特開 2015-161424 温水暖房装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-161424(P2015-161424A)

(43)【公開日】2015年9月7日

(54)【発明の名称】温水暖房装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/02 20060101AFI20150811BHJP

   F24D 3/18 20060101ALI20150811BHJP

【ＦＩ】

   F24H9/02 301Z

   F24D3/08 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-35160(P2014-35160)

(22)【出願日】2014年2月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】100083404

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 拓也

(72)【発明者】

【氏名】吉村 和樹

【テーマコード（参考）】

3L037

3L070

【Ｆターム（参考）】

3L037AB01

3L037AB02

3L070BB04

3L070BB14

3L070BB16

(57)【要約】

【課題】電装品箱を外すことなく、筐体前面からメンテナンス作業を行うことができるように、各種部品や配管のレイアウトを最適化した温水循環装置を提供する。
【解決手段】筐体の上部空間に、熱交換器５０、補助ヒータ装置３２、膨張タンク３６および循環ポンプ３９を配置し、筐体の下部空間に、第２配管３１の給排水弁３８ａ，３８ｂ、圧力計３５，圧力安全弁３７およびストレーナ３４を含むように配置して、上部空間に電装品箱６０を下部空間の前面を遮蔽することなく取り付ける。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体を加熱する熱源ユニットと、水を循環させる温水ユニットと、利用側の暖房ユニットとを備え、上記温水ユニットの筐体内に、第１接続口を介して上記熱源ユニットと接続され上記熱媒体が循環する第１配管と、第２接続口を介して上記暖房ユニットが水循環路の一部に含まれるように接続される第２配管と、上記第１配管を流れる熱媒体と上記第２配管を流れる水との間で熱交換し、上記熱媒体により上記第２配管内の水を所定温度の温水とする熱交換器と、電装品箱とが含まれており、上記第２配管に、少なくとも補助ヒータ装置、循環ポンプ、給排水弁、圧力計、圧力安全弁、膨張タンクおよびストレーナが設けられ、上記第１および第２接続口がともに上記筐体の底面に配置されている温水暖房装置において、
上記筐体の上部空間内に、上記熱交換器、上記補助ヒータ装置、上記膨張タンク、上記循環ポンプおよび電装品箱が配置されており、
上記筐体の下部空間内で、上記第２配管のうちの上記第２接続口から上記筐体の上部空間に至る配管部分に上記給排水弁、上記圧力計、上記圧力安全弁および上記ストレーナが設けられており、上記筐体の下部空間の少なくとも筐体前面側が、当該温水暖房装置の設置時およびメンテナンス時の作業性を高めるため開放されていることを特徴とする温水暖房装置。

【請求項2】

上記筐体は、所定の壁面に沿って設置される背板と、上記背板の下端から上記壁面から離反する方向に水平に突設された底板と、天面、前面および左右側面を覆うように上記背板に着脱可能に取り付けられる箱形の外装カバーとを含み、
上記外装カバーを取り外した際に、上記筐体の下部空間の少なくとも筐体前面側が開放された状態で現れることを特徴とする請求項１に記載の温水暖房装置。

【請求項3】

上記背板には、上記熱交換器および上記膨張タンクを上記背板に固定する支持部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の温水暖房装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温水循環型の温水暖房装置に関し、さらに詳しく言えば、施工作業性を向上させる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

最近では、石油やガスなどの化石燃料を使用する燃焼系の温水暖房装置に代えて、ヒートポンプユニットを熱源とする温水暖房装置が提案されている。その一例として、例えば特許文献１には、ヒートポンプユニット（通常は屋外に設置）を熱源とし、温水ユニット（通常は屋内に設置）との間で熱交換することで温水を生成して、閉ループ型の温水循環路を循環させて給湯や床暖房器で放熱するヒートポンプ式温水暖房装置が提案されている。

【0003】

特許文献１に記載のヒートポンプ式温水暖房装置によれば、ヒートポンプユニットを熱源としているため、火災などの事故が起きにくく、ＣＯ_２排出量も少ないため地球環境にも優しい。また、ヒートポンプユニットの駆動制御が細かく設定できるため、温水の設定温度を低温から高温まで幅広く設定することができる。

【0004】

ところで、この種の温水ユニットは、箱形の筐体を有し、その内部には、温水循環用の配管やポンプ、制御用の電装品を備えた電装品箱などが収納されている。また、筐体の底面には、温水の送り側と戻り側の温水接続口や冷媒接続口などが設けられており、そこから筐体内に温水や冷媒が引き込まれるようになっている。したがって、この種の筐体は、底面を浮かせるため、例えば家屋などの固定構造物のほぼ垂直な壁面に対して取り付けられる壁掛け式である（例えば特許文献２参照）。

【0005】

しかしながら、従来の温水ユニットは、まず、熱交換器や膨張タンク、循環ポンプや補助ヒータ装置などの大型部品のレイアウト設計を行った後、それら大型部品の位置に合わせて配管設計をしていた。そのため、圧力計や圧力安全弁、給排水弁などの小型の計器類は筐体内でまとまり無く配置されていた。

【0006】

また、温水ユニットは壁面に設置した後で、配管内への水の充填作業を行うが、その際、これら計器類が筐体内に分散して配置されていたため、作業効率が悪かった。さらに、電装品箱が、筐体の前面を塞ぐように配置されていたため、電装品箱を外して作業する必要があった。

【0007】

また、温水ユニットを屋内の隅に設置するような状況では、側面に開口スペースがなく、筐体内に前面からしかアクセスができないため、場合によっては、各部品を取り外して保守しなければならず、作業性が極めて悪かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１３−１８５８０３号公報

【特許文献2】特開２０１１−１３７６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

そこで、本発明の課題は、電装品箱を外すことなく、筐体前面からメンテナンス作業を行うことができるように、各種部品や配管のレイアウトを最適化した温水循環装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した課題を解決するため、本発明は、熱媒体を加熱する熱源ユニットと、水を循環させる温水ユニットと、利用側の暖房ユニットとを備え、上記温水ユニットの筐体内に、第１接続口を介して上記熱源ユニットと接続され上記熱媒体が循環する第１配管と、第２接続口を介して上記暖房ユニットが水循環路の一部に含まれるように接続される第２配管と、上記第１配管を流れる熱媒体と上記第２配管を流れる水との間で熱交換し、上記熱媒体により上記第２配管内の水を所定温度の温水とする熱交換器と、電装品箱とが含まれており、上記第２配管に、少なくとも補助ヒータ装置、循環ポンプ、給排水弁、圧力計、圧力安全弁、膨張タンクおよびストレーナが設けられ、上記第１および第２接続口がともに上記筐体の底面に配置されている温水暖房装置において、上記筐体の上部空間内に、上記熱交換器、上記補助ヒータ装置、上記膨張タンク、上記循環ポンプおよび電装品箱が配置されており、上記筐体の下部空間内で、上記第２配管のうちの上記第２接続口から上記筐体の上部空間に至る配管部分に上記給排水弁、上記圧力計、上記圧力安全弁および上記ストレーナが設けられており、上記筐体の下部空間の少なくとも筐体前面側が、当該温水暖房装置の設置時およびメンテナンス時の作業性を高めるため開放されていることを特徴している。

【0011】

また、上記筐体は、所定の壁面に沿って設置される背板と、上記背板の下端から上記壁面から離反する方向に水平に突設された底板と、天面、前面および左右側面を覆うように上記背板に着脱可能に取り付けられる箱形の外装カバーとを含み、上記外装カバーを取り外した際に、上記筐体の下部空間の少なくとも筐体前面側が開放された状態で現れる。

【0012】

さらに、上記背板には、上記熱交換器および上記膨張タンクを上記背板に固定する支持部材が設けられている。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、筐体の上部空間に、熱交換器、補助ヒータ装置、膨張タンクおよび循環ポンプなどを配置し、筐体の下部空間に、第２配管の一部が注水口、圧力計およびストレーナを配置するとともに、上部空間に内部に所定の電装品を含む電装品箱を下部空間の前面を遮蔽することなく取り付けることにより、電装品箱を外すことなく、メンテナンス作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る温水暖房装置の構成を表すブロック図。

【図2】温水ユニットの筐体の内部構造を示す斜視図。

【図3】温水ユニットの筐体の内部構造を示す左側面図。

【図4】上記温水ユニットの電装品箱を外した状態を示す斜視図。

【図5】上記温水ユニットの筐体の下部空間を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、図１ないし図５を参照して、本発明の温水暖房装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0016】

図１に示すように、この実施形態に係る温水暖房装置１０は、ヒートポンプユニット２０と、ヒートポンプユニット２０を熱源とする温水ユニット３０と、利用側の暖房端末を備えた暖房ユニット４０とを備えている。

【0017】

ヒートポンプユニット２０は、熱媒体である冷媒を圧縮する圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３および蒸発器２４を備え、それらを冷媒配管２５で接続してなる冷媒回路を備えている。ヒートポンプユニット２０には、冷媒配管２５を温水ユニット３０内の第１配管２６に接続するための往路側と復路側の２つの冷媒接続口２５ａ，２５ｂが設けられている。

【0018】

本発明において、ヒートポンプユニット２０は、暖房用の熱源として用いるため、可逆サイクルのため四方弁は特に必要としない。したがって、温水を生成する熱源となりうる最小限の機能を備えていればよく、各構成要素の具体的な構成は、仕様に応じて任意に選定されて良い。

【0019】

温水ユニット３０には、冷媒接続口２５ａ，２５ｂを介してヒートポンプユニット２０に接続される第１配管２６と、温水接続口３１ａ，３１ｂを介して暖房ユニット４０側の放熱回路４１に接続される第２配管３１と、冷媒と水との間で熱交換する熱交換器５０とが設けられている。

【0020】

熱交換器５０は、水−冷媒熱交換器であって、この実施形態において、温水ユニット３０の第２配管３１の一部分に設けられている所定容積の循環水用のタンク５１内に凝縮器２２が収納され、タンク５１内で循環水が凝縮器２２により加熱されて温水が生成されるる。なお、図示しないが、熱交換器５０を例えば二重管熱交換器としてもよい。

【0021】

第２配管３１は、熱交換器５０で生成された温水を暖房ユニット４０に送り出す往路側の温水接続口３１ａと、暖房ユニット４０で放熱した温水を温水ユニット３０内に戻す復路側の温水接続口３１ｂとを備えている。

【0022】

第２配管３１のうちの熱交換器５０と往路側温水接続口３１ａとの間の往路側配管３１１には、熱交換器５０で生成された温水をさらに加熱する補助ヒータ装置３２、空気抜き弁３３および第１給排水弁３８ａが配置されている。

【0023】

補助ヒータ装置３２は、円筒状ケーシングの中に電気ヒータを有し、流入口から内部に引き込まれた水または温水（以下、まとめて循環水とする）が下流側に向かって流れながら電気ヒータで加熱され、流出口（ともに図示しない）から流出するようになっている。

【0024】

空気抜き弁３３は、補助ヒータ装置３２内に溜まった空気を大気中に放出するため、補助ヒータ装置３２の上端に取り付けられている。空気抜き弁３３の具体的な構成は、本発明において任意的事項である。

【0025】

第１給排水弁３８ａは、第２配管３１内に水を注水したり、循環水を抜き取るために設けられており、先端には、水道管などに接続されるニップル３８１と開閉コック３８２（図５参照）が設けられている。第１給排水弁３８ａは、往路側温水接続口３１ａに隣接して設けられている。

【0026】

第２配管３１のうちの復路側温水接続口３１ｂと熱交換器５０との復路側配管３１２には、ストレーナ３４、圧力計３５、膨張タンク３６、圧力安全弁３７、第２給排水弁３８ｂおよび循環ポンプ３９がそれぞれ配置されている。

【0027】

ストレーナ（不純物除去手段）３４は、第２配管３１内を流れる循環水に含まれるゴミや不純物を除去する。ストレーナ３４以外に、循環水に含まれるカルシウム成分の析出物であるスケール（炭酸カルシウムＣａＣｏ_３）を除去するスケール除去手段をさらに備えていてもよい。スケール除去手段の一例としては、循環水をヒータで温めてヒータにスケールを付着させて除去するスケール除去ヒータがある。

【0028】

圧力計３５は、暖房ユニット４０が接続されることにより閉ループ回路となる第２配管３１内の管内圧力を測定するために用いられる。圧力計３５の測定データは、図示しない制御部に送られる。

【0029】

膨張タンク３６は、循環水の熱膨張を吸収するタンクである。圧力安全弁３７は、循環水が沸騰するなどして第２配管３１内の管圧が規定値以上となった際に、管破裂を防ぐために強制的に第２配管３１を外気に開放するリリーフバルブである。

【0030】

第２給排水弁３８ｂは、第２配管３１内に水を注水したり、第２配管３１内の循環水を抜き取るために設けられており、先端には、水道管などに接続されるニップル３８１と開閉コック３８２が設けられている（図５参照）。この実施形態において、第２給排水弁３８ｂは、復路側温水接続口３１ｂに隣接して設けられている。

【0031】

循環ポンプ３９は、第２配管３１内の循環水を一方向（この実施形態では時計回り）に循環するためのポンプであって、制御部により、その駆動が制御される。

【0032】

暖房ユニット４０は、往路側の温水接続口３１ａと復路側の温水接続口３１ｂとを介して、温水ユニット３０側の温水循環路３１にそれぞれ接続される放熱回路４１を備えている。温水循環路４１には、熱源の利用側としての暖房端末４２が設けられている。暖房端末４２は、例えば床暖房装置やラジエータ、ファンコンベクタなどであってよい。

【0033】

次に、図２ないし５を併せて参照し、温水ユニット３０の筐体構造について説明する。まず、温水ユニット３０は、例えば家屋などの固定構造物のほぼ垂直な壁面に沿って取り付けられる背板１００と、背板１００の下端からほぼ水平に、壁面から離反する方向に突設される底板２００とを有し、それらが外装カバー３０ａによって覆い隠されている。

【0034】

背板１００は、金属製の頑丈な平板が用いられており、その上端には、温水ユニット３０を壁面に取り付けるための取付孔１０１が２カ所設けられている。背板１００には、熱交換器５０と膨張タンク３６を背板１００に固定するための支持部材３００が設けられている。

【0035】

図３を参照して、支持部材３００は、熱交換器５０の底面側を支える第１支持部材３１０と、膨張タンク３６の底面側を支える第２支持部材３２０と、熱交換器５０と第２支持部材３２０を組として、その上部を支える第３支持部材３３０とを備えている。

【0036】

第１支持部材３１０は、背板１００に対してほぼ直角で水平方向に立設され、熱交換器５０の幅に合わせて左右（図３では紙面に垂直な方向）に延在する金属製の支持プレートであって、熱交換器５０の底面５１を支える水平な第１支持部３１１が設けられている。第１支持部材３１０の両端には、補強板３１２が背板１００の上下方向に沿って設けられている。

【0037】

第２支持部材３２０は、背板１００に対してほぼ直角で水平方向に立設され、膨張タンク３６の幅に合わせて左右に延在する金属製の支持プレートであって、膨張タンク３６の背面３６１（図３では左側面）が熱交換器５０の前面５３（図３では右側面）に沿って当接する位置で、膨張タンク３６の底面３６２を支持可能な高さを有している。

【0038】

第２支持部材３２０には、膨張タンク３６の背面３６１，底面３６２，前面３６３および左右両側面３６５，３６５を支持する第２支持部３２１が設けられている。第２支持部３２１は、膨張タンク３６の下端側を差し込んで、底面３６２を水平に支持する筒状に形成されている。第２支持部材３２０にも、その両端に補強板３２２が設けられている。

【0039】

第３支持部材３３０は、背板１００に対して着脱可能であって、熱交換器５０と膨張タンク３６を一組として、その上部を囲むように取り付けられるキャップ状に形成されている。この実施形態において、第３支持部材３３０は、熱交換器５０の上面５４と両側面５５，５５、ならびに、膨張タンク３６の両側面３６５，３６５と上面３６４から前面３６３にかけての角部を一体的に覆うように被せられるが、少なくとも外周を囲むように配置されていれば良い。

【0040】

これによれば、第１支持部材３１０に熱交換器５０を載せてから、膨張タンク３６を第２支持部材３２０に取り付けた後、それらに第３支持部材３３０を被せて、第３支持部材３３０を背板１００にネジ止めすることで、熱交換器５０と膨張タンク３６とを一体的に固定することができ、合理的なレイアウトによってメンテナンス性が向上する。

【0041】

図２，３に示すように、第２支持部材３２０と第３支持部材３３０には、電装品箱６０を取り付けるための支柱３４０が取り付けられている。図４に示すように、支柱３４０は、第２支持部材３２０と第３支持部材３３０の正面左側の角部に沿ってネジ止めされるＬ字型アングルで、そこに電装品箱６０の底面の左側がネジ止め固定される。

【0042】

この実施形態において、電装品箱６０と支柱３４０は、図示しないヒンジ手段を介して取り付けられており、電装品箱６０がヒンジ部を中心に開閉可能となっている。本発明において、「上部空間」とは、電装品箱６０が配置された空間を含む、筐体中の上方の空間をいい、「下部空間」とは、上部空間を除く、筐体中の下方の空間をいう。

【0043】

電装品箱６０は、内部に温水暖房装置１０を制御するための、例えば制御基板や電源回路などが収納されており、内部に水や埃が浸入しにくい構造になっている。電装品箱６０には、万が一、電装品箱６０内で火災が発生した際、筐体から外に延焼しない加工が施されていることが好ましい。

【0044】

筐体の上部空間にはさらに、第２配管３１の往路側の循環ポンプ３９が設けられている。これにより、熱交換器５０、膨張タンク３６、補助ヒータ装置３２、循環ポンプ３９および電装品箱６０という大型の構成部品が空間上部に配置されることで、下部空間が露出する。

【0045】

図５に示すように、底板２００の左端側に設けられた復路側温水接続口３１ｂから筐体内に引き込まれた第２配管３１の復路側配管３１２は、まず、背板１００に沿って垂直に配管されたのち、ほぼ直角に折り曲げられ、右側面に向かって水平に延び、さらに右側面から左斜め上に向かって鋭角的に折り曲げられて上部空間に配置された循環ポンプ３９に接続される。その途中の下部空間に復路側配管３１２の給排水弁３８ｂ，圧力計３５、圧力安全弁３７およびストレーナ３４が配置されている。

【0046】

また、第２配管３１の復路側配管３１１は、底板２００のほぼ中央に設けられた往路側温水接続口３１ａから上部空間にある補助ヒータ装置３２の流出口の高さまでほぼ垂直に配置されたのち、そこから補助ヒータ装置３２に向かってほぼ直角に折り曲げられ、さらに補助ヒータ装置３２の前面に向かって背板１００側に向けて折り曲げられて補助ヒータ装置３２の流出口に接続される。その途中の下部空間に給排水弁３８ａが配置される。

【0047】

これによれば、第２配管３１のへの注水作業を行う際に必要な計器類（給排水弁３８ａ，３８ｂ，圧力計３５および圧力安全弁３７）が全て下部空間に集中配置されており、かつ、それらは筐体の前面に向かって露出しているため、注水および排水作業を効率よく行うことができるし、電装品箱６０に水が係ることも無い。

【0048】

また、不純物を除去するストレーナ３４も筐体の下部空間に収納したことにより、ストレーナ３４に溜まった不純物を簡単に除去することができる。

【0049】

さらには、熱交換器５０と膨張タンク３６を前後に重ねて背板１００に立て掛けるようにして上部空間に配置し、さらに循環ポンプ３９や補助ヒータ装置３３などの大型部品も上部空間に合理的に配置したことにより、レイアウトの最適化を図ることができる。

【0050】

また、筐体の上部空間の前面に電装品箱６０を取り付けることにより、電装品箱６０を取り外さずに、下部空間でのメンテナンス作業を行うことができる。さらには、電装品箱６０が上部の最前面に配置されているため、水の影響を極力受けにくくなる。

【0051】

以上、説明したように、本発明によれば、筐体の上部空間に、熱交換器、補助ヒータ装置、膨張タンクおよび循環ポンプを配置し、筐体の下部空間に、第２配管の一部が注水口、圧力計、圧力安全弁およびストレーナを含むように配置するとともに、上部空間に内部に所定の電装品を含む電装品箱を下部空間の前面を遮蔽することなく取り付けることにより、電装品箱を外すことなく、第２配管への注排水および不純物除去を行うことができる。

【符号の説明】

【0052】

１０ 温水暖房装置
２０ ヒートポンプユニット
２１ 圧縮機
２２ 凝縮器
２３ 膨張弁
２４ 蒸発器
３０ 温水ユニット
３０ａ 外装カバー
３１ 温水循環路
３２ 補助ヒータ装置
３３ 空気抜き弁
３４ ストレーナ
３５ 圧力計
３６ 膨張タンク
３７ 給排水弁
３８ 圧力安全弁
３９ 循環ポンプ
４０ 暖房ユニット
４１ 放熱回路
４２ 暖房端末
５０ 熱交換器
６０ 電装品箱
１００ 背板
２００ 底板
３００ 支持部材
３１０ 第１支持部材
３２０ 第２支持部材
３３０ 第３支持部材
３４０ 支柱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】