JP4176315B2 - 暖房装置及び熱媒制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水等の熱媒を用いたセントラルヒーティングシステムに用いられる暖房装置及び熱媒制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水等の熱媒を用いた暖房システムでは、例えば、図８に示すように、階上に床暖房用の暖房端末２、階下にシスターン４が設置され、温水８を階下のシスターン４から配管６で階上の暖房端末２に循環させる場合がある。
【０００３】
ところで、配管６には樹脂管が使用されているが、この樹脂管は空気透過性が高いため、その配管６内に外気を取り込むおそれがある。１０は、配管６内の空気である。運転休止が継続すると、温水８の循環が得られないため、配管６へ空気１０が侵入するおそれがある。また、階上に暖房端末２、階下にシスターン４が設置される場合等、両者間の高低差が大きい場合には、配管６の内圧が下がるため、外気の吸い込みが顕著となる。
【０００４】
このような空気侵入対策として、７００時間程度の間隔で温水８を強制的に循環させることにより、配管６内に空気１０が侵入していれば、それをシスターン４側に排出させる処理が行われている。即ち、シスターン４の温水８のレベルが低下しているとき、シスターン４に対する水補給と循環とを繰り返して行われる処理である。
【０００５】
しかしながら、このような処理で温水８が正常レベルに到達するまで、水補給が繰り返されると、配管６に水漏れが生じている場合には漏水事故となるおそれがある。このため、水補給が頻繁に行われた場合には、このような制御を解除して運転を即座に停止させ、漏水事故を回避する制御も行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、１カ月以上の運転休止等により配管６内に空気１０が多量に侵入している場合には、運転開始時、繰り返し水補給が行われても、温水８が適正レベルに到達しないことがある。シスターン４の容積は、小型化等の要請で循環路の全容積に比較して小さく設計されており、循環路長が長い程、シスターン４からの供給量が少なく、水補給が繰り返されることになる。
【０００７】
しかしながら、漏水事故を未然に防止するための制御を優先させると、シスターン４に水補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、水補給が繰り返された結果、水漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能としてしまう不都合を生じるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、熱媒補給の繰り返しによる誤判定等の不都合を防止した暖房装置及び熱媒制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の暖房装置及び熱媒制御方法は、熱媒タンク（シスターン４）、循環路（２６、２６Ａ、２６Ｂ、配管６、４０）、空気検知手段（空気センサ４６）、熱媒の補給手段（給水管４８、バルブ５２）及び制御手段（制御部６０）を備えて、運転開始時、熱媒タンクに熱媒（水Ｗ、温水８）が適正レベル（例えば、下限レベルＬ1 以上）にないとき、熱媒補給及び熱媒循環を繰り返し行い、循環路に空気が侵入していないこと、暖房運転を所定時間以上休止していること、熱媒の補給回数が所定回数以下であることの何れか１つ又は２つ以上の条件により、その熱媒補給を適正レベルになるまで続行し、熱媒補給の繰り返しによる誤判定等の不都合を防止したものである。
【００１０】
即ち、本発明の暖房装置は、熱媒（水Ｗ、温水８）を溜める熱媒タンク（シスターン４）と、暖房端末（２、３）に前記熱媒を循環させる循環路（２６、２６Ａ、２６Ｂ、配管６、４０）と、この循環路の空気（１０）を検知する空気検知手段（空気センサ４６）と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段（給水管４８、バルブ５２）と、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段（制御部６０）とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段と、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記循環路中に空気を検知した場合であって、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記循環路中に空気を検知した場合であっても休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段と、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であって、前記循環路中に空気を検知した場合、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記循環路中に空気を検知した場合であっても暖房運転の休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の暖房装置において、前記適正レベルは、前記熱媒タンクの下限レベル（Ｌ1 ）以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の暖房装置において、前記空気検知手段は、前記熱媒を溜める前記熱媒タンクより高所側にある前記循環路に設置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の暖房装置において、前記熱媒の補給回数の上限値又は暖房運転の休止時間の上限値は、前記熱媒タンクの容積、前記循環路の長さによって変更可能であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の暖房装置において、前記休止時間は、前回運転の停止時から今回運転の開始までの時間の計測値であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、運転開始時、熱媒タンクの熱媒が適正レベルにあるか否かを判定する処理と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給するとともに、循環路に前記熱媒を循環させる処理と、前記熱媒の補給回数を計数する処理と、前記循環路に空気の有無を判定する処理と、暖房運転の休止が所定時間以上であるか否かを判定する処理と、前記循環路に空気が侵入していないこと、暖房運転の休止が所定時間以上であること、前記熱媒の補給回数が所定回数以下であることの何れか１つ又は２つ以上の条件により、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する処理と、前記熱媒タンクの前記熱媒が適正レベルに移行したとき、暖房運転に移行させる処理とを含んでいる。
即ち、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記循環路中に空気を検知した場合であって、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記循環路中に空気を検知した場合であっても休止が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であって、前記循環路中に空気を検知した場合、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記循環路中に空気を検知した場合であっても暖房運転の休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
このような暖房装置又は熱媒制御方法において、熱媒には温水、不凍液、油等の流体が用いられ、循環路には空気透過性の低い金属管や空気透過性の高い樹脂管等が用いられる。
【００１７】
そして、運転開始時、熱媒タンクの熱媒が適正レベルにあるか否かを判定し、熱媒が適正レベル未満であれば、熱媒タンクに熱媒を補給し、循環路に熱媒を循環させる。この熱媒の補給回数を計数するとともに、空気検出手段によって循環路に空気の有無を検出し、その判定を行う。循環路内に侵入している空気は熱媒循環により、熱媒タンク側に排出される。ここで、空気検知手段の出力により循環路に空気が侵入していないこと、暖房運転を所定時間以上休止していること、熱媒の補給回数が所定回数以下であることの何れか１つ又は２つ以上の条件により、熱媒補給を続行し、適正レベルに熱媒が到達したとき、暖房運転に移行させる。
【００１８】
このような制御を行えば、１カ月以上の運転休止等により循環路に空気が多量に侵入している場合、熱媒タンクに熱媒補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、熱媒補給が繰り返された結果、熱媒漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能とする等の不都合を回避できる。そして、循環路に空気透過性の高い樹脂管を用いても何ら不都合を生じることはなく、軽量で加工性がよい等、優れた特性を持つ樹脂管の特性を活かすことができる。
【００１９】
そして、適正レベルを熱媒タンクの下限レベル以上とすれば、熱媒補給、熱媒循環を経て適正レベルに回復させて暖房運転への移行処理や、熱媒漏れ処理を適正且つ迅速に行うことができる。
【００２０】
また、熱媒タンクより高所側の循環路に空気検知手段を設置すれば、空気が上方に流れることから、空気検知の信頼性を高めることができる。
【００２１】
また、熱媒の補給回数の上限値又は暖房運転の休止時間の上限値を熱媒タンクの容積、循環路の長さによって変更可能とすれば、熱媒漏れの誤判定を防止し、制御の信頼性を高めることができる。
【００２２】
また、運転の休止時間を前回運転の停止時から今回運転の開始までの時間の計測値とすることで、熱媒漏れの誤判定を防止し、制御の信頼性を高めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明及びその実施の形態を図面に示した実施例を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の暖房装置及び熱媒制御方法の実施例を示している。この暖房装置及び熱媒制御方法には、暖房端末２に熱媒としての温水８を供給する熱源として例えば、ガス温水器１２が用いられている。熱媒には、温水８の他、不凍液、油等の液体、流体を用いてもよい。また、この熱媒を加熱する熱源には、燃料ガスの燃焼熱を利用するものの他、灯油の燃焼熱を利用するもの、電熱を利用するもの、ヒートポンプを利用するもの、太陽熱を利用するもの等を使用することができる。
【００２５】
ガス温水器１２には、燃焼手段としてバーナ１４が燃焼室１５に設置され、このバーナ１４にはガス調整手段や切換手段としてバルブ１６、１８、又はバルブ２０を介して燃料ガスＧが供給される。バーナ１４の下側にはガス燃焼に必要な空気を供給する給気手段としてのファン２２が設置されている。
【００２６】
そして、このガス温水器１２には、バーナ１４の燃焼熱を温水８に加える加熱手段としての熱交換器２４が燃焼室１５に設置されている。この熱交換器２４には、暖房端末２、３に温水８を循環させる手段として循環路２６が接続されている。この実施例では、暖房端末２は温水マット等の低温要求端末であり、この暖房端末２とは別に放熱器等の高温要求端末として暖房端末３が設けられている。このため、循環路２６は、暖房端末２側の循環路２６Ａ、暖房端末３側の循環路２６Ｂの２系統で構成されている。これら２系統の循環路２６Ａ、２６Ｂには、共通に熱媒圧送手段として循環ポンプ２８、熱媒を溜める熱媒タンクとしてシスターン４が設置されている。循環ポンプ２８の駆動源にはＡＣモータやＤＣモータを用いることができ、例えば、ＤＣモータを用いた場合には、幅広く回転数を制御することができる。
【００２７】
循環路２６には、高温側往き管３２、低温側往き管３４及び戻り管３６とともに、暖房端末２側に配管６、暖房端末３側に配管４０が設けられ、また、高温側往き管３２と戻り管３６との間にはバイパス管４１が設けられている。ＨＷは高温水、ＬＷは低温水を示しており、高温水ＨＷがバイパス管４１を介して戻り管３６側に流れる。配管６、４０には例えば、樹脂管が用いられており、連結部４２を介してガス温水器１２側の高温側往き管３２、低温側往き管３４又は戻り管３６と連結されている。配管６、４０を除く循環路２６は、金属管で構成されている。
【００２８】
暖房端末２側の配管６の往き側にはバルブ４４が設けられ、また、配管４０には暖房端末３に直列にバルブ４５が設けられ、バルブ４５は暖房端末３側に内蔵される。そして、暖房端末２の戻り側の配管６には循環路２６、即ち、配管６内に侵入している空気１０（図８）を検知する空気検知手段として空気センサ４６が設けられている。
【００２９】
シスターン４には、外部から熱媒である水Ｗを補給する補給手段として給水管４８とともに、オーバーフローした温水８をシスターン４外に放出するオーバーフローパイプ５０が設けられ、給水管４８には水Ｗの補給を制御する開閉弁としてバルブ５２が設けられている。また、シスターン４には、温水レベルを検知する手段として複数のレベルセンサ５４、５６が設けられている。図２に示すように、温水８を適正レベルとして下限レベルＬ1 以上に制御するための手段として、レベルセンサ５４はその下限レベルＬ1 、レベルセンサ５６は温水８を前記適正レベルに制御するための上限レベルＬ2 を電気的に検出し、これら検出出力は電気信号で取り出されて制御部６０に加えられている。
【００３０】
そして、暖房制御等を行う制御手段としての制御部６０はマイクロコンピュータ等で構成され、熱媒補給制御、熱媒循環制御、休止期間計測制御、暖房制御等の各種の制御を司る。この制御部６０には空気センサ４６、レベルセンサ５４、５６等の検知出力が制御情報として入力されている。また、この制御部６０から各種の制御出力が得られており、循環ポンプ２８、バルブ４４、５２等に制御出力が加えられるとともに、バルブ１６、１８、２０、４５等に対して制御出力Ｖｎが加えられる。
【００３１】
このような暖房装置において、シスターン４が階下に設置され、暖房端末２が階上に設置される場合には、循環路２６の配管６は高所に設置されるので、例えば、図３に示すように、暖房端末２の近傍の配管６の部分に空気センサ４６を設置すればよい。このように配置すれば、温水８から上方に分離した空気を空気センサ４６で精度よく検出することができる。
【００３２】
この空気センサ４６は、例えば、図４に示すように、空気１０と温水８との伝導度の相違から電極間の電気抵抗を検出し、又は、温水８による電気的な導通の有無を検知するスイッチで構成することができる。この場合、配管６の一部分を屈曲させて上方に突出させた第１のセンサ部６２、このセンサ部６２より下方に第２のセンサ部６４が設けられ、各センサ部６２、６４に配管６内に突出させた電極６６、６８が設けられている。図４の例では、電極６８が温水８に接触しているのに対し、電極６６が空気１０内にあって温水８に触れていないため、電極６６、６８の導通は得られない。このとき、空気１０が検出されている。配管６に絶縁性の高い樹脂管が使用されていれば、各電極６６、６８と配管６の絶縁は不要となるが、配管６が導電性を持つ金属管等である場合には、電極６６、６８間の電気的な絶縁が必要である。
【００３３】
このような構成において、熱媒制御の一例を図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
運転スイッチの投入等、運転開始指令が発せられると、ステップＳ１に移行し、ステップＳ４の暖房運転の前置運転としてシスターン４の温水８が適正レベルか否か、即ち、下限レベルＬ1 以上か否かを判定する。下限レベルＬ1 以上にある場合には、ステップＳ２に移行してバルブ４４又はバルブ４５又は双方を開放して循環ポンプ２８を駆動し、循環路２６に温水８を循環させる。この温水循環の後、ステップＳ３に移行し、シスターン４の温水８が適正レベル、即ち、下限レベルＬ1 以上か否かを再び判定し、適正レベルに移行している場合には異常なしとしてステップＳ４に移行し、暖房運転に入る。
【００３５】
ステップＳ１又はステップＳ３において、シスターン４の温水８が適正レベル即ち、下限レベルＬ1 以上にないと判定された場合には、ステップＳ５に移行し、熱媒補給処理として、バルブ５２が開かれ、ステップＳ６で給水管４８から水Ｗがシスターン４に補給される。この補給は、レベルセンサ５６で設定されている上限レベルＬ2 まで行われる。この実施例では、シスターン４を通じて循環路２６に水Ｗを補給しているが、循環路２６側から補給してもよい。
【００３６】
このような水Ｗの補給処理の後、ステップＳ７に移行し、バルブ４４又はバルブ４５又は双方を開いた後、循環ポンプ２８を駆動して循環路２６に温水８を循環させる処理を行う。ステップＳ８では、温水８の補給回数を計数し、ステップＳ６を通過することにより、補給回数が加算される。
【００３７】
そして、ステップＳ９では、その補給回数が所定値Ｎ以上であるか否かを判定する（補給回数条件の判定）。この所定値Ｎは、補給回数の上限値であり、例えば、１０回程度が設定される。即ち、空気侵入による水Ｗの補給、水漏れ等を考慮して設定される。所定値Ｎに補給回数が到達している場合には、ステップＳ１２に移行し、水漏れ処理が実行される。この水漏れ処理は、運転禁止である。
【００３８】
水Ｗの補給回数がＮ回未満の場合には、ステップＳ１０に移行し、空気センサ４６が配管６内の空気１０を検知したか否かを判定する（空気検知条件の判定）。空気１０を検知しなかった場合には、ステップＳ１に戻る。
【００３９】
ステップＳ１０で空気１０を検知した場合には、水漏れが懸念されるが、正常な場合もあり得るので、ステップＳ１１に移行し、休止が所定時間継続しているか否か、即ち、休止時間が所定値Ｔに到達しているか否かを判定する（休止時間条件の判定）。この所定値Ｔは、例えば、１カ月程度の休止時間、例えば、７５０時間程度とすればよい。
【００４０】
休止時間がＴ時間未満の場合には、水漏れが予想されるので、ステップＳ１２に移行して水漏れ処理が実行され、休止時間がＴ時間以上の場合には、ステップＳ１に戻り、温水８が適正レベルか否か、即ち、下限レベルＬ1 以上か否かの判定の後、ステップＳ５〜ステップＳ１１の処理が繰り返され、水Ｗの補給回数が上限値Ｎに到達する範囲内で適正レベルに到達するまで行われる。
【００４１】
このような水Ｗの補給が繰り返されると、配管６内の空気１０が循環路２６を移動し、シスターン４側に流れて排出されるとともに、シスターン４の温水８が適正レベル、即ち、下限レベルＬ1 以上に到達したとき、この場合、上限レベルＬ2 を越えていてもよく、ステップＳ４の暖房運転が開始される。
【００４２】
この暖房運転では、循環ポンプ２８を駆動するとともに、バルブ１６、１８が開かれてバーナ１４に燃料ガスＧが供給されて温水８が循環路２６に循環することとなる。即ち、熱交換器２４で加熱された温水８は高温側往き管３２を通して配管４０側に高温水ＨＷとして流れ、暖房端末３側に流れるとともに、バイパス管４１を通じて戻り管３６側に流れて暖房端末３を通過した温水８と合流し、シスターン４に至る。シスターン４を出た温水８は循環ポンプ２８に流れ、矢印Ａ、Ｂの方向に分岐し、バルブ４４が開かれているとき、低温水ＬＷが暖房端末２側の配管６に流れ、暖房端末２を循環した後、戻り管３６に戻る。低温水ＬＷの循環により、暖房端末２を通じて低温水ＬＷの放熱が行われる。
【００４３】
このように、暖房運転前に前置運転により、配管６内の空気１０の有無を判定して水Ｗの補給が、補給回数条件、空気検知条件及び休止時間条件の３条件を論理積として実行されるので、１カ月以上の運転休止等により循環路２６に空気１０が多量に侵入している場合、シスターン４に水Ｗの補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、水補給が繰り返された結果、水漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能とする等の不都合を回避できる。そして、配管６に空気透過性の高い樹脂管を用いても、何ら不都合を生じることなく、樹脂管の特性を活かし、信頼性の高い熱媒制御及び暖房制御を実現できる。
【００４４】
この実施例では、補給回数条件、空気検知条件及び休止時間条件の３条件を論理積とした制御を実行しているが、これら３条件から選択される１条件又は２条件、即ち、ステップＳ９〜ステップＳ１１の何れかのステップを省略して制御を行っても、熱媒制御や暖房制御を実行できるものである。また、図５の実施例では、ステップＳ９〜ステップＳ１１の順序を変更しても、同様の効果が得られるものであり、これらの順序が本発明の本質的事項ではない。また、水Ｗの補給回数の上限値又は暖房運転の休止時間の上限値は、シスターン４の容積、循環路２６の長さによって変更可能とすれば、設置環境に応じた熱媒制御を実現することができ、水漏れを誤判定する等の不都合を回避し、熱媒制御の信頼性を高めることができる。
【００４５】
また、補給回数について、実施例ではＮ回としているが、例えば、Ｎ＝１０とした場合、Ｎ＝５以下の場合には、空気検知があるか否かを判定し、その判定結果により、ステップＳ１２の水漏れ処理、ステップＳ１への回帰処理を行い、Ｎ＝６以上の場合には、空気検知の処理を行うことなく、ステップＳ１１の休止が所定時間以上か否かを判定し、ステップＳ１２の水漏れ処理、又は、ステップＳ１への回帰処理を行う等、補給回数に応じて段階的に異なるパターンの処理を行ってもよい。このようなパターン処理によって水漏れによる事故を軽減することが可能である。
【００４６】
また、この補給回数の計数について、時間要素を加味することにより、水漏れか否か、水補給によって正常運転が可能か否かを判定することも可能である。即ち、単位時間当たりの補給回数の多寡を判定し、その回数が極端に多い場合には、水漏れが予想される。また、間欠的に行われる水補給について、通常のレベル回復のための補給間隔の時間より短い場合にも水漏れが予想されるので、水補給を繰り返すことなく、所定回数以内で水漏れ処理に移行させることで、水漏れ事故を未然に回避することができる。
【００４７】
そして、この暖房装置の熱媒制御において、運転の休止時間の計測制御は、例えば、図６に示すフローチャートを以て実行することができる。即ち、ステップＳ２１では、暖房運転中、運転休止か否かを判定する。
【００４８】
運転休止の到来でステップＳ２２に移行し、休止時間の計測が開始され、その計測値である休止時間の蓄積処理が実行される。この休止時間の蓄積は、制御部６０の記憶部に記憶される。この場合、記憶部には、電源が遮断されても記憶データが消失しないように、不揮発性メモリ、電源バックアップを施したＲＡＭ等が使用される。そして、この休止時間の蓄積は、電源スイッチや運転スイッチの投入によって運転が開始されるまで継続する。
【００４９】
この休止時間の蓄積中、ステップＳ２３では、運転が開始されたか否かが監視され、暖房運転が開始されると、ステップＳ２４に移行し、休止時間の停止とともに、そのリセットが行われてステップＳ２１に戻る。したがって、休止時間は、前回運転の停止時から今回運転の開始時までの間隔時間である。
【００５０】
そして、運転が開始される前に蓄積した休止時間は、図５に示すフローチャートのステップＳ１１の判定に用いることができる。
【００５１】
次に、図７は、空気センサの他の実施例を示している。前記実施例では、空気１０の有無を温水８の導通抵抗を利用して電気的に検出したが、この実施例では、温水８のみの場合に比較して空気１０が介在することで流体抵抗が変化することに着目して空気１０の有無を電気的に検出するものである。例えば、この空気センサ４６では、前記実施例と同様に形成されたセンサ部６２に温水８の移動によって回転する羽根車７０が設置され、この羽根車７０の回転軸７２の回転を電気信号に変換するセンサ部７４が設けられている。
【００５２】
このような空気センサ４６によれば、温水８が矢印Ｃ、Ｄ方向に移動すると、温水８の移動によって回転軸７２が矢印Ｅで示す方向に回転するが、その回転状態は空気１０が到来することで変化し、その変化はセンサ部７４の検知出力の変化として現れる。この出力変化から配管６内の空気１０の有無を判定することができる。
【００５３】
なお、実施例では、空気の有無を導通抵抗や流体抵抗を以て検出したが、光の透過度や温水流量の変化等を以て検出することが可能であり、空気センサは実施例のものに限定されるものではない。
【００５４】
また、実施例では、暖房端末２の配管６側に空気センサ４６を設置した場合について説明したが、暖房端末３の配管４０側に空気センサを設置してもよく、各系統毎に空気センサを設置し、同様に、空気の侵入を検知するようにしてもよい。
【００５５】
また、実施例では、シスターン４の温水８のレベルを下限レベルＬ1 又は上限レベルＬ2 等を水位のラインレベルで示しているが、これらは、一定の幅を持つ領域として、下限領域Ｌ1 又は上限領域Ｌ2 等としても同様の熱媒制御を行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａ １カ月以上の長時間の運転休止等により循環路に空気が多量に侵入している場合等、熱媒タンクに熱媒補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、熱媒補給が繰り返された結果、熱媒漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能とする等の不都合を回避でき、暖房運転の信頼性を高めることができる。
ｂ 運転開始時、暖房運転前に、循環路内の空気の有無を判定し、その判定結果に基づいて暖房運転への移行又は空気排除後に暖房運転への移行を行うので、信頼性の高い制御を実現でき、しかも、循環路に空気透過性が高い樹脂管を用いた場合にもその欠点を補って何らの不都合を生じることなく、軽量で加工性のよい樹脂管の特性を活かすことができる。
ｃ 高所側に設置される循環路に空気検知手段を設置したので、熱媒より軽い空気の特性から確実に空気を検知でき、その検知出力を用いて信頼性の高い暖房制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の暖房装置及び熱媒制御方法の実施例を示す図である。
【図２】レベルセンサを備えたシスターンの実施例を示す図である。
【図３】循環路の空気センサの設置例を示す図である。
【図４】空気センサの実施例を示す図である。
【図５】熱媒制御を示すフローチャートである。
【図６】休止時間の計測制御を示すフローチャートである。
【図７】空気センサの他の実施例を示す図である。
【図８】配管内の空気侵入を示す図である。
【符号の説明】
２、３ 暖房端末
４ シスターン（熱媒タンク）
６、４０ 配管（循環路）
８ 温水（熱媒）
１０ 空気
２６、２６Ａ、２６Ｂ 循環路
４６ 空気センサ（空気検知手段）
４８ 給水管（補給手段）
５２ バルブ（補給手段）
６０ 制御部（制御手段）
Ｗ 水（熱媒）
Ｌ1 下限レベル
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水等の熱媒を用いたセントラルヒーティングシステムに用いられる暖房装置及び熱媒制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水等の熱媒を用いた暖房システムでは、例えば、図８に示すように、階上に床暖房用の暖房端末２、階下にシスターン４が設置され、温水８を階下のシスターン４から配管６で階上の暖房端末２に循環させる場合がある。
【０００３】
ところで、配管６には樹脂管が使用されているが、この樹脂管は空気透過性が高いため、その配管６内に外気を取り込むおそれがある。１０は、配管６内の空気である。運転休止が継続すると、温水８の循環が得られないため、配管６へ空気１０が侵入するおそれがある。また、階上に暖房端末２、階下にシスターン４が設置される場合等、両者間の高低差が大きい場合には、配管６の内圧が下がるため、外気の吸い込みが顕著となる。
【０００４】
このような空気侵入対策として、７００時間程度の間隔で温水８を強制的に循環させることにより、配管６内に空気１０が侵入していれば、それをシスターン４側に排出させる処理が行われている。即ち、シスターン４の温水８のレベルが低下しているとき、シスターン４に対する水補給と循環とを繰り返して行われる処理である。
【０００５】
しかしながら、このような処理で温水８が正常レベルに到達するまで、水補給が繰り返されると、配管６に水漏れが生じている場合には漏水事故となるおそれがある。このため、水補給が頻繁に行われた場合には、このような制御を解除して運転を即座に停止させ、漏水事故を回避する制御も行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、１カ月以上の運転休止等により配管６内に空気１０が多量に侵入している場合には、運転開始時、繰り返し水補給が行われても、温水８が適正レベルに到達しないことがある。シスターン４の容積は、小型化等の要請で循環路の全容積に比較して小さく設計されており、循環路長が長い程、シスターン４からの供給量が少なく、水補給が繰り返されることになる。
【０００７】
しかしながら、漏水事故を未然に防止するための制御を優先させると、シスターン４に水補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、水補給が繰り返された結果、水漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能としてしまう不都合を生じるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、熱媒補給の繰り返しによる誤判定等の不都合を防止した暖房装置及び熱媒制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の暖房装置及び熱媒制御方法は、熱媒タンク（シスターン４）、循環路（２６、２６Ａ、２６Ｂ、配管６、４０）、空気検知手段（空気センサ４６）、熱媒の補給手段（給水管４８、バルブ５２）及び制御手段（制御部６０）を備えて、運転開始時、熱媒タンクに熱媒（水Ｗ、温水８）が適正レベル（例えば、下限レベルＬ1 以上）にないとき、熱媒補給及び熱媒循環を繰り返し行い、循環路に空気が侵入していないこと、暖房運転を所定時間以上休止していること、熱媒の補給回数が所定回数以下であることの何れか１つ又は２つ以上の条件により、その熱媒補給を適正レベルになるまで続行し、熱媒補給の繰り返しによる誤判定等の不都合を防止したものである。
【００１０】
即ち、本発明の暖房装置は、熱媒（水Ｗ、温水８）を溜める熱媒タンク（シスターン４）と、暖房端末（２、３）に前記熱媒を循環させる循環路（２６、２６Ａ、２６Ｂ、配管６、４０）と、この循環路の空気（１０）を検知する空気検知手段（空気センサ４６）と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段（給水管４８、バルブ５２）と、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段（制御部６０）とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段と、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記循環路中に空気を検知した場合であって、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記循環路中に空気を検知した場合であっても休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段と、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であって、前記循環路中に空気を検知した場合、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記循環路中に空気を検知した場合であっても暖房運転の休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の暖房装置において、前記適正レベルは、前記熱媒タンクの下限レベル（Ｌ1 ）以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の暖房装置において、前記空気検知手段は、前記熱媒を溜める前記熱媒タンクより高所側にある前記循環路に設置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の暖房装置において、前記熱媒の補給回数の上限値又は暖房運転の休止時間の上限値は、前記熱媒タンクの容積、前記循環路の長さによって変更可能であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の暖房装置において、前記休止時間は、前回運転の停止時から今回運転の開始までの時間の計測値であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、運転開始時、熱媒タンクの熱媒が適正レベルにあるか否かを判定する処理と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給するとともに、循環路に前記熱媒を循環させる処理と、前記熱媒の補給回数を計数する処理と、前記循環路に空気の有無を判定する処理と、暖房運転の休止が所定時間以上であるか否かを判定する処理と、前記循環路に空気が侵入していないこと、暖房運転の休止が所定時間以上であること、前記熱媒の補給回数が所定回数以下であることの何れか１つ又は２つ以上の条件により、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する処理と、前記熱媒タンクの前記熱媒が適正レベルに移行したとき、暖房運転に移行させる処理とを含んでいる。
即ち、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記循環路中に空気を検知した場合であって、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記循環路中に空気を検知した場合であっても休止が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明の暖房装置の熱媒制御方法は、熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であって、前記循環路中に空気を検知した場合、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、前記循環路中に空気を検知した場合であっても暖房運転の休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
このような暖房装置又は熱媒制御方法において、熱媒には温水、不凍液、油等の流体が用いられ、循環路には空気透過性の低い金属管や空気透過性の高い樹脂管等が用いられる。
【００１７】
そして、運転開始時、熱媒タンクの熱媒が適正レベルにあるか否かを判定し、熱媒が適正レベル未満であれば、熱媒タンクに熱媒を補給し、循環路に熱媒を循環させる。この熱媒の補給回数を計数するとともに、空気検出手段によって循環路に空気の有無を検出し、その判定を行う。循環路内に侵入している空気は熱媒循環により、熱媒タンク側に排出される。ここで、空気検知手段の出力により循環路に空気が侵入していないこと、暖房運転を所定時間以上休止していること、熱媒の補給回数が所定回数以下であることの何れか１つ又は２つ以上の条件により、熱媒補給を続行し、適正レベルに熱媒が到達したとき、暖房運転に移行させる。
【００１８】
このような制御を行えば、１カ月以上の運転休止等により循環路に空気が多量に侵入している場合、熱媒タンクに熱媒補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、熱媒補給が繰り返された結果、熱媒漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能とする等の不都合を回避できる。そして、循環路に空気透過性の高い樹脂管を用いても何ら不都合を生じることはなく、軽量で加工性がよい等、優れた特性を持つ樹脂管の特性を活かすことができる。
【００１９】
そして、適正レベルを熱媒タンクの下限レベル以上とすれば、熱媒補給、熱媒循環を経て適正レベルに回復させて暖房運転への移行処理や、熱媒漏れ処理を適正且つ迅速に行うことができる。
【００２０】
また、熱媒タンクより高所側の循環路に空気検知手段を設置すれば、空気が上方に流れることから、空気検知の信頼性を高めることができる。
【００２１】
また、熱媒の補給回数の上限値又は暖房運転の休止時間の上限値を熱媒タンクの容積、循環路の長さによって変更可能とすれば、熱媒漏れの誤判定を防止し、制御の信頼性を高めることができる。
【００２２】
また、運転の休止時間を前回運転の停止時から今回運転の開始までの時間の計測値とすることで、熱媒漏れの誤判定を防止し、制御の信頼性を高めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明及びその実施の形態を図面に示した実施例を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の暖房装置及び熱媒制御方法の実施例を示している。この暖房装置及び熱媒制御方法には、暖房端末２に熱媒としての温水８を供給する熱源として例えば、ガス温水器１２が用いられている。熱媒には、温水８の他、不凍液、油等の液体、流体を用いてもよい。また、この熱媒を加熱する熱源には、燃料ガスの燃焼熱を利用するものの他、灯油の燃焼熱を利用するもの、電熱を利用するもの、ヒートポンプを利用するもの、太陽熱を利用するもの等を使用することができる。
【００２５】
ガス温水器１２には、燃焼手段としてバーナ１４が燃焼室１５に設置され、このバーナ１４にはガス調整手段や切換手段としてバルブ１６、１８、又はバルブ２０を介して燃料ガスＧが供給される。バーナ１４の下側にはガス燃焼に必要な空気を供給する給気手段としてのファン２２が設置されている。
【００２６】
そして、このガス温水器１２には、バーナ１４の燃焼熱を温水８に加える加熱手段としての熱交換器２４が燃焼室１５に設置されている。この熱交換器２４には、暖房端末２、３に温水８を循環させる手段として循環路２６が接続されている。この実施例では、暖房端末２は温水マット等の低温要求端末であり、この暖房端末２とは別に放熱器等の高温要求端末として暖房端末３が設けられている。このため、循環路２６は、暖房端末２側の循環路２６Ａ、暖房端末３側の循環路２６Ｂの２系統で構成されている。これら２系統の循環路２６Ａ、２６Ｂには、共通に熱媒圧送手段として循環ポンプ２８、熱媒を溜める熱媒タンクとしてシスターン４が設置されている。循環ポンプ２８の駆動源にはＡＣモータやＤＣモータを用いることができ、例えば、ＤＣモータを用いた場合には、幅広く回転数を制御することができる。
【００２７】
循環路２６には、高温側往き管３２、低温側往き管３４及び戻り管３６とともに、暖房端末２側に配管６、暖房端末３側に配管４０が設けられ、また、高温側往き管３２と戻り管３６との間にはバイパス管４１が設けられている。ＨＷは高温水、ＬＷは低温水を示しており、高温水ＨＷがバイパス管４１を介して戻り管３６側に流れる。配管６、４０には例えば、樹脂管が用いられており、連結部４２を介してガス温水器１２側の高温側往き管３２、低温側往き管３４又は戻り管３６と連結されている。配管６、４０を除く循環路２６は、金属管で構成されている。
【００２８】
暖房端末２側の配管６の往き側にはバルブ４４が設けられ、また、配管４０には暖房端末３に直列にバルブ４５が設けられ、バルブ４５は暖房端末３側に内蔵される。そして、暖房端末２の戻り側の配管６には循環路２６、即ち、配管６内に侵入している空気１０（図８）を検知する空気検知手段として空気センサ４６が設けられている。
【００２９】
シスターン４には、外部から熱媒である水Ｗを補給する補給手段として給水管４８とともに、オーバーフローした温水８をシスターン４外に放出するオーバーフローパイプ５０が設けられ、給水管４８には水Ｗの補給を制御する開閉弁としてバルブ５２が設けられている。また、シスターン４には、温水レベルを検知する手段として複数のレベルセンサ５４、５６が設けられている。図２に示すように、温水８を適正レベルとして下限レベルＬ1 以上に制御するための手段として、レベルセンサ５４はその下限レベルＬ1 、レベルセンサ５６は温水８を前記適正レベルに制御するための上限レベルＬ2 を電気的に検出し、これら検出出力は電気信号で取り出されて制御部６０に加えられている。
【００３０】
そして、暖房制御等を行う制御手段としての制御部６０はマイクロコンピュータ等で構成され、熱媒補給制御、熱媒循環制御、休止期間計測制御、暖房制御等の各種の制御を司る。この制御部６０には空気センサ４６、レベルセンサ５４、５６等の検知出力が制御情報として入力されている。また、この制御部６０から各種の制御出力が得られており、循環ポンプ２８、バルブ４４、５２等に制御出力が加えられるとともに、バルブ１６、１８、２０、４５等に対して制御出力Ｖｎが加えられる。
【００３１】
このような暖房装置において、シスターン４が階下に設置され、暖房端末２が階上に設置される場合には、循環路２６の配管６は高所に設置されるので、例えば、図３に示すように、暖房端末２の近傍の配管６の部分に空気センサ４６を設置すればよい。このように配置すれば、温水８から上方に分離した空気を空気センサ４６で精度よく検出することができる。
【００３２】
この空気センサ４６は、例えば、図４に示すように、空気１０と温水８との伝導度の相違から電極間の電気抵抗を検出し、又は、温水８による電気的な導通の有無を検知するスイッチで構成することができる。この場合、配管６の一部分を屈曲させて上方に突出させた第１のセンサ部６２、このセンサ部６２より下方に第２のセンサ部６４が設けられ、各センサ部６２、６４に配管６内に突出させた電極６６、６８が設けられている。図４の例では、電極６８が温水８に接触しているのに対し、電極６６が空気１０内にあって温水８に触れていないため、電極６６、６８の導通は得られない。このとき、空気１０が検出されている。配管６に絶縁性の高い樹脂管が使用されていれば、各電極６６、６８と配管６の絶縁は不要となるが、配管６が導電性を持つ金属管等である場合には、電極６６、６８間の電気的な絶縁が必要である。
【００３３】
このような構成において、熱媒制御の一例を図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
運転スイッチの投入等、運転開始指令が発せられると、ステップＳ１に移行し、ステップＳ４の暖房運転の前置運転としてシスターン４の温水８が適正レベルか否か、即ち、下限レベルＬ1 以上か否かを判定する。下限レベルＬ1 以上にある場合には、ステップＳ２に移行してバルブ４４又はバルブ４５又は双方を開放して循環ポンプ２８を駆動し、循環路２６に温水８を循環させる。この温水循環の後、ステップＳ３に移行し、シスターン４の温水８が適正レベル、即ち、下限レベルＬ1 以上か否かを再び判定し、適正レベルに移行している場合には異常なしとしてステップＳ４に移行し、暖房運転に入る。
【００３５】
ステップＳ１又はステップＳ３において、シスターン４の温水８が適正レベル即ち、下限レベルＬ1 以上にないと判定された場合には、ステップＳ５に移行し、熱媒補給処理として、バルブ５２が開かれ、ステップＳ６で給水管４８から水Ｗがシスターン４に補給される。この補給は、レベルセンサ５６で設定されている上限レベルＬ2 まで行われる。この実施例では、シスターン４を通じて循環路２６に水Ｗを補給しているが、循環路２６側から補給してもよい。
【００３６】
このような水Ｗの補給処理の後、ステップＳ７に移行し、バルブ４４又はバルブ４５又は双方を開いた後、循環ポンプ２８を駆動して循環路２６に温水８を循環させる処理を行う。ステップＳ８では、温水８の補給回数を計数し、ステップＳ６を通過することにより、補給回数が加算される。
【００３７】
そして、ステップＳ９では、その補給回数が所定値Ｎ以上であるか否かを判定する（補給回数条件の判定）。この所定値Ｎは、補給回数の上限値であり、例えば、１０回程度が設定される。即ち、空気侵入による水Ｗの補給、水漏れ等を考慮して設定される。所定値Ｎに補給回数が到達している場合には、ステップＳ１２に移行し、水漏れ処理が実行される。この水漏れ処理は、運転禁止である。
【００３８】
水Ｗの補給回数がＮ回未満の場合には、ステップＳ１０に移行し、空気センサ４６が配管６内の空気１０を検知したか否かを判定する（空気検知条件の判定）。空気１０を検知しなかった場合には、ステップＳ１に戻る。
【００３９】
ステップＳ１０で空気１０を検知した場合には、水漏れが懸念されるが、正常な場合もあり得るので、ステップＳ１１に移行し、休止が所定時間継続しているか否か、即ち、休止時間が所定値Ｔに到達しているか否かを判定する（休止時間条件の判定）。この所定値Ｔは、例えば、１カ月程度の休止時間、例えば、７５０時間程度とすればよい。
【００４０】
休止時間がＴ時間未満の場合には、水漏れが予想されるので、ステップＳ１２に移行して水漏れ処理が実行され、休止時間がＴ時間以上の場合には、ステップＳ１に戻り、温水８が適正レベルか否か、即ち、下限レベルＬ1 以上か否かの判定の後、ステップＳ５〜ステップＳ１１の処理が繰り返され、水Ｗの補給回数が上限値Ｎに到達する範囲内で適正レベルに到達するまで行われる。
【００４１】
このような水Ｗの補給が繰り返されると、配管６内の空気１０が循環路２６を移動し、シスターン４側に流れて排出されるとともに、シスターン４の温水８が適正レベル、即ち、下限レベルＬ1 以上に到達したとき、この場合、上限レベルＬ2 を越えていてもよく、ステップＳ４の暖房運転が開始される。
【００４２】
この暖房運転では、循環ポンプ２８を駆動するとともに、バルブ１６、１８が開かれてバーナ１４に燃料ガスＧが供給されて温水８が循環路２６に循環することとなる。即ち、熱交換器２４で加熱された温水８は高温側往き管３２を通して配管４０側に高温水ＨＷとして流れ、暖房端末３側に流れるとともに、バイパス管４１を通じて戻り管３６側に流れて暖房端末３を通過した温水８と合流し、シスターン４に至る。シスターン４を出た温水８は循環ポンプ２８に流れ、矢印Ａ、Ｂの方向に分岐し、バルブ４４が開かれているとき、低温水ＬＷが暖房端末２側の配管６に流れ、暖房端末２を循環した後、戻り管３６に戻る。低温水ＬＷの循環により、暖房端末２を通じて低温水ＬＷの放熱が行われる。
【００４３】
このように、暖房運転前に前置運転により、配管６内の空気１０の有無を判定して水Ｗの補給が、補給回数条件、空気検知条件及び休止時間条件の３条件を論理積として実行されるので、１カ月以上の運転休止等により循環路２６に空気１０が多量に侵入している場合、シスターン４に水Ｗの補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、水補給が繰り返された結果、水漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能とする等の不都合を回避できる。そして、配管６に空気透過性の高い樹脂管を用いても、何ら不都合を生じることなく、樹脂管の特性を活かし、信頼性の高い熱媒制御及び暖房制御を実現できる。
【００４４】
この実施例では、補給回数条件、空気検知条件及び休止時間条件の３条件を論理積とした制御を実行しているが、これら３条件から選択される１条件又は２条件、即ち、ステップＳ９〜ステップＳ１１の何れかのステップを省略して制御を行っても、熱媒制御や暖房制御を実行できるものである。また、図５の実施例では、ステップＳ９〜ステップＳ１１の順序を変更しても、同様の効果が得られるものであり、これらの順序が本発明の本質的事項ではない。また、水Ｗの補給回数の上限値又は暖房運転の休止時間の上限値は、シスターン４の容積、循環路２６の長さによって変更可能とすれば、設置環境に応じた熱媒制御を実現することができ、水漏れを誤判定する等の不都合を回避し、熱媒制御の信頼性を高めることができる。
【００４５】
また、補給回数について、実施例ではＮ回としているが、例えば、Ｎ＝１０とした場合、Ｎ＝５以下の場合には、空気検知があるか否かを判定し、その判定結果により、ステップＳ１２の水漏れ処理、ステップＳ１への回帰処理を行い、Ｎ＝６以上の場合には、空気検知の処理を行うことなく、ステップＳ１１の休止が所定時間以上か否かを判定し、ステップＳ１２の水漏れ処理、又は、ステップＳ１への回帰処理を行う等、補給回数に応じて段階的に異なるパターンの処理を行ってもよい。このようなパターン処理によって水漏れによる事故を軽減することが可能である。
【００４６】
また、この補給回数の計数について、時間要素を加味することにより、水漏れか否か、水補給によって正常運転が可能か否かを判定することも可能である。即ち、単位時間当たりの補給回数の多寡を判定し、その回数が極端に多い場合には、水漏れが予想される。また、間欠的に行われる水補給について、通常のレベル回復のための補給間隔の時間より短い場合にも水漏れが予想されるので、水補給を繰り返すことなく、所定回数以内で水漏れ処理に移行させることで、水漏れ事故を未然に回避することができる。
【００４７】
そして、この暖房装置の熱媒制御において、運転の休止時間の計測制御は、例えば、図６に示すフローチャートを以て実行することができる。即ち、ステップＳ２１では、暖房運転中、運転休止か否かを判定する。
【００４８】
運転休止の到来でステップＳ２２に移行し、休止時間の計測が開始され、その計測値である休止時間の蓄積処理が実行される。この休止時間の蓄積は、制御部６０の記憶部に記憶される。この場合、記憶部には、電源が遮断されても記憶データが消失しないように、不揮発性メモリ、電源バックアップを施したＲＡＭ等が使用される。そして、この休止時間の蓄積は、電源スイッチや運転スイッチの投入によって運転が開始されるまで継続する。
【００４９】
この休止時間の蓄積中、ステップＳ２３では、運転が開始されたか否かが監視され、暖房運転が開始されると、ステップＳ２４に移行し、休止時間の停止とともに、そのリセットが行われてステップＳ２１に戻る。したがって、休止時間は、前回運転の停止時から今回運転の開始時までの間隔時間である。
【００５０】
そして、運転が開始される前に蓄積した休止時間は、図５に示すフローチャートのステップＳ１１の判定に用いることができる。
【００５１】
次に、図７は、空気センサの他の実施例を示している。前記実施例では、空気１０の有無を温水８の導通抵抗を利用して電気的に検出したが、この実施例では、温水８のみの場合に比較して空気１０が介在することで流体抵抗が変化することに着目して空気１０の有無を電気的に検出するものである。例えば、この空気センサ４６では、前記実施例と同様に形成されたセンサ部６２に温水８の移動によって回転する羽根車７０が設置され、この羽根車７０の回転軸７２の回転を電気信号に変換するセンサ部７４が設けられている。
【００５２】
このような空気センサ４６によれば、温水８が矢印Ｃ、Ｄ方向に移動すると、温水８の移動によって回転軸７２が矢印Ｅで示す方向に回転するが、その回転状態は空気１０が到来することで変化し、その変化はセンサ部７４の検知出力の変化として現れる。この出力変化から配管６内の空気１０の有無を判定することができる。
【００５３】
なお、実施例では、空気の有無を導通抵抗や流体抵抗を以て検出したが、光の透過度や温水流量の変化等を以て検出することが可能であり、空気センサは実施例のものに限定されるものではない。
【００５４】
また、実施例では、暖房端末２の配管６側に空気センサ４６を設置した場合について説明したが、暖房端末３の配管４０側に空気センサを設置してもよく、各系統毎に空気センサを設置し、同様に、空気の侵入を検知するようにしてもよい。
【００５５】
また、実施例では、シスターン４の温水８のレベルを下限レベルＬ1 又は上限レベルＬ2 等を水位のラインレベルで示しているが、これらは、一定の幅を持つ領域として、下限領域Ｌ1 又は上限領域Ｌ2 等としても同様の熱媒制御を行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａ １カ月以上の長時間の運転休止等により循環路に空気が多量に侵入している場合等、熱媒タンクに熱媒補給が行われることで、正常運転が可能であるにも拘わらず、熱媒補給が繰り返された結果、熱媒漏れと誤判定して運転を解除し、再運転不能とする等の不都合を回避でき、暖房運転の信頼性を高めることができる。
ｂ 運転開始時、暖房運転前に、循環路内の空気の有無を判定し、その判定結果に基づいて暖房運転への移行又は空気排除後に暖房運転への移行を行うので、信頼性の高い制御を実現でき、しかも、循環路に空気透過性が高い樹脂管を用いた場合にもその欠点を補って何らの不都合を生じることなく、軽量で加工性のよい樹脂管の特性を活かすことができる。
ｃ 高所側に設置される循環路に空気検知手段を設置したので、熱媒より軽い空気の特性から確実に空気を検知でき、その検知出力を用いて信頼性の高い暖房制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の暖房装置及び熱媒制御方法の実施例を示す図である。
【図２】レベルセンサを備えたシスターンの実施例を示す図である。
【図３】循環路の空気センサの設置例を示す図である。
【図４】空気センサの実施例を示す図である。
【図５】熱媒制御を示すフローチャートである。
【図６】休止時間の計測制御を示すフローチャートである。
【図７】空気センサの他の実施例を示す図である。
【図８】配管内の空気侵入を示す図である。
【符号の説明】
２、３ 暖房端末
４ シスターン（熱媒タンク）
６、４０ 配管（循環路）
８ 温水（熱媒）
１０ 空気
２６、２６Ａ、２６Ｂ 循環路
４６ 空気センサ（空気検知手段）
４８ 給水管（補給手段）
５２ バルブ（補給手段）
６０ 制御部（制御手段）
Ｗ 水（熱媒）
Ｌ1 下限レベル
Claims (10)
- 熱媒を溜める熱媒タンクと、
暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、
この循環路の空気を検知する空気検知手段と、
前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段と、
運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段と、
を備えたことを特徴とする暖房装置。 - 熱媒を溜める熱媒タンクと、
暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、
この循環路の空気を検知する空気検知手段と、
前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段と、
運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記循環路中に空気を検知した場合であって、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記循環路中に空気を検知した場合であっても休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段と、
を備えたことを特徴とする暖房装置。 - 熱媒を溜める熱媒タンクと、
暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、
この循環路の空気を検知する空気検知手段と、
前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段と、
運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記熱媒の補給回数が所定回数未満であって、前記循環路中に空気を検知した場合、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止し、前記循環路中に空気を検知した場合であっても暖房運転の休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせる制御手段と、
を備えたことを特徴とする暖房装置。 - 前記適正レベルは、前記熱媒タンクの下限レベル以上であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の暖房装置。
- 前記空気検知手段は、前記熱媒を溜める前記熱媒タンクより高所側にある前記循環路に設置したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の暖房装置。
- 前記熱媒の補給回数の上限値又は暖房運転の休止時間の上限値は、前記熱媒タンクの容積、前記循環路の長さによって変更可能であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の暖房装置。
- 前記休止時間は、前回運転の停止時から今回運転の開始までの時間の計測値であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の暖房装置。
- 熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、
運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、
前記熱媒の補給回数が所定回数未満であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップと、
を含むことを特徴とする暖房装置の熱媒制御方法。 - 熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、
運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記循環路中に空気を検知した場合であって、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、
前記循環路中に空気を検知した場合であっても休止が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップと、
を含むことを特徴とする暖房装置の熱媒制御方法。 - 熱媒を溜める熱媒タンクと、暖房端末に前記熱媒を循環させる循環路と、この循環路の空気を検知する空気検知手段と、前記熱媒タンクに前記熱媒を補給する補給手段とを備える暖房装置の熱媒制御方法であって、
運転開始時、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、又は、運転開始時には前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるが、温水循環後に前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記熱媒を補給するとともに前記循環路に前記熱媒を循環させ、前記熱媒の補給回数を計数し、前記熱媒の補給回数が所定回数以上であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、
前記熱媒の補給回数が所定回数未満であって、前記循環路中に空気を検知した場合、暖房運転の休止時間が所定時間未満であれば、水漏れと判断して運転を禁止するステップと、
前記循環路中に空気を検知した場合であっても暖房運転の休止時間が所定時間以上であれば、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにあるか否かを判断し、前記熱媒タンクに前記熱媒が適正レベルにないとき、前記補給手段に前記熱媒の補給を行わせるステップと、
を含むことを特徴とする暖房装置の熱媒制御方法。
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