(57)【要約】【課題】全体が大型化するといった不具合を極力抑制しつつ、熱効率を高め、省エネを適切に図ることが可能な温水式パネルヒータを提供する。【解決手段】温水配管４と、この温水配管４から熱を受けて内部空気が暖められる上下開放状の空間部５２を内側に形成し、かつこの空間部５２の外側が放熱部５０ｂとされている放熱用パネル部５と、を備えている、温水式パネルヒータＨであって、放熱用パネル部５のうち、空間部５２の外側または外側寄り領域には、放熱部５０ｂと一体または別体で構成された蓄熱部５１が設けられている。【選択図】  図２
2018162940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を流通させるための温水配管と、
この温水配管から熱を受けて内部空気が暖められる上下開放状の空間部を内側に形成し、かつこの空間部の外側が放熱部とされている放熱用パネル部と、
を備えている、温水式パネルヒータであって、
前記放熱用パネル部のうち、前記空間部の外側または外側寄り領域には、前記放熱部と一体または別体で構成された蓄熱部が設けられていることを特徴とする、温水式パネルヒータ。
【請求項２】
請求項１に記載の温水式パネルヒータであって、
前記蓄熱部は、常温で固体、かつ融解点が前記温水配管を流通する温水の最高温度以下の潜熱蓄熱材を用いて構成されている、温水式パネルヒータ。
【請求項３】
温水式パネルヒータと、
この温水式パネルヒータに温水を供給可能な温水供給源と、
を備えている、温水暖房システムであって、
前記温水式パネルヒータとして、請求項１または２に記載の温水式パネルヒータが用いられていることを特徴とする、温水暖房システム。
【請求項４】
請求項３に記載の温水暖房システムであって、
前記蓄熱部の温度を検出するための温度センサと、
この温度センサを用いて検出された検出温度が所定の第１の温度以上に上昇したときに、前記温水供給源から前記温水式パネルヒータへの温水供給を停止させ、かつその後に前記検出温度が所定の第２の温度以下に低下したときに、前記温水供給源から前記温水式パネルヒータへの温水供給を再開させる制御を実行する制御手段と、
をさらに備えている、温水暖房システム。
【請求項５】
請求項４に記載の温水暖房システムであって、
前記第１の温度は、前記温水供給源から前記温水式パネルヒータに供給されてくる温水の最高設定温度よりも低い温度とされている、温水暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水式パネルヒータおよびこれを備えた温水暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
温水式パネルヒータの具体例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載の温水式パネルヒータは、給湯装置などの温水供給源に配管接続して用いられるものであり、温水が流通する温水配管と、この温水配管をその前後両側から挟むように設けられた放熱用パネル部とを備えている。放熱用パネル部は、上下高さ方向に延びた上下開放状の複数の空間部を内部に形成し、かつその外面側は放熱部とされている。
このような構成によれば、放熱部から暖房対象室内に熱輻射が可能となる他、温水配管の熱によって前記複数の空間部内の空気が加熱されて暖められることにより、各空間部において煙突効果を生じさせ、暖房対象室内に空気の自然対流を生じさせることが可能である。したがって、静寂性に優れ、自然な温かさを生じさせるようにして室内を効果的に暖房することが可能である。
【０００３】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
【０００４】
すなわち、温水式パネルヒータに温水を供給する温水供給源としては、給湯装置が用いられるのが通例であり、このような温水供給源から温水式パネルヒータに供給（循環供給）される温水がもつ熱量はかなり多い。これに対し、従来の温水式パネルヒータにおいて消費される熱量は、温水供給源から供給される熱量と比較すると、かなり少なくされており、温水式パネルヒータから温水供給源に戻される温水が高温となっているのが実情である。このため、温水供給源と温水式パネルヒータとの相互間で温水を循環供給させる場合、前記両者を接続する接続配管から外部への放熱ロスが多くなるなど、熱効率が悪いものとなっている。このようなことは、省エネを適切に図る観点からすると、改善することが望まれる。
なお、これを解決するための手段として、ただ単に温水式パネルヒータによる消費熱量を多くしようとすると、温水式パネルヒータの大型化を招く。これでは、温水式パネルヒータのコンパクト化や製造コストの低減化などの要請に的確に応えることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５２１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、全体が大型化するといった不具合を極力抑制しつつ、熱効率を高め、省エネを適切に図ることが可能な温水式パネルヒータ、およびこれを備えた温水暖房システムを提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面により提供される温水式パネルヒータは、温水を流通させるための温水配管と、この温水配管から熱を受けて内部空気が暖められる上下開放状の空間部を内
側に形成し、かつこの空間部の外側が放熱部とされている放熱用パネル部と、を備えている、温水式パネルヒータであって、前記放熱用パネル部のうち、前記空間部の外側または外側寄り領域には、前記放熱部と一体または別体で構成された蓄熱部が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、温水配管を流通する温水から発せられる熱は、蓄熱部に蓄積させることができ、この蓄熱部に熱を蓄積させた状態においては、温水供給源から温水配管への温水供給を停止した状態であっても、その蓄積された熱を利用して空間部の内部空気を加熱したり、あるいは放熱部からの熱輻射を行なわせることが可能である。したがって、温水配管に供給される温水がもつ熱量に対し、温水式パネルヒータにおいて消費される熱量を多くすることが可能であり、このことによって熱効率の向上、ひいては省エネを図ることができることなる。
また、蓄熱部を放熱用パネル部に設ける手段によれば、温水式パネルヒータの全体の大型化や高コスト化も適切に抑制することが可能である。
【００１０】
本発明において、好ましくは、前記蓄熱部は、常温で固体、かつ融解点が前記温水配管を流通する温水の最高温度以下の潜熱蓄熱材を用いて構成されている。
【００１１】
このような構成によれば、暖房運転時において、蓄熱部に熱を蓄積させていく過程において、固体から液体への相転移を適切に生じさせ、かつその際に潜熱としての融解熱を蓄熱部に蓄積させることができる。したがって、蓄熱部のボリュームを小さくしつつ、その蓄熱量を多くする上で有利である。
【００１２】
本発明において、好ましくは、温水式パネルヒータと、この温水式パネルヒータに温水を供給可能な温水供給源と、を備えている、温水暖房システムであって、前記温水式パネルヒータとして、本発明の第１の側面により提供される温水式パネルヒータが用いられていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される温水式パネルヒータについて述べたのと同様な効果が得られる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、前記蓄熱部の温度を検出するための温度センサと、この温度センサを用いて検出された検出温度が所定の第１の温度以上に上昇したときに、前記温水供給源から前記温水式パネルヒータへの温水供給を停止させ、かつその後に前記検出温度が所定の第２の温度以下に低下したときに、前記温水供給源から前記温水式パネルヒータへの温水供給を再開させる制御を実行する制御手段と、をさらに備えている。
【００１５】
このような構成によれば、蓄熱部への蓄熱量が飽和状態またはこれに近い状態になった時点で、温水供給源から温水式パネルヒータへの温水供給を停止させて、蓄熱部の熱を有効利用させることができる。また、その後に蓄熱部の蓄熱量が適当量だけ減少した際には、温水式パネルヒータへの温水供給を再開させ、蓄熱部の蓄熱量不足に起因して暖房動作に支障を生じるような不具合も生じないようにすることが可能である。したがって、効率のよい暖房運転を適切に実行することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、前記第１の温度は、前記温水供給源から前記温水式パネルヒータに供給されてくる温水の最高設定温度よりも低い温度とされている。
【００１７】
このような構成によれば、蓄熱部に近い放熱部の温度を、温水の最高設定温度よりも低い温度とし、ユーザが放熱部に触れることによる危険性を少なくするといったことが可能
である。
【００１８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る温水暖房システムの一例を示す概略説明図である。
【図２】図１に示す温水暖房システムを構成する温水式パネルヒータの分解図である。
【図３】図１のIII−III平面断面図である。
【図４】図１のIV−IV要部断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、図１に示す温水暖房システムにおいて実行される動作制御の一例を示すグラフおよびタイムチャートである。
【図６】本発明の他の例を示す要部分解斜視図である。
【図７】本発明の他の例を示す平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２１】
図１に示す温水暖房システムＳは、温水式パネルヒータＨと、温水供給源としての給湯装置ＷＨとを組み合わせて構成されている。
【００２２】
給湯装置ＷＨは、接続配管１０ａ，１０ｂを介して温水式パネルヒータＨと接続されている。給湯装置ＷＨは、循環ポンプＰおよびバーナ２による加熱が可能な熱交換器２０が設けられた内部配管１０ｃを有しており、この内部配管１０ｃと接続配管１０ａ，１０ｂとによって温水循環路１０が構成されている。循環ポンプＰおよびバーナ２を駆動オンとすることにより、温水式パネルヒータＨへの温水供給（循環供給）が可能である。給湯装置ＷＨには、温水式パネルヒータＨの後述する制御部８に通信接続された制御部３が具備されている。
【００２３】
図２および図３によく表われているように、温水式パネルヒータＨは、温水配管４、蓄熱部５１ならびに空間部５２を備えた一対の放熱用パネル部５、上側カバー６、左右一対のサイドカバー７ａ，７ｂ、および制御部８を備えている。温水配管４は、給湯装置ＷＨから供給されてくる温水が内部を流通し、かつその際に周辺部への放熱を行なう部位であり、本実施形態においては、上下高さ方向に間隔を隔て、かつ略水平方向に延びた複数の直状管体部４０と、これらの長手方向端部どうしを繋ぐ複数の接続管体部４１とを有する蛇行状である。このような構成によれば、温水配管４内にエアを溜まり難くすることが可能である。温水配管４は、後述するように、外面に平面部を有する断面長円状である。
【００２４】
各放熱用パネル部５は、たとえばアルミニウムまたはその合金などの金属製のパネル本体５０を具備している。このパネル本体５０は、それぞれが上下高さ方向に延びた複数の空間部５２、ならびに蓄熱材収容用の複数の孔部５３が内部に区画形成された中空状である。一対の放熱用パネル部５は、温水配管４をその両側から挟み付けるように並べられており、これらの上側は、上側カバー６によって覆われ、かつ左右両側は、サイドカバー７ａ，７ｂによって覆われている。図３および図４によく表われているように、好ましくは、温水配管４は、外面に一対の平面部４ａが対向して形成された断面長円状である。一対のパネル本体５０の内側面５０ａは、温水配管４の一対の平面部４ａに接触するように設定されている。このことにより、温水配管４から各パネル本体５０への熱伝達量を多くすることが可能である。
【００２５】
各空間部５２は、上下両端が開放状態の空間部５２とされている。温水配管４内に温水が流通すると、空間部５２内の空気が暖められる。すると、煙突効果によって前記空気は上昇し、上側カバー６の通気口６０を通過して温水式パネルヒータＨの上方に流出する。その際、空間部５２の内部には、その下端の開口部分から室内空気が流入する。
【００２６】
各蓄熱部５１は、複数の孔部５３に蓄熱材を収容することにより構成されており、複数の空間部５２の外側に位置している。蓄熱材は、たとえば常温で固体、かつ融解点が温水配管４を流通する温水の最高温度（たとえば、８０℃程度）以下の潜熱蓄熱材であり、蓄熱材のボリュームを小さくしつつ蓄熱量を多くする上で有利である。より好ましくは、蓄熱材は、融解点が６０〜７０℃程度の範囲内の潜熱蓄熱材であり、さらに好ましくは、融解点が後述する所定の第１の温度Ｔ１の潜熱蓄熱材である。この潜熱蓄熱材としては、たとえばパラフィン、脂肪酸、塩化カルシウム水溶液、酢酸ナトリウム化合物、およびワックスのいずれか、あるいはこれらうちの２以上を組み合わせたものも用いることができる。好ましくは、蓄熱材は軟質な袋体または硬質の容器に収容されており、かつこの蓄熱材の収容体が孔部５３に充填された構成とされている。このような構成によれば、蓄熱材が融解した際に、液漏れを生じないようにすることができる他、孔部５３への蓄熱材の収容作業も容易となる。
【００２７】
各パネル本体５０のうち、複数の蓄熱部５１よりも外側に位置する外側壁部は、蓄熱部５１から熱伝達を受けて加熱されるようになっており、この外側壁部は、外部への熱輻射が可能な放熱部５０ｂである。
【００２８】
放熱用パネル部５には、蓄熱部５１の温度を検出するための温度センサＳｅが設けられ、制御部８においては蓄熱部５１の温度を検出可能とされている。本実施形態においては、温度センサＳｅが空間部５２に配されているものの、この温度センサＳｅは、蓄熱部５１を囲む壁部５０ｃに直接接触しており、蓄熱部５１の温度検出が可能である。温度センサＳｅは、空間部５２以外の箇所（たとえば、蓄熱部５１の内部）などに設けた構成とすることも可能である。制御部８は、給湯装置ＷＨの制御部３と協働し、給湯装置ＷＨから温水式パネルヒータＨへの温水供給の制御を行なうように構成されている。この制御の具体的な内容については、後述する。制御部８，３は、本発明でいう制御手段の具体例に相当するが、これら２つの制御部８，３のうち、いずれか一方のみによって、後述する制御を行なわせるようにすることも可能である。
【００２９】
次に、前記した温水暖房システムＳの作用、および動作制御の一例について説明する。
【００３０】
まず、給湯装置ＷＨから温水式パネルヒータＨに温水が供給されると、温水の熱が温水配管４からパネル本体５０の各部および蓄熱部５１にそれぞれ伝達する。このため、既述したように、放熱部５０ｂからは熱輻射を生じさせることができる。また、空間部５２においては内部空気が暖められることによる煙突効果を生じさせ、暖められた空気を上側カバー６の通気口６０から上昇流出させるとともに、室内空気を空間部５２内にその下端開口部から流入させる自然対流を生じさせることができる。このことにより、静寂性に優れ、自然な状態の暖房効果が得られる。蓄熱部５１は、温水配管４から放出された熱を蓄熱するが、後述するように、この蓄熱部５１は、給湯装置ＷＨから温水式パネルヒータＨへの温水供給を停止した際であっても、放熱部５０ｂからの熱輻射、および空間部５２の内部空気の加熱を可能とする。その結果、温水暖房システムＳの熱効率を高めることが可能である。
【００３１】
温水式パネルヒータＨの温水供給制御は、たとえば次のように行なわれる。
すなわち、給湯装置ＷＨから温水式パネルヒータＨへの温水供給が開始されると、図５（ａ）の仮想線Ｌｂの範囲Ｎｂに示すように、空間部５２の内部空気の温度上昇は比較的
速い。これに対し、蓄熱部５１においては、蓄熱が優先されるため、図５（ａ）の実線Ｌａの範囲Ｎａに示すように、蓄熱部５１の温度上昇は遅い。その後、蓄熱部５１における蓄熱が進み、その蓄熱量が飽和状態、またはこれに近い状態となり、蓄熱部５１の温度（検出温度）が、所定の第１の温度Ｔ１以上に上昇すると、図５（ｂ）の符号Ｎ１で示すように、給湯装置ＷＨを運転オフとする制御を実行する。この運転オフは、具体的には、バーナ２の駆動燃焼の停止、および循環ポンプＰの運転停止である。
【００３２】
前記した給湯装置ＷＨの運転オフ中においては、蓄熱部５１から熱が放出され、放熱部５０ｂからの熱輻射、空間部５２の内部空気の加熱が継続される。したがって、室内の暖房を適切に図ることが可能である。第１の温度Ｔ１が、蓄熱材の融解点と一致する場合、給湯装置ＷＨの運転オフ後において、蓄熱部５１の温度を第１の温度Ｔ１に維持する時間を長くとることが可能である。その後、蓄熱部５１からの放熱が進むと、蓄熱部５１の温度は、所定の第２の温度Ｔ２以下に低下する。すると、制御部８，３においては、図５（ｂ）の符号Ｎ２で示すように、給湯装置ＷＨを再度運転オンとし、温水式パネルヒータＨへの温水供給を再開させる。このことにより、蓄熱部５１への蓄熱を再開し、蓄熱部５１の温度を第１の温度Ｔ１まで上昇させることができる。
【００３３】
前記したような動作制御によれば、給湯装置ＷＨから温水式パネルヒータＨへの温水供給を断続的に行なわせているにも拘わらず、蓄熱部５１に蓄熱された熱を利用し、室内暖房を適切に継続させることが可能である。したがって、温水の多くの熱がたとえば接続配管１０ａ，１０ｂから外部に逃げるといった放熱ロスを少なくし、温水暖房システムＳの熱効率を高めることができる。給湯装置ＷＨの実質稼働時間も短縮できる。したがって、省エネを図る上で好ましいものとなる。また、温水式パネルヒータＨには蓄熱部５１を設けているものの、この蓄熱部５１はさほど大きなボリュームにする必要はなく、温水式パネルヒータＨの大型化や製造コストの上昇も適切に抑制することが可能である。
【００３４】
図６および図７は、本発明の他の例を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。
【００３５】
図６においては、温水配管４が蛇行状に形成されているものの、直状管体部４０は、上下高さ方向に延びる向きとされている。本発明においては、このような構成とすることもできる。ただし、本発明における温水配管は、必ずしも蛇行状である必要はない。
【００３６】
図７においては、放熱用パネル部５のパネル本体５０のうち、放熱部５０ｂに相当する外側壁部の厚みｔ１が、内側壁部５０ｄの厚みｔ２よりも大きくされており、この放熱部５０ｂ自体が内側壁部５０ｄよりも熱容量が大きい蓄熱部５１として形成されている。厚みｔ１を大きくすると、重量増大を招くため、余り好ましいものではないが、本実施形態のような構成であっても、本発明が意図する作用を得ることが可能である。本実施形態から理解されるように、本発明においては、パネル本体５０とは別体の蓄熱材を用いることなく、蓄熱部を設けた構成とすることも可能である。
【００３７】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る温水式パネルヒータ、および温水暖房システムの各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００３８】
本発明における蓄熱部は、温水式パネルヒータへの温水供給を停止した場合であっても、その蓄積された熱によって所定の暖房運転をある程度の時間継続して実行できる程度の蓄熱量をもてばよく、その具体的な蓄熱量は限定されない。
温水配管は、断面長円状のものに限定されない。
温水式パネルヒータの空間部は、その具体的な形状、サイズ、数などは限定されない。
空間部は、温水配管から熱を受けて内部空気が暖められるように設けられた上下開放状であればよい。
温水供給源は、温水式パネルヒータに温水を供給可能であればよく、ガス給湯装置やオイル給湯装置などの瞬間式の給湯装置に代えて、たとえば貯湯式の給湯装置を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｓ  温水暖房システム
Ｓｅ  温度センサ
Ｈ  温水式パネルヒータ
ＷＨ  給湯装置（温水供給源）
３  制御部
４  温水配管
５  放熱用パネル部
５０  パネル本体
５０ｂ  放熱部
５１  蓄熱部
５２  空間部
８  制御部
【図１】
2018162940.tif 000003
【図２】
2018162940.tif 000004
【図３】
2018162940.tif 000005
【図４】
2018162940.tif 000006
【図５】
2018162940.tif 000007
【図６】
2018162940.tif 000008
【図７】
2018162940.tif 000009