JP2006112785A - 熱源装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱源装置に関し、暖房負荷側の熱媒温度のばらつきを防止し、又は出湯側で高温水と水とを混合する混合弁の動作異常の継続を防止する。
【解決手段】熱源装置において、暖房負荷に流れる熱媒の温度を検出する温度検出手段と、熱媒の検出温度と暖房負荷に対する設定温度との温度差を求め、熱媒タンクから暖房負荷に流す熱媒と、加熱手段から暖房負荷に流す熱媒との比率を温度差に応じて調整する制御手段とを含む構成である。熱源装置において、混合弁の動作異常を検出する検出手段と、検出手段が混合弁の動作異常を検出した場合に、熱交換手段に対する熱媒の循環動作、加熱手段の加熱動作、又は出湯動作の１又は２以上を停止させる制御手段とを含む構成である。
【選択図】図２０

Description

本発明は、単一の熱源により暖房、給湯、浴槽追焚等の多用途化を実現した熱源装置及びその制御方法に関する。

ガスや石油等の燃焼熱を加熱源とする給湯装置は給湯と浴槽水の追焚に用いられている。また、給湯装置で得られる温水を暖房熱源に用いた暖房装置が実用化されている。給湯と浴槽追焚とを併用する給湯装置として、特開昭５７−１８４８５０号「風呂追焚き装置を備えた給湯装置」等があり、これは、温水循環させるボイラと、循環管路に分岐してそれぞれ給湯用熱交換器と追焚用熱交換器とを配置し、分配弁を動作させて給湯用もしくは追焚用の熱交換器へ温水を流して、給湯又は暖房を独立して作動させているにすぎない。また、暖房と給湯とを併用したものとして、特開平１１−１０８４４２号「燃焼装置」等がある。これは、上水を熱交換器によって加熱し、その一部を循環させる給湯装置で、給湯循環路に暖房用熱交換器と追焚用熱交換器を付設して、上水の持つ熱量を利用して暖房及び追焚を行うことができる。
特開昭５７−１８４８５０号公報 特開平１１−１０８４４２号公報

ところで、暖房、給湯、浴槽追焚等を実現するには、熱交換器、燃焼部及びファンモータその他の附属機器を設置し、暖房、給湯及び追焚を連動させるための管路が複雑化する。このため、給湯設備が大型化、大重量化し、設置スペースの確保や複数の作業者による作業が必要である。

斯かる要請に対し、本発明者は、熱源の単一化及び配管構成の簡略化とともに単一の熱源で暖房、給湯、浴槽追焚等の多用途、多機能化を実現した熱源装置を提案している。

そこで、本発明の目的は、斯かる熱源装置に関し、暖房負荷側の熱媒温度のばらつきを防止することにある。

また、本発明の他の目的は、斯かる熱源装置に関し、出湯側で高温水と水とを混合する混合弁の動作異常の継続を防止することにある。

本発明は上記目的を達成するための構成を備えている。即ち、上記目的を達成するため、本発明の第１の側面は、熱媒をその循環路に循環させるポンプと、前記熱媒を加熱する加熱手段と、前記循環路を通じて前記熱媒が供給される暖房負荷と、前記循環路に流す前記熱媒を溜めるタンクとを含む熱源装置であって、前記暖房負荷に流れる前記熱媒の温度を検出する温度検出手段と、前記熱媒の検出温度と前記暖房負荷に対する設定温度との温度差を求め、前記タンクから前記暖房負荷に流す前記熱媒と、前記加熱手段から前記暖房負荷に流す前記熱媒との比率を前記温度差に応じて調整する制御手段とを含む構成である。

また、上記目的を達成するため、本発明の第２の側面は、熱媒をその循環路に循環させるポンプと、前記熱媒を加熱する加熱手段と、前記循環路を通じて前記熱媒が供給される暖房負荷と、前記循環路に流す前記熱媒を溜めるタンクとを含む熱源装置の制御方法であって、前記暖房負荷に流れる前記熱媒の温度を検出する処理と、前記熱媒の検出温度と前記暖房負荷に対する設定温度との温度差を求める処理と、前記タンクから前記暖房負荷に流す前記熱媒と、前記加熱手段から前記暖房負荷に流す前記熱媒との比率を前記温度差に応じて調整する処理とを含む構成である。

また、上記目的を達成するため、本発明の第３の側面は、加熱手段で加熱される熱媒の熱を用いて給湯加熱を行う熱交換手段と、前記熱交換手段により加熱された湯と上水とを混合させる混合弁とを含む熱源装置であって、前記混合弁の動作異常を検出する検出手段と、前記検出手段が前記混合弁の動作異常を検出した場合に、前記熱交換手段に対する前記熱媒の循環動作、前記加熱手段の加熱動作、又は出湯動作の１又は２以上を停止させる制御手段とを含む構成である。

また、上記目的を達成するため、本発明の第４の側面は、熱媒を加熱手段で加熱し、その熱媒の熱を用いて給湯加熱を行う熱交換手段と、前記熱交換手段により加熱された湯と上水とを混合させる混合弁とを含む熱源装置の制御方法であって、前記混合弁の混合動作の異常を検出し、混合動作に異常がある場合に、前記熱交換手段に対する前記熱媒の循環動作、前記加熱手段の加熱動作、又は出湯動作の１又は２以上を停止させる処理を含む構成である。

(1) 請求項１又は請求項２に係る本発明によれば、タンクから暖房負荷に流れる熱媒と、加熱手段から暖房負荷に流れる熱媒との混合比率が暖房負荷の設定温度と熱媒温度との温度差により調整され、熱媒の急激な温度変化が抑制される。

(2) 請求項３又は請求項４に係る本発明によれば、水と湯とを混合させる混合弁の故障による異常動作の継続を防止できる。

本発明の実施の形態を図面に示した実施例を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の熱源装置の実施例を示している。この熱源装置には、熱源機２が備えられるとともに、暖房負荷３に熱を供給する暖房回路４と、一般給湯等の給湯加熱を行う給湯回路６と、浴槽９４の浴槽水（＝ＢＲ、ＢＧ）の加熱を行う風呂回路８とを備えている この実施例の暖房回路４は、熱媒としての温水１０（＝ＫＷ、ＯＷ）を循環させる循環路であって、この循環路を流れる温水１０の持つ熱が給湯回路６及び風呂回路８側の熱源となっている。

熱源機２には、単一の熱源１１が設置され、この熱源１１には、例えば、石油、燃料ガスを燃焼させるバーナの燃焼熱、電熱、エンジンや燃料電池の排熱が用いられる。例えば、熱源１１にバーナを用いた場合には、燃料ガスの燃焼量はその供給によって調整することができる。

そして、暖房回路４には、熱源１１の熱と温水１０との熱交換を行う第１の熱交換手段として暖房用熱交換器２１が設置されているとともに、蓄熱手段として膨張タンク２６、圧送手段としての循環ポンプ２８が設置されている。熱交換器２１は燃焼ガスの顕熱回収用熱交換器に潜熱回収用熱交換器を併用してもよい。循環ポンプ２８は、加熱需要に応じて段階的又は連続的にポンプ回転数が制御される。

この暖房回路４は、暖房負荷３側に温水１０を流す主回路３０、給湯用の上水Ｗを加熱する給湯与熱回路３２、浴槽水を加熱する追焚与熱回路３４等を備えている。主回路３０から温水１０の供給を受ける暖房負荷３には、高温水ＨＤの供給を受ける高温暖房負荷３Ａ、低温水ＬＤの供給を受ける低温暖房負荷３Ｂが設置され、これら高温暖房負荷３Ａ、低温暖房負荷３Ｂは、単一又は複数の負荷構成である。高温暖房負荷３Ａには、高温水ＨＤが開閉弁３５を介して直送されるが、低温暖房負荷３Ｂには、バイパス管４４を通じて流れる膨張タンク２６側の温水１０と分岐管４８を通じて分配された高温水ＨＤとを合流させて得られる低温水ＬＤが開閉弁３７を通じて供給される。バイパス管４４には、温水１０の供給量を調整する低温調整弁６２が設けられている。そして、暖房負荷３を循環した温水ＤＢは膨張タンク２６に戻される。

給湯与熱回路３２は、熱交換器２１の出口側管路から分岐されて第２の熱交換手段である給湯用熱交換器６６を循環させて高温水ＨＤを膨張タンク２６に流す回路であって、高温水ＨＤの分配ないし切換手段としての分配弁６８等を備えている。

また、追焚与熱回路３４は、熱交換器２１の出口側管路から分岐されて第３の熱交換手段である追焚用熱交換器７２を循環させて膨張タンク２６に戻す回路であって、高温水ＨＤの分配ないし切換手段としての開閉弁７４等を備えている。熱交換器７２は螺旋状の一次側管路を二次側管路が接続された筒状容器に設置した熱交換器であって、この螺旋管路に熱媒としての温水１０を流し、その周囲を流れる浴槽水と熱交換する。即ち、分配弁６８、開閉弁７４は、暖房回路４、給湯回路６又は風呂回路８への熱供給を切り換える切換手段を構成している。

また、給湯回路６は、暖房回路４と独立した回路であって、上水Ｗを熱交換器６６に流して熱媒としての高温水ＨＤとの熱交換により加熱し、高温水ＨＷとして給湯栓等から給湯させる。

また、風呂回路８は、暖房回路４と独立した回路を構成し、浴槽９４に溜められている浴槽水を循環ポンプ１００を運転して浴槽９４から熱交換器７２に導き、熱媒としての高温水ＨＤとの熱交換により加熱した後、浴槽９４に戻す回路である。また、風呂回路８と給湯回路６との間には、切換弁１０６を介して給湯管１０８が接続されており、給湯回路６から浴槽９４への給湯が行われる。

この熱源装置の動作及び特徴事項を列挙すれば、次の通りである。

ａ 熱源装置の基本動作
図２のフローチャートに示すように、運転要求があると（Ｓ２０１）、現熱量演算を行い（Ｓ２０２）、次に、必要熱量演算を行い（Ｓ２０３）、現熱量と必要熱量との間に差があるか否かを判定する（Ｓ２０４）。この熱量差に応じて循環ポンプ２８に必要なポンプ回転数が設定された後（Ｓ２０５）、熱源１１の熱量制御として例えば、燃焼制御を行う（Ｓ２０６）。

ｂ 給湯単独動作
入水温度、給湯流量及び設定温度から必要熱量を演算し、図３に示すように、給湯必要熱量を実現する必要流量が得られる循環ポンプ２８のポンプ回転数を求め、そのデータを記憶手段に記憶する。そのデータに基づき、給湯必要熱量に必要なポンプ回転数に制御し、連続燃焼中も、常に入水温度、流量、出湯温度を監視し、必要な熱量を得るためのポンプ回転数を維持する。

そして、給湯受熱側は、出湯温度等が設定温度に到達するように、流量調整を行う。

また、この場合、膨張タンク２６内の温水１０を高温水化して一定温度に保っておけば、これを熱媒として利用でき、給湯の加熱速度の向上（即湯性）を図ることができる。即ち、燃焼を開始してから熱交換器６６内の水温上昇を待つと、所定温度の給湯を得るためにある程度の時間を要するのに対し、膨張タンク２６の温水温度を高く保持しておけば、その熱量を利用して所望の給湯温度までの立上げ時間を短縮できる。

ｃ 暖房単独動作
図４は、暖房要求端末個数、暖房必要熱量と循環ポンプ２８の回転数を示している。そこで、暖房端末、即ち、暖房負荷３側のリモコン装置等からの暖房の動作要求個数、暖房必要熱量を確認し、その熱量データから、循環ポンプ２８の回転数を変更する。

ｄ 追焚単独動作
追焚要求があった場合、開閉弁７４を開いて温水１０（ＯＷ）を熱交換器７２側に流し、温水１０と浴槽水との熱交換を行う。この場合、循環ポンプ２８の回転数は所定熱量が得られる所定回転数に維持する。この場合、施工条件によって、熱交換量が低い場合には、例えば、制御手段で循環ポンプ２８の回転数を変化させ、熱交換量を上昇させてもよい。

ｅ 給湯、暖房及び追焚の同時運転動作
給湯、暖房、追焚の同時運転動作では、その場合の必要熱量に対して必要なポンプ回転数データを予め求めておき、例えば、図５に示すように、必要熱量が得られるようにポンプ回転数を制御する。この場合の必要熱量の演算は、例えば、後述の式（１）で求めることができる。

ｆ 保温動作
膨張タンク２６内の温水１０の保温は、図６のフローチャートに示すように、循環ポンプ２８の運転を行い（Ｓ３０１）、熱交換器２１の出側温度が所定温度、例えば、８０℃以下か否かを判定し（Ｓ３０２）、所定温度以下の場合には熱源１１を燃焼させて暖房燃焼制御を実行し（Ｓ３０３）、再び、出側温度が所定温度、例えば、８０℃以上か否かを判定し（Ｓ３０４）、所定温度、例えば、８０℃以上に到達したとき、熱源１１の熱量制御として例えば、燃焼停止とする（Ｓ３０５）。このような動作の繰返しにより、膨張タンク２６及び暖房回路４内の温水１０の温度を所定温度に保温させることができ、放熱による温度低下を防止でき、給湯、暖房又は追焚の移行時の昇温特性を高めることができる。

次に、図７及び図８は本発明の熱源装置の具体的な実施例を示し、図７は熱源機側の構成、図８は制御部及び暖房負荷側の構成を示している。

この熱源装置には、単一のケーシングで構成される熱源機２が備えられるとともに、前記実施例と同様に、暖房回路４、給湯回路６及び風呂回路８が構成されている。

熱源機２には、単一の熱源として例えば、バーナ１２が設置されている。このバーナ１２には、燃料元弁１４及び比例弁１６を備えた燃料供給管１８を通じて燃料ガスＧが供給されているとともに、給気ファン２０によって燃焼用空気が供給されている。燃料ガスＧの燃焼、燃焼停止は燃料元弁１４の開閉、燃料ガスＧの燃焼量は比例弁１６の開度調整による供給調整で行われる。暖房回路４に流れる温水１０の循環量の増減が温度センサ６０の検出温度に生じるので、熱交換器２２の出口側温度を例えば、８０℃になるようにバーナ１２の燃焼量を調整すれば、熱量供給の最適化を図ることができる。

そして、暖房回路４には、バーナ１２を熱源とする第１の熱交換手段として暖房用熱交換器２２、２４が設置されているとともに、蓄熱手段として膨張タンク２６、圧送手段としての循環ポンプ２８が設置されている。熱交換器２２は燃焼ガスの顕熱回収用、熱交換器２４は潜熱回収用である。循環ポンプ２８はその駆動手段に例えば、直流モータが用いられ、加熱需要に応じて段階的又は連続的に回転数を制御することができる。

この暖房回路４は、暖房負荷側に温水１０を流す主回路３０、給湯用の上水Ｗを加熱する給湯与熱回路３２、浴槽水を加熱する追焚与熱回路３４等を備えている。即ち、膨張タンク２６の温水１０は、循環ポンプ２８を通して矢印Ａ、Ｂ方向に主回路３０を流れ、熱交換器２４及び熱交換器２２を経て例えば、８０℃程度に加熱された後、高温水回路３６を通じてヘッダ３８からファンコンベクタ等の高温放熱器４０、４２に流れるとともに、矢印Ｃ方向にバイパス管４４を通して低温水回路４６に流れる。膨張タンク２６は暖房回路４への温水１０を供給するとともに、温水１０を以て蓄熱し、暖房回路４内の圧力を大気へ開放する手段である。そして、高温水回路３６と低温水回路４６との間には、分岐管４８が設けられ、バイパス管４４を通じて流れる温水１０と高温水ＨＤとを合流させて得た低温水ＬＤが低温水回路４６からヘッダ４７を経て床暖房パネル等の低温放熱器４９、５０、５２に流れる。高温放熱器４０、４２及び低温放熱器４９、５０、５２に循環して合流した温水ＤＢは、ヘッダ５４を経て主回路３０の一部である暖房水戻し回路５６で合流し、膨張タンク２６に戻る。主回路３０には熱交換器２４の入口側温度を検出する温度センサ５８、熱交換器２２の出口側温度を検出する温度センサ６０、低温水回路４６には温度センサ６１、バイパス管４４には流量制御手段として低温調整弁６２、分岐管４８には膨張タンク２６側の温水１０（低温水）が高温水ＨＤ側に混じり込むのを防止する手段として逆止弁６４が設けられている。また、低温水回路４６と膨張タンク２６との間には、低温水戻し回路６５が設けられて低温水ＬＤが矢印Ｄ方向に膨張タンク２６に戻される。

給湯与熱回路３２は、熱交換器２２の出口側管路から分岐されて第２の熱交換手段である給湯用熱交換器６６を経て矢印Ｅ方向に高温水ＨＤを膨張タンク２６に流す回路であって、高温水ＨＤの分配手段である分配弁６８、循環流量を検出する循環流量センサ７０等を備えている。熱交換器６６には、例えば、プレートを交互に配置して異なる２液を通水させることにより熱交換を行うプレート式熱交換器が用いられている。また、追焚与熱回路３４は、熱交換器２２の出口側管路から分岐されて第３の熱交換手段である追焚用熱交換器７２を経て矢印Ｆ方向に高温水ＨＤを暖房水戻し回路５６で合流させ、膨張タンク２６に戻す回路であって、高温水ＨＤの分配手段である開閉弁７４等を備えている。熱交換器７２は螺旋状の一次側管路を二次側管路が接続された筒状容器に設置した熱交換器であって、この螺旋管路に熱媒としての温水１０を流し、その周囲を流れる浴槽水と熱交換する。即ち、分配弁６８、開閉弁７４は、暖房回路４、給湯回路６又は風呂回路８への熱供給を切り換える切換手段を構成している。

また、給湯回路６は、暖房回路４と独立した回路であって、上水Ｗを矢印Ｇ、Ｈ、Ｉ方向に熱交換器６６に流して熱媒としての高温水ＨＤとの熱交換により加熱し、高温水ＨＷとして給湯栓７６等から給湯管７８を通じて給湯させる。この給湯回路６には、給水温度を検出する温度センサ８０、水流検出及び水量検出をする水量センサ８２、熱交換器６６の出口側温度を検出する温度センサ８４、出湯量を制御する水量制御弁８６、出湯温度を検出する温度センサ８８が設置され、低温側の上水Ｗと高温水ＨＷとを混合して出湯温度を調整する手段としてバイパス管９０が設けられているとともに、このバイパス管９０には低温側の上水Ｗ及び高温水ＨＷの混合比率を調整する混合弁９２が設けられている。

また、風呂回路８は、暖房回路４と独立した回路を構成し、浴槽９４に溜められている浴槽水９６を浴槽９４の循環口９８から矢印Ｊ方向に流し、熱交換器７２で熱媒としての高温水ＨＤとの熱交換により加熱した後、矢印Ｋ方向に流して浴槽９４に戻す手段であって、浴槽水９６を熱交換器７２を通して強制的に循環させる循環ポンプ１００、追焚温度を検出する温度センサ１０２、浴槽９４内の水位を検出する水位センサ１０４等が設けられている。ＢＲは追焚往き、ＢＧは追焚戻しの各温水である。また、風呂回路８と給湯回路６との間には、切換弁１０６を介して給湯管１０８が接続されており、給湯回路６から浴槽９４への給湯が行われる。この給湯管１０８には、給湯量を検出する水量センサ１１０、上水Ｗ側と浴槽水９６とを分離する分離手段として縁切り装置１１２が設けられている。

また、給湯管１０８と膨張タンク２６との間には、給湯管１０８側から温水１０を補給する補給管１１４が設けられ、この補給管１１４には開閉弁１１６が設けられている。膨張タンク２６には、温水１０の水位を検出するレベルセンサ１１８、１２０、１２２が設けられ、レベルセンサ１１８は中立電極で、レベルセンサ１２０で低レベルＬ₁ 、レベルセンサ１２２で高レベルＬ₂ が検出される。

そして、熱源機２側には主制御部１２４及び外部制御部１２６が設けられ、これら主制御部１２４及び外部制御部１２６はコンピュータで構成され、制御演算動作を行う手段としてＣＰＵ、制御プログラムや制御情報を記憶する記憶手段としてＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を備えており、主制御部１２４側には追焚熱量変更スイッチ１２８の他、液晶、蛍光表示管、ＬＥＤ、ブラウン管よりなる表示部１３０、運転指令、温度設定情報等を入力するためのスイッチ群１３１が設けられている。主制御部１２４には、温度センサ５８、６０、６１、８０、８４、８８、１０２、レベルセンサ１１８、１２０、１２２、水量センサ８２、１１０、水位センサ１０４等の検出信号が制御情報として取り込まれ、この主制御部１２４から燃料元弁１４、比例弁１６、循環ポンプ２８、１００、分配弁６８、開閉弁７４、１１６、低温調整弁６２、水量制御弁８６、混合弁９２、切換弁１０６、給気ファン２０の駆動モータ等に対して制御出力が加えられる。また、主制御部１２４には、給湯用のリモコン装置１３２が接続されているとともに、浴槽９４側に設置されたリモコン装置１３４が接続されている。リモコン装置１３２には、スイッチ群１３１の中、又は他のスイッチとして暖房スイッチが設けられており、この暖房スイッチの操作によって暖房運転に移行するか否かが切り換えられる。この暖房スイッチの操作は、特定の放熱器４０〜５２を選択するものではなく、全暖房負荷の暖房運転に入る準備としてバーナ１２を燃焼させ、熱交換器２２、２４による熱交換によって熱媒としての温水１０を加熱するものであるのに対し、リモコン装置１３４や後述のリモコン装置１４２、１４４、１４６の暖房スイッチによる個別負荷の暖房運転の指令又はその切換えを行うものであるが、リモコン装置１３２側の暖房スイッチが操作されていなくても、各リモコン装置１３４等は個別の暖房負荷を選定して暖房運転に移行させることができるものである。リモコン装置１３２側の暖房スイッチの操作と、リモコン装置１３４等の暖房スイッチの操作との相違は、前者が全体暖房負荷、後者が個別暖房負荷に対応していることである。

主制御部１２４と外部制御部１２６とは通信ケーブル１３６を介して接続され、外部制御部１２６には放熱器４０、４２に設置された高温暖房制御部１３８、１４０、放熱器４９に無線又は有線で連係されたリモコン装置１４２が設けられているとともに、各制御部１３８、１４０にはリモコン装置１４４、１４６が設けられている。この実施例では、放熱器５０、５２の操作には浴室側に設置されたリモコン装置１３４が用いられ、その動作又は動作停止がリモコン装置１３４によって切り換えられる。

次に、制御動作を総括的に説明すると、膨張タンク２６の温水１０は循環ポンプ２８によって熱交換器２２及び熱交換器２４に圧送され、バーナ１２の燃焼によって得た燃焼ガスの顕熱及び潜熱を以て加熱される。バーナ１２の燃焼開始時には、温度センサ５８の検出温度Ｔｉ、設定温度Ｔｓ及び循環ポンプ２８の回転数Ｒに相当する流量Ｑを主制御部１２４の記憶手段から読み出し、燃焼号数を演算する。比例弁１６は演算号数に相当する開度に調整され、燃焼量に調整される。即ち、フィードフォワード制御が実行される。ここで、周知のように、燃焼号数は、式（１）で求められる。

号数＝（Ｔｓ−Ｔｉ）×Ｑ／２５ ・・・（１）

熱交換器２２の出口側温度は温度センサ６０で検出され、その検出温度が例えば８０℃付近に到達したとき、温度センサ６０の検出温度が所定温度例えば、８０℃になるように比例弁１６の開度が調整される。即ち、フィードフォワード制御からフィードバック制御に切り換えられる。

熱交換器２２で得られた高温水ＨＤは、高温水回路３６を通じて放熱器４０、４２側に供給されるとともに、分岐管４８を通じて低温水回路４６側にも流れる。この低温水回路４６側には、バイパス管４４側から加熱前の温水１０が流れ込んでいるので、低温水ＬＤが放熱器４９、５０、５２側に供給される。この場合、温度センサ６１によって低温水ＬＤ側の温度が検出され、その検出温度が例えば、６０℃になるように、水量制御弁としての低温調整弁６２の開度が調整される。そして、各放熱器４０〜５２を通過した温水１０は、暖房水戻し回路５６を通じて膨張タンク２６に帰還する。

また、熱交換器６６の二次側に給湯回路６を通じて流れる上水Ｗは、熱交換器６６で高温水ＨＤとの熱交換により加熱され、給湯管７８を通じて給湯される。この場合、給水温度は温度センサ８０で検出され、その給水量即ち、給湯量は水量センサ８２で検出され、また、出湯温度は温度センサ８８で検出され、その出湯温度に応じてバーナ１２の燃焼量が制御される。

また、循環ポンプ１００によって熱交換器７２に流れる浴槽水９６は、熱媒としての温水１０と熱交換が行われながら、風呂回路８に循環して加熱される。この場合、浴槽水９６の水位は水位センサ１０４、その温度は温度センサ１０２で検出される。

そして、膨張タンク２６の水位はレベルセンサ１１８〜１２２で検出され、低レベルＬ₁ が検出された場合には開閉弁１１６を開いて給湯回路６から上水Ｗが供給され、高レベルＬ₂ まで補給される。

次に、高温暖房運転、低温暖房運転、給湯運転、追焚運転及び保温運転の各動作について説明する。

（１）高温暖房運転
例えば、高温暖房制御部１３８のリモコン装置１４４の運転スイッチが投入されると、高温暖房運転モードに移行する。即ち、放熱器４０内に熱媒である高温水ＨＤを通過させる開閉弁が開くとともに、図示しないファンが回転を開始する。このとき、高温暖房制御部１３８から外部制御部１２６に暖房運転指令が発せられ、外部制御部１２６からその暖房運転指令を表す命令コードが主制御部１２４に転送されると、主制御部１２４は暖房動作を開始する。

循環ポンプ２８及び給気ファン２０が運転され、燃料元弁１４、比例弁１６を開いてバーナ１２の燃焼を開始し、温度センサ６０の検出温度が例えば、８０℃となるように比例弁１６の開度を調整する。高温水ＨＤは放熱器４０に循環した後、低温度の温水ＤＢとなって膨張タンク２６に戻る。室温が設定温度に到達すると、主制御部１２４は放熱器４０の内部にある開閉弁を閉止して高温水ＨＤの循環を停止し、室温が所定温度まで低下したとき、再び、その開閉弁を開いて再び高温水ＨＤの循環を開始し、所定温度の暖房を行う。

（２）低温暖房運転
この実施例では、低温暖房に必要な放熱器４９、５０、５２が設置されているが、リモコン装置１３４、１４２側の運転スイッチによって低温暖房運転モードに移行する。即ち、放熱器４９と、放熱器５０、５２とは独立して低温水ＬＤの供給が開始され、この場合、放熱器４９への低温水ＬＤの供給切換えはリモコン装置１４２側の暖房スイッチによって操作され、放熱器５０、５２への低温水ＬＤの供給切換えは、リモコン装置１３４側の暖房スイッチの切換えによって操作される。

この低温暖房運転では、リモコン装置１３４、１４２より暖房指令があると、外部制御部１２６又は主制御部１２４によりヘッダ４７側の開閉弁１４８、１５０が選択的に開かれ、主制御部１２４は循環ポンプ２８及び給気ファン２０の運転を開始し、バーナ１２の燃焼動作及びその制御が行われる。この場合、高温暖房運転と異なり、バイパス管４４にある低温調整弁６２が開かれ、温度センサ６０の検出温度が例えば、８０℃となるように比例弁１６の開度が調整される。そして、温度センサ６１により低温水ＬＤの温度が検出され、その検出温度が例えば、６０℃となるように低温調整弁６２の開度が調整される。放熱器４９、５０、５２を循環した温水ＤＢは暖房水戻し回路５６から膨張タンク２６に戻る。

（３）給湯運転
リモコン装置１３２又はリモコン装置１３４の運転スイッチの操作の後、カランやシャワー等を開栓したとき、浴槽９４への湯張りを行うときの動作である。給湯栓７６を開くと、水流が発生するが、この水流は水量センサ８２で検出される。このとき、循環ポンプ２８、給気ファン２０等を動作させてバーナ１２の燃焼を開始し、リモコン装置１３２又はリモコン装置１３４に記憶された設定温度と、温度センサ８８の検出温度、水量センサ８２の検出水量により、要求出湯号数が式（１）から演算される。この演算号数分の熱量を温水ＫＷから上水Ｗに与えるため、熱交換器６６が必要な温水ＫＷの流量を確保する必要がある。そこで、分配弁６８を演算号数に対応する開度にして流量を確保し、暖房運転、追焚運転の併用による温度変動の影響を受けずに、給湯温度が設定温度になるように制御する。

この場合、熱交換器６６からの出湯温度は温度センサ８８により検出され、温度センサ８８の検出温度が設定温度に一致するように混合弁９２の開度を調整する。また、出湯量が過剰となる場合には水量制御弁８６の開度を絞り、適正出湯量に制御する。

（４）追焚運転
リモコン装置１３４より追焚指令が発せられると、追焚運転モードに移行する。開閉弁７４を開き、循環ポンプ２８、給気ファン２０等を運転し、バーナ１２を燃焼させる。温度センサ６０の検出温度が例えば、８０℃になるように比例弁１６の開度を調整する。追焚与熱回路３４を通して温水ＯＷが熱交換器７２に流れ、循環ポンプ１００の運転を開始すると、浴槽水９６が熱交換器７２に循環されるので、温水ＯＷで浴槽水９６が加熱されて浴槽９４内に循環する。浴槽水９６の温度は温度センサ１０２により検出され、その検出温度が設定温度と一致したときには循環ポンプ１００を停止し、開閉弁７４を閉じて追焚動作を終了する。

（５）保温運転
給湯運転、追焚運転、暖房運転の温水需要がないとき、保温運転モードに移行する。即ち、温水需要が生じたとき、加熱温度の上昇効率を高める必要から、所定時間だけ膨張タンク２６及び暖房回路４内の温水１０を所定温度、例えば、８０℃に高める保温動作を行う。給湯需要が生じたとき、バーナ１２が燃焼を開始するまで、暖房回路４及び膨張タンク２６内に蓄積された温水熱量を給湯運転、追焚運転、暖房運転に使用することができる。

この場合、給湯、追焚、暖房の各運転動作が終了しても、引き続き循環ポンプ２８の運転を維持し、熱交換器２４、２２によって所定温度、例えば、８０℃まで高められた温水１０は給湯与熱回路３２の管路を通じて膨張タンク２６に循環し、膨張タンク２６内の温水１０が高温水ＨＤの温度例えば、８０℃に高められる。この温度は温度センサ６０で検出し、その検出温度が例えば、８０℃を越えるとき、燃料元弁１４を閉止してバーナ１２の燃焼を停止し、その検出温度が例えば７８℃まで低下したとき、燃料元弁１４を開いてバーナ１２の燃焼を開始し、暖房回路４の管路内の温水温度を例えば、８０℃付近に保温維持する。この保温運転は、その開始から所定時間の経過後、バーナ１２の燃焼を停止し、循環ポンプ２８を停止する。

次に、図９に示すフローチャートを参照して基本的制御動作を説明すると、ステップＳ１〜Ｓ５は給湯、追焚、暖房指令によって温水循環加熱が行われるルーチン、ステップＳ６〜Ｓ１１は、給湯、追焚、暖房動作が終了して保温動作に移行し、温水循環加熱が停止するまでのルーチンである。

ステップＳ１では、リモコン装置１３２、１３４、１４２、１４４、１４６より給湯、湯張り、追焚、暖房等の制御指令を受けたか否かを判定する。ステップＳ２では、リモコン装置１３４、１４２、１４４、１４６にて予約された運転開始時間が到来したか否かを判定する。ステップＳ３では、循環ポンプ２８を運転し、バーナ１２の燃焼を開始して、温水循環を行う。

そして、ステップＳ４では熱交換器２２、２４によって加熱された温水を熱交換器６６、熱交換器７２、放熱器４０、４２、４９、５０、５２の何れか１つ、又は２以上に供給する。熱交換器６６に流れる温水ＫＷは上水Ｗを加熱して高温水ＨＷを出湯する。また、熱交換器７２に流れる温水ＯＷは浴槽水ＢＲを加熱し、加熱された浴槽水ＢＧとして浴槽９４に流れ、浴槽９４の浴槽水９６を攪拌して昇温される。また、高温水ＨＤは放熱器４０、４２、低温水ＬＤは放熱器４９、５０、５２に流れ、その放熱によって暖房が行われる。そして、ステップＳ５では、各リモコン装置等の指令により給湯、追焚、暖房等の動作の総てが停止したか否かを判定する。

ステップＳ６では、保温待機時間ｔのタイマー計測を開始し、ステップＳ７では、循環ポンプ２８の運転とバーナ１２の燃焼を継続させ、膨張タンク２６及び暖房回路４に流れる温水を所定温度、例えば、８０℃に加熱する制御を行う。そして、ステップＳ８では、各リモコン装置等から給湯、追焚、暖房等の何れかの指令が出されたか否かを判定する。指令が出されたとき、ステップＳ９に移行して保温待機時間ｔの計測を終了し、ステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では、保温循環された温水は、バーナ１２の燃焼により所定の出湯温度として例えば、８０℃に昇温するまでの間、給湯、追焚又は暖房加熱に供される。

そして、ステップＳ１０では保温待機時間ｔを経過したか否かが判定され、保温待機時間ｔが経過したとき、ステップＳ１１では燃料元弁１４と比例弁１６とを閉止し、循環ポンプ２８を停止して温水加熱循環を停止する。

次に、図１０〜図１５に示すフローチャートを参照して給湯運転、暖房運転、追焚運転等の制御動作に伴う循環ポンプ２８の回転数制御を説明する。ａ〜ｆは各フローチャート間の連結子を示す。

この熱源装置では、温水需要に応じてポンプ回転数を変更し、この回転数の変更に伴うバーナ１２の燃焼量を増減させて、各熱交換器２２、２４、６６、７２等に適切な温水熱量を供給し、特に、給湯動作では設定温度との誤差を低減する必要から、上水Ｗを加熱するに必要な温水流量を確保し、残余の温水熱量を追焚、暖房等に分配している。即ち、暖房運転や追焚運転等で熱量不足が生じても、給湯側には給湯加熱に必要な温水熱量を確保している。

ステップＳ２１〜Ｓ２５、Ｓ４７〜Ｓ４９は、給湯要求号数に応じて分配弁６８の開度を変更して熱交換器６６へ上水Ｗの加熱に必要な量の温水１０を供給するルーチンである。給湯号数が１２号未満であればステップＳ２１〜Ｓ２５を実行し、１２号以上であればステップＳ４７〜Ｓ４９を実行する。

また、ステップＳ２６、Ｓ２９、Ｓ３０、ステップＳ５０、Ｓ５３、Ｓ５４は、追焚動作、あるいは給湯、追焚が同時に動作したときのポンプ回転数の制御ルーチンである。

また、ステップＳ２６〜Ｓ２８のルーチン、ステップＳ２６、Ｓ２９、Ｓ３１、Ｓ２８へと続くルーチン、あるいはステップＳ５０〜Ｓ５２のルーチン、ステップＳ５０、Ｓ５３、Ｓ５５、Ｓ５２へ続くルーチンは、リモコン装置１３４の暖房スイッチの投入によって行う暖房時のポンプ回転数を示すルーチンである。

また、ステップＳ３２〜Ｓ４１は、暖房運転、あるいは１２号未満の給湯と暖房が運転されている場合、リモコン等からの指令数から判定した低温暖房端末あるいは高温暖房端末の稼働数に基づき、ポンプ回転数を変更するルーチンであり、ステップＳ４２〜Ｓ４６は、給湯、追焚、暖房運転が行われるとき、暖房端末の稼働数に応じてポンプ回転数を変更するルーチンである。

また、ステップＳ５６〜Ｓ６０は、１２号以上の給湯と暖房が運転されているときに、低温暖房端末あるいは高温暖房端末の稼働数に基づき、ポンプ回転数を変更するルーチンであり、また、ステップＳ６１〜Ｓ６３は、１２号以上の給湯、追焚、暖房運転が行われるとき、暖房端末の稼働数に応じてポンプ回転数を変更するルーチンである。

次に、この制御動作を順を追って説明すると、ステップＳ２１では、給湯運転要求の有無を判定する。この給湯運転要求の有無は水量センサ８２の検出流量により判断する。給湯運転要求がある場合には、ステップＳ２２に移行し、設定温度、入水温度及び入水量から必要な給湯要求号数、即ち、ガス燃焼量を演算する。この給湯要求号数は式（１）から演算することができる。この給湯要求号数によって分配弁６８の開度が決定され、分配弁６８の開度はその号数により所定段階例えば、２段階であって、１２号未満は１２号を得られる最低の所定流量となる弁開度、１２号以上は２４号まで得られる最高所定流量となる弁開度であり、両者共に実験値から求められたものである。また、給湯要求号数の演算値から、段階的ではなく各々の要求号数を連続的に制御してもよい。その際、給湯要求号数の演算値に対して、循環流量センサ７０の循環量を予め実験で求めた給湯要求能力を確保できる最低循環流量になるように分配弁６８の開度を連続的に調整する。分配弁６８を連続的に調整することにより、余剰能力を風呂給湯や暖房に分配できるので、連続的開度調整は、段階的開度調整に比べて合理的な給湯、暖房運転が可能である。

ステップＳ２２で給湯能力を例えば、１２号以上と判断した場合には、図１３に示すフローチャートのステップＳ４７に移行し、分配弁６８を２４号の給湯が得られる循環流量となる弁開度Ｃに調整し、また、ステップＳ２２で給湯能力が１２号未満と判断した場合には、ステップＳ２３に移行し、分配弁６８を１２号の給湯を得るに必要な循環流量となる弁開度Ｂに調整する。

ここで、弁開度と給湯能力及び循環流量の関係は、表１の通りである。

この表１において、各弁開度Ａ〜Ｃは、給湯入水温度が３０℃まで上昇しても、上記号数を確保できる循環流量（与熱流量）に相当するものである。

ステップＳ２４では、追焚運転、暖房運転の要求があるか否かを外部制御部１２６や各リモコン装置１３４、１４２、１４４、１４６の出力から判断する。これらの要求がない場合には、ステップＳ２５に移行し、ポンプ回転数を所定回転数、例えば、３３００ｒｐｍに固定する。この場合、１２号未満の給湯で出湯しているか、又はプリポンプ、ポストポンプの状態が考えられ、ポンプ回転数は固定値となる。

また、追焚運転又は暖房運転の要求がある場合、ステップＳ２６に移行し、追焚運転要求か否かをリモコン装置１３４の出力から判断する。追焚運転要求がない場合には、ステップＳ２７に移行し、暖房要求が個別暖房負荷か否かを判断する。ここで、個別暖房負荷とは、特定の放熱器４０、４２、４９、５０、５２の１又は２以上であって、これらの暖房負荷が特定されない場合を個別以外、即ち、全体暖房負荷として判断する。この実施例では、放熱器５０、５２は独立した負荷ではなく、制御側からみれば単独負荷である。個別暖房負荷の場合は、全体暖房負荷からみれば要求熱量が小さくなるので、１２号未満の給湯とし、出湯運転と暖房運転、又は暖房運転単独の状態となる。このとき、暖房要求が個別暖房負荷でない場合、その要求暖房個数が判断できないので、ステップＳ２８に移行し、最大の要求熱量を想定してポンプ回転数を上限値、例えば、４１００ｒｐｍに固定する。

ステップＳ２７で個別運転要求の場合には、図１１に示すフローチャートのステップＳ３２に移行する。この場合の回転数選定は図１１に示すフローチャートの通りである。

そして、ステップＳ２６で追焚運転要求があった場合にはステップＳ２９に移行し、ステップＳ２９では、暖房運転要求の有無を外部制御部１２６や各リモコン装置１３４、１４２、１４４、１４６等から判断し、暖房運転要求がない場合には、ステップＳ３０に移行し、ポンプ回転数を所定回転数、例えば、３５００ｒｐｍに固定する。この場合、１２号未満の給湯とし、出湯運転及び追焚運転、又は追焚運転単独の状態である。追焚運転の場合には、ポンプ回転数を変化させず、固定値とする。追焚運転（風呂側の熱交換）は、沸上げ開始から終了の間にポンプ回転数を増減させる必要がなく、固定回転とする。この固定回転数は、沸上げに必要な所定熱量に対応するポンプ回転数を実験値から求めたものである。

ステップＳ２９で暖房運転要求があった場合には、ステップＳ３１でその暖房要求が個別暖房負荷であるか否かを判断し、個別負荷要求でない場合には、上述の通り、要求暖房個数が判断できないため、ステップＳ２８に移行し、ポンプ回転数は上限値として例えば、４１００ｒｐｍに固定される。

そして、ステップＳ２７で個別運転要求の場合には、図１１に示すステップＳ３２に移行し、暖房要求が１系統以外があるか否かを判断し、１系統の場合にはステップＳ３４に移行し、ポンプ回転数を下限値、例えば、３３００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が１系統以外の場合にはステップＳ３５に移行し、暖房要求が２系統以外があるか否かを判断し、２系統の場合にはステップＳ３６に移行し、ポンプ回転数を下限値、例えば、３３００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が２系統以外の場合にはステップＳ３７に移行し、暖房要求が３系統以外があるか否かを判断し、３系統の場合にはステップＳ３８に移行し、ポンプ回転数を所定値、例えば、３５００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が３系統以外の場合にはステップＳ３９に移行し、暖房要求が４系統以外があるか否かを判断し、４系統の場合にはステップＳ４０に移行し、ポンプ回転数を所定値、例えば、３８００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が４系統以外の場合にはステップＳ４１に移行し、ポンプ回転数を上限値、例えば、４１００ｒｐｍに設定する。

また、ステップＳ３１で個別運転要求の場合には、図１２に示すステップＳ４２に移行し、暖房要求が１系統以外があるか否かを判断し、１系統の場合にはステップＳ４３に移行し、ポンプ回転数を所定値、例えば、３６００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が１系統以外の場合にはステップＳ４４に移行し、暖房要求が２系統以外があるか否かを判断し、２系統の場合にはステップＳ４５に移行し、ポンプ回転数を所定値、例えば、３８００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が２系統以外の場合にはステップＳ４６に移行し、ポンプ回転数を上限値、例えば、４１００ｒｐｍに設定する。

また、図１０のステップＳ２２で給湯能力が１２号以上と判断した場合には、図１３のステップＳ４７で分配弁６８を２４号の給湯を得るに必要な循環流量となる弁開度Ｃに調整した後、ステップＳ４８に移行する。ステップＳ４８では、追焚運転、暖房運転の要求があるか否かを外部制御部１２６や各リモコン装置１３４、１４２、１４４、１４６の出力から判断する。これらの要求がない場合には、ステップＳ４９に移行し、ポンプ回転数を所定回転数、例えば、３５００ｒｐｍに固定する。この場合、１２号以上で出湯しているので、ポンプ回転数は固定値となる。

また、追焚運転又は暖房運転の要求がある場合、ステップＳ５０に移行し、追焚運転要求か否かをリモコン装置１３４の出力から判断する。追焚運転要求がない場合には、ステップＳ５１に移行し、暖房要求が個別運転要求か否かを判断し、個別要求運転でない場合にはステップＳ５２に移行する。ステップＳ５２では、１２号以上の給湯とし、出湯運転と暖房運転の状態となり、個別要求運転でない場合には要求暖房個数が判断できないため、ポンプ回転数を上限値、例えば、４１００ｒｐｍに固定する。

ステップＳ５１で個別運転要求の場合には、図１４に示すフローチャートのステップＳ５６に移行する。この場合の回転数選定は図１４のフローチャートの通りである。

ステップＳ５０では、追焚運転要求があるか否かをリモコン装置１３４の出力から判定し、追焚運転要求があった場合には、ステップＳ５３に移行し、暖房運転要求か否かを外部制御部１２６や各リモコン装置１４２、１４４、１４６の出力から判断する。暖房運転要求がない場合には、ステップＳ５４に移行する。ステップＳ５４では、１２号以上の給湯とし、出湯運転及び追焚運転の状態となり、この場合、回転数を変化させることなく、固定値となる。追焚運転（風呂側の熱交換）は、沸上げ開始から終了の間にポンプ回転数を増減させる必要がないため固定回転数とする。このとき、この固定回転数は、所定熱量を得るに必要な回転数を実験値から求めたものである。

また、ステップＳ５３で暖房運転要求があった場合にはステップＳ５５に移行し、ステップＳ５５では、暖房運転要求が個別運転要求か否かを判断する。この場合、１２号以上の給湯として出湯運転、暖房運転及び追焚運転の状態である。そのとき、暖房要求が個別運転要求でない場合には、要求暖房個数が判断できないため、ステップＳ５２に移行し、ポンプ回転数を上限値、例えば、４１００ｒｐｍに固定する。

そして、ステップＳ５１で個別要求運転の場合には、図１４に示すステップＳ５６に移行し、暖房要求が１系統以外があるか否かを判断し、１系統の場合にはステップＳ５７に移行し、ポンプ回転数を所定値、例えば、３５００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が１系統以外の場合にはステップＳ５８に移行し、暖房要求が２系統以外があるか否かを判断し、２系統の場合にはステップＳ５９に移行し、ポンプ回転数を所定値、例えば、３８００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が２系統以外の場合にはステップＳ６０に移行し、ポンプ回転数を上限値、例えば、４１００ｒｐｍに設定する。

そして、ステップＳ５５で個別運転要求の場合には、図１５に示すステップＳ６１に移行し、暖房要求が１系統以外があるか否かを判断し、１系統の場合にはステップＳ６２に移行し、ポンプ回転数を所定値、例えば、４０００ｒｐｍに設定し、また、暖房要求が１系統以外の場合にはステップＳ６３に移行し、ポンプ回転数を上限値、例えば、４１００ｒｐｍに設定する。この場合、１２号以上の給湯として出湯運転、暖房運転及び追焚運転の状態である。

なお、図１１、図１２、図１４、図１５に示す各フローチャートは、リモコン装置等から暖房要求個数（要求系統数）を判断し、各個数に応じた回転数を選定するものである。暖房要求個数は低温／高温両者共に１系統と判断する。各々に応じた回転数は実験値から求められたものであるが、これは１系統に必要な機外揚程を満足できる回転数であって、具体的値はガス供給会社等の基準を満足できるものである。

次に、図１６〜図１９に示すフローチャートを参照して給湯制御動作を説明する。ｇ、ｈは各フローチャートの連結子を示している。

ステップＳ７１〜Ｓ７６は給湯開始前の混合弁９２の故障検出ルーチンであり、ステップＳ７１、Ｓ７８〜Ｓ８１は、上水Ｗの流水が検出されたときに、要求号数を演算して分配弁６８の開度を変更するルーチンである。要求号数を満足する熱量を熱交換器６６へ供給して、給湯ＨＷの温度を安定化させる。また、ステップＳ８２は、温水が循環されているか否かを判断するルーチンである。

ステップＳ８２〜Ｓ８３、Ｓ８６〜Ｓ９０は所定温度例えば、８０℃の温水１０が循環中の給湯動作である。温水が循環中であれば、熱交換器６６の付近に滞留していた上水Ｗが加熱保温されている。この滞留水と上水Ｗの混合により迅速な出湯が可能となり、かつ、循環中の温水ＫＷによって即座に上水Ｗを昇温することができる。このルーチンでは、即時出湯のために混合弁９２、水量制御弁８６を制御して、上水Ｗを設定温度に調整する。

ステップＳ７３〜Ｓ７６は、混合弁９２の故障時の処理ルーチンを示す。給湯温度の調整は混合弁９２の開度調整に依存する。混合弁９２の故障によって、高温給湯がなされるおそれがあるので、給湯準備中あるいは給湯停止時に混合弁９２が正常か否かを判定し、異常が検出されたときには、給湯を禁止する。

また、ステップＳ８５は、温水が循環していないときの給湯のコールドスタート時の給湯処理ルーチンを示す。即ち、温水を昇温させ、この温水の熱量により熱交換器６６を加熱するため、設定温度の給湯ＨＷの出湯までにタイムラグが生じる。そこで、温水ＫＷの昇温を早めるためにポンプ回転数を制御し、かつ熱交換器６６での給湯ＨＷの昇温を高めるため、混合弁９２を一時的に閉鎖する。

各動作をステップに沿って説明すると、この給湯運転制御において、水量制御弁８６は、出湯量を最大規制値に移行させ、混合弁９２は、出湯温度を設定温度に移行させる。また、水量制御弁８６は常時最大規制値になるように出湯量を規制し、混合弁９２は出湯温度が設定温度範囲内になるまで混合動作をする。

ステップＳ７１では、水量センサ８２が流水を検出したか否かを判断し、流水がない場合には、ステップＳ７２に移行して水量制御弁８６を開動作させ、ステップＳ７３に移行して混合弁９２の開度を全開位置まで開いた後、ステップＳ７４に移行し、全開リミットを検出したか否かを判断し、全開リミットを検出しない場合、ステップＳ７５に移行し、所定時間、例えば、１０秒間だけ待機し、その時間内に全開リミットを検出しない場合、ステップＳ７６に移行して混合弁９２に異常があるとして異常アラームを発生させる。

所定時間内に全開リミットを検出した場合には、ステップＳ７７に移行してステップＳ７１に戻る。即ち、燃焼停止時は混合弁９２を全開にして待機し、弁動作開始後所定時間内にリミット検出で動作を終了する。

また、ステップＳ７８では、給水温度、流量、設定温度等から給湯要求号数を演算し、ステップＳ７９に移行して給湯要求号数を判断する。即ち、ステップＳ７９では、給湯要求号数が所定号数未満例えば、１２号未満か否かを判断し、所定号数未満の場合にはステップＳ８０に移行して分配弁６８を所定弁開度として弁開度Ｂに設定し、給湯号数未満でない場合にはステップＳ８１に移行して分配弁６８を所定弁開度として弁開度Ｃに設定する。この場合、各給湯能力にあった弁開度を選定しており、給湯要求号数に対して分配弁６８の開度は連続的に動かしてもよく、分配弁６８の弁開度は予め実験値で求めた要求号数を満足する最低循環流量を確保できる弁開度とする。

そして、ステップＳ８２では、暖房温水循環制御（他動作等）が開始されているか否かを判断し、暖房温水循環制御が開始されている場合にはステップＳ８３に移行し、混合弁９２を動作させる。また、暖房温水循環制御が開始されていない場合には、ステップＳ８４に移行して暖房温水循環制御を開始し、その開始の後、ステップＳ８５に移行してコールドスタート制御を行い、ステップＳ８３に移行する。

ステップＳ８３では、混合弁９２を動作させて給湯温度に一致させる。このとき、混合弁９２は温度センサ８８、温度センサ８０の検出出力、入水量、設定温度から予め実験で求められた弁開度に調整する。この場合、ステップＳ８３では、混合弁９２をステップＳ７８で求めた要求号数を基に予め実験等で求めた基礎データを記憶手段であるＲＯＭから読み出して所定温度になるように混合弁９２を動作する制御即ち、フィードフォワード制御を行う。

また、ステップＳ８６では水量制御が最大流量以上か否かを判断し、最大流量以上である場合にはステップＳ８７に移行して水量を最大値に規制する。即ち、ステップＳ８６、Ｓ８７では、給湯量が水量制御弁８６で給湯可能な最大流量を超えているとき、最大流量までに弁開度を規制する。但し、給湯量が最大流量未満なら弁開度を維持する。この場合、最大流量は、

最大流量＝
｛（給湯温度−給水温度）／（設定温度−給水温度）｝×検出流量
・・・（２）
で与えられる。

そして、ステップＳ８８では温水温度が設定温度±αの温度範囲に到達したか否かを判定し、この温度範囲に到達していない場合にはステップＳ８９に移行し、温水温度が設定温度になるように混合弁９２の開度を微調節し、温水温度を設定温度±αの温度範囲に到達させる。この場合、ステップＳ８８の動作だけでは設定温度に達しない場合、温度センサ８８の検出温度が設定温度範囲内になるように混合弁９２を動作させる制御即ち、フィードバック制御を行う。

ステップＳ８８で出湯温度が設定温度範囲内に達したと判断されたとき、ステップＳ９０に移行して水量制御弁８６及び混合弁９２の開度を維持し、ステップＳ７１に戻る。

次に、ステップＳ８４の暖房温水循環制御は、図１８に示すように、ステップＳ９１で熱交換器２４の入側温度を温度センサ５８で検出した後、ステップＳ９２に移行し、ポンプ回転数を演算した後、ポンプ運転を開始する。この場合、予め基礎実験で求めたポンプ回転数から流量を演算し、熱交換器２２の出側温度が所定温度、例えば、８０℃となるようなポンプ回転数で運転し、温水温度を例えば、８０℃に迅速に到達させることができる。

ステップＳ９３では燃焼制御を開始し、ステップＳ９４では熱交換器２２の出側温度を温度センサ６０で検出し、その検出温度が所定温度以上か否かを判定し、所定温度に温水温度が到達したとき、ステップＳ９５に移行してポンプ回転数制御から演算した回転数で運転を行う。この場合、熱交換後の温水温度が所定温度まで達したら、通常のポンプ回転数の決定制御で決定したポンプ回転数で運転を行う。

また、図１７に示すフローチャートのステップＳ８５のコールドスタート制御では、図１９に示すように、ステップＳ１０１で混合弁９２の湯側を全開状態にした後、ステップＳ１０２に移行して出湯温度が所定温度に到達したか否かを判定する。出湯温度が所定温度に到達するまで、混合弁９２の湯側を開き、出湯温度が所定温度に到達したとき、コールドスタート制御を終了する。この場合、コールドスタート時、所定温度、例えば、３７℃までは混合弁９２の湯側を全開にして立上りを向上させた後、所定温度に到達したとき、通常制御に移行させる。

次に、本発明の熱源装置の他の実施例について説明する。

図２０は、本発明の熱源装置の危険防止制御の実施例を示している。この熱源装置において、危険防止制御は、混合弁９２が故障した場合に最高設定温度以上の高温出湯を防止する制御である。給湯回路６に流れる上水Ｗを熱媒である温水１０を用いて加熱する熱交換は、間接熱交換であるため、熱交換器６６が沸騰するおそれがない低流量出湯が可能であるが、混合弁９２が故障して閉じられると、低流量出湯となり、バイパス管９０を通過する上水（冷水）Ｗが混合しないため、出湯温度が高温化し、温水１０の温度と同等の最大８０℃程度の高温出湯になるおそれがある。

この高温出湯を防止するには、混合弁９２が閉故障であることを検知した場合、分配弁６８を閉止することにより、熱量移動の遮断、即ち、熱湯を遮断し、給湯及び熱交換を停止すれば、上水Ｗに対する与熱熱量がないので、給湯温度の高温化を回避できるものの、給湯回路６がバイパス管９０を用いているため、給湯与熱を停止しても、暖房回路４側を沸騰させるおそれがある。そこで、風呂回路８側の開閉弁７４を開き、破線で示すように、追焚与熱回路３４をバイパス迂回路として用いれば、暖房回路４の沸騰を回避できる。この場合、循環ポンプ１００を運転しない限り、浴槽９４側の浴槽水９６が熱くなることはない。

また、他の制御として、混合弁９２の閉故障を検知した場合、水量制御弁８６を閉じて出湯を強制的に停止する。この場合、水量制御弁８６の閉止機能が故障した場合を想定し、水量制御弁８６の故障時は、バーナ１２の燃焼を停止させれば、安全性をより高めることができる。

この危険防止制御を図２１に示すフローチャートを参照して説明すると、ステップＳ４０１で混合弁９２に異常があるか否かを検出する。即ち、混合弁９２の異常検出方法は、通常ならば閉又は開リミット（限界角度）に到達できる十分な所定時間後、何れかのリミットを主制御部１２４側で検知できない場合を異常ありと判断する。他の検出方法として、水量センサ８２の検出出力や、リモコン装置の運転要求等から給湯運転停止と判断した場合には、混合弁９２は全開方向へ動作することになる。そのとき、所定時間経過後、混合弁９２から開リミットを検出できない場合には同様に異常ありと判断する。

ステップＳ４０１で混合弁９２に異常があると判断した場合には、ステップＳ４０２で熱源の動作、この実施例では、燃焼を一時停止させる。そして、ステップＳ４０３では、水量制御弁８６を閉止させ、給湯出湯を停止することにより高温出湯を防止する。この結果、利用者が高温出湯に晒されることがない。

また、ステップＳ４０４、Ｓ４０５では、水量制御弁８６の故障を検出する。即ち、ステップＳ４０４では水量制御弁８６の閉止動作から所定時間、例えば、１０秒が経過したか否かを判定し、１０秒以内ではステップＳ４０５に移行し、ステップＳ４０５では、水量制御弁８６が故障により出湯を閉止できない場合には高温出湯をする危険があるので、水量制御弁８６の閉リミット検出を行い、水量制御弁８６の閉止の有無を確認する。その閉止動作開始から１０秒以内に閉止が確認されない場合、ステップＳ４０６に移行し、水量制御弁８６及び混合弁９２の双方の故障（ダブル故障）と判断して燃焼完全停止とし、その故障アラームを発生して異常を告知する。熱源の燃焼の停止により、確実に高温出湯を回避できる。

そして、ステップＳ４０７では、開閉弁７４を開くことで、追焚与熱回路３４をバイパス迂回路として機能させ、ステップＳ４０８では、分配弁６８を所定の開度、この場合、熱交換器６６側を閉止（弁開度Ａ）とすることにより流量を零にし、熱交換器６６への熱量搬送を遮断し、ステップＳ４０９では表示部１３０にアラーム点灯を行い、混合弁９２の異常を告知する。また、ステップＳ４１０では給湯運転以外の暖房及び追焚運転の再開が可能となり、燃焼を再開させる。

このような制御を行えば、図７に示す熱源装置の構成を利用して高温出湯を防止でき、安全性を高めることができる。なお、ステップＳ４０７、４０８は、ステップＳ４０２とステップＳ４０３との間に設けて同様の処理を行ってもよい。

次に、図２２は、本発明の熱源装置の低温往き温度の安定化制御の実施例を示している。高温暖房負荷及び低温暖房負荷に対応する高低二温度の暖房装置では、膨張タンク２６の温水温度が支配的であるため、低温負荷に対する温水ＬＤの低温往き温度が要求温度から大幅にずれることを防止するため、低温往き温度の安定性を向上させる制御を行う。

熱交換器２２、２４で発生させた高温水ＨＤと、この高温水ＨＤに膨張タンク２６側の温水１０を混合して低温水ＬＤとが得られ、高温水ＨＤは高温暖房負荷、低温水ＬＤは低温暖房負荷に供給される。ここで、低温往き温度は、高温水ＨＤと温水１０の混合によって得ているが、温水１０と、高温水ＨＤとを混合させる際に、高温水ＨＤより膨張タンク２６側の温水１０の圧力が高いため、圧力不均衡が両者の混合比に影響を与え、低温往き温度が温水１０側の温水温度によって変化し、ばらつくおそれがある。例えば、膨張タンク２６側の温水温度を５０℃、高温水ＨＤ側の温度を８０℃とすると、圧力均衡を図るための固定オリフィスを設置しても、膨張タンク２６の温水温度が１０℃だけ下がると、低温往き温度は５０℃となり、低温水ＬＤを所定温度として例えば６０℃に設定することができないおそれがある。

そこで、この実施例では固定オリフィスに代えて低温調整弁６２を設置したものである。このような低温調整弁６２を設置すれば、膨張タンク２６の温水温度が低い場合には低温調整弁６２の開度を絞って流量を抑え、膨張タンク２６の温水温度が高い場合には低温調整弁６２の開度を開いて流量を増大させれば、低温水ＬＤを設定温度６０℃に制御することができる。

この低温調整弁６２を用いた低温往き温度の安定化制御を図２３に示すフローチャートを参照して説明すると、ステップＳ５０１では、低温往き温度が、設定温度の所定温度範囲内、例えば、±１℃以内か否かを判断する。このとき、低温往き温度は温度センサ６１から読み取り、設定温度は各リモコン装置、外部制御部１２６に設定されている。低温往き温度が設定温度の所定温度範囲内、例えば、±１℃以内の場合には、ステップＳ５０２に移行して現在の弁開度を維持し、設定温度の所定温度範囲外の場合には、ステップＳ５０３に移行する。

ステップＳ５０３では、低温往き温度が設定温度以下か否かを判断し、低温往き温度が設定温度より低い場合にはステップＳ５０４に移行し、低温往き温度が設定温度より高い場合にはステップＳ５０５に移行する。ステップＳ５０４では、低温調整弁６２の開度を閉方向に調整し、より高温側の温水量を増やすことで設定温度に近付ける。そして、ステップＳ５０６では、再び、低温往き温度が設定温度の所定温度範囲内、例えば、±１℃以内か否かを判断し、その範囲内にある場合には、ステップＳ５０８に移行して現在の弁開度を維持し、ステップＳ５０１に戻る。また、低温往き温度が設定温度の所定温度範囲外、例えば、±１℃以外の場合には、ステップＳ５０７に移行し、低温調整弁６２の閉リミットを検出したか否かを判断し、ステップＳ５０３に戻る。

また、ステップＳ５０５では、低温調整弁６２の開度を開方向に調整し、より高温側の温水量を減らすことで設定温度に近付ける。そして、ステップＳ５０９では、再び、低温往き温度が設定温度の所定温度範囲内、例えば、±１℃以内か否かを判断し、その範囲内にある場合には、ステップＳ５１１に移行して現在の弁開度を維持し、ステップＳ５０１に戻る。また、低温往き温度が設定温度の所定温度範囲外、例えば、±１℃以外の場合には、ステップＳ５１０に移行し、低温調整弁６２の閉リミットを検出したか否かを判断し、ステップＳ５０１に戻る。

そして、ステップＳ５０７で低温調整弁６２の閉リミット、ステップＳ５１０でその開リミットを検出した場合には開度調整が困難であるので、調整動作を停止させ、ステップＳ５０７ではステップＳ５０８、ステップＳ５１０ではステップＳ５１１に移行して現状の開度を維持する。

このような安定化制御を行えば、低温暖房負荷に対する低温水ＬＤの温度を所定温度に安定化させることができ、温度変化による不都合を回避することができる。

なお、実施例では、暖房回路４に流す熱媒として水を例に取って説明したが、不凍液、その他の液体等を用いてもよい。

以上説明したように、上記実施の形態の熱源装置によれば、次の効果が得られる。
ａ 燃焼熱や電熱、排熱等の単一の熱源を用いて熱媒を加熱し、その熱媒の熱を暖房負荷、上水加熱、浴槽水の追焚等の多用途化、多機能化を実現できる。単一の熱源で加熱した熱媒が持つ熱を暖房負荷、第２の熱交換手段又は第３の熱交換手段側に選択的に切り換えて供給するので、熱交換の高効率化、配管路の簡略化、設備の軽量化、コンパクト化とともに、設備コストの低減や設置作業の簡略化を実現することができる。配管路の簡略化により、暖房、給湯及び追焚回路の低圧損化を図ることができる。
ｂ 燃料ガス等の燃焼熱を熱源に用いた場合、燃焼時間を縮小して高効率化を図ることができるとともに、低Ｎｏｘ化、ポンプ消費電力の低減を図ることができる。
ｃ ポンプの回転数を制御することで、熱媒加熱を制御することができ、加熱需要に即応することができる。温水需要の変動に伴い、循環温水量を可変するため、各温水需要に対して適切な温水量を供給できる。
ｄ 潜熱回収による熱交換で熱媒の加熱を高効率化することができる。
ｅ タンク内の熱媒を保温することで、その熱量を給湯、暖房、浴槽追焚きに利用することができ、給湯の加熱速度を高めることができ、給湯の迅速化を図ることができる。給湯に必要な温水量を予め確保できるので、浴槽水の追焚、暖房等の温水需要が生じても給湯温度変動を抑制でき、安定給湯が可能である。
ｆ 給湯需要と暖房用の放熱又は浴槽水の追焚との熱分配により、熱的損失を抑制でき、高効率化を実現できる。

本発明は、単一の熱源により暖房、給湯、浴槽追焚等の多用途化を実現した熱源装置に関し、熱媒温度の急激な変化の防止や、出湯側にある混合弁異常の継続回避等に利用でき、有用である。

本発明の熱源装置を示す図である。 基本動作を示すフローチャートである。 給湯必要熱量−ポンプ回転数を示す特性図である。 給湯必要熱量、暖房要求端末個数−ポンプ回転数を示す特性図である。 給湯、暖房、追焚必要熱量−ポンプ回転数を示す特性図である。 保温動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例である熱源装置の熱源機側の構成を示す図である。 本発明の実施例における熱源装置の制御系及び暖房負荷側の構成を示す図である。 本発明の実施例である熱源装置の基本的な制御動作を示すフローチャートである。 ポンプ回転数決定制御を示すフローチャートである。 図１０に続くポンプ回転数決定制御を示すフローチャートである。 図１０に続くポンプ回転数決定制御を示すフローチャートである。 図１０に続くポンプ回転数決定制御を示すフローチャートである。 図１３に続くポンプ回転数決定制御を示すフローチャートである。 図１３に続くポンプ回転数決定制御を示すフローチャートである。 給湯運転動作を示すフローチャートである。 図１６に続く給湯運転動作を示すフローチャートである。 暖房温水循環制御を示すフローチャートである。 コールドスタート制御を示すフローチャートである。 危険防止制御の実施例を示す図である。 危険防止制御を示すフローチャートである。 低温調整制御の実施例を示す図である。 低温調整制御を示すフローチャートである。

符号の説明

３ 暖房負荷
３Ａ 高温暖房負荷
３Ｂ 低温暖房負荷
４ 暖房回路（循環路）
１０ 温水（熱媒）
１１ 熱源（加熱手段）
１２ バーナ（加熱手段）
２１、２２ 熱交換器（熱交換手段）
２４ 熱交換器（熱交換手段、潜熱回収熱交換手段）
２６ 膨張タンク
２８ 循環ポンプ
４０、４２、４９、５０、５２ 放熱器（暖房負荷）
６６ 熱交換器（第２の熱交換手段）
６８ 分配弁（供給切換手段）
７２ 熱交換器（第３の熱交換手段）
７４ 開閉弁（供給切換手段）
１２４ 主制御部

Claims (4)

1. 熱媒をその循環路に循環させるポンプと、前記熱媒を加熱する加熱手段と、前記循環路を通じて前記熱媒が供給される暖房負荷と、前記循環路に流す前記熱媒を溜めるタンクとを含む熱源装置であって、
   前記暖房負荷に流れる前記熱媒の温度を検出する温度検出手段と、
   前記熱媒の検出温度と前記暖房負荷に対する設定温度との温度差を求め、前記タンクから前記暖房負荷に流す前記熱媒と、前記加熱手段から前記暖房負荷に流す前記熱媒との比率を前記温度差に応じて調整する制御手段と、
   を含むことを特徴とする熱源装置。
2. 熱媒をその循環路に循環させるポンプと、前記熱媒を加熱する加熱手段と、前記循環路を通じて前記熱媒が供給される暖房負荷と、前記循環路に流す前記熱媒を溜めるタンクとを含む熱源装置の制御方法であって、
   前記暖房負荷に流れる前記熱媒の温度を検出する処理と、
   前記熱媒の検出温度と前記暖房負荷に対する設定温度との温度差を求める処理と、
   前記タンクから前記暖房負荷に流す前記熱媒と、前記加熱手段から前記暖房負荷に流す前記熱媒との比率を前記温度差に応じて調整する処理と、
   を含むことを特徴とする熱源装置の制御方法。
3. 加熱手段で加熱される熱媒の熱を用いて給湯加熱を行う熱交換手段と、前記熱交換手段により加熱された湯と上水とを混合させる混合弁とを含む熱源装置であって、
   前記混合弁の動作異常を検出する検出手段と、
   前記検出手段が前記混合弁の動作異常を検出した場合に、前記熱交換手段に対する前記熱媒の循環動作、前記加熱手段の加熱動作、又は出湯動作の１又は２以上を停止させる制御手段と、
   を含むことを特徴とする熱源装置。
4. 熱媒を加熱手段で加熱し、その熱媒の熱を用いて給湯加熱を行う熱交換手段と、前記熱交換手段により加熱された湯と上水とを混合させる混合弁とを含む熱源装置の制御方法であって、
   前記混合弁の混合動作の異常を検出し、混合動作に異常がある場合に、前記熱交換手段に対する前記熱媒の循環動作、前記加熱手段の加熱動作、又は出湯動作の１又は２以上を停止させる処理を含むことを特徴とする熱源装置の制御方法。

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