(57)【要約】【課題】本発明は、特に、放熱端末が熱源機より高位置に設置されているシステムに適した温水式暖房システム及びその運転方法を提供する。【解決手段】運転停止時は、床暖房パネル１２側からの暖房停止要求に応じて循環ポンプ４が駆動停止し、次いで熱動弁８及び熱動弁９は同時に加熱停止される。加熱停止に伴い両熱動弁は閉弁を開始するが、熱動弁８のワックス容積は熱動弁９より少ないため、閉弁速度が早く、時刻Ｔ５において全閉となる。一方、熱動弁９は時刻Ｔ６に至り全閉となる。このように大気開放されている戻り側回路７の熱動弁９が遅く全閉となるため、配管冷却に伴う配管内圧力の上昇を防止することができる。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機と一又は複数の放熱端末と、熱源機と各放熱端末間を配管で結ぶ一又は複数系統の往き側回路及び戻り側回路を備えた循環回路と、循環回路中に開放式シスターンと循環ポンプと、往き側回路及び戻り側回路にそれぞれ一又は複数の往き側閉止弁と戻り側閉止弁と、を備えた温水式暖房システムであって、
運転停止時に配管内圧上昇を防止する圧力上昇防止手段を、循環回路中に備えて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【請求項２】
前記往き側回路と戻り側回路は、集合配管部と、集合配管部から分岐して各放熱端末に至る複数の分岐配管部をそれぞれ備えて成り、かつ、前記戻り側閉止弁を前記戻り側回路の集合配管部に設け、前記往き側閉止弁を前記往き側回路の各分岐配管部に設け、て成ることを特徴とする請求項１に記載の温水式暖房システム。
【請求項３】
前記圧力上昇防止手段は、前記循環回路中の前記戻り側閉止弁の上流側に配設される密閉型膨張タンクを含んで成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の温水式暖房システム。
【請求項４】
前記圧力上昇防止手段は、運転開始時は前記戻り側閉止弁を開弁した後に前記循環ポンプを始動し、運転停止時は前記循環ポンプを停止後に前記戻り側閉止弁を閉弁する手段を含んで成ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の温水式暖房システム。
【請求項５】
前記圧力上昇防止手段は、運転開始時は前記戻り側閉止弁を開弁した後に暖房対象系統の前記往き側閉止弁を開弁し、運転停止時は前記往き側閉止弁を閉弁後に前記戻り側閉止弁を閉弁する手段を含んで成ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の温水式暖房システム。
【請求項６】
前記往き側閉止弁及び前記戻り側閉止弁が、それぞれ往き側熱動弁及び戻り側熱動弁であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の温水式暖房システム。
【請求項７】
前記戻り側熱動弁は、封入されている膨張剤の熱容量が前記往き側熱動弁に封入されている膨張剤の熱容量より小さく、かつ、加熱能力が前記往き側熱動弁の加熱能力より大きいものであることを特徴とする請求項６に記載の温水式暖房システム。
【請求項８】
前記戻り側熱動弁は、封入されている膨張剤の熱膨張率が前記往き側熱動弁より大きいものであることを特徴とする請求項６に記載の温水式暖房システム。
【請求項９】
前記圧力上昇防止手段は、前記戻り側閉止弁を迂回するバイパス回路と、該バイパス回路中に設けられた過圧逃がし弁を含んで成ることを特徴とする請求項１、２、４乃至８に記載の温水式暖房システム。
【請求項１０】
請求項５又は６に記載の温水式暖房システムにおいて、運転開始時に前記戻り側閉止弁を前記暖房対象系統の往き側閉止弁より早く開弁し、かつ、運転停止時に前記戻り側閉止弁を前記往き側閉止弁より遅く閉弁することを特徴とする温水式暖房システムの運転方法。
【請求項１１】
請求項５又は６の温水式暖房システムにおいて、一又は複数の暖房対象系統の運転開始に際して、前記集合配管部の前記戻り側閉止弁を開弁した後に前記一又は複数の暖房対象系統の往き側閉止弁を開弁し、かつ、運転停止時に際して、前記一又は複数の暖房対象系統の往き側閉止弁を閉弁した後に前記集合配管部の前記戻り側閉止弁を閉弁することを特徴とする温水式暖房システムの運転方法。
【請求項１２】
熱源機と一又は複数の放熱端末と、熱源機と各放熱端末間を配管で結ぶ一又は複数系統の往き側回路及び戻り側回路を備えた循環回路と、循環回路中に開放式シスターンと、循環ポンプと、往き側回路及び戻り側回路にそれぞれ一又は複数の往き側閉止弁と戻り側閉止弁と、を備えた温水式暖房システムであって、
運転停止時に配管内圧力を配管耐圧値未満の圧力に維持する圧力維持手段を備えて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【請求項１３】
前記圧力維持手段が、運転停止時に配管耐圧値未満の圧力に達するまでの時間、循環ポンプを引き続き稼働させる手段を含んで成ることを特徴とする請求項１２に記載の温水式暖房システム。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の温水式暖房システムにおいて、運転停止時に前記戻り側閉止弁を閉弁し、循環ポンプを所定の時間稼働させた後に循環ポンプを稼働停止し、前記往き側閉止弁を閉弁することを特徴とする温水式暖房システムの運転方法。
【請求項１５】
前記圧力上昇防止手段は、前記戻り側回路に配設される逆止弁を含んで成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の温水式暖房システム。
【請求項１６】
請求項１乃至１５に記載の温水式暖房システムにおいて、一又は複数の前記放熱端末が、前記開放式シスターンより高位置に設置されて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【請求項１７】
請求項１乃至１６に記載の温水式暖房システムにおいて、前記分岐配管部が樹脂管により配管されて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【請求項１８】
前記圧力上昇防止手段は、戻り側ヘッダの上流側に設けた戻り側閉止弁と、その上流側に設けた過圧排水口を有する過圧逃がし弁と、前記過圧排水口と前記戻り側ヘッダとを結ぶ逃がし配管と、を含んで成ることを特徴とする請求項１、２、４乃至８に記載の温水式暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水配管により温水を循環する温水式暖房システム及びその運転方法に係り、特に、熱源機より高位置に設置されている放熱端末を含むシステムに適した温水式暖房システム及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
温水配管により温水を循環する温水式暖房システムにおいては、種々の原因により配管中に空気が入り込み、時間経過とともに循環経路内に滞留する現象が生じる。その結果、開放箇所である開放式シスターン（膨張タンク）が放熱端末より低所に設置されている場合、配管内の水が「水落ち」して、シスターンから溢れてしまうという問題がある。これを防止するために、定期的に循環ポンプを駆動させて温水配管内の水を強制的に循環させることにより、配管内に滞留するエアを抜く方法が提案されている（例えば、実開平５−８３６１７号公報）。しかし、この方法では、配管中に空気が滞留していない場合でも運転を行わなければならず、また、エア抜き運転と暖房運転が重なる場合には、暖房対象でない部屋の放熱端末に対しても温水が循環するという不都合が生じる。
【特許文献１】実開平５−８３６１７号公報
【０００３】
このような問題を解決するため、通常、温水循環回路の往き側回路に設置されている閉止弁（熱動弁）に加え、戻り側回路（循環ポンプの上流側）にも閉止弁を設置して、運転停止時に両閉止弁を閉じることにより「水落ち」を防止することが考えられる。図１３は、そのような温水式暖房システムの一例を示すものである。同図において、温水式暖房システム１００の循環回路は、熱源機１０１、熱源機に内蔵されている開放式シスターン１０８、循環ポンプ１０４、不図示のバーナの燃焼による熱を受熱する熱交換器１０５、熱源機１０１より高位置に設置されている暖房用端末としての床暖房パネル１０２、熱源機１０１と床暖房パネル１０２を結ぶ往き側回路１０３及び戻り側回路１０４により構成されている。往き側回路１０３、戻り側回路１０４の配管材質は架橋ポリエチレン管（ＰＥ管）が採用されている。往き側回路１０３及び戻り側回路１０４の途中にはそれぞれ閉止弁１０６、１０７が設けられている。これら循環回路を構成する配管内には温水が充填され、また、開放式膨張タンク１０８内には常時温水１０９が貯留されるように構成されている。
【０００４】
このようなシステムにおいて、運転停止時に閉止弁１０６、１０７を閉止すると、時間経過とともに、配管の熱収縮により配管に高圧がかかるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、循環ポンプの上流側に閉止弁（熱動弁）を設置した場合であっても、樹脂管の熱収縮による配管内高圧化を回避する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、
【０００７】
（１）熱源機と一又は複数の放熱端末と、熱源機と各放熱端末間を配管で結ぶ一又は複数系統の往き側回路及び戻り側回路を備えた循環回路と、循環回路中に開放式シスターンと循環ポンプと、往き側回路及び戻り側回路にそれぞれ一又は複数の往き側閉止弁と戻り側閉止弁と、を備えた温水式暖房システムであって、運転停止時に配管内圧上昇を防止する圧力上昇防止手段を、循環回路中に備えて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【０００８】
循環回路中に「圧力上昇防止手段」を設けることにより、運転停止時に両閉止弁を閉じても配管内圧が上昇することを防止することができる。
【０００９】
「閉止弁」としては、熱動弁や電磁弁等を用いることができる。
【００１０】
「放熱端末」としては、床暖房パネル、ファンコンベクター等の温水暖房端末機を用いることができる。
【００１１】
（２）前記往き側回路と戻り側回路は、集合配管部と、集合配管部から分岐して各放熱端末に至る複数の分岐配管部をそれぞれ備えて成り、かつ、前記戻り側閉止弁を前記戻り側回路の集合配管部に設け、前記往き側閉止弁を前記往き側回路の各分岐配管部に設け、て成ることを特徴とする（１）に記載の温水式暖房システム。
【００１２】
本発明は、特に複数の放熱端末をヘッダ方式で接続する場合に有効なシステムである。本発明によれば、後述のように複数の放熱端末を個別独立に運転させた場合であっても、運転停止時に配管内圧上昇を防止することができる。
【００１３】
また本発明によれば、往き側閉止弁の電力供給については、新たな端子台を設けることなく同一端子部から分岐させることができるので、コストダウン、省スペース化が可能となる。
【００１４】
（３）前記圧力上昇防止手段は、前記循環回路中の前記戻り側閉止弁の上流側に配設される密閉型膨張タンクを含んで成ることを特徴とする（１）又は（２）に記載の温水式暖房システム。
【００１５】
「圧力上昇防止手段」として、密閉型膨張タンクを用いることができる。密閉型膨張タンクとして、例えばダイヤフラム式のものを用いることができる。密閉型膨張タンクの設置位置としては、往き側回路、暖房端末部、戻り側回路のいずれであってもよい。
【００１６】
（４）前記圧力上昇防止手段は、運転開始時は前記戻り側閉止弁を開弁した後に前記循環ポンプを始動し、運転停止時は前記循環ポンプを停止後に前記戻り側閉止弁を閉弁する手段を含んで成ることを特徴とする（１）乃至（３）に記載の温水式暖房システム。
【００１７】
循環ポンプ停止後に戻り側閉止弁を閉弁することにより、循環ポンプ稼働による加圧状態を開放するため配管内圧は上昇しない。循環ポンプと戻り側閉止弁の停止時間差は、冷却に伴う配管熱収縮度を考慮して定めることができる。
【００１８】
（５）前記圧力上昇防止手段は、運転開始時は前記戻り側閉止弁を開弁した後に暖房対象系統の前記往き側閉止弁を開弁し、運転停止時は前記往き側閉止弁を閉弁後に前記戻り側閉止弁を閉弁する手段を含んで成ることを特徴とする（１）乃至（３）に記載の温水式暖房システム。
【００１９】
（６）前記往き側閉止弁及び前記戻り側閉止弁が、それぞれ往き側熱動弁及び戻り側熱動弁であることを特徴とする（１）乃至（５）に記載の温水式暖房システム。
【００２０】
熱動弁は温水式暖房システムの閉止弁として広く用いられており、後述のように熱動弁の膨張剤の仕様を変化させることにより開閉弁速度を容易に制御できるため、本発明の「圧力制御手段」として極めて有効である。
【００２１】
（７）前記戻り側熱動弁は、封入されている膨張剤の熱容量が前記往き側熱動弁に封入されている膨張剤の熱容量より小さく、かつ、加熱能力が前記往き側熱動弁の加熱能力より大きいものであることを特徴とする（６）に記載の温水式暖房システム。
【００２２】
熱動弁に封入されている膨張剤（例えばワックス）の熱容量と加熱能力を、本発明のように往き側熱動弁と戻り側熱動弁とで異ならしめることにより、閉止に要する時間をコントロールすることができ、後述のように圧力上昇防止手段として機能させることができる。  具体的には、ワックスの量を増加させることにより冷却しにくくした熱動弁を戻り側に設置して、遅く閉まるようにすることによっても実現できる。さらに、この場合、戻り側熱動弁のヒータ能力を往き側熱動弁より大きくすることにより、運転開始時に戻り側熱動弁を早く開弁することも可能となる。
【００２３】
（８）前記戻り側熱動弁は、封入されている膨張剤の熱膨張率が前記往き側熱動弁より大きいものであることを特徴とする（６）に記載の温水式暖房システム。
【００２４】
戻り側熱動弁に使用するワックスの熱膨張率を小さくすることにより収縮しにくくし、戻り側を遅く閉まるようにすることによっても実現できる。さらに、この場合、ヒータ能力を往き側熱動弁より大きくすることにより、運転開始時に戻り側熱動弁を早く開弁することも可能となる。
【００２５】
（９）前記圧力上昇防止手段は、前記戻り側閉止弁を迂回するバイパス回路と、該バイパス回路中に設けられた過圧逃がし弁と、を含んで成ることを特徴とする（１）、（２）、（４）乃至（８）に記載の温水式暖房システム。
【００２６】
「圧力上昇防止手段」として、戻り側閉止弁を迂回するバイパス回路に過圧逃がし弁を設置する構成を用いることができる。これにより、配管内圧が一定値以上になるとバイパス回路を迂回して温水がシスターンに戻り、配管内圧を下げることができる。
【００２７】
（１０）上記（５）又は（６）に記載の温水式暖房システムにおいて、運転開始時に前記戻り側閉止弁を前記暖房対象系統の往き側閉止弁より早く開弁し、かつ、運転停止時に前記戻り側閉止弁を前記往き側閉止弁より遅く閉弁することを特徴とする温水式暖房システムの運転方法。
【００２８】
（１１）上記（５）又は（６）に記載の温水式暖房システムにおいて、一又は複数の暖房対象系統の運転開始に際して、前記集合配管部の前記戻り側閉止弁を開弁した後に前記一又は複数の暖房対象系統の往き側閉止弁を開弁し、かつ、運転停止時に際して、前記一又は複数の暖房対象系統の往き側閉止弁を閉弁した後に前記集合配管部の前記戻り側閉止弁を閉弁することを特徴とする温水式暖房システムの運転方法。
【００２９】
（１２）熱源機と一又は複数の放熱端末と、熱源機と各放熱端末間を配管で結ぶ一又は複数系統の往き側回路及び戻り側回路を備えた循環回路と、循環回路中に開放式シスターンと、循環ポンプと、往き側回路及び戻り側回路にそれぞれ一又は複数の往き側閉止弁と戻り側閉止弁と、を備えた温水式暖房システムであって、運転停止時に配管内圧力を配管耐圧値未満の圧力に維持する圧力維持手段を備えて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【００３０】
上述の（１）乃至（１１）の発明が、運転停止時において両閉止弁の閉止時間をずらすことにより配管内圧上昇を防止するのに対して、本発明では、両閉止弁の閉止後に配管内圧力を配管耐圧値未満の圧力に維持することにより目的を達成するものである。このような手段により、例えば樹脂管の酸素透過や接続部からの微少漏れ等による管内負圧の発生を防止することが可能となる。
【００３１】
「配管耐圧値」は、使用する配管材質に応じて適切な値を採用することができる。
【００３２】
（１３）前記圧力維持手段が、運転停止時に配管耐圧値未満の圧力に達するまでの時間、循環ポンプを引き続き稼働させる手段を含んで成ることを特徴とする（１２）に記載の温水式暖房システム。
【００３３】
（１４）上記（１２）又は（１３）に記載の温水式暖房システムにおいて、運転停止時に前記戻り側閉止弁を閉弁し、循環ポンプを所定の時間稼働させた後に循環ポンプを稼働停止し、前記往き側閉止弁を閉弁することを特徴とする温水式暖房システムの運転方法。
【００３４】
「圧力維持手段」として、循環ポンプを所定の時間稼動させて加圧する方法を用いることができる。
【００３５】
（１５）前記圧力上昇防止手段は、前記戻り側回路に配設される逆止弁を含んで成ることを特徴とする（１）又は（２）に記載の温水式暖房システム。
【００３６】
「圧力上昇防止手段」として、戻り側回路に配設される逆止弁を用いることができる。この場合、逆止弁の開弁圧力は、後述するように循環ポンプ駆動時に逆止弁にかかる圧力を考慮して選定することが必要となる。
【００３７】
（１６）上記（１）乃至（１５）に記載の温水式暖房システムにおいて、一又は複数の前記放熱端末が、前記開放式シスターンより高位置に設置されて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【００３８】
開放箇所である開放式シスターンが放熱端末より低所に設置されている場合、上述のように配管負圧による「水落ち」が生じやすいため、上記各発明が特に有効となる。
【００３９】
（１７）上記（１）乃至（１６）に記載の温水式暖房システムにおいて、前記分岐配管部が樹脂管により配管されて成ることを特徴とする温水式暖房システム。
【００４０】
上記各発明は、分岐配管部に樹脂管が用いられている場合、特に有効である。樹脂管は金属管に比して耐圧が小さく、配管内圧上昇による影響を受けやすい。従って、上記各発明により「圧力上昇防止」するか、「耐圧値未満に圧力維持」することが特に求められる。
（１８）前記圧力上昇防止手段は、戻り側ヘッダの上流側に設けた戻り側閉止弁と、その上流側に設けた過圧排水口を有する過圧逃がし弁と、前記過圧排水口と前記戻り側ヘッダとを結ぶ逃がし配管と、を含んで成ることを特徴とする（１）、（２）、（４）乃至（８）に記載の温水式暖房システム。
【００４１】
本発明は、過圧逃がし弁を戻り側ヘッダの上流側に戻り側閉止弁と直列に接続し、さらに、過圧逃がし弁の過圧排水口を戻り側ヘッダに接続したことを特徴とする。また、本発明における過圧逃がし弁は、作動圧力以下では弁は開放され温水は下流側に流れ、作動圧力以上では閉弁して温水は過圧排水口側から逃がし配管を経て戻り側ヘッダに導かれるように作動する。このような構成により、運転停止時の圧力上昇が抑制されるとともに、加圧時の排水を外部に放出することなく、シスターンに戻すことが可能となる。
【００４２】
また、本発明によれば、必要な系統のみ戻り側閉止弁と過圧逃がし弁を設ければよいため、例えば「水落ち」のおそれが高い２階設置の端末系統のみに過圧逃がし弁を取り付けることもできる。さらに、戻り側ヘッダの上流側で過圧逃がし弁や閉止弁を取り付ける施工となるため、既存システムへの適用が容易となる。
【発明の効果】
【００４３】
従来のシステムと異なり、上記各発明により配管内圧が配管の耐圧値以上に上昇する危険性を回避することができる。
【００４４】
また、請求項１２以下の発明によれば、配管内圧を配管の耐圧値以内に維持することにより、配管を浸透するエア量を減少することができる。
【００４５】
また、請求項２等の発明によれば、システムのコストダウンや省スペース化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明に係る温水式暖房システムの実施形態について、図１乃至１１を参照してさらに詳細に説明する。なお、重複を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００４７】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係る温水式暖房システム１の全体構成を示すものである。同図において、温水式暖房システム１は、熱源機２、熱源機２内に内蔵されている開放式シスターン３、循環ポンプ４、燃焼ガスからの熱を熱媒（水）に伝える熱交換器５、暖房用端末である床暖房パネル１２、熱源機２と床暖房パネル１２を結ぶ往き側回路６及び戻り側回路７により構成される循環回路を備えている。循環回路の配管内には水（又は温水）が充填されており、循環ポンプ４により循環回路内を循環する。シスターン３は、暖房運転に伴う配管内温水膨張に対するバッファタンクであり、所定の水位以上に上昇すると不図示のオーバーフロー管を通って外部に排水されるように構成されている。
【００４８】
往き側回路６、戻り側回路７の配管材料としては、架橋ポリエチレン管（ＰＥ管）が使用されている。往き側回路６、戻り側回路７の各経路中には、閉止弁としての熱動弁８、９が設けられている。熱源機２は、内部に制御部（図示せず）を備えており、床暖房パネル１２側からの要求に基づいて、燃焼、循環ポンプ４の駆動及び停止、熱動弁８、９の開弁、閉弁等、システムの運転制御を指示するように構成されている。
【００４９】
図６は、温水式暖房システム１に使用されている往き側熱動弁８の断面構造を示すものである。熱動弁８の本体６１は、温水流入部６１ａ、シリンダー部６１ｂ、温水流出部６１ｃ、温水流入口６１ｄ、加熱部６２を主要構成とする。シリンダー部６１ｂ内部には温水流出孔６３ａを有するピストン部６３が格納されている。温水流入部６１ａ内にはワックス室６６が設けられており、その内部に膨張剤であるワックス６７及び弁座６５が格納されている。弁座６５とピストン部６３はシャフト６４により連結されており、これらにより弁開閉を行うように構成されている。加熱部６２は、ヒータ６２ａ及び電力供給ライン６２ｂを備えており、不図示の電源から電力供給を受けヒータ６２ａに通電してワックス６７を加熱するよう構成されている。温水は、温水流入口６１ｄから流入して、温水流入部６１ａ、温水流出孔６３ａ、温水流入口６１ｄを経由して下流側に流れるように構成されている。
【００５０】
ここに、図６（ａ）は閉弁時、（ｂ）は開弁時の状態を示している。すなわち、図６（ａ）ではヒータ６２ａは非通電状態にあり、ワックス６７は冷却しているため容積が小さい。このため、ピストン部６３はシリンダー部６１ｂに収まった状態にあり、温水流出孔６３ａから温水は流出しない。これに対し、図６（ａ）では、ヒータ６２ａは通電状態にあり、ワックス６７は加熱膨張して弁座６５は上方に持ち上げられ、これに伴いピストン部６３はシリンダー部６１ｂの上方に持ち上げられ、温水流出孔６３ａを経由して温水が温水流出部６１ｃに流出する。
【００５１】
戻り側熱動弁９の構造も往き側熱動弁８と同様であるが、封入されている膨張剤の熱容量が往き側熱動弁より小さく、ヒータの加熱能力が大きい点が異なっている。これにより戻り側との弁開閉速度に時間差を設けることができる。なお、熱動弁８、９の電力供給ラインは、端子台（図示せず）の同一端子から分岐されている。
【００５２】
次に、図５をも参照して、温水式暖房システム１の運転開始時及び運転停止時における各部の動作及び配管内圧力の変動について説明する。図５は、運転開始から運転停止に至る間の熱動弁８及び熱動弁９の弁開度の時間的推移を示したものである。実際には弁の開度特性により曲線となるが、ここでは模式的に直線で示してある。なお、以下の動作は上述の制御部からの指示に基づいて行われる。
【００５３】
床暖房パネル１２側からの暖房開始要求に応じて、熱動弁８及び熱動弁９は同時に開弁を開始する。両熱動弁の開弁が始まると、次に循環ポンプ４が駆動開始し、配管内の水が循環回路内を循環する。次いで、燃焼が開始される。配管内の熱媒（水）は、熱交換器５から受熱して所定の温度に昇温され、温水となって床暖房パネル１２に供給される。
【００５４】
この間の熱動弁８及び熱動弁９の弁開度の時間的推移は以下の通りとなる。運転開始時刻であるＴ１に熱動弁８及び熱動弁９が同時に開弁開始するが、熱動弁９の加熱能力が熱動弁８の加熱能力より大きいため、開弁速度は早く、時刻Ｔ２に全開となる。一方、熱動弁８は時刻Ｔ３に至り全開となる。このように、大気開放側である熱動弁９の開弁速度が早いため圧力が開放され、循環ポンプ４の駆動に伴う配管内圧の急上昇を回避できる。
【００５５】
次に、運転停止時は、床暖房パネル１２側からの暖房停止要求に応じて循環ポンプ４が駆動停止し、次いで熱動弁８及び熱動弁９が同時に加熱停止される。このときの熱動弁８及び熱動弁９の弁開度の時間的推移は、以下の通りとなる。すなわち、加熱停止に伴い両熱動弁は閉弁を開始するが、熱動弁８のワックス容積が熱動弁９のそれより少ないため、閉弁速度が早く、時刻Ｔ５において全閉となる。一方、熱動弁９は時刻Ｔ６に至り全閉となる。このように大気開放されている戻り側回路７の熱動弁９が遅く全閉となるため、配管冷却に伴う配管内圧力の上昇を防止することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では両熱動弁の加熱速度とワックス容積を適切に選択することにより開弁、閉弁速度を異ならしめることにより圧力上昇を回避する方式を採用したが、これに限らず、両熱動弁のワックス熱容量と熱膨張率を適切に選択することにより、対応することも可能である。
【００５７】
（第二の実施形態）
図２は、本発明の第二の実施形態に係る温水式暖房システム２０の全体構成を示すものである。温水式暖房システム２０が第一の実施形態に係る温水式暖房システム１と異なる点は、温水式暖房システム２０は、循環経路内に密閉式膨張タンク２１を備えていることである。さらに、往き側熱動弁２２と戻り側熱動弁２３の開弁、閉弁の速度が同一であることである。他の構成は、第一の実施形態と同一であるので、説明を省略する。なお、密閉式膨張タンク２１の内部は、ダイヤフラム２１ａを介してＮ２ガス室２１ｂと配管内の温水が導かれる温水室２１ｃに分けられており、温水側圧力が上昇するとダイヤフラム２１ａを押し上げて圧力上昇が吸収される。
【００５８】
次に、温水式暖房システム２０の運転開始時及び運転停止時における弁動作及び配管内圧の変化について説明する。運転開始時は、床暖房パネル１２側からの暖房開始要求に応じて熱動弁２２、２３が同時に開弁する。次いで循環ポンプ４が駆動して熱媒（水）が循環回路内を循環する。さらに燃焼が開始され、循環回路内の熱媒は暖められて温水となり、床暖房パネル１２に供給される。
【００５９】
運転停止時は、床暖房パネル１２側からの暖房停止要求に応じて循環ポンプ４が駆動停止し、次いで熱動弁８、９が閉弁する。運転停止後、時間経過とともにＰＥ管は熱収縮して配管内圧力は徐々に上昇していくが、密閉式膨張タンク２１のバッファ機能により圧力上昇は抑制される。これにより配管内の圧力を許容圧力内に抑えることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では往き側熱動弁２２と戻り側熱動弁２３の開弁、閉弁の速度を同一としたが、これに限らず第一の実施形態と同様に両熱動弁の開閉弁速度を異なるようにしてもよい。
【００６１】
（第三の実施形態）
図３は、本発明の第三の実施形態に係る温水式暖房システム３０の構成を示すものである。本実施形態が第二の実施形態と異なる点は、本実施形態では密閉式膨張タンク２１に代えて、戻り側熱動弁９を迂回するバイパス回路３１及び過圧逃がし弁３２を備えていることである。その他の構成は第二の実施形態と同一である。過圧逃がし弁２２は、配管内圧が所定の圧力を超えたときに開弁し、下流側に温水を流すことにより圧力上昇を抑制する機能を有している。
【００６２】
次に、温水式暖房システム２０の各部の動作、及び配管内圧変動について説明する。運転開始時の動作については、第一の実施形態とほぼ同一であるので説明を省略する。なお、この時には過圧逃がし弁３２は閉弁された状態にある。
【００６３】
運転停止時は、床暖房パネル１２側からの暖房停止要求に応じて循環ポンプ４が駆動停止し、次いで熱動弁８、９が閉弁する。運転停止後、時間経過とともにＰＥ管は熱収縮し、これに伴い配管内圧力は徐々に上昇する。このとき、配管内圧が過圧逃がし弁３２の設定圧力に達すると開弁して、戻り側回路７内の温水はバイパス回路３１を経由して開放式シスターン３に導かれる。これにより配管内の圧力が許容圧力を超えることを抑制することができる。
【００６４】
（第四の実施形態）
図４は、本発明の第四の実施形態に係る温水式暖房システム４０の全体構成を示すものである。本実施形態が上述の各実施形態と異なる点は、本実施形態では暖房端末である床暖房パネルを１台ではなく、２台（同図の端末Ａ、Ｂ）備えていることである。また、循環回路が集合配管部と分岐配管部に分かれていることである。すなわち、往き側系統は、集合配管部Ｌ５からヘッダＨ１を介して分岐配管部Ｌ１、Ｌ２に分かれ、さらにその先の床暖房パネルＡ、Ｂに導かれる。戻り側系統は、床暖房パネルＡ、Ｂから分岐配管部Ｌ３、Ｌ４を経てヘッダＨ２で集合配管部Ｌ６に導かれ、さらに熱源機２内のシスターン３に戻る。さらに、往き側系統の熱動弁Ｖ１、Ｖ２は、それぞれ分岐配管部Ｌ１、Ｌ２に設けられ、戻り側熱動弁Ｖ３は集合配管部Ｌ６に設けられている。その他の構成は、第一の実施形態と同一である。
【００６５】
次に、図７のフロー図をも参照して、本実施形態における運転開始時及び運転停止時における各部動作の一例について説明する。なお、以下の運転例では、運転開始時は、最初に端末Ａが稼働し、端末Ａ運転中に端末Ｂが稼働する。運転停止時は、端末Ａが先に運転停止し、その後に端末Ｂが運転停止するというパターンを想定している。
【００６６】
運転制御開始に伴い、いずれかの端末からの運転要求があったかを判定する（ステップＳ１０１）。端末Ａから運転要求を検知すると、最初に戻り側熱動弁Ｖ３が開弁される（ステップＳ１０２）。次いで、分岐配管部Ｌ１に設置されている往き側熱動弁Ｖ１が開弁される（ステップＳ１０３）。
【００６７】
端末Ａ運転中は、運転停止要求があるか継続的に判断され（ステップＳ１０４）、運転停止要求を検知したときは後述のステップにスキップする（※１）。運転停止要求がない場合は、さらに他の端末（端末Ｂ）からの運転要求があるかが判断される（ステップＳ１０５）。ない場合には、継続してステップＳ１０４の監視を継続する（ステップＳ１１２）。端末Ｂからの運転要求があったときは、熱動弁Ｖ２が開弁される（ステップＳ１０６）。
【００６８】
次に、両端末運転中は、いずれかの端末から運転停止要求があるかが監視され（ステップＳ１０７）、運転停止要求がないときは継続して監視を継続する（ステップＳ１１２）。いずれかの端末（本実施例では端末Ａ）から運転停止要求があったときは、熱動弁Ｖ１が閉弁される（ステップＳ１０８）。
【００６９】
さらに、運転中の他の端末（端末Ｂ）からの運転停止要求があるかが判断される（ステップＳ１０９）。運転停止要求があったときは熱動弁Ｖ２が閉弁される（ステップＳ１１０）。全ての往き側熱動弁閉弁後、戻り側熱動弁Ｖ３が閉弁される（ステップＳ１１１）。
【００７０】
本実施形態では、暖房端末として２系統の例を示したが、これに限らず、さらに多系統の場合も同様に制御することができる。すなわち、運転開始時は集合配管部に設置した閉止弁を先に開弁し、その後に分岐配管部に設置した各端末の閉止弁を開弁する。また、運転開始時は逆に、全ての往き側閉止弁閉弁後に集合配管部に設置した閉止弁を閉弁する。このようなフローにより、配管内の圧力が許容圧力を超えることを防止することができる。
【００７１】
（第五の実施形態）
さらに本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態の構成は、上述の第四の実施形態と同一であるので図４を用いて説明する。本実施形態が第四の実施形態と異なる点は、全ての端末が運転停止して戻り側熱動弁閉止後に循環ポンプ４を駆動させて、配管系統内を許容圧力を超えない範囲で加圧することである。
【００７２】
図８は、本実施形態に基づく運転フローを示したものである。同図において、ステップＳ２０１からステップＳ２０８までは、第四の実施形態のステップＳ１０１からステップＳ１０８までと同一であるので説明を省略する。以下、追加されるステップについて説明する。
【００７３】
端末Ａの往き側熱動弁Ｖ１閉弁後、引き続き運転中の他の端末（端末Ｂ）からの運転停止要求があるかが判断される（ステップＳ２０９）。運転停止要求があったときは、戻り側熱動弁Ｖ３が閉弁される（ステップＳ２１０）。次に循環ポンプ４を所定の時間駆動させる（ステップＳ２１１）。このとき往き側熱動弁Ｖ２開弁、戻り側熱動弁Ｖ３は閉弁状態であるので、循環ポンプ４の駆動に伴い循環経路内は加圧されることになる。この場合、循環ポンプ４の駆動時間は、循環ポンプ４の駆動による加圧が配管許容圧力内の所定の圧力となるように設定されている。循環ポンプ４停止後、熱動弁Ｖ２が閉弁される（ステップＳ２１０）。これにより循環経路内を所定の内圧に維持することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施形態では、循環ポンプ４の駆動時間により配管圧力を管理する方式としたが、これに限らず他の方式、例えば配管圧力検知により許容圧力内に維持する方式を採用することもできる。
【００７５】
なお、本実施形態では往き側熱動弁２２と戻り側熱動弁２３の開弁、閉弁の速度を同一としたが、これに限らず第一の実施形態と同様に両熱動弁の開閉弁速度を異なるようにしてもよい。
【００７６】
（第六の実施形態）
図９は、本発明の第六の実施形態に係る温水式暖房システム５０の全体構成を示すものである。温水式暖房システム５０が第一の実施形態に係る温水式暖房システム１と異なる点は、温水式暖房システム５０では、戻り側閉止弁として熱動弁ではなく、逆止弁５１を備えていることである。その他の構成は、第一の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
【００７７】
図１０は逆止弁５１の構造及び作用を示す図である。逆止弁５１は、戻り側回路７の途中に設けられており、弁座５４、弁５３、バネ５２、ストッパー５５により構成されている。ここに、（ａ）は閉弁時、（ｂ）は開弁時の状態を示している。循環ポンプ４が駆動していない状態では弁５３に圧力が掛からないため、バネ５２の力により図１０（ａ）のように弁５３は弁座５４に押しつけられている。循環ポンプ４が駆動すると、図１０（ｂ）のようにバネ５２の力に打ち勝ち、弁５３は開き、温水が流れる。なお、逆止弁５１の開弁圧Ｐ０は、Ｐ１＞Ｐ０＞Ｐ２となるように設定されている。ここに、Ｐ１は循環ポンプ４駆動時に逆止弁５１にかかる圧力、Ｐ２は高所にある床暖房パネル１２配管の水頭圧であり、Ｐ１＝循環ポンプ吐出圧＋Ｐ２−配管抵抗  の関係がある。従って、床暖房パネル１２が高所１０ｍの位置に設置されている場合にはＰ０≒１００ｋＰａに設定すればよい。
【００７８】
次に、温水式暖房システム５０の運転開始時及び運転停止時における弁動作及び配管内圧の変化について説明する。運転開始時は、床暖房パネル１２側からの暖房開始要求に応じて熱動弁８が開弁し、次いで循環ポンプ４が駆動して熱媒（水）が循環回路内を循環する。これにより配管内圧が逆止弁５１の開弁圧以上となるため開弁する（図１０（ｂ）の状態）。  運転停止時は、床暖房パネル１２側からの暖房停止要求に応じて循環ポンプ４が駆動停止し、次いで熱動弁８が閉弁する。さらに、逆止弁５１も循環ポンプ４の駆動停止に伴う配管内圧低下により閉弁する（図１０（ａ）の状態）。
【００７９】
運転停止後、時間経過とともにＰＥ管の熱収縮により配管内圧力は徐々に上昇していくが、配管内圧がＰ０を超えると逆止弁５１が開弁し、圧力上昇は抑制される。これにより配管内の圧力を許容圧力内に抑えることができる。
（第七の実施形態）
図１１は、本発明の第七の実施形態に係る温水式暖房システム６０の構成を示すものである。また、図１２は、過圧排水口６２を有する過圧逃がし弁６１の閉弁状態（図１２（ａ））及び開弁状態（図１２（ｂ））を示す図である。本実施形態は、暖房端末である床暖房パネルを２台（同図の端末Ｃ、Ｄ）備えている点については第四の実施形態（図４参照）と同様である。また、循環回路が集合配管部と分岐配管部に分かれている点についても同様である。往き側系統が、集合配管部Ｌ５からヘッダＨ１を介して分岐配管部Ｌ１、Ｌ２に分かれ、さらにその先の端末（床暖房パネル）Ｃ、Ｄにそれぞれ導かれる点、往き側系統の熱動弁Ｖ１、Ｖ２がそれぞれ分岐配管部Ｌ１、Ｌ２に設けられている点についても同様である。
【００８０】
上述の第四の実施形態と異なる点は、第四の実施形態では戻り側系統のヘッダＨ２の下流側に閉止弁Ｖ３を配置しているのに対して、本実施形態では「水落ち」のおそれのある系統について、ヘッダの上流側に過圧逃がし弁を閉止弁と直列に接続していることである。すなわち、本実施形態では端末Ｃは２階設置、端末Ｄは１階設置の想定であり、「水落ち」のおそれのある端末Ｃ系統について過圧逃がし弁を設置している。具体的には、端末Ｃの戻り側系統について、ヘッダＨ３の上流側に過圧逃がし弁６１と閉止弁Ｖ４を直列に接続している。また、過圧逃がし弁６１の過圧排水口６２とヘッダＨ３間は逃がし配管Ｌ７により接続されている。
これにより、端末Ｃを出た温水は、分岐配管部Ｌ３、過圧逃がし弁６１、閉止弁Ｖ４を経てヘッダＨ３に導かれ、さらに集合配管部Ｌ６を経由してシスターン３に戻る。一方、端末Ｄ系統については、過圧逃がし弁と閉止弁を設けていない。このため、温水は分岐配管部Ｌ４を経て直接ヘッダＨ３に導かれ、集合配管部Ｌ６を経由してシスターン３に戻る。
【００８１】
本実施形態における過圧逃がし弁６１は、作動圧力以下では弁体６３がスプリング６４により弁座６５に押し付けられるため、下流側に温水を通過させ（図１２（ａ））、作動圧力以上では弁体６３はスプリング６４の反力に打ち勝って弁座６５から離れ、温水を過圧排水口６２、逃がし配管Ｌ７を経由してヘッダＨ３に導く（図１２（ｂ））。すなわち、端末運転時は過圧逃がし弁６１の作動圧力以下であるので、温水は閉止弁Ｖ４側に流れる。運転停止に伴い閉止弁Ｖ４が閉じられると配管内圧が上昇し、過圧逃がし弁６１の作動圧力を超えると、温水は閉止弁Ｖ４側ではなく逃がし配管Ｌ７側を経由してヘッダＨ３に導かれ、さらに集合配管部Ｌ６を経てシスターン３に戻る。これにより圧力上昇が抑制される。
【００８２】
本実施形態では、暖房端末として２系統の例を示したが、これに限らず、さらに多系統の場合であっても同様である。また、閉止弁の開閉制御についても第４の実施形態と同様の制御が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、温水配管により温水を循環する温水式暖房システムに広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る温水式暖房システム１を示す図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る温水式暖房システム２０を示す図である。
【図３】本発明の第三の実施形態に係る温水式暖房システム３０を示す図である。
【図４】本発明の第四の実施形態に係る温水式暖房システム４０を示す図である。
【図５】運転開始から運転停止に至る間における往き側熱動弁と戻り側熱動弁の弁開度の時間的推移を示したものである
【図６】熱動弁の閉弁時、開弁時の状態を示す断面図である。
【図７】第四の実施形態における運転開始から停止に至る各部動作のフローを示す図である。
【図８】第五の実施形態における運転開始から停止に至る各部動作のフローを示す図である。
【図９】本発明の第六の実施形態に係る温水式暖房システム５０を示す図である。
【図１０】逆止弁５１の構造及び作用を示す図である。
【図１１】本発明の第七の実施形態に係る温水式暖房システム６０の構成を示す図である。
【図１２】過圧逃がし弁６１を示す図である。
【図１３】従来の温水式暖房システム１００を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，２０，３０，４０，５０，６０ ・・・・温水式暖房システム
２ ・・・・熱源機
３ ・・・・開放式シスターン
４ ・・・・循環ポンプ
５ ・・・・熱交換器
８，２２ ・・・・往き側熱動弁
９，２３ ・・・・戻り側熱動弁
１２ ・・・・床暖房パネル 
３２，６１・・・・過圧逃がし弁
２１ ・・・・密閉式膨張タンク
３１ ・・・・バイパス回路
５１ ・・・・逆止弁
【図１】
2005221219.tif 000003
【図２】
2005221219.tif 000004
【図３】
2005221219.tif 000005
【図４】
2005221219.tif 000006
【図５】
2005221219.tif 000007
【図６】
2005221219.tif 000008
【図７】
2005221219.tif 000009
【図８】
2005221219.tif 000010
【図９】
2005221219.tif 000011
【図１０】
2005221219.tif 000012
【図１１】
2005221219.tif 000013
【図１２】
2005221219.tif 000014
【図１３】
2005221219.tif 000015