JP7099866B2

JP7099866B2 - 複合熱源機

Info

Publication number: JP7099866B2
Application number: JP2018094333A
Authority: JP
Inventors: 篤深谷; 悠也宮崎
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2038-05-16
Also published as: JP2019199987A

Description

本発明は、暖房運転と給湯運転の両方を実行可能とした複合熱源機に関する。

従来、この種の複合熱源機として、バーナと、バーナの燃焼排ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器と、熱交換後の燃焼排ガスを排出する排気筒と、熱交換器と暖房端末との間で熱媒体を循環させる暖房回路と、熱媒体を暖房端末に送る暖房回路の往路と暖房端末を通過した熱媒体を熱交換器に戻す暖房回路の復路との間に暖房端末と並列に接続される一次側流路と、この一次側流路と並置され、水道水が流れる二次側流路とを備えた液々熱交換器と、液々熱交換器で一次側流路を流れる熱媒体と二次側流路を流れる水道水とを熱交換させて水道水を加熱して給湯先に湯を供給する給湯回路と、制御手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、複合熱源機は、熱媒体を熱交換器で加熱しつつ暖房端末を介して暖房回路に循環させる暖房運転と、熱媒体を熱交換器で加熱しつつ液々熱交換器に循環させ、給湯先に給湯設定温度の湯を供給する給湯運転とを実行可能としている。

このような熱源機では、排気筒を流れる燃焼排ガスの温度に耐えられるように、排気筒にコストの高い材料を使用せざるを得ず、使用する材料に制限があった。そこで、排気筒に至る排気ダクトに燃焼排ガスの温度を検出する排ガス温度センサを設け、バーナ燃焼時における排気ダクトの内部温度を排ガス温度センサにより検出し、検出温度が、排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度である閾値を超えたとき、制御手段がガス量調節弁の開度を絞り、燃焼排ガス温度を低下させる排気温低下制御を行い、安価な材料の使用を可能にして排気筒に使用する材料の制限を少なくすることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１５－２２２１３７号公報特開平７－２０８８１０号公報

然しながら、その後の検討により、バーナ点火後に排ガス温度センサが検出する燃焼排ガス温度が過渡期を経てほぼ一定となって安定するまでに時間がかかることや、経年変化により熱交換器で発生するライム詰まり等に起因して燃焼排ガス温度が高くなる燃焼状態となる場合があることがわかった。排ガス温度センサの検出温度が排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限付近に閾値を設定して排気温低下制御を行うと、ライム詰まり等に起因して燃焼排ガス温度が高くなる燃焼状態では、燃焼排ガス温度が安定する温度よりも閾値の方が低くなるため、燃焼排ガス温度が安定する前の過渡期の状態で排ガス温度センサの検出温度は閾値に到達し、排気温低下制御を行うことになる。その場合、排気温低下制御を行っても、通常、燃焼排ガス温度を低下させるための複合熱源機の動作及び低下効果が出るにはある程度の時間がかかるため、既に閾値に到達した燃焼排ガス温度は直ちに下がるどころか、上記の如くの燃焼状態では逆に燃焼排ガス温度は、ある程度の時間上昇し続けてしまう（所謂オーバーシュート）。その結果、実際の燃焼排ガス温度が排気筒に悪影響を及ぼさない適性排気温度範囲の上限を超えてしまうことも十分考えられる。

ここで、排気温低下制御を行う閾値を下げてオーバーシュート後の燃焼排ガス温度が適正排気温度範囲の上限まで上昇しないようにすることが考えられるが、単純に閾値を下げてしまうと、正常且つ通常使用時に、燃焼排ガス温度が適正排気温度範囲の上限以下の付近温度で安定する燃焼状態であるにもかかわらず、燃焼排ガス温度が閾値を超えてしまい、排気温低下制御を行う必要がないのに行われて、排気温低下制御が行われるより前の温水温度や温水量が得られなくなり、使い勝手が悪くなるという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、ライム詰まり等に起因して燃焼排ガス温度が高くなる燃焼状態では排気温低下制御により燃焼排ガス温度が高くなるのを防止して耐熱性の低い材料の排気筒を適用しても排気筒の耐久性を確保すると共に、排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限以下の付近温度で燃焼排ガス温度が安定する状態では排気温低下制御を行わず、ユーザの使い勝手が損なわれない複合熱源機を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、バーナと、バーナの燃焼排ガスと熱媒体とを熱
交換する熱交換器と、熱交換後の燃焼排ガスを排出する排気筒と、熱交換器と暖房端末との間で熱媒体を循環させる暖房回路と、熱媒体を暖房端末に送る暖房回路の往路と暖房端末を通過した熱媒体を熱交換器に戻す暖房回路の復路との間に暖房端末と並列に接続される一次側流路と、この一次側流路と並置され、水道水が流れる二次側流路とを備えた液々熱交換器と、液々熱交換器で一次側流路を流れる熱媒体と二次側流路を流れる水道水とを熱交換させて水道水を加熱して給湯先に湯を供給する給湯回路と、制御手段とを備えた複合熱源機であって、熱媒体を熱交換器で加熱しつつ暖房端末を介して暖房回路に循環させる暖房運転と、熱媒体を熱交換器で加熱しつつ液々熱交換器に循環させ、給湯先に給湯設定温度の湯を供給する給湯運転とを実行可能としたものにおいて、暖房回路の往路を流れる熱媒体の往き温度を検出する往き温度センサが設けられ、制御手段は、給湯運転時に往き温度センサの検出温度が所定の閾値以上となったとき、燃焼排ガスの温度を低下させる排気温低下制御を行って、燃焼排ガスの温度が排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限を超えて高くなるのを防止することを特徴とする。

ここで、暖房回路の往路を流れる熱媒体の往き温度は、バーナの燃焼に対する応答性が燃焼排ガス温度よりも高く、ライム詰まり等に起因して燃焼排ガス温度が高くなる燃焼状態を、排ガス温度センサの検出温度に基づいて判断する場合よりも早期に判断することができる。本発明によれば、給湯運転時の熱媒体の往き温度である往き温度センサの検出温度が所定の閾値以上となったときに排気温低下制御を行うので、オーバーシュートが生じても燃焼排ガス温度が排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限になる前に排気温低下制御を行うことができる。このため、燃焼排ガス温度を低下させるための複合熱源機の動作及び低下効果が出るのにある程度の時間がかかったとしても、燃焼排ガス温度が、排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限を超えて高くなるのを防止することができ、耐熱性の低い排気筒を適用しても排気筒の耐久性を確保できる。又、排気温低下制御を行う判断基準である閾値は給湯時の往き温度センサの検出温度に関するものであり、この閾値は排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲に対応しているので、適正排気温度範囲の上限以下の付近温度で燃焼排ガス温度が安定する状態では排気温低下制御は行われない。このため、ユーザの使い勝手が損なわれることがない。

又、本発明において、排気温低下制御は、給湯設定温度を所定の補正値分下げる制御であることが望ましい。給湯設定温度を補正して下げると、給湯回路を流れる湯の温度が下がり、液々熱交換器と熱交換器とを循環する熱媒体の温度も下がるので、燃焼排ガスと熱媒体との温度差が大きくなり、熱交換器で燃焼排ガスから多くの熱を奪い、燃焼排ガス温度を効果的に低下させることができる。

又、本発明において、排気温低下制御は、バーナの燃焼量を所定の補正値分下げる制御であることが望ましい。バーナの燃焼量を補正して下げると、液々熱交換器と熱交換器とを循環する熱媒体の温度が下がるので、燃焼排ガスと熱媒体との温度差が大きくなり、熱交換器で燃焼排ガスから多くの熱を奪い、燃焼排ガス温度を低下させることができる。又、投入する熱量が少ないため、燃焼排ガス温度を更に低下させることができる。

又、本発明において、給湯回路に水量調節弁が介設され、バーナの燃焼量を最大にしても液々熱交換器で水道水を給湯設定温度まで加熱できないとき、水量調節弁により給湯回路の通水量を減少させ、水道水を給湯設定温度まで加熱するものにおいて、給湯回路の通水量を減少させている状態で、給湯設定温度を補正値分下げる制御により排気温低下制御を行うとき、水道水を排気温低下制御後の給湯設定温度まで加熱するように水量調節弁により給湯回路の通水量を増加させることが望ましい。上記の如く戻り温度が低下して燃焼排ガス温度が高くならないと共に、温水は、通常、液々熱交換器による加熱後の高温の湯を水道水と混合してユーザが所望する温度に調節されるため、給湯回路の通水量を増加させれば、排気温低下制御を行っても給湯量の増加でユーザが所望する温度に調節でき、温水量が少なくなることがない。又、給湯回路の通水量増加によりバーナの燃焼量を給湯設定温度の補正前と変更せずに最大のまま維持することができる。

又、本発明において、制御手段は、給湯設定温度を所定の補正値分下げる制御により排気温低下制御を行った後に給湯運転が停止されてバーナの燃焼が停止された後、所定の停止時間以内に給湯運転が再開される場合、給湯設定温度を排気温低下制御後の温度のままとし、所定の停止時間経過後に給湯運転が再開される場合、排気温低下制御前の給湯設定温度に変更することが望ましい。バーナの停止時間が所定時間以内であれば、バーナの燃焼停止前と同じ燃焼条件で給湯運転を再開した可能性が高いと考えられるので、給湯設定温度を変更せず、排気温低下制御後の温度のままとする。これによって、給湯運転時の給湯設定温度の補正による違和感をユーザに与えずに済む。一方、バーナの停止時間が所定時間を超えると、バーナの燃焼停止前とは異なる燃焼条件で給湯運転をした可能性が高いと考えられるので、排気温低下制御前の給湯設定温度に変更してユーザに給湯運転時の違和感を与えずに済む。

本発明の複合熱源機の一実施形態の正面視の概略断面図。給湯運転時に排気温低下制御をしない場合の給湯温度、暖房回路の往路の往き温度及び復路の戻り温度、燃焼排ガス温度の変化を示すグラフ。図１に示す制御手段が行うメイン制御を示すフローチャート。図１に示す制御手段が行うサブ制御を示すフローチャート。図１に示す制御手段が行うサブ制御を示すフローチャート。図１に示す制御手段が給湯運転時に排気温低下制御をしたときの給湯温度、暖房回路の往路の往き温度及び復路の戻り温度、燃焼排ガス温度の変化を示すグラフ。

図１を参照して、複合熱源機１は、バーナ２と、バーナ２の燃焼排ガスＥＧと熱媒体Ｍとを熱交換する熱交換器３と、熱交換後の燃焼排ガスＥＧを排出する排気筒４と、熱交換器３と暖房端末Ｈとの間で熱媒体Ｍを循環させる暖房回路５と、熱媒体Ｍを暖房端末Ｈに送る暖房回路５の往路５ａと暖房端末Ｈを通過した熱媒体Ｍを熱交換器３に戻す暖房回路５の復路５ｂとの間に暖房端末Ｈと並列に接続される一次側流路６ａと、一次側流路６ａと並置され、水道水ＬＷが流れる二次側流路６ｂとを備えた液々熱交換器６と、液々熱交換器６で一次側流路６ａを流れる熱媒体Ｍと二次側流路６ｂを流れる水道水ＬＷとを熱交換させて水道水ＬＷを加熱して給湯先Ｆに湯を供給する給湯回路７と、制御手段８とを備えている。

複合熱源機１は、熱媒体Ｍを熱交換器３で加熱しつつ暖房端末Ｈを介して暖房回路５に循環させ、暖房端末Ｈから熱媒体Ｍの熱を放熱させる暖房運転と、熱媒体Ｍを熱交換器３で加熱しつつ液々熱交換器６に循環させ、液々熱交換器６で熱媒体Ｍの熱で水道水ＬＷを加熱して給湯先Ｆに給湯設定温度の湯を供給する給湯運転とを実行可能としている。このような複合熱源機１では、暖房回路５の往路５ａを流れる熱媒体Ｍの往き温度を検出する往き温度センサ９が設けられ、制御手段８は、給湯運転時に往き温度の検出温度が所定の閾値以上となったとき、燃焼排ガスＥＧの温度を低下させる排気温低下制御を行う。

具体的には、複合熱源機１は、中空な外装ケース１１を備えている。外装ケース１１の内部に燃焼筐１２が設けられ、燃焼筐１２の上端にバーナ２が設けられ、燃焼筐１２の内部に熱交換器３が収納されている。バーナ２には、燃焼ファン１３を介設した混合気供給路１４を介して全一次燃焼する、燃料ガスと一次空気との混合気が供給される。外装ケース１１の内部上端部には給気ボックス１５が設けられている。外装ケース１１における給気ボックス１５の上流端には給気筒１５ａが設けられ、給気筒１５ａに給気管ＳＰが接続されている。給気ボックス１５の下流端は外装ケース１１の内部に開放され、ここに給気フィルタ１５ｂが設けられている。給気フィルタ１５ｂは、空気Ａ中に含まれる異物を捕捉し、異物が外装ケース１１の内部に侵入するのを防止する。外装ケース１１の内部への空気Ａの吸引は、燃焼ファン１３の作動によって発生する負圧による。燃焼筐１２の外部で且つ外装ケース１１の内部に設けられたイグナイタ２ａへの通電による点火プラグ２ｂでのスパークでバーナ２に点火される。熱交換器３は、燃焼筐１２の内部においてバーナ２の下方に位置し、バーナ２の燃焼により熱交換器３が加熱される。又、バーナ２には、火炎検知のためのフレームロッド２ｃが付設されている。

熱交換器３は、顕熱交換式熱交換器３ａと潜熱回収型熱交換器３ｂとを備え、顕熱交換式熱交換器３ａは、燃焼筐１２において潜熱回収型熱交換器３ｂよりもバーナ２の近くに位置している。そして、暖房回路５の復路５ｂからの熱媒体Ｍが潜熱回収型熱交換器３ｂと顕熱交換式熱交換器３ａとで順に加熱されて往路５ａに供給される。尚、顕熱交換式熱交換器３ａは、外装ケース１１の高さ方向に延び、各一つが一定間隔で横列する多数の吸熱フィン３ａ_１と、全ての吸熱フィン３ａ_１を右方向に貫通し、且つリターンして吸熱フィン３ａ_１を左方向に再貫通する吸熱パイプ３ａ_２とから成る、フィンアンドチューブ型の熱交換器である。潜熱回収型熱交換器３ｂには、吸熱パイプ３ｂ_１を備える気液熱交換器が適用される。

暖房回路５の往路５ａ及び復路５ｂの一部が外装ケース１１の下端から内部に引き込まれ、他部は外装ケース１１の外側に設けられ、暖房端末Ｈに接続されている。往路５ａにおける顕熱交換式熱交換器３ａ寄りの位置に往き温度センサ９が設けられている。又、往路５ａの暖房端末Ｈ寄りの位置に熱動弁Ｖが設けられている。熱動弁Ｖは、暖房運転中は開とされ、暖房運転停止時は閉とされる。暖房回路５の復路５ｂには、熱媒体Ｍの流れ方向の上流側から下流側にかけて三方弁５ｂ_１、ポンプ５ｂ_２、圧力センサ５ｂ_３、及び戻り温度センサ５ｂ_４がこの順に設けられている。三方弁５ｂ_１が設けられた復路５ｂの部分に、暖房回路５の往路５ａの途中から分岐した液々熱交換器６の一次側流路６ａが接続されている。三方弁５ｂ_１は、暖房運転か給湯運転かによって暖房回路５を流れる熱媒体Ｍの流路を切り換える。このような三方弁５ｂ_１の流路切換えは制御手段８により制御される。ポンプ５ｂ_２は、熱媒体Ｍの循環の動力源として設けられ、制御手段８により動作制御される。圧力センサ５ｂ_３は、復路５ｂを流れる熱媒体Ｍの圧力を検出し、検出圧力を電気信号として制御手段８に出力する。戻り温度センサ５ｂ_４は、復路５ｂを流れる熱媒体Ｍの戻り温度を検出し、検出温度を電気信号として制御手段８に出力する。尚、熱媒体Ｍの種類は特に限定されることはなく、水、不凍液等の適宜な流体が適用可能である。

給湯回路７は、外装ケース１１の内部下部に設けられ、入水管７ａと出湯管７ｂとを備えている。入水管７ａは水道水ＬＷが液々熱交換器６の二次側流路６ｂに向かって流れる流路を形成し、出湯管７ｂは液々熱交換器６の二次側流路６ｂで給湯設定温度に加熱された湯がカラン等の給湯先Ｆに向かって流れる流路を形成する。給湯先Ｆでは、湯と水道水ＬＷが混合され、ユーザが所望する温度の温水Ｗが出湯される。又、入水管７ａには、上流側から下流側にかけて水量センサ７ａ_１、水量調節弁１０、入水温度センサ７ａ_２がこの順に設けられている。出湯管７ｂには出湯温度センサ７ｂ_１が設けられている。水量センサ７ａ_１の検出水量と、入水温度センサ７ａ_２及び出湯温度センサ７ｂ_１の検出温度とが電気信号として制御手段８に入力され、水量調節弁１０の動作が制御手段８により制御される。

又、外装ケース１１の内部には、燃焼筐１２の下端部に接続され、燃焼筐１２を迂回するように屈曲して外装ケース１１の上端部に向かう燃焼排ガスＥＧの排気ダクト１６が設けられている。排気ダクト１６の下流端部に外装ケース１１の上端から突出する排気筒４が接続されている。排気筒４は、給気ボックス１５をその直下から垂直に貫通しているが、排気筒４は給気ボックス１５と隔絶されている。排気筒４の上端部に燃焼排ガスＥＧの排気管ＥＰが接続されている。又、排気ダクト１６における排気筒４の近傍に排ガス温度センサ１６ａが設けられている。排ガス温度センサ１６ａは、燃焼排ガスＥＧの温度を検出し、検出温度を電気信号として制御手段８に出力する。

このような複合熱源機１では、暖房運転時には、三方弁５ｂ_１が液々熱交換器６の一次側流路６ａを遮断し、復路５ｂの上流側と下流側とを連通し、更に、熱動弁Ｖが開弁され、ポンプ５ｂ_２の作動により熱媒体Ｍを熱交換器３と暖房端末Ｈとに暖房回路５を介して循環させる。又、燃焼ファン１３が作動し、バーナ２に点火される。熱媒体Ｍは、熱交換器３（潜熱回収型熱交換器３ｂ及び顕熱交換式熱交換器３ａ）を通過する時、熱交換器３により加熱され、加熱された熱媒体Ｍが暖房端末Ｈに送られる。給湯運転時には、三方弁５ｂ_１が復路５ｂの上流側と下流側との連通を遮断して、液々熱交換器６の一次側流路６ａを復路５ｂに連通させる。熱媒体Ｍは暖房端末Ｈには送られないが、暖房運転と同様に熱交換器３により加熱され、加熱された熱媒体Ｍは液々熱交換器６を介して循環する。水道水ＬＷは、入水管７ａを通じて給湯回路７を流れ、液々熱交換器６において加熱された熱媒体Ｍとの熱交換により加熱されて給湯設定温度の湯となり、出湯管７ｂを通って給湯先Ｆに供給され、水道水ＬＷと混合されてユーザが所望する温度の温水Ｗとなる。

従来、ライム詰まり等に起因して燃焼排ガス温度が高くなる燃焼状態での給湯運転時の往き温度センサ９、戻り温度センサ５ｂ_４、出湯温度センサ７ｂ_１、及び排ガス温度センサ１６ａの検出温度は、図２に示す通りに変化する。尚、図２に示す各検出温度の変化は、給湯設定温度６０℃、水道水温度１５℃、バーナ２の燃焼量を最大としたときの出湯量とした場合のものである。図２から理解されるように、燃焼排ガス温度はおよそ５００．０秒にようやく安定し、且つ７０℃を超えてしまう。従って、検出された燃焼排ガス温度に基づいて制御手段８が排ガス温度低下制御を行うと、排ガス温度センサ１６ａが検出した燃焼排ガス温度が適正排気温度に達したときには、排気筒４の実際の温度が既に適性値を超えていることも十分考えられる。一方、往き温度は、給湯運転開始からおよそ８０．０秒で一定となる。このことから、複合熱源機１における燃焼状態は往き温度で早めに判断できる。そこで、図１に示す複合熱源機１は、検出された往き温度に基づいて排気温低下制御を行う。具体的には、制御手段８は、給湯運転時に往き温度センサ９の検出温度が所定の閾値以上となったとき、燃焼排ガスの温度を低下させる排気温低下制御を行う。

図３～５を参照して複合熱源機１の制御手段８による排気温低下制御を説明する。この排気温低下制御は、給湯設定温度を補正値分下げる制御であり、バーナ２の燃焼量を一定としたまま水道水ＬＷの通水量を増加させる、又はバーナ２の燃焼量を低下させることにより実行される。複合熱源機１の電源がＯＮとなっている状態でステップＳ１において給湯運転が開始されると、ステップＳ２においてバーナ２の燃焼の停止時間が所定の停止時間（本実施形態では８分）内であるか否かの判定を行う。所定の停止時間を超えている場合、給湯設定温度を初期の給湯設定温度（補正前の温度）にリセットして変更する。この後、既に排気温低下制御を行い、補正値がゼロより大きいときは、ステップＳ４においてリセット前の給湯設定温度に戻してステップＳ５に進む。給湯運転を初めて行う等の補正値がゼロであるときはステップＳ３でリセットされた給湯設定温度のままステップＳ５に進む。又、バーナ２の燃焼の停止時間が所定時間以下である場合にもステップＳ５に進む。ステップＳ５ではバーナ２の燃焼開始から所定時間（本実施形態では６０秒）経過したか否かの判定を行う。所定時間経過後にはステップＳ６において給湯運転が停止されたか否かを判定する。この判定は、給湯運転が停止されるとバーナ２が消火されることから燃焼停止の有無で行う。給湯運転が停止されていない場合には、ステップＳ７において、暖房回路５を循環する熱媒体Ｍの往き温度を監視し、往き温度センサ９の検出温度を制御手段８に予め設定されている閾値（本実施形態では７５℃）と比較する。往き温度が閾値以上である場合、排気温低下制御を実行する必要があるため、ステップＳ８において給湯設定温度を補正１回当たりの補正値分下げ（本実施形態では－２℃）、制御手段８に予め設けておいた補正カウンタを１増加する。往き温度が閾値未満である場合、ステップＳ６に戻る。次いで、ステップＳ９において給湯運転の停止を再度判定する。この判定もバーナ２の燃焼停止の有無で判定する。バーナ２が継続して燃焼している場合、ステップＳ７に戻る。

一方、ステップＳ９においてバーナ２の燃焼が停止された場合、図４に示すように、ステップＳ１０に進み、補正カウンタの値に基づき、給湯設定温度の見直しを行う。ステップＳ１０において補正カウンタの値が所定値（本実施形態では５）以上であると、ステップＳ１１において、補正１回当たりの補正値を補正１回分の値だけ増加させる（本実施形態では＋２℃）と共に、補正カウンタをゼロに戻す。補正カウンタの値が所定値未満であれば、図３に示すステップＳ１に戻る。補正値を増加させることによって給湯設定温度をより下げ、燃焼排ガス温度の過度の上昇を防ぎ、適正温度となるように制御する。

又、ステップＳ６において給湯運転が停止されると、図５に示すように、ステップＳ１２において補正値がゼロより大きいか否かの判定を行う。補正値がゼロより大きい場合は、補正値を補正１回当たり分の値だけ減少さる（本実施形態では－２℃）と共に、補正カウンタをゼロに戻す。こうして、給湯設定温度を補正前の給湯設定温度に近付けるように戻し、排気温低下制御が適正に行われるようにする。一方、補正値がゼロである場合は、図３に示すステップＳ１に戻る。

上記の如く、制御手段８は、排気温低下制御後に給湯運転が停止されてバーナ２の燃焼が停止された後、所定の停止時間以内に給湯運転が再開される場合、給湯設定温度を排気温低下制御後の補正された温度のままとし、所定の停止時間経過後に給湯運転が再開される場合、排気温低下制御前である補正前の給湯設定温度に変更することができる。バーナ２の停止時間が所定時間以内であれば、バーナ２の燃焼停止前と同じ燃焼条件で給湯運転を再開した可能性が高いと考えられるので、給湯設定温度を変更せず、補正された温度のままとする。これによって、給湯運転時の給湯設定温度の補正による違和感をユーザに与えずに済む。一方、バーナの停止時間が所定時間を超えると、バーナの燃焼停止前とは異なる燃焼条件で給湯運転をした可能性が高いと考えられるので、補正前の給湯設定温度に変更してユーザに給湯運転時の違和感を与えずに済む。

このように暖房回路５を循環させる熱媒体Ｍの往き温度に基づいて給湯設定温度を制御すると、図６に示すように、ライム詰まり等に起因して燃焼排ガス温度が高くなる燃焼状態であっても、暖房回路５の往路５ａを流れる熱媒体Ｍの往き温度は、バーナ２の燃焼に対する応答性が燃焼排ガス温度よりも高いため、排ガス温度センサ１６ａの検出温度に基づいて判断する場合よりも早期に燃焼状態を判断することができる。排気温低下制御は、給湯運転時の熱媒体Ｍの往き温度である往き温度センサ９の検出温度が所定の閾値以上となったときに行うので、オーバーシュートが生じても燃焼排ガス温度が排気筒４に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限になる前に排気温低下制御を行うことができる。このため、燃焼排ガス温度を低下させるための複合熱源機１の動作及び低下効果が出るのにある程度の時間がかかったとしても、燃焼排ガス温度が、排気筒４に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限を超えて高くなるのを防止することができ、７０℃を超えることがない。従って、排気筒４の耐久性を確保でき、排気筒４に耐熱性の低い、例えば合成樹脂製のものも適用可能となる。又、排気温低下制御を行う判断基準である閾値は給湯時の往き温度センサ９の検出温度に関するものであり、この閾値は排気筒４に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲に対応しているので、適正排気温度範囲の上限以下の付近温度で燃焼排ガス温度が安定する状態では排気温低下制御は行われない。このため、ユーザの使い勝手が損なわれることがない。更に、給湯設定温度を補正して下げると、給湯回路７を流れる湯の温度が下がり、液々熱交換器６と熱交換器３とを循環する熱媒体Ｍの温度も下がるので、燃焼排ガスＥＧと熱媒体Ｍとの温度差が大きくなり、熱交換器３で燃焼排ガスＥＧから多くの熱を奪い、燃焼排ガス温度を効果的に低下させることができる。

尚、バーナ２の燃焼量を一定としたまま水道水ＬＷの通水量を増加させることによって給湯設定温度を補正する場合、給湯設定温度を補正しても給湯量が増加するため、ユーザが、湯水混合栓を使用している場合、湯と水道水ＬＷの混合比率を変えれば所望する温度の温水Ｗに調節可能であり、温水量が少なくなることがない。一方、バーナ２の燃焼量を低下させることによって給湯設定温度を補正する場合、投入する熱量が少ないため、燃焼排ガス温度を更に低下させることができる。

そして、図１に示す複合熱源機１は、バーナ２の燃焼量を最大にしても液々熱交換器６で水道水ＬＷを給湯設定温度まで加熱できないとき、水量調節弁１０により給湯回路７の通水量を減少させ、水道水ＬＷを給湯設定温度まで加熱するように水量調節弁１０により給湯回路７の通水量を減少させる一方、給湯回路７の通水量を減少させている状態で、給湯設定温度を補正値分下げる排気温低下制御を行うときには、水道水ＬＷを排気温低下制御後の補正された給湯設定温度まで加熱するように、水量調節弁１０により給湯回路７の通水量を増加させる。温水Ｗは、通常、液々熱交換器６による加熱後の高温の湯を水道水ＬＷと混合してユーザが所望する温度に調節されるため、給湯回路７の通水量を増加させれば、給湯設定温度が補正されても給湯量の増加でユーザが所望する温度に調節でき、温水量が少なくなることがない。又、給湯回路７の通水量増加によりバーナ２の燃焼量を給湯設定温度の補正前と変更せずに最大のまま維持することができる。

尚、本発明において、排気温低下制御は、バーナ２の燃焼量を所定の補正値分下げる制御とすることもできる。バーナ２の燃焼量を補正して下げると、液々熱交換器６と熱交換器３とを循環する熱媒体Ｍの温度が下がるので、燃焼排ガスＥＧと熱媒体Ｍとの温度差が大きくなり、熱交換器３で燃焼排ガスＥＧから多くの熱を奪い、燃焼排ガス温度を低下させることができる。又、投入する熱量が少ないため、燃焼排ガス温度を更に低下させることができる。更に、バーナ２の燃焼量を所定の補正値分下げる制御を行った後に給湯運転が停止され、所定の停止時間以内に給湯運転が再開される場合、バーナ２の燃焼量を排気温低下制御後のままとし、所定の停止時間後に給湯運転が再開される場合は、排気温低下制御前のバーナ２の燃焼量に変更することができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されない。バーナ、熱交換器、液々熱交換器、暖房回路及び給湯回路の構成及び構造、往き温度センサ及び水量調節弁の種類及び構造等の細部については様々な態様が可能である。

１…複合熱源機、２…バーナ、３…熱交換器、４…排気筒、５…暖房回路、５ａ…往路、５ｂ…復路、６…液々熱交換器、６ａ…一次側流路、６ｂ…二次側流路、７…給湯回路、８…制御手段、９…往き温度センサ、１０…水量調節弁、ＥＧ…燃焼排ガス、Ｆ…給湯先、Ｈ…暖房端末、Ｗ…温水、ＬＷ…水道水、Ｍ…熱媒体。

Claims

バーナと、バーナの燃焼排ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器と、熱交換後の燃焼排ガスを排出する排気筒と、熱交換器と暖房端末との間で熱媒体を循環させる暖房回路と、熱媒体を暖房端末に送る暖房回路の往路と暖房端末を通過した熱媒体を熱交換器に戻す暖房回路の復路との間に暖房端末と並列に接続される一次側流路と、この一次側流路と並置され、水道水が流れる二次側流路とを備えた液々熱交換器と、液々熱交換器で一次側流路を流れる熱媒体と二次側流路を流れる水道水とを熱交換させて水道水を加熱して給湯先に湯を供給する給湯回路と、制御手段とを備えた複合熱源機であって、
熱媒体を熱交換器で加熱しつつ暖房端末を介して暖房回路に循環させる暖房運転と、熱媒体を熱交換器で加熱しつつ液々熱交換器に循環させ、給湯先に給湯設定温度の湯を供給する給湯運転とを実行可能としたものにおいて、
暖房回路の往路を流れる熱媒体の往き温度を検出する往き温度センサが設けられ、
制御手段は、給湯運転時に往き温度センサの検出温度が所定の閾値以上となったとき、燃焼排ガスの温度を低下させる排気温低下制御を行って、燃焼排ガスの温度が排気筒に悪影響を及ぼさない適正排気温度範囲の上限を超えて高くなるのを防止する
ことを特徴とする複合熱源機。
排気温低下制御は、給湯設定温度を所定の補正値分下げる制御であることを特徴とする請求項１記載の複合熱源機。
排気温低下制御は、バーナの燃焼量を所定の補正値分下げる制御であることを特徴とする請求項１記載の複合熱源機。
給湯回路に水量調節弁が介設され、バーナの燃焼量を最大にしても液々熱交換器で水道水を給湯設定温度まで加熱できないとき、水量調節弁により給湯回路の通水量を減少させ、水道水を給湯設定温度まで加熱するものにおいて、給湯回路の通水量を減少させている状態で、給湯設定温度を補正値分下げる制御により排気温低下制御を行うとき、水道水を排気温低下制御後の給湯設定温度まで加熱するように水量調節弁により給湯回路の通水量を増加させることを特徴とする請求項２記載の複合熱源機。
制御手段は、給湯設定温度を所定の補正値分下げる制御により排気温低下制御を行った後に給湯運転が停止されてバーナの燃焼が停止された後、所定の停止時間以内に給湯運転が再開される場合、給湯設定温度を排気温低下制御後の温度のままとし、所定の停止時間経過後に給湯運転が再開される場合、排気温低下制御前の給湯設定温度に変更することを特徴とする請求項２又は４記載の複合熱源機。