(57)【要約】【課題】床暖房パネルを多数設置した場合でも各床暖房パネルに温水を十分に循環流通させることができる床暖房システムを提供する。【解決手段】  熱源機１の往口９からの温水が温水配管１０、ヘッダー１１、各温水配管２０、各室内別置ヘッダー２２、各温水配管２５、各床暖房パネル３０、温水配管２８、室内別置ヘッダー２７、温水配管２６、ヘッダー１２、温水配管１３、補助ポンプ１４の順に流れる。この補助ポンプ１４から吐出した戻温水の一部は、温水配管１５、戻口２、配管３、循環ポンプ４、熱交換器５、配管７、往口９、温水配管１０の順に流れる。戻温水の残部は、バイパスライン１６を介して直に温水配管１０に流れ込み、往口９からの温水と合流してヘッダー１１へ向って流れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水の加熱手段、温水の往口及び温水の戻口を有した熱源機と、
該熱源機の温水の往口及び戻口に連なり、熱源機を介して温水を循環するための温水配管と、
該温水配管が蛇行状に配設された床暖房パネルと、
それらの熱源機、温水配管、及び床暖房パネルに温水を循環するための循環ポンプとを備えた床暖房システムであって、
前記温水配管には、前記熱源機の温水の往口に連なる温水配管と戻口に連なる温水配管との間に、前記熱源機を介さずに温水を循環するためのバイパスラインを備えてなることを特徴とする床暖房システム。
【請求項２】
熱源機内に、熱源機内の加熱手段より往口側の配管と戻口側の配管とを連通するミニマムフローラインを備えた請求項１に記載の床暖房システム。
【請求項３】
循環ポンプを、熱源機内に備えた請求項１又は２に記載の床暖房システム。
【請求項４】
熱源機の温水の戻口に連なるバイパスライン手前の温水配管に、更に循環ポンプを設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の床暖房システム。
【請求項５】
循環ポンプを、熱源機の温水の戻口に連なるバイパスライン手前の温水配管に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の床暖房システム。
【請求項６】
温水配管が、主配管と、ヘッダを介して、床暖房する部屋数に応じて分岐させた複数の分岐配管を有し、該分岐配管が床暖房パネルに配設されている請求項１乃至５のいずれかに記載の床暖房システム。
【請求項７】
パイパスラインの管内径が、温水配管の主配管内径の１．０〜２．０倍である請求項６に記載の床暖房システム。
【請求項８】
パイパスラインの管内径が、ミニマムフローラインの管内径の２〜８倍である請求項２に記載の床暖房システム。
【請求項９】
バイパスラインの温水流量が熱源機内温水流量の１〜１０倍となるように構成されている請求項１乃至８のいずれか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、ボイラ等の熱源機からの温水を床暖房パネルに流通させて床暖房を行う床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
床暖房システムにあっては、一般に、温水の加熱手段、温水の往口及び温水の戻口を有した熱源機と、該熱源機の温水の往口及び戻口に連なり、熱源機を介して温水を循環するための温水配管と、該温水配管が蛇行状に配設された床暖房パネルと、それらの熱源機、温水配管、及び床暖房パネルに温水を循環するための循環ポンプとを備え、その温水配管によって床暖房パネルに温水を流通させるようにしている。
【０００３】
この種の床暖房システムの従来技術の一例として特許文献１に記載の給湯暖房システム、特許文献２に記載の温水暖房装置、特許文献３に記載の床暖房システムなどが挙げられる。
【０００４】
特許文献１では、循環ポンプによって温水を熱源機に供給し、該熱源機からの温水を往ラインによって床暖房パネルに供給し、床暖房パネルからの温水を戻ラインと前記循環ポンプとを介して熱源機に戻している。この戻ラインの循環ポンプよりも床暖房パネル側と往ラインとが熱交換器の１次側伝熱管とそれに連なる配管を介して連通している。
【０００５】
この配管と往ラインとの接続部には三方弁が設けられている。この三方弁は、熱源機からの温水を床暖房パネルに流すか伝熱管に流すか二者択一的に切り替え制御される。また、この１次側伝熱管は戻ラインのポンプよりも上流側を往ラインに接続している。
【０００６】
特許文献２では、温水タンク内の温水を循環ポンプで床暖房パネルに循環流通させると共に、この循環ポンプの吐出温水の一部を分取して熱交換器にて加熱し、温水タンクに戻すようにしている。
【０００７】
特許文献３では、循環ポンプ内蔵型の給湯器に給湯ヘッダと返湯ヘッダを取り付け、各ヘッダから給湯往管及び戻管を介して複数の床暖房パネルに温水を流通させるよう構成している。
【特許文献１】特開２００２−２５７３６５号公報
【特許文献２】特開平５−２７２７６４号公報
【特許文献３】特開平１０−１７０００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱源機からの温水を温水配管を介して床暖房パネルに循環させる床暖房システムにおいて、床暖房パネルの枚数が多い場合、熱源機に設けられた循環ポンプだけでは十分に温水を各床暖房パネルに供給できないので、温水配管に補助用の循環ポンプを設けることがある。
【０００９】
しかしながら、このように補助用の循環ポンプを設けても、熱源機自体の水の流通抵抗が大きいために、床暖房パネルへの供給流量を十分に増大させることができないことがある。
【００１０】
本発明は、床暖房パネルを多数設置した場合でも各床暖房パネルに温水を十分に循環流通させることができる床暖房システム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】
【００１１】
本発明の床暖房システムは、温水の加熱手段、温水の往口及び温水の戻口を有した熱源機と、該熱源機の温水の往口及び戻口に連なり、熱源機を介して温水を循環するための温水配管と、該温水配管が蛇行状に配設された床暖房パネルと、それらの熱源機、温水配管、及び床暖房パネルに温水を循環するための循環ポンプとを備えた床暖房システムであって、前記温水配管には、前記熱源機の温水の往口に連なる温水配管と戻口に連なる温水配管との間に、前記熱源機を介さずに温水を循環するためのバイパスラインを備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
このバイパスラインは、熱源機に設けられることがあるミニマムフローラインとは別個のものである。
【００１３】
本発明では、このバイパスラインには、熱源機を流れる流量以上の温水が流れるように構成するのが好ましく、特にバイパスラインの流量が熱源機の流量以上、１０倍以下となるようにするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、熱源機の温水の往口に連なる温水配管と戻口に連なる温水配管との間に、前記熱源機を介さずに温水を循環するためのバイパスラインが設けられており、床暖房パネルから戻ってきた温水の一部がこのバイパスラインを介して、熱源機を経ることなく往口に連なる温水配管に送り出される。このため、熱源機内の循環ポンプの吐出流量とバイパスラインを流れる流量とが重畳して床暖房パネルに向って温水配管を流れることになる。従って、床暖房パネルの数が多くても、各床暖房パネルに十分に温水を流通させることができる。
【００１５】
本発明では、バイパスラインを通過する流量を熱源機を通過する流量と同量以上、好ましくは１〜１０倍とすることにより、各床暖房パネルに十分に温水を流通させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、以下に説明するものは本発明の実施形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、以下の説明に何ら限定されるものではない。第１図は実施の形態に係る床暖房システムの系統図である。
【００１７】
この実施の形態に係る床暖房システムにあっては、建物の複数個（ｍ個）の室の各々に複数枚（ｎ枚）の床暖房パネルが敷設施工されており、循環ポンプ４を備えた熱源機１から温水を配管及び補助用の循環ポンプ１４を介して循環流通させるように構成している。
【００１８】
熱源機１は、戻口２からの戻温水を配管３、循環ポンプ４、熱交換器５、配管７、往口９の順に流通させ、この熱交換器５においてバーナ６からの熱によって温水を加温するよう構成されている。
【００１９】
配管３，７はミニマムフローライン８によって連通されている。このミニマムフローライン８は、熱源機１内に設けられており、後述の弁２１のすべてが閉とされた無負荷状態で循環ポンプ４が作動したときでも、水を配管３，７及び該ミニマムフローラインを介して循環流通させるためのものである。
【００２０】
この往口９には、温水配管１０を介して往側のヘッダー１１が連なっている。このヘッダー１１と並列して戻側のヘッダー１２が設置されている。このヘッダー１２は、温水配管１３、補助用の循環ポンプ１４及び温水配管１５を介して戻口２に連なっている。この補助用の循環ポンプ１４と戻口２を繋ぐ温水配管１５と、上記往側の温水配管１０とがバイパスライン１６を介して連通している。
【００２１】
この実施の形態では、バイパスライン１６は、直管又は少なくとも一部が緩く湾曲した曲管よりなる。このバイパスライン１６には流量調節弁や開閉弁などの弁は一切設けられておらず、戻側温水配管１５から往側温水配管１０へ流れる温水の流通抵抗が小さなものとなるように構成されている。
【００２２】
この実施の形態では、この往側の温水配管１０が往メインライン（主配管）を構成している。また、戻側の温水配管１３，１５が戻メインラインを構成している。
【００２３】
前記往側のヘッダー１１には複数本（ｍ本）の往側の各温水配管２０の上流端が接続されている。また、戻側のヘッダー１２には、該温水配管２０と同数本（ｍ本）の戻側の各温水配管２６の下流端が接続されている。通常、建物の室の個数（ｍ個）は１〜１０個、好ましくは１〜５個である。なお、図中では、温水配管２０，２６がそれぞれｍ本であることを示すために、符号２０，２６に（１）、（ｍ）が添記してある。これらの温水配管２０，２６は例えば銅管、アルミ複合管、架橋ポリエチレン管などよりなり、建物の天井や床下に引き回される。なお、配管の材質はこれに限定されない。
【００２４】
各温水配管２０の下流端及び各温水配管２６の上流端は、建物の各室毎に設置された室内別置ヘッダー２２，２７にそれぞれ接続されている。
【００２５】
この建物の各室にはそれぞれ複数枚（ｎ枚）の床暖房パネル３０（３０（１）〜３０（ｎ））が設置されており、各床暖房パネル３０（１）〜３０（ｎ）がそれぞれ往側の温水配管２５と戻側の温水配管２８を介して各室内別置ヘッダー２２，２７に接続されている。１室あたりの床暖房パネルの枚数（ｎ）は室の大きさにもよるが、通常１〜１０枚、好ましくは２〜６枚である。これらの温水配管２５，２８は架橋ポリエチレン管などよりなるが、材質はこれに限定されない。
【００２６】
この実施の形態では、温水配管２０，２６が第１のブランチライン（分岐配管）であり、配管２５，２８が第２のブランチライン（分岐配管）である。
【００２７】
なお、各温水配管２０にはそれぞれ流量調節弁２１が設けられており、各室に設けられた床暖房温度調節用の室内リモコン２４によって流量調節されるよう構成されている。この室内リモコン２４は、室の数（ｍ個）と同数個設けられている。
【００２８】
このように構成された床暖房システムにおいて、図示しない床暖房運転スイッチをＯＮとすると、循環ポンプ４、補助用の循環ポンプ１４及びバーナ６が作動し、往口９からの温水が主配管たる温水配管１０、ヘッダー１１、第１の分岐配管たる各温水配管２０、各室内別置ヘッダー２２、第２の分岐配管たる各温水配管２５、各床暖房パネル３０、第２の分岐配管たる温水配管２８、室内別置ヘッダー２７、第１の分岐配管たる温水配管２６、ヘッダー１２、主配管たる温水配管１３、補助用の循環ポンプ１４の順に流れる。
【００２９】
この補助用の循環ポンプ１４から吐出した戻温水の一部は、主配管たる温水配管１５、戻口２、配管３、循環ポンプ４、熱交換器５、配管７、往口９、主配管たる温水配管１０の順に流れる。補助用の循環ポンプ１４から吐出した戻温水の残部は、バイパスライン１６を介して直に主配管たる温水配管１０に流れ込み、往口９からの温水と合流してヘッダー１１へ向って流れる。
【００３０】
このように補助用の循環ポンプ１４を設けると共に、主配管たる温水配管１５，１０をバイパスライン１６で連通しており、主配管たる温水配管１３を介して戻ってきた戻温水の一部を該バイパスライン１６から直に主配管たる温水配管１０に流通させるので、温水配管１０からヘッダー１１に向う給湯流量を多くし、各床暖房パネル３０に十分な量の温水を流通させることが可能となる。
【００３１】
なお、床暖房パネル３０及びその周囲の床がほぼ十分に暖まって床暖房システムが定常運転状態となっているときにあっては、戻口２に戻ってくる温水の温度は５５〜６０℃程度である。この戻温水が熱交換器５で加温され、往口９から７０〜７５℃程度の温水となって送り出される。
【００３２】
従って、補助用の循環ポンプ１４から吐出した戻温水の一部を、加温することなくバイパスライン１６から温水配管１０へ合流させる場合でも、温水配管１０からヘッダー１１等を経て床暖房パネル３０に供給される温水の温度は６０〜７０℃程度と十分に高いものとなる。
【００３３】
なお、仮にバイパスライン１６を省略した場合には、たとえ補助用の循環ポンプ１４を設けてあっても、熱源機１内の特に熱交換器５の流通抵抗が大きく、温水配管１０から送り出される温水流量を増加させることはできず、大型の床暖房システムにおける床暖房パネルへ充分な温水を供給することができない。
【００３４】
なお、主配管たる温水配管１０，１３，１５の管内径は通常１６〜３０ｍｍであり、第１の分岐配管たる温水配管２０，２６の管内径は通常１３〜２０ｍｍであり、第２の分岐配管たる温水配管２５，２８の管内径は通常７〜１０ｍｍである。そして、バイパスライン１６の管内径は、主配管たる温水配管１０，１３，１５の管内径の１．０〜２．０倍とするのが好ましく、また、ミニマムフローラインの管内径は、主配管たる温水配管１０，１３，１５の管内径の０．１〜０．６倍とするのが好ましい。
【００３５】
本発明では、前記、床暖房システムが定常運転状態においては、バイパスライン１６内を流れる流量（体積流量）が、熱源機１内の配管３、熱交換器５、配管７の流量（熱源機の流量）に対し、１倍以上、１０倍以下、特に１〜３倍となるようにバイパスライン１６の長さや管径を設定するのが好ましい。ミニマムフローラインの管内径は通常３〜１０ｍｍ、好ましくは３〜５ｍｍであり、バイパスラインの管内径は通常１０〜３０ｍｍ、好ましくは１５〜２５ｍｍである。バイパスラインの管内径は、ミニマムフローラインの管内径に対して、通常２〜８倍、好ましくは４〜７倍である。また、このようにバイパスライン１６の流量を多くするために、バイパスライン１６としては直管状又は少なくとも一部が緩く湾曲した曲管よりなり、且つ流通抵抗となる弁などが設けられていないことが望ましい。ただし、バイパスライン１６、または、主配管たる温水配管１５、１０とバイパスライン１６との分岐部に、流量調節弁や開閉弁が設けられてもよい（図示せず）。バイパスライン１６に流量調節弁を設けると、温水配管１５の温水流量を、バイパスライン１６と熱源機１に適宜、分配することができる。
【００３６】
循環ポンプ４を設ける箇所は、第１図に示す箇所に限定されない。例えば、第１図において、補助用の循環ポンプ１４を設けた箇所に循環ポンプ４を設けても良い。この様な場合でも、前記の流量調節弁や開閉弁を設けることにより、バイパスライン１６の流量を調節することができる。
【００３７】
なお、上記の床暖房パネル３０としては、例えば、発泡合成樹脂等よりなる板状の断熱材の上面に溝が設けられ、この溝内に温水チューブが引き回され、このベースの上面にアルミ等の伝熱シートと、仕上げ用表面材が設けられたものを用いることができるが、これに限定されない。
【００３８】
この床暖房パネル３０としては、既に上市されている各種のものを用いることができる。通常の床暖房パネルにあっては、面積は０．８〜１０ｍ２程度であり、チューブの内径は４〜７ｍｍ特に５〜６ｍｍ程度であり、チューブ長さは１０〜７０ｍ特に２０〜５０ｍ程度である。１枚の床暖房パネルに対し０．５〜１．５Ｌ／ｍｉｎ例えば約１Ｌ／ｍｉｎ程度の流量にて温水が流通される。この場合の１枚の床暖房パネルの通水圧損は２０〜４０ＫＰａ例えば約３０ＫＰａ程度である。
【００３９】
上記実施の形態では戻側の温水配管１３に補助用の循環ポンプ１４を設けているが、往側の温水配管１０（ただし、バイパスライン１６の接続地点よりもヘッダー１１側）に補助用の循環ポンプ１４を設置してもよい。ただし、この場合、補助用の循環ポンプ１４の上流側となる熱源機１の配管や熱交換器５内に負圧が発生する可能性があるので、図のように戻側の温水配管１３に設ける方が好ましい。温水配管１３，１０の双方に補助用の循環ポンプを設けてもよいが、コスト高となるので、温水配管１３にのみ設けるのが好ましい。
【００４０】
本発明の床暖房システムにより、１システム当たり２５〜５０Ｌ／分の温水を循環することが可能であり、うち、１５〜４０Ｌ／分を、熱源機を介さずに前記バンパスラインを介して床暖房パネルに温水を循環させる量とすることが可能であり、床暖房パネルの総面積で１００〜４００ｍ２を用いた床暖房が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態に係る床暖房システムの系統図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  熱源機
２  温水の戻口
３  配管
４  循環ポンプ
５  熱交換器
６  バーナ
７  配管
８  ミニマムフローライン
９  温水の戻口
１０  往メインラインを構成する温水配管
１１，１２  ヘッダー
１３，１５  戻メインラインを構成する温水配管
１４  補助用の循環ポンプ
１６  バイパスライン
２０，２５，２６，２８  ブランチラインを構成する温水配管
３０  床暖房パネル
【図１】
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