JP5893992B2 - 熱供給システム - Google Patents

Description

本発明は、熱供給システムに関する。

従来、暖房用端末に熱を供給するための熱源装置と、熱源装置と暖房用端末とを接続する熱媒循環路と、給水源に接続されてその途中に熱源装置が接続される給湯用流路とを備えた熱供給システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１の熱供給システムは、暖房バーナと、給湯バーナと、暖房端末と、熱媒循環路と、膨張タンクとを備えている。熱媒循環路は、暖房バーナと暖房端末とを接続する。これにより暖房端末は、暖房バーナからの熱を得て作動する。膨張タンクは、熱媒循環路の途中に接続されている。

膨張タンクには、補水路が接続されている。補水路は、膨張タンク内へ水を補給するために設けられている。補水路の上流側の端部は、給水源に接続されている。

給湯バーナには、給水源に上流側端部が接続された給水路と、給湯栓が下流側端部に設けられた給湯路とが接続されている。給湯路には、給水路から給湯バーナを経て加熱された水が流通する。

特開２０１０−２２３４９０号公報

ところで、上記のような熱供給システムにおいて、給湯路、給水路、及び補水路の水は、冬期に流通せずに管内に留まったままだと、凍結してしまう場合がある。そこで、この従来の熱供給システムでは、外気温等が低くなると、凍結予防運転が実行されるようになっている。

従来の熱供給システムにおいて、給湯路、給水路及び補水路には、管路に沿って凍結予防用のヒーターが配置されている。すなわち従来の熱供給システムでは、凍結予防運転として、給湯路、給水路及び補水路の凍結を防ぐために、凍結予防用のヒーターを作動させる。しかしながら、凍結予防運転中にヒーターを作動させるのは、省エネルギー化の観点から好ましくない。

本発明は、上記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、凍結予防運転において、省エネルギー化を図ることができる熱供給システムを提供することにある。

本発明の熱供給システムは、暖房用端末に熱を供給するための熱源装置と、前記熱源装置及び前記暖房用端末を接続する熱媒循環路と、前記熱媒循環路の途中に接続されると共にオーバーフロー用の排水口を有する暖房タンクと、前記暖房タンクに接続されて当該暖房タンクへ水を補給するための補水路と、上流側の端部が給水源に接続されると共に前記熱源装置が途中に接続された給湯用流路とを備えた熱供給システムであって、前記補水路の上流側の端部は、前記給湯用流路に接続されており、前記給湯用流路は前記熱源装置の下流側に設けられた水量調整弁を有しており、前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記水量調整弁よりも下流側に設けられていることを特徴とする。

また本発明の熱供給システムにおいて、前記熱源装置、前記熱媒循環路、前記暖房タンク、前記補水路、前記給湯用流路、前記水量調整弁を内部に収容した筐体を備えており、前記給湯用流路の下流側の端部には、前記筐体の外部の二次側配管に接続される出口部が設けられており、前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記出口部のすぐ上流側に設けられていることが好ましい。

また本発明の熱供給システムは、暖房用端末に熱を供給するための熱源装置と、前記熱源装置及び前記暖房用端末を接続する熱媒循環路と、前記熱媒循環路の途中に接続されると共にオーバーフロー用の排水口を有する暖房タンクと、前記暖房タンクに接続されて当該暖房タンクへ水を補給するための補水路と、上流側の端部が給水源に接続されると共に前記熱源装置が途中に接続された給湯用流路とを備えた熱供給システムであって、前記補水路の上流側の端部は、前記給湯用流路に接続されており、前記補水路に設けられて前記暖房タンクへの水の補給又は停止を行なう補水弁と、外気又は前記給湯用流路の水又は前記補水路の水の温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部により検知された温度値が所定の値以下になると前記補水弁を開放させて凍結予防運転を行なわせる制御装置とを備え、前記暖房タンクは、前記オーバーフロー用の排水口よりも下方に設定されて当該暖房タンク内の液面が上限位置にまで上昇したことを検知する上限位置検知部を備えており、前記制御装置は、前記温度検知部により検知された温度値が所定の値よりも大きい場合、前記上限位置検知部が上限位置にある液面を検知すると前記補水弁を閉塞させ、前記温度検知部により検知された温度値が所定の値以下の場合、前記上限位置検知部が上限位置にある液面を検知しても、前記補水弁を開放させたまま保持させることを特徴とする。

また本発明の熱供給システムは、暖房用端末に熱を供給するための熱源装置と、前記熱源装置及び前記暖房用端末を接続する熱媒循環路と、前記熱媒循環路の途中に接続されると共にオーバーフロー用の排水口を有する暖房タンクと、前記暖房タンクに接続されて当該暖房タンクへ水を補給するための補水路と、上流側の端部が給水源に接続されると共に前記熱源装置が途中に接続された給湯用流路とを備えた熱供給システムであって、前記補水路の上流側の端部は、前記給湯用流路に接続されており、前記補水路に設けられて前記暖房タンクへの水の補給又は停止を行なう補水弁と、外気又は前記給湯用流路の水又は前記補水路の水の温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部により検知された温度値が所定の値以下になると前記補水弁を開放させて凍結予防運転を行なわせる制御装置とを備え、前記熱源装置は、前記熱媒循環路の熱媒を加熱する第１の熱源部と、前記給湯用流路の水を加熱する第２の熱源部とを備え、前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分が前記第２の熱源部の下流側に設けられ、前記制御装置は、前記第１の熱源部による加熱が行われた状態では、前記第２の熱源部による加熱を行った状態で凍結予防運転を実行させ、前記第１の熱源部による加熱が行われていない状態では、前記第２の熱源部による加熱を停止した状態で凍結予防運転を実行させるものであることを特徴とする。

また本発明の熱供給システムにおいて、前記給湯用流路は前記熱源装置の下流側に設けられた水量調整弁を有しており、前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記水量調整弁よりも下流側に設けられていることが好ましい。
また本発明の熱供給システムにおいて、前記熱源装置、前記熱媒循環路、前記暖房タンク、前記補水路、前記給湯用流路、前記水量調整弁を内部に収容した筐体を備えており、前記給湯用流路の下流側の端部には、前記筐体の外部の二次側配管に接続される出口部が設けられており、前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記出口部のすぐ上流側に設けられていることが好ましい。

本発明の熱供給システムは、補水路の上流側の端部が給湯用流路に接続されているため、給湯用流路の出口部が開放していなくても、給湯用流路の水を流通させることができると共に、補水路の水を流通させることができる。給湯用流路と補水路とを経て暖房タンクに補給された水は、暖房タンクでオーバーフロー用の排水口を介して排水される。これにより、凍結防止用のヒーターが設けられていなくても、凍結予防を行なうことができる。

この結果、本発明の熱供給システムによれば、凍結予防運転において、省エネルギー化を図ることができる。

本実施形態の熱供給システムの全体構成図である。 本実施形態の制御装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。

本実施形態の熱供給システムは、図１に示されるように、熱源装置１と、暖房用端末２と、熱媒循環路３と、暖房タンク４と、給湯用流路８と、制御装置９とを備えている。また熱供給システムは、浴湯の追い焚きを行なうための追焚き用回路５を備えている。また、熱供給システムは、熱源装置１として、暖房回路用の熱源部１１と、給湯用流路８の熱源部１５とを備えている。つまり、本実施形態の熱供給システムは、いわゆる、２缶３水路方式の熱供給システムである。なお、本実施形態の熱供給システムの熱媒には水が使用される。

熱源装置１は、第１の熱源部１１と、第２の熱源部１５とを備えている。熱源装置１は、暖房用端末２に熱を供給するために設けられている。第１の熱源部１１は、熱媒循環路３を流通する熱媒を加熱する。第２の熱源部１５は、給湯用流路８を流通する水を加熱する。第１の熱源部１１及び第２の熱源部１５は、ガスバーナ１２，１６と、顕熱熱交換器１３，１７と、潜熱熱交換器１４，１８とをそれぞれ備えている。

ガスバーナ１２，１６には、ガス供給路１２１が接続されている。ガス供給路１２１は、ガスバーナ１２，１６に燃料ガスを供給する。燃料ガスは、例えば、都市ガスやプロパンガス等が挙げられる。

顕熱熱交換器１３，１７は、ガスバーナ１２，１６の排ガスの顕熱を回収する。潜熱熱交換器１４，１８は、ガスバーナ１２の排ガスの潜熱を回収する。潜熱熱交換器１４，１８は、顕熱熱交換器１３，１７で熱交換した後の排ガスと熱交換するようになっている。なお、潜熱熱交換器１４，１８を経た排ガスは、凝縮して液体に変化し、ドレンを介して排出される。

第１の熱源部１１において、顕熱熱交換器１３と潜熱熱交換器１４とは、第１の熱交中間流路３１を介して接続されている。第１の熱交中間流路３１は、熱媒循環路３の一部である。第１の熱交中間流路３１は、潜熱熱交換器１４の熱媒出口１４２と顕熱熱交換器１３の熱媒入口１３１との間に接続される。第１の熱交中間流路３１は、タンク復路３２と、タンク往路３３とを備えている。タンク復路３２は、潜熱熱交換器１４の熱媒出口１４２と暖房タンク４の流入口４１とを接続する。タンク往路３３は、暖房タンク４の流出口４２と顕熱熱交換器１３の熱媒入口１３１とを接続する。

第２の熱源部１５において、顕熱熱交換器１７と潜熱熱交換器１８とは、第２の熱交中間流路８１を介して接続されている。第２の熱交中間流路８１は、第２の熱源部１５の潜熱熱交換器１８の出口１８２と顕熱熱交換器１７の入口１７１とを連通接続する。

なお熱源装置１は、ガスバーナ１２，１６に限らず、排熱を利用して熱媒又は湯水を加熱するものであってもよい。熱源装置１は、例えば、原動機駆動式の発電装置であってもよい。原動機駆動式の発電装置は、電気及び排熱を発生させる。熱源装置１として原動機駆動式の発電装置を用いることで、いわゆる、コージェネレーションシステムを構成することができる。

暖房用端末２は、熱源装置１から熱を得て作動する。具体的に暖房用端末２は、熱媒を介して熱源装置１から熱を得る。暖房用端末２は、単数又は複数設けられている。なお、暖房用端末２の熱媒の流入口２１には、弁（例えば、熱動弁）（図示せず）が設けられている。

熱媒循環路３は、熱源装置１と暖房用端末２とを接続する。熱媒循環路３内には、熱媒が流通する。熱媒循環路３は、循環往路３４と、循環復路３５と、上述の第１の熱交中間流路３１とを備えている。循環往路３４は、顕熱熱交換器１３の熱媒出口１３２と、暖房用端末２における熱媒の入口２１とを接続する。循環復路３５は、暖房用端末２における熱媒の出口２２と、潜熱熱交換器１４の熱媒入口１４１とを接続する。熱媒循環路３の途中には、循環ポンプ３６が接続されている。これにより熱媒は、熱媒循環路３内を流通し、熱源装置１と暖房用端末２との間で循環する。

暖房タンク４は、加熱に伴う熱媒の膨張・収縮による体積変化を吸収するために用いられる。暖房タンク４は、流入口４１と、流出口４２とを備えている。暖房タンク４の内部には熱媒が貯留される。流入口４１は、暖房タンク４内へ熱媒を流入させる。流出口４２は、暖房タンク４内から熱媒を流出させる。流入口４１は、潜熱熱交換器１４の熱媒出口１４２に、タンク復路３２を介して接続されている。流出口４２は、顕熱熱交換器１３の熱媒入口１３１に、タンク往路３３を介して接続されている。言い換えると暖房タンク４は、熱媒循環路３の途中に接続されている。

暖房タンク４には、補水路７が接続されている。補水路７は、暖房タンク４内の熱媒が不足した場合等に、熱媒を供給するために用いられる。言い換えると補水路７は、暖房タンク４へ水を補給するためのものである。補水路７は、分岐部７２を有している。分岐部７２は、補水路７の上流側の端部と給湯用流路８との接続部分である。言い換えると、補水路７の上流側の端部は、給湯用流路８に接続されている。

補水路７には、補水弁７１が設けられている。補水弁７１は、暖房タンク４への水の補給又は停止を行なう。補水弁７１は、例えば、電磁弁により構成されている。補水弁７１は、制御装置９に接続されており、その開閉駆動が制御されている。

暖房タンク４は、オーバーフロー用の排水口４３を有している。オーバーフロー用の排水口４３は、熱媒の膨張に伴って液面が上昇した際に、余剰分を排水するために設けられている。排水口４３には、排水路４７が連通接続されている。

暖房タンク４は、液面検知装置４４を備えている。液面検知装置４４は、暖房タンク４内の熱媒の液面の高さを検知する。液面検知装置４４は、制御装置９に接続されている。液面検知装置４４は、下限位置検知部４６と、上限位置検知部４５とを有している。

上限位置検知部４５は、オーバーフロー用の排水口４３よりも下方に設定されている。上限位置検知部４５は、暖房タンク４の熱媒の液面が上限位置にまで上昇したことを検知する。上限位置検知部４５は、暖房タンク４内の液面が上限位置にまで上昇したことを検知すると、その旨の信号を制御装置９に出力する。制御装置９は、上限位置検知部４５から出力された信号が入力されると、その信号に基づいて補水弁７１を制御する。具体的な制御は後に詳述する。

下限位置検知部４６は、上限位置検知部４５の設定高さよりも下方に設定されている。下限位置検知部４６は、暖房タンク４の熱媒の液面が下限位置にまで下降したことを検知する。下限位置検知部４６は、暖房タンク４内の液面が下限位置にまで下降したことを検知すると、その旨の信号を制御装置９に出力する。制御装置９は、下限位置検知部４６から出力された信号が入力されると、補水弁７１を開放させるよう制御する。

なお、暖房タンク４としては、密閉型の暖房タンク４でもよいし、開放型の暖房タンク４でもよい。

給湯用流路８は、給水路８２と、給湯路８３と、上述の第２の熱交中間流路８１とを備えている。給水路８２の上流側の端部は、給水源に接続されている。給水源は、例えば、水道管である。給水路８２の下流側の端部は、第２の熱源部１５における潜熱熱交換器１４の入口１８１に接続される。給湯路８３の上流側の端部は、第２の熱源部１５における顕熱熱交換器１３の出口１７２に接続される。言い換えると給湯用流路８には、その途中に熱源装置１が接続されている。

給湯路８３の下流側の端部には、出口部８７が設けられている。出口部８７は、二次側配管８７２に接続するためのコネクタ８７１を有している。二次側配管８７２は、コネクタを介して接続される。二次側配管８７２の下流側の端部には、例えば、給湯栓（図示せず）が接続される。

また給湯用流路８には、熱源装置１をバイパスするようにしてバイパス流路８４が設けられている。バイパス流路８４は、熱源装置１の前後において給水路８２と給湯路８３とを接続する。またバイパス流路８４には、弁（例えば、ステッピングモータ、サーボモータ等の水量調整弁）８５が接続されている。

給湯路８３には水量調整弁８６が設けられている。言い換えると、給湯用流路８は水量調整弁８６を有している。水量調整弁８６は、第２の熱源部１５の下流側に設けられている。水量調整弁８６は、給湯用流路８内を流通する湯水の流量を調整するために設けられている。

補水路７が給湯用流路８から分岐した部分（分岐部７２）は、第２の熱源部１５の下流側に設けられている。さらに詳しく説明すると、分岐部７２は、水量調整弁８６の下流側に設けられており、給湯用流路８の出口部８７のすぐ上流側に設けられている。これにより、補水路７には、水量調整弁８６により流量が調整された湯水が流通する。

熱媒循環路３には、追焚き用回路５が接続されている。追焚き用回路５は、浴湯の追い焚きを行なうために設けられている。追焚き用回路５の上流側の端部は、循環往路３４の途中に接続される。追焚き用回路５の下流側の端部は、循環復路３５の途中に接続される。追焚き用回路５は、追焚き用熱交換器５１と、追焚き用熱媒路５２と、追焚き循環路６とを備えている。

追焚き用熱交換器５１は、追焚き用熱媒路５２の途中に設けられている。追焚き用熱交換器５１は、暖房用端末２と並列になるように、熱媒循環路３に接続されている。言い換えると、追焚き用回路５は、暖房用端末２と並列になるよう熱媒循環路３に設けられている。追焚き用熱交換器５１は、浴湯と熱媒とで熱交換を行なわせる。追焚き用熱媒路５２の途中には、弁（例えば、熱動弁）５３が設けられている。この弁５３が開放すると、追焚き用熱媒路５２に熱媒が流通する。またこの弁５３が閉塞すると、追焚き用熱媒路５２に熱媒が流通しない。

追焚き循環路６は、浴槽６４と追焚き用熱交換器５１とを接続する。追焚き循環路６は、浴湯の追い焚きを行なうために設けられている。追焚き循環路６は、ふろ往路６１と、ふろ復路６２とを備えている。浴槽６４は、吸入口６５と吐出口６６とを備えている。ふろ往路６１は、浴槽６４の吸入口６５と追焚き用熱交換器５１とを接続する。ふろ復路６２は、追焚き用熱交換器５１と浴槽６４の吐出口６６とを接続する。また追焚き循環路６には、浴湯ポンプ６３が接続されている。これにより、浴湯は追焚き循環路６内を流通する。

本実施形態の熱供給システムは、温度検知部１１１を備えている（図２参照）。温度検知部１１１は、外気の温度を検知する。温度検知部１１１は、外気の温度を検知すると、その温度値を制御装置９に出力する。

なお温度検知部１１１は、給湯用流路８の水温を検知するものであってもよい。また温度検知部１１１は、補水路７の水温を検知するものであってもよい。すなわち温度検知部１１１は、外気、給湯用流路８の水、補水路７の水のうちのいずれかの温度を検知するものであってもよいし、全部の温度を検知するものであってもよい。また温度検知部１１１は、上記のうちのいずれか２つの温度を検知するものであってもよい。言い換えると、温度検知部１１１は、外気又は給湯用流路８の水又は補水路７の水の温度を検知するものであればよい。

制御装置９は、熱源装置１を制御する。また制御装置９は、補水弁７１の駆動を制御する。制御装置９は、水量調整弁８６や各種駆動弁の駆動を制御する。さらに制御装置９は、循環ポンプ３６や浴湯ポンプ６３の駆動を制御する。制御装置９は、マイクロプロセッサを主構成要素とするコンピュータにより構成されている。

制御装置９は、図２に示されるように、運転制御部９０と、弁制御部９１と、ポンプ制御部９２と、熱源装置制御部９３と、水量制御部１００とを備えている。また熱源装置制御部９３は、第１の熱源制御部９４と、第２の熱源制御部９５とを備えている。

運転制御部９０には、リモコン１１２からの指令信号が入力される。リモコン１１２は、暖房用端末２の運転の指令を出力する暖房端末用リモコンや、浴湯の追い焚き運転の指令を出力する追い焚き用リモコンや、給湯の開始や給湯温度の指令を出力するリモコンを含む。また運転制御部９０には、給湯用流路８の給湯栓が開栓した旨の信号も入力される。運転制御部９０は、リモコン１１２等から入力された信号に基づいて、熱源装置制御部９３・弁制御部９１・ポンプ制御部９２の各部に、各運転（暖房用端末２の運転・追い焚き運転・給湯運転）に基づいた情報を出力する。

熱源装置制御部９３は、熱源装置１の駆動を制御する。熱源装置制御部９３は、各運転に応じた熱源装置１の挙動を決定する。つまり、熱源装置制御部９３は、運転制御部９０から入力された各運転の信号に基づいて、第１の熱源部１１又は第２の熱源部１５のいずれかを駆動させるのか、あるいはその両方を駆動させるのかを決定する。また熱源装置制御部９３は、第１の熱源部１１及び第２の熱源部１５の加熱量の決定も行う。例えば、暖房用端末２だけの運転の場合、第１の熱源部１１をＯＮとし且つ第２の熱源部１５をＯＦＦとする決定を行い、第１の熱源部１１の加熱量の決定も行なう。熱源装置制御部９３は、運転制御部９０からの前記信号が入力されると、第１の熱源制御部９４にＯＮ／ＯＦＦ信号及び加熱量の信号を出力する。また、熱源装置制御部９３は、運転制御部９０からの前記信号が入力されると、第２の熱源制御部９５にＯＮ／ＯＦＦ信号及び加熱量の信号を出力する。

第１の熱源制御部９４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御部９４１と、加熱量制御部９４２とを備えている。ＯＮ／ＯＦＦ制御部９４１は、熱源装置制御部９３からの信号が入力されると、第１の熱源部１１の加熱のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。具体的に、ＯＮ／ＯＦＦ制御部９４１は、燃料ガスの供給路１２１の開閉を切り替えることで、バーナ１２の燃焼の有無を切り替える。加熱量制御部９４２は、熱源装置制御部９３からの信号が入力されると、第１の熱源部１１の加熱量制御を行う。具体的に、加熱量制御部９４２は、燃料ガスの供給路１２１の開度を調整することで、バーナ１２の加熱量を制御する。

第２の熱源制御部９５も、ＯＮ／ＯＦＦ制御部９５１と、加熱量制御部９５２とを備えている。ＯＮ／ＯＦＦ制御部９５１は、熱源装置制御部９３からの信号が入力されると、第２の熱源部１５の加熱のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。具体的に、ＯＮ／ＯＦＦ制御部９５１は、燃料ガスの供給路１２１の開閉を切り替えることで、バーナ１６の燃焼の有無を切り替える。加熱量制御部９５２は、熱源装置制御部９３からの信号が入力されると、第２の熱源部１５の加熱量制御を行う。具体的に、加熱量制御部９４２は、燃料ガスの供給路１２１の開度を調整することで、バーナ１６の加熱量を制御する。

弁制御部９１は、各部の駆動弁の開閉駆動を制御する。弁制御部９１は、運転制御部９０からの信号が入力されると、各運転に応じた弁の開閉を決定し、開閉制御を行う。

ポンプ制御部９２は、循環ポンプ３６と浴湯ポンプ６３の駆動を制御する。ポンプ制御部９２は、運転制御部９０からの信号が入力されると、各運転に応じて、循環ポンプ３６や浴湯ポンプ６３のＯＮ／ＯＦＦ制御や、モータの回転数の制御を行う。モータの制御は、例えば、インバーター制御により行われる。これにより熱媒循環路３における熱媒の循環流量や、追焚き循環路６の浴湯の循環流量を制御する。

水量制御部１００は、給湯用流路８に設けられた水量調整弁８６の開度を制御する。水量制御部１００は、運転制御部９０からの信号が入力されると、その信号に基づいて、給湯用流路８の流量を制御する。

また制御装置９は、比較部９６と、凍結予防運転制御部９７と、補水弁制御部９８と、液面制御部９９とを備えている。また制御装置９は、温度閾値メモリ９６１を備えている。

温度閾値メモリ９６１には、予め設定された凍結予防運転を作動させるための温度閾値が記憶されている。温度閾値は、工場出荷時に設定されていてもよいし、施工後に任意に温度設定が変更可能とされていてもよい。温度閾値メモリ９６１は、例えば、不揮発性メモリにより構成される。

比較部９６には、温度検知部１１１により検知した温度値が入力される。また、比較部９６は、温度閾値メモリ９６１から温度閾値が入力される。比較部９６は、温度閾値メモリ９６１から入力された温度閾値と、温度検知部１１１から入力された温度値とを比較する。比較部９６は、温度値が温度閾値以下か、或いは、温度値が温度閾値よりも大きいかを判断する。比較部９６は、その比較判断した結果を凍結予防運転制御部９７に出力する。

凍結予防運転制御部９７は、比較部９６からの信号が入力されると、凍結予防運転を実行するか否かを判断する。凍結予防運転制御部９７は、温度検知部１１１の温度値が温度閾値以下である旨の信号が入力されると、水量制御部１００・熱源装置制御部９３・補水弁制御部９８に、凍結予防運転を開始させる旨の信号を出力する。

水量制御部１００は、凍結予防運転制御部９７から凍結予防運転を開始させる旨の信号が入力されると、水量調整弁８６を絞らせ、給湯用流路８を流通する水の流量が小さくなるよう制御する。なお、水量制御部１００は、給湯運転と凍結予防運転とが同時に行なわれる場合、水量調整弁８６に対し流量を小さくする制御は行なわない。

液面制御部９９には、液面検知装置４４の下限位置検知部４６からの信号が入力される。また液面制御部９９には、液面検知装置４４の上限位置検知部４５からの信号が入力される。液面制御部９９は、下限位置検知部４６からの信号が入力されると、暖房タンク４内の水が不足していると判断し、補水を開始すべきである旨の信号を補水弁制御部９８に出力する。また液面制御部９９は、上限位置検知部４５からの信号が入力されると、暖房タンク４内の水が満水であると判断し、補水を停止すべきである旨の信号を補水弁制御部９８に出力する。

補水弁制御部９８は、補水弁７１の駆動を制御する。補水弁制御部９８は、液面制御部９９からの信号が入力されると、その信号に基づいて、補水弁７１の開閉を切り替える。具体的に、補水弁制御部９８は、補水を開始すべき旨の信号が液面制御部９９から入力されると、補水弁７１を開放させる。また、補水弁制御部９８は、補水を停止すべき旨の信号が液面制御部９９から入力されると、補水弁７１を閉塞させる。

また、補水弁制御部９８は、凍結予防運転制御部９７から凍結予防運転を開始させる旨の信号が入力されると、補水弁７１を開放させる。これにより、暖房タンク４内に水が補給される。

ところで凍結予防運転により、暖房タンク４への補水が継続すると、液面が上昇して、上限位置検知部４５が液面の上限を検知する。しかしながら本実施形態の補水弁制御部９８は、この場合、補水弁７１を閉塞させないよう制御する。言い換えると、補水弁制御部９８は、凍結予防運転制御部９７から凍結予防運転を開始させる旨の信号が入力された場合に、液面制御部９９から補水を停止すべき旨の信号が入力されたとしても、補水弁７１を開放させたまま保持させるものである。

熱源装置制御部９３は、凍結予防運転制御部９７から凍結予防運転を開始させる旨の信号が入力されると、熱源装置１を制御する。具体的に熱源装置制御部９３は、第１の熱源部１１が加熱を行っている場合に、凍結予防運転が実行されると、第２の熱源制御部９５に、第２の熱源部１５で加熱を行わせる旨の信号を出力する。また、熱源装置制御部９３は、第１の熱源部１１が加熱を行っていない場合に、凍結予防運転が実行されると、第２の熱源制御部９５に、第２の熱源部１５で加熱を行わない旨の信号を出力する。

このような構成の熱供給システムは、次のようにして作動する。

ユーザーが給湯運転を開始させると、制御装置９の運転制御部９０には、給湯運転を行なう旨の信号が入力される。すると運転制御部９０は、弁制御部９１と熱源装置制御部９３とに、給湯運転を行なう旨の信号を出力する。弁制御部９１は、バイパス流路８４の弁８５の開度を制御し、これにより熱源装置１を出た湯水とバイパス流路８４を流通した水とを混合させて湯温を調整する。熱源装置制御部９３は、第２の熱源部１５をＯＮさせる。

給水路８２には、給水源からの水が流入する。この水は、潜熱熱交換器１８に流入し、その後、顕熱熱交換器１７に流入する。潜熱熱交換器１８及び顕熱熱交換器１７で熱交換した水は、給湯路８３に流入し、出口部８７を介して、二次側配管８７２に流通する。その後、水は、二次側配管８７２に接続された給湯栓を介して吐出される。

このとき、暖房タンク４の液面が下限位置と上限位置との間に位置している場合には、補水弁７１は閉塞されている。一方、暖房タンク４の液面が下限位置以下に下降した場合には、液面検知装置４４の下限位置検知部４６は、暖房タンク４内の液面が下限位置以下に下降した旨の信号を液面制御部９９に出力する。液面制御部９９は、液面検知装置４４からの信号が入力されると、補水すべき旨の信号を補水弁制御部９８に出力する。補水すべき旨の信号が入力された補水弁制御部９８は、補水弁７１を開放させる。

すると、給湯路８３を流通する湯水は、補水路７を介して暖房タンク４に流入する。暖房タンク４の液面が上限位置にまで上昇すると、液面検知装置４４の上限位置検知部４５は、液面が上限位置まで上昇した旨の信号を液面制御部９９に出力する。これにより補水弁制御部９８は、補水弁７１を閉塞させる。

次に、凍結予防運転が実行される場合につき説明する。

温度検知部１１１が外気の温度を検知すると、この温度検知部１１１は検知した温度値を比較部９６に出力する。比較部９６は、温度閾値メモリ９６１から取得した温度閾値と温度値とを比較し、温度値が温度閾値以下である場合、温度値が温度閾値以下である旨の信号を凍結予防運転制御部９７に出力する。凍結予防運転制御部９７は、温度値が温度閾値以下である旨の信号が入力されると、凍結予防運転を実行すべきであると判断し、凍結予防運転を行なう旨の信号を、補水弁制御部９８と、水量制御部１００と、熱源装置制御部９３に出力する。補水弁制御部９８は、補水弁７１を開放させる。水量制御部１００は、給湯用流路８を流通する水の流量が小さくなるよう水量調整弁８６を制御する。熱源装置制御部９３は、第１の熱源部１１が作動していない場合、第２の熱源部１５を作動させない。

すると、給水路８２を流通した水は、加熱されていない潜熱熱交換器１８と顕熱熱交換器１７とを流通し、給湯路８３に流通する。次いで、その水は、分岐部７２を介して補水路７に流入し、補水弁７１を介して暖房タンク４に流入する。暖房タンク４内の液面は上昇し、上限位置検知部４５が液面を検知する。

上限位置検知部４５は、液面が上限位置にまで上昇すると、その旨の信号を液面制御部９９に出力する。液面制御部９９は、補水を停止すべきである旨の信号を補水弁制御部９８に出力する。しかし、補水弁制御部９８は、凍結予防運転制御部９７から凍結予防運転を実行する旨の信号が入力されているため、補水弁７１を開放したままの状態で保持する。暖房タンク４内の水は、液面の上昇に伴い、オーバーフロー用の排水口４３を介して排水路４７に流入し、排水される。

これにより、外気が所定の温度以下となった場合でも、給湯用流路８・潜熱熱交換器１８・顕熱熱交換器１７・補水路７内の水を、一定の位置に留まらせず流通させることができるため、凍結を予防することができる。

次に暖房用端末２の運転を行う場合につき説明する。

ユーザーがリモコン１１２を操作して暖房用端末２を駆動させると、制御装置９の運転制御部９０には、暖房用端末２の運転の指令信号が入力される。すると運転制御部９０は、ポンプ制御部９２と弁制御部９１と熱源装置制御部９３とに、暖房用端末２の運転を行う旨の信号を出力する。ポンプ制御部９２は、循環ポンプ３６を駆動させる。弁制御部９１は、暖房用端末２の流入口２１の弁を開放させる。また、弁制御部９１は、追い焚き用回路５の弁５３を閉塞させる。熱源装置制御部９３は、第１の熱源部１１をＯＮさせる。

すると、熱媒は熱媒循環路３を循環する。潜熱熱交換器１４を出た熱媒は、タンク復路３２を通って暖房タンク４に流入する。次いで熱媒は、暖房タンク４から流出し、顕熱熱交換器１３を通過して熱媒往路３４を流通する。熱媒は、暖房用端末２に流入して熱交換し、この後、熱媒復路３５を介して再び潜熱熱交換器１４に流入する。

次に追い焚き運転を行う場合につき説明する。

ユーザーがリモコン１１２を操作して追い焚き運転を実行すると、制御装置９の運転制御部９０には、追い焚き運転の指令信号が入力される。すると運転制御部９０は、ポンプ制御部９２と弁制御部９１と熱源装置制御部９３とに、追い焚き運転を行う旨の信号を出力する。ポンプ制御部９２は、循環ポンプ３６及び浴湯ポンプ６３を駆動させる。弁制御部９１は、暖房用端末２の流入口２１の弁を閉塞させ、追焚き用回路５の弁５３を開放させる。熱源装置制御部９３は、第１の熱源部１１をＯＮさせる。

なお、追い焚き運転と暖房端末運転とが同時に実行される場合には、暖房用端末２の流入口２１の弁は開放させる。

すると、熱媒は熱媒循環路３を循環する。潜熱熱交換器を出た熱媒は、タンク復路３２を通って暖房タンク４に流入する。次いで熱媒は、暖房タンク４から流出し、顕熱熱交換器１３を通過して熱媒往路３４を流通する。熱媒は、追焚き用熱交換器５１を介して、熱媒復路３５に流入し、再び潜熱熱交換器１４に流入する。

このとき、浴槽６４内の浴湯は、吸入口６５を介してふろ往路６１に取り込まれる。浴湯は、ふろ往路６１を介して追焚き用熱交換器５１に流入する。追焚き用熱交換器５１に流入した浴湯は、熱媒との間で熱交換することで熱媒から熱を受け取り、これにより温度が上昇する。この後、浴湯は、ふろ復路６２を経て、浴槽６４内へ戻される。このようにして浴湯が循環されることで、浴槽６４内の浴湯が温度上昇する。

ところで、暖房用端末２の運転や追い焚き運転を行なう場合、熱媒は暖房タンク４内に一旦貯留される。一方、暖房用端末２の運転や追い焚き運転が行われているときでも、温度検知部１１１が所定の温度以下を検知すると、凍結予防運転が実行される。このため、暖房用端末２の運転中や、追い焚き運転中に、凍結予防運転が実行されると、暖房タンク４に低温の水が補給され続けるため、熱媒循環路３を循環する熱媒の温度が低下してしまう。

この点について、本実施形態の熱供給システムの熱源装置１は、凍結予防運転を実行させるに当たり、第１の熱源部１１による加熱が行われた状態では、第２の熱源部１５による加熱を行った状態で、凍結予防運転を実行させる。つまり、この場合、加熱された水が暖房タンク４に補給されることになるため、熱媒循環路３を循環する熱媒の温度が低下しにくい。

このような構成の熱供給システムは、筐体１１０に覆われている。筐体１１０は、熱源装置１、熱媒循環路３、暖房タンク４、補水路７、給湯用流路８、水量調整弁８６、制御装置９を内部に収容する。筐体１１０からは、各種配管の接続部が接続可能な状態で設けられている。各種配管の接続部は、例えば、燃料ガスの供給路１２１のガス接続部１９、オーバーフロー用の排水口４３に接続された排水路４７の接続部４８、給水路８２の入口部８８、給湯路８３の出口部８７、暖房用端末２の接続部２３、追焚き循環路６の接続部６７等が挙げられる。

以上説明したように、本実施形態の熱供給システムは、熱源装置１と、熱媒循環路３と、暖房タンク４と、補水路７と、給湯用流路８とを備えている。暖房タンク４はオーバーフロー用の排水口４３を有している。給湯用流路８は、上流側の端部が給水源に接続されている。給湯用流路８は、熱源装置１が途中に接続されている。補水路７は暖房タンク４へ水を補給する。補水路７の上流側の端部は、給湯用流路８に接続されている。

このため、本実施形態の熱供給システムは、給湯用流路８の下流側の吐出口が閉栓していた場合でも、給湯用流路８を流通した水は、補水路７を介して暖房タンク４に流入する。暖房タンク４に流入した水は、オーバーフローして排水口４３を介して排水される。これにより、本実施形態の熱供給システムは、給湯用流路８の下流側の吐出口が閉栓していたとしても、給湯用流路８と補水路７との管内の水を流通させることができるため、凍結予防を行うことができる。しかも本実施形態の熱供給システムによれば、凍結予防用のヒーターを減らすことができるため、製造コストを削減できると共に、消費電力の低減も図ることができる。

また本実施形態の熱供給システムは、補水弁７１と、温度検知部１１１と、制御装置９とを備えている。補水弁７１は、補水路７に設けられている。温度検知部１１１は、外気又は給湯用流路８の水又は補水路７の水の温度を検知する。制御装置９は、温度検知部１１１により検知された温度値が所定の値以下になると補水弁７１を開放させる。

このように本実施形態の熱供給システムは、温度検知部１１１により検知された温度値が所定の値以下になると、制御装置９が補水弁７１を開放して暖房タンク４内に水を流入させる。これにより、本実施形態の熱供給システムは、給湯用流路８に凍結予防用のヒーターを設けなくても、給湯用流路８の凍結予防を自動で行うことができる。

また本実施形態の熱供給システムの給湯用流路８は、水量調整弁８６を有している。水量調整弁８６は、熱源装置１の下流側に設けられている。補水路７が給湯用流路８から分岐した部分は、水量調整弁８６よりも下流側に設けられている。

このため本実施形態の熱供給システムは、水量調整弁８６により流量を制限して、凍結予防運転を行うことができる。これにより、本実施形態の熱供給システムのように補水路７に水を流通させることで給湯用流路８の凍結予防を図るものであっても、排水量が大きくなり過ぎないようにできる。

また本実施形態の熱供給システムは、筐体１１０を備えている。給湯用流路８の下流側の端部には出口部８７が設けられている。出口部８７は、筐体１１０の外部の二次側配管８７２に接続される。補水路７が前記給湯用流路８から分岐した部分は、出口部８７のすぐ上流側に設けられている。

このため、凍結予防運転において、内部を流通する水を、給湯用流路８において給水源から出口部８７のすぐ上流側まで流通させることができる。これにより、給湯用流路８の略全長に亘って凍結予防を行なうことができる。

また本実施形態の熱供給システムは、上限位置検知部４５を備えている。制御装置９は、温度検知部１１１により検知された温度値が所定の値よりも大きい場合、上限位置検知部４５が上限位置にある液面を検知すると、補水弁７１を閉塞させる。また制御装置９は、温度検知部１１１により検知された温度値が所定の値以下の場合、上限位置検知部４５が上限位置にある液面を検知しても、補水弁７１を開放させたまま保持させる。

これにより、本実施形態の熱供給システムは、通常時は暖房タンク４の液面の管理・制御を行いながら、それでいて、低温時には、凍結予防運転を実行させることができる。

また本実施形態の熱供給システムにおいて、補水路７が前記給湯用流路８から分岐した部分は、第２の熱源部１５の下流側に設けられている。制御装置９は、第１の熱源部１１による加熱が行われた状態では、第２の熱源部１５による加熱を行った状態で凍結予防運転を実行させる。また、制御装置９は、第１の熱源部１１による加熱が行われていない状態では、第２の熱源部１５による加熱を停止した状態で凍結予防運転を実行させる。

これにより、暖房用端末２の運転や追い焚き運転が実行されているときに、給湯用流路８の凍結予防運転が実行されたとしても、暖房タンク４内に、低温の水が補給されるのを防ぐことができる。このため、暖房用端末２の運転時や、追い焚き運転時において、熱効率を低下させないようにできる。

なお、本実施形態の熱供給システムの熱源装置１は、潜熱熱交換器１４を有していたが、本発明の熱供給システムにおいて、熱源装置は、潜熱熱交換器を有していなくてもよい。また本発明の熱源装置は、本実施形態のものに限定されない。

１ 熱源装置
１１ 第１の熱源部
１２ ガスバーナ
１３ 顕熱熱交換器
１４ 潜熱熱交換器
１５ 第２の熱源部
１７ 顕熱熱交換器
１８ 潜熱熱交換器
２ 暖房用端末
３ 熱媒循環路
３６ 循環ポンプ
４ 暖房タンク
４３ 排水口
４４ 液面検知装置
４５ 上限位置検知部
４６ 下限位置検知部
４７ 排水路
５ 追焚き用回路
６ 追焚き循環路
６３ 浴湯ポンプ
６４ 浴槽
７ 補水路
７１ 補水弁
７２ 分岐部
８ 給湯用流路
８２ 給水路
８３ 給湯路
８６ 水量調整弁
８７ 出口部
８７２ 二次側配管
９ 制御装置
１１０ 筐体
１１１ 温度検知部

Claims (6)

1. 暖房用端末に熱を供給するための熱源装置と、
   前記熱源装置及び前記暖房用端末を接続する熱媒循環路と、
   前記熱媒循環路の途中に接続されると共にオーバーフロー用の排水口を有する暖房タンクと、
   前記暖房タンクに接続されて当該暖房タンクへ水を補給するための補水路と、
   上流側の端部が給水源に接続されると共に前記熱源装置が途中に接続された給湯用流路と
   を備えた熱供給システムであって、
   前記補水路の上流側の端部は、前記給湯用流路に接続されており、
   前記給湯用流路は前記熱源装置の下流側に設けられた水量調整弁を有しており、
   前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記水量調整弁よりも下流側に設けられている
   ことを特徴とする熱供給システム。
2. 前記熱源装置、前記熱媒循環路、前記暖房タンク、前記補水路、前記給湯用流路、前記水量調整弁を内部に収容した筐体を備えており、
   前記給湯用流路の下流側の端部には、前記筐体の外部の二次側配管に接続される出口部が設けられており、
   前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記出口部のすぐ上流側に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の熱供給システム。
3. 暖房用端末に熱を供給するための熱源装置と、
   前記熱源装置及び前記暖房用端末を接続する熱媒循環路と、
   前記熱媒循環路の途中に接続されると共にオーバーフロー用の排水口を有する暖房タンクと、
   前記暖房タンクに接続されて当該暖房タンクへ水を補給するための補水路と、
   上流側の端部が給水源に接続されると共に前記熱源装置が途中に接続された給湯用流路と
   を備えた熱供給システムであって、
   前記補水路の上流側の端部は、前記給湯用流路に接続されており、
   前記補水路に設けられて前記暖房タンクへの水の補給又は停止を行なう補水弁と、
   外気又は前記給湯用流路の水又は前記補水路の水の温度を検知する温度検知部と、
   前記温度検知部により検知された温度値が所定の値以下になると前記補水弁を開放させて凍結予防運転を行なわせる制御装置と
   を備え、
   前記暖房タンクは、前記オーバーフロー用の排水口よりも下方に設定されて当該暖房タンク内の液面が上限位置にまで上昇したことを検知する上限位置検知部を備えており、
   前記制御装置は、
   前記温度検知部により検知された温度値が所定の値よりも大きい場合、前記上限位置検知部が上限位置にある液面を検知すると前記補水弁を閉塞させ、
   前記温度検知部により検知された温度値が所定の値以下の場合、前記上限位置検知部が上限位置にある液面を検知しても、前記補水弁を開放させたまま保持させる
   ことを特徴とする熱供給システム。
4. 暖房用端末に熱を供給するための熱源装置と、
   前記熱源装置及び前記暖房用端末を接続する熱媒循環路と、
   前記熱媒循環路の途中に接続されると共にオーバーフロー用の排水口を有する暖房タンクと、
   前記暖房タンクに接続されて当該暖房タンクへ水を補給するための補水路と、
   上流側の端部が給水源に接続されると共に前記熱源装置が途中に接続された給湯用流路と
   を備えた熱供給システムであって、
   前記補水路の上流側の端部は、前記給湯用流路に接続されており、
   前記補水路に設けられて前記暖房タンクへの水の補給又は停止を行なう補水弁と、
   外気又は前記給湯用流路の水又は前記補水路の水の温度を検知する温度検知部と、
   前記温度検知部により検知された温度値が所定の値以下になると前記補水弁を開放させて凍結予防運転を行なわせる制御装置と
   を備え、
   前記熱源装置は、
   前記熱媒循環路の熱媒を加熱する第１の熱源部と、
   前記給湯用流路の水を加熱する第２の熱源部と
   を備え、
   前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分が前記第２の熱源部の下流側に設けられ、
   前記制御装置は、
   前記第１の熱源部による加熱が行われた状態では、前記第２の熱源部による加熱を行った状態で凍結予防運転を実行させ、
   前記第１の熱源部による加熱が行われていない状態では、前記第２の熱源部による加熱を停止した状態で凍結予防運転を実行させるものである
   ことを特徴とする熱供給システム。
5. 前記給湯用流路は前記熱源装置の下流側に設けられた水量調整弁を有しており、
   前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記水量調整弁よりも下流側に設けられている
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の熱供給システム。
6. 前記熱源装置、前記熱媒循環路、前記暖房タンク、前記補水路、前記給湯用流路、前記水量調整弁を内部に収容した筐体を備えており、
   前記給湯用流路の下流側の端部には、前記筐体の外部の二次側配管に接続される出口部が設けられており、
   前記補水路が前記給湯用流路から分岐した部分は、前記出口部のすぐ上流側に設けられている
   ことを特徴とする請求項５記載の熱供給システム。

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