(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に応じて段階的又は比例的に出力制御自在の一台の熱源機を用いて複数系統の床暖房用温水マットに温水を循環させ、かつ室温制御の際、設定室温と現在の室温との差により温水の循環時間を決定して間欠運転を行う床暖房装置において、複数系統の温水マットが同時に間欠運転を行うようになった場合、全系統の間欠運転の温水循環開始タイミングを同期させる同期運転制御回路を設けたことを特徴とする床暖房装置。
【請求項２】
間欠運転は、一定時間当りの温水の循環時間の長さで室温制御を行う請求項１記載の床暖房装置。
【請求項３】
熱源機の出湯側に往きヘッダーを取り付けると共にこの往きヘッダーに系統毎にＯＮ、ＯＦＦ制御バルブを設けてこの制御バルブにより温水の循環開始タイミングを同期させる制御を行う請求項１又は２記載の床暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一台の熱源機を用いて複数系統の床暖房を行い、かつ室温制御の際、設定室温と現在の室温との差により、一定時間当りの温水の循環時間の長さを決定して周期的に間欠運転を行う床暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
床暖房装置において、一台の熱源機で発生した温水を複数系統の床暖房に循環させる場合の例を図３に示す。この図３において、１は熱源機、２は往きヘッダー、３は還りヘッダー、４、５、６は温水マット（床暖房）、４ａ、５ａ、６ａは往きヘッダー２及び還りヘッダー３と各温水マット４、５、６間を結んでいる温水循環配管（ペアチューブ）、７、８、９は床暖房コントローラー、７ａ、８ａ、９ａは室温センサ、１０、１１、１２は信号線、１３は制御回路（電装基板）である。
【０００３】
上記床暖房装置においては、熱源機１で温水を発生し、これを往きヘッダー２から温水循環配管４ａ、５ａ、６ａを経由して各温水マット４、５、６内に循環させて床暖房を行うものである。
【０００４】
そして、室温制御は、床暖房コントローラー７、８、９に入力された設定室温と、室温センサ７ａ、８ａ、９ａで検出される現在の室温との差（負荷）が一定以上の場合には、温水マット４、５、６内に温水を連続的に循環させる運転を行い、この温度差がある一定温度以下になると、温水を間欠的に循環させる運転に切り換わる方式となっている。
【０００５】
又、上記間欠運転は、更に、負荷に応じて、一定時間、例えば２０分の間に温水が循環する時間を段階的に決定しており、負荷が大きいときは長く、例えば１８分間温水を循環させて２分間停止するという運転を繰り返し、負荷が小さいときは３分間温水を循環させて１７分間停止するという運転を繰り返して室温制御を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり、従来の床暖房装置における室温制御には間欠運転が組み合わされていることから、床暖房が複数系統ある場合には、夫々の系統が独自に間欠運転を行うようになる。この例を図４に基づいて説明する。
【０００７】
Ａ室（温水マット４）の場合は、３分間間欠運転、１７分間停止、Ｂ室（温水マット５）の場合は、８分間間欠運転、１２分間停止、Ｃ室（温水マット６）の場合は、５分間間欠運転、１５分間停止の間欠運転が夫々独自に行われている。この時、熱源機１は、各系統の間欠運転が、例えば２系統重複するときは、その重複の間だけ三段階制御にあっては中出力で運転し、３系統が重複するときは、その重複の間だけ大出力で運転し、１系統だけの場合には小出力で運転を行っている。しかし、夫々の室内の負荷が異なるため、大又は中出力で運転している時間は短く、小出力（低負荷）で運転している時間の方が遥かに長い。
このため、熱源機１は高負荷に重点を置いた設計となっているため、低負荷運転の場合には、システム効率が悪いという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、複数系統が同時に間欠運転行っている間は、間欠運転の開始タイミング（温水の循環開始タイミング）を常に同期させることにより、重複運転時間を間欠運転開始から一定時間は必ず成立するように制御して、相対的に低負荷運転時間を少なくすることにより、装置の運転の効率の向上を図ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために提案する本発明の構成は次のとおりである。
【００１０】
請求項１に記載の発明においては、床暖房装置において、負荷に応じて段階的又は比例的に出力制御自在の一台の熱源機を用いて複数系統の床暖房用温水マットに温水を循環させ、かつ室温制御の際、設定室温と現在の室温との差により温水の循環時間を決定して間欠運転を行う床暖房装置において、複数系統の温水マットが同時に間欠運転を行うようになった場合、全系統の間欠運転の温水循環開始タイミングを同期させる同期運転制御回路を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、間欠運転は、一定時間当りの温水の循環時間の長さで室温制御を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明においては、請求項１又は２に記載の発明において、熱源機の出湯側に往きヘッダーを取り付けると共にこの往きヘッダーに系統毎にＯＮ、ＯＦＦ制御バルブを設けてこの制御バルブにより温水の循環開始タイミングを同期させる制御を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】
熱源機で発生した温水は、往きヘッダーで各系統に分岐されて夫々の床暖房用温水マットを循環して還りヘッダーに還る。この温水の循環は、負荷が大きい時（設定室温と現在の室温との差が大きい時）には連続的に循環し、あらかじめ定められた大きさの負荷になると間欠運転に移行する。この間欠運転は、負荷に応じて一定時間当りの運転時間が決定されていて、所謂きめ細かな制御を段階的に行うようになっている。この間欠運転が複数系統において同時に行われるようになると、同期運転制御回路は、温水の間欠循環開始タイミングを同期させる。この結果、例えば２系統が同時に間欠運転を開始したとすると、２０分間内に一方は５分間の間欠運転に制御されていて、他方が１３分間であるとすると、重複している５分間は中負荷運転を行い、その後８分間だけ低負荷運転を行う。この結果、相対的に低負荷運転時間が減少する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
床暖房装置は、一台の熱源機で発生した温水を複数系統の床暖房に循環させる方式である。熱源機は、床暖房専用機又はこれに給湯機能、暖房機能を組み合わせたもの、或いは給湯、暖房と共に風呂の追い焚き機能を組み合わせたもの等であって、熱源機の種類は問わないが、負荷に応じて出力が大・中・小又は比例制御できるタイプのものが前提である。
また、本発明が適用される床暖房装置は、間欠運転により室温制御を行う方式を採用したものが前提である。
【００１５】
間欠運転の制御は、熱源機の出湯側に設けた往きヘッダー内に系統毎に制御バルブを取り付けておき、このバルブのＯＮ、ＯＦＦで行うようにしてもよいし、床暖房用温水マット側に同様の機能を有するバルブを取り付けておくようにしてもよい。
【００１６】
間欠運転は、一定時間当り、例えば１５分とか２０分の間に何分間床暖房内に温水を循環させるか、ということで決定され、この一定時間は一つのシステムにおいては全系統原則的に同一に設定されている。
間欠運転時間は、床暖房コントローラーに入力された設定室温と現在の室温との差の大きさにより、段階的に変化するものとする。
【００１７】
同期運転制御回路は、複数の床暖房から間欠運転に移行したことを示す信号が入力されると、間欠運転の開始タイミングを同期させる演算を行い、この演算に基づいて、例えば往きヘッダーに設けた制御バルブが開くタイミングを一致させる。但し、制御バルブが閉じるタイミングは夫々の系統毎に行われることは勿論である。
【００１８】
【実施例】
図１に基づいて、本発明の実施例を詳述する。
１は出力を大・中・小に可変自在の熱源機、２は夫々の系統毎にＯＮ、ＯＦＦ制御するための制御バルブ２ａ、２ｂ、２ｃを設けた往きヘッダー、３は還りヘッダー、４、５、６は温水マット、４ａ、５ａ、６ａは往きヘッダー２と還りヘッダー３と温水マット４、５、６を夫々結んでいる温水循環配管、７、８、９は各室毎に設けた床暖房コントローラー、７ａ、８ａ、９ａは室温センサ、１０、１１、１２は信号線である。
【００１９】
１３は熱源機１に設けた同期運転制御回路１３ａを含むシステムの制御回路であって、前記床暖房コントローラー７、８、９で入力された設定室温及び室温センサ７ａ、８ａ、９ａで検出される室温は、信号線１０、１１、１２を経由してこの制御回路１３に入力される。
【００２０】
図２は、本発明である温水循環開始タイミングを同期させる例と熱源機１の出力の変化を示す説明図であって、図１に示す温水マット４（Ａ室）、温水マット５（Ｂ室）、温水マット６（Ｃ室）が間欠運転に入ったときに行う同期運転制御回路１３ａの制御例である。
【００２１】
いま、Ａ室の間欠運転が３分間温水循環、１７分間停止の周期で運転中に、Ｂ室が８分間温水循環、１２分間停止の周期で間欠運転に入ったとすると、同期運転制御回路１３ａから同期信号が入り、Ａ室側の温水循環開始タイミング前に、一旦Ｂ室側に至る系統の制御バルブ２ｂを閉じてＡ室側の制御バルブ２ａが開くタイミングに合わせてＢ室側の制御バルブ２ｂを開く。この同期制御により、Ａ室とＢ室の床暖房が同時に間欠運転を行っている間、熱源機１は３分間中出力で運転し、５分間小出力で運転し、これを繰り返す。
【００２２】
次に、Ｃ室側が途中で間欠運転に入ったとすると、Ｂ室の時と同じように、制御バルブ２ｃを閉じて一旦間欠運転を中断し、次にＡ室（Ｂ室）側が間欠運転を開始するタイミングまで待機し、同時のタイミングで制御バルブ２ｃを５分間開き、１５分間閉じるという周期で間欠運転を行う。この同期制御により、熱源機１は、３分間高出力、２分間中出力、３分間小出力の運転を行い、１２分間停止する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は以上のように、複数系統の床暖房が同時に間欠運転を継続している間は、温水循環開始タイミングを全て同期させるため、効率の良い大・中出力で熱源機が運転している時間を長く、小出力で運転している時間を従来の制御方式に比較して短くすることができる。この結果、システムの効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した床暖房装置の説明図。
【図２】複数系統同時間欠運転時の制御例と熱源機の出力変化を示す説明図。
【図３】従来の床暖房装置の説明図。
【図４】従来の床暖房装置における複数系統同時間欠運転時の制御例と熱源機の出力の変化を示す説明図。
【符号の説明】
１  熱源機
２  往きヘッダー
２ａ，２ｂ，２ｃ  制御バルブ
３  還りヘッダー
４，５，６  温水マット
４ａ，５ａ，６ａ  温水循環配管
７，８，９  床暖房コントローラー
７ａ，８ａ，９ａ  室温センサ
１０，１１，１２  信号線
１３  制御回路
１３ａ  同期運転制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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