JP5246041B2 - 温水暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、温水で暖房を行なう温水暖房装置に関するものである。

従来、ヒートポンプ式給湯機に床暖房機能が付いた温水暖房装置は、ヒートポンプユニットとタンクユニットとを室外に設置し、室外のタンクユニットから室内へ給湯配管を通じて温水を送り、室内の床面に温水を循環させて暖房としていた。このような温水暖房装置の場合、室外と室内とは給湯配管で接続されているため、寒冷地などの外気温度が低い地域に設置した場合には、給湯配管が凍結してしまう恐れがある。

このような状況に対して、室外にヒートポンプユニットを配置し、室内に熱交換ユニットを配置して、室外と室内とを冷媒配管にて接続する温水暖房装置がある（例えば、特許文献１参照）。このような温水暖房装置の場合、室外と室内とを冷媒配管にて接続されるので凍結しにくく、主に寒冷地などでは有効なものである。

また、従来のヒートポンプ式給湯機のようにヒートポンプ回路は有するものの、貯湯タンクを有さずに温水を循環させて暖房を行う温水暖房装置もある（例えば、特許文献２参照）。

国際公開第２００５／１０６３４６号 特開２００６−２６６５８７号公報

しかしながら、特許文献２に記載のような貯湯タンクを有さない温水暖房装置は、温水暖房端末の負荷が増えると、水と冷媒とを熱交換する水冷媒熱交換器や、温水を循環する水ポンプの容量を増やして対応しなければならず、水冷媒熱交換器や水ポンプの構成部品の重量が増加してしまい、これらの構成部品を内部に有する熱交換ユニットの強度も十分に確保しなければならない一方で、熱交換ユニットは壁掛け設置して使用することが予想されるため同時に軽量化も行わなければならないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、温水暖房端末の負荷に応じて、構成部品の重量が増加しても、十分な強度を備えつつ軽量な熱交換ユニットを有する温水暖房装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の温水暖房装置は、冷媒と湯水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器と、水冷媒熱交換器にて生成した温水を暖房端末へ送る搬送手段と、電源接続部を配した電源板とを内部に有した熱交換ユニットを備え、熱交換ユニットの筐体の底面を構成する底板と、背面を構成する背板とを電源板で連結したことにより、新たに部材を増加させることなく電源板を用いて底板と背板とを強固に締結固定することができ、熱交換ユニット内に配された機器類の重量が増加しても、底板にて保持することができる。

本発明は、温水暖房端末の負荷に応じて、構成部品の重量が増加しても、十分な強度を備えつつ軽量な熱交換ユニットを有する温水暖房装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１における温水暖房装置の構成図 同実施の形態１における熱交換ユニットの構成図 同実施の形態１における熱交換ユニットの筐体斜視図 同実施の形態１における連結部材の斜視図 同実施の形態１における熱交換ユニットの内部斜視図 同実施の形態１における熱交換ユニットの内部正面図 同実施の形態１における熱交換ユニットの正面図 ＡＡ断面図 ＢＢ断面図

第１の発明の温水暖房装置は、冷媒と湯水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器と、水冷媒熱交換器にて生成した温水を暖房端末へ送る搬送手段と、電源接続部を配した電源板とを内部に有した熱交換ユニットを備え、熱交換ユニットの筐体の底面を構成する底板と、背面を構成する背板とを電源板で連結したことにより、新たに部材を増加させることなく電源板を用いて底板と背板とを強固に締結固定することができ、熱交換ユニット内に配された機器類の重量が増加しても、底板にて保持することができる。

第２の発明の温水暖房装置は、特に第１の発明において、電源接続部が配されている空間と、水冷媒熱交換器が配されている空間とを区画する区画板を設けることにより、熱交換ユニットの強度を向上させるだけではなく、さらに水系回路と電気系回路とを熱交換ユニット内で区画することができるので安全性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における温水暖房装置の構成図である。図１において、本実施の形態の温水暖房装置は、冷凍サイクルを有するヒートポンプユニット１、冷媒と水とが熱交換を行なうプレート型の熱交換器を有する熱交換ユニット５、内部に温水が流れて居住空間を暖める温水暖房端末８を有している。

熱交換ユニット５と温水暖房端末８は室内に設置され、ヒートポンプユニット１は室外に設置されており、室内と室外とは冷媒配管で接続されている。そのため、低外気温度の状況下においては、水配管が屋外に設置されるヒートポンプ給湯機などに比べて暖房装置に適している。

次に、ヒートポンプユニット１の構成について説明する。ヒートポンプユニット１には、空気と冷媒とで熱交換を行なう蒸発器２、冷媒を高温高圧冷媒に圧縮する圧縮機３、熱交換ユニット５の水冷媒熱交換器６で放熱した後の冷媒を減圧する減圧装置４が配設されており、水冷媒熱交換器６と減圧装置４と蒸発器２と圧縮機３とを順次冷媒配管にて環状に接続して冷凍サイクルを構成している。なお冷凍サイクル内を流れる冷媒には、Ｒ４１０Ａや二酸化炭素などを用いる。

次に、熱交換ユニット５の構成について説明する。図２は、熱交換ユニット５の構成を示す構成図である。熱交換ユニット５の内部には冷凍サイクルを構成し冷媒と水とが熱交
換を行なうプレート型の水冷媒熱交換器６が配設されており、水冷媒熱交換器６で暖められた温水を温水暖房端末８におくるための搬送手段である水ポンプ７、管内の圧力を下げることを目的とする圧力逃し弁１０、閉回路内に咬み込んだエアー逃しを目的とする空気抜き弁１１、閉回路内の温水往き・戻りが流れているか判断する流量計（フロースイッチ）１２、閉回路内の水圧を正常に保ち、破裂を防止することを目的とする膨張タンク１３が配設されており、水ポンプ７が駆動することによって、温水暖房端末８内の湯水が流れて水冷媒熱交換器６で、水と冷媒との間で熱交換がなされる。

次に、温水暖房端末８の構成について説明する。温水暖房端末８は、パネルヒーターや床暖房パネルなどを指し、熱交換器９を有して、熱交換器９内に水冷媒熱交換器６で暖められた温水を流すことによって、居室内を暖める構成となっている。

以上のように構成された温水暖房装置において、以下、熱交換ユニットの構成について説明する。図３は熱交換ユニット５の筐体斜視図、図４は筐体の底面と背面を連結固定する連結板１７の斜視図、図５、６は熱交換ユニット５内部の電源板１８と熱交換ユニット筐体を締結した状態を示した斜視図と、熱交換ユニット内部の電源板１８の構成正面図である。

図３に示すように熱交換ユニット５の筐体は、前面側を形成する前板１５および、上部、左右側を形成する外箱１６、底板と背板とを一体的に形成する基板１４によって筐体が構成されている。つまり熱交換ユニット５内に配される機器類の荷重の殆どを、底板および背板を形成している基板１４で保持することになっている。

そこで本実施の形態では、基板１４を形成する底板と背板とを連結部材１７で締結固定をして、より筐体強度を向上させている。熱交換ユニット筺体は、熱交換ユニット筺体の前面を形成する前板、左右方向及び天面を形成する外箱、底面及び背面をする基板を各々ネジにて締結固定し構成されている。通常、熱交換ユニットが室内に壁掛け設置されている。

また、図４に示すように、連結部材１７は、折り曲げ面１７ａと連結面１７ｂとで構成されている。折り曲げ面１７ａと連結面１７ｂとは略垂直を成すように一枚の金属板を折り曲げられて構成されている。このように構成することで、連結部材１７自体の強度を向上し、ひいては熱交換ユニット筐体の強度をより向上させることができる。

さらに、折り曲げ面１７ａを形成することで、熱交換ユニット５の組立作業時には、折り曲げ面１７ａを持って、半完成状態での熱交換ユニットのハンドリングが容易にでき作業性が向上する。

また、図５、図６に示すように、熱交換ユニット内部には電源板１８が配されており、電源板１８上には、熱交換ユニット内の各機器を制御するための制御装置などが配された電子制御装置１９、外部電源からの電源線を接続する電源接続部２０を設けている。

そして、電源板１８は２つに折り曲げられるとともに、一方を背板側に、他方を底板側に締結固定することで、電源板１８が筐体内部を支持する支柱の役割を果たし、電源板１８によっても基板１４の強度を向上させることができる。一方、電源板１８は２つに折り曲げられることで、電源板１８は底板に対して斜めになっている傾斜面１８ａと、底板１８に対して略垂直をなす垂直面１８ｂとを有しており、傾斜面１８ａに電子制御装置１９が配され、垂直面１８ｂに電源接続部２０を配している。

その結果、傾斜面１８ａと筐体を構成する前板１５との距離を大きく確保することがで
き、メンテナンス時における電子制御装置１９の部品交換や、結線作業に必要なスペースを確保することができるので、メンテナンス性を向上させることができる。

図７は、熱交換ユニット５の正面図であり、通常壁にかけて使用されている。図８はＡＡ断面図、図９はＢＢ断面図である。

図５〜図９に示すように、電源板１８を挟むように区画板２１、２２を設けている。このように区画板２１、２２を設けることで、電源板１８に配した電気系回路の区画を構成することができ、電子制御装置１９や電源接続部２０が配されている側と反対側に、水冷媒熱交換器６や水ポンプなどの水系回路３０を構成する機器を配することで、完全に電気系回路の区画と、水系回路の区画とを分けることができる。その結果、漏水による水の浸入、付着を防ぎ、発火、発煙などを防止し安全性を確保できる構成となっている。

なお、本実施例では区画板を２枚設けたが、この枚数は限定されるものではなく、区画板の一方を外箱１６の一部で併用することで、区画板の枚数を減ずることができる。また、本実施の形態では電源板１８と、区画板２１、２２とは別体として設けたが、これに限定されることはなく、電源板１８と区画板２１、２２とを一枚の平板から折り曲げて構成しても問題はない。

以上のように、本発明の温水暖房装置は、熱交換ユニットを上述したような構成とすることで、同一筐体にて多様な暖房装置の負荷条件に対応できる筐体強度を有する熱交換ユニットとすることができる。

以上のように、本発明は、熱交換ユニットを屋内に配設した温水暖房装置としたが、これに限定されることはなく、例えば、屋外に熱交換ユニットを配設する温水暖房装置でもよい。

１ ヒ−トポンプユニット
２ 蒸発器
３ 圧縮機
４ 減圧装置
５ 熱交換ユニット
６ 水冷媒熱交換器
７ 水ポンプ
８ 温水暖房端末
９ 熱交換器
１０ 圧力逃し弁
１１ 空気抜き弁
１２ フロ−ＳＷ
１３ 膨張タンク
１４ 基板
１５ 前板
１６ 外箱
１７ 連結部材
１７ａ 折り曲げ面
１７ｂ 連結面
１８ 電源板
１８ａ 傾斜面
１８ｂ 垂直面
１９ 電子制御装置
２０ 電源接続部
２１、２２ 区画板
３０ 水系回路

Claims (2)

1. 冷媒と湯水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器と、前記水冷媒熱交換器にて生成した温水を暖房端末へ送る搬送手段と、電源接続部を配した電源板とを内部に有した熱交換ユニットを備え、前記熱交換ユニットの筐体の底面を構成する底板と、背面を構成する背板とを前記電源板で連結したことを特徴とする温水暖房装置。
2. 前記電源接続部が配されている空間と、前記水冷媒熱交換器が配されている空間とを区画する区画板を設けることを特徴とする請求項１に記載の温水暖房装置。