JP3963594B2 - 温水暖房装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器を加熱する熱源機と放熱器を有する温水回路とを備えた温水暖房装置に関し、特に、設置後に温水回路内に給水を行う所謂水張り作業の改善を図った温水暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種温水暖房装置は、例えば特開平９−１２６４７９号公報に示される如く、熱源機にて加熱される熱交換器にポンプにより温水を循環させ、この熱交換器にて加熱された温水を、温水エアコンや床暖房の放熱器に供給して暖房効果を発揮させている。
【０００３】
以下、図３に基づき係る従来の温水暖房装置の回路構成を説明する。この図において、従来の温水暖房装置１０１は、本体１０２内に設けられた温水回路１１１及び熱源機１１２と、この本体１０２に接続される温水マット（床暖房）用の放熱器１０３や温水エアコンの放熱器１０４などから構成されている。
【０００４】
温水回路１１１は、暖房戻り継手１２１、戻り管１２２、プレッシャータンク１２３、温水循環ポンプ１２４、熱交換器１２５の熱交換管１２５Ａ、第１及び第２の往き管１２６Ａ、１２６Ｂ、第１及び第２の暖房往き継手１２７Ａ、１２７Ｂ及び複数の並列な前記放熱器１０３、１０４が順次環状に接続された主回路１２８と、戻り管１２２と第１の往き管１２６Ａとに跨るように設けたバイパス管で構成されるバイパス回路１２９とから成る。
【０００５】
１３０は温水温度の変化に伴うプレッシャータンク１２３内の水圧変化を吸収するためのリザーブタンクであり、プレッシャーキャップ１６１を介してプレッシャータンク１２３の上端に接続されている。このプレッシャーキャップ１６１は温水温度が低下し、暖房用温水が収縮して温水回路１１１内の所要水量が少なくなって、プレッシャータンク１２３内の圧力が負圧となると、リザーブタンク１３０内の水を吸引し、また、プレッシャータンク１２３内の水圧が温度上昇により高まると、プレッシャータンク１２３内の水をリザーブタンク１３０内に排出するように作用する。
【０００６】
１３１はこのリザーブタンク１３０内の水位が所定水位を越えるとオーバーフローさせるオーバーフロー管であり、一端がリザーブタンク１３０内上部に連通し、他端は大気に開放している。また、１６２は前記リザーブタンク１３０のドレン配管であり、１６３はこのドレン配管１６２に取り付けられたドレンバルブである。このドレン配管１６２からは分岐管１６４が分岐し、電磁ポンプから成る暖房水補給ポンプ１６６と逆止弁１６７を介してプレッシャータンク１２３の出口管１６８に接続されている。
【０００７】
更に、１７２は水道水をリザーブタンク１３０に給水するための給水管であり、この給水管１７２には給水電磁弁１７３が介設されている。
【０００８】
前記出口管１６８は温水循環ポンプ１２４に接続され、温水循環ポンプ１２４の吐出管１６９は更に分岐して一方は前記熱交換管１２５Ａに、他方は第２の往き管１２６Ｂに連通している。そして、熱交換管１２５Ａが第１の往き管１２６Ａに接続され、この第１の往き管１２６Ａが第１の暖房往き継手１２７Ａに接続されると共に、第２の往き管１２６Ｂが第２の暖房往き継手１２７Ｂに接続されている。
【０００９】
前記温水エアコンの放熱器１０４は、この第１の暖房往き継手１２７Ａと暖房戻り継手１２１に接続されると共に、温水マットの放熱器１０３は第２の暖房往き継手１２７Ｂと暖房戻り継手１２１に接続されることになる。尚、１１３は制御基板であり、１７１はコントローラである。
【００１０】
一方、熱源機１１２は、燃焼部としてのバーナー１１５と、このバーナー１１５に点火する点火装置としての点火プラグ１１６と、バーナー１１５の着火及び燃焼状態を検出する炎検出装置としてのフレームロッド１１７と、バーナー１１５に燃焼空気を供給する送風機１１８と、バーナー１１５に燃料を供給する燃料供給装置１１９と、燃焼空気を排気する排気筒１２０などから構成されており、前記バーナー１１５にて熱交換器１２５の熱交換管１２５内を流れる水を加熱するものである。
【００１１】
尚、１７５は熱交換管１２５Ａの直後に取り付けられた空だき防止器、１７６は第１の往き管１２６Ａに取り付けられた高温側温度センサー、１７７は吐出管１６９に取り付けられた低温側温度センサー、１７８はプレッシャータンク１２３の水位センサー、１７９はリザーブタンク１３０の水位センサー、１８０は熱交換器１２５に取り付けられた過熱防止装置である。
【００１２】
次ぎに動作を説明する。尚、温水回路１１１内には既に水張りが完了しているものとする。制御基板１１３が温水循環ポンプ１２４を運転すると、吐出管１６９に温水が吐出され、一部は熱交換器１２５の熱交換管１２５Ａに流入してバーナー１１５により加熱される。熱交換管１２５Ａにて加熱された高温水は第１の往き管１２６Ａを通って第１の暖房往き継手１２７Ａから温水エアコンの放熱器１０４に入り、そこで放熱して暖房作用を発揮する。そして、暖房戻り継手１２１に至る。
【００１３】
一方、温水循環ポンプ１２４から吐出された温水の残りは第２の往き管１２６Ｂに流れ、第２の暖房往き継手１２７Ｂから温水マットの放熱器１０３に入り、そこで放熱して暖房作用を発揮する。そして、暖房戻り継手１２１に至り、放熱器１０４からの戻り温水と合流して戻り管１２２からプレッシャータンク１２３に流入する。
【００１４】
そして、プレッシャータンク１２３から出口管１６８を経て再び温水循環ポンプ１２４に吸引される循環を繰り返す。このように温水マットの放熱器１０３には熱交換管１２５Ａを経ない低温水が供給されることになる。また、バイパス回路１２９は高温水を直接戻り管１２２に戻して放熱器１０３の性能確保を行うと共に、凍結防止や圧力上の安全のための役割を奏する。
【００１５】
尚、温水回路１１１から水が漏出した場合などに、プレッシャータンク１２３内の水位が低下し、それを水位センサー１７８が検出すると、制御基板１１３が暖房水補給ポンプ１６６を運転する。これによって、リザーブタンク１３０内の水がドレン配管１６２、分岐管１６４、逆止弁１６７を経てプレッシャータンク１２３に補給される。そして、水位センサー１７８が所定の水位を検出すると、制御基板１１３は暖房水補給ポンプ１６６を停止する。また、リザーブタンク１３０内の水位が低下し、それを水位センサー１７９が検出すると、制御基板１１３が給水電磁弁１７３を開いて給水管１７２より水道水をリザーブタンク１３０に補給する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、このような温水暖房装置１０１を据え付けた後、温水回路１１１内に初めて給水を行う水張り作業を行う場合、先ず制御基板１１３は前記給水電磁弁１７３を開き、リザーブタンク１３０内に給水を行う。そして、水位センサー１７９がリザーブタンク１３０内の所定の水位を検出すると、次ぎに、前記暖房水補給ポンプ１６６を運転し、前述の補給動作と同じ要領で水をプレッシャータンク１２３に送給して行く。
【００１７】
その後、温水循環ポンプ１２４により、熱交換器１２５の熱交換管１２５Ａ、第１の往き管１２６Ａ、第２の往き管１２６Ｂ、各放熱器１０３、１０４、戻り管１２２と順次水を行き渡らせて行くものであった。
【００１８】
また、この暖房水補給ポンプ１６６は圧力はあるものの流量は少ない。そして、この暖房水補給ポンプ１６６の圧力はプレッシャータンク１２３を介して出口管１６８と戻り管１２２の双方に加わるため、温水循環ポンプ１２４以降の温水回路内と戻り管１２２側の温水回路内の圧力差は温水循環ポンプ１２４が作る圧力差のみとなる。
【００１９】
ところが、この温水循環ポンプ１２４は流量はあるものの、圧力は小さいため、特に、温水エアコンの放熱器１０４などが高い階に設置され、本体１０２との高低差が９ｍなどに達する状況では、温水回路１１１内に水張りを行うことが不可能となっていた。
【００２０】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、放熱器との間の高低差が大きくなる場合にも、円滑に水張りを行うことができる温水暖房装置を提供するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の温水暖房装置は、暖房戻り継手、戻り管、プレッシャータンク、温水循環ポンプ、熱交換器、往き管、暖房往き継手及び放熱器が順次環状に接続された主回路と、戻り管と往き管とに跨るように設けられたバイパス回路とから成る温水回路、及び、熱交換器を加熱する熱源機を備えたものであって、プレッシャータンクに暖房水補給ポンプを介して接続されたリザーブタンクと、このリザーブタンクに取り付けられたオーバーフロー管と、リザーブタンクに接続された給水管と、バイパス回路の上流側において戻り管とリザーブタンクとを連通する連通管と、バイパス回路の上流側にて戻り管の流路を開き、連通管の流路を閉じた第１の状態と、バイパス回路の上流側にて戻り管の流路を閉じ、連通管の流路を開いた第２の状態とに選択的に切り換える流路切換装置とを設けたものである。
【００２２】
本発明によれば、バイパス回路の上流側において戻り管とリザーブタンクとを連通する連通管を設け、流路切換装置により、バイパス回路の上流側にて戻り管の流路を開き、連通管の流路を閉じた第１の状態と、バイパス回路の上流側にて戻り管の流路を閉じ、連通管の流路を開いた第２の状態とに切り換えられるようにしたので、通常の運転時には流路切換装置を第１の状態として、支障無く温水回路内に温水を循環させ、設置後の水張りを行う際には、流路切換装置を第２の状態に切り換えることにより、連通管とリザーブタンク及びオーバーフロー管を介して、戻り管を大気に開放することができるようになる。
【００２３】
これにより、温水循環ポンプ以降の温水回路内を戻り管側の温水回路内に対して高圧とし、放熱器との間に高低差が大きく存在する場合にも、この圧力差によって熱交換器、往き管、放熱器への水張りを迅速に行うことができるようになるものである。
【００２４】
請求項２の発明の温水暖房装置は、上記において流路切換装置は、戻り管と連通管の接続部に取り付けられた三方弁であることを特徴とする。
【００２５】
請求項２の発明によれば、上記に加えて流路切換装置を、戻り管と連通管の接続部に取り付けられた三方弁から構成したので、複数の電磁弁などを用いること無く流路の切り換えを行うことができるようになり、構造の簡素化と生産性の改善、コストの削減を図ることが可能となるものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の温水暖房装置１の回路構成図である。この図において、実施例の温水暖房装置１は、本体２内に設けられた温水回路１１及び熱源機１２と、この本体２に接続される温水マット（床暖房）用の放熱器３や温水エアコンの放熱器４などから構成されている。
【００２７】
温水回路１１は、暖房戻り継手２１、戻り管２２、プレッシャータンク２３、温水循環ポンプ２４、熱交換器２５の熱交換管２５Ａ、第１及び第２の往き管２６Ａ、２６Ｂ、第１及び第２の暖房往き継手２７Ａ、２７Ｂ及び複数の並列な前記放熱器３、４が順次環状に接続された主回路２８と、戻り管２２と第１の往き管２６Ａとに跨るように設けたバイパス管で構成されるバイパス回路２９とから成る。
【００２８】
３０は温水温度の変化に伴うプレッシャータンク２３内の水圧変化を吸収するためのリザーブタンクであり、プレッシャーキャップ６１を介してプレッシャータンク２３の上端に接続されている。このプレッシャーキャップ６１は温水温度が低下し、暖房用温水が収縮して温水回路１１内の所要水量が少なくなって、プレッシャータンク２３内の圧力が下がるとリザーブタンク３０の水を吸引し、また、プレッシャータンク２３内の水圧が温度上昇により高まると、プレッシャータンク２３内の水をリザーブタンク３０内に排出するように作用する。
【００２９】
３１はこのリザーブタンク３０内の水位が所定水位を越えるとオーバーフローさせるオーバーフロー管であり、一端がリザーブタンク３０内上部に連通し、他端は大気に開放している。また、６２は前記リザーブタンク３０のドレン配管であり、６３はこのドレン配管６２に取り付けられたドレンバルブである（常には閉じている）。このドレン配管６２からは分岐管６４が分岐し、電磁ポンプから成る暖房水補給ポンプ６６と逆止弁６７を介してプレッシャータンク２３の出口管６８に接続されている。
【００３０】
更に、７２は水道水をリザーブタンク３０に給水するための給水管であり、この給水管７２には給水電磁弁７３が介設されている。
【００３１】
また、戻り管２２とバイパス回路２９との接続点Ｐ１より上流側（暖房戻り継手２１側）の接続点Ｐ２には連通管８２の一端が接続され、他端はリザーブタンク３０の上端に接続されている。また、この連通管８２には流路切換装置を構成する電磁弁８４が介設され、これによって、電磁弁８４が開放された状態では、戻り管２２の接続点Ｐ２は連通管８２を介してリザーブタンク３０内に連通されることになる。
【００３２】
また、接続点Ｐ１とその上流の接続点Ｐ２間の戻り管２２には流路切換装置を構成する電磁弁８３が介設されている。
【００３３】
一方、前記出口管６８は温水循環ポンプ２４に接続され、温水循環ポンプ２４の吐出管６９は更に分岐して一方は前記熱交換管２５Ａに、他方は第２の往き管２６Ｂに連通している。そして、熱交換管２５Ａが第１の往き管２６Ａに接続され、この第１の往き管２６Ａが第１の暖房往き継手２７Ａに接続されると共に、第２の往き管２６Ｂが第２の暖房往き継手２７Ｂに接続されている。
【００３４】
前記温水エアコンの放熱器４は、この第１の暖房往き継手２７Ａと暖房戻り継手２１に接続されると共に、温水マットの放熱器３は第２の暖房往き継手２７Ｂと暖房戻り継手２１に接続されることになる。尚、１３は制御基板であり、７１はコントローラである。
【００３５】
他方、熱源機１２は、燃焼部としてのバーナー１５と、このバーナー１５に点火する点火装置としての点火プラグ１６と、バーナー１５の着火及び燃焼状態を検出する炎検出装置としてのフレームロッド１７と、バーナー１５に燃焼空気を供給する送風機１８と、バーナー１５に燃料を供給する燃料供給装置１９と、燃焼空気を排気する排気筒２０などから構成されており、前記バーナー１５にて熱交換器２５の熱交換管２５内を流れる水を加熱するものである。
【００３６】
尚、７５は熱交換管２５Ａの直後に取り付けられた空だき防止器、７６は第１の往き管２６Ａに取り付けられた高温側温度センサー、７７は吐出管６９に取り付けられた低温側温度センサー、７８はプレッシャータンク２３の水位センサー、７９はリザーブタンク３０の水位センサー、８０は熱交換器２５に取り付けられた過熱防止装置である。
【００３７】
次ぎに動作を説明する。今、温水回路１１内には既に水張りが完了しているものとすると、制御基板１３は電磁弁８３を開き、電磁弁８４は閉じている。そして、制御基板１３が温水循環ポンプ２４を運転すると、吐出管６９に温水が吐出され、一部は熱交換器２５の熱交換管２５Ａに流入してバーナー１５により加熱される。熱交換管２５Ａにて加熱された高温水は第１の往き管２６Ａを通って第１の暖房往き継手２７Ａから温水エアコンの放熱器４に入り、そこで放熱して暖房作用を発揮する。そして、暖房戻り継手２１に至る。
【００３８】
一方、温水循環ポンプ２４から吐出された温水の残りは第２の往き管２６Ｂに流れ、第２の暖房往き継手２７Ｂから温水マットの放熱器３に入り、そこで放熱して暖房作用を発揮する。そして、暖房戻り継手２１に至り、放熱器４からの戻り温水と合流して戻り管２２からプレッシャータンク２３に流入する。
【００３９】
そして、プレッシャータンク２３から出口管６８を経て再び温水循環ポンプ２４に吸引される循環を繰り返す。このように温水マットの放熱器３には熱交換管２５Ａを経ない低温水が供給されることになる。また、バイパス回路２９は高温水を直接戻り管２２に戻して放熱器３の性能確保を行うと共に、凍結防止や圧力上の安全のための役割を奏する。
【００４０】
尚、温水回路１１から水が漏出した場合などに、プレッシャータンク２３内の水位が低下し、それを水位センサー７８が検出すると、制御基板１３が暖房水補給ポンプ６６を運転する。これによって、リザーブタンク３０内の水がドレン配管６２、分岐管６４、逆止弁６７を経てリザーブタンク２３の出口管６８に補給される。そして、水位センサー７８が所定の水位を検出すると、制御基板１３は暖房水補給ポンプ６６を停止する。また、リザーブタンク３０内の水位が低下し、それを水位センサー７９が検出すると、制御基板１３が給水電磁弁７３を開いて給水管７２より水道水をリザーブタンク３０に補給する。
【００４１】
次ぎに、係る温水暖房装置１を据え付けた後に、温水回路１１内に初めて給水を行う水張り作業を説明する。この場合、制御基板１３は電磁弁８３を閉じ、電磁弁８４を開く。これによって、電磁弁８３から上流側の戻り管２２は連通管８２、リザーブタンク３０及びオーバーフロー管３１を介して大気に開放され、接続点Ｐ１を含む電磁弁８３からプレッシャータンク２３までの戻り管２２のみがプレッシャータンク２３に連通する。
【００４２】
次ぎに、制御基板１３は前記給水電磁弁７３を開き、リザーブタンク３０内に給水を行う。そして、水位センサー７９がリザーブタンク３０内の所定の水位を検出すると、次ぎに、前記暖房水補給ポンプ６６を運転し、前述の補給動作と同じ要領で水をプレッシャータンク２３の出口管６８に送給して行く。
【００４３】
送給された水は温水循環ポンプ２４により、熱交換器２５の熱交換管２５Ａ、第１の往き管２６Ａへ流れ、第２の往き管２６Ｂにも流れる。また、電磁弁８３が閉じていることにより、戻り管２２からバイパス回路２９にも流れる。そして、各放熱器３、４に行き渡った後、暖房戻り継手２１から戻り管２２に入り、連通管８２から電磁弁８４を経て最終的にリザーブタンク３０に戻る。
【００４４】
そして、両水位センサー７８、７９が所定の水位を検出すると、制御基板１３は水張り完了と判断し、電磁弁８３を開き、電磁弁８４を閉じる。また、給水電磁弁７３を閉じて給水を停止するものである。
【００４５】
このように、バイパス回路２９の上流側において戻り管２２とリザーブタンク３０とを連通する連通管８２を設け、電磁弁８３、８４により、バイパス回路２９の上流側にて戻り管２２の流路を開き、連通管８２の流路を閉じた状態（第１の状態）と、バイパス回路２９の上流側にて戻り管２２の流路を閉じ、連通管８２の流路を開いた状態（第２の状態）とに切り換えられるようにしたので、通常の運転時には電磁弁８３を開き、電磁弁８４を閉じて、支障無く温水回路１１内に温水を循環させことができる。
【００４６】
これにより、温水循環ポンプ２４以降の温水回路内を戻り管２２側の温水回路内に対して高圧とし、放熱器４との間に高低差が大きく存在する場合にも、この圧力差によって熱交換器２５の熱交換管２５Ａ、第１、第２の往き管２６Ａ、２６Ｂ、放熱器３、４への水張りを迅速に行うことができるようになる。
【００４７】
また、水張り時に連通管８２に戻ってきた水はリザーブタンク３０に流入するので、漏水の危険性も生じないものである。
【００４８】
尚、図２は本発明の他の実施例を示している。尚、この図において図１と同一符号は同一のものとする。この場合は、電磁弁８３、８４の代わりに三方電磁弁８８が用いられている。即ち、三方電磁弁８８は戻り管２２の前記接続点Ｐ２に位置し、その入口８８Ａと第１の出口８８Ｂに戻り管２２が接続されると共に、第２の出口８８Ｃに連通管８２が接続される。
【００４９】
そして、制御基板１３は通常の運転時には三方電磁弁８８の流路を、入口８８Ａから出口８８Ｂに流れる流路とし、前記水張り時には入口８８Ａから出口８８Ｃに流れる流路とする。係る構成によれば、図１の如く複数の電磁弁を用いること無く流路の切り換えを行うことができるようになり、構造の簡素化と生産性の改善、コストの削減を図ることが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、バイパス回路の上流側において戻り管とリザーブタンクとを連通する連通管を設け、流路切換装置により、バイパス回路の上流側にて戻り管の流路を開き、連通管の流路を閉じた第１の状態と、バイパス回路の上流側にて戻り管の流路を閉じ、連通管の流路を開いた第２の状態とに切り換えられるようにしたので、通常の運転時には流路切換装置を第１の状態として、支障無く温水回路内に温水を循環させ、設置後の水張りを行う際には、流路切換装置を第２の状態に切り換えることにより、連通管とリザーブタンク及びオーバーフロー管を介して、戻り管を大気に開放することができるようになる。
【００５１】
これにより、温水循環ポンプ以降の温水回路内を戻り管側の温水回路内に対して高圧とし、放熱器との間に高低差が大きく存在する場合にも、この圧力差によって熱交換器、往き管、放熱器への水張りを迅速に行うことができるようになるものである。
【００５２】
請求項２の発明によれば、上記に加えて流路切換装置を、戻り管と連通管の接続部に取り付けられた三方弁から構成したので、複数の電磁弁などを用いること無く流路の切り換えを行うことができるようになり、構造の簡素化と生産性の改善、コストの削減を図ることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温水暖房装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の温水暖房装置の他の実施例の回路図である。
【図３】従来の温水暖房装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 温水暖房装置
３、４ 放熱器
１１ 温水回路
１２ 熱源機
１５ バーナー
２１ 暖房戻り継手
２２ 戻り管
２３ プレッシャータンク
２４ 温水循環ポンプ
２５ 熱交換器
２５Ａ 熱交換管
２６Ａ、２６Ｂ 第１、第２の往き管
２７Ａ、２７Ｂ 第１、第２の暖房往き継手
２８ 主回路
２９ バイパス回路
３０ リザーブタンク
３１ オーバーフロー管
６２ ドレン配管
６４ 分岐管
６６ 暖房水補給ポンプ
７２ 給水管
８２ 連通管
８３、８４ 電磁弁
８８ 三方電磁弁

Claims (2)

1. 暖房戻り継手、戻り管、プレッシャータンク、温水循環ポンプ、熱交換器、往き管、暖房往き継手及び放熱器が順次環状に接続された主回路と、前記戻り管と往き管とに跨るように設けられたバイパス回路とから成る温水回路、及び、前記熱交換器を加熱する熱源機を備えた温水暖房装置において、
   前記プレッシャータンクに暖房水補給ポンプを介して接続されたリザーブタンクと、このリザーブタンクに取り付けられたオーバーフロー管と、前記リザーブタンクに接続された給水管と、前記バイパス回路の上流側において前記戻り管と前記リザーブタンクとを連通する連通管と、前記バイパス回路の上流側にて前記戻り管の流路を開き、前記連通管の流路を閉じた第１の状態と、前記バイパス回路の上流側にて前記戻り管の流路を閉じ、前記連通管の流路を開いた第２の状態とに選択的に切り換える流路切換装置とを設けたことを特徴とする温水暖房装置。
2. 流路切換装置は、戻り管と連通管の接続部に取り付けられた三方弁であることを特徴とする請求項１の温水暖房装置。

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