JP2019163900A

JP2019163900A - 温水暖房装置

Info

Publication number: JP2019163900A
Application number: JP2018051870A
Authority: JP
Inventors: 克之増村; Katsuyuki Masumura; 義人森田; Yoshito Morita
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-09-26

Abstract

【課題】Ｅ−ｃｏｎ通信を使用する室内機の凍結防止運転の精度を向上する。【解決手段】室内機５には温水配管７を介して循環液の熱を室内に放出する熱交換器８と、開閉弁１１と、室内機の温度を検出する温度検出手段１３・１４と、室内機内に空気を流通する送風ファン９と、熱源機に対して信号を出力する送信手段１５とを備え、熱源機には循環ポンプ４と、循環液を加熱する加熱装置２と、送信手段から出力された信号を受信する受信手段１６とを備え、熱源制御部３は熱源機の運転停止時に熱源機の凍結の恐れがあるとき加熱装置を停止したまま循環ポンプを駆動し、室内制御部６は室内機の運転停止時に、温度検出手段によって検出された値が第１凍結防止条件を満たしたときに開閉弁１１を開くようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、温水を供給する熱源機を備え、室内機から熱源機に向けて一方向に出力される信号に基づいて熱源機を制御する温水暖房装置に関するものである。

従来、温水を生成する暖房専用の熱源機と、その熱源機の運転の開始または停止を指示する運転スイッチや温水温度を設定する温水温度設定スイッチ等を有するメインリモコンとを備え、熱源機で加熱された温水を、室内に設置された暖房用の室内機と熱源機の間で循環させ、室内機で放熱させることにより、室内の暖房を行うようにした温水供給システムがあり、このような温水供給システムにおいて、室内機と熱源機との間の通信は、室内機から出力される信号を熱源機に一方向に伝える端末制御線（Ｅ−ｃｏｎ通信線）を介して行われ、室内機から出力される信号により熱源機の運転開始または停止を制御できるようにしている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００４−１８３９４１号公報

Ｅ−ｃｏｎ通信は室内機から熱源機への一方向のみの通信手段であるため、室内機は熱源機の状態（外気温や熱源機の稼動状態等）を知ることができないので、運転停止時に外気温が低下して温水配管内の循環水が凍結することを防止するための凍結防止運転を行うことができなかった。

本件発明は上記課題を解決するために、循環液を供給する熱源機と、前記熱源機に備えられ前記熱源機の動作を制御する熱源制御部と、前記熱源機からの循環液を熱源として室内の暖房を行う室内機と、前記室内機に備えられ前記室内機の動作を制御する室内制御部と、を備えた温水暖房機において、前記室内機には温水配管を介して循環液の熱を室内に放出する熱交換器と、前記熱交換器の出口温水配管に備える開閉弁と、前記室内機の温度を検出する温度検出手段と、前記室内機内に空気を流通する送風ファンと、前記熱源機に対して信号を出力する送信手段と、を備え、前記熱源機には循環ポンプと、前記循環液を加熱する加熱装置と、前記送信手段から出力された信号を受信する受信手段と、を備え、前記熱源制御部は、前記熱源機の運転停止時に前記熱源機の凍結の恐れがあるとき前記加熱装置を停止したまま前記循環ポンプを駆動し、前記室内制御部は、前記室内機の運転停止時に、前記温度検出手段によって検出された値が第１凍結防止条件を満たしたときに前記開閉弁を開くようにしたものである。

本発明によれば、熱源機の加熱装置を作動せずに循環ポンプと、室内機の熱動弁の作動で循環液を循環することで凍結を防止することができる。
また、凍結防止条件を２段階にすることで、精度の高い凍結防止運転をすることができる。
また、温度検出手段を熱交温度センサと室温センサの2種類にすることで、更に、精度の高い凍結防止運転をすることができる。
また、熱交温度が高い時には、熱動弁を閉じることで、自然放熱によって室内機３加熱され、使用者が室内機が故障しているものと誤解をしてしまうことを防止できる。

本発明の一実施形態の構成を説明する略図。同フローチャート図。

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は石油やガス等の燃焼装置やヒートポンプ装置によって熱を発生する加熱装置２によって温水を供給する熱源機で、内部にプリント基板や各種の電子部品から成り、前記熱源機１の運転を制御する熱源制御部３と、循環ポンプ４を内蔵している。

５は前記熱源機１で加熱した温水で室内の暖防を行う室内機で、この室内機５の運転を制御する室内制御部６を有している。前記熱源機１と室内機５は銅管から成る温水配管７で連結され、この温水配管７を介して熱源機１と室内機３の間を前記加熱装置２で加熱した温水を前記循環ポンプ４によって循環して室内の暖房を行う。

８は多数のアルミニューム薄板に銅管を貫通して形成したフィンチューブ式の熱交換器で、
送風ファン９の送風によって銅管内を流れる温水から熱を放出して室内に吹き出す温風で暖房を行う。また、熱交換器８に接続する出口温水配管１０には熱動弁１１が接続され熱交換器８内を流れる温水の流量を調節することで、熱交換器８の放熱量を可変し室温の調整を行う。前記熱動弁１１は開閉弁の一種であるが、内部を流れる循環液の温度に応じて開度が自動で変化することで熱交換器８の温度調節を行う機能を有する。また、熱交換器８に接続する入口温水配管１２には熱交温度センサ１３が取り付けられ、熱交換器８に入る温水の温度（入口温度Ｂ）を検出する。

前記送風ファン９は前記熱交換器８の風下側の送風経路に備えられ、送風モータ（図示せず）の回転で、室内の空気を吸い込んで前記熱交換器８で加熱した温風を室内に吹き出す。また、前記熱交換器８の風上側の送風経路には室温センサ１４を備え、室内機３に吸い込まれた空気の温度（室温Ａ）を検出する。また、前記室内機５は熱交温度センサ１３や室温センサ１４によって、運転停止中の室内機５の温度を検出する温度検出手段を形成している。

１５は前記室内機５の前記室内制御部３に備えられ熱源機１に対して運転信号を出力する送信手段。１６は前記熱源機１の前記熱源制御部３に備えられ前記送信手段１５から出力された信号を受信する受信手段。１７は前記送信手段１５からの信号を前記受信手段１６に一方向にのみ伝える端末制御線で、２芯の信号線から成り２芯間の導通の有無によって前記送信手段１５から前記受信手段１６に向かって信号を送る。前記送信手段１５と前記受信手段１６と前記端末制御線１７にて、Ｅ−ｃｏｎ通信を行う一方向通信手段１８を形成する。

１９は前記熱源機１の温水配管５と前記室内機３の温水配管５を接続する連絡配管で、往き戻りの一対の銅管から成り放熱を防止するために断熱材で包囲している。また、前記室内機５は前記熱源機１に対して複数台接続が可能であり、複数台の室内機５を接続するときには、前記連絡電線１９も複数熱源機１に同時に接続され、熱源機１はそれぞれの室内機５からの運転指令に応じて運転をおこなう。また、前記熱源機１には外気温センサ（図示せず）等の各種センサ類を有し、内部に備える温水配管５などに凍結のおそれが生じた場合には、前記熱源制御部３によって前記循環ポンプ４を作動して循環液を循環することで凍結防止運転を実施する。

前記室内機５の凍結防止制御について図２のフローチャートをもとに説明する。暖房運転を停止すれば送風ファン９を停止し、熱動弁１１を閉じ、室温は徐々に低下する。（ｓ１）次に、ｓ２にて第１凍結防止条件を満たすか、ここでは室温センサ１４が検出する室温Ａが７℃（所定室温Ａ１）以下になるかを監視し、Ｙｅｓならば、外気温が低下して配管凍結のおそれがあると判断してｓ３で熱動弁１１を開弁しＳ６に進む。また、ｓ２にて室温センサ１４が検出する室温Ａが１０℃（所定室温Ａ２）以上ならば配管凍結の心配は無いと判断してｓ５に進んで熱動弁１１を閉じてｓ６に進む。また、ｓ４でＮｏの場合（Ａ２が７から１０℃の間の場合）は熱動弁１１の開閉動作を行わずにｓ６に進む。

次に、ｓ６で熱交温度センサ１３の検出する入口温度Ｂが４０℃（所定温度Ｂ１）以上かどうかを判断する、Ｙｅｓで４０℃以上ならばｓ７に進んで熱動弁１１を閉じる。ｓ６で熱交温度センサ１３の検出する入口温度Ｂが４０℃以上の場合とは、すでに熱源機１で凍結防止運転が実施され、温水回路が十分加熱されており、しばらく凍結防止運転をする必要がない場合や、１台の熱源機１に対して複数の室内機５が接続されており、他の室内機５が運転状態である場合が想定される。いずれにしても温水配管７は凍結のおそれはないので熱動弁１１を閉じてｓ８に進む。

次に、ｓ６で熱交温度センサ１３の検出する入口温度Ｂが４０℃（所定温度Ｂ１）よりも低かった場合には、Ｎｏでｓ１０に進む。ｓ１０では第２凍結防止条件を満たすか、ここでは熱交温度センサ１３の検出する入口温度Ｂが４℃（所定温度Ｂ２（＜Ａ１））以下かを判断し、４℃以下の場合には配管凍結のおそれがあるので、ｓ１１に進んで熱動弁１１を開いて、熱源機１に運転の指令を発する。（Ｅ−ＣＯＮ信号をＯＮにする）それによって、熱源機１が運転を開始し、加熱装置２と循環ポンプ４が作動し温水配管７の温水や熱源機１の貯湯タンク等が加熱され温水が徐々に上昇して、ｓ１２で入口温度Ｂが４０℃（所定温度Ｂ１）以上になるまで運転を継続し、入口温度Ｂが４０℃以上を検出したら、ｓ１３に進んで温水配管７は凍結のおそれはないので、熱動弁１１を閉じて、熱源機１に運転停止の指令を発して（Ｅ−ＣＯＮ信号をＯＦＦにする）ｓ８に進む。また、ｓ１１からｓ１２では凍結防止運転なので送風ファン９は停止している。

ｓ１０においてＮＯの場合（入口温度Ｂが４から４０℃の間にある場合）には、すぐに凍結防止運転をする必要がないと判断しｓ８に進む。ｓ８では暖房運転が開始されるかを判断し、Ｙｅｓで暖房運転を開始すれば熱源機１が作動すると共に室内ファン９も運転を開始するので凍結防止運転は不要に成りｓ９で終了する。また、ｓ８でＮｏならば運転停止状態が継続するのでｓ２に戻り、暖房運転が再開されるまで温水配管７が凍結すること防止する。これによって、室内機５の凍結防止運転のタイミング精度が向上して温水配管７が凍結することで故障が発生する頻度を極めて小さくすることができる。

このように、本発明によれば、熱源機１の加熱装置２を作動せずに循環ポンプ４と、室内機５の熱動弁１１の作動で循環液を循環することで凍結を防止することができる。
また、凍結防止条件を２段階にすることで、精度の高い凍結防止運転をすることができる。
また、温度検出手段を熱交温度センサ１３と室温センサ１４の2種類にすることで、更に、精度の高い凍結防止運転をすることができる。
また、熱交温度Ｂが高い時には、熱動弁１１を閉じることで、自然放熱によって室内機５が加熱され、使用者が室内機５が故障しているものと誤解をしてしまうことを防止できる。

なお、本発明は上記一実施形態に限定されるものではなく、温度検出手段は熱交温度センサ１３や室温センサ１４だけでなく、室内機５の温水配管７や室内機５の周囲や部品に装着された温度センサで兼用できるものであり、また、第１凍結防止条件と第２凍結防止条件とで同一の温度センサを用いてもよい。また、１台の熱源機１対して３台以上の室内機５が接続されている場合でも適用できるものである。また、本実施形態で用いたその他の構成は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１熱源機
２加熱装置
３熱源制御部
４循環ポンプ
５室内機
６室内制御部
７温水配管
１１熱動弁（開閉弁）
１３熱交温度センサ
１４室温センサ
１５送信手段
１６受信手段
１７端末制御線

Claims

循環液を供給する熱源機と、
前記熱源機に備えられ前記熱源機の動作を制御する熱源制御部と、
前記熱源機からの循環液を熱源として室内の暖房を行う室内機と、
前記室内機に備えられ前記室内機の動作を制御する室内制御部と、を備えた温水暖房機において、
前記室内機には温水配管を介して循環液の熱を室内に放出する熱交換器と、
前記熱交換器の出口温水配管に備える開閉弁と、
前記室内機の温度を検出する温度検出手段と、
前記室内機内に空気を流通する送風ファンと、
前記熱源機に対して信号を出力する送信手段と、を備え、
前記熱源機には循環ポンプと、
前記循環液を加熱する加熱装置と、
前記送信手段から出力された信号を受信する受信手段と、を備え、
前記熱源制御部は、前記熱源機の運転停止時に前記熱源機の凍結の恐れがあるとき前記加熱装置を停止したまま前記循環ポンプを駆動し、
前記室内制御部は、前記室内機の運転停止時に、前記温度検出手段によって検出された値が第１凍結防止条件を満たしたときに前記開閉弁を開くことを特徴とする温水暖房装置。
前記温度検出手段によって検出された値が前記第１凍結防止条件よりも低い第２凍結防止条件を満たしたときに前記室内機から前記熱源機へ運転信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の温水暖房装置。
前記温度検出手段は、前記熱交換器の入口又は出口温水配管に備える熱交温度センサと、前記熱交換器の風上側に位置し、室温を検出する室温センサと、で構成し、
前記第１凍結防止条件は、前記室温センサが検出する室温Ａが所定室温Ａ１以下の条件であり、前記第２凍結防止条件は、前記熱交温度センサが検出する熱交温度Ｂが所定温度Ｂ２以下の条件であることを特徴とする請求項２に記載の温水暖房装置。
前記熱交温度Ｂが前記所定温度Ｂ２よりも高い所定温度Ｂ１以上を検出したときに前記熱源機を停止する信号を出力すると共に前記開閉弁を閉じることを特徴とする請求項３に記載の温水暖房装置。