(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房用の循環水を加熱する熱交換器と、循環水を送給するポンプと、循環水の膨張を吸収するタンクと、熱交換器およびタンクに高温回路および戻り回路を介して接続した高温水を必要とする高温負荷と、高温回路に設けられて循環水温度を検出する高温度検出器と、熱交換器の入水口とポンプの接続部の途中より分岐した低温回路、および戻り回路を介して接続された低温水を必要とする低温負荷と、高温回路と低温回路の途中を連結するバイパス回路と、バイパス回路に設けられて高温回路への通水を止める逆止装置と、低温回路の途中にバイパス回路との接続部より下流の低温負荷側に設けられて循環水温度を検出する低温検出器と、熱交換器を加熱制御する制御手段を備え、前記低温負荷を単独で使用する場合は、前記低温回路からの温度の低い循環水とバイパス回路からの高温に加熱された循環水を混合して供給するとともに、前記バイパス回路からの循環水を前記低温検出器で検出された温度に基づき前記熱交換器を加熱制御して所定の高温度に制御することで、低温負荷への循環量を増大させるとともに、所定の混合湯温を確保するようにした温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、温水暖房装置の温水の加熱制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の温水暖房装置は、例えば図３に示すように、暖房用の循環水を循環するポンプ１と、この循環水を加熱する熱交換器２と、循環水の膨脹を吸収するタンク３とが設けられている。温風による暖房あるいは乾燥に用いられる高温水を必要とする高温負荷４は、熱交換器２とは高温回路５で、タンク３とは戻り回路６にて接続され、高温回路５には、高温度検出器７が取り付けられている。
【０００３】
また、熱交換器２の入水口とポンプ１との接続部より分岐した低温回路８と、戻り回路６を介して接続された床暖房等の低温水を必要とする低温負荷９が設けられている。さらに高温回路５と低温回路８を連結するバイパス回路１０と、バイパス回路１０には逆止装置１１がある。低温回路８の途中のバイパス回路１０との合流点よりも上流側には、低温回路８を流れる循環水の流量を制御するオリフィス１２が設けられている。
【０００４】
装置を遠隔操作するリモコン２０には、低温負荷９を運転するための運転スイッチ２１と、循環水の温度を設定する温度設定スイッチ２２が設けられている。また、高温負荷４には高温水、低温負荷９には低温水を送給するように制御する制御装置１３が設けられていて、しかも上記部品は図の破線で電気的に接続されている。
【０００５】
次にその動作について説明する。高温負荷４の運転スイッチ（図示せず）をＯＮすると、その信号を受けた制御装置１３が、ポンプ１を作動させ、循環水を送給する。熱交換器２にて循環水を加熱し、高温度検出器７が送給される高温水の温度を検出して、高温度（約８０℃）になるように加熱する。所定温度に加熱された高温水は、高温回路５を経由して、高温負荷４に送給され、暖房あるは乾燥するために放熱され、戻り回路６を経由して、タンク３に戻ってくる。また、バイパス回路１０に設けられた逆止装置１１により、低温回路８から高温回路５への逆流を防止し、設定温度の高温水にする。
【０００６】
図４は、低温負荷９使用時の制御装置１３のシーケンスフローを示し、Ｂ１にて低温負荷９の運転スイッチ２１のみをＯＮすると、その信号を受けた制御装置１３が、Ｂ２にてポンプ１を作動させ、循環水を送給する。高温負荷４の運転スイッチがＯＮになっていないため、高温負荷４の開閉弁（図示せず）が閉状態であり、高温負荷４には循環水は送給されない。循環水の一部は、熱交換器２を通過せずに加熱されずに低温回路８に流れる。残りの循環水は、Ｂ３にて熱交換器２にて加熱され、高温回路５から、バイパス回路１０を通り、低温回路８に流れ込み、ここで混合して低温負荷９に低温水を送給する。低温負荷９にて放熱した低温水は戻り回路６を経由してタンク３に戻る。
【０００７】
ここで、低温負荷９に送給される低温水の温度を検出していないため、温度設定スイッチ２２にて設定された温度の低温水（約６０℃）を送給するため、Ｂ３にて熱交換器２では、所定温度（約６ｄｅｇ）温度設定スイッチ２２にて設定された温度より高くなるように循環水を加熱し、低温回路８を流れる加熱されない循環水と混合して、所定温度の低温水にしている。低温回路８は、熱交換器２〜高温回路５〜バイパス回路１０よりも抵抗が少ないため、このままでは低温回路８に流れすぎてしまう。
【０００８】
そこで低温回路８に設けられたオリフィス１２が、低温回路８に流れる循環水の流量を絞り、混合する割合が所定の割合（バイパス回路１０から流れる流量：低温回路８を流れる流量＝約２：１）になるようにして、所定温度高く加熱された循環水と加熱されない循環水が混合したら設定温度の低温水になるようにしている。ここで、低温回路８のオリフィス１２の抵抗を減らして、低温回路８の流量を増やすと、低温負荷９に送給される低温水の温度を検出していないため、低温負荷９に送給される循環水の温度が変動してしまう。
【０００９】
それはなぜかというと、高温回路５からの循環水は常に何ｄｅｇか高く加熱しているが、低温負荷９に送給される低温水の流量が一定という条件において、持っている熱量は一定である。低温負荷９の放熱が大きく、戻り温度が低下してしまうと、混合したとき、低温回路８の持っている熱量の変動に影響を受けやすい。低温回路８の抵抗を減らすため、低温回路８の流量が多くなり、戻り温度の変動により、持っている熱量の変動が大きい。従って、低温負荷９には、温度設定スイッチ２２にて設定された温度よりも低い循環水が送給されることになる。
【００１０】
反対に、オリフィス１２の抵抗をもっと大きくすると高温回路５からの流量が増え、低温負荷９に送給される循環水の温度は戻り温度の影響を受けにくくなる。しかし、低温水の多くが熱交換器２〜高温回路５〜バイパス回路１０を通ることになり、回路の抵抗が増え、ポンプ１の持つ揚程が減少してしまう。低温負荷９として、床暖房が接続されるが、多くの枚数を要求され、揚程が小さいと接続できる床暖房の枚数が減少してしまう。Ｂ４にて、高温度検出器７が設定温度よりも高いと検出するとＢ５にて加熱を停止する。さらにＢ６にて循環水の温度が所定温度より低下すると再度加熱する。
【００１１】
次に、低温負荷９と高温負荷４を同時に使用するときは、高温度（約８０℃）になるように熱交換器２にて循環水を加熱し、高温負荷４に送給する。低温負荷９にも、高温度に加熱された循環水がバイパス回路１０を経由して、低温回路８に流れ込む。高温度の循環水は低温水に必要な温度よりもかなり高いため、低温回路８にて混合しても設定温度よりも高くなってしまう。オリフィス１２により、低温回路８の流量を絞っているため、高温回路５から低温回路８に流れる流量が多く、高温度の循環水の影響を大きく受ける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成では、低温負荷９に送給される低温水の温度を検出していないため、低温負荷９の放熱が大きくなったときには、その影響を受け、低温負荷９に送給される低温水の温度が低下してしまい、一定にはならない。さらに、高温回路５からバイパス回路１０を経由して低温回路８に流れる循環水の流量が多く必要なため、ポンプ１の高温負荷４への揚程が減少してしまう。また、高温負荷４と低温負荷９を同時に使用したとき、低温負荷９に送給される低温水の温度が上昇してしまい、床暖房使用時に熱すぎるという欠点がある。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解消するもので、低温負荷に送給される低温水の温度を検出して、低温負荷に送給される低温水の温度を安定させ、ポンプの揚程を損なわないようにし、しかも高温負荷４と同時に使用したときに低温負荷９に送給される低温水の温度が高くならないようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の温水暖房装置は、暖房用の循環水を加熱する熱交換器と、循環水を送給するポンプと、循環水の膨張を吸収するタンクと、熱交換器およびタンクに高温回路および戻り回路を介して接続した高温水を必要とする高温負荷と、高温回路に設けられた高温度検出器と、熱交換器の入水口とポンプの接続部の途中より分岐した低温回路、および戻り回路を介して接続された低温水を必要とする低温負荷と、高温回路と低温回路の途中を連結するバイパス回路と、バイパス回路に設けられた逆止装置と、低温回路の途中にバイパス回路との接続部より低温負荷側に設けられた低温検出器と、熱交換器を加熱制御する制御手段を備え、前記低温負荷を単独で使用する場合は、前記低温回路からの温度の低い循環水とバイパス回路からの高温に加熱された循環水を混合して供給するとともに、前記バイパス回路からの循環水を前記低温検出器で検出された温度に基づき前記熱交換器を加熱制御して所定の高温度に制御することで、低温負荷への循環量を増大させるとともに、所定の混合湯温を確保するようにしたものである。
【００１５】
【作用】
上記手段により本発明の温水暖房装置は、制御手段の働きで、低温負荷に送給される低温水の温度を検出することにより、戻り温度の影響を受けず、安定した温度の低温水を低温負荷に送給する。さらに、低温回路を流れる循環水の流量を増やすことにより、ポンプの揚程を高くする。また、低温負荷を高温負荷と同時に使用したときにも、低温負荷に送給される低温水の温度が高くならない。
【００１６】
【実施例】
以下本発明による給湯暖房装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。本発明の温水暖房装置は、例えば図１に示すように、暖房用の循環水を循環するポンプ１と、この循環水を所要温度に加熱制御する熱交換器２と、循環水の膨脹を吸収するタンク３とが設けられている。温風による暖房あるいは乾燥に用いられる高温水を必要とする高温負荷４は、熱交換器２とは高温回路５で、タンク３とは戻り回路６にて接続され、高温回路５には、高温度検出器７が取り付けられている。また、熱交換器２の入水口とポンプ１との接続部より分岐した低温回路８と、戻り回路６を介して接続された床暖房等の低温水を必要とする低温負荷９が設けられている。さらに高温回路５と低温回路８を連結するバイパス回路１０と、バイパス回路１０には逆止装置１１がある。低温回路８の途中にバイパス回路１０との接続部より低温負荷９側に設けられた低温度検出器１６とがある。
【００１７】
装置を遠隔操作するリモコン２０には、低温負荷９を運転するための運転スイッチ２１と、低温水の温度を設定する温度設定スイッチ２２が設けられている。高温負荷４には高温水、低温負荷９には低温水を送給するように制御する制御装置１４と上記部品は図の破線で電気的に接続されている。また、制御装置１４には、低温負荷９使用時には低温度検出器１６により温度を検出して低温水の温度を制御する制御手段１５が設けられている。
【００１８】
次にその動作について説明する。高温負荷４の運転スイッチ（図示せず）をＯＮすると、その信号を受けた制御装置１４が、ポンプ１を作動させ、循環水を送給する。熱交換器２にて循環水を加熱し、高温度検出器７が送給される循環水の温度を検出して、高温度（約８０℃）になるように加熱する。設定温度に加熱された高温度の高温水は、高温回路５を経由して、高温負荷４に送給され、暖房あるいは乾燥するために放熱され、戻り回路６を経由して、タンク３に戻ってくる。また、バイパス回路に設けられた逆止装置１１により、低温回路８から高温回路５への低温水の逆流を防止している。
【００１９】
図２は、低温負荷９使用時の制御装置１４のシーケンスフローを示し、Ａ１にてリモコン２０の低温負荷９の運転スイッチ２１のみをＯＮすると、その信号を受けた制御装置１４が、Ａ２にてポンプ１を作動させ、循環水を送給する。高温負荷４の運転スイッチがＯＮになっていないため、高温負荷４の開閉弁（図示せず）が閉状態であり、高温負荷４には循環水は送給されない。循環水の一部は、熱交換器２を通過せずに加熱されずに低温回路８に流れる。残りの循環水は、Ａ３で熱交換器２にて加熱され、高温回路５から、バイパス回路１０を通り、低温回路８に流れ込み、ここで混合して低温負荷９に低温水を送給する。
【００２０】
低温負荷９に送給される低温水は、低温度検出器１６にて温度を検出され、温度設定スイッチ２２にて設定された温度になるように熱交換器２にて加熱される。低温負荷９に送給され、放熱した低温水は戻り回路６を経由してタンク３に戻る。低温度検出器１６にて低温負荷９に送給される低温水の温度を検出しているため、低温回路８を流れる循環水の流量を多くして、熱交換器２〜高温回路５〜バイパス回路１０から合流する循環水の流量を少なくする設定しておき、熱交換器２にて加熱する循環水の温度を高温度（約８０℃までの所要温度）に高く制御することにより、高温回路５の流量を減らしても持っている熱量を大きくすることにより可能である。
【００２１】
従来は、低温度検出器１６がないため、このようにすると低温回路８の流量が多くなり、戻り温度の影響を受け、低温負荷９に送給される温度が一定でなかった。しかし、本発明は低温度検出器１６により温度検出しているため、戻り温度の変化に従って、高温回路５からの循環水の温度を加熱制御によって変化させ、低温回路８にてバイパス回路１０が混合したら設定温度にすることができる。また低温回路８は、熱交換器２を経由しないため抵抗が小さいため、低温回路８の流量を増やすことにより、ポンプ１の低温負荷９にかける揚程を大きくすることができる。低温負荷９は、床暖房であり、床暖房は接続枚数を多く要求され通水抵抗も大きくなる。本発明では、揚程を大きくすることができるため、床暖房の接続枚数を多くすることができる。
【００２２】
次に、低温負荷９と高温負荷４を同時に使用するときは、高温度（約８０℃）になるように熱交換器２にて循環水を加熱し、高温負荷４にも送給する。低温負荷９にも、高温度に加熱された循環水がバイパス回路１０を経由して、低温回路８に合流後に流れ込む。従来より低温回路８からの循環水は流量が多く、かつ各負荷にて放熱した温度の低い戻り回路６の循環水であるため、バイパス回路１０から高温度に加熱された循環水が低温回路８にて混合しても、低温負荷９に送給される低温水の温度は高くならない。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の温水暖房装置は、低温負荷に送給される低温水の温度を検出して所要温度に加熱制御し、低温回路を流れる循環水の流量を増やすことができるため、次の効果がある。
(1) 低温負荷に送給される低温水の温度を一定にすることができ、快適な床暖房が可能である。
(2) ポンプの低温負荷への揚程を高くすることができ、接続できる床暖房の枚数を多くすることができる。
(3) 低温負荷、高温負荷同時使用時において、低温負荷に送給される循環水の温度を従来よりも低くすることができるため、床暖房使用時において、熱すぎることがなく、快適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の給湯暖房装置を示す構成図
【図２】同装置のフローチャート
【図３】従来の給湯暖房装置の構成図
【図４】同装置のフローチャート
【符号の説明】
１  ポンプ
２  熱交換器
３  タンク
４  高温負荷
５  高温回路
６  戻り回路
７  高温度検出器
８  低温回路
９  低温負荷
１０  バイパス回路
１１  逆止装置
１５  制御手段
１６  低温度検出器
【図１】
0003635668.tif 000002
【図２】
0003635668.tif 000003
【図３】
0003635668.tif 000004
【図４】
0003635668.tif 000005