JP2005003327A

JP2005003327A - 熱源ユニット及び床暖房システム

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Publication number: JP2005003327A
Application number: JP2003169703A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Konno; 明彦今野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】熱源ユニットを安全に動作させる。
【解決手段】ＩＨ電源１２０は高周波電流をＩＨセルヒーター１４の誘導コイルに供給する。誘導コイルにはその温度を示すコイル温度信号を出力するコイル温度センサが設けられている。Ｉ／Ｏ処理部１１０のＭＣＵ１１３は、コイル温度信号の示すコイル温度が所定の温度を超えると、ＩＨ電源１２０のスイッチング動作を停止させるようにＩＨ電源１２０を制御する。これにより、誘導コイルが損傷を蒙る前に高周波電流の供給を停止することができる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源ユニット及び床暖房システムの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
わが国の高齢化社会の進行にともない、寒さの厳しい冬季にあっても快適な住環境を提供する床暖房システムが注目されている。床暖房システムは、室内に温風を循環させて室内を暖める暖房システムと異なり、暖まった床面からの輻射と熱伝導により室内を暖房するため、室内の居住者に不快な風を感じさせないという利点がある。これまで、温水式床暖房は熱源としてガス、灯油等の化石燃料を燃焼させる方法、ニクロム線をコア材にしたシーズヒーターを使用する方法が一般に用いられてきた。
【０００３】
このような床暖房システムでは、熱源ユニットで水を加熱して得た温水を床下の配管に循環させる。その加熱においては、室内の温度を計測しその計測値に基づいて温水の温度を管理する制御が行われる。また、循環水の液面を計測し、循環水がヒーターを満たしていない状態では加熱を停止するような保護対策が取られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１４１２４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱源として誘導加熱を用いる場合には、誘導コイルに高周波電流を供給し、誘導コイルからの磁束によって発熱体に渦電流を流す。発熱体の温度は、渦電流損によって上昇する。加熱された発熱体は水に熱を与え、これにより、温水を作り出している。
【０００６】
この時、誘導コイルはその抵抗成分によって発熱し、その温度が上昇する共に発熱体からの熱によっても温度が上昇する。誘導コイルの耐熱温度には限界があるが、従来の床暖房システムではその対策が取られていなかった。また、発熱体の温度は、渦電流損による熱量と温水が持ち去る熱量との差分によって定まる。従って、温水の循環が停止した場合等には発熱体の温度が耐熱温度を超えて上昇する場合が想定される。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、誘導加熱を用いた床暖房システムの熱源ユニットにおいて、誘導加熱に関する機器を保護すると共に安全性を向上すること等を解決課題一例とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００９】
本発明に係る熱源ユニットは、加熱した熱媒体液を床下に設けられた放熱器に導いて室内を暖房する床暖房システムに用いられる熱源ユニット（１００）において、半導体スイッング素子（１２２）を動作させて高周波電流を発生する電源手段（１２０）と、前記高周波電流が供給される誘導コイルと、前記誘導コイルからの磁束によって発生する渦電流によって発熱する発熱体とを有し、前記発熱体によって前記熱媒体液を加熱する加熱手段（１４）と、前記誘導コイルの温度を検出してコイル温度信号（３０ａ）を出力するコイル温度センサ（３０）と、前記コイル温度信号（３０ａ）が指示する前記誘導コイルの温度が所定の温度を越えると、前記電源手段（１２０）のスイッチング動作を停止させるように前記電源手段（１２０）を制御する制御手段（１１３）と、を備えることにより、上述した課題を解決する。
【００１０】
この発明によれば、誘導コイルの温度を検知して、その温度が所定の温度を超えると、電源の動作を停止するように制御するので、誘導コイルに高周波電流が供給されなくなる。これにより、誘導コイルの温度が耐熱温度を超えて上昇することを防止し、熱源ユニットの安全性を向上させることができる。なお、熱媒体液としては特に限定されるものではないが、例えば水、エチレングリコールのような不凍液などを使用することができる。
【００１１】
また、上述した熱源ユニットは、前記発熱体の温度を検出して発熱体温度信号（３１ａ）を出力する発熱体温度センサ（３１）を備え、前記制御手段（１１３）は、前記発熱体温度信号（３１ａ）の指示する前記発熱体の温度が所定の温度を超えると、前記電源手段（１２０）のスイッチング動作を停止させるように前記電源手段（１２０）を制御することが好ましい。この場合には、発熱体の温度が耐熱温度を超えて上昇することを防止し、熱源ユニットの安全性を向上させることができる。
【００１２】
また、上述した熱源ユニットは、前記熱媒体液を循環させるポンプ（５）を備え、前記制御手段（１１３）は、前記電源手段（１２０）のスイッチング動作を停止させた後、前記熱媒体液の循環を継続するように前記ポンプ（５）を制御することが好ましい。この場合には、熱媒体液によって、誘導コイル又は発熱体の熱が持ち去られるので、これらの冷却を促進することができる。なお、電源手段のスイッチング動作を停止させた後、ポンプを所定時間だけ駆動させて停止させてもよいし、誘導コイル又は発熱体の温度を検知して、これらが基準温度より下がるまでポンプの駆動を継続させてもよい。さらに、基準温度より下がった後のポンプの駆動を継続させ、誘導コイルに高周波電流を供給してもよい。
【００１３】
また、上述した熱源ユニットは、前記加熱手段（１４）の入口における前記熱媒体液の温度を検出して熱媒体温度信号（３２ａ）を出力する熱媒体液温度センサ（３２）と、前記制御手段（１１３）は、前記熱媒体温度信号（３２ａ）の指示する前記熱媒体液の温度に基づいて、前記電源手段（１２０）のスイッチング動作を制御することが好ましい。より具体的には、前記制御手段（１１３）は、検出された前記熱媒体液の温度と設定温度との差分に応じて前記電源手段（１２０）のスイッチング動作を制御することが好ましい。この発明によれば、室内の温度を制御することが可能となる。
【００１４】
また、上述した熱源ユニットは、前記半導体スイッング素子（１２２）の温度を検出して素子温度検出信号を出力する素子温度センサ（２４）を備え、前記電源手段（１２０）は、前記素子温度検出信号の指示する前記半導体スイッング素子（１２２）の温度が所定の温度を超えると、自律的にスイッチング動作を停止することが好ましい。
【００１５】
この発明によれば、半導体スイッチング素子の温度が耐熱温度を超えないように電源手段が自律的に制御するので、制御手段が故障等した場合であっても、半導体スイッチング素子を保護することができる。また、制御手段は半導体スイッチング素子の温度を管理する必要がなくなる。半導体スイッチング素子の耐熱温度はその構造等に依存するため、仮に、制御手段で温度制御を実行すると、電源手段に組み込まれた半導体スイッチング素子の種類に応じて、制御手段は異なる温度制御を実行しなければならない。即ち、電源手段を変更すれば、制御手段の設計変更が必要となる。これに対して、本発明は電源手段が半導体スイッチング素子の温度制御を実行するので、制御手段の汎用性を向上させることが可能となる。
【００１６】
次に、本発明に係る床暖房システムは、上述した熱源ユニット（１００）と、部屋の床下に設けられ、前記熱源ユニットによって加熱された前記熱媒体液が供給される放熱器と、を備えることが好ましい。この発明によれば、安全性の高い床暖房システムを提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る床暖房システムを説明する。図１は床暖房システムの全体構成を示すブロック図である。この図に示すように床暖房システムは、熱源ユニットとして機能するボイラー本体１００、室内に設けられる壁コントローラ２００、及び部屋の床下に設けられ温水によって床を暖める配管（図示せず）を備える。配管は放熱器として作用する。
【００１８】
この床暖房システムでは熱源として、クリーンな電気エネルギーを使用するので、ガスや灯油を熱源として使用するような場合に発生する燃焼ガスが発生しない。また、熱媒体液を直接加熱できる高周波誘導加熱を使用するため、温水タンクを設ける必要がなく、ボイラー本体１００をコンパクトにまとめることが可能である。このため、ボイラー本体１００は、屋内の壁に取り付けることが可能である。
【００１９】
壁コントローラ２００は、ユーザーの操作に応じた信号を出力する操作パネル（図示せず）を有する。ユーザーは、操作パネルを用いて運転条件を入力できるようになっている。さらに、壁コントローラ２００は、通信インターフェース介してボイラー本体１００と通信を行うＭＣＵを備える。
【００２０】
ボイラー本体１００は、Ｉ／Ｏ処理部１１０、ＩＨ電源１２０、及びＩＨ加熱温水循環系１３０を有する。ＩＨ加熱温水循環系１３０は、熱媒体液たる水を循環させるポンプ及びＩＨ電源１２０から高周波電流の給電を受けて温水を加熱するＩＨセルヒーターを備える。Ｉ／Ｏ処理部１１０は、ＩＨ加熱温水循環系１３０に設けられた各種のセンサからの信号を取り込む。ＩＨ電源１２０はＩ／Ｏ処理部１１０からの制御信号に従って、交流電圧をスイッチングして高周波電流を生成し、これを上述したＩＨセルヒーターに供給する。
【００２１】
図２は、ボイラー本体１００の内部構造を示す正面図である。注水口２はリザーブタンク３と連結されており、注水口２から入れられた水はリザーブタンク３に貯水される。リザーブタンク３は、配管４を介して循環ポンプ５の上流に設けられる配管６に連結されている。ボイラー本体１００は商用電源から交流電圧の給電を受けて動作する。漏電ブレーカ９は商用電源の基幹配線に設けられており、ボイラー本体１００の内部で漏電が発生すると、オフ状態となりボイラー本体１００を商用電源から電気的に分離する。
【００２２】
配管スペース１０には、戻り温水が供給される戻りヘッダー１１及び往き温水が供給される往きヘッダー１２が設けられている。戻りヘッダー１１及び往きヘッダー１２には、複数系統の配管（放熱器）を取り付けることが可能である。
【００２３】
温水は、戻りヘッダー１１→循環ポンプ５→熱交換器１３→ＩＨセルヒーター１４→往きヘッダー１２→放熱器→戻りヘッダー１１の経路で循環する。熱交換器１３は、ケース１３Ａ、これを貫通する配管１３Ｂ、及びケース１３Ａと配管１３Ｂとの空間を満たす熱伝導材料（例えば、銅、アルミニウム、あるいは水）とを備える。また、ケース１３Ａの外周壁には、ヒートシンク２０が取り付けられている。
【００２４】
図３にヒートシンク２０の周辺構造を示す。ヒートシンク２０は、背面パネル２１と絶縁体２２を介して固着されており、ヒートシンク２０の窪みには、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が取り付けられている。半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２としては、例えば、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができる。また、ヒートシンク２０の背面は絶縁体２３を介して熱交換器１３のケース１３Ａに固着されている。これによって、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング動作に伴って発生する熱エネルギーが熱交換器１３に伝導し、配管１３Ｂを流れる温水を加熱することができる。すなわち、熱交換器１３は、ＩＨ電源１２０で消費されるエネルギーを回収して熱媒体液を加熱する補助加熱手段として機能する。
【００２５】
また、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の近傍には、素子温度センサ２４が設けられている。素子温度センサ２４は、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の温度を示す素子温度信号を上述したＩＨ電源１２０へ出力する。
【００２６】
なお、この例では、ヒートシンク２０と熱交換器１３との間には絶縁体２３が設けられているが、半導体スイッチング素子の全体がモールドされている場合等、その構造によっては、絶縁体２３を介することくなく、熱交換器１３にヒートシンク２０を直接固着してもよい。
【００２７】
図２に示すＩＨセルヒーター１４は、例えば、絶縁体よりなる管体、絶縁体の周囲に設けられた誘導コイル、及び管体の内部に設けられ誘導コイルにより誘導加熱される金属管とから構成することができる。管体と金属管との間を熱媒体液（この例では、水）が流れる。誘導コイルに高周波電流が流れると、誘導コイルから磁束が流れ出る。この磁束によって金属管には、渦電流が誘起され渦電流損を発生する。これにより、金属管が損失エネルギーにより発熱し、熱媒体液が加熱される。
【００２８】
また、ボイラー本体１００の左壁には、制御基板１５が取り付けられている。制御基板１５には、上述したＩ／Ｏ処理部１１０とＩＨ電源１２０とが組み込まれている。
【００２９】
次に、ＩＨ加熱温水循環系１３０のブロック構成と各種センサの配置を図４に示す。この図に示すように、ＩＨセルヒーター１４には、コイル温度センサ３０と発熱体温度センサ３１とが配置される。コイル温度センサ３０は誘導コイルの温度ｔｈを検出してコイル温度信号３０ａを出力する。発熱体温度センサ３１は、発熱体たる金属管の温度ｔｅを検出して発熱体温度信号３１ａを出力する。
【００３０】
また、ＩＨセルヒーター１４の入口には戻り温水温度センサ３２が配置され、その出口には往き温水温度センサ３３が配置される。戻り温水温度センサ３２及び往き温水温度センサ３３は、各々の箇所で熱媒体液たる温水の温度ｔｒ、ｔｓを各々検出して、温水温度信号３２ａ及び３３ａを出力する。なお、往き温水温度センサ３３は予備として用いられる。このため、実際のシステムの温度制御では、戻り温水温度センサ３２で検出した戻り温水温度ｔｒを示す温水温度信号３２ａが用いられる。
【００３１】
また、配管４又はリザーブタンク３の内部であって、ＩＨセルヒーター１４よりも垂直方向に高い位置に液面レベルセンサ３４が配置されている。液面レベルセンサ３４は、液面のレベルを検出して取り付け位置より液面が低い場合にアクティブとなる液面検出信号３４ａを出力する。
【００３２】
ＩＨ加熱温水循環系１３０に配置された各センサから出力される信号３０ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、及び３４ａは、Ｉ／Ｏ処理部１１０に供給されるようになっている。
【００３３】
図５は床暖房システムの詳細な電気的構成を示すブロック図である。この図に示すように床暖房システムは、ボイラー本体１００と壁コントローラ２００を備える。壁コントローラ２００は、ユーザーの操作に応じた信号を出力する操作パネル（図示せず）を備える。ユーザーは、操作パネルを操作して、運転条件を入力することが可能である。
【００３４】
この床暖房システムは運転モードとして、運転、停止、タイマー、強制、ホットキープの各モードを備える。運転は、所定の設定条件を継続するモードである。停止は加熱を停止するモードである。タイマーは予約開始時間になると運転を開始して予約終了時間になると運転を停止するモードである。強制は、最大出力で運転するモードである。ホットキープは、現在の室温を保つために所定の出力で運転するモードである。
【００３５】
操作パネルには切換ボタンが設けられており、ユーザーが切換ボタンを押下する毎に、運転モードがタイマー→強制→ホットキープの順に切り替わるようになっている。
【００３６】
また、操作パネルには設定ボタンが設けられており、ユーザーが設定ボタンを押下する毎に、時刻合わせ→予約１（ＯＮ時間／ＯＦＦ時間）→予約２（ＯＮ時間／ＯＦＦ時間）→戻り温水温度ｔｒの設定→室温ｔＲの表示→戻り温水温度ｔｒの表示→往き温水温度ｔｓの表示が切り替わるようになっている。
【００３７】
ＭＣＵ２１０は、操作パネルからの信号を検知して、運転状態をＬＣＤ表示部２２０に表示させると共に、各種の制御指令を通信部２３０を介してボイラー本体１００へ送信する。また、ＭＣＵ２１０は、ＭＣＵ１１３から送信されるエラー信号を受信して、エラーモードをＬＣＤ表示部２２０に表示すると共にブザー（図示せず）を駆動して警報音を発生させる機能を有する。エラーモードとしては、エラーモードＥｒ０１〜Ｅｒ０６がある。この点については後述する。
【００３８】
さらに、壁コントローラ２００は室内の温度を検出して実測室温ｔＲを示す室温信号を出力する室温センサ（図示せず）を備え、ＭＣＵ２１０は、室温信号を取得して実測室温ｔＲを示す室温情報をＭＣＵ１１３に送信する。また、ユーザーは操作パネルを操作して上限室温ｔＲ’を入力できるようにようになっており、ＭＣＵ２１０は、上限室温ｔＲ’を示す上限室温情報をＭＣＵ１１３に送信する。ここで、上限室温ｔＲ’は、ユーザーが室温の上限として設定する温度である。
【００３９】
ボイラー本体１００は、Ｉ／Ｏ処理部１１０、ＩＨ電源１２０、ＩＨ加熱温水循環系１３０及び漏電ブレーカ９を備える。この例の商用電源は交流電圧の値は２００Ｖでその周波数が５０Ｈｚ／６０Ｈｚである。交流電圧は漏電ブレーカ９を介してＩ／Ｏ処理部１１０及びＩＨ電源１２０に供給される。
【００４０】
ＩＨ電源１２０は、整流回路１２１、半導体スイッチング素子１２２、及び制御回路１２３を備える。整流回路１２１はダイオード等によって構成され、整流回路１２１を経て交流電圧が半導体スイッチング素子１２２に供給される。この例では、半導体スイッチング素子１２２として２石のＩＧＢＴ（図３に示すＱ１及びＱ２）が用いられる。半導体スイッチング素子１２２は、制御回路１２３から供給される制御パルスに従って、交流電圧をスイッチングする。これにより、ＩＨ電源１２０は高周波電流を生成する。
【００４１】
ＩＨ電源１２０の出力は、制御パルスの密度によって調整される。制御パルス列がアクティブとなる期間を電力注入期間、制御パルス列が非アクティブとなる期間を電力非注入期間としたとき、電力注入期間から電力非注入期間へ遷移するタイミング及び電力非注入期間から電力注入期間へ遷移するタイミングは、交流電圧のゼロクロスと一致するように制御される。これにより、スイッチングに伴う高周波成分が低減され、商用電源側へ流れ出る高周波電流を大幅に削減することが可能となる。この結果、高効率で負荷を駆動することができ、かつ、電力制御の線形性を大幅に改善することができる。制御回路１２３は、後述するＭＣＵ１１３からの制御信号に従って電力注入期間と電力非注入期間との割合を調整する。
【００４２】
また、制御回路１２３には、上述した素子温度センサ２４から素子温度信号が供給される。制御回路１２３は、素子温度信号が示す半導体スイッチング素子１２２（Ｑ１、Ｑ２）の温度ｔｂが基準温度（例えば８０度）を超えると、制御パルスの供給を停止して、半導体スイッチング素子１２２のスイッチング動作を停止させるように制御する。即ち、ＭＣＵ１１３からの制御信号がある投入電力で高周波電流の生成を指示する場合であっても、制御回路１２３は、これを無視して、半導体スイッチング素子１２２のスイッチング動作を自律的に停止する。
【００４３】
このように、素子温度に関する制御をＩＨ電源１２０において独立して実行したのは、仮に、Ｉ／Ｏ処理部１１０が故障した場合であっても、半導体スイッチング素子１２２を保護するためである。また、半導体スイッチング素子１２２の耐熱温度はその種類に応じて異なるため、仮に、Ｉ／Ｏ処理部１１０で温度制御を実行すると、半導体スイッチング素子１２２の種類に応じて、Ｉ／Ｏ処理部１１０は異なる温度制御を実行しなければならない。即ち、ＩＨ電源１２０を変更すれば、Ｉ／Ｏ処理部１１０の設計変更が必要となる。これに対して、本実施形態では、ＩＨ電源１２０が半導体スイッチング素子１２２の温度制御を実行するので、Ｉ／Ｏ処理部１１０の汎用性を向上させることが可能となる。
【００４４】
次に、Ｉ／Ｏ処理部１１０には、ＡＣ／ＤＣ変換回路１１１が設けられており、交流電圧を直流に変換してボイラー本体１００の各構成部分に供給する。また、Ｉ／Ｏ処理部１１０の通信部１１２は、ＭＣＵ１１３及び壁コントローラ２００との間で通信を行う。
【００４５】
ＭＣＵ１１３は、ＩＨ加熱温水循環系１３０に設けられた各種センサからの信号が供給され、これらの信号に基づいてＩＨ電源１２０を制御する。また、ＭＣＵ１１３は、ポンプ５を制御して温水の流量を調整する。ＭＣＵ１１３は、割り込みタイマを用いて１秒ごとにコイル温度信号３０ａ、発熱体温度信号３１ａ、温水温度信号３２ａ、及び液面検出信号３４ａを取り込むと共に、１分ごとに実測室温ｔＲを示す室温情報をＭＣＵ２１０から取得する。
【００４６】
第１に、ＭＣＵ１１３は、液面検出信号３４ａがアクティブになると、ＩＨセルヒーター１４に高周波電流が供給されないようにＩＨ電源１２０のスイッチング動作を停止させる制御を実行する。上述したように液面レベルセンサ３４はＩＨセルヒーター１４よりも垂直方向に高い位置に設けられているが、液面がそれ以下になると、ＩＨセルヒーター１４の金属管が露出する危険がある。このように冠水が維持できない状態で運転すると、ＩＨセルヒーター１４の温度が耐熱温度を超えてＩＨセルヒーター１４が損傷する可能性がある。そこで、ＩＨセルヒーター１４を保護すると共に安全性の観点から液面レベルに基づく制御が実行される。
【００４７】
第２に、ＭＣＵ１１３は、発熱体温度信号３１ａの示す発熱体たる金属管の温度ｔｅが所定の温度（例えば、８０度）を超えると、ＩＨセルヒーター１４に高周波電流が供給されないようにＩＨ電源１２０のスイッチング動作を停止させる制御を実行する。金属管の損傷を回避するためである。
【００４８】
第３に、ＭＣＵ１１３は、コイル温度信号３０ａの示す誘導コイルの温度ｔｈが所定の温度（例えば、８０度）を超えると、ＩＨセルヒーター１４に高周波電流が供給されないようにＩＨ電源１２０のスイッチング動作を停止させる制御を実行する。誘導コイルの損傷を回避するためである。
【００４９】
第４に、ＭＣＵ１１３は、温水温度信号３２ａの示す戻り温水温度ｔｒとユーザー設定した戻り温水温度ｔｒ’の差分に基づいて、以下のようにＩＨ電源１２０を制御する。まず、ｔｒ−ｔｒ’＞０では、ＩＨ電源１２０のスイッチング動作を停止させる。次に、５≧ｔｒ’−ｔｒ≧０では、所定の電力（例えば、２ｋｗ〜１ｋｗ程度の小電力）で運転する。次に、ｔｒ’−ｔｒ＞５の場合は、最大電力で運転する。但し、運転モードがホットキープモードである場合には、ｔｒ＞１７でＩＨ電源１２０の動作を停止させ、１７≧ｔｒで所定の最小電力でＩＨ電源１２０を動作させる。
【００５０】
第５に、ＭＣＵ１１３は、ＭＣＵ２１０から取得した実測室温ｔＲと上限室温ｔＲ’とに基づいて、ＩＨ電源１２０の動作を制御する。具体的には、実測室温ｔＲが上限室温ｔＲ’以上になると、ＩＨ電源１２０の動作を停止させるように制御が行われる。
【００５１】
また、ＭＣＵ１１３は、液面低下を理由にＩＨ電源１２０の動作を停止する場合には、エラーモードＥｒ０１を指示するエラー信号をＭＣＵ２１０へ送信し、金属管の温度異常を理由にＩＨ電源１２０の動作を停止する場合には、エラーモードＥｒ０２を指示するエラー信号をＭＣＵ２１０へ送信し、半導体スイッチング素子の温度異常を理由にＩＨ電源１２０の動作を停止する場合には、エラーモードＥｒ０３を指示するエラー信号をＭＣＵ２１０へ送信し、誘導コイルの温度異常を理由にＩＨ電源１２０の動作を停止する場合には、エラーモードＥｒ０４を指示するエラー信号をＭＣＵ２１０へ送信する。これにより、ユーザーは床暖房システムに不具合があること及びその原因を知ることができる。
【００５２】
さらに、ＭＣＵ１１３は、入力電圧が異常の場合にはエラーモードＥｒ０５を指示するエラー信号をＭＣＵ２１０へ送信する。また、通信エラーが発生した場合にはＭＣＵ２１０がこれを検知してエラーモードＥｒ０６としてＬＣＤ表示部２２０に表示する。
【００５３】
以上、説明したように本実施形態によれば、誘導コイルの温度ｔｈを検知して、その温度が所定の温度を超えると、ＩＨ電源１２０の動作を停止するように制御するので、誘導コイルに高周波電流が供給されなくなる。これにより、誘導コイルの温度が耐熱温度を超えて上昇することを防止し、ボイラー本体１００の安全性を向上させることができる。また、発熱体たる金属管の温度ｔｅを検知して、その温度が所定の温度を超えると、ＩＨ電源１２０の動作を停止するように制御するので、金属管の損傷を回避することができ、ボイラー本体１００の安全性を向上させることができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態において、ＭＣＵ１１３は誘導コイル又は金属管の温度異常を検知してＩＨ電源１２０の動作を停止させた場合には、その後、熱媒体液の循環を継続するように循環ポンプ５を制御してもよい。この場合には、熱媒体液によって、誘導コイル又は発熱体の熱が持ち去られるので、これらの冷却を促進することができる。さらに、ＩＨ電源１２０の動作停止後、循環ポンプ５を所定時間だけ駆動させて停止させてもよいし、誘導コイル又は発熱体の温度を検知して、これらが基準温度より下がるまで循環ポンプ５の駆動を継続させてもよい。さらに、基準温度より下がった後の循環ポンプ５の駆動を継続させ、誘導コイルに高周波電流を供給してもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、誘導加熱を用いた床暖房システムの熱源ユニットにおいて、誘導コイルや発熱体といった誘導加熱に関する構成を保護すると共に安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る床暖房システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】同システムに用いられるボイラー本体の内部構造を示す正面図である。
【図３】ボイラー本体に用いられるヒートシンクの周辺構造を示す拡大図である。
【図４】ＩＨ加熱温水循環系１３０の主要構成と各種センサの配置を示すブロック図である。
【図５】床暖房システムの詳細な電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５循環ポンプ
１４ＩＨセルヒーター
２０ヒートシンク
１００ボイラー本体
１１０Ｉ／Ｏ処理部
１２０ＩＨ電源
１２２、Ｑ１、Ｑ２半導体スイッチング素子

Claims

加熱した熱媒体液を床下に設けられた放熱器に導いて室内を暖房する床暖房システムに用いられる熱源ユニットにおいて、
半導体スイッング素子を動作させて高周波電流を発生する電源手段と、
前記高周波電流が供給される誘導コイルと、前記誘導コイルからの磁束によって発生する渦電流によって発熱する発熱体とを有し、前記発熱体によって前記熱媒体液を加熱する加熱手段と、
前記誘導コイルの温度を検出してコイル温度信号を出力するコイル温度センサと、
前記コイル温度信号が指示する前記誘導コイルの温度が所定の温度を越えると、前記電源手段のスイッチング動作を停止させるように前記電源手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする熱源ユニット。
前記発熱体の温度を検出して発熱体温度信号を出力する発熱体温度センサを備え、
前記制御手段は、前記発熱体温度信号の指示する前記発熱体の温度が所定の温度を超えると、前記電源手段のスイッチング動作を停止させるように前記電源手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱源ユニット。
前記熱媒体液を循環させるポンプを備え、
前記制御手段は、前記電源手段のスイッチング動作を停止させた後、前記熱媒体液の循環を継続するように前記ポンプを制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源ユニット。
前記加熱手段の入口における前記熱媒体液の温度を検出して熱媒体温度信号を出力する熱媒体液温度センサと、
前記制御手段は、前記熱媒体温度信号の指示する前記熱媒体液の温度に基づいて、前記電源手段のスイッチング動作を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の熱源ユニット。
前記制御手段は、検出された前記熱媒体液の温度と設定温度との差分に応じて前記電源手段のスイッチング動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の熱源ユニット。
前記半導体スイッング素子の温度を検出して素子温度検出信号を出力する素子温度センサを備え、
前記電源手段は、前記素子温度検出信号の指示する前記半導体スイッング素子の温度が所定の温度を超えると、自律的にスイッチング動作を停止する
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載した熱源ユニット。
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の熱源ユニットと、
部屋の床下に設けられ、前記熱源ユニットによって加熱された前記熱媒体液が供給される放熱器と、
を備えたことを特徴とする床暖房システム。