(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させるバーナと、該バーナでの燃焼により発生した燃焼排気から顕熱を回収し一次流路を流通する循環液を加熱する一次熱交換器と、該一次熱交換器を通過した後の燃焼排気から顕熱または潜熱を回収し二次流路を流通する循環液を加熱する二次熱交換器と、端末と、前記一次熱交換器および前記二次熱交換器で加熱された循環液を前記端末に循環させる循環ポンプと、循環液の温度を検出する温度検出手段と、前記循環ポンプを駆動させて前記端末から戻される循環液を前記二次流路から前記一次流路へ流通させて再び前記端末に循環させる循環運転時に、前記バーナの燃焼を実行または停止させて前記温度検出手段の検出する循環液の温度が設定温度になるように制御する制御部とを備えた熱源機において、前記端末から戻される循環液を前記二次流路をバイパスさせて前記一次流路に導くバイパス流路と、前記端末から戻される循環液を前記二次流路側に戻す流路を形成する通常状態か前記バイパス流路側に戻す流路を形成するバイパス状態かに切り換える流路切換手段とを設け、前記制御部は、前記循環運転中であって前記バーナの燃焼が実行されているときは、前記流路切換手段を前記通常状態として、前記端末から戻される循環液を、前記二次流路を流通させてから前記一次流路を流通させるようにし、前記循環運転中であって前記バーナの燃焼が停止されているときは、前記流路切換手段を前記バイパス状態として、前記端末から戻される循環液を、前記バイパス流路を流通させてから前記一次流路を流通させて前記循環液を前記二次流路を経ることなく前記一次流路に戻すようにしたことを特徴とする熱源装置。
【請求項２】
前記循環運転中であって、前記バーナの燃焼が停止されている状態から前記バーナの燃焼が再開される場合、前記制御部は、バーナが着火した後で、前記流路切換手段を通常状態とするようにしたことを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潜熱回収型の熱源機を有する熱源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱源装置は、バーナと、バーナの燃焼により発生した燃焼排気から顕熱を回収する一次熱交換器、燃焼排気から潜熱を回収する二次熱交換器等からなる潜熱回収型の熱源機を有し、潜熱回収型の熱源機で加熱された循環液を循環ポンプの駆動により床暖房パネル等の放熱端末に供給することで、放熱端末が設置された被空調空間を加熱する暖房運転を行うものがあった。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５３３３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の熱源装置では、暖房運転を行っているとき、循環液が設定温度付近の温度になるようにバーナの燃焼が制御されているものであり、循環液の温度が設定温度を越えるとバーナの燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より低くなるとバーナの燃焼を再開するものである。
【０００５】
前記暖房運転を行っているとき、バーナの燃焼が行われていようと停止されていようと、循環ポンプの駆動は継続され循環液は放熱端末に供給され続けるものである。そして、放熱端末を流出した循環液は必ず二次熱交換器を通過するものであり、バーナが燃焼されているときは、循環液が二次熱交換器を通過する際に燃焼排気中の潜熱が回収されるので、効率が向上するものであるが、バーナの燃焼が停止されているときには、循環液は二次熱交換器を通過する際に自然放熱され、この時に外気の吹き込みや雨の浸入等があると二次熱交換器の放熱が促進されて放熱量が多くなり、効率が悪くなるという問題を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、燃料を燃焼させるバーナと、該バーナでの燃焼により発生した燃焼排気から顕熱を回収し一次流路を流通する循環液を加熱する一次熱交換器と、該一次熱交換器を通過した後の燃焼排気から顕熱または潜熱を回収し二次流路を流通する循環液を加熱する二次熱交換器と、端末と、前記一次熱交換器および前記二次熱交換器で加熱された循環液を前記端末に循環させる循環ポンプと、循環液の温度を検出する温度検出手段と、前記循環ポンプを駆動させて前記端末から戻される循環液を前記二次流路から前記一次流路へ流通させて再び前記端末に循環させる循環運転時に、前記バーナの燃焼を実行または停止させて前記温度検出手段の検出する循環液の温度が設定温度になるように制御する制御部とを備えた熱源機において、前記端末から戻される循環液を前記二次流路をバイパスさせて前記一次流路に導くバイパス流路と、前記端末から戻される循環液を前記二次流路側に戻す流路を形成する通常状態か前記バイパス流路側に戻す流路を形成するバイパス状態かに切り換える流路切換手段とを設け、前記制御部は、前記循環運転中であって前記バーナの燃焼が実行されているときは、前記流路切換手段を前記通常状態として、前記端末から戻される循環液を、前記二次流路を流通させてから前記一次流路を流通させるようにし、前記循環運転中であって前記バーナの燃焼が停止されているときは、前記流路切換手段を前記バイパス状態として、前記端末から戻される循環液を、前記バイパス流路を流通させてから前記一次流路を流通させて前記循環液を前記二次流路を経ることなく前記一次流路に戻すものとした。
【０００７】
また、請求項２では、前記循環運転中であって、前記バーナの燃焼が停止されている状態から前記バーナの燃焼が再開される場合、前記制御部は、バーナが着火した後で、前記流路切換手段を通常状態とするものとした。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の請求項１によれば、制御部は、循環運転中であってバーナの燃焼が実行されているときは、流路切換手段を通常状態として、端末から戻される循環液を、二次流路を流通させてから一次流路を流通させるようにし、循環運転中であってバーナの燃焼が停止されているときは、流路切換手段をバイパス状態として、前記端末から戻される循環液を、前記バイパス流路を流通させてから前記一次流路を流通させて前記循環液を前記二次流路を経ることなく前記一次流路に戻すことで、バーナの燃焼が実行されているときは、二次熱交換器の二次流路を流通する循環液と燃焼排気との熱交換により、二次熱交換器で燃焼排気中の顕熱または潜熱を回収して効率を向上させることができ、バーナの燃焼が停止されているときには、循環液は二次熱交換器の二次流路を通過せず、バイパス流路を通って直接的に一次熱交換器の一次流路側に戻されるので、二次熱交換器における自然放熱や、外部を通じて二次熱交換器に対して外気が吹き込むことや雨の浸入等による二次熱交換器での循環液の放熱が促進されることがなくなり、効率の悪化を抑制することができるものである。
【０００９】
また、請求項２によれば、循環運転中であって、バーナの燃焼が停止されている状態からバーナの燃焼が再開される場合、制御部は、バーナが着火した後で、流路切換手段を通常状態とするようにしたことで、バーナ着火前に行われるパージ動作、すなわち、排気流路に残留する未燃ガスを吹き飛ばす送風動作によって、二次熱交換器での循環液の放熱が促進されるのを防止することができるものである。
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態の熱源装置を示す概略構成図。
【図２】同一実施形態の熱源装置の燃焼時の循環液の流れを示す説明図。
【図３】同一実施形態の熱源装置の燃焼停止時の循環液の流れを示す説明図。
【図４】この発明の他の実施形態の熱源装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、この発明の一実施形態の熱源装置を図面に基づき説明する。
１は本実施形態の熱源装置、２は水や不凍液等の循環液を加熱する潜熱回収型の熱源機である。
【００１２】
前記熱源機２は、送風ファン３からの燃焼用空気の供給を受けて燃料を燃焼させるバーナ４と、バーナ４の燃焼により発生した燃焼排気から顕熱を回収し一次流路５を流通する前記循環液を加熱する熱交換器としての一次熱交換器６と、一次熱交換器６を通過した後の燃焼排気から顕熱または潜熱を回収し二次流路７を流通する循環液を加熱する熱交換器としての二次熱交換器８と、二次熱交換器８を通過した後の燃焼排気が流通する排気筒９を有しているものである。
【００１３】
前記一次熱交換器６は、内部に一定量の循環液を貯湯する円筒状の貯湯缶体１０と、貯湯缶体１０下部内側に形成されバーナ４の燃焼が行われる燃焼室１１と、貯湯缶体１０上部に形成された排気室１２と、燃焼室１１と排気室１２とを連通しバーナ４の燃焼により発生した燃焼排気を通過させる複数本の煙管１３とで構成されており、前記一次流路５は貯湯缶体１０内の循環液が貯湯されている部分に該当するものである。なお、１４は貯湯缶体１０内の循環液の温度を検出する温度検出手段としての温度センサである。
【００１４】
１５は燃焼排気中の水蒸気が二次熱交換器８の二次流路７を流通する循環液と熱交換して露点以下の温度となることにより生成される強酸性のドレンを中和器１６に導くドレン導入管であり、中和器１６に導入されたドレンは、中和器１６内に収容された炭酸カルシウム等からなる中和剤により中和され、中和されたドレンはドレン排出管１７から外部へ排出されるものである。
【００１５】
１８は内部を流れる循環液の保有熱を放熱し被空調空間を暖房する床暖房パネルやパネルコンベクタ等の端末としての放熱端末、１９は放熱端末１８の出水側と二次流路７の入水側とを接続し、放熱端末１８から流出した循環液を二次流路７に導く暖房戻り流路、２０は一次流路５の出水側と放熱端末１８入水側とを接続し、放熱端末１８に一次熱交換器６および二次熱交換器８で加熱された循環液を導く暖房往き流路、２１は二次流路７の出水側と一次流路５の入水側を接続する連結流路である。
【００１６】
２２は暖房戻り流路１９から分岐され、二次熱交換器８の二次流路７をバイパスし一次流路５側に循環液を導くバイパス流路、２３は放熱端末１８から戻され暖房戻り流路１９を流通する循環液を、二次熱交換器８の二次流路７側に戻す流路を形成する通常状態かバイパス流路２２側に戻す流路を形成するバイパス状態かに切り換える流路切換手段としての三方弁である。なお、放熱端末１８と暖房戻り流路１９と暖房往き流路２０と連結流路２１とバイパス流路２２と一次流路５と二次流路７とで循環液が循環する循環回路２４が形成されているものである。
【００１７】
２５は暖房往き流路２０に設けられ一次熱交換器６および二次熱交換器８で加熱された循環液を放熱端末１８に循環させる循環ポンプ、２６は暖房往き流路２０に設けられ循環液中の空気と循環液を分離する気水分離器、２７は循環回路２４を循環する循環液が高温となって体積膨張したときにその体積膨張分を吸収すると共に、逆に循環液が低温となって体積収縮したときにその体積収縮分を補充する膨張タンクである。
【００１８】
２８は熱源装置１の操作指示を行うリモコンで、リモコン２８には、熱源機２で循環液を加熱すると共に循環ポンプ２５を駆動させて、放熱端末１８から戻される循環液を二次流路７から一次流路５へ流通させて再び放熱端末１８に循環させて室内等の被空調空間の暖房を行わせる循環運転としての暖房運転の開始または停止を指示する運転スイッチ２９と、熱源機２で加熱し循環回路２４を循環させる循環液の温度を設定する設定手段としての温度設定スイッチ３０と、温度設定スイッチ３０で設定した温度等を表示する表示部３１とを備えているものである。
【００１９】
３２はマイクロコンピュータを主体としてこの熱源装置１の制御を行う制御部で、制御部３２はリモコン２８の信号や温度センサ１４からの信号をうけ、送風機３、バーナ４、三方弁２３、循環ポンプ２５の動作を制御するものである。
【００２０】
前記制御部３２は、送風ファン３およびバーナ４へ燃料を供給する燃料ポンプ（図示せず）をそれぞれ能力制御して燃焼量を可変できるものであり、暖房運転の際は、温度センサ１４の検出する貯湯缶体１０内の循環液の温度がリモコン２８の温度設定スイッチ３０で設定された設定温度付近の温度になるよう制御するものであり、暖房運転開始時は、循環液の温度が設定温度に素早く上昇するように、バーナ４の燃焼量を予め設定された上限燃焼量にし、その後、循環液の温度が設定温度に近づいていくにつれてバーナ４の燃焼量を徐々に下げていき、循環液の温度を設定温度に維持するのが可能であれば予め設定された下限燃焼量まで燃焼量を下げて燃焼を行い、循環液の温度が設定温度より所定温度高い燃焼オフ温度に達したら、バーナ４の燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より所定温度低い燃焼オン温度に達したら、バーナ４の燃焼を開始させ、貯湯缶体１０内の循環液の温度を設定温度に近づけるべく燃焼量を適宜制御するものである。
【００２１】
また、前記制御部３２は、暖房運転中に、三方弁２３を制御して循環液の流れる流路の切り換えを行うものであり、バーナ４の燃焼が実行されているときは、三方弁２３を、放熱端末１８から流出され暖房戻り流路１９を流通する循環液を二次熱交換器８の二次流路７側へ戻す流路を形成する通常状態とし、暖房運転中であってバーナ４の燃焼が停止しているときは、三方弁２３を、放熱端末１８から流出され暖房戻り流路１９を流通する循環液をバイパス流路２２側へ戻す流路を形成するバイパス状態とするものである。
【００２２】
次に、この一実施形態の熱源装置１の動作について説明する。
前記リモコン２８の運転スイッチ２９が操作され、暖房運転開始の指示がなされると、制御部３２は、送風ファン３および燃料ポンプ（図示せず）を駆動させバーナ４での燃焼を開始させ、一次熱交換器６および二次熱交換器８で循環液を加熱すると共に、循環ポンプ２５を駆動させ、放熱端末１８に加熱された循環液の供給を行うものである。
【００２３】
前記制御部３２は、暖房運転中、温度センサ１４の検出する貯湯缶体１０内の循環液の温度がリモコン２８の温度設定スイッチ３０で設定された設定温度付近の温度になるように、バーナ４の燃焼の実行または停止、燃焼量の調整により制御するものであり、暖房運転開始時は、循環液の温度が設定温度に素早く上昇するように、バーナ４の燃焼量を予め設定された上限燃焼量にし、その後、循環液の温度が設定温度に近づいていくにつれてバーナ４の燃焼量を徐々に下げていき、循環液の温度を設定温度に維持するのが可能であれば予め設定された下限燃焼量まで燃焼量を下げて燃焼を行い、循環液の温度が設定温度より所定温度高い燃焼オフ温度に達したら、バーナ４の燃焼を停止し、循環液の温度が設定温度または設定温度より所定温度低い燃焼オン温度に達したら、バーナ４の燃焼を開始させ、貯湯缶体１０内の循環液の温度を設定温度に近づけるべく燃焼量を適宜制御するものである。
【００２４】
ここで、暖房運転中にバーナ４の燃焼により発生した燃焼排気は、一次熱交換器６の煙管１３を流通し、一次熱交換器６の煙管１３を通過した後、排気室１２を介して二次熱交換器８を流通し、二次熱交換器８を通過した後、排気筒９を流通し、外部へ排出されるものである。なお、燃焼排気が二次熱交換器８を通過する際には、燃焼排気中の水蒸気が露点以下の温度となることで強酸性のドレンが発生し、発生したドレンは中和器１６に導かれ、中和器１６で中和剤により中和されるものである。
【００２５】
また、暖房運転中は、バーナ４の燃焼が実行されているかバーナ４の燃焼が停止しているかに関わらず、循環ポンプ２５の駆動は行われており放熱端末１８に循環液が継続的に循環されるものであるが、バーナ４の燃焼が実行されているときは、制御部３２は三方弁２３を、放熱端末１８を流出し暖房戻り流路１９を流通する循環液を二次流路７側へ戻す流路を形成する通常状態とし、循環回路２４を循環する循環液は、図２の太線で示したように、放熱端末１８を流出した後、暖房戻り流路１９から二次流路７を流通してそこから連結流路２１を介して一次流路５を流通することで、二次流路７および一次流路５で燃焼排気との熱交換により加熱され、そして、一次流路５を流出した循環液は暖房往き管２０を流通して放熱端末１８に供給され、放熱端末１８通過後は再び暖房戻り流路１９を経て二次流路７に戻るものである。
【００２６】
一方、暖房運転中であって、バーナ４の燃焼が停止されているときは、制御部３２は三方弁２３を、放熱端末１８を流出し暖房戻り流路１９を流通する循環液をバイパス流路２２側へ戻す流路を形成するバイパス状態とし、循環回路２４を循環する循環液は、図３の太線で示したように、放熱端末１８を流出した後、暖房戻り流路１９からバイパス流路２２を流通してそこから連結流路２１を介して一次流路５に導かれることで、循環液は二次流路７を経ることなく直接的に一次流路５側に戻され、そして、一次流路５を流通した循環液は暖房往き管２０を流通して放熱端末１８に供給され、放熱端末１８通過後は再び暖房戻り流路１９を経てバイパス流路２２に戻るものである。
【００２７】
なお、暖房運転中であって、バーナ４の燃焼が停止されているときに、温度センサ１４で検出される循環液の温度が燃焼オン温度に達して、バーナ４の燃焼が停止されている状態からバーナ４の燃焼が再開される場合、制御部３２は、バーナ４が着火した後で、三方弁２３を暖房戻り流路１９を流通する循環液を二次流路７側へ戻す流路を形成する通常状態とするものである。
【００２８】
以上説明した暖房運転において、制御部３２は、暖房運転中であってバーナ４の燃焼が実行されているときは、三方弁２３を、放熱端末１８から戻され暖房戻り流路１９を流通する循環液を二次熱交換器８の二次流路７側へ戻す流路を形成する通常状態とし、循環液が二次熱交換器８の二次流路７に流れるようにし、暖房運転中であってバーナ４の燃焼が停止されているときは、三方弁２３を、放熱端末１８から戻され暖房戻り流路１９を流通する循環液をバイパス流路２２側へ戻す流路を形成するバイパス状態とし、循環液が二次熱交換器８の二次流路７に流れないようにバイパスすることで、バーナ４の燃焼が実行されているときは、二次熱交換器８の二次流路７を流通する循環液と燃焼排気との熱交換により、二次熱交換器８で燃焼排気中の顕熱または潜熱を回収して効率を向上させることができ、バーナ４の燃焼が停止されているときには、循環液は二次熱交換器８の二次流路７を通過せず、バイパス流路２２を通って直接的に一次熱交換器６の一次流路５側に戻されるので、二次熱交換器８における自然放熱や、外部から排気筒９を通じて二次熱交換器８に対して外気が吹き込むことや雨の浸入等による二次熱交換器８での循環液の放熱が促進されることがなくなり、効率の悪化を抑制することができるものである。
【００２９】
また、バーナ４の燃焼が停止されている状態からバーナ４の燃焼が再開される時に、制御部３２は、バーナ４が着火した後で、三方弁２３を暖房戻り流路１９を流通する循環液を二次流路７側へ戻す流路を形成する通常状態とすることで、バーナ４着火前に行われるパージ動作、すなわち、送風ファン３のみを駆動させて燃焼室１１と連通し燃焼排気が通過する排気流路に残留する未燃ガスを吹き飛ばす送風動作によって、二次熱交換器８での循環液の放熱が促進されるのを防止することができるものである。
【００３０】
なお、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、本実施形態では、一次熱交換器６を貯湯缶体１０を有する貯湯式の熱交換器としたが、一次熱交換器６は図４に示すようなフィンチューブ式の熱交換器としてもよいものであり、一次熱交換器６をフィンチューブ式の熱交換器とした場合は、一次流路５から流出する循環液の温度を検出できる位置、例えば一次流路５の出水側に近い位置の暖房往き流路２０に温度検出手段としての温度センサ１４を設けて、温度センサ１４の検出する循環液の温度が設定温度付近の温度になるようバーナ４の燃焼を制御すればよいものである。
【００３１】
また、本実施形態では、温度センサ１４の検出する貯湯缶体１０内の循環液の温度がリモコン２８の温度設定スイッチ３０で設定された設定温度付近の温度になるようバーナ４の燃焼を制御するものであったが、温度センサ１４を放熱端末１８から流出する循環液の温度を検出するものとし、温度センサ１４の検出する循環液の温度がリモコン２８の温度設定スイッチ３０で設定された設定温度付近の温度になるようバーナ４の燃焼を制御するものとしてもよいものである。
【００３２】
また、本実施形態では、バイパス流路２２を連結流路２１に接続したものとしたが、バイパス流路２２は連結流路２１に接続せずに直接的に一次流路５に接続したものであってもよいものである。
【００３３】
また、本実施形態では、流路切換手段として三方弁２３を適用したが、三方弁２３の代わりに、暖房戻り流路１９とバイパス流路２２との分岐点より二次流路７寄りの暖房戻り流路１９に開閉弁を設けると共にバイパス流路２２に開閉弁を設け、これらの開閉弁を流路切換手段としてもよく、特に限定されるものではないが、上記開閉弁を流路切換手段として適用した場合、暖房運転中であってバーナ４の燃焼が実行されているときは、暖房戻り流路１９の開閉弁を開弁しバイパス流路２２の開閉弁を閉弁して、放熱端末１８から流出され暖房戻り流路１９を流通する循環液を二次熱交換器８の二次流路７側へ戻す流路を形成する通常状態とし、暖房運転中であってバーナ４の燃焼が停止しているときは、暖房戻り流路１９の開閉弁を閉弁しバイパス流路２２の開閉弁を開弁して、放熱端末１８から流出され暖房戻り流路１９を流通する循環液をバイパス流路２２側へ戻す流路を形成するバイパス状態とすれば、三方弁２３と同様の動作を実行できるものである。
【００３４】
また、本実施形態では、端末として床暖房パネルやパネルコンベクタ等の放熱端末１８を有し、循環運転として暖房運転を行える熱源装置に本発明を適用したが、端末として１つまたは複数の給湯栓を有し、循環運転として循環保温運転を行える即湯機能付き給湯機としての熱源装置に本発明を適用してもよく、その場合は、給湯栓からの給湯が行われていないときに、給湯栓と熱源機２との間を循環する循環液（温水）の温度を設定温度に保温するべく燃焼を制御し、制御部３２は、循環運転中であってバーナ４の燃焼が実行されているときは、三方弁２３を、給湯栓から戻される循環液を二次熱交換器８の二次流路７側へ戻す流路を形成する通常状態とし、循環液が二次熱交換器８の二次流路７に流れるようにし、循環運転中であってバーナ４の燃焼が停止されているときは、三方弁２３を、放熱端末１８から戻される循環液をバイパス流路２２側へ戻す流路を形成するバイパス状態とし、循環液が二次熱交換器８の二次流路７に流れないようにバイパスすることで、先に説明した一実施形態の暖房運転時と同様の効果が得られるものである。
【符号の説明】
【００３５】
４  バーナ
５  一次流路
６  一次熱交換器
７  二次流路
８  二次熱交換器
１４  温度センサ
１８  放熱端末
２２  バイパス流路
２３  三方弁
２５  循環ポンプ
３２  制御部
【図１】
0006401631.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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