JPH11304167A - 温水暖房システム - Google Patents

温水暖房システム

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JPH11304167A
JPH11304167A JP13134898A JP13134898A JPH11304167A JP H11304167 A JPH11304167 A JP H11304167A JP 13134898 A JP13134898 A JP 13134898A JP 13134898 A JP13134898 A JP 13134898A JP H11304167 A JPH11304167 A JP H11304167A
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一哉 川内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の熱源器を並列に配置した大能力用の温
水暖房システムにおいて、試運転時などに目的とする加
熱能力が得られない場合、簡単に調整できるようにす
る。 【解決手段】 往き管24と戻り管25との間の分岐管
26に熱源器28a,28b,…を設け、複数台の熱源
器28a,28b,…を並列に配置する。さらに、熱源
器28a,28b,…をバイパスするようにして往き管
24と戻り管25の間にバイパス管34を設け、バイパ
ス管34にバイパス流量調整弁35を設ける。循環ポン
プ37の能力が低く、システム出湯温度が高くならない
場合には、バイパス流量調整弁35を絞ることにより、
システム出湯温度を高くできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数台の熱源器を
備えた大能力用の温水暖房システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の温水暖房システム1の構成を図1
に示す。床暖房パネル2の配管3に接続された往き管4
及び戻り管5の間には複数本の分岐管6が設けられてお
り、各分岐管6はそれぞれ加熱用の熱源器(ガス温水機
器)7a,7b,…を通過している。加熱用の熱源器7
a,7b,…は、分岐管6の途中に設けられた熱交換器
8をガスバーナー9で加熱することにより、熱交換器8
を通過する湯を加熱する。また、往き管4と戻り管5と
の間には、熱源器7a,7b,…をバイパスするように
してバイパス管10が配設されており、バイパス管10
には一定流量の湯を通過させるためのバイパス定流量弁
11が設けられている。
【0003】しかして、戻り管5に設けられた循環ポン
プ12を運転すると、温水暖房システム1の熱源器7
a,7b,…から出湯された高温の湯は往き管4を通っ
て床暖房パネル2に供給され、床暖房パネル2を循環し
ながら放熱して室内を暖房する。床暖房パネル2で放熱
して温度が低下した湯は戻り管5を通って温水暖房シス
テム1に戻る。戻り管5を通って温水暖房システム1に
戻った湯の一部は、分岐管6を通って熱源器7a,7
b,…で加熱された後に往き管4へ出湯され、残りの湯
はバイパス管10を通って直ちに往き管4へ入って熱源
器7a,7bで加熱された高温の湯とミキシングされ、
ミキシングされた湯は往き管4を通って再び温水暖房シ
ステム1から床暖房パネル2へ供給される。
【0004】各熱源器7a,7b,…の缶体出湯温度
は、各熱源器7a,7b,…内に設けられた本体コント
ローラ14によって制御されており、各熱源器7a,7
b,…はシステム出湯温度センサ15によって検出され
ている湯温(システム出湯温度)が設定温度となるよう
に制御される。また、システムコントローラ13は、各
本体コントローラ14を通じて開閉弁16を制御し、各
熱源器7a,7b,…の運転/停止等を制御している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような大能力の
温水暖房システムを施工するにあたっては、予め温水暖
房システム及び床暖房パネルの設置現場ごとに、床暖房
パネルの大きさや使用枚数、配管部材の長さや配管径等
を決定し、その圧力損失等の計算に基づいて、各現場に
適した流量のバイパス定流量弁や循環ポンプを選定して
いる。
【0006】しかし、このようにして設置現場に応じて
温水暖房システムを設計しても、実際には、設計時に計
算したとおりにはならない場合がしばしばある。例え
ば、床暖房パネルと温水暖房システムの設置後に試運転
すると、床暖房パネルの温度が設定温度まで上がらず、
その温水暖房システムでは所期の加熱能力が得られない
と分かることがある。このような場合、従来の温水暖房
システムでは、現場でシステム調整を行うことができ
ず、再度設計し直すか、循環ポンプやバイパス定流量弁
等の取り替えを検討する必要があった。
【0007】また、温水暖房システムが設計通りの加熱
能力を発揮しない場合、その原因としては、一般には、
循環ポンプの能力不足やバイパス定流量弁の規定流量が
大き過ぎることが考えられる。すなわち、循環ポンプの
能力が不足していると、圧力損失の大きな熱源器に湯が
あまり流れにくくなり、温水暖房システムから出湯され
る湯の温度が上がらなくなる。あるいは、バイパス定流
量弁の規定流量が大き過ぎると、熱源器を流通する湯の
流量が少なくなるので、バイパス管を通過した水と熱源
器で加熱された高温湯とが混合された湯の温度が上がら
なくなる。しかしながら、その原因が、循環ポンプの能
力不足によるものであるのか、バイパス定流量弁の規定
流量が過大であるためであるのかは、容易に判別でき
ず、これを判別するためにはシステム全体の流量を測定
する大流量用の流量計が必要となり、また各熱源器の流
量を測定する手間も掛かっていた。
【0008】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、設置後に所
期の加熱能力が得られなかった場合でも、その加熱能力
を容易に調整することができる温水暖房システムを提供
することにある。また、その原因を容易に特定すること
ができる温水暖房システムを提供することにある。
【0009】
【発明の開示】請求項1に記載の温水暖房システムは、
往き管と戻り管との間に複数台の熱源器を並列に配置し
た温水暖房システムにおいて、前記往き管と戻り管の間
に前記各熱源器をバイパスするようにしてバイパス管を
設け、該バイパス管に流れる湯の流量を調整する手段を
バイパス管に設けたことを特徴としている。
【0010】請求項1に記載の温水暖房システムにあっ
ては、熱源器をバイパスするように配管されたバイパス
管に流量調整手段を設けているので、温水暖房システム
が設計通りの加熱能力を発揮しない場合には、バイパス
の流量を調整することによってバイパス流量と熱源器に
流れる湯量との比率を変化させ、温水暖房システムのシ
ステム出湯温度を調整することができる。従って、試運
転時や保守点検時などにおいて、従来のように循環ポン
プやバイパス管を交換したりすることなく、簡単に出湯
温度調整することができる。
【0011】請求項2に記載の実施態様は、請求項1に
記載の温水暖房装置において、熱源器への入水温度を検
知する手段と、熱源器からの出湯温度を検知する手段
と、熱源器の燃焼量を制御する手段と、前記入水温度検
知手段及び前記出湯温度検知手段により求めた入水温度
及び出湯温度と、燃焼量制御手段の制御値から求めた燃
焼量に基づいて熱源器に流れる湯量を演算する手段とを
備えたことを特徴としている。
【0012】この実施態様によれば、流量センサや流量
計を用いることなく、各熱源器に流れる缶体流量を求め
ることができる。よって、温水暖房システムのコストを
安価にすることができ、流量センサ等によって熱源器の
圧力損失を大きくすることもない。こうして各熱源器に
流れる缶体流量を知ることができれば、規定流量の過大
なバイパス管が用いられているような場合には、それを
知ることができ、調整の必要なバイパス流量調整弁を特
定することができ、試運転やメンテナンスを容易にする
ことができる。
【0013】請求項3に記載の実施態様は、請求項1に
記載の温水暖房装置において、入水温度を検知する手段
と、システム出湯温度を検知する手段と、各熱源器の燃
焼量を制御する手段と、前記入水温度検知手段及び前記
システム出湯温度検知手段により求めた入水温度及びシ
ステム出湯温度と、燃焼量制御手段の制御値から求めた
各熱源器の燃焼量に基づいて全流量を演算する手段とを
備えたことを特徴としている。ここで、システム出湯温
度とは、各熱源器から出湯された湯が混合された後の湯
温をいう。
【0014】この実施態様によれば、流量センサや流量
計を用いることなく、温水暖房システムの全流量を求め
ることができる。よって、大流量用の流量センサ等が必
要なく、温水暖房システムのコストを安価にすることが
できる。こうして全流量を知ることができれば、循環ポ
ンプの能力が不足しているか否かを判定することがで
き、循環ポンプの能力が不足している場合でも、各バイ
パス流量調整弁を絞ることによって温水暖房システムか
ら出湯される湯の温度(システム出湯温度)を高くする
ことができ、試運転やメンテナンスを容易にすることが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】図2は本発明の一実施形態による
温水暖房システム21を示す概略構成図である。床暖房
パネル22の配管23に接続された往き管24及び戻り
管25の間には複数本の分岐管26が設けられており、
各分岐管26にはそれぞれ定流量弁27と熱源器28
a,28b,…が設けられている。熱源器28a,28
b,…の缶体内においては、水流スイッチ29、入水温
度センサ30、熱交換器31、缶体出湯温度センサ3
2、水量サーボ弁33が分岐管26に設けられている。
往き管24と戻り管25との間には、各熱源器28a,
28b,…をバイパスするようにしてバイパス管34が
配設されており、バイパス管34には流量調整可能なバ
イパス流量調整弁35が設けられている。このバイパス
流量調整弁35としては、圧力損失の小さなゲートバル
ブを用いるのが好ましい。往き管24には、温水暖房シ
ステム21から出湯される湯の温度を検知するためのシ
ステム出湯温度センサ36を設けてあり、戻り管25に
は2台の循環ポンプ37を並列に設置している。各熱源
器28a,28b,…内には、熱交換器31下方にガス
バーナー38が配置されており、また、熱源器28a,
28b,…の燃焼量を制御するための本体コントローラ
39が設けられている。
【0016】システムコントローラ40はメンテナンス
情報等をモニターするための表示部42を備えており、
信号線41によって各熱源器28a,28b,…の本体
コントローラ39やリモートコントローラ(図示せず)
と接続されている。システムコントローラ40は、各熱
源器28a,28b,…を統合制御したり監視したりす
るものであって、室内に設置されたリモートコントロー
ラにより設定された温水暖房システム21の出湯温度
(設定温度)、システム出湯温度センサ36の検出値
(システム出湯温度)、温水暖房システム21の全流
量、各熱源器28a,28b,…内を流れる缶体流量等
が表示部42に表示される。
【0017】しかして、この温水暖房システム21にあ
っては、戻り管25に設けられた循環ポンプ37を運転
すると、温水暖房システム21の熱源器28a,28
b,…から出湯された高温の湯は往き管24を通って床
暖房パネル22に供給され、床暖房パネル22を循環し
ながら放熱して室内を暖房する。床暖房パネル22で放
熱して温度が低下した湯は戻り管25を通って温水暖房
システム21に戻る。戻り管25を通って温水暖房シス
テム21に戻った湯の一部は、分岐管26を通って熱源
器28a,28b,…で加熱された後に往き管24へ出
湯され、残りの湯はバイパス管34を通って直ちに往き
管24へ入って熱源器28a,28b,…で加熱された
高温の湯とミキシングされ、ミキシングされた湯は往き
管24を通って再び温水暖房システム21から床暖房パ
ネル22へ供給される。
【0018】なお、この実施形態では、2台の循環ポン
プ37を並列に設置しているが、これは2台の循環ポン
プ37を同時に運転するという訳ではない。この種の暖
房用大能力システムでは、冬季に循環ポンプ37の故障
や保守点検をする場合には、保守点検中でもシステムを
稼働させなければならないから、予備の循環ポンプ37
を必要とする。また、循環ポンプ37の寿命を長くした
り、保守点検の周期を長くするためにも、2台の循環ポ
ンプ37を交互にローテーションで使用するのが望まし
い。
【0019】このような温水暖房システム21は、現場
に設置した後、上記のように正常に運転動作することを
確認するため試運転される。例えばリモートコントロー
ラによって設定温度を最大設定温度にして試運転したと
き、システムコントローラ40の表示部42に表示され
ているシステム出湯温度が設定温度よりも低かったとす
る。この場合には、温水暖房システム21の加熱能力が
所期の加熱能力を下回っていると判断し、バイパス流量
調整弁35を閉じてシステム出湯温度の調整を行う。熱
源器28a,28b,…に比較してバイパス管34の方
が圧力損失が小さいので、戻り管25から戻ってきた湯
は、バイパス管34を通り易いが、温水暖房システム2
1のバイパス流量調整弁35を閉じていくと、バイパス
流量だけが絞られので、相対的に熱源器28a,28
b,…で加熱される湯量が増加する。よって、温水暖房
システム21から出湯される湯のシステム出湯温度が高
くなる。逆に、バイパス流量調整弁35を開いていく
と、バイパス流量が増加し、システム出湯温度は低くな
る。なお、試運転時に、バイパス流量調整弁35を全閉
にすれば、熱源器28a,28b,…内のエアパージを
容易に行うこともできる。
【0020】このように各バイパス流量調整弁35を調
整すれば、システム出湯温度を調整することができる
が、最適な調整を行うためには、原因に応じてバイパス
流量調整弁35を調整する必要がある。システムコント
ローラ40の表示器に表示されている全流量がデータと
比較して少ない場合には、循環ポンプ37の能力(揚
程)が小さいと考えられるから、この場合には、すべて
のバイパス流量調整弁35を同じように絞るのが望まし
い。これに対し、システムコントローラ40に表示され
ている各熱源器28a,28b,…の缶体流量のうち、
いずれかの缶体流量だけが少ない場合には、機器のばら
つき等によって当該熱源器28a,28b,…の圧力損
失が他の熱源器28a,28b,…よりも大きいか、バ
イパス管34の規定流量が過大であるためであると考え
られる。その場合には、表示されている缶体流量の小さ
な熱源器28a,28b,…に対応するバイパス流量調
整弁35だけを絞ればよい。
【0021】よって、このような構造の温水暖房システ
ム21によれば、循環ポンプ37の能力が小さかった場
合やバイパス管34の選定が適切でなかったような場合
にも、循環ポンプ37やバイパス管34等を取り替える
ことなく、最適な運転状態となるようにシステムを調整
することができる。
【0022】ところで、温水暖房システム21の全流量
や各熱源器28a,28b,…の缶体流量をシステムコ
ントローラ40に表示させ、温水暖房システム21の加
熱能力が不足している原因が分かるようにするために
は、往き管24や各熱源器28a,28b,…内の分岐
管26に流量センサを設ければよい。しかし、流量セン
サでシステムの全流量を計測するためには、大流量用の
流量計が必要となり、各熱源器28a,28b,…を流
れる流量を計測するためには、各熱源器28a,28
b,…毎に流量計が必要となり、コストが高くつく。ま
た、熱源器28a,28b,…に流量センサを取り付け
ると、熱源器28a,28b,…の圧力損失がより大き
くなる。さらには、高温の湯が循環しているので、耐熱
性のある流量計が必要となり、一層コスト高となる。そ
こで、この温水暖房システム21では、以下のようにし
て流量センサを用いることなく、流量を計測している。
【0023】まず、流量センサを用いることなく、各熱
源器28a,28b,…に流れる流量を演算により求め
る方法を説明する。j(=1,2,…)番目の熱源器2
8a,28b,…の燃焼量(ガス比例弁電流から求め
る)をWj、入水温度センサ30により計測された入水
温度をt0、各熱源器28a,28b,…内の缶体出湯
温度センサ32で計測された缶体出湯温度をtjとすれ
ば、当該熱源器28a,28b,…内を流れる缶体流量
jは次式から求めることができる。 Qj=Wj/(tj−t0
【0024】つぎに、流量センサを用いることなく温水
暖房システム21の往き管24に流れる全流量を演算に
より求める方法を説明する。入水温度センサ30により
計測された入水温度をt0、各熱源器28a,28b,
…内の缶体出湯温度センサ32で計測された缶体出湯温
度をt1、t2,…(=tj)、システム出湯温度センサ
36により計測されたシステム出湯温度をtS、上記の
ようにして燃焼量から演算された各熱源器28a,28
b,…内の缶体流量をQ1,Q2,…、システムの全流量
をQSとすると、これらの間には、次式のような熱量保
存の法則が成立つ。 (tS−t0)QS=(t1
0)Q1+(t2−t0)Q2+…よって、これより全流
量QSは、次の式から演算により求めることができる。 QS=[(t1−t0)Q1+(t2−t0)Q2+…]/(tS−t0) =[Σ(tj−t0)Qj]/(tS−t0
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の温水暖房システムを示す概略構成図であ
る。
【図2】本発明の一実施形態による温水暖房システムを
示す概略構成図である。
【符号の説明】
22 床暖房パネル 24 往き管 25 戻り管 26 分岐管 28a,28b,… 熱源器 30 入水温度センサ 32 缶体出湯温度センサ 34 バイパス管 35 バイパス流量調整弁 36 システム出湯温度センサ 37 循環ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 片岡 寿人 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 往き管と戻り管との間に複数台の熱源器
    を並列に配置した温水暖房システムにおいて、 前記往き管と戻り管の間に前記各熱源器をバイパスする
    ようにしてバイパス管を設け、該バイパス管に流れる湯
    の流量を調整する手段をバイパス管に設けたことを特徴
    とする温水暖房システム。
  2. 【請求項2】 熱源器への入水温度を検知する手段と、 熱源器からの出湯温度を検知する手段と、 熱源器の燃焼量を制御する手段と、 前記入水温度検知手段及び前記出湯温度検知手段により
    求めた入水温度及び出湯温度と、燃焼量制御手段の制御
    値から求めた燃焼量に基づいて熱源器に流れる湯量を演
    算する手段と、を備えた、請求項1に記載の温水暖房シ
    ステム。
  3. 【請求項3】 入水温度を検知する手段と、システム出
    湯温度を検知する手段と、 各熱源器の燃焼量を制御する手段と、 前記入水温度検知手段及び前記システム出湯温度検知手
    段により求めた入水温度及びシステム出湯温度と、燃焼
    量制御手段の制御値から求めた各熱源器の燃焼量に基づ
    いて全流量を演算する手段と、を備えた、請求項1に記
    載の温水暖房システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012093064A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Rinnai Corp 暖房システム
CN103267595A (zh) * 2013-05-20 2013-08-28 杨威 一种热量计量系统及其计量方法
CN103712715A (zh) * 2013-12-25 2014-04-09 北京华电滢欣科技有限公司 热能测量装置和热能测量方法
CN104142193A (zh) * 2014-07-31 2014-11-12 天津大学 基于节点质量和能量平衡理论的分户热计量方法和装置
JP2016125690A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 リンナイ株式会社 ボイラ連結システム

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