(57)【要約】      （修正有）【課題】給電停止時に水を外部へ排水することなく、凍結による破損を防止できる温水暖房装置を提供する。【解決手段】給電停止時に第１の貯湯タンク１及び放熱部２０に存在する温水ＨＷを第２の貯湯タンク１０に移動させて貯蔵することにより温水暖房装置４０内に温水ＨＷがなくなるため、往き管２１や戻り管２２の外部に露出している部分等で凍結を防止することができる。また、温水ＨＷを外部に排水せずに第２の貯湯タンク１０に移動させて貯蔵し、給電再開時には第２の貯湯タンク１０から第１の貯湯タンク１に温水ＨＷを汲み上げて再利用するため、水道料金が節約できると共に、断熱性を有する第２の貯湯タンク１０で貯蔵されていた温水ＨＷを利用するため、温水暖房装置４０が再起動して温水ＨＷを加熱する際の光熱費を低減することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯蔵する第１の貯湯タンクと、前記温水を生成する加熱手段と、前記温水が循環する放熱部とで構成される循環路を有する温水暖房装置であって、
前記循環路よりも低い位置に設けられた第２の貯湯タンクと、前記循環路と前記第２の貯湯タンクとを接続する導入管と、同導入管に備えられ、前記温水暖房装置への給電が停止した時に開となる開閉弁と、前記第２の貯湯タンクから前記循環路へ前記温水を汲み上げる汲み上げポンプとを設け、
前記温水暖房装置への給電が停止した時は、前記循環路を循環していた前記温水を、前記導入管を介して前記第２の貯湯タンクに移動させ、前記温水暖房装置への給電が再開した時は、前記第２の貯湯タンク内の前記温水を、前記汲み上げポンプを駆動して前記循環路へ汲み上げることを特徴とする温水暖房装置。
【請求項２】
温水を貯蔵する第１の貯湯タンクと、前記温水を生成する加熱手段と、前記第１の貯湯タンク及び前記加熱手段より低い位置に設けられ、前記温水が循環する放熱部とで構成される循環路を有する温水暖房装置であって、
前記放熱部よりも低い位置に設けられた第２の貯湯タンクと、前記放熱部と前記第２の貯湯タンクとを接続する導入管と、同導入管に備えられ、前記温水暖房装置への給電時に閉となり前記温水暖房装置への給電が停止した時に開となる開閉弁と、前記第１の貯湯タンクと前記第２の貯湯タンクとを接続する汲み上げ管と、同汲み上げ管に備えられた汲み上げポンプとを設け、
前記温水暖房装置への給電が停止した時は、前記循環路を循環していた前記温水を、前記導入管を介して前記第２の貯湯タンクに移動させ、前記温水暖房装置への給電が再開した時は、前記第２の貯湯タンク内の前記温水を、前記汲み上げポンプを駆動して前記汲み上げ管を介して前記第１の貯湯タンクへ汲み上げることを特徴とする温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水暖房装置に係わり、特に、給電停止時に循環させる水の凍結を防止することができる温水暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温水を熱媒とし、家屋等の床に放熱部を埋設した床暖房パネルと、ヒートポンプシステム等の加熱手段と、生成した温水を貯蔵する貯湯タンクとが相互に配管接続された温水暖房装置では、設置される場所が寒冷地である場合や、厳冬期である場合に、温水暖房装置の一部、特に、屋外に露出している配管内の水が凍結し、暖房運転ができなくなったり、配管が破裂する虞があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、屋外に露出している配管に断熱材や電熱式のヒータを巻装する、循環ポンプを駆動して配管内に温水を循環させる、水に不凍液を混入する、等凍結を防止するための様々な方法が提案されている。
【０００４】
しかし、これらの方法には、それぞれに以下のような問題があった。屋外に露出している配管に断熱材を巻装する方法では、外気温が極端に低下する寒冷地や厳冬期等では、断熱材の断熱効果が低下して、配管内の水が凍結する虞があった。
【０００５】
水に不凍液を混入する方法では、外気温が極端に低下する寒冷地や厳冬期等でも凍結を防止することができるが、不凍液濃度の調整を怠ると、水中に藻等の微生物が発生して配管を詰まらせたり、不凍液の機能が低下して配管内の水が凍結するという問題があった。
【０００６】
屋外に露出している配管に電熱式のヒータを巻装する方法や、循環ポンプを駆動して配管内に温水を循環させる方法は、外気温が所定の温度以下、例えば、３℃以下となった場合に、ヒータに給電して配管を加熱する、循環ポンプを駆動する、ことによって凍結を防止するため、安定して凍結防止が行なえると共に、不凍液の補充等といった定期的なメンテナンスが不要であるため、断熱材を巻装する方法や温水に不凍液を混入する方法に比べて、より確実に凍結防止を行うことができる。
【０００７】
しかし、配管に電熱式のヒータを巻装する方法や、循環ポンプを駆動して配管内の温水を循環させる方法では、停電等によりこれらヒータや循環ポンプへの給電が停止した場合には動作しなくなるため、給電停止時間が長時間となる場合では配管の凍結を防止できない虞があった。
【０００８】
このように、給電が停止した場合に、配管の凍結を防止する方法としては、温水暖房装置内に存在する水をすべて外部に排水することによって、凍結防止を行なう温水暖房装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
特許文献１に記載されているのは、水を加熱する加熱手段と、生成した温水を貯蔵する貯湯タンクと、温水が循環する循環路と、貯湯タンクから温水を外部に排水するための排水ポンプや排水バルブ及びこれらを制御する制御部とからなる排水手段を備えた温水暖房装置であり、制御部が停電等によって給電が停止されたことを検知すると、給電停止時に給電を行なうための予備電源に切り換えて、排水バルブを開くと共に排水ポンプを駆動して、貯湯タンク内の温水を全て外部に排水することにより、凍結防止を行なっている。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の温水暖房装置では、給電停止時に貯湯タンク内の温水を全て排水してしまうため、給電が再開されて温水暖房装置が再起動する際には、再び水を外部（水道）から温水暖房装置内（貯湯タンク）に注入する必要がある。従って、給電停止／再開の度に余計に水道料金がかかるという問題があった。また、新たに注入した水は寒冷地や厳冬期では特に冷たく、場合によっては０℃に近い水温であるため、これを加熱するための光熱費が増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２９５８４９号公報（第３〜４頁、第１図、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上述べた問題点を解決し、給電停止時に水を外部へ排水することなく、凍結による破損を防止できる温水暖房装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上述の課題を解決するものであって、本発明の温水暖房装置は、温水を貯蔵する第１の貯湯タンクと、温水を生成する加熱手段と、温水が循環する放熱部とで構成される循環路を有しており、さらには、循環路よりも低い位置に設けられた第２の貯湯タンクと、循環路と第２の貯湯タンクとを接続する導入管と、導入管に備えられ、温水暖房装置への給電が停止した時に開となる開閉弁と、第２の貯湯タンクから循環路へ温水を汲み上げる汲み上げポンプとを設けている。
【００１４】
そして、温水暖房装置への給電が停止した時は、循環路を循環していた温水を、導入管を介して第２の貯湯タンクに移動させ、温水暖房装置への給電が再開した時は、第２の貯湯タンク内の温水を、汲み上げポンプを駆動して循環路へ汲み上げるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の温水暖房装置は、給電停止時に循環路を循環していた温水を第２の貯湯タンクに移動させて貯蔵することにより、温水暖房装置の循環路内に温水がなくなるため、外部に露出している配管等で凍結を防止することができ、暖房運転ができなくなる、配管が破裂する、といったことを防ぐことができる。
【００１６】
また、温水を外部に排水せずに第２の貯湯タンクに移動させて貯蔵し、給電再開時には第２の貯湯タンクから循環路に温水を汲み上げて再利用するため、水道料金が節約できると共に、第２の貯湯タンクで貯蔵されていた温水を利用するため、温水暖房装置が再起動して温水を加熱する際の光熱費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例である温水暖房装置の要部構成及び設置状態を説明する図であり、（Ａ）は温水暖房装置の家屋への配置状態及び構成の説明図、（Ｂ）は温水暖房装置を上から見た場合の概略図である。
【図２】本発明の実施例における、温水暖房装置の動作を説明する図であり、（Ａ）は通常運転時の温水の流れを示す説明図、（Ｂ）は給電停止時及び給電再開時の温水の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、実施例としては、寒冷地にある一戸建て家屋に設置される温水暖房装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
【実施例】
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、本発明の温水暖房装置４０は、屋外に設置される温水発生機１と、家屋５０の床５０ｂに埋設される放熱部２０と、家屋５０の床下スペース５０ｃに配置される第２の貯湯タンク１０とを備えている。尚、温水暖房装置４０は上記以外に、図示は省略するが、ユーザーが暖房温度やタイマー運転設定等を行うリモコン等の操作手段を備えている。また、暖房機能以外に、風呂や洗面所等に温水を供給するための給湯機能を別途備えていてもよい。
【００２０】
温水発生機１は、その筐体内に第１の貯湯タンク２と、ヒートポンプシステム等の加熱手段３と、循環ポンプ４と、第１の開閉弁５と、三方弁１３と、図示は省略するが、第１の貯湯タンク２以外の上記装置を制御する制御部とを備えている。また、図１（Ｂ）に示すように、放熱部２０は、家屋５０の床５０ｂに所定の回数折り返して、つまり、蛇行させて埋設された温水用配管で構成されている。この放熱部２０を温水が流れることによって床５０ｂが暖められ、家屋５０内部が暖房される。
【００２１】
また、図１（Ａ）に示すように、床５０ｂの下方に設けられた床下スペース５０ｃには、発泡樹脂材等の断熱材６０と、第２の貯湯タンク１０と、第２の貯湯タンク１０から温水を汲み上げるための汲み上げポンプ１１と、第２の開閉弁１２とが設置されている。この床下スペース５０ｃは、例えば、家屋５０のコンクリートからなる基礎の内部であり、床下スペース５０ｃの底面及び側面に配置した断熱材６０による断熱効果と相俟って、ある程度の断熱空間となっている。尚、汲み上げポンプ１１及び第２の開閉弁１２は、温水発生機１に備えられた図示しない制御部により動作が制御される。
【００２２】
次に、図１を用いて、温水暖房装置４０の配管接続について説明する。第１の貯湯タンク２の下部には、往き管２１の一端が接続されており、往き管の他端は放熱部２０の一端に接続されている。放熱部２０の他端は、戻り管２２に接続されており、戻り管２２の他端は図示しない加熱手段３の温水入口に接続されている。また、図示しない加熱手段３の温水出口には三方弁１３が接続されており、三方弁１３には揚水管２３の一端が接続され、揚水管２３の他端は第１の貯湯タンク１の頂部に接続されている。
【００２３】
往き管２１には、循環ポンプ４が介設されている。また、往き管２１には、第１の貯湯タンク１に貯蔵されている温水を、循環ポンプ４を経由せずに放熱部２０に送るためのバイパス管２５が接続されており、このバイパス管２５には、通電時に閉じ通電停止時に開く第１の開閉弁５が介設されている。以上説明した接続によって、循環路が形成される。尚、第１の貯湯タンク１の頂部は、減圧弁３０を介設した給水管２６で水道Ｗと接続されており、第１の貯湯タンク１内の水が減少したことを制御部が検知すれば、制御部が減圧弁３０を制御して水道Ｗより水を補充するようになっている。
【００２４】
第２の貯湯タンク１０には、導入管２７の一端が接続されており、導入管２７の他端は放熱部２０に接続されている。また、第２の貯湯タンク１０には、汲み上げ管２４の一端が接続されており、汲み上げ管２４の他端は三方弁１３に接続されている。また、導入管２７には、通電時に閉じ通電停止時に開く第２の開閉弁１２が、汲み上げ管２４には、汲み上げポンプ１１が、それぞれ介設されている。尚、第２の貯湯タンク１０の上面には、内部の空気を抜くための孔１４が設けられている。
【００２５】
次に、図２を用いて、温水暖房装置４０の通常運転時の動作及び給電停止時／給電再開時の、それぞれの動作について説明する。まずは、図２（Ａ）を用いて、通常運転時の動作を説明する。ユーザーが図示しない操作手段を操作して温水暖房装置４０の運転を開始すると、制御部が循環ポンプ４を駆動して水の循環を開始する。図２（Ａ）に矢印で示すように、第１の貯湯タンク１から往き管２１を経て放熱部２０に進入した水は、戻り管２２を介して加熱手段３へ流入し、加熱手段３で加熱されて温水ＨＷとなる。
【００２６】
そして、温水ＨＷは、三方弁１３を介して第１の貯湯タンク１に流入し貯蔵される。このように循環路に繰り返し温水ＨＷを循環させることによって、放熱部２０にユーザーが設定した温度に対応した温度の温水が流れ、家屋５０内が暖房される。尚、この通常運転の際は、第１の開閉弁５及び第２の開閉弁１２は、それぞれ通電されて閉とされている。また、汲み上げポンプ１１は停止しており、三方弁１３は、制御部によって加熱手段３から第１の貯湯タンク１に温水ＨＷが流れるような弁の位置とされている（図２（Ａ）で、汲み上げ管２４の接続側が閉となっている）。
【００２７】
次に、図２（Ｂ）を用いて、温水暖房装置４０への給電が停止した時及び給電が再開した時の動作を説明する。温水暖房装置４０が通常運転中に、停電等によって温水暖房装置４０への給電が停止した時は、循環ポンプ４が停止し、また、図２（Ｂ）に示すように、第１の開閉弁５及び第２の開閉弁１２は、通電が停止されて開となる。この時、図２（Ｂ）に矢印で示すように、第１の貯湯タンク１に貯蔵されている温水ＨＷは、第１の貯湯タンク１が第２の貯湯タンク１０より高い所に設置されているために、自動的にバイハス管２５から第１の開閉弁５及び往き管２１を経て放熱部２０に流入する。尚、この時の三方弁１３は、上述した通常運転の際の、弁の位置のままとなっている。
【００２８】
放熱部２０に流入した温水ＨＷは、導入管２７から第２の開閉弁１２を経て、第２の貯湯タンク１０に流入して貯蔵される。この時、第１の貯湯タンク１の温水ＨＷが、自動的に第１の貯湯タンク１から流出する際に、第１の貯湯タンク１から放熱部２０までの間の各配管内に滞留している温水ＨＷも押し出されて第２の貯湯タンク１０に流入し、第１の貯湯タンク１から放熱部２０までの間に存在した温水ＨＷはすべて第２の貯湯タンク１０に移動する。
【００２９】
また、加熱手段３内に滞留する温水ＨＷも、加熱手段３が第２の貯湯タンク１０より高い所に設置されているために、自重により第２の貯湯タンク１０に向かって流出する。その際に、放熱部２０における導入管２７の接続部から加熱手段３までの間の配管内、つまり、放熱部２０の、導入管２７の接続部から戻り管２２までの配管内と、戻り管２２内部、に存在した温水ＨＷは、加熱手段３からの温水ＨＷに押し出されて第２の貯湯タンク１０にすべて移動する。
【００３０】
以上のように、給電停止時は、温水暖房装置４０の循環路内に存在した温水ＨＷが全て第２の貯湯タンク１０に移動するので、循環路内に温水ＨＷが残留しない。従って、温水暖房装置４０への給電停止時に、温水ＨＷが循環路内で凍結して配管類を破壊したり、給電再開時に暖房運転ができないといったことを防ぐことができる。
【００３１】
温水暖房装置４０への給電が再開され、温水暖房装置４０が再起動すると、第１の開閉弁５及び第２の開閉弁１２に通電が再開されてそれぞれ閉となると共に、制御部は汲み上げポンプ１１を駆動して第２の貯湯タンク１０に貯蔵されている温水ＨＷを汲み上げる。汲み上げポンプ１１によって汲み上げられた温水ＨＷは、図２（Ｂ）の白抜き矢印で示すように、汲み上げ管２４に流入し、三方弁１３及び揚水管２３を経て第１の貯湯タンク１に流入して貯蔵される。尚、三方弁１３は、制御部によって汲み上げ管２４から第１の貯湯タンク１に温水ＨＷが流れるような弁の位置とされている（図２（Ｂ）で、加熱手段３の接続側が閉となっている）。この後は、図２（Ａ）で説明したように、循環ポンプ４や三方弁１３が作動して、温水暖房装置４０の循環路を温水ＨＷが循環し暖房運転が再開される。
【００３２】
以上のように、給電再開時は、第２の貯湯タンク１０に貯蔵されていた温水ＨＷを汲み上げて再利用するため、水道料金を節約することができる。また、第２の貯湯タンク１０が設置されている床下スペース５０ｃは、ある程度の断熱効果を有するため、第２の貯湯タンク１０に貯蔵されていた温水ＨＷはかなりの時間保温されている状態となる。従って、温水暖房装置４０が再起動して暖房運転を再開、つまり、温水ＨＷを加熱手段３で加熱する際に、水道水を新たに取り込んで加熱する場合に比べて光熱費を低減することができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の温水暖房装置は、給電停止時に循環路を循環していた温水を第２の貯湯タンクに移動させて貯蔵することにより、温水暖房装置の循環路内に温水がなくなるため、外部に露出している配管等で凍結を防止することができ、暖房運転ができなくなる、配管が破裂する、といったことを防ぐことができる。
【００３４】
また、温水を外部に排水せずに第２の貯湯タンクに移動させて貯蔵し、給電再開時には第２の貯湯タンクから循環路に温水を汲み上げて再利用するため、水道料金が節約できると共に、第２の貯湯タンクで貯蔵されていた温水を利用するため、温水暖房装置が再起動して温水を加熱する際の光熱費を低減することができる。
【００３５】
尚、以上説明した実施例では、循環路と第２の貯湯タンクとは、開閉弁を備えた１本の導入管のみで接続しているが、循環路を構成する第１の貯湯タンク、加熱手段、放熱部、の各々毎に開閉弁を備えた導入管で第２の貯湯タンクと接続してもよい。この場合は、貯湯タンク、加熱手段、放熱部、の各々が、第２の貯湯タンクより高い位置に設置されていればよいので、これらの機器の設置の自由度を上げることができる。
【００３６】
また、第２の貯湯タンクと第１の貯湯タンクとを接続する汲み上げ管を設け、汲み上げ管に汲み上げポンプを備えることにより、温水暖房装置へ給電が再開された際は、第２の貯湯タンクから第１の貯湯タンクへ温水を汲み上げる構成について説明したが、汲み上げポンプを導入管に開閉弁と直列に設けて、温水暖房装置へ給電が再開された際は、開閉弁を開となるように制御し、汲み上げポンプを駆動して第２の貯湯タンクから放熱部（循環路）へ温水を汲み上げるようにしてもよい。但し、この場合は、給電停止時に温水が通過できる構造を有する汲み上げポンプを使用する必要がある。
【符号の説明】
【００３７】
１  温水発生機
２  第１の貯湯タンク
３  加熱手段
４  循環ポンプ
５  第１の開閉弁
１０  第２の貯湯タンク
１１  汲み上げポンプ
１２  第２の開閉弁
１３  三方弁
１４  孔
２０  放熱部
２１  往き管
２２  戻り管
２３  揚水管
２４  汲み上げ管
２５  バイパス管
２６  給水管
３０  減圧弁
４０  温水暖房装置
５０  家屋
５０ａ  壁
５０ｂ  床
５０ｃ  床下スペース
６０  断熱材
【図１】
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【図２】
2011179798.tif 000004