JP2014025594A

JP2014025594A - 熱源装置

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Publication number: JP2014025594A
Application number: JP2012163831A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Isozaki; 健磯崎
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: JP6050629B2

Abstract

【課題】暖房運転時における熱エネルギの無駄を少なくする。
【解決手段】暖房用液体循環通路から暖房装置（例えば温水マット）に熱媒体の液体を供給して加熱する。この加熱運転中、暖房加熱制御手段２は、通常、暖房低温サーミスタ３６によって検出される暖房用液体循環通路内の液体の温度が加熱開始基準温度以下になったときに液体を暖房用熱交換器によって加熱しながら液体循環ポンプ６を駆動させ、前記液体の温度が加熱停止基準温度以上になったときには液体の暖房用熱交換器による加熱と液体循環ポンプ６の駆動を共に停止させるが、暖房装置の運転終了予定時刻よりも予め定められる時間だけ手前の暖房運転終了準備時刻以降には、暖房加熱制御手段２は、暖房低温サーミスタ３６により検出される液体の温度が前記加熱開始基準温度以下になっても液体の暖房用熱交換器による加熱を行わずに液体循環ポンプの駆動による液体循環を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、暖房装置に熱媒体の液体を供給する機能を備えた暖房液体循環通路を有する熱源装置に関するものである。

図２には、床暖房に用いる温水マット等の暖房装置に温水等の熱媒体の液体を供給する機能を備えた熱源装置の一例が示されている（例えば、特許文献１、参照）。

同図において、暖房装置１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）に熱媒体の液体（例えば温水）を供給する機能を備えた暖房用液体循環通路５が、器具ケース４２内に設けられた管路８９，９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９９を有して形成されており、器具ケース４２の外部に設けられた管路４０，４１，４４，４５，５９に接続されている。

管路４０は管路９７に接続され、管路４１，４４は液体合流手段１１５と管路５９と介して管路９５に接続され、管路４５は液体分岐手段３７を介して管路９０に接続されている。管路４０，４１には、暖房装置１０ａの内部通路５１が接続され、管路４４，４５には、暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５２がそれぞれ接続されている。暖房装置１０ｂ，１０ｃは、例えば温水マット等の低温暖房装置であり、暖房装置１０ａは浴室暖房機等の高温暖房装置であり、暖房装置１０ａには熱動弁１２が設けられている。なお、液体分岐手段３７と液体合流手段１１５には、必要に応じ、同図に示している他にも暖房装置を接続することができる。

暖房用液体循環通路５には、該暖房用液体循環通路５に液体を循環させる液体循環ポンプ６と、該液体循環ポンプ６の駆動により循環する液体を加熱する暖房用交換器２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。暖房用熱交換器２８ａの液体導入側には管路９５が、液体導出側には管路９４がそれぞれ接続されており、暖房用熱交換器２８ｂの液体導入側には管路９１が、液体導出側には管路９２がそれぞれ接続されている。管路９２には、暖房高温サーミスタ３３が設けられており、暖房高温サーミスタ３３は、暖房用熱交換器２８ｂから出る液体の温度を検出する。

また、管路９１は、前記液体循環ポンプ６の吐出側に、管路９０と共に接続されており、管路９１には、暖房用熱交換器２８ｂに導入される暖房用液体循環通路５内の液体の温度を検出する暖房低温サーミスタ３６が設けられている。また、液体循環ポンプ６の吸入口側には前記管路９３が接続されており、管路９３と管路９４との間にはシスターン装置１００が介設されている。シスターン装置１００のタンク容量は、例えば約１〜１．８リットルであり、シスターン装置１００は、その上部側に大気開放部を有し、また、シスターン装置１００にはオーバーフロー通路５３が接続されている。

暖房用熱交換器２８（２８ａ，２８ｂ）は、それぞれ、燃焼室２４内に設けられており、燃焼室２４には、暖房用熱交換器２８と共に、暖房用熱交換器２８を加熱するバーナ１６と、バーナ１６の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１８とが設けられている。また、燃焼室２４と連通して燃焼室２５が設けられ、燃焼室２５内には、バーナ１７と、バーナ１７により加熱される給湯熱交換器２９（２９ａ，２９ｂ）と、バーナ１７の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン１９とが設けられている。

バーナ１６，１７には、それぞれのバーナ１６，１７に燃料を供給するガス管３１，３２が接続されている。これらのガス管３１，３２は、ガス管３０から分岐形成されており、ガス管３０には、ガス開閉弁８０が介設されている。また、ガス管３１には、ガス比例弁８６とガス開閉弁８１，８２が、ガス管３２には、ガス比例弁８７とガス開閉弁８３，８４，８５がそれぞれ介設されている。これらの弁８０〜８７はいずれも電磁弁により形成されており、ガス開閉弁８０〜８５は、対応するバーナ１６，１７への燃料供給・停止を制御し、ガス比例弁８６，８７は、対応するバーナ１６，１７への供給燃料量を弁開度でもって制御する。なお、バーナ１６，１７の燃焼制御は、図示されていない燃焼制御手段によって、適宜の制御方法により制御される。

前記給湯熱交換器２９ａの入口側には給水導入通路８８が設けられている。この給水導入通路８８は、接続通路５７と補給水電磁弁４６を介して、前記シスターン装置１００に接続され、前記暖房用液体循環通路５に接続されている。給水導入通路８８の入口側には、給水導入通路８８を流れる湯水の量を検出する流量センサ７３と入水温度を検出する入水温度センサ７４が設けられている。また、熱交換器２９ｂの出口側には給湯通路２６が設けられており、給湯通路２６の先端側は、適宜の給湯先に導かれている。給湯通路２６には、分岐通路７０と湯水経路切替弁５８を介して前記給水導入通路８８が接続されており、給湯通路２６には、分岐通路７０の分岐部よりも下流側に出湯湯温検出センサ１１３が設けられ、熱交換器２９側に出湯湯温検出センサ１１４が設けられている。

また、前記暖房用液体循環通路５には、熱交換手段としての液―液熱交換器７を介して、追い焚き循環通路１３が熱的に接続されており、この追い焚き循環通路１３は、往管１４と戻り管１５を有して浴槽２７に接続されている。なお、暖房用液体循環通路５の液―液熱交換器７を形成する管路８９には、液―液熱交換器７の入口に流量制御弁３８が設けられている。追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプ２０が設けられ、液−液熱交換器７は、浴槽湯水循環ポンプ２０の駆動によって追い焚き循環路１３を循環する浴槽湯水を加熱する風呂熱交換器と成している。

また、追い焚き循環通路１３には、浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段としての風呂温度センサ２１と、浴槽湯水の水位を検出する水位センサ２２と、追い焚き循環路１３の水流を検知する風呂水流スイッチ３４とが介設されている。浴槽湯水循環ポンプ２０の吸入口側に、戻り管１５の一端側が接続され、戻り管１５の他端側が循環金具５６を介して浴槽２７に連通接続されている。浴槽湯水循環ポンプ２０の吐出口側には、往管１４の一端側が接続され、往管１４の他端側は循環金具５６を介して浴槽２７に連通接続されている。

前記給湯通路２６には、分岐通路７０の形成部および出湯湯温検出センサ１１３の配設部よりも下流側に、管路５４を介して注湯水ユニット５５が接続されている。注湯水ユニット５５には風呂用注湯導入通路２３の一端側が接続され、風呂用注湯導入通路２３の他端側は、前記浴槽湯水循環ポンプ２０に接続されている。注湯水ユニット５５には、湯張り電磁弁４８、湯張り水量センサ４９、逆止弁５０ａ，５０ｂが設けられている。なお、熱交換器２９から給湯通路２６と管路５４、注湯水ユニット５５、風呂用注湯導入通路２３、浴槽湯水循環ポンプ２０、液−液熱交換器７、往管１４を順に通って浴槽２７に至るまでの通路によって、湯張りや注水を行うための湯張り注水通路が構成されている。また、図２の、図中、符号７５、７７は、ドレン排出通路を示し、符号７６は、ドレンを中和する中和手段を示す。

この熱源装置において、暖房用液体循環通路５から加熱された液体を暖房装置（高温暖房装置）１０ａに供給する際には、熱源装置の器具ケース４２内に設けられた図示されていない制御装置の暖房加熱制御手段による制御が行われるものであり、暖房加熱制御手段は、暖房装置１０ａのリモコン装置（図示せず）に設けられている暖房運転スイッチのオン信号を受けて、以下のようにバーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御を行うと共に、液体循環ポンプ６を駆動させる。

つまり、暖房加熱制御手段は、暖房装置１０ａの運転を行うときには、バーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等を行って暖房用熱交換器２８ａ，２８ｂを加熱し、暖房高温サーミスタ３３の検出温度が８０℃となるように、暖房用液体循環通路５を循環する液体を加熱する。加熱された液体は、暖房用熱交換器２８ｂから約８０℃で導出され、図２の矢印Ａに示すように管路９２を通り、流量制御弁３８の閉状態においては、図２の矢印Ｂに示すように、管路９７，４０を順に通って暖房装置１０ａに供給されるので、暖房装置１０ａには８０℃程度の液体が供給される。

暖房装置１０ａに供給された液体は、暖房装置１０ａの管路５１を通るときに放熱して、その温度が例えば６０℃程度に下がった状態で、図２の矢印Ｂに示すように、管路４１，５９を通り、矢印Ｃに示すように、管路９５を順に通って暖房用熱交換器２８ａに導入され、暖房用熱交換器２８ａによって加熱される。この加温された液体は、矢印Ｄに示すように管路９４を通ってシスターン装置１００に導入され、シスターン装置１００を通った後に、矢印Ｅに示すように、管路９３を通り、液体循環ポンプ６に導入される。その後、液体は、矢印Ｆに示すように、管路９１を通って暖房用熱交換器２８ｂに導入され、暖房用熱交換器２８ｂによって加熱されて、前記と同様にして暖房用液体循環通路５を循環する。

また、暖房装置（低温暖房装置）１０ｂ，１０ｃの運転を行うときにも、前記暖房加熱制御手段によるバーナ１６の燃焼制御および燃焼ファン１８の回転制御等は、暖房装置１０ａの運転時と同様に行われて、暖房用熱交換器２８ｂからは適宜の温度（例えば約８０℃）の液体が導出されるが、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転時には、流量制御弁３８を開状態とする。そして、液体を、図２の矢印Ａ、Ｂ’、Ｃ、Ｄ、Ｅに示す順に通すことにより、管路９２、管路８９、液―液熱交換器７、管路９６、管路９５、暖房用熱交換器２８ａ、管路９４、シスターン装置１００、管路９３を順に通して、液体循環ポンプ６に導入する。

そして、液体循環ポンプ６から吐出された液体を、管路９０と開状態の熱動弁３７を介して、矢印Ｇに示すように管路４５に通し、暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入されるようにする。このようにすることで、暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される液体の温度が、暖房用熱交換器２８ｂから直接的に液体が暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入されるよりも液体の温度が低くなるようにし、６０℃程度の液体が暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給されるようにする。

なお、暖房装置１０ｂ，１０ｃに導入される液体の温度調節は、低温能力切替熱動弁４７の開弁量を調節することによっても行われるものであり、必要に応じて、管路９４からシスターン装置１００に導入される液体に、管路９２を通る高温の（暖房熱交換器２８ｂによって例えば８０℃に高められた）液体を、管路９９，９８を通して混合することにより、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が６０℃程度になるようにして、暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給されるようにする。

また、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転開始直後には、暖房装置１０ｂ，１０ｃの内部通路５１，５２や管路４４，４５内の液体が冷えている状態であり、このように液体を冷たい状態から加熱する場合のホットダッシュ運転（コールドスタート）では、例えば１５分といった予め定められたホットダッシュ設定時間だけ、暖房低温サーミスタ３６の検出温度が例えば７０〜８０℃のホットダッシュ設定温度になるように、低温能力切替熱動弁４７の開弁量の調節が行われ、ホットダッシュ設定温度の液体が暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給されるようにする。

以上のようにして暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給された液体は、暖房装置１０ｂ，１０ｃを通って放熱し、例えば４０℃以下の低温となった後、管路４４，５９を通り、管路９５に導入され、前記と同様に、暖房用液体循環通路５を循環する。

ところで、温水マット等の暖房装置１０ｂ，１０ｃの単位時間当たりの放熱量はそれほど大きくはなく、例えば１時間当たり数百ワットから数キロワット程度であるために、バーナ１６の燃焼を連続的に行いながら暖房用液体循環通路５から暖房装置１０ｂ，１０ｃに液体（熱媒体）を供給すると、どうしても暖房装置１０ｂ，１０ｃに供給される液体の温度が高くなってしまい、６０℃程度の液体を安定的に供給することは難しい。そこで、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転中に、前記暖房加熱制御手段は、以下のような制御を行うようにしている。

例えば、図５（ｃ）に示す暖房運転期間（運転ＯＮの期間）のうち、運転開始直後のホットダッシュ運転時には、図５（ａ）に示されるように、液温検出手段としての暖房低温サーミスタ３６の検出液体温度が例えば８０℃になるように、液体を暖房用熱交換器２８により加熱しながら液体循環ポンプ６を駆動させるが、その後、暖房用熱交換器２８による液体の加熱と液体循環ポンプ６の駆動を共に停止させる（図５（ｂ）のポンプのＯＮ、ＯＦＦ、参照）。

そして、通常の暖房運転中（図５（ｃ）の通常運転時）には、暖房低温サーミスタ３６の検出液体温度が予め定められる加熱開始基準温度Ｔｌ（例えば６０℃より３℃低い５７℃）以下になったときに、液体を暖房用熱交換器２８によって加熱しながら液体循環ポンプ６を駆動させて、前記検出液体温度が加熱開始基準温度Ｔｌよりも高い予め定められる加熱停止基準温度Ｔｈ（例えば６０℃より７℃高い６７℃）以上になったときには前記液体の暖房用熱交換器２８による加熱と液体循環ポンプ６の駆動を共に停止させるようにしている（図５（ａ）、（ｂ）、参照）。

なお、シスターン１００内の液体の温度を検出するセンサを設けて液温検出手段とし、このセンサによって検出されるシスターン１００内の温度に基づいて前記のような液体の加熱制御および液体循環ポンプ６の駆動制御を行ってもよい。

特開平８―３５６７５号公報

ところで、例えば温水マットの使用者は、その日の運転が夜の１１時に終了するように運転オフのタイマをセットして用いる等、タイマをセットして用いることが多い。しかしながら、従来の暖房加熱制御手段による制御方法によると、運転終了間近であっても、暖房低温サーミスタ３６の検出液体温度が前記加熱開始基準温度以下になれば必ず暖房用熱交換器２８による液体の加熱を行うため、場合によっては、もうすぐ運転終了予定時刻となるにもかかわらず、前記加熱停止基準温度Ｔｈまで加熱が行われ、その加熱された液体が暖房装置において放熱される前に暖房装置の運転が終了してしまうことになる。そうすると、加熱された液体は暖房用液体循環通路５内に滞留して、その熱が自然放熱されることになり、熱エネルギの無駄が生じていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱エネルギを極力無駄にせずに、暖房装置の暖房運転を行えるようにする熱源装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、暖房装置に熱媒体の液体を供給する機能を備えた暖房用液体循環通路を有し、該暖房用液体循環通路には該暖房用液体循環通路に液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器と、前記液体の温度を検出する液温検出手段とが設けられ、前記暖房装置の加熱運転中に、前記液温検出手段により検出される検出液体温度が予め定められる加熱開始基準温度以下になったときには前記液体を前記暖房用熱交換器によって加熱しながら前記液体循環ポンプを駆動させ、前記検出液体温度が前記加熱開始基準温度よりも高い予め定められる加熱停止基準温度以上になったときには前記液体の前記暖房用熱交換器による加熱と前記液体循環ポンプの駆動を共に停止させる暖房加熱制御手段を備えた熱源装置であって、該暖房加熱制御手段は前記暖房装置の運転終了予定時刻の情報を取り込み、該運転終了予定時刻よりも予め定められる時間だけ手前の暖房運転終了準備時刻以降には前記液温検出手段により検出される液体の温度が前記加熱開始基準温度以下になっても前記液体の前記暖房用熱交換器による加熱を行わずに前記液体循環ポンプの駆動による前記液体の前記暖房用液体循環通路内の循環動作を行うようにする暖房加熱制限制御を行う構成をもって課題を解決する手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記暖房運転終了準備時刻に液温検出手段により検出される検出液体温度を取り込み、該検出液体温度と、前記暖房運転終了準備時刻から暖房装置の運転終了予定時刻までの時間と、この時間が経過する間に暖房用液体循環通路内の液体から放熱される推定放熱量の情報とに基づき、予め定められる温度推定手法に従って暖房装置の運転終了予定時刻における前記液体の温度を推定する暖房終了時液温推定手段を有し、該暖房終了時液温推定手段により推定される液体の温度が加熱開始基準温度以下の予め定められる暖房終了時許容温度よりも低いときには、暖房加熱制御手段は、暖房運転終了準備時刻以降に暖房加熱制限制御を行う代わりに前記暖房装置の運転終了予定時刻の液体の推定温度が前記暖房終了時許容温度以上となるように予め定められる設定タイミングで暖房用熱交換器による液体の加熱を行うことを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記暖房運転終了準備時刻よりもさらに手前の終了準備予備時刻に液温検出手段により検出される検出液体温度を取り込み、該検出液体温度と、前記終了準備予備時刻から暖房装置の運転終了予定時刻までの時間と、この時間が経過する間に暖房用液体循環通路内の液体から放熱される推定放熱量の情報とに基づき、予め定められる温度推定手法に従って暖房装置の運転終了予定時刻における前記液体の温度を推定する暖房終了時液温推定手段を有し、該暖房終了時液温推定手段により推定される液体の推定温度が加熱開始基準温度以下の予め定められる暖房終了時許容温度よりも低いときには前記暖房運転終了準備時刻を前記運転終了予定時刻に近い側の時刻に変え、前記推定温度が前記加熱開始基準温度よりも予め定められる余裕設定温度以上に高いときには前記暖房運転終了準備時刻を前記終了準備予備時刻に近い側の時刻に変える暖房運転終了準備時刻可変設定手段を有することを特徴とする。

さらに、第４の発明は、前記第２または第３の発明の構成に加え、前記暖房用液体循環通路内の液体から放熱される推定放熱量の情報は、前回の暖房運転利用時における少なくとも運転終了時近傍の予め定められた設定期間における液温検出手段による検出液体温度の時系列データと、今回の暖房運転利用時における少なくとも暖房終了時液温推定手段による液体温度の推定時近傍でその手前の予め定められた設定期間における液温検出手段による検出液体温度の時系列データの少なくとも一方の時系列データに基づく情報としたことを特徴とする。

本発明によれば、液温検出手段によって検出される検出液体温度（暖房用液体循環通路内の液体の温度）に基づいて暖房用熱交換器による液体の加熱の制御と液体循環ポンプの駆動制御とを行う暖房加熱制御手段が、暖房装置の運転終了予定時刻よりも予め定められる時間だけ手前の暖房運転終了準備時刻以降には、前記液温検出手段により検出される液体の温度が前記加熱開始基準温度以下になっても前記液体の前記暖房用熱交換器による加熱を行わずに、前記液体循環ポンプの駆動による前記液体の前記暖房用液体循環通路内の循環動作を行うようにする暖房加熱制限制御を行うことにより、熱エネルギの無駄を抑制できる。

つまり、従来のように、運転終了間近になっても液体の温度が前記加熱開始基準温度以下になったら必ず液体の加熱を行うと、そのタイミングによっては、液体が余分に加熱されて、その熱が暖房装置で放熱されずに暖房用液体循環通路内に滞留し、その後、自然放熱されてしまうことになるため、熱エネルギの無駄が生じることがあるが、暖房運転終了準備時刻以降に前記暖房加熱制限制御を行うことにより、前記のように液体を余分に加熱することを防止し、熱エネルギの無駄を抑制できる。

また、暖房装置の運転終了予定時刻における暖房用液体循環通路内の液体の温度を推定し、その推定した液体の温度が、加熱開始基準温度以下の予め定められる暖房終了時許容温度よりも低いときには、暖房運転終了準備時刻以降に暖房加熱制限制御を行う代わりに、暖房装置の運転終了予定時刻の液体の推定温度が前記暖房終了時許容温度以上となるように、例えば前記暖房運転終了準備時刻または該暖房運転終了準備時刻より予め定められた遅延時間だけ遅い時刻といった、予め定められる設定タイミングで暖房用熱交換器による液体の加熱を行うようにすると、以下の効果を奏することができる。

つまり、前記のように、暖房運転終了準備時刻以降に、暖房用熱交換器による液体の加熱を行わない暖房加熱制限制御を行うようにすると、例えば暖房運転終了準備時刻以前の暖房用熱交換器による液体の加熱タイミングや暖房装置での液体の放熱状況によっては、運転終了予定時刻よりも早く暖房用液体循環通路内や暖房装置内の液体が暖房に適した温度よりも低くなってしまうことが生じる可能性がある。そうなると、利用者に、暖房装置の運転終了予定時刻よりも前に暖房装置による暖房が終了してしまったような感覚を与えてしまうおそれがあるが、暖房装置の運転終了予定時刻における液体の温度を推定してその推定温度が暖房終了時許容温度よりも低くならないように液体の加熱制御を行えば、このような不具合をなくすことができ、より使い勝手が良好な熱源装置を実現することができる。

また、暖房運転終了準備時刻よりもさらに手前の終了準備予備時刻に液温検出手段により検出される検出液体温度を取り込んで、暖房装置の運転終了予定時刻における暖房用液体循環通路内の液体の温度を推定し、その推定温度が加熱開始基準温度以下の予め定められる暖房終了時許容温度よりも低いときには前記暖房運転終了準備時刻を前記運転終了予定時刻に近い側の時刻に変えるようにすれば、暖房加熱制限制御の時間を短くできるので、暖房装置の運転終了予定時刻における液体の温度が暖房終了時許容温度よりも低くならないようにすることができる。また、前記推定温度が前記加熱開始基準温度よりも予め定められる余裕設定温度以上に高いときには前記暖房運転終了準備時刻を前記終了準備予備時刻に近い側の時刻に変えるようにすれば、暖房装置の運転終了予定時刻に達するまでの時間において暖房用液体循環通路内の液体の保有熱量が多めのときには暖房加熱制限制御の時間を長くして、熱エネルギの無駄をより一層抑制できる。

さらに、暖房装置の運転終了予定時刻における暖房用液体循環通路内の液体の温度を推定するための、暖房用液体循環通路内の液体から放熱される推定放熱量の情報を、前回の暖房運転利用時における少なくとも運転終了時近傍の予め定められた設定期間における液温検出手段による検出液体温度の時系列データと、今回の暖房運転利用時における少なくとも暖房終了時液温推定手段による液体温度の推定時近傍でその手前の予め定められた設定期間における液温検出手段による検出液体温度の時系列データの少なくとも一方の時系列データに基づく情報とすることにより、利用者の利用状況に対応するデータを用いて、暖房装置の運転終了予定時刻における前記液体の温度を的確に推定することができる。

本発明に係る熱源装置の一実施例の制御構成を示す説明図である。熱源装置のシステム構成例を模式的に示す説明図である。実施例の熱源装置における暖房運転時の暖房用液体循環通路内の液体温度の例を説明するためのグラフである。実施例の熱源装置における一部動作過程を示すフローチャートである。従来例の熱源装置における暖房運転時の制御動作例と暖房用液体循環通路内の液体温度の例を時系列状に示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

本実施例の熱源装置のシステム構成は、図２に示した熱源装置と同様であり、本実施例の特徴的なことは、図１に示す特徴的な制御構成を有することである。つまり、本実施例では、熱源装置内の制御装置１１内に、暖房終了時液温推定手段１、暖房加熱制御手段２、メモリ部３、時計機構４が設けられており、制御装置１１は、暖房装置１０ｂ，１０ｃの制御のための暖房リモコン装置８に信号接続されている。

暖房加熱制御手段２は、従来例と同様に、暖房用液体循環通路５から、暖房用熱交換器２８で加熱された液体を暖房装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃに適宜供給し、これらの暖房装置１０ａ〜１０ｃを加熱する際に、バーナ１６の燃焼制御による暖房用熱交換器２８の加熱制御と液体循環ポンプ６の駆動制御を行うものであるが、本実施例では従来例とは異なる以下に述べる特徴的な制御を行う。

つまり、暖房加熱制御手段２は、この制御に際し、暖房リモコン装置８から暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅの情報を取り込み、該運転終了予定時刻ｔｅよりも予め定められる時間だけ手前の暖房運転終了準備時刻ｔｙを設定する。なお、この予め定められる時間とは、暖房装置１０ｂ，１０ｃの通常の運転中（加熱運転中）（図５（ｃ）、参照）における、例えば図３（ａ）の期間Ｓに示されるような燃焼停止時刻から燃焼再開時刻までの時間（暖房低温サーミスタ３６の温度が加熱停止基準温度Ｔｈになってから加熱開始基準温度Ｔｌになるまでの時間）を定めることができ、例えば２０分〜３０分程度である。そして、この暖房運転終了準備時刻ｔｙの情報を暖房終了時液温推定手段１に加える。

暖房終了時液温推定手段１は、暖房加熱制御手段２から加えられる暖房運転終了準備時刻ｔｙの情報に基づき、この暖房装置１０ｂ，１０ｃの暖房運転終了準備時刻ｔｙに、暖房低温サーミスタ３６により検出される検出液体温度Ｔｙを取り込む。そして、この検出液体温度Ｔｙと、暖房運転終了準備時刻ｔｙから暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅまでの時間（例えば３０分）と、この時間が経過する間に、暖房用液体循環通路５内の液体から放熱される推定放熱量の情報とに基づき、予め定められる温度推定手法に従って、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の温度を推定する。

なお、暖房用液体循環通路５内の液体から放熱される推定放熱量の情報は、メモリ部３に格納されており、その情報形態等は特に限定されるものではなく適宜設定されるものであるが、例えば図３（ａ）に示されるような、暖房低温サーミスタ３６による検出液体温度の時系列データに基づく情報とすることができる。具体的には、その時系列データとして、例えば今回の暖房運転利用時における少なくとも暖房運転終了準備時刻ｔｙの近傍でその手前の予め定められた設定期間（例えば図３（ａ）のＡに示す期間であり、例えば１時間）における暖房低温サーミスタ３６による検出液体温度の時系列データを用いることができる。また、前回の暖房運転利用時における時系列データをメモリ部３に格納しておき、そのデータのうち少なくとも運転終了時近傍の予め定められた設定期間における暖房低温サーミスタ３６による検出液体温度の時系列データを用いることもできる。

暖房終了時液温推定手段１は、例えば、液温推定に用いられる時系列データを図３（ａ）の設定期間Ａ内のデータとした場合には、このデータ中において、暖房低温サーミスタ３６の温度が加熱停止基準温度Ｔｈになって暖房用熱交換器２８による液体の加熱が停止してからの（例えば前記期間Ｓにおける）放熱による単位時間当たりの温度低下量を求める。そして、例えば、前記暖房運転終了予備時刻ｔｙにおける暖房低温サーミスタ３６の検出液体温度Ｔｙが６３℃であり、暖房運転終了準備時刻から暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅまでの時間が３０分である場合には、前記単位時間当たりの温度低下量（例えば２０℃／時間）から、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の温度を５３℃であると推定する。

なお、この推定に際し、暖房装置１０ｂ，１０ｃが配設されている室内の温度や、熱源装置の器具ケース４２が配設されている屋外の温度を取り込んで、これらの温度も考慮して推定を行うようにしてもよいし、さらに、熱源装置の器具ケースを屋外に配置する場合に、その風の強さ等を考慮してもよく、様々な態様をとることができる。

暖房加熱制御手段２は、時計機構４からの時刻情報を取り込み、暖房運転終了準備時刻ｔｙ以降に、暖房終了時液温推定手段１により推定した推定温度Ｔｅ（暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の推定温度Ｔｅ）を取り込み、以下の制御を行う。

つまり、暖房終了時液温推定手段１により推定した推定温度Ｔｅが前記加熱開始基準温度Ｔｌ（例えば５７℃）以下の予め定められる暖房終了時許容温度Ｔｐ（例えば５５℃）以上だったときには、暖房加熱制御手段２は、暖房運転終了予備時刻ｔｙ以降は、暖房低温サーミスタ３６により検出される液体の温度が前記加熱開始基準温度Ｔｌ以下になっても、暖房用液体循環通路５内の液体の暖房用熱交換器２８による加熱を行わずに、液体循環ポンプ６の駆動による前記液体の暖房用液体循環通路５内の循環動作を行うようにする暖房加熱制限制御を行う。

一方、図３（ａ）の特性線における鎖線部分に示されるように、暖房終了時液温推定手段１により推定した暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の推定温度Ｔｅが５３℃で、前記暖房終了時許容温度Ｔｐ（例えば５５℃）よりも低いときには、暖房加熱制御手段２は、暖房加熱制限制御を行う代わりに、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅの液体の推定温度が前記暖房終了時許容温度Ｔｐ以上となるように、予め定められる設定タイミングで（例えば前記暖房運転終了準備時刻ｔｙまたは該暖房運転終了準備時刻ｔｙより予め定められた遅延時間だけ遅い時刻に）、暖房用液体循環通路５内の液体の暖房用熱交換器２８による加熱と液体循環ポンプ６の駆動を行う。

なお、このときの暖房用熱交換器２８による加熱は、例えば図３（ａ）のグラフに基づいて求められる暖房終了時許容温度Ｔｐと運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の推定温度Ｔｅとの温度差ΔＴあるいは温度差ΔＴに近い温度だけ、例えば図３（ｂ）に示すように、暖房運転終了準備時刻ｔｙにおける暖房用液体循環通路５内の液体の温度Ｔｙ（暖房低温サーミスタ３６の検出温度）よりも暖房用液体循環通路５内の液体の温度が高くなるように行うものである。そして、その後は暖房用熱交換器２８による液体の加熱を行わないようにする。このようにすることで、図３（ｂ）に示すように、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅでの暖房用液体循環通路５内の液体の温度を暖房終了時許容温度Ｔｐ以上にすることができる。

図４には、本実施例において、暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転中の制御動作の一例がフローチャートにより示されている。暖房加熱制御手段２は、同図のステップＳ１に示されるような暖房運転通常制御（前記のような通常の加熱運転制御）を行いながら、随時、ステップＳ２で、暖房装置１０ｂ，１０ｃの終了予定時刻のセットがあるかどうか（リモコン装置８により暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転オフのタイマ（切タイマ）がセットされているかどうか）を確認する。そして、終了予定時刻のセットがある場合には、ステップＳ３で、暖房運転終了予備時刻ｔｙを設定し、ステップＳ４で、その暖房運転終了予備時刻になったかどうかを確認する。

そして、ステップＳ４で、暖房運転終了予備時刻になったときには、暖房終了時液温推定手段１によって、前記の如く暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻における暖房用液体循環通路５内の液体の温度を推定する。そして、この温度を例えばＴｅとし、暖房加熱制御手段２に加える。暖房加熱制御手段２は、ステップＳ６で、Ｔｅが前記暖房終了時許容温度より小さいかどうかを確認し、Ｔｅが暖房終了時許容温度以上であったときには、ステップＳ７で、ステップＳ９の暖房運転終了まで前記暖房加熱制限制御を行うようにする。

一方、ステップＳ６で、Ｔｅが前記暖房終了時許容温度より小さいと判断されたときには、ステップＳ８で、前記設定タイミングで、暖房運転終了時刻ｔｅの液体の温度が前記暖房終了時許容温度以上の温度になるように、暖房用熱交換器２８による暖房用液体循環通路５内の液体の加熱と液体循環ポンプ６の駆動を行ってから、ステップＳ９の暖房運転終了となるようにする。

また、暖房装置１０ｂ，１０ｃについて運転オフのタイマをセットせず、リモコン装置８の手動操作により暖房運転オフの指令が発信されたときに、従来は、液体循環ポンプ６の駆動をオフとしていた（暖房運転オフの指令発信時に駆動していたときには停止し、駆動停止していたときには停止状態のまま継続していた）が、本実施例において、暖房加熱制御手段２は、リモコン装置８の手動操作により暖房運転オフの指令が発信されたときに、予め定められた設定ポンプ駆動時間だけ液体循環ポンプ６を駆動させてから駆動を停止するようにしてもよい。

なお、本実施例に適用されている熱源装置は、暖房機能に加え、給湯機能を有しており、バーナ１７の燃焼によって熱交換器２９を通る水を加熱して湯を形成して、適宜の給湯先に給湯することができるし、形成した湯を前記湯張り注水通路を通して湯を浴槽２７に注ぐことによって浴槽２７への湯張り（自動湯張り動作）を行うこともできる。

また、本実施例において、暖房用液体循環通路５内の液体を、図２の矢印Ｂ’に示したように、液−液熱交換器７に通しながら循環させると共に、浴槽湯水循環ポンプ２０を駆動させて、図２の矢印Ｈに示すように、追い焚き循環通路１３内に浴槽湯水を循環させ、この浴槽湯水と暖房用液体循環通路５を通る液体とを液―液熱交換器７を介して熱交換することにより、浴槽２７内の湯水の追い焚き動作を行うことができるが、これらの機能や動作についての詳細説明は省略する。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、暖房機能に加え、給湯機能、自動湯張り機能、風呂の追い焚き機能を備えた複合装置としたが、暖房機能以外の機能は設けてもよいし設けなくてもよい。

また、前記実施例では、暖房終了時液温推定手段１を設けて暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の温度を推定し、この推定温度が暖房終了時許容温度以上か否かによって、暖房加熱制御手段２による暖房運転終了予備時刻以降の制御を可変したが、暖房終了時液温推定手段１を省略し、暖房加熱制御手段２は、暖房運転終了予備時刻ｔｙ以降は、暖房低温サーミスタ３６により検出される液体の温度が前記加熱開始基準温度以下になっても暖房用液体循環通路５内の液体の暖房用熱交換器２８による加熱を行わずに液体循環ポンプ６を駆動させる暖房加熱制限制御を行うようにしてもよい。

さらに、図１の破線に示されるように、制御装置１１内に暖房運転終了準備時刻可変設定手段９を設け、以下のような制御を行うようにしてもよい。つまり、暖房終了時液温推定手段１が、暖房運転終了準備時刻ｔｙよりもさらに手前の終了準備予備時刻ｔｂに暖房低温サーミスタ３６により検出される検出液体温度を取り込み、該検出液体温度と、前記終了準備予備時刻ｔｂから暖房装置の運転終了予定時刻ｔｅまでの時間と、この時間が経過する間に液体から放熱される推定放熱量の情報とに基づき、予め定められる温度推定手法に従って暖房装置１０ｂ，１０ｃの運転終了予定時刻ｔｅにおける前記液体の温度を推定する。

そして、暖房運転終了準備時刻可変設定手段９が、暖房終了時液温推定手段１による推定温度に基づき、この推定温度が加熱開始基準温度以下の予め定められる暖房終了時許容温度よりも低いときには、前記暖房運転終了準備時刻ｔｙを運転終了予定時刻ｔｅに近い側の時刻に変え、前記推定温度が前記加熱開始基準温度よりも予め定められる余裕設定温度以上に高いときには暖房運転終了準備時刻ｔｙを終了準備予備時刻ｔｂに近い側の時刻に変えるようにし、このようにして可変設定される暖房運転終了予備時刻ｔｙ以降に、暖房加熱制御手段２が暖房加熱制限制御を行うようにしてもよい。

さらに、暖房加熱制御手段２は、暖房運転終了予備時刻ｔｙから暖房装置１０の運転終了予定時刻ｔｅまでの期間における暖房用液体循環通路５内の液体の温度変化の推定データから以下のような制御を行うようにしてもよい。つまり、まず、暖房運転終了予備時刻ｔｙから暖房装置１０の運転終了予定時刻ｔｅまでの期間に暖房用液体循環通路５内の液体の温度が加熱開始基準温度以下に下がるかどうかを推定し、下がると推定される場合には、暖房装置１０の運転終了予定時刻ｔｅに暖房用液体循環通路５内の液体の温度が加熱開始基準温度より高くなるようにするために暖房用熱交換器２８による液体の加熱を行うための最小加熱時間を推定する。

そして、この推定最小加熱時間が予め定められた判断基準時間（例えば２０秒）以下の場合には、前記暖房運転終了予備時刻ｔｙ以降には、暖房用液体循環通路５内の液体の温度が加熱開始基準温度以下に下がっても暖房用熱交換器２８による加熱を行わない前記暖房加熱制限制御を行うようにし、前記推定最小加熱時間が前記判断基準時間より大きい場合には、暖房運転終了予備時刻ｔｙ以降に暖房用液体循環通路５内の液体の温度が加熱開始基準温度以下に下がったときに、前記最小加熱時間だけ液体の加熱を行うようにしてもよい。

さらに、本発明の熱源装置に接続される暖房装置は適宜設定されるものであり、また、本発明の熱源装置は、温水マット以外の暖房装置１０であっても、その通常の加熱運転中に、暖房用液体循環通路５内の温度（その液温を検出する液温検出手段により検出される検出液体温度）が前記加熱開始基準温度Ｔｌ以下になったときには液体を暖房用熱交換器２８によって加熱しながら液体循環ポンプ６を駆動させ、前記検出液体温度が前記加熱停止基準温度Ｔｈ以上になったときには液体の暖房用熱交換器２８による加熱と液体循環ポンプ６の駆動を共に停止させる制御を行うことにより安定して加熱運転を行える暖房装置であれば、前記実施例のような加熱制御を行ってもよい。

例えば、図２に示したようなシステム構成の熱源装置において、前記実施例における暖房装置１０ｂ，１０ｃの制御と同様の制御を高温の暖房装置１０ａについて行ってもよく、その場合、例えば、加熱開始基準温度Ｔｌ＝７７℃、加熱停止基準温度Ｔｈ＝８７℃、暖房終了時許容温度Ｔｐ＝７５℃と設定することができる。そして、液体循環通路５内の液体を検出する液温検出手段として暖房高温サーミスタ３３を用い、暖房高温サーミスタ３３で検出される検出温度（通常の加熱運転中の検出温度や高温の暖房装置１０ａの暖房運転終了予備時刻ｔｙにおける暖房低温サーミスタ３６の検出液体温度Ｔｙ等）、暖房装置１０ａの運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の推定温度Ｔｅ等と、前記各温度Ｔｌ、Ｔｈ、Ｔｐとに基づいて、暖房用液体循環通路５内の液体の加熱制御を行ってもよい。

一例を挙げると、高温の暖房装置１０ａの暖房運転終了予備時刻ｔｙにおける暖房低温サーミスタ３６の検出液体温度Ｔｙが８３℃であり、暖房運転終了準備時刻から暖房装置１０ａの運転終了予定時刻ｔｅまでの時間が３０分であり、液体の加熱を停止した場合の単位時間当たりの温度低下量が例えば２０℃／時間であったとすると、暖房装置１０ａの運転終了予定時刻ｔｅにおける暖房用液体循環通路５内の液体の温度Ｔｅは７３℃であると推定され、暖房終了時許容温度Ｔｐ（７５℃）より低くなると推定される。

そこで、この場合は、暖房装置１０ａの運転終了予定時刻ｔｅの液体の推定温度Ｔｅが前記暖房終了時許容温度Ｔｐ（８５℃）以上となるように、予め定められる設定タイミングで（例えば前記暖房運転終了準備時刻または該暖房運転終了準備時刻ｔｙより予め定められた遅延時間だけ遅い時刻に）、暖房用液体循環通路５内の液体の暖房用熱交換器２８による加熱と液体循環ポンプ６の駆動を行うことになる。

また、このような高温の暖房装置１０ａの加熱制御に関し、前記のように、液体循環通路５内の液体を検出する液温検出手段として暖房高温サーミスタ３３を用いてもよいが、暖房低温サーミスタ３６の検出温度と暖房用熱交換器２８の加熱量と液体循環ポンプ６の循環量（消費電力等）から、前記温度Ｔｙ、Ｔｅを始めとする暖房高温サーミスタ３３の温度（暖房装置１０ａに供給される液体の温度）を推定してもよく、この推定温度と制御の基準となる前記各温度Ｔｌ、Ｔｈ、Ｔｐとに基づいて暖房用液体循環通路５内の液体の加熱制御を行ってもよい。

さらに、本発明の熱源装置は、例えば前記実施例で設けたガス燃焼を行うバーナの代わりに、石油燃焼用のバーナを設けてもよいし、電熱ヒータを設けてもよい。また、暖房用液体循環通路５内に循環させる液体は、水とは限らず、例えば不凍液等の他の液体としてもよい。

本発明の熱源装置は、暖房運転における熱エネルギの無駄を少なくできるので、省エネ化が可能となり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。

１暖房終了時液温推定手段
２暖房加熱制御手段
３メモリ部
５暖房用液体循環通路
６液体循環ポンプ
９暖房運転終了準備時刻可変設定手段
１０暖房装置
１１制御装置
１６，１７バーナ
２８暖房用熱交換器
３３暖房高温サーミスタ
３６暖房低温サーミスタ

Claims

暖房装置に熱媒体の液体を供給する機能を備えた暖房用液体循環通路を有し、該暖房用液体循環通路には該暖房用液体循環通路に液体を循環させる液体循環ポンプと、該液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器と、前記液体の温度を検出する液温検出手段とが設けられ、前記暖房装置の加熱運転中に、前記液温検出手段により検出される検出液体温度が予め定められる加熱開始基準温度以下になったときには前記液体を前記暖房用熱交換器によって加熱しながら前記液体循環ポンプを駆動させ、前記検出液体温度が前記加熱開始基準温度よりも高い予め定められる加熱停止基準温度以上になったときには前記液体の前記暖房用熱交換器による加熱と前記液体循環ポンプの駆動を共に停止させる暖房加熱制御手段を備えた熱源装置であって、該暖房加熱制御手段は前記暖房装置の運転終了予定時刻の情報を取り込み、該運転終了予定時刻よりも予め定められる時間だけ手前の暖房運転終了準備時刻以降には前記液温検出手段により検出される液体の温度が前記加熱開始基準温度以下になっても前記液体の前記暖房用熱交換器による加熱を行わずに前記液体循環ポンプの駆動による前記液体の前記暖房用液体循環通路内の循環動作を行うようにする暖房加熱制限制御を行うことを特徴とする熱源装置。
暖房運転終了準備時刻に液温検出手段により検出される検出液体温度を取り込み、該検出液体温度と、前記暖房運転終了準備時刻から暖房装置の運転終了予定時刻までの時間と、この時間が経過する間に暖房用液体循環通路内の液体から放熱される推定放熱量の情報とに基づき、予め定められる温度推定手法に従って暖房装置の運転終了予定時刻における前記液体の温度を推定する暖房終了時液温推定手段を有し、該暖房終了時液温推定手段により推定される液体の温度が加熱開始基準温度以下の予め定められる暖房終了時許容温度よりも低いときには、暖房加熱制御手段は、暖房運転終了準備時刻以降に暖房加熱制限制御を行う代わりに前記暖房装置の運転終了予定時刻の液体の推定温度が前記暖房終了時許容温度以上となるように予め定められる設定タイミングで暖房用熱交換器による液体の加熱を行うことを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
暖房運転終了準備時刻よりもさらに手前の終了準備予備時刻に液温検出手段により検出される検出液体温度を取り込み、該検出液体温度と、前記終了準備予備時刻から暖房装置の運転終了予定時刻までの時間と、この時間が経過する間に暖房用液体循環通路内の液体から放熱される推定放熱量の情報とに基づき、予め定められる温度推定手法に従って暖房装置の運転終了予定時刻における前記液体の温度を推定する暖房終了時液温推定手段を有し、該暖房終了時液温推定手段により推定される液体の推定温度が加熱開始基準温度以下の予め定められる暖房終了時許容温度よりも低いときには前記暖房運転終了準備時刻を前記運転終了予定時刻に近い側の時刻に変え、前記推定温度が前記加熱開始基準温度よりも予め定められる余裕設定温度以上に高いときには前記暖房運転終了準備時刻を前記終了準備予備時刻に近い側の時刻に変える暖房運転終了準備時刻可変設定手段を有することを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
暖房用液体循環通路内の液体から放熱される推定放熱量の情報は、前回の暖房運転利用時における少なくとも運転終了時近傍の予め定められた設定期間における液温検出手段による検出液体温度の時系列データと、今回の暖房運転利用時における少なくとも暖房終了時液温推定手段による液体温度の推定時近傍でその手前の予め定められた設定期間における液温検出手段による検出液体温度の時系列データの少なくとも一方の時系列データに基づく情報としたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の熱源装置。