JP4230949B2

JP4230949B2 - 温水暖房システム

Info

Publication number: JP4230949B2
Application number: JP2004086804A
Authority: JP
Inventors: 賢一松原; 将史河村
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: JP2005273997A

Description

本発明は、給湯及び風呂追焚を併用する温水暖房システムに係り、特に、既設の追焚配管を熱媒路に利用する温水暖房システムに関する。

近年、給湯、風呂追焚及び温水暖房の多機能化された温水暖房システムが開発されて普及しているが、このシステムは、給湯、風呂追焚及び温水暖房の各機能を持つ給湯暖房用熱源機を備え、この熱源機から給湯箇所には給湯配管、浴槽には給湯を併用する追焚配管、暖房端末機には暖房配管が必要である。

このような温水暖房システム等に関し、次のような先行特許文献が存在している。
特開平９−１１２９３５号公報特開２０００−１９３３１１号公報特許文献１には、風呂及び暖房のための装置として、強制循環式風呂給湯機に浴槽と暖房端末を加熱する間接熱交換器とを管路で連結し、浴槽又は間接熱交換器の何れか一方又は双方への温水の循環を管路に設けた切換弁で切り換えるものが開示されている。

また、特許文献２には、風呂加熱及び浴槽暖房装置として、風呂給湯機に温水往き管及び温水戻り管を介して浴槽が接続されるとともに、温水往き管及び温水戻り管を分岐して設けられた暖房往き管及び暖房戻り管を介して浴槽暖房機を接続し、温水往き管及び温水戻り管と暖房往き管及び暖房戻り管との分岐部分に設けられた切換弁で温水の循環又は供給を浴槽又は浴槽暖房機又は双方の何れかに切り換えるものが開示されている。

ところで、図４（Ａ）に示すように、外壁２の外側、即ち、戸外に給湯及び風呂追焚が可能な風呂給湯器４２が設置され、この風呂給湯器４２に追焚配管８、１０を介して戸内の浴槽２７に給湯又は追焚が行われるが、このような家屋において、浴槽暖房や床暖房等の温水暖房機能を増設する場合には、図４（Ｂ）に示すように、風呂給湯器４２を給湯、風呂追焚及び温水暖房の多機能化された給湯暖房用熱源機４３に交換し、この熱源機４３から浴室暖房端末１６や床暖房端末１８に暖房水を流す暖房配管４４、４６、４８、５０を戸内に増設する工事が必要である。

このような暖房配管４４、４６、４８、５０を新設する場合、次のような不都合が指摘されている。第１に、外壁２に新設に係る暖房配管４４、４６、４８、５０を貫通させ、二点鎖線で示す暖房配管４４、４６、４８、５０や二点鎖線で囲んだ増設部分５２の床や天井を剥がす等の大がかりな工事が必要となり、その工事費は相当なものとなる。

第２に、従来のシステムでは、熱源機４３に給湯機能、追焚機能及び暖房機能の３機能を備えた構成としなければならず、多機能化のために構成が複雑であるとともに大型化し、そのため、設置スペースが大きくなり、既設の風呂給湯器４２の設置箇所に設置できないことが予想される。設置できない場合には、新たな設置箇所を確保し、そのための配管工事も必要となる。

ところで、特許文献１、２には斯かる課題について開示されておらず、特許文献１、２に開示された技術では、斯かる課題を解決できるものではない。しかも、特許文献１、２に提案されている技術は、温水暖房に浴槽水の熱を利用しているが、浴槽水の持つ熱容量は低く、十分な暖房が得られないという不都合がある。また、このようなシステムでは、暖房の性能及び使い勝手が風呂側の追焚運転に左右される等の欠点がある。

そこで、本発明は、熱源機の構成の簡略化とともに、既設の追焚配管を熱媒路として利用でき、施工の容易化を図った温水暖房システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の温水暖房システムは、高温の熱媒を供給する熱源機（４）と、この熱源機と別個に暖房・追焚ユニット（１４）とを備え、前記暖房・追焚ユニットが前記熱源機で加熱された熱媒を暖房用熱媒に熱交換する第１の熱交換部（２８）と、前記熱媒を浴槽水（ＢＷ）に熱交換する第２の熱交換部（３０）とを有する熱交換器（３２）を備え、前記第１の熱交換部と浴室暖房端末との間に接続されて前記第１の熱交換部から前記浴室暖房端末に前記暖房用熱媒を循環させる暖房用配管を設けるとともに、この暖房用配管の中途部に第１の分岐点と第２の分岐点とを設け、前記第１の分岐点は前記暖房用配管から前記暖房用熱媒を流し出す配管を分岐させ、前記第２の分岐点は前記第１の分岐点から流出させた前記暖房用熱媒を前記暖房用配管に戻す配管を分岐させ、これら配管に床暖房端末を接続し、該床暖房端末には前記第１の分岐点から前記配管により前記暖房用熱媒が供給され且つ前記第２の分岐点に前記配管を通して前記暖房用熱媒を戻すことにより循環し、前記第１の分岐点と前記第２の分岐点との間の前記暖房用配管に前記暖房用熱媒を循環させるポンプ（３４）と、前記浴室暖房端末及び前記床暖房端末に循環させる前記暖房用熱媒を溜める膨張タンク（３５）とを設置し、前記ポンプは、前記床暖房端末から前記第２の分岐点を通して前記暖房用熱媒を引き込むとともに前記浴室暖房端末側から前記暖房用熱媒を引き込み、且つ、前記第１の分岐点から前記床暖房端末に前記暖房用熱媒を循環させるとともに前記暖房用配管を通して前記第１の熱交換部及び前記浴室暖房端末に前記暖房用熱媒を循環させ、前記第１の熱交換部から前記浴室暖房端末に前記暖房用熱媒を流す前記暖房用配管と前記第２の分岐点側の前記暖房用配管との間に設けられて前記浴室暖房端末に対し前記暖房用熱媒をバイパスするバイパス路（３６）を備えた構成である。

斯かる構成の温水暖房システムでは、熱源機と暖房・追焚ユニットとを別個にしかも離間して設置するので、熱源機と暖房・追焚ユニットとの間は熱媒路で連結しており、この熱媒路は、新設した配管を使用してもよいが、既設の追焚配管を利用することができる。そして、暖房・追焚ユニットには、暖房配管を介して暖房端末、追焚配管を介して浴槽を接続すればよく、追焚配管は既設のものを再利用することができる。この追焚配管は、勿論、新設のものでもよい。そこで、熱源機から高温水等の高温の熱媒が供給されるので、この高温の熱媒を暖房配管を通じて暖房端末に供給することにより、浴室暖房等の各種の暖房を行うことができる。また、浴槽水の場合には、暖房・追焚ユニットが備えた熱交換器を用いることにより、熱媒が持つ熱で浴槽水を加熱することができる。従って、このような温水暖房システムによれば、既設の追焚配管を熱媒路として利用でき、しかも、熱源機は、一般給湯の他、高温の熱媒として利用できる高温水を供給する単純な構成とすればよく、熱源機及び配管構成の簡略化を実現できる。そして、この温水暖房システムでは、既設の追焚配管を熱媒路に用いることにより、増設のための配管工事を軽減できるとともに、施工の容易化を図ることができ、しかも、熱源機と暖房・追焚ユニットとの配管区間では、従前の追焚配管のみで熱媒路が構成される結果、配管構成の簡略化に伴い、部品点数の削減をも図ることができる。

また、斯かる構成の温水暖房システムでは、暖房・追焚ユニットが、熱媒路を通じて供給される高温の熱媒を熱交換器に通すことにより、その高温の熱媒と暖房配管側の熱媒との熱交換を行うようにしたものである。浴槽水についても、同様に熱交換器を用いて高温の熱媒と浴槽水との熱交換を行う。斯かる構成とすれば、熱交換器の構成の簡略化とともに、熱交換損失を削減できる。

また、本発明の温水暖房システムは、前記浴室暖房端末は高温の熱媒を放熱させる高温暖房端末（浴室暖房端末１６）であり、前記床暖房端末は高温の熱媒と放熱後の低温熱媒とを混合して得られる低温の熱媒を放熱させる低温暖房端末（床暖房端末１８）である構成としてもよい。斯かる構成とすれば、浴室暖房等の高温暖房と、床暖房等の低温暖房とを併用することができ、暖房・追焚ユニットを用いることにより、熱源機のコンパクト化とともに既設の追焚配管を利用できる等、配管工事の簡略化を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。

ａ熱源機と暖房・追焚ユニットとを別個に構成し、熱源機側から追焚機能を暖房・追焚ユニットに分離することができるので、熱源機の構成の簡略化及び小型化を図ることができ、設置面積の縮小を図ることができる。

ｂ熱媒路に既設の追焚配管を利用できるので、既設の追焚配管を撤去する必要がなく、配管工事の簡略化とともに工期の短縮化、工費の節減を図ることができる。

ｃ熱源機と暖房・追焚ユニットとの区間は既設の追焚配管のみで熱媒路が形成されるので、熱源機と暖房端末とを個別に暖房配管で連結するシステムに比較し、配管構成の簡略化を図ることができる。

ｄ暖房・追焚ユニットを用いて暖房端末として高温の熱媒を用いる浴室暖房等の高温暖房端末、その循環によって低温化された熱媒を用いる床暖房等の低温暖房端末に対して高温又は低温の熱媒を供給し、各暖房端末から放熱させることができる。

温水暖房システムについて、図１を参照して説明する。図１は、温水暖房システムの概要を示している。

外壁２の外側（戸外）には熱源機４が設置されており、この熱源機４は、給湯機能及び暖房機能の少なくとも２機能を備えた給湯・暖房用熱源機であり、追焚機能を持つ従前の３機能を備えたものを使用してもよい。この場合、熱源機４は、図４（Ａ）に示す風呂給湯器４２に代えて設置され、この熱源機４には一般給湯のための給湯配管６が連結されるとともに、往き管及び戻り管からなる既設の追焚配管８、１０が熱媒路１２として用いられ、この熱媒路１２には熱媒として例えば、８０℃程度の高温水ＨＷが供給される。

また、熱源機４と別個の構成として暖房・追焚ユニット１４が設置され、この暖房・追焚ユニット１４は、高温の熱媒として例えば、高温水ＨＷが持つ熱を熱源として利用することにより、浴室暖房等に用いられる８０℃程度の高温暖房水、床暖房等に用いられる６０℃程度の低温暖房水を循環させて加熱するとともに、浴槽水を所望の温度に加熱する追焚循環を行う加熱手段であって、熱源機４と離間した任意の箇所に設置され、例えば、既設の追焚配管８、１０の分断箇所に設置される。従って、この暖房・追焚ユニット１４と熱源機４とは熱媒路１２で連結され、この場合、既設の追焚配管８、１０で連結されている。

この場合、暖房端末として浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８が新設されているが、これら浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８と暖房・追焚ユニット１４とは暖房配管２０、２２、２４、２６で接続されている。また、暖房・追焚ユニット１４と浴槽２７との間は、分断された既設の追焚配管８、１０が連結されているが、追焚配管８、１０には新設の追焚配管を用いてもよい。この場合、浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８の何れか一方を設置し、他方を省略した構成としてもよい。

他の温水暖房システムについて、図２を参照して説明する。図２は、温水暖房システムを示している。この温水暖房システムでは、暖房・追焚ユニット１４を用いることにより、増設された浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８が熱源機４に直結されて暖房水に熱媒としての高温水ＨＷが直接供給されるとともに、浴槽水ＢＷが熱媒としての高温水ＨＷで加熱される構成である。

このように、暖房端末として浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８が増設される場合には、既設の追焚配管８、１０を適宜の箇所で分断して熱媒路１２として構成するとともに、暖房配管２０、２２、２４、２６を連結し、その分断箇所から分岐した熱媒路１３に暖房・追焚ユニット１４が連結され、暖房配管２０、２２には浴室暖房端末１６、暖房配管２４、２６には床暖房端末１８が接続されている。この場合、暖房・追焚ユニット１４には熱交換器３１が備えられ、この熱交換器３１の一次側には熱源機４に接続された既設の追焚配管８、１０に接続した熱媒路１３によって熱媒としての高温水ＨＷを流し、その二次側に浴槽２７側の既設の追焚配管８、１０を接続する。暖房・追焚ユニット１４には、追焚配管８、１０側にポンプ３８が設置されている。

このような構成とすれば、熱源機４から熱媒としての高温水ＨＷが追焚配管８、１０からなる熱媒路１２を経て暖房配管２０、２２により浴室暖房端末１６、暖房配管２４、２６により床暖房端末１８に循環し、所望の暖房が行われる。また、浴槽水ＢＷの追焚時にはポンプ３８を運転し、熱媒路１３に循環する高温水ＨＷと浴槽水ＢＷとの熱交換を熱交換器３１で行い、高温水ＨＷが持つ熱で浴槽水ＢＷを加熱することができる。

このように温水暖房システムを構成すると、既設の風呂給湯器４２｛図４（Ａ）｝を給湯、給湯及び暖房が可能な給湯・暖房用の熱源機４に交換するとともに、既設の追焚配管８、１０を所望の箇所で分断し、その分断箇所に暖房・追焚ユニット１４を設置して熱源機４側の追焚配管８、１０を熱媒路１２とし、この熱媒路１２に浴室暖房端末１６側の暖房配管２０、２２を接続するとともに、床暖房端末１８側の暖房配管２４、２６を接続し、熱交換器３１に浴槽２７側の既設の追焚配管８、１０を接続することにより、この温水暖房システムを完成することができる。このシステムの施工では、既設の追焚配管８、１０を熱媒路１２として構成でき、既設の追焚配管８、１０を撤去する等の工事が不要であり、工期の短縮とともに工事費用の削減を図ることができる。しかも、暖房・追焚ユニット１４を設置するだけで既設の追焚配管８、１０を熱媒路１２に利用でき、配管構成の簡略化をも図ることができ、材料費の節減を図ることができる。

なお、増設に係る暖房端末が一種類の場合には、例えば、浴室暖房端末１６又は床暖房端末１８では、同様に、既設の追焚配管８、１０を適宜の箇所で分断して熱媒路１２として構成するとともに、暖房配管２０、２２又は暖房配管２４、２６を連結することにより、同様のシステムを構成し、所望の暖房を行うことができる。

本発明の実施形態について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態に係る温水暖房システムを示している。この温水暖房システムでは、暖房・追焚ユニット１４を用いることにより、高温の熱媒を用いる暖房端末として浴室暖房端末１６、低温の熱媒を用いる暖房端末として床暖房端末１８が増設され、暖房端末１６、１８に熱源機４から直接熱媒が供給されることはなく、暖房端末側の暖房水が熱源機４で得られる高温水ＨＷで加熱されるとともに、浴槽水ＢＷが熱媒としての高温水ＨＷで加熱される構成である。

この場合、暖房・追焚ユニット１４には熱媒としての高温水ＨＷと暖房水との熱交換、高温水ＨＷと浴槽水ＢＷとの熱交換を行う熱交換器３２が備えられ、熱媒路１２に流れる高温水ＨＷと暖房水との熱交換を行う第１の熱交換部２８、高温水ＨＷと浴槽水ＢＷとの熱交換を行う第２の熱交換部３０を備えている。熱交換部２８側には暖房配管２０、２２が連結されているとともにポンプ３４及び膨張タンク３５が設置され、浴室暖房端末１６に流れる暖房水を暖房配管２２から暖房配管２０側に流すためのバイパス路３６が設けられている。膨張タンク３５は、開放式、密閉式のいずれでも良い。

このように浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８での暖房を併用した場合の熱交換を説明すると、ポンプ３４を駆動すれば、高温水ＨＷと暖房配管２０、２２、２４、２６に流れる暖房水との熱交換が開始され、高温化された暖房水が矢印ａ、ｂで示すように流れて浴室暖房端末１６に供給される。浴室暖房端末１６での熱交換によって低温化した暖房水は矢印ｃで示すように、暖房配管２０側に流れるとともに、バイパス路３６を通じて矢印ｄで示す方向に流れる高温の暖房水と合流して混合されて例えば、６０℃程度の低温の暖房水が得られる。この暖房水はポンプ３４を通じて熱交換部２８側に流れ込むとともに暖房配管２４側に矢印ｅで示すように流れて床暖房端末１８に供給され、床暖房端末１８での熱交換によって冷却化された暖房水が暖房配管２６を通じて矢印ｆで示す方向に流れ、浴室暖房端末１６側からの低温化した暖房水及び高温の暖房水と合流する。このように、浴室暖房端末１６には高温の暖房水、床暖房端末１８には低温の暖房水が流れ、所望の暖房が行われる。

また、熱交換部３０側には既設の追焚配管８、１０が接続されるとともに、ポンプ３８が設置されている。ポンプ３８を駆動すると、浴槽水ＢＷが追焚配管８、１０に循環して熱交換部３０に流れ、熱媒である高温水ＨＷと浴槽水ＢＷとの熱交換が行われ、高温水ＨＷによって浴槽水ＢＷが加熱される。

このような温水暖房システムでは、既設の風呂給湯器４２｛図４（Ａ）｝を給湯及び暖房が可能な給湯・暖房用の熱源機４に交換するとともに、既設の追焚配管８、１０を所望の箇所で分断し、その分断箇所に暖房・追焚ユニット１４を設置して熱源機４側の追焚配管８、１０が熱媒路１２として熱交換部２８、３０に接続され、浴槽２７側の追焚配管８、１０を熱交換部３０に接続する。そして、浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８を所望の箇所に設置した後、これら浴室暖房端末１６及び床暖房端末１８と熱交換部２８との間に暖房配管２０、２２、２４、２６を接続することにより、この温水暖房システムを完成することができる。このシステムの施工では、既設の追焚配管８、１０を熱媒路１２として構成でき、図１に二点鎖線で囲む追焚配管８、１０の箇所４０の床や天井を剥がす等の工事が不要であり、工期の短縮とともに工事費用の削減を図ることができる。しかも、暖房・追焚ユニット１４を設置するだけで既設の追焚配管８、１０を熱媒路１２に利用でき、配管構成の簡略化を図ることができ、材料費の節減にも寄与することができる。

なお、上記実施形態では、熱媒として高温水を使用する例を述べたが、水以外の熱媒を使用する場合にも本発明を適用することができる。

本発明の温水暖房システムは、熱源機と暖房・追焚ユニットとを別個に構成し、熱源機側から追焚機能を暖房・追焚ユニットに分離できることから、熱源機の構成の簡略化及び小型化を図ることができ、設置面積の縮小化等により、既設配管の利用による工事の簡略化、工期の短縮化、工費の節減を図ることができ、有用である。

本発明の第１の実施形態に係る温水暖房システムの概要を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る温水暖房システムを示す図である。本発明の第３の実施形態に係る温水暖房システムを示す図である。従来の温水暖房システムの施工例を示し、（Ａ）は施工前の温水暖房システム、（Ｂ）は施工後の温水暖房システムを示す図である。

符号の説明

温水暖房システムの概要を示す図である。他の温水暖房システムを示す図である。本発明の実施形態に係る温水暖房システムを示す図である。従来の温水暖房システムの施工例を示し、（Ａ）は施工前の温水暖房システム、（Ｂ）は施工後の温水暖房システムを示す図である。

Claims

高温の熱媒を供給する熱源機と、この熱源機と別個に暖房・追焚ユニットとを備え、
前記暖房・追焚ユニットが前記熱源機で加熱された熱媒を暖房用熱媒に熱交換する第１の熱交換部と、前記熱媒を浴槽水に熱交換する第２の熱交換部とを有する熱交換器を備え、
前記第１の熱交換部と浴室暖房端末との間に接続されて前記第１の熱交換部から前記浴室暖房端末に前記暖房用熱媒を循環させる暖房用配管を設けるとともに、この暖房用配管の中途部に第１の分岐点と第２の分岐点とを設け、
前記第１の分岐点は前記暖房用配管から前記暖房用熱媒を流し出す配管を分岐させ、
前記第２の分岐点は前記第１の分岐点から流出させた前記暖房用熱媒を前記暖房用配管に戻す配管を分岐させ、
これら配管に床暖房端末を接続し、該床暖房端末には前記第１の分岐点から前記配管により前記暖房用熱媒が供給され且つ前記第２の分岐点に前記配管を通して前記暖房用熱媒を戻すことにより循環し、
前記第１の分岐点と前記第２の分岐点との間の前記暖房用配管に前記暖房用熱媒を循環させるポンプと、前記浴室暖房端末及び前記床暖房端末に循環させる前記暖房用熱媒を溜める膨張タンクとを設置し、
前記ポンプは、前記床暖房端末から前記第２の分岐点を通して前記暖房用熱媒を引き込むとともに前記浴室暖房端末側から前記暖房用熱媒を引き込み、且つ、前記第１の分岐点から前記床暖房端末に前記暖房用熱媒を循環させるとともに前記暖房用配管を通して前記第１の熱交換部及び前記浴室暖房端末に前記暖房用熱媒を循環させ、
前記第１の熱交換部から前記浴室暖房端末に前記暖房用熱媒を流す前記暖房用配管と前記第２の分岐点側の前記暖房用配管との間に設けられて前記浴室暖房端末に対し前記暖房用熱媒をバイパスするバイパス路を備えたことを特徴とする温水暖房システム。
前記浴室暖房端末は高温の熱媒を放熱させる高温暖房端末であり、前記床暖房端末は高温の熱媒と放熱後の低温熱媒とを混合して得られる低温の熱媒を放熱させる低温暖房端末であることを特徴とする請求項１記載の温水暖房システム。