(57)【要約】【課題】ヒートポンプユニットを温水暖房熱源機として使用する場合に効率よく床暖房を行うことができる温水式床暖房パネルを提供する。【解決手段】発泡倍率が１０倍の発泡ポリスチレンによって形成された厚さ２１ｍｍの断熱材２１と、断熱材２１の上面側に形成されたパイプ収容溝２１ａに、厚さ１５０μｍのアルミニウム板によって形成された伝熱支持材２２を介して収容される、架橋ポリエチレンによって形成された放熱パイプ２３と、パイプ収容溝２１ａに収容された放熱パイプ２３及び伝熱支持材２２の双方に接触した状態で、断熱材２１の上面に貼着される、厚さ１００μｍのアルミニウム箔によって形成された伝熱シート２４と、伝熱シート２４を介して、断熱材２１の上面に積層される合板または硬質樹脂板によって形成された厚さ３ｍｍの床仕上材２５とを備えており、放熱パイプ２３は、所定のパイプパターンに従って、７５ｍｍピッチで配設されている。【選択図】        図２
2005156081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡倍率が１０〜２０倍の樹脂発泡体によって形成された断熱材と、
前記断熱材の上面側に形成されたパイプ収容溝に収容される、温水が循環供給される放熱パイプと、
前記パイプ収容溝に収容された前記放熱パイプに接触した状態で、前記断熱材の上面を覆う伝熱シートと、
前記伝熱シートを介して、前記断熱材の上面に積層される、厚さ６ｍｍ以下の床仕上材と
を備え、
前記断熱材は、前記床仕上材の５倍以上の厚さを有していることを特徴とする温水式床暖房パネル。
【請求項２】
前記伝熱シートが、厚さ８０μｍ以上のアルミニウム箔によって形成されている請求項１に記載の温水式床暖房パネル。
【請求項３】
前記パイプ収容溝には、前記伝熱シートに接触している伝熱支持材を介して、前記放熱パイプが収容されている請求項１または２に記載の温水式床暖房パネル。
【請求項４】
前記放熱パイプは、その外周面が伝熱被覆材によって被覆されており、
前記伝熱被覆材が、直接または伝熱部材を介して、前記伝熱シートに接触している請求項１または２に記載の温水式床暖房パネル。
【請求項５】
前記パイプ収容溝は、収容された放熱パイプの下側に隙間が形成されるようになっている請求項１、２、３または４に記載の温水式床暖房パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温水暖房熱源機によって生成された温水を利用して床暖房を行う温水式床暖房パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
温水暖房熱源機によって生成された温水を利用して暖房を行う温水暖房システムに使用される暖房端末装置には、床下地の上に敷設される、温水循環用の放熱パイプが内蔵された温水式床暖房パネルがあり、こういった温水式床暖房パネルは、通常、６０℃程度の温水が供給されると、室温が２０℃のときに表面温度が３０℃程度まで上昇するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１１１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、外気の保有熱を利用して効率よく温水を生成することができるヒートポンプユニットを温水暖房熱源機として使用する場合がある。このヒートポンプユニットから送出された６０℃程度の温水が温水式床暖房パネルに供給されると、温水式床暖房パネルで放熱され、温水温度が５０℃程度と比較的高い温水がヒートポンプユニットに戻ってくる。送出される温水の温度と戻ってくる温水の温度との差が比較的小さいためヒートポンプユニットとしての運転能力が発揮されず、効率よく暖房運転を行うことができないといった問題がある。
【０００５】
また、６０℃といったある程度温度の高い温水を温水式床暖房パネルに循環供給する場合は、温水暖房熱源機と温水式床暖房パネルとを接続している配管部分における温水の放熱ロスも大きくなるので、ランニングコストが増大するといった問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、ヒートポンプユニットを温水暖房熱源機として使用する場合に効率よく床暖房を行うことができる温水式床暖房パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、発泡倍率が１０〜２０倍の樹脂発泡体によって形成された断熱材と、前記断熱材の上面側に形成されたパイプ収容溝に収容される、温水が循環供給される放熱パイプと、前記パイプ収容溝に収容された前記放熱パイプに接触した状態で、前記断熱材の上面を覆う伝熱シートと、前記伝熱シートを介して、前記断熱材の上面に積層される、厚さ６ｍｍ以下の床仕上材とを備え、前記断熱材は、前記床仕上材の５倍以上の厚さを有していることを特徴とする温水式床暖房パネルを提供するものである。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明の温水式床暖房パネルにおいて、前記伝熱シートを、厚さ８０μｍ以上のアルミニウム箔によって形成したのである。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明の温水式床暖房パネルにおいて、前記パイプ収容溝に、前記伝熱シートに接触している伝熱支持材を介して、前記放熱パイプを収容するようにしたのである。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明の温水式床暖房パネルにおいて、前記放熱パイプの外周面を伝熱被覆材によって被覆し、前記伝熱被覆材を、直接または伝熱部材を介して、前記伝熱シートに接触させるようにしたのである。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１、２、３または４にかかる発明の温水式床暖房パネルにおいて、前記パイプ収容溝として、収容された放熱パイプの下側に隙間が形成されるような溝形状を採用したのである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、請求項１にかかる発明の温水式床暖房パネルでは、床仕上材の厚さが６ｍｍ以下と小さく、しかも、断熱材が、床仕上材の５倍以上の厚さを有しているので、放熱パイプから放出された熱が床下地側に逃げにくく、放熱パイプから放出された熱のほとんどが床仕上材の加熱に使用されることになるので、４０℃程度の比較的温度の低い温水を放熱パイプに循環供給しても、室温が２０℃のときに床仕上材の表面温度を３０℃程度まで上昇させることができる。従って、温水暖房熱源機による温水の供給温度を６０℃程度から４０℃程度に低下させても、６０℃程度の温水を供給したときの従来の温水式床暖房パネルと同様の暖房能力を発揮させることが可能となる。
【００１３】
また、温水暖房熱源機によって生成された４０℃程度の温水を、この温水式床暖房パネルの放熱パイプに循環供給すると、４０℃を下回る比較的温度の低い温水が温水暖房熱源機に戻されることになるので、温水暖房熱源機としてヒートポンプユニットを使用した場合は、ヒートポンプユニットの運転能力を低く抑えることができ、効率よく暖房運転を行うことができる。
【００１４】
また、温水暖房熱源機によって生成された４０℃程度の温水を、この温水式床暖房パネルに循環供給すると、６０℃程度の温水を従来の温水式床暖房パネルに循環供給する場合に比べて、温水暖房熱源機と温水式床暖房パネルとを接続している配管部分における温水の放熱ロスが小さくなるので、ランニングコストを抑えることができるという効果も得られる。
【００１５】
特に、請求項２にかかる発明の温水式床暖房パネルでは、熱伝導性に優れた厚さ８０μｍ以上のアルミニウム箔によって伝熱シートが形成されているので、放熱パイプから放出される熱が床仕上材に均一かつ効率よく伝達され、床仕上材の表面温度をムラなく高めることができる。
【００１６】
また、請求項３にかかる発明の温水式床暖房パネルでは、放熱パイプが、伝熱シートに接触している伝熱支持材を介して、パイプ収容溝に収容されているので、放熱パイプから放出される熱が、伝熱支持材を介して、伝熱シートに確実に伝達され、その結果、床仕上材の表面温度が上昇し易くなる。
【００１７】
また、請求項４にかかる発明の温水式床暖房パネルでは、放熱パイプの外周面が伝熱被覆材によって被覆されており、その伝熱被覆材が、直接または伝熱部材を介して、伝熱シートに接触しているので、放熱パイプから放出される熱が、伝熱被覆材を介して、伝熱シートに確実に伝達され、その結果、床仕上材の表面温度が上昇し易くなる。
【００１８】
また、請求項５にかかる発明の温水式床暖房パネルでは、パイプ収容溝に収容された放熱パイプの下側に隙間が形成されるようになっており、この隙間には優れた断熱性能を有する空気が存在しているので、放熱パイプから放出される熱の床下地側への移動が抑えられ、その結果として、床仕上材の表面温度がさらに上昇し易くなるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、居室内を暖房するための温水暖房システム１を示している。この温水暖房システム１は、同図に示すように、所定温度の温水を生成する温水暖房熱源機１０と、この温水暖房熱源機１０によって生成された温水を利用して床暖房を行う、居室内の床下地上における床暖房領域に敷設される温水式床暖房パネル２０とを備えており、前記温水暖房熱源機１０は、ＣＯ２を冷媒として使用したヒートポンプユニットによって構成されている。
【００２０】
前記温水暖房熱源機１０を構成しているヒートポンプユニットは、同図に示すように、ＣＯ２からなる冷媒の蒸気を圧縮して高温高圧の過熱蒸気にする圧縮機１１と、周囲に放熱することによって、高温高圧の過熱蒸気である冷媒を凝縮させる凝縮器１２と、液体冷媒を断熱膨張させることによって低温低圧の湿り蒸気にする膨張弁１３と、周囲から熱を奪って、液分の多い湿り蒸気である冷媒を蒸発させる蒸発器１４とが、冷媒配管１５によって接続されており、温水式床暖房パネル２０に接続された温水循環配管３１及び温水循環配管３１に設置された温水循環ポンプ３２によって、温水式床暖房パネル２０から戻される放熱後の温水を凝縮器１２に供給し、凝縮器１２において、高温の冷媒との間で熱交換させることによって、４０℃程度まで昇温させるようになっている。
【００２１】
前記温水式床暖房パネル２０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、発泡倍率が１０倍の発泡ポリスチレンによって形成された厚さ２１ｍｍの断熱材２１と、この断熱材２１の上面側に形成されたパイプ収容溝２１ａに、厚さ１５０μｍのアルミニウム板によって形成された伝熱支持材２２を介して収容される、温水が循環供給される架橋ポリエチレン製の５Ａの放熱パイプ２３と、パイプ収容溝２１ａに収容された放熱パイプ２３及び伝熱支持材２２の双方に接触した状態で、断熱材２１の上面に貼着される、厚さ１００μｍのアルミニウム箔によって形成された伝熱シート２４と、この伝熱シート２４を介して、断熱材２１の上面に積層される合板または硬質樹脂板によって形成された厚さ３ｍｍの床仕上材２５とを備えており、放熱パイプ２３は、所定のパイプパターンに従って、７５ｍｍピッチで配設されている。
【００２２】
前記伝熱支持材２２は、放熱パイプ２３が嵌り込んだ状態で断熱材２１のパイプ収容溝２１ａに収容される断面Ｕ字状のパイプ支持部２２ａと、このパイプ支持部２２ａの上端から、その幅方向の外側に張り出して断熱材２１の上面に掛止される掛止部２２ｂとを備えており、掛止部２２ｂが伝熱シート２４に接触することによって、パイプ支持部２２ａに接触している放熱パイプ２３から放出される熱が、伝熱シート２４に確実に伝達されるようになっている。
【００２３】
以上のように、この温水式床暖房パネル２０は、床仕上材２５の厚さが３ｍｍと小さく、しかも、断熱材２１の厚さが床仕上材２５の７倍の厚さを有しているので、放熱パイプ２３から放出された熱が床下地側に逃げにくく、放熱パイプ２３から放出された熱のほとんどが床仕上材２５の加熱に使用されることになるので、４０℃程度の比較的温度の低い温水を放熱パイプ２３に循環供給しても、室温が２０℃のときに床仕上材２５の表面温度を３０℃程度まで上昇させることができる。従って、この温水暖房システム１のように、温水暖房熱源機１０によって生成された４０℃程度の温水を温水式床暖房パネル２０に循環供給しても、６０℃程度の温水を供給したときの従来の温水式床暖房パネルと同様の暖房能力を発揮させることができる。
【００２４】
また、温水暖房熱源機１０によって生成された４０℃程度の温水を、この温水式床暖房パネル２０の放熱パイプ２３に循環供給すると、４０℃を下回る比較的温度の低い温水が温水暖房熱源機１０に戻されることになるので、上述した温水暖房システム１のように、温水暖房熱源機１０としてヒートポンプユニットを使用した場合は、ヒートポンプユニットの成績係数が上昇し、効率よく暖房運転を行うことができる。
【００２５】
また、温水暖房熱源機１０によって生成された４０℃程度の温水を、この温水式床暖房パネル２０に循環供給すると、６０℃程度の温水を従来の温水式床暖房パネルに循環供給する場合に比べて、温水暖房熱源機１０と温水式床暖房パネル２０とを接続している温水循環配管３１部分における温水の放熱ロスが小さくなるので、ランニングコストを抑えることができるという効果も得られる。
【００２６】
また、この温水式床暖房パネル２０では、熱伝導性に優れた厚さ１００μｍのアルミニウム箔によって伝熱シート２４が形成されているので、放熱パイプ２３から放出される熱が床仕上材２５に均一かつ効率よく伝達され、床仕上材２５の表面温度をムラなく高めることができる。
【００２７】
また、この温水式床暖房パネル２０では、放熱パイプ２３が、伝熱シート２４に直接接触しているだけでなく、熱伝導性に優れた厚さ１５０μｍのアルミニウム板によって形成された伝熱支持材２２を介して、伝熱シート２４に接触しているので、放熱パイプ２３から放出される熱が、伝熱シート２４に確実に伝達され、その結果、床仕上材２５の表面温度が上昇し易くなるという効果が得られる。
【００２８】
なお、上述した実施形態では、厚さ３ｍｍの床仕上材２５を使用しているが、これに限定されるものではなく、厚さ６ｍｍ以下であれば、種々の厚さの床仕上材を使用することが可能である。
【００２９】
また、上述した実施形態では、発泡倍率が１０倍の発泡ポリスチレンによって形成された厚さ２１ｍｍの断熱材２１を使用しているが、これに限定されるものではなく、断熱材としては、発泡倍率が１０〜２０倍の種々の樹脂発泡体を使用することができ、その厚さも、床仕上材の厚さの５倍以上に設定すればよい。なお、断熱材の発泡倍率の上限を２０倍に設定したのは、発泡倍率が２０倍を上回ると、圧縮強度を確保することができないからである。
【００３０】
また、上述した実施形態では、伝熱シート２４として、厚さ１００μｍのアルミニウム箔を使用しているが、これに限定されるものではなく、材料コスト等を考慮して、厚さ８０μｍ以上のアルミニウム箔を適宜選択して使用すればよい。
【００３１】
また、上述した実施形態では、厚さ１５０μｍのアルミニウム板によって形成された伝熱支持材２２を使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示す温水式床暖房パネル２０Ａのように、厚さ５０μｍのアルミニウムテープからなる伝熱被覆材２２Ａを、図４に示すように、放熱パイプ２３の外周面を覆うように、その全長にわたって巻き付け、放熱パイプ２３を断熱材２１のパイプ収容溝２１ａに収容した状態で、放熱パイプ２３を被覆している伝熱被覆材２２Ａを、伝熱シート２４に直接接触させると共に、厚さ４０μｍのアルミニウム箔からなる伝熱部材２２Ｂを介して、伝熱シート２４に接触させるようにしてもよい。
【００３２】
具体的には、図５（ａ）に示すように、厚さ４０μｍのアルミニウム箔からなる所定幅の伝熱部材２２Ｂを、各パイプ収容溝２１ａを完全に覆うように、断熱材２１の上面に貼着した後、同図（ｂ）に示すように、断熱材２１に貼着された伝熱部材２２Ｂを、各パイプ収容溝２１ａの幅方向の中央部で分断し、同図（ｃ）に示すように、伝熱被覆材２２Ａが巻き付けられた放熱パイプ２３を、伝熱部材２２Ｂの上からパイプ収容溝２１ａに収容すると、分断された伝熱部材２２Ｂが、伝熱被覆材２２Ａに接触した状態で、放熱パイプ２３と共にパイプ収容溝２１ａに入り込むので、この状態の断熱材２１の上面に、伝熱シート２４を介して、床仕上材２５を積層すると、図３（ａ）に示すような温水式床暖房パネル２０Ａが出来上がる。
【００３３】
特に、この温水式床暖房パネル２０Ａのように、断熱材２１のパイプ収容溝２１ａの底面に幅狭の溝２１ｂを形成することによって、放熱パイプ２３と断熱材２１との間に隙間を形成しておくと、この隙間部分において、放熱パイプ２３と断熱材２１との間に優れた断熱性能を有する空気が介在することになるので、放熱パイプ２３から放出される熱の床下地側への移動が抑えられ、その結果として、床仕上材２５の表面温度がさらに上昇し易くなるという効果が得られる。従って、上述した温水式床暖房パネル２０についても、放熱パイプ２３と断熱材２１との間に同様の隙間を形成しておくことが望ましい。ただし、隙間の形成方法は、これに限定されるものではなく、パイプ収容溝２１ａの底面に、放熱パイプ２３を支える突起を設けることによって、放熱パイプ２３と断熱材２１との間に隙間を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明にかかる温水式床暖房パネルの一実施形態が使用されている温水暖房システムを示す概略構成図である。
【図２】（ａ）は同上の温水式床暖房パネルを示す断面図、（ｂ）は同上の温水式床暖房パネルを示す分解断面図である。
【図３】（ａ）は他の実施形態である温水式床暖房パネルを示す断面図、（ｂ）は同上の温水式床暖房パネルを示す分解断面図である。
【図４】同上の温水式床暖房パネルを構成している、伝熱被覆材が巻き付けられた放熱パイプを示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は同上の温水式床暖房パネルの製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  温水暖房システム
１０  温水暖房熱源機
１１  圧縮機
１２  凝縮器
１３  膨張弁
１４  蒸発器
１５  冷媒配管
２０、２０Ａ  温水式床暖房パネル
２１  断熱材
２１ａ  パイプ収容溝
２１ｂ  溝
２２  伝熱支持材
２２ａ  パイプ支持部
２２ｂ  掛止部
２２Ａ  伝熱被覆材
２２Ｂ  伝熱部材
２３  放熱パイプ
２４  伝熱シート
２５  床仕上材
３１  温水循環配管
３２  温水循環ポンプ
【図１】
2005156081.tif 000003
【図２】
2005156081.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005156081.tif 000006
【図５】
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