JP2598423Y2

JP2598423Y2 - 床暖房装置

Info

Publication number: JP2598423Y2
Application number: JP1991045952U
Authority: JP
Inventors: 清男小林
Original assignee: 日本ユーキ株式会社
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2006-05-22
Also published as: JPH0532912U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、温水配管方式の床暖房
装置に関するものであり、より詳細には、建築物の床に
敷設した温水パイプ等の熱媒体液循環パイプに熱媒体液
（温水）を循環させ、各室を所望の温度に暖房する温水
配管方式の床暖房装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築物の居室の床に熱媒体液循環パイプ
を敷設し、ボイラにより加熱された熱媒体液（不凍液
等）を循環して、各室ないし各床暖房領域を暖房する温
水配管方式の床暖房装置が、知られている。

【０００３】従来の床暖房装置の構成を図３に示す。同
図に示す床暖房装置５０において、一台ないし数台のヘ
ッダー５１が室数に関係なく、機械室等の建築物の中央
集中管理設備に配置され、熱媒体液（温水）を供給する
ためのボイラ５２及びポンプ５３を含む熱媒体液供給源
５４が、ヘッダー５１に接続される。各室Ｒｘ、Ｒｙに
は、各室系統の各熱媒体液循環パイプ５５ｘ、５５ｙ
が、ヘッダー５１から夫々配管される。各室Ｒｘ、Ｒｙ
は夫々、室Ｒｘ、Ｒｙの各熱媒体液循環回路を構成する
熱媒体液循環パイプ５５ｘ、５５ｙに対して熱媒体液を
夫々循環させることにより、暖房される。各室Ｒｘ、Ｒ
ｙの暖房温度の温度制御は、熱媒体液供給源５４側の温
水温度制御により、熱媒体液循環回路全体の温水温度を
制御したり、或いは、各熱媒体液循環パイプ５５ｘ、５
５ｙに夫々介装した開閉弁５６ｘ、５６ｙの開閉制御に
より、各熱媒体液循環パイプ５５ｘ、５５ｙに対する熱
媒体液の供給又は循環を規制することにより、なされて
いる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
床暖房装置５０において各室毎の温度制御を行う場合、
開閉弁５６ｘ、５６ｙを夫々開閉制御し、各熱媒体液循
環パイプ５５ｘ、５５ｙに対する熱媒体液の供給又は供
給停止を制御しており、従って、特定の室の温度に関し
ては適切に制御し得る反面、熱媒体液全体の供給ライ
ン、或いは、建築物全体の主管系統の熱媒体液循環回路
に液圧変動が生起してしまい、ボイラ５２又はポンプ５
３に過負荷が生じたり、或いは、他の室の温度又は熱媒
体液循環量が変動し、暖房運転が不安定化するなどの問
題があった。また、一般に各室又は各床暖房領域の床面
全域を加熱する輻射式暖房装置を構成する床暖房装置に
あっては、温水配管等の熱媒体液配管を床の全域に亘っ
て敷設しなければならないことから、従来は、図３に示
す如く、単一系統の連続的な熱媒体液循環配管を各室の
床全域に敷設しており、従って、各々の室の熱媒体液循
環回路を極めて長い管路長のものに設計せざるを得なか
った。ここに、熱媒体液（温水）は、各室の熱負荷対象
との熱交換により、各室の熱媒体液循環回路を通過する
間に冷却する。従って、各室の熱媒体液循環回路におい
て、比較的大きな熱媒体液の温度降下が生起する結果、
熱媒体液入口部分における液体温度と、熱媒体液出口部
分における液体温度との温度差が、かなり拡大してしま
う。かくて、従来構造の床暖房装置では、比較的大きな
床面温度差又は不均一な床面温度分布が、各室の床面の
生起していた。しかも、床暖房装置特有の構造として、
各室の熱媒体液循環パイプは、細く且つ長く設計され、
従って、熱媒体液循環パイプの通水抵抗又は圧力損失
は、極めて高い。本願考案者は、上記主管系統の圧力変
動および暖房運転の不安定化を防止するとともに、各室
の熱媒体液循環回路における流体入口／流体出口間の熱
媒体液温度差および高い通水抵抗の問題を解消すべく、
各室の熱媒体液循環回路を多数の回路に分割し、比較的
短い管路長を有する多数の熱媒体液循環回路を各室に配
設するとともに、各室の多数の熱媒体液循環回路に関
し、ヘッダーユニットを各室毎に配置し、熱媒体液入口
同士及び熱媒体液出口同士を相互連通させる熱媒体液供
給ヘッダー及び熱媒体液還流ヘッダーを各室のヘッダー
ユニット内に内蔵することを検討した。かかるヘッダー
ユニットの配設により、各室における各熱媒体液循環回
路の管路長を比較的短く設計し得る。従って、上記熱媒
体液の温度降下による入口／出口間の熱媒体液温度差の
問題および熱媒体液循環パイプの高い通水抵抗の問題
は、実質的に解消することが判明した。しかも、かかる
ヘッダーユニットを設けた床暖房装置では、各ヘッダー
の流量調整機能及び循環圧力調整機能により、該ヘッダ
ーに接続された多数の熱媒体液循環回路の入口圧力及び
出口圧力が、実質的に均一に調整され、従って、熱媒体
液は、比較的均等な圧力及び流量にて各室の各熱媒体液
循環回路を循環することが確認された。しかしながら、
このような構成を採用したとき、各室の使用形態又は使
用時間帯は実際の使用において異なることから、従来の
床暖房装置と同様に、以下の課題が生じる。即ち、各室
のヘッダーユニットは、熱媒体液循環の開始、熱媒体液
循環量の規制及び熱媒体液循環の停止を適宜選択的に実
施する反面、各室のヘッダーユニットに接続された熱媒
体液供給主管及び熱媒体液還流主管の流体圧力は、所定
圧力に制御されるので、熱媒体液の循環を要する室のヘ
ッダーユニットに対して、熱媒体液の要求量を超えた多
量の熱媒体液が給送されてしまう結果が生じ得る。この
ような課題を解消すべく、本願考案者は、熱媒体液供給
ヘッダーの入口部分と、熱媒体液還流ヘッダーの出口部
分とを連通するバイパス管路を各ヘッダーユニットに配
設することを検討した。しかし、この場合、床暖房装置
の作動を要しない室のヘッダーユニットにおいて、不要
に多量の熱媒体液が、相対的に低い通水抵抗を有するバ
イパス管路に流通してしまい、逆に、熱媒体液の循環を
要する他室のヘッダーユニットに対しては、相対的に高
い熱媒体液循環パイプの通水抵抗の影響により、熱媒体
液の要求量に満たない少量の熱媒体液しか循環し得な
い。

【０００５】本考案は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、各室の熱媒体
液循環回路を分割し、多数の熱媒体液循環回路を各室に
配設するとともに、各熱媒体液循環回路を集合する熱媒
体液供給ヘッダー及び熱媒体液還流ヘッダーを内蔵した
ヘッダーユニットを各室毎に夫々配置する構成の床暖房
装置において、各室に配置された多数の熱媒体液循環回
路を制御する各ヘッダーユニットの基本機能を損なわず
に、各室の床暖房設備の作動／非作動により生じ得る各
室ヘッダーユニットの熱媒体液循環量の変動を回避する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、上記目的を達
成するために、床暖房設備を要する複数の室を備えた建
築物の床暖房装置において、熱媒体液供給ヘッダー（５
ｓ）及び熱媒体液還流ヘッダー（６ｒ）を内部に備えた
ヘッダーユニット（１）を各室に設置し、熱媒体液の供
給ライン（３）から分岐した供給側分岐パイプ（５）を
前記熱媒体液供給ヘッダー（５ｓ）に接続するととも
に、戻りライン（４）から分岐した戻り側分岐パイプ
（６）を前記熱媒体液還流ヘッダー（６ｒ）に接続し、
床に敷設した複数の熱媒体液循環パイプ（７）の各入口
端部及び各出口端部を夫々、前記熱媒体液供給ヘッダー
（５ｓ）及び熱媒体液還流ヘッダー（６ｒ）に対して並
列に接続するとともに、前記熱媒体液供給ヘッダー（５
ｓ）の入口部分と前記熱媒体液還流ヘッダー（６ｒ）の
出口部分とを相互連通可能なバイパス回路（９）を前記
ヘッダーユニット（１）に配設し、熱媒体液バイパス回
路を前記供給側分岐パイプ（５）及び戻り側分岐パイプ
（６）の間に形成し、前記供給側分岐パイプ（５）に供
給された熱媒体液を前記バイパス回路（９）を介して前
記戻り側分岐パイプ（６）に選択的にバイパスする方向
制御弁（１０）を前記供給側分岐パイプ（５）と前記バ
イパス回路（９）との接続部に配設するとともに、前記
ヘッダーユニットを設置した室の温度に応じて前記方向
制御弁（１０）を暖房運転位置及びバイパス位置の一方
に選択的に切替制御する制御部（１１）を設け、前記熱
媒体液循環パイプ（７）の熱媒体液圧を基準に調整され
る圧力制御弁（１２）を前記バイパス回路（９）に介装
し、前記供給側分岐パイプ（５）及び戻り側分岐パイプ
（６）における熱媒体液圧の変動を防止するようにした
ことを特徴とする床暖房装置を提供する。好ましくは、
上記方向制御弁（１０）は、上記制御部（１１）によっ
て制御される電動式三方切換弁からなり、また、上記圧
力制御弁（１２）は、可変調節可能な絞り弁からなる。

【０００７】

【作用】本考案による上記構成の床暖房装置によれば、
各室の熱媒体液循環回路は、複数の熱媒体液循環パイプ
に分割されるとともに、各々の熱媒体液循環パイプの入
口端部及び出口端部は、各室を基本単位として各室に配
置されたヘッダーユニットの熱媒体液供給ヘッダー及び
熱媒体液還流ヘッダーに夫々、並列接続される。これに
より、各室の床暖房設備を構成する各熱媒体液循環回路
の管路長を比較的短く設計し得るので、該熱媒体液循環
回路を循環する間に生じる熱媒体液の温度降下作用を軽
減し、床面温度分布を室内全域に亘って均一化すること
ができ、しかも、各管路の通水抵抗を低減することがで
きる。また、上記構成の床暖房装置によれば、熱媒体液
供給ヘッダー及び熱媒体液還流ヘッダーの流量調整機能
及び循環圧力調整機能により、複数の熱媒体液循環回路
の各入口圧力及び各出口圧力を調整し、これにより、熱
媒体液を比較的均等な圧力及び流量にて各熱媒体液循環
回路に循環し得るばかりでなく、上記熱媒体液供給ヘッ
ダーの入口部分と上記熱媒体液還流ヘッダーの出口部分
とを相互連通可能なバイパス回路及び方向制御弁によ
り、上記供給側分岐パイプ及び戻り側分岐パイプの間に
熱媒体液バイパス回路を形成し、これにより、上記各ヘ
ッダー間の各熱媒体液循環回路の熱媒体液循環量を制御
し、床面温度を適当な温度に調整することができる。か
くして、上記構成の床暖房装置によれば、各室の床面温
度分布を均一化し、各室の暖房効率又は熱効率を向上し
得るとともに、各室の暖房条件又は運転条件の相違を補
償し、各室の暖房運転効率の適正化及び各室の暖房温度
の最適化を実現することができる。

【０００８】また、上記構成の床暖房装置において、各
室、例えば、室Ｒａ（図２）の温度制御に関し、上記制
御部は、室Ｒａの温度が所定の設定温度以下である場
合、上記方向制御弁を通常の暖房運転に切換え、供給ラ
インから供給される熱媒体液を熱媒体液供給ヘッダー、
各熱媒体液循環回路及び熱媒体液還流ヘッダーに循環
し、他方、上記制御部は、室Ｒａの温度が上記設定温度
を越えた場合、上記方向制御弁をバイパス回路側に切換
え、これにより、熱媒体液供給ヘッダー、各熱媒体液循
環回路及び熱媒体液還流ヘッダーに対する熱媒体液の供
給ないし循環を停止し、方向制御弁を介して熱媒体液を
バイパス回路に迂回（バイパス）させる。従って、本考
案の上記構成によれば、熱媒体液がバイパス回路を通過
する際に生じる熱媒体流体の圧力損失（圧力降下）は、
上記圧力制御弁にて調圧される。ここに、圧力制御弁の
調圧機能は、上記熱媒体液循環パイプ（７）の熱媒体液
圧を基準に調節され、上記供給側分岐パイプの熱媒体液
圧の変動を防止するように設定されるので、上記バイパ
ス回路に対する熱媒体液のバイパス時に生じ得る供給ラ
イン（３）及び供給側分岐パイプ（５）の熱媒体液圧の
圧力降下、或いは、該バイパス回路における過剰なバイ
パス流量に伴って生じ得る他室Ｒｂの熱媒体液供給不足
等の問題は、確実に回避される。しかも、本願考案の構
成によれば、各室のヘッダーユニットに循環ポンプ又は
ブースタポンプを配設することなく、主管系統の循環圧
力のみによってヘッダーユニットの循環圧力が得られ
る。従って、各室のヘッダーユニットにおける循環ポン
プの配設及びポンプ動力配線（電源配線）の施工等を省
略することができるので、本願考案の構成は、実用的に
極めて有利である。

【０００９】

【実施例】次に、本考案に係る床暖房装置の好適な実施
例について、添付図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】まず、本考案に係る床暖房装置１の全体構
成について、図２を参照して説明する。

【００１１】熱媒体液供給源２１は、ボイラ２２及びポ
ンプ２３を備える。また、熱媒体液の供給ライン３に
は、熱媒体液供給源２１にて加熱された熱媒体液（例え
ば、不凍液）が供給される。更に、各熱媒体液循環パイ
プにおける熱交換により冷却した熱媒体液が、熱媒体液
の戻りライン４を介して熱媒体液供給源２１に還流す
る。

【００１２】仮想線で示すＲａ、Ｒｂは夫々、建築物の
室であり、各室Ｒａ、Ｒｂにはそれぞれ、ヘッダーユニ
ット２が設置される。

【００１３】次に、ヘッダーユニット２の構成につい
て、図１を参照して説明する。室Ｒａ、Ｒｂの各室に配
置された各ヘッダーユニット２の内部には、供給ライン
３から分岐した供給側分岐パイプ５と、戻りライン４か
ら分岐した戻り側分岐パイプ６とが配設される。供給側
分岐パイプ５には、三方切換弁１０の入力ポート及び第
１出力ポートが接続され、三方切換弁１０の上流側にお
いて、手動操作式の開閉弁２５およびゴミを除去するス
トレーナ２６が、供給ライン３側から順次接続される。
他方、戻り側分岐パイプ６には、手動操作式の開閉弁２
７および逆止弁２８が、戻りライン４側から順次接続さ
れる。そして、三方切換弁１０の下流側に位置する供給
側分岐パイプ５には、熱媒体液供給ヘッダー５ｓが形成
され、他方、逆止弁２８よりも上流側に位置する戻り側
分岐パイプ６には、熱媒体液還流ヘッダー６ｒが形成さ
れる。図１に示す如く、床に敷設した複数の温水パイプ
７・・・の温水入口端部及び温水出口端部が夫々、供給
ヘッダー５ｓ及び還流ヘッダー６ｒに並列に接続され
る。なお、温水パイプ７は、ゴム、金属、合成樹脂等に
より形成したパイプ材であり、熱媒体液（温水）の通水
により、室内の熱負荷対象と熱交換し、温度降下する。
以上の構造により、熱媒体液が循環する各ヘッダーユニ
ット２の基本的な熱媒体液循環回路８と、床面に敷設さ
れ且つ比較的短い管長を有する多数の熱媒体液循環回路
７とが、各室に形成される。

【００１４】また、三方切換弁１０の第２出力ポート
と、逆止弁２８の下流側における戻り側分岐パイプ６の
部分との間には、バイパス回路９が接続され、該バイパ
ス回路９には、圧力を可変調節可能な絞り弁等を用いた
圧力制御弁１２が介装される。この場合、圧力制御弁１
２の圧力設定値は、温水パイプ７・・・側の圧力を基準
として設定され、望ましくは、温水パイプ７…側の圧力
とほぼ同じ圧力に設定される。三方切換弁１０は、電動
式制御弁であり、制御部１１により切換制御される。制
御部１１は、制御部本体３１、室温センサ３２、床温セ
ンサ３３を備える。なお、図において、参照符号３５、
３６は夫々、供給側分岐パイプ５（供給ヘッダー５ｒ）
及び戻り側分岐パイプ６（還流ヘッダー６ｒ）にそれぞ
れ設けられた空気抜部を示す。

【００１５】図２に示す他室のヘッダー２についても、
図１と同様に構成される。

【００１６】次に、本考案に係る床房装置１の全体的動
作について、図１及び図２を参照して説明する。

【００１７】まず、ボイラ２２により加熱された熱媒体
液はポンプ２３により供給ライン３に供給される。

【００１８】一方、任意の室、例えば室Ｒａにおいて
は、室温センサ３２及び床温センサ３３により温度検出
され、該検出温度が設定温度以下の温度である場合に
は、制御部本体３１は、三方切換弁１０を切換制御し、
温水パイプ７側の第１出力ポートを開放し且つバイパス
回路９側の第２出力ポートを閉鎖する。これにより、供
給ライン３から供給される熱媒体液は、三方切換弁１０
を介して温水パイプ７・・・に循環され、室Ｒａの床暖
房設備は、暖房運転モードにて作動する。温水パイプ７
・・・は、図１に示す如く、隣接する室内床配管の温水
が互いに逆の通水方向に流通するように配設される。従
って、比較的高温度を保有する温水パイプ７の上流側部
分の温水と、放熱作用によって温度が低下した温水の還
流水とが、隣接した領域を流通するので、室内の床面温
度は、均一化又は平準化される。

【００１９】他方、上記検出温度が設定温度を越えた場
合には、制御部本体３１は三方切換弁１０を切換制御
し、温水パイプ７側の第１出力ポートを閉鎖し、バイパ
ス回路９側の第２出力ポートを開放する。これにより、
温水パイプ７・・・に対する熱媒体液の供給が停止さ
れ、熱媒体液は、三方切換弁１０を介してバイパス回路
９にバイパス（迂回）する。

【００２０】このような暖房運転停止時において、バイ
パス回路９の液圧降下は、温水パイプ７・・・側の熱媒
体液循環回路の液圧降下とほぼ同じ圧力降下値に設定さ
れるので、供給ライン３及び戻りライン４における主管
系統全体の液圧は変動せず、この結果、ボイラ２２やポ
ンプ２３の安定した作動及び安定した温度制御が、実現
される。

【００２１】なお、温度制御に際して、床温センサ３３
の検出値は、室温センサ３２の検出値よりも優先され、
上記制御が実行される。

【００２２】以上、本考案の好適な実施例について詳細
に説明したが、本考案は、このような実施例に限定され
るものではなく、細部の構成、形状、数量、素材等にお
いて、本考案の要旨を逸脱しない範囲において、任意に
変更し得るものである。

【００２３】

【考案の効果】以上説明した如く、本考案に係る床暖房
装置によれば、各室の熱媒体液循環回路を分割し、多数
の熱媒体液循環回路を各室に配設するとともに、各熱媒
体液循環回路を集合する熱媒体液供給ヘッダー及び熱媒
体液還流ヘッダーを内蔵したヘッダーユニットを各室毎
に夫々配置する構成の床暖房装置において、各室に配置
された多数の熱媒体液循環回路を制御する各ヘッダーユ
ニットの基本機能を損なわずに、各室の床暖房設備の作
動／非作動により生じ得る各室ヘッダーユニットの熱媒
体液循環量の変動を回避することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る床暖房装置の要部を示す回路構成
図である。

【図２】図１に示す床暖房装置の全体構成を示す回路構
成図である。

【図３】従来技術に係る床暖房装置の回路構成図であ
る。

【符号の説明】

１床暖房装置２ヘッダーユニット３供給ライン４戻りライン５供給側分岐パイプ５ｓ熱媒体液供給ヘッダー６戻り側分岐パイプ６ｒ熱媒体液還流ヘッダー７温水パイプ８熱媒体液循環回路９バイパス回路１０三方切換弁１１制御部１２圧力制御弁Ｒａ室Ｒｂ室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24D 7/00

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】床暖房設備を要する複数の室を備えた建
築物の床暖房装置において、熱媒体液供給ヘッダー（５ｓ）及び熱媒体液還流ヘッダ
ー（６ｒ）を内部に備えたヘッダーユニット（１）を各
室に設置し、熱媒体液の供給ライン（３）から分岐した
供給側分岐パイプ（５）を前記熱媒体液供給ヘッダー
（５ｓ）に接続するとともに、戻りライン（４）から分
岐した戻り側分岐パイプ（６）を前記熱媒体液還流ヘッ
ダー（６ｒ）に接続し、床に敷設した複数の熱媒体液循環パイプ（７）の各入口
端部及び各出口端部を夫々、前記熱媒体液供給ヘッダー
（５ｓ）及び熱媒体液還流ヘッダー（６ｒ）に対して並
列に接続するとともに、前記熱媒体液供給ヘッダー（５
ｓ）の入口部分と前記熱媒体液還流ヘッダー（６ｒ）の
出口部分とを相互連通可能なバイパス回路（９）を前記
ヘッダーユニット（１）に配設し、熱媒体液バイパス回
路を前記供給側分岐パイプ（５）及び戻り側分岐パイプ
（６）の間に形成し、前記供給側分岐パイプ（５）に供給された熱媒体液を前
記バイパス回路（９）を介して前記戻り側分岐パイプ
（６）に選択的にバイパスする方向制御弁（１０）を前
記供給側分岐パイプ（５）と前記バイパス回路（９）と
の接続部に配設するとともに、前記ヘッダーユニットを
設置した室の温度に応じて前記方向制御弁（１０）を暖
房運転位置及びバイパス位置の一方に選択的に切替制御
する制御部（１１）を設け、前記熱媒体液循環パイプ（７）の熱媒体液圧を基準に調
整される圧力制御弁（１２）を前記バイパス回路（９）
に介装し、前記供給側分岐パイプ（５）及び戻り側分岐
パイプ（６）における熱媒体液圧の変動を防止するよう
にしたことを特徴とする床暖房装置。
【請求項２】前記方向制御弁（１０）は、前記制御部
（１１）によって制御される電動式三方切換弁からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の床暖房装置。
【請求項３】前記圧力制御弁（１２）は、可変調節可
能な絞り弁からなることを特徴とする請求項１又は２に
記載の床暖房装置。