JP3638859B2

JP3638859B2 - 床暖房装置

Info

Publication number: JP3638859B2
Application number: JP2000225346A
Authority: JP
Inventors: 錦司森; 正義江口; 佳之柴山
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: JP2002039552A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上面に仕上げ用の床材が設けられた床暖房パネルに温水を循環させて床暖房を行う床暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の床暖房装置として、温水が流通される通水管を備える床暖房パネルに、ガス給湯器等の熱源機から開閉弁を介して所定温度の温水を供給し、室温が設定温度となるように前記開閉弁を開閉させて床温度を制御するものが知られている。この種の床暖房装置における開閉弁制御としては、室温が設定温度になったときに開閉弁を閉弁し、室温が設定温度よりも低くなったときに開閉弁を開弁することが挙げられる。
【０００３】
しかし、このように室温によって開閉弁制御を行った場合には、室温が設定温度になった後に開閉弁が閉弁された状態が長く続いたときに、室温の下降よりも床温度が早く下降して床が冷たくなる。また、室温が設定温度よりも低くなったときに開閉弁を開弁しても、室温の上昇よりも床温度が早く上昇して床が熱くなる。
【０００４】
そこで、特開平５−１６４３３５号公報に見られるように、単位時間を設け、該単位時間（例えば２０分）内の前記開閉弁の開閉を１周期とし、その１周期の中での閉弁時間と開弁時間との比率を変化させることで、室温が設定温度近傍に維持されるように制御するものが知られている。これによって、室温による開閉弁制御に比して短時間の開閉弁の開閉が単位時間毎に繰り返され、設定温度近傍に室温を維持して床温度の変動を小としている。
【０００５】
ところで、床暖房パネルは、その上面に仕上げ用の床材が設けられて室内に敷設される。この種の床材としては、フローリング材、カーペット、クッションフロア、うす畳等が採用される。そして、該床暖房パネルは前記床材を介して室内に放熱するため、床材の材質や厚みに伴う熱伝導率の違いによって放熱度が異なり、床温度の上昇速度や下降速度が左右される。
【０００６】
即ち、床材の厚みを例にとれば、その厚みが１２mm程度のもの（厚い床材）と、それよりも薄い３mm程度もの（薄い床材）とでは、開閉弁の開弁時には厚い床材よりも薄い床材のほうが床温度が早く上昇して床面が熱くなりやすく、閉弁時には床温度が早く低下して床面が冷たくなりやすい。従って、厚い床材と薄い床材とで同じ開閉弁制御を行うと、薄い床材の床温度の変動が大きくなり、使用者が直接床に触れたときに不快感が生じる不都合がある。
【０００７】
このため、例えば、複数の部屋毎に異なる床材を設けた床暖房パネルを敷設して、１台の熱源機からこれらの床暖房パネルに所定温度の温水を供給する場合に、各部屋で同じ開閉弁制御を行っても、快適な床暖房を行うことができない不都合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、床材の放熱度に応じた開閉弁制御を行うことによって、床温度の変動を小として快適な床暖房を行うことができる床暖房装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、上面に仕上げ用の床材が設けられ、該床材下に温水を通水させて床暖房を行う床暖房パネルと、該床暖房パネルに開閉弁を介して所定温度の温水を供給する熱源機と、室温を検出する室温検出手段と、前記開閉弁を制御して室温が設定温度となるように温度調節を行う開閉弁制御手段とを備える床暖房装置において、前記開閉弁制御手段は、床材の放熱度に応じた単位時間を設定する単位時間設定手段と、前記室温検出手段により検出された室温に応じて前記単位時間当たりの開弁時間を設定する開弁時間設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、まず、前記単位時間設定手段によって床材の放熱度に応じた単位時間を設定する。そして、前記開弁時間設定手段によって前記室温検出手段により検出された室温に応じて前記単位時間当たりの開弁時間を設定する。具体的には、単位時間が前記単位時間設定手段によって２０分に設定されたとき、前記開弁時間設定手段によって設定された開弁時間が５分であれば、２０分を１周期としてそのなかで５分開弁させ１５分閉弁させる。そして暖房運転中にはこのような開弁と閉弁が２０分毎に繰り返される。前記単位時間設定手段によって設定される単位時間は床材の放熱度に応じたものであるので、床材の厚みが厚いものより薄いものほうが単位時間が短く設定される。また、前記開弁時間設定手段によって設定される開弁時間は前記室温検出手段により検出された室温に応じたものであるので、設定温度に対して室温が低いほど開弁時間が長く設定される。
【００１１】
これによって、複数の部屋毎に異なる床材を設けた床暖房パネルを敷設しても、各部屋毎に床材の放熱度に応じた単位時間により開閉弁制御を行うことができるので、床材の放熱度に左右されることなく床温度の高低差を小として快適な床暖房を行うことができる。また、床暖房パネル上の床材を他の床材に変更した場合であっても、前記単位時間設定手段によって変更後の床材に応じた単位時間を設定することができるので、変更後の床材に適応して床温度の高低差を小とする開閉弁制御が行え、快適な床暖房を行うことができる。
【００１２】
本発明において、前記単位時間設定手段は、放熱度の異なる複数の床材に対応する複数の単位時間が予め記憶された記憶手段と、該記憶手段に記憶された単位時間を床材の放熱度に応じて選択し設定する選択スイッチとを備えることを特徴とする。本発明によれば、床暖房パネルに設けられた床材の厚みや材質に応じて前記単位時間設定手段の選択スイッチを選択操作するだけで、記憶手段に記憶されている床材に適した単位時間を容易に設定することができる。これによって、床暖房パネルの増設施工時や床材の交換時に、床暖房パネルに設ける床材の厚みや材質を確認した作業者が選択スイッチを選択操作して即座に床材に適した単位時間を設定することができる。
【００１３】
このとき、床暖房運転を操作する操作スイッチを備えるリモートコントローラを、床暖房パネルが敷設された室内に設け、該リモートコントローラに、前記単位時間設定手段の選択スイッチを設けることが好ましい。これによって、複数の部屋毎に放熱度（厚みや材質）の異なる床材を備える床暖房パネルを設けても、各部屋の室内に設置されるリモートコントローラを介して部屋毎に単位時間を設定することができるので、室外で設定する場合に比して設定間違いを減少させることができると共に設定作業の煩わしさを軽減することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記単位時間設定手段は、通常の床暖房運転に先立って床温度の上昇度合いを検出する床温度検出手段と、該床温度検出手段の検出結果に基づいて床材の放熱度を検出する放熱度検出手段とを備え、該放熱度検出手段によって検出された床材の放熱度に応じた単位時間を設定することを特徴とする。本発明によれば、まず、前記単位時間設定手段は、通常の床暖房運転に先立って、例えば試運転を行い、その試運転時に床温度検出手段によって床温度の上昇度合を検出する。次いで、放熱度検出手段によって床温度検出手段の検出結果から床材の放熱度を検出する。そして、該単位時間設定手段は、放熱度検出手段の検出結果から床暖房パネルに設けられた床材に適した単位時間を設定する。これによって、床暖房パネルの増設や床材の交換が行われた後に、試運転を行うだけで、床材に適した単位時間が設定され、手動で設定する場合のような設定間違いや設定作業の煩わしさを排除することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記開弁時間設定手段は、各単位時間毎に、前記室温検出手段により検出される室温に対応する開弁時間が予め記憶された記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された開弁時間を設定温度と検出された室温との偏差に応じて選択し設定することを特徴とする。本発明においては、前記単位時間設定手段によって単位時間が設定されると、前記開弁時間設定手段は、設定された単位時間当たりの開弁時間を、設定温度と前記室温検出手段により検出された室温との偏差に応じて設定する。これによって、床材に適合する単位時間当たりの開弁時間を、室温に応じて制御することができるので、室温を設定温度近傍に維持しつつ床温度の極度な低下や上昇が確実に防止でき、快適な床暖房を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の床暖房装置の概略構成を示す説明図、図２は制御手段の構成を示すブロック図、図３は各単位時間当たりの開弁時間を示す説明図、図４は本発明の他の実施形態における制御手段の構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態の床暖房装置は、図１に示すように、Ａ室ＲａとＢ室Ｒｂとの床暖房を行うものであり、熱源機である給湯装置１と、Ａ室ＲａとＢ室Ｒｂとに敷設された床暖房パネル２，３とのよって構成されている。各床暖房パネル２，３は、夫々温水配管４，５を介して前記給湯装置１に接続されており、温水配管４，５の上流部には電磁式の開閉弁６，７が設けられている。前記給湯装置１は、一定温度（例えば６０度）の温水を床暖房パネル２，３に供給する。また、Ａ室ＲａとＢ室Ｒｂとには各別に床暖房運転を操作するための各種の操作スイッチ（図示せず）を備えるリモートコントローラ８，９が配設されている。
【００１８】
なお、Ａ室Ｒａに設けられた床暖房パネル２の仕上げ用床材１０には厚み寸法が１２mmのフローリング材が採用されており、Ｂ室Ｒｂに設けられた床暖房パネル３の仕上げ用床材１１には厚み寸法が３mmのフローリング材が採用されている。即ち、Ａ室Ｒａに設けられた床暖房パネル２の仕上げ用床材１０よりも、Ｂ室Ｒｂに設けられた床暖房パネル３の仕上げ用床材１１のほうが放熱度が大きいものとされている。
【００１９】
また、本実施形態の床暖房装置は、図２に概略の構成を示すように、前記開閉弁６又は７の開閉を制御する開閉弁制御手段１２を備えている。該開閉弁制御手段１２は、単位時間設定手段１３と開弁時間設定手段１４とを備え、単位時間設定手段１３には選択スイッチ１５が接続され、開弁時間設定手段１４には室内の目標温度を手動で設定する温度設定手段１６及び室内の温度を検出する室温センサ１７（室温検出手段）が接続されている。
【００２０】
前記単位時間設定手段１３は、後述する複数の単位時間が予め記憶された記憶手段１８を備えており、該記憶手段１８の単位時間は、前記選択スイッチ１５によって手動で選択される。該記憶手段１８に記憶されている各単位時間は、予め各種の床材に対して試験を行った結果採取されたものである。該選択スイッチ１５の選択によって、床暖房パネル２，３の仕上げ用床材１０，１１の材質や厚みに対応する単位時間が選択できるようになっている。
【００２１】
また、開弁時間設定手段１４は、温度設定手段１６及び室温センサ１７から得られる室温と設定温度との偏差を算出する演算手段１８と、後述する複数の開弁時間がデータテーブルとして予め記憶された記憶手段１９とを備えている。該記憶手段１９に記憶されている開弁時間は、前記単位時間設定手段１３によって設定される各単位時間に対応させて、予め各種の床材に対して試験を行った結果採取されたものである。開弁時間設定手段１４は、該記憶手段１９の開弁時間の中から、演算手段１８により求めた偏差と室温センサ１７から得られる室温とに対応するものを選択して設定する。
【００２２】
なお、該開閉弁制御手段１２、選択スイッチ１５、温度設定手段１６、及び室温センサ１７は、図１示の各リモートコントローラ８，９に備えられており、各部屋（Ａ室ＲａとＢ室Ｒｂ）毎に夫々の開閉弁６，７が制御できるようになっている。図２においては、説明の便宜上一方の開閉弁６を制御する開閉弁制御手段１２のみを示すが、これと同様の構成を有する他方の開閉弁７を制御する開閉弁制御手段１２についても図２を参照して同じ符号により説明する。
【００２３】
次に、本実施形態の床暖房装置の作動を説明する。図１及び図２を参照して、Ａ室Ｒａにおいては、床暖房パネル２の床材１０の厚み寸法を確認した後、手動により前記選択スイッチ１５を操作し、前記単位時間設定時間１３の記憶手段１８に備えるＡ室Ｒａの床材１０に合った単位時間を選択する。これにより、前記開閉弁制御手段１２の制御における単位時間が設定される。本実施形態においては、Ａ室Ｒａの床材１０に対応する単位時間を例えば２０分とする。
【００２４】
次いで、床暖房運転が開始され、所定の立ち上げ時間を経た後、前記開閉弁制御手段１２は前記開弁時間設定手段１４を介して開閉弁６の開閉制御を行う。即ち、開弁時間設定手段１４は、図３（ａ）に示すように、単位時間２０分当たりの開弁時間を例えば５分に設定し、単位時間２０分毎に閉弁１５分と開弁５分とを繰り返す。このとき設定される開弁時間について図２を参照して説明すれば、該開弁時間設定手段１４は、まず、室温センサ１７から得られる室温に応じて記憶手段１９内のデータ群を選択する。次いで、室温センサ１７から得られる室温と温度設定手段１６によって設定された設定温度との偏差を演算手段１８により算出する。そして、演算手段１８により得られた偏差に合致する開弁時間を前記データ群の中から選択して設定する。なお、開弁時間設定手段１４によって設定される開弁時間は、室温センサ１７から得られる室温に応じて運転中に常時記憶手段１９内のデータ群が変更されるので、室温と設定温度との偏差が変化するに従って開弁時間も変更される。
【００２５】
また、図１及び図２を参照して、Ｂ室Ｒｂにおいては、床暖房パネル３の床材１１の厚み寸法を確認した後、手動により前記選択スイッチ１５を操作し、前記単位時間設定時間１３の記憶手段１８に備えるＢ室Ｒｂの床材１１に合った単位時間を選択する。本実施形態においては、Ｂ室Ｒｂの床材１１に対応する単位時間を例えば１０分とする。Ｂ室Ｒｂの床材１１はその厚み寸法がＡ室Ｒａの床材１０より薄く、Ａ室Ｒａの床材１０に比べて熱さや冷たさの差が生じやすい。そのため、Ａ室Ｒａの床材１０のときよりも単位時間を短く（小刻みに）設定し、比較的短時間毎に開閉弁７を開閉させることによって、床温度の高低差を小とする。即ち、開弁時間設定手段１４は、図３（ｂ）に示すように、単位時間１０分当たりの開弁時間を例えば３分に設定し、単位時間１０分毎に閉弁７分と開弁３分とを繰り返す。このときの開弁時間は、前述したＡ室Ｒａの場合と同様にして開弁時間設定手段１４によって設定される。
【００２６】
このように、Ａ室ＲａとＢ室Ｒｂとで夫々の床材１０，１１に応じた単位時間を、各選択スイッチ１５の操作によって各別に設定することができるので、各床材１０，１１に適した開閉弁制御を容易に行って床温度の変動の少ない快適な床暖房を行うことができる。
【００２７】
また、Ａ室Ｒａの床材１０をＢ室Ｒｂの床材１１と同じものに交換した場合や、Ｂ室Ｒｂの床材１１をＡ室Ｒａの床材１０と同じものに交換した場合にも、選択スイッチ１５の操作によって交換後の床材に対応する単位時間を即座に設定することができ、該床材に好適な開閉弁制御を行うことができる。
【００２８】
更に、図示しないが、Ａ室ＲａやＢ室Ｒｂ以外の他の部屋に新たに床暖房パネルと給湯装置１からの配管及び開閉弁を増設した場合にも、その室内に設けられるリモートコントローラに図２示と同一構成の開閉弁制御手段を設けて、該床暖房パネルの床材に好適な開閉弁制御を行うことができる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、図２に示すように、前記単位時間設定手段１３の記憶手段に記憶されている単位時間を選択スイッチ１５によって手動で選択する構成を示したが、それに限るものではない。例えば、図４に示すように、単位時間設定手段１３に床温センサ２０を接続して設け、該単位時間設定手段１３に床温センサ２０の検出結果に基づいて床材の放熱度を検出する放熱度検出手段２１を設けてもよい。これによれば、通常の床暖房運転に先立って行われる試運転時に床温度の上昇度合いを床温センサ２０により検出する。次いで、床温センサ２０の検出結果から放熱度検出手段２１により床材の放熱度を検出する。そして、該単位時間設定手段１３は、このとき検出された床材の放熱度に応じて、該床材に適した単位時間を記憶手段１８の単位時間から選択し設定する。これによって、図２示の選択スイッチ１５によって手動で選択する作業が排除でき、床材に適した開閉弁の制御を円滑に行うことができる。
【００３０】
また、このときの放熱度の検出時には、床温の上昇度合いだけでなく、外気温や部屋の大きさ等を加味することにより、より正確に床材の厚みを検出することができる。更に、試運転時においては、床暖房パネル２，３に供給する温水の温度を通常の床暖房時の温度よりも高くすることにより、放熱度の検出を短時間に行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の床暖房装置の概略構成を示す説明図。
【図２】制御手段の構成を示すブロック図。
【図３】各単位時間当たりの開弁時間を示す説明図。
【図４】本発明の他の実施形態における制御手段の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…給湯装置（熱源機）、２，３…床暖房パネル、６，７…開閉弁、８，９…リモートコントローラ、１０，１１…床材、１２…開閉弁制御手段、１３…単位時間設定手段、１４…開弁時間設定手段、１５…選択スイッチ、１７…室温センサ（室温検出手段）、１８，１９…記憶手段、２０…床温センサ（床温度検出手段）、２１…放熱度検出手段。

Claims

上面に仕上げ用の床材が設けられ、該床材下に温水を通水させて床暖房を行う床暖房パネルと、該床暖房パネルに開閉弁を介して所定温度の温水を供給する熱源機と、室温を検出する室温検出手段と、前記開閉弁を制御して室温が設定温度となるように温度調節を行う開閉弁制御手段とを備える床暖房装置において、
前記開閉弁制御手段は、床材の放熱度に応じた単位時間を設定する単位時間設定手段と、前記室温検出手段により検出された室温に応じて前記単位時間当たりの開弁時間を設定する開弁時間設定手段とを備えることを特徴とする床暖房装置。
前記単位時間設定手段は、放熱度の異なる複数の床材に対応する複数の単位時間が予め記憶された記憶手段と、該記憶手段に記憶された単位時間を床材の放熱度に応じて選択し設定する選択スイッチとを備えることを特徴とする請求項１記載の床暖房装置。
床暖房運転を操作する操作スイッチを備えるリモートコントローラを、床暖房パネルが敷設された室内に設け、該リモートコントローラに、前記単位時間設定手段の選択スイッチを設けたことを特徴とする請求項２記載の床暖房装置。
前記単位時間設定手段は、通常の床暖房運転に先立って床温度の上昇度合いを検出する床温度検出手段と、該床温度検出手段の検出結果に基づいて床材の放熱度を検出する放熱度検出手段とを備え、該放熱度検出手段によって検出された床材の放熱度に応じた単位時間を設定することを特徴とする請求項１記載の床暖房装置。
前記開弁時間設定手段は、各単位時間毎に、前記室温検出手段により検出される室温に対応する開弁時間が予め記憶された記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された開弁時間を設定温度と検出された室温との偏差に応じて選択し設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の床暖房装置。