JP2017044442A - Composite heat source machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共通の流量制御弁から燃料が供給されて異なる熱交換器を加熱する2つの燃焼部を有する複合熱源機に関する。 The present invention relates to a combined heat source apparatus having two combustion sections that are supplied with fuel from a common flow control valve and heat different heat exchangers.
本願出願人は、下記の特許文献1にミスト機能付き浴室暖房乾燥システムを開示している。この浴室乾燥システムは、給湯機能及び温水循環式暖房機能を有する熱源機と、ミスト用水供給用の室外機としてのミストユニットと、室内機としての室内ユニットと、換気装置とを備えている。 The applicant of the present application discloses a bathroom heating / drying system with a mist function in Patent Document 1 below. This bathroom drying system includes a heat source device having a hot water supply function and a hot water circulation heating function, a mist unit as an outdoor unit for supplying water for mist, an indoor unit as an indoor unit, and a ventilation device.
上記特許文献1に開示された熱源機は、給湯系と暖房用温水循環系とがそれぞれ独立した燃焼缶体を備える、いわゆる2缶2水路に構成されているが、コスト低減等のために、下記の特許文献2に開示されたような複合熱源機が用いられることがある。
The heat source device disclosed in Patent Document 1 is configured as a so-called two-can two-water channel in which a hot water supply system and a warm water circulation system for heating have independent combustion can bodies, but for cost reduction and the like, A composite heat source machine as disclosed in
この複合熱源機は、給湯用の第1熱交換器を加熱する第1バーナ(第1燃焼部)と、暖房端末(ミストユニットなど)との間で湯水を循環させる暖房用の第2熱交換器を加熱する第2バーナ(第2燃焼部)と、第1及び第2バーナに対する共通のガス供給路に設けられた単一の比例弁(流量制御弁)とを備えている。また、第1及び第2バーナは、それぞれ能力切替弁によって燃焼面積を広狭複数段に切り替え可能に構成されている。給湯と暖房の同時運転時には、給湯出湯温度が所定の設定温度になるように第1バーナの燃焼面積を切り替えて比例弁で第1バーナの燃焼能力を制御するとともに、暖房出湯温度が要求湯温となるよう第2バーナの燃焼面積の広狭切り替えを行うよう構成されている。 This composite heat source machine has a second heat exchange for heating that circulates hot water between a first burner (first combustion section) that heats the first heat exchanger for hot water supply and a heating terminal (such as a mist unit). And a single proportional valve (flow control valve) provided in a common gas supply path for the first and second burners. Moreover, the 1st and 2nd burner is comprised so that a combustion area can be switched to a wide-narrow multiple stage by the capacity switching valve, respectively. During simultaneous operation of hot water supply and heating, the combustion area of the first burner is switched so that the hot water supply hot water temperature becomes a predetermined set temperature, and the combustion capacity of the first burner is controlled by a proportional valve. Thus, the combustion area of the second burner is configured to be switched between wide and narrow.
このように、上記従来の複合熱源機では、給湯と暖房の同時運転時には給湯優先制御となり、給湯出湯温度が設定温度になるように比例弁と第1バーナの能力切替弁とで第1バーナの燃焼能力を制御するよう構成される。 As described above, in the conventional combined heat source apparatus, the hot water supply priority control is performed during the simultaneous operation of hot water supply and heating, and the proportional valve and the capacity switching valve of the first burner are set so that the hot water supply hot water temperature becomes the set temperature. It is configured to control the combustion capacity.
しかし、例えば図1に示すように、給湯用の第1バーナがN1〜N5の5段階の能力段数に切り替え可能に構成されており、給湯と暖房の同時運転時に能力段数N4の小燃焼能力領域A4で第1バーナが燃焼するよう能力切替弁及び比例弁が制御されている状態では、第1及び第2バーナに供給されるガス圧は比較的低く、そのために第2バーナの燃焼面積を最大にしても第2バーナの燃焼能力が不足して、暖房出湯温度が要求湯温よりも低くなって暖房性能を確保できず、これにより室温を上昇させることができなくなる場合がある。特に、特許文献1に開示されたミスト機能付き浴室暖房乾燥システムにおいては、暖房側の高温出湯水によって給湯側湯水の再加熱を行うとともに温風の加熱をも行うために暖房側に大能力が要求され、加えてミスト用に給湯も同時運転するため、給湯側の制御状態によって暖房能力が不足し、入浴前の浴室の暖房を適切に行うことができなくなるという問題があった。 However, as shown in FIG. 1, for example, the first burner for hot water supply is configured to be switchable to five stages of capacity stages N1 to N5, and a small combustion capacity region with a capacity stage number N4 during simultaneous operation of hot water supply and heating. In the state where the capacity switching valve and the proportional valve are controlled so that the first burner burns in A4, the gas pressure supplied to the first and second burners is relatively low, and therefore the combustion area of the second burner is maximized. However, the combustion capability of the second burner is insufficient, and the heating hot water temperature becomes lower than the required hot water temperature, so that the heating performance cannot be ensured, and thus the room temperature cannot be raised. In particular, in the bathroom heating / drying system with a mist function disclosed in Patent Document 1, the heating side has a large capacity in order to perform reheating of hot water on the hot water supply side with hot hot water on the heating side and heating of hot air. In addition, since the hot water supply is simultaneously operated for the mist, there is a problem that the heating capacity is insufficient depending on the control state of the hot water supply side, and it becomes impossible to appropriately heat the bathroom before bathing.
そこで、本発明は、共通の流量制御弁から燃料が供給されて異なる熱交換器を加熱する2つの燃焼部を有する複合熱源機において、一方の燃焼部における燃焼能力を優先して流量制御弁を制御しつつ、流量制御弁の開度が小さいことにより他方の燃焼部における燃焼能力が不足することを回避することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a composite heat source machine having two combustion sections that are supplied with fuel from a common flow control valve and heats different heat exchangers, and prioritizes the combustion capacity in one combustion section. An object of the present invention is to avoid the shortage of the combustion capacity in the other combustion section due to the small opening of the flow control valve while controlling.
本発明は、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
すなわち、本発明は、複数の能力段数のいずれかに切り替え制御可能に構成されるとともに第1熱交換器を加熱する第1燃焼部と、第2熱交換器を加熱する第2燃焼部と、第1及び第2燃焼部に対する共通の燃料供給路に設けられて第1及び第2燃焼部の燃焼能力を調整する流量制御弁と、所定条件を満たす必要燃焼能力となるように第1燃焼部の能力段数の切り替え並びに前記流量制御弁の開度を制御する燃焼能力調整制御手段とを備える複合熱源機において、前記燃焼能力調整制御手段は、第2燃焼部の燃焼能力が所定の不足状態にあり、第1燃焼部が前記複数の能力段数のうち最小の能力段数以外の所定の能力段数に切り替えられており、且つ、当該能力段数における所定の小燃焼能力領域で第1燃焼部が燃焼動作するよう前記流量制御弁の開度が制御されている場合に、第1燃焼部を一段下の能力段数に切り替える第2燃焼部燃焼能力上昇機能を具備していることを特徴とするものである(請求項1)。 That is, the present invention is configured to be switchable and controllable to any one of a plurality of capacity stages, and the first combustion unit that heats the first heat exchanger, the second combustion unit that heats the second heat exchanger, A flow rate control valve provided in a common fuel supply path for the first and second combustion sections to adjust the combustion capacity of the first and second combustion sections, and the first combustion section to achieve a necessary combustion capacity that satisfies a predetermined condition And a combustion capacity adjustment control means for controlling the opening degree of the flow rate control valve, the combustion capacity adjustment control means is configured such that the combustion capacity of the second combustion section is in a predetermined shortage state. Yes, the first combustion section is switched to a predetermined capacity stage number other than the minimum capacity stage number among the plurality of capacity stage numbers, and the first combustion section performs a combustion operation in a predetermined small combustion capacity region in the capacity stage number The flow rate control When the opening degree of the valve is controlled, the second combustion section has a combustion capacity increasing function for switching the first combustion section to the next lower capacity stage (Claim 1). .
かかる本発明の複合熱源機によれば、第1燃焼部が所定の能力段数での小燃焼能力領域で燃焼動作するよう燃焼能力調整制御手段によって流量制御弁の開度が比較的小さくなるよう制御されることによって、第2熱交換器からの出湯温度が所定の要求温度乃至設定温度に達しない場合などに、第1燃焼部の能力段数が一段下に切り替えられるとともに、第1燃焼部の燃焼能力を維持するよう流量制御弁の開度が制御されるため、流量制御弁の開度が大きくなって第1及び第2燃焼部への供給燃料圧も大きくなり、第1熱交換器からの出湯温度を維持しつつ第2熱交換器からの出湯温度を上昇させることができる。 According to the composite heat source apparatus of the present invention, the opening degree of the flow rate control valve is controlled to be relatively small by the combustion capacity adjustment control means so that the first combustion section performs a combustion operation in a small combustion capacity region with a predetermined capacity stage number. Thus, when the temperature of the hot water from the second heat exchanger does not reach a predetermined required temperature or set temperature, the number of capacity stages of the first combustion section is switched down by one stage, and the combustion of the first combustion section Since the opening degree of the flow rate control valve is controlled so as to maintain the capacity, the opening degree of the flow rate control valve becomes larger and the fuel pressure supplied to the first and second combustion sections also becomes larger. While maintaining the tapping temperature, the tapping temperature from the second heat exchanger can be raised.
なお、第2燃焼部燃焼能力上昇機能は、第1燃焼部が前記複数の能力段数のうち最小の能力段数以外の所定の能力段数に切り替えられていて前記燃焼能力調整制御手段によって当該能力段数における所定の小燃焼能力領域で第1燃焼部が燃焼動作している状態が、所定時間継続した場合に実行されるよう構成することが好ましく、この所定時間は例えば5分〜6分とすることができる。このように第2燃焼部燃焼能力上昇機能の実行にある程度の待機時間を設けておくことで、第1燃焼部の能力段数が安定している状態で第2燃焼部燃焼能力上昇機能を実行させることができ、これにより頻繁に第1燃焼部の能力段数が切り替えられてしまうことを回避できる。また、「第2燃焼部の燃焼能力が所定の不足状態にある」か否かは、適宜の一又は複数の条件の組み合わせによって判定することができるが、例えば、(1)ミスト運転要求などの大能力の暖房運転要求があるにもかかわらず流量制御弁の開度が比較的小さい、(2)第2熱交換器の出湯温度が所定温度まで加熱されていないなど、第2燃焼部の燃焼能力が不足すると予測される、若しくは、不足していると判定乃至推定される適宜の情報に基づいて判定可能である。 The second combustion section combustion capacity increasing function is such that the first combustion section is switched to a predetermined capacity stage number other than the minimum capacity stage number among the plurality of capacity stage numbers, and the combustion capacity adjustment control means adjusts the capacity stage number. It is preferable that the first combustion unit is in a state where the combustion operation is performed in a predetermined small combustion capacity region for a predetermined time, and the predetermined time is, for example, 5 minutes to 6 minutes. it can. Thus, by providing a certain waiting time for the execution of the second combustion part combustion capacity increasing function, the second combustion part combustion capacity increasing function is executed in a state where the capacity stage number of the first combustion part is stable. Thus, it is possible to avoid frequently switching the capacity stage number of the first combustion section. Further, whether or not “the combustion capacity of the second combustion section is in a predetermined shortage state” can be determined by an appropriate combination of one or more conditions. For example, (1) a mist operation request or the like Combustion in the second combustion section such that the opening degree of the flow control valve is relatively small in spite of a demand for high-capacity heating operation, and (2) the tapping temperature of the second heat exchanger is not heated to a predetermined temperature. It is possible to determine based on appropriate information that is predicted to be insufficient or that is determined or estimated to be insufficient.
上記本発明の複合熱源機において、前記所定の能力段数の小燃焼能力領域は、当該能力段数の一段下の能力段数の大燃焼能力領域と燃焼能力がオーバーラップしており、前記燃焼能力調整制御手段は、第2燃焼部燃焼能力上昇機能によって第1燃焼部が一段下の能力段数に切り替えられる前後で第1燃焼部の燃焼能力を維持するように第2燃焼部燃焼能力上昇機能の実行前よりも実行後の前記流量制御弁の開度を大きくするよう制御するものであってよい(請求項2)。これによれば、所定の能力段数の小燃焼能力領域と、その一段下の能力段数の大燃焼能力領域とがオーバーラップされているので、第2燃焼部燃焼能力上昇機能によって第1燃焼部が一段下の能力段数に切り替えられる前後で流量制御弁の開度を制御することによって第1燃焼部の燃焼能力を維持しつつ、第2燃焼部の燃焼能力を大きくすることができる。 In the composite heat source apparatus of the present invention, the small combustion capacity region of the predetermined capacity stage number overlaps with the large combustion capacity area of the capacity stage number one stage below the capacity stage number, and the combustion capacity adjustment control Before the execution of the second combustion part combustion capacity increasing function, the means maintains the combustion capacity of the first combustion part before and after the first combustion part is switched to the next lower capacity stage by the second combustion part combustion capacity increase function. Control may be performed to increase the opening of the flow control valve after execution (claim 2). According to this, since the small combustion capacity region of the predetermined capacity stage and the large combustion capacity area of the capacity stage one stage below are overlapped, the first combustion section is By controlling the opening degree of the flow rate control valve before and after switching to the next lower capacity stage, the combustion capacity of the second combustion section can be increased while maintaining the combustion capacity of the first combustion section.
また、前記所定条件を満たす第1燃焼部の前記必要燃焼能力を低下させる出湯制限手段をさらに備え、該出湯制限手段は、第2燃焼部の燃焼能力が所定の不足状態にあり、且つ、第1燃焼部が前記所定の能力段数における小燃焼能力領域よりも大きな燃焼能力で燃焼動作するよう前記流量制御弁の開度が制御されている場合に、前記燃焼能力調整制御手段によって第1燃焼部が前記所定の能力段数の小燃焼能力領域で燃焼動作する状態となるように第1燃焼部の前記必要燃焼能力を低下させるよう構成されていてよい(請求項3)。これによれば、第1燃焼部が所定の能力段数における小燃焼能力領域よりも大きな燃焼能力で燃焼動作しているが、流量制御弁の開度が中間付近であるために第2熱交換器からの出湯温度が所定温度に達していない場合に、第1熱交換器からの出湯量を制限することによって出湯温度を設定温度に維持するための第1燃焼部の必要燃焼能力を低下させることができ、これにより第1燃焼部が小燃焼能力領域で燃焼動作することとなり、上記第2燃焼部燃焼能力上昇機能の実行条件を満たすことができる。 The hot water limiting means further reduces the required combustion capacity of the first combustion section that satisfies the predetermined condition, and the hot water limiting means has a combustion capacity of the second combustion section in a predetermined shortage state, and When the opening degree of the flow rate control valve is controlled so that one combustion section performs a combustion operation with a combustion capacity larger than the small combustion capacity region in the predetermined capacity stage number, the first combustion section is controlled by the combustion capacity adjustment control means. May be configured to reduce the required combustion capacity of the first combustion section so that the combustion operation is performed in the small combustion capacity region of the predetermined capacity stage (Claim 3). According to this, the first combustion section is in a combustion operation with a combustion capacity larger than the small combustion capacity region at the predetermined capacity stage number. However, since the opening of the flow control valve is near the middle, the second heat exchanger Reducing the required combustion capacity of the first combustion section for maintaining the tapping temperature at the set temperature by limiting the amount of tapping from the first heat exchanger when the tapping temperature from the tank does not reach the predetermined temperature As a result, the first combustion section performs the combustion operation in the small combustion capacity region, and the execution condition of the second combustion section combustion capacity increasing function can be satisfied.
なお、上記出湯制限手段による必要燃焼能力を低下させる制御も、第1燃焼部が前記所定の能力段数の小燃焼能力領域よりも大きな燃焼能力で燃焼動作している状態が所定時間(例えば数分)継続した場合に実行させるようにすることが好ましい。 In the control for reducing the required combustion capacity by the hot water limiting means, the state in which the first combustion section is in a combustion operation with a combustion capacity larger than the small combustion capacity region of the predetermined capacity stage is a predetermined time (for example, several minutes). ) It is preferable to execute it when it continues.
上記本発明の複合熱源機において、第1燃焼部は給湯用燃焼部であり、第2燃焼部は暖房用燃焼部であることが好ましい(請求項4)。これによれば、給湯優先制御を行いつつも、第1及び第2燃焼部への燃料の供給圧力が低い状態が継続することに起因して暖房側出湯温度が要求湯温よりも低い状態となることを回避でき、暖房運転時に確実に室温を上昇させることが可能となる。 In the composite heat source machine of the present invention, the first combustion section is preferably a hot water supply combustion section, and the second combustion section is preferably a heating combustion section. According to this, while performing the hot water supply priority control, the state where the supply pressure of the fuel to the first and second combustion units continues to be low, the heating-side hot water temperature is lower than the required hot water temperature, Therefore, the room temperature can be reliably raised during the heating operation.
さらに、本発明の複合熱源機は、給湯用熱交換器から出湯される湯水がミスト噴霧用に用いられ、暖房用熱交換器から出湯される湯水がミスト噴霧用湯水の再加熱並びに温風加熱用に用いられるミストシステムに好適に用いることができる。また、前記燃焼能力調整制御手段は、外部のミストシステムからのミスト運転要求がある場合に、第2燃焼部の燃焼能力が所定の不足状態にあると判定するよう構成できる(請求項5)。これによれば、例えば複合熱源機が家庭用では標準的な24号の給湯能力のものである場合などに、標準的な大きさの浴室を暖めるための標準的な家庭用ミストシステムによってミスト運転する場合に暖房能力不足として本発明の制御を行うことにより、ミスト運転に必要な給湯能力と暖房能力とをいずれも確保することができる。 Further, in the composite heat source apparatus of the present invention, the hot water discharged from the hot water heat exchanger is used for mist spraying, and the hot water discharged from the heating heat exchanger is reheated and heated by hot air for mist spraying. It can be used suitably for the mist system used for the purpose. Further, the combustion capacity adjustment control means can be configured to determine that the combustion capacity of the second combustion section is in a predetermined shortage state when there is a mist operation request from an external mist system. According to this, for example, when the combined heat source machine has a standard hot water supply capacity of No. 24 for home use, the mist operation is performed by a standard home mist system for heating a bathroom of a standard size. In this case, by performing the control according to the present invention as a lack of heating capacity, it is possible to ensure both the hot water supply capacity and the heating capacity necessary for the mist operation.
以上説明したように、本発明の請求項1に係る複合熱源機によれば、第1燃焼部が所定の能力段数での小燃焼能力領域で燃焼動作するよう燃焼能力調整制御手段によって流量制御弁の開度が比較的小さくなるよう制御されることによって、第2熱交換器からの出湯温度が所定の要求温度乃至設定温度に達しない場合などに、第1燃焼部の能力段数が一段下に切り替えられるとともに、第1燃焼部の燃焼能力を維持するよう流量制御弁の開度が制御されるため、流量制御弁の開度が大きくなって第1及び第2燃焼部への供給燃料圧も大きくなり、第1熱交換器からの出湯温度を維持しつつ第2熱交換器からの出湯温度を上昇させることができる。 As described above, according to the composite heat source apparatus of the first aspect of the present invention, the flow rate control valve is controlled by the combustion capacity adjustment control means so that the first combustion section performs the combustion operation in the small combustion capacity region at the predetermined capacity stage number. By controlling so that the opening degree of the engine becomes relatively small, the capacity stage number of the first combustion section is lowered by one stage when the temperature of the hot water from the second heat exchanger does not reach a predetermined required temperature or set temperature. Since the opening degree of the flow rate control valve is controlled so that the combustion capacity of the first combustion part is maintained, the opening degree of the flow rate control valve is increased and the fuel pressure supplied to the first and second combustion parts is also increased. It becomes large and can raise the tapping temperature from a 2nd heat exchanger, maintaining the tapping temperature from a 1st heat exchanger.
また、本発明の請求項2に係る複合熱源機によれば、所定の能力段数の小燃焼能力領域と、その一段下の能力段数の大燃焼能力領域とがオーバーラップされているので、第2燃焼部燃焼能力上昇機能によって第1燃焼部が一段下の能力段数に切り替えられる前後で流量制御弁の開度を制御することによって第1燃焼部の燃焼能力を維持しつつ、第2燃焼部の燃焼能力を大きくすることができる。
Further, according to the composite heat source apparatus according to
また、本発明の請求項3に係る複合熱源機によれば、第1燃焼部が所定の能力段数における小燃焼能力領域よりも大きな燃焼能力で燃焼動作しているが、流量制御弁の開度が中間付近であるために第2熱交換器からの出湯温度が所定温度に達していない場合に、第1熱交換器からの出湯量を制限することによって出湯温度を設定温度に維持するための第1燃焼部の必要燃焼能力を低下させることができ、これにより第1燃焼部が小燃焼能力領域で燃焼動作することとなり、上記第2燃焼部燃焼能力上昇機能の実行条件を満たすことができる。
Further, according to the composite heat source apparatus according to
また、本発明の請求項4に係る複合熱源機によれば、給湯優先制御を行いつつも、第1及び第2燃焼部への燃料の供給圧力が低い状態が継続することに起因して暖房側出湯温度が要求湯温よりも低い状態となることを回避でき、暖房運転時に確実に室温を上昇させることが可能となる。また、請求項5に係る複合熱源機によれば、例えば複合熱源機が家庭用では標準的な給湯能力のものである場合などに、標準的な大きさの浴室を暖めるための標準的な家庭用ミストシステムによってミスト運転する場合に暖房能力不足として本発明の制御を行うことにより、ミスト運転に必要な給湯能力と暖房能力とをいずれも確保することができる。
Further, according to the composite heat source apparatus according to
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本発明の実施形態に係る給湯機能及び温水循環式暖房機能を併有する複合熱源機1を熱源として動作するミスト機能付き浴室暖房乾燥システム(ミストシステム)を示しており、該システムは、ミスト用水供給用の室外機としてのミストユニット2と、浴室の壁面や天井等に設置される室内ユニット3と、換気装置4とを具備している。なお、ミストユニット2、室内ユニット3及び換気装置4の構成は上記特許文献1に開示したものと同様であるので詳細説明は省略する。なお、ミストシステムは、浴室乾燥機能を有さずミスト機能のみを提供するものとして構成することもできる。
FIG. 2 shows a bathroom heating / drying system (mist system) with a mist function that operates using a composite heat source machine 1 having both a hot water supply function and a hot water circulation heating function according to an embodiment of the present invention as a heat source. A
複合熱源機1は、給湯経路内に給水される水を加熱して外部の給湯先(給湯栓5やミストユニット2など)に給湯する給湯系と、熱媒循環経路内の温水を加熱して外部の暖房端末(図示例ではミストユニット2並びに室内ユニット3)に循環供給する暖房系と、これらの燃焼動作を制御する熱源機コントローラ6を備えている。本実施形態の複合熱源機1は、給湯系と暖房系とが共通の燃焼缶体7及び共通の燃焼ファン8を備えた、いわゆる1ガス1ファン式の複合熱源機として構成されている。
The composite heat source unit 1 heats the water supplied in the hot water supply path to supply hot water to an external hot water supply destination (such as the hot water tap 5 and the mist unit 2), and heats the hot water in the heat medium circulation path. A heating system that circulates and supplies to an external heating terminal (in the illustrated example, the
給湯系は、給湯用熱交換器10(第1熱交換器)と、該熱交換器10を加熱する給湯用バーナ部11(第1燃焼部)と、水道管から給水される水を熱交換器10に導く入水管路12と、熱交換器10において加熱された湯を外部の給湯配管13に導く出湯管路14とから主構成されている。熱交換器10及びバーナ部11は燃焼缶体7内に配設されている。入水管路12には入水流量を検出する入水流量センサ15と、入水温度を検出する入水温度センサ16とが設けられている。出湯管路14には、熱交換器10から出湯された直後の出湯温度を検出する給湯側缶体出湯温度センサ17と、熱源機コントローラ6によって動作制御されて給湯流量を調節する給湯流量制御弁18(出湯制限手段)と、給湯配管13への給湯温度を検出する給湯温度センサ19とが設けられている。上記各センサ15,16,17,19の検出信号は熱源機コントローラ6に入力される。給湯流量制御弁18は通常時は全開状態とされ、給湯流量を絞る必要が生じた場合に熱源機コントローラ6によって制御されて給湯流量を抑制するために用いられる。
The hot water supply system exchanges heat between the hot water supply heat exchanger 10 (first heat exchanger), the hot water supply burner section 11 (first combustion section) for heating the
また、入水管路12と出湯管路14とはバイパス管路20によって接続されており、このバイパス管路20には、入水管路12から分岐流入する水道水の分配割合を調節する分配弁21が設けられている。この分配弁21は熱源機コントローラ6によって制御され、熱交換器10によって加熱された温水とバイパス管路20に分岐流入する水との混水により給湯配管13への給湯温度の温調が行われるようになっている。上記給湯温度センサ19は、上記温調後の給湯温度を検出する。
In addition, the
給湯用バーナ部11は、複数の燃焼領域に区分され、図示例では3つの燃焼領域に区分されている。各燃焼領域はそれぞれ1又は2以上の本数のガスバーナによって構成されているとともに、各燃焼領域には燃料ガス供給源側から燃料ガスを供給するガス供給管22(燃料供給路)が接続されている。ガス供給管22には燃料ガス供給源側から順に、元栓としての元ガス電磁弁23、ガスの供給流量を調整するガス比例弁24(流量制御弁)が設けられている。このガス比例弁24の下流側(図示例では燃焼缶体7の内部)でガス供給管22が各燃焼領域毎に分岐され、各分岐路毎に能力切替弁としての開閉弁が設けられており、各燃焼領域へのガス供給を行うか否かを、対応する能力切替弁の開閉によって切り替え可能に構成されている。
The hot water
これら各能力切替弁は熱源機コントローラ6によって開閉制御され、開弁する能力切替弁を熱源機コントローラ6が選択的に切り替えることによって、図1に示すように、燃焼能力調整制御範囲の異なるN1〜N5までの5段階の能力段数のいずれかに切り替え制御可能に給湯用バーナ部11が構成されている。各能力段数の調整制御範囲は適宜であってよいが、例えば、能力段数N1では、ガス比例弁の開度を制御することによって燃焼能力を出力号数で2.5〜5.0号までの範囲で調整制御可能であり、能力段数N2では3.5〜7.5号までの範囲で調整制御可能であり、能力段数N3では6.5号〜11号までの範囲で調整制御可能であり、能力段数N4では8.5号〜15号までの範囲で調整制御可能であり、能力段数N5では13号〜24号までの範囲で調整制御可能に構成されており、これにより、最小出力号数2.5号〜最大出力号数24号までの範囲で出湯能力(燃焼能力)が可変となっている。一段分異なる2つの能力段数同士では、下段側の能力段数の大燃焼領域C1〜C4と、上段側の能力段数の小燃焼領域A2〜A5の燃焼能力範囲がオーバーラップされており(すなわち、C1とA2、C2とA3、C3とA4、C4とA5がそれぞれオーバーラップ)、これにより上記の出湯能力の最小(2.5号)から最大(24号)まで、能力段数の切り替えのハンチングを防止しつつ実質上無段階で連続可変制御可能となっている。なお、各能力段数N1〜N5における燃焼能力とガス比例弁の開度との関係は、図1に示すように曲線で表されるものであってもよく、また直線で表されるもの(すなわち比例関係)であってもよい。
Each of these capacity switching valves is controlled to be opened and closed by the heat source machine controller 6, and when the capacity switching valve to be opened is selectively switched by the heat source machine controller 6, N1 to N1 having different combustion capacity adjustment control ranges as shown in FIG. The hot water
熱源機コントローラ6は、給湯栓5や給湯配管13に接続された暖房端末の給湯電磁弁25が開かれることによって入水管路12を介して水道水が入水され、入水流量センサ15が最低作動水量(MOQ)以上の流量を検出すると、給湯用バーナ部11を燃焼動作させて給湯運転制御を開始する。そして、給湯栓5や給湯電磁弁25が閉じて入水流量センサ15の検出値が最低作動水量よりも少なくなると、給湯用バーナ部11の燃焼動作を停止させて給湯運転制御が終了する。
The heat source controller 6 opens the hot water
給湯運転制御中は、熱源機コントローラ6(燃焼能力調整制御手段)は、給湯温度センサ19の検出値が給湯リモコン(図示せず)等によって設定された設定給湯温度となるよう、給湯用バーナ部11の能力切替弁、ガス比例弁24、燃焼ファン8並びに分配弁21を制御して、給湯温度を設定温度とするに必要な燃焼能力で給湯用バーナ部11を燃焼動作させる。かかる給湯運転制御の具体的制御方法は、FF制御号数やFB制御号数等の制御出力号数(必要燃焼能力)に基づいて行うが、従来公知の適宜のものであってよく、例えば本願出願人が特開2008−128575号公報に開示したものであってよい。なお、図1に示す例では、能力段数N3及びN4のときのガス比例弁24の最大制御開度を他の能力段数の最大制御開度よりも比較的低く抑えているが、これはガス比例弁24の開度(すなわち制御ガス圧)と燃焼ファン8の制御回転数とを比例させる必要があるところ、ガス比例弁24の開度を最大にすると燃焼ファン8の制御回転数も大きくなって燃焼ファン8による騒音や消費電力が大きくなるため、可能な範囲で騒音や消費電力を抑制するために能力段数N3及びN4ではガス比例弁24の最大制御開度を低く抑えている。騒音や消費電力の抑制よりも優先してガス比例弁24の最大開度まで開く必要がある場合には各能力段数においてガス比例弁24の最大開度まで制御することも可能である。
During the hot water supply operation control, the heat source controller 6 (combustion capacity adjustment control means) uses the hot water supply burner section so that the detected value of the hot water
次に複合熱源機1の暖房系の構成について説明する。暖房系は、膨張タンク30内に貯留された低温水を循環ポンプ31の作動により暖房用熱交換器32(第2熱交換器)に送り、暖房用バーナ部33(第2燃焼部)の燃焼熱との熱交換により加熱して約80℃の高温水とした上で、この高温水を暖房往き管路34を介して外部の暖房用循環配管35に供給し、該暖房用循環配管35を経由してミストユニット2並びに室内ユニット3に高温水を供給するよう構成されている。暖房用バーナ部33及び暖房用熱交換器32は、給湯用バーナ部11及び給湯用熱交換器10と同じ燃焼缶体7内に配設されている。
Next, the structure of the heating system of the composite heat source machine 1 will be described. The heating system sends low-temperature water stored in the
そして、室内ユニット3やミストユニット2での放熱により低温となった低温水が暖房戻り管路36を介して膨張タンク30に戻されるようになっている。暖房往き管路34と暖房戻り管路36とはバイパス管路37によって接続されており、バイパス管路37の途中にはバイパス熱動弁38が設けられている。なお、図2には高温暖房用回路のみを図示しているが、比較的低温(例えば60℃)の低温暖房水を出湯するための低温暖房用回路をさらに備えることができ、また、暖房往き管路34から分岐させた追い焚き回路をさらに設けて、該追い焚き回路を流れる高温水と、浴槽水を循環させる追い焚き循環管路との間で熱交換させることで浴槽水の追い焚きを行えるように構成することもできる。
And the low temperature water which became low temperature by the heat radiation in the
暖房往き管路34には、熱交換器32から出湯された直後の出湯温度を検出する暖房側缶体出湯温度センサ40が設けられており、該センサ40の検出信号は熱源機コントローラ6に入力される。
A heating-side can body hot
暖房用バーナ部33もまた、給湯用バーナ部と同様複数の燃焼領域に区分され、図示例では2つの燃焼領域に区分されている。この暖房用バーナ部33の各燃焼領域も、給湯用バーナ部11の各燃焼領域と並列にガス供給管22に接続されている。すなわち、燃焼缶体7内でガス供給管22は暖房用バーナ部33の各燃焼領域毎にも分岐されており、暖房用バーナ部33の各燃焼領域毎にそれぞれ能力切替弁が設けられている。上記ガス比例弁24は、給湯用バーナ部11及び暖房用バーナ部33に共通のものとなる。暖房用バーナ部33の能力切替弁もまた熱源機コントローラ6によって開閉制御され、開弁する暖房用能力切替弁を熱源機コントローラ6が選択的に切り替えることによって、本実施形態では2段階乃至3段階に暖房用バーナ部の能力段数を切り替え制御可能となっている。各能力段数の調整制御範囲は適宜であってよいが、給湯系と同様に、一段分異なる2つの能力段数同士では、下段側の能力段数の大燃焼領域と、上段側の能力段数の小燃焼領域の燃焼能力範囲をオーバーラップさせることが好ましい。
The
熱源機コントローラ6は、ユーザーによる暖房運転スイッチの操作や予約暖房運転時刻になるなど所定の暖房運転要求があると暖房用バーナ部33を燃焼動作させるとともにポンプ31を作動させて暖房運転制御を開始する。給湯系が使用されていない場合は、熱源機コントローラ6は、暖房側缶体出湯温度センサ40の検出値が所定の設定温度(例えば80℃)となるよう、暖房用バーナ部33の能力切替弁、ガス比例弁24、燃焼ファン8並びにバイパス熱動弁38を制御して、暖房用熱交換器32の出湯温度を設定温度とするに必要な燃焼能力で暖房用バーナ部33を燃焼動作させる。なお、暖房側缶体出湯温度センサ40の検出値に基づく制御ではなく、膨張タンク内の低温水の温度が所定温度(例えば60℃)となるよう、暖房用バーナ部33の能力切替弁、ガス比例弁24、燃焼ファン8並びにバイパス熱動弁38を制御することも可能である。
The heat source controller 6 starts the heating operation control by operating the
一方、給湯同時使用時は、熱源機コントローラ6は給湯運転制御を優先するよう構成されている。すなわち、給湯と暖房の同時運転時においては、ガス比例弁24の開度並びに燃焼ファン8の回転数は給湯運転制御において決定され、暖房運転制御では主として暖房用バーナ部33の能力切替弁の制御による能力段数の切り替えにより、給湯運転制御により決定されたガス比例弁24の開度における制御ガス圧下で、可能な限り暖房用熱交換器32の出湯温度を設定温度に近づけるよう動作することとなる。
On the other hand, when using hot water simultaneously, the heat source controller 6 is configured to give priority to hot water operation control. That is, during the simultaneous operation of hot water supply and heating, the opening degree of the gas
ミストユニット2及び室内ユニット3によりミスト運転が行われる場合、ミストユニット2の給湯電磁弁25が開かれてミスト用の温水が複合熱源機1の給湯系から供給されるとともに、室内ユニットコントローラ50からのミスト運転要求(暖房運転要求)を受けて熱源機コントローラ6が暖房運転制御を開始し、暖房系から高温水がミストユニット2並びに室内ユニット3に供給される。ミストユニット2では、ミスト用の温水が、液−液熱交換器41において暖房系から供給される高温水との間で熱交換することにより加熱される。また、室内ユニット3では、暖房系から供給される高温水が供給される熱交換器からの放熱によって所定温度に昇温された温風を生成し、ミストとともに浴室内に吹き出すよう構成されている。
When the mist operation is performed by the
このように、ミスト運転時は、ミスト用水の加熱並びに温風の生成の為に比較的大きな暖房能力が必要となるところ、給湯運転制御により決定されたガス比例弁24の開度が比較的大きい場合には、暖房用バーナ部33の能力段数を最大にすることによって十分な暖房能力を確保可能であるが、例えば図1に示すP1点で給湯運転している場合、ガス比例弁24の開度は最小に近く、これによりガス比例弁24の二次側(下流側)の制御ガス圧も小さくなるため、暖房用バーナ部33の能力段数を最大にしても、要求される暖房能力が得られない場合がある。
Thus, during the mist operation, a relatively large heating capacity is required for heating the mist water and generating hot air, but the opening of the gas
そこで、本実施形態では、室内ユニットコントローラ50からのミスト運転要求によって暖房運転制御を行う場合(暖房用バーナ部33の燃焼能力が所定の不足状態にある場合)には、熱源機コントローラ6は以下のような制御を行うよう構成している。
Therefore, in the present embodiment, when the heating operation control is performed according to the mist operation request from the indoor unit controller 50 (when the combustion capability of the
すなわち、熱源機コントローラ6は、給湯運転制御によって給湯用バーナ部11が最小の能力段数N1以外の能力段数N2〜N5のいずれかに切り替えられており、且つ、当該能力段数における小燃焼能力領域A2〜A5(一段下の能力段数の大燃焼能力領域とオーバーラップしている領域)で給湯用バーナ部11が燃焼動作するようガス比例弁24の開度が制御されている状態が所定時間(例えば5〜6分)継続したとき、給湯用バーナ部11を一段下の能力段数に切り替えるよう給湯用バーナ部11の能力切替弁を切り替える暖房燃焼能力上昇機能(第2燃焼部燃焼能力上昇機能)を具備している。
That is, in the heat source device controller 6, the hot water
例えば、図1に示す能力段数N4のP1点で給湯用バーナ部11が燃焼動作しているときに、暖房燃焼能力上昇機能によって給湯用バーナ部11が一段下に切り替えられると、上記給湯運転制御によって切り替え前後で給湯用バーナ部11の燃焼能力を維持するようにガス比例弁24の開度が大きく制御され、能力段数N3のP2点で燃焼動作することとなる。ガス比例弁24の開度が大きくなれば必然的に暖房用バーナ部33へ供給される制御ガス圧も大きくなり、暖房用バーナ部33の燃焼能力も大きく確保することが可能となる。かかる状態で、暖房運転制御により所定の制御目標に向けて暖房用バーナ部33の能力切替弁及びバイパス熱動弁を制御することによって、要求される暖房能力が得られるようになる。
For example, when the hot water
さらに、熱源機コントローラ6は、上記暖房燃焼能力上昇機能が実行される所定の能力段数に給湯用バーナ部11が切り替えられており、当該能力段数における大燃焼能力領域C3,C4よりも小さい燃焼能力であって(暖房用バーナ部の燃焼能力が所定の不足状態にある)、当該能力段数における小燃焼能力領域A3,A4よりも大きな燃焼能力の中燃焼能力領域B3,B4で燃焼動作するようガス比例弁24の開度が給湯運転制御により制御されている場合(例えばこの状態が数分間継続した場合)に、給湯流量制御弁18の開度を小さく制御して給湯流量を抑制し、これにより給湯用バーナ部11の必要燃焼能力を低下させて、給湯運転制御により給湯用バーナ部11がその時点の能力段数の小燃焼能力領域A3,A4で燃焼動作する状態とする。
Further, in the heat source controller 6, the hot water
かかる制御によって所定の能力段数N3,N4の小燃焼能力領域A3,A4で燃焼動作する状態が所定時間継続すれば、上述したように暖房燃焼能力上昇機能によって一段下の能力段数に切り替えられ、これにより暖房用バーナ部33へ供給されるガス圧を大きく確保して暖房用バーナ部33の燃焼能力を上昇できる。なお、上記給湯流量制御弁18による給湯量の抑制制御は、例えばミスト運転が終了するまで継続することができる。
If the state in which the combustion operation is continued in the small combustion capacity regions A3 and A4 of the predetermined capacity stages N3 and N4 for a predetermined time by such control, the heating combustion capacity increasing function is switched to the next lower capacity stage as described above. Thus, it is possible to secure a large gas pressure supplied to the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、上記実施形態では暖房系の熱媒として温水を用いたが、不凍液などを熱媒として用いることもできる。また、複合熱源機1は、給湯系及び暖房系ともに潜熱回収型であってもよい。また、各能力段数の小燃焼能力領域は、一段下の能力段数の最大制御燃焼能力よりも所定号数(例えば0.8号)以上小さい領域として設定することができ、例えば上記実施形態の能力段数N4の小燃焼能力領域としては、一段下の能力段数N3の最大制御燃焼能力である11号から0.8号を引いた10.2号よりも小さい領域、すなわち8.5号〜10.2号の領域を小燃焼能力領域とすることができ、これによれば一段下の能力段数に切り替えられた直後に給湯運転制御によってすぐに元の給湯段数に切り替えられることによるハンチングを防止できる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate. For example, in the above embodiment, warm water is used as a heating medium as a heating medium, but antifreeze or the like can also be used as a heating medium. The composite heat source machine 1 may be a latent heat recovery type for both the hot water supply system and the heating system. Moreover, the small combustion capacity region of each capacity stage number can be set as an area smaller than a maximum control combustion capacity of the capacity stage number one stage below by a predetermined number (for example, 0.8) or more, for example, the capacity of the above embodiment. As the small combustion capacity region of the number of stages N4, an area smaller than the number 10.2 obtained by subtracting the number 0.8 from the
また、上記暖房燃焼能力上昇機能は、特定の一又は複数の能力段数(例えば、能力段数N3及びN4のみ)で給湯用バーナ部11が燃焼動作している場合にのみ実行されるように構成することもできる。また、図1の能力段数N3は、通常の給湯運転制御においてはガス比例弁制御値として最大190程度とされているが、暖房燃焼能力上昇機能の実行に際しては、能力段数N3の特性曲線の最大側に仮想線で示すように能力段数N3においてガス比例弁24を最大開度(制御値として256)まで制御可能とし、この場合のオーバーラップしている領域をそれぞれ上段側の能力段数N4の小燃焼能力領域A4’、下段側の能力段数N3の大燃焼能力領域C3’として、暖房燃焼能力上昇機能の実行条件判定を行うとともに、能力段数の切り替え後のガス比例弁24の開度制御を行わせることも可能である。また、暖房燃焼能力上昇機能はディップスイッチの設定によって有効/無効の切り替えを行えるようにすることもできる。
In addition, the heating combustion capacity increasing function is configured to be executed only when the hot water
また、上記実施形態では室内ユニットコントローラ50からのミスト運転要求がある場合を暖房燃焼能力上昇機能の実行条件としたが、ミスト運転要求の有無ではなく、複合熱源機1内での各種センサの検出値や制御状態のみに基づいて暖房燃焼能力上昇機能を実行させることもできる。例えば、給湯用バーナ部11の能力段数がN3若しくはN4であり、給湯用バーナ部11と暖房用バーナ部33が同時燃焼中であり、暖房側缶体出湯温度(暖房往き温度)が、設定温度(例えば80℃)−15℃以下であり(例えば65℃以下)、且つ、現在の給湯用バーナ部11の能力段数における小燃焼能力領域A3又はA4で燃焼動作している状態を所定時間継続した場合に、暖房燃焼能力上昇機能を実行させることができる。この場合は、暖房側缶体出湯温度が設定温度より所定温度以上低いことが、暖房用バーナ部33の燃焼能力が不足状態であることの判定要素となる。なお、上記状態の所定時間の積算は、給湯用バーナ部11の給湯運転制御における能力段数の切り替え制御が発生した場合にはクリアすることが好ましい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where there was a mist operation request | requirement from the
また、上記実施形態では第2燃焼部を暖房用のバーナ部とした例を示したが、第2燃焼部は風呂追い焚き用のバーナ部とすることもできる。 Moreover, although the example which made the 2nd combustion part the burner part for heating was shown in the said embodiment, the 2nd combustion part can also be made into the burner part for bath reheating.
N1〜N5 能力段数
A1〜A5 小燃焼能力領域
B1〜B5 中燃焼能力領域
C1〜C4 大燃焼能力領域
1 複合熱源機
6 燃焼能力調整制御手段(熱源機コントローラ)
10 第1熱交換器(給湯用熱交換器)
11 第1燃焼部(給湯用バーナ部)
18 出湯制限手段(給湯流量制御弁)
22 共通の燃料供給路(ガス供給管)
24 流量制御弁(ガス比例弁)
32 第2熱交換器(暖房用熱交換器)
33 第2燃焼部(暖房用バーナ部)
N1 to N5 Number of capacity stages A1 to A5 Small combustion capacity area B1 to B5 Medium combustion capacity area C1 to C4 Large combustion capacity area 1 Combined heat source machine 6 Combustion capacity adjustment control means (heat source machine controller)
10 1st heat exchanger (heat exchanger for hot water supply)
11 1st combustion part (hot-water supply burner part)
18 Hot water limiting means (hot water flow control valve)
22 Common fuel supply path (gas supply pipe)
24 Flow control valve (Gas proportional valve)
32 2nd heat exchanger (heat exchanger for heating)
33 Second combustion section (heating burner section)
Claims (5)
前記燃焼能力調整制御手段は、第2燃焼部の燃焼能力が所定の不足状態にあり、第1燃焼部が前記複数の能力段数のうち最小の能力段数以外の所定の能力段数に切り替えられており、且つ、当該能力段数における所定の小燃焼能力領域で第1燃焼部が燃焼動作するよう前記流量制御弁の開度が制御されている場合に、第1燃焼部を一段下の能力段数に切り替える第2燃焼部燃焼能力上昇機能を具備していることを特徴とする複合熱源機。 A first combustion section configured to be switchable to one of a plurality of capacity stages and heating the first heat exchanger, a second combustion section heating the second heat exchanger, and first and second combustion A flow rate control valve that is provided in a common fuel supply path for the first and second combustion sections and adjusts the combustion capacity of the first and second combustion sections; In a composite heat source machine comprising a combustion capacity adjustment control means for controlling the opening of the flow control valve,
In the combustion capacity adjustment control means, the combustion capacity of the second combustion section is in a predetermined shortage state, and the first combustion section is switched to a predetermined capacity stage number other than the minimum capacity stage number among the plurality of capacity stage numbers. In addition, when the opening degree of the flow control valve is controlled so that the first combustion section performs the combustion operation in a predetermined small combustion capacity region in the capacity stage number, the first combustion section is switched to the next lower capacity stage number. A composite heat source machine having a second combustion part combustion capacity increasing function.
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