(57)【要約】【課題】ヒートポンプを温水供給源として用いる温水式床暖房パネルにおいて、温水供給時の圧損抵抗を低減する。【解決手段】温水式床暖房パネル１は、長方形板状のパネル本体２を有している。パネル本体２には、ヒートポンプ１１から供給された温水を放熱する２本の銅製の温水パイプ６、７が配設され、これらの温水パイプ６、７に温水を並行流で供給しうるように構成されている。２本の温水パイプ６、７に温水を並行流で供給することにより、温水供給時の圧損抵抗を低減することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のパネル本体を有し、このパネル本体に、温水供給源から供給された温水を放熱する温水パイプが配設された温水式床暖房パネルであって、
前記温水パイプを複数とし、これら複数の温水パイプに前記温水を並行流で供給しうるように構成されていることを特徴とする温水式床暖房パネル。
【請求項２】
前記各温水パイプの出口側の端部同士を管継手で接続して、これらの温水パイプを互いに連通接続することにより、これらの温水パイプに前記温水を対向流で供給しうるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の温水式床暖房パネル。
【請求項３】
前記パネル本体は、互いに平行に配置されたアルミニウム板およびアルミニウム蒸着紙を有し、前記アルミニウム板と前記アルミニウム蒸着紙との間には、放熱空間および断熱空間が形成され、前記放熱空間には前記温水パイプが配設されているとともに、前記断熱空間には、硬質発泡ウレタンからなる断熱材が充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載の温水式床暖房パネル。
【請求項４】
前記放熱空間は、前記アルミニウム板にほぼ接すると同時に前記アルミニウム蒸着紙から離れた状態で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の温水式床暖房パネル。
【請求項５】
前記アルミニウム板の裏面には、中比重繊維板が取り付けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の温水式床暖房パネル。
【請求項６】
前記アルミニウム板の表面には、セラミックスコーティングが施されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の温水式床暖房パネル。
【請求項７】
前記パネル本体は、厚さが約１２ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の温水式床暖房パネル。
【請求項８】
前記温水供給源がヒートポンプであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか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】
本発明は、例えば、ヒートポンプを温水供給源として用いるのに好適な温水式床暖房パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の温水式床暖房パネルとしては、合板、中比重繊維板（ＭＤＦ）、パーティクルボード等の木質材からなる基板に凹溝を形成し、その凹溝内に１本の温水パイプを収容した構造を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０４５０１２号公報（段落〔００２６〕〜〔００３０〕の欄、図１〜４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした構造の温水式床暖房パネルでは、次のような課題があった。
【０００５】
第１に、温水式床暖房パネルに内蔵された温水パイプが１本であるため、とりわけ温水式床暖房パネルのサイズが大きい場合、この温水パイプにヒートポンプから温水を供給するときに、その圧損（圧力損失）抵抗が大きくなる。その結果、ヒートポンプの負荷が増大し、ひいてはヒートポンプの耐久性が低下する。
【０００６】
第２に、温水式床暖房パネルが主に木質材料から構成されているため、温水式床暖房パネル全体が重い。例えば、幅９００ｍｍ、長さ１８００ｍｍ、厚さ１２ｍｍの温水式床暖房パネルの場合、約１５〜２０ｋｇの重量がある。したがって、この温水式床暖房パネルでは、施工性やハンドリング性に劣り、工期が長引く。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、温水供給時の圧損抵抗を低減するとともに、軽量化を実現することが可能な温水式床暖房パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、板状のパネル本体を有し、このパネル本体に、温水供給源から供給された温水を放熱する温水パイプが配設された温水式床暖房パネルであって、前記温水パイプを複数とし、これら複数の温水パイプに前記温水を並行流で供給しうるように構成されている温水式床暖房パネルとしたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記各温水パイプの出口側の端部同士を管継手で接続して、これらの温水パイプを互いに連通接続することにより、これらの温水パイプに前記温水を対向流で供給しうるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記パネル本体は、互いに平行に配置されたアルミニウム板およびアルミニウム蒸着紙を有し、前記アルミニウム板と前記アルミニウム蒸着紙との間には、放熱空間および断熱空間が形成され、前記放熱空間には前記温水パイプが配設されているとともに、前記断熱空間には、硬質発泡ウレタンからなる断熱材が充填されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記放熱空間は、前記アルミニウム板にほぼ接すると同時に前記アルミニウム蒸着紙から離れた状態で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の構成に加え、前記アルミニウム板の裏面には、中比重繊維板が取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の構成に加え、前記アルミニウム板の表面には、セラミックスコーティングが施されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の構成に加え、前記パネル本体は、厚さが約１２ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の構成に加え、前記温水供給源がヒートポンプであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、温水供給源から複数の温水パイプに温水を並行流で供給することにより、温水供給時の圧損抵抗を低減することができる。したがって、温水供給源の負荷を減少させ、その耐久性を向上させることが可能となる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、温水を並行流と対向流のいずれでも供給することが可能となるため、温水式床暖房パネルの汎用性を高めることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、パネル本体が主に硬質発泡ウレタンからなる断熱材から構成されているため、温水式床暖房パネルを軽量化することができる。その結果、温水式床暖房パネルの施工性やハンドリング性を高め、その工期を短縮することが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、放熱空間がアルミニウム板にほぼ接すると同時にアルミニウム蒸着紙から離れているため、熱伝導率を高めるとともに、断熱材の充填作業をパネル本体の全体にわたって均等かつ円滑に行うことができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、アルミニウム板の裏面に中比重繊維板が取り付けられているため、温水式床暖房パネルに対して床仕上げ材を強固に固定することが可能となる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、アルミニウム板の表面にセラミックスコーティングが施されているため、セラミックスから放出される遠赤外線により、体感温度を高めることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、パネル本体の厚さが約１２ｍｍであるため、温水式床暖房パネルの施工性を向上させることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、温水供給源がヒートポンプであるため、省エネルギーにつながるとともに、地球温暖化防止に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る温水式床暖房パネルを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図２】同実施の形態１に係る温水式床暖房パネルの内部構造を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る温水式床暖房パネルを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図４】同実施の形態２に係る温水式床暖房パネルの内部構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００２６】
図１および図２には、本発明の実施の形態１を示す。
【００２７】
実施の形態１に係る温水式床暖房パネル１は、図１に示すように、長方形板状のパネル本体２を有している。このパネル本体２は、幅Ｗ１が９００ｍｍ、長さＬ１が１８００ｍｍ、厚さＴ１が１２ｍｍに形成されており、長方形板の２つの隅角部が切り欠かれた板状の中央片２ａと、これらの隅角部の切り欠き形状に合致した板状の２つの隅角片２ｂとから構成されている。
【００２８】
このパネル本体２の中央片２ａは、図２中の拡大図に示すように、互いに平行に配置されたアルミニウム板３およびアルミニウム蒸着紙５を有している。アルミニウム板３の裏面には、複数枚の中比重繊維板（ＭＤＦ）９が所定の枠形状を形成するように接着されており、これらの中比重繊維板９は、アルミニウム蒸着紙５から所定の距離Ｄ１だけ離れている。また、アルミニウム板３とアルミニウム蒸着紙５との間には、中比重繊維板９が設けられている部分を除いて、放熱空間Ｓ１および断熱空間Ｓ２が形成されている。ここで、放熱空間Ｓ１は、アルミニウム板３にほぼ接すると同時に、アルミニウム蒸着紙５から所定の距離Ｄ２だけ離れている。
【００２９】
なお、図２に示すように、複数枚の中比重繊維板９のうち、パネル本体２の一方（図２右側）の長辺に位置する２枚の中比重繊維板９の間には、パネル本体２の中央片２ａの内外を連通するウレタン注入口１２が形成されており、このウレタン注入口１２は、パネル本体２の一方の長辺のほぼ中央部に位置している。複数枚の中比重繊維板９のうち、パネル本体２の対角線上に位置する２つの隅角部の近傍にある２枚の中比重繊維板９には、それぞれセンサ挿入孔１３が穿設されており、各センサ挿入孔１３にはそれぞれ温度センサ（図示せず）が挿入されている。
【００３０】
そして、放熱空間Ｓ１には、図２に示すように、２本の銅製の温水パイプ６、７が所定の配管経路に沿って配設されており、これらの温水パイプ６、７の入口側の端部６ａ、７ａおよび出口側の端部６ｂ、７ｂはヒートポンプ（温水供給源）１１に接続可能に構成されている。なお、２本の温水パイプ６、７は、直線状のパイプを所定の配管経路に合うように折り曲げて形成されたものであり、互いに同一の形状になっている。すなわち、これらの温水パイプ６、７はいずれも、大小２種類の曲率で湾曲した２箇所の湾曲部６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄを有する略Ｓ字状に形成されており、温水パイプ６の曲率の大きい湾曲部６ｄが温水パイプ７の曲率の小さい湾曲部７ｃの内側に位置すると同時に、温水パイプ７の曲率の大きい湾曲部７ｄが温水パイプ６の曲率の小さい湾曲部６ｃの内側に位置するように配置されている。また、これらの温水パイプ６、７はいずれも、図２中の拡大図に示すように、長円形断面を有し、その長軸方向がパネル本体２の厚さ方向に直交するように配設されている。
【００３１】
また、断熱空間Ｓ２には、図２に示すように、硬質発泡ウレタンからなる断熱材１０が充填されている。
【００３２】
次に、このような構造の温水式床暖房パネル１を製造する方法について説明する。
【００３３】
まず、温水式床暖房パネル１の構成部品（アルミニウム板３、アルミニウム蒸着紙５、中比重繊維板９、温水パイプ６、７その他）を用意する。
【００３４】
ここで、温水パイプ６と温水パイプ７とは、上述したとおり、互いに同一の形状になっているので、１種類のものを作れば足り、生産性が向上する。
【００３５】
次に、アルミニウム板３を裏返しに設置し、その上、つまりアルミニウム板３の裏面に、中比重繊維板９を接着するとともに、この中比重繊維板９と干渉しないように２本の温水パイプ６、７を所定の配管経路に沿って載置する。
【００３６】
その後、これらの中比重繊維板９および温水パイプ６、７の上方にアルミニウム蒸着紙５を設置する。このとき、アルミニウム板３とアルミニウム蒸着紙５との上下間隔が１２ｍｍになるように調整する。
【００３７】
この状態で、ウレタン注入口１２からパネル本体２の中央片２ａの内部へウレタンを注入することにより、断熱空間Ｓ２にウレタンを充填して発泡させる。
【００３８】
このとき、ウレタン注入口１２は、上述したとおり、パネル本体２の一方の長辺のほぼ中央部に設けられているため、ウレタンの充填作業をパネル本体２の全体にわたって均等に行うことができる。しかも、図２に示すように、中比重繊維板９とアルミニウム蒸着紙５との間には距離Ｄ１に相当する隙間があるとともに、温水パイプ６、７とアルミニウム蒸着紙５との間には距離Ｄ２に相当する隙間があるので、ウレタンの流路を確保することができる。したがって、ウレタンの充填作業をパネル本体２の中央片２ａの全体にわたって均等かつ円滑に行うことができる。
【００３９】
最後に、全体をひっくり返して上下反転させる。
【００４０】
ここで、温水式床暖房パネル１が完成し、温水式床暖房パネル１の製造工程が終了する。
【００４１】
そして、この温水式床暖房パネル１を使用する際には、まず、暖房すべき面積に応じて所定枚数の温水式床暖房パネル１を施工し、これらの温水式床暖房パネル１の２本の温水パイプ６、７を直列に接続する。そして、最初の温水式床暖房パネル１の温水パイプ６、７の入口側の端部６ａ、７ａおよび最後の温水式床暖房パネル１の温水パイプ６、７の出口側の端部６ｂ、７ｂをヒートポンプ１１に接続し、ヒートポンプ１１を駆動して各温水式床暖房パネル１の２本の温水パイプ６、７に温水を供給する。すると、この温水は、各温水式床暖房パネル１において、２本の温水パイプ６、７の入口側の端部６ａ、７ａから流入し、これらの温水パイプ６、７内を所定の配管経路に沿って同じ向き、つまり並行流で供給された後、２本の温水パイプ６、７の出口側の端部６ｂ、７ｂから流出する。このとき、この温水の熱は、温水パイプ６、７の周囲へ放出されようとするが、温水パイプ６、７の下方および側方には、図２に示すように、断熱材１０が充填されているため、主に上方放出されることになる。その結果、温水式床暖房パネル１の上面が暖かくなる。
【００４２】
このとき、上述したとおり、放熱空間Ｓ１がアルミニウム板３にほぼ接しているので、温水パイプ６、７の上面がアルミニウム板３にほぼ接することになる。そのため、温水パイプ６、７内を流れる温水の熱は、損失がほとんどない状態でアルミニウム板３に伝わり、したがって、熱伝導率を高めることができる。
【００４３】
また、温水式床暖房パネル１の上面温度は、２つのセンサ挿入孔１３に挿入された２個の温度センサの出力に基づいてフィードバック制御が行われる。そのため、温水式床暖房パネル１の上面温度を所定の温度範囲内に保つことができ、快適さが向上する。
【００４４】
このように、ヒートポンプ１１から供給された温水は、２本の温水パイプ６、７内を並行流で供給されるので、温水パイプが１本である従来の温水式床暖房パネルに比べて、温水供給時の圧損抵抗を低減することができる。したがって、その分だけヒートポンプ１１の負荷を減少させ、その耐久性を向上させることが可能となる。特に、温水式床暖房パネル１のサイズが大きい場合には、この効果は顕著なものとなる。
【００４５】
また、この温水式床暖房パネル１は、パネル本体２が主に硬質発泡ウレタンからなる断熱材１０から構成されているため、主に木質材料から構成されている従来の温水式床暖房パネルに比べて、大幅に軽量化することができる。その結果、温水式床暖房パネル１の施工性やハンドリング性を高め、その工期を短縮することが可能となる。
【００４６】
さらに、温水式床暖房パネル１では、アルミニウム板３の裏面に中比重繊維板９が取り付けられているため、この温水式床暖房パネル１の上側にフローリングなどの床仕上げ材（図示せず）を施工するときに、この床仕上げ材および温水式床暖房パネル１の中比重繊維板９に釘を貫通させて打ち込むことにより、温水式床暖房パネル１に対して床仕上げ材を強固に固定することができる。
【００４７】
しかも、この温水式床暖房パネル１は、パネル本体２の厚さＴ１が１２ｍｍ、つまり、床下地材に多用される合板の厚さと同じであるため、温水式床暖房パネル１の施工性が向上する。
【００４８】
その上、この温水式床暖房パネル１では、温水供給源としてヒートポンプ１１を用いているので、空気中の熱などの環境熱を利用し、省エネルギーにつながるとともに、炭酸ガスを削減し、地球温暖化防止に役立つ。
【００４９】
また、温水式床暖房パネル１では、２本の温水パイプ６、７がいずれも銅製であるため、合成樹脂製の温水パイプに比べて堅牢で耐久性が高いばかりか、湯水の抗菌作用があり、さらに、廃棄時のリサイクルも可能である。
［発明の実施の形態２］
【００５０】
図３および図４には、本発明の実施の形態２を示す。
【００５１】
実施の形態２に係る温水式床暖房パネル１は、図３および図４に示すように、上述した実施の形態１に係る温水式床暖房パネル１に比べて、パネル本体２のサイズ（幅Ｗ１および長さＬ１）を縮小化するとともに、パネル本体２の形状を正方形板状にしたこと（具体的には、パネル本体２は、幅Ｗ１が６００ｍｍ、長さＬ１が６００ｍｍ、厚さＴ１が１２ｍｍに形成されていること）と、２本の温水パイプ６、７の形状を変更したこと（具体的には、温水パイプ６が曲率の小さい湾曲部６ｃを有する略Ｕ字状に形成されているとともに、温水パイプ７が曲率の大きい湾曲部７ｄを有する略Ｕ字状に形成されており、温水パイプ７の湾曲部７ｄが温水パイプ６の湾曲部６ｃの内側に位置するように配置されていること）と、２本の温水パイプ６、７の出口側の端部６ｂ、７ｂにＵ字管（管継手）８を着脱自在に取り付けたことを除き、上述した実施の形態１と同じ構成を有している。なお、実施の形態１と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
したがって、この温水式床暖房パネル１では、Ｕ字管８を使わなければ、上述した実施の形態１に比べて、パネル本体２のサイズ（幅Ｗ１および長さＬ１）の縮小化に伴って２本の温水パイプ６、７の長さが短くなっているものの、基本的に同様の構成を有しているので、実施の形態１と同様の効果（主に、２本の温水パイプ６、７に温水を並行流で供給することにより、圧損抵抗を低減できること）を奏する。
【００５３】
また、この温水式床暖房パネル１を使用する際には、まず、暖房すべき面積に応じて所定枚数の温水式床暖房パネル１を施工し、これらの温水式床暖房パネル１の２本の温水パイプ６、７を直列に接続する。ただし、折り返しとなる温水式床暖房パネル１については、図３および図４に実線で示すように、２本の温水パイプ６、７の出口側の端部６ｂ、７ｂにＵ字管８を取り付ける。すると、この温水式床暖房パネル１では、２本の温水パイプ６、７がＵ字管８を介して互いに連通接続されるため、ヒートポンプ１１からの温水は、一方の温水パイプ６の入口側の端部６ａから流入し、この温水パイプ６内を所定の配管経路に沿って出口側の端部６ｂまで供給された後、Ｕ字管８を経て他方の温水パイプ７の出口側の端部７ｂから流入し、この温水パイプ７内を所定の配管経路に沿って逆向き、つまり対向流で供給された後、入口側の端部７ａから流出する。その結果、すべての温水式床暖房パネル１において、ヒートポンプ１１からから供給される温水を対向流で供給することが可能となる。
【００５４】
なお、パネル本体２のサイズが小さい場合、温水パイプ６、７の長さも短くて済むので、必然的に各温水パイプ６、７の入口と出口との温度差（温度勾配）も小さくなる。したがって、２本の温水パイプ６、７をＵ字管８で１本につなげても、パネル本体２をほぼ均等に暖めることができる。
【００５５】
このように、この温水式床暖房パネル１は、２本の温水パイプ６、７と、着脱自在のＵ字管８とを備えているので、温水式床暖房パネル１の施工状況などに応じて、温水を並行流と対向流のいずれでも供給することができる。その結果、温水式床暖房パネル１の汎用性を高めることが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］
【００５６】
なお、上述した実施の形態１、２では、２本の温水パイプ６、７を備えた温水式床暖房パネル１について説明した。しかし、３本以上の温水パイプを備えた温水式床暖房パネルに本発明を同様に適用することも可能である。
【００５７】
また、上述した実施の形態１、２では、２本の温水パイプ６、７、中比重繊維板９および断熱材１０をアルミニウム板３とアルミニウム蒸着紙５とで挟み込んだ構造の温水式床暖房パネル１について説明した。しかし、スクリーン印刷などの手法により、このアルミニウム板３の表面にセラミックスコーティングを施しても構わない。この場合、セラミックスから遠赤外線が放出されるため、体感温度が高くなる利点がある。
【００５８】
また、上述した実施の形態１、２では、温水供給源としてヒートポンプ１１を採用した温水式床暖房パネル１について説明したが、ヒートポンプ１１以外の温水供給源（例えば、深夜電力温水器石油ボイラー、ガス瞬間湯沸かし器、太陽熱温水器、ガスエンジン発電機廃熱ボイラー、燃料電池廃熱ボイラーなど）を代用または併用することもできる。
【００５９】
さらに、上述した実施の形態２では、管継手としてＵ字管８を採用した温水式床暖房パネル１について説明したが、Ｕ字管８以外の管継手（例えば、Ｃ字管、Ｌ字管など）を代用または併用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の温水式床暖房パネルは、新築の建物の床暖房のみならず建物のリフォーム時の床暖房にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１……温水式床暖房パネル
２……パネル本体
２ａ……中央片
２ｂ……隅角片
３……アルミニウム板
５……アルミニウム蒸着紙
６、７……温水パイプ
６ａ、７ａ……入口側の端部
６ｂ、７ｂ……出口側の端部
６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄ……湾曲部
８……Ｕ字管（管継手）
９……中比重繊維板
１０……断熱材
１１……ヒートポンプ（温水供給源）
１２……ウレタン注入口
１３……センサ挿入孔
Ｓ１……放熱空間
Ｓ２……断熱空間
【図１】
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【図２】
2013092300.tif 000004
【図３】
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【図４】
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