JP2006145119A - 温水式暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、特に、放熱端末が熱源機より高位置に設置されているシステムに適した温水式暖房システムを提供する。
【解決手段】暖房運転の停止に伴って循環ポンプ４が駆動停止し、次いで熱動弁Ｖ３、Ｖ４が閉止される。この場合、床暖房パネル４系統の配管Ｌ２、Ｌ４内の温水は、熱源機２より高位置に設置されているにも拘らず、逆止弁Ｖ２及び熱動弁Ｖ４が介在しているため、たとえ配管内にエアが滞留しても水落ちすることはない。なお、床暖房パネル３系統についても床暖房パネル４系統と同様の挙動となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、温水配管により温水を循環する温水式暖房システムに係り、特に、熱源機より高位置に設置されている放熱端末を有する温水式暖房システムに適した温水式暖房システムに関する。

温水を配管により循環する温水式暖房システムにおいては、種々の原因により配管中に空気が入り込み、時間経過とともに循環経路内に滞留する現象が生じる。図５は、従来の温水式暖房システムの一例を示すものである。同図において、温水式暖房システム１００の循環回路は、熱源機１０１、熱源機に内蔵されている開放式シスターン（膨張タンク）１０５、循環ポンプ１０７、不図示のバーナの燃焼による熱を受熱する熱交換器１０８、熱源機１０１より低位置（１Ｆ）に設置されている床暖房パネル１０３、高位置（２Ｆ）に設置されている床暖房パネル１０４、熱源機１０１と床暖房パネル１０３，１０４とを結ぶ往き側配管及び戻り側配管Ｌ１１乃至Ｌ１４を備え、これら循環回路を構成する配管内には温水が充填され、また、開放式膨張タンク１０５内には常時温水１０６が貯留されるように構成されている。熱源機１０１と往き側配管Ｌ１１を結ぶ往き側ヘッダ１０９の近傍には、各系統ごとに閉止弁である熱動弁Ｖ１１、Ｖ１２が取り付けられている。

このようなシステムにおいて、運転停止に伴い熱動弁Ｖ１１、Ｖ１２を閉止すると、床暖房パネル１０４側の系統においては、高所に滞留するエアに押されて戻り側配管Ｌ１４内の水が、開放箇所であるシスターン１０５から溢れてしまうという、いわゆる「水落ち」の問題がある。

この現象を防止するために、定期的に循環ポンプを駆動させて温水配管内の水を強制的に循環させることにより、配管内に滞留するエアを抜く方法が提案されている（例えば、実開平５−８３６１７号公報）。しかし、この方法では、配管中に空気が滞留していない場合でも運転を行わなければならず、また、エア抜き運転と暖房運転が重なった場合には、暖房対象でない部屋の放熱端末についても温水が循環してしまうという不都合が生じる。
実開平５−８３６１７号公報

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、定期的にエア抜きを行うことなく「水落ち」を回避する技術を提供するものである。

本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、
（１）内部に開放式シスターンを備えた熱源機と、一又は複数の放熱端末と、熱源機と各放熱端末間をそれぞれ分岐ヘッダを介して温水配管で結ぶ一又は複数の往き側配管及び戻り側配管と、を備えた温水式暖房システムにおいて、往き側配管の各系統の分岐ヘッダ近傍に往き側閉止弁と、戻り側配管の各系統の合流ヘッダ近傍に戻り側閉止弁と、を備えて成ることを特徴とする温水式暖房システム。

（２）往き側閉止弁が、逆止弁であることを特徴とする（１）に記載の温水式暖房システム。
閉止弁として逆止弁を用いることにより、熱動弁等を用いるのと比べ電気配線の必要がなく、施工の容易性が増す。また、系統内のどこでも取り付け可能なため設置の自由度が増加する。さらに、配管廻りのコンパクト性が増加する。このような逆止弁の特性により、システムのコストダウンを図ることが可能になる。

（３）放熱端末が前記熱源機より高所に設置されている系統のみに、前記戻り側閉止弁を配設して成ることを特徴とする（１）又は（２）に記載の温水式暖房システム。
本発明によれば、必要な系統にのみ戻り側閉止弁を設ければよいため、例えば「水落ち」のおそれが高い２階設置の端末系統のみに取り付けることもできる。さらに、戻り側ヘッダの上流側に閉止弁を取り付ける施工となるため、既存システムへの適用が容易となる。また、コストダウンに資する。

（４）上記（３）において、さらに前記戻り側閉止弁の上流側に過圧逃がし弁を配設して成ることを特徴とする温水式暖房システム。
戻り側閉止弁の上流側に過圧逃がし弁を配設することにより、運転停止時から時間経過とともに生じる配管の熱収縮に伴う管内圧力の上昇により、管内圧が樹脂管の耐圧値をより管内圧力が上昇により、樹脂管の耐圧を超えてしまうおそれを回避することができる。

（５）過圧逃がし弁から排出される膨張水を、戻り側ヘッダーの空き接続口に導入可能に構成して成ることを特徴とする（４）に記載の温水式暖房システム。
このような構成により、過圧逃がし弁から排出される膨張水を外部に放出することなくシスターンに戻すことが可能となり、専用のオーバーフロー管を設置する必要がなくなる。

さらに、管内圧力が過圧逃がし弁の作動圧力以下になると、過圧排水口が閉じられるため、水落ちを最小限に抑えることができる。

本発明によれば、暖房端末が熱源機より高位置に設置されていても「水落ち」を防止することができる。
また、配管中に空気が滞留していない場合でも定期的にエア抜き運転を行わなければならないという不合理を回避することができる。
さらに、エア抜き運転と暖房運転が重なる場合に、暖房対象でない部屋の放熱端末に温水が循環するという不都合を回避することができる。

以下、本発明に係る温水式暖房システムの実施形態について、図１乃至４を参照してさらに詳細に説明する。なお、重複を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係る温水式暖房システム１の全体構成を示すものである。同図において、温水式暖房システム１は、熱源機２、熱源機２内に内蔵されている開放式シスターン５、循環ポンプ７、燃焼ガスからの熱を熱媒（水）に与える熱交換器８、シスターン５の開放水面より低位置（１Ｆ）に設置されている床暖房パネル３、高位置（２Ｆ）に設置されている床暖房パネル４を備えている。ここに、熱源機２と床暖房パネル３，４間を循環する２系統の往き側配管Ｌ１、Ｌ３、及び戻り側配管Ｌ２、Ｌ４により、循環回路が構成されている。往き側、戻り側配管には、架橋ポリエチレン管（ＰＥ管）が使用されている。各系統は、往き側ヘッダー９、戻り側ヘッダ１０により熱源機内部配管と分岐、合流するように構成されている。循環回路を構成する配管内には温水（又は水）が充填されており、温水は循環ポンプ７により循環回路内を循環する。シスターン５は、暖房運転に伴う配管内温水膨張に対するバッファタンクであり、温水が所定の水位以上に上昇すると、不図示のオーバーフロー管を介して外部に排水されるように構成されている。

往き側ヘッダ９近傍には、系統ごとに閉止弁である逆止弁Ｖ１、Ｖ２が取り付けられている。逆止弁Ｖ１、Ｖ２は、順方向（熱源機２→床暖房パネル３、４）には温水を通過させるが、逆方向（床暖房パネル３、４→熱源機２）には温水を通過せない構造を備えている。また、戻り側ヘッダ１０近傍には、系統ごとに閉止弁である熱動弁Ｖ３、Ｖ４が取り付けられている。

熱源機２は、内部に制御部（図示せず）を備えており、床暖房パネル３、４側からの要求に対応して、燃焼、循環ポンプ７の駆動及び停止、熱動弁Ｖ３、Ｖ４の開弁、閉弁等、システムの運転制御を指示するように構成されている。

次に、暖房運転・停止時における温水式暖房システム１の作動について説明する。運転開始に伴い循環ポンプ７が駆動し、シスターン５内の水は熱交換器８に送られ、加熱されて温水となってさらに往き側ヘッダ９、往き側Ｌ１、Ｌ３を経由して床暖房パネル３、４に送られる。この場合、温水の流れは逆止弁Ｖ１、Ｖ２に対して順方向であるので通過可能である。温水は床暖房パネル３、４で室内に放熱して、戻り側配管Ｌ２、Ｌ４を経由して経て戻り側ヘッダ１０に至り、ここで合流してシスターン５に戻される。

次に、暖房運転の停止に伴って循環ポンプ７が駆動停止し、次いで熱動弁Ｖ３、Ｖ４が閉止される。この場合、床暖房パネル４系統の配管Ｌ２、Ｌ４内の温水は、熱源機２より高位置に設置されているにも拘らず、逆止弁Ｖ２及び熱動弁Ｖ４が介在しているため、たとえ配管内にエアが滞留していたとしても水落ちすることはない。なお、床暖房パネル３系統についても床暖房パネル４系統と同様の挙動となる（但し、床暖房パネル３が熱源機より低位置に設置されているため、水落ちの問題はない）。

（第二の実施形態）
次に、図２を参照して本発明の他の実施形態について説明する。同図は、本実施形態に係る温水式暖房システム２０の全体構成を示すものである。本実施形態が第一の実施形態と異なる点は、本実施形態では戻り側の閉止弁（熱動弁）が全ての系統ではなく、シスターン５の開放水面より高位置（２Ｆ）に設置されている床暖房系統のみに設けられている点である。すなわち、熱動弁Ｖ５は、床暖房パネル４の戻り側配管Ｌ４の戻り側ヘッダ１０近傍に設置されているが、床暖房パネル３の戻り側配管Ｌ２途中には設けられていない。その他の構成は第一の実施形態と同一であるので、説明を省略する。

暖房運転の停止に伴うシステムの作動についても、上述の実施形態と同一である。すなわち、熱動弁Ｖ５の閉止によって床暖房パネル４系統の配管Ｌ２、Ｌ４内の温水は、逆止弁Ｖ２及び熱動弁Ｖ４により水落ちが防止される。なお、床暖房パネル３系統については、熱源機より低位置の設置であるため水落ちの問題は発生しない。

（第三の実施形態）
さらに本発明の他の実施形態について説明する。図３は、本発明の第三の実施形態に係る温水式暖房システム３０の全体構成を示すものである。本実施形態が上述の第二の実施形態と異なる点は、熱動弁Ｖ４に加え、その上流側にさらに過圧逃がし弁Ｖ６を設けている点である。及び、過圧逃がし弁Ｖ６から排出される膨張水を、戻り側ヘッダ１０の空き接続口１１に導入するための逃がし配管Ｌ５を設けている点である。

図４は、過圧逃がし弁Ｖ６の構成及び作動を示す図である。過圧逃がし弁Ｖ６は、流体（温水）の圧力が所定の値（作動圧力）以下のときは開弁せず、流体をそのまま下流側に通過させ、作動圧力を超えると開弁して、過圧排水口側に導く機能を持つ弁である。同図において、（ａ）は作動圧力以下の状態を示すものであり、また（ｂ）は作動圧力を超えた状態を示すものである。同図（ａ）を参照して、作動圧力以下のときは弁体５２はスプリング５３の反力により弁座５４に押し付けられるため、温水は下流側に流れる。また、同図（ｂ）を参照して、作動圧力を超えると弁体５２はスプリング５３の反力に打ち勝って弁座５４から離れ、これに伴い、温水は過圧排水口５１から逃がし配管Ｌ５を経由して戻り側ヘッダ１０に導かれる。

過圧逃がし弁Ｖ６の設置により、運転停止時の戻り側配管Ｌ４内の温水の挙動は以下の通りとなる。すなわち、運転停止直後は管内圧力が過圧逃がし弁Ｖ６の作動圧力以下であり、逆止弁Ｖ２及び熱動弁Ｖ４により配管Ｌ４内の水落ちが防止される。時間経過に伴う温水の冷却により配管は熱収縮して管内圧力が上昇する。管内圧力が過圧逃がし弁Ｖ６の作動圧力を超えると、温水は閉止弁Ｖ４側ではなく過圧排水口５１が開となり逃がし配管Ｌ７側を経由してヘッダＨ３に導かれる。さらに、集合配管部Ｌ６を経てシスターン３に戻される。そして、管内圧力が作動圧力以下になると、再度、過圧排水口５１が閉じられ、温水は逆止弁Ｖ２及び熱動弁Ｖ４により配管内に止まることになる。

このように、水落ちを最小限に抑えることができるとともに、管内圧力の上昇を抑制できるため、配管部材等の耐圧値以下に保つことが可能となる。

本発明は、温水配管により温水を循環する温水式暖房システムに広く利用できる。

本発明の第一の実施形態に係る温水式暖房システム１を示す図である。 本発明の第二の実施形態に係る温水式暖房システム２０を示す図である。 本発明の第三の実施形態に係る温水式暖房システム３０を示す図である。 過圧逃がし弁Ｖ６の作動を示す図である。 従来の温水式暖房システム１００を示す図である。

符号の説明

１，２０，３０・・温水式暖房システム
２・・・・・・・・熱源機
３、４・・・・・・床暖房パネル
５・・・・・・・・開放式シスターン
７・・・・・・・・循環ポンプ
８・・・・・・・・熱交換器
９・・・・・・・・往き側ヘッダ
１０・・・・・・・戻り側ヘッダ
Ｖ１、Ｖ２・・・・逆止弁
Ｖ３〜Ｖ５・・・・熱動弁
Ｖ６・・・・・・・過圧逃がし弁

Claims (5)

1. 内部に開放式シスターンを備えた熱源機と、一又は複数の放熱端末と、熱源機と各放熱端末間をそれぞれ分岐ヘッダを介して温水配管で結ぶ一又は複数の往き側配管及び戻り側配管と、を備えた温水式暖房システムにおいて、
   往き側配管の各系統の分岐ヘッダ近傍に往き側閉止弁と、
   戻り側配管の各系統の分岐ヘッダ近傍に戻り側閉止弁と、
   を備えて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
2. 前記往き側閉止弁が、逆止弁であることを特徴とする請求項１に記載の温水式暖房システム。
3. 放熱端末が前記熱源機より高所に設置されている系統のみに、前記戻り側閉止弁を配設して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の温水式暖房システム。
4. 請求項３において、さらに前記戻り側閉止弁の上流側に過圧逃がし弁を配設して成ることを特徴とする記載の温水式暖房システム。
5. 前記過圧逃がし弁から排出される膨張水を、戻り側ヘッダの空き接続口に導入可能に構成して成ることを特徴とする請求項４に記載の温水式暖房システム。
   
   

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