JP5170534B2

JP5170534B2 - 熱源装置

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Publication number: JP5170534B2
Application number: JP2008038361A
Authority: JP
Inventors: 旭前川; 英也長尾; 宏明田中; 信義神谷; 直樹河野; 哲典栗山
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: JP2009198044A

Description

本発明は、負荷端末との間で循環する熱媒体を介して熱エネルギーを負荷端末に供給可能な熱源装置に関するものである。

従来から、下記特許文献１に開示されているように、床暖房やファンコンベクタ等の負荷端末との間で熱媒体を循環させて、負荷端末に対して熱エネルギーを供給可能な熱源装置が知られている。
特開２００３−２５４６２７号公報

従来の熱源装置は、熱媒体の温度が所定の温度にまで加熱されると、熱源による加熱を停止させていた。しかし熱源装置内の熱媒体の量が少ない場合、熱源による加熱を停止させた後も熱媒体が熱源に蓄えられた熱を吸収して温度を上昇させてしまうおそれがあった。その結果、負荷端末に高温になり過ぎた熱媒体が供給され、使用者に不快感を与えるという問題があった。

そこで本発明は、熱媒体の温度が必要以上に高温になり過ぎるのを防止する熱源装置を供給することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、燃焼装置と、前記燃焼装置の燃焼によって内部の熱媒体を昇温させる熱交換器と、前記熱交換器に接続されて熱媒体の循環が可能な熱媒体循環系統と、前記熱媒体循環系統に熱媒体を循環させる循環ポンプと、前記熱媒体循環系統の一部であって前記熱交換器で昇温された熱媒体を負荷端末に供給する往き流路と、前記熱媒体循環系統の一部であって前記負荷端末で放熱された熱媒体を前記熱交換器に戻す戻り流路と、前記熱媒体循環系統に存在する熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、前記熱媒体循環系統に取り付けられて熱媒体を貯留可能な貯留槽と、前記貯留槽における熱媒体の液位を検知することにより前記熱媒体循環系統に存在する熱媒体の量を検知可能な熱媒量検知手段と、前記温度検知手段の検知温度が所定の設定温度になるように燃焼装置における燃焼を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記熱媒体量検知手段の検知量が所定の基準量を下回ることを条件として、前記設定温度を下げることを特徴とする熱源装置である。

これにより請求項１の発明は、貯留槽に貯留された熱媒体の液位を検知することで容易に熱媒体循環系統に存在する熱媒体の量を検知することができ、熱媒体循環系統に存在する熱媒体の量が所定の基準量よりも少なく、熱媒体が高温になり過ぎる可能性がある場合には、設定温度を下げることにより熱媒体が高温になり過ぎるのを防止することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記熱媒量検知手段が、所定の基準量に相当する前記貯留槽の液位を検知する高液位電極と、前記高液位電極よりも低位の液位を検知する低液位電極と、を備え、前記制御部は、前記貯留槽の液位が、前記高液位電極によって検知される液位と前記低液位電極によって検知される液位との間にあることを条件として、前記設定温度を下げ、前記貯留槽の液位が、前記低液位電極によって検知される液位を下回ることを条件として、燃焼装置における燃焼を停止させることを特徴とした。

これにより請求項２の発明は、貯留槽に貯留された熱媒体の液位が高液位電極の検知する液位と低液位電極の検知する液位との間にあれば、設定温度を下げて熱媒体が高温になり過ぎるのを防止することができる。また貯留槽に貯留された熱媒体の液位が低液位電極の検知する液位を下回った場合には、熱媒体循環系統に存在する熱媒体の量が少なすぎると判断して、燃焼装置による加熱を停止させて空焚きを防止することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記制御部が、燃焼装置における燃焼の停止から所定時間経過後に、前記温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を上回ることを条件として、前記設定温度を下げることを特徴とした。

請求項３の発明は、燃焼装置の燃焼の停止から所定時間経過後に、温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を上回ると、熱媒体循環系統に存在する熱媒体が高温になり過ぎる環境にあると判断し、設定温度を下げる。これにより請求項３の発明は、熱媒体が高温になり過ぎるのを防止することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記温度検知手段が、前記往き流路に配されることを特徴とした。

これにより請求項４の発明は、負荷端末に供給される熱媒体の温度を検知することができるため、負荷端末に供給される熱媒体が必要以上に高温になり過ぎるのを的確に防止することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、熱媒体の加熱運転が終了するまで前記設定温度が下げられた状態を継続させることを特徴とした。

一旦、熱媒体が高温になり易い環境になると、加熱運転が終了するまでにその環境を改善させることはとても困難である。そこで請求項５の発明は、設定温度が下げられた状態を加熱運転が終了するまで継続させることにより、熱媒体が高温になり過ぎるのを確実に防止することができる。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、前記温度検知手段の検知温度を所定の設定温度に移行させるのに必要な必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量より大きい場合に、前記燃焼装置を比例燃焼させ、前記必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量よりも小さい場合に前記燃焼装置をオンオフ燃焼させ、熱媒体の温度上昇による燃焼装置の燃焼停止から所定時間経過後に前記温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を上回ることを条件として、前記設定温度を下げ、前記燃焼装置が比例燃焼している期間においては、前記設定温度が下げられた状態を継続し、前記燃焼装置がオンオフ燃焼している期間においては、前記温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を下回ることを条件として、設定温度を元の設定温度に戻すことを特徴とする熱源装置である。

ここで比例燃焼とは、燃焼装置に対して燃料を連続的に供給し、燃焼装置への燃料の供給量の増減等を調整することで、燃焼装置における燃焼熱量を制御することをいう。またオンオフ燃焼とは、燃焼装置に対して燃料が供給される状態（オン状態）と、燃焼装置に対する燃料の供給が停止される状態（オフ状態）とを、短い時間間隔で繰り返すことにより、燃焼装置における燃焼熱量を制御することをいう。
連続的に燃焼が行われる比例燃焼は、間欠的に燃焼が行われるオンオフ燃焼に比べ燃焼熱量が大きいため、熱媒体の温度が上昇しやすい。
そこで請求項６の発明は、熱媒体が必要以上に高温になり易い比例燃焼においては、温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を下回った後であっても、設定温度が下げられた状態を継続し、熱媒体が必要以上に高温になり過ぎるのを効率よく防止することができる。

本発明の熱源装置は、熱媒体の温度が必要以上に高温になり過ぎるのを防止することができる。

以下、本発明の一実施形態である暖房熱源機１（熱源装置）について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の暖房熱源機１の作動原理図である。
暖房熱源機１は、暖房装置等の負荷端末（図示せず）に接続され、熱媒体（本実施形態では不凍液）を介して負荷端末に対して熱エネルギーを供給することが可能な装置であり、燃焼装置２と、負荷端末との間で熱媒体が循環可能な熱媒体循環系統３と、各部材の動作を司る制御部７と、を備える。

図１に示すように、燃焼装置２は、燃料を燃焼して燃焼ガスを発生させる燃焼部１０と、燃焼部１０で発生した燃焼ガスの熱によって熱媒体を加熱する熱交換部１１（熱交換器）と、熱交換部１１を通過した燃焼ガスを外部に排気する排気部１２とを有する。

燃焼部１０は、燃料供給管２２から供給される液体燃料を気化させて燃料ガスを生成する気化器２０と、電気によって火花を飛ばして燃料ガスに引火させる点火手段２７と、燃料ガスを燃焼させる炎孔２８が設けられた炎孔部材２１とを有する。気化器２０で生成された燃料ガスは、炎孔部材２１に送られて炎孔部材２１の炎孔２８で燃焼される。

熱交換部１１は、燃焼部１０の上部に配置されている。熱交換部１１は、アルミニウム製であり、筒状体２３と、筒状体２３の周りに螺旋状に巻き付けられた管２５とで構成される。燃焼部１０で燃料ガスを燃焼させて発生した燃焼ガスは、筒状体２３の内側を通過して上方に流れる。

熱交換部１１の管２５は、燃焼ガスの流れ方向の上流側で熱媒体循環系統３の戻り配管３０（戻り流路）に接続されており、燃焼ガスの流れ方向の下流側で熱媒体循環系統３の往き配管３１（往き流路）に接続されている。戻り配管３０から管２５に導入された熱媒体は、管２５内を流れる間に、筒状体２３の内側を通過する燃焼ガスとの間で熱交換を行い、温度を上昇させる。

熱媒体が循環する熱媒体循環系統３は、燃焼装置２で加熱された高温の熱媒体を負荷端末に対して供給可能な往き配管３１と、負荷端末で放熱された熱媒体を再び燃焼装置２に戻す戻り配管３０と、負荷端末を迂回する流路を形成するバイパス配管３２と、戻り配管３０の途中で分岐して一旦放熱された低温の熱媒体を負荷端末に対して供給可能な低温往き配管３５と、に大別される。

往き配管３１は、一方の端部が熱交換部１１の管２５の下流側に接続されており、他方の端部が高温往き接続口４５に接続されている。高温往き接続口４５は、高温の熱媒体を必要とする負荷端末（図示せず）に接続される。往き配管３１には、過熱防止装置３１ａや温度検知手段３１ｂが取り付けられており、往き配管３１を通過する熱媒体の温度を検知することができる。

戻り配管３０は、一方の端部が熱交換部１１の管２５の上流側に接続されており、他方の端部が熱媒戻り接続口４７に接続されている。熱媒戻り接続口４７は、負荷端末に接続される。戻り配管３０には、熱媒体循環系統に熱媒体を循環させる循環ポンプ５と、膨張タンク６とが設けられている。循環ポンプ５は、膨張タンク６よりも燃焼装置２側に配置されている。

循環ポンプ５は、吸込口１５と吐出口１６とを持ち、吸込口１５から吸い込んだ熱媒体を加圧して吐出口１６から吐き出し、熱媒体を熱媒体循環系統３に循環させるものである。

膨張タンク６は、熱媒体を貯留する中空の樹脂製のタンクである貯留部５０（貯留槽）と、貯留部５０に貯留された熱媒体の液位を検知する液位検知センサ６０（熱媒量検知手段）と、貯留部５０の下方に設けられた入液口５２および出液口５３と、貯留部５０に熱媒体を供給する熱媒体供給配管５７が接続される供給口５４と、貯留部５０からオーバーローした熱媒体を外部に導出するオーバーフロー配管５６が接続されるオーバーフロー口５５とを備えている。膨張タンク６は、熱媒戻り接続口４７と循環ポンプ５との間に配置され、入液口５２に熱媒戻り接続口４７側の戻り配管３０が接続されており、出液口５３に循環ポンプ５側の戻り配管３０が接続されている。

液位検知センサ６０は、所定の基準液位を検知する高液位電極６１と、高液位電極６１よりも低い加熱停止液位を検知する低液位電極６２とを備えている。なお基準液位および加熱停止液位の具体的な値は、熱媒体循環系統３を構成する各種配管や貯留部５０、熱交換部１１の大きさ等を考慮して実験等に基づき決定される。

低温往き配管３５は、一方の端部が戻り配管３０における循環ポンプ５と熱交換部１１との間の位置に接続されており、他方の端部が低温往き接続口３６に接続されている。低温往き接続口３６は、比較的低温の熱媒体を必要とする負荷端末（図示せず）に接続される。

本実施形態の暖房熱源機１の熱媒体循環系統３の配管構成は上記した通りである。熱媒体は、負荷端末の熱動弁が開状態であれば、負荷端末を経由して熱媒体循環系統３を循環し、負荷端末の熱動弁が閉状態であれば負荷端末をバイパスするバイパス配管３２を通って熱媒体循環系統３を循環する。

詳しく説明すると、膨張タンク６の貯留部５０に貯留された熱媒体が、循環ポンプ５によって加圧され、その一部が燃焼装置２に送られる。燃焼装置２に送られた熱媒体は、燃焼装置２の熱交換部１１で加熱されて昇温される。昇温されて高温になった熱媒体は、往き配管３１および高温往き接続口４５を経て高温の熱媒体を必要とする負荷端末（図示せず）に流れ込む。高温の熱媒体を必要とする負荷端末で使用された熱媒体は、熱媒戻り接続口４７および戻り配管３０から再び暖房熱源機１に導入され、入液口５２から膨張タンク６の貯留部５０に戻される。

一方、循環ポンプ５を出た後、低温往き配管３５に分岐された熱媒体は、低温往き接続口３６に至り、比較的低温の熱媒体を必要とする負荷端末（図示せず）に供給される。そして当該負荷端末で使用された熱媒体は、熱媒戻り接続口４７から再び暖房熱源機１に導入され、膨張タンク６に戻される。

また負荷端末の熱動弁が全て閉状態であれば、熱媒体は負荷端末をバイパスするようにバイパス配管３２を通って暖房熱源機１内を循環する。

また図１の様に、膨張タンク６には、熱媒体供給配管５７が接続されているので、熱媒体循環系統３内の熱媒体が不足すると、熱媒体供給配管５７を介して膨張タンク６の貯留部５０に熱媒体を補給することができる。

次に暖房熱源機１における熱媒体の加熱制御について、図２、３のグラフ、および図４のフローチャートを用いて説明する。暖房熱源機１では、負荷端末に供給される熱媒体の適切な温度として目標温度（本実施形態では８０℃）が設定されている。また暖房熱源機１は、温度検知手段３１ｂにより、燃焼装置２によって昇温された熱媒体の温度を検知することができる。暖房熱源機１の制御部７は、温度検知手段３１ｂの検知温度が目標温度になるように、燃焼装置２の燃焼部１０における燃焼を制御する。

まず制御部７は、温度検知手段３１ｂの検知温度を目標温度に移行させるのに必要な必要燃焼熱量を算出する。そして算出された必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量よりも大きい場合、制御部７は、燃焼部１０を比例燃焼させる。比例燃焼は、燃焼部１０に対して液体燃料を連続的に供給し、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせて燃焼部１０への液体燃料の供給量等を制御することで、燃焼部１０における燃焼を制御するものである。例えば、低温の熱媒体を目標温度近くまで昇温させる場合や、負荷端末の熱動弁が開状態であって負荷端末への熱媒体の供給が可能であり、熱媒体循環系統３を循環する熱媒体の放熱量が多い場合などにおいて、制御部７は、燃焼部１０において比例燃焼を行い、熱媒体の温度を調整する。

また制御部７は、算出された必要燃焼量が所定の燃焼熱量よりも小さい場合には、燃焼部１０をオンオフ燃焼させる。オンオフ燃焼は、燃焼部１０に対して液体燃料が供給される状態（オン状態）と、燃焼部１０に対する液体燃料の供給が停止される状態（オフ状態）とを、フィードフォワード制御に基づく時間間隔で繰り返すことにより、燃焼部１０における燃焼を制御するものである。例えば、熱媒体が目標温度近くまで昇温されており、熱媒体循環系統３を循環する熱媒体の放熱量が少ない場合、制御部７は、燃焼装置２の燃焼部１０の燃焼量を最小にしてオンオフ燃焼を行うことで燃焼部１０における時間当たりの燃焼熱量を下げて熱媒体の温度を調整する。

制御部７は、上記のように燃焼部１０を比例燃焼またはオンオフ燃焼させ、熱交換部１１を介して、熱媒体を昇温させる。そして温度検知手段３１ｂの検知温度が所定の燃焼停止温度（本実施形態では８５℃）に達すると、燃焼部１０における燃焼が停止される。また燃焼部１０における燃焼が停止された後、温度検知手段３１ｂの検知温度が下降して所定の燃焼開始温度（本実施形態では７５℃）を下回ると、燃焼部１０における燃焼が再び開始される。

ここで温度検知手段３１ｂの検知温度が燃焼停止温度に達して、燃焼部１０の燃焼が停止されたとしても、暖房熱源機１の熱交換部１１には燃焼停止前の加熱によって熱が蓄えられている。そのため、燃焼停止時から熱交換部１１内に存在する熱媒体は、熱交換部１１に蓄えられた熱を吸収して温度を上昇させる。その結果、温度検知手段３１ｂの検知温度は、図２や図３に示すように、燃焼停止から数秒間、上昇を続け、一度目のピーク（本実施形態では約９５℃）を迎える。

その後、熱交換部１１の管２５には、膨張タンク６の貯留部５０に貯留された比較的低温の熱媒体が導入される。このとき熱交換部１１の管２５に導入された熱媒体は、熱交換部１１に蓄えられた熱によってある程度加熱されるが、燃焼部１０において燃焼が行われた場合ほど高温には加熱されない。そのため図２や図３に示すように、温度検知手段３１ｂの検知温度は、一度目のピークを迎えた後は徐々に低下する。

このとき負荷端末側の熱動弁が開状態であれば、熱交換部１１の管２５から送り出された熱媒体は、往き配管３１を通って高温往き接続口４５から負荷端末に供給され、負荷端末で放熱する。そのため負荷端末の熱動弁が開状態の場合、図２に示すように、暖房熱源機１を循環する熱媒体の温度は、一度目のピークを迎えた後は、燃焼開始温度まで低下し続けることになる。温度検知手段３１ｂの検知温度が燃焼開始温度まで低下すると、再び燃焼装置２の燃焼部１０における燃焼が開始され、熱媒体が加熱される。

これに対して、負荷端末側の熱動弁が閉状態であれば、熱媒体は、負荷端末をバイパスして暖房熱源機１内を循環する。すなわち熱媒体は、負荷端末で放熱されることなく暖房熱源機１内を循環する。そのため暖房熱源機１を循環する熱媒体は、熱交換部１１の管２５を通るたびに、熱交換部１１に蓄えられた熱を吸収し、温度を上昇させる。

その結果、図３に示すように、温度検知手段３１ｂの検知温度は、一度目のピークから下降した後、再び温度を上昇させて二度目のピーク（本実施形態では約９５℃）を迎えることになる。温度検知手段３１ｂの検知温度が二度目のピークを迎えた段階で、暖房熱源機１を循環する全ての熱媒体は、約９５℃にまで上昇している。この段階で、暖房熱源機１を循環する熱媒体が負荷端末に供給されると、負荷端末には適切な温度（本実施形態では８５℃）以上の熱媒体が供給されることになってしまう。

暖房熱源機１は、燃焼部１０における燃焼が停止された後に熱交換部１１に蓄えられた熱によって熱媒体が高温（本実施形態では８５℃以上）になりすぎるのを防止するため、図４に示すフローチャートに従って熱媒体の温度制御を行っている。

ステップ１では、液位検知センサ６０によって検知される検知液位が所定の基準液位よりも低いか否かが判断される。検知液位が所定の基準液位よりも低ければ、制御フローは、ステップ３に移行される。また検知液位が所定の基準液位よりも高ければ、制御フローは、ステップ２に移行される。

ステップ２では、温度検知手段３１ｂの検知温度が燃焼停止温度に達することによる燃焼部１０の燃焼の停止から所定時間（本実施形態では２分）経過後に、温度検知手段３１ｂの検知温度が所定の後沸防止温度よりも高いか否かが判断される。検知温度が所定の後沸防止温度よりも高ければ、制御フローはステップ３に移行される。また検知温度が所定の後沸防止温度以下であれば、制御フローはステップ１に戻される。

ステップ３では、熱媒体が高温になり過ぎるのを防止するため、目標温度（８０℃）、燃焼開始温度（７５℃）、および燃焼停止温度（８５℃）等の設定温度がそれぞれ、７０℃、６５℃、および７５℃に引き下げられ、制御フローがステップ４に移行される。

ステップ４では、温度検知手段３１ｂの検知温度を目標温度に移行させるのに必要な必要燃焼熱量が算出され、制御フローがステップ５に移行される。

ステップ５では、ステップ４で算出された必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量よりも大きいか否かが判断される。必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量よりも大きい場合、制御フローはステップ６に移行し、必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量よりも小さい場合、制御フローはステップ７に移行する。

ステップ６では、燃焼部１０における燃焼が比例燃焼によって行われ、制御フローがステップ４に戻される。

ステップ７では、燃焼部１０における燃焼がオンオフ燃焼によって行われ、制御フローがステップ８に移行される。

ステップ８では、温度検知手段３１ｂの検知温度がステップ２の後沸防止温度よりも低いか否かが判断される。温度検知手段３１ｂの検知温度が後沸防止温度よりも低ければ、制御フローはステップ９に移行する。

ステップ９では、ステップ３で下げられた目標温度（７０℃）、燃焼開始温度（６５℃）、および燃焼停止温度（７５℃）等の設定温度がそれぞれ元の設定温度である、８０℃、７５℃、および８５℃に戻され、制御フローがステップ１に戻される。

次に本実施形態の暖房熱源機１の特徴について説明する。
暖房熱源機１では、熱媒体循環系統３に存在する熱媒体の量が所定の基準量よりも少なくなると、熱交換部１１に蓄えられた熱によって熱媒体が必要以上に高温になる可能性がある。また本実施形態の暖房熱源機１は、膨張タンク６の貯留部５０の液位によって、熱媒体循環系統３に存在する熱媒体の量を判断している。

そこで本実施形態の暖房熱源機１の制御部７は、液位検知センサ６０によって検知される検知液位が所定の基準液位よりも低くなると、熱媒体が高温になり過ぎる可能性があると判断し、目標温度、燃焼開始温度、および燃焼停止温度等の設定温度を引き下げる。これにより熱媒体が燃焼停止温度に達することで燃焼部１０の燃焼が停止された後に、熱媒体が熱交換部１１の熱を吸収しも、熱媒体が必要以上に高温（８５℃以上）になり過ぎるおそれがない。そのため負荷端末に高温になり過ぎた熱媒体が供給されて、負荷端末の温度が上がり過ぎるのを防止することができる。その結果、本実施形態の暖房熱源機１は、負荷端末が過度に昇温されて使用者に不快感を与えるおそれがない。また熱媒体が循環する負荷端末や各部材の耐久性を向上させることができる。

また図３に示すように、負荷端末側の熱動弁が閉状態であり、熱媒体循環系統３に存在する熱媒体の量が少なければ、負荷端末における熱媒体の放熱が期待できないため、暖房熱源機１の熱媒体が高温になり過ぎるおそれがある。換言すると、図３における二度目のピークが検知されると、負荷端末側の熱動弁が閉状態であり、熱媒体循環系統３に存在する熱媒体の量が少ないので、熱媒体が高温になりやすい環境にあると判断することができる。

そこで本実施形態の暖房熱源機１の制御部７は、熱媒体が燃焼停止温度に達して燃焼部１０の燃焼が停止されてから所定時間経過後に、温度検知手段３１ｂの検知温度が所定の後沸防止温度よりも高ければ、熱媒体循環系統３を循環する熱媒体が、熱交換部１１に蓄えられた熱を吸収して高温になり過ぎる可能性が高いと判断し、目標温度、燃焼開始温度、および燃焼停止温度を引き下げる。これにより燃焼部１０の燃焼が停止された後に、熱媒体が熱交換部１１の熱を吸収して昇温したとしても高温になり過ぎるおそれがない。そのため負荷端末の温度が上がり過ぎるのを防止することができる。その結果、本実施形態の暖房熱源機１は、負荷端末が過度に昇温されて使用者に不快感を与えるおそれがない。

また本実施形態の暖房熱源機１は、膨張タンク６の液位が基準液位よりも低いか否かの第一条件（フローチャートのステップ１）と、燃焼部１０における燃焼停止から所定時間経過後の熱媒体の温度が後沸防止温度よりも高いか否かの第二条件（フローチャートのステップ２）とを併用して、設定温度を下げている。例えば、熱媒体循環系統３に存在する熱媒体の量が、膨張タンク６の基準液位を少しだけ上回る量であるが、負荷端末側の熱動弁が全て閉じられている場合、上記第一条件のみで判断したのでは、熱媒体が高温になり過ぎる可能性が高いとは判断されない。しかしこのような場合であっても、本実施形態の暖房熱源機１は、第二条件によって熱媒体が高温になり過ぎるおそれがあると判断するため、熱媒体が高温になり過ぎるのを確実に防止することができる。

また第二条件は、熱媒体が高温になったのを検知した後に、目標温度等を引き下げるものであるから、熱媒体が一旦高温になるのを許すことになる。しかし本実施形態の暖房熱源機１は、第二条件とともに第一条件を併用しているので、熱媒体が高温になり過ぎるのを確実に防止することができる。

熱媒体の加熱制御の開始時に基準液位よりも低い液位が検知されれば、その後の温度上昇で熱媒体の体積が膨張し、膨張タンク６の液位が基準液位より高くなったとしても、熱媒体循環系統３に存在する熱媒体の量は実質的に変化しておらず、熱媒体が高温に加熱され過ぎる可能性が高いことに変わりはない。特に連続的に燃焼が行われる比例燃焼は、間欠的に燃焼が行われるオンオフ燃焼に比べ燃焼熱量が大きいため、熱媒体が高温になりやすい。

そこで本実施形態の暖房熱源機１の制御部７は、一旦、目標温度等の設定温度を下げた後に、温度検知手段の検知温度が所定の後沸防止温度を下回ったとしても、比例燃焼においては、設定温度が下げられた状態を継続する。これにより熱媒体が必要以上に高温になり過ぎるのを効率的に防止することができる。

上記実施形態の暖房熱源機１は、燃焼部が比例燃焼を行っている期間のみ設定温度が下げられた状態を継続させる構成であったが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、一旦、目標温度、燃焼開始温度、および燃焼停止温度等の設定温度を引き下げると、変更後の設定温度を熱媒体の加熱運転が終了するまで継続させる構成を採用してもよい。この構成を採用することにより、熱媒体が高温に加熱され過ぎるのを確実に防止することができる。

上記実施形態の暖房熱源機１は、膨張タンク６の液位が基準液位よりも低いか否かの第一条件、およびオンオフ燃焼における燃焼停止から所定時間後の熱媒体の温度が後沸防止温度よりも高いか否かの第二条件を用いて、目標温度等を変更させたが、本発明は目標温度等を変更するか否かの判断材料に第一条件と第二条件の両方を用いる構成に限定されるわけではない。例えば、第一条件または第二条件のいずれか一方のみを用いて、熱媒体の目標温度等を変更するか否かを決定してもよい。

上記実施形態では、熱媒体として不凍液が用いられたが水を用いてもよい。

本発明を実施した暖房熱源機１の作動原理図である。負荷端末の熱動弁が開状態のときに、熱媒体が燃焼停止温度に達し、燃焼部の燃焼が停止された場合の熱媒体の温度変化を示すグラフである。負荷端末の熱動弁が閉状態のときに、熱媒体が燃焼停止温度に達し、燃焼部の燃焼が停止された場合の熱媒体の温度変化を示すグラフである。熱媒体が必要以上に高温になるのを防止する加熱制御を示すフローチャートである。

１暖房熱源機（熱源装置）
２燃焼装置
３熱媒体循環系統
５循環ポンプ
６膨張タンク
７制御部
１１熱交換部（熱交換器）
３０戻り配管（戻り流路）
３１往き配管（往き流路）
３１ｂ温度検知手段
５０貯留部（貯留槽）
６０液位検知センサ（熱媒量検知手段）
６１高液位電極
６２低液位電極

Claims

燃焼装置と、
前記燃焼装置の燃焼によって内部の熱媒体を昇温させる熱交換器と、
前記熱交換器に接続されて熱媒体の循環が可能な熱媒体循環系統と、
前記熱媒体循環系統に熱媒体を循環させる循環ポンプと、
前記熱媒体循環系統の一部であって前記熱交換器で昇温された熱媒体を負荷端末に供給する往き流路と、
前記熱媒体循環系統の一部であって前記負荷端末で放熱された熱媒体を前記熱交換器に戻す戻り流路と、
前記熱媒体循環系統に存在する熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記熱媒体循環系統に取り付けられて熱媒体を貯留可能な貯留槽と、
前記貯留槽における熱媒体の液位を検知することにより前記熱媒体循環系統に存在する熱媒体の量を検知可能な熱媒量検知手段と、
前記温度検知手段の検知温度が所定の設定温度になるように燃焼装置における燃焼を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記熱媒体量検知手段の検知量が所定の基準量を下回ることを条件として、前記設定温度を下げることを特徴とする熱源装置。
前記熱媒量検知手段は、所定の基準量に相当する前記貯留槽の液位を検知する高液位電極と、前記高液位電極よりも低位の液位を検知する低液位電極と、を備え、
前記制御部は、前記貯留槽の液位が、前記高液位電極によって検知される液位と前記低液位電極によって検知される液位との間にあることを条件として、前記設定温度を下げ、前記貯留槽の液位が、前記低液位電極によって検知される液位を下回ることを条件として、燃焼装置における燃焼を停止させることを特徴とする請求項１に記載の熱源装置。
前記制御部は、燃焼装置における燃焼の停止から所定時間経過後に、前記温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を上回ることを条件として、前記設定温度を下げることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源装置。
前記温度検知手段は、前記往き流路に配されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱源装置。
前記制御部は、熱媒体の加熱運転が終了するまで前記設定温度が下げられた状態を継続させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱源装置。
前記制御部は、前記温度検知手段の検知温度を所定の設定温度に移行させるのに必要な必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量より大きい場合に、前記燃焼装置を比例燃焼させ、前記必要燃焼熱量が所定の燃焼熱量よりも小さい場合に前記燃焼装置をオンオフ燃焼させ、
熱媒体の温度上昇による燃焼装置の燃焼停止から所定時間経過後に前記温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を上回ることを条件として、前記設定温度を下げ、
前記燃焼装置が比例燃焼している期間においては、前記設定温度が下げられた状態を継続し、前記燃焼装置がオンオフ燃焼している期間においては、前記温度検知手段の検知温度が所定の基準温度を下回ることを条件として、設定温度を元の設定温度に戻すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱源装置。