JP2000274700A - 住宅用給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寒冷地における室内暖房と屋外融雪を同一の
ボイラ装置で行う。またボイラ装置の熱効率を最大限に
確保し、居住の快適性を最優先する。 【解決手段】 暖房用温水管の回路端末位置に水温セン
サを配する一方、融雪用温水管の回路始点位置に、水温
センサからの信号に基づいて開閉する第一の切換制御弁
と、降雪センサおよび外気温センサに基づいて開閉する
第二の切換制御弁とを直列的に配し、第一の切換制御弁
は、水温センサが所定の閾値温度を上回ったときにボイ
ラ装置と融雪用温水管とを結ぶ給湯回路を開き、第二の
切換制御弁は、降雪センサおよび外気温センサが後段へ
の制御信号を揃えたときにボイラ装置と融雪用温水管と
を結ぶ給湯回路を開く。暖房用温水管は、所定パターン
をもって床下に配することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一つのボイラ装置によ
って住宅内の暖房と、戸外敷地の加熱融雪を可能とする
住宅用給湯装置に係り、とくに温水の効率的な運用を図
る切換システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】北海道のような寒冷地では、冬の降雪時
に除雪負担を軽減する目的で、住宅用の融雪システムが
普及している。融雪の考え方には二通りある。

【０００３】ひとつは地下に埋設させた加熱炉型のボッ
クスに雪を集め入れ、これをバーナ装置（または電熱）
を利用して強制的に融かし、排水する方式である。他方
は、都市部の歩道にみられるロードヒーティング方式
で、これは歩道や敷地地面下に電熱線や温水管を配設
し、降雪時に熱で雪を融かす方法である。

【０００４】本発明は、温水式ロードヒーティング型の
融雪方式を前提とする。融雪のシステムはそれぞれ一長
一短があるが、温水式ロードヒーティングは住宅のよう
な一般に狭い敷地を施工する際のコストが比較的安く、
安全性も高い。

【０００５】一方、温水式ロードヒーティング型の熱源
を用いた住宅用の暖房設備は、あまり一般的な技術では
ない。少なくともわが国の建築物では温水管を住宅暖房
に使用する方式は採用されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、戸外の融雪
を行う温水ヒーティングも、また、一般的ではないにせ
よ住宅内の暖房を行う温水ヒーティングも、すでに述べ
たように技術的には公知である。

【０００７】問題は、両者を効率的に運用するシステム
が存在しなかった点にある。近時、人口構成比の老齢化
に伴い、北海道においても住宅敷地内の除雪作業を軽減
するため、除雪作業を必要としないロードヒーティング
型の融雪システムが注目されるに至ったが、住宅内の暖
房と戸外の融雪は別個のシステムとして考えられること
が多く、従って、戸外の敷地内の融雪は専門の業者に委
託し、住宅内のストーブや暖房設備とは切り離したシス
テムとして設置し運用するのが一般である。

【０００８】このため、キッチン給湯、浴室の給湯、あ
るいは暖房用給湯など、住宅内の給湯を賄うためのボイ
ラ装置と、戸外の融雪装置の熱源は、別個独立の装置と
して考えられ、設置される。

【０００９】しかし給湯に用いるボイラ装置は近時とく
に大型化が可能となり、電気加熱式にせよガス加熱式に
せよ、住宅内の給湯を賄うには十分すぎるほどの能力を
もつに至った。このため住宅内の給湯（とくに暖房給
湯）と、戸外の融雪給湯とを、同じひとつのボイラを使
用して共働させることが出来ないかが課題となる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するた
め、本発明に係る住宅用給湯装置は、暖房用温水管の回
路端末位置に水温センサを配する一方、融雪用温水管の
回路始点位置に、水温センサからの信号に基づいて開閉
する第一の切換制御弁と、降雪センサおよび外気温セン
サに基づいて開閉する第二の切換制御弁とを直列的に配
し、第一の切換制御弁は、水温センサが所定の閾値温度
を上回ったときにボイラ装置と融雪用温水管とを結ぶ給
湯回路を開き、第二の切換制御弁は、降雪センサおよび
外気温センサが後段への制御信号を揃えたときにボイラ
装置と融雪用温水管とを結ぶ給湯回路を開く。

【００１１】また住宅の暖房用温水管は、所定パターン
をもって床下に配することが望ましい。ロードヒーティ
ング型の床下暖房を行わずに、床面、天井、壁面のいず
れかに配した温水管から、セントラルヒーティング装置
（パネル型温水ヒータ等）に温水を供給して室内暖房を
行うことも可能である。

【００１２】

【作用】本発明に係る住宅用給湯装置は、住宅内の各室
の暖房を行う温水管経路と、戸外の敷地の融雪を行う温
水管経路とを備え、これを一つのボイラで給湯するに際
し、まず室内の暖房状態を水温センサで検出し、室内暖
房が十分に加温条件に達している場合にはじめてボイラ
温水を戸外へ給湯する。

【００１３】温水の同時供給は行わない。北海道のよう
な寒冷地では、外気温の極度の低下により室内暖房が長
時間利かない場合が少なくないからである。

【００１４】室内暖房は、室内の雰囲気温度によって計
測することも可能である。しかし、本発明が温水管端末
に配した水温センサを用いてバルブの切換制御を行うの
は、温水管を建物床下面に配した場合における室内暖房
の利き具合を計測するに際し、外気温、室内雰囲気温度
等を含む当該時点での居室内の温度条件を計測するの
に、温水管の端末温度が最も好ましいと考えるからであ
る。

【００１５】寒冷地の冬季における居室内温度は、温暖
な地方とは異なる挙動を呈する。例えば外気温が０℃前
後であれば、温風式ガスストーブを使用することにより
始動後数分以内に冬季の快適温度とされる２４〜２７℃
にまで室内雰囲気温度は達するが、ストーブを止めると
室内温度は急激に低下し、数分で室内温度は１０℃を切
り、１０分前後でもとの０℃近くに戻ることが少なくな
い。これは外気温が厳しいため、家屋の天井、壁面、床
面に蓄積される空気熱が殆ど無いこと、家屋を構成する
部材自体も冷えていること、居室内の家具類も十分に冷
えていること、および断熱材の肉厚に設計上の欠陥があ
るなど、室内温度の表面的な上昇では克服できない温度
環境に支配されているためである。

【００１６】そこで本発明は、居室内温度の条件を計測
するため、暖房用温水管の端末位置の温度を計測し、こ
れをもって室内温度の条件を判別する。温水管の端末温
度がが十分に高くなったときに、戸外への融雪回路を開
き融雪を開始する。室内温度の条件が整わないときは、
融雪も行わない。

【００１７】戸外の融雪回路は、降雪時であって、外気
温が低下した時に必要となる。雪が降っても外気温が高
ければ強制融雪する必要はないからである。そこで、本
発明に係る第二の切換制御弁は、降雪と外気温とを電気
信号的にＡＮＤ論理で判別させ、必要時に融雪温水管へ
の給湯を行う。電気的な制御信号がアンド論理を構成す
ればよく、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの信号種別
は問わない。

【００１８】本発明に係る暖房用温水管の経路は、居室
内に露出させても良いが好ましくは請求項２記載のよう
に、床面下に配した床暖房設備とし、必要に応じて床面
上に立ち上げた暖房設備（パネルヒータ等）に給湯する
設備とする。暖房設備が占める容積によって室内空間の
スペースを損なわないようにするためである。

【００１９】

【実施例】本発明に係る住宅用給湯装置は、例えば、図
２に示すように二階建て住宅において、一階および二階
部分の床下にそれぞれ温水管１１，１２を所定パターン
で配設し、居室内の床暖房を行うほか、同一のボイラ装
置１５を介して戸外の敷地路面下に配した温水管１７に
温水を供給し、当該敷地内の融雪を行う。温水管１１，
１２，１７の配設パターンは問わない。図面の簡単のた
め図２では一階と二階に単純なパターンを描いた温水管
１１，１２を例示するにすぎないが、居室の仕切に応じ
て各室ごとに独立させたバルブを設けるなど、各室独立
して暖房のオンオフ制御を可能とすることが望ましい。

【００２０】図１は、屋内の温水管１１，１２と屋外の
温水管１７とに対する、共通のボイラ装置１５からの給
湯をコントロールする装置構成を例示するものである。
尚、矢印Ａは温水の循環方向を示すものである。図にお
いて、符号２１は、屋内の温水管１１（１２）に供給す
る温水の温度調整を行うミキシング装置であり、停滞し
ている冷水とボイラから供給される高温水とをミキシン
グして所定温度（例えば４５℃）の温水を床下暖房温水
として使用する。

【００２１】符号２４は、室内の温水管１１（１２）の
端末付近に配した水温センサである。室内の温水管１１
（１２）を通る温水の温度は、ミキシング装置２１の直
後は、例えば４０〜５５℃程度であるが、床下循環中に
熱量を損失するため、とくに暖房開始の直後は端末近く
では約８〜１５℃まで水温が低下する。端末近くにおけ
る水温が低い場合は、室内暖房が十分でないことを意味
するので、屋外暖房に温水を供給するのは熱効率の点で
難がある。そこで、この水温センサ２４により、予め設
定した水温、例えば１５℃まで水温が上昇しないときは
後段の切換制御弁３１を開放せず、室内暖房を優先させ
た。

【００２２】切換制御弁３１は、屋外の温水管１７の最
上流に配した電磁バルブである。また本発明では切換制
御弁３１と直列に第二の切換制御弁４１を設ける。これ
らはいずれもボイラ装置１５から供給される温水を戸外
に導く際のゲート弁として機能する。

【００２３】切換制御弁３１は、水温センサ２４の検出
温度が閾値を越えたときに温水回路（屋外の温水管１
７）を開放し、ボイラ装置１５から供給される温水を後
段へ送出するものである。他方、直列に配される第二の
切換制御弁４１は、別の条件、すなわち融雪を必要とす
るか否かによって駆動される電磁バルブである。

【００２４】この切換制御弁４１は、屋外の適宜箇所に
配した降雪センサ４５と外気温センサ４７によってオン
オフ制御する。降雪センサ４５と外気温センサ４７は電
気的にアンド論理回路５０をもって接続し、両方の制御
信号が揃ったときに切換制御弁４１が開放され、温水管
１７の下流への温水供給を行うようにする。各センサ４
５，４７の信号条件は、例えば、降雪センサ４５が雪
（または雨）を検出してＯＮ，外気温センサ４７が設定
温度（例えば２℃）を下回ったときにＯＮし、両信号が
ＯＮで揃ったときに、切換制御弁４１を開放する等であ
る。当然であるが切換制御弁４１の作動条件をＯＦＦ条
件に設定すれば、センサの信号種別が逆（ＯＦＦ）で揃
ったときに開放させることも出来る。

【００２５】従って、かかる構成によれば、冬季の室内
暖房と屋外融雪をひとつのボイラ装置１５でおこなうこ
とが可能となり、またその場合、室内の暖房効率が十分
に達していない場合は屋外融雪を行わないことにより、
室内暖房を優先して居住の快適性を確保することが出来
る。

【００２６】また室内暖房が十分にその目的を達したこ
とを水温センサ２４によって検出したときは、降雪ある
いは外気温に応じて融雪側の給湯バルブ３１，４１を開
き屋外の融雪を行う。勿論、屋外給湯への条件が揃って
も降雪センサ４５あるいは外気温センサ４７がＯＫ信号
を揃えない限り屋外に配した温水管１７への給湯を行わ
ないから、ボイラ熱量を無駄に使用することもない。ボ
イラ装置１５は、給湯需要に応じて自動ＯＮ、ＯＦＦが
可能であり、不必要な燃費を軽減する。

【００２７】尚、本発明で使用する外気温センサ４７
は、外気の雰囲気温度を検出するものではなく、あくま
で冬季の融雪条件を検出できれば良いので地下５〜４０
ｃｍ、好ましくは地面下１０〜２５ｃｍに配設する場合
がある。センサを地下に配することによって故障や破損
の確率も低減するからである。外気温センサ４７を地下
に埋設配置する場合、検出する閾値温度は例えば約１〜
４℃程度である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る住宅用
給湯装置によれば、寒冷地における室内暖房と屋外融雪
を同一のボイラ装置で行うことが可能となり、またボイ
ラ装置の熱効率を最大限に確保でき、しかも居住の快適
性を最優先させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給湯コントロールの構成を例示す
るブロック図である。

【図２】本発明に係る温水管とボイラ装置の配設例を示
す概略図である。

【符号の説明】

１１，１２ 室内の温水管 １５ ボイラ装置 １７ 屋外の温水管 ２１ ミキシング装置 ２４ 水温センサ ３１，４１ 切換制御弁 ４５ 降雪センサ ４７ 外気温センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】住宅の暖房用温水管と、住宅外の敷地部分
   に埋設させた融雪用の温水管とを備え、各温水管に対し
   て一のボイラ装置から給湯を行う住宅用給湯装置であっ
   て、 前記暖房用温水管の端末位置に水温センサを配する一
   方、 前記融雪用温水管の始点位置に、 前記水温センサからの信号に基づいて開閉する第一の切
   換制御弁と、 降雪センサおよび外気温センサに基づいて開閉する第二
   の切換制御弁とを直列に配し、 第一の切換制御弁は、水温センサが所定の閾値温度を上
   回ったときにボイラ装置と融雪用温水管とを結ぶ給湯回
   路を開き、 第二の切換制御弁は、降雪センサおよび外気温センサが
   後段への制御信号を揃えたときにボイラ装置と融雪用温
   水管とを結ぶ給湯回路を開くことを特徴とする住宅用給
   湯装置。
2. 【請求項２】前記住宅の暖房用温水管は、所定パターン
   をもって床下に配することを特徴とする請求項１記載の
   住宅用給湯装置。