JPH08285293A - 温水循環式暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 バーナ１０で加熱された温水を循環させ暖房
を行なう暖房装置であって、膨張タンク３の水位が低水
位より下の場合に膨張タンク３へ給水すると共に、外気
温が所定温度以下の場合に温水を循環させる温水循環式
暖房装置において、制御装置５は暖房装置内に異常が生
じると膨張タンク３への給水と温水の循環とを禁止する
が、検知された異常の種類を判別し異常がバーナの燃焼
系統または温水の循環系統に関するものである場合を除
き、異常が解消されたると膨張タンク３への給水と温水
の循環とを再開するようにした。 【効果】 膨張タンクへの自動給水や温水の自動循環に
対する作動禁止状態が必要最小限になり温水の循環路の
凍結の危険性を軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーナで加熱された温
水を循環させ暖房を行なう温水循環式暖房装置であっ
て、温水の循環経路中に膨張タンクを有する温水循環式
暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の暖房装置では、膨張タンクは大
気に開放されており、常に膨張タンクから温水が蒸発し
温水量が減少する。温水がなくなると暖房運転が不能に
なるばかりかバーナで加熱される熱交換器等の部品が劣
化するため、膨張タンク内の水位を検知し、水位が所定
水位より低くなると膨張タンクに自動的に給水してい
る。また、冬場のように外気温が低い状態で温水の循環
を長時間停止させると循環経路内で温水が凍結するおそ
れがあるので、温水を自動的に循環させ凍結を防止して
いる。

【０００３】一方、このような暖房装置の作動を制御す
る制御装置は暖房装置内での異常の発生を常時監視し、
異常が生じた場合には上記膨張タンクへの給水や温水の
循環等の暖房装置の作動を禁止するように設定されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ノイズ等の外
乱のため異常が生じていないにもかかわらず異常が生じ
たものと判断される場合やコネクタの接続不良により一
時的に異常と判断される場合があり、上記従来の暖房装
置では一旦異常が生じたものと判断されるとノイズ等の
外乱による誤判断であっても膨張タンクへの自動給水や
温水の自動循環が禁止されるため、温水の循環路が凍結
する危険性が増加する。

【０００５】そこで、本発明は上記不具合に鑑み、膨張
タンクへの自動給水や温水の自動循環に対する禁止を必
要最小限にして温水の循環路の凍結の危険性を最小限に
しうる温水循環式暖房装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、バーナで加熱された温水を循環させ暖房を
行なう温水循環式暖房装置であって、温水の循環経路中
に介設された膨張タンクの水位が所定水位以下の場合に
膨張タンクへ給水すると共に、外気温に相当する温度が
所定温度以下の場合に温水を循環させる温水循環式暖房
装置において、暖房装置内に生じる各種異常を検知し上
記膨張タンクへの給水と温水の循環とを禁止する禁止手
段と、検知された異常の種類を判別し異常がバーナの燃
焼系統または温水の循環系統に関するものである場合を
除き、異常が解消された場合に上記禁止手段による禁止
を解除する禁止解除手段とを有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】異常検知がノイズ等による場合にはすぐに異常
を検知しなくなる。また、コネクタの接続不良等により
一時的に異常と判断された場合にはその後正常に復帰す
ることがある。そこで、異常を検知しなくなり異常が解
消したと判断すると禁止していた膨張タンクへの給水や
温水の循環を再開可能とし、温水の循環系統の凍結を防
止する。但し、異常の種類が燃焼系統または温水の循環
系統に関するものである場合には、万一実際に異常が生
じていた場合には暖房装置の重大な故障につながるおそ
れがあるので、例え異常が解消されてもそのまま禁止状
態を維持する。

【０００８】

【実施例】図１はガス給湯器１を用いて強弱切り換え自
在の温風暖房運転と風呂の追焚きとを行なうシステム
（温水暖房装置）の概要を示している。温風暖房運転の
場合にはガス給湯器１から高温の湯（以下、一次温水と
いう）を往路ｆ１を介してエアコンＡに供給し、室内空
気を高温の湯で加熱して温風として室内に送風する。該
エアコン内には送風用のファンと、該ファンの送風路に
位置して一次温水が流れる熱交換器（放熱器）とが備え
られ、かつ一次温水温を検知して一次温水温が多少変動
しても放熱器から送風空気に与えられる熱量が一定に保
たれるように一次温水の循環量を増減制御する比例制御
弁が設けられている。尚、送風空気に与えられる熱量は
大小２段階に設定でき、大に設定すると強暖房が行なわ
れ小に設定すると弱暖房が行なわれる。また、本実施例
では送風空気の流れ方向における上記放熱器の上流に冷
媒により冷却される図示しない熱交換器（冷却器）を備
え、夏場はクーラーとして使用でき、また放熱器と冷却
器との同時使用により室温を変えることなく除湿運転を
行なう除湿機としても使用することができる。尚、除湿
機として使用する際は放熱器は弱暖房と同じ条件で作動
させる。そして、放熱器を通過することによりファンか
らの送風空気に熱を奪われて温度の下がった復水は復路
ｂ１を介してガス給湯器１に還流される。該還流された
復水は再びガス給湯器１で加熱され一次温水として往路
ｆ１から送出され、一方、加熱される前の復水の一部は
後述するポンプ２の下流で二次温水として往路ｆ２に分
岐され、更にセパレータＳで往路ｆ３と往路ｆ４とに分
岐される。各往路ｆ３・ｆ４は共に各々温水マットＦａ
・Ｆｂに供給され床暖房を行なった後、上記復路ｂ１を
通って復水としてガス給湯器１に還流される。また、風
呂の追焚きを行なう場合にはエアコンＡ用の一次温水及
び温水マットＦａ・Ｆｂ用の二次温水の循環経路とは別
の経路を設け、浴槽Ｂ内の湯を復路ｂ２を介して吸い込
み、エアコンＡに送る一次温水の一部を用いて後述する
液−液式の熱交換器を介して浴槽から吸い込んだ湯を加
熱し往路ｆ５を通して浴槽内に該加熱された湯を返す。
尚、Ｄは室温検知手段である室温センサであり、温水マ
ットＦａ・Ｆｂが設けられている室内の温度を検知する
ものである。

【０００９】図２を参照して、ガス給湯器１内にはバー
ナ１０を熱源とする熱交換器１１が設けられており、ポ
ンプ２によって循環される温水がバーナ１０により熱交
換器１１を介して加熱され一次温水となって管路１２か
ら上記往路ｆ１に供給される。復路ｂ１を通って帰って
きた復水は一旦膨張タンク３に入った後、上記ポンプ２
に吸引される。ところで、該ポンプ２から吐出される復
水は管路１３を通って上記熱交換器１１に還流するが、
復水の一部は二次温水として管路１４に分流され往路ｆ
２を通ってセパレータＳに到達する。尚、一次温水の温
度は管路１２に設けられた温度センサ５Ｈで検知され、
二次温水の温度は管路１４に設けられた温度センサ５Ｌ
で検知される。上記セパレータＳ内には往路ｆ３・ｆ４
に対応して熱動式の開閉弁Ｖａ・Ｖｂが設けられてお
り、往路ｆ３・ｆ４の入口を個々に開閉し温水マットＦ
ａ・Ｆｂへの二次温水の供給を通断させることができ
る。ところで、開閉弁Ｖａ・Ｖｂは内部にワックスペレ
ットと該ワックスペレットを加熱するヒータとを備え、
ワックスペレット内に摺動自在のピストンにより封入し
たワックスをヒータで加熱して膨張させることによりピ
ストンを摺動させ、ピストンに一体のワックスペレット
のロッドで弁杆を押して開弁させるものである。また、
温水マットＦａ・Ｆｂからでてくる復水は復路ｂ１を通
って膨張タンク３に戻る。ところで、上記往路ｆ１と該
復路ｂ１との間はバイパスＢＰで連通されており、エア
コンＡ内の比例制御弁を閉弁してエアコンＡの作動を停
止し床暖房を単独で運転する場合には、一次温水はバイ
パスＢＰを通って直接膨張タンク３に流れ、その一部を
二次温水として温水マットＦａ・Ｆｂに流し床暖房の単
独運転ができるようにした。尚、膨張タンク３には高水
位を検知するための電極３１と低水位を検知するための
電極３２とが設けられており、膨張タンクの水量が少な
くなって水面が電極３２の下端から離れると電極３１の
先端に水面が接するまで水道水が給水管３３を通って給
水され、また、例え膨張タンク３内の水面が電極３１の
下端位置を超えオーバーフローしても排水管３４を通っ
て余剰の水または温水が排出される。

【００１０】ところで、上記管路１２の途中から一次温
水の一部を液−液式の熱交換器４に分岐するように配管
されており、該熱交換器４の一次温水の入口部分には耐
久性を考慮して熱動式の開閉弁Ｖｃが設けられいる。該
開閉弁Ｖｃは上記浴槽Ｂ内の湯を追焚きする場合だけ開
弁される。該熱交換器４にはポンプ４０により浴槽Ｂ内
の湯が循環されるが、足し湯や湯張りを行なう際には別
途図外の給湯器から管路４１を介して湯が供給され、熱
交換器４及び往路ｆ５や復路ｂ２を通って浴槽Ｂ内に供
給される。尚、４２は常閉の開閉弁であり、管路４１を
介して湯を浴槽Ｂ内に供給する際に開弁され、該開閉弁
４２を通過した湯は逆流防止装置４３及び流量計４４を
通って浴槽Ｂ内に供給される。また４５は水流スイッチ
であり、ポンプ４０の作動による復路ｂ２からの湯が実
際に熱交換器４に流入されていることを検知し、必ず浴
槽Ｂ内に湯がある状態でのみポンプ４０を作動させポン
プ４０の空運転による破損や騒音を防止するものであ
る。また、５はリモコン５１に対する操作で作動する制
御装置であり、上記電極３１・３２が接続され、該電極
３１・３２により検知される膨張タンク３内の水位に応
じて、給水管３３に介設した電磁式の開閉弁３３ａを開
閉し、かつバーナ１０へのガス供給や燃焼ファン１０ａ
の回転制御を行なうものである。

【００１１】ガス給湯器１は屋外に設置されており、該
ガス給湯器１内の燃焼ファン１０ａの吸込口近傍には外
気温を検知する外気温サーミスタＴが設けられている。
外気温が所定温度以下に下がると、温水が循環されてい
る状態、即ち暖房や追焚きがされている状態では問題は
ないが、温水が循環されていない状態では温水循環経路
が凍結するおそれが生じる。そこで、このように外気温
が所定温度以下に下がると制御装置５はバーナ１０に点
火すると共にポンプ２を作動させ、少量づつではあるが
温水を循環させ温水循環経路が凍結しないように凍結防
止運転をする。また、膨張タンク３内の水位を電極３２
により検出し、水位が低水位より下がれば給水運転をす
る。但し、ガス給湯器１内に異常が生じた場合には電源
をＯＦＦにし給水運転や凍結防止運転を禁止しなければ
ならない。ところが、制御装置５は実際には異常が生じ
ていないにもかかわらずノイズ等が原因で異常が発生し
たものと判断する場合がある。実際に異常が生じていれ
ば異常検知状態は維持されるがノイズ等が原因の場合に
は異常検知状態は続かない。そこで、異常が生じたもの
と判断すれば給水運転や凍結防止運転を禁止するが異常
の検知が解消されれば給水運転や凍結防止運転に対する
禁止を解除することとした。但し、異常の種類が温水循
環系統に関するものとバーナの燃焼系統に関するものと
の場合には安全性を重視して給水運転及び凍結防止運転
に対する禁止を解除しないこととした。

【００１２】ところで、制御装置５には図３に示すよう
に、２種類の異常検知部（禁止手段）５０１・５０２を
備え、各種センサのいずれかに異常が生じたものと判断
すると給水制御手段５０３及び凍結防止手段５０４の作
動を禁止するように構成されている。但し、異常検知部
５０２には禁止解除手段５０２ａが付加され、異常検知
部５０２が検知する異常が解消されると給水制御手段５
０３及び凍結防止手段５０４に対する作動禁止を解除す
る。ところで、給水制御手段５０３は電極３１・３２か
らの検知信号に基づいて開閉弁３３ａを開閉制御するも
のであり、凍結防止手段５０４は上記外気温サーミスタ
Ｔにより検知される外気温が所定温度以下に下がると各
制御部５０５・５０６・５０７・５０８を作動させ温水
循環を行なうものである。このような構成による制御装
置５の作動を図４乃至図６を参照して以下に説明する。

【００１３】図４を参照して、ガス給湯器１の電源が投
入されると（Ｓ１）最初に各種センサ類の異常をチェッ
クする。各種センサについて異常が生じればその後の作
動を停止させるが、異常がノイズ等によるもので一旦異
常を検知してもその後に異常が解消されると作動を復帰
する。具体的には、外気温サーミスタ（Ｓ２）・サーミ
スタ５Ｈ（Ｓ３）・サーミスタ５Ｌ（Ｓ４）・電極３１
・３２（Ｓ５）・熱電対１０ｂ（Ｓ６）の各センサにつ
いて異常が生じているか否かを検知し、全てのセンサに
異常がなければ後述する温水の循環系統についての異常
チェック（Ｓ１００）とバーナの燃焼系統についての異
常チェック（Ｓ２００）とを行ない、少なくとも１つの
センサに異常が生じた場合は、その異常が解消されるま
で待機する。ところで、上記各センサの内サーミスタと
熱電対とについては断線の有無及び通常ではあり得ない
温度を検知していないかについて異常チェックを行な
う。また、電極３１・３２については、膨張タンク３内
の水位が高水位以上の場合には両電極３１・３２共にＯ
Ｎになり、水位が高水位と低水位との間にある場合には
電極３２のみがＯＮになり、水位が低水位より下の場合
には両電極３１・３２共にＯＦＦになる。従って、電極
３１のみがＯＮになる状態はあり得ず、仮に電極３１の
みがＯＮであると検知すると電極が異常であると判断す
る。

【００１４】次に、図５を参照して、電極３２がＯＮで
あれば膨張タンク３内の水位は低水位以上であるので給
水の必要はなく、電極３２がＯＦＦになるまでそのまま
の状態を継続させ、電極３２がＯＦＦになれば開閉弁３
３ａを開弁させて膨張タンク３への給水を開始する（Ｓ
１０１・Ｓ１０２）。そして、給水開始から所定時間以
内、例えば２分以内に水位が高水位になり電極３１がＯ
Ｎになると（Ｓ１０３・Ｓ１１１）開閉弁３３ａを閉弁
させて給水を終了する（Ｓ１０４）。このように給水が
終了すると、制御装置５内に設けられたタイマーをスタ
ートさせ（Ｓ１０５）、電極３２がＯＮの状態、即ち膨
張タンク３内の水位が低水位以上であるかを監視し（Ｓ
１０６）、タイマーの設定時間（例えば６４時間）が経
過すれば再度タイマーを作動させる（Ｓ１０７）。ま
た、水位が低水位より下がり電極３２がＯＦＦになる
と、その時点でタイマーの設定時間が経過していれば
（Ｓ１０８）タイマーをリセットして（Ｓ１０９）給水
を開始する。電極３２がＯＦＦになった時点で設定時間
が経過していない場合には、１回目に限り再給水を行な
うが、タイマー経過前に再度電極３２がＯＦＦになる
と、温水の循環経路に少量の水もれが生じているものと
判断して（Ｓ１１０）電源をＯＦＦにする（Ｓ１１
３）。また、上記Ｓ１０２で給水を開始し２分経過して
も電極３１がＯＮにならない、即ち膨張タンク３内の水
位が高水位まで上昇しない場合には（Ｓ１１１でＹＥ
Ｓ）温水の循環経路に多量の水もれが生じているものと
判断し、開閉弁３３ａを閉弁し給水を停止した後（Ｓ１
１２）電源をＯＦＦにする（Ｓ１１３）。

【００１５】次に、図６を参照して、燃焼ファン１０ａ
を回転させ（Ｓ２０１）、該燃焼ファン１０ａの回転数
が正常であれば（Ｓ２０２でＹＥＳ）イグナイタ１０ｃ
をＯＮしバーナ１０との間に連続スパークを生じさせる
と共に（Ｓ２０３）、電磁弁ＭＶ１・ＭＶ２を開弁しバ
ーナ１０へのガス供給を開始する（Ｓ２０４）。する
と、バーナ１０に点火され、該点火を上記熱電対１０ｂ
により検知すると（Ｓ２０５でＹＥＳ）イグナイタ１０
ｃの連続スパークを停止させると共にリモコン５１等に
燃焼表示を行なう（Ｓ２０６）。このようにバーナ１０
に点火されるとその後は上記温度センサ５Ｈもしくは温
度センサ５Ｌの検知する温水温度に基づいてバーナ１０
の燃焼量を比例制御する（Ｓ２０７）。図示しない安全
装置が作動し（Ｓ２０８でＹＥＳ）バーナ１０が失火す
ると（Ｓ２０９）、失火の回数が例えば１４回以下であ
ればガス供給を一旦停止した後（Ｓ２１０・Ｓ２１１）
上記Ｓ２０３に戻り再点火を行なうが、失火が１４回を
超えると燃焼系統に何らかの異常が生じたものと判断し
て再点火を行なわず電源をＯＦＦにする（Ｓ２１０・Ｓ
２１４）。またイグナイタ１０ｃを作動させかつガス供
給を行ない４秒間経過しても点火されない場合には（Ｓ
２０５でＮＯ）イグナイタ１０ｃをＯＦＦにした後（Ｓ
２１５）３回まで再点火を行なうが（Ｓ２１２）、それ
でも点火しない場合には燃焼系統の異常として電源をＯ
ＦＦにする（Ｓ２１４）。尚、上記Ｓ２０１で燃焼ファ
ン１０ａを回転させた際に燃焼ファン１０ａの回転数が
異常であれば（Ｓ２０２）、直ちに燃焼ファン１０ａを
停止させ（Ｓ２１３）電源をオフにする（Ｓ２１４）。

【００１６】上述のごとく、温水循環系統または燃焼系
統に関する異常が生じた場合を除いて、異常が検知され
れば一旦は作動が禁止されるが、異常が解消すると自動
的に作動が再開される。温水循環系統または燃焼系統に
関する異常が生じた場合は、使用者が再び電源を投入す
るまでは運転を再開することがないので安全性は低下し
ない。

【００１７】尚、上記実施例では、外気温が所定温度以
下の場合にバーナ１０に点火すると共にポンプ２を作動
させて凍結防止運転を行なうようにしたが、ポンプ２の
みを作動させ水を循環させるようにしてもよい。また、
循環経路内の水温（外気温に相当する温度）を検知し、
水温が所定温度以下の場合に凍結防止運転を行なうよう
にしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、燃焼系統や温水の循環系統以外に関する異常であれ
ば異常が解消すると膨張タンクへの自動給水や温水の自
動循環に対する禁止を自動的に解除し、その後の作動を
行なうようにしたので、作動禁止状態が必要最小限にな
り温水の循環路の凍結の危険性を軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯器と周辺機器との接続状態を示す図

【図２】給湯器内の配管状態を示す図

【図３】制御装置の機能を説明するブロック図

【図４】各種センサ類の異常チェックをするフロー図

【図５】温水の循環系統に関する異常チェックをするフ
ロー図

【図６】燃焼系統に関する異常チェックをするフロー図

【符号の説明】

１ ガス給湯器 ２ ポンプ ３ 膨張タンク ４ （液−液式の）熱交換器 ５ 制御装置 １０ａ 燃焼ファン １０ｂ 熱電対 １０ｃ イグナイタ ５Ｈ （高温水側の）温度センサ ５Ｌ （低温水側の）温度センサ Ａ エアコン Ｂ 浴槽 Ｄ 室温センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナで加熱された温水を循環させ暖
   房を行なう温水循環式暖房装置であって、温水の循環経
   路中に介設された膨張タンクの水位が所定水位以下の場
   合に膨張タンクへ給水すると共に、外気温に相当する温
   度が所定温度以下の場合に温水を循環させる温水循環式
   暖房装置において、暖房装置内に生じる各種異常を検知
   し上記膨張タンクへの給水と温水の循環とを禁止する禁
   止手段と、検知された異常の種類を判別し異常がバーナ
   の燃焼系統または温水の循環系統に関するものである場
   合を除き、異常が解消された場合に上記禁止手段による
   禁止を解除する禁止解除手段とを有することを特徴とす
   る温水循環式暖房装置。