JP2010078236A

JP2010078236A - 貯湯式給湯暖房装置

Info

Publication number: JP2010078236A
Application number: JP2008247587A
Authority: JP
Inventors: Takashi Magara; 隆志眞柄; Masanori Ueda; 真典上田; Kyo Hiraoka; 亨平岡; Mitsuteru Tamura; 光輝田村
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】貯湯式給湯暖房装置において、循環水の漏れを確実に検知して被害の拡大を防止する。
【解決手段】給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンク２と、この貯湯タンク２内の湯水を循環して加熱する加熱手段３と、前記貯湯タンク２の湯水を一次側の熱源として二次側の暖房循環水を加熱するための暖房用熱交換器１２と、前記貯湯タンク２上部の湯水を前記暖房用熱交換器１２へ循環させたのち該貯湯タンク２下部に戻す一次側循環ポンプ１６と、前記暖房用熱交換器１２で加熱された暖房循環水を放熱器２３へ循環させて放熱後に再び暖房用熱交換器１２に循環させる二次側循環ポンプ２６とを備えたもので、前記一次側循環ポンプ１６と二次側循環ポンプ２６の一方或いは両方の回転数を監視する回転数検知回路３１を設け、回転数が予め記憶された所定回転数以下に低下した時には、暖房を停止させるように制御するので、循環水の漏れを確実に検知して被害の拡大を防止出来る。
【選択図】図５

Description

この発明は、給湯用の貯湯温水を暖房用の熱源としても利用する貯湯式給湯暖房装置に関するものである。

従来より、この種の貯湯式給湯暖房装置に於いては、暖房用の閉回路に圧力センサを設け、水圧を加え基準値と比較することで、水漏れを検知するものであった。（特許文献１参照。）
特許第３４６８０４５号公報

ところでこの従来のものでは、圧力センサによる水圧検知によれば、水温によっても圧力値が変動することで、正確な圧力値の検知は出来ず、漏れを素速く的確に検知して被害の拡大を阻止出来ないと言う課題を有するものであった。

この発明は上記課題を解決する為に、特にその構成を、給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を循環して加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を一次側の熱源として二次側の暖房循環水を加熱するための暖房用熱交換器と、前記貯湯タンク上部の湯水を前記暖房用熱交換器へ循環させたのち該貯湯タンク下部に戻す一次側循環ポンプと、前記暖房用熱交換器で加熱された暖房循環水を放熱器へ循環させて放熱後に再び暖房用熱交換器に循環させる二次側循環ポンプとを備えたものに於いて、前記一次側循環ポンプと二次側循環ポンプの一方或いは両方の回転数を監視する回転数検知回路を設け、回転数が予め記憶された所定回転数以下に低下した時には、暖房を停止させるように制御するものである。

以上のようにこの発明によれば、一次側及び二次側循環ポンプの回転数が配管内に循環水の漏れが発生した場合に、配管内の圧力低下で回転数も低下するので、逆にこの回転数を監視し回転数の低下を検知することで、配管内の漏れを的確に検知出来ることを利用しているので、回転数検知回路のみで他の特別な部品の追加が必要なく、構成簡単でシンプルであり安価で済むものであり、更に圧力変動による循環ポンプの回転数変化で配管内の漏れ検知を行うことにより、漏れを確実に検知することが出来、又一次側及び二次側の一方或いは両方を同時にも検知可能で、極めて使用勝手が良く常に安心して使用されるものである。

次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク２等を収納する貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプ式加熱手段で、内部には圧縮機４と凝縮器としての冷媒−水熱交換器５と電子膨張弁６と強制空冷式の蒸発器７とで構成され、このヒートポンプ式加熱手段３には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。また、前記圧縮機４や電子膨張弁６等によりヒートポンプサイクルを駆動制御するヒーポン制御部８を設けている。

９は前記貯湯タンク２の下部と冷媒−水熱交換器５を接続するヒーポン往き管で、前記貯湯タンクユニット１内のヒーポン往き管９にヒーポン循環ポンプ１０が取り付けられている。

１１は前記貯湯タンク２の上部と暖房用熱交換器１２を接続する上部配管（暖房往き管）で、暖房用熱交換器１２側と貯湯タンク２の間に三方弁１３を備えている。１４は前記上部配管１１の中間に備えた三方弁１３と冷媒−水熱交換器５とを接続したヒーポン戻り管。
１５は前記暖房用熱交換器１２と貯湯タンク２の中間部を接続する中間戻し管で、一次側循環ポンプ１６を備えている。

１７は前記貯湯タンク２の下部に接続され貯湯タンク２に水を給水する入水管。１８は前記貯湯タンク２の上部に接続され貯湯されている高温水を出湯する出湯管。１９は前記貯湯タンク２の中間位置に接続された中間出湯管。２０は前記出湯管１８からの湯水と前記中間出湯管１９からの湯水とを任意の温度になるよう混合する中間混合弁。２１は前記入水管１７から分岐された給水管。２２は前記中間混合弁２０からの湯水と前記給水管２１からの給水とを給湯設定温度に混合する給湯混合弁である。

２３は前記暖房用熱交換器１２の二次側に暖房往き管２４と暖房戻り管２５で接続された放熱器で、前記暖房戻り管２５の途中に二次側循環ポンプ２６を接続し、前記暖房用熱交換器１２と暖房往き管２４と放熱器２３と暖房戻り管２５を連通して二次側暖房循環回路２７を形成している。

２８は前記三方弁１３やヒーポン循環ポンプ１０等の駆動制御を行うと共に、前記ヒーポン制御部８に指令を発し、予めプログラミングされたマイクロコンピュータを主体として構成されている主制御部であり、前記一次側循環ポンプ１６と二次側循環ポンプ２６に備えられた回転数検知器２９、３０で各循環ポンプ１６、２６の暖房出力により変わる実回転数を検出値し、これを主制御部２８内に備えられた回転数検知回路３１に入力し、この回転数検知回路３１では予め記憶された正常状態の回転数と比較し、実回転数が所定回転数以下に低下した時には（図３、図４参照）、循環水の水漏れ状態と判断し一次循環ポンプ１６及び二次循環ポンプ２６に出力して駆動停止させ、これ以上の漏れを防止して被害の拡大を防ぐと共に、リモコン（図示せず）の表示部３２に循環水が漏れて緊急停止したことを表示して報知させるものであり、これは一次側及び二次側の暖房回路共に、漏れが発生することにより、配管内の圧力が低下することで、各循環ポンプ１６、２６の回転数が低下することを利用しているものである。

尚、上記の漏れ検知は、一次側循環ポンプ１６及び二次側循環ポンプ２６の両方を同時に検知しているが、それぞれ単独で漏れ検知を行うようにし、それに応じた単独の制御としても、良好な効果をえることが出来るもので、各回路をきめ細かく検知出来、安心して使用出来るものである。

３３はヒーポン循環回路で、前記冷媒−水熱交換器５とヒーポン戻り管１４と三方弁１３と上部配管１１と貯湯タンク２とヒーポン往き管９と冷媒−水熱交換器５を連通して形成している。
３４は一次側暖房循環回路で、前記貯湯タンク２と上部配管１１と暖房用熱交換器１２と中間戻し管１５と貯湯タンク２を連通して形成している。

次に貯湯タンク２内にヒートポンプ式加熱手段３で加熱された高温水を貯湯する貯湯運転について説明する。
主制御部２８は深夜時刻になると電力単価が安価な深夜時間帯内で朝の所定時刻までに沸き上がるように貯湯運転を開始し、三方弁１３をヒートポンプ式加熱手段３と貯湯タンク２とが連通するように切換え、ヒーポン循環ポンプ１０とヒートポンプ式加熱手段３を駆動および起動して、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水をヒートポンプ式加熱手段３により沸き上げ温度まで沸き上げて貯湯タンク２の蓋体２５に接続された上部配管１１から貯湯する。そして、所望の熱量を貯湯するとヒーポン循環ポンプ１０およびヒートポンプ式加熱手段３の停止して貯湯運転を終了する。

次に、ユーザーが給湯栓を開いて給湯する時の給湯運転について説明する。
給湯栓が開かれると入水管１７から貯湯タンク２内に給水されると同時に出湯管１８から貯湯温水が出湯される。この時、この中間混合弁２０の混合比率により中間出湯管１９からも貯湯温水が出湯され、中間混合弁２０によってある温度に混合される。そして、この中間混合弁２０からの湯水は給湯混合弁２２に流入し、給水管２１からの給水と混合されて所望の給湯設定温度で給湯栓から給湯される。

次に、暖房運転について説明する。
暖房の要求が発生すると、主制御部２８は暖房の二次側の運転を開始すると共に、三方弁１３を一次側暖房循環回路３４が連通するように切換え、一次側循環ポンプ１６を駆動及び起動して、上部配管１１から貯湯タンク２内の高温水を暖房用熱交換器１２に供給し、二次側と熱交換して温度低下した温水を中間戻し管１５から貯湯タンク２に戻して循環させる。この時、暖房用熱交換器１２では二次側の循環水が加熱され、二次側循環ポンプ２６の駆動で放熱器２３に循環して放熱し、床暖や室内の暖房を行うものである。

そしてこの暖房運転中は、主制御部２８の回転数検知回路３１によって、一次側循環ポンプ１６と二次側循環ポンプ２６の実回転数を回転数検知器２９、３０からの信号で常時検知し、この一次側循環ポンプ１６の検知値を予め記憶されている暖房出力に応じた正常状態の回転数と比較し、その結果、検知値が正常回転数より所定回転数以下の低回転数に低下したとすると、一次側の循環水の漏れと判断して、回転数検知回路３１がの出力により、一次側循環ポンプ１６及び二次側循環ポンプ２６の駆動を停止させることで暖房運転を終了させ、これ以上の循環水漏れの被害の拡大を防ぐと共に、リモコン等の表示部３２に一次側の漏れの発生で暖房が停止したことを表示して使用者に報知するものである。

又上記の回転数検知回路３１による漏れ検知で、一次側循環ポンプ１６の回転数検知器２９の検知値は正常であるが、二次側循環ポンプ２６の回転数検知器３０の検知値が正常回転数より所定回転数以下の低回転数に低下したとすると、二次側の循環水の漏れと判断して、回転数検知回路３１がの出力により、一次側循環ポンプ１６及び二次側循環ポンプ２６の駆動を停止させることで暖房運転を終了させ、これ以上の循環水漏れの被害の拡大を防ぐと共に、リモコン等の表示部３２に二次側の漏れの発生で暖房が停止したことを表示して使用者に報知するものである。

更に上記の回転数検知回路３１による漏れ検知で、両方の回転数検知器２９、３０の検知値が正常回転数より所定回転数以下の低回転数に低下したとすると、一次側及び二次側の循環水の漏れと判断して、回転数検知回路３１がの出力により、一次側循環ポンプ１６及び二次側循環ポンプ２６の駆動を停止させることで暖房運転を終了させ、これ以上の循環水漏れの被害の拡大を防ぐと共に、リモコン等の表示部３２に一次側及び二次側の漏れの発生で暖房が停止したことを表示して使用者に報知するものである。

又暖房用熱交換器１２がプレート方式等で、一次側と二次側とが一枚の仕切り板（図示せず）で仕切られているような場合には、この仕切り板が経時変化等で穴が空いたような時に、一次側から二次側へ、或いは二次側から一次側へと循環水が圧力の高い方から低い方へと流入することになり、一次側から二次側へ循環水が流入すると二次側の循環水温度が設定温度以上に上昇するので、これを温度センサ（図示せず）で検知し、回転数検知回路３１を介して一次側循環ポンプ１６の回転数を低下させることで、二次側への循環水の流入を抑えて温度上昇を防止出来るものであり、又逆に二次側から一次側への循環水の流入では、二次側の循環水の暖房用熱交換器１２での熱交換が十分でなくなり、二次側の循環水の温度が設定温度以下となることで、回転数検知回路３１を介して一次側循環ポンプ１６の回転数を増加させることで、二次側の循環水の温度低下を防止するように制御することを可能なものである。

この発明の一実施形態を示す貯湯式給湯暖房装置のシステム図。同電気回路の要部ブロック図。同一次側循環ポンプの回転数の特性図。同二次側循環ポンプの回転数の特性図。同要部のフローチャート。

符号の説明

２貯湯タンク
３加熱手段
１２暖房用熱交換器
１６一次側循環ポンプ
２３放熱器
２６二次側循環ポンプ
３１回転数検知回路

Claims

給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を循環して加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を一次側の熱源として二次側の暖房循環水を加熱するための暖房用熱交換器と、前記貯湯タンク上部の湯水を前記暖房用熱交換器へ循環させたのち該貯湯タンク下部に戻す一次側循環ポンプと、前記暖房用熱交換器で加熱された暖房循環水を放熱器へ循環させて放熱後に再び暖房用熱交換器に循環させる二次側循環ポンプとを備えたものに於いて、前記一次側循環ポンプと二次側循環ポンプの一方或いは両方の回転数を監視する回転数検知回路を設け、回転数が予め記憶された所定回転数以下に低下した時には、暖房を停止させるように制御する事を特徴とする貯湯式給湯暖房装置。