JP2017067327A

JP2017067327A - 温水暖房装置

Info

Publication number: JP2017067327A
Application number: JP2015190671A
Authority: JP
Inventors: 正巳山口; Masami Yamaguchi; 瑛一白井; Eiichi Shirai
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-04-06

Abstract

【課題】設置作業を容易にする温水暖房装置を提供する。
【解決手段】熱源側戻りヘッダー１２の上流に循環ポンプ１３を接続し、循環ポンプの上流にシスタンユニット１４を接続し、シスタンユニットは循環液を蓄えるシスタンと、シスタン上部に接続しシスタンに溜まった空気を排出する空気抜き弁と、シスタン内の圧力を計測する圧力計と、シスタン内が所定圧力以上に上昇した場合に排水を行う安全弁を設け、熱源側往きヘッダー１１の下流に、負荷側往きヘッダー３０と、複数の放熱器と、負荷側戻りヘッダー３１と、負荷側戻りヘッダーとシスタンユニットを順次接続して暖房回路を形成し、負荷側戻りヘッダーとシスタンユニットの間に膨張タンク３７を接続することで設置作業を容易にする。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱源機により加熱された循環液を暖房機が接続された暖房回路に循環させて暖房を行う温水暖房装置に関するものである。

従来からこの種のものに於いては、図３で示すように、ヒートポンプ式の熱源機１０１と、該熱源機１０１により加熱された循環液を循環ポンプ１０３により放熱器１３３に送ると共に、放熱器１３３から戻ってきた循環液を熱源機１０１に戻す循環ポンプユニット１１０とを備え、前記熱源機１０１を複数設けると共に、前記循環ポンプユニット１０４には各熱源機１０１により加熱された循環液を熱動弁１１９を介して合流させる熱源側往きヘッダー１１１と接続した後、熱源側往きヘッダー１１１から圧力計や水抜き弁を備えたシスタンユニット１１４に接続し、その後ヘッダーボックス１２９の負荷側往きヘッダー１３０を介して放熱器１３３、負荷側戻りヘッダー１３１を介して戻ってきた循環液を各熱源機１０１に分流させる熱源側戻りヘッダー１１２とを備え、複数の熱源機１０１により加熱された冷媒と室内側の暖房回路１３８を循環する循環液とを冷媒水熱交換器１０３により熱交換することにより循環液を加熱し、加熱した循環液を複数の放熱器１３３に循環して暖房を行っていた。圧力抵抗の大きな４個の分岐ヘッダ１１１・１１２・１３０・１３１を使用しているために膨張タンク１３７は施工時に熱源側往きヘッダ−１１１に接続して取付られるものだった。（例えば、特許文献１参照）

また、従来より一般的に灯油やガスの燃焼熱で温水を加熱する暖房ボイラを熱源とし、床暖房パネル等の複数の放熱器に温水を循環して暖房行う場合には、前記暖房回路内を流れる温水の圧力抵抗は、暖房ボイラ側よりも、複数の放熱器に分流するためのヘッダー側の方が大きいために、暖房ボイラ下流の往き配管に循環ポンプを接続して加圧し、該循環ポンプの下流に往きヘッダーを接続して温水を複数の放熱器に分流して、放熱器で放熱後に低温の温水が戻りヘッダーで合流して、暖房ボイラに戻る、戻り配管に膨張タンクが接続され、該膨張タンクによって暖房回路内ので発生する圧力変動の調整が行われており、分岐ヘッダーは２個だけ使用されていたために暖房回路の圧力変動が比較的少ないものだった。（例えば、特許文献２参照）

特許５５９６５８７号公報特開２００２−２５０５２８号公報

前者の従来例のものでは、施工業者が膨張タンクの取り付け位置を間違い戻り配管に取り付けた場合にはシスタンユニットに取り付けられる空気抜き弁が負圧になってその機能を成さないおそれがあるために、膨張タンク１３７の取り付け位置を間違わないように注意喚起が必要なものだった。

また、接続される膨張タンクは一般的には床下やボイラハウス等に収容され野晒しでは使用できないため、通常屋外に露天で設置される循環ポンプユニットから床下まで長い配管で接続したり、膨張タンク専用のケース等に収納する必要が有り、施工作業の増加やコストアップの問題が有った。

また、後者の従来例のような構成で床暖房等の放熱器が既に設置されている状態で、熱源機の故障等によって、前者の熱源機を採用し交換をする場合には戻り配管に接続されている膨張タンクを取り外して、熱源側往きヘッダに接続を変更する作業が必要になることで交換作業が増加する問題があった。

この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為、特にその構成を、冷媒を圧縮する圧縮機と、高温冷媒の熱で循環液を加熱するための冷媒水熱交換器と、高圧冷媒を減圧する減圧器と、低温低圧冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器とが環状に接続されたヒートポンプサイクルとを有する熱源機を複数台設置すると共に、各熱源機により加熱された循環液を合流させる熱源側往きヘッダーと、放熱器から戻ってきた循環液を各熱源機に分流させる熱源側戻りヘッダーを備えた熱源側ヘッダーユニットとを備えた温水暖房装置に於いて、前記熱源側ヘッダーユニット内の熱源側戻りヘッダーの上流に循環ポンプを接続し、該循環ポンプの更に上流にシスタンユニットを接続し、該シスタンユニットは循環液を蓄えるシスタンと、該シスタン上部に接続しシスタンに溜まった空気を排出する空気抜き弁と、シスタン内の圧力を計測する圧力計と、シスタン内が所定圧力以上に上昇した場合に排水を行う安全弁を設け、前記熱源側往きヘッダーの下流に、循環液を複数の放熱器に分流させる負荷側往きヘッダーと、複数の放熱器と、放熱した循環液を合流させる負荷側戻りヘッダーと、該負荷側戻りヘッダーと前記シスタンユニットを順次接続して暖房回路を形成し、前記負荷側戻りヘッダーまたは、負荷側戻りヘッダーとシスタンユニットの間の暖房回路に、該暖房回路内の圧力を調整する膨張タンクを接続したものである。

この発明のによれば、施工業者が膨張タンク３７の取り付け位置を間違うことが少なくなり、床暖房等の放熱器３３が既に設置されている状態で、熱源機の故障等によって、熱源機１のみを交換する場合でも、膨張タンク３７の接続位置を変更する必要がなくなり、施工作業が簡単になる。

また、膨張タンク３７を負荷側戻りヘッダー３１または、負荷側戻りヘッダー３１とシスタンユニット１４の間の暖房回路３８、に接続するだけなので膨張タンク３７専用の設置場所を特別に確保したり、長い配管によって膨張タンク３７と熱源側ヘッダーユニット１０を直接接続する必要が無く、床下等のヘッダーボックス２９の近傍に設置可能なので、施工作業が簡単になるものである。

この発明の一実施形態を示す温水暖房装置の概略図。同要部拡大図。従来例を示す概略図。

次に、本発明に係る発明の１実施形態を図面に基づいて説明する。
１は熱源機で、冷媒を圧縮する圧縮機２と高温高圧冷媒の熱で循環液である温水を加熱するための冷媒水熱交換器３と高圧冷媒を膨張弁等で減圧する減圧器４と低温低圧冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器５とが環状に接続されたヒートポンプサイクル６と、圧縮機２からの吐出冷媒の温度を検出する吐出温度センサ７と、空気熱交換器５に熱源となる空気を供給するプロペラファンとファンモータから成る送風手段８と、熱源機１全体を制御する熱源機制御部９を備えている。

１０は熱源側ヘッダーユニットで、熱源側往きヘッダー１１と、熱源側戻りヘッダー１２と、該熱源側戻りヘッダー１２の上流側に接続した循環ポンプ１３と、該循環ポンプ１３の上流側に接続したシスタンユニット１４とを備え、更にこの温水暖房装置全体を制御する制御部１５を備えている。

前記熱源側往きヘッダー１１は、開閉バルブ１６を有するヘッダ接続口１７を複数備えると共に、各熱源機１の冷媒水熱交換器３により加熱された温水が流入する各ヘッダ接続口１７からの温水を合流する合流口１８を有し、熱源機１の冷媒水熱交換器３とヘッダ接続口１７との間に通電及び非通電により開閉する熱動弁１９を設け、合流口１８の下流には温水往き管２０を接続する往き管接続口２１を備えている。

前記熱源側戻りヘッダー１２は、開閉バルブ１６を有するヘッダ接続口１７を複数備えると共に、放熱して温度の低下した温水が流入する合流口１８と、該合流口１８に流入した温水を各熱源機１の冷媒水熱交換器３に戻すものであり、合流口１８の上流側に前記循環ポンプ１３を接続し、該循環ポンプ１３の上流側にはシスタンユニット１４を接続し、該シスタンユニット１４の上流には温水戻り管２２を接続する戻り管接続口２３を備えている。

前記シスタンユニット１４には温水の気液分離を行うと共に温水を蓄えるシスタン２４と、該シスタン２４上部に接続しシスタン２４の上部に溜まった空気を排出する空気抜き弁２５と、シスタン２４内の圧力を計測する圧力計２６と、シスタン２４内が所定圧力以上に上昇した場合に自動で排水を行いシスタン２４等が破損することを防止する安全弁２７を備えている。また、前記空気抜き弁２５の上部には手動で回転する摘み２８を備え、該摘み２８の回動によって空気抜き弁２５が開口されシスタン２４に溜まった空気を放出するものである。

又、前記熱源側往きヘッダー１１及び熱源側戻りヘッダー１２は、ヘッダ接続口１７の数を設置される熱源機１の台数より少なくとも１つ多く備えることで、設置やメンテナンス作業時の給水や排水作業で使用するものである。

２９はヘッダーボックスで、負荷側往きヘッダー３０及び負荷側戻りヘッダー３１を備え、前記負荷側往きヘッダー３０は、熱源側ヘッダーユニット１０の熱源側往きヘッダー１１から温水往き管２０を経由して流れる高温の温水が流入する負荷側分流口３２と、その流入した高温の温水を各放熱器３３に送る接続口３４を複数備えている。

前記負荷側戻りヘッダー３１は、各放熱器３３で放熱して温度の低下した温水が流入する接続口３５を複数備えると共に、各接続口３５に流入した温水を負荷側合流口３６に合流させ、前記温水戻り管２２を経由して熱源側ヘッダーユニット１０の戻り管接続口２３から熱源側ヘッダーユニット１０へ送るものである。

前記放熱器３３は床暖房パネルだけでなく、ファンコンベクタや室内の側壁に設置される輻射パネルなど循環型の温水を利用した暖房器具で適用できるものである。

３７は膨張タンクで、負荷側戻りヘッダー３１とシスタンユニットの間の温水戻り管２２等の暖房回路３８から分岐した配管で接続され、該暖房回路３８内における温水の膨張収縮の変動を吸収するして圧力を調整する。３９は冷媒水熱交換器３と熱源側往きヘッダー１１を接続する往き接続管。４０は冷媒水熱交換器３と熱源側戻りヘッダー１２を接続する戻り接続管。また、膨張タンク３７は負荷側戻りヘッダー３１の口数に余裕があり空いている接続口３５が存在する場合には、この接続口３５に直接に接続しても良い。

次に図１によりこの温水暖房装置の暖房運転について説明する。
リモコン等の運転スイッチ（図示せず）をオンすると、各熱源機１のヒートポンプサイクル６が動作し、ヒートポンプサイクル６内の冷媒を加熱する。
それと同時に、熱源側ヘッダーユニット１０の熱動弁１９を非通電状態から通電状態にして閉鎖状態から開放状態にすると共に、熱源側ヘッダーユニット１０の循環ポンプ１２を動作させるものである。

それにより、各熱源機１のヒートポンプサイクル６で加熱された冷媒と、低温の温水が熱源機１の冷媒水熱交換器３にて熱交換を行い、加熱された温水は熱源機１の冷媒水熱交換器３から熱源側ヘッダーユニット１０の熱源側往きヘッダー１１のヘッダー接続口１７に流入し、合流した温水は熱源側往きヘッダー１１の合流口１８から温水往き管２０を経由し、ヘッダーボックス２９内の負荷側分流口３２にて負荷側往きヘッダー３０に流入する。

負荷側往きヘッダー３０の負荷側分流口３２に流入した高温の温水は、負荷側往きヘッダー３０の各接続口３４から各放熱器３３に流入して暖房を行い、放熱して温度の低下した温水は、負荷側戻りヘッダー３１の各接続口３５に流入して合流し、負荷側戻りヘッダー３１の負荷側合流口３６から温水戻り管２２を経由してシスタンユニット１４に戻り、シスタンユニット１４から循環ポンプ１３を経由して、熱源側戻りヘッダー１２の合流口１８に至り、更に熱源側戻りヘッダー１２の各接続口１７から各熱源機１の冷媒水熱交換器３に戻って再度加熱されるものである。

次に温水暖房装置の設置作業の手順について２台にの熱源機１と３台の放熱器３３を使用した場合について説明する。
まず暖房を行う室内に３台の床暖房パネルやファンコンベクタ等の放熱器３３を設置し、各放熱器３３から１対の温水配管を導出し合計６本の配管が床下等に引き出しまとめられ、通常床下に設置されるヘッダーボックス２９の接続口３４・３５に各放熱器３３の温水配管を６本接続する。当然のこととして各放熱器３３の特性に応じて往き側の配管と戻り側の配管の方向性を考慮し、それぞれ１対に区別されて接続される。

次に屋外に２台の熱源機１と熱源側ヘッダーユニット１０を設置し、各熱源機１から２本の往き配管３９を熱源側ヘッダーユニット１０の熱動弁１９を介して熱源側往きヘッダー１１に接続し、２本の戻り配管４０を熱源側ヘッダーユニット１０の熱源側戻りヘッダー１２に接続する。

次に熱源側ヘッダーユニット１０とヘッダーボックス２９を温水往き管２０と温水戻り管２２で接続する。この時に温水戻り管２２の途中から分岐した配管で膨張タンク３７が接続される。膨張タンク３７はそのまま露天では設置できないの通常、ヘッダーボックス２９の近傍に設置されるので、膨張タンク３７と温水戻り管２２を接続する配管も短することができ、簡単で有り、作業効率も向上する。

最後に熱源側ヘッダーユニット１０の熱源側往きヘッダー１１と熱源側戻りヘッダー１２の空いている１対の接続口１７を利用して、水や不凍液等の循環液を注入し、循環ポンプ１３を断続的に回転子し、空気抜き弁２５から暖房回路３８内の空気を抜く作業を行い、暖房回路３８内が循環液で満たされた後、熱源機１と熱源側ヘッダーユニット、放熱器３３を運転し正常に暖房が行われることを確認して設置作業が終了する。

石油やガスを燃料とする暖房ボイラ等の熱源機が故障して、既存の放熱器３３やヘッダーボックス２９、膨張タンク３７を使用する場合は、故障した熱源機を取り外して、本件出願の熱源機１と熱源側ヘッダーユニット１０を、既に設置済みの温水往き管２０と温水戻り管２２に接続して、先に説明した水張り作業を行うだけで良いので、膨張タンク３７の接続位置を変更するような煩雑な作業は必要としないものである。

このようにすることで、施工業者が膨張タンク３７の取り付け位置を間違うことが少なくなり、床暖房等の放熱器３３が既に設置されている状態で、熱源機の故障等によって、熱源機１のみを交換する場合でも、膨張タンク３７の接続位置を変更する必要がなくなり、施工作業が簡単になる。

１熱源機
２圧縮機
３冷媒水熱交換器
４減圧器
５空気熱交換器
１０熱源側ヘッダーユニット
１１熱源側往きヘッダー
１２熱源側戻りヘッダー
１３循環ポンプ
１４シスタンユニット
２４シスタン
２５空気抜き弁
２６圧力計
２９ヘッダーボックス
３０負荷側往きヘッダー
３１負荷側戻りヘッダー
３３放熱器
３７膨張タンク

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、高温冷媒の熱で循環液を加熱するための冷媒水熱交換器と、高圧冷媒を減圧する減圧器と、低温低圧冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器とが環状に接続されたヒートポンプサイクルとを有する熱源機を複数台設置すると共に、各熱源機により加熱された循環液を合流させる熱源側往きヘッダーと、放熱器から戻ってきた循環液を各熱源機に分流させる熱源側戻りヘッダーを備えた熱源側ヘッダーユニットとを備えた温水暖房装置に於いて、前記熱源側ヘッダーユニット内の熱源側戻りヘッダーの上流に循環ポンプを接続し、該循環ポンプの更に上流にシスタンユニットを接続し、該シスタンユニットは循環液を蓄えるシスタンと、該シスタン上部に接続しシスタンに溜まった空気を排出する空気抜き弁と、シスタン内の圧力を計測する圧力計と、シスタン内が所定圧力以上に上昇した場合に排水を行う安全弁を設け、前記熱源側往きヘッダーの下流に、循環液を複数の放熱器に分流させる負荷側往きヘッダーと、複数の放熱器と、放熱した循環液を合流させる負荷側戻りヘッダーと、該負荷側戻りヘッダーと前記シスタンユニットを順次接続して暖房回路を形成し、前記負荷側戻りヘッダーまたは、負荷側戻りヘッダーとシスタンユニットの間の暖房回路に、該暖房回路内の圧力を調整する膨張タンクを接続したことを特徴とする温水暖房装置。