JP3529172B2 - 温水暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱源機で温水を加熱し、
この温水を循環する暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス温水ボイラなどの熱源機で、高温の
温水を得、この温水を、温水往管と温水復管とを接続す
るバイパス管を介して、循環する典型的な従来技術の暖
房装置では、循環水にエチレングリコールなどの不凍液
が混入されている。これは暖房装置が運転されないまま
大気温が零度以下に低下して暖房装置内の循環水が凍結
して、配管、特に熱源機内の熱交換器が破損するのを防
ぐためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】温水暖房装置に使用す
る循環水の量は、暖房すべき床面積によって異なるが相
当の量となり、これに混合すべき不凍液の量も多くな
り、循環水が高価なものになる。また循環水を補給する
場合も排出する場合も手軽にできないという問題があ
る。このため不凍液を用いない水だけを循環水に使用で
きる温水暖房装置が望まれている。

【０００４】本発明の目的は、循環水に水だけを用いた
温水暖房装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、暖房すべき部
屋に温水を送る温水往管２２と、暖房すべき部屋から、
温度が低くなった温水が戻ってくる温水復管２３と、ガ
スバーナ１２によって熱交換器１５内の水を加熱して、
加熱された温水を温水往管２２に導く温水ボイラ１１
と、温水タンク２４の温水を熱交換器１５に加圧して送
る循環ポンプ２１と、温水往管２２と温水復管２３とを
接続し、暖房負荷が少ないとき、温水の一部を流すバイ
パス管２５と、バイパス管２５に設けられる分岐管３１
と、分岐管３１に設けられる電磁弁３２と、分岐管３１
に、電磁弁３２と直列に設けられ、外気温が予め定める
温度範囲の温度以下で水を排出し、前記温度以上で閉鎖
する無動力弁３３と、制御器２であって、電源ＯＮ時に
おいて、電磁弁３２を閉じ、循環ポンプ２１を運転する
とともに温水ボイラ１１を運転し、電源ＯＦＦ時におい
て、循環ポンプ２１を停止するとともに温水ボイラ１１
の運転を停止し、電磁弁３２を開く制御器２とを含むこ
とを特徴とする温水暖房装置である。また本発明は、温
水タンク２４と、温水タンク２４に水を給水する給水管
２８と、給水管２８に設けられる第２の電磁弁３６と、
温水タンク２４に設けられ、温水タンク２４の温水の量
を検出する水位センサ３７とを含み、前記制御器２は、
電源ＯＮ時において、水位センサ３７の出力に応答し
て、水位センサ３７による検出水位が予め定める規定水
位未満であれば、前記給水管２８に設けられる電磁弁３
６を開くとともに、循環ポンプ２１および温水ボイラ１
１を停止し、前記検出水位が規定水位以上であれば、前
記給水管２８に設けられる電磁弁３６を閉じるととも
に、循環ポンプ２１および温水ボイラ１１を運転し、電
源ＯＦＦ時において、循環ポンプ２１および温水ボイラ
１１を停止し、温水管２８に設けられる電磁弁３６を閉
じることを特徴とする。

【０００６】

【作用】温水ボイラのような温水暖房装置の熱源機は位
置的に最下方に設けられ、暖房負荷が低いときでも支障
なく運転できるように温水往管と温水復管との間にバイ
パス管が設けられている。

【０００７】本発明に従えば、このバイパス管に第２の
電磁弁３２と無動力弁３３とを直列に設けた分岐管３１
を取付ける。電磁弁は、電源がＯＦＦのときに開く。冬
期で電源ＯＦＦ状態で外気温が予め定める温度範囲以下
であるたとえば３℃以下になると、さらに無動力弁３３
が開き、循環水が排出される。これによって装置内の循
環水が凍結して温水ボイラ１１や配管が破損するのが防
がれる。したがって循環水に高価な不凍液を混ぜなくて
もよい。また、電源がＯＮのときは、第１電磁弁３２が
閉になっているため、外気温がたとえば３℃以下になり
無動力弁３３が開になっても循環水は排出されない。ま
た、本発明に従えば、制御器２は、電源ＯＮ時に、水位
センサ３７による検出水位が予め定める規定水位未満で
あれば、給水管２８の電磁弁２６を開いて給水管２８か
ら温水タンク２４に給水し、循環ポンプ２１および温水
ボイラ１１を停止する。また、前記検出水位が規定水位
以上であれば、前記給水管２８に設けられる電磁弁３６
を閉じて給水を停止させるとともに、循環ポンプ２１お
よび温水ボイラ１１を運転する。さらに、制御器２は、
電源ＯＦＦ時に、循環ポンプ２１および温水ボイラ１１
を停止し、温水タンク２８に設けられる電磁弁３６を閉
じ、温水タンク２８への給水を停止する。

【０００８】

【実施例】以下実施例でもって本発明をより具体的に説
明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例の温水暖房装置の
熱源機１およびその近傍の温水配管の一部を示す配管系
統図である。熱源機１はガス温水ボイラ１１を中心に構
成されている。温水ボイラ１１は下部にガスバーナ１２
があり、ガス管１３からガスが供給され、燃焼用空気は
ファン１４で供給される。ガスバーナ１２で燃焼した燃
焼ガスは熱交換器１５で水を加熱し、排気筒１６から排
出される。一方温水は循環ポンプ２１で加圧され、熱交
換器１５で加熱され温水往管２２から暖房すべき部屋に
送られる。暖房すべき部屋から低い温度の温水が温水復
管２３から温水タンク２４に戻って来る。温水タンク２
４の温水は循環ポンプ２１に吸引される。熱源機１には
マイクロコンピュータなどで実現される制御器２と操作
盤３とが設けられ、操作盤３で熱源機１を運転・停止す
る。熱源機１が運転中は循環ポンプ２１は常時運転され
るので、暖房負荷が少ないときなどは、温水の一部が温
水往管２２と温水復管２３とを接続するバイパス管２５
を通って流れ、循環ポンプ２１に無理な力が作用しない
ようになっている。温水ボイラ１１の出口には温水温度
計２６が設けられ、温水温度が操作盤３で設定された温
度になるようにガスの供給量を調整弁１８で調整してい
る。また遮断弁１７で熱源機１が運転されないときまた
は異常の発生時にガスを遮断している。さらに温水タン
ク２４にはオーバフロー管２７を設け余分の温水を排出
している。

【００１０】熱源機１では、前述の温水往管２２と温水
復管２３とを接続するバイパス管２５に分岐管３１が設
けられ、ここに運転停止（電源ＯＦＦ）のときに開く電
磁弁３２と無動力弁３３とが直列に設けられている。無
動力弁３３は後述するように大気温度が３℃以下になれ
ば開き、大気温が１０℃以上になれば閉じる。これによ
って熱源機１が運転中は大気温が３℃以下になっても循
環水が抜けることはなく、運転停止（電源ＯＦＦ）中に
大気温が３℃以下になったときのみ、循環水が排出さ
れ、熱源機１中の水が凍結して、熱交換器１５などの破
損を防いでいる。また運転停止（電源ＯＦＦ）中に循環
水が無駄に補給されないように給水管２８に電磁弁３６
を設け、運転を開始すれば水が補給可能なようにしてお
り、したがって運転停止時には閉じている。また温水タ
ンク２４には水位センサ３７を設け、運転を開始すると
きは温水タンク２４に一定量以上の温水のあることを確
認している。

【００１１】図２は無動力弁３３の構成を説明するため
の断面図である。無動力弁３３は弁座４１と弁体４２と
サーモエレメント４３とばね４４などから構成されてい
る。サーモエレメント４３の中には感熱物質が封入され
ており、たとえば３℃以下では端板４５が図２に示すよ
うに凹形となり１０℃以上では凸形に反転する。これに
よって端板４５と弁体４２との接続棒４６が上下に移動
し、弁体４２もこれとともに移動する。すなわち３℃以
下で弁体４２と弁座４１との間に図２に示すように隙間
ができ、水が通路４７を通って流下する。温度が１０℃
以上では弁体４２と弁座４１とが接触し、水が流れなく
なる。ばね４４はサーモエレメント４３を弁座４１の方
向に押付け、端板４５が凸形のとき弁体４２と弁座４１
とを水密状態に接触させる。端板４５は、前述のように
或る温度範囲、たとえば３℃と１０℃とで反転させて、
反転の頻度を少なくしている。

【００１２】次に制御器２の作動を図３に示すフローチ
ャトで説明する。ステップｎ１でスタートし、ステップ
ｎ２で操作盤３の運転釦を押すと、ステップｎ３で分岐
管３１に設けた電磁弁３２が閉じ、ステップｎ４で給水
管２８に設けた電磁弁３６が開く。これによって、温水
タンク２４に水が補給される。温水タンク２４には、前
記水位センサ３７があって水は規定水面まで補給されれ
ば止まる。ステップｎ５で温水タンク２４の液面が規定
以上であるかどうかが水位センサ３７によって判断さ
れ、液面が規定未満であれば水の補給が続けられる。温
水タンク２４の液面が規定以上になればステップｎ６で
給水管２８の電磁弁３６が閉じ水の補給が停止され、ス
テップｎ７で循環ポンプ２１が運転される。ステップｎ
８でファン１４が運転され、ステップｎ９でガス管１３
の遮断弁１７が開けられる。ここで図示しない点火機構
によってバーナ１２に点火され、温水ボイラ１１の出口
温水管の温度が温度計２６によって測られ、この温度と
操作盤３から入力された設定温度との関係でガス量が調
整弁１８で調整される。これら一連の操作をステップｎ
１０の温水ボイラ１１の運転で表している。

【００１３】熱源機１の運転を止めるときは、ステップ
ｎ１１で操作盤３の停止釦を押す。これによってステッ
プ１２でガス管１３の遮断弁１７が閉じ、ステップ１３
でファン１４が停止する。ステップ１４で循環ポンプ２
１が停止して温水の循環が停止する。ステップｎ１５で
分岐管３１の電磁弁３２が開き、電磁弁３６を前述のよ
うに閉じ、ステップｎ１６で全操作が終了する。無動力
弁３３は制御器２と関係なく、前途のように大気温が３
℃以下になると開になる。循環水が排出された状態、た
とえば冬期の長期間の不在や初めて使用を開始するとき
には、運転釦を操作してから温水ボイラ１１が点火する
までに、水が補給されるために少し時間がかかるがその
頻度は少なく、これによって高価な不凍液を使用する必
要がなくなる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、温水暖房装置の不使用
時に外気温が低下したときのみ循環水を排出するように
したので、高価な不凍液を使用せずに、熱源機の熱交換
器などの水管の凍結による破損が生じない温水暖房装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の熱源機１およびその近傍の
配管図である。

【図２】無動力弁３３の断面図である。

【図３】制御器３の作動を説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】 １ 熱源機 ２ 制御器 ３ 操作盤 １１ 温水ボイラ １２ ガスバーナ １４ ファン ２１ 循環ポンプ ２２ 温水往管 ２３ 温水復管 ２４ 温水タンク ２５ バイパス管 ３１ 分岐管 ３２ 電磁弁 ３３ 無動力弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暖房すべき部屋に温水を送る温水往管２
   ２と、 暖房すべき部屋から、温度が低くなった温水が戻ってく
   る温水復管２３と、 ガスバーナ１２によって熱交換器１５内の水を加熱し
   て、加熱された温水を温水往管２２に導く温水ボイラ１
   １と、 温水タンク２４の温水を熱交換器１５に加圧して送る循
   環ポンプ２１と、 温水往管２２と温水復管２３とを接続し、暖房負荷が少
   ないとき、温水の一部を流すバイパス管２５と、 バイパス管２５に設けられる分岐管３１と、 分岐管３１に設けられる電磁弁３２と、 分岐管３１に、電磁弁３２と直列に設けられ、外気温が
   予め定める温度範囲の温度以下で水を排出し、前記温度
   以上で閉鎖する無動力弁３３と、 制御器２であって、 電源ＯＮ時において、電磁弁３２を閉じ、循環ポンプ２
   １を運転するとともに温水ボイラ１１を運転し、電源Ｏ
   ＦＦ時において、循環ポンプ２１を停止するとともに温
   水ボイラ１１の運転を停止し、電磁弁３２を開く制御器
   ２とを含むことを特徴とする温水暖房装置。
2. 【請求項２】 温水タンク２４と、 温水タンク２４に水を給水する給水管２８と、 給水管２８に設けられる第２の電磁弁３６と、 温水タンク２４に設けられ、温水タンク２４の温水の量
   を検出する水位センサ３７とを含み、 前記制御器２は、電源ＯＮ時において、水位センサ３７
   の出力に応答して、水位センサ３７による検出水位が予
   め定める規定水位未満であれば、前記給水管２８に設け
   られる電磁弁３６を開くとともに、循環ポンプ２１およ
   び温水ボイラ１１を停止し、前記検出水位が規定水位以
   上であれば、前記給水管２８に設けられる電磁弁３６を
   閉じるとともに、循環ポンプ２１および温水ボイラ１１
   を運転し、電源ＯＦＦ時において、循環ポンプ２１およ
   び温水ボイラ１１を停止し、給水管２８に設けられる電
   磁弁３６を閉じることを特徴とする請求項１記載の温水
   暖房装置。