(57)【要約】【課題】温水配管が予想以上に長かったり、配管抵抗が予想以上に大きかった場合であっても、予熱運転時におけるランニングコストを最小限に抑えることができる温水暖房端末装置を提供する。【解決手段】便所内の空気を循環させる循環ファン１０と、循環ファン１０による空気の循環経路中に配置された熱交換器２０と、熱交換器２０への温水の供給量を制御する流量制御弁３０とを備えている。循環ファン１０を運転することなく、熱交換器温度に基づいて、流量制御弁３０を開閉制御する予熱運転モードでは、熱交換器温度が下限温度以下に低下すると、流量制御弁３０を初期開度まで開弁し、熱交換器温度が上限温度以上に上昇すると、流量制御弁３０を強制的に全閉にするようになっているが、流量制御弁３０が開弁した後、判定時間を経過しても、熱交換器温度が上限温度以上に上昇しない場合は、流量制御弁３０がさらに所定開度だけ開弁するようになっている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水が循環供給される熱交換器と、
前記熱交換器への温水の供給量を制御する制御弁と、
前記熱交換器を通過するように、室内の空気を循環させる循環ファンと、
前記制御弁及び前記循環ファンの動作を制御するコントローラとを備え、
前記循環ファンを運転しながら、室温または循環空気の戻り温度が設定温度になるように、前記制御弁の開閉動作を制御する暖房運転モードと、前記循環ファンを運転することなく、前記熱交換器の温度に基づいて、前記制御弁の開閉動作を制御する予熱運転モードとを有し、
前記予熱運転モードでは、前記熱交換器の温度が予め設定されている下限温度以下に低下すると、前記制御弁が所定開度まで開弁し、前記熱交換器の温度が予め設定されている上限温度以上に上昇すると、前記制御弁が全閉まで閉弁するようになっている温水暖房端末装置であって、
前記制御弁が開弁した後、所定時間を経過しても、前記熱交換器の温度が前記上限温度以上に上昇しない場合は、前記制御弁がさらに開弁するようになっていることを特徴とする温水暖房端末装置。
【請求項２】
温水が循環供給される熱交換器と、
前記熱交換器への温水の供給量を制御する制御弁と、
前記熱交換器を通過するように、室内の空気を循環させる循環ファンと、
前記制御弁及び前記循環ファンの動作を制御するコントローラとを備え、
前記循環ファンを運転しながら、室温または循環空気の戻り温度が設定温度になるように、前記制御弁の開閉動作を制御する暖房運転モードと、前記循環ファンを運転することなく、前記熱交換器の温度に基づいて、前記制御弁の開閉動作を制御する予熱運転モードとを有し、
前記予熱運転モードでは、前記熱交換器の温度が予め設定されている下限温度以下に低下すると、前記制御弁が所定開度まで開弁し、前記熱交換器の温度が予め設定されている上限温度以上に上昇すると、前記制御弁が全閉まで閉弁するようになっている温水暖房端末装置であって、
前記制御弁が開弁した後、所定時間を経過しても、前記熱交換器の温度が前記上限温度以上に上昇しない場合は、前記制御弁を全閉まで閉弁するようになっていることを特徴とする温水暖房端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、循環供給される温水の熱を利用して室内の暖房を行う温水暖房端末装置、特に、便所等のように、入室時間の短い部屋を短時間で効率よく暖房することができる温水暖房端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
温水暖房熱源機から供給される温水の熱を利用して室内の暖房を行う温水暖房端末装置は、室内の空気を循環させる循環ファンと、この循環ファンによる空気の循環経路に配設された、温水暖房熱源機から温水が循環供給される熱交換器とを備えており、暖房運転モードでは、循環ファンを運転しながら、熱交換器に温水を循環供給する温水配管に設置された流量制御弁を、循環空気の戻り温度に応じて開閉させることによって、室温を設定温度に保持するようになっている。
【０００３】
ところで、こういった温水暖房端末装置によって、例えば、便所のような入室時間の短い部屋を暖房する場合、入室する度毎に暖房運転を開始していたのでは、入室中に室内を設定温度まで昇温することができるとは限らず、十分な暖房効果を得ることができない。従って、こういった入室時間の短い部屋を暖房する温水暖房端末装置については、室内に人がいないときであっても、循環ファンの運転を停止した状態で、熱交換器の温度が予め設定されている下限温度以下に低下すると、流量制御弁を開弁させることによって、熱交換器への温水の供給を開始し、熱交換器の温度が予め設定されている上限温度以上に上昇すると、流量制御弁を閉弁させることによって、熱交換器への温水の供給を停止する予熱運転モードで運転させるようにしておくことが考えられる。
【０００４】
室内に人がいないときに、こういった予熱運転モードで温水暖房端末装置を運転させておくと、熱交換器の温度が常時下限温度以上に保持されるので、下限温度を適正な温度に設定しておくと、入室者が暖房運転モードに切り換えた時点で、即座に暖房能力が発揮され、短時間で室温を設定温度まで昇温させることができると共に、熱交換器の温度が一旦上限温度以上に上昇すると、下限温度以下に低下するまでの間は、熱交換器への温水の循環供給が停止されることになるので、一旦上限温度以上に上昇した熱交換器の温度が下限温度以下に低下するまでの間は、配管や熱交換器における温水の放熱ロスが最小限に抑えられると共に、例えば、他の暖房系統の運転が停止されている等、状況が許せば、温水暖房熱源機の循環ポンプの運転を停止させることもできるので、予熱運転モードでの運転時におけるランニングコストを最小限に抑えることができる。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８９４４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、所定温度の温水を生成する温水暖房熱源機と温水暖房端末装置とを接続している温水配管が予想以上に長かった場合や、温水配管の配管抵抗が予想以上に大きかったために温水の循環量が少なくなった場合は、外気温の低下に伴う温水配管における温水の放熱ロスが大きくなるので、上述したような予熱運転を行ったときに、熱交換器の温度が上限温度以上に上昇しないおそれがある。
【０００７】
従って、そのような場合は、流量制御弁が一旦開弁すると、閉弁することがなく、熱交換器に対して温水が循環供給され続けることになるので、配管や熱交換器における温水の放熱ロスを抑えることができなくなると共に、温水暖房熱源機の循環ポンプの運転を停止させることもできなくなり、予熱運転時におけるランニングコストが上昇してしまうといった問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、温水配管が予想以上に長かった場合や、温水配管の配管抵抗が予想以上に大きかった場合であっても、予熱運転時におけるランニングコストを最小限に抑えることができる温水暖房端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、温水が循環供給される熱交換器と、前記熱交換器への温水の供給量を制御する制御弁と、前記熱交換器を通過するように、室内の空気を循環させる循環ファンと、前記制御弁及び前記循環ファンの動作を制御するコントローラとを備え、前記循環ファンを運転しながら、室温または循環空気の戻り温度が設定温度になるように、前記制御弁の開閉動作を制御する暖房運転モードと、前記循環ファンを運転することなく、前記熱交換器の温度に基づいて、前記制御弁の開閉動作を制御する予熱運転モードとを有し、前記予熱運転モードでは、前記熱交換器の温度が予め設定されている下限温度以下に低下すると、前記制御弁が所定開度まで開弁し、前記熱交換器の温度が予め設定されている上限温度以上に上昇すると、前記制御弁が全閉まで閉弁するようになっている温水暖房端末装置であって、前記制御弁が開弁した後、所定時間を経過しても、前記熱交換器の温度が前記上限温度以上に上昇しない場合は、前記制御弁がさらに開弁するようになっていることを特徴とする温水暖房端末装置を提供するものである。
【００１０】
また、上記の課題を解決するため、請求項２にかかる発明は、温水が循環供給される熱交換器と、前記熱交換器への温水の供給量を制御する制御弁と、前記熱交換器を通過するように、室内の空気を循環させる循環ファンと、前記制御弁及び前記循環ファンの動作を制御するコントローラとを備え、前記循環ファンを運転しながら、室温または循環空気の戻り温度が設定温度になるように、前記制御弁の開閉動作を制御する暖房運転モードと、前記循環ファンを運転することなく、前記熱交換器の温度に基づいて、前記制御弁の開閉動作を制御する予熱運転モードとを有し、前記予熱運転モードでは、前記熱交換器の温度が予め設定されている下限温度以下に低下すると、前記制御弁が所定開度まで開弁し、前記熱交換器の温度が予め設定されている上限温度以上に上昇すると、前記制御弁が全閉まで閉弁するようになっている温水暖房端末装置であって、前記制御弁が開弁した後、所定時間を経過しても、前記熱交換器の温度が前記上限温度以上に上昇しない場合は、前記制御弁を全閉まで閉弁するようになっていることを特徴とする温水暖房端末装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、請求項１にかかる発明の温水暖房端末装置や請求項２にかかる発明の温水暖房端末装置における予熱運転モードでは、熱交換器の温度が下限温度以下に低下すると、制御弁が所定開度まで開弁するようになっているので、熱交換器の温度が常時下限温度以上に保持されることになる。従って、予熱運転モードから暖房運転モードに切り換えると、即座に暖房能力が発揮されるような温度に下限温度を設定しておくと、暖房運転モードに切り換えた後、短時間のうちに室内を設定温度まで昇温させることができる。
【００１２】
また、これらの温水暖房端末装置における予熱運転モードでは、熱交換器の温度が上限温度以上に上昇すると、制御弁を全閉まで閉弁するようになっているので、熱交換器の温度が一旦上限温度以上に上昇すると、下限温度以下に低下するまでの間は、熱交換器への温水の循環供給が停止されることになる。従って、一旦上限温度以上に上昇した熱交換器の温度が下限温度以下に低下するまでの間は、配管や熱交換器における温水の放熱ロスが最小限に抑えられると共に、例えば、他の暖房系統の運転が停止されている等、状況が許せば、温水暖房熱源機の循環ポンプの運転を停止することもできるので、予熱運転モードでの運転時におけるランニングコストを最小限に抑えることができる。
【００１３】
また、請求項１にかかる発明の温水暖房端末装置では、予熱運転モードにおいて、制御弁が所定開度まで開弁した後、所定時間を経過しても、熱交換器の温度が上限温度以上に上昇しない場合は、制御弁がさらに開弁するようになっているので、例えば、温水配管が予想以上に長かった場合や、温水配管の配管抵抗が予想以上に大きかったために温水の循環量が少なくなった場合であっても、熱交換器の温度を確実に上限温度以上に上昇させることができる。従って、予熱運転モードにおいて、一旦開弁した制御弁は、必ず全閉まで閉弁することになるので、上述した予熱運転モードでの運転時におけるランニングコストの低減効果を確実に発揮させることができる。
【００１４】
また、請求項２にかかる発明の温水暖房端末装置では、予熱運転モードにおいて、制御弁が所定開度まで開弁した後、所定時間を経過しても、熱交換器の温度が上限温度以上に上昇しない場合であっても、熱交換器の温度が下限温度以上に維持できているので、制御弁を全閉まで閉弁させることによって、請求項１にかかる発明の温水暖房端末装置と同様に、上述した予熱運転モードでの運転時におけるランニングコストの低減効果を確実に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、便所内を暖房するための温水暖房システムを示しており、この温水暖房システムは、同図に示すように、所定温度の温水を生成する温水暖房熱源機Ｇと、この温水暖房熱源機Ｇによって生成された温水を利用して便所内の暖房を行う温水暖房端末装置１とを備えている。
【００１６】
前記温水暖房熱源機Ｇは、同図に示すように、所定温度の温水を生成する熱交換器Ｅと、この熱交換器Ｅを加熱するバーナーＢと、生成された所定温度の温水を温水暖房端末装置１に循環供給する循環ポンプＰと、バーナーＢの燃焼制御や循環ポンプＰの発停制御等を行うコントローラＣとを備えており、コントローラＣは、循環ポンプＰの運転時に、熱交換器Ｅから所定温度の温水が送出されるように、バーナーＢの燃焼制御を行うようになっている。
【００１７】
前記温水暖房端末装置１は、便所内の空気を循環させる循環ファン１０と、この循環ファン１０による便所内の空気の循環経路中に配置された熱交換器２０とを備えており、熱交換器２０は、温水配管ＨＣを介して、温水暖房熱源機Ｇの熱交換器Ｅに接続されていると共に、温水配管ＨＣにおける熱交換器２０の温水入口側には、熱交換器２０への温水の供給量を制御する流量制御弁３０が設置されている。
【００１８】
また、この温水暖房端末装置１は、装置全体を統括的に制御する、シリアルインターフェースを介して温水暖房熱源機ＧのコントローラＣと相互に通信可能なコントローラ４０を備えており、このコントローラ４０には、循環ファン１０による循環空気の戻り温度を便所の室内温度Ｔｒとして検出する室内温度センサ５１及び熱交換器２０の配管途中における略中間位置の温水温度を熱交換器温度Ｔｅとして検出する熱交換器温度センサ５２からの温度検出信号が入力され、これらの温度検出信号に基づいて、主として流量制御弁３０の開閉動作が制御されるようになっている。
【００１９】
以上のように構成された温水暖房端末装置１は、循環ファン１０を運転しながら、室内温度センサ５１によって検出される室内温度Ｔｒが設定温度になるように、流量制御弁３０を開閉させる暖房運転モードと、循環ファン１０を運転することなく、熱交換器温度センサ５２によって検出される熱交換器温度Ｔｅに応じて、流量制御弁３０を開閉させる予熱運転モードとを備えており、暖房運転スイッチ、予熱運転スイッチ等の各種操作スイッチや運転状態等を表示する表示部を備えたワイヤレスリモコンＲによって操作されるようになっている。
【００２０】
この温水暖房端末装置１は、ワイヤレスリモコンＲの暖房運転スイッチをＯＮすると、暖房運転モードでの運転が開始され、暖房運転スイッチをＯＦＦすると、暖房運転モードでの運転が停止されるが、ワイヤレスリモコンＲの予熱運転スイッチがＯＮされている場合は、暖房運転スイッチをＯＦＦした時点で、予熱運転モードでの運転に切り換わるようになっている。なお、暖房運転スイッチ及び予熱運転スイッチの双方がＯＮされている場合は、暖房運転モードでの運転が優先され、暖房運転スイッチ及び予熱運転スイッチの双方がＯＦＦされている場合は、温水暖房端末装置１の運転が停止されることになる。
【００２１】
この温水暖房端末装置１は、上述したように、暖房運転モードでは、室内温度センサ５１によって検出される室内温度Ｔｒが設定温度になるように、流量制御弁３０を開閉させる一般的なフィードバック制御を採用しているが、予熱運転モードでは、熱交換器温度センサ５２によって検出される熱交換器温度Ｔｅが所定温度になるように、流量制御弁３０を開閉させる一般的なフィードバック制御ではなく、特殊な制御方法が採用されているので、以下、この温水暖房端末装置１の運転動作について、図２及び図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２２】
まず、図２に示すように、暖房運転スイッチがＯＮされているか否かが判断され（ステップＳ１）、暖房運転スイッチがＯＮされている場合は、続いて、予熱運転スイッチがＯＮされているか否かが判断される（ステップＳ２）。ここで、予熱運転スイッチがＯＮされていない場合、即ち、予熱運転モードに設定されていない場合は、ワイヤレスリモコンＲの表示部に、暖房運転を行っている旨が表示されるが（ステップＳ３）、予熱運転スイッチがＯＮされている場合、即ち、予熱運転モードに設定されている場合は、ワイヤレスリモコンＲの表示部に、暖房運転を停止した時点で予熱運転に切り換わる旨が表示されるようになっている（ステップＳ４）。
【００２３】
このように、暖房運転スイッチがＯＮされている場合は、予熱運転スイッチがＯＮされているか否かに拘わらず、室内温度センサ５１によって検出される室内温度Ｔｒが設定温度になるように流量制御弁３０を開閉させる暖房運転が実行される（ステップＳ５）。
【００２４】
一方、ステップＳ１において、暖房運転スイッチがＯＮされていない場合も、暖房運転スイッチがＯＮされている場合と同様に、続いて、予熱運転スイッチがＯＮされているか否かが判断される（ステップＳ６）。ここで、予熱運転スイッチがＯＮされている場合、即ち、予熱運転モードに設定されている場合は、ワイヤレスリモコンＲの表示部に、予熱運転を行っている旨が表示され（ステップＳ７）、暖房運転スイッチがＯＮされるか、予熱運転スイッチがＯＦＦされるまで、以下に示す予熱運転が実行されるが（ステップＳ８）、予熱運転スイッチがＯＮされていない場合、即ち、予熱運転モードに設定されていない場合は、暖房運転スイッチがＯＮされるか、予熱運転スイッチがＯＮされるまで、温水暖房端末装置１の運転が完全に停止される（ステップＳ９）。
【００２５】
予熱運転が開始されると、図３に示すように、まず、熱交換器温度センサ５２によって検出される熱交換器温度Ｔｅが、予め設定されている下限温度（例えば、４５℃）以下であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。なお、下限温度は、予熱運転から暖房運転に切り換わった時点で、即座に暖房能力を発揮することができるような熱交換器２０の温度に設定されている。
【００２６】
ステップＳ１１において、熱交換器温度Ｔｅが下限温度以下である場合は、流量制御弁３０が予め設定されている初期開度まで開弁し（ステップＳ１２）、流量制御弁３０の開弁時間をカウントする開弁タイマーをスタートさせるが（ステップＳ１３）、熱交換器温度Ｔｅが下限温度を上回っている場合は、続いて、熱交換器温度Ｔｅが、予め設定されている上限温度（例えば、７０℃）以上であるか否かが判断される（ステップＳ１４）。なお、流量制御弁３０の初期開度は、この温水暖房端末装置１が標準施工された状態で外気温が標準外気温の時、流量制御弁３０の開弁後、５〜６分経過した時点で熱交換器温度Ｔｅが上限温度に到達するような開度に設定されている。
【００２７】
ここで、熱交換器温度Ｔｅが上限温度以上の場合は、流量制御弁３０が全閉まで閉弁した後（ステップＳ１５）、開弁タイマーをリセットするが（ステップＳ１６）、熱交換器温度Ｔｅが上限温度を下回っている場合は、続いて、開弁タイマーによってカウントしている流量制御弁３０の開弁時間ｔｏが、予め設定されている判定時間ｔｊ（例えば、１０分）を経過しているか否かが判断される（ステップＳ１７）。
【００２８】
ここで、流量制御弁３０の開弁時間ｔｏが判定時間ｔｊを経過している場合は、流量制御弁３０が所定開度だけさらに開弁するが（ステップＳ１８）、流量制御弁３０の開弁時間ｔｏが判定時間ｔｊを経過していない場合は、その時点における流量制御弁３０の開度をそのまま保持することになる。
【００２９】
以上のように、この温水暖房端末装置１における予熱運転モードでは、熱交換器温度Ｔｅが予め設定されている下限温度（４５℃）以下に低下すると、流量制御弁３０が初期開度まで開弁するようになっているので、熱交換器温度Ｔｅが常時下限温度以上に保持されることになり、しかも、下限温度は、予熱運転から暖房運転に切り換わった時点で、即座に暖房能力が発揮されるような熱交換器２０の温度に設定されているので、用便者が便所に入室して予熱運転モードから暖房運転モードに切り換えると、短時間のうちに便所内を設定温度まで昇温させることができる。
【００３０】
また、予熱運転モードにおいて、熱交換器温度Ｔｅが上限温度（７０℃）以上に上昇すると、下限温度以下に低下するまでの間は、流量制御弁３０が全閉まで閉弁するようになっているので、熱交換器２０への温水の循環供給が停止される。従って、一旦上限温度以上に上昇した熱交換器２０の温度が下限温度以下に低下するまでの間は、温水配管ＨＣや熱交換器２０における温水の放熱ロスが最小限に抑えられると共に、例えば、他系統の暖房運転が停止されているような場合は、温水暖房熱源機Ｇの循環ポンプＰの運転を停止することもできるので、予熱運転モードでの運転時におけるランニングコストを最小限に抑えることができる。
【００３１】
また、予熱運転モードにおいて、流量制御弁３０が開弁した後、判定時間ｔｊを経過しても、熱交換器温度Ｔｅが上限温度以上に上昇しない場合は、流量制御弁３０がさらに所定開度だけ開弁するようになっているので、例えば、温水配管ＨＣが予想以上に長かった場合や、温水配管ＨＣの配管抵抗が予想以上に大きかったために温水の循環量が少なくなった場合であっても、熱交換器温度Ｔｅを確実に上限温度以上に上昇させることができる。従って、予熱運転モードにおいて、一旦開弁した流量制御弁３０は、必ず全閉まで閉弁することになるので、上述した予熱運転モードでの運転時におけるランニングコストの低減効果を確実に発揮させることができる。
【００３２】
なお、上述した実施形態では、流量制御弁３０が開弁した後、判定時間ｔｊを経過しても、熱交換器温度Ｔｅが上限温度以上に上昇しない場合は、流量制御弁３０をさらに開弁させることにより、熱交換器温度Ｔｅを上限温度以上に上昇させることで、流量制御弁３０をできるだけ早く閉弁させるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、流量制御弁３０が初期開度まで開弁した後、判定時間ｔｊを経過しても、熱交換器温度Ｔｅが上限温度以上に上昇しない場合であっても、熱交換器温度Ｔｅは既に下限温度以上に昇温されているので、流量制御弁３０を強制的に全閉まで閉弁させると共に開弁タイマーをリセットするようにしてもよい。
【００３３】
また、上述した実施形態では、ワイヤレスリモコンＲによって操作するようになっているが、これに限定されるものではなく、暖房運転スイッチや予熱運転スイッチ等の各種スイッチを有する操作部が機器本体に設けられているものであってもよい。
【００３４】
また、上述した実施形態では、入室時間の短い便所を暖房するための温水暖房端末装置について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の温水暖房端末装置は、短時間のうちに設定温度まで昇温させる必要がある部屋を暖房する場合に有用であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明にかかる温水暖房端末装置の一実施形態を使用した温水暖房システムを示す概略構成図である。
【図２】同上の温水暖房端末装置における運転動作を示すフローチャートである。
【図３】同上の温水暖房端末装置における予熱運転モードでの運転動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１  温水暖房端末装置
１０  循環ファン
２０  熱交換器
３０  流量制御弁（制御弁）
４０  コントローラ
５１  室内温度センサ
５２  熱交換器温度センサ
Ｒ  ワイヤレスリモコン
Ｇ  温水暖房熱源機
Ｅ  熱交換器
Ｂ  バーナー
Ｐ  循環ポンプ
Ｃ  コントローラ
ＨＣ  温水配管
【図１】
2005037055.tif 000003
【図２】
2005037055.tif 000004
【図３】
2005037055.tif 000005