JPH0712401A - 温水ボイラの凍結防止運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱媒体としての缶水の高温部の保有熱を有効
に利用するとともに、缶水を熱源ポンプで流動させるこ
とにより、効率的な凍結防止を図る。 【構成】 温水ボイラ１の缶体２に付設した熱交換器３
に温水ボイラ１の缶水を熱媒体として熱源ポンプ７によ
り循環させ、前記熱交換器３により間接的に温水を生成
する型式の温水ボイラの凍結防止運転方法であって、温
水ボイラ１の凍結防止動作を実施する第一設定温度を予
め設定するとともに、該第一設定温度より高い第三設定
温度を予め設定し、該第三設定温度の検出時に前記熱源
ポンプ７を所定時間作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、温水ボイラ，とくに
缶水を熱媒体として、熱交換器により間接的に温水を生
成する型式の温水ボイラの凍結防止運転方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、缶水を熱媒体として、熱交換器に
より間接的に温水を生成する型式の温水ボイラにあって
は、寒冷地等に設置する際の凍結防止策として、温水ボ
イラの缶水温度を検出する温度センサの温度情報に基づ
いて、温水ボイラ自体の燃焼作動を開始させる方法，す
なわち凍結防止燃焼を行う方法が一般的に用いられてい
る。また、他の凍結防止策として、温水ボイラの安全弁
や各種センサ等の凍結可能性が高い部位に凍結防止用の
ヒータあるいは温風発生器等を付設し、その付設位置の
温度情報に基づいて、ヒータの加温作動を開始したり、
温風を発生させるなどの加熱手段，すなわち凍結防止加
熱手段を用いる方法が行われている。

【０００３】しかしながら、前記の凍結防止燃焼を行う
方法や凍結防止加熱手段を用いる方法においては、温度
センサの取付位置，すなわち温度検出部位よりも温度的
に低い低温部が存在すると、その低温部は凍結防止動作
を実施する前に凍結してしまう危険があり、温水ボイラ
全体の保有熱が凍結防止に対して有効に作用していな
い。また、最も低い低温部の温度情報で凍結防止動作を
実施する場合、当然別の箇所には高温部が存在すること
になり、ボイラ全体の保有熱が凍結防止に対して有効に
使われないことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記の問
題点に鑑み、熱媒体としての缶水の高温部の保有熱を有
効に利用するとともに、缶水を熱源ポンプで流動させる
ことにより、効率的な凍結防止を目的としたものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、温水ボイラの缶体に付
設した熱交換器に温水ボイラの缶水を熱媒体として熱源
ポンプにより循環させ、前記熱交換器により間接的に温
水を生成する型式の温水ボイラの凍結防止運転方法であ
って、温水ボイラの凍結防止動作を実施する第一設定温
度を予め設定するとともに、該第一設定温度より高い第
三設定温度を予め設定し、該第三設定温度の検出時に前
記熱源ポンプを所定時間作動させることを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】この発明によれば、温水ボイラの運転停止後、
缶水温度，すなわち熱媒体の温度が第三設定温度まで下
がると、この第三設定温度を検出することにより、熱源
ポンプが所定時間作動する。熱源ポンプの作動により、
缶体内を含めた循環回路内の熱媒体が流動し、熱媒体の
低温域がなくなり、温度分布が均一となる。これによ
り、温水ボイラ全体の保有熱が凍結防止に対して有効に
使用される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例の全
体構成を説明する概略説明図である。

【０００８】図１において、缶水を熱媒体として、間接
的に温水を生成する型式の温水ボイラ１の缶体２には、
熱媒体としての缶水により、間接的に冷水を給湯用の温
水とする熱交換器３が付設されている。この熱交換器３
は、第一接続管路４および第二接続管路５を介して缶体
２と連通しており、缶体２内で生成された熱媒体が両接
続管路４，５を介して、缶体２と熱交換器３とを循環す
るように構成されている。すなわち、缶体２，第一接続
管路４，熱交換器３および第二接続管路５は、熱媒体の
循環回路６を構成している。そして、熱媒体の循環回路
６を構成する第一接続管路４には、缶体２内で生成され
た熱媒体を循環させる熱源ポンプ７が設けられている。
この熱源ポンプ７は、温水ボイラ１の運転に連動して、
作動と停止を繰り返すように構成されている。

【０００９】前記熱交換器３には、冷水を熱交換器３に
供給する給水ライン８と、熱媒体との熱交換により生成
された温水を取り出す給湯ライン９がそれぞれ接続され
ており、給水ライン８の先端部には適宜な給水タンク１
０が設けられており、また給湯ライン９の先端部にはカ
ラン等の給湯出口１１が設けられている。そして、給水
ライン８と給湯ライン９との間には、三方弁１２を備え
たバイパスライン１３が設けられており、給湯ライン９
における給湯出口１１側の温水の温度を検出する温度検
出器１４の検出信号により、温水の温度が所定の温度よ
り高いときは、給水タンク１０からの冷水をバイパスラ
イン１３を介して給湯ライン９に供給し、給湯ライン９
に出湯された高温水と混合させて、所定の温水温度に調
節する構成となっている。

【００１０】ここで、温水ボイラ１の燃焼制御について
簡単に説明すると、この制御は、缶体２内の熱媒体温度
（缶水温度）を検出する温度センサ１５の検出信号に基
づいて、所要の制御信号を出力する制御部１６により行
われる。すなわち、制御部１６は、温度センサ１５の熱
媒体温度の検出信号に基づいて、温水ボイラ１の燃焼部
１７へ燃焼作動開始やその停止等を制御する信号を出力
する。この燃焼制御信号は、ここではその詳細な説明は
省略するが、前記給湯出口１１での使用状況，すなわち
負荷状況に応じて、燃焼部１７のバーナ（図示省略）を
ＯＮ−ＯＦＦ制御する構成となっており、たとえば熱媒
体温度が６５℃に達したらバーナを停止させ、熱媒体温
度が６０℃に低下したらバーナを稼動させるように制御
するような構成となっている。

【００１１】前記制御部１６は、マイクロコンピュータ
よりなるもので、予め設定したプログラムにしたがっ
て、前記のように、温水ボイラ１の燃焼制御を行う機能
を有しているが、これに加えて、温度センサ１５による
熱媒体温度の検出信号に基づいて、温水ボイラ１の凍結
防止動作を制御する機能も備えたものとして構成されて
いる。この凍結防止動作の制御は、温度センサ１５が検
出した温度情報に対する対応手段を予め設定することに
より行われる。

【００１２】まず、基本的に、温水ボイラ１自体の凍結
防止燃焼を開始するか否かあるいは凍結防止加熱手段を
作動させるか否か，すなわち温水ボイラ１の凍結防止動
作を実施するか否かを判定する第一設定温度Ａを予め設
定する。図面に示す実施例において、温度センサ１５
が、熱媒体温度が第一設定温度Ａに達したことを検出し
てその検出信号を制御部１６へ出力すると、制御部１６
は燃焼部１７のバーナ（図示省略）へ作動のＯＮ信号を
出力する。このＯＮ信号により、温水ボイラ１は通常の
運転と同様な凍結防止燃焼のための運転を開始する。そ
して、温水ボイラ１の運転に伴い、熱媒体温度が上昇し
て凍結防止燃焼を停止する温度として設定した第二設定
温度Ｂに達すると、温度センサ１５がこの第二設定温度
Ｂを検出してその検出信号を制御部１６へ出力する。こ
の検出信号を受けた制御部１６は、燃焼部１７のバーナ
へ作動のＯＦＦ信号を出力し、温水ボイラ１の凍結防止
燃焼のための運転を停止する。以降、これらの動作を繰
り返す。このように、図面に示す実施例における凍結防
止燃焼は、第一設定温度Ａと第二設定温度Ｂとの検出情
報に基づいて動作するように構成されている。

【００１３】ここで、第一設定温度Ａおよび第二設定温
度Ｂの具体的な温度について説明すると、両設定温度
Ａ，Ｂは、ともに温水ボイラ１を設置する地域における
気温の変化状況に大きく左右されるものであり、固定的
な数値として設定するものではなく、設置環境に応じて
設定変更可能なものとなっている。発明者等の実験によ
れば、北海道の冬季を想定した場合には、第一設定温度
Ａとしては、３℃から８℃に設定することが好ましく、
気温降下率に基づく凍結速度を勘案して３℃に設定する
と好適である。また、第二設定温度Ｂとしては、３０℃
から４０℃に設定することが好ましく、気温降下率に基
づく温水ボイラ１の繰り返し運転回数を勘案して４０℃
に設定すると好適である。

【００１４】つぎに、この発明の凍結防止運転に関する
第三設定温度Ｃについて説明する。この発明は、温水ボ
イラ１の全体としての保有熱を凍結防止に対して有効に
使用し、熱媒体温度が第一設定温度Ａに達するのをでき
るだけ延ばし、これにより温水ボイラ１の凍結防止燃焼
としての運転回数を減らすか，あるいは皆無とすること
を目的としたものであり、したがって第三設定温度Ｃ
は、第一設定温度Ａより若干高い温度に設定されてい
る。図面に示す実施例において、温度センサ１５が、熱
媒体温度が第三設定温度Ｃに達したことを検出してその
検出信号を制御部１６へ出力すると、制御部１６は熱源
ポンプ７へ作動のＯＮ信号を出力する。このＯＮ信号に
より、熱源ポンプ７は、温水ボイラ１の運転状態のいか
んにかかわらず独自に所定時間Ｔの間だけ作動する。こ
の所定時間Ｔは、缶体２内を含めた循環回路６内の熱媒
体が流動し、熱媒体の低温域がなくなるに要する時間と
して設定される。すなわち、この実施例においては、温
度センサ１５が第三設定温度Ｃを検出すると、熱源ポン
プ７のみが所定時間Ｔの間だけ作動するように構成され
ている。したがって、この熱源ポンプ７の作動により、
温水ボイラ１が保有する熱媒体の温度分布が均一とな
り、温水ボイラ１の全体としての保有熱が凍結防止に対
して有効に使用されることになる。この結果、温水ボイ
ラ１の凍結防止燃焼のための運転回数の低減化に大いに
貢献することとなる。

【００１５】ここで、第三設定温度Ｃの具体的な温度に
ついて説明すると、この第三設定温度Ｃも、第一，第二
設定温度Ａ，Ｂについて説明したように、温水ボイラ１
を設置する地域における気温の変化状況に大きく左右さ
れるものであり、固定的な数値として設定するものでは
なく、設置環境に応じて設定変更可能なものとなってい
る。発明者等の実験によれば、第一設定温度Ａについて
前述した数値との関連において、１５℃に設定すると好
適である。また、熱源ポンプ７が作動する所定時間Ｔと
して、約２０分間とすると、熱媒体の温度分布の均一化
の点から好適である。

【００１６】つぎに、第三設定温度Ｃの検出に基づいて
熱源ポンプ７が所定時間Ｔ作動した後の凍結防止燃焼の
ための運転について説明すると、熱源ポンプ７が所定時
間Ｔ作動すると、熱媒体の温度分布が均一化されたもの
となるが、熱源ポンプ７の停止後において、外気温の低
下に伴って熱媒体温度が低下し、その温度が第一設定温
度Ａに達すると、これを温度センサ１５が検出してその
検出信号を制御部１６へ出力する。この検出信号を受け
た制御部１６は、燃焼部１７のバーナ（図示省略）へ作
動のＯＮ信号を出力する。このＯＮ信号により、温水ボ
イラ１は、通常の運転と同様な凍結防止燃焼のための運
転を開始する。そして、温水ボイラ１の運転に伴い、熱
媒体温度が上昇してその温度が第二設定温度Ｂに達する
と、温度センサ１５がこの第二設定温度Ｂを検出してそ
の検出信号を制御部１６へ出力する。この検出信号を受
けた制御部１６は、燃焼部１７のバーナへ作動のＯＦＦ
信号を出力し、温水ボイラ１の凍結防止燃焼のための運
転を停止する。そして、必要ならば、以降、この動作を
繰り返す。

【００１７】以上、この発明の具体的実施例を図面に示
した実施例について説明したが、この発明はこの実施例
に限定されるものではなく、実施に応じて他の構成とし
て実現することも可能である。すなわち、図面に示した
実施例は、寒冷地等に設置する際の凍結防止策として、
凍結防止燃焼を行う方法に関連して説明したが、凍結防
止加熱手段を用いる方法についても同様に実施すること
ができる。この場合、温度センサとして、凍結防止用の
ヒータあるいは温風発生器等に関連した温度センサを設
け、この温度センサにより温度情報を検出し、その検出
に基づいて熱源ポンプの作動を制御することも好適であ
る。また、実施に際して、複数の温度センサを設けた場
合は、これらの温度センサを温度情報の検出用として適
宜組み合わせ、熱源ポンプの作動をより緻密に制御する
ことも好適である。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、温水
ボイラの凍結防止動作を実施する第一設定温度を予め設
定するとともに、この第一設定温度より高い第三設定温
度を予め設定し、この第三設定温度の検出時に熱源ポン
プを所定時間作動させるように構成したものであるか
ら、凍結防止動作を実施する前に、熱媒体としての缶水
の高温部の保有熱を有効に利用することができ、温水ボ
イラ全体の保有熱が凍結防止に対して有効に使用するこ
とができる。この結果、温水ボイラの凍結防止動作とし
ての運転回数を減らし，あるいは皆無とすることがで
き、効率的な凍結防止が可能となるとともに、温水ボイ
ラのランニングコストを大巾に低減することができる。
また、熱源ポンプの停止後における温度低下に対して
も、凍結防止動作のための温水ボイラの運転を確実，か
つ的確に実施することができ、この種の温水ボイラの凍
結防止運転方法として頗る効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体構成を説明する概略
説明図である。

【符号の説明】

１ 温水ボイラ ２ 缶体 ３ 熱交換器 ６ 循環回路 ７ 熱源ポンプ １５ 温度センサ １６ 制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温水ボイラ１の缶体２に付設した熱交換
   器３に温水ボイラ１の缶水を熱媒体として熱源ポンプ７
   により循環させ、前記熱交換器３により間接的に温水を
   生成する型式の温水ボイラの凍結防止運転方法であっ
   て、温水ボイラ１の凍結防止動作を実施する第一設定温
   度を予め設定するとともに、該第一設定温度より高い第
   三設定温度を予め設定し、該第三設定温度の検出時に前
   記熱源ポンプ７を所定時間作動させることを特徴とする
   温水ボイラの凍結防止運転方法。
2. 【請求項２】 前記熱源ポンプ７の所定時間作動後にお
   いて、前記第一設定温度の検出時に凍結防止動作を実施
   することを特徴とする請求項１に記載の温水ボイラの凍
   結防止運転方法。