JP3929851B2 - 床暖房用放熱板ブロック、および床暖房用放熱板ブロックの敷設方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床暖房用放熱板ブロック、および床暖房用放熱板ブロックの敷設方法に関する。さらに詳しくは、均一加熱が可能な床暖房用放熱板を構成する放熱板ブロック、およびこの床暖房用放熱板ブロックを用の敷設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅、幼稚園、保育園、病院、養護施設、ホテル、商業ビルなどの構築物の居住快適性を向上させる手法の一つとして、床暖房技術が普及してきている。この床暖房技術では、電気ヒータ方式に比べ熱効率、保守・維持経費、安全性に優れることから、床面に配設した加熱流体用チューブに、温水などの流体を通過させて床面を暖める温水方式が主流をなしている。従来、この方式の床暖房方式では、板状の樹脂発泡成形品製の基板の一方の面に刻設した溝に、加熱流体用チューブを埋設し、その表面をアルミニウム箔などの金属箔を貼着した構造の放熱板（パネル）が広く採用されている。
【０００３】
この放熱板は、従来は広い面積とした板状基板に刻設した溝に、連続した加熱流体用チューブを往管（行き管）と復管（戻り管）とを、相互に隣接させて埋設した構造のものが提案されていた（例えば、実開平２−６７８０８号公報参照）。この構造の放熱板は、その面積が広くなると加熱流体用チューブが長くなり、製造、梱包、保管、運搬、施工性などの観点から種々の不都合があった。これを改良したものとして、折畳み可能な構造の放熱板が提案された（実開平５−２７５１４号公報、特開平１１−１４１８９９号公報などを参照）。しかし、折畳み可能な構造の放熱板は施工性は改良されても、敷設場所の面積に適合した広さのものを、都度製造する必要があるほか、梱包、保管、運搬などにおける不都合は解消されなかった。
【０００４】
敷設場所の面積に応じて放熱板の面積を自在に変えることができる放熱板として、小面積の基板を２列に配列して組合せて長尺ブロックの一単位とし、長尺ブロックも一方の列の基板に加熱流体用チューブの往管（行き管）を、他方の列の基板に加熱流体用チューブの復管（戻り管）を連続させて埋設し、表面に金属箔を貼着した放熱板ブロックが提案されている（特開２００２−１１５８５８号公報の図１参照）。この公報に記載の放熱板ブロックでは、長さは小面積の基板の組合せ数を選ぶことにより、幅は長尺ブロック単位の組合せ数を選ぶとによって、それぞれ変えることができるので、面積の異なる種々の敷設場所に対応することができる。
【０００５】
しかし、ブロックの長さが長くなると、往管（行き管）の加熱流体入口部分と復管（戻り管）の加熱流体出口部分とでは、温度差が顕著になる。放熱板全体の温度を均一に維持するには、加熱流体用チューブに流す加熱流体の流量・流速を変えることによって可能となるが、加熱流体循環装置が大がかりになり、コストが嵩むという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、加熱流体循環装置を大がかりにせず、放熱板の不均一な加熱斑を解消することについて、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明の目的は、次のとおりである。
１．組合せて大面積の放熱板にすることが可能で、均一な放熱ができる放熱板ブロックを提供すること。
２．上記放熱板ブロックを使用して、均一な放熱ができる床暖房用放熱板の敷設方法を提供すること。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、第１発明では、小面積の基板を複数枚組合せ二列に配列して長尺ブロックとし、長尺ブロックの一方の列の基板に加熱流体用チューブの往管を、他方の列の基板に加熱流体用チューブの復管を連続させて埋設し、表面に金属箔を貼着してなる床暖房用放熱板ブロックにおいて、往管入口部分の基板表面には厚さが３０〜８０μｍの薄いアルミニウム箔が貼着され、復管出口部分の基板表面には厚さが８０〜２００μｍの前者より厚いアルミニウム箔が貼着されてなることを特徴とする、床暖房用放熱板ブロックを提供する。
【０００８】
また、第２発明では、小面積の基板を複数枚組合せ二列に配列して長尺ブロックとし、長尺ブロックの一方の列の基板に加熱流体用チューブの往管を、他方の列の基板に加熱流体用チューブの復管を連続させて埋設し、表面に金属箔を貼着してなる床暖房用放熱板ブロックを敷設するにあたり、加熱流体の往管入口部分には厚さが３０〜８０μｍの薄いアルミニウム箔が貼着された基板を配置し、加熱流体の復管出口部分には厚さが８０〜２００μｍの前者より厚いアルミニウム箔が貼着された基板を配置することを特徴とする、床暖房用放熱板ブロックの敷設方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、ブロックを構成する小面積の基板は、発泡樹脂製板状体、木製合板などの中から選ばれる。特に、断熱性、加工性などの観点から、発泡樹脂製板状体が好ましい。発泡樹脂製板状としては、硬質ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体、架橋ポリエチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、架橋ゴム発泡体、非架橋ポリエチレン発泡体、ポリ酢酸ビニル発泡体、非架橋ゴム発泡体、高密度ポリエチレンポリスチレン混合物発泡体などが挙げられる。基板は、厚さが８〜３０mm、幅が２０〜４０cmで、長さが６０〜２００cmの範囲で選ぶことができる。基板の種類には特に制限がないが、短尺基板(a)と、幅を短尺基板の幅と同じとし、長さを短尺基板の二倍とした長尺基板(b)の二種類にすると、製造する基板の数を少なくすることができ、製造、梱包、運搬、保管などが容易となり、好ましい。
【００１０】
小面積の基板には、表面または裏面の一方に、長さ方向に沿って一本または複数本の埋設溝を刻設する。この埋設溝は、加熱流体用チューブ（以下、単に「チューブ」と記載することがある）を埋設させるものであり、埋設溝の数は基板の幅に応じて、埋設溝の深さは、チューブの外径（例えば７．２mm）と同じ寸法、または僅かに大きくすることが好ましい。埋設溝の形状は、長さ方向に対し直角の横断面がＵ字形をなすようにすると、チューブの埋設作業、放熱効率の観点から好ましい。
【００１１】
本発明の第１発明に係る床暖房用放熱板ブロックにおいては、小面積の基板を複数枚、その長さ方向に二列に配列して組合せて一単位の長尺ブロックとする（後記、図１参照）。複数枚連結して各種の所定単位長さ、例えば、施工現場で慣用的に使われる１８０cm（約６尺）、２７０cm（約９尺）、３６０cm（約１２尺）、４５０cm（約１５尺）などの長尺ブロックとする。ブロックを形成するに際しては、厚さ、幅が同じで長さが同じ基板、または幅が同じで長さの異なる基板を組合せる。組合せる基板の数は、用いる基板の長さ、設定するブロックの長さにもよるが、それぞれの列で１〜４個、かつ、合計で３個以上とするのが好ましい。基板の数が多すぎると、基板と基板との端部または側部での連結作業が煩雑となる。連結方法には、埋設溝を一方の面に位置させるように配置する以外は特に制限がなく、任意の方法によることができる。
【００１２】
基板の埋設溝にチューブを埋設する方法としては、(1)敷設現場とは異なる工場などで、基板を二列に配列して組合せて長尺ブロックの一単位を形成した後、各基板の埋設溝にチューブを埋設をする方法、(2)敷設現場とは異なる工場などで、あらかじめ基板のそれぞれにチューブを埋設しておき、敷設現場で基板を複数枚連結しつつ敷設する際に、各基板のチューブ端部を連結具で繋ぎ長尺ブロックの一単位とする方法、(3)敷設現場で、基板を二列に配列して組合せて長尺ブロックの一単位を形成した後、各基板の埋設溝にチューブを埋設する方法、のいずれの方法で行ってもよいが、上記(1)の方法が敷設作業者の負担が少なくなり、好ましい。
【００１３】
基板を二列に配列して組合せた一単位の長尺ブロックに、加熱流体用チューブを埋設するに際しては、ブロックの一方の基板群の列に、加熱流体の往管（行き管）、他方の基板群の列に加熱流体の復管（戻り管）とし、チューブが列の端部（往管、復管が配置されている位置と反対側）に配置される基板間で連接するか（後記、図１参照）、または、特開２００２−１１５８５８号公報の図１されているように、Ｕターンさせて埋設する。
【００１４】
加熱流体用チューブとしては、例えば架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、銅管、アルミニウム管などが挙げられる。建造物が構築されている地域、床暖房用放熱板の設置場所、放熱板の厚さ、加熱流体の種類、適用温度などにより適宜の太さのチューブが用いられるが、通常は外径が５〜２０mm、内径が３〜１７mmの範囲で選ばれる。
【００１５】
本発明の第１発明に係る床暖房用放熱板ブロックは、長尺のブロックの加熱流体用チューブが埋設された面に、金属箔が貼着されている。貼着される金属箔は、加熱流体用チューブを流れる加熱流体からの熱を放熱させるものである。金属箔としては、アルミニウム箔、錫箔、ステンレススチール箔などが挙げられるが、製造の容易さ、コストなどの観点から、アルミニウム箔が特に好ましい。金属箔の厚さは、薄すぎると強度が十分でなく、厚すぎると重量増加、コスト高の原因となるので、１０〜５００μｍの範囲で選ぶのが好ましい。
【００１６】
本発明の第１発明に係る床暖房用放熱板ブロックにおいては、加熱流体用チューブの往管（行き管）入口部分の基板表面の金属箔を薄くし、復管（戻り管）出口部分の基板表面の金属箔を厚くすることが必要である。すなわち、金属箔の厚さが増すに従い蓄熱量が増大することに着目してなされたものであり、チューブの往管（行き管）の特に入口部分の基板では、金属箔を薄くすることによって、加熱流体から高い温度の熱は金属箔を蓄熱されることがなく直ちに放出される。一方、復管（戻り管）の特に出口部分の基板では、温度が低下した加熱流体からの熱を厚くした金属箔で蓄熱し、放熱するものである。金属箔の厚さを変えることによって、加熱流体用チューブの往管（行き管）の入口部分の基板表面温度(T1)と、復管（戻り管）の出口部分の基板表面温度(T2)との差を、最小にすることができる。
【００１７】
チューブの埋設面に貼着する金属箔の厚さは、金属の種類、放熱板ブロックの長さ（大きさ）、チューブに流す加熱流体の温度、流速などにより異なり、金属箔表面温度を、遠赤外写真、サーモグラフィーなどで測定する実験を重ねて決定することができる。例えば、外径が７．２mm、内径が５mmのチューブを埋設し、ブロックの一方の列の加熱流体の往管（行き管）入口に配置した基板表面に４０μｍのアルミニウム箔を貼着し、他方の列の加熱流体の復管（戻り管）の出口部分の基板表面に１５０μｍのアルミニウム箔を貼着し、６０℃の温水を１リトッル／分の速度で３０分以上循環させ、金属箔表面温度をサーモグラフィーで測定し、温度に依存する着色状態を観察して、アルミニウム箔の厚さの適否を判定することができる。
【００１８】
加熱流体の往管（行き管）入口部分に配置した基板表面の金属箔を薄くし、加熱流体の復管（戻り管）出口に配置した基板表面の間に配置される基板表面の金属箔の厚さは、加熱流体の流れに沿って漸次厚くするのが好ましい。しかし厚さの異なる金属箔を貼着した基板を作成することは、極めて繁雑となる。発明者の実験によれば、往管（行き管）入口部分に配置する基板には、例えば厚さが３０〜８０μｍアルミニウム箔を貼着し、復管（戻り管）出口部分に配置する基板には、例えば厚さが８０〜２００μｍアルミニウム箔を貼着し、両者の間に配置する基板には、例えば１００μｍアルミニウム箔を貼着することによって、十分に目的を達成することが分かった。
【００１９】
次に、本発明の第２発明に係る床暖房用放熱板の敷設方法について説明する。放熱板の敷設にあたっては、往管の入口部分に薄い金属箔を貼着した基板を、復管の出口部分に厚い金属箔を貼着した基板を配置して形成した放熱板ブロックを用い、設置する場所の大きさに応じて適宜長さの放熱板ブロックを組合せ、床暖房用の大面積の放熱板とする。
【００２０】
複数（単位）の放熱板ブロックを組合せて広い面積とする際には、各放熱板ブロックの往管（行き管）を加熱流体の供給主管にそれぞれ接続させ、また各放熱板ブロックの復管（戻り管）を加熱流体の戻り主管にそれぞれ接続させて配置する。このように、各放熱板ブロックの往管を、加熱流体の加熱装置を装備した加熱流体循環装置の加熱流体の供給主管に接続させ、各放熱板ブロックの往管を加熱流体の戻り主管に直結させ、加熱流体循環装置に戻して加熱して供給主管から供給する。
【００２１】
本発明に係る床暖房用放熱板ブロックでは、放熱板ブロックの一単位を形成する基板の数が増えると、供給する加熱流体の温度低下に基づく放熱量の低下が放熱板ブロックの一単位内で起こる。しかし、本発明に係る床暖房用放熱板ブロックは、一単位の放熱板ブロック内で流れるチューブの長さが、例えば、実開平５−２７５１４号公報、特開平１１−１４１８９９号公報に記載されている放熱板に比べて大幅に短く、加熱流体の温度低下が少なく、複数の放熱板ブロック間の温度斑を小さくすることができる。加えて、チューブ埋設面に金属箔を貼着しており、加熱流体の往管（行き管）入口部分の金属箔を薄くし、復管（戻り管）の出口部分の金属箔を厚くしているので、両者の温度差を極めて小さくすることができる。
【００２２】
本発明に係る床暖房用放熱板ブロックの敷設は、根太を使用した床、束立て法によった床、ツーバイフォー床組法によった床、梁床組法によった床、スラブ床面、またはその上に敷いた下地合板の上などのいずれにも敷設することができる。放熱板を敷設した後は、放熱板の上に適宜表装材を被着する。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。図１は、本発明に係る放熱板ブロックを５個配列して放熱板を敷設した状態を示す平面略図である。
【００２４】
図１において、１、２、３、４、５は小面積の基板であり、基板１、２、３、４、５を図に示したように二列に配列して長尺ブロックＣの一単位とされている。図１では、５個のブロックによって広い面積の放熱板とした例である。１０は加熱流体用チューブ、６、９は分岐ヘッダであり、７、８はチューブ連結具である。なお、図１では、加熱流体用チューブは一単位の長尺ブロックにのみ配置した例を記載し、残りの長尺ブロックへの記載を省略した。
【００２５】
分岐ヘッダ６は、加熱流体の往管（行き管）入口部分の分岐ヘッダであり、図１では、図示されていない加熱流体供給主管からの加熱流体を入口部分チューブＡ、分岐ヘッダ６を経由して３本のチューブに分岐する例を示している。長尺ブロックＢの一単位を循環した３本の流体チューブからの加熱流体は、分岐ヘッダ９でまとめられ、復管（戻り管）出口部分Ｂを経由して、図示されていない加熱流体戻し主管に戻される。
【００２６】
図１では、チューブはチューブ連結具によって繋いだ例を示したが、チューブ連結具を使用せずに、例えば、特開２００２−１１５８５８号公報の図１に示されているように、長尺ブロックＣの一単位に連続したチューブを埋設することができることは、前記したとおりである。
【００２７】
本発明に係る放熱板ブロックでは、表面に金属箔を貼着する。この際、往管入口部分の基板１の表面に貼着する金属箔は４０μｍ程度に薄くし、復管出口部分の基板５の表面に貼着する金属箔は、例えば１５０μｍ程度に厚くする。この間に配置される基板２、基板３および基板４の表面に貼着する金属箔は、例えば１００μｍ程度の両者のほぼ中間の厚さにするのが好ましい。
【００２８】
＜実験例１＞
厚さ１５mm、幅３０cmの硬質ポリウレタン発泡体から、長さ１２０cmで、幅３０cmの基板１、基板２および基板４を調製し、同種の硬質ポリウレタン発泡体から、長さ６０cmで、幅３０cmの基板３、基板５を調製し、図１に示したように配置した長尺ブロックの一単位を構成した。基板の表面に刻設したチューブ埋設用溝に、内径が５mm、外径が７．２mmの架橋ポリエチレンチューブを埋設した。基板１には厚さが４０μｍのアルミニウム箔を、基板５には厚さが１５０μｍのアルミニウム箔を、基板２、基板３および基板４には厚さが１００μｍのアルミニウム箔を貼着した。この長尺ブロックを、温度１５℃に調節した実験室の板張りの床面上に配置した。チューブの往管の入口部分から、６０℃に調節した温水を、１リットル／分の割合で３０分間供給し、サーモグラフィーでアルミニウム箔の表面温度を測定したところ、加熱流体の往管（行き管）の入口部分の温度(T1)と、復管（戻り管）の出口部分の温度(T2)との差は１．５℃であり、(T1)と(T2)との差は小さかった。
【００２９】
＜実験例２＞
上の例で、長尺ブロックを構成する複数の基板の全てに、厚さが４０μｍのアルミニウム箔を貼着した長尺ブロックを調製した。この長尺ブロックに、上と同じように６０℃に調節した温水を、１リットル／分の割合で３０分間供給し、サーモグラフィーで表面温度を測定したところ、加熱流体の往管（行き管）の入口部分の温度(T1)と、復管（戻り管）の出口部分の温度(T2)との差は５℃であり、差は大きかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
１．本発明の第１発明に係る放熱板ブロックは、厚さの異なる金属箔の貼着によりブロック自体の放熱量が均斉化され、均一加熱体を形成する。
２．本発明の第１発明に係る放熱板ブロックは、一単位の面積が従来の放熱板（例えば、実開平５−２７５１４号公報、特開平１１−１４１８９９号公報など参照）に比較して、梱包、保管、運搬、施工性などでの取り扱い性に優れる。
３．本発明の第１発明に係る放熱板ブロックは、組合せる基板の数を変えることによって、面積が異なる種々の設置場所に容易に対応することができる。
４．本発明の第２発明に係る敷設方法によって大面積に敷設した放熱板は、温度斑のない均一放熱加熱が可能である。
５．本発明の第２発明に係る敷設方法によって敷設した放熱板は、ブロック単位での交換、補修が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る放熱板ブロックを５個配列して放熱板を敷設した状態を示す平面略図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５：基板
６、９：分岐ヘッダ
７、８：チューブ連結具
１０：チューブ
Ａ：加熱流体入口部分チューブ
Ｂ：加熱流体出口部分チューブ
Ｃ：放熱板ブロック

Claims (3)

1. 小面積の基板を複数枚組合せ二列に配列して長尺ブロックとし、長尺ブロックの一方の列の基板に加熱流体用チューブの往管を、他方の列の基板に加熱流体用チューブの復管を連続させて埋設し、表面に金属箔を貼着してなる床暖房用放熱板ブロックにおいて、往管入口部分の基板表面には厚さが３０〜８０μｍの薄いアルミニウム箔が貼着され、復管出口部分の基板表面には厚さが８０〜２００μｍの前者より厚いアルミニウム箔が貼着されてなることを特徴とする、床暖房用放熱板ブロック。
2. 小面積の基板を複数枚組合せ二列に配列して長尺ブロックとし、長尺ブロックの一方の列の基板に加熱流体用チューブの往管を、他方の列の基板に加熱流体用チューブの復管を連続させて埋設し、表面に金属箔を貼着してなる床暖房用放熱板ブロックを敷設するにあたり、加熱流体の往管入口部分には厚さが３０〜８０μｍの薄いアルミニウム箔が貼着された基板を配置し、加熱流体の復管出口部分には厚さが８０〜２００μｍの前者より厚いアルミニウム箔が貼着された基板を配置することを特徴とする、床暖房用放熱板ブロックの敷設方法。
3. 複数の放熱板ブロックの加熱流体用チューブ往管を加熱流体供給主管に、加熱流体用チューブの復管を加熱流体戻し主管にそれぞれ接続させる、請求項２に記載の床暖房用放熱板ブロックの敷設方法。

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