(57)【要約】      （修正有）【課題】床下空間部に放熱器を固定せず、ただ、敷くか、置くかだけの低価格の床下輻射暖房方式の提供。【解決手段】床下輻射暖房用の放熱器９２に熱源機のヒートポンプシステム４０で温水循環する床暖房方法で、放熱器９２は床下空間部１２に固定せず、土間面１４に敷いた後にホース３０をワンタッチで接続し温水循環を行う。断熱蓄熱基礎１０のコンクリート基礎１９は防湿施工され断熱材１５がコンクリートと一体化される。また、コンクリート基礎１９の内側底面の全部が断熱防湿施工された構造で、コンクリート基礎１９の内側底面に防湿フィルム１７を敷きその上面に発泡断熱板材１６が敷かれ、さらにその上部は鉄筋入りコンクリートで覆った土間施工の断熱蓄熱基礎１０となっている。この断熱蓄熱基礎１０の土間面１４に保護シートを敷き、その上面に放熱器９２を置く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の構造が外気を導入しない気密である床下空間部を有する建物において、前記床下空間部に放熱器を配置し、前記放熱器へ水または不凍液を温め循環する床下輻射暖房方式。
【請求項２】
前記放熱器は合成樹脂製で両端部に略同形状の流入ヘッダー管部と流出ヘッダー管部を有し、前記流入ヘッダー管部と前記流出ヘッダー管部との間を数多くの細い管チューブで連通していて、前記細い管チューブを放熱部としたことを特徴とする請求項１の床下輻射暖房方式。
【請求項３】
請求項１の放熱器は、敷くか、置くかだけでとする請求項１の床下輻射暖房方式。
【請求項４】
請求項１の放熱器は銅管チューブの両端部の流入部また流出部の接続加工以外は前記銅管チューブをそのまま放熱部とし利用したことを特徴とする請求項１の床下輻射暖房方式。
【請求項５】
前記放熱器へ水または不凍液を温め循環する熱源機と除湿機や冷暖房除湿エアコンとを組み合わせたことを特徴とする請求項１から請求項４の床下輻射暖房方式。
【請求項６】
太陽熱エネルギーを利用する集熱器や大気の熱エネルギーを利用するヒートポンプを前記熱源機としたことを特徴とする請求項１から請求項５の床下輻射暖房方式。
【請求項７】
請求項１の前記床下輻射暖房方式に断熱蓄熱基礎を付加した蓄熱床下輻射暖房方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、建物の床下空間部に敷くか置くかだけで配置できる放熱器へ水または不凍液を温め循環する床下輻射暖房方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、居住者の多くが安全、安心また健康で快適な生活居住空間の提供を望み住宅等建物の付帯設備もかなり充実してきている。
特に最近は、新築や住宅リフォームで床暖房を希望される顧客層も多いようだ。
しかし、新築の場合には入居者の多くが資金面から床暖房を断念されるケースも多く、また、シックハウス症対策面から無垢床材のフローリングを希望されたとしても床暖房に対応可能な無垢床材の入手や価格面でも難しく、現状、温水式床暖房や電気式床暖房の場合は集成床材や合板床材と温水チューブなどと一体化した床暖房用床材が一般的に使用されている。
この上記の床暖房工法は、多くの住宅メーカが採用し住宅関係の技術資料にも記載され公知となっている。
【特許文献１】特開平１１−３０４１７１号  公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、公知の床暖房工法では循環させている温水温度（以下、水温）が略６０℃で温水チューブと温水チューブとの間隔も広く、そのため局部的に大きな温度差が生じるため無垢床材の使用ができず希望があっても断念せざるを得ないなどの問題があった。
また、公知の床暖房工法では床暖房用床材の床下面全体に外気温度の影響を受けないよう断熱施工されている。この断熱材の多くは発泡ポリスチレンやポチエチレンフォーム、フェノールフォーム等を使用し断熱効果を保持する住宅等建築工法となっている。
その為、もし火災が発生した場合には発泡ポリスチレン等から有毒ガスが発生し易く決して安全で安心な住宅とは言えず、既存の住宅等建築工法には問題点が多いと言える。【０００４】  そこで、本発明は外気を導入しない床下空間部全体を略２５℃の低温に暖めることで全床面がムラの無い床面温度を実現し、床下面全体に使用する石油系の断熱材である発泡ポリスチレン等が排除できる。
そして、建物を気密化し外気を流入させない構造の床下空間部に放熱器を固定せず、ただ、敷くか、置くかだけの放熱器へ水または不凍液を温め循環する床下輻射暖房方式を低価格で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  前記目的を達成するため本発明は以下の技術的手段を講じた。
第１に、建物の構造が外気を導入しない気密である床下空間部を有する建物において、前記床下空間部に放熱器を配置し、前記放熱器へ水または不凍液を温め循環する床下輻射暖房方式とした。
第２に、前記放熱器は合成樹脂製で両端部に略同形状の流入ヘッダー管部と流出ヘッダー管部を有し、前記流入ヘッダー管部と前記流出ヘッダー管部との間を数多くの細い管チューブで連通していて、前記細い管チューブを放熱部としたことを特徴とする床下輻射暖房方式とした。
第３に、請求項１の放熱器は、敷くか、置くかだけでとする請求項１の床下輻射暖房方式とした。
第４に、請求項１の放熱器は銅管チューブの両端部の流入部また流出部の接続加工以外は前記銅管チューブをそのまま放熱部とし利用したことを特徴とする床下輻射暖房方式とした。
第５に、前記放熱器へ水または不凍液を温め循環する熱源機と除湿機や冷暖房除湿エアコンとを組み合わせたことで建物の耐久性を維持できる空気品質を確保した。
第６に、太陽熱エネルギーを利用する集熱器や大気の熱エネルギーを利用するヒートポンプを前記熱源機としたことで電気ヒーター式に比べてはるかに省エネルギーな床下輻射暖房方式とした。
第７に、前記床下輻射暖房方式に断熱蓄熱基礎を付加する。例えば、外断熱を有する基礎では基礎内全体がコンクリート蓄熱部となる蓄熱床下輻射暖房方式とした。
【発明の効果】
【０００６】  本発明の床下輻射暖房方式は必要な数の放熱器を床下空間部に固定せず、ただ、敷くか、置くかだけで取り付けが可能なため床暖房が低価格で提供できる最大のメリットがある。
また、放熱器は敷くか置くかだけなので取り付けや移動または取り外しが数分間で容易にできることから保守面でも大きなメリットがある。
更に、放熱器には多数の合成樹脂製の細い管チューブで構成された放熱部を有しているので放熱性能が優れている。
またさらに、放熱器を配置する場合においても障害物を避けながら取り付けれるなどその柔軟性は高く優れた特徴を持っている。
次に、環境面では、既存の床暖房用床材は温水チューブなどと一体化されているため解体時の分別に手間がかかるなどの問題に対しても、本発明は有効である。
そして、住宅等建物のコンクリート基礎と建物とを一体化した気密構造の床下空間部に外気が入り込まない状態の床下暖房は低温度床暖房が実現できる。また、シックハウス症対策面から良いとされる無垢床材のフローリングも可能となる。
この低温度床暖房の床下輻射暖房方式は省エネルギー住宅でありシックハウス症を起こさない健康で快適な生活居住空間が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、放熱器へ水を温め循環する暖房方法の蓄熱床下輻射暖房方式の概念図。
・ａ図は放熱器の配置平面図。
・ｂ図は断熱蓄熱基礎および放熱器の断面図。
図２は、太陽熱エネルギー集熱システムとヒートポンプシステムを組み合わせた床下輻射暖房の流れ図。【０００８】  第１実施形態、図１は放熱器９２へ水を温め循環する暖房方法の蓄熱床下輻射暖房方式９０の概念を図示している。
ａ図は放熱器９２の配置平面図で、床下輻射暖房用の放熱器９２にホース３０を並列に接続し熱源機のヒートポンプシステム４０で温水循環する床暖房方法を図示している。
放熱器９２は床下空間部１２に固定せず、土間面１４に敷いた後にホース３０をワンタッチで接続し温水循環を行う蓄熱床下輻射暖房方式９０である。【０００９】  ｂ図は断熱蓄熱基礎１０および放熱器９２の断面図で、断熱蓄熱基礎１０のコンクリート基礎１９は防湿施工され断熱材１５がコンクリートと一体化されているが建物全体の重量を支える主要部分は十分な強度を有する鉄筋コンクリート基礎部位１８となっている。
そして基礎の内部には断熱材１５が切れ目なく取り巻く一体型のコンクリート基礎１９となっている。
また、コンクリート基礎１９の内側底面の全部が断熱防湿施工された構造で、コンクリート基礎１９の内側底面に防湿フィルム１７を敷きその上面に湿気に強い石油系の発泡断熱板材１６が敷かれ、さらにその上部は鉄筋入りコンクリートで覆った土間施工の断熱蓄熱基礎１０となっている。【００１０】  この外断熱と蓄熱を有する断熱蓄熱基礎１０の土間面１４に保護シート１３を敷き、その上面にただ敷くだけの放熱器９２に温水を循環するホース３０または銅管チューブを接続し熱源機であるヒートポンプシステム４０で床暖房を行う蓄熱床下輻射暖房方式９０である。【００１１】  この放熱器９２の形状は温水を循環するためのホース３０または銅管チューブを接続する流入ヘッダー管部９３と流出ヘッダー管部９４を有し、その間を略１０ミリメートル間隔で長さ数メーターの細い管チューブ９５の放熱部９６とで構成されたマット形状の合成樹脂製の放熱器９２である。【００１２】  そして、２枚の放熱器９２へ水を温め循環する熱源には大気の熱エネルギーを有効に利用できるヒートポンプ４１と温水タンク４２と集熱循環ポンプ４３とで構成するヒートポンプシステム４０を設置し、この熱源機によって床下空間部１２の全体を略２５℃に暖める蓄熱床下輻射暖房方式９０の床暖房となっている。【００１３】  しかし、この蓄熱床下輻射暖房方式９０だけでは床下空間部１２に湿気が溜まった場合に除湿することができないため、除湿機や冷暖房除湿エアコン７７を運転して床下空間部１２の全体を低湿度に維持している。
この低湿度の空気をファン７８で循環させることで建物の耐久性を保持しつつ効果的な全床面の床暖房を低価格で提供できる蓄熱床下輻射暖房方式９０となっている。【００１４】  第２実施形態、図２は太陽熱エネルギー集熱システム２０とヒートポンプシステム５５を組み合わせた床下輻射暖房の流れを図示している。
第２実施形態は、第１実施形態のヒートポンプ４１を熱源とした蓄熱床下輻射暖房方式９０に太陽熱エネルギー集熱システム２０を組み合わせた地球環境にさらに優しい最良の床暖房方法を説明するが、第１実施形態で説明した内容と略同様な点に関しては説明を省略する。【００１５】  太陽熱エネルギー集熱システム２０とヒートポンプシステム５５を組み合わせて構成する蓄熱床下輻射暖房方式９０の床暖房は次のような制御システムで稼働させている。
太陽熱集熱器２５で不凍液を温め略３００Ｌの温水槽２９内の水と熱交換し温水をつくっている。【００１６】  この不凍液はポンプ２１によって循環しているがポンプ２１の運転条件は太陽熱集熱器２５出口の不凍液温度が温水槽２９内の水温より略７℃高くなった条件下において循環運転し、この温度差７℃を下まわるとポンプ２１が停止するよう制御されている。【００１７】  不凍液の流れは他に床下輻射暖房用の放熱器２７を循環する。
この不凍液は太陽熱集熱器２５からの最も温かい不凍液の一部でポンプ２２によってまず放熱用銅管チューブ３５へ送り除熱してから合成樹脂製の放熱器２７の入口に流入する。
そして不凍液は放熱器２７で放熱後に放熱器２７の出口から流出する。
この放熱器２７の出口から流出した不凍液は、太陽熱集熱器２５と温水槽２９の間を循環している不凍液と混ざり合い温水槽２９を経てポンプ２１によって太陽熱集熱器２５に送液され不凍液は再び太陽熱エネルギーによって温められ循環している。【００１８】  一方、温水による床下輻射暖房は温水をポンプ２３によって２枚の放熱器９２へ送られ放熱器９２で放熱後に再び加熱源で加温された温水となって循環する。
そして、この循環温水の加温や温水槽２９の加温には二系統の加熱源があり、一系統目は太陽熱エネルギー集熱システム２０からであり、二系統目はヒートポンプシステム５５を加熱源としている。【００１９】  次に、前記二系統の加熱源の制御システムに関し図２の流れ図にしたがって説明する。
この太陽熱エネルギー集熱システム２０とヒートポンプシステム５５を組み合わた蓄熱床下輻射暖房方式９０の制御は、太陽熱エネルギーや大気の熱エネルギーを効率よく効果的に集熱する制御方法が重要であり、ここでは自然エネルギーを最大限に活用することと、また、深夜電力を利用し支払う電気料金を最低限で済む床下輻射暖房と給湯を行える制御システムとして提案している。【００２０】  一系統目の加熱源の制御、太陽熱集熱器２５と温水槽２９の間に不凍液を循環させるポンプ２１と、また放熱器２７に不凍液を循環させるポンプ２２の運転条件は、太陽熱集熱器２５出口の不凍液温度が温水槽２９内の温度より略７℃高くなった条件下においてポンプ２１が循環運転する。
そしてポンプ２１は温度差７℃を下まわるとポンプ２１が停止するよう制御されている。
低流量のポンプ２２は冬期のみ運転するがポンプ２１の運転と停止と連動して動く。【００２１】  二系統目の加熱源の制御、熱源機であるヒートポンプ４１とヒートポンプ用集熱循環ポンプ４３の運転は深夜電力利用時間帯のみで、制御は温水槽２９の設定温度以下で運転し温度設定以上になると停止する。【００２２】  ２枚の放熱器９２へ温水循環させるポンプ２３は冬期のみ運転する。
そして、ポンプ２３の運転時間帯はタイマーで制御されていて深夜電力利用時間帯の１時間前から稼働させ深夜電力利用時間帯が切れてからも１時間稼働させている。
ポンプ２３を深夜電力利用時間帯の１時間前から稼働させる目的は、ヒートポンプ４１への流入水温が高いと大気の熱エネルギーを効率よく効果的に集熱できず効率が低下することと、また、流入水温が高いとヒートポンプ４１の故障原因となるためインターロックが働くのを回避することにある。
次に、深夜電力利用時間帯が切れてからも１時間稼働させる目的は、温水槽２９内の熱量をできる限り床暖房に使用し温水槽２９の水温を低くしておくことで太陽熱エネルギーの集熱効率を高めることにある。【００２３】  このように、太陽熱エネルギーや大気の熱エネルギーを効率よく効果的に集熱するように制御すれば電気料金も少なくほぼ満足できる床暖房と給湯が実現できる。【００２４】  以上、上記の制御方法は支払う電気料金を重視した制御で深夜電力利用時間帯のみヒートポンプシステム５５を運転する方法であり給湯や床暖房の安定をさらに重視したい場合には上記の第２実施形態の制御方法に限定せず、別な制御方法を自由に選定すればよい。
従って、幾つかの制御方法の中から利用者の生活パターンを加味して利用者自身が選び設定できる制御システムが望ましい。
尚、第１実施形態および第２実施形態の給湯の使用先は浴室専用となっている。
【産業上の利用の可能性】
【００２５】  太陽光利用の発電効率は略１７％、太陽熱利用の集熱効率は略７０％と両者の効率には大きな差がある。この点を新しい機器またシステムの開発に結び付ける産業を創造することこそが地球温暖化防止と地球環境の維持保全の近道であることを本発明は提示できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、放熱器へ水を温め循環する暖房方法の蓄熱床下輻射暖房方式の概念図。・ａ図は放熱器の配置平面図。・ｂ図は断熱蓄熱基礎および放熱器の断面図。
【図２】図２は、太陽熱エネルギー集熱システムとヒートポンプシステムを組み合わせた床下輻射暖房の流れ図。
【符号の説明】
【００２７】  １０、断熱蓄熱基礎                        １２、床下空間部
１３、保護シート                          １４、土間面
１５、断熱材                              １６、石油系の発泡断熱板材
１７、防湿フィルム                        １８、鉄筋コンクリート基礎部位
１９、コンクリート基礎                    ２０、太陽熱エネルギー集熱システム
２１、２２、２３、ポンプ                  ２５、太陽熱集熱器
２７、放熱器                              ２９、温水槽
３０、ホース                              ４０、ヒートポンプシステム
４１、ヒートポンプ                        ４２、温水タンク
４３、集熱循環ポンプ                      ５５、ヒートポンプシステム
７７、除湿機や冷暖房除湿エアコン          ７８、ファン
９０、蓄熱床下輻射暖房方式                ９２、放熱器
９３、流入ヘッダー管部                    ９４、流出ヘッダー管部
９５、細い管チューブ                      ９６、放熱部
【図１】
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【図２】
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