JP2007240044A - 熱源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の一部が放熱器として作用する等の不具合を防止し、燃焼ガスから顕熱および潜熱を合理的に回収して湯水加熱の効率を高めることができ、要求される熱量や湯水温度に対して適切に対応し得る機能性に優れた熱源装置を提供する。
【解決手段】１次熱交換器１は、伝熱面積が相違する高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂを有し、燃焼器４は、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂのそれぞれに対応するエリアで燃焼駆動可能とされている、熱源装置Ａ１であって、燃焼ガスが熱交換部１Ａ，１Ｂのいずれを通過した場合にもこの燃焼ガスから潜熱回収が可能とされた２次熱交換器２と、この２次熱交換器２の水管２０に一端が繋がり、かつその他端側が分岐して熱交換部１Ａ，１Ｂの水管１０Ａ，１０Ｂに繋がった連結配管部５１とを備えており、２次熱交換器２を通過して加熱された湯水が熱交換部１Ａ，１Ｂに対して選択的に供給可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃焼器によって発生された燃焼ガスから熱交換器を利用して湯水を加熱し、たとえば給湯、風呂の追焚、床暖房、浴室乾燥などの所望の用途に熱供給を行なうのに利用される熱源装置に関する。

なお、本明細書でいう「湯水」とは、水道水などの水に加え、たとえば不凍液なども含み、水管式の熱交換器に供給されることによって加熱される水およびこれに類する液体を広く意味する概念である。

従来、熱源装置の一例としては、特許文献１に記載されたいわゆる１缶２回路方式のものがある。同文献１に記載された熱源装置は、水管式の熱交換器として、１つの缶体内に、伝熱面積が大小相違する高負荷用および低負荷用の２つの熱交換部を備えたものが用いられている。これら高負荷用および低負荷用の熱交換部は、前記缶体の底部に設けられた燃焼器の上方に位置しており、互いに上下に重なった配置とされている。

このような構成によれば、燃焼器によって発生された燃焼ガスから高負荷用および低負荷用の熱交換部のそれぞれによって熱回収を行ない、たとえば８０℃程度の高温の湯水とこれよりも低温のたとえば５０〜６０℃程度の湯水とを生成することができる。高温の湯水は、たとえば温水エアコンやファンコンベクタなどの高温負荷端末に供給されて利用される。低温の湯水は、たとえば床暖房マットなどの低温負荷端末に供給されて利用される。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるような課題があった。

すなわち、熱源装置については、省エネなどを図る観点から、燃焼ガスからの熱回収量をできる限り多くすることが望まれる。このための一手段としては、燃焼ガスから顕熱を回収することに加え、潜熱をも回収することが考えられる。これに対し、前記従来の熱源装置は、熱交換器が高負荷用および低負荷用の２種類の熱交換部を有しているものの、これらの熱交換部のみによって潜熱回収を行なうことは難しい。また仮に、潜熱回収が行なわれたとしても、潜熱回収に伴って発生する酸性の凝縮性の処理に窮することとなる。潜熱を好適に回収するための手段としては、潜熱回収用の熱交換器を別途追加して設けることが考えられる。ところが、このように潜熱回収用の熱交換器を前記従来の熱源装置に追加して設ける場合、構造の複雑化などをできる限り抑制しつつ、潜熱回収を合理的に行なわせることが要請される。

また、前記従来技術においては、高負荷用および低負荷用の熱交換部が燃焼器の上方に位置して上下重なった配置とされている。このため、たとえば低負荷用の熱交換部を利用して低温の湯水のみを生成させる場合であっても、燃焼器の略全域が燃焼駆動エリアとされる。これでは、燃焼器の燃焼駆動の無駄が多くなり、効率が悪くなる。これを解消する手段としては、たとえば特許文献２に記載されているように、高負荷用および低負荷用の熱交換部を燃焼器の上方において水平方向に並べ、燃焼器については、それら高負荷用および低負荷用の熱交換部のそれぞれに対応するエリアごとに独立して燃焼駆動し得るように構成することが考えられる。ところが、特許文献２に記載の構成においては、たとえば低負荷用の熱交換部のみを利用して熱回収を行なう場合であっても、高負荷用の熱交換部に湯水が流れる構造となっている。このため、この高負荷用の熱交換部が放熱器として作用し、熱交換効率が低下する虞れがある。したがって、このような虞れも適切に防止することが要請される。とくに、潜熱回収用の熱交換器を追加して設ける場合には、この熱交換器がそのような放熱器として作用しないようにすることがより強く要請される。

特開２００２−３１３５７号公報 特開２００５−１４７５７９号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、熱交換器の一部が放熱器として作用するといった不具合を適切に防止しつつ、燃焼ガスから顕熱および潜熱を合理的に回収して湯水加熱の効率を高めることができ、要求される熱量や湯水温度に対して適切に対応し得る機能性に優れた熱源装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される熱源装置は、燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱回収を行なうための水管を有する１次熱交換器と、を備えており、前記１次熱交換器は、伝熱面積が大小相違する高負荷用および低負荷用の熱交換部を有しているとともに、前記低負荷用の熱交換部は、前記燃焼器に対面する領域に、前記高負荷用の熱交換部よりも狭い占有面積に設けられており、前記燃焼器は、前記高負荷用の熱交換部に対応するエリアでの燃焼駆動と、前記低負荷用の熱交換部に対応するエリアでの燃焼駆動とが選択自在とされている、熱源装置であって、前記燃焼ガスが前記高負荷用および低負荷用の熱交換部のいずれを通過した場合にもこの燃焼ガスが流入する空間部を形成しており、かつこの空間部に水管が設けられていることにより、前記燃焼ガスから潜熱回収が可能に構成された２次熱交換器と、この２次熱交換器の水管に一端が繋がり、かつその他端側が分岐して前記高負荷用および低負荷用の熱交換部の水管に繋がった連結配管部と、を備えており、前記２次熱交換器を通過して加熱された湯水が前記高負荷用および低負荷用の熱交換部に対して選択的に供給可能とされていることを特徴としている。

本発明によれば、燃焼器のうち、高負荷用の熱交換部に対面するエリアを燃焼駆動させながら、湯水を２次熱交換器から高負荷用の熱交換部に供給させたときには、たとえば高温の湯水を生成することができ、比較的多くの出湯熱量が要求される場合に好適となる。これに対し、燃焼器のうち、低負荷用の熱交換部に対面するエリアを燃焼駆動させながら、湯水を２次熱交換器から低負荷用の熱交換部に供給させたときには、たとえば低温の湯水を生成することができ、出湯熱量があまり多く要求されない場合に好適となる。本発明においては、前記したいずれの場合にも、高負荷用および低負荷用の熱交換部を通過した燃焼ガスから２次熱交換器を利用して潜熱を回収し、湯水を加熱することができる。したがって、熱回収量を多くし、湯水加熱の効率を高めることが可能である。また、本発明においては、燃焼器のうち、たとえば低負荷用の熱交換部に対面するエリアのみを燃焼駆動させて湯水を生成する場合、高負荷用の熱交換部については低温の湯水が流れないようにすることができるために、未利用の高負荷用の熱交換部が放熱器として作用することは適切に抑制される。さらに、２次熱交換器については、その水管に未加熱の比較的低温の湯水を流すことにより吸熱作用を発揮させることができるために、この２次熱交換器の一部が放熱器として作用することも適切に回避される。このようなことから、湯水加熱の効率がより高められる。本発明においては、２次熱交換器が追加して設けられているものの、この２次熱交換器は、１次熱交換器を通過した燃焼ガスが流入する空間部に水管が設けられた構成であり、その構成は簡易である。また、高負荷用および低負荷用の熱交換部と２次熱交換器との配管接続は、一部が分岐した形状の連結配管部を用いてなされているために、その配管構造も簡素にすることが可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記高負荷用および低負荷用の熱交換部は、前記燃焼器と対面する方向に対して交差する方向において、互いにオーバラップしないように並べて設けられている。

このような構成によれば、たとえば燃焼器のうち、低負荷用の熱交換部に対面するエリアを駆動させた場合に、この低負荷用の熱交換部が効率良く加熱され、高負荷用の熱交換部が強く加熱されないようにすることができる。したがって、加熱の無駄を少なくし、湯水加熱の効率を高めるのにより好適となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記高負荷用の熱交換部は、前記燃焼器と対面する方向に対して交差する方向において、前記低負荷用の熱交換部に一部分がオーバラップし、前記燃焼器の燃焼領域の略全域に対面するように設けられている。

このような構成によれば、缶体の大型化を抑制しつつ、高負荷用の熱交換部のサイズを大きくすることが可能となる。また、低負荷用の熱交換部についても、高負荷用の熱交換部の幅寸法などの影響を受けないこととなり、比較的大きなサイズに形成することが可能となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記高負荷用および低負荷用の熱交換部にそれぞれ繋がって設けられ、かつこれら高負荷用および低負荷用の熱交換部をそれぞれ通過した湯水を所望の供給先に供給するための２つの湯水流路と、前記連結配管部に一端が繋がり、かつ前記２次熱交換器を通過した湯水の一部を前記高負荷用および低負荷用の熱交換部に供給させることなく前記２つの湯水流路の少なくとも一方に導いて流入させることが可能なバイパス配管部と、をさらに備えている。

このような構成によれば、２次熱交換器を通過して加熱された湯水の一部と、高負荷用および低負荷用の熱交換部のいずれかを通過して加熱された湯水とを混合させることが可能となる。このような湯水混合を行なわせると、たとえば高負荷用または低負荷用の熱交換部からは比較的高温の湯水を出湯させつつ、それよりも低温の湯水を多量に生成するといったことが可能となり、湯水供給のバリエーションを多くし、熱源装置に求められる熱量や温度に細かく対応した湯水供給を行なうのに好適となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記バイパス配管部は、前記２つの湯水流路の双方に繋がって設けられており、かつこのバイパス配管部からそれら２つの湯水流路のそれぞれに対する湯水流入量を調整可能な弁を備えている。

このような構成によれば、高負荷用および低負荷用の熱交換部のいずれを通過した湯水に対しても、２次熱交換器を通過した湯水の一部を混合させることができ、しかもその混合比率を調整することができる。したがって、高負荷用および低負荷用の熱交換部のいずれが利用されている場合であっても、所望温度の湯水を好適に生成し得る。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明が適用された熱源装置を備えて構成された給湯装置の一実施形態を示している。本実施形態の給湯装置Ｂ１は、外装ケース９０内に、熱源装置Ａ１、貯水用のタンク９１、および熱交換器９２，９３などが収容された構成を有している。熱源装置Ａ１は、缶体３、缶体３の底部近傍に設けられた燃焼器４、この燃焼器４の上方に設けられた１次熱交換器１、およびこの１次熱交換器１の上方に設けられた２次熱交換器２を備えている。缶体３は、図面においては、単一部材として記載されているが、複数の筒状部材が連結された構成とされていてもかまわない。

１次熱交換器１は、顕熱回収用であり、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂを備えている。これら高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂは、図２に示すように、それぞれ個々に湯水を流通させることが可能な水管１０Ａ，１０Ｂを有している。これらの水管１０Ａ，１０Ｂは、缶体３の壁部を貫通してこの缶体３内に位置する複数条の直状管体部１００と、これら直状管体部１００の両端部どうしを管体３の外部において連結するＵ字管１０１とを備えている。直状管体部１００の外周には、一定方向に微小間隔を隔てて並ぶ複数のフィン１０２が設けられている。ただし、高負荷用の熱交換部１Ａは、低負荷用の熱交換部１Ａと比較すると、占有面積が大きく、また水管１０Ａが水管１０Ｂよりも長くされてその伝熱面積も大きくされている。高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂは、略水平方向に並び、互いにオーバラップしない状態に設けられている。これら１次熱交換器１および缶体３の各部は、たとえば銅製である。

図１において、燃焼器４は、たとえば都市ガスなどを燃料とするガス燃焼器であり、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂのそれぞれの直下に位置する第１および第２の燃焼部４０Ａ，４０Ｂに区分されている。ただし、本発明においては、燃焼器４の燃焼部を本実施形態よりもさらに細かく区分してもかまわない。第１および第２の燃焼部４０Ａ，４０Ｂに対する燃料ガス供給は、２つの弁体４８の開閉動作によって切り換え自在であり、このことによって第１および第２の燃焼部４０Ａ，４０Ｂを個々に燃焼駆動させることが可能である。缶体３内の底部には、缶体３の外部に設けられた送風ファン４９から燃焼用空気が上向きに供給されるように構成されている。

２次熱交換器２は、缶体３の上部に載設されたケーシング（缶体）２１内に、複数の水管２０が設けられた構成を有している。ケーシング２１は、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂを通過した燃焼ガスが流入する空間部を内部に形成しており、燃焼ガス用の給気口２１ａおよび排気口２１ｂを有している。図面においては、これら給気口２１ａおよび排気口２１ｂがケーシング２１の下部および上部に設けられているが、これに代えて、たとえば給気口２１ａをケーシング２１の背面部に設け、かつ排気口２１ａをケーシング２１の前面部に設けた構成とすることもできる。燃焼ガスから潜熱回収を行なうと、燃焼ガス中の水分が凝縮して酸性の凝縮水が発生する。このため、好ましくは、この２次熱交換器２のケーシング２１や水管２０は、耐酸性に優れたステンレス製とされている。また、図面には表われていないが、たとえば水管２０の下方には、水管２０から滴下する凝縮水を受けるための部材が設けられており、この部材によって受けられた凝縮水は缶体３の外部に排出されるようになっている。水管２０は、燃焼ガスからの熱回収量が多くなるように、１次熱交換器１の水管１０Ａ，１０Ｂよりも小径であり、またこの水管２０に設けられている複数のフィンの配列ピッチは、１次熱交換器１のフィン１０２の配列ピッチよりも小さくされている。

２次熱交換器２の水管２０の入水口は、ポンプＰ１を有する配管５０を介してタンク９１に接続されており、このタンク９１から２次熱交換器２への湯水供給がなされるように設定されている。水管２０の出湯口には、連結配管部５１の一端が接続されているが、この連結配管部５１の他端側は２つの分岐配管５１ａ，５１ｂに分岐しており、これらが高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂの入水口に接続されている。この構成により、２次熱交換器２を通過した湯水を高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂのそれぞれに供給可能である。後述するように、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂに対する湯水供給は、選択的に行なわせることが可能となっている。

高負荷用の熱交換部１Ａの出湯口には、２つの高温湯水用の配管部５２ａ，５２ｂが接続されている。配管部５２ａは、外装ケース９０に設けられた配管接続口６０に繋がっており、この配管接続口６０には、たとえば浴室乾燥機などの暖房高温端末７０の湯水流入部が接続される。この暖房高温端末７０の湯水流出部は、外装ケース９０の配管接続口６１に接続されており、熱消費された湯水はタンク９１に戻されるようになっている。暖房高温端末７０への湯水供給は、この暖房高温端末７０に設けられている弁（図示略）が開状態とされることにより実行される。

配管部５２ｂは、流量調整弁Ｖ１を備えており、この流量調整弁Ｖ１が開状態とされることにより、湯水を熱交換器９２に送り込んでからタンク９１に戻すように設けられている。熱交換器９２は、給湯用の湯水を生成するためのものであり、配管接続口６２から配管部５３ａを介してこの熱交換器９２に供給されてくる水道水などの水を加熱可能である。加熱された湯水は、配管部５３ｂを介して配管接続口６３に到達し、この配管接続口６３からたとえば台所や洗面所などの所望の給湯先に供給されるようになっている。なお、配管部５３ａ，５３ｂには、入水量を調整するための弁Ｖ１０、水量センサＳ１、および非加熱の水と加熱済の湯水とを所望の比率で混合させて目標温度の湯水を生成するための三方弁Ｖ１１などが設けられている。

低負荷用の熱交換部１Ｂの出湯口には、配管部５４が接続され、かつこの配管部５４には、三方弁Ｖ２を介して２つの配管部５４ａ，５４ｂがさらに接続されている。配管部５４ａは、外装ケース９０の配管接続口６４に繋がっており、この配管接続口６４には、たとえば床暖房用パネルなどの暖房低温端末７１の湯水流入部が接続されている。この暖房低温端末７１を通過した湯水は、タンク９１内に戻されるようになっている。配管部５４ｂは、熱交換器９３に湯水を送り込んでからタンク９１に戻すように設けられている。この熱交換器９３は、風呂追焚用の熱交換器であり、配管接続口６５からポンプＰ２の駆動により供給されてくる浴槽７２の湯水を加熱可能である。加熱された湯水は、配管部５５および配管接続口６６などを介して浴槽７２に戻されるようになっている。

次に、上記した熱源装置Ａ１および給湯装置Ｂ１の作用について説明する。

まず、たとえば暖房高温端末７０のみが使用され、それ以外の用途には温水供給が行なわれない場合を説明する。この場合、まずタンク９１から２次熱交換器２に対して湯水が供給され、この２次熱交換器２を通過した湯水は、連結配管部５１を通過して高負荷用の熱交換部１Ａに供給される。そして、その後配管部５２ａを経て暖房高温端末７０に送られる。この場合、三方弁Ｖ２は配管部５４内の湯水流通を阻止する閉状態にあり、２次熱交換器２から低負荷用の熱交換部１Ｂへの湯水供給はなされないようになっている。燃焼器４は、第１の燃焼部４０Ａのみが燃焼駆動を実行する状態とされる。

このような状態においては、第１の燃焼部４０Ａによって発生された燃焼ガスからは、高負荷用の熱交換部１Ａによって顕熱が適切に回収され、その後は２次熱交換器２によって潜熱が回収される。したがって、熱回収量を多くして、たとえば８０℃程度の高温の湯水を効率良く生成し、この湯水を暖房高温端末７０に適切に送ることができる。燃焼ガスの一部は、低負荷用の熱交換部１Ｂにも作用するが、この熱交換部１Ｂの水管１０Ｂ内は湯水の流通が阻止された状態にあるために、この低負荷用の熱交換部１Ｂが大きな熱容量をもつ放熱器として作用することは適正に抑制される。また、２次熱交換器２の水管２０には、未加熱の比較的低温の湯水が供給されているために、この水管２０の全体は優れた吸熱作用を発揮することとなる。したがって、２次熱交換器２の水管２０の一部分が、放熱器として作用することも適切に回避される。前記した状態において、流量調整弁Ｖ１を開いた場合には、高負荷用の熱交換部１Ａを通過して生成された高温の湯水は、熱交換器９２に供給され、この熱交換器９２を利用した給湯処理を適切に行なうことができる。

次いで、前記とは異なり、暖房低温端末７１のみが使用され、それ以外の用途には温水供給が行なわれない場合を説明する。この場合には、タンク９１から２次熱交換器２に対して湯水が供給され、この２次熱交換器２を通過した湯水は、連結配管部５１を通過して低負荷用の熱交換部１Ｂに供給される。そして、その後三方弁Ｖ２および配管部５４ａを経て暖房低温端末７１に送られる。この場合、流量調整弁Ｖ１は閉じられ、また暖房高温端末７０内の弁も閉じ状態にあることから、２次熱交換器２から高負荷用の熱交換部１Ａへの湯水供給はなされない。燃焼器４は、第２の燃焼部４０Ｂのみが燃焼駆動を実行する状態とされる。

このような状態においては、第２の燃焼部４０Ｂによって発生された燃焼ガスからは、低負荷用の熱交換部１Ｂによって顕熱が適切に回収され、その後はやはり２次熱交換器２によって潜熱が回収される。したがって、熱回収が適切に行なわれて、たとえば６０℃程度の湯水を効率良く生成し、この湯水を暖房高温端末７１に適切に送ることができる。高負荷用の熱交換部１Ａの水管１０Ａ内は湯水の流通が阻止された状態にあるために、この部分が大きな熱容量の放熱器として作用することはない。また、２次熱交換器２の水管２０については、先に述べた場合と同様に、未加熱の比較的低温の湯水が供給されるために、この水管２０の一部が放熱器として作用するといった不具合は適切に回避される。三方弁Ｖ２の配管部５４ｂ側を開いた場合には、前記湯水が熱交換器９３に供給され、浴槽７２の湯水の追焚動作を適切に行なうことが可能となる。

暖房高温端末７０および熱交換器９２の少なくとも一方と、暖房低温端末７１および熱交換器９３の少なくとも一方とが同時に使用される場合には、燃焼器４の第１および第２の燃焼部４０Ａ，４０Ｂが燃焼駆動される。その場合、タンク９１から２次熱交換器２に供給されて加熱された湯水は、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂの双方に供給される。このことにより、高温の湯水、およびそれよりもやや低温の湯水が適切に生成されて、所定の箇所に供給される。

このように、本実施形態の熱源装置Ａ１および給湯装置Ｂ１においては、高温の湯水と、それよりもやや低温の湯水とのそれぞれの生成とその供給とが適切に実行可能である。そして、いずれの場合にも燃焼器４によって発生させた燃焼ガスからは顕熱および潜熱を回収し得るとともに、１次熱交換器１および２次熱交換器２が放熱器として作用することも適切に回避されるために、湯水の加熱効率を高くすることができる。

図３〜図５は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。

図３に示す実施形態の熱源装置Ａ２および給湯装置Ｂ２においては、１次熱交換器１の高負荷用の熱交換部１Ａの一部が、水平方向において低負荷用の熱交換部１Ｂにオーバラップしている。より具体的には、図４に示すように、高負荷用の熱交換部１Ａの水管１０Ａは、缶体３内の幅方向の略全域に適当な間隔で上下複数列に並んで設けられているのに対し、低負荷用の熱交換部１Ｂの水管１０Ｂについては、下段の水管１０Ａの直上に位置するようにして缶体３の幅方向の一部の領域に偏って設けられている。好ましくは、水管１０Ｂは、水管１０Ａの上部に接触している。水管１０Ｂ内の湯水を加熱する場合には、燃焼器４の第２の燃焼部４０Ｂのみが燃焼駆動されるが、水管１０Ａ内の湯水を加熱する場合には、第１および第２の燃焼部４０Ａ，４０Ｂの双方が燃焼駆動される。

前記構成によれば、水管１０Ｂが水管１０Ａを介して燃焼器４とは反対側に位置しているために、この水管１０Ｂは燃焼ガスまたは燃焼焔に直接晒されないようにすることができる。また、水管１０Ａ，１０Ｂが接触していれば、これらの間において熱伝達が可能となる。このようなことにより、水管１０Ａ内の湯水を加熱する際に、水管１０Ｂ内の湯水流通が停止された状態であったとしても、この水管１０Ｂ内の湯水の沸騰が防止される。一方、これとは反対に、水管１０Ｂ内の湯水を加熱する際に、水管１０Ａ内の湯水流通が停止された状態であっても、水管１０Ａの最も強く加熱される部分は水管１０Ｂと接触し、これらの間で熱伝達がなされるために、水管１０Ａ内の湯水の沸騰は防止される。

本実施形態の熱源装置Ａ２においては、高負荷用の熱交換部１Ａの一部が低負荷用の熱交換部１Ｂにオーバラップしているために、缶体３の幅を増大させることなく、高負荷用の熱交換部１Ａの幅を広げ、その伝熱面積を大きくすることができる。したがって、熱源装置Ａ２の全体の大型化を抑制しつつ、高負荷用の熱交換部１Ａによる熱回収量を多くするのに好適である。

図５に示す実施形態の熱源装置Ａ３および給湯装置Ｂ３においては、連結配管部５１に三方弁Ｖ３が設けられている。このことにより、２次熱交換器２を通過した湯水は、三方弁Ｖ３の制御によって、１次熱交換器１の高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂの双方または一方に対して選択的に供給可能である。また、連結配管部５１の三方弁Ｖ３よりも上流部分には、バイパス配管部５６の一端が接続されている。このバイパス配管部５６の他端は、三方弁Ｖ４および配管部５６ａを介して暖房低温端末７１用の配管接続口６４に繋がっている。また、三方弁Ｖ４は、配管部５６ｂを介して、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂのそれぞれの出湯口に繋がった配管部５７，５８にも繋がっている。配管部５７は、三方弁Ｖ５および配管部５２ｂを介して給湯加熱用の熱交換器９２への湯水供給が可能であるとともに、三方弁Ｖ５および配管部５４ｂを介して風呂追焚用の熱交換器９３への湯水供給も可能に設けられている。配管部５８は、暖房高温端末７０用の配管接続口６０に繋がっている。

本実施形態においては、１次熱交換器１の高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂのいずれが利用されるかは、湯水温度が高いか否かの観点ではなく、必要とされる熱量の多少により決定される。必要熱量が少ない場合には、低負荷用の熱交換部１Ｂのみが利用され、それよりも必要熱量が多い場合には、高負荷用の熱交換部１Ａが利用される。さらに必要熱量が多い場合には、それらの双方が利用される。高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂへの選択的な湯水供給は、三方弁Ｖ３の制御によって適切に行なうことが可能である。一方、２次熱交換器２を通過して加熱された湯水の一部を、バイパス配管部５６に導くことが可能であり、本実施形態においては、次に述べるような湯水供給制御が可能である。

すなわち、たとえば暖房低温端末７１に給湯を行なう場合において、低負荷用の熱交換部１Ｂを利用するときには、この熱交換器１Ｂを通過して加熱された湯水とバイパス配管部５６を流れてくる湯水とを三方弁Ｖ４の取付箇所において混合させることが可能である。この混合により、湯水温度を調整し、この温度調整された湯水を配管５６ａを介して暖房低温端末７１に供給することができる。また、これとは異なり、高負荷用の熱交換部１Ａを利用するとき、あるいは高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂの双方を利用するときにも、これらを通過して加熱された湯水を三方弁Ｖ４に流入させて、バイパス配管部５６を流れてくる湯水と混合させることにより、所望温度の湯水を生成することができる。したがって、本実施形態によれば、高負荷用および低負荷用の熱交換部１Ａ，１Ｂのいずれの側が使用されているかには関係なく、暖房低温端末７１に適する温度の湯水を好適に生成することができる利点が得られる。バイパス配管部５６を流れてくる湯水は、２次熱交換器２において加熱された湯水であって、この湯水も適切に利用されるために、加熱された湯水の無駄が発生することも適切に回避される。

次いで、暖房高温端末７０に給湯を行なう場合においては、三方弁Ｖ４のバイパス配管部５６側を閉状態とする。このことにより、２次熱交換器２を通過した湯水がバイパス配管部５６に流れ込むことが阻止されることとなり、バイパス配管部５６から配管部５７，５８に湯水が流れ込むことはない。２次熱交換器２を通過した湯水が三方弁Ｖ３を経て高負荷用の熱交換部１Ａに供給された場合、この熱交換部１Ａを通過して高温に加熱された湯水は、配管部５８を介して暖房高温端末７０に適切に供給される。また、低負荷用の熱交換部１Ｂのみを利用する場合であっても、燃焼部４０Ｂの火力を強くすることによって高温の湯水を生成することが可能であり、やはりこの湯水を配管部５８を介して暖房高温端末７０に供給することができる。なお、このような状況において、三方弁Ｖ５を制御することにより、高温の湯水を熱交換器９２，９３の双方または一方に対して選択的に供給し、給湯動作と風呂の追焚動作とを的確に行なうことができる。また、三方弁Ｖ４の三方を適度に開くことにより、バイパス配管部５６を流れてきた湯水を１次熱交換器１のいずれかによって加熱された高温の湯水に混合させて低温の湯水を生成する処理を、前記した高温の湯水供給と並行して実行することも可能となる。さらに、三方弁Ｖ４の配管部５６ａ側を閉じて、それ以外の２方向を適度に開いた状態にすると、バイパス配管部５６を流れてきた湯水を配管部５６，５７に流れ込ませて、それらの配管部５６，５７を流通する高温の湯水に混合させることもできる。

本発明は、上述した実施形態に限定されない。本発明に係る熱源装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１次熱交換器および２次熱交換器の具体的な水管構造は特定されない。燃焼器としては、ガス燃焼器に代えて、たとえばオイル燃焼器を用いることも可能である。また、その燃焼方式は、燃焼ガスを上向きに進行させる正燃方式に代えて、たとえば燃焼ガスを下向きに進行させる逆燃方式とすることもできる。

本発明が適用された熱源装置およびこれを備えた給湯装置の一実施形態を示す概略説明図である。 図１の熱源装置に用いられている１次熱交換器の一例を示す概略平面図である。 本発明が適用された熱源装置およびこれを備えた給湯装置の他の実施形態を示す概略説明図である。 図３の熱源装置に用いられている１次熱交換器の一例を示す要部断面図である。 本発明が適用された熱源装置およびこれを備えた給湯装置の他の実施形態を示す概略説明図である。

符号の説明

Ａ１〜Ａ３ 熱源装置
Ｂ１〜Ｂ３ 給湯装置
１ １次熱交換器
１Ａ 高負荷用の熱交換部
１Ｂ 低負荷用の熱交換部
２ ２次熱交換器
３ 缶体
４ 燃焼器
１０Ａ，１０Ｂ 水管（１次熱交換器の）
２０ 水管（２次熱交換器の）
５１ 連結配管部
５６ バイパス配管部
Ｖ４ 三方弁

Claims (5)

1. 燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱回収を行なうための水管を有する１次熱交換器と、を備えており、
   前記１次熱交換器は、伝熱面積が大小相違する高負荷用および低負荷用の熱交換部を有しているとともに、前記低負荷用の熱交換部は、前記燃焼器に対面する領域に、前記高負荷用の熱交換部よりも狭い占有面積に設けられており、
   前記燃焼器は、前記高負荷用の熱交換部に対応するエリアでの燃焼駆動と、前記低負荷用の熱交換部に対応するエリアでの燃焼駆動とが選択自在とされている、熱源装置であって、
   前記燃焼ガスが前記高負荷用および低負荷用の熱交換部のいずれを通過した場合にもこの燃焼ガスが流入する空間部を形成しており、かつこの空間部に水管が設けられていることにより、前記燃焼ガスから潜熱回収が可能に構成された２次熱交換器と、
   この２次熱交換器の水管に一端が繋がり、かつその他端側が分岐して前記高負荷用および低負荷用の熱交換部の水管に繋がった連結配管部と、を備えており、
   前記２次熱交換器を通過して加熱された湯水が前記高負荷用および低負荷用の熱交換部に対して選択的に供給可能とされていることを特徴とする、熱源装置。
2. 前記高負荷用および低負荷用の熱交換部は、前記燃焼器と対面する方向に対して交差する方向において、互いにオーバラップしないように並んだ構成とされている、請求項１に記載の熱源装置。
3. 前記高負荷用の熱交換部は、前記燃焼器と対面する方向に対して交差する方向において、前記低負荷用の熱交換部に一部分がオーバラップしており、前記燃焼器の燃焼領域の略全域に対面するように設けられている、請求項１に記載の熱源装置。
4. 前記高負荷用および低負荷用の熱交換部にそれぞれ繋がって設けられ、かつこれら高負荷用および低負荷用の熱交換部をそれぞれ通過した湯水を所望の供給先に供給するための２つの湯水流路と、
   前記連結配管部に一端が繋がり、かつ前記２次熱交換器を通過した湯水の一部を前記高負荷用および低負荷用の熱交換部に供給させることなく前記２つの湯水流路の少なくとも一方に導いて流入させることが可能なバイパス配管部と、
   をさらに備えている、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱源装置。
5. 前記バイパス配管部は、前記２つの湯水流路の双方に繋がって設けられており、かつこのバイパス配管部からそれら２つの湯水流路のそれぞれに対する湯水流入量を調整可能な弁を備えている、請求項４に記載の熱源装置。

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