(57)【要約】【課題】省エネルギー性能に優れた温水床暖房パネル及び温水床暖房システムを提供する。【解決手段】温水床暖房パネル１００は、パネル基材１０１と、パネル基材１０１に設けられ、給湯器１で加熱された熱媒体としての温水が流れる上段配管１０３１と、パネル基材１０１に設けられ、上段配管１０３１から離されて、かつ上段配管１０３１よりもパネル基材１０１の下面に近づけられて配置される下段流路１０３２，１０１ｃとを有する。【選択図】図１
2019035510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル基材と、
前記パネル基材に設けられ、給湯器で加熱された熱媒体としての温水が流れる上段配管と、
前記パネル基材に設けられ、前記上段配管から離されて、かつ前記上段配管よりもパネル基材の下面に近づけられて配置される下段流路と、
を有する温水床暖房パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の温水床暖房パネルにおいて、
前記下段流路は、前記上段配管を流れる温水よりも低温の温水又は水が流れる下段配管である、
温水床暖房パネル。
【請求項３】
請求項２に記載の温水床暖房パネルにおいて、
前記下段配管は、前記パネル基材の下面に形成された下側凹部に配置される、
温水床暖房パネル。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の温水床暖房パネルにおいて、
前記上段配管は、前記パネル基材の上面に形成された上側凹部に配置される、
温水床暖房パネル。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の温水床暖房パネルを使用する温水床暖房システムであって、
入口が前記上段配管に接続されるとともに、出口が前記下段配管に接続され、前記上段配管から流れてきた温水の熱を放熱させる熱交換器を有し、
前記下段配管には、前記熱交換器を通過して温度が低下した温水又は水が流れる、
温水床暖房システム。
【請求項６】
請求項５に記載の温水床暖房システムにおいて、
前記熱交換器は、屋外の外気を室内に取り込むための換気口に設けられる、
温水床暖房システム。
【請求項７】
請求項５に記載の温水床暖房システムにおいて、
前記熱交換器は、室内に置かれるルームヒーターに設けられる、
温水床暖房システム。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載の温水床暖房システムにおいて、
前記給湯器は、潜熱回収タイプであり、
前記下段配管を流れた温水又は水は、前記潜熱回収タイプの給湯器の潜熱熱交換器を流れる、
温水床暖房システム。
【請求項９】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の温水床暖房パネルを使用する温水床暖房システムであって、
前記下段配管には、前記給湯器に給水するための水道水が流れる、
温水床暖房システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の温水床暖房システムであって、
前記給湯器に供給する水道水を貯水する貯水タンクを有し、
前記下段配管は、両端が前記貯水タンクに接続され、
前記貯水タンクに貯水された水道水を前記下段配管に送水するポンプをさらに有する、
温水床暖房システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の温水床暖房パネルにおいて、
前記下段流路は、前記パネル基材の下面に形成されて、熱媒体としての空気が流れる凹状空気流路である、
温水床暖房パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温水床暖房パネル及び温水床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住生活の快適環境を図る観点から、建物（家屋）の床暖房が広く普及している。フローリング等の床暖房を行う装置として、温水式の床暖房パネルが用いられる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２６６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本件発明者らは、日夜、このような床暖房パネルの開発に鋭意取り組んでおり、省エネルギー性能の向上を目指している。上述した特許文献１では、温水を流す箇所の面積を切り替えることで、省エネルギー性能を向上できてはいるものの、省エネルギー性能の更なる向上を望む声も多い。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた。本発明の目的は、省エネルギー性能に優れた温水床暖房パネル及び温水床暖房システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。また符号を付して説明した構成は適宜代替しても改良してもよい。
【０００７】
第１の態様は、パネル基材（１０１）と、前記パネル基材（１０１）に設けられ、給湯器（１）で加熱された熱媒体としての温水が流れる上段配管（１０３１）と、前記パネル基材（１０１）に設けられ、前記上段配管（１０３１）から離されて、かつ前記上段配管（１０３１）よりもパネル基材（１０１）の下面に近づけられて配置される下段流路（１０３２，１０１ｃ）と、を有する温水床暖房パネル（１００）である。
【０００８】
第２の態様は、第１の態様の温水床暖房パネル（１００）において、前記下段流路（１０３２）は、前記上段配管（１０３１）を流れる温水よりも低温の温水又は水が流れる下段配管（１０３２）である、温水床暖房パネル（１００）である。
【０００９】
第３の態様は、第２の態様の温水床暖房パネル（１００）において、前記下段配管（１０３２）は、前記パネル基材（１０１）の下面に形成された下側凹部（１０１ｂ）に配置される、温水床暖房パネル（１００）である。
【００１０】
第４の態様は、第１から第３までのいずれかの態様の温水床暖房パネル（１００）において、前記上段配管（１０３１）は、前記パネル基材（１０１）の上面に形成された上側凹部（１０１ａ）に配置される、温水床暖房パネル（１００）である。
【００１１】
第５の態様は、第２から第４までのいずれかの態様の温水床暖房パネル（１００）を使用する温水床暖房システム（Ｓ）であって、入口が前記上段配管（１０３１）に接続されるとともに、出口が前記下段配管（１０３２）に接続され、前記上段配管（１０３１）から流れてきた温水の熱を放熱させる熱交換器（５００）を有し、前記下段配管（１０３２）には、前記熱交換器（５００）を通過して温度が低下した温水又は水が流れる、温水床暖房システム（Ｓ）である。
【００１２】
第６の態様は、第５の態様の温水床暖房システム（Ｓ）において、前記熱交換器（５００）は、屋外の外気を室内に取り込むための換気口（４１０）に設けられる、温水床暖房システム（Ｓ）である。
【００１３】
第７の態様は、第５の態様の温水床暖房システム（Ｓ）において、前記熱交換器（５００）は、室内に置かれるルームヒーター（５０）に設けられる、温水床暖房システム（Ｓ）である。
【００１４】
第８の態様は、第２から第４までのいずれかの態様の温水床暖房パネル（１００）を使用する温水床暖房システム（Ｓ）であって、前記下段配管（１０３２）には、前記給湯器（１）に給水するための水道水が流れる、温水床暖房システム（Ｓ）である。
【００１５】
第９の態様は、第８の態様の温水床暖房システム（Ｓ）であって、前記給湯器（１）に供給する水道水を貯水する貯水タンク（７００）を有し、前記下段配管（１０３２）は、両端が前記貯水タンク（７００）に接続され、前記貯水タンクに貯水された水道水を前記下段配管（１０３２）に送水するポンプ（Ｐ）をさらに有する、温水床暖房システム（Ｓ）である。
【００１６】
第１０の態様は、第１の態様の温水床暖房パネル（１００）において、前記下段流路（１０１ｃ）は、前記パネル基材（１０１）の下面に形成されて、熱媒体としての空気が流れる凹状空気流路（１０１ｃ）である、温水床暖房パネル（１００）である。
【発明の効果】
【００１７】
この態様によれば、高い省エネルギー性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、床暖房の基本構造について説明する斜視図である。
【図２】図２は、床暖房の基本構造について説明する断面図である。
【図３】図３は、床暖パネルの第１実施形態を示す断面図である。
【図４】図４は、床暖パネルの第１実施形態に相当する解析モデルの全体サイズを説明する図である。
【図５】図５は、床暖パネルの第１実施形態に相当する解析モデルで想定する各部の特性（サイズ／熱伝導率）を説明する図である。
【図６】図６は、比較形態に相当する解析モデルの要部のサイズを説明する図である。
【図７】図７は、各解析モデルの入口から７．５ｍ（解析モデル中央）における垂直断面の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】図８は、図７のシミュレーション結果から各解析モデルの熱量の移動を説明する図である。
【図９】図９は、解析モデルのサイズを説明する図である。
【図１０】図１０は、パネル厚を変えた各解析モデルの入口から７．５ｍ（解析モデル中央）における垂直断面の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０のシミュレーション結果からパネル厚２６ｍｍの解析モデルの熱量の移動を説明する図である。
【図１２】図１２は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプにおける放熱特性をプロットした図である。
【図１３】図１３は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプ及び２段タイプにおける放熱特性（床上への放熱量）をプロットした図である。
【図１４】図１４は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプ及び２段タイプにおける放熱特性（床下への放熱量）をプロットした図である。
【図１５】図１５は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプ及び２段タイプにおける放熱特性（床上への放熱割合）をプロットした図である。
【図１６】図１６は、上段配管１０３１に温水を流した場合の放熱特性（床上への放熱量及び床下への放熱量）をパネル厚ごとに整理し直した図である。
【図１７】図１７は、放熱前後による温水温度について説明する図である。
【図１８】図１８は、２段タイプの床暖パネルを使用する温水床暖房システムＳの第１実施形態を説明する図である。
【図１９】図１９は、壁４００の換気口４１０に設けられた熱交換器５００の具体的な構成を示す図である。
【図２０】図２０は、換気口に設けられた熱交換器５００の配置例のバリエーションを示す図である。
【図２１】図２１は、換気口に設けられた熱交換器５００の配置例の別のバリエーションを示す図である。
【図２２】図２２は、換気口に設けられた熱交換器５００の配置例のさらに別のバリエーションを示す図である。
【図２３】図２３は、温水床暖房システムＳの一例を示す図である。
【図２４】図２４は、水（水蒸気）に含まれる熱量と温度との相関を示す図である。
【図２５】図２５は、温水床暖房システムＳの第２実施形態を示す図である。
【図２６】図２６は、温水床暖房システムＳの第３実施形態を示す図である。
【図２７】図２７は、温水床暖房システムＳの第４実施形態を示す図である。
【図２８】図２８は、温水床暖房システムＳの第５実施形態を示す図である。
【図２９】図２９は、床暖パネルの第２実施形態を示す断面図である。
【図３０】図３０は、床暖パネルの第３実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
（温水床暖房について）
図１及び図２は、床暖房の基本構造について説明する図である。
【００２１】
最初に、本発明の理解を容易にするために、床暖房の基本的な構造について説明する。温水床暖房パネル１００は、床２００に敷設されるので、まずはこの床２００について説明する。なお以下では「温水床暖房パネル」を適宜「床暖パネル」と称す。
【００２２】
床２００には、複数本の根太２０１が等間隔（通常３０３ｍｍピッチ）に並列配置されている。各根太２０１の間には断熱材２０２が配置されている。断熱材２０２の厚さは、通常、根太２０１の厚さと略同じである。根太２０１及び断熱材２０２の上には全体を掩覆するようにステコンパネ２０３が敷設されている。このステコンパネ２０３は、たとえば板厚１２ｍｍの合板である。ステコンパネ２０３は、根太２０１に固定されている。
【００２３】
床暖パネル１００は、このステコンパネ２０３の上に敷設される。床暖パネル１００は、通常、暖房する部屋の床面積の８０％を占める程度に敷設される。床暖パネル１００の周囲と部屋の壁との間にはダミーコンパネ２０４が敷設される。
【００２４】
続いて床暖パネル１００の詳細について説明する。床暖パネル１００は、支持基材としてのパネル基材１０１と、小根太１０２と、上段配管１０３１と、下段配管１０３２と、アルミ箔１０４とを含む。
【００２５】
パネル基材１０１は、厚みがたとえば略１２ｍｍであって平面視において略長方形形状の部材である。詳細は後述するが、パネル基材１０１の上面には、埋込み溝１０１ａが形成されており、上段配管１０３１は、この埋込み溝１０１ａに保持される。パネル基材１０１の下面には、埋込み溝１０１ｂが形成されており、下段配管１０３２は、この埋込み溝１０１ｂに保持される。パネル基材１０１は、上段配管１０３１の熱を下方に逃がさないように断熱材でできている。パネル基材１０１の材質としては、たとえば、断熱機能を持つ発泡ポリエチレン（たとえば発泡率２０倍）やポリスチレンフォーム等が好適である。パネル基材１０１は、上段配管１０３１及び下段配管１０３２を所定の位置に保持できれば足り、汎用の断熱床暖パネルやこれに代わる熱伝導部材を用いてもよい。この場合には熱伝導部材の下に断熱材を敷く必要がある。
【００２６】
小根太１０２は、多数の短冊状のフローリング材３００が釘打ち固定される部材である。小根太１０２の厚さは、パネル基材１０１と同一であり、たとえば１２ｍｍである。小根太１０２は、パネル基材１０１の奥の縁から手前に向けて又は手前の縁から奥に向けて延設される。奥の縁から手前に向けて延設される小根太１０２と、手前の縁から奥に向けて延設される小根太１０２とが交互にかつ平行に並べられる。小根太１０２の一端１０２ａは、パネル基材１０１の縁に達しない。小根太１０２の一端１０２ａからパネル基材１０１の縁までの間隙は、フローリング材３００の幅Ｗ（代表的には３０３ｍｍ）よりも狭くなるように設定されている。また、隣り合う小根太１０２どうしの間隔及び両端の小根太１０２とダミーコンパネ２０４との間は、フローリング材３００の長さ（代表的には１８００ｍｍ）よりも短くなるように（たとえば３０３ｍｍピッチ）、設定されている。
【００２７】
アルミ箔１０４は、パネル基材１０１，小根太１０２及び上段配管１０３１を覆う被覆材であり、上段配管１０３１からの熱を伝え、又は熱を保持する役割を有する。
【００２８】
アルミ箔１０４の裏面にはノリが付けられている。アルミ箔１０４が、パネル基材１０１，小根太１０２，上段配管１０３１の表面を覆ってこれらを一体化する。
【００２９】
（床暖パネルの第１実施形態）
図３は、床暖パネルの第１実施形態を示す断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の要部拡大図である。
【００３０】
図３（Ｂ）に示されるように、パネル基材１０１の上面には、埋込み溝１０１ａが形成されており、この埋込み溝１０１ａにＵ字アルミ部材１０１１が配置される。そしてこのＵ字アルミ部材１０１１の内側に上段配管１０３１が配置される。パネル基材１０１の下面であって埋込み溝１０１ａの真下には、埋込み溝１０１ｂが形成されており、下段配管１０３２は、この埋込み溝１０１ｂに配置される。
【００３１】
上段配管１０３１及び下段配管１０３２は、熱媒体としての温水（水，水とエチレングリコールとの混合液，水とプロピレングリコールの混合液など）が流れる伝熱管である。なお、下段配管１０３２を流れる熱媒体は、上段配管１０３１を流れる熱媒体よりも低温である。
【００３２】
上段配管１０３１及び下段配管１０３２は、小根太１０２の間に作られた敷設路に沿うように蛇行して配策されて、パネル基材１０１に内蔵される。上段配管１０３１及び下段配管１０３２としては、たとえば架橋ポリエチレン管，ポリプロピレン管，ポリブデン管又は金属管等を使用できるが、特に架橋ポリエチレン管が好適である。上段配管１０３１及び下段配管１０３２は、断面略円形である。架橋ポリエチレン管は、指定されている最小曲げ半径よりも小さく曲げられて施工されると、管が扁平して流量が低下したり管に大きな応力が残って寿命が低下するおそれがある。そこで指定されている最小曲げ半径を確保できるように施工される。なお上段配管１０３１及び下段配管１０３２の断面形状を楕円形形状としてもよい。上段配管１０３１の断面形状が楕円形形状になれば、アルミ箔１０４との接触面積が増え、伝熱効率が向上する。
【００３３】
上段配管１０３１は、アルミ箔１０４で覆われている。このアルミ箔１０４は、上段配管１０３１のみならず、パネル基材１０１及び小根太１０２をも覆う被覆材であり、上段配管１０３１からの熱を伝え、又は熱を保持する役割を有する。
【００３４】
アルミ箔１０４の裏面にはノリが付けられている。アルミ箔１０４が、パネル基材１０１，小根太１０２，上段配管１０３１の表面を覆ってこれらを一体化する。アルミ箔１０４が、パネル基材１０１，小根太１０２，上段配管１０３１の表面を覆ってこれらを一体化する。
【００３５】
（作用効果：モデルによるシミュレーション結果）
図４は、床暖パネルの第１実施形態に相当する解析モデルの全体サイズを説明する図である。
【００３６】
上述のような床暖パネルに熱媒体（温水）を流したときの温度分布を調べるためにシミュレーションを行った。
【００３７】
解析モデルの全体サイズは、図４に示される通り、全長１５ｍ×全幅８０ｍｍ×全厚８０．０４ｍｍである。
【００３８】
図５は、床暖パネルの第１実施形態に相当する解析モデルで想定する各部の特性（サイズ／熱伝導率）を説明する図である。
【００３９】
解析モデルの各部の特性（サイズ・熱伝導率）は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される。すなわち、図５（Ａ）に示されるように、断熱材２０２は、厚さ４０ｍｍ・熱伝導率０．０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。断熱材２０２の上にはステコンパネ２０３が積層される。このステコンパネ２０３は、厚さ１２ｍｍ・熱伝導率０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。ステコンパネ２０３の上にはパネル基材１０１が積層される。このパネル基材１０１は、厚さ１６ｍｍ・熱伝導率０．０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。パネル基材１０１の上にはフローリング材３００が積層される。このフローリング材３００は、厚さ１２ｍｍ・熱伝導率０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。また、床下は、気温１０℃・熱伝達率５Ｗ／（ｍ２・Ｋ）とした。床上は、気温２０℃・熱伝達率１０Ｗ／（ｍ２・Ｋ）とした。
【００４０】
また、図５（Ｂ）に示されるように、パネル基材１０１の下面に形成された埋込み溝１０１ｂに下段配管１０３２が配置され、埋込み溝１０１ｂの真上に形成された埋込み溝１０１ａにＵ字アルミ部材１０１１が配置される。そしてこのＵ字アルミ部材１０１１の内側に上段配管１０３１が配置される。上段配管１０３１及び下段配管１０３２は、内径５．０ｍｍ・外径７．２ｍｍ・肉厚１．１ｍｍ・熱伝導率０．４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。Ｕ字アルミ部材１０１１は、厚さ０．１０ｍｍ・熱伝導率２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。Ｕ字アルミ部材１０１１の下端から下段配管１０３２の上端までの距離は、１．５ｍｍである。Ｕ字アルミ部材１０１１は、左右に突き出たフランジ部を備える。このフランジ部の長さは、それぞれ５．０ｍｍである。そして、アルミ箔１０４が、パネル基材１０１，小根太１０２，上段配管１０３１及びＵ字アルミ部材１０１１を覆う。このアルミ箔１０４は、厚さ０．０４ｍｍ・熱伝導率２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。なおアルミ箔１０４は、上段配管１０３１の中央から左右２．０ｍｍの範囲で上段配管１０３１に密着する。
【００４１】
図６は比較形態に相当する解析モデルの要部のサイズを説明する図であり、図６（Ａ）は温水配管１０３１が１本だけ内蔵されている従来タイプ（第１比較形態）を示し、図６（Ｂ）は上段配管１０３１の真下に接するように下段配管１０３２が配置されているタイプ（第２比較形態）を示す。
【００４２】
第１比較形態（従来タイプ）では、図６(Ａ)に示される通り、パネル基材１０１の下面に埋込み溝１０１ｂが形成されておらず、下段配管１０３２がない。その他は、第１実施形態（図５）と同じである。
【００４３】
また第２比較形態では、図６(Ｂ)に示される通り、パネル基材１０１の上面に形成された埋込み溝１０１ａが深い。この埋込み溝１０１ａの底に下段配管１０３２が配置され、その下段配管１０３２に接するようにＵ字アルミ部材１０１１が配置される。そしてこのＵ字アルミ部材１０１１の内側に上段配管１０３１が配置される。その他は、第１実施形態（図５）と同じである。
【００４４】
図７は、各解析モデルの入口から７．５ｍ（解析モデル中央）における垂直断面の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【００４５】
なお上段配管１０３１には、流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度６０℃の湯水を流す。下段配管１０３２には、流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度５℃の冷水を流す。
【００４６】
第１比較形態（従来タイプ）の温度分布は、図７（Ａ）に示されるようになる。第２比較形態の温度分布は、図７（Ｂ）に示されるようになる。本実施形態の温度分布は、図７（Ｃ）に示されるようになる。
【００４７】
図８は、図７のシミュレーション結果から各解析モデルの熱量の移動を説明する図である。
【００４８】
なお以下では、熱量の単位を［Ｗ］としている。たとえば、図８（Ａ）の上段配管１０３１の入口から流量０．５Ｌ／ｍｉｎで流れる６０℃の温水の熱量を、２０９２Ｗとしている。これについて補足説明する。
【００４９】
流量０．５Ｌ／ｍｉｎの湯の１時間当たりの流量は、０．５×６０＝３０Ｌ／ｈｏｕｒである。
【００５０】
０℃を基準とした場合、３０Ｌ／ｈｏｕｒの水を６０℃にするために必要な供給熱量は、水の比重を０℃時に１とすると、３０×６０×１０００＝１８００ｋｃａｌ／ｈｏｕｒとなる。そして１ｋＷｈ＝８６０ｋｃａｌであるので、１８００ｋｃａｌ／ｈｏｕｒ＝２０９２Ｗとなる。すなわち、０℃を基準とした場合、流量０．５Ｌ／ｍｉｎの６０℃の温水の熱量が２０９２Ｗと示される。
【００５１】
第１比較形態（図８（Ａ））では、上段配管１０３１の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度６０℃（２０９２Ｗ）の温水が途中で放熱して出口では５３．９℃（１８７９Ｗ）になる。なお出口の流量も入口と同じであるので記載を適宜省略する。
【００５２】
放熱量（２１３Ｗ）のうち１８４Ｗが床上へ放熱され、２８Ｗが床下に放熱される。なお、小数点以下の端数処理の関係で、床上への放熱量（１８４Ｗ）と床下への放熱量（２８Ｗ）との合計が、全放熱量（２１３Ｗ）と一致していない。床上／床下の放熱割合は、８６．７％／１３．３％である。
【００５３】
なお床上への放熱割合は、次式で表せる。
【００５４】
【数１】
2019035510.tif 000003
【００５５】
また床下への放熱割合は、次式で表せる。
【００５６】
【数２】
2019035510.tif 000004
【００５７】
第２比較形態（図８（Ｂ））では、上段配管１０３１の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度６０℃（２０９２Ｗ）の温水が途中で放熱して出口では４４．１℃（１５３６Ｗ）になる。放熱量（５５６Ｗ）のうち４１０Ｗが下段配管１０３２を流れる水に回収される。すなわち、下段配管１０３２の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度５℃（１７４Ｗ）の冷水が途中で上段配管１０３１から放熱された熱を回収して出口では１６．７℃（５８４Ｗ）になる。そして１３３Ｗが床上へ放熱され、１３Ｗが床下に放熱される。床上／床下の放熱割合は、９０．９％／９．１％である。この第２比較形態では、第１比較形態に比べて、床上放熱割合が８６．７％から９０．９％になって４．２％上昇している。一方、床上放熱量は、１８８Ｗから１３３Ｗになって、２７．７％低下している。つまり、この第２比較形態では、床上放熱割合を増やして床下への放熱割合を減らすことができているものの、床上への放熱量も減ってしまっている。
【００５８】
本実施形態（図８（Ｃ））では、上段配管１０３１の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度６０℃（２０９２Ｗ）の温水が途中で放熱して出口では５１．５℃（１７９５Ｗ）になる。放熱量（２９７Ｗ）のうち１１９Ｗが下段配管１０３２を流れる水に回収される。すなわち、下段配管１０３２の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度５℃（１７４Ｗ）の冷水が途中で上段配管１０３１から放熱された熱を回収して出口では８．４℃（２９３Ｗ）になる。そして１６５Ｗが床上へ放熱され、１２Ｗが床下に放熱される。床上／床下の放熱割合は、９３．２％／６．８％である。本実施形態では、第１比較形態に比べて、床上放熱割合が８６．７％から９３．２％になって６．５％上昇している。床上放熱量は、１８８Ｗから１６５Ｗになって、１０．３％低下している。つまり、本実施形態では、床上放熱割合を増やして床下への放熱割合を減らすことができる。床上への放熱量は減っているものの、第２比較形態に比べれば、減少は小さい。すなわち、下段配管１０３２を上段配管１０３１から離して配置することで、床上放熱量の低下を１０％に押さえつつ、床上放熱割合を６．５％上昇させることができている。
【００５９】
次に、パネル基材１０１の厚みの効果について検討する。
【００６０】
図９は、解析モデルのサイズを説明する図である。
【００６１】
パネル基材１０１の厚みは、１６ｍｍ／２６ｍｍ／３６ｍｍの３種類である。また配管は、上段のみの１段タイプ（第１比較形態と同様のタイプ）と上段及び下段の２段タイプ（実施形態と同様のタイプ）である。パネル基材１０１の厚み以外は、同一である。
【００６２】
図１０は、パネル厚を変えた各解析モデルの入口から７．５ｍ（解析モデル中央）における垂直断面の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【００６３】
なお上段配管１０３１には、流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度６０℃の湯水を流す。下段配管１０３２には、流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度５℃の冷水を流す。
【００６４】
パネル厚１６ｍｍ／１段タイプの温度分布は、図１０（Ａ）に示されるようになる。床上／床下の放熱量は、１８４Ｗ／２８Ｗであり、床上／床下の放熱割合は、８６．７％／１３．３％である。
【００６５】
パネル厚１６ｍｍ／２段タイプの温度分布は、図１０（Ｂ）に示されるようになる。床上／床下の放熱量は、１６５Ｗ／１２Ｗであり、床上／床下の放熱割合は、９３．２％／６．８％である。
【００６６】
パネル厚２６ｍｍ／１段タイプの温度分布は、図１０（Ｃ）に示されるようになる。床上／床下の放熱量は、１８６Ｗ／２５Ｗであり、床上／床下の放熱割合は、８８．３％／１１．７％である。
【００６７】
パネル厚２６ｍｍ／２段タイプの温度分布は、図１０（Ｄ）に示されるようになる。床上／床下の放熱量は、１７４Ｗ／８Ｗであり、床上／床下の放熱割合は、９５．５％／４．５％である。
【００６８】
図１１は、図１０のシミュレーション結果からパネル厚２６ｍｍの解析モデルの熱量の移動を説明する図であり、図１１（Ａ）は１段タイプ（図１０（Ｃ））、図１１（Ｂ）は２段タイプ（図１０（Ｄ））である。
【００６９】
パネル厚２６ｍｍ／１段タイプ（図１０（Ｃ））では、図１１（Ａ）に示されるように、上段配管１０３１の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度６０℃（２０９２Ｗ）の温水が流れて途中で放熱して出口では５４．０℃（１８８２Ｗ）になる。放熱量（２１０Ｗ）のうち１８６Ｗが床上へ放熱され、２５Ｗが床下に放熱される。床上／床下の放熱割合は、８８．３％／１１．７％である。
【００７０】
パネル厚２６ｍｍ／２段タイプ（図１０（Ｄ））では、図１１（Ｂ）に示されるように、上段配管１０３１の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度６０℃（２０９２Ｗ）の温水が流れて、途中で放熱して出口では５３．１℃（１８５２Ｗ）になる。放熱量（２４０Ｗ）のうち５７Ｗが下段配管１０３２を流れる水に回収される。すなわち、下段配管１０３２の入口で流量０．５Ｌ／ｍｉｎ，温度５℃（１７４Ｗ）の冷水が流れて、途中で上段配管１０３１から放熱された熱を回収して出口では６．６℃（２３１Ｗ）になる。そして１７４Ｗが床上へ放熱され、８Ｗが床下に放熱される。床上／床下の放熱割合は、９５．５％／４．５％である。
【００７１】
図１２は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプにおける放熱特性をプロットした図である。縦軸は、図１２（Ａ）では床上への放熱量［Ｗ］、図１２（Ｂ）では床下への放熱量［Ｗ］、図１２（Ｃ）では床上への放熱割合［％］であり、横軸はいずれもパネル厚［ｍｍ］である。なお、上段配管１０３１への送水温度６０℃の場合だけでなく、送水温度４０℃の場合のシミュレーション結果から得られた放熱特性もプロットした。
【００７２】
おおまかな傾向としては、送水温度が高いほうが、床上放熱量も（図１２（Ａ））、床下放熱量も（図１２（Ｂ））、大きいことが分かる。また図１２（Ｃ）から、床上放熱割合も大きいことが分かる。
【００７３】
さらに詳細に見ると、図１２（Ａ）から、床上への放熱量は、温度が高いほうが大きいが、パネル厚による影響は少ないことが分かる。また図１２（Ｂ）から、床下への放熱量は、温度が高いほうが大きいが、パネル厚が増すほど小さく抑えられることが分かる。そのため、図１２（Ｃ）に示されるように、床上への放熱割合は、温度が高いほうが大きく、またパネル厚が増すほど大きくなることが分かる。
【００７４】
図１３は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプ及び２段タイプにおける放熱特性（床上への放熱量）をプロットした図である。なお、上段配管１０３１への送水温度６０℃の場合だけでなく、送水温度４０℃の場合のシミュレーション結果から得られた放熱特性（床上への放熱量）もプロットした。また下段配管１０３２への送水温度５℃の場合だけでなく、送水温度１５℃／２５℃の場合のシミュレーション結果から得られた放熱特性（床上への放熱量）もプロットした。
【００７５】
図１３（Ａ）は、それらをひとつにまとめて示した図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の上段配管１０３１への送水温度４０℃のプロットを拡大した図である。図１３（Ｃ）は、図１３（Ａ）の上段配管１０３１への送水温度６０℃のプロットを拡大した図である。各図の横軸はパネル厚［ｍｍ］であり、縦軸は床上への放熱量［Ｗ］である。なお各図には、１段タイプの放熱特性（床上への放熱量）も、参考として示されている。
【００７６】
おおまかな傾向としては、図１３（Ａ）に示されているように、送水温度が高いほうが、床上放熱量が大きいことが分かる。
【００７７】
また図１３（Ｂ）から、２段タイプのほうが１段タイプよりも床上放熱量が小さいことが分かる。また２段タイプのなかでも、下段配管１０３２への送水温度が低いほうが、床上放熱量が小さいことが分かる。またパネル厚が薄いほうが、床上放熱量が小さいことが分かる。これは、上段配管１０３１を流れる温水の熱量が、下段配管１０３２を流れる冷水に奪われるためであると考えられる。すなわち、上段配管１０３１を流れる温水の熱量は、下段配管１０３２を流れる冷水の温度が低いほど、またパネル厚が薄いほど、奪われやすいためであると考えられる。
【００７８】
また図１３（Ｃ）を見ると、上段配管１０３１に６０℃の温水を送水した場合も、同様の傾向が見られることが分かる。
【００７９】
図１４は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプ及び２段タイプにおける放熱特性（床下への放熱量）をプロットした図である。なお、上段配管１０３１への送水温度６０℃の場合だけでなく、送水温度４０℃の場合のシミュレーション結果から得られた放熱特性（床下への放熱量）もプロットした。また下段配管１０３２への送水温度５℃の場合だけでなく、送水温度１５℃／２５℃の場合のシミュレーション結果から得られた放熱特性（床下への放熱量）もプロットした。
【００８０】
図１４（Ａ）は、上段配管１０３１への送水温度４０℃の場合である。図１４（Ｂ）は、上段配管１０３１への送水温度６０℃の場合である。各図の横軸はパネル厚［ｍｍ］であり、縦軸は床下への放熱量［Ｗ］である。なお各図には、１段タイプの放熱特性（床下への放熱量）も、参考として示されている。
【００８１】
おおまかな傾向としては、送水温度が高いほうが、床下放熱量が大きいことが分かる。
【００８２】
さらに詳しく見ると、図１４（Ａ）から、２段タイプのほうが１段タイプよりも床下放熱量が小さいことが分かる。これは、上段配管１０３１から放射された熱が、床下面から放熱される途中で、下段配管１０３２を流れる冷水に吸熱されるため、床下への放熱量が小さいと考えられる。
【００８３】
また２段タイプのなかでも、下段配管１０３２への送水温度が低いほうが、床下放熱量が小さいことが分かる。下段配管１０３２に送水する冷水の温度が低いほど、上段配管１０３１から放射された熱が、床下面から放熱される途中で、下段配管１０３２を流れる冷水に吸熱されやすいからであると考えられる。
【００８４】
またパネル厚が厚いほうが、床下放熱量が小さいことが分かる。これは、そもそもパネル厚が厚いほど、上段配管１０３１から放射された熱が、床下に伝わりにくいからであると考えられる。
【００８５】
また図１４（Ｂ）を見ると、上段配管１０３１に６０℃の温水を送水した場合も、同様の傾向が見られることが分かる。
【００８６】
なお図１４（Ａ）と図１４（Ｂ）とを比較すると、１段タイプの送水温度４０℃の床下放熱量は、２段タイプの上段送水温度６０℃／下段送水温度１５〜２５℃の床下放熱量とほぼ同等であることが分かる。
【００８７】
図１５は、図１０のシミュレーション結果から得られた１段タイプ及び２段タイプにおける放熱特性（床上への放熱割合）をプロットした図である。なお、上段配管１０３１への送水温度６０℃の場合だけでなく、送水温度４０℃の場合のシミュレーション結果から得られた放熱特性（床上への放熱割合）もプロットした。また下段配管１０３２への送水温度５℃の場合だけでなく、送水温度１５℃／２５℃の場合のシミュレーション結果から得られた放熱特性（床上への放熱割合）もプロットした。
【００８８】
図１５（Ａ）は、上段配管１０３１への送水温度４０℃の場合である。図１５（Ｂ）は、上段配管１０３１への送水温度６０℃の場合である。各図の横軸はパネル厚［ｍｍ］であり、縦軸は床上への放熱割合［％］である。なお各図には、１段タイプの放熱特性（床上への放熱割合）も、参考として示されている。
【００８９】
図１５（Ａ）から、２段タイプのほうが１段タイプよりも、床上への放熱割合が大きいことが分かる。また２段タイプのなかでも、下段配管１０３２への送水温度が低いほうが、床上への放熱割合が大きいことが分かる。これは以下のように考えられる。すなわち、床下への放熱量（図１４）は、床上への放熱量（図１３）に比べて小さいが、同一パネル厚で下段配管１０３２への送水温度が変わった場合の減少率（減少倍率）を見ると、床下への放熱量の減少率が、床上への放熱量の減少率よりも大きい。そのため、床上への放熱量の割合が増えることとなる。ただし、図１３を見ると、下段配管１０３２への送水温度が下がると、床上への放熱量自体は、減少していることが分かるが、図１４を見ると、床下への放熱量も少なくなっていることから、外部に放出される全体的な放熱量が少なくなっていることが分かる。外部に放出されなかった熱量は、下段配管１０３２を流れる冷水に回収されているのである。
【００９０】
図１６は、上段配管１０３１に温水を流した場合の放熱特性（床上への放熱量及び床下への放熱量）をパネル厚ごとに整理し直した図である。なお、横軸は床上への放熱量［Ｗ］であり、縦軸は床下への放熱量［Ｗ］である。実線が１段タイプである。この１段タイプでは、パネル厚が１６ｍｍ，２６ｍｍ，３６ｍｍである場合に、上段配管１０３１に３０℃，４０℃，５０℃，６０℃の温水を流したときの放熱特性がプロットされている。二重線が２段タイプである。１段タイプの特性点から出ている破線矢印の先にパネル厚及び上段送水温度が同じである２段タイプの放熱特性がプロットされている。たとえば特性点Ａ１は、パネル厚１６ｍｍ／上段送水温度６０℃の場合の特性を示すが、この特性点Ａ１から出ている破線矢印の先にパネル厚及び上段送水温度が同じであって、下段送水温度２５℃の場合の特性がＢ１としてプロットされて、下段送水温度１５℃の場合の特性がＢ２としてプロットされて、下段送水温度５℃の場合の特性がＢ３としてプロットされている。
【００９１】
この図１６を見ると、床上への放熱量を維持したまま床下への放熱量を小さくするには、ひとつの方法として、パネル厚を増やせばよいことが分かる。たとえば、１段タイプの配管１０３１に６０℃の温水を流す場合、パネル厚を、１６ｍｍ→２６ｍｍ→３６ｍｍ、と増やすにつれて、特性点は、Ａ１→Ａ２→Ａ３、となって、床上への放熱量はほとんど変わらないまま、床下への放熱量が小さくなる。
【００９２】
また別の方法としては、配管を２段化して下段配管１０３２に冷水を流せばよいことが分かる。すなわち、１６ｍｍ床暖パネルの２段タイプの上段配管１０３１に６０℃の温水を流す場合、下段配管１０３２に流す冷水温度を、２５℃→１５℃→５℃、と下げるにつれて、特性点は、Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３、となって、床上への放熱量がやや下がるものの、床下への放熱量が大きく低下することが分かる。このように、２段タイプの床暖パネルには、床下への放熱量を減少させることができるという優れた特性がある。
【００９３】
（温水床暖房システムＳの第１実施形態）
次に、このような２段タイプの床暖パネルを使用する温水床暖房システムＳについて説明する。
【００９４】
図１７は、放熱前後による温水温度について説明する図である。
【００９５】
温水の流量は０．５Ｌ／ｍｉｎである。この場合、図１７に示されているように、６０℃の温水が９９０Ｗ放熱すれば、２５℃になる。６０℃の温水が１３３０Ｗ放熱すれば、１５℃になる。６０℃の温水が１６６０Ｗ放熱すれば、５℃になる。また５０℃の温水が７００Ｗ放熱すれば、２５℃になる。５０℃の温水が１０４０Ｗ放熱すれば、１５℃になる。５０℃の温水が１３７０Ｗ放熱すれば、５℃になる。また４０℃の温水が４１０Ｗ放熱すれば、２５℃になる。４０℃の温水が７５０Ｗ放熱すれば、１５℃になる。４０℃の温水が１０８０Ｗ放熱すれば、５℃になる。
【００９６】
上述したように、２段タイプの床暖パネルの下段配管１０３２に低温の水を流すことで、床下への放熱量を減少させることができる。
【００９７】
そこで、発明者らは、給湯器で加熱されて上段配管１０３１を通った温水を、放熱させてから（冷やしてから）、下段配管１０３２に流して給湯器に戻すことで、床下への放熱量を減少させるシステムに想到した。そのようなシステムの具体的な内容について以下に説明する。
【００９８】
図１８は、２段タイプの床暖パネルを使用する温水床暖房システムＳの第１実施形態を説明する図であり、図１８（Ａ）は１段タイプの床暖パネルを使用する従来のシステムを示す参考図、図１８（Ｂ）は２段タイプの床暖パネルを使用する本実施形態を示す図である。
【００９９】
従来の温水床暖房システムは、図１８（Ａ）に示されるように、給湯器から供給される温水を配管１０３１に流していた。
【０１００】
これに対して、本実施形態の温水床暖房システムＳは、図１８（Ｂ）に示されるように、給湯器（熱源装置１）から供給される温水を、管路６２１を介して上段配管１０３１に流す。上段配管１０３１を流れた温水は、管路６２２を介して、換気口に設けられた熱交換器５００に達し、この熱交換器５００で放熱してから（冷却されてから）、管路６２３を介して下段配管１０３２を流れた後、管路６２４を流れて給湯器に戻る。たとえば上段配管１０３１を流れて、５０℃になった温水が熱交換器５００で１３７０Ｗ放熱すれば、５℃の冷水になって、下段配管１０３２を流れることとなる。このようにして２段タイプの床暖パネルの下段配管１０３２に低温の水を流すことで、床下への放熱量を減少させることができる。
【０１０１】
図１９は、壁４００の換気口４１０に設けられた熱交換器５００の具体的な構成を示す図である。
【０１０２】
壁４００の換気口４１０には、防火シャッター４５０が設けられているが、熱交換器５００は、この防火シャッター４５０よりも室外側に配置されている。そして、壁４００に貫通孔４００ａが形成されており、床暖パネル１００の上段配管１０３１に接続される管路６２２及び下段配管１０３２に接続される管路６２３が、この貫通孔４００ａを通る。そして、管路６２２及び管路６２３が熱交換器５００に接続される。このように構成されているので、管路６２２及び管路６２３が防火シャッター４５０と干渉しない。そして、室内の空気は、不図示の２４時間換気扇システムによって常時排出されているので、室外の空気が室内に常時流入している。この際、流入空気が熱交換器５００で暖められるとともに、熱交換器５００を流れる温水の温度を低下させることができる。特に床暖房は、冬季に使用するが、冬季は外気の温度も低いので、熱交換器５００を流れる温水の温度を低下させやすいで、本実施形態のように、熱交換器５００を換気口４１０に設けることが好ましいのである。
【０１０３】
図２０は、換気口に設けられた熱交換器５００の配置例のバリエーションを示す図である。
【０１０４】
換気口に設けられた熱交換器５００の配置については、さまざまなバリエーションが考えられる。床暖パネル１００は、通常、リビングに設置される。そこで、図１８（Ｂ）では、給湯器で暖められた温水を、リビングの床暖パネル１００に流した後、リビングの換気口に設けられた熱交換器５００に流すことで温水を放熱させて（温水を冷やして）、次にリビングの床暖パネル１００の下段配管１０３２に流して、給湯器１に戻している。
【０１０５】
しかしながら、上段配管１０３１を流れた温水をひとつの熱交換器にだけ流すのではなく、複数の熱交換器に流してもよい。
【０１０６】
たとえば、図２０（Ａ）に示されるように、玄関脇のパイプシャフト・メーターボックスなどに配置された給湯器１で暖められた温水を、リビングの床暖パネル１００の上段配管１０３１に流して、リビングを暖めた後、リビングの換気口に設けられた熱交換器５００に流してから、バルコニーを経由させて、リビングの隣の和室の換気口に設けられた熱交換器５００に流してから、再び、リビングに戻し、リビングの床暖パネル１００の下段配管１０３２に流してから、給湯器１に戻るようにしてもよい。このようにすれば、床暖パネル１００の上段配管１０３１を流れた温水が、２箇所の熱交換器５００で放熱することとなって、一層低い温度まで冷やされるようになる。
【０１０７】
給湯器１は、ベランダに設置されることもある。このような場合は、図２０（Ｂ）に示されるように、給湯器１で暖められた温水を、リビングの床暖パネル１００の上段配管１０３１に流して、リビングを暖めた後、リビングの換気口に設けられた熱交換器５００に流してから、バルコニーを経由させて、リビングの隣の和室の換気口に設けられた熱交換器５００に流してから、再び、リビングに戻し、リビングの床暖パネル１００の下段配管１０３２に流してから、給湯器１に戻るようにしてもよい。このようにしても、床暖パネル１００の上段配管１０３１を流れた温水が、２箇所の熱交換器５００で放熱することとなって、一層低い温度まで冷やされる。
【０１０８】
図２１は、換気口に設けられた熱交換器５００の配置例の別のバリエーションを示す図である。
【０１０９】
リビングは、床暖房で暖められているが、リビング以外の居室には床暖房がないので、特に北側の居室は冬季に冷えて寒いことが多い。そこで、リビング以外の居室の換気口に熱交換器５００を設置してもよい。たとえば、図２１（Ａ）のように、リビングの床暖パネル１００の上段配管１０３１に流して、リビングを暖めた後、リビングから離れた居室（図２１（Ａ）では、洋室（２））の換気口に設けられた熱交換器５００に流してから、再び、リビングに戻し、リビングの床暖パネル１００の下段配管１０３２に流してから、給湯器１に戻るようにしてもよい。また、図２１（Ｂ）のように、居室以外のたとえば廊下の換気口に熱交換器５００を設けてもよい。このようにすれば、リビング以外の居室や、廊下についても、寒さを和らげることができ、ヒートショック対策にもなる。
【０１１０】
図２２は、換気口に設けられた熱交換器５００の配置例のさらに別のバリエーションを示す図である。
【０１１１】
図２０及び図２１は、集合住宅の例を示していたが、戸建住宅であってもよい。たとえば、図２２に示すように、給湯器１で暖められた温水を、リビングの床暖パネル１００の上段配管１０３１に流して、リビングを暖めた後、リビングの換気口に設けられた熱交換器５００に流してから、リビングの隣の和室の換気口に設けられた熱交換器５００に流し、再び、リビングに戻して、リビングの床暖パネル１００の下段配管１０３２に流して給湯器１に戻るようにしてもよい。なお、１階のリビングを暖めた後、２階に回してもよい。そのようにすれば、温水の放熱が促進され、温水の温度が下がるので、効果が一層大きくなるが、２階に回すためのポンプが必要になる。温水の温度が下がることでの効果とポンプ動力との収支バランスで、２階まで回すか、１階のみにとどめるかを決めればよい。
【０１１２】
（具体的な温水床暖房システムＳの例）
図１６を参照して説明したように、配管を２段化して下段配管１０３２に、２５℃→１５℃→５℃、と低温の水を流すほど、特性点は、Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３、となって、床下への放熱量を減少させることができる。床上への放熱量がやや低下するものの、床上への放熱割合が増加するので、全体としては床暖房効率が良くなる。
【０１１３】
しかしながら、下段配管１０３２に低温の水を流すほど床下への放熱量を減少させることができる、という理由だけではなく、給湯器１の特性によっても、下段配管１０３２を流れる水の温度が低いほど熱効率が向上する。これについて、図２３を参照して説明する。
【０１１４】
図２３は、温水床暖房システムＳの一例を示す図である。
【０１１５】
下段配管１０３２に流れる水の温度が低いほど、給湯器１の熱効率が向上することの理解を容易にするために、はじめに熱源装置（給湯器）について説明する。
【０１１６】
熱源装置１は、潜熱回収タイプであり、潜熱熱交換器１１及び顕熱熱交換器１２を備える暖房用熱交換器１０と、潜熱熱交換器２１及び顕熱熱交換器２２を備える給湯用熱交換器２０とを有する。
【０１１７】
給水導入管路７１を介して外部から供給された水は、まず給湯用熱交換器２０の潜熱熱交換器２１で加熱され、続いて顕熱熱交換器２２で加熱されて、給湯管路７２を介して適宜の給湯先に導かれる。なお潜熱熱交換器２１及び顕熱熱交換器２２で利用する熱は、バーナー２３で発生する。
【０１１８】
バーナー２３によって生成された燃焼ガスは、温度が千数百度である。顕熱熱交換器２２は、この燃焼ガスを利用して液水（温水）を加熱する。また潜熱熱交換器２１は、顕熱熱交換器２２を通過する際に熱交換することで温度が低下した燃焼ガスを利用して、液水（温水）を加熱する。給湯用熱交換器２０は、このようにして顕熱熱交換器２２及び潜熱熱交換器２１で液水を加熱するので、熱効率に優れる。
【０１１９】
これについて、図２４を参照してさらに詳しく説明する。なお図２４は、水（水蒸気）に含まれる熱量と温度との相関を示す図である。
【０１２０】
燃料ガスに含まれる成分（たとえばメタンＣＨ４）がバーナー２３で燃焼（酸化）すると、二酸化炭素ＣＯ２及び水蒸気Ｈ２Ｏを含んだ燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、温度が千数百度である。この燃焼ガスが顕熱熱交換器２２を通過する際に、顕熱熱交換器２２を流れる水と熱交換する。これによって、顕熱熱交換器２２を流れる水が加熱されるとともに、燃焼ガスは、温度が２００℃程度まで低下する。温度が２００℃程度まで低下したといっても、この燃焼ガスには、まだまだ多くの熱量が残っている。
【０１２１】
水（水蒸気）に含まれる熱量は、温度との間に、図２４に示される周知の相関があり、１００℃を前後して、熱量が大きく変化する。潜熱熱交換器２１は、この気体から液体に状態変化するときの潜熱（凝縮熱）を回収して利用するので、非常に良好な熱効率が得られるのである。そして、潜熱熱交換器２１を流れる液水の温度が低いほど、燃焼ガスの温度が低下して潜熱が回収されやすいので、熱効率が一層優れるのである。なお潜熱熱交換器２１を通過すると、燃焼ガスは、２００℃程度から５０℃程度に温度低下し、水蒸気が液水に凝縮する。そこで、潜熱熱交換器２１の下方には、凝縮水（ドレン）を受けるための受け皿４１が設けられている。
【０１２２】
暖房用熱交換器１０についても同様であり、バーナー１３によって生成された燃焼ガスを利用して顕熱熱交換器１２で液水（温水）を加熱する。そして、顕熱熱交換器１２を通過する際に熱交換することで温度が低下した燃焼ガスを利用して、潜熱熱交換器１１で液水（温水）を加熱する。このように、暖房用熱交換器１０は、顕熱熱交換器１２及び潜熱熱交換器１１で液水を加熱するので、熱効率に優れるのである。
【０１２３】
再び図２３に戻る。本実施形態の温水床暖房システムＳには、低温暖房端末１００を使用する暖房機能がある。
【０１２４】
はじめに、暖房用熱交換器１０を中心とした暖房用熱媒体の流れについて説明する。暖房用熱交換器１０には、熱媒体循環ポンプ５１から送られた暖房用熱媒体が循環する。この循環流路について説明する。
【０１２５】
熱媒体循環ポンプ５１の吐出口には、管路５１１が接続され、この管路５１１が顕熱熱交換器１２の入口に接続される。顕熱熱交換器１２の出口には、管路５１２が接続され、この管路５１２が低温作動弁５２の入口に接続される。低温作動弁５２の出口には、管路５１３が接続され、この管路５１３がシスターンタンク５３の入口に接続される。シスターンタンク５３の出口には、管路５１４が接続され、この管路５１４が熱媒体循環ポンプ５１の吸入口に接続される。さらに低温作動弁５２をバイパスする作動弁バイパス管路５１５が設けられる。
【０１２６】
熱媒体循環ポンプ５１が駆動すると、暖房用熱媒体は、熱媒体循環ポンプ５１→管路５１１→顕熱熱交換器１２→管路５１２→低温作動弁５２（作動弁バイパス管路５１５）→管路５１３→シスターンタンク５３→管路５１４→熱媒体循環ポンプ５１、と流れる。以上の管路によって、暖房用熱媒体循環管路が構成される。暖房用熱媒体循環管路を流れる流れが基本循環通流である。
【０１２７】
管路５１１から管路５２６が分岐する。この管路５２６は、熱媒体分岐器５６に接続される。熱媒体分岐器５６の内部では、管路が複数に分岐されており、各管路の出口には低温端末弁５６１が内蔵されている。これらの出口には管路６２１が接続され、この管路６２１が低温暖房端末１００の上段配管１０３１に接続される。ここで低温暖房端末とは、たとえば床暖房に用いられる床暖パネル１００である。低温端末弁５６１は、低温暖房端末１００へ暖房用熱媒体を流す場合に開弁する。低温端末弁５６１は、たとえば熱動弁である。低温暖房運転スイッチがオンされると、熱動弁への通電が行われてＰＴＣサーミスターを発熱させてサーモアクチュエーターを動作させる。このような処理によって、所定時間（たとえば１分）経過後に熱動弁が開く。低温暖房運転スイッチがオフされると、熱動弁への通電が停止して所定時間（たとえば２０秒）経過後に熱動弁が閉じる。
【０１２８】
上段配管１０３１の出口には、管路６２２が接続され、この管路６２２の他端は熱交換器５００に接続される。熱交換器５００の出口には、管路６２３が接続され、この管路６２３の他端は、低温暖房端末１００の下段配管１０３２に接続される。そして、下段配管１０３２の出口には、管路６２４が接続され、この管路６２４が熱媒体合流器６３に合流する。低温端末弁５６１が開弁することで、低温暖房端末１００には、予め定められる低温暖房設定温度（たとえば６０℃）の暖房用熱媒体が供給されて、暖房機能（床暖房）が実現される。なお管路５１１には、暖房低温サーミスター５１２１が設けられている。この暖房低温サーミスター５１２１は、熱媒体循環ポンプ５１から吐出された暖房用熱媒体の温度を検出する。この検出信号に基づいてバーナー１３の燃焼制御が行われることで、低温暖房端末１００に供給される暖房用熱媒体の温度が調整される。
【０１２９】
このような構成であるので、低温暖房端末１００の暖房機能を実現するには、低温端末弁５６１を開弁する。すると、基本循環通流に加えて、管路５１１→管路５２６→熱媒体分岐器５６→低温端末弁５６１→管路６２１→低温暖房端末１００（上段配管１０３１）→管路６２２→熱交換器５００→管路６２３→低温暖房端末１００（下段配管１０３２）→管路６２４→熱媒体合流器６３→管路６３１→管路５２４→潜熱熱交換器１１→管路５２５→管路５１３、という暖房用熱媒体の通流が生じる。
【０１３０】
潜熱熱交換器１１は、上述したように、燃焼ガスが気体から液体に状態変化するときの潜熱（凝縮熱）を回収する。その際、燃焼ガスは、２００℃程度から５０℃程度に温度低下し、水蒸気が液水に凝縮するのであるが、潜熱熱交換器１１の内部を流れる熱媒体の温度が低いほど、燃焼ガスの潜熱（凝縮熱）を回収しやすく、熱効率が向上する。
【０１３１】
本実施形態では、床暖パネルの上段配管１０３１を流れた温水（熱媒体）が、熱交換器５００で放熱して十分低温（たとえば５℃）になってから、潜熱熱交換器１１に流れるので、非常に良好な熱効率が得られる。このように、本実施形態の床暖パネル１００を、潜熱回収タイプの給湯器（熱源装置１）と組み合わせることは、非常に好ましいのである。
【０１３２】
なお温水床暖房システムＳは、高温端末弁６１１を開弁することで、上述した基本循環通流に加えて、管路５１２→管路５２０→管路５２３→管路６１２→高温暖房端末６１→管路６１３→熱媒体合流器６３→管路６３１→管路５２４→潜熱熱交換器１１→管路５２５→管路５１３、という暖房用熱媒体の分岐通流を生じさせ、これによって、高温暖房端末６１が加熱されて暖房機能を実現できる。
【０１３３】
また流量制御弁５５１を開弁することで、上述した基本循環通流に加えて、管路５１２→管路５２０→管路５２１→追い焚き熱交換器５５→管路５２２→管路５２４→潜熱熱交換器１１→管路５２５→管路５１３、という暖房用熱媒体の分岐通流が生じる。一方、浴槽湯水は、追い焚き時に、循環金具７９０（浴槽７９）→管路７９２→浴槽湯水循環ポンプ７７→管路７８→追い焚き熱交換器５５→管路７９１→循環金具７９０（浴槽７９）、と循環する。浴槽湯水は、このように循環し、追い焚き熱交換器５５を通過するときに暖房用熱媒体によって加熱されて追い焚きされる。このようにして、浴槽湯水が加熱され追い焚き機能を実現できる。
【０１３４】
（温水床暖房システムＳの第２実施形態）
図２５は、温水床暖房システムＳの第２実施形態を示す図である。
【０１３５】
第１実施形態では、熱交換器５００が、防火シャッター４５０よりも室外側に配置されていた。これに対して、この第２実施形態では、熱交換器５００は、防火シャッター４５０よりも室内側に配置されている。そして、室内側の壁面に溝４００ｂを形成して、この溝４００ｂに管路６２２及び管路６２３を配索する。このようにしても、管路６２２及び管路６２３が防火シャッター４５０と干渉しないように構成でき、室内に流入する空気が熱交換器５００で暖められるとともに、熱交換器５００を流れる温水の温度を低下させることができる。また本実施形態によれば、管路６２２及び管路６２３が室内に配索されるので、凍結が防止される。
【０１３６】
（温水床暖房システムＳの第３実施形態）
図２６は、温水床暖房システムＳの第３実施形態を示す図である。
この実施形態では、熱交換器５００をルームヒーター５０に内蔵する。このようにしても、室内の空気が熱交換器５００で暖められるとともに、熱交換器５００を流れる温水の温度を低下させることができる。なお床面に温水コンセント５１０を設けることが好ましい。
【０１３７】
（温水床暖房システムＳの第４実施形態）
図２７は、温水床暖房システムＳの第４実施形態を示す図である。
この実施形態では、図１８（Ａ）に示された従来のシステムの温水配管１０３１の下に、水道管１０３２を配置して水道水を流す。このようにすれば、給湯器（熱源装置１）から供給される水を予熱することができる。このようなシステムＳは、熱交換器５００を設けることなく、従来のシステムを極力流用して実現することが可能になる。したがって、家屋の改修時などに好適である。
【０１３８】
（温水床暖房システムＳの第５実施形態）
図２８は、温水床暖房システムＳの第５実施形態を示す図である。
この実施形態は、第４実施形態のさらなる改良版である。第４実施形態では、従来のシステムの下に、水道管を配置して水道水を流すようにした。これに対して、この第５実施形態では、水道水を一旦貯水タンク７００に貯水する。そしてこの貯水タンク７００に貯められた水をポンプＰで下段配管１０３２に循環させて予熱する。この場合、回収された熱量が、ポンプＰの一次エネルギー消費量を上回る場合に、エネルギーメリットが得られる。
【０１３９】
（床暖パネルの第２実施形態）
図２９は、床暖パネルの第２実施形態を示す断面図である。
上記実施形態（たとえば図３）では、上段配管１０３１の真下に下段配管１０３２が配置される構成である。しかしながらこのような構成には限定されない。図２９に示されるように、上段配管１０３１の真下ではなく、左右にずらした位置に２本の下段配管１０３２が配置されていてもよい。
【０１４０】
そしてこの第２実施形態の床暖パネル１００をたとえば図１８（Ｂ）に示したような温水床暖房システムに使用する場合、温水が、熱交換器５００で放熱してから（冷却されてから）、管路６２３を介して２本の下段配管１０３２に分岐して流れ、再び合流してから管路６２４を流れて給湯器に戻るようにしてもよい。またこの場合、下段配管１０３２の流路断面積を上段配管１０３１の流路断面積の半分にすることで、下段配管１０３２を流れる熱媒体の流速を上段配管１０３１を流れる熱媒体の流速と同じにすることができる。
【０１４１】
なお図２９では、１本の上段配管１０３１に対して左右にずらされた２本の下段配管１０３２が配置されているが、下段配管１０３２は１本であってもよい。
【０１４２】
このように下段配管１０３２が左右にずれていることで、全体の厚さを薄くすることができる。
【０１４３】
（床暖パネルの第３実施形態）
図３０は、床暖パネルの第３実施形態を示す断面図である。
上記実施形態（たとえば図３）は、上段配管１０３１の下方に下段配管１０３２を配置して、この下段配管１０３２に熱媒体としての温水（水，水とエチレングリコールとの混合液，水とプロピレングリコールの混合液など）を流す構成である。しかしながらこのような構成には限定されない。下段配管１０３２に代えて、図３０に示すように、パネル基材１０１の下面を窪ませて空気（風）が通流する空気通路１０１ｃであってもよい。通常、家屋の室内は２４時間換気システムによって常時負圧状態になっている。そこで、この通路１０１ｃを室内に連通しておけば、通路１０１ｃを流れた空気が室内に流入することで、上段配管１０３１から放熱された熱を回収することで床下への放熱を抑えつつ、室温を暖める効果が得られる。
【０１４４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１４５】
たとえば、各部のサイズは一例に過ぎない。また上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【０１４６】
Ｓ  温水床暖房システム
１  給湯器
１００  温水床暖房パネル
１０１  パネル基材
１０１ａ，１０１ｂ  埋込み溝
１０１ｃ  凹状空気流路（下段流路）
１０３１  上段配管
１０３２  下段配管（下段流路）
４１０  換気口
５０  ルームヒーター
５００  熱交換器
７００  貯水タンク
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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