JP2009222276A - 温水生成機 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な手段によってフィルターの目詰まりの検知とともに、水熱媒の漏れや蒸発等による水位の変動も検知できる温水生成機を得る。
【解決手段】加熱装置と循環ポンプ並びに開放式の貯留タンク４を一連に配管接続して構成され、低温水熱媒から高温水熱媒を生成する制御回路を備えた温水生成機について、その貯留タンク４を往き側の流出口１５の有る側と戻り側の流入口１６の有る側とを着脱可能のフィルター１７で仕切り、この貯留タンク４の往き側の流出口１５の有る側に水位検知手段１１を設け、制御回路１０は、その水位を監視し、水位不足の検知とともにフィルター１７の目詰まりを検知する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、加熱装置と循環ポンプ並びに貯留タンクを一連に配管接続して構成され、低温水熱媒から高温水熱媒を生成する、温水暖房装置の中核を構成する温水生成機に関するものである。

温水生成機は、温水暖房装置の温水循環系の途中に設けられ、水熱媒の蒸発を許容し、また、加熱による水熱媒の膨張を吸収するための水熱媒を貯留する貯留タンクを備えている。この種の貯留タンクでは往き側接続口及び戻り側接続口の流出口と流入口を、貯留タンクの内底面に配置するのが一般的である。流出口からは、貯留タンクの水熱媒が循環ポンプに吸込まれ、各種放熱器に供給される。流入口からは各種放熱器からの水熱媒が貯留タンクへ流入する。貯留タンクには、水熱媒に混入した異物を捕獲し、熱交換器や循環ポンプへ異物が侵入することを防止するためのフィルターと、水熱媒の漏れや蒸発等による水位低下を検知するための水位検知手段が備えられている（この種の従来技術としては特許文献１や特許文献２に示されている）。

特開平４−２１４１５０号公報 特開２００６−２２６６４８号公報

特許文献１のものではフィルターの目詰まりを、循環ポンプの駆動時と非駆動時の水圧を、水位の変動の捉え易い戻り側接続口の流入口付近に設けた水位検出センサで検出し、その検出圧力差に基づいて検知するようにしている。フィルターが目詰まりしている状態の循環ポンプの駆動時と非駆動時の水圧差は、フィルターが目詰まりしていない状態の循環ポンプの駆動時と非駆動時の水圧差より大きくなることを利用している。しかしながら、この方式では水位検出センサが備えられていても、水熱媒の漏れや蒸発等による水位の低下については検知できない。フィルターに目詰まりがある場合、水熱媒の漏れや蒸発等により水位が低下しても、フィルターの通水抵抗が増加しているため戻り側接続口の流入口側は水位が上昇し、水有りとする不適正な判定をすることになる。そして、水熱媒のオーバーフローも問題になる。また、水熱媒の水位が低下すると、流出口付近に吸込渦ができ、耳ざわりな流水音が発生することにもなり、空気の水熱媒への混入も起き易くなる。そして、圧力センサを用いてのフィルターの目詰まり検知は、水熱媒が大気に開放された開放式の貯留タンクにはそのままでは適用できない。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、安価な手段によってフィルターの目詰まりの検知とともに、水熱媒の漏れや蒸発等による水位の変動も検知し、オーバーフローにも対応することができる温水生成機を得ることである。

上記目的を達成するために本発明は、加熱装置と循環ポンプ並びに開放式の貯留タンクを一連に配管接続して構成され、低温水熱媒から高温水熱媒を生成する制御回路を備えた温水生成機について、その貯留タンクを往き側の流出口の有る側と戻り側の流入口の有る側とを着脱可能のフィルターで仕切り、貯留タンクの往き側の流出口の有る側に水位検知手段を設け、制御回路は、その水位を監視し、水位不足の検知とともにフィルターの目詰まりを検知する手段を採用する。

本発明の温水生成機によれば、水位検知手段とフィルター位置の設定といった安価な手段によってフィルターの目詰まりの検知とともに、水熱媒の漏れや蒸発等による水位の変動も検知し、対応することができる温水生成機が得られる。

本発明の温水生成機は温水熱源機とも称されるもので、温水暖房装置の温水循環系の途中に設けられ、加熱装置と循環ポンプ並びに貯留タンクを一連に配管接続して構成されている。貯留タンクは、合成樹脂の射出成形物の開放容器であり、水熱媒の蒸発を許容し、また、加熱による水熱媒の膨張を吸収する。貯留タンクの底には、往き側接続口及び戻り側接続口が配置されている。貯留タンクにおける内部の底には、往き側接続口及び戻り側接続口の流出口と流入口が上下方向に並んで開口している。これらの流出口と流入口の間には、水熱媒に混入した異物を捕集するフィルターが貯留タンクの上部からの抜き差しにより着脱できるように介在されている。貯留タンク内の流出口側には水熱媒の水位を検知する水位検知手段が設けられている。水位検知手段は水熱媒の電気抵抗により水位を検知する電極式である。温水生成機に搭載された制御回路は、その水位を常時監視し、水位の低下の検知とともにフィルターの目詰まりを検知する。即ち、循環ポンプの停止時に所定の水位があれば、フィルターの目詰まり無し、水熱媒量有りと判定し、循環ポンプの運転時に水位が無い状態を複数回検知したときフィルターの目詰まり、及び水熱媒不足と判定する。

この温水生成機によれば、水位検知手段の検知する水位を循環ポンプの停止時に所定の水位が有れば、フィルターの目詰まり無し、水熱媒量有りと判定し、フィルターの清掃も水熱媒の補給も必要ないことを示すことができる。そして、循環ポンプの運転時に水位が無い状態を複数回検知したとき、通水量が減少したこと、すなわちフィルターの目詰まり、及び水熱媒不足と判定し、フィルターの清掃又は水熱媒の補給が必要なことを示すことができる。従って、水位検知手段とフィルター位置の設定といった安価に対応できる手段によってフィルターの目詰まりの検知とともに、水熱媒の漏れや蒸発等による水位の変動も検知し、これらに対応することができる温水生成機となる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の温水生成機を示す構成図、図２は、貯留タンク全体を示す斜視図、図３は、貯留タンクの蓋を外して示す斜視図、図４は、貯留タンクの分解斜視図、図５は、制御フローを示すフローチャート、図６は、他の貯留タンクの分解斜視図、図７は、他の制御フローを示すフローチャートである。

本実施の形態の温水生成機１は図１に示すように、温水暖房装置の温水循環系の途中に設けられ、加熱装置２と循環ポンプ３並びに貯留タンク４を一連に配管接続して構成されている。加熱装置２は室外ユニット５と熱交換器６の冷媒閉回路で構成され、その室外ユニット５は、室外熱交換器、送風機、圧縮機、流量調節弁（いずれも図示しない）を備えている。即ち、加熱装置２は冷凍サイクルで構成され、熱交換器６において熱の授受だけが貯留タンク４の水熱媒側と行われるが、水熱媒を昇温できるものであれば、必ずしも冷凍サイクルでなくても良い。熱交換器６と循環ポンプ３並びに貯留タンク４は、ひと纏めに框体７に収められている。框体７には、各種放熱器（図示しない）に水熱媒を循環させるための往き側の外部配管接続口８と戻り側の外部配管接続口９が配設されている。電気系統は、循環ポンプ３や加熱装置２等を制御する制御回路１０と、制御回路１０の入力側に接続された水位検知手段１１と、出力側に接続された警報装置１２で構成されている。

貯留タンク４は、合成樹脂の射出成形物の蓋付きの開放容器であり、水熱媒の蒸発を許容し、また、加熱による水熱媒の膨張を吸収する。貯留タンク４の蓋１３はネジで固定され、給水口１４を備えている（図２，図４参照）。貯留タンク４の底には、往き側接続口及び戻り側接続口が配置されている。貯留タンク４における内部の底には、往き側接続口及び戻り側接続口の流出口１５と流入口１６が上下方向に並んで開口している（図３参照）。貯留タンク４における流出口１５と流入口１６の間には、水熱媒に混入した異物を捕集するフィルター１７が蓋１３を外した貯留タンク４の上部からの抜き差しにより着脱できるように介在されている（図３，図４参照）。

貯留タンク４内の流出口１５側には水熱媒の水位を検知する水位検知手段１１が設けられている。水位検知手段１１は、制御回路１０に接続され、水熱媒の電気抵抗により水位を検知する電極式である。水位検知手段１１の最下端を最低水位として出力する。電極式の水位検知方式には、大きく二種類ある。一つは電極を二本配置し、二本の電極間の電気抵抗を測定する方式である。もう一つは一本の電極と水熱媒を通して電気的に接続された本体金属部分間の電気抵抗を測定する方式で、水有りの場合は電気抵抗が小さく、水無しの場合は電気抵抗が大きくなる。本実施の形態では、後者の方が安価に製造できるため、後者を採用している。

温水生成機１に搭載された制御回路１０は、水位検知手段１１の検知する水位を常時監視し、図５に示す制御フローに従って制御動作する。即ち、運転開始と共に図５における♯１で循環ポンプ３の停止時水位が所定以上か否かを判定する。所定以上であれば、♯３へ進み、そうでなければ♯２で、水位不足の警報を警報装置１２によって報知する。♯３では循環ポンプ３を運転する処理をして♯４へ進む。♯４では運転時水位が所定以上か否かを判定する。所定以上であれば、♯１０でカウンターをリセットして♯３へ戻り、そうでなければ♯５へ進む。♯５では循環ポンプ３の停止時水位が所定以上と運転時水位が所定未満の回数をカウンターでカウントする処理を行い♯６へ進む。♯６ではカウント回数Ｎ≧ｎ回か否か（制御の信頼性を確保するため）を判定する。そうであれば♯７で運転を停止する処理をして、♯８でフィルター１７の目詰まりの警報を警報装置１２によって報知する。そうでなければ、♯９で循環ポンプ３を停止する処理をして♯１へ戻る。

このように本実施の形態では、水位の低下の検知とともにフィルター１７の目詰まりを検知する。即ち、循環ポンプ３の停止時に所定の水位があれば、フィルター１７の目詰まり無し、水熱媒量有りと判定し、循環ポンプ３の運転時に水位が無い状態を複数回、ｎ回検知したとき運転を停止して、フィルター１７の目詰まり、及び水熱媒不足と判定する。実際にはこのときは、フィルター１７の目詰まり、又は水熱媒不足であるが、目詰まりの警報によってフィルター１７の清掃が促され、これによっても解消されなければ給水することになる。従って、水位検知手段１１とフィルター１７位置の設定といった安価に対応できる手段によってフィルター１７の目詰まりの検知とともに、水熱媒の漏れや蒸発等による水位の変動も検知し、これらに対応することができる。

次に水位検知手段１１を貯留タンク４の流入口１６側に設けた図６の場合を図７に示す制御フローに基づいて説明する。温水生成機１に搭載された制御回路１０は、水位検知手段１１の検知する水位を常時監視し、図７に示す制御フローに従って制御動作する。運転開始と共に図７における♯１で循環ポンプ３の停止時水位が所定未満か否かを判定する。所定未満であれば、♯３へ進み、そうでなければ♯２で、オーバーフローの警報を警報装置１２によって報知する。♯３では循環ポンプ３を運転する処理をして♯４へ進む。♯４では運転時水位が所定未満か否かを判定する。所定未満であれば、♯１０でカウンターをリセットして♯３へ戻り、そうでなければ♯５へ進む。♯５では循環ポンプ３の停止時水位が所定未満と運転時水位が所定以上の回数をカウンターでカウントする処理を行い♯６へ進む。♯６ではカウント回数Ｎ≧ｎ回か否か（制御の信頼性を確保するため）を判定する。そうであれば♯７で運転を停止する処理をして、♯８でフィルター１７の目詰まりの警報を警報装置１２によって報知する。そうでなければ、♯９で循環ポンプ３を停止する処理をして♯１へ戻る。

このようにこの実施の形態では、フィルター１７の目詰まり及びオーバーフローを検知する。即ち、循環ポンプ３の停止時に所定の水位がなければ、フィルター１７の目詰まり無しと判定し、循環ポンプ３の運転時に水位が有る状態を複数回、ｎ回検知したとき運転を停止して、フィルター１７の目詰まりと判定する。従って、水位検知手段１１とフィルター１７の位置設定といった安価に対応できる手段によってフィルター１７の目詰まりの検知とともに、水熱媒のオーバーフローも検知し、これらに対応することができる。

実施の形態２．
この実施の形態は、図８の貯留タンク４の断面構成図に示すように水位検知手段１１を貯留タンク４の流出口１５側と流入口１６側の双方に設けたものである。流出側の水位検知手段１１は、低水位を、流入側の水位検知手段１１は、高水位をそれぞれ検知する。二つの水位検知手段１１の出力の組合わせは四通りとなり、実施の形態１で示した動作はもちろん、流出口１５側と流入口１６側の水位検知手段１１の出力Ａ、Ｂの組合わせによってよりきめ細かな制御が可能である。例えば、循環ポンプ運転時、出力Ａ水なし且つ出力Ｂ水ありであれば、フィルター１７の目詰まり有り、出力Ａ水あり且つ出力Ｂ水なしであれば、フィルター１７の目詰まり無しで、オーバーフローの危険もないことを検知することができる。

温水生成機を示す構成図である。（実施の形態１） 貯留タンク全体を示す斜視図である。（実施の形態１） 貯留タンクの蓋を外して示す斜視図である。（実施の形態１） 貯留タンクの分解斜視図である。（実施の形態１） 制御フローを示すフローチャートである。（実施の形態１） 他の貯留タンクの分解斜視図である。（実施の形態１） 他の制御フローを示すフローチャートである。（実施の形態１） 貯留タンクの断面構成図である。（実施の形態２）

符号の説明

１ 温水生成機、 ２ 加熱装置、 ３ 循環ポンプ、 ４ 貯留タンク、 １０ 制御回路、 １１ 水位検知手段、 １２ 警報装置、 １５ 流出口、 １６ 流入口、 １７ フィルター。

Claims (7)

1. 加熱装置と循環ポンプ並びに開放式の貯留タンクを一連に配管接続して構成され、低温水熱媒から高温水熱媒を生成する制御回路を備えた温水生成機であって、その貯留タンクを往き側の流出口の有る側と戻り側の流入口の有る側とを着脱可能のフィルターで仕切り、この貯留タンクの往き側の流出口の有る側に水位検知手段を設け、制御回路は、その水位を監視し、水位不足の検知とともに前記フィルターの目詰まりを検知する温水生成機。
2. 請求項１に記載の温水生成機であって、水位検知手段が水熱媒の電気抵抗により水位を検知する電極式であり、制御回路は、循環ポンプの停止時に水位があれば、フィルターの目詰まり無し、水熱媒有りと判定し、前記循環ポンプの運転時に水位が無い状態を複数回検知したとき前記フィルターの目詰まり、水位不足と判定する温水生成機。
3. 請求項２に記載の温水生成機であって、警報装置を備え、制御回路は、フィルターの目詰まり、水位不足と判定したとき、前記警報装置を動作させ運転を停止させる温水生成機。
4. 加熱装置と循環ポンプ並びに開放式の貯留タンクを一連に配管接続して構成され、低温水熱媒から高温水熱媒を生成する制御回路を備えた温水生成機であって、その貯留タンクを往き側の流出口の有る側と戻り側の流入口の有る側とを着脱可能のフィルターで仕切り、この貯留タンクの戻り側の流入口の有る側に水位検知手段を設け、制御回路は、その水位を監視し、水位上昇の検知とともに前記フィルターの目詰まりを検知する温水生成機。
5. 請求項４に記載の温水生成機であって、水位検知手段が水熱媒の電気抵抗により水位を検知する電極式であり、制御回路は、循環ポンプの停止時に水位が無ければ、フィルターの目詰まり無しと判定し、前記循環ポンプの運転時に水位が有る状態を複数回検知したとき前記フィルターの目詰まり、水熱媒のオーバーフローの危険有りと判定する温水生成機。
6. 請求項５に記載の温水生成機であって、警報装置を備え、制御回路は、フィルターの目詰まりと判定したとき、前記警報装置を動作させ運転を停止させる温水生成機。
7. 加熱装置と循環ポンプ並びに開放式の貯留タンクを一連に配管接続して構成され、低温水熱媒から高温水熱媒を生成する制御回路を備えた温水生成機であって、その貯留タンクを往き側の流出口の有る側と戻り側の流入口の有る側を着脱可能のフィルターで仕切り、往き側の流出口の有る側と戻り側の流入口の有る側の双方に、水位検知手段を設け、制御回路は、その双方の水位を監視し、双方の水位の組合わせによって前記フィルターの目詰まり、水熱媒不足、前記貯留タンクのオーバーフローを検知する温水生成機。