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温水パネル(放熱器)による低温水暖房のすすめ

はじめに

本書は、低温水暖房システムの概要、その利点、使用方法を説明し、さらにその事がヨーロッパ全域におけるエネルギー消費量低減へ総合的に貢献することを目的としています。
本書には、効率の良い暖房システムで放熱器を利用した場合の詳細な研究成果が含まれています。

本書は、暖房設備の販売・施行・設計に携わる方々が、新築工事や改装工事の際に、放熱器選定に関する正しい情報に基づいた意思決定を手助けするためのものです。

第1章 考え方を変える

  • エネルギー規制
    ヨーロッパ全域には省エネルギー性能をより良くするために国ごとに様々な規制があります。
  • 再生可能エネルギーの達成目標
    建物の所有者に対し、エネルギー消費削減を目的に厳しい規制が課せられています。
  • 温水パネル(放熱器)におけるイノベーション
    保有水量を減らし、(放熱器本体の)温水が流れている水路上にフィンを付けることにより、放熱量が向上しました。現在のデザインは、従来の伝統的なモデルに比べて、材料効率が最高87%向上しました。

エネルギー規制

エネルギー規制は、誰に取っても重要ですが、特に建築物では最優先事項です。ヨーロッパ全域の住宅やオフィスは、省エネルギー性能の厳格な規制対象になっています。EU指令EPBD2202/91/ECとEPBDに2010/91/ECは、所有者と借用者に対してエネルギー消費水準の証明書を要求しています。同様にEU加盟国では、2020年(指令20/20/20)のエネルギー効率の目標値達成に向けて新たな基準作りとその施行のための最終期限を迎えています。

EU加盟国それぞれの合意のもと、省エネルギー性能を良くするために国ごとに様々な規制があります。目標設定と施策は各国異なりますが、エネルギー消費のレベルを下げることが、ヨーロッパ全体の傾向としてあります。

再生可能エネルギー達成目標例

下記の表、又は次ページに示す通り、いくつかの達成目標は大変厳しいものですが、根本的な傾向として、再生可能エネルギーの使用と温室効果ガス削減が大いに優先されていています。

フィンランド 28.5% 〜 39%
フランス 10.3% 〜23%
ドイツ 9.3% 〜18%
イギリス 1.3% 〜 15%
スウェーデン 39% 〜49%

建物の所有者に対し、エネルギー消費削減を目的に
厳しい規制が課せられています。

これは、建物の所有者にとってただ政府の規制(図1)に従うだけではなく、エネルギーの使用量を最小限にするという点で大きなプレッシャーになります。ヨーロッパ全域では、この効率化の達成に対しては、様々なものが影響を及ぼしています。オイル、石炭そしてガスの供給量は減少し、ますます貴重になると、化石燃料の価格は上昇し続けます。

環境に対しての関心が高まり、消費者も環境に優しい商品を選択する人たちが増えています。これは、エコデザイン指令ErP 2009/125の指針のように、暖房工業界の働きが再評価される時です。消費者たちに最も効率的で費用効率の良い方法で快適な住空間を提供することが私たちに求められていることです。多くの暖房方法がある中で、何を選択すべきが分からない状況が続いています。

消費者、施工業者、設計者が正しい選択が出来るように、暖房方法に対する正しい情報が開示されることが重要です。低温による温水暖房システムの使用が増え続けている現在、今日の暖房業界で放熱器が果すべく役割を説明するため本書を作成いたしました。

図1:国別『二酸化酸素の排出及び一次エネルギー消費が近い
又はゼロに等しい建物』導入へのロードマップ

  • オランダ

  • デンマーク

  • イギリス

  • ベルギー

  • ノルウェー

  • ドイツ

イノベーション

放熱器は大きくどっしりとした柱のようなデザインから、今の形なるまで40年もの期間が経過しました(図2)。初期のパネルは平面パネル構造で保有水量が多く(A)、次のデザインは水路の間に対流フィンが付いて、放熱量が増えました(B)。 その後、保有水量を減らし温水が流れている水路上にフィンを付けることにより、放熱量が上がるという事実が判明しました(C)。そして、図にあるように水路を6角形に平らに広げ、フィンの接触面を最大にすることで放熱量を最適化できるようになりました(D)。

図2:温水パネル(放熱器)におけるイノベーション

A

平面パネル構造、保有水量が多い構造

1970年代

年々容積は少なくなり、結果的に保有水量とエネルギー使用量は減少し、そして熱変化にすばやく反応するようになりました。

現在

B

水路と水路の間にフィン設置し放熱量が増加

C

保有水量が減り、水路上にフィンを付けることで放熱量が増加

D

フィンの接触面を最大化、放熱量を最適化

87%の改善

近年では、コンピューターシミュレーションもまたエネルギー効率を改善するのに役に立っています。放熱器を通過する暖房水の流れ、対流フィンへの熱伝達を最適化することで、室内への(暖房には)最善な輻射と対流熱を計算します。今日のデザインは、従来のより材料効率が最高87%も向上したにも関わらず、多くの人が何十年も前の時代遅れイメージにとらわれているようです。(図3)

図3:鋼板製放熱器におけるイノベーション

水路とフィンを増やし、熱質量を減らす−近代的な放熱器は、以前のものに比べ、保有水量が少ないにもかかわらず、表面温度(放熱量)が増加しています。 70年代
材料効率も87%向上しました。 現在

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