(57)【要約】【課題】  多種多様な温水供給システムに対応して床暖房を簡単に実現できる暖房制御ユニットを提供する。【解決手段】  熱源機で発生する温水の熱を、居室内の床暖房放熱器へ伝える途中に設けられ、前記居室内の床暖房放熱器へ運ばれる温水の循環制御機能を有することを特徴とする暖房制御ユニットとする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機で発生する温水の熱を、居室内の床暖房放熱器へ伝える途中に設けられ、前記居室内の床暖房放熱器へ運ばれる温水の循環制御機能を有することを特徴とする、暖房制御ユニット。
【請求項２】
熱源機と熱交換器との間を循環する配管である一次側循環路を循環する温水と、床暖房放熱器と熱交換器との間を循環する配管である二次側循環路を循環する温水との間の熱交換により温度調整することを特徴とする、請求項１に記載の暖房制御ユニット。
【請求項３】
前記二次側循環路は、熱交換器、熱動弁、往きヘッダー、床暖房放熱器、戻りヘッダー、ポンプ、そして再び熱交換器という経路で循環する配管であり、かつ、前記熱交換機と前記熱動弁との間の配管と、前記戻りヘッダーと前記ポンプとの間の配管とを結ぶ、循環配管を備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の暖房制御ユニット。
【請求項４】
前記熱動弁が、外部温度情報に基づいて開閉制御する信号を与えられることで開閉することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の暖房制御ユニット。
【請求項５】
温水の温度調整が、床暖房放熱器が設置された居室内に設けられた温度制御機より検知された居室内温度が設定温度よりも高いときには前記熱動弁が閉まり、前記温度制御機により検知された居室内温度が設定温度よりも低いときは前記熱動弁が開くことによって、設定温度に調節されるものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の暖房制御ユニット。
【請求項６】
前記熱動弁の開閉が、一定時間間隔で行われることを特徴とする、請求項５に記載の暖房制御ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の暖房制御ユニットを接続してなる、床暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源機の仕様に関わらず床暖房放熱器に供給する温水の循環制御を行うことができる、床暖房システムのための暖房制御ユニットおよびそれを有する床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般住宅、集合住宅、ホテル、病院、高齢者養護施設などの建造物においては、居住性を高める目的で、床面から暖房する床暖房システムが一般的になりつつある。かかる床暖房システムは、熱源機から供給された温水が、床暖房放熱器内の温水配管を循環する際に放熱することによって居室が暖房されるものである。
【０００３】
温水を供給する熱源機としては、給湯・暖房を一台でまかなうガス式熱源機が主流である。該熱源機は、循環温度、循環流量、循環ポンプ楊程、システム保有水量等、予め床暖房行える仕様に設計されており、所定の放熱器を配管接続するだけで床暖房が行えるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然るに現在は、温水を供給できるシステムが、ヒートポンプ式、地域暖房システム、太陽熱温水器、地熱利用等、多様化しており、近い将来は燃料電池等も市場に投入されることが予想される中、これらのシステムは前述した設計仕様が盛り込まれていないため、そのままでは床暖房に利用できないのが現状となっている。
【０００５】
地域暖房システムを例にとると、工場廃熱等を一次熱交換し、二次側に作り出された循環温水を利用居室に設置されたパネルラジエーターに回すことで該居室内に放熱して暖房を行うようになっている。各居室には循環温水の往き戻り口があるが、温度、圧力、流量等のバランスが合っていないため床暖房放熱器を直接接続することができず、そのままでは床暖房ができないのである。
【０００６】
そこで、本発明は、多種多様な温水供給システムに対応して床暖房を簡単に実現できる暖房制御ユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明の第一の態様は、熱源機（２０）で発生する温水の熱を、居室内の床暖房放熱器（３１〜３５）へ伝える途中に設けられ、前記居室内の床暖房放熱器（３１〜３５）へ運ばれる温水の循環制御機能を有することを特徴とする、暖房制御ユニット（１０）を提供して前記課題を解決する。
【０００９】
この態様において、暖房制御ユニット（１０）は、熱源機（２０）と熱交換器（１）との間を循環する配管である一次側循環路を循環する温水と、床暖房放熱器（３１〜３５）と熱交換器（１）との間を循環する配管である二次側循環路を循環する温水との間の熱交換により温度調整されるものであることが好ましく、また、前記二次側循環路は、熱交換器（１）、熱動弁（２、３）、往きヘッダー（４、５）、床暖房放熱器（３１〜３５）、戻りヘッダー（７）、ポンプ（６）、そして再び熱交換器（１）という経路で循環する配管であり、かつ、前記熱交換機（１）と前記熱動弁（２、３）との間の配管と、前記戻りヘッダー（７）と前記ポンプ（６）との間の配管とを結ぶ、循環配管（８）を備えていることが好ましい。
【００１０】
更に、前記熱動弁（２、３）は、外部温度情報に基づいて開閉制御する信号を与えられることで開閉するものであることが好ましく、また、温水の温度調整は、床暖房放熱器（３１〜３５）が設置された居室内に設けられた温度制御機（４１、４２）より検知された居室内温度が設定温度よりも高いときには前記熱動弁（２、３）が閉まり、前記温度制御機（４１、４２）により検知された居室内温度が設定温度よりも低いときは前記熱動弁（２、３）が開くことによって、設定温度に調節されるものであることが好ましい。
【００１１】
更に、熱動弁（２、３）の開閉は、床表面温度の低下を抑止するために、温水循環が停止している場合でも所定間隔で行われることが好ましい。
【００１２】
これらの発明によれば、熱交換器（１）の一次側にはどのような温水でも流せるため、多種多様な熱源に対応可能で快適な床暖房を実現できる暖房制御ユニット（１０）を提供することができる。
【００１３】
本発明の第二の態様は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の暖房制御ユニット（１０）を接続してなる、床暖房システム（１００）を提供して前記課題を解決する。
【００１４】
第二の態様の発明によれば、多種多様な熱源に対応可能で快適な床暖房システム（１００）を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の暖房制御ユニットは、床暖房システムの温水温度を調整するための部品が一つのケースに収納された、着脱可能なユニットである。したがって、配管の経路上で、配管と連結することで、容易に設置することができるため、施工が簡易であり、また、修理、部品交換等も容易に行うことができる。また、暖房制御ユニットは、熱源機と床暖房放熱器との間の配管経路途中に接続されるため、温水温度の微調整が可能である。
【００１６】
本発明のこのような作用および利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。図１は、本発明の暖房制御ユニット１０が接続された、床暖房システム１００の構成を概略的に示す図である。床暖房システム１００においては、居室Ａには二つの床暖房放熱器３１、３２、そして居室Ｂには３つの床暖房放熱器３３、３４、３５が敷設されており、これらを循環する温水の熱は、一つの熱源機２０から供給されている。
【００１８】
温水が循環する配管は、熱源機２０と熱交換器１を循環する経路である一次側循環路と、熱交換器１から出て、床暖房放熱器３１〜３５を循環して再び熱交換器１に戻る経路である二次側循環路の二系統存在し、それぞれの経路を流れる温水は直接交わらずに、熱交換器１内で熱交換のみを行っている。すなわち、一次側循環路を循環する温水が、熱交換器１内で熱交換することによって、二次側循環路を循環する温水に熱を供給している。
【００１９】
温度調整を迅速に行うために、二次側循環路の熱交換器１出口配管に温水温度を測定するためのセンサを設け、二次側循環路の熱交換機１入り口に温水流量を制御する調節弁を設けて、これらセンサと調節弁を電気信号で結び、温度により流量調節の制御が可能な構成とすることもできる。
【００２０】
熱交換器１から出た二次側循環路側の温水は、二つの居室Ａ、Ｂのための往きヘッダー４、５をそれぞれ経由して各床暖房放熱器３１〜３５内の温水配管を循環し、戻りヘッダー７、ポンプ６を経由して再び熱交換器１に戻る。熱交換器１と、往きヘッダー４、５との間には、それぞれ熱動弁２、３が設けられている。
【００２１】
本発明の暖房制御ユニット１０は、図１においては、熱交換器１と、熱動弁２、３、ポンプ６、そして往きヘッダー４、５および戻りヘッダー７で構成された、独立した一つのユニットである。これらの構成部品は、金属製あるいは樹脂製の、４００ｍｍ×４００ｍｍ×４００ｍｍ程度の一つのケースに収納され、居室の内あるいは外に設置される。暖房制御ユニット１０は、床暖房システムの配管経路上に、配管と連結することで、容易に設置することができるため、施工が容易であり、また、ケースに扉を設けることで、修理、部品交換等も容易に行うことができる。一戸の住戸内で種類の異なる床暖房放熱器が使用され、床暖房放熱器の種類によって温水供給設定温度が異なるような場合には、暖房制御ユニット１０は複数個設けられてもよい。
【００２２】
往きヘッダー４、５は、一本の往き配管を複数の往き配管に分岐させるものであり、図１の床暖房システム１００のように、複数の床暖房放熱器３１〜３５に一つの熱源機２０で温められた温水を供給する場合に使用される。同様に、戻りヘッダー７は、複数の床暖房放熱器３１〜３５からの複数の戻り配管を一本にまとめるものである。これら往きヘッダー４、５、戻りヘッダー７を使用することで暖房制御ユニット１０内の配管経路、構造を簡素化し、暖房制御ユニット１０のサイズを小さくして省スペース化を図ることができる。また、熱交換器１やポンプ６と連結する配管が一つになっているので、例えば複数のポンプ６を設ける必要がなく、コスト削減にもなっている。
【００２３】
ポンプ６は、床暖房放熱器３１〜３５に所定の流量を流すために温水を循環させる役割を有する。床暖房放熱システム１００が作動していない時にはポンプは停止してもよいが、後述する循環配管８によって、温水は床暖房放熱器３１〜３５を経由しない循環が可能なので、ポンプの運転が継続されていてもよい。
【００２４】
熱動弁２、３は、弁開閉の信号を電気信号または無線信号により受けて自動開閉する電磁弁であり、熱動弁２、３が閉まると床暖房放熱器３１〜３５への温水供給が停止され、逆に熱動弁２、３が開くと床暖房放熱器３１〜３５へ温水が供給される。図１の床暖房システム１００のように、一つの住戸内の複数の居室に床暖房放熱器があり、各居室の設定温度が異なるような場合に、このように各居室のために独立して作動する複数の熱動弁を設けることで、各居室の温度設定に応じた温水の供給制御を行うことができる。全ての居室Ａ、Ｂの温度が設定温度よりも高い場合は、全ての熱動弁２、３が閉まるため、熱交換器１から出た温水は、熱交換機１と前記熱動弁２、３との間の配管と、前記戻りヘッダー７と前記ポンプ６との間の配管とを結ぶ循環配管８を通り、ポンプ６を経由して再び熱交換器１に戻る配管経路を循環した状態となる。このときバルブ９は開かれた状態となる。
【００２５】
熱動弁２、３の開閉は、後述する温度制御機４１、４２内に予めされているプログラミングに従って実行される。熱動弁２、３の開閉は、信号に基づいて任意の時間に開閉がなされてもよいが、一定時間毎に行われることが好ましい。例えば、居室内の温度が設定温度より高い場合に、設定温度に達するまで熱動弁がずっと閉まったままになって床暖房放熱器に温水が全く供給されない状態になってしまうと、居室内温度に比べて温度低下速度が速い床表面温度が急激に下がって居室内温度と床表面温度の温度差が生じ、居室内の人に心地悪さを感じさせてしまう。設定温度より高い場合においても一定時間毎に開閉が行われることによって、床表面温度と居室内温度の温度差を減らすことができる。熱動弁２、３の開閉時間の間隔は任意に設定可能であり、例えば、床暖房放熱器を設置した居室Ａ、Ｂと、外気との温度差を考慮して設定することができる。
【００２６】
熱動弁２、３が作動するための信号は、各居室Ａ、Ｂ内にそれぞれ取り付けられた温度制御機４１、４２から信号線を介して送られる。温度制御機４１、４２は、居室内の設定温度入力機能、居室内温度の検知機能、居室内温度と設定温度の差を演算する機能、および演算結果を基に熱動弁２、３へ開閉命令信号を発信する発信機能とを有しているものである。温度制御機４１、４２は、室内の温度が設定温度より低い場合は信号線５１、５２を介して熱動弁２、３へ熱動２、３弁を開くための信号を送り、設定温度より高い場合は、熱動弁２、３を閉めるための信号を送る。温度制御機４１、４２からの信号に基づき熱動弁２、３が床暖房放熱器３１〜３５に供給する温水の流量を制御することによって、床暖房放熱器３１〜３５からの床を介した輻射熱により居室Ａ、Ｂを所定の室温に維持している。温度制御機４１、４２は、循環温水温度を検知して、熱動弁（２、３）を開閉制御することもできる。
【００２７】
温度制御機４１、４２の設置場所は任意であるが、居室Ａ、Ｂ内の床から１２０〜１７０ｃｍ程度の高さの壁面に設置すると、設定温度の変更操作等をしやすく、また体感温度で制御ができるという点で都合がよい。熱動弁２、３開閉のために設定される温度は、開くための温度と閉まるための温度が同一でもよいが、開くための温度を閉まるための温度より２℃程度低く設定することにより熱動弁２、３の開閉動作回数を減らして、熱動弁２、３への機械的負荷を軽減することが好ましい。
【００２８】
以上、現時点において、最も、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う暖房制御ユニットおよびそれを有する床暖房システムもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の暖房制御ユニット１０が接続された床暖房システム１００の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  熱交換器
２、３  熱動弁
４、５  往きヘッダー
６  ポンプ
７  戻りヘッダー
８  循環配管
９  バルブ
１０  暖房制御ユニット
２０  熱源機
３１、３２、３３、３４、３５  床暖房放熱マット
４１、４２  温度制御機
５１、５２  信号線
１００  床暖房システム
【図１】
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