(57)【要約】【課題】膨張タンク内の全範囲の水位を検知すること、膨張タンクからのオーバーフローを防止すること、等が可能な温水暖房熱源機を提供する。【解決手段】温水暖房熱源機は、循環経路内の温水の圧力を検出する圧力センサ４９と、循環経路内の温水温度を検出する温度センサ５０とを備え、循環ポンプ４５が停止した状態において圧力センサ４９により検出された圧力と温度センサ５０により検出された温度に基づいて膨張タンク４６内の水位Ｌを検知し、水位Ｌが上限水位ＬＨ以上であるときには、バーナの加熱運転を停止するように構成した。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナと、このバーナにより加熱される熱交換器と、暖房端末との間の循環経路において温水を循環させる為の循環ポンプと、温水の温度変化による体積膨張を吸収する為の膨張タンクとを備えた温水暖房熱源機において、
循環経路内の温水の圧力を検出する圧力検出手段と、循環経路内の温水温度を検出する温度検出手段と、圧力検出手段により検出された圧力と温度検出手段により検出された温度に基づいて膨張タンク内の水位を検知するタンク水位検知手段とを備えたことを特徴とする温水暖房熱源機。
【請求項２】
前記タンク水位検知手段により検知された膨張タンク内の水位が所定の上限水位以上である場合には、バーナによる加熱運転を停止するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の温水暖房熱源機。
【請求項３】
前記温水暖房熱源機と前記暖房端末とを含み温水暖房熱源機と暖房端末との間で温水を循環させる温水暖房システムの全保有水量を検知する保有水量検知手段を備え、この保有水量検知手段が、前記循環経路が全て連通した状態において、前記温度検出手段により検出された温度が異なる２つの温度状態で圧力検出手段により夫々検出された２つの圧力値を用いて前記全保有水量を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の温水暖房熱源機。
【請求項４】
前記保有水量検知手段により検知された温水暖房システムの全保有水量に基づいて前記膨張タンクに水を補給するときの水位の補給上限値を変更する最高水位変更手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の温水暖房熱源機。
【請求項５】
前記温度検出手段で検出される温度が所定温度以下である状態で圧力検出手段により検出された圧力値を記憶する記憶手段を備え、温水暖房熱源機の暖房運転の停止状態が継続する期間中において、圧力検出手段で検出された圧力が、前記記憶手段に記憶された圧力よりも所定値以上大きいときには、循環経路内にエアが混入したと判定してエア抜き動作を行うように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の温水暖房熱源機。
【請求項６】
前記循環経路が全て閉止された状態で温水暖房熱源機の加熱運転を行い、この加熱運転前後において圧力検出手段で検出された圧力と温度検出手段で検出された温度とに基づいて、温水に不凍液が混入されているか否かを判定する不凍液判定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の温水暖房熱源機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温水暖房熱源機に関し、特に、循環経路内の温水の圧力を検出する圧力検出手段により膨張タンクの水位を検知可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、温水ヒータや温水床暖房等の暖房端末との間で温水を循環させる温水暖房熱源機には、温水の温度変化による体積膨張を吸収する為の膨張タンクが設けられている。一般的に、この膨張タンクには、膨張タンクの水位を検出する為の１又は複数の水位検出手段が設けられている。例えば、本願出願人が提案している温水暖房熱源機においては、膨張タンクに３つの水位電極が設けられており、これら３つの水位電極により、上限水位、下限水位、上限水位と下限水位との間の中間水位を夫々検出するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１３５６５号公報（第３−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の温水暖房熱源機においては、膨張タンクの水位を水位検出手段が設けられた位置でしか検知することができない。例えば、オーバーフローしそうな状態であっても前記水位検出手段ではその状態を検出できないため、オーバーフローする前に加熱運転を止めて水位を下げるなどの処置がとれず、オーバーフローを防止することが困難である。また、膨張タンク内の水位が下限位置よりすぐ上の位置にあり、膨張タンク内の水が不足する渇水状態に近い状態でも、水位検出手段によりその状態を検出できないため、渇水状態になってしまうのを未然に防止できない。さらに、検出したい複数の水位に対して夫々複数の水位検出手段を設ける必要があるため、製作コスト的にも不利である。
本発明の目的は、膨張タンク内の全範囲の水位を検知できるようにすること、膨張タンクからのオーバーフローを極力防止すること、等である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の温水暖房熱源機は、バーナと、このバーナにより加熱される熱交換器と、暖房端末との間の循環経路において温水を循環させる為の循環ポンプと、温水の温度変化による体積膨張を吸収する為の膨張タンクとを備えた温水暖房熱源機において、循環経路内の温水の圧力を検出する圧力検出手段と、循環経路内の温水温度を検出する温度検出手段と、圧力検出手段により検出された圧力と温度検出手段により検出された温度に基づいて膨張タンク内の水位を検知するタンク水位検知手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
圧力検出手段により膨張タンクのヘッド圧を検出でき、このヘッド圧を用いれば、タンク水位検知手段により膨張タンク内の全範囲の水位を検知することができるため、膨張タンク内の水位を検出する水位検出手段が不要になる。ここで、温度変化により温水が体積膨張して、温水の密度も温度によって変化するため、タンク水位検知手段で圧力検出手段により検出された圧力から膨張タンクの水位を検知する際には、この温水の温度変化も考慮する必要がある。そこで、タンク水位検知手段は、圧力検出手段により検出された圧力と温度検出手段により検出された温度に基づいて、膨張タンク内の水位を検知するように構成されている。
【０００７】
請求項２の温水暖房熱源機は、請求項１の発明において、前記タンク水位検知手段により検知された膨張タンク内の水位が所定の上限水位以上である場合には、バーナによる加熱運転を停止するように構成したことを特徴とするものである。従って、膨張タンク内の水位が上限水位に達して、オーバーフローしそうな状態であるときには、バーナによる加熱運転を停止することで温水温度を下げ、膨張タンク内の水位を低下させて、オーバーフローを未然に防止することができる。
【０００８】
請求項３の温水暖房熱源機は、請求項１又は２の発明において、前記温水暖房熱源機と前記暖房端末とを含み温水暖房熱源機と暖房端末との間で温水を循環させる温水暖房システムの全保有水量を検知する保有水量検知手段を備え、この保有水量検知手段が、前記循環経路が全て連通した状態において、前記温度検出手段により検出された温度が異なる２つの温度状態で圧力検出手段により夫々検出された２つの圧力値を用いて前記全保有水量を検知することを特徴とするものである。
【０００９】
保有水量検知手段で温水暖房システムの全保有水量を検知する場合には、まず、温水暖房熱源機と暖房端末との間の循環通路が全て連通した状態で、例えば、バーナによる加熱運転を所定時間行うことにより温水の温度を上昇させて、加熱運転前後の異なる温度状態における圧力を圧力検出手段により夫々検出する。ここで、温水の温度変化により温水には体積膨張が生じることになるが、その体積膨張量は、夫々の温度状態において圧力検出手段で検出された２つの圧力値（膨張タンクのヘッド圧）から求めることができる。従って、保有水量検知手段は、このようにして求めた体積膨張量と温度変化前後の温水温度とを用いて全保有水量を検知することができる。
【００１０】
請求項４の温水暖房熱源機は、請求項３の発明において、前記保有水量検知手段により検知された温水暖房システムの全保有水量に基づいて前記膨張タンクに水を補給するときの水位の補給上限値を変更する最高水位変更手段を備えたことを特徴とするものである。温水暖房システムの全保有水量が多いほど、温度変化による温水の体積膨張量、つまり、膨張タンクにおける水位の変化量も多くなる。しかし、前記補給上限値が一定の値のまま変更できないとすると、全保有水量が多いときには、加熱運転中に膨張タンク内の水位が上昇したときに、膨張タンクに水を補給したにもかかわらず、その補給した水の一部がオーバーフローしてしまう虞がある。そこで、最高水位変更手段により、例えば、全保有水量が多い場合には補給上限値を低くし、逆に全保有水量が少ないときには補給上限値を高くするようにして、温水暖房熱源機の加熱運転中に膨張タンク内の水位がオーバーフローしない適当な位置になるように補給上限値を設定できる。
【００１１】
請求項５の温水暖房熱源機は、請求項１〜４の発明において、前記温度検出手段で検出される温度が所定温度以下である状態で圧力検出手段により検出された圧力値を記憶する記憶手段を備え、温水暖房熱源機の暖房運転の停止状態が継続する期間中において、圧力検出手段で検出された圧力が、前記記憶手段に記憶された圧力よりも所定値以上大きいときには、循環経路内にエアが混入したと判定してエア抜き動作を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
例えば、暖房端末を構成する温水床暖房が２階に設置されており、温水床暖房内の樹脂管の内部が負圧になりやすい状況で、夏場などに温水暖房熱源機の暖房運転が所定長期間継続して停止していると、エアが樹脂管を透過して、循環経路内にエアが混入する虞がある。このようなエアの混入が続いて、多量のエアが循環経路内に混入した状態で温水暖房熱源機の暖房運転を開始してしまうと、循環ポンプにおいてキャビテーションが発生したり、熱交換器や暖房端末での熱交換効率が低下して所定の暖房能力を発揮できなくなったりする。そのため、従来では、所定期間毎（例えば、１ヶ月に１回）、無条件に循環ポンプを所定時間運転したりして、循環経路内のエア抜き動作を行うようにしていた。しかし、このように所定期間毎に無条件でエア抜き動作を行うと、エアが混入していない状態でも不必要に循環ポンプが運転されてしまうこともある。
【００１３】
そこで、まず、運転停止後のエアが混入していない状態で且つ温水温度が所定温度以下の比較的低い温度である状態で、そのときの圧力検出手段で検出された以下のエア混入判定の基準となる圧力値を記憶手段に記憶させ、次に、温水暖房熱源機の暖房運転の停止状態が継続する期間中において、圧力検出手段で検出された圧力が、記憶手段に記憶された基準の圧力値よりも所定値以上大きいときには、循環経路内に混入したエアの分だけ膨張タンクの水位が上昇したと考えられるため、循環経路内にエアが混入したと判定してエア抜き動作を行う。つまり、循環経路に実際にエアが混入したときにのみエア抜き動作を行うことになる。
【００１４】
請求項６の温水暖房熱源機は、請求項１〜５の発明において、前記循環経路が全て閉止された状態で温水暖房熱源機の加熱運転を行い、この加熱運転前後において圧力検出手段で検出された圧力と温度検出手段で検出された温度とに基づいて、温水に不凍液が混入されているか否かを判定する不凍液判定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
まず、循環経路が全て閉止されており、そのときの温水暖房熱源機内の保有水量が求められている状態で、温水暖房熱源機の加熱運転を行うと、温水暖房熱源機内の温水が循環して、この温水の温度が上昇する。ここで、温水中にエチレングリコール等の不凍液が混入されている状態と、不凍液が混入されていない状態とでは、密度や体積膨張量等、温水の物性値が異なることになる。そこで、不凍液判定手段は、例えば、加熱運転前後による圧力検出手段で検出された圧力と温度検出手段で検出された温度とに基づいて、不凍液が混入されていると仮定して体積膨張量及び温水暖房熱源機内の保有水量を算出し、この算出された保有水量と実際の保有水量とを比較するなどして、温水に不凍液が混入されているか否かを判定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、台所や風呂等の設備への給湯と、暖房端末との間の温水循環とを夫々可能に構成した熱源機に本発明を適用したものである。
図１に示すように、熱源機１は、台所や風呂などの種々の設備や、暖房端末である温水ヒータ２（図２参照）及び温水床暖房３（図２参照）と夫々接続されており、この熱源機１と温水ヒータ２及び温水床暖房３などにより、熱源機１と暖房端末との間で温水を循環させる温水暖房システムが構成されている。
熱源機１は、台所や風呂等に給湯する為の給湯用熱源機本体４と、温水ヒータ２や温水床暖房３との間で温水を循環させる為の暖房用熱源機本体５とを有する。
【００１７】
給湯用熱源機本体４は、バーナ１０と、バーナ１０で加熱される熱交換器１１と、バーナ１０に燃焼用空気を送り込む送風ファン１２等を備えている。熱交換器１１には給水管１３と出湯管１４とが接続され、バーナ１０にはガス供給管１５が接続されている。給水管１３は、給水ポート１６に接続されて熱交換器１１まで延び、この給水管１３には、給水量センサ１７、給水温度センサ１８等が設けられている。出湯管１４は熱交換器１１から出湯ポート２０まで延び、この出湯管１４には、温度センサ２２，２３と、出湯量を調節する流量制御弁２４が設けられている。給水管１３と出湯管１４はバイパス管２５で接続され、このバイパス管２５にはバイパス流量を調整して出湯温度を制御するバイパス流量制御弁２６も設けられている。
ガス供給管１５には、元ガス電磁弁２７と、燃料ガス流量を調整する給湯ガス比例制御弁２８などが設けられ、バーナ１０には、このバーナ１０への燃料ガスの供給を遮断する為の給湯ガス電磁弁２９も設けられている。
【００１８】
暖房用熱源機本体５も、バーナ３０と、バーナ３０で加熱される熱交換器３１と、バーナ３０に燃焼用空気を送り込む送風ファン３２等を備えている。バーナには、ガス供給管１５から分岐した暖房ガス供給管３３が接続され、この暖房ガス供給管３３にはバーナ３０への燃料ガスの供給量を調節する暖房ガス比例制御弁３４が設けられ、バーナ３０には、このバーナ３０への燃料ガスの供給を遮断する為の暖房ガス電磁弁３５も設けられている。
【００１９】
熱交換器３１には、温水ヒータ２及び温水床暖房３からの温水が通る温水戻り管３６と、温水ヒータ２に供給される高温（例えば、約８０℃）の温水が通る高温温水供給管３７とが接続されている。温水戻り管３６からは熱交換器１１をバイパスして温水床暖房３に低温（例えば、約６０℃）の温水を供給する為の低温温水供給管３８と、高温温水供給管３７に接続された機内循環用の温水循環管３９が分岐している。
【００２０】
ここで、温水戻り管３６、高温温水供給管３７、低温温水供給管３８などにより本願発明の循環経路が構成されており、これら温水戻り管３６、高温温水供給管３７、低温温水供給管３８は、夫々温水ヒータ２や温水床暖房３に設けられた開閉弁４０〜４３（図２参照）により開閉可能に構成されている。
【００２１】
温水戻り管３６には、循環経路において温水を循環させる為の循環ポンプ４５と、循環経路内の温水の温度変化による体積膨張を吸収する為の膨張タンク４６とが設けられている。この膨張タンク４６には、膨張タンク４６内の水位が上がりすぎたときに温水を一部排出する為のオーバーフロー口４６ａが設けられている。さらに、膨張タンク４６には、膨張タンク４６内の水位が下がりすぎたときに膨張タンク４６に水を補給する為の補水管４７の一端が接続され、補水管４７の他端は給水ポート１６に接続されている。この補水管４７には補水弁４８が設けられおり、後述するように、膨張タンク４６内の水位が所定の下限水位以下に下がったときには、この補水弁４８が開放されて給水ポート１６から自動的に膨張タンク４６に水が補給される。
【００２２】
さらに、この膨張タンク４６には、膨張タンク４６のヘッド圧を検出する圧力センサ４９（圧力検出手段）と、循環経路内の温水温度を検出する温度センサ５０（温度検出手段）も設けられている。後述するように、この熱源機１は、圧力センサ４９で検出された圧力と温度センサ５０で検出された温水の温度に基づいて膨張タンク４６内の水位を検出するように構成されているため、膨張タンク４６には水位を検出する水位検出手段は設けられていない。尚、これら圧力センサ４９と温度センサ５０による検出値を用いて、後述するような、温水暖房システムに関する種々の処理が行われるようになっている。
【００２３】
さらに、熱源機１は、風呂の浴槽（図示略）への落し込みと、浴槽内の水の追い焚きも可能に構成されている。即ち、出湯管１４からは、浴槽への落し込み用の浴槽用分岐管５１が分岐し、この浴槽用分岐管５１は浴槽からの温水が通る温水戻り管５２と合流している。温水は、浴槽用分岐管５１に設けられた浴槽用循環ポンプ５４により追い焚き用熱交換器５５で加熱された後に温水供給管５６から浴槽に供給される。追い焚き用熱交換器５５には、高温温水供給管３７から分岐した分岐管５７も接続されており、追い焚き用熱交換器５５において、熱交換器３１からの高温の温水と、浴槽に供給される温水との間で熱交換が行われる。
【００２４】
次に、熱源機１の制御系について、温水暖房システムに関する構成を中心に説明する。図２に示すように、熱源機１の制御を司る制御ユニット６０は、図示しないマイクロコンピュータと入出力インターフェース等を有する。この制御ユニット６０には、リモートコントローラ６１（以下、リモコン６１という）からの指令信号や、圧力センサ４９、温度センサ５０等からの信号が入力される。一方、制御ユニット６０からは、循環ポンプ４５、暖房ガス電磁弁３５、補水弁４８等に制御信号が出力され、さらに、温水ヒータ２や温水床暖房３の制御ユニットにも制御信号が出力される。
【００２５】
制御ユニット６０内のマイクロコンピュータのＲＯＭには、給湯に関する種々の制御プログラムの他、後述のタンク水位調整処理の制御プログラム、保有水量検出処理の制御プログラム、エア混入判定処理の制御プログラム等、暖房に関する種々の制御プログラムが格納されている。以下、これらタンク水位調整処理、保有水量検出処理、エア混入判定処理について順に説明する。
【００２６】
まず、タンク水位調整処理について説明する。図３に示すように、膨張タンク４６の下端部には圧力センサ４９と温度センサ５０が設けられており、タンク水位調整処理は、この圧力センサ４９で検出される膨張タンク４６のヘッド圧を用いて膨張タンク４６内の水位Ｌを検知するとともに、膨張タンク４６内の水位Ｌが上限水位ＬＨを越えてオーバーフローが生じないように且つ下限水位ＬＬ以下になって温水が不足しないように、水位Ｌを上限水位ＬＨと下限水位ＬＬとの間の適切な水位に調整する為の処理である。しかし、ここで、バーナ３０による加熱運転の前後では、循環経路を循環する温水温度が大きく変化するため、この温度変化により温水の体積が膨張して密度が小さくなる。従って、温度センサ５０で検出された温度も考慮して、ヘッド圧から膨張タンク４６内の水位を算出する必要がある。
【００２７】
以下、タンク水位調整処理について、図４のフローチャートと図５のマップを参照して説明する。尚、以下の説明において、Ｓｉ（ｉ＝１０，１１，１２・・・）は、各ステップを示す。
このタンク水位調整処理は、熱源機１の暖房運転中（循環ポンプ４５運転中）において所定時間毎に行われる。まず、循環ポンプ４５が運転している状態では循環経路内の温水には循環ポンプ４５の吐出圧が作用しているため、圧力センサ４９により膨張タンク４６のヘッド圧だけを検出するために循環ポンプ４５を一旦停止させる（Ｓ１０）。循環ポンプ４５の停止後、膨張タンク４６内の水位が安定した状態で圧力センサ４９により検出された検出圧力Ｐと温度センサ５０により検出された検出温度Ｔに基づいて、膨張タンク４６内の水位Ｌを演算する　（Ｓ１１）。具体的には、温度Ｔにより温水の密度は異なるため、温度Ｔに対応する密度ρを図５のマップＭ１から求め、この密度ρと検出圧力Ｐを用いて水位Ｌを演算する。
【００２８】
このようにして演算された水位Ｌが図３の上限水位ＬＨよりも大きい場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、オーバーフロー口４６ａからオーバーフローしそうな状態であるため、再び循環ポンプ４５を運転し（Ｓ１３）、バーナ３０による加熱運転が行われている状態である場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、暖房ガス電磁弁３５を閉にして加熱運転を停止した状態で循環ポンプ４５により温水を循環させて　（Ｓ１５）、温水温度を下げることで温水の体積膨張を減らしてオーバーフローを防止する。
【００２９】
一方、水位Ｌが上限水位ＬＨよりも低い場合であって（Ｓ１２：Ｎｏ）、図３の下限水位ＬＬよりもさらに低い状態では（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、膨張タンク４６内の水がかなり少なく渇水状態に近い状態であるため、補水弁４８を開にして　（Ｓ１７）、膨張タンク４６内に水を補給する。膨張タンク４６内に水を補給していくと、膨張タンク４６内の水位Ｌは上昇していくため、圧力センサ４９により検出された検出圧力Ｐと温度センサ５０により検出された検出温度ＴとマップＭ１から水位Ｌを逐次演算し（Ｓ１８）、この水位Ｌが図３に示す所定の補給上限値ＬＳより大きくなるまで膨張タンク４６に水を補給する。
【００３０】
ここで、この補給上限値ＬＳは、後述の保有水量検出処理において、温水暖房システム内の全保有水量Ｖに応じて決定される。水位Ｌが補給上限値ＬＳに達すると（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、補水弁４８を閉にして（Ｓ２０）、水の補給を停止してから、再び循環ポンプ４５を運転して（Ｓ２１）、暖房運転を再開する。
尚、以上の説明において、制御ユニット６０と、図４のフローチャートのＳ１１と、図５のマップＭ１とが、本願発明のタンク水位検知手段に相当する。
【００３１】
次に、保有水量検出処理について、図６のフローチャートと、図５、図７、図８のマップを参照して説明する。この保有水量検出処理は、温水ヒータ２や温水床暖房３との間の循環経路が全て連通した状態でバーナ３０の加熱運転を行い、この加熱運転前後における温水の体積膨張量から温水暖房システム内の全保有水量Ｖを逆算する処理である。
【００３２】
この保有水量検出処理は、暖房運転が行われていない状態で、リモコン６１からこの保有水量検出処理を行うモードが選択されたときに実行される。まず、循環経路を全て連通させるために、温水ヒータ２と温水床暖房３の制御ユニットに夫々指令を下して全ての開閉弁４０〜４３を開放させる（Ｓ３０）。そして、圧力センサ４９による検出圧力Ｐ１と温度センサ５０からの検出温度Ｔ１と図５のマップＭ１とにより、加熱運転前の膨張タンク４６内の水位Ｌ１を演算する（Ｓ３１）。
【００３３】
次に、循環ポンプ４５を運転するとともにバーナ３０による加熱運転を開始し（Ｓ３２）、温度センサ５０による検出温度Ｔが所定の温度Ｔ０　に上昇するまで加熱運転を行い、ＴがＴ０　以上になったときに（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、循環ポンプ４５を停止するとともに暖房ガス電磁弁３５を閉止して加熱運転を停止する（Ｓ３４）。そして、このときの検出圧力Ｐ２と検出温度Ｔ２とマップＭ１とにより、加熱運転後の膨張タンク４６内の水位Ｌ２を演算する（Ｓ３５）。
【００３４】
ここで、この加熱運転による温水の体積膨張量ΔＶは、膨張タンク４６の断面積をＡとして、
ΔＶ＝（Ｌ２−Ｌ１）×Ａ
で求められる。ここで、温度０℃の状態を基準とした場合の体膨張係数をβとすると、このβの温度Ｔに対する関係は図７に示すマップＭ２で示され、全保有水量Ｖは、
2004116932.tif 000003
で求められる（Ｓ３６）。
【００３５】
ここで、この全保有水量Ｖが多いほど、バーナ３０による加熱運転中の体積膨張量も大きくなるため、膨張タンク４６へ水を補給する際の前述の補給上限値ＬＳが一定の値であると、全保有水量Ｖが多いときには、せっかく補給した水が加熱運転中にオーバーフローしてしまう虞がある。そこで、全保有水量Ｖに応じて、補給上限値ＬＳを以下のように変更する。
【００３６】
即ち、図８に示すように、全保有水量Ｖと補給上限値ＬＳとの関係は、３段階に変化するマップＭ３で表されている。全保有水量Ｖが第１のしきい値Ｖ１未満の場合には、補給上限値ＬＳの値は最も大きな値であるＬＳ１　となる。全保有水量Ｖが第１のしきい値Ｖ１以上で、Ｖ１よりも大きい第２のしきい値Ｖ２未満の場合には、補給上限値ＬＳの値はＬＳ１　よりも小さいＬＳ２　となる。さらに、全保有水量がＶ３以上の場合には、補給上限値ＬＳの値は最も小さな値であるＬＳ３　となる。このようにして、全保有水量Ｖが多いときには補給上限値ＬＳは小さくなり、逆に、全保有水量が少ないときには補給上限値ＬＳは大きくなる。
つまり、膨張タンク４６に水を補給する場合には、１回の補給水量を多くして補給回数を減らすために、できるだけ高い水位まで補給することが望ましいが、このＳ３７の処理により、その補給上限値ＬＳをオーバーフローしない適当な位置に設定できる。
【００３７】
尚、以上の説明において、制御ユニット６０と、図６のフローチャートのＳ３０〜Ｓ３６と、図７のマップＭ２とが、本願発明の保有水量検知手段に相当する。さらに、制御ユニット６０と、図６のフローチャートのＳ３７と、図８のマップＭ３とが、本願発明の最高水位変更手段に相当する。
【００３８】
次に、エア混入判定処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。夏場など、暖房運転を継続して長期間停止している状態（循環ポンプ４５が長期間運転していない状態）では、温水床暖房３の樹脂管などから循環経路内にエアが混入して、暖房運転を開始したときに、循環経路に混入したエアにより循環ポンプ４５にキャビテーションが発生したり、熱交換器３１や温水ヒータ２、温水床暖房３における熱交換効率が低下して十分な暖房能力が出なくなる虞がある。そこで、このエア混入判定処理は、暖房運転の停止状態が継続する期間中の膨張タンク４６のヘッド圧を圧力センサ４９により適宜検出して、その検出圧力をエアが混入していない状態での膨張タンク４６の基準のヘッド圧と比較することにより、循環経路内にエアが混入しているか否かを判定し、エアが混入したと判定したときにはエア抜き動作を行う。
【００３９】
このエア混入判定処理が実行される前提として、まず、暖房運転終了後に所定短時間が経過して温水温度がほぼ常温のＴ０　（例えば、Ｔ０　＝１５℃）となったときに、その状態における圧力センサ４９による検出圧力（基準圧力Ｐ０　）が制御ユニット６０のマイクロコンピュータのメモリに記憶される。
エア混入判定処理は、前回の暖房運転終了後から所定期間（例えば、１日）経過する毎に実行される。エア混入判定処理が実行されると、まず、温度センサ５０で検出された検出温度ＴとＴ０　との差が所定の温度差α１　（例えば、α１　＝５℃）内であり（Ｓ４０）、温水温度がほぼ常温である場合に、温水ヒータ２及び温水床暖房３の電磁開閉弁を全て開放して循環経路を連通させてから（Ｓ４１）、そのときの膨張タンク４６のヘッド圧を圧力センサ４９により検出する。
【００４０】
このとき、この検出圧力Ｐが基準圧力Ｐ０　よりも所定値α２　以上大きいときには（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、循環経路内にエアが混入してその分だけ膨張タンク４６内の水位が上昇していると判定して、循環ポンプ４５を所定時間（例えば、１５分）運転して（Ｓ４３）、循環経路内に混入したエアを膨張タンク４６から抜くようにする。
尚、以上の説明において、制御ユニット６０のマイクロコンピュータのメモリが本願発明の記憶手段に相当する。
【００４１】
以上説明した熱源機１によれば、次のような効果が得られる。
１）タンク水位調整処理により、圧力センサ４９により検出された圧力と、温度センサ５０により検出された温度とに基づいて、膨張タンク４６内の全範囲の水位を検知することができるので、膨張タンク４６の水位を検出する水位検出手段を省略でき、製作コスト的に有利である。また、膨張タンク４６の全範囲の水位を検知できるので、上限水位ＬＨに近くオーバーフローしそうな状態や下限水位ＬＬに近く渇水状態になる寸前の状態を検知したときに、加熱運転を停止してオーバーフローを極力防止したり、事前に膨張タンク４６に水を補給して渇水状態になるのを未然に防止できる。
【００４２】
２）保有水量検知処理により、加熱運転前後において圧力センサ４９で夫々検出された２つの検出圧力の値により求められる温水の体積膨張量を用いて、温水暖房システムの全保有水量Ｖを検知でき、さらに、この全保有水量Ｖに基づいて膨張タンク４６に水を補給する際の、膨張タンク４６内の水位の補給上限値ＬＳを変更できるので、全保有水量Ｖが多い場合には補給上限値ＬＳを低くし、逆に全保有水量Ｖが少ないときには補給上限値ＬＳを高くして、熱源機１の加熱運転中に膨張タンク４６内の水位がオーバーフローしない適当な位置になるように補給上限値ＬＳを設定できる。
【００４３】
３）エア混入判定処理により、熱源機１の暖房運転の停止状態が継続する期間中において、圧力センサ４９で検出された圧力が、制御ユニット６０のマイクロコンピュータのメモリに記憶された基準の圧力値Ｐ０　よりも所定値以上大きいときには、循環経路内にエアが混入したと判定してエア抜き動作を行うので、循環経路に実際にエアが混入したときにのみエア抜き動作を行うことができ、不必要にエア抜き動作が行われることがなく、循環ポンプ４５等、エア抜き動作において作動する種々の部品の耐久性を向上させることも可能になる。
【００４４】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同じものについては同じ符号を付して、適宜その説明を省略する。
１］循環経路を全て閉止した状態での暖房用熱源機本体５内の保有水量Ｖ０　の値を予め求めておくことができる場合には、以下のような不凍液判定処理により、温水中にエチレングリコール等の不凍液が混入されているか否かを判定することができる。
温水に不凍液が混入されている状態と混入されていない状態とでは、温水の密度ρや体膨張係数β等の物性値の値が異なる。つまり、不凍液が混入されていない状態においては、図５のマップＭ１や図７のマップＭ２で示される関係が、不凍液が混入されている状態からずれることになる。そこで、不凍液判定処理は、圧力センサ４９の検出圧力と温度センサ５０の検出温度に基づいて検知された、循環経路が閉止された状態での保有水量Ｖｓが、前述の物性値のずれに起因して正しい保有水量Ｖ０　から所定値以上ずれたときに、循環経路に不凍液が混入されていないと判定する。
【００４５】
この不凍液判定処理は、例えば、熱源機１を現場に設置して試運転した後の、調整員によるリモコン６１からの操作などにより実行されるようになっている。図１０のフローチャートに示すように、不凍液判定処理が実行されると、循環経路を全て閉止するために、温水ヒータ２と温水床暖房３の制御ユニットに夫々指令を下して開閉弁を閉止させる（Ｓ５０）。その状態で、温水に不凍液が混入されていると仮定して、圧力センサ４９による検出圧力Ｐ４と温度センサ５０からの検出温度Ｔ４と図５のマップＭ１とにより、加熱運転前の膨張タンク４６内の水位Ｌ４を演算する（Ｓ５１）。
【００４６】
次に、バーナ３０による加熱運転を開始し（Ｓ５２）、温度センサ５０による検出温度Ｔが所定の温度Ｔ０　に上昇するまで温水循環管３９により温水を暖房機１の内部で循環させながら加熱運転を行い、Ｔが所定温度ＴＣ　より大きくなったときに（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、暖房ガス電磁弁３５を閉止して加熱運転を停止する（Ｓ５４）。そして、温水に不凍液が混入されていると仮定して、加熱運転後の検出圧力Ｐ５と検出温度Ｔ５とマップＭ１とにより、加熱運転後の膨張タンク４６内の水位Ｌ５を演算する（Ｓ５５）。そして前述した図６の保有水量検出処理におけるＳ３６と同様に、水位Ｌ４，Ｌ５と図７のマップＭ２とにより、循環経路を全て閉止した状態における保有水量Ｖｓを算出する（Ｓ５６）。
【００４７】
ここで、このように温水に不凍液が混入されていると仮定して算出された保有水量Ｖｓが、予め求められた正しい保有水量Ｖ０　から所定値α３　以上にずれている場合には（Ｓ５８：Ｙｅｓ）、不凍液が混入されていないと判定してリモコン６１の液晶ディスプレイ等にその旨のメッセージを表示して（Ｓ５８）、調整員の注意を喚起する。あるいは、警告用のランプを点灯させたり、警告音を発するようにしてもよい。
【００４８】
この不凍液判定処理により、圧力センサ４９で検出された検出圧力と温度センサ５０で検出された検出温度とに基づいて温水に不凍液が混入されているか否かを判定できるので、循環経路に不凍液を投入したかかどうかの確認を容易に行うことができる。
尚、制御ユニット６０と図１０のフローチャートが本願発明の不凍液判定手段に相当する。
【００４９】
２］圧力センサ４９や温度センサ５０は、必ずしも膨張タンク４６に取り付ける必要はなく、温水戻り管３６や高温温水供給管３７、低温温水供給管３８など、膨張タンク４６のヘッド圧と循環経路の温水温度を検出できる種々の位置に取り付けることができる。さらに、圧力センサ４９に循環ポンプ４５の吐出圧が作用せず、温水の静圧だけを常に検出できるような位置に圧力センサ４９を取り付けた場合には、図４のタンク水位調整処理において、膨張タンク４６の水位を検知する度に循環ポンプ４５を停止させる必要がなくなる。
【００５０】
３］補水弁４８を手動で開閉して膨張タンク４６に水を補給するように構成された熱源機１において、図４のタンク水位調整処理のＳ１６で水位Ｌが下限水位ＬＬよりも低下していると判定された場合には、リモコン６１に渇水状態に近いことを示すメッセージを表示させたりして、膨張タンク４６への水の補給が必要であることを使用者に知らせるようにすればよい。
【００５１】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、タンク水位検知手段は、圧力検出手段により検出された圧力と、温度検出手段により検出された温度とに基づいて、膨張タンク内の全範囲の水位を検知することができるので、膨張タンクの水位を検出する水位検出手段を省略でき、製作コスト的に有利である。また、膨張タンクの全ての水位を検知できるので、上限水位に近くオーバーフローしそうな状態や、下限水位に近く渇水状態になる寸前の状態を事前に検知できるため、オーバーフローや渇水状態が生じるのを極力防止できる。
【００５２】
請求項２の発明によれば、タンク水位検知手段により検知された膨張タンク内の水位が所定の上限水位以上である場合には、バーナによる加熱運転を停止するように構成したので、膨張タンク内の水位が上限水位に達して、オーバーフローしそうな状態であるときには、バーナによる加熱運転を停止することで温水温度を下げ、膨張タンク内の水位を低下させることができるので、オーバーフローを未然に防止することができる。
【００５３】
請求項３の発明によれば、温水暖房熱源機が、温水暖房システムの全保有水量を検知する保有水量検知手段を備え、この保有水量検知手段が、循環経路が全て連通した状態において、異なる２つの温度状態において圧力検出手段により夫々検出された２つの圧力値を用いて全保有水量を検知するので、夫々の温度状態において圧力検出手段で検出された２つの圧力からその温度変化により生じた温水の体積膨張量を求め、この体積膨張量及び温度変化前後での検出温度を用いて全保有水量を検知することができる。
【００５４】
請求項４の発明によれば、最高水位変更手段は、保有水量検知手段により検知された温水暖房システムの全保有水量に基づいて前記膨張タンクに水を補給するときの水位の補給上限値を変更することができるので、例えば、全保有水量が多い場合には補給上限値を低くし、逆に全保有水量が少ないときには補給上限値を高くするようにして、温水暖房熱源機の加熱運転中に膨張タンク内の水位がオーバーフローしない適当な位置になるように補給上限値を設定できる。
【００５５】
請求項５の発明によれば、運転停止後のエアが混入していない状態且つ温水温度が所定温度以下の低い温度である状態で、そのときの圧力検出手段で検出された以下の判定の基準となる圧力値を記憶手段に記憶させ、次に、温水暖房熱源機の暖房運転の停止状態が継続する期間中において、圧力検出手段で検出された圧力が、前記基準の圧力値よりも所定値以上大きいときには、循環経路内にエアが混入したと判定してエア抜き動作を行うので、循環経路に実際にエアが混入したときにのみエア抜き動作を行うことができ、不必要にエア抜き動作が行われることがない。また、循環ポンプ等、エア抜き動作において作動する種々の部品の耐久性を向上させることも可能になる。
【００５６】
請求項６の発明によれば、不凍液判定手段は、温水暖房熱源機の加熱運転前後において、圧力検出手段で検出された圧力と温度検出手段で検出された温度とに基づいて温水に不凍液が混入されているか否かを判定できるので、循環経路に不凍液を投入したかかどうかの確認を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る熱源機の構成図である。
【図２】熱源機の制御系のブロック図である。
【図３】膨張タンク周辺の概略構成図である。
【図４】タンク水位調整処理のフローチャートである。
【図５】温水の温度と密度との関係を示すマップである。
【図６】保有水量検知処理のフローチャートである。
【図７】温水の温度と体膨張係数の関係を示すマップである。
【図８】全保有水量と補給上限値との関係を示すマップである。
【図９】エア混入判定処理のフローチャートである。
【図１０】不凍液判定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１　　　　熱源機
２　　　　温水ヒータ
３　　　　温水床暖房
３０　　バーナ
３１　　熱交換器
３６　　温水戻り管
３７　　高温温水供給管
３８　　低温温水供給管
４５　　循環ポンプ
４６　　膨張タンク
４９　　圧力センサ
５０　　温度センサ
６０　　制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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