JPH055531A - 湯循環式暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湯循環式暖房装置において、凍結防止モード
の下で、ガス消費量を抑えるとともに、熱交換器のフィ
ンの結露等の問題が発生しないようにする。 【構成】 コントローラ部３８による凍結防止に必要な
最小限の微量ガス供給による燃焼制御が一定時間Ｔ₀継
続されたにもかかわらず、湯循環路１２内の水温thが余
加熱防止温度t₂以上にならず、そのため、内部タイマ３
６がタイムアップした場合には、コントローラ部３８
は、上記の微量燃焼制御を解除して余加熱防止温度t₂以
上の所定温度を目標値としてガスバーナ１６を比例燃焼
制御し、湯循環路１２内の水温を強制的に余加熱防止温
度t₂に到達させることにより、微量燃焼制御が長時間継
続するのを回避した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湯循環式暖房装置に係
り、特には凍結防止の燃焼制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の湯循環式暖房装置には、湯循環路
の途中に熱交換器、放熱器、湯循環用のポンプおよび温
度センサを配置する一方、熱交換器に対してガスバーナ
を設け、このガスバーナにはガス比例弁を接続し、ポン
プで湯を循環させつつ熱交換器をガスバーナで加熱する
一方、湯循環路を流れる湯温を常時温度センサで検出
し、この検出出力に基づいてガス比例弁の開度を調整す
ることでガス燃焼制御を行い、これによって放熱器で放
熱される熱量を調節するようにしたものがある。

【０００３】ところで、冬などの寒冷時において、就寝
のために暖房を停止したような場合には、湯循環路内に
滞留する水が凍結してしまい、管路が破損するなどの不
具合を生じる。

【０００４】そこで、従来技術では、たとえば運転スイ
ッチを切ると、自動的に湯循環路内の水が凍結しない程
度にガスを微量燃焼する凍結防止モードに移行するよう
にしている。すなわち、この凍結防止モードでの燃焼制
御は、図４のフローチャートに示すように、ガスバーナ
の着火の目安となる凍結防止温度t₁と、消火の目安とな
る余加熱防止温度t₂とを予め設定しておき、凍結防止モ
ードが設定された後にたとえば運転スイッチがオフされ
ると(ステップ１)、温度センサで検出された湯循環路内
の水温thが凍結防止温度t₁(たとえば５℃)と比較され
(ステップ２)、水温thが凍結防止温度t₁よりも低い場合
(th≦t₁)には、ポンプをオンにしてから(ステップ３)、
ガスバーナを着火する(ステップ４)。そして、ガス比例
弁を僅かに開いて微量ガスをガスバーナに供給して湯循
環路内の水が凍結しない程度に燃焼させる(ステップ
６)。そして、時間経過とともに湯循環路内の水温thが
上昇して余加熱防止温度t₂(たとえば２０℃)を越えると
(th≧t₂)(ステップ７)、ガス比例弁を完全に閉じてガス
バーナを消火するとともに(ステップ８)、ポンプもオフ
にする(ステップ９)。そして、湯循環路内の水温thが次
第に低下して、水温thが凍結防止温度t₁以下となった場
合(th≦t₁)には、再度ステップ２以降の動作が繰り返さ
れる。

【０００５】この様子を時間と水温との関係で見ると、
図３の破線で示すような経時変化となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、湯循環路の
途中に設置された放熱器が、たとえば、大容量の床暖房
として使用されるような場合には、微量燃焼による湯循
環路への供給熱量と放熱器からの放熱量とが均衡し、図
３の一点鎖線で示すように、湯循環路内の水温thが、余
加熱防止温度t₂まで到達しなくなる。このため、図４の
ステップ６およびステップ７が繰り返されて、長時間に
わたって微量燃焼制御が継続されることになる。このと
き、熱交換器を通過する水温thは低いままなので、熱交
換器のフィンの温度も低く、したがって、結露が生じて
煤がフィンに詰まり、ひいては不完全燃焼の原因になる
などの問題が発生する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するためになされたもので、凍結防止モードの下
で、ガス消費量を抑えるとともに、熱交換器のフィンの
結露等の問題が発生しないようにするものである。

【０００８】そのため、本発明では、熱交換器、放熱
器、ポンプが順次配置されてなる湯循環路を備え、この
湯循環路の熱交換器と放熱器との間に湯温検出用の温度
センサが取り付けられ、熱交換器に対してガスバーナが
設けられている湯循環式暖房装置において、次の構成を
採る。

【０００９】すなわち、本発明の湯循環式暖房装置で
は、暖房および凍結防止のために燃焼制御を行う燃焼制
御手段を有し、この燃焼制御手段は、ガスバーナの着火
の目安となる凍結防止温度、および消火の目安となる余
加熱防止温度とが予め記憶された記憶部と、凍結防止モ
ードにおいて、温度センサによる検出温度と記憶部に記
憶された各温度とを比較して、検出温度が凍結防止温度
以下になった場合にはガスバーナの着火、検出温度が余
加熱防止温度以上になった場合にはガスバーナの消火の
各指令信号を出力する比較部と、凍結防止モードにおけ
るガスバーナの着火指令に応答して起動されて所定時間
の経過後にタイムアップ信号を出力する内部タイマと、
比較部からの着火、消火の各指令信号に応答してガスバ
ーナを微量燃焼制御する一方、内部タイマのタイムアッ
プ信号に応答して微量燃焼制御を解除して余加熱防止温
度以上の所定温度を目標値としてガスバーナを比例燃焼
制御するコントローラ部とを備えている。

【００１０】

【作用】上記構成において、凍結防止モードになると、
比較部は、温度センサで検出された湯循環路内の水温と
記憶部に記憶された凍結防止温度ならびに余加熱防止温
度とを比較する。そして、検出温度が凍結防止温度ある
いは余加熱防止温度を越えた場合には、ガスバーナの着
火、消火の指令信号をそれぞれ出力する。

【００１１】コントローラ部は、比較部からガスバーナ
の着火の指令信号が加わると、これに応答して、湯循環
路内の水が凍結しない程度にガスバーナを微量燃焼させ
る。同時に、内部タイマは、比較部からのガスバーナの
着火の指令信号に応答して起動され、所定時間の経過後
にタイムアップ信号を出力する。

【００１２】コントローラ部は、この内部タイマのタイ
ムアップ信号に応答して、それまでの微量燃焼制御を解
除して余加熱防止温度以上の所定温度を目標値としてガ
スバーナを比例燃焼制御する。

【００１３】これにより、湯循環路内の水温は強制的に
余加熱防止温度に到達されるので、長時間にわたって微
量燃焼制御が継続されることが確実に回避され、したが
って、熱交換器のフィンに結露が生じて煤が詰まる等の
不具合発生が防止される。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る湯循環式暖房装
置の構成図である。

【００１５】この実施例の湯循環式暖房装置１は、熱交
換器２、放熱器４、膨張タンク６および湯循環用のポン
プ８を順次配管１０で接続してなる湯循環路１２を備
え、熱交換器２と放熱器４との間に水温検出用の温度セ
ンサ１４が配置されている。そして、上記の放熱器４
は、本例では、大容量の床暖房として使用される。

【００１６】一方、熱交換器２に対してガスバーナ１６
が設けられ、このガスバーナ１６には、ガス元栓１８お
よびガス比例弁２０を経由してガス配管２２が接続され
るとともに、点火プラグ２４およびファン２６がそれぞ
れ近接配置されている。

【００１７】さらに、この湯循環式暖房装置１は、暖房
温度や各種のモード設定を行う設定器２８と、この設定
器２８と温度センサ１４からの入力情報に基づいて暖房
および凍結防止のためにガスバーナ１６の燃焼制御を行
う燃焼制御手段としてのＣＰＵ３０を有する。

【００１８】このＣＰＵ３０は、記憶部３２、比較部３
４、内部タイマ３６、およびコントローラ部３８を含
む。

【００１９】記憶部３２は、たとえばＲＡＭで構成さ
れ、ガスバーナ１６の着火の目安となる凍結防止温度
t₁、および消火の目安となる余加熱防止温度t₂とが予め
記憶されている。

【００２０】比較部３４は、凍結防止モードにおいて起
動され、温度センサ１４による検出温度thと記憶部３２
に記憶された各温度t₁，t₂とを比較して、検出温度thが
凍結防止温度t₁以下となった場合にはガスバーナ１６の
着火、余加熱防止温度t₂以上となった場合にはガスバー
ナ１６の消火の各指令信号を出力する。

【００２１】内部タイマ３６は、凍結防止モードにおい
て、比較部３４からのガスバーナ１６の着火指令出力に
応答して起動されて所定時間Ｔ₀の経過後にタイムアッ
プ信号を出力する。

【００２２】コントローラ部３８は、比較部３４からの
着火、消火の各指令信号に応答してガスバーナ１６を微
量燃焼制御する一方、内部タイマ３６からのタイムアッ
プ信号に応答して微量燃焼制御を解除して余加熱防止温
度t₂を目標値としてガスバーナ１６を比例燃焼制御す
る。

【００２３】なお、４０は膨張タンク６に水を補給する
場合に使用される水電磁弁である。

【００２４】次に、上記構成の湯循環式暖房装置１にお
いて、凍結防止モードでの燃焼制御動作について、図２
のフローチャートおよび図３の特性図を参照して説明す
る。

【００２５】たとえば、運転スイッチがオフになると
(ステップ１)、凍結防止モードに移行し、比較部３４が
温度センサ１４による検出温度thと記憶部３２に記憶さ
れた凍結防止温度t₁(たとえば５℃)とを比較する(ステ
ップ２)。そして、検出温度thが凍結防止温度t₁よりも
低い場合(th≦t₁)には、ガスバーナ１６の着火の指令信
号を出力する。

【００２６】コントローラ部３８は、この指令信号に応
答して、ポンプ８をオンにするとともに(ステップ３)、
ガス比例弁２０を開いて点火プラグ２４によりガスバー
ナ１６を着火する(ステップ４)。

【００２７】また、内部タイマ３６は、比較部３４から
の上記ガスバーナ１６の着火指令信号に応答して起動さ
れる(ステップ５)。

【００２８】ガスバーナ１６の着火に引き続いて、コン
トローラ部３８は、微量燃焼制御を行う(ステップ６)。
この微量燃焼制御では、凍結防止に必要な最小限の微量
ガスがガスバーナ１６に供給されるようにガス比例弁２
０の開度が一定値に固定される。

【００２９】そして、時間経過とともに湯循環路内の水
温thが上昇して余加熱防止温度t₂(たとえば２０℃)を越
えると(th≧t₂)(ステップ７)、比較部３４からはガスバ
ーナ１６の消火の指令信号が出力されるので、コントロ
ーラ部３８は、ガス比例弁２０を閉じてガスバーナ１６
を消火するとともに(ステップ８)、ポンプ８もオフにす
る(ステップ９)。

【００３０】一方、検出温度thが余加熱防止温度t₂を越
えない状態で、所定時間Ｔ₀が経過して内部タイマ３６
からタイムアップ信号が出力されると(ステップ１０)、
コントローラ部３８は、このタイムアップ信号に応答し
て、微量燃焼制御を解除し(ステップ１１)、余加熱防止
温度t₂を目標値としてガスバーナ１６を比例燃焼制御す
る(ステップ１２)。

【００３１】この比例燃焼制御においては、ガス比例弁
２０の開度は、微量燃焼制御の場合よりも大きく、した
がって、放熱器４による放熱量よりも湯循環路１２への
供給熱量の方が十分に多いので、湯循環路１２内の水温
thは強制的に余加熱防止温度t₂に到達される。

【００３２】このため、長時間にわたって微量燃焼制御
が継続されることが確実に回避され、その結果、熱交換
器２のフィンに結露が生じて煤が詰まる等の不具合発生
が防止される。

【００３３】そして、湯循環路１２内の水温thが次第に
低下して、凍結防止温度t₁以下となった場合(th≦t₁)に
は、再度ステップ２以降の動作が繰り返される。

【００３４】この様子を時間と水温との関係で見ると、
図３の実線で示すような経時変化となる。

【００３５】なお、この実施例では、比例燃焼制御にお
いて、余加熱防止温度t₂を目標値としてガスバーナ１６
の開度を調整するようにしているが、これに限定される
ものではなく、凍結防止とガス消費量とを考慮した上で
余加熱防止温度t₂よりも高い所定の温度に設定してもよ
い。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、微量燃焼制御が一定時
間継続されて内部タイマがタイムアップすると、微量燃
焼制御を解除して余加熱防止温度以上の所定温度を目標
値としてガスバーナを比例燃焼制御するので、湯循環路
内の水温は強制的に余加熱防止温度に到達される。この
ため、長時間にわたって微量燃焼制御が継続されること
が確実に回避され、その結果、熱交換器のフィンに結露
が生じて煤が詰まる等の不具合発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る湯循環式暖房装置の構成
図である。

【図２】本発明の湯循環式暖房装置の凍結防止モードに
おける燃焼制御動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図３】本発明の燃焼制御による水温の経時変化を従来
の燃焼制御の場合と比較して示す特性図である。

【図４】従来の燃焼制御動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１…湯循環式暖房装置、２…熱交換器、４…放熱器、８
…ポンプ、１２…湯循環路、１４…温度センサ、１６…
ガスバーナ、３０…燃焼制御手段(ＣＰＵ)、３２…記憶
部、３４…比較部、３６…内部タイマ、３８…コントロ
ーラ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 熱交換器(２)、放熱器(４)、ポンプ(８)
   が順次配置されてなる湯循環路(１２)を備え、この湯循
   環路(１２)の前記熱交換器(２)と放熱器(４)との間に湯
   温検出用の温度センサ(１４)が取り付けられ、前記熱交
   換器(２)に対してガスバーナ(１６)が設けられている湯
   循環式暖房装置において、暖房および凍結防止のために
   前記ガスバーナ(１６)の燃焼制御を行う燃焼制御手段
   (３０)を有し、この燃焼制御手段(３０)は、ガスバーナ
   (１６)の着火の目安となる凍結防止温度(t₁)、および消
   火の目安となる余加熱防止温度(t₂)とが予め記憶された
   記憶部(３２)と、凍結防止モードにおいて、前記温度セ
   ンサ(１４)による検出温度(th)と記憶部(３２)に記憶さ
   れた各温度(t₁，t₂)とを比較して、検出温度(th)が凍結
   防止温度(t₁)以下になった場合にはガスバーナ(１６)の
   着火、検出温度(th)が余加熱防止温度(t₂)以上になった
   場合にはガスバーナ(１６)の消火の各指令信号を出力す
   る比較部(３４)と、前記凍結防止モードにおけるガスバ
   ーナ(１６)の着火指令に応答して起動されて所定時間の
   経過後にタイムアップ信号を出力する内部タイマ(３６)
   と、前記比較部(３４)からの着火、消火の各指令信号に
   応答してガスバーナ(１６)を微量燃焼制御する一方、前
   記内部タイマ(３６)のタイムアップ信号に応答して微量
   燃焼制御を解除して余加熱防止温度(t₂)以上の所定温度
   を目標値としてガスバーナ(１６)を比例燃焼制御するコ
   ントローラ部(３８)と、を備えることを特徴とする湯循
   環式暖房装置。