JP6000065B2 - 熱源装置 - Google Patents

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本発明は、暖房装置に熱媒体の液体を供給する機能を備えた熱源装置に関するものである。
図2には、床暖房に用いる温水マット等の暖房装置に温水等の熱媒体の液体を供給する機能を備えた熱源装置の一例が示されている(例えば、特許文献1、参照)。
同図において、浴室暖房乾燥機等の高温暖房装置10aと温水マット等の低温暖房装置10b,10cに熱媒体の液体(例えば温水)を供給する機能を備えた暖房用液体循環通路5が、器具ケース42内に設けられた管路89,90,91,92,93,94,95,96,97,98,99を有して形成されており、器具ケース42の外部に設けられた管路40,41,44,45,59に接続されている。
管路40は管路97に接続され、管路41,44は液体合流手段115と管路59と介して管路95に接続され、管路45は液体分岐手段37を介して管路90に接続されている。管路40,41には、高温暖房装置10aの内部通路51が接続され、管路44,45には、低温暖房装置10b,10cの内部通路52がそれぞれ接続されており、高温暖房装置10aには熱動弁12が設けられている。なお、液体分岐手段37と液体合流手段115には、必要に応じ、同図に示している他にも暖房装置を接続することができる。
暖房用液体循環通路5には、該暖房用液体循環通路5に液体を循環させる液体循環ポンプ6と、該液体循環ポンプ6の駆動により循環する液体を加熱する暖房用交換器28(28a,28b)が設けられている。暖房用熱交換器28aの液体導入側には管路95が、液体導出側には管路94がそれぞれ接続されており、暖房用熱交換器28bの液体導入側には管路91が、液体導出側には管路92がそれぞれ接続されている。管路92には、暖房高温サーミスタ33が設けられており、暖房高温サーミスタ33は、暖房用熱交換器28bから出る液体の温度を検出する。
また、管路91は、前記液体循環ポンプ6の吐出側に、管路90と共に接続されており、管路91には、暖房用熱交換器28bに導入される暖房用液体循環通路5内の液体の温度を検出する暖房低温サーミスタ36が設けられている。また、液体循環ポンプ6の吸入口側には前記管路93が接続されており、管路93と管路94との間にはシスターン装置100が介設されている。シスターン装置100は、その上部側に大気開放部を有し、また、シスターン装置100にはオーバーフロー通路53が接続されている。
暖房用熱交換器28(28a,28b)は、それぞれ、燃焼室24内に設けられており、燃焼室24には、暖房用熱交換器28と共に、暖房用熱交換器28を加熱するバーナ16と、バーナ16の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン18とが設けられている。また、燃焼室24と連通して燃焼室25が設けられ、燃焼室25内には、バーナ17と、バーナ17により加熱される給湯熱交換器29(29a,29b)と、バーナ17の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン19とが設けられている。
バーナ16,17には、それぞれのバーナ16,17に燃料を供給するガス管31,32が接続されている。これらのガス管31,32は、ガス管30から分岐形成されており、ガス管30には、ガス開閉弁80が介設されている。また、ガス管31には、ガス比例弁86とガス開閉弁81,82が、ガス管32には、ガス比例弁87とガス開閉弁83,84,85がそれぞれ介設されている。これらの弁80〜87はいずれも電磁弁により形成されており、ガス開閉弁80〜85は、対応するバーナ16,17への燃料供給・停止を制御し、ガス比例弁86,87は、対応するバーナ16,17への供給燃料量を弁開度でもって制御する。
前記給湯熱交換器29aの入口側には給水導入通路88が設けられている。この給水導入通路88は、接続通路57と補給水電磁弁46を介して、前記シスターン装置100に接続され、前記暖房用液体循環通路5に接続されている。給水導入通路88の入口側には、給水導入通路88を流れる湯水の量を検出する流量センサ73と入水温度を検出する入水温度センサ74が設けられている。また、熱交換器29bの出口側には給湯通路26が設けられており、給湯通路26の先端側は、適宜の給湯先に導かれている。給湯通路26には、分岐通路70と湯水経路切替弁58を介して前記給水導入通路88が接続されており、給湯通路26には、分岐通路70の分岐部よりも下流側に出湯湯温検出センサ113が設けられ、熱交換器29側に出湯湯温検出センサ114が設けられている。
また、前記暖房用液体循環通路5には、液―液熱交換器7を介して追い焚き循環通路13が熱的に接続されており、この追い焚き循環通路13は、往管14と戻り管15を有して浴槽27に接続されている。なお、暖房用液体循環通路5の液―液熱交換器7を形成する管路89には、液―液熱交換器7の入口に流量制御弁38が設けられている。追い焚き循環通路13には、浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプ20が設けられ、液−液熱交換器7は、浴槽湯水循環ポンプ20の駆動によって追い焚き循環路13を循環する浴槽湯水を加熱する風呂熱交換器と成している。
また、追い焚き循環通路13には、浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段としての風呂温度センサ21と、浴槽湯水の水位を検出する水位センサ22と、追い焚き循環路13の水流を検知する風呂水流スイッチ34とが介設されている。浴槽湯水循環ポンプ20の吸入口側に、戻り管15の一端側が接続され、戻り管15の他端側が循環金具56を介して浴槽27に連通接続されている。浴槽湯水循環ポンプ20の吐出口側には、往管14の一端側が接続され、往管14の他端側は循環金具56を介して浴槽27に連通接続されている。
前記給湯通路26には、分岐通路70の形成部および出湯湯温検出センサ113の配設部よりも下流側に、管路54を介して注湯水ユニット55が接続されている。注湯水ユニット55には風呂用注湯導入通路23の一端側が接続され、風呂用注湯導入通路23の他端側は、前記浴槽湯水循環ポンプ20に接続されている。注湯水ユニット55には、湯張り電磁弁48、湯張り水量センサ49、逆止弁50a,50bが設けられている。なお、熱交換器29から給湯通路26と管路54、注湯水ユニット55、風呂用注湯導入通路23、浴槽湯水循環ポンプ20、液−液熱交換器7、往管14を順に通って浴槽27に至るまでの通路によって、湯張りや注水を行うための湯張り注水通路が構成されている。また、図2の、図中、符号75、77は、ドレン排出通路を示し、符号76は、ドレンを中和する中和手段を示す。
この熱源装置において、暖房用液体循環通路5から加熱された液体を高温暖房装置10aにのみ供給する場合と、低温暖房装置10b,10cにのみ供給する場合には、それぞれ、液体の供給経路を切り替えて供給する暖房個別運転モードの機能による動作が行われる。これらの動作は、熱源装置の器具ケース42内に設けられた図示されていない暖房加熱制御手段の制御にしたがって行われるものである。
例えば、高温暖房装置10aのみの運転を行うときには、暖房加熱制御手段は、流量制御弁38を閉じた状態として、バーナ16の燃焼制御および燃焼ファン18の回転制御によって、暖房高温サーミスタ33の検出温度が80℃となるように暖房用熱交換器28a,28bを加熱すると共に、液体循環ポンプ6を駆動させる。加熱された液体は暖房用熱交換器28bから約80℃で導出され、図2の矢印A、Bに示すように、管路92,97,40を順に通って高温暖房装置10aに供給され、高温暖房装置10aには80℃程度の高温設定温度の液体が供給される。
この高温暖房装置10aに供給された液体は、高温暖房装置10aの管路51を通るときに放熱して、その温度が例えば60℃程度に下がった状態で、管路41,59を通り、矢印Cに示すように、管路95を順に通って暖房用熱交換器28aに導入され、暖房用熱交換器28aによって加熱される。この加温された液体は、矢印Dに示すように管路94を通ってシスターン装置100に導入され、シスターン装置100を通った後に、矢印Eに示すように、管路93を通り、液体循環ポンプ6に導入される。その後、液体は、矢印Fに示すように、管路91を通って暖房用熱交換器28bに導入され、暖房用熱交換器28bによって加熱されて、前記と同様にして暖房用液体循環通路5を循環する。
また、低温暖房装置10b,10cのみの運転を行うときには、暖房低温サーミスタ36の温度が60℃となるようにバーナ16の燃焼制御および燃焼ファン18の回転制御等が行われる。つまり、低温暖房装置10b,10cの運転時には、暖房用熱交換器28bからは適宜の温度の液体が導出され、暖房加熱制御手段の制御により低温能力切替弁(低温能力切替熱動弁)47を開くことにより高温暖房装置10aにのみ液体を供給する場合とは液体の供給経路が切り替えられる。
つまり、液体を図2の矢印C、D、E、Fに示すように循環させながら、管路92を通った液体を、低温能力切替弁47を開くことによって管路98を通して管路94に導入し、シスターン100側から液体循環ポンプ6側に向けて図の矢印Eに示すように通る液体と共に、液体循環ポンプ6を介し、図の矢印Gに示すように、液体を管路90,45に順に通して温水マット10b,10cに導入する低温暖房用循環経路での液体供給を行う。温水マット10b,10cを通った液体は、管路44、液体合流手段115を介して管路95に戻す。
また、低温暖房装置10b,10cの運転開始直後には、低温暖房装置10b,10cの内部通路51,52や管路44,45内の液体が冷えている状態であり、このように液体を冷たい状態から加熱する場合のホットダッシュ運転(コールドスタート)では、例えば15分といった予め定められたホットダッシュ設定時間だけ、暖房高温サーミスタ33の検出温度が例えば80℃のホットダッシュ設定温度になるように(暖房低温サーミスタ36の温度はなりゆきで70℃程度となるように)低温能力切替弁47を開く、またはその開弁量を大きくする調節が行われ、ホットダッシュ設定温度の液体が低温暖房装置10b,10cに供給されるようにする。
以上のようにして低温暖房装置10b,10cに供給された液体は、低温暖房装置10b,10cを通って放熱し、例えば40℃以下の低温となった後、管路44を通り、管路95に導入され、前記と同様に、暖房用液体循環通路5を循環する。
また、高温暖房装置10aと低温暖房装置10b,10cを同時に運転する場合、高低暖房同時運転モードの機能による動作が行われる。つまり、流量制御弁38は閉じておき、高温暖房装置10aには、前記の如く、暖房用液体循環通路5を通して暖房用熱交換器28bから直接的に約80℃といった高温設定温度の液体を供給しながら、高温暖房装置10aの管路51を通るときに放熱して例えば60℃程度に下がった状態の液体を、管路41,59,95、暖房用熱交換器28a、管路94、シスターン装置100、管路93、液体循環ポンプ6、管路90に、順に通して低温暖房装置10b,10cに供給する。
なお、表1には、以上のように、高温暖房装置10aのみの運転を行うとき(表1では高温)、低温暖房装置10b,10cのみの運転を行うとき(表1では低温)、ホットダッシュ運転時、低温暖房装置10b,10cと高温暖房装置10aを同時に運転するとき(表1では高低同時)における、低温能力切替弁47と流量制御弁38の開閉動作と暖房低温サーミスタ36および暖房高温サーミスタ33により検出される温度の目標温度(暖房運転時に、これらのサーミスタ33,36の温度が、この目標温度となるように制御を行う)がそれぞれ示され、さらに、浴槽27内の湯水の追い焚きを行うときについても同様に示されている。
Figure 0006000065
特開平8―35675号公報
ところで、例えば、冬季に、利用者が洗濯物を浴室暖房乾燥機(高温暖房装置10a)により乾燥しながらリビングに配置された温水マット(低温暖房装置10b,10c)を作動させて床暖房を行い、リビングで昼食を採るといった場合がある。この場合、高温暖房装置10aと低温暖房装置10b,10cの同時運転が前記のように高低暖房同時運転モードの機能により行われ、高温暖房装置10aの運転が先に終了した場合には、熱動弁12が閉じて、液体は、図2の矢印B方向へは流れずに矢印A、B’、C、D、Eに示す順に通されて暖房装置10b,10cに供給され、低温暖房装置10b,10cの加熱運転の終了時まで液体の循環が継続される。つまり、液体循環ポンプ6は、暖房装置10a,10b,10cの全ての運転が終了するまで駆動が(連続的または断続的に)継続され、運転終了時に停止することになる。
しかしながら、液体循環ポンプ6の駆動電力は小さくはなく、近年、節電の要求が高まっている中、本発明者は、前記のような暖房装置への加熱された熱媒体供給が可能な熱源装置において、例えば液体循環ポンプ6の消費電力を小さくして消費電力の削減ができないかと考えた。
本発明は、本発明者の考えに基づいてなされたものであり、その目的は、暖房装置への加熱された熱媒体供給が可能な熱源装置において、熱媒体を循環させる液体循環ポンプの消費電力の削減が可能な熱源装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、本発明は、熱媒体の液体を循環させる液体循環ポンプを備えた暖房用液体循環通路を有し、該暖房用液体循環通路には前記液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器が設けられて、該暖房用熱交換器により加熱された液体を前記暖房用液体循環通路に接続される高温暖房装置と低温暖房装置とにそれぞれ液体の供給経路を切り替えて供給する暖房個別運転モードの機能と、前記暖房用液体循環通路から前記高温暖房装置に予め定められた高温設定温度の液体を供給しながら前記高温暖房装置を通って放熱された液体を前記低温暖房装置に供給することにより前記高温設定温度よりも低い温度の液体を前記低温暖房装置に供給する高低暖房同時運転モードの機能を有する熱源装置であって、該高低暖房同時運転モードの動作時に前記高温暖房装置の運転終了予定時刻である高温暖房終了予定時刻と前記低温暖房装置の運転終了予定時刻である低温暖房終了予定時刻の情報をそれぞれ取り込み、前記高温暖房終了予定時刻よりも前記低温暖房終了予定時刻が遅く、かつ、前記高温暖房終了予定時刻から前記低温暖房終了予定時刻までの時間が予め定められた設定許容時間以内のときには、前記高温暖房終了予定時刻よりも手前の予め定められる設定時刻から前記高温暖房終了予定時刻までの間に前記低温暖房装置にも前記高温設定温度または該高温設定温度近傍の温度の液体を供給して前記高温暖房終了予定時刻に前記低温暖房装置と前記高温暖房装置の運転を同時に終了させる暖房加熱制御手段を有する構成をもって課題を解決する手段としている。
本発明によれば、暖房用液体循環通路に接続される高温暖房装置と低温暖房装置の同時運転を行うときには、暖房用液体循環通路から高温暖房装置に予め定められた高温設定温度の液体を供給しながら、高温暖房装置を通って放熱された液体を低温暖房装置に供給することにより高温設定温度よりも低い温度の液体を低温暖房装置に供給する高低暖房同時運転モードでの運転を行うが、該高低暖房同時運転モードの動作時に、暖房加熱制御手段が高温暖房装置の運転終了予定時刻である高温暖房終了予定時刻と前記低温暖房装置の運転終了予定時刻である低温暖房終了予定時刻の情報をそれぞれ取り込み、以下の制御を行う。
つまり、前記高温暖房終了予定時刻よりも前記低温暖房終了予定時刻が遅く、かつ、前記高温暖房終了予定時刻から前記低温暖房終了予定時刻までの時間が予め定められた設定許容時間以内のときには、前記高温暖房終了予定時刻よりも手前の予め定められる設定時刻から前記高温暖房終了予定時刻までの間に、前記低温暖房装置にも、前記高温設定温度またはその近傍の温度の液体を供給して前記高温暖房終了予定時刻に前記低温暖房装置と前記高温暖房装置の運転を同時に終了させる。
そのため、液体循環ポンプの駆動時間を短くすることができるために、液体循環ポンプの消費電力を削減することができる。また、低温暖房装置への液体の供給は、低温暖房終了予定時刻よりも手前の時刻に終了することになるが、低温暖房装置には前記設定時刻から前記高温暖房終了予定時刻までの間、高温設定温度またはその近傍の温度の液体を供給することにより、低温暖房装置の通常運転時よりも高い温度の液体が供給されるので、液体の供給が早めに終了しても、供給された液体の保有熱量によって十分な加熱を行うことができる。
本発明に係る熱源装置の一実施例の制御構成を示す説明図である。 熱源装置のシステム構成例を模式的に示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
本実施例の熱源装置のシステム構成は、図2に示した熱源装置と同様であり、本実施例の特徴的なことは、図1に示す特徴的な制御構成を有することである。つまり、本実施例では、熱源装置内の制御装置1内に、暖房加熱制御手段2、メモリ部3、時計機構4が設けられており、制御装置1は、高温暖房装置10aの制御のための操作を行う高温暖房用リモコン装置8と、低温暖房装置10b,10cの制御のための操作を行う低温暖房用リモコン装置9とに信号接続されている。
暖房加熱制御手段2は、従来例と同様に、前記暖房個別運転モードの動作時および前記高低暖房同時運転モードの動作時に、それぞれ、暖房用液体循環通路5から、暖房用熱交換器28で加熱された液体を高温暖房装置10a,10b,10cに適宜供給し、これらの高温暖房装置10a〜10cを加熱する際に、バーナ16の燃焼制御による暖房用熱交換器28の加熱制御と液体循環ポンプ6の駆動制御を行うものであるが、本実施例では従来例とは異なる以下に述べる特徴的な制御を行う。
つまり、暖房加熱制御手段2は、前記高低暖房同時運転モードの動作時に、高温暖房リモコン装置8から高温暖房装置10aの運転終了予定時刻である高温暖房終了予定時刻の情報(例えば高温暖房リモコン装置8により設定される運転の切タイマの設定情報)を取り込み、低温暖房リモコン装置9から低温暖房装置10b,10cの運転終了予定時刻である低温暖房終了予定時刻の情報(例えば低温暖房リモコン装置9により設定される運転の切タイマの設定情報)を取り込む。
そして、前記高温暖房終了予定時刻よりも前記低温暖房終了予定時刻が遅く、かつ、前記高温暖房終了予定時刻から前記低温暖房終了予定時刻までの時間が予め定められた設定許容時間(例えば15分)以内のときには、前記高温暖房終了予定時刻よりも手前の予め定められる設定時刻(例えば前記高温暖房終了予定時刻の5分前)から前記高温暖房終了予定時刻までの間に、前記ホットダッシュ運転時と同様の、低温能力切替弁47の開弁量調節や低温能力切替弁47の開弁動作によって、低温暖房装置10b,10cにも、なりゆきで約70℃といった高温設定温度またはその近傍の液体を供給する。そして、前記高温暖房終了予定時刻に、低温暖房装置10b,10cと高温暖房装置10aの運転を同時に終了させる。
そのため、本実施例では、液体循環ポンプ6の駆動時間を短くすることができ、液体循環ポンプ6の消費電力を削減することができる。また、高温暖房終了予定時刻よりも手前の前記設定時刻から前記高温暖房終了予定時刻までの間は、低温暖房装置10b,10cの通常運転時よりも高い高温設定温度またはその近傍の温度の液体がこれらの低温暖房装置10b,10cに供給されるので、液体の供給が早めに終了しても、供給された液体の保有熱量によって十分な加熱を行うことができる。
なお、本実施例に適用されている熱源装置は、暖房機能に加え、給湯機能を有しており、バーナ17の燃焼によって熱交換器29を通る水を加熱して湯を形成して、適宜の給湯先に給湯することができるし、形成した湯を前記湯張り注水通路を通して湯を浴槽27に注ぐことによって浴槽27への湯張り(自動湯張り動作)を行うこともできる。
また、本実施例において、暖房用液体循環通路5内の液体を、図2の矢印B’に示すように、液−液熱交換器7に通しながら循環させると共に、浴槽湯水循環ポンプ20を駆動させて、図2の矢印Hに示すように、追い焚き循環通路13内に浴槽湯水を循環させ、この浴槽湯水と暖房用液体循環通路5を通る液体とを液―液熱交換器7を介して熱交換することにより、浴槽27内の湯水の追い焚き動作を行うことができるが、これらの機能や動作についての詳細説明は省略する。
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、暖房機能に加え、給湯機能、自動湯張り機能、風呂の追い焚き機能を備えた複合装置としたが、暖房機能以外の機能は設けてもよいし、設けなくてもよい。
また、前記実施例では、高温暖房装置10aと低温暖房装置10b,10cの高低暖房同時運転モードの動作時に、高温暖房装置10aの終了予定時刻から低温暖房装置10b,10cの終了予定時刻までの時間が設定許容時間以内のときには、高温暖房終了予定時刻の5分前から低温暖房装置10b,10cにも高温設定温度またはその近傍の液体を供給開始するようにしたが、この高温設定温度またはその近傍の液体の供給開始時刻は高温暖房終了予定時刻の5分前とは限らず、適宜設定されるものである。なお、高温設定温度またはその近傍の液体の供給開始時刻が早すぎると、低温暖房装置10b,10cの配設領域が熱すぎると感じることがあり、遅すぎると低温暖房装置10b,10cの配設領域の温度が低下する時刻が早まってしまうので、前記液体の供給開始時刻を実験等のデータに基づいて設定するとよく、低温暖房装置10b,10cが温水マットの場合に、その温水マットが配設されている室温等の情報に応じて可変してもよい。
さらに、本発明の熱源装置は、例えば前記実施例で設けたガス燃焼を行うバーナの代わりに、石油燃焼用のバーナを設けてもよいし、電熱ヒータを設けてもよい。また、暖房用液体循環通路5内に循環させる液体は、水とは限らず、例えば不凍液等の他の液体としてもよい。
本発明の熱源装置は、暖房運転における液体循環ポンプの消費電力削減ができるので、省エネ化が可能となり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。
1 制御装置
2 暖房加熱制御手段
3 メモリ部
5 暖房用液体循環通路
6 液体循環ポンプ
8 高温暖房用リモコン装置
9 低温暖房用リモコン装置
10 暖房装置
11 制御装置
16,17 バーナ
28 暖房用熱交換器
33 暖房高温サーミスタ
36 暖房低温サーミスタ

Claims (1)

  1. 熱媒体の液体を循環させる液体循環ポンプを備えた暖房用液体循環通路を有し、該暖房用液体循環通路には前記液体循環ポンプの駆動により循環する液体を加熱する暖房用熱交換器が設けられて、該暖房用熱交換器により加熱された液体を前記暖房用液体循環通路に接続される高温暖房装置と低温暖房装置とにそれぞれ液体の供給経路を切り替えて供給する暖房個別運転モードの機能と、前記暖房用液体循環通路から前記高温暖房装置に予め定められた高温設定温度の液体を供給しながら前記高温暖房装置を通って放熱された液体を前記低温暖房装置に供給することにより前記高温設定温度よりも低い温度の液体を前記低温暖房装置に供給する高低暖房同時運転モードの機能を有する熱源装置であって、該高低暖房同時運転モードの動作時に前記高温暖房装置の運転終了予定時刻である高温暖房終了予定時刻と前記低温暖房装置の運転終了予定時刻である低温暖房終了予定時刻の情報をそれぞれ取り込み、前記高温暖房終了予定時刻よりも前記低温暖房終了予定時刻が遅く、かつ、前記高温暖房終了予定時刻から前記低温暖房終了予定時刻までの時間が予め定められた設定許容時間以内のときには、前記高温暖房終了予定時刻よりも手前の予め定められる設定時刻から前記高温暖房終了予定時刻までの間に前記低温暖房装置にも前記高温設定温度または該高温設定温度近傍の温度の液体を供給して前記高温暖房終了予定時刻に前記低温暖房装置と前記高温暖房装置の運転を同時に終了させる暖房加熱制御手段を有することを特徴とする熱源装置。
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