JP3898407B2 - Condensation prevention control device for hot water circulating boiler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は温水循環式ボイラに関し、熱交換器の結露発生の防止を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりこの種の温水循環式ボイラに於いては、燃焼装置と熱交換器を持つボイラと放熱器による温水の循環回路を備えたものであるが、放熱器の負荷が大きくなると熱交換器へ戻ってくる温水の温度が20℃程度まで低下してしまうことがあり、この場合熱交換器で燃焼ガスを急冷してしまい熱交換面に結露が発生してしまう欠点があった。特に燃焼量が小さい場合には結露の発生が頻繁に起こり易く、熱交換器に結露が発生した状態で長時間運転を継続すると燃焼装置や熱交換器の破損や腐触を引き起こすものであった。
【0003】
これを解決するため従来の温水循環式ボイラに於いては、例えば特開平5−195508号公報に開示されているように、燃焼装置と熱交換器を持つボイラと融雪用放熱器による温水の密閉循環回路を備えたものに於いて、温水の往き管と戻り管の間にバイパス管を設け、往き管に融雪用放熱器側から熱交換器に戻ってくる温水温度が低いときに閉止側へ動作する流量調節弁装置を設け、この流量調節弁装置の閉止動作によりバイパス管から戻り管へ高温の往き管の温水を流入させるようにして熱交換器の結露を防止するものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、循環回路中に必ずバイパス管及び流量調節弁装置を設けなければならず、多くの部品を必要としコスト高になり設備が大型化すると共に、放熱器に流れるはずの高温水の全部または一部をバイパスさせてしまうため、放熱器での放熱量が大幅に減少してしてしまうものであって、融雪または暖房の効率が非常に悪いものであった。
【0005】
【問題点を解決するための手段】
本発明はこの点に着目し、上記欠点を解決する為、請求項1では特にその構成を、燃焼装置と熱交換器とを備え前記熱交換器と放熱器とを循環回路にて温水を循環可能に接続した温水循環式ボイラに於いて、前記放熱器の下流側に放熱器で放熱した温水の温度を検知する戻り温度センサを備え、該戻り温度センサが前記熱交換器に結露が発生する第1の所定温度以下を所定時間継続して検知した場合に前記燃焼装置の燃焼量を一段階増加し、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知するまで、所定時間経過する毎に燃焼装置の燃焼量を一段階増加するものである。
【0006】
また、請求項2では特にその構成を、前記請求項1のものに於いて、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知した時、戻り温度センサが検知する温度が第2の所定温度以下を所定時間継続して検知するまで、所定時間経過する毎に燃焼装置の燃焼量を一段階減少させるものである。
【0007】
また、請求項3では特にその構成を、燃焼装置と熱交換器とを備え前記熱交換器と放熱器とを循環回路にて温水を循環可能に接続し、前記熱交換器下流での往き温水の目標温度を設定する往き温水温度設定手段と、前記熱交換器の下流側に前記熱交換器から流出する往き温水の温度を検知する往き温度センサとを備え、前記往き温度センサで検知する温水温度が往き温水温度設定手段で設定された目標温度になるよう燃焼量を可変するようにした温水循環式ボイラに於いて、前記放熱器の下流側に放熱器で放熱した温水の温度を検知する戻り温度センサを備え、該戻り温度センサが前記熱交換器に結露が発生する第1の所定温度以下を所定時間継続して検知した場合に前記往き温水温度設定手段で設定された目標温度を所定温度増加させると共に、温水を循環させる循環ポンプの回転数を増加し、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知するまで、所定時間経過する毎に往き温水温度の目標温度を所定温度増加させると共に、循環ポンプの回転数を増加するものである。
【0008】
また、請求項4では特にその構成を、前記請求項3のものに於いて、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知した時、戻り温度センサが検知する温度が第2の所定温度以下を所定時間継続して検知するまで、所定時間経過する毎に往き温水温度の目標温度を所定温度減少させると共に、循環ポンプの回転数を元に戻すものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
前記請求項1に係る発明によると、燃焼装置14と熱交換器13とを備え前記熱交換器13と放熱器14とを循環回路7にて温水を循環可能に接続した温水循環式ボイラ1に於いて、前記放熱器4の下流側に放熱器4で放熱した温水の温度を検知する戻り温度センサ20を備え、該戻り温度センサ20の検知する戻り温水温度が前記熱交換器13に結露が発生する第1の所定温度(例えば30℃)以下を所定時間継続すると、結露防止のために前記燃焼装置14の燃焼量を一段階増加し、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知するまで、所定時間経過する毎に燃焼装置の燃焼量を一段階増加することを繰り返して燃焼量を増加し、循環温水に与える熱量を増やすことによって戻り温水温度を結露が発生しない温度まで昇温させると共に、結露の発生しにくい高燃焼量側へ燃焼量を増加するので更に結露が発生しにくくなるものである。
【0010】
また、前記請求項2に係る発明によると、燃焼量の増加に伴い戻り温度センサ19の検知する戻り温水温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度(ここでは40℃)以上の42℃まで上昇し所定時間以上経過したとすると、燃焼量を一段階減少させて上がりすぎた戻り温水温度を低下させるようにする。そして戻り温水温度が第2の所定温度(ここでは40℃)以下を所定時間継続するまで所定時間毎に燃焼量を一段階減少させることを繰り返すので、戻り温水温度が前記熱交換器12に結露を起こさせない温度になるよう制御して、結露が発生しにくい状態にあるのに高燃焼量で燃焼を継続してしまって無駄にエネルギーを消費してしまうことがなく、不要な温度上昇を防いで運転の適正化を図り無駄にする熱量を抑制し省エネルギーにも貢献するものである。
【0011】
また、前記請求項3にかかる発明によると、燃焼装置14と熱交換器13とを備え前記熱交換器13と放熱器4とを循環回路7にて温水を循環可能に接続し、前記熱交換器13下流での往き温水の目標温度を設定する往き温水温度設定手段29と、前記熱交換器13の下流側に前記熱交換器13から流出する温水の温度を検知する往き温度センサ19とを備え、前記往き温度センサ19で検知する温水温度が往き温水温度設定手段29で設定された目標温度になるよう燃焼量を可変するようにした温水循環式ボイラ1に於いて、前記放熱器4の下流側に放熱器4で放熱した温水の温度を検知する戻り温度センサ20を備え、該戻り温度センサ20が前記熱交換器13に結露が発生する第1の所定温度(例えば30℃)以下を所定時間継続して検知した場合に、前記往き温水温度設定手段29で設定された目標温度を数度(例えば5℃)だけ上げると共に、温水を循環させる循環ポンプの回転数を増加し、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知するまで、所定時間経過する毎に往き温水温度の目標温度を所定温度上げることを繰り返すので、往き温度センサ19の検知する温水温度が前記往き温水温度設定手段29で設定された目標温度より低くなって燃焼装置14は燃焼量を増加し、従って循環温水に与える熱量を増やすことによって戻り温水温度を結露が発生しない温度まで昇温させるものである。
このように、往き温水の目標温度を数度ずつ上げることで燃焼量を増加させて循環温水に与える熱量を増加すると共に、循環温水の循環速度を速めて放熱器4での放熱量を減らすことによって効率よく戻り温水温度を結露が発生しない温度まで昇温させ、結露の発生しにくい高燃焼量側へ燃焼量を増加するので更に結露が発生しにくくなり、また、往き温水の目標温度を戻り温水温度の状況を検知しながら数度ずつ段階的に上げていくので、結露防止のために最低限必要な熱量を適切に与えることができて省エネルギーであると共に、放熱器4により加熱される負荷に対して過剰に熱してしまうことを防止できるものである。
【0012】
また、前記請求項4にかかる発明によると、前記請求項3のものに於いて、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知した時、往き温水の目標温度を数度だけ下げ、同時に循環ポンプ16の回転数を元の回転数に戻して、上がりすぎた戻り温水温度を低下させるようにする。そして戻り温水温度が第2の所定温度(ここでは40℃)以下を所定時間継続するまで所定時間経過する毎に往き温水温度の目標温度を所定温度減少させると共に、循環ポンプの回転数を元に戻すことを繰り返すことで、戻り温水温度が前記熱交換器12に結露を起こさせない温度になるよう制御して、結露が発生しにくい状態にあるのに高燃焼量で燃焼を継続してしまって無駄にエネルギーを消費してしまうことがなく、不要な温度上昇を防いで運転の適正化を図り無駄にする熱量を抑制し省エネルギーにも貢献するものである。
【0013】
【実施例】
本発明の第1の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に於いて、1は温水循環式のボイラであり、該ボイラ1で加熱された温水が往き管2及び往きヘッダー3を通過して地面に埋設された複数の融雪用の放熱器4に分流され、それぞれの融雪用の放熱器4を流通して歩道等に積もった雪を融かした後に、戻りヘッダー5で合流され、戻り管6を通過して再び前記ボイラ1へ循環流通する循環回路7を備えている。
【0014】
8は前記ボイラ1の運転の発停を指示するリモートコントロール装置であり、運転スイッチ(図示せず)を有していると共に、降雪センサ制御部9と接続されている。この降雪センサ制御部9には、水検知センサ及び外気温センサ(共に図示せず)より構成され降雪の有無を検知する降雪センサ10と、前記融雪用の放熱器4付近に埋設され地中温度を検出する地温センサ11とが接続されており、該降雪センサ制御部9は雪が降り始めると前記ボイラ1の運転を開始するよう、また、その後地中温度が一定温度以上まで昇温され且つ降雪が止むと前記ボイラ1の運転を停止するように前記リモートコントロール装置8を介して前記ボイラ1へ指示するものである。
【0015】
次に、前記ボイラ1について説明する。
図2に於いて、12は前記戻り管6と接続され、融雪用の放熱器4で融雪に供されて温度の低下した温水が戻ってくる循環戻り口であり、13は下部に燃焼装置14を備え前記循環戻り口12から戻ってきた温水を加熱する貫流式の熱交換器であり、15は前記熱交換器13から出湯する温水温度の均一化を図るミキシングタンクであり、16は前記ミキシングタンク15の下流側の循環回路7中に位置し温水を循環させる循環ポンプであり、17は前記往き管2と接続され、前記熱交換器13で加熱された温水を融雪用の放熱器4へ流す循環往き口であり、18は加熱された温水の膨張を吸収する膨張タンクであり、19は前記熱交換器13の下流側に設けられて熱交換器13から出て行く温水の温度を検知する往き温度センサであり、20は前記放熱器4の下流側に設けられて前記熱交換器13に流入する温水の温度を検知する戻り温度センサである。
【0016】
前記燃焼装置14は、気化ヒータ21で加熱された気化器22に灯油を燃料ポンプ23で噴霧して気化し、この気化ガスと燃焼用送風機24からの燃焼用空気とを混合してバーナヘッド25で燃焼させ、燃焼ガスを前記貫流式の熱交換器13を通過させて温水を加熱し、前記熱交換器13上部に設けられた排気トップ26から排気するもので、この燃焼装置14は前記燃料ポンプ23及び燃焼用送風機24をそれぞれ能力制御して燃焼量を可変できるものである。
尚、ここでは燃料に灯油を用いた燃焼装置14としたが、これに限らずガス燃料を用いる燃焼量可変のガスバーナでもよいもので、また、前記熱交換器13は貫流式のものとしたが、これに限らずフィンチューブ式の熱交換器でもよいものである。
【0017】
27はマイクロコンピュータ28を主体としてこのボイラ1の制御を行う制御装置で、前記リモートコントロール装置8と往き温度センサ19と戻り温度センサ20からの入力を受け、前記気化ヒータ21と燃料ポンプ23と燃焼用送風機24と循環ポンプ16を駆動制御するもので、この制御装置27の機能の一つとして後述する結露防止制御を行うものである。
【0018】
次に、この第1の実施例の結露防止制御装置の作動を図4のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップ1(以下S1と略す)で前記戻り温度センサ20の検知する融雪用の放熱器4を流通して温度低下した温水の温度が、前記熱交換器13に結露が発生する可能性の高い第1の所定温度(ここでは30℃)以下で所定時間継続したかをチェックする。今、例えば戻り温水温度が26℃を所定時間継続したとすると前記S1で「Yes」で次のS2に進み、現在の燃焼量が最大燃焼量であるかどうかをチェックする。最大燃焼量でない場合は、前記S2で「No」であるので、次のS3へ進み燃焼量を一段階増加する。
【0019】
前記S3で燃焼量を増加したので循環温水に与えられる熱量が多くなり、従って融雪用の放熱器4から戻ってくる温水の温度も上昇する。
ここで例えば戻り温水温度が3℃上昇して29℃になったとすると、S4で温水の戻り温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度(ここでは40℃)以上を所定時間継続したかをチェックし、ここでは戻り温水温度は29℃であるので、前記S4で「No」となり、前記S1へ戻る。このS1では、戻り温水温度は29℃で所定時間継続したとすると、再びS2〜S4のステップを繰り返し燃焼量を増加し、循環温水に与える熱量を増やすことによって戻り温水温度を結露が発生しない温度まで昇温させると共に、結露の発生しにくい高燃焼量側へ燃焼量を増加するので更に結露が発生しにくくなるものである。
【0020】
このとき燃焼量の増加に伴い前記戻り温度センサ19の検知する戻り温水温度が42℃まで上昇し所定時間以上経過したとすると、前記S4で「Yes」となり、次のS5へ進み、燃焼量を一段階減少させて上がりすぎた戻り温水温度を低下させるようにする。そして戻り温水温度が第2の所定温度(ここでは40℃)以下を所定時間継続するまでS4及びS5を繰り返し、再びS1のステップに戻ることで、戻り温水温度が前記熱交換器12に結露を起こさせない温度になるよう制御して、結露が発生しにくい状態にあるのに高燃焼量で燃焼を継続してしまって無駄にエネルギーを消費してしまうことがなく、不要な温度上昇を防いで運転の適正化を図り無駄にする熱量を抑制し省エネルギーにも貢献するものである。
【0021】
ここで、結露防止のため燃焼量を最大にまで増加しても、戻り温水温度が前記熱交換器13に結露が発生する可能性の高い第1の所定温度(ここでは30℃)以下を所定時間継続してしまう場合、前記S2で「Yes」となり、S6の燃焼停止のステップへ進み、燃料ポンプ23及び燃焼用送風機24を駆動停止して燃焼を停止するので、結露が発生している状態で長時間運転を継続することがなく燃焼装置14及び熱交換器13の破損や腐触を未然に防ぐことができ、また、結露以外の何等かの異常に対しても安全である。
【0022】
よって、従来のように往き管の高温水を戻り管の低温水に混合させるためのバイパス管及び弁装置を必要とせずコスト安であり、簡単な制御によって熱交換器13の結露を確実に防止することができて結露水による燃焼装置14や熱交換器13の破損や腐触を起こすことがないと共に、放熱器4には全温水が流通するので、放熱器4での放熱量が大幅に減少するようなこともなく、融雪や暖房の効率を低下させることがないという優れた効果を有するものである。
【0023】
次に、本発明の第2の実施例について説明する。尚、前記第1の実施例と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。
この第2の実施例では、前記循環ポンプ16は回転数可変型のもの(例えば駆動モータに対し位相制御や巻線数切換等を行うことにより回転数可変可能)が用いられているほか、前記リモートコントロール装置8は、往き温水温度設定手段29を備えており、前記熱交換器13から流出する往き温水の目標温度を数度刻み(例えば5℃刻み)で手動または使用条件に応じて自動で設定可能としている。
【0024】
前記制御装置27は、往き温水温度が前記往き温水温度設定手段29で設定された目標温度になるように、前記往き温度センサ19の検知する温水温度に基づき前記燃料ポンプ23及び燃焼用送風機24を制御して燃焼量を増減する。すなわち、往き温度センサ19の検知する温水温度が前記往き温水温度設定手段29で設定された目標温度より低ければ燃焼量を増加し、また、高ければ燃焼量を減少するものである。
【0025】
次に、この第2の実施例の結露防止制御装置の作動を図6のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップ7で前記戻り温度センサ20の検知する融雪用の放熱器4を流通して温度低下した温水の温度が、前記熱交換器13に結露が発生する可能性の高い第1の所定温度(ここでは30℃)以下を所定時間継続したかをチェックする。今、例えば戻り温水温度が26℃を所定時間継続したとすると前記S7で「Yes」で次のS8に進み、現在の往き温水の目標温度が最高設定温度であるかどうかをチェックする。最高設定温度でない場合は、前記S8で「No」であるので、次のS9へ進み往き温水温度設定手段29が往き温水の目標温度を数度だけ上げる。例えば、往き温水の目標温度が60℃であったのを5℃上げて65℃にする。更に、次のS10で前記循環ポンプ16の回転数を上げて、温水の循環速度を上げる。
【0026】
前記S9で往き温水の目標温度を数度だけ上げたので、前記制御装置27は前記往き温度センサ19の検知する温水温度を目標温度(ここでは例えば65℃)になるよう燃焼量を増加して循環温水に与える熱量を多くし、従って融雪用の放熱器4から戻ってくる温水の温度も上昇する。
【0027】
また、前記S10で前記循環ポンプ16の回転数を上げたので、前記融雪用の放熱器4内を流通する時間が短くなって放熱器4内で循環温水から放熱する熱量が少なくなり、従って融雪用の放熱器4から戻ってくる温水の温度も上昇する。
【0028】
今、例えば戻り温水温度が3℃上昇して29℃になったとする。そして、次のS11では温水の戻り温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度(ここでは40℃)以上を所定時間継続したかをチェックする。ここでは戻り温水温度は29℃であるので、前記S11で「No」となり、前記S7へ戻る。このS7では、戻り温水温度は29℃で所定時間継続すると、再びS8〜S11を繰り返し往き温水の目標温度を数度ずつ上げる。
【0029】
このように、往き温水の目標温度を数度ずつ上げることで燃焼量を増加させて循環温水に与える熱量を増やすると共に、循環温水の循環速度を速めて放熱器4での放熱量を減らすことによって効率よく戻り温水温度を結露が発生しない温度まで昇温させ、結露の発生しにくい高燃焼量側へ燃焼量を増加するので更に結露が発生しにくくなるものである。
【0030】
また、往き温水の目標温度を戻り温水温度の状況を検知しながら数度ずつ段階的に上げていくので、結露防止のために最低限必要な熱量を適切に与えることができて省エネルギーであると共に、放熱器4により加熱される負荷に対して過剰に熱してしまうことを防止できるものである。(融雪ではなく、暖房用に本発明を用いた場合には、過剰暖房を防止できるという優れた効果を奏するものである。)
【0031】
そして往き温水の目標温度を高く設定したことに伴い前記戻り温度センサ19の検知する戻り温水温度が42℃まで上昇し所定時間以上経過したとすると、前記S11で「Yes」となり、次のS12へ進み、往き温水の目標温度を数度だけ下げ、同時にS13で循環ポンプ16の回転数を元の回転数に戻して、上がりすぎた戻り温水温度を低下させるようにする。そして戻り温水温度が第2の所定温度(ここでは40℃)以下を所定時間継続するまでS11〜S13を繰り返し、再びS7のステップに戻ることで、戻り温水温度が前記熱交換器12に結露を起こさせない温度になるよう制御して、結露が発生しにくい状態にあるのに高燃焼量で燃焼を継続してしまって無駄にエネルギーを消費してしまうことがなく、不要な温度上昇を防いで運転の適正化を図り無駄にする熱量を抑制し省エネルギーにも貢献するものである。
【0032】
ここで、結露防止のため往き温水の目標温度を最高設定温度(ここでは80℃が最高設定温度)に設定しても、戻り温水温度が前記熱交換器13に結露が発生する可能性の高い第1の所定温度(ここでは30℃)以下を所定時間継続してしまう場合、前記S8で「Yes」となり、S14の燃焼停止のステップへ進み、燃料ポンプ23及び燃焼用送風機24を駆動停止して燃焼を停止するので、結露が発生している状態で長時間運転を継続することがなく燃焼装置14及び熱交換器13の破損や腐触を未然に防ぐことができ、また、結露以外の何等かの異常に対しても安全である。
【0033】
よって、従来のように往き管の高温水を戻り管の低温水に混合させるためのバイパス管及び弁装置を必要とせずコスト安であり、簡単な制御によって熱交換器13の結露を確実に防止することができて結露水による燃焼装置14や熱交換器13の破損や腐触を起こすことがないと共に、放熱器14には全温水が流通するので、放熱器4での放熱量が大幅に減少するようなこともなく、融雪や暖房の効率を低下させることがないという優れた効果を有するものである。
【0034】
尚、第1、第2の実施例共に融雪用の温水循環式ボイラとして説明したが、本発明はこれに限らず暖房用に用いることもでき、例えば放熱器4として家屋床材内に蛇行して配設した温水パイプを用いた床暖房システムや、また、放熱器4として室内に設置したファンコンベクタやパネルラジエータ等により暖房を行う温風暖房装置にも本発明は有用なものである。
【0035】
【発明の効果】
以上のように請求項1の発明によれば、戻り温度センサが検知する温度が前記第1の所定温度より高い第2の所定温度以上を所定時間継続して検知するまで、所定時間経過する毎に燃焼装置の燃焼量を一段階増加することを繰り返して燃焼量を増加することで、循環温水に与える熱量を増やすことによって戻り温水温度を結露が発生しない温度まで昇温させると共に、結露の発生しにくい高燃焼量側へ燃焼量を増加するので更に結露が発生しにくくなるものである。
また、従来のように往き管の高温水を戻り管の低温水に混合させるためのバイパス管及び弁装置を必要とせずコスト安であり、簡単な制御によって熱交換器の結露を確実に防止することができて結露水による燃焼装置や熱交換器の破損や腐触を起こすことがないと共に、放熱器には全温水が流通するので、放熱器での放熱量が大幅に減少するようなこともなく、融雪や暖房の効率を低下させることがないという優れた効果を有するものである。
また、請求項2の発明によれば、戻り温水温度が第2の所定温度以下を所定時間継続するまで所定時間毎に燃焼量を一段階減少させることを繰り返すので、戻り温水温度が前記熱交換器に結露を起こさせない温度になるよう制御して、結露が発生しにくい状態にあるのに高燃焼量で燃焼を継続してしまって無駄にエネルギーを消費してしまうことがなく、不要な温度上昇を防いで運転の適正化を図り無駄にする熱量を抑制し省エネルギーにも貢献するものである。
また、請求項3の発明によれば、往き温水の目標温度を数度ずつ上げることを繰り返すことで燃焼量を増加させて循環温水に与える熱量を増加すると共に、循環温水の循環速度を速めて放熱器での放熱量を減らすことによって効率よく戻り温水温度を結露が発生しない温度まで昇温させ、結露の発生しにくい高燃焼量側へ燃焼量を増加するので更に結露が発生しにくくなり、また、往き温水の目標温度を戻り温水温度の状況を検知しながら数度ずつ段階的に上げていくので、結露防止のために最低限必要な熱量を適切に与えることができて省エネルギーであると共に、放熱器により加熱される負荷に対して過剰に熱してしまうことを防止できるものである。
また、請求項4の発明によれば、戻り温水温度が第2の所定温度以下を所定時間継続するまで所定時間経過する毎に往き温水温度の目標温度を所定温度減少させると共に、循環ポンプの回転数を元に戻すことを繰り返すことで、戻り温水温度が前記熱交換器に結露を起こさせない温度になるよう制御して、結露が発生しにくい状態にあるのに高燃焼量で燃焼を継続してしまって無駄にエネルギーを消費してしまうことがなく、不要な温度上昇を防いで運転の適正化を図り無駄にする熱量を抑制し省エネルギーにも貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例の概略構成図。
【図2】同第1の実施例のボイラの概略構成図。
【図3】同第1の実施例の制御装置のブロック図。
【図4】同第1の実施例の作動を示すフローチャート。
【図5】同第2の実施例の制御装置のブロック図。
【図6】同第2の実施例の作動を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 ボイラ
4 放熱器
7 循環回路
13 熱交換器
14 燃焼装置
19 往き温度センサ
20 戻り温度センサ
29 往き温水温度設定手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water circulation boiler and is intended to prevent the occurrence of condensation in a heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of hot water circulation boiler is equipped with a boiler with a combustion device and a heat exchanger, and a hot water circulation circuit with a radiator, but when the load on the radiator increases, it goes to the heat exchanger The temperature of the returning warm water may be reduced to about 20 ° C., and in this case, there is a drawback that the combustion gas is rapidly cooled by the heat exchanger and condensation occurs on the heat exchange surface. In particular, when the amount of combustion is small, condensation is likely to occur frequently, and if the operation is continued for a long time with condensation on the heat exchanger, it will cause damage and corrosion of the combustion device and heat exchanger. .
[0003]
In order to solve this problem, in a conventional hot water circulation boiler, for example, as disclosed in JP-A-5-195508, a boiler having a combustion device and a heat exchanger, and sealing of warm water by a heat sink for melting snow are used. In a circuit equipped with a circulation circuit, a bypass pipe is provided between the warm water going-out pipe and the return pipe, and when the temperature of the hot water returning to the heat exchanger from the snow-melting heat sink side is low, it goes to the closing side. An operating flow rate control valve device is provided, and the flow rate control valve device is closed so that hot water in the high-temperature forward pipe flows from the bypass pipe to the return pipe to prevent condensation of the heat exchanger.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, with this conventional one, a bypass pipe and a flow control valve device must be provided in the circulation circuit, which requires many parts, increases costs, increases the size of the equipment, and increases the temperature that should flow to the radiator. Since all or part of the water is bypassed, the amount of heat dissipated in the radiator is greatly reduced, and the efficiency of snow melting or heating is very poor.
[0005]
[Means for solving problems]
The present invention pays attention to this point, and in order to solve the above-described drawbacks, the present invention particularly has a structure as claimed in
[0006]
Further, in
[0007]
Further, in
[0008]
Further, in claim 4, the configuration is particularly the one in
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, the hot
[0010]
According to the second aspect of the invention, the return hot water temperature detected by the
[0011]
Further, according to the invention of
In this way, the amount of heat given to the circulating hot water is increased by increasing the target temperature of the outgoing hot water several degrees at a time, and the circulation rate of the circulating hot water is increased to reduce the amount of heat released by the radiator 4. As a result, the temperature of the return hot water is increased to a temperature where condensation does not occur, and the amount of combustion increases to the high combustion amount side where condensation is unlikely to occur, making condensation less likely to occur and returning to the target temperature of the outgoing hot water. The temperature is raised step by step while detecting the temperature of the hot water, so that the minimum amount of heat necessary to prevent condensation can be appropriately given and energy saving, and the load heated by the radiator 4 Against excessive heating.
[0012]
According to the invention of claim 4, in the invention of
[0013]
【Example】
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1,
[0014]
[0015]
Next, the
In FIG. 2, 12 is a circulation return port which is connected to the
[0016]
The
Although the
[0017]
A
[0018]
Next, the operation of the dew condensation prevention control device of the first embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step 1 (hereinafter abbreviated as S1), the temperature of the hot water that has been reduced in temperature by circulating through the snow-melting radiator 4 detected by the
[0019]
Since the amount of combustion is increased in S3, the amount of heat given to the circulating hot water increases, and therefore the temperature of the hot water returning from the snowmelt radiator 4 also rises.
Here, for example, if the return hot water temperature rises by 3 ° C. and reaches 29 ° C., the return temperature of the hot water continues at a second predetermined temperature (here, 40 ° C.) higher than the first predetermined temperature in S4 for a predetermined time. Here, since the return hot water temperature is 29 ° C., “No” is obtained in S4, and the process returns to S1. In this S1, if the return hot water temperature is 29 ° C. and continues for a predetermined time, the steps of S2 to S4 are repeated again to increase the combustion amount, and by increasing the amount of heat given to the circulating hot water, the return hot water temperature does not cause condensation. In addition, the amount of combustion is increased toward the high combustion amount side where condensation is unlikely to occur, and therefore, condensation is further less likely to occur.
[0020]
At this time, if the return hot water temperature detected by the
[0021]
Here, even if the combustion amount is increased to the maximum in order to prevent dew condensation, the return hot water temperature is less than a first predetermined temperature (here, 30 ° C.) that is highly likely to cause dew condensation in the
[0022]
Therefore, it does not require a bypass pipe and a valve device for mixing the hot water of the forward pipe with the cold water of the return pipe as in the prior art, and is inexpensive and reliably prevents condensation of the
[0023]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
In the second embodiment, the circulating
[0024]
The
[0025]
Next, the operation of the dew condensation prevention control device of the second embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
First, in
[0026]
Since the target temperature of the outgoing hot water is raised by several degrees in S9, the
[0027]
In addition, since the rotational speed of the
[0028]
Now, for example, suppose that the return hot water temperature has increased by 3 ° C. to 29 ° C. In the next S11, it is checked whether or not the return temperature of the hot water has continued for a predetermined time at a second predetermined temperature (here, 40 ° C.) higher than the first predetermined temperature. Here, since the return hot water temperature is 29 ° C., “No” is obtained in S11, and the process returns to S7. In S7, when the return hot water temperature is 29 ° C. and continues for a predetermined time, S8 to S11 are repeated again to increase the target temperature of the hot water by several degrees.
[0029]
In this way, by increasing the target temperature of the incoming hot water by several degrees, the amount of combustion is increased to increase the amount of heat given to the circulating hot water, and the circulation rate of the circulating hot water is increased to reduce the amount of heat released by the radiator 4. As a result, the temperature of the returned hot water is efficiently raised to a temperature at which condensation does not occur, and the amount of combustion increases to the high combustion amount side where condensation is unlikely to occur.
[0030]
In addition, the target temperature of the incoming hot water is returned and raised step by step while detecting the status of the hot water temperature, so that the minimum amount of heat necessary to prevent condensation can be given appropriately and energy saving. Thus, it is possible to prevent excessive heating with respect to the load heated by the radiator 4. (When the present invention is used not for melting snow but for heating, it has an excellent effect of preventing excessive heating.)
[0031]
If the return hot water temperature detected by the
[0032]
Here, even if the target temperature of the incoming hot water is set to the maximum set temperature (here, 80 ° C. is the maximum set temperature) to prevent condensation, the return hot water temperature is highly likely to cause condensation in the
[0033]
Therefore, it does not require a bypass pipe and a valve device for mixing the hot water of the forward pipe with the cold water of the return pipe as in the prior art, and is inexpensive and reliably prevents condensation of the
[0034]
Although both the first and second embodiments have been described as a hot water circulating boiler for melting snow, the present invention is not limited to this, and can be used for heating. For example, the radiator 4 meanders in a house floor material. The present invention is also useful for a floor heating system using hot water pipes arranged in the above manner, and a warm air heating apparatus that performs heating by a fan convector, a panel radiator, or the like installed indoors as the radiator 4.
[0035]
【The invention's effect】
As aboveAccording to the first aspect of the present invention, each time the predetermined time elapses until the temperature detected by the return temperature sensor is continuously detected for a predetermined time at a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature. By increasing the amount of combustion by repeatedly increasing the amount of combustion by one step, the amount of heat given to the circulating hot water is increased to raise the temperature of the returned hot water to a temperature where condensation does not occur, and high combustion is unlikely to cause condensation Since the combustion amount is increased to the amount side, dew condensation is less likely to occur.
Also,It does not require a bypass pipe and a valve device for mixing the hot water in the forward pipe with the cold water in the return pipe as in the prior art, and is inexpensive and can reliably prevent condensation in the heat exchanger through simple control. It does not cause damage or corrosion of the combustion device or heat exchanger due to condensed water, and all the hot water circulates in the radiator, so there is no significant decrease in the amount of heat released by the radiator. It has an excellent effect of not reducing the efficiency of snow melting and heating.
According to the second aspect of the present invention, since the amount of combustion is decreased by one step every predetermined time until the return hot water temperature continues below the second predetermined temperature for a predetermined time, the return hot water temperature is set to the heat exchange temperature. The temperature is controlled so as not to cause dew condensation in the vessel, and although it is in a state where condensation does not occur easily, combustion is continued at a high combustion amount and energy is not wasted, and unnecessary temperature It prevents the rise and optimizes the operation to reduce the amount of heat that is wasted and contribute to energy saving.
Further, according to the invention of
According to the invention of claim 4, the target temperature of the incoming hot water temperature is decreased by a predetermined temperature every time a predetermined time elapses until the return hot water temperature continues below the second predetermined temperature for a predetermined time, and the rotation of the circulation pump is also performed. By returning the number to the original value, the return hot water temperature is controlled to a temperature that does not cause condensation in the heat exchanger, and the combustion is continued at a high combustion amount even though condensation is unlikely to occur. Thus, energy is not wasted, and unnecessary temperature rise is prevented to optimize operation, thereby reducing the amount of heat that is wasted and contributing to energy saving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a boiler according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of the control apparatus of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram of a control apparatus according to the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 boiler
4 radiators
7 Circulation circuit
13 Heat exchanger
14 Combustion device
19 Outward temperature sensor
20 Return temperature sensor
29 Outward hot water temperature setting means
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