JP2004156869A - 温水暖房装置 - Google Patents

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Hiroto Fukui
浩人 福井
Shigeki Uno
茂岐 宇野
Hiroyuki Funabashi
裕之 舩橋
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Abstract

【課題】運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑え、より最適な温度と流量を各端末機に供給する温水暖房装置を提供する。
【解決手段】運転開始してから高温端末機25の温水弁あるいは各低温端末温水弁23A〜23Cの開時間の間は、開閉弁30を開にして機内循環温水バイパス流路11を流れる流量を多くして暖房回路内圧力の上昇を抑え、温水弁が開となってその端末機側に温水が流れると、制御手段27が温水循環検知タイマー30によってその状態を検知し、機内循環温水バイパス流路11を流れる流量を少なくしてより多くの温水が各端末機側に流れるようにする。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の温度制御を行う温水暖房装置において、運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑え、より最適な温度と流量を各端末機に提供する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の温水暖房装置の代表的なものしては図9に示すような温水暖房装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
この温水暖房装置は、温水を加熱する手段としてガス燃焼を利用し、高温端末機として1系統を、低温端末機として3系統を接続し、全体としての温水暖房システムを形成した構成を示している。なおこの温水暖房システムにおいて、高温端末機1系統および低温端末機3系統のすべての端末機が作動した場合について以下の説明を行う。
【0004】
図9において、燃料ガス供給装置1によって供給された燃料ガスは、燃焼ファン2によって送り込まれた空気によって、バーナー3で燃焼される。温水循環ポンプ6によって循環搬送された温水は、第2温水戻り流路21を流れ、その一部が低温端末側バイパス流路15へ流れこみ、残りが熱交換部側温水戻り流路14を流れて熱交換部4へ流れて加熱される。高温端末機25が作動する場合には、熱交換部出口サーミスタ5で検出される温水の温度が、高温端末機25に必要な温度(たとえば80℃)となるように燃焼量を調節する。
【0005】
熱交換部4で加熱された温水は、高温水往き流路8を流れ、その一部が高温端末側温水往き流路12へ流れ、さらに高温端末側往き接続口22で接続された高温端末側往き配管13へと流れる。高温端末機25へ流れた高温側温水は、高温端末機25で放熱され、高温端末側戻り配管18および第1温水戻り流路20を流れて温水暖房装置へと戻る。
【0006】
温水循環ポンプ6によって循環搬送され、低温端末側バイパス流路15へ流れこんだ戻り温水は、逆流防止弁9を備えた高温水バイパス流路10を流れる熱交換部4で加熱された高温水の一部と混ざり、低温端末側温水往き流路16を通って低温端末側へ流れる。
【0007】
ここで逆流防止弁9は、低温の戻り温水が、熱交換部4で加熱された高温水側へ流れて温度低下することを防止するためのものである。低温端末側温水往き流路16を流れた低温側往き温水は、各低温端末機26A・26B・26Cへの温水流入を開閉する各低温端末温水弁23A・23B・23Cを配置した低温端末側往きヘッダー24へ流れる。各低温端末側往き配管17A・17B・17Cを流れた低温側往き温水は、各低温端末機26A・26B・26Cで放熱し、各低温端末側戻り配管19A・19B・19Cおよび第1温水戻り流路20を流れて温水暖房装置へと戻る。
【0008】
第1温水戻り流路20を流れた戻り温水は、機内循環温水バイパス流路11を流れる熱交換部4で加熱された高温水の一部と混ざり、第2温水戻り流路21を通って、温水タンク7へ流れる。
【0009】
高温端末機25および各低温端末機26A・26B・26Cと温水暖房装置は、高温端末信号線28および各低温端末信号線29A・29B・29Cで接続されており、各端末機の運転状態等を通信している。ところで高温端末機25あるいは各低温端末機26A・26B・26Cの運転開始命令が入力されてから、高温端末機25内の温水弁(図示せず)あるいは各低温端末温水弁23A・23B・23Cが開になり、実際に各端末機に温水が流れるまでには温水弁開時間(たとえば1分から2分)を要する。
【0010】
したがってこの温水弁開時間の間は、温水循環ポンプ6によって搬送される温水は、高温端末機25あるいは各低温端末機26A・26B・26Cへ流れこむことは出来ず、機内循環温水バイパス流路11のみを流れて温水暖房装置内でのみ循環することとなる。
【0011】
つまりこの機内循環温水バイパス流路11は温水弁開時間の間、循環温水流量を確保するために設けてある。
【0012】
【特許文献1】
特開平03−271633号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の温水暖房装置では、機内循環温水バイパス流路11を流れる温水は確保すべき最低の循環流量を設定していたため、温水弁開時間の間は暖房回路内圧力が上昇するという課題を有していた。
【0014】
また機内循環温水バイパス流路11を流れる熱交換部4で加熱された高温水は、高温端末機25あるいは各低温端末機26A〜26Cに流れないため、その分の高温水は端末機の熱交換に反映できないという課題も有していた。
【0015】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑え、より最適な温度と流量を各端末機に供給する温水暖房装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために、本発明の温水暖房装置は、運転開始の温水弁開時間の間は、開閉弁を開にして機内循環温水バイパス流路を流れる流量を多くして暖房回路内圧力の上昇を抑え、温水弁が開となって端末機側に温水が流れると、その状態を検知して開閉弁を閉とし、機内循環温水バイパス流路を流れる流量を少なくしてより多くの温水が端末機側に流れるようにする機能を備えたものである。
【0017】
これによって、運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑え、より最適な温度と流量を各端末機に供給することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、制御手段内部に温水循環検知タイマーを、機内循環温水バイパス流路内に開閉弁を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は開閉弁を開にして機内循環温水バイパス流路を流れる流量を多くして、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。そして温水弁が開になり端末機側への温水水量が多くなると制御手段が端末機側に温水が循環したことを判断し、開閉弁を閉として機内循環温水バイパス流路内の流量を少なくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0019】
請求項2に記載の発明は、制御手段内部に温水循環検知タイマーを、複数の機内循環温水バイパス流路の内、少なくとも1つの流路は常時開でそれ以外の流路には開閉弁を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は開閉弁を有する機内循環温水バイパス流路を開にするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。そして温水弁が開になると開閉弁を有する機内循環温水バイパス流路を閉にするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0020】
請求項3に記載の発明は、複数の機内循環温水バイパス流路の内、少なくとも1つの流路は常時開でそれ以外の流路には圧力反応式開閉弁を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間の暖房回路内圧力が上昇する時は圧力反応式開閉弁が作動して流路が開となるため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。そして温水弁が開になると圧力反応式開閉弁が作動して流路が閉となるため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0021】
請求項4に記載の発明は、制御手段内部に温水循環検知タイマーを、機内循環温水バイパス流路内に流路径可変弁を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は機内循環温水バイパス流路を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。そして温水弁が開になると機内循環温水バイパス流路を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0022】
請求項5に記載の発明は、温水弁が開となって高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内に水流スイッチを設ける。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、温水戻り流路内に温水が流れないので水流スイッチが「切」の状態であり、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。そして温水弁が開になって、温水戻り流路内に温水が流れると水流スイッチが「入」の状態になり、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0023】
請求項6に記載の発明は、温水弁が開となって高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内に水流センサーを設ける。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、温水戻り流路内に温水が流れないので水流センサーが温水の流れを検知しない状態であり、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
そして温水弁が開になって、温水戻り流路内に温水が流れると水流センサーが温水の流れを検知し、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0024】
請求項7に記載の発明は、温水弁が開となって高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内に温水戻りサーミスタを設ける。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、温水戻り流路内に温水が流れないので温水戻りサーミスタが検出する温水の温度は運転開始時から変化しない状態であり、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。そして温水弁が開になって、温水戻り流路内に温水が流れると温水戻りサーミスタが検出する温水の温度は上昇し、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0025】
請求項8に記載の発明は、温水弁が開となって高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内の温水循環ポンプ吐出部に圧力センサーを設ける。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、温水戻り流路内に温水が流れないので圧力センサーで検出されるポンプ吐出圧力は大きな状態であり、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。そして温水弁が開になって、温水戻り流路内に温水が流れると圧力センサーで検出されるポンプ吐出圧力は運転開始時よりも低下し、その状態を制御手段が検知して機内循環温水バイパス流路を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0026】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0027】
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。なお、図9の温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムと同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0028】
図1において、流路の開閉を行う開閉弁30は機内循環温水バイパス流路11内に配置されている。また制御手段27には高温端末機25あるいは低温端末機26A〜26Cに温水が循環したことを判断するために、温水循環検知タイマー31が内蔵されている。
【0029】
以上のように構成された機内循環温水循環バイパス流路11の開閉を行う機能を有する温水暖房装置について、以下その動作、作用を説明する。
【0030】
ある端末機の運転開始命令が入力されると、温水循環ポンプ6が作動し暖房回路内に温水搬送が開始する。燃料ガス供給装置1によって供給された燃料ガスは、燃焼ファン2によって送り込まれた空気によって、バーナー3で燃焼され、熱交換部4に搬送された温水は加熱される。燃焼量の制御は、熱交換部4の出口部分に設けられた熱交換部出口サーミスタ5で検出される温度が、各端末が必要とする温度が得られるように行われる。
【0031】
たとえば、高温端末機25の単独運転の場合は、熱交換部出口サーミスタ5での検出温度が80℃となるように、低温端末機26A〜26Cの単独運転の場合は、熱交換部出口サーミスタ5での検出温度が67℃となるように、高温端末機25と低温端末機26A〜26Cが同時に運転される場合には、熱交換部出口サーミスタ5での検出温度が80℃となるように燃焼量の制御が行われる。
【0032】
運転開始命令が入力された各端末機の温水弁が開くと、温水が各端末機内に流れ込み放熱される。高温端末機25には、熱交換部4で加熱された温水が、高温水往き流路8、高温端末側温水往き流路12、および高温端末側往き配管13を通って流れ込む。低温端末機26A〜26Cには、低温端末側バイパス流路15を流れる端末機で放熱して温度が低下した戻り温水と、逆流防止弁9を有する高温水バイパス流路10を流れる熱交換部4で加熱された高温水が、低温端末側バイパス流路15と高温水バイパス流路10の各流路抵抗で設定された割合で混合し、低温端末機26A〜26Cが必要とする温度の温水となって流れ込む。
【0033】
この逆流防止弁9としては、たとえば球形状の動作弁を高温水バイパス流路10内に配置し、低温端末側バイパス流路15を流れる戻り温水が高温水側に流れようとすると、球形状の動作弁が作動して高温水バイパス流路を閉止する構成を成し、低温の戻り温水が高温水側に流れて高温水温度が低下することを防止している。各端末機に流れた温水は各端末機で放熱後、各端末機の戻り配管を通って温水暖房装置へと戻る。
【0034】
ところで、ある端末機の運転開始命令が入力されてから、その端末機の温水弁が開になり、実際にその端末機に温水が流れるまでには温水弁開時間(たとえば1分から2分)を要する。
【0035】
したがってこの温水弁開時間の間は、温水循環ポンプ6によって搬送される温水は、機内循環温水バイパス流路11のみを設定された最低の循環流量で流れて温水暖房装置内でのみ循環することとなるため、暖房回路内圧力が上昇することが問題とされていた。
【0036】
そこで本実施例では、運転開始時の温水弁が開となるまでの間は、機内循環温水バイパス流路11に設けられた開閉弁30を「開」として、多くの温水循環流量を確保するため暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0037】
ここで運転開始時の温水弁が開となるまでの時間を判断するため、制御手段27内部に温水循環検知タイマー31を設ける。運転開始命令からこのタイマー31のカウントを開始し、一定の時間(たとえば3分)内では温水弁が「閉」と判断し、開閉弁30に対して制御手段27は開閉弁「開」命令信号を入力する。
【0038】
そして一定の時間(たとえば3分)を経過すると温水弁が「開」と判断し、開閉弁30に対して制御手段27は開閉弁「閉」命令信号を入力する。開閉弁30が「閉」となると機内循環温水バイパス流路11の温水循環が止まり、その分の温水を端末機の熱交換に反映できるため端末機の温度上昇性能を向上させることができる。開閉弁30としては、たとえばモーターで開閉状態を駆動する構成が考えられる。
【0039】
端末機の運転停止命令が制御手段27に入力されたり、端末機での温度上昇が所定の温度上昇に達したという命令が端末信号線から制御手段27に入力されたりして、温水暖房装置の運転が停止すると、制御手段27は開閉弁「開」命令信号を開閉弁30に入力し、開閉弁30を「開」状態としておく。すると次回の温水暖房装置運転開始時には既に開閉弁が「開」状態となっているため、暖房回路内圧力上昇抑制に備えることができる。その他次回の温水暖房装置運転開始時の暖房回路内圧力上昇抑制に備える方法としては、端末機での温度上昇が所定の温度上昇にたとえば95%近づき、燃焼量が低下した状態を制御手段27が認識し、開閉弁「開」命令信号を開閉弁30に入力し、開閉弁30を「開」状態としておく方法が考えられる。
【0040】
以上のように、実施例1においては制御手段27内部に温水循環検知タイマー31を、機内循環温水バイパス流路11内に開閉弁30を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は機内循環温水バイパス流路11を開にするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0041】
そして温水弁が開になると機内循環温水バイパス流路11を閉にするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0042】
(実施例2)
図2は、本発明の第2の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。なお、実施例1と同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0043】
図2において、実施例1の図1と異なるところは、機内循環温水バイパス流路11として複数の流路を設け、少なくとも1つの流路は常時開でそれ以外の流路には実施例1の場合と同様の開閉弁を設けたことである。
【0044】
図2では、複数の流路として2つの流路を想定し、その内の1つの流路は常時開とし、残りの1つの流路には開閉弁30を設けた場合を示している。実施例1の場合と同様に、運転開始命令から温水循環検知タイマー31のカウントを開始し、一定の時間(たとえば3分)内では温水弁が「閉」と判断し、開閉弁30に対して制御手段27は開閉弁「開」命令信号を入力する。
【0045】
そして一定の時間(たとえば3分)を経過すると温水弁が「開」と判断し、開閉弁30に対して制御手段27は開閉弁「閉」命令信号を入力する。開閉弁30が「閉」となると2つの流路の内、開閉弁30の設けられた流路の温水循環が止まり、その分の温水を端末機の熱交換に反映できるため端末機の温度上昇性能を向上させることができる。
【0046】
そして温水暖房装置の運転が停止すると、制御手段27は開閉弁「開」命令信号を開閉弁30に入力し、開閉弁30を「開」状態とし、次回の温水暖房装置運転開始時の暖房回路内圧力上昇抑制に備えることができる。
【0047】
以上のように、実施例2においては制御手段27内部に温水循環検知タイマー31を、複数の機内循環温水バイパス流路11の内、少なくとも1つの流路は常時開でそれ以外の流路には開閉弁30を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は開閉弁を有する機内循環温水バイパス流路11を開にするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0048】
そして温水弁が開になると開閉弁30を有する機内循環温水バイパス流路11を閉にするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0049】
(実施例3)
図3は、本発明の第3の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。なお、実施例1、実施例2と同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0050】
図3において、実施例1の図1と異なるところは、制御手段27内に温水循環タイマー31を設けないことと、機内循環温水バイパス流路11として複数の流路を設け、少なくとも1つの流路は常時開でそれ以外の流路には圧力反応式開閉弁32を設けたことである。図3では、複数の流路として2つの流路を想定し、その内の1つの流路は常時開とし、残りの1つの流路には圧力反応式開閉弁32を設けた場合を示している。
【0051】
この圧力反応式開閉弁32としては、たとえばバネ式開閉弁の構成が考えられる。即ち、ある値(たとえば100kpa)以上の圧力が弁体に作用するとバネが縮み、弁が「開」となり、弁体に作用する圧力がその値(たとえば100kpa)より小さくなるとバネが伸びて弁が「閉」となるようにバネ特性を選定する。
【0052】
このような特性を持つ圧力反応式開閉弁32を利用すると、運転開始後の暖房回路内圧力が高い状態では圧力反応式開閉弁32が「開」となり、暖房回路内圧力上昇を抑制することができ、端末機の温水弁が開となって端末機に温水が流れ、暖房回路内圧力が低下すると、圧力反応式開閉弁32が「閉」となって圧力反応式開閉弁32を設けた流路が閉となり、その分の温水を端末機の熱交換に反映できるため端末機の温度上昇性能を向上させることができる。
【0053】
以上のように、実施例3においては複数の機内循環温水バイパス流路11の内、少なくとも1つの流路は常時開でそれ以外の流路には圧力反応式開閉弁32を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間の暖房回路内圧力が上昇する時は圧力反応式開閉弁32が作動して機内循環温水バイパス流路11が開となるため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0054】
そして温水弁が開になると圧力反応式開閉弁32が作動して機内循環温水バイパス流路11が閉となるため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0055】
(実施例4)
図4は、本発明の第4の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。なお、実施例1から実施例3と同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0056】
図4において、実施例1の図1と異なるところは、機内循環温水バイパス流路11内に流路径可変弁33を設けたことである。この流路径可変弁33としては、たとえば制御手段27からの流路径開閉パルス信号に応じて、ステッピングモーターを駆動して流路径可変弁33の開度を段階的に調整する構成が考えられる。実施例1の場合と同様に、運転開始命令から温水循環検知タイマー31のカウントを開始し、一定の時間(たとえば3分)内では温水弁が「閉」と判断し、流路径可変弁33に対して制御手段27は流路径可変弁33に「開」命令信号を適当量(たとえば全開相当のパルス信号)入力する。そして一定の時間(たとえば3分)を経過すると温水弁が「開」と判断し、流路径可変弁33に対して制御手段27は流路径可変弁「閉」命令信号を適当量(たとえば全閉相当のパルス信号)入力する。流路径可変弁33の開度が小さくなって流路径が絞られると、機内循環温水バイパス流路11を流れる温水流量が低下し、その分の温水を端末機の熱交換に反映できるため端末機の温度上昇性能を向上させることができる。
【0057】
そして温水暖房装置の運転が停止すると、制御手段27は流路径可変弁33に「開」命令信号を適当量(たとえば全開相当のパルス信号)入力し、流路径可変弁33の開度を大きくして機内循環温水バイパス流路11の径を広げ、次回の温水暖房装置運転開始時の暖房回路内圧力上昇抑制に備えることができる。
【0058】
また機内循環温水バイパス流路11の径開度を段階的に調整できる流路径可変弁33を用いることで多様な温水温度特性を実現することが出来る。
【0059】
たとえば端末機の使用系統数が少なく(たとえば1系統時のみ使用した場合)て、端末機に流れる温水循環流量が少なく燃焼量に余裕がある場合には、制御手段27は流路径可変弁33に「開」命令信号を適当量(たとえば開度25%相当のパルス信号)入力し、機内循環温水バイパス流路11にも高温水を循環させる。
【0060】
すると、端末機で放熱して温度が低下した第1温水戻り流路20を流れる戻り温水と機内循環温水バイパス流路11を流れる高温水が混合し、戻り温水の温度を高めることができ、結果として端末機の温度上昇に反映できる。
【0061】
以上のように、実施例4においては制御手段27内部に温水循環検知タイマー31を、機内循環温水バイパス流路11内に流路径可変弁33を設け、運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は機内循環温水バイパス流路11を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0062】
そして温水弁が開になると機内循環温水バイパス流路11を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0063】
(実施例5)
図5は、本発明の第5の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。図5では機内循環温水バイパス流路を調節する機能として、実施例1の図1で示した開閉弁30を用いた場合を示している。なお、実施例1から実施例4と同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0064】
図5において、実施例1の図1、実施例2の図2、および実施例4の図4と異なるところは、制御手段27内部には温水循環タイマー31を設けず、温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを判断するために、第1温水戻り流路20内に水流スイッチ34を設けた構成としたことである。
【0065】
この水流スイッチ34としては、水流スイッチ34にある流量(たとえば0.5L/min)の温水が流れるとバタフライ式のスイッチが作動し、制御手段27と水流スイッチ34を結ぶ信号線に電流が流れることで第1温水戻り流路20内に温水が流れたことを検知する構成が考えられる。この水流スイッチ34からの温水循環検知信号に従って、実施例1、実施例2、および実施例4において説明した同様の方法で制御手段27が機内循環温水バイパス流路11を調節するため、運転開始時の暖房回路内圧力上昇を抑制し、端末機に温水が流れてからはより多くの温水を端末機に流して端末機温度上昇性能を向上させることができる。
【0066】
以上のように、実施例5においては温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを制御手段27が判断するために、第1温水戻り流路20内に水流スイッチ34を設ける。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、第1温水戻り流路20内に温水が流れないので水流スイッチ34が「切」の状態であり、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0067】
そして温水弁が開になって、第1温水戻り流路20内に温水が流れると水流スイッチが「入」の状態になり、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0068】
(実施例6)
図6は、本発明の第6の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。図6では機内循環温水バイパス流路を調節する機能として、実施例1の図1で示した開閉弁30を用いた場合を示している。なお、実施例1から実施例5と同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0069】
図6において、実施例1の図1、実施例2の図2および実施例4の図4と異なるところは、制御手段27内部には温水循環タイマー31を設けず、温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを判断するために、第1温水戻り流路20内に水流センサー35を設けた構成としたことである。この水流センサー35としては、たとえばその内部に温水が流れると羽根車式の回転体が回転し、その回転数に応じた循環流量をパルス信号として制御手段27に伝達する構成が考えられる。水流センサー35にある流量(たとえば0.5L/min)の温水が流れると、制御手段27と水流センサー35を結ぶ信号線を通じてパルス信号が制御手段27に伝達される。制御手段27はその流量(たとえば0.5L/min)を検知すると第1温水戻り流路20部に温水が流れたことを検知し、この水流センサー35からの温水循環検知信号に従って、実施例1、実施例2、および実施例4に記載の方法で制御手段27が機内循環温水バイパス流路11を調節するため、運転開始時の暖房回路内圧力上昇を抑制し、端末機に温水が流れてからはより多くの温水を端末機に流して端末機温度上昇性能を向上させることができる。
【0070】
また、水流センサー35を設けることで、端末機に流れる温水循環流量をリアルタイムで検出でき、制御手段27には燃焼量を制御するための情報として熱交換部出口サーミスタ5で得られる熱交換部出口温度の他に、循環流量も得ることができるため、制御手段27はより最適な燃焼量を演算してフィードフォワード制御を行うことができる。
【0071】
これによって端末機に必要な温水温度をより早く得ることができ、結果として端末機温度上昇性能を向上させることができる。
【0072】
以上のように、実施例6においては温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを制御手段27が判断するために、第1温水戻り流路20内に水流センサー35を設ける。
【0073】
運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、第1温水戻り流路20内に温水が流れないので水流センサー35が温水の流れを検知しない状態であり、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0074】
そして温水弁が開になって、第1温水戻り流路20内に温水が流れると水流センサー35が温水の流れを検知し、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0075】
(実施例7)
図7は、本発明の第7の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。図7では機内循環温水バイパス流路を調節する機能として、実施例1の図1で示した開閉弁30を用いた場合を示している。なお、実施例1から実施例6と同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0076】
図7において、実施例1の図1、実施例2の図2および実施例4の図4と異なるところは、制御手段27内部には温水循環タイマー31を設けず、温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを判断するために、第1温水戻り流路20内に温水戻りサーミスタ36を設けた構成としたことである。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、第1温水戻り流路20内に温水が流れないので温水戻りサーミスタ36が検出する温水の温度は運転開始時から変化しない状態であり、温水弁が開になって第1温水戻り流路20内に温水が流れると温水戻りサーミスタが検出する温水の温度は上昇し、その状態(たとえば運転開始時から温水温度が5℃以上上昇した状態)を制御手段27が検知する。
【0077】
この温水戻りサーミスタ36からの温水循環検知信号に従って、実施例1、実施例2、および実施例4に記載の方法で制御手段27が機内循環温水バイパス流路11を調節するため、運転開始時の暖房回路内圧力上昇を抑制し、端末機に温水が流れてからはより多くの温水を端末機に流して端末機温度上昇性能を向上させることができる。
【0078】
また、温水戻りサーミスタ36を設けることで、第1温水戻り流路20内を流れる温水戻り温度をリアルタイムで検出でき、制御手段27には燃焼量を制御するための情報として熱交換部出口サーミスタ5で得られる熱交換部出口温度の他に、温水戻り温度も得ることができるため、制御手段27はより最適な燃焼量を演算してフィードフォワード制御を行うことができる。
【0079】
これによって端末機に必要な温水温度をより早く得ることができ、結果として端末機温度上昇性能を向上させることができる。
【0080】
以上のように、実施例7においては、温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを制御手段27が判断するために、第1温水戻り流路20内に温水戻りサーミスタ36を設ける。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、第1温水戻り流路20内に温水が流れないので温水戻りサーミスタ36が検出する温水の温度は運転開始時から変化しない状態であり、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0081】
そして温水弁が開になって、第1温水戻り流路20内に温水が流れると温水戻りサーミスタ36が検出する温水の温度は上昇し、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0082】
(実施例8)
図8は、本発明の第8の実施例における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図を示すものである。図8では機内循環温水バイパス流路を調節する機能として、実施例1の図1で示した開閉弁30を用いた場合を示している。なお、実施例1から実施例7と同一構造のものは同一番号を付し、説明は省略する。
【0083】
図8において、実施例1の図1、実施例2の図2および実施例4の図4と異なるところは、温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを判断するために、制御手段27内部には温水循環タイマー31を設けず、第2温水戻り流路21内の温水循環ポンプ6吐出部に圧力センサー37を設けた構成としたことである。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、第1温水戻り流路20内に温水が流れないので圧力センサー37で検出されるポンプ吐出圧力は大きな状態であり、温水弁が開になって、第1温水戻り流路20内に温水が流れると圧力センサー37で検出されるポンプ吐出圧力は運転開始時よりも低下し、その状態(たとえば100kpaよりも小さくなった場合)を制御手段27が検知する。
【0084】
この圧力センサー37からの温水循環検知信号に従って、実施例1、実施例2、および実施例4に記載の方法で制御手段27が機内循環温水バイパス流路11を調節するため、運転開始時の暖房回路内圧力上昇を抑制し、端末機に温水が流れてからはより多くの温水を端末機に流して端末機温度上昇性能を向上させることができる。
【0085】
また、圧力センサー37を設けることで、温水循環ポンプとして出力可変型温水循環ポンプ(たとえばDC電源駆動され、ポンプ回転数を変化させることのできるDCポンプ)を用いた場合、圧力センサー37からの圧力信号によって、端末機の使用状況に応じた回転数で運転し適切なポンプ出力を得る使用法が考えられる。
【0086】
たとえば使用端末機系統数が多い時には循環ポンプ出力を上げ、使用端末機系統数が少ない時には循環ポンプ出力を下げる運転方法が想定できる。
【0087】
以上のように、実施例8においては、温水弁が開となって端末機に温水が循環したことを制御手段27が判断するために、第2温水戻り流路21内の温水循環ポンプ6吐出部に圧力センサー37を設ける。運転開始から各端末機の温水弁が閉の間は、第1温水戻り流路20内に温水が流れないので圧力センサー37で検出されるポンプ吐出圧力は大きな状態であり、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を大きくするため、多くの温水循環流量を確保して運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑えることができる。
【0088】
そして温水弁が開になって、第1温水戻り流路20内に温水が流れると圧力センサー37で検出されるポンプ吐出圧力は運転開始時よりも低下し、その状態を制御手段27が検知して機内循環温水バイパス流路11を小さくするため、より多くの温水を各端末機に供給することができる。
【0089】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1から請求項8に記載の発明によれば、運転開始の温水弁開時間の間は、機内循環温水バイパス流路を流れる流量を多くして暖房回路内圧力の上昇を抑え、温水弁が開となって端末機側に温水が流れると、その状態を検知して機内循環温水バイパス流路を流れる流量を少なくしてより多くの温水が端末機側に流れるようにすることによって、運転開始時の暖房回路内圧力の上昇を抑え、より最適な温度と流量を各端末機に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図2】本発明の実施例2における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図3】本発明の実施例3における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図4】本発明の実施例4における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図5】本発明の実施例5における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図6】本発明の実施例6における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図7】本発明の実施例7における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図8】本発明の実施例8における温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【図9】従来の温水暖房装置および各端末機を含めた全体の温水暖房システムの構成図。
【符号の説明】
4 熱交換部
6 温水循環ポンプ
7 温水タンク
10 高温水バイパス流路
11 機内循環温水バイパス流路
12 高温端末側温水往き流路
14 熱交換部側温水戻り流路
15 低温端末側バイパス流路
16 低温端末側温水往き流路
20 第1温水戻り流路
21 第2温水戻り流路
23A 低温端末温水弁
23B 低温端末温水弁
23C 低温端末温水弁
25 高温端末機
26A 低温端末機
26B 低温端末機
26C 低温端末機
27 制御手段
30 開閉弁
31 温水循環検知タイマー
32 圧力反応式開閉弁
33 流路径可変弁
34 水流スイッチ
35 水流センサー
36 温水戻りサーミスタ
37 圧力センサー

Claims (8)

  1. 温水循環ポンプと、温水循環ポンプで搬送された温水を加熱する熱交換部と、高温端末側へ熱交換部で加熱された温水を導く高温端末側温水往き流路と、低温端末側へ温水を導く低温端末側温水往き流路と、各低温端末側への温水流入を開閉する低温端末温水弁と、流路途中に温水タンクを有し、温水循環ポンプへ高温端末機および低温端末機を流れた温水を導く温水戻り流路と、温水戻り流路から分岐し、低温端末側温水往き流路へ戻り温水を導く低温端末側バイパス流路と、流路途中に逆流防止弁を有し、低温端末側温水往き流路へ熱交換部で加熱された温水を導く高温水バイパス流路と、温水戻り流路へ熱交換部で加熱された温水を導く機内循環温水バイパス流路と、機内循環温水バイパス流路の開閉を行う開閉弁と、高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを判断する制御手段とを備えた温水暖房装置。
  2. 制御手段内部に、高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを判断するための温水循環検知タイマーを設けるとともに、機内循環温水バイパス流路として、複数の流路を有し、その内の少なくとも1つの流路は常時開であり、それ以外の流路には流路開閉を行う開閉弁を設けた請求項1に記載の温水暖房装置。
  3. 機内循環温水バイパス流路として、複数の流路を有し、その内の少なくとも1つの流路は常時開であり、それ以外の流路には、前記開閉弁に代わるものとして、内圧に応じて流路開閉を行う圧力反応式開閉弁を設けた請求項1に記載の温水暖房装置。
  4. 制御手段内部に、高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを判断するための温水循環検知タイマーを設けるとともに、前記開閉弁に代わるものとして、機内循環温水バイパス流路に、流路径を変化させることのできる流路径可変弁を設けた請求項1に記載の温水暖房装置。
  5. 高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内に水流スイッチを設けた請求項1記載の温水暖房装置。
  6. 高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内に水流センサーを設けた請求項1記載の温水暖房装置。
  7. 高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内に温水戻りサーミスタを設けた請求項1記載の温水暖房装置。
  8. 高温端末機あるいは低温端末機に温水が循環したことを制御手段が判断するために、温水戻り流路内の温水循環ポンプ吐出部に圧力センサーを設けた請求項1記載の温水暖房装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20210190329A1 (en) * 2017-10-26 2021-06-24 Noritz Corporation Hot water heating system

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