JPH07332690A - 床暖房装置および暖房床構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速床暖房を達成するとともに、ある程度の
暖房効果を長時間にわたって継続させる。 【構成】 面状発熱体１の上面を覆う蓄熱体２の蓄熱温
度を、面状発熱体１の下面を覆う蓄熱体３の蓄熱温度よ
りも高く設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は床暖房装置および暖房
床構造に関し、さらに詳細にいえば、工場、オフィス、
一般家庭等の床に好適な床暖房装置およびこの床暖房装
置を用いた暖房床構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から寒冷地の工場、オフィス、一般
家庭等においては、ストーブ等を用いて室内の空気を暖
める室内暖房のほかに、床面を暖める床暖房が併用され
ることが多い。上記床暖房としては、過去には、オンド
ルのように、床面部材の下方空間に直接加熱された流体
を供給して流動させるようにしたものが採用されてい
た。しかし、この床暖房では、流体を加熱するための装
置が必要となるとともに、かなり大量の流体を加熱しな
ければならないのであるから、設備が大がかりになって
しまうとともに、流体の上流と下流とで床暖房の効率が
大幅に異なってしまう等の不都合がある。

【０００３】このような点を考慮して、近年の床暖房と
しては、床面部材の下方空間に、上下面が共に蓄熱体で
覆われた、ジュール熱による面状発熱体を収容したもの
が採用されるようになってきている。ここで、面状発熱
体を覆う両蓄熱体としては、蓄熱温度が互に等しいもの
が採用されている。この床暖房を採用すれば、流体を加
熱して流動させることが全く不要になるので、全体とし
ての構成を簡単化できるとともに、小形化できる。ま
た、この床暖房が適用される範囲においてはほぼ等しい
暖房効果が得られる。さらに、面状発熱体への通電を制
御するだけで暖房、非暖房を選択できるので、制御が簡
単になる。さらにまた、面状発熱体が蓄熱体で覆われて
いるので、面状発熱体への通電を停止した後も、かなり
の時間床暖房を継続させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記面状発熱体の上下
面を共に同じ蓄熱温度の蓄熱体で覆ってなる床暖房装置
を採用した場合には、面状発熱体の発熱が上下の蓄熱体
により同程度に蓄熱されるのであるから、面状発熱体に
通電している場合には両蓄熱体がほぼ同じ割合で熱を蓄
積し、面状発熱体への通電を停止した後においては、両
蓄熱体がほぼ同じ割合で熱を放出することになる。この
ような床暖房装置は、所定時間、床面に対して一定の熱
量を放出することができる。しかしながら、このような
動作が不都合を生じさせる場合もある。即ち、朝、昼の
温度差が大きい地方では、朝方の暖房感が弱く、一方昼
間は過剰暖房感を抱くことがある。したがって、かかる
地方に適した床暖房装置は、朝方、即ち、放熱開始時の
放出熱量が大きく、気温が上昇する昼間にはやや低めの
熱量を放出し続けるような装置であるが、このような装
置は今だ提案されていない。

【０００５】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、床暖房開始初期における床面部材の加熱
を大きい放出熱量で行なうことができ、しかもある程度
の床暖房効果を長時間にわたって継続させることができ
る床暖房装置およびこの床暖房装置を用いた暖房床構造
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の床暖房装置は、面状発熱体の上部およ
び下部を共に蓄熱体で覆ってあるとともに、面状発熱体
の上部を覆う蓄熱体の蓄熱温度が、面状発熱体の下部を
覆う蓄熱体の蓄熱温度よりも高く設定されてある。

【０００７】請求項２の暖房床構造は、複数本の根太に
より支承された床面部材を有しているとともに、床面部
材の下方における根太間の空間に請求項１の床暖房装置
が配置されてある。

【０００８】

【作用】請求項１の床暖房装置であれば、面状発熱体の
上部および下部を共に蓄熱体で覆ってあるとともに、面
状発熱体の上部を覆う蓄熱体の蓄熱温度が、面状発熱体
の下部を覆う蓄熱体の蓄熱温度よりも高く設定されてな
る床暖房装置が床面部材の下方空間に収容されてあるの
で、面状発熱体の発熱時には、面状発熱体から放出され
る熱が上下の蓄熱体により蓄熱される。もちろん、蓄熱
体は熱を蓄熱するだけでなく、ある程度熱を放出するの
であるから、この間にも床面部材が加熱される。そし
て、放熱時において、床面に近い側、即ち、面状発熱体
の上部を覆う蓄熱体の蓄熱温度が高いので、放熱初期の
熱流が大きくなり、比較的急速に床温を高い温度レベル
にすることができる。上部蓄熱体の初期放熱が終わる
と、上部蓄熱体が初期放熱により熱流が低下し、下部蓄
熱体と同レベルになるので、その後は低い蓄熱温度の下
部蓄熱体と協動して床暖房を行なうことになり、比較的
低温で床暖房を継続することになる。したがって、朝方
が暖かく、気温上昇時に過剰暖房感のない床暖房装置を
提供できる。

【０００９】請求項２の暖房床構造であれば、複数本の
根太により支承された床面部材を有しているとともに、
床面部材の下方における根太間の空間に請求項１の床暖
房装置が配置されてあるので、請求項１の床暖房装置を
構成する上部の蓄熱体からの放熱に起因する熱流により
床面の比較的急速な暖房を達成することができ、面状発
熱体に対する通電を停止してからある程度の時間が経過
した後にも、ある程度の暖房効果を長時間にわたって継
続させることができる。したがって、朝方が暖かく、気
温上昇時に過剰暖房感のない床暖房構造を提供できる。

【００１０】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によってこの発
明を詳細に説明する。図１はこの発明の床暖房装置の一
実施例を示す一部切欠斜視図であり、面状発熱体１の上
下面に蓄熱体２，３が配置されている。上記面状発熱体
１としては、ゴム、プラスチック等に導電性カーボン等
を分散配合して板状に成形してなる面状ヒータ、断熱材
上にヒータ線を蛇行配線してなるもの、熱媒循環用パイ
プを配管してなるもの、後２者に蓄熱材ユニットを併用
してなるもの等が採用可能である。但し、蓄熱体２，３
の全面に均一に伝熱させ得る点を考慮すれば、面状ヒー
タを採用することが最も好ましい。

【００１１】上記蓄熱体２，３としては、アルミニウム
−プラスチックフィルム等の金属ラミネートフィルムか
らなる袋体に潜熱蓄熱材を封入してなるものが例示でき
る。また、蓄熱材としては、種々のものを採用すること
が可能であるが、例えば、特開平４−８５３８７号公報
に記載されたような、パラフィン類１００重量部と炭化
水素系有機高分子５〜３０重量部とを機械的手段により
混合して得られる蓄熱材が例示できる。この例示された
蓄熱材は、相変化時においても保形性を備え、取扱い性
等に優れているため、床暖房装置を得るに当っての操作
性が良好になり、好ましい。また、上記金属ラミネート
フィルムからなる袋体内に蓄熱材を封入するに当って、
真空封入法を採用することが好ましく、伝熱性を損なう
ことなく、耐外傷性を向上させることができる。

【００１２】さらに、上記両蓄熱体２，３の蓄熱温度に
関しては、面状発熱体１の下面に配置される蓄熱体３の
蓄熱温度が、面状発熱体１の上面に配置される蓄熱体２
の蓄熱温度よりも高く設定されている。そして、温度差
は約５℃に設定されていればよいが、５℃よりも大きく
てもよい。図２は上記の構成の床暖房装置を組み込んで
なる暖房床の構造を示す一部切欠斜視図であり、基礎床
部材４の上面に根太５が所定間隔毎に配置されてあると
ともに、床面部材６が根太５により支承されてある。そ
して、基礎床部材４、根太５および床面部材６により形
成される空間内に、図１に示す構成の床暖房装置が配置
されてある。

【００１３】

【具体例】基礎床部材４として上面に断熱材を配置して
なるものを採用し、床面部材６として、厚みが１２ｍｍ
のフローリング床を採用し、両蓄熱体２，３としてサイ
ズが共に８００×２５０×１６ｍｍ、熱容量が共に１２
２ｋｃａｌのものを採用し、根太５を挟んで配置された
蓄熱体２上間にアルミニウムからなるテープを配置し、
面状発熱体１の発熱温度を５２℃とし、面状発熱体１の
上部に位置する蓄熱体２の蓄熱温度を４７℃とし、面状
発熱体１の下部に位置する蓄熱体３の蓄熱温度を４０℃
とし、外気温度を７℃とし、当初に面状発熱体１に対し
て１０時間の通電を行ない、面状発熱体１に対する通電
開始から２４時間の、面状発熱体１の温度、面状発熱体
１の上部に位置する蓄熱体２の上面の温度、床面部材６
の上面の温度、室内の温度、単位体積、単位時間当りの
放熱量を示す熱流束の値の変化を計測したところ、図３
に示すとおりであった。

【００１４】また、比較例として、面状発熱体の下部に
位置する蓄熱体の蓄熱温度を４７℃とした他は上記と同
じ条件で同じ項目の変化を測定したところ、図４に示す
とおりであった。尚、図３、図４中において、Ａが面状
発熱体の温度を、Ｂが面状発熱体の上部に位置する蓄熱
体の上面の温度を、Ｃが床面部材の上面の温度を、Ｄが
室内の温度を、Ｅが単位体積、単位時間当りの放熱量を
示す熱流束の値を、Ｆが外気の温度をそれぞれ示してい
る。また、縦軸が温度（℃）、熱流束値（ｋｃａｌ／ｍ
２・ｈ）を示し、横軸が時刻を示している。

【００１５】両図を比較すれば、面状発熱体への通電を
行なっている間、および面状発熱体への通電停止初期に
おいて図３の方が図４よりも大きな熱流束の値を示して
おり、熱流束の値が大きいことに起因して、床面部材を
急速に加熱できることが分る。そして、面状発熱体に対
する通電を停止して所定時間が経過した後において、図
３の方が図４よりも熱流束の値の減少割合が小さいこと
を示している。具体的には、面状発熱体の上部に位置す
る蓄熱体の上面の温度の降下割合、床面部材の上面の温
度の降下割合、室内温度の降下割合が、上記所定時間経
過当初は図３の方がやや大きいが、その後は小さくなっ
ていることが分る。即ち、図１の床暖房装置を採用する
ことにより（面状発熱体１の上部に位置する蓄熱体２と
して蓄熱温度が高いものを採用することにより）、床面
部材の急速暖房を達成することができるとともに、面状
発熱体への通電を停止した後も、長時間にわたってある
程度の床暖房効果を維持することができる。

【００１６】尚、図３、図４において通電開始時点にお
ける各部の温度が互いに異なっているのは、例えば、通
電開始時刻が互いに異なることに起因している。尚、こ
の発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例え
ば、面状発熱体１の下部に位置する蓄熱体３を直接基礎
床部材４上に配置する代わりに、基礎床部材４上に断熱
体を配置し、断熱体上に蓄熱体３を配置することが可能
であるほか、この発明の要旨を変更しない範囲内におい
て種々の設計変更を施すことが可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、面状発
熱体に対する通電時、および通電停止初期における熱流
束の値を大きくして比較的急速な暖房を達成することが
できるとともに、面状発熱体が発熱を停止して所定時間
が経過した後は、下部の蓄熱体からの放熱と上部の蓄熱
体からの放熱とを協動させて、長時間にわたってある程
度の暖房効果を維持させることができ、朝方が暖かく、
気温上昇時に過剰暖房感のない床暖房を達成することが
できるという特有の効果を奏する。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１の床暖房装置
を構成する上部の蓄熱体からの熱流束の初期値が大きい
ことに起因して、比較的急速な暖房を達成することがで
きるとともに、面状発熱体が発熱を停止して所定時間が
経過した後に、長時間にわたってある程度の暖房効果を
維持させることができ、朝方が暖かく、気温上昇時に過
剰暖房感のない床暖房を達成することができるという特
有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の床暖房装置の一実施例を示す一部切
欠斜視図である。

【図２】図１の構成の床暖房装置を組み込んでなる暖房
床の構造を示す一部切欠斜視図である。

【図３】図１の構成の床暖房装置により得られる暖房効
果の計測結果を示す図である。

【図４】従来の構成の床暖房装置により得られる暖房効
果の計測結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 面状発熱体 ２，３ 蓄熱体 ５ 根太 ６ 床面部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床面部材（６）の下方空間に収容配置さ
   れる床暖房装置であって、面状発熱体（１）の上部およ
   び下部を共に蓄熱体（２）（３）で覆ってあるととも
   に、面状発熱体（１）の上部を覆う蓄熱体（２）の蓄熱
   温度が、面状発熱体（１）の下部を覆う蓄熱体（３）の
   蓄熱温度よりも高く設定されてあることを特徴とする床
   暖房装置。
2. 【請求項２】 複数本の根太（５）により支承された床
   面部材（６）を有しているとともに、床面部材（６）の
   下方における根太（５）間の空間に請求項１の床暖房装
   置が配置されてあることを特徴とする暖房床構造。