JPH0794900B2 - 暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明はバーナにて加熱された熱交換器を熱媒体を複
数の放熱器へポンプで循環して暖房を行う暖房装置に関
する。

（ロ）従来の技術 従来のこの種の暖房装置は、例えば特開昭56−133540号
公報に開示されているように、熱源機に内蔵され、バー
ナにて加熱される熱交換器と、循環ポンプと、熱媒体供
給弁及び放熱器を有する複数の分岐路とを環状に接続し
て熱媒体循環路を形成し、放熱器側の運転信号によって
バーナ及び循環ポンプを運転させるとともに、熱媒体供
給弁を開放させ、熱交換器の熱媒体（水または不凍液
等）を放熱器に供給して室内の暖房を行うものが知られ
ている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上述した暖房装置は分岐路の熱媒体供給弁と
して常閉の熱動弁や電動弁が使用されているため、暖房
を必要としない放熱器には熱媒体が供給されず、無駄な
放熱を防止できる利点がある。しかしながら、放熱器の
運転台数とは無関係にバーナの燃焼量が一定であるた
め、放熱器の運転台数に応じて温風温度が変化するばか
りでなく、運転台数が少ないときには熱交換器の熱媒体
温度が過度に上昇してバーナの燃焼−停止が頻繁に繰返
されたり、運転台数が多いときには室温がなかなか所望
の温度に到達しない問題があった。また、熱媒体の凍結
を防止するためにバーナを作動させる際にも同様な問題
があった。

この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであり、
快適で、経済的な暖房運転を実現するとともに、確実
で、効率の良い凍結防止運転が行われるようにすること
を目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明の暖房装置は、バーナにて加熱される熱交換器
の熱媒体を、熱媒体供給弁及び放熱器をそれぞれ有する
複数の分岐路に、ポンプで循環するようにした暖房装置
において、各分岐路の熱媒体供給弁及び放熱器に1:1に
対応して設けられ、かつ、運転スイッチ、サーモスイッ
チ等の運転指示に基づいて運転信号を発する複数の室内
側制御装置と、この複数の室内側制御装置の運転信号が
供給される熱源側制御装置とを備え、この熱源側制御装
置には運転信号を発している室内側制御装置の数に応じ
た燃焼量でバーナに燃焼を行わせる手段と、運転信号を
発している室内側制御装置に対応する熱媒体供給弁を開
放させる手段と、暖房運転の停止中に熱媒体温度が所定
温度以下に低下したときには全ての熱媒体供給弁を開放
させると共に、バーナに燃焼を行わせる手段とが設けら
れているものである。

（ホ）作 用 複数の放熱器のそれぞれに1:1に対応して設けられた室
内側制御装置の何れかが運転スイッチ、サーモスイッチ
等の運転指示に基づいて運転信号を発すると、熱源側制
御装置は運転信号を発している室内側制御装置の数に応
じた燃焼量でバーナに燃焼を行わせる。また、運転信号
を発している室内側制御装置に1:1に対応する熱媒体供
給弁を開放させる。このため、暖房を必要とする放熱器
にのみ加熱された熱媒体が供給されるばかりでなく、バ
ーナの燃焼量が暖房負荷に応じて適度に調整され、それ
ぞれの放熱器の温風温度や熱媒体温度が全体の暖房負荷
によって大きく変動する心配がないなど、快適で、経済
的な暖房運転が行われる。

このような暖房運転の停止中に熱媒体温度が所定温度以
下に低下すると、熱源側制御装置は全ての熱媒体供給弁
を開放させるとともに、バーナに所定量の燃焼を行わせ
る。このため、熱交換器で加熱された熱媒体がその循環
路に隅々まで行渡り、熱媒体の凍結が確実に防止される
とともに、熱媒体が適度に加熱され、効率の良い凍結防
止運転が行われる。

（ヘ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図において、（１）は屋外に設置される熱源機であ
り、熱源機（１）にはバーナ（２）と、このバーナ
（２）によって加熱される熱交換機（３）と、排気ファ
ン（４）と、熱媒体タンク（５）と、この熱媒体タンク
（５）に装着されたラジエータキャップ（６）の圧力調
整弁（７）を介して熱媒体タンク（５）に接続されたリ
ザーブタンク（８）と、循環ポンプ（９）と、熱動弁よ
りなる常閉の２つの熱媒体供給弁（10）（11）と、バー
ナ（２）に接続されたガス管（12）と、ガス管（12）に
設けられた遮断弁（13）及び比例制御弁（14）と、バー
ナ（２）の近くに設けられた点火装置（15）と、熱源側
制御装置（16）とが内蔵されている。また、２つの配管
接続口（17）（18）、戻り側ヘッダー（19）、熱交換器
（３）、熱媒体タンク（５）、循環ポンプ（９）、往き
側ヘッダー（20）、２つの熱媒体供給弁（10）（11）、
及び２つの配管接続口（21）（22）が順次配管にて接続
され、これらによって熱源機（１）側の熱媒体循環路
（Ｃ）を構成しており、熱交換器（３）の熱媒体出口近
くの熱媒体循環路（Ｃ）には熱媒体温度センサ（Th）が
取付けられている。また、熱媒体タンク（５）の上部に
は給液口（23）が設けられ、この給液口（23）には逆止
弁（24）が内蔵されている。この逆止弁（24）は矢印方
向に圧力（例えば、0.3kg/cm²以上）がかかると、その
方向に熱媒体が流れるのを許容し、かつ、矢印と反対方
向の熱媒体の流れを阻止するものである。（25A）（25
B）はそれぞれ室内に設置されるファンコンベクター等
の室内機であり、室内機（25A）（25B）には放熱器（26
A）（26B）、送風ファン（27A）（27B）、室温サーミス
タ（28A）（28B）、及び室内側制御装置（29A）（29B）
が内蔵されている。そして、放熱器（26A）（26B）は分
岐路（C1）（C2）を介して熱媒体循環路（Ｃ）に接続さ
れている。

第２図は上述した暖房装置の制御部の内部構成を示すも
のであり、室内側制御装置（29A）（29B）は運転スイッ
チ（30A）（30B）と、室温サーミスタ（28A）（28B）が
検出した室温と温度設定器（31A）（31B）にて設定され
た設定温度とを比較し、室温が設定温度より低いときに
サーモスイッチ（32A）（32B）をオンにする室温制御回
路（33A）（33B）と、運転スイッチ及びサーモスイッチ
によって通電が制御される送風ファン（27A）（27B）駆
動用のファンモータ（34A）（34B）、並びにリレー（35
A）（35B）とから構成されている。

一方、熱源側制御装置（16）は熱媒体温度センサ（Th）
の検出温度に応じてオン・オフのサーモ信号を発する熱
媒体制御装置（36）と、リレー（35A）（35B）にて開閉
されるリレー接点（351A）（351B）の接点信号（運転信
号）を入力して室内機（25A）（25B）の運転の有無を判
別する運転台数判別装置（37）と、この運転台数判別装
置（37）が１台以上の運転信号を判別し、かつ、上述し
た熱媒体制御装置（36）が第１のオン信号を発している
とき、若しくは熱媒体制御装置（36）が第２のオン信号
を発しているときに排気ファン（４）駆動用のファンモ
ータ（38）、循環ポンプ（９）、遮断弁（13）、及び点
火装置（15）に所定のシーケンスで通電する燃焼制御装
置（39）と、リレー接点（351A）（351B）の投入数に応
じた運転台数判別装置（37）の出力信号、並びに熱媒体
制御装置（36）の第２のオン信号に応じて比例弁（14）
の弁開度を調整する比例弁制御装置（40）と、運転台数
判別装置（37）の判別信号、並びに熱媒体制御装置（3
6）の第２のオン信号に応じて熱媒体供給弁（10）（1
1）に通電し、これらを開放させる供給弁制御装置（4
1）とを備えている。

第３図は熱媒体制御装置（36）、運転台数判別装置（3
7）、比例弁制御装置（40）及び供給弁制御装置（41）
の内部回路を示すものである。熱媒体制御装置（36）は
サーミスタよりなる熱媒体温度センサ（Th）、抵抗（4
2）ないし（46）及び比較器（47）で構成された第１サ
ーモ回路（48）と、熱媒体温度センサ（Th）、抵抗（4
2）、抵抗（49）ないし（52）及び比較器（53）で構成
された第２サーモ回路（54）と、比較器（53）の出力が
供給されるトランジスタ等の反転器（55）によって通電
が制御される補助リレー（56）と、比較器（53）の出力
側に設けられ、バッファー回路（57）、コンデンサ（5
8）、抵抗（59）及びバッファー回路（60）で構成され
たタイマー回路（61）とを備え、第1,第２サーモ回路
（48）（54）のオン・オフのサーモ信号が燃焼制御装置
（39）に供給されている。運転台数判別装置（37）はリ
レースイッチ（351A）（351B）にそれぞれ直列に接続さ
れた抵抗（62）（63）と、接続点（64）（65）の電圧を
入力とするナンド回路（66）とで構成され、接続点（6
4）（65）の電圧は燃焼制御装置（39）にも供給されて
いる。比例弁制御装置（40）はトランジスタ（67）、提
供（68）ないし（70）、オペアンプ（71）及びトランジ
スタ（72）等から構成され、接続点（73）の電圧に応じ
て比例弁（14）の通電量を増減してその弁開度を調整す
るものであり、トランジスタ（67）のベースがダイオー
ド（74）を介してバッファー回路（60）の出力端に接続
されるとともに、抵抗（75）を介してナンド回路（66）
の出力端に接続されている。供給弁制御装置（41）は第
１リレー（76）、及びトランジスタ等の反転器（77）の
直列回路と、第２リレー（78）、及びトランジスタ等の
反転器（79）の直列回路とで構成され、反転器（77）
（79）の入力端がそれぞれ接続点（64）（65）に接続さ
れている。

尚、熱媒体供給弁（10）（11）は第４図に示すように、
それぞれ第１リレー（76）、第２リレー（78）にて開閉
されるリレースイッチ（761）（781）を介して交流電源
（80）に接続されている。また、リレースイッチ（351
A）と並列に補助リレー（56）にて開閉されるリレース
イッチ（561）及びダイオード（81）の直列回路が設け
られ、リレースイッチ（351B）と並列にリレースイッチ
（561）及びダイオード（82）の直列回路が設けられて
いる。

室内機（25A）の運転スイッチ（30A）のみが投入され、
かつ、サーモスイッチ（32A）がオンであると、ファン
モータ（34A）に通電され、送風ファン（27A）が運転す
る。また、リレー（35A）の通電によりリレースイッチ
（351A）が閉じる。このとき、熱源側制御装置（16）の
運転台数判別装置（37）では、接続点（64）に電源端子
（83）の定電圧V_Dが供給されるため、反転器（77）の出
力が“L"になって第１リレー（76）が通電され、熱媒体
供給弁（10）が開放する。また、接続点（64）の電圧が
燃焼制御装置（39）に供給されるため、燃焼制御装置
（39）は次のようにバーナ（２）の燃焼制御を行う。す
なわち、熱媒体温度センサ（Th）の検出温度が第２設定
温度（例えば60℃）より低く、熱媒体制御装置（36）の
第１サーモ回路（48）がオン信号（比較器（47）の出力
が“H"）を発していると、燃焼制御装置（39）はまず、
排気ファン（４）駆動用のファンモータ（38）を始動さ
せ、バーナ（２）にプリパージを行わせるとともに、循
環ポンプ（９）を起動させる。次いで、燃焼制御装置
（39）は点火装置（15）を作動させ、遮断弁（13）を開
にし、バーナ（２）に燃焼を開始させる。

このようにして、室内側制御装置（29A）の運転信号に
基づいて循環ポンプ（９）が運転し、バーナ（２）で燃
焼が行われると、熱交換器（３）で加熱された熱媒体は
熱媒体タンク（５）、循環ポンプ（９）、往き側ヘッダ
ー（20）、熱媒体供給弁（10）及び配管接続口（21）を
通って分岐路（C1）に入り、放熱器（26A）を流れる。
そして、ここで送風ファン（27A）にて送られてくる室
内空気と熱交換し、室内の暖房に利用された後、配管接
続口（17）及び戻り側ヘッダー（19）を通って熱交換器
（３）に戻り、実線矢印で示す循環を繰返す。このと
き、運転台数判別装置（37）のナンド回路（66）の２入
力のうち、１入力が“H"（電圧V_D）、他入力が“L"（ア
ースレベル）であり、その出力が“H"であるため、比例
弁制御装置（40）ではトランジスタ（67）がオンであ
り、接続点（68）の電圧が低目られている。また、オペ
アンプ（71）の出力電圧が低く、トランジスタ（72）の
導通度が小さいため、比例弁（14）を流れる電流が小さ
く、比例弁（14）の弁開度は小さくなっている。そし
て、バーナ（２）では弱燃焼が行われ、暖房負荷に見合
った燃焼量が得られるので、室内機（25A）の温風温度
が極度に上昇したり、熱媒体温度センサ（Th）の検出温
度が第３設定温度（例えば90℃）以上になり、第２サー
モ回路（48）がオフ信号（比較器（47）の出力が“L"）
を発して燃焼がむやみに停止されることがない。

室内側制御装置（29B）の運転スイッチ（30B）のみが投
入され、かつ、サーモスイッチ（32B）がオンになり、
室内側制御装置（29B）から熱源側制御装置（16）へ運
転信号が発せられた場合も同様であり、この場合、熱媒
体供給弁（11）が開になる。そして、熱交換器（３）の
熱媒体は破線矢印で示すように放熱器（26B）に循環
し、放熱器（26B）の設置された部屋の暖房に利用され
る。また、バーナ（２）は室内機の１台運転に合わせて
弱燃焼を行う。

室内側制御装置（29A）（29B）の運転スイッチ（30A）
（30B）がともに投入され、かつ、サーモスイッチ（32
A）（32B）がオンの場合、リレースイッチ（351A）（35
1B）がオンになる。この場合、熱源側制御装置（16）で
は反転器（77）（79）の出力が“L"になってリレー（7
6）（78）が通電され、熱媒体供給弁（10）（11）が開
になる。このため、熱交換器（３）の熱媒体は実線及び
破線の矢印で示すように放熱器（26A）（26B）に循環
し、放熱器（26A）（26B）の設置された部屋の暖房に利
用される。また、ナンド回路（66）の２入力がともに
“H"になり、その出力が“L"になるので、トランジスタ
（67）はオンとなる。そして、接続点（73）の電圧が高
められ、比例弁（14）の通電量が大きくなってバーナ
（２）では強燃焼が行われる。このように、室内側制御
装置（29A）（29B）から熱源側制御装置（16）へ同時に
運転信号が送られると、バーナ（２）の燃焼量が大きく
なるため、それぞれの放熱器（26A）（26B）での温風温
度の低下を防止でき、室温を速やかに設定温度に引き上
げることが可能である。

運転スイッチ（30A）（30B）またはサーモスイッチ（32
A）（32B）がオフになり、リレースイッチ（351A）（35
1B）がオフになると、それぞれの運転信号に対応する送
風ファン（27A）（27B）が停止し、熱媒体供給弁（10）
（11）が閉じる。また、リレースイッチ（351A）（351
B）がともにオフになると、燃焼制御装置（38）に接続
点（64）（65）の電圧V_Dが供給されなくなるため、燃焼
制御装置（39）は循環ポンプ（９）の運転と、バーナ
（２）での燃焼とを停止させる。

このような暖房運転の停止中に、熱媒体温度センサ（T
h）の検出温度が第１設定温度（例えば５℃）より低く
なると、熱媒体制御装置（36）では第２サーモ回路（5
4）がオン信号（比較器（53）の出力が“H"）を発す
る。このとき、反転器（55）の出力が“L"となって補助
リレー（56）が通電されるため、リレースイッチ（56
1）がオンになり、リレースイッチ（351A）（351B）が
オンのときと同様に燃焼制御装置（39）に接続点（64）
（65）の電圧が供給される。そして、リレー（76）（7
8）の通電によって熱媒体供給弁（10）（11）が開放す
るとともに、燃焼制御装置（39）はバーナ（２）及びポ
ンプ（９）を作動させる。また、ナンド回路（66）の出
力は“L"であるが、第２サーモ回路（54）がオン信号を
発してから所定時間（例えば70秒間）の間、タイマー回
路（61）の出力（バッファー回路（60）の出力）が“H"
であるため、ナンド回路（66）の出力に拘らず、トラン
ジスタ（67）はオンとなり、比例弁（14）の弁開度は小
さくなっており、バーナ（２）は弱燃焼を行う。その
後、所定時間が経過してコンデンサ（58）が図示方向に
充分充電されると、タイマー回路（61）の出力が“L"に
なり、トランジスタ（67）はナンド回路（66）の出力に
よってオフするため、バーナ（２）は強燃焼に移行す
る。この結果、熱交換器（３）で加熱された熱媒体が熱
媒体循環路（Ｃ）全体に行渡り、熱媒体温度センサ（T
h）の検出温度が第２設定温度以上になると、第２サー
モ回路（54）がオフ信号（比較器（53）の出力が“L"）
を発し、熱媒体供給弁（10）（11）が閉じ、バーナ
（２）及び循環ポンプ（９）が停止して熱媒体の凍結防
止運転が終了する。

このように、凍結防止運転中は所定時間、バーナ（２）
に弱燃焼を行わせてから、強燃焼へ移行するようにした
ので、本実施例のように全閉から全開までに時間（例え
ば数十秒間）がかかる熱動弁を熱媒体供給弁（10）（1
1）として用いた場合でも、熱媒体が熱媒体循環路
（Ｃ）全体に行渡らないうちにサーモ回路（54）がオフ
信号を発し、燃焼が停止してしまうことを防止できる。
また、熱媒体供給弁（10）の全開後は速やかに熱媒体温
度を上昇させることができるため、第５図に示すように
放熱器（26A）（26B）と並列に熱容量の大きな温水マッ
ト等の床暖房器（84A）（84B）が接続されている場合で
も、凍結防止運転を比較的短い時間（例えば数分間）で
終らせることができる。もちろん、第６図に示すよう
に、第２サーモ回路（54）の出力をバッファー回路（6
0）及びダイオード（74）を介してトランジスタ（67）
のベースに供給し、凍結防止運転中は弱燃焼が行われる
ようにしても良く、第１図の暖房装置のように放熱器の
みが用いられている場合には弱燃焼を継続しても凍結防
止運転が長引くことはない。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、複数の室
内側制御装置の何れかが運転信号を発しているときには
バーナで熱交換器が加熱され、熱交換器で加熱された熱
媒体が暖房を必要とされている放熱器のみに供給され、
無駄な放熱が防止されるばかりでなく、運転信号の数に
応じてバーナの燃焼量が調整され、それぞれの放熱器の
温風温度や熱媒体温度が全体の暖房負荷によって大きく
変動しないようにでき、快適で、経済的な暖房運転を実
現できるものであり、さらには、暖房運転の停止中に熱
媒体温度が所定温度以下に低下した場合には全ての熱媒
体供給弁が開放されるとともに、バーナが所定量の燃焼
を行うため、熱交換器で適度に加熱された熱媒体が熱媒
体循環路の隅々まで供給され、熱媒体の凍結防止を確実
に、かつ効率良く行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す暖房装置の概略構成
図、第２図は暖房装置の制御装置の回路構成説明図、第
３図は同じく要部電気回路図、第４図は熱媒体供給弁の
駆動回路図、第５図はこの発明の他の実施例を示す暖房
装置の概略構成図、第６図は暖房装置の制御装置の他の
１例を示す要部電気回路図である。 （１）……熱源機、（２）……バーナ、（３）……熱交
換器、（９）……循環ポンプ、（10）（11）……熱媒体
供給弁、（16）……熱源側制御装置、（26A）（26B）…
…放熱器、（29A）（29B）……室内側制御装置、（Th）
……熱媒体温度センサ、（Ｃ）……熱媒体循環路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナにて加熱される熱交換器の熱媒体
   を、熱媒体供給弁及び放熱器をそれぞれ有する複数の分
   岐路に、ポンプで循環するようにした暖房装置におい
   て、各分岐路の熱媒体供給弁及び放熱器に1:1に対応し
   て設けられ、かつ、運転スイッチ、サーモスイッチ等の
   運転指示に基づいて運転信号を発する複数の室内側制御
   装置と、この複数の室内側制御装置の運転信号が供給さ
   れる熱源側制御装置とを備え、この熱源側制御装置には
   運転信号を発している室内側制御装置の数に応じた燃焼
   量でバーナに燃焼を行わせる手段と、運転信号を発して
   いる室内側制御装置に対応する熱媒体供給弁を開放させ
   る手段と、暖房運転の停止中に熱媒体温度が所定温度以
   下に低下したときには全ての熱媒体供給弁を開放させる
   と共に、バーナに燃焼を行わせる手段とが設けられてい
   ることを特徴とする暖房装置。