WO2020110335A1 - 暖房給湯装置 - Google Patents

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WO2020110335A1
WO2020110335A1 PCT/JP2019/015298 JP2019015298W WO2020110335A1 WO 2020110335 A1 WO2020110335 A1 WO 2020110335A1 JP 2019015298 W JP2019015298 W JP 2019015298W WO 2020110335 A1 WO2020110335 A1 WO 2020110335A1
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WO
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heating
water supply
hot water
passage
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/015298
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English (en)
French (fr)
Inventor
佳久 北野
Original Assignee
株式会社ノーリツ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社ノーリツ filed Critical 株式会社ノーリツ
Priority to CN201980070226.XA priority Critical patent/CN112912669A/zh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/52—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating heat exchangers for domestic water

Definitions

  • the present invention relates to a heating and hot water supply device that heats a heating heat medium used for heating and supplies it to a heating terminal, and also uses this heating heat medium to supply hot water.
  • Patent Document 1 there is known a heating and hot water supply apparatus that switches between a heating operation and a hot water supply operation by switching a flow path of a heating heat medium.
  • Patent Document 2 there is known a heating and hot water supply apparatus configured to perform a heating and hot water supply simultaneous operation in which a heating heating medium and a hot water supply operation are simultaneously performed by distributing a heating heat medium.
  • Such a heating and hot-water supply device includes a combustion section for burning fuel, a heat exchanger for exchanging heat between a high-temperature combustion gas generated in the combustion section and a heating heating medium, a heating heating medium and hot and cold water for hot water supply. It is equipped with a heat exchanger for hot water supply, etc. for exchanging heat.
  • the heating heat medium is circulated between the heat exchanger and the heating terminal.
  • hot water supplied from the hot water supply heat exchanger is supplied by the heating medium.
  • the heating heat medium temperature is higher than the heating operation temperature and the hot water supply set temperature. It is heated to a temperature higher than that and supplied to the hot water supply side.
  • this high-temperature heating heat medium is also supplied to the heating side.
  • the heating heat medium whose temperature is too high may be supplied depending on the heating terminal, which may cause a malfunction in the heating terminal and its surroundings. Therefore, when the temperature of the heating heat medium is too high, the heating heat medium is not supplied to the heating side and the hot water supply operation is switched to. Therefore, in the heating and hot water supply device, the operating region in which the heating and hot water supply can be performed at the same time as the hot water supply set temperature is the temperature of the heating heat medium and the upper limit temperature of the heating heat medium that can be used in the heating terminal (the upper limit of the heating terminal). Temperature) and the hot water supply set temperature.
  • An object of the present invention is to provide a heating and hot water supply device capable of expanding an operation area in which heating and hot water supply and simultaneous operation can be performed.
  • a heating and hot water supply device includes a combustion means, a heat exchanger for heating a heating heat medium by heat generated by the combustion means, and a circulation passage connecting an external heating terminal and the heat exchanger.
  • a circulation means arranged in the circulation passage for circulating a heating heat medium; a bypass passage branched from the circulation passage to bypass the heating terminal; and a bypass portion arranged in a branch portion of the bypass passage.
  • a heating and hot water supply device comprising: a distribution means, a hot water supply heat exchanger arranged in the bypass passage, and a hot water supply passage for supplying hot water heated by the hot water supply heat exchanger at a predetermined hot water supply set temperature.
  • the distribution means is capable of adjusting a distribution ratio for distributing the heating heat medium to the circulation passage and the bypass passage so as to correspond to the heating operation, the hot water supply operation, and the heating hot water supply simultaneous operation, respectively.
  • a branch passage that is branched from the outlet side passage portion of the hot water supply heat exchanger and is connected to the heating outward passage portion between the distribution means and the heating terminal in the circulation passage. ..
  • the heating heat medium whose temperature has been lowered by being used to heat the hot water for hot water supply by the heat exchanger for hot water supply from the branch passage to the heating forward passage part during the simultaneous heating and hot water supply operation since the heating heat medium whose temperature has been lowered to be used for hot water supply can be used for heating, the temperature of the heating heat medium heated to a high temperature for hot water supply is lowered and supplied to the heating side to perform simultaneous heating and hot water supply operation. Therefore, it is possible to expand the operating range in which the heating and hot water supply can be simultaneously performed.
  • an opening/closing valve for opening/closing the branch passage is provided, and the opening/closing valve is provided in accordance with the temperature of the heating heat medium, the upper limit temperature of the heating terminal, and the hot water supply set temperature during simultaneous heating and hot water supply operation. It is characterized by being opened.
  • the heating and hot water supply apparatus of the present application it is possible to expand the operating range in which the heating and hot water supply can be simultaneously operated.
  • the heating and hot water supply device 1 performs heating operation in which the heating heat medium heated by using the combustion heat of the combustion unit 2 is circulated between the heating heat medium and the heating terminal 31 installed outside the heating and hot water supply device 1, and heat of the heating heat medium. It is configured such that a hot water supply operation in which tap water is adjusted to a hot water supply set temperature to supply hot water and a simultaneous heating and hot water supply operation in which a heating operation and a hot water supply operation are simultaneously performed are possible.
  • the heating and hot water supply device 1 includes a combustion section 2 which is a combustion unit, a heat exchanger 10, a circulation passage 4 connecting the heat exchanger 10 and an external heating terminal 31, and an inlet of the heat exchanger 10 of the circulation passage 4.
  • a circulation pump 11 or the like which is a means for circulating the heating heat medium provided on the side (upstream side), is provided.
  • the combustion unit 2 includes a combustion blower 3, and the combustion unit 2 burns a mixed gas supplied by mixing the air supply indicated by the arrow AS and the fuel gas indicated by the arrow F. The amount of combustion gas and the amount of combustion heat generated are adjusted by the number of revolutions of the blower 3 for combustion.
  • the heat exchanger 10 exchanges heat between the combustion gas generated in the combustion section 2 and the circulating heating heat medium to heat the heating heat medium to a set temperature.
  • the combustion gas whose temperature has dropped due to heat exchange is exhausted to the outside as indicated by arrow E.
  • the heating and hot water supply device 1 also includes a first bypass passage 12 (bypass passage), a hot water supply heat exchanger 20 provided in the first bypass passage 12, a water supply passage 19, and a hot water supply passage 21. ..
  • the first bypass passage 12 is branched from the circulation passage 4 on the outlet side (downstream side) of the heat exchanger 10 to the circulation passage 4 on the inlet side (upstream side) of the circulation pump 11 so as to bypass the heating terminal 31. It is connected.
  • the water supply passage 19 supplies clean water to the hot water supply heat exchanger 20 as indicated by an arrow CW.
  • the hot water supply passage 21 supplies hot water heated by the hot water supply heat exchanger 20 to a hot water tap or the like as shown by an arrow HW.
  • the circulation passage 4 includes a first temperature sensor 13 between the circulation pump 11 and the heat exchanger 10, and a second temperature sensor 14 on the outlet side of the heat exchanger 10.
  • the first temperature sensor 13 detects the temperature of the heating heat medium flowing into the heat exchanger 10.
  • the second temperature sensor 14 detects the temperature of the heating heat medium heated by the heat exchanger 10.
  • the first distribution valve 15 supplies the heating heat medium heated by the heat exchanger 10 to the heating outward passage portion 4 a between the first distribution valve 15 and the heating terminal 31 in the circulation passage 4 and the first bypass passage 12. Distribute.
  • the distribution ratio of the first distribution valve 15 can be adjusted, so that it is possible to correspond to the heating operation, the hot water supply operation, and the simultaneous heating and hot water supply operation.
  • the heating heat medium distributed to the heating side passage 4a on the heating side is supplied to the heating terminal 31, and the heating heat medium distributed to the first bypass passage 12 on the hot water supply side is supplied to the hot water supply heat exchanger 20.
  • the heating and hot water supply device 1 includes a branch passage 32 that is branched from the outlet side passage portion 12a of the hot water supply heat exchanger 20 in the first bypass passage 12 and is connected to the heating outward passage portion 4a.
  • An opening/closing valve 33 (for example, an electromagnetic valve) for opening/closing the branch passage 32 is arranged in the branch passage 32.
  • the on-off valve 33 has a temperature of the heating heat medium (heating heating medium set temperature) set in the heating and hot water supply simultaneous operation, an upper limit temperature of the heating heat medium usable in the heating terminal 31 (upper limit temperature of the heating terminal), and hot water supply. It is opened according to the set temperature.
  • the on-off valve 33 When the on-off valve 33 is opened, part of the heating heat medium whose temperature has dropped due to heat exchange in the hot water supply heat exchanger 20 is mixed with the heating heat medium flowing through the heating outward passage portion 4 a via the branch passage 32. It Then, the heating heat medium having a temperature lower than the heating heat medium set temperature due to the mixing is supplied to the heating terminal 31, and the temperature of the heating heat medium is higher than the connecting portion of the branch passage 32 on the heating forward passage portion on the heating terminal 31 side. It is detected by the heating-outgoing temperature sensor 34 arranged at 4a.
  • the lowering temperature ⁇ of the heating heat medium due to mixing is set in advance based on a mixing experiment performed by changing conditions such as a hot water supply set temperature and a hot water supply flow rate.
  • a pressure release valve 16 that releases the pressure in the circulation passage 4 is provided between the heat exchanger 10 and the first distribution valve 15.
  • a heating return temperature sensor 17 that detects the temperature of the heating heat medium returned from the heating terminal 31 is provided on the upstream side of the circulation pump 11.
  • a replenishment passage 18 for replenishing the heating heat medium is connected between the circulation pump 11 and the heating return temperature sensor 17, as indicated by an arrow R.
  • the hot water supply heat exchanger 20 is a plate heat exchanger, and a passage is formed between a plurality of stacked heat exchange plates.
  • every other passage between the heat exchange plates flows so that the heating heat medium and the clean water supplied from the water supply passage 19 face each other without being mixed with each other.
  • These heat exchange plates are provided with irregularities in order to increase the surface area and improve the heat exchange efficiency.
  • the water supply passage 19 includes a second distribution valve 23, a flow rate adjusting valve 24, a hot water supply flow rate sensor 25, and an incoming water temperature sensor 26.
  • a second distribution valve 23 is branched from the water supply passage 19, and a second distribution valve 23 arranged at this branch portion distributes tap water to the water supply passage 19 and the second bypass passage 22, and the distribution ratio thereof is adjustable. is there.
  • the flow rate adjusting valve 24 adjusts the flow rate of clean water entering the second distribution valve 23.
  • the hot water supply flow rate sensor 25 detects the flow rate of clean water supplied to the second distribution valve 23.
  • the water temperature sensor 26 detects the temperature of the clean water entering the second distribution valve 23.
  • a second bypass passage 22 is connected to the hot water supply passage 21 at the junction C.
  • a hot water outlet temperature sensor 27 is provided between the merging portion C and the hot water supply heat exchanger 20 to detect the temperature of the hot water for hot water supply heated by the hot water supply heat exchanger 20.
  • a hot water supply temperature sensor 28 is provided at the downstream end of the hot water supply passage 21, and the hot water for hot water supply heated by the heat exchanger 20 for hot water supply and the clean water flowing through the second bypass passage 22 are mixed to supply hot water. Detects hot water supply temperature. In the hot water supply operation, the second distribution valve 23 and the like are controlled so that the hot water supply temperature becomes the hot water supply set temperature.
  • the heating and hot water supply device 1 includes a control unit 5 that controls heating operation and the like.
  • An operation terminal 6 for performing setting operations and the like of the heating and hot water supply device 1 is communicably connected to the control unit 5.
  • the operation terminal 6 is, for example, arranged in a room where the heating terminal 31 heats, and performs a display unit 7 capable of displaying temperature, operation status, etc., setting operation of heating temperature and hot water supply temperature, starting operation of heating operation, etc.
  • a voice output unit (not shown) for outputting an alarm sound or the like.
  • an outside air temperature sensor 30 arranged outdoors is connected to the control unit 5 so as to communicate with it.
  • the control unit 5 is capable of receiving the detected temperature of the first temperature sensor 13 and the like, the rotation speed of the combustion blower 3 and the circulation pump 11, and adjusting the rotation speed of the combustion blower 3 and the circulation pump 11, and the first distribution.
  • the valves 15 are connected so that the distribution ratio can be adjusted. This controls the heating operation, the hot water supply operation, and the simultaneous heating and hot water supply operation.
  • the control unit 5 determines whether or not simultaneous heating and hot water supply operation is possible based on the detected temperature and the hot water supply set temperature so that heating can be performed while giving priority to hot water supply. If it is determined that the heating and hot water supply simultaneous operation is possible, the heating and hot water supply simultaneous operation is performed, and if it is determined that the heating and hot water supply simultaneous operation is not possible, the hot water supply operation is performed.
  • the heating terminal 31 is a well-known heating device such as a floor heating device having a heat transfer tube for transferring the heat of the heating heat medium to the floor of the room, or a radiator that naturally convects the air warmed by the heat of the heating heat medium. .. Since the upper limit temperature (upper limit temperature of the heating terminal 31) of the heating heat medium that can be used may differ depending on the type of the heating terminal 31, the heating and hot water supply device may be used when the heating and hot water supply device 1 is connected to the heating terminal 31. 1 sets the upper limit temperature of the heating heat medium supplied to the heating terminal 31.
  • the upper limit temperature is set to 70° C., for example, but the present invention is not limited to this.
  • the control unit 5 starts the heating operation, causes the combustion unit 2 to burn the combustion pump 2, drives the circulation pump 11, and heats the heating medium heated by the heat exchanger 10.
  • the distribution ratio of the first distribution valve 15 is adjusted so that it flows through the heating passage 4a.
  • the heating heat medium heated by the heat exchanger 10 is supplied to the heating terminal 31, and the heating heat medium returned from the heating terminal 31 is heated by the heat exchanger 10.
  • the heating heat medium circulates between the heat exchanger 10 and the heating terminal 31, and repeats a cycle of temperature increase by the heat exchanger 10 and temperature decrease by heat dissipation at the heating terminal 31.
  • the temperature of the heating heat medium heated by the heat exchanger 10, that is, the heating heat medium set temperature that is the target temperature after heating is set at a temperature equal to or lower than the upper limit temperature of the heating terminal 31 according to the set room temperature of heating, and the like.
  • it is set to 60°C.
  • the control unit 5 starts the hot water supply operation to burn the combustion unit 2 and drive the circulation pump 11 to generate heat.
  • the distribution ratio of the first distribution valve 15 is adjusted so that the heating heat medium flows through the first bypass passage 12.
  • the heating heat medium heated in the heat exchanger 10 exchanges heat with the clean water supplied from the water supply passage 19 in the hot water supply heat exchanger 20, and then flows into the circulation passage 4 from the outlet side passage portion 12a to exchange heat. Return to vessel 10.
  • the hot water heated in the hot water supply heat exchanger 20 is adjusted to the hot water supply set temperature in the hot water supply passage 21 and supplied to the hot water tap or the like.
  • the distribution ratio of the second distribution valve 23 is adjusted based on the detection temperatures of the incoming water temperature sensor 26 and the outgoing hot water temperature sensor 27 so that the temperature detected by the hot water supply temperature sensor 28 becomes the hot water supply set temperature, and the hot water supply heat exchanger 20 is adjusted.
  • the hot water heated above the hot water supply set temperature is mixed with the clean water of the second bypass passage 22 in the hot water supply passage 21 and supplied to the hot water supply tap or the like.
  • the distribution ratio of the second distribution valve 23 may be further adjusted based on the temperature detected by the hot water supply temperature sensor 28.
  • the simultaneous heating and hot water supply operation is for simultaneously performing the heating operation and the hot water supply operation when both heating and hot water supply are required, and the heating heat medium heated by the heat exchanger 10 is supplied to the heating side and the hot water supply side by the first distribution valve 15. And the heating heat medium is supplied to the heating terminal 31 and the hot water supply heat exchanger 20, respectively.
  • the hot water supply operation is shorter than the heating operation, and is performed each time the user uses the hot water supply. Therefore, in many cases, the heating operation is switched to the simultaneous heating and hot water supply operation during the heating operation. Therefore, the case where the heating operation is switched to the heating and hot water supply simultaneous operation will be described.
  • the temperature of the heating heat medium is already higher than the hot water supply set temperature by the predetermined temperature ⁇ .
  • the temperature of the heating heat medium is raised by giving priority to the hot water supply at the hot water supply set temperature, and if possible, the heating hot water supply simultaneous operation is performed.
  • FIG. 2 shows the transition control from such heating operation to simultaneous heating and hot water supply operation.
  • FIG. 3 is a map showing an operating region used in this transition control.
  • the vertical axis is the heating heat medium set temperature
  • the horizontal axis is the hot water supply set temperature
  • the heating heat medium set temperature and the hot water supply are set under the conditions of a constant hot water supply flow rate (eg, 8 L/min) and water supply temperature (eg, 4° C.).
  • the figure shows the operating range where the heating and hot water supply can be operated simultaneously, and the operating range where it is impossible, depending on the set temperature.
  • the control unit 5 has a plurality of maps created in advance based on experiments or the like under different conditions (hot water supply flow rate and water supply temperature), and the map corresponding to the conditions is used for heating and hot water simultaneous operation.
  • the transfer control will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • S1 it is determined whether hot water supply is started based on the detected flow rate of the hot water supply flow rate sensor 25. If the determination is Yes, the process proceeds to S2, and if the determination is No, the process returns to S1. When the determination is Yes, the detection flow rate will be 8 L/min and the feed water temperature will be 4°C.
  • FIG. 3 shows an operating region in which the heating/hot water supply simultaneous operation is possible and is not possible under the condition that the hot water supply flow rate is 8 L/min and the water supply temperature is 4° C. as described above.
  • a curve CL represents the relationship between the heating heating medium set temperature at which heating and hot water supply can be simultaneously performed and the maximum temperature of the hot water supply set temperature.
  • the operating region Z below the curve CL is a region in which simultaneous heating and hot water supply cannot be performed. If the determination is Yes, that is, if the heating and hot water supply simultaneous operation is possible at the current heating heating medium set temperature, the process proceeds to S3, and if the determination is No, the process proceeds to S5.
  • the process proceeds to S4, and it is determined whether or not the hot water supply is finished in S4.
  • the determination of the hot water supply end is the same as in the subsequent hot water supply end determination steps when it is determined that the hot water supply has ended when the detected flow rate of the hot water supply flow rate sensor 25 becomes less than a preset predetermined value.
  • the determination is Yes, that is, when the hot water supply is finished, the process returns to return to the heating operation, and when the determination is No, the process returns to S4.
  • the heating hot water supply simultaneous operation that enables hot water supply at the hot water supply set temperature based on the map of FIG. 3 is possible in S5.
  • S6 it is determined whether or not the heating heating medium set temperature selected in S5 is equal to or lower than the upper limit temperature of the heating terminal 31. If the determination is Yes, the process proceeds to S7. In S7, the heating hot water supply simultaneous operation is performed by the heating heat medium having the heating heat medium set temperature selected in S5, and the process proceeds to S10. Then, in S10, it is determined whether or not the hot water supply is completed. When the hot water supply is completed and the determination is Yes, the process proceeds to S11, in which the heating heat medium set temperature is returned to the temperature before the transition to the heating and hot water supply simultaneous operation, and the process returns and returns to the original heating operation. If the determination is No, the process returns to S10.
  • the process proceeds to S8.
  • the temperature of the heating heat medium supplied to the heating terminal 31 when the opening/closing valve 33 for opening and closing the branch passage 32 is opened when the heating hot water supply simultaneous operation is performed at the heating heat medium set temperature selected in S5. Is below the upper limit temperature of the heating terminal 31. That is, it is determined whether or not the heating heating medium set temperature selected in S5 is equal to or lower than the upper limit temperature of the heating terminal 31 plus the temperature decrease ⁇ due to the mixing of the heating heating medium through the branch passage 32. If the determination is Yes, the process proceeds to S9, and if the determination is No, the process proceeds to S12.
  • the on-off valve 33 is opened, the heating heating medium of the heating heating medium set temperature selected in S5 is switched to the simultaneous heating and hot water supply operation, and the process proceeds to S10.
  • S10 it is determined whether or not the hot water supply is completed. When the hot water supply is completed and the determination is Yes, the process proceeds to S11, in which the heating heat medium set temperature is returned to the temperature before the transition to the heating and hot water supply simultaneous operation, and the process returns and returns to the original heating operation. If the determination is No, the process returns to S10.
  • S13 it shifts to the hot water supply operation by the heating heat medium of the heating heat medium set temperature selected in S5, proceeds to S14, and determines whether or not the hot water supply is finished in S14.
  • the process proceeds to S15, where the heating heat medium set temperature is returned to the temperature before the transition to the hot water supply operation and returns to return to the original heating operation. If the determination is No, the process returns to S14.
  • the heating and hot water supply device 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • An operating region X below the straight line L1 indicating the medium set temperature of 60° C. indicates an operating region in which the hot water supply at the hot water supply set temperature is possible by shifting from the heating operation to the heating hot water supply simultaneous operation at the heating heat medium set temperature. ing. Since the maximum temperature of the hot water supply set temperature at which the heating heat medium set temperature is 60° C. and which can be supplied by the simultaneous heating and hot water supply operation is 38° C. where the straight line L1 and the curve CL intersect, hot water supply of 38° C. or lower is possible.
  • the heating hot water set temperature is increased to increase the heating hot water supply temperature. Raise the maximum temperature of the hot water supply set temperature at which hot water can be supplied simultaneously. For example, when the upper limit temperature of the heating terminal 31 is 70° C., the hot water supply set temperature at which the straight line LH indicating the upper limit temperature and the curve CL intersect is 46° C.
  • the heating heating medium set temperature is set to 70°C, it is possible to supply hot water at 46°C or lower, and in order to supply 40°C hot water, the heating heating medium set temperature may be set to 62°C. It may be set to the upper limit temperature of the heating terminal 31 or less.
  • the heating terminal 31 and the hot-water supply heat exchanger 20 are respectively supplied with the heating heat medium having the heating heat medium set temperature.
  • the operation area Y′ above the curve CL and below the straight line LH indicates an operation area in which the hot water at the set hot water supply temperature can be supplied by the simultaneous heating and hot water supply operation with the heating heat medium having the upper limit temperature of the heating terminal 31.
  • the operating area of simultaneous heating and hot water supply operation is expanded from the operating area X to the operating area Y′, and hot water having a higher temperature than the operating area X can be supplied. ..
  • the heating and hot water supply device 1 mixes the heating heat medium used for hot water supply by opening the on-off valve 33 and having a lowered temperature with the heating heat medium that is supplied to the heating terminal 31 through the branch passage 32, and the heating side heat medium is supplied.
  • the temperature of the heating medium can be lowered.
  • the lowering temperature ⁇ of the heating heating medium on the heating side due to this mixing is set in advance by an experiment or the like, and the heating heating medium set temperature is increased by increasing the lowering temperature ⁇ higher than the upper limit temperature of the heating terminal 31 to the limit. It is possible to perform hot water supply simultaneous operation.
  • the hot water supply set temperature is, for example, 50° C., according to the map of FIG. 3, even if the heating heat medium set temperature is 70° C., which is the upper limit temperature of the heating terminal 31, 50° C. hot water cannot be supplied by the simultaneous heating and hot water supply operation. Therefore, the temperature of the heating heat medium supplied to the heating terminal 31 is maintained below the upper limit temperature of the heating terminal 31 by opening the on-off valve 33, and the temperature of the heating heat medium supplied to the hot water supply heat exchanger 20 is set to the temperature of the heating terminal 31. By making the temperature higher than the upper limit temperature, the maximum temperature of the hot water supply set temperature at which hot water can be supplied by the simultaneous heating and hot water supply operation is increased.
  • the hot water supply set temperature at which the straight line L2 showing the temperature (75° C.) higher by the lowered temperature ⁇ (5° C.) than the upper limit temperature (70° C.) and the curve CL intersect is 52° C. is there. Therefore, if the heating heating medium set temperature is set to 75°C, hot water of 52°C or less can be supplied, and for heating the hot water of 50°C, the heating heating medium set temperature may be set to 73°C. Further, the temperature may be set to a temperature equal to or lower than the temperature obtained by adding the lowering temperature ⁇ to the upper limit temperature.
  • a heating heat medium having a set temperature for heating heat medium is supplied to the heat exchanger 20 for hot water supply, and a heating heat medium having a temperature equal to or lower than the upper limit temperature is supplied to the heating terminal 31.
  • the operation area Y above the curve CL and below the straight line L2 indicates an operation area in which hot water at the hot water supply set temperature can be supplied by the simultaneous heating and hot water supply operation with the heating heat medium having a temperature higher than the upper limit temperature of the heating terminal 31.
  • the heating heating medium set temperature By increasing the heating heating medium set temperature, the operating range of the heating and hot water supply simultaneous operation is expanded from the operating range Y'to the operating range Y, and hot water supply at a temperature higher than that of the operating range Y'is possible. Further, since the heating heat medium supplied to the heating terminal 31 has a temperature equal to or lower than the upper limit temperature of the heating terminal 31, it is possible to prevent the occurrence of defects due to the heating heat medium having a high temperature exceeding the upper limit temperature.
  • the hot water supply set temperature When the hot water supply set temperature is changed to the high temperature side during the simultaneous heating and hot water supply operation, it may be determined again as to whether or not the simultaneous heating and hot water supply operation is possible, as in S2 and subsequent steps in FIG. Instead, the hot water supply operation may be started.
  • the hot water supply set temperature When the hot water supply set temperature is changed to the low temperature side during the heating and hot water supply simultaneous operation, it can be dealt with only by adjusting the distribution ratio of the second distribution valve 23, but the heating heat suitable for the changed hot water supply set temperature is used.
  • the medium set temperature may be set.
  • the on-off valve 33 When the heating heating medium setting temperature is increased by shifting from the heating operation to the heating hot water supply simultaneous operation, the on-off valve 33 is opened even if the heating heating medium setting temperature after the rising is equal to or lower than the upper limit temperature of the heating terminal 31. The temperature change of the heating heating medium supplied to the heating terminal 31 may be reduced. Further, instead of the on-off valve 33, a three-way valve is provided at a branch portion where the branch passage 32 branches from the outlet side passage portion 12a, and the heating heat medium set temperature, the upper limit temperature of the heating terminal 31, and the hot water supply are provided at the time of simultaneous heating and hot water supply operation. It is also possible to switch the flow path of the heating heat medium used for hot water supply from the outlet side passage portion 12a on the downstream side of the branch portion to the branch passage 32 according to the set temperature.
  • Heating and hot water supply device 2 Combustion section (combustion means) 4 :circulation passage 4a :heating outflow passage 5 :control unit 10 :heat exchanger 11 :circulation pump (circulation means) 12: First bypass passage (bypass passage) 12a: outlet side passage portion 15: first distribution valve (distribution means) 19: Water supply passage 20: Hot water supply heat exchanger 21: Hot water supply passage 22: Second bypass passage 23: Second distribution valve 25: Hot water supply flow sensor 26: Water temperature sensor 31: Heating terminal 32: Branch passage 33: Open/close valve 34 : Heating temperature sensor

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Abstract

【課題】暖房給湯同時運転が可能な運転領域を拡大できる暖房給湯装置を提供すること。 【解決手段】燃焼手段と、燃焼手段で発生する熱により暖房熱媒を加熱する熱交換器と、外部の暖房端末と熱交換器とを接続する循環通路と、暖房熱媒を循環させるために循環通路に配設された循環手段と、循環通路から分岐されて暖房端末をバイパスするバイパス通路と、バイパス通路の分岐部に配設された分配手段と、バイパス通路に配設された給湯用熱交換器と、給湯用熱交換器で加熱された湯水を所定の給湯設定温度で給湯するための給湯通路を備えた暖房給湯装置において、分配手段は、暖房運転と給湯運転と暖房給湯同時運転に夫々対応可能なように暖房熱媒を循環通路とバイパス通路に分配する分配比を調整可能であり、バイパス通路のうちの給湯用熱交換器の出口側通路部から分岐されて循環通路のうちの分配手段と暖房端末の間の暖房往き通路部に接続された分岐通路を備えた。

Description

暖房給湯装置
　本発明は、暖房に利用する暖房熱媒を加熱して暖房端末に供給すると共に、この暖房熱媒を利用して給湯を行う暖房給湯装置に関する。
　従来から、加熱した暖房熱媒を利用して暖房を行い、この暖房熱媒の熱を利用して温めた湯水を給湯する暖房給湯装置が利用されている。例えば特許文献１のように、暖房熱媒の流路を切替えることによって暖房運転と給湯運転を切替えて行う暖房給湯装置が知られている。また、例えば特許文献２のように、暖房熱媒を分配することによって暖房運転と給湯運転を同時に行う暖房給湯同時運転が可能なように構成された暖房給湯装置が知られている。
　このような暖房給湯装置は、燃料を燃焼させる燃焼部と、この燃焼部で発生する高温の燃焼ガスと暖房熱媒との熱交換を行う熱交換器と、暖房熱媒と給湯用の湯水との熱交換を行う給湯用熱交換器等を備えている。暖房運転では、この熱交換器と暖房端末の間で暖房熱媒を循環させる。給湯運転では、暖房熱媒によって給湯用熱交換器で加熱された湯水を給湯する。
特許第４４７７５６６号公報 特開２０１８‐５９６５０号公報
　給湯設定温度の給湯を行うためには給湯設定温度よりも高温の暖房熱媒を給湯側の給湯用熱交換器に供給する必要がある。それ故、暖房運転中に給湯運転が開始され、暖房運転時の暖房熱媒の温度では給湯設定温度の給湯ができない場合には、暖房熱媒を暖房運転時の温度よりも高温且つ給湯設定温度よりも高温にして給湯側に供給する。暖房給湯同時運転を行う場合には、この高温の暖房熱媒が暖房側にも供給される。
　このとき、高温の暖房熱媒の暖房側への供給は、暖房端末によっては温度が高過ぎる暖房熱媒が供給されて暖房端末やその周囲に不具合が発生する虞がある。そのため、暖房熱媒の温度が高過ぎる場合には、暖房側へ暖房熱媒を供給せずに給湯運転に切替える。それ故、暖房給湯装置は、給湯設定温度の給湯ができる暖房給湯同時運転が可能な運転領域が、暖房熱媒の温度と、暖房端末で使用可能な暖房熱媒の上限温度（暖房端末の上限温度）と、給湯設定温度によって制限されていた。
　本発明の目的は、暖房給湯同時運転が可能な運転領域を拡大することができる暖房給湯装置を提供することである。
　第１発明に係る暖房給湯装置は、燃焼手段と、前記燃焼手段で発生する熱により暖房熱媒を加熱するための熱交換器と、外部の暖房端末と前記熱交換器とを接続する循環通路と、暖房熱媒を循環させるために前記循環通路に配設された循環手段と、前記循環通路から分岐されて前記暖房端末をバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路の分岐部に配設された分配手段と、前記バイパス通路に配設された給湯用熱交換器と、前記給湯用熱交換器で加熱された湯水を所定の給湯設定温度で給湯するための給湯通路を備えた暖房給湯装置において、前記分配手段は、暖房運転と給湯運転と暖房給湯同時運転に夫々対応可能なように暖房熱媒を前記循環通路と前記バイパス通路に分配する分配比を調整可能であり、前記バイパス通路のうちの前記給湯用熱交換器の出口側通路部から分岐されて前記循環通路のうちの前記分配手段と前記暖房端末の間の暖房往き通路部に接続された分岐通路を備えたことを特徴としている。
　上記構成によれば、暖房給湯同時運転時に、給湯用熱交換器で給湯用湯水の加熱に利用されて温度が低下した暖房熱媒を分岐通路から暖房往き通路部に供給することができる。従って、給湯に利用されて温度が低下した暖房熱媒を暖房に利用することができるので、給湯のために高温に加熱した暖房熱媒の温度を下げて暖房側に供給して暖房給湯同時運転を行うことができ、暖房給湯同時運転が可能な運転領域を拡大することができる。
　好ましい第１の形態においては、前記分岐通路を開閉するための開閉弁を備え、暖房給湯同時運転時に暖房熱媒の温度と前記暖房端末の上限温度と前記給湯設定温度に応じて前記開閉弁が開放されることを特徴としている。
　上記構成によれば、暖房熱媒の温度と暖房端末の上限温度と給湯設定温度に応じて開閉弁を開放して暖房給湯同時運転が可能な運転領域を拡大することができる。
　本願の暖房給湯装置によれば、暖房給湯同時運転が可能な運転領域を拡大することができる。
本発明の実施例に係る暖房給湯装置の構成を示す図である。 本発明の実施例に係る暖房給湯同時運転への移行制御のフローチャートである。 本発明の実施例に係る暖房給湯同時運転が可能な運転領域を示すマップである。
　以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
　最初に、本発明の暖房給湯装置１の全体構成について、図１に基づいて説明する。
　暖房給湯装置１は、燃焼部２の燃焼熱を利用して加熱した暖房熱媒を暖房給湯装置１の外部に設置された暖房端末３１との間で循環させる暖房運転、暖房熱媒の熱を利用して上水を給湯設定温度に調整して給湯する給湯運転、暖房運転と給湯運転を同時に行う暖房給湯同時運転が夫々可能なように構成されている。
　暖房給湯装置１は、燃焼手段である燃焼部２と、熱交換器１０と、この熱交換器１０と外部の暖房端末３１を接続する循環通路４と、循環通路４の熱交換器１０の入口側（上流側）に設けられた暖房熱媒の循環手段である循環ポンプ１１等を備えている。燃焼部２は燃焼用送風機３を備え、この燃焼用送風機３によって矢印ＡＳで示す給気と矢印Ｆで示す燃料ガスを混合して供給される混合ガスを、燃焼部２で燃焼させる。発生する燃焼ガス量及び燃焼熱量は、燃焼用送風機３の回転数によって調整される。熱交換器１０は、燃焼部２で発生した燃焼ガスと循環する暖房熱媒との間で熱交換させて、暖房熱媒を設定された温度に加熱する。熱交換により温度が下がった燃焼ガスは、矢印Ｅで示すように外部に排気される。
　また、暖房給湯装置１は、第１バイパス通路１２（バイパス通路）と、この第１バイパス通路１２に設けられた給湯用熱交換器２０と、給水通路１９と、給湯通路２１等を備えている。第１バイパス通路１２は、暖房端末３１をバイパスするように、熱交換器１０の出口側（下流側）で循環通路４から分岐されて循環ポンプ１１の入口側（上流側）で循環通路４に接続されている。給水通路１９は、矢印ＣＷで示すように給湯用熱交換器２０に上水を供給する。給湯通路２１は、給湯用熱交換器２０で加熱された湯水を矢印ＨＷで示すように給湯栓等に給湯する。
　次に、循環通路４について説明する。
　循環通路４は、循環ポンプ１１と熱交換器１０の間に第１温度センサ１３を備え、熱交換器１０の出口側に第２温度センサ１４を備えている。第１温度センサ１３は、熱交換器１０に流入する暖房熱媒の温度を検知する。第２温度センサ１４は、熱交換器１０で加熱された暖房熱媒の温度を検知する。
　熱交換器１０の出口側の循環通路４から第１バイパス通路１２が分岐する分岐部には、循環する暖房熱媒の分配手段である第１分配弁１５が設けられている。第１分配弁１５は、循環通路４のうちの第１分配弁１５と暖房端末３１の間の暖房往き通路部４ａと第１バイパス通路１２に、熱交換器１０で加熱された暖房熱媒を分配する。第１分配弁１５の分配比は調整可能であり、これにより暖房運転と給湯運転と暖房給湯同時運転の夫々に対応可能である。暖房側の暖房往き通路部４ａに分配された暖房熱媒は暖房端末３１に供給され、給湯側の第１バイパス通路１２に分配された暖房熱媒は給湯用熱交換器２０に供給される。
　さらに、暖房給湯装置１は、第１バイパス通路１２のうちの給湯用熱交換器２０の出口側通路部１２ａから分岐されて暖房往き通路部４ａに接続された分岐通路３２を備えている。この分岐通路３２を開閉するための開閉弁３３（例えば電磁弁）が分岐通路３２に配設されている。開閉弁３３は、暖房給湯同時運転で設定される暖房熱媒の温度（暖房熱媒設定温度）と、暖房端末３１で使用可能な暖房熱媒の上限温度（暖房端末の上限温度）と、給湯設定温度に応じて開放される。
　開閉弁３３が開放されると、給湯用熱交換器２０で熱交換して温度が下がった暖房熱媒の一部が分岐通路３２を介して暖房往き通路部４ａを流れる暖房熱媒に混合される。そして、混合によって暖房熱媒設定温度よりも温度が下がった暖房熱媒が暖房端末３１に供給され、その暖房熱媒の温度は、分岐通路３２の接続部より暖房端末３１側の暖房往き通路部４ａに配設された暖房往き温度センサ３４に検知される。混合による暖房熱媒の低下温度αは、予め給湯設定温度や給湯流量等の条件を変更して行う混合実験に基づいて設定されている。
　熱交換器１０と第１分配弁１５の間には、循環通路４内の圧力を開放する圧力開放弁１６が設けられている。循環ポンプ１１の上流側には、暖房端末３１から戻ってくる暖房熱媒の温度を検知する暖房戻り温度センサ１７が設けられている。循環ポンプ１１と暖房戻り温度センサ１７の間には、矢印Ｒで示すように暖房熱媒を補充するための補充通路１８が接続されている。
　次に、給湯用熱交換器２０について説明する。
　給湯用熱交換器２０はプレート式熱交換器であり、積層された複数の熱交換プレート間に通路が形成されている。給湯用熱交換器２０内では、暖房熱媒と給水通路１９から供給される上水が互いに混ざり合うことなく対向するように熱交換プレート間の通路を一つ置きに流れる。これらの熱交換プレートには、表面積を拡大して熱交換効率を向上させるために凹凸が形成されている。
　次に、給水通路１９と給湯通路２１について説明する。
　給水通路１９は、第２分配弁２３と、流量調整弁２４と、給湯流量センサ２５と、入水温度センサ２６を備えている。給湯栓等の開栓により矢印ＣＷで示すように給水通路１９に上水が供給される。給水通路１９から第２バイパス通路２２が分岐され、この分岐部に配設された第２分配弁２３が給水通路１９と第２バイパス通路２２に上水を分配し、その分配比は調整可能である。流量調整弁２４は、第２分配弁２３に入水する上水の流量を調整する。給湯流量センサ２５は、第２分配弁２３に供給される上水の流量を検知する。入水温度センサ２６は、第２分配弁２３に入水する上水の温度を検知する。
　給湯通路２１には、合流部Ｃにおいて第２バイパス通路２２が接続されている。合流部Ｃと、給湯用熱交換器２０との間には、出湯温度センサ２７が設けられ、給湯用熱交換器２０で加熱された給湯用湯水の温度を検知する。給湯通路２１の下流側端部には、給湯温度センサ２８が設けられ、給湯用熱交換器２０で加熱された給湯用湯水と第２バイパス通路２２を流れる上水とが混合されて給湯される湯水の給湯温度を検知する。給湯運転において、この給湯温度が給湯設定温度になるように第２分配弁２３等が制御される。
　次に、制御部５について説明する。
暖房給湯装置１は、暖房運転等を制御する制御部５を備えている。制御部５には、暖房給湯装置１の設定操作等を行うための操作端末６が通信可能に接続されている。この操作端末６は例えば暖房端末３１が暖房を行う室内に配設され、温度や運転状況等を表示可能な表示部７と、暖房温度や給湯温度の設定操作や暖房運転の開始操作等を行うためのスイッチ部８と、警報音等を出力する図示外の音声出力部を備えている。また、屋外に配設された外気温度センサ３０が制御部５と通信可能に接続されている。
　制御部５は、第１温度センサ１３等の検知温度、燃焼用送風機３や循環ポンプ１１の回転数等を受信可能に、且つ燃焼用送風機３や循環ポンプ１１の回転数の調整、第１分配弁１５の分配比の調整等が可能なように接続されている。これにより暖房運転、給湯運転、暖房給湯同時運転の各運転を制御する。
　また、制御部５は、暖房と給湯の両方の要求があるときには給湯を優先しながら暖房も可能なように、検知温度や給湯設定温度等に基づいて暖房給湯同時運転の可否判定を行う。暖房給湯同時運転可能と判定した場合は暖房給湯同時運転を行い、暖房給湯同時運転不可と判定した場合は給湯運転を行う。
　次に、暖房端末３１について説明する。
　暖房端末３１は、暖房熱媒の熱を部屋の床に伝えるための伝熱管を有する床暖房装置や、暖房熱媒の熱で温めた空気を自然対流させる放熱器等の公知の暖房装置である。暖房端末３１の種類等によって使用可能な暖房熱媒の上限温度（暖房端末３１の上限温度）が異なる場合があるため、暖房給湯装置１に暖房端末３１を接続する施工時等に、暖房給湯装置１が暖房端末３１に供給する暖房熱媒の上限温度が設定される。ここでは上限温度を、例えば７０℃に設定するが、これに限定されるものではない。
　次に、暖房運転について説明する。
　例えば操作端末６から暖房運転の開始操作が行われると、制御部５は暖房運転を開始して燃焼部２で燃焼させ、循環ポンプ１１を駆動し、熱交換器１０で加熱した暖房熱媒が暖房往き通路部４ａを流れるように第１分配弁１５の分配比を調整する。そして、熱交換器１０で加熱した暖房熱媒を暖房端末３１に供給し、暖房端末３１から戻ってきた暖房熱媒を熱交換器１０で加熱する。暖房熱媒は、熱交換器１０と暖房端末３１の間で循環し、熱交換器１０での昇温と暖房端末３１での放熱による降温のサイクルを繰り返す。熱交換器１０で加熱された暖房熱媒の温度、即ち加熱後の目標温度となる暖房熱媒設定温度は、暖房端末３１の上限温度以下の温度で暖房の設定室温等に応じて設定され、ここでは例えば６０℃に設定する。
　次に、給湯運転について説明する。
　給湯栓等の開栓により給湯流量センサ２５が予め設定された所定値以上の流量を検知すると、制御部５は給湯運転を開始して燃焼部２を燃焼させ、循環ポンプ１１を駆動し、熱交換器１０で加熱された暖房熱媒を給湯用熱交換器２０に供給するために、暖房熱媒が第１バイパス通路１２を流れるように第１分配弁１５の分配比を調整する。暖房熱媒は、給湯設定温度の給湯が可能なように熱交換器１０で給湯設定温度よりも高温に加熱される。例えば、給湯設定温度が４０℃に設定されている場合には、暖房熱媒を給湯設定温度より所定温度β（例えばβ＝１５℃）だけ高い温度に加熱する。
　熱交換器１０で加熱された暖房熱媒は、給湯用熱交換器２０で給水通路１９から供給される上水と熱交換した後、出口側通路部１２ａから循環通路４に流入して熱交換器１０に戻る。給湯用熱交換器２０で加熱された湯水は、給湯通路２１で給湯設定温度に調整されて給湯栓等に供給される。このとき給湯温度センサ２８の検知温度が給湯設定温度となるように、入水温度センサ２６と出湯温度センサ２７の検知温度に基づき第２分配弁２３の分配比が調整され、給湯用熱交換器２０で給湯設定温度以上に加熱された湯水が給湯通路２１で第２バイパス通路２２の上水と混合されて給湯栓等に供給される。給湯温度センサ２８の検知温度に基づいて第２分配弁２３の分配比等をさらに調整してもよい。
　次に、暖房給湯同時運転について説明する。
　暖房給湯同時運転は、暖房と給湯の両方の要求があるときに暖房運転と給湯運転を同時に行うものであり、熱交換器１０で加熱した暖房熱媒を第１分配弁１５によって暖房側と給湯側に分配して、暖房熱媒を暖房端末３１及び給湯用熱交換器２０に夫々供給する。一般的に給湯運転は暖房運転よりも運転時間が短く、ユーザの給湯使用によってその都度行われる。それ故、多くの場合、暖房運転中に暖房給湯同時運転に移行することになるので、暖房運転から暖房給湯同時運転へ移行する場合を説明する。
　暖房熱媒設定温度が例えば６０℃に設定された暖房運転中に給湯運転が開始され、給湯設定温度が例えば４０℃のとき、暖房熱媒の温度は既に給湯設定温度より所定温度βだけ高い温度よりも高温ではあるが、暖房給湯同時運転では暖房熱媒が暖房側にも分配されるので、給湯流量等の条件によって給湯設定温度の給湯ができない場合がある。この場合は給湯設定温度の給湯を優先して暖房熱媒の温度を上昇させ、可能であれば暖房給湯同時運転に移行する。
　このような暖房運転から暖房給湯同時運転への移行制御を図２のフローチャートに示す。図中のＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）はステップを表す。また、図３は、この移行制御で利用する運転領域を示すマップである。このマップは縦軸が暖房熱媒設定温度、横軸が給湯設定温度であり、一定の給湯流量（例えば８Ｌ／ｍｉｎ）、給水温度（例えば４℃）の条件下で暖房熱媒設定温度及び給湯設定温度により決まる暖房給湯同時運転が可能な運転領域と不可能な運転領域を示している。制御部５は、予め異なる条件（給湯流量と給水温度）での実験等に基づいて作成された複数のマップを有し、条件に対応するマップを暖房給湯同時運転に利用している。この図２、図３に基づいて移行制御を説明する。
　最初にＳ１において、給湯流量センサ２５の検知流量に基づいて給湯が開始されたか否か判定する。判定がＹｅｓの場合はＳ２に進み、判定がＮｏの場合はＳ１に戻る。判定がＹｅｓの場合に、検知流量は８Ｌ／ｍｉｎ、給水温度は４℃として説明する。
　次にＳ２において、図３のマップに基づいて、現在の暖房運転における暖房熱媒の温度で暖房給湯同時運転に移行したときに給湯設定温度の給湯が可能であるか否か、即ち現在の暖房熱媒設定温度で暖房給湯同時運転が可能か否かを判定する。図３は、上記のとおり給湯流量が８Ｌ／ｍｉｎ、給水温度が４℃の条件下で暖房給湯同時運転が可能な運転領域と不可能な運転領域を示す。暖房給湯同時運転が可能な暖房熱媒設定温度と給湯設定温度の最高温度との関係が曲線ＣＬで表されている。曲線ＣＬの下側の運転領域Ｚは暖房給湯同時運転ができない領域である。判定がＹｅｓ、即ち現在の暖房熱媒設定温度で暖房給湯同時運転可能の場合はＳ３に進み、判定がＮｏの場合はＳ５に進む。
　次にＳ３において、現在の暖房熱媒設定温度で暖房給湯同時運転に移行してＳ４に進み、Ｓ４において給湯が終了したか否か判定する。給湯終了の判定は、給湯流量センサ２５の検知流量が予め設定された所定値未満になった場合に給湯が終了したと判定し、以降の給湯終了の判定ステップも同様である。判定がＹｅｓ、即ち給湯終了の場合はリターンして暖房運転に戻り、判定がＮｏの場合はＳ４に戻る。
　Ｓ２の判定がＮｏの場合、即ち現在の暖房熱媒設定温度で暖房給湯同時運転不可の場合にＳ５において、図３のマップに基づいて給湯設定温度の給湯が可能になる暖房給湯同時運転が可能な暖房熱媒設定温度を選択してＳ６に進む。例えば、最高で４０℃の給湯が可能な６２℃の暖房熱媒設定温度を選択するが、これより高温の暖房熱媒設定温度を選択することもできる。
　次にＳ６において、Ｓ５で選択した暖房熱媒設定温度が暖房端末３１の上限温度以下であるか否か判定する。判定がＹｅｓの場合はＳ７に進み、Ｓ７において、Ｓ５で選択した暖房熱媒設定温度の暖房熱媒による暖房給湯同時運転に移行してＳ１０に進む。そしてＳ１０において給湯が終了したか否か判定する。給湯が終了して判定がＹｅｓの場合はＳ１１に進み、Ｓ１１において暖房熱媒設定温度を暖房給湯同時運転移行前の温度に復帰させてリターンし、元の暖房運転に戻る。判定がＮｏの場合はＳ１０に戻る。
　一方、Ｓ５で選択した暖房熱媒設定温度が暖房端末３１の上限温度を超えておりＳ６の判定がＮｏの場合にはＳ８に進む。そしてＳ８において、Ｓ５で選択した暖房熱媒設定温度で暖房給湯同時運転に移行したときに、分岐通路３２を開閉する開閉弁３３を開放した場合の暖房端末３１に供給される暖房熱媒の温度が、暖房端末３１の上限温度以下であるか否か判定する。即ち、Ｓ５で選択した暖房熱媒設定温度が、暖房端末３１の上限温度に分岐通路３２を介した暖房熱媒の混合による低下温度αを加えた温度以下であるか否か判定する。判定がＹｅｓの場合はＳ９に進み、判定がＮｏの場合はＳ１２に進む。
　Ｓ９において、開閉弁３３を開放すると共に、Ｓ５で選択した暖房熱媒設定温度の暖房熱媒による暖房給湯同時運転に移行してＳ１０に進み、Ｓ１０において給湯が終了したか否か判定する。給湯が終了して判定がＹｅｓの場合はＳ１１に進み、Ｓ１１において暖房熱媒設定温度を暖房給湯同時運転移行前の温度に復帰させてリターンし、元の暖房運転に戻る。判定がＮｏの場合はＳ１０に戻る。
　Ｓ８の判定がＮｏの場合、即ちＳ５で選択した暖房熱媒設定温度が高過ぎて分岐通路３２を介して暖房熱媒を混合しても暖房端末３１の上限温度を超えるので、給湯設定温度の給湯が可能な暖房給湯同時運転ができない場合に、Ｓ１２において、第１分配弁１５の分配比を調整することによって暖房側への暖房熱媒の供給を休止してＳ１３に進む。
　次にＳ１３において、Ｓ５で選択した暖房熱媒設定温度の暖房熱媒による給湯運転に移行してＳ１４に進み、Ｓ１４において給湯が終了したか否か判定する。給湯が終了して判定がＹｅｓの場合はＳ１５に進み、Ｓ１５において暖房熱媒設定温度を給湯運転移行前の温度に復帰させてリターンし、元の暖房運転に戻る。判定がＮｏの場合はＳ１４に戻る。
　本発明の暖房給湯装置１の作用、効果について図３に基づいて説明する。
　例えば暖房熱媒設定温度が６０℃に設定された暖房運転中に給湯流量が８Ｌ／ｍｉｎ、給水温度が４℃の条件で給湯が開始される場合に、図３の曲線ＣＬの上側且つ暖房熱媒設定温度の６０℃を示す直線Ｌ１の下側の運転領域Ｘは、暖房運転からその暖房熱媒設定温度のまま暖房給湯同時運転に移行して給湯設定温度の給湯が可能な運転領域を示している。暖房熱媒設定温度が６０℃で暖房給湯同時運転によって給湯可能な給湯設定温度の最高温度は、直線Ｌ１と曲線ＣＬが交わる３８℃なので、３８℃以下の給湯が可能である。
　給湯設定温度が例えば４０℃の場合には暖房運転における暖房熱媒設定温度のまま暖房給湯同時運転に移行しても４０℃の給湯ができないので、暖房熱媒設定温度を上昇させることにより暖房給湯同時運転で給湯可能な給湯設定温度の最高温度を上昇させる。例えば暖房端末３１の上限温度が７０℃の場合に、この上限温度を示す直線ＬＨと曲線ＣＬが交わる給湯設定温度は４６℃である。従って暖房熱媒設定温度を７０℃に設定すれば４６℃以下の給湯が可能であり、４０℃の給湯のためには暖房熱媒設定温度を６２℃に設定すればよいが、これより高温且つ暖房端末３１の上限温度以下に設定してもよい。暖房端末３１及び給湯用熱交換器２０には、暖房熱媒設定温度の暖房熱媒が夫々供給される。
　曲線ＣＬの上側且つ直線ＬＨの下側の運転領域Ｙ’は、暖房端末３１の上限温度の暖房熱媒による暖房給湯同時運転で給湯設定温度の給湯が可能な運転領域を示している。暖房熱媒設定温度を暖房端末３１の上限温度まで上昇させることにより、暖房給湯同時運転の運転領域が運転領域Ｘから運転領域Ｙ’に拡大され、運転領域Ｘよりも高温の給湯が可能になる。
　暖房給湯装置１は、開閉弁３３を開放することによって給湯に利用されて温度が下がった暖房熱媒を分岐通路３２を介して暖房端末３１に供給する暖房熱媒に混合して、暖房側の暖房熱媒の温度を下げることができる。この混合による暖房側の暖房熱媒の低下温度αは予め実験等によって設定されており、暖房熱媒設定温度を暖房端末３１の上限温度よりも低下温度αだけ高い温度を限度に上昇させて暖房給湯同時運転を行うことができる。
　給湯設定温度が例えば５０℃の場合には、図３のマップによれば、暖房熱媒設定温度を暖房端末３１の上限温度の７０℃にしても暖房給湯同時運転によって５０℃の給湯ができない。そこで、開閉弁３３の開放によって暖房端末３１に供給する暖房熱媒の温度は暖房端末３１の上限温度以下を維持し、給湯用熱交換器２０に供給する暖房熱媒の温度を暖房端末３１の上限温度よりも高温にすることにより、暖房給湯同時運転で給湯可能な給湯設定温度の最高温度を上昇させる。
　このとき低下温度αが例えば５℃の場合に、上限温度（７０℃）より低下温度α（５℃）だけ高い温度（７５℃）を示す直線Ｌ２と曲線ＣＬが交わる給湯設定温度は５２℃である。従って、暖房熱媒設定温度を７５℃に設定すれば５２℃以下の給湯が可能であり、５０℃の給湯のためには暖房熱媒設定温度を７３℃に設定すればよいが、これより高温且つ上限温度に低下温度αを加えた温度以下に設定してもよい。給湯用熱交換器２０には、暖房熱媒設定温度の暖房熱媒が供給され、暖房端末３１には上限温度以下の温度の暖房熱媒が供給される。
　曲線ＣＬの上側且つ直線Ｌ２の下側の運転領域Ｙは、暖房端末３１の上限温度よりも高温の暖房熱媒による暖房給湯同時運転で給湯設定温度の給湯が可能な運転領域を示している。暖房熱媒設定温度を上昇させることにより、暖房給湯同時運転の運転領域が運転領域Ｙ’から運転領域Ｙに拡大され、運転領域Ｙ’よりも高温の給湯が可能になる。また、暖房端末３１に供給される暖房熱媒は、暖房端末３１の上限温度以下の温度になるので、上限温度を超える高温の暖房熱媒による不具合発生を防ぐことができる。
　暖房給湯同時運転中に給湯設定温度が高温側に変更された場合には、図２のＳ２以降と同様にして暖房給湯同時運転が可能か否かを再度判定するようにしてもよく、判定せずに給湯運転に移行するようにしてもよい。暖房給湯同時運転中に給湯設定温度が低温側に変更された場合には、第２分配弁２３の分配比の調整だけで対応することもできるが、変更後の給湯設定温度に適した暖房熱媒設定温度に設定してもよい。
　暖房運転から暖房給湯同時運転に移行して暖房熱媒設定温度を上昇させる場合には、上昇後の暖房熱媒設定温度が暖房端末３１の上限温度以下であっても、開閉弁３３を開放して暖房端末３１に供給する暖房熱媒の温度変化を小さくするようにしてもよい。また、開閉弁３３の代わりに、出口側通路部１２ａから分岐通路３２が分岐する分岐部に三方弁を配設し、暖房給湯同時運転時に暖房熱媒設定温度と暖房端末３１の上限温度と給湯設定温度に応じて、給湯に利用された暖房熱媒の流路を分岐部より下流側の出口側通路部１２ａから分岐通路３２に切替えるようにすることもできる。
　給湯運転中に暖房運転を開始させる場合には、給湯を優先するので加熱能力に余裕がある場合に暖房給湯同時運転に移行すればよく、給湯運転が終了してから暖房運転を開始するようにしてもよい。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
１　　　：暖房給湯装置
２　　　：燃焼部（燃焼手段）
４　　　：循環通路
４ａ　　：暖房往き通路部
５　　　：制御部
１０　　：熱交換器
１１　　：循環ポンプ（循環手段）
１２　　：第１バイパス通路（バイパス通路）
１２ａ　：出口側通路部
１５　　：第１分配弁（分配手段）
１９　　：給水通路
２０　　：給湯用熱交換器
２１　　：給湯通路
２２　　：第２バイパス通路
２３　　：第２分配弁
２５　　：給湯流量センサ
２６　　：入水温度センサ
３１　　：暖房端末
３２　　：分岐通路
３３　　：開閉弁
３４　　：暖房往き温度センサ

Claims (2)

  1. 　燃焼手段と、前記燃焼手段で発生する熱により暖房熱媒を加熱するための熱交換器と、外部の暖房端末と前記熱交換器とを接続する循環通路と、前記暖房熱媒を循環させるために前記循環通路に配設された循環手段と、前記循環通路から分岐されて前記暖房端末をバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路の分岐部に配設された分配手段と、前記バイパス通路に配設された給湯用熱交換器と、前記給湯用熱交換器で加熱された湯水を所定の給湯設定温度で給湯するための給湯通路を備えた暖房給湯装置において、
    　前記分配手段は、暖房運転と給湯運転と暖房給湯同時運転に夫々対応可能なように前記暖房熱媒を前記循環通路と前記バイパス通路に分配する分配比を調整可能であり、
    　前記バイパス通路のうちの前記給湯用熱交換器の出口側通路部から分岐されて前記循環通路のうちの前記分配手段と前記暖房端末の間の暖房往き通路部に接続された分岐通路を備えたことを特徴とする暖房給湯装置。
  2. 　前記分岐通路を開閉するための開閉弁を備え、暖房給湯同時運転時に暖房熱媒の温度と前記暖房端末の上限温度と前記給湯設定温度に応じて前記開閉弁が開放されることを特徴とする請求項１に記載の暖房給湯装置。
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