JP2012052742A - 貯留タンク及び温水システム - Google Patents

Abstract

【課題】循環液の補給の頻度が低く、省メンテナンス性に優れた温水システム及びそれに用いられる貯留タンクを得ること。
【解決手段】循環液を加熱する加熱装置と、加熱装置での加熱後の循環液から受熱する温水利用端末と、循環液を搬送する温水搬送装置と、循環液を貯留する貯留タンク５とを備えた温水システムにおける貯留タンク５であって、水回路の保有液量に応じた循環液の目標水位を示す複数の給水水位線５６〜５８を有し、給水水位線５６〜５８は、保有液量が小さい水回路に対応するものほど、高水位を示すように設けられた。
【選択図】図２

Description

本発明は、温水熱源機と温水利用端末とを備えた温水システムに及びそれに用いられる貯留タンクに関する。

温水熱源機と温水利用端末とを備え、水回路が大気に開放された開放式温水システムにおいては、大気に曝されている循環液は徐々に蒸発して減少する。温水熱源機は、運転に支障をきたす量（最低水位）まで循環液が減少すると、故障防止のため運転を停止する。

この種の温水システムにおける温水熱源機は、循環液を貯留する貯留タンクを備えている（例えば、特許文献１参照）。貯留タンクには循環液を給水する給水口が設けられる。また、貯留タンクには、施工時や蒸発によって循環液が減少した場合の給水の目安となる給水水位線が設けられる。通常、循環液が減少した場合には、液面が給水水位線と一致するまで給水口を介して貯留タンクに循環液が補給される。給水水位線は、温水熱源機の故障を防止する最低水位に対して、余分に給水する位置に設けられており、使用者の頻繁な給水の手間が省かれるようになっている。

また、給水水位線は、給水水位線まで循環液が給水された状態において循環液が加熱されたとしても膨脹した循環液が貯留タンクから循環液が溢れることのないように、循環液の膨脹吸収分を足した容量に対応する位置に設けられている。

特開平２−７８８２９号公報

温水システムは、温水利用端末の種類や数量、温水熱源機と温水利用端末とを接続する配管の種類や長さによって、これらを含む水回路の保有水量が大きく異なる。しかし、従来の温水熱源機の貯留タンクは、水回路の保有水量に関わらず一定の水位まで給水するようになっており、給水の目安となる給水水位線も特定の水位に対応して一つだけ設けられている。

循環液の膨脹量は、水回路の保有水量が多いほど大きく、水回路の保有水量が少ないほど小さくなる。したがって、水回路の保有水量に関わらず一定の水位まで循環液を給水する温水熱源機では、水回路の保有水量が少ない場合、本来必要となる膨脹許容量に対して必要以上の膨脹量を見込むこととなり、貯留タンクの容量を有効活用できていないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、循環液の補給の頻度が低く、省メンテナンス性に優れた温水システム及びそれに用いられる貯留タンクを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、循環液を加熱する加熱手段と、加熱手段での加熱後の循環液から受熱する熱利用手段と、循環液を搬送する温水搬送装置と、循環液を貯留する貯留タンクとを備えた温水システムにおける貯留タンクであって、循環液の目標水位を示す給水水位線を水回路の保有液量に応じて複数有し、給水水位線は、保有液量が小さい水回路に対応するものほど、高水位を示すように設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、温水システムの水回路での循環液の膨脹量が少ない場合、循環液の補給サイクルを長期化することが可能となり、省メンテナンスを実現できるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる温水システムの実施の形態の構成を示す図である。 図２は、貯留タンクの構造を示す図である。 図３は、貯留タンクにおける蒸発許容量、膨脹許容量の関係を示す図である。 図４は、循環液の温度と体積比、膨脹量の関係を示す図である。

以下に、本発明にかかる貯留タンク及び温水システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる温水システムの実施の形態の構成を示す図である。図２は、貯留タンクの構造を示す図である。図３は、貯留タンクにおける蒸発許容量、膨脹許容量の関係を示す図である。図４は、水温と体積比、膨脹量の関係を示す図である。

本実施の形態にかかる温水システム１は、図１に示すように、温水熱源機２と温水利用端末６とを温水配管７で配管接続して構成された水回路を有する。温水熱源機２は加熱装置３と温水搬送装置（循環ポンプ）４と貯留タンク５とを一連に配管接続して構成されている。加熱手段としての加熱装置３は、循環液を昇温する装置であり、石油ボイラー、ガスボイラー、電気ヒータ、冷凍サイクルを用いた装置などを適用可能である。

加熱装置３、熱利用手段としての温水利用端末６及び温水搬送装置４は温水配管７によって接続されて水回路を構成しており、貯留タンク５に接続されている。

温水システム１の水回路へは循環液が給水される。温水搬送装置４によって貯留タンク５から吸い出された循環液は、加熱装置３で加熱された後に温水配管７（往き配管）を介して温水利用端末６へと送られ、温水利用端末６において放熱して低温となる。温水利用端末６において低温となった循環液は、温水配管７（戻り配管）を介して貯留タンク５に戻る。貯留タンク５に戻った循環液は、温水搬送装置４によって加熱装置３へ搬送され、加熱された後に温水配管７を介して温水利用端末６へと搬送される。温水システム１は上記のサイクルを繰り返すことにより、加熱装置３で発生する熱を温水利用端末６へ循環液を媒体として移動させる。

図２に示すように、貯留タンク５は、給水口５１を天面に備える。また、貯留タンク５は、戻り配管接続口５２及び往き配管接続口５３を底面に備える。さらに、貯留タンク５は、排水管５４及び水位検知装置５５を上部に備え、循環液の目標水位を示す給水水位線５６〜５８を側面に備える。貯留タンク５は、複数の水回路に選択的に接続可能となっており、循環液は施工時に給水口５１を介して水回路へ給水される。給水する際、施工者は貯留タンク５での循環液の水位を確認しながら、給水水位線５６〜５８のうち接続した水回路の保有水量に応じたいずれかが示す適正な水位まで循環液を補給する。なお、水回路の保有水量は、温水システムの仕様設計に基づいて算出しても良いし、貯留タンク５に実際に循環液が溜まり始めるまでに供給した循環液の量を測定することによって求めても良い。

温水システム１は、温水熱源機２の貯留タンク５において、循環液が排水管５４を通じて大気に開放された開放式温水システムである。したがって、施工時に貯留タンク５の給水口５１を介して水回路に給水された循環液は徐々に蒸発し、減少する。温水熱源機２は、水位検知装置５５によって循環液の水位を監視し、運転に支障をきたす量（最低水位５９）まで循環液が減少すると、故障防止のために運転を停止し、不図示のコントローラに水切れ異常を表示する。水切れ異常を表示することにより、温水熱源機２は給水口５１を介しての適正な水位までの循環液の補給を使用者に促す。

図３に示すように、給水水位線５６〜５８は、水位検知装置５５によって温水熱源機２が運転を停止する最低水位５９よりも上方に設けられている。最低水位５９と給水水位線５６〜５８との間の容量が、循環液の蒸発に対する許容量となる。蒸発に対する許容量が大きいほど給水の手間が省け、省メンテナンス性が向上する。すなわち、メンテナンス行うことなく長期の使用が可能となる。

また、給水水位線５６〜５８と排水管５４との間の容量が循環液の膨脹に対する許容量となる。排水管５４は、給水水位線５６〜５８まで給水された状態において、循環液が加熱装置３で加熱されて膨脹したとしても、貯留タンク５から循環液が溢れることのない位置に設けられる。なお、給水水位線５６〜５８を超えて給水し、膨脹した循環液が貯留タンク５の容量を超えた場合は、排水管５４から温水熱源機２の外部へ排水される。

給水水位線５６〜５８は、温水システム１の水回路の保有水量に応じて複数設けられ、少ない保有水量に対応するものほど、高い水位を示すように設けられている。本実施の形態においては、給水水位線５６は保有水量３０Ｌに対応する給水水位、給水水位線５７は保有水量２０Ｌに対応する給水水位、給水水位線５８は保有水量１０Ｌに対応する給水水位を示す。なお給水水位線５６〜５８は、水回路の保有水量がさらに多い場合も同様の考え方を適用することが可能である。例えば、保有水量４０Ｌ、５０Ｌ、６０Ｌに対応させる場合には、保有水量４０Ｌに対応する給水水位線が最も高水位を示し、保有水量６０Ｌに対応する給水水位線が最も低水位を示すようにすれば良い。また、給水水位を３段階としているが、さらに細かく給水水位を設けることで、水回路の保有水量に応じて最適な液量を設定することが可能となる。

また、給水水位線５６〜５８は、水平方向の線状の段差構造となっている。換言すると、給水水位線５６〜５８は、段違いの平行線として貯留タンク５の側面に表示されている。また、給水水位線５６の近傍には３０Ｌ、給水水位線５７の近傍には２０Ｌ、給水水位線５８の近傍には１０Ｌという表示がそれぞれ設けられている。これらにより、給水の際の目視確認と給水作業とが容易になる。

循環液の膨脹量は、膨脹率と保有水量との積で求められる。図４に、循環液の温度と、２０℃を基準とした場合の体積比と膨脹量との関係を示す。ここで、循環液は水であるとする。循環液が水の場合、２０℃から５０℃に加熱された場合１．０％膨脹し、２０℃から８０℃に加熱された場合２．７％膨脹する。したがって、循環液を２０℃から８０℃に加熱する際の体積増加量は、水回路の保有水量が１０Ｌの場合は０．２７Ｌ、水回路の保有水量３０Ｌの場合は０．８１Ｌである。水回路の保有水量が１０Ｌの場合、水回路の保有水量が３０Ｌの場合よりも体積増加量が０．５４Ｌ少ないことから、給水時に０．５４Ｌ余分に給水しても循環液が貯留タンク５から溢れることはない。すなわち、保有水量１０Ｌに対応する給水水位線５８は、保有水量３０Ｌに対応する給水水位線５６よりも０．５４Ｌ多い水量での水位を示す位置に設けることができる。

以上のように、水回路の保有水量が少ない場合は加熱による体積増加量が少ないため、水回路の保有水量が少ない場合ほど貯留タンク５での水位を高くすることにより、蒸発に対する許容量が大きくなる。これにより、循環液の補給サイクルを長期化することが可能となり、省メンテナンスを実現できる。

また、２０℃から８０℃に加熱する場合に比べて、２０℃から５０℃に加熱する場合は膨脹量が少なくなることから、温水システム１において、使用する温水温度が低い場合に、温水温度が高い場合に比べて貯留タンク５での水位が高くなるように、給水水位線５６〜５８を設定しても同様の効果を奏することが可能である。この場合には、加熱装置３の出口側で測定した循環液の温度に基づいて給水水位線を選択することが好ましい。加熱装置３の出口側は循環液の温度が最も高くなる箇所であり、この部分での循環液の温度を基準として給水水位線を選択すれば、予想以上に循環液が膨脹して排水管５４へ循環液が溢れることはない。

その際には、例えば給水水位線５６の近傍には８０℃、給水水位線５７の近傍には６０℃、給水水位線５８の近傍には４０℃というように温水システム１で使用する温度を表示すると良い。

本実施の形態にかかる温水システム１によれば、温水システム１の水回路の保有水量が小さいほど（又は、循環液の温度が高いほど）貯留タンク５での水位を高くすることによって、温水システム１の水回路の保有水量が小さい場合に（又は、循環液の温度は低い場合に）貯留タンク５の容量を有効活用でき、循環液の補給サイクルを長期化して省メンテナンスを実現できる。

以上のように、本発明にかかる貯留タンク及び温水システムは、床暖房などに代表される暖房機器に有用であり、特に、循環液の補給の間隔を長くして省メンテナンス化が望まれる家庭内の温水システムにおいて循環液の補給の間隔を長くするのに適している。

１ 温水システム
２ 温水熱源機
３ 加熱装置
４ 温水搬送装置
５ 貯留タンク
６ 温水利用端末
７ 温水配管
５１ 給水口
５２ 戻り配管接続口
５３ 往き配管接続口
５４ 排水管
５５ 水位検知装置
５６、５７、５８ 給水水位線
５９ 最低水位

Claims (6)

1. 循環液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段での加熱後の前記循環液から受熱する熱利用手段と、前記循環液を搬送する温水搬送装置と、前記循環液を貯留する貯留タンクとを備えた温水システムにおける貯留タンクであって、
   前記循環液の目標水位を示す給水水位線を前記水回路の保有液量に応じて複数有し、
   前記給水水位線は、保有液量が小さい水回路に対応するものほど、高水位を示すように設けられたことを特徴とする貯留タンク。
2. 前記給水水位線の各々の近傍に、対応する保有液量が表示されたことを特徴とする請求項１記載の貯留タンク。
3. 循環液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段での加熱後の前記循環液から受熱する熱利用手段と、前記循環液を搬送する温水搬送装置と、前記循環液を貯留する貯留タンクとを備えた温水システムにおける貯留タンクであって、
   前記循環液の目標水位を示す給水水位線を前記加熱手段の設定温度に応じて複数有し、
   前記給水水位線は、低い温度に対応するものほど、高水位を示すように設けられたことを特徴とする貯留タンク。
4. 前記給水水位線の各々の近傍に、対応する温度が表示されたことを特徴とする請求項３記載の貯留タンク。
5. 前記給水水位線の各々は、段違いの平行な線状で前記貯留タンクの側面に表示されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の貯留タンク。
6. 循環液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段での加熱後の前記循環液から受熱する熱利用手段と、前記循環液を搬送する温水搬送装置とを含む水回路と、請求項１から５のいずれか１項記載の貯留タンクとを接続したことを特徴とする温水システム。

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