JP4152330B2 - 温水暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ式給湯暖房装置、ガス温水暖房装置、石油温水暖房装置及びヒートポンプ式温水暖房装置等の温水暖房装置に関し、特に、温水循環経路内のエア抜き動作を自動的に行える温水暖房装置に関する。

一般に、この種の温水暖房装置は、熱源機が屋外に設置され、床暖房パネル等の放熱器が室内に設置される関係上、温水の循環経路が長く、また、温水循環経路として架橋ポリエチレンパイプ等の空気透過性の樹脂製配管が使用されている関係上、長期間暖房運転を行わないでいると、温水循環経路の途中の継手部や配管等から温水循環経路内に空気が侵入し、その分、温水循環経路内の循環水が膨張タンクに戻って、膨張タンク内の循環水が溢れて不足する事態が発生する。その場合、暖房シーズンになったときに十分な暖房運転が行えないという問題が生じるものである。

上記した問題点を解決するため、従来においては、暖房運転を停止してから、例えば、約７２０時間の所定時間毎に、循環経路の温水制御弁を開放しつつ、循環ポンプを駆動させるエア抜き動作を自動的に行えるようにした温水暖房装置の構成が知られている（特許文献１参照）。
特開平６−１０９２６５号公報

しかしながら、上記した従来構成の温水暖房装置では、例えば、複数の放熱器のうち、一つの放熱器のみを暖房運転させている暖房運転中であっても、所定時間毎に全ての温水制御弁が開放されるとともに循環ポンプが駆動されるエア抜き動作が行われるため、顧客が暖房運転を意図としない他の放熱器へ高温の温水が供給されて、異常であると誤認される心配があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたものであり、エア抜き動作時に、顧客が暖房運転を意図としない放熱器へ高温の温水が供給されるのを防止することが可能な温水暖房装置の提供を目的としている。

請求項１に記載の発明では、加熱源で生成された温水を、循環ポンプの駆動によって複数の温水制御弁を介して複数の放熱器へ循環供給する温水循環経路を備えた温水暖房装置において、予め定められた第１および第２の所定時間を計時する計時手段と、前回の運転停止から前記計時手段が計時する時間が第１の所定時間に達した後で、かつ、暖房運転が停止してから第２の所定時間が経過したときに、前記温水制御弁を開放すると共に前記循環ポンプを駆動して温水循環経路内のエア抜き動作を実行するエア抜き動作制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、温水循環経路の温水温度が、自然放熱によって通常暖房時の温水温度より低い温度に低下してから、エア抜き動作が行われるため、顧客が暖房運転を意図としない放熱器へ循環水が供給されても、その循環水の温度が低温であるから、顧客に異常であると誤認されないようにできる。

以下、本発明の一実施例について、図１ないし図３を参照して説明する。図１は本発明の一実施例における温水暖房装置を説明する説明図である。図１において、１は熱源ユニットであり、この熱源ユニット１は、加熱源としての熱交換器２、膨張タンク３、循環ポンプ４及び制御基板５等をケーシング６に内蔵しており、前記熱交換器２から出た高温側往き管路７には高温側往き配管８を介して浴室に設置されて高温負荷となる浴室暖房機９の温風用放熱器９Ａが接続されている。

前記浴室暖房機９は、それの機体内に位置する温風用放熱器９Ａの入口側の高温側往き配管８に浴室暖房機開閉弁１０が設けられ、この浴室暖房機開閉弁１０の開放によって温風用放熱器９Ａに温度が約８０℃の高温水が流れ、温風用送風機１１の駆動によって浴室内に温風を供給して暖房する。１２はこの浴室暖房機９に運転入り切り信号等の各種操作信号を送信する浴室暖房用リモートコントローラ（以下、浴暖リモコンという。）である。

前記温風用放熱器９Ａから出た高温側戻り配管１３の先端は、戻り管路１４の途中に合流し、この戻り管路１４を介して膨張タンク３へ導かれる。前記膨張タンク３から出た温水配管１５の途中には前記循環ポンプ４が設けられ、この循環ポンプ４よりも下流の温水配管１５は２方向に分岐され、そして、この分岐された一方の分岐配管１６の先端は前記熱交換器２へ導かれ、また、分岐された他方の低温側往き管路１７の先端は、温度が約６０℃の低温水が供給される循環経路を複数経路（実施例では３経路）に分岐させるための往きヘッダー１８に接続されている。

前記往きヘッダー１８には、各温水循環経路を開閉する開閉弁としての複数（実施例では３個）の熱動弁１９Ａ〜１９Ｃが設けられ、各熱動弁１９Ａ〜１９Ｃにそれぞれ対応するように、前記往きヘッダー１８には複数の往き配管２０Ａ〜２０Ｃを介して室内の床に敷設される低温負荷である複数の床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃが接続されている。前記各床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃは、複数の戻り配管２２Ａ〜２２Ｃを介して戻りヘッダー２３に接続され、この戻りヘッダー２３は前記戻り管路１４に接続されている。

２４は一端が前記高温側往き管路７に他端が前記戻り管路１４に接続されたバイパス管路、２５は前記熱交換器２の出口部近くの高温側往き管路７に設けられた往き温水サーミスタ（温水温度検出手段）であり、この往き温水サーミスタ２５は高温側往き管路７内の温水温度を検出する。２６は前記膨張タンク３の入口部近くの戻り管路１４に設けられた戻り温水サーミスタであり、この戻り温水サーミスタ２６は戻り管路１４内の温水温度を検出する。

２７は前記膨張タンク３に循環水を補給する給水管であり、この給水管２７は水道管（図示せず）に連絡されている。２８は前記給水管２７を開閉する給水弁、２９は前記膨張タンク３に設けられてこの前記膨張タンク３の上限と下限の水位を検出する水位センサである。

３０Ａ〜３０Ｃは前記各床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃにそれぞれ対応して設けられた床暖房用リモートコントローラ（以下、床暖リモコンという）であり、これら各床暖リモコン３０Ａ〜３０Ｃには、それぞれ運転の入り切りを行う運転スイッチ３１Ａ〜３１Ｃや室温を検出する室温センサ（図示せず）等を備えている。

また、前記熱交換器２は、圧縮機（図示せず）によってＣＯ２（炭酸ガス）冷媒の圧力を臨界圧力以上にまで上昇させるＣＯ２ヒートポンプサイクル（加熱手段）の高温・高圧冷媒が循環水と熱交換してその循環水を約８０℃の高温に加熱するものである。なお、この熱交換器２は、ＣＯ２ヒートポンプサイクルを利用して高温水が生成される構成としているが、ガスバーナや石油バーナ、或いは電気ヒータ等の他の加熱手段によって加熱される構成であっても良い。

前記熱源ユニット３内に設けられた制御基板５には、図１及び図２に示すような、温水暖房運転に係わる種々の制御を行う制御装置としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）３３が搭載されている。このマイコン３３には、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等が内蔵され、さらに、予め定められた第１の所定時間としての７２０時間を計時すると共に第２の所定時間としての３０分間を計時する計時部３５と、前記各熱動弁１９Ａ〜１９Ｃを順に約７分間開放すると共に循環ポンプ４を駆動するエア抜き動作を行うためのエア抜き動作制御部３６とが内蔵されている。

また前記マイコン３３には、前記した水位センサ２９、往き温水サーミスタ２５、戻り温水サーミスタ２６、床暖リモコン２１Ａ〜２１Ｃの各運転スイッチ３１Ａ〜３１Ｃの各信号が入力されるとともに、給水弁２８、循環ポンプ４、各熱動弁１９Ａ〜１９Ｃ等へ、それらに対する制御信号を出力するものでとある。

次に、高温負荷である浴室暖房機９の運転動作について説明する。まず、浴暖リモコン１２の運転スイッチ（図示せず）をオン操作すると、その運転開始信号が浴室暖房機９の制御器９Ｂに入って前記浴室暖房機開閉弁１０を開くと共に、その運転開始信号は、浴室暖房機９の制御器９Ｂを介して熱源ユニット１のマイコン３３へ送信される。そして、熱源ユニット１のマイコン３３に運転開始信号が入力されると、マイコン３３は循環ポンプ４を運転させると共に、前記熱交換器２を加熱する加熱手段（図示せず）の加熱運転動作を開始させ、熱交換器２内を流れる循環水を約８０℃に加熱する。

前記浴室暖房機９の運転における循環水は、循環ポンプ４の駆動により、膨張タンク３→温水配管１５→循環ポンプ４→分岐配管１６→温水熱交換器２→高温側往き管路７→高温側往き配管８→浴室暖房機９の温風用放熱器９Ａ→高温側戻り配管１３→戻り管路１４→膨張タンク３という温水循環経路で循環し、浴室暖房機９は温風用送風機１１の運転開始によって浴室内に温風を供給して浴室の暖房が行われる。

次に、低温負荷である床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃの暖房運転について説明する。暖房したい部屋に設置している床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃの床暖リモコン３０Ａ〜３０Ｃの運転スイッチ３１Ａ〜３１Ｃを操作すると、その運転開始信号が熱源ユニット１のマイコン３３に入力される。その運転開始信号の入力によって、マイコン３３は、各運転スイッチ３１Ａ〜３１Ｃに対応する熱動弁１９Ａ〜１９Ｃを開放するともに、循環ポンプ４を運転して循環水を床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃへ循環供給する。また、前記熱交換器２を加熱する加熱手段（図示せず）の加熱運転動作を開始させ、熱交換器２内を流れる循環水を約８０℃に加熱する。

前記床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Cの暖房運転における循環水は、循環ポンプ４の運転により、膨張タンク３→温水配管１５→循環ポンプ４→分岐配管１６→熱交換器２→高温側往き管路７→→バイパス管路２４→戻り管路１４→膨張タンク３の温水循環経路で循環すると共に、膨張タンク３→温水配管１５→循環ポンプ４→低温側往き管路１７→往きヘッダー１８→往き配管２０Ａ〜２０Ｃ→床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃ→戻り配管２２Ａ〜２２Ｃ→戻りヘッダー２３→戻り管路１４→膨張タンク３の温水循環経路を循環する。そのため、熱交換器２からの約８０℃の高温水と、床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃで放熱した後の戻り管路１４からの戻り温水とが、前記膨張タンク３内で適度に混合され、床暖房に適した約６０℃の低温水となって床暖房用放熱器２１Ａ〜２１Ｃに循環供給され、暖房したい部屋の床暖房運転が行われる。

図３はエア抜き動作を示すフローチャートであり、ここで、前記マイコン３３は、ステップＳ１で前回の運転停止から予め定められた第１の所定時間としての７２０時間が経過したか否かを判定し、肯定判定した場合はステップＳ２へ移行し、否定判定した場合はその判定を繰り返す。

ステップＳ２では、マイコン３３は、前記熱源ユニット１が暖房運転を停止してから予め定められた第２の所定時間としての３０分間が経過したか否かを判定し、肯定判定した場合はステップＳ３へ移行し、否定判定した場合はその判定を繰り返す。

ステップＳ３では、温水循環経路中の一つの開閉弁、例えば、前記熱動弁１９Ａを開くと共に、循環ポンプ４を運転するという最初の１系統のエアパージ（エア抜き動作）を実行し、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、マイコン３３は、前記熱源ユニット１が暖房運転を行っているか否かを判定し、肯定判定した場合はステップＳ５へ移行し、否定判定した場合はステップＳ６へ移行し、このステップＳ６で循環ポンプ４の運転を停止させると共に、前記熱動弁１９Ａを閉じてステップＳ２へ戻る。

ステップＳ５では、マイコン３３は、開閉弁としての熱動弁１９Ａが開となってから７分経過したか否かを判定し、肯定判定した場合はステップＳ７へ移行し、否定判定した場合はステップＳ４へ戻る。

ステップＳ７では、マイコン３３は、全ての温水循環経路のエアパージ（エア抜き動作）が終了したか否かを判定し、肯定判定した場合はステップＳ８へ移行して、このステップＳ８で循環ポンプ４の運転を停止した後、ステップＳ１へ戻り、また、ステップＳ７で否定判定した場合はステップＳ９へ移行し、このステップＳ９において、次にエアパージ（エア抜き動作）を行う温水循環経路中の例えば熱動弁１９Ｂを開にすると共に、それまで開いていた熱動弁１９Ａを閉じて、ステップＳ４へ戻る。

このようにして、全ての温水循環経路における各系統のエアパージ（エア抜き動作）が順次行われることになる。

即ち、暖房シーズン始め等の長時間暖房運転が行われていない場合においては、マイコン３３により前回の運転停止から予め定められた第１の所定時間としての７２０時間経過したと判定されると、上述したエアパージ（エア抜き動作）が実行される。

ここで、例えば、浴室暖房機９を運転中に、マイコン３３が前回の運転停止から第１の所定時間としての７２０時間経過したと判定した場合において、熱源ユニット１の暖房運転が停止してから、循環水が自然放熱によって通常の暖房運転時の温水温度（約６０℃）よりも低い温水温度（例えば、３０℃未満）になる第２の所定時間としての３０分間が経過した後、エアパージ（エア抜き動作）が実行される。そのため、暖房運転を意図としない床暖房放熱器２１Ａ〜２１Ｃに例えば３０℃以上の温水が供給されて床暖房放熱器２１Ａ〜２１Ｃが暖められるのを未然に防止でき、顧客に異常であるような不安感を与えることがない。

以上本発明の実施例について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

本発明の一実施例における温水暖房装置を説明する説明図である。 同じく温水暖房装置の制御ブロック図である。 同じく温水暖房装置のエア抜き動作説明用のフローチャートである。

符号の説明

１ 熱源ユニット
２ 熱交換器（加熱源）
４ 循環ポンプ
７ 高温側行き管路（温水循環経路）
８ 高温側往き配管（温水循環経路）
９ 浴室暖房機（放熱器）
１０ 浴室暖房機開閉弁（温水制御弁）
１２ 浴室暖房用リモートコントローラ
１３ 高温側戻り配管（温水循環経路）
１４ 戻り管路（温水循環経路）
１５ 温水配管（温水循環経路）
１６ 分岐配管（温水循環経路）
１７ 低温側往き管路（温水循環経路）
１８ 行きヘッダー
１９Ａ〜１９Ｃ 熱動弁（温水制御弁）
２０Ａ〜２０Ｃ 往き配管（温水循環経路）
２１Ａ〜２１Ｃ 床暖房用放熱器（放熱器）
２２Ａ〜２２Ｃ 戻り配管（温水循環経路）
２３ 戻りヘッダー
２４ バイパス管路（温水循環経路）
２５ 往き温度サーミスタ（温水温度検出手段）
３０Ａ〜３０Ｃ 床暖房用リモートコントローラ
３３ マイクロコンピュータ（制御装置）
３５ 計時部（計時手段）
３６ エア抜き動作制御部（エア抜き動作制御部）

Claims (1)

1. 加熱源で生成された温水を、循環ポンプの駆動によって複数の温水制御弁を介して複数の放熱器へ循環供給する温水循環経路を備えた温水暖房装置において、
   予め定められた第１および第２の所定時間を計時する計時手段と、
   前回の運転停止から前記計時手段が計時する時間が第１の所定時間に達した後で、かつ、暖房運転が停止してから第２の所定時間が経過したときに、前記温水制御弁を開放すると共に前記循環ポンプを駆動して温水循環経路内のエア抜き動作を実行するエア抜き動作制御手段とを備えたことを特徴とする温水暖房装置。

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