(57)【要約】【課題】暖房中断時に一次側循環ポンプの作動により高温水をムダに消費してしまう。【解決手段】貯湯タンク１内の湯水を上部から取出し暖房用の熱源として用いて貯湯タンク１下部へ戻すための暖房用循環回路２４と、暖房用循環回路２４途中に設けられて貯湯タンク１内の湯水を循環させる暖房用循環ポンプ２５と、暖房用の放熱器１０と、暖房用循環回路２４途中に設けられた開閉弁１９と、放熱器１０の温度あるいは放熱器１０近傍の温度を検出する温度センサ２０と、暖房用循環ポンプ２５の駆動を制御する制御装置２６と、温度センサ２０の検知する温度に基づき開閉弁１９を開閉する弁コントローラ２１とを備え、弁コントローラ２１は開閉弁１９の開閉状況を制御装置２６に伝達可能とし、制御装置２６は開閉弁１９が閉じられると、暖房用循環ポンプ２５を停止するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、暖房用の放熱器と、前記貯湯タンク内の湯水を上部から取出し前記放熱器の熱源として用いて貯湯タンク下部へ戻すための暖房用循環回路と、前記暖房用循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる暖房用循環ポンプと、前記暖房用循環回路途中に設けられた開閉弁と、前記放熱器の温度あるいは放熱器近傍の温度を検出する温度センサと、前記暖房用循環ポンプの駆動を制御する制御装置と、前記温度センサの検知する温度に基づき前記開閉弁を開閉する弁コントローラとを備え、前記弁コントローラは前記開閉弁の開閉状況を前記制御装置に伝達可能とし、前記制御装置は前記開閉弁が閉じられると、前記暖房用循環ポンプを停止するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。
【請求項２】
加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、暖房用の放熱器と、前記貯湯タンク内の湯水を上部から取出し前記放熱器の熱源として用いて貯湯タンク下部へ戻すための暖房用循環回路と、前記暖房用循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる暖房用循環ポンプと、前記暖房用循環回路途中に設けられた開閉弁と、前記放熱器の温度あるいは放熱器近傍の温度を検出する温度センサと、前記暖房用循環ポンプの駆動、および前記温度センサの検知する温度に基づき前記開閉弁の開閉を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記開閉弁を閉じると、前記暖房用循環ポンプを停止するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。
【請求項３】
前記暖房用循環回路は、暖房用熱交換器と、前記貯湯タンクと前記暖房用熱交換器を循環可能に接続する一次側循環回路と、前記暖房用熱交換器と前記放熱器とを循環可能に接続する二次側循環回路とで構成され、前記暖房用循環ポンプは、前記一次側循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる一次側循環ポンプと、前記二次側循環回路途中に設けられて循環水を前記暖房用熱交換器と前記放熱器に循環させる二次側循環回路とで構成され、前記開閉弁は前記二次側循環回路途中に設けられていると共に、前記制御装置は前記開閉弁が閉じられると少なくとも前記一次側循環ポンプを停止するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の貯湯式給湯暖房装置。
【請求項４】
前記開閉弁が複数設けられている場合には、前記制御装置は全ての開閉弁が閉じられることで、前記一次側循環ポンプを停止するようにしたことを特徴とする請求項３記載の貯湯式給湯暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯用の貯湯タンク内の高温水を熱源として暖房を行う貯湯式給湯暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のものにおいては、例えば特許文献１に開示されたように、暖房用放熱器近傍に設けられた暖房リモコンによって運転開始指示がなされると、一次側の循環ポンプが駆動されて貯湯タンクの高温水が暖房用熱交換器の一次側に循環されると同時に、二次側の循環ポンプも駆動されて二次側循環回路の循環水が暖房熱交換器の二次側に循環される。そして、二次側の循環水が一次側の高温水により加熱されて、放熱器に循環して暖房が行われるようにし、さらに、放熱器側にて温調制御をする場合、二次側循環回路途中に熱動弁を設け、過暖房状態になると熱動弁が閉弁して放熱器に循環水が流れないようにしているものであった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６５６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のものでは、熱動弁の作動状態は器具本体に反映されないため、熱動弁が閉弁しても一次側、二次側の循環ポンプが共にＯＮしたままであり、無駄な電力を消費していると共に、ポンプ騒音を発生させてしまうものであった。さらに一次側の循環ポンプの作動により貯湯タンク内の上部に貯められた高温水が貯湯タンク下部に循環されて戻され、高温水が貯湯タンク下部に貯められている低温水と混合されて温度低下してしまい、高温水をムダに消費してしまうものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、暖房用の放熱器と、前記貯湯タンク内の湯水を上部から取出し前記放熱器の熱源として用いて貯湯タンク下部へ戻すための暖房用循環回路と、前記暖房用循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる暖房用循環ポンプと、前記暖房用循環回路途中に設けられた開閉弁と、前記放熱器の温度あるいは放熱器近傍の温度を検出する温度センサと、前記暖房用循環ポンプの駆動を制御する制御装置と、前記温度センサの検知する温度に基づき前記開閉弁を開閉する弁コントローラとを備え、前記弁コントローラは前記開閉弁の開閉状況を前記制御装置に伝達可能とし、前記制御装置は前記開閉弁が閉じられると、前記暖房用循環ポンプを停止するようにしたものである。
【０００６】
これにより、放熱器側で熱要求がないことを開閉弁の状況によって知り得て、弁コントローラーが制御装置に情報を伝達し、制御装置が暖房用循環ポンプを停止することができるため、貯湯タンク内の高温水を貯湯タンク下部に循環して、貯湯タンク下部の低温水に高温水を混合してしまって給湯用あるいは暖房用の熱源をムダに消費してしまうことがなくなり、十分な給湯能力および暖房能力を確保できるものである。
【０００７】
また、請求項２では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、暖房用の放熱器と、前記貯湯タンク内の湯水を上部から取出し前記放熱器の熱源として用いて貯湯タンク下部へ戻すための暖房用循環回路と、前記暖房用循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる暖房用循環ポンプと、前記暖房用循環回路途中に設けられた開閉弁と、前記放熱器の温度あるいは放熱器近傍の温度を検出する温度センサと、前記暖房用循環ポンプの駆動、および前記温度センサの検知する温度に基づき前記開閉弁の開閉を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記開閉弁を閉じると、前記暖房用循環ポンプを停止するようにしたものである。
【０００８】
これにより、放熱器側で熱要求がないことを開閉弁の状況によって知り得て、制御装置が暖房用循環ポンプを停止することができるため、貯湯タンク内の高温水を貯湯タンク下部に循環して、貯湯タンク下部の低温水に高温水を混合してしまって給湯用あるいは暖房用の熱源をムダに消費してしまうことがなくなり、十分な給湯能力および暖房能力を確保できるものである。
【０００９】
また、請求項３では、前記暖房用循環回路は、暖房用熱交換器と、前記貯湯タンクと前記暖房用熱交換器を循環可能に接続する一次側循環回路と、前記暖房用熱交換器と前記放熱器とを循環可能に接続する二次側循環回路とで構成され、前記暖房用循環ポンプは、前記一次側循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる一次側循環ポンプと、前記二次側循環回路途中に設けられて循環水を前記暖房用熱交換器と前記放熱器に循環させる二次側循環回路とで構成され、前記開閉弁は前記二次側循環回路途中に設けられていると共に、前記制御装置は前記開閉弁が閉じられると少なくとも前記一次側循環ポンプを停止するようにしたものである。
【００１０】
これにより、貯湯タンク内の給湯用の湯水を暖房に直接用いずに、暖房用熱交換器の一次側に循環させ、二次側の循環水を放熱器に循環させるよう構成している。そして、開閉弁が閉じられると少なくとも一次側循環ポンプを停止するので、貯湯タンク内の高温水を貯湯タンク下部に循環して、貯湯タンク下部の低温水に高温水を混合してしまって給湯用あるいは暖房用の熱源をムダに消費してしまうことがなくなり、十分な給湯能力および暖房能力を確保できるものである。
【００１１】
また、請求項４では、前記開閉弁が複数設けられている場合には、前記制御装置は全ての開閉弁が閉じられることで、前記一次側循環ポンプを停止するようにしたものである。
【００１２】
これにより、一部の放熱器の熱要求があるのにもかかわらず熱の供給を停止してしまうという不都合がない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、３は加熱循環ポンプ４を備え貯湯タンク１とヒートポンプユニット２を湯水が循環可能に接続する加熱循環回路、５は貯湯タンク１下部に接続された給水管、６は貯湯タンク１上部に接続された出湯管、７は給水管５から分岐された給水バイパス管、８は出湯管６からの高温水と給水バイパス管７からの給水とを混合して設定温度の湯を供給する給湯混合弁、９は給湯栓（図示せず）に接続される給湯管である。
【００１４】
ここで、加熱手段としてのヒートポンプユニット２は、冷媒として二酸化炭素を用い、電動圧縮機により超臨界状態まで過圧する超臨界ヒートポンプを採用し、市水を約９０℃の温度まで加熱することができるもので、少ない貯湯容量で多量の熱を貯めることができるものである。
【００１５】
そして、夜間になるとヒートポンプユニット２と加熱循環ポンプ４が駆動され、加熱循環回路３を介して貯湯タンク１の下部から取り出した貯湯水をヒートポンプユニット２で加熱して貯湯タンク１の上部に戻し、貯湯タンク１の上部から積層状に高温水を貯湯するようにしている。
【００１６】
また、給湯栓が開かれると、貯湯タンク１の下部に接続された給水管５の給水圧により給水が流入すると共に出湯管６から貯湯タンク１上部の高温水が出湯され、給湯混合弁８で給水バイパス管７からの給水と混合されて設定温度の湯水が給湯管９から給湯されるものである。
【００１７】
１０は暖房用の放熱器である床暖房パネル、１１は貯湯タンク１内の湯水が一次側に循環され二次側の循環水を加熱する暖房用熱交換器、１２は暖房用熱交換器１１に貯湯タンク１内の湯水を循環させる一次側循環ポンプ、１３は貯湯タンク１内の上部から取り出した湯水を貯湯タンク１内の下部に戻すように貯湯タンク１と暖房用熱交換器１１を循環可能に接続する一次側循環回路、１４は暖房用熱交換器１１と床暖房パネル１０を循環水が循環可能に接続する二次側循環回路、１５は二次側循環回路１４途中に設けられ循環水を循環させる二次側循環ポンプ、１６は二次側循環回路１４の床暖房パネル１０の上流側に設けられ循環水を複数の床暖房パネル１０に分岐させる往きヘッダー、１７は二次側循環回路１４の放熱器１０の下流側に設けられた戻りヘッダー、１８は往きヘッダー１６と戻りヘッダー１７を放熱器１０を流通しないよう接続するバイパス配管である。
【００１８】
１９は、二次側循環回路１４の各床暖房パネル１０の下流側で戻りヘッダー１７に合流する手前でそれぞれ設けられた開閉弁である複数の熱動弁、２０はそれぞれの床暖房パネル１０の温水温度や床面温度あるいは室温などの床暖房パネル１０の近傍の温度を検出する複数の温度センサ、２１はそれぞれの温度センサ２０の検出する温度に基づき各熱動弁１９を開閉する複数の弁コントローラ、２２は各弁コントローラ２１にそれぞれ設けられ暖房運転の開始／停止を指示する暖房運転スイッチ、２３は各弁コントローラ２１にそれぞれ設けられ各床暖房パネル１０の暖房設定温度の基準となる温度を設定する暖房温度設定スイッチである。
【００１９】
ここで、前記暖房用熱交換器１１、前記一次側循環回路１３および二次側循環回路１４で暖房用循環回路２４を構成していると共に、前記一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５で暖房用循環回路２５を構成しているものである
【００２０】
２６は、弁コントローラ１９からの信号を受けて一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５の駆動を制御する制御装置で、二次側の循環水を暖房用に加熱するものである。
【００２１】
そして、いずれかの暖房運転スイッチ２２がＯＮされることで、対応する弁コントローラ２１が同系統の熱動弁１９を開弁し、熱動弁１９の開状態を制御装置２６に伝達する。
【００２２】
前記制御装置２６は弁コントローラ２１からの弁を開いた旨の情報により一次側循環ポンプ１２を駆動して、貯湯タンク１内の上部の高温水を暖房用熱交換器１１の一次側に循環させると共に、二次側循環ポンプ１５を駆動して、二次側循環回路１４の循環水を暖房用熱交換器１１の二次側で加熱する。そして、暖房用熱交換器１１の一次側で熱源に供された高温水は温度低下して貯湯タンク１の下部へ戻されるものである。
【００２３】
加熱された循環水は往きヘッダー１６を通過して床暖房パネル１０に流入し、被暖房空間に放熱して温度低下し、戻りヘッダー１７を通過して再び暖房用熱交換器１１に循環される。暖房用熱交換器１１に流入した温度低下した循環水は、再び一次側を循環する貯湯タンク１内の高温水によって加熱されて床暖房パネル１０へ流れていくものである。
【００２４】
そして、温度センサ２０により床暖房パネル１０の床面温度が所定温度に達したことを検出すると、弁コントローラ１１は熱動弁１９を閉じると共に、制御装置２６に弁を閉じた旨を伝達する。そして、制御装置２６は弁を閉じた旨の情報によりいずれの床暖房パネル１０も熱を要求していないと判断して一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５を駆動停止する。
【００２５】
もし、床暖房パネル１０が複数運転されている状態であれば、制御装置２６は全ての熱動弁１９が閉じられた状態となった場合にのみ一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５を駆動停止するようにしている。これによって、一部の床暖房パネル１０が熱要求があるのにもかかわらず熱の供給を停止してしまうという不都合がない。
【００２６】
このように、放熱器である床暖房パネル１０側で熱要求がないことを熱動弁１９の閉弁によって知り得て一次側循環ポンプ１２を停止することができるため、貯湯タンク１内の高温水を貯湯タンク１下部に循環して、貯湯タンク１下部の低温水に高温水を混合してしまって給湯用あるいは暖房用の熱源をムダに消費してしまうことがなくなり、十分な給湯能力および暖房能力を確保できるものである。そして、同時に二次側循環ポンプ１５も駆動停止するのでムダな電力消費をなくして騒音を防止して省エネルギーとなると共に、二次側循環回路１４が施行ミス等でバイパス配管１８が設けられていなかったとしても二次側循環ポンプ１５の過負荷運転を行うことがなく耐用年数も向上することができる。
【００２７】
そして、被暖房室の温度が下がり温度センサ２０により床暖房パネル１０の床面温度が所定温度よりも一定温度以上下がったことを検出すると、弁コントローラ１１は熱動弁１９を開くと共に、制御装置２６に弁を開いた旨を伝達する。そして、制御装置２６は弁を開いた旨の情報により一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５を駆動再開し、床暖房パネル１０に熱を供給するようにしている。そして、全ての暖房運転スイッチ２２がＯＦＦされることで運転を終了する。
【００２８】
貯湯タンク１内には暖房用の熱源として用いられ温度低下した湯水が貯められているが、給湯によって下部から押し上げられて給湯に供されたり、貯湯タンク１下部の給水管５からの給水と混じりさらに温度低下することとなる。そして、夜間になるとヒートポンプユニット２と加熱循環ポンプ４が駆動され、加熱循環回路３を介して貯湯タンク１の下部から取り出した貯湯水をヒートポンプユニット２で加熱して貯湯タンク１の上部に戻し、貯湯タンク１の上部から積層状に高温水を貯湯するようにしている。
【００２９】
このとき、もし、熱動弁１９が閉じているときに一次側循環ポンプ１２が駆動継続しており、貯湯タンク１上部の高温水が貯湯タンク２の下部に循環されていると、貯湯タンク１下部の低温水と混合されて４５℃程度の中温水となり、これを例えば９０℃まで沸かし上げようとすると効率が非常に悪くなるが、この一実施形態ではこのような不都合が解消されており、貯湯タンク１下部に貯められている湯水は、給水管５からの給水あるいは暖房用熱交換器１１で暖房用の熱源に供され温度低下した湯水であって、ヒートポンプユニット２で沸き上げるのに適した温度となっているため、効率よく沸き上げることができ省エネルギーとなるものである。
【００３０】
なお、本発明はこの一実施形態に限定されるものではなく、例えば図２に示した他の一実施形態のように変更してもよく、これについて説明する。なお、先の一実施形態と同じものは同一の記号を付してその説明を省略する。
【００３１】
ここでは、先の一実施形態の弁コントローラ２１に相当する機能を制御装置２６が全て備えており、そして先の一実施形態の熱動弁１９の替わりの開閉弁として電動二方弁２７を用い、また、床暖房パネル１０の替わりにファンコンベクター２８としている。
【００３２】
そして、温度センサ２０によりファンコンベクター２８の空気吸い込み温度が所定温度に達したことを検出すると、制御装置２６は電動二方弁２７を閉じ、いずれのファンコンベクター２８も熱を要求していないと判断して一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５を駆動停止する。
【００３３】
もし、床暖房パネル１０が複数運転されている状態であれば、制御装置２６は全ての熱動弁１９が閉じられた状態となった場合にのみ一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５を駆動停止するようにしている。これによって、一部のファンコンベクター２８の熱要求があるのにもかかわらず熱の供給を停止してしまうという不都合がない。
【００３４】
このように、放熱器であるファンコンベクター２８側で熱要求がないことを知り得て一次側循環ポンプ１２を停止することができるため、貯湯タンク１内の高温水を貯湯タンク１下部に循環して、貯湯タンク１下部の低温水に高温水を混合してしまって給湯用あるいは暖房用の熱源をムダに消費してしまうことがなくなり、十分な給湯能力および暖房能力を確保できるものである。そして、同時に二次側循環ポンプ１５も駆動停止するのでムダな電力消費をなくして騒音を防止して省エネルギーとなると共に、二次側循環回路１４が施行ミス等でバイパス配管１８が設けられていなかったとしても二次側循環ポンプ１５の過負荷運転を行うことがなく耐用年数も向上することができる。
【００３５】
なお、本発明はこれら説明してきた実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変更可能なものである。例えば、加熱手段として貯湯タンク１内に電熱ヒータを直接配したものでもよいし、放熱器として温水式の浴室暖房乾燥器を用いてもよいものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、開閉弁の開閉状況により放熱器での熱要求を知り得て、これに応じて暖房用循環ポンプを運転／停止するので、熱要求のあるときは貯湯タンクに貯められた高温水が循環されて熱源が供給されると共に、熱要求のないときは暖房用循環ポンプが停止されて、貯湯タンク内の高温水を貯湯タンク下部に循環して貯湯タンク下部の低温水に高温水を混合してしまって給湯用あるいは暖房用の熱源をムダに消費してしまうことがなくなり、十分な給湯能力および暖房能力を確保できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】本発明の他の一実施形態の概略構成図。
【符号の説明】
１  貯湯タンク
２  ヒートポンプユニット（加熱手段）
５  給水管
６  出湯管
１０  床暖房パネル（放熱器）
１１  暖房用熱交換器
１２  一次側循環ポンプ
１３  一次側循環回路
１４  二次側循環回路
１５  二次側循環ポンプ
１９  熱動弁（開閉弁）
２０  温度センサ
２１  弁コントローラ
２４  暖房用循環回路
２５  暖房用循環ポンプ
２６  制御装置
２７  電動二方弁（開閉弁）
２８  ファンコンベクター（放熱器）
【図１】
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【図２】
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