JP2015190736A - heat source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主熱源からの湯を補助熱源装置に通して給湯する機能を備えた熱源装置に関するものである。 The present invention relates to a heat source device having a function of supplying hot water from a main heat source through an auxiliary heat source device.
図2には、開発中の熱源装置が模式的なシステム構成図により示されている。同図において、主熱源である貯湯槽2と湯の通路9とを備えたタンクユニット4が、熱回収用通路3を介して燃料電池(FC)1と熱的に接続されている。燃料電池1は、例えば固体高分子型燃料電池(PEFC)等により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素と空気中の酸素とを反応させて発電する発電装置である。
FIG. 2 shows a schematic system configuration diagram of a heat source device under development. In the figure, a tank unit 4 having a hot
熱回収用通路3は、燃料電池1と貯湯槽2との間で液体(ここでは湯水)を図の矢印Aおよび矢印A’に示されるように循環させる通路であり、熱回収用通路3には、熱回収用通路3内に液体を循環させる図示されていないポンプが設けられている。そして、該ポンプの駆動により、貯湯槽2内の水を図の矢印A’に示すように熱回収用通路3を通して燃料電池1に導入して冷却水とし、この水を燃料電池1の発電時に生じる廃熱によって加熱した後、図の矢印Aに示すように熱回収用通路3を通し、例えば60℃といった温度の湯として貯湯槽2に蓄積する。なお、熱回収用通路3には、三方弁6を介してバイパス通路7が設けられ、燃料電池1側から貯湯槽2側へ流れる液体を、必要に応じて貯湯槽2を通さずに燃料電池1に戻すことができるように形成されている。
The
貯湯槽2には、貯湯槽2内または貯湯槽2の外側壁に、貯湯槽2内の湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段5が、貯湯槽2の上下方向に互いに間隔を介して複数(図2では5個)設けられている。なお、最上位に設けられている貯湯槽内湯水温検出手段5aは、貯湯槽2の上端よりも予め定められた設定長さだけ下側の位置、つまり、例えば貯湯槽2の上端まで湯が満たされた場合よりも20リットル少ない湯量の湯が貯湯槽2内に導入された場合の湯面の位置に設けられている。
In the
貯湯槽2の上部側に接続されている湯の通路9は、貯湯槽2で形成された湯を出湯する(送水する)出湯通路と成しており、湯の通路9には、湯の通路9を通る湯の温度を検出する貯湯槽出湯水温検出手段11と、湯の通路9を通して送水される湯の量を可変するタンク湯水混合器12と、湯の通路9を通しての湯の送水の有無を弁の開閉により切り替える貯湯槽出側湯水電磁弁としてのパイロット方式のタンク側電磁弁13とが設けられている。なお、同図には示されていないが、貯湯槽2を備えた熱源装置には、貯湯槽2内の圧力が許容圧力を超えたときに該圧力を外部に逃がすための過圧逃がし弁が適宜の位置(例えば湯の通路9に接続された圧力逃がし用の通路等)に設けられている。
The
また、この熱源装置への給水通路8は給水通路8aと給水通路8bとに分岐され、一方側の給水通路8(8a)が貯湯槽2の下部側に接続されて、他方側の給水通路8(8b)は、合流部10で湯の通路9に合流するように形成されている。給水通路8bには、給水通路8bから合流部10側へ流れる水の量を可変するための水混合器14が設けられている。この熱源装置においては、前記合流部10で合流される湯と水とを混合するミキシング手段が、水混合器14と前記タンク湯水混合器12とを有して形成されており、図2はシステム構成図であるために水混合器14とタンク湯水混合器12とが離れた位置に記されているが、これらは、合流部10の付近に設けられていてもよいものである。
Further, the
なお、図2において、前記燃料電池1から貯湯槽2側に送られる湯の流路と貯湯槽2から湯の通路9を通して合流部10側に流れる湯の流路にはドットを記している。また、合流部10には、補助熱源装置としての給湯器16の湯水導入側が、湯水導入通路15を介して接続されており、湯水導入通路15には混合サーミスタ28(28a,28b)が設けられている。そして、図2の矢印Bに示されるように貯湯槽2から湯の通路9を通して送水される(タンクユニット4から送水される)湯は、同図の矢印B”に示されるように湯水導入通路15を介して給湯器16の給湯回路62に導入される。
In FIG. 2, dots are marked on the flow path of hot water sent from the
給湯器16の給湯回路62は、通水する水を例えばガスバーナの給湯バーナ61の燃焼熱により加熱する加熱手段としての給湯熱交換器17を備えており、給湯回路62の入口側には流量検出手段42が設けられ、給湯熱交換器17の出側の通路には、給湯熱交換器17の出側の温度(出側の通路を通る湯温)を検出する給湯熱交出側温度検出手段67が設けられている。給湯回路62の出側の通路18は接続手段20を介して給湯通路19に接続されており、流量検出手段62は、通路18と給湯通路19を通して給湯される給湯流量を検出する。
The hot
また、給湯回路62には、給湯回路62に導入される湯水を給湯熱交換器17に通さずに通路18側に導出するためのバイパス通路68が設けられ、バイパス通路68にはバイパス電磁弁69が設けられている。このバイパス電磁弁69の開閉によって、バイパス通路68側を通る湯水と給湯熱交換器17側を通る湯水との割合が可変されるものであり、例えばバイパス電磁弁69を完全に閉じると給湯回路62に導入された湯水を100%給湯熱交換器17側に通すことができる。一方、パイパス弁69を完全に開いた場合には、例えば給湯回路62に導入された湯水を給湯熱交換器17側とバイパス通路68側との比が1:3になるような割合で通すように形成されている。
The hot
この熱源装置は、湯の通路9側から給湯器16の給湯回路62に導入される湯を給湯熱交換器17で加熱して給湯する追い加熱給湯機能と、湯の通路9から給湯回路62に導入される湯を非加熱のまま給湯回路62を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能とを有している。給湯器16は、例えば追い加熱給湯機能の動作時にはバイパス弁69を閉じて給湯回路62に導入された湯を給湯熱交換器17側に通して加熱し、非追い加熱給湯機能の動作時にはバイパス弁69を開き、給湯回路62に導入された湯を主にバイパス通路68に通して給湯する。
This heat source device has a follow-up hot water supply function in which hot water introduced from the
また、給湯器16には、給湯器16に接続される暖房装置(ここでは温水マット)31に熱媒体を供給するための暖房回路30と、暖房回路30に設けられた暖房用熱交換器63を加熱するバーナであるガスバーナの暖房用バーナ64と、暖房用バーナ64の給排気用のファン65とが設けられている。暖房用熱交換器63と給湯熱交換器17、暖房用バーナ64、給湯バーナ61は、いずれも給湯器16の器具ケース内(同図では燃焼室66内)に配置されており、ファン65は給湯バーナ61の給排気用としても機能する。なお、給湯バーナ61の給排気用のファンと暖房用バーナ64の給排気用のファンとを別々に設けることもできる。このように別々のファンを設けた場合には、給湯バーナ61と暖房用バーナ64のいずれかの燃焼運転時に両方のファンを駆動させて、一方が燃焼している時の燃焼排ガスが他方の燃焼室とファンを経由して逆流する、排気再循環を防止している。
The
前記追い加熱給湯機能により加熱されながら給湯回路62を通った湯も、前記非追い加熱給湯機能により非加熱のまま給湯回路62を通った湯も、通路18と給湯通路19とを順に通って一つ以上の給湯先に給湯される。なお、同図には図示されていないが、給湯通路19の先端側には給湯栓が設けられており、この給湯栓を開くことにより、貯湯槽2に蓄えられていた湯が給水圧を受けて湯の通路9を通り、前記の如く、必要に応じて給水通路8bからの水と混合されたり、給湯器16により追い加熱されたり、あるいは水の混合や追い加熱なしにそのまま給湯される。
Hot water that has passed through the hot
また、図2の図中、符号25は入水温度サーミスタ、符号26は燃料電池1から貯湯槽2へ導入される湯水温検出用のFC高温サーミスタ、符号27は貯湯槽2から燃料電池1側へ導出される湯水温検出用のFC低温サーミスタをそれぞれ示し、符号29は給水流量センサ、符号50は減圧弁、をそれぞれ示している。
In FIG. 2,
図3には、図2に示したシステム構成における配管および構成要素の一部を省略または破線で示したシステム構成図が示されており、図3に示されるように、前記通路18には接続手段20を介して接続通路21の一端側が接続され、接続通路21の他端側は、熱回収用通路3において湯水を燃料電池1側から貯湯槽2側に通す通路の途中部に接続されている。また、熱回収用通路3において湯水を貯湯槽2側から燃料電池1側に通す通路の途中部と前記湯の通路9の先端側とを接続する接続通路22が設けられ、接続通路22には、湯水を循環させる循環ポンプ23と、水電磁弁24とが設けられている。
FIG. 3 shows a system configuration diagram in which some of the piping and components in the system configuration shown in FIG. 2 are omitted or shown by broken lines. As shown in FIG. One end side of the
そして、通路18、接続通路21、熱回収用通路3のうちの通路3a、3b(接続通路21との接続部および接続通路22との接続部よりも貯湯槽2側の領域の一部)と、バイパス通路7、接続通路22、湯水導入通路15を有して、同図の矢印Cに示されるように湯水を循環させる湯水循環通路40が形成されている。水電磁弁24は、循環ポンプ23の駆動による湯水循環通路40への水の循環の有無を弁の開閉により切り替える電磁弁であり、水電磁弁24を開いた状態で循環ポンプ23を駆動させて湯水循環通路40を循環する湯水を、給湯器16が給湯熱交換器17により加熱する循環湯水加熱機能を有している。この循環湯水加熱機能の動作も、給湯器16の前記構成要素を制御することにより行われる。
Of the
なお、図3において、加熱により温められた湯水が主に通る通路部分にはドットを記しており、湯水循環通路40においては温められた湯の温度が湯水循環通路40内を通るときに徐々に冷めていくが、湯水循環通路40のうち給湯器16の湯水導出側の通路18からバイパス通路7の入口までの領域にドットを記している。また、図3においては、貯湯槽2側から出湯される湯の通路9(合流部10に至る通路)にもドットを記している。
In FIG. 3, dots are marked in a passage portion through which hot water heated by heating mainly passes, and gradually in the hot
また、図2、図3に示す熱源装置には、図示されていない制御装置が設けられており、制御装置には、タンク湯水混合器12を制御して湯の通路9から合流部10側に流れる湯の流量を制御すると共に、水混合器14を制御して給水通路8bから合流部10側に流れる水の流量を制御し、合流部10で適宜の温度の混合湯水が形成されるようにするミキシング流量制御手段が設けられている。
The heat source device shown in FIGS. 2 and 3 is provided with a control device (not shown). The control device controls the tank hot /
このミキシング流量制御手段は、給湯停止時には例えばタンク側電磁弁13を閉じて湯の通路9から合流部10側に流れる湯(貯湯槽2から出湯される湯)の流量がゼロとなる状態にする。そして、給湯通路19の先端側に設けられている給湯栓が開かれると水の流れが給水流量センサ29により検出されるので、ミキシング流量制御手段は、その検出信号を受けてタンク側電磁弁13を開け、タンク湯水混合器12の制御により、図2の矢印Bに示されるように湯の通路9から合流部10側に流れる湯の流量を調節すると共に、水混合器14の制御により、図2の矢印B’に示されるように給水通路8bから合流部10側に流れる水の流量を調節し、合流部10で形成される混合湯水の温度が例えば給湯設定温度と同じ温度の混合設定温度になるようにする。
This mixing flow rate control means closes the tank
なお、貯湯槽2内に貯湯されている湯水には、例えば図5の模式図に示されるような温度の層Wa、Wb、Wcが形成されるものであり、貯湯槽2の上部側の層(高温層)Waには燃料電池1の発電時に生じる廃熱によって加熱された高温Ta(例えば60℃)の湯が貯湯され、貯湯槽2の下部側の層(低温層)Wcには貯湯槽2内に給水される給水温度と同じ温度Tc(例えば15℃)の水が貯水されており、その間に、温度Taから温度Tcまでの急な温度勾配を持つ層(温度中間層)Wbがある。したがって、層Waの湯が無くなると湯の代わりに冷たい水が湯の通路9から送水されることがあるが、説明の都合上、特に断らない限り、湯の通路9からは湯が出湯されて前記合流部10に合流されるという表現を用いる。
Note that the hot water stored in the
例えば図5に示されるように、貯湯槽2内の湯水において、例えば層Waと層Wbとの境界が貯湯槽内湯水温検出手段5aの配設領域よりも下にあり、貯湯槽内湯水温検出手段5aの検出温度が給湯設定温度より例えば5℃高く設定される閾値より高い温度のときには、貯湯槽2から出湯される湯の温度は例えば60℃といったほぼ一定の値である。
For example, as shown in FIG. 5, in the hot water in the
そこで、前記ミキシング流量制御手段は、混合サーミスタ28(28a,28b)の検出温度と混合設定温度との差に基づいて(偏差に応じ)、混合サーミスタ28(28a,28b)の検出温度が混合設定温度になるようにタンク湯水混合器12と水混合器14を制御することによって、湯の通路9から合流部10側に流れる湯の流量と給水通路8bから合流部10側に流れる水の流量とを調節する制御を行う。なお、ミキシング流量制御手段は、ミキシング流量制御に際し、フィードフォワード制御を行わずにフィードバック制御のみを行うようにしてもよい。
Therefore, the mixing flow rate control means sets the detected temperature of the mixed thermistor 28 (28a, 28b) based on the difference between the detected temperature of the mixed thermistor 28 (28a, 28b) and the set mixing temperature (according to the deviation). By controlling the tank
そして、このようなキシング流量制御手段による制御によって、合流部10で形成される混合湯水の温度が混合設定温度(例えば給湯設定温度と同じ温度またはその近傍温度)とされると、その混合湯水は、図2の矢印B”に示されるように、合流部10から湯水導入通路15を通して給湯器16に導入されるが、このとき、給湯器16において給湯熱交換器17による加熱は行われずに(前記非加熱給湯機能の動作によって)、通路18と給湯通路19を通して給湯先に給湯される。
When the temperature of the mixed hot water formed in the merging
一方、貯湯槽内湯水温検出手段5aの検出温度が前記閾値以下であり、ミキシング流量制御手段による流量制御のみでは、給湯設定温度と同等の温度に設定される混合設定温度の湯を給湯することができない場合には、例えば混合設定温度を給湯設定温度より低い温度に設定する。例えば混合設定温度を、給湯設定温度から給湯器16のMIN号数(最小燃焼号数)で給湯流量の水を加熱したときに上昇する温度分を差し引いた値まで下げ、その混合湯水が給湯器16の前記追い加熱給湯機能の動作によって給湯熱交換器17により加熱されて給湯設定温度の湯が作り出され、この湯が通路18と給湯通路19を通して給湯先に給湯される。
On the other hand, the detected temperature of the hot water
なお、従来の貯湯槽2を備えた熱源装置(例えば特許文献1、参照)においては、タンクユニット4と給湯器16とが隣接配置されたタイプ(一体型)の熱源装置が用いられていたが、開発中の熱源装置は、タンクユニット4と給湯器16と燃料電池1とをそれぞれ個別に配置し、互いに配管により接続する個別配置型の熱源装置も可能とするものである。このようにすると、例えば複数種あるタンクユニット4のうち、利用者が必要な容量の貯湯槽2を備えたタンクユニット4を選択し、そのタンクユニット4と、複数種ある給湯器16のうち選択された給湯器16と、複数種ある燃料電池1のうち選択された燃料電池1とを組み合わせるといったことができ、バリエーションを増やすことができる。
In addition, in the heat source apparatus (for example, refer patent document 1) provided with the conventional hot
また、前記のような個別配置型の熱源装置は、既設の給湯器16にタンクユニット4等を接続して熱源装置を形成することもできるといったメリットもある。この場合、例えば給湯器16は建物の北側に配置されてタンクユニット4は建物の東側や西側に配置されるといったように、タンクユニット4と給湯器16とが離れて配置されることも想定されるが、そのような場合には、冬場等に、湯水導入通路15および接続通路21内の水が、給湯停止中に凍結することを防止するため等に、水電磁弁24を開いて循環ポンプ23を駆動させ、図3の矢印Cに示したように、湯水循環通路40に湯水を循環させながら給湯熱交換器17により加熱する前記循環湯水加熱機能の動作が適宜行われるような構成が必要になると考えられる。
Further, the individual arrangement type heat source device as described above has an advantage that the heat source device can be formed by connecting the tank unit 4 or the like to the existing
ところで、図2に示した開発中の熱源装置において、非追い加熱給湯機能の動作時には湯の通路9から給湯器16に導入される湯を非加熱のまま給湯回路62を通して給湯先から給湯するが、例えば非加熱給湯機能の動作による給湯が停止されてから例えば1分といった短い時間経過後に再出湯が行われたときや、非加熱給湯機能の動作継続中に、暖房装置31の運転に伴い暖房回路30側の暖房用バーナ64の燃焼が行われてファン65が駆動すると、暖房用熱交換器17と同じ器具ケース内(ここでは同一燃焼室66内)に配置されている給湯熱交換器17もファン65からの送風により熱を奪われることになり、給湯回路62から出湯される湯の温度が低下してしまうことがあるといった問題が生じることが分かった。
In the heat source device under development shown in FIG. 2, hot water introduced from the
なお、このような問題は、タンクユニット4と給湯器16とが隣接されたタイプの熱源装置においても生じるものであり、また、前記の如く、給湯バーナ61の給排気用のファンと暖房用バーナ64の給排気用のファンとを別々に設けた場合にも、暖房用バーナ64の燃焼時に暖房用バーナ64の給排気用のファンを駆動する際には給湯バーナ61の給排気用のファンも駆動させるため、同様の問題が生じる。
Such a problem also occurs in a heat source device of a type in which the tank unit 4 and the
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えば貯湯槽等の主熱源から例えば給湯器等の補助熱源装置に導入される湯を、補助熱源装置を通して非加熱で給湯する場合に、補助熱源装置が暖房運転を行っても安定した温度の湯を給湯できる熱源装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to non-heat hot water introduced into an auxiliary heat source device such as a water heater from a main heat source such as a hot water tank through the auxiliary heat source device. It is to provide a heat source device that can supply hot water at a stable temperature even when the auxiliary heat source device performs a heating operation.
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第1の発明は、主熱源から出湯される湯の通路の下流側に、給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側が接続され、前記湯の通路から前記補助熱源装置の前記給湯回路に導入される湯を前記給湯熱交換器により加熱して給湯先に給湯する追い加熱給湯機能と前記湯の通路から前記補助熱源装置に導入される湯を非加熱のまま前記給湯回路を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能とを有し、前記補助熱源装置には該補助熱源装置に接続される暖房装置に熱媒体を供給するための暖房回路と、該暖房回路に設けられた暖房用熱交換器を加熱するバーナと、該バーナの給排気用のファンとが設けられていて前記暖房用熱交換器と前記給湯熱交換器とは前記補助熱源装置の器具ケース内に配置されており、前記非追い加熱給湯機能の動作時に前記ファンが駆動されたときには前記主熱源側から前記補助熱源装置側に送られる湯の温度を予め定められる給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ温度高い温度とする暖房時下駄上げ出湯制御手段を有する構成をもって課題を解決するための手段としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, in the first invention, a hot water introduction side of a hot water supply circuit of an auxiliary heat source device having a hot water supply heat exchanger is connected to a downstream side of a hot water passage discharged from a main heat source, and the auxiliary heat source is connected from the hot water passage. A hot water supply function for heating hot water introduced into the hot water supply circuit of the apparatus by the hot water supply heat exchanger to supply hot water to the hot water supply destination and hot water introduced into the auxiliary heat source device from the hot water passage without heating. A non-following hot water supply function for supplying hot water to a hot water supply destination through a hot water supply circuit, the auxiliary heat source device having a heating circuit for supplying a heat medium to a heating device connected to the auxiliary heat source device, and the heating circuit A burner for heating the heating heat exchanger provided, and a fan for supplying and exhausting the burner are provided, and the heating heat exchanger and the hot water supply heat exchanger are located in an appliance case of the auxiliary heat source device. And the non-additional When heating the hot water supply function, when the fan is driven, the temperature of the hot water sent from the main heat source side to the auxiliary heat source device side is set to a temperature higher than a predetermined hot water supply set temperature, which is higher than a predetermined hot water supply temperature. A configuration having clogging hot water control means is used as means for solving the problem.
また、第2の発明は、前記第1の発明の構成に加え、前記主熱源から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられて、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有し、暖房時下駄上げ出湯制御手段は、前記補助熱源装置の非追い加熱給湯機能の動作時にバーナの給排気用のファンが駆動されたときに前記ミキシング流量制御手段の制御により前記主熱源側から前記合流部を介して前記補助熱源装置側に送られる湯の温度が給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにすることを特徴とする。 In addition to the configuration of the first invention, the second invention is provided with a joining portion where a passage of hot water discharged from the main heat source and a water supply passage are joined, and hot water joined at the joining portion. Mixing means for mixing water with water, a hot water introduction passage for introducing hot water mixed by the mixing means into the auxiliary heat source device, and a flow rate of hot water flowing through the junction by controlling the mixing means, A mixing flow rate control means for controlling the flow rate of water, and the heating clogging hot water control means is provided when the fan for supplying / exhausting the burner is driven during the operation of the non-following heating hot water supply function of the auxiliary heat source device. The temperature of the hot water sent from the main heat source side to the auxiliary heat source device side through the junction is controlled to be higher than the hot water supply set temperature by the control of the mixing flow rate control means. And butterflies.
本発明は、主熱源から出湯される湯を、その下流側に設けられた補助熱源装置に導入して非加熱のまま補助熱源装置の給湯回路を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能を有しているが、補助熱源装置に接続される暖房装置に補助熱源装置から熱媒体を供給するために暖房用熱交換器をバーナで加熱し、バーナの給排気用のファンを駆動させると、暖房用熱交換器のみならず暖房用熱交換器と同じ器具ケース内に設けられた給湯熱交換器にもファンの風が当たるため、加熱されていない状態の給湯熱交換器の熱が奪われることになる。 The present invention has a non-following heating hot water supply function in which hot water discharged from a main heat source is introduced into an auxiliary heat source device provided downstream thereof and hot water is supplied to a hot water supply destination through a hot water supply circuit of the auxiliary heat source device without heating. However, in order to supply a heat medium from the auxiliary heat source device to the heating device connected to the auxiliary heat source device, the heating heat exchanger is heated with the burner, and the fan for supplying and exhausting the burner is driven. Because the fan's wind also hits the hot water supply heat exchanger installed in the same appliance case as the heating heat exchanger as well as the heat exchanger for heating, the heat of the hot water supply heat exchanger in an unheated state is deprived become.
しかしながら、本発明においては、前記ファンの駆動時には、主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を予め定められる給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ(嵩上げ)温度高い温度とすることにより、この湯が給湯熱交換器を通るときに前記ファンの風により多少熱を奪われても、湯の温度が給湯設定温度より低くなることが防止され、結果的に、給湯温度が給湯設定温度より低下することを抑制でき、給湯設定温度またはその近傍温度の湯を安定して給湯することができる。 However, in the present invention, when the fan is driven, the temperature of the hot water sent from the main heat source side to the auxiliary heat source device side is set to a temperature higher than a predetermined hot water supply set temperature, which is higher than a predetermined hot water supply temperature. Therefore, even if this hot water passes through the hot water supply heat exchanger, even if heat is taken away by the wind of the fan, the hot water temperature is prevented from becoming lower than the hot water supply set temperature, and as a result, the hot water temperature is set to the hot water supply setting. It can suppress that it falls from temperature, and can supply hot water of the hot water supply preset temperature or its vicinity temperature stably.
また、主熱源から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられて、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有する発明においては、ミキシング流量制御手段による湯の流量と水の流量の制御によって、所望の温度の湯を形成して補助熱源装置側に送ることができる。 Further, there is provided a joining portion where the passage of hot water discharged from the main heat source and the water supply passage join together, mixing means for mixing the hot water and water joined at the joining portion, and mixing by the mixing means In the invention having a hot water introduction passage for introducing the formed hot water into the auxiliary heat source device, and a mixing flow rate control means for controlling the flow rate of hot water flowing through the merging portion and the flow rate of water by controlling the mixing means, By controlling the flow rate of hot water and the flow rate of water by the mixing flow rate control means, hot water having a desired temperature can be formed and sent to the auxiliary heat source device side.
そして、この構成の本発明において、暖房時下駄上げ出湯制御手段が、補助熱源装置の非追い加熱給湯機能の動作時にバーナの給排気用のファンが駆動されたときに、ミキシング流量制御手段の制御により前記主熱源側から前記合流部を介して前記補助熱源装置側に送られる湯の温度が給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにすることにより、主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を的確に制御して、前記効果を発揮することができる。 And in this invention of this structure, when the fan for hot water supply / exhaust of the burner is driven during the operation of the non-follow-up hot water supply function of the auxiliary heat source device, the mixing flow rate control means controls Thus, the temperature of hot water sent from the main heat source side to the auxiliary heat source device side via the junction is set to a temperature higher than the hot water supply set temperature, so that the auxiliary heat source device side is changed from the main heat source side to the auxiliary heat source device side. The temperature of the hot water sent to can be precisely controlled, and the above effect can be exhibited.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、これまでの説明の例と同一構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same constituent elements as those in the above-described examples, and the duplicate description is omitted or simplified.
図1には、本発明に係る熱源装置の一実施例の要部制御構成がブロック図により示されている。本実施例は、図2に示した熱源装置と同様のシステム構成を有し、さらに、図1に示されるように、タンクユニット60内の制御装置33に、ミキシング流量制御手段35、混合設定温度設定手段36、メモリ部37、暖房時下駄上げ出湯制御手段39を設けている。また、制御装置33には給湯器16の制御装置46とリモコン装置43とが信号接続されているので、制御装置33がリモコン装置43と送受信する情報は取得できる。リモコン装置43には給湯設定温度設定操作手段45が設けられ、給湯器16の制御装置46には給湯燃焼制御手段47が設けられている。なお、リモコン装置43は、屋内において、リビングや、浴室、台所、洗面所等の適宜の場所に設置されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a main part control configuration of an embodiment of a heat source device according to the present invention. This embodiment has the same system configuration as that of the heat source device shown in FIG. 2, and further, as shown in FIG. 1, the
給湯設定温度設定操作手段45は、利用者等により給湯設定温度を設定するための操作手段であり、例えばリモコン装置43の表面側に設けられている操作ボタン等により形成されている。この給湯設定温度設定操作手段45により設定された給湯設定温度の値は、制御装置33の混合設定温度設定手段36と暖房時下駄上げ出湯制御手段39と、給湯器16の燃焼制御手段47とに加えられる。
The hot water supply set temperature setting operation means 45 is an operation means for setting a hot water supply set temperature by a user or the like, and is formed by an operation button or the like provided on the surface side of the
混合設定温度設定手段36は、混合湯水の設定温度(混合設定温度)を設定するものであり、例えば貯湯槽内湯水温検出手段5aの検出温度が前記閾値よりも高い温度のときの給湯時の前記混合設定温度を給湯設定温度に対応させて、給湯設定温度の値と同じ値に設定する。また、混合設定温度設定手段36は、貯湯槽内湯水温検出手段5aの検出温度が前記閾値以下の時には、混合設定温度を給湯設定温度よりも低い適宜の温度に設定する。
The mixed set temperature setting means 36 sets a set temperature (mixed set temperature) of the mixed hot water. For example, the hot water supply temperature when the detected temperature of the hot water
なお、タンクユニット4の合流部10と給湯器16とを接続する湯水導入通路15が冷えているときに給湯が行われるコールドスタート時には、混合設定温度設定手段36は、混合サーミスタ28の検出温度に対応させて給湯設定温度の設定を特有の設定としてもよい。混合設定温度設定手段36によって設定された混合設定温度は、ミキシング流量制御手段35に加えられる。
At the time of cold start in which hot water is supplied when the hot
ミキシング流量制御手段35は、合流部10側に湯の通路9から流れる湯の流量と給水通路8bから合流部10側に流れる水の流量を制御し、混合設定温度設定手段36により設定される設定混合温度の混合湯水が合流部10で形成されるようにするものである。ミキシング流量制御手段35は、前記の如く、タンク側電磁弁13の開閉制御とタンク湯水混合器12および水混合器14の制御による湯の流量と水の流量との制御により、合流部10で形成される混合湯水の温度が混合設定温度となるように制御する。なお、ミキシング流量制御手段35は、前記の如く、例えば給水流量センサ29の検出信号を受けて、給湯栓が開かれたときにタンク側電磁弁13を開き給湯栓が閉じられたときにタンク側電磁弁13を閉じる制御を行う。
The mixing flow rate control means 35 controls the flow rate of hot water flowing from the
給湯器16の燃焼制御手段47は、例えば混合サーミスタ28の検出温度に基づき、混合サーミスタ28の検出温度がほぼ給湯設定温度であれば(例えば前回の出湯から短時間後の再出湯時)給湯バーナ61の燃焼を行わないようにし、給湯設定温度よりも予め定められている許容範囲を超えて低いときには給湯バーナ61の燃焼とその燃焼制御を行う。この燃焼制御は、例えば給湯熱交換出側温度検出手段67により検出される検出温度と、流量検出手段42により検出される流量と、給湯熱交換器17の熱効率等に従い、予め与えられる給湯バーナ61の燃焼制御用データ(例えば演算式等)に基づいて行われるものであり、様々な方法があるが周知であるので、その詳細説明は省略するが、様々な方法を適用することができる。
The combustion control means 47 of the
暖房時下駄上げ出湯制御手段39は、給湯器16による非追い加熱給湯機能の動作時(例えば非加熱給湯機能の動作による給湯が停止されてから例えば1分といった短い時間経過後に再出湯が行われたときや、非加熱給湯機能の動作継続中)に暖房回路30による暖房運転が行われてファン65が駆動されたときには、貯湯槽2側から給湯器16側に送られる湯の温度を給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ温度高い温度とするものである。本実施例において、暖房時下駄上げ出湯制御手段39は、給湯器16の非追い加熱給湯機能の動作時にファン65が駆動されたときには、その情報を燃焼制御手段47から得てミキシング流量制御手段35に指令を加え、ミキシング流量制御手段35の制御により貯湯槽2側から合流部10を介して給湯器16側に送られる湯の温度が給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるように混合設定温度を設定する(混合設定温度設定手段36による混合設定温度を給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにする)。
The heating clogging hot water control means 39 performs re-hot water after a short time elapses, for example, 1 minute after the hot water supply function is stopped by the hot water heater 16 (for example, after the hot water supply is stopped by the operation of the non-heating hot water supply function). And when the
例えば、下駄上げ温度をTu℃とすると、この温度Tuは、例えば給湯設定温度(本体設定温度)と、給湯熱交換出側温度検出手段67の検出温度と、給湯熱交換器17とバイパス通路68とのバイパス比と、以下の式(1)とにより決定される。
For example, if the clogging temperature is Tu ° C., this temperature Tu is, for example, the hot water supply set temperature (main body set temperature), the detected temperature of the hot water supply heat exchange outlet side
Tu=〔給湯設定温度−(給湯熱交換器17の出側温度×給湯熱交換器17側のバイパス比)÷バイパス通路68側のバイパス比〕−給湯設定温度・・・(1)
Tu = [hot water supply set temperature− (outlet temperature of hot
なお、式(1)はメモリ部37に格納されている。本実施例において、給湯器16の非加熱給湯機能の動作時はバイパス電磁弁69を全開とし給湯熱交換器17側のバイパス比とバイパス通路68側のバイパス比とを1:3とすることから、給湯熱交換器17側のバイパス比とバイパス通路68側のバイパス比とは1:3となり、給湯設定温度が40℃、給湯熱交換出側温度検出手段67により検出される給湯熱交換器17の出側温度が34℃の場合は、Tu=(40−34×0.25)÷0.75−40=2℃となる。
Expression (1) is stored in the
また、暖房時下駄上げ出湯制御手段39によって、給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにする(本実施例ではミキシング流量制御手段35による混合設定温度を給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度に設定する)タイミングは、例えば給湯器16の非加熱給湯機能の動作時にファン65が行われたときとし、混合設定温度を給湯設定温度に戻すタイミングはファン65の駆動が停止したときとすることができる。また、図1の破線に示されるように、例えば給湯熱交換出側温度検出手段67による検出温度をモニタしておき、この温度が給湯器16の非加熱給湯機能の動作時に許容範囲(例えば2℃)を超えて下がったときに給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにし、混合設定温度を給湯設定温度に戻すタイミングは給湯設定温度から給湯熱交換出側温度検出手段67による検出温度を差し引いた値が前記許容範囲以内となったときとしてもよい。
Further, the clogging hot water control means 39 at the time of heating is set to a temperature higher than the hot water supply setting temperature (in this embodiment, the mixing set temperature by the mixing flow rate control means 35 is set higher than the hot water supply setting temperature. The timing for setting the high temperature) is, for example, when the
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば前記実施例では、下駄上げ温度を、前記式(1)および、給湯設定温度、給湯熱交換出側温度(給湯熱交換出側温度検出手段67による検出温度)、給湯回路62における給湯熱交換器17側とバイパス通路68側とのバイパス比に基づいて決定したが、下駄上げ温度の決定方法は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
In addition, this invention is not limited to the said Example, It sets suitably. For example, in the above-described embodiment, the clogging temperature is determined by changing the hot water supply temperature in the hot
例えば、給湯器16が配置されている場所の外気温度を検出する温度センサを設け、この検出温度とファン65の駆動電流(または、この駆動電流に応じた風量)に基づく給湯熱交換器17の温度低下割合データを予め実験等により求め、そのデータに基づいて、例えば図4の特性線a〜cに示されるような、外気温度とファン65の駆動電流(または風量)に基づく下駄上げ温度の値をメモリ部37に格納しておき、この格納データと外気温度とファン65の駆動電流(風量)とに基づいて下駄上げ温度を決定してもよい。なお、図4に示されている特性線a、b、cは、それぞれ、外気温度ta、tb、tc(ta<tb<tc)に対応するデータである。
For example, a temperature sensor for detecting the outside air temperature at the place where the
また、前記実施例では、混合設定温度を給湯設定温度と同じ値としたが、例えば合流部10から給湯先まで給湯される間に湯の温度が冷えること等を考慮して、混合設定温度を給湯設定温度より常に例えば0.5℃といった割り増し温度だけ高めに設定するようにしてもよい。この場合、下駄上げ出湯制御手段39は、ファン65が駆動されたときに、その混合設定温度(給湯設定温度+割り増し温度)に下駄上げ温度を加えた温度の湯が貯湯槽2から出湯されるようにミキシング流量制御手段35に指令を加えるようにする。
Moreover, in the said Example, although mixing mixing temperature was made into the same value as hot water supply setting temperature, considering that the temperature of hot water cools, for example during hot water supply from the
さらに、本発明の熱源装置の詳細なシステム構成は適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、タンクユニット4において、タンク湯水混合器12と水混合器14も共に2方弁として、これらの混合器12,14で2カ所で混合比を調整したが、例えば2方弁を用いる代わりに、1カ所に3方弁を設けて混合比を調整するようにしてもよい。
Furthermore, the detailed system configuration of the heat source device of the present invention is set as appropriate. For example, in the above-described embodiment, in the tank unit 4, the tank
また、前記実施例では、貯湯槽2は燃料電池1に熱的に接続されていたが、燃料電池1の代わりに、太陽熱の集熱機やヒートポンプ等を接続してもよいし、貯湯槽2を設けない主熱源としてもよい。
Moreover, in the said Example, although the
さらに、前記実施例では、給水流量センサ29と流量検出手段42を別々のものとして両方を熱源装置に設けたが、どちらか1つで兼用してもよい。例えば流量検出手段42のみ設ける場合には、流量検出手段42を、通路18と給湯通路19を通して給湯される給湯流量を検出する給湯流量検出手段として機能するものとし、流量検出手段42の検出信号を、流量割合検出手段38とミキシング流量制御手段35の混合比レベル決定手段39に加えるようにする。なお、給水流量センサ29と流量検出手段42の両方を設ける場合にも、流量検出手段42の検出信号をミキシング流量制御手段35等に加えてもよいが、ミキシング流量制御手段35等には給水流量センサ29の検出信号を加えるようにする方が、給湯器16等の補助熱源装置とタンクユニット4間の情報融通を行わずにすみ、制御構成を簡略化できる。
Furthermore, in the said Example, although the water supply
さらに、図2、図3において、接続通路21,22を省略したシステム(循環ポンプ23、電磁弁24もなし)においても本発明は有効である。
2 and 3, the present invention is also effective in a system (without the
さらに、図2の破線で示されるようなバイパス路79とバイパス電磁弁80を設けて熱源装置を形成してもよい。このような構成においては、バイパス路79と通路18との合流部で合流した後の温度が給湯設定温度となるように、必要に応じてバイパス電磁弁80の開閉制御やミキシング流量制御手段35等による温度制御、燃焼制御手段47による燃焼制御等が適宜行われる。
Furthermore, a heat source device may be formed by providing a
また、このようにバイパス路79を設ける場合は、貯湯槽2側から湯水導入通路15を通って流れてきた湯水が給湯回路62の湯水導入側とバイパス路79側とに分岐して流れた後に通路18で合流することになるため、給湯通路62側とバイパス路79側との分岐比(バイパス比)(例えば8:2としたり5:5としたり適宜設定される値)を考慮して前記下駄上げ温度が予め定められることになる。
Further, when the
さらに、給湯器16等の補助熱源装置は、給湯熱交換器17を例えば石油燃焼式のバーナ装置により加熱するタイプの装置としてもよい。また、給湯器16等の補助熱源装置に接続される暖房装置31は温水マットとは限らず、浴室乾燥機等としてもよいし、様々な暖房装置を必要に応じて1つ以上設けて形成することができる。
Further, the auxiliary heat source device such as the
さらに、補助熱源装置に、給湯熱交換器17と同じ器具内(例えば同じ燃焼室66内)に、浴槽湯水の追い焚き用の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器17と追い焚き用バーナと給湯バーナ61を設け、例えば前記実施例において暖房運転時に主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を下駄上げ温度高い温度とした制御と同様に、浴槽湯水の追い焚き運転時(動作時)に、主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を下駄上げ温度高い温度としてもよい。
Further, in the auxiliary heat source device, in the same appliance as the hot water supply heat exchanger 17 (for example, in the same combustion chamber 66), a reheating heat exchanger for reheating the bath water, a hot
本発明の熱源装置は、主熱源からの湯を補助熱源装置に通して非加熱で給湯する装置において、補助熱源装置側で暖房運転が行われてファン駆動が行われても、給湯温度の変動を抑制できるので、使い勝手が良好であり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。 The heat source device of the present invention is a device in which hot water from the main heat source is passed through the auxiliary heat source device to supply hot water without heating, even if the heating operation is performed on the auxiliary heat source device side and the fan drive is performed, Therefore, it can be used as a heat source device for home use.
1 燃料電池
2 貯湯槽
3 熱回収用通路
4 タンクユニット
5 貯湯槽内湯水温検出手段
6 三方弁
7 バイパス通路
8,8a,8b 給水通路
9 湯の通路
10 合流部
11 貯湯槽出湯水温検出手段
12 タンク湯水混合器
13 タンク側電磁弁
14 水混合器
15 湯水導入通路
16 給湯器
17 給湯熱交換器
23 循環ポンプ
24 電磁弁
28 混合サーミスタ
29 給水流量センサ
31 暖房装置
33 制御装置
35 ミキシング流量制御手段
36 混合設定温度設定手段
37 メモリ部
39 暖房時下駄上げ出湯制御手段
42 流量検出手段
45 給湯設定温度設定操作手段
47 燃焼制御手段
61 給湯バーナ
62 給湯回路
63 暖房用熱交換器
64 暖房用バーナ
65 ファン
66 燃焼室
67 給湯熱交出側温度検出手段
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