(57)【要約】【課題】暖房運転時のエア噛み音の発生を防止する温水暖房装置を提供する。【解決手段】循環液を加熱する加熱手段２と、加熱手段２にて加熱された循環液を循環させる循環ポンプ１６と、循環液が循環する循環回路１５と、循環回路１５途中に設けられ循環液中の空気と循環液とを分離する気水分離器１７と、動作を制御する制御装置２３とを備え、加熱された循環液を放熱端末１２に供給する暖房運転を行う温水暖房装置１において、制御装置２３は、暖房運転時に予め設定された一定回転数で循環ポンプ１６を駆動させるよう制御する通常モードと、一定回転数より低い所定の回転数で循環ポンプ１６を駆動させるよう制御する気水分離モードとを有し、暖房運転時の所定のタイミングで気水分離モードによる運転を行うようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段にて加熱された前記循環液を循環させる循環ポンプと、前記循環液が循環する循環回路と、前記循環回路途中に設けられ前記循環液中の空気と前記循環液とを分離する気水分離器と、動作を制御する制御装置とを備え、加熱された前記循環液を放熱端末に供給する暖房運転を行う温水暖房装置において、前記制御装置は、前記暖房運転時に予め設定された一定回転数で前記循環ポンプを駆動させるよう制御する通常モードと、前記一定回転数より低い所定の回転数で前記循環ポンプを駆動させるよう制御する気水分離モードとを有し、前記暖房運転時の所定のタイミングで前記気水分離モードによる運転を行うようにしたことを特徴とする温水暖房装置。
【請求項２】
前記所定のタイミングを、前記暖房運転開始時としたことを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項３】
前記所定のタイミングを、前記暖房運転開始から所定時間経過後としたことを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項４】
前記所定のタイミングを、前記暖房運転終了時としたことを特徴とする請求項１記載の温水暖房装置。
【請求項５】
前記気水分離モードは、前記気水分離モードによる運転開始から一定時間後に終了することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の温水暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱した循環液を循環ポンプにて循環させて暖房運転を行う温水暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のものでは、循環液を加熱する加熱手段と、加熱手段にて加熱された循環液を循環させる循環ポンプと、循環液が循環する循環回路と、循環回路途中に設けられ循環液中の空気と循環液とを分離する気水分離器とを備え、加熱された循環液を放熱端末に供給する暖房運転を行う温水暖房装置において、試運転時の循環ポンプの回転数を、暖房運転時の回転数よりも高い回転数として、循環回路の空気抜きを行うものがあった。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７７７６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この従来のものは、試運転時に循環ポンプの回転数を高回転数に設定し、循環回路の空気抜きを行うものであるが、高回転数だと循環流量が増えて循環液の流速が早くなり、気水分離器において循環液中から空気が分離されず、循環液の流れに乗って循環液と一緒に空気もそのまま気水分離器を通過してしまい、試運転が終了しても循環回路内に空気が残留する場合がある。
【０００５】
ここで、温水暖房装置における循環ポンプは、暖房運転時において、必要熱量に関係なく予め設定された一定回転数で駆動させるものがあり、この一定回転数は、ユーザ宅に設置される放熱端末の種類・台数や循環回路の配管長等、最大負荷時の条件に応じて設定されるものである。したがって、ユーザ宅の設置状況によっては、暖房運転時の循環ポンプの回転数が高めの一定回転数に設定される場合もある。
【０００６】
そうすると、試運転が終了した後に循環回路に空気が残留していた場合、高めに設定された一定回転数で循環ポンプを駆動させて暖房運転を行っても、試運転時と同様に暖房運転時も、気水分離器において循環液中から空気が分離されず、循環液中に空気が混入した状態のまま気水分離器を通過してしまうおそれがあり、結局、循環回路内の空気が抜けず、暖房運転のたびに循環ポンプでエア噛みが起こり、エア噛み音が発生するという問題を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために、請求項１では、循環液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段にて加熱された前記循環液を循環させる循環ポンプと、前記循環液が循環する循環回路と、前記循環回路途中に設けられ前記循環液中の空気と前記循環液とを分離する気水分離器と、動作を制御する制御装置とを備え、加熱された前記循環液を放熱端末に供給する暖房運転を行う温水暖房装置において、前記制御装置は、前記暖房運転時に予め設定された一定回転数で前記循環ポンプを駆動させるよう制御する通常モードと、前記一定回転数より低い所定の回転数で前記循環ポンプを駆動させるよう制御する気水分離モードとを有し、前記暖房運転時の所定のタイミングで前記気水分離モードによる運転を行うものとした。
【０００８】
また、請求項２では、前記所定のタイミングを、前記暖房運転開始時とするものとした。
【０００９】
また、請求項３では、前記所定のタイミングを、前記暖房運転開始から所定時間経過後とするものとした。
【００１０】
また、請求項４では、前記所定のタイミングを、前記暖房運転終了時とするものとした。
【００１１】
また、請求項５では、前記気水分離モードは、前記気水分離モードによる運転開始から一定時間後に終了するものとした。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の請求項１によれば、制御装置は、暖房運転時に予め設定された一定回転数で循環ポンプを駆動させるよう制御する通常モードと、一定回転数より低い所定の回転数で循環ポンプを駆動させるよう制御する気水分離モードとを有し、暖房運転時の所定のタイミングで気水分離モードによる運転を行うようにしたことで、暖房運転時に循環ポンプの回転数を通常時よりも低くし循環液の循環流速を低下させるので、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路途中に設けられた気水分離器において循環液中から空気が分離され循環回路の空気抜きを行え、エア噛み音の発生を防止することができるものである。
【００１３】
また、請求項２によれば、気水分離モードを行う所定のタイミングを、暖房運転開始時としたことで、暖房運転開始時に循環ポンプの回転数を通常時よりも低くし循環液の循環流速を低下させるので、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路途中に設けられた気水分離器において循環液中から空気が分離され循環回路の空気抜きを行え、エア噛み音の発生を暖房運転開始早々に防止することができるものである。
【００１４】
また、請求項３によれば、気水分離モードを行う所定のタイミングを、暖房運転を開始してから所定時間経過後としたことで、暖房運転開始後の所定時間は通常モードで運転が行われるため、放熱端末による暖房の立ち上がりがよく、暖房運転開始から所定時間経過後に、循環ポンプの回転数を通常時よりも低くし循環液の循環流速を低下させるので、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路途中に設けられた気水分離器において循環液中から空気が分離され、暖房の立ち上がりを邪魔することなく循環回路の空気抜きができ、エア噛み音の発生を防止することができるものである。
【００１５】
また、請求項４によれば、気水分離モードを行う所定のタイミングを、暖房運転終了時としたことで、暖房運転終了時に循環ポンプの回転数を通常時よりも低くし循環液の循環流速を低下させるので、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路途中に設けられた気水分離器において循環液中から空気が分離され、次回の暖房運転時にはエア噛み音のない快適な暖房運転を実行することができるものである。
【００１６】
また、請求項５によれば、気水分離モードは、気水分離モードによる運転開始から一定時間後に終了するようにしたことで、気水分離モードによる運転が行われるのが、暖房運転開始時や暖房運転を開始してから所定時間経過後の場合は、一定時間、循環回路の空気抜きを行え、気水分離モード終了後には通常モードにてエア噛み音のない快適な暖房運転を実行することができ、気水分離モードによる運転が行われるのが、暖房運転終了時の場合は、一定時間、循環回路の空気抜きを行え、次回の暖房運転時にエア噛み音のない快適な暖房運転を実行することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の温水暖房装置の概略構成図。
【図２】同一実施形態の温水暖房装置の暖房運転開始時に気水分離モードが実行される場合の動作を示すフローチャート。
【図３】同一実施形態の温水暖房装置の暖房運転の最中に気水分離モードが実行される場合の動作を示すフローチャート。
【図４】同一実施形態の温水暖房装置の暖房運転終了時に気水分離モードが実行される場合の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、この発明の一実施形態の温水暖房装置１の構成について、図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
２は循環液（例えば、水や不凍液など）を加熱する加熱手段としての熱源機で、熱源機２は、送風ファン３からの燃焼用空気の供給を受けて燃料を燃焼させるバーナ４と、バーナ４の燃焼により発生した燃焼ガスから熱回収し前記循環液を加熱する熱交換器５と、熱交換器５上方に隣接され熱交換器５を通過した後の燃焼ガスを集合させる排気室６と、排気室６を通過した後の燃焼ガスを機外に排出する排気筒７とを有しているものである。
【００２０】
前記熱交換器５は、内部に一定量の循環液を貯湯する円筒状の貯湯缶体８と、貯湯缶体８下部内側に形成されバーナ４の燃焼が行われる燃焼室９と、燃焼室９と排気室６とを連通しバーナ４の燃焼により発生した燃焼ガスを通過させる複数本の煙管１０とで構成されているものである。なお、１１は貯湯缶体８内の循環液の温度を検出する温度検出手段としての温度センサである。
【００２１】
１２は内部を流れる循環液の熱を利用し被空調空間を暖房する床暖房パネルやパネルコンベクタ等の放熱端末、１３は放熱端末１２から流出した循環液を貯湯缶体８に導く戻り管、１４は熱交換器５で加熱された循環液を放熱端末１２に導く往き管、１５は放熱端末１２と、戻り管１３と、貯湯缶体８（貯湯缶体８のうち循環液が流通する部分）と、往き管１４とで形成され循環液が循環する循環回路である。
【００２２】
１６は往き管１４に設けられ熱交換器５で加熱された循環液を放熱端末１２に循環させる循環ポンプ、１７は往き管１４に設けられ循環液中の空気と循環液とを分離する気水分離器、１８は循環回路１５を循環する循環液が高温となって体積膨張したときにその体積膨張分を吸収すると共に、逆に循環液が低温となって体積収縮したときにその体積収縮分を補充する膨張タンクである。
【００２３】
１９は温水暖房装置１の操作指示を行うリモコンで、リモコン１９には、熱源機２で循環液を加熱すると共に循環ポンプ１６を駆動させて、放熱端末１２から戻される循環液を加熱して再び放熱端末１２に供給して室内等の被空調空間の暖房を行わせる暖房運転の開始または停止を指示する運転スイッチ２０と、熱源機２で加熱し循環回路１５を循環させる循環液の温度を設定する温度設定スイッチ２１と、温度設定スイッチ２１で設定した温度等を表示する表示部２２とを備えているものである。
【００２４】
２３は各種のデータやプログラムを記憶する記憶手段（ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）と、演算・制御処理を行う制御手段とを備え、温水暖房装置１の動作を制御する制御装置であり、制御装置２３はリモコン１９の信号や温度センサ１１からの信号をうけ、送風ファン３、バーナ４、循環ポンプ１６の動作を制御するものである。
【００２５】
前記制御装置２３は、暖房運転時においては、放熱端末１２で必要とされる必要熱量に関係なく（暖房負荷に関係なく）、循環ポンプ１６を予め設定された一定回転数で駆動させるように制御する通常モードを有し、通常モードで暖房運転を行う。なお、前記一定回転数は、ユーザ宅に設置される放熱端末１２の種類・台数や循環回路１５の配管長等、最大負荷時の条件に応じて設定されるものであり、例えば、設置業者が、設置事情に合わせて、制御装置２３の制御基板上に設けられたＤｉｐスイッチ（図示せず）を切り換え設定することで、Ｄｉｐスイッチの設定状態に対応する記憶手段に予め記憶された循環ポンプ１６の回転数が、暖房運転時の一定回転数として設定されるものである。
【００２６】
また、前記制御装置２３は、循環ポンプ１６を暖房運転時に設定される一定回転数よりも低い所定の回転数である気水分離回転数で駆動させるように制御する気水分離モードを有し、気水分離モードでは、通常の暖房運転時よりも循環ポンプ１６の回転数を低下させて循環液の流速を低下させることで、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路１５途中に設けられた気水分離器１７において循環液中から空気を分離することができるものである。なお、気水分離モードは暖房運転時（暖房運転開始時〜暖房運転終了時）の所定のタイミング（所定の開始タイミング）で実行（実行開始）されるものであり、前記気水分離回転数は、回転数ゼロを除き、且つ、循環回路１５内に残留する空気を、循環回路１５途中に設けられた気水分離器１７に向けて移動させることができる程度の循環をもたらす回転数であり、この気水分離回転数は予め実験を行った上で決定され、記憶手段に予め記憶されているものである。
【００２７】
次に、この一実施形態の温水暖房装置１における暖房運転の基本的な動作について説明する。
ユーザにより前記リモコン１９の運転スイッチ２０が操作されて暖房運転開始指示がなされる、あるいはタイマー機能により暖房運転開始要求が発生すると、暖房運転が実行される。この暖房運転時に、制御装置２３は、送風ファン３および燃料ポンプ（図示せず）を駆動させ、バーナ４での燃焼を行わせ、熱交換器５で燃焼ガスと循環液との熱交換により循環液を加熱すると共に、循環ポンプ１６を駆動させ、放熱端末１２に加熱された循環液の供給を行うものである。
【００２８】
前記制御装置２３は、暖房運転中、温度センサ１１の検出する貯湯缶体８内の循環液の温度がリモコン１９の温度設定スイッチ２１で設定された設定温度付近の温度になるように、バーナ４の燃焼の実行または停止、燃焼量の調整により制御するものであり、暖房運転開始時は、循環液の温度が設定温度に素早く上昇するように、バーナ４の燃焼量を予め設定された上限燃焼量にし、その後、循環液の温度が設定温度に近づいていくにつれてバーナ４の燃焼量を徐々に下げていき、循環液の温度を設定温度に維持するのが可能であれば予め設定された下限燃焼量まで燃焼量を下げて燃焼を行い、循環液の温度が設定温度より所定温度高い燃焼オフ温度に達したら、バーナ４の燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より所定温度低い燃焼オン温度に達したら、バーナ４の燃焼を開始させ、貯湯缶体８内の循環液の温度を設定温度に近づけるべく燃焼量を適宜制御するものである。
【００２９】
また、暖房運転中は、バーナ４の燃焼が実行されているかバーナ４の燃焼が停止しているかに関わらず、循環ポンプ１６の駆動は行われており、放熱端末１２に循環液が継続的に循環されるものである。なお、制御装置２３は、暖房運転時において、基本的には、放熱端末１２で必要とされる必要熱量に関係なく（暖房負荷に関係なく）、循環ポンプ１６を予め設定された一定回転数で駆動させるよう制御する通常モードを実行しているものである。
【００３０】
次に、この一実施形態の温水暖房装置１における気水分離モード実行時の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、制御装置２３は、ユーザにより前記リモコン１９の運転スイッチ２０が操作されて暖房運転開始指示がなされる、あるいはタイマー機能により暖房運転開始要求が発生し、暖房運転が開始されたか否か判断し（ステップＳ１０１）、暖房運転が開始されたと判断すると、循環ポンプ１６の回転数を、暖房運転時に設定される一定回転数よりも低い回転数である気水分離回転数に設定し、循環ポンプ１６を気水分離回転数で駆動させる気水分離モードでの運転を開始する（ステップＳ１０２）。なお、気水分離モードでの運転が行われている間も先に説明した暖房運転時に行われる通常の燃焼動作が実施されており、放熱端末１２には加熱された循環液が供給されるものである。
【００３１】
そして、前記制御装置２３は、気水分離モードでの運転を開始してから一定時間（例えば５分）が経過したか否か判断し（ステップＳ１０３）、気水分離モードを開始してから一定時間が経過したと判断すると、気水分離モードを終了し、循環ポンプ１６の回転数を、気水分離回転数から暖房運転時に設定される通常回転数である予め設定された一定回転数に設定変更し、循環ポンプ１６を前記一定回転数で駆動させる通常モードでの運転を開始し（ステップＳ１０４）、その後は通常モードにて暖房運転が継続されるものである。
【００３２】
このように、気水分離モードを実行する所定のタイミングとして、暖房運転開始時を選定し、気水分離モードを開始してから一定時間経過後に、通常モードでの運転に戻るようにしたことで、暖房運転開始時に、一定時間、循環ポンプ１６の回転数を通常時よりも低くし循環液の循環流速を低下させたので、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路１５途中に設けられた気水分離器１７において循環液中から空気が分離され循環回路１５の空気抜きを行え、エア噛み音の発生を暖房運転開始早々に防止することができ、気水分離モード終了後は通常モードにてエア噛み音のない快適な暖房運転を実行することができるものである。
【００３３】
次に、この一実施形態の温水暖房装置１における他の気水分離モード実行時の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３で説明する気水分離モードは、先に説明した図２の気水分離モードとは気水分離モードを実行するタイミングが異なるものである。
まず、制御装置２３は、ユーザにより前記リモコン１９の運転スイッチ２０が操作されて暖房運転開始指示がなされる、あるいはタイマー機能により暖房運転開始要求が発生し、暖房運転が開始されたか否か判断し（ステップＳ２０１）、暖房運転が開始されたと判断すると、循環ポンプ１６の回転数を暖房運転時に設定される予め設定された一定回転数に設定し、循環ポンプ１６を前記一定回転数で駆動させる通常モードでの運転を開始する（ステップＳ２０２）。
【００３４】
そして、前記制御装置２３は、通常モードでの運転を開始してから所定時間（例えば１０）が経過したか否か判断し（ステップＳ２０３）、所定時間が経過したと判断すると、循環ポンプ１６の回転数を、前記一定回転数から前記気水分離回転数に設定変更し、循環ポンプ１６を気水分離回転数で駆動させる気水分離モードによる運転を開始し（ステップＳ２０４）、気水分離モードによる運転を開始してから一定時間（例えば５分）が経過したか否か判断し（ステップＳ２０５）、気水分離モードを開始してから一定時間が経過したと判断すると、気水分離モードを終了し、循環ポンプ１６の回転数を、気水分離回転数から暖房運転時に設定される通常回転数である予め設定された一定回転数に設定変更し、循環ポンプ１６を前記一定回転数で駆動させる通常モードでの運転を再開し（ステップＳ２０６）、その後は通常モードにて暖房運転が継続されるものである。
【００３５】
このように、気水分離モードを実行する所定のタイミングとして、暖房運転を開始してから所定時間経過後を選定し、暖房運転開始から所定時間経過後に気水分離モードによる運転を実行し、気水分離モードを開始してから一定時間経過後に、通常モードでの運転に戻るようにしたことで、暖房運転開始後の所定時間は通常モードで運転が行われるため、放熱端末１２による暖房の立ち上がりがよく、暖房運転開始から所定時間経過後に、一定時間、循環ポンプ１６の回転数を通常時よりも低くし循環液の循環流速を低下させたので、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路１５途中に設けられた気水分離器１７において循環液中から空気が分離され、暖房の立ち上がりを邪魔することなく循環回路１５の空気抜きを行え、エア噛み音の発生を防止することができ、気水分離モード終了後は通常モードにてエア噛み音のない快適な暖房運転を実行することができるものである。
【００３６】
次に、この一実施形態の温水暖房装置１におけるさらに他の気水分離モード実行時の動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４で説明する気水分離モードは、先に説明した図２または図３の気水分離モードとは気水分離モードを実行するタイミングが異なるものである。
まず、制御装置２３は、ユーザにより前記リモコン１９の運転スイッチ２０が操作されて暖房運転開始指示がなされる、あるいはタイマー機能により暖房運転開始要求が発生し、暖房運転が開始されたか否か判断し（ステップＳ３０１）、暖房運転が開始されたと判断すると、循環ポンプ１６の回転数を暖房運転時に設定される予め設定された一定回転数に設定し、循環ポンプ１６を前記一定回転数で駆動させる通常モードでの運転を開始する（ステップＳ３０２）。
【００３７】
そして、前記制御装置２３は、ユーザにより前記リモコン１９の運転スイッチ２０が操作されて暖房運転終了指示がなされる、あるいはタイマー機能により暖房運転終了要求が発生し、暖房運転が終了したか否か判断し（ステップＳ３０３）、暖房運転が終了したと判断すると、バーナ４での燃焼を停止させると共に、循環ポンプ１６の回転数を、前記一定回転数から前記気水分離回転数に設定変更し、循環ポンプ１６を気水分離回転数で駆動させる気水分離モードによる運転を開始し（ステップＳ３０４）、気水分離モードによる運転を開始してから一定時間（例えば５分）が経過したか否か判断し（ステップＳ３０５）、気水分離モードを開始してから一定時間が経過したと判断すると、循環ポンプ１６を停止させ（ステップＳ３０６）、気水分離モードによる運転を終了させると共に、温水暖房装置１を停止状態とするものである。
【００３８】
このように、気水分離モードを実行する所定のタイミングとして、暖房運転終了時を選定し、暖房運転終了時に気水分離モードでの運転を実行するようにしたことで、暖房運転終了時に、一定時間、循環ポンプ１６の回転数を通常時よりも低くし循環液の循環流速を低下させたので、循環液の流れから空気が離脱しやすい状態となり、循環回路１５途中に設けられた気水分離器１７において循環液中から空気が分離され循環回路１５の空気抜きを行え、次回の暖房運転時にはエア噛み音のない快適な暖房運転を実行することができるものである。
【００３９】
なお、本発明は一実施形態に限定されうるものではなく、本実施形態では、循環液を加熱する加熱手段を燃焼式の熱源機２としたが、前記加熱手段を電気式の熱源機としてもよく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  温水暖房装置
２  熱源機
１２  放熱端末
１５  循環回路
１６  循環ポンプ
１７  気水分離器
２３  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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