WO2010067638A1 - 電気温水循環床暖房システム - Google Patents

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WO2010067638A1
WO2010067638A1 PCT/JP2009/060536 JP2009060536W WO2010067638A1 WO 2010067638 A1 WO2010067638 A1 WO 2010067638A1 JP 2009060536 W JP2009060536 W JP 2009060536W WO 2010067638 A1 WO2010067638 A1 WO 2010067638A1
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WO
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water
pipe
connection port
floor heating
box
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Application number
PCT/JP2009/060536
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English (en)
French (fr)
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櫻庭高光
井浦奉昭
Original Assignee
株式会社 テスク
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    • F24D13/02Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the present invention relates to a floor heating system of an electric heating type hot water floor circulation used for indoor heating.
  • FIG. 7 is a typical hot water floor heating system cited as Patent Document 1
  • FIG. 7 (A) is a schematic layout diagram of the floor heating system
  • FIG. It is peripheral device arrangement explanatory drawing.
  • the forward header 102 and the return header 103 having a plurality of connection plugs are also connected to a metal radiator in each room having a gate valve and an air vent valve for each unit, and the floor panel 109 And a radiator are used for room heating at a standard water pressure of 0.9 MPa.
  • a gate valve 116 is connected between the heat source device 101 and the outgoing header 102, a water supply valve 108 is directly connected to the heat source device 101 directly from the tap water, and a recovery pipe between the heat source device 101 and the return header 103.
  • Gate valves 116 and 116 ′ are arranged in 107, and water filling and air venting of the hot water floor heating system closes the gate valve 116 ′ and connects a work circuit connection plug (not shown) of the forward header 102. Open (close the connection plug of the non-working circuit), close all the connection plugs of the working circuit of the return side header 103, and connect the tip of the recovery pipe 107 connected to the return side header 103 of the working circuit to a conventional pressure pump.
  • the water faucet 115 and the water supply valve 108 are opened and water is supplied.
  • the operation is carried out from the first floor to the upper floor every circuit, the water is filled in the pipe of the system, and the air vent valve is automatically operated. ( Air flows out from (not shown).
  • the pressure in the system is loaded and adjusted by the pressure gauge 110, and the air vent valve is arranged at the highest position of the piping in the system.
  • FIG. 8 is a system diagram of the hot water circulation indoor floor heating system distributed in the pamphlet cited as Non-Patent Document 1, and has a heating laying area of 4 to 10 tatami mats and outputs.
  • the circulation pump 203, the electric heater 202, the air vent valve 204, and the electric cross cheese 205 are connected by piping in a box 201 having a width and height of 305 mm and a thickness of 92.5 mm.
  • the storage box 201 is covered with an operation panel equipped with electric operation switches, temperature control, and temperature display, and the storage box 201 is surrounded by a forward header 210, as shown in the figure.
  • the return side header 211, the gate valve 214, the expansion tank 207, the water filling water supply valve 215, and the gate valve 216 are connected through a metal pipe 213.
  • the return side header 211, the gate valve 214, the expansion tank 207, the water filling water supply valve 215, and the gate valve 216 are connected through a metal pipe 213.
  • the switch built-in type has three stages of temperature switching, the high temperature setting is 55 ° C to 70 ° C, the medium temperature setting is 45 ° C to 60 ° C, and the low temperature setting is 35 ° C to 50 ° C.
  • a pressure reducing valve 206 having a check valve for controlling the water pressure (standard: 0.6 MPa) to 0.1 MPa or less is disposed between the electric cross cheese 205 and the gate valve 214 so that the amount of water in the system is reduced. When it drops due to evaporation or the like, the system automatically supplies water and operates at a maximum water pressure of 0.25 MPa.
  • water filling and air venting are performed by opening the connection plug 208 of the circuit that operates the forward header 210 and the return header 211 (others are closed), and the gate valves 214 and 216 are opened. If the water supply valve 215 directly opened from tap water is opened and water is injected and filled in the system, the air in the system flows out from the air vent valve 204, and the pressure in the system is adjusted by a pressure gauge.
  • the tank 207 is a reflex sealed expansion tank (manufactured by Morinaga Engineering Co., Ltd., model number N-12) with a capacity of 12 liters (L) of expansion water accompanying a rise in temperature, a diameter of 272 mm, and a height of 315 mm. is there.
  • the heat loss by the heat radiation in the middle of piping becomes large.
  • the heat source device 101 shares the hot water supply to the radiator (a conventional metal heat radiating panel) with the hot water supply to the heating floor panel 109, the appropriate temperature 60 of the radiator is also supplied to the floor panel 109. Because floor heating exceeds an appropriate temperature (standard: 35 ° C) due to the supply of °C ⁇ 70 °C, there is a fear that residents may suffer from “cracking” and “red cracks” due to room drying, and low temperature burns. There is.
  • the electric system automatically supplies water when the circulating water in the system is reduced
  • the rust generated in the system is long between the electric cross cheese 205 and the pressure reducing valve 206 because the water flow is stopped for a long time.
  • floating substances intrude and cause a failure in the pressure reducing valve 206 and the electric cloth cheese 205, and there is a problem in automatic water supply when necessary.
  • the present invention solves or improves these problems all at once, provides a small heater unit box with a small space and no need for equipment and piping in the periphery, and has a good mounting workability.
  • the present invention provides a hot water floor heating system capable of reducing the cost and providing a durable and resident-friendly temperature environment.
  • the electric heating type hot water circulation type indoor floor heating system is a system in which a small heater unit box 1 is arranged correspondingly to a conventional hot water circulation type floor heating panel 9 as shown in FIG. 2, the heater unit box 1 houses the hot water circulation function by connecting the air separation pressure tank 2, the circulation pump 3, the pipe heater 4, and the water-filled joint 6 with the pipes P2 to P7 of the rubber pipe 5A.
  • the return side header 7B is connected and stored at the front end of the inlet side pipe P2, and the forward side header 7A is connected and housed at the front end of the outlet side pipe P7.
  • the return side header 7B communicates with the circulation pipe 9A of the floor heating panel 9 through the return pipe R.
  • the meaning of “small” of the heater unit box 1 is not the large type that centrally heats the entire building or all the rooms of the house as in the conventional example 1, but the heating floor area that can be arranged corresponding to each living room.
  • This is a type that operates with a small output power of about 1 kW to 3 kW with about 6 to 10 tatamis, and belongs to the type of Conventional Example 2.
  • the floor heating panel 9 used for connection to the heater unit box 1 is a conventional hot water circulation type floor panel used in the conventional example 1, for example, a floor heating panel manufactured by Sunbot Corporation (JLP series (trade name) )), Corona Co., Ltd., soft panel (trade name), color metal panel (trade name), Mitsubishi Electric's floor panel, etc. may be selected and used.
  • the rubber pipe 5A for connecting each device in the heater unit box 1 only needs to be able to absorb the increase in the pressure in the system during the operation of the system, and is typically ethylene-propylene having a wall thickness of 3 mm and an inner diameter of 14 mm.
  • This is a rubber tube of rubber (EPDM).
  • the rubber pipe 5A has excellent durability, heat resistance, cold resistance and solvent resistance, is lightweight and flexible, and increases in expansion pressure due to warming of water during operation.
  • the pressure burden of the air separation pressure tank 2 that absorbs the minute is reduced by the expanded diameter of the rubber pipe 5A.
  • the circulation pump 3, the pipe heater 4, and the forward and return headers 7A and 7B constituting the heater unit box may be prepared with conventional products, and the circulation pump 3 may be a conventional resin electromagnetic pump or a metal.
  • a circulating pump may be used, and the pipe heater 4 may employ a plurality of 1 kw exothermic SC heaters (trade names) manufactured by Thermal Engineering Co., Ltd., which are excellent in energy saving, according to the heating capacity.
  • the water-filled joint 6 may be used by assembling with a ball valve and cheese, which are conventionally used, but typically, the small-sized and excellent workability developed by the inventors of the present application is shown in FIG. The water-filled joint 6 shown in FIG.
  • the air separation pressure tank 2 functions as an expansion tank and an air separator in the conventional examples 1 and 2, and is a novel tank shown in FIG.
  • the size of the water can be determined based on the amount of water refluxed in the floor heating system at room temperature, the amount during heating, and the amount of separated air, as long as it can be incorporated into the compact heater unit box 1.
  • a plastic resin blow-molded product having a general wall thickness of 1.5 mm has a length (L2) of 140 mm, a width (W2) of 50 mm, and a height (h2) of 88 mm, as shown in FIG. Box-shaped, with an internal capacity of 0.57 L (liters), approximately 4 times the explosion occurrence strength at high pressure in the circulation system, and safe operation up to 3 kw corresponding to a floor heating area of 26 m 2 is possible. It is what.
  • the heater unit box 1 since one heater unit box 1 is small and has a small area (standard: 6 to 16 tatami mats), heating operation can be performed for each room, and the heater unit box 1 In the event of a malfunction, it is possible to avoid stopping the heating of all rooms in the house. And since the heater unit box 1 containing a heating part can be arrange
  • connection pipe of each apparatus in the heater unit box 1 is the rubber pipe 5A, the damage of the apparatus by generation
  • the rubber pipe 5A exerts an elastic expansion action, it exerts the action of reducing the pressure load on the air separation pressure tank 2 even when the water pressure rises due to the heat expansion of the water volume during system operation, and the heater unit box 1 helps to improve durability and safety.
  • the small heater unit box 1 contains a boiler function, a hot water circulation function, an air separation function, an expansion water absorption function, a water filling air venting function, and a hot water collecting function, Only the connection between the floor heating panel 9 and the forward header 7A and the return header 7B in the heater unit box 1 is sufficient, and the arrangement of the floor heating system is easy.
  • the floors of the respective rooms which have substantially no thermal energy loss, can be removed from the existing all-room and all-room heating system. Switching to heating can be done easily. Therefore, the present invention provides an electrically heated floor heating system that is small in size, can be easily attached, has high thermal efficiency, is excellent in durability, and is inexpensive.
  • the heater unit box 1 employed in the present invention has a lid-shaped operation panel 1A detachably fitted to a box-shaped storage box 1B, a width X1 of 250 to 350 mm, and a height Y1. Is preferably a small square box having a depth of 450 to 550 mm and a depth Z1 of 100 to 150 mm.
  • the operation panel 1C is fitted in the fitting hole H2, and the intake vent 1E and the exhaust vent 1F are perforated in the operation panel 1A. And what is necessary is just to fit in the storage box 1B with the surrounding protrusion side 1S, and to screw-fasten.
  • the heater unit box 1 containing the hot water circulation function unit is a small rectangular box shape, for example, as shown in FIG. 1, it can be arranged in a fitting form from the wall surface Ws into the wall.
  • the heater unit box 1 can be installed along the wall surface Ws, and can be installed indoors.
  • the heater unit box 1 can be installed indoors as a box with functional beauty that does not have protrusions on all four sides. Provided is an indoor heating system that does not get in the way, and that the necessary maintenance can be easily and freely performed by attaching and detaching the operation panel 1A, and has a functional beauty.
  • the water-filled joint 6 of the present invention is a steel pipe T-shaped as shown in FIG. 3B, and is provided with a rubber pipe 5A connecting portion 6D at both ends of the straight portion 6E, and the center of the straight portion 6E.
  • the ball valves 6A and 6A ′ connected to the union portion 6B are provided with an on-off valve Ha for opening and closing a conventional water path, and a screw portion that is screwed into the union portion 6B is provided at the base end.
  • the one provided with the screw insertion hole Hc may be adopted.
  • the water-filled joint 6 of the present invention connects two connecting devices, two cheeses, and one ball valve, which have been conventionally employed by those skilled in the art, by a complicated manual operation using a piping member. Since the water-filled member that has been reduced in size and size into one water-filled joint 6, the heater unit box 1 can be downsized. Then, water filling into the system is performed by connecting the forward pipe S and the return pipe R in the heater unit box 1 to the floor panel 9, and as shown in FIG.
  • a conventional pressure-feed pump unit equipped with a water-receiving connector 10E is used, and the water-feeding connector 10D and the lower ball valve 6A of the water-filled joint 6 are connected to the upper side of the water-receiving connector 10E and the water-filled joint 6. If the ball valve 6A 'is connected, the on-off valve Hb of the branch portion 6C is closed, and the required head HL is maintained and filled with water in the path from the ball valve 6A' to the water receiving connector 10E, the water pressure is reduced to a predetermined level. Can easily fill the system with water.
  • the air separation pressure tank 2 of the present invention is made of translucent plastic and includes a lower side 2D, a front side 2F, a rear side 2B, an upper side 2T, and both side sides 2L and 2R, as shown in FIG.
  • the upper side 2T has a box shape that is continuous with the front side 2F at the front inclined side Sf and the rear side 2B at the rear side inclined side Sb.
  • the connection port J2 is provided in the part
  • the connection port J3 is provided in the rear part of the upper side 2T
  • the two blades 2A and 2A 'inclined and raised rearward are formed between the two sides 2L and 2R, and the front blade 2A.
  • the rear blade 2A ′ is disposed at a position corresponding to the rear side of the front side connection port J1 at the lower side and the position corresponding to the lower side of the upper side connection port J2 at the upper side.
  • the level positions are displayed in advance on the side edges 2L and 2R of the translucent air separation pressure tank 2, it is advantageous because the water level can be seen through during the water filling operation.
  • the air separation pressure tank 2 of the present invention is a pressure tank that secures a safety factor that is four times the explosion occurrence strength at the time of high pressure in the circulation system under the proposition that the conventional air vent valve and safety relief valve are unnecessary.
  • the air separation pressure tank 2 of the present invention when the heater unit box 1 is used as a horizontal type, has a water level surface at room temperature with an inflow connection port J1 and an outflow port.
  • the water level surface at room temperature as shown in FIG. 6 (D).
  • the inflow connection port J3 and the outflow connection port J2 are used by filling with water as wL 1 where the water is submerged.
  • the air separation pressure tank 2 of the present invention has a box shape with flat sides 2L and 2R as a whole, the air separation pressure tank 2 can be mounted on the flat surface in the storage box 1B in a vertical arrangement or a horizontal arrangement. However, it can be mounted compactly in a small space, and the functions of the expansion tank and the air separator in the conventional examples 1 and 2 can be achieved both in the vertical arrangement form of FIG. 6D and in the horizontal arrangement form of FIG.
  • the heater unit box 1 can be miniaturized.
  • the two front and rear inclined blades 2A, 2A ′ are controlled to circulate water that enters the pressure tank 2 by rapidly decreasing the flow velocity from the inflow connection port J3 or J1 when used vertically or horizontally.
  • the separation action of air can be promoted, and the separated air can be collected and accumulated in the air zone Za in the tank 2.
  • the air separation pressure tank 2 is translucent, the internal water level surface can be visually observed, and water filling and replenishment operations are easy.
  • the front and rear blades 2A and 2A ' have the same inclination angle of 30 °, as shown in FIG. 6C, and the front blade plate 2A and the rear blade plate.
  • 2A ′ maintains the front-rear distance Da, and the front blade 2A has a front end below the connection port J1, a rear end above the connection port J1, and the rear blade 2A ′ has a front end at the center of the connection port J2. It is particularly preferable that the position and the rear end are above the connection port J2.
  • a conventional peacock valve may be adopted as the valve 8 itself.
  • the water flow from Fin to Fout is from the upper flow F1 and the upper flow F1 of the front blade 2A inclined at 30 °.
  • the low-speed turbulent flow that is divided into the lower flow F2 that generates turbulence at a reduced speed, and the air separated by the lower flow F2 rises from the blade interval Da, and similarly, the lower flow F2 and the upper flow F1 have an interval Da. Therefore, the flow of water in the tank is divided again into the upper flow F3 and the lower flow F4 of the rear blade 2A ′. It flows while being separated and raised.
  • the air separation pressure tank 2 is used vertically (use of the form of FIG. 2), as shown in FIGS. 3A and 6D, the water flow from Fin to Fout has a 60 ° inclined form.
  • the flow is divided into the lower flow F2 and the upper flow F1 of the rear blade 2A ′, becomes a low-speed turbulent flow behind the blade 2A ′, and flows while raising and separating the underwater air a.
  • the same angle inclination of the front and rear blades 2A and 2A ′ is advantageous for generation in a turbulent flow control mode that promotes air separation, and the blades 2A and 2A ′ can be easily disposed and constructed.
  • the existence of the interval Da between them promotes the occurrence of turbulent flow and the effect of separating and raising air. Therefore, one air separation pressure tank 2 is a pressure tank that exhibits an effective air separation action regardless of whether it is used horizontally or vertically.
  • the air separation pressure tank 2 has the front side 2F on the upper side and the rear side 2B on the lower side.
  • the pipe heater 4 is connected to the connection port J3 of the upper side 2T via the water-filled joint 6, the forward header 7A is connected to the connection port J2 of the rear side 2B, and the evaporation to the connection port J1 of the front side 2F
  • a valve 8 for water replenishment is preferably arranged.
  • path connections between the connection port J3 and the water-filled joint 6, between the connection port J2 and the forward header 7A, and between the connection port J1 and the valve 8 are connected by an ethylene-propylene (EPDM) rubber pipe 5A.
  • EPDM ethylene-propylene
  • the air separation pressure tank 2 has a water level on the water level surface wL 1 at room temperature (standard: 15 ° C.) and a water level at 50 ° C. heating.
  • the inflow water (Fin) from the connection port J 3 becomes the outflow water (Fout) from the connection port J 2, and the flow velocity rapidly decreases in the tank 2.
  • the turbulent flow of the upward flow F1 and the downward flow F2 with respect to 2A the air bubbles in the water are separated and raised to the sealed air area Za at the top of the tank 2 closed by the valve (peacock valve) 8 Hot water that does not contain air can be circulated from the side header 7A into the floor panel 9.
  • the air separation pressure tank 2 of the present invention is used in a vertical arrangement, the function of the sealed expansion tank and the air separator of the conventional example 1 (FIG. 7) is exhibited, and the air vent valve of the conventional example 2 (FIG. 8).
  • the function of 204 and the expansion tank 207 is exhibited, and the heater unit box 1 can be miniaturized.
  • the air separation pressure tank 2 has an upper side 2T as shown in FIG.
  • the upper side and the lower side 2D are arranged on the lower side
  • the pipe heater 4 is connected to the connection port J1 of the front side 2F via the water-filled joint 6,
  • the forward side header 7A is connected to the connection port J2 of the rear side 2B
  • the upper side 2T It is preferable to arrange a valve 8 for replenishing evaporated water at the connection port J3.
  • the lower area of the connection port J3 of the tank 2 becomes the sealed air area Za by sealing the connection port J3 of the upper side 2T with air.
  • the air separation pressure tank 2 has a circulating water level of wL 1 at normal temperature (15 ° C.) and wL 1 at the time of warming (standard: 50 ° C.).
  • the circulating inflow water (Fin) from the pipe heater 4 flows into the tank 2 from the connection port J1 through the water filling joint 6, and the inflowing water whose flow velocity is suddenly reduced is the front vane.
  • the air bubbles in the running water are separated and raised by 2A in the upper flow F1 and the lower flow F2, and the rear blade 2A 'is also divided into the upper flow F3 and the lower flow F4 and is generated from the flowing water.
  • the rear blade 2A ' While separating and raising the air bubbles to the sealed air area Za at the upper part of the tank, it becomes circulating outflow water (Fout) and is supplied from the connection port J2 on the rear side 2B to the forward header 7A.
  • connection port J3 on the upper side 2T is closed by a valve (peacock valve) 8, and the maximum heat expansion pressure of circulating water is less than or equal to the explosion expansion value (standard: 1/4 explosion pressure value) Therefore, even if the air separation pressure tank 2 is used in a horizontal arrangement as shown in FIG. 6C, the function of the sealed expansion tank and the air separator of the conventional example 1 (FIG. 7) is exhibited. In addition, the functions of the expansion tank 207 and the air vent valve 204 of the conventional example 2 (FIG. 8) are exhibited, and the heater unit box 1 can be downsized.
  • the output of the pipe heater 4 is set within the range of 1 kw to 3 kw, the system internal pressure is maintained at 0.01 to 0.03 MPa, and the heating temperature is set to 36 ° C. to 46 ° C. It is preferable to operate by adjusting and controlling every 2 ° C. within the above range.
  • the output of the pipe heater 4 may be selected and adopted from 1 to 3 pipe heaters for 1 kw, and the floor heating area is 10 m 2 (6 tatami) at 1 kw and 17 m 2 (10 tatami) at 2 kw.
  • one tatami means one floor panel having a width of 850 mm, a length of 1700 mm, and a thickness of 1 mm, and the floor panel 9 is arranged at a distance of about 300 mm from the wall surface.
  • the pressure in the system is applied to the pipe (transparent pipe) 10B that connects the water receiving connector 10E and the ball valve 6A ′ as shown in FIG. 3C when water is filled in the water filled joint 6 of the present invention.
  • the water pressure of the filling water in the system can be set, and normal temperature (standard: 15 ° C) water can be filled in the system with a head height HL of 1 m.
  • the internal pressure of the system becomes 0.027 MPa when heated at 50 ° C.
  • the heating temperature can be controlled by (1) 36 ° C to 38 ° C, (2) 38 ° C to 40 ° C, (3) 40 ° C to 42 ° C, and (4) 42 ° C. Display 6 steps on the operation panel 1C, up to 44 ° C, (5) 44 ° C to 46 ° C, and (6) 46 ° C to 48 ° C, and the user can adjust the temperature in 6 steps on the operation panel 1C. good.
  • the warm water floor heating system of the present invention can provide heating that is gentle to the human body by selecting a temperature with a wide range and a small temperature difference for the user, and the hot water circulation system is 0.01 to 0.03 MPa, which is a conventional example ( Conventional example 1: 0.9 MPa, Conventional example 2: 0.25 MPa), so that the pressure load of the air separation pressure tank 2 during operation can be reduced, and the risk of explosion can be suppressed and connected. Leakage of water at the section can be suppressed, and the operation is gentle to the equipment, and the durability of the equipment is improved. Therefore, the heating system of the present invention provides a floor heating system that is friendly to the consumer, is small in size, easy to install and maintain, does not impair the appearance of the room, and has excellent durability.
  • the compact heater unit box 1 can be disposed close to the floor heating panel 9, and the heat loss due to heat dissipation from the piping in the path from the heating unit (heat source unit) to the floor panel as in the conventional floor heating system is reduced. For example, even if heat is dissipated from the inner and outer conduits of the heater unit box 1, heat is dissipated into the room, and the floor heating system is substantially free of heating heat loss.
  • the heater unit box 1 Since there is no piping such as under the floor, inside the wall, or ceiling as in the conventional system, the heater unit box 1 can be easily and freely arranged on the necessary part, and the piping work can be performed at the floor heating panel 9 in the adjacent position. And, it is only the route connection work with the short outgoing pipe S and the return pipe R between the outgoing header 7A and the return header 7B in the heater unit box 1, so that the construction of the floor heating system is easy.
  • the heater unit box 1 since all the functional parts of the floor heating system are housed in the heater unit box 1, there is no protrusion of the equipment around the heater unit box 1, unlike the conventional floor heating system, and it is safe to handle. Even if the heater unit box 1 is a box having a functional beauty even if it is arranged indoors in the vicinity of the floor heating panel 9, it becomes an indoor heating system having an excellent design effect. Moreover, since the rubber pipe 5A is used for the path connection in the heater unit box 1, the pressure increase caused by the heated and expanded circulating water is absorbed by the path rubber pipe 5A together with the air separation pressure tank 2, and the safety of the air separation pressure tank 2 is increased. Guarantee sex.
  • FIG. 4D is an explanatory diagram of a vertically arranged state. It is explanatory drawing of the prior art example 1, Comprising: (A) is a system system
  • FIG. 10 is a system diagram of Conventional Example 2.
  • the heater unit box 1 is a housing in which a hot water heating function including a heater, a circulation pump, and the like of an electric hot water circulating floor heating system is housed in a housing, and is adjacent to a floor heating panel (floor panel) 9 in a vertical direction. Arrangement or lateral arrangement is used, and it consists of a housing (box) for storing the main body and various devices to be stored.
  • 5A and 5B are exploded explanatory views of the vertically arranged casing, in which FIG. 5A is a perspective view of the operation panel 1A, FIG. 5B is a vertical sectional view taken along line BB of FIG. It is a perspective view of 1B.
  • the casing of the heater unit box is made of a 1.2 mm thick steel plate, and includes an operation panel 1A in the form of a lid and a rectangular box 1B with one side open.
  • the operation panel 1A is as shown in FIG. 5 (A).
  • the protruding side 1S with a depth Ls of 20 mm protrudes from the peripheral edge of the front plate 1K having a width X1 of 305 mm and a height Y1 of 505 mm, and the front plate 1K has a height of 20 mm and an inlet of 75 mm in width at the bottom.
  • Ventilation vents 1E are drilled at three locations with a spacing of 15mm, the upper part is a 5-stage exhaust ventilation vent 1F group at 15mm intervals in the height direction, the center is a large-diameter 13mm hole group and a large-diameter hole.
  • a hole group with a medium diameter of 9 mm is arranged above and below, a hole group with a small diameter of 5 mm is arranged above and below the medium diameter hole group, and a projection for disposing the operation panel 1C as shown in FIG.
  • a two-stage mounting hole H2 having a height of 40 mm and a length of 130 mm provided with a piece 1M is drilled.
  • Long hole H4' diameter 15mm of paid box 1B for insertion of the screw insertion hole (diameter 4 mm) for mounting H1 and the wire cord is obtained by drilled.
  • the storage box 1B has a width X1 ′ of 300 mm, a height Y1 ′ of 500 mm, a depth Z1 ′ of 130 mm, an upper plate 1T, a lower plate 1U on both sides of the bottom plate 1D, and both sides.
  • a rectangular box provided with plates 1L and 1R and having an open front surface for fitting the operation panel 1A.
  • the side plates 1L and 1R are screwed in alignment with the screw insertion holes H1 of the protruding sides 1S on both sides of the operation panel 1A.
  • a hole H1 ′ is perforated, and a long hole H4 having a diameter of 15 mm for inserting a wire cord corresponding to the long hole H4 ′ of the operation panel 1A is disposed above the lower screw insertion hole H1 ′.
  • FIG. 6A and 6B are explanatory views of the structure of the air separation pressure tank 2.
  • FIG. 6A is an overall perspective view
  • FIG. 6B is a front view of FIG. Line longitudinal cross-sectional view
  • (D) is an explanatory view of the action in the vertical arrangement.
  • the air separation pressure tank 2 of the present invention is a novel tank that does not require an expansion tank, an air separator, a drain valve and a safety valve in a conventional hot water circulating floor heating system, and is used for 1 to 3 kW floor heating hereinafter. An embodiment of the air separation pressure tank 2 will be described.
  • the air separation pressure tank 2 is a translucent plastic resin blow molded product having a general wall thickness of 1.5 mm. As shown in FIGS. 6B and 6C, the lower portion has a length L2 of 140 mm and a height h3. It has a box shape of 70 mm and a width W2 of 50 mm, and the upper part is a truncated pyramid shape with a width W3 of the upper side 2T of 38 mm, a length L3 of 70 mm, and a height h4 of 18 mm.
  • the front side 2F and the rear side 2B Is 31 mm (d5) above the lower end, at the center of the width, and at the upper side 2T, at the center of the width W3, at a position 55 mm (L5) from the rear side 2B, each having an outer diameter of 17 mm and a wall thickness of 2 mm.
  • the connection ports J1, J2 and J3 protrude, and on the outer periphery of each connection port J1, J2 and J3, there are two rings 2G (width: 1 mm, protrusion height: 0.5 mm) for holding and fitting the rubber pipe 5A. They are arranged at intervals.
  • the front slat 2A has a width W5 of 35 mm, a thickness of 6 mm, and is inclined and raised rearward.
  • the front end is arranged with a distance L6 of 25 mm from the front side 2F and a height h5 of 23 mm from the lower side 2D.
  • the side slats 2A ′ have a width W6 of 30 mm, a thickness of 6 mm, and an inclination that rises 30 ° rearward.
  • the front end has a distance L5 of 55 mm from the rear side 2B and a height h6 of 38 mm from the lower side 2D.
  • the internal capacity of the air separation pressure tank 2 is 0.57 liters.
  • the air separation pressure tank 2 when used sideways, as shown in FIG. 6 (C), the water level surface wL 1 , the water capacity is 0.31 L (liter), and the air volume is normal (15 ° C.) water.
  • the inflow water Fin flows in from the front side connection port J1 at a flow rate of 0.78 m / s at a volume (volume of the space zone Za) of 0.26 L, and is slow at a flow rate of 0.11 m / s below the front blade 2A.
  • the flow F2 becomes the flow F1, the flow F1 on the upper side of the blade 2A has a lower flow velocity than the lower flow F2, the water and air are separated, and the air reaches the upper air zone Za.
  • the unseparated air at the front slat 2A has a low flow F4 of 0.06 m / s below the rear slat 2A ', and the circulating water has two sheets with a distance Da between the front and rear.
  • the slanted blades 2A and 2A ′ are separated and stirred into low-speed flows of F1, F2, F3, and F4 to completely separate the air in the water.
  • the circulating water expanded at a high temperature (standard: 50 ° C.) has a water level of wL 2 but is operated with the connection port J3 of the upper side 2T closed by the peacock valve 8 via the rubber pipe 5A.
  • the pressure air of Za can be maintained at an allowable pressure (0.03 MPa) or less (standard: 0.01 to 0.027 MPa).
  • the front side 2F is disposed on the upper side, and the inflow water Fin flows in from the connection port J3 of the upper side 2T. Te, effluent Fout next from the connection port J2 of the rear side 2B, at normal temperature, i.e. the water level surface at the start of operation a wL 1, tank 2 having an inner volume of 0.57L, the water capacity 0.26 L, space If the volume (air amount) is 0.31 L and the heating / heating temperature reaches 50 ° C., the water level reaches wL 2 .
  • the inflow water (Fin) of 0.78 m / s in the system abruptly decreases the flow velocity in the tank 2 and hits the rear blade 2A ′ in the rising form with a steep slope (60 °) backward.
  • the low-speed flow 0.15 m / s of the upper flow F1 and the lower flow F2 guided by the blade 2A ′, and the air is separated by agitating the flow at the front and rear sides of the blade 2A ′. It becomes pressure air (standard: 0.027 MPa or less) in the air region Za.
  • the circulation pump 3 employs a conventional resin electromagnetic pump because the hot water pipe of a conventional floor heating panel employed as the floor panel 9 is made of plastic resin or copper pipe.
  • Resin electromagnetic pumps are inexpensive, lightweight, and easy to carry and mount. With the product number D5-32 / 700B manufactured by Langpump GmbH (Germany), the maximum diameter is 80 mm and the height is 82 mm. It is small and can change the flow rate in 5 steps according to the floor panel area, and since there is no shaft and the blades float and rotate, the noise is as quiet as 17-20db, and switching between DC-100V and 200V is possible. The running cost is low. Since the upper part and the lower part can be separated, maintenance can be performed without disassembling the surrounding piping.
  • the pipe heater 4 is an SC made by Thermal Engineering Co., Ltd., which is an energy saving type with a high power density of 30 w / cm 2 and thermal efficiency of 95%, in which an insulating layer, a conductive layer, and a heat insulating insulating layer are thermally sprayed on a stainless steel pipe.
  • Adopt a heater (trade name).
  • One pipe heater 4 of 1 kw has an outer diameter of 15.83 mm, a length of 280 mm, and a thickness of 2 mm. The outer circumference of both ends is roughened by sandblasting to prevent the rubber pipe 5A from being pulled out. Use. If a heat insulating material having a thickness of 20 mm is coated on the outer periphery of the pipe heater 4, the heat generation effect is improved. In addition, what is necessary is just to use the number of adoption according to heating capability (1-3 kW).
  • the piping pipe 5A forms the flowing water paths P2 to P7 in the heater unit box 1, and is excellent in durability, heat resistance, cold resistance, solvent resistance, light weight and flexibility.
  • An ethylene-propylene rubber (EPDM) rubber pipe with a wall thickness of 3 mm and an inner diameter of 14 mm is used.
  • the rubber pipe 5 ⁇ / b> A has an action to absorb elastically even if the circulating water in the system is heated and expanded by, for example, 3 kw operation to increase the water pressure, and helps the pressure resistance of the air separation pressure tank 2.
  • FIG. 3B is an explanatory view of the water-filled joint 6 and is a new joint fitting developed for the present invention.
  • the water-filled joint 6 is a T-shaped gunmetal pipe member.
  • the straight portion 6E has a length L6 of 97 mm and an outer diameter R6 of 13.5 mm.
  • a connecting part 6D for preventing withdrawal of 5A is formed, and a pipe-shaped branch part 6C having an outer diameter of 13.5 mm from the center of the straight part 6E and provided with a water channel opening / closing valve Hb of the straight part 6E is projected by 50 mm (W6)
  • the branch part 6C has a union part 6B provided with a horizontal side PS with a width of 9 mm on the opposite side and a screw insertion hole H6 at the left and right positions of 23 mm. This is an integrally molded product that protrudes 19 mm from the straight part 6E in the same direction as the branch part 6C.
  • the water channel opening / closing valve body of the branching section 6C has a triangular cross section when a rotating surface having a cross groove is arranged at the tip of the opening / closing valve Hb of the branching section 6C and the rotating surface is rotated by a cross driver.
  • the valve body moves back and forth to open and close the water channel of the straight portion 6E.
  • ball valves 6A and 6A ′ each having a screw insertion hole Hc for connecting a hose at the tip end are screwed and connected to the screw insertion hole H6 of the upper and lower union portion 6B.
  • the branch portion 6C is closed, and the lower ball valve 6A is connected to the lower water supply connector 10D via the screw insertion hole Hc with the water pump 10A partially filled with water.
  • the hose 10C communicates, and the upper ball valve 6A 'communicates with the water receiving connector 10E on the upper side of the pressure feed pump 10A via the screw insertion hole Hc with the transparent hose 10B, and water is introduced into the circulation path.
  • the branch portion 6C can be opened and both ball valves 6A and 6A 'can be closed.
  • headers 7A and 7B are the same and collect a plurality of water paths.
  • the headers 7A and 7B are made of pipe-shaped gun metal and have an outer diameter of 18 mm for branching to a cylindrical portion. This is provided with a plug 7C that closes the water channel at one end and a rubber pipe 5A that covers the other end and is inserted by a collecting circuit. Determine the number of holes and length. Since the headers 7A and 7B shown in FIG. 2 have three circuits, the length is 160 mm, and the shape of the joint 7D connected to the insertion hole depends on the type of hot water pipe (steel pipe or plastic resin pipe) used in the floor panel 9. Select and adopt.
  • the pressure feed pump 10A is a conventional pressure feed pump unit that performs air venting during filling with water into the system.
  • the width is 345mm
  • the height is 558mm
  • the thickness is 99mm.
  • CL-1521 product number made by Sansei Electric Co., Ltd., which has a faucet at the top, is made of semi-transparent plastic at the top, and contains a circulation pump at the bottom, is short. Water filling can be carried out with good workability in time.
  • FIG. 4A and 4B are explanatory diagrams of the floor heating panel (floor panel) 9, wherein FIG. 4A is a top view of the arrangement state, and FIG. 4B is a longitudinal sectional view taken along line BB of FIG.
  • the floor panel 9 is connected to the outgoing pipe S and the return pipe R from the heater unit box 1, and circulates hot water through the hot water circulation pipe 9A extended and accommodated in the floor panel 9, so that the floor panel 9 surface and the fitting groove 9G
  • heat is transferred to the floor finishing material 9D such as wooden flooring through the aluminum heat sink 9L, which is stretched, and the room is heated.
  • Panels adopt conventional products.
  • the floor panel 9 to be adopted has a width of 850 mm, a length of 1700 mm, and a thickness of 12 mm.
  • a copper tube with an outer diameter of 8 mm or a hot water pipe 9A made of plastic resin is appropriately spaced on the surface of the plywood 9E.
  • a fitting groove 9G to be fitted is arranged, and an aluminum fitting having a U-shaped cross section with an open upper surface is fitted and arranged in the groove 9G with an adhesive, and a hot water pipe 9A is fitted to the aluminum fitting.
  • the heat sink 9L made of aluminum is bonded and arranged on the upper surface.
  • the water channel connecting pipe 9B is connected to the pipe 9B 'or closed, it is covered with a panel to which the heat radiating plate 9L is attached.
  • the floor panel 9 is arranged such that support leg pieces 90, in which the vibration isolating rubber 9M, the adjusting bolt 9J, and the head block 9K are integrated, are arranged at an interval of 455 mm on the floor slab surface Fs.
  • a floor base material 9F such as a particle board (15 mm thick) is laid on the head block 9K and fixed with nails, and the floor panel 9 is arranged on the upper surface of the floor base material 9F.
  • the lid After the connection, closing, and connection of the forward pipe S and the return pipe R, the lid is put on and the floor plywood 9E is arranged in the periphery, and then the floor finishing material 9D is stretched over the floor plywood 9E and the floor panel 9 Double floor.
  • the circulation pump 3, the water-filled joint 6 and the three rows of pipe heaters 4 are supported and fixed, and the circulation pump 3 and the pipe heater 4 are connected using the rubber pipe 5A and the hose band 5B, and the pipe heaters 4 are also connected.
  • the heater unit box 1 has a return side header 7B ⁇ circulation pump 3 ⁇ pipe heater 4 ⁇ water filling joint 6 ⁇ air separation pressure tank 2 ⁇ outward from the return pipe R. Header 7A ⁇ forward pipe S, to form a distribution channel.
  • the air separation pressure tank 2 is fixed to a vertical type whose upper side 2T is a side surface, and the connection port J3 of the upper side 2T is connected to a pipe heater via a water filled joint 6.
  • the forward header 7A is connected to the connection port J2 of the rear side 2B
  • the peacock valve 8 is connected to the connection port J1 of the front side 2F via the pipe 5A
  • the valve 8 is closed.
  • the valve 8 is opened so that the system can be refilled with water.
  • the forward-side header 7A and the return-side header 7B are adapted from the forward side piping P7 and the circulation pump 3 from the connection port J2 of the air separation pressure tank 2 in order to apply the corresponding type in the field depending on the number of circuits of the floor panel 9.
  • the return side pipe P2 is cut and suspended in an appropriate length (standard: 300 mm). Since the headers 7A and 7B are connected at the site, the lower portion of the storage box 1B is opened.
  • the wires of the pipe heater 4, the circulation pump 3, the thermostat, and the temperature sensor are wired and connected to the operation panel 1C fitted into the printed circuit board and the front plate 1K.
  • the electric wire cord Co and the plug ep from the substrate are stored in the storage box 1B.
  • the operation panel 1A is attached to the storage box 1B and fixed with screws, the completed heater unit box 1 is obtained.
  • the ends of the forward pipe S and the return pipe R are connected with connecting fittings in the factory, and the branch part 6C is closed as shown in FIG. 3B, and the upper ball valve 6A ′ and the lower side are closed.
  • the ball valve 6A is opened, water flows in from the lower ball valve 6A, energizes to operate the circulation pump 3 and the pipe heater 4, drains from the upper ball valve 6A ', vents the air in the system,
  • the air separation pressure tank 2 is subjected to a load, and after confirming that there is no water leakage and abnormal pears in the equipment, the product is shipped.
  • the floor panel 9 is arranged on the upper surface of the floor base material 9F, the operation panel 1A of the heater unit box 1 is removed from the storage box 1B, and the lower plate 1U of the storage box 1B is aligned with the piping positions of the forward pipe S and the return pipe R.
  • a through hole H5 for the forward pipe S and the return pipe R is drilled, and a notch hole H4 'is drilled in the protruding side 1S of the operation panel 1A in alignment with the position of the electrical outlet.
  • the forward pipe S and the return pipe R are protruded into the storage box 1B through the through hole H5, and rubber packing is appropriately provided between the floor slab surface Fs and the lower plate 1U of the storage box 1B.
  • 1P is arrange
  • the electric wire cord Co is inserted into the insertion holes H4 and H4 'and pulled out, the plug ep is connected to an outlet (not shown), and the outgoing pipe S and the header joint 7D of the outgoing header 7A and the return header 7B are connected. Connect the return pipe R.
  • the water supply connector 10D is opened, the water in the pressure pump 10A is supplied from the ball valve 6A into the system by the water flow w, and when the water flows out from the ball valve 6A ′ into the pressure pump 10A, the connection for water supply is made.
  • the tool 10D and the ball valve 6A are closed, the water pressure in the system is set to a predetermined pressure at the head HL on the outflow side, the ball valve 6A 'is closed, and the straight part 6E is opened by the release valve Hb of the branch part 6C.
  • the air of the apparatus in the water path in the hot water pipe 9A accommodated in the heater unit box 1 and the floor panel 9 is discharged by the inflow of water by the flowing water pressure, and the inside of the hot water circulation floor heating system has a lifting head.
  • the required amount of water can be filled under a predetermined pressure (standard: 0.01 MPa) applied by HL.
  • the power is turned on (on) to circulate water, and if no abnormal noise is generated from the circulation pump 3 and the pipe heater 4, it can be confirmed that the air in the system has been properly removed.
  • the water filling and air venting operation in the system is performed by closing the straight portion 6E of the water filling joint 6 and the ball valve.
  • 6A and 6A ′ are opened, the ball valve 6A is used as a water supply port, the ball valve 6A ′ is used as a water discharge port, and the ball valve 6A is connected to the water supply connector 10D of the pressure pump by the hose 10C.
  • the transparent hose 10B is connected to the water receiving connector 10E of the pressure pump while holding the head HL, and the water is filled with the pressure pump 10A, the air in the system can be vented at the same time.
  • the initial pressure of 0.01 MPa of the filling water in the system may hold the head HL at 1 m.
  • the vertical heater unit box 1 is employed.
  • the air separation pressure tank 2 is provided in the storage box 1B.
  • FIG. 6 (B) a horizontal arrangement may be adopted, and the operation panel 1A may also be arranged in a preferred arrangement from the viewpoint of the design of the operation panel 1C and ventilation openings 1E and 1E with respect to the front plate 1K.
  • the heater unit box 1 is placed in the wall as shown in FIG. 1. However, if the heater unit box 1 is placed in a protruding manner along the wall, wiring work and maintenance work are easy. It becomes.

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Abstract

 各居室対応可能な、小型且つ安価で、施工配置及びメンテナンスも容易な温水床暖房システムを得る。  温水循環型の床暖房パネル9に、小型のヒーターユニットボックス1を対応配置するシステムであって、ヒーターユニットボックス1内には、空気分離圧力タンク2、循環ポンプ3、パイプヒーター4、水張り継手6を、ゴムパイプ5Aで配管接続して温水循環機能を収納すると共に、入口側配管P2の先端には戻り側ヘッダー7Bを、出口側配管P7の先端には往き側ヘッダー7Aを接続収納し、ヒーターユニットボックス1内のヘッダー7A,7Bを床パネル9の温水管9Aと接続する。

Description

電気温水循環床暖房システム
 本発明は、室内暖房用として用いる電気加温式温水床循環の床暖房システムに関するものである。
 従来より、室内温水床暖房システムとしては、各種タイプが提案されており、図7に示す従来例1や図8に示す従来例2がある。
 従来例1(図7)は、特許文献1として挙げた、典型的な温水床暖房システムであって、図7(A)は床暖房システムの概略配置図、図7(B)は熱源機101周辺の機器配置説明図である。
 即ち、従来例1(図7)は、図7(B)に示す如く、加熱部及び温水循環ポンプを収納した熱源機101の周辺に、エアセパレータ111、圧力計110、密閉膨張タンク113、安全逃し弁112、各仕切弁116,116´を金属性パイプで配管接続して配置し、熱源機101内の水を、電気、灯油、ガス等で加熱し、熱源機101で温めた温水を、往き側ヘッダー102、分岐供給ヘッダー104、及び供給管106を介して各居室内の床パネル109に送水して室内暖房し、床パネル109から、回収管107、分岐回収ヘッダー105、戻り側ヘッダー103を介して温水を熱源機101に戻して再加熱し、送水、回収を繰返す循環型暖房システムである。
 そして、複数の接続プラグを備える往き側ヘッダー102及び戻り側ヘッダー103は、1台毎に、仕切弁、空気抜き弁を備えている各居室内の金属製放熱器にも接続して、床パネル109と放熱器とで標準使用水圧0.9MPaで室内暖房するものである。
 また、熱源機101と往き側ヘッダー102との間には仕切弁116を、水道水から直結で熱源機101の手前側には給水弁108を、熱源機101と戻り側ヘッダー103間の回収管107には仕切弁116,116´を配置しておき、温水床暖房システムの、水張り及び空気抜きは、仕切弁116´を閉止し、往き側ヘッダー102の作業回路の接続プラグ(図示せず)を開放(非作業回路の接続プラグは閉止)し、戻り側ヘッダー103の作業回路の接続プラグは全て閉止し、作業回路の戻り側ヘッダー103に接続する回収管107の先端を慣用の圧送ポンプに接続して、給水栓115及び給水弁108を開放して送水するもので、1回路毎に1階から上階へと作業を実施し、システムのパイプ内に水を充填し、自動的に空気抜き弁(図示せず)から空気を流出する。
 この場合、システム内の圧力は圧力計110で負荷、調整するもので、空気抜き弁は、システム内配管の最高位置に配置する。
 また、従来例2(図8)は、非特許文献1として挙げたパンフレットで領布されている温水循環室内床暖房システムの系統図であって、暖房敷設面積が4畳~10畳で、出力1.5~2kw仕様にあっては、幅及び高さが305mm、厚さ92.5mmのボックス201内に、循環ポンプ203、電気ヒーター202、空気抜き弁204、電動クロスチーズ205を配管接続収納して、電気操作スイッチ類を組込み、温度コントロール、温度表示を備えた操作盤で収納ボックス201に蓋をして用いるものであり、収納ボックス201の周辺には、図示の如く、往き側ヘッダー210、戻り側ヘッダー211、仕切弁214、膨張タンク207、及び水張り用の給水弁215、仕切弁216を、金属製パイプ213を介して配管接続したものである。
 また、スイッチ類組込みタイプにあっては、温度切換は3段階で、高温設定が55℃~70℃、中温設定が45℃~60℃、低温設定が35℃~50℃であり、水道水の水圧(標準:0.6MPa)を0.1MPa以下に制御するための逆止弁を内蔵する減圧弁206を、電動クロスチーズ205と仕切弁214との間に配置して、システム内の水量が蒸発等で低下した場合は、自動的に給水するシステムとし、最高使用水圧0.25MPaで運転するものである。
 また、従来例2(図8)の、水張り及び空気抜きは、往き側ヘッダー210、及び戻り側ヘッダー211の作業をする回路の接続プラグ208を開放(その他は閉止)し、仕切弁214,216を開放し、水道水から直結の給水弁215を開放して、システム内に水を注入充填すれば、システム内空気は空気抜き弁204より流出し、システム内圧力は、圧力計で負荷調整されるもので、タンク207は、温度上昇に伴なう膨張水が容量12リットル(L)で、径272mm、高さ315mmの、リフレックス密閉膨張タンク(森永エンジニアリング(株)製、型番N-12)である。
特開2007-170722号公報
(有)日本建装工業(大分県三ヶ田町)発行、ミニウォーム(商品名)、アトムズ(商品名)のカタログ
 従来例1(図7)の温水循環暖房システムにあっては、大容量、大形状の熱源機101周辺に、安全逃し弁112、密閉膨張タンク113、圧力計110、仕切弁116,116´、往き側ヘッダー102、戻り側ヘッダー103を金属製パイプの供給管106、回収管107で配管するため、大きなスペースを必要とし、配管の作業性、コスト面で問題があり、しかも、金属製パイプの錆発生により、機器には故障を生ずる問題がある。
 また、システム内の、循環ポンプ等の故障により、住居全室等、広範囲をカバーするシステム全体の暖房が停止し、機器の修理、取替えの際には、熱源機本体の仕様変更等により配管変更作業も生じ、システムの復旧に時間を要する。
 また、熱源機101から、各床パネル群、各放熱器群への配管であるため、配管途中の放熱による熱損失が大となる。
 また、熱源機101は、放熱器(慣用の金属製放熱パネル)への温水供給を、暖房床パネル109への温水供給と共有しているため、床パネル109へも、放熱器の適正温度60℃~70℃が供給されるため、床暖房が適正温度(標準:35℃)を超えて、居住者には、室内乾燥による「ひび」や「あかぎれ」を生じたり、低温火傷を生ずる怖れがある。
 また、従来例2(図8)の小型室内床暖房システムにあっても、従来例1(図7)同様に、収納ボックス201の周辺に、機器類(膨張タンク、減圧弁、水張り用の給水弁と止水弁、往き側及び戻り側ヘッダー、仕切弁等)を、金属製パイプを介して配管する必要があり、配管スペースを要し、美観上、隠蔽形態とするための作業上、コスト上の問題があり、従来例1(図7)同様に配管錆の発生による機器の故障の問題がある。
 また、システム内の循環水が低減した場合、自動的に給水をする電動システムではあるが、電動クロスチーズ205と減圧弁206との間は、水流の停止期間が長いため、システム内で生じる錆、浮遊物が侵入して、減圧弁206及び電動クロスチーズ205に故障を生ずることが多く、必要時の自動給水に問題がある。
 本発明は、これら問題点を一挙に解決、又は改善するものであって、小スペースで、且つ周辺に機器及び配管の必要の無い、小型のヒーターユニットボックスを提供し、取付作業性が良く、コスト低減の図れる、しかも、耐久性があり、居住者に優しい温度環境となる温水床暖房システムを提供するものである。
 本発明の電機加温式温水循環型の室内床暖房システムは、従来慣用の温水循環型の床暖房パネル9に、図1に示す如く、小型のヒーターユニットボックス1を対応配置するシステムであって、ヒーターユニットボックス1は、図2に示す如く、空気分離圧力タンク2、循環ポンプ3、パイプヒーター4、水張り継手6を、ゴムパイプ5Aの配管P2~P7で接続して、温水循環機能を収納すると共に、入口側配管P2の先端には戻り側ヘッダー7Bを、出口側配管P7の先端には往き側ヘッダー7Aを接続収納したものであり、ヒーターユニットボックス1の、往き側ヘッダー7Aからは往き管Sで、戻り側ヘッダー7Bからは戻り管Rで、床暖房パネル9の循環パイプ9Aと連通したものである。
 この場合、ヒーターユニットボックス1の「小型」の意は、従来例1の如き、全館、又は家屋全室を集中暖房する大型タイプで無く、各居室毎に対応配置する程度の、暖房床面積が6畳~10畳程度で、1kw~3kw程度の小出力電力で運転するタイプの意であり、従来例2のタイプに属する意である。
 尚、ヒーターユニットボックス1に接続使用する床暖房パネル9は、慣用の温水循環型の、例えば従来例1に使用している床パネル、サンボット(株)製の床暖房パネル(JLPシリーズ(商品名))、(株)コロナの、ソフトパネル(商品名)、カラー金属パネル(商品名)、三菱電機(株)の床パネルなど、各メーカーの慣用床パネルを選択採用すれば良い。
 また、ヒーターユニットボックス1内の各機器を接続するゴムパイプ5Aは、システム運転中のシステム内圧力の上昇を吸収出来るものであれば良く、典型的には、肉厚3mm、内径14mmのエチレンープロピレンゴム(EPDM)のゴム管であり、該ゴムパイプ5Aは、耐久性、耐熱性、耐寒性、耐溶剤性に優れ、軽量且つ可撓性があり、運転中の水の加温による膨張圧の上昇分を吸収する空気分離圧力タンク2の圧力負担を、ゴムパイプ5Aの膨径によって軽減する。
 また、ヒーターユニットボックスを構成する循環ポンプ3、パイプヒーター4、往き側及び戻り側のヘッダー7A,7Bは、慣用品で準備すれば良く、循環ポンプ3は、慣用の樹脂性電磁ポンプでも、金属製循環ポンプでも良く、パイプヒーター4は、省エネルギー性に優れた熱匠(株)製の1kw発熱用SCヒーター(商品名)を暖房能力に応じて複数本採用すれば良い。
 また、水張り継手6は、それ自体慣用の、ボール弁、チーズで組み立てて使用しても良いが、典型的には、本願発明者が開発した、小型で作業性の優れた、図3(B)に示す、水張り継手6を採用する。
 また、空気分離圧力タンク2は、従来例1及び2に於ける、膨張タンクとエアセパレータとの機能を奏するもので、本願発明者が開発した、図5に示す新規なタンクであり、タンク2のサイズは、床暖房システム内を還流させる水の、常温時の量、加熱時の量、及び分離空気量に基づいて決めれば良く、コンパクトなヒーターユニットボックス1内に組込めるサイズであれば良く、典型的には、一般肉厚1.5mmのプラスチック樹脂のブロー成形品の、図6に示す如く、長さ(L2)が140mm、幅(W2)が50mm、高さ(h2)が88mmの箱形状で、内容量が0.57L(リットル)であって、循環システム内の高圧時の爆発生起強度の約4倍の強度とし、床暖房面積26mに対応する3kwまでの安全運転を可能としたものである。
 従って、本発明の床暖房システムは、1台のヒーターユニットボックス1が、小型で小面積(標準:6~16畳)暖房であるため、各居室毎の暖房運転が可能となり、ヒーターユニットボックス1の故障に際しても、家屋内全室の暖房停止は避けられる。
 そして、加熱部を内蔵するヒーターユニットボックス1が、床暖房パネル9に近接配置と出来るため、ヒーターユニットボックス1から床パネル9への経路中の配管からの熱放出による熱損失が無く、例え、ヒーターユニットボックス1の内外の配管から熱放出が生じても、室内への熱放出となり、実質上、暖房熱の熱損失は生じない。
 そして、ヒーターユニットボックス1内の各機器の接続パイプはゴムパイプ5Aであるため、錆の発生、及び錆の流入による機器の損傷が抑制出来る。
 しかも、ゴムパイプ5Aは弾性膨径作用を発揮するため、システム運転中の水量の加熱膨張による水圧上昇に対しても、空気分離圧力タンク2への圧力負荷を軽減する作用を発揮し、ヒーターユニットボックス1の耐久性、安全性の向上に助力する。
 また、小型のヒーターユニットボックス1内に、ボイラー機能、温水循環機能、空気分離機能、膨張水吸収機能、水張り空気抜き機能、温水集散機能を収納しているので、床暖房システムの配置配管作業は、床暖房パネル9と、ヒーターユニットボックス1内の、往き側ヘッダー7A及び戻り側ヘッダー7Bとの接続のみで良くて床暖房システムの配置が容易である。
 また、小型ヒーターユニットボックス1の、既設の床暖房パネル9への簡便な接続により、既設の、熱エネルギーロスの大な全館、全室暖房システムから、熱エネルギー損失の実質上無い、各室床暖房への切換えも簡便に実施出来る。
 従って、本発明は、小型で、手軽に取付けが出来、熱効率が高くて耐久性に優れた、且つ、安価な電気加熱式床暖房システムを提供する。
 また、本発明に採用するヒーターユニットボックス1は、図5に示す如く、箱形状の収納ボックス1Bに蓋形状の操作盤1Aを着脱自在に嵌着した、幅X1が250~350mm、高さY1が450~550mm、奥行きZ1が100~150mmの小型の方形箱体であるのが好ましい。
 この場合、操作盤1Aには、図5(A)に示す如く、操作パネル1Cを嵌合孔H2内に嵌着すると共に、入気用の換気口1Eと排気用の換気口1Fとを穿孔し、周辺の突出辺1Sで収納ボックス1Bに嵌合してねじ止着すれば良い。
 従って、温水循環機能部を収納したヒーターユニットボックス1は、小型の方形箱型であるため、例えば、図1に示す如く、壁表面Wsから壁内へ、嵌入形態で配置することが可能であり、壁表面Wsに沿わせて設置することも可能であって、室内への設置は自在となり、ヒーターユニットボックス1は、四周に突出物の存在しない機能美を備えた箱体として、室内設置でも邪魔にならず、且つ、必要メンテナンスも、操作盤1Aの着脱により容易、且つ、自在となり、機能美を備えた室内暖房システムを提供する。
 また、本発明の水張り継手6は、図3(B)に示す如く、鋼製パイプのT字形状であって、直線部6Eの両端には、ゴムパイプ5A接続部6Dを備え、直線部6E中央には、先端に開閉弁Hbを備えた分岐部6Cを突設し、分岐部6Cの両側には、分岐部6Cと同方向に、ボール弁6A,6A´を接続するためのユニオン部6Bを備えたものであり、図2(C)の如く、パイプヒーター4と空気分離圧力タンク2との間で配管P5,P6接続するのが好ましい。
 この場合、ユニオン部6Bに接続するボール弁6A,6A´は、それ自体慣用の水経路開閉用の開閉弁Haを備え、基端にはユニオン部6Bに螺合嵌入するねじ部を、先端にはねじ挿入用孔Hcを備えたものを採用すれば良い。
 従って、本発明の水張り継手6は、従来当業者が採用している2個の接続具と、2個のチーズと、1個のボール弁を、配管部材を用いた煩雑な手作業で接続していた水張り部材を、1個の水張り継手6に小型化、コンパクト化したため、ヒーターユニットボックス1の小型化を可能とした。
 そして、システム内への水張りは、ヒーターユニットボックス1内の、往き管S及び戻り管Rを床パネル9に接続し、図3(C)に示す如く、下方に送水用接続具10Dを、上方に受水用接続具10Eを備えた、慣用の圧送ポンプユニットを用い、送水用接続具10Dと水張り継手6の下方ボール弁6Aとを、受水用接続具10Eと水張り継手6の、上方のボール弁6A´とを接続し、分岐部6Cの開閉弁Hbを閉とし、ボール弁6A´から受水用接続具10Eに至る経路で必要揚程HLを保持して水充填すれば、所定水圧下で水がシステム内に簡便に充填出来る。
 また、本発明の空気分離圧力タンク2は、半透明のプラスチック製であって、図6に示す如く、下辺2D、前辺2F、後辺2B、上辺2T及び両側辺2L,2Rを含み、且つ上辺2Tが前側傾斜辺Sfで前辺2Fと、後側傾斜辺Sbで後辺2Bと連続する箱形状であって、前辺2Fの上下中央部には接続口J1を、後辺2B上下中央部には接続口J2を、上辺2Tの後部には接続口J3を備え、両側辺2L,2R間に亘って、後方に傾斜上昇する2枚の羽根板2A,2A´を、前側羽根板2Aが、下方で前辺接続口J1の後方対応位置に、後側羽根板2A´が、上方で上辺接続口J2の下方対応位置に配置したものであるのが好ましい。
 この場合、半透明の空気分離圧力タンク2の側辺2L,2Rには、予め水準位置を表示しておけば、水張り作業時に水位が透視出来るため好都合である。
 本発明の空気分離圧力タンク2は、従来の空気抜き弁、安全逃し弁、を不要とする命題の下に、循環システム内の高圧時の爆発生起強度の4倍の安全率を確保する圧力タンクとして案出したものであり、本発明の空気分離圧力タンク2は、ヒーターユニットボックス1を横型として用いる際には、図6(C)の如く、常温での水位面を、流入接続口J1と流出接続口J2が水没する水位面wLとして水を充填し、ヒーターユニットボックス1を縦型(図2(C))として用いる際には、図6(D)の如く、常温での水位面を、流入接続口J3と流出接続口J2が水没するwLとして水を充填して使用するものである。
 従って、本発明の空気分離圧力タンク2は、全体形状が、平坦側辺2L,2Rを備えた箱形態であるため、収納ボックス1B内の平坦面への装着が、縦型配置でも、横型配置でも、小さなスペース内に、コンパクトに装着出来、図6(D)の縦配置形態でも、図6(C)の横配置形態でも、従来例1,2での膨張タンクとエアセパレータとの機能を奏し、ヒーターユニットボックス1の小型化を可能とした。
 そして、前後2枚の傾斜羽根板2A,2A´は、縦使用時にも、横使用時にも、流入接続口J3又はJ1から急速に流速を低下して、圧力タンク2内に入る循環水に制御乱流を生起することにより、空気の分離作用を助長して、分離空気をタンク2内の空気域Zaに集積し、溜めることが出来る。
 しかも、空気分離圧力タンク2は、半透明であるため、内部の水位面が目視出来、水の、充填及び補充作業が容易である。
 また、空気分離圧力タンク2にあって、前後の羽根板2A,2A´は、図6(C)に示す如く、共に同一の傾斜角30°であって、前側羽根板2Aと後側羽根板2A´は前後間隔Daを保ち、且つ前側羽根板2Aは、前端が接続口J1の下方位置、後端が接続口J1上方位置であり、後側羽根板2A´は、前端が接続口J2中心位置、後端が接続口J2上方位置であるのが特に好ましい。
 この場合、バルブ8としては、それ自体慣用のピーコックバルブを採用すれば良い。
 従って、空気分離圧力タンク2を横使用する際には、図6(C)に示す如く、FinからFoutへの水流は、30°傾斜の前側羽根板2Aの上側流れF1、及び上側流れF1より低速化して乱れを生ずる下側流れF2、とに分流する低速乱流となり、下側流れF2で分離された空気は羽根間隔Daから上昇し、同様に下側流れF2及び上側流れF1は間隔Daの存在によって、再度後側羽根板2A´の上側流れF3及び下側流れF4に制御分流して、タンク内流水は、過剰の渦流を発生させることなく、タンク2内で、乱流によって空気を分離上昇させながら流れる。
 また、空気分離圧力タンク2の縦使用(図2の形態使用)時にあっても、図3(A)及び図6(D)に示す如く、FinからFoutへの水流は、60°傾斜形態の後側羽根板2A´の下側流れF2と上側流れF1とに分流し、羽根板2A´の裏側では低速乱流となり、水中の空気aを分離上昇させながら流れる。
 そして、前後羽根板2A,2A´の同一角度傾斜は、空気の分離を促進する乱流の制御形態での発生に有利であると共に、羽板2A,2A´の配置施工も容易であり、羽根間の間隔Daの存在は、乱流の生起と、空気の分離上昇作用を助長する。
 そのため、1つの空気分離圧力タンク2は、横使用でも縦使用でも、有効な空気分離作用を奏する圧力タンクとなる。
 また、本発明にあって、箱形状のヒーターユニットボックス1を縦配置して使用する際には、図2に示す如く、空気分離圧力タンク2は、前辺2Fを上側、後辺2Bを下側として配置し、上辺2Tの接続口J3に水張り継手6を介してパイプヒーター4を接続し、後辺2Bの接続口J2に往き側ヘッダー7Aを接続し、前辺2Fの接続口J1に蒸発水補充用のバルブ8を配置するのが好ましい。
 この場合、接続口J3と水張り継手6間、接続口J2と往き側ヘッダー7A間、接続口J1とバルブ8間の経路接続は、エチレン-プロピレン(EPDM)ゴムパイプ5Aで接続する。
 従って、空気分離圧力タンク2は、図3(A)及び図6(D)に示す如く、循環水が、常温時(標準:15℃)には水位面wLに、50℃加温時には水位面wLになって、接続口J3からの流入水(Fin)が接続口J2からの流出水(Fout)となって、タンク2内では、急速に流速が低下し、タンク内下方の羽根板2Aに対する上方への流れF1、下方への流れF2の乱流となって、水中の空気泡をバルブ(ピーコックバルブ)8で閉止されたタンク2上部の密閉空気域Zaへと分離上昇させ、往き側ヘッダー7Aから床パネル9内には、空気を含まない温水が循環給水出来る。
 そのため、本発明の空気分離圧力タンク2は、縦配置使用しても、従来例1(図7)の密閉膨張タンクとエアセパレータとの機能を発揮し、従来例2(図8)の空気抜き弁204と膨張タンク207との機能を発揮し、ヒーターユニットボックス1の小型化を可能とする。
 また、本発明にあって、箱形状のヒーターユニットボックス1を横配置して使用する際(図示せず)には、空気分離圧力タンク2は、図6(C)に示す如く、上辺2Tを上側、下辺2Dを下側として配置し、前辺2Fの接続口J1に水張り継手6を介してパイプヒーター4を接続し、後辺2Bの接続口J2に往き側ヘッダー7Aを接続し、上辺2Tの接続口J3に蒸発水補充用のバルブ8を配置するのが好ましい。
 この場合、上辺2Tの接続口J3を空密閉止することにより、タンク2の接続口J3の下方域は密閉空気域Zaとなる。
 従って、空気分離圧力タンク2は、図6(C)に示す如く、循環水が、常温時(15℃)には、wLの水位面に、加温時(標準:50℃)にはwLの水位面となって、水張り継手6を介してパイプヒーター4からの循環流入水(Fin)が、接続口J1からタンク2内に流入し、流速の急低下した流入水は、前側羽根板2Aで上側流れF1及び下側流れF2に分流されて、流水中の空気泡は分離上昇し、後側羽根板2A´でも、上側流れF3と下側流れF4とに分流され、流水から発生する空気泡をタンク上部の密閉空気域Zaに分離上昇させながら、循環流出水(Fout)となって、後辺2Bの接続口J2から往き側ヘッダー7Aに供給される。
 そして、上辺2Tの接続口J3はバルブ(ピーコックバルブ)8で閉止し、タンク2の上部の空気域Zaは、循環水の加熱膨張最大圧力が爆発膨張値以下(標準:1/4爆発圧力値)に設定されているため、空気分離圧力タンク2は、図6(C)の如く、横配置で使用しても、従来例1(図7)の密閉膨張タンクとエアセパレータとの機能を発揮し、従来例2(図8)の膨張タンク207と空気抜き弁204との機能を発揮し、ヒーターユニットボックス1の小型化を可能とする。
 また、本発明の床暖房システムにあっては、パイプヒーター4の出力を1kw~3kwの範囲内とし、システム内圧力を0.01~0.03MPaに維持し、暖房温度を36℃~46℃の範囲内で2℃毎に調節制御して運転するのが好ましい。
 この場合、パイプヒーター4の出力は、1kw用パイプヒーターを1本乃至3本内で選択採用すれば良く、床暖房面積は、1kwで10m(6畳)、2kwで17m(10畳)、3kwで26m(16畳)であり、床暖房パネル9は、部屋全体に敷設しなくても暖房能力を発揮する。
 この場合、1畳は、幅850mm×長さ1700mm×厚さ1mmの床パネル1枚を言うもので、床パネル9は、壁表面から300mm前後間隔を置いて配置するものである。
 また、システム内圧力は、本発明の水張り継手6での水充填時に、図3(C)の如く、受水用接続具10Eとボール弁6A´を経路接続するパイプ(透明パイプ)10Bに、揚程HLを付与することにより、システム内充填水の水圧が設定出来、1mの揚程HLで常温(標準:15℃)水をシステム内に水張りすれば0.01MPaで充填出来、床暖房パネル9の3kwシステムにあっては、50℃加温時にシステム内圧力が0.027MPaとなる。
 また、暖房温度は、それ自体慣用のマイコン組込みの電気制御手段により、(1)36℃~38℃、(2)38℃~40℃、(3)40℃~42℃、(4)42℃~44℃、(5)44℃~46℃、(6)46℃~48℃の、6段階を操作パネル1Cに表示し、利用者が操作パネル1Cで、6段階の温度調整可能としておけば良い。
 従って、本発明の温水床暖房システムは、利用者にとって広範囲、且つ小温度差の温度選択によって、人体に優しい暖房が得られ、温水循環システムが、0.01~0.03MPaと、従来例(従来例1:0.9MPa、従来例2:0.25MPa)より遥かに低水圧であるため、運転中の空気分離圧力タンク2の圧力負荷が軽減出来て、爆発の危険が抑制出来ると共に、接続部での漏水も抑制出来て、機器類にも優しい運転となり、機器類の耐久性も向上する。
 そのため、本発明の暖房システムは、小型で、設置及びメンテナンスが容易で、室内の外観も損なうことなく、且つ、耐久性にも優れた、需要者に優しい床暖房を提供する。
 本発明の床暖房システムにあっては、従来の膨張タンクとエアセパレータとの機能を奏する新規な空気分離圧力タンク2を採用したため、小型のヒーターユニットボックス1内に、ボイラー機能、温水循環機能、空気分離機能、膨張水吸水機能、水張り空気抜き機能、温水集散機能、温度制御機能等、従来の温水床暖房システムの機能部の全てが収納出来た。
 そのため、コンパクトなヒーターユニットボックス1が床暖房パネル9に近接配置出来て、従来の床暖房システムの如き、加熱部(熱源機)から床パネルへの経路中の配管からの熱放散による熱損失が無く、例え、ヒーターユニットボックス1の内外管路から熱放散が生じても、室内への熱放散となり、実質上、暖房熱の損失の無い床暖房システムとなる。
 そして、従来のシステムの如き、床下、壁内、天井等の配管が無いため、必要部位へのヒーターユニットボックス1の配置が簡便、自在に実施出来、配管作業も、近接位置の床暖房パネル9と、ヒーターユニットボックス1内の往き側ヘッダー7A及び戻り側ヘッダー7Bとの、短尺の往き管S及び戻り管Rでの経路接続作業のみであるため、床暖房システムの施工が容易である。
 そして、床暖房システムの全機能部をヒーターユニットボックス1内に収納しているため、ヒーターユニットボックス1の周辺には、従来の床暖房システムの如き、機器の突出が無く、取扱い上も安全で、床暖房パネル9に近接して室内に配置しても、ヒーターユニットボックス1は、機能美を備えた箱体であるため、意匠効果の優れた室内暖房システムとなる。
 しかも、ヒーターユニットボックス1内の経路接続にはゴムパイプ5Aを採用したため、循環水の加温膨張によって生ずる圧力増加は、空気分離圧力タンク2と共に経路ゴムパイプ5Aでも吸収し、空気分離圧力タンク2の安全性を保証する。
ヒーターユニットボックスの縦型配置状態説明図であって、(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は上面図である。 縦型ヒーターユニットボックスの説明図であって、(A)は水流系統図、(B)は内部上面図、(C)は内部前面図、(D)は内部側面図である。 本発明の要部説明図であって、(A)は空気分離圧力タンク2の正面図、(B)は水張り継手6の分解正面図、(C)は水充填説明図である。 床パネル9の説明図であって、(A)は正面図、(B)は(A)のB-B線断面図である。 ヒーターユニットボックス匡体説明図であって、(A)は操作盤1Aの斜視図、(B)は(A)のB-B線縦断面図、(C)は収納ボックス1Bの斜視図である。 空気分離圧力タンク2の説明図であって、(A)は全体斜視図、(B)は(A)の矢印B視前面図、(C)は、(A)図のC-C線縦断面図、(D)は縦配置状態の説明図である。 従来例1の説明図であって、(A)はシステム系統図、(B)は機能部の系統図である。 従来例2のシステム系統図である。
〔ヒーターユニットボックス匡体(図5)〕
 ヒーターユニットボックス1は、電気温水循環床暖房システムの、ヒーター、循環ポンプ、等を含む温水暖房機能を匡体に収納したものであって、床暖房パネル(床パネル)9に隣接して、縦配置、又は横配置使用するものであり、本体の収納用の匡体(ボックス)と、収納する各種機器とから成るものである。
 図5は、縦配置用匡体の分解説明図であって、(A)は操作盤1Aの斜視図、(B)は(A)のB-B線縦断面図、(C)は収納ボックス1Bの斜視図である。
 ヒーターユニットボックスの匡体は、1.2mm厚の鋼板製で、蓋形態の操作盤1Aと、一面開放の方形ボックス1Bとから成るもので、操作盤1Aは、図5(A)に示す如く、幅X1が305mm、高さY1が505mmの前面板1Kの周端縁から奥行きLsが20mmの突出辺1Sを突出し、前面板1Kは、下部には、高さ20mmで幅75mmの入気用換気口1Eを、間隔15mm保って3ヶ所穿孔し、上部には、高さ方向に15mm間隔で5段の排気用換気口1F群を、中央には大径13mmの孔群、大径孔の上下には中径9mmの孔群、中径孔群の上下には小径5mmの孔群で配置し、中央部には、図5(B)に示す如く、操作パネル1Cを配置するための突起片1Mを備えた、高さ40mmで長さ130mmの取付用2段孔H2を穿孔し、側面の突出辺1Sには、収納ボックス1Bの取付用ねじ挿入用孔(径4mm)H1及び電線コード挿入用の径15mmの長孔H4´を穿設したものである。
 また、収納ボックス1Bは、図5(C)に示す如く、幅X1´が300mm、高さY1´が500mm、奥行きZ1´が130mmで、底板1Dの四周に上板1T、下板1U、両側板1L,1Rを備え、操作盤1Aを嵌合する前面を開放した方形箱であり、側板1L,1Rには、操作盤1Aの両側の突出辺1Sのねじ挿入用孔H1に整合してねじ孔H1´を穿孔し、下方のねじ挿入用孔H1´の上方には、操作盤1Aの長孔H4´に対応する電線コード挿入用の径15mmの長孔H4を配置したものである。
〔空気分離圧力タンク2(図6)〕
 図6は空気分離圧力タンク2の構造説明図であって、(A)は全体斜視図、(B)は(A)の矢印B視の前面図、(C)は(A)のC-C線縦断面図、(D)は縦配置での作用説明図である。
 本発明の空気分離圧力タンク2は、従来の温水循環床暖房システムに於ける、膨張タンク、エアセパレータ、水抜き弁及び安全弁を不要とする新規なタンクであり、以下、1kw~3kw床暖房用の空気分離圧力タンク2の実施例を説明する。
 空気分離圧力タンク2は、一般肉厚1.5mmの半透明プラスチック樹脂ブロー成形品であり、図6(B),(C)に示す如く、下部は、長さL2が140mm、高さh3が70mm、幅W2が50mmの箱型形状であり、上部は、上辺2Tの幅W3が38mm、長さL3が70mm、高さh4が18mmの裁頭角錐形状で、前辺2F及び後辺2Bには、下端から上方31mm(d5)で、幅中央位置に、上辺2Tには、幅W3の中央で、後辺2Bより55mm(L5)の位置に、おのおの、外径が17mm、肉厚2mmの接続口J1,J2,J3を突出し、各接続口J1,J2,J3の外周には、ゴムパイプ5Aの嵌着保持用の突起2G(幅:1mm、突出高さ:0.5mm)のリングを2ヵ所間隔配置したものである。
 そして、圧力タンク2内には、図6(C)に示す如く、左側板2Lと右側板2Rとに、差し渡し状に、前側羽根板2Aと後側羽根板2A´とを傾斜形態で前後に間隔Daを保って配置している。
 前側羽根板2Aは、幅W5が35mm、厚さ6mmで後方に傾斜上昇する形態に、且つ、前端が、前辺2Fから距離L6が25mm、下辺2Dから高さh5が23mmで配置し、後側羽根板2A´は、幅W6が30mm、厚さ6mmで後方に30°傾斜上昇する形態に、且つ、前端が、後辺2Bから距離L5が55mmで、下辺2Dから高さh6が38mmで配置し、空気分離圧力タンク2の内容量を0.57リットルとしたものである。
 従って、該空気分離圧力タンク2は、横使用時では、図6(C)に示す如く、常温(15℃)水の状態では、水位面wL、水容量が0.31L(リットル)、空気量(空間域Zaの容積)0.26Lで、前辺接続口J1から流入水Finが流速0.78m/sで流入し、前側羽根板2Aの下側で、流速0.11m/sの遅い流れF2となり、羽根板2Aの上側の流れF1は、下側流れF2より更に低い流速となり、水と空気は分離して、空気は上部空気域Zaに至る。
 また、前側羽根板2Aで未分離の空気は、後側の羽根板2A´の下側の流れF4が0.06m/sと低速であり、循環水は、前後に間隔Daを保った2枚の傾斜羽根板2A,2A´で、F1,F2,F3,F4の低速流に分流撹拌され、水中の空気を完全に分離する。
 そして、高温(標準:50℃)で膨張した循環水は、水位面はwLに至るが、上辺2Tの接続口J3をゴムパイプ5Aを介してピーコックバルブ8で閉止して運転するため、空気域Zaの圧力空気は、許容圧力(0.03MPa)以下(標準:0.01~0.027MPa)に維持出来る。
 また、該圧力タンク2は、縦使用時は、図2(C)及び図6(D)の如く、前辺2Fを上側にして配置し、上辺2Tの接続口J3から流入水Finが流入して、後辺2Bの接続口J2から流出水Foutとなり、常温時、即ち運転開始時の水位面はwLであって、内容量0.57Lのタンク2は、水容量が0.26L、空間容積(空気量)0.31Lで、暖房加熱温度50℃に達すれば、水位面はwLに至る。
 そして、システム内の0.78m/sの流入水(Fin)は、タンク2内で急激に流速低下を生じて、後方に急傾斜(60°)で上昇形態の後側羽根板2A´に当り、羽根板2A´で案内される上側流れF1と下側流れF2との低速流0.15m/sとなり、羽根板2A´の前側及び後側での分流撹拌によって空気を分離し、分離空気は空気域Zaの、圧力空気(標準:0.027MPa以下)となる。
〔循環ポンプ3(図2)〕
 循環ポンプ3は、床パネル9として採用する慣用の床暖房パネルの温水管がプラスチック樹脂製、若しくは銅管なので、慣用の樹脂製電磁ポンプを採用する。
 樹脂製電磁ポンプは、安価、且つ軽量で、運搬取付け作業性も良く、ラングポンプ社(ドイツ)製の、商品番号D5-32/700Bを採用すれば、最大径が80mm、高さが82mmと小型であって、床パネルの面積に応じて流量を5段階変速出来、且つ軸が無くて羽根が浮いて回転するので、騒音も17~20dbと静かであり、DC-100V、200Vの切替えが出来、ランニングコストも安価である。
 そして、上部と下部との分離が出来るため、周辺配管を解体することなくメンテナンスが出来る。
〔パイプヒーター4(図2)〕
 パイプヒーター4は、ステンレスパイプに、絶縁層、導電層、断熱絶縁層を溶射形成した、30w/cmの高電力密度で、熱効率95%の省エネルギー型である、熱匠(株)製のSCヒーター(商品名)を採用する。
 1本が1kwの該パイプヒーター4は、外径が15.83mm、長さが280mmで、肉厚2mmのパイプ形状で、ゴムパイプ5Aの引き抜け防止用に、両端外周をサンドブラスト処理で粗面化して用いる。
 そして、肉厚20mmの保温材をパイプヒーター4の外周に被覆して使用すれば、発熱効果が向上する。
 尚、採用本数は、暖房能力(1~3kw)に応じて使えば良い。
〔配管用パイプ5A(図2)〕
 配管用パイプ5Aは、ヒーターユニットボックス1内の流水経路P2~P7を形成するもので、耐久性、耐熱性、耐寒性、耐溶剤性に優れ、軽量、且つ可撓性がある、慣用の、肉厚が3mmで内径14mmのエチレン-プロピレンゴム(EPDM)のゴムパイプを採用する。
 該ゴムパイプ5Aは、システム内循環水が、例えば3kw運転で加熱膨張して水圧上昇を生じても、弾性で吸収する作用があり、空気分離圧力タンク2の耐圧性に助力する。
〔水張り継手6(図3(B))〕
 図3(B)は、水張り継手6の説明図であって、本発明のために開発した新規な継手金具である。
 水張り継手6は、図3(B)に示す如く、T字形状の砲金製パイプ部材であり、直線部6Eは長さL6が97mm、外径R6が13.5mmで、両端外径に、ゴムパイプ5Aの抜脱防止の接続部6Dを形成し、直線部6E中央から外径が13.5mmで、直線部6Eの水路開閉弁Hbを備えたパイプ形状の分岐部6Cを50mm(W6)突設し、分岐部6Cのおのおの左右23mmの位置には、把み治具(パイプレンチ)止着用の幅9mmの水平辺PSを対辺に備え、且つねじ挿入用孔H6を備えたユニオン部6Bを、直線部6Eから19mm、分岐部6Cと同方向に突出させた一体化成形品である。
 そして、分岐部6Cの水路開閉弁体は、分岐部6Cの開閉弁Hbの先端に、十字溝を備えた回転面を配置して、十字ドライバーで回転面を回転すれば、横断面三角状の弁体が前後移動して直線部6Eの水路を開閉するものである。
 従って、水張り作業は、上下ユニオン部6Bのねじ挿入用孔H6に、それ自体慣用の、先端にホース接続用のねじ挿入用孔Hcを備えたボール弁6A,6A´を螺合連結し、図3(C)に示す如く、分岐部6Cを閉止し、下方のボール弁6Aを、ねじ挿入用孔Hcを介して、一部水を張った圧送ポンプ10Aの下側の送水用接続具10Dとホース10Cで連通し、上方のボール弁6A´を、ねじ挿入用孔Hcを介して、圧送ポンプ10Aの上側の受水用接続具10Eと、透明ホース10Bで連通し、循環経路内に水を充填し、所定圧の下に水を充填した後、分岐部6Cを開、両ボール弁6A,6A´を閉として実施出来るものである。
〔ヘッダー7A,7B(図2)〕
 ヘッダー7A,7Bは同一物であって、複数の水経路を集散するもので、例えば図2(C)に示す如く、パイプ形状の砲金製であって、外径が18mmで円筒部に分岐用のジョイント7Dが接続する数個の挿入用孔を穿孔し、一方の端辺に水路を閉止するプラグ7Cを備え、他方の端辺にはゴムパイプ5Aを被覆接続するもので、集散回路によって、挿入用孔数、長さを決定する。
 図2に示すヘッダー7A,7Bは、3回路なので、長さが160mmで、床パネル9で使用する温水管の種類(鋼管又はプラスチック樹脂管)によって、挿入用孔に接続するジョイント7Dの形状を選択採用する。
〔圧送ポンプ10A(図3(C))〕
 圧送ポンプ10Aは、慣用の圧送ポンプユニットであって、システム内への水張り充填中に、エアー抜きを実施するもので、幅が345mm、高さが558mm、厚さが99mmの、下部に送水用コックを、上部に受け水用コックを備え、上部は半透明プラスチック製で、下部には循環ポンプを収納した、三相電機(株)製のCL-1521(商品番号)を採用すれば、短時間で、作業性良く水張りを実施することが出来る。
〔温度調整ユニット〕
 従来の温水循環床暖房システム同様に、運転制御、温度制御、水温検出等は、慣用のマイコン組込みの電気制御手段で実施する。
 この場合、運転のON―OFF制御、室温制御には、時計機能を介在して制御し、床パネルを省エネルギー稼動で実施する。
 尚、調整ユニットの操作パネル1Cは、図1に示す如く、ヒーターユニットボックス1の前面板1Kに配置した嵌合孔H2に嵌め込んで表出させる。
〔床暖房パネル9(図4)〕
 図4は、床暖房パネル(床パネル)9の説明図であって、(A)は配置状態上面図、(B)は(A)のB-B線縦断面図である。
 床パネル9は、ヒーターユニットボックス1からの往き管S及び戻り管Rと接続し、床パネル9内に延展収納した温水循環パイプ9Aに温水を循環し、床パネル9表面及び嵌合溝9G内に、おのおの張着したアルミ製の放熱板9Lを介して、木製フローリング等の床仕上材9Dに熱を伝達し、室内を暖房するものであり、本発明の床暖房システムにあっては、床パネルは慣用品を採用する。
 採用する床パネル9は、幅が850mm、長さが1700mmで厚さが12mmであって、合板9Eの表面に、適宜外径8mmの銅管、若しくはプラスチック樹脂製の温水管9Aを適宜間隔で嵌め込む嵌合溝9Gを配置し、該溝9Gに、上面が開放した断面コ字形状の、熱伝導性の良いアルミ金具を、接着剤で嵌合配置し、該アルミ金具に温水管9Aを嵌入し、上面にアルミ製の放熱板9Lを接着配置したものである。
 この場合、床パネル9の四隅には、隣接するパネル9への水路接続用パイプ9B、若しくは閉止用の止栓キャップ9C、往き管S及び戻り管R接続用パイプ9B´等、配置用の欠込みを備え、水路接続用パイプ9Bの、パイプ9B´との接続、若しくは閉止後、放熱板9Lを張着したパネルで蓋をして隠蔽する。
 また、床パネル9の配置は、例えば図4(B)に示す如く、床スラブ表面Fsに、防振ゴム9M、アジャストボルト9J、ヘッドブロック9Kを一体にした支脚片90を455mm間隔で配置し、レベルの調整の下に、ヘッドブロック9K上に、パーティクルボード(15mm厚)等の床下地材9Fを敷設して釘固定し、床下地材9F上面に床パネル9を配置し、温水管9Aの接続、閉止、及び往き管S、戻り管Rの接続後、蓋をし、周辺に床合板9Eを配置し、次いで、床合板9E及び床パネル9上面に床仕上材9Dを張設して二重床とする。
〔ヒーターユニットボックス1の組立て(図2、図3)〕
 ヒーターユニットボックス1の匡体内への機器類の組込みは、組立工場内で実施するが、図2に示す、縦型ヒーターユニットボックス1の場合は、収納ボックス1B内面に、厚さ1.6mmの鋼板を折り曲げた、慣用のハット型鋼(図示せず)を、適宜長さ、適宜高さで固定し、該ハット型鋼から鋼製支持材(図示せず)を持出し支持して、空気分離圧力タンク2、循環ポンプ3、水張り継手6及び3列のパイプヒーター4を支持固定し、ゴムパイプ5A及びホースバンド5Bを用いて、循環ポンプ3とパイプヒーター4とを接続し、パイプヒーター4間も接続し、図1、図2に示す如く、ヒーターユニットボックス1内には、戻り管Rから戻り側ヘッダー7B→循環ポンプ3→パイプヒーター4→水張り継手6→空気分離圧力タンク2→往き側ヘッダー7A→往き管S、の流通経路を形成する。
 そして、空気分離圧力タンク2は、図2(C),(D)に示す如く、上辺2Tが側面となる縦型に固定し、上辺2Tの接続口J3を、水張り継手6を介してパイプヒーター4に接続し、後辺2Bの接続口J2に往き側ヘッダー7Aを接続し、前辺2Fの接続口J1には、パイプ5Aを介してピーコックバルブ8を接続してバルブ8を閉とし、適宜、水路水が蒸発して減水したらバルブ8を開として、システム内への水の補充が出来るようにする。
 この場合、往き側ヘッダー7A及び戻り側ヘッダー7Bは、床パネル9の回路数によって対応タイプを現場で適用するため、空気分離圧力タンク2の接続口J2からの往き側配管P7及び循環ポンプ3からの戻り側配管P2は、適宜長さ(標準:300mm)で切断、垂下状態としておく。
 尚、ヘッダー7A,7Bは現場接続となるので、収納ボックス1Bの下部を開けて置く。
 次いで、機器類の隙間を利用して、パイプヒーター4、循環ポンプ3、サーモスタット、温度センサー、の各電線を配線して、プリント基板及び前面板1Kに嵌め込んだ操作パネル1Cに接続し、プリント基板からの電線コードCo及びプラグepを収納ボックス1B内に収納しておく。
 そして、収納ボックス1Bに操作盤1Aを被着してねじ固定すれば、完成ヒーターユニットボックス1となる。
 勿論、出荷前には工場内で、往き管S及び戻り管Rの端部を接続金具で連結し、図3(B)の如く、分岐部6Cを閉止し、上側ボール弁6A´及び下側ボール弁6Aを開とし、下側ボール弁6Aから水を流入し、通電して循環ポンプ3及びパイプヒーター4を作動し、上側ボール弁6A´から排水してシステム内の空気抜きを行い、温水温度を上昇させて空気分離圧力タンク2に負荷を与えて、漏水、及び機器類の異常ナシを確認の上、出荷する。
〔ヒーターユニットボックス1の取付け(図1、図2、図3)〕
 床パネル9を床下地材9F上面に配置し、ヒーターユニットボックス1の操作盤1Aを収納ボックス1Bから取外し、往き管S及び戻り管Rの配管位置に整合して、収納ボックス1Bの下板1Uに、往き管S及び戻り管R用貫通孔H5を穿孔し、また、電気コンセントの位置に整合して操作盤1Aの突出辺1Sに欠込孔H4´を穿孔する。
 次いで、図1に示す如く、貫通孔H5を介して往き管S及び戻り管Rを収納ボックス1B内に突出させ、適宜、床スラブ表面Fsと収納ボックス1Bの下板1Uとの間にゴムパッキン1Pを配置して、収納ボックス1B前面を壁表面Wsから突出させ、収納ボックス1Bを壁及び床構成部にねじ固定する。
 次いで、電線コードCoを欠込孔H4,H4´に嵌入して引出し、プラグepをコンセント(図示せず)に接続し、往き側ヘッダー7A及び戻り側ヘッダー7Bのヘッダージョイント7Dに往き管S及び戻り管Rを接続する。
〔水張り、空気抜き(図3)〕
 図3(B),(C)に示す如く、水張り継手6の分岐部6Cの開閉弁Hbを閉止して直線部6Eの水路を閉止し、ボール弁6A,6A´を開放し、下側ボール弁6Aと、水を張った圧送ポンプ10Aの送水用接続具10Dとを、ホース10Cを介して接続し、上側ボール弁6A´と、圧送ポンプ10Aの受水用接続具10Eとを、1mの立上げ揚程HLを保った透明ホース10Bを介して接続する。
 次いで、送水用接続具10Dを開放して、ボール弁6Aから圧送ポンプ10A内の水を水流wでシステム内に供給し、ボール弁6A´から圧送ポンプ10A内に水が流出したら、送水用接続具10D及びボール弁6Aを閉止し、システム内の水圧を流出側の揚程HLで所定圧とした後、ボール弁6A´を閉止し、直線部6Eを分岐部6Cの開放弁Hbで開放する。
 そして、ヒーターユニットボックス1、及び床パネル9内に収納した温水管9A内の、水経路中の機器類の空気は、流水圧による水の流入で排出され、温水循環床暖房システム内は、揚程HLで付与された所定圧(標準:0.01MPa)の下に、必要水量が充填出来る。
 次いで、電源を入(オン)にして水を循環させ、循環ポンプ3、及びパイプヒーター4から異音が発生しなければ、システム内の空気は、適正に除去されたことが確認出来る。
 即ち、システム内への初期圧力0.01MPaでの水の導入は、図3(C)に示す如く、システム内の水張り及び空気抜き作業を、水張り継手6の直線部6Eを閉止して、ボール弁6A,6A´を開放し、ボール弁6Aを水の給水口、ボール弁6A´を水の排出口とし、ボール弁6Aを、ホース10Cで圧送ポンプの送水用接続具10Dに、ボール弁6A´を透明ホース10Bで、且つ揚程HLを保持して圧送ポンプの受水用接続具10Eに接続して、圧送ポンプ10Aで水充填すれば、同時に、システム内の空気抜きも遂行出来る。
 この場合、システム内充填水の初期圧力0.01MPaは、揚程HLを1mに保持すれば良い。
〔その他〕
 本発明の、図1、図2の実施例では、縦型のヒーターユニットボックス1を採用したが、ヒーターユニットボックス1を横型で使用する際には、収納ボックス1B内で空気分離圧力タンク2を、図6(B)に示す如く、横型配置とすれば良く、操作盤1Aも、前面板1Kに対する、操作パネル1C、換気口1E,1Eの配置等をデザイン性から好みの配置にすれば良い。
 また、ヒーターユニットボックス1の室内への配置は、実施例では、図1の如く、壁面内に埋設形態としたが、壁面に沿わせた突出配置形態とすれば、配線作業、メンテナンス作業が容易となる。
1    ヒーターユニットボックス(ボックス)
1A   操作盤
1B   収納ボックス
1C   操作パネル
1D   底板
1E   入気用換気口(換気口)
1F   排気用換気口(換気口)
1K   前面板
1M   突起片
1N   ねじ
1L,1R 側板
1P   ゴムパッキン
1S   突出辺
1T   上板
1U   下板(側板)
2    空気分離圧力タンク(圧力タンク、タンク)
2A   前側羽根板(羽根板)
2A´  後側羽根板(羽根板)
2B   後辺
2D   下辺
2F   前辺
2G   突起
2L,2R 側辺
2T   上辺
3    循環ポンプ
4    パイプヒーター
5A   ゴムパイプ(パイプ)
5B   ホースバンド
6    水張り継手
6A,6A´  ボール弁
6B   ユニオン部
6C   分岐部
6D   接続部
6E   直線部
7A   往き側ヘッダー(ヘッダー)
7B   戻り側ヘッダー(ヘッダー)
7C   プラグ
7D   ジョイント
8    ピーコックバルブ(バルブ)
9    床パネル(床暖房パネル)
9A   温水管(循環パイプ)
9B,9B´ 接続用パイプ
9C   止栓キャップ
9D   床仕上材
9E   床合板
9F   床下地材
9G   嵌合溝
9H   合板
9J   アジャストボルト
9K   ヘッドブロック
9L   放熱板
9M   防振ゴム
90   支脚片
10   水張り装置
10A  圧送ポンプ
10B  透明ホース(パイプ)
10C  ホース(パイプ)
10D  送水用接続具
10E  受水用接続具
Co   コード
ep   プラグ
Fs   床スラブ表面(床表面)
H1,H1´ ねじ孔
H2   取付用2段孔(嵌合孔)
H4,H4´ 長孔(欠込孔)
H5   貫通孔
H6,Hc  ねじ挿入用孔
Ha,Hb   開閉弁
HL  揚程
J1,J2,J3  接続口
P2~P7  配管(パイプ)
R    戻り管
S    往き管
w    水流
WS   壁表面
wL,wL  水位面
Za   空気域

Claims (8)

  1.  温水循環型の床暖房パネル(9)に、小型のヒーターユニットボックス(1)を対応配置する電気加温式温水循環型の室内床暖房システムであって、ヒーターユニットボックス(1)は、空気分離圧力タンク(2)、循環ポンプ(3)、パイプヒーター(4)、水張り継手(6)を、ゴムパイプ(5A)の配管(P2~P7)で接続して、温水循環機能を収納すると共に、入口側配管(P2)の先端には戻り側ヘッダー(7B)を、出口側配管(P7)の先端には往き側ヘッダー(7A)を接続収納したものであり、ヒーターユニットボックス(1)の、往き側ヘッダー(7A)からは往き管(S)で、戻り側ヘッダー(7B)からは戻り管(R)で、床暖房パネル(9)の循環パイプ(9A)と連通した、電気加温式温水循環型の室内床暖房システム。
  2.  ヒーターユニットボックス(1)は、箱形状の収納ボックス(1B)に蓋形状の操作盤(1A)を着脱自在に嵌着した、幅(X1)が250~350mm、高さ(Y1)が450~550mm、奥行き(Z1)が100~150mmの小型の方形箱体である、請求項1に記載の床暖房システム。
  3.  水張り継手(6)は、鋼製パイプのT字形状であって、直線部(6E)の両端には、ゴムパイプ(5A)接続部(6D)を備え、直線部(6E)中央には、先端に開閉弁(Hb)を備えた分岐部(6C)を突設し、分岐部(6C)の両側には、分岐部(6C)と同方向に、ボール弁(6A,6A´)を接続するためのユニオン部(6B)を備えたものであり、パイプヒーター(4)と空気分離圧力タンク(2)との間で配管(P5,P6)接続した、請求項1又は2に記載の床暖房システム。
  4.  空気分離圧力タンク(2)は、半透明のプラスチック製で、下辺(2D)、前辺(2F)、後辺(2B)、上辺(2T)及び両側辺(2L,2R)を含み、且つ上辺(2T)が前側傾斜辺(Sf)で前辺(2F)と、後側傾斜辺(Sb)で後辺(2B)と連続する箱形状であって、前辺(2F)の上下中央部には接続口(J1)を、後辺(2B)上下中央部には接続口(J2)を、上辺(2T)の後部には接続口(J3)を備え、両側辺(2L,2R)間に亘って、後方に傾斜上昇する2枚の羽根板(2A,2A´)を、前側羽根板(2A)が、下方で前辺接続口(J1)の後方対応位置に、後側羽根板(2A´)が、上方で上辺接続口(J2)の下方対応位置に配置したものである、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の床暖房システム。
  5.  前後の羽根板(2A,2A´)は、共に同一の傾斜角30°であって、前側羽根板(2A)と後側羽根板(2A´)は前後間隔(Da)を保ち、且つ前側羽根板(2A)は、前端が接続口(J1)の下方位置、後端が接続口(J1)上方位置であり、後側羽根板(2A´)は、前端が接続口(J2)中心位置、後端が接続口(J2)上方位置である、請求項4に記載の床暖房システム。
  6.  箱形状のヒーターユニットボックス(1)を縦配置して使用する際には、空気分離圧力タンク(2)は、前辺(2F)を上側、後辺(2B)を下側として配置し、上辺(2T)の接続口(J3)に水張り継手(6)を介してパイプヒーター(4)を接続し、後辺(2B)の接続口(J2)に往き側ヘッダー(7A)を接続し、前辺(2F)の接続口(J1)に蒸発水補充用のバルブ(8)を配置する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の床暖房システム。
  7.  箱形状のヒーターユニットボックス(1)を横配置して使用する際には、空気分離圧力タンク(2)の上辺(2T)を上側、下辺(2D)を下側として配置し、前辺(2F)の接続口(J1)に水張り継手(6)を介してパイプヒーター(4)を接続し、後辺(2B)の接続口(J2)に往き側ヘッダー(7A)を接続し、上辺(2T)の接続口(J3)に蒸発水補充用のバルブ(8)を配置する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の床暖房システム。
  8.  パイプヒーター(4)の出力を1kw~3kwの範囲内とし、システム内圧力を0.01~0.04MPaに維持し、暖房温度を36℃~46℃の範囲内で2℃毎に調節制御して運転する、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の床暖房システム。
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