JP5594156B2 - 床暖房ユニット - Google Patents

Description

本発明は、暖房端末に温水を供給する床暖房ユニットに関する。

床暖房ユニットは、ヒートポンプユニットから供給された冷媒で温水を加熱する熱交換器と、熱交換器で加熱した温水を貯留する膨張タンクとを備えるものが一般的である。そして、特許文献１に記載のように、熱交換器の凍結を防止するために熱交換器の略全表面が断熱部材により覆われていることが多い。

特開２００２−１９５５７７号公報

しかしながら、熱交換器の略全表面を断熱部材により覆った場合でも、外気温度が非常に低い場合には、熱交換器の凍結を防止するために、水循環回路を循環する温水の温度を所定温度以上に保つ凍結防止運転を行っている。

そこで、本発明は、熱交換器の凍結を防止するために水循環回路を循環する温水の温度を所定温度以上に保つ凍結防止運転の回数を減らすことを目的とする。

第１の発明に係る床暖房ユニットは、暖房端末に温水を供給する床暖房ユニットであって、温水を加熱する熱交換器と、温水を貯留する膨張タンクと、前記熱交換器の少なくとも一部を覆う熱交換断熱部材と、前記膨張タンクの少なくとも一部を覆うタンク断熱部材とを備えており、前記熱交換器及び前記膨張タンクは、前記熱交換断熱部材と前記タンク断熱部材とにより形成される１つの内部空間に配置されており、前記内部空間内において、前記熱交換器と前記膨張タンクとの間には、前記熱交換器と前記膨張タンクとが対向する部分であって且つ前記熱交換断熱部材及び前記タンク断熱部材が設けられていない隙間がある。

この床暖房ユニットでは、熱交換器と膨張タンクとの間に、熱交換器と膨張タンクとが対向する部分であって且つ熱交換断熱部材及びタンク断熱部材が設けられていない部分があることにより、加熱された温水が貯留された膨張タンクの外周面から熱交換器の外周面に向かって熱が伝達されることから、熱交換器を温めることができる。したがって、熱交換器の凍結を防止するために水循環回路を循環する温水の温度を所定温度以上に保つ凍結防止運転の回数を減らすことができる。

第２の発明に係る床暖房ユニットは、第１の発明に係る床暖房ユニットにおいて、前記熱交換断熱部材と前記タンク断熱部材とが一体に構成されている。

この床暖房ユニットでは、熱交換断熱部材とタンク断熱部材とが一体に構成されていることにより、１つの断熱部材で熱交換器と膨張タンクとを覆うことができることから、部品点数を減らすことができる。

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、熱交換器と膨張タンクとの間に、熱交換器と膨張タンクとが対向する部分であって且つ熱交換断熱部材及びタンク断熱部材が設けられていない部分があることにより、加熱された温水が貯留された膨張タンクの外周面から熱交換器の外周面に向かって熱が伝達されることから、熱交換器を温めることができる。したがって、熱交換器の凍結を防止するために水循環回路を循環する温水の温度を所定温度以上に保つ凍結防止運転の回数を減らすことができる。

第２の発明では、熱交換断熱部材とタンク断熱部材とが一体に構成されていることにより、１つの断熱部材で熱交換器と膨張タンクとを覆うことができることから、部品点数を減らすことができる。

本発明の第１実施形態に係る床暖房ユニットを備えた暖房装置の概略構成を示す回路図である。 床暖房ユニットの設置状態を示す図である。 床暖房ユニットの内部の構成を示す図である。 床暖房ユニットの内部の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る床暖房ユニットを備えた暖房装置ついて、図面を参照しつつ説明する。

最初に、本実施形態の床暖房ユニット２を備えた暖房装置１００の全体構成について説明する。

<暖房装置１００の全体構成>
図１に示すように、暖房装置１００は、ヒートポンプユニット１と、床暖房ユニット２と、４つの床暖房パネル３（暖房端末）とを備えている。図２に示すように、ヒートポンプユニット１と床暖房ユニット２は別体に構成されており、共に屋外に設置される。床暖房パネル３は、家屋の床面に設置される。

図１に示すように、ヒートポンプユニット１と床暖房ユニット２とは、２本の冷媒配管５ａ，５ｂを含む冷媒循環回路１０を介して接続されている。また、床暖房ユニット２と４つの床暖房パネル３とは、８本の水配管６ａ、６ｂを含む温水循環回路２０（水循環回路）を介して接続されている。

図１に示すように、ヒートポンプユニット１内の冷媒循環回路１０は、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、電動膨張弁１３と、四路切換弁１４とを有する。圧縮機１１の吸入側と四路切換弁１４との間にはアキュムレータ１５が設けられている。また、室外熱交換器１２の近傍には、室外ファン１６が設けられている。

床暖房ユニット２内の冷媒循環回路１０は、水熱交換器２１（熱交換器）を有する。水熱交換器２１では、ヒートポンプユニット１から供給される高温冷媒によって温水が加熱される。

床暖房ユニット２内の温水循環回路２０は、水熱交換器２１と、循環ポンプ２５と、膨張タンク２６と、循環ポンプ２５にヘッダ２２を介して接続された４本の分岐戻り管２４ａと、膨張タンク２６にヘッダ２３を介して接続された４本の分岐往き管２４ｂとを有する。循環ポンプ２５と、水熱交換器２１と、膨張タンク２６とは、ヘッダ２２とヘッダ２３との間にヘッダ２２側から順に設けられている。また、４本の分岐往き管２４ｂには、それぞれ熱動弁２７が介設されている。水熱交換器２１で加熱された温水は、温水循環回路２０を介して床暖房パネル３に供給される。循環ポンプ２５は、温調水を床暖房パネル３に供給するものである。膨張タンク２６には、温水が貯留される。

床暖房パネル３は、蛇行形状のパイプを有する。床暖房パネル３のパイプは、分岐戻り管２４ａと分岐往き管２４ｂとに水配管６ａ、６ｂを介して接続されている。

次に、図２〜４を用いて、床暖房ユニット２の内部の構成について説明する。

図２に示すように、床暖房ユニット２は、略直方体状のケーシング４０を有する。ケーシング４０の内部には、図１に示す水熱交換器２１、循環ポンプ２５及び膨張タンク２６等が収納されている。

図３，４には、ケーシング４０の内部に収納された水熱交換器２１及び膨張タンク２６と、それらを覆う断熱部材５０とだけを示している。図３には、膨張タンク２６と水熱交換器２１と断熱部材５０との分解斜視図を示している。図４には、水熱交換器２１と膨張タンク２６とが断熱部材５０により覆われた状態を示しており、図４（ａ）には斜視図を示し、図４（ｂ）には正面図を示している。なお、以下の説明において、「上」、「下」、「右」及び「左」は、断熱部材５０を正面からみたときの方向を示す。

図３，４に示すように、水熱交換器２１及び膨張タンク２６は左右方向に並んで配置されており、水熱交換器２１の右側面と膨張タンク２６の左側面とが対向している。

断熱部材５０は、床暖房ユニット２の正面側に配置される断熱部材５１と、床暖房ユニット２の背面側に配置される断熱部材５２とを有する。断熱部材５０は、例えば、発泡ＡＳにより形成されている。

図３，４に示すように、断熱部材５１は、左側に設けられた水熱交換器断熱部５１ａと、右側に設けられた膨張タンク断熱部５１ｂとを有する。図３に示すように、断熱部材５１の内周面には、水熱交換器２１及び膨張タンク２６を収容するための凹部が形成されている。また、図３及び図４（ａ）に示すように、断熱部材５２は、左側に設けられた水熱交換器断熱部５２ａと、右側に設けられた膨張タンク断熱部５２ｂとを有する。図３に示すように、断熱部材５２の内周面には、水熱交換器２１及び膨張タンク２６を収容するための凹部が形成されている。そして、図４に示すように、水熱交換器断熱部５１ａ，５２ａによって、水熱交換器２１を覆う水熱交換器断熱部材６１（熱交換断熱部材）が構成されている。また、膨張タンク断熱部５１ｂ，５２ｂによって、膨張タンク２６を覆う膨張タンク断熱部材６２（タンク断熱部材）が構成されている。

図４に示すように、水熱交換器断熱部材６１により、水熱交換器２１の正面の上部、上面、下面、左側面及び背面が覆われる。なお、水熱交換器２１の正面の下部及び右側面は、水熱交換器断熱部材６１により覆われない。また、膨張タンク断熱部材６２により、膨張タンク２６の正面、上面、下面、右側面及び背面が覆われる。なお、膨張タンク２６の上部に設けられた供給口２６ａは、断熱部材５０の上端部に設けられた開口５０ａの内部に配置されており、膨張タンク断熱部材６２により覆われない。また、膨張タンク２６の左側面と、膨張タンク２６の正面に設けられた流入部２６ｂ及び流出部２６ｃとは、膨張タンク断熱部材６２により覆われない。

図４に示すように、水熱交換器断熱部材６１の内周面には、水熱交換器２１の外形に沿った凹部６１ａが形成されている。また、図４（ｂ）に示すように、膨張タンク断熱部材６２の内周面には、膨張タンク２６の外形に沿った凹部６２ａが形成されている。

図４に示すように、断熱部材５０の内部には、水熱交換器２１と膨張タンク２６とが配置される空間が形成されている。断熱部材５０の内部に水熱交換器２１と膨張タンク２６とが配置されると、断熱部材５０の内部において、水熱交換器２１と膨張タンク２６との間には、それらが対向する部分であって、水熱交換器断熱部材６１及び膨張タンク断熱部材６２が設けられていない空間７０がある（図４（ｂ））。したがって、温水が貯留された膨張タンク２６の外周面から水熱交換器２１に向かって、熱が伝達される。

以上のように、本実施形態の床暖房ユニット２では、水熱交換器２１と膨張タンク２６との間に、水熱交換器２１と膨張タンク２６とが対向する部分であって且つ水熱交換器断熱部材６１及び膨張タンク断熱部材６２が設けられていない部分があることにより、加熱された温水が貯留された膨張タンク２６の外周面から水熱交換器２１の外周面に向かって熱が伝達されることから、水熱交換器２１を温めることができる。したがって、水熱交換器２１の凍結を防止するために温水循環回路２０を循環する温水の温度を所定温度以上に保つ凍結防止運転の回数を減らすことができる。

また、本実施形態の床暖房ユニット２では、水熱交換器断熱部５１ａと膨張タンク断熱部５１ｂとが一体に構成され、水熱交換器断熱部５２ａと膨張タンク断熱部５２ｂとが一体に構成されていることにより、１つの断熱部材５０で水熱交換器２１と膨張タンク２６とを覆うことができることから、部品点数を減らすことができる。

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、上述の実施形態では、断熱部材５０において、水熱交換器断熱部５１ａと膨張タンク断熱部５１ｂとが一体に構成され、水熱交換器断熱部５２ａと膨張タンク断熱部５２ｂとが一体に構成されている場合について説明したが、水熱交換器断熱部と膨張タンク断熱部とが一体に構成されていなくてもよい。

また、上述の実施形態では、水熱交換器断熱部材６１により、水熱交換器２１の正面の上部、上面、下面、左側面及び背面が覆われ、膨張タンク断熱部材６２により、膨張タンク２６の正面、上面、下面、右側面及び背面が覆われる場合について説明したが、水熱交換器２１が水熱交換器断熱部材６１により覆われる部分及び膨張タンク断熱部材６２が膨張タンク断熱部材６２により覆われる部分は、それぞれ変更可能なものである。例えば、水熱交換器２１の全周面が水熱交換器断熱部材６１により覆われるように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、床暖房ユニット２のケーシング４０内部において、水熱交換器２１及び膨張タンク２６は左右方向に並んで配置されており、水熱交換器２１の右側面と膨張タンク２６の左側面とが対向している場合について説明したが、水熱交換器２１及び膨張タンク２６の配置は変更可能なものである。例えば、床暖房ユニット２のケーシング４０内部において、膨張タンク２６及び水熱交換器２１は上下方向に上から順に並んで配置され、膨張タンク２６の下面と水熱交換器２１の上面とが対向してもよい。

本発明を利用すれば、床暖房ユニットの水循環回路の凍結防止運転の回数を減らすことができる。

１ ヒートポンプユニット
２ 床暖房ユニット
３ 床暖房パネル（暖房端末）
２０ 温水循環回路
２１ 水熱交換器（熱交換器）
２５ 循環ポンプ
２６ 膨張タンク
５０，５１，５２ 断熱部材
５１ａ，５２ａ 水熱交換器断熱部
５１ｂ，５２ｂ 膨張タンク断熱部
６１ 水熱交換器断熱部材（熱交換断熱部材）
６２ 膨張タンク断熱部材（タンク断熱部材）

Claims (2)

1. 暖房端末に温水を供給する床暖房ユニットであって、
   温水を加熱する熱交換器と、
   温水を貯留する膨張タンクと、
   前記熱交換器の少なくとも一部を覆う熱交換断熱部材と、
   前記膨張タンクの少なくとも一部を覆うタンク断熱部材とを備えており、
   前記熱交換器及び前記膨張タンクは、前記熱交換断熱部材と前記タンク断熱部材とにより形成される１つの内部空間に配置されており、
   前記内部空間内において、前記熱交換器と前記膨張タンクとの間には、前記熱交換器と前記膨張タンクとが対向する部分であって且つ前記熱交換断熱部材及び前記タンク断熱部材が設けられていない隙間があることを特徴とする床暖房ユニット。
2. 前記熱交換断熱部材と前記タンク断熱部材とが一体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の床暖房ユニット。

Images