JP2004085112A - Heating system - Google Patents
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Abstract
【課題】供給温水の温度の立ち上がりがスムーズで熱効率も向上できるよう改良を加えた床暖房装置を提供する。
【解決手段】床暖房装置1は、熱源機3と、熱源機3から温水供給を受ける床暖房放熱器5とを有する。熱源機3と放熱器5と往き配管31と戻り配管33で接続されている。往き配管31は開閉弁29で開閉される。熱源機3の制御部50は、放熱器5に温水を送り始める際に、▲1▼開閉弁29に開指令を発する、▲2▼その後、開閉弁29が実際に開き始める前に、ポンプ9の起動開始指令を発する、▲3▼ポンプ9の起動後、開閉弁29が開くまでの間に供給温水温度が許容値まで上昇するに至らないタイミングで熱源機3の燃焼開始指令を発する、ように制御する。これにより、温水温度が閾値以上となるようなことはなくなり、スムーズな暖房運転の立ち上がりを実現できる。
【選択図】 図1An object of the present invention is to provide a floor heating device improved so that the temperature of supplied hot water rises smoothly and thermal efficiency can be improved.
A floor heating device includes a heat source unit and a floor heating radiator receiving hot water supplied from the heat source unit. The heat source unit 3, the radiator 5, the outgoing pipe 31 and the return pipe 33 are connected. The outgoing pipe 31 is opened and closed by an on-off valve 29. When the control unit 50 of the heat source unit 3 starts sending hot water to the radiator 5, (1) issues an open command to the on-off valve 29, and (2) thereafter, before the on-off valve 29 actually starts to open, the pump 9 operates. (3) After the pump 9 is started, a combustion start command for the heat source unit 3 is issued at a timing when the supply hot water temperature does not rise to an allowable value before the on-off valve 29 is opened. To control. As a result, the hot water temperature does not become equal to or higher than the threshold value, and a smooth start of the heating operation can be realized.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水式床暖房等の暖房装置に関し、特には、供給温水の温度の立ち上がりがスムーズで熱効率も向上できるよう改良を加えた暖房装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来の床暖房装置の構成の一例を模式的に説明する図である。
床暖房装置101は、熱源機103と、この熱源機103と温水循環配管131、133で接続されている床暖房室内放熱器105とから構成される。熱源機103は制御部150を有し、同部に備えられた運転テーブルにしたがって、機内の各部の運転を行っている。熱源機103内には、暖房膨張タンク107、ポンプ109、熱交換器111、バーナ113、ファン115等が備えられている。温水循環配管内の温水は、同配管に設けられたポンプ109によって循環しており、ポンプ上流の配管が戻り配管118、ポンプ下流の配管が往き配管119である。
【0003】
往き配管119はポンプ109の下流で分岐しており、一方の配管は熱交換器111を経由する高温配管121であり、他方の配管は熱交換器111を経由しない低温配管123である。バーナ113では、ガス供給管125から燃焼用ガスが供給され、さらにファン115から燃焼用空気が送られて燃焼し、燃焼ガスを発生する。発生した燃焼用ガスは熱交換器111に送られて、燃焼ガスと配管内の水との間で熱交換が行われる。
【0004】
熱交換器111の出側の高温配管121には温度センサ141が設けられている。温度センサ141の出力は制御部150に送られており、検知される温度が例えば約80℃となるように、ガス供給管125に設けられたガス比例弁127を操作してガス燃焼量を制御する。この高温配管121から各種暖房装置や風呂追焚熱交換器(図示されず)に、直接、高温水が送られる。また、高温配管121からバイパス管139を通してタンク107の方向へも高温水が送られ、タンク107の温水(低温水)の加熱用熱量を供給する。
【0005】
低温配管123は、開閉弁129を介して、室内放熱器往き配管131に接続している。室内放熱器往き配管131は室内放熱器105に接続されている。室内放熱器105内には蛇行温水流路が形成されており、この流路を通る温水の熱を放出し、室内を暖房する。室内放熱器105を出た室内放熱器戻り配管133は、戻り配管117に接続している。高温配管121は、開閉弁135を介して、浴室暖房器136等の高温(80℃)の温水を利用する端末に接続している。浴室暖房器136を出た配管も、戻り配管117に接続している。
戻り配管117の先には暖房膨張タンク107が設けられている。戻された温水はこの膨張タンク107に一時貯留される。
【0006】
高温往き配管121と戻り配管117との間には、バイパス弁137を備えたバイパス配管139が接続している。このバイパス配管139を通じて、熱交換器111で加熱された高温水がタンク107に直接送られタンク内の温水の温度低下が補われる。
低温配管123は室内放熱器往き配管131につながっており、室内放熱器105を経由して熱を放出した温水が、戻り配管133、117を通ってタンク107に戻される。そして、低温運転時には、前述のように、熱交換器111からの高温の温水と、室内放熱器105から戻ってくる低温の温水とをタンク内で混合して適宜な温度とし、低温配管123から室内放熱器往きの低温配管131に供給する。このとき、低温配管123に設けられた温度センサ143で温水の温度が検知され、その出力が制御部150に送られる。制御部150は、この温度が約60℃となるようにガス比例弁127やバイパス弁137を操作してガス燃焼量を制御する。
【0007】
高温往き配管121と戻り配管117との間には、前述のバイパス配管139とは別のバイパス配管140も接続している。バイパス配管を2本にすることでバイパス配管の圧損を減らしている。また、バイパス配管140には弁は設けられておらず、常に開となっている。
【0008】
制御部150の運転テーブルには、通常、床暖房装置が敷設される建物の種類に応じて、単位制御サイクル時間(一例で20分)や、温水供給温度(一例で60℃又は80℃)、使用者の設定温度と室温との差に対応した制御サイクル内での開閉弁129の開閉時間(一例で3〜20分)、熱源機103のオンオフ運転を決定する閾値となる温度(一例で所望の温度±10℃)等が設定されている。そして、この運転テーブルに基づいて、制御部150が開閉弁129の開閉やバーナ113の燃焼等を各部に指令する。
【0009】
このような床暖房装置の運転テーブルに従った各部の運転フローの一例を説明する。
制御部は、使用者の設定温度と、室内温度との差に応じて、一定の単位制御サイクル時間(20分)内の、熱源機103から室内放熱器105へ温水を供給する時間(3〜20分)の割合を変えている。つまり、温度差が大きい場合は制御サイクル時間内で温水供給時間を増やし、小さい場合は同時間を減らしている。なお、温水を供給する時間とは、室内放熱器往き配管131に至る開閉弁129の開時間を示す。
【0010】
床暖房装置の使用が開始されると、従来の通常の制御では、室内放熱器往き配管131の開閉弁129に開指令が発せられるとともにポンプ109が運転開始し、さらに同時にバーナ113が燃焼を開始する。そして、単位制御サイクル時間内で所定の温水供給時間が終了すると、開閉弁129が閉じて、バーナ113の燃焼が停止する。なお、ポンプ109は、この終了時間からやや遅延して停止する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
この床暖房装置においては、室内放熱器往き配管131に設けられた開閉弁129として一般的に熱動弁が使用されている。熱動弁は小型で安価であり、作動時に騒音が発生しないからである。しかし、この熱動弁は応答性が悪く、弁の開指令を受け取ると、ある時間(数十秒)遅れて弁が開き始め、その後徐々に開度(開弁率)が増していく。そのため、開指令を受けてから弁が完全に開くまでに時間が1分以上かかる。
【0012】
上述のように、従来の通常の制御では、ポンプ109やバーナ113は、開閉弁129に開指令が発せられると同時に起動する。しかし、この時点では開閉弁129の開弁率はまだ低いため、熱交換器111の水管内を流れる水の量は少なく(弁のないバイパス配管140を流れる量のみ)、熱交換器111出側の温水の温度は急激に上昇する。このため、温度センサ141で検知される高温配管121内の温水の温度は、比較的短時間でバーナ停止閾値となる温度を越える(図3(F)参照、詳しくは後述する)。バーナ停止閾値は、一例で、前記温度センサで検知される温度と、所定温度(例えば80℃)との差が+10℃となった場合である。この閾値温度を超えると、バーナ113やファン115等の燃焼機構が停止し、配管内の温水の温度は急激に温度が低下する。
【0013】
そして、温度が下限閾値(例えば80℃−10℃=70℃)まで低下すると、燃焼機構が運転を再開し、再び温水温度は上昇する。
【0014】
このような温水の温度変化によって、単位制御サイクルの初期において、燃焼機構は2度のオンオフ運転を行うこととなり、燃焼機関のエネルギロスが起こる。また、開閉弁(熱動弁129)が実際に開いて暖房放熱器105に温水が送られ始める時点での温水の温度が不安定であり、供給温水温度の立ち上がりがスムーズさを欠く。
【0015】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、供給温水の温度の立ち上がりがスムーズで熱効率も向上できるよう改良を加えた床暖房装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の床暖房装置は、 温水を供給する熱源機と、 該熱源機から温水供給を受ける床暖房等の放熱器と、 前記熱源機と放熱器との間に温水を循環させる温水配管と、 該温水配管を開閉する熱動弁と、 前記放熱器をバイパスし前記熱源機の出側と入側とをつなぐバイパス配管と、 前記配管内の温水を流動させるポンプと、 前記熱源機出側の温水の温度を検知する温度センサと、 該温度センサの信号を受けるとともに、前記熱源機、熱動弁及びポンプをコントロールする制御部と、 を具備する暖房装置であって、 前記放熱器に温水を送り始める際に、前記制御部が以下のシーケンスにより各部に指令を発することを特徴とする暖房装置;
▲1▼前記熱動弁に開指令を発する、
▲2▼その後、該熱動弁が実際に開き始める前に、前記ポンプの起動開始指令を発する、
▲3▼該ポンプの起動後、前記熱動弁が開くまでの間に前記温度センサの検知する温度が許容値まで上昇するに至らないタイミングで前記熱源機の燃焼開始指令を発する。
【0017】
従来の制御のように、熱動弁を用いた開閉弁の開指令とともにポンプや燃焼機構を起動させると、同弁の開弁率はまだ低いため熱交換器の水管内を流れる水の量が少なく、熱交換器出側の温水の温度は急激に上昇してしまう。そこで、開閉弁の開指令後、熱動弁が実際に開き始める前にポンプの起動開始指令を発し、ポンプ起動後、熱動弁が開くまでの間に熱源機の燃焼機構を起動する。これにより、配管内の温水の温度が閾値に達する前に開閉弁が完全に開いて、熱交換器内の水流量は十分な量となるので、温水温度が閾値以上となるようなことはなくなる。このため、単位制御サイクル時間スタート時において、燃焼機構がオンオフ運転することがなくなる。また、熱交換器のオンオフに伴う供給温水の温度変動もなくなるので、スムーズな暖房運転の立ち上がりを実現できる。
【0018】
本発明においては、 前記▲1▼の時点における熱源機内の水の平均温度をTp、前記温度センサ検知温度の許容値をTq、前記熱源機内の保有水量をWr、前記熱源機の燃焼開始時の燃焼平均出力をOs、前記熱動弁の開指令を発してから燃焼開始先行までの時間をtu、前記熱動弁が開指令後実際に開き始めるまでの時間をtwとしたとき、
tw>tu>tw−(Tq−Tp)×Wr÷Os
となるよう前記tuを選択すれば、熱源機の燃焼開始指令を発する時間を定量的に求めることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る床暖房装置の構成を模式的に説明する図である。
本実施の形態に係る床暖房装置1は、図に示す従来の床暖房装置の構成と同様に、熱源機3と、この熱源機3と温水循環配管31、33で接続されている床暖房室内放熱器5とから構成される。熱源機3は制御部50を有し、同部によって機内の各部の運転の制御を行っている。制御部50の詳細は後述する。熱源機3内には、暖房膨張タンク7、ポンプ9、熱交換器11、バーナ13、ファン15等が備えられている。温水循環配管内の温水は、同配管に設けられたポンプ9によって循環しており、ポンプ上流の配管が戻り配管18、ポンプ下流の配管が往き配管19である。
【0020】
往き配管19はポンプ9の下流で分岐して、一方の配管は熱交換器11を経由する高温配管21であり、他方の配管は熱交換器を経由しない低温配管23である。バーナ13では、ガス供給管25から燃焼用ガスが供給され、さらにファン15から燃焼用空気が送られて燃焼し、燃焼ガスを発生する。発生した燃焼用ガスは熱交換器11に送られて、燃焼ガスと配管内の水との間で熱交換が行われる。ガス供給管25からバーナ13に供給されるガスの量はガス比例弁27で制御される。
【0021】
熱交換器出側の高温配管21には温度センサ41が設けられている。温度センサ41の出力は制御部50に送られて、検知される温度が例えば約80℃となるように、ガス供給管25に設けられたガス比例弁27を操作してガス燃焼量を制御する。この高温配管21から各種暖房装置や風呂追焚熱交換器(図示されず)に、直接、高温水が送られる。また、高温配管21からバイパス配管39を通してタンク7の方向へも高温水が送られ、タンク7の温水(低温水)の加熱用熱量を供給する。
【0022】
低温配管23は、開閉弁29を介して、室内放熱器往き配管31に接続している。この開閉弁29には熱動弁が使用される。室内放熱器往き配管31は室内放熱器5に接続されている。室内放熱器5内には蛇行温水流路が形成されており、この流路を通る温水の間に熱を放出し、室内を暖房する。室内放熱器5を出た室内放熱器戻り配管33は、戻り配管17に接続している。高温配管21は、開閉弁35を介して、浴室暖房器36等の高温(80℃)の温水を利用する端末に接続している。浴室暖房器36を出た配管も、戻り配管17に接続している。
戻り配管17の先には暖房膨張タンク7が設けられている。戻された温水はこの膨張タンク7に一時貯留される。
【0023】
熱交換器11を通過した高温往き配管21と戻り配管17との間には、バイパス弁37を備えたバイパス配管39が接続している。バイパス弁37は熱動弁が使用される。このバイパス配管39を通じて、熱交換器11で加熱された高温水がタンク7に直接送られてタンク内の温水の温度低下が補われる。
低温配管23は室内放熱器往き配管31につながっており、室内放熱器5を経由して熱を放出した温水が、室内放熱器戻り配管33及び戻り配管17を通ってタンク7に戻される。そして、低温運転時には前述のように、熱交換器11からの高温の温水と、室内放熱器5から戻ってくる低温の温水とをタンク内で混合して適宜な温度とし、室内放熱器往きの低温配管31に供給する。このとき、低温配管23に設けられた温度センサ43で温水の温度が検知され、その出力が制御部50に送られる。制御部50は、この温度が約60℃となるようにガス比例弁27やバイパス弁37を操作してガス燃焼量を制御する。
【0024】
高温往き配管21と戻り配管17との間には、前述のバイパス配管39とは別のバイパス配管40も接続している。バイパス配管を2本にすることでバイパス配管の圧損を減らしている。バイパス配管40には弁が設けられておらず、常に開となっている。
【0025】
図2は、図1の床暖房装置の熱源機に備えられている制御部のブロック図である。
図3は、制御部のタイムチャートの一例である。
制御部50は、供給温水温度、単位制御サイクル時間、温水供給時間、ポンプ運転開始及び停止時間、燃焼開始及び停止時間、熱源機のオンオフ運転を決定する閾値となる温度が設定される運転テーブル51や、燃焼機構(バーナ13、ファン15等)、ポンプ9、室内放熱器往き配管に至る開閉弁29等を作動させるドライバ53を備える。運転テーブル51はマイコンやメモリ、タイマ等からなり、室温センサ(図1には図示されず)等からの信号が入力される。そしてこれら温度に基づいて、運転テーブル51から所定の運転フローが読み出されて、ドライバ53によって各部を作動させる。このテーブルに基づいて図3に示されるタイムチャート(詳細後述)が作成される。
なお、制御部50では、ガス比例弁27やバイパス弁37などの制御も行っており、上述の従来例のように高温配管21内の温水温度や低温配管23内の温水温度を調節している。
【0026】
次に、図3を参照して、制御部のタイムチャートを説明する。
上述のように、床暖房装置は一定の単位制御サイクル時間(b)内で、使用者の設定温度と、実際の室温との差に応じた、熱源機3から室内放熱器5への温水供給時間(a)を設定している。ここで、単位制御サイクル時間b、温水供給時間aは所定の時間とする。なお、温水供給時間aとは、室内放熱器往き配管31に至る開閉弁29の開時間を示す。
【0027】
図3(A)に示すように、制御部は単位制御サイクル時間開始時(t=0)に、開閉弁29(図1参照)に開指令を発する。所定の温水供給時間(a)が経過すると、制御部は開閉弁29に閉指令を発する。ここで、開閉弁29に熱動弁を使用した場合、熱動弁は、図3(B)に示すような一定の応答性を有する。すなわち、開閉弁29がt=0で開指令を受け取ると、ある時間(数十秒、t=c)遅れて弁が開き始め、その後徐々に開度(開弁率)が増していく。そして、1分以上かかって完全に開く(t=d)。そして、t=aで閉指令を受け取ると、やや遅れて(t=e)弁が閉じ始め、徐々に閉じていく(t=f)。
【0028】
そこで、制御部は、ポンプ9に、図3(C)に示すように、開閉弁29の開指令を発した後、かつ、開閉弁29の開弁率が立ち上がる(t=c)前(t=g)に起動開始指令を与える。このタイミングの温水温度への影響については後述する。
そして、開閉弁29の閉指令が発せられた後所定時間遅れてから(t=h)運転停止指令が与えられる。図3(B)に示すように、開閉弁29の閉指令直後は同弁29がまだ開いている状態であるため、配管内に温水を循環させることができる。したがって弁29の閉指令から遅れてポンプ9を停止しても、適温に加熱された温水を室内放熱器5に供給することができるため、熱を有効に利用することができる。
なお、図3(C)に破線で示すチャートは、従来の床暖房装置におけるポンプの運転チャートであり、開閉弁の開指令とともに運転を開始し、閉指令からやや送れて運転を停止している。
【0029】
また、制御部は、熱源器の燃焼機構(バーナ13やファン15等)に、図3(D)に示すように、ポンプ9の起動開始指令を発した時点(t=g)の後であって、開閉弁29が開き始める時点(t=c)までの間の適当なタイミング(t=i)で燃焼開始指令を発する。このタイミングの温水温度への影響については後述する。
そして、開閉弁29の閉指令を発してから遅れた時点(t=j)で燃焼停止指令を発する。時間jは、開閉弁29の開弁率が0となった時点(t=f)やポンプ停止の時点(t=h)より前である。図3(B)に示すように、開閉弁29の閉指令直後は同弁はまだ開いており、また、図3(C)に示すように、ポンプ9も運転しているので、配管内に温水を循環させることができる。また、熱源機の燃焼を停止した直後は、熱交換器11はまだ十分に加熱されている状態である。したがって、温度の低下していない温水を供給することができる。
なお、図3(D)に破線で示すチャートは、従来の床暖房装置における燃焼機構の運転チャートであり、開閉弁の開指令と同時に運転を開始し、閉指令と同時に運転を停止している。この従来の床暖房装置の燃焼機構の運転チャートと比較すると、本実施の形態の床暖房装置においては、燃焼時間が短いことがわかる。
【0030】
なお、バイパス弁37も、低温送水の場合は、開閉弁29と同じタイミングで開閉する。バイパス弁37の開弁率を図3(E)に示す。
【0031】
以上説明したような、開閉弁29、バイパス弁37、ポンプ9、燃焼機構(バーナ13、ファン15等)の動作によって、室内放熱器5に供給される温水の温度は、図3(F)の実線に示すような温度カーブをもつ。図中の縦軸は温度、横軸は時間を表す。なお、実線が本発明の運転フローによって得られる温度カーブで、点線が図4に示した従来の暖房装置における運転フローによって得られる温度カーブである。
【0032】
点線で示す従来の運転フローによる温度カーブにおいては、配管内の温水の温度は、開閉弁129(図4参照)に開指令が発せられると急激に上昇する。これは、開指令直後では開閉弁129の開弁率がまだ低く、熱交換器111の水管内を流れる水の量が少ないため、水の量に比べて加熱用熱量が過剰になっているためである。そして、比較的短時間でバーナ停止閾値T2となる温度を越える。バーナ停止閾値T2は、一例で、高温配管121に備えられた温度センサ141で検知される温度と、所定温度(一例で80℃)との差が+10℃となった場合(90℃)である。この閾値温度を超えると、バーナ113やファン115等の燃焼機構が停止し、温水の温度が急激に低下する。そして、温度が下限閾値T1(例えば、80℃−10℃=70℃)まで低下すると、燃焼機構が運転を再開し、配管内の温水の温度は上昇する。運転再開後、温度はバーナ停止閾値T2以下でいったんピークとなり、その後、緩やかに低下してほぼ一定に保たれる。そして、熱源機が運転を停止すると急激に低下し、その後単位制御サイクル時間(b)内で緩やかに低下し続ける。
【0033】
一方、本発明の運転フローにおいては、上述のように、ポンプ9は開閉弁29が実際に開き始める前に起動し、バーナ13やファン15等の燃焼機構は、ポンプ9の起動後、開閉弁29が開き始める前の適当なタイミングで起動している。これにより、配管内の温水の温度がバーナ停止閾値T2に達する前に同弁29が完全に開く。これにより熱交換器内の水の流量は十分な量となるので、図の実線で示すように、温水温度が閾値T2以上となるようなことはなくなる。そして温度はバーナ停止閾値T2以下でいったんピークとなり、その後、緩やかに低下してほぼ一定に保たれる。
【0034】
このような温度カーブによって、単位制御サイクル時間スタート時において熱交換器がオンオフ運転することがなくなる。そして、熱交換器のオンオフに伴う供給温水の温度変動もなくなるので、スムーズな暖房運転の立ち上がりを実現できる。
【0035】
ここで、バーナ等の燃焼機構の燃焼開始時間tu(図3のt=i)は以下の方法で求めることができる、
開閉弁29に開指令が発せられたときの熱源機内の水の平均温度(例えば温度センサ43で検知された温度の平均);Tp、
温度センサ43で検知される温度の上限温度閾値(許容値);Tq、
熱源機内の保有水量;Wr、
熱源機の燃焼開始時の燃焼平均出力;Os、
開閉弁29が開指令後実際に開き始めるまでの時間;tw、
としたとき、
開閉弁29の開指令が発せられた時点から燃焼機構の燃焼開始時間tu(燃焼開始先行時間、図3のt=i)を、
tw>tu>tw−(Tq−Tp)×Wr÷Os
となるように選択する。なお、熱源機の保有水量は、安全の面から、バイパス管40内の流量を0としている。
【0036】
例えば、開閉弁29に開指令が発せられたときの温度センサ43で検知された温度の平均(Tp)を45℃、温度センサ43で検知される温度の上限温度閾値(Tq)を90℃、熱源機内の保有水量(Wr)を1.5リットル、熱源機の燃焼開始時の燃焼平均出力(Os)を10000kcal/h、開閉弁29が開指令後実際に開き始めるまでの時間(tw)を60sとする。
この場合、tw−(Tq−Tp)×Wr÷Osは、
60−(90−45)×1.5×60×60÷10000
=60−24.3
=35.7となる。
【0037】
このとき、開閉弁29の開指令が発せられた時点から燃焼機構の燃焼開始時間tuは、60>tu>35.7の範囲内となるように選択される。すなわち、開閉弁29の開指令が発せられた後、約36秒後以降に燃焼機構を作動させればよい。なお、実際には、約36秒後より数秒遅れて作動させることが現実的である。
なお、この方法においては、ポンプ9の立ち上がり時間はごく短時間とみなし、被加熱水量は熱源機内の保有水量としており、ポンプの運転に伴う水量の立ち上がりは関与しない。
【0038】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、単位制御サイクル時間スタート時において熱交換器がオンオフ運転することがなくなる。そして、熱交換器のオンオフに伴う供給温水の温度変動もなくなるので、スムーズな暖房運転の立ち上がりを実現でき、熱効率を向上させた暖房装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る床暖房装置の構成を模式的に説明する図である。
【図2】図1の床暖房装置の熱源機に備えられている制御部のブロック図である。
【図3】制御部のタイムチャートの一例である。
【図4】従来の床暖房装置の構成の一例を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
1 床暖房装置 3 熱源機
5 床暖房室内放熱器 7 暖房膨張タンク
9 ポンプ 11 熱交換器
13 バーナ 15 ファン
17、18 戻り配管 19 往き配管
21 高温配管 23 低温配管
25 ガス供給管 27 ガス比例弁
29 開閉弁 31 室内放熱器往き配管
33 室内放熱器戻り配管 35 開閉弁
36 浴室暖房器 37 バイパス弁
39 バイパス配管 40 バイパス配管
41、43 温度センサ 50 制御部
51 運転テーブル 53 ドライバ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating device such as a hot-water floor heating device, and more particularly to a heating device improved so that the temperature of supplied hot water rises smoothly and thermal efficiency can be improved.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of a conventional floor heating device.
The
[0003]
The
[0004]
A
[0005]
The low-
A heating expansion tank 107 is provided at the end of the
[0006]
A
The low-
[0007]
A
[0008]
The operation table of the
[0009]
An example of an operation flow of each unit according to the operation table of the floor heating device will be described.
The control unit supplies hot water from the
[0010]
When the use of the floor heating device is started, in the conventional normal control, an open command is issued to the on-off
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In this floor heating device, a thermal valve is generally used as the on-off
[0012]
As described above, in the conventional normal control, the
[0013]
Then, when the temperature decreases to the lower threshold (for example, 80 ° C.−10 ° C. = 70 ° C.), the combustion mechanism resumes operation, and the hot water temperature rises again.
[0014]
Due to such a change in the temperature of the hot water, the combustion mechanism performs twice ON / OFF operation at the beginning of the unit control cycle, and energy loss of the combustion engine occurs. Further, the temperature of the hot water at the time when the open / close valve (thermal valve 129) is actually opened and the hot water starts to be sent to the
[0015]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a floor heating device improved so that the temperature of supplied hot water rises smoothly and thermal efficiency can be improved.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a floor heating device of the present invention includes: a heat source device that supplies hot water; a radiator such as floor heating that receives hot water supply from the heat source device; and hot water between the heat source device and the radiator. A hot water pipe that circulates the hot water pipe, a thermal valve that opens and closes the hot water pipe, a bypass pipe that bypasses the radiator and connects an outlet side and an inlet side of the heat source device, and a pump that flows hot water in the pipe. A heating device comprising: a temperature sensor that detects a temperature of hot water on the exit side of the heat source device; and a control unit that receives a signal from the temperature sensor and controls the heat source device, a heat valve, and a pump. A heating device, wherein the control unit issues a command to each unit in the following sequence when starting to send hot water to the radiator;
(1) An open command is issued to the thermal valve.
(2) After that, before the thermal valve actually starts to open, the start command of the pump is issued.
{Circle around (3)} After the pump is started, a command to start combustion of the heat source unit is issued at a timing when the temperature detected by the temperature sensor does not rise to an allowable value before the thermal valve opens.
[0017]
When the pump and the combustion mechanism are started together with the opening command of the on-off valve using the thermal valve as in the conventional control, the valve opening rate of the valve is still low and the amount of water flowing through the water pipe of the heat exchanger is reduced. The temperature of the hot water on the outlet side of the heat exchanger rises sharply. Therefore, after the opening command of the on-off valve, a start command of the pump is issued before the thermal valve actually starts to open, and after the pump is activated, the combustion mechanism of the heat source unit is activated until the thermal valve opens. Thereby, the on-off valve is completely opened before the temperature of the hot water in the pipe reaches the threshold, and the flow rate of water in the heat exchanger becomes a sufficient amount, so that the temperature of the hot water does not exceed the threshold. . Therefore, at the start of the unit control cycle time, the combustion mechanism does not perform the on / off operation. Further, the temperature of the supply hot water does not fluctuate due to the ON / OFF of the heat exchanger, so that a smooth start of the heating operation can be realized.
[0018]
In the present invention, the average temperature of the water in the heat source unit at the time of (1) is Tp, the allowable value of the temperature detected by the temperature sensor is Tq, the amount of water retained in the heat source unit is Wr, When the average combustion output is Os, the time from the issuance of the thermal valve opening command to the start of combustion is tu, and the time from when the thermal valve actually starts to open after the opening command is tw,
tw>tu> tw− (Tq−Tp) × Wr ÷ Os
If the above tu is selected such that と, the time for issuing the combustion start command of the heat source device can be quantitatively obtained.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a floor heating device according to an embodiment of the present invention.
The
[0020]
The
[0021]
A
[0022]
The low-
The heating expansion tank 7 is provided at the end of the
[0023]
A
The low-
[0024]
A
[0025]
FIG. 2 is a block diagram of a control unit provided in the heat source unit of the floor heating device of FIG.
FIG. 3 is an example of a time chart of the control unit.
The
The
[0026]
Next, a time chart of the control unit will be described with reference to FIG.
As described above, the floor heating device supplies hot water from the heat source unit 3 to the
[0027]
As shown in FIG. 3A, at the start of the unit control cycle time (t = 0), the control unit issues an open command to the on-off valve 29 (see FIG. 1). When a predetermined hot water supply time (a) has elapsed, the control unit issues a close command to the on-off
[0028]
Therefore, the control unit issues a command to the pump 9 to open the on-off
An operation stop command is given after a predetermined time delay (t = h) after the command to close the on-off
The chart shown by the broken line in FIG. 3 (C) is an operation chart of the pump in the conventional floor heating device. The operation starts with the opening command of the on-off valve, and the operation is stopped slightly after the closing command. .
[0029]
In addition, as shown in FIG. 3D, the control unit issues a command to start the pump 9 to the combustion mechanism (
Then, a combustion stop command is issued at a point in time (t = j) after the issuance of the command to close the on-off
The chart shown by the broken line in FIG. 3 (D) is an operation chart of the combustion mechanism in the conventional floor heating device. The operation is started at the same time as the opening command of the on-off valve, and is stopped at the same time as the closing command. . When compared with the operation chart of the combustion mechanism of this conventional floor heating device, it can be seen that the combustion time is short in the floor heating device of the present embodiment.
[0030]
The
[0031]
As described above, the temperature of the hot water supplied to the
[0032]
In the temperature curve according to the conventional operation flow indicated by the dotted line, the temperature of the hot water in the pipe rapidly rises when an open command is issued to the on-off valve 129 (see FIG. 4). This is because the opening rate of the on-off
[0033]
On the other hand, in the operation flow of the present invention, as described above, the pump 9 starts before the on-off
[0034]
With such a temperature curve, the heat exchanger does not perform on / off operation at the start of the unit control cycle time. Further, since there is no change in the temperature of the supply hot water caused by turning on and off the heat exchanger, a smooth start of the heating operation can be realized.
[0035]
Here, the combustion start time tu (t = i in FIG. 3) of the combustion mechanism such as a burner can be obtained by the following method.
Average temperature of water in the heat source device when an open command is issued to the on-off valve 29 (for example, average of temperatures detected by the temperature sensor 43);
The upper limit temperature threshold (allowable value) of the temperature detected by the
Water volume in the heat source unit; Wr,
Average combustion output at the start of combustion of the heat source unit; Os,
The time from when the opening / closing
And when
The combustion start time tu (combustion start preceding time, t = i in FIG. 3) of the combustion mechanism from the point in time when the opening command of the on-off
tw>tu> tw− (Tq−Tp) × Wr ÷ Os
Select so that In addition, the flow rate in the
[0036]
For example, the average (Tp) of the temperature detected by the
In this case, tw− (Tq−Tp) × Wr ÷ Os becomes
60- (90-45) × 1.5 × 60 × 60/100000
= 60-24.3
= 35.7.
[0037]
At this time, the combustion start time tu of the combustion mechanism from the time when the opening command of the on-off
In this method, the rising time of the pump 9 is regarded as a very short time, the amount of water to be heated is the amount of water held in the heat source device, and the rising of the amount of water accompanying the operation of the pump is not involved.
[0038]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the on / off operation of the heat exchanger at the start of the unit control cycle time is eliminated. And since the temperature fluctuation of the supply hot water accompanying the turning on and off of the heat exchanger is also eliminated, a smooth start-up of the heating operation can be realized and a heating device with improved thermal efficiency can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a floor heating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a control unit provided in a heat source unit of the floor heating device of FIG.
FIG. 3 is an example of a time chart of a control unit.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of a conventional floor heating device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (2)
該熱源機から温水供給を受ける床暖房等の放熱器と、
前記熱源機と放熱器との間に温水を循環させる温水配管と、
該温水配管を開閉する熱動弁と、
前記放熱器をバイパスし前記熱源機の出側と入側とをつなぐバイパス配管と、
前記配管内の温水を流動させるポンプと、
前記熱源機出側の温水の温度を検知する温度センサと、
該温度センサの信号を受けるとともに、前記熱源機、熱動弁及びポンプをコントロールする制御部と、
を具備する暖房装置であって、
前記放熱器に温水を送り始める際に、前記制御部が以下のシーケンスにより各部に指令を発することを特徴とする暖房装置;
▲1▼前記熱動弁に開指令を発する、
▲2▼その後、該熱動弁が実際に開き始める前に、前記ポンプの起動開始指令を発する、
▲3▼該ポンプの起動後、前記熱動弁が開くまでの間に前記温度センサの検知する温度が許容値まで上昇するに至らないタイミングで前記熱源機の燃焼開始指令を発する。A heat source device for supplying hot water,
A radiator such as a floor heater receiving hot water supply from the heat source unit,
Hot water piping for circulating hot water between the heat source device and the radiator,
A thermal valve for opening and closing the hot water pipe;
A bypass pipe that bypasses the radiator and connects an outlet side and an inlet side of the heat source device,
A pump for flowing hot water in the pipe,
A temperature sensor for detecting a temperature of the hot water on the outlet side of the heat source device,
A control unit that receives the signal of the temperature sensor and controls the heat source device, the heat valve and the pump,
A heating device comprising:
A heating device, wherein, when starting to send hot water to the radiator, the control unit issues a command to each unit according to the following sequence;
(1) An open command is issued to the thermal valve.
(2) After that, before the thermal valve actually starts to open, the start command of the pump is issued.
{Circle around (3)} After the pump is started, a command to start combustion of the heat source unit is issued at a timing when the temperature detected by the temperature sensor does not rise to an allowable value before the thermal valve opens.
tw>tu>tw−(Tq−Tp)×Wr÷Os
となるよう前記tuを選択することを特徴とする請求項1記載の暖房装置。The average temperature of water in the heat source unit at the time of the above (1) is Tp, the allowable value of the temperature detected by the temperature sensor is Tq, the amount of water retained in the heat source unit is Wr, and the average combustion output of the heat source unit at the start of combustion is Os. When the time from the issuance of the heat valve opening command to the start of combustion start is tu, and the time from when the heat valve opens to the actual start of opening after the opening command is tw,
tw>tu> tw− (Tq−Tp) × Wr ÷ Os
The heating device according to claim 1, wherein the tu is selected such that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2014025594A (en) * | 2012-07-24 | 2014-02-06 | Gastar Corp | Heat source device |
JP2016156600A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 株式会社コロナ | Heat source device |
-
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- 2002-08-28 JP JP2002248095A patent/JP2004085112A/en active Pending
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