JP6350864B2 - Hot water heater - Google Patents
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Description
本発明は、温水暖房装置に関する。 The present invention relates to a hot water heater.
本出願人は、温水暖房装置の一例として、特許文献１に記載されたものを先に提案している。
同文献に記載された温水暖房装置は、バーナおよび熱交換器を利用して加熱された熱媒を、ポンプによって暖房端末に送り込み、かつこの暖房端末を通過した後の熱媒を、ポンプに戻すようにした熱媒循環流路を備えている。ただし、この熱媒循環流路にはバイパス流路が設けられ、ポンプによって送り出された熱媒が暖房端末を迂回して熱媒循環流路の一部を流れることが可能とされている。バイパス流路には、オリフィスが設けられている。
このような構成によれば、暖房端末をオンとし、ポンプから暖房端末に熱媒を供給させる際に、余剰分の熱媒をバイパス流路に流れさせ、ポンプ吐出流量を確保することができる。ポンプ吐出流量が過小になると、熱交換器において熱媒が所定温度以上に加熱されるなどの不具合があるが、バイパス流路を設けたことによってそのような不具合を回避することが可能である。また、オリフィスは、バイパス流路に適度な流路抵抗を生じさせ、ポンプから吐出された熱媒が、暖房端末に供給されることなく、バイパス流路側へ集中して流れるといった不具合をなくすのに役立つ。
The present applicant has previously proposed the one described in Patent Document 1 as an example of the hot water heater.
The hot water heating apparatus described in the same document sends a heating medium heated by using a burner and a heat exchanger to a heating terminal by a pump, and returns the heating medium after passing through the heating terminal to the pump. The heat-medium circulation channel which was made is provided. However, this heat medium circulation channel is provided with a bypass channel, and the heat medium sent out by the pump can bypass the heating terminal and flow through a part of the heat medium circulation channel. An orifice is provided in the bypass channel.
According to such a configuration, when the heating terminal is turned on and the heating medium is supplied from the pump to the heating terminal, the excess heating medium can be caused to flow through the bypass flow path to ensure the pump discharge flow rate. If the pump discharge flow rate is too small, there is a problem that the heat medium is heated to a predetermined temperature or higher in the heat exchanger, but such a problem can be avoided by providing a bypass flow path. In addition, the orifice creates an appropriate flow path resistance in the bypass flow path, so that the heat medium discharged from the pump is not supplied to the heating terminal, but flows out of the bypass flow path in a concentrated manner. Useful.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。 However, the prior art still has room for improvement as described below.
すなわち、前記した温水暖房装置においては、たとえば暖房端末側の配管長が長くされ、この部分の流路抵抗が大きくなる結果、バイパス流路の流路抵抗が相対的に小さくなり、バイパス流路に高温の熱媒が多く流れ込む場合がある。このことに起因して、バイパス流路中のオリフィスの設置箇所においてキャビテーションが生じる場合があった。オリフィスは、流路の内径を部分的に絞るものであるため、熱媒がオリフィスの設置箇所を流れる場合には、オリフィスの下流近傍領域のうち、流路の周囲側は、流路の中心側よりもかなり圧力が低くなる現象を生じ、その圧力が飽和蒸気圧よりも低くなると、熱媒が沸騰する。このようなキャビテーションが発生すると、これに起因する異音も発生する。このような異音は、ユーザに不快感あるいは不安感を与える虞がある。したがって、このような虞を適切に防止することが要望される。 That is, in the above-described hot water heating apparatus, for example, the piping length on the heating terminal side is lengthened, and as a result, the flow path resistance of this portion is increased. A lot of high-temperature heat medium may flow. Due to this, cavitation may occur at the location of the orifice in the bypass flow path. Since the orifice partially restricts the inner diameter of the flow path, when the heat medium flows through the orifice installation location, the peripheral side of the flow path is the center side of the flow path in the region near the downstream of the orifice. When the pressure is considerably lower than the saturated vapor pressure, the heating medium boils. When such cavitation occurs, abnormal noise caused by this also occurs. Such an abnormal sound may give an unpleasant feeling or anxiety to the user. Therefore, it is desired to appropriately prevent such a concern.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、バイパス流路のオリフィス設置箇所においてキャビテーションが発生することを好適に防止し得る温水暖房装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and provides a hot water heating apparatus that can suitably prevent cavitation from occurring at the orifice installation location of the bypass flow path. It is an issue.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明により提供される温水暖房装置は、熱媒加熱手段を利用して加熱された熱媒がポンプによって暖房端末に送られ、かつこの暖房端末を通過した後の熱媒が前記ポンプに戻されるように、前記熱媒を一定の経路で循環可能とする熱媒循環流路と、前記ポンプから送り出された熱媒が前記暖房端末を迂回した状態で前記熱媒循環流路の一部を流れて前記ポンプに戻すことが可能に前記熱媒循環流路に接続されたバイパス流路と、このバイパス流路に設けられたオリフィスと、を備えている、温水暖房装置であって、前記バイパス流路の熱媒流量もしくはこの熱媒流量に対応して変化する前記バイパス流路以外の箇所の熱媒流量、および前記バイパス流路の熱媒温度を監視し、かつこの監視対象の熱媒流量および熱媒温度が、予め定められたキャビテーション発生条件に該当するか否かを判断し、前記キャビテーション発生条件に該当すると判断したときには、前記ポンプの吐出流量を減少させる制御、および前記熱媒加熱手段による熱媒加熱量を減少させる制御のうち、少なくとも一方の制御を実行する制御部を、さらに備えていることを特徴としている。 In the hot water heating apparatus provided by the present invention, the heating medium heated using the heating medium heating means is sent to the heating terminal by the pump, and the heating medium after passing through the heating terminal is returned to the pump. As described above, the heat medium circulation flow path that allows the heat medium to circulate through a fixed path, and the heat medium sent from the pump flow through a part of the heat medium circulation flow path while bypassing the heating terminal. A hot water heating apparatus comprising: a bypass flow path connected to the heat medium circulation flow path so as to be returned to the pump; and an orifice provided in the bypass flow path. The flow rate of the heat medium in the passage or the heat medium flow rate in a portion other than the bypass flow path that changes corresponding to the flow rate of the heat medium, and the heat medium temperature in the bypass flow path, Heat medium temperature is predetermined It is determined whether or not the cavitation generation condition is satisfied, and when it is determined that the cavitation generation condition is satisfied, control for decreasing the discharge flow rate of the pump and control for decreasing the heat medium heating amount by the heat medium heating means are performed. Of these, a control unit that executes at least one of the controls is further provided.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、温水暖房装置の運転中において、バイパス流路に流れる熱媒が所定以上に高温となり、かつその流量も所定以上に多くなって、オリフィスの設置箇所にキャビテーションが発生する虞が生じた際には、ポンプの吐出流量を減少させる制御、あるいは熱媒加熱手段による熱媒加熱量を減少させる制御がなされるために、バイパス流路に流れる熱媒流量が減少し、あるいはその熱媒の温度が低くなる。したがって、キャビテーションが発生しないようにし、それに伴う異音の発生も解消することが可能である。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
In other words, during operation of the hot water heater, when the heat medium flowing through the bypass passage becomes hotter than a predetermined temperature and its flow rate increases beyond a predetermined value, there is a risk that cavitation may occur at the orifice installation location. Is controlled to reduce the discharge flow rate of the pump or to reduce the heating medium heating amount by the heating medium heating means, so that the heating medium flow rate flowing in the bypass flow path is reduced or the temperature of the heating medium is reduced. Lower. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of cavitation and to eliminate the occurrence of abnormal noise associated therewith.
本発明において、好ましくは、前記バイパス流路の熱媒温度および熱媒流量を検出するための温度センサおよび流量センサを備えており、前記キャビテーション発生条件は、第１条件として、前記温度センサを利用して検出される熱媒温度が所定温度以上であること、および第２条件として、前記流量センサを利用して検出される熱媒流量が所定流量以上であることとされている。 In the present invention, preferably, a temperature sensor and a flow rate sensor for detecting a heat medium temperature and a heat medium flow rate of the bypass channel are provided, and the cavitation generation condition uses the temperature sensor as a first condition. Thus, the temperature of the heat medium detected is equal to or higher than a predetermined temperature, and the second condition is that the flow rate of the heat medium detected using the flow sensor is equal to or higher than a predetermined flow rate.
このような構成によれば、キャビテーション発生条件に該当するか否かの判断は、所定の温度センサおよび流量センサを利用して検知されるバイパス流路の熱媒の温度や流量に基づいてなされるために、その判断を容易かつ正確に行なうことが可能である。 According to such a configuration, the determination as to whether or not the cavitation generation condition is satisfied is made based on the temperature or flow rate of the heat medium in the bypass flow path that is detected using a predetermined temperature sensor and flow rate sensor. Therefore, it is possible to make the determination easily and accurately.
本発明において、好ましくは、前記熱媒加熱手段の上流側の熱媒温度を検出するための第１の温度センサと、前記バイパス流路の熱媒温度を検出するための第２の温度センサと、を備えており、前記バイパス流路は、前記熱媒加熱手段の下流側に分岐接続されており、前記キャビテーション発生条件は、第１条件として、前記第２の温度センサを利用して検出される熱媒温度が所定温度以上であること、および第２条件として、前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量が所定の範囲外の流量にあることとされており、前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量は、前記第１および第２の温度センサを利用して検出される熱媒温度の差分、および前記熱媒加熱手段による熱媒の加熱量に基づき、前記制御部によって演算されるように構成されている。 In this invention, Preferably, the 1st temperature sensor for detecting the heat medium temperature of the upstream of the said heat medium heating means, The 2nd temperature sensor for detecting the heat medium temperature of the said bypass flow path, The bypass flow path is branched and connected to the downstream side of the heating medium heating means, and the cavitation generation condition is detected using the second temperature sensor as a first condition. And the second condition is that the flow rate of the heat medium passing through the heat medium heating means is outside the predetermined range, and the heat medium heating means The flow rate of the passing heat medium is calculated by the control unit based on the difference between the heat medium temperatures detected by using the first and second temperature sensors and the heating amount of the heat medium by the heat medium heating means. It is comprised so that.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、前記構成においては、バイパス流路の熱媒流量に対応するパラメータとして、熱媒加熱手段を通過する熱媒流量を求め、この値に基づいて、キャビテーション発生条件に該当するか否かの判断が行なわれているが、熱媒加熱手段を通過する熱媒流量は、流量センサを用いることなく、制御部による演算により求められている。したがって、流量センサを用いない分だけ、装置の製造コストを低減することが可能となる。また、バイパス流路の熱媒流量を検知するためのセンサを具備しない既存の温水暖房装置に対しては、ハード構成に変更を加えることなく、制御部に組み込まれるプログラムソフトに一部修正を加えるだけで、本発明の意図する機能を具備させることが可能となる。なお、前記第１
および第２の温度センサに相当する温度センサは、通常の温水暖房装置には殆んど場合に備えられており、そのような温度センサをそのまま利用すればよい。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
That is, in the above configuration, the flow rate of the heat medium passing through the heat medium heating means is obtained as a parameter corresponding to the flow rate of the heat medium in the bypass flow path, and whether or not the cavitation generation condition is satisfied is determined based on this value. However, the flow rate of the heat medium passing through the heat medium heating means is obtained by calculation by the control unit without using a flow rate sensor. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the apparatus by the amount not using the flow sensor. In addition, for existing hot water heaters that do not have a sensor for detecting the flow rate of the heat medium in the bypass channel, some modifications are made to the program software installed in the control unit without changing the hardware configuration. It is possible to provide the functions intended by the present invention. The first
The temperature sensor corresponding to the second temperature sensor is almost always provided in a normal hot water heater, and such a temperature sensor may be used as it is.
本発明において、好ましくは、前記暖房端末として、前記熱媒加熱手段の上流側に接続された暖房端末のみを運転させる際においては、前記第２の条件は、前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量が所定流量以上であることとされている。
一方、前記暖房端末として、前記熱媒加熱手段の下流側に接続された暖房端末のみを運転させる際においては、前記第２の条件は、前記ポンプが所定の定常運転にある状態において前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量が所定流量以下であることとされている。
In the present invention, preferably, when only the heating terminal connected to the upstream side of the heat medium heating unit is operated as the heating terminal, the second condition is that the heat passing through the heat medium heating unit is The medium flow rate is assumed to be a predetermined flow rate or more.
On the other hand, when only the heating terminal connected to the downstream side of the heating medium heating means is operated as the heating terminal, the second condition is that the heating medium is in a state where the pump is in a predetermined steady operation. The flow rate of the heat medium passing through the heating means is assumed to be a predetermined flow rate or less.
このような構成によれば、熱媒加熱手段の上流側に接続された暖房端末、および下流側に接続された暖房端末のいずれかを単独で運転させる場合に、熱媒加熱手段を通過する熱媒流量に基づいてバイパス流路の熱媒流量を的確に判断し、この熱媒流量がキャビテーション発生条件の１つに該当するか否かを的確に判断することが可能となる。なお、熱媒加熱手段を通過する熱媒流量とバイパス流路の熱媒流量との具体的な対応関係の説明は、後述する本発明の実施形態の説明の欄において行なうこととする。 According to such a configuration, when any one of the heating terminal connected to the upstream side of the heating medium heating means and the heating terminal connected to the downstream side is operated independently, the heat passing through the heating medium heating means It is possible to accurately determine the heat medium flow rate of the bypass flow path based on the medium flow rate, and to accurately determine whether this heat medium flow rate corresponds to one of the cavitation generation conditions. The specific correspondence between the flow rate of the heat medium passing through the heat medium heating means and the flow rate of the heat medium in the bypass channel will be described in the description section of the embodiment of the present invention described later.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図１に示す温水暖房装置Ａは、ポンプＰ、熱媒加熱装置１、低温暖房端末２Ａ、高温暖房端末２Ｂ、風呂追い焚き用の熱交換器３０、膨張タンク３９、制御部４、および後述する他の機器類を備えている。
低温暖房端末２Ａは、たとえば床暖房用のパネル装置であり、高温暖房端末２Ｂは、たとえば浴室乾燥機やファンコンベクタなどである。
A hot water heating apparatus A shown in FIG. 1 includes a pump P, a heat medium heating apparatus 1, a low
The low
熱媒加熱装置１は、瞬間式湯沸器と同様な構成であり、バーナ１０、このバーナ１０により発生された燃焼ガスから顕熱および潜熱をそれぞれ回収する１次および２次の熱交換器１１，１２を備えている。図面においては、便宜上、１次および２次の熱交換器１１，１２がかなり離間した状態に示されているが、これらは互いに接近した配置にあり、１次熱交換器１１を通過した後の燃焼ガスが２次熱交換器１２に供給されるようになっている。なお、２次熱交換器１２は必須でない。
The heating medium heating device 1 has a configuration similar to that of an instantaneous water heater, and a primary and secondary heat exchanger 11 that recovers sensible heat and latent heat from a
熱媒が流通する流路としては、次に述べるような往き流路５０、戻り流路５１、低温暖房端末用の熱媒循環流路５Ａ、高温暖房端末用の熱媒循環流路５Ｂ、およびオリフィス６が設けられたバイパス流路５２が設けられている。熱媒循環流路５Ａ，５Ｂは、互いに一部重複している。熱媒は、たとえば水である（ただし、不凍液を混ぜることも可能である）。
As the flow path through which the heat medium flows, the
往き流路５０は、ポンプＰの吐出側に繋がっており、ポンプＰから吐出された熱媒を１次熱交換器１１、風呂追い焚き用の熱交換器３０、流量調整弁３１、および熱媒循環流路用オリフィス３２に順次通過させることが可能である。熱媒は、１次熱交換器１１を通過する際に加熱される。風呂追い焚き用の熱交換器３０には、浴槽（図示略）の湯水が組み上げられて供給され、浴槽の湯水と熱媒との熱交換により湯水を加熱するためのものである。加熱された湯水は、浴槽に戻される。流量調整弁３１は、風呂追い焚き用の熱交換器３０への熱媒流入量を調整するためのものである。熱媒循環流路用オリフィス３２は、往き流路５０に適度な流路抵抗をもたせるためのものである。風呂追い焚き用の熱交換器３０を通過する熱媒流量はさほど多くはなく、またこの熱交換器３０を通過した後の熱媒は温度が低下しているため、このオリフィス３２の設置箇所においてキャビテーションが発生する虞は殆どない。つまり、この熱媒循環流路用オリフィス３２は、本発明でいうオリフィスには相当しない。したがって、本実施形態においては、後述するオリフィス６とは異なり、熱媒循環流路用オリフィス３２の設置箇所のキャビテーションを防止するための手段は講じられていない。
戻り流路５１は、往き流路５０を通過した熱媒を、２次熱交換器１２および膨張タンク３９を経由させてポンプＰに戻すための流路である。熱媒は、２次熱交換器１２を通過する際にも加熱される。
The
The
低温暖房端末用の熱媒循環流路５Ａは、往き流路５０のうち、１次熱交換器１１の上流側の位置に、分岐流路５３ａを介して低温暖房端末２Ａを接続することにより設けられており、低温暖房端末２Ａを通過した熱媒は戻り流路５１に流れ、この戻り流路５１を介してポンプＰに戻るようになっている。低温暖房端末２Ａには、１次熱交換器１１を通過する前のやや低温気味（たとえば６０℃程度）の熱媒が送られる。分岐流路５３ａには、開閉弁としての熱動弁Ｖａが設けられている。
The heat
高温暖房端末用の熱媒循環流路５Ｂは、往き流路５０のうち、１次熱交換器１１の下流側の位置に、分岐流路５３ｂを介して高温暖房端末２Ｂを接続することにより設けられており、高温暖房端末２Ｂを通過した熱媒は、やはり戻り流路５１に流れ、この戻り流路５１を介してポンプＰに戻されるようになっている。高温暖房端末２Ｂには、１次熱交換器１１を通過した後の高温（たとえば８０℃程度）の熱媒が送られる。分岐流路５３ｂには、開閉弁としての熱動弁Ｖｂが設けられている。
The heating medium
バイパス流路５２は、往き流路５０の１次熱交換器１１の下流側の位置と、戻り流路５１の２次熱交換器１２の下流側の位置との間をバイパスさせるように設けられている。オリフィス６は、バイパス流路５２に適度な流路抵抗を生じさせ、ポンプＰの揚程を確保するためのものである。たとえば、暖房端末２Ａ，２Ｂを運転させる際には、ポンプＰの駆動開始と同時に熱動弁Ｖａ，Ｖｂもオンにするが、熱動弁Ｖａ，Ｖｂが全開状態に到るには、たとえば１分程度の時間を要する。それ迄の期間中においては、ポンプＰから吐出された熱媒をバイパス流路５２に流れさせることにより、熱媒の圧力が異常上昇することを回避することが可能であり、バイパス流路５２はそのような役割を果たす。
The
制御部４は、温水暖房装置Ａの各部の動作制御やデータ処理を実行するものであり、１次熱交換器１１よりも上流側の熱媒温度を検出するための第１の温度センサＳａ、１次熱交換器１１のいわゆる出口側熱媒温度（バイパス流路５２の熱媒温度にも相当）を検出するための第２の温度センサＳｂ、およびバイパス流路５２における熱媒流量を検出するための流量センサＳｃなどからの信号に基づき、オリフィス６の設置箇所におけるキャビテーションを防止するための後述の制御を実行する。なお、流量センサＳｃを設けることなく、キャビテーションを防止する制御も可能であり、この点についても後述する。
The control unit 4 executes operation control and data processing of each part of the hot water heating apparatus A, and a first temperature sensor Sa for detecting a heat medium temperature upstream from the primary heat exchanger 11, A second temperature sensor Sb for detecting the so-called outlet side heat medium temperature of the primary heat exchanger 11 (also corresponding to the heat medium temperature of the bypass flow path 52) and the heat medium flow rate in the
次に、前記した温水暖房装置Ａの作用について説明する。
温水暖房装置Ａにおいては、流量センサＳｃを利用した制御と、利用しない制御とが可能であり、これらを図２〜図４に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
Next, the operation of the hot water heating apparatus A will be described.
In the hot water heating apparatus A, control using the flow rate sensor Sc and control not using it are possible, and these will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
〔流量センサＳｃを利用した制御〕
本制御は、図２に示すような制御である。一例として、高温暖房端末２Ｂを運転する場合について説明する。
まず、ポンプＰの駆動、熱動弁Ｖｂの開動作、およびバーナ１０の燃焼駆動のそれぞれを開始させる（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２〜Ｓ４）。既述したように、熱動弁Ｖｂが十分に開状態となる迄の間は、ポンプＰから吐出された熱媒はバイパス流路５２を通過して一定の経路を循環する。熱動弁Ｖｂが開状態になると、高温暖房端末２Ｂへの熱媒供給がなされる。この場合、熱媒は高温暖房端末２Ｂ側の分岐流路５３ｂとバイパス流路５２との双方に分岐して流れる。
[Control using flow sensor Sc]
This control is control as shown in FIG. As an example, the case where the high
First, driving of the pump P, opening operation of the thermal valve Vb, and combustion driving of the
その後は、第２の温度センサＳｂを利用して検出される熱媒温度（バイパス流路５２の熱媒温度に相当）が所定温度以上であり、かつ流量センサＳｃを利用して検出されるバイパス流路５２の熱媒流量が所定流量以上になると、ポンプＰの回転数を下げる制御、または熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させる制御が実行される（Ｓ５：ＹＥＳ，Ｓ６：ＹＥＳ，Ｓ７）。オリフィス６の設置箇所にキャビテーションが発生するのは、オリフィス６を通過する熱媒の温度が高く、しかもその流量が多い場合である。このようなことに対応し、前記した動作制御においては、第１条件として、バイパス流路５２の熱媒温度が所定温度以上の高温であること、および第２条件として、バイパス流路５２の熱媒流量が所定流量以上に多いことを、キャビテーション発生条件として予め定め、かつこの条件に該当するか否かが判断されている。
Thereafter, the heat medium temperature detected using the second temperature sensor Sb (corresponding to the heat medium temperature of the bypass flow path 52) is equal to or higher than a predetermined temperature, and the bypass detected using the flow sensor Sc. When the flow rate of the heat medium in the
前記したキャビテーション条件に該当する場合において、ポンプＰの回転数を下げると、オリフィス６を通過する熱媒流量が減少するため、キャビテーションが防止される。また、熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させれば、オリフィス６を通過する熱媒の温度が低下するため、やはりキャビテーションは防止される。その結果、キャビテーションに伴う異音の発生も防止することができる。
なお、熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させる制御とは、たとえばバーナ１０の燃焼火力を弱める動作が該当する。また、バーナ１０の燃焼火力が既に最小の状態に弱められている場合には、バーナ１０の燃焼駆動をオン・オフ切り替えし、かつその際の燃焼駆動のオフ時間を長くする制御が該当する。図面には示されていないが、ポンプＰの回転数を下げる制御、または熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させる制御を実行した後に、バイパス流路５２の熱媒流量または温度が十分と考えられる所定の値だけ低下したときには、ポンプＰの回転数または熱媒加熱装置１による熱媒加熱量を元の定常状態に復帰させればよい。
In the case where the cavitation condition described above is satisfied, if the rotational speed of the pump P is lowered, the flow rate of the heat medium passing through the
In addition, the operation | movement which weakens the combustion thermal power of the
前記した動作制御は、高温暖房端末２Ｂを運転させる場合であるが、バイパス流路５２の熱媒流量を、流量センサＳｃを利用して直接検出しているため、低温暖房端末２Ａを運転させる場合についても、前記と同様な制御によってキャビテーションの発生を防止することが可能である。流量センサＳｃを利用した動作制御は、運転される暖房端末の具体的な種類、位置、数などを問わず、適用することが可能である。
The above-described operation control is a case where the high
〔流量センサＳｃを利用しない制御・低温暖房端末２Ａのみ運転〕
本制御は、図３に示すような制御である。
まず、図３のステップＳ１ａ〜Ｓ５は、ステップＳ１ａ，Ｓ３ａを除き、図２に示したステップＳ１〜Ｓ５と同様であり、その説明は省略する。制御部４は、低温暖房端末２Ａの運転が開始され、バイパス流路５２の熱媒温度が所定温度以上であると（Ｓ５：ＹＥＳ
）、１次熱交換器１１を通過する熱媒流量Ｌａを算出する（Ｓ６ａ）。この流量Ｌａは、第１および第２の温度センサＳａ，Ｓｂを利用して検出される１次熱交換器１１の入口側と出口側との温度の差分ΔＴと、熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量Ｑに基づき、概略的には、Ｌａ＝Ｑ／ΔＴ で求めることができる。加熱量Ｑは、バーナ１０における燃料消費量、および燃料の発熱量（単位体積当たりの発熱量）に基づいて算出可能である。
[Control without using the flow sensor Sc / Only the low-
This control is control as shown in FIG.
First, steps S1a to S5 in FIG. 3 are the same as steps S1 to S5 shown in FIG. 2 except for steps S1a and S3a, and a description thereof will be omitted. When the operation of the low
) The heat medium flow rate La passing through the primary heat exchanger 11 is calculated (S6a). The flow rate La is determined by the difference ΔT in temperature between the inlet side and the outlet side of the primary heat exchanger 11 detected using the first and second temperature sensors Sa and Sb, and the heat generated by the heat medium heating device 1. Based on the heating amount Q of the medium, it can be roughly calculated by La = Q / ΔT. The heating amount Q can be calculated based on the fuel consumption in the
次いで、制御部４は、前記の流量Ｌａが所定値以上である場合には、図２の場合と同様に、ポンプＰの回転数を下げる制御、または熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させる制御を実行する（Ｓ６ｂ：ＹＥＳ，Ｓ７）。 Next, when the flow rate La is equal to or greater than a predetermined value, the control unit 4 controls the lowering of the rotation speed of the pump P or the heating amount of the heating medium by the heating medium heating device 1 as in the case of FIG. Is executed (S6b: YES, S7).
前記の動作制御においては、オリフィス６の設置箇所にキャビテーションが発生する条件として、第１に、バイパス流路５２の熱媒温度が所定温度以上の高温であること、および第２に、１次熱交換器１１を通過する熱媒流量Ｌａが所定値以上であることを条件としている。
ここで、低温暖房端末２Ａは、１次熱交換器１１の上流側に接続されている。一方、バイパス流路５２は、１次熱交換器１１の下流側に接続されている。このため、低温暖房端末２Ａのみが運転されている際には、１次熱交換器１１を通過する熱媒流量Ｌａと、バイパス流路５２の熱媒流量とは、基本的には同一の関係にある。したがって、１次熱交換器１１の熱媒流量Ｌａが所定値以上であることは、バイパス流路５２も所定値以上の高温にあり、オリフィス６の設置箇所にキャビテーションが発生することの１つ根拠とすることができる。
In the operation control described above, as conditions for generating cavitation at the location where the
Here, the low-temperature heating terminal 2 </ b> A is connected to the upstream side of the primary heat exchanger 11. On the other hand, the
前記した動作制御においても、図２に示した場合と同様に、キャビテーション発生条件に該当する場合には、ポンプＰの回転数を下げる制御、または熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させる制御が実行されるために、キャビテーションの発生を適切に防止することが可能である。バイパス流路５２の熱媒流量を検出するための流量センサＳｃは、不要であるため、その分だけ温水暖房装置Ａの製造コストを廉価することができる利点も得られる。
Also in the above-described operation control, as in the case shown in FIG. 2, when the cavitation generation condition is satisfied, the control for lowering the rotation speed of the pump P or the heating amount of the heating medium by the heating medium heating device 1 is reduced. Therefore, it is possible to appropriately prevent the occurrence of cavitation. Since the flow rate sensor Sc for detecting the flow rate of the heat medium in the
〔流量センサＳｃを利用しない制御・高温暖房端末２Ｂのみ運転〕
本制御は、図４に示すような制御である。
まず、図４のステップＳ１〜Ｓ５は、図２のステップＳ１〜Ｓ５と同様であり、その説明は省略する。制御部４は、高温暖房端末２Ｂの運転が開始され、バイパス流路５２の熱媒温度が所定温度以上であると（Ｓ５：ＹＥＳ）、１次熱交換器１１を通過する熱媒流量Ｌａを算出する（Ｓ６ａ）。この流量Ｌａの算出の仕方は、図３の動作処理手順で実行され流量Ｌａの算出の仕方と同じである。
[Control without using flow sensor Sc / High
This control is control as shown in FIG.
First, steps S1 to S5 in FIG. 4 are the same as steps S1 to S5 in FIG. When the operation of the high-
次いで、制御部４は、ポンプＰが所定の回転数で駆動している定常運転状態にあるにも拘わらず、前記の流量Ｌａが所定値以下である場合には、図２および図３の場合と同様に、ポンプＰの回転数を下げる制御、または熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させる制御を実行する（Ｓ６ｃ：ＹＥＳ，Ｓ７）。 Next, in the case of FIG. 2 and FIG. 3, when the flow rate La is equal to or less than the predetermined value even though the control unit 4 is in a steady operation state where the pump P is driven at a predetermined rotation speed, In the same manner as described above, control for lowering the rotation speed of the pump P or control for reducing the heating amount of the heating medium by the heating medium heating device 1 is executed (S6c: YES, S7).
前記動作制御においては、オリフィス６の設置箇所にキャビテーションが発生する条件として、第１に、バイパス流路５２の熱媒温度が所定温度以上の高温であること、および第２に、ポンプＰが定常運転中である状態において、１次熱交換器１１を通過する熱媒流量Ｌａが所定値以下であることを条件としている。
ここで、前記第２の条件について説明すると、まず高温暖房端末２Ｂは、低温暖房端末２Ａとは異なり、１次熱交換器１１の下流側に分岐接続されている。このため、高温暖房端末２Ｂのみが運転されている場合には、既述したように、熱媒は高温暖房端末２Ｂ側とバイパス流路５２側とに分岐して流れる。この場合、その流量比は、高温暖房端末２Ｂ側
の流路抵抗とバイパス流路５２の流路抵抗との逆比に対応したものとなるが、高温暖房端末２Ｂ側の流路抵抗は、一様ではなく、温水暖房装置Ａの設置条件によって異なってくる。すなわち、高温暖房端末２Ｂの設置条件は様々であって、高温暖房端末２Ｂに繋がった流路長（配管長さ）が長くされることにより、高温暖房端末２Ｂ側の流路抵抗が大きくなる場合がある。すると、その分だけバイパス流路５２の熱媒流量が多くなる。一方、流路全体の流路抵抗が大きくなると、ポンプＰが一定の回転数で運転し続けられていたとしても、１次熱交換器１１を通過する熱媒流量Ｌａは、本来の熱媒流量よりも減少する。したがって、ポンプＰが定常運転にあり、所定の回転数で運転されているにも拘わらず、１次熱交換器１１の流量Ｌａが所定値以下に少なくなっている現象は、バイパス流路５２の熱媒流量が多いことを間接的に示すものとなる。このようなことから、１次熱交換器１１の流量Ｌａが所定値以下であることは、オリフィス６の設置箇所にキャビテーションが発生することの１つ根拠とすることができる。
In the operation control, as conditions for generating cavitation at the place where the
Here, the second condition will be described. First, the high
前記した図４の動作制御においても、図２および図３の動作制御と同様に、キャビテーション発生条件に該当する場合には、ポンプＰの回転数を下げる制御、または熱媒加熱装置１による熱媒の加熱量を減少させる制御が実行されるために、キャビテーションの発生を適切に防止することが可能である。図３の動作制御と同様に、流量センサＳｃが不要であるため、製造コストの低減化を好適に図ることが可能である。 In the operation control of FIG. 4 described above, similarly to the operation control of FIG. 2 and FIG. 3, when the cavitation generation condition is satisfied, the control for decreasing the rotation speed of the pump P or the heat medium by the heat medium heating device 1 is performed. Since the control for reducing the amount of heating is performed, it is possible to appropriately prevent the occurrence of cavitation. Similar to the operation control of FIG. 3, the flow rate sensor Sc is not necessary, and thus it is possible to suitably reduce the manufacturing cost.
図３および図４に示したような動作制御は、２つの暖房端末２Ａ，２Ｂを同時に運転させる場合には適用することが困難である。ただし、そのような場合には、煖房端末２Ａ，２Ｂの熱媒流量が多く、バイパス流路５２の熱媒流量はかなり少なくなるため、キャビテーションが発生する虞は少ない、または殆どない。したがって、２つの暖房端末２Ａ，２Ｂが同時に運転される場合に、図３および図４に示したような動作制御が適用困難であったとしても、実質的な不具合はない。
The operation control as shown in FIGS. 3 and 4 is difficult to apply when operating the two
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る温水暖房装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the hot water heater according to the present invention can be variously modified within the range intended by the present invention.
暖房端末としては、少なくとも１つの暖房端末を備えていればよく、その具体的な種類は問わない。熱媒の具体的な成分なども限定されない。
キャビテーション発生条件の具体的な内容や、その条件に該当するか否かの判断基準値などは、オリフィスの内径、ポンプの能力、暖房端末の種類や数など、種々の条件を考慮して適宜に決定し得る事項であり、特定の数値に限定されるものではない。
キャビテーション発生条件に該当すると判断された場合、ポンプの吐出流量を減少させる制御と、熱媒加熱手段による熱媒加熱量を減少させる制御との双方が実行されるように構成してもよいことは勿論である。媒体加熱装置は、媒体加熱機能を備えた装置であればよく、たとえば貯湯タンクの湯水を利用し、この湯水と熱媒との熱交換により熱媒を加熱可能な熱交換器を用いた構成とすることもできる。
熱媒加熱手段による熱媒の加熱量を減少させる制御には次のものも含まれる。すなわち、制御部４は、第２の温度センサＳｂで検出された温度（熱交換器１１の温度）が異常高温になった場合に温水煖房装置を停止させるハイカット機能を備えている。このハイカット機能の閾値を下げることにより、実質的に熱媒加熱量を減少させる。
As a heating terminal, what is necessary is just to provide at least 1 heating terminal, The specific kind is not ask | required. The specific components of the heat medium are not limited.
The specific contents of the cavitation generation conditions and the criteria for determining whether or not the conditions are met are appropriately determined in consideration of various conditions such as the inner diameter of the orifice, the capacity of the pump, and the type and number of heating terminals. This is a matter that can be determined and is not limited to a specific value.
When it is determined that the cavitation generation condition is satisfied, it may be configured such that both the control for reducing the discharge flow rate of the pump and the control for reducing the heating amount of the heating medium by the heating medium heating unit are executed. Of course. The medium heating device may be a device having a medium heating function, for example, using hot water in a hot water storage tank, and a configuration using a heat exchanger capable of heating the heat medium by heat exchange between the hot water and the heat medium. You can also
The control for reducing the heating amount of the heating medium by the heating medium heating means includes the following. That is, the control unit 4 has a high cut function for stopping the hot water kitchen apparatus when the temperature detected by the second temperature sensor Sb (temperature of the heat exchanger 11) becomes abnormally high. The heating medium heating amount is substantially reduced by lowering the threshold of the high cut function.
Ａ 温水暖房装置
Ｐ ポンプ
Ｓａ 第１の温度センサ
Ｓｂ 第２の温度センサ（温度センサ）
Ｓｃ 流量センサ
１ 熱媒加熱装置（熱媒加熱手段）
２Ａ 低温暖房端末（暖房端末・熱媒加熱手段の上流側に接続された暖房端末）
２Ｂ 高温暖房端末（暖房端末・熱媒加熱手段の下流側に接続された暖房端末）
４ 制御部
５Ａ，５Ｂ 熱媒循環流路
５２ バイパス流路
６ オリフィス
A Hot water heater P Pump Sa First temperature sensor Sb Second temperature sensor (temperature sensor)
Sc Flow sensor 1 Heating medium heating device (heating medium heating means)
2A Low temperature heating terminal (heating terminal connected to the upstream side of the heating medium heating means)
2B High-temperature heating terminal (heating terminal connected to the downstream side of the heating medium heating means)
4
Claims (5)
前記ポンプから送り出された熱媒が前記暖房端末を迂回した状態で前記熱媒循環流路の一部を流れて前記ポンプに戻すことが可能に前記熱媒循環流路に接続されたバイパス流路と、
このバイパス流路に設けられたオリフィスと、
を備えている、温水暖房装置であって、
前記バイパス流路の熱媒流量もしくはこの熱媒流量に対応して変化する前記バイパス流路以外の箇所の熱媒流量、および前記バイパス流路の熱媒温度を監視し、かつこの監視対象の熱媒流量および熱媒温度が、予め定められたキャビテーション発生条件に該当するか否かを判断し、前記キャビテーション発生条件に該当すると判断したときには、前記ポンプの吐出流量を減少させる制御、および前記熱媒加熱手段による熱媒加熱量を減少させる制御のうち、少なくとも一方の制御を実行する制御部を、さらに備えていることを特徴とする、温水暖房装置。 The heating medium is sent through a fixed path so that the heating medium heated using the heating medium heating means is sent to the heating terminal by the pump, and the heating medium after passing through the heating terminal is returned to the pump. A heat-medium circulation channel that enables circulation;
A bypass flow path connected to the heat medium circulation flow path so that the heat medium sent out from the pump can flow through a part of the heat medium circulation flow path and return to the pump while bypassing the heating terminal When,
An orifice provided in the bypass channel;
A hot water heating device comprising:
Monitor the heat medium flow rate in the bypass flow path or the heat medium flow rate at locations other than the bypass flow path that change corresponding to the heat medium flow rate, and the heat medium temperature in the bypass flow path, and the heat to be monitored It is determined whether or not the medium flow rate and the heat medium temperature correspond to a predetermined cavitation generation condition. When it is determined that the medium flow rate and the heat medium temperature correspond to the cavitation generation condition, control for reducing the discharge flow rate of the pump, and the heating medium A hot water heating apparatus, further comprising a control unit that executes at least one of the controls for reducing the heating medium heating amount by the heating means.
前記バイパス流路の熱媒温度および熱媒流量を検出するための温度センサおよび流量センサを備えており、
前記キャビテーション発生条件は、第１条件として、前記温度センサを利用して検出される熱媒温度が所定温度以上であること、および第２条件として、前記流量センサを利用して検出される熱媒流量が所定流量以上であることとされている、温水暖房装置。 The hot water heater according to claim 1,
A temperature sensor and a flow rate sensor for detecting the heat medium temperature and the heat medium flow rate of the bypass channel;
The cavitation generation condition is that the heat medium temperature detected using the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature as a first condition, and the heat medium detected using the flow sensor as a second condition. A hot water heating apparatus in which the flow rate is determined to be equal to or higher than a predetermined flow rate.
前記熱媒加熱手段の上流側の熱媒温度を検出するための第１の温度センサと、
前記バイパス流路の熱媒温度を検出するための第２の温度センサと、
を備えており、
前記バイパス流路は、前記熱媒加熱手段の下流側に分岐接続されており、
前記キャビテーション発生条件は、第１条件として、前記第２の温度センサを利用して検出される熱媒温度が所定温度以上であること、および第２条件として、前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量が所定の範囲外の流量にあることとされており、
前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量は、前記第１および第２の温度センサを利用して検出される熱媒温度の差分、および前記熱媒加熱手段による熱媒の加熱量に基づき、前記制御部によって演算されるように構成されている、温水暖房装置。 The hot water heater according to claim 1,
A first temperature sensor for detecting a heat medium temperature upstream of the heat medium heating means;
A second temperature sensor for detecting the heat medium temperature of the bypass flow path;
With
The bypass flow path is branched and connected to the downstream side of the heat medium heating means,
The cavitation generation condition is that, as a first condition, a heat medium temperature detected using the second temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature, and as a second condition, heat passing through the heat medium heating unit is used. It is assumed that the medium flow rate is outside the predetermined range,
The flow rate of the heat medium passing through the heat medium heating means is based on the difference between the heat medium temperatures detected using the first and second temperature sensors, and the amount of heating of the heat medium by the heat medium heating means, A hot water heater configured to be calculated by the control unit.
前記暖房端末として、前記熱媒加熱手段の上流側に接続された暖房端末のみを運転させる際においては、前記第２の条件は、前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量が所定流量以上であることとされている、温水暖房装置。 The hot water heater according to claim 3,
When operating only the heating terminal connected to the upstream side of the heating medium heating means as the heating terminal, the second condition is that the flow rate of the heating medium passing through the heating medium heating means is a predetermined flow rate or more. It is said that there is a hot water heater.
前記暖房端末として、前記熱媒加熱手段の下流側に接続された暖房端末のみを運転させる際においては、前記第２の条件は、前記ポンプが所定の定常運転にある状態において前記熱媒加熱手段を通過する熱媒流量が所定流量以下であることとされている、温水暖房装置。 The hot water heater according to claim 3 or 4,
When only the heating terminal connected to the downstream side of the heat medium heating means is operated as the heating terminal, the second condition is that the heat medium heating means is in a state where the pump is in a predetermined steady operation. A hot water heating apparatus in which the flow rate of the heat medium passing through the water is not more than a predetermined flow rate.
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