JPH0242971Y2

JPH0242971Y2 -

Info

Publication number: JPH0242971Y2
Application number: JP13908484U
Authority: JP
Priority date: 1984-09-13
Filing date: 1984-09-13
Publication date: 1990-11-15
Also published as: JPS6154112U

Description

【考案の詳細な説明】

（技術分野）本考案はストーブ排熱等を利用した温水床暖房
の安全回路に関する。（背景技術）第２図はストーブ排熱を利用した温水床暖房の
全体構成を示したものであり、１はストーブ、２
はストーブ１の排気経路に挿入された熱交換器、
４は温度制御回路を搭載したポンプ、６は内部に
温水が循環するようにしたパネル、３，５は温水
を導くためのチユーブ（往復路を有している。）、
７は電源プラグである。第３図は上記の温水床暖房における従来の温度
制御回路の構成を示したものである。この回路は
負特性サーミスタNTC₁，NTC₂により検出した
床面温度および水温に応じ、熱交換器の交換能力
を可変させるダンパの開閉を制御するリレーRy₁
と、ポンプの作動・停止を制御するリレーRy₂と
を駆動するためのものであり、CP₁，CP₂はコン
パレータ、Q₁，Q₂はリレー駆動用のトランジス
タである。しかして、床面すなわちパネルの温度が低下す
るとコンパレータCP₁の出力がハイレベルとな
り、トランジスタQ₁がオンしてリレーRy₁が駆動
され、ダンパが閉となつて熱交換器の交換能力が
高まり水温を高めるように働く。また、水温が一
定以上であればコンパレータCP₂の出力がハイレ
ベルとなり、トランジスタQ₂がオンしてリレー
Ry₂が駆動され、ポンプが作動して温水の循環が
行われる。ところで、上記の従来の温度制御回路にあつて
は、何らかの原因でポンプが作動しなくなつて温
水の循環が行われなくなると、熱交換器内の水は
循環しないので過熱状態となり、空だきとなつて
危険な状態となる欠点がある。特に、最悪モード
はポンプが作動しない時にダンパが閉となつてい
る時であり、ポンプの停止によりパネルに温水が
循環しなくなるとパネルの温度は低下するため、
温度制御回路はダンパに対して温度を高めるよう
に信号を与え、よつてポンプが故障すると最悪モ
ードに移行してしまうことになる。（考案の目的）本考案は上記の点に鑑み提案されたものであ
り、その目的とするところは、簡単な改良により
安全性に対する冗長性を大幅に高めることのでき
る温水床暖房の安全回路を提供することにある。（考案の開示）以下、実施例を示す図面に沿つて本考案を詳述
する。第１図は本考案の一実施例を示す温度制御回路
の構成図である。図において構成を説明すると、
商用電源AC100Vは抵抗R₁、ダイオードD₁、コ
ンデンサC₁の直列回路に接続され、コンデンサ
C₁の両端からリレー駆動用の直流電圧
（DC100V）が得られる。また、コンデンサC₁の
両端の電圧は抵抗R₂により降圧された後にコン
デンサC₂で再平滑され、ツエナーダイオードZD₁
により定電圧化が図られ、コンパレータ等の電子
回路部用の電源（DC10V）が得られるようにな
つている。次いで、コンデンサC₂の両端（低圧直流電源
ライン）には負特性サーミスタNTC₁と抵抗R₆の
直列回路と、抵抗R₁₀と負特性サーミスタNTC₂
の直列回路とが接続され、負特性サーミスタ
NTC₁と抵抗R₆との接続点はコンパレータCP₁の
反転入力端子に接続され、抵抗R₁₀と負特性サー
ミスタNTC₂との接続点はコンパレータCP₂の反
転入力端子に接続されている。また、コンパレー
タCP₁の非反転入力端子は抵抗R₃，R₄，R₅、可
変抵抗VRよりなる温度設定回路に接続され、設
定温度に応じた電圧が印加されるようになつてい
る。また、コンパレータCP₂の非反転入力端子は
抵抗R₈，R₉の分圧回路に接続され、ポンプを作
動させる臨界温度に応じた電圧が印加されるよう
になつている。なお、コンパレータCP₁，CP₂の
両入力端子間にはノイズをバイパスするためにコ
ンデンサC₃，C₄が接続されている。一方、コンデンサC₁の両端（高圧直流電源ラ
イン）にはダンパの開閉を制御するリレーRy₁、
トランジスタQ₁、ダイオードD₄、トランジスタ
Q₂の直列回路が接続され、ポンプの作動を制御
するリレーRy₂は電源ラインの正極側とトランジ
スタQ₂のコレクタとの間に接続されている。な
お、ダイオードD₄はトランジスタQ₂がオフの際
にリレー用の高圧直流電圧からリレーRy₂→トラ
ンジスタQ₁のエミツタ→トランジスタQ₁のベー
ス→抵抗R₁₁→コンパレータCP₁へと電流が流れ
てリレーRy₂がオンしつぱなしになるのを防止す
ると共に、回路部が焼損しないようにするための
ものである。また、トランジスタQ₁，Q₂のベー
スは抵抗R₁₁，R₁₂を介してコンパレータCP₁，
CP₂の出力端子に夫々接続されており、更にベー
ス・エミツタ間には抵抗R₁₄，R₁₃が夫々接続さ
れている。なお、ダイオードD₂，D₃はリレーコ
イルの電流遮断時に生じる逆起電力を吸収するた
めのものである。しかして、通常の動作にあつては、床面すなわ
ちパネルの温度が低下するとコンパレータCP₁の
出力がハイレベルとなり、トランジスタQ₁がオ
ンしてリレーRy₁が駆動され、ダンパが閉となつ
て熱交換器の交換能力が高まり水温を高めるよう
に働く。また、逆にパネルの温度が高くなり過ぎ
ればダンパは開となり、よつて、パネルの温度は
一定に保たれることになる。一方、水温が一定以
上であればコンパレータCP₂の出力がハイレベル
となり、トランジスタQ₂がオンしてリレーRy₂が
駆動され、ポンプが作動して温水の循環が行われ
る。次に本考案の要点である故障時における動作で
あるが、負特性サーミスタや温度設定用の抵抗の
断線による場合等、リレー駆動用のトランジスタ
Q₁，Q₂以前の回路部の故障に対して本考案は効
果的に熱交換器の空だきを防止することができ
る。すなわち、下表はトランジスタQ₁，Q₂の状
態とダンパおよびポンプの動作状態を示したもの
であるが、本考案にあつてはトランジスタQ₁，
Q₂が直列接続され、ポンプの制御を行うリレー
Ry₂はトランジスタQ₂のオンにより独立して駆動
をすることができるが、ダンパの開閉を制御する
リレーRy₁はトランジスタQ₁のオンのみでなく、
ポンプを制御するトランジスタQ₂がオンしてい
ることが条件となるため、ポンプが停止していて
ダンパが閉となる最悪モードを避けることができ
る。

【表】次に、安全性の面について確率計算を用いて説
明することにする。すなわち、ダンパが閉となる
故障率Ａはｆ（t_i）を各原因に対する確率とする
と、次のように分けられる。ｆ（t₁）：ダンパ自身の故障ｆ（t₂）：熱動弁の故障ｆ（t₃）：リレーRy₁の接点の溶着ｆ（t₄）：トランジスタQ₁の導通故障ｆ（t₅）：コンパレータCP₁の出力がハイレベルと
なつてしまう故障ｆ（t₆）：抵抗R₃〜R₈のシヨートもしくはオープ
ンｆ（t₇）：負特性サーミスタNTC₁の断線一方、ポンプが作動しなくなる故障率Ｂは同様
にｇ（t_i）を各原因に対する確率とすると次のよ
うになる。ｇ（t₁）：ポンプ自身の故障ｇ（t₂）：リレーRy₂の接点のオープンｇ（t₃）：リレーRy₂のコイル断線ｇ（t₄）：トランジスタQ₂のオープン故障ｇ（t₅）：抵抗R₁₂，R₁₃のシヨートもしくはオープ
ンｇ（t₆）：コンパレータCP₂の出力がローレベルと
なつてしまう故障ｇ（t₇）：抵抗R₈〜R₁₀のシヨートもしくはオープ
ンｇ（t₈）：負特性サーミスタNTC₂の断線ここで、上記の各場合において危険モード（空
だき状態）となるか安全モードとなるかを従来の
場合と比較して下表に示す。なお、×は危険モー
ドを、○は安全モードを夫々示している。

【表】

【表】しかして、ポンプ自身の故障やリレーの故障
等、機械的な部分の故障に対しては本考案にあつ
ても対処できないが、最も頻繁に起こりやすい回
路部分の故障に対して危険モードとなるのを防止
することができるので極めて有用である。次に、危険モードとなる確率を数式で表わして
みると、従来の場合、ポンプが故障するとダンパ
が正常であつても危険モードとなるので、その確
率はポンプが故障する確率の和事象で表わされ、空だき確率＝Σ⁸ _i=1ｇ（t_i）となる。一方、本考案にあつては、回路部分の故
障に対しては危険モードとなるのを防止できるの
で、上記の表の×印の各事象における確率の総和
で表わされ、空だき確率＝Σ^i=3,j=8 _i=1,j=1ｆ（t_i）・ｇ（t_j）＋Σ
^i=7,j=3 _i=4,j=1ｆ（t_i）・ｇ（t_j）となる。しかして、一般的にｆ（t_i），ｇ（t_j）は小
さい数値であるため、その積はさらに小さくな
り、よつて本考案にあつては安全面における冗長
性が高い。（考案の効果）以上のように本考案にあつては、ストーブ排熱
等を利用し、熱交換器により加熱された流体をポ
ンプでパネルに循環してなる温水床暖房装置にお
いて、前記ポンプの作動・停止を制御する第１の
リレーと、前記熱交換器の交換能力を可変させる
ダンパの開閉を制御する第２のリレーとを夫々駆
動する第１および第２のトランジスタを直列接続
し、前記ポンプが作動しない時に前記ダンパを閉
とならないようにしたので、熱交換器が空だき状
態となる確率を大幅に軽減でき、安全面における
冗長性を高めることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す温度制御回路
の構成図、第２図はストーブ排熱利用の床暖房装
置の構成図、第３図は従来の温度制御回路の構成
図である。 Ry₁，Ry₂……リレー、Q₁，Q₂……トランジス
タ、CP₁，CP₂……コンパレータ、NTC₁，NTC₂
……負特性サーミスタ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ストーブの排熱等を利用し、熱交換器により加
熱された流体をポンプでパネルに循環してなる温
水床暖房装置において、第１のトランジスタのエ
ミツタと第２のトンランジスタのコレクタとを接
続し、前記第１のトランジスタのコレクタと電源
とのあいだに、前記熱交換器の交換能力を変化さ
せるダンパの開閉を制御する第１のリレーを挿入
し、第２のトランジスタのコレクタと電源とのあ
いだに、温水を循環させるためのポンプを作動さ
せる第２のリレーを挿入し、前記第１のトランジ
スタをパネルの温度が低下すると、これをオンせ
しめ、かつ前記第２のトランジスタを、循環させ
る水の温度が所定の温度以上であれば、これをオ
ンさせる回路構成とする温水床暖房の安全回路。