JP2001355901A

JP2001355901A - 床面熱輻射型空調装置

Info

Publication number: JP2001355901A
Application number: JP2000180624A
Authority: JP
Inventors: Kiyoo Kobayashi; 清男小林
Original assignee: Yuki KK
Current assignee: Yuki KK
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】熱媒体液循環ポンプの作動停止や、バイパス
弁の切換え制御等による熱媒体液又は冷温水の長期滞留
を防止し、床埋設配管を含む熱媒体液循環回路の制御性
を向上する。【解決手段】床面熱輻射型空調装置の循環回路は、熱
媒体液を循環可能な床埋設配管１０と、該配管に熱媒体
液を循環する循環ポンプ２１と、熱媒体液の液温を検出
する温度検出手段２５と、循環ポンプの作動を制御する
制御装置３０とを備える。制御装置は、循環ポンプの作
動停止時に起動して循環停止時間を計測するリサーチタ
イマーを備え、リサーチタイマーの計測時間に基づいて
定期的に循環ポンプを所定時間、強制作動し、制御用熱
媒体流を循環回路に形成する。また、熱媒体流体をバイ
パス制御可能なバイパス弁２４を備えた同様の空調装置
にあっては、上記リサーチタイマーは、バイパス弁２４
の全量バイパス時に起動して循環停止時間を計測し、定
期的にバイパス弁を強制作動し、制御用熱媒体流を循環
回路に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の床面熱輻
射型空調装置に関するものであり、より詳細には、床暖
房装置又は床冷房装置を構成する床埋設配管に高温又は
低温の熱媒体を循環して床面を加熱し又は冷却する床面
熱輻射型空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】温水配管を床に埋設した温水循環方式の
床暖房装置が知られている。室内床面を加熱する床暖房
装置は、快適且つ理想的な熱輻射型空調設備として一般
に高い評価を得ている。ボイラー等の加熱源において加
熱された加熱流体（温水）は、温水圧送配管を介して各
室の床埋設配管に給送され、床埋設配管を循環する。床
埋設配管の温水は、各室の床材と熱交換し、各室の床面
を加熱する。床材と熱交換して降温した温水は、温水還
流配管を介して加熱源に還流し、再熱される。このよう
な配管系は、加熱源、温水圧送配管、床埋設配管及び温
水還流配管を含む温水循環回路を構成する。

【０００３】本出願人は、このような床埋設配管に温水
等の熱媒体液を循環する装置として、各室又は各空調領
域毎に配置可能なヘッダーユニットを提案している（例
えば、実用新案登録第２６０３５５２号、実用新案登録
第２６０３５５３号、特許第２８９３８２０号公報等参
照）。ヘッダーユニット内には、供給ヘッダー及び還流
ヘッダーが収容され、各ヘッダーは、床暖房配管に接続
される。空調機械室等の熱源機器に接続された温水主管
の往管（供給主管）及びリターン管（還流主管）が、各
ヘッダーに直に、或いは、熱交換器等を介して接続され
る。

【０００４】熱交換器を介装せずに供給主管及び還流主
管をヘッダーに接続した形式のヘッダーユニットにおい
ては、供給主管の温水は、供給ヘッダー−床埋設配管−
還流ヘッダーからなる循環回路を熱源設備の供給圧力下
に循環し、還流主管によって熱源機器に還流する。熱源
機器から供給された温水は、床埋設配管を循環して放熱
し、冷却した後、再び熱源機器に還流し、熱源機器にお
いて再熱される。ヘッダーユニットは又、供給主管と還
流主管とを接続するバイパス弁及びバイパス管を有し、
バイパス弁は、暖房負荷の低下時に熱負荷に相応して温
水をバイパス弁からバイパス管に分流し、床埋設配管を
循環する温水流量を低減する。

【０００５】他方、各主管と各ヘッダーとの間に熱交換
器を介装した形式のヘッダーユニットにあっては、高温
水又は熱媒体ガス等の一次側熱媒体流体は、熱交換器を
循環して熱源機器に還流する。ヘッダーユニット内に
は、二次側熱媒体液を床埋設配管に循環する循環ポンプ
が配置される。二次側の熱媒体液循環回路には、不凍液
等により調整された二次側熱媒体液が充填される。二次
側熱媒体液は、循環ポンプの循環圧力下に二次側循環回
路を循環する。二次側熱媒体液は、熱交換器において一
次熱媒体流体と熱交換して加熱され、床埋設配管を循環
して放熱し、冷却した後、再び熱交換器に還流し、一次
側熱媒流体と熱交換して再熱される。二次側の循環回路
は、一次側熱媒体流体から独立した密閉配管系を構成す
る。

【０００６】近年において、一次側熱媒体流体として、
冷媒ガス又は冷水を使用し、熱交換器において冷却した
低温の二次側熱媒体液を床埋設配管に循環し、これによ
り、床暖房装置を冷熱輻射型空調設備として夏期等に利
用する技術が検討されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような床面熱輻射
型空調装置においては、床埋設配管を循環する熱媒体液
又は冷温水の液温及び液圧等（殊に液温）は、暖房負荷
又は除湿（冷房）負荷の変動に迅速に適応し且つ床面の
過熱又は過冷却を防止する上で極めて重要な制御因子で
ある。従って、液温等の継続的監視又は記録は、空調設
備又は冷暖房設備の電子制御系を適切に作動させるとと
もに、電子制御系の誤動作等を回避する上で重視され
る。ここに、液温等を検出するセンサは、一般に、床埋
設配管の下流側の管路に配置され、床埋設配管を循環し
て温度変化した熱媒体液又は冷温水の液温等を検出す
る。

【０００８】しかしながら、従来の熱輻射型空調装置に
あっては、熱負荷が消失したとき、或いは、床面の過熱
又は過冷却が検出されたとき、ヘッダーユニットの制御
装置は、熱媒体液循環ポンプの作動を完全に停止し、或
いは、バイパス弁を全量バイパス位置に切換える。この
結果、熱媒体液又は冷温水は、循環回路を循環せず、床
埋設配管内の熱媒体液又は冷温水は、管路内に静止し、
滞留する。このため、熱媒体液の液温及び圧力等を検出
するセンサ類は、循環停止時に熱媒体液の温度及び圧力
等を正確に検出し難く、ヘッダーユニットの制御装置
は、液温及び液圧等を継続的に監視又は記録することが
できない。

【０００９】また、循環ポンプの作動停止状態が比較的
長時間、継続すると、床埋設配管の管路およびヘッダー
等に滞留した熱媒体液又は冷温水の温度は、局所的な熱
平衡現象や、温度差による自然対流現象により、予測困
難に変動し易い。このような温度変動は、床埋設配管の
液温低下に起因する床面結露等を確実に防止する上でも
望ましくない。

【００１０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、熱媒体液循環ポン
プの作動停止や、バイパス弁の切換え制御等に伴う熱媒
体液又は冷温水等の長期滞留を防止し、床埋設配管を含
む熱媒体液循環回路の制御性を向上することができる床
面熱輻射型空調装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
目的を達成すべく、熱媒体液を循環可能な床埋設配管
と、該配管に熱媒体液を循環する循環ポンプと、前記熱
媒体液の液温を検出する温度検出手段と、前記循環ポン
プの作動を制御する制御装置とを備えた熱媒体液循環回
路を有する建築物の床面熱輻射型空調装置において、前
記制御装置は、循環ポンプの作動停止時に起動して循環
停止時間を計測するリサーチタイマーと、該リサーチタ
イマーの計測時間に基づいて定期的に前記循環ポンプを
所定時間、強制作動し、制御用熱媒体流を前記循環回路
に形成する制御部とを備えることを特徴とする床面熱輻
射型空調装置を提供する。

【００１２】本発明の上記構成によれば、リサーチタイ
マーは、循環ポンプの停止時に起動し、循環停止時間を
計測し、制御部は、リサーチタイマーの計測時間に基づ
いて定期的に循環ポンプを強制作動する。循環ポンプの
作動により、定量の制御用熱媒体流が循環回路に形成さ
れるので、循環ポンプの作動停止による熱媒体液の長期
滞留を防止することができ、しかも、制御用熱媒体流の
液温を検出することにより、床埋設配管を含む熱媒体液
循環回路の制御性を向上することができる。また、この
ような制御用熱媒体流によって床埋設配管内の熱媒体液
を定期的に交換することにより、循環回路の局部的液温
低下を回避し得るので、床面結露等の現象を確実に防止
することができる。

【００１３】本発明は又、上記目的を達成すべく、熱媒
体流体を循環可能な床埋設配管と、冷温水等の一次側熱
媒体流体の埋設配管循環流量を可変制御するバイパス弁
と、前記熱媒体流体の液温を検出する温度検出手段と、
前記バイパス弁の開度を制御する制御装置とを備えた熱
媒体流体循環回路を有する建築物の床面熱輻射型空調装
置において、前記制御装置は、前記バイパス弁の全量バ
イパス時に起動して循環停止時間を計測するリサーチタ
イマーと、該リサーチタイマーの計測時間に基づいて定
期的に前記バイパス弁を所定時間、強制作動し、制御用
熱媒体流を前記循環回路に形成する制御部とを備えるこ
とを特徴とする床面熱輻射型空調装置を提供する。

【００１４】本発明の上記構成によれば、リサーチタイ
マーは、全量バイパス位置へのバイパス弁の切換え時に
起動し、循環停止時間を計測し、制御部は、リサーチタ
イマーの計測時間に基づいて定期的にバイパス弁を強制
作動し、熱媒体流体を少なくとも部分的に循環回路に循
環する。かくして、全量バイパス時に冷温水等が床埋設
配管内に長期滞留するのを防止し、しかも、制御用熱媒
体流の温度を検出することにより、床埋設配管を含む熱
媒体循環回路の制御性を向上することができる。また、
このような制御用熱媒体流によって床埋設配管内の熱媒
体流体を定期的に交換することにより、循環回路の局部
的な温度低下を回避し得るので、床面結露等の現象を確
実に防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態によれ
ば、上記制御部は、循環ポンプ又はバイパス弁の強制作
動と連動する計測部を備え、計測部は、熱媒体液の温度
及び圧力を検出する温度検出器及び圧力検出器を作動
し、制御用熱媒体流の循環時に温度及び圧力を検出す
る。好ましくは、上記制御装置は、上記リサーチタイマ
ーのタイムアップ時間や、循環ポンプ又はバイパス弁の
強制作動時間等をマニュアル設定可能な手動操作部を備
える。更に好ましくは、上記制御装置は、床面の結露発
生を検出する結露センサに接続され、制御部は、結露セ
ンサの検出結果に基づいて、上記循環ポンプ又はバイパ
ス弁を強制作動し、或いは、循環ポンプ又はバイパス弁
の強制作動を禁止する。

【００１６】本発明の更に好適な実施形態によれば、上
記制御装置は、循環ポンプ、供給ヘッダー及び還流ヘッ
ダーを収容したヘッダーユニット内に配置される。供給
ヘッダーには、床埋設配管の上流端が接続され、還流ヘ
ッダーには、床埋設配管の下流端が接続される。

【００１７】本発明の実施形態において、ヘッダーユニ
ット内には、一次側熱媒体流体及び二次側熱媒体液を循
環可能な熱交換器が配置される。空調機械室等の熱源機
器から熱交換器に供給された一次側熱媒体流体は、熱交
換器において二次側熱媒体液と熱交換し、二次側熱媒体
液を加熱又は冷却する。

【００１８】本発明の他の実施形態において、ヘッダー
ユニット内には、熱媒体流体をバイパス可能なバイパス
回路が形成され、バイパス回路のバイパス弁は、熱源機
器から供給された熱媒体流体を床埋設配管への循環流
と、還流管へのバイパス流とに分流する。バイパス回路
は、冷暖房負荷等に相応して、バイパス流量及び循環流
量の相対割合を可変制御する。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の好適な
実施例について詳細に説明する。図１は、本発明の第１
実施例に係る空調システムの全体構成を概略的に示す建
築物の部分縦断面図（図１（Ａ））及び床部分拡大図
（図１（Ｂ））である。

【００２０】建築物の居室Ｔは、床冷暖房装置１を備え
た床構造体Ｆ１、上階の床構造体（又は屋根構造体）Ｆ
２に懸吊された天井構造体Ｃ、外装窓Ｗ２を備えた外壁
構造体Ｗ１、更には、ドア等を備えた内壁構造体（図示
せず）により画成される。図１（Ａ）に指示する “Ｂ"
部分の拡大図が、図１（Ｂ）に図示されている。床造
体Ｆ１は、コンクリート床スラブ又は木製床下地等の床
基盤８と、床基盤８上に延在する床下地材６と、床下地
材６上に敷設された床仕上材７とから構成される。

【００２１】冷温水循環方式の床冷暖房装置１は、床埋
設配管を構成する管路集合体１０と、管路集合体１０に
熱媒体液（冷水又は温水）を循環するヘッダーユニット
２とを備える。複数の管路集合体１０が床基盤８上に敷
設され、管路集合体１０から連続的に延びる接続管１
５、１６によってヘッダーユニット２に連結される。ヘ
ッダーユニット２は、外壁構造体Ｗ１の室内側壁面に隣
接して、外装窓Ｗ２の下方域に配置される。

【００２２】管路集合体１０は、幅員方向に所定の間隔
を隔てて配置された複数の管路１２と、管路１２同士を
相互連結する基板１４とから構成され、各管路１２は、
流体を圧送可能な円形断面の流体通路１３を形成する。
管路集合体１０は、合成ゴム等のゴム素材、合成樹脂、
或いは、合成ゴム及び合成樹脂の混合材料を基材とした
一体成形品からなり、床下地材６を形成するセメント系
又はセラミック系セルフレベリング材によって被覆され
る。床下地材６の上面には、一般的な施工方法に従っ
て、Ｐタイル、塩ビシート又は絨毯等の床仕上材７が敷
設され、かくして、図１に示す床冷暖房装置１が床面全
域に施工される。

【００２３】図２及び図３は、図１に示すヘッダーユニ
ット２の内部構造を示す概略フロー図及び正面図であ
る。ヘッダーユニット２のケーシング２９内には、プレ
ート型熱交換器２０、熱媒体液循環ポンプ２１、比例制
御式電動３方弁２４、ヘッダーユニット制御装置３０及
び補給タンク４０が配置される。熱交換器２０の一次側
には、冷温水供給管５０及び冷温水還流管５１が接続さ
れる。供給管５０及び還流管５１は、空調機械室等の熱
源設備（ボイラー、チラー等）に接続され、熱源設備か
ら供給された一次側熱媒体流体（冷水又は温水）は、供
給管５０を介してヘッダーユニット２に供給される。一
次側熱媒体流体は、熱交換器２０を循環した後、還流管
５１に流出し、熱源設備に還流する。還流管５１には、
一次熱媒体流体の温度を検出する温度検出器５５と、一
次熱媒体流体の圧力を検出する圧力検出器５６とが取付
けられる。温度検出器５５及び圧力検出器５６は、制御
信号線５７、５８を介して、ヘッダーユニット制御装置
３０に接続される。

【００２４】３方弁２４は、供給管５０に介装される。
３方弁２４のバイパスポートが、バイパス管Ｂの上流端
に接続され、バイパス管Ｂの下流端が、還流管５１に接
続される。ヘッダーユニット制御装置３０は、居室Ｔの
熱負荷に応じて３方弁２４の開度を比例制御又は切換制
御する。３方弁２４は、供給管５０の一次側熱媒体流体
をバイパスポートの開度に相応して分流し、バイパス管
Ｂのバイパス流は、還流管５１の熱媒体流体に合流す
る。

【００２５】熱交換器２０の二次側には、二次側熱媒体
液の供給管Ｓ１：Ｓ２を介して熱媒体液供給ヘッダーｈ
ｓが連結されるとともに、二次側熱媒体液の還流管Ｒ
１：Ｒ２を介して熱媒体液還流ヘッダーｈｒが連結され
る。供給ヘッダーｈｓは、多数の熱媒体液供給ノズルｎ
ｓを有し、各ノズルｎｓには、接続管１５が夫々接続さ
れる。各接続管１５は、管路集合体１０の各管路１２に
連続する。各々の管路１２に連続する接続管１６が、熱
媒体液還流ヘッダーｈｒの各熱媒体液還流ノズルｎｒに
連結される。なお、図２には、単一の接続管１５、１６
及び管路集合体１０のみが図示されているが、全管路集
合体１０の各管路１２は、各接続管１５、１６を介して
ヘッダーｈｓ、ｈｒの各ノズルｎｓ、ｎｒに夫々連結さ
れる。

【００２６】循環ポンプ２１の吸引ポートが、供給管Ｓ
１の下流端に接続され、ポンプ２１の吐出ポートが、供
給管Ｓ２の上流端に接続される。熱交換器２０、供給管
Ｓ１：Ｓ２、供給ヘッダーｈｓ、管路集合体１０、還流
ヘッダーｈｒ、還流管Ｒ１：Ｒ２から構成される二次側
熱媒体液の循環回路には、不凍液等により調製された熱
媒体液が充填される。熱媒体液は、ポンプ２１の循環圧
力下に循環回路を循環し、熱交換器２０において一次側
熱媒体流体と熱交換する。供給ヘッダーｈｓに供給され
た熱媒体液は、供給ヘッダーｈｓにより各管路集合体１
０の管路１２に分配され、各管路集合体１０を循環した
後、還流ヘッダーｈｒにて合流し、温水還流管Ｒ２：Ｒ
１を介して熱交換器２０に再導入される。

【００２７】二次側熱媒体液の温度を検出する温度検出
器２５が、還流管Ｒ２に取付けられ、二次側熱媒体液の
圧力を検出する圧力検出器２６が、還流管Ｒ１に取付け
られる。温度検出器２５及び圧力検出器２６は、制御信
号線２７、２８を介して、ヘッダーユニット制御装置３
０に接続される。

【００２８】供給管Ｓ１には、Ｔ型継手２２が介装さ
れ、Ｔ型分岐管２２の分岐ポートには、圧力調整弁４５
及びエルボ管を介して、第１小径管Ｓ３の基端部が接続
される。還流管Ｒ１：Ｒ２の間には、Ｔ型継手２３が介
装され、Ｔ型分岐管４６が、Ｔ型継手２２の分岐ポート
に接続される。Ｔ型継手２３及びＴ型分岐管４６は、還
流管Ｒ２から上向きに分岐する。Ｔ型分岐管４６の上端
ポートには、運転開始前に熱媒体液充填手段を接続可能
なコック型開閉弁４７が接続される。開閉弁４７は、常
時は閉鎖され、二次熱媒体液循環回路に熱媒体液を初期
導入又は補給する際に補給ポンプ等に接続され、過渡的
に開放される。他方、Ｔ型分岐管４６の側部ポートに
は、第２小径管Ｒ３の基端部が接続される。

【００２９】補給タンク４０は、中空且つ密閉構造の金
属製又は樹脂製容器からなり、二次側熱媒体液を内部に
収容する。補給タンク４０は、二次熱媒体液の液位を表
示する液位計４１を側面に備える。補給タンク４０は
又、底壁４８に隣接した位置に流出ポート４２を備える
とともに、頂壁４９に隣接した位置に流入ポート４３を
備える。流出ポート４２は、第１小径管Ｓ３の末端部に
連結され、流入ポート４３は、圧力調整弁４４を介し
て、第２小径管Ｒ３の末端部に連結される。

【００３０】図４は、ヘッダーユニット制御装置３０の
構成を示すブロック図である。ヘッダーユニット制御装
置３０は、外部電源Ｅに接続されるとともに、制御信号
線を介して、室温センサ１７、床面温度センサ１８及び
結露センサ１９に接続される。制御装置３０は、各セン
サ１７、１８、１９の計測時期及び計測間隔等を制御す
る計測部を備える。室温センサ１７は、居室Ｔの室内温
度を検出し、また、床面温度センサ１８は、室内床面温
度を検出し、更に、結露センサ１９は、床面の水分を検
出可能な結露検出子を備え、床面の結露発生を検出す
る。各センサ１７、１８、１９の検出結果は、制御装置
２０の入力部に入力される。また、温度検出器２５及び
圧力検出器２６の検出値、即ち、二次側熱媒体液の液温
及び圧力が、制御信号線２７、２８を介して入力部に入
力され、温度検出器５５及び圧力検出器５６の検出値、
即ち、一次側熱媒体流体の温度及び圧力が、制御信号線
５７、５８を介して入力部に入力される。

【００３１】制御装置３０の制御部は、室温センサ１７
及び床面温度センサ１８の検出値に基づいて床暖冷房装
置１の暖房負荷又は除熱負荷（冷房負荷）を演算し、各
検出器２５、２６、５５、５６の各検出値および熱負荷
に基づいて、熱交換器２０を循環する一次及び二次熱媒
体の流量を決定する。制御装置３０の出力／駆動部は、
かくして決定した熱媒体流量に基づき、３方弁２４の開
度を調節し、床暖冷房装置１の定常運転時又は低負荷運
転時にバイパス管Ｂのバイパス流量を可変制御する。

【００３２】制御装置３０は又、循環ポンプ２１の作動
停止時に定期的に循環ポンプ２１を強制作動するリサー
チタイマー３１を備える。リサーチタイマー３１は、所
定の時間間隔毎（例えば、２０〜３０分以下に設定され
た時間間隔毎）に循環ポンプ２１を所定時間（例えば、
２〜３分間）だけ強制的に作動し、循環回路の管内に熱
媒体が滞留するのを防止するとともに、循環回路に定期
的に制御用熱媒体流を形成する。

【００３３】図５は、ヘッダーユニット制御装置３０の
制御部に記憶させたリサーチタイマー３１の制御プログ
ラムを概略的に示すフローチャートである。制御装置３
０の制御部は、図４に示すリサーチタイマーの制御ルー
チンを所定時間毎（例えば、１／１０〜１／１００秒
毎）に反復実行する。制御部は、各制御ルーチンにおい
て、先ず、循環ポンプ２１の運転状態及びリサーチタイ
マー３１の作動状態を読込み(S1)、循環ポンプ２１の作
動停止を判定すると、リサーチタイマー３１を起動する
（S2〜S4）。リサーチタイマー３１が起動した後、タイ
マー設定時間が経過してリサーチタイマー３１がタイム
アップすると、制御部は、循環ポンプ２１を所定時間だ
け作動し、制御装置３１の計測部に対して温度検出指令
を出力する(S5 〜S7) 。

【００３４】次に、上記ヘッダーユニットの作動につい
て説明する。冬季等の暖房運転時には、高温の一次熱媒
体流体（温水）が熱源設備から熱交換器２０に供給さ
れ、夏期等の冷房運転時には、低温の一次側熱媒体流体
（冷水）が熱源設備から熱交換器２０に供給される。

【００３５】循環ポンプ２１の作動により、二次熱媒体
液は流動し、二次側循環回路を循環する。暖房運転時に
高温の一次熱媒体液（温水）と熱交換して昇温した熱媒
体液は、管路集合体１０において放熱し、床面を加熱し
た後、熱交換器２０に還流し、一次側熱媒体流体と再び
熱交換して再熱される。他方、冷房運転時に低温の一次
側熱媒体流体（冷水）と熱交換して冷却した熱媒体液
は、管路集合体１０において受熱し、床面を冷却した
後、熱交換器２０に還流し、一次側熱媒体流体と再び熱
交換して降温する。

【００３６】ヘッダーユニット制御装置３０の制御部
は、室温センサ１７及び床面温度センサ１８の検出結果
に基づき、熱交換器２０の熱媒体循環流量を演算すると
ともに、温度検出器２５、５５及び圧力検出器２６、５
６の検出結果に基づき、熱交換器２０の熱媒体循環流量
を演算し、３方弁２４の開度を可変設定する。熱交換器
２０を循環する一次熱媒体流体の流量は、３方弁の開度
制御に従って可変制御される。制御装置３０の制御部
は、室内温度及び床面温度の変動により、暖房負荷又は
除熱（冷房）負荷の消失、或いは、床面の過熱又は過冷
却を判定すると、３方弁２４を全量バイパス位置に切換
え、バイパス管Ｂのバイパス流量を最大値に設定すると
ともに、循環ポンプ２１の作動を停止する。この結果、
一次側及び二次側熱媒体の熱交換器循環は、完全に停止
する。制御装置３０の制御部は又、結露センサ１９が冷
房運転時（除熱運転時）に床面の結露発生を検出したと
き、循環ポンプ２１の作動を強制停止する。

【００３７】循環ポンプ２１の作動停止時に二次側循環
回路の熱媒体液は完全に静止するので、温度検出器２５
及び圧力検出器２６は、熱媒体液の温度及び圧力を正確
に検出することができない。このため、ヘッダーユニッ
ト制御装置３０は、熱媒体液の温度及び圧力を正確に記
録できず、場合によっては、制御部の誤動作等の可能性
すら生じる。また、循環ポンプ２１の作動停止状態が比
較的長時間、継続すると、管路集合体１０の各管路１２
およびヘッダーｈｓ、ｈｒに滞留した熱媒体液の温度
は、局所的な熱平衡現象により、予測困難な液温変化が
生じ得る。例えば、二次熱媒体回路の各部は、建築物の
構造体、室内雰囲気、更には、外界の熱負荷等の影響に
よる放熱条件又は吸熱条件が夫々相違するので、放熱又
は吸熱し易い管路部分の二次熱媒体は、早期に温度変化
し、他方、保温性又は熱絶縁性が高い管路部分の二次熱
媒体は、温度変化し難い。また、二次熱媒体には、温度
差により自然対流現象が生じる可能性があり、例えば、
比較的高温の二次熱媒体が、高所に位置する還流ヘッダ
ーｈｒに滞留する状態が予測される。

【００３８】このように二次熱媒体が管内に滞留した場
合、還流ヘッダーｈｒの近傍に配置された温度検出器２
５及び圧力検出器２６は、管内流体（二次熱媒体）の液
温及び液圧を計測することができず、床冷暖房装置１の
作動を制御する上で支障が生じ得る。しかしながら、ヘ
ッダーユニット制御装置３０の制御部は、循環ポンプ２
１の作動停止時にリサーチタイマー３１を起動し、所定
の時間間隔毎に循環ポンプ２１を強制作動する。従っ
て、循環ポンプ２１は、定期的に循環ポンプ２１を所定
時間だけ作動し、二次熱媒体回路に制御用循環流を形成
し、制御装置３０の制御部は、温度検出器２５及び圧力
検出器２６により熱媒体液の液温及び液圧を継続的に監
視し、暖房負荷又は除湿（冷房）負荷の変動に迅速に適
応することができる。

【００３９】また、このような熱媒体液の定期的循環に
より、熱媒体液の滞留を防止し得るとともに、循環回路
内の熱媒体液の液温が平準化するので、局部的な液温低
下に起因する床面結露等を防止することができる。

【００４０】図６は、本発明の第２実施例に係る床面熱
輻射型空調装置のヘッダーユニットの内部構造を示す概
略フロー図であり、図７は、図１に示すヘッダーユニッ
トの内部構造を示す正面図である。各図において、上記
第１実施例の各構成要素と実質的に同一の構成要素につ
いては、同一の参照符号が付されている。

【００４１】本実施例では、ヘッダーユニット２は、熱
交換器及び循環ポンプを備えておらず、一次側熱媒体流
体の供給管５０及び還流管５１は、３方弁２４及びバイ
パス管Ｂにより形成されるバイパス回路を介して、供給
ヘッダーｈｓ及び還流ヘッダーｈｒに接続される。ま
た、本例では、補給タンク４０は省略され、熱源設備又
は主管系のエアー抜き装置をヘッダーユニット２のエア
ー抜き手段として利用している。

【００４２】３方弁２４のバイパスポートが、バイパス
管Ｂの上流端に接続され、バイパス管Ｂの下流端が、還
流管５１に接続される。ヘッダーユニット制御装置３０
は、居室Ｔの熱負荷に応じて３方弁２４の開度を比例制
御又は切換制御する。３方弁２４は、供給管５０の一次
側熱媒体流体をバイパスポートの開度に相応して分流
し、バイパス管Ｂのバイパス流は、還流管５１の熱媒体
流体に合流する。

【００４３】ヘッダーユニット制御装置３０の制御部
は、室内温度及び床面温度の変動により、暖房負荷又は
除熱（冷房）負荷の消失、或いは、床面の過熱又は過冷
却を判定すると、３方弁２４を全量バイパス位置に切換
え、バイパス管Ｂのバイパス流量を最大値に設定する。
この結果、熱媒体流体は、供給ヘッダーｈｓ、管路集合
体１０及び還流ヘッダーｈｒを循環せず、管路１２内の
熱媒体流体は、静止し、滞留する。制御装置３０の制御
部は又、結露センサ１９が冷房運転時（除熱運転時）に
床面の結露発生を検出したとき、同様に、３方弁２４を
全量バイパス位置に切換える。

【００４４】図８は、ヘッダーユニット制御装置３０の
構成を示すブロック図であり、図９は、制御装置３０の
制御部に記憶させたリサーチタイマーの制御プログラム
を概略的に示すフローチャートである。

【００４５】本例のヘッダーユニット制御装置３０は、
循環ポンプの駆動部を備えていない。また、リサーチタ
イマー３１は、所定の時間間隔毎（例えば、２０〜３０
分以下に設定された時間間隔毎）に３方弁２４を強制的
に作動し、循環回路の管内に熱媒体が滞留するのを防止
するとともに、循環回路に定期的に制御用熱媒体流を形
成する。制御装置３０の他の構成は、上記第１実施例に
おけるヘッダーユニット制御装置と実質的に同一である
ので、図４（第１実施例）に係る上述の説明を引用する
ことにより、更なる詳細な説明は、省略する。

【００４６】制御装置３０の制御部は、図９に示すリサ
ーチタイマーの制御ルーチンを所定時間毎（例えば、１
／１０〜１／１００秒毎）に反復実行する。制御部は、
各制御ルーチンにおいて、先ず、３方弁２４の位置（開
度）及びリサーチタイマー３１の作動状態を読込み(S
1)、３方弁２４が全量バイパス位置に位置するとき、リ
サーチタイマー３１を起動する（S2〜S4）。リサーチタ
イマー３１が起動した後、タイマー設定時間が経過して
リサーチタイマー３１がタイムアップすると、制御部
は、３方弁２４を強制作動し、バイパス管Ｂのバイパス
流量を過渡的に低減し、熱媒体流体の一部を所定時間、
供給ヘッダーｈｓに供給する。この結果、所定流量の熱
媒体流体が、供給ヘッダーｈｓ、管路集合体１０及び還
流ヘッダーｈｒを循環する。制御部は更に、制御装置３
１の計測部に対して温度検出指令を出力し、計測部は、
温度検出器２５により熱媒体流体の温度等を検出する(S
5 〜S7) 。

【００４７】このように、本実施例のヘッダーユニット
２も又、二次熱媒体流体の循環停止時にリサーチタイマ
ー３１を起動し、所定の時間間隔毎に３方弁２４を強制
作動し、循環回路に制御用循環流を形成する。従って、
制御装置３０の制御部は、温度検出器２５及び圧力検出
器２６により熱媒体流体の温度及び圧力を継続的に監視
し、暖房負荷又は除湿（冷房）負荷の変動に迅速に適応
することができる。また、このような熱媒体流体の定期
的循環により、循環回路内の熱媒体流体の液温が平準化
し、局部的な液温低下による床面結露等を防止すること
ができる。

【００４８】以上、本発明の好適な実施例について詳細
に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で
種々の変形又は変更が可能であり、該変形例又は変更例
も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、い
うまでもない。

【００４９】例えば、本発明の上記構成は、熱交換器及
び循環ポンプを収容した第１ケーシングと、供給ヘッダ
ー及び還流ヘッダーを収容した第２ケーシングとにヘッ
ダーユニットを分割した分離型ヘッダーユニットに適用
して良い。

【００５０】また、上記第１実施例の構成において、バ
イパス管及びバイパス弁を二次側の循環回路に配置した
形式のヘッダーユニットにおいては、望ましくは、循環
ポンプ及びバイパス弁は、制御用熱媒体流を形成するよ
うに協調制御され、或いは、相互に連動するよう制御さ
れる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の上記構成
によれば、床面熱輻射型空調装置は、上記リサーチタイ
マーを備えた制御装置を使用して定期的な制御用熱媒体
流を循環回路に形成することにより、熱媒体液循環ポン
プの作動停止や、バイパス弁の切換え制御等による熱媒
体液又は冷温水等の長期滞留を防止し、床埋設配管を含
む熱媒体液循環回路の制御性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る床面熱輻射型空調装
置の全体構成を概略的に示す建築物の部分縦断面図（図
１（Ａ））及び床部分拡大図（図１（Ｂ））である。

【図２】図１に示すヘッダーユニットの内部構造を示す
概略フロー図である。

【図３】図１に示すヘッダーユニットの内部構造を示す
正面図である。

【図４】図２及び図３に示すヘッダーユニット制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図５】図４に示すヘッダーユニット制御装置の制御部
に記憶させたリサーチタイマーの制御プログラムを概略
的に示すフローチャートである。

【図６】本発明の第２実施例に係る床面熱輻射型空調装
置のヘッダーユニットの内部構造を示す概略フロー図で
ある。

【図７】図６に示すヘッダーユニットの内部構造を示す
正面図である。

【図８】図６及び図７に示すヘッダーユニット制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図９】図８に示す制御装置の制御部に記憶させたリサ
ーチタイマーの制御プログラムを概略的に示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１床暖房装置２ヘッダーユニット１０管路集合体１２管路２０プレート型熱交換器２１二次熱媒体液循環ポンプ２４比例制御式電動３方弁３０ヘッダーユニット制御装置４０補給タンク４２流出ポート４３流入ポート４４：４５圧力調整弁５０冷温水供給管５１冷温水還流管Ｓ１：Ｓ２供給管Ｒ１：Ｒ２還流管ｈｓ供給ヘッダーｈｒ還流ヘッダーＳ３第１小径管Ｒ３第２小径管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱媒体液を循環可能な床埋設配管と、該
配管に熱媒体液を循環する循環ポンプと、前記熱媒体液
の液温を検出する温度検出手段と、前記循環ポンプの作
動を制御する制御装置とを備えた熱媒体液循環回路を有
する建築物の床面熱輻射型空調装置において、前記制御装置は、循環ポンプの作動停止時に起動して循
環停止時間を計測するリサーチタイマーと、該リサーチタイマーの計測時間に基づいて定期的に前記
循環ポンプを所定時間、強制作動し、制御用熱媒体流を
前記循環回路に形成する制御部とを備えることを特徴と
する床面熱輻射型空調装置。
【請求項２】前記制御部は、前記循環ポンプの強制作
動と連動する計測部を備え、該計測部は、前記温度検出
手段を作動し、前記制御用熱媒体流の循環時に前記熱媒
体液の液温を検出することを特徴とする請求項１に記載
の床面熱輻射型空調装置。
【請求項３】熱媒体流体を循環可能な床埋設配管と、
冷温水等の一次側熱媒体流体の埋設配管循環流量を可変
制御するバイパス弁と、前記熱媒体流体の液温を検出す
る温度検出手段と、前記バイパス弁の開度を制御する制
御装置とを備えた熱媒体流体循環回路を有する建築物の
床面熱輻射型空調装置において、前記制御装置は、前記バイパス弁の全量バイパス時に起
動して循環停止時間を計測するリサーチタイマーと、該リサーチタイマーの計測時間に基づいて定期的に前記
バイパス弁を所定時間、強制作動し、制御用熱媒体流を
前記循環回路に形成する制御部とを備えることを特徴と
する床面熱輻射型空調装置。
【請求項４】前記制御部は、前記バイパス弁の強制作
動と連動する計測部を備え、該計測部は、前記温度検出
手段を作動し、前記制御用熱媒体流の循環時に前記熱媒
体流体の温度を検出することを特徴とする請求項３に記
載の床面熱輻射型空調装置。
【請求項５】前記計測部は、前記熱媒体流体の圧力を
検出する圧力検出手段を作動し、前記制御用熱媒体流の
循環時に前記熱媒体流体の圧力を検出することを特徴と
する請求項２又は４に記載の床面熱輻射型空調装置。
【請求項６】前記制御装置は、前記リサーチタイマー
のタイムアップ時間および前記循環ポンプの強制作動時
間をマニュアル設定可能な手動操作部を備えることを特
徴とする請求項１又は２に記載の床面熱輻射型空調装
置。
【請求項７】前記制御装置は、前記リサーチタイマー
のタイムアップ時間および前記バイパス弁の強制作動時
間をマニュアル設定可能な手動操作部を備えることを特
徴とする請求項３又は４に記載の床面熱輻射型空調装
置。