JP4770813B2 - 床暖房パネル、床暖房システム及び床暖房パネルの施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、住宅等の床下に施設され、温水を利用して床および室内の暖房を行う、床暖房パネル、床暖房システム及び床暖房パネルの施工方法に関するものである。

従来、床仕上げ材の下に温水を循環させる床暖房パネルを施設して、床および室内の暖房を行う床暖房システムが実用化されている。床暖房パネルは、温水の熱を床上に効率よく熱伝達させるとともに、床下への熱の逃げをできる限り抑える必要があるため、断熱材である基材を用い、パイプ等の配管設置構造に種々の工夫がなされている。

図１４は、従来の床暖房パネル８０の断面図である。床暖房パネル８０は、主に基材８１、伝熱板８５、均熱板９１、パイプ８９等から構成される。基材８１は、パイプ溝８３を有し、伝熱板８５が設置される。伝熱板８５は、両端部が平板状の平板部９３であり、中央に凹部８７を有する逆Ω（オメガ）形状である。伝熱板８５の凹部８７が基材８１のパイプ溝８３に嵌められる。

パイプ８９は、凹部８７に嵌められる。均熱板９１a、９１ｂは、基材８１の上面と伝熱板８５の平板部９３の上面に貼り付けられる。即ち、均熱板９１ａ、９１ｂは、伝熱板８５を基材８１に固定すると共に、伝熱板８５と面接触して、熱を面方向へ拡散させる機能を有する。なお、伝熱板８５の凹部８７上には均熱板９１ａ、９１ｂは貼り付けられず、パイプ８９が露出する。

パイプ８９内に温水を流すと、パイプ８９は温水の熱を伝熱板８５に熱伝達し、更に伝熱板８５から均熱板９１へ熱伝達して放熱する。放熱した熱は、図示しない床仕上げ材を暖めて、床暖房の効果を奏する。

このような効果を奏するこの他の床暖房パネルとしては、例えば基材に設けられた凹部にパイプを収容し、パイプおよび基材を覆う均熱シート材を貼り付け、パイプの径を溝の深さよりも大きくすることで、パイプの変形により均熱シートとパイプの上部が面接触する畳型床暖房パネルがある（特許文献１）。

また、基材に設けられた溝の下部に放熱管を支持する複数の突起を設け、溝深さよりも外径の大きな放熱管を溝に収容し、基材と放熱配管上にシート部材を貼り付け、放熱配管の変形により、放熱配管の上部がシート部材に面接触する床暖房マットがある（特許文献２）。

また、パネル状断熱材の配管溝に熱伝導紙を設け、熱伝導紙上に銅製の温水管を配置し、パネル状断熱材、熱伝導紙および温水管を覆うように熱伝導板を設け、温水管の上部および熱伝導紙と、熱伝導板とを接触させる床暖房パネルがある（特許文献３）。
特開２００２−３１３６０号公報 特開２００４−２８５２４号公報 特開２００３−３２２３４９号公報

しかし、特許文献１に記載の畳型床暖房パネルは、パイプと均熱シート材をパイプ上部で接触させるため、パイプ設置後に均熱シート材を貼り付ける必要があることから、施工性が悪く、現場施工が困難であるとともに、設置レイアウトの自由度が少なく、また、パイプからの伝熱は、均熱シート部材のみを経由して放熱されるため、熱輸送量に限界があり、効率が悪いという問題がある。

また、特許文献２に記載の熱伝導マットは、溝に設けられた支持部によって、放熱管から基材への伝熱を抑える効果はあるものの、特許文献１と同様に、放熱管設置後にシート部材を貼り付ける必要があるため、施工性、設置レイアウト自由度の点で問題があるとともに、放熱管からの熱はシート部材のみを経由するため、熱輸送量に限界があり、効率が悪いという問題がある。

また、特許文献３に記載の床暖房パネルは、熱伝導紙を使用したことにより、銅管からの熱を熱伝導紙および熱伝導板の両方から伝熱することができ、熱効率は高まるが、銅管上部に熱伝導板を設ける必要があることから、前述の特許文献１、特許文献２と同様に、施工性が悪く、設置レイアウト自由度が低いという問題がある。また、銅管は高価であると共に、曲げ加工が困難で、ベンダーを使用しないと断面のつぶれなどが起こるとともに手作業ではなく曲げ部の曲率も安定せず、そのためにパネルの基材の溝形状に一致する寸法に曲げることができない。銅管と熱伝導板は点接触となることから、熱伝達効率が低いという問題がある。

更に、前述した床暖房パネル８０によれば、パイプ８９は上方に露出しており、パイプ８９の設置が、床暖房パネル８０設置現場でも可能であることから、施工性が良く、現場でのパイプ８９の設置自由度も高いが、均熱板９１とパイプ８９は接触しないため、パイプ８９からの熱は伝熱板８５を経由して均熱板９１へ伝熱されるため、熱効率が低いという問題がある。また、伝熱板８５と基材８１との接触面積が広いため、パイプ８９からの熱が基材８１へ逃げてしまい、均熱板への伝熱効率が低下するという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、パイプ内の流体からの熱を床上への効率よく放熱することができ、かつ、パイプの配置を現場で行うことができるため、現場施工性およびパイプ施工自由度が高く、品質ばらつきの少ない床暖房パネル等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、溝を有する基材と、前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、前記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、前記基材および前記平板部上に設けられ、端部が前記凹部に沿って曲げられた均熱板と、前記凹部に嵌められたパイプと、を具備し、前記パイプは、前記伝熱部材の前記凹部内周面と前記均熱板の端部近傍に接触するものであって、前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有していることを特徴とする床暖房パネルである。

前記パイプ内には流体が流れ、前記流体の熱は、前記パイプから前記伝熱部材を経て前記均熱板へ伝わる第１の経路と、前記パイプから直接前記均熱板へ伝わる第２の経路を経て、外部に放熱されてもよい。

第１の発明によれば、パイプは伝熱部材と接触すると共に、均熱板とも接触するため、パイプからの熱が直接均熱板へ熱伝達されると共に、伝熱部材を経由して均熱板へ熱伝達され、熱の流路が複数形成されことにより均熱板への伝熱効率が高くなる。また、伝熱部材のリブにより伝熱部材の変形を抑え、伝熱部材の凹部外周面が基材に設けられた溝と接触しないため、基材への熱の逃げがほとんどなく、さらにパイプの上面に均熱板を貼り付ける工程がない上、現場でパイプの配設が可能であることから、施工性に優れ、パイプ設置自由度も高い熱効率に優れた床暖房パネルを提供することができる。

第２の発明は、第１の発明に係る床暖房パネルと、前記床暖房パネルに対して流体を循環させる手段と、を具備することを特徴とする床暖房システムである。

第２の発明によれば、パイプは伝熱部材と接触すると共に、均熱板とも接触するため、パイプからの熱が直接均熱板へ熱伝達されると共に、伝熱部材を経由して均熱板へ熱伝達され、熱の流路が複数形成されことにより伝熱効率が高く、伝熱部材が基材の溝と接触しないため、基材への熱の逃げがほとんどなく、パイプの上面に均熱板を貼り付ける工程がなく、現場でパイプの配設が可能である熱効率に優れた床暖房システムを提供することができる。

第３の発明は、溝を有する基材と、前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、前記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、前記基材及び前記平板部上に両者をまたがって設けられ、前記凹部に対応する位置に切れ目を有する均熱板と、前記凹部に嵌められたパイプと、を具備し、前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有していることを特徴とする床暖房パネルである。

第３の発明によれば、伝熱部材がリブを有するため、伝熱部材の変形を抑え、伝熱部材のリブおよび伝熱部材の凹部外周面が基材と接触しないため、リブおよび凹部外周面から基材への熱の逃げがほとんどなく、パイプの上面に均熱板を貼り付ける工程がなく、現場でパイプの配設が可能であるため、施工性に優れ、パイプ設置自由度も高い熱効率に優れた床暖房パネル用部材であるパネルを提供することができる。

第４の発明は、溝を有する基材と、前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、前記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、前記基材及び前記平板部上に設けられ、前記凹部に対応する位置に切れ目を有する均熱板と、を具備し、前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有しているパネルの、前記切れ目に対応する位置にパイプを置いて、前記パイプを前記切れ目に押し込み、前記パイプを前記凹部に嵌めることを特徴とする床暖房パネルの施工方法である。

第４の発明によれば、パイプの設置前に切れ目を有する均熱板の貼り付けを行なうことができるため、現場でパイプの設置を行うことができるとともにパイプの設置後の均熱板の貼付け作業がないことから、現場での施工性に優れると共に、現場形状に合わせてパイプの配置を変更することが可能であるため、パイプ配置自由度が高く、設置後のパイプは伝熱部材の凹部内周面と接触すると共に、均熱板とも接触するため、パイプからの熱が直接均熱板へ熱伝達されると共に、伝熱部材を経由して均熱板へ熱伝達され、熱の流路が複数形成されことにより熱効率の高い床暖房パネルの施工方法を提供することができる。

第５の発明は、溝を有する基材と、前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、前記基材及び前記平板部上に設けられた均熱板と、を具備し、前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有しているパネルの、前記均熱板の前記凹部に対応する位置に切れ目を設け、前記切れ目に対応する位置にパイプを置いて、前記パイプを前記切れ目に押し込み、前記パイプを前記凹部に嵌めることを特徴とする熱効率の高い床暖房パネルの施工方法である。基材及び前記平板部上に設けられ均熱板と、を具備するパネルの、前記均熱板の前記凹部に対応する位置に切れ目を設け、前記切れ目に対応する位置にパイプを置いて、前記パイプを前記切れ目に押し込み、前記パイプを前記凹部に嵌めることを特徴とする熱効率の高い床暖房パネルの施工方法である。

第５の発明によれば、パイプの設置前に均熱板の貼り付けを行なうことができ、更に現場でパイプ設置部位に切れ目を入れることができ、現場でパイプの設置を行うことができ、このため、施工現場と図面に多少の相違があったり、現場で施主の要望に応じて設計変更の行う必要が生じた場合に、現場形状に合わせてパネルを切断して、パイプの配置を変更することが可能であるため、パイプ配置自由度が高く、現場での施工性に優れる。また、設置後のパイプは伝熱部材凹部内周面と接触すると共に、均熱板とも接触するため、パイプからの熱が直接均熱板へ熱伝達されると共に、伝熱部材を経由して均熱板へ熱伝達され、熱の流路が複数形成されことにより熱効率の高い床暖房パネルの施工方法を提供することができる。

本発明によれば、パイプ内の流体からの熱を床上へ効率よく放熱することができ、かつ、パイプの配置を現場で行うことができるため、現場施工性およびパイプ施工自由度が高く、品質ばらつきの少ない熱効率に優れる床暖房パネル等を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる床暖房システム１を示す図であり、図１（ａ）は、床暖房システム１の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ部断面図である。

床暖房システム１は、床暖房パネル１３等から構成される床３と室外に設置された室外ユニット２３と、室外ユニット２３と床暖房パネル１３とを接続する配管２１等から構成される。

床３は、板状の受け板５の上に梁状に根太９が設けられ、根太９上に荒床７が設けられる。受け板５と荒床７の間の根太９以外の部位には断熱材１１が設けられる。荒床７上には合板１５と床暖房パネル１３が設けられる。床暖房パネル１３は、室内の床暖房範囲に設置される、床暖房パネル１３の周囲には、床暖房パネル１３と同厚みの合板１５が設置される。従って、合板１５、床暖房パネル１３上は平らとなる。

合板１５および床暖房パネル１３上には、床仕上げ板１７が設けられる。床仕上げ板１７上が部屋の床３の表面となる。床暖房パネル１３には、パイプ１９が床暖房パネル１３全面に渡って蛇行するよう設けられる。パイプ１９は、室外ユニット２３と配管２１を介して接続されている。室外ユニット２３は、ガス等の燃焼により温水を加温する図示しない熱交換器と、温水を循環させるポンプ等から構成される。室外ユニット２３で生成された温水は、ポンプによって配管２１を介して床暖房パネル１３に設けられたパイプ１９へ流される。この際、必要に応じて複数の配管２１に温水を分岐できるように、図示しないヘッダ等が設けられる。なお、室外ユニット２３に代えて、同様の機能を有する室内用のユニットも使用することができる。

配管２１を通過してパイプ１９へ流れた温水は、床暖房パネル１３を流れる際に、床仕上げ板１７へ放熱し、床３の表面が温められ、床３および室内の暖房を行うことができる。この際、床下方向は、荒床７と受け板５との間の断熱材１１によって放熱が抑えられる。即ち、床暖房システム１は、設置された床暖房パネル１３を流れる温水の熱を、床暖房パネル１３の上方の床仕上げ板１７に対しては可能な限り効率よく伝熱すると共に、下方の荒床等への放熱は、熱の損失となるため、極力抑えることが望ましい。

図２は、床暖房パネル１３の断面図である。床暖房パネル１３は、主に基材２５、伝熱部材２７、パイプ１９および均熱板２９とから構成される。基材２５は、断熱部材であり、伝熱部材２７の外形に沿ったパイプ溝３１、リブ溝３３等を有する。伝熱部材２７は、両端に平板部２８を有し、中央に凹部３５を有する逆Ω（オメガ）状の形状を有する部材である。伝熱部材２７の平板部２８の下面には、複数のリブ３７が設けられる。リブ３７は、伝熱部材２７の強度を得るためのものである。

均熱板２９は、薄板状の伝熱部材であり、一方の面には接着剤が塗布されている。基材２５のパイプ溝３１には、伝熱部材２７の凹部３５が嵌められ、また、リブ３７がリブ溝３３に嵌められるように、伝熱部材２７が基材２５に設置される。この際、伝熱部材２７の平板部２８上面と基材２５の上面とは、略一致する。即ち、伝熱部材２７と基材２５との境界には、段差はほとんどない。また、伝熱部材２７の凹部３５の外周面と、基材２５のパイプ溝３１の表面との間には伝熱部材２７と基材２５との接触を絶つためのクリアランス３２を有する。また、リブ３７とリブ溝３３の表面との間にもクリアランス３４を有する。即ち、伝熱部材２７と基材２５との間には、熱伝導性の悪い断熱効果のある空気層を有する。
尚、伝熱部材２７の凹部３５の外周面と基材２５の間に設けるクリアランスは、伝熱部材２７の凹部外周面の全周に渡って設けるのが望ましいが、基材２５は熱伝導性の悪い樹脂で形成されるため、全体としての断熱性を損なわない範囲では、一部接触させることも可能である。

伝熱部材２７の凹部３５にはパイプ１９が嵌められる。詳細は後述するが、パイプ１９の外径は凹部３５の入口部幅よりも大きいため、パイプ１９は凹部３５から抜けることがない。即ち、伝熱部材２７は、後述する熱伝導の機能を担うともに、パイプ１９を保持する機能を有する。均熱板２９は、伝熱部材２７の平板部２８上面と基材２５の上面を覆うように貼り付けられ、端部は凹部３５とパイプ１９との間に折り曲げられる。従って、均熱板２９は、後述する熱伝導の機能を担うと共に、伝熱部材２７を基材２５に固定する機能を有する。

均熱板２９の端部は、凹部３５内に折り込まれ、パイプ１９と接触する。即ち、パイプ１９は、凹部３５の下部近傍で伝熱部材２７と接触し、伝熱部材接触部３９を形成すると共に、パイプ１９と凹部３５の間に折り込まれた均熱板２９の端部とも接触して、均熱板接触部４１を形成する。

ここで、基材２５の材質は、断熱効果を有すれば良く、たとえば発砲ポリスチレンが使用できる。また、伝熱部材２７の材質は、ある程度の強度と熱伝導性を有すれば良く、例えばアルミニウムが使用でき、好ましくは、強度および熱伝導性に優れるＪＩＳ Ａ６０６３−Ｔ５材が使用できる。なお、伝熱部材２７は例えば押出形材が使用でき、厚みが厚すぎると重量増およびコスト増となり、また薄すぎると、製造性、強度および熱伝導性にも悪影響を及ぼすため、例えば０．８ｍｍ程度の厚みのものが使用できる。伝熱部材２７の平板部２８に設けられるリブ３７は、押出形材の押出し時の形状安定性や伝熱部材２７の剛性を高める効果もある。

均熱板２９は熱伝導性および、ある程度の曲げ性を有すれば良く、例えばアルミニウムが使用でき、好ましくは、比較的軟らかく熱伝導性にも優れるＪＩＳ Ａ１Ｎ３０−Ｏ材若しくはＨ１Ｘ調質材を使用することができる。均熱板２９の厚みは、厚すぎると重量増、コスト増となると共に、端部の曲がり部の形成が困難となり、また、薄すぎると熱伝導性および取り扱い性に問題が生じるため、例えば０．１５ｍｍ程度のものが使用できる。なお、均熱板２９に塗布される接着剤は、基材２５、伝熱部材２７および均熱板２９が接着できれば良く、例えばアクリル系の接着剤が使用できる。

パイプ１９の材質は、温水によって腐食せず、８０℃程度の熱に耐え得る耐熱性を有すれば良く、例えば、ポリエチレン製、ポリブテン製等の樹脂パイプが使用できる。なお、銅パイプ等も使用できるが、パイプの曲げ加工や溶接等が必要となる上、パイプ自体も高価であるため、樹脂製パイプの方が望ましい。

次に、床暖房パネル１３の使用状況について説明する。
図３は、床暖房パネル１３のパイプ１９へ流体である温水４３を流した状態を示す断面図である。パイプ１９へ温水４３を流すと、以下の二つのルートにより熱が伝達され、放熱部４５から放熱され、図示を省略した床仕上げ材１７等を暖める。まず、第１の熱伝達ルートは、温水４３の熱がパイプ１９から伝熱部材接触部３９を介して伝熱部材２７へ熱伝達される（図中矢印Ｂ）。伝熱部材２７を熱伝導により移動した熱は、平板部２８付近で上部に貼り付けられた均熱板２９へ熱伝達される（図中矢印Ｃ）。均熱板２９へ伝達された熱は、その上方である放熱部４５から放熱し、図示を省略した床仕上げ材１７等を暖める。

一方、第２の熱伝達ルートは、温水４３の熱がパイプ１９から均熱板接触部４１を介して、均熱板２９へ直接熱伝達され（図中矢印Ｄ）、放熱部４５から放熱し、図示を省略した床仕上げ材１７等を暖める。上記二つの熱伝達ルートを同時に熱が移動するため、より効率よく温水４３の熱を上部の床仕上げ材１７等へ熱伝達することができる。

ここで、パイプ１９へ温水４３を流すと、パイプ１９は熱膨張する。即ち、凹部３５内でパイプ１９の外径は大きくなる。このため、伝熱部材接触部３９でのパイプ１９と伝熱部材２７の接触面積は大きくなると共に、パイプ１９はより強く伝熱部材２７へ押付けられる。また、同様に均熱板接触部４１でのパイプ１９と均熱板２９の接触面積も大きくなると共に、パイプ１９はより強く均熱板２９に押付けられることから、熱抵抗が減少する。このため、温水４３を流した状態においては、図２で示した通常の状態よりも更に熱交換効率が優れる。

なお、前述した第１の熱伝達ルートにおいて、伝熱部材２７の凹部３５における熱伝導時には、凹部３５の外周面とパイプ溝３１表面との間にはクリアランス３２を有し、熱伝導率の低い空気層を有するため、基材２５への熱の移動を抑制することができる。また、リブ３７とリブ溝３３との隙間にも同様にクリアランス３４を有するため、基材２５への熱の移動を最小限に抑えることができる。即ち、温水４３の熱は、効率よく放熱部４５から放熱されると共に、基材２５を介して下方への熱の伝達を抑制することができる。

次に、床暖房パネル１３の製造方法及び施工方法を説明する。
図４から図９は、床暖房パネル１３の製造工程又は施工工程を示した図である。まず、基材２５を準備する。図４は、基材２５を示した図であり、図４（ａ）は基材２５の平面図、図４（ｂ）は基材２５の正面図である。

基材２５には、予め後述する伝熱部材２７の外形に対応した、パイプ溝３１、リブ溝３３等の溝が施工されている。図４では、一例として、一枚の基材２５に２列のパイプ溝３１等を有する基材２５を示したが、必要に応じて、１列としても良く、または更に多くの複数列を有する基材２５も使用できる。

また、図５に示すように、予めパイプ１９の曲げ形状を有したパイプ溝４９を有する基材４７も同時に使用することができる。図５（ａ）は基材４７の平面図、図５（ｂ）は基材４７の正面図である。図５においては、一例として、２本のパイプ溝４９が、円弧上に結合し、又は反対方向へ湾曲するような合流分岐部等を有するパイプ溝４９が施工された基材４７を示す。なお、パイプ溝４９は、基材２５のように伝熱部材２７が設置できるような溝形状ではなく、単純なパイプ形状のパイプ溝である。しかし、基材２５と同様に図５の基材４７の場合にも、基材４７の曲げ部の溝の配置に合わせて、伝熱部材２７を設けてもよく、この場合は、パイプ溝４９の溝断面形状を、図４の伝熱部材２７が嵌るようなパイプ溝３１とリブ溝３３であらされるような溝形状とすれば良い。このような場合には、後述する図６（ｂ）に示すようなパイプ溝形状にあわせた溝形状になる。

次に、図６に示すように、伝熱部材２７を基材２５に設置する。図６（ａ）は、基材２５に伝熱部材２７を設置した状態を示す平面図、図６（ｂ）は基材２５の正面図、図６（ｃ）は伝熱部材２７部の拡大図である。伝熱部材２７は、凹部３５が基材２５のパイプ溝３１へ嵌り、平板部２８下面に設けられたリブ３７はリブ溝３３に嵌るように基材２５に設置される。なお、図６においては、伝熱部材２７は基材２５の長手方向全長に渡って設置されているが、必要に応じて、伝熱部材２７を長さ方向に分割しても良く、また、基材２５よりも短い伝熱部材２７を用い、伝熱部材２７が設置されない部分を設けても良い。

次に、図７に示すように、基材２５および伝熱部材２７の上面に均熱板２９を貼り付ける。図７（ａ）はミシン目５９が施された均熱板２９を基材２５へ貼り付ける状態を示す斜視図、図７（ｂ）は、均熱板２９が基材２５へ貼り付けられた状態を示す斜視図、図７（ｃ）は図７（ｂ）のＥ部拡大図である。均熱板２９のパイプ設置予定部には、予めミシン目５９が施される。均熱板２９が基材２５に貼り付けられると、均熱板２９のミシン目５９は、凹部３５の略中央上部に位置する。即ち、ミシン目５９は、後述するパイプ１９の挿入部位となる。また、伝熱部材２７は、均熱板２９によって基材２５に固定される。なお、伝熱部材２７が設置された基材２５に、均熱板２９が貼り付けられた床暖房パネル用の部材をパネル３０とする。

図８は、パネル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび、基材４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ、４７ｅ、４７ｆを配置した状態を示す平面図である。床暖房パネル設置現場において、図８に示すようにパネル３０、基材４７を配置する。パイプ設置予定部４８には、予めミシン目５９が施されている。パイプ設置予定部４８は、例えば図中点線で示したような回路であり、Ｆ部より温水４３を流して、Ｇ部より温水４３を戻すことができる。なお、床暖房パネル設置現場にて、必要に応じて、パネル３０等を切断したり、切断したパネルを追加したりして、配置するパネルの設置面積を変更してサイズ等の調整を行うことができる。また、サイズ調整後にパネル３０等のレイアウトを再設定し、その後にパイプ設置予定部４８を変更、決定することもできる。

次に、図９に示すように、ミシン目５９よりパイプ１９を凹部３５内へ押し込み、パイプ１９を伝熱部材２７に嵌めこむ。図９（ａ）は、パイプ１９をミシン目５９へ押付ける状態を示す図、図９（ｂ）はパイプ１９が凹部３５に嵌められた状態を示す正面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）のＩ部拡大図である。

まず、パイプ１９をミシン目５９に対して図中Ｈ方向へ押付ける。パイプ１９により押付けられた均熱板２９のミシン目５９はパイプ１９により破断し、破断部近傍の均熱板２０は、パイプ１９によって凹部３５内へ折り曲げられる。図９（ｂ）に示すように、完全にパイプ１９が凹部３５に押し込まれると、均熱板２９の端部（ミシン目５９に該当する部分）は、パイプ１９と伝熱部材２７の間に折り曲げられた形状となる。なお、パイプ１９を凹部３５へ押し込む際には、例えば、予め設置部位に配置したパイプ１９を足で踏みつければよい。

ここで、パイプ外径５５は、凹部入口部幅５３よりも大きい。このため、パイプ１９を凹部３５に押し込む際には、パイプ１９はわずかに弾性変形しながら凹部３５へ挿入され、凹部３５に嵌ると元の外径に戻る。従って、パイプ１９は凹部３５から抜け落ちることがない。また、パイプ１９の外径がもとに戻る際に、パイプ１９は均熱板２９に押し当てられる。更に、均熱板２９も、折り曲げられた際のスプリングバックによって、パイプ１９に対して押し当てられる。従って、パイプ１９は、均熱板２９とは強く接触する。

なお、凹部入口部幅５３とは、凹部３５の入口部の最も幅の狭い部分における幅に対して、凹部３５に折り込まれる均熱板２９の厚み（両側）を差し引いた幅をいう。また、図９（ｃ）に示すように、均熱板２９にミシン目５９を設ける際、均熱板２９の裏面には、バリ５７が生じる場合がある。しかし、パイプ１９が押し込まれる際に、バリ５７はパイプ１９とは逆方向である伝熱部材２７側に向けられる。従って、パイプ１９がバリ５７により損傷を受けることがない。
尚、例えば、このとき、パイプ１９を設置部位に配置した後、パイプの左右の均熱板とパイプを覆うように、接着剤を片面に塗ったアルミテープなどを貼り付けることも可能であり、このようにすると、さらに床暖房用パネルの熱効率が向上する。

このように、本実施の形態にかかる床暖房パネル１３によれば、高い熱交換効率を有する床暖房パネルを得ることができる。基材２５へのパイプ１９の設置を現場で行うことができるため、現場合わせで基材２５等を設置し、最も効率の良いパイプレイアウトを敷くことができるため、施工性に優れ、また、パイプレイアウトの自由度も高く、また、現場でパイプ１９設置後に均熱板２９を貼り付ける作業が不要であるため、作業工数が削減でき、作業ばらつきによる品質のばらつきもなく高い品質の床暖房パネルを得ることができる。

基材２５は、パイプ１９設置前に簡易に切断等することができるため、現場にあわせて基材２５等のレイアウトを変更することができる。このため、従来の工場組み立てのユニットタイプや規格品等のように、図面と現場の状況が異なるようなリフォーム時等の設置にも簡便に現場で対応することができ、不定形な床形状や大面積の工事にも対応することができる。

パイプ１９として樹脂製のパイプを使用すれば、現場でレイアウトを決定後に、一本のパイプ１９で１回路を形成するようにパイプ１９を設置することができるため、ろう付け、溶接等の接続や、継手等によるパイプ同士の接続を行う必要が無く、施工性に優れ、レイアウト設計も容易である。

パイプ１９は、伝熱部材２７と均熱板２９の両方に接し、伝熱部材２７を経由して均熱板２９に熱伝達する第１の熱伝達ルートと、パイプ１９から直接均熱板２９へ熱の伝達が行われる第２の熱伝達ルートを有するため、高い効率で熱を床暖房パネル上面へ放熱することができる。

また、凹部３５の外周面とパイプ溝３１との間にはクリアランス３２を有し、リブ３７とリブ溝３３との間にもクリアランス３４を有するため、伝熱部材２７から基材２５への熱の伝達が防止でき、このため、床下への熱の無駄な放熱を抑えることができる。

また、パイプ外径５５は凹部入口部幅５３よりも大きいため、凹部３５に嵌められたパイプ１９は、上部に均熱板２９が存在しなくとも、凹部３５からパイプ１９が抜け落ちることが無い。

次に、本実施の形態に係る床暖房パネルを用いた、放熱特性試験結果について説明する。図１０は、試験に用いた放熱特性試験装置６０を示す図である。

放熱特性試験装置６０は、主に保護箱６１、内箱６３およびパネル設置架台７５等から構成される。パネル設置架台７５上にはパネル設置架台７５を覆うように保護箱６１が設けられる。保護箱６１内に一部が開放された内箱６３が設けられる。内箱６３の内面には輻射遮断板６４が設けられる。パネル設置架台７５上には、試験に供する床暖房パネル７１が設置され、更に床暖房パネル７１上には床仕上げ板７２が設けられる。床暖房パネル７１の周囲は断熱材７３が設置される。

パネル設置架台７５下方には保護板７７が設けられる。保護板７７の上面には輻射遮断板７８が設けられる。保護箱６１と内箱６３の間の下方にはファン６７が両側に設けられている。ファン６５上にはヒータ６５が設けられる。ファン６７はヒータ６５方向へ空気を流し、保護箱６１内の温度均一に制御する。

パネル設置架台７５の側方にはファン６９が設けられる。ファン６９は、床暖房パネル７１と保護板７７の間に空気を流す。ファン６９は床暖房パネル７１の下方の温度を均一に制御する。

試験に供する床暖房パネル７１を設置した後、試験装置内を所定の温度に制御しながら、床暖房パネルへ所定温度の温水を流し、複数個所の温度測定を行い、放熱特性を評価した。温度はグローブ温度計と熱電対を用いて表１の試験条件にて従来品と発明品について測定を行った。このときの温水の入口温度は、６２℃、流量（流速）は１．０２Ｌ／ｍｉｎとし、このときの出口温度など測定し、これらの値を用いて、最終的に床上放熱量、床下放熱量を計算により求め、比較品（床暖房パネル８０）と発明品（床暖房パネル１３）のそれを比較した。

上記の条件を基に、試験結果より発明品の床上放熱量は、比較品と比べて約１３％向上し、さらに床下放熱量は約６％低下していることから、温水より回収した熱は、必要である床上に主に放熱され、無駄な床下への放熱を抑えることが確認できた。

即ち、床暖房パネル１３によれば、温水から効率よく熱を回収し、回収した熱が、床下へ逃げることが無く、効率よく床上の暖房に利用することができ、前述した施工性と高い熱効率とを両立した床暖房パネルを得ることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施の形態においては、ミシン目５９を有する均熱板２９を貼り付けたが、均熱板２９の貼り付け後に、均熱板２９のパイプ設置予定部４８にスリット等を設けても良い。図１１（ａ）は、ミシン目５９を有さない均熱板２９を基材２５へ貼り付ける状態を示す図、図１１（ｂ）は均熱板２９が貼り付けられたパネル４０を示す斜視図である。

パネル４０は、ミシン目５９等は有さない。そこで、後加工でパネル４０のパイプ設置予定部に切れ目を施す必要がある。図１２はパネル４０にスリット５１を設けた状態を示す図で、図１２（ａ）はパネル４０の平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＪ部断面図である。パネル４０は、現場でパイプレイアウト等を決定した後に必要部位にスリット５１を設けることができる。スリット５１は、凹部３５の上部略中央に設けられる。スリット５１は、例えば基材２５の上面からカッタ等で均熱板２９に切れ込みを入れることで設けることができる。パネル４０によれば、ミシン目５９を均熱板２９に施す必要が無い。なお、パネル３０使用時においても、現場でレイアウト変更が生じ、ミシン目５９の無い部分にパイプ１９を設置する必要があれば、同様に現場でスリット５１を設けることもできる。

また、図１３に示すように、ミシン目５９やスリット５１を均熱板２９への加工によって設けるのではなく、そもそも複数の均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃを、伝熱部材２７の凹部の直上において、相互に対向する均熱板の幅方向端を合わせるか、極わずかに隙間を空けるようにして基材２５に貼り付けても良い。図１３（ａ）は、均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃを、基材２５等へ貼り付ける状態を示す図、図１３（ｂ）は、均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃが貼り付けられたパネル５０を示す斜視図である。均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃは、パイプ設置予定部４８に、均熱板２９ａと均熱板２９ｂの合わせ目５８ａ、および、均熱板２９ｂと均熱板２９ｃの合わせ目５８ｂがそれぞれくるように均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃを基材２５へ貼り付ける。図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）のＫ部断面図である。均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃはそもそも別体であるため、改めてスリット５１やミシン面５９を設ける必要は無いが、スリット５１やミシン目５９を設けたのと同等の効果が得られる。

また、図示しないが、複数の均熱板を伝熱部材２７が設けられた基材２５に貼り付ける場合に、伝熱部材の凹部の上部で、複数の均熱板の幅方向端部を重ね合わせるようにして張り合わせると、均熱板を折り曲げて、パイプを凹部にはめ込むと、パイプと均熱板の接触長さが長くなることから、その接触部位から均熱板に熱を伝えやすくなるので、このような構成も可能である。

床暖房システム１を示す図で、（ａ）は床暖房システム１の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部断面図。 床暖房パネル１３の正面図。 床暖房パネル１３のパイプ１９へ温水４３を流した状態を示す図。 床暖房パネル１３に用いられる基材２５を示す図で、（ａ）は基材２５の平面図、（ｂ）は基材２５の正面図。 床暖房パネル１３に用いられる基材４７を示す図で、（ａ）は基材４７の平面図、（ｂ）は基材４７の正面図。 基材２５に伝熱部材２７を設けた状態を示す図で、（ａ）は基材２５の平面図、（ｂ）は基材２５の正面図、（ｃ）は伝熱部材２７の拡大図。 （ａ）はミシン目５９を有する均熱板２９を基材２５へ貼り付ける状態を示す図、（ｂ）は均熱板２９が貼り付けられたパネル４０を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＥ部拡大図。 パネル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび、基材４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ、４７ｅ、４７ｆを配置した状態を示す平面図。 伝熱部材２７にパイプ１９を挿入する状態を示す図で、（ａ）はパイプ１９をミシン面５９へ押付ける状態を示す図、（ｂ）はパイプ１９が凹部３５に嵌められた状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）のＩ部拡大図。 放熱特性試験装置６０を示す概略図。 （ａ）均熱板２９を基材２５へ貼り付ける状態を示す図、（ｂ）は均熱板２９が貼り付けられたパネル４０を示す斜視図。 パネル４０を示す図で、（ａ）は均熱板２９にスリット５１を設けた状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ部拡大図。 均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃを基材２５へ貼り付ける状態を示す図。 均熱板２９ａ、２９ｂ、２９ｃが貼り付けられたパネル５０を示す斜視図。 図１３（ｂ）のＫ部断面図 従来の床暖房パネル８０を示す図。

１………床暖房システム
３………床
５………受け板
７………荒床
９………根太
１１………断熱材
１３………床暖房パネル
１５………合板
１７………床仕上げ板
１９………パイプ
２１………配管
２３………室外ユニット
２５………基材
２７………伝熱部材
２８………平板部
２９………均熱板
３０、４０、５０………パネル
３１………パイプ溝
３２………クリアランス
３３………リブ溝
３４………クリアランス
３５………凹部
３７………リブ
３９………伝熱部材接触部
４１………均熱板接触部
４３………温水
４５………放熱部
４７………基材
４８………パイプ設置予定部
４９………パイプ溝
５１………スリット
５３………凹部入口部幅
５５………パイプ外径
５７………バリ
５８………合わせ目
５９………ミシン目
６０………放熱特性試験装置
６１………保護箱
６３………内箱
６４………輻射遮断板
６５………ヒータ
６７………ファン
６９………ファン
７１………床暖房パネル
７２………床仕上げ板
７３………断熱材
７５………パネル設置架台
７７………保護板
７８………輻射遮断板
８０………床暖房パネル
８１………基材
８３………パイプ溝
８５………伝熱板
８７………凹部
８９………パイプ
９１………均熱板
９３………平板部

Claims (8)

1. 溝を有する基材と、
   前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、前記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、
   前記基材および前記平板部上に設けられ、端部が前記凹部に沿って曲げられた均熱板と、
   前記凹部に嵌められたパイプと、
   を具備し、
   前記パイプは、前記伝熱部材の前記凹部内周面と前記均熱板の端部近傍に接触するものであって、
   前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、
   前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、
   更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有していることを特徴とする床暖房パネル。
2. 前記パイプ内には流体が流れ、
   前記流体の熱は、前記パイプから前記伝熱部材を経て前記均熱板へ伝わる第１の経路と、前記パイプから直接前記均熱板へ伝わる第２の経路を経て、外部に放熱されることを特徴とする請求項１記載の床暖房パネル。
3. 前記凹部の入口部の幅は、前記パイプの外径よりも狭いことを特徴とする請求項１又は２記載の床暖房パネル。
4. 前記基材に設けられた溝と前記伝熱部材の間にはクリアランスが設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の床暖房パネル。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の床暖房パネルと、
   前記床暖房パネルに対して流体を循環させる手段と、
   を具備することを特徴とする床暖房システム。
6. 溝を有する基材と、
   前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、前記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、
   前記基材及び前記平板部上に設けられ、前記凹部に対応する位置に切れ目を有する均熱板と、
   前記凹部に嵌められたパイプと、
   を具備し、
   前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、
   前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、
   更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有していることを特徴とする床暖房パネル。
7. 溝を有する基材と、
   前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、前記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、
   前記基材及び前記平板部上に設けられ、前記凹部に対応する位置に切れ目を有する均熱板と、
   を具備し、
   前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、
   前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、
   更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有しているパネルの、前記切れ目に対応する位置にパイプを置いて、前記パイプを前記切れ目に押し込み、前記パイプを前記凹部に嵌めることを特徴とする床暖房パネルの施工方法。
8. 溝を有する基材と、
   前記基材上に設けられ、凹部と前記凹部の両側に設けられた平板部とを有し、記凹部が前記基材に設けられた溝に嵌められた伝熱部材と、
   前記基材及び前記平板部上に設けられた均熱板と、
   を具備し、
   前記基材には、リブ溝が設けられるとともに、
   前記伝熱部材の前記平板部の下面には、前記リブ溝に嵌る複数のリブが設けられ、
   更に、前記リブと前記リブ溝の表面との間には、クリアランスを有しているパネルの、前記均熱板の前記凹部に対応する位置に切れ目を設け、
   前記切れ目に対応する位置にパイプを置いて、前記パイプを前記切れ目に押し込み、前記パイプを前記凹部に嵌めることを特徴とする床暖房パネルの施工方法。

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