JP2000205582A - 熱源設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 循環流路の往路部分における被加熱流体の温
度のハンチングを防止することができる熱源設備を提供
する点にある。 【解決手段】 流体加熱器２の複数が循環流路３に並列
接続され、端末負荷Ｍでの被加熱流体の消費分を補給す
る補給手段９が設けられ、運転制御手段５が、循環流路
３の復路部分３ａから流体加熱器２に流動する被加熱流
体の総流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づい
て、被加熱流体を設定適正量ずつ分岐流動させるための
通流個数を求め、かつ、流量検出手段および循環流路３
の復路部分３ａから流体加熱器２に流動する被加熱流体
の温度を検出する温度検出手段の検出情報に基づいて、
通流個数以下で、かつ、加熱能力以内の能力で設定目標
温度に加熱可能な加熱作動個数を求めて、通流個数およ
び加熱作動個数に基づいて、加熱運転を実行するように
構成されている熱源設備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱流路を通流す
る被加熱流体を加熱する流体加熱器の複数が、被加熱流
体を強制循環手段の送り作用にて端末負荷に循環流動さ
せる循環流路の復路部分に対して前記加熱流路の入口側
を接続し、かつ、前記循環流路の往路部分に対して前記
加熱流路の出口側を接続する状態で、前記循環流路に並
列接続され、 前記端末負荷での被加熱流体の消費分を補給すべく、前
記循環流路の復路部分における前記流体加熱器の接続箇
所よりも上手側部分に対して、被加熱流体を加圧補給す
る補給手段が設けられ、 前記複数の流体加熱器のそれぞれについて、前記循環流
路からの被加熱流体の通流を断続する断続手段が設けら
れ、 前記断続手段の断続制御により被加熱流体を通流させる
流体加熱器の個数を変更しながら、前記複数の流体加熱
器のうちで加熱作動する個数を熱負荷が大きいほど多く
する加熱運転を実行する運転制御手段が設けられた熱源
設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような熱源設備において、従来、
複数の流体加熱器をひとつのユニットとし、運転状態に
あるユニットでは、複数の流体加熱器のすべてについ
て、被加熱流体を流動させるとともに、加熱作動を実行
させ、被加熱流体が流動される１ユニット当たりの被加
熱流体の流量が設定量以上で、かつ、加熱作動する１ユ
ニット当たりの熱量が設定量以上の両方の条件が満たさ
れると、運転するユニット台数を増加させ、被加熱流体
が流動される１ユニット当たりの被加熱流体の流量が設
定量以下または加熱作動する１ユニット当たりの熱量が
設定量以下のいずれか一方の条件が満たされると、運転
するユニット台数を減少させ、循環流路の往路部分にお
ける被加熱流体の温度を設定目標供給温度に維持するも
のが知られている（例えば、特開平３−１９５８５９号
公報）。そして、従来のものでは、加熱作動させる流体
加熱器の設定目標温度は、予め設定された温度で固定さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱源設備では、循環流路の復路部分から流体加熱器に流
動する被加熱流体の総流量および熱負荷の両者が大きく
なるほど運転する流体加熱器の個数を多くし、被加熱流
体を通流させる流体加熱器の個数と加熱作動させる流体
加熱器の個数とが同じ個数になるようにしているため
に、被加熱流体の温度が高く熱負荷が小さくかつ被加熱
流体の総流量が多いときには、熱負荷が小さいにもかか
わらず、運転する流体加熱器のすべてについて加熱作動
させるので、流体加熱器の最小加熱量よりも小さい加熱
量が要求される虞があり、加熱作動させる流体加熱器に
て加熱する被加熱流体を設定目標温度にすることができ
ずに、循環流路の往路部分における被加熱流体の温度が
設定目標供給温度よりも上昇することがあった。また、
被加熱流体の温度が低く熱負荷が大きくかつ被加熱流体
の総流量が少ないときには、熱負荷が大きいにもかかわ
らず、被加熱流体の総流量が少ないために加熱作動する
流体加熱器の個数が少なく、加熱作動させる流体加熱器
にて予め設定されている固定の設定目標温度に被加熱流
体を加熱しても、循環流路の往路部分における被加熱流
体の温度が設定目標供給温度よりも低下することがあっ
た。

【０００４】したがって、従来のものでは、被加熱流体
の温度が高く熱負荷が小さくかつ被加熱流体の総流量が
多いとき、あるいは被加熱流体の温度が低く熱負荷が大
きくかつ被加熱流体の総流量が少ないときのように、熱
負荷および被加熱流体の総流量によっては、循環流路の
往路部分における被加熱流体の温度が設定目標供給温度
よりも低下あるいは上昇したりして、ハンチングするこ
とがあった。

【０００５】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、循環流路の往路部分における被
加熱流体の温度のハンチングを防止することができる熱
源設備を提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明によれば、循環流路の復路部
分から流体加熱器に流動する被加熱流体の総流量を検出
する流量検出手段と、循環流路の復路部分から流体加熱
器に流動する被加熱流体の温度を検出する温度検出手段
とが設けられ、運転制御手段が、流量検出手段の検出情
報に基づいて、被加熱流体を通流させる流体加熱器の個
数として、被加熱流体を設定適正量ずつ分岐流動させる
ための通流個数を求め、かつ、流量検出手段および温度
検出手段の検出情報に基づいて、加熱作動させる流体加
熱器の個数として、通流個数以下で、かつ、加熱能力以
内の能力で設定目標温度に加熱可能な加熱作動個数を求
めて、その求めた通流個数および加熱作動個数に基づい
て、加熱運転を実行するように構成されている。

【０００７】つまり、通流個数と加熱作動個数とを単純
に同じ個数にするのではなく、通流個数については、被
加熱流体の総流量に基づいて、被加熱流体を設定適正量
ずつ分岐流動させるための通流個数になるようにし、加
熱作動個数については、被加熱流体の総流量および循環
流路の復路部分から流体加熱器に流動する被加熱流体の
温度に基づいて、通流個数以下で、かつ、加熱能力以内
の能力で設定目標温度に加熱可能な加熱作動個数になる
ようにする。したがって、被加熱流体の温度が高く熱負
荷が小さくかつ被加熱流体の総流量が多いときでも、通
流個数および加熱作動個数に基づいて加熱運転を実行す
るので、通流個数および加熱作動個数の両個数を適正個
数にした状態で加熱運転を実行することができ、循環流
路の往路部分における被加熱流体の温度のハンチングを
防止することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、運転制御
手段が、加熱運転において、温度検出手段の検出情報お
よび循環流路の往路部分における被加熱流体の設定目標
供給温度、ならびに、流量検出手段の検出情報および加
熱作動させる流体加熱器に通流させる被加熱流体の通流
量を検出する加熱用通流量検出手段の検出情報に基づい
て、加熱作動させる流体加熱器の設定目標温度を求め
て、加熱作動する流体加熱器にて被加熱流体を求めた設
定目標温度に加熱作動させるように構成されている。つ
まり、被加熱流体の温度が低く熱負荷が大きくかつ被加
熱流体の総流量が少ないときでも、循環流路の往路部分
における被加熱流体の温度を設定目標供給温度にする設
定目標温度が求められ、その設定目標温度にて加熱作動
されるので、循環流路の往路部分における被加熱流体の
温度を設定目標供給温度に維持することができる。した
がって、請求項１との協働作用により、熱負荷および被
加熱流体の総流量が変化しても、循環流路の往路部分に
おける被加熱流体の温度を設定目標供給温度に維持する
ことができ、ハンチングを防止することができる。

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、運転制御
手段が、加熱運転において、温度検出手段の検出情報お
よび循環流路の往路部分における被加熱流体の設定目標
供給温度、ならびに、通流個数および加熱作動個数に基
づいて、加熱作動させる流体加熱器の設定目標温度を求
めて、加熱作動する流体加熱器にて被加熱流体を求めた
設定目標温度に加熱作動させるように構成されている。
つまり、複数の流体加熱器が循環流路に並列接続されて
いるために、複数の流体加熱器の間での大きな圧力損失
の差がなければ、複数の流体加熱器のそれぞれに流動す
る被加熱流体の流量がほぼ同量になると考えられ、既に
求められている通流個数および加熱作動個数を用いて、
循環流路の往路部分における被加熱流体の温度を設定目
標供給温度に維持すべく、加熱作動させる流体加熱器の
設定目標温度を容易に求めることができる。したがっ
て、設定目標温度を容易に求めることができるととも
に、請求項２と同様に、熱負荷および被加熱流体の総流
量が変化しても、循環流路の往路部分における被加熱流
体の温度を設定目標供給温度に維持することができ、ハ
ンチングを防止することができる。

【００１０】請求項４に記載の発明によれば、流体加熱
器が、被加熱流体を加熱する加熱量が調整自在な加熱部
と、加熱流路の被加熱流体の通流量を調整自在な通流量
調整部とを備えるように構成され、運転制御手段が、加
熱運転において、加熱作動させる流体加熱器における加
熱部および通流調整部とを調整して、被加熱流体を求め
た設定目標温度に加熱させるように構成されている。つ
まり、加熱部の加熱量および加熱流路の被加熱流体の通
流量の両者を調整することによって、加熱作動させる流
体加熱器の加熱能力を最大限に活用した状態で被加熱流
体を求めた設定目標温度に加熱させるので、流体加熱器
の本来の加熱能力を十分に活用しながら、被加熱流体を
設定目標温度に加熱させることができ、それに伴って循
環流路の往路部分における被加熱流体の温度を設定目標
供給温度に確実に維持することができる。

【００１１】請求項５に記載の発明によれば、加熱流路
が、被加熱流体を加熱部にて加熱して通流する加熱用流
路と、被加熱流体を加熱することなく通流する非加熱用
流路とから構成され、非加熱用流路を開閉する開閉手段
が設けられ、運転制御手段が、加熱運転において、設定
目標供給温度に対して、温度検出手段にて検出される検
出温度が設定値以上低いときの方が高いときよりも、通
水個数を多い個数として求めるように構成され、かつ、
開閉手段を、設定目標供給温度に対して、温度検出手段
にて検出される検出温度が設定値以上低いときには閉
じ、かつ、高いときには開くように、開閉制御するよう
に構成されている。つまり、設定目標供給温度に対し
て、温度検出手段による検出温度が設定以上低いときの
方が高いときよりも熱負荷が大きく、熱負荷が大きいと
きの方が小さいときよりも、通水個数を多い個数として
求め、かつ、開閉手段を閉じることによって、流体加熱
器に流動する被加熱流体の流量を少なくなるようにし
て、加熱作動させる流体加熱器にて加熱される被加熱流
体を容易に高温に加熱しやすい状態にすることができ
る。したがって、流体加熱器に流動する被加熱流体の流
量を熱負荷に応じた流量にすることができ、被加熱流体
を容易に設定目標温度に加熱することができ、それに伴
って循環流路の往路部分における被加熱流体の温度を設
定目標温度に容易に維持することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明にかかる熱源設備を図面に
基づいて説明する。この熱源設備は、マンションの屋上
などに設置されて、設定目標供給温度としてのシステム
設定温度の被加熱流体としての湯水を循環流動させて、
マンション内の各住戸に湯水を供給することができるヒ
ーツシステムで、図１に示すように、加熱流路１を通流
する湯水を加熱する流体加熱器としての複数の湯沸器２
と、複数の湯沸器２により加熱された湯水を端末負荷Ｍ
に循環流動させる循環流路３と、複数の湯沸器２に燃料
ガスを供給するガス供給路４と、運転を管理する運転制
御手段としての制御装置５とから構成されている。な
お、この実施形態では、被加熱流体を湯水としている
が、これに限られるものではなく、その他の熱媒体でも
よい。また、システム設定温度については、予め設定さ
れている温度でもよく、あるいは、人為操作により設定
された温度でもよい。

【００１３】前記循環流路３は、端末負荷Ｍからの湯水
を複数の湯沸器２に供給する復路部分３ａと、複数の湯
沸器２により加熱された湯水を端末負荷Ｍに供給する往
路部分３ｂとから構成されている。そして、複数の湯沸
器２のそれぞれの加熱流路１の入口側１ａを循環流路３
の復路部分３ａに接続し、かつ、複数の湯沸器２のそれ
ぞれの加熱流路１の出口側１ｂを循環流路３の往路部分
３ｂに接続する状態で、複数の湯沸器２が循環流路３に
並列接続されている。また、前記循環流路３の復路部分
３ａには、湯水を循環流動させるための循環ポンプ６と
逆止弁７とからなる強制循環手段としてのポンプユニッ
ト８がひとつ設けられ、このポンプユニット８の送り作
用により湯水を複数の湯沸器２、循環流路３の往路部分
３ｂ、端末負荷Ｍ、循環流路３の復路部分３ａの順に、
循環流路３を通して湯水を循環流動させるようにしてい
る。

【００１４】そして、循環流路３の復路部分３ａにおけ
る湯沸器２の接続箇所よりも上手側には、端末負荷Ｍで
の湯水の消費分を補給するように複数の湯沸器２に給水
する補給手段としての給水路９が接続され、この給水路
９に設けられた逆止弁１０、膨張タンク１１、手動バル
ブ１２、圧力スイッチ１３を通して水道圧により供給さ
れる水と循環流路３を循環流動する湯水とが混合された
後、その混合湯水が複数の湯沸器２に供給されるように
している。また、前記端末負荷Ｍとして複数の給湯栓１
４が設けられ、各給湯栓１４での給湯量を均一にするた
めに無負荷時においても所定のバイパス流量の湯水を循
環流動させる定流量弁１５が複数の給湯栓１４のすべて
に対応して設けられている。

【００１５】前記複数の湯沸器２について説明すると、
このヒーツシステムでは、３台の湯沸器２を有する親ユ
ニット１６と、４台の湯沸器２を有する子ユニット１７
とが備えられ、最大４つの子ユニット１７が接続可能に
構成されている。つまり、このヒーツシステムは、各ユ
ニット１６，１７どうしが接続可能になるように、各ユ
ニット１６，１７のガス供給路４、循環流路３の復路部
分３ａ、および、循環流路３の復路部分３ｂどうしが接
続可能に構成されている。なお、図示はしないが、最後
に接続される子ユニット１７におけるガス供給路４、循
環流路３の復路部分３ａ、および、循環流路３の復路部
分３ｂの接続しない側の端部には締切栓が設けられてい
る。そして、親ユニット１６には、複数の湯沸器２およ
びポンプユニット８の作動を制御するシステムコントロ
ーラ１８、および、複数の湯沸器２にて加熱された湯水
の温度を検出する往きサーミスタ１９が備えられてい
る。

【００１６】前記複数の湯沸器２はすべて同様の構成で
あり、その構成について説明すると、図２に示すよう
に、システムコントローラ１８と通信可能で、湯沸器２
の運転を制御する湯沸器用コントローラ３７が設けられ
ている。そして、燃焼室２０内に設けられている水加熱
用の熱交換器２１、この熱交換器２１を加熱する加熱量
が調整自在なガス燃焼式の加熱部としてのバーナ２２な
どから構成され、このバーナ２２の上流側から燃焼用空
気を通風するとともに、その通風量を変更調整自在なフ
ァン２３も設けられている。

【００１７】その入口側を循環流路３の復路部分３ａに
接続しかつその出口側を循環流路３の往路部分３ｂに接
続している加熱流路１は、湯水をバーナ２２にて加熱し
て通流する加熱用流路１ｃと、湯水を加熱することなく
通流する非加熱用流路としてのバイパス路２４とから構
成されている。そして、そのバイパス路２４を開閉する
開閉手段としてのバイパス弁２５が設けられ、バイパス
弁２５が開状態で熱交換器２１側からの湯水とバイパス
路２４からの湯水を混合して加熱流路１の出口側１ｂか
ら循環流路３に供給するようにしている。

【００１８】前記加熱流路１には、上流側から順に、加
熱流路１の入口側１ａから供給される湯水の温度を検出
する入口側サーミスタ２６、湯水の通流量を検出する通
流量センサ２７、熱交換器２１、熱交換器２１内の湯水
の温度を検出する熱交サーミスタ２８、循環流路３から
の湯水の通流を断続する断続手段でかつ湯水の通流量を
調整可能な能力調整用の通流調整部としての水比例バル
ブ２９、加熱流路の出口側に供給する湯水の温度を検出
する出口側サーミスタ３０が設けられている。そして、
バイパス路２４が、通流量センサ２７と熱交換器２１と
の間の加熱流路１と、熱交サーミスタ２８と水比例バル
ブ２９との間の加熱流路１とを接続するように設けられ
ている。

【００１９】バーナ２２に対する燃料供給路３１には、
上流側から順に、燃料供給を断続する電磁操作式のセイ
フティ弁３２、燃料供給量（バーナ２２の燃焼量）を変
更調節自在な電磁操作式のガス比例弁３３、燃焼させる
バーナ２２の本数を切換える電磁操作式の切換電磁弁３
４が備えられ、バーナ２２の加熱量が調整自在に構成さ
れ、バーナ２２の近くには、バーナ２２に対する点火動
作を実行するイグナイタ３５と、バーナ２２が着火され
ているか否かを検出するフレームロッド３６とがそれぞ
れ備えられている。

【００２０】また、図３に示すように、システムコント
ローラ１８は、往きサーミスタ１９で検出される湯水の
温度がシステム設定温度にすべく、湯水が通流する湯沸
器２の個数を変更しながら、複数の湯沸器２のうちで加
熱作動する個数を熱負荷が大きいほど多くする加熱運転
を実行し、各湯沸器２の湯沸器用コントローラ３７に制
御指令を送信する。そして、各湯沸器２の湯沸器用コン
トローラ３７は、システムコントローラ１８からの制御
指令に基づいて、水比例バルブ２８の開閉状態、バーナ
２２の燃焼量、バイパス弁２５の開閉状態を調整操作す
るように構成されている。したがって、制御装置５が、
システムコントローラ１８と各湯沸器２の湯沸器用コン
トローラ３７から構成されている。

【００２１】つまり、前記制御装置５は、湯水を設定適
正量ずつ分岐流動させるための湯水を通流する湯沸器２
の通流個数を演算する通流台数演算処理、前記通流個数
以下でかつ加熱能力以内の能力で設定目標温度としての
給湯用設定温度に加熱可能な加熱作動個数を演算する燃
焼台数演算処理、循環流路３の往路部分３ｂにおける湯
水の温度がシステム設定温度になるように加熱作動して
いる湯沸器２から循環流路３に供給すべく給湯用設定温
度を演算する給湯設定温度演算処理、演算にて求められ
た通流台数、燃焼台数、給湯設定温度に基づいて、複数
の湯沸器２の運転状態を制御する湯沸器運転制御処理の
それぞれの処理を実行して、循環流路３で循環流動する
湯水の温度をシステム設定温度に維持するようにしてい
る。

【００２２】前記通流台数演算処理は、システムコント
ローラ１８が、各湯沸器２の湯沸器用コントローラ３７
との通信により、各湯沸器２の通流量センサ２７の検出
流量を合計して循環流路３の復路部分３ａから湯沸器２
に流動する湯水の総流量である全通流量Ｑを求め、その
求められた全通流量Ｑに基づいて、下記〔数１〕によ
り、湯水を通流する湯沸器２の通流個数である通流台数
ＱＫを演算する。つまり、流量検出手段が、システムコ
ントローラ１８、湯沸器用コントローラ３７、および、
通流量センサ２７にて構成されている。

【００２３】また、湯水を通流する湯沸器２のバイパス
弁２５の開閉状態は、開状態または閉状態のいずれか
で、湯水を通流するすべての湯沸器２のバイパス弁２５
が同じ状態に制御され、バイパス弁２５が閉状態のとき
には流量小モードが選択され、バイパス開状態のときに
は流量大モードが選択される。

【００２４】そして、このバイパス弁２５の開閉状態の
切換えは、システム設定温度Ｔｓから給水路９からの水
と循環流路３を循環流動する湯水とが混合された後の湯
水の温度であるシステム混合温度Ｔｋを引いた切換温度
（システム設定温度Ｔｓ−システム混合温度Ｔｋ）に基
づいて行われ、例えば、その切換温度が５５℃以上にな
れば、バイパス弁２５を開状態から閉状態にして流量小
モードが選択され、前記切換温度が４５℃以下になれ
ば、バイパス弁２５を閉状態から開状態にして流量大モ
ードが選択される。つまり、システム設定温度Ｔｓに対
して、システム混合温度Ｔｋが設定値以上低いときには
バイパス弁２５を閉状態にし、システム混合温度Ｔｋが
設定値以上高いときにはバイパス弁２５を開状態にす
る。

【００２５】そして、システム設定温度Ｔｓに対して、
システム混合温度Ｔｋが設定値以上低いときの方が高い
ときよりも、通流台数ＱＫを多い個数として求めるよう
に、下記〔数１〕において、バイパス弁２５が開状態の
ときには流量大モードにて通流台数ＱＫを演算し、バイ
パス弁２５が閉状態のときには流量小モードにて通流台
数ＱＫを演算する。

【００２６】

【数１】

【００２７】なお、ＩＮＴは、数値を、演算した数値よ
りも０に近い整数にした値を求めるものである。また、
〔数１〕における５（リットル／ｍｉｎ）や１０（リッ
トル／ｍｉｎ）などの数値については、使用する湯沸器
２などにより変更され、この数値に限られるものではな
い。ただし、通流台数ＱＫ＜３台の場合には、通流台数
ＱＫ＝３台とし、循環流路３に接続されている湯沸器２
の台数ＳＤ、故障している湯沸器２の台数ＫＤに基づい
て、通流台数ＱＫ＞接続台数ＳＤ−故障台数ＫＤの場合
には、通流台数ＱＫ＝接続台数ＳＤ−故障台数ＫＤとす
る。

【００２８】前記燃焼台数演算処理は、システムコント
ローラ１８が、各湯沸器２の湯沸器用コントローラ３７
との通信により、システム設定温度Ｔｓ、全通流量Ｑ、
および、給水路９からの水と循環流路３を循環流動する
湯水とが混合された後の湯水の温度であるシステム混合
温度Ｔｋに基づいて、下記〔数２〕により、湯水が通流
されている複数の湯沸器２のうちで加熱作動する加熱作
動個数である燃焼台数ＮＫを演算する。ちなみに、シス
テムコントローラ１８が、湯沸器用コントローラ３７と
の通信により湯水が通流する湯沸器２のすべての入口側
サーミスタ２６の検出温度の平均温度をシステム混合温
度Ｔｋとして求め、温度検出手段がシステムコントロー
ラ１８、湯沸器用コントローラ３７、および、入口側サ
ーミスタ２６にて構成されている。なお、システム混合
温度Ｔｋは、湯水が通流する湯沸器２のいずれかひとつ
の入口側サーミスタ２６の検出温度でもよい。

【００２９】

【数２】

【００３０】なお、〔数２〕における１６０（ｋｃａｌ
／ｍｉｎ）や２００（ｋｃａｌ／ｍｉｎ）などの数値は
使用する湯沸器２などによって変更され、この数値に限
られるものではない。ただし、（システム設定温度Ｔｓ
−システム混合温度Ｔｋ）×全通流量Ｑ≦２０（ｋｃａ
ｌ／ｍｉｎ）または往きサーミスタ１９の検出温度Ｔｉ
≧システム設定温度Ｔｓ＋５℃の場合には、燃焼台数Ｎ
Ｋ＝０とする。

【００３１】前記給湯設定温度演算処理は、システムコ
ントローラ１８が、各湯沸器２の湯沸器用コントローラ
３７との通信により、システム設定温度Ｔｓ、全通流量
Ｑ、システム混合温度Ｔｋ、加熱作動している湯沸器２
の通流量センサ２７の合計である燃焼通流量Ｑｎに基づ
いて、下記〔数３〕により、加熱作動している湯沸器２
から循環流路３に供給すべく給湯用設定温度Ｔｈを演算
する。なお、加熱用通流量検出手段が、システムコント
ローラ１８、湯沸器用コントローラ３７、および、加熱
作動している湯沸器２の通流量センサ２７にて構成され
ている。

【００３２】

【数３】

【００３３】ただし、システム設定温度Ｔｓ≦給湯設定
温度Ｔｈ≦８０℃とする。

【００３４】ちなみに、上記〔数３〕は、給湯設定温度
Ｔｈ、全通流量Ｑ、システム混合温度Ｔｋ、燃焼通流量
Ｑｎに基づいて、システム設定温度Ｔｓを演算するため
の下記〔数４〕を変形して求められる。

【００３５】

【数４】

【００３６】前記湯沸器運転制御処理は、システムコン
トローラ１８が、演算にて求められた通流台数ＱＫ、燃
焼台数ＮＫ、給湯設定温度Ｔｈに基づいて、循環流路３
の往路部分３ｂにおける湯水の温度がシステム設定温度
Ｔｓになるように、各湯沸器２の運転状態を制御すべ
く、各湯沸器用コントローラ３７に制御指令を送信す
る。そして、各湯沸器用コントローラ３７が、システム
コントローラ１８からの制御指令に基づいて、水比例バ
ルブ２８の開閉状態、バーナ２２の燃焼量、および、バ
イパス弁２５の開閉状態を調整操作する。

【００３７】具体的に説明すると、複数の湯沸器２には
優先順位が設定されており、演算にて求められた通流台
数ＱＫになるように湯水を通流させる湯沸器２が優先順
位に基づいて選択され、湯水を通流させる通流状態に選
択された湯沸器２においては、水比例バルブ２９を全開
にして、その湯沸器２に湯水を通流させる。また、湯水
を通流しない非通流状態に選択された湯沸器２では、水
比例バルブ２９を閉状態にして通流停止状態に調整操作
し、その湯沸器２に湯水を通流させないようにする。ま
た、湯水を通流させる湯沸器２のすべてについて、その
バイパス弁２５の開閉状態は、上述したように、システ
ム設定温度Ｔｓからシステム混合温度Ｔｋを引いた切換
温度（システム設定温度Ｔｓ−システム混合温度Ｔｋ）
に基づいて行われ、すべてのバイパス弁２５が同じ状態
に調整される。

【００３８】そして、演算にて求められた燃焼台数ＮＫ
になるように加熱作動する湯沸器２が優先順位に基づい
て選択され、加熱作動する湯沸器２に選択された湯沸器
２においては、ファン２３による通風作動を開始し、か
つ、セイフティ弁３２を開弁させ切換電磁弁３４を適宜
切換えガス比例弁３３を点火用ガス量になるように開弁
調整するとともに、イグナイタ３５によってバーナ２２
の点火動作を行い、フレームロッド３６によってバーナ
２２の着火を確認する。

【００３９】その後、加熱作動する湯沸器２に選択され
た湯沸器２においては、加熱作動する湯沸器２から循環
流路３に供給する湯水の温度を給湯設定温度Ｔｈにすべ
く、バーナ２２の加熱量が調整される。つまり、入口側
サーミスタ２６、通流量センサ２７のそれぞれの検出情
報、および、給湯用設定温度Ｔｈの情報に基づいて、バ
イパス弁２５の開状態または閉状態のそれぞれにおいて
出口側サーミスタ３０の検出温度を給湯用設定温度Ｔｈ
にするために必要なガス量になるようにガス比例弁３３
および切換電磁弁３４を調整するとともに、ファン２３
の通風量が調整ガス量に対して適正燃焼状態になるよう
にファン２３の通風量を調整するフィードフォワード制
御を実行し、さらに、出口側サーミスタ３０の検出温度
が給湯用設定温度になるようにガス比例弁３３の開度を
微調整するフィードバック制御を実行する。また、湯沸
器２が能力を越えたときには、水比例バルブ２９を絞る
ことによって、加熱作動する湯沸器２から循環流路３に
供給する湯水の温度を調整する。このようにして、給湯
用設定温度Ｔｈの湯水が加熱作動している湯沸器２から
循環流路２に供給され、給湯栓１４にてシステム混合温
度Ｔｓの湯水を常時使用することができる。

【００４０】また、詳述はしないが、ヒーツシステムの
作動時間が設定時間経過するごとに、最高位の湯沸器２
を最低位に、残りの湯沸器２の優先順位をひとつずつ繰
り上げるようにして、複数の湯沸器２の優先順位を変更
し、各湯沸器２の運転時間が均一になるようにし、各湯
沸器２における故障の発生を防止するようにしている。

【００４１】このようにして、全通流量Ｑに基づいて被
加熱流体を設定適正量ずつ分岐流動させるための通流台
数ＱＫを求め、この通流台数ＱＫ以下で、かつ、加熱能
力以内の能力で給湯用設定温度Ｔｈに加熱可能な加熱作
動個数を求め、循環流路３の往路部分３ｂにおける湯水
をシステム設定温度Ｔｓにするように加熱作動させる湯
沸器２の給湯用設定温度Ｔｈを求め、そして、求められ
た通流台数ＱＫ、燃焼台数ＮＫ、および、給湯用設定温
度Ｔｈになるように各湯沸器２が制御されるので、被加
熱流体の温度が高く熱負荷が小さくかつ被加熱流体の総
流量が多いとき、被加熱流体の温度が低く熱負荷が大き
くかつ被加熱流体の総流量が少ないときのように、熱負
荷および湯水の総流量が変化しても、循環流路３の往路
部分３ｂにおける被加熱流体の温度のハンチングを防止
して、その温度をシステム設定温度Ｔｓに維持すること
ができる。

【００４２】また、制御装置５は、複数の湯沸器２のそ
れぞれにおける加熱流路１内の湯水の温度を検出する入
口側サーミスタ２６、熱交サーミスタ２８、および、出
口側サーミスタ３０の検出情報に基づいて、複数の湯沸
器２のうちで湯水の非通流状態である湯沸器２に対する
凍結防止措置の必要を判別すると、凍結防止運転を実行
するように構成されている。具体的に説明すると、複数
の湯沸器２のうちで湯水の非通流状態である湯沸器２の
入口側サーミスタ２６、熱交サーミスタ２８、および、
出口側サーミスタ３０のいずれかの検出温度が設定温度
以下である凍結防止措置の必要が判別されると、湯水を
通流する湯沸器２を凍結防止措置を要する湯沸器２に変
更する流体加熱器変更制御を実行する

【００４３】つまり、湯水が通流されていない非通流状
態である湯沸器２では、その湯沸器２の加熱流路１内に
湯水が滞留して、外気温などの低下に伴って、滞留して
いる湯水が凍結する虞があるが、非通流状態である湯沸
器２の入口側サーミスタ２６、熱交サーミスタ２８、お
よび、出口側サーミスタ３０にて、滞留している湯水の
温度低下を検出することができ、その検出情報に基づい
て凍結防止措置の必要が判別されると、湯水の凍結を防
止すべく、凍結防止運転を実行する。

【００４４】前記凍結防止運転について説明すると、非
通流状態にある湯沸器２のうちで、凍結防止措置の必要
が判別された湯沸器２の水比例バルブ２９を閉状態から
開状態に切換えるとともに、通流状態にある湯沸器２の
水比例バルブ２９を開状態から閉状態に切換えるように
して、湯水を通流する湯沸器２を凍結防止措置を要する
湯沸器２に変更する流体加熱器変更制御処理を実行する
ようにしている。

【００４５】また、上述のような流体加熱器変更制御処
理は、複数の湯沸器２のすべてに対する凍結防止措置の
必要がなくなるまで、設定時間ごとに繰り返し行うよう
にしている。つまり、複数の湯沸器２のうちで湯水の非
通流状態である湯沸器２の入口側サーミスタ２６、熱交
サーミスタ２８、および、出口側サーミスタ３０のすべ
ての検出温度が設定温度を越えるまで、湯水を通流する
湯沸器２を、入口側サーミスタ２６、熱交サーミスタ２
８、および、出口側サーミスタ３０のいずれかの検出温
度が設定温度以下である凍結防止措置を要する湯沸器２
に変更される。

【００４６】上述の制御動作の概略について、図４のフ
ローチャートに基づいて説明する。まず、通流台数演算
処理、燃焼台数演算処理、給湯設定温度演算処理を順に
実行する。つまり、システムコントローラ１８が、各湯
沸器２の湯沸器用コントローラ３７との通信により、各
湯沸器２の通流量センサ２７の検出流量を合計して循環
流路３の復路部分３ａから湯沸器２に流動する湯水の総
量である全通流量Ｑを求め、その求められた全通流量Ｑ
に基づいて、上記〔数１〕により、湯水を通流する湯沸
器２の通流個数である通流台数ＱＫを演算する。

【００４７】そして、システムコントローラ１８が、各
湯沸器２の湯沸器用コントローラ３７との通信により、
システム設定温度Ｔｓ、全通流量Ｑ、および、給水路９
からの水と循環流路３を循環流動する湯水とが混合され
た後の湯水の温度であるシステム混合温度Ｔｋに基づい
て、上記〔数２〕により、湯水が通流されている複数の
湯沸器２のうちで加熱作動する個数である燃焼台数ＮＫ
を演算する。さらに、システムコントローラ１８が、各
湯沸器２の湯沸器用コントローラ３７との通信により、
システム設定温度Ｔｓ、全通流量Ｑ、システム混合温度
Ｔｋ、加熱作動している湯沸器の通流量センサ２７の合
計である燃焼通流量Ｑｎに基づいて、上記〔数３〕によ
り、加熱作動している湯沸器２から循環流路３に供給す
べく給湯用設定温度Ｔｈを演算する。

【００４８】そして、複数の湯沸器２のうちで凍結防止
措置を要する湯沸器２があるか否かが判別される。つま
り、複数の湯沸器２のうちで湯水の非通流状態である湯
沸器２の入口側サーミスタ２６、熱交サーミスタ２８、
および、出口側サーミスタ３０のいずれかの検出温度が
設定温度以下である凍結防止措置が必要であるか否かが
判別される。

【００４９】このようにして、凍結防止措置の必要が判
別されると、ヒーツシステムの運転が開始されてから設
定時間が経過したり、前回凍結防止運転を実行してから
設定時間経過している流体加熱器変更制御処理を実行す
るタイミングであるか否かが判別され、流体加熱器変更
制御処理を実行するタイミングであると、湯水を通流す
る湯沸器２を凍結防止措置を要する湯沸器２に変更する
流体加熱器変更制御処理を実行して凍結防止運転を行
う。つまり、非通流状態にある湯沸器２のうちで、凍結
防止措置の必要が判別された湯沸器２の水比例バルブ２
９を閉状態から開状態に切換えるとともに、通流状態に
ある湯沸器２の水比例バルブ２９を開状態から閉状態に
切換える。

【００５０】また、凍結防止措置の必要が判別されなけ
れば、湯沸器運転制御処理を実行する。つまり、演算に
て求められた通流台数ＱＫになるように湯水を通流させ
る湯沸器２が優先順位に基づいて選択され、湯水を通流
させる通流状態に選択された湯沸器２においては、水比
例バルブ２９を全開にして、その湯沸器２に湯水を通流
させる。また、湯水を通流しない非通流状態に選択され
た湯沸器２では、水比例バルブ２９を閉状態にして、そ
の湯沸器２に湯水を通流させないようにする。

【００５１】そして、演算にて求められた燃焼台数ＮＫ
になるように加熱作動する湯沸器２が選択され、その加
熱作動する湯沸器２に選択された湯沸器２においては、
ファン２３による通風作動を開始し、かつ、セイフティ
弁３２を開弁させ切換電磁弁３４を適宜切換えガス比例
弁３３を点火用ガス量になるように開弁調整するととも
に、イグナイタ３５によってバーナ２２の点火動作を行
い、フレームロッド３６によってバーナ２２の着火を確
認する。

【００５２】その後、加熱作動している湯沸器２から循
環流路３に供給される湯水の温度を給湯用設定温度Ｔｈ
にすべく、加熱作動する湯沸器２においては、入口側サ
ーミスタ２６、通流量センサ２７のそれぞれの検出情
報、および、給湯用設定温度Ｔｈの情報に基づいて、バ
イパス弁２５の開状態または閉状態のそれぞれにおいて
出口側サーミスタ３０の検出温度を給湯用設定温度Ｔｈ
にするために必要なガス量になるようにガス比例弁３３
および切換電磁弁３４を調整するとともに、ファン２３
の通風量が調整ガス量に対して適正燃焼状態になるよう
にファン２３の通風量を調整するフィードフォワード制
御を実行し、さらに、出口側サーミスタ３０の検出温度
が給湯用設定温度になるようにガス比例弁３３の開度を
微調整するフィードバック制御を実行する。

【００５３】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、加熱運転として、通流台数演
算処理、燃焼台数演算処理、給湯設定温度演算処理、湯
沸器運転制御処理のそれぞれの処理を実行するようにし
ているが、これらの制御処理に限られるものではない。
つまり、例えば、通流台数演算処理、燃焼台数演算処
理、給湯設定温度演算処理、湯沸器運転制御処理のそれ
ぞれの処理を実行するとともに、往きサーミスタ１９の
検出温度Ｔｉとシステム設定温度Ｔｓとの偏差に基づい
て、往きサーミスタ１９の検出温度Ｔｉがシステム設定
温度Ｔｓになるように、湯水を通流する湯沸器２の個数
を変更しながら、複数の湯沸器２のうちで加熱作動する
個数を変更してもよい。また、加熱作動させる湯沸器２
の設定目標温度が予め設定されているものでは、通流台
数演算処理および燃焼台数演算処理を実行し、その求め
られた通流台数および燃焼台数になるように湯沸器運転
制御処理を実行してもよい。

【００５４】（２）上記実施形態では、システム設定温
度Ｔｓ、全通流量Ｑ、システム混合温度Ｔｋ、加熱作動
している湯沸器２の通流量センサ２７の合計である燃焼
通流量Ｑｎに基づいて、上記〔数３〕により、給湯用設
定温度Ｔｈを演算するようにしているが、次のようにし
て給湯用設定温度Ｔｈを求めてもよい。つまり、湯水が
通流している湯沸器２のそれぞれの湯水の通流量が同じ
として、給湯設定温度Ｔｈは、システム設定温度Ｔｓ、
通流台数ＱＫ、システム混合温度Ｔｋ、燃焼台数ＮＫに
基づいて、下記〔数５〕により演算にて求めてもよい。

【００５５】

【数５】

【００５６】（３）上記実施形態では、システム混合温
度Ｔｓおよび湯水の全通流量Ｑを演算にて求めている
が、システム混合温度を検出するサーミスタと循環流路
３を循環流動する湯水の全通流量を検出するセンサとの
両者またはいずれか一方を循環流路３と給水路９との接
続箇所よりも下流側の循環流路３に設けてもよい。

【００５７】（４）上記実施形態では、加熱流路１は、
湯水をバーナ２２にて加熱して通流する加熱用流路１ｃ
と、湯水を加熱することなく通流するバイパス路２４と
から構成されているが、バイパス路２４を設けずに、加
熱流路１の湯水の全量をバーナ２２にて加熱するように
してもよい。

【００５８】（５）上記実施形態では、湯水を通流する
湯沸器２のすべてについて、そのバイパス弁２５の開閉
状態を同じ状態に調整操作するように構成されている
が、必ずしも同じ状態にする必要はなく、湯水を通流す
る湯沸器２のバイパス弁２５の開閉状態をそれぞれ各別
に調整操作するようにしてもよい。

【００５９】（６）上記実施形態では、ポンプユニット
８がひとつだけ設けられ、各湯沸器２の水比例バルブ２
９により循環流路３から被加熱流体としての湯水の通流
を断続するようにしているが、図５に示すように、親ユ
ニット１６および子ユニット１７のユニット１６，１７
ごとにポンプユニット８ａ，８ｂが設けられ、ポンプユ
ニット８ａ，８ｂの作動状態を切換えることにより湯水
を通流させるユニット１６，１７を変更するようにして
もよい。なお、図５において、上記実施形態と同符号を
記すことにより、その説明は省略する。

【００６０】（７）上記実施形態では、端末負荷Ｍとし
て複数の給湯栓１４が設けられているが、給湯栓１４に
限られるものではなく、例えば、床暖房装置などでもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱源設備の概略構成図

【図２】流体加熱器の概略構成図

【図３】制御ブロック図

【図４】制御動作を示すフローチャート

【図５】別実施形態を示す熱源設備の概略構成図

【符号の説明】

１ 加熱流路 １ｃ 加熱用流路 ２ 流体加熱器 ３ 循環流路 ５ 運転制御手段 ８ 強制循環手段 ９ 補給手段 １８，２６，３７ 温度検出手段 １８，２７，３７ 流量検出手段 １８，２７，３７ 加熱用通流量検出手段 ２２ 加熱部 ２４ 非加熱用流路 ２５ 開閉手段 ２９ 断続手段 ２９ 通流調整部 Ｍ 端末負荷

フロントページの続き (72)発明者 吉本 博 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 小西 大輔 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 鳥居 江洋 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 河内 敏弘 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 Ｆターム(参考） 3L070 BB01 DD08 DE09 DF07 DF12 DG01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱流路を通流する被加熱流体を加熱す
   る流体加熱器の複数が、被加熱流体を強制循環手段の送
   り作用にて端末負荷に循環流動させる循環流路の復路部
   分に対して前記加熱流路の入口側を接続し、かつ、前記
   循環流路の往路部分に対して前記加熱流路の出口側を接
   続する状態で、前記循環流路に並列接続され、 前記端末負荷での被加熱流体の消費分を補給すべく、前
   記循環流路の復路部分における前記流体加熱器の接続箇
   所よりも上手側部分に対して、被加熱流体を加圧補給す
   る補給手段が設けられ、 前記複数の流体加熱器のそれぞれについて、前記循環流
   路からの被加熱流体の通流を断続する断続手段が設けら
   れ、 前記断続手段の断続制御により被加熱流体を通流させる
   流体加熱器の個数を変更しながら、前記複数の流体加熱
   器のうちで加熱作動する個数を熱負荷が大きいほど多く
   する加熱運転を実行する運転制御手段が設けられた熱源
   設備であって、 前記循環流路の復路部分から前記流体加熱器に流動する
   被加熱流体の総流量を検出する流量検出手段と、前記循
   環流路の復路部分から前記流体加熱器に流動する被加熱
   流体の温度を検出する温度検出手段とが設けられ、 前記運転制御手段が、 前記流量検出手段の検出情報に基づいて、被加熱流体を
   通流させる流体加熱器の個数として、被加熱流体を設定
   適正量ずつ分岐流動させるための通流個数を求め、か
   つ、 前記流量検出手段および前記温度検出手段の検出情報に
   基づいて、加熱作動させる流体加熱器の個数として、前
   記通流個数以下で、かつ、加熱能力以内の能力で設定目
   標温度に加熱可能な加熱作動個数を求めて、 その求めた前記通流個数および前記加熱作動個数に基づ
   いて、前記加熱運転を実行するように構成されている熱
   源設備。
2. 【請求項２】 前記運転制御手段が、前記加熱運転にお
   いて、 前記温度検出手段の検出情報および前記循環流路の往路
   部分における被加熱流体の設定目標供給温度、ならび
   に、前記流量検出手段の検出情報および前記加熱作動さ
   せる流体加熱器に通流させる被加熱流体の通流量を検出
   する加熱用通流量検出手段の検出情報に基づいて、加熱
   作動させる流体加熱器の前記設定目標温度を求めて、 加熱作動する流体加熱器にて被加熱流体を求めた設定目
   標温度に加熱作動させるように構成されている請求項１
   に記載の熱源設備。
3. 【請求項３】 前記運転制御手段が、前記加熱運転にお
   いて、 前記温度検出手段の検出情報および前記循環流路の往路
   部分における被加熱流体の設定目標供給温度、ならび
   に、前記通流個数および前記加熱作動個数に基づいて、
   加熱作動させる流体加熱器の前記設定目標温度を求め
   て、 加熱作動する流体加熱器にて被加熱流体を求めた設定目
   標温度に加熱作動させるように構成されている請求項１
   に記載の熱源設備。
4. 【請求項４】 前記流体加熱器が、被加熱流体を加熱す
   る加熱量が調整自在な加熱部と、前記加熱流路の被加熱
   流体の通流量を調整自在な通流量調整部とを備えるよう
   に構成され、 前記運転制御手段が、前記加熱運転において、 加熱作動させる流体加熱器における前記加熱部および前
   記通流調整部とを調整して、被加熱流体を求めた設定目
   標温度に加熱させるように構成されている請求項２また
   は３に記載の熱源設備。
5. 【請求項５】 前記加熱流路が、被加熱流体を前記加熱
   部にて加熱して通流する加熱用流路と、被加熱流体を加
   熱することなく通流する非加熱用流路とから構成され、
   前記非加熱用流路を開閉する開閉手段が設けられ、 前記運転制御手段が、前記加熱運転において、 前記設定目標供給温度に対して、前記温度検出手段にて
   検出される検出温度が設定値以上低いときの方が高いと
   きよりも、前記通水個数を多い個数として求めるように
   構成され、かつ、 前記開閉手段を、前記設定目標供給温度に対して、前記
   温度検出手段にて検出される検出温度が設定値以上低い
   ときには閉じ、かつ、高いときには開くように、開閉制
   御するように構成されている請求項４に記載の熱源設
   備。