JP2017133723A - 暖房熱源機 - Google Patents

Abstract

【課題】 流量センサ等を新設することなく循環流量を取得し、これを用いて熱交換加熱による出力熱量を把握し、入力熱量との対比に基づき異常事態の発生検知等を行い得る暖房熱源機を提供する。【解決手段】 温水が所定温度になるまで入力熱量及び出力熱量の演算用データを蓄積する（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３でＹＥＳ）。循環ポンプＯＮを維持したまま燃焼停止し、タイマーをＯＮして往き温度を監視する（Ｓ４）。往き温度が設定温度差ΔＴだけ降下するのに要したタイマー値（降下時間値）を得て（Ｓ５でＹＥＳ，Ｓ６）、関係テーブルから降下時間値に対応する循環流量の値を割り出す（Ｓ７）。熱交換器通過前後の温水温度差の積算値に循環流量を乗じて出力熱量を演算し、制御上の入力熱量と対比することで、出力異常の有無、ガス種の特定を行う（Ｓ８）。【選択図】 図４

Description

本発明は、加熱した流体（例えば温水）を暖房用熱源として暖房負荷に循環供給して暖房を行うための暖房熱源機に関し、特に、流量センサ等の流量を直接に検出する検出手段を必要とすることなく、循環流路内に循環供給される流体の流量を把握することで、制御上の入力に対する出力異常の発生を検知し得るようにした技術に係る。

流量センサを用いずに流体の循環流量を検出するために、本願の出願人は下記の特許文献１で制御上の処理により検出し得る技術を提案した。これは、追い焚き循環路に循環される浴槽内の湯水が缶体内の熱交換器を通過する間に燃焼バーナにより直接加熱されるという熱源機において、追い焚き循環路に循環される前記湯水の循環流量を検出し得るようにしたものである。具体的には、浴槽内の湯水を、浴槽と、燃焼バーナにより加熱される追い焚き用熱交換器との間に循環させ、追い焚き用熱交換器での追い焚き加熱により昇温した湯水を浴槽に供給させるという追い焚き循環加熱を行った後に、循環流量の検出のための処理を開始させる。すなわち、前記の燃焼バーナによる追い焚き加熱は停止させるものの、追い焚き循環路内の循環自体は中断させずに継続させる。そして、追い焚き加熱停止後に追い焚き熱交換器を通過して浴槽に供給される湯水の温度が所定の設定温度差分だけ降下するのに要した降下時間値を検出し、所定の関係テーブルからその降下時間値に対応する循環流量値を割り出すというものである。このような関係テーブルは、前記の降下時間と、循環流量との間の関係を予め試験等により求めて予め表や関係式として設定しておいたものである。

特許第５３２６６５０号公報

ところで、燃焼熱により熱交換加熱した所定の高温水を暖房負荷に対し暖房用の熱源として循環供給することにより暖房するという温水循環式の暖房熱源機においては、循環ポンプの作動に基づいて暖房負荷に対し一定流量で温水が循環供給されるように構成されており、循環流量を検出するための流量センサは必要性に乏しいことから従来より設けられてはいない。

一方、かかる暖房熱源機による温水の熱交換加熱においては、熱交換器のフィン詰まり、排気通路の閉塞（排気閉塞）、あるいは、燃焼バーナの異なる燃焼領域間での火移り不良等の異常事態が発生するおそれが考えられ、このような異常事態が発生すると、所定の熱交換加熱状態にするべく制御したとしても、その制御の結果として熱交換加熱により温水が受熱した出力熱量は、制御上の入力熱量よりも大きく異なり低下してしまうおそれがある。

しかしながら、このような異常事態の発生を制御上の入力熱量と、その結果である出力熱量との対比により判定・検知することも考えられるものの、出力熱量の把握のためには循環流量検知が必要であり、このため、暖房熱源機にも流量センサの新設が必要となってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流量センサ等の直接的な検出手段を新設することなく循環流量を取得し、取得した循環流量を用いて熱交換加熱による出力熱量を把握することができ、それに基づき異常事態の発生検知等を行うことができる暖房熱源機を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明では、加熱部と、暖房用熱源である熱媒が通過する際に前記加熱部からの加熱により前記熱媒を熱交換加熱するための熱交換器と、この熱交換器から熱媒を暖房負荷に対し循環供給可能に前記熱交換器及び暖房負荷を互いに接続するための暖房循環路と、この暖房循環路を通して前記熱媒を循環させるための循環ポンプと、制御装置とを備えている暖房熱源機を対象にして次の技術的手段を講じた。

すなわち、前記熱交換器を通過した後の通過後熱媒の温度を検出するための通過後熱媒温度検出手段と、前記熱交換器を通過する前の通過前熱媒の温度を検出するための通過前熱媒温度検出手段とを備え、前記制御装置として、前記循環ポンプを作動させて前記加熱部により所定の加熱時間にわたり加熱作動制御して熱交換加熱後の熱媒を前記暖房循環路に循環供給させる暖房制御部を備えるものとする。加えて、前記制御装置が、前記加熱時間の加熱後に、前記熱媒の循環状態を維持しつつ前記加熱部による加熱作動を停止させた状態で、前記通過後熱媒の温度が前記加熱部による加熱停止時点から設定温度差だけ温度降下するのに要する降下時間値を計測するための計測部と、前記降下時間値と前記暖房循環路内の熱媒の循環流量との関係を予め設定した関係テーブルとを有し、前記計測部により計測された降下時間値に基づいて上記関係テーブルから対応する循環流量の値を割り出して検出するように構成された循環流量検出処理部を備えるものとする。さらに、前記制御装置が、前記通過後熱媒の温度から前記通過前熱媒の温度を減じた温度差について前記加熱時間にわたり積分したものに、前記循環流量検出処理部により検出された循環流量を乗じて出力熱量を演算するための出力熱量演算部と、前記暖房制御部による前記加熱作動制御により前記熱交換器に対し入力される入力熱量と、前記出力熱量演算部により演算される出力熱量との対比に基づいて、前記熱交換器に出力異常が生じているか否かを診断する出力診断部とを備えるものとした（請求項１）。

この発明の場合、出力診断部により熱交換器に出力異常が生じているか否かを診断するに当たり、流量センサ等の直接的に計測する検出手段を用いることなく、循環流量値を循環流量検出処理部により取得することが可能となり、この取得された循環流量を用いて出力熱量を演算により得ることが可能となる。このため、出力異常が生じているか否かの出力診断を行うことが可能となって、それに基づき対策制御（以後の暖房運転の禁止や警告報知等）を早期に実行することが可能となる。又、かかる出力診断を、暖房運転毎に行うことにより、あるいは、その暖房運転の初回の加熱作動の際に取得した循環流量値に基づき行うことにより、出力異常が生じていたとしても、その出力異常の発生を早期に診断することが可能となる。これにより、例えば、熱交換器のフィン詰まりの発生、排気通路の閉塞、あるいは、加熱部の異常発生等により、熱交換器での熱交換加熱機能が低下し、制御上の入力熱量よりも出力熱量が異常に低下してしまう事態が発生したとしても、その出力異常の発生をいち早く判定・検出することが可能となる。

本発明の暖房熱源機において、制御装置が、前記循環流量検出処理部により少なくとも先後２回にわたり検出した先後２つの循環流量の値の対比に基づいて前記暖房循環路に循環異常が生じているか否かを診断するための循環診断部を、さらに備える構成とすることができる（請求項２）。この循環診断部による診断により、例えば、循環ポンプの異常、暖房循環路上に生じる種々の循環不良等に起因する循環流量の低下を判定・検出することが可能となり、循環異常発生に対し早期に対策を施すことが可能となる。この結果、例えばユーザーから診た外的症状が暖房温度の異常な低下である場合に、その原因がどこに生じているのか等の探索において、もしも、それが暖房循環路の循環異常である場合には、原因を早期に特定することが可能となって、対策を講じることで正常な状態に早期に復帰させることが可能となる。

又、本発明の暖房熱源機において、加熱部が、燃料ガスの燃焼により熱交換器を加熱するものであり、制御装置が、前記出力熱量演算部で求められた出力熱量と、前記制御部における熱交換器への入力熱量とに基づいて、前記加熱部に供給されている燃料ガスのガス種が複数の特定種類の内のいずれであるかを診断するためのガス種診断部を、さらに備えている構成とすることができる（請求項３）。このガス種診断部による診断により、暖房熱源機の設置地域の事情により、供給される燃料ガスが例えば通常の１３Ａではなくて１２Ａであったとしても、それを診断してガス種を特定することが可能となり、いち早く１２Ａのガス種に対応した空燃比等に基づく燃焼制御に変更することが可能となる。又、ガス種診断を最初の暖房運転時に行うことにより、あるいは、暖房運転の初回の加熱作動の際に取得した循環流量値を用いた出力熱量に基づき行うことにより、ガス種診断結果に基づく燃焼制御の調整を早期に行うことが可能となり、これにより、暖房熱源機の燃焼作動を早期に適切かつ安定した燃焼状態にして、燃焼作動の不具合に起因するサービスマンによる調整作業を回避することが期待し得るようになる。

さらに、本発明の暖房熱源機において、報知部をさらに備え、制御装置が、報知部により診断結果を報知処理する構成とすることができる（請求項４）。このようにすることにより、暖房熱源機の状況や、異常状態が生じている場合には対策制御が行われていること等をユーザーは認識し得ることになり、現状を認識した上で暖房熱源機に対処することが可能となる上に、サービスマンによる対応の要否の判断の助けになる。

以上、説明したように、本発明の暖房熱源機によれば、出力診断部により熱交換器に出力異常が生じているか否かを診断するに当たり、流量センサ等の直接的に計測する検出手段を用いることなく、循環流量値を循環流量検出処理部により取得することができ、取得した循環流量を用いて出力熱量を演算により容易に得ることができるようになる。このため、出力異常が生じているか否かの出力診断を確実に行うことができ、それに基づき対策制御（以後の暖房運転の禁止や警告報知等）を早期に実行することも可能となる。又、かかる出力診断を、暖房運転毎に行うことにより、あるいは、その暖房運転の初回の加熱作動の際に取得した循環流量値に基づき行うことにより、出力異常が生じていたとしても、その出力異常の発生を早期に診断することができることになる。これにより、例えば、熱交換器のフィン詰まりの発生、排気通路の閉塞、あるいは、加熱部の異常発生等により、熱交換器での熱交換加熱機能が低下し、制御上の入力熱量よりも出力熱量が異常に低下してしまう事態が発生したとしても、その出力異常の発生をいち早く判定・検出することができるようになる。

本発明の実施形態が適用される基本的な暖房熱源機の例を示す模式図である。 暖房熱源機における本実施形態の制御構成に係るブロック図である。 暖房運転時に入力熱量及び出力熱量に係るデータを積算した上で、循環流量を取得するという流れを説明するためのタイムチャートである。 暖房運転時に実行される循環流量の検出処理や各種診断の手順を示すフローチャートである。 循環を維持した状態で燃焼バーナの燃焼を停止した時点からの往き温度の変化を循環流量の大・小に分けて説明するための往き温度と時間との関係図である。 出力診断処理に係る手順を示すフローチャートである。 ガス種診断処理に係る手順を示すフローチャートである。 試運転時に循環流量の値を基準値として取得した後、暖房運転時に循環流量を取得するという流れを説明するためのタイムチャートである。 試運転時に循環流量の値を取得するための手順を示すフローチャートである。 循環診断処理に係る手順を示すフローチャートである。 循環診断のみを実行する場合の処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態が適用される暖房熱源機であって、図１とは異なる例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態が適用される最も基本的な暖房熱源機の模式図である。この暖房熱源機は、温水循環式の暖房単機能を備えるように構成されたものである。すなわち、暖房用熱媒として温水（流体）を用い、給湯機能，ふろへの注湯機能や追い焚き機能等の各機能を併有する複合型とは異なり、暖房機能のみの単機能型に構成されたものである。しかも、暖房用熱源として１種類の温度の暖房用熱源を暖房負荷に循環供給するという、いわゆる１温度型の暖房熱源機に構成されたものである。もちろん、暖房機能を含んで前記各機能の内の１種以上を組み合わせた複合型熱源機を、本発明の暖房熱源機として本発明を適用することができる。又、加熱部として、気体燃料を燃焼させる燃焼バーナ２の他に、液体燃料（例えば石油）を燃焼させる燃焼バーナを用いて構成することができる他、燃焼加熱により直接的に暖房用熱源を加熱するもの以外に、燃焼加熱により加熱した加熱用熱源を用いて液−液熱交換により間接的に暖房用熱源を加熱するものにより構成することができる。さらに、熱交換器としては、燃焼熱の顕熱を利用する図例の熱交換器３に加え、燃焼排ガスから潜熱回収を行う副熱交換器を組み合わせた高効率型に構成されたものを用いることができる。又、暖房循環路として、図例の如く１温度型のものの他に、いわゆる高温・低温の２種類の温度の暖房用熱源を循環供給可能な２温度型のものを備えた暖房熱源機（後述）にも、１温度型と同様に本発明を適用することができる。

図１の暖房熱源機は、加熱部を構成する燃焼バーナ２と、この燃焼バーナ２の燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器３と、暖房循環路を構成する温水循環路４と、循環ポンプ５とを備え、暖房用熱源である熱媒として１種類の温度の温水を暖房負荷（例えば床暖房機等）６に対し循環供給するようになっている。

すなわち、前記の温水循環路４は、循環ポンプ５の作動により、膨張タンク７に貯留されている低温水を熱交換器３に送り、ここで燃焼バーナ２により所定温度（例えば６０℃）まで熱交換加熱した後の温水を往き路４１を通して暖房負荷６に対し暖房用熱源として供給し、暖房負荷６で放熱により低温になった温水が戻り路４２ａを通して膨脹タンク７に戻されるようになっている。そして、膨脹タンク７から取り出された低温水は戻り路４２ｂを通して熱交換器３に戻されて再び熱交換加熱されて暖房負荷６に循環供給される、というように温水の循環が繰り返されるようになっている。膨脹タンク７には、補水用の補水路７１や補水電磁弁７２が付設され、これらを用いた補水制御により、温水循環路４に循環される温水量が一定量に維持されるように補水されるようになっている。

又、燃焼バーナ２は、元ガス弁８１や燃料調整弁であるガス比例弁８２を介装した燃料供給系８からの燃料ガスの供給と、送風ファン９からの燃焼用空気の供給とを受けて燃焼作動するようになっている。ガス比例弁８２は、コントローラ１０により開度が変更制御され、これにより、燃焼バーナ２に対する燃料ガスのガス圧を変更調整し得るようになっている。

そして、前記の温水循環路４には、熱交換器３で熱交換加熱された直後の温水の温度（往き温度）を検出するための往き温度センサ４３が熱交換器３の出口近傍位置の往き路４１に設置され、熱交換器３で熱交換加熱される直前の温水の温度（戻り温度）を検出するための戻り温度センサ４４が熱交換器３の入口近傍位置の戻り路４２ｂに設置されている。

暖房熱源機は、制御装置を構成するコントローラ１０によって暖房運転の運転制御がリモコン１０１からの出力及び前記の各種センサからの出力等に基づいて行われるようになっている。コントローラ１０は、暖房運転制御の他に、温水循環路４に流れる循環流量を流量センサ等の直接的な検出手段を用いることなく制御上の処理によって行い、取得した循環流量を用いて熱交換加熱における出力異常等の診断を行うようになっている。制御装置を構成する前記コントローラ１０は、温水循環路４により暖房負荷６に温水を循環供給して暖房運転を行う暖房制御部１０２と、循環流量を検出するための循環流量検出処理部１０３と、入力熱量演算部１０４と、出力熱量演算部１０５と、出力診断部１０６と、循環診断部１０７と、ガス種診断部１０８とを含む各種の制御部を備えている。かかるコントローラ１０は、ＣＰＵや書き換え可能メモリを備えるマイコンによって主構成されており、メモリに記憶されたプログラム及び各種データに基づいて前記の各種制御を行うようになっており、循環流量検出処理部１０３はタイマー１０３１と、所定の関係テーブルが予め記憶されたテーブル記憶部１０３２とを備えている。

暖房制御部１０２による暖房運転制御は、例えばリモコン１０１の暖房スイッチをユーザーがＯＮ操作することで出力される操作信号を受けて開始され、循環ポンプ５をＯＮして温水を循環作動させる一方、燃焼系８を制御して所定の燃焼号数で燃焼バーナ２を燃焼作動させることで開始される。開始時は予め定めた燃焼号数を入力するフィードフォワード（ＦＦ）制御により燃焼量が制御され、次に、往き温度センサ４３により検出される往き温度が所定の目標温度（例えば６０℃）になるようにフィードバック（ＦＢ）制御により燃焼量が制御される。そして、温水が燃焼加熱により目標温度以上まで昇温したら、燃焼バーナ２の燃焼を一旦ＯＦＦにし、所定量温度降下すれば、燃焼を再度ＯＮにして熱交換加熱を加えるというように間欠加熱が実行される。この際、暖房熱源機が設置された場所で供給される燃料ガスのガス種が１２Ａであるか１３Ａであるかは不明であるものの、後述のガス種診断が行われるまでの間は、供給されているガス種が１３Ａであると仮定して燃焼量の制御（特に空燃比を制御するための送風ファン９のファン回転数制御）を行うようになっている。

以下、暖房運転制御時に併せて行う出力診断やガス種診断に必要な温水循環路４の循環流量を取得するタイミングとして、暖房運転開始により循環中の温水が所定の目標温度まで加熱されたことにより燃焼が停止された直後に循環流量Ｒｊの取得（検出処理）をする場合について、説明する。より詳細には、図３に示すように、暖房運転の開始により燃焼バーナ２の燃焼を開始（ＯＮ）し、燃焼熱による熱交換加熱により所定の目標温度まで温水が昇温することで燃焼を停止（ＯＦＦ）することになるが、その初回（１回目）の燃焼ＯＦＦの直後に循環流量Ｒｊの取得（検出処理）を行う場合である。このような場合に、暖房運転制御時に併せて行う出力診断やガス種診断等について、図４のフローチャートを参照しつつ、詳細に説明する。出力診断及びガス種診断は、暖房運転の熱交換加熱制御における制御上の入力熱量と、その結果である出力熱量との対比に基づいて行う。入力熱量は制御データ自体を蓄積することにより得られ、出力熱量は熱交換器３での熱交換加熱前の戻り温度と、熱交換加熱後の往き温度との温度差に対し、循環流量を乗じることにより得られる。ところが、循環流量を検出するための流量センサ等の直接的な検出手段を備えていないため、この循環流量Ｒｊを以下の如く取得した上で、出力診断等に用いるようにしている。

すなわち、循環ポンプ５をＯＮにして燃焼バーナ２をＯＮ（燃焼開始）にして暖房運転制御を開始する（ステップＳ１）。往き温度センサ４３により検出される往き温度を監視し、この往き温度が目標温度（例えば６０℃）以上に到達するまで、入力熱量演算用の制御データの蓄積と、出力熱量演算用の温度データの蓄積とを行う（ステップＳ３でＮＯ，ステップＳ２）。入力熱量演算用の制御データとは、まず暖房運転制御の開始時のＦＦ制御値（例えば燃焼号数又は熱量自体に換算した値）と、その後のＦＢ制御値（例えば燃焼号数又は熱量自体に換算した値）とである。なお、蓄積した入力熱量と、後述の出力熱量との両者の単位を例えばｋｃａｌ等に変換して対比すればよい。又、ステップＳ２での出力熱量演算用の温度データの蓄積とは、往き温度センサ４３により検出される往き温度と、戻り温度センサ４４により検出される戻り温度との組み合わせに係るデータ、あるいは、両者の温度差を演算により求め、その温度差に係るデータを蓄積する。

＜循環流量の取得＞
ステップＳ３で検出往き温度が所定の目標温度まで昇温すれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、燃焼バーナ２の燃焼を一旦停止（一旦消火）し、停止直後の検出往き温度を記録すると共にその変化を監視する。それと同時にタイマ−１０３１（図２参照）をスタートさせる（以上ステップＳ４）。そして、消火時点の検出往き温度から設定温度差ΔＴ（例えばΔＴ＝１℃又は２℃）だけ温度降下すれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、その温度降下時点のタイマ−１０３１のタイマ−値を出力する（ステップＳ６）。このタイマ−値は、往き温度センサ４３の設置位置における循環流の温度が燃焼バーナ２の消火時点から設定温度差ΔＴだけ温度降下するのに要した降下時間値を表すものである。そして、このタイマ−値に基づきテーブル記憶部１０３２に予め記憶させた関係テーブルから対応する循環流量値を割り出し、温水循環路４における循環流量値Ｒｊとしてこの割り出された循環流量値を設定する（ステップＳ７）。

以上で暖房運転時における循環流量値Ｒｊの検出処理が終了し、流量センサ等の直接的に計測する検出手段を用いることなく、循環流量値を検出（取得）することができるようになる。この取得は、循環流量検出処理を開始してから僅か数秒間で循環流量値の検出処理を迅速に終了することができることになる。又、必要とするタイマ−値の始期は燃焼バーナ２の消火時点であるため、その始期を正確に把握することができる一方、タイマ−値の終期も検出往き温度が設定温度差ΔＴだけ温度降下した時点であるため、その終期をも正確に把握することができ、この結果、関係テーブルと照合すべきタイマ−値として極めて正確な値を計測することができ、かかる正確なタイマ−値に基づいて対応する循環流量値を導いているため、正確な循環流量値を得ることができることになる。

上記の設定温度差ΔＴと、熱交換器３の下流側にある往き温度センサ４３の設置位置における往き温度がΔＴだけ温度降下するのに要した降下時間値との関係を図５を参照しつつ説明する。燃焼バーナ２の燃焼作動により、戻り路４２ｂを通して戻された温水が熱交換器３において熱交換加熱され、温度上昇した温水が下流側の往き温度センサ４３位置へ流れることになる。このため、往き温度センサ４３により検出される往き温度Ｔｈは徐々に温度上昇していくことになる。そして、循環ポンプ５の作動は継続しつつ時間τ０において燃焼バーナ２を消火すると、その直後における検出往き温度は微増傾向を微小時間だけ継続するものの、急激な度合で温度降下に転じることになる。この温度降下分として微小な温度差ΔＴを設定した場合、循環流量が大であるほど温度降下度合は急になり、循環流量が小であるほど温度降下は緩やかになる。このため、消火時点τ０からの温度差ΔＴ分の温度降下に要する降下時間値は循環流量大の場合の降下時間値Δτ２よりも循環流量小の場合の降下時間値Δτ１の方が長くなる、という特性を示すことになる。以上より、温度差ΔＴだけの温度降下に要する降下時間値と、循環流量との間には相関関係があり、降下時間値（タイマー値）と、循環流量値との間の関係テーブルを予め実験により定めておけば、降下時間値を計測するだけで容易に、迅速に、しかも正確に、循環流量値を割り出すことができるようになる。迅速性に関して、上記の降下時間値Δτ１，Δτ２は、熱交換器３から往き温度センサ４３までの範囲の往き路４１の流路容積分の温水が往き温度センサ４３位置を通過し終わるのに要する降下時間値と対応するため、その降下時間値の計測は分単位ではなくて秒単位で終了し、循環流量値の割り出しを極めて迅速に行うことができるようになるのである。

このような関係テーブルとして、目標温度まで昇温して燃焼を停止させる時点の循環流の温水温度の高低如何によって異なる複数種類の関係テーブルを設定することができる。すなわち、循環流の目標温度として互いに異なる複数の温度（例えば８０℃，６０℃）毎に、その温度の循環流に適用する関係テーブルを設定し、これら複数種類の関係テーブルをテーブル記憶部１０３２（図２参照）に記憶させておくことができる。そして、循環流量の検出処理の際に、往き温度センサ４３により検出される往き温度に基づいてこの往き温度に対応する関係テーブルを呼び出し、この関係テーブルから循環流量の値を割り出すようにする。

又、テーブル記憶部１０３２に、互いに異なる複数の外気温に対し適用するものとして予め設定した複数種類の関係テーブルを記憶させておき、暖房熱源機に設けた外気温センサ（例えばＦ点サーミスタ；図示省略）により検出される外気温の高低の如何によって適用する関係テーブルを変更設定するようにすることができる。又、このような外気温に基づく補正を、前記の互いに異なる複数の目標温度毎にその温度の循環流に適用する関係テーブルに対し上乗せするようにすることもできる。

テーブル記憶部１０３２に対する記憶設定は、工場出荷前に記憶させても、あるいは、使用現場に暖房熱源機を設置した後にテーブル記憶部１０３２に対し記憶させるようにしても、いずれでもよい。又、使用後に、その関係テーブルを新たなものに更新・記憶させるようにしてもよい。

＜出力診断＞
そして、図４のステップＳ７で循環流量値Ｒｊの割り出しが完了すれば、この循環流量値Ｒｊを用いて出力診断等の処理を実行する（ステップＳ８）。具体的には、出力診断処理は、図６に示すように、まず、出力熱量Ｑoutの演算を次の式（１）により行う（ステップＳ９１１）。
Ｑout＝Ｒｊ×Σ（Ｔｈ−Ｔｌ） …（１）
Ｔｈは検出往き温度であり、Ｔｌは検出戻り温度である。従って、（Ｔｈ−Ｔｌ）はステップＳ２（図４参照）で蓄積した温度差である。この温度差について、暖房運転開始（図４のステップＳ１）から検出往き温度Ｔｈが所定の目標温度に昇温した時点（図４のステップＳ３でＹＥＳ）までの時間にわたり積分した値に、循環流量値Ｒｊを乗じて、出力熱量Ｑoutを得るのである。

次に、入力熱量Ｑinの演算を次の式（２）により行う（ステップＳ９１２）。
Ｑin＝Σ（Ｑｆｆ＋Ｑｆｂ） …（２）
ＱｆｆはＦＦ制御値であり、ＱｆｂはＦＢ制御値である。これらの値について出力熱量の場合と同じ時間にわたり積分して、入力熱量Ｑinを得る。

そして、入力熱量Ｑinに対する出力熱量Ｑoutの出力比率が所定の判定比率α％（例えば５０％）以下か否かの判定を行う（ステップＳ９１３）。この出力比率がα％よりも大きい範囲であれば出力は正常であると判定し、次回以降の燃焼作動を許容し（ステップＳ９１４）、逆に、前記出力比率がα％以下という低いものであれば出力異常が生じていると判定し、次回以降の燃焼作動を強制的に禁止する（ステップＳ９１５）。この際、併せて、報知部を用いてユーザーへの報知処理も行うことができる。すなわち、報知部としての例えばリモコン１０１を用いて、文字情報等による警告表示や警告灯の点灯等により、出力異常の発生をユーザーに報知することができる。

以上の場合、流量センサ等の直接的に計測する検出手段を用いることなく、循環流量値を検出（取得）することができるため、この循環流量を用いて出力異常が生じているか否かの出力診断を行うことができるようになる。又、出力診断を、暖房運転毎に行うことができ、さらに、その暖房運転の初回の燃焼バーナ２のＯＦＦの際に取得した循環流量値に基づき行うことができるため、出力異常が生じたとしても、その出力異常の発生を早期に判定・検出することができる。例えば、熱交換器３のフィン詰まりの発生、排気通路の閉塞、あるいは、燃焼バーナ２の隣接する燃焼領域間での火移り不良の発生等により、熱交換器３での熱交換加熱機能が低下し、制御上の入力熱量よりも出力熱量が異常に低下してしまう事態が発生していたとしても、その出力異常の発生をいち早く判定・検出することができ、それに基づき対策制御（燃焼作動の禁止や警告報知等）を早期に実行することができる。

＜ガス種診断＞
ガス種診断処理は、図７に示すように、出力熱量Ｑoutの演算（ステップＳ９２１）と、入力熱量Ｑinの演算（ステップＳ９２２）とを、前述の出力異常診断のステップＳ９１１とＳ９１２（図６参照）と同様にして行い、得られた出力熱量Ｑoutと入力熱量Ｑinとを用いて出力比率（Ｑout／Ｑin）が所定の判定比率β％（例えば９２％）以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ９２３）。ガス種としては、１２Ａと１３Ａとがあり、両者間にはほぼ１０％の熱量差があるため、例えば８％の差があるか否かで、ガス種が１２Ａか１３Ａかの区別を判定して診断することができる。出力比率の判定において、出力比率がβ％よりも大きければ、ガス種は１３Ａであると判定・診断し、これをコントローラ１０の例えば暖房制御部１０２に設定するとともに（ステップＳ９２４）、以後の空燃比に係る制御量（例えばファン回転数制御量）を維持する（ステップＳ９２５）。逆に、出力比率がβ％以下であれば、ガス種は１２Ａであると判定、診断し、これをコントローラ１０の例えば暖房制御部１０２に設定変更するとともに（ステップＳ９２６）、以後の空燃比に係る制御量（例えばファン回転数制御量）を１２Ａのガス種に対応するように変更（例えばファン回転数を所定量ダウン）する（ステップＳ９２７）。この際、併せて、報知部を用いてユーザーへの報知処理も行うことができる。すなわち、例えばリモコン（報知部）１０１を用いて、文字情報等によりガス種は何であるかをユーザーに報知することができる。

以上の場合、暖房熱源機の設置地域の事情により、供給される燃料ガスが通常の１３Ａではなくて１２Ａであったとしても、それを判定・診断することができ、いち早く１２Ａのガス種に対応した空燃比等に基づく燃焼制御に変更することができる。この場合も、出力診断の場合と同様に、ガス種診断を最初の暖房運転時に行うことができ、あるいは、その暖房運転の初回の燃焼バーナ２のＯＦＦの際に取得した循環流量値に基づき行うことができるため、ガス種診断及びガス種診断結果に基づく燃焼制御の調整を早期に行うことができる。これにより、暖房熱源機の燃焼作動を早期に適切かつ安定した燃焼状態にすることができ、燃焼作動の不具合に起因するサービスマンによる調整作業（例えばファン回転数の制御量変更調整、ガス比例弁８２の調圧等）を回避することができるようになる。

＜循環診断＞
以上の出力診断及びガス種診断に加えて、温水循環路４の循環診断を行うことも可能である。循環診断は、暖房熱源機を設置してから使用に供されている間の先・後の循環流量を対比することにより可能となる。このため、前述の循環流量の検出処理（図４のステップＳ４〜Ｓ７）を暖房運転毎に行って比較したり、あるいは、これに加えて１回の暖房運転中に繰り返される燃焼バーナ２の燃焼ＯＮ・ＯＦＦ毎に行って比較したりすればよい。そして、制御上の要因がないにも拘わらず、循環流量が先・後で所定量以上低下すれば、循環異常が生じていると判定することができる。

循環流量の対比としては、図８に示すように、暖房熱源機の設置時に行う試運転において循環流量Ｒｓの取得処理を行い、取得された循環流量Ｒｓを基準値として設定することが好ましい。そして、この基準値の循環流量Ｒｓと、以後の暖房運転毎に取得した循環流量Ｒｊとを対比して、循環異常が発生しているか否かの循環診断を行うことができる。

すなわち、図９に示すように、暖房熱源機の試運転時に、循環ポンプ５をＯＮにして燃焼バーナ２をＯＮ（燃焼開始）にして暖房運転制御を開始する（ステップＳ１１）。往き温度センサ４３により検出される往き温度を監視し、この往き温度が目標温度（例えば６０℃）以上まで昇温するのを待った上で（ステップＳ１２でＹＥＳ）、燃焼バーナ２の燃焼を停止（消火）し、停止直後の検出往き温度を記録すると共にその変化を監視する。それと同時にタイマ−１０３１（図２参照）をスタートさせる（以上ステップＳ１３）。そして、消火時点の検出往き温度から設定温度差ΔＴ（例えばΔＴ＝１℃又は２℃）だけ温度降下すれば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、その温度降下時点のタイマ−１０３１のタイマ−値（降下時間値を表す）を出力する（ステップＳ１５）。そして、このタイマ−値により表される降下時間値に基づきテーブル記憶部１０３２に予め記憶させた関係テーブルから対応する循環流量値を割り出し（ステップＳ１６）、この試運転時における循環流量値Ｒｓを循環流量の基準値として記憶・設定する（ステップＳ１７）。

そして、以後の暖房運転毎に循環流量値Ｒｊを取得し、この循環流量値Ｒｊと基準値の循環流量値Ｒｓとの対比により、循環診断を行う。すなわち、図１０に示すように、まず、基準の循環流量値Ｒｓに対する循環流量値Ｒｊの比率である循環流量比（Ｒｊ／Ｒｓ）が所定の判定比率γ（例えば０．７）以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ１８）。循環流量比がγよりも大きければ、温水循環路４の循環は正常であるとして、次回以降の暖房運転（燃焼作動）を許容する一方（ステップＳ１９）、逆に、循環流量比がγ以下というように低下している場合には、循環異常が生じていると判定して、次回以降の暖房運転（燃焼作動）を禁止する（ステップＳ２０）。この際、併せて、報知部を用いてユーザーへの報知処理も行うことができる。すなわち、例えばリモコン（報知部）１０１を用いて、文字情報等による警告表示や警告灯の点灯等により、循環異常の発生をユーザーに報知することができる。

なお、出力熱量の演算を必要とする出力診断又はガス種診断を行わずに、循環診断のみを行う場合には、次のような処理を行うだけですみ、この場合には戻り温度のデータは不要であるため戻り温度センサ４４の設置を省略することができる。この場合、試運転時に基準値となる循環流量値Ｒｓを取得して記憶・設定しておき（図９参照）、以後の暖房運転時には、図１１に示すように、循環流量値Ｒｊの取得と、循環流量比に基づく循環診断のみを行うのである。

すなわち、暖房運転時に、まず、循環ポンプ５をＯＮにして燃焼バーナ２をＯＮ（燃焼開始）にして暖房運転制御を開始する（ステップＳ２１）。往き温度センサ４３により検出される往き温度を監視し、この往き温度が目標温度（例えば６０℃）以上まで昇温するのを待った上で（ステップＳ２２でＹＥＳ）、燃焼バーナ２の燃焼を停止（消火）し、停止直後の検出往き温度を記録すると共にその変化を監視する。それと同時にタイマ−１０３１（図２参照）をスタートさせる（以上ステップＳ２３）。そして、消火時点の検出往き温度から設定温度差ΔＴ（例えばΔＴ＝１℃又は２℃）だけ温度降下すれば（ステップＳ２４でＹＥＳ）、その温度降下時点のタイマ−１０３１のタイマ−値（降下時間値を表す）を出力する（ステップＳ２５）。そして、このタイマ−値により表される降下時間値に基づきテーブル記憶部１０３２に予め記憶させた関係テーブルから対応する循環流量値Ｒｊを割り出す（ステップＳ２６）。

そして、循環流量比（Ｒｊ／Ｒｓ）が所定の判定比率γ（例えば０．７）以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ２７）。循環流量比がγよりも大きければ、温水循環路４の循環は正常であるとして、次回以降の暖房運転（燃焼作動）を許容する一方（ステップＳ２８）、逆に、循環流量比がγ以下というように低下している場合には、循環異常が生じていると判定して、次回以降の暖房運転（燃焼作動）を禁止する（ステップＳ２９）。この際、併せて、報知部を用いてユーザーへ循環異常が発生している旨の報知処理も、前記と同様に行うことができる。

以上の循環診断処理によって、例えば、温水循環路４上にある循環ポンプ５のＰ−Ｑ特性（突出圧−流量特性）に狂いが生じた、各種弁の詰まり等に起因する開閉異常、あるいは、漏れが生じた等の原因に基づく循環流量の低下を判定・検出することができ、早期に対策を施すことができるようになる。この結果、例えばユーザーから診た外的症状が暖房温度の異常な低下である場合に、その原因がどこに生じているのか等の探索において、もしも、それが温水循環路４の循環異常である場合には、原因を早期に特定することができ、正常な状態に早期に復帰させることができるようになる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、いわゆる１温度型の暖房熱源機を対象に各種制御を実行するものを説明したが、これに限らず、本発明をいわゆる２温度型の暖房熱源機に適用することができ、１温度型の場合と同様に作用・効果を得ることができる。

＜２温度型の暖房熱源機＞
２温度型の暖房熱源機の例としては、図１２に示すものがある。この２温度型の暖房熱源機は、燃焼バーナ２と、この燃焼バーナ２の燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器３と、暖房循環路を構成する温水循環路４と、循環ポンプ５とを備え、暖房用熱源の熱媒として低温水と高温水との２種類の温度の温水を低温用・高温用の複数種類の暖房負荷６ａ，６ｂに対し循環供給するようになっている。

すなわち、この暖房熱源機の場合の温水循環路４は、循環ポンプ５の作動により、膨張タンク７に貯留されている低温水を熱交換器３に送り、ここで燃焼バーナ２により所定の目標温度（例えば８０℃）まで熱交換加熱した後の高温水を高温往き路４１ａを通して高温用の暖房負荷（例えば浴室乾燥機等）６ｂに暖房用熱源として供給し、暖房負荷６ｂで放熱により低温になった低温水が戻り路４２ａを通して膨脹タンク７に戻されるようになっている。そして、膨脹タンク７から取り出された低温水は分岐部４０で分岐され、一方は戻り路４２ｂを通して熱交換器３に戻されて再び熱交換加熱されて暖房負荷６ｂに循環供給され、他方は低温往き路４１ｂを通して低温用の暖房負荷（例えば床暖房機等）６ａに暖房用熱源として供給されるようになっている。この暖房負荷６ａで放熱によりさらに低温になった低温水も膨脹タンク７に戻されるようになっている。

前記の低温用の暖房負荷６ａ（図１２には１つのみ図示）としては１又は複数のものが想定されており、それら複数の暖房負荷６ａに対し暖房用熱源を供給可能なように、低温往き路４１ｂと前記の低温用の暖房負荷６ａとの間には、複数の暖房負荷６ａに対し分岐供給可能なように個別に開閉制御可能な複数の接続口を備えた熱動弁１１が介装されている。なお、前記の膨脹タンク７への戻り路４２ａの上流端にもこのような熱動弁を介装させることができる。

そして、前記の温水循環路４には、熱交換器３で熱交換加熱された直後の高温水の温度（往き温度）を検出するための往き温度センサ４３が熱交換器３の出口近傍位置の往き路４１に設置され、熱交換器３で熱交換加熱される前の低温水の温度（戻り温度）を検出するための戻り温度センサ４４が、戻り路４２ａから膨脹タンク７に流入される入口近傍位置に設置されている。

以上の２温度型の暖房熱源機の場合も、その温水循環路４の循環流量値の取得処理、取得した循環流量を用いた出力診断，ガス種診断や循環診断等を、コントローラ１０によって前記実施形態で説明したと同様に実行することができ、これにより、同様の作用効果を得ることができることになる。

＜関係テーブル＞
前記実施形態で用いる関係テーブルとして、目標温度に加えて外気温の高低の如何に対応した複数種類の関係テーブルをテーブル記憶部１０３２に予め記憶設定することができる。あるいは、前記実施形態において計測された降下時間値に対し、あるいは、その降下時間値に基づき関係テーブルから割り出される循環流量値に対し、外気温の高低の如何に応じて補正を加えるようにすることができる。例えば、外気温センサ（例えばＦ点サーミスタ；図示省略）により検出した外気温が基準温度範囲よりも低ければ温度降下の度合も大きく温度降下に要する時間も少なめになると考えられるため、タイマー１０３１から出力されたタイマー値に対しプラス側の補正を加え、逆に外気温が基準温度範囲よりも高ければ前記タイマー値に対しマイナス側の補正を加えるようにする。補正幅としては、例えばプラス・マイナス０．０５秒とすればよい。このような外気温に基づく補正を加えることで、検出処理により得られる循環流量値としてより一層精度（正確性）の高いものを得ることができるようになる。

なお、関係テーブルとしては、関係曲線又は関係曲線を直線近似にした線形の関係線を設定してもよいし、そのような関係曲線を規定する数式を設定してもよいし、数値表を設定してもよいし、いずれでもよい。数式を設定するには実験結果から例えば最小二乗法等を用いて近似式を定めることができ、この近似式に基づいて降下時間値と循環流量値との座標系で関係曲線を特定することもでき、あるいは、その近似式そのものを関係テーブルとして設定することができる。又、数値表を関係テーブルとして設定した場合には、ぴったり合致する循環流量の値がない場合には、隣接する循環流量の数値間で線形補間により、循環流量の値を割り出すようにすることができる。

＜出力診断処理又はガス種診断処理で用いる循環流量値＞
前記実施形態では暖房運転において取得処理した循環流量値Ｒｊを用いているが、これに限らず、試運転時に取得した循環流量値Ｒｓ（図９のステップＳ１１〜Ｓ１７参照）を以後の暖房運転毎の出力診断処理等において用いるようにすることができる。この場合には、出力熱量の演算を行うための式（１）中のＲｊの代わりにＲｓを用いればよい。

２ 燃焼バーナ（加熱部）
３ 熱交換器
４ 温水循環路（暖房循環路）
５ 循環ポンプ
６，６ａ，６ｂ 暖房負荷
１０ コントローラ（制御装置）
４３ 往き温度センサ（通過後熱媒温度検出手段）
４４ 戻り温度センサ（通過前熱媒温度検出手段）
１０１ リモコン（報知部）
１０２ 暖房制御部
１０３ 循環流量検出処理部
１０４ 入力熱量演算部
１０５ 出力熱量演算部
１０６ 出力診断部
１０７ 循環診断部
１０８ ガス種診断部
１０３１ タイマー（計測部）
１０３２ テーブル記憶部

Claims (4)

1. 加熱部と、暖房用熱源である熱媒が通過する際に前記加熱部からの加熱により前記熱媒を熱交換加熱するための熱交換器と、この熱交換器から熱媒を暖房負荷に対し循環供給可能に前記熱交換器及び暖房負荷を互いに接続するための暖房循環路と、この暖房循環路を通して前記熱媒を循環させるための循環ポンプと、制御装置とを備えている暖房熱源機であって、
   前記熱交換器を通過した後の通過後熱媒の温度を検出するための通過後熱媒温度検出手段と、前記熱交換器を通過する前の通過前熱媒の温度を検出するための通過前熱媒温度検出手段とを備え、
   前記制御装置は、
   前記循環ポンプを作動させて前記加熱部により所定の加熱時間にわたり加熱作動制御して熱交換加熱後の熱媒を前記暖房循環路に循環供給させる暖房制御部と、
   前記加熱時間の加熱後に、前記熱媒の循環状態を維持しつつ前記加熱部による加熱作動を停止させた状態で、前記通過後熱媒の温度が前記加熱部による加熱停止時点から設定温度差だけ温度降下するのに要する降下時間値を計測するための計測部と、前記降下時間値と前記暖房循環路内の熱媒の循環流量との関係を予め設定した関係テーブルとを有し、前記計測部により計測された降下時間値に基づいて上記関係テーブルから対応する循環流量の値を割り出して検出するように構成された循環流量検出処理部と、
   前記通過後熱媒の温度から前記通過前熱媒の温度を減じた温度差について前記加熱時間にわたり積分したものに、前記循環流量検出処理部により検出された循環流量を乗じて出力熱量を演算するための出力熱量演算部と、
   前記暖房制御部による前記加熱作動制御により前記熱交換器に対し入力される入力熱量と、前記出力熱量演算部により演算される出力熱量との対比に基づいて、前記熱交換器に出力異常が生じているか否かを診断する出力診断部と
   を備えている、
   ことを特徴とする暖房熱源機。
2. 請求項１に記載の暖房熱源機であって、
   前記制御装置は、
   前記循環流量検出処理部により少なくとも先後２回にわたり検出した先後２つの循環流量の値の対比に基づいて前記暖房循環路に循環異常が生じているか否かを診断するための循環診断部を、
   さらに備えている、暖房熱源機。
3. 請求項１または請求項２に記載の暖房熱源機であって、
   前記加熱部は、燃料ガスの燃焼により熱交換器を加熱するものであり、
   前記制御装置は、前記出力熱量演算部で求められた出力熱量と、前記制御部における熱交換器への入力熱量とに基づいて、前記加熱部に供給されている燃料ガスのガス種が複数の特定種類の内のいずれであるかを診断するためのガス種診断部を、さらに備えている、暖房熱源機。
4. 請求項１〜請求ま項３のいずれかに記載の暖房熱源機であって、
   報知部をさらに備え、
   前記制御装置は、前記報知部により診断結果を報知処理するように構成されている、暖房熱源機。

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