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床暖房の仕組みとは?なぜ部屋全体が暖まるの?

床暖房は、ストーブやエアコンなどの暖房機と違って、床から部屋全体の空気まで暖かいと感じるのが特徴。
温風を出すわけではないのに、なぜ体がポカポカと暖かさを感じるのか、疑問に感じませんか?
今回は、床暖房の仕組みやエアコンなどの暖房機との違いなどについて、詳しく解説します。

床暖房の仕組みとは?なぜ部屋全体が暖まるの?

床暖房の仕組みってどうなっているの?

床暖房は床を暖めるのはもちろん、部屋全体の空気までも暖かくする設備。
床下に熱を発する機器を設置しているので、他の暖房機のように温風が出ているわけではありません。

なぜ床暖房をつけると、部屋全体がムラなく暖かさを感じるのでしょうか。
実は、床暖房によって部屋が暖かいと感じる仕組みは、「伝導」「ふく射」「対流」の3つが関係しています。

床暖房の仕組み「伝導」とは

伝導とは、何かの物に触った時、熱い・冷たいと感じることをいいます。
例えば、寒い時期に欲しくなるホッカイロは、暖かいところに触れた部分だけ、暖かさを感じませんか?
熱伝導は暖かいところから冷たい場所へ熱移動するため、腰に貼り付けると体全体がじんわりと暖かさを感じます。

床暖房の仕組みも同じく、部屋全体が寒くても足から伝わった熱が冷えた体を暖めて、寒いと感じにくくしているのです。

床暖房の仕組み「ふく射」とは

ふく射とは、電磁波や赤外線などの熱が、壁や天井などの物質に反射して伝わることをいいます。

例えば、温風を出さずに部屋を暖めてくれるオイルヒーターやパネルヒーターも、床暖房と同じくふく射熱です。
他にも、日差しの強い日に暖かさを感じるのも、熱が電磁波として地面や建物などに反射して、空気全体を暖めているからです。

空気は暖かいと上昇して冷たいと下流するため、室内の気温より高ければ熱は床より上へ移動し、ぐるぐると回って部屋全体を暖めてくれるのです。

床暖房の仕組み「対流」とは

対流とは、熱が気体や液体の動きによって移動することをいいます。
例えば、湯船にお湯を張ったお風呂に入った瞬間、床は冷たいのに、上半身は少し暖かいと感じた経験がありませんか?
冷たい空気は下へ、暖かい空気は上に流れるため、このような現象が起こるのです。

エアコンで暖房をつけた時、座ると寒いのに立つと暖かさを感じるのも同じで、床暖房と同じ仕組みで部屋を暖めます。

床暖房の仕組みは種類で違う!

床暖房を設置したことで部屋全体が暖かさを感じる仕組みは、3種類の熱の伝わり方が関係していました。
ただ、床暖房には大きく分けて「電気式、温水式」の2種類あり、仕組みによって暖め方が違います。
それぞれの違いを確認していきましょう。

電気式床暖房の仕組み

電気式床暖房は、ヒーターパネルに熱を通して発熱する仕組みです。
電気式床暖房は、床の上部から次のような仕組みで構成してあります。

床仕上げ材(フローリング材)
ヒーターパネル
下地

仕上げ材の下に電熱線を張り巡らせることで床を暖めるのですが、電熱線の結合部分は暖まらないので、部分的に床の冷たさを感じるでしょう。
ただ、初期費用が安く施工が簡単なことから、設置するまで手間と時間がかかりません。

また、電気式床暖房は電熱線ヒーターの他、電力の安い夜間に熱を蓄えて日中に放電する「蓄熱式」や、一定の温度調整を熱源が自動でしてくれる「PTCヒーター式」もあり、種類によって仕組みが違います。

温水式床暖房の仕組み

温水式床暖房は、電気やガスで水を温め、温水パイプやマット内にお湯を循環させて床を暖めます。
温水式床暖房は、床の上部から次のような仕組みで構成してあります。

床仕上げ材(フローリング材)
温水マット
温水パイプ
下地

電気と違ってお湯を巡らせるため、床の一部分だけ冷たいという心配はほとんどありません。

お湯を作る熱源は、温水式床暖房で一般的に使われている「ガス式」だけではありません。
ランニングコストが比較的安い「灯油式」、ランニングコストの安さと省エネ傾向の高い「電気式」、大気の熱を集めてお湯を沸かすため電気代を抑えられる「ヒートポンプ式」があります。

どの種類も温水パイプの設置などで初期費用がかかりますが、立ち上がりの早さやランニングコストが低いので、デメリットに代えられないメリットを得られるでしょう。

床暖房はどのように室内を暖めている?

エアコンやストーブ、ファンヒーターなど温風の出るタイプは「対流式暖房」といわれ、床暖房と暖め方の仕組みがまったく違います。
暖め方の違いについても解説しましょう。

床暖房 対流式暖房
熱源元 床下 床上
温風 なし あり
暖め方 ・伝導

・ふく射

・対流

・対流

床暖房の熱源は床下にあるため、エアコンやストーブよりも暖かくないと思うかもしれません。
しかし、床暖房は「伝導+ふく射+対流」の3つの熱で部屋をムラなく暖められます。
また、火を使わず温風も出ません。
そのためヤケドの心配やニオイ、ホコリの舞い上がりなど、人体への影響が少ないメリットがあるのです。

まとめ

床暖房の仕組みについて、エアコンなどとは暖め方が違う点、ご理解いただけたでしょうか。
床暖房は種類によって仕組みが違い、初期費用やランニングコストにも差があります。
設置する時はどれを導入するべきか真剣に選ばなくてはいけません。
「床暖房について詳しく聞きたい」「自分たちはどの床暖房が適しているのか知りたい」といった場合は、ぜひ当社にご相談ください。