JP2002310442A

JP2002310442A - 床暖房システム

Info

Publication number: JP2002310442A
Application number: JP2001111596A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Mori; 伸浩森; Yoichi Sato; 洋一佐藤; Katsuhiro Imai; 克広今井
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】暖房対象たる床や室内で実際に必要とされる
熱量を熱源から適確に供給できる床暖房システムを提供
する。【解決手段】床暖房システムＳ１の制御装置３０は、
熱源２０から床暖房パネル１０（床暖房装置）への温水
往路２１（熱媒往路）での水温（熱媒温度）と、床暖房
パネル１０から熱源２０への温水復路２２（熱媒復路）
での水温と、往復路２１，２２での流量とに基づいて、
床暖房パネル１０での消費熱量を算出する。そして、こ
の算出結果に基づいて熱源２０の出力を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、床暖房システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、床暖房システムでは、熱源から
床暖房装置への供給熱量を床面の温度に基づいて制御し
たり、特開平１０−２２０７８３号公報のように外気温
や暖房レベルや暖房継続時間に基づいて制御したりして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、床面温度に基
づく場合には、温度センサの位置に物が置かれていたり
そこだけ局所的に暖かかったり冷たかったりすると床全
体の状態に対応する暖房制御ができない。また、上掲公
報の外気温などに基づく場合は、例えば外気温は低くて
も室内をエアコンで別途暖房しているような状況では熱
源からの供給熱量が不必要に大きくなってしまう。本発
明は、上記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、暖房対象たる床ないしは室内で実際に
必要とされる熱量を熱源から適確に供給できる床暖房シ
ステムを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するために提案されたものであり、その第１の特徴に
係る床暖房システムは、床に敷設された床暖房装置と、
この床暖房装置に熱を供給する熱源と、上記床暖房装置
で消費された熱量を測定する熱量測定手段と、この熱量
測定手段による測定結果に基づいて上記熱源の出力を調
節する熱源調節手段とを備えている。

【０００５】本発明の第２の特徴では、上記熱源が、複
数の熱源機で構成されている。上記熱源調節手段が、供
給すべき熱量に応じて上記複数の熱源機の一部又は全部
を駆動する。

【０００６】本発明の第３の特徴では、上記床暖房装置
と上記熱源とが、両者間で熱媒を循環させる熱媒往路及
び熱媒復路で接続され、上記熱媒が上記熱源から受け取
った熱を上記往路を経て上記床暖房装置に渡すようにな
っている。上記熱量測定手段は、上記往路での上記熱媒
の温度と、上記復路での上記熱媒の温度と、上記熱媒の
流量とに基づいて上記床暖房装置での消費熱量を算出す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に
係る床暖房システムＳ１を示したものである。システム
Ｓ１は、床暖房パネル１０（床暖房装置）と熱源２０と
制御装置３０とを備えている。床暖房パネル１０は室内
の床に設置されている。この床暖房パネル１０に内蔵さ
れた放熱管１１が温水往路２１（熱媒往路）及び温水復
路２２（熱媒復路）を介して上記熱源２０に接続されて
いる。熱源２０は、例えばヒートポンプやガス給湯器で
構成され、水（熱媒）を加温して往路２１に送り出すよ
うになっている。この水が、往路２１を経て放熱管１１
に導かれることにより床に放熱し、その後、復路２２を
経て熱源２０に戻される。

【０００８】往路２１における床暖房パネル１０への入
口付近には、入口水温センサ３１が設けられている。ま
た、復路２２における床暖房パネル１０からの出口付近
には、出口水温センサ３２が設けられている。さらに往
路２１には、流量センサ３３が設けられている。なお、
流量センサ３３は、復路２２に設けてもよい。

【０００９】これらセンサ３１，３２，３３の検出信号
は、上記制御装置３０に入力されるようになっている。
制御装置３０は、これらの入力情報に基づいて熱源２０
を制御する。以下、その制御内容について説明する。

【００１０】先ず、制御装置３０は、往路２１での水の
熱量から復路２２での水の熱量を差し引き、床暖房パネ
ル１０での消費熱量Ｑを求める。具体的には、次式の計
算を行う。（この時、制御装置３０は、センサ３１〜３
３と協働して特許請求の範囲の「熱量測定手段」として
機能する。）Ｑ＝（Ｔ_IN−Ｔ_OUT）×ρ×ｃ×Ｖ（式１）ここで、Ｔ_INは、水温センサ３１による往路２１での検
出水温であり、Ｔ_OUTは、水温センサ３２による復路２
２での検出水温であり、Ｖは、流量センサ３３による検
出流量である。また、ρは、水（熱媒）の比重であり、
ｃは、水（熱媒）の比熱である。

【００１１】制御装置３０は、上記算出結果に基づいて
熱源２０に対して熱量Ｑを発生するように出力調節を行
う。（この時、制御装置３０は特許請求の範囲の「熱源
調節手段」として機能する。）

【００１２】これによって、床暖房パネル１０全体の放
熱量が大きいときは、熱源２０の出力を上げ、全体の放
熱量が小さいときは出力を下げることができ、床温の部
分的局所的な高低に影響を受けることなく、床暖房パネ
ル１０全体の状態に応じた適確な熱供給を行うことがで
きる。また、室内をエアコンなどで別途暖房している場
合には、床暖房パネル１０からの放熱量が減ることによ
って自動的に熱源３０の出力を下げることができる。こ
れにより、室内の状況に応じて熱供給を過不足無く行う
ことができる。

【００１３】なお、消費熱量Ｑの経時変化を監視し、増
加傾向であれば熱源２０の供給熱量を大きくし、減少傾
向であれば供給熱量を小さくするように出力調節しても
よい。往路２１での熱の損失分を加味して出力調節して
もよい。

【００１４】次に、本発明の第２実施形態を説明する。
この実施形態において上記第１実施形態と重複する構成
に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。図
２に示すように、第２実施形態の暖房システムＳ２で
は、互いに熱供給能力が異なる２つ（複数）の熱源機２
０Ｘ，２０Ｙによって熱源が構成されている。熱源機２
０Ｘは、例えばガス給湯器であり、瞬時に大きな熱量を
得ることができる。熱源機２０Ｙは、例えばヒートポン
プであり、供給熱量は小さいが高効率で運転することが
できる。

【００１５】往路２１は、熱源機２０Ｘから延びる往路
部２１ｘと、熱源機２０Ｙから延びる往路部２１ｙと、
これら往路部２１ｘ，２１ｙに電磁三方弁２３を介して
接続された往路部２１ａとを有し、この往路部２１ａが
放熱管１１に連なっている。電磁三方弁２３は、ソレノ
イドのオンオフによって往路部２１ｘ，２１ｙの何れか
一方を選択的に往路部２１ａと連通させるようになって
いる。復路２２は、放熱管１１から延びる復路部２２ａ
と、この復路部２２ａから電磁三方弁２４を介して分岐
する復路部２２ｘ，２２ｙとを有し、復路部２２ｘが熱
源機２０Ｘに連なり、復路部２２ｙが熱源器２０Ｙに連
なっている。電磁三方弁２４は、ソレノイドのオンオフ
によって復路部２２ａを復路部２２ｘ，２２ｙの何れか
一方と選択的に連通させるようになっている。

【００１６】この暖房システムＳ２では、供給すべき熱
量が大きいときは、電磁三方弁２３により往路部２１
ｘ，２１ａどうしを連通させるとともに電磁三方弁２４
により復路部２２ａ，２２ｘどうしを連通させ、熱供給
能力の大きい熱源機２０Ｘを駆動する。これによって、
水が熱源機２０Ｘと床暖房パネル１０との間で循環さ
れ、熱源機２０Ｘにおいて多量の熱を受け取って高温水
となり、床暖房パネル１０において多量の放熱を行う。
これによって、大きな消費熱量Ｑに対応することができ
る。

【００１７】一方、供給すべき熱量が小さいときは、電
磁三方弁２３により往路部２１ｙ，２１ａどうしを連通
させるとともに電磁三方弁２４により復路部２２ａ，２
２ｙどうしを連通させ、熱供給能力の小さい熱源機２０
Ｙを駆動する。これによって、水が熱源機２０Ｙと床暖
房パネル１０との間で循環され、熱源機２０Ｙで加熱さ
れ床暖房パネル１０で放熱する。これによって、必要と
される消費熱量Ｑに対応することができるとともに、運
転効率を高めることができる。

【００１８】供給すべき熱量の大小の判定、すなわち何
れの熱源機２０Ｘ，２０Ｙを駆動すべきかの判定は、例
えば暖房の立ち上り期であるか定常期であるかに基づい
て行う。すなわち、床暖房パネル１０がオンされて以降
の暫くは、大能力の熱源機２０Ｘを駆動し、所定の時間
が経過した時、小能力の熱源機２０Ｙの駆動に切り替え
る。なお、切り替えタイミングは、所定時間の経過時に
代えて、消費熱量Ｑの経時変化量が所定値未満になった
時としてもよい。

【００１９】電磁三方弁２３によって２つの往路部２１
ｘ，２１ｙを同時に往路部２１ａと連通させることがで
きるようにするとともに、電磁三方弁２４によって復路
部２２ａを２つの復路部２２ｘ，２２ｙに同時に連通さ
せることができるようにしておき、供給すべき熱量が大
きいときは、２つの熱源機２０Ｘ，２０Ｙを駆動し、両
熱源機２０Ｘ，２０Ｙから同時に床暖房パネル１０へ熱
供給するようにしてもよい。この場合、２つの熱源機と
して互いに同じ熱供給能力のものを用い、供給すべき熱
量が小さいときは、何れか１つを駆動してもよい。

【００２０】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、種々の改変が可能である。例えば、熱媒は、
エチレングリコールやプロピレングリコールなどの凍結
しない物質を用いてもよい。流量が常時一定であった
り、熱媒循環用のポンプ（往路若しくは復路に介在、又
は熱源に内蔵）の駆動力から流量を推定できる場合は、
流量センサ３３を省略してもよい。第２実施形態におい
て、熱源が３以上の熱源機によって構成されていてもよ
い。これら３以上の熱源機は、互いに熱供給能力が異な
っていてもよく、同じになっていてもよい。そして、供
給すべき熱量に応じて１つの熱源機を選択して駆動した
り、複数（場合によっては全部）の熱源機を組合せて駆
動したりする。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の特
徴によれば、暖房対象たる床や室内で実際に必要とされ
る熱量を熱源から適確に供給することができる。本発明
の第２の特徴によれば、１又は複数の熱源機を選択して
駆動することによって供給すべき熱量に適確に対応する
ことができる。本発明の第３の特徴によれば、床暖房装
置の消費熱量を簡単かつ正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る暖房システムの概
略構成図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係る暖房システムの概
略構成図である。

【符号の説明】

Ｓ１，Ｓ２暖房システム１０床暖房パネル（床暖房装置）２０熱源２０Ｘ，２０Ｙ熱源機２１温水往路（熱媒往路）２２温水復路（熱媒復路）３０制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F056 YF06 3L070 AA02 BB00 DE09 DF12 DG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】床に敷設された床暖房装置と、この床暖
房装置に熱を供給する熱源と、上記床暖房装置で消費さ
れた熱量を測定する熱量測定手段と、この熱量測定手段
による測定結果に基づいて上記熱源の出力を調節する熱
源調節手段とを備えたことを特徴とする床暖房システ
ム。
【請求項２】上記熱源が、複数の熱源機で構成され、
上記熱源調節手段が、供給すべき熱量に応じて上記複数
の熱源機の一部又は全部を駆動することを特徴とする請
求項１に記載の床暖房システム。
【請求項３】上記床暖房装置と上記熱源とが、両者間
で熱媒を循環させる熱媒往路及び熱媒復路で接続され、
上記熱媒が上記熱源から受け取った熱を上記往路を経て
上記床暖房装置に渡すようになっており、上記熱量測定
手段が、上記往路での上記熱媒の温度と、上記復路での
上記熱媒の温度と、上記熱媒の流量とに基づいて上記床
暖房装置での消費熱量を算出することを特徴とする請求
項１又は２に記載の床暖房システム。