JP4101845B2 - 熱源装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
図2のフローチャートに示すように、運転要求があると(S201)、現熱量演算を行い(S202)、次に、必要熱量演算を行い(S203)、現熱量と必要熱量との間に差があるか否かを判定する(S204)。この熱量差に応じて循環ポンプ28に必要なポンプ回転数が設定された後(S205)、熱源11の熱量制御として例えば、燃焼制御を行う(S206)。
入水温度、給湯流量及び設定温度から必要熱量を演算し、図3に示すように、給湯必要熱量を実現する必要流量が得られる循環ポンプ28のポンプ回転数を求め、そのデータを記憶手段に記憶する。そのデータに基づき、給湯必要熱量に必要なポンプ回転数に制御し、連続燃焼中も、常に入水温度、流量、出湯温度を監視し、必要な熱量を得るためのポンプ回転数を維持する。
図4は、暖房要求端末個数、暖房必要熱量と循環ポンプ28の回転数を示している。そこで、暖房端末、即ち、暖房負荷3側のリモコン装置等からの暖房の動作要求個数、暖房必要熱量を確認し、その熱量データから、循環ポンプ28の回転数を変更する。
追焚要求があった場合、開閉弁74を開いて温水10(OW)を熱交換器72側に流し、温水10と浴槽水との熱交換を行う。この場合、循環ポンプ28の回転数は所定熱量が得られる所定回転数に維持する。この場合、施工条件によって、熱交換量が低い場合には、例えば、制御手段で循環ポンプ28の回転数を変化させ、熱交換量を上昇させてもよい。
給湯、暖房、追焚の同時運転動作では、その場合の必要熱量に対して必要なポンプ回転数データを予め求めておき、例えば、図5に示すように、必要熱量が得られるようにポンプ回転数を制御する。この場合の必要熱量の演算は、例えば、後述の式(1)で求めることができる。
膨張タンク26内の温水10の保温は、図6のフローチャートに示すように、循環ポンプ28の運転を行い(S301)、熱交換器21の出側温度が所定温度、例えば、80℃以下か否かを判定し(S302)、所定温度以下の場合には熱源11を燃焼させて暖房燃焼制御を実行し(S303)、再び、出側温度が所定温度、例えば、80℃以上か否かを判定し(S304)、所定温度、例えば、80℃以上に到達したとき、熱源11の熱量制御として例えば、燃焼停止とする(S305)。このような動作の繰返しにより、膨張タンク26及び暖房回路4内の温水10の温度を所定温度に保温させることができ、放熱による温度低下を防止でき、給湯、暖房又は追焚の移行時の昇温特性を高めることができる。
例えば、高温暖房制御部138のリモコン装置144の運転スイッチが投入されると、高温暖房運転モードに移行する。即ち、放熱器40内に熱媒である高温水HDを通過させる開閉弁が開くとともに、図示しないファンが回転を開始する。このとき、高温暖房制御部138から外部制御部126に暖房運転指令が発せられ、外部制御部126からその暖房運転指令を表す命令コードが主制御部124に転送されると、主制御部124は暖房動作を開始する。
この実施例では、低温暖房に必要な放熱器49、50、52が設置されているが、リモコン装置134、142側の運転スイッチによって低温暖房運転モードに移行する。即ち、放熱器49と、放熱器50、52とは独立して低温水LDの供給が開始され、この場合、放熱器49への低温水LDの供給切換えはリモコン装置142側の暖房スイッチによって操作され、放熱器50、52への低温水LDの供給切換えは、リモコン装置134側の暖房スイッチの切換えによって操作される。
リモコン装置132又はリモコン装置134の運転スイッチの操作の後、カランやシャワー等を開栓したとき、浴槽94への湯張りを行うときの動作である。給湯栓76を開くと、水流が発生するが、この水流は水量センサ82で検出される。このとき、循環ポンプ28、給気ファン20等を動作させてバーナ12の燃焼を開始し、リモコン装置132又はリモコン装置134に記憶された設定温度と、温度センサ88の検出温度、水量センサ82の検出水量により、要求出湯号数が式(1)から演算される。この演算号数分の熱量を温水KWから上水Wに与えるため、熱交換器66が必要な温水KWの流量を確保する必要がある。そこで、分配弁68を演算号数に対応する開度にして流量を確保し、暖房運転、追焚運転の併用による温度変動の影響を受けずに、給湯温度が設定温度になるように制御する。
リモコン装置134より追焚指令が発せられると、追焚運転モードに移行する。開閉弁74を開き、循環ポンプ28、給気ファン20等を運転し、バーナ12を燃焼させる。温度センサ60の検出温度が例えば、80℃になるように比例弁16の開度を調整する。追焚与熱回路34を通して温水OWが熱交換器72に流れ、循環ポンプ100の運転を開始すると、浴槽水96が熱交換器72に循環されるので、温水OWで浴槽水96が加熱されて浴槽94内に循環する。浴槽水96の温度は温度センサ102により検出され、その検出温度が設定温度と一致したときには循環ポンプ100を停止し、開閉弁74を閉じて追焚動作を終了する。
給湯運転、追焚運転、暖房運転の温水需要がないとき、保温運転モードに移行する。即ち、温水需要が生じたとき、加熱温度の上昇効率を高める必要から、所定時間だけ膨張タンク26及び暖房回路4内の温水10を所定温度、例えば、80℃に高める保温動作を行う。給湯需要が生じたとき、バーナ12が燃焼を開始するまで、暖房回路4及び膨張タンク26内に蓄積された温水熱量を給湯運転、追焚運転、暖房運転に使用することができる。
{(給湯温度−給水温度)/(設定温度−給水温度)}×検出流量
・・・(2)
で与えられる。
a 燃焼熱や電熱、排熱等の単一の熱源を用いて熱媒を加熱し、その熱媒の熱を暖房負荷、上水加熱、浴槽水の追焚等の多用途化、多機能化を実現できる。単一の熱源で加熱した熱媒が持つ熱を暖房負荷、第2の熱交換手段又は第3の熱交換手段側に選択的に切り換えて供給するので、熱交換の高効率化、配管路の簡略化、設備の軽量化、コンパクト化とともに、設備コストの低減や設置作業の簡略化を実現することができる。配管路の簡略化により、暖房、給湯及び追焚回路の低圧損化を図ることができる。
b 燃料ガス等の燃焼熱を熱源に用いた場合、燃焼時間を縮小して高効率化を図ることができるとともに、低Nox化、ポンプ消費電力の低減を図ることができる。
c ポンプの回転数を制御することで、熱媒加熱を制御することができ、加熱需要に即応することができる。温水需要の変動に伴い、循環温水量を可変するため、各温水需要に対して適切な温水量を供給できる。
d 潜熱回収による熱交換で熱媒の加熱を高効率化することができる。
e タンク内の熱媒を保温することで、その熱量を給湯、暖房、浴槽追焚に利用することができ、給湯の加熱速度を高めることができ、給湯の迅速化を図ることができる。給湯に必要な温水量を予め確保できるので、浴槽水の追焚、暖房等の温水需要が生じても給湯温度変動を抑制でき、安定給湯が可能である。
f 給湯需要と暖房用の放熱又は浴槽水の追焚との熱分配により、熱的損失を抑制でき、高効率化を実現できる。
3A 高温暖房負荷
3B 低温暖房負荷
4 暖房回路
10 温水(熱媒)
11 熱源(加熱手段)
12 バーナ(加熱手段)
21、22、24 熱交換器(第1の熱交換手段)
26 膨張タンク
28 循環ポンプ
30 主回路
32 給湯与熱回路
34 追焚与熱回路
35 開閉弁(第1の開閉弁)
40、42、49、50、52 放熱器(暖房負荷)
66 熱交換器(第2の熱交換手段)
68 分配弁(第2の開閉弁)
72 熱交換器(第3の熱交換手段)
74 開閉弁(第3の開閉弁)
Claims (3)
- 熱媒を溜めるタンクと、
前記熱媒を循環させる暖房負荷と、
第1の開閉弁を備え、該第1の開閉弁が開かれた場合に前記タンクから前記熱媒を前記暖房負荷に循環させ、前記タンクに戻す主回路と、
熱源と、
前記主回路に接続されて前記熱媒を循環させ、前記熱源の熱を前記熱媒に熱交換する第1の熱交換手段と、
前記主回路の前記第1の熱交換手段の出側から分岐され且つ前記タンクに直結されて第2の開閉弁を備え、該第2の開閉弁が開かれた場合に前記主回路から前記熱媒を流し、前記タンクに戻す給湯与熱回路と、
前記給湯与熱回路に接続され、前記給湯与熱回路に流れる前記熱媒の熱を給湯水に熱交換する第2の熱交換手段と、
前記主回路の前記第1の熱交換手段の出側から分岐され且つ前記タンクに直結されて第3の開閉弁を備え、該第3の開閉弁が開かれた場合に前記主回路から前記熱媒を流し、前記タンクに戻す追焚与熱回路と、
前記追焚与熱回路に接続され、前記追焚与熱回路に流れる前記熱媒の熱を浴槽水に熱交換する第3の熱交換手段と、
前記第1の熱交換手段の入側における前記主回路に設置され、前記第1の開閉弁が開かれた場合に前記タンクの前記熱媒を前記主回路にある前記第1の熱交換手段を通して前記暖房負荷に流し、前記第2の開閉弁が開かれた場合に前記タンクの前記熱媒を前記主回路にある前記第1の熱交換手段を通して前記第2の熱交換手段に流し、前記第3の開閉弁が開かれた場合に前記タンクの前記熱媒を前記主回路にある前記第1の熱交換手段を通して前記第3の熱交換手段に流して前記タンクに戻し前記タンクの前記熱媒を前記主回路側に流すポンプと、
前記ポンプに上限回転数を設定し、この上限回転数から段階的に低減させた固定回転数を設定し、暖房要求、給湯要求及び追焚要求の必要熱量を求め、この必要熱量と現在熱量とを比較し、その差分に応じて前記ポンプの回転数を前記上限回転数又は前記固定回転数に制御し、かつ前記熱源を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする熱源装置。 - 給湯運転、暖房運転又は追焚運転が終了した場合、前記給湯与熱回路に前記熱媒を循環させて所定温度に維持する保温運転を行うことを特徴とする請求項1記載の熱源装置。
- 熱媒を溜めるタンクと、前記熱媒を循環させる暖房負荷と、第1の開閉弁を備え、該第1の開閉弁が開かれた場合に前記タンクから前記熱媒を前記暖房負荷に循環させ、前記タンクに戻す主回路と、熱源と、前記主回路に接続されて前記熱媒を循環させ、前記熱源の熱を前記熱媒に熱交換する第1の熱交換手段と、前記主回路の前記第1の熱交換手段の出側から分岐され且つ前記タンクに直結されて第2の開閉弁を備え、該第2の開閉弁が開かれた場合に前記主回路から前記熱媒を流し、前記タンクに戻す給湯与熱回路と、前記給湯与熱回路に接続され、前記給湯与熱回路に流れる前記熱媒の熱を給湯水に熱交換する第2の熱交換手段と、前記主回路の前記第1の熱交換手段の出側から分岐され且つ前記タンクに直結されて第3の開閉弁を備え、該第3の開閉弁が開かれた場合に前記主回路から前記熱媒を流し、前記タンクに戻す追焚与熱回路と、前記追焚与熱回路に接続され、前記追焚与熱回路に流れる前記熱媒の熱を浴槽水に熱交換する第3の熱交換手段と、前記第1の熱交換手段の入側における前記主回路に設置され、前記タンクの前記熱媒を前記主回路側に循環させるポンプとを備える熱源装置の制御方法であって、
前記ポンプに上限回転数を設定し、この上限回転数から段階的に低減させた固定回転数を設定する工程と、
暖房要求により、前記第1の開閉弁を開くとともに、前記熱源及び前記ポンプを駆動し、前記タンクの前記熱媒を前記主回路にある前記第1の熱交換手段を通して前記暖房負荷に流す工程と、
給湯要求により、前記第2の開閉弁を開くとともに、前記熱源及び前記ポンプを駆動し、前記タンクの前記熱媒を前記主回路にある前記第1の熱交換手段を通して前記第2の熱交換手段に流し、給湯回路の給水を加熱する工程と、
追焚要求により、前記第3の開閉弁を開くとともに、前記熱源及び前記ポンプを駆動し、前記タンクの前記熱媒を前記主回路にある前記第1の熱交換手段を通して前記第3の熱交換手段に流し、浴槽水を加熱する工程と、
前記暖房要求、前記給湯要求及び前記追焚要求の必要熱量を求める工程と、
前記必要熱量と現在熱量とを比較し、その差分によって前記ポンプの回転数を前記上限回転数又は前記固定回転数に増減させ、必要熱量に前記熱媒の熱量を制御する工程と、
を含むことを特徴とする熱源装置の制御方法。
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