JPH07294015A - 温水ボイラの多缶設置システムにおける自動台数制御方法 - Google Patents

温水ボイラの多缶設置システムにおける自動台数制御方法

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JPH07294015A
JPH07294015A JP10766494A JP10766494A JPH07294015A JP H07294015 A JPH07294015 A JP H07294015A JP 10766494 A JP10766494 A JP 10766494A JP 10766494 A JP10766494 A JP 10766494A JP H07294015 A JPH07294015 A JP H07294015A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温水ボイラの多缶設置システムにおける負荷
状況を簡単な構成によって行い、この負荷状況によって
起動台数を増減する自動台数制御方法を提供すること。 【構成】 複数台の温水ボイラ(B) と外部負荷(7),(7')
とを給湯ライン(L1)及び戻りライン(L2)で連結してなる
温水ボイラの多缶設置システムにおいて、給湯側集合部
における出湯温度t1 と戻り側集合部における戻り湯温
度t2 とをそれぞれ検出して、両者の温度差Δtを求め
ると共に、燃焼稼動中の温水ボイラ(B) の台数とこの各
温水ボイラ(B) の燃焼発熱量とからシステム全体におけ
る供給熱量Qを算出し、前記温度差Δtと供給熱量Qと
を演算処理して給湯流量を求め、この給湯流量に基づい
て負荷を検出することによって温水ボイラ(B) の起動缶
数を増減するようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、温水ボイラの多缶設
置システムにおいて台数制御を行う際の稼動台数の切替
えの基準となる負荷の検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ビル,マンション,集合住宅等の給湯・
暖房設備においては、温水ボイラを用いて給湯と暖房を
行っており、近年では、1台の大型の温水ボイラの替わ
りに、小容量の温水ボイラを複数台設置する多缶設置シ
ステムが多用されている。このような多缶設置システム
においては、複数の温水ボイラと給湯部,暖房設備等か
ら外部負荷とを共通の給湯ライン及び戻りラインで連結
してあり、この戻りラインには、給湯蛇口から出湯した
温水を補給するための給水ラインが接続されている。即
ち、ボイラと外部負荷とは、前記の給湯ライン並びに戻
りラインによって循環経路を形成しており、外部負荷で
の温水消費量が増加すれば、その使用量に応じた原水
(冷水)をこの循環経路に補給するようになっている。
尚、近年において、ビル,マンション等においては、水
質の規制が強化され、良質の温水を得るために、ボイラ
によって加熱して得られる温水を直接利用するのではな
く、この温水を熱媒とし、熱交換器を介して間接的に温
水を得るように構成したものが多用されている。
【0003】そのような多缶設置システムにおける制御
方法としては、要求される負荷に応じて起動台数を変更
する所謂自動台数制御方法が採用されている。この自動
台数制御方式においては、要求される負荷に応じて起動
台数を適宜変更することにより、各温水ボイラを最適状
態(高効率)で稼動させることができ、また、負荷変動
に対しても給湯温度を安定させることができるという優
れたメリットがあるが、要求される負荷に対応させての
起動台数を変更するため、負荷状況の判定方法が重要に
なってくる。そのため、出願人は先に、給湯ライン並び
に戻りラインにおいての温度を測定するほか、給湯ライ
ン(あるいは戻りライン)中の温水流量を測定し、その
負荷状態を判定することによってボイラの起動台数を設
定する自動台数制御方法を提案している(特開平3−1
1261号公報,特開平3−11262号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な温水ボイラの多缶設置システムにおいて、負荷の測定
を、給湯ライン並びに戻りラインにおける温度を測定す
るほか、給湯ライン(あるいは戻りライン)中の温水流
量を測定することによって行っているが、このような多
缶設置システムにおいては、システム全体としての給湯
能力が大きく、従って、システムからの配管も大径のも
のとなっているため、そのような大流量を測定し得る流
量計は、高価であり、システム全体としての高コスト化
が避けられない。更に、温水ボイラにおいて、高温の温
水、例えば、1気圧以上で100℃以上の高温水を供給
するような温水ボイラにおいては、流量計には耐熱、耐
圧性の特殊なものを用いる必要があり、このような流量
計は概して高価である。
【0005】特に、前記のような温水ボイラの多缶設置
システムにおいて自動台数制御を行う際には、システム
全体への要求負荷、並びに各温水ボイラの負荷状況を把
握するためには、全温水ボイラ共通の給湯ラインに流量
計を設ける他、個別の温水ボイラ毎に流量計を設けて個
別に流量を検出し、この負荷状況に基づいて制御を行う
のが好ましいが、前述のように大口径の流量計は高価で
あり、このように多数台を設置したシステムにおいてこ
のような流量計を用いるのは大幅なコストアップとな
る。
【0006】即ち、この発明の解決しようとする課題
は、温水ボイラの多缶設置システムにおける負荷状況を
簡単な構成によって行い、この負荷状況によって起動台
数を増減する自動台数制御方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記の課題
に鑑みてなされたもので、具体的には、複数台の温水ボ
イラと外部負荷とを給湯ライン及び戻りラインで連結し
てなる温水ボイラの多缶設置システムにおいて、給湯側
集合部における給湯温度t1 と戻り側集合部における戻
り湯温度t2 とをそれぞれ検出して、両者の温度差Δt
を求めると共に、燃焼稼動中の温水ボイラの台数とこの
各温水ボイラの燃焼発熱量とからシステム全体における
供給熱量Qを算出し、前記温度差Δtと供給熱量Qとを
演算処理して給湯流量Vを求め、この給湯流量Vに基づ
いて負荷を検出することによって温水ボイラの起動缶数
を増減するようにしたことを第1の特徴とする温水ボイ
ラの多缶設置システムにおける自動台数制御方法であ
る。
【0008】更に、前記各温水ボイラ毎における給湯ラ
インへの給湯温度t1aと戻りラインにおける戻り湯温度
t2aとをそれぞれ検出して、両者の温度差Δta を求め
ると共に、各温水ボイラの燃焼状況から供給熱量Qa を
求め、前記温度差Δta と供給熱量Qa とを演算処理し
て給湯流量Vを求め、この給湯流量Vに基づいて各温水
ボイラ毎の負荷を検出することによって温水ボイラの起
動缶数を増減するようにしたことを第2の特徴とし、前
記加熱手段が非稼動の温水ボイラにおいては前記負荷の
検出のための処理を停止するようにしたことを第3の特
徴とする温水ボイラの多缶設置システムにおける自動台
数制御方法である。
【0009】
【作用】この発明に係る温水ボイラの多缶設置システム
における自動台数制御方法によれば、温水ボイラから外
部負荷への給湯ライン中の温水温度を測定してこの値を
t1 ,外部負荷から温水ボイラへの戻りライン中の給水
温度を測定してこの値をt2 とし、この両者の温度差Δ
tを演算処理によって求める。そして、この測定温度差
Δtと起動中の温水ボイラの加熱手段による供給熱量Q
とを演算処理することにより給湯流量Vを求め、この給
湯流量Vによって負荷を検出することによって温水ボイ
ラの起動缶数を増減する。
【0010】
【実施例】以下、この発明の具体的な実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。尚、図1に示す実施例は、熱交
換器を介して温水を供給する形式の温水ボイラを用いた
多缶設置システムに適用したものとしてあるが、この発
明は、缶体から直接温水を取出す形式の温水ボイラを用
いたもの、真空式(あるいは減圧式)温水ボイラを用い
たものなど、各種の形式のボイラが使用可能である。ま
た、図示する多缶設置システムにおいては、3台の温水
ボイラを設置してなるものであるが、設置台数は3台に
は限らない。
【0011】さて、図示する温水ボイラ(B) は、それぞ
れ、ボイラ本体(1) に貫流式の温水ボイラを使用したも
ので、このボイラ本体(1) には、途中に熱交換器(2) を
接続してなる循環ライン(3) を接続してある。この循環
ライン(3) における熱交換器(2) の下流側にはボイラ本
体(1) 内の缶水を熱交換器との間で循環するための循環
ポンプ(4) を接続してある。また、ボイラ本体(1) に
は、その加熱手段としてバーナ(11)を備えており、この
バーナ(11)への燃料供給ライン(5) の途中には燃料供給
を継断するための燃料制御弁(6) を接続してある。尚、
この実施例においては、バーナの燃焼制御方式は燃料の
供給の継断のみのON−OFF制御方式としてあるが、
この他に、三位置制御方式あるいは比例制御式のものも
用いることができる。前記循環ライン(3) 中の熱交換器
(2) には、給湯管(8) と給水管(9) を接続してあり、各
温水ボイラ(B) における給湯管(8) 並びに給水管(9)
は、外部負荷(7),(7')に向けて延びる給湯ライン(L1)並
びに外部負荷(7')からの戻りライン(L2)に接続してあ
る。
【0012】前記の給湯ライン(L1)には、給湯温度t1
を検出するための第1温度検出器(T1)を設けてある。ま
た、前記の各温水ボイラ(B) への給水管(9) が集合する
戻り側集合部、即ち、戻りライン(L2)には、温水ボイラ
(B) への戻り湯温度t2 を検出するための第2温度検出
器(T2)を設けてある。前記の外部負荷(7),(7')のうち、
一方は、給湯蛇口やシャワー等のように温水を系外に取
出して使用する給湯設備であり、他方は、暖房用の熱交
換器等のように温水を熱媒として循環使用する暖房設備
である。また、前記の戻りライン(L2)には、給湯蛇口等
から系外に取出した温水を補給するための給水ライン(L
3)を接続してある。従って、この多缶設置システムにお
いては、各温水ボイラ(B) の熱交換器(2)からの温水は
給湯管(8) から給湯ライン(L1)を介して外部負荷(7),
(7')に供給され、余剰の温水は、給水ライン(L3)からの
補給水を受けた後、戻りライン(L2)から給水管(9) を介
して熱交換器(2) に流入する構成となっている。
【0013】この多缶設置システムにおいては、台数制
御装置(C) によって、各温水ボイラ(B) の起動台数等が
決定され、あたかも一台の温水ボイラが運転しているよ
うな状況下に制御されるが、この際に使用される台数制
御装置(C) には以下のような機能を有している。即ち、
多缶設置システム全体に要求されている負荷に対して、
稼動する温水ボイラ(B) の台数を増減させる。尚、この
際には、通常、給湯ライン(L1)からの給湯温度が所定の
設定値を満足するように制御する。また、各温水ボイラ
(B) の起動・停止に関してその優先順位を予め設定して
おき、その順位に従って起動・停止させる。また、それ
ぞれの温水ボイラ(B) の稼働率を平均化するために、適
宜、前記の優先順位のローテーションを行い、異常ボイ
ラが発生した場合には、次の優先順位のボイラが直ちに
稼動してバックアップする。また、前記の加熱手段(11)
の起動・停止に応じてボイラ本体(1) と熱交換器(2) と
の間で缶水を循環させる循環ポンプ(4) の起動・停止を
行う。
【0014】この台数制御装置(C) においては、要求さ
れる負荷に対して稼動する温水ボイラ(B) の台数を増減
させるため、その負荷の検出を行う機能を備えている。
即ち、この発明においては、給湯ライン(L1)における水
温の測定値t1 ,戻りライン(L2)における水温の測定値
t2 ,並びに前記の加熱手段(11)による供給熱量Qから
負荷を検出するようにしたものであるから、台数制御装
置(C) には、前記の各温度の検出信号が入力されるよう
に第1,第2温度検出器(T1)(T2)を接続してあり、ま
た、燃焼量を把握するために燃料の供給状態を検出する
べく燃料制御弁(6) を接続してある。
【0015】この台数制御装置(C) は、前記の各温度検
出器(T1)(T2)からの温度検出信号、並びに、燃料制御弁
(6) からの燃料供給状態の検出信号を基に次のような処
理を行い負荷を決定する。先ず、第1,第2温度検出器
(T1),(T2) によって検出した給湯ライン(L1)側の測定値
t1 と戻りライン(L2)側の測定値t2 の差Δtを求め
る。次に、各温水ボイラ(B) の燃料制御弁(6) の動作状
況の信号から各ボイラ(B)の燃焼状態を把握し、システ
ム全体としての供給熱量Qを算出する。この供給熱量Q
を算出するにあたっては、稼動中の温水ボイラ(B) にお
ける各燃料制御弁(6) の流量制御情報に基づいて行う
が、前述したようなON−OFF制御方式、並びに三位
置制御方式によるものでは、各段階における燃焼量が決
まっているため、その値を台数制御装置(C) に固有値と
して予め設定しておき、比例制御を行うものについて
は、その燃料供給量等から前記の温度検出時点での発生
熱量を算出する。そして、前記の温度差Δtと供給熱量
Qからシステム全体としての温水の流量Vを算出し、こ
の多缶設置システムに対する負荷状況とする。そして、
以上のようにして検出した負荷が増大(温水の流量Vが
増加)した場合には、温水ボイラ(B) の起動台数を増加
し、前記負荷が減少(温水の流量Vが減少)した場合に
は、温水ボイラ(B) の起動台数を減少するように制御す
る。即ち、前述したように、この台数制御装置(C) にお
いては、給湯ライン(L1)からの給湯温度t1 が所定の設
定値を満足するように制御しており、前記の給湯温度t
1 と戻り湯温度t2 との温度差Δtは、温水を系外に取
出して使用する外部負荷(7) 並びに温水を熱媒として循
環使用する外部負荷(7')による熱の消費と、給水ライン
(L3)から戻りライン(L2)に流入する給水による温度低下
によって生じる。従って、供給熱量Qと前記温度差Δt
とから流量Vを求めることによって、実際の要求される
負荷を検出でき、この負荷状況に応じて稼動台数を増減
する。このような構成によって、多缶設置システム全体
での負荷を検出することにより、負荷に応じた起動缶数
の設定を行う等の制御を行うことができる。
【0016】更に、以上の実施例においては、給湯温度
と戻り湯温度の測定を多缶設置システム全体で行い、シ
ステム全体としての負荷を検出しているが、各温水ボイ
ラ(B) 個別の負荷も同時に測定するように構成してもよ
い。この場合には、各温水ボイラ(B) の熱交換器(2) の
出入口、即ち、給湯管(8) 並びに給水管(9) に設け、各
温水ボイラ(B) 毎における給湯管(8) の給湯温度t1aと
給水管(9) における戻り湯温度t2aとをそれぞれ検出し
て、両者の温度差Δta を求めると共に、各温水ボイラ
(B) の燃焼状況から供給熱量Qa を求め、前記温度差Δ
ta と供給熱量Qa とを演算処理して給湯流量Vを求
め、この給湯流量Vに基づいて各温水ボイラ(B) 毎の負
荷を検出するようにすればよく、この場合は、全体的な
負荷並びに各温水ボイラ個別の負荷状況を判断すること
ができるため、各温水ボイラにおける負荷のバランス、
例えば、設定温度の上限値以上に缶水温度が上昇してい
る場合等を検出することができ、特定のボイラの過負荷
を防止し、負荷状況を平均化することができる。
【0017】尚、温水ボイラ(B) が上記のように熱交換
器(2) を介して給湯する形式のものにおいては、各温水
ボイラ(B) のうち、加熱手段(11)が非稼動のものについ
ては、負荷の検出のための処理を停止する。即ち、この
場合はボイラ本体(1) における缶水温度と戻り湯温度t
2aとの大小関係によって、熱交換器(2) を介しての熱の
授受の方向が異なるため、台数制御時においてはその制
御が繁雑になるためである。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る温
水ボイラの多缶設置システムにおける自動台数制御方法
によれば、温水ボイラから外部負荷への給湯ライン中の
温水温度t1 と外部負荷から温水ボイラへの戻りライン
中の給水温度t2 との温度差Δtをを求め、この温度差
Δtと起動中の温水ボイラの加熱手段による供給熱量Q
とを演算処理することにより給湯流量Vを求め、この給
湯流量Vによって負荷を検出する構成としたので、従来
のような高価な流量計を用いる必要がなくなり、システ
ムの低コスト化、簡素化を達成できる。特に、この発明
が対象としている多缶設置システムのように、多数台数
の温水ボイラを使用する環境下においてはコスト低減の
ために特に好適であり、流量検出に用いる検出素子が温
度検出器であるので、他の制御用に組込まれた温度検出
器をそのまま流用することができると共に、このような
温度検出器のみによって、在来の温度検出のみならず、
流量も検出できるため、配線数も減少し、システム的に
見た場合のコストメリットは極めて大である。しかも、
このような多缶設置システムにおいては、システム全体
的としての負荷並びに各ボイラ毎の負荷を、流量計を用
いることなく簡単な構成によって検出できるため、制御
装置に入力される信号数を大幅に削減でき、同時に制御
プロセスの簡略化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る温水ボイラの多缶設置システム
における自動台数制御方法の具体的な一実施例を説明す
るための概略構成図である。
【符号の説明】 (B) 温水ボイラ (C) 制御装置(台数制御装置) (L1) 給湯ライン (L2) 戻りライン (T1) 第1温度検出器 (T2) 第2温度検出器 (7) 外部負荷(給湯設備) (7') 外部負荷(暖房設備) (11) バーナ(加熱手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数台の温水ボイラ(B) と外部負荷(7),
    (7')とを給湯ライン(L1)及び戻りライン(L2)で連結して
    なる温水ボイラの多缶設置システムにおいて、給湯側集
    合部における給湯温度t1 と戻り側集合部における戻り
    湯温度t2 とをそれぞれ検出して、両者の温度差Δtを
    求めると共に、燃焼稼動中の温水ボイラ(B) の台数とこ
    の各温水ボイラ(B) の燃焼発熱量とからシステム全体に
    おける供給熱量Qを算出し、前記温度差Δtと供給熱量
    Qとを演算処理して給湯流量Vを求め、この給湯流量V
    に基づいて負荷を検出することによって温水ボイラ(B)
    の起動缶数を増減するようにしたことを特徴とする温水
    ボイラの多缶設置システムにおける自動台数制御方法。
  2. 【請求項2】 前記各温水ボイラ(B) 毎における給湯ラ
    イン(L1)への給湯温度t1aと戻りライン(L2)における戻
    り湯温度t2aとをそれぞれ検出して、両者の温度差Δt
    a を求めると共に、各温水ボイラ(B) の燃焼状況から供
    給熱量Qa を求め、前記温度差Δta と供給熱量Qa と
    を演算処理して給湯流量Vを求め、この給湯流量Vに基
    づいて各温水ボイラ(B) 毎の負荷を検出することによっ
    て温水ボイラ(B) の起動缶数を増減するようにしたこと
    を特徴とする請求項1記載の温水ボイラの多缶設置シス
    テムにおける自動台数制御方法。
  3. 【請求項3】 前記加熱手段(11)が非稼動の温水ボイラ
    (B) においては前記負荷の検出のための処理を停止する
    ようにしたことを特徴とする請求項2記載の温水ボイラ
    の多缶設置システムにおける自動台数制御方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0311261A (ja) * 1989-06-07 1991-01-18 Miura Co Ltd 温水ボイラーの自動台数制御方法
JPH0420701A (ja) * 1990-05-14 1992-01-24 Hirakawa Tekkosho:Kk ボイラ負荷制御方法及びその装置

Patent Citations (2)

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