-type heat storage floor heating unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a state in which a heat storage material is not stored in a housing.
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment in which a heat storage material is placed in a housing after the housing is installed between joists.
FIGS. 4A and 4B are a plan view and a longitudinal sectional view, respectively, of the embodiment of FIG. 3;
FIG. 5 is a side sectional view showing another embodiment of the heat release control type heat storage floor heating unit of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a state in which the heat radiation control type heat storage floor heating unit of the present invention is connected.
FIG. 7 is a side sectional view of the state of FIG. 6;
FIG. 8 is a plan view of the floor heating unit illustrated in FIG. 5;
FIG. 9 is a sectional view taken along line AA of FIG. 8;
FIG. 10 is a sectional view taken along line CC of FIG. 8;
FIG. 11 is a perspective view of a face material showing another embodiment of the floor heating unit of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view of a face material showing still another embodiment of the floor heating unit of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing a configuration example of a connecting pipe and a connecting portion thereof in the floor heating unit of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a conventional heat storage floor heating structure.
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a conventional heat dissipation control type heat storage floor heating structure.
16 is a cross-sectional view showing another example of the heat radiation control means in the heat radiation control type heat storage floor heating structure of FIG.
[Explanation of symbols]
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