JPH109595A - 給湯暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給湯用加熱装置の大型化を抑制しながら、最
大給湯能力を高めることができるようにする。 【解決手段】 給水路９から供給される水を加熱して給
湯路１０に出湯するための給湯用熱交換器３を加熱する
給湯用加熱装置４と、暖房端末機７に暖房用循環路８を
通して循環される暖房用熱媒を加熱するための暖房用熱
交換器１を加熱する暖房用加熱装置２と、暖房用熱交換
器で加熱された暖房用熱媒と給水路の水とを熱交換させ
る液々熱交換器１５と、給湯用熱交換器に給水される水
を目標給湯温度に加熱するに必要な必要熱量が所定熱量
を越えると、液々熱交換器が熱交換状態に切り換わるよ
うに制御する制御手段５ｅとを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給水路から供給さ
れる水を加熱して給湯路に出湯するための給湯用熱交換
器を加熱する給湯用加熱装置と、暖房端末機に暖房用循
環路を通して循環される暖房用熱媒を加熱するための暖
房用熱交換器を加熱する暖房用加熱装置とが設けられて
いる給湯暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冒記給湯暖房装置においては、従来、給
湯用熱交換器による最大給湯能力を高めるにあたって、
給湯用熱交換器を加熱する給湯用加熱装置の最大加熱能
力をその最大給湯能力に応じた大きさに設定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この為、最大給湯能力
を大きく設定しようとするほど、最大加熱能力が大きい
大型の給湯用加熱装置を設ける必要がある。本発明は上
記実情に鑑みてなされたものであって、暖房用熱媒の循
環構造を工夫することにより、給湯用加熱装置の大型化
を抑制しながら、最大給湯能力を高めることができるよ
うにすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の給湯暖房
装置は、暖房用熱交換器で加熱された暖房用熱媒と前記
給水路の水とを熱交換させる液々熱交換器と、給湯用熱
交換器に給水される水を目標給湯温度に加熱するに必要
な必要熱量が所定熱量を越えると、液々熱交換器が熱交
換状態に切り換わるように制御する制御手段とが設けら
れているので、必要熱量が所定熱量を越えると、給湯用
熱交換器に給水される水を予め暖房用熱媒で加熱してか
ら給湯用熱交換器で熱交換させることができる。特に、
暖房用熱媒を給湯用熱交換器に給水される前の比較的低
い温度の水と熱交換するので、給湯用熱交換器を通過し
た後の比較的高い温度の水と熱交換させる場合に比べ
て、効率良く熱交換させることができる。従って、必要
熱量が所定熱量を越える場合は、暖房用熱交換器で加熱
された暖房用熱媒を活用して給湯用の水を予め加熱でき
るので、給湯用加熱装置の大型化を抑制しながら、最大
給湯能力を高めることができる。

【０００５】請求項２記載の給湯暖房装置は、制御手段
が、給湯用熱交換器のみが加熱されている状態におい
て、その給湯用熱交換器に給水される水を目標給湯温度
に加熱するに必要な必要熱量が所定熱量を越えると、暖
房用熱交換器を加熱して液々熱交換器を熱交換状態に切
り換えるように制御するべく構成されているので、暖房
に使用されていない暖房用熱媒を有効に活用して、最大
給湯能力を高めることができる。

【０００６】請求項３記載の給湯暖房装置は、暖房用熱
交換器で加熱された後の暖房用熱媒であって、かつ、暖
房端末機に供給される前の暖房用熱媒を液々熱交換器に
循環させる液々熱交換用循環路が暖房用循環路に対して
並列に接続され、制御手段は、暖房用熱媒の一部を液々
熱交換用循環路に供給して液々熱交換器を熱交換状態に
切り換えるように構成されているので、暖房用熱媒を暖
房端末機に供給しながらでも、給湯用熱交換器に給水さ
れる水を予め加熱して、最大給湯能力を高めることがで
きるともに、暖房端末機を通過した後の比較的低い温度
の暖房用熱媒と給水路の水とを熱交換させる場合に比べ
て、その水を効率良く加熱できる。

【０００７】請求項４記載の給湯暖房装置は、液々熱交
換用循環路が、暖房端末機を迂回する状態で、暖房用循
環路に対して並列に接続されているので、暖房用熱媒を
暖房端末機に供給しながら、給湯用熱交換器に給水され
る水を予め加熱する場合に、液々熱交換器を通過した後
の比較的低い温度の暖房用熱媒が、暖房端末機に供給さ
れる前の比較的高い温度の暖房用熱媒に不均一に混じっ
てしまうおそれがなく、暖房端末機に供給する暖房用熱
媒の温度が安定して、暖房温度を所望温度に設定し易
い。

【０００８】請求項５記載の給湯暖房装置は、暖房用熱
交換器で加熱された暖房用熱媒の液々熱交換用循環路へ
の供給量を調節可能な調節手段が設けられているので、
暖房端末機に暖房用熱媒を供給しながら給湯用熱交換器
に給水される水を予め加熱する場合に、暖房端末機にお
ける熱負荷の大小に応じて、液々熱交換器における熱交
換量を調節でき、暖房温度を所望温度に設定し易い。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は給湯暖房装置のシステム構
成を示し、浴室暖房機や床暖房機等の暖房端末機７に暖
房用温水循環路８を通して循環される暖房用熱媒として
の温水を加熱するための暖房用熱交換器１と、その暖房
用熱交換器１を加熱する暖房用加熱装置としてのガス燃
焼式の暖房用バーナ２と、一般家庭用の水道管に接続さ
れた給水路９から給水される水を加熱して給湯路１０に
出湯するための給湯用熱交換器３と、その給湯用熱交換
器３を加熱する給湯用加熱装置としてのガス燃焼式の給
湯用バーナ４と、給湯暖房装置の作動を制御するコント
ローラ５と、コントローラ５を操作するリモコン６とが
設けられている。

【００１０】前記給水路９と給湯路１０とが給湯用熱交
換器３を迂回する状態でバイパス路１１を介して接続さ
れ、このバイパス路１１には給湯用熱交換器３からの湯
に給水路９の水を混合させるバイパス弁１１ａが設けら
れ、給水路９には、給湯用熱交換器３への入水温度を検
出する入水サーミスタ９ａと通水量を検出する水量セン
サ９ｂとが設けられ、給湯路１０には、給湯用熱交換器
３を通過した温度を検出する釜出サーミスタ１０ａとバ
イパス弁１１ａの作動によって水が混合された後の湯の
温度をバイパス路１１との接続箇所よりも下流側で検出
する給湯サーミスタ１０ｂとが設けられ、給水路９にお
ける入水サーミスタ９ａの上流側には、暖房用熱交換器
１で加熱された温水と給水路９の水とを熱交換させる液
々熱交換器１５が設けられている。

【００１１】前記暖房用熱交換器１と暖房用バーナ２及
び給湯用熱交換器３と給湯用バーナ４は、燃焼用空気を
供給する燃焼ファン１２を備えた一つの共通の燃焼室１
３内に設けられ、暖房用ガス供給路２ａと給湯用ガス供
給路４ａとに分岐した元ガス供給路１４が暖房用バーナ
２と給湯用バーナ４に接続されているとともに、元ガス
供給路１４には、燃料ガスの供給を断続する元ガス電磁
弁１４ａと元ガス比例弁１４ｂとが設けられ、暖房用ガ
ス供給路２ａには暖房用バーナ２への燃料ガスの供給を
断続する暖房ガス電磁弁２ｂが設けられ、給湯用ガス供
給路４ａには給湯用バーナ４への燃料ガスの供給を断続
する給湯ガス電磁弁４ｂが設けられ、暖房用バーナ２と
給湯用バーナ４の各々には点火のためのイグナイタや着
火を検出するフレームロッドなどが設けられている

【００１２】前記暖房用温水循環路８は、暖房用熱交換
器１から暖房端末機７側に温水を供給する暖房往き配管
８ａと、暖房端末機７を通過した温水を暖房用熱交換器
１に戻す暖房戻り配管８ｂとを設けて構成され、暖房往
き配管８ａの途中箇所と暖房戻り配管８ｂの途中箇所と
に亘って、暖房用熱交換器１で加熱された後の温水であ
って、かつ、暖房端末機７に供給される前の温水を液々
熱交換器１５に循環させる液々熱交換用循環路１６が、
暖房端末機７を迂回する状態で、暖房用温水循環路８に
対して並列に接続されている。

【００１３】前記暖房往き配管８ａの液々熱交換用循環
路１６との接続箇所よりも上流側には、暖房用熱交換器
１を通過した温水の釜出温度Ａを検出する暖房サーミス
タ８ｃが設けられ、暖房往き配管８ａと液々熱交換用循
環路１６との接続箇所には、暖房用熱交換器１から供給
される温水の液々熱交換用循環路１６側への分配比率Ｒ
（液々熱交換用循環路側への単位時間当たり温水流量／
暖房用熱交換器１を通過した単位時間当たり温水流量
（総温水循環流量））を、暖房用熱交換器１から供給さ
れる温水の全部を暖房端末機７側に供給する分配比率Ｒ
＝０からその温水の全部を液々熱交換用循環路１６側に
供給する分配比率Ｒ＝１の範囲に亘って電動モータＭで
調節可能な水量分配弁８ｄが設けられ、暖房戻り配管８
ｂの液々熱交換用循環路１６との接続箇所よりも下流側
には、膨張タンク８ｅと温水を循環させる循環手段とし
ての循環ポンプＰとが設けられている。

【００１４】従って、水量分配弁８ｄが、暖房用熱交換
器１で加熱された暖房用熱媒としての温水の液々熱交換
用循環路１６への供給量を調節可能な調節手段に構成さ
れている。

【００１５】図２は、元ガス比例弁１４ｂの開度を制御
する為の駆動電流Ｉと、給湯用バーナ４に供給される給
湯用ガス供給量ＱA と暖房用バーナ２に供給される暖房
用ガス供給量ＱB との関係を示し、給湯用熱交換器３と
暖房用熱交換器１との双方を同時に使用するときは、駆
動電流Ｉの増減にともなって給湯用ガス供給量ＱA と暖
房用ガス供給量ＱB とが一定の比例関係を維持しながら
リニアに変化するように設定されている。

【００１６】図３は給湯暖房装置の制御ブロック図を示
し、コントローラ５には、リモコン６と暖房端末機７と
入水サーミスタ９ａと釜出サーミスタ１０ａと給湯サー
ミスタ１０ｂと暖房サーミスタ８ｃ及び水量センサ９ｂ
からの入力情報に基づいて必要な制御データを演算する
演算部５ａと、給湯用バーナ４の燃焼動作を制御する給
湯用燃焼制御部５ｂと、元ガス比例弁１４ｂの作動を制
御して供給ガス量を調節するガス量制御部５ｃと、暖房
用バーナ２の燃焼動作を制御する暖房用燃焼制御部５ｄ
と、液々熱交換器１５の熱交換状態を制御する液々熱交
換器制御部５ｅと、水量分配弁８ｄの作動を制御して、
暖房用熱交換器１で加熱された温水の暖房端末機７側へ
の供給量と液々熱交換器１５側への供給量との分配比率
Ｒを調節する分配比率制御部５ｆとが設けられ、液々熱
交換器制御部５ｅには、演算部５ａで演算された必要ガ
ス量Ｑｓと給湯用バーナ４に供給可能な給湯用最大供給
ガス量ＱAmaxとを比較するガス量比較手段５ｇが設けら
れている。

【００１７】前記給湯用燃焼制御部５ｂは、リモコン６
からの給湯指令が入力されると給湯用バーナ４を燃焼作
動させ、リモコン６からの給湯停止指令が入力されると
給湯用バーナ４の燃焼作動を停止させるように制御す
る。また、暖房用燃焼制御部５ｄは、暖房端末機７から
の暖房指令又は液々熱交換器制御部５ｅからの暖房用バ
ーナ燃焼指令が入力されると、暖房用バーナ２を燃焼作
動させ、暖房端末機７からの暖房停止指令又は液々熱交
換器制御部５ｅからの暖房用バーナ燃焼停止指令が入力
されると、暖房用バーナ２の燃焼作動を停止させるよう
に制御するとともに、燃焼作動中において暖房サーミス
タ８ｃから入力された循環温水の釜出温度Ａが所定温度
範囲Ｂを越えると、その釜出温度Ａが所定温度範囲Ｂに
なるまでその燃焼作動を停止させるように制御する。

【００１８】前記ガス量制御部５ｃは、給湯指令が入力
されているときは暖房指令或いは暖房用バーナ燃焼指令
の入力の有無にかかわらず、水量センサ９ｂと入水サー
ミスタ９ａと釜出サーミスタ１０ａからの入力情報に基
づいて、給湯用熱交換器３による給湯温度が目標給湯温
度になるように供給ガス量を調節し、暖房指令のみが入
力されているときは、暖房サーミスタ８ｃからの入力情
報に基づいて、循環温水が所定温度範囲Ｂに加熱される
ように供給ガス量を調節する。

【００１９】従って、ガス量制御部５ｃが暖房用バーナ
２と給湯用バーナ４の発熱量を制御する共通の発熱量制
御手段に構成され、このガス量制御部５ｃは、給湯用熱
交換器３と暖房用熱交換器１を同時に加熱するときは、
給湯用熱交換器３による給湯温度が目標給湯温度になる
ように、暖房用バーナ２と給湯用バーナ４の発熱量を制
御している。

【００２０】前記演算部５ａは、リモコン６から給湯指
令が入力されると、その給湯用バーナ４の燃焼開始前に
おける入水サーミスタ９ａからの入力情報，つまり、液
々熱交換器１５で加熱されずに給湯用熱交換器３に供給
される水の温度情報に基づいて、給水路９から給水され
る水を目標給湯温度になるように加熱するに必要な必要
熱量を演算し、その必要熱量に対応する必要ガス量ＱS
を液々熱交換器制御部５ｅのガス量比較手段５ｇに入力
する。

【００２１】次に、液々熱交換器制御部５ｅによる制御
動作を図４のフローチャートを参照しながら説明する。
リモコン６から給湯指令が入力されているか否かを判別
し（＃１）、給湯指令が入力されていない場合は、分配
比率Ｒ＝０とする制御データを分配比率制御部５ｆに入
力し（＃７）、給湯指令が入力されている場合は、演算
部５ａから入力された必要ガス量Ｑｓが給湯用バーナ４
に供給可能な給湯用最大供給ガス量ＱAmaxを越えている
か否かを判別し（＃２）、必要ガス量Ｑｓが給湯用最大
供給ガス量ＱAmaxを越えている場合は、暖房端末機７か
らの暖房指令が入力されているか否かを判別する（＃
３）。

【００２２】暖房指令が入力されていない場合は、暖房
用バーナ２が燃焼中か否かを判別し（＃４）、暖房用バ
ーナ２が燃焼中でない場合は暖房用バーナ燃焼指令を暖
房用燃焼制御部５ｄに入力した後（＃５）、分配比率Ｒ
＝１とする制御データを分配比率制御部５ｆに入力する
（＃６）。

【００２３】また、ステップ＃３において、暖房端末機
７からの暖房指令が入力されていると判別すると、暖房
サーミスタ８ｃから入力された循環温水の釜出温度Ａが
所定温度範囲Ｂを越えているか否かを判別し（＃８）、
釜出温度Ａが所定温度範囲Ｂを越えている場合は分配比
率Ｒを増大させる制御データを分配比率制御部５ｆに入
力し（＃９）、釜出温度Ａが所定温度範囲Ｂを越えてい
ない場合は釜出温度Ａが所定温度範囲Ｂを下回っている
か否かを判別して（＃１０）、釜出温度Ａが所定温度範
囲Ｂを下回っている場合は分配比率Ｒを減少させる制御
データを分配比率制御部５ｆに入力する（＃１１）。

【００２４】従って、液々熱交換器制御部５ｅが、給湯
用熱交換器３のみが加熱されている状態において、給湯
用熱交換器３に給水される水を目標給湯温度に加熱する
に必要な必要熱量に対応する必要ガス量ＱS が所定熱量
に対応する給湯用最大供給ガス量ＱAmaxを越えると、暖
房用熱交換器３を加熱して液々熱交換器１５が熱交換状
態に切り換わるように制御する制御手段に構成され、こ
の液々熱交換器制御部５ｅは、リモコン６からの給湯指
令と暖房端末機７からの暖房指令とが入力されている状
態で、暖房用熱交換器１からの温水の一部を液々熱交換
用循環路１６に供給して液々熱交換器１５を熱交換状態
に切り換えるように構成されている。

【００２５】〔その他の実施形態〕 １．暖房用加熱装置としての暖房用バーナと、給湯用加
熱装置としての給湯用バーナとが互いに異なる燃焼室に
設けられている給湯暖房装置であっても良い。 ２．暖房用加熱装置と給湯用加熱装置を一つの加熱装置
で兼用するように構成されている給湯暖房装置であって
も良い。 ３．暖房用加熱装置と給湯用加熱装置は電気的に加熱す
るものであっても良く、その加熱熱源の種類は特に限定
されない。 ４．暖房用熱交換器と給湯用熱交換器は、例えば多数の
フィンを介して互いに一体的に固定されていても良い。 ５．暖房用熱媒としてはブラインであっても良い。 ６．液々熱交換用循環路は、その入口と出口が共に、暖
房用循環路のうちの暖房用熱交換器から暖房端末機に至
る循環路部分に接続される状態で、その暖房用循環路に
対して並列に接続されていても良い。 ７．液々熱交換用循環路は、その入口と出口が共に、暖
房用循環路のうちの暖房端末機から暖房用熱交換器に至
る循環路部分に接続される状態で、その暖房用循環路に
対して並列に接続されていても良い。 ８．給水路の水を液々熱交換器に循環させる液々熱交換
用循環路を設けて実施しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】給湯暖房装置のシステム構成図

【図２】元ガス比例弁の駆動電流と供給ガス量との関係
を示すグラフ

【図３】給湯暖房装置の制御ブロック図

【図４】液々熱交換器制御部による制御動作を示すフロ
ーチャート

【符号の説明】

１ 暖房用熱交換器 ２ 暖房用加熱装置 ３ 給湯用熱交換器 ４ 給湯用加熱装置 ５ｅ 制御手段 ７ 暖房端末機 ８ 暖房用循環路 ８ｄ 調節手段 ９ 給水路 １０ 給湯路 １５ 液々熱交換器 １６ 液々熱交換用循環路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 喜市 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内 (72)発明者 金礪 聖憲 大阪府大阪市港区南市岡１丁目１番52号 株式会社ハーマン内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水路から供給される水を加熱して給湯
   路に出湯するための給湯用熱交換器を加熱する給湯用加
   熱装置と、 暖房端末機に暖房用循環路を通して循環される暖房用熱
   媒を加熱するための暖房用熱交換器を加熱する暖房用加
   熱装置とが設けられている給湯暖房装置であって、 前記暖房用熱交換器で加熱された暖房用熱媒と前記給水
   路の水とを熱交換させる液々熱交換器と、 前記給湯用熱交換器に給水される水を目標給湯温度に加
   熱するに必要な必要熱量が所定熱量を越えると、前記液
   々熱交換器が熱交換状態に切り換わるように制御する制
   御手段とが設けられている給湯暖房装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段が、前記給湯用熱交換器の
   みが加熱されている状態において、その給湯用熱交換器
   に給水される水を目標給湯温度に加熱するに必要な必要
   熱量が所定熱量を越えると、前記暖房用熱交換器を加熱
   して前記液々熱交換器を熱交換状態に切り換えるように
   制御するべく構成されている請求項１記載の給湯暖房装
   置。
3. 【請求項３】 前記暖房用熱交換器で加熱された後の暖
   房用熱媒であって、かつ、前記暖房端末機に供給される
   前の暖房用熱媒を前記液々熱交換器に循環させる液々熱
   交換用循環路が前記暖房用循環路に対して並列に接続さ
   れ、 前記制御手段は、前記暖房用熱媒の一部を前記液々熱交
   換用循環路に供給して前記液々熱交換器を熱交換状態に
   切り換えるように構成されている請求項１又は２記載の
   給湯暖房装置。
4. 【請求項４】 前記液々熱交換用循環路が、前記暖房端
   末機を迂回する状態で、前記暖房用循環路に対して並列
   に接続されている請求項３記載の給湯暖房装置。
5. 【請求項５】 前記暖房用熱交換器で加熱された暖房用
   熱媒の前記液々熱交換用循環路への供給量を調節可能な
   調節手段が設けられている請求項３又は４記載の給湯暖
   房装置。