JPH0560391A - 温水暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房運転開始時に、保有水全体の温度を速や
かに所定の温度に上昇させ、迅速な暖房を行う。 【構成】 暖房運転開始時にバイパス路開閉弁１４を閉
じ、加熱用熱交換器１を出た温水が放熱用熱交換器４を
迂回して加熱用熱交換器１に供給されることを防止する
とともに、加熱用熱交換器１から出た水の温度が所定の
温度になるまでは、定常運転時の制御範囲を越えた最大
量の燃料ガスをバーナ６に供給して燃焼させることによ
り、保有水の温度を速やかに上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、温水暖房装置に関
し、詳しくは、暖房運転開始時に、速やかに温風を供給
することが可能な温水暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の温水暖房装置としては、例えば、
図２にその概要を示すような温水暖房装置が知られてい
る。

【０００３】この温水暖房装置は、燃料ガスを燃焼させ
るバーナ３６、バーナ３６の燃焼熱により熱媒である水
を加熱する加熱用熱交換器３１などを備えてなる給湯装
置Ｃと、ファン３３、放熱用熱交換器３４などを備えて
なり、加熱用熱交換器３１で加熱された水（温水）を放
熱させるファンコンベクタＤとを循環路３２によって接
続することにより構成されている。

【０００４】循環路３２には、ファンコンベクタＤに設
けられたコック４３が閉じられていたりした場合に、加
熱用熱交換器３１の出口側に設けられた温度センサ（サ
ーミスタ）３７が高温を検出してバーナ３６の燃焼を停
止するまでに、加熱用熱交換器３１内で水が沸騰するこ
とを防止するために、水を迂回して循環させるバイパス
路４０が配設されている。また、循環路３２の、バイパ
ス路４０の出口より下流側で、かつ、加熱用熱交換器３
１の上流側には、加熱用熱交換器３１と放熱用熱交換器
３４との間に水を循環させる循環ポンプ３５が配設され
ており、さらに、循環路３２の循環ポンプ３５の手前上
流側には、熱媒である水を貯めるとともにその膨張を吸
収するためのタンク４１が設けられている。

【０００５】さらに、バーナ３６に燃料ガスを供給する
ガス配管には、燃料ガスの供給量を調節するためのガス
バルブ（比例弁）３８及び非常時などにバーナ３６への
燃料ガスの供給を停止するためのセーフティバルブ３９
が配設されており、この比例弁３８及びセーフティバル
ブ３９は温度センサ３７により検出される水温に応じ
て、制御手段４２により制御される。

【０００６】上記のように構成された従来の温水暖房装
置において、熱媒である水は循環ポンプ３５により循環
路３２を通って循環し、加熱用熱交換器３１を通過する
間に加熱されて温水となる。そして、加熱用熱交換器３
１を出た温水の温度を温度センサ３７により検出し、そ
の温度が所定の温度になるように、制御手段４２により
バーナ３６への燃料ガスの供給量が制御される。

【０００７】そして、加熱用熱交換器３１で加熱された
温水は、放熱用熱交換器３４に至る循環路３２と、バイ
パス路４０に分岐して流れる。放熱用熱交換器３４を通
り、そこで、放熱（熱交換）した水は、循環路３２を経
てタンク４１に戻り、バイパス路４０に流れた水は放熱
することなくタンク４１に戻る。そして、タンク４１内
の、循環路３２及びバイパス路４０から戻った水が混ざ
り合い、循環ポンプ３５により再び加熱用熱交換器３１
に循環供給される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の温
水暖房装置においては、加熱用熱交換器３１を出た水
（加熱水）の一部がバイパス路４０を通って、タンク４
１に戻り再び加熱用熱交換器３１に循環されるため、シ
ステム全体が保有する水（保有水）の温度が全体的に上
昇していない場合にも、バイパス路４０を通過する加熱
された水の影響で、該加熱用熱交換器３１から排出され
る水の温度が上昇するため、温度センサ３７の検出温度
に対応して制御手段４２が比例弁３８を絞ってしまい、
暖房運転開始時に温水暖房装置の最大能力でバーナ３６
を燃焼させ続けて、速やかに保有水全体の温度を上昇さ
せ、定常状態に移行させるという「急速立ち上げ」を行
うことができず、暖房運転開始時の大きな負荷に応じた
燃焼を行わせることができないという問題点がある。

【０００９】また、保有水の温度が一旦所定の温度にま
で上昇すると、負荷に応じた燃料ガスの供給量（インプ
ット）で水の温度を所定の温度に保って暖房を行うこと
が可能になるが、保有水の温度が０℃近くにまで下がる
冬期の寒冷時においては、暖房運転を開始した後、放熱
用熱交換器に供給される水の温度が、所定の温風を供給
することができる温度にまで上昇するのに長い時間がか
かり、速やかに暖房を行うことができないという問題点
がある。

【００１０】この発明は上記問題点を解決するものであ
り、暖房運転開始時に保有水全体の温度を速やかに定常
運転時の所定の温度に上昇させることが可能で、迅速な
暖房を行うことができる温水暖房装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の温水暖房装置は、燃料ガスをバーナで燃
焼させることにより発生する燃焼熱により水を加熱する
加熱用熱交換器と、加熱された水を放熱させる放熱用熱
交換器と、前記加熱用熱交換器と前記放熱用熱交換器と
を接続する循環路と、前記加熱用熱交換器から出た加熱
された水を前記放熱用熱交換器を迂回して前記加熱用熱
交換器に供給するバイパス路と、前記バイパス路の出口
より下流側で、かつ、前記加熱用熱交換器より上流側の
循環路に配設され、前記加熱用熱交換器と前記放熱用熱
交換器との間に水を循環させる循環ポンプとを備えてな
る温水暖房装置であって、前記バイパス路に配設され
た、バイパス路への水の流れを検出するバイパス路側水
流センサ及びバイパス路を開閉するバイパス路開閉弁
と、前記加熱用熱交換器の出口側に配設された水温検出
用の温度センサと、前記バーナへの燃料ガスの供給量を
調節するガスバルブと、暖房運転開始時において水の温
度が所定の温度より低いときに、前記加熱用熱交換器を
出た水の温度が所定の温度に達するまで前記バイパス路
開閉弁を閉じてバイパス路への水の流れを遮断し、か
つ、前記ガスバルブを制御して、前記バーナへの燃料ガ
ス供給量を定常時の制御範囲を越えた暖房運転開始時用
の最大量にするとともに、前記加熱用熱交換器を出た水
の温度が所定の温度に達すると、前記バイパス路開閉弁
を開いてバイパス路に通水するとともに、前記ガスバル
ブを制御して前記バーナへの燃料ガス供給量を定常運転
時用の所定量に調節する制御手段とを具備することを特
徴としている。

【００１２】なお、前記制御手段にタイマーを組合わ
せ、暖房運転開始後所定時間が経過した時点で、前記バ
ーナへの燃料ガス供給量を定常状態の供給量に切り換え
るとともに、前記バイパス路開閉弁を開いて、パイパス
路に水を通すように構成することにより安全面での信頼
性をさらに向上させることができる。

【００１３】また、前記バイパス路が開いて温水が前記
加熱用熱交換器に供給されることを検知するための温度
センサを前記加熱用熱交換器の入口側に配設し、その検
出温度に応じて、前記制御手段により燃料ガス供給量
を、オーバーシュートが生じないような所定の量に絞る
ように構成することができる。

【００１４】

【作用】暖房運転開始時にバイパス路開閉弁が閉じられ
ることにより、加熱用熱交換器を出た温水がバイパス路
を通って（放熱用熱交換器を迂回して）再び加熱用熱交
換器に供給されることがないため、保有水全体が所定の
温度（定常運転を行うことができる温度）にまで上昇す
る前にバーナへの燃料ガスの供給量が絞られてしまうこ
とがなく、また、加熱用熱交換器から出た水の温度が所
定の（定常時の）温度になるまでは、定常運転時の制御
範囲を越えた最大量の燃料ガスがバーナに供給されるこ
とにより、保有水の温度を速やかに上昇させて、迅速な
暖房を行うことができる。

【００１５】また、制御手段にタイマーを組合わせるこ
とにより、加熱用熱交換器からでる水の温度が所定の温
度に達するかまたは、暖房運転開始後所定の時間が経過
すると、バーナへの燃料ガス供給量が定常状態の供給量
に切り換えられるとともに、バイパス路開閉弁が開けら
れ、パイパス路に水が通ることになるため、安全面での
信頼性がさらに向上する。

【００１６】さらに、加熱用熱交換器の入口側に温度セ
ンサを配設することにより、バイパス路が開いたときに
温水が加熱用熱交換器に供給されることを検知して、そ
の検出温度に応じて燃料ガス供給量を調節することによ
り、オーバーシュートの発生を防止することができる。

【００１７】また、バイパス路開閉弁が閉じている状態
において、放熱用熱交換器側水流センサが所定の水流を
検出しない場合には、制御手段がガスバルブを制御して
バーナへの燃料ガスの供給を停止することにより、加熱
用熱交換器内での水の沸騰を防止して、安全性を確保す
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの発明の一実施例にかかる温水暖房装置
を示す図である。この温水暖房装置は、燃料ガスを燃焼
させるバーナ６、バーナ６により水を加熱する加熱用熱
交換器１などから構成される給湯装置Ａと、加熱用熱交
換器１で加熱され水（温水）を放熱させる、ファン３、
放熱用熱交換器４などを備えたファンコンベクタＢと
を、循環路２により接続することにより構成されてい
る。

【００１９】循環路２の、加熱用熱交換器１の出口側に
は、加熱された水の温度を検出する（出口側）温度セン
サ（この実施例ではサーミスタ）７が設けられている。
また、加熱用熱交換器１の入口側にも、加熱用熱交換器
１に供給される水の温度を検出する（入口側）温度セン
サ１７が配設されている。

【００２０】そして、バーナ６に燃料ガスを供給するガ
ス配管にはガスバルブ（比例弁）８及び非常時などにバ
ーナ６への燃料ガスの供給を停止するセーフティバルブ
９が配設されている。そして、このガスバルブ（比例
弁）８及びセーフティバルブ９は制御手段１２（バーナ
コントローラ）に接続されており、（出口側）温度セン
サ７により検出される水温に応じて所定の制御がなされ
る。

【００２１】また、循環路２には、ファンコンベクタＢ
に設けられたコック１６が閉じられていたりした場合
に、（出口側）温度センサ７が高温を検出してバーナ６
の燃焼を停止するまでに、加熱用熱交換器１内で水が沸
騰することを防止するために水を迂回して循環させるバ
イパス路１０が配設されている。さらに、循環路２の、
バイパス路１０の出口より下流側で、かつ、加熱用熱交
換器１の上流側には、循環路２及びバイパス路１０を経
て水を循環させる循環ポンプ５が配設されており、さら
に、循環路２の循環ポンプ５の手前上流側には、熱媒で
ある水を貯めるとともにその膨張を吸収するためのタン
ク１１が配設されている。

【００２２】さらに、バイパス路１０には、バイパス路
１０への水の流れを検出するバイパス路側水流センサ１
３及びバイパス路１０を開閉するバイパス路開閉弁（電
磁弁）１４が配設されている。また、循環路２の、バイ
パス路１０の入口より下流側には、放熱用熱交換器４へ
の水の流れを検出する放熱用熱交換器側水流センサ１５
が設けられている。そして、制御手段１２には、暖房運
転開始後所定時間が経過した時点で、バーナ６への燃料
ガスの供給量を定常状態の供給量に切り換えるととも
に、バイパス路開閉弁１４を開いてパイパス路１０に水
を通すためのタイマー（図示せず）が組み込まれてい
る。

【００２３】次に、上記のように構成された温水暖房装
置の動作について説明する。例えば、メインコントロー
ラ（図示せず）から、運転開始の信号が制御手段１２に
送られると、制御手段１２は、（出口側）温度センサ７
により水の温度が所定の温度（定常運転時の水温）より
低いことを確認した後、バイパス路開閉弁１４を閉じ、
ポンプ５を作動させる。そして、放熱用熱交換器側水流
センサ１５により放熱用熱交換器４（ファンコンベクタ
Ｂ）に水が流れていることを確認してからバーナ６に点
火する。このとき、バーナ６への燃料ガスの供給量は、
運転開始時用の最大量（運転開始時にのみ一時的に設定
される最大能力量）に設定されている。

【００２４】このような状態で暖房運転が開始される
と、（出口側）温度センサ７及び（入口側）温度センサ
１７により検出される保有水の温度を監視し、保有水の
温度が上昇して、加熱用熱交換器１の出口側の水温が所
定温度（例えば８０℃）に達すると判断された時点、あ
るいは、バーナ６の点火後所定時間（例えば１５分）が
経過した時点で、パイパス路開閉弁１４を開くととも
に、ガスバルブ８を絞って、バーナ６への燃料ガスの供
給量を定常状態の供給量に切り換え、バイパス路側水流
センサ１３によりバイパス路１０に水が流れていること
を確認しつつ、定常運転を継続する。

【００２５】そして、定常運転においては、熱媒である
水が加熱用熱交換器１において所定の温度以上に加熱さ
れないように、（入口側）温度センサ１７及び（出口
側）温度センサ７により検出した水温から、制御手段１
２がガスバルブ（比例弁）８を調節して加熱用熱交換器
１から排出される水の温度を所定の温度に制御し、これ
を放熱用熱交換器４に供給することにより安定した暖房
を行う。

【００２６】一方、異常時などにおいて、ガスバルブ８
を調節しても（出口側）温度センサ７により検出される
水温が所定の温度以下に低下しない場合や、放熱用熱交
換器側水流センサ１５により放熱用熱交換器４に水が流
れていないことが検知された場合などには、セーフティ
バルブ９を閉じて燃焼を停止し、加熱用熱交換器１にお
いて水が加熱されることを未然に防止する。

【００２７】また、バイパス路開閉弁１４が正常に動作
していること（定常状態では開状態になっていること）
及び、循環ポンプ５が正常に動作し、循環路２に水が循
環していることを確認するため、バイパス路側水流セン
サ１３と放熱用熱交換器側水流センサ１５により、循環
路２及びバイパス路１０の水流を常時監視する。

【００２８】上記実施例の温水暖房装置においては、暖
房運転開始時にバイパス路開閉弁１４が閉じられること
により、加熱用熱交換器１を出た温水が放熱用熱交換器
４を迂回して加熱用熱交換器１に供給されることがない
ため、保有水全体が所定の温度（定常運転を行うことが
できる温度）になる前にバーナ６に供給される燃料ガス
量が絞られてしまうことがなく、また、加熱用熱交換器
１から出た水の温度が所定の温度になるまでは、定常運
転時の制御範囲を越えた最大量の燃料ガスをバーナに供
給して燃焼させるため、保有水の温度を速やかに上昇さ
せて迅速な暖房を行うことができる。

【００２９】また、制御手段にタイマーを組合わせ、暖
房運転開始後所定時間が経過した時点で、バーナ６への
燃料ガス供給量を定常状態の供給量に切り換えるととも
に、バイパス路開閉弁１４を開いて、パイパス路１０に
水を通すようにしているので、運転開始時に定常運転時
の能力を越えた最大能力で運転することによる水の過熱
などによる事故を未然に防止し、安全な運転を行うこと
ができる。

【００３０】さらに、この発明の温水暖房装置において
は、（出口側）温度センサ７とともに、加熱用熱交換器
１の入口側の水温を検出する（入口側）温度センサ１７
を配設して、加熱用熱交換器１に供給される水温を検出
し、加熱用熱交換器１の出口側の水温が所定温度（例え
ば８０℃）に達すると判断された時点で燃料ガスの供給
量を絞るようにしているので、バイパス路開閉弁１４が
開いてバイパス路１０から温水が加熱用熱交換器１に供
給されるときにオーバシュートが発生することを確実に
防止することができる。

【００３１】

【発明の効果】上述のように、この発明の温水暖房装置
によれば、運転開始時において、保有水温が高くなる
（定常状態になる）までは、ガス供給量が絞られること
なく、バーナなどの機器の能力を十分に発揮させて速や
かに暖房を行うことができる。

【００３２】さらに、運転開始時には、定常運転時の制
御範囲を越えた最大量の燃料ガスをバーナに供給して燃
焼させるようにしているので、水温の上昇速度が大きく
なり、立ち上がり特性が向上して、温風が吹き出すまで
の待ち時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる温水暖房装置を示
す図である。

【図２】従来の温水暖房装置を示す図である。

【符号の説明】

Ａ 給湯装置 Ｂ ファンコンベクタ １ 加熱用熱交換器 ２ 循環路 ４ 放熱用熱交換器 ５ 循環ポンプ ６ バーナ ７ （出口側）温度センサ ８ ガスバルブ（比例弁） ９ セーフティバルブ １０ バイパス路 １１ タンク １２ 制御手段 １３ バイパス路側水流センサ １４ バイパス路開閉弁 １５ 放熱用熱交換器側水流センサ １７ （入口側）温度センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスをバーナで燃焼させることによ
   り発生する燃焼熱により水を加熱する加熱用熱交換器
   と、加熱された水を放熱させる放熱用熱交換器と、前記
   加熱用熱交換器と前記放熱用熱交換器とを接続する循環
   路と、前記加熱用熱交換器から出た加熱された水を前記
   放熱用熱交換器を迂回して前記加熱用熱交換器に供給す
   るバイパス路と、前記バイパス路の出口より下流側で、
   かつ、前記加熱用熱交換器より上流側の循環路に配設さ
   れ、前記加熱用熱交換器と前記放熱用熱交換器との間に
   水を循環させる循環ポンプとを備えてなる温水暖房装置
   であって、前記バイパス路に配設された、バイパス路へ
   の水の流れを検出するバイパス路側水流センサ及びバイ
   パス路を開閉するバイパス路開閉弁と、前記加熱用熱交
   換器の出口側に配設された水温検出用の温度センサと、
   前記バーナへの燃料ガスの供給量を調節するガスバルブ
   と、暖房運転開始時において水の温度が所定の温度より
   低いときに、前記加熱用熱交換器を出た水の温度が所定
   の温度に達するまで前記バイパス路開閉弁を閉じてバイ
   パス路への水の流れを遮断し、かつ、前記ガスバルブを
   制御して、前記バーナへの燃料ガス供給量を定常時の制
   御範囲を越えた暖房運転開始時用の最大量にするととも
   に、前記加熱用熱交換器を出た水の温度が所定の温度に
   達すると、前記バイパス路開閉弁を開いてバイパス路に
   通水するとともに、前記ガスバルブを制御して前記バー
   ナへの燃料ガス供給量を定常運転時用の所定量に調節す
   る制御手段とを具備することを特徴とする温水暖房装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御手段にタイマーを組合わせ、暖
   房運転開始後所定時間が経過した時点で、前記バーナへ
   の燃料ガス供給量を定常状態の供給量に切り換えるとと
   もに、前記バイパス路開閉弁を開いて、パイパス路に水
   を通すようにしたことを特徴とする請求項１記載の温水
   暖房装置。
3. 【請求項３】 前記バイパス路が開いて温水が前記加熱
   用熱交換器に供給されることを検知するための温度セン
   サを前記加熱用熱交換器の入口側に配設し、その検出温
   度に応じて、前記制御手段により燃料ガス供給量を所定
   の量に絞るようにしたことを特徴とする請求項１または
   ２記載の温水暖房装置。
4. 【請求項４】前記バイパス路の入口より下流側でバイパ
   ス路の出口より上流側の循環路に、前記放熱用熱交換器
   への水の流れを検出する放熱用熱交換器側水流センサを
   配設し、放熱用熱交換器に水が循環していないことを検
   知した場合に前記バーナへの燃料ガスの供給を停止する
   ことを特徴とする請求項１，２および３記載の温水暖房
   装置。