(57)【要約】【課題】使用端末機の数量に影響を受けず、必要温水量の供給を行うことを目的とする。【解決手段】出力可変型温水搬送用ポンプ２４と、温水加熱装置２で加熱された高温水を低温水供給回路４に導く高温水バイパス回路９と、低温水供給回路４と高温水バイパス回路９の合流部より上流側に開閉弁２５を設け、開閉弁２５を端末機１７に供給する温水量に応じて開閉させ、使用端末機の数量に応じて供給する温水量を可変することで、必要な温水量を確保するようにしている。【選択図】  図１
2004191005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末放熱器に温水を循環させる出力可変型温水搬送用ポンプと、温水を加熱する温水加熱装置と、前記温水加熱装置から高温端末機へ高温水を供給する高温水供給回路と、温水搬送用ポンプの吐出経路から分岐し低温端末機に温水を供給する低温水供給回路と、高温水供給回路の高温水を高温端末機に供給する高温水供給口と、高温水供給回路と低温水供給回路を逆流防止弁を介して接続した高温水バイパス回路と、低温水供給回路からの温水と高温水バイパス回路からの高温水とを混合し低温端末機に供給する低温水供給口とを備え、前記低温水供給回路と高温水バイパス回路の合流部より上流側の低温水供給回路に開閉弁を設け、低温端末機に供給する温水量に応じて低温水供給回路の温水供給量を可変させるようにした温水暖房装置。
【請求項２】
開閉弁は温水搬送用ポンプの出力に応じて制御し、複数段階に温水供給量を制御することを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項３】
開閉弁は低温端末機の運転系統数に応じて制御し、複数段階に温水供給量を制御することを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項４】
低温水供給口に圧力センサーを設け、前記圧力センサーの検出値に応じて開閉弁を制御し、複数段階に温水供給量を制御することを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項５】
開閉弁に代えてリニアに開度を調整できる流量制御弁を設け、この流量制御弁を制御して温水供給量を可変することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の温水暖房装置。
【請求項６】
低温端末機の運転開始後、所定時間は開閉弁を閉じて高温水を供給することにより、暖房の立上がりを早くすることを特徴とした請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項７】
温水戻り口に温度センサーを設け、低温端末機の運転開始後、前記温度センサーの検出温度が所定の温度になるまで開閉弁を閉じて高温水を供給することにより、暖房の立上がりを早くすることを特徴とした請求項１記載の温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水を複数の端末機に循環させて暖房する温水暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の温水暖房システム構成図を図４に示す。
【０００３】
一定出力型温水搬送用ポンプ１と、温水搬送用ポンプ１から搬送された温水を加熱する温水加熱装置２と、温水搬送用ポンプ１から搬送され温水加熱装置２で加熱した高温水を高温水供給口８に導く高温水供給回路３と、温水搬送用ポンプ１から搬送された温水を低温水供給口１１に導く低温水供給回路４と、温水加熱装置２に燃料を供給する燃料調整器５と、加熱後の温水温度を検出する高温センサー６と、最低機内循環温水流量を確保する温水バイパス７と、温水加熱装置２で加熱された高温水を高温端末機２０に供給する高温水供給口８と、高温水を低温水供給回路４に導き低温水供給回路４からの逆流を防止する機能を備えた高温水バイパス回路９と、低温水供給回路４からの温水と高温水バイパス回路９からの高温水とを混合した低温水を複数の分岐回路１８に供給するための温水弁１０を複数有する低温水供給口１１と、すべての戻り温水を合流させる温水戻りヘッダー１２から合流した戻り温水を温水加熱装置２に戻す温水戻り口１３と、この戻り温水と温水バイパス７を通った温水を戻す温水タンク１４と、これらをコントロールする制御器１５から温水暖房用の熱源機１６を形成している。
【０００４】
この熱源機１６から低温水を利用する複数の低温端末機１７が低温水供給口１１に有る温水弁１０から低温水往き配管１８によって接続され低温水の供給を受け、また温水戻り配管１９によって温水戻りヘッダー１２に使用後の温度の下がった温水を戻している。
【０００５】
さらに、高温水供給口８の高温水を利用する複数の高温端末機２０は、高温水往き配管２１によって接続され高温水の供給を受け、また温水戻り配管１９によって温水戻りヘッダー１２に使用後の温度の下がった温水を戻している。
【０００６】
それぞれ複数の端末機１７，２０は通信線２２，２３によって熱源機１６の制御器１５に接続され全体として温水暖房システムを形成している。
【０００７】
ここで、制御器１５は暖房端末機１７，２０の運転信号を通信線２２，２３から受け、温水搬送用ポンプ１を駆動し温水を循環させ、燃料調整器５によって温水加熱装置２の加熱量を調整し高温センサー６の温度を設定温度に保つように制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０３−２７１６３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の装置では、使用端末数が多くなって流量を多く流す場合、温水加熱装置が抵抗となって圧力損失が大きくなり、十分な流量を得られないという問題を有していた。これに対して、温水搬送用ポンプの出力を上げて流量を増加させることもできるが、ポンプの出力が大きくなるため、高性能なものが必要となり、コストが上がったり、出力を大きくするため消費電力が大きくなる、また、回転数が増加するため騒音や振動が発生しやすいという問題や、反対に、使用端末数が少なくて流量が少ない場合は、暖房回路内の圧力が上昇するという問題がある。
【００１０】
また、熱交換器で昇温した温水をタンクに戻してから端末に供給する方式は、熱交換器の圧損の影響を受けないので、循環流量を得ることができるが、温水が一度タンクで低温の循環水と混合されるため、端末機に高温の循環水を供給できないという問題がある。
【００１１】
さらに、一定のバイパスおよびポンプ出力では、端末機に供給できる流量が設置場所における端末配管により制限されてしまい、暖房立ち上がり等の放熱量が多い場合に搬送熱量を増やすことができないといった問題を有していた。
【００１２】
また、低温水供給回路の温水割合が一定のため、温水加熱装置で加熱された高温水より低い温度でしか低温端末機には温水を供給することができず、端末機の負荷が大きくて高温のお湯を供給したい場合でも、低温水供給回路の温水で低くなった低温水しか低温端末機には供給できず、暖房の立上がりが遅いという問題を有していた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、出力可変型温水搬送用ポンプと、温水を加熱する温水加熱装置と、前記温水加熱装置から高温端末機へ高温水を供給する高温水供給回路と、温水搬送用ポンプの吐出経路から分岐し低温端末機に温水を供給する低温水供給回路と、高温水供給回路と低温水供給回路を逆流防止弁を介して接続した高温水バイパス回路とを備え、前記低温水供給回路と高温水バイパス回路の合流部より上流側の低温水供給回路に開閉弁を設け、低温端末機に供給する温水量に応じて低温水供給回路の温水供給量を可変させるようにしたものである。
【００１４】
また、開閉弁の制御による温水量の可変と合わせて、温水加熱装置での燃焼量や出力可変型温水搬送用ポンプの出力を可変することのできる構成としたものである。
【００１５】
上記発明によれば、端末放熱器の使用状態によって変化する回路の圧損の変化と、それに伴う循環流量の変化に対し、低温水供給回路の開閉弁の制御による温水量の調節と、温水加熱装置での燃焼量の調節による高温水の温度制御と、出力可変型温水搬送用ポンプの出力を可変させることによるポンプ吐出圧の調節とを組合わせて行うことにより、それぞれの使用状態に合った流量、温度の温水を供給することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本願請求項１記載の発明は、端末放熱器に温水を循環させる出力可変型温水搬送用ポンプと、温水を加熱する温水加熱装置と、前記温水加熱装置から高温端末機へ高温水を供給する高温水供給回路と、温水搬送用ポンプの吐出経路から分岐し低温端末機に温水を供給する低温水供給回路と、高温水供給回路の高温水を高温端末機に供給する高温水供給口と、高温水供給回路と低温水供給回路を逆流防止弁を介して接続した高温水バイパス回路と、低温水供給回路からの温水と高温水バイパス回路からの高温水とを混合し低温端末機に供給する低温水供給口とを備え、前記低温水供給回路と高温水バイパス回路の合流部より上流側の低温水供給回路に開閉弁を設け、低温端末機に供給する温水量に応じて低温水供給回路の温水供給量を可変させるようにしたものである。
【００１７】
低温端末機の使用状態の影響を受けず、また温水搬送用ポンプの出力を上げて回路内の圧力を上げることなく、端末機の使用状態に合った温水を供給することができる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、開閉弁を温水搬送用ポンプの出力に応じて開閉させ、複数段階に温水供給量を制御するようにしたものである。
【００１９】
また、請求項３記載の発明は、開閉弁を低温端末機の運転系統数に応じて開閉させ、複数段階に温水供給量を制御するようにしたものである。
【００２０】
また、請求項４記載の発明は、低温水供給口に圧力センサーを設け、前記圧力センサーの検出値に応じて開閉弁を開閉させ、複数段階に温水供給量を制御するようらしたものである。
【００２１】
そして、上記請求項２〜４記載の発明は、低温端末機の影響を受けず、また温水搬送用ポンプの出力を上げて回路内の圧力を上げることなく、端末機の使用状態に合った温水を供給することができる。
【００２２】
また、請求項５記載の発明は、開閉弁に代えてリニアに開度を調整できる流量制御弁で制御して、温水供給量を制御するようにしたものである。
【００２３】
そして、温水供給量をリニアに調整することで、より端末機の使用状態に合った温水を供給することができる。
【００２４】
また、請求項６記載の発明は、低温端末機の運転開始時、所定時間内は低温水供給回路の開閉弁を閉じて高温水を供給することにより、暖房の立上がりを早くすることができる。
【００２５】
また、請求項７記載の発明は、温水戻り口に温度センサーを設け、低温端末機の運転開始時、前記温度センサーの検出温度が所定の温度になるまでは、低温水供給回路の開閉弁を閉じて高温水を供給することにより、確実に暖房の立上がりを早くすることができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における温水暖房装置のシステム構成図である。従来例と同一部分は同一番号を付与して説明は省略する。
【００２８】
２４は出力可変型温水搬送用ポンプであり、一般的にはＤＣポンプで回転数を制御して用いる。２５は開閉弁であり、低温水供給回路４と高温水バイパス回路９との合流部より上流側の低温水供給回路４に設けられている。
【００２９】
上記構成において、低温端末機１７を使用している時の温水の流れは、出力可変型温水搬送用ポンプ２４から吐出され低温水供給回路４を流れる温水と、温水加熱装置２で高温センサー６の制御温度に加熱された高温水が、高温水供給回路３から高温水バイパス回路９を流れて低温水供給回路４の温水と合流して混合され低温水となって、使用している低温端末機１７の温水弁１０から低温水供給口１１を通って低温端末機１７に供給される。
【００３０】
低温端末機１７の使用台数が少ない場合は、ポンプの出力が小さくても必要な温水量は供給できるが、使用台数が増えて供給する流量が増えると、熱源機１６内の温水回路の圧損の影響を受けて流量が不足してくる。
【００３１】
そこで、出力可変型温水搬送用ポンプ２４の出力を上げて流量を増加することができるが、ポンプ能力で制限され必要量を確保できない場合がある。その場合に、開閉弁２５を開くことにより圧損の大きな温水加熱装置２を通らない流量を増やすことにより、同じポンプの能力でも低温端末機１７へ供給する温水量を確保することができる。
【００３２】
また、開閉弁２５の開度によりポンプ吐出から低温水供給回路４に流れる量と高温水供給回路３に流れる量の比はほぼ一定になるため、開閉弁２５の開度と高温センサー６の制御温度を変えることにより、低温端末機１７へ供給する低温水の温度を変えることができる。
【００３３】
また、開閉弁２５の切換は、一般的な通常運転から想定した初期設定の状態から低温端末機１７に供給する低温水流量によって制御する方法ではなく、回転数制御している出力可変型温水搬送用ポンプ２４の出力により制御することができる。使用端末数が少ない場合は、流量も少ないためポンプの出力は小さくてすむが、使用端末数が多くなると流量が多くなってくるため、同じ回転数で制御していてもポンプの出力は大きくなる。
【００３４】
このポンプの出力が設定の値を越えた場合に、開閉弁２５を開にして圧損を減らし流量を確保するよう制御することができる。
【００３５】
また、各回転数における流量とポンプ出力の関係のデータを持たせることにより、ポンプの回転数を可変しながら開閉弁の制御も組合わせて、より細かく制御することも可能になる。
【００３６】
また、制御を簡単にすることを考えると、低温端末機１７の運転系統数により開閉弁２５の制御をする方法が考えられる。低温端末機１７の運転状態は、通信線２２で制御器１５に送られてくるため、運転している低温端末機１７の数は熱源機１６側で認識できる。１つの低温端末機での必要流量とポンプの能力から、運転端末数により開閉弁２５の制御を行う。
【００３７】
例えば、低温端末機１７を６系統接続するような場合、運転数が４台以下では開閉弁２５を閉、５，６台は開といったように制御することができる。
【００３８】
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２における温水暖房装置のシステム構成図である。実施例１との違いは、低温水供給口１１に圧力センサー２６を設けたところである。低温端末機に供給する低温水の流量により圧力センサー２６の検出圧力は変化する。
【００３９】
流量が大きくなるほど低温水供給回路４や高温水供給回路３等の熱源機１６内の圧力損失が大きくなるため、圧力センサー２６の検出圧は小さくなる。この圧力センサー２６の値に対して開閉弁２５を制御して、必要な流量を確保できるように制御する。
【００４０】
開閉弁２５の構成については、例えば、一つの通路において、閉状態でポンプ吐出から低温水供給回路４に流れる量と高温水供給回路３に流れる量の比が１：３、開状態で１：１といった具合に、弁一つで２通りの状態を作ることが可能であり、通路を増やして開閉弁２５も増やすことにより、より多くの流量割合での温水供給量の制御を行うこともできる。
【００４１】
これに対して、開閉弁２５にステッピングモータ等で開度をリニアに調整できる流量制御弁を用いることで、開閉による段階的な制御でなく、所定の値に制御することが可能となり、精度よく温水供給量の制御を行うことができる。
【００４２】
例えば、低温水供給口１１の圧力センサー２６の値を一定値に制御して、低温端末機１７にかかる圧力を常に一定にするといった制御も可能となる。
【００４３】
実施例１の説明で述べたように、低温端末機１７へは、出力可変型温水搬送用ポンプ２４から吐出され低温水供給回路４を流れる温水と、温水加熱装置２で高温センサー６の制御温度に加熱された高温水が、高温水供給回路３から高温水バイパス回路９を流れて低温水供給回路の温水と合流して高温水より温度の低くなった低温水が供給されるが、低温水供給回路４に閉止機能付きの開閉弁２５を設けることにより、この開閉弁２５を閉じて低温端末機１７へ高温水を供給することが可能となる。
【００４４】
床暖房の運転開始時等は、端末機や部屋等が冷えた状態から暖めていかなければならず、温度の高い温水を流すことで暖房の立上がりを早くすることができる。低温端末機１７が運転していない状態から通信線２２により運転信号が制御器１５に送られた場合、運転信号を受けてから所定時間は開閉弁２５を閉として運転制御する。
【００４５】
またこの時、出力可変型温水搬送用ポンプ２４の出力を上げて流量を増やす制御を合わせて行い、温度と流量を上げて更に立上がりを早くする運転制御も考えられる。
【００４６】
（実施例３）
図３は、本発明の実施例３における温水暖房装置のシステム構成図である。実施例１との違いは、温水戻り口１３に戻り温度センサー２７を設けたところである。
【００４７】
暖房運転の立上がり時は、部屋の温度が上がっておらず、端末機での放熱量が大きいため、熱源機１６に戻ってくる温水の温度は低くなる。戻り温度センサー２７でこの温度を検出し、温度が低い状態では開閉弁２５を閉制御して高温水を低温端末機１７へ供給する。戻り温度センサー２７が判定値を越えると開閉弁２５を開制御に切換える。
【００４８】
これにより、端末機での負荷が大きく高い温度の温水が必要な場合に、高温水を供給することが可能でき、暖房等の早い立ち上げが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、使用端末数が多くなって供給する流量が多くなって、熱源機内の温水回路の圧損の影響を受けるような状態になっても、低温水供給回路の高温水バイパス回路との合流部より上流に設けられている開閉弁を開くことにより、圧損の大きな温水加熱装置を通らない流量を増やすことにより、同じポンプの能力でも低温端末機へ供給する温水量を確保することができる。
【００５０】
これにより、ポンプの能力を低く抑えることができ、消費電力も少なく、省エネルギー化ができる。
【００５１】
また、ポンプの回転数も低く抑えられ、騒音や振動を抑えることができるとともに、使用端末数が少なくて流量が少ない場合のは暖房回路内の圧力上昇も低く抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における温水暖房装置のシステム構成図
【図２】本発明の実施例２における温水暖房装置のシステム構成図
【図３】本発明の実施例３における温水暖房装置のシステム構成図
【図４】従来の温水暖房装置のシステム構成図
【符号の説明】
２    温水加熱装置
３    高温水供給回路
４    低温水供給回路
８    高温水供給口
９    高温水バイパス回路
１１  低温水供給口
１７  低温端末機
２０  高温端末機
２４  出力可変型温水搬送用ポンプ
２５  開閉弁
２６  圧力センサー
２７  戻り温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004191005.tif 000006