JPH08312976A - 床暖房システム及び床暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 施工が容易で、暖房効率の良い床暖房システ
ムと、経済的な床暖房装置とを提供する。 【構成】 床暖房の範囲内に複数の二重管構造体１，
２，３，４を配設する。それぞれの両端を親管５，６に
接続し、親管５，６に水が充填されると、二重管構造体
１，２，３，４内にも水が充填される。各二重管構造体
１，２，３，４は外管１０の内部に内管１１が間隔を有
して挿入され、内管１１内には電熱線１２が隙間なく挿
入されている。従って、電熱線１２より放出される熱
は、電熱線１２の軸線から放射線状に発散し、内管１１
に伝えられる。外管１０内には水が充填されているか
ら、外管１０と内管１１との間は水が存在し、熱は内管
１１に伝えられて、水は加熱される。この水の温度が上
昇するに伴って、徐々に外管１０の温度が上昇し、外管
１０からさらに外方へ熱を放出し、その上方に設けられ
る仕上げ用床面を温めて床暖房する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床下から暖房する床暖
房システムと、この床暖房に使用される床暖房装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、床暖房システムは、床下に配
設された細長いシームレスパイプ（継ぎ目のないパイ
プ）内に加熱した熱媒体液を循環させることによって、
熱媒体液から放出される熱が床下から床面を暖めるよう
にしたもの、又は、床下に配設された細長い電熱線を通
電させることによって、電熱線から発生する熱を床面に
伝えるようにしたものがあった。そして、上記のような
システムに使用する装置のうち、熱媒体液を循環させる
ものにあっては、まず、熱伝導率の良い材質からなるシ
ームレスパイプと、このシームレスパイプを床下に配設
するための埋設パネルとによって、床下における熱媒体
液の循環路が設けられており、このシームレスパイプに
循環させる熱媒体液を加熱するために、上記の循環路の
外側にはボイラが設けられるとともに、循環路の途中に
は熱媒体液を循環させるためのポンプが設けられてい
た。一方、電熱線によるものにあっては、絶縁体によっ
て被覆される連続状の電熱線が配設され、埋設パネル内
の溝に直接収納させるか、又は、配設位置を固定させる
ためにコンクリートによる床面が構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような床暖房システムでは、熱媒体液を循環させるもの
にあっては、加熱した熱媒体液が循環するうちに徐々に
温度が低下するため、循環路の前半（ボイラに近い位
置）において熱媒体液が通過する部分の床は高温となる
ものの、循環路の後半（ボイラより遠い位置）において
熱媒体液が通過する部分の床は温度が上がらず、十分な
床暖房を達成できるものではなかった。そして、熱媒体
液から放出される熱が床全体に広がるようにするため
に、シームレスパイプを湾曲又は折曲させながら波状に
配設しており、そのために、シームレスパイプの配設作
業が長期化していた。また、電熱線による床暖房システ
ムにあっては、電熱線の温度がなかなか上昇しないた
め、予定する温度に暖房することが困難であった。ま
た、暖房に十分な程度にまで電熱線を発熱させること
は、多くの消費電力を必要とし、ランニングコストが非
常に高いものとなっていた。

【０００４】一方、前記に示した床暖房装置では、熱媒
体液を循環させるものにあっては、シームレスパイプ内
に熱媒体液を強制的に循環させるためのポンプを使用し
ており、循環路が長い場合や熱媒体液が粘性を有する物
質である場合にはこのポンプの負担が大きくなり、その
ためポンプのメンテナンスに多くの費用が必要となって
いた。また、熱媒体液を加熱するためにボイラが使用さ
れているが、このボイラによる加熱は、通常、ボイラ内
に蓄えられた熱媒体液全体を加熱するものであって、循
環しない熱媒体液を含めて加熱しているため不必要な加
熱が多く、この加熱に当たる部分の熱エネルギが損失と
なっており、また、ボイラから循環路に到達するまでの
途中においても熱媒体液から熱が放出され、これまた熱
エネルギを損失しており、現在問題となっている省エネ
ルギに逆行するものであった。さらに、電熱線によるも
のにあっては、埋設パネルの溝内に直接収納させた場
合、電熱線の熱が埋設パネルから逃げて床面に伝わり難
く、かつ、電熱線は微量の空気流動などによって表面温
度が低下するため、温度が上昇していない電熱線によっ
て床面を温めることは困難であった。また、電熱線をコ
ンクリートによって所望の位置に配設した場合、電熱線
による熱をコンクリートに伝えることができるが、床面
がコンクリートによって仕上げられる場合において使用
できるものであるため、施工工事が大がかりとなり、一
般家庭では施工が困難なものであった。

【０００５】本発明は、上記諸点にかんがみ、容易に施
工できるとともに、暖房効率の良い床暖房システムと、
この床暖房システムを可能にし、かつ、経済的な床暖房
装置とを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、外管と内管に
よる二重管構造体を床下に配設し、この二重管構造体の
うち、外管と内管との間に水又は熱媒体液を封入し、内
管の内部に発熱体を挿入してなることを特徴とする床暖
房システムを要旨とする。

【０００７】本発明は、外管と内管による二重管構造体
を床下に平行に複数配設し、これらの二重管構造体のう
ち、それぞれの外管と内管との間に水又は熱媒体液を封
入し、それぞれの内管の内部に発熱体を挿入してなるこ
とを特徴とする床暖房システムを要旨とする。

【０００８】前記発熱体が内管の内部に隙間なく挿入さ
れてなるのが好ましい。前記内管が発熱体の外皮として
構成されてなるのが好ましい。

【０００９】本発明は、平行に設けられた２本の親管
と、この両親管の対向する側に接続される外管と、この
外管内に挿入され親管の対向しない側において接続され
る内管と、この内管内に挿入される発熱体とからなるこ
とを特徴とする床暖房装置を要旨とする。

【００１０】前記発熱体が電熱線であるのが好ましい。
前記電熱線が一本の連続する電熱線であるのが好まし
い。前記電熱線が複数の連続する電熱線であるのが好ま
しい。

【００１１】本発明は、平行に設けられた２本の親管
と、この両親管の対向する側に両端が接続されるととも
に、上記親管に直行する複数の外管と、この各外管内に
挿入され親管の対向しない側において接続される内管
と、この内管内に挿入される電熱線とからなることを特
徴とする床暖房装置を要旨とする。

【００１２】前記電熱線が一本の連続する電熱線である
のが好ましい。前記電熱線が複数の連続する電熱線であ
るのが好ましい。前記電熱線が、各内管ごとに独立する
電熱線であり、並列に接続されてなるものでも良い。

【００１３】本発明は、平行に設けられた２本の親管
と、この両親管の対向する側に両端が接続されるととも
に、上記親管に直行する複数の外管と、この各外管内に
挿入され親管の対向しない側において接続される内管
と、この内管内に挿入される一本又は複数の連続する電
熱線とからなり、該電熱線が直列に電源に接続されてな
ることを特徴とする床暖房装置を要旨とする。

【００１４】本発明は、平行に設けられた２本の親管
と、この両親管の対向する側に両端が接続されるととも
に、上記親管に直行する複数の外管と、この各外管内に
挿入され親管の対向しない側において接続される内管
と、この各内管ごとに個別に挿入される複数の電熱線と
からなり、該電熱線が並列に電源に接続されてなること
を特徴とする床暖房装置を要旨とする。

【００１５】

【作用】上記のような構成にすれば、床暖房システムに
ついては、まず、二重管構造体の内管を発熱体によって
加熱し、このとき放出される熱によって、内管の外側
で、かつ、外管の内側に封入した水又は熱媒体液を加熱
することとなる。従って、発熱体の熱は、この水又は熱
媒体液を暖めるために使用されるので、その損失は少な
くなる。また、水にあっては比熱が高いために加熱によ
る温度の上昇は緩やかであるが、逆に温度が上昇した後
には、容易には低下せず、外管全体を温度の高い状態で
維持させることができる。

【００１６】一方の床暖房装置については、熱媒体液等
を循環させないのでボイラやポンプを必要とせず、メン
テナンスが簡単である。また、発熱体として電熱線を使
用したとしても、電熱線によって直接床暖房用の熱を放
出させるのではなく、電熱線によって水又は熱媒体液を
加熱し、水又は熱媒体液の温度が上昇するのに伴って床
暖房を行うので、とりあえず水又は熱媒体液を暖めるだ
けの熱量があれば良く、床全体を暖めるだけの熱量は必
要でなくなる。即ち、水又は熱媒体液が温まるまでの間
は、暖房できないので立ち上がり速度は遅いものの、水
又は熱媒体液の温度が上昇すれば効率よく暖房できるも
のである。また、電熱線による熱は、埋設パネルなどへ
伝わることがなく、内管を包囲している水又は熱媒体液
に確実に伝えられ、内管の内部においては空気の流動も
ないので電熱線は時間とともに温度を上昇することがで
きる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の床暖房システムの実施例を図
面に基づいて説明する。本実施例は、図１に示すよう
に、床暖房をしようとする範囲内に複数の二重管構造体
１，２，３，４が設けられており、それぞれの両端は親
管５，６に接続され、親管５，６に水が充填されると、
二重管構造体１，２，３，４内にも水が充填できるよう
になっている。この親管５，６は平行に設けられてお
り、両方の親管５，６の間に二重管構造体１，２，３，
４が配設されている。そして、各二重管構造体１，２，
３，４は、図２に示すように、外管１０の内部に内管１
１が間隔を有して挿入されており、さらに、内管１１内
には電熱線１２が隙間なく挿入されている。従って、電
熱線１２の発熱によって放出される熱は、電熱線１２の
軸線を中心として放射線状に発散するが、この熱は他に
逃げることなく内管１１に伝えられることとなる。そし
て、上記のとおり、外管１０内には水が充填され、即
ち、外管１０と内管１１との間の中空部内に水が充填さ
れており、内管１１に伝えられた熱によって、この水を
加熱することとなるのである。このようにして、水が加
熱されて温度が上昇することに伴って、徐々に外管１０
の温度を上昇させることができ、この外管１０からさら
に外方へ熱を放出し、その上方に設けられる仕上げ用床
面を温めて床暖房するものである。

【００１８】次に、本実施例の床暖房装置について説明
する。まず、二重管構造体１，２，３，４及び親管５，
６の構造と、両者の接続について説明する。図３に示す
ように、親管５（６）には、外管接続部３１と内管接続
部３２とが親管５（６）の軸線を挟んで反対方向に突出
して設けられている。この外管接続部３１と外管１０と
の接合には、外管１０の内側と外管接続部３１の外側と
の間を接着剤によって行うことができる。一方、内管１
１と内管接続部３２との接合については、内管１１は外
管１０を接続した後に挿入するものであるため、接着剤
を使用するのが困難であり、そのため、適宜位置におい
て溶接して接続されている。ここで、内管１１の中に挿
入されている電熱線１２は接続させる必要がないので、
内管１１の中で移動が自在な状態となっている。なお、
上記の各接続について、本実施例では、熱伝導率を良く
するために外管１０及び内管１１を銅などの金属材料に
よって構成することを想定しており、そのために溶接に
よる接続方法を採用しているが、各接続については、接
着剤や溶接の他に各種の継手などを使用することは十分
可能である。このようにして外管１０及び内管１１と親
管５，６とを接続することによって、図４に示すよう
に、外管１０は、両方の親管５，６の間に接続され、内
管１１と親管５，６との接続は、外管１０内に間隙を有
して軸線を同一にして挿入されつつ、かつ、親管５，６
をその軸線に直交して貫通するようになっている。従っ
て、内管１１の両端は親管５，６の外側において開口
し、内管１１の中空部分は外管１０及び親管５，６の外
空間と連続するようになっている。これにより、図１に
も示しているように、内管１０内に挿入される電熱線１
２は、二重管構造体１，２，３，４の内部を通過する部
分と、外方に露出する部分とを連続させることができる
ので、一本の電熱線を波状に配設させることができるの
である。

【００１９】ここで、床暖房のための床下の構造を図５
に基づいて概ね説明すると、まず、根太２１の上に床板
２２が設けられ、その上に保温シート２３を敷いた後、
埋設パネル２０が設けられるのである。そして、埋設パ
ネル２０内に熱源となる発熱体を埋設し、その上に仕上
げ床２４が張られるのである。埋設パネル２０は、仕上
げ床２４の直下において、隙間なく並べられ、この埋設
パネル２０に設けた溝が、それぞれ連続するように並べ
られる。そして、表面の仕上げ床２４は、釘によって打
ち付けられる。埋設パネル２０は、前記のとおり発泡率
の低い発泡樹脂によって構成されており、比較的硬質な
ものであるので、釘などによる打ち付けに対応できるよ
うになっている。また、この釘などを打ち付けるときに
は、当然に埋設パネル２０の溝を設けていない位置が選
ばれるのである。なお、仕上げ床２４を釘で打ち付ける
場合、床板２２上の各埋設パネル２０の間に細めの根太
を別個に設けておき、この根太に釘を打ち付けるように
したいわゆる根太間工法を用いることもある。

【００２０】このような床下の構造において、本実施例
では、図６に示すような埋設パネル２０を使用するもの
である。即ち、埋設パネル２０は、外管用埋設パネル２
０ａと親管用埋設パネル２０ｂとの両方から構成され
る。そして、この外管用埋設パネル２０ａには、専ら直
線状の溝が設けられており、二重管構造体１，２，・・
・（図１）が配設できるようになっており、一方の親管
用埋設パネル２０ｂには、親管５，６（図１）と連続す
る電熱線１２（図１）とが配設できるようになってい
る。なお、これらの埋設パネル２０ａ，２０ｂを、いず
れも金属材質によって製造することにより、外管１０
（図２）から放出される熱を仕上げ床２４（図５）に伝
達できることとなる。上記のような外管用埋設パネル２
０ａと親管用埋設パネル２０ｂとを用いることによっ
て、図７に示すように、二重管構造体１，２，・・・、
親管５，６、及び、連続する電熱線１２を所望の位置に
配設することができるのである。なお、部屋Ａに配設さ
れた二重管構造体１，２，・・・及び親管５，６には、
注水タンク４０と排水バルブ４１が接続されており、こ
の二重管構造体１，２，・・・の外管１０内に水を封入
するとき、注水タンク４０から必要な水を供給すること
ができ、また、暖房をしない期間は、排水バルブ４１か
除去させることができるものである。また、電熱線１２
は電源４２に接続されて電力が供給される。この電源の
入切は、図示せぬスイッチによって行われ、供給される
電力量を図示せぬコントローラによって調節させること
によって、暖房温度を調節することができる。この調節
に際しては、温度センサに連動する制御装置によって管
理させることも可能である。

【００２１】なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々なる実施の態様を取り得ることは無論である。例え
ば、二重管構造体１，２，・・・及び親管５，６を円筒
形状にしたものについて示したが、これは代表的かつ一
般的な形状であり、施工状況などに応じて形状を変更し
たものを採用することは可能である。また、実施例の説
明において、外管１０内には、水を封入する旨を記載し
ているが、水に限定されずエチレングリコール系溶液な
どの熱媒体液を封入することも包含しており、さらに、
場合によっては、その他の熱媒体可能な物質を封入する
ものであっても良い。また、実施例においては内管１１
の内部に電熱線１２を挿入するものについてのみ示した
が、内管１１と電熱線１２とを一体的に構成したものを
外管１０内に挿入したものであっても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明は、外管と内管に
よる二重管構造体を床下に配設し、この二重管構造体の
うち、外管と内管との間に水又は熱媒体液を封入し、内
管の内部に発熱体を挿入してなることを特徴とする床暖
房システムを要旨とするので、内管の内部に設けた発熱
体が外管との間の水又は熱媒体液を暖めることとなり、
発熱体の発熱量が少ない場合であっても、外管の内部に
おいて蓄えられた熱が放出され、十分に暖房できる程度
に増幅されるものである。従って、暖房効率の良い床暖
房システムを提供することができるものである。

【００２３】本発明は、外管と内管による二重管構造体
を床下に平行に複数配設し、これらの二重管構造体のう
ち、それぞれの外管と内管との間に水又は熱媒体液を封
入し、それぞれの内管の内部に発熱体を挿入してなるこ
とを特徴とする床暖房システムを要旨とするので、複数
の二重管構造体が、近接した位置に配設されることによ
って、床下を高い温度にすることができる。よって、床
暖房に十分な熱を放出させることができるものである。

【００２４】前記発熱体を内管の内部に隙間なく挿入す
ることによって、発熱体から放出される熱の内管への伝
達が向上することとなる。また、前記内管が発熱体の外
皮として構成できれば、上記の熱の伝達がさらに向上す
ることとなる。

【００２５】本発明は、平行に設けられた２本の親管
と、この両親管の対向する側に接続される外管と、この
外管内に挿入され親管の対向しない側において接続され
る内管と、この内管内に挿入される発熱体とからなるこ
とを特徴とする床暖房装置を要旨とするので、上記に示
した床暖房システムを実現できるものであり、内管の内
部は中空状態であるので、必要に応じて電熱線その他の
発熱体を挿入することができ、さらに、外管の内側で内
管の外側には空間が存在し、この空間は親管の中空部分
に連続するので、親管内に水又は熱媒体液を注入する
と、外管の内側で内管の外側には空間内に水又は熱媒体
液を封入させることができるものである。そして、この
発熱体から放出される熱は、内管に十分に伝達されると
ともに、この熱によって内管が加熱され、外管内に封入
された、即ち、内管の外側にを包囲するよう配置される
水又は熱媒体液を加熱することができる。さらに、高温
となった水又は熱媒体液は外管の温度を上昇させ、この
外管から床面へ温度を伝達させることができるのであ
る。従って、一般的に微量の空気流動によって温度上昇
を抑止される電熱線を水又は熱媒体液で包囲した内管の
中に挿入したことから、周辺への熱の流出を防止し、さ
らに、水又は熱媒体液によって温度を安定させることが
できるものである。

【００２６】前記発熱体を電熱線にすれば、熱媒体液等
の漏れを心配することがなく、電源のスイッチ操作によ
って暖房の開始及び停止を操作できるので、使用方法が
簡便になるとともに、ボイラ及びポンプを必要としない
のでランニングコストを軽減させ、経済的な床暖房装置
を実現することができるものである。また、電熱線を一
本の連続する電熱線にすれば、配線が複雑とならず施工
が簡単である。しかも、シームレスパイプを配設するの
と異なり、微妙な湾曲又は折曲作業を要しないので、施
工が極めて容易となる。また、逆に前記電熱線を複数の
連続する電熱線にすれば、電力供給すべき本数によって
温度調整をすることができる。さらに、複数の内管にお
いて、各内管ごとに独立する電熱線を用い、これらの各
電熱線を電源に対して並列に接続することによって、配
設された各電熱線のうちの限定した範囲についてのみ通
電させることができ、部分的な暖房が可能であり、ま
た、部分的な修理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】床暖房システムの実施例の全体を示す説明図で
ある。

【図２】二重管構造体の構造を示す説明図である。

【図３】外管及び内管と親管との接続状態を示す説明図
である。

【図４】Ｘ−Ｘ断面図である。

【図５】床下構造の概略を示す斜視図である。

【図６】埋設パネルの斜視図である。

【図７】部屋全体を示す説明図である。

【符号の説明】

１，２，３，４ 二重管構造体 ５，６ 親管 １０ 外管 １１ 内管 １２ 電熱線 ３１ 外管接続部 ３２ 内管接続部 Ａ 部屋

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外管と内管による二重管構造体を床下に
   配設し、この二重管構造体のうち、外管と内管との間に
   水又は熱媒体液を封入し、内管の内部に発熱体を挿入し
   てなることを特徴とする床暖房システム。
2. 【請求項２】 外管と内管による二重管構造体を床下に
   平行に複数配設し、これらの二重管構造体のうち、それ
   ぞれの外管と内管との間に水又は熱媒体液を封入し、そ
   れぞれの内管の内部に発熱体を挿入してなることを特徴
   とする床暖房システム。
3. 【請求項３】 前記発熱体が内管の内部に隙間なく挿入
   されてなる請求項１及び２記載の床暖房システム。
4. 【請求項４】 前記内管が発熱体の外皮として構成され
   てなる請求項１及び２記載の床暖房システム。
5. 【請求項５】 平行に設けられた２本の親管と、この両
   親管の対向する側に接続される外管と、この外管内に挿
   入され親管の対向しない側において接続される内管と、
   この内管内に挿入される発熱体とからなることを特徴と
   する床暖房装置。
6. 【請求項６】 前記発熱体が電熱線である請求項５記載
   の床暖房装置。
7. 【請求項７】 前記電熱線が一本の連続する電熱線であ
   る請求項６記載の床暖房装置。
8. 【請求項８】 前記電熱線が複数の連続する電熱線であ
   る請求項６記載の床暖房装置。
9. 【請求項９】 平行に設けられた２本の親管と、この両
   親管の対向する側に両端が接続されるとともに、上記親
   管に直行する複数の外管と、この各外管内に挿入され親
   管の対向しない側において接続される内管と、この内管
   内に挿入される電熱線とからなることを特徴とする床暖
   房装置。
10. 【請求項１０】 前記電熱線が一本の連続する電熱線で
    ある請求項９記載の床暖房装置。
11. 【請求項１１】 前記電熱線が複数の連続する電熱線で
    ある請求項９記載の床暖房装置。
12. 【請求項１２】 前記電熱線が、各内管ごとに独立する
    電熱線であり、並列に接続されてなる請求項９記載の床
    暖房装置。
13. 【請求項１３】 平行に設けられた２本の親管と、この
    両親管の対向する側に両端が接続されるとともに、上記
    親管に直行する複数の外管と、この各外管内に挿入され
    親管の対向しない側において接続される内管と、この内
    管内に挿入される一本又は複数の連続する電熱線とから
    なり、該電熱線が直列に電源に接続されてなることを特
    徴とする床暖房装置。
14. 【請求項１４】 平行に設けられた２本の親管と、この
    両親管の対向する側に両端が接続されるとともに、上記
    親管に直行する複数の外管と、この各外管内に挿入され
    親管の対向しない側において接続される内管と、この各
    内管ごとに個別に挿入される複数の電熱線とからなり、
    該電熱線が並列に電源に接続されてなることを特徴とす
    る床暖房装置。