JP2874566B2 - 温水ボイラの自動台数制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数台設置した温水
ボイラを負荷の変動に応じて必要台数分だけ起動させ、
自動的に負荷に追従させるようにした自動台数制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、温水ボイラにおいて
も、１台の大型のボイラの代わりに複数台の小型のボイ
ラを設置する多缶設置システムが多用されており、その
ようなシステムにおける制御方法として、要求される負
荷に応じて起動台数を変更する所謂自動台数制御方法が
採用されている。この自動台数制御方法においては、要
求される負荷に応じて起動台数を適宜変更することによ
り、各温水ボイラを最適状態（高効率）で稼動させるこ
とができるという優れたメリットがある。ところで、こ
の温水ボイラの自動台数制御方法においては、起動台数
に関係なく、各温水ボイラは出湯状態になっているた
め、外部負荷へ供給される温水は、起動中の温水ボイラ
による高温の出湯（温水）と、待機中の温水ボイラによ
る低温の出湯（温水）とが混合したものとなっている。

【０００３】このような温水ボイラの多缶設置システム
の一例を図１に示し、この図１を参照しながら、従来の
自動台数制御方法の一例について説明する。図１におい
て、温水ボイラ１は、外部負荷への給湯ライン２と外部
負荷（図示省略）からの戻り湯ライン３との間に、複数
台（図示する例においては３台）を並列的に接続してあ
る。前記各温水ボイラ１のそれぞれは、ボイラ本体４に
接続した熱交換器５によって間接的に温水を得る形式の
もので、前記ボイラ本体４と前記熱交換器５との間の循
環ライン６には前記ボイラ本体４内の熱媒（一般には
水）を前記熱交換器５との間で循環させるための循環ポ
ンプ７を接続してある。前述の外部負荷としては、各需
要箇所における熱交換器や給湯蛇口で、前記各温水ボイ
ラ１によって供給される温水は、各需要箇所において暖
房用や給湯用の熱源として熱交換器を介して間接的に用
いられ、あるいは各需要箇所においてそのまま給湯蛇口
から消費される。前記戻り湯ライン３の途中には、前記
外部負荷において給湯蛇口からの温水消費量に対応させ
て給水を行う給水ライン８を接続してある。前記各温水
ボイラ１は自動台数制御装置９に接続してある。そし
て、前記各温水ボイラ１は、この自動台数制御装置９に
よって、前記外部負荷の要求負荷に応じた必要台数分が
予め設定しておいた順番にしたがって起動停止するよう
に運転制御される。ここで、前記外部負荷の要求負荷量
を検出するためには、たとえば前記給湯ライン２に第一
温度センサ１０を取り付け、前記自動台数制御装置９に
おいて給湯温度を監視することによって行う。すなわ
ち、前記第一温度センサ１０による給湯温度の検出信号
を前記自動台数制御装置９に入力して前記給湯温度の検
出値と設定値を比較することによって行う。

【０００４】以上の構成において、各温水ボイラ１の循
環ポンプ７は、各温水ボイラ１の運転台数に関係なく、
多缶設置システム起動後は常時作動している。そのた
め、要求負荷の減少に応じて運転台数を減少させるため
に、自動台数制御装置９からある温水ボイラ１に対して
停止信号を発した場合、この温水ボイラ１が停止してい
るにもかかわらず、この温水ボイラ１の循環ポンプ７は
動作を継続している。すると、停止中の温水ボイラ１に
おいて、その熱交換器５内における温水ボイラ１からの
缶水は、その容量（熱容量）が小さいため、外部負荷と
の間で循環する温水によって即座に冷却されることにな
り、したがって外部負荷への出湯温度が急激に低下す
る。すると、前記自動台数制御装置９は、前述の出湯温
度の急激な低下を、負荷要求の増大と判断し、温水ボイ
ラの起動台数の増加を指示してしまう。また、休止中の
温水ボイラ１については、外部負荷との間で循環する温
水とほぼ同じ温度に低下しているが、この温水ボイラ１
に対して、要求負荷の増加により自動台数制御装置９か
ら起動信号が発せられた場合、前述の缶水が、熱交換器
５を通過する外部負荷からの温水を昇温し得る温度に上
昇するまでに時間がかかるため、出湯温度が即時に上昇
せず、しかも流量によっては一旦低下するという問題を
生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、温水ボイラの自動台数制御方法における
負荷追従性の低下や、それによる起動台数設定の急変を
防止し、出湯温度の安定化を図ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述の課題
に鑑みてなされたもので、要求負荷に応じて必要台数分
の温水ボイラを運転制御する温水ボイラの自動台数制御
方法において、自動台数制御装置からのボイラ停止命令
により、温水ボイラを停止させた後、ボイラ本体内の熱
媒液が保有する熱を、所定時間、外部負荷へ継続して供
給するようにしたことを第一の特徴とし、自動台数制御
装置からのボイラ停止命令により、温水ボイラを停止さ
せた後、ボイラ本体内の熱媒液が保有する熱を、この熱
媒液の保有する熱量が所定値に低下するまで外部負荷へ
継続して供給するようにしたことを第二の特徴とする温
水ボイラの自動台数制御方法である。さらに、そのよう
な自動台数制御方法によって、温水ボイラ内の熱媒液の
保有する熱を外部負荷へ供給するのを停止した後、この
温水ボイラ内の熱媒液の温度を監視し、この熱媒液の温
度が所定値より低下した場合には、外部負荷への熱の供
給を停止した状態のまま温水ボイラの起動を行って、こ
の熱媒液の温度を所定の温度に維持することにより熱媒
液に蓄熱することを第三の特徴とする温水ボイラの自動
台数制御方法である。

【０００７】

【作用】この発明に係る温水ボイラの自動台数制御方法
によれば、自動台数制御装置からのボイラ停止命令によ
り、温水ボイラを停止させた後、ボイラ本体内の熱媒液
が保有する熱を、所定時間またはこの熱媒液の保有する
熱量が所定値に低下するまで、外部負荷へ継続して供給
することにより、温水ボイラの停止後、出湯温度が急激
に低下すること無く、緩やかに低下する。そして、温水
ボイラ内の熱媒液の保有する熱を外部負荷へ供給するの
を停止した後、この温水ボイラ内の熱媒液の温度を監視
し、この熱媒液の温度が所定値より低下した場合には、
外部負荷への熱の供給を停止した状態のまま温水ボイラ
の起動を行って、この熱媒液の温度を所定の温度に維持
することにより、温水ボイラ内に常時所定の熱量を蓄積
し、自動台数制御装置から温水ボイラの起動要求があっ
た場合には、即時に要求負荷の増大に対応して所定温度
の温水を供給する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明に係る温水ボイラの自動台数
制御方法の一実施例を図１に示す温水ボイラの多缶設置
システムに適用した場合について説明する。ここで、図
１に示す温水ボイラの多缶設置システムは、熱交換器を
介して温水を供給する形式の温水ボイラを用いたものと
してあるが、この発明は、後述する他の多缶設置システ
ムにおいて説明するように、缶体から直接温水を取出す
形式の温水ボイラを用いたものや、真空式（あるいは減
圧式）温水ボイラを用いたものなど、各種の形式のボイ
ラが使用可能である。また、図１に示す多缶設置システ
ムにおいては、３台の温水ボイラを設置したものである
が、設置台数は３台には限らない。

【０００９】図１において、各温水ボイラ１は、それぞ
れが個別の制御機能を備えており、自動台数制御装置９
は、外部負荷の要求負荷に応じて温水ボイラ１の運転台
数を増減する際には、前記各温水ボイラ１に起動許可信
号あるいは停止信号を発信する。したがって、外部負荷
の変動のうち前記各温水ボイラの１台分の能力以上のも
のは、前記自動台数制御装置９による起動台数の変更に
よって対応し、前記各温水ボイラの１台分の能力以下の
ものは、前記各各温水ボイラ１自体の制御によって行わ
れる。ここで、前述の外部負荷の要求負荷量を検出する
ためには、前述のように給湯ライン２に取り付けた第一
温度センサ１０によって給湯温度を監視することによっ
て行う他、この給湯温度の監視による制御に加え、給湯
温度と戻り湯温度の温度差に基づいて行うこともでき
る。すなわち、戻り湯ライン３に第二温度センサ１１を
取り付け、この第二温度センサ１１によって戻り湯の温
度を検出し、この戻り湯の温度の検出値と前記出湯温度
の検出値とを比較し、両者の温度差から要求負荷量を検
出する。また、前記各温水ボイラ１を通過する水量を検
出し、前記温度差から必要熱量を算出することによって
要求負荷量を求めることもできる。

【００１０】さて、この発明に係る温水ボイラの自動台
数制御方法は、各温水ボイラ１からの熱出力を自動台数
制御装置９からのボイラ停止命令より所定時間経過後に
停止させるようにしたものであるから、前記自動台数制
御装置９からのボイラ停止命令より所定時間経過後に循
環ポンプ７を停止するようにしている。すなわち、前記
各温水ボイラ１には、前記自動台数制御装置９からのボ
イラ停止信号から所定時間遅らせて循環ポンプ７を停止
させる機能を備えている。さらに、この発明に係る温水
ボイラの自動台数制御方法においては、前記各温水ボイ
ラ１からの熱出力を停止した後、前記各温水ボイラ１内
の保有熱量を監視し、前記保有熱量が所定値より低下し
た場合には、熱出力停止状態のまま温水ボイラ１の起動
を行うようにしたものであるから、前記各温水ボイラ１
には、前記循環ポンプ７停止後、前記各温水ボイラ１内
の保有熱量を監視し、前記保有熱量が所定値より低下し
た場合には、循環ポンプ７を停止したまま温水ボイラ１
の起動を行う機能を備えている。具体的には、前記各温
水ボイラ１の缶水温度を検出し、この缶水温度が所定の
温度Ｔ1 を維持するように温水ボイラ１を起動する。こ
の缶水温度の検出は、ボイラ本体４の缶体内の缶水温度
（温水温度）を直接検出するのが好ましいが、実際的に
は循環ライン６におけるボイラ本体４の出口側に缶水温
度センサ１２を設けることによって行う。

【００１１】前記自動台数制御装置９は、温水ボイラの
多缶設置システムの起動後は、外部負荷の要求負荷に応
じた必要台数分の温水ボイラ１を、予め設定しておいた
順番にしたがって、前記各温水ボイラ１に起動許可信号
を発信して、前記各温水ボイラ１の個々の制御によって
運転を開始させ、また停止信号を発信することにより前
記各温水ボイラ１を停止させる。そして、外部負荷の変
動により、前記自動台数制御装置９から停止信号を受け
た温水ボイラ１は、前記自動台数制御装置９からのボイ
ラ停止信号から所定時間遅らせて循環ポンプ７を停止さ
せる。この際に、ボイラ停止信号を受けて温水ボ イラ１
が停止した後、前記循環ポンプ７が所定時間運転を継続
することにより、その温水ボイラ１のボイラ本体４内に
貯溜されている熱媒液（缶水）が保有している熱を熱交
換器５を介して外部負荷に供給できるため、温水ボイラ
１の停止により、急激に給湯温度が低下する等の不具合
を防止できる。このように急激な出湯温度の低下が防止
できることにより、前記自動台数制御装置９が、従来の
ように出湯温度の急激な低下を負荷要求の増大として誤
って判断することが無くなり、したがって起動台数の急
変を防止できる。

【００１２】そして、循環ポンプ７の停止後は、缶水温
度センサ１２によって缶水温度を検出することにより、
ボイラ本体４内の保有熱量を監視し、缶水温度が前記所
定の温度Ｔ1 以下となると、前記循環ポンプ７を停止し
たまま温水ボイラ１の起動を行い、缶水温度を前記所定
の温度Ｔ1 に維持する。ここで、前記所定の温度Ｔ1
は、前記各温水ボイラ１の通常運転時の缶水温度より若
干低いかあるいは高い目に設定し、前記各ボイラ本体４
内に前述の負荷増大時の追従性を向上させるための熱量
を蓄熱し得る温度である。このように、休止中の温水ボ
イラ１において、前記循環ポンプ７を停止させた後、缶
水温度が前記所定の温度Ｔ1 となるように制御すること
で、この温水ボイラ１に対して自動台数制御装置９か
ら、要求負荷の増加により起動信号が発せられた場合、
缶水に蓄熱した熱量により熱交換器５を通過する外部負
荷からの低温の温水を所定温度にまで昇温することがで
き、従来のように缶水温度の上昇までの間に出湯温度が
低下するといった状態を防止することができる。

【００１３】以上の温水ボイラの自動台数制御方法の具
体的適用例においては、各温水ボイラ１からの熱出力を
自動台数制御装置９からのボイラ停止命令より所定時間
経過後に停止させるようにしたものであるが、前記各温
水ボイラ１からの熱出力を前記自動台数制御装置９から
のボイラ停止命令後、前記各温水ボイラ１の保有熱量が
所定値にまで低下した時点で停止させるようにすること
もできる。すなわち、前記自動台数制御装置９からのボ
イラ停止命令後も循環ポンプ７を継続して作動させ、前
記各温水ボイラ１の缶水温度が所定の温度Ｔ1 に低下し
た時点で循環ポンプ７を停止させる。ここで、この際の
缶水温度の検出は、前述同様、ボイラ本体４の缶体内の
缶水温度を直接検出するのが好ましいが、実際的には循
環ライン６におけるボイラ本体４の出口側に缶水温度セ
ンサ１２を設けることによって行う。この構成の場合に
は、ボイラ停止命令より所定時間経過後に循環ポンプ７
を停止させるようにした場合に比べ、より正確な熱出力
の制御が行え、しかも休止中の温水ボイラ１において缶
水温度を前記所定の温度Ｔ1 となるように制御する場合
と同様の検出値によって制御を行えるという利点があ
る。

【００１４】さらに、以上の説明においては、熱交換器
を介して温水を供給する形式の温水ボイラを用いた多缶
設置システムに適用したものとしてあるが、この発明
は、図２に示す形式の多缶設置システムのように、ボイ
ラ本体４の缶体から直接温水を取り出す形式の温水ボイ
ラを用いたものにおいても適用可能である。図２に示す
温水ボイラの多缶設置システムにおいて、各温水ボイラ
１は、外部負荷への給湯ライン２と外部負荷（図示省
略）からの戻り湯ライン３との間に、複数台（図示する
例においては３台）を並列的に接続してあり、前記各温
水ボイラ１と前記戻り湯ライン３との間にはそれぞれ流
量制御弁１３を接続してある。そして、これら各流量制
御弁１３の開閉によって前記各温水ボイラ１からの出湯
湯量を制御するように構成してある。したがって、前記
各温水ボイラ１からの熱出力を自動台数制御装置９から
のボイラ停止命令より所定時間経過後あるいは缶水温度
が前記所定の温度Ｔ1 以下となった時点で閉鎖するよう
に構成し、また前記各温水ボイラ１からの熱出力を停止
した後、前記各温水ボイラ１内の保有熱量を監視し、こ
の保有熱量が所定値より低下した場合には、流量制御弁
１３を閉鎖した状態のまま温水ボイラ１の起動を行うよ
うに構成する。ここで、この際に用いる流量調整弁１３
は、急激に開閉せず、比較的ゆっくり開閉する形式のも
の、すなわち所定時間内における流量変化に勾配を持た
せたものが好ましい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る温
水ボイラの自動台数制御方法によれば、自動台数制御装
置からのボイラ停止命令により、温水ボイラを停止させ
た後、ボイラ本体内の熱媒液が保有する熱を、所定時間
またはこの熱媒液の保有する熱量が所定値に低下するま
で、外部負荷へ継続して供給することにより、温水ボイ
ラの停止後、出湯温度が急激に低下すること無く、緩や
かに低下するため、従来のような出湯温度の急激な低下
等の問題を防止できる。さらに、自動台数制御装置が、
このような急激な出湯温度の低下を、負荷要求の増大と
して間違って判断するが防止できるため、従来のような
起動台数の急変による不具合を防止することができる。
さらに、以上の制御により、温水ボイラ内の熱媒液の保
有する熱を外部負荷へ供給するのを停止した後、この温
水ボイラ内の熱媒液の温度を監視し、この熱媒液の温度
が所定値より低下した場合には、外部負荷への熱の供給
を停止した状態のまま温水ボイラの起動を行って、この
熱媒液の温度を所定の温度に維持することにより、温水
ボイラ内に常時所定の熱量を蓄積し、自動台数制御装置
から温水ボイラの起動要求があった場合には、即時に要
求負荷の増大に対応して所定温度の温水を供給すること
ができる。したがって、この発明に係る温水ボイラの自
動台数制御方法によれば、負荷追従性を改善し、しかも
従来の負荷追従の遅れに起因する起動台数設定の急変を
防止することができ、出湯温度の安定化を達成した温水
ボイラの自動台数制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用する温水ボイラの多缶設置シス
テムの一例を示す概略構成図である。

【図２】この発明を適用する温水ボイラの多缶設置シス
テムの他の例を示す概略構成図である。

【符号の説明】１ 温水ボイラ２ 給湯ライン３ 戻り湯ライン４ ボイラ本体５ 熱交換器６ 循環ライン７ 循環ポンプ８ 給水ライン９ 台数制御装置１０ 第一温度センサ１１ 第二温度センサ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 要求負荷に応じて必要台数分の温水ボイ
   ラ１を運転制御する温水ボイラの自動台数制御方法にお
   いて、自動台数制御装置９からのボイラ停止命令によ
   り、温水ボイラ１を停止させた後、ボイラ本体４内の熱
   媒液が保有する熱を、所定時間、外部負荷へ継続して供
   給するようにしたことを特徴とする温水ボイラの自動台
   数制御方法。
2. 【請求項２】 要求負荷に応じて必要台数分の温水ボイ
   ラ１を運転制御する温水ボイラの自動台数制御方法にお
   いて、自動台数制御装置９からのボイラ停止命令によ
   り、温水ボイラ１を停止させた後、ボイラ本体４内の熱
   媒液が保有する熱を、この熱媒液の保有する熱量が所定
   値に低下するまで外部負荷へ継続して供給するようにし
   たことを特徴とする温水ボイラの自動台数制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載の温水
   ボイラの自動台数制御方法において、温水ボイラ１内の
   熱媒液の保有する熱を外部負荷へ供給するのを停止した
   後、この温水ボイラ１内の熱媒液の温度を監視し、この
   熱媒液の温度が所定値より低下した場合には、外部負荷
   への熱の供給を停止した状態のまま温水ボイラ１の起動
   を行って、この熱媒液の温度を所定の温度に維持するこ
   とにより熱媒液に蓄熱することを特徴とする温水ボイラ
   の自動台数制御方法。