JPH09310869A - 温水床暖房の運転制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる広さに敷設される温水床暖房にあって
も、暖房温度がムラになることもなく、また、過剰な暖
房がなされることもなく、快適な暖房運転が行われる温
水床暖房の運転制御システムの提供。 【解決手段】 温水発生循環ユニット１から床暖房パネ
ル２に循環させる温水の通水を制御する温水床暖房の運
転制御システムにおいて、通水が停止されている状態か
らスタートする初期準備運転として、温水発生循環ユニ
ット１から床暖房パネル２に温水を一定の基準流量にて
通水し、帰還する温水の温度を検知して、この温水が床
暖房パネル２を循環するに要する時間を判定時間として
測定し、この判定時間から床暖房パネル敷設面積を計算
し、通常運転時に循環させる温水の通水を、前記床暖房
パネル敷設面積に対応して適正な暖房が行われるように
設定制御する通水制御手段を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温水床暖房の運転制
御システムに関し、異なる広さに敷設される温水床暖房
にあっても適正な暖房運転がなされる温水床暖房の運転
制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、床暖房パネルに内蔵される温水パ
イプに、ボイラーおよびポンプなどを備える温水発生循
環ユニットから、一定温度に加熱された温水を循環させ
る温水床暖房が知られている。

【０００３】このような温水床暖房では、通常、一定規
格の床暖房パネルが複数枚敷設されて、必要な暖房エリ
アが形成されている。また、このような温水床暖房にお
ける運転制御システムでは、床暖房パネルに設けられた
温度センサーにて、温水の通水をオンオフしてコントロ
ールし、所定の暖房温度を維持するようにしている。ま
た、このような運転制御システムでは、ポンプから送出
される温水の流量を略一定にして制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例にあっては、異なる広さに敷設される温水床暖房
については、以下のような問題があるため、その広さに
対応した温水床暖房の運転制御システムが必要になるも
のである。

【０００５】つまり、同じ温水床暖房の運転制御システ
ムを、広く敷設される温水床暖房に用いると、温水の出
口側の部分では温水温度が低下し過ぎるので、この部分
が暖まらず暖房温度がムラになることになる。逆に、狭
く敷設される温水床暖房に用いると、暖房過剰になるの
である。

【０００６】この具体例を、図３にしたがって以下に説
明する。この図の（Ａ）は８畳の広さの場合を示し、こ
の８畳の暖房エリアでは、温水は入ってから出てくるま
でに約５分かかり、この５分間の間に温水は床暖房パネ
ルに熱を奪われて温度が低下することになる。したがっ
て、暖房温度は温水の温度に略比例するので、温水の入
り口の部分では高く、出口に近づくにしたがって低下す
ることになる。具体的には、この８畳の暖房エリアで
は、入口では30℃の暖房温度が得られるが、出口では27
℃となって約３℃の差があることになる。

【０００７】ところが、（Ｂ）に示す16畳の広さでは、
同じ流量で温水を供給すると、温水が出てくるまでには
約倍の時間かかることになるため、図に示すように、こ
の16畳の暖房エリアを温水が巡る時間は、暖房エリアの
広さに比例して増加する。したがって、暖房温度は入り
口では30℃であるが、出口では８畳の場合よりも低下し
て24℃になり、約６℃もの差になるのである。

【０００８】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、異なる広さに
敷設される温水床暖房にあっても、暖房温度がムラにな
ることもなく、また、過剰な暖房がなされることもな
く、快適な暖房運転が行われる温水床暖房の運転制御シ
ステムの提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、循環ポンプとボイラーとを有する温
水発生循環ユニット１から、床暖房パネル２に循環させ
る温水の通水を制御する温水床暖房の運転制御システム
において、通水が停止されている状態からスタートする
初期準備運転として、温水発生循環ユニット１から床暖
房パネル２に温水を一定の基準流量にて通水し、帰還す
る温水の温度を検知して、この温水が床暖房パネル２を
循環するに要する時間を判定時間として測定し、この判
定時間から床暖房パネル敷設面積を計算し、通常運転時
に循環させる温水の通水を、前記床暖房パネル敷設面積
に対応して適正な暖房が行われるように設定制御する通
水制御手段を有して成ることを特徴として構成してい
る。

【００１０】このような温水床暖房の運転制御システム
では、床暖房パネル敷設面積が変動しても、適正な暖房
に必要な一定量の熱量が床暖房パネルに供給され、一定
の暖かさに床暖房される。そして、この床暖房パネル敷
設面積は、上記の初期準備運転の判定時間によって容易
に計算され、この床暖房パネル敷設面積に対応した通水
の制御が確実に行われる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記通水制御手段は、基準流量で適正な暖
房が行われる床暖房パネル敷設面積を基準面積とし、上
記に計算された床暖房パネル敷設面積に対するこの基準
面積の比率を基準流量に乗じて、通常運転時の循環流量
としているものであることを特徴として構成している。

【００１２】このような温水床暖房の運転制御システム
では、温水の循環流量が床暖房パネル２の敷設面積に対
応して適正に設定される。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、循環ポンプとしてＤＣポンプを温水発生循
環ユニット１に備え、判定時間に基づいて制御されるＤ
Ｃ電圧調整装置を介して前記ＤＣポンプに電力を供給し
て成ることを特徴として構成している。

【００１４】このような温水床暖房の運転制御システム
では、温水の循環流量をＤＣポンプに供給する電圧を調
整して、容易に適正値に制御することができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項２記載の発
明において、循環ポンプとしてＡＣポンプを温水発生循
環ユニット１に備え、判定時間に基づいて制御されるイ
ンバーター制御装置を介して前記ＡＣポンプに電力を供
給して成ることを特徴として構成している。

【００１６】このような温水床暖房の運転制御システム
では、温水の循環流量をＡＣポンプに供給する電力をイ
ンバーター制御にて調整し、容易に適正値に制御するこ
とができる。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項２記載の発
明において、判定時間に基づいて制御される流量調整弁
を配管流路に有して成ることを特徴として構成してい
る。

【００１８】このような温水床暖房の運転制御システム
では、流量調整弁を調整して、温水の循環流量を容易に
適正値に制御することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の一つの実施の形態を以下
に添付図を参照して説明する。

【００２０】図１はこの実施の形態における運転制御シ
ステムが適用される温水床暖房の構成を示す説明図であ
る。

【００２１】この図において、１は温水発生循環ユニッ
トを示し、温水を発生させるボイラー、および温水を床
暖房パネル２内の配管に通水させるポンプなどから構成
されている。３は暖房エリアであり、通常は、床暖房パ
ネル２が複数枚敷設されて、所望の面積に形成されてい
る。また、床暖房パネル２が複数枚敷設される場合は、
通常は、各床暖房パネル２を並列に連結して通水するよ
うに形成される。

【００２２】また、このような温水床暖房では、ポンプ
から送出される温水の温度および流量は、ある一定値に
設定されて運転されている。また、床暖房パネル２に設
けられた温度センサーにて温水の通水をオンオフして、
暖房温度が所定の温度を維持するようにコントロールさ
れている。

【００２３】ところで、この実施の形態における温水床
暖房の運転制御システムは、以下のような通水制御手段
を有している。つまり、この通水制御手段では、通水が
停止されている状態からスタートする初期準備運転とし
て、温水発生循環ユニット１から床暖房パネル２に温水
を一定の基準流量にて通水し、帰還する温水の温度を検
知して、この温水が床暖房パネル２を循環するに要する
時間を判定時間として測定している。そして、この判定
時間から床暖房パネル敷設面積を計算して、通常の暖房
運転時に循環させる温水の通水を、計算された床暖房パ
ネル敷設面積に対応して適正な暖房が行われるように設
定制御している。

【００２４】この場合における温水の通水の設定は、た
とえば、流速を床暖房パネル敷設面積に比例させて変化
させるか、または、通水を間欠させて温度コントロール
している場合には、通水時間を床暖房パネル敷設面積に
比例させて変化させるかなど、種々の方法で行うことが
できる。

【００２５】より具体的に、流速、すなわち流量を変化
させる場合を例にとって以下に説明する。

【００２６】図２は、この場合における通水制御手段で
の判定時間の測定を示す説明図であり、この図に示すよ
うに、初期準備運転として、通水が停止されている状態
の床暖房パネル２内の水温より高温の温水を、温水発生
循環ユニット１より一定の基準流量で通水している。こ
の場合の温水としては、通常の運転状態に加温された温
水を通水させることができる。そして、帰還する温水の
温度を検知することによって、温水が床暖房エリア３を
形成している床暖房パネル２全体を循環するに要する時
間を、判定時間として測定している。すなわち、通水を
開始してから、床暖房パネル２を出たのちのＢ点での水
温が最初に増加する時までの時間ｔを測定して、このｔ
を判定時間としているのである。

【００２７】そして、床暖房エリア３の面積である床暖
房パネル敷設面積が、この判定時間に比例するとして、
この床暖房パネル敷設面積を計算している。上記判定時
間が床暖房パネル敷設面積に比例するのは、この床暖房
における温水が、一定の基準流量で通水されることに起
因している。つまり、複数の床暖房パネル２が並列に連
結される場合を例にとると、各床暖房パネル２へ通水さ
れる流量は床暖房パネル２の枚数に反比例し、したがっ
て、温水の循環時間は床暖房パネル敷設面積、すなわち
床暖房エリア３の面積に比例することになる。

【００２８】具体的な計算式を示せば、床暖房エリア３
の広さ＝ｔ／（単位面積当たりの保有水量／判定時間に
通水された温水量）となる。

【００２９】上記図２における、具体的な温度の一例を
示すと、約８畳の広さでは、加温された温水は、床暖房
パネル２に入る前のＡ点では約80℃であり、床暖房パネ
ル２を通過する過程で熱を奪われて、床暖房パネル２を
出たＢ点で約60℃になっている。さらに、復路のパイプ
内を通過してある程度温度が低下した後、温水発生ユニ
ット１に戻ることになる。

【００３０】そして、以上のようにして床暖房パネル敷
設面積が計算されると、温水から床暖房エリア３を形成
する床暖房パネル２に与えられる全熱量を、前記の計算
された床暖房パネル敷設面積に比例させて制御するよう
にしている。つまり、上記した基準流量のときに、適正
な暖房が行われる床暖房パネル敷設面積を基準面積と
し、上記に計算された床暖房パネル敷設面積に対するこ
の基準面積の比率を前記基準流量に乗じて、通常運転時
の循環流量としているのである。

【００３１】なお、上記の通常運転時における循環流量
の設定は、運転開始時に自動的に行われるように、構成
されることが好ましい。または、床暖房を施工後の最初
の立ち上げ時に、以上のような初期準備運転が行われて
通常運転時の循環流量が設定され、以降の運転はこの循
環流量で温水が通水されるように構成することも好まし
い。

【００３２】以上のような温水床暖房の運転制御システ
ムでは、床暖房パネル敷設面積が変動しても、通水され
る温水は適正な一定時間で床暖房パネル全体を通過する
ことになる。したがって、温水の温度が通水中に低下し
すぎたりすることがなく、暖房ムラが発生しにくくなる
とともに、必要以上の流速になることもないので、過剰
暖房になることもなく、一定の暖かさに快適に床暖房さ
れる。したがって、それぞれの広さに対応した循環流量
の異なる温水発生循環ユニット１を準備する必要がな
く、床暖房の施工が容易なものになっている。また、こ
の床暖房パネル敷設面積は、上記の初期準備運転の判定
時間によって容易に計算され、この床暖房パネル敷設面
積に対応した通水の制御が確実に行われる。

【００３３】また、上記したような循環流量の制御は、
種々の方法で行うことができる。例えば、循環ポンプと
してＤＣポンプを温水発生循環ユニット１に備え、判定
時間に基づいて制御されるＤＣ電圧調整装置を介して前
記ＤＣポンプに電力を供給するように構成することがで
きる。もしくは、循環ポンプとしてＡＣポンプを温水発
生循環ユニット１に備え、判定時間に基づいて制御され
るインバーター制御装置を介して前記ＡＣポンプに電力
を供給するように構成してもよい。このようなＤＣ電圧
調整装置またはインバーター制御装置によれば、電気的
に流量を確実に調整することができる。

【００３４】または、判定時間に基づいて制御される流
量調整弁を配管流路に備えるように構成することもで
き、この場合は、機械的に流量を確実に調整することが
できる。また、配管流路にバイパスを設け、このバイパ
スに流量調整弁を設けるようにしてもよく、流量調整弁
を全閉状態から全開状態まで変化させて、必要な流量に
制御することができる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、床暖房パネル
敷設面積が変動しても、この床暖房パネル敷設面積に対
応して適正な暖房に必要な一定量の熱量が床暖房パネル
に供給され、一定の暖かさに床暖房される。そして、こ
の床暖房パネル敷設面積は、初期準備運転で得られる判
定時間によって容易に計算され、この床暖房パネル敷設
面積に対応した通水の制御が確実に行われる。

【００３６】請求項２記載の発明では、温水の循環流量
が床暖房パネルの敷設面積に対応して適正に設定され
て、床暖房パネルの敷設面積にかかわらず、温水は一定
時間で床暖房パネル全体を通過する。したがって、温水
の通過に時間がかかりすぎて、温度が低下しすぎるため
に暖房不足になったり、逆に速すぎて過剰暖房になった
りすることがなく、暖房ムラが生じにくくなっている。

【００３７】請求項３記載の発明では、ＤＣポンプに供
給する電圧を制御することによって、温水の循環流量が
電気的に容易かつ確実に適正値に制御される。

【００３８】請求項４記載の発明では、ＡＣポンプに供
給する電力をインバーター制御することによって、温水
の循環流量が電気的に容易かつ確実に適正値に制御され
る。

【００３９】請求項５記載の発明では、流量調整弁を調
整することによって、温水の循環流量が機械的に容易か
つ確実に適正値に制御される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態における温水床暖房
の運転制御システムが適用される温水床暖房の構成を示
す説明図である。

【図２】同上実施の形態の温水床暖房の運転制御システ
ムにおける判定時間の測定を示す説明図である。

【図３】従来の温水床暖房の運転制御システムが適用さ
れた場合の暖房温度を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 温水発生循環ユニット ２ 床暖房パネル ３ 床暖房エリア

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 循環ポンプとボイラーとを有する温水発
   生循環ユニットから、床暖房パネルに循環させる温水の
   通水を制御する温水床暖房の運転制御システムにおい
   て、通水が停止されている状態からスタートする初期準
   備運転として、温水発生循環ユニットから床暖房パネル
   に温水を一定の基準流量にて通水し、帰還する温水の温
   度を検知して、この温水が床暖房パネルを循環するに要
   する時間を判定時間として測定し、この判定時間から床
   暖房パネル敷設面積を計算し、通常運転時に循環させる
   温水の通水を、前記床暖房パネル敷設面積に対応して適
   正な暖房が行われるように設定制御する通水制御手段を
   有して成ることを特徴とする温水床暖房の運転制御シス
   テム。
2. 【請求項２】 上記通水制御手段は、基準流量で適正な
   暖房が行われる床暖房パネル敷設面積を基準面積とし、
   上記に計算された床暖房パネル敷設面積に対するこの基
   準面積の比率を基準流量に乗じて、通常運転時の循環流
   量としているものであることを特徴とする請求項１記載
   の温水床暖房の運転制御システム。
3. 【請求項３】 循環ポンプとしてＤＣポンプを温水発生
   循環ユニットに備え、判定時間に基づいて制御されるＤ
   Ｃ電圧調整装置を介して前記ＤＣポンプに電力を供給し
   て成ることを特徴とする請求項２記載の温水床暖房の運
   転制御システム。
4. 【請求項４】 循環ポンプとしてＡＣポンプを温水発生
   循環ユニットに備え、判定時間に基づいて制御されるイ
   ンバーター制御装置を介して前記ＡＣポンプに電力を供
   給して成ることを特徴とする請求項２記載の温水床暖房
   の運転制御システム。
5. 【請求項５】 判定時間に基づいて制御される流量調整
   弁を配管流路に有して成ることを特徴とする請求項２記
   載の温水床暖房の運転制御システム。