JP3837869B2 - 温水暖房装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温水を用いて暖房を行う温水暖房装置の燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の温水暖房装置は図４に示すように、温水を加熱する熱源機６０と、この熱源機６０により加熱された温水を温水循環手段６２により温水配管６３を介して循環し、室内に設置した放熱機６１により熱交換して温風ファンで吹出口より温風を吹き出すという温水暖房システムであり、前記熱源機６０は予め設定した湯温設定値と温水経路に設けた湯温検出器６４で検出される湯温の差に応じて燃焼量を決定し、湯温データが設定温度より低い場合には強燃焼に設定し、湯温データが設定温度に近づくにつれて燃焼量を減少するようにしている。そして、設定温度を越えた近傍で燃焼量が弱燃焼になるような燃焼量の設定を行っている。
【０００３】
また、湯温がさらに上昇した場合には所定温度（以下、湯温サーモＯＦＦ温度という）を越えると燃焼を停止（以下、湯温サーモＯＦＦという）させて湯温の低下を待つ。
【０００４】
その後、湯温が低下し所定温度（以下、湯温サーモＯＮ温度という）以下になると、予め設定した燃焼制御にしたがって燃焼を再開（以下、湯温サーモＯＮという）させる。
【０００５】
以上のような制御動作を繰り返すことで湯温制御を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の温水暖房機の燃焼制御装置においては、さらにきめの細かい湯温のコントロールが要求され、湯温の使用範囲（例えば６０〜８０℃）をさらに数段階に区切り（例えば５℃刻みとすると、６０〜６５、６５〜７０、７０〜７５、７５〜８０℃）、設定された湯温に素早くしかもその範囲で安定させるような燃焼制御が必要となった。
【０００７】
そのため前記湯温サーモＯＮ→ＯＦＦ温度についても設定湯温に対してわずかな温度範囲にて設定せざるを得なくなり、その結果サーモＯＦＦしやすいケースが増加してしまった。
【０００８】
また、燃焼開始時の湯温が高い場合などは、着火直後に湯温に関係なく燃焼の安定化を図るために行う比較的燃焼量の大きな固定燃焼において、湯温サーモＯＦＦに至ってしまう結果となり、この場合も燃焼の停止→開始の頻度を上げてしまう原因となっている。それだけで湯温サーモＯＦＦに至ってしまう結果となり、この場合も燃焼の停止→開始の頻度を上げてしまう原因となっている。
【０００９】
以上のように運転中に燃焼の停止→開始の頻度が増すとバーナとしての耐久性が損なわれ、タール付着、ヒータリレー等の溶着など故障の原因となってしまうという課題を有していた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するため、バーナ部と、このバーナ部の燃焼により発生する燃焼熱を熱交換するための熱交換器部と、この熱交換器部の熱により温水を加熱するための温水熱交換器と、この温水熱交換器に連設し温水を循環する温水循環手段と、前記温水熱交換器出口に配設し湯温を検出する湯温検出器と、この湯温検出器からの温度信号を湯温データに変換する湯温演算部と、複数の湯温設定を行う湯温設定部と、この湯温設定値と前記湯温データを比較する第２比較部と、この第２比較部の比較結果により、前記湯温データが設定湯温より低い場合に強燃焼に設定し、前記設定湯温に近づくにつれ燃焼量を低下していき前記設定湯温を越えた近傍にて弱燃焼となるよう燃焼量を設定し、かつ湯温が更に温度上昇し湯温検出器ＯＦＦ温度を越えると燃焼停止の制御をする燃焼量制御
部および燃焼制御部を内蔵した熱源機と、前記温水循環手段により温水熱交換器で加熱された温水の循環経路を形成する温水経路と、この温水経路の一端に設け前記温水熱交換器で加熱された温水を熱交換する熱交換器と、この熱交換器に送風して温風を吹き出す温風ファンと、空気吸込口近傍に配設し室内の温度を検出する室温検出器と、この室温検出器からの温度信号を室温データに変換する室温演算部と、室温設定を行う室温設定部と、この室温設定値と前記室温データを比較する第１比較部と、この第１比較部の比較結果の信号により送風量を設定する送風量設定部と、この送風量設定部の信号に基づき温風モータに動作信号を出力する送風量制御部を内蔵した放熱機を備え、前記燃焼制御部は前記湯温検出器とは別個であって、燃焼開始時に湯温データが予め設定された所定温度以下であるかを判定する燃焼開始判別手段を設け、燃焼開始条件の１つとして前記燃焼開始判別手段による判定結果が前記予め設定された所定温度以下であるようにしている。
【００１１】
上記発明によれば、燃焼が開始できるためには湯温が予め設定された所定温度以下であることとなり、燃焼開始直後の安定燃焼期間中に再び湯温サーモＯＦＦが働いて燃焼が停止してしまうという状態を防ぐことができるため、燃焼の停止→開始の頻度が増加することによるバーナ部の劣化を抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１の発明はバーナ部と、このバーナ部の燃焼により発生する燃焼熱を熱交換するための熱交換器部と、この熱交換器部の熱により温水を加熱するための温水熱交換器と、この温水熱交換器に連設し温水を循環する温水循環手段と、前記温水熱交換器出口に配設し湯温を検出する湯温検出器と、この湯温検出器からの温度信号を湯温データに変換する湯温演算部と、複数の湯温設定を行う湯温設定部と、この湯温設定値と前記湯温データを比較する第２比較部と、この第２比較部の比較結果により、前記湯温データが設定湯温より低い場合に強燃焼に設定し、前記設定湯温に近づくにつれ燃焼量を低下していき前記設定湯温を越えた近傍にて弱燃焼となるよう燃焼量を設定し、かつ湯温が更に温度上昇し湯温検出器ＯＦＦ温度を越えると燃焼停止の制御をする燃焼量制御部および燃焼制御部を内蔵した熱源機と、前記温水循環手段により温水熱交換器で加熱された温水の循環経路を形成する温水経路と、この温水経路の一端に設け前記温水熱交換器で加熱された温水を熱交換する熱交換器と、この熱交換器に送風して温風を吹き出す温風ファンと、空気吸込口近傍に配設し室内の温度を検出する室温検出器と、この室温検出器からの温度信号を室温データに変換する室温演算部と、室温設定を行う室温設定部と、この室温設定値と前記室温データを比較する第１比較部と、この第１比較部の比較結果の信号により送風量を設定する送風量設定部と、この送風量設定部の信号に基づき温風モータに動作信号を出力する送風量制御部を内蔵した放熱機を備え、前記燃焼制御部は前記湯温検出器とは別個であって、燃焼開始時の湯温データが予め設定された所定温度以下であるかを判定する燃焼開始判別手段を設け、燃焼開始条件の１つとして前記燃焼開始判別手段による判定結果が前記予め設定された所定温度以下であるようにしている。
【００１３】
そして、燃焼が開始できるためには湯温が予め設定された所定温度以下であることが必要となり、燃焼開始直後の安定燃焼期間中に再び湯温サーモＯＦＦが働いて燃焼が停止してしまうという状態を防ぐことができるため、燃焼の停止→開始の頻度が増加することによるバーナ部の劣化を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２の発明は燃焼開始判別手段による湯温データの判定温度は、湯温設定部からの湯温設定値に応じて切り替えるようにしている。
【００１５】
そして、湯温設定値に応じて最適な燃焼開始温度を設定することにより燃焼開始直後の安定燃焼期間中に再び湯温サーモＯＦＦが働いて燃焼が停止してしまうという状態を防ぐことができるとともに、設定湯温が複数種類設定されていたとしてもその設定湯温の少し
低い温度に判定温度を設定することでできるだけ速く設定湯温に近づけることができる。
【００１６】
また、請求項３の発明は燃焼制御部内に燃焼開始時からタイマーの計時を開始する燃焼計時手段を設け、前記燃焼量制御部ではこのタイマー計時が終了するまでの燃焼中は弱燃焼を継続するようにしている。
【００１７】
そして、燃焼開始直後の安定燃焼期間中の燃焼を弱燃焼で燃焼の安定を図るため、湯温サーモＯＦＦに至る可能性を抑えることができる。
【００１８】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１を用いて本発明の実施例１の温水暖房装置の構成を説明する。
【００２０】
１は温水を加熱するための熱源機で、バーナ部２と温水熱交換器３と給水用の水タンク４と温水を循環するための温水循環手段５などで構成し、燃焼用空気を給気フタ１３を介して給気パイプ６より取り入れ、バーナモータ７によりバーナファン８を介して前記バーナ部２に送風する。
【００２１】
燃料は別設タンク（図示せず）より燃料ポンプ９で供給し前記バーナモータ７に取り付けたフリキリファン１０で霧化状にして気化筒１１の内壁面に吹きつける。
【００２２】
気化筒１１は予め所定の温度に加熱されており吹き付けられた燃料は気化して前記燃焼用空気と混合して前記バーナ部２に供給され、この混合ガスに点火して燃焼が開始される。
【００２３】
燃焼ガスは燃焼室１２で熱交換され排気トップ１４より室外に排出される。前記燃焼室１２の外周には螺旋状に温水熱交換器３が巻き付けられており、この部分で温水の熱交換が行われる。
【００２４】
温水経路は水タンク４から温水パイプ１５ａを介して温水循環手段５に送られ、出口に接続された温水パイプ１５ｂで前記温水熱交換器３を経由して温水パイプ１５ｃより配管接続部１６に導かれている。
【００２５】
この配管接続部１６には往きと戻りの接続口が設けられており、往き側に温水パイプ１５ｄを用いて放熱機１８の入口側に接続し、出口より温水パイプ１５ｅで前記配管接続部１６の戻り側に接続し、この戻り側と水タンク４を温水パイプ１５ｆで接続して温水の経路を形成している。
【００２６】
また、熱源機１台につき複数台の放熱機１８を有する場合も有り、その際には、前記配管接続部１６の往きと戻りの接続口をそれぞれ２分割することで、もう一方の放熱機１８へ前記と同様の接続方法にて接続する。
【００２７】
放熱機１８は熱交換器１９と温風ファン２０とこの温風ファン２０を駆動する温風モータ２１と温風吹出口２２に設けた可変翼２３とこの可変翼２３を駆動する可変翼駆動手段２４などで構成し、前記温水熱交換器３で熱交換され加熱された温水を前記温水経路により循環して熱交換器１９に温風ファン２０で室内空気を送風することにより温風として温風吹出口２２より吹き出すようにしている。
【００２８】
２５は放熱機１８側に設けた操作部で運転制御部２６に運転信号や温度設定信号などを送って放熱機１８の運転を制御する。
【００２９】
２７は室温設定部で操作部２５の設定信号により設定され、放熱機１８の背面など空気取り入れ口近傍に設けられた室温検出器２８と室温検出部２９で求められる室温データを第１比較部３０で比較しその比較結果に基づいて温風モータ２１の回転数すなわち温風ファン２０の送風量を設定したり、可変翼駆動部３１を介して可変翼駆動手段２４を駆動し可変翼２３の傾斜角度を制御する。
【００３０】
３２は送風量制御部で前記第１比較部３０の比較結果により温風モータ２１の回転数を制御し、前記可変翼２３の傾斜角度制御と併せて室温分布の改善を図り、快適な居住空間を提供する。
【００３１】
３３は第１通信手段で前記運転制御部２６の信号を通信線３４を介して室外機１に設けた第２通信手段３５に送り熱源機１の運転制御を行う。
【００３２】
３６は燃焼制御部で前記第２通信手段３５の信号で動作を開始し、燃焼制御、湯温制御、温水循環手段の運転制御などを行う。
【００３３】
３７は湯温設定部で、燃焼制御部３６の設定信号により設定され、熱交パイプの出口に配設された湯温検出器３８と湯温演算部３９で求められる湯温データを第２比較部４０で比較し、その比較結果に基づいて燃焼量制御部４１を介してモータ制御部４２とポンプ制御部４３に動作信号を供給しあらかじめ設定された手順に従ってバーナモータ７と燃料ポンプ９を駆動して燃焼を行う。
【００３４】
４４は温水循環手段制御部で前記燃焼制御部３６の信号により温水循環手段５を制御する。
【００３５】
また、前記燃焼制御部３６における燃焼制御としては、燃焼開始の指示を受けるとあらかじめ設定された制御手順にしたがって、燃料ポンプ９とバーナーモータ７と、気化筒１１のヒータなどを動作させる。
【００３６】
そして着火直後は火炎が不安定となるため、所定期間強燃焼などで強制的に燃焼させて火炎が安定した時点で、湯温データの状況に応じた燃焼量に切り替えるようにしている。
【００３７】
上記構成において、熱源機１は湯温設定部３７で設定された設定温度に湯温をコントロールするために前記設定温度と湯温演算部３９で求まる湯温データを第２比較部４０にて比較し湯温データが設定湯温より低い場合には強燃焼に設定し、設定湯温に近づくにつれて燃焼量を落としていく。
【００３８】
そして、設定湯温を越えた近傍にて弱燃焼となるような燃焼量の設定を行っている。
【００３９】
また、湯温が更に温度上昇した場合には、所定温度（以下これを湯温サーモＯＦＦ温度と呼ぶ）を超えると燃焼を停止（以下これを湯温サーモＯＦＦと呼ぶ）させて湯温の低下を待つ。
【００４０】
その後、湯温が低下し所定温度（以下これを湯温サーモＯＮ温度と呼ぶ）以下になると前記燃焼制御にしたがって燃焼を再開（以下これを湯温サーモＯＮと呼ぶ）させる。
【００４１】
４８は前記燃焼制御部３６に内蔵した燃焼開始判別手段で、前記湯温演算部３９にて算
出された湯温データに基づき燃焼開始時に所定温度以下であるかを判定する。
【００４２】
燃焼制御部３６にて前記第２通信手段３５からの運転開始信号で動作を開始する際に前記燃焼開始判別手段４８にて湯温データを入力し、あらかじめ設定された所定温度以下であるかを確認する。所定温度以下であれば燃焼の開始を許可しあらかじめ設定された制御手順にて燃焼を開始する。また、所定温度より高温であれば所定温度以下になるまで燃焼を停止させる。
【００４３】
そして、燃焼が開始できるためには湯温が所定温度以下であることとなり、燃焼開始直後に再び湯温サーモＯＦＦが働いて燃焼が停止してしまうことを防ぐことができるため、燃焼の停止→開始の繰り返しによるバーナ部の劣化を抑制することができる。
【００４４】
（実施例２）
図２を用いて本発明の実施例２の温水暖房装置の構成を説明する。
【００４５】
実施例１と同一部分は同一番号を付与して説明を省略する。
【００４６】
実施例２は湯温設定部３７で設定された湯温設定値に応じた信号を燃焼判別手段４８供給するようにして、燃焼開始判別手段４８にて設定される判別温度を前記湯温設定部３７で設定された設定湯温に応じてあらかじめ設定された複数の温度に切り替えられるように構成している。
【００４７】
上記構成によって、燃焼が開始できるためには湯温の判定温度を設定湯温に応じて設定できるので、燃焼開始直後に再び湯温サーモＯＦＦが働いて燃焼が停止してしまうことを防ぐことができるとともに、設定湯温が複数種類設定されていたとしてもその設定湯温の少し低い温度に判定温度を設定することでできるだけ速く設定湯温に近づけることができる。
【００４８】
（実施例３）
まず、図３を用いて本発明の実施例３の温水暖房装置の構成を説明する。
【００４９】
実施例１と同一部分は同一番号を付与して説明を省略し、異なる部分について説明を行う。
【００５０】
４９は前記燃焼制御部３６に付加し燃焼開始時からタイマーの計時を開始する燃焼計時手段である。
【００５１】
燃焼計時手段４９にて計時が開始されると前記燃焼量制御部４１に信号を送り、このタイマー計時が終了するまでの燃焼中は弱燃焼を継続させるように構成している。
【００５２】
上記構成によって、燃焼が開始しても所定時間は弱燃焼で燃焼の安定を図るため、湯温サーモＯＦＦに至る可能性を抑えることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、燃焼が開始できるためには湯温が燃焼制御部の燃焼開始判別手段による予め設定された所定温度以下であることが必要となり、燃焼開始直後の安定燃焼期間中に再び湯温サーモＯＦＦが働いて燃焼が停止してしまうという状態を防ぐことができるため、燃焼の停止→開始の頻度が増加することによるバーナ部の劣化を抑制することができる。
【００５４】
また、請求項２の発明によれば、湯温設定値に応じて最適な燃焼開始温度を設定することにより燃焼開始直後の安定燃焼期間中に再び湯温サーモＯＦＦが働いて燃焼が停止してしまうという状態を防ぐことができるとともに、設定湯温が複数種類設定されていたとしてもその設定湯温の少し低い温度に判定温度を設定することでできるだけ速く設定湯温に近づけることができる。
【００５５】
また、請求項３の発明によれば、燃焼開始直後の安定燃焼期間中の燃焼を弱燃焼で燃焼の安定を図るため、湯温サーモＯＦＦに至る可能性を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の温水暖房装置の構成図
【図２】 本発明の実施例２の温水暖房装置の構成図
【図３】 本発明の実施例３の温水暖房装置の構成図
【図４】 従来の温水暖房装置の構成図
【符号の説明】
１ 熱源機
２ バーナ部
１８ 放熱機
２０ 温風ファン
２６ 運転制御部
２８ 室温検出器
２９ 室温演算部
３０ 第１比較部
３２ 送風量制御部
３３ 第１通信手段
３５ 第２通信手段
３６ 燃焼制御部
３８ 湯温検出器
３９ 湯温演算部
４０ 第２比較部
４１ 燃焼量制御部
４７ 送風量設定部
４８ 燃焼開始判別手段
４９ 燃焼計時手段

Claims (3)

1. バーナ部と、このバーナ部の燃焼により発生する燃焼熱を熱交換するための熱交換器部と、この熱交換器部の熱により温水を加熱するための温水熱交換器と、この温水熱交換器に連設し温水を循環する温水循環手段と、前記温水熱交換器出口に配設し湯温を検出する湯温検出器と、この湯温検出器からの温度信号を湯温データに変換する湯温演算部と、複数の湯温設定を行う湯温設定部と、この湯温設定値と前記湯温データを比較する第２比較部と、この第２比較部の比較結果により、前記湯温データが設定湯温より低い場合に強燃焼に設定し、前記設定湯温に近づくにつれ燃焼量を低下していき前記設定湯温を越えた近傍にて弱燃焼となるよう燃焼量を設定し、かつ湯温が更に温度上昇し湯温検出器ＯＦＦ温度を越えると燃焼停止の制御をする燃焼量制御部および燃焼制御部を内蔵した熱源機と、前記温水循環手段により温水熱交換器で加熱された温水の循環経路を形成する温水経路と、この温水経路の一端に設け前記温水熱交換器で加熱された温水を熱交換する熱交換器と、この熱交換器に送風して温風を吹き出す温風ファンと、空気吸込口近傍に配設し室内の温度を検出する室温検出器と、この室温検出器からの温度信号を室温データに変換する室温演算部と、室温設定を行う室温設定部と、この室温設定値と前記室温データを比較する第１比較部と、この第１比較部の比較結果の信号により送風量を設定する送風量設定部と、この送風量設定部の信号に基づき温風モータに動作信号を出力する送風量制御部を内蔵した放熱機を備え、前記燃焼制御部は前記湯温検出器とは別個であって、燃焼開始時に湯温データが予め設定された所定温度以下であるかを判定する燃焼開始判別手段を設け、燃焼開始条件の１つとして前記燃焼開始判別手段による判定結果が前記予め設定された所定温度以下である温水暖房装置。
2. 燃焼開始判別手段による湯温データの判定温度は、湯温設定部からの湯温設定値に応じて切り替わるようにした請求項１記載の温水暖房装置。
3. 燃焼制御部内に燃焼開始時からタイマーの計時を開始する燃焼計時手段を設け、前記燃焼量制御部ではこのタイマー計時が終了するまでの燃焼中は弱燃焼を継続するようにした請求項１記載の温水暖房装置。

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