JP5758432B2 - ミスト機能付き浴室暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴室内を暖房する暖房運転と浴室内に湯を噴霧するミスト運転とを行うミスト機能付き浴室暖房装置に関する。

ミスト機能付き浴室暖房装置は、浴室内を暖房する機能（その暖房機能を利用した浴室の乾燥機能も含む）を得るために、浴室内の天井等に設置された暖房端末と、浴室外に設置されて暖房端末に高温の暖房用熱媒体を供給する熱源機とを備えている。熱源機と暖房端末とは、暖房用熱媒体が循環する熱媒循環路によって接続されている。

更に、浴室内に湯を噴霧するミスト機能を得るために、浴室内の天井等に設置されたミストノズルと、このミストノズルにミスト用水を供給するミスト水路とを備えている。

また、この種のミスト機能付き浴室暖房装置として、水道水が供給されるミスト水路に液液熱交換器を介設し、この液液熱交換器に熱媒循環路の一部から暖房用熱媒体を供給することにより、水道水を暖房用熱媒体により加熱してミスト用水を得るようにしたものが知られている。

液液熱交換器は、熱媒循環路の一部として暖房用熱媒体が流動する空間と、ミスト水路の一部としてミスト用水が流動する空間とを隔壁で仕切ることにより構成されている。この隔壁を介して暖房用熱媒体とミスト用水とを熱的に接触させることで熱交換を可能にしている。

しかし、液液熱交換器の隔壁に万一亀裂や穴あき等が生じると、熱媒循環路とミスト水路との間で内部液漏れするリークが生じるおそれがある。そこで、液液熱交換器でのリークの発生を検出するために、熱媒循環路の暖房用熱媒体の温度低下に基づいてリーク発生の有無を判定することが行われる（特許文献１参照）。

即ち、ミスト運転を行うとき、熱媒循環路に高温の暖房用熱媒体を循環させる一方、ミストノズルと液液熱交換器との間に設けられたミスト弁と、液液熱交換器よりも上流側に設けられた給水弁とを共に開いた状態としてミスト用水を流動させる。

そして、ミスト運転が終了するとミスト弁と給水弁とが閉じられるが、ここでミスト弁を閉じた状態で、一度閉じた給水弁を再び開く制御を行う。こうすることで、水道水が供給されているミスト水路の内部の圧力が上昇し、熱媒循環路の内部の圧力よりも大きくなる。

このとき、液液熱交換器にリークが発生していると、ミスト用水が熱媒循環路の内部に流入し、これに伴って、暖房用熱媒体の温度は自然放熱の場合に比べて短時間で著しく低下する。そこで、このときの暖房用熱媒体の温度低下を検出することでリークの有無を判定することができる。

特開２００７−２１２０９６号公報

しかし、上記従来のものでは、ミスト運転を行った後でなければ、液液熱交換器のリークの発生を検出することができない。この種の、ミスト機能付き浴室暖房装置は、例えば、ミスト運転を行わない暖房単独運転（その暖房機能を利用した浴室乾燥運転も含む）が行えるようになっている。そして、暖房単独運転の際には、ミスト水路のミスト弁と給水弁とが閉じられるため、ミスト水路の内部の圧力が上昇しない。従って、暖房単独運転を行ったとき（ミスト運転を行わなかったとき）には、暖房用熱媒体の温度低下に基づいて液液熱交換器のリークの発生を検出することは困難である。

上記の点に鑑み、本発明は、ミスト運転を行ったときに限らず、暖房単独運転を行ったときでも液液熱交換器のリークが検出でき、リークの検出動作の頻度を増加させて早期に且つ確実に液液熱交換器のリークを検出できるようにしたミスト機能付き浴室暖房装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、浴室内を暖房する暖房運転と浴室内に湯を噴霧するミスト運転とを行うミスト機能付き浴室暖房装置において、熱源機により加熱された暖房用熱媒体が循環する熱媒循環路と、該熱媒循環路内の暖房用熱媒体の温度を検出する熱媒温度センサと、ミスト用水が流れるミスト水路と、前記熱媒循環路の一部とミスト水路の一部とが隣接して暖房用熱媒体によりミスト用水を加熱する液液熱交換器と、該液液熱交換器における暖房用熱媒体の流動を閉弁により停止させる熱媒流量制御弁と、前記液液熱交換器より下流側のミスト水路を開閉するミスト弁と、前記液液熱交換器より上流側のミスト水路を開閉する給水弁と、ミスト運転を行う場合に、前記熱媒流量制御弁、前記ミスト弁及び前記給水弁を開き、ミスト運転が停止した状態である暖房単独運転を行う場合に、前記熱媒流量制御弁、前記ミスト弁及び前記給水弁を閉じるように制御する運転制御手段と、前記暖房単独運転が終了したときと前記ミスト運転が終了したときとの両方で前記液液熱交換器に生じた熱媒循環路側とミスト水路側との間のリークを検出するための制御を行うリーク検出制御手段とを備え、該リーク検出制御手段は、前記暖房単独運転が終了したとき、前記ミスト水路の給水弁を開き、所定時間が経過する間に熱媒温度センサにより検出される暖房用熱媒の温度低下に基づいて液液熱交換器におけるリークを検出することを特徴とする。

本発明によれば、暖房単独運転が終了したとき、前記リーク検出制御手段がミスト水路の給水弁を開き、暖房用熱媒の温度低下によるリークの検出を行う。これによれば、ミスト運転を行わなかった場合であっても、リークを検出することができるから、リークの検出動作の頻度を増加させることができ、早期にリークを検出することができる。

更に、暖房単独運転を行うときには、前記熱媒流量制御弁、前記ミスト弁及び前記給水弁が閉じた状態となる。従って、暖房単独運転が終了してリークの検出動作をする際には、熱媒流量制御弁及びミスト弁が閉じた状態を維持して給水弁のみを開けばよく、リークの検出動作を効率よく迅速に行うことができる。

また、本発明において、前記リーク検出制御手段は、ミスト運転が終了したとき、前記給水弁を閉じることなく開いた状態を維持させ、所定時間が経過する間に熱媒温度センサにより検出される暖房用熱媒の温度低下に基づいて液液熱交換器におけるリークを検出するように構成されていることを特徴とする。

ミスト運転を行うときには、前記熱媒流量制御弁、前記ミスト弁及び前記給水弁が開いた状態となる。そして、ミスト運転が終了すると、熱媒流量制御弁及びミスト弁が閉じるが、本発明においては、このとき、給水弁を閉じることなく開いた状態を維持させる。こうすることにより、従来のようにミスト運転の終了に伴って閉じた給水弁を再び開く、といった無駄をなくしてリークの検出動作を迅速に行うことができる。

本発明のミストサウナ機能付き浴室暖房装置の実施形態を示す説明図。 コントローラの要部構成を示すブロック図。 リーク検出制御を示すフローチャート。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のミスト機能付き浴室暖房装置１は、図１に示すように、暖房機構２、ミスト機構３、及び熱源機４を備えている。熱源機４は、バーナ５と、このバーナ５で加熱される暖房用熱交換器６とを備えている。

暖房機構２は、図示しないが、浴室内の空気を循環させる循環ファンや換気筒等を備えるケースに収容されて浴室の天井部に配置されている。暖房運転の際には、暖房機構２が備える暖房用放熱器７により加熱された空気（温風）が循環ファンの作用により浴室内に吹出される。なお、暖房運転の際に換気筒を介して浴室内の換気を行うことにより、浴室を乾燥する乾燥運転となる。

暖房用放熱器７には、熱源機４の暖房用熱交換器６に連なる主熱媒循環路８が設けられている。主熱媒循環路８には、暖房用熱媒の温度を検出する熱媒温度センサ９と、主熱媒循環路８を開閉する暖房用熱動弁１０と、暖房用熱媒の熱膨張等を吸収するシスターン１１と、主熱媒循環路８の暖房用熱媒体を循環させる循環ポンプ１２とが設けられている。

主熱媒循環路８においては、暖房用熱動弁１０を開弁させ、循環ポンプ１２を作動させることにより暖房用熱媒体（水、不凍液等）が循環する。暖房用熱媒体は熱源機４の暖房用熱交換器６により加熱されて暖房用放熱器７に供給され、暖房用放熱器７で放熱された後、熱源機４の暖房用熱交換器６へ戻り再び加熱される。

ミスト機構３は、浴室に温水を噴霧するミストノズル１３を備えている。ミストノズル１３にはミスト水路１４の下流端が接続されている。ミスト水路１４には、下流側から順に、ミスト弁１５、液液熱交換器１６、給水弁１７、逆止弁１８、及びフィルタ１９が設けられている。ミスト水路１４の上流端にはフィルタ１９を介して給水管２０が接続されており、この給水管２０からミスト水路１４に水道水が供給される。

液液熱交換器１６には、主熱媒循環路８から分岐した副熱媒循環路２１が接続されており、この副熱媒循環路２１には、熱媒流量制御弁２２が設けられている。なお、主熱媒循環路８と副熱媒循環路２１とは、本発明における熱媒循環路に相当するものである。

液液熱交換器１６は、隔壁２３により仕切られた２つの流路空間２４，２５を備えている。一方の流路空間２４は副熱媒循環路２１に接続されることにより副熱媒循環路２１の一部として暖房用熱媒体が流動する。他方の流路空間２５はミスト水路１４が接続されることによりミスト水路１４の一部としてミスト用水が流動する。

ミスト運転の際には、暖房運転のときと同様に熱源機４の暖房用熱交換器６により加熱された暖房用熱媒体を主熱媒循環路８に沿って循環させた状態で熱媒流量制御弁２２を開弁させることにより、主熱媒循環路８から副熱媒循環路２１に高温の暖房用熱媒体が分配される。

そして高温の暖房用熱媒体は、液液熱交換器１６に供給される。液液熱交換器１６の内部では、隔壁２３を介して暖房用熱媒体とミスト用水とが熱的に接触し、高温の暖房用熱媒体の熱がミスト用水に伝達されてミスト用水が加熱される。そして、加熱されたミスト用水は、水道水の水圧によりミスト水路１４からミストノズル１３に供給され、浴室内に噴霧される。

ミスト機能付き浴室暖房装置１は、暖房運転を行いつつミスト運転が行われ、また、ミスト運転を行わずに暖房のみを行う暖房単独運転（乾燥運転も含む）が行われる。そしてこれらの運転はコントローラ２６（運転制御手段）によって制御される。

コントローラ２６は、図外の浴室リモコンと熱源機４のコントローラ（図示省略）とに通信可能に接続されている。浴室リモコンの暖房スイッチ（又は乾燥スイッチ）がオンされることにより、コントローラ２６に対して暖房単独運転（又は乾燥運転）が指示され、浴室リモコンのミストスイッチがオンされることにより、コントローラ２６に対してミスト運転が指示される。

浴室リモコンの暖房スイッチにより暖房単独運転の指示を受けたコントローラ２６は、バーナ５を燃焼させ且つ循環ポンプ１２を作動させる指令を熱源機４に送ると共に暖房用熱動弁１０を開弁させる。このとき、熱媒流量制御弁２２、ミスト弁１５、及び給水弁１７を閉弁状態とする。これにより、高温の暖房用熱媒体が主熱媒循環路８を介して暖房用放熱器７に供給されて、浴室の暖房が行われる。

その後、浴室リモコンの暖房スイッチがオフとされて暖房単独運転の停止がコントローラ２６に指示されると、コントローラ２６は、バーナ５の燃焼と循環ポンプ１２とを停止させる指令を熱源機４に送り、後述のリーク検出制御を行って暖房単独運転を終了させる。

浴室リモコンのミストスイッチによりミスト運転の指示を受けたコントローラ２６は、バーナ５を燃焼させ且つ循環ポンプ１２を作動させる指令を熱源機４に送ると共に暖房用熱動弁１０を開弁させる。ここまでは、暖房単独運転のときと同様である。ミスト運転の場合は更に、熱媒流量制御弁２２、給水弁１７、及びミスト弁１５を開弁させる。これにより、高温の暖房用熱媒体が主熱媒循環路８から副熱媒循環路２１に流れ、液液熱交換器１６に供給される。一方、給水弁１７及びミスト弁１５が開弁されたことにより、ミスト用水（水道水）が液液熱交換器１６を通過して加熱され、加熱されたミスト用水がミスト水路１４を介してミストノズル１３から浴室に噴霧される。なお、ミスト水路１４におけるミスト用水の流動は、給水管２０から供給される水道水の高い圧力による。

その後、浴室リモコンのミストスイッチがオフとされてミスト運転の停止がコントローラ２６に指示されると、コントローラ２６は、バーナ５の燃焼と循環ポンプ１２とを停止させる指令を熱源機４に送り、後述のリーク検出制御を行ってミスト運転を終了させる。

また、コントローラ２６は、図２に示すように、暖房単独運転の終了時と、ミスト運転の終了時との夫々において液液熱交換器１６のリーク検出制御を実行するリーク検出制御部２７（リーク検出制御手段）を機能として備えている。

リーク検出制御部２７は、給水弁１７、ミスト弁１５、暖房用熱動弁１０、及び熱媒流量制御弁２２を制御する弁制御部２８と、熱媒温度センサ９の温度検出を採取する温度採取部２９と、所定の時間（本実施形態では５分）を計時するタイマ部３０と、暖房用熱媒の温度低下を測定する測定部３１と、測定部３１により測定された温度低下を示す値と予め設定された所定の値とを比較して液液熱交換器１６におけるリークの有無を判定するリーク判定部３２と、該リーク判定部３２により、「リーク有り」と判定されたとき、報知手段３３を駆動して「リーク有り」を示す報知を行う報知制御部３４とによって構成される。

図１を参照して、液液熱交換器１６のリークは、隔壁２３に亀裂や穴あき等が生じて２つの流路空間２４，２５が連通したことによるものである。このとき、副熱媒循環路２１における暖房用熱媒体の圧力よりもミスト水路１４におけるミスト用水の圧力が高い場合には、一方の流路空間２４の暖房用熱媒体の中に他方の流路空間２５のミスト用水が漏れ出し混入して暖房用熱媒体の温度が自然放熱よりも速い速度で低下する。

ミスト水路１４におけるミスト弁１５を閉弁させ、給水弁１７を開弁させることにより、ミスト水路１４のミスト用水は水道圧の作用で副熱媒循環路２１における暖房用熱媒体よりも高い圧力状態となる。そして、副熱媒循環路２１の熱媒流量制御弁２２を完全に閉弁させておくことにより、図１において仮想線の矢印で示したように、ミスト用水が混入して温度が低下した暖房用熱媒体が、副熱媒循環路２１から主熱媒循環路８に入り込み、熱媒温度センサ９の部分を通過する。リーク検出制御部２７はこのような状況を制御により作り出し、熱媒温度センサ９の検出温度を用いてリークの有無を判定するものである。

このようなリーク検出制御部２７の作動について図３を参照して具体的に説明する。図３において、ミスト運転又は暖房単独運転が行われるとリーク検出制御部２７が作動を開始する。そしてリーク検出制御部２７は、先ず、ＳＴＥＰ１でミスト運転中であることが確認された場合にＳＴＥＰ２へ進んでミスト運転の終了が前記ミストスイッチのオフ操作により指示されるまで待機する。

ミスト運転中は、給水弁１７、ミスト弁１５、熱媒流量制御弁２２及び暖房用熱動弁１０が開弁された状態となっている。

ＳＴＥＰ２でミスト運転の終了指示が確認されると、ＳＴＥＰ３へ進んでミスト弁１５を閉弁させ、更にＳＴＥＰ４へ進んで熱媒流量制御弁２２を完全に閉弁させる。このとき、弁制御部２８が給水弁１７を制御して開弁状態を維持する。こうすることにより、ミスト運転終了時に給水弁１７を一旦閉弁し再度開弁するといった無駄な動作を無くすことができる。

次いで、ＳＴＥＰ５へ進み、温度採取部２９が作動してこの時点での熱媒温度センサ９の検出温度を採取する。この時の温度は第１次検出温度Ｔｓとして図示しないメモリに記録される。第１次検出温度Ｔｓは直前までバーナ５により加熱されていた暖房用熱媒体の温度であるため、比較的高温（例えば８０℃）である。

ＳＴＥＰ６へ進むと、タイマ部３０の作動により所定時間（本実施形態では５分）のタイムアップを待つ。そして、タイマ部３０がタイムアップするとＳＴＥＰ７へ進み、温度採取部２９が作動してこの時点での熱媒温度センサ９の検出温度を採取する。この時の温度は第２次検出温度Ｔｈとしてメモリに記録される。

更に、ＳＴＥＰ８へ進み、測定部３１により暖房用熱媒体の温度低下が測定されるが、具体的には、測定部３１は、温度低下を示す値として、第１次検出温度Ｔｓと第２次検出温度Ｔｈとの温度差Ｔｏを算出する。そして、リーク判定部３２によりリークの有無が判定される。即ち、リーク判定部３２は、ＳＴＥＰ９において、ＳＴＥＰ８で得られた温度差Ｔｏとリークの判定用に予め設定された所定の値Ｔｆ（閾値としての温度差の値）とを比較する。そして、温度差Ｔｏが所定の値Ｔｆ以下である場合、ＳＴＥＰ１０へ進んで「リーク無し」と判定する。その後、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２で弁制御部２８が暖房用熱動弁１０及び給水弁１７を閉弁させ、リーク検出制御部２７の作動が終了する。

一方、ＳＴＥＰ９において、温度差Ｔｏが所定の値Ｔｆより大きい場合には、ＳＴＥＰ１３へ進んで「リーク有り」と判定する。所定の値Ｔｆは、液液熱交換器１６のリークによる暖房用熱媒体の温度低下を試験により予め測定し、そのときの平均的な低下温度に相当する値が設定される。一例として具体的な温度を挙げて説明すると、所定の値Ｔｆを３０℃に設定した場合、第１次検出温度Ｔｓが８０℃であり、第２次検出温度Ｔｈが４５℃であると、５分間という短い時間で暖房用熱媒体の温度が極度に低下しているため、自然放熱による温度低下ではなく、暖房用熱媒体に低温のミスト用水が混入したと考えられるため、「リーク有り」と判定されることとなる。

このようにしてＳＴＥＰ１３で「リーク有り」と判定されると、ＳＴＥＰ１４及びＳＴＥＰ１５で弁制御部２８が暖房用熱動弁１０及び給水弁１７を閉弁させた後、ＳＴＥＰ１６で報知制御部３４が報知手段３３を駆動して「リーク有り」を示す報知を行う。この報知は使用者が報知を解除するまで続き、修理等の手配が促される。

ここで、ＳＴＥＰ１でミスト運転中であることが確認されなかった場合には、ＳＴＥＰ１７へ進む。ＳＴＥＰ１７で暖房単独運転中であることが確認されると、ＳＴＥＰ１８へ進んで暖房単独運転の終了が前記暖房スイッチのオフ操作により指示されるまで待機する。

暖房単独運転中は、給水弁１７、ミスト弁１５、熱媒流量制御弁２２が閉弁された状態となっており、暖房用熱動弁１０が開弁状態となっている。

ＳＴＥＰ１８で暖房単独運転の終了指示が確認されると、ＳＴＥＰ１９へ進んで弁制御部２８が給水弁１７を開弁させる。これにより、ミスト運転が行われていなくても、ミスト水路１４の内部のミスト用水の圧力を高めることができる。その後、リーク検出制御部２７は上述したＳＴＥＰ５以降の処理によりリークの有無を判定する。

なお、ＳＴＥＰ１７及びＳＴＥＰ１９においては、乾燥運転でも同様である。乾燥運転時には浴室内の換気が行われること以外は暖房単独運転と同様の制御が行われる。

また、本実施形態においては、ＳＴＥＰ５〜９の処理において、温度差Ｔｏと所定の値Ｔｆの比較によるリークの判定を行っている。これは、第１次検出温度Ｔｓとして採取される暖房用熱媒体の温度の変動を考慮したものである。一方、本発明はこれに限らず、例えば、第１次検出温度Ｔｓが一定である場合には、温度差Ｔｏを求めることなく第２次検出温度Ｔｈのみを用い、予め設定した所定の温度と第２次検出温度Ｔｈとを比較してリークの判定を行ってもよい。

以上のように、リーク検出制御部２７は、ミスト運転終了時だけでなく、暖房単独運転終了時（乾燥運転終了時）にも液液熱交換器１６のリーク検出制御を行う。これにより、リークの検出動作の頻度を増加させることができ、液液熱交換器１６のリーク発生を早期に検出することができる。

１…ミスト機能付き浴室暖房装置、４…熱源機、８…主熱媒循環路（熱媒循環路）、９…熱媒温度センサ、１４…ミスト水路、１５…ミスト弁、１６…液液熱交換器、１７…給水弁、２１…副熱媒循環路（熱媒循環路）、２２…熱媒流量制御弁、２６…コントローラ（運転制御手段）、２７…リーク検出制御部（リーク検出制御手段）。

Claims (2)

1. 浴室内を暖房する暖房運転と浴室内に湯を噴霧するミスト運転とを行うミスト機能付き浴室暖房装置において、
   熱源機により加熱された暖房用熱媒体が循環する熱媒循環路と、
   該熱媒循環路内の暖房用熱媒体の温度を検出する熱媒温度センサと、
   ミスト用水が流れるミスト水路と、
   前記熱媒循環路の一部とミスト水路の一部とが隣接して暖房用熱媒体によりミスト用水を加熱する液液熱交換器と、
   該液液熱交換器における暖房用熱媒体の流動を閉弁により停止させる熱媒流量制御弁と、
   前記液液熱交換器より下流側のミスト水路を開閉するミスト弁と、
   前記液液熱交換器より上流側のミスト水路を開閉する給水弁と、
   ミスト運転を行う場合に、前記熱媒流量制御弁、前記ミスト弁及び前記給水弁を開き、ミスト運転が停止した状態である暖房単独運転を行う場合に、前記熱媒流量制御弁、前記ミスト弁及び前記給水弁を閉じるように制御する運転制御手段と、
   前記暖房単独運転が終了したときと前記ミスト運転が終了したときとの両方で前記液液熱交換器に生じた熱媒循環路側とミスト水路側との間のリークを検出するための制御を行うリーク検出制御手段とを備え、
   該リーク検出制御手段は、前記暖房単独運転が終了したとき、前記ミスト水路の給水弁を開き、所定時間が経過する間に熱媒温度センサにより検出される暖房用熱媒の温度低下に基づいて液液熱交換器におけるリークを検出することを特徴とするミスト機能付き浴室暖房装置。
2. 請求項１記載のミスト機能付き浴室暖房装置において、
   前記リーク検出制御手段は、ミスト運転が終了したとき、前記給水弁を閉じることなく開いた状態を維持させ、所定時間が経過する間に熱媒温度センサにより検出される暖房用熱媒の温度低下に基づいて液液熱交換器におけるリークを検出することを特徴とするミスト機能付き浴室暖房装置。

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