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JP7597585B2 - Boiler Equipment - Google Patents
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Description

本発明は、複数のボイラによって出湯温度を設定温度に制御するための技術に関するものである。 The present invention relates to a technology for controlling the outlet water temperature to a set temperature using multiple boilers.

従来から、複数台のボイラを利用して、温水を設定温度に加熱制御する技術は知られている。複数台のボイラを利用することで、1つ1つのボイラの容量を小さくすることができるため、例えば、1台のボイラで全範囲の出湯量が賄う構成とした場合と比較して、低出湯量時の効率低下を防止できるメリットがある。 Technology has been known for some time that uses multiple boilers to heat and control hot water to a set temperature. By using multiple boilers, the capacity of each boiler can be reduced, which has the advantage of preventing a decrease in efficiency when the hot water output is low, compared to a configuration in which a single boiler covers the entire range of hot water output, for example.

複数台のボイラを制御する技術としては、下記特許文献1記載の自動台数制御方法が例示できる。以下、当該制御方法について簡単に説明する。 An example of a technology for controlling multiple boilers is the automatic number control method described in Patent Document 1 below. This control method is briefly described below.

特開平3-11261号Japanese Patent Application Publication No. 3-11261

前記特許文献1記載の温水ボイラ101は、図4に示すように、複数台並列に設置され、当該複数台のボイラ装置101と給湯設備等の負荷102との間を給湯系路103と戻り系路104で連結し、給湯系路には流量センサ108が取り付けられている。 As shown in FIG. 4, the hot water boilers 101 described in Patent Document 1 are installed in parallel in multiple units, and the multiple boiler units 101 are connected to a load 102 such as a hot water supply facility by a hot water supply line 103 and a return line 104, and a flow rate sensor 108 is attached to the hot water supply line.

給湯設備等の負荷には、複数のボイラ101から給湯系路103と戻り系路104を介して流れる温水の熱を給湯設備等の負荷102に伝える熱交換器105と、複数のボイラ101から給湯系路103、温水の給湯側集合部としての上部ヘッダー111、熱交換器105、温水の戻り側集合部としての下部ヘッダー112、戻り系路104を介して再びボイラ101に温水を循環させる循環ポンプ106が備えられている。 The load, such as a hot water supply system, is equipped with a heat exchanger 105 that transfers the heat of the hot water flowing from the multiple boilers 101 through the hot water supply system 103 and the return system 104 to the load 102, such as a hot water supply system, and a circulation pump 106 that circulates the hot water back to the boiler 101 through the hot water supply system 103, the upper header 111 as a hot water supply side collection point from the multiple boilers 101, the heat exchanger 105, the lower header 112 as a hot water return side collection point, and the return system 104.

また、負荷102の上部ヘッダー111と下部ヘッダー112には、ここに集合する温水の温度を検出する温度センサ107と、負荷102の循環水(出湯)の温度を検出する温度センサ110が設けられている。 In addition, the upper header 111 and lower header 112 of the load 102 are provided with a temperature sensor 107 that detects the temperature of the hot water collected therein, and a temperature sensor 110 that detects the temperature of the circulating water (hot water) of the load 102.

なお、109は、複数の温水ボイラ101の台数制御をする自動台数制御器を示している。 Note that 109 indicates an automatic number controller that controls the number of hot water boilers 101.

複数の温水ボイラ101によって加熱されて所定の温度になった熱源温水は、循環ポンプ106の作動によって、給湯系路103、熱交換器105、戻り系路104の循環系路を循環するものであり、負荷102に個別に設けた熱交換器105で熱交換を行い、それぞれの負荷に熱を供給する。 The heat source hot water, which has been heated by multiple hot water boilers 101 to a specified temperature, is circulated through the circulation system consisting of the hot water supply system 103, heat exchanger 105, and return system 104 by the operation of the circulation pump 106, and heat is exchanged in the heat exchangers 105 provided individually for the loads 102, supplying heat to each load.

温度センサ107は、上部ヘッダー111と下部ヘッダー112に集合した温水の湯温を検出し、両者の温度差に応じて自動台数制御器109によって、温水ボイラ101の稼働台数を制御する。 The temperature sensor 107 detects the temperature of the hot water collected in the upper header 111 and the lower header 112, and the automatic number controller 109 controls the number of hot water boilers 101 in operation according to the temperature difference between the two.

温水ボイラ101を台数制御する際には、起動・停止の優先順位を予め定めて置き、その順位い従って起動・停止させる。また、それぞれの温水ボイラ101の稼働率を平均化するために、適宜、優先順位のローテーションを行う。 When controlling the number of hot water boilers 101, the priority order for starting and stopping is determined in advance, and the hot water boilers 101 are started and stopped according to that priority. In addition, the priority order is rotated as appropriate to average the operating rate of each hot water boiler 101.

また、流量センサ108で熱源温水の循環量を検出し、この循環量と上部ヘッダー111の湯温と、下部ヘッダー112の湯温との温度差によって必要熱量を算出し、その値に応じて温水ボイラ101の稼働台数を制御する。 In addition, the flow rate sensor 108 detects the amount of circulating hot water from the heat source, and calculates the required amount of heat based on this amount of circulation and the temperature difference between the water temperature in the upper header 111 and the water temperature in the lower header 112.The number of hot water boilers 101 in operation is controlled according to this value.

熱源温水の循環量を可変する場合は、温度センサ110で出湯の温度を検出して、循環ポンプ106の作動を制御する。負荷が減少して必要熱量が減少すれば、温水ボイラ101の稼働台数を減らし、また、負荷が増大して必要熱量が増大すれば、温水ボイラ101の稼働台数を増やすよう制御する。 When varying the amount of circulation of the heat source hot water, the temperature of the outlet hot water is detected by a temperature sensor 110 and the operation of the circulation pump 106 is controlled. If the load decreases and the amount of heat required decreases, the number of hot water boilers 101 in operation is reduced, and if the load increases and the amount of heat required increases, the number of hot water boilers 101 in operation is controlled to be increased.

前記温水ボイラは、上述したとおり、熱源温水の循環経路に設けられた2つの温度センサにて検出される温度差の大きさに応じて稼働させる温水ボイラ101の台数を制御する機能と、熱源温水の循環経路に設けられた流量センサ108と2つの温度センサの検出結果に応じて必要熱量を算出し、その値に応じて稼働させる温水ボイラ101の台数を制御する機能と、出湯温度を温度センサ110で検出して、循環ポンプ106の作動を制御して熱源温水の循環量を可変する機能を備えているが、このような台数制御は、温水ボイラ101の上位系統の自動台数制御器109によって行われる。 As described above, the hot water boiler has the functions of controlling the number of hot water boilers 101 to be operated according to the magnitude of the temperature difference detected by two temperature sensors installed in the circulation path of the heat source hot water, calculating the required heat quantity according to the detection results of the flow rate sensor 108 and two temperature sensors installed in the circulation path of the heat source hot water and controlling the number of hot water boilers 101 to be operated according to this value, and detecting the outlet hot water temperature with a temperature sensor 110 and controlling the operation of the circulation pump 106 to vary the circulation amount of the heat source hot water. Such number control is performed by an automatic number controller 109 in a higher-level system of the hot water boiler 101.

したがって、複数のボイラ101とは別に自動台数制御器109が必要となる。また、必要熱量の算出には流量センサ108が必要となる。流量センサは比較的高価であるので、コスト高となる。 Therefore, an automatic number controller 109 is required in addition to the multiple boilers 101. Also, a flow sensor 108 is required to calculate the required amount of heat. Flow sensors are relatively expensive, so the cost is high.

また、自動台数制御器109が必要であることからシステム構成が複雑化する。 In addition, the need for an automatic unit count controller 109 complicates the system configuration.

そこで、本発明は、温水ボイラと別に設置される自動台数制御器や流量センサを構成要素としないボイラ装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a boiler system that does not include an automatic unit count controller or a flow rate sensor that are installed separately from the hot water boiler.

請求項1記載の発明は、缶水を貯水する缶体と、前記缶水を加熱するバーナーと、缶水を前記缶体と缶体外部に連結される熱媒流通管との間で循環させるポンプと、前記熱媒流通管内を流れる缶水温度を測定する缶水温度測定用温度センサと、前記熱媒流通管の途中に取り付けられる熱交換器と、該熱交換器を介して接続される入水管および出湯管と、該出湯管内の水温を測定する出湯配管用温度測定用温度センサと、前記缶水温度測定用温度センサおよび出湯配管用温度測定用温度センサから測定温度情報を検出して、前記バーナーへの火力指令および前記ポンプの駆動/停止を制御するコントローラを備えて構成されるボイラを複数備え、前記出湯管内を流れる出湯を当該複数のボイラによって温度制御する構成であり、当該複数のボイラの1つがマスタボイラとして機能し、その他のボイラがスレーブボイラとして機能し、前記出湯管内を流れる出湯温度が設定温度になるよう、前記マスタボイラが自機と前記スレーブボイラを制御するものであって、当該制御は、缶水用循環ポンプの流量制御する出湯温度制御と、バーナーの火力を制御し、缶水温度が設定温度より一定温度高くなるように調整する缶水温度制御を併用して、前記マスターボイラ単独で出湯温度が設定温度となるよう加熱し、当該マスターボイラ単独で設定温度まで出湯温度を加熱できなかった場合は、前記スレーブボイラすべてを同時に運転することで、出湯温度を設定温度まで加熱することに特徴を有する。 The invention described in claim 1 provides a boiler having a plurality of boilers, the boiler having a boiler body for storing boiler water, a burner for heating the boiler water, a pump for circulating boiler water between the boiler body and a heat transfer medium flow pipe connected to the outside of the boiler body, a boiler water temperature measuring temperature sensor for measuring the boiler water temperature flowing in the heat transfer medium flow pipe, a heat exchanger attached to the middle of the heat transfer medium flow pipe, a water inlet pipe and a hot water outlet pipe connected via the heat exchanger, a hot water outlet pipe temperature measuring temperature sensor for measuring the water temperature in the hot water outlet pipe, and a controller for detecting measured temperature information from the boiler water temperature measuring temperature sensor and the hot water outlet pipe temperature measuring temperature sensor, and controlling a heating command to the burner and drive/stop of the pump, and the hot water outlet flowing in the hot water outlet pipe is circulated by the plurality of boilers. In this configuration, one of the boilers functions as a master boiler and the others function as slave boilers, and the master boiler controls itself and the slave boilers so that the temperature of the hot water flowing through the hot water outlet pipe becomes the set temperature. This control combines a hot water outlet temperature control that controls the flow rate of a boiler water circulating pump and a boiler water temperature control that controls the heat of a burner and adjusts the boiler water temperature to a certain temperature higher than the set temperature , and is characterized in that the master boiler alone heats the hot water outlet temperature to the set temperature, and if the master boiler alone cannot heat the hot water outlet temperature to the set temperature, all of the slave boilers are operated simultaneously to heat the hot water outlet temperature to the set temperature .

請求項2記載の発明は、請求項1記載の出湯温度制御をPI制御とすることに特徴を有する。 The invention described in claim 2 is characterized in that the outlet hot water temperature control described in claim 1 is PI control.

請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2の何れかに記載の缶水温度制御をPI制御とすることに特徴を有する。 The invention described in claim 3 is characterized in that the boiler water temperature control described in either claim 1 or claim 2 is PI control.

請求項1記載の発明によれば、ボイラの他にこれを制御する上位系統の制御装置を備える必要がなく、装置構成を簡素化できる。また、高価な流量センサ―が必要ないので、製品コストを低減できる。また、出湯温度を極めて短時間で設定温度まで加熱することができる。 According to the invention described in claim 1, there is no need to provide a higher-level control device to control the boiler, and the device configuration can be simplified. In addition, there is no need for an expensive flow sensor, so the product cost can be reduced. In addition, the outlet water temperature can be heated to the set temperature in an extremely short time.

請求項2記載の発明によれば、流量およびバーナーの火力を制御して、出湯温度を設定温度にすることができる。 According to the invention described in claim 2, the outlet water temperature can be set to the set temperature by controlling the flow rate and the burner power.

本発明のボイラ装置を構成するマスターボイラまたは各スレーブボイラの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a master boiler or each slave boiler constituting the boiler apparatus of the present invention. 前記マスターボイラまたは各スレーブボイラの電気系統構成図である。FIG. 2 is a diagram showing the electrical system configuration of the master boiler or each slave boiler. 前記マスターボイラまたは各スレーブボイラの連結構成図である。FIG. 2 is a diagram showing the connection configuration of the master boiler or each slave boiler. 従来の温水ボイラの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional hot water boiler.

以下、本発明の実施の形態を図1乃至図3により説明する。図1は本発明のボイラ装置を構成する各ボイラ(マスターボイラまたはスレーブボイラ)Aの構成を示している。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to Figures 1 to 3. Figure 1 shows the configuration of each boiler (master boiler or slave boiler) A that constitutes the boiler system of the present invention.

図1において、1は熱媒として利用するための水(缶水)を留めておく貯水缶であり、2は貯水缶1内に缶水を補給する補給管である。3は補給管2に設けられ、給水・止水を切り替える補給用電磁弁であり、後述する給水機能によって自動的に開閉制御され、貯水缶1内に一定量の水が常に貯められるよう制御される。 In FIG. 1, 1 is a water tank that stores water (boiler water) to be used as a heat transfer medium, and 2 is a supply pipe that supplies boiler water to the water tank 1. 3 is a supply solenoid valve that is provided on the supply pipe 2 and switches between water supply and water stop, and is automatically controlled to open and close by the water supply function described below, so that a constant amount of water is always stored in the water tank 1.

4は貯水缶1内部と連通し、貯水缶1内の缶水を、貯水缶1の外部で循環させる熱媒流通管であり、5は貯水缶1内と熱媒流通管4間で缶水を循環させるための循環用ポンプである。 4 is a heat transfer medium flow pipe that communicates with the inside of the water storage tank 1 and circulates the boiler water inside the water storage tank 1 to the outside of the water storage tank 1, and 5 is a circulation pump that circulates the boiler water between the inside of the water storage tank 1 and the heat transfer medium flow pipe 4.

6は熱媒流通管4に取り付けられた缶水温度測定用の温度センサであり、7は熱媒流通管4上に設けられる熱交換器である。 6 is a temperature sensor attached to the heat transfer medium flow pipe 4 for measuring the boiler water temperature, and 7 is a heat exchanger provided on the heat transfer medium flow pipe 4.

8は貯水缶1の外部から、貯水缶1内の缶水を加熱するためのバーナーであり、9はバーナー8に燃料を供給するための燃料供給管を示している。10は燃料供給管9に取り付けられ、バーナー8への燃料の供給と停止を切り換える燃料制御用電磁弁を示している。 8 is a burner for heating the water in the water storage tank 1 from outside the water storage tank 1, and 9 is a fuel supply pipe for supplying fuel to the burner 8. 10 is a fuel control solenoid valve attached to the fuel supply pipe 9 that switches the supply of fuel to the burner 8 on and off.

11はバーナー8に、燃焼に必要とされる空気を供給するための給気管であり、12はバーナー8への空気の供給と停止を切り換えるための給気用電磁弁を示している。 11 is an air supply pipe for supplying the air required for combustion to the burner 8, and 12 is an air supply solenoid valve for switching the supply of air to the burner 8 on and off.

13は中途位置に前記熱交換器7を配置した入水配管であり、14は入水配管13に熱交換器7を介して接続される出湯配管を示している。15は出湯配管14に取り付けられ、出湯温度を測定する出湯配管温度測定用の温度センサを示している。 13 is the water inlet pipe with the heat exchanger 7 located midway, and 14 is the hot water outlet pipe connected to the water inlet pipe 13 via the heat exchanger 7. 15 is a temperature sensor attached to the hot water outlet pipe 14 for measuring the temperature of the hot water outlet pipe.

16は後述する操作パネルからの指令信号や、温度センサ6,15からの温度情報などを基に、ボイラAを構成する電磁弁3,10,12や、貯水缶1内の水位を検出する図示しない水位センサ、バーナー8、循環用ポンプ5など、ボイラAを構成する各種制御機器を制御するためのコントローラを示している。 16 indicates a controller for controlling various control devices constituting boiler A, such as solenoid valves 3, 10, and 12 constituting boiler A, a water level sensor (not shown) that detects the water level in the water tank 1, burner 8, and circulation pump 5, based on command signals from the operation panel described below and temperature information from temperature sensors 6 and 15.

なお、17はコントローラ16に指令信号を出力するリモコンであり、前記操作パネルと同様、ボイラAを構成する各種制御機器を制御する目的で操作される。 Reference numeral 17 denotes a remote control that outputs command signals to controller 16, and like the operation panel, is operated to control the various control devices that make up boiler A.

図2は図1に示すコントローラ16とその周辺機器の電気的な接続状態を説明する電気系統構成図である。図2に示すように、コントローラ16は外部電源18に接続される制御電源部19と、該制御電源部19から制御用電源の供給を受けて動作する制御部20、および、制御部20に指令信号を出力する操作パネル21から概略構成されている。 Figure 2 is an electrical system diagram that explains the electrical connection state of the controller 16 shown in Figure 1 and its peripheral devices. As shown in Figure 2, the controller 16 is roughly composed of a control power supply unit 19 that is connected to an external power supply 18, a control unit 20 that operates by receiving control power from the control power supply unit 19, and an operation panel 21 that outputs command signals to the control unit 20.

操作パネル21には、操作者が制御部20に出力する指示情報を入力するための操作部をはじめ、各種表示部や設定部などが備えられている。 The operation panel 21 includes an operation section for the operator to input instruction information to be output to the control section 20, as well as various display sections and setting sections.

制御部20は前記操作パネル21以外にリモコン17によっても制御指示等されるものである。リモコン17には別途、外部電源22が供給されている。なお、リモコン17の機能は、前述した操作パネル21に具備される機能と概ね同様であるが、リモコン17には、図2に示すように、複数台(図2では2台のみ表示)のボイラAが接続されるため、1つのリモコンによって複数台のボイラAの操作が可能となるスイッチ類などが別途具備されている。 The control unit 20 is controlled and instructed not only by the operation panel 21 but also by the remote control 17. The remote control 17 is supplied with a separate external power source 22. The functions of the remote control 17 are generally similar to those of the operation panel 21 described above, but since the remote control 17 is connected to multiple boilers A (only two are shown in FIG. 2) as shown in FIG. 2, it is also provided with switches and the like that allow multiple boilers A to be operated with a single remote control.

操作パネル21あるいはリモコン17から指令信号や各種設定信号、あるいは、センサ接点23に接続される温度センサ6,15等の各種センサ情報が制御部20に入力されると、制御部20は、入力された設定情報に基づき各種設定を実行するとともに、入力された指令信号に従い制御機器24および他のボイラAを制御する。制御機器24としては、図1に示す電磁弁3,10,12や、貯水缶1内の水位を検出する図示しない水位センサ、バーナー8、循環用ポンプ5などが挙げられる。 When command signals and various setting signals are input from the operation panel 21 or remote control 17, or various sensor information such as temperature sensors 6 and 15 connected to sensor contacts 23 is input to the control unit 20, the control unit 20 executes various settings based on the input setting information and controls the control device 24 and other boilers A according to the input command signals. Examples of the control device 24 include the solenoid valves 3, 10, and 12 shown in FIG. 1, a water level sensor (not shown) that detects the water level in the water tank 1, the burner 8, and the circulation pump 5.

つづいて、本発明のボイラ装置にかかる各ボイラ(マスターボイラ、スレーブボイラ)Aの物理的な接続状態を図3に示す。図3示すように、本発明のボイラ装置は、図1に示す構成のボイラAが複数台(図3では4台)直列に接続されている。 Next, the physical connection state of each boiler (master boiler, slave boiler) A in the boiler system of the present invention is shown in Figure 3. As shown in Figure 3, the boiler system of the present invention has multiple boilers A (four in Figure 3) with the configuration shown in Figure 1 connected in series.

つまり、図3に示すように、図1に示す出湯管14に入水管13を接続する図1に示すボイラAと同構成のボイラ装置Aが配置され、また、このように接続されたボイラ装置Aの出湯管14に入水管13を接続した同構成のボイラ装置Aがさらに接続されている。 In other words, as shown in FIG. 3, a boiler device A having the same configuration as the boiler A shown in FIG. 1 is arranged, with the water inlet pipe 13 connected to the hot water outlet pipe 14 shown in FIG. 1, and further, a boiler device A having the same configuration, with the water inlet pipe 13 connected to the hot water outlet pipe 14 of the boiler device A connected in this way, is further connected.

このように、複数台のボイラAを直列に接続することによって、複数台のボイラAによって出湯温度が設定温度となるように制御されるのである。また、本発明では、複数台のボイラAのうち一台をマスターボイラとし、その他をスレーブボイラとして機能させる。マスターボイラはスレーブボイラの稼働/停止を制御する。 In this way, by connecting multiple boilers A in series, the outlet water temperature is controlled by the multiple boilers A to be the set temperature. In addition, in the present invention, one of the multiple boilers A is designated as the master boiler, and the others function as slave boilers. The master boiler controls the operation/stop of the slave boilers.

どのボイラをマスターボイラまたはスレーブボイラとするかは様々な決定方法を取り得るが、例えば、最初に電源を入れたボイラをマスターボイラとして機能させても良い。このようにして一台のボイラがマスターボイラとして設定された場合、その他のボイラは自動的にスレーブボイラとして設定され機能する。 Which boiler is the master boiler or slave boiler can be determined in various ways, but for example, the boiler that is turned on first can function as the master boiler. In this way, when one boiler is set as the master boiler, the other boilers are automatically set and function as slave boilers.

つづいて、本発明のボイラ装置の動作について説明する。まず、図3に示す各ボイラAは、給湯需要に備えて、電源が入れられた段階で貯水缶1内に一定量の缶水を貯める。このとき、前述したとおり、例えば、最初に電源が入れられたボイラAがマスタボイラA1として機能し、その他がスレーブボイラA2~A4として機能する。 Next, the operation of the boiler system of the present invention will be described. First, each boiler A shown in FIG. 3 stores a certain amount of boiler water in the water tank 1 when the power is turned on in preparation for hot water demand. At this time, as described above, for example, the boiler A that is turned on first functions as the master boiler A1, and the others function as slave boilers A2 to A4.

各ボイラA1~A4の貯水缶1内の水位は、図示しない水位センサによって監視され、補給用電磁弁3の開閉を自動的に切り替える。缶水の水位レベルが基準水位より高水位となったときは補給用電磁弁3を閉じて止水し、低位置になったときに補給用電磁弁3を開いて貯水缶1内へ給水する(給水機能)。なお、当該給水機能に、水位の低位置を一定時間以上連続で検出した場合、給水弁異常と判定する機能を備えても良い。 The water level in the water tank 1 of each boiler A1 to A4 is monitored by a water level sensor (not shown), which automatically switches the make-up solenoid valve 3 on and off. When the boiler water level becomes higher than the reference water level, the make-up solenoid valve 3 is closed to stop the water, and when it becomes low, the make-up solenoid valve 3 is opened to supply water to the water tank 1 (water supply function). The water supply function may also be equipped with a function that determines that there is a water supply valve abnormality if the water level is detected to be low for a certain period of time or more.

また、各ボイラA1~A4の貯水缶1内の缶水は、給湯需要に備えて、あらかじめ所定温度に温められる。具体的には、燃料制御用電磁弁10を開放することにより、燃料供給管9を通して燃料をバーナー8へ送るとともに、給気用電磁弁12を開くことにより燃焼用の空気をバーナー8へ送る。 The boiler water in the water tank 1 of each boiler A1 to A4 is heated to a predetermined temperature in advance in preparation for hot water demand. Specifically, fuel is sent to the burner 8 through the fuel supply pipe 9 by opening the fuel control solenoid valve 10, and air for combustion is sent to the burner 8 by opening the air supply solenoid valve 12.

その後、バーナー8を点火制御することによって、バーナー8の燃焼によって貯水缶1内の缶水を所定の温度まで温めておく。缶水温度が所定温度に達したか否かは、循環用ポンプ5を駆動させて、缶水を熱媒流通管4を通して循環させ、循環している缶水温度を、熱媒流通管4に取り付けた缶水温度測定用温度センサ6にて検出し、検出結果をコントローラ16の制御部20へ送信することによって、制御部20によって把握される。 Then, the burner 8 is ignited and the boiler water in the water storage tank 1 is heated to a predetermined temperature by the combustion of the burner 8. Whether or not the boiler water temperature has reached the predetermined temperature is determined by driving the circulation pump 5 to circulate the boiler water through the heat transfer medium flow pipe 4, detecting the circulating boiler water temperature with the boiler water temperature sensor 6 attached to the heat transfer medium flow pipe 4, and transmitting the detection result to the control unit 20 of the controller 16, whereby the control unit 20 is able to grasp the temperature.

以上の事前準備を給湯需要が生じる前段階で実施しておき、いざ給湯需要が生じた場合は、まず、マスターボイラA1一台で出湯温度を設定温度まで加熱する。出湯温度の制御としては、出湯温度制御機能と缶水温度制御機能の2つが存在する。 The above preparations are carried out before a demand for hot water occurs, and when a demand for hot water does arise, the master boiler A1 first heats the outlet hot water temperature to the set temperature. There are two ways to control the outlet hot water temperature: the outlet hot water temperature control function and the boiler water temperature control function.

出湯温度制御機能は、循環ポンプ5の流量を制御し、出湯温度が設定温度になるように調整するものである。出湯温度は、出湯配管温度測定用温度センサ15によって検出された測定温度情報をコントローラ16の制御部20に出力する。当該情報を受信した制御部20は、さらに循環ポンプ5の流量を制御して出湯温度が設定温度に近づくよう制御する。以上の動作を繰り返すことによって、出湯温度を設定温度に調整する。 The outlet hot water temperature control function controls the flow rate of the circulation pump 5 and adjusts the outlet hot water temperature to the set temperature. The outlet hot water temperature is measured by a temperature sensor 15 for measuring the outlet hot water pipe temperature, and output as measured temperature information to the control unit 20 of the controller 16. The control unit 20 receives this information and further controls the flow rate of the circulation pump 5 to control the outlet hot water temperature to approach the set temperature. By repeating the above operations, the outlet hot water temperature is adjusted to the set temperature.

制御方式は制御機器構成によって変わる。例えば、循環ポンプ5を駆動させるインバータが具備されている場合は、入力信号を出湯配管温度測定用温度センサ15による測定温度情報とし、出力信号をインバータ周波数設定信号としたPI制御とする。 The control method varies depending on the configuration of the control equipment. For example, if an inverter that drives the circulation pump 5 is provided, the input signal is the temperature information measured by the temperature sensor 15 for measuring the hot water outlet pipe temperature, and the output signal is the inverter frequency setting signal, forming a PI control.

また、このようなインバータが具備されていない場合は、入力信号を出湯配管温度測定用温度センサ15による測定温度情報とし、出力信号を循環ポンプ5の図示しない開閉器のオン/オフ信号とする。 In addition, if such an inverter is not provided, the input signal is the temperature information measured by the temperature sensor 15 for measuring the hot water outlet pipe temperature, and the output signal is the on/off signal of the switch (not shown) of the circulation pump 5.

缶水温度制御機能は、バーナー8の火力を制御し、熱媒流通管4内を循環する缶水温度が設定温度より一定温度高い温度となるように調整するものである。熱媒流通管4内を循環する缶水温度は缶水温度測定用温度センサ6によって検出された測定温度情報をコントローラ16の制御部20に出力する。当該情報を受信した制御部20は、さらにバーナー8の火力を制御して出湯温度が設定温度に近づくよう制御する。以上の動作を繰り返すことによって、缶水温度を設定温度に調整する。 The boiler water temperature control function controls the heat of the burner 8 and adjusts the boiler water temperature circulating in the heat transfer medium flow pipe 4 to a temperature that is a certain temperature higher than the set temperature. The boiler water temperature circulating in the heat transfer medium flow pipe 4 is detected by a temperature sensor 6 for measuring boiler water temperature, and the measured temperature information is output to the control unit 20 of the controller 16. The control unit 20, which receives this information, further controls the heat of the burner 8 so that the outlet water temperature approaches the set temperature. By repeating the above operations, the boiler water temperature is adjusted to the set temperature.

制御方式は燃料によって変わり、例えば、ガス焚の場合は入力信号を缶水温度測定用温度センサ6の測定温度情報とし、出力信号を燃料制御用電磁弁10の開度設定(閉~全開)信号としたPI制御とする。 The control method varies depending on the fuel. For example, in the case of gas firing, the input signal is the measured temperature information from the temperature sensor 6 for measuring the boiler water temperature, and the output signal is a PI control signal that sets the opening degree (closed to fully open) of the fuel control solenoid valve 10.

また、油焚の場合は、入力信号を出湯配管温度測定用温度センサ15による測定温度情報とし、出力信号を燃料制御用電磁弁10のオン/オフ信号(例えば、3位置オン/オフ信号)とする。 In the case of oil firing, the input signal is the temperature information measured by the temperature sensor 15 for measuring the temperature of the hot water outlet pipe, and the output signal is the on/off signal of the fuel control solenoid valve 10 (e.g., a three-position on/off signal).

なお、このとき、燃料制御用電磁弁10と給気用電磁弁12は、空燃比を一定にするため連動させる。 At this time, the fuel control solenoid valve 10 and the air intake solenoid valve 12 are linked to keep the air-fuel ratio constant.

次に、以上の動作を実行している状況において給湯需要が増大した場合の動作の一例について説明する。給湯需要が増大した場合、本発明のボイラ装置は、まず、マスターボイラA1単独で給湯需要に応える設定温度まで出湯温度を加熱する。 Next, an example of the operation when the demand for hot water increases while the above operations are being performed will be described. When the demand for hot water increases, the boiler device of the present invention first heats the outlet hot water temperature to a set temperature that meets the demand for hot water using the master boiler A1 alone.

マスターボイラA1単独で設定温度まで出湯温度を加熱できた場合は、スレーブボイラA2~A4は運転しない。然るに、マスターボイラA1の火力指令が上限に達っしてもなお出湯温度が設定温度に満たない場合、本発明では、図4に示すように、停止状態にあったスレーブボイラA2~A4を同時に運転することで、出湯温度を設定温度まで一気に加熱する。 If the master boiler A1 alone is able to heat the hot water outlet temperature to the set temperature, the slave boilers A2 to A4 will not operate. However, if the hot water outlet temperature is still below the set temperature even after the heating power command for the master boiler A1 has reached its upper limit, the present invention simultaneously operates the slave boilers A2 to A4 that were stopped, as shown in Figure 4, to instantly heat the hot water outlet temperature to the set temperature.

そして、出湯温度が設定温度に達した後は、スレーブボイラA2~A4の運転台数を制御して、スレーブボイラA2~A4の運転台数を減らし、出湯温度が設定温度に維持されるように制御する。 After the hot water outlet temperature reaches the set temperature, the number of slave boilers A2 to A4 in operation is controlled to reduce the number of slave boilers A2 to A4 in operation, so that the hot water outlet temperature is maintained at the set temperature.

このとき、各ボイラA1~A4の出湯温度制御は、前述した出湯温度制御機能および缶水温度制御機能によって実行される。当該機能を利用した出湯温度制御は、従来技術とは異なり、流量センサを必要とすることなく、給湯需要の増加に対応して出湯温度を設定温度まで加熱することができるので、装置コストを低減できる。 At this time, the outlet hot water temperature control of each boiler A1 to A4 is performed by the outlet hot water temperature control function and boiler water temperature control function described above. Unlike conventional technology, outlet hot water temperature control using this function does not require a flow sensor and can heat the outlet hot water temperature to a set temperature in response to an increase in hot water demand, reducing equipment costs.

また、本発明は、マスターボイラA1の火力指令が上限に達した後、スレーブボイラA2~A4を順番に運転開始して、運転状態のボイラ(熱源装置)の台数を増加していく方法と比較して、出湯温度を極めて短時間で設定温度まで加熱することができる。 In addition, the present invention can heat the outlet water temperature to the set temperature in an extremely short time compared to a method in which the slave boilers A2 to A4 are started in sequence after the heating power command for the master boiler A1 reaches its upper limit, thereby increasing the number of boilers (heat source devices) in operation.

以上の出湯温度制御を実行することによって、図1に示す入水管13内の入水は熱交換器7によって設定温度まで加熱され出湯管14から出湯される。このようにして設定温度に加熱された出湯は利用者の給湯需要に応える。 By executing the above-mentioned hot water outlet temperature control, the inlet water in the water inlet pipe 13 shown in FIG. 1 is heated to the set temperature by the heat exchanger 7 and is discharged from the hot water outlet pipe 14. The hot water outlet heated to the set temperature in this way meets the hot water demand of the user.

以上説明したように、本発明のボイラ装置によれば、給湯需要が増大した場合においても、出湯配管温度測定用温度センサによる測定温度情報に基づき、缶水用循環ポンプの流量を制御する構成であるので、高価な流量センサが必要ない。 As described above, the boiler apparatus of the present invention is configured to control the flow rate of the boiler water circulation pump based on the temperature information measured by the temperature sensor for measuring the outlet hot water pipe temperature, even when the demand for hot water increases, so there is no need for an expensive flow rate sensor.

また、複数のボイラのうち、1つがマスタボイラとして機能することによって、その他のスレーブボイラを当該マスタボイラで制御することができるので、複数のボイラを制御するための制御装置を別途設ける必要がなく、システム構成を簡素化できる。 In addition, by having one of the multiple boilers function as a master boiler, the other slave boilers can be controlled by that master boiler, eliminating the need to provide a separate control device for controlling the multiple boilers and simplifying the system configuration.

なお、上記説明では、スレーブボイラの台数が3台の場合を例示して説明したが、本発明の範囲はこの台数に限定するものでないことは当然である。 In the above explanation, an example was given in which there are three slave boilers, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to this number.

複数台のボイラから構成されるボイラ装置に適用可能である。 It can be applied to boiler systems consisting of multiple boilers.

1 貯水缶
2 補給管
3 補給用電磁弁
4 熱媒流通管
5 循環用ポンプ
6 管水温度測定用温度センサ
7 熱交換器
8 バーナー
9 燃料供給管
10 燃料制御用電磁弁
11 給気管
12 給気用電磁弁
13 入水管
14 出湯管
15 出湯配管温度測定用の温度センサ
16 コントローラ
17 リモコン
18,22 外部電源
19 制御電源部
20 制御部
21 操作パネル
23 センサ接点
24 制御機器
A ボイラ(マスターボイラA1,スレーブボイラA2~A4)
LIST OF SYMBOLS 1 Water storage tank 2 Supply pipe 3 Supply solenoid valve 4 Heat medium flow pipe 5 Circulation pump 6 Temperature sensor for measuring pipe water temperature 7 Heat exchanger 8 Burner 9 Fuel supply pipe 10 Fuel control solenoid valve 11 Air supply pipe 12 Air supply solenoid valve 13 Water inlet pipe 14 Hot water outlet pipe 15 Temperature sensor for measuring hot water outlet pipe temperature 16 Controller 17 Remote control 18, 22 External power supply 19 Control power supply unit 20 Control unit 21 Operation panel 23 Sensor contact 24 Control device A Boiler (master boiler A1, slave boilers A2 to A4)

Claims (3)

缶水を貯水する缶体と、前記缶水を加熱するバーナーと、缶水を前記缶体と缶体外部に連結される熱媒流通管との間で循環させるポンプと、前記熱媒流通管内を流れる缶水温度を測定する缶水温度測定用温度センサと、前記熱媒流通管の途中に取り付けられる熱交換器と、該熱交換器を介して接続される入水管および出湯管と、該出湯管内の水温を測定する出湯配管用温度測定用温度センサと、前記缶水温度測定用温度センサおよび出湯配管用温度測定用温度センサから測定温度情報を検出して、前記バーナーへの火力指令および前記ポンプの駆動/停止を制御するコントローラを備えて構成されるボイラを複数備え、前記出湯管内を流れる出湯を当該複数のボイラによって温度制御する構成であり、当該複数のボイラの1つがマスタボイラとして機能し、その他のボイラがスレーブボイラとして機能し、前記出湯管内を流れる出湯温度が設定温度になるよう、前記マスタボイラが自機と前記スレーブボイラを制御するものであって、当該制御は、缶水用循環ポンプの流量制御する出湯温度制御と、バーナーの火力を制御し、缶水温度が設定温度より一定温度高くなるように調整する缶水温度制御を併用して、前記マスターボイラ単独で出湯温度が設定温度となるよう加熱し、当該マスターボイラ単独で設定温度まで出湯温度を加熱できなかった場合は、前記スレーブボイラすべてを同時に運転することで、出湯温度を設定温度まで加熱することを特徴とするボイラ装置。 The boiler includes a boiler body for storing boiler water, a burner for heating the boiler water, a pump for circulating boiler water between the boiler body and a heat transfer medium flow pipe connected to the outside of the boiler body, a boiler water temperature measuring temperature sensor for measuring the boiler water temperature flowing in the heat transfer medium flow pipe, a heat exchanger attached to the middle of the heat transfer medium flow pipe, a water inlet pipe and a hot water outlet pipe connected via the heat exchanger, a hot water outlet pipe temperature measuring temperature sensor for measuring the water temperature in the hot water outlet pipe, and a controller for detecting measured temperature information from the boiler water temperature measuring temperature sensor and the hot water outlet pipe temperature measuring temperature sensor, and for controlling a heating command to the burner and the start/stop of the pump, and the temperature of the hot water flowing in the hot water outlet pipe is controlled by the plurality of boilers. one of the plurality of boilers functions as a master boiler and the others function as slave boilers, and the master boiler controls itself and the slave boilers so that the temperature of the hot water flowing through the hot water outlet pipe becomes a set temperature, and the control combines a hot water outlet temperature control that controls the flow rate of a boiler water circulating pump and a boiler water temperature control that controls the heat of a burner and adjusts the boiler water temperature to a certain temperature higher than the set temperature, and the master boiler alone heats the hot water to the set temperature, and if the master boiler alone cannot heat the hot water to the set temperature, all of the slave boilers are operated simultaneously to heat the hot water to the set temperature . 前記出湯温度制御は、循環ポンプ駆動用のインバータを構成要素として備える場合は、PI制御とすることを特徴とする請求項1記載のボイラ装置。 The boiler device according to claim 1, characterized in that the outlet hot water temperature control is PI control when an inverter for driving a circulation pump is included as a component. 前記缶水温度制御は、供給燃料がガス焚のときはPI制御、油焚のときは高出力・低出力・オフの3位置オン/オフ制御とすることを特徴とする請求項1または請求項2の何れかに記載のボイラ装置。 The boiler apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the boiler water temperature control is a PI control when the supplied fuel is gas-fired, and a three-position on/off control of high output, low output, and off when the supplied fuel is oil-fired.
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