JP7033422B2 - Underfloor heating system - Google Patents
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Description
本発明は、床下空間の空気を暖めることで建物の空調を行う床下暖房システムの技術に関する。 The present invention relates to an underfloor heating system technology for air-conditioning a building by warming the air in the underfloor space.
従来、床下空間の空気を暖めることで建物の空調を行う床下暖房システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。 Conventionally, a technique of an underfloor heating system that air-conditions a building by warming the air in the underfloor space has been known. For example, as described in Patent Document 1.
特許文献1には、床下に設置されて熱源機から供給される熱媒を熱源とする放熱器と、放熱器により加熱された空気を送出する送風手段と、を具備する床下暖房システムが開示されている。このような構成によって、放熱器の放熱効率を高めることができ、効率的な空調(暖房)を行うことができる。 Patent Document 1 discloses an underfloor heating system including a radiator installed under the floor and using a heat medium supplied from a heat source as a heat source, and a blowing means for sending out air heated by the radiator. ing. With such a configuration, the heat dissipation efficiency of the radiator can be improved, and efficient air conditioning (heating) can be performed.
しかしながら、このような床下暖房システムにおいては、さらなる高効率化が求められている点で、改善の余地があった。 However, in such an underfloor heating system, there is room for improvement in that further improvement in efficiency is required.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、効率的に空調を行うことが可能な床下暖房システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a problem to be solved thereof is to provide an underfloor heating system capable of efficiently performing air conditioning.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem will be described.
即ち、請求項1においては、熱媒体を加熱して供給することが可能な熱源部、建物の床下空間に配置され、前記熱源部から供給される前記熱媒体の熱を放熱することが可能な放熱部、及び、前記放熱部に向けて送風することが可能な送風部を具備する床下暖房装置と、前記床下暖房装置の動作を制御することが可能な制御装置と、前記床下空間における温度のむらの有無を検出する温度むら検出部と、を具備し、前記送風部は、正回転することで前記放熱部に向けて送風可能であると共に、逆回転することで前記床下空間の空気を循環させることが可能であり、前記制御装置は、前記熱源部から前記放熱部へと供給される前記熱媒体の流量を調節する流量調節と、前記送風部の前記放熱部に向けた正回転の送風量を調節する送風量調節と、前記熱源部により加熱される前記熱媒体の温度を調節する温度調節と、を実行して前記放熱部からの放熱量の調節を行う放熱量制御を行うことが可能であり、前記放熱量制御を実行している際に前記温度むら検出部により前記床下空間に温度のむらが有ることが検出された場合において、前記送風部が正回転の送風を行っている場合には、前記送風部を逆回転させる制御を行わず、前記送風部が正回転の送風を行っていない場合には、前記送風部を逆回転させる制御を行うものである。 That is, in claim 1, it is possible to dissipate the heat of the heat medium supplied from the heat source unit, which is arranged in the underfloor space of the building and the heat source unit that can heat and supply the heat medium. An underfloor heating device including a heat radiating unit and a ventilation unit capable of blowing air toward the heat radiating unit, a control device capable of controlling the operation of the underfloor heating device, and temperature unevenness in the underfloor space. It is equipped with a temperature unevenness detection unit that detects the presence or absence of heat, and the ventilation unit can blow air toward the heat dissipation unit by rotating forward, and circulates air in the underfloor space by rotating in the reverse direction. The control device can adjust the flow rate of the heat medium supplied from the heat source section to the heat radiating section, and the amount of positive rotation of the blasting section toward the radiating section . It is possible to control the amount of heat released by controlling the amount of air blown to adjust the amount of heat radiated from the heat radiating part by performing the adjustment of the amount of air blown to adjust the amount of heat and the temperature of the heat medium heated by the heat source unit. When the temperature unevenness detection unit detects that the underfloor space has temperature unevenness while the heat dissipation amount control is being executed, the blower unit is performing positive rotation ventilation. Is not controlled to rotate the blower in the reverse direction, and is controlled to rotate in the reverse direction when the blower is not blowing in the forward direction .
請求項2においては、前記床下暖房装置の動作に応じて温度変化する前記建物の測定部位の温度を検出することが可能な温度検出部をさらに具備し、前記制御装置は、前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が低温側閾値未満である場合、前記放熱量制御を行って、前記放熱部からの放熱量を増加させるものである。 In claim 2, a temperature detection unit capable of detecting the temperature of the measurement site of the building whose temperature changes according to the operation of the underfloor heating device is further provided, and the control device is provided by the temperature detection unit. When the temperature of the detected measurement portion is lower than the low temperature side threshold value, the heat radiation amount control is performed to increase the heat radiation amount from the heat radiation unit.
請求項3においては、前記制御装置は、前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が、前記低温側閾値以上の値に設定される高温側閾値以上である場合、前記放熱量制御を行って、前記放熱部からの放熱量を減少させるものである。
In
請求項4においては、前記制御装置は、前記床下暖房装置における消費エネルギーを考慮して決定された優先順位に従って、前記流量調節、前記送風量調節及び前記温度調節を実行するものである。
In
請求項5においては、前記制御装置は、前記建物の室内空間の温度調節の必要性が高いと考えられる必要時間帯にのみ、前記放熱量制御を行うものである。 In claim 5, the control device controls the amount of heat radiation only during the necessary time zone when it is considered that the temperature control of the interior space of the building is highly necessary.
請求項6においては、前記床下暖房装置の動作に応じて温度変化する前記建物の測定部位の温度を検出することが可能な温度検出部をさらに具備し、前記制御装置は、前記必要時間帯とは異なる時間帯において、前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が停止用閾値以上である場合、前記床下暖房装置を停止させ、前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が前記停止用閾値未満である場合、前記床下暖房装置を運転させるものである。 In claim 6, a temperature detection unit capable of detecting the temperature of the measurement site of the building whose temperature changes according to the operation of the underfloor heating device is further provided, and the control device includes the required time zone. When the temperature of the measurement site detected by the temperature detection unit is equal to or higher than the stop threshold value, the underfloor heating device is stopped and the temperature of the measurement site detected by the temperature detection unit is changed. If it is less than the stop threshold, the underfloor heating device is operated.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As the effect of the present invention, the following effects are exhibited.
請求項1においては、効率的に空調を行うことができる。また、床下空間の温度のむらの発生を抑制し、効率的に空調を行うことができる。また、送風部を放熱の促進と空気の循環の両方に利用することで、部品点数の削減を図ることができる。 In claim 1, air conditioning can be performed efficiently. In addition, it is possible to suppress the occurrence of temperature unevenness in the underfloor space and efficiently perform air conditioning. Further, by using the blower unit for both promotion of heat dissipation and air circulation, the number of parts can be reduced.
請求項2においては、暖房の必要性が高い場合に放熱量を増加させることで、効率的に空調を行うことができる。 In claim 2, when the need for heating is high, the amount of heat radiation can be increased to efficiently perform air conditioning.
請求項3においては、暖房の必要性が低い場合に放熱量を減少させることで、効率的に空調を行うことができる。
In
請求項4においては、消費エネルギーを考慮して、効率的に空調を行うことができる。
In
請求項5においては、温度調節の必要性に応じて、効率的に空調を行うことができる。 In claim 5, air conditioning can be efficiently performed according to the necessity of temperature control.
請求項6においては、温度調節の必要性が低い場合にも、ある程度の暖房を行うことができる。 In claim 6, even when the need for temperature control is low, heating can be performed to some extent.
以下では、図1及び図2を用いて、本発明の一実施形態に係る床下暖房システム100の構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the
床下暖房システム100は、建物1の床下空間4を暖めることで、当該建物1の室内(居室等)を間接的に暖めるものである。本実施形態(図1参照)においては、建物1の一例として、二階建ての住宅を示している。当該建物1においては、1階部分2の床3の下に床下空間4が形成されている。床下暖房システム100は、主として床下暖房装置10、床下温度センサ20及び制御装置30を具備する。
The
床下暖房装置10は、電力を消費して床下空間4を暖めるものである。床下暖房装置10は、主としてヒートポンプユニット11、放熱器12、配管13及び送風機14を具備する。
The
ヒートポンプユニット11は、電力を消費して熱を発生させる(製造する)ものである。ヒートポンプユニット11は、建物1の外に、当該建物1と隣接するように設置される。ヒートポンプユニット11は、圧縮機、膨張弁、蒸発器、熱交換器等を具備する。ヒートポンプユニット11は、内部の熱媒体を適宜圧縮、膨張等させることで熱を発生させることができる。またヒートポンプユニット11は、熱交換器において、発生させた熱を用いて水を温めることができる。さらにヒートポンプユニット11は、当該ヒートポンプユニット11において温められた熱媒体としての水(温水)を圧送することができるポンプ11aを具備している。
The
放熱器12は、ヒートポンプユニット11から供給される温水の熱を発散させるものである。放熱器12は、温水が流通可能な配管や、伝熱面積を広げるためのフィン等を具備する。放熱器12は、床下空間4に複数設置される。当該放熱器12が設置される位置は、建物1の間取り等に基づいて適宜決定される。
The
配管13は、ヒートポンプユニット11と放熱器12との間で温水を循環させるための流路である。配管13は、ヒートポンプユニット11(より詳細には、ヒートポンプユニット11の熱交換機)と複数の放熱器12とを互いに接続するように設けられる。
The
送風機14は、電力を消費して空気を送り出すものである。送風機14は、駆動源となるモータや、モータの駆動力によって回転することで空気を送り出す(送風する)ことが可能な羽根車等を具備する。送風機14は、複数の放熱器12の近傍にそれぞれ1つずつ設置される。送風機14は、羽根車を正回転させることで、近傍の放熱器12に向かって送風できるように、適宜向きが調節されている。また送風機14は、羽根車を逆回転させることで、近傍の放熱器12とは反対の方向に向かって送風できる。
The
床下温度センサ20は、床下空間4の温度を検出するものである。床下温度センサ20は、床下空間4に複数設置される。床下温度センサ20が設置される位置は、建物1の間取り等に基づいて適宜決定される。床下温度センサ20は、例えば図示しない鋼製束等に取り付けられる。
The
制御装置30は、床下暖房システム100の動作を制御するものである。制御装置30は、主としてCPU等の演算処理装置、RAMやROM等の記憶装置、I/O等の入出力装置、並びにモニター等の表示装置等により構成される。制御装置30には、床下暖房システム100の動作を制御するための種々の情報やプログラム等が予め記憶される。制御装置30は、ヒートポンプユニット11、送風機14及び床下温度センサ20に接続される。
The
制御装置30は、床下温度センサ20に接続され、当該床下温度センサ20の検出値(床下空間4の温度)を取得することができる。また制御装置30は、ヒートポンプユニット11及び送風機14に接続され、当該ヒートポンプユニット11及び送風機14の動作を制御することができる。
The
このように構成された床下暖房システム100において、制御装置30がヒートポンプユニット11及び送風機14の動作を適宜制御することで、建物1の室内の温度を調節(暖房)することができる。
In the
具体的には、ヒートポンプユニット11において温められた水(温水)は、ポンプ11aによって放熱器12へと供給される。放熱器12は、供給された温水の熱を床下空間4に発散させることで、当該床下空間4を暖める。また送風機14が作動され、放熱器12に向かって送風が行われると、当該放熱器12からの熱の発散が促され、放熱効率を高めることができる。このようにして床下空間4が暖められることにより、建物1の室内の温度を上昇させることができる。
Specifically, the water (hot water) warmed in the
制御装置30は、ヒートポンプユニット11の動作を制御することで、当該ヒートポンプユニット11において温められる水(温水)の温度や、当該ヒートポンプユニット11から放熱器12へと供給される温水の流量を調節することができる。また制御装置30は、送風機14の動作を制御することで、当該送風機14による送風の入り切りや、当該送風機14の羽根車の回転方向(すなわち、送風方向)を変更することができる。
The
以下では、図3を用いて、床下暖房システム100の制御方法について説明する。
Hereinafter, a control method of the
図3のステップS101において、制御装置30は、現在の時刻が活動時間帯に含まれているか否かを判定する。ここで、「活動時間帯」とは、建物1内において、人が活動していると思われる時間帯であり、当該建物1の空調(暖房)の必要性が比較的高いと考えられる時間帯である。例えば、活動時間帯として、建物1(住宅)の居住者が起床しており、かつ在宅していると思われる時間帯を設定することができる。当該活動時間帯は予め決定され、制御装置30に記憶されている。
In step S101 of FIG. 3, the
制御装置30は、現在の時刻が活動時間帯に含まれていると判定した場合、ステップS102に移行する。
また制御装置30は、現在の時刻が活動時間帯に含まれていないと判定した場合、ステップS118に移行する。
When the
If the
ステップS102において、制御装置30は、床下空間4の温度(以下、単に「床下温度」と称する)を検出する。本実施形態においては、制御装置30は、複数の床下温度センサ20の検出値の平均値を算出し、当該平均値を床下温度とする。
In step S102, the
さらに制御装置30は、検出された床下温度と、当該床下温度の目標値とを比較する。ここで「目標値」とは、建物1の室内の温度の希望値(目標値)に基づいて定まる床下温度の値である。また建物1の室内の温度の希望値(目標値)は、例えば図示せぬ操作具(リモコン等)を用いて、建物1内の人(居住者等)が任意に設定することができる。
Further, the
制御装置30は、床下温度が、「目標値-第一の閾値」未満であると判定した場合、ステップS103に移行する。
また制御装置30は、床下温度が、「目標値+第二の閾値」以上であると判定した場合、ステップS109に移行する。
また制御装置30は、床下温度が、「目標値-第一の閾値」以上、かつ「目標値+第二の閾値」未満であると判定した場合、ステップS115に移行する。
When the
Further, when the
Further, when the
なお、「第一の閾値」及び「第二の閾値」は、床下温度が目標値と大きく異なっている(床下温度を調節する必要がある)か否かを判定するために設定される値であり、任意に定められる値である。例えば、第一の閾値及び第二の閾値として「3(℃)」という値を設定することができる。 The "first threshold" and "second threshold" are values set to determine whether or not the underfloor temperature is significantly different from the target value (it is necessary to adjust the underfloor temperature). Yes, it is a value that is arbitrarily determined. For example, a value of "3 (° C.)" can be set as the first threshold value and the second threshold value.
ステップS103において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11から放熱器12へと供給される温水の流量を増加させることができるか否かを判定する。具体的には、制御装置30は、ポンプ11aが最大流量で温水を圧送していない場合には、当該温水の流量を増加させることができると判定する。また制御装置30は、ポンプ11aが最大流量で温水を圧送している場合には、当該温水の流量を増加させることができないと判定する。
In step S103, the
制御装置30は、温水の流量を増加させることができると判定した場合、ステップS104に移行する。
また制御装置30は、温水の流量を増加させることができないと判定した場合、ステップS105に移行する。
When the
Further, when the
ステップS104において、制御装置30は、ポンプ11aの動作を制御して、ヒートポンプユニット11から放熱器12へと供給される温水の流量を適宜の量だけ増加させる。なお、増加させる流量は任意に設定することができる。放熱器12へと供給される温水の流量を増加させることで、当該放熱器12から発散される熱を増加させ、床下空間4の温度を上昇させることができる。
In step S104, the
制御装置30は、当該ステップS104の処理を行った後、ステップS115に移行する。
The
ステップS105において、制御装置30は、送風機14が停止しているか否かを判定する。
In step S105, the
制御装置30は、送風機14が停止していると判定した場合、ステップS106に移行する。
また制御装置30は、送風機14が停止していない(作動している)と判定した場合、ステップS107に移行する。
When the
Further, when the
ステップS106において、制御装置30は、送風機14を作動させる。具体的には、制御装置30は、送風機14の羽根車を正回転させ、放熱器12に向かって送風を行わせる。これによって放熱器12からの熱の発散が促され、床下空間4の温度を上昇させることができる。
In step S106, the
制御装置30は、当該ステップS106の処理を行った後、ステップS115に移行する。
The
ステップS107において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11において温められる水(温水)の温度を上昇させることができるか否かを判定する。具体的には、制御装置30は、ヒートポンプユニット11の設定温度(ヒートポンプユニット11により温められる水(温水)の設定温度)が上限ではない場合には、当該温水の温度を上昇させることができると判定する。また制御装置30は、ヒートポンプユニット11の設定温度が上限である場合には、当該温水の温度を上昇させることができないと判定する。
In step S107, the
制御装置30は、温水の温度を上昇させることができると判定した場合、ステップS108に移行する。
また制御装置30は、温水の温度を上昇させることができないと判定した場合、ステップS115に移行する。
When the
If the
ステップS108において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11の設定温度を上昇させる。これによって、放熱器12へと供給される温水の温度が上昇するため、当該放熱器12から発散される熱を増加させ、床下空間4の温度を上昇させることができる。
In step S108, the
一方、ステップS102から移行したステップS109において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11において温められる水(温水)の温度を低下させることができるか否かを判定する。具体的には、制御装置30は、ヒートポンプユニット11の設定温度が下限ではない場合には、当該温水の温度を低下させることができると判定する。また制御装置30は、ヒートポンプユニット11の設定温度が下限である場合には、当該温水の温度を低下させることができないと判定する。
On the other hand, in step S109 shifted from step S102, the
制御装置30は、温水の温度を低下させることができると判定した場合、ステップS110に移行する。
また制御装置30は、温水の温度を低下させることができないと判定した場合、ステップS111に移行する。
When the
Further, when the
ステップS110において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11の設定温度を低下させる。これによって、放熱器12へと供給される温水の温度が低下するため、当該放熱器12から発散される熱を減少させ、床下空間4の温度を低下させることができる。
In step S110, the
ステップS111において、制御装置30は、送風機14が作動しているか否かを判定する。
In step S111, the
制御装置30は、送風機14が作動していると判定した場合、ステップS112に移行する。
また制御装置30は、送風機14が作動していない(停止している)と判定した場合、ステップS113に移行する。
When the
If the
ステップS112において、制御装置30は、送風機14を停止させる。これによって放熱器12から発散される熱を減少させ、床下空間4の温度を低下させることができる。
In step S112, the
ステップS113において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11から放熱器12へと供給される温水の流量を減少させることができるか否かを判定する。具体的には、制御装置30は、ポンプ11aが最低流量で温水を圧送していない場合には、当該温水の流量を減少させることができると判定する。また制御装置30は、ポンプ11aが最低流量で温水を圧送している場合には、当該温水の流量を減少させることができないと判定する。
In step S113, the
制御装置30は、温水の流量を減少させることができると判定した場合、ステップS114に移行する。
また制御装置30は、温水の流量を減少させることができないと判定した場合、ステップS115に移行する。
When the
Further, when the
ステップS114において、制御装置30は、ポンプ11aの動作を制御して、ヒートポンプユニット11から放熱器12へと供給される温水の流量を適宜の量だけ減少させる。なお、減少させる流量は任意に設定することができる。放熱器12へと供給される温水の流量を減少させることで、当該放熱器12から発散される熱を減少させ、床下空間4の温度を低下させることができる。
In step S114, the
ステップS102等から移行したステップS115において、制御装置30は、床下空間4に温度むらが生じているか否かを判定する。具体的には、制御装置30は、複数の床下温度センサ20による検出値のうち最大値と最小値の差が所定の値以上(例えば、10(℃)以上)であれば、床下空間4に温度むらが生じていると判定する。
In step S115 shifted from step S102 and the like, the
制御装置30は、床下空間4に温度むらが生じていると判定した場合、ステップS116に移行する。
また制御装置30は、床下空間4に温度むらが生じていないと判定した場合、本制御を終了する。
When the
Further, when the
ステップS116において、制御装置30は、送風機14が停止しているか否かを判定する。
In step S116, the
制御装置30は、送風機14が停止していると判定した場合、ステップS117に移行する。
また制御装置30は、送風機14が停止していない(作動している)と判定した場合、本制御を終了する。
When the
Further, when the
ステップS117において、制御装置30は、送風機14を作動させる。具体的には、制御装置30は、送風機14の羽根車を逆回転させ、放熱器12とは反対の方向に向かって送風を行わせる。これによって、床下空間4内の空気を循環させ、当該床下空間4の温度むらを抑制する。
In step S117, the
制御装置30は、当該ステップS117の処理を行った後、本制御を終了する。
The
ステップS101から移行したステップS118において、制御装置30は、床下温度を検出する。さらに制御装置30は、検出された床下温度が、最低床下温度以上であるか否かを判定する。ここで「最低床下温度」とは、最低限確保すべき床下空間4の温度である。当該最低床下温度の値は、建物1の構造等を考慮して任意に設定することができる。
In step S118 transitioned from step S101, the
制御装置30は、検出された床下温度が最低床下温度以上であると判定した場合、ステップS119に移行する。
また制御装置30は、検出された床下温度が最低床下温度未満であると判定した場合、ステップS120に移行する。
When the
Further, when the
ステップS119において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11及び送風機14を停止させる。
In step S119, the
制御装置30は、当該ステップS119の処理を行った後、本制御を終了する。
The
ステップS120において、制御装置30は、ヒートポンプユニット11等の動作を制御して、維持運転を行う。ここで「維持運転」とは、床下空間4の温度を最低床下温度以上に保つためのヒートポンプユニット11等の運転である。本実施形態においては、制御装置30は、維持運転としてヒートポンプユニット11を作動させると共に、送風機14を停止させる。またこの際、制御装置30は、ヒートポンプユニット11の設定温度を極力低い値に設定すると共に、ヒートポンプユニット11から放熱器12へと供給される温水の流量を極力少なくする。このように、維持運転は床下空間4の温度を最低限(すなわち、最低床下温度以上に)保つことができればよいため、ヒートポンプユニット11等の消費電力が極力小さくなるようにしている。
In step S120, the
制御装置30は、当該ステップS120の処理を行った後、本制御を終了する。
The
制御装置30は、上述の制御(図3参照)を、所定時間ごと(例えば、30分ごと)に繰り返すことで、建物1の空調を行う。
The
以上のように、制御装置30は、現在の時刻が活動時間帯である場合(ステップS101でYes)、ヒートポンプユニット11等の動作を適宜制御して、床下空間4の温度を調節する(ステップS102からステップS117まで)。
As described above, when the current time is the active time zone (Yes in step S101), the
具体的には、制御装置30は、床下温度が目標値に対して著しく低下している場合(ステップS102で床下温度が「目標値-第一の閾値」未満である場合)、ヒートポンプユニット11等を制御して床下温度を上昇させる(ステップS103からステップS108まで)。この際、制御装置30は、まず温水の流量の増加を優先的に行う(ステップS103及びステップS104)。また制御装置30は、温水の流量を増加させることができない場合には、送風機14を作動させる(ステップS105及びステップS106)。さらに制御装置30は、送風機14がすでに作動している場合には、ヒートポンプユニット11の設定温度(温水の温度)を上昇させる。
Specifically, in the
このように、制御装置30は、床下温度を上昇させる場合、温水の流量の増加(流量調節)、送風機14の作動(送風量調節)、温水の温度の上昇(温度調節)の順に優先的に実行する。これは、一般的に温水の流量の増加(ポンプ11aによる流量の増加)に伴う消費電力(消費エネルギー)の増加が最も少なく、温水の温度の上昇に伴う消費電力の増加が最も大きいためである。すなわち、このような消費電力を考慮した優先順位を設けることで、消費電力の増加を極力抑えながら、床下温度を上昇させることができる。
In this way, when raising the underfloor temperature, the
また、制御装置30は、床下温度が目標値を大幅に超過している場合(ステップS102で床下温度が「目標値+第二の閾値」以上である場合)、ヒートポンプユニット11等を制御して床下温度を低下させる(ステップS109からステップS114まで)。この際、制御装置30は、まずヒートポンプユニット11の設定温度(温水の温度)を低下させる(ステップS109及びステップS110)。また制御装置30は、温水の温度を低下させることができない場合には、送風機14を停止させる(ステップS111及びステップS112)。さらに制御装置30は、送風機14がすでに停止している場合には、温水の流量を減少させる。
Further, the
このように、制御装置30は、床下温度を低下させる場合、温水の温度の低下(温度調節)、送風機14の停止(送風量調節)、温水の流量の減少(流量調節)の順に優先的に実行する。このような消費電力を考慮した優先順位を設けることで、消費電力(消費エネルギー)を極力減少させながら、床下温度を低下させることができる。
In this way, when the underfloor temperature is lowered, the
さらに制御装置30は、床下空間4に温度むらが生じている場合(ステップS115でYes)、送風機14が停止していれば(ステップS116でYes)、当該送風機14を逆回転させ、床下空間4内の空気を循環させる(ステップS117)。これによって、床下空間4の温度むらを抑制し、暖房効率の向上を図ることができる。
Further, when the temperature unevenness occurs in the underfloor space 4 (Yes in step S115), the
一方、制御装置30は、現在の時刻が活動時間帯でない場合(ステップS101でNo)には、床下温度を最低床下温度以上に保つようにヒートポンプユニット11等の動作を制御する(ステップS118からステップS120まで)。これによって、床下空間4の温度が下がり過ぎるのを防止することができ、暖房効率の低下を防止できる。
On the other hand, when the current time is not in the active time zone (No in step S101), the
以下では、図3及び図4を用いて、上述の床下暖房システム100を用いて建物1の空調(暖房)を行った例について説明する。なお、図4に示す例では、説明の簡素化のため、放熱器12へ供給する温水の流量の調節(図3のステップS103、ステップS104、ステップS113及びステップS114)は行っていない。
Hereinafter, an example in which the building 1 is air-conditioned (heated) by using the above-mentioned
図4には、ある1日の各時間ごとに、床下暖房システム100に要求される熱負荷(発生させる必要のある熱量)を示している。例えば、時間帯T1(2時から6時まで)は、建物1の居住者は就寝中である(活動時間帯ではない)ため、暖房の必要はなく、熱負荷は0となっている。また、夜中に建物1の温度は低下するため、時間帯T2(6時から8時まで)では大きな熱負荷が要求されている。また昼間の時間帯T4(12時から16時まで)は、日射量の多い時間帯であり、日射によって建物1が温められるため、要求される熱負荷は小さくなっている。
FIG. 4 shows the heat load (the amount of heat that needs to be generated) required for the
このような熱負荷に対して、制御装置30は、時間帯T1においては、活動時間帯ではない(ステップS101でNo)と判断し、運転を停止する(ステップS119)。また、時間帯T2においては、夜中に建物1の温度(床下温度)が低下しているため(ステップS102で、床下温度が「目標値-第一の閾値」未満)、制御装置30は送風機14を作動させると共に温水の温度を上昇させる(ステップS106及びステップS108)。
In response to such a heat load, the
時間帯T3(8時から12時まで)において、床下温度がある程度上昇すると(ステップS102で、床下温度が「目標値+第二の閾値」以上)、制御装置30は、温水温度を低下させて消費電力を低減する(ステップS110)。さらに、日射量が大きい時間帯T4において、いまだ床下温度が高い場合、制御装置30は、送風機14を停止させる(ステップS112)。さらに床下空間に温度むらが生じている場合には(ステップS115でYes)、当該送風機14を逆回転させ、床下空間4の空気を循環させる(ステップS117)。
When the underfloor temperature rises to some extent in the time zone T3 (from 8:00 to 12:00) (in step S102, the underfloor temperature is equal to or higher than the “target value + second threshold value”), the
日射量や外気温が低下する時間帯T5(16時から2時まで)において、熱負荷が増加すると(ステップS102で、床下温度が「目標値-第一の閾値」未満)、制御装置30は、まず送風機14を作動させ(ステップS106)、放熱量の向上を図る。当該送風機14の作動だけでは不十分な場合、制御装置30は、さらに温水温度を上昇させる(ステップS108)。
When the heat load increases (in step S102, the underfloor temperature is less than the "target value-first threshold value") in the time zone T5 (from 16:00 to 2:00) when the amount of solar radiation and the outside air temperature decrease, the
このように、床下暖房システム100は、温水の流量の調節、送風機14の作動、温水温度の調節を組み合わせて、効率的な空調(暖房)を行うことができる。また、省エネの観点からの優先順位に基づいてヒートポンプユニット11等の制御を行うことで、空調の省エネ化を図ることもできる。
As described above, the
以上の如く、本実施形態に係る床下暖房システム100は、
熱媒体(水)を加熱して供給することが可能なヒートポンプユニット11(熱源部)、建物1の床下空間4に配置され、前記ヒートポンプユニット11から供給される前記熱媒体の熱を放熱することが可能な放熱器12(放熱部)、及び、前記放熱器12に向けて送風することが可能な送風機14(送風部)を具備する床下暖房装置10と、
前記床下暖房装置10の動作を制御することが可能な制御装置30と、
を具備し、
前記制御装置30は、
前記ヒートポンプユニット11から前記放熱器12へと供給される前記熱媒体の流量を調節する流量調節(ステップS104及びステップS114)と、
前記送風機14の送風量を調節する送風量調節(ステップS106及びステップS112)と、
前記ヒートポンプユニット11により加熱される前記熱媒体の温度を調節する温度調節(ステップS108及びステップS110)と、
を実行して前記放熱器12からの放熱量の調節を行う放熱量制御(ステップS103からステップS108まで、並びにステップS109からステップS114まで)を行うことが可能である。
このように構成することにより、効率的に空調を行うことができる。すなわち、流量調節(ステップS104及びステップS114)、送風量調節(ステップS106及びステップS112)及び温度調節(ステップS108及びステップS110)を組み合わせることで、効率的な空調が可能となる。
As described above, the
A heat pump unit 11 (heat source unit) capable of heating and supplying a heat medium (water), which is arranged in an
A
Equipped with
The
Flow rate adjustment (step S104 and step S114) for adjusting the flow rate of the heat medium supplied from the
Blower volume adjustment (step S106 and step S112) for adjusting the blower volume of the
Temperature control (step S108 and step S110) for adjusting the temperature of the heat medium heated by the
It is possible to perform heat dissipation amount control (step S103 to step S108, and step S109 to step S114) for adjusting the heat dissipation amount from the
With this configuration, air conditioning can be performed efficiently. That is, by combining the flow rate adjustment (step S104 and step S114), the air flow rate adjustment (step S106 and step S112), and the temperature adjustment (step S108 and step S110), efficient air conditioning becomes possible.
また、床下暖房システム100は、
前記床下暖房装置10の動作に応じて温度変化する前記建物1の測定部位(床下空間4)の温度を検出することが可能な床下温度センサ20(温度検出部)をさらに具備し、
前記制御装置30は、
前記床下温度センサ20により検出される前記床下空間4の温度が「目標値-第一の閾値」(低温側閾値)未満である場合、前記放熱量制御を行って、前記放熱器12からの放熱量を増加させるものである。
このように構成することにより、暖房の必要性が高い場合に放熱量を増加させることで、効率的に空調を行うことができる。
In addition, the
Further, an underfloor temperature sensor 20 (temperature detection unit) capable of detecting the temperature of the measurement site (underfloor space 4) of the building 1 whose temperature changes according to the operation of the
The
When the temperature of the
With such a configuration, it is possible to efficiently perform air conditioning by increasing the amount of heat radiation when the need for heating is high.
また、前記制御装置30は、
前記床下温度センサ20により検出される前記床下空間4の温度が、前記低温側閾値以上の値に設定される「目標値+第二の閾値」(高温側閾値)以上である場合、前記放熱量制御を行って、前記放熱器12からの放熱量を減少させるものである。
このように構成することにより、暖房の必要性が低い場合に放熱量を減少させることで、効率的に空調を行うことができる。
Further, the
When the temperature of the
With such a configuration, it is possible to efficiently perform air conditioning by reducing the amount of heat radiation when the need for heating is low.
また、前記制御装置30は、
前記床下暖房装置10における消費電力(消費エネルギー)を考慮して決定された優先順位に従って、前記流量調節、前記送風量調節及び前記温度調節を実行するものである。
このように構成することにより、消費エネルギーを考慮して、効率的に空調を行うことができる。すなわち、単に空調(暖房)を行うだけでなく、消費エネルギーを考慮して省エネを図ることもできる。
Further, the
The flow rate adjustment, the air flow rate adjustment, and the temperature control are executed according to the priority determined in consideration of the power consumption (energy consumption) in the
With such a configuration, air conditioning can be efficiently performed in consideration of energy consumption. That is, it is possible not only to perform air conditioning (heating) but also to save energy in consideration of energy consumption.
また、前記制御装置30は、
前記建物1の室内空間の温度調節の必要性が高いと考えられる活動時間帯(必要時間帯)にのみ、前記放熱量制御を行うものである。
このように構成することにより、温度調節の必要性に応じて、効率的に空調を行うことができる。
Further, the
The heat radiation amount control is performed only in the activity time zone (necessary time zone) in which the temperature control of the indoor space of the building 1 is considered to be highly necessary.
With such a configuration, air conditioning can be efficiently performed according to the necessity of temperature control.
また、床下暖房システム100は、
前記床下暖房装置10の動作に応じて温度変化する前記建物1の測定部位(床下空間4)の温度を検出することが可能な床下温度センサ20(温度検出部)をさらに具備し、
前記制御装置30は、
前記活動時間帯とは異なる時間帯において、
前記床下温度センサ20により検出される前記床下空間4の温度が最低床下温度(停止用閾値)以上である場合、前記床下暖房装置10を停止させ、
前記床下温度センサ20により検出される前記床下空間4の温度が前記最低床下温度未満である場合、前記床下暖房装置10を運転させるものである。
このように構成することにより、温度調節の必要性が低い場合にも、ある程度の暖房を行うことができる。これによって、建物1内の温度が下がり過ぎるのを防止することができ、活動時間帯に空調(暖房)を行う際に、速やかに建物1内の温度を上昇させることができる。
In addition, the
Further, an underfloor temperature sensor 20 (temperature detection unit) capable of detecting the temperature of the measurement site (underfloor space 4) of the building 1 whose temperature changes according to the operation of the
The
In a time zone different from the above activity time zone
When the temperature of the
When the temperature of the
With this configuration, heating can be performed to some extent even when the need for temperature control is low. As a result, it is possible to prevent the temperature inside the building 1 from dropping too much, and it is possible to quickly raise the temperature inside the building 1 when air conditioning (heating) is performed during the activity time zone.
また、床下暖房システム100は、
前記床下空間4における温度のむらの有無を検出する床下温度センサ20(温度むら検出部)と、
前記床下空間4内で送風することにより、前記床下空間4の空気を循環させることが可能な送風機14(循環用送風部)と、
をさらに具備し、
前記制御装置30は、
前記床下温度センサ20により前記床下空間4に温度のむらが有ることが検出された場合、前記送風機14を作動させるものである。
このように構成することにより、床下空間4の温度のむらの発生を抑制し、効率的に空調を行うことができる。
In addition, the
An underfloor temperature sensor 20 (temperature unevenness detection unit) that detects the presence or absence of temperature unevenness in the
A blower 14 (circulation blower unit) capable of circulating the air in the
Further equipped,
The
When the
With such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of temperature unevenness in the
また、前記送風機14は、
正回転することで前記放熱器12に向けて送風可能であると共に、逆回転することで前記床下空間4の空気を循環させることが可能であり、
前記制御装置30は、
前記送風機14を逆回転させることで当該送風機14を前記循環用送風部として用いるものである。
このように構成することにより、送風機14を放熱の促進と空気の循環の両方に利用することで、部品点数の削減を図ることができる。
Further, the
By rotating in the forward direction, it is possible to blow air toward the
The
By rotating the
With this configuration, the
なお、本実施形態に係るヒートポンプユニット11は、本発明に係る熱源部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る放熱器12は、本発明に係る放熱部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る送風機14は、本発明に係る送風部及び循環用送風部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る床下空間4は、本発明に係る測定部位の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る床下温度センサ20は、本発明に係る温度検出部及び温度むら検出部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る「目標値-第一の閾値」は、本発明に係る低温側閾値の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る「目標値+第二の閾値」は、本発明に係る高温側閾値の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る活動時間帯は、本発明に係る必要時間帯の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る最低床下温度は、本発明に係る停止用閾値の実施の一形態である。
The
Further, the
Further, the
Further, the
Further, the
Further, the "target value-first threshold value" according to the present embodiment is an embodiment of the low temperature side threshold value according to the present invention.
Further, the "target value + second threshold value" according to the present embodiment is one embodiment of the high temperature side threshold value according to the present invention.
Further, the activity time zone according to the present embodiment is one embodiment of the required time zone according to the present invention.
Further, the minimum underfloor temperature according to the present embodiment is one embodiment of the stop threshold according to the present invention.
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims.
例えば、本実施形態においては、熱媒体(水)を加熱するための装置(熱源部)としてヒートポンプユニット11を例示したが、本発明はこれに限るものではなく、その他種々の熱源を用いることができる。
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、温度調節の必要性が高いと考えられる活動時間帯(本発明に係る必要時間帯)は予め決定されているものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、人感センサ等を用いて建物1内に人が存在するか否かを判定し、人が存在する場合には温度調節の必要性が高い時間帯であると判断することも可能である。 Further, in the present embodiment, the activity time zone (necessary time zone according to the present invention) in which the need for temperature control is considered to be high is determined in advance, but the present invention is not limited to this. .. For example, it is also possible to determine whether or not there is a person in the building 1 using a motion sensor or the like, and if there is a person, it is possible to determine that it is a time zone in which temperature control is highly necessary. ..
また、本実施形態においては、送風機14は、放熱器12に向けて送風する機能(放熱を促す機能)と、床下空間4の空気を循環させる機能と、を有しているものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、放熱を促すための送風部と、床下空間4の空気を循環させる送風部と、を別途設けることも可能である。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、制御装置30は、送風機14を正転又は逆転に作動又は停止(オン又はオフ)させるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、制御装置30は、送風機14による送風量をさらに細かく制御する(具体的には、羽根車の回転数を細かく調節する)ことも可能である。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、建物1の床下空間4の温度に基づいて床下暖房装置10の動作を制御するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、床下空間4だけでなく、床下暖房装置10の動作に応じて温度が変化する部位(例えば、床3や、1階部分2等)の温度に基づいて床下暖房装置10の動作を制御することも可能である。
Further, in the present embodiment, the operation of the
また、本実施形態において示した流量調節、送風量調節及び温度調節の優先順位は一例であり、各機器の消費エネルギーや使用態様等を考慮して、任意に優先順位を設定することが可能である。 Further, the priority order of the flow rate control, the air flow rate control, and the temperature control shown in the present embodiment is an example, and it is possible to arbitrarily set the priority order in consideration of the energy consumption and usage mode of each device. be.
また、本実施形態においては、床下暖房装置10は電力を消費して作動するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、電力以外のエネルギー(例えば、燃料等)を消費して作動するものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the
1 建物
10 床下暖房装置
11 ヒートポンプユニット
12 放熱器
13 配管
14 送風機
20 床下温度センサ
30 制御装置
100 床下暖房システム
1
Claims (6)
前記床下暖房装置の動作を制御することが可能な制御装置と、
前記床下空間における温度のむらの有無を検出する温度むら検出部と、
を具備し、
前記送風部は、
正回転することで前記放熱部に向けて送風可能であると共に、逆回転することで前記床下空間の空気を循環させることが可能であり、
前記制御装置は、
前記熱源部から前記放熱部へと供給される前記熱媒体の流量を調節する流量調節と、
前記送風部の前記放熱部に向けた正回転の送風量を調節する送風量調節と、
前記熱源部により加熱される前記熱媒体の温度を調節する温度調節と、
を実行して前記放熱部からの放熱量の調節を行う放熱量制御を行うことが可能であり、
前記放熱量制御を実行している際に前記温度むら検出部により前記床下空間に温度のむらが有ることが検出された場合において、
前記送風部が正回転の送風を行っている場合には、前記送風部を逆回転させる制御を行わず、
前記送風部が正回転の送風を行っていない場合には、前記送風部を逆回転させる制御を行う、
床下暖房システム。 A heat source unit that can heat and supply a heat medium, a heat dissipation unit that is arranged in the underfloor space of a building and can dissipate heat of the heat medium supplied from the heat source unit, and a heat dissipation unit. An underfloor heating device equipped with a blower that can blow air toward
A control device capable of controlling the operation of the underfloor heating device, and
A temperature unevenness detection unit that detects the presence or absence of temperature unevenness in the underfloor space,
Equipped with
The blower is
By rotating in the forward direction, it is possible to blow air toward the heat radiating part, and by rotating in the reverse direction, it is possible to circulate the air in the underfloor space.
The control device is
A flow rate adjustment that adjusts the flow rate of the heat medium supplied from the heat source unit to the heat radiation unit, and
Blower amount adjustment for adjusting the amount of forward rotation of the blower toward the heat dissipation part of the blower, and
Temperature control that adjusts the temperature of the heat medium heated by the heat source unit, and
It is possible to control the amount of heat radiation to adjust the amount of heat radiation from the heat dissipation unit .
When the temperature unevenness detection unit detects that there is temperature unevenness in the underfloor space while the heat dissipation amount control is being executed,
When the blower portion is blowing forward rotation, the control for rotating the blower portion in the reverse direction is not performed.
When the blower unit does not blow forward rotation, control is performed to rotate the blower unit in the reverse direction.
Underfloor heating system.
前記制御装置は、
前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が低温側閾値未満である場合、前記放熱量制御を行って、前記放熱部からの放熱量を増加させる、
請求項1に記載の床下暖房システム。 Further provided with a temperature detecting unit capable of detecting the temperature of the measurement site of the building whose temperature changes according to the operation of the underfloor heating device.
The control device is
When the temperature of the measurement site detected by the temperature detection unit is less than the low temperature side threshold value, the heat radiation amount control is performed to increase the heat radiation amount from the heat dissipation unit.
The underfloor heating system according to claim 1.
前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が、前記低温側閾値以上の値に設定される高温側閾値以上である場合、前記放熱量制御を行って、前記放熱部からの放熱量を減少させる、
請求項2に記載の床下暖房システム。 The control device is
When the temperature of the measurement site detected by the temperature detection unit is equal to or higher than the high temperature side threshold value set to a value equal to or higher than the low temperature side threshold value, the heat dissipation amount control is performed to reduce the heat radiation amount from the heat dissipation unit. Decrease,
The underfloor heating system according to claim 2.
前記床下暖房装置における消費エネルギーを考慮して決定された優先順位に従って、前記流量調節、前記送風量調節及び前記温度調節を実行する、
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の床下暖房システム。 The control device is
The flow rate control, the air flow rate control, and the temperature control are performed according to the priority determined in consideration of the energy consumption in the underfloor heating device.
The underfloor heating system according to any one of claims 1 to 3.
前記建物の室内空間の温度調節の必要性が高いと考えられる必要時間帯にのみ、前記放熱量制御を行う、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の床下暖房システム。 The control device is
The heat dissipation amount control is performed only in the necessary time zone when it is considered that the temperature control of the indoor space of the building is highly necessary.
The underfloor heating system according to any one of claims 1 to 4.
前記制御装置は、
前記必要時間帯とは異なる時間帯において、
前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が停止用閾値以上である場合、前記床下暖房装置を停止させ、
前記温度検出部により検出される前記測定部位の温度が前記停止用閾値未満である場合、前記床下暖房装置を運転させる、
請求項5に記載の床下暖房システム。 Further provided with a temperature detecting unit capable of detecting the temperature of the measurement site of the building whose temperature changes according to the operation of the underfloor heating device.
The control device is
In a time zone different from the required time zone
When the temperature of the measurement site detected by the temperature detection unit is equal to or higher than the stop threshold value, the underfloor heating device is stopped.
When the temperature of the measurement site detected by the temperature detection unit is less than the stop threshold value, the underfloor heating device is operated.
The underfloor heating system according to claim 5 .
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