JP3579118B2 - 冷・暖房装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、室内の壁や天井やフローリングの床等の冷・暖房を行う冷・暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フローリング等の床暖房を行う暖房装置として、温水式の温水暖房マットが知られている。図６および図８には、この温水暖房マット１の一例が示されており、温水暖房マット１はプラスチック等の断熱発泡基材を板状に形成して成るマットの基材（マット基材）２に、骨材としての複数の小根太３を間隔を介して配設し、四角形状をしたマット基材２の一辺の中央部に組み込み装備された温水接続ヘッダー（接続ヘッダー）４を温水の出入口として、１本以上、図６の例では２本の温水循環パイプ（循環パイプ）５ａ，５ｂが小根太３を挟んで迂回するＵターン部を介しながら引き回して、パイプ間隔が等間隔Ｓになるようにして敷設されている。
【０００３】
図７に示すように、温水接続ヘッダー４は温水供給側のヘッダー６と温水戻り側のヘッダー７とに分離されており、ヘッダー６側には温水循環パイプ５ａ，５ｂの入口側が接続され、ヘッダー７側には温水循環パイプ５ａ，５ｂの出口側が接続されている。一般に、２本の温水循環パイプ５ａ，５ｂはヘッダー６側から小根太３を迂回しながらマット基材２の半分側に引き回されて折り返された後、同様にマット基材２の残りの半分側を引き回してヘッダー７に戻る形態で並列状に敷設されている。なお、マット基材２の放熱表面側には必要に応じ図８に示すように放熱材としてのアルミニウム箔８が張設される。
【０００４】
この温水暖房マット１を設置施工する場合には、図８に示すように、例えば、フローリング室の床パネル１０の上側に温水暖房マット１を敷設する。そして、マット１の上側にフローリング床材１１を張り、釘１２によりフローリング床材１１を根太１３に固定する。そして、図６に示すように、ヘッダー６側には往管１４が接続され、ヘッダー７には戻り管１５が接続されて、往管１４と戻り管１５とからなる熱源器９の外部温水循環路（外部循環路）１６と温水循環パイプ５ａ，５ｂとが温水接続ヘッダー４を介して接続されるものであった。
【０００５】
フローリングの床暖房は、前記温水暖房マットの温水循環パイプ５ａ，５ｂに熱源器９から外部温水循環路１６を通して温度調節媒体である温水を循環させることにより、温水循環パイプ５ａ，５ｂからの熱はフローリングの床下から放熱されてフローリング床材１１に伝わることにより行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の温水暖房マット１は温水循環パイプ５ａ，５ｂにより、熱源器９から送られてくる温水を、まず、マット１の半分側に通して放熱した後に、マット１の残りの半分側に通して暖房する方式であるため、温水が最初に通るマット１の半分側の領域は比較的効率良く床暖房を行うことができるのであるが、マット１の残りの半分側はほぼ放熱しきったの戻りの湯が通るために、放熱熱量が小さくなって、暖房が効率的に行われず、このため、温水暖房マット１の一方側半分領域と他方側半分領域とで温度むら（温度差）が生じるという問題がある。
【０００７】
特に、面積の大きい大型の温水暖房マット１を敷設した場合にはその一方側半分領域と他方側半分領域との温度むらが大きくなり、フローリングの床面を広い範囲にわたって均一に暖房できないという問題があった。本発明者はマット１の左右両側で温度差を測定したところ、例えば、熱源器９から８０℃〜９０℃の温水を供給して、床面の暖房温度をほぼ２５℃になるように動作させたところ、最初に温水が通る半分領域と、温水の戻り側の残り半分側の領域とでは７℃もの温度差が生じるという結果が確認され、このような事態においては、温水の往側の領域では熱すぎ、戻り側の領域では寒すぎるという結果となり、温水暖房マット１の全領域にわたって快適な均一温度でもって暖房することは極めて困難となり、快適な住環境の提供を図る上で支障があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、面積の広い大型の温水暖房マットを敷いた場合においても、そのマットの全領域にわたり温度むらがなく均一な快適温度でもって床等の暖房や冷房を行うことができる冷・暖房装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、第１の発明の冷・暖房装置は、板状体の基材に複数の小根太が間隔を介して配設されており、この基材の一辺の中央部には温度調節媒体の入出を行う接続ヘッダーが組み込まれ、この接続ヘッダーは箱体内に往通路と戻り通路が形成され箱体外面に前記往通路に連通する媒体供給接続口と戻り通路に連通する媒体戻り接続口がそれぞれ複数個設けられ、前記基材には、少くとも接続ヘッダー側から該基材の半分側に小根太を挟んで迂回するＵターン部を介して引き回した後基材の残り半分側を同じく小根太を挟んで迂回するＵターン部を介し引き回して接続ヘッダー側に戻る循環パイプが敷設されており、少くともこの隣り合う循環パイプを通る温度調節媒体の流れの向きが基材の半分側を通る往きの流れと基材の残りの半分側を通る戻りの流れとが逆向き流れとなるように各循環パイプの隣り合う端末が前記接続ヘッダーの媒体供給接続口と媒体戻り接続口へ接続されており、戻りの流れが通る循環パイプの戻り側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔が往きの流れが通る循環パイプの往き側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔よりも狭い間隔に設定されていることを特徴ととして構成されている。
【００１０】
第２の発明の冷・暖房装置は、前記第１の発明と同一の構成のもとで、戻りの流れが通る循環パイプの戻り側の小根太を最も内側位置で挟むＵターン部のパイプ間隔と往き側の流れが通る循環パイプの往き側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔との比をほぼ１：１．５としたことを特徴として構成されている。
【００１１】
【作用】
上記構成の本発明において、接続ヘッダーの往管接続口から供給される温度調節媒体は、箱体内の往通路を通り、媒体供給接続口からこの媒体供給接続口に接続されている循環パイプへ入り込む。
【００１２】
そして、循環パイプを通った温度調節媒体は媒体戻り接続口から箱体内の戻り通路を通り、戻り管接続口から外部循環路の戻り管を通って冷・暖房の熱源器側に戻される。この循環による温度調節媒体の冷・暖の熱が循環パイプから放熱されて床等の暖房や冷房が行われる。
【００１３】
本発明では、冷・暖房装置に敷設される複数本の互いに隣り合う循環パイプの両端側は接続ヘッダーの媒体供給接続口と媒体戻り接続口へ好ましくは交互に接続されるので、隣り合う循環パイプの温度調節媒体の流れの向きは互いに往きと戻りの逆向きとなる。このことにより、冷・暖房装置の一方側半分領域と残りの半分領域との冷・暖の放熱熱量はほぼ均一化される。
【００１４】
循環パイプを通る冷房や暖房の放熱量は、特に、戻り側の小根太を挟むＵターン領域で低くなるが、本発明では、この戻り側の最も内側のＵターン部のパイプ間隔を往き側の最も内側のＵターン部のパイプ間隔よりも狭くしたことで、低発熱量領域の発生による影響が無視できる程度に小さくなり、これにより、前記隣り合う循環パイプの温度調節媒体の流れの向きを逆向きにしたことと相俟って冷・暖房装置の全領域にわたって温度むらのない均一温度での快適な床等の冷・暖房が達成される。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１には本発明に係る冷・暖房装置の一実施例が温水暖房マットを例にして示されている。本実施例において特徴的なことは、接続ヘッダーを特有な構成をもって形成し、かつその接続ヘッダーと循環パイプの接続方式を特有な構成とし、さらに、循環パイプの小根太を挟む最も内側のＵターン部分のパイプ間隔を、往き側よりも戻り側を狭く形成したことであり、それ以外の構成は従来例と同様であり、従来例と同一の構成部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
【００１６】
本実施例の温水暖房マット２０には偶数本、図１の例では従来例と同様に２本の温水循環パイプ５ａ，５ｂが敷設されている。すなわち、温水循環パイプ５ａ，５ｂはマット基材２の下辺中央部に組み込まれる温水接続ヘッダー（接続ヘッダー）２１を起点とし、この起点位置から、マット基材２の右半分側に向けて、小根太３ａを挟むＵターン部Ａ１ 、折り返しＵターン部Ｂ１ 、小根太３ｂを挟むＵターン部Ａ２ を介してマット基材２の左半分側に向かい、さらに、折り返しＵターン部Ｂ２ 、小根太３ｃを挟むＵターン部Ａ３ を介して温水接続ヘッダー２１に戻る形態で、引き回し敷設されている。そして、四角形状をしたマット基材２の一辺（図１では下辺）の中央部には特有な構成の温水接続ヘッダー２１が組み込まれている。
【００１７】
図２は温水暖房マット２０に組み込まれる温水接続ヘッダー２１の第１の実施例を示すものである。この温水接続ヘッダー２１は、扁平四角形状の上面開口の箱容器２２と、この箱容器２２の上面開口を気密閉鎖する蓋板２３と、箱容器２２内に収容される変形Ｙ字形状パイプ２４とを有している。
【００１８】
変形Ｙ字形状パイプ２４は胴体部２５の頭部側に２本の腕２６ａ，２６ｂが二股状に開いて分岐形成されており、胴体部２５の基端側（下端側）には、一方側の腕２６ａとほぼ平行になる方向に折り曲げられた折曲部２７が形成されている。
【００１９】
前記箱容器２２の上端面には、前記変形Ｙ字形状パイプ２４の折曲部２７が嵌まる凹部２８と、腕２６ａが嵌まる凹部２９と、腕２６ｂが嵌まる凹部３０とが形成され、これらの凹部２８，２９，３０に変形Ｙ字形状パイプ２４の折曲部２７、腕２６ａ，２６ｂを嵌め込むことにより、変形Ｙ字形状パイプ２４は箱容器２２内に収容される。この変形Ｙ字形状パイプ２４の収容状態で、箱容器２２の上面開口に蓋板２３が被せられて一体固定されることで、箱容器２２と蓋板２３とが一体化して扁平な四角形状の箱体３１が構成され、この箱体３１内に前記変形Ｙ字形状パイプ２４が気密に収容固定された状態となっている。
【００２０】
箱体３１内に変形Ｙ字形状パイプ２４が収容された状態で、変形Ｙ字形状パイプ２４の３個のパイプ開口端３２〜３４は箱体３１の３側面に突出して露出し、箱体３１の対向側面３５，３６から突出するパイプ開口端３２，３３は変形Ｙ字形状パイプ２４によって形成される往通路３７の温水供給接続口（媒体供給接続口）３８，３９となっており、箱体３１の他の側面４０から突出するパイプ開口端３４は外部温水循環路（外部循環路）１６の往管１４が接続する往管接続口４１となっている。
【００２１】
箱体３１の内部空間は戻り通路４２となっており、この戻り通路４２に連通させて箱体３１の側面３５，３６，４０にそれぞれ箱体接続口４３，４４，４５が外に向けて突出形成されている。箱体接続口４３，４４は温水戻り接続口（媒体戻り接続口）４６，４７となっており、箱体接続口４５は外部温水循環路１６の戻り管１５が接続する戻り管接続口４８となっている。この温水接続ヘッダー２１は図１に示す如く、マット基材２の下辺の中央部に装備され、温水戻り接続口４６には温水循環パイプ５ａの一端側が接続され、温水供給接続口３８には温水循環パイプ５ｂの一端側が接続される。また、対向面側の温水供給接続口３９には温水循環パイプ５ａの他端側が接続され、温水戻り接続口４７には温水循環パイプ５ｂの他端側がそれぞれ接続される。
【００２２】
図３は温水暖房マット２０に装備される温水接続ヘッダー２１の第２の実施例を示すものである。この第２の実施例の温水接続ヘッダー２１は箱体３１内に２個の変形Ｙ字形状パイプ２４ａ，２４ｂを互いに上下を逆にして斜めに交差させた状態で収容し、変形Ｙ字形状パイプ２４ａを往通路として構成し、他方の変形Ｙ字形状パイプ２４ｂを戻り通路として構成したものであり、それ以外の構成は前記図２に示す第１の実施例の温水接続ヘッダーと同様である。
【００２３】
変形Ｙ字形状パイプ２４ａの３個のパイプ開口端は箱体３１の側面３５，３６，４０からそれぞれ突出されており、側面３５のパイプ開口端は温水供給接続口３８として機能し、側面３６から突出するパイプ開口端は温水供給接続口３９として機能し、側面４０から突出するパイプ開口端は往管接続口４１として機能する。また、変形Ｙ字形状パイプ２４ｂの箱体側面３５から突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４６として機能し、側面３６から突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４７として機能し、側面４０から突出するパイプ開口端は戻り管接続口４８として機能している。
【００２４】
そして、この温水接続ヘッダー２１は温水暖房マット２０の下辺の中央部に装備され、前記図２に示す温水接続ヘッダーと同様に、温水戻り接続口４６には温水循環パイプ５ａの一端側が、温水供給接続口３８には温水循環パイプ５ｂの一端側が、温水供給接続口３９には温水循環パイプ５ａの他端側が、温水戻り接続口４７には温水循環パイプ５ｂの他端側が、往管接続口４１には往管１４が、戻り管接続口４８には戻り管１５がそれぞれ接続される。
【００２５】
図４は温水暖房マット２０に組み込まれる温水接続ヘッダー２１の第３の実施例を示すものである。この実施例の温水接続ヘッダー２１は、２個のＴ字形状パイプ５０，５１を上下同方向にし、横と縦に配列ピッチ間隔Δｘ，Δｙを保った状態で箱体３１内に収容したもので、一方のＴ字形状パイプ５０は往通路を構成し、他方のＴ字形状パイプ５１は戻り通路を構成している。Ｔ字形状パイプ５０の３個のパイプ開口端は箱体３１の側面５２，３６，４０に露出して突出されており、箱体側面５２側に突出するパイプ開口端は温水供給接続口３８として機能し、側面３６側に突出するパイプ開口端は温水供給接続口３９として機能し、側面４０に突出するパイプ開口端は往管接続口４１として機能している。
【００２６】
また、他方側のＴ字形状パイプ５１の３個のパイプ開口端も同じく箱体３１の側面５２，３６，４０にそれぞれ露出して突出されており、側面５２に突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４６として機能し、側面３６に突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４７として機能し、側面４０から突出するパイプ開口端は戻り管接続口４８として機能している。そして、前記図２および図３に示す温水接続ヘッダーと同様に、温水戻り接続口４６には温水循環パイプ５ａの一端側が、温水供給接続口３８には温水循環パイプ５ｂの一端側が、温水供給接続口３９には温水循環パイプ５ａの他端側が、温水戻り接続口４７には温水循環パイプ５ｂの他端側が、往管接続口４１には往管１４が、戻り管接続口４８には戻り管１５がそれぞれ接続される構成となっている。
【００２７】
上記第１〜第３の各実施例の温水接続ヘッダー２１を装備してなる温水暖房マット２０においては、２本の並列状に敷設される温水循環パイプ５ａ，５ｂの一端側は温水戻り接続口４６と温水供給接続口３８へそれぞれ温水の流れの向きが往きと戻りの逆向きに交互に接続され、同様に、温水循環パイプ５ａ，５ｂの他端側も温水供給接続口３９と温水戻り接続口４７へそれぞれ温水の流れの向きが往きと戻り逆向きとなるように交互に接続される結果、図１に示す温水暖房マット２０の左半分側では、温水循環パイプ５ａ側は往き側の温水の流れ方向となり、温水循環パイプ５ｂ側は戻り方向の温水の流れとなり、温水暖房マット２０の右半分側では温水循環パイプ５ａ側は戻り方向の温水の流れとなり、温水循環パイプ５ｂは温水の往き側の流れとなる。
【００２８】
このように、温水循環マット２０の一方側の半分側（図１では左側）と残りの半分側（図１では右半分側）とで、隣接する温水循環パイプ５ａ，５ｂを通る温水の流れの向きは必ず往きと戻りの逆向きとなり、従来例のように、温水暖房マットの半分側の温水循環パイプは共に往きの温水の流れとなり、温水暖房マットの残りの半分側の温水循環パイプ５ａ，５ｂは共に戻りの向きの温水が流れるというような温水の同方向の流れとなることはなく、必ず、隣り合う温水循環パイプ５ａ，５ｂには逆向きの温水の流れが生じる結果、温水暖房マット２０の一方の半分側と残りの半分側での温水循環パイプ５ａ，５ｂからの総合的（トータル的）な放熱量がほぼ等しくなり、これにより、温水暖房マット２０の左右領域で暖房による温度むらが発生するということがなくなり、面積の広い大型の温水暖房マット２０を敷設した場合においても、同マット２０の左右両側で温度むらのない均一な床暖房が可能となる。
【００２９】
ところで、温水暖房マット２０の放熱特性を微視的に見た場合、プラスチックや木材等で形成される小根太３の部分は放熱特性が悪くなるので、特に、この小根太３の戻り側の温水循環パイプで挟まれる最も内側のＵターン部分（図１のＡ１ のＵターン部分）は特に放熱効率が低くなり、温水暖房マット２０の右側の小根太３ａを挟む戻り側の温水循環パイプ５ａで挟まれる領域が低温ゾーンとなり、温水暖房マット２０上に局部的に低温領域が発生するという問題が生じる（温水暖房マット２０の左半分側で小根太３ｃを温水循環パイプ５ａで挟むＵターン部分Ａ３ はこの小根太３ｃを挟む温水循環パイプ５ａには往き側の温水が流れるために、Ａ３ のＵターン部分には低温ゾーンが発生するということはない）。
【００３０】
本実施例では、このような温水暖房マット２０の右半分側に生じる局部的な低温ゾーンの発生を抑制するために、この戻り側の温水循環パイプ５ａで挟まれるＵターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ を温水暖房マット２０の左半分側の往き側の温水循環パイプ５ａで挟むＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ よりも狭くしている。
【００３１】
このように、往き側の小根太３ｃを挟むＵターン部分のパイプ間隔ＳＬ よりも戻り側の小根太３ａを挟むＵターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ を小さくすることにより、戻り側の低温ゾーンを無視できる程度に縮小でき、これにより、戻り側の低温ゾーンの局部的な温度むらをほぼ解消でき、温水暖房マット２０の全領域にわたって、温度むらのない均一な床暖房が可能となり、快適な住暖房環境を作り出すことができることとなる。
【００３２】
本発明者は、前記戻り側の小根太３ａを挟むパイプ間隔ＳＳ と、往き側の温水循環パイプが小根太３ｃを挟むＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ とを可変し、温水暖房マット２０上での温度むらの均一化実験を行ったところ、特に、戻り側のＵターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ と往き側のＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ との割合が１：１．５ （ＳＳ ：ＳＬ ＝１：１．５ ）とすることにより、最も温度むらのない均一な暖房放熱特性が得られることを実証できた。
【００３３】
この実験結果から明らかな如く、Ｕターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ を往き側のＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ よりも小さくすることにより暖房の局部的な温度むらを小さくすることができるが、ＳＳ ：ＳＬ ＝１：１．５ となるようにＳＬ とＳＳ のパイプ間隔寸法を設定することにより、最も温度むらのない最適な床暖房が得られることとなる。
【００３４】
また、本実施例において、温水接続ヘッダー２１の箱体３１の対向側面がわに温水供給接続口３８，３９と温水戻り接続口４６，４７を設けた図２および図３の構成のものにあっては、温水暖房マットに敷設される温水循環パイプ５ａ，５ｂの両端側を特殊形状に曲げ加工することなくスムーズに温水接続ヘッダーの対応する温水供給接続口と温水戻り接続口に接続できることとなり、温水循環パイプ接続の作業効率を十分に高めることが可能となる。
【００３５】
さらに、温水接続ヘッダー２１の箱体３１内に変形Ｙ字形状パイプ２４ａ，２４ｂやＴ字形状パイプ５０，５１を交差させて収容するような場合、そのパイプの交差部の高さを低くするために、パイプ形状を真円形状から扁平な楕円形状に加工してパイプを交差させるが、パイプ形状を扁平形状にすると、真円の場合に比べ小さな荷重でも変形し易くなる結果、床上から荷重が加わると、交差部のパイプがその荷重によって潰れ変形してしまうという問題が生じ易い。この点、本実施例では、パイプ交差部を含むパイプの通路は箱体３１内収容されるので、箱体３１がパイプに加わる荷重を遮断する保護体として機能する結果、機械的強度の弱いパイプの交差部に床上等から荷重が直接加わるのを防止でき、荷重による潰れ変形も生じることがないので、温水暖房マット２０の信頼性および長寿命化を共に図ることができるという優れた効果を奏することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、図２に示す温水接続ヘッダー２１では、変形Ｙ字形状パイプ２４の通路を往通路とし、箱体３１の内部空間を戻り通路としたが、これを逆にし、変形Ｙ字形状パイプ２４の通路を戻り通路とし、箱体３１の内部空間を往通路としてもよい。
【００３７】
また、上記実施例では温水暖房マット２０に２本の温水循環パイプ５ａ，５ｂを敷設したが、３本以上の複数個の温水循環パイプを敷設してもよい。この場合には、その温水循環パイプの数に対応させて、変形Ｙ字形状パイプ２４，２４ａ，２４ｂやＴ字形状パイプ５０，５１の分岐開口端（パイプ開口端）の数を増加し、図２に示す温水接続ヘッダーの場合には箱体側面３５，３６側に設ける箱体接続口の数も同様に増やすこととなる。このように、温水循環パイプの本数が増加した場合も、前記実施例と同様に、温水循環パイプ群の両端側は隣り合うパイプの温水の流れが逆向きとなるように温水接続ヘッダー２１の温水供給接続口と温水戻り接続口へ交互に接続することとなる。
【００３８】
また、上記実施例では、箱体３１内に変形Ｙ字形状パイプやＴ字形状パイプを収容して往通路あるいは戻り通路を形成したが、変形Ｙ字形状やＴ字形状と異なる形状のパイプを用いて往通路や戻り通路を箱体３１内に形成することも可能である。また、変形Ｙ字形状パイプを用いる場合には、例えば、図２の（ａ）や図３の破線で示すように、異なる形状の変形Ｙ字形状パイプとすることもできる。
【００３９】
さらに、上記実施例では箱体３１を扁平四角体としたが、例えば、図５に示すような、四角形以外の扁平多角形の箱体としてもよく、あるいは、扁平の円や楕円形状の箱体としてもよい。また、箱体は必ずしも扁平でなくてもよい。
【００４０】
さらに、箱体３１はステンレス等の金属や他の金属材料を用いて形成されるが、金属以外の材料、例えばプラスチック材料を用いて箱体３１を形成することも可能である。また、箱体３１内に収容する変形Ｙ字形状やＴ字形状のパイプ材料も、通常は、銅等の熱伝導性に優れた金属材料を用いて形成されるが、これもプラスチック等の他の材料を用いて形成することも可能であり、さらには、温水循環パイプ５ａ，５ｂも銅等の熱伝導性に優れた金属材料を用いて形成する以外に、プラスチック等の金属以外の材料を用いて形成することも可能である。
【００４１】
さらに、マット基材２は四角形としたがそれ以外の形状であってもよい。
【００４２】
さらに、上記実施例では温水暖房を例に説明したが、熱源器から加熱しない水又は冷却した水を循環供給することにより、循環パイプ５ａ，５ｂから冷熱が放射されて冷房を行うことができる。この場合も暖房の場合と同様にマット基材２の一方側半分領域と他方側半分領域の放熱量のバランスがとれ、さらにマット表面の局部的な放熱量のむらを防止できるので、マット表面全域にわたり温度むらのない均一な床冷房を達成することができる。
【００４３】
さらに、上記実施例ではマット２０を床パネル１０の上に敷設する例で説明したが、建物（室内）の壁内や天井に敷設して、室内の暖房や冷房を行うようにしてもよい。
【００４４】
さらに、実施例では基材をマットの例で説明したが、マット以外の基材でもよく、また、温度調節媒体として水を使用したが、蒸気や冷媒等の他の媒体を使用して冷・暖房を行うようにしてもよい。
【００４６】
さらに、上記実施例では、図１における往き側と戻り側の折り返しＵターン部Ｂ１ ，Ｂ２ のパイプ間隔を規定しなかったが、戻り側の低発熱量ゾーンの発生領域を小さくするために、最も内側の往き側のパイプ間隔Ｓ１ よりも最も内側の戻り側のパイプ間隔Ｓ２ を小さく設定するようにしてもよい。このように、小根太３ａ，３ｃを挟む最も内側のＵターン部分のパイプ間隔を考慮する他に、折り返しの最も内側のＵターン部分のパイプ間隔を設定することにより、より一層の冷・暖房性能の改善を図ることが可能となる。
【００４７】
さらに、図９に示すように、温水接続ヘッダー部で交差するパイプ循環路と交差しない循環路を設けることもできる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、接続ヘッダーの箱体内に往通路と戻り通路を形成し、箱体の外面に往通路の媒体供給接続口と戻り通路の媒体戻り接続口を形成し、冷・暖房装置に敷設される複数本の温水循環パイプの両端側を前記接続ヘッダーの媒体供給接続口と媒体戻り接続口へ交互に接続して隣り合う循環パイプに往きと戻りの逆向きの温度調節媒体の流れを生じるように構成したものであるから、面積の広い大型の冷・暖房装置を敷設した場合にも、冷・暖房装置の一方側の半分領域と残りの他方側の半分領域とで放熱量にむらが生じるという従来例の欠点がなくなり、冷・暖房装置の一方側半分領域と他方側半分領域との放熱熱量がほぼ等しくなる結果、冷・暖房装置の一方側と他方側の領域間に温度むらのない好適な床等の冷・暖房を行うことが可能となる。
【００４９】
しかも、本発明では、循環パイプの戻り側の小根太を挟む最も内側のＵターン部のパイプ間隔を往き側の小根太を挟む最も内側のＵターン部のパイプ間隔よりも狭くし、好ましくは、戻り側の小根太を挟むＵターン部のパイプ間隔と往き側の小根太を挟むＵターン部のパイプ間隔との比を１：１．５ としたので、戻り側の小根太を挟むＵターン部で囲まれる低放熱量ゾーンの面積を小さくしてその影響を無視できる程度に縮小化でき、冷・暖房装置表面の局部的な温度むらの発生を抑制でき、かつ、冷・暖房装置の一方側半分領域と他方側半分領域との温度むらの発生も防止でき、冷・暖房装置の全領域にわたり温度むらのない均一な床等の冷・暖房を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す温水暖房マットの構成説明図である。
【図２】本実施例の温水暖房マットに装備される温水接続ヘッダーの第１の実施例を示す構成説明図である。
【図３】同じく本実施例の温水暖房マットに装備される温水接続ヘッダーの第２の実施例を示す構成説明図である。
【図４】同じく本実施例の温水暖房マットに装備される温水接続ヘッダーの第３の実施例を示す構成説明図である。
【図５】温水接続ヘッダーの他の形態例を示す説明図である。
【図６】一般的な温水暖房マットの暖房システムの説明図である。
【図７】温水暖房マットに装備される従来の一般的な温水接続ヘッダーの説明図である。
【図８】温水暖房マットの敷設施工状態の説明図である。
【図９】温水接続ヘッダーと温水循環パイプの他の接続例を示す実施例説明図である。
【符号の説明】
２ マット基材
３ 小根太
５ａ，５ｂ 温水循環パイプ
２０ 温水暖房マット
２１ 温水接続ヘッダー
３１ 箱体
３８，３９ 温水供給接続口
４６，４７ 温水戻り接続口
Ａ１ ，Ａ２ ，Ａ３ 小根太を挟むＵターン部
Ｂ１ ，Ｂ２ 折り返しＵターン部
【産業上の利用分野】
本発明は、室内の壁や天井やフローリングの床等の冷・暖房を行う冷・暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フローリング等の床暖房を行う暖房装置として、温水式の温水暖房マットが知られている。図６および図８には、この温水暖房マット１の一例が示されており、温水暖房マット１はプラスチック等の断熱発泡基材を板状に形成して成るマットの基材（マット基材）２に、骨材としての複数の小根太３を間隔を介して配設し、四角形状をしたマット基材２の一辺の中央部に組み込み装備された温水接続ヘッダー（接続ヘッダー）４を温水の出入口として、１本以上、図６の例では２本の温水循環パイプ（循環パイプ）５ａ，５ｂが小根太３を挟んで迂回するＵターン部を介しながら引き回して、パイプ間隔が等間隔Ｓになるようにして敷設されている。
【０００３】
図７に示すように、温水接続ヘッダー４は温水供給側のヘッダー６と温水戻り側のヘッダー７とに分離されており、ヘッダー６側には温水循環パイプ５ａ，５ｂの入口側が接続され、ヘッダー７側には温水循環パイプ５ａ，５ｂの出口側が接続されている。一般に、２本の温水循環パイプ５ａ，５ｂはヘッダー６側から小根太３を迂回しながらマット基材２の半分側に引き回されて折り返された後、同様にマット基材２の残りの半分側を引き回してヘッダー７に戻る形態で並列状に敷設されている。なお、マット基材２の放熱表面側には必要に応じ図８に示すように放熱材としてのアルミニウム箔８が張設される。
【０００４】
この温水暖房マット１を設置施工する場合には、図８に示すように、例えば、フローリング室の床パネル１０の上側に温水暖房マット１を敷設する。そして、マット１の上側にフローリング床材１１を張り、釘１２によりフローリング床材１１を根太１３に固定する。そして、図６に示すように、ヘッダー６側には往管１４が接続され、ヘッダー７には戻り管１５が接続されて、往管１４と戻り管１５とからなる熱源器９の外部温水循環路（外部循環路）１６と温水循環パイプ５ａ，５ｂとが温水接続ヘッダー４を介して接続されるものであった。
【０００５】
フローリングの床暖房は、前記温水暖房マットの温水循環パイプ５ａ，５ｂに熱源器９から外部温水循環路１６を通して温度調節媒体である温水を循環させることにより、温水循環パイプ５ａ，５ｂからの熱はフローリングの床下から放熱されてフローリング床材１１に伝わることにより行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の温水暖房マット１は温水循環パイプ５ａ，５ｂにより、熱源器９から送られてくる温水を、まず、マット１の半分側に通して放熱した後に、マット１の残りの半分側に通して暖房する方式であるため、温水が最初に通るマット１の半分側の領域は比較的効率良く床暖房を行うことができるのであるが、マット１の残りの半分側はほぼ放熱しきったの戻りの湯が通るために、放熱熱量が小さくなって、暖房が効率的に行われず、このため、温水暖房マット１の一方側半分領域と他方側半分領域とで温度むら（温度差）が生じるという問題がある。
【０００７】
特に、面積の大きい大型の温水暖房マット１を敷設した場合にはその一方側半分領域と他方側半分領域との温度むらが大きくなり、フローリングの床面を広い範囲にわたって均一に暖房できないという問題があった。本発明者はマット１の左右両側で温度差を測定したところ、例えば、熱源器９から８０℃〜９０℃の温水を供給して、床面の暖房温度をほぼ２５℃になるように動作させたところ、最初に温水が通る半分領域と、温水の戻り側の残り半分側の領域とでは７℃もの温度差が生じるという結果が確認され、このような事態においては、温水の往側の領域では熱すぎ、戻り側の領域では寒すぎるという結果となり、温水暖房マット１の全領域にわたって快適な均一温度でもって暖房することは極めて困難となり、快適な住環境の提供を図る上で支障があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、面積の広い大型の温水暖房マットを敷いた場合においても、そのマットの全領域にわたり温度むらがなく均一な快適温度でもって床等の暖房や冷房を行うことができる冷・暖房装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、第１の発明の冷・暖房装置は、板状体の基材に複数の小根太が間隔を介して配設されており、この基材の一辺の中央部には温度調節媒体の入出を行う接続ヘッダーが組み込まれ、この接続ヘッダーは箱体内に往通路と戻り通路が形成され箱体外面に前記往通路に連通する媒体供給接続口と戻り通路に連通する媒体戻り接続口がそれぞれ複数個設けられ、前記基材には、少くとも接続ヘッダー側から該基材の半分側に小根太を挟んで迂回するＵターン部を介して引き回した後基材の残り半分側を同じく小根太を挟んで迂回するＵターン部を介し引き回して接続ヘッダー側に戻る循環パイプが敷設されており、少くともこの隣り合う循環パイプを通る温度調節媒体の流れの向きが基材の半分側を通る往きの流れと基材の残りの半分側を通る戻りの流れとが逆向き流れとなるように各循環パイプの隣り合う端末が前記接続ヘッダーの媒体供給接続口と媒体戻り接続口へ接続されており、戻りの流れが通る循環パイプの戻り側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔が往きの流れが通る循環パイプの往き側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔よりも狭い間隔に設定されていることを特徴ととして構成されている。
【００１０】
第２の発明の冷・暖房装置は、前記第１の発明と同一の構成のもとで、戻りの流れが通る循環パイプの戻り側の小根太を最も内側位置で挟むＵターン部のパイプ間隔と往き側の流れが通る循環パイプの往き側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔との比をほぼ１：１．５としたことを特徴として構成されている。
【００１１】
【作用】
上記構成の本発明において、接続ヘッダーの往管接続口から供給される温度調節媒体は、箱体内の往通路を通り、媒体供給接続口からこの媒体供給接続口に接続されている循環パイプへ入り込む。
【００１２】
そして、循環パイプを通った温度調節媒体は媒体戻り接続口から箱体内の戻り通路を通り、戻り管接続口から外部循環路の戻り管を通って冷・暖房の熱源器側に戻される。この循環による温度調節媒体の冷・暖の熱が循環パイプから放熱されて床等の暖房や冷房が行われる。
【００１３】
本発明では、冷・暖房装置に敷設される複数本の互いに隣り合う循環パイプの両端側は接続ヘッダーの媒体供給接続口と媒体戻り接続口へ好ましくは交互に接続されるので、隣り合う循環パイプの温度調節媒体の流れの向きは互いに往きと戻りの逆向きとなる。このことにより、冷・暖房装置の一方側半分領域と残りの半分領域との冷・暖の放熱熱量はほぼ均一化される。
【００１４】
循環パイプを通る冷房や暖房の放熱量は、特に、戻り側の小根太を挟むＵターン領域で低くなるが、本発明では、この戻り側の最も内側のＵターン部のパイプ間隔を往き側の最も内側のＵターン部のパイプ間隔よりも狭くしたことで、低発熱量領域の発生による影響が無視できる程度に小さくなり、これにより、前記隣り合う循環パイプの温度調節媒体の流れの向きを逆向きにしたことと相俟って冷・暖房装置の全領域にわたって温度むらのない均一温度での快適な床等の冷・暖房が達成される。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１には本発明に係る冷・暖房装置の一実施例が温水暖房マットを例にして示されている。本実施例において特徴的なことは、接続ヘッダーを特有な構成をもって形成し、かつその接続ヘッダーと循環パイプの接続方式を特有な構成とし、さらに、循環パイプの小根太を挟む最も内側のＵターン部分のパイプ間隔を、往き側よりも戻り側を狭く形成したことであり、それ以外の構成は従来例と同様であり、従来例と同一の構成部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
【００１６】
本実施例の温水暖房マット２０には偶数本、図１の例では従来例と同様に２本の温水循環パイプ５ａ，５ｂが敷設されている。すなわち、温水循環パイプ５ａ，５ｂはマット基材２の下辺中央部に組み込まれる温水接続ヘッダー（接続ヘッダー）２１を起点とし、この起点位置から、マット基材２の右半分側に向けて、小根太３ａを挟むＵターン部Ａ１ 、折り返しＵターン部Ｂ１ 、小根太３ｂを挟むＵターン部Ａ２ を介してマット基材２の左半分側に向かい、さらに、折り返しＵターン部Ｂ２ 、小根太３ｃを挟むＵターン部Ａ３ を介して温水接続ヘッダー２１に戻る形態で、引き回し敷設されている。そして、四角形状をしたマット基材２の一辺（図１では下辺）の中央部には特有な構成の温水接続ヘッダー２１が組み込まれている。
【００１７】
図２は温水暖房マット２０に組み込まれる温水接続ヘッダー２１の第１の実施例を示すものである。この温水接続ヘッダー２１は、扁平四角形状の上面開口の箱容器２２と、この箱容器２２の上面開口を気密閉鎖する蓋板２３と、箱容器２２内に収容される変形Ｙ字形状パイプ２４とを有している。
【００１８】
変形Ｙ字形状パイプ２４は胴体部２５の頭部側に２本の腕２６ａ，２６ｂが二股状に開いて分岐形成されており、胴体部２５の基端側（下端側）には、一方側の腕２６ａとほぼ平行になる方向に折り曲げられた折曲部２７が形成されている。
【００１９】
前記箱容器２２の上端面には、前記変形Ｙ字形状パイプ２４の折曲部２７が嵌まる凹部２８と、腕２６ａが嵌まる凹部２９と、腕２６ｂが嵌まる凹部３０とが形成され、これらの凹部２８，２９，３０に変形Ｙ字形状パイプ２４の折曲部２７、腕２６ａ，２６ｂを嵌め込むことにより、変形Ｙ字形状パイプ２４は箱容器２２内に収容される。この変形Ｙ字形状パイプ２４の収容状態で、箱容器２２の上面開口に蓋板２３が被せられて一体固定されることで、箱容器２２と蓋板２３とが一体化して扁平な四角形状の箱体３１が構成され、この箱体３１内に前記変形Ｙ字形状パイプ２４が気密に収容固定された状態となっている。
【００２０】
箱体３１内に変形Ｙ字形状パイプ２４が収容された状態で、変形Ｙ字形状パイプ２４の３個のパイプ開口端３２〜３４は箱体３１の３側面に突出して露出し、箱体３１の対向側面３５，３６から突出するパイプ開口端３２，３３は変形Ｙ字形状パイプ２４によって形成される往通路３７の温水供給接続口（媒体供給接続口）３８，３９となっており、箱体３１の他の側面４０から突出するパイプ開口端３４は外部温水循環路（外部循環路）１６の往管１４が接続する往管接続口４１となっている。
【００２１】
箱体３１の内部空間は戻り通路４２となっており、この戻り通路４２に連通させて箱体３１の側面３５，３６，４０にそれぞれ箱体接続口４３，４４，４５が外に向けて突出形成されている。箱体接続口４３，４４は温水戻り接続口（媒体戻り接続口）４６，４７となっており、箱体接続口４５は外部温水循環路１６の戻り管１５が接続する戻り管接続口４８となっている。この温水接続ヘッダー２１は図１に示す如く、マット基材２の下辺の中央部に装備され、温水戻り接続口４６には温水循環パイプ５ａの一端側が接続され、温水供給接続口３８には温水循環パイプ５ｂの一端側が接続される。また、対向面側の温水供給接続口３９には温水循環パイプ５ａの他端側が接続され、温水戻り接続口４７には温水循環パイプ５ｂの他端側がそれぞれ接続される。
【００２２】
図３は温水暖房マット２０に装備される温水接続ヘッダー２１の第２の実施例を示すものである。この第２の実施例の温水接続ヘッダー２１は箱体３１内に２個の変形Ｙ字形状パイプ２４ａ，２４ｂを互いに上下を逆にして斜めに交差させた状態で収容し、変形Ｙ字形状パイプ２４ａを往通路として構成し、他方の変形Ｙ字形状パイプ２４ｂを戻り通路として構成したものであり、それ以外の構成は前記図２に示す第１の実施例の温水接続ヘッダーと同様である。
【００２３】
変形Ｙ字形状パイプ２４ａの３個のパイプ開口端は箱体３１の側面３５，３６，４０からそれぞれ突出されており、側面３５のパイプ開口端は温水供給接続口３８として機能し、側面３６から突出するパイプ開口端は温水供給接続口３９として機能し、側面４０から突出するパイプ開口端は往管接続口４１として機能する。また、変形Ｙ字形状パイプ２４ｂの箱体側面３５から突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４６として機能し、側面３６から突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４７として機能し、側面４０から突出するパイプ開口端は戻り管接続口４８として機能している。
【００２４】
そして、この温水接続ヘッダー２１は温水暖房マット２０の下辺の中央部に装備され、前記図２に示す温水接続ヘッダーと同様に、温水戻り接続口４６には温水循環パイプ５ａの一端側が、温水供給接続口３８には温水循環パイプ５ｂの一端側が、温水供給接続口３９には温水循環パイプ５ａの他端側が、温水戻り接続口４７には温水循環パイプ５ｂの他端側が、往管接続口４１には往管１４が、戻り管接続口４８には戻り管１５がそれぞれ接続される。
【００２５】
図４は温水暖房マット２０に組み込まれる温水接続ヘッダー２１の第３の実施例を示すものである。この実施例の温水接続ヘッダー２１は、２個のＴ字形状パイプ５０，５１を上下同方向にし、横と縦に配列ピッチ間隔Δｘ，Δｙを保った状態で箱体３１内に収容したもので、一方のＴ字形状パイプ５０は往通路を構成し、他方のＴ字形状パイプ５１は戻り通路を構成している。Ｔ字形状パイプ５０の３個のパイプ開口端は箱体３１の側面５２，３６，４０に露出して突出されており、箱体側面５２側に突出するパイプ開口端は温水供給接続口３８として機能し、側面３６側に突出するパイプ開口端は温水供給接続口３９として機能し、側面４０に突出するパイプ開口端は往管接続口４１として機能している。
【００２６】
また、他方側のＴ字形状パイプ５１の３個のパイプ開口端も同じく箱体３１の側面５２，３６，４０にそれぞれ露出して突出されており、側面５２に突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４６として機能し、側面３６に突出するパイプ開口端は温水戻り接続口４７として機能し、側面４０から突出するパイプ開口端は戻り管接続口４８として機能している。そして、前記図２および図３に示す温水接続ヘッダーと同様に、温水戻り接続口４６には温水循環パイプ５ａの一端側が、温水供給接続口３８には温水循環パイプ５ｂの一端側が、温水供給接続口３９には温水循環パイプ５ａの他端側が、温水戻り接続口４７には温水循環パイプ５ｂの他端側が、往管接続口４１には往管１４が、戻り管接続口４８には戻り管１５がそれぞれ接続される構成となっている。
【００２７】
上記第１〜第３の各実施例の温水接続ヘッダー２１を装備してなる温水暖房マット２０においては、２本の並列状に敷設される温水循環パイプ５ａ，５ｂの一端側は温水戻り接続口４６と温水供給接続口３８へそれぞれ温水の流れの向きが往きと戻りの逆向きに交互に接続され、同様に、温水循環パイプ５ａ，５ｂの他端側も温水供給接続口３９と温水戻り接続口４７へそれぞれ温水の流れの向きが往きと戻り逆向きとなるように交互に接続される結果、図１に示す温水暖房マット２０の左半分側では、温水循環パイプ５ａ側は往き側の温水の流れ方向となり、温水循環パイプ５ｂ側は戻り方向の温水の流れとなり、温水暖房マット２０の右半分側では温水循環パイプ５ａ側は戻り方向の温水の流れとなり、温水循環パイプ５ｂは温水の往き側の流れとなる。
【００２８】
このように、温水循環マット２０の一方側の半分側（図１では左側）と残りの半分側（図１では右半分側）とで、隣接する温水循環パイプ５ａ，５ｂを通る温水の流れの向きは必ず往きと戻りの逆向きとなり、従来例のように、温水暖房マットの半分側の温水循環パイプは共に往きの温水の流れとなり、温水暖房マットの残りの半分側の温水循環パイプ５ａ，５ｂは共に戻りの向きの温水が流れるというような温水の同方向の流れとなることはなく、必ず、隣り合う温水循環パイプ５ａ，５ｂには逆向きの温水の流れが生じる結果、温水暖房マット２０の一方の半分側と残りの半分側での温水循環パイプ５ａ，５ｂからの総合的（トータル的）な放熱量がほぼ等しくなり、これにより、温水暖房マット２０の左右領域で暖房による温度むらが発生するということがなくなり、面積の広い大型の温水暖房マット２０を敷設した場合においても、同マット２０の左右両側で温度むらのない均一な床暖房が可能となる。
【００２９】
ところで、温水暖房マット２０の放熱特性を微視的に見た場合、プラスチックや木材等で形成される小根太３の部分は放熱特性が悪くなるので、特に、この小根太３の戻り側の温水循環パイプで挟まれる最も内側のＵターン部分（図１のＡ１ のＵターン部分）は特に放熱効率が低くなり、温水暖房マット２０の右側の小根太３ａを挟む戻り側の温水循環パイプ５ａで挟まれる領域が低温ゾーンとなり、温水暖房マット２０上に局部的に低温領域が発生するという問題が生じる（温水暖房マット２０の左半分側で小根太３ｃを温水循環パイプ５ａで挟むＵターン部分Ａ３ はこの小根太３ｃを挟む温水循環パイプ５ａには往き側の温水が流れるために、Ａ３ のＵターン部分には低温ゾーンが発生するということはない）。
【００３０】
本実施例では、このような温水暖房マット２０の右半分側に生じる局部的な低温ゾーンの発生を抑制するために、この戻り側の温水循環パイプ５ａで挟まれるＵターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ を温水暖房マット２０の左半分側の往き側の温水循環パイプ５ａで挟むＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ よりも狭くしている。
【００３１】
このように、往き側の小根太３ｃを挟むＵターン部分のパイプ間隔ＳＬ よりも戻り側の小根太３ａを挟むＵターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ を小さくすることにより、戻り側の低温ゾーンを無視できる程度に縮小でき、これにより、戻り側の低温ゾーンの局部的な温度むらをほぼ解消でき、温水暖房マット２０の全領域にわたって、温度むらのない均一な床暖房が可能となり、快適な住暖房環境を作り出すことができることとなる。
【００３２】
本発明者は、前記戻り側の小根太３ａを挟むパイプ間隔ＳＳ と、往き側の温水循環パイプが小根太３ｃを挟むＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ とを可変し、温水暖房マット２０上での温度むらの均一化実験を行ったところ、特に、戻り側のＵターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ と往き側のＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ との割合が１：１．５ （ＳＳ ：ＳＬ ＝１：１．５ ）とすることにより、最も温度むらのない均一な暖房放熱特性が得られることを実証できた。
【００３３】
この実験結果から明らかな如く、Ｕターン部分Ａ１ のパイプ間隔ＳＳ を往き側のＵターン部分Ａ３ のパイプ間隔ＳＬ よりも小さくすることにより暖房の局部的な温度むらを小さくすることができるが、ＳＳ ：ＳＬ ＝１：１．５ となるようにＳＬ とＳＳ のパイプ間隔寸法を設定することにより、最も温度むらのない最適な床暖房が得られることとなる。
【００３４】
また、本実施例において、温水接続ヘッダー２１の箱体３１の対向側面がわに温水供給接続口３８，３９と温水戻り接続口４６，４７を設けた図２および図３の構成のものにあっては、温水暖房マットに敷設される温水循環パイプ５ａ，５ｂの両端側を特殊形状に曲げ加工することなくスムーズに温水接続ヘッダーの対応する温水供給接続口と温水戻り接続口に接続できることとなり、温水循環パイプ接続の作業効率を十分に高めることが可能となる。
【００３５】
さらに、温水接続ヘッダー２１の箱体３１内に変形Ｙ字形状パイプ２４ａ，２４ｂやＴ字形状パイプ５０，５１を交差させて収容するような場合、そのパイプの交差部の高さを低くするために、パイプ形状を真円形状から扁平な楕円形状に加工してパイプを交差させるが、パイプ形状を扁平形状にすると、真円の場合に比べ小さな荷重でも変形し易くなる結果、床上から荷重が加わると、交差部のパイプがその荷重によって潰れ変形してしまうという問題が生じ易い。この点、本実施例では、パイプ交差部を含むパイプの通路は箱体３１内収容されるので、箱体３１がパイプに加わる荷重を遮断する保護体として機能する結果、機械的強度の弱いパイプの交差部に床上等から荷重が直接加わるのを防止でき、荷重による潰れ変形も生じることがないので、温水暖房マット２０の信頼性および長寿命化を共に図ることができるという優れた効果を奏することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、図２に示す温水接続ヘッダー２１では、変形Ｙ字形状パイプ２４の通路を往通路とし、箱体３１の内部空間を戻り通路としたが、これを逆にし、変形Ｙ字形状パイプ２４の通路を戻り通路とし、箱体３１の内部空間を往通路としてもよい。
【００３７】
また、上記実施例では温水暖房マット２０に２本の温水循環パイプ５ａ，５ｂを敷設したが、３本以上の複数個の温水循環パイプを敷設してもよい。この場合には、その温水循環パイプの数に対応させて、変形Ｙ字形状パイプ２４，２４ａ，２４ｂやＴ字形状パイプ５０，５１の分岐開口端（パイプ開口端）の数を増加し、図２に示す温水接続ヘッダーの場合には箱体側面３５，３６側に設ける箱体接続口の数も同様に増やすこととなる。このように、温水循環パイプの本数が増加した場合も、前記実施例と同様に、温水循環パイプ群の両端側は隣り合うパイプの温水の流れが逆向きとなるように温水接続ヘッダー２１の温水供給接続口と温水戻り接続口へ交互に接続することとなる。
【００３８】
また、上記実施例では、箱体３１内に変形Ｙ字形状パイプやＴ字形状パイプを収容して往通路あるいは戻り通路を形成したが、変形Ｙ字形状やＴ字形状と異なる形状のパイプを用いて往通路や戻り通路を箱体３１内に形成することも可能である。また、変形Ｙ字形状パイプを用いる場合には、例えば、図２の（ａ）や図３の破線で示すように、異なる形状の変形Ｙ字形状パイプとすることもできる。
【００３９】
さらに、上記実施例では箱体３１を扁平四角体としたが、例えば、図５に示すような、四角形以外の扁平多角形の箱体としてもよく、あるいは、扁平の円や楕円形状の箱体としてもよい。また、箱体は必ずしも扁平でなくてもよい。
【００４０】
さらに、箱体３１はステンレス等の金属や他の金属材料を用いて形成されるが、金属以外の材料、例えばプラスチック材料を用いて箱体３１を形成することも可能である。また、箱体３１内に収容する変形Ｙ字形状やＴ字形状のパイプ材料も、通常は、銅等の熱伝導性に優れた金属材料を用いて形成されるが、これもプラスチック等の他の材料を用いて形成することも可能であり、さらには、温水循環パイプ５ａ，５ｂも銅等の熱伝導性に優れた金属材料を用いて形成する以外に、プラスチック等の金属以外の材料を用いて形成することも可能である。
【００４１】
さらに、マット基材２は四角形としたがそれ以外の形状であってもよい。
【００４２】
さらに、上記実施例では温水暖房を例に説明したが、熱源器から加熱しない水又は冷却した水を循環供給することにより、循環パイプ５ａ，５ｂから冷熱が放射されて冷房を行うことができる。この場合も暖房の場合と同様にマット基材２の一方側半分領域と他方側半分領域の放熱量のバランスがとれ、さらにマット表面の局部的な放熱量のむらを防止できるので、マット表面全域にわたり温度むらのない均一な床冷房を達成することができる。
【００４３】
さらに、上記実施例ではマット２０を床パネル１０の上に敷設する例で説明したが、建物（室内）の壁内や天井に敷設して、室内の暖房や冷房を行うようにしてもよい。
【００４４】
さらに、実施例では基材をマットの例で説明したが、マット以外の基材でもよく、また、温度調節媒体として水を使用したが、蒸気や冷媒等の他の媒体を使用して冷・暖房を行うようにしてもよい。
【００４６】
さらに、上記実施例では、図１における往き側と戻り側の折り返しＵターン部Ｂ１ ，Ｂ２ のパイプ間隔を規定しなかったが、戻り側の低発熱量ゾーンの発生領域を小さくするために、最も内側の往き側のパイプ間隔Ｓ１ よりも最も内側の戻り側のパイプ間隔Ｓ２ を小さく設定するようにしてもよい。このように、小根太３ａ，３ｃを挟む最も内側のＵターン部分のパイプ間隔を考慮する他に、折り返しの最も内側のＵターン部分のパイプ間隔を設定することにより、より一層の冷・暖房性能の改善を図ることが可能となる。
【００４７】
さらに、図９に示すように、温水接続ヘッダー部で交差するパイプ循環路と交差しない循環路を設けることもできる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、接続ヘッダーの箱体内に往通路と戻り通路を形成し、箱体の外面に往通路の媒体供給接続口と戻り通路の媒体戻り接続口を形成し、冷・暖房装置に敷設される複数本の温水循環パイプの両端側を前記接続ヘッダーの媒体供給接続口と媒体戻り接続口へ交互に接続して隣り合う循環パイプに往きと戻りの逆向きの温度調節媒体の流れを生じるように構成したものであるから、面積の広い大型の冷・暖房装置を敷設した場合にも、冷・暖房装置の一方側の半分領域と残りの他方側の半分領域とで放熱量にむらが生じるという従来例の欠点がなくなり、冷・暖房装置の一方側半分領域と他方側半分領域との放熱熱量がほぼ等しくなる結果、冷・暖房装置の一方側と他方側の領域間に温度むらのない好適な床等の冷・暖房を行うことが可能となる。
【００４９】
しかも、本発明では、循環パイプの戻り側の小根太を挟む最も内側のＵターン部のパイプ間隔を往き側の小根太を挟む最も内側のＵターン部のパイプ間隔よりも狭くし、好ましくは、戻り側の小根太を挟むＵターン部のパイプ間隔と往き側の小根太を挟むＵターン部のパイプ間隔との比を１：１．５ としたので、戻り側の小根太を挟むＵターン部で囲まれる低放熱量ゾーンの面積を小さくしてその影響を無視できる程度に縮小化でき、冷・暖房装置表面の局部的な温度むらの発生を抑制でき、かつ、冷・暖房装置の一方側半分領域と他方側半分領域との温度むらの発生も防止でき、冷・暖房装置の全領域にわたり温度むらのない均一な床等の冷・暖房を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す温水暖房マットの構成説明図である。
【図２】本実施例の温水暖房マットに装備される温水接続ヘッダーの第１の実施例を示す構成説明図である。
【図３】同じく本実施例の温水暖房マットに装備される温水接続ヘッダーの第２の実施例を示す構成説明図である。
【図４】同じく本実施例の温水暖房マットに装備される温水接続ヘッダーの第３の実施例を示す構成説明図である。
【図５】温水接続ヘッダーの他の形態例を示す説明図である。
【図６】一般的な温水暖房マットの暖房システムの説明図である。
【図７】温水暖房マットに装備される従来の一般的な温水接続ヘッダーの説明図である。
【図８】温水暖房マットの敷設施工状態の説明図である。
【図９】温水接続ヘッダーと温水循環パイプの他の接続例を示す実施例説明図である。
【符号の説明】
２ マット基材
３ 小根太
５ａ，５ｂ 温水循環パイプ
２０ 温水暖房マット
２１ 温水接続ヘッダー
３１ 箱体
３８，３９ 温水供給接続口
４６，４７ 温水戻り接続口
Ａ１ ，Ａ２ ，Ａ３ 小根太を挟むＵターン部
Ｂ１ ，Ｂ２ 折り返しＵターン部
Claims (2)
- 板状体の基材に複数の小根太が間隔を介して配設されており、この基材の一辺の中央部には温度調節媒体の入出を行う接続ヘッダーが組み込まれ、この接続ヘッダーは箱体内に往通路と戻り通路が形成され箱体外面に前記往通路に連通する媒体供給接続口と戻り通路に連通する媒体戻り接続口がそれぞれ複数個設けられ、前記基材には、少くとも接続ヘッダー側から該基材の半分側に小根太を挟んで迂回するＵターン部を介して引き回した後基材の残り半分側を同じく小根太を挟んで迂回するＵターン部を介し引き回して接続ヘッダー側に戻る循環パイプが敷設されており、少くともこの隣り合う循環パイプを通る温度調節媒体の流れの向きが基材の半分側を通る往きの流れと基材の残りの半分側を通る戻りの流れとが逆向き流れとなるように各循環パイプの隣り合う端末が前記接続ヘッダーの媒体供給接続口と媒体戻り接続口へ接続されており、戻りの流れが通る循環パイプの戻り側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔が往きの流れが通る循環パイプの往き側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔よりも狭い間隔に設定されていることを特徴とする冷・暖房装置。
- 戻りの流れが通る循環パイプの戻り側の小根太を最も内側位置で挟むＵターン部のパイプ間隔と往き側の流れが通る循環パイプの往き側の小根太を最も内側の位置で挟むＵターン部のパイプ間隔との比をほぼ１：１．５とした請求項１記載の冷・暖房装置。
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| JP10315695A JP3579118B2 (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 冷・暖房装置 |
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Family Applications (1)
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-
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- 1995-04-04 JP JP10315695A patent/JP3579118B2/ja not_active Expired - Fee Related
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