(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環ポンプにより温水が循環する回路であって、前記循環ポンプの吐出側から順に、温水の温度を検出する温度検出手段と、電気ヒータの熱により弁体を駆動して温水を断続する熱動弁と、温水を熱源として室内を暖房する床暖房パネルとを備え、該床暖房パネルからの温水が前記循環ポンプの流入側に流入する床暖房回路と、
前記床暖房回路の前記循環ポンプの吐出側で前記循環ポンプと前記温度検出手段との間から分岐され、加熱手段により温水を加熱する熱交換器を備え、該熱交換器からの温水が前記床暖房回路の前記床暖房パネルからの温水に合流するように前記循環ポンプの流入側に接続される加熱回路と、
前記熱動弁と前記加熱手段と前記循環ポンプの作動を制御する運転制御手段とを備え、
前記運転制御手段は、前記熱動弁に遮断信号を送信した後に前記加熱手段の燃焼と前記循環ポンプの作動とを所定時間継続させ、前記所定時間内の前記温度検出手段の検出値の上昇が所定値以下であるときは前記熱動弁が開の状態で故障していると判断することを特徴とする温水床暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、加熱手段により加熱された温水を室内の床面に設置された床暖房パネルに循環させて室内の暖房を行う温水床暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
温水を床暖房パネルに供給して暖房を行う温水床暖房装置では、一般にバーナ等の加熱手段と、この加熱手段により加熱され、通過する温水の温度を昇温させる熱交換器とを有する室外機を備えており、該室外機から床暖房回路を介して供給される温水を室内の床面に設置された床暖房パネルに循環させて室内の暖房を行っている。また、このような温水床暖房装置における床温度の調節は、床暖房回路に設けられた熱動弁により室外機から供給される温水の流通の制御を行い、あるいは、加熱手段の燃焼量を調節して床暖房パネルに供給される温水の温度の制御を行うことにより行われる。
【０００３】
ここで、熱動弁により室外機から供給される温水の流通の制御を行うものについては、熱動弁が故障した場合は、適切な流通制御ができないという不都合がある。例えば、熱動弁が開の状態で動作不能となった場合、本来であれば温水の流れを止める必要がある場合であっても、床暖房パネルに温水が供給されるため、過剰に暖房されて使用者に不快感を与えることになる。
【０００４】
しかしながら、このような不都合を解消するために、熱動弁の故障を検知する故障検知用のセンサを設けて、熱動弁が流通停止の状態にされた後の流量をチェックすることも考えられるが、構成が複雑となりコストの上昇を招くことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、温水床暖房装置の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、熱動弁が故障したときであっても、その故障を速やかに検出することができる温水床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】
前記目的を達成するために、本発明の温水床暖房装置は、循環ポンプにより温水が循環する回路であって、前記循環ポンプの吐出側から順に、温水の温度を検出する温度検出手段と、電気ヒータの熱により弁体を駆動して温水を断続する熱動弁と、温水を熱源として室内を暖房する床暖房パネルとを備え、該床暖房パネルからの温水が前記循環ポンプの流入側に流入する床暖房回路と、前記床暖房回路の前記循環ポンプの吐出側で前記循環ポンプと前記温度検出手段との間から分岐され、加熱手段により温水を加熱する熱交換器を備え、該熱交換器からの温水が前記床暖房回路の前記床暖房パネルからの温水に合流するように前記循環ポンプの流入側に接続される加熱回路と、前記熱動弁と前記加熱手段と前記循環ポンプの作動を制御する運転制御手段とを備え、前記運転制御手段は、前記熱動弁に遮断信号を送信した後に前記加熱手段の燃焼と前記循環ポンプの作動とを所定時間継続させ、前記所定時間内の前記温度検出手段の検出値の上昇が所定値以下であるときは前記熱動弁が開の状態で故障していると判断することを特徴とする。
【０００７】
本発明の温水床暖房装置においては、前記床暖房回路に流れる温水を断続する手段として熱動弁を用いている。この熱動弁は電気ヒータの熱により弁を開閉するものであり、開閉に時間がかかるが、温水の循環を停止させる際に大きな作動力により確実に床暖房回路を遮断することができる。このように熱動弁を用いたときは、熱動弁に対して遮断信号が発信されてから実際に熱動弁が閉じるまでには時間がかかるため、熱動弁が閉じるまで加熱手段の燃焼を所定時間継続させ、床暖房パネルに供給される温水の温度を所定温度に保つことにより、床暖房パネルに低温の温水が供給されることを防止している。
【０００８】
ここで、前記熱動弁が正常であるときは、前記運転制御手段から前記熱動弁に遮断信号が送信されると、前記熱動弁は徐々に閉の状態となるため、前記床暖房回路に供給される温水の流量が徐々に減少する。すると、前記床暖房回路に流れていた温水が徐々に前記加熱回路に流れるようになるので、前記熱動弁が開の状態のときよりも前記加熱回路に供給される温水の量が増加する。このため、前記循環ポンプに流入する温水の割合は前記床暖房回路からの温水よりも前記加熱回路からの温水の方が多くなるため、前記循環ポンプから吐出される温水の温度は上昇し、図４の実線で示すａ線のように、前記温度検出手段の検出値も上昇する。
【０００９】
しかし、熱動弁が開の状態で故障しているときは、前記運転制御手段から遮断信号が送信されても、前記熱動弁は閉の状態にはならないため、床暖房回路に供給される温水の量は低下せず、図４の一点鎖線で示すｂ線のように、前記温度検出手段の検出値もほとんど変化しない。このように、前記所定時間内の前記温度検出手段の検出値の上昇値が所定値以内であるとき、即ち前記温度検出手段近傍の湯温が所定温度上昇しないときは前記熱動弁の故障と判断することができる。
【００１０】
従って、本発明の温水床暖房装置によれば、前記熱動弁の故障を検知するために別個にセンサ等を設ける必要が無く、既存の温度検出手段を利用して前記運転制御手段の制御を変更することにより前記熱動弁の故障検知を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の温水床暖房装置の実施形態の一例について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は本発明の温水床暖房装置を備えたエアコン装置の構成を示す説明図、図２は本発明の温水床暖房装置の回路構成を示すブロック図、図３はその作動を示すフローチャート、図４は温度検出手段における温度変化を示すグラフである。
【００１２】
本実施形態の温水床暖房装置は、温水暖房式エアコン装置の一部として用いられており、図１に示すように、１台の室外機１に、室内の床面に設置される床暖房パネル２と、室内暖房機と室内冷房機の機能を兼ね備えた室内機３とが接続されている。また、床暖房パネル２は温水供給路４により室外機１に接続されており、室内機３は温水供給路４及び冷媒供給路５により室外機１に接続されている。
【００１３】
温水供給路４は、床暖房回路６と加熱回路７と室内暖房回路８とから形成されている。床暖房回路６は、一定回転で駆動されて温水供給路４に温水を循環させる循環ポンプ９と、その吐出側に設けられ床暖房回路６内を循環する温水の温度を検出する床暖房用サーミスタ１０（温度検出手段）と、開閉時間を調節することにより床暖房パネル２に供給する温水を断続する熱動弁１１と、温水を熱源として室内を暖房する床暖房パネル２と温水を蓄積して圧力を調節するプレッシャータンク１２とから構成されている。尚、熱動弁１１は公知のものと同様であり、電気ヒータ（図示せず）等の熱により弁体（図示せず）を開閉して床暖房回路６に流れる温水を断続するものである。
【００１４】
加熱回路７は、床暖房回路６の循環ポンプ９の吐出側に接続され、加熱手段であるバーナ１３により温水を昇温させる加熱用熱交換器１４と、この加熱用熱交換器１４の流出側近傍に設けられた高温サーミスタ１５と、加熱用熱交換器１４により昇温された温水を床暖房回路６の循環ポンプ９の流入側に合流させるバイパス供給路１６とから構成されている。室内暖房回路８は、バイパス供給路１６から分岐され、室内機３を介して床暖房回路６の床暖房パネル２とプレッシャータンク１２との間に接続されて構成されている。
【００１５】
また、室外機１には、バーナ１３にガスを供給するガス供給管１７と、このガス供給管１７に設けられてガスの供給及びその停止を行う電磁弁１８、１９と、ガスの流量を制御するガス比例弁２０が設けられている。また、バーナ１３の近傍には燃焼ファン２１が設けられている。バーナ１３の燃焼制御は、ガス比例弁２０によるガスの流量と、燃焼ファン２１による燃焼用空気の供給量により行われる。
【００１６】
また、室外機１には、熱動弁１１の開閉とバーナ１３の燃焼と循環ポンプ９の作動とを制御する運転制御手段２２が設けられている。この運転制御手段２２は図示しないマイコンを備えており、運転制御プログラムに従って熱動弁１１等の作動を制御している。例えば、床暖房パネル２による暖房運転においては、運転制御手段２２は通常床暖房用サーミスタ１０の温度が所定温度（例えば６０℃）になるようにバーナ１３の燃焼を制御している。そして、床暖房パネル２に供給される温水を熱動弁１１により断続することにより床暖房温度を調節している。具体的には、使用者が設定する床暖房レベルによって、例えば１０分間熱動弁１１を開弁した後に１０分間閉弁して床暖房パネル２に供給される温水の流通を調節している。本実施形態においては、使用者はリモコン２３により床暖房のレベルを温度の低い順に１速から７速まで選択できるようになっている。尚、このリモコン２３からの信号を受信する運転制御手段２２の受信部２４は室内機３に設けられている。
【００１７】
使用者は、外気温が高く暖かいときはこの床暖房レベルを低く設定し（例えば１速乃至３速）、外気温が低く寒いときは床暖房レベルを高く設定することにより（例えば４速乃至７速）床の温度を調節することができる。ここで、熱動弁１１は、床暖房レベルの速数が低ければ開弁時間が短くなるように設定されており、逆に速数が高ければ開弁時間が長くなるように設定されている。
【００１８】
さらに、室外機１には、その内部機構のエラー情報等を表示する表示手段２５が設けられている。例えば、使用者から床暖房の不具合が指摘されたときには、点検者がこの表示手段２５を見ることにより温水暖房式エアコン装置の不具合状況を確認できるようになっている。また、室外機１には外気温センサ２６が設けられている。尚、室内機３を含む室内暖房回路８、及び冷媒供給路５を含む冷房用の冷凍サイクルの構成は公知のものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
以上の構成を図２のブロック図に従って説明すると、運転制御手段２２には床暖房用サーミスタ１０及び外気温センサ２６が接続されており、床暖房パネル２に供給される温水の温度及び外気温を検出している。また、運転制御手段２２にはバーナ１３と燃焼ファン２１と循環ポンプ９及び熱動弁１１が接続されており、床暖房パネル２に供給される温水の温度と供給量が調節される。また、運転制御手段２２には表示手段２５が接続されており、熱動弁１１等の故障表示等が行われる。また、床暖房レベルの設定はリモコン２３により行われ、その設定は運転制御手段２２に接続されている受信部２４により受信される。
【００２０】
次に、本実施形態の作動について、図１乃至図４を参照して説明する。以上の構成からなる温水暖房式エアコン装置は、運転制御手段２２によって、床暖房パネル２のみによる床暖房単独運転、室内機３のみによる単独暖房運転、室内機３及び床暖房パネル２による複合暖房運転、室内機３のみによるドライ運転、室内機３による冷房運転の各運転パターンで運転することができるが、以下本発明に関連する床暖房単独運転における作動のみについて説明する。
【００２１】
使用者がリモコン２３によって床暖房運転を開始すると（ＳＴＥＰ１）、運転制御手段２２は外気温センサ２６により外気温を検出し（ＳＴＥＰ２）、使用者が設定した床暖房レベルと、外気温センサ２６により検出された外気温を基にして熱動弁１１の開／閉の時間を決定する（ＳＴＥＰ３）。その後、運転制御手段２２は、循環ポンプ９の作動を開始し、燃焼ファン２１を回転させると共にガス供給管１７に設けられた電磁弁１８、１９及びガス比例弁２０を開弁し、バーナ１３に燃料ガスを供給してバーナ１３の燃焼を開始する（ＳＴＥＰ４）。
【００２２】
そして、熱動弁１１を開弁状態にするときは、運転制御手段２２から熱動弁１１に流通開始信号が送信され、熱動弁１１が開弁状態となる（ＳＴＥＰ５）。そして、熱動弁１１は、熱動弁１１の開時間中は開弁状態に保持される（ＳＴＥＰ６においてＮＯ）。次に、熱動弁１１の開時間が経過すると（ＳＴＥＰ６においてＹＥＳ）、運転制御手段２２から熱動弁１１を閉にする遮断信号が送信される（ＳＴＥＰ７）。このとき、運転制御手段２２は、床暖房用サーミスタ１０により湯温Ｔｈ0を検出する（ＳＴＥＰ８）。
【００２３】
熱動弁１１は、運転制御手段２２から遮断信号が送信されると、熱動弁１１の図示しない電気ヒータの電源がオフにされるため、熱動弁１１は徐々に閉弁される。このように熱動弁１１を用いたときは、熱動弁１１に対して遮断信号が発信されてから実際に熱動弁１１が閉じるまでには時間がかかるため、本実施形態では、熱動弁１１が閉じるまでバーナ１３の燃焼及び循環ポンプ９の作動を所定時間ｔの間継続させて、床暖房パネル２に低温の温水が供給されることを防止している。この所定時間ｔは、熱動弁１１が閉じる時間が周囲の温度により左右されるものであるため、熱動弁１１の閉弁に時間がかかる場合を想定して通常熱動弁１１が閉弁する時間よりも若干長めに設定されており、本実施形態では３分に設定されている。
【００２４】
ここで、熱動弁１１が正常であるときは徐々に弁体（図示せず）が閉じられるので、床暖房回路６を流れる温水の量が徐々に減少する。これに伴い、加熱回路７に流れる温水の量が増加するため、循環ポンプ９の流入側では、床面を暖房することにより温度の低下した床暖房パネル２からの温水の量が減少し、熱交換器１４により熱せられた温水の量が増加する。このため、図４の実線で示すａ線のように床暖房用サーミスタ１０の検出値Ｔｈ1が上昇する。本実施形態においては、運転制御手段２２により床暖房用サーミスタ１０の温度が一定になるように制御されているが、熱動弁１１が徐々に閉じることによる温度の上昇は短時間で生じるので、床暖房用サーミスタ１０の検出値Ｔｈ1は短時間で上昇する。
【００２５】
床暖房用サーミスタ１０の検出値Ｔｈ1は、熱動弁１１の作動により徐々に上昇するが、初期の段階では熱動弁１１の遮断信号が送信されたときの温度であるＴｈ0との差は小さいので、Ｔｈ1−Ｔｈ0の値は所定温度である５℃以下である（ＳＴＥＰ１０においてＮＯ）。そして、所定時間ｔが経過するまで（ＳＴＥＰ１６においてＮＯ）、床暖房用サーミスタ１０の検出値の温度差を継続して算出する（ＳＴＥＰ９，１０，１６）。
【００２６】
そして、所定時間ｔ内に上昇した温度、即ちＴｈ1−Ｔｈ0が、図４のｃ点に示すように、所定温度である５℃以上となったときは（ＳＴＥＰ１０においてＹＥＳ）、運転制御手段２２は熱動弁１１が正常であると判断する。なお、本実施形態においては、図４のｄ点に示すように、床暖房用サーミスタ１０の検出温度が例えば７０℃以上となったときは（ＳＴＥＰ１１においてＹＥＳ）、バーナ１３の燃焼を停止し、燃焼ファン２１及び循環ポンプ９の作動を停止させている（ＳＴＥＰ１３）。また、床暖房用サーミスタ１０の検出温度が７０℃以下の場合であっても、所定時間ｔが経過したときは（ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ）、バーナ１３等の作動を停止させる（ＳＴＥＰ１３）。その後は、この状態を熱動弁１１の閉時間が経過するまで継続させ（ＳＴＥＰ１４においてＮＯ）、使用者あるいは図示しないタイマの指示により床暖房運転が終了されるまで床暖房運転を継続する（ＳＴＥＰ１５においてＮＯ）。
【００２７】
一方、熱動弁１１が開の状態で動作不能となる等の原因により故障しているときは、運転制御手段２２から遮断信号が出されても熱動弁１１は閉じていない状態となる。従って、所定時間ｔ内は、バーナ１３により加熱された温水が床暖房パネル２に供給され続けるので、図４の一点鎖線で示すｂ線のように床暖房用サーミスタ１０の検出値はほとんど変化しない（ＳＴＥＰ１０においてＮＯ）。そして、所定時間ｔ内に床暖房用サーミスタ１０の温度変化であるＴｈ1−Ｔｈ0が５℃未満のとき、即ち所定時間ｔ内に床暖房用サーミスタ１０の検出値が所定温度以上上昇しないときは（ＳＴＥＰ１０においてＹＥＳ）、運転制御手段２２は熱動弁１１の故障であると判断し（ＳＴＥＰ１６においてＮＯ）、表示手段２５にエラー表示を行うと共に床暖房運転を終了させる（ＳＴＥＰ１７）。本願発明者が実験を行った結果、この所定時間ｔ内に変化した温度、即ちＴｈ1−Ｔｈ0は０．２℃であった。
【００２８】
このように、本実施形態の温水床暖房装置によれば、熱動弁１１の故障を検知するために別個にセンサ等を設ける必要が無く、既存の床暖房用サーミスタ１０を利用して、運転制御手段２２のマイコンにおける運転制御プログラムを変更するだけで熱動弁１１の故障検知を行うことができる。また、点検者は、表示手段２５を見ることにより、故障原因を速やかに確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温水床暖房装置を備えたエアコン装置の構成を示す説明図。
【図２】本発明の温水床暖房装置の回路構成を示すブロック図。
【図３】図１の温水床暖房装置の作動を示すフローチャート。
【図４】温度検出手段における温度変化を示すグラフ。
【符号の説明】
２…床暖房パネル、６…床暖房回路、７…加熱回路、９…循環ポンプ、１０…床暖房用サーミスタ（温度検出手段）、１１…熱動弁、１３…バーナ（加熱手段）、１４…熱交換器、２２…運転制御手段。
【図１】
0003667526.tif 000002
【図２】
0003667526.tif 000003
【図３】
0003667526.tif 000004
【図４】
0003667526.tif 000005