JP2013217604A - Hot water heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温水暖房装置に関する。 The present invention relates to a hot water heater.
バーナの燃焼熱により熱交換器を介して加熱した温水を、循環させつつ床暖房装置等の放熱器(暖房負荷)に供給することで暖房を行なう温水暖房装置では、温水の温度(往路側の温水の温度)が所定の消火温度に上昇すると、バーナの燃焼運転を停止し、該温水の温度が所定の再点火温度に低下したときに、バーナの燃焼運転を再開するようにすることで、暖房対象の温調を行うものが従来より知られている。 In a hot water heating apparatus for heating by supplying hot water heated through a heat exchanger by combustion heat of a burner to a radiator (heating load) such as a floor heating apparatus while circulating, the temperature of the hot water (outward side) When the temperature of the hot water rises to a predetermined fire extinguishing temperature, the combustion operation of the burner is stopped, and when the temperature of the hot water drops to a predetermined reignition temperature, the combustion operation of the burner is restarted. What controls the temperature of heating object is known conventionally.
そして、この種の温水暖房装置では、例えば特許文献1に見られるように、温水を加熱するためのバーナとして、燃焼面積を複数段階に変更可能としたバーナを搭載したものが従来より知られている。
And in this kind of warm water heating apparatus, what is equipped with the burner which can change a combustion area in multiple steps as a burner for heating warm water is known conventionally, for example, as seen in
特許文献1に見られる如きバーナは、小さな燃焼面積での燃焼を行なうことで、最小燃焼量を小さくすることができるものの、このような燃焼状態では、燃焼が行なわれていない領域にも、燃焼用空気が供給されることとなるために、燃焼効率の低下が生じやすい。
Although the burner as shown in
このため、燃焼効率を高める上では、できるだけ燃焼面積の大きな状態でバーナの燃焼運転を行うことが望ましい。 For this reason, in order to increase the combustion efficiency, it is desirable to perform the combustion operation of the burner with a combustion area as large as possible.
しかるに、温水の供給対象となる放熱器の個数もしくは容量は一般には千差万別である。このため、暖房時に必要な温水の流量(循環流量)も幅広い範囲にわたる。 However, the number or capacity of radiators to be supplied with hot water is generally different. For this reason, the flow rate (circulation flow rate) of hot water required for heating also covers a wide range.
そして、バーナの燃焼効率を高めるために、バーナの燃焼運転をできるだけ燃焼面積の大きい状態で行なうようにすると、温水の循環流量が少ない状況では、熱交換器から放熱器側に供給される往路側の温水の温度が早期に昇温し易くなるために、復路側の温水の温度が再点火温度に到達する前の段階で、往路側の温水の温度が消火温度まで上昇しやすくなる。 In order to increase the combustion efficiency of the burner, if the combustion operation of the burner is performed in a state where the combustion area is as large as possible, in the situation where the circulating flow rate of hot water is small, the forward path side supplied from the heat exchanger to the radiator side Therefore, the temperature of the warm water on the outward path is likely to rise to the fire extinguishing temperature before the temperature of the warm water on the return path reaches the reignition temperature.
この結果、バーナの消火後の往路側の温水の温度が、短時間で再点火温度まで低下して、バーナの燃焼運転と消火とが短い時間間隔で頻繁に繰り返されることが発生しやすいものとなる。ひいては、バーナの燃料供給路に備えられる電磁弁の開閉音が頻繁に生じたり、あるいは、該電磁弁の耐久性の低下を招きやすいという不都合がある。 As a result, the temperature of the warm water on the forward path after extinguishing the burner is likely to decrease to the reignition temperature in a short time, and the burner combustion operation and extinguishing are likely to be repeated frequently at short time intervals. Become. As a result, there is an inconvenience that the opening and closing sound of the electromagnetic valve provided in the fuel supply passage of the burner is frequently generated or the durability of the electromagnetic valve is likely to be lowered.
また、このような不都合を防止するために、温水の温度が消火温度と再点火温度との間の温度となっている状況で、バーナの燃焼運転を燃焼面積の小さい状態で行なうようにすると、温水の循環流量が比較的多い状況では、燃焼効率の低い状態での燃焼運転が長時間にわたって連続的に行われてしまう恐れがあるという不都合がある。 Further, in order to prevent such inconvenience, in a situation where the temperature of the hot water is a temperature between the fire extinguishing temperature and the reignition temperature, if the combustion operation of the burner is performed in a state where the combustion area is small, In a situation where the circulation flow rate of the hot water is relatively large, there is a disadvantage that the combustion operation in a state where the combustion efficiency is low may be continuously performed for a long time.
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、バーナの燃焼運転と消火とが、過剰もしくは過少とならない適度な時間間隔で繰り返されるようにしつつ、効率よくバーナの燃焼運転を行うことができる温水暖房装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and the burner combustion operation and the fire extinguishing can be efficiently performed while being repeated at an appropriate time interval that does not become excessive or insufficient. An object is to provide a hot water heater.
本発明の温水暖房装置は、上記目的を達成するために、燃焼範囲の大きさを複数段階の大きさに選択的に変更可能なバーナと、該バーナの燃焼熱により温水を加熱する熱交換器と、該熱交換器で加熱された温水を該熱交換器から1つ以上の放熱器に供給する往路側温水路と、該放熱器に供給された温水を該放熱器から前記熱交換器に還流させる復路側温水路と、前記熱交換器と放熱器との間で往路側温水路及び復路側温水路を介して温水を循環させる循環ポンプとを備える温水暖房装置において、
前記熱交換器と放熱器との間で循環する温水の流量である循環流量を特定するための流量特定用データを取得し、その取得した流量特定用データに基づいて該循環流量を特定する流量特定手段と、
前記バーナの前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうち、該バーナの燃焼運転に用いる下限の大きさの燃焼範囲である下限燃焼範囲を前記特定された循環流量に応じて決定する手段であって、該循環流量が大きいほど、該下限燃焼範囲の大きさが大きくなるように該下限燃焼範囲を選択的に決定する下限燃焼範囲決定手段と、
前記熱交換器から放熱器に供給される温水の温度である往路側温水温度を前記往路側温水路で検出する往路側温水温度検出手段と、
前記バーナの燃焼運転時の燃焼範囲を、前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうちの前記決定された下限燃焼範囲の大きさ以上の大きさの燃焼範囲に制限した状態で、該バーナの燃焼量を、前記往路側温水温度の検出値と事前に設定された該往路側温水温度の目標温度とに応じてフィードバック制御すると共に、該往路側温水温度の検出値が前記目標温度よりも高い所定の消火温度まで上昇したときに前記バーナの燃焼運転を停止し、且つ、その停止後に該往路側温水温度の検出値が前記目標温度よりも低い所定の再点火温度まで低下したときに前記バーナの燃焼運転を再開させる燃焼制御手段とを備えることを特徴とする(第1発明)。
In order to achieve the above object, the hot water heating apparatus of the present invention is a burner capable of selectively changing the size of the combustion range to a plurality of stages, and a heat exchanger for heating the hot water by the combustion heat of the burner. And an outward-side hot water channel for supplying hot water heated by the heat exchanger from the heat exchanger to one or more radiators, and hot water supplied to the radiator from the radiators to the heat exchanger. In a hot water heating apparatus comprising a return-side hot water channel to be refluxed, and a circulation pump for circulating hot water between the heat exchanger and the radiator via an outward-side hot water channel and a return-side hot water channel,
A flow rate specifying flow rate specifying data for specifying a circulating flow rate that is a flow rate of hot water circulating between the heat exchanger and the radiator, and specifying the circulating flow rate based on the acquired flow rate specifying data Specific means,
A means for determining a lower limit combustion range which is a combustion range of a lower limit size used for the combustion operation of the burner among the combustion ranges of the plurality of stages of the burner according to the specified circulation flow rate. Lower limit combustion range determining means for selectively determining the lower limit combustion range such that the larger the circulating flow rate is, the larger the lower limit combustion range is;
A forward-side hot water temperature detecting means for detecting a forward-side hot water temperature, which is a temperature of hot water supplied from the heat exchanger to the radiator, in the forward-side hot water path;
Combustion of the burner in a state in which the combustion range at the time of the combustion operation of the burner is limited to a combustion range that is greater than or equal to the determined lower limit combustion range of the plurality of stages of combustion ranges. The amount is feedback-controlled according to the detected value of the forward-side hot water temperature and a preset target temperature of the forward-side hot water temperature, and the detected value of the forward-side hot water temperature is higher than the target temperature. The combustion operation of the burner is stopped when the fire extinguishing temperature is increased, and when the detected value of the forward-side hot water temperature is lowered to a predetermined reignition temperature lower than the target temperature after the stop, Combustion control means for resuming the combustion operation is provided (first invention).
かかる第1発明によれば、バーナの燃焼運転中に、前記往路側温水温度の検出値が前記目標温度よりも高い所定の消火温度まで上昇すると、バーナの燃焼運転が停止され(バーナが消火され)、その後、前記往路側温水温度の検出値が前記目標温度よりも低い所定の再点火温度まで低下すると、バーナの燃焼運転が再開される。 According to the first aspect of the present invention, when the detected value of the forward-side hot water temperature rises to a predetermined fire extinguishing temperature higher than the target temperature during the burner combustion operation, the burner combustion operation is stopped (the burner is extinguished). Thereafter, when the detected value of the forward-side hot water temperature falls to a predetermined reignition temperature lower than the target temperature, the combustion operation of the burner is resumed.
ここで、熱交換器から温水を供給する放熱器の個数が少ない場合、あるいは温水を供給する放熱器の容量が小さい場合等、前記流量特定手段により特定される循環流量が比較的小さいものとなる状況では、前記下限燃焼範囲決定手段により決定される下限燃焼範囲が、相対的に小さめの大きさの燃焼範囲となる。 Here, when the number of radiators supplying hot water from the heat exchanger is small, or when the capacity of the radiator supplying hot water is small, the circulation flow rate specified by the flow rate specifying means is relatively small. In the situation, the lower limit combustion range determined by the lower limit combustion range determination means is a relatively small combustion range.
このため、循環流量が比較的小さいものとなる状況でのバーナの燃焼運転時には、前記燃焼制御手段により前記往路側温水温度の検出値と目標温度とに応じてフィードバック制御されるバーナの燃焼量を、少なくとも該往路側温水温度の検出値が目標温度に近い状態では、バーナの実現可能な燃焼量の可変域のうちの相対的に低めの燃焼量に制御することができる。ひいては、バーナから熱交換器を介して温水に与える熱量を低めの熱量に抑制することができる。 For this reason, during the combustion operation of the burner in a situation where the circulation flow rate is relatively small, the combustion amount of the burner that is feedback-controlled by the combustion control means in accordance with the detected value of the outward hot water temperature and the target temperature is set. At least when the detected value of the forward-side hot water temperature is close to the target temperature, the combustion amount can be controlled to a relatively low combustion amount within the variable combustion amount range that can be achieved by the burner. As a result, the amount of heat given from the burner to the hot water through the heat exchanger can be suppressed to a lower amount of heat.
従って、循環流量が比較的小さいものとなる状況で、熱交換器を介して温水に与えられる熱量が過剰になるのを防止して、前記放熱器から熱交換器に環流する温水の温度が前記再点火温度以上に温度に昇温する前に前記往路側温水温度の検出値が前記消火温度まで過剰に早期に昇温するのを極力防止することが可能となる。 Therefore, in a situation where the circulation flow rate is relatively small, the amount of heat given to the hot water via the heat exchanger is prevented, and the temperature of the hot water circulating from the radiator to the heat exchanger is It is possible to prevent the detected value of the forward-side hot water temperature from rising too quickly to the fire extinguishing temperature as much as possible before the temperature is raised to the reignition temperature or higher.
また、熱交換器から温水を供給する放熱器の個数が多い場合、あるいは温水を供給する放熱器の容量が大きい場合等、前記流量特定手段により特定される循環流量が比較的大きいものとなる状況では、前記下限燃焼範囲決定手段により決定される下限燃焼範囲が、相対的に大きめの大きさの燃焼範囲となる。 In addition, when the number of radiators supplying hot water from the heat exchanger is large, or when the capacity of the radiator supplying hot water is large, the circulation flow rate specified by the flow rate specifying means is relatively large. Then, the lower limit combustion range determined by the lower limit combustion range determination means is a relatively large combustion range.
このため、循環流量が比較的大きいものとなる状況でのバーナの燃焼運転時には、前記燃焼制御手段により前記往路側温水温度の検出値と目標温度とに応じてフィードバック制御されるバーナの燃焼量を、該往路側温水温度の検出値が目標温度に近い状態でも、バーナの実現可能な燃焼量の可変域のうちの相対的に高めの燃焼量に制限することができる。ひいては、バーナから熱交換器を介して温水に与える熱量が、小さくなり過ぎないようにして、循環流量が大きい温水を適度な昇温速度で昇温させていくようにすることが可能となる。 For this reason, during the burner combustion operation in a situation where the circulation flow rate is relatively large, the combustion amount of the burner that is feedback-controlled by the combustion control means in accordance with the detected value of the outward hot water temperature and the target temperature is set. Even when the detected value of the forward-side hot water temperature is close to the target temperature, the combustion amount can be limited to a relatively high combustion amount within the variable range of the combustion amount that can be achieved by the burner. As a result, the amount of heat given from the burner to the hot water through the heat exchanger is prevented from becoming too small, and the hot water having a large circulation flow rate can be heated at an appropriate temperature rising rate.
従って、第1発明によれば、温水の循環流量が比較的小さい場合及び比較的大きい場合のいずれの場合であっても、バーナの燃焼運転と消火(燃焼運転の停止)とが過剰に頻繁に繰り返されたり、あるいは、バーナの燃焼運転が長時間にわたって継続してしまうようなことを防止して、該バーナの燃焼運転と消火とを適切な時間間隔で繰り返すようにすることができる。 Therefore, according to the first invention, the burner combustion operation and the fire extinguishing (stopping the combustion operation) are excessively frequently performed in both cases where the circulating flow rate of the hot water is relatively small and relatively large. It is possible to prevent the combustion operation of the burner from continuing for a long time and to repeat the combustion operation and extinguishing of the burner at appropriate time intervals.
また、小さめの燃焼範囲でのバーナの燃焼運転(換言すれば燃焼効率が相対的に低い燃焼運転)が長時間にわたって継続することを防止できるので、効率よくバーナの燃焼運転をを行なうことができる。 In addition, the burner combustion operation in a smaller combustion range (in other words, the combustion operation with relatively low combustion efficiency) can be prevented from continuing for a long time, so that the burner combustion operation can be performed efficiently. .
よって、第1発明によれば、バーナの燃焼運転と消火とが、過剰もしくは過少とならない適度な時間間隔で繰り返されるようにしつつ、効率よくバーナの燃焼運転を行うことができる。 Therefore, according to the first invention, the burner combustion operation and the fire extinguishing can be efficiently performed while being repeated at an appropriate time interval that does not become excessive or insufficient.
かかる第1発明では、前記下限燃焼範囲は、次のような形態で決定することが好適である。 In the first invention, the lower limit combustion range is preferably determined in the following manner.
すなわち、前記下限燃焼範囲決定手段は、前記バーナの複数段階の大きさの燃焼範囲のそれぞれにおける最小燃焼量で前記バーナの燃焼運転を行った場合に、前記復路側温水路で前記放熱器から熱交換器に還流する温水の温度である復路側温水温度が前記再点火温度以上の温度に上昇する前に、前記往路側温水温度が前記消火温度まで上昇するのを防止するために必要な前記循環流量の最小値である必要最小循環流量を前記消火温度と再点火温度とに応じて決定する手段を備えており、前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうち、最小の大きさの燃焼範囲以外のいずれか1つ以上の燃焼範囲にそれぞれ対応する前記必要最小循環流量が前記特定された循環流量以下の流量となる場合には、前記必要最小循環流量が前記特定された循環流量以下となる前記1つ以上の燃焼範囲のうち、最大の大きさの燃焼範囲を前記下限燃焼範囲として決定し、前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうち、最小の大きさの燃焼範囲以外の全ての燃焼範囲にそれぞれ対応する前記必要最小循環流量が前記特定された循環流量よりも大きい流量となる場合には、前記最小の大きさの燃焼範囲を前記下限燃焼範囲として決定することが好ましい(第2発明)。 That is, the lower limit combustion range determining means is configured to provide heat from the radiator in the return-side hot water channel when the burner is operated with a minimum combustion amount in each of the combustion ranges of a plurality of stages. The circulation necessary for preventing the forward-side hot water temperature from rising to the fire-extinguishing temperature before the return-side hot water temperature, which is the temperature of the warm water returning to the exchanger, rises to a temperature equal to or higher than the reignition temperature. Means for determining a required minimum circulating flow rate, which is a minimum value of the flow rate, according to the fire extinguishing temperature and the reignition temperature, and the combustion range other than the minimum size among the multiple ranges of the combustion range When the necessary minimum circulation flow rate corresponding to any one or more of the combustion ranges is equal to or less than the identified circulation flow rate, the necessary minimum circulation flow rate is equal to or less than the identified circulation flow rate. Of the one or more combustion ranges, a maximum combustion range is determined as the lower limit combustion range, and all of the multiple-stage combustion ranges other than the minimum combustion range are determined. When the necessary minimum circulation flow rate corresponding to each combustion range is larger than the specified circulation flow rate, it is preferable to determine the minimum combustion range as the lower limit combustion range (second). invention).
この第2発明によれば、上記の如く下限燃焼範囲が決定されるので、前記特定された循環流量が、前記最小の大きさの燃焼範囲に対応する前記必要最小循環量を下回るような過小な流量でない限り、下限燃焼範囲に対応する前記必要最小循環量が、前記特定された循環流量以下の流量となるように、該下限燃焼範囲を決定できる。 According to the second aspect of the invention, since the lower limit combustion range is determined as described above, the specified circulation flow rate is too small so as to be less than the necessary minimum circulation amount corresponding to the minimum size combustion range. As long as the flow rate is not a flow rate, the lower limit combustion range can be determined so that the necessary minimum circulation amount corresponding to the lower limit combustion range becomes a flow rate equal to or less than the specified circulation flow rate.
ここで、前記必要最小循環量は、前記復路側温水温度が前記再点火温度以上の温度に上昇する前に、前記往路側温水温度が前記消火温度まで上昇するのを防止するために必要な前記循環流量の最小値である。 Here, the necessary minimum circulation amount is required to prevent the forward-side hot water temperature from rising to the fire-extinguishing temperature before the backward-side hot water temperature rises to a temperature equal to or higher than the reignition temperature. This is the minimum circulating flow rate.
従って、前記復路側温水温度が前記再点火温度以上の温度に上昇する前に、前記往路側温水温度が前記消火温度まで上昇する(ひいては、バーナの燃焼運転が停止される)のを防止するようにバーナの燃焼運転を行うことを、高い確実性で行なうことができる。 Therefore, before the return-side hot water temperature rises to a temperature equal to or higher than the re-ignition temperature, the forward-side hot water temperature is prevented from rising to the fire extinguishing temperature (and thus the combustion operation of the burner is stopped). In addition, it is possible to perform the burner combustion operation with high certainty.
また、前記下限燃焼範囲は、前記必要最小循環流量が前記特定された循環流量以下となる前記1つ以上の燃焼範囲のうち、最大の大きさの燃焼範囲に決定されるので、バーナの燃焼運転中の往路側温水温度の昇温を、できるだけ高い燃焼効率で昇温速度が遅くなり過ぎないように行うことができる。 Further, the lower limit combustion range is determined to be the maximum combustion range among the one or more combustion ranges in which the necessary minimum circulation flow rate is equal to or less than the specified circulation flow rate. It is possible to raise the temperature of the forward-side hot water inside so that the rate of temperature rise does not become too slow with the highest possible combustion efficiency.
よって、第2発明によれば、バーナの燃焼運転と消火とが適度な時間間隔で繰り返されるようにしつつ、効率よくバーナの燃焼運転を行うことをより高い確実性で実現することができる。 Therefore, according to the second invention, it is possible to realize the burner combustion operation efficiently with higher certainty while the burner combustion operation and the fire extinguishing are repeated at appropriate time intervals.
上記第1発明又は第2発明では、前記循環流量は、種々様々な手法で特定するようにすることが可能である。 In the first invention or the second invention, the circulation flow rate can be specified by various methods.
例えば往路側温水路もしくは復路側温水路に介装した流量センサを用いて前記循環流量を直接的に検出するようにしてもよい。ただし、その場合、流量センサでの圧力損失が発生しやすいと共に、コスト的にも不利である。 For example, the circulation flow rate may be directly detected using a flow rate sensor interposed in the outward path side hot water path or the return path side hot water path. However, in that case, pressure loss in the flow sensor is likely to occur, and it is disadvantageous in terms of cost.
そこで、上記第1発明又は第2発明において、例えば次のような構成を採用することが好ましい。すなわち、前記放熱器から熱交換器に還流する温水の温度である復路側温水温度を前記復路側温水路で検出する復路側温水温度検出手段をさらに備えており、前記流量特定手段は、前記往路側温水温度の検出値と、前記復路側温水温度の検出値と、前記燃焼制御手段により制御されている前記バーナの燃焼量及び燃焼範囲を示すデータとを前記流量特定用データとして取得して、該流量特定用データに基づいて前記循環流量を特定するように構成されており、前記燃焼制御手段は、前記往路側温水温度の検出値が、前記消火温度と再点火温度との間の所定の温度となった後に、前記バーナの燃焼運転時の燃焼範囲を、前記下限燃焼範囲の大きさ以上の大きさの燃焼範囲に制限する(第3発明)。 Therefore, in the first invention or the second invention, for example, the following configuration is preferably adopted. That is, it further comprises a return-side hot water temperature detecting means for detecting a return-side hot water temperature, which is a temperature of the hot water flowing back from the radiator to the heat exchanger, in the return-side hot water path, and the flow rate specifying means includes the outbound path A detected value of the side hot water temperature, a detected value of the return side hot water temperature, and data indicating the combustion amount and combustion range of the burner controlled by the combustion control means are acquired as the flow rate specifying data, The combustion flow control unit is configured to specify the circulation flow rate based on the flow rate specifying data, and the combustion control means has a predetermined value between the fire extinguishing temperature and the reignition temperature when the detected value of the forward path side hot water temperature is between After reaching the temperature, the combustion range at the time of the combustion operation of the burner is limited to a combustion range larger than the lower limit combustion range (third invention).
ここで、バーナの燃焼運転中に、往路側温水温度と復路側温水温度とが安定した温度となる状態では、該往路側温水温度と復路側温水温度との差は、主に、バーナから熱交換器を介して温水に与えられる熱量(単位時間当たりの熱量)と、前記循環流量とに依存する。そして、バーナから熱交換器を介して温水に与えられる熱量は、バーナの燃焼量と燃焼範囲とに応じたものとなる。 Here, during the burner combustion operation, in a state in which the forward-side hot water temperature and the return-side hot water temperature are stable, the difference between the forward-side hot water temperature and the return-side hot water temperature is mainly from the burner. It depends on the amount of heat (heat amount per unit time) given to the hot water through the exchanger and the circulation flow rate. The amount of heat given from the burner to the hot water through the heat exchanger depends on the burner combustion amount and the combustion range.
そこで、第3発明では、復路側温水温度検出手段をさらに備える。そして、前記流量特定手段は、前記往路側温水温度の検出値と、前記復路側温水温度の検出値と、前記燃焼制御手段により制御されている前記バーナの燃焼量及び燃焼範囲を示すデータとを前記流量特定用データとして取得して、該流量特定用データに基づいて前記循環流量を特定する。 Therefore, in the third aspect of the invention, a return path side hot water temperature detecting means is further provided. The flow rate specifying means includes the detected value of the forward-side hot water temperature, the detected value of the return-side hot water temperature, and data indicating the combustion amount and combustion range of the burner controlled by the combustion control means. Obtained as the flow rate specifying data, the circulating flow rate is specified based on the flow rate specifying data.
これにより、圧力損失を増大させることなく安価な構成で、前記循環流量を特定できる。 Thereby, the circulation flow rate can be specified with an inexpensive configuration without increasing the pressure loss.
ただし、この場合、上記の如く特定される循環流量は、往路側温水温度と復路側温水温度とが、未だ、安定した温度に至っていない状態(例えば往路側温水温度が前記再点火温度よりも低い温度から目標温度に向って昇温しつつある状態)では信頼性が低い。 However, in this case, the circulation flow rate specified as described above is such that the forward-side hot water temperature and the return-side hot water temperature have not yet reached stable temperatures (for example, the forward-side hot water temperature is lower than the reignition temperature). In a state where the temperature is rising from the temperature toward the target temperature, the reliability is low.
そこで、第3発明では、前記燃焼制御手段は、前記往路側温水温度の検出値が、前記消火温度と再点火温度との間の所定範囲内の温度となった後に、前記バーナの燃焼運転時の燃焼範囲を、前記下限燃焼範囲の大きさ以上の大きさの燃焼範囲に制限する。 Therefore, in the third aspect of the invention, the combustion control means is configured so that the detected value of the forward-side hot water temperature becomes a temperature within a predetermined range between the fire extinguishing temperature and the reignition temperature, and then the burner is operated during combustion operation. The combustion range is limited to a combustion range having a size equal to or larger than the lower limit combustion range.
これにより、前記バーナの燃焼運転時の燃焼範囲の制限を適切に行なうことができる。 Thereby, the restriction | limiting of the combustion range at the time of the combustion operation of the said burner can be performed appropriately.
本発明の一実施形態を図1〜図5を参照して以下に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施形態の温水暖房装置1は、温水の加熱を行なう熱源機2と、温水の供給対象である1つ又は複数の(図示例では、複数の)放熱器3と、温水暖房装置1の運転制御を行なうコントローラ4とを備える。各放熱器3は、床暖房装置、温風暖房装置等の暖房器具により構成される。
The hot
熱源機2は、燃料ガスを燃焼させるバーナ(ガスバーナ)5と、バーナ5の燃焼熱により加熱される熱交換器6とを内蔵している。
The
バーナ5は、燃料ガスを燃焼させる2つのバーナユニット5a,5bにより構成されている。バーナユニット5a,5bは、それぞれの燃焼面積(燃焼範囲の大きさ)が互いに異なるものであり、バーナユニット5aの方がバーナユニット5bよりも大きな燃焼面積を有するものとされている。
The
バーナユニット5a,5bは、それぞれ、共通のガス供給路7から各別の分岐路8a,8bを介して燃料ガスが供給されるようになっている。ガス供給路7には、これを開閉する電磁弁である元弁9と、バーナ5への燃料ガスのトータルの供給量を調整する比例弁10とが介装されている。また、分岐路8a,8bには、それぞれを開閉する電磁弁である切替弁11a,11bが介装されている。
The
上記元弁9を開弁した状態での切替弁11a,11bの開閉状態の組合せによって、バーナ5の全体の燃焼範囲の大きさ(燃焼面積)を大、中、小の3段階(3種類)の大きさに選択的に切替えることが可能となっている。
Depending on the combination of the open / closed states of the switching
すなわち、切替弁11a,11bの両方を開弁した状態では、バーナユニット5a,5bの両方の燃焼運転が可能となり、この状態でのバーナ5の全体の燃焼面積が大(=バーナユニット5a,5bのそれぞれの燃焼面積の総和の燃焼面積)となる。また、切替弁11aを開弁し、且つ、切替弁11bを閉弁した状態では、バーナユニット5aのみの燃焼運転が可能となり、この状態でのバーナ5の全体の燃焼面積が中の燃焼面積(=バーナユニット5aの燃焼面積)となる。また、切替弁11aを閉弁し、且つ、切替弁11bを開弁した状態では、バーナユニット5bのみの燃焼運転が可能となり、この状態でのバーナ5の燃焼面積が小(=バーナユニット5bの燃焼面積)となる。
That is, in a state where both of the switching
以降、燃焼面積が大、中、小となる場合のバーナ5の燃焼をそれぞれ、大燃焼、中燃焼、小燃焼という。また、燃焼面積が大、中、小となる場合の該燃焼面積の段数(大きさの種別)をそれぞれ、3段、2段、1段という。
Hereinafter, the combustion of the
そして、バーナ5の大燃焼、中燃焼及び小燃焼のいずれの燃焼状態においても、比例弁10の開度を制御することで、バーナ5に供給されるトータルの燃料ガスの量、ひいては、バーナ5の燃焼量が制御される。この場合、バーナ5の燃焼量は、燃焼面積の各段数毎に既定の可変範囲(失火等を生じることなく正常に燃焼させ得る範囲)内で制御可能である。そして、各段数の燃焼面積でのバーナ5の燃焼量の可変範囲の最小燃焼量及び最大燃焼量は、燃焼面積が大きいほど(段数が大きいほど)、大きくなる。
And in any combustion state of the
なお、熱源機2には、イグナイタ12の作動により火花放電を発生する点火プラグ13がバーナ5に近接して組み付けられている。そして、バーナ5に燃料ガスを供給した状態で、点火プラグ13に火花放電を発生させることで、バーナ5が点火される。
Note that a
また、熱源機2には、排気管14と、該排気管14の外周を囲うように設けられた給気管15と、バーナ5に燃焼用空気を供給するファン16とが組み付けられている。ファン16は、その回転作動により、給気管15から外部の燃焼用空気(外気)を吸引し、その吸引した燃焼用空気をバーナ5に供給すると共に、バーナ5の燃焼排ガスを排気管14を介して外部に送り出す。この場合、バーナ5の燃焼状態が大燃焼、中燃焼、小燃焼のいずれの状態であっても、バーナ5の全体(バーナユニット5a,5bの両方)に燃焼用空気が供給されるようになっている。
The
ここで、図3のグラフは、ファン16の回転数(又は該回転数により規定されるバーナ5への燃焼用空気の供給量)と、1〜3段の各段数の燃焼面積でバーナ5の燃焼運転を行なった場合に実現される暖房能力(詳しくは、バーナ5から熱交換器6を介して温水に与えられる単位時間当たりの熱量)との関係を示している。
Here, the graph of FIG. 3 shows the rotation speed of the fan 16 (or the amount of combustion air supplied to the
各段数の燃焼面積での最小の暖房能力は、その段数の燃焼面積での最小燃焼量でバーナ5の燃焼運転を行った場合に実現される暖房能力であり、各段数の燃焼面積での最大の暖房能力は、その段数の燃焼面積での最大燃焼量でバーナ5の燃焼運転を行った場合に実現される暖房能力である。
The minimum heating capacity in the combustion area of each stage is the heating capacity that is realized when the
図示の如く、ファン16の回転数(ひいてはバーナ5への燃焼用空気の供給量)が一定であっても、暖房能力は、燃焼面積の段数が低いほど(燃焼面積が小さいほど)、小さくなる。これは、ファン16の回転作動によるバーナ5への燃焼用空気の供給は、バーナ5の全体に対して行われるため、燃焼面積の段数が低いほど(燃焼面積が小さいほど)、バーナ5の燃焼領域に供給される燃焼用空気の量が実質的に減少して、該バーナ5の燃焼効率が低下するからである。
As shown in the figure, even if the rotation speed of the fan 16 (and hence the amount of combustion air supplied to the burner 5) is constant, the heating capacity decreases as the number of stages of the combustion area decreases (the combustion area decreases). . This is because the combustion air is supplied to the
そして、各段数の燃焼面積での最小の暖房能力は、燃焼面積が大きいほど(段数が大きいほど)、大きくなる。 And the minimum heating capability in the combustion area of each stage number becomes large, so that a combustion area is large (a stage number is large).
図1に戻って、前記熱交換器6は、バーナ5の燃焼熱を吸熱するようにバーナ5と排気管14の流入口との間に配置されている。この熱交換器6の吸熱管6aの流出口及び流入口にそれぞれ往路側温水路17、復路側温水路18が接続されている。そして、往路側温水路17と復路側温水路18との間に1つ又は複数の前記放熱器3が接続されている。
Returning to FIG. 1, the heat exchanger 6 is disposed between the
本実施形態では、復路側温水路18に、循環ポンプ19が介装されている。そして、バーナ5の燃焼熱により熱交換器6で加熱された温水は、循環ポンプ19の作動により、熱交換器6から往路側温水路17を介して各放熱器3に供給され、さらに、各放熱器3に供給された温水は、該放熱器3から復路側温水路18を介して熱交換器6に還流するようになっている。これにより、熱交換器6と放熱器3との間で温水が循環するようになっている。
In the present embodiment, a
なお、各放熱器3における温水の流通は、該放熱器3の運転停止時には、該放熱器3に備えられた図示しない熱動弁又は手動バルブにより遮断されるようになっている。
Note that the flow of hot water in each
また、往路側温水路17には、放熱器3に供給される温水の温度を検出する往路側温水温度検出手段としての往路側温水温度センサ20が装着され、復路側温水路18には、放熱器3から熱交換器6に還流する温水の温度を検出する復路側温水温度検出手段としての復路側温水温度センサ21が装着されている。
In addition, the forward-side
コントローラ4は、CPU、RAM、ROM等を含む電子回路ユニットにより構成されている。図2に示すように、このコントローラ4には、前記往路側温水温度センサ20及び復路側温水温度センサ21の検出データ(往路側及び復路側のそれぞれの温水温度の検出データ)が入力されると共に、図示しないリモコン等の操作器によりユーザが設定した往路側温水温度の目標温度としての設定温度が入力される。
The controller 4 is composed of an electronic circuit unit including a CPU, RAM, ROM and the like. As shown in FIG. 2, the controller 4 receives detection data (detection data of the respective hot water temperatures on the forward path side and the return path side) of the forward path side hot
そして、コントローラ4は、それらの入力値データを用いて、前記元弁9、比例弁10、切替弁11a,11b、ファン16、イグナイタ12、及び循環ポンプ19の作動を制御することで、温水暖房装置1の運転制御を行う。
Then, the controller 4 uses these input value data to control the operation of the main valve 9, the
この場合、コントローラ4は、実装されるプログラム又はハードウェア構成により実現される主な機能(本発明に関連する機能)として、熱交換器6と放熱器3との間で循環する温水の流量(詳しくは、熱交換器6から、運転を行う全ての放熱器3に供給される温水の総流量)である循環流量を特定する流量特定部25と、バーナ5の燃焼運転に用いる下限の燃焼面積の大きさを示す段数(1段又は2段又は3段)を決定する下限燃焼範囲決定部26と、バーナ5の燃焼運転を制御する燃焼制御部27とを備えている。
In this case, the controller 4 has a flow rate of hot water circulated between the heat exchanger 6 and the
流量特定部25、下限燃焼範囲決定部26、及び燃焼制御部27は、それぞれ、本発明における流量特定手段、下限燃焼範囲決定手段、燃焼制御手段に相当するものである。
The flow
なお、本実施形態の温水暖房装置1は、給湯を行なうための機構も備えている。ただし、その給湯に係わる機構の構成及び作動は、本発明の要旨とするものではないので、本明細書での説明は省略する。
In addition, the hot
次に、暖房運転に係わるコントローラ4の制御処理を中心に、温水暖房装置1の作動を説明する。
Next, the operation of the hot
放熱器3のいずれかの運転(暖房運転)時に、コントローラ4は、図4のフローチャートに示す制御処理を実行する。
During any operation (heating operation) of the
コントローラ4は、まず、燃焼制御部27によりSTEP1〜3の制御処理を実行する。
First, the controller 4 executes the control processes of
STEP1では、コントローラ4の燃焼制御部27は、循環ポンプ19を作動させた状態で、バーナ5の燃焼運転を開始させる。この場合、燃焼制御部27は、元弁9及び切替弁11bを開弁制御すると共に、比例弁10を点火用の所定の開度に制御する。これにより、バーナ5への燃料ガスの供給が開始される。
In
そして、この状態で、燃焼制御部27は、イグナイタ12を作動させることにより、点火プラグ13に火花放電を発生させる。これにより、バーナユニット5bが点火され、バーナ5の燃焼運転(小燃焼の燃焼運転)が開始される。
In this state, the
次いで、STEP2では、燃焼制御部27は、往路側温水温度センサ20の出力(検出信号)により示される現在の往路側温水温度(検出値)が、ユーザにより設定された設定温度(目標温度)を中心とする所定範囲(例えば設定温度±1°Cの範囲)にあるか否か、すなわち、現在の往路側温水温度(検出値)が、設定温度にほぼ一致しているか否かを判断する。
Next, in
そして、燃焼制御部27は、STEP2の判断結果が肯定的となるまで、STEP3の処理を実行する。
And the
このSTEP3では、燃焼制御部27は、往路側温水温度(検出値)を、ユーザにより設定された設定温度に近づけていくように、バーナ5の燃焼量をフィードバック制御(FB制御)する。
In
この場合、燃焼制御部27は、温水の沸騰を防止するために、往路側温水温度(検出値)を設定温度との偏差に応じてバーナ5の燃焼量を徐々に増加させ、その後、往路側温水温度(検出値)が設定温度に近づくに伴い、該燃焼量を減少させていくように、バーナ5の目標燃焼量と燃焼面積の大きさの段数(1段〜3段のいずれか)とを決定する。そして、燃焼制御部27は、決定した目標燃焼量に応じて比例弁10の開度を制御すると共に、決定した段数に応じて切替弁11a,11bの開閉を制御する。
In this case, the
また、燃焼制御部27は、決定した目標燃焼量と段数とに応じて、これらに対応するファン16の回転数(目標燃焼量と段数とに応じた暖房能力に対して図3のグラフで示す関係を有する回転数)を決定し、その回転数でファン16を作動させる。
Further, the
これにより、往路側温水温度(検出値)を設定温度に向って昇温させるように、バーナ5の燃焼量がフィードバック制御(FB制御)される。
As a result, the combustion amount of the
STEP2の判断結果が肯定的になると、コントローラ4は、次にSTEP4の処理を流量特定部25により実行する。このSTEP4では、コントローラ4の流量特定部25は、熱交換器6と放熱器3との間の温水の現在の循環流量を特定(推定)する。
If the determination result in
この処理では、流量特定部25は、往路側温水温度センサ20の出力により示される現在の往路側温水温度(検出値)と、復路側温水温度センサ21の出力により示される現在の復路側温水温度(検出値)と、現在の暖房能力とから、次式(1)により、循環流量を推定する。
In this process, the flow
循環流量=現在の暖房能力÷(往路側温水温度−復路側温水温度)
……(1)
この場合、式(1)の右辺の演算に用いる現在の暖房能力は、バーナ5の現在の目標燃焼量と燃焼面積の段数とから、あらかじめコントローラ4に記憶保持された参照データを用いて算出される。
Circulation flow rate = Current heating capacity ÷ (Outward hot water temperature-Return hot water temperature)
...... (1)
In this case, the current heating capacity used for the calculation of the right side of Equation (1) is calculated from the current target combustion amount of the
ここで、STEP4の処理の実行時には、往路側温水温度(検出値)が、設定温度近辺の温度まで昇温しているので、往路側温水温度及び復路側温水温度は、安定した温度(定常的な温度)になっている。このため、上記式(1)により精度よく循環流量を推定できる。 Here, when the processing of STEP 4 is executed, the forward-side hot water temperature (detected value) has been raised to a temperature near the set temperature, so that the forward-side hot water temperature and the return-side hot water temperature are stable (steady). Temperature). For this reason, the circulation flow rate can be accurately estimated by the above equation (1).
次いで、コントローラ4は、STEP5の処理を下限燃焼範囲決定部26により実行する。このSTEP5では、コントローラ4の下限燃焼範囲決定部26は、STEP4で推定された循環流量に応じて、バーナ5の燃焼運転に用いる下限の燃焼面積の段数(許容する最小の段数。これは、本発明における下限燃焼範囲に相当する)を決定する。
Next, the controller 4 executes the processing of
さらに詳細には、STEP5の処理では、下限燃焼範囲決定部26は、まず、往路側温水温度の現在の設定温度(目標温度)に応じて決定した消火温度及び再点火温度を用いて、次式(2)により、バーナ5の燃焼面積の各段数に対応する必要最小循環流量を算出する。なお、第1段に対応する必要最小循環流量の算出は省略してもよい。
More specifically, in the process of
n段に対応する必要最小循環流量
=n段における最小暖房能力÷(消火温度−再点火温度)+α ……(2)
(ただし、n=1,2,3)
ここで、上記消火温度は、バーナ5を消火させる(燃焼運転を停止させる)温度であり、設定温度よりも所定値ΔT1(>0)だけ高い温度に決定される。また、再点火温度は、バーナ5の消火後に、バーナ5の燃焼運転を再開させる温度であり、設定温度よりも所定値ΔT2(>0)だけ低い温度に決定される。例えば、設定温度が60°Cであるとした場合、消火温度、再点火温度は、それぞれ、63°C、45°Cに設定される。
Necessary minimum circulation flow rate corresponding to n stages = Minimum heating capacity in n stages ÷ (fire extinguishing temperature−reignition temperature) + α (2)
(However, n = 1, 2, 3)
Here, the above-mentioned fire extinguishing temperature is a temperature at which the
なお、上記所定値ΔT1,ΔT2は、一定値でもよいが、設定温度に応じて異ならせるようにしてもよい。 The predetermined values ΔT1 and ΔT2 may be constant values, but may be different depending on the set temperature.
また、バーナ5の燃焼面積の各段数(n段)における最小暖房能力は、その段数(又は燃焼面積)と、該段数の燃焼面積におけるバーナ5の既定の最小燃焼量とから、コントローラ4にあらかじめ記憶保持された参照データ(式(1)における暖房能力を算出する場合に用いた参照データ)を用いて算出される。
Further, the minimum heating capacity in each stage number (n stage) of the combustion area of the
また、上記式(2)のαは、燃料ガスの発熱量や二次圧のばらつき、あるいは、往路側温水温度センサ20及び復路側温水温度センサ21の出力特性のばらつき等の影響を補償するためにあらかじめ実験的に定めた定数である。
In addition, α in the above formula (2) compensates for the influence of variations in the calorific value of the fuel gas and the secondary pressure, or variations in output characteristics of the outward-side hot
そして、上記式(2)により算出される必要最小循環流量は、対応する段数(n段)の燃焼面積での最小燃焼量でバーナ5の燃焼運転を行った場合に、復路側温水温度が再点火温度まで上昇する前に、往路側温水温度が消火温度まで上昇することがないようにするために必要な最小の循環流量に相当するものである。
The required minimum circulation flow rate calculated by the above equation (2) is such that when the
そして、下限燃焼範囲決定部26は、STEP4で特定(推定)された循環流量と、バーナ5の各段数の燃焼面積に対応する上記必要最小循環量との比較に基づいて、次式(3a),(3b),(3c)で示す如く、バーナ5の燃焼運転に用いる下限の段数を決定する。
Then, the lower limit combustion
循環流量の推定値≧3段に対応する最小循環流量である場合、
下限の段数=3段 ……(3a)
3段に対応する最小循環流量
>循環流量の推定値≧2段に対応するの最小循環流量である場合、
下限の段数=2段 ……(3b)
循環流量の推定値<2段に対応する最小循環流量である場合、
下限の段数=1段 ……(3c)
従って、循環流量の推定値が、1〜3段のうち、1段以外のいずれかの段数(2段又は3段)の燃焼面積に対応する必要最小循環流量が、実際の循環流量の推定値以下の流量となる場合には、必要最小循環流量が循環流量の推定値以下となる段数(2段及び3段、あるいは、3段)のうちで、最も大きい燃焼面積の段数(2段又は3段)が下限の段数として決定される。
If the estimated circulating flow rate is the minimum circulating flow rate corresponding to 3 stages
Lower limit number of steps = 3 steps (3a)
If the minimum circulating flow rate corresponding to the third stage> the estimated circulating flow rate ≧ the minimum circulating flow rate corresponding to the second stage,
Lower limit number of steps = 2 steps (3b)
If the estimated circulating flow <the minimum circulating flow corresponding to the second stage,
Lower limit number of steps = 1 step (3c)
Accordingly, the estimated value of the circulation flow rate is the estimated value of the actual circulation flow rate corresponding to the combustion area of any number of stages (two or three stages) other than one of the first to third stages. In the case of the following flow rate, among the number of stages (2 stages, 3 stages, or 3 stages) where the required minimum circulation flow is less than or equal to the estimated value of the circulation flow, the number of stages with the largest combustion area (2 or 3 stages) Stage) is determined as the lower limit number of stages.
また、1段以外の全ての段数(2段及び3段)の燃焼面積のそれぞれに対応す必要最小循環流量が、実際の循環流量の推定値よりも大きい流量となる場合には、最小の燃焼面積の段数(1段)が下限の段数として決定される。 In addition, when the necessary minimum circulation flow rate corresponding to each of the combustion areas of all the stages (2 stages and 3 stages) other than one stage is larger than the estimated value of the actual circulation flow, the minimum combustion flow The number of steps of the area (one step) is determined as the lower limit number of steps.
なお、1段の燃焼面積は、前記式(2)により1段の燃焼面積に対応して算出される必要最小循環流量が、温水暖房装置1で想定され得る最小の循環流量(STEP4で循環流量の推定値として実際に算出される可能性のある最小の循環流量)よりも大きくなるように設計されている。従って、基本的には、実際の循環流量の推定値が、1段の燃焼面積に対応して算出される必要最小循環流量以下となることはない。 Note that the first stage combustion area is the minimum circulation flow rate calculated corresponding to the first stage combustion area according to the equation (2), and the minimum circulation flow rate that can be assumed in the hot water heating apparatus 1 (the circulation flow rate in STEP 4). It is designed to be larger than the minimum circulation flow rate that may be actually calculated as an estimated value of Therefore, basically, the estimated value of the actual circulation flow rate does not fall below the required minimum circulation flow rate calculated corresponding to the combustion area of one stage.
以上の如くSTEP5でバーナ5の燃焼面積の下限の段数を決定した後、コントローラ4はSTEP6〜10の処理を燃焼制御部27により実行する。
After determining the lower limit number of the combustion area of the
STEP6では、コントローラ4の燃焼制御部27は、バーナ5の燃焼面積の段数をSTEP5で設定された下限の段数以上の段数に制限しつつ、バーナ5の燃焼量をフィードバック制御(FB制御)する。
In STEP 6, the
さらに詳細には、燃焼制御部27は、往路側温水温度(検出値)と設定温度との偏差に応じてバーナ5の目標燃焼量と、段数(下限の段数以上の段数)とを決定する。この場合、往路側温水温度(検出値)が設定温度よりも低い場合には、バーナ5の燃焼量を増加させるように、バーナ5の目標燃焼量と段数とが決定され、往路側温水温度(検出値)が設定温度よりも高くなると、バーナ5の燃焼量を減少させるように、バーナ5の目標燃焼量と段数とが決定される。
More specifically, the
ただし、STEP6で決定されるバーナ5の燃焼面積の段数は、下限の段数以上の段数に制限される。すなわち、下限の段数が3段である場合には、バーナ5の燃焼面積の段数は3段のみに決定される。また、下限の段数が2段である場合には、バーナ5の燃焼面積の段数は、2段又は3段に決定される。また、下限の段数が1段である場合には、バーナ5の段数は、1段、2段、3段のいずれかに決定される。
However, the number of stages of the combustion area of the
そして、バーナ5の目標燃焼量は、下限の段数の燃焼面積におけるバーナ5の最小燃焼量以上の範囲で決定される。
And the target combustion amount of the
燃焼制御部27は、このように決定した目標燃焼量に応じて比例弁10の開度を制御すると共に、決定した段数に応じて切替弁11a,11bの開閉を制御する。
The
また、燃焼制御部27は、決定した目標燃焼量と段数とに応じて、これらに対応するファン16の回転数(目標燃焼量と段数とに応じた暖房能力に対して図3のグラフで示す関係を有する回転数)を決定し、その回転数でファン16を作動させる。
Further, the
これにより、往路側温水温度(検出値)と設定温度との偏差に応じて、バーナ5の燃焼量がフィードバック制御(FB制御)される。
Thereby, the combustion amount of the
燃焼制御部27は、このようにSTEP6でバーナ5の燃焼量をフィードバック制御しつつ、往路側温水温度(検出値)が前記消火温度以上の温度に上昇したか否かをSTEP7で判断する。そして、この判断結果が否定的である場合には、コントローラ4は、前記STEP4〜STEP7までの処理を繰り返す。
In this way, the
一方、STEP7の判断結果が肯定的となった場合には、コントローラ4の燃焼制御部27は、STEP8において、バーナ5を消火する(バーナ5の燃焼運転を停止する)。具体的には、燃焼制御部27は、元弁9を閉弁制御することで、バーナ5への燃料ガスの供給を遮断する。これにより、バーナ5が消火して、該バーナ5の燃焼運転が停止される。
On the other hand, if the determination result in STEP 7 is affirmative, the
この消火後、燃焼制御部27は、往路側温水温度(検出値)が、前記再点火温度以下の温度に低下したか否かをSTEP9で判断し、この判断結果が肯定的となるまでバーナ5の消火状態を維持する。
After this extinguishing, the
そして、STEP9の判断結果が肯定的になると、燃焼制御部27は、バーナ5の燃焼運転を再開させる。具体的には、燃焼制御部27は、元弁9と、切替弁11a,11bのうちのSTEP8の消火直前に開弁していた切替弁とを開弁制御すると共に、比例弁10を点火用の所定の開度に制御する。これにより、バーナ5への燃料ガスの供給が再開される。
And if the judgment result of STEP9 becomes affirmative, the
そして、この状態で、燃焼制御部27は、イグナイタ12を作動させることにより、点火プラグ13に火花放電を発生させる。これにより、バーナ5が点火され、STEP8の消火直前の段数の燃焼面積でバーナ5の燃焼運転が再開される。その後は、コントローラ4は、STEP4〜10の処理を繰り返す。
In this state, the
以上が本実施形態におけるコントローラ4の制御処理である。 The above is the control process of the controller 4 in this embodiment.
以上説明した本実施形態によれば、図5のグラフで示す如く、基本的には、往路側温水温度が消火温度と再点火温度との間で増減を繰り返すように、バーナ5の燃焼運転及び消火が繰り返される。
According to the embodiment described above, as shown in the graph of FIG. 5, basically, the combustion operation of the
なお、図5は、温水暖房装置1の運転時における往路側温水温度及び復路側温水温度の経時変化の形態を概略的に示している。
FIG. 5 schematically shows a form of a temporal change in the outward path side hot water temperature and the return path side hot water temperature during operation of the
この場合、温水暖房装置1の運転開始後(放熱器3の暖房運転の開始後)、往路側温水温度が、消火温度と再点火温度との間の所定範囲内の温度まで上昇した後(STEP2の判断結果が肯定的となった後)のバーナ5の燃焼運転時には、バーナ5の燃焼面積の段数(大きさ)を、循環流量の推定値に応じて前記した如く決定した下限の段数以上の段数に制限して、バーナ5の燃焼運転が行われる。
In this case, after the operation of the
このため、暖房運転を行う放熱器3の個数が多い場合、あるいは暖房運転を行なう放熱器3の容量(温水の必要流量)が大きい場合等、循環流量の推定値が比較的大きいものとなる状況では、燃焼面積が大きい段数でのバーナ5の燃焼運転が行われると共に、燃焼面積が小さい段数でのバーナ5の燃焼運転が禁止される。
For this reason, when the number of
また、暖房運転を行う放熱器3の個数が少ない場合、あるいは暖房運転を行なう放熱器3の容量が小さい場合等、循環流量の推定値が比較的小さいものとなる状況では、少なくとも往路側温水温度が設定温度に近い温度となっている状態で、燃焼面積が小さい段数でのバーナ5の燃焼運転が行われる。
Further, when the number of
このため、循環流量が比較的大きい場合及び比較的小さい場合のいずれの場合であっても、バーナ5の燃焼運転中に往路側温水温度が過剰に早期に消火温度まで昇温したり、あるいは、該往路側温水温度が、消火温度まで上昇しないか、もしくはその上昇に時間がかかりすぎるような事態が生じるのを防止することができる。
For this reason, regardless of whether the circulating flow rate is relatively large or relatively small, during the combustion operation of the
また、燃焼面積の下限の段数は、その下限の段数に対応して前記式(2)により算出される最小循環流量が、実際の循環流量の推定値以下となるように決定されるので、図5のグラフで示すように、往路側温水温度が再点火温度から消火温度まで上昇するまでに、復路側温水温度が、再点火温度よりもある程度高い温度に上昇するようにすることができる。 Further, the lower limit number of stages of the combustion area is determined so that the minimum circulating flow rate calculated by the above formula (2) corresponding to the lower limit number of stages is equal to or less than the estimated value of the actual circulating flow rate. As shown in the graph of FIG. 5, the return-side hot water temperature can be raised to a temperature that is somewhat higher than the re-ignition temperature before the forward-side hot water temperature rises from the re-ignition temperature to the fire-extinguishing temperature.
そのため、バーナ5の消火後に、往路側温水温度が、過剰に早期に再点火温度まで低下して、バーナ5の燃焼運転が再開されてしまうのを防止することができる。
Therefore, after the
この結果、バーナ5の燃焼運転(ON)及び消火(OFF)が、過剰に短い時間間隔で繰り返されたり、あるいは、バーナ5の燃焼運転が長時間にわたって継続してしまうようなことを防止しつつ、適度な時間間隔で、バーナ5のON・OFFが繰り返されるようにすることができる。また、このようなバーナ5のON・OFFの繰り返しを安定して行なうことができる。
As a result, the combustion operation (ON) and extinguishing (OFF) of the
ひいては、元弁9の頻繁な開閉音が発生するのを防止することができる。また、元弁9の開閉頻度を抑制して、該元弁9の耐久性の早期低下を防止することができる。 As a result, frequent opening / closing noises of the main valve 9 can be prevented. Moreover, the opening and closing frequency of the main valve 9 can be suppressed, and the early deterioration of the durability of the main valve 9 can be prevented.
また、下限の段数は、必要最小循環流量が実際の循環流量の推定値以下となる段数のうち、最大の大きさの燃焼範囲の段数に決定されるので、バーナの燃焼運転中の往路側温水温度の昇温を、できるだけ高い燃焼効率で昇温速度が遅くなり過ぎないように行うことができる。 In addition, the lower limit stage number is determined to be the maximum number of stages in the combustion range among the stages where the required minimum circulating flow rate is less than or equal to the estimated value of the actual circulating flow rate. The temperature can be raised with a combustion efficiency as high as possible so that the rate of temperature rise does not become too slow.
なお、以上説明した実施形態では、循環流量を往路側温水温度及び復路側温水温度の検出値を用いて推定(特定)するようにしたが、例えば流量センサを用いて直接的に検出することも可能である。ただし、その場合には、圧力損失を生じやすいと共に、前記実施系形態に比してコスト的に不利である。 In the embodiment described above, the circulation flow rate is estimated (specified) using the detected values of the forward-side hot water temperature and the return-side hot water temperature. However, for example, the circulation flow rate may be directly detected using a flow sensor. Is possible. However, in that case, pressure loss is likely to occur, and it is disadvantageous in terms of cost as compared with the embodiment.
また、コントローラ4が、各放熱器3と通信を行なうことができるような場合には、例えば、各放熱器3の運転状態や仕様をコントローラ4で適宜受信するようにして、その受信データを流量特定用データとして用いて循環流量を特定するようにしてもよい。
Further, when the controller 4 can communicate with each
また、前記実施形態では、バーナ5は、3段階に燃焼面積(燃焼範囲の大きさ)を変更し得るものであるが、2段階、あるいは、4段階以上に燃焼面積を変更可能なものであってもよい。
In the embodiment, the
また、前記実施形態では、バーナ5は、燃料として燃料ガスを使用するものあるが、灯油等の液体燃料を使用するものであってもよい。
In the above embodiment, the
1…温水暖房装置、3…放熱器、5…バーナ、6…熱交換器、17…往路側温水路、18…復路側温水路、19…循環ポンプ、20…往路側温水温度センサ(往路側温水温度検出手段)、21…復路側温水温度センサ(復路側温水温度検出手段)、25…流量特定部(流量特定手段)、26…下限燃焼範囲決定部(下限燃焼範囲決定手段)、27…燃焼制御部(燃焼制御手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記熱交換器と放熱器との間で循環する温水の流量である循環流量を特定するための流量特定用データを取得し、その取得した流量特定用データに基づいて該循環流量を特定する流量特定手段と、
前記バーナの前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうち、該バーナの燃焼運転に用いる下限の大きさの燃焼範囲である下限燃焼範囲を前記特定された循環流量に応じて決定する手段であって、該循環流量が大きいほど、該下限燃焼範囲の大きさが大きくなるように該下限燃焼範囲を選択的に決定する下限燃焼範囲決定手段と、
前記熱交換器から放熱器に供給される温水の温度である往路側温水温度を前記往路側温水路で検出する往路側温水温度検出手段と、
前記バーナの燃焼運転時の燃焼範囲を、前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうちの前記決定された下限燃焼範囲の大きさ以上の大きさの燃焼範囲に制限した状態で、該バーナの燃焼量を、前記往路側温水温度の検出値と事前に設定された該往路側温水温度の目標温度とに応じてフィードバック制御すると共に、該往路側温水温度の検出値が前記目標温度よりも高い所定の消火温度まで上昇したときに前記バーナの燃焼運転を停止し、且つ、その停止後に該往路側温水温度の検出値が前記目標温度よりも低い所定の再点火温度まで低下したときに前記バーナの燃焼運転を再開させる燃焼制御手段とを備えることを特徴とする温水暖房装置。 A burner capable of selectively changing the size of the combustion range to a plurality of stages, a heat exchanger for heating hot water by the combustion heat of the burner, and hot water heated by the heat exchanger A forward-side hot water channel that supplies one or more radiators from the heat source, a return-side hot water channel that recirculates the hot water supplied to the radiator from the radiator to the heat exchanger, the heat exchanger and the radiator, In a hot water heating apparatus comprising a circulation pump that circulates hot water through the forward-side hot water channel and the return-side hot water channel between
A flow rate specifying flow rate specifying data for specifying a circulating flow rate that is a flow rate of hot water circulating between the heat exchanger and the radiator, and specifying the circulating flow rate based on the acquired flow rate specifying data Specific means,
A means for determining a lower limit combustion range which is a combustion range of a lower limit size used for the combustion operation of the burner among the combustion ranges of the plurality of stages of the burner according to the specified circulation flow rate. Lower limit combustion range determining means for selectively determining the lower limit combustion range such that the larger the circulating flow rate is, the larger the lower limit combustion range is;
A forward-side hot water temperature detecting means for detecting a forward-side hot water temperature, which is a temperature of hot water supplied from the heat exchanger to the radiator, in the forward-side hot water path;
Combustion of the burner in a state in which the combustion range at the time of the combustion operation of the burner is limited to a combustion range that is greater than or equal to the determined lower limit combustion range of the multiple-stage combustion ranges The amount is feedback-controlled according to the detected value of the forward-side hot water temperature and a preset target temperature of the forward-side hot water temperature, and the detected value of the forward-side hot water temperature is higher than the target temperature. The combustion operation of the burner is stopped when the fire extinguishing temperature is increased, and when the detected value of the forward-side hot water temperature is lowered to a predetermined reignition temperature lower than the target temperature after the stop, A hot water heating apparatus comprising combustion control means for resuming combustion operation.
前記下限燃焼範囲決定手段は、前記バーナの複数段階の大きさの燃焼範囲のそれぞれにおける最小燃焼量で前記バーナの燃焼運転を行った場合に、前記復路側温水路で前記放熱器から熱交換器に還流する温水の温度である復路側温水温度が前記再点火温度以上の温度に上昇する前に、前記往路側温水温度が前記消火温度まで上昇するのを防止するために必要な前記循環流量の最小値である必要最小循環流量を前記消火温度と再点火温度とに応じて決定する手段を備えており、前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうち、最小の大きさの燃焼範囲以外のいずれか1つ以上の燃焼範囲にそれぞれ対応する前記必要最小循環流量が前記特定された循環流量以下の流量となる場合には、前記必要最小循環流量が前記特定された循環流量以下となる前記1つ以上の燃焼範囲のうち、最大の大きさの燃焼範囲を前記下限燃焼範囲として決定し、前記複数段階の大きさの燃焼範囲のうち、最小の大きさの燃焼範囲以外の全ての燃焼範囲にそれぞれ対応する前記必要最小循環流量が前記特定された循環流量よりも大きい流量となる場合には、前記最小の大きさの燃焼範囲を前記下限燃焼範囲として決定することを特徴とする温水暖房装置。 The hot water heater according to claim 1,
The lower limit combustion range determining means is configured to provide a heat exchanger from the radiator in the return-side hot water channel when the burner is operated with a minimum combustion amount in each of a plurality of stages of combustion ranges. Before the return-side hot water temperature, which is the temperature of the warm water returning to the re-ignition temperature, rises to a temperature equal to or higher than the re-ignition temperature, the circulation flow rate required to prevent the forward-side hot water temperature from rising to the fire extinguishing temperature Means for determining a required minimum circulating flow rate that is a minimum value in accordance with the extinguishing temperature and the reignition temperature, and out of the combustion ranges of the plurality of stages other than the combustion range of the minimum size When the required minimum circulation flow rate corresponding to each of the one or more combustion ranges is equal to or less than the specified circulation flow rate, the required minimum circulation flow rate is equal to or less than the specified circulation flow rate. Of the above combustion ranges, the maximum combustion range is determined as the lower limit combustion range, and all the combustion ranges other than the minimum combustion range among the plurality of stages of combustion ranges are respectively determined. When the corresponding minimum necessary circulation flow rate is larger than the specified circulation flow rate, the combustion range having the minimum size is determined as the lower limit combustion range.
前記放熱器から熱交換器に還流する温水の温度である復路側温水温度を前記復路側温水路で検出する復路側温水温度検出手段をさらに備えており、
前記流量特定手段は、前記往路側温水温度の検出値と、前記復路側温水温度の検出値と、前記燃焼制御手段により制御されている前記バーナの燃焼量及び燃焼範囲を示すデータとを前記流量特定用データとして取得して、該流量特定用データに基づいて前記循環流量を特定するように構成されており、
前記燃焼制御手段は、前記往路側温水温度の検出値が、前記消火温度と再点火温度との間の所定範囲内の温度となった後に、前記バーナの燃焼運転時の燃焼範囲を、前記下限燃焼範囲の大きさ以上の大きさの燃焼範囲に制限することを特徴とする温水暖房装置。 The hot water heating apparatus according to claim 1 or 2,
It further comprises return-side hot water temperature detection means for detecting the return-side hot water temperature, which is the temperature of the warm water flowing back from the radiator to the heat exchanger, in the return-side hot water channel,
The flow rate specifying means includes the detected value of the forward-side hot water temperature, the detected value of the return-side hot water temperature, and data indicating the combustion amount and combustion range of the burner controlled by the combustion control means. Acquired as specifying data, and configured to specify the circulating flow rate based on the flow specifying data,
The combustion control means sets the combustion range at the time of the combustion operation of the burner after the detected value of the forward-side hot water temperature becomes a temperature within a predetermined range between the fire extinguishing temperature and the reignition temperature, as the lower limit. A hot water heater characterized by being limited to a combustion range having a size greater than or equal to the size of the combustion range.
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JP2015158324A (en) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社ノーリツ | Hot water supplying/heating device |
JP2016080288A (en) * | 2014-10-20 | 2016-05-16 | 東京瓦斯株式会社 | Heating system |
JPWO2016194397A1 (en) * | 2015-06-03 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | Hot water heating system, control device and control method |
-
2012
- 2012-04-11 JP JP2012090046A patent/JP2013217604A/en active Pending
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