JP5740377B2 - 温水空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱源機で加熱生成される温水を用いて室内の暖房や乾燥等を行う温水空調装置、特に、熱源機から延びる温水配管が温水空調装置に対し、正常に接続されているか否かを判定する接続判定手段を備えた温水空調装置に関する。

熱源機から供給される温水の熱を利用して室内の暖房や乾燥を行う温水空調装置では、放熱効率を考慮し、熱交換器内へ温水を一方向に流通させるように構成されたものが一般的である。従って、熱源機から延びる往き側の温水配管と戻り側の温水配管とが装置本体の入水側および出水側の温水配管接続部に対してそれぞれ逆側へ誤接続されると、運転した際に熱交換器に対して温水が出口側から流れ込むため、放熱効率が低下する問題がある。

この問題を解消するため、従来の温水空調装置において、図３に示すように、温水循環動作を開始してから所定時間後の入水管路（熱交換器と入水側の温水配管接続部とを繋ぐ管路）内の水温Ｔを検知し、その水温Ｔが基準水温Ｓより低ければ、熱交換器で放熱された後の温水が入水管路内へ流れ込んでいる状態であるとして、温水配管の誤接続と判定するものが知られている（例えば、特許文献１から４参照）。

特開２００９−１９８４４号公報 特開２００９−１９８４５号公報 特開２００８−３０４０７２号公報 特開平８−４９８６５号公報

しかしながら、室温が高いと、その分、熱交換器からの放熱量も少なくなり、温水配管が誤接続されているときの入水管路内の水温と基準水温との差が小さくなる。そのため、上記従来の温水空調装置では、正確に温水配管の接続状態を判定できない虞があった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温水配管の接続状態を判定する接続判定手段を備えた温水空調装置において、接続判定精度の向上を図ることにある。

本発明は、熱源機から温水配管を通じて熱交換器へ供給される温水により室内の暖房や乾燥を行う温水空調装置であって、熱源機から熱交換器への温水供給動作を開始した際に、入水側の温水配管接続部から熱交換器へ延びる入水管路内の水温が所定の基準時間以上継続して判定基準水温より低い状態であれば、入水側の温水配管接続部に戻り側の温水配管が接続され、出水側の温水配管接続部に往き側の温水配管が接続された誤接続状態であると判定する接続判定手段を備え、接続判定手段は、熱源機による熱交換器への温水供給動作を開始する前の初期室温が低ければ前記判定基準水温を低く設定し、前記初期室温が高ければ前記判定基準水温を高く設定することを特徴とするものである。

このものでは、熱源機による熱交換器への温水供給動作を開始する前の初期室温が高くなるに従って判定基準水温が高く設定されるから、室温に合わせて正確に温水配管の誤接続を判定することができる。

上記温水空調装置において、接続判定手段は、前記初期室温が低ければ前記基準時間を短く設定し、前記初期室温が高ければ前記基準時間を長く設定することを特徴とするものであるのが望ましい。

本発明によれば、室温に合わせて正確に温水配管の誤接続を判定することができるから、接続判定精度が向上する。

図１は、本発明の実施の形態に係る温水空調装置の温水循環システムを示す概略構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る温水空調装置の接続判定動作を示すフローチャートである。 図３は、本発明の実施の形態に係る温水空調装置の温水循環動作開始後における入水管路内の水温変化を示すグラフである。

次に、上記した本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳述する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る温水空調装置は、浴室内へ温風を循環供給させることで暖房や乾燥を行う浴室暖房乾燥機１であり、温水を加熱生成する暖房用の熱源機２に対して、往き側の温水配管（以下、「往き配管」という）２１および戻り側の温水配管（以下、「戻り配管」という）２２を介して接続されている。

尚、熱源機２は、図示しないガス配管から供給されるガスを燃焼させるバーナ２３と、そのガスの燃焼熱を回収する吸熱熱交換器２４と、バーナ２３へのガスの供給量を調整するガス量調整弁２５と、吸熱熱交換器２４内で加熱生成された温水を往き配管Ｌ１側へ送り出して浴室暖房乾燥機１との間で循環させる循環ポンプ２６と、熱源機２全体の動作を制御する熱源制御回路２９とを備えている。また、熱源制御回路２９は、浴室暖房乾燥機１からの出湯指示を受けて、循環ポンプ２６を作動させると共にバーナ２３を点火させ、図示しない出湯温センサの検知温度が予め設定された出湯温度になるようにガス量調整弁２５の開度を調整する出湯動作の実行部を備えており、電気配線を通じて浴室暖房乾燥機１の端末制御回路１９に接続されている。

浴室暖房乾燥機１のケーシング１０には、入水側の温水配管接続部（以下、「入水側接続部」という）１１と、出水側の温水配管接続部（以下、「出水側接続部」という）１２とが設けられており、この入水側接続部１１に往き配管２１が接続され、出湯側接続部１２に戻り配管２２が接続される。

また、ケーシング１０内には、熱源機２から供給される温水の熱を放出する放熱熱交換器１４と、放熱熱交換器１４に対する温水の供給を遮断可能な熱動弁１５と、放熱熱交換器１４から放出される熱を浴室内へ送出する循環ファン１６と、放熱熱交換器１４へ供給される温水の温度を検知する入水温センサ１７と、室温を検知する室温センサ１８と、浴室暖房乾燥機１全体の動作を制御する端末制御回路１９とが組み込まれている。

放熱熱交換器１４は、ケーシング１０の通気路１００内に蛇行曲成された一つの放熱管１４０で構成されており、その一端は入水管路１４１を介して入水側接続部１１に繋がり、他端は出水管路１４２を介して出水側接続部１２へ繋がっている。

熱動弁１５は、入水管路１４１に設けられており、往き配管２１が入水側接続部１１に接続され、戻り配管２２が出水側接続部１２に接続された正常接続状態において開放されると、熱源機２から送り出された温水が、往き配管２１を通って入水管路１４１へ導かれ、放熱管１４０内へ送り込まれる。さらに、放熱管１４０内へ送り込まれた温水は、出水管路１４２を通って戻り配管２２へ送り込まれ、熱源機２へ帰還する。

循環ファン１６は、通気路１００の側壁相互間に回動可能な状態で軸支されており、その軸端に接続されたファンモータ１６０を作動させることで、浴室内の空気がケーシング１０の空気取込口１０１から通気路１００内へ導入され、放熱熱交換器１４の配設部を通って再び吹出口１０２から浴室内へ導出される。

入水温センサ１７は、入水管路１４１における熱動弁１５と放熱熱交換器１４との間に設けられており、上述した正常接続状態においては、熱動弁１５側から入水管路１４１内へ流れ込む温水の温度を入水温Ｔｗとして検知する。一方、往き配管２１が出水側接続部１２に接続され、戻り配管２２が入水側接続部１１に接続された誤接続状態においては、放熱熱交換器１４側から入水管路１４１内へ流れ込む温水の温度を入水温Ｔｗとして検知する。

室温センサ１８は、通気路１００における放熱熱交換器１４の配設部より上流側に設けられており、循環ファン１６によって空気取込口１０１から通気路１００内へ導入される空気の温度を室温Ｔａとして検知する。

端末制御回路１９には、浴室暖房乾燥機１による浴室の暖房温度や暖房時間の設定、運転モードの切替等を指示するコントローラ３が電気配線を通じて接続されている。

端末制御回路１９は、熱動弁１５を開いて放熱熱交換器１４内へ温水を循環供給させる温水循環動作の実行部、入水温センサ１７の検知温度（入水温）Ｔｗが所定温度Ｔ３に達したか否かを判定する入水温判定部、温水循環動作を開始する前の室温センサ１８の検知温度（初期室温）Ｔａを記憶する室温記憶部、温水循環動作を開始してから入水温Ｔｗが所定温度Ｔ３に達するまでの立ち上がり時間Ｓｔを計測する立ち上がり時間計測部、立ち上がり時間Ｓｔを記憶する立ち上がり時間記憶部、循環ファン１６の回転数を制御する風量調整部、初期室温Ｔａが基準室温Ｔ１，Ｔ２以上であるか否かを判定する室温判定部、立ち上がり時間Ｓｔが所定時間Ｓ３以下であるか否かを判定する立ち上がり時間判定部、所定の基準時間Ｓ４以上継続して入水温Ｔｗが判定基準水温Ｔ４より低い状態であるか否かを判定する接続判定部、接続判定を開始してから予め設定された接続判定時間Ｓ５が経過したか否かを判定する終了判定部、基準時間Ｓ４以上継続して入水温Ｔｗが判定基準水温Ｔ４より低い場合に接続エラー信号を出力するエラー出力部を備えている。

また、端末制御回路１９は、初期室温Ｔａに応じて判定基準水温Ｔ４を変更する基準水温調整部、初期室温Ｔａに応じて基準時間Ｓ４を変更する第１判定時間調整部、立ち上がり時間Ｓｔに応じて基準時間Ｓ４を変更する第２判定時間調整部を備えている。

基準水温調整部は、初期室温Ｔａが第１の基準室温Ｔ１（例えば、１５℃）より低ければ、判定基準水温Ｔ４を第１判定温度ａ１（例えば、５０℃）に設定する一方、第１の基準室温Ｔ１以上であり且つ第２の基準室温Ｔ２（ここでは、２５℃）より低い場合は、判定基準水温Ｔ４を第１判定温度ａ１より高い第２判定温度ａ２（例えば、５５℃）に設定し、第２の基準室温Ｔ２以上であれば、判定基準水温Ｔ４を第２判定温度ａ２より高い第３判定温度ａ３（例えば、６０℃）に設定するように構成されている。

第１判定時間調整部は、初期室温Ｔａが第２の基準室温Ｔ２より低ければ、基準時間Ｓ４を第１判定時間ｂ１（例えば、２秒）に設定する一方、第２の基準室温Ｔ２以上であれば、基準時間Ｓ４を第１判定時間ｂ１より長い第２判定時間ｂ２（例えば、５秒）或いは第２判定時間ｂ２より長い第３判定時間ｂ３（例えば、１０秒）に設定するように構成されている。

第２判定時間調整部は、立ち上がり時間Ｓｔが所定時間Ｓ３（例えば、１２０秒）より長ければ、基準時間Ｓ４を第２判定時間ｂ２に設定する一方、所定時間Ｓ３以上であれば、基準時間Ｓ４を第３判定時間ｂ３に設定するように構成されている。

端末制御回路１９による往き配管２１および戻り配管２２の接続判定動作を、図２の作動フローチャートに従って説明する。コントローラ３から運転開始の指示を受けると、まず、循環ファン１６を一定時間（例えば、５秒間）作動させて浴室内の空気を攪拌させ、そのときの室温センサ１８の検知温度Ｔａを初期室温として記憶する。そして、循環ファン１６を一旦停止させ、その上で熱動弁１５を開放させて温水循環動作を開始すると共に、熱源機２の熱源制御回路２９に対して出湯指示信号を送信する（ＳＴ１〜ＳＴ５）。

尚、図示しないが、この出湯指示信号を受信した熱源機２の熱源制御回路２９は、上述した出湯動作を実行し、浴室暖房乾燥機１の放熱熱交換器１４に対して所定の出湯温度（ここでは、８０℃）に調整された温水の供給を開始させる。

次に、端末制御回路１９では、入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが温水循環動作を開始した時点から所定温度Ｔ３（ここでは、６０℃）に達するまでの立ち上がり時間Ｓｔの計測を行う。そして、入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが所定温度Ｔ３に達すれば、最大回転数（ここでは、１６００ｒ／ｍｉｎ）にて循環ファン１６を作動させ、放熱熱交換器１４からの放熱量を増加させる（ＳＴ６〜ＳＴ８）。

ここで、ＳＴ２のステップで記憶された初期室温Ｔａが第２の基準室温Ｔ２（ここでは、２５℃）より低く、さらに第１の基準室温Ｔ１（ここでは、１５℃）よりも低い場合は、基準時間Ｓ４を第１判定時間ｂ１（ここでは、２秒）に設定すると共に、判定基準水温Ｔ４を第１判定温度ａ１（ここでは、５０℃）に設定する。一方、初期室温Ｔａが第２の基準室温Ｔ２未満で且つ第１の基準室温Ｔ１以上である場合は、基準時間Ｓ４を第１判定時間ｂ１に設定すると共に、判定基準水温Ｔ４を第１判定温度ａ１より高い第２判定温度ａ２（ここでは、５５℃）に設定する（ＳＴ９〜ＳＴ１２）。

また、初期室温Ｔａが第２の基準室温Ｔ２以上であり、且つ、ＳＴ６のステップで記憶された立ち上がり時間Ｓｔが所定時間Ｓ３（ここでは、１２０秒）より長ければ、基準時間Ｓ４を第１判定時間ｂ１より長い第２判定時間ｂ２（ここでは、５秒）に設定すると共に、判定基準水温Ｔ４を第２判定温度ａ２より高い第３判定温度ａ３（ここでは、６０℃）に設定する。一方、初期室温Ｔａが第２の基準室温Ｔ２以上であって、立ち上がり時間Ｓｔが所定時間Ｓ３以内である場合は、基準時間Ｓ４を第２判定時間ｂ２より長い第３判定時間ｂ３（ここでは、１０秒）に設定すると共に、判定基準水温Ｔ４を第３判定温度ａ３に設定する（ＳＴ９，ＳＴ１３〜ＳＴ１５）。

そして、このように設定された基準時間Ｓ４および判定基準水温Ｔ４に基づき、入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが基準時間Ｓ４以上継続して判定基準水温Ｔ４より低い状態であるか否かの判定を実行する。具体的には、予め設定された接続判定時間Ｓ５（ここでは、６０秒）が経過するまでの間に、基準時間Ｓ４以上継続して入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが判定基準水温Ｔ４より低い状態とならなかった場合は、往き配管２１および戻り配管２２が正常接続状態であるとして接続判定動作を終了する。一方、予め設定された接続判定時間Ｓ５が経過するまでの間に、基準時間Ｓ４以上継続して入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが判定基準水温Ｔ４より低い状態となった場合は、往き配管２１および戻り配管２２が誤接続状態であるとして、ケーシング１０に設けられた誤接続報知ランプ１９１を点灯させると共に、コントローラ３に対して接続エラー信号を出力し、コントローラ３の図示しない音声出力部や表示部から温水配管の接続エラーを報知させて接続判定動作を終了する（ＳＴ１６〜ＳＴ１９）。

初期室温Ｔａが高いと、その分、放熱熱交換器１４からの放熱量も少なくなるため、往き配管２１および戻り配管２２が正常に接続されている場合と誤接続されている場合とで、入水温Ｔｗの差が小さくなる。しかしながら、上記実施の形態によれば、初期室温Ｔａが低ければ、判定基準水温Ｔ４が低く設定される一方、初期室温Ｔａが高ければ、判定基準水温Ｔ４が高く設定されるから、室温に合わせて正確に温水配管の誤接続を判定することができる。よって、接続判定精度が向上する。

また、放熱熱交換器１４からの放熱量が少ないと、その分、入水温Ｔｗの変化度合も小さくなる。しかしながら、上記実施の形態によれば、初期室温Ｔａが低ければ、基準時間Ｓ４が短く設定される一方、初期室温Ｔａが高ければ、基準時間Ｓ４が長く設定されるから、室温に合わせてより正確に温水配管の誤接続を判定することができる。よって、接続判定精度が一層向上する。

また、放熱熱交換器１４へ供給される温水の流量が多い程、立ち上がり時間Ｓｔは短くなるが、その分、室温の影響も受け難くなり、放熱熱交換器１４からの放熱量も少なくなる。しかしながら、上記実施の形態によれば、温水循環動作を開始してから入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが所定温度Ｔ３に達するまでの立ち上がり時間Ｓｔが長ければ、基準時間Ｓ４が短く設定される一方、立ち上がり時間Ｓｔが短ければ、基準時間Ｓ４が長く設定されるから、浴室暖房乾燥機１へ供給される温水の流量に合わせてより正確に温水配管の誤接続を判定することができる。よって、接続判定精度がより一層向上する。

尚、上記実施の形態では、初期室温Ｔａが第１の基準室温Ｔ１より低ければ、判定基準水温Ｔ４を第１判定温度ａ１に設定する一方、初期室温Ｔａが第１の基準室温Ｔ１以上であれば、判定基準水温Ｔ４を第１判定温度ａ１より高い第２判定温度ａ２や第３判定温度ａ３に設定するものを説明したが、初期室温Ｔａと放熱熱交換器１４からの放熱量との関係式に基づき、初期室温Ｔａが高くなるに従って判定基準水温Ｔ４が高く算出設定される構成としてもよい。このようにすることで、誤接続の判定基準を精度良く設定できる。

また、上記実施の形態では、初期室温Ｔａが第２の基準室温Ｔ２より低ければ、基準時間Ｓ４を第１判定時間ｂ１に設定する一方、初期室温Ｔａが第２の基準室温Ｔ２以上であれば、基準時間Ｓ４を第１判定時間ｂ１より長い第２判定時間ｂ２や第３判定時間ｂ３に設定する構成のものを説明したが、初期室温Ｔａと放熱熱交換器１４からの放熱量との関係式に基づき、初期室温Ｔａが高くなるに従って基準時間Ｓ４が長く算出設定される構成としてもよい。このようにすることで、誤接続の判定基準をより精度良く設定できる。

さらに、上記実施の形態によれば、温水循環動作を開始してから入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが所定温度Ｔ３に達するまでの立ち上がり時間Ｓｔが所定時間Ｓ３より長ければ、基準時間Ｓ４を第２判定時間ｂ２に設定する一方、立ち上がり時間Ｓｔが所定時間Ｓ３以下であれば、基準時間Ｓ４を第２判定時間ｂ２より長い第３判定時間ｂ３に設定する構成のものを説明したが、入水温Ｔｗが所定温度に達するまでの立ち上がり時間Ｓｔと放熱熱交換器１４からの放熱量との関係式に基づき、温水循環動作を開始してから入水温センサ１７の検知温度Ｔｗが所定温度Ｔ３に達するまでの立ち上がり時間Ｓｔが短くなるに従って第２判定時間ｂ２が長く算出設定される構成としてもよい。このようにすることで、誤接続の判定基準をより一層精度良く設定できる。

本発明は、浴室暖房乾燥機に限らず、浴室乾燥機や室内暖房用のファンヒータ等、温水配管が誤接続されることで放熱効率の低下を招く恐れのある温水空調装置に適用できる。

１ 浴室暖房乾燥機（温水空調装置）
１１ 入水側接続部（入水側の温水配管接続部）
１２ 出水側接続部（出水側の本水配管接続部）
１４ 放熱熱交換器（熱交換器）
１４１ 入水管路
１７ 入水温センサ
１８ 室温センサ
２ 熱源機
２１ 往き配管（往き側の温水配管）
２２ 戻り配管（戻り側の温水配管）

Claims (1)

1. 熱源機から温水配管を通じて熱交換器へ供給される温水により室内の暖房や乾燥を行う温水空調装置であって、
   熱源機から熱交換器への温水供給動作を開始した際に、入水側の温水配管接続部から熱交換器へ延びる入水管路内の水温が所定の基準時間以上継続して判定基準水温より低い状態であれば、入水側の温水配管接続部に戻り側の温水配管が接続され、出水側の温水配管接続部に往き側の温水配管が接続された誤接続状態であると判定する接続判定手段を備え、
   接続判定手段は、熱源機による熱交換器への温水供給動作を開始する前の初期室温が低ければ前記判定基準水温を低く設定し、前記初期室温が高ければ前記判定基準水温を高く設定することを特徴とする、温水空調装置。

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