(57)【要約】【課題】  排出温度を検出する温度センサの異常を確実に検知することができる暖房装置を提供する。【解決手段】  暖房をオンし、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ以上である場合、コントローラ３０は、エラー停止処理を行う。排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ以上ではなく、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていない場合、コントローラ３０は、バーナ２による燃焼量を１０％下げる。コントローラ３０は、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超え、且つ、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ未満であるか否かを判定する。排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていない、又は、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、７０°Ｃ未満ではない場合、コントローラ３０は、エラー停止処理を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒が流通する循環路と、
前記循環路の途中に設けられた暖房端末と、
前記循環路の途中の前記暖房端末よりも上流側に設けられた熱交換器と、
前記熱交換器を加熱するバーナと、
前記バーナの燃焼排ガスを外部に排出する排気管と、
前記バーナを燃焼させることにより、前記熱交換器で加熱された熱媒を前記暖房端末に流通させる暖房運転を実行する暖房制御手段と、
前記熱交換器に流入する熱媒の温度を検出する流入水温度検出手段と、
前記排気管の下流側の内部の温度を検出する排気温度検出手段と、
前記暖房運転実行中に、前記排気温度検出手段での検出温度が、前記流入水温度検出手段での検出温度以下となった場合に、前記排気温度検出手段の異常を検知する異常検知手段と、
を備えることを特徴とする暖房装置。
【請求項２】
請求項１に記載の暖房装置において、
前記排気温度検出手段での検出温度が所定温度以上である場合、又は前記異常検知手段が前記排気温度検出手段の異常を検知した場合に、前記バーナの燃焼を停止する燃焼停止手段を備えることを特徴とする暖房装置。
【請求項３】
請求項１に記載の暖房装置において、
前記異常検知手段が前記排気温度検出手段の異常を検知した場合に、前記バーナの燃焼量を所定量低下させる燃焼量制御手段を備えることを特徴とする暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナの燃焼排気により加熱される熱交換器を備える暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
暖房装置は、バーナと、バーナの燃焼排気により加熱される熱交換器と、熱交換器により加熱された温水を循環ポンプで循環する循環路とを備える。循環路の途中には、室内に設置されるヒータが設けられている。熱交換器により加熱された温水は、ヒータが設けられた循環路を循環し、ヒータからの放熱により室内の暖房が行われる。
【０００３】
暖房装置には、バーナの燃焼により発生する燃焼排ガスを外部に排出するための排気管が接続されている。特許文献１に記載の熱交換装置では、排気通路（排気管）の内部の温度を検出する排気温センサ（排気温度検出手段）を設けている。排気温センサが短絡や断線した場合には、排気温センサで正常に温度を検出することができず、検出温度が適正温度から外れることがある。特許文献１に記載の熱交換装置では、バーナの燃焼中に排気温センサでの検出温度が適正温度から外れた場合には、バーナへのガス回路に挿入されたガス量調整弁の開度を絞り、バーナの燃焼量を低下させている。このような制御を行い、排気管に流れる燃焼排ガスの温度を下げることで、排気温センサが短絡や断線した場合に対処している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２６７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の熱交換装置では、排気温センサが短絡や断線した場合には対処しているが、排気温センサの故障には、排気温センサの出力値が実際の温度に対して所定値ずれた状態で出力される中間故障もある。この中間故障では、排気温センサでの検出温度が適正温度であると判断されることがあり、この場合、排気温センサの異常を検出することができない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、排出温度を検出する温度センサの故障を確実に検知することができる暖房装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の暖房装置は、熱媒が流通する循環路と、前記循環路の途中に設けられた暖房端末と、前記循環路の途中の前記暖房端末よりも上流側に設けられた熱交換器と、前記熱交換器を加熱するバーナと、前記バーナの燃焼排ガスを外部に排出する排気管と、前記バーナを燃焼させることにより、前記熱交換器で加熱された熱媒を前記暖房端末に流通させる暖房運転を実行する暖房制御手段と、前記熱交換器に流入する熱媒の温度を検出する流入水温度検出手段と、前記排気管の下流側の内部の温度を検出する排気温度検出手段と、前記暖房運転実行中に、前記排気温度検出手段での検出温度が、前記流入水温度検出手段での検出温度以下となった場合に、前記排気温度検出手段の異常を検知する異常検知手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、バーナを燃焼し、熱交換器により熱媒を加熱（例えば、８０°Ｃ）した際に、排気温度検出手段が正常に作動していれば、排気温度検出手段には、バーナの燃焼排ガスが送られ、排気温度検出手段での検出温度は、熱交換器に流入する流入水温度検出手段での検出温度（例えば、６０°Ｃ）を超える、例えば６５°Ｃ程度となる。この点に着目して、排気温度検出手段での検出温度が、流入水温度検出手段での検出温度以下である場合に、排気温度検出手段の異常を検知するので、容易に排気温度検出手段の異常を検知することができる。さらに、流入水温度検出手段での検出温度（例えば、６０°Ｃ）と、排気温度検出手段での検出温度（例えば、６５°Ｃ）とは温度差が小さいため、排気温度検出手段に異常がある場合に、排気温度検出手段での検出温度が、流入水温度検出手段での検出温度以下になりやすく、異常を早期に検知することができる。
【０００９】
また、前記排気温度検出手段での検出温度が所定温度以上である場合、又は前記異常検知手段が前記排気温度検出手段の異常を検知した場合に、前記バーナの燃焼を停止する燃焼停止手段を備えることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、排気温度検出手段での検出温度が所定温度以上である場合、又は異常検知手段が排気温度検出手段の異常を検知した場合に、バーナの燃焼を停止するので、排気温度検出手段の異常に起因して、高い温度の燃焼排ガスが排気管に流れることがなく、例えば、排気管の材質が塩化ビニールであり、耐熱温度が低い材質である場合でも、加熱によって破損することを防止することができる。
【００１１】
さらに、前記異常検知手段が前記排気温度検出手段の異常を検知した場合に、前記バーナの燃焼量を所定量低下させる燃焼量制御手段を備えることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、異常検知手段が排気温度検出手段の異常を検知した場合に、バーナの燃焼量を所定量低下させることにより、一時的な異常検知であれば、再び検出温度による異常判定を行った場合には、異常が検知されないようにすることができる。これにより、恒久的な異常のみ検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の暖房装置のシステム構成図。
【図２】排気温度センサの異常の有無を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、暖房装置１は、バーナ２と、このバーナ２を内蔵する缶体３とを備えている。缶体３は、バーナ２を収容する燃焼室３ａと、燃焼室３ａから延びて燃焼排ガスを排気するための排気路３ｂとを備えている。
【００１５】
燃焼室３ａには、バーナ２に点火するための点火プラグ４と、バーナ２の着火を検知するフレームロッド５とが設けられている。排気路３ｂの下流端部には、燃焼排ガスを外部に排出するための例えば塩化ビニール製の排気管６が接続されている。また、排気路３ｂの下流端には、排気路３ｂの内部の温度を検出する排気温度センサ７が設けられている。
【００１６】
缶体３には、燃焼室３ａ内にバーナ２の燃焼用空気を供給する燃焼ファン８が設けられている。
【００１７】
バーナ２には、燃料ガス供給管９を介して燃料ガスが供給される。燃料ガス供給管９には、その上流側から順に元ガス電磁弁１０及びガス比例弁１１が設けられている。燃料ガス供給管９は、バーナ用ガス電磁弁１２を介してバーナ２に接続されている。
【００１８】
缶体３の内部には、熱交換器１６が設けられている。暖房装置１は、循環路１９と、図示しない上水道に接続されて循環路１９へ水分を補水する補水電磁弁（図示せず）を備えている。熱交換器１６は循環路１９の一部に接続されている。熱交換器１６は、缶体３内の燃焼排ガスから熱を吸収して循環路１９を流通する水を加熱する。
【００１９】
循環路１９は、熱交換器１６に流れ込んだ湯水を流通する。循環路１９には、室内に設置されるヒータ２１と、暖房ポンプ２２とが設けられている。暖房ポンプ２２は、後述するコントローラ３０により駆動が制御される。
【００２０】
暖房ポンプ２２の駆動により、温水がヒータ２１を介して循環路１９を循環し、ヒータ２１からの放熱により室内の暖房が行われる。
【００２１】
循環路１９の熱交換器１６よりも上流側には、熱交換器１６に流入する前の温水の温度を検出する流入水温度センサ２５が設けられている。また、循環路１９の熱交換器１６よりも下流側には、熱交換器１６から流出する温水の温度を検出する流出水温度センサ２６が設けられている。
【００２２】
暖房装置１は、コントローラ３０により統括的に作動が制御される。コントローラ３０は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持された暖房装置１の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって暖房装置１の作動を制御する。
【００２３】
コントローラ３０には、暖房装置１を遠隔操作するためのリモコン３３がリモコンケーブル３４を介して接続されている。リモコン３３には、表示部３５と図示しない操作スイッチ群（暖房温度を設定する温度設定スイッチ等）が設けられている。
【００２４】
コントローラ３０には、フレームロッド５、排気温度センサ７、流入水温度センサ２５、及び流出水温度センサ２６の検出信号が入力される。また、コントローラ３０から出力される制御信号によって、点火プラグ４、燃焼ファン８、元ガス電磁弁１０、ガス比例弁１１、バーナ用ガス電磁弁１２の作動が制御される。
【００２５】
コントローラ３０は、暖房装置１に電源が投入されている状態で、使用者によりリモコン３３が操作されて暖房運転を開始する信号をリモコン３３から受信したときに、暖房運転を開始する。
【００２６】
コントローラ３０は、燃焼ファン８を回転させた状態で、元ガス電磁弁１０、及びバーナ用ガス電磁弁１２を開弁し、点火プラグ４を駆動してバーナ２に点火する。その後、コントローラ３０は、暖房ポンプ２２を作動し、流入水温度センサ２５及び流出水温度センサ２６からの信号に基づいて、ヒータ２１による暖房温度がリモコン３３で設定された温度になるように、ガス比例弁１１やバーナ用ガス電磁弁１２の作動を制御してバーナ２の燃焼量を調節する。
【００２７】
そして、コントローラ３０は、使用者によりリモコン３３が操作されて、暖房を停止する信号をリモコン３３から受信したときに、元ガス電磁弁１０及びバーナ用ガス電磁弁１２を閉弁してバーナ２を消火し、暖房ポンプ２２を停止し、暖房運転を終了する。
【００２８】
［暖房運転中の排気温度センサ異常検知処理］
コントローラ３０は、排気温度センサ７での検出温度に基づいて、塩化ビニール製の排気管６に、排気管６の耐熱温度以上の燃焼ガスが排出されないように制御し、且つ、排気温度センサ７の異常の有無を検知する異常検知処理を行う。
【００２９】
図２に示すように、リモコン３３を操作して暖房をオンする（ＳＴＥＰ１）。この暖房オンでは、コントローラ３０は、暖房ポンプ２２をオンし、バーナ２を燃焼させ、且つ、暖房設定温度に応じた加熱設定温度（例えば、８０°Ｃ）で温水を加熱するようにバーナ２の燃焼を制御する。
【００３０】
コントローラ３０は、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、排気管６の耐熱温度（例えば、７０°Ｃ）以上であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ２）。
【００３１】
排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、排気管６の耐熱温度（７０°Ｃ）以上である場合（ＳＴＥＰ２で「ＹＥＳ」）、コントローラ３０は、エラー状態であることを検出し、暖房ポンプ２２をオフし、バーナ２の燃焼を停止するエラー停止処理を行う（ＳＴＥＰ３）。このエラー停止処理では、コントローラ３０は、排気管６に耐熱温度以上の燃焼排ガスが流れるおそれがあるため、バーナ２の燃焼を停止したことを示すコメントを表示部３５に表示することが好ましい。このバーナ燃焼停止処理により、排気管６に耐熱温度以上の燃焼排ガスが流れて破損するのを防止することができる。
【００３２】
一方、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、排気管６の耐熱温度（７０°Ｃ）以上ではない場合（ＳＴＥＰ２で「ＮＯ」）、コントローラ３０は、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えているか否かを判定する（ＳＴＥＰ４）。
【００３３】
排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていない場合（ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」）、コントローラ３０は、排気温度センサ７の異常を検知し、バーナ２による燃焼量を所定量（例えば、１０％）下げる（ＳＴＥＰ５）。なお、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えている場合（ＳＴＥＰ４で「ＹＥＳ」）、再びＳＴＥＰ２が行われる。
【００３４】
バーナ２による燃焼量を１０％下げた（ＳＴＥＰ５）後、上記ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」となった異常が、温度センサ７，２５に起因した恒久的なものであるか一時的なものであるかを判断するために、コントローラ３０は、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超え、且つ、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ未満であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ６）。なお、ＳＴＥＰ６では、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ未満であるか否かのみを判定するようにしてもよい。
【００３５】
上記ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」となった異常が一時的なものである場合、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超え、且つ、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ未満であると判定され（ＳＴＥＰ６で「ＹＥＳ」）、コントローラ３０は、暖房オフ操作が行われたこと（ＳＴＥＰ７で「ＹＥＳ」）に応じて、暖房を停止する（ＳＴＥＰ８）。なお、暖房オフ操作が行われていない場合（ＳＴＥＰ７で「ＮＯ」）、再び、ＳＴＥＰ６が行われる。すなわち、上記ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」となった異常が一時的なものであり、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超え、且つ、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ未満であり（ＳＴＥＰ６で「ＹＥＳ」）、暖房オフ操作が行われていない場合（ＳＴＥＰ７で「ＮＯ」）、暖房が継続して行われる。
【００３６】
一方、上記ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」となった異常が、温度センサ７，２５に起因した恒久的なものである場合、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていない（例えば、Ｔ１が４０°Ｃ、Ｔ２が５５°Ｃ）、又は、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、７０°Ｃ未満ではないと判定され（ＳＴＥＰ６で「ＮＯ」）、コントローラ３０は、エラー停止処理を行う（ＳＴＥＰ３）。なお、ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ８を削除し、ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」の場合にＳＴＥＰ３（エラー停止）を行うようにしてもよい。また、ＳＴＥＰ２を削除してもよい。
【００３７】
本実施形態では、排気温度センサ７が正常に作動し、且つ、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、排気管６の耐熱温度（７０°Ｃ）以上ではない場合（ＳＴＥＰ２で「ＮＯ」）、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１は６５°Ｃ程度、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２は６０°Ｃ程度となる。したがって、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていると判定され（ＳＴＥＰ４で「ＹＥＳ」）、再びＳＴＥＰ２が行われ、以降は、ＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ４が繰り返し行われ、暖房が継続して行われる。
【００３８】
また、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていない場合（ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」）でも、排気温度センサ７又は流入水温度センサ２５の異常に起因した恒久的な異常検知であるか、他の要因に起因した一時的な異常検知であるかは、直ぐには判断することができない。このため、ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」となった場合には、コントローラ３０は、バーナ２による燃焼量を１０％下げる（ＳＴＥＰ５）。
【００３９】
本実施形態では、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていない状態（ＳＴＥＰ４で「ＮＯ」）が一時的な異常検知であり、排気温度センサ７が正常に作動している場合、バーナ２による燃焼量を１０％下げる（ＳＴＥＰ５）と、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１は６０°Ｃ程度、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２は５５°Ｃ程度となる。したがって、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超え、且つ、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が７０°Ｃ未満であると判定され（ＳＴＥＰ６で「ＹＥＳ」）、暖房オフ操作が行われていない場合（ＳＴＥＰ７で「ＮＯ」）、暖房が継続して行われる。
【００４０】
これに対して、排気温度センサ７が正常に作動していない場合（中間故障）、バーナ２による燃焼量を１０％下げる制御（ＳＴＥＰ５）を行っても、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１は４０°Ｃ程度（所定の中間値）、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２は５５°Ｃ程度となる。このため、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていないと判定され（ＳＴＥＰ６で「ＮＯ」）、コントローラ３０は、エラー停止処理を行う（ＳＴＥＰ３）。
【００４１】
このように、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２を超えていないと判定された場合には、排気温度センサ７が正常に作動していないこと（中間故障）を検知するので、容易に排気温度センサ７の異常（中間故障）を検知することができる。
【００４２】
なお、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２以外の検出温度、例えば、燃焼室３ａ内に供給する燃焼用空気の温度（給気温度）を検出し、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、検出給気温度（例えば、２５°Ｃ）を超えていないと判定された場合に、排気温度センサ７の異常（中間故障）を検知することも考えられる。しかし、排気温度センサ７が正常に作動している場合、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１は６５°Ｃ程度であり、検出給気温度（２５°Ｃ）との差は大きい（４０°Ｃ程度）。このため、排気温度センサ７に異常（中間故障）が発生した場合でも、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、検出給気温度（２５°Ｃ）以下になるまでに時間がかかり、排気温度センサ７の異常を早期に検知することはできない。
【００４３】
これに対して、本実施形態では、排気温度センサ７が正常に作動している場合、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１は６５°Ｃ程度、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２は６０°Ｃ程度であり、その差は小さい（５°Ｃ程度）。これにより、排気温度センサ７に異常（中間故障）が発生した場合に、排気温度センサ７での検出温度Ｔ１が、流入水温度センサ２５での検出温度Ｔ２（６０°Ｃ）以下となるまでの時間が、給気温度を用いて検知するものに比べて短くなり、異常を早期に検知することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、ＳＴＥＰ５でバーナ２による燃焼量を１０％下げ、ＳＴＥＰ６で一時的な異常であるかを確認し、ＳＴＥＰ６で「ＮＯ」と判定（恒久的な異常である判定）された場合、エラー停止処理（ＳＴＥＰ３）を行っているが、バーナ２による燃焼量を複数回下げ、一時的な異常であるかの確認を複数回行うようにしてもよい。この場合、ＳＴＥＰ６で「ＮＯ」と判定された後に、その判定が所定回数（例えば、３回）に達したか否かを判定し、３回に達していない（１回目や２回目）場合には、再度ＳＴＥＰ５を行う。そして、３回に達した場合には、エラー停止処理（ＳＴＥＰ３）を行う。また、燃焼量を下げる割合は１０％に限らず、燃焼量を下げるようにすればよく、例えば、燃焼量が大、中、小の３段階に設定され、燃焼量が大又は中の場合には、燃焼量を小に変更するようにしてもよい。
【００４５】
上記実施形態では、１個のバーナ２と、熱交換器１６とを備える暖房装置１に本発明を実施しているが、２個のバーナと２個の熱交換器とを備え、それぞれを個別に制御する暖房装置にも本発明は実施可能である。また、複数の暖房端末に温水を流通させる暖房装置にも本発明は実施可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１…暖房装置、２…バーナ、３…缶体、３ａ…燃焼室、３ｂ…排気路、６…排気管、７…排気温度センサ、１６…熱交換器、１９…循環路、２５…流入水温度センサ、３０…コントローラ
【図１】
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【図２】
2018013314.tif 000004