JP4244877B2 - 温水暖房システム - Google Patents

Description

この発明は、温水暖房熱源機によって生成された温水を利用して床暖房端末装置が床暖房を行う温水暖房システムに関する。

本願発明者は、温水暖房熱源機によって生成された温水を利用して床暖房を行う温水暖房システムとして、例えば、図３に示すような温水暖房システムを提案している。この温水暖房システム５０は、同図に示すように、所定温度の温水を生成する温水暖房熱源機５１と、この温水暖房熱源機５１によって生成された所定温度の温水が循環供給される床暖房マット５２ａ、５２ｂと、温水暖房熱源機５１に接続された循環往き主管６１及び循環戻り主管６２と、床暖房マット５２ａ、５２ｂを循環往き主管６１及び循環戻り主管６２にそれぞれ接続する循環往き枝管６３ａ、６３ｂ及び循環戻り枝管６４ａ、６４ｂと、床暖房マット５２ａ、５２ｂ毎に、それぞれの循環往き枝管６３ａ、６３ｂに設置された流量制御弁６５ａ、６５ｂと、循環戻り主管６２における床暖房マット５２ａ、５２ｂの接続位置よりも下流側に接続された端末循環主管６６と、端末循環主管６６に設置された端末側循環ポンプ６７と、床暖房マット５２ａ、５２ｂ毎に、それぞれの循環往き枝管６３ａ、６３ｂにおける流量制御弁６５ａ、６５ｂの下流側と端末循環主管６６における端末側循環ポンプ６７の下流側とを接続する端末循環枝管６８ａ、６８ｂと、床暖房マット５２ａ、５２ｂ毎に、それぞれの端末循環枝管６８ａ、６８ｂに設置された熱動弁６９ａ、６９ｂとを備えている。

この温水暖房システム５０では、運転を開始した後、短時間のうちに床暖房フロアの表面温度を所定温度まで昇温させるために、熱動弁６９ａ、６９ｂを閉弁すると共に流量制御弁６５ａ、６５ｂを全開にした状態で、温水暖房熱源機５１によって生成された高温の温水を床暖房マット５２ａ、５２ｂに循環供給する初期運転モードで運転を行うようになっているが、床暖房フロアの表面温度が所定温度まで上昇すると、流量制御弁６５ａ、６５ｂを一旦全閉にした後、熱動弁６９ａ、６９ｂを開弁すると共に端末側循環ポンプ６７の運転を開始し、それぞれの床暖房マット５２ａ、５２ｂへの温水の供給温度が設定温度になるように、流量制御弁６５ａ、６５ｂの開度を調整する第１定常運転モードに切り換えるようになっている。

また、例えば、一方の床暖房マット５２ａが第１定常運転モードで暖房運転を行っている状態において、他方の床暖房マット５２ｂが暖房運転を開始すると、他方の床暖房マット５２ｂには、温水暖房熱源機５１によって生成された高温の温水が直接供給されるので、床暖房マット５２ｂから送出される温水の戻り温度も高く、第１定常運転モードで暖房運転を行っている床暖房マット５２ａには、双方の床暖房マット５２ａ、５２ｂから送出される温水が混合されることによって、設定温度より高い温水が供給される可能性があり、そのような場合は、流量制御弁６５ａを全閉にしても、床暖房マット５２ａへの温水の供給温度が設定温度を上回ることになるので、そのような状態が所定時間継続すると、開弁状態に保持されている熱動弁６９ａを、デューティー比に従って、周期的に開閉する第２定常運転モードに切り換えるようになっている。

特開２００１−０７４２５５号公報

ところで、第２定常運転モードで暖房運転を行っている床暖房系統の熱動弁のデューティー比は、その床暖房系統の床暖房マットへの温水の供給温度に基づいて算出されるが、複数の床暖房系統が第２定常運転モードで暖房運転を行っている状態では、それらの床暖房系統の熱動弁がそれぞれ異なるタイミングで開閉動作を行うことになり、これに伴って、第２定常運転モードで暖房運転を行っている各床暖房系統の床暖房マットから送出される温水が混合された混合戻り温度、換言すれば、それらの床暖房系統の床暖房マットへの温水の供給温度が、他の床暖房系統の熱動弁の開閉動作によって、大きく変動してしまうことになるので、こういった変動の大きい供給温度に基づいてデューティー比を算出していたのでは、適正なデューティー比を算出することができないといった問題がある。

そこで、この発明の課題は、複数の床暖房系統が第２定常運転モードで暖房運転を行っている状態であっても、適正なデューティー比を算出することができる温水暖房システムを提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、複数の床暖房端末装置が、温水暖房熱源機によって生成された所定温度の温水を利用して床暖房を行う温水暖房システムにおいて、前記温水暖房熱源機に接続された循環往き主管及び循環戻り主管と、複数の前記床暖房端末装置を前記循環往き主管及び前記循環戻り主管にそれぞれ接続する循環往き枝管及び循環戻り枝管と、前記床暖房端末装置毎に、それぞれの前記循環往き枝管に設置された流量制御弁と、前記循環戻り主管における最も下流側に接続されている前記循環戻り枝管の接続位置よりも下流側に接続された、端末側循環ポンプが設置された端末循環主管と、前記床暖房端末装置毎に、それぞれの前記循環往き枝管における前記流量制御弁の下流側と前記端末循環主管における端末側循環ポンプの下流側とを接続する端末循環枝管と、前記床暖房端末装置毎に、それぞれの前記端末循環枝管に設置された開閉弁とを備え、前記開閉弁を開弁した状態で前記端末循環ポンプを運転しながら、それぞれの前記床暖房端末装置への温水の供給温度が設定供給温度になるように、前記流量制御弁の開度を調整する第１定常運転モードと、前記流量制御弁を全閉にしても、前記床暖房端末装置への温水の供給温度が設定供給温度を上回る場合に、前記開閉弁を周期的に開閉させる第２定常運転モードとを備え、複数の前記床暖房端末装置が第２定常運転モードで運転を行っている場合は、それらの前記床暖房端末装置に対応する前記開閉弁の制御周期を同期させるようにしたことを特徴とする温水暖房システムを提供するものである。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明の温水暖房システムにおいて、前記循環戻り主管における最も下流側に接続されている前記循環戻り枝管の接続位置よりも下流側における温水の混合戻り温度に基づいて、前記開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出するようにしたのである。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明の温水暖房システムにおいて、放熱特性が異なる前記床暖房端末装置毎に、異なる演算式に基づいて、それぞれの前記床暖房端末装置に対応する前記開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出するようにしたのである。

以上のように、請求項１にかかる発明の温水暖房システムでは、複数の前記床暖房端末装置が第２定常運転モードで運転を行っている場合は、それらの床暖房端末装置に対応する開閉弁の制御周期を同期させるようにしたので、第２定常運転モードで運転を行っている全ての床暖房端末装置に対応する開閉弁の閉弁タイミングまたは開弁タイミングが一致することになる。

従って、それぞれの制御周期毎に、第２定常運転モードで運転を行っている全ての床暖房端末装置に対応する開閉弁が同時に開弁している状態が必ず存在することになり、このような状態では、各床暖房系統の床暖房端末装置から送出される温水が混合された混合戻り温度（床暖房端末装置への温水の供給温度）が大きく変動することはないので、このときの床暖房端末装置への温水の供給温度に基づいて、開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出することにより、適正な開弁時間または閉弁時間を算出することができる。

また、請求項２にかかる発明の温水暖房システムでは、各床暖房系統の床暖房端末装置から送出される温水が混合された混合戻り温度に基づいて、開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出するようにしたので、各床暖房系統の床暖房端末装置における温水の入口温度を個別の温度センサによって検出し、それぞれの入口温度に基づいて、それぞれの開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出する場合のように、各温度センサによる検出温度のバラツキの影響を受けることがない。

また、請求項３にかかる発明の温水暖房システムでは、放熱特性が異なる床暖房端末装置毎に、異なる演算式に基づいて、それぞれの床暖房端末装置に対応する開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出するようにしたので、それぞれの床暖房端末装置の放熱特性に応じた、より適正な温度制御を行うことが可能となる。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、居室内を暖房するための温水暖房システム１を示している。この温水暖房システム１は、同図に示すように、所定温度（例えば、８０℃）の温水を生成する温水暖房熱源機１０と、この温水暖房熱源機１０によって生成された温水を利用して暖房を行う複数の温水暖房端末装置とを備えており、温水暖房端末装置としては、６０℃程度の温水を供給することによって定格の暖房能力を発揮する低温端末装置としての複数の床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、８０℃程度の温水を供給することによって定格の暖房能力を発揮する高温端末装置としてのファンコンベクタ２２とが採用されている。

前記温水暖房熱源機１０は、温水の循環経路を構成する内部往き管１３及び内部戻り管１４にそれぞれ接続される熱交換器１１と、内部戻り管１４に設置された循環ポンプ１２と、熱交換器１１を加熱するバーナ（図示せず）の燃焼動作や循環ポンプ１２の運転動作等を制御するコントローラ１５とを備えており、内部往き管１３及び内部戻り管１４には、温水の循環経路を構成する外部配管である循環往き主管３１Ｓ及び循環戻り主管３１Ｒがそれぞれ接続されている。

前記循環往き主管３１Ｓ及び循環戻り主管３１Ｒは、それぞれの端末側において、低温端末側循環往き主管３２Ｓ及び低温端末側循環戻り主管３２Ｒと、高温端末側循環往き主管３３Ｓ及び高温端末側循環戻り主管３３Ｒとに分かれており、低温端末側循環往き主管３２Ｓ及び低温端末側循環戻り主管３２Ｒは、接続制御ユニット４０を介して、床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃに接続されていると共に、高温端末側循環往き主管３３Ｓ及び高温端末側循環戻り主管３３Ｒは、ファンコンベクタ２２に直接接続されている。

前記接続制御ユニット４０は、低温端末側循環往き主管３２Ｓ及び低温端末側循環戻り主管３２Ｒに接続される内部循環往き主管４１Ｓ及び内部循環戻り主管４１Ｒと、床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃを内部循環往き主管４１Ｓ及び内部循環戻り主管４１Ｒにそれぞれ接続する循環往き枝管４２Ｓａ、４２Ｓｂ、４２Ｓｃ及び循環戻り枝管４２Ｒａ、４２Ｒｂ、４２Ｒｃと、床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ毎に、それぞれの循環往き枝管４２Ｓａ、４２Ｓｂ、４２Ｓｃに設置された流量制御弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃと、内部循環戻り主管４１Ｒにおける循環戻り枝管４２Ｒａ、４２Ｒｂ、４２Ｒｃの接続位置よりも下流側に接続された、可変流量タイプの端末側循環ポンプ４６が設置された端末循環主管４４と、床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ毎に、それぞれの循環往き枝管４２Ｓａ、４２Ｓｂ、４２Ｓｃにおける流量制御弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃの下流側と端末循環主管４４における端末側循環ポンプ４６の下流側とを接続する端末循環枝管４５ａ、４５ｂ、４５ｃと、床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ毎に、それぞれの端末循環枝管４５ａ、４５ｂ、４５ｃに設置された熱動弁４７ａ、４７ｂ、４７ｃと、循環往き枝管４２Ｓａ、４２Ｓｂ、４２Ｓｃにおける流量制御弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃの下流側に設置された、それぞれの床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃへの温水の供給温度を検出する往き温度センサ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ及び内部循環戻り主管４１Ｒにおける循環戻り枝管４２Ｒａ、４２Ｒｂ、４２Ｒｃの接続位置よりも下流側に設置された、それぞれの床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃから送出された温水の混合戻り温度を検出する戻り温度センサ４８ｄと、往き温度センサ４８ａ、４８ｂ、４８ｃによって検出される床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃへの温水の供給温度及び戻り温度センサ４８ｄによって検出される床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃからの温水の混合戻り温度に基づいて、流量制御弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃや熱動弁４７ａ、４７ｂ、４７ｃの開閉動作及び端末側循環ポンプ４６の運転動作を制御するコントローラ４９とを備えており、コントローラ４９は、シリアルインターフェースを介して、温水暖房熱源機１０のコントローラ１５に通信可能に接続されている。なお、ファンコンベクタ２２の動作を制御するコントローラ２３についても、接続制御ユニット４０のコントローラ４９と同様に、シリアルインターフェースを介して、温水暖房熱源機１０のコントローラ１５に通信可能に接続されている。

床暖房マット２１ａ、床暖房マット２１ｂ、床暖房マット２１ｃは、それぞれの放熱特性が異なっており、定格能力を発揮させるための温水の供給温度が、６０℃、５０℃、４０℃に設定されている。

以上のように構成された温水暖房システム１では、床暖房用リモコンの運転スイッチやファンコンベクタ２２の運転スイッチをＯＮすると、接続制御ユニット４０のコントローラ４９やファンコンベクタ２２のコントローラ２３から温水暖房熱源機１０のコントローラ１５に運転指令が出力され、温水暖房熱源機１０のバーナーが燃焼を開始すると共に循環ポンプ１２が運転を開始し、８０℃の温水が接続制御ユニット４０やファンコンベクタ２２に循環供給される。以下、床暖房系統の運転動作について詳細に説明する。なお、以下の説明では、床暖房マット２１ａ、床暖房マット２１ｂ、床暖房マット２１ｃを備えたそれぞれの床暖房系統を、床暖房系統Ａ、床暖房系統Ｂ、床暖房系統Ｃと呼ぶことにする。

まず、床暖房系統Ａの運転スイッチがＯＮされると、床暖房系統Ａが初期運転モードで床暖房運転を開始する。即ち、運転を開始した床暖房系統Ａの熱動弁４７ａを閉弁した状態で、流量制御弁４３ａを全開まで開弁するようになっている。このとき、他の床暖房系統Ｂ、Ｃの流量制御弁４３ｂ、４３ｃや熱動弁４７ｂ、４７ｃは全閉状態に保持されており、端末側循環ポンプ４６は運転を停止しているので、温水暖房熱源機１０によって生成された高温（８０℃）の温水が床暖房マット２１ａに直接循環供給されることになり、床暖房を開始した床暖房フロアの表面温度が短時間のうちに上昇することになる。

ここで、床暖房系統Ａにおける床暖房フロアの実際の表面温度が、利用者が選択した暖房レベルに対応する設定表面温度を上回ると、上述した初期運転モードから第１定常運転モードに切り替わるようになっている。即ち、全開状態の流量制御弁４３ａが一旦全閉まで閉弁した後、熱動弁４７ａを開弁すると共に端末側循環ポンプ４６の運転を開始し、床暖房マット２１ａから送出される放熱後の温水の一部を温水暖房熱源機１０に戻すことなく、床暖房マット２１ａに循環供給しながら、往き温度センサ４８ａによって検出される、床暖房マット２１ａへの温水の供給温度が設定供給温度Ｔｓ（例えば、６０℃）になるように、流量制御弁４３ａの開度を調整することで、温水暖房熱源機１０によって生成された高温（８０℃）の温水の床暖房マット２１ａへの供給量を制御するようになっている。なお、設定供給温度Ｔｓは、利用者が選択した暖房レベルに対応する設定表面温度毎に予め設定されており、所定の条件下で、設定供給温度Ｔｓの温水が床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃに供給されると、床暖房フロアの表面温度が概ね設定表面温度に保持されるようになっている。

このようにして、床暖房系統Ａが第１定常運転モードで床暖房運転を行っている状態において、床暖房系統Ｂの運転スイッチがＯＮされると、床暖房系統Ｂが初期運転モードで床暖房運転を開始するが、上述したように、初期運転モードでは、運転を開始した床暖房系統Ｂの熱動弁４７ｂを閉弁した状態で、流量制御弁４３ｂが全開まで開弁するので、床暖房マット２１ｂには、温水暖房熱源機１０によって生成された高温（８０℃）の温水が直接供給され、これに伴って、床暖房系統Ｂの床暖房マット２１ｂからは比較的高温（７０℃以上）の温水が送出されることになる。

一方、第１定常運転モードで床暖房運転を行っている床暖房系統Ａの床暖房マット２１ａには、双方の床暖房系統Ａ、Ｂの床暖房マット２１ａ、２１ｂから送出された放熱後の温水が混合された状態で、再び、循環供給されるので、初期運転モードで床暖房運転を行っている床暖房系統Ｂの床暖房マット２１ｂから比較的高温の温水が送出されると、戻り温度センサ４８ｄによって検出される、床暖房マット２１ａ、２１ｂからの温水の混合戻り温度Ｔｒが設定供給温度Ｔｓを上回ってしまい、床暖房系統Ａの流量制御弁４３ａを全閉にしても、床暖房マット２１ａへの温水の供給温度を設定供給温度Ｔｓに保持することができなくなる場合がある。

そこで、この温水暖房システム１では、第１定常運転モードで床暖房運転を行っている各床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃの流量制御弁４３ａ、４３ｂ、４３ｃを全閉まで閉弁しても、床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃから送出される温水の混合戻り温度Ｔｒが設定供給温度Ｔｓを上回る状態が所定時間（例えば、１０分）継続した場合は、各床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃが第１定常運転モードから第２定常運転モードに切り替わるようになっている。即ち、開弁状態に保持されている熱動弁４７ａ、４７ｂ、４７ｃを、数１に示す演算式によって算出される開閉制御時間の比（デューティー比）に従って、周期的に開閉させる弁制御（デューティー比制御）を実行するようになっている。

具体的には、各制御周期（例えば、２０分）ｔｐの開始直前の３０秒間に、戻り温度センサ４８ｄによって検出された混合戻り温度Ｔｒに基づいて、その制御周期ｔｐにおける閉弁時間ｔｃを予め算出しておき、制御周期ｔｐの開始時点から閉弁時間ｔｃが経過するまでの間は熱動弁を閉弁させ、閉弁時間ｔｃが経過した時点から制御周期ｔｐが終了する時点までの間は熱動弁を開弁させるようになっている。また、閉弁時間ｔｃは、算出値が２分以下の場合は２分に、１８分以上の場合は１８分にそれぞれ設定されるようになっているので、制御周期ｔｐの開始直前の３０秒間は、必ず、熱動弁が開弁しており、温水が床暖房マットに循環供給されているときの混合戻り温度Ｔｒに基づいて、閉弁時間ｔｃが算出されるようになっている。

また、デューティー比Ｒｄは、数１から分かるように、制御周期ｔｐに対する開弁時間ｔｏの比であり、デューティー比Ｒｄ（開弁時間ｔｏ）を算出するための演算式は、放熱特性が異なる床暖房マット毎にそれぞれ異なっている。即ち、ΔＴ_０、ΔＴ_１及びαを算出する際、床暖房マットの放熱特性に応じた係数ａ〜ｅが使用されることになる。この温水暖房システム１では、各床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃに使用されている床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃの放熱特性がそれぞれ異なっているので、各床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃの熱動弁４７ａ、４７ｂ、４７ｃをデューティー比制御する際は、異なる演算式に従って、デューティー比Ｒｄ（換言すれば、開弁時間ｔｏ、閉弁時間ｔｃ）が算出されるようになっており、これによって、それぞれの床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃの放熱特性に応じた適正な温度制御が行われることになる。

そして、床暖房系統Ｂが初期運転モードから第１定常運転モードに切り替わることにより、往き温度センサ４８ａによって検出される、床暖房マット２１ａへの温水の供給温度が設定供給温度Ｔｓを下回ると、再び、第２定常運転モードから第１定常運転モードに切り替わるようになっている。

また、この温水暖房システム１では、上述したように、各床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃの定格能力を発揮させるための設定供給温度Ｔｓがそれぞれ異なっているので、複数の床暖房系統が同時に床暖房運転を行っている場合、初期運転モードで床暖房運転を行っている床暖房系統が存在していなくても、床暖房マットの設定供給温度Ｔｓが低い床暖房系統については、混合戻り温度Ｔｒが設定供給温度Ｔｓよりも高くなる場合があり、そのような場合は、床暖房マットの設定供給温度Ｔｓが低い床暖房系統が第２定常運転モードで床暖房運転を行うことになる。即ち、床暖房マットの設定供給温度Ｔｓが最も高い床暖房系統Ａと共に、床暖房系統Ｂ、Ｃのいずれか一方または双方が同時に床暖房運転を行っている場合は、床暖房系統Ａが第１定常運転モードで、床暖房系統Ｂ、Ｃのいずれか一方または双方が第２定常運転モードで床暖房運転を行うことになり、床暖房系統Ｂ、Ｃだけが同時に床暖房運転を行っている場合は、床暖房系統Ｂが第１定常運転モードで、床暖房系統Ｃが第２定常運転モードで、それぞれ床暖房運転を行うことになる。

ここで、各床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃが第１定常運転モードで床暖房運転を行っている状態において、床暖房系統Ｂ、Ｃが第１定常運転モードから第２定常運転モードに切り替わるときの動作について、図２に示すタイミングチャートを参照して説明する。

各床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃが第１定常運転モードで床暖房運転を行っている状態では、まず、定格能力を発揮させるための設定供給温度Ｔｓが最も低い床暖房マット２１ｃを使用している床暖房系統Ｃが最初に第２定常運転モードに切り替わった後に、続いて、床暖房系統Ｂが第２定常運転モードに切り替わることになる。

ここで、最初に第１定常運転モードから第２定常運転モードに切り替わった床暖房系統Ｃは、同図（ａ）に示すように、第２定常運転モードに切り替わった時点から、制御周期（この例では２０分）が開始され、各制御周期において、その制御周期（２０分）の直前の３０秒間に算出された閉弁時間（Ｘ）が経過した時点から、その制御周期（２０分）が終了するまでの間、熱動弁４７ｃが開弁することになるが、床暖房系統Ｃに遅れて、第１定常運転モードから第２定常運転モードに切り替わる床暖房系統Ｂについては、床暖房系統Ｃのように、第２定常運転モードに切り替わった時点から、制御周期（２０分）が開始されるのではなく、先に第２定常運転モードに切り替わった床暖房系統Ｃの制御周期をマスター制御周期とし、後で第２定常運転モードに切り替わった床暖房系統Ｂの制御周期をマスター制御周期に同期させるようになっている。以下、床暖房系統Ｂの制御周期を、床暖房系統Ｃのマスター制御周期に同期させる方法について説明する。

まず、同図（ｂ）に示すように、マスター制御周期（２０分）の開始時点から時間Ｖが経過した時点で、床暖房系統Ｂが第２定常運転モードに切り替わった場合において、算出された熱動弁４７ｂの閉弁時間（Ｙ）が、マスター制御周期の経過時間（Ｖ）と同じか、マスター制御周期の経過時間（Ｖ）より短い（Ｙ≦Ｖ）場合は、床暖房系統Ｂの熱動弁４７ｂを運転モードの切り替わり時点で即座に閉弁することなく、マスター制御周期（２０分）の終了時点まで開弁状態を保持し、次のマスター制御周期（２０分）の開始時点から閉弁時間（Ｙ）が経過するまでの間、熱動弁４７ｂを閉弁した後、閉弁時間（Ｙ）が経過した時点からマスター制御周期（２０分）の終了時点まで開弁し、以降はこれを繰り返すようになっている。

これに対して、同図（ｃ）に示すように、算出された熱動弁４７ｂの閉弁時間（Ｙ）が、マスター制御周期の経過時間（Ｖ）より長い（Ｙ＞Ｖ）場合は、床暖房系統Ｂの熱動弁４７ｂを運転モードの切り替わり時点で即座に閉弁し、マスター制御周期（２０分）の開始時点から閉弁時間（Ｙ）が経過するまでの間、その閉弁状態を保持した後、閉弁時間（Ｙ）が経過した時点からマスター制御周期（２０分）の終了時点まで開弁するようになっている。そして、次のマスター制御周期（２０分）の開始時点から閉弁時間（Ｙ）が経過するまでの間、熱動弁４７ｂを閉弁した後、閉弁時間（Ｙ）が経過した時点からマスター制御周期（２０分）の終了時点まで開弁し、以降はこれを繰り返すようになっている。

従って、この温水暖房システム１では、床暖房系統Ｂ、Ｃが第２定常運転モードで同時に床暖房運転を行っている場合は、床暖房系統Ｂ、Ｃに対応する熱動弁４７ｂ、４７ｃの閉弁タイミングが一致することになり、各マスター制御周期（２０分）において、熱動弁４７ｂ、４７ｃが同時に開弁している状態が、少なくとも２分間は存在することになる。

これによって、床暖房系統Ｂ、Ｃにおける各制御周期ｔｐ（２０分）の終了直前の２分間は、混合戻り温度Ｔｒが大きく変動することはなく、各制御周期ｔｐ（２０分）の終了直前の３０秒間に、戻り温度センサ４８ｄによって検出された混合戻り温度Ｔｒに基づいて、次の制御周期ｔｐ（２０分）におけるデューティー比Ｒｄ（開弁時間ｔｏ、閉弁時間ｔｃ）を算出することにより、適正なデューティー比Ｒｄ（開弁時間ｔｏ、閉弁時間ｔｃ）を算出することができる。

また、この温水暖房システム１では、各床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃの床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃから送出される温水が混合された混合戻り温度Ｔｒに基づいて、熱動弁４７ｂ、４７ｃに対するデューティー比Ｒｄ（開弁時間ｔｏ、閉弁時間ｔｃ）を算出するようにしたので、往き温度センサ４８ｂ、４８ｃによって検出された、床暖房系統Ｂ、Ｃの床暖房マット２１ｂ、２１ｃへの温水の供給温度に基づいて、それぞれの熱動弁４７ｂ、４７ｃに対するデューティー比Ｒｄ（開弁時間ｔｏ、閉弁時間ｔｃ）を算出する場合のように、各温度センサによる検出温度のバラツキの影響を受けることがない。

なお、上述した実施形態では、床暖房系統Ｂが第２定常運転モードに切り替わった時点におけるマスター制御周期の経過時間（Ｖ）と、床暖房系統Ｂの熱動弁４７ｂの閉弁時間（Ｙ）とを比較し、閉弁時間（Ｙ）≦経過時間（Ｖ）の場合は、運転モードが切り替わったときのマスター制御周期が終了するまで、熱動弁４７ｂを閉弁させないようにし、閉弁時間（Ｙ）＞経過時間（Ｖ）の場合は、運転モードが切り替わった時点から時間（Ｙ−Ｖ）だけ、熱動弁４７ｂを閉弁させるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、運転モードが切り替わったときのマスター制御周期における残時間をＷとすると、閉弁可能時間（Ｗ−２分）と熱動弁４７ｂの閉弁時間（Ｙ）とを比較し、閉弁時間（Ｙ）≦閉弁可能時間（Ｗ−２分）のときは、運転モードが切り替わった時点から閉弁時間（Ｙ）が経過するまで、熱動弁４７ｂを閉弁させ、閉弁時間（Ｙ）が経過した時点からマスター制御周期が終了するまでの間は、熱動弁４７ｂを開弁させるようにし、閉弁時間（Ｙ）＞閉弁可能時間（Ｗ−２分）のときは、運転モードが切り替わった時点から閉弁可能時間（Ｗ−２分）が経過するまで、熱動弁４７ｂを閉弁させ、閉弁可能時間（Ｗ−２分）が経過した時点からマスター制御周期が終了するまでの間、即ち、マスター制御周期における最後の２分間だけ、熱動弁４７ｂを開弁させるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、床暖房系統が３系統の温水暖房システムについて説明したが、これに限定されるものではなく、床暖房系統が３系統以上の温水暖房システムや、第２定常運転モードで同時に床暖房運転を行うのであれば、床暖房系統が２系統の温水暖房システムについても、本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態では、床暖房系統Ａ、Ｂ、Ｃ以外に、ファンコンベクタ２２を備えているが、これに限定されるものではなく、本発明の温水暖房システムは、少なくとも、複数の床暖房系統を備えていればよい。

また、上述した実施形態では、第２定常運転モードでの運転中は、戻り温度センサ４８ｄによって検出される混合戻り温度Ｔｒ及び設定供給温度Ｔｓに基づいて、デューティー比Ｒｄ（開弁時間ｔｏ、閉弁時間ｔｃ）を算出するようにしているが、これに限定されるものではなく、往き温度センサ４８ａ、４８ｂ、４８ｃによって検出される各床暖房マット２１ａ、２１ｂ、２１ｃへの温水の供給温度に基づいて、デューティー比Ｒｄ（開弁時間ｔｏ、閉弁時間ｔｃ）を算出することも可能である。

この発明にかかる温水暖房システムの一実施形態を示す概略構成図である。 （ａ）は同上の温水暖房システムにおける床暖房系統Ｃの熱動弁の開閉動作を示すタイミングチャート、（ｂ）、（ｃ）は床暖房系統Ｂの制御周期を、床暖房系統Ｃのマスター制御周期に同期させる際の熱動弁の開閉動作を示すタイミングチャートである。 従来の温水暖房システムを示す概略構成図である。

符号の説明

１ 温水暖房システム
１０ 温水暖房熱源機
１１ 熱交換器
１２ 循環ポンプ
１３ 内部往き管
１４ 内部戻り管
１５ コントローラ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 床暖房マット（床暖房端末装置）
２２ ファンコンベクタ
２３ コントローラ
３１Ｓ 循環往き主管
３１Ｒ 循環戻り主管
３２Ｓ 低温端末側循環往き主管
３２Ｒ 低温端末側循環戻り主管
３３Ｓ 高温端末側循環往き主管
３３Ｒ 高温端末側循環戻り主管
４０ 接続制御ユニット
４１Ｓ 内部循環往き主管
４１Ｒ 内部循環戻り主管
４２Ｓａ、４２Ｓｂ、４２Ｓｃ 循環往き枝管
４２Ｒａ、４２Ｒｂ、４２Ｒｃ 循環戻り枝管
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 流量制御弁
４４ 端末循環主管
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ 端末循環枝管
４６ 端末側循環ポンプ
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ 熱動弁（開閉弁）
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 往き温度センサ
４８ｄ 戻り温度センサ
４９ コントローラ

Claims (3)

1. 複数の床暖房端末装置が、温水暖房熱源機によって生成された所定温度の温水を利用して床暖房を行う温水暖房システムにおいて、
   前記温水暖房熱源機に接続された循環往き主管及び循環戻り主管と、
   複数の前記床暖房端末装置を前記循環往き主管及び前記循環戻り主管にそれぞれ接続する循環往き枝管及び循環戻り枝管と、
   前記床暖房端末装置毎に、それぞれの前記循環往き枝管に設置された流量制御弁と、
   前記循環戻り主管における最も下流側に接続されている前記循環戻り枝管の接続位置よりも下流側に接続された、端末側循環ポンプが設置された端末循環主管と、
   前記床暖房端末装置毎に、それぞれの前記循環往き枝管における前記流量制御弁の下流側と前記端末循環主管における端末側循環ポンプの下流側とを接続する端末循環枝管と、
   前記床暖房端末装置毎に、それぞれの前記端末循環枝管に設置された開閉弁と
   を備え、
   前記開閉弁を開弁した状態で前記端末循環ポンプを運転しながら、それぞれの前記床暖房端末装置への温水の供給温度が設定供給温度になるように、前記流量制御弁の開度を調整する第１定常運転モードと、
   前記流量制御弁を全閉にしても、前記床暖房端末装置への温水の供給温度が設定供給温度を上回る場合に、前記開閉弁を周期的に開閉させる第２定常運転モードとを備え、
   複数の前記床暖房端末装置が第２定常運転モードで運転を行っている場合は、それらの前記床暖房端末装置に対応する前記開閉弁の制御周期を同期させるようにしたことを特徴とする温水暖房システム。
2. 前記循環戻り主管における最も下流側に接続されている前記循環戻り枝管の接続位置よりも下流側における温水の混合戻り温度に基づいて、前記開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出するようになっている請求項１に記載の温水暖房システム。
3. 放熱特性が異なる前記床暖房端末装置毎に、異なる演算式に基づいて、それぞれの前記床暖房端末装置に対応する前記開閉弁の制御周期に対する開弁時間または閉弁時間を算出するようにした請求項１または２に記載の温水暖房システム。

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