WO2017199493A1

WO2017199493A1 - 熱媒ボイラシステム

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Publication number: WO2017199493A1
Application number: PCT/JP2017/005437
Authority: WO
Inventors: 遼太宮崎
Original assignee: 三浦工業株式会社
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2017-11-23
Also published as: JP6662194B2; JP2017207258A; CN108700334B; CN108700334A

Abstract

熱媒ボイラシステム（１）は、予め設定された目標温度と熱媒油温度検出部（３６）により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて熱媒ボイラ（２）の燃焼状態を制御する燃焼制御部（７１）と、熱媒ボイラ（２）が起動されたことを検知する起動検知部（７２）と、起動検知部（７２）により熱媒ボイラ（２）の起動が検知された時点ｔ_０における熱媒油温度検出部（３６）による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの昇温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式１により設定する起動時目標温度設定部（７３）と、を備える。ＳＰ（ｔ）＝ｐ（ｔ－ｔ_０）＋Ｔ_０（式１）

Description

熱媒ボイラシステム

　本発明は、熱媒ボイラの燃焼により熱媒油を加熱し、加熱した熱媒油を負荷機器としての熱使用部との間で循環ポンプにより循環させることで該熱使用部に対して熱を供給する熱媒ボイラシステムに関する。本願は、２０１６年５月２０日に日本に出願された特願２０１６－１０１３７９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　熱媒体として熱媒油を使用することで、蒸気よりも高い温度（例えば、１８０度～３００度）の熱を供給することができる熱媒ボイラが知られている。熱媒ボイラの起動時においては、通常、熱媒油は低温（例えば常温）状態にある。このため、熱媒ボイラの起動時に、熱媒ボイラを高燃焼で燃焼させると熱媒油温度が急激に上がり、その熱衝撃で循環ポンプのケーシングに歪みが生じる可能性、また場合によっては割れる可能性があることが知られている。

　熱媒ボイラの起動時において、熱媒油の温度が所定の温度に上昇するまで、熱媒油の加温操作を行う、熱媒ボイラの起動制御方法が知られている（特許文献１）。
　特許文献１には、熱媒ボイラの起動時に、バーナを設定時間ｔ_１だけ稼動させて熱媒油を加熱し、熱媒油の温度をある程度まで上昇させてその粘度を低下させた後、循環ポンプを設定時間ｔ_２だけ稼動させて、温度が低い熱媒油を熱媒ボイラへ送り、再度、バーナを設定時間ｔ_１だけ稼動させてその熱媒油を加熱する、熱媒ボイラの起動制御方法が記載されている。そして、これらの設定時間ｔ_１によるバーナの稼動と、設定時間ｔ_２による循環ポンプの稼動とを、熱媒ボイラ出口部における熱媒油温度が予め設定した値Ｔ_Ａに達するまで、交互に繰り返し、熱媒ボイラ出口部における熱媒油温度が予め設定した値Ｔ_Ａに達した後は、起動制御を終了して通常の運転制御に切り替える熱媒ボイラの起動制御方法が記載されている。

特開平０７－０１９５９８号公報

　熱媒ボイラで使用される循環ポンプには、通常、温度上昇速度に関する要求仕様が定められており、循環ポンプの起動時等には、当該要求仕様に沿って、熱媒油の温度上昇速度を緩やかに制御することが求められている。

　本発明は、熱媒ボイラの起動時等に、燃焼制御部による制御方法を変更することなく熱媒油の温度上昇速度を緩やかに制御し、循環ポンプに対する熱衝撃を緩和し、循環ポンプを長寿命化できることを目的とする。

　本発明は、燃料を燃焼させて熱媒油の加熱を行う熱媒ボイラと、前記熱媒ボイラと熱使用部とを接続し、前記熱媒ボイラと前記熱使用部との間で熱媒油を循環させる熱媒循環ラインと前記熱媒循環ラインに配置される循環ポンプと、熱媒油の熱媒温度を検出する熱媒油温度検出部と、前記熱媒ボイラの燃焼を制御する制御部と、を備える熱媒ボイラシステムであって、前記制御部は、予め設定された目標温度と前記熱媒油温度検出部により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて、前記熱媒ボイラの燃焼状態を制御する燃焼制御部と、前記熱媒ボイラが起動されたことを検知する起動検知部と、前記起動検知部により前記熱媒ボイラの起動が検知された時点ｔ_０における前記熱媒油温度検出部による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの昇温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式１により設定する起動時目標温度設定部と、を備える熱媒ボイラシステムに関する。
　　　ＳＰ（ｔ）＝ｐ（ｔ－ｔ_０）＋Ｔ_０　　　　（式１）

　前記起動時目標温度設定部は、さらに、時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）が、予め設定された第１目標温度Ｔ１に到達すると、第１目標温度Ｔ１に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を前記第１目標温度Ｔ１に固定することが好ましい。

　前記制御部は、さらに、前記熱媒ボイラに対する停止指示を検知する停止指示検知部と、前記停止指示検知部により前記熱媒ボイラに対する停止指示が検知された時点ｔ_０における前記熱媒油温度検出部による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの降温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式２により設定する停止時目標温度設定部と、を備えることが好ましい。
　　　ＳＰ（ｔ）＝Ｔ_０－ｐ（ｔ－ｔ_０）　　　　（式２）

　前記停止時目標温度設定部は、さらに、時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）が、予め設定された第２目標温度Ｔ２に到達すると、第２目標温度Ｔ２に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を前記第２目標温度Ｔ２に固定することが好ましい。

　前記制御部は、さらに、時間ｔにおける温度Ｔが、予め設定された熱媒温度の第２目標温度Ｔ２に到達すると、前記熱媒ボイラの燃焼を停止させる熱媒ボイラ停止部を備えることが好ましい。

　前記循環ポンプは、前記熱媒循環ラインにおける熱媒ボイラの出口側に設置されることが好ましい。

　本発明によれば、熱媒ボイラの起動時等に、燃焼制御部による制御方法を変更することなく熱媒油の温度上昇速度を緩やかに制御し、循環ポンプに対する熱衝撃を緩和し、循環ポンプを長寿命化することができる。

本発明の実施例の熱媒ボイラシステムの概略を示す図である。本発明の実施例の制御部の構成を示す機能ブロック図である。本発明の実施例の燃焼量（燃焼状態）と熱媒検出温度との関係を示すグラフである。本発明の実施例の熱媒ボイラ２による熱媒油の加熱動作を示した図である。

　以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１に示すように、熱媒ボイラシステム１は、熱媒ボイラ２と、熱媒循環ライン３と、制御部７と、記憶部８と、を備える。

　熱媒ボイラ２は、缶体２０と、バーナ２１と、バーナ２１に燃焼用空気を供給する送風機２２と、缶体２０の内部に配置され熱媒油が流通する熱媒油加熱管２３と、を備える。熱媒ボイラ２は、バーナ２１により燃料を燃焼させて缶体２０の内部を加熱することで、熱媒油加熱管２３中を流通する熱媒油を加熱する。
　本実施形態における熱媒ボイラ２は、燃焼量を高燃焼、高燃焼よりも少ない燃焼量で燃焼する低燃焼、燃焼停止の３つの位置に切り換えることができる３位置燃焼制御ボイラとする。ここで、高燃焼とは、熱媒ボイラ２の熱出力が定格出力の１００％となる燃焼量で燃焼させる状態であり、低燃焼とは、熱媒ボイラ２の熱出力が定格出力の例えば２０％～５０％となる燃焼量で燃焼させる状態をいう。本実施形態では低燃焼を定格出力の５０％となる燃焼量で燃焼させる状態とする。

　燃料は、燃料供給ライン２５から燃料調整弁２４を介してバーナ２１に供給される。バーナ２１、送風機２２、燃料調整弁２４は、信号線９を介して制御部７と電気的に接続されている。

　熱媒循環ライン３は、熱媒ボイラ２（熱媒油加熱管２３）と熱使用部５とを接続し熱媒ボイラ２で加熱された熱媒油を熱使用部５に供給する熱媒油供給ライン３１と、熱使用部５と熱媒ボイラ２（熱媒油加熱管２３）とを接続し熱使用部５で熱が使用された熱媒油を熱媒ボイラ２に戻す熱媒油戻しライン３２と、を備える。
　この熱媒循環ライン３には、循環ポンプ３５及び熱媒油温度検出部３６が配置される。循環ポンプ３５、及び熱媒油温度検出部３６は、信号線９を介して制御部７と電気的に接続されている。
　本実施形態においては、循環ポンプ３５は、熱媒ボイラ２の出口側となる熱媒油供給ライン３１に設置するが、熱媒油戻しライン３２に設置してもよい。

　循環ポンプ３５を作動することにより、熱媒油加熱管２３内で加熱された熱媒油は、熱媒油供給ライン３１を経由して熱使用部５に送られる。熱使用部５で熱を奪われた熱媒油は、熱媒油戻しライン３２を経由して熱媒ボイラ２に戻される。このように、循環ポンプ３５を作動することにより、熱使用部５で熱を奪われ温度の低下した熱媒油は、熱媒循環ライン３により熱媒ボイラ２に循環させるように構成される。

　循環ポンプ３５には、通常、熱媒ボイラの起動時等における、循環ポンプ３５の昇温速度及び降温温度に関する要求仕様が設けられる。ここで、昇温温度とは、単位時間当たりの熱媒油の上昇温度を意味する。同様に降温温度とは単位時間当たりの熱媒油の下降温度を意味する。例えば、１時間当たりで熱媒油の温度を摂氏１５０度上昇させる場合、昇温温度１５０度／時間という。以下、「度」は、特に断らない限り、摂氏温度を意味する。
　なお、昇温速度の値と降温温度の値とは同じ値であっても、異なる値であってもよい。

　例えば、循環ポンプ３５に求められる昇温温度が１５０度／時間の場合、熱媒油の現在温度が７０度で、熱媒油の目標温度を例えば２２０度としたとき、該昇温速度にしたがって徐々に熱媒油の温度を上げ、１時間後に、２２０度となるように昇温制御されることが循環ポンプ３５にとって望まれる。

　熱媒油温度検出部３６は、熱媒油の温度を測定する。熱媒油温度検出部３６は、熱媒ボイラ２の出口近傍（熱媒油加熱管２３の出口）に設けるものとする。なお、熱媒油温度検出部３６は、熱媒ボイラ２の出口近傍（熱媒油加熱管２３の出口）及び／又は熱媒ボイラ２の入口近傍に設けてもよい。

　制御部７は、熱媒ボイラ運転スイッチ（図示せず）がオンされることに応答して、熱媒ボイラ２の燃焼を開始する。また、制御部７は、熱媒ボイラ運転スイッチがオフされることに応答して、熱媒ボイラ２の燃焼を停止する。
　制御部７は、循環ポンプ起動スイッチ（図示せず）がオンされることに応答して、熱媒循環ライン３に設けられた循環ポンプ３５の運転を開始する。また、制御部７は、循環ポンプ強制停止スイッチ（図示せず）がオンされることに応答して、循環ポンプ３５の運転を停止することができる。

［制御部７について］
　次に、制御部７について図２を参照しながら、詳細に説明する。図２は、制御部７の構成を示す機能ブロック図である。
　本実施形態では、制御部７は、熱媒ボイラ２の起動時等に熱媒油の温度上昇速度を緩やかに制御するための構成として、燃焼制御部７１と、起動検知部７２と、起動時目標温度設定部７３と、停止指示検知部７４と、停止時目標温度設定部７５と、熱媒ボイラ停止部７６と、を備える。

　燃焼制御部７１は、予め設定された目標温度と熱媒油温度検出部３６により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御する。前述したように、熱媒ボイラ２は、燃焼量を高燃焼、高燃焼よりも少ない燃焼量で燃焼する低燃焼、燃焼停止の３つの位置に切り換えることができる３位置燃焼制御ボイラである。
　したがって、具体的には、燃焼制御部７１は、予め設定された目標温度と、熱媒油温度検出部３６により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて、燃焼を、高燃焼、低燃焼、又は燃焼停止と判定し、この判定に基づき燃料調整弁２４を高燃焼、低燃焼又は燃焼停止の位置に切り換える機能を有するとともに、送風機２２から当該燃焼状態に必要な燃焼用空気を送気させる。

　燃焼制御部７１による３位置燃焼制御方式の一例を示す。この方式では、燃焼制御に関するパラメータとして４つの設定値、すなわち設定値１（ＳＰ）、ＯＮ／ＯＦＦ制御のヒステリシス（ＨＹＳ）、警報２設定値（Ａ２）、及び警報２ヒステリシス（ＨＹ２）が予め設定される。なお、この例では、設定値１（ＳＰ）を目標値ともいう。

　図３に、上記４つのパラメータに、ＳＰ＝２２０度、ＨＹＳ＝５度、Ａ２＝１０度、ＨＹ２＝５度と設定した場合の燃焼量（燃焼状態）と熱媒検出温度との関係を示す。図３に示すように、高燃焼中（Ｌ１）に熱媒検出温度が上昇して、ＳＰ＋（ＨＹＳ／２）（＝２２２．５度）を超えると、燃焼制御部７１は、燃焼量を高燃焼位置から低燃焼位置へ移行させる。その後低燃焼中（Ｌ２）にさらに、熱媒検出温度が上昇して、ＳＰ＋Ａ２（＝２３０度）を超えると、燃焼制御部７１は、燃焼量を低燃焼位置から燃焼停止位置（Ｌ３）に移行させる。また、燃焼停止中（Ｌ３）に熱媒検出温度が下降して、ＳＰ＋Ａ２－ＨＹ２（＝２２５度）を割った場合、燃焼量を燃焼停止位置から低燃焼位置に移行させる。また、低燃焼中（Ｌ２）において、熱媒検出温度が下降して、ＳＰ－（ＨＹＳ／２）（＝２１７．５度）を割ると、燃焼制御部７１は、燃焼量を低燃焼位置から高燃焼位置へ移行させる。
　なお、低燃焼位置で燃焼している状態（Ｌ２）において、熱媒検出温度がＳＰ－（ＨＹＳ／２）（＝２１７．５度）より大きく、ＳＰ＋Ａ２（＝２３０度）より小さな温度範囲内の変動にとどまる場合、燃焼制御部７１は、燃焼量を低燃焼位置にとどめる。
　このように、燃焼制御部７１は、予め設定された目標温度と、熱媒油温度検出部３６により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼量を制御することができる。
　なお、上記４つのパラメータすなわちＳＰ、ＨＹＳ、Ａ２、ＨＹ２の値は、熱媒ボイラ２により適宜設定することができる。

　本実施形態においては、設定値１（ＳＰ）は、熱媒ボイラ２の起動時に、起動時目標温度設定部７３により、時間とともに連続的に増加するように設定され、当該設定値１（ＳＰ）に基づいて、燃焼制御がなされる。詳細は後述する。

［パイロット燃焼待機について］
　熱媒ボイラ２のバーナ２１は、パイロット燃焼の運転状態も含むバーナとしてもよい。すなわち、バーナ２１は、パイロットバーナとメインバーナとの組み合わせで構成され、メインバーナの燃焼停止後においてパイロットバーナの燃焼（いわゆる種火の燃焼状態）を継続させた状態で待機させる（「パイロット燃焼待機」又は「燃焼待機」ともいう）構成にしてもよい。
　そうすることで、燃焼停止をパイロット燃焼待機（燃焼待機）とすることで、燃焼制御部７１は、燃焼待機状態から直ちに低燃焼状態に移行させることが可能となる。

［他の燃焼制御方式］
　熱媒ボイラ２の燃焼制御方式は、３位置燃焼制御方式としたが、これに限定されるものではない。例えば、２位置燃焼制御方式（燃焼オンとオフの切換え）又は高燃焼位置と低燃焼位置の間に中燃焼位置を設けるｎ位置燃焼制御方式（ｎ≧４）を適用してもよい。また、燃焼量を連続的に増減可能な比例燃焼制御方式を適用してもよい。

　起動検知部７２は、熱媒ボイラ２が起動されたことを検知する。ここで、熱媒ボイラ２が起動されたとは、例えば、熱媒ボイラ運転スイッチがオンされることに応答して、熱媒ボイラ２の燃焼が開始される場合、例えば、熱媒ボイラシステム１が複数の熱媒ボイラ２を備え、複数の熱媒ボイラ２が台数制御部（図示せず）により燃焼制御されている場合であって、台数制御部により熱媒ボイラ２が燃焼待機状態又は燃焼停止状態から燃焼起動される場合、又は熱媒油がある温度（例えば１８０度）に加熱された状態で熱使用部に供給されていたときに、熱媒油がより高い温度（例えば２５０度）に加熱された状態で熱使用部に供給されるように、目標温度が高く（例えば２５０度）再設定される場合等を含む。

　起動時目標温度設定部７３は、起動検知部７２により熱媒ボイラ２の起動が検知された場合、当該熱媒ボイラ２の起動を検知した時点ｔ_０における熱媒油温度検出部３６による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの昇温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式１により設定する。
　　　ＳＰ（ｔ）＝ｐ（ｔ－ｔ_０）＋Ｔ_０　　　　（式１）　
　なお、予め設定される単位時間あたりの昇温速度ｐ（度／時間）は、循環ポンプ３５の昇温速度に関する要求仕様を満たすように（すなわち、昇温速度ｐ（度／時間）は、少なくとも循環ポンプ３５の要求仕様となる昇温速度以下となるように）設定されることが好ましい。
　また、他のパラメータＨＹＳ、Ａ２、ＨＹ２の値については、ＳＰの値とは関係なく固定値としてもよい。また、ＳＰの値の予め設定された温度範囲に応じて、他のパラメータＨＹＳ、Ａ２、ＨＹ２の値を設定してもよい。

　このように起動時目標温度設定部７３により、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）が設定されることで、熱媒温度がＴ_０から第１目標温度Ｔ１に到達するまでの間、燃焼制御部７１は、時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）と熱媒油温度検出部３６により計測された時間ｔにおける熱媒検出温度Ｔ（ｔ）との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御することができる。

　なお、起動時目標温度設定部７３は、例えば、制御周期Δｔ毎に、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける目標温度ＳＰ_ｎを式１Ａにより設定するようにしてもよい。
　　　ＳＰ_ｎ＝ｐ×ｎΔｔ＋Ｔ_０　　　　　　　　（式１Ａ）
　　　ここで、１≦ｎ≦（Ｔ１－Ｔ_０）／ｐ×Δｔ　　（式１Ｂ）
　このようにすることで、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける熱媒検出温度をＴ_ｎとしたとき、燃焼制御部７１は、制御周期毎に設定される目標温度ＳＰ_ｎと制御周期毎に熱媒油温度検出部３６により計測される熱媒検出温度Ｔ_ｎとの偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御することができる。

　それにより、燃焼制御部７１による制御方式（目標温度との偏差に基づく燃焼制御方式）を変更することなく熱媒油の温度上昇速度を緩やかに（予め設定された循環ポンプ３５の昇温速度に関する要求仕様を満たすように）制御でき、循環ポンプ３５に対する熱衝撃を緩和するとともに循環ポンプ３５を長寿命化することが可能となる。

　起動時目標温度設定部７３は、式１により算出される時間ｔにおける温度Ｔが、予め設定された熱媒温度の第１目標温度Ｔ１に到達すると、第１目標温度Ｔ１に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を第１目標温度Ｔ１に固定する。
　なお、起動時目標温度設定部７３は、制御周期Δｔ毎に、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける目標温度ＳＰ_ｎを式１Ａにより設定する場合、ｎが（Ｔ１－Ｔ_０）／ｐ×Δｔを超えて以降、目標温度ＳＰ_ｎを第１目標温度Ｔ１に固定する。

　このように設定されることで、熱媒温度が第１目標温度Ｔ１に到達して以降、燃焼制御部７１は、熱媒検出温度を第１目標温度Ｔ１に保つように、第１目標温度Ｔ１と熱媒検出温度との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御する。
　それにより、熱使用部に対して、第１目標温度Ｔ１を保つ熱媒油を供給することが可能となる。

　停止指示検知部７４は、熱媒ボイラ２に対する停止指示を検知する。ここで、熱媒ボイラ２に対する停止指示とは、例えば、熱媒ボイラ運転スイッチがオフされることに応答して、熱媒ボイラ２の燃焼を停止させる指示、例えば台数制御装置により熱媒ボイラ２を燃焼状態から燃焼停止状態又は燃焼待機状態に移行させる指示、又は熱媒油をある温度（例えば２５０度）に加熱した状態で熱使用部に供給していたときに、目標温度を低く（例えば１８０度）再設定して、熱媒油を低い温度（例えば１８０度）に加熱された状態で熱使用部に供給するように再設定させる指示等を含む。

　停止時目標温度設定部７５は、停止指示検知部７４により熱媒ボイラ２に対する停止指示が検知された時点ｔ_０における熱媒油温度検出部３６による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの降温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式２により設定する。
　　　ＳＰ（ｔ）＝Ｔ_０－ｐ（ｔ－ｔ_０）　　　　（式２）
　なお、予め設定される単位時間あたりの降温速度ｐ（度／時間）は、循環ポンプ３５の降温速度に関する要求仕様を満たすように（すなわち、降温速度ｐ（度／時間）は、少なくとも循環ポンプ３５の要求仕様となる降温速度以下となるように）設定されることが好ましい。
　また、他のパラメータＨＹＳ、Ａ２、ＨＹ２の値については、ＳＰの値とは関係なく固定値としてもよい。また、ＳＰの値の予め設定された温度範囲に応じて、他のパラメータＨＹＳ、Ａ２、ＨＹ２の値を設定してもよい。

　このように停止時目標温度設定部７５により、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）が設定されることで、燃焼制御部７１は、時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）と熱媒油温度検出部３６により計測された時間ｔにおける熱媒検出温度Ｔ（ｔ）との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御することができる。

　なお、停止時目標温度設定部７５は、例えば、制御周期Δｔ毎に、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける目標温度ＳＰ_ｎを式２Ａにより設定するようにしてもよい。
　　　ＳＰ_ｎ＝Ｔ_０－ｐ×ｎΔｔ　　　　　　　　（式２Ａ）
　このようにすることで、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける熱媒検出温度をＴ_ｎとしたとき、燃焼制御部７１は、制御周期毎に設定される目標温度ＳＰ_ｎと制御周期毎に熱媒油温度検出部３６により計測される熱媒検出温度Ｔ_ｎとの偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御することができる。

　それにより、燃焼制御部７１による燃焼制御方式（目標温度との偏差に基づく燃焼制御方式）を変更することなく熱媒油の温度下降速度を緩やかに（循環ポンプ３５の降温速度に関する要求仕様を満たすように）制御でき、循環ポンプ３５に対する熱衝撃を緩和するとともに循環ポンプ３５を長寿命化することが可能となる。

　なお、停止指示検知部７４が、熱媒油が温度Ｔ_０に加熱された状態で熱使用部に対して供給されていたときに、熱媒油を低い第２目標温度Ｔ２に加熱された状態で熱使用部に供給するように、目標温度を低い第２目標温度Ｔ２に再設定されたことを検知した場合、停止時目標温度設定部７５は、時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）が、第２目標温度Ｔ２に到達すると、第２目標温度Ｔ２に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を第２目標温度Ｔ２に固定する。
　なお、停止時目標温度設定部７５は、制御周期Δｔ毎に、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける目標温度ＳＰ_ｎを式２Ａにより設定する場合、ｎが（Ｔ_０－Ｔ２）／ｐ×Δｔを超えて以降、目標温度ＳＰ_ｎを第２目標温度Ｔ２に固定する。

　このように設定されることで、熱媒温度が第２目標温度Ｔ２に到達して以降、燃焼制御部７１は、熱媒検出温度を第２目標温度Ｔ２に保つように、第２目標温度Ｔ２と熱媒検出温度との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御する。
　それにより、熱使用部に対して、第２目標温度Ｔ２を保つ熱媒油を供給することが可能となる。

　停止指示検知部７４が、熱媒ボイラ運転スイッチがオフされることに応答して熱媒ボイラ２の燃焼を停止させる状態を検知した場合、又は、熱媒ボイラシステム１が複数の熱媒ボイラ２を備え、複数の熱媒ボイラ２が台数制御部（図示せず）により燃焼制御されている場合であって、台数制御部が燃焼状態の熱媒ボイラ２に対して燃焼待機（又は燃焼停止）するように指示したことを検知した場合、熱媒ボイラ停止部７６は、熱媒油温度検出部３６による検出温度が、予め設定された停止目標温度Ｔ３に到達すると、熱媒ボイラ２の燃焼を停止させるように制御する。
　なお、停止時目標温度設定部７５が、制御周期Δｔ毎に、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける目標温度ＳＰ_ｎを式２Ａにより設定する場合、ｎが（Ｔ_０－Ｔ３）／ｐ×Δｔを超えたときに、熱媒ボイラ２の運転を停止させるように制御する。

　このように設定されることで、熱媒温度が停止目標温度Ｔ３に到達すると、熱媒ボイラ２の燃焼を停止させることが可能となる。
　以上のように、制御部７は構成される。

　記憶部８には、熱媒ボイラシステム１の運転を実施する制御プログラム、予め設定される燃焼制御に関するパラメータ（すなわちＳＰ、ＨＹＳ、Ａ２、ＨＹ２）の設定値、予め設定される目標温度に関する情報（例えば、第１目標温度Ｔ１、第２目標温度Ｔ２、第３目標温度Ｔ３等）、起動時目標温度設定部７３及び停止時目標温度設定部７５の設定する情報（例えば、式１、式２等）が記憶される。
　また、起動時目標温度設定部７３及び／又は停止時目標温度設定部７５が、制御周期Δｔ毎に、時間ｔ_０＋ｎΔｔにおける目標温度ＳＰ_ｎを式１Ａ又は式２Ａにより設定する場合、記憶部８には、目標温度ＳＰ_ｎが記憶される。

［動作説明］
　次に図４を参照して、本実施形態の熱媒ボイラ２の加熱による熱媒油の昇温動作について説明する。図４は、本実施形態の熱媒ボイラ２による熱媒油の加熱動作の一例を示した図である。横軸は時間ｔ（単位：時間）、縦軸（左側）は熱媒温度Ｔ（単位：度）を表すものとする。

　図４において、昇温速度ｐ（度／時間）を１５０度／時間、第１目標温度ＳＰを２２０度、現在熱媒温度を７０度とする。
　時間ｔ_０において、熱媒ボイラ運転スイッチがオンされることに応答して、熱媒ボイラ２の燃焼を開始すると、起動時目標温度設定部７３は、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式３により設定する。
　　　ＳＰ（ｔ）＝（１／１５０）（ｔ－ｔ_０）＋７０　　　　（式３）　
　時間ｔにおいて、燃焼制御部７１は、目標温度ＳＰ（ｔ）と、熱媒油温度検出部３６により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御する。
　こうすることで、図３に示すように、目標温度ＳＰ（ｔ）の変化に伴って、図３に記載したような燃焼制御の切替を行いながら、熱媒検出温度は、現在温度（７０度）から、１／１５０（度／時間）の昇温速度で変化する。

　以上のように、本実施形態の熱媒ボイラシステム１は、予め設定された目標温度と熱媒油温度検出部３６により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて、熱媒ボイラ２の燃焼状態を制御する燃焼制御部７１と、熱媒ボイラ２が起動されたことを検知する起動検知部７２と、起動検知部７２により熱媒ボイラ２の起動が検知された時点ｔ_０における熱媒油温度検出部３６による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの昇温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式１により設定する起動時目標温度設定部７３と、を備える。
　これにより、本実施形態の熱媒ボイラシステム１は、燃焼制御部７１による目標温度との偏差に基づく燃焼制御を変更することなく熱媒油の温度上昇速度を緩やかに制御し、循環ポンプ３５に対する熱衝撃を緩和し、循環ポンプ３５を長寿命化することが可能となる。また、循環ポンプ３５の昇温速度に関する要求仕様を満たすように制御することが可能となる

　また、本実施形態の熱媒ボイラシステム１の起動時目標温度設定部７３は、時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）が、予め設定された第１目標温度Ｔ１に到達すると、第１目標温度Ｔ１に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を前記第１目標温度Ｔ１に固定する。
　これにより、本実施形態の熱媒ボイラシステム１は、第１目標温度Ｔ１に到達して以降、熱使用部に対して、第１目標温度Ｔ１を保つ熱媒油を供給することが可能となる。

　また、本実施形態の熱媒ボイラシステム１の制御部７は、さらに、熱媒ボイラ２に対する停止指示を検知する停止指示検知部７４と、停止指示検知部７４により熱媒ボイラ２に対する停止指示が検知された時点ｔ_０における熱媒油温度検出部３６による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの降温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式２により設定する停止時目標温度設定部７５と、を備える。
　これにより、本実施形態の熱媒ボイラシステム１は、熱媒油の温度下降速度を緩やかに制御できるので、循環ポンプ３５に対する熱衝撃を緩和でき循環ポンプ３５を長寿命化することができる。また、循環ポンプ３５の降温速度に関する要求仕様を満たすように制御することが可能となる。

　また、本実施形態の熱媒ボイラシステム１の停止時目標温度設定部７５は、さらに、時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）が、予め設定された第２目標温度Ｔ２に到達すると、第２目標温度Ｔ２に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を第２目標温度Ｔ２に固定する。
　これにより、第２目標温度Ｔ２に到達して以降、熱使用部に対して、第２目標温度Ｔ２を保つ熱媒油を供給することが可能となる。

　また、本実施形態の熱媒ボイラシステム１の制御部７は、さらに、熱媒油温度検出部３６による検出温度が、予め設定された停止目標温度Ｔ３に到達すると、熱媒ボイラの燃焼を停止させる熱媒ボイラ停止部６６を備える。
　これにより、熱媒ボイラシステム１は、停止時に緩やかに熱媒温度を下げた後に、熱媒ボイラ２の運転を停止させることが可能とすることができる。

　また、循環ポンプ３５は、熱媒循環ライン３における熱媒ボイラ２の出口側に設置される。
　これにより、循環ポンプ３５を流れる熱媒油の温度と、熱使用部に対して供給される熱媒油の温度とを等しい値として制御することができる。

　なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

　［変形例１］
　本実施形態の燃焼制御部は、３位置燃焼制御方式を適用したが、３位置燃焼制御方式に限定されない。燃焼制御部は、３位置燃焼制御方式に換えて、２位置燃焼制御方式、ｎ位置燃焼制御方式（ｎ≧４）、又は比例燃焼制御方式を適用してもよい。

［変形例２］
　本実施形態では、循環ポンプを熱媒ボイラの下流に設置したが、循環ポンプを熱媒ボイラの上流に設置するようにしてもよい。また、循環ポンプを熱媒ボイラの上流及び下流に設置するようにしてもよい。

　１　熱媒ボイラシステム
　２　熱媒ボイラ
　２１　バーナ
　２２　送風機
　２３　熱媒油加熱管
　２４　燃料調整弁
　２５　燃料供給ライン
　３　　熱媒循環ライン
　３１　熱媒油供給ライン
　３２　熱媒油戻しライン
　３５　循環ポンプ
　３６　熱媒油温度検出部
　５　熱使用部
　７　制御部
　７１　燃焼制御部
　７２　起動検知部
　７３　起動時目標温度設定部
　７４　停止指示検知部
　７５　停止時目標温度設定部
　７６　熱媒ボイラ停止部
　８　記憶部
　９　信号線

Claims

　燃料を燃焼させて熱媒油の加熱を行う熱媒ボイラと、
　前記熱媒ボイラと熱使用部とを接続し、前記熱媒ボイラと前記熱使用部との間で熱媒油を循環させる熱媒循環ラインと
　前記熱媒循環ラインに配置される循環ポンプと、
　熱媒油の熱媒温度を検出する熱媒油温度検出部と、
　前記熱媒ボイラの燃焼を制御する制御部と、
　を備える熱媒ボイラシステムであって、
　前記制御部は、
　　予め設定された目標温度と前記熱媒油温度検出部により計測された熱媒検出温度との偏差に基づいて、前記熱媒ボイラの燃焼状態を制御する燃焼制御部と、
　　前記熱媒ボイラが起動されたことを検知する起動検知部と、
　　前記起動検知部により前記熱媒ボイラの起動が検知された時点ｔ_０における前記熱媒油温度検出部による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの昇温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式１により設定する起動時目標温度設定部と、
　を備える熱媒ボイラシステム。
　　　ＳＰ（ｔ）＝ｐ（ｔ－ｔ_０）＋Ｔ_０　　　　（式１）
　前記起動時目標温度設定部は、さらに、
　　時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）が、予め設定された第１目標温度Ｔ１に到達すると、第１目標温度Ｔ１に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を前記第１目標温度Ｔ１に固定する、請求項１に記載の熱媒ボイラシステム。
　前記制御部は、さらに、
　　前記熱媒ボイラに対する停止指示を検知する停止指示検知部と、
　　前記停止指示検知部により前記熱媒ボイラに対する停止指示が検知された時点ｔ_０における前記熱媒油温度検出部による検出温度Ｔ_０及び予め設定された単位時間あたりの降温速度ｐ（度／時間）に基づいて、時間ｔ（ｔ≧ｔ_０）における目標温度ＳＰ（ｔ）を式２により設定する停止時目標温度設定部と、
　を備える、請求項１又は請求項２に記載の熱媒ボイラシステム。
　　　ＳＰ（ｔ）＝Ｔ_０－ｐ（ｔ－ｔ_０）　　　　（式２）
　前記停止時目標温度設定部は、さらに、
　　時間ｔにおける目標温度ＳＰ（ｔ）が、予め設定された第２目標温度Ｔ２に到達すると、第２目標温度Ｔ２に到達して以降の時間における目標温度ＳＰ（ｔ）を前記第２目標温度Ｔ２に固定する、請求項３に記載の熱媒ボイラシステム。
　前記制御部は、さらに、
　　前記熱媒油温度検出部による検出温度が、予め設定された停止目標温度Ｔ３に到達すると、前記熱媒ボイラの燃焼を停止させる熱媒ボイラ停止部を備える、請求項３に記載の熱媒ボイラシステム。
　前記循環ポンプは、前記熱媒循環ラインにおける熱媒ボイラの出口側に設置される、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の熱媒ボイラシステム。