JPH102572A - 暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温水マットの面積の大小による内部圧損によ
り、各温水マットの表面温度にばらつきが生じる。 【解決手段】 面積の異なる温水マット１１ａ，１１ｂ
が、マット１２と、マット１２，１２間に配置される補
強部材１６ａ，１６ｂと、マット１２に配置されて熱を
導く温水パイプ１４とを備えて形成され、小面積の温水
マット１１ｂの入側に配置されるヘッダ３０ｃの内径
を、大面積の温水マット１１ａの入側に配置されるヘッ
ダ３０ａの内径よりも小さく設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内を暖房をする
ための暖房装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の暖房装置は、床に配置して使用
する。図１４は、本出願人が提案している温水を使った
暖房装置の一部分の構造を示している。この暖房装置の
温水マット１０１１は、例えば小根太１０１６ａ，１０
１６ｂと、マット１０１２、そして温水パイプ１０１４
等を有している。

【０００３】例えば木製の小根太１０１６ａ，１０１６
ｂは、例えばウレタン材等のマット１０１２，１０１２
の間に配置されていて、施工性をより簡単にしている。
これらマット１０１２と小根太１０１６ａ，１０１６ｂ
は、床の上に配置され、温水マット１０１１を床の根太
に対してクギ打ちによりしっかりと固定するようになっ
ている。マット１０１２内には、温水を通すための温水
パイプ１０１４が埋め込まれている。

【０００４】上記温水マット１０１１には、図１５およ
び図１６に示すように、熱源器１０１７から熱循環系１
０１８を介して温水が供給される。すなわち、熱循環系
１０１８は、温水マット１０１１の温水パイプ１０１４
と接続されている。

【０００５】このような温水マット１０１１の施工にお
いて、例えば台所等の不定形な部屋に複数枚の温水マッ
ト１０１１を敷設する場合には、間取りの関係から大面
積の温水マット１０１１ａと小面積の温水マット１０１
１ｂを敷設している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１５およ
び図１６に示したように、大面積の温水マット１０１１
ａと小面積の温水マット１０１１ｂを敷設した場合、温
水マット１０１１ａ，１０１１ｂの大小による内部圧損
の差により、各温水マット１０１１ａ，１０１１ｂへの
温水の循環量がアンバランスになる。

【０００７】すなわち、小面積の温水マット１０１１ｂ
には大流量の温水が流れ、その表面温度が高くなるが、
大面積の温水マット１０１１ａには小流量の温水が流
れ、その表面温度が低くなる。したがって、温水マット
１０１１ａ，１０１１ｂの表面温度にばらつきが生じる
という問題があった。

【０００８】そこで本発明は、上記課題を解消するため
になされたものであって、面積の異なる温水マットを組
み合わせても、表面温度を均一にすることができる暖房
装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、熱源器から温水マットへ熱循環系を介して温水を
供給することにより、屋内を暖房する暖房装置であり、
面積の異なる複数の温水マットを有しており、各温水マ
ットが、マットと、マット間に配置される補強部材と、
マットに配置されて熱を導く温水パイプとを備えて形成
され、小面積の温水マットの入側に配置されるヘッダの
内径を、大面積の温水マットの入側に配置されるヘッダ
の内径よりも小さく設定した暖房装置により、達成され
る。

【００１０】好ましくは、上記小面積の温水マットの入
側に配置されるヘッダの内径が、その入口管を縮径する
ことにより、大面積の温水マットの入側に配置されるヘ
ッダの内径よりも小さく設定されている暖房装置によ
り、達成される。

【００１１】また、好ましくは、上記小面積の温水マッ
トの入側に配置されるヘッダの内径が、その入口管にオ
リフィスを装着することにより、大面積の温水マットの
入側に配置されるヘッダの内径よりも小さく設定されて
いる暖房装置により、達成される。

【００１２】そして、熱源器から温水マットへ熱循環系
を介して温水を供給することにより、屋内を暖房する暖
房装置であり、面積の異なる複数の温水マットを有して
おり、各温水マットが、マットと、マット間に配置され
る補強部材と、マットに配置されて熱を導く温水パイプ
とを備えて形成され、上記熱循環系に各温水マットに共
用の分岐ヘッダが介設され、入側分岐ヘッダの小面積の
温水マットに接続される出口管の内径を、大面積の温水
マットに接続される出口管の内径よりも小さく設定した
暖房装置により、達成される。

【００１３】好ましくは、上記分岐ヘッダの小面積の温
水マットに接続される出口管の内径が、その出口管にオ
リフィスを挿入することにより、大面積の温水マットに
接続される出口管の内径よりも小さく設定されている暖
房装置により、達成される。

【００１４】本発明にあっては、ヘッダの内径を調整す
ることにより、小面積の温水マットに流入する温水量を
強制的に制限している。したがって、大面積の温水マッ
トと小面積の温水マットとがほぼ同一な圧損になるの
で、各温水マットの表面温度を均一にすることができる
ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べ
る実施の形態は、本発明の好適な形態であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範
囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１６】図１は本発明に係る暖房装置の好ましい実
施形態を示しており、特に床暖房装置として構成した形
態であって、この暖房装置の温水マットが床の上に配置
された状態を示している。また、図２は図１の暖房装置
の温水マットを示す平面図である。

【００１７】図１において、暖房装置１０の温水マット
１１は、床構造２０の上に配置されている。この温水マ
ット１１は、たとえば８畳間の面積の５０パーセントな
いし７０パーセントの範囲で配置するのが好ましい。

【００１８】まず、この床構造２０について説明する。
床２０は、いわゆる日本の木造建築の床であり、根太２
２が平列に間隔Ｌで配置されている。この根太の間隔Ｌ
は、通常の３０３ｍｍもしくは３００ｍｍである。根太
２２，２２の間には、断熱材２４が配置されている。こ
の断熱材２４の厚みは根太２２の厚みと同じに設定され
ている。

【００１９】根太２２の上には、いわゆるステコンパネ
とよばれる構造用合板２６が配置されている。この構造
用合板２６の上に、温水マット１１が配置される。

【００２０】温水マット１１は、この構造用合板２６の
上に配置されていると共に、温水マット１１以外の領域
にはダミーの構造用合板２８が配置されている。この構
造用合板２８は、いわゆるダミーコンパネである。

【００２１】温水マット１１は、図１と図２および図３
に示すような構造となっている。まず図１と図３を参照
する。温水マット１１は、マット１２と、熱を導く手段
としての温水パイプ１４、および複数本の小根太１６
ａ，１６ｂ、および被覆部材としてのアルミ箔１８を有
している。

【００２２】マット１２は、図２に示すように形成され
ている。すなわち、このマット１２には、複数本の温水
パイプ１４が図１と図２に示すように配列もしくは配置
されている。マット１２の表側には、溝が形成されてお
りこの溝には小根太１６ａ，１６ｂが配置されている。

【００２３】図２に特に示すように、小根太１６ａ，１
６ｂは、交互に配列されており、所定の間隔Ｌで平行に
なっている。この所定の間隔Ｌは、図１における根太２
２の間隔Ｌと同じに設定されている。そして、この小根
太１６ａ，１６ｂは、たとえば厚みが１２ｍｍで、幅が
３５ｍｍである。

【００２４】すなわち各小根太１６ａ，１６ｂは、図１
と図３に示すように、各根太２２の上に対応して配置さ
れるようになっている。施工時には、これらの小根太１
６ａ，１６ｂは、根太２２に対してたとえばクギにより
固定される。マット１２は、例えば発泡ポリエチレンフ
ォーム（例えば発泡率が２０倍）により作られている。
また温水管ともいう温水パイプ１４としては、例えば架
橋ポリエチレン管が使用されている。

【００２５】マット１２は、図２に示すようにほぼ長方
形となっており、その厚みは、例えば図３に示すように
厚みＤ１が１２ｍｍになっている。しかも小根太１６
ａ，１６ｂも厚みＤ１が１２ｍｍに設定されている。

【００２６】図１と図２に示すように、各温水パイプ１
４は、小根太１６ａ，１６ｂの間に、配置されている。
詳しくは、温水パイプ１４は図３に示すようにマット１
２の埋め込み溝３８に埋め込むようにして保持されてい
る。

【００２７】図４は、図２におけるＡ−Ａ線における断
面図である。図４において、図３と共に示すように、温
水パイプ１４は断面円形であり、そのパイプ径は例えば
７．２ｍｍである。そして、この埋め込み溝３８は、こ
の温水パイプ１４の断面形状に対応した形状になってい
る。

【００２８】図５は、図２のＢ−Ｂ線における断面図で
ある。この図５は、スリット３６を示しており、図２に
示すようにマット１２の２つの長手側（図２の横方向、
Ｘ方向）に沿って、それぞれこのスリット３６が形成さ
れている。

【００２９】これらのスリット３６を長手側に形成する
ことにより、マット１２の短辺方向（図２の縦方向、Ｙ
方向）における熱によるマット１２の膨張変形分を吸収
することができる。すなわちＹ方向におけるマット１２
の熱による膨張を吸収することができる。

【００３０】図６は、図２におけるヘッダ３０を示して
いる。このヘッダ３０は図１に示されているように、外
部の熱源器から各温水パイプ１４に対して、温水を供給
するための接続部分であり、熱源器とヘッダ３０とは熱
循環系３１によって接続されている。なお、図６におい
ても上述したスリット３６が示されている。

【００３１】次に図３を参照する。図３には、マット１
２の熱による形状変化、すなわち熱による膨張を吸収す
るための吸収手段４０が示されている。この吸収手段４
０は、小根太１６ａ，１６ｂとマット１２との間に設け
られている。

【００３２】このように、吸収手段４０は、形成された
凹部４４と、この凹部４４を挟む２つの凸部４２，４２
により構成されている。しかも小根太１６ａ，１６ｂの
側面４５は、吸収手段４０の凸部４２の側面に密着して
いる。

【００３３】ここで、図３の温水パイプ１４に温水を通
すことにより、マット１２が図２におけるＸ方向に膨張
しても、Ｘ方向に関して凸部４２，４２が変形して凹部
４４側に入り込み、そのマット１２の膨張変形分を吸収
することができる。

【００３４】また、マット１２と小根太１６ａ，１６ｂ
は、吸収手段４０を介して当たっており、図１と図３に
示すように、アルミ箔１８を貼り付ける場合にも、小根
太１６ａ，１６ｂがマット１２から脱落したりあるいは
小根太１６ａ，１６ｂがマット１２に対して動いてしま
うようなことがなくなる。したがって、この点からも、
温水マット１０の施工性を向上することができる。

【００３５】ところで、アルミ箔１８は、図２の矢印Ｘ
のＸ１方向もしくはその反対方向に沿って張りつけてい
くのが好ましい。この矢印Ｘは、根太１６ａ，１６ｂの
配置方向であるＹ方向と直交している。

【００３６】アルミ箔１８には、好ましくは、図１に示
すようにマーキング１８ａが形成されている。このマー
キング１８ａは、小根太１６ａ，１６ｂの位置を示すも
のであり、小根太１６ａ，１６ｂの長さに対応して形成
されている。このマーキング１８ａは、例えば緑の３０
ｍｍ幅の線で構成できる。

【００３７】これにより、マーキング１８ａを見れば小
根太位置が作業者に明白に確認できる。このアルミ箔１
８をマット１２の上に貼った後で、図１に示すようにフ
ローリング３２を配置する。

【００３８】以上のような温水マット１１の施工におい
て、図７に示すように、例えば台所等の不定形な部屋に
複数枚の温水マット１１を敷設する場合には、間取りの
関係から大面積の温水マット１１ａと小面積の温水マッ
ト１１ｂを組み合わせて敷設する。各温水マット１１
ａ，１１ｂの入側および出側には、ヘッダ３０ａ，３０
ｂ，３０ｃ，３０ｄが配置され、上述したように、各ヘ
ッダ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは熱循環系３１に
より熱源器３３と接続されている。

【００３９】図８に示すように、このヘッダ３０のヘッ
ダ本体５１は直方体状を呈しており、ヘッダ本体５１内
には本通路５１ａおよび分岐通路５１ｂ，５１ｃが形成
されている。このヘッダ本体５１には、本通路５１ａと
連通する循環系側接続管５２と、分岐通路５１ｂ，５１
ｃと連通するパイプ接続管５３，５４とが一体成形され
ている。循環系側接続管５２は上記熱循環系３１と接続
され、パイプ接続管５３，５４は上記温水パイプ１４と
接続される。なお、ヘッダ３０の型式によっては、図９
に示すように、パイプ接続管が存在せず、分岐通路５１
ａ，５１ｂ内に温水パイプ１４を挿入して接続する構造
を有するものも存在する。

【００４０】図７に示した入側ヘッダ３０ａ，３０ｃの
場合、循環系側接続管５２が入口管となり、パイプ接続
管５３，５４が出口管となる。一方、出側ヘッダ３０
ｂ，３０ｄの場合、パイプ接続管５３，５４が入口管と
なり、循環系側接続管５２が出口管となる。第１の実施
の形態では、小面積の温水マット１１ｂの入側に配置さ
れるヘッダ３０ｃの内径が、大面積の温水マット１１ａ
の入側に配置されるヘッダ３０ａの内径よりも小さく設
定されている。

【００４１】具体的には、図１０（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、小面積の温水マット１１ｂの入側に配置されるヘ
ッダ３０ｃの入口管５２にオリフィス５５を装着するこ
とにより、小面積の温水マット１１ｂの入側に配置され
るヘッダ３０ｃの内径が、大面積の温水マット１１ａの
入側に配置されるヘッダ３０ａの内径よりも小さく設定
されている。ヘッダ３０は、例えば真鍮により形成さ
れ、オリフィス５５は、例えばリング状のステンレス鋼
により形成されている。

【００４２】第１の実施の形態では、小面積の温水マッ
ト１１ｂの入側に配置されるヘッダ３０ｃの入口管５２
にオリフィス５５を装着したので、小面積の温水マット
１１ｂに流入する温水量を強制的に制限することができ
る。

【００４３】例えば、温水マット１１ａの面積が５．２
９ｍ² で、温水マット１１ｂの面積が０．７５ｍ² であ
る場合に、流量抵抗（１リットル／ｍｉｎ）は大面積温
水マット１１ａが２．９６ｍＡｑであり、小面積温水マ
ット１１ｂが０．８０ｍＡｑである。そして、現状の流
量比は大面積温水マット１１ａが０．６４リットル／ｍ
ｉｎであり、小面積温水マット１１ｂが１．３６リット
ル／ｍｉｎであり、温水マット１１ａ，１１ｂの表面温
度差は平均で摂氏７．２度あった。しかし、小面積の温
水マット１１ｂの入側ヘッダ３０ｃの入口管５２に内径
φ３ｍｍのオリフィス５５を装着した場合、流量比は大
面積温水マット１１ａが０．９２リットル／ｍｉｎとな
り、小面積温水マット１１ｂが１．０８リットル／ｍｉ
ｎとなって、温水マット１１ａ，１１ｂの表面温度差は
平均で摂氏１．９度と改善された。

【００４４】したがって、小面積の温水マット１１ｂの
入側ヘッダ３０ｃの入口管５２にオリフィス５５を装着
することにより、大面積の温水マット１１ａと小面積の
温水マット１１ｂとをほぼ同一な圧損にすることがで
き、各温水マット１１ａ，１１ｂの表面温度を均一にす
ることができるものである。なお、第１の実施の形態に
あっては、小面積の温水マット１１ｂの入側ヘッダ３０
ｃの入口管５２にオリフィス５５を装着したが、これに
限るものではなく、入口管５２自体を縮径することによ
り、小面積の温水マット１１ｂの入側に配置されるヘッ
ダ３０ｃの内径を、大面積の温水マット１１ａの入側に
配置されるヘッダ３０ａの内径よりも小さく設定しても
よい。

【００４５】また図１１は、第２の実施の形態を示す概
略図である。図１１において、温水マット１１ａ，１１
ｂと熱源器３３を接続する熱循環系３１には、各温水マ
ット１１ａ，１１ｂに共用の分岐ヘッダ６０が介設され
ている。分岐ヘッダ６０は、熱循環系３１の入側に介設
された分岐ヘッダ６０ａと、熱循環系３１の出側に介設
された分岐ヘッダ６０ｂとから成っている。

【００４６】図１２に示すように、この分岐ヘッダ６０
のヘッダ本体６１は直方体状を呈しており、ヘッダ本体
６１内には本通路６１ａおよび分岐通路６１ｂ，６１ｃ
が形成されている。このヘッダ本体６１には、本通路６
１ａの中間部と連通する循環系側接続管６２と、分岐通
路６１ｂ，６１ｃと連通するパイプ接続管６３，６４と
が一体成形されている。循環系側接続管６２は上記熱循
環系３１と接続され、一方のパイプ接続管６３は大面積
の温水マット１１ａに配置された温水パイプ１４と接続
され、他方のパイプ接続管６４は小面積の温水マット１
１ｂに配置された温水パイプ１４と接続される。

【００４７】図１１に示した入側の分岐ヘッダ６０ａの
場合、循環系側接続管６２が入口管となり、パイプ接続
管６３，６４が出口管となる。一方、出側の分岐ヘッダ
６０ｂの場合、パイプ接続管６３，６４が入口管とな
り、循環系側接続管６２が出口管となる。第２の実施の
形態では、入側の分岐ヘッダ６０ａの小面積の温水マッ
ト１１ｂに接続される出口管６４の内径を、大面積の温
水マット１１ａに接続される出口管６３の内径よりも小
さく設定している。

【００４８】具体的には、図１３（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、入側の分岐ヘッダ６０ａの小面積の温水マット１
１ｂに接続される出口管６４にオリフィス６５を挿入す
ることにより、入側の分岐ヘッダ６０ａの小面積の温水
マット１１ｂに接続される出口管６４の内径が、大面積
の温水マット１１ａに接続される出口管６３の内径より
も小さく設定されている。ヘッダ６０は、第１の実施の
形態と同様に、例えば真鍮により形成され、オリフィス
６５は、例えばリング状のステンレス鋼により形成され
ている。

【００４９】第２の実施の形態では、入側の分岐ヘッダ
６０ａの小面積の温水マット１１ｂに接続される出口管
６４にオリフィス６５を装着したので、小面積の温水マ
ット１１ｂに流入する温水量を強制的に制限することが
できる。したがって、大面積の温水マット１１ａと小面
積の温水マット１１ｂとをほぼ同一な圧損にすることが
でき、各温水マット１１ａ，１１ｂの表面温度を均一に
することができるものである。

【００５０】なお、第２の実施の形態にあっては、入側
の分岐ヘッダ６０ａの小面積の温水マット１１ｂに接続
される出口管６４にオリフィス６５を装着したが、これ
に限るものではなく、出口管６４自体を縮径することに
より、入側の分岐ヘッダ６０ａの小面積の温水マット１
１ｂに接続される出口管６４の内径を、大面積の温水マ
ット１１ａに接続される出口管６３の内径よりも小さく
設定してもよい。

【００５１】ところで、本発明の暖房装置は上記実施形
態に限定されるものではない。例えば、本発明の暖房装
置は、図１の床構造に配置するものに限定されず、例え
ば壁や天井に設けるようにすることができる。また、他
の建築様式の床構造に対してももちろん適用することが
できる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の暖房装置に
よれば、面積の異なる温水マットを組み合わせても、表
面温度を均一にすることができるという優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の暖房装置における温水マットの好まし
い実施形態が、木構造の床の上に配置された状態を示す
図。

【図２】図１における暖房装置の温水マットを示す平面
図。

【図３】図２におけるＣ−Ｃにおける断面図。

【図４】図２におけるＡ−Ａにおける断面図。

【図５】図２におけるＢ−Ｂにおける断面図。

【図６】図２におけるヘッダー部分を示す拡大図。

【図７】第１の実施形態を示す概略図。

【図８】第１の実施形態におけるヘッダを示す斜視図。

【図９】第１の実施形態におけるヘッダの変形態様を示
す概略図。

【図１０】第１の実施形態におけるヘッダにオリフィス
を装着した状態を示す概略図。

【図１１】第２の実施形態を示す概略図。

【図１２】第２の実施形態におけるヘッダを示す斜視
図。

【図１３】第２の実施形態におけるヘッダにオリフィス
を装着した状態を示す概略図。

【図１４】従来の暖房装置の温水マットを示す平面図。

【図１５】従来の暖房装置において、面積の異なる温水
マットを敷設した状態を示す概略図。

【図１６】従来の暖房装置において、面積の異なる温水
マットを敷設した状態の別の態様を示す概略図。

【符号の説明】

１０ 暖房装置 １１ 温水マット １２ マット １４ 温水パイプ（温水管、熱を導く手段） １６ａ，１６ｂ 小根太（補強部材） １８ アルミ箔（被覆部材） ２０ 床 ２２ 根太 ２４ 断熱材 ２６ 構造用合板 ３０ ヘッダ ３０ａ，３０ｃ 入側ヘッダ ３０ｂ，３０ｄ 出側ヘッダ ４０ 吸収手段 ５２ 入口管 ５５ オリフィス ６０ 分岐ヘッダ ６０ａ 入側の分岐ヘッダ ６０ｂ 出側の分岐ヘッダ ６４ 出口管 ６５ オリフィス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源器から温水マットへ熱循環系を介し
   て温水を供給することにより、屋内を暖房する暖房装置
   であり、 面積の異なる複数の温水マットを有しており、 各温水マットが、マットと、マット間に配置される補強
   部材と、マットに配置されて熱を導く温水パイプとを備
   えて形成され、 小面積の温水マットの入側に配置されるヘッダの内径
   を、大面積の温水マットの入側に配置されるヘッダの内
   径よりも小さく設定したことを特徴とする、暖房装置。
2. 【請求項２】 前記小面積の温水マットの入側に配置さ
   れるヘッダの内径が、その入口管を縮径することによ
   り、大面積の温水マットの入側に配置されるヘッダの内
   径よりも小さく設定されている請求項１に記載の暖房装
   置。
3. 【請求項３】 前記小面積の温水マットの入側に配置さ
   れるヘッダの内径が、その入口管にオリフィスを装着す
   ることにより、大面積の温水マットの入側に配置される
   ヘッダの内径よりも小さく設定されている請求項１に記
   載の暖房装置。
4. 【請求項４】 熱源器から温水マットへ熱循環系を介し
   て温水を供給することにより、屋内を暖房する暖房装置
   であり、 面積の異なる複数の温水マットを有しており、 各温水マットが、マットと、マット間に配置される補強
   部材と、マットに配置されて熱を導く温水パイプとを備
   えて形成され、 上記熱循環系に各温水マットに共用の分岐ヘッダが介設
   され、 入側分岐ヘッダの小面積の温水マットに接続される出口
   管の内径を、大面積の温水マットに接続される出口管の
   内径よりも小さく設定したことを特徴とする、暖房装
   置。
5. 【請求項５】 前記分岐ヘッダの小面積の温水マットに
   接続される出口管の内径が、その出口管にオリフィスを
   挿入することにより、大面積の温水マットに接続される
   出口管の内径よりも小さく設定されている請求項４に記
   載の暖房装置。