JP3928787B2

JP3928787B2 - 床暖房マット

Info

Publication number: JP3928787B2
Application number: JP2002189154A
Authority: JP
Inventors: 昌宏高谷; 嘉一加藤; 正人土壁
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004028524A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床暖房マットに関し、特に、温水を通水する放熱管から床仕上げ材へ効率良く熱が伝わるように構成したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、床仕上げ材の下側に敷設した床暖房マットにおいて温水を循環させて、その温水の熱により床仕上げ材を加温する温水式の床暖房システムが実用に供されている。ここで、床暖房マットには種々の型式のものが提案されあるいは実用化されているが、その中でも、合成樹脂発泡体（例えば、発泡スチロール）製の板状の本体基材と、本体基材に設けられ温水を通水して床仕上げ材を加温する為の合成樹脂（例えば、架橋ポリエチレン）製の放熱管とを備えた床暖房マットが主流となっている。
【０００３】
図９に示すように、このような床暖房マットにおいては、一般的に、放熱管１０１は本体基材１００に形成された溝部１０２に収容され、これら本体基材１００と放熱管１０１の上面に、熱伝導率の高い金属製（例えば、アルミニウム製）のシート状の薄膜部材１０３が貼り付けられ、この薄膜部材１０３を介して放熱管１０１内の温水の熱が床仕上げ材に伝達される。しかし、このような床暖房マットでは、放熱管１０１と溝部１０２の内周部との接触面積が大きく、放熱管１０１から本体基材１００を介して床下に多く無駄な熱量が放熱されてしまう問題が生じていた。
【０００４】
そこで、特開２００２−８１６６１号公報に記載の床暖房マットにおいては、溝部の内周部に複数の突起部が溝部の長さ方向所定間隔おきに形成されており、溝部に放熱管が収容された状態では、放熱管が複数の突起部で支持される一方で、これら複数の突起部の間で放熱管が溝部と接触せず、熱伝導率の低い空気が介在する断熱隙間が形成されることになる。従って、放熱管と溝部の内周部との接触面積が小さくなり、放熱管から本体基材への放熱量が少なくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の床暖房マットにおいては、本体基材の表面よりも放熱管の頂部が突出しないようにして、本体基材の上に施工した床仕上げ材ががたつくのを防止する必要があるが、本体基材の表面と放熱管の頂部が略同一面になるように本体基材の溝部を形成することは製作上困難であるため、殆どの場合、溝部の深さは放熱管の外径よりも大きくなり、溝部の中に放熱管が完全に収容されてしまう。このような状態では、放熱管と床仕上げ材とが密着しなくなるため、放熱管から床仕上げ材に効率的に熱を伝達することができなくなる。また、前記公報に記載の床暖房マットにおいては、突起部が溝部の長さ方向に所定間隔をおいて形成されているため、突起部の無いところでは放熱管と床仕上げ材との密着状態が悪く、伝熱効率が悪化することになる。
本発明の目的は、放熱管を床仕上げ材に確実に密着させて放熱管から床仕上げ材へ効率よく熱を伝達すること、床下等へ放熱される無駄な熱量を極力抑えること、等である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の床暖房マットは、合成樹脂発泡体製の本体基材と、本体基材に形成された溝部に収容され且つ温水を通水して床仕上げ材を加温する為の合成樹脂製の放熱管とを備えた床暖房マットにおいて、前記本体基材の下端部に複数の凹部が設けられ、前記溝部の底部に、この溝部に沿って延び且つ放熱管を支持する複数の突起部が形成されて放熱管の頂部が本体基材の表面から突出するように構成され、前記突起部の溝部の底部からの高さが放熱管の本体基材の表面からの突出量よりも高くなるように構成され、且つ、本体基材の上に床仕上げ材を施工したときには、突起部が変形して放熱管の頂部が床仕上げ材に密着し放熱管の頂部と本体基材の表面とが略同一面に構成されるとともに、溝部のうちの放熱管の下側に熱伝導率の低い空気が介在する断熱隙間が形成されたことを特徴とするものである。
【０００７】
この床暖房マットは床仕上げ材の下側に敷設され、温水を循環させることにより床仕上げ材を加温する。本体基材は、断熱性の高い発泡スチロール等の合成樹脂発泡体で形成された部材であり、この本体基材には、矩形板状、パネル状、あるいは根太間設置用の細長い板状のものなど、平面的な形状を有する種々の型式のものが含まれる。一方、放熱管は、架橋ポリエチレン等の合成樹脂で形成されており、本体基材に形成された溝部に収容される。この放熱管には室外の熱源機から供給された温水が通水されて、その温水の熱が床仕上げ材に伝達されて床面が加温される。
【０００８】
ここで、放熱管の頂部が本体基材の表面から外側へ突出しているため、床仕上げ材を本体部材の上に施工したときには、放熱管が確実に床仕上げ材に接触することになり、放熱管から床仕上げ材へ効率よく熱を伝達することができる。また、溝部や樹脂管の外径等に多少の製作誤差がある場合でも放熱管と床仕上げ材とが密着しやすくなる。
【０００９】
さらに、溝部の底部のうちの突起部以外の部分と放熱管とが接触せず、放熱管と溝部の内周部との接触面積が小さくなる。つまり、放熱管から本体基材へ放熱される熱量を抑えることができる。さらに、本体基材の下端部に複数の凹部が設けられたので、本体基材と下地合板との接触面積を減らすことができる。また、複数の突起部は溝部に沿って延びているため、特開２００２−８１６６１号に記載の床暖房マットと比較して、放熱管の全長に亙って床仕上げ材との密着状態が良好となるので、放熱管から床仕上げ材へ効率よく熱を伝達することができる。
【００１０】
前述のように、放熱管の頂部は本体基材の表面よりも突出している状態であるが、この状態で床仕上げ材を施工するために床仕上げ材を本体基材に押し付けると、本体基材からその頂部が突出した放熱管も床仕上げ材により溝部側へ押し付けられる。このとき、放熱管を支持する突起部が変形して、放熱管が床仕上げ材に密着した状態で放熱管が溝部に押し込まれるため、温水の熱量を放熱管から床仕上げ材へ効率良く伝達することができるようになる。
【００１１】
ここで、突起部の溝部の底部からの高さは、放熱管の本体基材の表面からの突出量よりも高くなるように構成されているため、床仕上げ材の施工時に放熱管が溝部内に押し込まれて放熱管の頂部と本体基材の表面とが略同一面になった場合でも、放熱管は、溝部の底部と接触せず、溝部のうちの放熱管の下側に熱伝導率の低い空気が介在する断熱隙間が形成されることになるため、放熱管から本体基材へ放熱しにくくなる。
さらに、床仕上げ材が本体基材に略密着するように施工された状態では、放熱管の頂部と本体基材の表面とが略同一面に構成されることになるため、床仕上げ材ががたつくことがない。
【００１２】
請求項２の床暖房マットは、請求項１の発明において、前記放熱管に、熱伝導率の高いテープ状膜材が、その幅の略半分が重複するように螺旋状に巻き付けられたことを特徴とするものである。まず、放熱管にテープ状膜材が巻き付けられたことで、放熱管から床仕上げ材に熱が伝達しやすくなる。さらに、このテープ状膜材が、その幅の略半分が重複するように螺旋状に放熱管に巻き付けられたので、放熱管に巻き付けられた膜材の厚さが均等になり、放熱管の表面に凸凹が生じないため、放熱管と床仕上げ材との密着性を損ねることがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、熱源機から供給された温水により室内の床仕上げ材を加温する温水式床暖房システムに本発明を適用したものである。
図１に示すように、床暖房システム１は、室外に設けられ温水を供給する熱源機２と、床仕上げ材（図２参照）の下側に敷設された床暖房マット３とを備えている。
【００１４】
熱源機２の内部には、特に図示しないが、バーナと、バーナからの燃焼ガスにより温水を加温する熱交換器と、温水を循環させる為のポンプなどが配設されている。熱源機２の下側には、ヘッダーボックス１０が設けられ、このヘッダーボックス１０内に配設された温水ヘッダーからは複数の架橋ポリエチレン製の温水配管１１が分岐しており、これらの温水配管１１を介して、床暖房マット３や温水式エアコン（図示略）等の他の暖房端末と熱源機２との間で温水が循環する。
【００１５】
次に、床暖房マット３について説明する。
図２〜図４に示すように、床暖房マット３は、発泡スチロール製で平面視略矩形状の本体基材１２と、この本体基材１２に形成された溝部２３に収容され且つ温水を通水して床仕上げ材１６を加温する為の架橋ポリエチレン製の放熱管１３とを備えている。
図２、図３に示すように、床暖房マット３は、複数の根太１４の上に配設された下地合板１５と、その表面に床面１６ａが形成された木質の床仕上げ材１６との間に敷設されており、複数の根太１４の間にはポリスチレンフォーム製の断熱材１７も設けられている。さらに、床暖房マット３の周囲には、本体基材１２と略同じ厚さを有し、床仕上げ材１６を載置する面を水平に保つ為のダミー合板１８，１９も敷設されている。
【００１６】
この床暖房マット３の表面には、床仕上げ材１６に均等に熱を伝達する為の熱伝導率の高い金属製（例えば、アルミニウム製）のシート状の薄膜部材２０が貼り付けられている。
図２〜図４に示すように、本体基材１２には複数の木質の小根太２１が一体的に設けられ、これらの小根太２１の間において、溝部２３は連続状且つ蛇行状に形成されている。
【００１７】
一方、放熱管１３も溝部２３と同様に蛇行状に形成され、この放熱管１３には、温水配管１１内に配設された温水供給管１１ａ及び温水戻り管１１ｂ（図１参照）が夫々接続されている。さらに、この放熱管１３には、図５に示すように、架橋ポリエチレン製の放熱管１３から床仕上げ材１６へ熱を伝達しやすくするために、粘着材付きの金属箔（例えば、アルミ箔）からなる、熱伝導率の高いテープ状膜材２２が巻き付けられている。ここで、このテープ状膜材２２は、放熱管１３の表面部に凹凸が生じないようにその巻き付けられた厚さを均等にするため、その幅の略半分が重複するように螺旋状に放熱管１３に巻き付けられている。
【００１８】
図６、図７に示すように、放熱管１３を収容する溝部２３の底部には、この溝部２３に沿って延び且つ放熱管１３を支持する２本の突起部２４が形成されている。溝部２３の底部のうちの突起部２４以外の部分は放熱管１３と接触していない。ここで、本体基材１２の表面から突起部２４の先端までの深さＬは放熱管１３の外径よりも、0.5 〜1.0 ｍｍ程度、小さくなるように突起部２４は形成されている。つまり、図６に示すように、放熱管１３の頂部が本体基材１２の表面から突出することになる。さらに、突起部２４の溝部２３の底部からの高さは、放熱管１３の本体基材１２の表面からの突出量よりも高くなるように構成されている。
【００１９】
従って、図７に示すように、本体基材１２の上に床仕上げ材１６を施工したときには、床仕上げ材１６により放熱管１３が溝部２３へ押し込まれることになるが、このとき、突起部２４が変形して放熱管１３が床仕上げ材１６に密着し、放熱管１３の頂部と本体基材１２の表面とが略同一面に構成される。しかも、突起部２４の溝部２３の底部からの高さが、放熱管１３の本体基材１２の表面からの突出量よりも高くなるように構成されているため、放熱管１３が溝部２３内に押し込まれて放熱管１３の頂部と本体基材１２の表面とが略同一面になったときでも、放熱管１３が溝部２３の底部と接触せず、溝部２３のうちの放熱管１３の下側に熱伝導率の低い空気が介在する断熱隙間２５が形成されることになる。
尚、本体基材１２の下端部には、本体基材１２と下地合板１５との接触面積を減らす為の複数の凹部１２ａも設けられている。
【００２０】
次に、この床暖房マット３の作用について説明する。
図６に示すように、本体基材１２の表面から突起部２４の先端までの深さＬは放熱管１３の外径よりも小さいために、床暖房マット３の本体基材１２の上に床仕上げ材１６を施工する前には、放熱管１３の頂部が本体基材１２の表面から突出した状態である。
【００２１】
この状態から、図７に示すように、床仕上げ材１６を床暖房マット３の上に載置させてから釘等により床仕上げ材１６を小根太２１に固定して、本体基材１２の上に床仕上げ材１６を施工する。この際に、床仕上げ材１６は突出した放熱管１３の頂部を溝部２３内に押し込むことになるが、このとき、溝部２３の底部に形成された突起部２４が変形して、放熱管１３が床仕上げ材１６に密着した状態で放熱管１３の頂部と本体基材１２の表面とが略同一面に構成される。
【００２２】
従って、放熱管１３から床仕上げ材１６に薄膜部材２０を介して効率よく熱が伝達されることになる。このとき、溝部２３のうちの放熱管１３より下側に断熱隙間２５も形成され、この断熱隙間２５には熱伝導率の低い空気が介在することになるので、放熱管１３から本体基材１２へ放熱される熱量が抑えられる。
【００２３】
次に、図９に示すような従来の床暖房マットと、実施形態の床暖房マット３とにおける床上放熱効率（床暖房マットに供給した温水の熱量に対する、床面に伝達され暖房に寄与する熱量の比率）を、実験により求めた結果について述べる。
先ず、従来の床暖房マットにおいて、放熱管の内径５ｍｍ（外径７．２ｍｍ）、本体基材の厚さ１２ｍｍ、薄膜部材の厚さ４０μｍ、供給温水温度６０℃、床仕上げ材の厚さ１２ｍｍ、下地合板の厚さ１２ｍｍ、断熱材の厚さ５０ｍｍとしたときに、床面の平均温度は３３℃程度となり、このときの床上放熱効率は７３％程度となった。
【００２４】
一方、実施形態の床暖房マット３において、放熱管１３、本体基材１２、床仕上げ材１６、下地合板１５、断熱材１７の各仕様は従来の床暖房マットと同じとし、放熱管１３には、厚さ２５μｍのアルミ箔とＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルムからなるテープ状膜材２２を巻き付け、供給温水温度を従来よりも１０℃低い５０℃としたときに、床面１６ａの平均温度が従来と略同じ３３℃程度となったが、このときの床上放熱効率が８２％程度となり、床下等に無駄に放散される熱量が１０％近くも減少することが確認された。
【００２５】
以上説明した床暖房マット３によれば、次のような効果が得られる。
１）本体基材１２の表面から突起部２４の先端までの深さＬは放熱管１３の外径よりも小さいために、放熱管１３の頂部が本体基材１２の表面から突出するので、床仕上げ材を本体部材の上に施工したときには、放熱管１３が確実に床仕上げ材１６に密着して、放熱管１３から床仕上げ材１６に薄膜部材２０を介して効率よく熱が伝達されることになり、暖房開始直後の床面の温度上昇が速くなって即暖性も向上する。さらに、溝部２３や放熱管１３の外径等に多少の製作誤差がある場合でも放熱管１３と床仕上げ材１６とが密着しやすくなる。
【００２６】
２）２本の突起部２４は、溝部２３の底部において、この溝部２３に沿って延び放熱管１３を支持するように形成されたので、溝部２３の底部のうち、突起部２４以外の部分は放熱管１３と接触せず、放熱管１３と溝部２３の内周部との接触面積が小さくなる。つまり、放熱管１３から本体基材１２へ放熱される熱量を抑えることができる。
【００２７】
３）本体基材１２の上に床仕上げ材１６を施工したときに、突起部２４が変形して放熱管１３の頂部が床仕上げ材１６に密着し、放熱管１３の頂部と本体基材１２の表面とが略同一面に構成されるので、放熱管１３の頂部が床仕上げ材１６に確実に密着して放熱管１３から床仕上げ材１６へ熱が効率良く伝達するし、床仕上げ材１６ががたつかないように施工することもできる。また、突起部２４の溝部２３の底部からの高さが放熱管１３の本体基材１２の表面からの突出量よりも高くなるように構成されており、放熱管１３が溝部２３内に押し込まれて放熱管１３の頂部と本体基材１２の表面とが略同一面になったときに、溝部２３のうちの放熱管１３の下側に熱伝導率の低い空気が介在する断熱隙間２５が形成されるため、放熱管１３から本体基材１２へ放熱しにくくなり、熱源機２のランニングコストを低減することも可能になる。
【００２８】
４）放熱管１３に熱伝導率の高いテープ状膜材２２が巻き付けられたので、放熱管１３から床仕上げ材１６に熱が伝達しやすくなるし、このテープ状膜材２２が、その幅の略半分が重複するように螺旋状に巻き付けられるため、放熱管１３に巻き付けられた膜材２２の厚みが均等になり、放熱管１３の表面に凸凹が生じないため、放熱管１３と床仕上げ材１６との密着性を損ねることがないし、床仕上げ材１６の施工時には、放熱管１３を確実に溝部２３内に押し込むことができる。
【００２９】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］図８に示すように、本体基材１２Ａの溝部２３Ａの底部に連なり溝部２３Ａに沿って延びる凹溝３０を形成し、本体基材１２Ａの表面から溝部２３Ａの底部までの深さＬ' が放熱管１３の外径よりも小さくなるように構成してもよい。この場合でも、前記実施形態と同様に、床仕上げ材１６の施工前の状態では、放熱管１３の頂部は本体基材１２Ａの表面よりも突出しており、本体基材１２Ａの上に床仕上げ材１６を施工したときには、凹溝３０が変形して放熱管１３が床仕上げ材１６に密着し、放熱管１３の頂部と本体基材１２Ａの表面とが略同一面に構成される。また、溝部２３Ａのうちの放熱管１３の下側に断熱隙間２５Ａも形成される。従って、前記実施形態と略同様の効果が得られる。
【００３０】
２］小根太２１の上面が本体基材１２の上面よりも少し（例えば、0.5 〜1.0 ｍｍ程度）低くなるように構成してもよい。このように構成することで、床仕上げ材１６の施工前の状態では、放熱管１３の頂部が小根太２１よりも突出することになり、床仕上げ材１６を小根太２１に固定して床仕上げ材１６を施工したときには、放熱管１３の頂部が床仕上げ材１６に確実に密着することになる。
【００３１】
３］床仕上げ材１６の施工時に、放熱管１３が溝部２３内に押し込まれる際、放熱管１３により溝部２３の底部が容易に変形するような弾力性を有する材質で本体基材１２を構成した場合には、溝部２３自体の深さを放熱管１３の外径よりも小さくなるようにすることで、突起部２４を省略することもできる。
４］本体基材１２としては、シート状、パネル状、あるいは根太間設置用の細長い板状のものなど、平面的な形状を有するものであれば、種々の型式のものを使用できる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、放熱管の頂部が本体基材の表面から突出するように構成されたので、床仕上げ材を本体部材の上に施工したときには、放熱管が確実に床仕上げ材に接触することになり、放熱管から床仕上げ材へ効率よく熱を伝達することができる。さらに、暖房開始直後の床仕上げ材の温度上昇が速くなり即暖性が向上する。また、溝部や樹脂管の外径等に多少の製作誤差がある場合でも放熱管と床仕上げ材とが密着しやすくなる。
【００３３】
さらに、溝部の底部に、この溝部に沿って延び且つ放熱管を支持する複数の突起部が形成されたので、溝部の底部のうち、突起部以外の部分と放熱管とが接触せず、放熱管と溝部の内周部との接触面積が小さくなる。つまり、放熱管から本体基材へ放熱される熱量を抑えることができる。
さらに、本体基材の下端部に複数の凹部が設けられたので、本体基材と下地合板との接触面積を減らすことができる。
【００３４】
さらに、本体基材の上に床仕上げ材を施工したときに、突起部が変形して放熱管が床仕上げ材に密着し、放熱管の頂部と本体基材の表面とが略同一面に構成されるので、放熱管が床仕上げ材に確実に密着して放熱管から床仕上げ材へ熱が効率良く伝達するし、床仕上げ材ががたつかないように施工することもできる。また、突起部の溝部の底部からの高さが放熱管の本体基材の表面からの突出量よりも高くなるように構成されているため、床仕上げ材の施工時に放熱管が溝部内に押し込まれて放熱管の頂部と本体基材の表面とが略同一面になったときに、溝部のうちの放熱管の下側に熱伝導率の低い空気が介在する断熱隙間が形成されるため、放熱管から本体基材へ放熱しにくくなり、熱源機のランニングコストを低減することも可能になる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、放熱管に熱伝導率の高いテープ状膜材が巻き付けられたので、放熱管から床仕上げ材に熱が伝達しやすくなるし、このテープ状膜材が、その幅の略半分が重複するように螺旋状に巻き付けられるため、放熱管に巻き付けられた膜材の厚さが均等になり、放熱管の表面に凸凹が生じないため、放熱管と床仕上げ材との密着性を損ねることがないし、床仕上げ材の施工時に放熱管を確実に溝部内に押し込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る床暖房システムの全体構成図である。
【図２】床暖房マット及びその周辺の各種床材の斜視図である。
【図３】図２の一部拡大断面図である。
【図４】床暖房マットの概略平面図である。
【図５】シート状膜材が巻き付けられる状態の放熱管の斜視図である。
【図６】図４の一部拡大断面図（床仕上げ材施工前）である。
【図７】図４の一部拡大断面図（床仕上げ材施工後）である。
【図８】変更形態の図６相当図である。
【図９】従来の床暖房マットの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
３床暖房マット
１２，１２Ａ本体基材
１３放熱管
１６床仕上げ材
２２テープ状膜材
２３，２３Ａ溝部
２４突起部

Claims

合成樹脂発泡体製の本体基材と、本体基材に形成された溝部に収容され且つ温水を通水して床仕上げ材を加温する為の合成樹脂製の放熱管とを備えた床暖房マットにおいて、
前記本体基材の下端部に複数の凹部が設けられ、
前記溝部の底部に、この溝部に沿って延び且つ放熱管を支持する複数の突起部が形成されて放熱管の頂部が本体基材の表面から突出するように構成され、
前記突起部の溝部の底部からの高さが放熱管の本体基材の表面からの突出量よりも高くなるように構成され、且つ、本体基材の上に床仕上げ材を施工したときには、突起部が変形して放熱管の頂部が床仕上げ材に密着し放熱管の頂部と本体基材の表面とが略同一面に構成されるとともに、溝部のうちの放熱管の下側に熱伝導率の低い空気が介在する断熱隙間が形成されたことを特徴とする床暖房マット。
前記放熱管に、熱伝導率の高いテープ状膜材が、その幅の略半分が重複するように螺旋状に巻き付けられたことを特徴とする請求項１に記載の床暖房マット。