(57)【要約】      （修正有）【課題】温水式の床暖房等の暖房システムにおいて、有機質弾性蓄熱体を使用することで、施工が簡便であり、管の熱膨張等に追従できるとともに、局所的な温度変化を抑え、効率よく温度制御することができる温度制御体を提供する。【解決手段】温度制御体は、基材１に管２をはりめぐらせ、管内に液体を循環させて温度を制御する。該管の外側の一部または全部と、有機質弾性蓄熱体からなる蓄熱体とが接触しており、該蓄熱体は、パラフィンワックス等からなる潜熱蓄熱材がウレタン高分子マトリックス中に分散したものとする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基材に管をはりめぐらせ、管内に液体を循環させて温度を制御する温度制御体であって、
該管の外側の一部または全部と蓄熱体とが接触しており、
該蓄熱体は、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に分散したものであることを特徴とする温度制御体。
【請求項２】
床基材に管をはりめぐらせ、管内に温水を循環させて温度を制御する温水式床暖房の温度制御体であって、
該管の外側の一部または全部と蓄熱体とが接触しており、
該蓄熱体は、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に分散したものであることを特徴とする温水式床暖房の温度制御体。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、施工が簡便であり、管の熱膨張等に追従できるとともに、局所的な温度変化を抑え、効率よく温度制御することができる温度制御体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
管内に水やオイル等の液体を循環させて温度を制御する方法は、様々な分野で採用されている。
例えば、温水式の床・壁暖房システムにおいては、空間内を暖房するため、床や壁にパイプ管等の管をはりめぐらせ、該管内に温水等の液体を循環させる方法が採用されている。
また、自動車、電車、船舶、航空等の動力装置や、製鉄、プラスチック等の製造装置、あるいは種々の熱処理装置においても、温度上昇による故障等を防ぐため、管を用いて冷却水等の液体を循環させる方法が採用されている。
近年では、パソコン等の電子機器などにおいても、管を用いて冷却水等の液体を循環させるなど、様々な用途で、管を用いた温度制御方法が採用されている。
【０００３】
しかしながら、単に管を用いた温度制御方法では、管の近傍のみ局所的に急激に温度が変化するという問題があった。また、管の近傍の急激な温度変化により、基材に悪影響を与える場合があった。さらに、熱を十分に蓄えることができず、エネルギー効率にも劣っていた。
【０００４】
このような温度制御方法として、例えば、温水式床暖房においては、管が予めコンクリートやモルタル等の床材に埋め込まれたタイプが多く採用されている。（例えば、特許文献１〜５）
このようなコンクリートやモルタル等は、顕熱蓄熱材としても知られており、管から伝わる熱を蓄えることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３１４３３３７号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０５０６３１号公報
【特許文献３】登録実用新案第３０５１７２３号公報
【特許文献４】特開平１１−１９３６２３号公報
【特許文献５】特開２００７−１９８１２２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、引用文献１〜５のように、管が予めコンクリートやモルタル等の床材に埋め込まれたタイプにおいては、該管の熱膨張等に追従できず、コンクリートやモルタルに亀裂等が発生する場合がある。さらに、顕熱蓄熱材としてのコンクリートやモルタル等は、蓄熱性能に劣り、優れた蓄熱性能を得るためには相当の厚みが必要となり、重量が重くなる。さらに、コンクリートやモルタル等は熱しやすく冷めやすいため、管の近傍のみ局所的に温度が上昇するという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような問題に対し、本考案者らは鋭意検討を行った結果、軽量で施工が簡便であり、管の熱膨張等に追従できるとともに、局所的な温度変化を抑え、エネルギー効率に優れ、効率よく温度制御することができる温度制御体を見出し、本考案の完成に至った。
【０００８】
すなわち、本考案は以下の特徴を有するものである。
１．基材に管をはりめぐらせ、管内に液体を循環させて温度を制御する温度制御体であって、
該管の外側の一部または全部と蓄熱体とが接触しており、
該蓄熱体は、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に分散したものであることを特徴とする温度制御体。
２．床基材に管をはりめぐらせ、管内に温水を循環させて温度を制御する温水式床暖房の温度制御体であって、
該管の外側の一部または全部と蓄熱体とが接触しており、
該蓄熱体は、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に分散したものであることを特徴とする温水式床暖房の温度制御体。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の管による温度制御体は、軽量で施工が簡便であり、管の熱膨張等に追従できるとともに、局所的な温度変化を抑え、エネルギー効率に優れ、効率よく温度制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の温水式床暖房の温度制御体のモデル図である。
【図２】図１における横断面（Ａ−Ａ´）の拡大図である。（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は本考案規定の横断面（Ａ−Ａ´）の拡大図、（ｂ）は本考案規定外の横断面（Ａ−Ａ´）の拡大図である。
【図３】実施例１、比較例１における温度測定試験のグラフである。
【符号の説明】
【００１１】
１：床基材
２：温水管
３：温度制御装置及びポンプ
４：床材
５：蓄熱体
６：温度センサーＡ
７：温度センサーＢ
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案を実施するための形態について説明する。
【００１３】
本考案の温度制御体は、基材に管をはりめぐらせ、該管内に液体を循環させて温度を制御する温度制御体である。本考案では、この管の外側の一部または全部と、潜熱蓄熱材が高分子マトリックス中に分散した蓄熱体とが接触していることを特徴とするものである。（図１、図２参照）
管の外側の一部または全部と蓄熱体とが接触していることにより、管からの熱（温熱または冷熱）を蓄熱体へと効率よく伝え、管近傍の局所的な温度変化を抑えることができるともに、効率よく温度制御することが可能である。
また、本考案で用いる蓄熱体は、管の膨張等にも十分追従でき、コンクリートやモルタルと比べて非常に軽く、施工性にも優れている。
【００１４】
本考案の温度制御体が適用できる基材としては、例えば、床・壁暖房システムにて使用される基材、自動車、電車、船舶、航空等の動力装置や、製鉄、プラスチック等の製造装置、あるいは種々の熱処理装置にて使用される基材、パソコン等の電子機器にて使用される基材等が挙げられる。
【００１５】
管としては、銅、アルミ、鉄、亜鉛、ステンレス、真鍮等の金属製、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂製等、特に限定されず用いることができる。また、パイプ管の種類、口径等も特に限定されず、用途に応じ、適宜設定して使用すればよい。
【００１６】
蓄熱体としては、高分子マトリックス中に潜熱蓄熱材が分散したものを使用する。
このような蓄熱体は、有機質弾性蓄熱体であり、軽量で施工が簡便であり、管の熱膨張等に追従できるとともに、局所的な温度変化を抑制し、エネルギー効率に優れ、効率よく温度制御することができる。
【００１７】
潜熱蓄熱材としては、無機塩、無機水和塩、および共融混合物等の無機潜熱蓄熱材、脂肪族炭化水素、長鎖アルコール、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸エステル、ポリエーテル化合物、脂肪酸トリグリセリド等の有機潜熱蓄熱材が挙げられる。また、潜熱蓄熱材は予めカプセル化されたものでもよい。
【００１８】
高分子マトリックスを形成する樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、あるいは、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム等の合成ゴム等が挙げられる。
【００１９】
また蓄熱体においては、潜熱蓄熱材、高分子マトリックスのほかに、顔料、骨材、粘性調整剤、可塑剤、緩衝剤、分散剤、架橋剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、抗菌剤、防藻剤、湿潤剤、消泡剤、発泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、凍結防止剤、滑剤、脱水剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、繊維類、香料、化学物質吸着剤、光触媒、吸放湿性粉粒体、熱伝導性物質、難燃剤、層状粘土鉱物、相溶化剤等の添加剤が含まれていてもよい。
また蓄熱体中の潜熱蓄熱材の含有量は、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは５０重量％以上である。
【００２０】
本考案は、管の外側の一部または全部と、蓄熱体とが接触していることを特徴とするものである。
本考案では、図２に示すように、管断面において、管外周のうち、５０％以上、さらには７０％以上、最も好ましくは１００％（全部）が、蓄熱体と接触しているものが好ましい。
図２（ａ）、（ｃ）、（ｄ）は、管外周のうち、１００％（全部）蓄熱体で面接触させたもののモデル図である。
図２（ｅ）は、管外周のうち、約６０％蓄熱体で面接触させたもののモデル図である。
図２（ｆ）、（ｇ）は、管外周と、蓄熱体を点接触（断面において）させたもののモデル図である。
図２（ｂ）は、管外周と蓄熱体を接触させていない本考案規定外のモデル図である。
【００２１】
本考案の温度制御体を得る方法としては、特に限定されないが、
（ｉ）潜熱蓄熱材と樹脂を含む蓄熱体成分をパイプ管の外側に直接塗布して乾燥・固化させる方法、
（ｉｉ）潜熱蓄熱材と樹脂を含む蓄熱体成分から蓄熱シートを作製し、該蓄熱シートをパイプ管に巻きつける方法、あるいは、パイプ管の上側や下側に積層する方法、
等が挙げられる。
本考案において、蓄熱体は、管に直接接触することが望ましい。但し、本考案の効果が著しく阻害されなければ、金属製、樹脂製等の薄膜が介在していてもよい。
【００２２】
管内を循環する液体としては、水やオイル等が挙げられ、液体内に、蓄熱材や凍結防止剤、防腐剤等の添加剤が含まれていてもよい。
【００２３】
本考案の温度制御体では、液体を循環させるためのポンプ、液体温度を制御するための加熱・冷却装置等は、特に限定されず公知のものが使用できる。
【００２４】
以下、温度制御体として、温水式床暖房の温度制御体を具体例とし、実施例、比較例を述べる。
【００２５】
図１に示すように、床基材（基材）（１）に、管（温水管（２））をはりめぐらせ、表面に床材（４）を積層した温水式床暖房を設置した。
なお、該温水管（２）には、温度センサー（６、７）と、温度センサーの情報を基に温度を制御する温度制御装置（３）、及び、液体を循環させるためのポンプ（３）が設置してあり、温水管（２）内を循環する液体の流量、温度等を制御できるようになっている。
【００２６】
図２（ａ）（図１Ａ−Ａ´断面図）に示すように、床基材（１）には、温水管（２）をはりめぐらせるように、凹部構造となっている箇所が存在し、該凹部構造に温水管（２）を嵌め込んで使用する。
この際に、凹部構造内に蓄熱体成分を流し込んで固化させ、温水管（２）の外側と蓄熱体（５）を直接接触させて被覆したもの（図２（ａ）、実施例１）（蓄熱体被覆量：０．７〜２．５ｇ／ｃｍ２）と、温水管（２）の外側を被覆しないもの（図２（ｂ）、比較例１）とを用意した。
なお、床基材（１）としては木質材料（１８００ｍｍ×６００ｍｍ×１５ｍｍ）、温水管（２）としては、銅製温水管（外径１０ｍｍ、内径６ｍｍ）を用いた。
また、蓄熱体（５）は、ウレタン高分子マトリックス中に潜熱蓄熱材が分散した蓄熱体である。この蓄熱体（５）は、潜熱蓄熱材としてパラフィンワックス（相変化温度４９℃）を用い、イソシアネート、ポリオールを混合し、イソシアネートとポリオールの反応によって得られるものである。なお、潜熱蓄熱材（パラフィンワックス）の含有量は７０重量％である。
【００２７】
温度測定試験として、１５℃雰囲気下で、温水温度を５０℃、温水流量１リットル／ｍｉｎとし、温水入口温度（温度センサー（６））と、温水出口温度（温度センサー（７））を経時的に測定した。結果は、図３に示すとおり、実施例１は、比較例１に比べ、温水温度を５０℃領域に保つためのＯＮ−ＯＦＦ切り替え期間が長くなり、エネルギー消費量を制御することができた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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