JP4775365B2 - 温調装置 - Google Patents

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Description

本発明は、温調装置に関し、特に、経路内の循環液が温度差によって膨張する体積分を吸収するための膨張タンクを備えた温調装置に関する。
近年、室内環境を良好に保つための設備として、空気調和装置だけでなく、床暖房を行うことができる温調装置が普及しつつある。一般的に、温調装置は、家屋の床に敷設される床暖房パネルと、経路内を循環する循環液を加熱するための熱交換器と、経路内の循環液が温度差によって膨張する体積分を吸収するための膨張タンクと、経路内の循環液を循環させる循環ポンプとを備えており、床暖房パネルに設けられる配管に加熱された循環液を循環させることによって床暖房を行っている。
上記したような温調装置では、施工時などにおいて、膨張タンクに設けられる給液口から循環液を供給して、経路内に循環液を導入している(例えば、特許文献1参照)。上記特許文献1には、容器の上面に、給水のための給水口が設けられる膨張タンクを備えた温調装置が開示されており、水道に接続されたホースの先端を給水口に挿入して、経路内への給水作業を行っている。
しかしながら、上記特許文献1に開示される温調装置の膨張タンクでは、給水作業時や残量確認時に、容器の上面に設けられる給水口からタンク内の水の水位を確認しているが、その水位が分かり難いという不都合があった。
そこで、容器に貯留される水の水位を容易に確認することが可能なタンクが種々提案されている(例えば、特許文献2〜5参照)。特許文献2には、容器内に注入された水の水位に応じて上下動が可能な浮標体を、前記容器を内包する筐体に形成された窓部から視認可能にしたタンクが開示されている。また、特許文献3では、容器内に貯留される水の表面で光が反射するように、筐体の上面に開口部を設けると共に、その開口部にレンズを嵌め込むことにより、水が入っている部分と入っていない部分とにコントラストを生じさせて、筐体に形成された窓部から水の水位を確認し易くしている。また、特許文献4には、容器内において回動可能に軸支され且つ容器内の水の水位に応じて回動位置が変化するフロートを有するタンクと当該フロートの回動位置を検出する電気回路とを備えた水位検出装置が開示されている。また、特許文献5には、容器内に貯留される水の水切れを検出するセンサが設けられたタンクが開示されている。
特開2002−195583号公報 特開2000−177746号公報 特開2002−213779号公報 特開2004−264193号公報 実開平5−18017号公報
しかしながら、特許文献1に記載のタンクでは、容器内の水の水位を示す浮標体が必要になると共に、その浮標体を視認可能にする窓部を筐体に設けなければならない。その結果、浮標体を設ける分だけ部品点数が増加すると共に、筐体の構成が複雑になるという問題点がある。また、上記特許文献3に記載のタンクでも、水が入っている部分と入っていない部分とにコントラストを生じさせるためにレンズが必要になると共に、レンズを嵌装させるための開口部や水位を視認するための窓部を筐体に設けなければならない。その結果、レンズを設ける分だけ部品点数が増加すると共に、筐体の構成が複雑になるという問題点がある。また、上記特許文献4に記載の水位検出装置でも、タンクの水位を検出するためにフロート及び電気回路が必要になるので、フロート及び電気回路の分だけ部品点数が増加するという問題点がある。また、上記特許文献5に記載のタンクにおいても、水切れを検出するセンサが必要になるため、当該センサ及びセンサからの電気信号を検出する回路の分だけ部品点数が増加するという問題点がある。
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、部品点数を増加させることなく循環液の液面位置を確認可能な温調装置を提供することを目的とする。
第1の発明にかかる温調装置は、床に配設される配管と、経路内を循環する循環液を加熱するための熱交換器と、経路内の循環液が温度差によって膨張する体積分を吸収するための膨張タンクと、経路内の循環液を循環させる循環ポンプとを備える温調装置であって、前記膨張タンクは、前記循環液が貯留される容器と、前記容器の上面に設けられる給液口と、前記給液口から視認可能な箇所において前記容器の内周面に一体的に設けられ、前記容器内の前記循環液の液面位置を確認可能にする突起状の液面位置ゲージとを含み、前記液面位置ゲージは、前記容器の底面の前記給液口に対応する部分において前記容器の底面から上方に突出すると共に、前記容器の底面から上方に向かって段階的に断面積が小さくなるように形成されることを特徴としている。
この温調装置では、給液口から視認可能な箇所において液面位置ゲージが設けられているので、作業者は給液口を介して液面位置ゲージを視認することができる。突起状の液面位置ゲージは、循環液の液面との対比の対象となるので、作業者は、液面位置ゲージと循環液の液面とを見比べて、循環液の液面位置を確認することができる。その結果、循環液の給液作業時に、循環液が溢れてしまうのを防止することができると共に、適正な量の循環液を供給することができる。また、この液面位置ゲージは、容器の内周面に一体的に設けられているので、フロートスイッチやセンサなどの別体の水位検出装置を用いる場合と異なり、部品点数が増加しない。
この温調装置では、液面位置ゲージが容器の底面から上方に突出しているので、循環液の液面位置に応じてその液面上から突出する液面位置ゲージの突出量が変化する。これにより、作業者は循環液の液面位置を容易に確認することができる。
この温調装置では、循環液の液面位置に応じてその液面上から突出する液面位置ゲージの面積が変化する。これにより、循環液の液面位置がより容易に確認可能となる。
この温調装置では、給液口から視認可能な液面位置ゲージを容易に実現できる。
第2の発明にかかる温調装置は、第1の発明にかかる温調装置において、膨張タンクは、液面位置ゲージを支持する支持部をさらに含んでいる。
この温調装置では、突起状の液面位置ゲージが、成型時のひずみや、温度変化によるひずみによって、当該液面位置ゲージが傾倒するのを防止することができる。
第3の発明にかかる温調装置は、第1または第2の発明にかかる温調装置において、給液口は、容器の上面に設けられると共に、その容器の上面には、給液口を囲むようにリブ部が立設されている。
この温調装置では、給液口の周囲にこぼれた循環液が周囲に広がるのを防止することができる。その結果、温調装置に設けられる電装品などが循環液に浸水してしまうのを防止することができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第1の発明では、作業者は給液口を介して液面位置ゲージを視認することができる。突起状の液面位置ゲージは、循環液の液面との対比の対象となるので、作業者は、液面位置ゲージと循環液の液面とを見比べて、循環液の液面位置を確認することができる。その結果、循環液の給液作業時に、循環液が溢れてしまうのを防止することができると共に、適正な量の循環液を供給することができる。また、この液面位置ゲージは、容器の内周面に一体的に設けられているので、フロートスイッチやセンサなどの別体の水位検出装置を用いる場合と異なり、部品点数が増加しない。
また、循環液の液面位置に応じてその液面上から突出する液面位置ゲージの突出量が変化する。これにより、作業者は循環液の液面位置を容易に確認すること
ができる。
また、循環液の液面位置に応じてその液面上から突出する液面位置ゲージの面積が変化する。これにより、循環液の液面位置がより容易に確認可能となる。
また、給液口から視認可能な液面位置ゲージを容易に実現できる。
また、第2の発明では、液面位置ゲージが傾倒するのを防止することができる。
また、第3の発明では、給液口の周囲にこぼれた循環液が周囲に広がるのを防止することができる。その結果、温調装置に設けられる電装品などが循環液に浸水してしまうのを防止することができる。
(第1実施形態)
以下、図面に基づいて、本発明の第1実施形態に係る温調水ユニット(温調装置)を備えた温調システムの実施形態について説明する。
まず、図1に示している温調システムは、マルチ型のヒートポンプシステムを利用したもので、一台の空気調和ユニット17に対して、室内機18と温調水ユニット1とを並列に接続している。そして、空気調和ユニット17と室内機18とによって空気調和機が構成されており、また空気調和ユニット17と温調水ユニット1、床温調パネル2等によって床温調装置が構成されている。この実施形態において、特徴的なのは、温調装置としての床温調装置であるが、いま便宜上、両者について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る温調水ユニット(温調装置)を備えた温調システムの水系統及び冷媒系統を示す回路図である。図2は、図1に示した温調水ユニットを備えた室外機の全体斜視図であり、図3は、図2に示した室外機の平面図である。
まず、図1における回路図の床温調装置の水系統について説明する。同図において、1は温調水ユニット、2は家屋の床面に配置された床温調パネルであり、両者1、2及びヒートポンプシステムの空気調和ユニット17によって床温調装置が構成されている。上記温調水ユニット1と床温調パネル2とは、温調水往き配管(以下、「往き配管」と略記する)3aと温調水戻り配管(以下、「戻り配管」と略記する)3bとから成る温調水配管3によって接続されている。そして、この温調水配管3を通して、温調水ユニット1と床温調パネル2との間において、水循環経路を構成し、循環液8の循環供給を行うよう構成されている。なお、温調水ユニット1は、図2に示すように、空気調和ユニット17の上部に載置可能に構成されており、この温調水ユニット1と空気調和ユニット17との一体構成品を室外機50とする。
上記温調水ユニット1は、図2及び図3に示すように、機械室1aとヘッダ室1bとを備えており、上記機械室1aには、水熱交換器16、簡易密閉型の膨張タンク7、循環ポンプ9、電装品33等が設けられている。水熱交換器16(図1参照)は、機械室1aを構成するケーシング51の内壁に沿って長円ドーナツ形状に巻回しされており、発砲材料からなる上部断熱部材52及び下部断熱部材(図示せず)からなる組立体により覆われた状態で、機械室1aに設置される。
図4は、上部断熱部材の平面図であり、図5は、図4に示した上部断熱部材の底面図である。上部断熱部材52は、後述する熱交換路13を流れる循環液8と水熱交換器16とを外部と断熱させる機能だけでなく、機械室1aに配置されるハーネスを固定する機能を有している。この上部断熱部材52は、図4及び図5に示すように、長円ドーナツ形状に形成されており、巻回された水熱交換器16を収納可能な収納凹部52a(図5参照)が形成されている。上部断熱部材52は、耐熱性及び断熱性に優れた発砲材料により構成されている。そして、本実施形態では、サーミスタ35a,35b,36に接続されるサーミスタハーネス135a,135b,136、及び、循環ポンプ9に接続されるポンプハーネス109を固定するための3つの固定部52b,52c,52dが形成されている。この固定部52b,52c,52dは、各ハーネス135a,135b,136,109が接続される電装品33側から、固定部52b、固定部52c、固定部52dの順に配置されている。
図6(a)は、図4に示したJ−J線に沿った固定部の断面図、図6(b)は、図4に示したK−K線に沿った固定部の断面図、図6(c)は、図5に示したH−H線に沿った固定部の断面図である。
図6(a)に示す固定部52bは、戻り温度検知サーミスタ35aに接続されるサーミスタハーネス135aと、往き温度検知サーミスタ35bに接続されるサーミスタハーネス135bと、水熱交温度検知サーミスタ36に接続されるサーミスタハーネス136と、循環ポンプ9に接続されるポンプハーネス109とを固定するために設けられている。固定部52bは、上部断熱部材52の上面から垂直上方に立設される立設部521b及び522bを有している。この立設部521b及び522bは、対向するように配置され、その立設部521bと521bとの間に溝部523bが設けられる。この溝部523bは、上部断熱部材52の長手方向(L方向)に沿って形成されており、溝部523bに嵌め込まれる上記ハーネス135a,135b,136,109が長手方向に沿って配置されるように規制している。また、立設部521bは、所定量撓むように構成され、溝部523bにおいて立設部521bと522bとにより挟持される各ハーネス135a,135b,136,109を、当該立設部521bの撓み力で固定している。また、立設部521bが所定量撓むことで、溝部523bに各ハーネス135a,135b,136,109を嵌め込む際に、立設部521bが外側に撓んで各ハーネス135a,135b,136,109の嵌め込みが容易になる。さらに、立設部521b及び522bの上部先端には、それぞれテーパ部524b及び525bが設けられており、各ハーネス135a,135b,136,109の嵌め込みをより容易にしている。なお、溝部523bは、上方が開口しており、各ハーネス135a,135b,136,109を上方の開口から挿入することによって、各ハーネス135a,135b,136,109を溝部523bに嵌め込んでいる。
図6(b)に示す固定部52cも、上記固定部52bと同様に、サーミスタハーネス135a,135b,136と、ポンプハーネス109とを固定するために設けられている。固定部52cは、上部断熱部材52の上面から垂直上方に立設される立設部521c及び522cを有している。この立設部521c及び522cは、対向するように配置され、その立設部521cと521cとの間に溝部523cが設けられる。この溝部523cは、上部断熱部材52の長手方向に直交する方向(S方向)に沿って形成されており、上記固定部52bの溝部523b(図6(a)参照)に沿って長手方向(L方向)に沿って配置される各ハーネス135a,135b,136,109を、当該長手方向に直交する方向(S方向)に導いている。また、立設部521cも、所定量撓むように構成され、溝部523cにおいて立設部521cと522cとにより挟持される各ハーネス135a,135b,136,109を、当該立設部521cの撓み力で固定している。また、立設部521cが所定量撓むことで、溝部523cに各ハーネス135a,135b,136,109を嵌め込む際に、立設部521cが外側に撓んで各ハーネス135a,135b,136,109の嵌め込みが容易になる。さらに、立設部521c及び522cの上部先端には、それぞれテーパ部524c及び525cが設けられており、各ハーネス135a,135b,136,109の嵌め込みをより容易にしている。なお、溝部523cは、上方が開口しており、各ハーネス135a,135b,136,109を上方の開口から挿入することによって、各ハーネス135a,135b,136,109を溝部523cに嵌め込んでいる。
図6(c)に示す固定部52dは、水熱交温度検知サーミスタ36に接続されるサーミスタハーネス136と、循環ポンプ9に接続されるポンプハーネス109とを固定するために設けられている。固定部52dは、上部断熱部材52の中央の空洞部52e(図4及び図5参照)に橋渡しされた架橋部52f(図4及び図5参照)の側面に設けられる。そして、固定部52dは、架橋部52fの側壁521fの外側に一体的に形成される立設部521dを有している。この立設部521dと側壁521fとは、対向するように配置され、立設部521dと側壁521fとの間に溝部522dが設けられる。この溝部522dは、上部固定部52cの溝部522dと同一方向(S方向)に沿って形成されており、上記固定部52cの溝部522dに沿って配置される各ハーネス136,109を、さらに長手方向に直交する方向(S方向)に導いている。また、立設部521dも、立設部521b及び521cと同様に、所定量撓むように構成され、溝部522dにおいて立設部521dと側壁521fとにより挟持される各ハーネス136,109を、当該立設部521dの撓み力で固定している。また、立設部521dが所定量撓むことで、溝部522dに各ハーネス136,109を嵌め込む際に、立設部521dが外側に撓んで各ハーネス136,109の嵌め込みが容易になる。さらに、立設部521d及び側壁521fの上部先端には、それぞれテーパ部523d及び522fが設けられており、各ハーネス136,109の嵌め込みをより容易にしている。なお、固定部52dの溝部522dは、上記した固定部52b及び固定部52cの溝部523b及び523cと異なり、下方が開口しており、各ハーネス136,109を下方の開口から挿入することによって、各ハーネス136,109を溝部522dに嵌め込んでいる。このため、固定部52b及び52bの溝部523b及び523cにおいては上方から各ハーネス135a,135b,136,109が嵌め込まれ、且つ、固定部52dの溝部522dにおいては下方から各ハーネス136,109が嵌め込まれるので、ハーネスの固定が解除されるのを防止することができる。
また、図示しない下部断熱部材も、上部断熱部材52と同様に、長円ドーナツ形状に形成されており、巻回された水熱交換器16を収納可能な収納凹部が形成されている。
図7は、膨張タンクの平面図であり、図8は、図7に示した膨張タンクの内部透視図である。膨張タンク7は、水熱交換器16において熱交換される循環液8が温度差によって膨張する体積分を吸収するために設けられている。図7及び図8に示すように、この膨張タンク7には、熱交換路13及び往き管10が接続されており、水熱交換器16において熱交換された循環液8が熱交換路13を通過して膨張タンク7に流入すると共に、その膨張タンク7に貯留される循環液8が行き管10に流出される。膨張タンク7は、循環液8が貯留される容器7aと、容器7aの上面に設けられる給液口7cに装着されるキャップ7b(図2及び図3参照)とを備えている。給液口7cは、施工時に容器7a内に循環液8を供給したり循環液8が蒸発などの要因により減少した場合に補充したりする場合に利用される。
容器7aは、加熱された循環液8を貯留するために耐熱性の樹脂で成形されており、上部ケーシング71aと下部ケーシング72aとを熱溶着などの方法で一体化している。そして、本実施形態では、容器7a(下部ケーシング72a)の底面には、容器7a内の循環液8の液面位置を確認可能にする突起状の液面位置ゲージ7dが設けられている。この液面位置ゲージ7dは、下部ケーシング72aの底面であって上記した上部ケーシング71aに形成される給液口7cに対応する部分に設けられており、給液口7cから液面位置ゲージ7dが視認可能となる。また、液面位置ゲージ7dは、下部ケーシング72aの底面に対して垂直上方に突出しており、その底面から上方に向かって段階的に断面積が小さくなるように形成される(図8参照)。具体的には、液面位置ゲージ7dは、下部ケーシング72aの底面から突出する軸部71dと、当該軸部71の先端に設けられ、当該軸部71dの外径より小さい外径を有する先細部72dとを有している。なお、この液面位置ゲージ7dは、上記した下部ケーシング72aの成形時に、その底面に一体的に設けられる。
また、液面位置ゲージ7dには、この液面位置ゲージ7dを支持するリブ部7gが設けられている。このリブ部7gは、下部ケーシング72aに一体的に設けられており、液面位置ゲージ7d、下部ケーシング72aの底面及び側面を連結している。
また、上部ケーシング71aの上面には、開放部7fを除いて、給液口7cの周りの3方向を囲むようにリブ部7eが立設されている。開放部7fは、電装品33から遠ざかる方向が開放しており、給液口7cから外れた循環液8は、当該開放部を通過して外部に案内される。
図9は、図3に示したZ部分の拡大図である。図10は、ポンプ支持板金に固定された循環ポンプの平面図であり、図11は、図10に示したポンプ支持板金に固定された循環ポンプの側面図である。循環ポンプ9は、上記した膨張タンク7に貯留される循環液8を、往き管10、往きヘッダ4、往き配管3a、床温調パネル2に形成された温調水循環パイプ11、戻り配管3b、戻りヘッダ6、戻り管12、熱交換路13、膨張タンク7の順に循環させる駆動源として機能する。この循環ポンプ9は、図9〜図11に示すように、膨張タンク7に接続される往き管10が接続される流入ポート9aと、往きヘッダ4に接続される往き管10が接続される流出ポート9bとを有している。流入ポート9aは、往き管10の接続方向が水平方向となるように設けられると共に、流出ポート9bは、往き管10の接続方向が鉛直方向となるように設けられている。
図12は、循環ポンプの支持構造の分解図であり、図13は、循環ポンプの支持構造の組付図である。図14は、図3に示した室外機のケーシングの平面図である。ここで、上記した循環ポンプ9の支持構造について説明する。この循環ポンプ9の支持構造は、図12及び図13に示すように、上記した循環ポンプ9と、ポンプ支持板金53と、ケーシング51に設けられる3つの防振ゴム設置台51a,51b,51cと、3つの防振ゴム54a,54b,54cと、1つのネジ55とを備えている。循環ポンプ9は、ポンプ支持板金53上に固定されている。このポンプ支持板金53には、3つの防振ゴム54a,54b,54cをそれぞれ嵌め込むことが可能な3つの貫通部53a,53b,53c(図10参照)が設けられている。また、ケーシング51の防振ゴム設置台51a,51b,51cは、前記3つの貫通部53a,53b,53cに対応するそれぞれの部分に形成されている。そして、この3つの貫通部53a,53b,53cのそれぞれには、図9及び図13に示すように、防振ゴム54a,54b,54c嵌め込まれている。ここで、本実施形態では、図12に示すように、防振ゴム設置台51a及び51bには、防振ゴム設置台51a及び51bの上面に対して垂直上方に突出するピン151a及び151bがそれぞれ形成されているのに対して、防振ゴム設置台51cには、上記ピンは形成されておらず、ネジ孔151cが形成されている。この防振ゴム設置台51a及び51bに形成されるピン151a及び151bは、防振ゴム54a及び54bに形成される貫通孔154a及び154bにそれぞれ嵌挿されて、ピン151a及び151bに対して各防振ゴム54a及び54bが装着される(図9及び図13参照)。このように、防振ゴム54a及び54bが垂直上方に突出するピン151a及び151bに装着されることで、当該防振ゴム54a及び54bが嵌め込まれるポンプ支持板金53に固定される循環ポンプ9の水平方向の移動が規制される。これに対して、防振ゴム設置台51cに形成されるネジ孔151cには、ネジ55が締め付けられる。具体的には、防振ゴム設置台51cにポンプ支持板金53の貫通部53cに嵌め込まれる防振ゴム54cが載置された状態で、ネジ55を、防振ゴム54cに形成される貫通孔154cを介して、防振ゴム設置台51cに形成されるネジ孔151cに締め付ける。このように、1箇所でもネジ55を用いて循環ポンプ9を固定することにより、循環ポンプ9の固定が確実になる。
一方、上記ヘッダ室1bには往きヘッダ4、戻りヘッダ6等が設けられている。詳細に説明すると、上記機械室1aにおける膨張タンク7の底部には往き管10が接続されており、その先端が循環ポンプ9を介してヘッダ室1bの往きヘッダ4に接続されている。上記往きヘッダ4は、ヘッダ本体4aと、そのヘッダ本体4aの長手方向の一端部に形成される主管接続部4bと、ヘッダ本体4aの外周面において長手方向に沿って並設される複数個(本実施形態では、4個)の分岐管接続部4cとから成り、上記主管接続部4bに往き管10が接続され、各分岐管接続部4cに上記床温調パネル2へと通じる往き配管3aの一端が接続されている。一方、上記往き配管3aの他端は、床温調パネル2に形成された蛇行形状の温調水循環パイプ11の一端の接続部11aに接続されている。従って、上記膨張タンク7内の循環液8は、循環ポンプ9の作動によって往き管10に供給され、さらに往きヘッダ4で複数本の往き配管3aに分流されて、各床温調パネル2へと供給される。そして、ヘッダ本体4aの内部には、各分岐管接続部4cに対応して複数個(本実施形態では、4個)の熱動弁15が設けられており、各分岐管接続部4cに流れ込む循環液8の流路を開放・遮断している。なお、図1では、図面の簡略化のために、熱動弁15を往きヘッダ4の外部に記載している。
一方、上記床温調パネル2に形成された温調水循環パイプ11の他端の接続部11aには、戻り配管3bが接続されており、その先端には戻りヘッダ6が接続されている。上記戻りヘッダ6は、往きヘッダ4と同様に、ヘッダ本体6aと、そのヘッダ本体6aの長手方向の一端部に形成される主管接続部6bと、そのヘッダ本体の外周面において長手方向に並設される複数個(本実施形態では、4個)の分岐管接続部6cとから成り、各分岐管接続部6cに戻り配管3bが接続されると共に、上記主管接続部6bに戻り管12が接続される。また、上記戻り管12と膨張タンク7とは熱交換路13によって接続されているが、この熱交換路13は、以下に述べる冷媒回路の凝縮器又は蒸発器として機能する水熱交換器16と熱交換可能に設けられている。これにより、水熱交換器16において、上記戻り管12から返流される循環液8が加熱又は冷却される。そして、この熱交換路13の先端が膨張タンク7の底部に接続されている。これにより、床温調パネル2の温調水循環パイプ11を流通した循環液8は、戻り配管3bを通って戻りヘッダ6に流入し、この戻りヘッダ6によって各戻り配管3bを流通する循環液8が合流されて戻り管12に供給され、さらに上記熱交換路13で加熱された後、膨張タンク7に供給される。なお、上記戻り管12には、戻り温度検知サーミスタ35aが、上記膨張タンク7の直前の熱交換路13には、往き温度検知サーミスタ35bが、上記水熱交換器16には、水熱交温度検知サーミスタ36が取付けられている。
次に、図1を参照して、冷媒系統について説明する。なお、以下においては、暖房運転時を例にしてその説明を行っている。本実施形態では、循環液8の加熱に水熱交換器16を使用し、この水熱交換器16と、マルチ型のヒートポンプシステムの空気調和ユニット17の室外熱交換器19との間で冷媒循環回路を構成して、熱交換路13を流れる循環液8を加熱するようにしている。また、図1に示すように、このヒートポンプシステムの空気調和ユニット17に接続された1台の室内機18を備えており、空気調和ユニット17と室内機18とによって空気調和機を構成している。この空気調和機では、冷媒が循環する順序で、圧縮機21、室内ファン20aを付設した室内熱交換器20、減圧機構22、室外ファン19aを付設した室外熱交換器19を接続して冷媒循環回路を構成している。より詳しく説明すると、圧縮機21の吐出管21aと吸入管21bとが四路切換弁23の1次ポートに接続されており、上記吸込管21bにアキュムレータ31が介設される一方、上記吐出管21aには、吐出管温度検知サーミスタ38が付設されている。また、上記四路切換弁23の一対の2次ポートの間には、第1ガス管24a、室内熱交換器20、第1液管24b、減圧機構22、第2液管24c、室外熱交換器19及び第2ガス管24dが、順番に環状に接続されている。このとき、上記室内熱交換器20と室外熱交換器19には、それぞれ室内熱交温度検知サーミスタ43と室外熱交温度検知サーミスタ41とが付設されており、さらに上記室内機18と空気調和ユニット17には、室内温度検知サーミスタ44と外気温度検知サーミスタ42とがそれぞれ取付けられている。
また、上記第1液管24bには、ヘッダ26が介設されており、このヘッダ26と室内熱交換器20とを結ぶ間の部分が連絡配管25の液管25aとなる。同様に上記第1ガス管24aにも、ヘッダ27が介設されており、このヘッダ27と室内熱交換器20とを結ぶ間の部分が連絡配管25のガス管25bとなる。そして、上記ヘッダ26に接続されたもう1つの連絡配管28である液管28aが、温調水ユニット1の水熱交換器16の一端に接続され、また上記ヘッダ27に接続されたもう1つの連絡配管28であるガス管28bが、水熱交換器16の他端に接続されている。これによって、四路切換弁23には室外熱交換器19、減圧機構22、温調水ユニット1の水熱交換器16が環状に接続されることになる。また、連絡配管25、28の各液管25a、28aはそれぞれ電動膨張弁29、30を介してヘッダ26に接続されており、この電動膨張弁29、30の開閉を適宜制御することによって、室内機18及び温調水ユニット1の両方に供給する冷媒量を制御できるように成っている。ここで、上記液管25aの室内機18側と、液管28aの温調水ユニット1側には、それぞれ液管温度検知サーミスタ39、37が付設されており、上記ガス管25b、28bの空気調和ユニット17側には、それぞれガス管温度検知サーミスタ40a、40bが付設されている。
なお、空気調和ユニット17に設けた電装品32には、電源から例えば200V、20Aの電力が供給され、空気調和ユニット17内の電気的制御が行われる。また、上記床温調装置には、室内の冷暖房運転の開始や停止等の操作を行うためのワイヤレスリモコン45と、床の冷暖房に対して同様の操作を行うためのワイヤードリモコン46とがそれぞれ設けられている。なおこれら各リモコン45、46によって、利用者が希望する室温、床温等の設定も行われる。さらに、この空気調和ユニット17の電装品32と室内機18に設けた電装品34、及び上記空気調和ユニット17の電装品32と温調水ユニット1に設けた電装品33とは、それぞれ信号・電源線で接続されている。このため、空気調和機と温調水ユニット1とを連動させる設定が利用者によって行われると、例えばワイヤレスリモコン45における運転開始操作で、空気調和機と温調水ユニット1とを併用した運転を開始させることも可能である。
次に、上記床温調装置及び空気調和機の各運転動作について説明する。このシステムでは、上記したようにリモコン等からの指示に基づいて、冷房運転又は暖房運転が可能である。そこで、まず室内の冷房運転のみを行う場合には、温調水ユニット1側の電動膨張弁29を閉じた状態において、四路切換弁23を図1に示す実線方向とは逆方向に切り換え、圧縮機21を駆動する。すると冷媒が圧縮機21から順に室外熱交換器19、減圧機構22、室内熱交換器20と流通し、室外熱交換器19が凝縮器として機能すると共に、室内熱交換器20が蒸発器として機能し、これによって、冷房運転を行うことができる。
一方、室内の暖房運転のみを行う場合には、温調水ユニット1側の電動膨張弁29を小開度に維持した状態において、四路切換弁23を図1に示す実線方向に切り換え、圧縮機21を駆動する。すると冷媒が圧縮機21から順に室内熱交換器20、減圧機構22、室外熱交換器19と流通し、室外熱交換器19が蒸発器として機能すると共に、室内熱交換器20が凝縮器として機能し、これによって、暖房運転を行うことができる。
また、床暖房運転のみを行う場合には、上記室内機18側の電動膨張弁30を小開度に維持し、温調水ユニット1側の電動膨張弁29を開いた状態において、圧縮機21を駆動し、水熱交換器16を凝縮器として機能させると共に、室外熱交換器19を蒸発器として機能させる。そして、この状態で上記温調水ユニット1内の循環ポンプを駆動する。すると、膨張タンク7内の循環液8が第1配管10内に流出し、温調水配管3及び温調水循環パイプ11を介して第2配管12に返流され、次いで熱交換路13を流通する。このとき凝縮器として機能している水熱交換器16によって、上記熱交換路13を流れる循環液8が加熱され、その後、膨張タンク7内へと供給される。そしてこのような運転を継続して行うことによって、床暖房運転を行うことができる。また、本実施形態においては、主に床暖房について述べているが、上記室外熱交換器19を凝縮器として機能させると共に、水熱交換器16を蒸発器として機能させれば、循環液8が冷却されるため、これによって床冷房運転を行うこともできる。さらに上記室内機18と温調水ユニット1との両側の電動膨張弁29、30を両方とも開とすることにより、室内と床との冷暖房を同時に行うことも可能である。
[本実施形態の温調水ユニットの特徴]
本実施形態の温調水ユニット1には、以下のような特徴がある。
本実施形態の温調水ユニット1では、給液口7cから視認可能な箇所において液面位置ゲージ7dが設けられているので、作業者は給液口7cを介して液面位置ゲージ7dを視認することができる。突起状の液面位置ゲージ7dは、循環液8の液面との対比の対象となるので、作業者は、液面位置ゲージ7dと循環液8の液面とを見比べて、循環液8の液面位置を確認することができる。その結果、循環液8の給液作業時に、循環液8が溢れてしまうのを防止することができると共に、適正な量の循環液8を供給することができる。また、この液面位置ゲージ7dは、容器7aの底面に一体的に設けられているので、フロートスイッチやセンサなどの別体の水位検出装置を用いる場合と異なり、部品点数が増加しない。
また、この温調水ユニット1では、液面位置ゲージ7dが容器7aの底面から上方に突出しているので、循環液8の液面位置に応じてその液面上から突出する液面位置ゲージ7dの突出量が変化する。これにより、作業者は循環液8の液面位置を容易に確認することができる。
また、この温調水ユニット1では、液面位置ゲージ7dは、容器7aの底面から上方に向かって段階的に断面積が小さくなるように形成されるので、循環液8の液面位置に応じてその液面上から突出する液面位置ゲージ7dの面積が変化する。これにより、循環液8の液面位置がより容易に確認可能となる。
また、この温調水ユニット1では、給液口7cは、容器7aの上面に設けられ、且つ、液面位置ゲージ7dは、容器7aの底面の給液口7cに対応する部分に設けられるので、給液口7cから視認可能な液面位置ゲージ7dを容易に実現できる。
また、この温調水ユニット1では、液面位置ゲージ7dを支持するリブ部7gが設けられているので、突起状の液面位置ゲージ7dが、成型時のひずみや、温度変化によるひずみによって、液面位置ゲージ7dが傾倒するのを防止することができる。
また、この温調水ユニット1では、容器7aの上面には、給液口7cを囲むようにリブ部7eが立設されているので、給液口7cの周囲にこぼれた循環液8が周囲に広がるのを防止することができる。その結果、温調装置に設けられる電装品などが循環液8に浸水してしまうのを防止することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る床温調装置について説明する。
上記第1実施形態では、空気調和ユニットに対して、床温調装置を構成する温調水ユニットと、空気調和機を構成する室内機と、が接続された構成について説明した。この第2実施形態においては、空気調和ユニット51Bに対して、温調・BR>・・Jット51Aのみが接続された構成について説明する。尚、第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
図15は、本発明の第2実施形態に係る床温調装置の水系統及び冷媒系統を示す回路図である。まず、図15における回路図の床温調装置の水系統について説明する。床温調装置は、室外に設置された室外機51と、家屋の床面に配置された4枚の床温調パネル2と、室内に設置されたリモコン46と、を有して構成される。室外機51は、温調水ユニット51Aと、ヒートポンプシステムの空気調和ユニット51Bと、を有して構成される。上記温調水ユニット51Aと床温調パネル2とは、温調水往き配管3aと温調水戻り配管3bとから成る温調水配管3によって接続されている。そして、この温調水配管3を通して、温調水ユニット51Aと床温調パネル2との間において、水循環経路を構成し、温調水8の循環供給を行うよう構成されている。
上記温調水ユニット51Aは、第1実施形態と同様に、水熱交換器16、簡易密閉型の膨張タンク7、循環ポンプ9、往きヘッダ4、熱動弁15、戻りヘッダ6、電装品33等が設けられている。尚、戻りヘッダ6と水熱交換器16との間の管路において、水抜栓111が設けられており、水循環経路を流れる温調水を外部に排出することが可能である。また、第2配管12には、戻り温度検知サーミスタ35aが、また上記水熱交換器16には、水熱交温度検知サーミスタ36が、また水熱交換器16と膨張タンク7の間の管路には、往き温度検知サーミスタ35bが、取付けられている。
なお、膨張タンク7の詳細な構造は、上記した第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
次に冷媒系統について説明する。この床温調装置においては、第1実施形態に係る床温調装置と同様に、温調水8の加熱に水熱交換器16を使用している。そして、この水熱交換器16と、ヒートポンプシステムの空気調和ユニット51Bの室外熱交換器19との間で冷媒循環回路を構成して、熱交換路13を流れる温調水8を加熱するようにしている。
床温調装置では、冷媒が循環可能な順序で、圧縮機21、温調水ユニット51Aの水熱交換器16、減圧機構22、室外ファン19aを付設した室外熱交換器19を接続して冷媒循環回路を構成している。より詳しく説明すると、圧縮機21の吐出管21aと吸入管21bとが四路切換弁23の1次ポートに接続されている。そして、上記吸入管21bにアキュムレータ31が介設される。一方、上記吐出管21aには、吐出管温度検知サーミスタ38、マフラ113が付設されている。また、上記四路切換弁23の一対の2次ポートの間には第1ガス管24a、連絡配管28b、水熱交換器16、第1液管24b、減圧機構22、第2液管24c、室外熱交換器19及び第2ガス管24dが、順番に環状に接続されている。第1ガス管24aには、四路切換弁23側から、マフラ114及びガス閉鎖弁115が順に介設されている。また、第1液管24bには、連絡配管28a側から液閉鎖弁116、フィルター付マフラ117、及びストレーナ118が順に介設されている。また、第2液管24cには、減圧機構22側からストレーナ119及びフィルター付分岐マフラ120が介設されている。尚、第2液管24cは、フィルター付分岐マフラ120にて分岐している。室外熱交換器19は並列する2つの管路を有しており、当該分岐した一対の第2液管24cに接続されている。そして、室外熱交換器19における並列する2つの管路は、第2ガス管24dにて合流するように構成されている。また、室外熱交換器19には、室外熱交温度検知サーミスタ41とが付設されており、さらに空気調和ユニット51Bには、外気温度検知サーミスタ42が取付けられている。
このように、四路切換弁23には室外熱交換器19、減圧機構22、温調水ユニット51Aの水熱交換器16が環状に接続されている。なお、上記床温調装置には、冷暖房運転の開始や停止等の操作を行うためのワイヤードリモコン46が設けられている。尚、第1実施形態においては、空気調和ユニット51Bの電装品32と温調水ユニット51Aの電装品33とは、別々に配置されているが、第2実施形態の床温調装置においては、電装品33により、空気調和ユニット51Bと温調水ユニット51Aとを制御できるように構成されている。なお、電装品33は、空気調和ユニット51Bに配置した構成であってもよい。
次に、上記床温調装置の各運転動作について説明する。この床温調装置は、リモコン46等からの指示に基づいて、冷房運転又は暖房運転が可能である。
床暖房運転を行う場合には、ガス閉鎖弁115及び液閉鎖弁116を開いた状態にして、圧縮機21を駆動し、水熱交換器16を凝縮器として機能させると共に、室外熱交換器19を蒸発器として機能させる。そして、この状態で上記温調水ユニット51A内の循環ポンプ9を駆動する。すると、膨張タンク7内の温調水8が第1配管10内に流出し、温調水配管3及び温調水循環パイプ11を介して第2配管12に返流され、次いで熱交換路13を流通する。このとき凝縮器として機能している水熱交換器16によって、上記熱交換路13を流れる温調水8が加熱され、その後、膨張タンク7内へと供給される。このような運転を継続して行うことによって、床暖房運転を行うことができる。また、本実施の形態においては、主に床暖房について述べているが、上記室外熱交換器19を凝縮器として機能させると共に、水熱交換器16を蒸発器として機能させれば、温調水8が冷却されるため、これによって床冷房運転を行うこともできる。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、液面位置ゲージ7dが容器7a(下部ケーシング72a)の底面から上方に向かって形成される例について説明したが、本発明の参考例として、図16に示した膨張タンク107のように、給液口107cから視認可能な箇所において、容器171aの側面から突出する突起状の液面位置ゲージ107dを一体的に設けてもよい。
また、上記実施形態では、液面位置ゲージ7d、下部ケーシング72aの底面及び側面を連結するリブ部7gを設ける例について説明したが、本発明はこれに限らず、図17及び図18に示した変形例に係る膨張タンク207のように、液面位置ゲージ207dと下部ケーシング272aの底面とを連結するリブ部207gを設けてもよい。また、上記実施形態では、1つのリブ部7gを設ける例を示したが、本発明ではリブ部の個数は限定されず、複数(図17及び図18に示した変形例では、4つ)のリブ部を設けてもよい。
本発明を利用すれば、部品点数を増加させることなく循環液の液面位置を確認可能な温調装置(温調水ユニット)を得ることができる。
本発明の第1実施形態に係る温調水ユニット(温調装置)を備えた温調システムの水系統及び冷媒系統を示す回路図である。 図1に示した温調水ユニットを備えた室外機の全体斜視図である。 図2に示した室外機の平面図である。 上部断熱部材の平面図である。 図4に示した上部断熱部材の底面図である。 (a)図4に示したJ−J線に沿った固定部の断面図、(b)図4に示したK−K線に沿った固定部の断面図、(c)図5に示したH−H線に沿った固定部の断面図である。 膨張タンクの平面図である。 図7に示した膨張タンクの内部透視図である。 図3に示したZ部分の拡大図である。 ポンプ支持板金に固定された循環ポンプの平面図である。 図10に示したポンプ支持板金に固定された循環ポンプの側面図である。 循環ポンプの支持構造の分解図である。 循環ポンプの支持構造の組付図である。 図3に示した室外機のケーシングの平面図である。 本発明の第2実施形態に係る床温調装置の水系統及び冷媒系統を示す回路図である。 参考例に係る膨張タンクの内部透視図である。 変形例に係る膨張タンクの平面図である。 変形例に係る膨張タンクの内部透視図である。
1 温調水ユニット(温調装置)
2 床温調パネル
3a 調温水往き配管(往き配管)
3b 調温水戻り配管(戻り配管)
7,107,207 膨張タンク
7a,107a 容器
7c,107c 給液口
7d,107d,207d 液面位置ゲージ
7e リブ部
7g,207g リブ部(支持部)
8 循環液
9 循環ポンプ
11 温調水循環パイプ
16 水熱交換器

Claims (3)

  1. 床に配設される配管と、経路内を循環する循環液を加熱するための熱交換器と、経路内の循環液が温度差によって膨張する体積分を吸収するための膨張タンクと、経路内の循環液を循環させる循環ポンプとを備える温調装置であって、
    前記膨張タンクは、
    前記循環液が貯留される容器と、
    前記容器の上面に設けられる給液口と、
    前記給液口から視認可能な箇所において前記容器の内周面に一体的に設けられ、前記容器内の前記循環液の液面位置を確認可能にする突起状の液面位置ゲージとを含み、
    前記液面位置ゲージは、前記容器の底面の前記給液口に対応する部分において前記容器の底面から上方に突出すると共に、前記容器の底面から上方に向かって段階的に断面積が小さくなるように形成されることを特徴とする、温調装置。
  2. 前記膨張タンクは、前記液面位置ゲージを支持する支持部をさらに含むことを特徴とする、請求項に記載の温調装置。
  3. 前記給液口は、前記容器の上面に設けられると共に、その容器の上面には、前記給液口を囲むようにリブ部が立設されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の温調装置。
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