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JP4110665B2 - Combustion improvement method for combined combustion equipment - Google Patents

Combustion improvement method for combined combustion equipment Download PDF

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JP4110665B2
JP4110665B2 JP12176299A JP12176299A JP4110665B2 JP 4110665 B2 JP4110665 B2 JP 4110665B2 JP 12176299 A JP12176299 A JP 12176299A JP 12176299 A JP12176299 A JP 12176299A JP 4110665 B2 JP4110665 B2 JP 4110665B2
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combustion
hot water
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英二 神吉
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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば給湯器付風呂釜もしくは給湯器付暖房機等のように給湯熱交換回路に対し風呂追焚熱交換回路もしくは暖房用熱交換回路を組み合わせてなる複合燃焼機器において、各熱交換回路を同時燃焼作動させている場合の燃焼改善を行うために用いられる燃焼改善方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の複合燃焼機器として給湯熱交換回路に暖房用熱交換回路とを組み合わせたものが知られている(例えば、特開平10−122579号公報参照)。このものでは、給湯熱交換回路と暖房用熱交換回路とのそれぞれに送風ファン、燃焼バーナ及び熱交換器が個別に設けられており、各熱交換回路からの燃焼排気は個別の排気筒を通して外部に排気されている。また、給湯熱交換回路と風呂の追焚熱交換回路とを組み合わせた複合燃焼機器において、それぞれからの燃焼排気を同一の排気筒を通して排気させるようにし、その共通の排気筒にCOセンサを設けたものも知られている(例えば特公平4−38973号公報参照)。このものでは、COセンサの特性変化をそのCOセンサが晒される燃焼排気の温度変化に応じて補償することにより、不完全燃焼状態を正しく検知し得るようにし、不完全燃焼状態の発生により両燃焼器への燃料供給を停止するようにしている。
【0003】
また、通常、上記の給湯熱交換回路では目標出湯能力に基づくフィードフォワード制御(以下、「FF制御」という)とフィードバック制御(以下、「FB制御」という)による追随補正との組み合わせによる燃焼作動制御が行われる一方、暖房用もしくは追焚熱交換回路では固定値による一段階もしくは複数段階への切換えによる燃焼作動制御が行われるというように各燃焼器の燃焼に対する燃焼作動の特性が大きく異なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の各熱交換回路においては、主として熱交換器の吸熱フィン詰まり等の長期的な経時変化に起因する不完全燃焼の他に、燃焼排気の排気筒側から屋外の風が燃焼室内に逆流する等の一時的(ある時間範囲で継続的)な外乱による不完全燃焼(燃焼異常)が生じる場合がある。このような一時的な外乱による不完全燃焼状態は、給湯用と他の追焚用等との両熱交換回路での燃焼作動制御が上記の如く大きく異なっているため、その外乱の程度もしくは燃焼作動の如何により双方の熱交換回路にではなく一方の熱交換回路にのみ発生する場合がある。
【0005】
ところが、上記の如き二つの熱交換回路からの燃焼排気が共通の排気筒から排出されるように構成された複合燃焼機器においては、その二つの熱交換回路が同時に燃焼作動されている場合には、両熱交換回路の各燃焼器からの燃焼排気が混合された状態で排出されることになる。このため、その共通の排気筒にたとえCOセンサが設けられてCO濃度の増大により不完全燃焼状態の発生が分かっても、その不完全燃焼状態がいずれの側の燃焼器で発生しているのかの判別は困難もしくは不能となる。
【0006】
このため、同時燃焼作動状態の複合燃焼機器においては、上記の如き一時的な外乱により一方の側の熱交換回路に燃焼異常(不完全燃焼)が生じたとしても、その燃焼改善を図ることは困難となる。一方、CO濃度の増大により不完全燃焼状態の発生を検知することによって同時燃焼作動中の両熱交換回路の双方を一律に燃焼停止させることとすると、ユーザーにとっては困惑と不便を招くことになる。また、両熱交換回路の双方を一律に燃焼改善を行うものとすれば、正常に燃焼している側の燃焼状態を悪化させる危険性があった。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各熱交換回路からの燃焼排気を集合させて排気させる複合燃焼機器において、同時燃焼作動中に燃焼異常が生じた場合であっても、燃焼異常が生じている燃焼装置の特定を精度よく行い、それによって適切な燃焼改善を行い得る燃焼改善方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、燃料が供給量変更可能に供給される燃焼器と、この燃焼器に対し燃焼用空気を供給量変更可能に供給する送風機と、上記燃焼器からの燃焼熱を吸熱し導入された被加熱媒体を加熱する熱交換器とをそれぞれ有する第1及び第2の二つの熱交換回路を備え、この両熱交換回路からの燃焼排気が集合して排気される部位に上記燃焼器の燃焼異常により変動する燃焼排気中の特定成分の濃度を検出する排気成分検出手段が設けられている複合燃焼機器の燃焼改善方法であって、
上記第1及び第2の両熱交換回路での燃焼作動が単独で実行されている状態で、上記排気成分検出手段からの検出濃度が予め設定した判定値を超えたとき、上記第1及び第2の内のいずれか一方の送風機の回転数を燃焼改善側に増減変更することにより補正して、燃焼状態を改善させる燃焼改善ステップと、
上記燃焼改善ステップが行われた回数をカウントし記憶するカウンター部を設け、該カウンター部のカウント数が予め設定した設定値を越えた場合には、それ以降の燃焼運転においては、対応する送風機の回転数を、燃焼の初期段階から恒常的に補正する恒常的改善ステップと、
第1及び第2の両熱交換回路が同時燃焼作動状態にある場合に、上記排気成分検出手段からの検出濃度が予め設定した判定値を超えたときは、上記第1及び第2のカウンター部を比較して、カウント数の大なる側の燃焼状態を異常と判定し、燃焼異常と判定された側の送風機の回転数を燃焼改善側に増減変更することにより補正して、燃焼状態を改善させる同時燃焼改善ステップと
を備えていることを第1の特徴とする。
また本発明の第2の特徴としては、第1の特徴に示された複合燃焼器の燃焼改善方法に加えて、単独燃焼または同時燃焼において、燃焼異常が検出されず、正常な燃焼状態が予め定められた一定時間以上連続で行われた場合には、上記カウンター部のカウント数を減じることが挙げられる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る燃焼改善方法を適用した複合燃焼機器の概略図である。まず、この複合燃焼機器の基本構造及び基本制御について説明する。
【0010】
本複合燃焼機器は、給湯熱交換回路101と、風呂の追焚熱交換回路201とが複合されてなり、水もしくは湯水を被加熱媒体とするものである。
【0011】
上記給湯熱交換回路101は、一般家庭用水道管に接続された給水管路21から給湯側熱交換器22に導入される水を燃焼器としての給湯側燃焼バーナ23の燃焼熱により加熱し、加熱後の湯水を出湯管路24を通して下流端の給湯栓25まで出湯させるようになっている。上記給水管路21と出湯管路24とには上記給湯側熱交換器22をバイパスするバイパス管路26がそれぞれ連通され、このバイパス管路26に介装された水量調整弁27の開度制御により上記熱交換器22からの湯水に水を流入させて給湯栓25から出る湯水の温度調整が行われるようになっている。
【0012】
上記バイパス管路26の分岐位置よりも熱交換器22側(下流側)の給水管路21には、上記熱交換器22に流入する流量を検出する入水量センサ28と、その流入する水の温度を検出する入水温度センサ29とが配設されている。一方、上記バイパス管路26の合流位置によりも熱交換器22側(上流側)の出湯管路24には熱交換器22から出湯する湯水の温度を検出する出湯温度センサ30が配設されている。また、上記合流位置よりも下流側の出湯管路24には水量調整弁31と、上記給湯栓25もしくは後述の風呂注湯管路41に供給される湯水の温度を検出する給湯温度センサ32とが配設されている。
【0013】
上記追焚熱交換回路201は、戻し管路33から循環用ポンプ34の吸い込み作動により追焚用熱交換器35に戻される浴槽36内の湯水を燃焼器としての追焚側燃焼バーナ37の燃焼熱によりさらに加熱し、加熱後の湯水を往き管路38を通して再び上記浴槽36内に戻して循環・追焚させるようになっている。上記ポンプ34の吐出側(下流側)の戻し管路33には、水流スイッチ39と、追焚側熱交換器35に流入される湯水の温度を検出する風呂湯温度センサ40とが配設されている。
【0014】
上記浴槽36内への注湯は、上記出湯管路24の下流側から分岐して上記ポンプ34の吐出側位置の戻し管路33に連通する風呂注湯管路46を通して上記給湯熱交換回路101からの湯水が供給されるようになっている。この風呂注湯管路41には、上記出湯管路24との分岐位置から戻し管路33との合流位置にかけて、開閉制御により注湯させる注湯用電磁弁43と、浴槽36に注湯される湯水の流量を検出する注湯量センサ42と、浴槽36側湯水の給湯側への混入を防止する二段配置の逆止弁44,45とが順に配設されている。
【0015】
なお、上記の各温度センサ29,30,32,40は例えばサーミスタにより構成すればよく、また、上記の入水量センサ28もしくは注湯量センサ42は例えば管路内の水もしくは湯水の流れにより回転する羽根車の回転数検出により流量を検出するように構成すればよい。
【0016】
給湯熱交換回路101において、吸熱フィン221付の熱交換器22は独立した給湯側ケーシング47内の燃焼室48の上部に配設され、この燃焼室48の下部に燃焼器としての燃焼バーナ23が配設されている。そして、上記給湯側ケーシング47の下端部には送風機としての給湯側送風ファン74の送風筒74aが連通しファンモータ75の回転駆動による送風が上記燃焼室48に対し燃焼用空気として供給されるようになっている。
【0017】
追焚熱交換回路201において、吸熱フィン351付の熱交換器35も独立した追焚側ケーシング49内の燃焼室50の上部に配設され、この燃焼室50の下部に燃焼器としての燃焼バーナ37が配設されている。そして、上記追焚側ケーシング49の下端部には送風機としての追焚側送風ファン77の送風筒77aが連通しファンモータ78の回転駆動による送風が上記燃焼室50に対し燃焼用空気として供給されるようになっている。
【0018】
上記の給湯側のファンモータ75にはその回転数を検出する回転数センサ76が設けられ、追焚側ファンモータ77にも同様の回転数センサ79が設けられている。
【0019】
また、上記給湯側及び追焚側の2つのケーシング47,49の上端部が共に集合されて集合排気筒72とされ、この集合排気筒72には給湯側及び追焚側の双方から集合された燃焼排気中の特定成分としてのCOの濃度を検出する排気成分検出手段としてのCOセンサ71が配設されている。
【0020】
給湯側及び追焚側の両燃焼バーナ23,37には燃料供給管55が途中で分岐して接続され、この燃料供給管55には燃料源側から順に元栓としての燃料用電磁弁56と、燃料供給量を調整する電磁比例弁57とが配設されている。加えて、この燃料供給管55の給湯側分岐管の下流端には、給湯側燃焼バーナ23への燃料供給を選択的に切換えて加熱能力を段階的に増大させる複数(図例では3つ)の電磁弁59,60,61が設けられている。また、上記燃料供給管55の電磁弁56と電磁比例弁57との中間位置から分岐する追焚側分岐管には上流側から燃料供給を開閉する電磁弁58、圧力調整用のガバナー58b、及び、燃焼能力を切換えるための電磁弁58aが設けられている。
【0021】
なお、図1中62は点火用トランス、63,64はそれぞれ燃焼バーナ点火用の点火プラグ、65,66は着火確認用のフレームロッドである。
【0022】
以上の基本構造を有する複合燃焼機器はMPU及びメモリー等により構成されたコントローラ301によって、給湯、注湯及び追焚の各運転動作が、上記の各種センサからの出力等に基づいて制御されるようになっている。上記コントローラ301はメモリー等に書き込まれた所定の制御プログラムに従って各電磁弁等に作動指令を発することにより、上記の各運転動作の制御が行われるように構成されている。以下、これらの運転動作についての基本的な作動制御を説明する。
【0023】
給湯熱交換回路101の給湯作動制御は、ユーザーによりリモートコントローラ(以下、「リモコン」という)80の給湯スイッチがON操作されかつ給湯栓25が開かれて入水量センサ28が予め定められた最低作動水量以上の流量を検出することにより開始される。まず、リモコン80に設定された給湯温度を実現するのに必要な出湯号数(目標号数)を演算する。そして、演算された目標号数を実現させる目標燃料供給量及びこの目標燃料供給量に対し所定の空燃比となる目標送風量についての各FF制御量を演算し、この各FF制御量に基づいて燃料供給管55の各種電磁比例弁57,59〜61及び送風ファン74のファンモータ75の回転数をそれぞれFF制御する。次に、給湯側燃焼バーナ23の燃焼後に実際の出湯号数(実号数)を入水量センサ28、入水温度センサ29及び出湯温度センサ30からの各検出値に基づいて演算し、上記目標号数と実号数との号数差(FB制御量)をゼロにするように目標燃料供給量をFB制御により順次補正する。
【0024】
一方、追焚熱交換回路201の追焚作動制御は、リモコン80の追焚スイッチがON操作されると開始され、リモコン80に設定された沸き上がり温度に対応する燃焼段階の燃焼量となるように段階的切換え制御が行われる。すなわち燃料供給量及び送風量の組み合わせが複数段階の燃焼量に応じて予め設定されており、その所定段階の燃焼量となるように各種電磁弁56,58,58a及びファンモータ78とが切換制御されるようになっている。そして、風呂湯温度センサ40からの検出湯温が上記沸き上がり温度に到達すると燃焼バーナ37による燃焼が停止される。
【0025】
上記給湯熱交換回路101及び追焚熱交換回路201が同時運転される場合には、上記の給湯作動制御と追焚作動制御とが互いに独立して制御されることになる。
【0026】
本発明による燃焼改善方法を、フローチャートを用いて説明する。
図2は本発明による単独運転時の燃焼改善制御方法を示すフローチャートである。ここでは単独運転の例として給湯の単独運転について説明する。
【0027】
まず上述のように、給湯運転の開始が指令されると(ステップS0)、給湯熱交換器回路101での燃焼が開始される(ステップS1)。ここで給湯燃焼改善回数Qが、予め定められた基準回数Qkよりも多いかどうか比較され、QがQk以上であれば(ステップS2でYES)、恒常的な燃焼異常(熱交換器の吸熱フィン詰まりによる排気閉塞等)が引き起こされる状態にあると判断して給湯送風機の回転数を補正した状態で燃焼運転を行い(ステップS3)、その後ステップS4に進行する。QがQk以下であれば(ステップS2でNO)、異常なしとしてステップS4に進行する。
【0028】
ステップS4では、COセンサ71の検出したCO濃度を基準値Xと比較してCO濃度がX以上であれば(ステップS4でYES)、ステップS6に進行し、CO濃度と時間の積を積算する。これは一時的な外乱(例えば突風など)の影響を排除するためである。CO濃度が基準値Xを越えなければ(ステップS4でNO)、ステップS5に進行してCO積算値があれば積算値をリセットし、ステップS4に戻る。
【0029】
ステップS7にて積算値が積算基準値Yを越えると(ステップS7でYES)、燃焼異常が発生していると判断して、給湯送風機の回転数を上昇させることで燃焼状態の正常化を計る(ステップS8)。回転数の補正が行われた場合には、給湯燃焼改善回数Qを1だけ増加させて(ステップS9)、ステップS4に戻り、燃焼を継続させる。
【0030】
次に給湯停止時の処理について説明する。ステップS10において給湯栓25の閉止によって給湯運転が停止されると、給湯熱交換回路101での燃焼が停止する(ステップS11)。ステップS12では、この給湯運転中に給湯送風機の回転数補正が行われたかどうかを判定し、補正有り(ステップS12でYES)であればステップS15に進行し給湯運転の待機状態となる。補正がなければ(ステップS12でNO)ステップS13に進行し、今回の給湯運転時間を基準運転時間tと比較する。ここで燃焼時間が基準運転時間t以下であれば(ステップS13でNO)、ステップS15に進行する。もし燃焼時間が基準運転時間t以上であれば(ステップS13でYES)、ある程度のまとまった時間以上の間、正常な燃焼状態を継続していると判断されるため、恒常的な燃焼異常状態にはなっていないとして給湯燃焼改善回数Qを1だけ減じ(ステップS14)、ステップS15に進行する。ここでQは0以下にはならないものとする。
【0031】
図3は本発明による同時運転時の燃焼改善制御方法を示すフローチャートである。ここでは給湯運転中に風呂の追焚運転が開始される状況について説明する。給湯燃焼中に風呂の追焚指令が出されると(ステップS20)、ステップS21で追焚熱交換回路201燃焼を開始し、同時燃焼運転状態となる。
【0032】
ここで追焚燃焼改善回数Fが、予め定められた基準回数Fkよりも多いかどうか比較され、FがFk以上であれば(ステップS22でYES)、恒常的な燃焼異常(熱交換器の吸熱フィン詰まりによる排気閉塞等)が引き起こされる状態にあると判断して風呂送風機の回転数を補正した状態で燃焼運転を行い(ステップS23)、その後ステップS24に進行する。FがFk以下であれば(ステップS22でNO)、異常なしとしてステップS24に進行する。このとき給湯側は同時運転移行前の状態を継続しており、同時運転移行前に給湯送風機の回転数補正があれば、その補正状態を同時運転中も継続する。
【0033】
ステップS24では、COセンサ71の検出したCO濃度を基準値Xdと比較してCO濃度がXd以上であれば(ステップS24でYES)、ステップS26に進行し、CO濃度と時間の積を積算する。CO濃度が基準値Xdを越えなければ(ステップS24でNO)、ステップS25に進行してCO積算値があれば積算値をリセットし、ステップS24に戻る。
【0034】
ステップS27にて積算値が積算基準値Ydを越えると(ステップS27でYES)、燃焼異常が発生していると判断して燃焼状態の改善を計る。このときステップS28にて給湯燃焼改善回数Qと追焚燃焼改善回数Fを比較して、QがF以上であれば(ステップS28でYES)、給湯燃焼が燃焼異常に陥っている可能性が高いと判断して、ステップS29にて給湯側の送風機の回転数を補正し、QがFよりも少なければ(ステップS28でNO)、ステップS30にて風呂側の送風機の回転数を補正して同時燃焼を継続する(ステップS31)。
【0035】
上記は本発明の好適な一実施例を示すものであり、これに限定されるものではない。例えばステップS28にて給湯燃焼改善回数Qと追焚燃焼改善回数Fを単純に比較しているが、給湯運転と追焚運転の総運転時間もしくは運転回数を考慮して燃焼改善率をもって比較することもできる。また本実施例では燃焼改善回数を定数で増減させたが、これもCO積算値の大小、正常燃焼時間の長短によりアナログ的に取り扱うことも可能である。
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項1に記載の複合燃焼機器の燃焼改善方法では、各熱交換回路における単独燃焼時の燃焼改善回数をカウントし、その総回数が予め定められた一定回数に達した場合には、その熱交換回路における燃焼状態が恒常的に悪化しているものと判断して、その燃焼の開始直後から燃焼送風機の回転数補正を行うため、燃焼初期段階から良好な燃焼状態を保つことができる。また同時燃焼時において、排気成分検出手段により燃焼不良が検知された場合には、各熱交換回路における燃焼改善回数を比較することで、燃焼不良状態にある熱交換回路を特定することが可能になるため、不要な燃焼補正を行うことなく同時燃焼時の燃焼状態を改善することができる。そして請求項2に記載の燃焼改善方法によれば、正常な燃焼状態が予め定められた一定時間以上連続して行われた場合には、上記燃焼改善回数のカウント数を減じるような制御方法を採用した。これは、例えば連続した強風が予想される状況(高層マンションのベランダ等)に設置された器具の場合は、その器具本体の不具合以外の要因で燃焼状態の悪化が引き起こされるので、そのような場合には一方的に燃焼改善回数を増加させていくと、器具には不具合がない場合でも、恒常的に燃焼不良と判断するような誤判定をしてしまう。このような誤判定を防止し、燃焼状態の悪化状況を的確に検知することが、請求項2に記載の制御によって可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における複合燃焼器を示す概略図。
【図2】本発明における単独燃焼時の燃焼改善方法を示すフローチャート。
【図3】本発明における同時燃焼時の燃焼改善方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
23,37 燃焼バーナ(燃焼器)
74,77 送風ファン(送風機)
71 COセンサ(排気成分検出手段)
72 集合排気筒(燃焼排気が集合して排出される部位)
101 給湯熱交換回路
201 追焚熱交換回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite combustion apparatus in which a bath recuperation heat exchange circuit or a heating heat exchange circuit is combined with a hot water supply heat exchange circuit, such as a water heater with a water heater or a heater with a water heater, for example. The present invention relates to a combustion improvement method used for improving combustion when a circuit is operated simultaneously.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of combined combustion equipment, a combination of a hot water supply heat exchange circuit and a heating heat exchange circuit is known (see, for example, JP-A-10-122579). In this apparatus, a blower fan, a combustion burner, and a heat exchanger are individually provided in each of the hot water supply heat exchange circuit and the heating heat exchange circuit, and the combustion exhaust from each heat exchange circuit is externally passed through individual exhaust pipes. Has been exhausted. Further, in a combined combustion device that combines a hot water supply heat exchange circuit and a bath heat exchange circuit, combustion exhaust from each is exhausted through the same exhaust pipe, and a CO sensor is provided in the common exhaust pipe. A thing is also known (for example, refer to Japanese Patent Publication No. 4-38973). This system compensates for changes in the characteristics of the CO sensor in accordance with changes in the temperature of the combustion exhaust to which the CO sensor is exposed, so that the incomplete combustion state can be detected correctly, and both combustions occur due to the occurrence of the incomplete combustion state. The fuel supply to the vessel is stopped.
[0003]
Also, in the above hot water supply heat exchange circuit, usually, combustion operation control by a combination of feedforward control (hereinafter referred to as “FF control”) based on the target hot water discharge capacity and follow-up correction by feedback control (hereinafter referred to as “FB control”). On the other hand, in the heating or regenerative heat exchange circuit, the combustion operation characteristics for the combustion of each combustor are greatly different such that the combustion operation control is performed by switching to one stage or a plurality of stages by a fixed value. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in each of the heat exchange circuits described above, in addition to incomplete combustion mainly due to long-term aging such as clogging of heat-absorbing fins of the heat exchanger, outdoor wind from the exhaust pipe side of the combustion exhaust enters the combustion chamber. Incomplete combustion (combustion abnormality) may occur due to temporary (continuous in a certain time range) disturbance such as reverse flow. Such an incomplete combustion state due to a temporary disturbance is greatly different in the combustion operation control in both heat exchange circuits for hot water supply and other reheating, as described above. Depending on the operation, it may occur only in one heat exchange circuit and not in both heat exchange circuits.
[0005]
However, in the combined combustion apparatus configured such that the combustion exhaust from the two heat exchange circuits as described above is discharged from a common exhaust pipe, when the two heat exchange circuits are simultaneously operated by combustion, The combustion exhaust from each combustor of both heat exchange circuits is discharged in a mixed state. For this reason, even if a CO sensor is provided in the common exhaust stack and the occurrence of an incomplete combustion state is known due to an increase in CO concentration, which side of the combustor is generating the incomplete combustion state. This is difficult or impossible.
[0006]
For this reason, in the combined combustion equipment in the simultaneous combustion operation state, even if a combustion abnormality (incomplete combustion) occurs in the heat exchange circuit on one side due to the temporary disturbance as described above, it is not possible to improve the combustion. It becomes difficult. On the other hand, if both the heat exchange circuits during simultaneous combustion operation are uniformly stopped by detecting the occurrence of an incomplete combustion state due to an increase in CO concentration, this will cause confusion and inconvenience for the user. . Further, if both the heat exchange circuits are uniformly improved in combustion, there is a risk of deteriorating the combustion state on the side where normal combustion is performed.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a combustion abnormality during simultaneous combustion operation in a composite combustion device that collects and exhausts combustion exhaust from each heat exchange circuit. It is an object of the present invention to provide a combustion improvement method capable of accurately identifying a combustion apparatus in which a combustion abnormality has occurred even if this occurs, thereby performing appropriate combustion improvement.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a combustor in which fuel is supplied so that the supply amount can be changed, a blower that supplies combustion air to the combustor so that the supply amount can be changed, and a combustor from the combustor. The first and second heat exchange circuits each having a heat exchanger that absorbs combustion heat and heats the introduced medium to be heated are provided, and the combustion exhaust from both heat exchange circuits is collected and exhausted. A combustion improvement method for a composite combustion device in which an exhaust component detection means for detecting a concentration of a specific component in combustion exhaust that fluctuates due to a combustion abnormality of the combustor
When the detected concentration from the exhaust component detection means exceeds a preset determination value in a state where the combustion operation in both the first and second heat exchange circuits is being performed alone, the first and second A combustion improvement step for improving the combustion state by correcting by increasing or decreasing the rotation speed of one of the blowers to the combustion improvement side,
A counter unit that counts and stores the number of times the combustion improvement step has been performed is provided, and when the count number of the counter unit exceeds a preset setting value, in the subsequent combustion operation, the corresponding blower A constant improvement step for constantly correcting the rotational speed from the initial stage of combustion;
When both the first and second heat exchange circuits are in a simultaneous combustion operation state, and the detected concentration from the exhaust component detection means exceeds a predetermined determination value, the first and second counter units , The combustion state on the side with the larger count number is determined to be abnormal, and the combustion state is improved by correcting by changing the rotational speed of the blower on the side determined to be abnormal combustion to the combustion improvement side And a simultaneous combustion improving step.
Further, as a second feature of the present invention, in addition to the method for improving the combustion of the composite combustor shown in the first feature, no combustion abnormality is detected in single combustion or simultaneous combustion, and a normal combustion state is previously detected. In the case where the process is performed continuously for a predetermined time or more, the count number of the counter unit may be reduced.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of a composite combustion device to which a combustion improvement method according to an embodiment of the present invention is applied. First, the basic structure and basic control of this composite combustion device will be described.
[0010]
This combined combustion apparatus is a combination of a hot water supply heat exchange circuit 101 and a bath heat exchanger circuit 201, and uses water or hot water as a heating medium.
[0011]
The hot water supply heat exchange circuit 101 heats the water introduced into the hot water supply side heat exchanger 22 from the water supply pipe 21 connected to a general household water pipe by the combustion heat of the hot water supply side combustion burner 23 as a combustor, The heated hot water is discharged to the downstream hot-water tap 25 through the hot water supply pipe 24. A bypass pipe 26 that bypasses the hot water supply side heat exchanger 22 is communicated with the water supply pipe 21 and the tapping pipe 24, respectively, and the opening degree control of the water amount adjusting valve 27 that is interposed in the bypass pipe 26 is performed. Thus, the temperature of hot water discharged from the hot water tap 25 is adjusted by flowing water into the hot water from the heat exchanger 22.
[0012]
The water supply pipe 21 on the heat exchanger 22 side (downstream side) with respect to the branch position of the bypass pipe 26 has an incoming water amount sensor 28 for detecting a flow rate flowing into the heat exchanger 22, and water flowing in An incoming water temperature sensor 29 for detecting the temperature is provided. On the other hand, a tapping temperature sensor 30 for detecting the temperature of the hot water discharged from the heat exchanger 22 is disposed in the tapping pipe 24 on the heat exchanger 22 side (upstream side) depending on the joining position of the bypass pipe 26. Yes. In addition, a water amount adjusting valve 31 and a hot water supply temperature sensor 32 for detecting a temperature of hot water supplied to the hot water tap 25 or a bath pouring pipe 41 described later are provided in the hot water supply pipe 24 downstream of the joining position. Is arranged.
[0013]
The reheating heat exchange circuit 201 combusts the reheating side combustion burner 37 using the hot water in the bath 36 returned to the reheating heat exchanger 35 by the suction operation of the circulation pump 34 from the return line 33 as a combustor. Further heating is performed by heat, and the heated hot water is returned to the bathtub 36 through the forward pipe 38 and circulated and chased. The return pipe 33 on the discharge side (downstream side) of the pump 34 is provided with a water flow switch 39 and a bath water temperature sensor 40 that detects the temperature of the hot water flowing into the tracking side heat exchanger 35. ing.
[0014]
The hot water pouring into the bathtub 36 is branched from the downstream side of the outlet hot water pipe 24 and communicates with the return pipe 33 at the discharge side of the pump 34 through the hot water hot water pipe 46 and the hot water supply heat exchange circuit 101. Hot water from is supplied. The bath pouring pipe 41 is poured into the bathtub 36 and a solenoid valve 43 for pouring the hot water by opening / closing control from the branching position with the outlet hot water pipe 24 to the joining position with the return pipe 33. A pouring amount sensor 42 for detecting the flow rate of hot water and two-stage check valves 44 and 45 for preventing the bath 36 side hot water from mixing into the hot water supply side are sequentially arranged.
[0015]
Each of the temperature sensors 29, 30, 32, and 40 may be formed of, for example, a thermistor, and the incoming water amount sensor 28 or the poured water amount sensor 42 is rotated by, for example, the flow of water or hot water in the pipe. What is necessary is just to comprise so that a flow volume may be detected by the rotation speed detection of an impeller.
[0016]
In the hot water supply heat exchange circuit 101, the heat exchanger 22 with the heat absorption fins 221 is disposed at the upper part of the combustion chamber 48 in the independent hot water supply side casing 47, and a combustion burner 23 as a combustor is provided at the lower part of the combustion chamber 48. It is arranged. The lower end portion of the hot water supply side casing 47 communicates with the blower cylinder 74a of the hot water supply side blower fan 74 as a blower so that the air blown by the rotational drive of the fan motor 75 is supplied to the combustion chamber 48 as combustion air. It has become.
[0017]
In the additional heat exchanging circuit 201, the heat exchanger 35 with the heat absorption fins 351 is also disposed at the upper part of the combustion chamber 50 in the independent additional casing 49, and a combustion burner as a combustor is disposed below the combustion chamber 50. 37 is disposed. A fan cylinder 77a of a fan side fan 77 as a blower communicates with the lower end portion of the tank side casing 49, and the air blown by the rotational drive of the fan motor 78 is supplied to the combustion chamber 50 as combustion air. It has become so.
[0018]
The hot water supply side fan motor 75 is provided with a rotation speed sensor 76 for detecting the rotation speed, and the tracking fan motor 77 is provided with a similar rotation speed sensor 79.
[0019]
Further, the upper ends of the two casings 47 and 49 on the hot water supply side and the retreat side are gathered together to form a collective exhaust pipe 72. The collective exhaust pipe 72 is assembled from both the hot water supply side and the retreat side. A CO sensor 71 is provided as exhaust component detection means for detecting the concentration of CO as a specific component in the combustion exhaust.
[0020]
A fuel supply pipe 55 is branched and connected to both the hot water supply side and the combustion side combustion burners 23 and 37, and a fuel solenoid valve 56 as a main plug is connected to the fuel supply pipe 55 in order from the fuel source side, An electromagnetic proportional valve 57 for adjusting the fuel supply amount is provided. In addition, at the downstream end of the hot water supply side branch pipe of the fuel supply pipe 55, a plurality (three in the example) of selectively increasing the heating capacity by selectively switching the fuel supply to the hot water supply side combustion burner 23. The solenoid valves 59, 60, 61 are provided. In addition, an electromagnetic valve 58 for opening / closing the fuel supply from the upstream side, a governor 58b for pressure adjustment, and a tracking side branch pipe branched from an intermediate position between the electromagnetic valve 56 and the electromagnetic proportional valve 57 of the fuel supply pipe 55, An electromagnetic valve 58a for switching the combustion capacity is provided.
[0021]
In FIG. 1, 62 is an ignition transformer, 63 and 64 are ignition plugs for igniting combustion burners, and 65 and 66 are flame rods for confirming ignition.
[0022]
In the combined combustion apparatus having the above basic structure, each operation of hot water supply, pouring and reheating is controlled based on outputs from the above-mentioned various sensors by a controller 301 configured by an MPU and a memory. It has become. The controller 301 is configured to control each operation as described above by issuing an operation command to each solenoid valve or the like according to a predetermined control program written in a memory or the like. Hereinafter, basic operation control for these driving operations will be described.
[0023]
The hot-water supply operation control of the hot-water supply heat exchange circuit 101 is performed by a user operating the hot water switch of a remote controller (hereinafter referred to as “remote controller”) 80 to ON and opening the hot-water tap 25 so that the incoming water amount sensor 28 is a predetermined minimum operation. It starts by detecting a flow rate above the amount of water. First, the number of hot water numbers (target number) necessary to realize the hot water supply temperature set in the remote controller 80 is calculated. Then, each FF control amount is calculated for a target fuel supply amount that realizes the calculated target number and a target air supply amount that becomes a predetermined air-fuel ratio with respect to this target fuel supply amount, and based on each FF control amount The rotational speeds of the various proportional solenoid valves 57 and 59 to 61 of the fuel supply pipe 55 and the fan motor 75 of the blower fan 74 are FF controlled. Next, after the hot water supply side combustion burner 23 is burned, the actual number of hot water discharged (actual number) is calculated based on the detected values from the incoming water amount sensor 28, the incoming water temperature sensor 29, and the outgoing hot water temperature sensor 30, and the target number is calculated. The target fuel supply amount is sequentially corrected by the FB control so that the number difference (FB control amount) between the number and the actual number becomes zero.
[0024]
On the other hand, the chasing operation control of the chasing heat exchanging circuit 201 is started when the chasing switch of the remote controller 80 is turned on, so that the combustion amount at the combustion stage corresponding to the boiling temperature set in the remote controller 80 is obtained. Stepwise switching control is performed. That is, the combination of the fuel supply amount and the blast amount is set in advance according to the combustion amount in a plurality of stages, and the various solenoid valves 56, 58, 58a and the fan motor 78 are switched and controlled so that the combustion amount in the predetermined stage is obtained. It has come to be. When the detected hot water temperature from the bath water temperature sensor 40 reaches the boiling temperature, the combustion by the combustion burner 37 is stopped.
[0025]
When the hot water supply heat exchanging circuit 101 and the additional heat exchanging circuit 201 are operated simultaneously, the hot water supply operation control and the additional operation control are controlled independently of each other.
[0026]
A combustion improvement method according to the present invention will be described with reference to a flowchart.
FIG. 2 is a flowchart showing a combustion improvement control method during single operation according to the present invention. Here, a single operation of hot water supply will be described as an example of the single operation.
[0027]
First, as described above, when an instruction to start a hot water supply operation is given (step S0), combustion in the hot water supply heat exchanger circuit 101 is started (step S1). Here, it is compared whether or not the hot water combustion improvement number Q is greater than a predetermined reference number Qk, and if Q is equal to or greater than Qk (YES in step S2), a constant combustion abnormality (heat absorption fin of the heat exchanger). The combustion operation is performed with the rotational speed of the hot water supply fan corrected (step S3), and then the process proceeds to step S4. If Q is Qk or less (NO in step S2), the process proceeds to step S4 with no abnormality.
[0028]
In step S4, the CO concentration detected by the CO sensor 71 is compared with the reference value X, and if the CO concentration is X or more (YES in step S4), the process proceeds to step S6, and the product of the CO concentration and time is integrated. . This is to eliminate the influence of temporary disturbances (for example, gusts). If the CO concentration does not exceed the reference value X (NO in step S4), the process proceeds to step S5, and if there is a CO integrated value, the integrated value is reset, and the process returns to step S4.
[0029]
If the integrated value exceeds the integrated reference value Y in step S7 (YES in step S7), it is determined that a combustion abnormality has occurred, and the combustion state is normalized by increasing the rotation speed of the hot water supply blower. (Step S8). When the rotation speed is corrected, the hot water supply combustion improvement count Q is increased by 1 (step S9), the process returns to step S4, and the combustion is continued.
[0030]
Next, processing when hot water supply is stopped will be described. When the hot water supply operation is stopped by closing the hot water tap 25 in step S10, combustion in the hot water supply heat exchange circuit 101 stops (step S11). In step S12, it is determined whether or not the rotation speed correction of the hot water supply blower has been performed during this hot water supply operation. If there is a correction (YES in step S12), the process proceeds to step S15 and enters a standby state for the hot water supply operation. If there is no correction (NO in step S12), the process proceeds to step S13, and the current hot water supply operation time is compared with the reference operation time t. If the combustion time is equal to or shorter than the reference operation time t (NO in step S13), the process proceeds to step S15. If the combustion time is equal to or longer than the reference operation time t (YES in step S13), it is determined that the normal combustion state is continued for a certain amount of time or more, and therefore a constant abnormal combustion state occurs. If not, the hot water combustion improvement count Q is decreased by 1 (step S14), and the process proceeds to step S15. Here, Q is assumed not to be 0 or less.
[0031]
FIG. 3 is a flowchart showing a combustion improvement control method during simultaneous operation according to the present invention. Here, the situation where the bath memorial operation is started during the hot water supply operation will be described. When a bath retreat command is issued during hot water supply combustion (step S20), combustion of the recuperation heat exchange circuit 201 is started in step S21, and a simultaneous combustion operation state is entered.
[0032]
Here, it is compared whether the number of memorial combustion improvements F is greater than a predetermined reference number Fk. If F is greater than or equal to Fk (YES in step S22), a permanent combustion abnormality (heat absorption of the heat exchanger). The combustion operation is performed in a state where the rotational speed of the bath blower is corrected by determining that the exhaust blockage due to clogging of the fins and the like is caused (step S23), and then proceeds to step S24. If F is equal to or less than Fk (NO in step S22), the process proceeds to step S24 with no abnormality. At this time, the hot water supply side continues the state before the simultaneous operation shift, and if there is a rotation speed correction of the hot water supply blower before the simultaneous operation shift, the correction state is continued even during the simultaneous operation.
[0033]
In step S24, the CO concentration detected by the CO sensor 71 is compared with the reference value Xd. If the CO concentration is equal to or greater than Xd (YES in step S24), the process proceeds to step S26, and the product of the CO concentration and time is integrated. . If the CO concentration does not exceed the reference value Xd (NO in step S24), the process proceeds to step S25, and if there is a CO integrated value, the integrated value is reset, and the process returns to step S24.
[0034]
If the integrated value exceeds the integrated reference value Yd in step S27 (YES in step S27), it is determined that a combustion abnormality has occurred and the combustion state is improved. At this time, the hot water supply combustion improvement frequency Q is compared with the additional combustion improvement frequency F in step S28, and if Q is equal to or greater than F (YES in step S28), there is a high possibility that the hot water combustion is in a combustion abnormality. In step S29, the rotational speed of the hot water supply side blower is corrected. If Q is less than F (NO in step S28), the rotational speed of the bath side blower is corrected in step S30. Combustion is continued (step S31).
[0035]
The above shows one preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this. For example, in step S28, the hot water combustion improvement number Q and the supplementary combustion improvement number F are simply compared, but the comparison is made with the combustion improvement rate in consideration of the total operation time or the number of operations of the hot water supply operation and the supplementary combustion operation. You can also. In this embodiment, the number of times of improvement in combustion is increased or decreased by a constant, but this can also be handled in an analog manner depending on the magnitude of the CO integrated value and the length of normal combustion time.
【The invention's effect】
The present invention has the above-described configuration and operation. In the method for improving combustion of a composite combustion device according to claim 1, the number of times of combustion improvement at the time of single combustion in each heat exchange circuit is counted, and the total number of times is predetermined. When it reaches a certain number of times, it is judged that the combustion state in the heat exchange circuit is constantly deteriorated, and the rotational speed of the combustion blower is corrected immediately after the start of the combustion. A good combustion state can be maintained. In addition, when combustion failure is detected by the exhaust component detection means during simultaneous combustion, it is possible to identify the heat exchange circuit in a combustion failure state by comparing the number of times of improvement in combustion in each heat exchange circuit Therefore, the combustion state at the time of simultaneous combustion can be improved without performing unnecessary combustion correction. According to the combustion improvement method of the second aspect, when the normal combustion state is continuously performed for a predetermined time or more, a control method for reducing the count number of the combustion improvement times is performed. Adopted. This is because, for example, in the case of an appliance installed in a situation where a continuous strong wind is expected (such as a veranda in a high-rise apartment building), the deterioration of the combustion state is caused by factors other than the malfunction of the appliance body. However, if the number of times of improvement in combustion is increased unilaterally, even if there is no malfunction in the instrument, a misjudgment is made in which it is constantly determined that the combustion is defective. The control according to claim 2 makes it possible to prevent such erroneous determination and accurately detect the deterioration state of the combustion state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a composite combustor according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a combustion improvement method during single combustion in the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a combustion improvement method during simultaneous combustion in the present invention.
[Explanation of symbols]
23, 37 Combustion burner (combustor)
74,77 Blower (blower)
71 CO sensor (exhaust component detection means)
72 Collective exhaust pipe (part where combustion exhaust is collected and discharged)
101 Hot Water Heat Exchange Circuit 201 Remembrance Heat Exchange Circuit

Claims (2)

燃料が供給量変更可能に供給される燃焼器と、この燃焼器に対し燃焼用空気を供給量変更可能に供給する送風機と、上記燃焼器からの燃焼熱を吸熱し導入された被加熱媒体を加熱する熱交換器とをそれぞれ有する第1及び第2の二つの熱交換回路を備え、この両熱交換回路からの燃焼排気が集合して排気される部位に上記燃焼器の燃焼異常により変動する燃焼排気中の特定成分の濃度を検出する排気成分検出手段が設けられている複合燃焼機器の燃焼改善方法であって、
上記第1及び第2の両熱交換回路での燃焼作動が単独で実行されている状態で、上記排気成分検出手段からの検出濃度が予め設定した判定値を超えたとき、上記第1及び第2の内のいずれか一方の送風機の回転数を燃焼改善側に増減変更することにより補正して、燃焼状態を改善させる燃焼改善ステップと、
上記燃焼改善ステップが行われた回数をカウントし記憶するカウンター部を設け、該カウンター部のカウント数が予め設定した設定値を越えた場合には、それ以降の燃焼運転においては、対応する送風機の回転数を、燃焼の初期段階から恒常的に補正する恒常的改善ステップと、
第1及び第2の両熱交換回路が同時燃焼作動状態にある場合に、上記排気成分検出手段からの検出濃度が予め設定した判定値を超えたとき、上記第1及び第2のカウンター部を比較して、カウント数の大なる側の燃焼状態を異常と判定し、燃焼異常と判定された側の送風機の回転数を燃焼改善側に増減変更することにより補正して、燃焼状態を改善させる同時燃焼改善ステップと
を備えていることを特徴とする複合燃焼機器の燃焼改善方法。
A combustor in which fuel can be supplied in a variable amount, a blower that supplies combustion air to the combustor in a variable amount of supply, and a heated medium introduced by absorbing the heat of combustion from the combustor. The first and second heat exchange circuits each having a heat exchanger to be heated are provided, and the combustion exhaust from both the heat exchange circuits gathers and is exhausted by the combustion abnormality of the combustor. A combustion improvement method for a composite combustion device provided with exhaust component detection means for detecting the concentration of a specific component in combustion exhaust,
When the detected concentration from the exhaust component detection means exceeds a preset determination value in a state where the combustion operation in both the first and second heat exchange circuits is being performed alone, the first and second A combustion improvement step for improving the combustion state by correcting by increasing or decreasing the rotation speed of one of the blowers to the combustion improvement side,
A counter unit that counts and stores the number of times the combustion improvement step has been performed is provided, and when the count number of the counter unit exceeds a preset setting value, in the subsequent combustion operation, the corresponding blower A constant improvement step for constantly correcting the rotational speed from the initial stage of combustion;
When both the first and second heat exchange circuits are in the simultaneous combustion operation state, when the detected concentration from the exhaust component detection means exceeds a preset determination value, the first and second counter units are turned on. In comparison, it is determined that the combustion state on the side with the larger count number is abnormal, and the combustion state is improved by correcting by changing the rotational speed of the blower on the side determined to be abnormal combustion to the combustion improvement side. And a simultaneous combustion improving step. A method for improving the combustion of a composite combustion device.
請求項1に記載の複合燃焼器の燃焼改善方法において、
単独燃焼または同時燃焼において、燃焼異常が検出されず、正常な燃焼状態が予め定められた一定時間以上連続で行われた場合には、上記請求項1に記載のカウント数を減じることを特徴とする複合燃焼機器の燃焼改善方法。
The method for improving combustion of a composite combustor according to claim 1,
In the single combustion or simultaneous combustion, when the combustion abnormality is not detected and the normal combustion state is continuously performed for a predetermined time or more, the count number according to claim 1 is reduced. Combustion improvement method for combined combustion equipment.
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