JP2936308B2 - 温水循環式暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーナで加熱された温
水を循環させ暖房を行なう温水循環式暖房装置であっ
て、温水の循環経路中に膨張タンクを有するものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置では、膨張タンクは
大気に開放されており、常に膨張タンクから温水が蒸発
する。循環経路が長く管接続部が多いため経時劣化等に
より管接続部等から循環水が漏水する場合が生じる。温
水がなくなると暖房運転が不能になるばかりかバーナを
熱源とする熱交換器等の部品が劣化したり循環ポンプの
空運転による騒音が生じるため、膨張タンク内に電極を
設け、該電極に電圧を印加することにより水位を検知
し、水位が所定水位より低くなると水を補給している。
尚、該電極は膨張タンクの上方から膨張タンクの内壁に
接触しないように垂設され、膨張タンク内の水位が上昇
して電極の下端が水面に接触すると，膨張タンク内の水
を介して膨張タンクと電極とが電気的に接続される。従
って、電極に電圧を印加したとき、電極と膨張タンクと
の間に通電されれば水位は少なくとも電極の下端の位置
より上にあり、通電されなければ水位は電極の下端の位
置より下にあることがわかる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電極と膨張タンクとの
間に通電されると陽極側に電蝕が生じる。膨張タンク側
を陽極にすることにより電蝕され使用できなくなると膨
張タンクを交換しなければならないが、膨張タンクを交
換するためにはコストが高くなる。これに対し電極の交
換は比較的容易かつ安価に行なえるので、電極を陽極と
して電極がある程度電蝕されると電極を交換するように
している。また、膨張タンクと電極との間に連続して通
電させるのではなく所定周期でパルス状に電圧を印加し
単位時間あたりの電蝕量を少なくし電極の交換周期を長
くしているが、更に電極の交換周期を可能な限り長くし
たいという要請がある。

【０００４】そこで本発明は、膨張タンクの水位を検知
するための電極の交換周期を可能な限り長くすることの
できる温水循環式暖房装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、バーナで加熱された温水を循環させ暖房を
行なう温水循環式暖房装置であって、温水の循環経路中
に膨張タンクが介設されると共に、膨張タンク内に下端
が所定レベルになるように電極を突設し、該電極に所定
周期で電圧を印加することにより膨張タンク内の水位を
検知するものにおいて、上記所定周期を変更する周期変
更手段を設け、温水循環停止中の所定周期を温水循環中
の所定周期より長く設定するようにしたことを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】温水循環中は循環水が加熱され膨張することに
より循環経路中の内圧が大きくなる。循環経路中の管接
続部等に漏水箇所が生じていると内圧が高いため漏水量
が多くなり膨張タンク内の水位の変化が激しくなる。こ
のような水位の激しい変化に対応するためには比較的短
い周期で頻繁に水位を検知しなければならない。これに
対し、温水循環停止中は循環水の温度が低いため循環経
路中の内圧は低く漏水箇所が生じても漏水量はそれほど
多くならないため、膨張タンク内の水位はほとんど変化
せず、また変化してもその変化速度は遅い。また、温水
循環停止中はバーナや循環ポンプが停止しているため、
温水がなくなっても部品の劣化や循環ポンプの空運転と
いった不具合が生じず緊急性が低い。従って、水位を頻
繁に検知する必要はなく、温水循環停止中の電極への電
圧印加周期を温水循環中の周期より長くしても水位の変
化を正確に検知することについて何ら問題はない。そし
て、周期を長くすることにより延べの通電時間が短くな
り電蝕量が減少する。

【０００７】

【実施例】図１はガス給湯機１を用いて強弱切り換え自
在の温風暖房運転と風呂の追焚きとを行なうシステムの
概要を示している。温風暖房運転の場合にはガス給湯機
１から高温の湯（以下、一次温水という）を往路ｆ１を
介してエアコンＡに供給し、室内空気を高温の湯で加熱
して温風として室内に送風する。該エアコン内には送風
用のファンと、該ファンの送風路に位置して一次温水が
流れる熱交換器（放熱器）とが備えられ、かつ一次温水
温を検知して一次温水温が多少変動しても放熱器から送
風空気に与えられる熱量が一定に保たれるように一次温
水の循環量を増減制御する比例制御弁Ａｖが設けられて
いる。尚、暖房能力は高低２段階に設定でき、高側に設
定すると略８０℃の一次温水が循環され強暖房が行なわ
れ、低側に設定すると略６０℃の一次温水が循環され弱
暖房が行なわれる。また、本実施例では上記放熱器の上
流に冷媒により冷却される熱交換器（冷却器）を備え、
夏場はクーラーとして使用でき、また放熱器と冷却器と
の同時使用により除湿機としても使用することができ
る。尚、除湿機として使用する際は放熱器は弱暖房と同
じ条件で作動させる。そして、放熱器を通過しファンか
らの送風空気に熱を与えて温度の下がった復水は復路ｂ
１を介してガス給湯機１に還流される。該還流された復
水は再びガス給湯機１で加熱され一次温水として往路ｆ
１から送出される。一方、加熱される前の復水の一部は
二次温水として往路ｆ２に分岐され、更にセパレータＳ
で往路ｆ３と往路ｆ４とに分岐される。各往路ｆ３・ｆ
４は共に各々温水マットＦａ・Ｆｂに供給され床暖房を
行なった後、上記復路ｂ１を通って復水としてガス給湯
機１に還流される。また、風呂の追焚きを行なう場合に
はエアコンＡ用の一次温水及び温水マットＦａ・Ｆｂ用
の二次温水の循環経路とは別の経路を設け、浴槽Ｂ内の
湯を復路ｂ２を介して吸い込み、エアコンＡに送る一次
温水の一部を用いて後述する液−液式の熱交換器を介し
て浴槽から吸い込んだ湯を加熱し往路ｆ５を通して浴槽
内に該加熱された湯を返す。尚、Ｄは室温検知手段であ
る室温センサであり、温水マットＦａ・Ｆｂが設けられ
ている室内の温度を検知するものである。

【０００８】図２を参照して、ガス給湯機１内にはバー
ナ１０を熱源とする熱交換器１１が設けられており、ポ
ンプ２によって循環される温水がバーナ１０により熱交
換器１１を介して加熱され一次温水となって管路１２か
ら上記往路ｆ１に供給される。復路ｂ１を通って帰って
きた復水は一旦膨張タンク３に入った後、上記ポンプ２
に吸引される。ところで、該ポンプ２から吐出される復
水は管路１３を通って上記熱交換器１１に還流するが、
復水の一部は二次温水として管路１４に分流され往路ｆ
２を通ってセパレータＳに到達する。尚、一次温水の温
度は管路１２に設けられた温度センサ５Ｈで検知され、
二次温水の温度は管路１４に設けられた温度センサ５Ｌ
で検知される。上記セパレータＳ内には往路ｆ３・ｆ４
に対応して熱動式の開閉弁Ｖａ・Ｖｂが設けられてお
り、往路ｆ３・ｆ４の入口を個々に開閉し温水マットＦ
ａ・Ｆｂへの二次温水の供給を通断させることができ
る。ところで、開閉弁Ｖａ・Ｖｂは内部にワックスペレ
ットと該ワックスペレットを加熱するヒータとを備え、
ワックスペレット内に摺動自在のピストンにより封入し
たワックスをヒータで加熱して膨張させることによりピ
ストンを摺動させ、ピストンに一体のワックスペレット
のロッドで弁杆を押して開弁させるものである。また、
温水マットＦａ・Ｆｂからでてくる復水は復路ｂ１を通
って膨張タンク３に戻る。ところで、上記往路ｆ１と該
復路ｂ１との間はバイパスＢＰで連通されており、エア
コンＡ内の比例制御弁Ａｖを閉弁してエアコンＡの作動
を停止し床暖房を単独で運転する場合には、一次温水は
バイパスＢＰを通って直接膨張タンク３に流れ、その一
部を二次温水として温水マットＦａ・Ｆｂに流し床暖房
の単独運転ができるようにした。尚、膨張タンク３には
高水位を検知するための電極３１と低水位を検知するた
めの電極３２とが設けられており、膨張タンクの水量が
少なくなって水面が電極３２の下端から離れると電磁式
の開閉弁３３ａが開弁し電極３１の先端に水面が接する
まで水道水が給水管３３を通って給水され、また、例え
膨張タンク３内の水面が電極３１の下端位置を超えオー
バーフローしても排水管３４を通って余剰の水または温
水が排出される。

【０００９】ところで、上記管路１２の途中から一次温
水の一部を液−液式の熱交換器４に分岐するように配管
されており、該熱交換器４の一次温水の入口部分には熱
動式の開閉弁Ｖｃが設けられいる。該開閉弁Ｖｃは図示
しない浴室内に設けられたリモコンの追焚きスイッチを
押して上記浴槽Ｂ内の湯を追焚きする場合だけ開弁され
る。該熱交換器４にはポンプ４０により浴槽Ｂ内の湯が
循環されるが、足し湯や湯張りを行なう際には別途図外
の給湯器から管路４１を介して湯が供給され、熱交換器
４及び往路ｆ５や復路ｂ２を通って浴槽Ｂ内に供給され
る。尚、４２は常閉の開閉弁であり、管路４１を介して
湯を浴槽Ｂ内に供給する際に開弁され、該開閉弁４２を
通過した湯は逆止弁４３及び流量計４４を通って浴槽Ｂ
内に供給される。また４５は水流スイッチであり、ポン
プ４０の作動による復路ｂ２からの湯が実際に熱交換器
４に流入されていることを検知し、必ず浴槽Ｂ内に湯が
ある状態でのみポンプ４０を作動させポンプ４０の空運
転による破損や騒音を防止するものである。尚、制御装
置５はリモコン５１に対する操作により暖房運転や追焚
き運転を制御するものである。また、該制御装置５は、
水位検知部５２内のパルス電圧発生部５３に信号を送り
電極３１・３２に印加される電圧の周期を変更する周期
変更手段を内蔵している。

【００１０】上記構成において、温水循環中は常時パル
ス状に電圧を印加して膨張タンク３内の水位を監視し、
循環中の温水が加熱され膨張することにより循環経路中
の内圧が大きくなり、循環経路中の管接続部等に生じた
漏水箇所から内圧が高いため多量の漏水が発生し水位が
下がり水面が電極３２の下端を離れると電極３２と膨張
タンク３との電気的接続が絶たれ両者間の通電が遮断さ
れる。すると制御装置５は通電の遮断により水位が低水
位より下がったと判断し直ちに開閉弁３３ａを開弁させ
膨張タンク３に水道から給水を開始する。そして、膨張
タンク３内の水面が電極３１の下端に接すると電極３１
と膨張タンク３との間が電気的に接続され両者間に通電
が開始される。制御装置５は該通電開始により水位が高
水位に達したと判断して開閉弁３３ａを閉弁し給水を停
止させる。また、温水循環が停止されている状態、例え
ばガス給湯機１の電源スイッチはオンになっているが暖
房スイッチや追焚きスイッチがオンにされていない状態
では、循環水の温度が低いため循環経路中の内圧は低
く、漏水箇所が生じても漏水量はそれほど多くならず水
位はほとんど変化しない。但し、暖房スイッチや追焚き
スイッチがオンされると直ちに温水循環を開始し得るよ
うに上記温水循環中と同じく水位を所定範囲内に位置す
るように監視しておく必要がある。

【００１１】そこで、温水循環中においては図３の
（ａ）に示すように比較的短い周期ｔ１でパルス状の電
圧を各電極３１・３２が陽極になるように印加し、膨張
タンク３との間に通電されるか否かで水位を検知するよ
うにした。また、温水循環が停止されている間において
は制御装置５は同図（ｂ）に示すようにパルスの周期を
上記ｔ１より長い周期ｔ２に切り換えて水位を検知する
ようにした。尚、本実施例ではｔ１を１秒程度に設定
し、ｔ２を１０秒程度に設定している。また、１パルス
の電圧及びパルス幅は水位を検知し得る最低限の値に設
定することが望ましい。そしてこのようにｔ２をｔ１の
１０倍に長く設定することにより温水循環停止中におけ
る電極の電蝕量は温水循環中の電蝕量の略１／１０にな
り、電極の寿命を延ばすことができる。

【００１２】ところで、膨張タンク３内の水位が電極３
２の下端より下がったときに行なわれる給水作動が所定
時間（例えば６４時間）より短い間隔で２回行なわれた
ときには循環経路から漏水が生じているものと判断して
システム全体を全停止させて使用不可にすると共にリモ
コン５１にエラー表示を行なって使用者に修理を促すよ
うにしている。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、膨張タンク内の水位を検知する電極への電圧印加周
期を、温水循環停止中における周期が温水循環中におけ
る周期より長くなるように設定することにより、電極の
電蝕量を最小限に抑え電極の交換頻度を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯機と周辺機器との接続状態を示す図

【図２】給湯機内の配管状態を示す図

【図３】電極への電圧印加周期を説明する図

【符号の説明】

１ ガス給湯機 ２ ポンプ ３ 膨張タンク ４ （液−液式の）熱交換器 ５ 制御装置 ３１ 電極 ３２ 電極 ３３ａ 開閉弁 ５１ リモコン ５Ｈ （一次温水側の）温度センサ ５Ｌ （二次温水側の）温度センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナで加熱された温水を循環させ暖
   房を行なう温水循環式暖房装置であって、温水の循環経
   路中に膨張タンクが介設されると共に、膨張タンク内に
   下端が所定レベルになるように電極を突設し、該電極に
   所定周期で電圧を印加することにより膨張タンク内の水
   位を検知するものにおいて、上記所定周期を変更する周
   期変更手段を設け、温水循環停止中の所定周期を温水循
   環中の所定周期より長く設定するようにしたことを特徴
   とする温水循環式暖房装置。