(57)【要約】【課題】床暖房システムにおいて、電気式床暖房手段を構成するヒータ電源や当該電源に電力を供給するための幹線設備の電気容量をできるだけ低く抑えることができる技術を提供する。【解決手段】床下に熱媒循環路Ｌと電気ヒータＨとを敷設してなる加熱対象床部Ａｗｅと、熱媒循環路Ｌに温熱媒Ｗを通流させて加熱対象床部Ａｗｅを加熱する熱媒式床暖房運転を実行可能な熱媒式床暖房手段Ｘと、電気ヒータＨに通電させて加熱対象床部Ａｗｅを加熱する電気式床暖房運転を実行可能な電気式床暖房手Ｙ段と、熱媒式床暖房手段Ｘ及び電気式床暖房手段Ｙの作動を制御する制御手段３０と、を備えた床暖房システム１００であって、制御手段３０が、加熱対象床部Ａｗｅの暖房を開始する起動運転時において、電気式床暖房運転の開始に先立って、熱媒式床暖房運転を開始する起動運転制御を実行する。【選択図】図１
2018155464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床下に熱媒循環路と電気ヒータとを敷設してなる加熱対象床部と、
前記熱媒循環路に温熱媒を通流させて加熱対象床部を加熱する熱媒式床暖房運転を実行可能な熱媒式床暖房手段と、
前記電気ヒータに通電させて加熱対象床部を加熱する電気式床暖房運転を実行可能な電気式床暖房手段と、
前記熱媒式床暖房手段及び前記電気式床暖房手段の作動を制御する制御手段と、を備えた床暖房システムであって、
前記制御手段が、前記加熱対象床部の暖房を開始する起動運転時において、前記電気式床暖房運転の開始に先立って、前記熱媒式床暖房運転を開始する起動運転制御を実行する床暖房システム。
【請求項２】
前記電気ヒータの温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段が、前記起動運転制御において、前記熱媒式床暖房運転を開始して前記温度検出手段で検出される前記電気ヒータの温度が所定の目標温度に達した際に、前記電気式床暖房運転を開始する請求項１に記載の床暖房システム。
【請求項３】
前記制御手段が、前記起動運転制御において、前記電気式床暖房運転の実行時に前記熱媒式床暖房運転を停止する請求項１又は２に記載の床暖房システム。      
【請求項４】
前記加熱対象床部を複数備えると共に、
当該複数の加熱対象床部の夫々に対して、前記熱媒式床暖房手段が前記熱媒式床暖房運転を各別に実行可能、且つ、前記電気式床暖房手段が前記電気式床暖房運転を各別に実行可能に構成され、
前記制御手段が、２以上の前記加熱対象床部に対して同時に前記起動運転制御を実行する場合には、夫々の前記加熱対象床部に対して前記熱媒式床暖房運転を択一的に順次実行する請求項１〜３の何れか１項に記載の床暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床下に熱媒循環路と電気ヒータとを敷設してなる加熱対象床部と、前記熱媒循環路に温熱媒を通流させて加熱対象床部を加熱する熱媒式床暖房運転を実行可能な熱媒式床暖房手段と、前記電気ヒータに通電させて加熱対象床部を加熱する電気式床暖房運転を実行可能な電気式床暖房手段と、前記熱媒式床暖房手段及び前記電気式床暖房手段の作動を制御する制御手段と、を備えた床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱媒式床暖房手段と電気式床暖房手段とを備え、住居内の加熱対象床部を温水と電気とで加熱可能な床暖房システムが知られている（例えば、特許文献１の段落００１８，００１９、及び図１，４等を参照。）。
即ち、特許文献１に記載の床暖房システムは、加熱対象床部（１）に敷設された電気ヒータ（５ａ）に通電して加熱対象床部（１）を加熱する電気式床暖房運転を実行可能な電気式床暖房手段（５）と、加熱対象床部（１）に敷設された熱媒循環路（２）に温熱媒としての温水を通流させて加熱対象床部（１）を加熱する熱媒式床暖房運転を行う熱媒式床暖房手段（４）とを備えて構成されている。
【０００３】
そして、この特許文献１に記載の床暖房システムでは、加熱対象床部（１）の暖房を開始する起動運転時において、加熱対象床部（１）を迅速に昇温させる目的で、熱媒体式床暖房運転と電気式床暖房運転とを同時に開始し、加熱対象床部（１）の温度が所定の温度に達した時点以降の通常運転時において、電気式床暖房運転を停止し、ランニングコストの削減が可能な熱媒式床暖房運転の実行のみで加熱対象床部（１）の加熱を継続するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５２１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の床暖房システムのように、加熱対象床部が比較的低温である起動運転時において電気式床暖房運転を開始する場合には、一般的に低温時の電気ヒータの電気抵抗値が高温時よりも低いことから、比較的大きな突入電流が当該電気ヒータに流れて、電気式床暖房手段の使用電流が過剰に増加することが懸念される。
特に住居内において広範囲の加熱対象床部に電気ヒータを敷設する場合には、起動時に甚大な突入電流が電気ヒータに流れることを想定して、電気式床暖房手段を構成するヒータ電源や当該電源に電力を供給するための幹線設備の電気容量を大きくする必要があり、例えば加熱対象床部を増設する場合には、ヒータ電源や幹線設備の電気容量アップのための非常に大掛かりな改修工事が必要となる。
【０００６】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、床暖房システムにおいて、電気式床暖房手段を構成するヒータ電源や当該電源に電力を供給するための幹線設備の電気容量をできるだけ低く抑えることができる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１特徴構成は、床下に熱媒循環路と電気ヒータとを敷設してなる加熱対象床部と、
前記熱媒循環路に温熱媒を通流させて加熱対象床部を加熱する熱媒式床暖房運転を実行可能な熱媒式床暖房手段と、
前記電気ヒータに通電させて加熱対象床部を加熱する電気式床暖房運転を実行可能な電気式床暖房手段と、
前記熱媒式床暖房手段及び前記電気式床暖房手段の作動を制御する制御手段と、を備えた床暖房システムであって、
前記制御手段が、前記加熱対象床部の暖房を開始する起動運転時において、前記電気式床暖房運転の開始に先立って、前記熱媒式床暖房運転を開始する起動運転制御を実行する点にある。
【０００８】
本構成によれば、起動運転時に実行される起動運転制御により、電気式床暖房運転の開始に先立って熱媒式床暖房運転を開始するので、電気式床暖房運転の開始時には、熱媒式床暖房運転が既に開始されて加熱対象床部がある程度昇温している状態となる。よって、電気式床暖房運転の開始時において、電気ヒータの電気抵抗値が起動運転開始時点よりも高くなっていることから、電気式床暖房手段の使用電流の過剰な増加が抑制される。
従って、本発明により、電気式床暖房手段を構成するヒータ電源や当該電源に電力を供給するための幹線設備の電気容量をできるだけ低く抑えることができる床暖房システムを実現することができ、例えば加熱対象床部の増設を行うにあたり本発明に係る床暖房システムを採用することで、ヒータ電源や幹線設備等の電気容量アップ等の改修工事を省略又は簡素化することができる。
【０００９】
本発明の第２特徴構成は、前記電気ヒータの温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段が、前記起動運転制御において、前記熱媒式床暖房運転を開始して前記温度検出手段で検出される前記電気ヒータの温度が所定の目標温度に達した際に、前記電気式床暖房運転を開始する点にある。
【００１０】
本構成によれば、起動運転制御において、検出される電気ヒータの温度が目標温度に達した際に、電気式床暖房運転を開始するので、電気式床暖房運転の開始時には、電気ヒータの温度が既に目標温度に達している状態となり、それ以降の電気式床暖房手段の使用電流は、一層低いものに維持されることになる。よって、ヒータ電源や幹線設備等の電気容量を一層低くすることができる。また、温度検出手段により、電気ヒータの温度を直接検出しているので、当該電気ヒータの温度が確実に目標温度に到達した時点で、電気式床暖房運転を開始することができ、このことで、電気式床暖房手段の使用電流の低減を確実なものとすることができる。
【００１１】
本発明の第３特徴構成は、前記制御手段が、前記起動運転制御において、前記電気式床暖房運転の実行時に前記熱媒式床暖房運転を停止する点にある。
【００１２】
本構成によれば、起動運転制御において、電気式床暖房運転の実行時に熱媒式床暖房運転を停止するので、熱媒式床暖房手段は、電気式床暖房運転の開始時までにのみ作動して加熱対象床部を予熱するものとなる。よって、熱媒式床暖房手段を構成するガス機器やその機器に燃料ガスを供給するためのガス供給設備等の能力をできるだけ低く抑えることができる。
【００１３】
本発明の第４特徴構成は、前記加熱対象床部を複数備えると共に、
当該複数の加熱対象床部の夫々に対して、前記熱媒式床暖房手段が前記熱媒式床暖房運転を各別に実行可能、且つ、前記電気式床暖房手段が前記電気式床暖房運転を各別に実行可能に構成され、
前記制御手段が、２以上の前記加熱対象床部に対して同時に前記起動運転制御を実行する場合には、夫々の前記加熱対象床部に対して前記熱媒式床暖房運転を択一的に順次実行する点にある。
【００１４】
本構成によれば、２以上の加熱対象床部に対して同時に起動運転制御を実行するにあたり、夫々の加熱対象床部に対して熱媒式床暖房運転を択一的に順次実行するので、夫々の加熱対象床部を順次昇温させて、過剰な使用電流の増加を抑制できる状態で電気式床暖房運転に適切に移行させることができる。よって、例えば加熱対象床部の増設等により、複数の加熱対象床部に電気ヒータを敷設して電気式床暖房運転を実行可能に構成する場合であっても、電気式床暖房手段を構成するヒータ電源や当該電源に電力を供給するための幹線設備の電気容量をできるだけ低く抑えることができる。
【００１５】
また、一の加熱対象床部に対する熱媒式床暖房運転の実行中には、他の加熱対象床部に対する熱媒式床暖房運転の実行が禁止されることになるので、熱媒式床暖房手段での過剰な熱負荷の増加が抑制されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】床暖房システムの概略構成図
【図２】床暖房システムにおける加熱対象床の状態を示す概略断面図
【図３】床暖房システムにおける運転制御フローを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の床暖房システム１００は、住居内のリビング・ダイニングルームや廊下や他の居室等の夫々の床部を加熱対象床部Ａｗ，Ａｗｅとし、当該夫々の加熱対象床部Ａｗ，Ａｗｅを加熱する床暖房運転を実行可能な床暖房手段Ｘ，Ｙを備える。
【００１８】
具体的に、夫々の加熱対象床部Ａｗ，Ａｗｅの床下には、温水Ｗ（温熱媒の一例）を利用した温水式床暖房運転を行うために、温水Ｗの通流により昇温する温水循環路Ｌ（熱媒循環路の一例）が、平面視において当該加熱対象床部Ａｗ，Ａｗｅの範囲全体に亘って巡回する形態で敷設されている。この種の温水循環路Ｌについては、詳細な説明は割愛するが、当該温水循環路Ｌを巡回配置した温水パネルとして床下に敷設されており、一般的な温水式床暖房用の温水パネルを利用することができる。尚、本実施形態では、温熱媒として温水Ｗを使用する例を説明するが、当然、温水以外の温熱媒を利用しても構わない。
【００１９】
また、リビング・ダイニングルーム以外の廊下や他の居室等の夫々の加熱対象床部Ａｗｅの床下には、電気Ｅを利用した電気式床暖房運転を行うために、電気Ｅの通電により昇温する電気ヒータＨが、平面視において当該加熱対象床部Ａｗｅの範囲全体に亘って敷設されている。この種の電気ヒータＨについては、当該電気ヒータＨを内蔵したヒータパネルとして床下に敷設されており、一般的な電気式床暖房用のヒータパネルを利用することができる。
【００２０】
本実施形態では、加熱対象床部Ａｗｅにおいて、電気ヒータＨが温水循環路Ｌよりも床面側（上面側）に配置されている。この構成により、後述する通常運転時において、温水循環路Ｌへの温水Ｗの通流を停止した状態で、電気ヒータＨへの電気Ｅの通電のみにより加熱対象床部Ａｗｅを加熱する場合に、電気ヒータＨの熱を効率良く床面に伝達させることができる。
【００２１】
そして、この床暖房システム１００には、温水式床暖房運転を実行可能な温水式床暖房手段Ｘ（熱媒式床暖房手段の一例）、電気式床暖房運転を実行可能な電気式床暖房手段Ｙ、及び、これら温水式床暖房手段Ｘ及び電気式床暖房手段Ｙの作動を制御する制御装置３０（制御手段の一例）が設けられている。
【００２２】
温水式床暖房手段Ｘは、温水循環路Ｌを循環する温水Ｗを加熱可能な給湯器１０並びに当該温水循環路Ｌでの温水Ｗの循環を断続可能な開閉弁３等で構成されており、制御装置３０からの指令等に基づいて指定された加熱対象床部Ａｗ，Ａｗｅの温水循環路Ｌに対し、当該温水循環路Ｌに設けられた開閉弁３の開弁を伴って、給湯器１０で加熱された温水Ｗを通流させる形態で温水式床暖房運転を実行し、その指定された加熱対象床部Ａｗ，Ａｗｅを加熱するように構成されている。
即ち、温水循環路Ｌが敷設された複数の加熱対象床部Ａｗｅ，Ａｗの夫々に対しては、温水式床暖房手段Ｘが温水式床暖房運転を各別に実行可能に構成されている。
【００２３】
一方、電気式床暖房手段Ｙは、電気ヒータＨに電力を供給可能なヒータ電源２０等で構成されており、制御装置３０からの指令等に基づいて指定された加熱対象床部Ａｗｅの電気ヒータＨに対し、ヒータ電源２０から電気Ｅを供給して通電させる形態で電気式床暖房運転を実行し、その指定された加熱対象床部Ａｗｅを加熱するように構成されている。
即ち、温水循環路Ｌに加えて電気ヒータＨが敷設された複数の加熱対象床部Ａｗｅに対しては、電気式床暖房手段Ｙが電気式床暖房運転を各別に実行可能に構成されている。
【００２４】
また、夫々の加熱対象床部Ａｗｅに設けられた電気ヒータＨには、当該電気ヒータＨの温度を検出する温度センサ５（温度検出手段の一例）が設けられており、この温度センサ５で検出された電気ヒータＨの温度が制御装置３０に入力される。
【００２５】
以上が、床暖房システム１００の基本構成であるが、本実施形態の床暖房システム１００は、上述したように住居内における広範囲の加熱対象床部Ａｗｅに電気ヒータＨを敷設する場合であっても、電気式床暖房手段Ｙを構成するヒータ電源２０や当該電源に電気を供給するための幹線設備（図示省略）の電気容量をできるだけ低く抑えることで、ヒータ電源２０や幹線設備等の電気容量アップ等の改修工事を省略又は簡素化することができるように構成されており、その構成について以下に説明を加える。
【００２６】
制御装置３０は、図３に示すように、利用者による操作パネル（図示省略）の操作により、温水循環路Ｌと電気ヒータＨとが敷設された加熱対象床部Ａｗｅの加熱（床暖房）を開始（起動）するように指令されたときに、当該加熱対象床部Ａｗｅに対して後述する起動運転制御を実行する（ステップ＃０１のＹｅｓ）。
そして、起動運転制御では、ヒータ電源２０への電気Ｅの通電による電気式床暖房運転の開始（ステップ＃０５）に先立って、給湯器１０への温水Ｗの通流による温水式床暖房運転を開始（ステップ＃０３）する起動運転制御を実行する。
このような起動運転制御を実行することで、電気式床暖房運転の開始時（ステップ＃０５）には、温水式床暖房運転が既に開始（ステップ＃０３）されて、加熱対象床部Ａｗｅがある程度昇温している状態となる。よって、電気式床暖房運転の開始時（ステップ＃０５）において、電気ヒータＨの電気抵抗値が起動運転開始時点よりも高くなっていることから、電気式床暖房手段Ｙを構成するヒータ電源２０の使用電流の過剰な増加が抑制される。
【００２７】
また、起動運転制御において、温水式床暖房運転を開始（ステップ＃０３）して温度センサ５で検出される電気ヒータＨの温度が所定の目標温度に達した際（ステップ＃０４のＹｅｓ）に、電気式床暖房運転を開始（ステップ＃０５）する。
このような起動運転制御を実行することで、電気式床暖房運転の開始時（ステップ＃０５）には、電気ヒータＨの温度は既に目標温度に達しており、電気ヒータＨの抵抗値は高くなっているので、それ以降のヒータ電源２０の使用電流は、一層低いものに維持されることになる。
また、電気式床暖房運転の開始タイミングの判断（ステップ＃０４）に利用する温度は、温度センサ５により直接検出された電気ヒータＨの温度であるので、電気ヒータＨの温度が確実に目標温度に到達した時点（ステップ＃０４のＹｅｓ）で、電気式床暖房運転が開始されて、ヒータ電源２０の使用電流の低減が確実なものとなる。
【００２８】
また、起動運転制御において、電気式床暖房運転の実行時に温水式床暖房運転を停止する（ステップ＃０５）。
このような起動運転制御を実行することで、温水式床暖房手段Ｘを構成する給湯器１０は、電気式床暖房運転の開始時までにのみ加熱した温水Ｗを温水循環路Ｌに通流させて加熱対象床部Ａｗｅを予熱するものとなる。よって、給湯器１０の加熱能力やそれに燃料ガスを供給するためのガス供給設備（図示省略）のガス供給能力をできるだけ低く抑えることができ、比較的小型で安価な機器や設備で温水式床暖房手段Ｘを構成することができるようになる。
【００２９】
また、温水循環路Ｌが敷設された加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗを指定して起動運転制御を実行するにあたり、他の加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗにおいて温水床暖房運転を実行中である場合（ステップ＃０２のＹｅｓ）にはそれが終了されるまで待機し、終了された場合（ステップ＃０２のＮｏ）に、指定された加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗの床暖房運転を開始する（ステップ＃０３）。即ち、２以上の加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗに対して同時に起動運転制御を実行する場合には、夫々の加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗに対して温水式床暖房運転を択一的に順次実行するように構成されている。
【００３０】
このように起動運転制御を実行することで、一の加熱対象床部Ａｗｅ，Ａｗに対する温水式床暖房運転の実行中には、他の加熱対象床部Ａｗｅ，Ａｗに対する温水式床暖房運転の実行が禁止されることになる。よって、温水式床暖房手段Ｘを構成する給湯器１０での過剰な熱負荷の増加が抑制される。このことで、例えば加熱対象床部Ａｗｅ，Ａｗの増設等により、複数の加熱対象床部Ａｗｅ，Ａｗに温水循環路Ｌを敷設して温水式床暖房運転を実行可能に構成する場合であっても、給湯器１０やそれに燃料ガスを供給するためのガス供給設備等の能力をできるだけ低く抑えられることになる。
【００３１】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、温度センサ５で検出される電気ヒータＨの温度に基づいて電気式床暖房運転の開始タイミングを判断したが、当該電気ヒータＨで加熱された加熱対象床部Ａｗｅ自身の温度を電気ヒータＨの温度として検出し、その検出結果に基づいて電気式床暖房運転の開始タイミングを判断しても構わない。また、検出された温度に基づいて電気式床暖房運転の開始タイミング判断するのではなく、その前に実行される温水式床暖房運転の実行経過時間等の別の指標に基づいて、電気式床暖房運転の開始タイミングを判断しても構わない。
【００３２】
（２）上記実施形態では、温水循環路Ｌと電気ヒータＨとが敷設された複数の加熱対象床部Ａｗｅを備えた例を説明したが、この加熱対象床部Ａｗｅの数については適宜変更可能である。例えば、単数の加熱対象床部Ａｗｅを備えた床暖房システムであっても、本発明を適用し、電気式床暖房手段を構成するヒータ電源や当該電源に電力を供給するための幹線設備の電気容量をできるだけ低く抑えることができる。
【００３３】
（３）上記実施形態では、２以上の加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗに対して同時に起動運転制御を実行する場合には、夫々の加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗに対して温水式床暖房運転を択一的に順次実行するように構成したが、２以上の加熱対象床部Ａｗｅ、Ａｗに対して同時に温水式床暖房運転を実行するように構成しても構わない。
【符号の説明】
【００３４】
５            温度センサ（温度検出手段）
１０          給湯器
２０          ヒータ電源
３０          制御装置（制御手段）
１００        床暖房システム
Ａｗｅ，Ａｗ  加熱対象床部
Ｈ            電気ヒータ
Ｌ            温水循環路（熱媒循環路）
Ｗ            温水（温熱媒）
Ｘ            温水式床暖房手段（熱媒式床暖房手段）
Ｙ            電気式床暖房手段
【図１】
2018155464.tif 000003
【図２】
2018155464.tif 000004
【図３】
2018155464.tif 000005