JPH0660744B2 - 温水暖房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は温水で暖房する温水暖房システムに関するもの
である。

従来の技術 従来、温水暖房システムは一定温度で制御するように構
成されている。従来の温水暖房システムの全体構成を第
６図に示す。１は熱源機本体、２は熱交換器、３は熱交
換器２の下流の送水管４に設けた温水温度センサー、５
はタンク６、送水管４、分枝送水管４ａ、放熱器12、分
枝戻り管７ａ、戻り管７を通して温水を循環させるポン
プ、８は熱交換器２を加熱するバーナー、９は燃料供給
管10のＯＮ−ＯＦＦを行なうしゃ断弁、11は温水温度セ
ンサー３により検出された温水温度にてしゃ断弁９を制
御する制御装置である。

以上のように構成された温水暖房システムについて、以
下その動作について説明する。第７図に従来の温水暖房
システムによって温水温度制御した一例を示す。制御装
置出力が100％とはしゃ断弁ＯＮ、０％とはしゃ断弁Ｏ
ＦＦを表わす。暖房運転を開始すると、バーナー８によ
り熱交換器２が加熱され、温水温度が上昇し、所定の上
限温度（第７図では90℃）になると、設けられた温度セ
ンサー３にてこれを感知して、制御装置11はしゅ断弁９
をＯＦＦとし、バーナー８の燃焼を停止させる。したが
って、温水温度は低下し、所定の下限温度（第７図では
70℃）に達すると、温度センサー３にてこれを感知し
て、制御装置11はしゃ断弁９を再びＯＮとして、バーナ
ー８における燃焼を開始し、温水温度を上昇させる。以
後、放熱器12の暖房量によってしゃ断弁のＯＮ時間、お
よびＯＦＦ時間が異なってくるが、温水温度は第７図に
示すように平均温度（第７図では約80℃）を境にして上
下を繰り返す。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような従来の構成では、放熱器12の
暖房負荷量が多いときは、温水温度を高く設定した場合
における暖房効果は高いが、しかし、室内の温度が高く
なって暖房負荷量が少なくなると、設定された温水温度
が高いことにより分枝戻り管７ａおよび熱源機本体１よ
り逃げる熱ロスが大きく、システム全体の熱効率が低く
なるという問題を有していた。

本発明は上記の問題点を解決するもので、暖房負荷量の
多いときの暖房効果を低下させずに、暖房負荷量の少な
い場合におけるシステム全体の熱効率を自動的に高める
ことができる温水暖房機を提供することを目的とするも
のである。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するため、本発明は、検出器として
温水温度センサーを、操作端として燃焼量を比例的に制
御する比例制御弁と、燃料をしゃ断するしゃ断弁を具備
し、複数の温水温度を設定可能な温水温度設定器と、設
定温水温度と前記温水温度センサーで検出した温水温度
を入力として温水温度偏差を出力する減算器と、前記減
算器出力を入力とし、比例制御弁開度指令値を出力する
制御部と、前記開度指令値と一定指令値を比較してしゃ
断弁のオン・オフ制御するしゃ断弁駆動出力部と、前記
一定指令値以上の開度指令値で前記比例制御弁を駆動す
る前記比例制御弁駆動出力部と、前記開度指令値と前記
しゃ断弁駆動出力部の出力を入力し、サンプリング時間
毎に、前記開度指令値が減少傾向または平衡もしくはし
ゃ断弁への出力がオフ指令の時に設定温水温度を一ラン
ク下げ、前記開度指令値が100％または増加傾向の時に
設定温水温度を一ランク上げるように前記温水温度設定
器を制御する負荷判定器を有する制御装置を設けたもの
である。

作用 上記構成により本発明は比例制御弁開度指令値、しゃ断
弁へのＯＮ−ＯＦＦ指令値によって暖房負荷量を判定
し、暖房負荷量が多いときは温水温度設定を上げ、暖房
負荷量が少ないときは温水温度設定を下げることによっ
て配管途中および熱源機本体からの放熱ロスを少なく
し、システム全体の効率を上げることができる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例である温水暖房システムの全体構
成を示す。第１図において、13は燃焼量を比例的に制御
する比例制御弁であり、バーナー８の前段に設置されて
おり、制御装置11により後述のように制御される。

第４図は比例制御弁13の開度（燃焼量）と暖房の負荷量
との関係を示す。第４図に示すように、最大開度（燃焼
量）を100％としたときの負荷量を100％にすると、負荷
量が100％を越えたときは飽和域に入り、前記開度（燃
焼量）は、100％となる。次に負荷量が100％以下になる
と、前記開度（燃焼量）も比例して低下し、バーナー８
が燃焼させうる最低燃焼量の開度まで（第４図において
は25％）低下する。それよりも負荷量が低下すると、前
記開度（燃焼量）は一定となり、バーナー８に対してし
ゃ断弁９のＯＮ−ＯＦＦ制御によりＯＮ−ＯＦＦ燃焼と
なる。

第２図は制御装置11の一例を示し、温水温度センサー３
にて検出した温水温度を入力とし、比例制御弁13、しゃ
断弁９を操作端として、温水温度を制御する。21は複数
の温水温度を設定可能な温水温度設定器、22は設定温水
温度と温水温度センサー３で検出した温水温度との差
を、温水温度偏差信号22aとして出力する減算器、23は
温水温度偏差信号22aを入力とし、温水温度偏差信号22a
が正の場合に増加方向、零の場合に定値、負の場合に減
少方向の比例制御弁開度指令値信号23aを出力するＰＩ
Ｄ制御部、24は比例制御弁開度指令値信号23aと比例制
御弁13の最低燃焼量の開度を比較して、比例制御弁開度
指令値信号23aが前記最低燃焼量の開度未満の時にはし
ゃ断弁９をＯＦＦとし、以上の時にはＯＮとするように
しゃ断弁９のＯＮ−ＯＦＦ制御を行なうしゅ断弁駆動出
力部、25は比例制御弁開度指令値信号23aを前記最低燃
焼量の開度以上に制限して比例制御弁13を駆動する比例
制御弁駆動出力部、26は比例制御弁開度指令値信号23a
としゃ断弁駆動出力部25の出力信号24aを入力し、第４
図の如く比例弁開度（燃焼量）の変化で負荷量の増減が
判断できることを考慮して、サンプリング時間毎に、比
例弁開度指令値信号23aが減少傾向か平衡かあるいはし
ゃ断弁出力信号24aがＯＦＦ信号のときは負荷量が小さ
くなったと判断し、比例弁開度指令値信号23aが増加か1
00％のときは負荷量が大きくなったと判断し、負荷量が
小さくなったと判断したときは温水温度の設定を一ラン
ク下げ、逆に負荷量が大きくなったと判断したときに設
定温度を一ランク上げるように温水温度設定器21を制御
する負荷判定器である。

第３図に前記負荷判定器26と温水温度設定器21の機能で
ある温水温度設定のフローチャートを示す。第３図にお
いては、温水温度の設定を10℃毎の60℃〜80℃としてい
る。第３図において、31で現在サンプリング時間である
かを判断し、サンプリング時間の時に以下の設定温度変
更フローにはいる。32でしゃ断弁出力信号24aがＯＮの
場合は33に進み、33で比例制御弁開度指令信号23aが100
％、あるいは34で比例制御弁開度指令信号23aが増方向
の場合は35に進み、設定温度を10℃一ランク上げる。32
でしゃ断弁出力信号24aがＯＦＦの場合は、または34
で、比例制御弁開度指令値23aが減少または平衡の場合
は36に進み、設定温度を10℃一ランク下げる。また、3
7,38で設定温度を60℃以上に39,40で設定温度を80℃以
下に限定している。

第５図は本発明の一実施例の温水暖房システムによって
温水温度を制御した一例を示す。第５図中の制御装置出
力信号とは、比例制御弁開度信号（25〜100％）としゃ
断弁開度信号（０〜100％）とのＡＮＤ信号であり、し
ゃ断弁開にて25％〜100％では比例制御弁開度、すなわ
ち比例制御弁開度指令値と一致し、25％未満ではしゃ断
弁がＯＦＦとなるために０％となる。設定温水温度を80
℃として、暖房運転を開始すると、温水温度が上昇をは
じめ、制御装置出力信号は100％で推移し、温水温度が
設定温度に近づくと急激に制御装置出力信号は低下し、
負荷量に見合った出力で平衡となり、温水温度も80℃で
安定する。運転を開始して制御装置出力信号が平衡域に
入ったときの第５図のａ点からサンプリングを開始する
ようにし、以後ｂ〜ｇのように一定時間毎に出力信号を
サンプリングする。ａ点で、すでに制御装置出力信号は
平衡状態であるから設定温度は80℃から70℃にランクを
下げ、ｂ点でさらに平衡状態であるから60℃に下げる。
ｃ〜ｅ点では平衡か０％（ＯＦＦ）であるから60℃を維
持する。ｆ点では増加状態であるので設定を70℃に上
げ、ｇ点でさらに増加状態が続いているので80℃設定と
なる。このようにして制御装置出力信号を一定時間毎に
増加、減少、平衡、０％（ＯＦＦ）、100％かどうか判
断して、温水の設定温度を負荷量の増減に応じて変化さ
せる。

以上、本実施例によれば、制御装置出力信号が減少か平
衡か０％（ＯＦＦ）のときは設定温度を一ランク下げ、
増加か100％出力のときは設定温度を一ランク上げるこ
とにより、負荷量の大きいときは設定温度を高く、負荷
量の小さいときは設定温度を低くして、無駄のない暖房
が可能となる。

発明の効果 以上のように本発明の比例制御弁を用いた温水暖房機に
おいて、比例制御弁開度指令値、しゃ断弁のＯＮ−ＯＦ
Ｆ指令値により暖房負荷量を判断し、負荷量の小さい時
温水温度を下げ、逆に負荷量の大きいとき温水温度を上
げることにより、配管および熱源機本体からの放熱ロス
を少なくし、かつ暖房の立上り時および負荷量の多いと
きは暖房効果を発揮させることのできる効率的な暖房シ
ステムを実現でき、省エネルギーに貢献できる。例えば
温水温度を80℃から60℃に低下することで約15％のエネ
ルギーが節約でき、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す温水暖房システムの全
体構成図、第２図は制御装置の制御ブロック図、第３図
は制御装置内の負荷判定器、温水温度設定器の機能を示
す温水温度設定フローチャート、第４図は比例制御弁開
度と暖房負荷量の関係を示す図、第５図は温水温度制御
の一例を示す図、第６図は従来の温水暖房システムの全
体構成図、第７図は温水温度制御の一例を示す図であ
る。 ３……温水温度センサー、９……しゃ断弁、11……制御
装置、13……比例制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出器として温水温度センサーを、操作端
   として燃焼量を比例的に制御する比例制御弁と、燃料を
   しゃ断するしゃ断弁を貝備し、複数の温水温度を設定可
   能な温水温度設定器と、設定温水温度と前記温水温度セ
   ンサーで検出した温水温度を入力として温水温度偏差を
   出力する減算器と、前記減算器出力を入力とし、比例制
   御弁開度指令値を出力する制御部と、前記開度指令値と
   一定指令値を比較してしゃ断弁のオン・オフ制御するし
   ゃ断弁駆動出力部と、前記一定指令値以上の開度指令値
   で前記比例制御弁を駆動する前記比例制御弁駆動出力部
   と、前記開度指令値と前記しゃ断弁駆動出力部の出力を
   入力し、サンプリング時間毎に、前記開度指令値が減少
   傾向または平衡もしくはしゃ断弁への出力がオフ指令の
   時に設定温水温度を一ランク下げ、前記開度指令値が10
   0％または増加傾向の時に設定温水温度を一ランク上げ
   るように前記温水温度設定器を制御する負荷判定器を有
   する制御装置を設けた温水暖房機。