JP3696151B2 - 温水暖房装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源機とこの熱源機から温水が循環供給される放熱器を備えた温水暖房装置に関し、特に、設置後に温水回路内に給水を行う所謂水張り作業の改善を図った温水暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の温水暖房装置に関しては、先に出願人は、特開２０００−９７４４４にて提案している。即ち出願人が先に提案した特開２０００−９７４４４では、暖房戻り継手、戻り管、プレッシャータンク、温水循環ポンプ、熱交換器、往き管、暖房往き継手及び放熱器が順次環状に接続された主回路と、前記戻り管と往き管とに跨るように設けられたバイパス回路とから成る温水回路、及び、前記熱交換器を加熱するバーナを備えた温水暖房装置において、前記プレッシャータンクに補給水ポンプを介して接続されたリザーブタンクと、このリザーブタンクに取り付けられたオーバーフロー管と、前記リザーブタンクに接続された給水管と、前記バイパス回路の上流側において前記戻り管と前記リザーブタンクとを連通する連通管と、前記バイパス回路の上流側にて前記戻り管の流路を開き、前記連通管の流路を閉じた第１の状態と、前記バイパス回路の上流側にて前記戻り管の流路を閉じ、前記連通管の流路を開いた第２の状態とに選択的に切り換える流路切換装置とを設けた構成で、温水回路全体に給水を行う水張り作業の改善を図っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特開２０００−９７４４４の温水暖房装置では、電磁弁を複数使用したり、又は、三方電磁弁を使用したりしているため、温水を生成する熱源機内部の温水回路も複雑になり、コストが高く、組立に非常に時間が掛かり、また、制御も複雑であった。
【０００４】
本発明は、上述のような従来の問題点を解消したものであり、熱源機と放熱手段との間の高低差が大きくても、コストが安く、簡単な構造で、円滑に水張りを行うことができる温水暖房装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、暖房戻り管、プレッシャーキャップを有するプレッシャータンク、温水循環ポンプ、熱交換器及び暖房往き管が順次環状に接続された機内主回路と、前記暖房戻り管と前記暖房往き管とに跨るように設けられたバイパス回路と、前記プレッシャータンクに補給水ポンプを介して接続されたリザーブタンクと、途中に補給水弁を有し、前記リザーブタンクに給水する給水管と、前記プレッシャータンク内の頂部とリザーブタンクとをプレッシャーキャップを介して連通させるプレッシャーホースと、制御手段とを有する熱源機を備え、この熱源機の暖房戻り管と暖房往き管に温水配管を介して放熱手段が接続される温水暖房装置において、前記バイパス回路の途中にはこのバイパス回路を開閉するバイパス開閉手段が設けられ、前記制御手段は、前記機内主回路の水張りが行なわれるまでは前記バイパス開閉手段を開放し、機内主回路内の水張りが完了して前記放熱手段への水張りを行なうときには前記バイパス開閉手段を閉塞し、かつ、前記補給水ポンプを停止させるように制御することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態における構成を示す回路説明図、図２は制御手段の概略構成を示すブロック図、図３は温水暖房装置の動作を説明するフローチャート図である。
【０００８】
図１において、温水暖房装置Ａは、熱源機１と床暖房パネル等の放熱器２（放熱手段）と外部からの給水管３と、それらを接続する配管により構成されている。
【０００９】
熱源機１は、給水管３の途中に介設されて給水される水を止めたり流したりする補給水弁１０と、給水管３からの水を一時貯溜し、温水温度の変化に伴う水圧変化を吸収するためのリザーブタンク１１と、リザーブタンク１１に貯溜された水を抜く水抜弁１９（常には閉じている）を有した水抜管１９Ａと、リザーブタンク１１内の水を水抜管１９Ａから分岐して送水する補給水ポンプＨＰと、補給水ポンプＨＰから送水された水を貯溜するプレッシャータンク１２と、プレッシャータンク１２の頂部とリザーブタンク１１を接続するプレッシャーホースＰＨと、プレッシャータンク１２に貯溜された湯水を循環する温水循環ポンプＪＰと、温水循環ポンプＪＰにより循環する湯水を加熱する熱交換器１３と、この熱交換器１３を温めるガスバーナなどのバーナ１４と、熱交換器１３から出て外部の放熱器２の温水配管ＯＨと接続される暖房往き管１５と、一端が放熱器２の温水配管ＯＨと接続される暖房戻り管１６と、暖房往き管１５と暖房戻り管１６の間を跨るように連通するバイパス回路１７と、このバイパス回路１７の途中に設けられた熱動弁１７Ｖ（バイパス開閉手段）等を内蔵している。
【００１０】
前記プレッシャータンク１２は、それの頂部にプレッシャーキャップ１２Ａを設けており、このプレッシャーキャップ１２Ａは、温水回路Ｏ内の温水温度が低下し、暖房用温水が収縮して温水回路Ｏ内の所要水量が少なくなって、プレッシャータンク１２内の圧力が−０．０５〜−０．１ｋｇ／ｃｍ²まで下がると、リザーブタンク１１内の水を吸引し、また、プレッシャータンク１２内の水圧が温度上昇により約０．９ｋｇ／ｃｍ²まで高まると、プレッシャータンク１２内の水をリザーブタンク１１内に排出するように作用する。
【００１１】
暖房戻り管１６、プレッシャーキャップを有するプレッシャータンク１２、温水循環ポンプＪＰ、熱交換器１３、暖房往き管１５は熱源機１内部で順次環状に接続され機内主回路Ｋを構成している。そして、前記バイパス回路１７の途中に設けられた熱動弁１７Ｖが開放のときには、暖房往き管１５の湯水がバイパス回路１７を流れて暖房戻り管１６に流入する。
【００１２】
また、リザーブタンク１１には水の水位を検知するためリザーブタンク水位電極ＳＲが設けられ、プレッシャータンク１２にも同様に、プレッシャータンク水位電極ＳＰが設けられている。さらに、暖房戻り管１６の他端はプレッシャータンク１２内で逆Ｊ字状に成形されており、プレッシャータンク１２のプレッシャータンク水位電極ＳＰは、この逆Ｊ字状に成形された他端より上方に位置している。
【００１３】
さらにまた、熱源機１には、この熱源機１の制御のすべてを司る制御器１８が内蔵されている。
【００１４】
放熱器２は、例えば、家屋の二階や三階の床などの熱源機１よりも高所に設置され、暖房往き管１５、戻り管１６と温水配管ＯＨを介して接続することにより熱源機１と連通される。
【００１５】
給水管３は、外部の水道などに直接接続され減圧弁（図示せず）などにより減圧され途中に補給水弁１０を介して熱源機１と接続される。
【００１６】
次に図２に示すブロック図について説明する。この制御器１８には制御手段１８Ａであるマイクロコンピュータ（以下マイコンと記す）が搭載されており、この熱源機１の制御のすべてを司っている。このマイコン１８Ａの入力側には、運転スイッチＳＷ（図１では図示せず）、リザーブタンク水位電極ＳＲ、プレッシャータンク水位電極ＳＰ等が接続されている。
【００１７】
一方、マイコン１８Ａの出力側には、バーナ１４の点火手段ＩＧ、燃料供給手段ＮＳ、空気供給手段ＫＳ（いずれも図１では図示せず）、補給水ポンプＨＰ、温水循環ポンプＪＰ、熱動弁１７Ｖ、補給水弁１０、その他種々の弁が接続されている。また、放熱器２は、マイコン１８Ａと放熱器制御手段ＨＳとの間の通信により制御される。
【００１８】
上述のように構成された熱源機１に水張りを行う時の温水暖房装置Ａの動作を図３のフローチャート図に基づいて説明する。
【００１９】
まず、熱源機１の運転スイッチＳＷを入れる（Ｓ１）。すると、マイコン１８Ａは、リザーブタンク水位電極ＳＲによりリザーブタンク１１内の水の有無を確認し（Ｓ２）、水が有ることを検知すればステップＳ３に移行し、水が無いことを検知すればステップＳ９に移行して補給水弁１０が開放して、水がリザーブタンク１１に給水される。ステップＳ３にて補給水ポンプＨＰが運転を開始し、リザーブタンク１１に給水された水を補給水ポンプＨＰにより、プレッシャータンク１２に送水しステップ４に移行する。また、リザーブタンク水位電極ＳＲにて水位を検知したあと数十秒後に補給水弁１０が閉塞しリザーブタンク１１への給水を停止する。
【００２０】
ステップＳ４にてマイコン１８Ａは、プレッシャータンク水位電極ＳＰによりプレッシャータンク１２内の水の有無を確認し、水が有ることを検知すればステップＳ５に移行し、水が無いことを検知すればステップＳ３に戻って補給水ポンプＨＰが運転を継続して、水をプレッシャータンク１２に給水する。
【００２１】
ステップＳ５にて温水循環ポンプＪＰが運転を開始し、プレッシャータンク１２に給水された水を温水循環ポンプＪＰにより、温水回路Ｏ内に水が注入され水張りが行われる。この時、暖房往き管１５と暖房戻り管１６との間に設けられているバイパス回路１７の熱動弁１７Ｖは開放されている（Ｓ６）。このため、放熱器２が熱源機１よりも高所に位置していると、図１の矢印Ｋ１に示すように機内主回路Ｋ内でバイパス回路１７を通って水が短絡して循環するため、熱源機１内に水張りをすばやく行うことができる。しかし、この時点では、温水循環ポンプＪＰの揚程性能を最大限に利用できず、放熱器２までの温水配管ＯＨ内には水が充満せずに空気が滞って、リザーブタンク１１の水面も一定になり安定してしまう。
【００２２】
このことは、補給水ポンプＨＰの性能が、温水循環ポンプＪＰの性能よりも圧力はあるものの流量は少なく、また、温水循環ポンプＪＰの性能が、補給水ポンプＨＰの性能よりも流量はあるものの圧力が少ないために発生する現象である。
【００２３】
即ち、リザーブタンク１１に給水された水を補給水ポンプＨＰがプレッシャータンク１２に給水し、さらに温水循環ポンプＪＰで温水回路Ｏ内に注水する。この時、プレッシャータンク１２内にある逆Ｊ字状に成形された暖房戻り管１６の他端は、補給水ポンプＨＰの水圧Ｐを受けており、この水圧Ｐが約１．１ｋｇ／ｃｍ²まで到達する。このため、暖房戻り管１６の他端からは温水配管ＯＨ内に滞っている水や空気がプレッシャータンク１２内に排出されず、水は循環しない。
【００２４】
さらにプレッシャーキャップ１２Ａが開放され、プレッシャータンク１２、プレッシャーキャップ１２Ａ、プレッシャーホースＰＨ、リザーブタンク１１、補給水ポンプＨＰという循環回路Ｋ２にてリザーブタンク１１の水面も一定になり安定してしまうのである。そして、熱動弁１７Ｖが開放され、機内主回路Ｋ内に水が充満して循環回路Ｋ２を形成するまでの時間Ｔは約１〜２分間である。
【００２５】
このような状態、即ち、リザーブタンク１１のリザーブタンク水位電極ＳＲが水を検知し、補給水ポンプＨＰが運転を開始してからＴ分後（Ｓ７）にマイコン１８Ａは、バイパス回路１７の熱動弁１７Ｖを閉塞し、且つ、補給水ポンプＨＰを停止する（Ｓ８）。すると、補給水ポンプＨＰにより、プレッシャータンク１２内にある逆Ｊ字状に成形された暖房戻り管１６の他端にかかっていた水圧はなくなり、プレッシャーキャップ１２Ａは閉じる。そして、温水循環ポンプＪＰの圧力により、水や滞っていた空気が暖房往き管１５から温水配管ＯＨを通り放熱器２を経て温水配管ＯＨを通り暖房戻り管１６を経て、プレッシャータンク１２に排出され水が温水回路Ｏ内に充満されるのである。
【００２７】
上述の構成によれば、暖房戻り管１６、プレッシャーキャップ１２Ａを有するプレッシャータンク１２、温水循環ポンプＪＰ、熱交換器１３及び暖房往き管１５が順次環状に接続された機内主回路Ｋと、前記暖房戻り管１６と前記暖房往き管１５とに跨るように設けられたバイパス回路１７と、前記プレッシャータンク１２に補給水ポンプＨＰを介して接続されたリザーブタンク１１と、途中に補給水弁１０を有し、前記リザーブタンク１１に給水する給水管３と、前記プレッシャータンク１２内の頂部とリザーブタンク１１とをプレッシャーキャップ１２Ａを介して連通させるプレッシャーホースＰＨと、制御手段１８Ａとを有する熱源機１を備え、この熱源機１の暖房戻り管１６と暖房往き管１５に温水配管ＯＨを介して放熱手段２が接続される温水暖房装置Ａにおいて、前記バイパス回路１７の途中にはこのバイパス回路１７を開閉するバイパス開閉手段１７Ｖが設けられ、前記制御手段１８Ａは、前記機内主回路Ｋの水張りが行なわれるまでは前記バイパス開閉手段１７Ｖを開放し、機内主回路Ｋ内の水張りが完了して前記放熱手段２への水張りを行なうときには前記バイパス開閉手段１７Ｖを閉塞し、かつ、前記補給水ポンプＨＰを停止させるように制御する構成であるから、温水循環ポンプＪＰの揚程性能を最大限に引き出すことが可能であるのは勿論のこと、温水暖房装置Ａの温水回路Ｏ内に滞っている空気を簡単な構造で早く抜くことができ、空気抜きに要する所要時間は従来に比較して大幅に短縮することができ、且つ、温水循環ポンプＪＰの性能を最大限に引き出して温水を循環させることができる。
【００２８】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、暖房戻り管、プレッシャーキャップを有するプレッシャータンク、温水循環ポンプ、熱交換器及び暖房往き管が順次環状に接続された機内主回路と、前記暖房戻り管と前記暖房往き管とに跨るように設けられたバイパス回路と、前記プレッシャータンクに補給水ポンプを介して接続されたリザーブタンクと、途中に補給水弁を有し、前記リザーブタンクに給水する給水管と、前記プレッシャータンク内の頂部とリザーブタンクとをプレッシャーキャップを介して連通させるプレッシャーホースと、制御手段とを有する熱源機を備え、この熱源機の暖房戻り管と暖房往き管に温水配管を介して放熱手段が接続される温水暖房装置において、前記バイパス回路の途中にはこのバイパス回路を開閉するバイパス開閉手段が設けられ、前記制御手段は、前記機内主回路の水張りが行なわれるまでは前記バイパス開閉手段を開放し、機内主回路内の水張りが完了して前記放熱手段への水張りを行なうときには前記バイパス開閉手段を閉塞し、かつ、前記補給水ポンプを停止させるように制御する構成であるから、温水循環ポンプの揚程性能を最大限に引き出すことが可能である上、温水暖房装置の循環回路内に滞っている空気を一層早く抜くことができ、しかも、空気抜きに要する所要時間を従来に比較して大幅に短縮することが可能になり、更に、温水循環ポンプの性能を最大限に引き出して温水を循環させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す温水暖房装置の構成図である。
【図２】この発明の一実施の形態を示す温水暖房装置のブロック図である。
【図３】この発明の一実施の形態を示す温水暖房装置のフローチャート図である。
【符号の説明】
Ａ 温水暖房装置
１ 熱源機
２ 放熱器（放熱手段）
３ 給水管
１０ 補給水弁
１１ リザーブタンク
１２ プレッシャータンク
１２Ａ プレッシャーキャップ
１３ 熱交換器
１５ 暖房往き管
１６ 暖房戻り管
１７ バイパス回路
１７Ｖ 熱動弁（バイパス開閉手段）
１８Ａ マイコン（制御手段）
ＪＰ 温水循環ポンプ
ＨＰ 補給水ポンプ
ＰＨ プレッシャーホース
Ｋ 機内主回路
ＯＨ 温水配管

Claims (1)

1. 暖房戻り管、プレッシャーキャップを有するプレッシャータンク、温水循環ポンプ、熱交換器及び暖房往き管が順次環状に接続された機内主回路と、前記暖房戻り管と前記暖房往き管とに跨るように設けられたバイパス回路と、前記プレッシャータンクに補給水ポンプを介して接続されたリザーブタンクと、途中に補給水弁を有し、前記リザーブタンクに給水する給水管と、前記プレッシャータンク内の頂部とリザーブタンクとをプレッシャーキャップを介して連通させるプレッシャーホースと、制御手段とを有する熱源機を備え、この熱源機の暖房戻り管と暖房往き管に温水配管を介して放熱手段が接続される温水暖房装置において、
   前記バイパス回路の途中にはこのバイパス回路を開閉するバイパス開閉手段が設けられ、前記制御手段は、前記機内主回路の水張りが行なわれるまでは前記バイパス開閉手段を開放し、機内主回路内の水張りが完了して前記放熱手段への水張りを行なうときには前記バイパス開閉手段を閉塞し、かつ、前記補給水ポンプを停止させるように制御することを特徴とする温水暖房装置。

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