JP4050739B2

JP4050739B2 - 複合熱源機

Info

Publication number: JP4050739B2
Application number: JP2004337399A
Authority: JP
Inventors: 誉樹竹内
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2024-11-22
Also published as: JP2006145134A

Description

本発明は、給湯用の第１熱交換器及び第１熱交換器を加熱する第１バーナを有する第１燃焼部と、湯水を循環させる給湯以外の用途の第２熱交換器及び第２熱交換器を加熱する第２バーナを有する第２燃焼部とを備える複合熱源機に関する。

ガス燃焼機器においては、最大燃焼量（最大インプット）の値によって家庭用ガス燃焼機器と業務用ガス燃焼機器とに区分されており、最大燃焼量が７８０００ｋｃａｌ／ｈを超えると業務用ガス燃焼機器として区分され、種々の法規上の制約を受ける。最大燃焼量が７８０００ｋｃａｌ／ｈ以下であれば、家庭用ガス燃焼機器に区分されるが、実際には、家庭用の一般的なガス配管やガスメータの能力等による制約で、家庭で使用する場合の上限燃焼量は６００００ｋｃａｌ／ｈ程度になっている。

ここで、給湯用の第１燃焼部と給湯以外の用途の例えば暖房用の第２燃焼部とを備える複合熱源機において、第１燃焼部のバーナ（第１バーナ）の最大燃焼量を４７０００ｋｃａｌ／ｈ、第２燃焼部のバーナ（第２バーナ）の最大燃焼量を１３０００ｋｃａｌ／ｈとすれば、第１バーナと第２バーナとを共に最大燃焼量で燃焼させても合計燃焼量は６００００ｋｃａｌ／ｈとなり、家庭で使用しても何ら問題はない。然し、最近の家庭は出湯栓の設置個数が多く、大きな給湯能力が要求されるようになっており、第１バーナの最大燃焼量を大きくする必要性があることから、第１と第２の両バーナを共に最大燃焼量で燃焼させた場合の合計燃焼量が６００００ｋｃａｌ／ｈを超えてしまうことがある。

そこで、従来、第１バーナの最大燃焼量を６００００ｋｃａｌ／ｈとした複合熱源機において、給湯用の第１燃焼部と暖房用の第２燃焼部との同時運転時、第１熱交換器を経由して出湯される湯温を所定の設定温度に維持するのに必要な第１バーナの要求燃焼量が第１バーナの最大燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との差である基準値を超えた場合は、第２バーナの燃焼を一時的に停止した状態で、第１熱交換器への通水量を自動的に絞り、これにより給湯負荷を減少させて第１バーナの燃焼量を減少させ、第１バーナの燃焼量が基準値に低下したところで、第２バーナの燃焼を再開するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、給湯用の第１燃焼部と暖房用の第２燃焼部との同時運転時に、第１バーナと第２バーナの合計燃焼量が６００００ｋｃａｌ／ｈを超えることを防止できる。

然し、上記従来例のものでは、第１バーナの燃焼量が基準値に低下するまで、第２バーナの燃焼が停止され、暖房温度が設定温度に回復するまでに時間がかかり、ユーザに不便をかける不具合がある。また、バーナの燃焼が火炎検知素子で検出されたときにリモコンに炎マーク等で燃焼を表示する場合、上記従来例のものでは、給湯運転中に暖房運転を指示すると、第１バーナの燃焼量が基準値に低下して第２バーナの燃焼が開始されるまでは第２バーナの燃焼が表示されず、燃焼表示の遅れでユーザに違和感を与える不具合もある。
特公平８−２７０７３号公報（００２４、図２）

本発明は、以上の点に鑑み、第２バーナの燃焼開始を遅らせることなく第１と第２の両バーナの合計燃焼量を家庭で使用する場合の上限として望まれる所定の規定燃焼量（例えば、６００００ｋｃａｌ／ｈ）以下に保つことができるようにした複合熱源機を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、給湯用の第１熱交換器及び第１熱交換器を加熱する第１バーナを有する第１燃焼部と、湯水を循環させる給湯以外の用途の第２熱交換器及び第２熱交換器を加熱する第２バーナを有する第２燃焼部とを備える複合熱源機であって、第１バーナの最大燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との合計が家庭で使用する場合の上限燃焼量に基づいて決定される所定の規定燃焼量を超えるものにおいて、第１バーナの最大燃焼量が規定燃焼量未満に設定されると共に、第１燃焼部の運転中に第２燃焼部の運転が指示されたときに作動する制御手段を備え、この制御手段は、規定燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との差を第１の基準値、規定燃焼量と第１バーナの最大燃焼量との差を第２の基準値として、第１燃焼部の運転中に第２燃焼部の運転が指示されたときに、先ず、第２バーナの燃焼量を第２の基準値以下に制限した状態で第２バーナの燃焼を開始させ、次に、第１バーナの燃焼量の上限を第１の基準値に制限した状態で、第１熱交換器を経由して出湯される湯温が所定の設定温度に維持されるように、第１熱交換器への通水量と第１バーナの燃焼量とを制御する温調制御を実行し、第１バーナの燃焼量が第１の基準値以下になったところで第２バーナの燃焼量の制限を解除するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、第１燃焼部の運転中に第２燃焼部の運転が指示されると、第２バーナの燃焼が直ちに開始される。ここで、第１バーナが最大燃焼量で燃焼している状態で第２燃焼部の運転が指示されたときに、直ちに第２バーナの燃焼を開始しても、第２バーナの燃焼量は規定燃焼量と第１バーナの最大燃焼量との差(第１バーナの最大燃焼量は規定燃焼量未満であるため、この差は必ず正の値になる)である第２の基準値以下に制限されるため、第１と第２の両バーナの合計燃焼量が規定燃焼量を超えることはない。その後、第１バーナの燃焼量の上限を第１の基準値に制限した状態での温調制御により第１熱交換器への通水量が絞られて第１バーナの燃焼量が減少する。そして、第１バーナの燃焼量が第１の基準値に低下したところで、即ち、第２バーナを最大燃焼量で燃焼させても第１と第２の両バーナの合計燃焼量が規定燃焼量を超えなくなったところで、第２バーナの燃焼量の制限が解除される。かくして、第２燃焼部の運転が指示されたところで直ちに第２バーナの燃焼を開始することと相俟って、第１と第２の両バーナの合計燃焼量を規定燃焼量以下に維持しつつ、第２燃焼部による所要の加熱能力を速やかに発揮させることができる。更に、温調制御により第１熱交換器から出湯される湯温も設定温度に維持され、ユーザに不便をかけることを可及的に回避できる。

また、バーナの燃焼が火炎検知素子で検出されたときにリモコンに炎マーク等で燃焼を表示する場合、本発明によれば、第１燃焼部の運転中に第２燃焼部の運転を指示したときにも、第２バーナの燃焼が直ちに表示されることになり、燃焼表示の遅れでユーザに違和感を与えることが防止される。

尚、上記制御手段により、第１燃焼部の運転中に第２燃焼部の運転が指示された場合には対処できるが、これだけでは、第２燃焼部の運転中に第１燃焼部の運転が指示された場合には対処できない。そのため、第２燃焼部の運転中に第１燃焼部の運転が指示されたときに作動する第２の制御手段を備え、第２の制御手段は、第２燃焼部の運転中に第１燃焼部の運転が指示されたときに、先ず、第１バーナの燃焼を第１の基準値より小さな燃焼量で開始させた後、第１バーナの燃焼量の上限を第１の基準値に制限した状態で、第１熱交換器を経由して出湯される湯温が所定の設定温度に維持されるように、第１熱交換器への通水量と第１バーナの燃焼量とを制御する温調制御を実行するように構成されていることが望ましい。

これによれば、第２燃焼部の運転中に第１燃焼部の運転が指示されたときに、第２燃焼部による所要の加熱能力を確保した状態で、第１と第２の両バーナの合計燃焼量を規定燃焼量以下に維持しつつ、第１熱交換器から出湯される湯温を設定温度に維持できる。また、第１の基準値より小さな燃焼量で第１バーナの燃焼を開始することにより、着火音を低減することができる。

尚、後述する実施形態において、上記制御手段に相当するのは図２のＳ２からＳ１５までのステップにおける処理であり、上記第２の制御手段に相当するのは図２のＳ１７のステップからＳ１９のステップを経由してＳ６以下のステップに至る処理である。

図１は、単一の缶体１内に、給湯用の第１燃焼部２−１と暖房用の第２燃焼部２−２とを仕切り壁１ａを隔てて並設した１缶式複合熱源機を示している。第１燃焼部２−１は、給湯用の第１熱交換器３−１とこれを加熱する第１バーナ４−１とを有し、第２燃焼部２−２は、暖房用の第２熱交換器３−２とこれを加熱する第２バーナ４−２とを有する。両燃焼部２−１，２−２には共通の燃焼ファン５から燃焼用空気が供給される。第１と第２の各バーナ４−１，４−２の燃焼排気は、第１と第２の各熱交換器３−１，３−２に導かれ、各熱交換器３−１，３−２で熱交換した後、両熱交換器３−１，３−２の上側の共通の排気フード６に流れ、排気フード６に形成した排気口６ａから外部に排出される。尚、第１と第２の両バーナ４−１，４−２の燃焼量に対応する量の燃焼用空気が供給されるように、コントローラ７により燃焼ファン５の回転数が制御される。

第１熱交換器３−１には、上流側の給水路８ａと下流側の出湯路８ｂとが接続されている。給水路８ａには、流量センサ８１とコントローラ７で制御される流量調節弁８２とが設けられ、更に、流量調節弁８２の下流側において給水路８ａと出湯路８ｂとを結ぶバイパス通路８ｃを設け、バイパス通路８ｃにコントローラ７で制御されるバイパス流量調節弁８３を介設している。また、出湯路８ｂには、上流側の湯温センサ８４と、バイパス通路８ｃの合流部の下流側の湯温センサ８５とが設けられている。

流量センサ８１と湯温センサ８４，８５の検出信号はコントローラ７に入力される。そして、出湯路８ｂの下流端の出湯栓８６を開いて第１熱交換器３−１に通水したとき、流量センサ８１の検出流量が所定の下限流量以上になったところで、燃焼ファン５を駆動すると共に、第１バーナ４−１に点火し、給湯運転を行う。給湯運転に際しては、湯温センサ８４で検出される給湯側出湯温度が所定の高温設定温度になるように、第１バーナ４−１の燃焼量を制御すると共に、第１バーナ４−１の燃焼量が最大になっても湯温センサ８４の検出温度が高温設定温度に達しないときは流量調節弁８２により第１熱交換器３−１への通水量を減少する。そして、湯温センサ８５の検出温度がリモコン７ａで設定した設定出湯温度になるように、バイパス流量調節弁８３を介してバイパス通路８ｃに流れる水量（バイパスミキシング量）を制御する。

第２熱交換器３−２は、暖房回路９を介して要求湯温が比較的高い高温暖房端末たる温水式温風暖房器１０に接続されている。図示例では温風暖房器１０が１個であるが、暖房回路１０に複数の温風暖房器１０が並列に接続される場合もある。暖房回路９は、第２熱交換器３−２で加熱された湯水を温風暖房器１０に送る暖房往き通路９ａと、温風暖房器１０を通過した湯水を第２熱交換器３−２に戻す暖房戻り通路９ｂとで構成されている。暖房戻り通路９ｂには、シスターン９１とコントローラ７で制御される暖房ポンプ９２とが介設されている。そして、温風暖房器１０の運転スイッチをオンしたとき、温風暖房器１０の通水弁１０ａが開弁されると共に、暖房ポンプ９２が駆動され、温風暖房器１０と第２熱交換器３−２との間に暖房回路９を介して湯水が循環されるようにしている。

また、本実施形態では、要求湯温が比較的低い低温暖房端末たる床暖房パネル１１を備えており、暖房ポンプ９２の下流側の暖房戻り通路９ｂの部分から床暖房パネル１１に至る低温暖房往き通路９ｃが分岐されている。床暖房パネル１１を通過した湯水は温風暖房器１０を通過した湯水と一緒にシスターン９１に戻される。更に、暖房回路９には、温風暖房器１０と並列に比較的管路抵抗の大きなバイパス通路９ｄが設けられている。床暖房の運転スイッチをオンすると、床暖房パネル１１の通水弁１１ａが開弁されると共に、暖房ポンプ９２が駆動される。これにより、バイパス通路９ｄを経由して第２熱交換器３−２に湯水が循環されると共に、暖房ポンプ９２から送り出される湯水の一部が床暖房パネル１１に流れ、第２熱交換器３−２からの熱がシスターン９１を介して床暖房パネル１１に伝達される。

暖房往き通路９ａの上流部には、第２熱交換器３−２から送り出される湯水の温度を検出する湯温センサ９３が設けられており、この湯温センサ９３の検出信号をコントローラ７に入力している。そして、温風暖房器１０や床暖房の運転スイッチがオンされて暖房運転を行う際、湯温センサ９３で検出される暖房側出湯温度が温風暖房器１０や床暖房パネル１１の要求湯温になるように第２バーナ４−２の燃焼量を制御する。尚、温風暖房器１０の要求湯温は比較的高温（例えば、８０℃）であり、床暖房パネル１１の要求湯温は比較的低温（例えば、６０℃）である。

また、本実施形態では、第２熱交換器３−２により風呂の追焚きも行えるようにしている。即ち、浴槽１２に接続される風呂回路１３にコントローラ７で制御される風呂ポンプ１３１と液々熱交換器１３２とを介設すると共に、暖房回路９に、暖房往き通路９ａから液々熱交換器１３２を介してシスターン９１に至る追焚き通路９ｅを設け、追焚き通路９ｅにコントローラ７で制御される追焚き弁１３３を介設している。追焚き運転スイッチがオンされると、風呂ポンプ１３１が駆動されて風呂回路１３に浴槽１２の湯水が循環され、更に、追焚き弁１３３が開弁されると共に暖房ポンプ９２が駆動されて、第２熱交換器３−２に液々熱交換器１３２を経由して湯水が循環され、風呂回路１３に循環される浴槽１２の湯水が液々熱交換器１３２で加熱される。風呂回路１３には、浴槽１２から送り出される湯水の温度を検出する湯温センサ１３４が設けられており、湯温センサ１３４の検出信号をコントローラ７に入力して、湯温センサ１３４の検出温度が設定追焚き湯温に上昇したとき上記した追焚き運転が停止されるようにしている。

また、風呂回路１３には、出湯路８ｂから分岐させた注湯路１３５が逆止弁１３６を介して接続されている。注湯路１３５には、コントローラ７で制御される湯張り弁１３７が介設されており、リモコン７ａの湯張りスイッチをオンしたときに、湯張り弁１３７が開弁され、第１熱交換器３−１で加熱された湯水が浴槽１２に注入される。

次に、第１と第２の両バーナ４−１，４−２に対するガス供給について説明する。第１と第２の両バーナ４−１，４−２に対する共通のガス供給路４０には、元弁４１と比例弁４２とが介設されている。そして、共通ガス供給路４０から第１バーナ４−１用の能力切換弁４３Ｓ，４３Ｍ，４３Ｌを介して第１バーナ４−１にガスを供給し、また、共通ガス供給路４０から第２バーナ４−２用の能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌを介して第２バーナ４−２にガスを供給している。これを詳述するに、第１バーナ４−１は、横方向に並べた複数個、例えば、１６個の単位バーナ４ａで構成されており、これら単位バーナ４ａを３個の単位バーナ４ａから成る第１単位バーナ群４−１Ｓと、５個の単位バーナ４ａから成る第２単位バーナ群４−１Ｍと、８個の単位バーナ４ａから成る第３単位バーナ群４−１Ｌとに組み分けし、各単位バーナ群４−１Ｓ，４−１Ｍ，４−１Ｌに各能力切換弁４３Ｓ，４３Ｍ，４３Ｌを介してガスを供給している。かくして、第１バーナ４−１の燃焼面積は、第１バーナ群４−１Ｓのみにガスを供給したときの最小面積と、全ての単位バーナ群４−１Ｓ，４−１Ｍ，４−１Ｌにガスを供給したときの最大面積との間で複数段に切換自在となる。

第２バーナ４−２は、横方向に並べた５個の単位バーナ４ａで構成されており、これら単位バーナ４ａを２個の単位バーナ４ａから成る第１単位バーナ群４−２Ｓと、３個の単位バーナ４ａから成る第２単位バーナ群４−２Ｌとに組み分けし、各単位バーナ群４−２Ｓ，４−２Ｌに各能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌを介してガスを供給している。かくして、第２バーナ４−２の燃焼面積は、第１能力切換弁４４Ｓのみを開弁して第１単位バーナ群４−２Ｓのみにガスを供給したときの最小面積と、第２能力切換弁４４Ｌのみを開弁して第２単位バーナ群４−２Ｌのみにガスを供給したときの中間面積と、第１と第２の両能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌを開弁して第１と第２の両単位バーナ群４−２Ｓ，４−２Ｌにガスを供給したときの最大面積との３段階に切換自在となる。

元弁４１、比例弁４２、第１バーナ４−１用の能力切換弁４３Ｓ，４３Ｍ，４３Ｌ及び第２バーナ４−２用の能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌはコントローラ７で制御される。第１燃焼部２−１の単独運転時、即ち、給湯（湯張りを含む）の単独運転時には、湯温センサ８４で検出される給湯側出湯温度が所定の高温設定温度になるように、比例弁４２と能力切換弁４３Ｓ，４３Ｍ，４３Ｌとの組み合わせの制御で第１バーナ４−１の燃焼量を制御する。また、第２燃焼部２−２の単独運転時、即ち、暖房（風呂追焚きを含む）の単独運転時にも、湯温センサ９３で検出される暖房側出湯温度が暖房端末たる温風暖房器１０や床暖房パネル１１の要求湯温になるように、比例弁４２と能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌとの組み合わせの制御で第２バーナ４−２の燃焼量を制御する。

ここで、第１バーナ４−１の燃焼面積を最大面積として比例弁４２を全開にしたときの燃焼量、即ち、第１バーナ４−１の最大燃焼量Ｇ１ｍａｘは、例えば５００００ｋｃａｌ／ｈであり、第２バーナ４−２の燃焼面積を最大面積として比例弁４２を全開にしたときの燃焼量、即ち、第２バーナ４−２の最大燃焼量Ｇ２ｍａｘは、例えば１３０００ｋｃａｌ／ｈである。従って、第１と第２の両バーナ４−１，４−２が共に最大燃焼量で燃焼されると、両バーナ４−１，４−２の合計燃焼量が６３０００ｋｃａｌ／ｈとなって、家庭で使用する場合の上限燃焼量として望まれる６００００ｋｃａｌ／ｈを超え、ガス配管やガスメータの能力不足で不具合を生ずる可能性がある。そこで、本実施形態では、コントローラ７により第１と第２の両バーナ４−１，４−２の合計燃焼量を６００００ｋｃａｌ／ｈ以下に保つための燃焼量制限制御を行っている。

以下、この制御の詳細を図２を参照して説明する。尚、図２中のＹＧは合計燃焼量の上限たる規定燃焼量であり、この規定燃焼量ＹＧは、制御の応答遅れで合計燃焼量が一時的にでも６００００ｋｃａｌ／ｈを超えることがないように、６００００ｋｃａｌ／ｈより若干低い５９５００ｋｃａｌ／ｈに設定されている。また、ＹＧ１は、規定燃焼量ＹＧと第２バーナ４−２の最大燃焼量Ｇ２ｍａｘとの差である第１の基準値(Ｇ２ｍａｘが１３０００ｋｃａｌ／ｈである場合はＹＧ１＝４６５００ｋｃａｌ／ｈ)であり、ＹＧ２は、規定燃焼量ＹＧと第１バーナ４−１の最大燃焼量Ｇ１ｍａｘとの差である第２の基準値(Ｇ１ｍａｘが５００００ｋｃａｌ／ｈである場合はＹＧ２＝９５００ｋｃａｌ／ｈ)である。ここで、第１バーナ４−１の最大燃焼量Ｇ１ｍａｘは規定燃焼量ＹＧ未満に設定されており、第２の基準値ＹＧ２は必ず正の値になる。尚、第２バーナ４−２の燃焼面積を本実施形態のように複数段に切換える場合、第２の基準値ＹＧ２が第２バーナ４−２の燃焼面積を最小面積にした状態で比例弁４２を全開にしたときの第２バーナ４−２の燃焼量以上になるように、第１バーナ４−１の最大燃焼量Ｇ１ｍａｘを設定する必要がある。

燃焼量制限制御では、先ず、ステップＳ１で給湯(湯張りを含む)運転中であるか否かを判別し、給湯運転中であれば、ステップＳ２に進み、温風暖房器１０の運転スイッチ、床暖房の運転スイッチまたは追焚き運転スイッチがオンされたか否か、即ち、暖房(風呂追焚きを含む)運転が指示されたか否かを判別する。暖房運転が指示されていなければ、ステップＳ３に進み、湯温センサ８４で検出される給湯側出湯温度が所定の高温設定温度になり、且つ、第２湯温センサ８５の検出温度が設定出湯温度になるように、第１熱交換器３−１への通水量及びバイパスミキシング量と第１バーナ４−１の燃焼量とを制御する給湯温調制御を行う。尚、ステップＳ３での給湯温調制御に際しては、後述する如く第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限は解除されているため、第１バーナ４−１の燃焼量は最大燃焼量Ｇ１ｍａｘになることがある。

給湯運転中に暖房運転が指示されたときは、ステップＳ４で第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇ２ｌｉｍｉｔを第２の基準値ＹＧ２に制限した後、ステップＳ５で第２バーナ４−２の燃焼を開始する。ここで、第２バーナ４−２の燃焼面積を最大面積にすると、比例弁４２の全開時の燃焼量は第２の基準値ＹＧ２を超えるが、燃焼面積を中間面積または最小面積にすれば比例弁４２を全開にしても燃焼量が第２の基準値ＹＧ２に達しない場合、ステップＳ４で第２バーナ４−２の最大面積での燃焼を禁止する指令を出せば、第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇ２ｌｉｍｉｔは実質的に第２の基準値ＹＧ２に制限されることになる。そして、第１バーナ４−１が最大燃焼量Ｇ１ｍａｘで燃焼中に暖房運転が指示されたときに、直ちに第２バーナ４−２の燃焼を開始しても、第２バーナ４−２の燃焼量は第２の基準値ＹＧ２以下に制限されているため、第１と第２の両バーナ４−１，４−２の合計燃焼量は規定燃焼量ＹＧ以下に保たれる。

第２バーナ４−２の燃焼を開始すると、次に、ステップＳ６で第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを第１の基準値ＹＧ１に制限した後、ステップＳ７で給湯温調制御を行う。従って、ステップＳ７では、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを第１の基準値ＹＧ１に制限した状態で給湯温調制御が行われることになる。そして、第１バーナ４−１の燃焼量Ｇ１が第１の基準値ＹＧ１を超えている場合は、第１熱交換器３−１への通水量が流量調節弁８２により自動的に絞られ、給湯負荷の減少で第１バーナ４−１の燃焼量Ｇ１が第１の基準値ＹＧ１まで低下される。尚、この場合、給湯中に湯量が減少することになる。そこで、使用者に違和感を与えないように、ステップＳ６で第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを制限したときは、その旨をリモコン７ａに表示することが望ましい。

次に、ステップＳ８で第１バーナ４−１の燃焼量Ｇ１が第１の基準値ＹＧ１以下になったか否かを判別し、Ｇ１≦ＹＧ１になったとき、ステップＳ９で第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇ２ｌｉｍｉｔに対する制限を解除して、この上限Ｇ２ｌｉｍｉｔを第２バーナ４−２の最大燃焼量Ｇ２ｍａｘに設定する。具体的には、ステップＳ４で出した第２バーナ４−２の最大面積での燃焼の禁止指令を解除して、最大面積での燃焼を許可する。次に、ステップＳ１０に進み、湯温センサ９３で検出される暖房側出湯温度が暖房端末たる温風暖房器１０や床暖房パネル１１の要求湯温になるように、第２バーナ４−２の燃焼量を制御する暖房温調制御を行う。ステップＳ１０では、第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇ２ｌｉｍｉｔに対する制限が解除された状態で暖房温調運転が行われることになり、暖房運転が指示されたところで直ちに第２バーナ４−２の燃焼が開始されることと相俟って、第１と第２の両バーナ４−１，４−２の合計燃焼量を規定燃焼量ＹＧ以下に維持しつつ、所要の暖房能力を速やかに発揮させることができる。更に、給湯温調制御により第１熱交換器３−１から出湯される湯温も設定温度に維持され、ユーザに不便をかけることを可及的に回避できる。尚、給湯と暖房の同時運転時は、給湯側を優先して、第１バーナ４−１の燃焼量の制御に比例弁４２を用いており、第２バーナ４−２の燃焼量は能力切換弁４４Ｓ，４４Ｌによる燃焼面積の切換で制御される。

また、本実施形態では、第１と第２の各バーナ４−１，４−２の燃焼が火炎検知素子で検出されたときに、リモコン７ａに炎マーク等で各バーナ４−１，４−２の燃焼を表示している。ここで、給湯運転中に暖房運転を指示したときにも、上記の如く第２バーナ４−２の燃焼が直ちに開始されるようにしておけば、リモコン７ａでの第２バーナ４−２の燃焼表示の遅れでユーザに違和感を与えることを防止でき、有利である。

ステップＳ１０での暖房温調制御を行うと、次に、ステップＳ１１で給湯運転が停止されたか否かを判別し、給湯運転が停止されていなければ、ステップＳ１２で暖房運転が停止されたか否かを判別する。そして、暖房運転が停止されていなければステップＳ６に戻り、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを第１の基準値ＹＧ１に制限した状態での給湯温調制御と、第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇ２ｌｉｍｉｔに対する制限を解除した状態での暖房温調制御とを継続して行う。

また、暖房運転が停止されたときは、ステップＳ１３に進み、給湯に関する設定、即ち、湯量や出湯温度の設定が出湯栓８６の操作やリモコン７ａの操作で人為的に変更されたかを判別する。そして、設定変更されていないときは、ステップＳ１４に進み、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを第１の基準値ＹＧ１に制限した状態での給湯温調制御を継続して行う。ここで、暖房運転を停止すれば、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限を解除しても燃焼量を規定燃焼量ＹＧ以下に保つことができる。従って、暖房運転が停止されたところで、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限を解除することも可能である。然し、これでは、それまで第１バーナ４−１の燃焼量を第１の基準値ＹＧ１以下にするように絞られていた第１熱交換器３−１への通水量が増加し、また、通水量の変化に対する第１バーナ４−１の燃焼量の制御の不可避的な応答遅れで湯温が若干変動する。その結果、給湯中に湯量や湯温が不用意に変化することになり、使い勝手が悪くなる。これに対し、本実施形態では、暖房運転が停止されても給湯に関する設定が変更されない限り、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを第１の基準値ＹＧ１に制限した状態での給湯温調制御が行われ、給湯中に湯量や湯温が不用意に変化することが防止される。

給湯に関する設定が変更されたときは、ステップＳ１５に進み、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限を解除して、この上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを第１バーナ４−１の最大燃焼量Ｇ１ｍａｘに設定した後、ステップＳ１に戻る。そして、暖房運転が停止されたままであれば、即ち、給湯の単独運転中であれば、ステップＳ３に進み、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限を解除した状態で給湯温調制御が行われる。そのため、設定変更で示された使用者の要望に適切に応えることができ、使い勝手が良くなる。尚、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限の解除で湯量や湯温が変化しても、これは使用者が意図したものであり、使用者に違和感を与えることはない。また、ステップＳ１１で給湯運転が停止されたと判別されたときも、ステップＳ１５で第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限を解除した後、ステップＳ１に戻る。従って、その後の給湯単独運転時にステップＳ３に進むと、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔに対する制限を解除した状態で給湯温調制御が行われる。

ステップＳ１で給湯運転中でないと判別されたときは、ステップＳ１６で暖房運転中であるか否を判別し、暖房運転中であれば、ステップ１７に進み、流量センサ８１の検出流量が所定の下限流量以上になったか否か、即ち、給湯(湯張りを含む)運転が指示されたか否かを判別する。給湯運転が指示されていないとき、即ち、暖房の単独運転時は、ステップＳ１８に進み、第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇ２ｌｉｍｉｔに対する制限を解除した状態で暖房温調制御を行う。

一方、給湯運転が指示されたときは、ステップＳ１９に進み、第１バーナ４−１の燃焼を第１の基準値ＹＧ１より小さな燃焼量で開始する。具体的には、第１バーナ４−１の燃焼面積を例えば最小面積とした状態で燃焼を開始する。これにより、着火音が低減される。そして、第１バーナ４−１の燃焼開始が図示省略した火炎検知素子により検出されたところでステップＳ６に進む。従って、第１バーナ４−１の燃焼量の上限Ｇ１ｌｉｍｉｔを第１の基準値ＹＧ１に制限した状態で給湯温調制御が行われ、第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇｌｉｍｉｔに対する制限を解除した状態で暖房温調制御を行っても、第１と第２の両バーナ４−１，４−２の合計燃焼量は規定燃焼量ＹＧ以下に保たれる。尚、ステップＳ１９からステップＳ６に進む場合は、第１バーナ４−１の燃焼量が第１の基準値ＹＧ１を超えていることはなく、また、第２バーナ４−２の燃焼量の上限Ｇ２ｌｉｍｉｔに対する制限も解除されているため、ステップＳ７からステップＳ１０に直接進むようにしても良い。

以上、規定燃焼量ＹＧを６００００ｋｃａｌ／ｈより若干低い値に設定した実施形態について説明したが、ガス配管やガスメータの能力に余裕がある家庭用の複合熱源機として、第１バーナ４−１の最大燃焼量と第２バーナ４−２の最大燃焼量の合計が家庭用ガス燃焼機器の燃焼量の上限である７８０００ｋｃａｌ／ｈを超える熱源機を製造する場合は、規定燃焼量ＹＧを７８０００ｋｃａｌ／ｈまたはこれより若干低い値に設定して、上記と同様の制御を行えば良い。

尚、上記実施形態では、第１と第２の両バーナ４−１，４−２に共通１個の比例弁４２を介してガスを供給しているが、第１と第２の各バーナ４−１，４−２に各別の比例弁を介してガスを供給するようにしても良い。また、上記実施形態は、単一の缶体１内に第１と第２の両燃焼部２−１，２−２を並設した１缶式複合熱源機に本発明を適用したものであるが、第１と第２の各燃焼部２−１，２−２を各別の缶体内に配置する２缶式の複合熱源機にも同様に本発明を適用できる。更に、上記実施形態では、第２燃焼部４−２を暖房兼風呂追焚き用のものとしたが、暖房専用または風呂追焚き専用のものとしても良い。

本発明の実施形態の複合熱源機の構成を示す説明図。実施形態の複合熱源機における燃焼量制限制御を示すフロー図。

符号の説明

２−１…第１燃焼部、２−２…第２燃焼部、３−１…第１熱交換器、３−２第２熱交換器、４−１…第１バーナ、４−２…第２バーナ、７…コントローラ、ＹＧ…規定燃焼量、ＹＧ１…第１の基準値、ＹＧ２…第２の基準値、Ｇ１ｌｉｍｉｔ…第１バーナの燃焼量の上限、Ｇ２ｌｉｍｉｔ…第２バーナの燃焼量の上限、Ｇ１ｍａｘ…第１バーナの最大燃焼量、Ｄ２ｍａｘ…第２バーナの最大燃焼量。

Claims

給湯用の第１熱交換器及び第１熱交換器を加熱する第１バーナを有する第１燃焼部と、湯水を循環させる給湯以外の用途の第２熱交換器及び第２熱交換器を加熱する第２バーナを有する第２燃焼部とを備える複合熱源機であって、第１バーナの最大燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との合計が家庭で使用する場合の上限燃焼量に基づいて決定される所定の規定燃焼量を超えるものにおいて、
第１バーナの最大燃焼量が規定燃焼量未満に設定されると共に、
第１燃焼部の運転中に第２燃焼部の運転指示が出されたときに作動する制御手段を備え、
この制御手段は、規定燃焼量と第２バーナの最大燃焼量との差を第１の基準値、規定燃焼量と第１バーナの最大燃焼量との差を第２の基準値として、第１燃焼部の運転中に第２燃焼部の運転が指示されたときに、先ず、第２バーナの燃焼量を第２の基準値以下に制限した状態で第２バーナの燃焼を開始させ、次に、第１バーナの燃焼量の上限を第１の基準値に制限した状態で、第１熱交換器を経由して出湯される湯温が所定の設定温度に維持されるように、第１熱交換器への通水量と第１バーナの燃焼量とを制御する温調制御を実行し、第１バーナの燃焼量が第１の基準値以下になったところで第２バーナの燃焼量の制限を解除するように構成されていることを特徴とする複合熱源機。
前記第２燃焼部の運転中に前記第１燃焼部の運転が指示されたときに作動する第２の制御手段を備え、第２の制御手段は、第２燃焼部の運転中に第１燃焼部の運転が指示されたときに、先ず、前記第１バーナの燃焼を前記第１の基準値より小さな燃焼量で開始させた後、第１バーナの燃焼量の上限を第１の基準値に制限した状態で、前記第１熱交換器を経由して出湯される湯温が所定の設定温度に維持されるように、第１熱交換器への通水量と第１バーナの燃焼量とを制御する温調制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の複合熱源機。