JP2004360960A - 温水暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房用端末機の熱交換器への温水の供給を停止している場合でも、熱源の運転を継続させつつ、良好な温度コントロールを可能にした温水暖房装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプサイクル等の熱源と、この熱源にて加熱された循環水が循環ポンプによって循環供給される内部経路２７を本体４Ｘ内に設けた暖房用端末４と、この暖房用端末４の内部経路２７中に設けた第１の開閉弁２８及び熱交換器２９と、内部経路に設けられ、第１の開閉弁及び熱交換器をバイパスするバイパス路３０と、このバイパス路を開閉する第２の開閉弁３１と、第１の開閉弁が閉じた時に第２の開閉弁を開けるように制御する制御手段３４とを備えた構成である。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式熱源機等の熱源によって加熱された循環用の温水を浴室暖房機等の暖房用端末の熱交換器に通し、その熱交換器で室内空気と熱交換させ、もって設置された浴室などの室を暖房する温水暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の温水暖房装置として、熱源にて加熱された暖房用の温水が、浴室暖房機の内部経路中に設けられた熱交換器へ循環供給されると共に、浴室暖房機本体外部の内部経路入口部分に設けられた開閉弁の開閉制御により、熱交換器への循環水の供給を制御するものが現れている（特許文献１参照）。前記開閉弁は、暖房運転時に浴室温度が設定温度まで上昇した時に閉じ、浴室内の温度が所定温度まで低下した時に再び開けて、浴室内の温度を所望の設定温度に維持するものである。
【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】
上述した従来構成の温水暖房装置では、前記した浴室暖房機が熱源に対して運転指示信号を送信して熱源の運転を行なわせているにも係わらず、開閉弁が閉ざされている場合、熱源にて加熱された循環水が、浴室暖房機の熱交換器へ流れずに外部の温水配管の途中に停滞してしまい、その結果、浴室暖房機の温度コントロールにズレが生じ、浴室内温度が所望の設定温度よりも低下して、入浴する人が寒いと感じるような室温状態でも、浴室暖房機が暖房運転を開始しない等の不具合が生じる場合があった。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、暖房用端末機の熱交換器への温水の供給を停止している場合でも、熱源の運転を継続させつつ、良好な温度コントロールを可能にした温水暖房装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、ヒートポンプサイクル等の熱源と、この熱源にて加熱された循環水が循環ポンプによって循環供給される内部経路を本体内に設けた暖房用端末と、この暖房用端末の内部経路中に設けた第１の開閉弁及び熱交換器と、前記内部経路に設けられ、前記第１の開閉弁及び熱交換器をバイパスするバイパス路と、このバイパス路を開閉する第２の開閉弁と、前記第１の開閉弁が閉じた時に前記第２の開閉弁を開けるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、ヒートポンプサイクル等の熱源と、この熱源にて加熱された循環水が循環ポンプによって循環供給される内部配管路を本体内に設けた暖房用端末と、この暖房用端末の内部経路中に設けた第１の開閉弁及び熱交換器と、前記内部経路に設けられ、前記第１の開閉弁及び熱交換器をバイパスするバイパス路と、このバイパス路を開閉する第２の開閉弁と、前記暖房用端末を設置した部屋の温度を検出する室温センサと、この室温センサにて検出した室温に応じて前記第１の開閉弁と第２の開閉弁とが逆動作するようにそれらを開閉制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の温水暖房機器において、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とは、暖房用端末の運転中にのみ逆動作し、運転停止中は相互に閉ざされる構成としたことを特徴とする。
【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は熱源としてのヒートポンプサイクルで、このヒートポンプサイクル１は、ＣＯ２（二酸化炭素）冷媒を高温、高圧に圧縮する圧縮機（図示せず）と、電動式の膨張弁（図示せず）と、外気と冷媒との熱交換を行なう室外側熱交換器としての蒸発器（図示せず）と、アキュムレータ（図示せず）等を備えて構成している。即ち、熱源としてＣＯ２冷媒を利用したヒートポンプサイクル１を用いるから、約８５〜９３℃の高温水も生成可能である。
【００１０】
３は温水循環装置であり、この温水循環装置３は、冷媒側熱交換部２Ａと温水側熱交換部２Ｂとを有し、かつ、圧縮機で圧縮された高温高圧なガス状の冷媒と循環用の水とを熱交換させる加熱用の冷媒対水熱交換器２と、この冷媒対水熱交換器２の温水側熱交換部２Ｂで熱交換されて加熱された循環用の温水（以下循環水という）を高温側端末である浴室暖房機（暖房用端末）４や低温側端末である床暖房パネル５に循環供給する。この温水循環装置３は、循環水を貯留する膨張タンク７、温水側熱交換部２Ｂの循環水を、第１の往き管８Ａを介して浴室暖房機４に、また、温水往き管８Ａから分岐した温水往き管８Ｂを介して床暖房パネル５に強制循環させる循環ポンプ９等を備えて構成されている。
【００１１】
また、前記膨張タンク７と温水側熱交換部２Ｂとは温水戻り管８Ｃにより接続されており、この温水戻り管８Ｃの途中には前記循環ポンプ９が介装されている。そして、前記膨張タンク７へ戻された放熱後の温度低下した循環水は、前記循環ポンプ９によって温水戻り管８Ｃを通って前記温水側熱交換部２Ｂへ戻される。
【００１２】
前記温水循環装置３は、前記ヒートポンプサイクル１を構成する圧縮機等の構成部品や冷媒配管が収容された外装体内（図示せず）に一体に組み込まれているが、それとは別の外装体を用意して組み込むようにしても良い。
【００１３】
また、前記温水循環装置３と浴室暖房機４とは、浴室暖房機４用の温水往き配管４Ａ、温水戻り配管４Ｂ及び配管接続部１０Ａ、１０Ｂを介して接続されており、一方、温水循環装置３と床暖房パネル５とは、床暖房パネル５用の温水往き配管５Ａ、温水戻り配管５Ｂ及び配管接続部１１Ａ、１１Ｂを介して接続されている。
【００１４】
前記温水往き管８Ｂの途中には開閉弁１２が設けられると共に、前記配管接続部１１Ａの往き側ヘッダー１３には熱動弁（開閉弁）１４が設けられ、この熱動弁１４及び温水往き配管５Ａを介して床暖房パネル５へ循環水が供給される。また、前記熱動弁１４は、床暖房パネル５へ供給する循環水の供給量を調整するものである。
【００１５】
１５は浴室暖房機４への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、１６は床暖房パネル５への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、２０は浴室の外の脱衣室等に設置される浴室暖房用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、２１は居間などに設置される床暖房用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２１は、室温設定部（図示せず）を有して希望の室温を設定できるとともに、サーミスタ（図示せず）が内蔵されて、前記床暖房パネル５が設置された部屋の室内温度を検出可能であり、通信線３５Ａを介して後述する温水循環装置３の制御装置Ｋに接続されている。
【００１６】
前記温水循環装置３には、マイクロコンピュータＭを有する制御装置Ｋが設けられ、この制御装置ＫのマイクロコンピュータＭは、図２に示すように、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを内蔵すると共に、前記浴室暖房リモコン２０、各床暖房リモコン２１、各サーミスタ１５、１６及び膨張タンク７の水位センサ２２などからの信号が入力される一方、前記循環ポンプ９、前記往き側ヘッダ１３に設けた熱動弁１４及び開閉弁１２などに制御信号を出力するものである。
【００１７】
ここで、前記浴室暖房機４について更に詳述すると、この浴室暖房機４は、浴室の天井の空間に埋め込み設置され、図３及び図４に示すように、吸込み口２５及び吹出し口２６を有する本体４Ｘの内部に、供給された循環水が流れる内部経路２７が設けられるとともに、この内部経路２７の途中には第１の開閉弁２８と熱交換器２９とが、その内部経路２７の上流から順に設けられ、更に、前記内部経路２７には、本体４Ｘ内において、前記第１の開閉弁２８及び熱交換器２９をバイパスするバイパス路３０が設けられ、このバイパス路３０には、このバイパス路３０を開閉する第２の開閉弁３１が設けられている。
【００１８】
３２は前記吸込み口２５から本体４Ａ内へ吸い込んだ浴室内の空気を熱交換器２９へ送風して熱交換後の温風を吹出し口２６から浴室内へ吹出すための送風機、３３は浴室の温度（室温）を検出する室温センサ、３４はマイクロコンピュータＮを有する浴室暖房制御装置であり、この浴室暖房制御装置３４のマイクロコンピュータＮは、前記送風機３２、第１の開閉弁２８及び第２の開閉弁３１などを制御する。
【００１９】
また、前記浴室暖房制御装置３４は、通信線３５Ｂを介して温水循環装置の制御装置Ｋに繋がれるとともに、前記浴室暖房リモコン２０とも通信線３６を介して繋がれており、互いに制御信号を送受信している。
【００２０】
また、前記浴室暖房制御装置３４は、浴室暖房リモコン２０からの運転開始信号を受けると、前記第１の開閉弁２８を開けるとともに、第２の開閉弁３１を閉じたままとして暖房運転を開始させ、この暖房運転開始後、前記室温センサ３３にて検出した室温が、例えば、前記床暖房リモコン２１の室温設定部で設定した所望の温度に到達すると、前記第１の開閉弁２８を閉ざすとともに、前記第２の開閉弁３１を開けて、それら第１の開閉弁２８と第２の開閉弁３１とを逆動作させようにそれらを開閉制御しており、また、前記浴室暖房リモコン２０からの運転停止信号を受けると、前記第１及び第２の開閉弁２８、３１の双方を閉ざすようにそれらを開閉制御する。
【００２１】
本発明は以上のような構成であり、次に、前記浴室暖房機４の単独運転の動作について説明する。前記浴室暖房リモコン２０の運転スイッチをオン操作すると、その運転開始信号が通信線３６、浴室暖房制御装置３４及び通信線３５Ｂを介して温水循環装置３の制御装置Ｋに入力され、その制御装置ＫのマイクロコンピュータＭが膨張タンク７の水位センサ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、前記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、開閉弁１２を閉じるとともに、循環ポンプ９の運転を開始して、循環水を循環させつつ、前記ヒートポンプサイクル１に暖房運転信号を指示して暖房運転を実行させる。
【００２２】
前記ヒートポンプサイクル１が暖房運転をすることで、そのヒートポンプサイクル１の圧縮機が運転して、高温高圧の冷媒が冷媒対水熱交換器２の冷媒側熱交換部２Ａに供給され、温水側熱交換部２Ｂを流れる循環水を加熱する。このときサーミスタ１５で検出される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が例えば圧縮機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に設定し、設定温度に応じた制御で快適な室温とすることができるものである。
【００２３】
前記浴室暖房機４の単独運転における循環水は、循環ポンプ９の運転開始により、膨張タンク７→循環ポンプ９→冷媒対水熱交換器２の温水側熱交換部２Ｂ→浴室暖房機４（第１の開閉弁２８は開状態）→膨張タンク７という経路で循環する。従って、温水側熱交換部２Ｂから温水往き管８Ａを介して約７０〜８０℃の循環水が浴室暖房機４に供給され、その浴室暖房機４の熱交換器（端末側熱交換器）２９と室内空気とが送風機３２の送風で熱交換され、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。
【００２４】
このように、前記浴室暖房機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の室温設定部で設定された設定温度に浴室暖房機４に内蔵の室温センサ３３が到達したことを検出すると、浴室暖房機４の浴室暖房制御装置３４が第１の開閉弁２８を閉じるとともに、バイパス路３０の第２の開閉弁３１を開け、バイパス路３０を介して循環水の循環が続行する。
【００２５】
従って、前記バイパス路３０介して循環水の循環が続行するために、浴室暖房機４への循環水の経路が閉塞することがなく、循環水の経路内における循環水の温度を略設定温度に維持することが可能となる。浴室暖房機４は、第１の開閉弁２８が閉じられていてもバイパス路３０に温水を流して放熱を行うので、温水循環装置３へ戻る循環水の温度を低下させることが可能になり、その為、ヒートポンプサイクル１の発停を少なくできる。
【００２６】
その後、浴室内が所定温度以下に低下したことを室温センサ３３が検出すると、浴室暖房機４の浴室暖房制御装置３４が、前記第１の開閉弁２８を開けると共に第２の開閉弁３０を閉じるように制御し、温水配管中の高温の循環水が浴室暖房機４の熱交換器２９へ流れるので、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。
【００２７】
以上のように、浴室暖房機４は、それの内部経路２９の途中に、第１の開閉弁２８と熱交換器（端末側熱交換器）２９とを順に設け、更に、内部経路２７には、本体４Ａ内において、前記第１の開閉弁２８及び熱交換器（端末側熱交換器）２９をバイパスするバイパス路３０を設け、このバイパス路３０にはバイパス路３０を開閉する第２の開閉弁３１を設け、そして、浴室の温度を検出する室温セン３０室温センサにて検出した室温に応じて第１の開閉弁２８と第２の開閉弁３１とが逆動作する（第１の開閉弁２８を閉じたときに第２の開閉弁３１を開け、第１の開閉弁２８を開けた時に第２の開閉弁３１を閉じる）ように、それら第１及び第２の開閉弁２８、３１を開閉制御する浴室暖房制御装置３４を設けた構成としているから、前記熱交換器２９への循環水の供給を停止すべく第１の開閉弁２８を閉ざしても、第２の開閉弁３１が開いて、前記バイパス路３０介して循環水の循環が続行するために、浴室暖房機４への循環水の循環経路が閉塞して循環水が停滞することがなくなり、循環水の循環経路における循環水の温度を概ね設定温度に維持することが可能となる。
【００２８】
また、前記第１の開閉弁２８が閉じられた時、第２の開閉弁３１が開けられてバイパス路３０に温水が流れることにより、循環水の放熱が行われるので、温水循環装置３へ戻る循環水の温度を低下させることが可能になり、ヒートポンプサイクル１が頻繁に発停するのを抑制できる。
【００２９】
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。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１及び２に記載の発明によれば、暖房用端末内の第１の開閉弁を閉じて端末用の熱交換器への循環水の供給を停止した場合、第１開閉弁及び熱交換器をパイパスするパイパス路中の第２の開閉弁を開けて循環水をそのパイパス路に流し、熱源と暖房用端末を接続する循環経路に循環水が停滞しないようにしたので、熱源の運転を継続させつつ、高温の循環水を即座に暖房用端末の暖房運転に寄与させることが可能になり、暖房用端末を設置した部屋の室温コントロールを良好となせる。また、第１の開閉弁が閉じられた時、第２の開閉弁３１が開けられてバイパス路に循環水が流れることにより、循環経路やバイパス路において循環水の放熱が行われるので、温水循環装置に戻る循環水の温度を低下させることが可能になり、熱源としてヒートポンプサイクルを利用した場合、そのヒートポンプサイクルが頻繁に発停するのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すヒートポンプ式温水暖房装置の全体系統図である。
【図２】温水循環装置における制御装置のブロック図である。
【図３】浴室暖房機の熱交換器に循環水が流れている状態を説明する説明図である。
【図４】浴室暖房機のバイパス路に循環水が流れている状態を説明する説明図である。
【図５】浴室暖房機における浴室用制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ ヒートポンプサイクル（熱源）
２ 冷媒対水熱交換器
２Ａ 冷媒側熱交換部
２Ｂ 水側熱交換部
３ 温水循環装置
４ 浴室暖房機（暖房用端末）
４Ｘ 浴室暖房機の本体（暖房用端末の本体）
５ 床暖房パネル
７ 膨張タンク
９ 循環ポンプ
２５ 吸込み口
２６ 吹出し口
２７ 内部経路
２８ 第１の開閉弁
２９ 熱交換器
３０ バイパス路
３１ 第２の開閉弁
３２ 送風機
３３ 室温センサ
３４ 浴室暖房制御装置（制御手段）

Claims (3)

1. ヒートポンプサイクル等の熱源と、この熱源にて加熱された循環水が循環ポンプによって循環供給される内部経路を本体内に設けた暖房用端末と、この暖房用端末の内部経路中に設けた第１の開閉弁及び熱交換器と、前記内部経路に設けられ、前記第１の開閉弁及び熱交換器をバイパスするバイパス路と、このバイパス路を開閉する第２の開閉弁と、前記第１の開閉弁が閉じた時に前記第２の開閉弁を開けるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする温水暖房装置。
2. ヒートポンプサイクル等の熱源と、この熱源にて加熱された循環水が循環ポンプによって循環供給される内部配管路を本体内に設けた暖房用端末と、この暖房用端末の内部経路中に設けた第１の開閉弁及び熱交換器と、前記内部経路に設けられ、前記第１の開閉弁及び熱交換器をバイパスするバイパス路と、このバイパス路を開閉する第２の開閉弁と、前記暖房用端末を設置した部屋の温度を検出する室温センサと、この室温センサにて検出した室温に応じて前記第１の開閉弁と第２の開閉弁とが逆動作するようにそれらを開閉制御する制御手段とを備えたことを特徴とする温水暖房装置。
3. 前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とは、暖房用端末の運転中にのみ逆動作し、運転停止中は相互に閉じる構成とした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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