JP3925355B2

JP3925355B2 - 暖房装置

Info

Publication number: JP3925355B2
Application number: JP2002247490A
Authority: JP
Inventors: 昭彦広石
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP2004085095A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴室等の暖房装置に関し、特に温水のような熱媒の熱を利用して室内の暖房を行うようにした暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸込口と吹出口とを有する暖房ケースを設けるとともに熱媒が循環する熱媒流路を設け、この熱媒流路の一部を熱交換器となし、この熱交換器を吸込口と吹出口間の送風域に配置し、吸込口から取り入れて熱交換器により暖められた空気を吹出口から吹出す送風手段を設けてなる暖房装置に関し、熱媒流路の送風域から外れた位置に熱交換器へ流入する熱媒を分流するバイパス路を設け、このバイパス路に流量制御弁を設けたものが提案されている。（例えば特許文献Ｉ参照）
【０００３】
この暖房装置では、バイパス路の流量制御弁の開閉動作制御を行うことにより、熱交換器内の熱媒流路への熱媒量を調節し、この熱媒流路で暖められる温風の温度制御を行っている。またファンからなる送風手段による温風の風速をやや弱めの一定にしているので、吹出す温風が体感温度に影響を与えることが少なく、特に室温が高くて温風温度が低くても、使用者に冷風感を与えることが少なくなっているものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５４５８号公報（第４頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記暖房装置では、温風温度が低いときに冷風が直接体により強く吹き付けることがないよう、温風の風速をやや弱めの一定にしているため、逆に室温が低くて温風温度が高いときに比重の軽い温風が室内の床付近まで届かずに天井付近にたまりやすく、室内全体を均一に暖めにくいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、温風の温度に関わりなく室内全体を均一に暖めることができ、しかも使用者が冷風感を感じることのない、暖房性および快適性の向上した暖房装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、吸込口と吹出口とを有する暖房ケースを設けるとともに熱媒が循環する熱媒流路を設け、この熱媒流路の一部を熱交換器となし、この熱交換器を吸込口と吹出口間の送風域に配置し、吸込口から取り入れて熱交換器により暖められた空気を吹出口から吹出す送風手段を設けてなる暖房装置において、熱媒流路の送風域から外れた位置に熱交換器へ流入する熱媒を分流するバイパス路を設け、このバイパス路に流量制御弁を設け、吹出温風の温度が所定よりも高いときに流量制御弁を開動作させて吹出温風を低温とするともにこの吹出温風の風速を遅くさせ、吹出温風の温度が所定よりも低いときに流量制御弁を閉動作させて吹出温風を高温とするともにこの吹出温風の風速を早くするよう制御する温風温度制御部を設けてなり、浴室の天井から浴室内に吹き出される吹出温風の風速を、低温の吹出温風となるときには遅くし、高温の吹出温風となるときには早くするようになしたことを特徴として構成している。
【０００８】
このような暖房装置では、吹出温風の温度が所定よりも高いときに流量制御弁を開動作して熱媒流路を流れる熱媒がバイパス路に分流し、熱交換器内の熱媒流路に流れる熱媒量がこの分だけ減少し、熱交換器により暖められた空気の温度を低くすることができ、このとき吹出温風の風速を遅くしているので、低温の温風が使用者に強く吹き付けることがなく、使用者の冷風感を防止している。また、吹出温風の温度が所定よりも低いときに流量制御弁を閉動作してバイパス路に熱媒を分流させないため、熱交換器内の熱媒流路に流れる熱媒量が減少せず、熱交換器により暖められた空気の温度を高く維持でき、このとき吹出温風の風速を早くしているので、高温の温風が遠くまで届くようになり、室内全体を暖めることができる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、吹出口に吹出口径を可変に開閉するルーバを設け、このルーバの開閉動作により吹出温風の風速を可変するようになしたことを特徴として構成している。
【００１０】
このような暖房装置では、吹出口に設けたルーバの開閉動作により吹出温風の風速を可変しているので、簡単な構成により吹出温風の風速を可変できる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１乃至２んおいずれかに記載の発明において、複数の熱交換器を直列接続し、各熱交換器にバイパス路及び流量制御弁を設けてなることを特徴として構成している。
【００１２】
このような暖房装置では、複数の直列接続した熱交換器にそれぞれバイパス路及び流量制御弁を設けているので、各熱交換器に対応する流量制御弁を独立に制御することにより、熱交換器内の熱媒流路を流れる熱媒量を複数段階に制御することができ、温風温度を木目細かに制御することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の暖房装置を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の暖房装置を示す概略構成図である。また、図２は、同上の暖房装置の要部を示す概略縦断面図である。また、図３は、同上の暖房装置の配置を示す概略説明図である。
【００１５】
図１乃至図３に示すように、この暖房装置は、吸込口１９と吹出口６とを有する暖房ケース２６を設けるとともに熱媒１が循環する熱媒流路２を設け、この熱媒流路２の一部を熱交換器３となし、この熱交換器３を吸込口１９と吹出口６間の送風域７に配置し、吸込口１９から取り入れて熱交換器３により暖められた空気を吹出口６から吹出す送風手段を設けて形成されている。そして、熱媒流路２の送風域７から外れた位置に熱交換器３へ流入する熱媒１を分流するバイパス路８を設け、このバイパス路８に流量制御弁９を設け、吹出温風の温度が所定よりも高いときに流量制御弁９を開動作させるともに吹出温風の風速を遅くさせ、吹出温風の温度が所定よりも低いときに流量制御弁９を閉動作させるともに吹出温風の風速を早くするよう制御する温風温度制御部１０を設けている。また、吹出口６に吹出口径を可変に開閉するルーバ１１を設け、このルーバ１１の開閉動作により吹出温風の風速を可変するようにしている。
【００１６】
この暖房装置は、浴室用暖房装置として用いられるものであり、ユニットタイプの浴室３０に天井裏に取り付けられ、浴室天井板３１の開口部より浴室３０内に温風を吹き出す暖房装置本体１２と、室外に設置され温水配管１３を介して暖房装置本体１２に接続された熱源機１４とから構成されている。
【００１７】
熱源機１４は、熱媒１としての温水を加熱するバーナー部１５と、このバーナー部１５により加熱され温水配管１３の一部をなす温水熱交換器３と、温水配管１３内の熱媒流路２に温水を循環させる循環ポンプ１７と、温水温度を測定して温水設定温度にバーナー部１５の加熱温度制御を行う給湯制御部１８とを有している。温水配管１３としては金属製の丸パイプなどが好適に用いられる。
【００１８】
暖房装置本体１２は、下板の一端部に吸込口１９、他端部に吹出口６を有する略直方体状の暖房ケース２６と、暖房ケース２６内に内蔵され吸込口１９から外気を吸い込み、この吸い込んだ空気を吹出口６から外部に吹き出す温風ファンと、この吸込口１９から吹出口６へ空気が通過する送風域７に配置された熱交換器３と、吹出口６に設けた２枚のルーバ１１ａ，１１ｂと、熱交換器３の温度とルーバ１１の動作を制御する温風温度制御部１０とを有している。吸込口１９及び吹出口６は、略長方形孔状の略同寸に形成されている。熱交換器３は、送風域７を流れる空気の方向と略直交する方向にその直線部２１が並設されるよう温水配管１３を螺旋状に折り曲げて形成されている。この温水配管１３における熱交換器３への温水流入側を入口部とし、熱交換器３から温水流出側を出口部とし、この入口部と出口部間にバイパス路８が架設されている。このバイパス路８は、温水配管１３の入口部と出口部に横穴を設け、この横穴に温水配管１３と同部材から直菅状に形成され、両端開口部を密封状に溶接結合することなどにより形成される。
【００１９】
流量制御弁９は、例えば熱動弁などが用いられ温風温度制御部１０内の弁作動回路により開閉制御され、開時には熱媒流路２の熱源側から熱交換器３へ流れる温水がバイパス路８に分流することにより熱交換器３に流入する温水の量が減少し、閉時には熱媒流路２の熱源側から熱交換器３へ流れる温水がバイパス路８に分流せずに熱交換器３に流入する温水の量が減少しないようにしている。なお、２５は熱動弁からなる流水作動弁であり、バイパス路８よりも熱源側の熱媒流路２に設けられ、暖房装置の非作動時などの熱交換器３へ流入する温水を完全に遮断するときに用いられる。
【００２０】
ルーバ１１ａ，１１ｂは、それぞれ略長方形板状に形成され、吹出口６の温風吹き出し方向と直交して併設された２本の回転軸２２に上端縁部が取付られ回転軸２２の回転によって回動可能に形成されている。回転軸２２は、吹出口６の長手側縁に沿って吹出口６内方に配設され、それぞれモータ回転軸に結合されてモータ２３の回転により回動可能とされている。モータ２３は、温風温度制御部１０に設けられた駆動回路により回転駆動されている。これにより温風は吹出口６から２枚のルーバ１１ａ，１１ｂ間の隙間を通って外部に吹き出されるようにしている。両モータ２３は駆動回路により互いに逆回転するよう動作制御され、これにより両ルーバ１１ａ，１１ｂの下端部が近づく方向又は遠ざかる方向に動作制御される。両ルーバ１１ａ，１１ｂの下端部が近づいたときはルーバ１１ａ，１１ｂの下端部間の隙間は吹出口６の開口よりも狭くなり、このためルーバ１１ａ，１１ｂの下端部間の隙間から外部に吹き出される温風の風速は早くなる。また両ルーバ１１ａ，１１ｂの下端部が遠ざかり吹出口６の開口よりも広くなるときはルーバ１１ａ，１１ｂの下端部間の隙間から外部に吹き出される温風の風速は遅くなる。このルーバ１１ａ，１１ｂの開度制御により暖房装置本体１２から吹き出される温風の風速制御を行っている。
【００２１】
温風温度制御部１０は、前述した弁作動回路およびモータ２３の駆動回路の他に、吸込口１９近傍に設けた外気温度測定用の温度センサ２４と、この温度センサ２４の温度検出値を外気温度とみなして入力し、この外気温度が所定値よりも高いか低いかを判定して弁作動回路およびモータ駆動回路に動作信号をそれぞれ送信する制御回路とを有している。制御回路は、温度センサ２４の温度検出値が所定値よりも高いときは、浴室３０内の温度が高い、すなわち暖房の効きすぎと判断して熱動弁を開動作させるよう弁作動回路に動作信号を送信するとともに、ルーバ１１を開動作させて吹き出す温風の風速を遅くするようモータ２３の駆動回路に動作信号を送信している。また、温度センサ２４の温度検出値が所定値よりも低いときは、浴室３０内の温度が低い、すなわち暖房が弱いと判断して熱動弁を閉動作させるよう弁作動回路に動作信号を送信するとともに、ルーバ１１を閉動作させて吹き出す温風の風速を早くするようモータ２３の駆動回路に動作信号を送信している。この所定値の設定は図示しない操作機への手入力等により所望に設定することができる。
【００２２】
なお、図中矢印Ａは吸込口から暖房装置本体１２に吸込まれる外気の流れを示し、矢印Ｂは吹出口から吹出される温風の流れを示し、矢印Ｃはルーバ１１ａ，１１ｂ間の隙間が広いときの温風の流れを示し、矢印Ｄはルーバ１１ａ，１１ｂ間の隙間が狭いときの温風の流れを示している。矢印Ｃは風速が遅いことをイメージするため太短い図が描かれ、矢印Ｄは風速が早いことをイメージするため細長い図が描かれてるものである。また、図中Ｘ、Ｙは熱媒流路２を流れる温水の流れる方向を示したものである。
【００２３】
このような暖房装置では、吹出温風の温度が所定よりも高いときに流量制御弁９を開動作して熱媒流路２を流れる熱媒１がバイパス路８に分流し、熱交換器３内の熱媒流路２に流れる熱媒１量がこの分だけ減少し、熱交換器３により暖められた空気の温度を低くすることができ、このとき吹出温風の風速を遅くしているので、低温の温風が使用者に強く吹き付けることがなく、使用者の冷風感を防止している。また、吹出温風の温度が所定よりも低いときに流量制御弁９を閉動作してバイパス路８に熱媒１を分流させないため、熱交換器３内の熱媒流路２に流れる熱媒１量が減少せず、熱交換器３により暖められた空気の温度を高く維持でき、このとき吹出温風の風速を早くしているので、高温の温風が遠くまで届くようになり、室内全体を暖めることができる。
【００２４】
また、吹出口６に設けたルーバ１１の開閉動作により吹出温風の風速を可変しているので、簡単な構成により吹出温風の風速を可変できる。
【００２５】
なお、２枚のルーバ１１ａ，１１ｂを同程度に動かすようにすると、風速の早いときと遅きときとでルーバ１１ａ，１１ｂ間の隙間から吹出す温風の方向を変化することがないようにできる。特にこの温風の方向を浴室３０内の床上にいる使用者の位置、例えばカランの前方位置に向いた方向であると、浴槽３２から出て体が冷えた使用者をより効果的に暖めることができる。
【００２６】
図４は、本発明の実施形態の同上と異なる暖房装置を示す概略構成図である。
【００２７】
この暖房装置は、同上に示す暖房装置と略同様に形成され、吸込口１９と吹出口６とを有する暖房ケース２６を設けるとともに熱媒１が循環する熱媒流路２を設け、この熱媒流路２の一部を熱交換器３となし、この熱交換器３を吸込口１９と吹出口６間の送風域７に配置し、吸込口１９から取り入れて熱交換器３により暖められた空気を吹出口６から吹出す送風手段を設けて形成されている。そして、熱媒流路２の送風域７から外れた位置に熱交換器３へ流入する熱媒１を分流するバイパス路８を設け、このバイパス路８に流量制御弁９を設け、吹出温風の温度が所定よりも高いときに流量制御弁９を開動作させるともに吹出温風の風速を遅くさせ、吹出温風の温度が所定よりも低いときに流量制御弁９を閉動作させるともに吹出温風の風速を早くするよう制御する温風温度制御部１０を設けている。また、吹出口６に吹出口径を可変に開閉するルーバ１１を設け、このルーバ１１の開閉動作により吹出温風の風速を可変するようにしている。異なる点は、複数の熱交換器３を直列接続し、各熱交換器３にバイパス路８及び流量制御弁９を設けていることである。
【００２８】
熱交換器３は、温水配管１３を複数箇所でそれぞれ螺旋状に折り曲げて形成されており、この複数の熱交換器３を送風域７外に配した接続部を介して直列接続されている。熱交換器３を介して隣り合う接続部はそれぞれバイパス路８で接続され、各バイパス路８には熱動弁からなる流量制御弁９が設けられている。流量制御弁９はそれぞれ温風温度制御部１０により独立に開閉制御され、温度センサ２４による外気温度検出値と設定値との差に基づいて段階的に開閉制御される。例えば、外気温度検出値が設定値よりもかなり大きいときは、早く外気温度を設定値に近づけるため、開状態の流量制御弁９を多くして熱交換器３内の熱媒流路２を流れる温水量を減らし、外気温度検出値が設定値よりもそれほど大きくないときは、開状態の流量制御弁９を少なくするようにしている。また、逆に、外気温度検出値が設定値よりもかなり小さいときは、早く外気温度を設定値に近づけるために閉状態の流量制御弁９を多くして熱交換器３内の熱媒流路２を流れる温水量を増やし、外気温度検出値が設定値よりもそれほど小さくないときは、閉状態の流量制御弁９を少なくするようにしている。
【００２９】
このような暖房装置では、複数の直列接続した熱交換器３にそれぞれバイパス路８及び流量制御弁９を設けているので、各熱交換器３に対応する流量制御弁９を独立に制御することにより、熱交換器３内の熱媒流路２を流れる熱媒１量を複数段階に制御することができ、温風温度を木目細かに制御することができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明では、吹出温風の温度が所定よりも高いときに流量制御弁を開動作して熱媒流路を流れる熱媒がバイパス路に分流し、熱交換器内の熱媒流路に流れる熱媒量がこの分だけ減少し、熱交換器により暖められた空気の温度を低くすることができ、このとき吹出温風の風速を遅くしているので、低温の温風が使用者に強く吹き付けることがなく、使用者の冷風感を防止している。また、吹出温風の温度が所定よりも低いときに流量制御弁を閉動作してバイパス路に熱媒を分流させないため、熱交換器内の熱媒流路に流れる熱媒量が減少せず、熱交換器により暖められた空気の温度を高く維持でき、このとき吹出温風の風速を早くしているので、高温の温風が遠くまで届くようになり、室内全体を暖めることができる。
【００３１】
したがって、温風の温度に関わりなく室内全体を均一に暖めることができ、しかも使用者が冷風感を感じることがなく、暖房性および快適性が向上している。
【００３２】
また、請求項２の発明では、吹出口に設けたルーバの開閉動作により吹出温風の風速を可変しているので、簡単な構成により吹出温風の風速を可変できる。
【００３３】
また、請求項３の発明では、複数の直列接続した熱交換器にそれぞれバイパス路及び流量制御弁を設けているので、各熱交換器に対応する流量制御弁を独立に制御することにより、熱交換器内の熱媒流路を流れる熱媒量を複数段階に制御することができ、温風温度を木目細かに制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の暖房装置を示す概略構成図である。
【図２】同上の暖房装置の要部を示す概略縦断面図である。
【図３】同上の暖房装置の配置を示す概略説明図である。
【図４】本発明の実施形態の同上と異なる暖房装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１熱媒
２熱媒流路
３熱交換器
６吹出口
７送風域
８バイパス路
９流量制御弁
１０温風温度制御部
１１ルーバ
１２暖房装置本体
１３温水配管
１４熱源機
１５バーナー部
１６温水熱交換機
１７循環ポンプ
１８給湯制御部
１９吸込口
２１直線部
２２回転軸
２３モータ
２４温度センサ
２５流水作動弁
２６暖房ケース
３０浴室
３１浴室天井板
３２浴槽

Claims

吸込口と吹出口とを有する暖房ケースを設けるとともに熱媒が循環する熱媒流路を設け、この熱媒流路の一部を熱交換器となし、この熱交換器を吸込口と吹出口間の送風域に配置し、吸込口から取り入れて熱交換器により暖められた空気を吹出口から吹出す送風手段を設けてなる暖房装置において、熱媒流路の送風域から外れた位置に熱交換器へ流入する熱媒を分流するバイパス路を設け、このバイパス路に流量制御弁を設け、吹出温風の温度が所定よりも高いときに流量制御弁を開動作させて吹出温風を低温とするともにこの吹出温風の風速を遅くさせ、吹出温風の温度が所定よりも低いときに流量制御弁を閉動作させて吹出温風を高温とするともにこの吹出温風の風速を早くするよう制御する温風温度制御部を設けてなり、浴室の天井から浴室内に吹き出される吹出温風の風速を、低温の吹出温風となるときには遅くし、高温の吹出温風となるときには早くするようになしたことを特徴とする暖房装置。
吹出口に吹出口径を可変に開閉するルーバを設け、このルーバの開閉動作により吹出温風の風速を可変するようになしたことを特徴とする請求項１記載の暖房装置。
複数の熱交換器を直列接続し、各熱交換器にバイパス路及び流量制御弁を設けてなることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の暖房装置。