JP5726678B2

JP5726678B2 - 温水暖房装置

Info

Publication number: JP5726678B2
Application number: JP2011176942A
Authority: JP
Inventors: 新部　誠; 誠新部; 近藤　茂雄; 茂雄近藤
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2031-08-12
Also published as: JP2013040703A

Description

この発明は、直流駆動の循環ポンプの空運転自動停止制御を利用して、試運転時の温水循環回路の空気と循環水との置換を行う温水暖房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、試運転時に循環ポンプを連続駆動させて温水循環回路内の空気を追い出し、該温水循環回路を循環水で満たす初期運転モードを備えるものであった。（特許文献１参照）

特開２００３−２２２３４４号公報

ところでこの従来のものでは、循環ポンプを連続駆動させるとあるが、空気がなかなか抜けず循環ポンプは循環水がない空運転状態となり、故障する危険があるので、一旦停止させて循環水を補給してから、再び循環ポンプを駆動させると言う作業を数回繰り返さないと完全に空気は抜けないものであった。

この発明は上記課題を解決するため、特にその構成を、水を加熱する熱交換器と、該熱交換器を加熱する燃焼部と、加熱された温水を循環させる直流駆動の循環ポンプと、該循環ポンプへ印加される指令電圧と実際の回転数の関係から判定される空運転で循環ポンプの駆動を停止させると共に、放熱器との間に温水循環回路を形成し、前記熱交換器にて加熱された温水を前記循環ポンプにより前記温水循環回路を循環させて暖房運転を行わせる制御部とを備えたものに於いて、前記制御部は試運転時、前記循環ポンプの空運転判定を利用して空運転で停止する循環ポンプを所定時間で再駆動させて、温水循環回路の空気と循環水の置換を、空運転がなくなるまで行うようにしたものである。

この発明によれば、施工後の試運転時の空気抜き運転では、どうしても循環ポンプはエアーがみ運転となるが、循環ポンプは直流駆動で自ら空運転を検知して自動停止するもので、エアーがみを空運転として捉えて自動停止し、手動で停止する必要がなく煩わしい作業から解消されるものであり、又循環水補給後の所定時間後は再び駆動して、温水循環回路の空気と循環水の置換を使用勝手良く確実に行う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。同循環ポンプの空運転判定運転のフローチャート。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。同試運転時のフローチャート。他の実施形態を示す循環ポンプの空運転判定運転のフローチャート。

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は施工後に温水循環回路５の空気と循環水とを置換するための試運転を行わせる試運転スイッチ、２１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。

２２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２１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２２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２３と、前記速度指令電圧部２３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２４とが備えられ、速度指令電圧部２３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２４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２３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２４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２２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以上で、ＰＮ２−ＰＮ１≧Ｐ１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未満で、ＰＮ２−ＰＮ１＜Ｐ１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空運転判定は、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。

更にこの温水暖房装置では、試運転スイッチ２０の押圧により直流駆動の循環ポンプ１４を駆動させながら缶体１０上部の注水口２５から循環水となる水を注入することで、缶体１０を含む温水循環回路５内の空気を抜きながら循環水を充満させる置換を行うものであり、この時前記の空運転判定の表示部１９の表示を除いて作動させるもので、自動的に循環ポンプ１４を一旦駆動停止させ、この間に循環水を補水して試運転を全自動で行うようにしたものである。

又前記制御部２２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、循環ポンプ１４の空運転判定について説明する。
今運転スイッチ１７を押圧すると、図３に示すフローチャートの循環ポンプ１４の空運転判定が開始されるもので、ステップＳ１で速度指令電圧部２３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２４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２４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と比較演算し、ＰＮ２−ＰＮ１≧Ｐ１の式で既定値Ｐ１以上かを判断し、既定値Ｐ１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、既定値Ｐ１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空運転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空運転判定運転では、判定値を２つの回転数の既定値Ｐ１の差としたので、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。

次に温水循環回路５内の空気抜きを行う試運転について図５のフローチャートで説明すれば、ステップＳ１０で試運転スイッチ２０が押圧されたかを判定し、ＹＥＳでステップ１１に進み試運転が開始されて直流駆動の循環ポンプ１４が駆動開始され、注水口２５から循環水となる水を注水しながら循環ポンプ１４を駆動して、温水循環回路５内の空気を抜きながら循環水を満たして行くものであるが、途中でどうしても循環ポンプ１４がエアーがみ運転となるものであるが、この時ステップＳ１２で前記した空運転判定運転が行われ、エアーがみ運転では空運転と判定して、ＹＥＳでステップＳ１３に進み循環ポンプ１４を一旦ＯＦＦし、この間に注水を十分行っておくことで、ステップＳ１４の所定時間ここでは５秒経過をカウントして、ＹＥＳでステップＳ１５の試運転スイッチ２０のＯＦＦかを見て、ＮＯでステップ１１に戻り循環ポンプ１４を継続して駆動させて、温水循環回路５全体に循環水を充満させることが出来るものであり、そしてステップＳ１５の試運転スイッチ２０のＯＦＦで、ＹＥＳとなってステップＳ１６で循環ポンプ１４の駆動をＯＦＦして試運転を終了させるものである。

このように、空気抜きの試運転に循環ポンプ１４の空運転判定を利用したことで、エアーがみ運転時にわざわざ手動で循環ポンプ１４を一旦停止させる煩わしい作業を自動的に行うことが出来、使用勝手が極めて良く、確実に空気抜きが行え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が操作されれば、暖房運転開始の指示がなされると、制御部２２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空運転判定運転について、図６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。
空運転判定運転が開始され、ステップＳ３で回転数検知部２４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Ｓ１７で回転数検知部２４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２４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Ｓ１８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と比較演算し、ＰＮ２−ＰＮ１≧Ｐ１の式で既定値Ｐ１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空運転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燃焼部
１２熱交換器
１４循環ポンプ
２２制御部
２３速度指令電圧部
２４回転数検知部

Claims

水を加熱する熱交換器と、該熱交換器を加熱する燃焼部と、加熱された温水を循環させる直流駆動の循環ポンプと、該循環ポンプへ印加される指令電圧と実際の回転数の関係から判定される空運転で循環ポンプの駆動を停止させると共に、放熱器との間に温水循環回路を形成し、前記熱交換器にて加熱された温水を前記循環ポンプにより前記温水循環回路を循環させて暖房運転を行わせる制御部とを備えたものに於いて、前記制御部は試運転時、前記循環ポンプの空運転判定を利用して空運転で停止する循環ポンプを所定時間で再駆動させて、温水循環回路の空気と循環水の置換を、空運転がなくなるまで行うようにした事を特徴とする温水暖房装置。