JP2689853B2

JP2689853B2 - 温水暖房装置

Info

Publication number: JP2689853B2
Application number: JP5136507A
Authority: JP
Inventors: 忠彦大塩
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1997-12-10
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JPH06323557A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の端末放熱器を配
備し、１個の熱源器でもって固定温度の温水を前記各端
末放熱器に循環するようにした温水暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】温水暖房装置として、１個の熱源器で固
定温度の温水を供給し、これによって複数の端末放熱器
に温水を循環させて暖房を行うようにしたものが提供さ
れている。この従来の温水暖房装置においては、各端末
放熱器は運転がオンされると、その運転オンの間は該端
末放熱器の温水導入弁は開放状態に維持され、その端末
放熱器の運転がオフされることで温水導入弁が閉止され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
温水暖房装置は、各端末放熱器は該放熱器の運転がオン
されている間は温水導入弁が開き放しであることから、
複数の端末放熱器が同時に運転されている場合には、暖
房設定温度の低い端末放熱器においては、既に室温が暖
房設定温度となっている場合においても、他の端末放熱
器の運転によって温水が引き続き導入され、そのため室
温が暖房設定温度以上に上昇してしまい、快適性の悪化
やランニングコストのアップを招いていた。

【０００４】そこで本発明は上記従来の温水暖房装置の
欠点を解消し、１個の熱源器でもって、固定温度の温水
を複数の端末放熱器に導入することで、暖房を行う装置
において、暖房設定温度の低い室の室温が暖房設定温度
を大きく越えてしまうといったことが防止され、各端末
放熱器が配置された室の温度をそれぞれの室の暖房設定
温度付近に調整することができる温水暖房装置の提供を
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の温水暖房装置は、複数個の端末放熱器を配
備し、１個の熱源器でもって固定温度の温水を前記複数
個の各端末放熱器に循環するようにした温水暖房装置で
あって、各端末放熱器における温水導入弁の開時間を、
予め定めた固定の最大開時間に対して、その端末放熱器
の配置された部屋の暖房設定温度と実際の室温との差に
比例した時間として演算し、各端末放熱器の温水導入弁
の開時間の和を１周期として各端末放熱器の温水導入弁
を順次その導入弁開時間づつ時分割開放して行くと共
に、運転開始時における暖房設定温度と室温との差の大
きい端末放熱器順に温水導入弁の開放を行うようにした
コントローラを設けたことを第１の特徴としている。ま
た本発明の温水暖房装置は、上記第１の特徴に加えて、
複数個の端末放熱器を２以上のグループに分け、各グル
ープ毎にそのグループに属する各端末放熱器の温水導入
弁の開時間を演算すると共に時分割開放する構成とし、
且つ１個の熱源器で同時に各グループの何れかの端末放
熱器に温水を供給する構成としたことを第２の特徴とし
ている。また本発明の温水暖房装置は、上記第１又は第
２の特徴に加えて、温水導入弁を熱動弁とし、各端末放
熱器における温水導入弁の開放指令を、開放中の温水導
入弁の開時間に一定のプリ開時間だけ重なる形で行うよ
う構成したことを第３の特徴としている。

【０００６】

【作用】上記本発明の第１の特徴によれば、各端末放熱
器の温水導入弁が開とされる時間が、暖房設定温度とそ
の端末放熱器の配置される室の温度との差に比例された
形で決められるので、暖房設定温度と室温との差が大き
い室ではそれだけ温水供給時間が長くなり、また暖房設
定温度と室温との差が小さい室ではそれだけ温水供給時
間が短くなる。よって複数の端末放熱器が同時に運転さ
れている場合においても、他の端末放熱器の運転の有無
に左右されることなく、端末放熱器が配置された各室の
暖房をそれぞれ独自的に暖房設定温度に近い状態に調整
することができる。加えて、各端末放熱器は、運転開始
時における暖房設定温度とその端末放熱器が配置された
室温との差が大きい順に温水導入弁の開放を行うように
しているので、より早急な温度上昇が必要な室をより早
く暖房状態へ導くことができる。特に第１の特徴によれ
ば、上記の作用効果に加えて、各端末放熱器における温
水導入弁の１回の開時間の最大限を最大開時間として予
め固定値として定めているので、各端末放熱器における
温水導入弁の開時間の長さが不当に長くなるのを防止す
ることができ、各端末放熱器の温水導入弁の開時間の和
からなる１周期の時間が長すぎることなく適当な時間サ
イクルで各端末放熱器に温水が順次循環せられるように
することができる。よって１個の熱源器を用いた複数の
端末放熱器による暖房においても、各端末放熱器での暖
房効果に経時的に大きな波が生じるのを防止することが
できる。また上記本発明の第２の特徴によれば、上記第
１の特徴による作用、効果に加えて、複数の端末放熱器
を２以上のグループに別けて、それぞれのグループにお
いて、各端末放熱器の温水導入弁を時分割開放するよう
にしている。よって１個の熱源器を用いて、各グループ
毎に何れか１つの端末放熱器に温水を供給することにな
り、末端放熱器が多い場合でも、それらの各端末放熱器
に対して、適当な温水量で且つ適当な時間づつ、順次温
水を供給することができ、端末放熱器の全体に対する温
水供給をバランスよく行うことができる。また上記本発
明の第３の特徴によれば、前記第１又は第２の特徴によ
る作用に加えて、各端末放熱器の温水導入弁が熱動弁の
場合においても、無駄な時間が生じるのを無くして、効
率よく各端末放熱器による暖房を行うことができる。

【０００７】

【実施例】以下に本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の実施例を示す温水暖房装置の全体構成図、
図２は主コントローラによる各温水導入弁の第１の特徴
的制御構成例を説明する図、図３は主コントローラによ
る各温水導入弁の第２の特徴的制御構成例を説明する
図、図４は主コントローラによる各温水導入弁の第３の
特徴的制御構成例を説明する図、図５は主コントローラ
による各温水導入弁の第４の特徴的制御構成例を説明す
る図である。

【０００８】１０は熱源器で、内部にバーナ若しくは電
熱等の加熱手段と、循環してきた水を加熱して送り出す
熱交換手段とを備え、各端末放熱器２０、３０、４０の
端末コントローラ２１、３１、４１と双方向通信ができ
る主コントローラ１１を備えている。前記熱源器１０か
らは温水の往き管５０が配管され、それぞれ熱動弁から
なる温水導入弁２２、３２、４２を介して前記端末放熱
器２０、３０、４０に温水が導かれる。各端末放熱器２
０、３０、４０で放熱を終わって冷えた温水は、戻り管
６０を通って熱源器１０に戻り、再び加熱される。

【０００９】前記端末放熱器２０、３０、４０は例えば
床暖房用放熱器からなり、複数個の放熱器が（図には３
個の放熱器が示されている）並列状態に配管されてい
る。各放熱器２０、３０、４０はそれぞれ別の室に配置
され、該室を暖房する。各放熱器２０、３０、４０には
図示しない室温センサが付随して設けられ、また図示し
ない暖房運転のオン／オフスイッチ、及び暖房温度設定
手段が設けられている。前記各端末コントローラ２１、
３１、４１には、前記暖房温度設定手段による暖房設定
温度と前記室温センサによる室温とを比較して暖房設定
温度が室温以上の場合にオンし且つ未満の場合にオフす
るサーモスイッチ手段が内蔵されている。そして各端末
コントローラ２１、３１、４１からは前記暖房運転のオ
ン／オフの情報、暖房設定温度の情報、室温情報、サー
モスイッチのオン／オフの情報が前記熱源器１０の主コ
ントローラ１１に入力される。

【００１０】前記各端末放熱器２０、３０、４０は熱源
器１０に対して比較的離れた位置に配置されることにな
るが、一方、各温水導入弁２２、３２、４２は、熱源器
１０の近傍に配置され、前記各端末放熱器の端末コント
ローラ２１、３１、４１からの情報を入力した熱源器１
０の主コントローラによって、その開閉が制御される。
熱動弁からなる温水導入弁２２、３２、４２は、主コン
トローラ１１による開指令によって、通電されることで
加熱され、その熱によって弁が開放される。よって開放
指令から実際の弁２２、３２、４２の開放が完了するま
でには多少の時間を要する。

【００１１】前記熱源器１０の主コントローラ１１は、
運転中の熱源器１０の設定温水温度を固定温度、例えば
６０℃、或いはそれ以上の固定温度に制御し、また全て
の端末放熱器２０、３０、４０がサーモスイッチのオフ
の状態の場合には、運転中であっても、熱源器１０の設
定温水温度を４０℃に制御するよう構成されている。ま
た熱源器１０の主コントローラ１１は前記端末コントロ
ーラ２１、３１、４１からの運転スイッチオン情報によ
って原則として対応する温水導入弁２２、３２、４２の
開放指令を出力し、運転スイッチオフ情報によって対応
する温水導入弁２２、３２、４２の閉止指令を出力する
構成とし、且つ前記端末コントローラ２１、３１、４１
からの運転スイッチオン情報を入力していても、端末コ
ントローラ２１、３１、４１からのサーモスイッチオフ
情報を入力している間は対応する温水導入弁２２、３
２、４２の閉止指令を出力する構成としている。

【００１２】以上において説明した熱源器１０の主コン
トローラ１１による制御構成を共通の基本的制御構成と
し、更に主コントローラ１１による各温水導入弁２２、
３２、４２の特徴的制御構成例を次に、第１の特徴的制
御構成例から第４の特徴的制御構成例で説明する。

【００１３】先ず第１の特徴的制御構成例を図２に従っ
て説明する。但しこの第１の例そのものについては請求
の範囲には含まれていない。この第１の特徴的制御構成
例では図２に示すように、暖房運転スイッチがオンされ
た端末放熱器、例えば端末放熱器２０が暖房運転オンし
たとすると、主コントローラ１１はこの端末放熱器２０
に対応する温水導入弁２２の開閉制御を一定周期Ｔ、例
えば１周期Ｔが１０分の周期で繰り返す構成とする。そ
して各１周期Ｔは温水導入弁オン（開）時間とオフ
（閉）時間との組合せからなるようにし、且つ主コント
ローラ１１は１周期Ｔ中での温水導入弁オン時間を暖房
設定温度と室温との差に比例した時間として定める。即
ち、主コントローラ１１は端末コントローラ２１からの
暖房設定温度情報と室温情報を入力し、次の式１から１
周期中の温水導入弁２２オン時間を演算することでＰＷ
Ｍ制御を行う。尚、周期Ｔ及び比例定数Ｋは予め実験に
よって定めておくことができる。

【００１４】温水導入弁オン時間＝（暖房設定温度−室温）×Ｋ・・・式１但し、０≦温水導入弁オン時間≦ＴＫは比例定数

【００１５】主コントローラ１１による温水導入弁オン
時間の演算は上記式１の代わりに比例制御部分と積分制
御部分からなる次の式２によって行うようにしてもよ
い。

【００１６】温水導入弁オン時間＝（暖房設定温度−室温）×Ｋ_１＋Σ（暖房設定温度−室温）×Ｋ_２・・・式２但し、０≦温水導入弁オン時間≦ＴＫ_１、Ｋ_２は比例定数

【００１７】以上の如き主コントローラ１１の第１の特
徴的制御構成により、運転される各端末放熱器２０、３
０、４０は、その温水導入弁２２、３２、４２のそれぞ
れが暖房設定温度と室温との差に比例した弁開時間をも
って独自的に制御され、これによって１個の暖房熱源器
によって各室が所定の暖房設定温度に調整される。勿
論、各端末放熱器による必要以上の暖房を抑えることが
できる。また各熱動弁からなる温水導入弁への通電時間
を減らすことになり、省電力となる。

【００１８】次に主コントローラ１１による各温水導入
弁２２、３２、４２の第２の特徴的制御構成例を、図３
に沿って説明する。この例においては、熱源器１０の主
コントローラ１１は１個の熱源器１０からの温水を運転
がなされている端末放熱器に対して時分割で順次分配す
る制御構成をとる。即ち、各端末放熱器２０、３０、４
０が運転されている場合、各端末放熱器２０、３０、４
０のそれぞれの温水導入弁２２、３２、４２の開（オ
ン）時間を、次に示す式３、又は式４で示すように、そ
れぞれ暖房設定温度と室温との差に比例した形で演算
し、該演算された時間をもって順次各温水導入弁２２、
３２、４２を開放（オン）する構成としている。この構
成によれば、１個の熱源器１０からの温水が同時に各端
末放熱器２０、３０、４０に分配されてしまうことによ
る暖房効果の薄れが防止され、その端末放熱器に温水が
導入されている間においては確実に暖房効果が上がる。
勿論、各端末放熱器により各室がそれぞれ所定の暖房設
定温度に調整され、各端末放熱器による必要以上の暖房
も抑えることができる。

【００１９】温水導入弁オン時間＝（暖房設定温度−室温）×Ｋ・・・式３但し、０≦温水導入弁オン時間≦固定の最大時間Ｋは比例定数

【００２０】温水導入弁オン時間＝（暖房設定温度−室温）×Ｋ_１＋Σ（暖房設定温度−室温）×Ｋ_２・・・式４但し、０≦温水導入弁オン時間≦固定の最大時間Ｋ_１、Ｋ_２は比例定数

【００２１】尚、上記式において固定の最大時間及び比
例定数Ｋは予め実験によって定めておくことができる。
そしてこの第２の特徴的制御構成例では各端末放熱器２
０、３０、４０への温水の導入は、各温水導入弁２２、
３２、４２の開時間の和の時間周期で巡ってくることに
なる。また、途中で端末放熱器の１つの運転が停止され
た場合（図３においては端末放熱器３０が途中で運転停
止されている）には、その分だけ周期が早くなる。

【００２２】前記第２の特徴的制御構成例において、複
数の端末放熱器２０、３０、４０が同時に運転を開始さ
れた場合には、その運転開始時における暖房設定温度と
室温との温度差の大きい順（図３に示す場合は端末放熱
器２０、端末放熱器３０、端末放熱器４０の順となる）
に温水導入弁を開放する（図３の場合には温水導入弁２
２、温水導入弁３２、温水導入弁４２の順に開放され
る）。このようにすることで、運転開始時において、最
も暖房設定温度より低い室温の室、即ち最も早く暖房の
効果を必要とする室に対して先ず暖房効果が発揮せしめ
られ、暖房の実質的効果を得ることができる。

【００２３】主コントローラ１１による第３の特徴的制
御構成例を、図４に沿って説明する。この構成例は前記
第２の特徴的制御構成例の変形例である。即ち、温水導
入弁２２、３２、４２が熱動弁である場合には、通電が
なされてから弁が実際に開放されるまでに、２〜５分程
度のタイムラグがあるため、主コントローラ１１による
次に開放されるべき温水導入弁への弁開放指令が、プリ
開時間ΔＴだけ前の温水導入弁の開時間に重なる形で行
われる制御構成としている。この構成によって端末放熱
器の運転が効率よく行われる。

【００２４】主コントローラ１１による第４の特徴的制
御構成例を、図５に沿って説明する。この構成例も前記
第２の特徴的制御構成例の変形例である。即ち、端末放
熱器の数が多い場合には、１個の熱源器からの温水を順
次１個の端末放熱器毎に切り換えて導入してゆくと、各
端末放熱器において温水導入の周期が非常に長くなる問
題がある。そこで、本制御構成例では、複数の端末放熱
器を複数のグループに分け、各グループ内で温水導入の
切り換えを行うようにしている。グループの分け方は端
末放熱器の配置場所、例えば１階と２階とで分けること
ができる。また端末放熱器の規模の大きいものと小さい
ものとの組合せと中程度のものとの組合せとでグループ
分けすることができる。また暖房設定温度の高いものと
低いものとの組合せと中程度のものとの組合せとにグル
ープ分けし、また暖房設定温度と室温との温度差の大の
ものと小のものとの組合せと中程度のものとの組合せと
にグループ分けすることもできる。この様な制御構成と
することで、温水の導入周期があまり長くなることな
く、且つそれぞれの端末放熱器による室の暖房効果を確
実にすることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上の構成よりなり、請求項１
に記載の温水暖房装置によれば、各端末放熱器における
温水導入弁開時間を暖房設定温度と室温との差の大きい
もの程長くし、且つ暖房設定温度と室温との温度差の大
きいものから順に温水導入弁の開放を行い、しかも、各
端末放熱器の温水導入弁の開時間を予め定められた固定
の最大開時間の枠内において演算し、それら枠内に限定
されて演算された各温水導入の弁開時間の和を１周期と
して、順次温水の供給を振り分けて行くようにしている
ので、各端末放熱器における温水導入弁の開時間の長さ
が不当に長くなるのを防止しつつ、複数の端末放熱器に
よる暖房を１個の熱源器を用いて、暖房がより必要な部
屋の端末放熱器をより早く、より長く運転すると共に全
体としての温水供給サイクルが長くなりすぎることな
く、即ち各端末放熱器における暖房効果が経時的に大き
く波打つことなく、全体の端末放熱器を１個の熱源器で
効果的に運転し、各部屋の暖房を効果的に行うことがで
きる。また請求項２に記載の温水暖房装置によれば、上
記請求項１に記載の構成による効果に加えて、複数の端
末放熱器を２以上のグループに別け、１個の熱源器を用
いて、各グループ毎にその何れか１つの端末放熱器に対
して温水を供給するようにしているので、末端放熱器が
多い場合でも、それらの各端末放熱器に対して、適当な
温水量で適当な時間づつ、順次温水を供給することがで
き、端末放熱器の全体に対する温水供給をバランスよく
行うことができる。また請求項３に記載の温水暖房装置
によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果
に加えて、各端末放熱器の温水導入弁が熱動弁の場合に
おいても、無駄な時間が生じるのを無くして、効率よく
各端末放熱器による暖房を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す温水暖房装置の全体構成
図である。

【図２】主コントローラによる各温水導入弁の第１の特
徴的制御構成例を説明する図である。

【図３】主コントローラによる各温水導入弁の第２の特
徴的制御構成例を説明する図である。

【図４】主コントローラによる各温水導入弁の第３の特
徴的制御構成例を説明する図である。

【図５】主コントローラによる各温水導入弁の第４の特
徴的制御構成例を説明する図である。

【符号の説明】

１０熱源器１１主コントローラ２０、３０、４０端末放熱器２１、３１、４１端末コントローラ２２、３２、４２温水導入弁５０往き管６０戻り管

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の端末放熱器を配備し、１個の熱
源器でもって固定温度の温水を前記複数個の各端末放熱
器に循環するようにした温水暖房装置であって、各端末
放熱器における温水導入弁の開時間を、予め定めた固定
の最大開時間に対して、その端末放熱器の配置された部
屋の暖房設定温度と実際の室温との差に比例した時間と
して演算し、各端末放熱器の温水導入弁の開時間の和を
１周期として各端末放熱器の温水導入弁を順次その導入
弁開時間づつ時分割開放して行くと共に、運転開始時に
おける暖房設定温度と室温との差の大きい端末放熱器順
に温水導入弁の開放を行うようにしたコントローラを設
けたことを特徴とする温水暖房装置。
【請求項２】複数個の端末放熱器を２以上のグループ
に分け、各グループ毎にそのグループに属する各端末放
熱器の温水導入弁の開時間を演算すると共に時分割開放
する構成とし、且つ１個の熱源器で同時に各グループの
何れかの端末放熱器に温水を供給する構成とした請求項
１に記載の温水暖房装置。
【請求項３】温水導入弁を熱動弁とし、各端末放熱器
における温水導入弁の開放指令を、開放中の温水導入弁
の開時間に一定のプリ開時間だけ重なる形で行うよう構
成した請求項１又は２に記載の温水暖房装置。