JP3720149B2

JP3720149B2 - 温度調節装置及び温度調節装置の製造方法

Info

Publication number: JP3720149B2
Application number: JP30386096A
Authority: JP
Inventors: 秀記渡辺; 剛仁井上
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: JPH10131390A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲温度を調節する温度調節装置及び温度調節装置の製造方法に関し、特に、室内の床等に配置して室内温度を調節する温度調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室内の床に配置され、床から室内を暖房する床暖房装置が公知である。かかる従来の床暖房装置は、例えば、面状に広がるマット部材（基材）と、このマット部材の略全面に熱媒体としての温水が導入される温水パイプが蛇行して配置されている。
【０００３】
マット部材１０２には、図１０に示すように、温水パイプ１０３が配置される位置に溝１０４が形成されており、温水パイプ１０３がマット部材１０２上から突出しないように構成されている。更に、マット部材１０２には、温水パイプの熱交換を促進するとともに熱をマット部材１０２の全面に均一にする金属箔１０５が配置されている。温水パイプ１０３は、外部の給湯器等の加熱手段に接続されており、加熱された高温の温水が供給され、温水パイプ１０３から温水の熱を放熱して、室内を暖房する構成となっている。そして、温水パイプ１０３の裏面側（溝側）１０６の熱をも伝熱して熱交換を促進するため溝１０４に沿って伝熱シート１０７を配置した構成が公知である。
【０００４】
また、実開昭６１ー１０１３１２号公報には、溝の断面において、その略半分に渡って温水パイプと接触する固定部材（伝熱シート）を設けた構成が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示す従来の伝熱シートにあっては、溝の形状に沿って予め凹状に形成する必要があるため、製造に手間がかかるという問題がある。
【０００６】
また、上述した公報に記載の伝熱シートにあっては、表面板（金属箔）に温水パイプと伝熱シートを載置した後、温水パイプをずらして伝熱シートを密着させ、その後、表面板とともに温水パイプを基材に取り付ける構成であるから、製造が煩雑で、手間がかかるという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、簡易な製造方法で、熱交換を促進することができる温度調節装置及び温度調節装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、断熱性の基材に形成された溝に配置された伝熱管と、基材の一面に設けられ、伝熱管の側面に接触して放熱又は吸熱する熱移動部材と、伝熱管と前記溝の壁面との間に配置された伝熱シートとを備えた温度調節装置において、前記伝熱シートはテープ状に形成されて伝熱管に巻き付けており、伝熱管の曲がり箇所で伝熱管の延出方向に沿って設けた複数の切欠きが伝熱管の周方向に形成されていると共に各切欠きは伝熱シートの幅方向中央部を残して形成してあり、伝熱シートは溝の曲がり部分における内周側で繋がっていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１に記載の発明は、伝熱管に伝熱シートを直接巻き付ける構成であるから、伝熱管を溝に配置した状態で、伝熱管の溝側の熱を熱移動部材に伝熱する。従って、簡易な製造方法で、熱交換を促進することができる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
伝熱シートには、切欠きを形成しているので、伝熱管の曲がり箇所においても容易に且つ確実に伝熱シートを配置することができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面の図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の実施の形態にかかる温度調整装置としての温水暖房装置１０は、温水（例えば、水とエチレングリコール、又は水とプロピレングリコールとの混合液）を熱媒体とし、床に設置されるものである。温水暖房装置１０の温水マット１１は、図１に示すように、床構造２０の上に配置されており、好ましくは、暖房する室内の床面積の５０乃至８０％の範囲で配置される。
【００２３】
ここで、温水マット１１が設置される床構造について説明する。床２１は、いわゆる木造建築の床であり、根太２２が並列に間隔Ｌを開けて配置されており、この間隔Ｌは、通常３０３mmである。根太２２、２２の間には、断熱材２４が配置されており、断熱材の厚みは根太２２の厚みと略同じに設定されている。根太２２の上には、いわゆるステコンパネと呼ばれる合板２６が配置されている。この構造用合板２６の上に、温水マット１１が配置されている。
【００２４】
温水マット１１は、この合板２６の上に配置されていると共に、温水マット１１以外の領域にダミーの合板２８が配置されている。この合板２８は、いわゆるダミーコンパネである。
【００２５】
温水マット１１は、熱媒体としての温水が導入される温水パイプ（伝熱管）１４と、この温水パイプ１４を保持する基材としてのマット１２及び床板（フローリング）を固定するための小根太１６ａ、１６ｂ、及び熱移動手段としてのアルミ箔１８とを備えている。
【００２６】
マット（基材）１２は、断熱材でできており、略１２mmの厚みを有する略長方形形状に形成されており、温水パイプ１４の熱が下方に逃げないようになっている。小根太１６ａ、１６ｂも同様に１２mmの厚みを有しており、温水マット１１上に床板３２をくぎにより打ちつけ可能な構成となって、温水マット１１を設置した上から容易に床板３２を施工できる構成となっている。
【００２７】
マット１２は、温水パイプ１４を所定の位置に保持すれば足り、汎用の断熱パネルやこれに代わる熱伝導部材を用いることもできる。この場合には熱伝導部材の下に断熱材を敷く必要がある。更に、マット１２を用いずに、温水パイプ１４を小根太１６ａ、１６ｂに支持させて固定金具で固定する構成とし、温水パイプ１４間に空気を介在させて熱を伝導する構成としてもよい。
【００２８】
マット１２としては、たとえば、断熱機能を持つ発泡ポリエチレン（たとえば発泡率２０倍）やポリスチレンフォーム等により作られている。
【００２９】
熱媒体としての温水を流す温水パイプ１４は、架橋ポリエチレン管、ポリプロピレン管、ポリブデン管又は金属管が使用されるが、可撓性を有するポリエチレン管等の樹脂材料によれば、マット１２を丸めることができ、搬送に便利である。温水パイプ１４は、断面略円形であり、そのパイプ径は例えば７．２mmである。そして、この温水パイプ１４が保持される埋め込み溝４１（図３参照）は温水パイプ１４の断面形状に対応した形状となっている。
【００３０】
尚、温水パイプ１４は断面形状を楕円形形状とすれば、熱移動部材としてのアルミ箔１８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。
【００３１】
アルミ箔１８は温水パイプ１４及びマット１２を覆う被覆手段であるとともに、温水パイプ１４からの熱を伝え、若しくは熱を保持する役割を有する。したがって、図１に示すように、マット１２の略全面に温水パイプ１４を配置し、全面への熱伝導を行なわない場合には、アルミ箔１８はマット１２の表又は裏の一部にのみ設けてもよい。また、アルミ箔１８の厚みを異ならせてもよい。尚、アルミ箔１８には、好ましくは、図１に示すように、マーキング１８ａがされており、小根太１６ａ、１６ｂの位置を示すものであり、小根太１６ａ、１６ｂの長さに対応して形成されている。このマーキング１８ａは、例えば緑色の線で３０mmの幅で構成されている。
【００３２】
小根太１６ａ、１６ｂは、本実施例では、マット１２の略全面にわたって互いに平行に且つ交互に配列されている。具体的には、マット１２の一辺、即ち、図２において上辺からこれと対向する下辺に対して、複数の小根太１６ａが配列され、これらの小根太１６ａの先端側は、下辺に達しないように一定の間隔を１２ａを開けている。これらの小根太１６ａ同志の間には、図２の下辺からこれに対向する上辺に対して延出するように、小根太１６ｂが互いに平行に配置されている。これらの小根太１６ｂの先端側は、上辺に達しないように配置されている。この小根太１６ａ，１６ｂの寸法は、たとえば、厚みが１２mmで、幅が４５mmである。
【００３３】
伝熱管としての温水パイプ１４は、マット１２に１本のジグザグ状に配置されており、一端部に設けられた入口部１３ａから導入された温水が出口部１３ｂから導出されるようになっている。即ち、図２に示すように、温水パイプ１４の配置状態を模式的に示すように、小根太１６ａ、１６ｂに沿ってマット１２の内側に温水パイプ１４を蛇行して配置しており、マット１２の略全体に渡って温水を循環させている。そして、小根太１６ａ、１６ｂにより規定される各領域には、それぞれ一対の往路管１４ａと復路管１４ｂとが並んで配置されている。
【００３４】
次に、温水パイプ１４の配置について説明する。マット１２の周辺と小根太１６ａ、１６ｂにより規定される領域について、入口部１３ａと、出口部１３ｂとを備えるヘッダー１５を含む領域を導出入領域Ａとし、そこから次第に温水パイプ１４が遠のく領域を循環領域Ｂとし、この循環流域を構成する部分を導出入領域Ａ側から順次第１循環領域Ｃ、第２循環領域Ｄ、第３循環領域Ｅとする。この第３循環領域Ｅでは、温水パイプ１４の往路管１４ａと復路管１４ｂとが切り替わる構成となっており、各領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅでは、往路管１４ａと復路管１４ｂとが並んで配置されており、往路管１４ａと復路管１４とでは向流となるように温水を流している。
【００３５】
即ち、各領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅでは、一対の往路管１４ａと復路管１４ｂとの２本の管を配置するという構成であるから、４本等の多数配置する従来の構成に比較して、伝熱管の配管が少なくて済み、部品点数の削減と、コストダウンが図れる。更に、全体として熱媒体が循環する伝熱管の距離も短くなるとともに、配管の曲げ部分が少なくてすみ、伝熱管を流れる熱媒体の圧力損失が少ない。従って、温水を供給するためのポンプを小さくすることができるとともにポンプ出力を小さくすることができる。また、各領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅでは伝熱管以外のスペースが広く取れるので、上に床板（フローリング）をくぎ等で止める場合にも、謝って温水パイプ１４を破損することを防止できる。
【００３６】
往路管１４ａと復路管１４ｂとは、第１乃至第３循環領域Ｃ、Ｄ、Ｅでは、所定の距離Ｓ１を介して配置されているが、往路管１４ａに導入された温水温度の高い導出入領域Ａでは、往路管１４ａと復路管１４ｂとの間の距離Ｓ２が、Ｓ１よりも狭い寸法で配置されている。従って、導出入領域Ａでは、温水温度の高い往路管１４ａと、循環後に放熱されて温水温度が低くなった復路管１４ｂとの間における熱移動により両者の温度差の均衡を図ることができ、隣あう往路管１４ａと復路管１４ｂとの温度むらを緩和している。更に、往路管１４ａの温水熱が復路管１４ｂに吸熱して両方の管の温度むらを緩和している。結果的に全体として、導出入領域Ａにおける極端な高温を防止し、更に、導出入領域Ａと循環領域Ｂとにおける温度むらをも緩和するものである。特に、各領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅでは往路管１４ａと復路管１４ｂとは対向流となるので熱交換効率が向上する。
【００３７】
次に、伝熱シート４７について説明する。図３に示すように、温水パイプ１４は、マット１２に形成された埋め込み用の溝（以下「溝」とする）４１に嵌め込まれており、温水パイプ１４と溝４１の壁面との間に伝熱シート４７が配置されている。伝熱シート４７は、溝４１に配置される縁部４８とマット１２上に配置されてアルミ箔１８に接触するマット側部４９とを備えており、温水パイプ１４の溝側（裏面側）の熱をアルミ箔１８に伝達する構成となっている。上述したように、マット１２の全面に渡ってアルミ箔１８が配置されており、温水パイプ１４の熱を拡散している。
【００３８】
伝熱シート４７は、図３及び図５に示すように、温水パイプ１４及び溝４１の延出方向に沿って設けられており、溝４１の一方の片側に第１伝熱シート４７ａを配置し、他方の片側に第２伝熱シート４７ｂを配置している。第１伝熱シート４７ａ及び第２伝熱シート４７ｂは、その縁部４８を互いに重ねて溝４１内に配置されているが、それぞれ溝４１内に配置されていればよく、重ねて配置することに限らない。尚、第１及び第２の伝熱シート４７ａ、４７ｂには、それぞれマット１２側に接着材５０が設けられており、ずれないようにしているとともに、温水パイプ１４がマット１２から浮き上がるのを防止している。
【００３９】
温水マット１１の製造方法は、図４に示すように、マット１２上に第１伝熱シート４７ａ及び第２伝熱シート４７ｂをそれぞれ溝４１の片側に配置し且つそれぞれの縁部４８を溝４１の上に位置させる。その状態で、温水パイプ１４を溝４１に押し込む。次に、アルミ箔１８を温水パイプ１４を覆うようにしてマット１２に貼り付ける。即ち、本実施の形態によれば、温水パイプ１４を押し込むだけで、温水パイプ１４と溝４１の壁面との間に伝熱シート４７を介在させることができる。
【００４０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。図示しない温水器から供給された高温の温水は、ヘッダー１５の入口部１３ａから温水パイプ１４の往路管１４ａに流入される。温水の熱は熱伝導によりアルミ箔１８を介して室内の床に向けてしだいに発散され、各領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅを通過した後、第３循環領域Ｅで復路管１４ｂを流れ、出口部１３ｂから導出される。
【００４１】
入口部１３ａから導入された温水は、温水パイプ１４を通過中にアルミ箔１８に伝熱してその熱を拡散して放熱する。従って、温度むらを防止し、温水マット１１の全面に渡って床を略均一に加温する。
【００４２】
一方、温水パイプ１４の熱は、アルミ箔１８に接触する表面側では、温水パイプ１４からの熱が直接アルミ箔１８に伝達される。温水パイプ１８の裏面側、即ち溝４１の壁面側では、アルミ箔１８に直接接触することができないが、伝熱シート４７によりマット１２上のアルミ箔１８に伝達される。従って、熱移動量を多くすることができ、温水パイプ１４の熱を無駄なく、充分に床に伝達することができる。
【００４３】
次に、図６乃至図９を参照して、本発明の他の実施の形態について説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述した実施の形態と同一部分には同一の符号を付することによってその部分の詳細な説明を省略する。
【００４４】
図６に示す実施の形態では、上述した一対の伝熱シート４７ａ、４７ｂに換えて、第１伝熱シート４７ａのみを配置した構成を示すものである。この場合にも上述した実施の形態と同様な効果を得ることができる。更に、その製造方法も図４に示す製造方法において、第１伝熱シート４７ａのみを配置するものであるから、更に製造を容易にできる。
【００４５】
図７及び図８に示す実施の形態では、伝熱シート４７を伝熱管に直接巻き付ける例を示したものであり、温水パイプ１４と溝４１の壁面との間及び、温水パイプ１４とアルミ箔１８との間に伝熱シート４７を介在させて、温水パイプの裏側の熱を表側の熱と共にアルミ箔１８に伝達するものである。この実施の形態では温水パイプ１４に伝熱シート４７を巻き付けるだけであるから、製造が容易である。更に、図７に示すように、温水パイプ１４の曲がり部分には、伝熱シート４７にスリット５１を形成すれば、曲がり部分にも容易に貼り付けることができる。
【００４６】
図９に示す実施の形態では、テープ状の伝熱シート４７を螺旋状に巻き付けたものであり、上述の図７及び図８に示す実施の形態と同様な効果を得られるとともに、更に、製造が容易なものである。
【００４７】
本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、熱媒体として温水を例に用いて説明したが、これに限らず、冷水や気体または他の熱媒体を用いるものであっても同様な効果を得ることができる。
【００４８】
また、温水マット１１は、床に配置される床暖房装置に限らず、天井や壁等に配置されるものであってもよい。天井に設置する際には、熱を伝える空間は室内のみに限らず、その裏側である屋根裏側に設けるようにして、暖房装置としてでなく、屋根裏の結露を防止する装置等として構成することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
【００５０】
【００５１】
請求項１に記載の発明は、伝熱管に伝熱シートを直接巻き付ける構成あるから、伝熱管を溝に配置した状態で、伝熱管の溝側の熱を熱移動部材に伝熱する。従って、簡易な製造方法で、熱交換を促進することができる。
【００５２】
【００５３】
切欠きを形成しているので、温水パイプの曲がり箇所においても容易に且つ確実に伝熱シートを配置することができる。
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる床暖房装置の一部を切断して示す斜視図である。
【図２】図１に示す温水パイプの配管状態を模式的に示す平面図である。
【図３】温水パイプの配管状態を示す断面図である。
【図４】温水マットの製造方法を示す断面図である。
【図５】図３に示す温水パイプと伝熱シートの状態を示す平面図である。
【図６】他の実施の形態による温水パイプの配管状態を示す断面図である。
【図７】他の実施の形態による温水パイプと伝熱シートの状態を示す斜視図である。
【図８】図７に示す温水パイプの配置状態を示す温水マットの断面図である。
【図９】他の実施の形態による温水パイプと伝熱シートの状態を示す斜視図である。
【図１０】従来の温水マットの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０床暖房装置（温度調節装置）
１１温水マット
１２マット（基材）
１４温水パイプ（伝熱管）
１８アルミ箔（熱移動部材）
４１溝
４７伝熱シート
４７ａ第１伝熱シート
４７ｂ第２伝熱シート
４８縁部

Claims

断熱性の基材に形成された溝に配置された伝熱管と、基材の一面に設けられ、伝熱管の側面に接触して放熱又は吸熱する熱移動部材と、伝熱管と前記溝の壁面との間に配置された伝熱シートとを備えた温度調節装置において、前記伝熱シートはテープ状に形成されて伝熱管に巻き付けており、伝熱管の曲がり箇所で伝熱管の延出方向に沿って設けた複数の切欠きが伝熱管の周方向に形成されていると共に各切欠きは伝熱シートの幅方向中央部を残して形成してあり、伝熱シートは溝の曲がり部分における内周側で繋がっていることを特徴とする温度調節装置。