(57)【要約】【課題】床仕上げ材の種別の判別精度を向上可能な床仕上げ材判別方法、床暖房システムの運転方法及び床暖房システムを提供する。【解決手段】パネル材５と、パネル材５に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体６と、パネル材５の表面側に敷設される床仕上げ材２とを備える床暖房システム１００における床仕上げ材判別方法であって、床仕上げ材２の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの物性値を計測する計測工程と、計測された物性値に基づいて床仕上げ材２の種別を判別する判別工程と、を備える。【選択図】図２
2019168208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル材と、前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材とを備える床暖房システムにおける床仕上げ材判別方法であって、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの物性値を計測する計測工程と、
計測された前記物性値に基づいて前記床仕上げ材の種別を判別する判別工程と、
を備える、床仕上げ材判別方法。
【請求項２】
前記計測工程では、加熱された熱媒が前記加熱用長尺体に通流している加熱時の前記床仕上げ材の表面温度、前記加熱時の前記床仕上げ材の熱流束、前記加熱時の前記床仕上げ材の熱容量、前記床仕上げ材の電気抵抗値、及び、前記床仕上げ材の誘電率の少なくともいずれかの物性値を計測する、請求項１に記載の床仕上げ材判別方法。
【請求項３】
前記計測工程では、
前記表面温度の上昇速度を計測し、
前記熱流束の上昇速度を計測し、
前記加熱された熱媒が前記加熱用長尺体に通流している際の投入熱量と表面温度との関係から前記熱容量を計測し、
前記床仕上げ材の表面における少なくとも２点間の電圧及び電流値に基づいて前記電気抵抗値を測定し、又は、
所定幅の前記床仕上げ材に電圧を印加した場合の静電容量に基づいて前記誘電率を測定する、請求項２に記載の床仕上げ材判別方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の床仕上げ材判別方法における前記判別工程によって計判別された前記床仕上げ材の種別に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御工程を備える、床暖房システムの運転方法。
【請求項５】
パネル材と、
前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、
前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材と、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの特性を含む物性値を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記物性値に基づいて前記床仕上げ材の種別を判別する判別手段と、
を備える床暖房システム。
【請求項６】
前記判別手段によって判別された前記床仕上げ材の種別に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御手段を備える、請求項５項に記載の床暖房システム。
【請求項７】
パネル材と、前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材とを備える床暖房システムにおける床暖房システムの運転方法であって、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの物性値を計測する計測工程と、
前記計測工程によって計測された前記物性値に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御工程と、
を備える、床暖房システムの運転方法。
【請求項８】
パネル材と、
前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、
前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材と、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの物性値を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記物性値に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御手段と、
を備える、床暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル材と、パネル材に収容される加熱用長尺体と、パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材と、を備える床暖房システムにおける床仕上げ材判別方法、床暖房システムの運転方法及び当該運転方法を実行する床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
床暖房システムとしては、一般に、次のように構成されている。すなわち、暖房対象空間である室内などに、床暖房パネルが敷設され、床暖房パネルの上部に床仕上げ材が敷設されている（特許文献１参照）。床暖房パネルは、床仕上げ材の下部に対応して配置されたパネル材を備えており、パネル材には温水等の熱媒用の熱媒流通管（加熱用長尺体）が収容されている。そして熱媒流通管に加熱された熱媒が流れることで、床暖房パネルが設けられた暖房対象空間の暖房が行われる。
【０００３】
床仕上げ材として、伝熱性能が異なるものが使用されており、伝熱性能が低い場合には投入熱量が少ないと、能力不足となり、運転開始初期においては、床仕上げ材の表面温度が所定の温度にまで上昇する時間が長くなって快適性が低下する不都合があった。一方、床仕上げ材の伝熱性能が高い場合に運転開始初期の投入熱量が過剰になると、床仕上げ材の表面の温度が高くなり過ぎる不都合があった。
【０００４】
こうした実情に鑑み、特許文献２には、床仕上げ材の厚みを計測し、計測された厚みによって床仕上げ材の種別を判別し、判定された種別に基づいて制御方式を選択する床暖房システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７４６８２号公報
【特許文献２】特開２０１６−１８８７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の床暖房システムでは、床仕上げ材に荷重を加え、非荷重のときの厚みと荷重を加えたときの厚みとの差から床仕上げ材の種別を判別する。例えば、荷重を加えると凹むことで、荷重を加える前後で厚みに差がでる床仕上げ材の場合、床仕上げ材が、クッション材が重ねられた防音フローリングであると判別できる。このようなクッション材が重ねられた防音フローリングは、一般的な木質フローリングと比べて熱抵抗値が高いため、木質フローリングより比較的投入熱量が大きい制御方法を選択する必要がある。
【０００７】
一方、例えば石質系材料、及び、硬質の木質系材料等の床仕上げ材の場合には、荷重を加える前後で厚みに差が出にくい。この場合、例えば床仕上げ材が、石質系材料で形成されているのか、また、硬質の木質系材料で形成されているのか等、その種別を判別することが困難である。あるいは、例えば、石質系材料で形成された床仕上げ材の場合であっても、硬質の木質系材料で形成されていると誤判断がなされる可能性がある。結果として、床仕上げ材の種別を適切に判別できないため、床仕上げ材の種別に対応した投入熱量による適切な床暖房システムの運転を達成できない。
【０００８】
結局、床仕上げ材に荷重を加えることでは、床仕上げ材の種別を正確に判断することが困難であり、床仕上げ材の種別に応じた適切な床暖房システムの運転を達成できない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、床仕上げ材の種別の判別精度を向上可能な床仕上げ材判別方法、床暖房システムの運転方法及び床暖房システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る床仕上げ材判別方法の特徴構成は、
パネル材と、前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材とを備える床暖房システムにおける床仕上げ材判別方法であって、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの物性値を計測する計測工程と、
計測された前記物性値に基づいて前記床仕上げ材の種別を判別する判別工程と、
を備える、床仕上げ材判別方法。
【００１１】
床仕上げ材は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、石質系材料、及び、クッション性のある材料等の多様な種別に分類される。床仕上げ材の前述のような多様な種別に応じて、床仕上げ材の熱特性及び電気特性等の物性値は多様に異なる。本特徴構成によれば、床仕上げ材の種別に応じて異なる物性値に基づいて床仕上げ材の種別を判別することで、床仕上げ材の判別精度を向上できる。
【００１２】
本発明に係る床仕上げ材判別方法の更なる特徴構成は、
前記計測工程では、加熱された熱媒が前記加熱用長尺体に通流している加熱時の前記床仕上げ材の表面温度、前記加熱時の前記床仕上げ材の熱流束、前記加熱時の前記床仕上げ材の熱容量、前記床仕上げ材の電気抵抗値、及び、前記床仕上げ材の誘電率の少なくともいずれかの物性値を計測する点にある。
【００１３】
本特徴構成によれば、床仕上げ材の熱特性としては、加熱時の表面温度、熱流束及び熱容量等が測定される。また、床仕上げ材の電気特性としては、電気抵抗値及び誘電率が測定される。これらの熱特性及び電気特性等に基づいて、床仕上げ材の判別精度を向上できる。
【００１４】
本発明に係る床仕上げ材判別方法の更なる特徴構成は、
前記計測工程では、
前記表面温度の上昇速度を計測し、
前記熱流束の上昇速度を計測し、
前記加熱された熱媒が前記加熱用長尺体に通流している際の投入熱量と表面温度との関係から前記熱容量を計測し、
前記床仕上げ材の表面における少なくとも２点間の電圧及び電流値に基づいて前記電気抵抗値を測定し、又は、
所定幅の前記床仕上げ材に電圧を印加した場合の静電容量に基づいて前記誘電率を測定する点にある。
【００１５】
本特徴構成によれば、床仕上げ材の熱特性及び電気特性が測定されることで、これらの熱特性及び電気特性等に基づいて、床仕上げ材の判別精度を向上できる。
【００１６】
本発明に係る床暖房システムの運転方法の特徴構成は、
上記の床仕上げ材判別方法における前記判別工程によって計判別された前記床仕上げ材の種別に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御工程を備える点にある。
【００１７】
前述の通り、床仕上げ材は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、石質系材料、及び、クッション性のある材料等の多様な種別に分類され、種別に応じて熱特性及び電気特性等の物性値が異なる。このように物性値が異なる場合、パネル材から熱を受けた場合の床仕上げ材の伝熱特性（熱伝導率）が異なる。本特徴構成によれば、物性値に基づいて床仕上げ材の種別が判別され、判別された種別に基づいて、加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量が制御されるため、床仕上げ材の種別に適合した熱媒の加熱制御を行うことができる。
【００１８】
本発明に係る床暖房システムの特徴構成は、
パネル材と、
前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、
前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材と、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの特性を含む物性値を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記物性値に基づいて前記床仕上げ材の種別を判別する判別手段と、
を備える点にある。
【００１９】
本特徴構成によれば、床仕上げ材の種別に応じて異なる熱特性及び電気特性等の物性値に基づいて床仕上げ材の種別を判別することで、床仕上げ材の判別精度を向上できる。
【００２０】
本発明に係る床暖房システムの更なる特徴構成は、
前記判別手段によって判別された前記床仕上げ材の種別に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御手段を備える点にある。
【００２１】
本特徴構成によれば、物性値に基づいて床仕上げ材の種別を判別し、判別した種別に基づいて、加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御するため、床仕上げ材の種別に適合した熱媒の加熱制御を行うことができる。
【００２２】
本発明に係る床暖房システムの運転方法の特徴構成は、
パネル材と、前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材とを備える床暖房システムにおける床暖房システムの運転方法であって、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの物性値を計測する計測工程と、
前記計測工程によって計測された前記物性値に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御工程と、
を備える点にある。
【００２３】
前述の通り、床仕上げ材は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、石質系材料、及び、クッション性のある材料等の多様な種別に分類され、種別に応じて熱特性及び電気特性等の物性値が異なる。このように物性値が異なる場合、パネル材から熱を受けた場合の床仕上げ材の伝熱特性（熱伝導率）が異なる。本特徴構成によれば、床仕上げ材の物性値に基づいて、加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量が制御されるため、床仕上げ材の物性値に適合した熱媒の加熱制御を行うことができる。
【００２４】
本発明に係る床暖房システムの特徴構成は、
パネル材と、
前記パネル材に収容されており、熱媒が通流する加熱用長尺体と、
前記パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材と、
前記床仕上げ材の熱特性及び電気特性の少なくともいずれかの物性値を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記物性値に基づいて、前記加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御する熱媒制御手段と、
を備える点にある。
【００２５】
床仕上げ材の物性値に基づいて、加熱用長尺体に供給される熱媒の加熱量を制御するため、床仕上げ材の物性値に適合した熱媒の加熱制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る床暖房システムの設備構成を示す斜視図である。
【図２】床暖房システムの計測手段を示す拡大断面図である。
【図３】床暖房システムの制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】床仕上げ材の種別を判別する指標となるグラフである。
【図５】本発明に係る床暖房システムの制御方法を示すフローチャートである。
【図６】床暖房システムの他の計測手段を示す図である。
【図７】床仕上げ材の種別を判別する指標となるグラフである。
【図８】床仕上げ材の種別を判別する指標となるグラフである。
【図９】床暖房システムの他の計測手段を示す図である。
【図１０】床暖房システムの他の計測手段を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、暖房対象空間に設けられた床暖房システム１００は、床暖房パネル１と、床暖房パネル１の上面に敷設された床仕上げ材２と、床暖房パネル１に供給する熱媒（本実施形態では、例えば水）を加熱する熱源機３と、床仕上げ材２の熱特性及び電気特性等の物性値を計測する計測手段５０と、熱源機３を制御する制御手段４とを備えて構成されている。
【００２８】
制御手段４は、計測手段５０が取得した床仕上げ材２の物性値（伝熱特性（熱伝導率））基づいて、床仕上げ材２の例えば材質等の種別を判別する。そして、制御手段４は、床仕上げ材２の種別に基づいて、当該種別に対応する制御方式を選択し、熱源機３を制御して熱媒の加熱量を制御する。なお、本実施形態では、制御手段４は、後述のリモコン９に設けられている。制御手段４の詳細については後述する。
【００２９】
床暖房パネル１は、例えば合成樹脂（例えば発泡樹脂）、木チップ等から形成されるパネル材５と、加熱用長尺体としての熱媒流通管６と、アルミニウム製シート等から形成される熱伝導部材７とを備える。熱媒流通管６は、ポリエチレン等の合成樹脂から形成され、パネル材５に収容されている。熱媒としての水が熱源機３で加熱されて温水となって、この熱媒流通管６を通流する。熱伝導部材７はパネル材５の上面の概ね全域に敷設され、熱媒流通管６を流れる加熱された熱媒（温水）からの熱を床仕上げ材２に伝導する。
【００３０】
床仕上げ材２は、図１等の例えば表面に化粧板が接着された細長い板状材が複数組み合わされることで構成されている。また、床仕上げ材２は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、石質系材料、及び、クッション性のある材料等の多様な材料から形成されている。よって、床仕上げ材２は、材料の種類によって、また、材料の組み合わせ等によって、伝熱特性（熱伝導率）が異なる。このように床仕上げ材２の種別によって伝熱特性（熱伝導率）が異なるため、暖房対象空間を所望の温度にするためには、床仕上げ材２の種別に応じて熱源機３を制御して熱媒（水）を加熱する必要がある。
【００３１】
熱源機３は、例えば燃料用ガスの燃焼によって加熱された熱媒を生成するガス熱源機から構成され、図１に示すように、その一方の接続部に供給接続管３１が接続され、他方の接続部に戻り接続管３２が接続されている。この形態では、供給接続管３１が、ヘッダ３０の供給部３３を介して熱媒流通管６の一端部６ａに接続され、他端部６ｂが、ヘッダ３０の戻り部３４を介して戻り接続管３２に接続されている。熱源機３からの加熱された熱媒は、供給接続管３１及びヘッダ３０を通して熱媒流通管６の一端部６ａに送給され、熱媒流通管６を流れた後、他端部６ｂからヘッダ３０及び戻り接続管３２を通して熱源機３に戻る。こうして、加熱された熱媒は熱媒流通管６を循環する。
【００３２】
また、熱源機３は、図３に示すように、後述のリモコン９の制御手段４から信号を受けて、熱媒を加熱する。熱源機３は、熱媒流通管６に流す熱媒を加熱するために燃料ガスを燃焼する燃焼バーナ１２、燃焼バーナ１２に供給する燃料ガスの流量を調整するガス流量制御弁１３、熱媒流通管６に流す加熱された熱媒の流量を調整する循環ポンプ１５、及び、熱媒流通管６に供給する熱媒の温度を測定する熱媒温度センサ１６が備えられている。制御手段４による熱源機３の制御については後述する。
【００３３】
図２に示すように、計測手段５０は、計測時に床仕上げ材２の表面に取り付けられ、表面温度を計測する温度センサ５１と、例えばマイクロプロセッサから構成され、温度センサ５１が計測した表面温度の上昇速度（上昇率）を求める演算部５２と備える。
【００３４】
演算部５２は、温度センサ５１が計測した表面温度を時間の経過とともに取得し、例えば次のようにして表面温度の上昇速度（上昇率）を求める。例えば、利用者のリモコン９の操作によって、熱媒流通管６に、熱源機３において加熱された熱媒の供給が開始される。熱媒流通管６に、加熱された熱媒の供給が開始されると、パネル材５が加熱されるとともに、加熱されたパネル材５から床仕上げ材２に熱が伝導し、時間の経過とともに床仕上げ材２の表面温度が上昇する。温度センサ５１は、熱媒の供給開始時間を起点にして経過する時間とともに床仕上げ材２の表面温度を計測し、演算部５２に出力する。
【００３５】
演算部５２は、例えば、熱媒流通管６への加熱された熱媒の供給開始時間と所定の経過時間との差分と、供給開始時間における表面温度と所定の経過時間後における表面温度との差分とに基づいて、床仕上げ材２の表面温度の上昇速度（上昇率）を求める。この床仕上げ材２の表面温度の上昇速度（上昇率）を、床仕上げ材２の物性値とする。
なお、ここでは表面温度の計測開始を熱媒の供給開始時間としたが、床仕上げ材２が所定の温度に上昇するまでのいずれかの時間において表面温度の上昇速度が求められればよく、計測開始は熱媒の供給開始時間に限定されない。ただし、床仕上げ材２の種別を正確に判定するには、熱媒の供給開始時間からある程度長時間に亘って表面温度を計測するのが好ましい。
【００３６】
図３に示すように、演算部５２を備える計測手段５０は制御手段４に接続されており、表面温度の上昇速度（上昇率）、つまり床仕上げ材２の物性値が、演算部５２から制御手段４に入力される。ここで、床仕上げ材２の物性値が演算部５２から制御手段４に入力されると、計測手段５０は制御手段４との接続を解除されてもよい。また、制御手段４が床仕上げ材２の物性値を受け取り、物性値に伴う処理を終了すると、計測手段５０と制御手段４との接続が解除されてもよい。
【００３７】
図３に示される床暖房システム１００の制御系の構成を示すブロック図についてさらに説明する。前述の通り、計測手段５０は、リモコン９内に備えられた制御手段４に接続されている。この制御手段４は熱源機３に接続されており、計測手段５０からの床仕上げ材２の物性値に基づいて熱源機３を制御する。
【００３８】
図３に示すように、床暖房リモコン９には、暖房対象空間の温度を測定する室温センサ１７、暖房対象空間の温度を設定するための温度設定部１８、熱媒温度制御手段２６のＯＮ及びＯＦＦを切り替えて熱媒の加熱のＯＮ及びＯＦＦを切り替える運転スイッチ１９、床仕上げ材２の種別を判別し、及び、当該種別に応じて熱源機３を制御する制御手段４が備えられている。
【００３９】
制御手段４は、床仕上げ材２の種別を判別する判別手段２３、床仕上げ材２の種別に応じた各種制御方式を格納している制御方式格納部２５、床仕上げ材２の種別に基づいて各種制御方式を選択する制御方式選択手段２４、及び、選択された制御方式に基づいて熱源機３を制御して熱媒温度を制御する熱媒温度制御手段２６を備える。
【００４０】
制御手段４の判別手段２３、制御方式選択手段２４、制御方式格納部２５及び熱媒温度制御手段２６についてさらに説明を加える。
判別手段２３は、計測手段５０から床仕上げ材２の物性値を取得する。本実施形態では、判別手段２３は、表面温度の上昇速度（上昇率）を床仕上げ材２の物性値として取得する。判別手段２３は、表面温度の上昇速度（伝熱特性（熱伝導率））に基づいて床仕上げ材２の種別を判別する。具体的には、一例であるが、床仕上げ材２の種別は次のように判別される。
【００４１】
図４は、床仕上げ材２の種別を判別するためのグラフであり、本実施形態では、床仕上げ材２の表面温度の上昇速度（上昇率）に基づいて床仕上げ材２が３つの種別に分類される。図４では、熱媒が熱媒流通管６への加熱された熱媒の供給開始時間（ｔ＝０）からの経過時間と、床仕上げ材２の表面温度との関係で表される表面温度の上昇速度（伝熱特性（熱伝導率））が示されている。そして、図４では、表面温度の上昇速度（伝熱特性（熱伝導率））の違いにより３つの種別に分類されている。
【００４２】
具体的には、図４の表面温度の上昇速度を示すグラフは、第１上昇線Ｌ１と第２上昇線Ｌ２とにより、第１上昇線Ｌ１よりも上側の第１領域Ｒ１と、第１上昇線Ｌ１と第２上昇線Ｌ２との間の第２領域Ｒ２と、第２上昇線Ｌ２よりも下側の第３領域Ｒ３とに分けられている。表面温度の上昇速度は、第３領域Ｒ３、第２領域Ｒ２及び第１領域Ｒ１に向かうほど大きくなる。つまり、第３領域Ｒ３、第２領域Ｒ２及び第１領域Ｒ１に向かうほど、床仕上げ材２の伝熱特性（熱伝導率）は大きくなる。この場合、例えば、第１領域Ｒ１は木質系材料、第２領域Ｒ２はクッション性のある材料、第３領域Ｒ３は石質系材料に対応している。
【００４３】
そして、判別手段２３は、表面温度の上昇速度を床仕上げ材２の物性値として取得し、取得した表面温度の上昇速度（伝熱特性（熱伝導率））が図４の第１〜第３領域Ｒ１〜Ｒ３内のいずれに対応するかによって、床仕上げ材２の種別を判別する。つまり、判別手段２３は、計測された表面温度の上昇速度が第１領域Ｒ１内に対応している場合は床仕上げ材２の種別を木質系材料と判別し、表面温度の上昇速度が第２領域Ｒ２内に対応している場合は床仕上げ材２の種別をクッション性のある材料と判別し、表面温度の上昇速度が第３領域Ｒ３内に対応している場合は床仕上げ材２の種別を石質系材料と判別する。
【００４４】
制御方式格納部２５は、床仕上げ材２の種別に応じて熱源機３の駆動を制御するための各種制御方式を格納している。本実施形態では、制御方式格納部２５は、例えば、木質系材料（第１領域Ｒ１）の床仕上げ材２に対応した第１の制御方式と、クッション性のある材料（第２領域Ｒ２）の床仕上げ材２に対応した第２の制御方式と、石質系材料（第３領域Ｒ３）の床仕上げ材２に対応した第３の制御方式とを格納している。これら第１、第２及び第３の制御方式は、例えば単位時間における熱媒の加熱量が異なる制御方式である。
【００４５】
本実施形態では、単位時間の熱媒の加熱量の関係、つまり単位時間に熱媒に投入する投入熱量の関係は、第１の制御方式（第１領域Ｒ１：木質系材料）＜第２の制御方式（第２領域Ｒ２：クッション性のある材料）＜第３の制御方式（石質系材料）となっている。そして、第１〜第３の制御方式では、前述のような投入熱量の関係となるように、熱源機３の燃焼バーナ１２、ガス流量制御弁１３及び循環ポンプ１５等の制御が定義されている。
【００４６】
例えば、第１の制御方式では、熱媒への投入熱量が小さくなるように、ガス流量制御弁１３の開度を小さくし、燃焼バーナ１２に供給される燃料ガスの量が少なくなる制御が定義されている。逆に、第３の制御方式では、例えば、熱媒への投入熱量が大きくなるように、ガス流量制御弁１３の開度を大きくし、燃焼バーナ１２に供給される燃料ガスの量が大きくなる制御が定義されている。そして、第２の制御方式では、例えば、投入熱量が第１の制御方式と第３の制御方式との中間程度となるように、ガス流量制御弁１３の開度が調整される制御が定義されている。このように、床仕上げ材２が木質系材料、クッション性のある材料又は石質系材料であるかに応じて、熱媒への投入熱量が異なる制御が定義されている。
そして、この場合、熱媒の加熱を開始した熱源機３の運転開始初期と、暖房対象空間が所望の温度に達した定常状態とのそれぞれで、床仕上げ材２の種別に応じて、熱媒流通管６に供給する熱媒温度及び供給時間を異ならせるような制御が定義されていてもよい。
【００４７】
制御方式選択手段２４は、判別手段２３が判別した床仕上げ材２の種別に基づいて、制御方式を選択する。例えば、床仕上げ材２の種別が木質系材料の場合は、制御方式選択手段２４は第１の制御方式を選択する。制御方式選択手段２４は、床仕上げ材２の種別に基づいて選択した制御方式を熱媒温度制御手段２６に設定する。
【００４８】
熱媒温度制御手段２６は、制御方式選択手段２４により設定された制御方式に基づいて、熱源機３を制御し、熱媒流通管６に供給する熱媒を加熱する。例えば、熱媒温度制御手段２６は、木質系材料である床仕上げ材２に応じて選択された第１の制御方式に基づいて、熱源機３を制御する。
【００４９】
この場合、熱媒温度制御手段２６は、例えば、運転スイッチ１９のＯＮで制御を開始し、床仕上げ材２の種別に応じた制御方式に基づいて、熱媒温度センサ１６で測定される熱媒温度が運転開始初期用に設定された熱媒温度になるように、熱源機３のガス流量制御弁１３及び循環ポンプ１５等を制御する。また、定常状態を経た後は、熱媒温度制御手段２６は、例えば、床仕上げ材２の種別に応じた制御方式に基づいて、室温センサ１７で測定される室温が温度設定部１８で設定される室温になるように、熱源機３のガス流量制御弁１３及び循環ポンプ１５等を制御する。
【００５０】
次に、床仕上げ材２の種別の判別及び判別後の熱媒の加熱の制御について、図５のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１：作業者が計測手段５０を床仕上げ材２の上に載置し（図２参照）、床暖房リモコン９に計測手段５０を有線又は無線にて接続する。
【００５１】
ステップＳ２：例えば、作業者が運転スイッチ１９をＯＮにすることで、熱媒温度制御手段２６は、熱源機３により加熱された熱媒（温水）を熱媒流通管６に供給する。これにより、パネル材５が加熱されるともに、パネル材５からの熱により床仕上げ材２が加熱される。具体的には、熱媒温度制御手段２６の制御により熱源機３（図１）が作動し、熱源機３で加熱された熱媒が供給接続管３１、床暖房パネル１の熱媒流通管６及び戻り接続管３２を通して循環され、熱媒流通管６を通して流れる熱媒の熱がパネル材５及び熱伝導部材７を介して床仕上げ材２に伝達され、床仕上げ材２の表面が暖められる。
【００５２】
ステップＳ３：計測手段５０は、熱媒流通管６に加熱された熱媒の供給開始時間を起点として、床仕上げ材２の表面温度の計測を開始する（計測工程）。あるいは、計測手段５０は、スイッチ（図示せず）が操作されたことに基づいて表面温度の計測を開始してもよい。
ステップＳ４、Ｓ５：計測手段５０は、熱媒流通管６に加熱された熱媒の供給開始時間から随時、表面温度を計測し、所定時間（例えば、２０分程度であって、５〜３０分の間の適宜の時間が設定される）が経過（ステップＳ４においてＹｅｓ）すると、計測を終了する（ステップＳ５）。計測手段５０は、演算部５２に表面温度の計測結果を出力する。
ステップＳ６：演算部５２は、熱媒の供給開始時間と所定の経過時間との差分と、供給開始時間における表面温度と所定の経過時間後における表面温度との差分とに基づいて、床仕上げ材２の表面温度の上昇速度（伝熱特性（熱伝導率））を求める。
判別手段２３は、表面温度の上昇速度（伝熱特性（熱伝導率））に基づいて床仕上げ材２の種別を判別する（判別工程）。
【００５３】
ステップＳ７〜Ｓ９：制御方式選択手段２４は、床仕上げ材２の種別に基づいて、例えば第１〜第３の制御方式のうちいずかの制御方式を制御方式格納部２５から選択する。熱媒温度制御手段２６は、制御方式選択手段２４が選択した制御方式に基づいて熱源機３を制御する（熱媒制御工程）。
例えば、床仕上げ材２の種別が第１領域Ｒ１に対応する木質系材料である場合には、熱媒温度制御手段２６は、第１の制御方式に基づいて熱源機３を制御する（ステップＳ７）。
また、例えば、床仕上げ材２の種別が第２領域Ｒ２に対応するクッション性のある材料である場合には、熱媒温度制御手段２６は、第２の制御方式に基づいて熱源機３を制御する（ステップＳ８）。
また、例えば、床仕上げ材２の種別が第３領域Ｒ３に対応する石質系材料である場合には、熱媒温度制御手段２６は、第３の制御方式に基づいて熱源機３を制御する（ステップＳ９）。
【００５４】
本実施形態の床暖房システム１００では、床仕上げ材２の物性値を計測し、計測された物性値から床仕上げ材２の種別を判別する。ここで、床仕上げ材２は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、石質系材料、及び、クッション性のある材料等の多様な種別に分類される。床仕上げ材２の前述のような多様な種別に応じて、床仕上げ材２の熱特性及び電気特性等の物性値は多様に異なる。本実施形態では、床仕上げ材２の種別に応じて異なる物性値に基づいて床仕上げ材２の種別を判別することで、床仕上げ材２の判別精度を向上できる。
【００５５】
前述の通り、床仕上げ材２は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、石質系材料、及び、クッション性のある材料等の多様な種別に分類され、種別に応じて熱特性及び電気特性等の物性値が異なる。このように物性値が異なる場合、パネル材５から熱を受けた場合の床仕上げ材２の伝熱特性（熱伝導率）が異なる。本実施形態によれば、物性値により床仕上げ材２の種別を判別し、判別した種別に基づいて熱媒流通管６に供給される熱媒の加熱量を制御するため、床仕上げ材２の種別に適合した熱媒の加熱制御を行うことができる。その結果、暖房対象空間を所望の温度にするのに要する時間を短くできるなど、快適性が向上した床暖房システム１００の運転が行える。
【００５６】
また、床仕上げ材２は、材質及び使用環境等によって物性値（伝熱特性（熱伝導率））が異なるが、計測手段５０による床仕上げ材２の表面温度の測定という方法によって、材質及び使用環境等が加味された、床仕上げ材２の単位時間あたりの表面温度の上昇速度（物性値）を検出できる。よって、床仕上げ材２の物性値に基づいて床暖房システム１００を最適に制御できる。
【００５７】
また、上記実施形態によれば、パネル材５及び床仕上げ材２を含む床構造を３次元的に把握することができる。つまり、上記実施形態によれば、パネル材５の熱媒流通管６に所定温度に加熱した熱媒の通流を開始し、計測手段５０によって熱媒の供給開始時間からの経過時間とともに床仕上げ材２の表面温度が計測される。よって、熱媒流通管６を通流する熱媒の温度から推定されるパネル材５の温度と、計測手段５０により計測される床仕上げ材２の表面温度との関係から、パネル材５から床仕上げ材２の表面に至るまでの温度分布を把握できる。つまり、単に床仕上げ材２の表面温度を２次元的に把握できるのではなく、パネル材５から床仕上げ材２の表面に至るまでの温度分布を３次元的に把握できる。これにより、３次元的な温度分布に基づいて、パネル材５から床仕上げ材２の表面までの床構造を推定することができる。
【００５８】
例えば、パネル材５への投入熱量〔Ｗ〕は、以下の式（１）によって表すことができる。温度差ΔＴ〔℃〕は、パネル材５に入る熱媒温度とパネル材５から出る熱媒温度とによって導き出される。a〔Ｌ／ｍｉｎ〕は熱媒流通管６を流れる温水流量である。0.86は、カロリーからワットに熱量を換算するための換算値である。
【数１】
2019168208.tif 000003
【００５９】
パネル材５が敷設された環境は閉塞環境であるため、パネル材５の温度は投入熱量から近似的に求めることができる。そして、床仕上げ材２の表面温度は計測手段５０により把握できるため、パネル材５から床仕上げ材２の表面までの３次元的な温度分布に基づいて床構造を推定することができる。
【００６０】
パネル材５の温度の推定についてさらに説明を加える。温水式のパネル材５の場合、高温の温水（例えば８０〔℃〕）を流した後、低温の温水（例えば４０〔℃〕）を流すことで、パネル材５から出る温水温度がパネル材５に入る温水温度よりも高くなることがある。すなわち、数１式の「投入熱量」がマイナスの値となる。これは、パネル材５の温度よりも温水温度が低いため、パネル材５から熱媒流通管６を通流する温水に熱が奪われたことが原因である。この場合、パネル材５の温度は４０〔℃〕より高く８０〔℃〕未満のように特定することが可能である。
【００６１】
そして、上述のように床構造を３次元的に把握できることにより、パネル材５の温度は高温にもかかわらず、床仕上げ材２の表面温度が低い場合等において、パネル材５と床仕上げ材２との間で何らかの不具合が存在することを検出可能である。また、不具合の原因も推定可能である。
パネル材５と床仕上げ材２との間の不具合としては、例えばパネル材５と床仕上げ材２との間に断熱材の一部が存在する場合、設計図面等とは異なり熱伝導性の悪い床仕上げ材２が敷設されている場合などが挙げられる。
【００６２】
〔他の実施形態〕
（１）上記実施形態では、計測手段５０により床仕上げ材２の表面温度を測定し、表面温度の上昇速度（物性値）を検出し、床仕上げ材２の種別を判別した。しかし、床仕上げ材２の種別を判別するための物性値は、表面温度の上昇速度に限定されない。例えば、以下の方法によっても床仕上げ材２の物性値を取得可能である。
【００６３】
（１−１）
床仕上げ材２の物性値として、床仕上げ材２の表面の熱流束の上昇速度（上昇率）を測定する方法について説明する。図６に示すように、計測手段５０は、計測時に床仕上げ材２の表面に取り付けられ、床仕上げ材２の表面の熱流束を計測する熱流束センサ５３と、熱流束センサ５３が計測した熱流束の上昇速度（上昇率）を求める演算部５４と備える。その他の構成は上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６４】
演算部５４での処理は、演算の対象が熱流束である点が異なるのみであり、表面温度の上昇率を演算する演算部５２と概ね同様である。つまり、演算部５４は、例えば、熱媒流通管６への加熱された熱媒の供給開始時間と所定の経過時間との差分と、供給開始時間における熱流束と所定の経過時間後における熱流束との差分とに基づいて、床仕上げ材２の熱流束の上昇速度（上昇率）を求める。この床仕上げ材２の熱流束の上昇速度（上昇率）を、床仕上げ材２の物性値とする。
【００６５】
図７は、床仕上げ材２の種別を判別するためのグラフであり、図４と概ね同様のグラフである。図７の熱流束の上昇速度を示すグラフは、第１上昇線Ｌ１と第２上昇線Ｌ２とにより、第１〜第３領域Ｒ１〜Ｒ３に分けられている。熱流束の上昇速度は、第３領域Ｒ３、第２領域Ｒ２及び第１領域Ｒ１に向かうほど大きくなる。この場合、例えば、第１領域Ｒ１は木質系材料、第２領域Ｒ２はクッション性のある材料、第３領域Ｒ３は石質系材料に対応している。
【００６６】
判別手段２３は、上記実施形態と同様に、熱流束の上昇速度を床仕上げ材２の物性値として取得し、熱流束の上昇速度（伝熱特性（熱伝導率））が図７の第１〜第３領域Ｒ１〜Ｒ３内のいずれに対応するかによって、床仕上げ材２の種別を判別する。
【００６７】
（１−２）
床仕上げ材２の物性値として、床仕上げ材２の熱容量を検出する方法について説明する。計測手段５０は、上記実施形態と同様に、床仕上げ材２の表面温度の上昇速度（上昇率）を求める。
ここで、例えば計測手段５０は、熱媒流通管６に投入した投入熱量を上記実施形態で示した上述の数１式により求める。これにより、パネル材５に投入した投入熱量を推定できる。このパネル材５への熱媒の供給開始時間から所定の経過時間までの投入熱量と、床仕上げ材２の表面温度の上昇速度との関係から、計測手段５０は、床仕上げ材２の物性値として、床仕上げ材２の熱容量を検出する。
【００６８】
床仕上げ材２の熱容量が異なる場合、図８に示すように、床仕上げ材２Ａと床仕上げ材２Ｂとでは、所定の温度Ｔ１に上昇するまでの時間に差が生じる。図８の場合、床仕上げ材２Ａでは温度Ｔ１まで上昇するのにかかる時間は時間ｔａであり、床仕上げ材２Ｂでは時間ｔｂである。よって、時間ｔａの方が時間ｔｂよりも短いため、床仕上げ材２Ｂは床仕上げ材２Ａよりも熱容量が大きいことが分かる。つまり、床仕上げ材２Ｂは床仕上げ材２Ａよりも（伝熱特性（熱伝導率））低い種別に分類される。
【００６９】
そして、図８に示すような熱容量の大小を判定するための基準となる関係を求めておき、このような基準となる関係と、算出した熱容量との関係に基づいて、判別手段２３は床仕上げ材２の種別を判別する。
【００７０】
なお、パネル材５への投入熱量が式（１）によって算出される熱量になるように、熱媒温度制御手段２６は熱源機３の出力を制御するのが好ましい。例えば、基準投入熱量が１．０〔ｋＷ〕である場合には、熱媒温度制御手段２６は、実際の投入熱量が基準投入熱量より多い場合には熱源機３の出力を低くし、投入熱量が基準投入熱量より少ない場合には熱源機３の出力を高くする。
【００７１】
また、上記のように熱容量に基づいて床仕上げ材２の種別を判別する方法は、床仕上げ材２の初期温度に大きく左右されるため、補正を行なう必要がある。例えば、床仕上げ材２の初期温度が所定の基準初期温度よりも低い場合には、熱媒温度制御手段２６は、所定の目標温度まで上昇させるまでの到達時間を短くするように投入熱量の補正を行なう。一方、例えば、床仕上げ材２の初期温度が所定の基準初期温度よりも高い場合には、熱媒温度制御手段２６は、所定の目標温度までの到達時間を長くするように投入熱量の補正を行なう。これにより、所定の目標温度に到達するまでの時間が長くなりすぎないように制御でき、快適性が向上した床暖房システム１００の運転が行える。
【００７２】
（１−３）
床仕上げ材２の物性値として、床仕上げ材２の電気抵抗を測定する方法について説明する。図９に示すように、計測手段５０は、床仕上げ材２の電気抵抗値を計測する電気計器５５でもよい。この場合には、床仕上げ材２の表面において、所定の間隔を有する２点に電気計器５５の電極をそれぞれ接触させて定電圧を印加する。これにより、これら２点間に電流が流れ、その電流値及び電圧値から床仕上げ材２の電気抵抗値を計測する。
床仕上げ材２は、材質や使用環境等によって電気抵抗値が異なる。通常、電気抵抗値が高いほど熱伝導率が低くなる。よって、判別手段２３は、電気抵抗値を計測するという方法によって、材質及び使用環境等が加味された、床仕上げ材２の電気抵抗値（物性値）に基づいて床仕上げ材２の種別を判別する。
なお、電気抵抗値を測定する場合には、熱媒流通管６に加熱された熱媒が通流していてもよいし、熱媒流通管６への熱媒の供給を停止していてもよい。
【００７３】
（１−４）
床仕上げ材２の物性値として、床仕上げ材２の誘電率を測定する方法について説明する。図１０に示すように、計測手段５０は、床仕上げ材２の誘電率を計測する誘電率計５６でもよい。例えば、床仕上げ材２を平行板電極５７によって挟み、定電圧を印加することで静電容量を計測する。誘電率計５６は、計測された静電容量、平行板電極５７の面積、及び、床仕上げ材２の厚みに基づいて誘電率を算出する。
床仕上げ材２は、材質や使用環境等によって誘電率が異なる。通常、誘電率が高いほど熱伝導率が高くなる。よって、判別手段２３は、誘電率を計測するという方法によって、材質及び使用環境等が加味された、誘電率（物性値）に基づいて床仕上げ材２の種別を判別する。
なお、電気抵抗値を測定する場合には、熱媒流通管６に加熱された熱媒が通流していてもよいし、熱媒流通管６への熱媒の供給を停止していてもよい。
【００７４】
（２）上記の実施形態では、計測手段５０が計測した物性値に基づいて、判別手段２３が床仕上げ材２の種別を判別する。そして、制御方式選択手段２４が、床仕上げ材２の種別に基づいて制御方式を選択し、熱媒温度制御手段２６が選択された制御方式に基づいて熱源機３を制御して熱媒温度を制御する。
しかし、判別手段２３による床仕上げ材２の種別の判別を省略してもよい。そして、制御方式選択手段２４が、床仕上げ材２の物性値に基づいて制御方式を選択し、熱媒温度制御手段２６が選択された制御方式に基づいて熱源機３を制御して熱媒温度を制御してもよい。
【００７５】
さらに、上記実施形態では、床仕上げ材２は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、及び、石質系材料等の床仕上げ材の材質に基づいて、種別が特定されていた。しかし、床仕上げ材２は、硬質の木質系材料、軟質の木質系材料、石質系材料、及び、クッション性のある材料等のうち複数が組み合わせて構成される場合もあり、材質を特定するのが困難である。また、異なる種別の床仕上げ材であっても同程度の熱特性及び電気特性等を示すものが存在する。よって、床仕上げ材２は、材質ではなく、熱特性及び電気特性等の物性値によって特定される種別に分類されていてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、床仕上げ材２の種別は３種類に分類されているが、分類される種別の数はこれに限定されず、２種類であってもよいし、４種類以上であってもよい。
【００７７】
（３）上記の実施形態では、熱媒流通管６を加熱用長尺体としてパネル材５に収容する例を示したが、加熱用長尺体として電気ヒータ等を用いてもよい。
【００７８】
（４）上記の実施形態では、計測手段５０が床仕上げ材２の物性値を計測し、判別手段２３が物性値に基づいて床仕上げ材２の種別を判別する。しかし、床暖房システム１００全体として、床仕上げ材２の物性値を計測し、その計測した物性値に基づいて床仕上げ材２の種別を判別できればよく、例えば計測手段５０が物性値の計測及び種別の判別を行ってもよい。
【００７９】
（５）上記の実施形態では、リモコン９に制御手段４が備えられている。しかし、制御手段４はリモコン９とは別体に設けられていてもよい。例えば、壁に取り付けられた床暖房システム１００の制御装置に組み込まれていてもよい。
【００８０】
（６）上記実施形態の物性値としては、熱特性及び電気特性等に基づく物性値の他に、床仕上げ材２の空気透過度も挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、パネル材と、パネル材に収容される加熱用長尺体と、パネル材の表面側に敷設される床仕上げ材と、を備える床暖房システムに広く利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１      ：床暖房パネル
２      ：床仕上げ材
３      ：熱源機
４      ：制御手段
５      ：パネル材
６      ：熱媒流通管（加熱用長尺体）
７      ：熱伝導部材
２３    ：判別手段
２４    ：制御方式選択手段
２５    ：制御方式格納部
５０    ：計測手段
５１    ：温度センサ
５２    ：演算部
５３    ：熱流束センサ
５４    ：演算部
５５    ：電気計器
５６    ：誘電率計
５７    ：平行板電極
１００  ：床暖房システム
Ｒ１    ：第１領域
Ｒ２    ：第２領域
Ｒ３    ：第３領域
【図１】
2019168208.tif 000004
【図２】
2019168208.tif 000005
【図３】
2019168208.tif 000006
【図４】
2019168208.tif 000007
【図５】
2019168208.tif 000008
【図６】
2019168208.tif 000009
【図７】
2019168208.tif 000010
【図８】
2019168208.tif 000011
【図９】
2019168208.tif 000012
【図１０】
2019168208.tif 000013