JP2014040956A - 熱源機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】屋内設置型の熱源機に対し、筐体内部に取り込まれた空気の温度を検知可能な給気温度検知手段と、筐体内部の雰囲気温度を検知可能な雰囲気温度検知手段とを少なくとも含む複数の温度検知手段を設ける。さらに、熱交換器に取り付けられた1以上の凍結防止ヒータからなる第1凍結防止ヒータ群と、熱交換器以外の部材に取り付けられた1以上の凍結防止ヒータからなる第2凍結防止ヒータ群とを少なくとも含む複数の凍結防止ヒータ群を設ける。そして、複数の温度検知手段がそれぞれ検知した複数の温度情報に基づいて、所定の凍結防止ヒータ群を所定期間内に予め定められた時間だけ稼働させる動作及び/又は燃焼用の空気を供給するための送風手段を予め定められた送風量で稼働させる動作を実施する。
【選択図】図3
Description
詳説すると、一般給湯運転等を実施した後に出湯を停止した場合、流水経路内に湯水が残留した状態となる。ここで、寒冷地では、室内に人がいない場合にはたとえ屋内であっても室温が氷点下を下回ることがある。そのため、熱源機を屋内に設置していても、熱源機が冷たい外気に晒されることがある。そして、流水経路内に湯水が残留した状態で外気によって湯水が冷却されると、機器や配管の内部で湯水が凍結してしまう。このように流水経路内に留まる湯水が凍結してしまうと、給湯栓から湯水を供給できないばかりか、熱源機を構成する各種機器や配管の破損の原因となってしまう。
つまり、本発明の熱源機では湯水等の凍結を防止するために、実験等で判明した最も適正な所定時間だけ凍結防止ヒータを稼働させている。より具体的には、所定期間内に所定時間だけ凍結防止ヒータを稼働させると共に、所定時間だけ凍結防止ヒータを停止させる動作を実施している。
これに対し、本発明の熱源機は、上記したように、所定期間内に所定時間だけ凍結防止ヒータを稼働させる構成となっている。すなわち、凍結防止ヒータを継続して稼働し続けるのではなく、必要な時間だけ凍結防止ヒータを稼働させ、その他の時間は凍結防止ヒータを停止させている。このため、より省電力で運用可能な構成となっている。
詳説すると、凍結防止ヒータを稼働後に断電した場合、凍結防止ヒータの温度が即座に低下することはなく、凍結防止ヒータの温度は時間の経過と共に少しずつ低下していく。つまり、凍結防止ヒータを断電した直後では、凍結防止ヒータは温度の高い状態を維持しており、凍結防止ヒータによって加熱対象となる配管等は未だ加熱された状態となっている。そのため、所定期間内に所定時間だけ凍結防止ヒータを停止させる動作を実施しても、配管等の内部の湯水を凍結しない温度に維持させることは可能となる。すなわち、本発明の熱源機は、省電力で運用可能であると共に、確実に流水経路内での湯水等の凍結を防止可能となっている。
ここで、複数の凍結防止ヒータ群の間でそれぞれに属する凍結防止ヒータの発熱量が異なる場合がある。つまり、ある1つの凍結防止ヒータ群に属する凍結防止ヒータの発熱量と、その他の凍結防止ヒータ群に属する凍結防止ヒータの発熱量とが異なっている場合がある。また、凍結防止ヒータ群の加熱対象となる機器や配管は、それぞれの凍結防止ヒータ群で異なるものとなる。これらのことから、複数の凍結防止ヒータ群の間でそれぞれ適正な稼働時間が異なることがある。さらに、凍結防止ヒータ群に属する各凍結防止ヒータの適正な稼働時間は、給気温度や筐体内部の雰囲気温度等といった各種温度条件によっても異なる。そのため、上記したように、複数のオンオフ運転をそれぞれ実施可能とし、複数のオンオフ運転のうちのいずれか1つを選択して実施する構成によると、凍結防止ヒータをより適正な稼働時間で稼働できる。つまり、筐体内部の雰囲気温度が比較的高い場合には凍結防止ヒータの稼働時間を短くして停止時間を長くするといった具合に、凍結防止ヒータをより適正な稼働時間で稼働できる。このことにより、より省電力での運用が可能となる。
また本発明の熱源機では、送風手段を予め定められた送風量で稼働させ、屋外から筐体内部への冷たい空気の流入を阻止できる構成としている。このため、必要以上に多くの凍結防止ヒータを設けることなく、屋外からの冷たい空気の流入に起因する流水経路内での湯水等の凍結を防止できるので、凍結防止ヒータの稼働に必要な電力を低減することができる。
筐体2の天板部4には、この貫通孔4aの他に別途貫通孔4bが形成されており、この貫通孔4bに、排気集合管20(詳しくは後述する)と一体に設けられた円筒状の排気筒取付部11が挿通された状態となっている。このとき、排気筒取付部11は天板部4の貫通孔4bに内側から挿通されており、筐体2の外部に向かって突出した状態となっている。より詳細には、排気筒取付部11は、天板部4から略垂直上方に向かって突出した状態となっている。
また、2つの燃焼系統3にそれぞれ属する2つの送風機22は、各々が独立して制御可能となっている。
より具体的には、一次熱交換器23は、外形が略角筒状であって上下端部がそれぞれ開放された本体部23aと、本体部23aの内部に位置するプレート状のフィン(図示せず)と、本体部23aの内外に亘って延びると共に本体部23aの内部でフィンを貫通する流水管23bとを備え、これらがロウ付け等により一体に形成されたものである。
この排気集合管20は、図1で示されるように、下方に位置する箱状の本体部20aと、上方に位置する円筒状の排気筒取付部11から形成されている。そして、本体部20aは、各燃焼系統3のそれぞれと連続して一体の排気流路を形成するよう取り付けられている。このことから、各燃焼系統3から排出された燃焼ガスは本体部20aで合流し、排気筒取付部11から排出されることとなる。
その一方、湯水等の熱媒体が二次熱交換器24へと流入する。そして、湯水等の熱媒体が二次熱交換器24で予備加熱された後に一次熱交換器23へ流入し、一次熱交換器23で本加熱される。そして、加熱された湯水等の熱媒体は一次熱交換器23の出水口から流出し、その後、一般給湯や風呂の落とし込み、暖房機器への熱の供給等の用に供されることとなる。
なお、この他器具側凍結防止ヒータ29は、缶体側凍結防止ヒータ28よりも発熱量及び消費電力の少ないヒータとなっている。
具体的に説明すると、本実施形態の熱源機1は、これら他器具側凍結防止ヒータ29と缶体側凍結防止ヒータ28からなる複数の凍結防止ヒータを複数系統に分割し、それぞれを適宜稼働、停止させることで凍結の防止のために必要な電力を抑制している。本実施形態の特徴的な部分である凍結防止のための動作について、以下で詳細に説明する。
ここで、上記したように、缶体側凍結防止ヒータ28は他器具側凍結防止ヒータ29よりも発熱量が多く、稼働時の時間当りの消費電力が多くなっている。すなわち、本実施形態では、稼働時の時間当りの消費電力が多い缶体側凍結防止ヒータ28と、稼働時の時間当りの消費電力が少ない他器具側凍結防止ヒータ29とがそれぞれ別の凍結防止ヒータ群を形成している。換言すると、本実施形態では、熱源機1に取り付けた複数の凍結防止ヒータを稼働時における時間当りの消費電力を基準に複数の凍結防止ヒータ群に分割しており、稼働時の時間当りの消費電力が多い凍結防止ヒータ(缶体側凍結防止ヒータ28)によって構成される凍結防止ヒータ群と、稼働時の時間当りの消費電力が少ない凍結防止ヒータ(他器具側凍結防止ヒータ29)によって構成される凍結防止ヒータ群とが形成されている。
熱源機1では、給気温度センサ16が検知した温度と雰囲気温度センサ17が検知した温度を比較し(ステップ1)、これらのうちで低い方の温度が所定温度T1(例えば摂氏8度)を下回っているか否かが判別される(ステップ2)。すなわち、給気温度センサ16と雰囲気温度センサ17がそれぞれ検知した温度のうちでより低温となる温度を基準温度とし、基準温度が所定温度T1を下回っているか否かを判別する。
第1凍結防止ヒータ群と第2凍結防止ヒータ群の稼働方法につき、表1を参照しつつ説明する。
また、基準温度が摂氏8度より小さく摂氏3度以上であり、且つ、第1凍結防止ヒータ群を稼働させずに第2凍結防止ヒータ群を稼働させる場合は、第1凍結防止ヒータ群を停止させたまま第2凍結防止ヒータ群をパターン1で示される稼働方法で稼働させる。
具体的に説明すると、本実施形態の熱源機1は、燃焼のための空気を屋外から取り込む屋内設置型の熱源機であるので、熱源機1を設置した室内の空間と筐体2の内部空間とが給気口等で連通しない構造となっている。すなわち、筐体2の内部空間は、室内の空間に対して閉塞された状態となっている。しかしながら、熱源機1を規定通り稼働させるにあたって筐体2が完全に密閉される必要はないので、筐体2には僅かな隙間が形成されている場合がある。そして、筐体2の内部空間は、この僅かな隙間によって熱源機1を設置した室内の空間と連通されてしまうことがある。したがって、送風機22が稼働してない状態で屋内側が負圧となった場合等に、屋外から筐体2の内部に温度の低い外気が流入してしまうことがある。屋外から筐体2の内部に温度の低い外気が流入して筐体2の内部に滞留すると、筐体2に内蔵された各種機器やそれらを接続する配管によって形成される流水経路が冷却され、流水経路内に留まる湯水等が凍結してしまうおそれがある。
このため、本実施形態の熱源機1では、温度の低い外気が筐体2の内部で滞留することのないように、予め定められた送風量で送風機22を稼働させる動作を実施している。このことにより、冷たい外気の筐体2の内部への侵入を防止し、冷たい外気によって流水経路が重度に冷却されてしまうことを防止できる。したがって、流水経路を凍結防止ヒータで加熱する際、長い時間加熱することなく流水経路を内部の湯水等が凍結しない温度に昇温することができる。換言すると、凍結防止ヒータを長時間稼働しなくてもよいので、省電力での運転が可能となる。
この動作につき、図4を参照しつつ詳細に説明する。
加えて、送風機22の送風量が所定の送風量となるように、送風機22を通常動作時の回転数よりも低回転となる所定の回転数(例えば、1000rpm)で稼働させている。
さらに、送風機22を稼働させる際、予め定められた時間(例えば、7分)稼働させた後、予め定められた時間(例えば、8分)だけ稼働停止させる動作を実施している。すなわち、送風機22が稼働している期間中、稼働と稼働停止とを繰り返しつつ稼働させている。
さらに、送風機22を稼働させる際に、稼働と稼働停止とを繰り返す間欠運転(オンオフ運転)を実施することにより、送風機22の稼働に起因して形成される気流が常時形成された状態とならないようにしている。
具体的に説明すると、送風機22を7分稼働させた後に8分稼働停止する動作を繰り返し実施していたとする。そして、送風機22が稼働開始から3分経過した時点で、雰囲気温度センサ17が所定温度以下を検知したとする。この場合、残り12分(実質的には残り稼働時間である3分)が経過した後に送風機22を停止してもよい。すなわち、間欠運転の周期が終了する(所定期間が経過する)まで、送風機22の停止を待機する構成であってもよい。
2 筐体
12 給気筒(給気経路)
13 排気筒(排気経路)
16 給気温度センサ(給気温度検知手段)
17 雰囲気温度センサ(雰囲気温度検知手段)
21 燃焼部
22 送風機(送風手段)
23 一次熱交換器(熱交換器)
24 二次熱交換器(熱交換器)
28 缶体側凍結防止ヒータ(凍結防止ヒータ)
29 他器具側凍結防止ヒータ(凍結防止ヒータ)
Claims (3)
- 燃料を燃焼して燃焼ガスを生成する燃焼部と、前記燃焼部へ燃焼用空気を供給する送風動作を実施可能な送風手段と、前記燃焼部で生成した燃焼ガスと熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器とを筐体内部に備えており、
屋外から前記筐体内部へ空気を供給するための給気経路と、前記筐体内部から屋外へ燃焼ガスを排出するための排気経路とがそれぞれ接続された屋内設置型の熱源機であって、
前記給気経路を経由して前記筐体内部に取り込まれた空気の温度を検知可能な給気温度検知手段と、前記筐体内部の雰囲気温度を検知可能な雰囲気温度検知手段とを少なくとも含む複数の温度検知手段と、
前記熱交換器に取り付けられた1以上の凍結防止ヒータからなる第1凍結防止ヒータ群と、前記熱交換器を除く他の部材に取り付けられた1以上の凍結防止ヒータからなる第2凍結防止ヒータ群とを少なくとも含む複数の凍結防止ヒータ群とが設けられており、
前記複数の温度検知手段がそれぞれ検知した複数の温度情報に基づいて、所定の凍結防止ヒータ群を所定期間内に予め定められた時間だけ稼働させる動作及び/又は前記送風手段を予め定められた送風量で稼働させる動作を実施することを特徴とする熱源機。 - 前記複数の凍結防止ヒータ群を構成する各凍結防止ヒータ群は、前記凍結防止ヒータを予め規定された稼働時間だけ稼働させ、且つ、予め規定された停止時間だけ停止させるオンオフ運転をそれぞれ実施可能であり、さらに前記稼働時間及び/又は前記停止時間の異なる複数の前記オンオフ運転をそれぞれ実施可能であって、
前記複数の温度検知手段がそれぞれ検知した複数の温度情報に基づいて、複数の前記オンオフ運転のうちいずれか1つを選択して実施することを特徴とする請求項1に記載の熱源機。 - 前記送風手段は給気口が前記筐体内部に開放されており、前記給気経路から前記燃焼部を経て前記排気経路に至る空気の流れを前記筐体内部に形成するものであって、
前記雰囲気温度検知手段が検知した雰囲気温度が所定温度より低いことを条件として前記送風手段を予め定められた送風量で稼働させる動作を停止することを特徴とする請求項1又は2に記載の熱源機。
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