JP2003021390A - 給湯熱源装置 - Google Patents
給湯熱源装置Info
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Abstract
ることが可能となる給湯熱源装置を提供する。 【解決手段】 フィンチューブ型の熱交換器Nが、バー
ナ2の燃焼排ガスの顕熱を回収する顕熱熱交換部K、お
よび、その顕熱熱交換部Kよりもバーナ2の燃焼排ガス
の流動方向の下流側に配設されて、バーナの燃焼排ガス
の潜熱を回収する潜熱熱交換部Sを備えて構成され、か
つ、顕熱熱交換部Kに備えさせる顕熱回収用の伝熱管5
6の本数を、潜熱熱交換部Sに備えさせる潜熱回収用の
伝熱管59の本数よりも多く備えさせて構成され、給水
路を通して供給される水を、顕熱熱交換部Kおよび潜熱
熱交換部Sにて加熱して給湯路に給湯するように構成さ
れ、循環路を循環流動される加熱対象流体を、顕熱熱交
換部Kおよび潜熱熱交換部Sのうちの少なくとも顕熱熱
交換部Kにて加熱するように構成されている。
Description
給される水を加熱して給湯路に給湯しかつ循環路を通し
て循環流動される加熱対象流体を加熱するフィンチュー
ブ型の熱交換器と、その熱交換器に対して加熱作用する
バーナとが設けられた給湯熱源装置に関する。
して、風呂用湯水を加熱対象流体として循環流動させる
風呂用循環路、または、暖房用熱媒体を加熱対象流体と
して循環流動させる暖房用循環路が設けられ、フィンチ
ューブ型の熱交換器にて、給水路を通して供給される
水、および、風呂用湯水または暖房用熱媒体を加熱する
ようにして、単一のバーナにて給湯と風呂用湯水の追焚
または暖房を行えるように構成されているものである
(例えば、特開平10−122652号公報)。そし
て、この種の給湯熱源装置においては、フィンチューブ
型の熱交換器が、バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する
顕熱熱交換部のみにて構成され、その燃焼排ガスの顕熱
により、給湯および風呂用湯水の追焚または暖房を行う
ようにしているものである。
来の給湯熱源装置では、熱交換器が、バーナの燃焼排ガ
スの顕熱を回収する顕熱熱交換部のみにて構成されてい
るので、バーナの燃焼排ガスの顕熱しか回収できず、機
器の性能(加熱能力)を機器に入力したエネルギー量で
割った値、いわゆる効率を効果的に向上させることがで
きず、装置全体として高効率化を実現できない虞があっ
た。
るものとして、熱交換器を、バーナの燃焼排ガスの顕熱
を回収する顕熱熱交換部、および、その顕熱熱交換部よ
りも前記バーナの燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設
されて、バーナの燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱熱交
換部を備えて構成させて、給水路を通して供給される水
を、顕熱熱交換部および潜熱熱交換部にて加熱し、循環
路を循環流動される加熱対象流体も、顕熱熱交換部およ
び潜熱熱交換部にて加熱するように構成されているもの
を先に出願している(特願2001−63337号参
照)。説明を加えると、給水路を通して供給される水
も、循環路を循環流動される加熱対象流体も、顕熱熱交
換部および潜熱熱交換部にて加熱し、バーナの燃焼排ガ
スの顕熱および潜熱を回収して、効率の向上を図ってい
る。
ドレンによる腐食を防止するために、潜熱回収用の伝熱
管の材料として耐食性が求められており、アルミやチタ
ンなどの高価な材料を必要としているので、特願200
1−63337号に記載のように、潜熱熱交換部に備え
させる潜熱回収用の伝熱管の本数を、顕熱熱交換部に備
えさせる顕熱回収用の伝熱管の本数よりも多くしたり、
または、潜熱回収用の伝熱管と顕熱回収用の伝熱管とを
同数設けて、潜熱回収用の伝熱管の本数を多くすればす
るほど、コストアップを招くことになる。したがって、
特願2001−63337号に記載の給湯熱源装置で
は、効率の向上は図れるものの、それに伴って大幅なコ
ストアップを招いてしまうという問題があり、未だ改善
の余地があった。
のであり、その目的は、効率の向上を図りながら、コス
トの低減を図ることが可能となる給湯熱源装置を提供す
る点にある。
に、請求項1に記載の発明によれば、給水路を通して供
給される水を加熱して給湯路に給湯しかつ循環路を通し
て循環流動される加熱対象流体を加熱するフィンチュー
ブ型の熱交換器と、その熱交換器に対して加熱作用する
バーナとが設けられた給湯熱源装置において、前記熱交
換器が、前記バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する顕熱
熱交換部、および、その顕熱熱交換部よりも前記バーナ
の燃焼排ガスの流動方向の下流側に配設されて、前記バ
ーナの燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱熱交換部を備え
て構成され、かつ、前記顕熱熱交換部に備えさせる顕熱
回収用の伝熱管の本数を、前記潜熱熱交換部に備えさせ
る潜熱回収用の伝熱管の本数よりも多く備えさせて構成
され、前記給水路を通して供給される水を、前記顕熱熱
交換部および前記潜熱熱交換部にて加熱して前記給湯路
に給湯するように構成され、前記循環路を循環流動され
る加熱対象流体を、前記顕熱熱交換部および前記潜熱熱
交換部のうちの少なくとも前記顕熱熱交換部にて加熱す
るように構成されている。
を、顕熱熱交換部および潜熱熱交換部を備えて構成さ
せ、かつ、顕熱回収用の伝熱管の本数を、潜熱回収用の
伝熱管の本数よりも多く備えさせて構成させることによ
って、バーナの燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収する
ことを可能としながら、潜熱回収用の伝熱管の本数を極
力少なくさせて、熱交換器を構成させることが可能とな
る。
少なくさせるために、単純に、顕熱回収用の伝熱管の本
数を、潜熱回収用の伝熱管の本数よりも多く備えさせて
構成させるだけでなく、給水路を通して供給される水
は、顕熱熱交換部および潜熱熱交換部にて加熱し、循環
路を循環流動される加熱対象流体は、顕熱熱交換部およ
び潜熱熱交換部のうちの少なくとも顕熱熱交換部にて加
熱するように構成されている。すなわち、潜熱熱交換部
にて加熱すると、効果的な効率の向上が期待できる給水
路を通して供給される水については、顕熱熱交換部およ
び潜熱熱交換部にて加熱し、潜熱熱交換部にて加熱して
も、効果的な効率の向上が期待できない虞のある循環路
を循環流動される加熱対象流体については、少なくとも
顕熱熱交換部にて加熱することによって、潜熱回収用の
伝熱管の本数を極力少なくしながら、潜熱熱交換部にて
加熱すると、効果的な効率の向上が期待できる流体につ
いては、潜熱熱交換部にて加熱して、効率の向上を図る
ことが可能となる。
換部にて加熱すると、効果的な効率の向上が期待でき、
循環路を循環流動される加熱対象流体が、潜熱熱交換部
にて加熱しても、効果的な効率の向上が期待できない虞
がある理由について説明を加える。潜熱熱交換部におい
ては、燃焼排ガスの温度と供給される流体の温度との温
度差が大きいほど、バーナの燃焼排ガスの潜熱をより多
く回収可能となるので、潜熱熱交換部に供給される流体
の温度が低いほど、バーナの燃焼排ガスの潜熱をより多
く回収可能となる。そして、給水路を通して供給される
水の温度と、循環路を循環流動される加熱対象流体の温
度とを比較すると、通常、水の温度の方が加熱対象流体
の温度よりも低くなるので、給水路を通して供給される
水の方が、循環路を循環流動される加熱対象流体より
も、潜熱熱交換部において、バーナの燃焼排ガスの潜熱
をより多く回収することが可能となる。
を、潜熱熱交換部にて加熱すると、効果的な効率の向上
が期待できることになり、循環路を循環流動される加熱
対象流体を、潜熱熱交換部にて加熱しても、効果的な効
率の向上が期待できない虞があることになる。
の発明によれば、潜熱回収用の伝熱管の本数を極力少な
くしながら、給水路を通して供給される水にて効果的に
バーナの燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収することが
可能となるので、効率の向上を図りながら、コストの低
減を図ることが可能となる給湯熱源装置を提供できるに
到った。
路を循環流動される加熱対象流体を、前記顕熱熱交換部
および前記潜熱熱交換部のうちの前記顕熱熱交換部のみ
にて加熱するように構成されている。
は、顕熱熱交換部および潜熱熱交換部にて加熱し、循環
路を循環流動される加熱対象流体は、顕熱熱交換部のみ
にて加熱するように構成されているので、潜熱回収用の
伝熱管は、効果的な効率の向上が期待できる給水路を通
して供給される水を通流させるだけの本数を備えればよ
く、潜熱回収用の伝熱管の本数を、効果的な効率の向上
が可能な最小限の本数まで少なくすることが可能となっ
て、効率の向上を図りながら、コスト低減をより一層図
ることが可能となる。
路として、風呂用湯水を加熱対象流体として循環流動さ
せる風呂用循環路と、暖房用熱媒体を加熱対象流体とし
て循環流動させる暖房用循環路とが設けられて、前記風
呂用湯水および前記暖房用熱媒体が、前記熱交換器にて
加熱されるように構成されている。
給される水、風呂用循環路を循環流動される風呂用湯
水、および、暖房用循環路を循環流動される暖房用熱媒
体を加熱するように構成されているので、単一のバーナ
にて水、風呂用湯水、および、暖房用熱媒体を加熱する
ことが可能となり、コストの低減および装置のコンパク
ト化を図ることが可能となる。しかも、請求項2との協
働作用により、給水路を通して供給される水は、顕熱熱
交換部および潜熱熱交換部にて加熱させ、風呂用湯水お
よび暖房用熱媒体は、顕熱熱交換部のみにて加熱させる
ことが可能となるので、潜熱回収用の伝熱管の本数を、
効果的な効率の向上が可能な最小限の本数まで少なくす
ることが可能となって、効率の向上を図りながら、コス
ト低減をより一層図ることが可能となる。
用湯水および前記暖房用熱媒体のいずれか一方を、前記
顕熱熱交換部および前記潜熱熱交換部にて加熱し、他方
を、前記顕熱熱交換部および前記潜熱熱交換部のうちの
前記顕熱熱交換部のみにて加熱するように構成されてい
る。
媒体の温度が低い使用形態の場合には、給水路を通して
供給される水に加えて、暖房用熱媒体を顕熱熱交換部お
よび潜熱熱交換部にて加熱し、風呂用湯水を顕熱熱交換
部のみにて加熱するようにすることが可能となるので、
給水路を通して供給される水に加えて、暖房用熱媒体に
て、バーナの燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収するこ
とが可能となる。また、入浴回数が多いなどで風呂用湯
水の温度が低い使用形態の場合には、給水路を通して供
給される水に加えて、風呂用湯水を顕熱熱交換部および
潜熱熱交換部にて加熱し、暖房用熱媒体を顕熱熱交換部
のみにて加熱するようにすることが可能となるので、給
水路を通して供給される水に加えて、風呂用湯水にて、
バーナの燃焼排ガスの顕熱および潜熱を回収することが
可能となる。したがって、使用形態に対応させて、給水
路を通して供給される水に加えて、暖房用熱媒体または
風呂用湯水にて、バーナの燃焼排ガスの顕熱および潜熱
を回収させることが可能となって、装置全体としての効
率の向上をより一層図ることが可能となる。
いて図面に基づいて説明する。 〔第1実施形態〕この給湯熱源装置は、図1〜図4に示
すように、給水路1を通して供給される水を加熱して給
湯路3に給湯しかつ循環路としての暖房用循環路Jを通
して循環流動される加熱対象流体を加熱するフィンチュ
ーブ型の熱交換器Nと、その熱交換器Nに対して加熱作
用するバーナ2、運転を制御する制御部Hなどから構成
され、1缶2水式の熱交換器を備えて構成されている。
その入口側に水道管に接続された給水路1が接続され、
その出口側に図外の給湯栓などが接続された給湯路3が
接続され、給水路1を通して供給される水をバーナ2の
燃焼により加熱して給湯路3に給湯して、一般給湯や湯
張りを行うように構成されている。
ィルター8、給水温度を検出する給水サーミスタ9、給
水量を検出する水量センサ10が設けられ、給水路1か
らの水を熱交換器Nを迂回させて給湯路3に供給するバ
イパス路11が設けられ、そのバイパス路11は、給水
路1における水量センサ10よりも下流側を分岐させ
て、給湯路3に接続されている。
換器Nからの湯水の温度を検出する給湯サーミスタ1
2、熱交換器Nからの湯水とバイパス路11からの水と
の混合比を調整するミキシングバルブ13、ミキシング
バルブ13により混合された後の湯水の温度を検出する
ミキシングサーミスタ14、給湯路3を通して供給され
る湯水の量を調整する水比例弁15、一般給湯の割り込
みを検出する割り込み水量センサ16、過圧防止装置1
7が設けられている。
11と給湯路3との接続部分に設けられ、熱交換器Nに
て加熱された湯水と熱交換器Nを迂回してバイパス路か
らの水とを混合して、給湯路3を通して湯水を供給する
ように構成され、給湯路3において、水比例弁15と割
り込み水量センサ16との間の部分から、風呂用の湯張
り路18を分岐させている。
その入口側に暖房戻り路5が接続され、その出口側に高
温暖房往き路6が接続され、暖房戻り路5および高温暖
房往き路6から構成された暖房用循環路Jにて循環流動
される加熱対象流体としての暖房用熱媒体をバーナ2の
燃焼により加熱するように構成されている。すなわち、
暖房戻り路5を通して供給される暖房用熱媒体としての
湯水をバーナ2の燃焼により加熱して高温暖房往き路6
に流出して、暖房端末Dに暖房用熱媒体を供給するよう
に構成されている。
暖房戻りサーミスタ19、補給水タンク20、暖房ポン
プ21が設けられ、高温暖房往き路6における熱交換器
Nの近くには、暖房往き高温サーミスタ22が設けられ
ている。前記暖房戻り路5において、暖房ポンプ21よ
りも下流側の部分から、低温型暖房端末D2(例えば、
床暖房装置)に暖房用熱媒体を供給する低温暖房往き路
23を分岐させ、その低温暖房往き路23には、暖房往
き低温サーミスタ24が設けられている。また、高温暖
房往き路6の暖房用熱媒体を高温型暖房端末D1(例え
ば、室内暖房装置)を迂回して暖房戻り路5に供給する
暖房バイパス路6aが設けられ、その暖房バイパス路6
aが、暖房戻り路5における暖房戻りサーミスタ19よ
りも上流側に接続されている。
ける水フィルター8と給水サーミスタ9との間の箇所か
ら分岐させた補給水路25を接続するとともに、オーバ
ーフロー路26が接続され、補給水路25には、補給水
バルブ27、補給水電磁弁28が設けられている。そし
て、補給水タンク20には、水位の上限を検出する上限
センサ29、水位の下限を検出する下限センサ30が設
けられ、下限センサ30にて補給水タンク20の水位が
下限であることが検出されると、上限センサ29にて補
給水タンク20の水位が上限であることが検出されるま
で、補給水タンク20に補給水路25を通して水を供給
するように、補給水電磁弁28を開閉制御するように構
成されている。
は、高温型暖房端末D1が接続され、低温暖房往き路2
3と暖房戻り路5とには、低温型暖房端末D2が接続さ
れ、熱消費端末が高温型暖房端末D1および低温型暖房
端末D2にて構成されている。そして、暖房ポンプ21
を作動させることにより、補給水タンク20の湯水が暖
房戻り路5を通流し、その一部が熱交換器Nを迂回して
低温暖房往き路23を通じて低温型暖房端末D2に供給
され、残部が熱交換器Nに流入し、熱交換器Nで加熱さ
れた湯水が高温暖房往き路6を通じて高温型暖房端末D
1に供給され、その高温型暖房端末D1から戻る湯水も
低温型暖房端末D2から戻る湯水も暖房戻り路5を通じ
て補給水タンク20に戻されるように構成されている。
は、風呂戻り路32および風呂往き路33が接続され、
風呂戻り路32に設けられた風呂ポンプ34を作動させ
ることにより、風呂用湯水を風呂戻り路32および風呂
往き路33から構成された風呂用循環路36を通して循
環させるように構成されている。そして、熱交換器Nに
て加熱された暖房用熱媒体と、風呂ポンプ34の作動に
より循環される風呂用湯水との間で熱交換させる液々熱
交換器35が設けられている。
6から分岐された風呂加熱用往き路37と風呂用循環路
36とが、一部の区間において、風呂加熱用往き路37
を内側、風呂用循環路36を外側とした同芯二重管構造
にて構成されている。そして、液々熱交換器35におい
ては、風呂加熱用往き路37における暖房用熱媒体の流
れ方向と風呂用循環路36における風呂用湯水の流れ方
向とが互いに逆向きになるように構成されている。
換器35よりも暖房用熱媒体の流動方向の上流側に、風
呂往き熱動弁38が設けられ、この風呂往き熱動弁38
を開閉することによって、熱交換器Nにて加熱された暖
房用熱媒体を液々熱交換器35に供給する状態と供給し
ない状態とに切り換えるように構成されている。
ち循環アダプタ31側から順に、風呂戻り路32に作用
する圧力に基づいて浴槽A内の水位を検出する圧力検知
式の水位センサ39、風呂戻りサーミスタ40、風呂戻
り路32を開閉する風呂二方弁41、風呂ポンプ34、
水流スイッチ42が設けられ、風呂往き路33には、風
呂往きサーミスタ43が設けられている。
るための風呂用の湯張り路18は、風呂戻り路32にお
いて、風呂ポンプ34と水流スイッチ42との間に相当
する部分に接続し、この湯張り路18には、上流側から
順に、バキュームブレーカー44、湯張り路18を開閉
する注湯電磁弁45、湯張り逆止弁46が設けられてい
る。
り、火炎の形成方向を下向きに構成され、熱交換器Nに
おける給湯側部分4と暖房側部分7とが単一のバーナ2
を共有し、バーナ2がバーナケース47内に設けられ、
熱交換器Nが、バーナ2よりもバーナ2の燃焼排ガスの
流動方向の下流側、すなわちバーナ2よりも下方側に配
設されている。また、バーナ2に燃焼用空気を供給する
ファン48も設けられ、バーナ2の近傍には、バーナ2
に点火するためのイグナイタ53、バーナ2への着火を
検出するフレームロッド54などが設けられている。
給するガス供給路49は、3系統に分岐してバーナ2に
接続され、それぞれのガス供給路分岐部分49aにガス
切替え電磁弁50が設けられている。そして、分岐箇所
よりも上流側のガス供給路49には、上流側から順に、
燃料ガスの供給を断続する元ガス電磁弁52、燃料ガス
供給量を調整する電磁式のガス比例弁51が設けられて
いる。
て説明を加える。前記熱交換器Nは、バーナ2の燃焼排
ガスの顕熱を回収する顕熱熱交換部K、および、その顕
熱熱交換部Kよりもバーナ2の燃焼排ガスの流動方向の
下流側に配設されて、バーナ2の燃焼排ガスの潜熱を回
収する潜熱熱交換部Sを備えて構成されている。そし
て、顕熱熱交換部Kは、図2、図3、および、図5の
(イ)に示すように、顕熱回収用の伝熱フィン55およ
び顕熱回収用の伝熱管56を備えて構成され、伝熱管5
6がその長手方向に複数の伝熱フィン55を貫通する状
態で設けられ、顕熱熱交換部Kの両横側部では、伝熱管
56どうしをU字状のU字管57にて接続するように構
成されている。また、潜熱熱交換部Sは、潜熱回収用の
伝熱フィン58、潜熱回収用の伝熱管59、伝熱カバー
60を備えて構成され、伝熱カバー60が外嵌された伝
熱管59がその長手方向に複数の伝熱フィン58を貫通
する状態で設けられ、潜熱熱交換部Sの両横側部では、
伝熱管59どうしをU字状のU字管61にて接続するよ
うに構成されている。
を、潜熱回収用の伝熱管59の本数よりも多く備えさせ
て構成され、給水路1を通して供給される水を、顕熱熱
交換部Kおよび潜熱熱交換部Sにて加熱して給湯路3に
給湯するように構成され、暖房循環路Jを循環流動する
暖房用熱媒体を顕熱熱交換部Kのみにて加熱するように
構成されている。
14本の顕熱回収用の伝熱管56を備えて構成され、そ
れら14本の伝熱管56のうち、9本の伝熱管56aが
給水路1を通して供給される水を通流させ、5本の伝熱
管56bが暖房用熱媒体を通流させるように構成され、
給水路1を通して供給される水を通流させる5本の伝熱
管56aと、暖房用熱媒体を通流させる5本の伝熱管5
6bとは、外周部の一部が互いに接触するように構成さ
れている。そして、潜熱熱交換部Sは、11本の潜熱回
収用の伝熱管59を備えて構成され、それら11本の伝
熱管59のすべてが、給水路1を通して供給される水を
通流させるように構成されている。
の本数を、潜熱回収用の伝熱管59の本数よりも多く備
えさせて構成させるだけでなく、潜熱熱交換部Sにて加
熱すると、効果的な効率の向上が期待できる給水路1を
通して供給される水については、顕熱熱交換部Kおよび
潜熱熱交換部Sにて加熱し、潜熱熱交換部Sにて加熱し
ても、効果的な効率の向上が期待できない暖房用循環路
Jを循環流動される暖房用熱媒体については、顕熱熱交
換部Kのみにて加熱することによって、効果的な効率の
向上が期待できる流体だけ潜熱熱交換部Sにて加熱し
て、潜熱回収用の伝熱管59の本数を極力少なくして、
コストの低減を図りながら、バーナ2の燃焼排ガスの顕
熱および潜熱を効果的に回収するように構成されてい
る。
な効率の向上が期待でき、暖房用熱媒体は、効果的な効
率の向上が期待できない点について、図7〜図9のグラ
フに基づいて説明する。
水(入水温度15℃)を潜熱熱交換部Sおよび顕熱熱交
換部Kにて加熱して給湯した場合における、給湯熱源装
置の号数と熱効率との関係を示すグラフである。また、
図8は、暖房用循環路Jを循環流動される暖房用熱媒体
(高温戻り温度60℃)を潜熱熱交換部Sおよび顕熱熱
交換部Kにて加熱して高温型暖房端末D1に暖房用熱媒
体を循環供給させた場合における、暖房出力と熱効率と
の関係を示すグラフであり、図9は、暖房用循環路Jを
循環流動される暖房用熱媒体(低温戻り温度40℃)を
潜熱熱交換部Sおよび顕熱熱交換部Kにて加熱して低温
型暖房端末D2に暖房用熱媒体を循環供給させた場合に
おける、暖房出力と熱効率との関係を示すグラフであ
る。
15℃)を、潜熱熱交換部Sおよび顕熱熱交換部Kにて
加熱すると、図7に示されているように、熱効率が91
〜97%の高効率化を実現することが可能となるが、そ
の水よりも高温の暖房用熱媒体(戻り温度60℃の高温
暖房用熱媒体、および、戻り温度40℃の低温暖房用熱
媒体)を、潜熱熱交換部Sおよび顕熱熱交換部Kにて加
熱しても、図8および図9に示されているように、高温
暖房用熱媒体では、熱効率が80〜85%、低温暖房用
熱媒体では、熱効率が81〜87%となり、給水路1を
通して供給される水ほどの高効率化を実現することがで
きないことになる。
が下向きになるようにバーナ2が設けられ、そのバーナ
2の燃焼排ガスが下向きに流動するように構成されてい
る。そして、潜熱熱交換部Sの下方側には、潜熱熱交換
部Sから落下する凝縮水、すなわちドレンを回収するド
レン回収路62が設けられ、そのドレン回収路62にて
回収されたドレンを中和装置63に供給して、ドレンを
中和したのち、排出するように構成されている。なお、
中和装置63としては、例えば、MgやZnなどのイオ
ン化傾向の大きい金属により中和するものなど、各種の
中和装置が適応可能である。
所リモコン64および浴室リモコン65が設けられ、制
御部Hは、図6に示すように、台所リモコン64および
浴室リモコン65の指令に基づいて、バーナ動作部B、
給湯動作部X、風呂動作部Y、暖房動作部Zを制御し
て、一般給湯運転、ふろ自動運転、あつく運転、暖房運
転などの各種の運転を実行するように構成されている。
8、ガス切替え電磁弁50、ガス比例弁51、元ガス電
磁弁52、イグナイタ53、フレームロッド54などか
ら構成され、給湯動作部Xは、給水サーミスタ9、水量
センサ10、給湯サーミスタ12、ミキシングバルブ1
3、ミキシングサーミスタ14などから構成されてい
る。また、風呂動作部Yは、風呂ポンプ34、水位セン
サ39、風呂戻りサーミスタ40、風呂二方弁41、水
流スイッチ42、風呂往きサーミスタ43、注湯電磁弁
45などから構成され、暖房動作部Zは、暖房戻りサー
ミスタ19、暖房ポンプ21、暖房往き高温サーミスタ
22、暖房往き低温サーミスタ24などから構成されて
いる。
を実行可能な状態に指令する運転スイッチ66、給湯温
度を設定する給湯温度設定部67、ふろ自動運転を指令
するふろ自動スイッチ68、暖房運転を指令する暖房ス
イッチ69などが設けられている。前記浴室リモコン6
5には、一般給湯運転を実行可能な状態に指令する運転
スイッチ70、浴槽Aへの湯張り温度や水位などを設定
するふろ設定変更スイッチ71、ふろ自動運転を指令す
るふろ自動スイッチ72、あつく運転を指令するあつく
スイッチ73などが設けられている。
ついて説明する。前記一般給湯運転は、台所リモコン6
4の運転スイッチ66または浴室リモコン65の運転ス
イッチ70がON操作されている状態で、給湯栓などの
開操作に伴って水量センサ10による検出水量が所定量
以上になると、ファン48を駆動した後、ガス切替え電
磁弁50を適宜切替えて元ガス電磁弁52を開弁して、
ガス比例弁51の開度を調整してイグナイタ53により
バ−ナ2に点火する。そして、バーナ2に着火される
と、台所リモコン73の給湯温度設定部67による設定
温度、給水サーミスタ9による検出水温、水量センサ1
0による検出水量などに基づいて、ガス切替え電磁弁5
0が切替えられるとともに、ガス比例弁51の開度が調
整され、かつ、ミキシングバルブ13の開度も調整され
て給湯温度が設定温度になるように、いわゆるフィード
フォワード制御が実行され、熱交換器Nにて加熱された
湯水とバイパス路11からの水とを混合して、給湯路3
を通して設定温度の湯水を給湯するようにしている。
に、台所リモコン64の給湯温度設定部67による設定
温度とミキシングサーミスタ14による検出湯温との偏
差に基づいて、ガス比例弁51の開度を微調整する、い
わゆるフィードバック制御が実行されて、台所リモコン
64の給湯温度設定部67による設定温度の湯を給湯栓
に供給する。そして、給湯栓の閉操作に伴って、水量セ
ンサ10が所定量の通水を検出しなくなると、元ガス電
磁弁52とガス比例弁51を閉弁してバーナ2の燃焼を
停止し、一定時間経過後にファン48も停止して一般給
湯運転を終了する。
ふろ自動スイッチ68や浴室リモコン65のふろ自動ス
イッチ72がON操作されると、注湯電磁弁45が開弁
され、水量センサ10が所定量以上の水流を検出する
と、上述の一般給湯運転と同様にバーナ2に点火して、
フィードフォワード制御とフィードバック制御とにより
浴槽Aに設定温度の湯水が供給される。つまり、ガス比
例弁51やミキシングバルブ13の開度を調整して、給
水路1からの水を熱交換器Nにて加熱し、加熱後の湯に
バイパス路11からの水が混合されて、設定温度の湯水
が湯張り路18を介して風呂戻り路32と風呂往き路3
3に供給され、風呂戻り路32と風呂往き路33の両路
から浴槽A内に供給される。
ると、風呂ポンプ34を作動させて風呂二方弁41を閉
じて、水位センサ39により浴槽Aの水位を検出し、こ
の検出水位が設定水位に達していると、注湯電磁弁45
を閉弁して、元ガス電磁弁52とガス比例弁51を閉弁
してバーナ2の燃焼が停止され、一定時間経過後にファ
ン48も停止される。このようにして、浴槽Aの水位検
出を適宜行って、浴槽Aの水位が設定水位になるように
浴槽Aに湯水を供給する。また、浴槽Aに設定水位の湯
水が供給されると、風呂ポンプ34を作動させて、風呂
用湯水の温度が設定温度になるように、後述するあつく
運転を実行する。なお、湯張り運転中に給湯栓が開操作
されると、割り込み水量センサ16が水流を検出し、ふ
ろ自動運転を停止して一般給湯運転を実行する。つま
り、一般給湯運転が優先して実行され、給湯栓が閉操作
されると、ふろ自動運転が再開される。
つくスイッチ73がON操作されると、風呂ポンプ34
が作動して、風呂用湯水が風呂用循環路36を通して循
環され、水流スイッチ42をONして、風呂用湯水が液
々熱交換器35に供給される。そして、水流スイッチ4
2のONに伴って、バーナ2に点火して、バーナ2の燃
焼量があつく運転用燃焼量になるように、ガス切替え電
磁弁50が切替えられるとともに、ガス比例弁51の開
度が調整される。また、水流スイッチ42のONに伴っ
て、暖房ポンプ21を作動させ、風呂往き熱動弁38を
開弁して、熱交換器Nにて加熱された暖房用熱媒体を液
々熱交換器35に供給する。
て、熱交換器Nにて加熱された暖房用熱媒体にて風呂用
湯水が加熱され、風呂戻りサーミスタ40の検出温度が
設定温度よりも少し高い温度になると、元ガス電磁弁5
2とガス比例弁51を閉弁してバーナ2の燃焼が停止さ
れ、一定時間経過後にファン48も停止される。そし
て、風呂往き熱動弁38を閉弁して、暖房ポンプ21を
停止させるとともに、風呂二方弁41を閉じ、風呂ポン
プ34を停止させてあつく運転を終了する。なお、あつ
くスイッチ73がOFF操作されても、上述の動作を行
って、あつく運転を終了する。
房用熱媒体を循環供給する高温暖房運転と、低温型暖房
端末D2に暖房用熱媒体を循環供給する低温暖房運転と
がある。そして、高温暖房運転は、暖房リモコンによる
運転指令があったり、台所リモコン64の暖房スイッチ
69がON操作されると、暖房ポンプ21を作動させ、
バーナ2に点火して、高温型暖房端末D1の負荷に応じ
て、バーナ2の燃焼状態を比例制御したり、ON/OF
F制御するようにしている。すなわち、比例制御は、暖
房往き高温サーミスタ22の検出温度に基づいて、ガス
切替え電磁弁50を切替え、ガス比例弁51の開度を調
整して、バーナ2の燃焼量を最大燃焼量と最小燃焼量と
の間で調整し、ON/OFF制御は、バーナ2を最小燃
焼量で燃焼させる状態とバーナ2の燃焼を停止させる状
態とに切り換えている。
る運転指令があると、暖房ポンプ21を作動させ、バー
ナ2に点火して、低温型暖房端末D2の負荷に応じて、
バーナ2の燃焼状態を比例制御したり、ON/OFF制
御するようにしている。すなわち、比例制御は、暖房往
き低温サーミスタ24の検出温度に基づいて、ガス切替
え電磁弁50を切替え、ガス比例弁51の開度を調整し
て、バーナ2の燃焼量を最大燃焼量と最小燃焼量との間
で調整し、ON/OFF制御は、バーナ2を最小燃焼量
で燃焼させる状態とバーナ2の燃焼を停止させる状態と
に切り換えている。
湯運転とふろ自動運転など、バーナ2の燃焼量を制御す
るなどにより、各種の運転を同時に行うことも可能であ
る。例えば、一般給湯運転中に、暖房運転の要求がある
と、現在のバーナ2の燃焼量に、暖房端末Dの負荷に応
じた燃焼量を上乗せすることにより、一般給湯運転と暖
房運転を同時に行うことが可能となる。ちなみに、複数
の運転を同時に行う場合には、各種の条件に基づいて、
どの運転の条件を優先するかが予め設定されており、そ
の設定された優先条件に基づいて、各運転を行うように
構成されている。
記第1実施形態における循環路の構成についての別実施
形態を示すものであり、その別実施形態を図面に基づい
て説明する。なお、その他の構成については、上記第1
実施形態と同様であるので、同符号を記すなどによっ
て、詳細な説明は省略する。
房用熱媒体を加熱対象流体として循環流動させる暖房用
循環路Jが設けられ、熱交換器Nが、給水路1を通して
供給される水を加熱して給湯路3に給湯しかつ暖房用循
環路Jを通して循環流動される暖房用熱媒体を加熱する
ように構成されているが、この第2実施形態では、図1
0〜図12に示すように、循環路として、風呂用湯水を
加熱対象流体として循環流動させる風呂用循環路36
と、暖房用熱媒体を加熱対象流体として循環流動させる
暖房用循環路Jとが設けられ、熱交換器Nが、給水路1
を通して供給される水を加熱して給湯路3に給湯し、か
つ、風呂用循環路36を通して循環流動される風呂用湯
水を加熱し、さらに、暖房用循環路Jを通して循環流動
される暖房用熱媒体を加熱するように構成されている。
は、給水路1を通して供給される水を加熱して給湯路3
に給湯し、かつ、風呂ポンプ34の作動により風呂用循
環路36を通して循環流動される浴槽A内の風呂用湯水
を加熱し、さらに、暖房ポンプ21の作動により暖房用
循環路Jを通して循環流動される暖房用熱媒体を加熱す
るように構成され、この第2実施形態における給湯熱源
装置は、1缶3水式の熱交換器を備えて構成されてい
る。
顕熱回収用の伝熱フィン55aおよび顕熱回収用の伝熱
管56を備えさせている顕熱熱交換部Kと、潜熱回収用
の伝熱フィン58,潜熱回収用の伝熱管59、伝熱カバ
ー60を備えさせている潜熱熱交換部Sとを備えて構成
されている。そして、顕熱回収用の伝熱管56の本数
を、潜熱回収用の伝熱管59の本数よりも多く備えさせ
て構成され、給水路1を通して供給される水を、顕熱熱
交換部Kおよび潜熱熱交換部Sにて加熱して給湯路3に
給湯するように構成され、風呂用循環路36を循環流動
する風呂用湯水および暖房循環路Jを循環流動する暖房
用熱媒体を顕熱熱交換部Kのみにて加熱するように構成
されている。
図11および図12に示すように、伝熱管56がその長
手方向に複数の伝熱フィン55aを貫通する状態で設け
られ、顕熱熱交換部Kの両横側部では、伝熱管56どう
しをU字状のU字管57にて接続するように構成されて
いる。そして、顕熱熱交換部Kは、19本の顕熱回収用
の伝熱管56を備えて構成され、それら19本の伝熱管
56のうち、9本の伝熱管56aが給水路1を通して供
給される水を通流させ、5本の伝熱管56bが暖房用熱
媒体を通流させ、5本の伝熱管56cが風呂用湯水を通
流させるように構成されている。
示はしないが、給水路1を通して供給される水を通流さ
せる5本の伝熱管56aと、暖房用熱媒体を通流させる
5本の伝熱管56bとは、外周部の一部が互いに接触す
るように構成され、暖房用熱媒体を通流させる5本の伝
熱管56bと、風呂用湯水を通流させる5本の伝熱管5
6cとは、外周部の一部が互いに接触するように構成さ
れている。
形態と同様の構成であり、図4に示すように、伝熱カバ
ー60が外嵌された伝熱管59がその長手方向に複数の
伝熱フィン58を貫通する状態で設けられ、11本の潜
熱回収用の伝熱管59を備えて構成され、それら11本
の伝熱管59のすべてが、給水路1を通して供給される
水を通流させるように構成されている。
しても、高効率化を実現できない風呂用湯水および暖房
用熱媒体は、顕熱熱交換部Kのみにて加熱して、潜熱回
収用の伝熱管59の本数を少なくしてコストの低減を図
り、給水路1を通して供給される水は、潜熱熱交換部S
および顕熱熱交換部Kにて加熱して、高効率化を実現す
るようにしている。
運転について説明すると、制御部Hは、台所リモコン6
4および浴室リモコン65の指令に基づいて、バーナ動
作部B、給湯動作部X、風呂動作部Y、暖房動作部Zを
制御して、一般給湯運転、ふろ自動運転、あつく運転、
暖房運転などの各種の運転を実行するように構成されて
いる。なお、あつく運転以外の運転については、上記第
1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
つくスイッチ73がON操作されると、風呂ポンプ34
が作動して、浴槽A内の風呂用湯水を風呂用循環路36
を通して循環される。そして、水流スイッチ42がON
されると、バーナ2に点火して、バーナ2の燃焼量があ
つく運転用燃焼量になるように、ガス切替え電磁弁50
が切替えられるとともに、ガス比例弁51の開度が調整
される。
熱交換器Nにて加熱され、風呂戻りサーミスタ40の検
出温度が設定温度よりも少し高い温度になると、元ガス
電磁弁52とガス比例弁51を閉弁してバーナ2の燃焼
が停止され、一定時間経過後にファン48も停止され
る。なお、あつくスイッチ73がOFF操作されても、
上述の動作を行って、あつく運転を終了する。
を通して供給される水を加熱して給湯路3に給湯しかつ
暖房用循環路Jを通して循環流動される暖房用熱媒体を
加熱するように構成し、液々熱交換器35を設けて、給
湯および暖房に加えて、浴槽A内の風呂用湯水を加熱す
るように構成されているが、この液々熱交換器35を設
けずに、給湯および暖房を行うようにして実施すること
も可能である。また、上述の如く、液々熱交換器35を
設けない場合には、熱交換器Nを、暖房用循環路Jを通
して循環流動される暖房用熱媒体に代えて、浴槽A内の
風呂用湯水を加熱するように構成して、浴槽A内の風呂
用湯水を加熱し、給湯および浴槽A内の風呂用湯水を加
熱するように構成して実施することも可能である。
体を顕熱熱交換部Kのみにて加熱するように構成されて
いるが、顕熱回収用の伝熱管56の本数を、潜熱回収用
の伝熱管59の本数よりも多く備えさせて構成され、給
水路1を通して供給される水を、顕熱熱交換部Kおよび
潜熱熱交換部Sにて加熱して給湯路3に給湯するように
構成されているものであれば、暖房用熱媒体を顕熱熱交
換部Kおよび潜熱熱交換部Sにて加熱するように構成し
て実施することも可能である。
路36を循環流動する風呂用湯水および暖房循環路Jを
循環流動する暖房用熱媒体を顕熱熱交換部Kのみにて加
熱するように構成されているが、風呂用湯水および暖房
用熱媒体のいずれか一方を、顕熱熱交換部Kおよび潜熱
熱交換部Sにて加熱し、他方を、顕熱熱交換部Kのみに
て加熱するように構成して実施することも可能である。
熱交換部Sにて加熱し、風呂用湯水を顕熱熱交換部Kの
みにて加熱するように構成している例について説明を加
える。熱交換器Nは、上記第2実施形態と同様に、顕熱
熱交換部Kおよび潜熱熱交換器Sを備えて構成され、顕
熱熱交換部Kの構成については、上記第2実施形態と同
様であるので、その説明は省略し、潜熱熱交換部Sのみ
説明を加える。潜熱熱交換部Sは、図13および図14
に示すように、15本の潜熱回収用の伝熱管59を備え
て構成され、それら15本の伝熱管59のうち、11本
の伝熱管59aが給水路1を通して供給される水を通流
させ、4本の伝熱管59bが暖房用熱媒体を通流させる
ように構成されている。給水路1を通して供給される水
を通流させる4本の伝熱管59aと、暖房用熱媒体を通
流させる4本の伝熱管59bとは、外周部の一部が互い
に接触するように構成され、外周部の一部を接触された
状態で伝熱カバー60aが外嵌するように構成されてい
る。
態で、伝熱カバー60aが外嵌された伝熱管59a,5
9bと、伝熱カバー60が外嵌された伝熱管59aを、
複数の伝熱フィン58aに貫通させるように構成されて
いる。
体および風呂用湯水を顕熱熱交換部Kのみにて加熱する
ように構成されているが、顕熱回収用の伝熱管56の本
数を、潜熱回収用の伝熱管59の本数よりも多く備えさ
せて構成され、給水路1を通して供給される水を、顕熱
熱交換部Kおよび潜熱熱交換部Sにて加熱して給湯路3
に給湯するように構成されているものであれば、暖房用
熱媒体および風呂用湯水を顕熱熱交換部Kおよび潜熱熱
交換部Sにて加熱するように構成して実施することも可
能である。
バーナ2の火炎の形成方向を下向きに構成するようにし
たが、バーナ2の火炎の形成方向を上向きに構成して実
施することも可能である。この場合には、顕熱熱交換部
Kが下方側に位置され、その上方側に潜熱熱交換部Sが
位置されることになり、顕熱熱交換部Kと潜熱熱交換部
Sとの配設位置が上下反転するように構成する。
給水路1を通して供給される水を熱交換器Nを迂回して
給湯路3に供給するバイパス路11が設けられ、熱交換
器Nにて加熱された湯水とバイパス路11からの水とを
混合して、給湯路3を通して湯水を供給するように構成
されているが、バイパス路11を設けずに、給水路1を
通して供給される水の全量を熱交換器Nに供給するよう
に構成して実施することも可能である。
顕熱回収用の伝熱管56のうち、水が通流する伝熱管5
6aと暖房用熱媒体が通流する伝熱管56bとを外周部
の一部で接触するなどして、伝熱管56の外周部の一部
どうしを接触させる構成を例示したが、例えば、水が通
流する伝熱管56aの外周部の一部と暖房用熱媒体が通
流する伝熱管56bの内周部の一部とを接触させる状態
で、水が通流する伝熱管56aを内側、暖房用熱媒体が
通流する伝熱管56bを外側とした二重管構造に構成し
て実施することも可能である。
本発明にかかる給湯熱源装置を、給湯、風呂用湯水の追
焚、および、暖房端末Dへの暖房用熱媒体の供給を行う
給湯熱源装置に適応した例を示したが、その他各種の給
湯熱源装置に適応可能である。
図
よび潜熱熱交換部を示す斜視図
熱交換部の要部を示す図
成図
および潜熱熱交換部を示す斜視図
す図
Claims (4)
- 【請求項1】 給水路を通して供給される水を加熱して
給湯路に給湯しかつ循環路を通して循環流動される加熱
対象流体を加熱するフィンチューブ型の熱交換器と、そ
の熱交換器に対して加熱作用するバーナとが設けられた
給湯熱源装置であって、 前記熱交換器が、 前記バーナの燃焼排ガスの顕熱を回収する顕熱熱交換
部、および、その顕熱熱交換部よりも前記バーナの燃焼
排ガスの流動方向の下流側に配設されて、前記バーナの
燃焼排ガスの潜熱を回収する潜熱熱交換部を備えて構成
され、かつ、 前記顕熱熱交換部に備えさせる顕熱回収用の伝熱管の本
数を、前記潜熱熱交換部に備えさせる潜熱回収用の伝熱
管の本数よりも多く備えさせて構成され、 前記給水路を通して供給される水を、前記顕熱熱交換部
および前記潜熱熱交換部にて加熱して前記給湯路に給湯
するように構成され、 前記循環路を循環流動される加熱対象流体を、前記顕熱
熱交換部および前記潜熱熱交換部のうちの少なくとも前
記顕熱熱交換部にて加熱するように構成されている給湯
熱源装置。 - 【請求項2】 前記循環路を循環流動される加熱対象流
体を、前記顕熱熱交換部および前記潜熱熱交換部のうち
の前記顕熱熱交換部のみにて加熱するように構成されて
いる請求項1に記載の給湯熱源装置。 - 【請求項3】 前記循環路として、風呂用湯水を加熱対
象流体として循環流動させる風呂用循環路と、暖房用熱
媒体を加熱対象流体として循環流動させる暖房用循環路
とが設けられて、前記風呂用湯水および前記暖房用熱媒
体が、前記熱交換器にて加熱されるように構成されてい
る請求項1または2に記載の給湯熱源装置。 - 【請求項4】 前記風呂用湯水および前記暖房用熱媒体
のいずれか一方を、前記顕熱熱交換部および前記潜熱熱
交換部にて加熱し、他方を、前記顕熱熱交換部および前
記潜熱熱交換部のうちの前記顕熱熱交換部のみにて加熱
するように構成されている請求項3に記載の給湯熱源装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001202097A JP2003021390A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 給湯熱源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001202097A JP2003021390A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 給湯熱源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003021390A true JP2003021390A (ja) | 2003-01-24 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001202097A Pending JP2003021390A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 給湯熱源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003021390A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210262697A1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-08-26 | Noritz Corporation | Heat exchanger and water heating device including the same |
KR20220132512A (ko) * | 2018-06-05 | 2022-09-30 | 주식회사 경동나비엔 | 열교환배관, 이를 이용한 열교환기 유닛 및 이를 이용한 콘덴싱 보일러 |
US11585572B2 (en) | 2018-06-05 | 2023-02-21 | Kyungdong Navien Co., Ltd. | Heat exchanger unit and condensing boiler using the same |
US11835261B2 (en) | 2018-06-05 | 2023-12-05 | Kyungdong Navien Co., Ltd. | Heat exchanger unit |
-
2001
- 2001-07-03 JP JP2001202097A patent/JP2003021390A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102641390B1 (ko) * | 2018-06-05 | 2024-02-27 | 주식회사 경동나비엔 | 열교환기 유닛 |
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US11624526B2 (en) * | 2020-02-26 | 2023-04-11 | Noritz Corporation | Heat exchanger and water heating device including the same |
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