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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2018 年 9 月

実在住宅におけるヒートポンプ熱源を利用した床暖房システムの実測評価
正会員

ヒートポンプ熱源機

床暖房システム

○

咸哲俊*1

木下

ひかる*1

実測

1.はじめにヒートポンプを熱源とする床暖房システムは、ヒートポンプの高い効率による省エネルギー性能と床暖房の快適性を組合せた暖房方式であり、実際の運用において快適性及び省エネ効果が期待できる。
今回は、温水ヒートポンプ熱源機を利用する床暖房システムを導入した実在住宅について長期実測を行う機会があったので、室内温熱環境形成状況及び床暖房システムのエネルギー消費量の実測結果を報告する。また、床暖房システムの設定温度の影響を簡単に実測し、比較検討したので合わせて報告する。
2.実測概要対象建物は、山形県山形市にある木造 2 階建ての一戸建て住宅である。図 1 に実測対象住宅の 1 階平面図及び図 1 1 階平面図及び床暖房システム概要

床暖房システムの概要を示す。建物及び床暖房システム

表 1 床暖房システムの概要の概要を表 1 に示す。

所 在 地
次世代省エネ
基準地域区分
構 造

温水ヒートポンプを熱源とする床暖房システムであり、ヒートポンプから温めた温水が温水パネルを循環しながら建物 1 階のほぼ全面で床暖房を行う。導入した床暖房システムは、温水パネルと温水パネルを並列で接続させ面積ることで、循環温水の圧力損失を少なく抑える並列循環方式である。一台の熱源機で多くの温水パネルを循環さヒートポンプ熱源機せることが可能であり、広い面積の床暖房システムの構築及び室間の温度差を小さくすることでヒートショックの低減効果が可能である。なお、対象建物は暖房期間中床暖房部分は 24 時間暖房を行っており、床暖房システムは 24 時間

山形県山形市
Ⅳ地域
木造2階建（一戸建て住宅）
建築面積 59.2m2
延床面積 118.4m2
電源：単相200V 50-60Hz
定格加熱能力：6.0kW
定格消費電力：1.49kW
案提示エネルギー消費効率：4.39
温水パネル 厚さ15.5㎜
温水パネルの接続：並列循環方式
敷設面積：27.8m2、敷き率：64.6％

定によるエネルギー消費量の削減効果を検討するために室温設定 25℃と室温設定 23℃の 2 条件で測定を行った。

21030

空気温度はおんどとりで 15 分間隔で測定記録し、ヒートポンプ熱源機の電力消費量は電力計で 1 分間隔で測定記
温度[℃]録した。
3.実測結果表 2 実測期間及び室温設定

条 件
条 件1
条 件2

設定温度25℃
23℃

期 間
2018/1/24～2018/2/24
2018/2/25～2018/3/7

ヒートポンプ熱源機の消費電力

リビング

4000

キッチン

2010

日射量[W/m2]

表 2 に実測期間及び実測時の温度設定を示す。温度設

電力[kW]運転する。

3000
2階廊下
日射量

洗面所
外気温

02000
1000

‐102/8 0:00

02/10 0:00

2/9 0:00

図 2 各部温度変動状況及び消費電力

Study On Floor Heating System Using Heat Pump In House
KAN Tetsujun, et al― 1133 ―電力量[kwh]

2

ヒートポンプ熱源機の消費電力量

104000

20

3000

外気温

リビング10日射量[W/m2]

温度[℃]

30

2000

日射量

1000

00‐10
1/24

1/29

2/3

2/8

2/13

2/18

2/23

図 3 長期実測結果（2018/1/24～2018/2/24）

1.5

1.0
0.5
0.0
‐10‐505
外気温[℃]

1.5

ヒートポンプ熱源機の消費電力[kW]ヒートポンプ熱源機の消費電力[ｋW]ヒートポンプ熱源機の消費電力[kW]

1.5

1.0
0.5
0.010152025

0.50.030（リビング温度 － 外気温） [℃]

図 4 外気温と消費電力の関係

25℃設
定1.0

図 5（リビング温度-外気温）と消費電力の関係‐10 ‐50 5 10 15 20
外気温[℃]

図 6 設定温度の影響

3.1 代表日の温熱環境及び消費電力
図 2 に代表日の各部温度変動状況及びヒートポンプ熱を示す。外気温が高いほど消費電力が小さく、リビング源機の消費電力の推移を示す。24 時間床暖房システム運3.3 設定温度の影響
図 6 に室温を 25℃に設定した場合と 23℃に設定した転の影響でリビング温度は最高温度が 25.4℃、最低温度温度と外気温が大きいほど消費電力が多い傾向となった。

が 22.5℃で日変動幅約 3℃と小さい。室間の温度差では、 場合の 1 時間平均の外気温とヒートポンプ熱源機の消費リビングとキッチンの温度はほぼ同じであり、洗面室と電力の関係を示す。室温を 23℃に設定した条件では、リビングの温度は最大で約 2℃の差があった。床暖房の対外気温が 0℃以上の場合にヒートポンプ熱源機の消費電象エリアではない 2 階廊下温度も約 20℃で安定して推移力が小さくなる傾向が見られた。表 3 に各実測条件におしているが、これは 1 階床暖房の影響が階段を通して影ける期間平均消費電力、期間平均外気温、期間平均リビ響していることと思われる。ヒートポンプ熱源機の消費ング温度と外気温との差を示す。今回の測定では、設定電力は代表日の期間平均で 0.9kW であり、日中の外気温温度を下げることによりヒートポンプ熱源機の消費電力が高い時に消費電力が少ない。ヒートポンプ熱源機の COPを削減できることを確認した。設定温度を 2℃下げた時が外気温の影響を受けることと思われる。に、期間平均のリビング温度と外気温の差が 3.1℃小さ

3.2 長期実測結果
図 3 に室温設定 25℃時の 1 ヵ月間のリビング温度変動くなり、消費電力が 1.0kW 小さくなった。

状況及びヒートポンプ熱源機の消費電力量を示す。リビ

4.おわりに温水ヒートポンプ熱源機を利用する床暖房システムをング室温は 20℃～26℃の間で変動しており、快適な温熱導入した実在住宅について実測を行った。以下、主な知環境が形成されている。図 4 に 1 時間平均の外気温とヒ見を述べる。

ートポンプ熱源機の消費電力の関係を、図 5 に（リビン1）24 時間連続床暖房により室温の日変動幅が約 3℃とグ温度-外気温）とヒートポンプ熱源機の消費電力の関係小さく快適な温熱環境を形成している。また、広い面積

表 3 各実測条件における期間平均消費電力、期間平均外気温、期間平均リビング温度と外気温との差
外気温 リビング温度

リビング温度-外気温

消費電力による床暖房により室間温度差が約 2℃と小さいことを確認した。
2）室温の設定温度を下げることにより、ヒートポンプ熱源機の消費電力を削減できることを確認した。

℃

℃

℃

kW

設定温度25℃

-1.6

23.0

23.1

1.6

【謝辞】：本報告の実測調査は、㈱アジアスターの協力により実施し設定温度23℃

1.6

21.7

20.0

0.6たものである。ここに記して、謝意を示す。

*1（一財）ベターリビング つくば建築試験研究センター* 1 Center for Better Living. Tsukuba Building Research and Testing Laboratory.

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