JP6401631B2 - Heat source equipment - Google Patents
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Description
この発明は、潜熱回収型の熱源機を有する熱源装置に関するものである。 The present invention relates to a heat source apparatus having a latent heat recovery type heat source apparatus.
従来、この種の熱源装置は、バーナと、バーナの燃焼により発生した燃焼排気から顕熱を回収する一次熱交換器、燃焼排気から潜熱を回収する二次熱交換器等からなる潜熱回収型の熱源機を有し、潜熱回収型の熱源機で加熱された循環液を循環ポンプの駆動により床暖房パネル等の放熱端末に供給することで、放熱端末が設置された被空調空間を加熱する暖房運転を行うものがあった。(例えば、特許文献1参照。)
Conventionally, this type of heat source device has a latent heat recovery type comprising a burner, a primary heat exchanger that recovers sensible heat from the combustion exhaust generated by combustion of the burner, a secondary heat exchanger that recovers latent heat from the combustion exhaust, and the like. Heating that heats the air-conditioned space in which the heat-dissipating terminal is installed by supplying the circulating fluid heated by the latent heat recovery-type heat source unit to the heat-dissipating terminal such as a floor heating panel by driving the circulation pump There was something to drive. (For example, refer to
ところで、従来の熱源装置では、暖房運転を行っているとき、循環液が設定温度付近の温度になるようにバーナの燃焼が制御されているものであり、循環液の温度が設定温度を越えるとバーナの燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より低くなるとバーナの燃焼を再開するものである。 By the way, in the conventional heat source device, when performing the heating operation, the combustion of the burner is controlled so that the circulating fluid becomes a temperature near the set temperature, and if the circulating fluid temperature exceeds the set temperature, Combustion of the burner is stopped, and combustion of the burner is resumed when the temperature of the circulating fluid becomes lower than the set temperature or the set temperature.
前記暖房運転を行っているとき、バーナの燃焼が行われていようと停止されていようと、循環ポンプの駆動は継続され循環液は放熱端末に供給され続けるものである。そして、放熱端末を流出した循環液は必ず二次熱交換器を通過するものであり、バーナが燃焼されているときは、循環液が二次熱交換器を通過する際に燃焼排気中の潜熱が回収されるので、効率が向上するものであるが、バーナの燃焼が停止されているときには、循環液は二次熱交換器を通過する際に自然放熱され、この時に外気の吹き込みや雨の浸入等があると二次熱交換器の放熱が促進されて放熱量が多くなり、効率が悪くなるという問題を有するものであった。 During the heating operation, regardless of whether the burner is burned or stopped, the circulation pump continues to be driven and the circulating fluid continues to be supplied to the heat radiating terminal. The circulating fluid that has flowed out of the heat radiating terminal always passes through the secondary heat exchanger, and when the burner is burned, the latent heat in the combustion exhaust gas when the circulating fluid passes through the secondary heat exchanger. However, when the burner combustion is stopped, the circulating fluid is naturally dissipated as it passes through the secondary heat exchanger. If there is intrusion or the like, the heat dissipation of the secondary heat exchanger is promoted, the amount of heat dissipation increases, and the efficiency is deteriorated.
この発明は、上記課題を解決するために、特に請求項1ではその構成を、燃料を燃焼させるバーナと、該バーナでの燃焼により発生した燃焼排気から顕熱を回収し一次流路を流通する循環液を加熱する一次熱交換器と、該一次熱交換器を通過した後の燃焼排気から顕熱または潜熱を回収し二次流路を流通する循環液を加熱する二次熱交換器と、端末と、前記一次熱交換器および前記二次熱交換器で加熱された循環液を前記端末に循環させる循環ポンプと、循環液の温度を検出する温度検出手段と、前記循環ポンプを駆動させて前記端末から戻される循環液を前記二次流路から前記一次流路へ流通させて再び前記端末に循環させる循環運転時に、前記バーナの燃焼を実行または停止させて前記温度検出手段の検出する循環液の温度が設定温度になるように制御する制御部とを備えた熱源機において、前記端末から戻される循環液を前記二次流路をバイパスさせて前記一次流路に導くバイパス流路と、前記端末から戻される循環液を前記二次流路側に戻す流路を形成する通常状態か前記バイパス流路側に戻す流路を形成するバイパス状態かに切り換える流路切換手段とを設け、前記制御部は、前記循環運転中であって前記バーナの燃焼が実行されているときは、前記流路切換手段を前記通常状態として、前記端末から戻される循環液を、前記二次流路を流通させてから前記一次流路を流通させるようにし、前記循環運転中であって前記バーナの燃焼が停止されているときは、前記流路切換手段を前記バイパス状態として、前記端末から戻される循環液を、前記バイパス流路を流通させてから前記一次流路を流通させて前記循環液を前記二次流路を経ることなく前記一次流路に戻すものとした。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured in particular in
また、請求項2では、前記循環運転中であって、前記バーナの燃焼が停止されている状態から前記バーナの燃焼が再開される場合、前記制御部は、バーナが着火した後で、前記流路切換手段を通常状態とするものとした。 According to a second aspect of the present invention, when the combustion of the burner is restarted from the state where the combustion of the burner is stopped during the circulation operation, the control unit performs the flow after the burner ignites. The path switching means is assumed to be in a normal state.
この発明の請求項1によれば、制御部は、循環運転中であってバーナの燃焼が実行されているときは、流路切換手段を通常状態として、端末から戻される循環液を、二次流路を流通させてから一次流路を流通させるようにし、循環運転中であってバーナの燃焼が停止されているときは、流路切換手段をバイパス状態として、前記端末から戻される循環液を、前記バイパス流路を流通させてから前記一次流路を流通させて前記循環液を前記二次流路を経ることなく前記一次流路に戻すことで、バーナの燃焼が実行されているときは、二次熱交換器の二次流路を流通する循環液と燃焼排気との熱交換により、二次熱交換器で燃焼排気中の顕熱または潜熱を回収して効率を向上させることができ、バーナの燃焼が停止されているときには、循環液は二次熱交換器の二次流路を通過せず、バイパス流路を通って直接的に一次熱交換器の一次流路側に戻されるので、二次熱交換器における自然放熱や、外部を通じて二次熱交換器に対して外気が吹き込むことや雨の浸入等による二次熱交換器での循環液の放熱が促進されることがなくなり、効率の悪化を抑制することができるものである。
According to
また、請求項2によれば、循環運転中であって、バーナの燃焼が停止されている状態からバーナの燃焼が再開される場合、制御部は、バーナが着火した後で、流路切換手段を通常状態とするようにしたことで、バーナ着火前に行われるパージ動作、すなわち、排気流路に残留する未燃ガスを吹き飛ばす送風動作によって、二次熱交換器での循環液の放熱が促進されるのを防止することができるものである。
できるものである。
According to a second aspect of the present invention, when the combustion of the burner is restarted from the state where the combustion of the burner is stopped during the circulation operation, the control unit switches the flow path switching means after the burner ignites. The normal operation of the air conditioner promotes heat dissipation of the circulating fluid in the secondary heat exchanger by the purge operation performed before the burner ignition, that is, the air blowing operation that blows off the unburned gas remaining in the exhaust passage. Can be prevented.
It can be done.
次に、この発明の一実施形態の熱源装置を図面に基づき説明する。
1は本実施形態の熱源装置、2は水や不凍液等の循環液を加熱する潜熱回収型の熱源機である。
Next, a heat source device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
前記熱源機2は、送風ファン3からの燃焼用空気の供給を受けて燃料を燃焼させるバーナ4と、バーナ4の燃焼により発生した燃焼排気から顕熱を回収し一次流路5を流通する前記循環液を加熱する熱交換器としての一次熱交換器6と、一次熱交換器6を通過した後の燃焼排気から顕熱または潜熱を回収し二次流路7を流通する循環液を加熱する熱交換器としての二次熱交換器8と、二次熱交換器8を通過した後の燃焼排気が流通する排気筒9を有しているものである。
The heat source unit 2 receives the combustion air supplied from the
前記一次熱交換器6は、内部に一定量の循環液を貯湯する円筒状の貯湯缶体10と、貯湯缶体10下部内側に形成されバーナ4の燃焼が行われる燃焼室11と、貯湯缶体10上部に形成された排気室12と、燃焼室11と排気室12とを連通しバーナ4の燃焼により発生した燃焼排気を通過させる複数本の煙管13とで構成されており、前記一次流路5は貯湯缶体10内の循環液が貯湯されている部分に該当するものである。なお、14は貯湯缶体10内の循環液の温度を検出する温度検出手段としての温度センサである。
The
15は燃焼排気中の水蒸気が二次熱交換器8の二次流路7を流通する循環液と熱交換して露点以下の温度となることにより生成される強酸性のドレンを中和器16に導くドレン導入管であり、中和器16に導入されたドレンは、中和器16内に収容された炭酸カルシウム等からなる中和剤により中和され、中和されたドレンはドレン排出管17から外部へ排出されるものである。
15 is a
18は内部を流れる循環液の保有熱を放熱し被空調空間を暖房する床暖房パネルやパネルコンベクタ等の端末としての放熱端末、19は放熱端末18の出水側と二次流路7の入水側とを接続し、放熱端末18から流出した循環液を二次流路7に導く暖房戻り流路、20は一次流路5の出水側と放熱端末18入水側とを接続し、放熱端末18に一次熱交換器6および二次熱交換器8で加熱された循環液を導く暖房往き流路、21は二次流路7の出水側と一次流路5の入水側を接続する連結流路である。
22は暖房戻り流路19から分岐され、二次熱交換器8の二次流路7をバイパスし一次流路5側に循環液を導くバイパス流路、23は放熱端末18から戻され暖房戻り流路19を流通する循環液を、二次熱交換器8の二次流路7側に戻す流路を形成する通常状態かバイパス流路22側に戻す流路を形成するバイパス状態かに切り換える流路切換手段としての三方弁である。なお、放熱端末18と暖房戻り流路19と暖房往き流路20と連結流路21とバイパス流路22と一次流路5と二次流路7とで循環液が循環する循環回路24が形成されているものである。
22 is branched from the heating
25は暖房往き流路20に設けられ一次熱交換器6および二次熱交換器8で加熱された循環液を放熱端末18に循環させる循環ポンプ、26は暖房往き流路20に設けられ循環液中の空気と循環液を分離する気水分離器、27は循環回路24を循環する循環液が高温となって体積膨張したときにその体積膨張分を吸収すると共に、逆に循環液が低温となって体積収縮したときにその体積収縮分を補充する膨張タンクである。
A
28は熱源装置1の操作指示を行うリモコンで、リモコン28には、熱源機2で循環液を加熱すると共に循環ポンプ25を駆動させて、放熱端末18から戻される循環液を二次流路7から一次流路5へ流通させて再び放熱端末18に循環させて室内等の被空調空間の暖房を行わせる循環運転としての暖房運転の開始または停止を指示する運転スイッチ29と、熱源機2で加熱し循環回路24を循環させる循環液の温度を設定する設定手段としての温度設定スイッチ30と、温度設定スイッチ30で設定した温度等を表示する表示部31とを備えているものである。
32はマイクロコンピュータを主体としてこの熱源装置1の制御を行う制御部で、制御部32はリモコン28の信号や温度センサ14からの信号をうけ、送風機3、バーナ4、三方弁23、循環ポンプ25の動作を制御するものである。
前記制御部32は、送風ファン3およびバーナ4へ燃料を供給する燃料ポンプ(図示せず)をそれぞれ能力制御して燃焼量を可変できるものであり、暖房運転の際は、温度センサ14の検出する貯湯缶体10内の循環液の温度がリモコン28の温度設定スイッチ30で設定された設定温度付近の温度になるよう制御するものであり、暖房運転開始時は、循環液の温度が設定温度に素早く上昇するように、バーナ4の燃焼量を予め設定された上限燃焼量にし、その後、循環液の温度が設定温度に近づいていくにつれてバーナ4の燃焼量を徐々に下げていき、循環液の温度を設定温度に維持するのが可能であれば予め設定された下限燃焼量まで燃焼量を下げて燃焼を行い、循環液の温度が設定温度より所定温度高い燃焼オフ温度に達したら、バーナ4の燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より所定温度低い燃焼オン温度に達したら、バーナ4の燃焼を開始させ、貯湯缶体10内の循環液の温度を設定温度に近づけるべく燃焼量を適宜制御するものである。
The
また、前記制御部32は、暖房運転中に、三方弁23を制御して循環液の流れる流路の切り換えを行うものであり、バーナ4の燃焼が実行されているときは、三方弁23を、放熱端末18から流出され暖房戻り流路19を流通する循環液を二次熱交換器8の二次流路7側へ戻す流路を形成する通常状態とし、暖房運転中であってバーナ4の燃焼が停止しているときは、三方弁23を、放熱端末18から流出され暖房戻り流路19を流通する循環液をバイパス流路22側へ戻す流路を形成するバイパス状態とするものである。
The
次に、この一実施形態の熱源装置1の動作について説明する。
前記リモコン28の運転スイッチ29が操作され、暖房運転開始の指示がなされると、制御部32は、送風ファン3および燃料ポンプ(図示せず)を駆動させバーナ4での燃焼を開始させ、一次熱交換器6および二次熱交換器8で循環液を加熱すると共に、循環ポンプ25を駆動させ、放熱端末18に加熱された循環液の供給を行うものである。
Next, operation | movement of the heat-
When the
前記制御部32は、暖房運転中、温度センサ14の検出する貯湯缶体10内の循環液の温度がリモコン28の温度設定スイッチ30で設定された設定温度付近の温度になるように、バーナ4の燃焼の実行または停止、燃焼量の調整により制御するものであり、暖房運転開始時は、循環液の温度が設定温度に素早く上昇するように、バーナ4の燃焼量を予め設定された上限燃焼量にし、その後、循環液の温度が設定温度に近づいていくにつれてバーナ4の燃焼量を徐々に下げていき、循環液の温度を設定温度に維持するのが可能であれば予め設定された下限燃焼量まで燃焼量を下げて燃焼を行い、循環液の温度が設定温度より所定温度高い燃焼オフ温度に達したら、バーナ4の燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より所定温度低い燃焼オン温度に達したら、バーナ4の燃焼を開始させ、貯湯缶体10内の循環液の温度を設定温度に近づけるべく燃焼量を適宜制御するものである。
The
ここで、暖房運転中にバーナ4の燃焼により発生した燃焼排気は、一次熱交換器6の煙管13を流通し、一次熱交換器6の煙管13を通過した後、排気室12を介して二次熱交換器8を流通し、二次熱交換器8を通過した後、排気筒9を流通し、外部へ排出されるものである。なお、燃焼排気が二次熱交換器8を通過する際には、燃焼排気中の水蒸気が露点以下の温度となることで強酸性のドレンが発生し、発生したドレンは中和器16に導かれ、中和器16で中和剤により中和されるものである。
Here, the combustion exhaust generated by the combustion of the
また、暖房運転中は、バーナ4の燃焼が実行されているかバーナ4の燃焼が停止しているかに関わらず、循環ポンプ25の駆動は行われており放熱端末18に循環液が継続的に循環されるものであるが、バーナ4の燃焼が実行されているときは、制御部32は三方弁23を、放熱端末18を流出し暖房戻り流路19を流通する循環液を二次流路7側へ戻す流路を形成する通常状態とし、循環回路24を循環する循環液は、図2の太線で示したように、放熱端末18を流出した後、暖房戻り流路19から二次流路7を流通してそこから連結流路21を介して一次流路5を流通することで、二次流路7および一次流路5で燃焼排気との熱交換により加熱され、そして、一次流路5を流出した循環液は暖房往き管20を流通して放熱端末18に供給され、放熱端末18通過後は再び暖房戻り流路19を経て二次流路7に戻るものである。
During the heating operation, the
一方、暖房運転中であって、バーナ4の燃焼が停止されているときは、制御部32は三方弁23を、放熱端末18を流出し暖房戻り流路19を流通する循環液をバイパス流路22側へ戻す流路を形成するバイパス状態とし、循環回路24を循環する循環液は、図3の太線で示したように、放熱端末18を流出した後、暖房戻り流路19からバイパス流路22を流通してそこから連結流路21を介して一次流路5に導かれることで、循環液は二次流路7を経ることなく直接的に一次流路5側に戻され、そして、一次流路5を流通した循環液は暖房往き管20を流通して放熱端末18に供給され、放熱端末18通過後は再び暖房戻り流路19を経てバイパス流路22に戻るものである。
On the other hand, when the heating operation is being performed and the combustion of the
なお、暖房運転中であって、バーナ4の燃焼が停止されているときに、温度センサ14で検出される循環液の温度が燃焼オン温度に達して、バーナ4の燃焼が停止されている状態からバーナ4の燃焼が再開される場合、制御部32は、バーナ4が着火した後で、三方弁23を暖房戻り流路19を流通する循環液を二次流路7側へ戻す流路を形成する通常状態とするものである。
In the heating operation, when the combustion of the
以上説明した暖房運転において、制御部32は、暖房運転中であってバーナ4の燃焼が実行されているときは、三方弁23を、放熱端末18から戻され暖房戻り流路19を流通する循環液を二次熱交換器8の二次流路7側へ戻す流路を形成する通常状態とし、循環液が二次熱交換器8の二次流路7に流れるようにし、暖房運転中であってバーナ4の燃焼が停止されているときは、三方弁23を、放熱端末18から戻され暖房戻り流路19を流通する循環液をバイパス流路22側へ戻す流路を形成するバイパス状態とし、循環液が二次熱交換器8の二次流路7に流れないようにバイパスすることで、バーナ4の燃焼が実行されているときは、二次熱交換器8の二次流路7を流通する循環液と燃焼排気との熱交換により、二次熱交換器8で燃焼排気中の顕熱または潜熱を回収して効率を向上させることができ、バーナ4の燃焼が停止されているときには、循環液は二次熱交換器8の二次流路7を通過せず、バイパス流路22を通って直接的に一次熱交換器6の一次流路5側に戻されるので、二次熱交換器8における自然放熱や、外部から排気筒9を通じて二次熱交換器8に対して外気が吹き込むことや雨の浸入等による二次熱交換器8での循環液の放熱が促進されることがなくなり、効率の悪化を抑制することができるものである。
In the heating operation described above, the
また、バーナ4の燃焼が停止されている状態からバーナ4の燃焼が再開される時に、制御部32は、バーナ4が着火した後で、三方弁23を暖房戻り流路19を流通する循環液を二次流路7側へ戻す流路を形成する通常状態とすることで、バーナ4着火前に行われるパージ動作、すなわち、送風ファン3のみを駆動させて燃焼室11と連通し燃焼排気が通過する排気流路に残留する未燃ガスを吹き飛ばす送風動作によって、二次熱交換器8での循環液の放熱が促進されるのを防止することができるものである。
Further, when the combustion of the
なお、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、本実施形態では、一次熱交換器6を貯湯缶体10を有する貯湯式の熱交換器としたが、一次熱交換器6は図4に示すようなフィンチューブ式の熱交換器としてもよいものであり、一次熱交換器6をフィンチューブ式の熱交換器とした場合は、一次流路5から流出する循環液の温度を検出できる位置、例えば一次流路5の出水側に近い位置の暖房往き流路20に温度検出手段としての温度センサ14を設けて、温度センサ14の検出する循環液の温度が設定温度付近の温度になるようバーナ4の燃焼を制御すればよいものである。
In addition, although this invention is not limited to said one Embodiment, In this embodiment, although the
また、本実施形態では、温度センサ14の検出する貯湯缶体10内の循環液の温度がリモコン28の温度設定スイッチ30で設定された設定温度付近の温度になるようバーナ4の燃焼を制御するものであったが、温度センサ14を放熱端末18から流出する循環液の温度を検出するものとし、温度センサ14の検出する循環液の温度がリモコン28の温度設定スイッチ30で設定された設定温度付近の温度になるようバーナ4の燃焼を制御するものとしてもよいものである。
Further, in the present embodiment, the combustion of the
また、本実施形態では、バイパス流路22を連結流路21に接続したものとしたが、バイパス流路22は連結流路21に接続せずに直接的に一次流路5に接続したものであってもよいものである。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、流路切換手段として三方弁23を適用したが、三方弁23の代わりに、暖房戻り流路19とバイパス流路22との分岐点より二次流路7寄りの暖房戻り流路19に開閉弁を設けると共にバイパス流路22に開閉弁を設け、これらの開閉弁を流路切換手段としてもよく、特に限定されるものではないが、上記開閉弁を流路切換手段として適用した場合、暖房運転中であってバーナ4の燃焼が実行されているときは、暖房戻り流路19の開閉弁を開弁しバイパス流路22の開閉弁を閉弁して、放熱端末18から流出され暖房戻り流路19を流通する循環液を二次熱交換器8の二次流路7側へ戻す流路を形成する通常状態とし、暖房運転中であってバーナ4の燃焼が停止しているときは、暖房戻り流路19の開閉弁を閉弁しバイパス流路22の開閉弁を開弁して、放熱端末18から流出され暖房戻り流路19を流通する循環液をバイパス流路22側へ戻す流路を形成するバイパス状態とすれば、三方弁23と同様の動作を実行できるものである。
In the present embodiment, the three-
また、本実施形態では、端末として床暖房パネルやパネルコンベクタ等の放熱端末18を有し、循環運転として暖房運転を行える熱源装置に本発明を適用したが、端末として1つまたは複数の給湯栓を有し、循環運転として循環保温運転を行える即湯機能付き給湯機としての熱源装置に本発明を適用してもよく、その場合は、給湯栓からの給湯が行われていないときに、給湯栓と熱源機2との間を循環する循環液(温水)の温度を設定温度に保温するべく燃焼を制御し、制御部32は、循環運転中であってバーナ4の燃焼が実行されているときは、三方弁23を、給湯栓から戻される循環液を二次熱交換器8の二次流路7側へ戻す流路を形成する通常状態とし、循環液が二次熱交換器8の二次流路7に流れるようにし、循環運転中であってバーナ4の燃焼が停止されているときは、三方弁23を、放熱端末18から戻される循環液をバイパス流路22側へ戻す流路を形成するバイパス状態とし、循環液が二次熱交換器8の二次流路7に流れないようにバイパスすることで、先に説明した一実施形態の暖房運転時と同様の効果が得られるものである。
Further, in the present embodiment, the present invention is applied to a heat source device that has a
4 バーナ
5 一次流路
6 一次熱交換器
7 二次流路
8 二次熱交換器
14 温度センサ
18 放熱端末
22 バイパス流路
23 三方弁
25 循環ポンプ
32 制御部
4
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