JP2013044444A

JP2013044444A - ポンプ駆動制御装置

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Publication number: JP2013044444A
Application number: JP2011180305A
Authority: JP
Inventors: Makoto Niibe; 誠新部; Shigeo Kondo; 茂雄近藤
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-03-04
Anticipated expiration: 2031-08-22
Also published as: JP5726679B2

Abstract

【課題】直流駆動の循環ポンプを利用した水の有無検知を正確に行えるようにしたポンプ駆動制御装置に関するものである。
【解決手段】温水を循環させる直流駆動の循環ポンプ１４と、該循環ポンプ１４の駆動を制御する制御部２１と、この制御部２１には循環ポンプ１４に所定の速度指令電圧を印加する速度指令電圧部２２と、前記速度指令電圧部２２から速度指令電圧が印加された後の循環ポンプ１４の回転数を検知する回転数検知部２３とを備えたもので、前記制御部２１は速度指令電圧部２２から所定の第１速度指令電圧ＰＶ１と、この第１速度指令電圧ＰＶ１より高い第２速度指令電圧ＰＶ２を循環ポンプ１４に印加し、回転数検知部２３でこの時の回転数を検知して、この２回の回転数の差分を予め記憶した既定値Ｐ１に温水サーミスタ１１で温水温度に補正係数を掛けて付加した所定値と比較する状況判定運転を行うものである。
【選択図】図３

Description

この発明は、風呂や温水暖房装置で使用される直流駆動循環ポンプのポンプ駆動制御装置に関するものである。

従来よりこの種のものに於いては、循環ポンプの回転数を回転数検知手段で検知し、前記循環ポンプのの回転数が所定範囲内であれば、正常と判断して通常の運転を行うものであり、回転数が所定値以上になれば水の抵抗なしと言うことで、水流なしと判断して循環ポンプの駆動を停止するなどの空運転防止の制御をするものであった。（特許文献１参照）

特開平６−１３７６７５号公報

ところでこの従来のものでは、循環ポンプの回転数の判定は所定値より上か下かの一点のみにより判定していたため、モータの駆動電源電圧の変動、水の温度や粘性、制御基板の駆動回路を構成する電子部品のバラツキ等の影響によって、空運転時の回転数が一様でなく変動するので、所定値の一点のみでの判定では誤判定が多くなり、又温水の温度でも粘度が変化し負荷が替わるので、正確な水流検知で空運転を防止することが出来ないと言う問題点を有するものであった。

この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、温水を循環させる直流駆動の循環ポンプと、該循環ポンプの駆動を制御する制御部と、この制御部には循環ポンプに所定の速度指令電圧を印加する速度指令電圧部と、前記速度指令電圧部から速度指令電圧が印加された後の循環ポンプの回転数を検知する回転数検知部とを備えたものに於いて、前記制御部は速度指令電圧部から所定の第１速度指令電圧と、この第１速度指令電圧より高い第２速度指令電圧を循環ポンプに印加し、回転数検知部でこの時の回転数を検知して、この２回の回転数の差分を予め記憶した既定値に温水温度で替わる補正値を付加した所定値と比較して、所定値以上の場合は空運転と判断して駆動禁止し、所定値未満の場合は水流有りと判断して駆動可能とする状況判定運転を行うものである。

又請求項２では、温水を循環させる直流駆動の循環ポンプと、該循環ポンプの駆動を制御する制御部と、この制御部には循環ポンプに所定の速度指令電圧を印加する速度指令電圧部と、前記速度指令電圧部から速度指令電圧が印加された後の循環ポンプの回転数を検知する回転数検知部とを備えたものに於いて、前記制御部は速度指令電圧部から所定の第１速度指令電圧と、この第１速度指令電圧より高い第２速度指令電圧を循環ポンプに印加し、回転数検知部でこの時の回転数を検知して、どちかかの回転数が上限回転数以上の時、或いはこの２回の回転数の差分を予め記憶した既定値に温水温度で替わる補正値を付加した所定値と比較して、所定値以上の場合は空運転と判断して駆動禁止し、どちらの回転数も上限回転数未満の時、或いは所定値未満の場合は水流有りと判断して駆動可能とする状況判定運転を行うものである。

この発明の請求項１によれば、直流駆動の循環ポンプを利用して水の有無の検知を行う状況判定運転では、判定値を２つの回転数の検知値の差とし、又比較する既定値には温水温度による補正値を付加したので、モータの駆動電源電圧の変動、水の温度や粘性、制御基板の駆動回路を構成する電子部品のバラツキ等の影響を受けることなく、確実に水の有無を検知することが出来、フローセンサを設けることなく安価でありながら、精度良く安心して使用出来るものである。

又請求項２によれば、水の有無の判定値を、２つの回転数の差分と、温水温度による補正値を付加した既定値との比較の他に上限回転数以上でも判定するので、判定が更に正確となり誤検知の心配もなく、しかも異常時は即上限回転数以上となって循環ポンプが直ぐに停止され、更に安心、安全で使用することが出来るものである。

この発明の一実施形態の温水暖房装置の概略構成図。同一実施形態の要部電気回路のブロック図。同一実施形態の要部フローチャート。同速度指令電圧と循環ポンプの回転数の関係を示す説明図。他の実施形態の要部フローチャート。

次にこの発明の一実施形態の温水暖房装置を図１に基づき説明する。
１は本実施形態に於ける温水暖房装置本体で、この温水暖房装置本体１で熱交換して加熱した温水を、往き管２から床暖房パネルやパネルヒータや融雪用の融雪器等の放熱器３を通過させて放熱させた後、戻り管４から温水暖房装置本体１に戻す温水循環回路５を形成するものである。

前記温水暖房装置本体１は、燃焼用空気を送風する送風機６と、灯油を常に一定量貯めている定油面器７と、この定油面器７の灯油を供給する燃料ポンプ８と、送風機６により送風された燃焼用空気と燃料ポンプ８により供給された灯油とによって燃焼を行う燃焼部としてのバーナ９と、温水循環回路５を循環する温水を貯湯する缶体１０と、往き管２側の缶体１０内の温水の温度を検出する温水温度検出手段としての温水サーミスタ１１と、缶体１０内に設けられ、バーナ９の燃焼炎及びバーナ９の燃焼により発生した燃焼排ガスにより加熱されて缶体１０内の温水と熱交換する熱交換器１２と、熱交換器１２を通過した燃焼排ガスを温水暖房装置本体１の外部へと導く排気筒等の排気経路１３と、缶体１０内の温水を温水循環回路５に循環させる制御し易い直流駆動の循環ポンプ１４と、該循環ポンプ１４と缶体１０との間に設けられ、温水中の空気を温水と分離する気水分離器１５とが内蔵されているものである。

１６は温水暖房装置本体１を遠隔操作するリモコンで、リモコン１６には、バーナ９の燃焼により熱交換器１２を加熱し缶体１０内の温水を加熱すると共に、缶体１０内の温水を放熱器３に循環させて室内等の被空調空間の暖房を行わせる暖房運転の開始または停止を指示する運転スイッチ１７と、熱交換器１２で加熱する缶体１０内の温水の温度を設定する温水温度設定手段としての温水温度設定スイッチ１８と、温水温度設定スイッチ１８で設定した温度を表示する表示部１９とを備えているものである。なお、この実施形態では温水の設定温度は温水温度設定スイッチ１８で２０℃〜８０℃の間で設定することができるものである。また、２０は温水暖房装置本体１に設けられた操作部で、前記リモコン１６と同様、運転スイッチ、温水温度設定スイッチ、表示部を備えているものである。

２１はマイクロコンピュータを主体としてこの温水暖房装置本体１の制御を行う制御部で、図２に示すように、リモコン１６または操作部２０の各種スイッチの信号や温水サーミスタ１１からの信号を受け、送風機６、燃料ポンプ８、循環ポンプ１４の制御を行うものであり、更にこの制御部２１には循環ポンプ１４に所定の速度指令電圧を印加する速度指令電圧部２２と、前記速度指令電圧部２２からの速度指令電圧が印加された後の循環ポンプ１４の回転数を検知する回転数検知部２３とが備えられ、速度指令電圧部２２は所定の第１速度指令電圧ＰＶ１を循環ポンプ１４に印加し、５秒後に回転数検知部２３がこの循環ポンプ１４の回転数ＰＮ１を検知し、再び速度指令電圧部２２が所定の第１速度指令電圧ＰＶ１より高い所定の第２速度指令電圧ＰＶ２を循環ポンプ１４に印加し、同じく５秒後に回転数検知部２３がこの循環ポンプ１４の回転数ＰＮ２を検知することで、制御部２１はこの２回目と１回目との差分が、予め試験によって決定しておいた既定値Ｐ１に温水サーミスタ１１で温水温度に補正係数を掛けて付加した所定値以上で、ＰＮ２−ＰＮ１≧Ｐ１＋（温水温度×補正係数）の式となり空運転差分判定以上で水無の空運転と判断し、循環ポンプ１４をロックアウトエラーとして、駆動禁止すると共に表示部１９に水無の空運転で循環ポンプ１４が駆動禁止状態である旨を表示して報知するものである。

一方前記循環ポンプ１４の回転数の２回検知で、２回目と１回目との差分が既定値Ｐ１に温水サーミスタ１１で温水温度に補正係数を掛けて付加した所定値未満で、ＰＮ２−ＰＮ１＜Ｐ１＋（温水温度×補正係数）の式となり空運転差分判定未満で水有りで空運転ではないと判断し、循環ポンプ１４の駆動は禁止させないもので、表示部１９への表示も行わないものであり、又この循環ポンプ１４による水の有無を検知する状況判定運転は、運転スイッチ１７の押圧による運転開始前に自動的に行われるもので、運転を忘れて空運転を行う心配がなく使用勝手が良いものである。

又前記制御部２１はその他に、送風機６及び燃料ポンプ８をそれぞれ能力制御して、予め設定された下限燃焼量以上且つ上限燃焼量以下の範囲内で燃焼量を可変できるものであり、前記暖房運転の際は、温水サーミスタ１１の検出する缶体１０内の温水温度がリモコン１６の温水温度設定スイッチ１８で設定された設定温度付近の温度になるよう燃焼量を制御するものであり、前記暖房運転開始時は、缶体１０内の温水温度が温水温度設定スイッチ１８で設定された設定温度に素早く上昇するように、バーナ９の燃焼量を上限燃焼量にし、その後、缶体１０内の温水温度が設定温度に近づいてきたらバーナ９の燃焼量を徐々に下げていき、缶体１０内の温水温度を設定温度に維持するのが可能であれば予め設定された下限燃焼量まで燃焼量を下げて燃焼を行い、缶体１０内の温水温度が設定温度より所定温度高い温度に達したら、バーナ９の燃焼を停止し、缶体１０内の温水温度が設定温度より所定温度低い温度に達したら、バーナ９の燃焼を開始させ、缶体１０内の温水温度を設定温度に近づけるべく燃焼量を適宜制御するものである。

次に、暖房運転時の作動について説明する。
今運転スイッチ１７を押圧すると、先ず暖房に先立って図３に示すフローチャートの循環ポンプ１４の状況判定運転が開始されるもので、ステップＳ１で速度指令電圧部２２から循環ポンプ１４に所定の第１速度指令電圧ＰＶ１を印加し、ステップＳ２に進んで５秒の経過を判断して、ＹＥＳでステップＳ３に進み回転数検知部２３により第１速度指令電圧ＰＶ１を印加後の循環ポンプ１４の回転数を検知し記憶して、ステップＳ４で再び速度指令電圧部２２から循環ポンプ１４に第１速度指令電圧ＰＶ１より高い所定の第２速度指令電圧ＰＶ２を印加し、ステップＳ５に進んで５秒の経過を判断して、ＹＥＳでステップＳ６に進み回転数検知部２３により第２速度指令電圧ＰＶ２を印加後の循環ポンプ１４の回転数を検知し記憶する。

そしてステップＳ７に進んで第１速度指令電圧ＰＶ１の印加持の回転数ＰＮ１と、第２速度指令電圧ＰＶ２の印加持の回転数ＰＮ２との差分を、予め決定されている既定値Ｐ１に温水サーミスタ１１で温水温度に補正係数を掛けて付加した所定値と比較演算し、ＰＮ２−ＰＮ１≧Ｐ１＋（温水温度×補正係数）の式で所定値以上かを判断し、所定値以上ではＹＥＳでステップＳ８に進んで温水循環回路５に水無であり、循環ポンプ１４の駆動禁止し、この駆動禁止状態を表示部１９に表示させるものであり、所定値未満ではＮＯでステップＳ９に進み温水循環回路５には水有りの通常状態で循環ポンプ１４の駆動可能と言うことで状況判定運転を終了する。

このように、直流駆動の循環ポンプ１４を利用して水の有無の検知を行う状況判定運転では、判定値を２つの回転数の差と既定値Ｐ１に温水サーミスタ１１で温水温度に補正係数を掛けて付加した所定値の比較としたので、モータの駆動電源電圧の変動、水の温度や粘性、制御基板の駆動回路を構成する電子部品のバラツキ等の影響を受けることなく、確実に水の有無を検知することが出来、フローセンサを設けることなく安価でありながら、精度良く安心して使用出来るものである。

そして、再度リモコン１６の運転スイッチ１７が操作され、暖房運転開始の指示がなされると、制御部２１は送風機６及び燃料ポンプ８を駆動させバーナ９での燃焼を開始させ、熱交換器１２を加熱し缶体１０内の温水を加熱すると共に、水有り検知で循環ポンプ１４を駆動させて温水循環回路５に温水を循環させ、放熱器３に温水を供給して被空調空間の暖房を行う暖房運転が実行される。

次に循環ポンプ１４の駆動禁止条件に上限回転数以上を追加した新たな状況判定運転について、図５に示すフローチャートで説明するが、前記した一実施形態と同一部分には同一記号を付し説明を省略し、相違部分のみ説明する。
状況判定運転が開始され、ステップＳ３で回転数検知部２３により第１速度指令電圧ＰＶ１を印加後の循環ポンプ１４の回転数を検知し記憶した後、ステップＳ１０で回転数検知部２３で検知した第１速度指令電圧ＰＶ１を印加後の循環ポンプ１４の回転数ＰＮ１が上限回転数Ｐ２以上かを判断し、ステップＳ８に進んで温水循環回路５に水無であり、循環ポンプ１４の駆動禁止し、この駆動禁止状態を表示部１９に表示させるものであり、ＮＯではステップＳ４に進むものである。

次にステップＳ６の回転数検知部２３による第２速度指令電圧ＰＶ２を印加後の循環ポンプ１４の回転数の検知、記憶後に、ステップＳ１１で第２速度指令電圧ＰＶ２を印加後の循環ポンプ１４の回転数ＰＮ２が上限回転数Ｐ２以上か、または、第１速度指令電圧ＰＶ１の印加持の回転数ＰＮ１と、第２速度指令電圧ＰＶ２の印加持の回転数ＰＮ２との差分を、予め決定されている既定値Ｐ１に温水サーミスタ１１で温水温度に補正係数を掛けて付加した所定値と比較演算し、ＰＮ２−ＰＮ１≧Ｐ１＋（温水温度×補正係数）の式で所定値以上かを判断し、どちらかが該当すれば、先のステップＳ８に進み温水循環回路５に水無であり、循環ポンプ１４の駆動禁止し、この駆動禁止状態を表示部１９に表示させるものであり、どちらも該当しなければ、ＮＯではステップＳ９に進み温水循環回路５には水有りの通常状態で循環ポンプ１４の駆動可能と言うことで状況判定運転を終了するものである。

このように水の有無の判定値を、２つの回転数の差分と既定値に温水サーミスタ１１で温水温度に補正係数を掛けて付加した所定値との比較の他に上限回転数Ｐ２以上でも判定するので、判定が更に正確となり誤検知の心配もなく、しかも異常時は即上限回転数Ｐ２以上となって循環ポンプが直ぐに停止され、更に安心、安全で使用することが出来るものである。

３放熱器
５温水循環回路
９バーナ
１４循環ポンプ
２１制御部
２２速度指令電圧部
２３回転数検知部

Claims

温水を循環させる直流駆動の循環ポンプと、該循環ポンプの駆動を制御する制御部と、この制御部には循環ポンプに所定の速度指令電圧を印加する速度指令電圧部と、前記速度指令電圧部から速度指令電圧が印加された後の循環ポンプの回転数を検知する回転数検知部とを備えたものに於いて、前記制御部は速度指令電圧部から所定の第１速度指令電圧と、この第１速度指令電圧より高い第２速度指令電圧を循環ポンプに印加し、回転数検知部でこの時の回転数を検知して、この２回の回転数の差分を予め記憶した既定値に温水温度で替わる補正値を付加した所定値と比較して、所定値以上の場合は空運転と判断して駆動禁止し、所定値未満の場合は水流有りと判断して駆動可能とする状況判定運転を行う事を特徴とするポンプ駆動制御装置。
温水を循環させる直流駆動の循環ポンプと、該循環ポンプの駆動を制御する制御部と、この制御部には循環ポンプに所定の速度指令電圧を印加する速度指令電圧部と、前記速度指令電圧部から速度指令電圧が印加された後の循環ポンプの回転数を検知する回転数検知部とを備えたものに於いて、前記制御部は速度指令電圧部から所定の第１速度指令電圧と、この第１速度指令電圧より高い第２速度指令電圧を循環ポンプに印加し、回転数検知部でこの時の回転数を検知して、どちかかの回転数が上限回転数以上の時、或いはこの２回の回転数の差分を予め記憶した既定値に温水温度で替わる補正値を付加した所定値と比較して、所定値以上の場合は空運転と判断して駆動禁止し、どちらの回転数も上限回転数未満の時、或いは所定値未満の場合は水流有りと判断して駆動可能とする状況判定運転を行う事を特徴とするポンプ駆動制御装置。