JP2004286354A - 温水暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉弁が閉でも熱源機の運転を継続させて、開閉弁開時には短時間で温水を暖房機器に供給するようにすることで、浴室内の温度を設定温度近傍に精度良く保持するようにすること。
【解決手段】この浴室暖房機４の単独運転における暖房循環水は、循環ポンプ９の運転により、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→浴室暖房機４（熱動弁４Ａは開状態）→低温バイパス熱動弁１５→膨張タンク７という循環経路で循環するとともに、低流量ではあるが、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→低流量バイパス路１２→低温バイパス熱動弁１５→膨張タンク７という循環経路でも循環する。従って、温水ユニット３から温水往き管８Ａを介して温水が供給される室内側熱交換器と室内空気とが熱交換され、浴室暖房機４は浴室内に温風を供給して浴室の暖房が行われる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温暖房機器と低温暖房機器とに熱源機で加熱された温水を供給可能な温水暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の温水暖房装置は、高温暖房機器（例えば、浴室暖房機）が熱源機に運転信号を指示しているにもかかわらず、高温暖房機器への温水供給を開閉弁にて制御を行うものが現れてきている（例えば、特許文献１参照）。その理由としては、浴室内の暖房運転時に浴室温度が設定温度まで上昇した時点で前記開閉弁を閉とし、所定温度まで低下した時点で再び開閉弁を開にして、浴室内を一定温度に保持するためである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３０７１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記開閉弁の開時に熱源機に運転を指示しても高温の湯が来るまでに時間がかかるため、その遅れ分だけ浴室温度が低下してしまうことにより、使用者は寒く感じる不具合が発生していた。
【０００５】
そこで本発明は、開閉弁が閉でも熱源機の運転を継続させて、開閉弁開時には短時間で温水を暖房機器に供給するようにすることで、浴室内の温度を設定温度近傍に精度良く保持するようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため第１の発明は、高温暖房機器と低温暖房機器とに熱源機で加熱された温水を供給可能な温水暖房装置において、前記高温暖房機器と並列に低流量バイパス路及び高温バイパス弁を設けると共に、前記高温暖房機器からの戻り温水を前記低温暖房機器か温水を貯留可能な膨張タンクかに切替え循環供給する低温バイパス弁を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また第２の発明は、高温暖房機器と低温暖房機器とに熱源機で加熱された温水を供給可能な温水暖房装置において、前記高温暖房機器と並列に低流量バイパス路及び前記低温暖房機器の単独運転の際に開く高温バイパス弁を設けると共に、前記高温暖房機器からの戻り温水を前記低温暖房機器か温水を貯留可能な膨張タンクかに切替え供給する低温バイパス弁を設けたことを特徴とする。
【０００８】
更に第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記熱源機としてＣＯ_２冷媒を利用したヒートポンプユニットを使用することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１はヒートポンプ式温水暖房装置の全体システムを示す系統図である。図１において、１は加熱源としてのヒートポンプユニットで、ＣＯ_２冷媒を高温、高圧に圧縮するコンプレッサ、冷媒側コイル２Ａと温水側コイル２Ｂとを備え冷媒と水とを熱交換させる加熱用の冷媒対水熱交換器２、電動式の膨張弁、外気と冷媒との熱交換を行う室外側熱交換器としての蒸発器、アキュムレータ等を有している。即ち、熱源機としてＣＯ_２冷媒を利用したヒートポンプユニットを用いるから、高温の温水が生成できる。
【００１０】
３は温水ユニットで、前記冷媒対水熱交換器２により熱交換されて得られた温水を高温暖房機器である浴室暖房機４や低温暖房機器である床暖房パネル５Ａ、５Ｂに供給する。この温水ユニット３は、給水弁６を介して給水されると共に暖房用温水を貯留する膨張タンク７や、温水側コイル２Ｂの暖房循環水を温水往き管８Ａを介して浴室暖房機４や温水往き管８Ａと分岐した温水往き管８Ｂを介して床暖房パネル５Ａ、５Ｂに強制的に循環させるための循環ポンプ９などを備えている。
【００１１】
そして、温水ユニット３と浴室暖房機４とは配管接続部１０Ａ、１０Ｂを介して接続され、温水ユニット３と床暖房パネル５Ａ、５Ｂとは配管接続部１１Ａ、１１Ｂを介して接続されている。また、温水往き管８Ｂの途中には細い管で形成した低流量バイパス路１２及び高温バイパス弁１３を前記浴室暖房機４と並列に接続し、前記温水往き管８Ｂから分岐して膨張タンク７に戻る配管１４には低温バイパス熱動弁１５を設ける。
【００１２】
また、１６Ａ、１６Ｂは前記床暖房パネル５Ａ、５Ｂへ温水往き管８Ｂ及び配管接続部１１Ａを介して温水を供給するための熱動弁であり、１７は浴室暖房機４への暖房循環水の往き温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ、１８は床暖房パネル５Ａ、５Ｂへの暖房循環水の往き温度を検出する温度センサとしてのサーミスタである。
【００１３】
２０は浴室に設置される浴室暖房リモートコントローラ（以下、「浴室暖房リモコン」という）であり、２１Ａ、２１Ｂは居間などに設置される床暖房リモートコントローラ（以下、「床暖房リモコン」という）である。この床暖房リモコン２１Ａ、２１Ｂには、夫々サーミスタ（図示せず）が内蔵され、床暖房パネル５Ａ、５Ｂが設置された部屋の室内温度が検出される。
【００１４】
前記温水ユニット３内にはメイン基板Ｋが設けられ、図２に示すように、このメイン基板Ｋに搭載されるマイクロコンピュータＭにはＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭが内蔵されるとともに、上述した浴室暖房リモコン２０、各床暖房リモコン２１Ａ、２１Ｂ、各サーミスタ１７、１８、膨張タンク７の水位センサ２２、前記浴室暖房機４に内蔵されて吸込み空気温度を検出するサーミスタ４Ｂなどからの信号がマイクロコンピュータＭに入力されると共に、循環ポンプ９、高温バイパス弁１３、低温バイパス熱動弁１５、熱動弁１６Ａ、１６ＢなどにマイクロコンピュータＭから制御信号が出力される。
【００１５】
以上の構成により、高温暖房機器である浴室暖房機４の単独運転の動作について説明する。浴室暖房リモコン２０の運転スイッチを操作すると、その運転信号が温水ユニット３内のメイン基板ＫのマイクロコンピュータＭに入力され、膨張タンク７内の循環水の有無を検出する水位センサ２２に電圧を印加して循環水の有無を検出する。そして、この水位センサ２２から循環水を介して電流が流れ、マイクロコンピュータＭが水位センサ２２からの水有り信号を入力すると、高温バイパス弁１３が閉じると共に低温バイパス熱動弁１５が開き、循環ポンプ９を運転して暖房循環水を循環させるとともに、ヒートポンプユニット１に暖房運転信号を指示して暖房運転させる。
【００１６】
このヒートポンプユニット１が暖房運転することで、該ヒートポンプユニット１内のコンプレッサが運転して高温、高圧の冷媒が冷媒対水熱交換器２の冷媒側コイル２Ａに供給され、温水側コイル２Ｂを流れる暖房循環水を加熱する。このときサーミスタ１７で検出される暖房循環水の温度が所定温度になるように、マイクロコンピュータＭが例えばコンプレッサをインバータ制御することにより冷媒対水熱交換器２での加熱量が制御され、浴室暖房機４に供給される循環水の温度が７０℃〜８０℃前後の温度に調整される。このため、使用者が浴室暖房リモコン２０を操作することにより浴室内の温度を所望の温度とし、快適な室温とするものである。
【００１７】
この浴室暖房機４の単独運転における暖房循環水は、循環ポンプ９の運転により、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→浴室暖房機４（熱動弁４Ａは開状態）→低温バイパス熱動弁１５→膨張タンク７という循環経路で循環するとともに、低流量ではあるが、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→低流量バイパス路１２→低温バイパス熱動弁１５→膨張タンク７という循環経路でも循環する。従って、温水ユニット３から温水往き管８Ａを介して温水が供給される室内側熱交換器と室内空気とが熱交換され、浴室暖房機４は浴室内に温風を供給して浴室の暖房が行われる。
【００１８】
なお、この浴室暖房機４による温風暖房運転が行われているときに、浴室暖房リモコン２０で設定された設定温度をサーミスタ４Ｂが検出すると、浴室暖房機４に内蔵されたマイクロコンピュータ（図示せず）が熱動弁４Ａを閉じるように制御し、前述せる低流量の循環経路のみの温水循環がなされる。従って、前記低流量バイパス路１２を介して温水が循環するために、温水回路が閉塞することがなく、温水回路の温度を設定温度に保持することができる。その後、浴室内が所定温度以下に低下したことをサーミスタ４Ｂが検出すると、浴室暖房機４に内蔵されたマイクロコンピュータ（図示せず）が熱動弁４Ａを開くように制御し、温水回路中の高温の湯が浴室暖房機４内を循環するので、浴室内の温度を速やかに上昇させることができる。また、浴室内の温度を設定温度に近い温度幅で制御することが可能となり、使用者にとって快適な温度に保持することができる。
【００１９】
次に、低温暖房機器である床暖房パネル５Ａ、５Ｂの単独暖房運転について説明する。暖房したい部屋に設置している床暖房リモコン２１Ａ、２１Ｂの運転スイッチを操作すると、その運転信号が温水ユニット３内のメイン基板ＫのマイクロコンピュータＭに入力され、前述の如く水位センサ２２に電圧を印加して循環水の有無を検出し、この水位センサ２２から循環水を介して電流が流れ、マイクロコンピュータＭが水位センサ２２からの水有り信号を入力すると、高温バイパス弁１３が開くと共に低温バイパス熱動弁１５が閉じ、対応する熱動弁１６Ａ、１６Ｂが開いて循環ポンプ９を運転して暖房循環水を対応する床暖房パネル５Ａ、５Ｂに循環させるとともに、ヒートポンプユニット１に暖房運転信号を指示して暖房運転させる。
【００２０】
このヒートポンプユニット１が暖房運転することで、コンプレッサが運転して高温、高圧の冷媒が冷媒対水熱交換器２の冷媒側コイル２Ａに供給され、温水側コイル２Ｂを流れる暖房循環水を加熱するが、サーミスタ１８で検出される暖房循環水の温度が所定温度になるように、マイクロコンピュータＭがコンプレッサをインバータ制御することにより冷媒対水熱交換器２での加熱量が制御され、床暖房パネル５Ａ、５Ｂに供給される循環水の温度が適度に調整される。
【００２１】
この床暖房パネル５Ａ、５Ｂの単独運転における暖房循環水は、循環ポンプ９の運転により、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→高温バイパス弁１３→熱動弁１６Ａ（１６Ｂ）→床暖房パネル５Ａ（５Ｂ）→膨張タンク７という循環経路で循環するとともに、低流量ではあるが、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→低流量バイパス路１２→熱動弁１６Ａ（１６Ｂ）→床暖房パネル５Ａ（５Ｂ）→膨張タンク７という循環経路でも循環する。従って、温水ユニット３から温水往き管８Ａを介して温水が供給される床暖房パネル５Ａ（５Ｂ）により床暖房がなされる。
【００２２】
そして、この床暖房パネル５Ａ、５Ｂによる床暖房運転が行われているときに、床暖房リモコン２１Ａ又は２１Ｂに内蔵されたサーミスタが設定温度を検出すると、マイクロコンピュータＭが熱動弁１６Ａ又は１６Ｂが閉じるように制御し、前述したように、閉じていない熱動弁１６Ｂ又は１６Ａを介して床暖房パネル５Ｂ又は５Ａに温水が循環供給され床暖房がなされる。しかし、熱動弁１６Ａ及び１６Ｂが閉じると、マイクロコンピュータＭは低温バイパス熱動弁１５を開状態に制御して、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→高温バイパス弁１３及び低流量バイパス路１２→低温バイパス熱動弁１５→膨張タンク７という循環経路で温水が循環する。そして、１分間経過後に前記循環ポンプ９を停止させる。
【００２３】
次に、高温暖房用の浴室暖房機４及び低温暖房用の床暖房パネル５Ａ、５Ｂが同時に運転する動作について説明する。前述したように、マイクロコンピュータＭが水位センサ２２からの水有り信号を入力すると、高温バイパス弁１３及び低温バイパス熱動弁１５を閉じ、循環ポンプ９を運転して暖房循環水を循環させるとともに、ヒートポンプユニット１に暖房運転信号を指示して暖房運転させる。
【００２４】
そして、低温バイパス熱動弁１５が閉じている状態で循環ポンプ９が運転することにより、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→浴室暖房機４（熱動弁４Ａは開状態）→熱動弁１６Ａ（１６Ｂ）→床暖房パネル５Ａ（５Ｂ）→膨張タンク７という循環経路で温水が循環すると共に、低流量ではあるが、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→低流量バイパス路１２→熱動弁１６Ａ（１６Ｂ）→床暖房パネル５Ａ（５Ｂ）→膨張タンク７という循環経路でも循環する。従って、前述したように、浴室暖房機４は浴室内に温風を供給して浴室の暖房が行われると共に床暖房パネル５Ａ及び／又は５Ｂにより床暖房がなされる。
【００２５】
従って、低温バイパス熱動弁１５が閉じている状態では、浴室暖房機４に供給している温水（約８０℃）が熱交換により約６０℃程度に低下した温水を床暖房パネル５Ａ及び／又は５Ｂに供給することができるので、バランスの良い理想的な暖房運転が可能となる。この場合、冷媒対水熱交換器２に戻す温水温度が低下することによって熱交換効率を向上させることができる。
【００２６】
なお、この場合、この浴室暖房機４に内蔵せる熱動弁４Ａが閉じて、熱動弁１６Ａ（１６Ｂ）が開いている場合には前述せる低流量の循環経路のみの温水循環がなされる。また、浴室暖房機４内の熱動弁４Ａが開いている状態で、熱動弁１６Ａ（１６Ｂ）が閉じる場合には低温バイパス熱動弁１５が開き、循環ポンプ９の運転により、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側コイル２Ｂ→浴室暖房機４（熱動弁４Ａは開状態）及び低流量バイパス路１２→低温バイパス熱動弁１５→膨張タンク７という循環経路で温水が循環する。即ち、低温バイパス熱動弁１５を開くことで、床暖房パネル５Ａ、５Ｂに温水を循環させている状態から床暖房パネル５Ａ、５Ｂに温水を循環させないで、膨張タンク７に戻すように循環させる。従って、低温バイパス熱動弁１５が開いて浴室暖房機４で熱交換された温水は、そのまま膨張タンク７に戻すことで、高温運転時の温水回路を構成することができる。
【００２７】
なお、以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、開閉弁が閉でも熱源機の運転を継続させて、開閉弁開時には短時間で温水を暖房機器に供給するようにすることで、浴室内の温度を設定温度近傍に精度良く保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒートポンプ式温水暖房装置の全体系統図である。
【図２】ヒートポンプ式温水暖房装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１ ヒートポンプユニット
２ 冷媒対水熱交換器
３ 温水ユニット
４ 浴室暖房機
４Ａ 熱動弁
７ 膨張タンク
９ 循環ポンプ
１２ 低流量バイパス路
１５ 低温バイパス熱動弁
Ｍ マイクロコンピュータ

Claims (3)

1. 高温暖房機器と低温暖房機器とに熱源機で加熱された温水を供給可能な温水暖房装置において、前記高温暖房機器と並列に低流量バイパス路及び高温バイパス弁を設けると共に、前記高温暖房機器からの戻り温水を前記低温暖房機器か温水を貯留可能な膨張タンクかに切替え循環供給する低温バイパス弁を設けたことを特徴とする温水暖房装置。
2. 高温暖房機器と低温暖房機器とに熱源機で加熱された温水を供給可能な温水暖房装置において、前記高温暖房機器と並列に低流量バイパス路及び前記低温暖房機器の単独運転の際に開く高温バイパス弁を設けると共に、前記高温暖房機器からの戻り温水を前記低温暖房機器か温水を貯留可能な膨張タンクかに切替え供給する低温バイパス弁を設けたことを特徴とする温水暖房装置。
3. 前記熱源機としてＣＯ_２冷媒を利用したヒートポンプユニットを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の温水暖房装置。

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