(57)【要約】【課題】給湯回路と暖房回路を１缶２水路で構成した熱交換器における給湯と暖房の同時運転を可能にする。【解決手段】給湯回路１と暖房回路１０が通る共通の熱交換器４と、給湯熱交センサー５と、暖房熱交センサー１２と、給湯バイパス回路６と、給湯バイパス弁８とを備え、暖房熱交センサー１２の検出温度により、給湯熱交センサー５の制御温度を切換えることにより、給湯バイパス流量が変わり、それに伴い給湯回路１の熱交流量も変わり、熱交換器内の通路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変え、給湯、暖房のそれぞれの器具出口湯温を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯回路と暖房回路を１つの缶体内に構成した熱交換器と、前記熱交換器を加熱する燃焼部と、給湯及び暖房運転の要求に応答して燃焼を制御する燃焼制御手段を備えた給湯暖房装置であって、前記給湯回路は、給水温度を検出する入水温度センサーと、給湯回路の熱交換器出口温度を検出する給湯熱交センサーと、給湯温度を検出する出湯温度センサーと、給湯回路の流量を検出する流量センサーと、給湯回路の熱交換器入口側と出口側をバイパスする給湯バイパス回路と、給湯回路の水量を制御する水量制御弁と、前記給湯バイパス回路のバイパス流量を制御する給湯バイパス弁で構成し、前記暖房回路は、暖房水を循環させる暖房ポンプと、暖房回路の熱交換器出口温度を検知する暖房熱交センサーで構成し、前記燃焼制御手段は、給湯と暖房の同時使用時に、前記暖房回路の熱交換器出口温度に応じて給湯回路の熱交換器流量を可変する流量可変手段を備え、前記流量可変手段は暖房回路の熱交換器出口温度が低いとき、給湯回路の熱交換器流量を減らすように制御して熱交換器内の給湯回路と暖房回路の熱吸収バランスを変更するようにした給湯暖房装置。
【請求項２】
暖房熱交センサーの検出温度に対応して、給湯熱交センサーの制御温度を切換えることにより、給湯バイパス回路の流量を変えて、給湯回路の熱交換器流量を可変制御することを特徴とする請求項１記載の給湯暖房装置。
【請求項３】
暖房ポンプにＤＣポンプを用い、暖房熱交センサーの検出温度に対応して、ポンプ回転数を変えることにより、暖房回路の熱交換器流量を可変制御することを特徴とする請求項１記載の給湯暖房装置。
【請求項４】
暖房回路の機内循環回路に機内循環量を制御する機内循環流量制御弁を設け、暖房熱交センサーの検出温度に対応して、機内循環流量を可変することにより、暖房回路の熱交換器流量を可変制御することを特徴とする請求項１記載の給湯暖房装置。
【請求項５】
暖房回路に前記熱交換器をバイパスする暖房バイパス回路と、暖房バイパス回路のバイパス流量を制御する暖房バイパス弁と、暖房バイパス合流後の循環水温度を検出する暖房出口センサーを設け、暖房出口センサーの検知温度に対応して暖房バイパス比率を変えることにより、暖房回路の熱交換器流量を可変制御することを特徴とする請求項１記載の給湯暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯回路と暖房回路を１つの熱交換器で構成した給湯暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯暖房装置は、一般的には給湯側と暖房側を別々の熱交換器で構成して、お互いの運転の影響を受けずに各々の湯温制御をしている。また、１缶２水構成においては、給湯優先で燃焼させて、暖房側は暖房回路の温度により、熱交換器を経由しないバイパスに切換えるものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の給湯暖房装置を示すものである。図４に示すように、給湯回路１の第１熱交換器２３と、暖房回路１０の第２熱交換器２４と、第１熱交換器２３と第２熱交換器２４を配設した缶体２５と、暖房回路１０の温度を検出する温度センサー２７と、暖房回路１０をバイパス循環路２８に切換える三方弁２６から構成されている。
【特許文献１】特開２００２−３１４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、給湯用と暖房用のそれぞれに、熱交換器および燃焼部が必要となって、コストアップとなり、かつ、本体重量も重くなるといった課題を有していた。また、給湯回路と暖房回路を１つの熱交換器で構成した１缶２水路構成のものについては、給湯と暖房を同時に使用する場合、給湯の湯温制御を優先して器具の制御を行い、暖房側は熱交換器を通過して出てきた温度に対して、回路を切換えているため、端末へ供給する循環水の湯温が上限と下限の間で変動して安定しないため、暖房温度も変動し、また、暖房状況に合わせて、一定の温度に制御することができないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、給湯と暖房の同時使用時に、２つの通路の器具出口温度を制御することができる１缶２水路熱交換器構成とした給湯暖房装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯暖房装置は、給湯と暖房の同時使用時に、暖房回路の熱交換器出口温度に応じて給湯回路の熱交換器流量を可変する流量可変手段を備え、前記流量可変手段は暖房回路の熱交換器出口温度が低いとき、給湯回路の熱交換器流量を減らすように制御して熱交換器内の給湯回路と暖房回路の熱吸収バランスを変更するようにしてある。
【０００７】
これによって、熱交換器内の回路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変えることができ、給湯、暖房のそれぞれの要求湯温に対して、熱交換器でのそれぞれの吸熱量が最適になるように、熱交換器流量を可変して、器具出口湯温を制御することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の給湯暖房装置は、１缶２水熱交換器構成で同時使用時に、器具出口の給湯湯温と暖房湯温を制御することができ、２缶２水と同等性能を１缶２水熱交換器構成で実現して、コスト、重量を下げ、部品点数を減らして省資源化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、給湯回路と暖房回路を１つの缶体内に構成した熱交換器と、前記熱交換器を加熱する燃焼部と、給湯及び暖房運転の要求に応答して燃焼を制御する燃焼制御手段を備えた給湯暖房装置であって、前記給湯回路は、給水温度を検出する入水温度センサーと、給湯回路の熱交換器出口温度を検出する給湯熱交センサーと、給湯温度を検出する出湯温度センサーと、給湯回路の流量を検出する流量センサーと、給湯回路の熱交換器入口側と出口側をバイパスする給湯バイパス回路と、給湯回路の水量を制御する水量制御弁と、前記給湯バイパス回路のバイパス流量を制御する給湯バイパス弁で構成し、前記暖房回路は、暖房水を循環させる暖房ポンプと、暖房回路の熱交換器出口温度を検知する暖房熱交センサーで構成し、前記燃焼制御手段は、給湯と暖房の同時使用時に、前記暖房回路の熱交換器出口温度に応じて給湯回路の熱交換器流量を可変する流量可変手段を備え、前記流量可変手段は暖房回路の熱交換器出口温度が低いとき、給湯回路の熱交換器流量を減らすように制御して熱交換器内の給湯回路と暖房回路の熱吸収バランスを変更するようにしたことを特徴とするものであり、熱交換器内の回路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変えることができ、給湯、暖房のそれぞれの要求湯温に対して、熱交換器でのそれぞれの吸熱量が最適になるように、熱交換器流量を可変して、器具出口湯温を制御することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の給湯回路の熱交換器流量の可変を、暖房熱交センサーの検出温度に対応して、給湯熱交センサーの制御温度を切換えることにより、給湯バイパス比率が変わり、それにより給湯回路の熱交換器流量が変わり、熱交換器内の通路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変え、給湯、暖房のそれぞれの器具出口湯温を制御することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明の暖房ポンプをＤＣポンプとすることにより、暖房熱交センサー検出温度に対応して、ポンプ制御回転数を変え、暖房回路の熱交換器流量が変わり、熱交換器内の通路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変え、給湯、暖房のそれぞれの器具出口湯温を制御することができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１の発明の暖房回路の機内循環回路に、機内循環量を制御する機内循環流量制御弁を設け、暖房熱交センサーの検出温度に対応して、機内循環流量を可変することにより、暖房回路の熱交換器流量が変わり、熱交換器内の通路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変え、給湯、暖房のそれぞれの器具出口湯温を制御することができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１の発明の暖房回路に熱交換器をバイパスする暖房バイパス回路と、暖房バイパス回路のバイパス流量を制御する暖房バイパス弁と、暖房バイパス合流後の循環水温度を検出する暖房出口センサーを設け、暖房出口センサーの検知温度に対応して暖房バイパス比率を変えることにより、暖房回路の熱交換器流量が変わり、熱交換器内の通路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変え、給湯、暖房のそれぞれの器具出口湯温を制御することができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における給湯暖房装置の構成図を示すものである。
【００１６】
図１において、給湯回路１は、回路を流れる水量を検出する水量センサー２、給水温度を検出する入水温度センサー３、熱交換器４で加熱された温度を検出する給湯熱交センサー５と熱交換器４をバイパスする給湯バイバス回路６、熱交換器４で加熱された温水と給湯バイパス回路６の水が混合された後の出湯温度を検出する出湯温度センサー７で構成している。給湯バイパス回路６にはバイパス流量を制御する給湯バイパス弁８が設けてある。
【００１７】
暖房回路１０は、回路に温水を循環させるための暖房ポンプ１１と、熱交換器４で加熱され端末へ供給される温水の温度を検出する暖房熱交センサー１２を備えている。熱交換器４は給湯回路１、暖房回路１０の両方に共通な１缶２水路熱交換器構成になっており、共通の燃焼部１３により加熱される構成となる。
【００１８】
各センサーの検出値と、リモコン１４の信号により、制御部１５で燃焼部１３の燃焼量、ファン１８の回転数、各弁の制御を行う。
【００１９】
以上のように構成された給湯暖房装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２０】
給湯と暖房を同時に使用された場合、まず、給湯回路の入水温度センサー３で検出される給水温度、水量センサー２の検出流量、リモコン１４の設定温度より必要な燃焼量を計算して、この燃焼量に基づき燃焼が開始される。そして、給湯熱交センサー５で検出される給湯回路１の熱交換器出口温度が初期給湯熱交センサー制御温度になるように燃焼制御を行い、その後、出湯温度センサー７の検出温度がリモコン１４の設定温度になるように、給湯バイパス回路６の流量を給湯バイパス弁８で制御して給湯湯温制御する。
【００２１】
上記給湯湯温制御において、給湯熱交センサー５の検出温度が初期給湯熱交センサー制御温度になったら、暖房熱交センサー１２の検出温度が設定された暖房熱交制御温度になっているか、否かを判定し、暖房熱交センサー１２の検出温度が、暖房熱交制御温度より低い場合は、給湯熱交センサー制御温度を１段階上昇させる。
【００２２】
この、給湯熱交センサー制御温度を１段階上げることにより、燃焼量が増大し給湯回路１の熱交換器出口温度が上昇するため、給湯バイパス弁８は出湯温度センサー７の検出温度がリモコン１４の設定温度になるようにバイパス流量が増加するように制御される。この制御により給湯回路の熱交換器流量は減少し、熱交換器としては給湯側の流量が減り温度が高くなるので、暖房側の方に熱が吸収されやすくなる。
【００２３】
このように、給湯と暖房を同時に使用された場合、制御部１５は、給湯熱交センサー５の検出温度が初期給湯熱交センサー制御温度に達した後、暖房熱交センサー１２の検出温度に応じて初期の給湯熱交センサー制御温度に対して制御温度を変化させることにより、給湯回路の熱交換器流量を変更して、給湯側と暖房側の吸熱バランスを調節するようにしており、給湯と暖房同時運転時に制御部１５が行う上記一連の制御を流量可変手段と定義している。
【００２４】
そして、給湯側の器具出口温度は、給湯バイパス回路６の流量の制御により温度制御できるため、暖房熱交センサー温度が制御温度になるように、給湯熱交センサー制御温度を可変させることができる。
【００２５】
また、暖房ポンプ１１にＤＣポンプを用いることにより、暖房ポンプ１１を回転数制御させることができ、暖房回路１０の循環流量を可変することができる。これにより、流量可変手段で給湯回路の熱交換器流量を変更して、給湯側と暖房側の吸熱バランスを調節した後、暖房ポンプ１１の回転数制御により、暖房回路１０の流量を調節することで、さらに給湯側と暖房側の吸熱バランスを良好な状態に調節することができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、暖房ポンプ１１の回転数制御を流量可変手段で給湯回路の熱交換器流量を変更した後に行うようにしたが、暖房熱交センサー１２の検出温度によっては流量可変手段で給湯回路の熱交換器流量を変更しない状態において暖房ポンプ１１の回転数制御だけで給湯側と暖房側の吸熱バランスを調節することも可能である。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態の給湯暖房装置の構成図である。
【００２８】
図２において、暖房回路１０に端末側をバイパスするように機内循環回路１７を設け、この機内循環回路１７を流れる機内循環流量を可変させる機内循環流量制御弁１９を設けた構成としている。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００２９】
以上のように構成された給湯暖房装置について、以下その動作、作用を説明する。給湯回路の湯温制御については、実施の形態１と同様である。給湯熱交センサー５の検出温度が初期給湯熱交センサー制御温度になったら、暖房熱交センサーの検出温度を暖房熱交制御温度と比較する。暖房熱交制御温度に対する暖房熱交センサーの検出温度の高低に対応して、機内循環流量制御弁１９を制御し機内循環流量を可変させる。これにより、暖房回路の熱交換器流量が変わり、熱交換器内の給湯側、暖房側の熱吸収バランスが調節され、給湯、暖房のそれぞれの器具出口湯温を制御することができる。
【００３０】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態の給湯暖房装置の構成図である。
【００３１】
図３において、暖房回路１０に熱交換器４をバイパスし、バイパス流量を制御する暖房バイパス弁２１を備えた暖房バイパス回路２０と、熱交換器４で加熱された温水と暖房バイパス回路２０からの循環水を混合して、暖房端末へ供給される温水温度を検出する暖房出口センサー２２を設けた構成である。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００３２】
以上のように構成された給湯暖房装置について、以下その動作、作用を説明する。給湯回路の湯温制御については、実施の形態１と同様である。給湯熱交センサー５の検出温度が初期給湯熱交センサー制御温度になったら、暖房出口センサー２２の検出温度を暖房要求温度と比較する。暖房要求温度に対する暖房出口センサー２２の検出温度の高低に対応して、暖房バイパス弁の開度を変える。
【００３３】
それにより、暖房回路の熱交換器流量が変わり、熱交換器内の通路での給湯側、暖房側の熱の吸収バランスを変え、給湯、暖房のそれぞれの器具出口湯温を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる給湯暖房装置は、給湯回路と暖房回路の１缶２水熱交換器構成において、熱交換器内の給湯流量と暖房流量を最適に制御することで、給湯回路と暖房回路の吸熱バランスを調節し、給湯と暖房の同時使用を可能にしたもので、給湯と暖房の組み合わせに限定されることなく、給湯と風呂の同時運転時にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯暖房装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における給湯暖房装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３における給湯暖房装置の構成図
【図４】従来の給湯暖房装置の構成図
【符号の説明】
【００３６】
１  給湯回路
２  水量センサー
３  入水温度センサー
４  熱交換器
５  給湯熱交センサー
６  給湯バイパス回路
７  出湯温度センサー
８  給湯バイパス弁
９  水量制御弁
１０  暖房回路
１１  暖房ポンプ
１２  暖房熱交センサー
１３  燃焼部
１５  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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