(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床材の下方に配設された潜熱蓄熱材と、
加熱手段によって加熱された液状の熱媒体を通してその熱を前記潜熱蓄熱材に供給する放熱パイプと、を有する床暖房装置を備えた建物であって、
前記床暖房装置は、
基礎に取り付けられた土台と、
前記土台間に掛け渡された多数の大引きと、
前記大引きに取着されてその大引きの上面を覆う仕切り板と、
前記仕切り板の裏側であって前記大引き同士の間のスペースに設けられた断熱材と、
前記仕切り板の表側であって前記潜熱蓄熱材の横幅とほぼ同間隔で且つ前記大引きと直交する方向に横設された多数の根太と、
前記根太に取着されてその根太の上面を覆う床材と、を有し、
前記潜熱蓄熱材を前記仕切り板と前記床材の間の隙間であって前記根太同士の間に設置し、さらにその潜熱蓄熱材の上面に前記放熱パイプを配設すると共にその放熱パイプの上周面を跨ぐようにして潜熱蓄熱材の上面に金属テープを貼り付け、そうして潜熱蓄熱材の上面に放熱パイプを固定するようになし、
さらに、前記放熱パイプは、
前記潜熱蓄熱材の根太寄り側方位置を通り、潜熱蓄熱材の端部でＵ字状に折り返して反対側の根太寄り側方位置を通り、さらに潜熱蓄熱材の反対側の端部でＵ字状に折り返して根太を挟んだ隣の潜熱蓄熱材に移り、そうして前記の配管態様を繰り返すことにより全体として複数列の潜熱蓄熱材に沿って蛇行させるようになし、
また、前記Ｕ字状の折返し部は、前記潜熱蓄熱材の端部より外方に迫り出させて前記仕切り板上に露出させると共にその露出部外周であって前記潜熱蓄熱材の端縁に近接する位置に固定金具を嵌合させ、さらにその固定金具を釘部材により前記仕切り板に打ち付け又はねじ止めしてなり、
そうして前記潜熱蓄熱材を前記根太と前記放熱パイプと前記固定金具で囲って前記仕切り板上に固定するようにしたことを特徴とする床暖房装置を備えた建物。
【請求項２】
請求項１に記載の床暖房装置を備えた建物は、太陽熱を集熱する集熱器を前記熱媒体の前記加熱手段に含むものであることを特徴とするソーラーハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房装置を備えた建物及びその床暖房装置の熱源に太陽熱を利用するソーラーハウスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図６に示したように、床材１００の下方に配設された潜熱蓄熱材１０１（例えばポリエチレングリコール）と、太陽熱の集熱器（図示せず）等の加熱手段によって加熱される液状の熱媒体Ｗと、その熱媒体Ｗを通してその熱を前記潜熱蓄熱材１０１に供給する放熱パイプ１０２と、を有する床暖房装置を備えた建物が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
この床暖房装置の潜熱蓄熱材１０１は、相変化に伴う潜熱を利用して、固体から液体に相変化する時に放熱パイプ１０２の熱を吸収して蓄熱し、一方、気温が下がって液体から固体に相変化するときに放熱して床材１００を暖める、というものであり、蓄熱・放熱時にほぼ一定の温度を保持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実願昭６２−８９０８７号（実開昭６３−１９８９２２号）のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の床暖房装置は、コンクリート製の枠体１０３の中に、下から断熱材１０４と、放熱パイプ１０２を通す砂１０５と、金属板１０６と、前記潜熱蓄熱材１０１と、を有し、その潜熱蓄熱材１０１の上にコンクリート製の床材１００を設置した構造である。
したがって、従来の一般的な建物構造、すなわち、基礎に取り付けた角材製の土台間に角材である大引きを掛け渡し、その大引きの上にその大引きと直交する方向に同じく角材である根太を設置し、その根太の上に床板を打ち付ける、という一般的な建物構造に適合しない。そのため、設計から施工に至るまで長きに亘って蓄積された経験が殆ど活かされず、設計工程、施行工程の多くに無駄が生じ得る。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、その目的は、従来の一般的な建物構造を継承しながら、大引き同士の間と根太同士の間のスペースを有効活用してコンパクトに床暖房装置が組み込める建物及びソーラーハウスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
床材の下方に配設された潜熱蓄熱材と、
加熱手段によって加熱された液状の熱媒体を通してその熱を前記潜熱蓄熱材に供給する放熱パイプと、を有する床暖房装置を備えた建物であって、
前記床暖房装置は、
基礎に取り付けられた土台と、
前記土台間に掛け渡された多数の大引きと、
前記大引きに取着されてその大引きの上面を覆う仕切り板と、
前記仕切り板の裏側であって前記大引き同士の間のスペースに設けられた断熱材と、
前記仕切り板の表側であって前記潜熱蓄熱材の横幅とほぼ同間隔で且つ前記大引きと直交する方向に横設された多数の根太と、
前記根太に取着されてその根太の上面を覆う床材と、を有し、
前記潜熱蓄熱材を前記仕切り板と前記床材の間の隙間であって前記根太同士の間に設置し、さらにその潜熱蓄熱材の上面に前記放熱パイプを配設すると共にその放熱パイプの上周面を跨ぐようにして潜熱蓄熱材の上面に金属テープを貼り付け、そうして潜熱蓄熱材の上面に放熱パイプを固定するようになし、
さらに、前記放熱パイプは、
前記潜熱蓄熱材の根太寄り側方位置を通り、潜熱蓄熱材の端部でＵ字状に折り返して反対側の根太寄り側方位置を通り、さらに潜熱蓄熱材の反対側の端部でＵ字状に折り返して根太を挟んだ隣の潜熱蓄熱材に移り、そうして前記の配管態様を繰り返すことにより全体として複数列の潜熱蓄熱材に沿って蛇行させるようになし、
また、前記Ｕ字状の折返し部は、前記潜熱蓄熱材の端部より外方に迫り出させて前記仕切り板上に露出させると共にその露出部外周であって前記潜熱蓄熱材の端縁に近接する位置に固定金具を嵌合させ、さらにその固定金具を釘部材により前記仕切り板に打ち付け又はねじ止めしてなり、
そうして前記潜熱蓄熱材を前記根太と前記放熱パイプと前記固定金具で囲って前記仕切り板上に固定するようにした床暖房装置を備えた建物を提供する。
【０００８】
【０００９】
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の床暖房装置を備えた建物は、太陽熱を集熱する集熱器を前記熱媒体の前記加熱手段に含むものであるソーラーハウスを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の建物は、上下に位置する大引きと根太の間に仕切り板を設け、仕切り板の裏側の大引き同士の間のスペースを断熱層とし、一方、仕切り板の表側の根太同士の間のスペースに潜熱蓄熱材と放熱パイプを組み込んでその上を床材で覆うようにしたため、従来の一般的な建物構造に追加した仕切り板の上下スペースを使ってコンパクトに床暖房装置を組み込むことができる。よって、建物の設計から施工に至るまで従来の蓄積された経験が十分に活用できるため、設計・施工コストが節約でき、しかも従来の施工実績により裏付けられる信頼性も確保できる。
【００１１】
また、放熱パイプを潜熱蓄熱材と床材の間に配管したことにより、加熱した液状の熱媒体を通して直接床材を暖めながら放熱後の潜熱蓄熱材に蓄熱できるため、夜間に潜熱蓄熱材から放熱して床暖房し、潜熱蓄熱材が放熱し終えた後の翌朝から暖められた熱媒体を放熱パイプに通すようにすれば、切れ目無く床暖房が継続できる。ちなみに前記した従来の床暖房装置のように、床材と放熱パイプの間に潜熱蓄熱材を配置した場合には、潜熱蓄熱材が冷めた状態で加熱した熱媒体を放熱パイプに通しても、潜熱蓄熱材への蓄熱が優先されるため、しばらくの間、十分な暖房が行えない。
【００１２】
また、放熱パイプを蛇行状に配管し、Ｕ字状の折返し部に固定金具を嵌合させて仕切り板に固定することにより、放熱パイプの安定性が増し、惹いては潜熱蓄熱材の安定性も向上する。
【００１３】
また、請求項２のように熱媒体の加熱手段に、太陽熱を集熱する集熱器を含ませて太陽熱を利用する場合には、日中の太陽熱で床暖房と蓄熱が並行して行えるから、２４時間切れ目のない床暖房が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】建物の要部を示す斜視図である。
【図２】建物の要部を示す縦断面図である。
【図３】潜熱蓄熱部材を切断した要部の拡大断面図である。
【図４】建物の中間部分を省略した横断平面図である。
【図５】ソーラーハウスの概略配管図である。
【図６】従来技術を示す要部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態の床暖房装置と建物の構造について図１〜図４により説明する。
図１，図２に示したように建物は、コンクリート製の基礎１の上に基礎パッキン２を介して取り付けられた木製の土台３と、その土台３間に掛け渡された多数の大引き４と、その大引き４の上面を覆う状態に打ち付けた木製の仕切り板５と、仕切り板５の表側であって大引き４と直交する方向に横設された多数の根太６と、その根太６の上面を覆う状態に打ち付けた木製の床材７と、を有する。
【００１６】
前記土台３と大引き４と根太６は、周知のように木製の角材である。なお、根太６は、図４に示したように暖房領域の端から端の長さより若干短い角材を使用し、暖房領域の一方の端に連絡通路８が形成されるようになっている。
また、前記床材７は、床下地材７ａの上にフロアー材７ｂを重ねた２枚重ねになっているが、もちろん床材７は、１枚でも、複数枚でもよい。
【００１７】
前記仕切り板５の裏側であって大引き４同士の間のスペース９には例えばポリスチレンフォーム製の断熱材１０がほぼ隙間なく嵌め込まれている。従って、基礎１と土台３の間に介在させた基礎パッキン２による隙間から冷たい外気が床下に流入しても、分厚い断熱材１０によって室内に冷気が伝わりにくい。
【００１８】
一方、仕切り板５の表側であって根太６同士の間のスペース１１にはボイラーや太陽熱等の加熱手段によって加熱された液状の熱媒体Ｗ（例えば不凍液）を通す放熱パイプ１２と、その放熱パイプ１２から供給される熱を蓄熱する潜熱蓄熱材１３と、が組み込まれている。
【００１９】
前記潜熱蓄熱材１３は、例えばポリエチレングリコールや硫酸ナトリウム等を合成樹脂製の扁平容器１３ａの中に充填したものであり、相変化に伴う潜熱を利用して、固体から液体に相変化する時に熱を吸収・蓄熱し、一方、液体から固体に相変化するとき放熱する公知のものである。この潜熱蓄熱材１３の扁平容器１３ａの横幅は、前記根太６同士の間の間隔とほぼ同じに設定されており、従って潜熱蓄熱材１３は、根太６同士の間のスペース１１にすっぽり収まる。また、１つの潜熱蓄熱材１３は、根太６のスペース１１の全長より短い長さであり、１列のスペース１１に複数枚の潜熱蓄熱材１３が並べられ、最終的に根太６のスペース１１の両端に前記放熱パイプ１２のための折り返し空間１４が設けられている。
【００２０】
前記放熱パイプ１２は、例えばポリブデン等の合成樹脂製の管で、その両端が後述する暖房ユニット１５の送出管１５ａに接続されている。放熱パイプ１２は、図２，図４に示したように潜熱蓄熱材１３の根太６寄り側方位置を通って潜熱蓄熱材１３の端部に設けた折り返し空間１４でＵ字状に折り返し、そこから反対側の根太６寄り側方位置を通って潜熱蓄熱材１３の反対側の端部に設けた折り返し空間１４で再度Ｕ字状に折り返し、その際、根太６の端部に形成した前記連絡通路８を通って根太６を挟んだ隣の潜熱蓄熱材１３に移り、斯かる配管態様を繰り返すことにより全体として複数列の全ての潜熱蓄熱材１３に沿って蛇行させるようになっている。なお、床面積が大きい場合、一本の放熱パイプ１２で対応すると、放熱パイプ１２の始端側と終端側での温度差が大きくなり、部屋の中で温度斑が生じ得るため、そのような場合は、床を複数領域に分ける（例えば床の中心で２つに分ける。）と共に放熱パイプ１２を領域数分だけ分岐させ、各領域で分岐した放熱パイプ１２を蛇行させ、最終的に一本の放熱パイプ１２に合流させる、というようにしてもよい。そうすることにより広い部屋でも温度斑が生じにくい。
【００２１】
この放熱パイプ１２は、その上周面を跨ぐようにして潜熱蓄熱材１３の上面に金属テープ１７（例えばアルミテープ）を貼り付け、そうして潜熱蓄熱材１３の上面に接触状態に取り付けられる。このように放熱パイプ１２を熱伝導に優れた金属テープ１７で潜熱蓄熱材１３の上面に貼り付けることにより、放熱パイプ１２の熱が金属テープ１７を介して効率よく潜熱蓄熱材１３に伝達される。
【００２２】
また、放熱パイプ１２のＵ字状の折返し部１２ａは、前記折り返し空間１４を使って潜熱蓄熱材１３の端部より外方に迫り出させ、そうして前記仕切り板５上に露出させると共にその露出部外周に略Ω形状の固定金具１８の湾曲部１８ａを嵌合させ、さらにその固定金具１８の両側翼片部１８ｂ，１８ｂを木ねじである釘部材１９により前記仕切り板５にねじ止めしてある。
放熱パイプ１２の外径は、潜熱蓄熱材１３の上面に金属テープ１７で固定した状態でその上部（放熱パイプ１２＋金属テープ１７の上部）が前記床材７の下面に近接するようその大きさが設定されている。
【００２３】
本実施形態の建物は以上のように構成されており、床暖房装置は、概ね、放熱手段と放熱パイプ１２と潜熱蓄熱材１３の他、建物を構成する大引き４、仕切り板５、根太６、断熱材１０、床材７の組合せによって形成される。
そして、床暖房装置は、潜熱蓄熱材１３が放熱を終えて固体になっている状態で、ボイラー等の加熱手段で加熱した熱媒体Ｗを放熱パイプ１２に通すと、潜熱蓄熱材１３が固体から液体に相変化する時に放熱パイプ１２の熱を吸収して蓄熱し、同時に放熱パイプ１２の熱で床材７の温度も上昇する。したがって床暖房を行いつつ潜熱蓄熱材１３への蓄熱も行える。
そして、加熱手段による熱媒体Ｗの加熱を止めると、潜熱蓄熱材１３が液体から固体に相変化するとき放熱して長時間一定の温度で床材７を暖める。
【００２４】
次に、前記放熱パイプ１２に対し加熱した熱媒体Ｗを供給するための加熱手段が、太陽熱を集熱する集熱器２１であるソーラーハウスについて図５により説明する。なお、図５はソーラーハウスの概略配管図であり、説明の便宜上、バルブ等の記載を省略してある。
【００２５】
周知のようにソーラーハウスは、太陽熱集熱ユニット２２と、暖房ユニット１５と、給湯ユニット２３を備えている。
【００２６】
前記太陽熱集熱ユニット２２は、建物の高所（主として屋根）にあって太陽熱を集める集熱器２１と、熱媒体Ｗを貯める貯液タンク２４と、熱媒体ＷをポンプＰ１で集熱器２１に送る送出管２２ａと、集熱器２１から貯液タンク２４に熱媒体Ｗを戻す回収管２２ｂと、を有する。
【００２７】
前記暖房ユニット１５は、前記潜熱蓄熱材１３と、その潜熱蓄熱材１３の上に配設された放熱パイプ１２と、熱媒体ＷをポンプＰ２で放熱パイプ１２に送る送出管１５ａと、放熱パイプ１２から貯液タンク２４に熱媒体Ｗを戻す回収管１５ｂと、を有する。
【００２８】
前記給湯ユニット２３は、内部に熱交換器２７を有する貯湯タンク２８と、給湯用補助ボイラー２９と、熱媒体Ｗを熱交換器２７に送る送出管２３ａと、熱交換器２７からポンプＰ３で貯液タンク２４に熱媒体Ｗを戻す回収管２３ｂと、を有する。
【００２９】
その他、図５において符合２６は熱媒体Ｗを補助的に加熱する補助ボイラー、符合２６ａは貯液タンク２４から補助ボイラー２６にポンプＰ４で熱媒体Ｗを送る送出管、２６ｂは補助ボイラー２６から貯液タンク２４に熱媒体Ｗを戻す回収管である。また、図５において符合３０は貯液タンク２４に設けた熱媒体補充口である。
【００３０】
ソーラーハウスは、以上のように構成されているため、太陽熱により集熱器２１で加熱された熱媒体Ｗを貯液タンク２４に貯めることができる。
そして、冬期の日中は、貯液タンク２４の熱媒体Ｗを暖房ユニット１５に供給して潜熱蓄熱材１３への蓄熱と床暖房を同時に行い、夜間は熱媒体Ｗの循環を止めて潜熱蓄熱材１３からの放熱で床暖房を行う。ここでもし日照不足で熱媒体Ｗの温度が十分でない場合は、補助ボイラー２６で熱媒体Ｗを補助的に加熱する。
なお、暖房不要の季節には暖房ユニット１５への熱媒体Ｗの循環を止めることにより床暖房を止めることができる。
一方、貯液タンク２４の熱媒体Ｗは、給湯ユニット２３を介して給湯にも利用されるため、太陽熱集熱ユニット２２は年間を通して稼働する。
【００３１】
以上の説明から明らかなようにソーラーハウスの床暖房装置には、暖房ユニット１５と太陽熱集熱ユニット２２が含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１  …基礎
３  …土台
４  …大引き
５  …仕切り板
６  …根太
７  …床材
９  …スペース
１０  …断熱材
１２  …放熱パイプ
１２ａ  …折返し部
１３  …潜熱蓄熱材
１７  …金属テープ
１８  …固定金具
１９  …釘部材
２１  …集熱器（加熱手段）
Ｗ  …熱媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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