(57)【要約】【課題】暖房循環ポンプや熱動弁の動作異常を的確に判別可能な暖房試運転を行うことのできる加熱装置を提供する。【解決手段】加熱装置２の暖房試運転時に、暖房循環ポンプ６０に駆動信号を送出し、暖房循環回路３５へ熱伝達を行う熱源循環回路３２に熱媒体を循環させつつその温度を検出し、検出温度に基づいて暖房循環ポンプ６０の駆動の良否を判別する。また、暖房循環回路３５の流路制御弁５４に閉成信号を送出すると共に、バイパス流路６３よりも暖房熱交換部４２側の循環往路５５と循環復路５６の熱媒体の温度を検出し、検出された温度に基づいて流路制御弁５４の閉動作の良否を判別する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一又は二以上の熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路と外部に設けられた暖房端末に接続されて熱媒体を循環させる暖房循環回路との間に暖房熱交換部を介在させ、前記熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を暖房循環回路を循環する熱媒体へ伝達させて暖房運転を行う加熱装置であって、前記暖房循環回路は流路上に熱媒体を循環させる暖房循環ポンプを備えており、加熱装置の暖房試運転時には、前記暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、前記熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ当該熱源循環回路を循環する熱媒体の温度を検出し、当該検出温度に基づいて前記暖房循環ポンプの駆動状態の良否を判別することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記暖房試運転時において、前記熱源循環回路を循環する熱媒体が所定の上限温度に達したときは前記熱源部の駆動を停止させる一方、熱媒体が前記上限温度より低下したときは前記熱源部の駆動を再開させることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記暖房試運転時において、前記熱源循環回路を循環する熱媒体が所定の上限温度を超える時間を積算し、暖房試運転の開始から予め定められた時間内に前記積算時間が所定値に達したときは、前記暖房循環ポンプの異常と判別することを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記暖房循環回路は、循環往路と循環復路とをバイパスするバイパス流路を有し、前記暖房循環ポンプはバイパス流路より前記暖房熱交換部側に位置する流路上に設けられると共に、バイパス流路よりも暖房端末側に位置する流路上に熱媒体の暖房端末側への循環を開閉制御する流路制御弁を備えており、
暖房試運転時において、前記流路制御弁に閉成信号を送出すると共に前記暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、前記熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ前記暖房循環回路のバイパス流路よりも熱交換部側の循環往路と循環復路の熱媒体の温度を検出し、当該検出された温度に基づいて前記流路制御弁の閉動作の良否を判別することを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
一又は二以上の熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路と外部に設けられた暖房端末に接続されて熱媒体を循環させる暖房循環回路との間に暖房熱交換部を介在させ、前記熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を暖房循環回路を循環する熱媒体へ伝達させて暖房運転を行う加熱装置であって、前記暖房循環回路は、循環往路と循環復路とをバイパスするバイパス流路を有し、当該バイパス流路より前記暖房熱交換部側に位置する流路上に熱媒体を循環させる暖房循環ポンプを備えると共に、前記バイパス流路よりも暖房端末側に位置する流路上に熱媒体の暖房端末側への循環を開閉制御する流路制御弁を備えており、加熱装置の暖房試運転時には、前記流路制御弁に閉成信号を送出すると共に前記暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、前記熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ前記暖房循環回路のバイパス流路よりも熱交換部側の循環往路と循環復路の熱媒体の温度を検出し、当該検出された温度に基づいて前記流路制御弁の閉動作の良否を判別することを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
前記暖房試運転時において、前記暖房循環回路の循環往路及び循環復路の熱媒体が各々予め定められた温度以上であり、且つ、循環往路と循環復路の熱媒体の温度差が予め定められた温度範囲内である状態が所定時間継続して検出された場合には、前記流路制御弁の閉動作が正常であると判別することを特徴とする請求項４または５に記載の加熱装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記熱源循環回路を循環する熱媒体が湯水であり、加熱装置の外部に設けられた給湯端末または風呂端末へ給湯を行う貯湯部を備え、当該貯湯部は前記熱源循環回路に接続されると共に、前記貯湯部は給湯流路及び給水流路に接続された構成とされており、前記熱源部で加熱された高温水を熱源循環回路を介して貯留しつつ貯湯部内の低温水を熱源循環回路を介して熱源部に環流させる貯湯運転と、給水流路を介して貯湯部へ給水を行いつつ貯留された湯水を給湯流路を介して前記給湯端末または風呂端末へ流出させる給湯運転とを排他的に行うことを特徴とする加熱装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の加熱装置において、加熱装置の外部に設けられた風呂端末に接続されて湯水を循環させる追い焚き循環回路を備えており、前記熱源循環回路と追い焚き循環回路との間に追い焚き熱交換部を介在させて、前記熱源部で加熱されて熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を追い焚き循環回路を循環する湯水へ伝達して追い焚き運転を行うことを特徴とする加熱装置。
【請求項９】
加熱装置の暖房試運転の期間は、前記貯湯運転、給湯運転及び追い焚き運転を禁止させることを特徴とする請求項７または８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記熱源部の一つが、熱源循環回路の流路上に設けられた燃焼機で構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の加熱装置において、電気機器へ電力を供給する発電装置を加熱装置に併設して構成され、当該発電装置は、発電に伴って生じる排熱を熱媒体へ熱交換して循環させる排熱循環回路を有しており、前記熱源部の一つが、排熱循環回路と熱源循環回路との間に排熱熱交換部を介在させることによって熱源循環回路の流路上に形成された熱源で構成されることを特徴とする加熱装置。
【請求項１２】
熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路と外部に設けられた暖房端末に接続されて暖房循環ポンプによって熱媒体を循環させる暖房循環回路との間に暖房熱交換部を介在させ、前記熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を暖房循環回路を循環する熱媒体へ伝達させて暖房を行う加熱装置の暖房試運転制御方法であって、前記暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、前記熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ当該熱源循環回路を循環する熱媒体の温度を検出し、当該検出温度に基づいて前記暖房循環ポンプの駆動状態の良否を判別することを特徴とする加熱装置の暖房試運転制御方法。
【請求項１３】
加熱装置は、前記暖房循環回路の循環往路と循環復路とをバイパスするバイパス流路を有し、前記暖房循環ポンプはバイパス流路より前記暖房熱交換部側に位置する流路上に設けられると共に、前記バイパス流路よりも暖房端末側に位置する流路上に熱媒体の暖房端末側への循環を開閉制御する流路制御弁を備えており、前記流路制御弁に閉成信号を送出すると共に前記暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、前記熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ前記暖房循環回路のバイパス流路よりも熱交換部側の循環往路と循環復路の熱媒体の温度を検出し、当該検出された温度に基づいて前記流路制御弁の閉動作の良否を判別することを特徴とする請求項１２に記載の加熱装置の暖房試運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱装置に係り、更に詳しくは、暖房機能を備えた加熱装置における試運転の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、給湯や暖房、風呂の落とし込み、追い焚きなどの多機能を備えた加熱装置が開発されている。このような加熱装置では、系統の異なる暖房循環回路、給湯流路、風呂の落とし込み流路、及び、追い焚き循環回路などを燃焼機に集中させることにより、燃焼機から各回路あるいは流路に対して直接熱交換を行う構成が採られている。
【０００３】
また、従来の加熱装置では、暖房循環回路の循環往路または循環復路が分岐され、各々の分岐流路に熱動弁を設けて各暖房端末に接続する構成が採用されている。これにより、熱動弁を開閉制御することで、暖房運転に際して、燃焼機で加熱された暖房循環回路の熱媒体を暖房循環ポンプによって加熱装置の外部に設けられた複数の暖房端末へ選択的に循環させて暖房を行うようにされている。
【０００４】
このような加熱装置では、暖房運転に際して暖房循環ポンプの不良が生じると、暖房循環回路の熱媒体が循環されず暖房が行われない上に、熱媒体が燃焼機で極度に加熱されるような不具合が生じる。また、暖房循環ポンプが正常に作動していても、暖房端末毎に設けられたいずれかの熱動弁が閉成されない場合は、使用していない暖房端末にまで熱媒体が循環されて暖房効率の低下を招く。このため、従来より、加熱装置の新設時には、暖房循環ポンプや熱動弁の良否を判別するべく暖房試運転が行われている。
【０００５】
従来の加熱装置では、暖房の試運転に際して、暖房循環回路に設けられた暖房循環ポンプに駆動信号を送出すると共に、暖房端末側への熱媒体の流動を阻止するべく、全熱動弁に閉成信号を送出する。そして、暖房循環ポンプの焼損防止のために設けたバイパス流路を介して循環する熱媒体の温度上昇を監視し、この温度上昇によって、暖房循環ポンプの駆動状態の良否や熱動弁の閉成状態の良否の判別を行っていた。
【０００６】
ところで、近時、加熱装置に発電装置を併設し、発電に伴う排熱を回収利用する所謂コージェネレーションシステムが開発されている。このような、システムでは、発電装置の排熱を再利用することから、加熱装置に採用する燃焼機を小型化する場合が多い。このため、従来のように、燃焼機で系統の異なる複数の循環回路の熱媒体を直接加熱するのではなく、燃焼機において一つの熱源循環回路を循環する熱媒体を加熱し、熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を複数の熱負荷に選択的に供給する構成が採られている。
則ち、熱源循環回路と他の暖房循環回路や追い焚き循環回路などの間を分離するべく、両者の間に熱交換部を介在させて、熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を他の循環回路の熱媒体に伝達する構成が採用されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４８９１３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した、熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を他の循環回路の熱媒体に伝達する構成では、従来のように、暖房循環回路を流動する熱媒体を燃焼機で直接加熱する構成に比べて、暖房試運転に際しての暖房循環回路の熱媒体の温度上昇カーブが異なったものになり、暖房循環ポンプや熱動弁の動作異常を的確に判別できない不具合が生じていた。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を暖房循環回路の熱媒体に伝達して暖房を行う加熱装置において、暖房循環ポンプや熱動弁の動作異常を的確に判別可能な加熱装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明者らは次の技術的手段を講じた。
則ち、請求項１に記載の発明は、一又は二以上の熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路と外部に設けられた暖房端末に接続されて熱媒体を循環させる暖房循環回路との間に暖房熱交換部を介在させ、熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を暖房循環回路を循環する熱媒体へ伝達させて暖房運転を行う加熱装置であって、暖房循環回路は流路上に熱媒体を循環させる暖房循環ポンプを備えており、加熱装置の暖房試運転時には、暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ当該熱源循環回路を循環する熱媒体の温度を検出し、当該検出温度に基づいて暖房循環ポンプの駆動状態の良否を判別する構成とされている。
【００１１】
ここで、暖房循環ポンプに駆動信号を送出しているにも拘わらずポンプが駆動されないときは、暖房循環回路を熱媒体が循環せず、熱源循環回路の熱媒体の熱が暖房循環回路の熱媒体へ伝達されない。則ち、暖房熱交換部において熱源循環回路の熱媒体が循環しているにも拘わらず、暖房循環回路の熱媒体が循環しないため、暖房循環回路に滞留する熱媒体が暖房熱交換部において加熱されるだけで、暖房循環回路へ伝達される熱量が極めて少ない。このため、暖房循環ポンプが正常に作動している場合に比べて、熱源循環回路を循環する熱媒体の温度上昇が急増する。
一方、暖房循環ポンプが正常に駆動されると、熱源循環回路の熱媒体の熱は暖房循環回路の熱媒体へ伝達されると共に、暖房循環回路の熱媒体は暖房端末へ熱伝達を行うため、熱源循環回路の熱媒体の温度は急増しない。
【００１２】
本発明は、このような、暖房循環ポンプの駆動、停止に応じて熱源循環回路を循環する熱媒体の温度変動が大きく変化することを利用するものであり、熱源循環回路を循環する熱媒体の温度変動を監視することによって、暖房循環ポンプの駆動、停止状態を的確に判別可能となる。これにより、流量センサなどを備えていない暖房循環回路であっても、暖房試運転によって暖房循環ポンプの動作不良を直ちに判別することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加熱装置において、暖房試運転時には、熱源循環回路を循環する熱媒体が所定の上限温度に達したときは熱源部の駆動を停止させる一方、熱媒体が前記上限温度より低下したときは熱源部の駆動を再開させる構成とされている。
【００１４】
本発明によれば、熱源循環回路の熱媒体の温度上昇を抑えつつ暖房循環ポンプの異常を的確に判別することが可能となる。これにより、暖房試運転時において、暖房循環ポンプの動作不良に伴う熱源循環回路の熱媒体の温度上昇が抑制され、信頼性を向上させた暖房試運転を行うことが可能となる。
本発明において、熱源部の駆動を停止させるには、例えば、熱源部自体で熱媒体の温度を検知して自らの駆動を制御する構成や、熱源部とは別の制御回路部で熱媒体の温度を検知して熱源部の駆動を制御する構成を採ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１または２に記載の加熱装置において、暖房試運転時には、熱源循環回路を循環する熱媒体が所定の上限温度を超える時間を積算し、暖房試運転の開始から予め定められた時間内に積算時間が所定値に達したときは、暖房循環ポンプの異常と判別する構成とされている。
【００１６】
本発明によれば、暖房試運転の開始から、熱源循環回路の熱媒体が上限温度を超える時間、則ち、熱源循環回路から暖房循環回路への熱伝達が行われない状態に相当する時間を積算する。そして、暖房試運転の開始から所定時間内に時間の積算値が所定値に達すると、暖房循環ポンプの異常と判別する。
これにより、試運転開始時や試運転中の過渡的な変動要因を排除しつつ、暖房循環回路への熱伝達が行われない状態、則ち、暖房循環ポンプの動作不良に伴う循環停止状態を的確に判別することが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３に記載の加熱装置において、暖房循環回路は、循環往路と循環復路とをバイパスするバイパス流路を有し、暖房循環ポンプはバイパス流路より暖房熱交換部側に位置する流路上に設けられると共に、バイパス流路よりも暖房端末側に位置する流路上に熱媒体の暖房端末側への循環を開閉制御する流路制御弁を備えており、暖房試運転時において、流路制御弁に閉成信号を送出すると共に暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ暖房循環回路のバイパス流路よりも熱交換部側の循環往路と循環復路の熱媒体の温度を検出し、当該検出された温度に基づいて流路制御弁の閉動作の良否を判別する構成とされている。
【００１８】
ここで、暖房試運転に際して、暖房循環ポンプが駆動され、且つ、流路制御弁が閉成されると、暖房循環回路の熱媒体は、暖房熱交換部で熱交換を受けつつバイパス流路を介するルートで循環する。従って、循環往路及び循環復路における双方の熱媒体の温度が上昇すると共に、循環往路と循環復路との熱媒体の温度に大きな差は生じない。
【００１９】
また、暖房循環ポンプが駆動され、且つ、流路制御弁が開成されたままのときは、暖房循環回路は加熱装置の外部に設けられた暖房端末側を介した循環回路を形成する。このため、循環往路の熱媒体は高温となり、循環復路の熱媒体は低温となって、循環往路と循環復路の熱媒体に大きな温度差が生じる。
【００２０】
更に、暖房循環ポンプが駆動されないときは、流路制御弁の開閉状態に拘わらず、暖房循環回路の熱媒体が循環しない。このため、循環往路と循環復路との熱媒体の温度に殆ど差は生じず、しかも、循環往路及び循環復路の熱媒体は低温のままとなる。
【００２１】
本発明によれば、流路制御弁の開閉に伴って暖房循環回路の循環往路と循環復路の熱媒体に生じる前記温度変動を参照することにより、流路制御弁の動作の良否を的確に判別することが可能となる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、一又は二以上の熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路と外部に設けられた暖房端末に接続されて熱媒体を循環させる暖房循環回路との間に暖房熱交換部を介在させ、熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を暖房循環回路を循環する熱媒体へ伝達させて暖房運転を行う加熱装置であって、暖房循環回路は、循環往路と循環復路とをバイパスするバイパス流路を有し、当該バイパス流路より暖房熱交換部側に位置する流路上に熱媒体を循環させる暖房循環ポンプを備えると共に、バイパス流路よりも暖房端末側に位置する流路上に熱媒体の暖房端末側への循環を開閉制御する流路制御弁を備えており、加熱装置の暖房試運転時には、流路制御弁に閉成信号を送出すると共に暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ暖房循環回路のバイパス流路よりも熱交換部側の循環往路と循環復路の熱媒体の温度を検出し、当該検出された温度に基づいて流路制御弁の閉動作の良否を判別する構成とされている。
【００２３】
本発明は、前記請求項４の発明において、流路制御弁の良否を判別する加熱装置の構成を規定したものであり、請求項４の発明と同様に、流路制御弁の閉動作の良否を的確に判別可能となる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の加熱装置において、暖房試運転時には、暖房循環回路の循環往路及び循環復路の熱媒体が各々予め定められた温度以上であり、且つ、循環往路と循環復路の熱媒体の温度差が予め定められた温度範囲内である状態が所定時間継続して検出された場合には、流路制御弁の閉動作が正常であると判別する構成とされている。
【００２５】
ここで、前記したように、暖房循環ポンプが駆動され、且つ、流路制御弁が閉成されておれば、循環往路及び循環復路における双方の熱媒体の温度が上昇すると共に、循環往路と循環復路との熱媒体の温度に大きな差は生じない。一方、流路制御弁が開成されると、上記温度条件は満たされない。
【００２６】
従って、本発明のように、循環往路及び循環復路の熱媒体が各々予め定められた温度以上であり、且つ、循環往路と循環復路の熱媒体の温度差が予め定められた温度範囲内である状態を検出することにより、流路制御弁の閉動作が正常に行われていることを的確に判別可能となる。また、本発明によれば、上記温度条件を所定時間継続して検出することにより、過渡的な温度変動による誤判別を排除して正確な判別が可能となる。
【００２７】
尚、本発明において規定する温度条件は、暖房循環ポンプが駆動され、且つ、流路制御弁が閉成された状態を示す必要充分条件であり、流路制御弁の動作の良否を判別しつつ、同時に、暖房循環ポンプの動作をも判別可能である。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加熱装置において、熱源循環回路を循環する熱媒体が湯水であり、加熱装置の外部に設けられた給湯端末または風呂端末へ給湯を行う貯湯部を備え、当該貯湯部は熱源循環回路に接続されると共に、貯湯部は給湯流路及び給水流路に接続された構成とされており、熱源部で加熱された高温水を熱源循環回路を介して貯留しつつ貯湯部内の低温水を熱源循環回路を介して熱源部に環流させる貯湯運転と、給水流路を介して貯湯部へ給水を行いつつ貯留された湯水を給湯流路を介して給湯端末または風呂端末へ流出させる給湯運転とを排他的に行う構成とされている。
【００２９】
本発明によれば、熱源部に対して貯湯部が熱負荷として接続されて熱源循環回路を形成する。従って、熱源部に対して熱負荷である貯湯部と前記暖房熱交換部とを並列に接続した構成を採ることができる。
この構成によれば、熱源循環回路を循環する湯水を貯湯部及び暖房熱交換部のいずれか一方または双方に選択的に供給することができ、貯湯運転や暖房運転を単独または並行して行うことが可能である。
【００３０】
また、給湯流路に接続された給湯栓（カラン）などの給湯端末や風呂端末を操作すると、給水栓に加わる水圧によって貯湯部内へ水が流入し、貯湯部から給湯流路を通じて高温の湯水が端末へ供給される給湯運転が行われる。また、貯湯運転と給湯運転とは排他的に行われるので、給湯運転を行いつつ暖房運転を行うことも可能である。
【００３１】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の加熱装置において、加熱装置の外部に設けられた風呂端末に接続されて湯水を循環させる追い焚き循環回路を備えており、熱源循環回路と追い焚き循環回路との間に追い焚き熱交換部を介在させて、熱源部で加熱されて熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を追い焚き循環回路を循環する湯水へ伝達して追い焚き運転を行う構成とされている。
【００３２】
本発明によれば、熱源部に対して追い焚き熱交換部が熱負荷として接続されて熱源循環回路を形成する。従って、熱源部に対して熱負荷である追い焚き熱交換部と前記暖房熱交換部や貯湯部を並列に接続した構成を採ることができる。
この構成によれば、追い焚きや暖房運転を単独で行ったり、貯湯運転や暖房運転と並行して行うことが可能となる。
【００３３】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の加熱装置において、加熱装置の暖房試運転の期間は、貯湯運転、給湯運転及び追い焚き運転を禁止させる構成とされている。
本発明によれば、暖房試運転の期間は、熱源循環回路を循環する熱媒体は暖房循環回路の熱媒体にだけ熱伝達が行われる。則ち、暖房試運転の期間は、追い焚き循環回路や貯湯水の熱交換が行われることがない。また、給湯運転も禁止されるので、給湯に伴う貯留水の温度低下によって貯湯運転が開始されることがない。これにより、暖房試運転に係る温度変動要素以外の変動要素を排除した状態で熱源循環回路及び暖房循環回路を循環する熱媒体の温度を検知することができ、暖房循環ポンプ及び流路制御弁の良否を的確に判別可能となる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の加熱装置において、熱源部の一つが、熱源循環回路の流路上に設けられた燃焼機で構成される加熱装置である。
本発明によれば、燃焼機によって熱源循環回路を循環する熱媒体を効率良く加熱することが可能となる。また、当該燃焼機に加えて、更に別の熱源部を熱源循環回路の流路上に配することにより、燃焼機に要求される最大燃焼量の低減を図ることも可能となる。
【００３５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の加熱装置において、電気機器へ電力を供給する発電装置を加熱装置に併設して構成され、当該発電装置は、発電に伴って生じる排熱を熱媒体へ熱交換して循環させる排熱循環回路を有しており、熱源部の一つが、排熱循環回路と熱源循環回路との間に排熱熱交換部を介在させることによって熱源循環回路の流路上に形成された熱源で構成される加熱装置である。
【００３６】
本発明によれば、排熱循環回路を循環する熱媒体の熱が排熱熱交換部を介して熱源循環回路に伝達されることにより、熱源循環回路上に一つの熱源部が形成される。これにより、従来廃棄されていた排熱を回収して熱源循環回路を循環する熱媒体の昇温に再利用することが可能となり、熱源循環回路に接続される熱負荷を効率良く駆動することが可能となる。
【００３７】
請求項１２に記載の発明は、熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路と外部に設けられた暖房端末に接続されて暖房循環ポンプによって熱媒体を循環させる暖房循環回路との間に暖房熱交換部を介在させ、熱源循環回路を循環する熱媒体の熱を暖房循環回路を循環する熱媒体へ伝達させて暖房を行う加熱装置の暖房試運転制御方法であって、暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ当該熱源循環回路を循環する熱媒体の温度を検出し、当該検出温度に基づいて暖房循環ポンプの駆動状態の良否を判別する加熱装置の暖房試運転制御方法である。
【００３８】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、加熱装置は、暖房循環回路の循環往路と循環復路とをバイパスするバイパス流路を有し、暖房循環ポンプはバイパス流路より暖房熱交換部側に位置する流路上に設けられると共に、バイパス流路よりも暖房端末側に位置する流路上に熱媒体の暖房端末側への循環を開閉制御する流路制御弁を備えており、流路制御弁に閉成信号を送出すると共に暖房循環ポンプに駆動信号を送出し、熱源部で加熱された熱媒体を熱源循環回路に循環させつつ暖房循環回路のバイパス流路よりも熱交換部側の循環往路と循環復路の熱媒体の温度を検出し、当該検出された温度に基づいて流路制御弁の閉動作の良否を判別する加熱装置の暖房試運転制御方法である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係る加熱装置２の構成を示す流路系統図、図２は図１に示す加熱装置２に接続される暖房端末の流路系統図、図３，図４は図１に示す加熱装置で実施される暖房試運転の制御を示すフローチャートである。
【００４０】
本実施形態の加熱装置２は貯湯式給湯暖房機能を有したものであり、給湯栓７などの給湯端末への給湯や風呂の落とし込み給湯を行う給湯運転、風呂の追い焚き運転、床暖房やファンコンベクタなどの暖房端末８による暖房運転、及び、貯湯タンク３１への貯湯を行う貯湯運転の機能を備えている。
【００４１】
加熱装置２は、前記した各運転を実施するための複数の流路及び循環回路を備えている。則ち、図１の様に、都市ガス（天然ガス）の供給を受けて燃焼する燃焼機６（熱源部Ｋ）で加熱された湯水（熱媒体）を循環させる熱源循環回路３２と、加熱装置２の外部に設けられた暖房端末８と接続されて湯水を循環させる暖房循環回路３５と、風呂端末に接続されて湯水を循環させる追い焚き循環回路３６の３つの循環回路を備えている。また、貯湯タンク３１から延出する給湯流路８３，３３及び給水流路９１を備えている。本実施形態では、燃焼機６として最大燃焼量２０号のものを使用している。
【００４２】
熱源循環回路３２は、燃焼機６から延出する循環往路３８と循環復路４１との間に、熱負荷となる暖房熱交換器（暖房熱交換部）４２、追い焚き熱交換器（追い焚き熱交換部）４３及び貯湯タンク（貯湯部）３１を並列に接続して構成されている。則ち、燃焼器６から延出する循環往路３８は、分岐点Ｃで熱負荷となる熱交換器４２，４３側と貯湯タンク３１へ分岐し、熱交換器４２，４３側の復路と貯湯タンク３１の復路は接続点Ｄで集合して循環復路４１に接続されている。更に、熱交換器４２，４３側の流路は、分岐点Ｃから延出する往路途中の分岐点Ｅで暖房熱交換器４２と追い焚き熱交換器４３とに分岐し、各熱交換器４２，４３の復路は接続点Ｆで一旦集合した後に接続点Ｄに接続されている。
【００４３】
これらの並列接続された熱負荷には、各熱負荷への湯水の循環を制御するための電磁弁あるいは比例制御弁が設けられている。則ち、分岐点Ｅと接続点Ｆとの間において、暖房熱交換器４２側の流路には直列に暖房熱交電磁弁５２が配されると共に、追い焚き熱交換器４３側の流路にも直列に追い焚き熱交電磁弁５３が設けられている。また、分岐点Ｃから貯湯タンク３１の上部に至る上部配管８７の途中には貯湯量制御弁８４が配され、貯湯タンク３１の下部から延出する下部配管８９は接続点Ｄに接続されている。
【００４４】
則ち、熱源循環回路３２の燃焼機６から延出する循環往路３８と循環復路４１との間に接続された暖房熱交換器４２、追い焚き熱交換器４３及び貯湯タンク３１の各熱負荷は、各々に設けられた暖房熱交電磁弁５２、追い焚き熱交電磁弁５３及び貯湯量制御弁８４を制御することによって、燃焼機６で加熱された湯水の循環を個別に選択制御可能な構成とされている。
【００４５】
次に、本発明の暖房試運転の制御に関連する構成を詳細に説明する。尚、図１では、本発明の暖房試運転に係る流路を強調表示している。
熱源循環回路３２は、前記したように、熱源部である燃焼機６から延出する循環往路３８の分岐点Ｃと、循環復路４１の接続点Ｄとの間に熱負荷である暖房熱交換器４２、追い焚き熱交換器４３及び貯湯タンク３１を各々並列に接続して形成される。循環復路４１の接続点Ｄには、エアーセパレータ４６が設けられ、更に、循環復路４１の下流に沿って熱源循環ポンプ４７、流量センサ５０及び循環流量制御弁５１が順に直列に配されて燃焼機６に至る流路が形成されている。
【００４６】
熱源循環回路３２に配された各構成要素を詳細に説明する。暖房熱交換器４２は、熱源循環回路３２を循環する湯水の熱を暖房循環回路３５を循環する湯水に伝達する熱交換器である。暖房熱交電磁弁５２はソレノイド駆動される開閉弁であり、熱源循環回路３２を循環する湯水の暖房熱交換器４２への流動を開閉制御して熱負荷としての接続及び遮断を行う。また、追い焚き熱交電磁弁５３も同様に、ソレノイド型の開閉弁であり、追い焚き熱交換器４３の熱負荷としての接続及び遮断を行う。
【００４７】
エアーセパレータ４６は循環する湯水に混入する空気を外部に放出するもので、空気の混入した湯水の循環に伴う衝撃音の発生を除去するものである。熱源循環ポンプ４７は閉ループ状の熱源循環回路３２の湯水を強制循環させるポンプである。循環流量センサ５０は、熱源循環回路３２を循環する湯水の流量を検知するセンサである。また、循環流量制御弁５１は、熱源循環回路３２を循環する湯水の流量を調節する比例制御弁である。
【００４８】
また、熱源循環回路３２には、循環する湯水（熱媒体）の温度を検知する温度センサが各部に設けられている。則ち、循環往路３８には燃焼機６から加熱されて熱負荷へ送出される湯水の温度を検知する往路温度センサ３９が設けられている。また、熱交換器４２，４３の下流側の接続点Ｅと接続点Ｃとの復路の途中には、熱負荷である熱交換器４２，４３へ熱伝達されて温度を低下させた湯水の温度を検知する熱交下流温度センサ４０が設けられ、接続点Ｃと燃焼機６の流入側の間の循環復路４１上には、貯湯タンク３１を含む各熱負荷へ熱伝達されて温度を低下させて燃焼機６に流入する湯水の温度を検知する復路温度センサ４５が設けられている。
尚、本実施形態では、各温度センサにサーミスタを用いているが、ポジスタや他の半導体温度センサを用いることも可能である。
【００４９】
このような構成の熱源循環回路３２では、熱負荷へ選択的に湯水を循環させるために、制御回路部１０から暖房熱交電磁弁５２、追い焚き熱交電磁弁５３或いは貯湯量制御弁８４へ制御信号を送出して切り換え制御を行っている。また、熱源循環回路３２に設けられた流量センサや温度センサの検知信号は制御回路部１０へ伝送されて信号処理され、循環する湯水の温度を目的とする温度に調節するべく燃焼機６の燃焼量や循環流量制御弁５１の開度が調節制御される。
【００５０】
次に、暖房循環回路３５について説明する。暖房循環回路３５は、図１の様に、熱源循環回路３２から熱伝達を受ける暖房熱交換器４２を熱源とし、暖房端末８を熱負荷として構成される循環回路である。則ち、暖房熱交換器４２から延出する循環往路５５及び循環復路５６に、暖房端末８を接続して形成される循環回路である。
【００５１】
暖房循環回路３５の構成を図１、図２を参照して更に詳細に説明する。
暖房熱交換器４２から延出する循環往路５５及び循環復路５６は、加熱装置２の外部に延出している。循環往路５５は暖房熱交換器４２の一端から直接加熱装置２の外部に延出する。また、循環復路５６は、加熱装置２の外部から熱動弁（流路制御弁）５４、補水タンク１７及び暖房循環ポンプ６０を介して暖房熱交換器４２の他端に接続されている。そして、加熱装置２から延出する循環往路５５および循環復路５６には暖房端末８が接続されている。
【００５２】
尚、循環復路５６に設けられた補水タンク１７は、暖房循環回路３５を循環する湯水が減少したときに補水を行うものである。則ち、水位センサ２０の検知水位が所定レベルよりも低下すると、制御回路部１０によって補水弁１９を開成して給水栓（不図示）から給水流路２１を介して補水管１８へ供給される水を補水タンク２２に所定水位まで補給する動作を行う。
【００５３】
また、循環往路５５と循環復路５６との間には、加熱装置２の内部において両路をバイパスするバイパス流路６３が設けられている。則ち、熱動弁５４と補水タンク１７との間の循環復路５６と循環往路５５との間にバイパス流路６３が設けられており、暖房端末８を経由する長い暖房循環回路３５とは別に、加熱装置２の内部でバイパス流路６３を経由する短い循環回路が形成されている。
バイパス流路６３は、循環往路５５及び循環復路５６よりも流路断面積の小さい配管で形成され、熱動弁５４が閉成された状態で暖房循環ポンプ６０を駆動された場合に、当該バイパス流路６３を介して湯水を循環させることによりポンプ６０の焼き付きを防止する機能を有する。
【００５４】
ここで、本実施形態の加熱装置２では、図２の様に、循環復路５６は加熱装置２の出口近傍において複数の流路５６ａ〜５６ｃに分岐され、各分岐流路５６ａ〜５６ｃには各々熱動弁５４ａ〜５４ｃが設けられている。
そして、循環往路５５は加熱装置２から延出する循環往路５５’を介して複数の暖房端末８（８ａ〜８ｃ）の往路側へ接続され、各暖房端末８の復路側は個別の循環復路５６ａ’〜５６ｃ’によって熱動弁５４に接続されている。
【００５５】
暖房端末８は、図２の様に、ファンコンベクタなどの複数の暖房端末８ａ，８ｂや床暖房８ｃなどの暖房端末を含むものであり、運転しようとする暖房端末に対応する熱動弁５４ａ〜５４ｃを開成制御して暖房循環回路３５を形成することにより、当該暖房端末へ湯水を循環させて暖房を行うものである。
【００５６】
また、暖房循環回路３５には、バイパス流路６３よりも暖房熱交換器４２側の循環往路５５及び循環復路５６に、各々、往路温度センサ７６及び復路温度センサ７７が設けられている。これらの温度センサ７６，７７の検知信号は制御回路部１０へ送出されて、暖房循環回路３５を循環する湯水の温度を調節するべく、前記熱源循環回路３２及び排熱循環回路１２を循環する湯水の温度調節が行われる構成とされている。
【００５７】
本発明の暖房試運転では、前記バイパス流路６３を介して循環する湯水の温度をこれらの温度センサ７６，７７で検知することによって、暖房循環回路３５に配された暖房循環ポンプ６０や熱動弁５４の駆動状態の良否を判別するものである。
【００５８】
次に、本実施形態の加熱装置２の暖房試運転時に行われる制御の詳細を説明する。
本実施形態に採用する加熱装置２では、前記したように、暖房循環回路３５に流量センサが設けられていない。このため、システム１の新設時などに、暖房循環ポンプ６０の駆動不良や熱動弁５４ｃの駆動不良を直接検知することが不可能である。このため、熱源循環回路３２及び暖房循環回路３５を循環する湯水の温度を検知し、検知された温度から暖房循環ポンプ６０及び熱動弁５４の動作の良否を判別することに特徴を有したものである。
【００５９】
以下に、図１，図２に加えて、図３，図４のフローチャートを参照しつつ、暖房試運転における制御の詳細を説明する。
尚、以下の説明では、暖房試運転の制御プログラムは制御回路部１０に設けられたＲＯＭ（不図示）に予め格納されており、当該制御プログラムに従って制御処理や判別処理がデジタル処理されるものとする。また、当該制御回路部１０には、試運転モードや給湯、暖房などの運転モード、或いは、温度設定などを切り換えるリモートコントローラなどの制御端末（不図示）が含まれているものとして述べる。
また、暖房試運転に際して、熱源循環ポンプ４７の駆動不良、及び、暖房熱交電磁弁５２、追い焚き熱交電磁弁５３、貯湯量制御弁８４の駆動不良は、熱源循環回路３２に設けた循環流量制御弁５０及び各部に設けた温度センサによって制御回路部１０で検出可能なものとする。
【００６０】
リモートコントローラによって暖房試運転の指示を行うと、制御回路部１０は、いずれかの運転が行われているか否かをチェックする。則ち、図４のステップ２００（２００ａ〜２００ｄ）に示すように、暖房、給湯（落とし込み）、貯湯或いは追い焚きのいずれかの運転が行われているか否かをチェックする。そして、いずれかの運転が行われているときには、全ての運転を一旦停止させる（以上、図３，図４ステップ２００，２０１参照）。
【００６１】
次に、暖房試運転に際して制御回路部１０は初期設定を行う。初期設定は、図４のステップ２０２に示す様に、タイマーｔｏ，ｔ１，ｔ２をリセットする。また、暖房熱交換器４２のみが熱源循環回路３２の熱負荷となるように、暖房熱交電磁弁５２を開成すると共に、追い焚き熱交電磁弁５３及び貯湯量制御弁８４を閉成制御する。更に、全暖房端末８ａ〜８ｃに接続された熱動弁５４ａ〜５４ｃに閉成信号を送出し、熱源循環回路３２の循環ポンプ４７を駆動し、燃焼機６を燃焼駆動すると共に、暖房循環ポンプ６０に駆動信号を送出する（以上、図３ステップ２０２，図４ステップ２０２（ステップ２０２ａ〜２０２ｆ）参照）。
【００６２】
また、制御回路部１０は、暖房循環回路３５へ正常に熱伝達が行われている状態で熱源循環回路３２を循環する湯水の温度が略一定となるように、燃焼機６の燃焼量及び循環流量制御弁５１の開度を予め定められた制御値に固定する（以上、図３ステップ２０２，図４ステップ２０２（ステップ２０２ｇ）参照）。
【００６３】
ここで、タイマーｔｏは暖房試運転の開始から終了までの時間を計測するタイマー、タイマーｔ１は燃焼機６の燃焼停止時間を積算する積算タイマー、タイマーｔ２は所定の温度条件の継続時間を計測するタイマーであり、いずれも、制御回路部１０においてプログラム処理により計測される。
【００６４】
以上の処理により、熱源循環回路３２は、燃焼機６を熱源とし暖房熱交換器４２のみを熱負荷とする循環回路を形成し、暖房循環回路３５は、暖房熱交換器４２を熱源とし循環往路５５からバイパス流路６３を介して循環復路５６に至る循環回路を形成して暖房試運転が開始される。
【００６５】
続いて、制御回路部１０は、タイマーｔｏをスタートし、熱源循環回路３２を循環する湯水の温度を、燃焼機６の流入側に設けた流入温度センサ４５で検知しつつ監視する。そして、流入温度センサ４５の検知温度が上限温度α以上になると、熱源循環ポンプ４７および暖房循環ポンプ６０を駆動したまま燃焼機６の燃焼を停止させ、タイマーｔ１の計時を開始する。
このタイマーｔ１の計時は、燃焼機６の燃焼停止期間、則ち、流入温度センサ４５の検知温度が上限温度α以上の期間について積算計測する。そして、タイマーｔ１が所定時間を積算してタイプアップすると、暖房循環回路３５の暖房循環ポンプ６０の駆動不良と判別する（以上、図３ステップ２０４，２１６〜２２０参照）。
【００６６】
この判別は、熱源循環回路３２を循環する湯水の温度上昇は、熱源循環回路３２を循環する湯水の熱が暖房循環回路３５へ正常に伝達されないことに起因して発生するものであり、当該熱伝達が行われない要因として暖房循環回路３５の循環不良、則ち、暖房循環ポンプ６０の駆動不良と見なすことに基づいて行う。
【００６７】
一方、制御回路部１０は、熱源循環回路３２の湯水の温度が上限温度αに達しない状態であれば、燃焼機６の燃焼を継続させる。そして、暖房循環回路３５の暖房往路５５及び暖房復路５６を循環する湯水の温度を各々往路温度センサ７６及び復路温度センサ７７で検知しつつ、双方の温度が所定値β以上であり、且つ、双方の温度差が所定値γ未満であるかを監視する。
そして、循環往路５５及び循環復路５６を循環する湯水の温度が上記温度条件に適合する場合は、タイマーｔ２の計時をスタートさせる。このタイマーｔ２は、循環往路５５及び循環復路５６を循環する熱媒体の温度が上記温度条件から外れた場合には、その都度リセットする（以上、図３ステップ２０４〜２１０，２１３，２１４参照）。
【００６８】
暖房試運転を開始してからタイマーｔｏがカウントアップするまでの期間に、循環往路５５及び循環復路５６を循環する熱媒体の温度が上記温度条件に適合してタイマーｔ２がタイムアップすると、暖房循環ポンプ６０が正常に駆動されつつ熱動弁５４ａ〜５４ｃが正常に閉成駆動されていると判別する（以上、図３ステップ２０４〜２１２参照）。
則ち、全ての熱動弁５４が正常に閉成され、且つ暖房循環ポンプ６０が駆動された状態では、暖房熱交換器４２から循環往路５５，バイパス流路６３及び循環復路５６を介して形成される短い暖房循環回路３５を、熱源循環回路３２で熱伝達を受けつつ湯水が循環する。これにより、循環往路５５及び循環復路５６を循環する湯水は共に温度上昇すると共に、双方の温度に大きな温度差が生じないことに基づいて判別を行っている。
【００６９】
一方、暖房試運転を開始してからタイマーｔｏがカウントアップするまでの間に、循環往路５５及び循環復路５６を循環する湯水の温度が上記温度条件に適合せず、タイマーｔ２がカウントアップしないときは、熱動弁５４を介して湯水が暖房端末８側へ循環しているものとして、熱動弁５４ａ〜５４ｃの内の少なくともいずれか一つが閉成不良であると判別する（以上、図３ステップ２０４〜２１５参照）。
則ち、暖房循環ポンプ６０が正常に駆動されていても、いずれかの熱動弁５４が閉成駆動されないときは、暖房熱交換器４２から循環往路５５，暖房端末８及び循環復路５６を介して形成される長い暖房循環回路３５を、熱源循環回路３２で熱伝達を受けつつ湯水が循環する。これにより、循環往路５５及び循環復路５６を循環する湯水の温度に大きな温度差が生じ、上記温度条件が外れることに基づいて判別を行っている。
【００７０】
本実施形態に示した暖房循環ポンプ６０及び全熱動弁５４の閉成動作の試運転に引き続いて、各熱動弁５４ａ〜５４ｃの開成動作を順次行う暖房試運転が行われるが、詳細については省略する。
【００７１】
このように、本実施形態の加熱装置２によれば、流量センサが設けられていない暖房循環回路３５の暖房循環ポンプ６０や熱動弁５４の動作不良を、熱源循環回路３２及び暖房循環回路３５を循環する湯水の温度を監視することによって正確に効率良く行うことができ、暖房試運転を短時間に完了することが可能となる。
【００７２】
尚、本実施形態の暖房試運転では、熱源循環回路３２あるいは暖房循環回路３５の監視温度を具体的に示していないが、燃焼機６の燃焼量や熱交換器の効率を勘案して適宜定めることが可能である。
また、本実施形態の加熱装置２では、暖房試運転に際して、熱源循環回路３２を循環する湯水の温度が上限温度αに達したときには燃焼機の燃焼を停止させたが、本発明はこのような構成に限られるものではない。則ち、燃焼機６の燃焼量、湯水の上限温度、及び、積算タイマーｔｏのカウントアップ時間を適宜に設定することにより、燃焼機６の燃焼を継続させたままで試運転を行うことも可能である。
【００７３】
更に、前記暖房試運転の制御では、暖房循環ポンプ６０と熱動弁５４の良否の判別を個別に行ったが、本発明はこのような判別方法に限られるものではない。則ち、前記図３に示した暖房試運転のフローチャートにおいて、監視温度を適宜に設定することにより、ステップ２１６〜ステップ２２０を省略しつつ、暖房循環ポンプ６０と熱動弁５４の閉成の良否を同時に判別することも可能である。
【００７４】
また、前記暖房試運転では、熱源循環回路３２の熱源部として燃焼機６を用いたが、後述する発電装置などから排出される排熱を利用した熱源部を用いることも可能である。
【００７５】
【実施例】
次に、前記実施形態に係る加熱装置２を採用したコージェネレーションシステム１の実施例を、図５〜図１０を参照しつつ説明する。尚、前記実施形態の加熱装置２と同一構成部分については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００７６】
本実施例のコージェネレーションシステム１は、図５の様に、加熱装置２に発電装置３を併設して構成され、発電装置３によって外部の電気機器へ電力を供給しつつ、発電に伴って生じる排熱を加熱装置２に還元させるようにした排熱再利用システムである。
【００７７】
発電装置３は、都市ガス（天然ガス）を燃焼させて駆動される水冷式ガスエンジン５と、当該ガスエンジンで駆動される発電機１４とを組み合わせて構成される。発電機１４で生成された電力は、外部の電気機器へ供給されると共に、ガスエンジン２０の駆動に伴って生じる排熱は、ガスエンジン５を冷却するための排熱循環回路１２を循環する熱媒体に熱交換して回収され、回収された排熱は加熱装置２へ送られて、給湯や暖房の熱源として再利用する構成とされている。
ここで、本実施例のシステム１では、発電装置３で回収された排熱を加熱装置２側へ伝達する構成を採用するため、前記実施形態に示した加熱装置２には、発電装置３から供給される排熱を受ける構成が追加される。以下に、発電装置３の詳細な構成と、加熱装置２の追加構成を説明する。
【００７８】
発電装置３の排熱循環回路１２は、図５に示すように、ガスエンジン５に設けられた冷却熱交換器５ａから延出する循環往路１３と循環復路１５との間に、加熱装置２側に設けられる二つの熱交換器を熱負荷として切り換え可能に接続した循環回路である。則ち、加熱装置２の熱源循環回路３２には、排熱熱交換器３０が追加して設けられ、また、暖房循環回路３５にも排熱熱交換器５７が追加して設けられ、排熱循環回路１２を循環する熱媒体が、これらの排熱熱交換器３０，５７のいずれか一方に切り換え循環可能な構成とされる。
【００７９】
循環経路を更に詳細に示すと、冷却熱交換器５ａから延出する循環往路１３の途中には、発電機１４の電力供給を受けて湯水（熱媒体）の加熱を促進するヒータ１１が配され、分岐点Ａから排熱往路５８を通じて熱源循環回路３２に設けられた排熱熱交換器３０に至り、当該排熱熱交換器３０から延出する排熱復路５９は、三方弁２５，２３を介して循環復路１５に接続されている。また、排熱往路５８から分岐した排熱分岐往路６１は暖房循環回路３５に設けられた排熱熱交換器５７に至り、当該排熱熱交換器５７から延出する排熱分岐復路６２は、三方弁２５に接続されている。
【００８０】
則ち、循環往路１３は分岐された排熱往路５８及び排熱分岐往路６１を介して二つの排熱熱交換器３０，５７に至り、これらの排熱熱交換器３０，５７から延出する排熱復路５９及び排熱分岐復路６２は、三方弁２５及び三方弁２５を介して循環復路１５に接続されている。
また、冷却熱交換器５ａから延出する循環復路１５の途中には、排熱循環ポンプ１６及び補水タンク２２が配され、分岐点Ｂには三方弁２３が設けられて分岐点Ａへ繋がるバイパス流路２６と三方弁２５とへ分岐している。
【００８１】
ここで、三方弁２５は、排熱復路５９と排熱分岐復路６２のいずれか一方と三方弁２３とを連通する切り換え弁の働きをする。また、三方弁２３はサーモスタットによって開閉する弁機能を備えており、排熱循環回路１２の内部の熱媒体の温度が所定値以下のときは、バイパス流路２６と循環復路１５とを連通し、熱媒体の温度が所定値を超えると三方弁２５と循環復路１５とを連通する切り換え機能を備えている。
【００８２】
これにより、排熱循環回路１２は熱媒体の温度に応じて次の循環経路が形成される。則ち、熱媒体の温度が低いときは、三方弁２３によってバイパス流路２６が循環復路１５と連通するので、循環往路１３と循環復路１５とをバイパス流路２６で短絡した循環流路が形成されて、低温の熱媒体が排熱往路５８や排熱分岐往路６１側へ循環することが阻止される。
【００８３】
熱媒体の温度が上昇すると、三方弁２３によってバイパス流路２６と循環復路１５との連通が遮断され、三方弁２５と循環復路１５とが連通する。従って、三方弁２５で選択されている排熱復路５９又は排熱分岐復路６２のいずれか一方が循環復路１５と連通する。これにより、熱媒体はバイパス流路を通らずに、排熱熱交換器３０又は排熱熱交換器５７のいずれか一方を循環する循環経路を流動して、ガスエンジン５から回収された排熱を排熱熱交換器３０又は排熱熱交換器５７へ伝達する。
【００８４】
尚、循環復路１５に設けられた補水タンク２２は、排熱循環回路１２を循環する湯水が減少したときに補水を行うものである。則ち、水位センサ２９の検知水位が所定レベルよりも低下すると、制御回路部１０によって補水弁２８を開成して給水栓（不図示）から給水流路２１を介して補水管２７へ供給される水を補水タンク２２に所定水位まで補給する動作を行う。
【００８５】
尚、本実施例のシステム１では、発電装置３の発電機１４で生成された電力は基本的に外部の電気機器に供給し、その余剰電力をヒータ１１に供給する構成としている。則ち、発電機１４で生成する電力の余剰電力が商用電源ラインに流入する逆潮流を禁止するための余剰電力制御部（不図示）を設けている。
【００８６】
一方、加熱装置２の熱源循環回路３２には、図５の様に、循環復路４１上の熱源循環ポンプ４７に隣接する下流側に排熱熱交換器３０が設けられ、これに伴って、排熱熱交換器３０に隣接する上流側に循環復路４１を循環する湯水の温度を検知する復路温度センサ４４が追加して設けられる。則ち、熱源循環回路３２には、燃焼機６の熱源部Ｋに加えて、更に、排熱熱交換器３０による熱源部Ｋを設けた構成とされている。
【００８７】
また、加熱装置２の暖房循環回路３５には、図５の様に、循環復路５６上の熱動弁５４に隣接する下流側に排熱熱交換器５７が追加して設けられた構成とされている。また、貯湯タンク３１には、貯留される湯水の高さ方向の各部の温度を検知する最上部温度センサ９５、上部温度センサ９６、中部温度センサ９７及び下部温度センサ９８が設けられている。
尚、貯湯タンク３１の上部配管８７には、タンク内圧力を逃がす負圧作動式の安全弁３４が設けられている。
【００８８】
次に、本実施例のシステム１における排熱貯湯運転の動作を説明する。
（排熱貯湯運転）
排熱貯湯運転では、図５の様に、制御回路部１０は、発電装置３の三方弁２５を制御して排熱復路５９と三方弁２３が連通するように切り換え設定する。また、制御回路部１０は、加熱装置２の熱源循環回路３２において、暖房熱交電磁弁５２又は追い焚き熱交電磁弁５３のいずれか一方を開成すると共に、貯湯量制御弁８４を開成し、給湯流路８３に設けられた混合弁８０を閉成する。更に、熱源循環回路３２の燃焼機６は燃焼駆動を行わず、暖房循環回路３５の暖房循環ポンプ６０も駆動しない状態で運転を開始する。これにより、熱源循環回路３２は排熱熱交換器３０を熱源部Ｋとし、貯湯タンク３１を熱負荷とした循環回路が形成される。そして、熱源循環回路３２の循環流量制御弁５１を開度制御しつつ、熱源循環ポンプ４７を駆動して排熱貯湯運転を開始する。
【００８９】
排熱貯湯運転の開始に伴って、発電装置２のガスエンジン５が駆動を開始すると、排熱循環ポンプ１６が作動して排熱循環回路１２内を湯水が循環し始める。同時に、ガスエンジン５の駆動により発電機１０において発生した電力がヒータ１１に通電されて排熱循環回路１２を循環する湯水の加熱が促進される。
【００９０】
ガスエンジン５の起動直後は、排熱循環回路１２内の湯水が低温であり、三方弁２３によってバイパス流路２６を介した循環経路が形成されて、低温の湯水が排熱熱交換器３０側へ流入することが阻止される。そして、バイパス流路２６を介して循環する排熱循環回路１２内の湯水が所定の温度以上になると、三方弁２３によってバイパス流路２６の湯水の循環が排熱復路５９側へ切り換えられ、排熱熱交換器３０を介した湯水の循環が開始される。
【００９１】
一方、加熱装置２では、熱源循環ポンプ４７の駆動によって、貯湯タンク３１内の湯水が下部配管８９を通じて循環復路４１側に流入する。循環復路４１内を流れる湯水は、排熱熱交換器３０において発電装置３の排熱循環回路１２から循環される高温の湯水から熱伝達を受けて加熱されつつ燃焼機６へ流入する。
【００９２】
燃焼機６は燃焼停止状態であるため、流入した湯水はそのまま燃焼機６を通過して循環往路３８へ流出する。ここで、往路温度センサ３９が検知する循環往路３８を循環する湯水の温度が所定値に達していないときは、貯湯量制御弁８４が閉成され、貯湯タンク３１への湯水の流入は阻止される。これにより、低温の湯水は暖房熱交換器４２を介して熱源循環回路３２内を循環する。
【００９３】
循環往路３８を循環する湯水が所定温度以上になると、貯湯量制御弁８４が開成され、排熱熱交換器３０で加熱された高温の湯水が上部配管８７を介して貯湯タンク３１に流入する。上部配管８７から高温の湯水が流入するのに伴い、略等量の低温の湯水が下部配管８９から流出し、暖房熱交換器４２を介してバイパスされる高温の湯水と集合点Ｄ（エアーセパレータ４６）で混合され昇温されて排熱熱交換器３０へ向けて循環する。
【００９４】
このように、貯湯タンク３１（本実施例では１５０Ｌ）は常に満水状態を維持しつつ、上部側から順次高温の湯水が層を成した状態で蓄積されていき、下部温度センサ９８が所定温度（本実例では、略７０℃）を検出すると、制御回路部１０は発電装置３の運転を停止して排熱貯湯運転を終了する。
【００９５】
（給湯運転）
次に、本実施例のシステム１における給湯運転に係る構成及び動作を説明する。図６に示す様に、貯湯タンク３１は、上部配管８７から分岐する給湯流路８３，３３を備えると共に、外部に設けられた給水栓（不図示）に繋がる給水流路９１が貯湯タンク３１の下部に接続されている。
【００９６】
詳細に説明すると、貯湯タンク３１から延出する給湯流路８３は、給水栓から減圧弁８８及び逆止弁９０を介して延出する別の給水流路８５と共に混合弁８０に接続され、給湯量制御弁８２、給湯流量センサ８１を介し給湯流路３３を通じて給湯栓（カランなど）７に接続されている。一方、逆止弁９０の上流で分岐された給水流路９１は逆止弁８６を介して貯湯タンク３１の下部に接続されている。
これにより、給水流路９１から貯湯タンク３１及び給湯流路８３を経る給湯側の流路と、給水流路８５を経る給水側の流路とが混合弁８０で接続され、更に給湯流路３３を介して給湯栓７に至る流路が形成される。
【００９７】
また、給湯流路８３には貯湯タンク３１から給湯される湯水の温度を検知する給湯温度センサ９２が設けられ、給水流路７８には給水栓から供給される水温を検知する給水温度センサ９３が設けられると共に、給湯流路３３には混合弁８０で混合された湯水の温度を検知する混合温度センサ９４が設けられている。
【００９８】
給湯栓７が開栓されると、制御回路１０は給湯流量センサ８１で開栓を検知し、貯湯量制御弁８４が閉成される。また、混合弁８０は、制御回路部１０で設定された給湯温度に応じて給湯流路８３側と給水流路８５側の弁が開成制御される。
【００９９】
給湯が開始すると、貯湯タンク３１に貯留する高温の湯水は、下部の給水流路９１から流入する水の圧力を受けて給湯流路８３から流出して混合弁８０に至る。そして、給水流路８５を介して混合弁８０に供給される水と混合されて適温に制御されつつ給湯流路３３を介して給湯栓７から流出する。
混合弁８０及び給湯量制御弁８２の制御に際しては、制御回路１０は、給湯温度センサ９２、給水温度センサ９３及び混合温度センサ９４の検知温度を参照しつつ排出される湯水の温度が設定温度となるように開度制御を行う。
【０１００】
一方、給湯運転に際して、貯湯タンク３１に貯留された湯水が最上部に渡って低温であるときは、前記した貯湯タンク３１に貯留された湯水をそのまま給湯するのではなく、貯留された湯水を燃焼機６で加熱しつつ給湯が行われる。
則ち、貯湯タンク３１の最上部温度センサ９５あるいは上部温度センサ９６の検知温度が所定値よりも低いときに給湯栓７が開栓されると、制御回路１０は給湯流量センサ８１で開栓を検知し、暖房熱交電磁弁５２及び追い焚き熱交電磁弁５３を閉成し、貯湯量制御弁８４を開成し、熱源循環ポンプ４７を駆動すると共に、燃焼機６の燃焼制御を開始する。
【０１０１】
これにより、熱源循環回路３２の循環復路４１は、熱源循環ポンプ４７の駆動によって吸引され、給水流路９１を介して貯湯タンク３１へ流入する水と略等量の低温水が下部配管８９を介して熱源循環回路３２の循環復路４１へ流出する。循環復路４１へ流出した低温水は燃焼機６へ流入して加熱され、循環往路３８から流出する加熱された湯水は貯湯量制御弁８４を介して給湯流路８３へ供給される。給湯流路８３へ供給される湯水は、前記した場合と同様にして混合弁８０で水と混合され適温となって給湯栓７へ供給される。
そして、給湯栓７が閉じられると、制御回路部１０、は給湯流量センサ８１の検知信号で閉栓を検知して燃焼機６の燃焼を停止すると共に、熱源循環ポンプ４７の駆動を停止して給湯運転を終了する。
【０１０２】
（風呂の落とし込み運転）
次に、本実施例のシステム１における風呂の落とし込み運転に係る構成及び動作を、図７を参照して説明する。
落とし込み運転は追い焚き循環回路３６を経由して行われるため、ここに追い焚き循環回路３６を含めた構成を説明する。
追い焚き循環回路３６は、前記熱源循環回路３２の熱負荷として接続された追い焚き熱交換器４３を熱源とし、当該熱交換器４３から延出する循環往路６５と循環復路６６とを加熱装置２の外部に設けた風呂端末（不図示）に接続して形成される。
【０１０３】
循環往路６５は直接風呂端末へ接続される一方、循環復路６６には、上流側から水位センサ６７、追い焚き循環ポンプ６８及び水流スイッチ７０が直列に配されている。また、循環復路６６の水位センサに隣接する下流側には、追い焚き循環回路３６を循環する湯水の温度を検知する復路温度センサ６４が設けられている。
一方、前記給湯流路３３に設けられた給湯量制御弁８２の下流側で分岐された給湯分岐流路７１が循環復路６６の暖房循環ポンプの下流側に接続されており、当該給湯分岐流路７１には、上流側から注湯流量センサ７５、注湯弁７３及び逆止弁７２が配されている。
【０１０４】
リモートコントローラの自動スイッチを操作すると、風呂の落とし込み運転が開始され、制御回路部１０は、熱源循環回路３２における湯水の循環を停止させると共に、暖房熱交電磁弁５２、追い焚き熱交電磁弁５３及び貯湯量制御弁８４を閉成する。また、追い焚き循環ポンプ６８は駆動停止状態とする。
【０１０５】
そして、制御回路部１０によって注湯弁７３が開成されると、前記した給湯運転の場合と同様に、混合弁８０で設定温度に混合された湯水が給湯分岐流路７１を介して追い焚き循環回路３６の循環復路６６に達する。循環復路６６に達した湯水は、一部は循環復路６６を逆行して浴槽（不図示）へ落とし込まれ、残部は循環復路６６から追い焚き熱交換器４３を介し、循環往路を通って浴槽へ落とし込まれる。則ち、本実施例のシステム１では、落とし込みに際して、給湯分岐流路７１から供給される湯水を追い焚き循環回路３６の循環往路６５及び循環復路６６の双方から浴槽へ向けて落とし込みを行っており、短時間の落とし込み動作を可能にしている。
そして、水位センサ６７によって浴槽内の水位が所定値に達したことが検知されると、注湯弁７３が閉止されて落とし込み運転が終了する。
【０１０６】
（風呂の追い焚き運転）
次に、本実施例のシステム１における追い焚き運転を説明する。
追い焚き運転を開始すると、図８の様に、制御回路部１０は、まず、追い焚き循環ポンプ６８を作動させ、水流スイッチ７０の検知信号を参照して、循環復路６６を循環する湯水の流量が所定値であるか否かを判別する。そして、循環する湯水の量が所定値であり、浴槽に湯水が満たされていることを判別すると、熱源循環回路３２の追い焚き熱交電磁弁５３及び循環流量制御弁５１を開成し、暖房熱交電磁弁５２及び貯湯量制御弁８４を閉成する。また、熱源循環ポンプ４７を駆動し、燃焼機６を燃焼駆動して加熱された湯水を熱源循環回路３２に循環させる。
【０１０７】
これにより、熱源循環回路３２を循環する高温の湯水の熱は、追い焚き熱交換器４３によって追い焚き循環回路３６を循環する湯水に伝達されて追い焚きが行われる。そして、追い焚き循環回路３６の復路温度センサ６４の検知温度が設定温度に達すると、燃焼機６の燃焼駆動を停止すると共に、熱源循環ポンプ４７及び追い焚き循環ポンプ６８の駆動を停止して追い焚き運転を終了する。
尚、本実施例のシステム１では、追い焚きに際して、復路温度センサ６４の検知温度がリモートコントローラの設定温度よりも１℃以上低いときは設定温度に至るまで追い焚きを行い、これ以外のときは、設定温度よりも１℃高い温度まで追い焚きを行っている。
【０１０８】
次に、本実施例のシステム１における暖房運転の動作を図２及び図９を参照して説明する。本実施例のシステム１では、暖房運転を行う際に、暖房端末の種類や設定温度に応じて、暖房循環回路３５を循環させる湯水の温度を変化させている。則ち、ファンコンベクタ８ａ，８ｂなどによって局部的な暖房を行う場合は高温の湯水を循環させ、床暖房８ｃなどによって部屋全体の暖房を行う場合は、局部暖房に比べて温度の低い湯水を循環させる構成としている。
そこで、まず、暖房循環回路３５に高温の湯水を循環させる場合における暖房運転の動作を説明する。
【０１０９】
（高温暖房運転）
暖房端末８を操作して暖房運転を開始すると、制御回路部１０は暖房循環ポンプ６０を駆動し、復路温度センサ７７の検知温度が規定温度以下のときには循環する湯水の加熱を開始する。まず、制御回路部１０は、暖房循環回路３５に設けられた排熱熱交換器５７から発電装置３へ繋がる排熱分岐復路６２が、排熱循環回路１２の循環復路１５へ連通するように三方弁２５を制御する。そして、ガスエンジン５を駆動して発電機１４の電力をヒータ１１に供給しつつ排熱循環回路１２を循環する湯水（熱媒体）を加熱する。この状態では、ガスエンジン５が昇温しておらず、排熱循環回路１２の湯水は三方弁２３によってバイパス流路２６を介して循環する。
また、制御回路部１０は、熱源循環回路３２の暖房熱交電磁弁５２を開成すると共に、追い焚き熱交電磁弁５３及び貯湯量制御弁８４を閉成し、熱源循環ポンプ４７を駆動し、燃焼機６の燃焼を開始すると共に、暖房循環ポンプ６０を駆動する。更に、制御回路部１０は、運転を行う暖房端末８ａに対応した熱動弁５４ａを開成する。
【０１１０】
発電装置３のガスエンジンが昇温して排熱循環回路１２を循環する湯水の温度が所定値を超えると、三方弁２３によってバイパス流路２６が切り離され、三方弁２５と循環復路１５とが連通する。これにより、排熱循環回路１２は循環往路１３から排熱分岐往路６１、排熱熱交換器５７、排熱分岐復路６２を介して循環復路１５に至る循環経路を形成する。これにより、ガスエンジン５の冷却熱交換器５ａで回収された排熱とヒータ１１とで加熱された湯水の熱が排熱熱交換器５７を介して暖房循環回路３５を循環する湯水に伝達される。
【０１１１】
一方、熱源循環回路３２は暖房熱交換器４２を熱負荷とする循環回路となり、燃焼機６で加熱されて循環する湯水の熱が暖房熱交換器４２を介して暖房循環回路３５を循環する湯水に伝達される。
則ち、暖房循環回路３５を循環する湯水は、暖房熱交換器４２による熱源と排熱熱交換器５７による熱源の双方によって加熱されつつ高温となって循環して、暖房端末８ａなどによる高温の暖房が行われる。
本実施例の加熱装置２では、燃焼機６及びガスエンジン５の双方にオン−オフ制御または比例制御を行って暖房循環回路３５を循環する湯水の温度を目的温度とする制御を行っている。
そして、暖房運転が停止されると、制御回路部１０は、ガスエンジンの駆動を停止すると共に、燃焼機６の燃焼を停止させ、循環ポンプ１６，４７，６０の駆動を停止して運転を終了する。
【０１１２】
（低温暖房運転）
床暖房８ｃなどの低温暖房を行う場合の動作は、図１０の様に、発電装置３の排熱だけを利用して暖房を行うものである。則ち、前記高温暖房運転では、暖房熱交換器４２による熱源と排熱熱交換器５７による熱源の双方によって暖房循環回路３５を循環する湯水を加熱したのに対して、低温暖房運転では、排熱熱交換器５７による熱源だけで暖房循環回路３５を循環する湯水を加熱するものである。従って、運転に際しての制御動作は、高温暖房運転の制御から熱源循環回路３２による加熱制御を除いたものと同一であり、詳細な説明を省略する。
尚、低温暖房運転中に、暖房循環回路３５の循環復路５６を循環する湯水の温度が低下したときや、暖房温度が暖房端末８の設定温度に達しない場合には、上記高温暖房運転に自動的に切り換える動作を行う。
【０１１３】
尚、本発明の暖房試運転は、加熱装置２の新設時にのみ行っても良いが、前記した暖房運転の開始に際して毎回行うことも可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１〜６に記載の発明によれば、暖房循環ポンプや熱動弁の駆動の良否を的確に判別することができ、暖房試運転を効率良く行うことができる加熱装置を提供できる。
請求項７に記載の発明によれば、給湯や風呂の落とし込み運転をも可能にした加熱装置を提供できる。
請求項８に記載の発明によれば、風呂の追い焚き運転をも可能にした加熱装置を提供できる。
請求項９に記載の発明によれば、他の運転を強制的に停止させることにより、暖房試運転を的確に効率良く行うことが可能となる。
請求項１０に記載の発明によれば、燃焼機を熱源とした高効率の加熱装置を提供することができる。
請求項１１に記載の発明によれば、発電装置の排熱を利用した熱効率の高い加熱装置を提供することが可能となる。
請求項１２，１３に記載の加熱装置の暖房試運転制御方法によれば、暖房循環ポンプや熱動弁の駆動の良否を的確に判別することができ、暖房試運転を効率良く行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る加熱装置の流路系統図である。
【図２】図１に示す加熱装置に接続される暖房端末の流路系統図である。
【図３】本発明の暖房試運転の制御を示すフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートの運転状態の判別及び初期設定の詳細を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムの排熱貯湯運転における流路系統図である。
【図６】本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムの給湯運転における流路系統図である。
【図７】本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムの風呂の落とし込み運転における流路系統図である。
【図８】本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムの追い焚き運転における流路系統図である。
【図９】本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムの高温暖房運転における流路系統図である。
【図１０】本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムの低温暖房運転における流路系統図である。
【符号の説明】
Ｋ　　熱源部（燃焼機、排熱熱交換器）
２　　加熱装置
３　　発電装置
６　　燃焼機
７　　給湯端末（給湯栓）
８，８ａ，８ｂ，８ｃ　　暖房端末
１２　排熱循環回路
３１　貯湯部（貯湯タンク）
３０　排熱熱交換部（排熱熱交換器）
３２　熱源循環回路
３５　暖房循環回路
３６　追い焚き循環回路
４２　暖房熱交換部（暖房熱交換器）
４３　追い焚き熱交換部（追い焚き熱交換器）
５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ　流路制御弁（熱動弁）
５５　循環往路（暖房循環回路の循環往路）
５６　循環復路（暖房循環回路の循環復路）
６０　暖房循環ポンプ
６３　バイパス流路
８３　給湯流路
９１　給水流路
【図１】
2004132579.tif 000003
【図２】
2004132579.tif 000004
【図３】
2004132579.tif 000005
【図４】
2004132579.tif 000006
【図５】
2004132579.tif 000007
【図６】
2004132579.tif 000008
【図７】
2004132579.tif 000009
【図８】
2004132579.tif 000010
【図９】
2004132579.tif 000011
【図１０】
2004132579.tif 000012