JP5029128B2 - Combined heat source machine - Google Patents
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Description
本発明は、温水暖房機能と例えば給湯機能等との複数の機能を実現するために2つの燃焼加熱部を備えた複合熱源機に関し、特に無駄な放熱を抑制して熱効率の向上を図り得る配置構造に係る。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite heat source apparatus having two combustion heating units to realize a plurality of functions such as a hot water heating function and a hot water supply function, etc., and particularly an arrangement capable of suppressing heat radiation and improving thermal efficiency. Concerning structure.
従来、複合熱源機として、給湯機能と温水暖房機能とを併有したものが知られている。このような複合熱源機を構成する種々の構成要素の配置構造として、外装ケース内の左右両側位置に給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器を個別に配置した上で、特に幅方向の小型化や、メンテナンス作業を考慮して、両熱交換器の後側位置に膨張タンクを、前側位置に電装ケースをそれぞれ配置し、かつ、上記の両熱交換器の上側位置に燃焼用空気給排気用の送風ファンを、下側位置に循環ポンプ等をそれぞれ配置することが提案されている(例えば特許文献1参照)。要するに、この提案のものは、膨張タンクを熱交換器と外装ケースとの間に配置するようにしている。 Conventionally, as a combined heat source machine, one having both a hot water supply function and a hot water heating function is known. As an arrangement structure of various components constituting such a composite heat source machine, a hot water supply heat exchanger and a heating heat exchanger are individually arranged at the left and right side positions in the outer case, and in particular, a small size in the width direction. In consideration of optimization and maintenance work, an expansion tank is disposed at the rear position of both heat exchangers, and an electrical case is disposed at the front position, and combustion air supply / exhaust is disposed at the upper position of both heat exchangers. It has been proposed to dispose a ventilation fan and a circulation pump or the like at a lower position (see, for example, Patent Document 1). In short, in this proposal, the expansion tank is arranged between the heat exchanger and the outer case.
ところで、温水暖房機能を実現させるための膨張タンクを熱交換器と外装ケースとの間に配置すると、無駄に放熱が行われるばかりでなく、放熱が促進されてしまう結果、システム全体の効率低下を招いてしまうことにもなる。 By the way, if the expansion tank for realizing the hot water heating function is arranged between the heat exchanger and the outer case, not only is heat dissipated wastefully, but also heat dissipation is promoted, resulting in a decrease in efficiency of the entire system. It will also invite you.
すなわち、温水暖房機能による暖房運転において、低負荷時には燃焼加熱部をON/OFF燃焼の交互切換により燃焼作動させるという制御が行われるため、OFF燃焼(燃焼停止)の間には暖房出力には寄与しない放熱が生じてしまうことになる。この際、特に温水暖房機能を実現させるシステム内でも容量や表面積が最も大きい膨張タンクからの放熱が特に大きく影響し、効率の低下を招く要因となっている。 That is, in the heating operation by the hot water heating function, when the load is low, control is performed so that the combustion heating unit is operated by alternating switching of ON / OFF combustion, so that it contributes to the heating output during OFF combustion (combustion stop). This will cause heat dissipation. At this time, the heat radiation from the expansion tank having the largest capacity and surface area is particularly significant even in the system that realizes the hot water heating function, which causes a decrease in efficiency.
その上に、上記の膨張タンクの配置構造に起因して膨張タンクからの放熱が促進されてしまう結果を招いている。例えば図1(b)に示すように、膨張タンク400を暖房用燃焼加熱部300と外装ケース1との間に配置した場合には、暖房用燃焼加熱部300での燃焼作動の際にはその放射熱を一側から受けるものの、他側は外装ケース1を隔てて外部空間と接触しているため放熱し易い状態になっている。その上に、燃焼用空気の供給源である送風ファン301が作動したときには、外装ケース1の前面を覆うフロントカバー1aの側面給気孔11,11,…(図3参照)から外装ケース内に流入する外気の流れに膨張タンク400が直接に晒されてしまい、これにより、放熱が促進されてしまうことになる。しかも、側面のみならず、前面から流入する外気にも晒されてしまうことになる。例えば図6に示すように、送風ファン301の作動によりフロントカバー1aの前面給気孔12,12,…からも外気が流入し、流入した空気は、雨水吹き込み等を防止するために設置された防護板14を上から乗り越えてから下方位置の送風ファン301に吸い込まれるようになっているため、流入した外気が防護板14を乗り越える際に膨張タンク400と接触して、膨張タンクの放熱を促進させてしまうことになる。
In addition, the heat dissipation from the expansion tank is promoted due to the arrangement structure of the expansion tank. For example, as shown in FIG. 1B, when the
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、膨張タンク自身からの放熱抑制及び/又は他からの放射熱の有効利用による保温を図り得る複合熱源機を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a composite heat source apparatus capable of suppressing heat dissipation from the expansion tank itself and / or effectively keeping heat by using radiant heat from others. Is to provide.
上記目的を達成するために、本発明では、外装ケースと、互いに独立して燃焼可能な2つの燃焼加熱部と、一方の燃焼加熱部を通る流体を一時貯留する膨張タンクとを備えた複合熱源機を対象として、上記膨張タンクを、上記外装ケース内において、上記2つの燃焼加熱部の間に挟まれる位置に配設する。 In order to achieve the above object, in the present invention, a composite heat source comprising an exterior case, two combustion heating parts that can be burned independently of each other, and an expansion tank that temporarily stores fluid passing through one combustion heating part machine as the target, and the expansion tank, within the outer case, disposed at a position sandwiched between the two combustion heating unit.
この特定事項の如くした場合、例えば図1(a)に示すように、両側の燃焼加熱部2,3のいずれかもしくは双方が燃焼していれば、膨張タンク4はその燃焼中の燃焼加熱部2及び/又は3から燃焼に伴う放射熱を受けて昇温又は少なくとも保温される一方、燃焼していなくても、膨張タンク4の両側がそれぞれ燃焼加熱部2,3により遮蔽されて、外部からの空気流(例えば燃焼用空気としての外気の給気流)に晒されないように保護されることになる。これにより、膨張タンク4が外気の流れに晒されて膨張タンク4からの放熱が促進されてしまう事態の発生を防止して放熱を抑制し得る上に、燃焼加熱部2,3からの放射熱の有効利用により膨張タンク4の保温を図り得ることになる。これにより、複合熱源機の効率の向上を図り得ることになる。
In the case of this specific matter , for example, as shown in FIG. 1A, if either or both of the
加えて本発明においては、上記2つの燃焼加熱部から燃焼排ガスが導かれその燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器をさらに備え、上記2つの燃焼加熱部を膨張タンクを間に挟んだ左右両側位置に配設する一方、上記潜熱回収用熱交換器を、上記膨張タンクの上方を覆うように上記2つの燃焼加熱部の上側に掛け渡された状態に配設することとした(請求項1)。このような本発明の場合、膨張タンクの上方が覆われて、膨張タンクから上方への放熱の逃げ道が塞がれているため、つまり上方への放熱経路が遮断されることになる。これにより、左右両側の燃焼加熱部の燃焼停止状態においても膨張タンクからの放熱を可及的に抑制することができ、膨張タンクの放熱抑制及び放熱抑制による効率向上をより一層増大させ得ることになる。 In addition the present invention smell Te is further provided with a latent heat recovery heat exchanger for recovering latent heat from the flue gas flue gas is led from the two combustion heating unit, while the expansion tank of the above two combustion heating unit On the other hand, the latent heat recovery heat exchanger is arranged in a state of being stretched over the two combustion heating parts so as to cover the upper part of the expansion tank . (Claim 1 ). For the present invention, it covered the upper expansion tank, because they are blocked the escape of the heat radiating upward from the expansion tank, that is, that the heat dissipation path upward is shut off. This Ri by the, can also be suppressed heat radiation from the expansion tank as much as possible in the combustion stopped state of the combustion heating portions of the left and right sides, further increasing further the efficiency improvement by heat radiation reduction and heat radiation reduction of Rise Zhang tank Will get.
又、本発明において、上記燃焼加熱部の下側位置に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部を付設する一方、上記外装ケースに上記燃焼用空気供給部に対し外気を給気するための給気孔を形成し、上記膨張タンクを、上記給気孔から燃焼用空気供給部までの外気の通り道を避ける位置に配設するようにすることができる(請求項2)。このようにすることにより、膨張タンクが外気の流れに晒されることが確実に回避され、膨張タンクからの放熱抑制の確実化が図られる。 In the present invention, a combustion air supply unit for supplying combustion air to the lower position of the combustion heating unit is attached, and outside air is supplied to the combustion case from the combustion case. An air supply hole may be formed, and the expansion tank may be disposed at a position that avoids the passage of outside air from the air supply hole to the combustion air supply unit (claim 2 ). By doing so, it is reliably avoided that the expansion tank is exposed to the flow of outside air, and the heat radiation from the expansion tank is reliably suppressed.
以上、説明したように、請求項1又は請求項2の複合熱源機によれば、膨張タンクの両側がそれぞれ燃焼加熱部により遮蔽されるため、外気の流れに晒されないように保護することができ、これにより、外気の流れに晒されることによる放熱促進を防止して放熱を抑制することができる。その上に、燃焼加熱部の燃焼に伴う放射熱の有効利用により膨張タンクの保温を図ることができるようになる。これにより、膨張タンクからの無駄な放熱を抑制・回避して複合熱源機の効率の向上を図ることができるようになる。
As described above, according to the composite heat source apparatus of
加えて、膨張タンクから上方への放熱の逃げ道を潜熱回収用熱交換器によって塞いで上方への放熱経路を遮断することができ、これにより、左右両側の燃焼加熱部の燃焼停止状態においても膨張タンクからの放熱を可及的に抑制することができ、膨張タンクの放熱抑制及び放熱抑制による効率向上をより一層増大させることができる。 In addition, it is possible to shut off the radiation path upward by closing the expansion tank by the escape of heat radiation upward to the latent heat recovery heat exchanger, This ensures that the combustion heating portions of the left and right sides combustion can also be suppressed as much as possible heat radiation from the expansion tank in a stopped state, it can be further increased efficiency by heat radiation reduction and heat radiation reduction of Rise Zhang tank.
又、請求項2によれば、膨張タンクが外気の流れに晒されることを確実に回避することができ、膨張タンクからの放熱抑制の確実化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention , it is possible to reliably avoid the expansion tank being exposed to the flow of outside air, and to ensure the suppression of heat radiation from the expansion tank.
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及び図3は、本発明の実施形態に係る複合熱源機を示し、両図において1は外装ケース、1aは外装ケースの一部を構成するフロントカバー、2は給湯機能を実現させるための給湯用燃焼加熱部、3は温水暖房機能を実現させるための暖房用燃焼加熱部、4は温水暖房機能を実現させるための構成要素である膨張タンク、5は潜熱回収用熱交換器としての二次熱交換器である。
2 and 3 show a composite heat source apparatus according to an embodiment of the present invention. In both figures, 1 is an exterior case, 1a is a front cover constituting a part of the exterior case, and 2 is a hot water supply function. Combustion heating unit for hot water supply, 3 is a heating combustion heating unit for realizing the hot water heating function, 4 is an expansion tank that is a component for realizing the hot water heating function, and 5 is a heat exchanger for latent heat recovery. Ru next heat exchanger der.
まず、図2及び図3の如き複合熱源機として適用される具体的な作動原理について図4の例に基づいて簡単に説明する。なお、図4に示す複合熱源機は、給湯機能、温水循環式の温水暖房機能、風呂追い焚き機能、風呂湯張り機能の各機能を併有する複合型に構成されたものであり、燃焼加熱部において顕熱に加え燃焼排ガスから潜熱回収を行うことにより高効率化を図る潜熱回収型のものを例示しているが、本発明を実施する上では、少なくとも温水暖房機能と、これとは別に独立した燃焼作動を伴う他の機能(例えば給湯機能)とが組み合わされた複合熱源機であればよい。 First, a specific operation principle applied as a composite heat source machine as shown in FIGS. 2 and 3 will be briefly described based on the example of FIG. Note that the composite heat source apparatus shown in FIG. 4 is configured in a composite type having both of a hot water supply function, a hot water circulation type hot water heating function, a bath replenishment function, and a bath hot water filling function. In this example, a latent heat recovery type that achieves higher efficiency by recovering latent heat from flue gas in addition to sensible heat is illustrated. However, in carrying out the present invention, at least the hot water heating function is independent of this. Any other combined heat source device may be used as long as it is combined with another function (for example, a hot water supply function) that involves the combustion operation.
図4において、符号21は給湯機能を実現するための給湯回路、22は温水暖房機能を実現するための暖房回路、23は風呂側循環回路として風呂追い焚き機能を実現するための追い焚き回路、24は風呂湯張り機能を実現するための注湯回路であり、又、符号25は潜熱回収用の二次熱交換器5で発生するドレン水を再利用可能にすべく処理するドレン水処理回路、26はこれらの各回路の作動制御等を行うコントローラである。なお、この複合熱源機における風呂追い焚きは、暖房回路22の高温水を熱源として、追い焚き回路23の浴槽水を液−液熱交換加熱することにより昇温させて追い焚き加熱を行うタイプのものであるが、これに限らず、追い焚き加熱のための燃焼加熱部(燃焼バーナ及びこの燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器)を備えたもので追い焚きを行う構成にしてもよい。
In FIG. 4,
上記給湯回路21は、下側位置に付設された燃焼用空気供給部である送風ファン31aから燃焼用空気の供給を受けて燃焼する給湯用燃焼バーナ31と、この燃焼バーナ31の燃焼熱により入水を熱交換加熱する給湯用一次熱交換器32とを給湯用燃焼加熱部2として備え、入水路33から水道水等が上記給湯用一次熱交換器32において主として加熱され、加熱された後の湯が出湯路34に出湯されるようになっている。この際、上記入水路33からの入水は、一次熱交換器32に入水される前に、上記二次熱交換器5の一部を構成する給湯用熱交換部5aに通されるようになっており、この二次熱交換器5の給湯用熱交換部5aにおいて燃焼排ガスの潜熱回収により予熱された状態で一次熱交換器32に入水されて主加熱されるようになっている。そして、所定温度まで加熱されて上記出湯路34に出湯された湯が、台所や浴室等の給湯栓35や上記注湯回路24などの所定の給湯箇所に給湯されるようになっている。なお、図例では給湯栓35として1つのみ図示しているが、通常は台所、洗面台、浴室等にそれぞれ配設されて複数ある。
The hot
上記暖房回路22は、下側位置に付設された燃焼用空気供給部である送風ファン36aから燃焼用空気の供給を受けて燃焼する暖房用燃焼バーナ36と、この燃焼バーナ36の燃焼熱により循環温水を熱交換加熱する暖房用一次熱交換器37とを暖房用燃焼加熱部3として備え、この暖房用一次熱交換器37に暖房用温水循環路38が通されている。
The
上記温水循環路38は、膨張タンク4に戻されて貯留される低温水を暖房用循環ポンプ39の作動により上記暖房用一次熱交換器37の入口に送り、ここで燃焼バーナ36により加熱された高温水を液−液熱交換器であるバスヒータ41に熱源として供給したり、高温往きヘッダー42を介して例えば浴室乾燥機等の高温用暖房端末43に供給したりされるようになっている。又、上記の循環ポンプ39の作動により、膨張タンク4内の低温水を低温往きヘッダー44を介して例えば床暖房機等の低温用暖房端末45に供給し、全ての暖房端末43,45から放熱により低温になった低温水を戻りヘッダー46を介して潜熱回収用の二次熱交換器5の暖房用熱交換部5bに通した上で膨張タンク4に戻すというように、循環させるようになっている。上記の二次熱交換器5の暖房用熱交換部5bにおいて、暖房用燃焼バーナ36の燃焼排ガスからの潜熱回収により低温水が予熱された状態で膨張タンク4に戻されるようになっている。
The hot
追い焚き回路23は、液−液熱交換式の加熱部としてのバスヒータ41が、戻り管47a及び往き管47bからなる追い焚き循環路47に介装され、追い焚き用循環ポンプ48の作動により浴槽Bから戻り管47aを通して取り出された浴槽水がバスヒータ41に送られ、このバスヒータ41において暖房回路22側の高温水を熱源とする液−液熱交換により追い焚き加熱され、追い焚き加熱後の浴槽湯水が往き管47bを通して浴槽Bに送られるようになっている。
In the reheating
注湯回路24は、給湯回路21から上流端が分岐して下流端が追い焚き循環路47に合流された注湯路49と、開閉切換により注湯の実行と遮断とを切換える注湯電磁弁49aとを備えている。この注湯電磁弁49aがコントローラ26により開閉制御され、注湯の実行により、出湯路34の湯が注湯路49,循環路47(戻り管47a)を経て浴槽Bに注湯されて所定量の湯張りが行われるようになっている。
The pouring
ドレン水処理回路25は、二次熱交換器5(給湯用熱交換部5a及び暖房用熱交換部5b)において燃焼排ガスが潜熱回収のための熱交換により冷やされて凝縮することにより生じたドレン水を導出し、導出したドレン水を、中和材が充填された中和処理槽25aにおいて中和処理を加えた上で排水等させるために設置された回路である。
The drain
次に、以上の如き複合熱源機において本発明が対象とする各構成要素の配置構造について詳細に説明する。 Next, the arrangement structure of each component targeted by the present invention in the composite heat source machine as described above will be described in detail.
上記の給湯用燃焼加熱部2と暖房用燃焼加熱部3とは外装ケース1内に対し上下方向の中位あたりから上側において左右両側の各位置に配設されている。図例では給湯用燃焼加熱部2が右側位置に、暖房用燃焼加熱部3が左側位置にそれぞれ配設されているが、逆でもよい。外装ケース1の左右方向中間位置においてこれら両燃焼加熱部2,3に挟まれた状態で膨張タンク4が配設されている。特に、図5に示すように、膨張タンク4が各燃焼加熱部2,3の両燃焼バーナ31,36(正確には燃焼バーナ31,36が内蔵された燃焼缶体部)の真横に位置するように配設しかつ両送風ファン31a,36aの吸い込み口よりも上方位置に配設するのが好ましく、さらに詳細に言えば、上記膨張タンク4の底部が両燃焼バーナ31,36の燃焼火炎の真横位置又はやや上側の横位置で相対向して隣接するように配設するのが好ましい。
The hot water supply
そして、上記の給湯用燃焼加熱部2と暖房用燃焼加熱部3との上側位置には、二次熱交換器5が両者間に掛け渡されて膨張タンク4の上側を覆うように配設されており、これにより、上記の両燃焼加熱部2,3間の左右方向隙間、つまり膨張タンク4が配設された空間の上方を閉塞させて、上方への放熱を防止・抑制するようにしている。なお、図2及び図3中の符号51は潜熱回収後の燃焼排ガスの排出口である。
A
以上の本実施形態の場合、膨張タンク4は燃焼加熱部2又は3からの放射熱を左右両側から受けることになり、かかる放射熱の有効利用により膨張タンク4を積極的に加熱あるいは少なくとも保温することができるようになる。これにより、膨張タンク4からの放熱に起因する暖房回路22の効率低下の発生を回避し得るばかりでなく、効率向上をも図ることができるようになる。加えて、膨張タンク4の上方が二次熱交換器5により覆われて熱の逃げ道が塞がれているため、つまり上方への放熱経路が遮断されているため、各燃焼加熱部2,3の燃焼停止状態においても膨張タンク4からの放熱を可及的に抑制することができ、上記の効率低下の回避や、効率向上をより一層図ることができる。
In the case of the above embodiment, the
さらに、送風ファン31a,36aの作動に伴い、フロントカバー1aに形成された側面給気孔11,11,…から送風ファン31a,36aに外気が吸い込まれたり、あるいは、前面給気孔12,12,…、13,13,…から外気が吸い込まれたりしたとしても、その外気の通り道を避けた位置に膨張タンク4が配設されているため、従来の如く外気に晒されることにより放熱が促進されてしまうという事態の発生をも本実施形態では回避することができる。
Further, with the operation of the
なお、上記実施形態では各燃焼加熱部2,3には下側位置に個別に送風ファン31a,36aが付設されているが、これに限らず、両燃焼加熱部2,3に対し共通に燃焼用空気を供給するよう1つの送風ファンを燃焼用空気供給部として付設するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
1 外装ケース
2 給湯用燃焼加熱部
3 暖房用燃焼加熱部
4 膨張タンク
5 二次熱交換器(潜熱回収用熱交換器)
11,12,13 給気孔
31a,36a 送風ファン(燃焼用空気供給部)
DESCRIPTION OF
11, 12, 13
Claims (2)
上記膨張タンクは、上記外装ケース内において、上記2つの燃焼加熱部の間に挟まれる位置に配設されており、
上記2つの燃焼加熱部から燃焼排ガスが導かれその燃焼排ガスから潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器をさらに備え、
上記2つの燃焼加熱部は膨張タンクを間に挟んだ左右両側位置に配設される一方、上記潜熱回収用熱交換器が上記膨張タンクの上方を覆うように上記2つの燃焼加熱部の上側に掛け渡された状態に配設されている、
ことを特徴とする複合熱源機。 A composite heat source machine comprising an outer case, two combustion heating parts capable of burning independently of each other, and an expansion tank for temporarily storing fluid passing through one combustion heating part,
The expansion tank is disposed in the outer case at a position sandwiched between the two combustion heating parts,
Further comprising a heat exchanger for recovering latent heat from which the flue gas is led from the two combustion heating sections and recovering latent heat from the flue gas,
The two combustion heating units are arranged at both left and right positions sandwiching the expansion tank, while the latent heat recovery heat exchanger is located above the two combustion heating units so as to cover the expansion tank. that has been provided to over the passed state,
Double if the heat source machine, characterized in that.
上記燃焼加熱部の下側位置には燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部が付設される一方、上記外装ケースには上記燃焼用空気供給部に対し外気を給気するための給気孔が形成され、
上記膨張タンクは、上記給気孔から燃焼用空気供給部までの外気の通り道を避ける位置に配設されている、複合熱源機。 The composite heat source machine according to claim 1,
A combustion air supply unit for supplying combustion air is attached to a lower position of the combustion heating unit, while an air supply hole for supplying outside air to the combustion air supply unit is provided in the outer case. Formed,
The said expansion tank is a composite heat source machine arrange | positioned in the position which avoids the passage of the external air from the said air supply hole to the combustion air supply part.
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