JP4191747B2 - 温水循環システム - Google Patents

Description

本発明は、加熱した温水を端末に供給して放熱させる温水循環システムに関する。

従来、異なる燃焼面を形成する複数のバーナユニットからなるガスバーナと、各バーナユニットへの燃料ガスの供給／遮断を個別に切替えるバーナユニット切替手段と、各バーナユニットに燃焼用空気を供給するファンと、ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整自在なガス量調整手段と、バーナユニット切替手段とガス量調節手段とガスバーナの燃焼量とを制御する制御手段とを備え、制御手段がバーナユニット切替手段によって燃料ガスを供給するバーナユニットの個数を変更し、ガスバーナの燃焼面において実際に燃焼を生じさせる範囲である有効燃焼範囲を図５に示すように大（Ｌ_１’〜Ｌ_２’）・中（Ｍ_１’〜Ｍ_２’）・小（Ｓ_１’〜Ｓ_２’）の３つの段階に切替える有効燃焼範囲切替処理を実行し、ターンダウン比を大きくした燃焼装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃焼装置を用いて循環路に接続された熱交換器を加熱し、熱交換器で加熱生成された温水の熱を循環路を介して温水端末に供給し放熱させれば、温水循環システムとして利用することができる。

この燃焼装置はファンにより各バーナユニットに燃焼用空気を一括して供給すると、ガスバーナの有効燃焼範囲を中又は小としたときには、消火状態にあるバーナユニットにも燃焼用空気が供給される。このため、消火状態にあるバーナユニットに供給された燃焼用空気がガスバーナの燃焼排ガスと混合して燃焼排ガスの温度が低下し、図５に示すように、熱交換器における熱効率が下がるという問題がある。この問題を解決すべく、上記特許文献１では、消火状態にあるバーナユニットに対して燃焼用空気を供給しないようにしているが、燃焼用空気の供給を抑制する供給抑制手段を設ける必要があり、製造コストが高くなる。
特開２００２−１３０６６４号公報

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、熱交換器の熱効率を向上させ且つ製造コストを抑えた温水循環システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、異なる燃焼面を形成する複数のバーナユニットからなるガスバーナと、該各バーナユニットへの燃料ガスの供給／遮断を個別に切替えるバーナユニット切替手段と、該各バーナユニットに燃焼用空気を一括して供給するファンと、前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整自在なガス量調整手段と、該ガスバーナにより加熱される熱交換器と、該熱交換器と温水端末とを連通する温水循環路と、該熱交換器により加熱された温水を該温水循環路を介して該温水端末に送出すると共に、該温水端末で放熱した温水を該温水循環路を介して熱交換器に戻す循環ポンプと、該熱交換器から該温水端末に供給される温水の温度を検出する往き温度センサと、該往き温度センサの検出温度が目標温度となるように、前記バーナユニット切替手段により燃料ガスを供給する前記バーナユニットを変更して、前記ガスバーナの燃焼面において実際に燃焼を生じさせる範囲である有効燃焼範囲を複数段階に切替える「有効燃焼範囲切替処理」と、前記ガス量調整手段により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整する「ガス供給量調整処理」とを実行する出湯温度制御手段とを備えた温水循環システムを以下の如く改良している。

即ち、本発明の第１の態様の温水循環システムは、前記有効燃焼範囲の各段階で前記ガスバーナへの燃料ガスの供給／遮断を切替自在なガス供給遮断手段を備え、前記出湯温度制御手段は、前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により燃料ガスの総供給量を予め設定された最小値として前記ガスバーナを燃焼させたときに、前記往き温度センサの検出温度が目標温度よりも高くなるときには、前記ガス供給遮断手段によりガスバーナの燃焼と消火とを交互に切替えると共に、往き温度センサの検出温度が目標温度に応じた所定温度範囲内となるように所定制御周期におけるガスバーナの燃焼時間と消火時間との比を変更する「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行し、前記所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最小の割合としても前記往き温度センサの検出温度が前記所定温度範囲の上限を超えるときには、前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を１段階小さくすることを特徴とする。

本発明の第１の態様の構成によれば、前記「ガス供給量調整処理」により、前記ガスバーナへのガス供給量を予め設定された最小値としても尚前記往き温度センサの検出温度が目標温度を超えるときに、直ちに前記「有効燃焼範囲切替処理」により１段階小さくするのではなく、前記「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を行う。

これにより前記ガスバーナの燃焼量を減少させるときに、前記有効燃焼範囲を極力大きくして該ガスバーナを燃焼させることができるため、消火状態の前記バーナユニットに供給される燃焼用空気により該ガスバーナの燃焼排ガスが冷却されることを抑制することができる。そのため、前記熱交換器における熱効率を高めて該ガスバーナを燃焼させることができる。又、従来の温水循環システムのハード構成を変更する必要がなく、出湯温度制御手段による制御内容を変更すればよいため、製造コストを抑えることができる。

又、第１の態様の前記最小値を、前記所定段階の有効燃焼範囲において前記「ガス供給量調整処理」により該ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整したときに、前記熱交換器の熱効率がもっとも高くなる燃料ガスの総供給量に設定すれば、「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行中の熱効率がより高くなり好ましい。

又、本発明の第２の態様の温水循環システムは、前記有効燃焼範囲の各段階で前記ガスバーナへの燃料ガスの供給／遮断を切替自在なガス供給遮断手段を備え、前記出湯温度制御手段は、前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により燃料ガスの総供給量を所定値として、前記ガス供給遮断手段によりガスバーナの燃焼と消火とを交互に切替えると共に、往き温度センサの検出温度が目標温度に応じた所定温度範囲内となるように所定制御周期におけるガスバーナの燃焼時間と消火時間との比を変更する「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行し、前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を第１の所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を第１の所定値として、前記「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行したときに、前記所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても前記往き温度センサの検出温度が前記所定温度範囲の下限よりも低くなるときには、前記「有効燃焼範囲切替処理」により該有効燃焼範囲を１段階大きい第２の所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を第２の所定値として、前記「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行し、該所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても該往き温度センサの検出温度が該所定温度範囲の下限よりも低くなるときには、該「ガス供給量調整処理」により該ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を増加させることを特徴とする。

本発明の第２の態様の構成によれば、前記第１の所定段階での有効燃焼範囲における前記「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」により、前記所定制御周期に対する燃焼時間の割合が予め設定された最大の割合としても尚前記往き温度センサの検出温度が該所定温度範囲の下限よりも低くなるときには、前記「有効燃焼範囲切替処理」により該有効燃焼範囲を１段階大きい第２の所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を第２の所定値として該「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を行い、該所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても該往き温度センサの検出温度が所定温度範囲の下限よりも低くなるときには、該「ガス供給量調整処理」により該ガスバーナへの燃料ガスを総供給量を増加させる。

これにより前記ガスバーナの燃焼量を増加させるときに、前記有効燃焼範囲を極力大きくして消火状態の前記バーナユニットに供給される燃焼用空気により該ガスバーナの燃焼排ガスが冷却されることを抑制することができる。そのため、前記熱交換器における熱効率を高めて該ガスバーナを燃焼させることができる。又、従来の温水循環システムのハード構成を変更する必要がなく、出湯温度制御手段による制御内容を変更すればよいため、製造コストを抑えることができる。

又、第２の態様の前記第２の所定値は、前記第２の所定段階の有効燃焼範囲において前記「ガス供給量調整処理」により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整したときに、前記熱交換器の熱効率が最も高くなる燃料ガスの総供給量に設定すれば、前記「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」における該熱交換器の熱効率を一層高めることができ好ましい。

本発明の実施の形態を図１から図４を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の温水循環システムを示す模式図、図２は本実施形態のガスバーナの燃焼量を減少させる場合の制御を示すフローチャート、図３は本実施形態のガスバーナの燃焼量を増加させる場合の制御を示すフローチャート、図４は本実施形態の燃焼量と熱効率の関係を示すグラフである。尚、図５は従来の燃焼装置の燃焼量と熱効率の関係を示すグラフである。

本発明の実施形態の温水循環システム１は、熱源機２と、温水端末としての温水暖房端末３と、熱源機２と温水暖房端末３とを連通する温水循環路４と、出湯温度制御手段の機能を含むコントローラ５（マイクロコンピュータ等により構成される電子ユニット）とを備える。熱源機２には、大・小の２つの燃焼面を形成するバーナユニット２１ａ、２１ｂからなるガスバーナ２１と、ガスバーナ２１により加熱される熱交換器２２と、ガスバーナ２１に燃焼用空気を一括して供給するファン２３と、ファン２３により燃焼用空気を取り入れると共にガスバーナ２１で燃焼した燃焼排ガスを排気するための給排気管２４とが設けられている。熱源機２は室内に配置されていても室外に配置されていてもよい。温水循環システム１は、ガスバーナ２１により燃焼された燃焼排ガスにより熱交換器２２を流れる温水を加熱し、この温水を温水暖房端末３に供給して放熱させる。

温水循環路４には、熱交換器２２により加熱された温水を温水暖房端末３に送出すると共に、温水暖房端末３で放熱した温水を熱交換器２２に戻す循環ポンプ４ａが設けられている。又、温水循環路４には、熱源機２から温水暖房端末３へ温水が送出される側に温水の温度を検出する往き温度センサ４ｂが設けられている。

燃料ガスはガス分岐路６１ａ，６１ｂを介してガス供給路６１によりバーナユニット２１ａ、２１ｂに供給される。ガス分岐路６１ａ，６１ｂにはバーナユニット２１ａ，２１ｂへの燃料ガスの供給／遮断を個別に切替えるバーナユニット切替手段としての電磁弁６２ａ，６２ｂが設けられている。又、ガス供給路６１には、ガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を調整するガス量調整手段７（比例弁）、及びガスバーナ２１への燃料ガスの供給／遮断を切替えるガス供給遮断手段６１ｃ（電磁弁）が設けられている。

コントローラ５は、循環ポンプ４ａ、ガスバーナ２１、電磁弁６２ａ，６２ｂ、ガス供給遮断手段６１ｃ、ガス量調整手段７、ファン２３の作動を制御する。コントローラ５は、ガス量調整手段７によりガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を調整する「ガス供給量調整処理」を実行し、又、ガス供給遮断手段６１ｃを開閉させることによりガスバーナ２１の燃焼と消火とを切替えると共に往き温度センサ４ｂの検出温度が目標温度（温水暖房端末３で要求される温水の温度。）に応じた所定温度範囲内（例えば、目標温度±１２℃。）となるように所定制御周期におけるガスバーナ２１の燃焼時間と消火時間との比を変更する「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。

又、コントローラ５は、電磁弁６２ａ，６２ｂを開閉することにより、実際に燃焼を生じさせるガスバーナ２１の燃焼面の範囲である有効燃焼範囲を大・中・小の３段階に切替える「有効燃焼範囲切替処理」を実行する。即ち、電磁弁６２ａ，６２ｂを開いてバーナユニット２１ａ，２１ｂに燃料ガスを供給することにより有効燃焼範囲が大の段階となり、電磁弁６２ｂを閉じて小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスを遮断し電磁弁６２ａを開いて大バーナユニット２１ａにのみ燃料ガスを供給することにより有効燃焼範囲が中の段階となり、電磁弁６２ａを閉じて大バーナユニット２１ａへの燃料ガスを遮断し電磁弁６２ｂを開いて小バーナユニット２１ｂにのみ燃料ガスを供給することにより有効燃焼範囲が小の段階となる。

次いで、本実施形態の温水循環システム１の動作について説明する。尚、動作内容を明確にするために、ガスバーナ２１の燃焼量を減少させる場合と、ガスバーナ２１の燃焼量を増加させる場合とに別けて説明する。

図２に、ガスバーナ２１の燃焼量を減少させる場合のコントローラ５による処理のフローチャートを示す。暖房運転が開始されると、コントローラ５は、まず、ＳＴＥＰ１で「有効燃焼範囲切替処理」により電磁弁６２ａ，６２ｂを開いてガスバーナ２１の有効燃焼範囲を大の段階とし、「ガス供給量調整処理」により、往き温度センサ４ｂの検出温度が目標温度を超える度に、ガス量調整手段７を制御してガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を減らす。これにより、図４に示すようにＬ_１からＬ_２へとガスバーナ２１の燃焼量（ｋｃａｌ／ｈ）を減少させていく。

ＳＴＥＰ２でガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を予め設定された大の段階における燃焼量Ｌ_２に対応した最小値としても往き温度センサ４ｂの検出温度が目標温度を超えてしまう場合には、ＳＴＥＰ３へ移り、ガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を維持したまま電磁弁６１ｃを開閉させて大の段階による所定制御周期での燃焼時間と消火時間との比を切替える「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。この「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」は往き温度センサ４ｂの検出温度が前記所定温度範囲の上限を超える度に燃焼時間を徐々に少なくして図４に示すＬ_２からＬ_３のようにガスバーナ２１の単位時間あたりの燃焼量を減少させていく。ここで、前記最小値は、大の段階における「ガス供給量調整処理」による調整範囲内で熱交換器２２の熱効率が最も高くなる燃焼量Ｌ_２に対応する燃料ガスの総供給量に設定されている。これにより、「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行してＬ_２からＬ_３まで燃焼量を減少させるときの熱交換器２２の熱効率をより高めることができる。

そして、ＳＴＥＰ４において所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最小の割合としても往き温度センサ４ｂの検出温度が前記所定温度範囲の上限を超えてしまう場合には、ＳＴＥＰ５に移り、「有効燃焼範囲切替処理」により、電磁弁６２ｂを閉じ小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスを遮断してガスバーナ２１の有効燃焼範囲を大の段階から中の段階へ切替える。そして、ガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を、中の段階における「ガス供給量調整処理」による調整範囲内で熱交換器２２の熱効率が最も高くなる燃焼量Ｍ_２’に対応する燃料ガスの総供給量に設定し、図４に示すように、ガスバーナ２１の単位時間あたりの燃焼量がＭ_１からＭ_２になるまで「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。

ここで、ＳＴＥＰ４における最小の割合は、大の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」の実行中における熱交換器２２の熱効率が、中の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」の実行中における熱交換器２２の熱効率よりも下回るときの燃焼量を予め実験により測定し、その燃焼量に対応する燃焼時間に基づいて設定される。換言すれば、大の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」の実行中における熱交換器２２の熱効率と、中の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」の実行中における熱交換器２２の熱効率との高低関係が切り替わるところで、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲を大の段階から中の段階へ切替えるように前記最小の割合が設定される。最小の割合をこのように設定することにより、熱交換器２２の熱効率をより向上させることができる。

ＳＴＥＰ６で所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最小の割合としても往き温度センサ４ｂの検出温度が前記所定温度範囲の上限を超えてしまう場合には、ＳＴＥＰ７で「有効燃焼範囲切替処理」を実行し電磁弁６２ｂを開いて小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスの供給を再開し、電磁弁６２ａを閉めて大バーナユニット２１ａへの燃料ガスを遮断することにより、ガスバーナ２１を中の段階から小の段階へ切り替える。そして、ガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を、小の段階における「ガス供給量調整処理」による調整範囲内で熱交換器２２の熱効率が最も高くなる燃焼量Ｓ_２’に対応する燃料ガスの総供給量に設定し、図４に示すＳ_１からＳ_２までの「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。

ここで、ＳＴＥＰ６における最小の割合は、中の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」の実行中における熱交換器２２の熱効率が、小の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」の実行中における熱交換器２２の熱効率よりも下回るときの燃焼量を予め実験により測定し、その燃焼量に対応する燃焼時間に基づいて設定される。最小の割合をこのように設定することにより、熱交換器２２の熱効率をより向上させることができる。又、ＳＴＥＰ７における小の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」で、前記所定制御周期に対する燃焼時間の割合が最小の割合となると、即ち、該所定制御周期に対する燃焼時間の割合が０％となると、ガスバーナ２１の燃焼は停止する。

次いで、第３図を参照して、ガスバーナ２１の燃焼量を増加させる場合のコントローラ５による処理について説明する。

暖房運転が開始されると、コントローラ５は、まずＳＴＥＰ１１で、「有効燃焼範囲切替処理」により電磁弁６２ｂを開いて小バーナユニット２１ｂに燃料ガスを供給し電磁弁６２ａを閉じて大バーナユニット２１ａへの燃料ガスを遮断してガスバーナ２１の有効燃焼範囲を小の段階にする。そして、燃料ガスの総供給量を、小の段階における「ガス供給量調整処理」による調整範囲内で熱交換器２２の熱効率が最も高くなる燃焼量Ｓ_２’に対応する燃料ガスの総供給量（所定値）に設定すると共に、図４に示すように、ガスバーナ２１の単位時間あたりの燃焼量がＳ_２からＳ_１になるまで「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。換言すれば、往き温度センサ４ｂの検出温度が前記所定温度範囲の下限よりも低下する度に所定制御周期に対する燃焼時間の割合を大きくし（消火時間の割合を小さくし）ガスバーナ２１の単位時間あたりの燃焼量を増加させていく。

ＳＴＥＰ１２で前記燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても往き温度センサ４ｂの検出温度が前記所定温度範囲の下限よりも低くなる場合には、ＳＴＥＰ１３で「有効燃焼範囲切替処理」を実行し、電磁弁６２ａを開き大バーナユニット２１ａへ燃料ガスを供給し、電磁弁６２ｂを閉じて小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスを遮断して、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲を中の段階（第１の所定段階）にする。そして、ガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を、中の段階における「ガス供給量調整処理」による調整範囲内で熱交換器２２の熱効率が最も高くなる燃焼量Ｍ_２’に対応する総供給量（第１の所定値）に設定すると共に、図４に示すように、ガスバーナ２１の単位時間あたりの燃焼量がＭ_２からＭ_１になるまで「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。

ここで、ＳＴＥＰ１２における最大の割合は、小の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」における熱交換器２２の熱効率が、中の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」における熱交換器２２の熱効率を上回るときの燃焼量を予め実験により測定し、その燃焼量に対応する燃焼時間に基づいて設定される。最大の割合をこのように設定することにより、熱交換器２２の熱効率をより向上させることができる。

そして、ＳＴＥＰ１４で前記燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても往き温度センサ４ｂの検出温度が前記所定温度範囲の下限よりも低くなる場合には、ＳＴＥＰ１５で電磁弁６２ｂを開いて小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスの供給を再開し、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲を大の段階（第２の所定段階）にする。そして、ガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を、大の段階における「ガス供給量調整処理」による調整範囲内で熱交換器２２の熱効率が最も高くなる燃焼量Ｌ_２’に対応する総供給量（第２の所定値）に設定すると共に、図４に示すように、ガスバーナ２１の単位時間あたりの燃焼量がＬ_３からＬ_２になるまで「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。

ここで、ＳＴＥＰ１４における最大の割合は、中の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」における熱交換器２２の熱効率が、大の段階での「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」における熱交換器２２の熱効率を上回るときの燃焼量を予め実験により測定し、その燃焼量に対応する燃焼時間に基づいて設定される。最大の割合をこのように設定することにより、熱交換器２２の熱効率をより向上させることができる。

そして、ＳＴＥＰ１６において前記燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても往き温度センサ４ｂの検出温度が前記所定温度範囲の下限よりも低くなる場合には、ＳＴＥＰ１７でガスバーナ２１の大の段階による「ガス供給量調整処理」を実行し、往き温度センサ４ｂの検出温度が目標温度を超える度に、ガス量調整手段７を制御してガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を増加させる。これにより、図４に示すように、ガスバーナ２１の燃焼量がＬ_２からＬ_１へと増加する。ここで、ＳＴＥＰ１６における最大の割合は、例えば１００％に設定される。

本実施形態の温水循環システム１によれば、コントローラ５の「ガス供給量調整処理」により、ガスバーナ２１へのガス供給量を最小としてもなお往き温度センサ４ｂの検出温度が目標温度を越えるときに、直ちに「有効燃焼面積切替処理」により１段階小さくするのではなく、「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を行う。又、「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」により前記燃焼時間の割合が予め設定された最大の割合としてもなお往き温度センサ４ｃの検出温度が目標温度を超えるときには、「有効燃焼面切替処理」により１段階大きくすると共に、「ガス供給量調整処理」によりガスバーナ２１への燃料ガスの総供給量を予め設定された最小の割合として「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を行い、燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても前記所定温度範囲の下限よりも低くなる場合には、「ガス供給量調整処理」を行いガスバーナ２１への燃料ガスを供給量を増加させる。

これにより極力有効燃焼範囲を大きくしてガスバーナ２１を燃焼させることができるため、消火状態にあるバーナユニットに供給される燃焼用空気によりガスバーナ２１で燃焼した燃焼排ガスが冷却されることを抑制することができる。このため、図４に示すように、熱交換器２２における熱効率を高めてガスバーナ２１を燃焼させることができる。又、従来の温水循環システムのハード構成を変更する必要がなく、コントローラ５（出湯温度制御手段）による制御内容を変更すればよいため、製造コストを抑えることができる。

尚、本実施形態においては、例えば、図２のＳＴＥＰ３からＳＴＥＰ５のように大の段階の有効燃焼範囲による「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」から直ちに中の段階の有効燃焼範囲による「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行しているが、大の段階の有効燃焼範囲による「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」の次に、中の段階の有効燃焼範囲による「ガス供給量調整処理」を実行してガスバーナ２１の燃焼量を減少させていき、その後、中の段階の有効燃焼範囲による「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行するようにしてもよい。

又、本実施形態では、コントローラ５は、図２及び図３に示すように、燃焼量を減少させる場合と燃焼量を増加させる場合とのいずれの動作においても「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を行うものについて説明したが、コントローラ５は、燃焼量を減少させる場合と燃焼量を増加させる場合とのいずれか一方の動作を、「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を行わずに、従来のように「ガス供給量調整処理」と「有効燃焼範囲切替処理」だけで動作させる場合であっても、本発明の効果を得ることができる。

又、本実施形態においては、温水端末として温水暖房端末３を示したが、温水端末は熱源機２から供給される温水を熱源として利用するものであれば他のものであってもよく、例えば、温水を熱源として衣類乾燥用の温風を生成する衣類乾燥機であってもよい。

本発明の実施形態の温水循環システムを示す模式図。 本実施形態の燃焼量を下げていく場合の制御を示すフローチャート。 本実施形態の燃焼量を上げていく場合の制御を示すフローチャート。 本実施形態の燃焼量と熱効率の関係を示すグラフ。 従来の燃焼装置の燃焼量と熱効率の関係を示すグラフ。

符号の説明

１…温水循環システム、 ２…熱源機、 ２１…ガスバーナ、 ２１ａ…大バーナユニット、 ２１ｂ…小バーナユニット、 ２２…熱交換器、 ２３…ファン、 ２４…給排気管、 ３…温水暖房端末（温水端末）、 ４…温水循環路、 ４ａ…循環ポンプ、 ４ｂ…往き温度センサ、 ５…コントローラ（出湯温度制御手段）、 ６１…ガス供給路、 ６１ａ，６１ｂ…ガス分岐路、 ６１ｃ…ガス供給遮断手段（電磁弁）、 ６２ａ，６２ｂ…バーナユニット切替手段（電磁弁）、 ７…ガス量調整手段（比例弁）。

Claims (4)

1. 異なる燃焼面を形成する複数のバーナユニットからなるガスバーナと、
   該各バーナユニットへの燃料ガスの供給／遮断を個別に切替えるバーナユニット切替手段と、
   該各バーナユニットに燃焼用空気を一括して供給するファンと、
   前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整自在なガス量調整手段と、
   該ガスバーナにより加熱される熱交換器と、
   該熱交換器と温水端末とを連通する温水循環路と、
   該熱交換器により加熱された温水を該温水循環路を介して該温水端末に送出すると共に、該温水端末で放熱した温水を該温水循環路を介して熱交換器に戻す循環ポンプと、
   該熱交換器から該温水端末に供給される温水の温度を検出する往き温度センサと、
   該往き温度センサの検出温度が目標温度となるように、前記バーナユニット切替手段により燃料ガスを供給する前記バーナユニットを変更して、前記ガスバーナの燃焼面において実際に燃焼を生じさせる範囲である有効燃焼範囲を複数段階に切替える「有効燃焼範囲切替処理」と、前記ガス量調整手段により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整する「ガス供給量調整処理」とを実行する出湯温度制御手段とを備えた温水循環システムにおいて、
   前記有効燃焼範囲の各段階で前記ガスバーナへの燃料ガスの供給／遮断を切替自在なガス供給遮断手段を備え、
   前記出湯温度制御手段は、前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により燃料ガスの総供給量を予め設定された最小値として前記ガスバーナを燃焼させたときに、前記往き温度センサの検出温度が目標温度よりも高くなるときには、前記ガス供給遮断手段によりガスバーナの燃焼と消火とを交互に切替えると共に、往き温度センサの検出温度が目標温度に応じた所定温度範囲内となるように所定制御周期におけるガスバーナの燃焼時間と消火時間との比を変更する「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行し、
   前記所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最小の割合としても前記往き温度センサの検出温度が前記所定温度範囲の上限を超えるときには、前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を１段階小さくすることを特徴とする温水循環システム。
2. 前記最小値は、前記所定段階の有効燃焼範囲において前記「ガス供給量調整処理」により該ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整したときに、前記熱交換器の熱効率がもっとも高くなる燃料ガスの総供給量に設定されていることを特徴とする請求項１記載の温水循環システム。
3. 異なる燃焼面を形成する複数のバーナユニットからなるガスバーナと、
   該各バーナユニットへの燃料ガスの供給／遮断を個別に切替えるバーナユニット切替手段と、
   該各バーナユニットに燃焼用空気を一括して供給するファンと、
   前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整自在なガス量調整手段と、
   該ガスバーナにより加熱される熱交換器と、
   該熱交換器と温水端末とを連通する温水循環路と、
   該熱交換器により加熱された温水を該温水循環路を介して該温水端末に送出すると共に、該温水端末で放熱した温水を該温水循環路を介して熱交換器に戻す循環ポンプと、
   該熱交換器から該温水端末に供給される温水の温度を検出する往き温度センサと、
   該往き温度センサの検出温度が目標温度となるように、前記バーナユニット切替手段により燃料ガスを供給する前記バーナユニットを変更して、前記ガスバーナの燃焼面において実際に燃焼を生じさせる範囲である有効燃焼範囲を複数段階に切替える「有効燃焼範囲切替処理」と、前記ガス量調整手段により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整する「ガス供給量調整処理」とを実行する出湯温度制御手段とを備えた温水循環システムにおいて、
   前記有効燃焼範囲の各段階で前記ガスバーナへの燃料ガスの供給／遮断を切替自在なガス供給遮断手段を備え、
   前記出湯温度制御手段は、前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により燃料ガスの総供給量を所定値として、前記ガス供給遮断手段によりガスバーナの燃焼と消火とを交互に切替えると共に、往き温度センサの検出温度が目標温度に応じた所定温度範囲内となるように所定制御周期におけるガスバーナの燃焼時間と消火時間との比を変更する「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行し、
   前記「有効燃焼範囲切替処理」により前記有効燃焼範囲を第１の所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を第１の所定値として、前記「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行したときに、前記所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても前記往き温度センサの検出温度が前記所定温度範囲の下限よりも低くなるときには、前記「有効燃焼範囲切替処理」により該有効燃焼範囲を１段階大きい第２の所定段階とし、前記「ガス供給量調整処理」により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を第２の所定値として、前記「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行し、該所定制御周期に対する燃焼時間の割合を予め設定された最大の割合としても該往き温度センサの検出温度が該所定温度範囲の下限よりも低くなるときには、該「ガス供給量調整処理」により該ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を増加させることを特徴とする温水循環システム。
4. 前記第２の所定値は、前記第２の所定段階の有効燃焼範囲において前記「ガス供給量調整処理」により前記ガスバーナへの燃料ガスの総供給量を調整したときに、前記熱交換器の熱効率がもっとも高くなる燃料ガスの総供給量に設定されていることを特徴とする請求項３記載の温水循環システム。

Images